JP2000283915A - ガス測定における他ガスの影響補正方法 - Google Patents
ガス測定における他ガスの影響補正方法Info
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- JP2000283915A JP2000283915A JP11094043A JP9404399A JP2000283915A JP 2000283915 A JP2000283915 A JP 2000283915A JP 11094043 A JP11094043 A JP 11094043A JP 9404399 A JP9404399 A JP 9404399A JP 2000283915 A JP2000283915 A JP 2000283915A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】測定ガスを光学セルに導入して光を透過させ、
その吸収により測定を行うガス測定方法においては、大
気のような水蒸気を含む測定ガスでは、他ガスの吸収線
や、この波長帯に多数存在する水蒸気の吸収線が目的の
ガスの吸収線と重なる場合があり、この場合には測定値
が影響を受けてしまい、これを防止するのが比較的困難
であったり、高価な装置が必要となってしまう等の課題
がある。 【解決手段】そこで本発明では、このような課題を解決
するために、測定に用いる目的のガスの吸収線と他のガ
スの吸収線が重なっている場合において、この第１の他
のガスとは別に、吸収線が目的のガスの吸収線と重なら
ず、且つ、温度特性が第１の他のガスと同様な第２の他
のガスを選定して、第１の他のガスと第２の他のガスと
の吸収深さの比を求め、ある温度における目的のガスと
第１の他のガスの重なった吸収線の吸収深さから、第２
の他のガスの吸収深さに前記比の値を乗じた補正値を減
じて目的のガスの吸収線の吸収深さを求める他ガスの影
響補正方法を提案するものである。
その吸収により測定を行うガス測定方法においては、大
気のような水蒸気を含む測定ガスでは、他ガスの吸収線
や、この波長帯に多数存在する水蒸気の吸収線が目的の
ガスの吸収線と重なる場合があり、この場合には測定値
が影響を受けてしまい、これを防止するのが比較的困難
であったり、高価な装置が必要となってしまう等の課題
がある。 【解決手段】そこで本発明では、このような課題を解決
するために、測定に用いる目的のガスの吸収線と他のガ
スの吸収線が重なっている場合において、この第１の他
のガスとは別に、吸収線が目的のガスの吸収線と重なら
ず、且つ、温度特性が第１の他のガスと同様な第２の他
のガスを選定して、第１の他のガスと第２の他のガスと
の吸収深さの比を求め、ある温度における目的のガスと
第１の他のガスの重なった吸収線の吸収深さから、第２
の他のガスの吸収深さに前記比の値を乗じた補正値を減
じて目的のガスの吸収線の吸収深さを求める他ガスの影
響補正方法を提案するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス測定における
他ガスの影響補正方法に関するものである。
他ガスの影響補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】測定ガスを光学セルに導入して光を透過
させ、その吸収により測定を行うガス測定方法におい
て、ガスを高精度で測定する場合、例えば〜２μｍの単
一モード半導体レーザーを用いることで、高精度測定が
可能であるが、大気のような水蒸気を含む測定ガスで
は、他ガスの吸収線や、この波長帯に多数存在する水蒸
気の吸収線が目的のガスの吸収線と重なる場合があり、
この場合には測定値が影響を受けてしまう。そのため、
単一モード半導体レーザーによりガス測定を行う場合に
は、他のガスや水蒸気の吸収線が影響しないような目的
のガスの吸収線を選んで測定に用いることが行われてい
る。
させ、その吸収により測定を行うガス測定方法におい
て、ガスを高精度で測定する場合、例えば〜２μｍの単
一モード半導体レーザーを用いることで、高精度測定が
可能であるが、大気のような水蒸気を含む測定ガスで
は、他ガスの吸収線や、この波長帯に多数存在する水蒸
気の吸収線が目的のガスの吸収線と重なる場合があり、
この場合には測定値が影響を受けてしまう。そのため、
単一モード半導体レーザーによりガス測定を行う場合に
は、他のガスや水蒸気の吸収線が影響しないような目的
のガスの吸収線を選んで測定に用いることが行われてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、以下に示すような課題がある。 ａ．目的のガスとして選ぶ場合、吸収係数が大きく、他
のガスの影響のない吸収線を有するガスは少ない。 ｂ．高精度測定を行う場合には、ＤＦＢ（distributed
feedback）半導体レーザー等を用いるが、選んだ吸収線
の波長に合わせてレーザーの製作が必要となる。 ｃ．1.7μｍ〜の波長域では、光ファイバ通信に用いる
汎用部材の特性が悪くなるため、汎用部材以外で、良い
特性の部材が必要となり、コストが高くなる。 ｄ．目的のガスが、例えばアンモニア、塩酸、ＮＯｘ、
ＳＯｘ等の水溶性の場合、水蒸気との水素結合等（水素
結合または静電気的作用）のために、測定値が絶対量よ
りも少ない場合がある。 本発明は以上のような課題を解決することを目的とする
ものである。
うな方法では、以下に示すような課題がある。 ａ．目的のガスとして選ぶ場合、吸収係数が大きく、他
のガスの影響のない吸収線を有するガスは少ない。 ｂ．高精度測定を行う場合には、ＤＦＢ（distributed
feedback）半導体レーザー等を用いるが、選んだ吸収線
の波長に合わせてレーザーの製作が必要となる。 ｃ．1.7μｍ〜の波長域では、光ファイバ通信に用いる
汎用部材の特性が悪くなるため、汎用部材以外で、良い
特性の部材が必要となり、コストが高くなる。 ｄ．目的のガスが、例えばアンモニア、塩酸、ＮＯｘ、
ＳＯｘ等の水溶性の場合、水蒸気との水素結合等（水素
結合または静電気的作用）のために、測定値が絶対量よ
りも少ない場合がある。 本発明は以上のような課題を解決することを目的とする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、測定ガスを光学セルに導入して光を
透過させ、その吸収により測定を行うガス測定方法にお
いて、測定に用いる目的のガスの吸収線と他のガスの吸
収線が重なっている場合において、この第１の他のガス
とは別に、吸収線が目的のガスの吸収線と重ならず、且
つ、温度特性が第１の他のガスと同様な第２の他のガス
を選定して、第１の他のガスと第２の他のガスとの吸収
深さの比を求め、ある温度における目的のガスと第１の
他のガスの重なった吸収線の吸収深さから、第２の他の
ガスの吸収深さに前記比の値を乗じた補正値を減じて目
的のガスの吸収線の吸収深さを求めるガス測定における
他ガスの影響補正方法を提案するものである。
ために本発明では、測定ガスを光学セルに導入して光を
透過させ、その吸収により測定を行うガス測定方法にお
いて、測定に用いる目的のガスの吸収線と他のガスの吸
収線が重なっている場合において、この第１の他のガス
とは別に、吸収線が目的のガスの吸収線と重ならず、且
つ、温度特性が第１の他のガスと同様な第２の他のガス
を選定して、第１の他のガスと第２の他のガスとの吸収
深さの比を求め、ある温度における目的のガスと第１の
他のガスの重なった吸収線の吸収深さから、第２の他の
ガスの吸収深さに前記比の値を乗じた補正値を減じて目
的のガスの吸収線の吸収深さを求めるガス測定における
他ガスの影響補正方法を提案するものである。
【０００５】そして本発明では、上記の構成において、
目的のガスが水溶性の場合において、光学セル及び光学
セルに至る測定ガスの導入経路を１００℃以上に保温す
ることにより目的とするガスと水蒸気との水素結合等を
解くことを提案する。
目的のガスが水溶性の場合において、光学セル及び光学
セルに至る測定ガスの導入経路を１００℃以上に保温す
ることにより目的とするガスと水蒸気との水素結合等を
解くことを提案する。
【０００６】また本発明では、上記の構成において、目
的のガスが水溶性の場合において、光学セル及び光学セ
ルに至る測定ガスの導入経路を減圧して水蒸気との水素
結合等を解くことを提案する。
的のガスが水溶性の場合において、光学セル及び光学セ
ルに至る測定ガスの導入経路を減圧して水蒸気との水素
結合等を解くことを提案する。
【０００７】また本発明では、上記の構成において、目
的のガスが水溶性の場合において、光学セル及び光学セ
ルに至る測定ガスの導入経路を保温すると共に減圧して
水蒸気との水素結合等を解くことを提案する。
的のガスが水溶性の場合において、光学セル及び光学セ
ルに至る測定ガスの導入経路を保温すると共に減圧して
水蒸気との水素結合等を解くことを提案する。
【０００８】また本発明では、光学セル及び光学セルに
至る測定ガスの導入経路を保温して測定する方法におい
て、測定後に、目的とするガスの温度圧力補正を行っ
て、所望温度における絶対量を求めることを提案する。
至る測定ガスの導入経路を保温して測定する方法におい
て、測定後に、目的とするガスの温度圧力補正を行っ
て、所望温度における絶対量を求めることを提案する。
【０００９】以上の本発明によれば、ある温度において
目的のガスと吸収線が重なっている第１の他のガスの吸
収深さは、第２の他のガスの吸収深さに所定の比の値を
乗じて求めることができる。従って、このように求めた
第１の他のガスの吸収深さを、目的のガスと第１の他の
ガスの重なった吸収線の吸収深さから減ずることによ
り、目的のガスの吸収線の吸収深さを求めることができ
る。
目的のガスと吸収線が重なっている第１の他のガスの吸
収深さは、第２の他のガスの吸収深さに所定の比の値を
乗じて求めることができる。従って、このように求めた
第１の他のガスの吸収深さを、目的のガスと第１の他の
ガスの重なった吸収線の吸収深さから減ずることによ
り、目的のガスの吸収線の吸収深さを求めることができ
る。
【００１０】目的のガスが水溶性の場合にも、光学セル
及び光学セルに至る測定ガスの導入経路を保温又は減圧
して水蒸気との水素結合等を解くことにより測定が可能
であり、測定後に温度圧力補正を行うことにより、所望
温度における絶対量を求めることができる。
及び光学セルに至る測定ガスの導入経路を保温又は減圧
して水蒸気との水素結合等を解くことにより測定が可能
であり、測定後に温度圧力補正を行うことにより、所望
温度における絶対量を求めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図を参
照して説明する。図１は本発明を適用するガス測定方法
を概念的に示すもので、符号１は、送光部２と受光部３
間に設置された光学セルであり、測定ガスを導入経路４
を経て光学セル１に導入して光を透過させ、その吸収に
より測定を行うものである。このような測定方法は広く
知られているので、詳細な説明は省略する。図２は測定
ガスの吸収特性を概念的に示すもので、（ａ），（ｂ）
は、測定温度範囲の下端、上端である夫々100℃，150℃
で測定した吸収線を示すものであり、図中横軸は波長を
示すものである。図中左側の吸収線ｃは、ガスＸとＹの
双方の吸収線が重なったものとし、この吸収線が重なっ
たガスの一方、即ち、ガスＸを測定の目的のガスとする
ものとする。本発明においては、このように目的のガス
Ｘと吸収線が重なっている他のガスＹがある場合、これ
らの吸収線ｃと重ならず、温度特性が他のガスＹと同様
な他のガスＷを選定する。この他のガスＷの吸収線はｄ
で示している。即ち、後者の他のガスＷは、前者の他の
ガスＹに対して、測定温度範囲全体に渡って例えば次式
のような関係を有するものを選定する。 ｛Ｐ（Ｙ：ｎ）／Ｐ（Ｙ：150）}≒｛Ｐ（Ｗ：ｎ）／Ｐ（Ｗ：150）} 100≦ｎ≦150 但し、Ｐ（Ｙ：150）は、150℃におけるガスＹの吸収深
さを示すものであり、以下同様に、Ｐ（Ｗ：150）は、1
50℃におけるガスＷの吸収深さ、Ｐ（Ｙ：ｎ）は、ｎ℃
におけるガスＹの吸収深さ、Ｐ（Ｗ：ｎ）は、ｎ℃にお
けるガスＷの吸収深さを示すものである。このように温
度特性が同様なものとして選定した他のガスＹ，Ｗの吸
収深さＰの比の値αは、適宜の温度において一定、又は
ほぼ一定の値となる。例えば、この比の値を125℃の温
度において代表させると、次式のように表すことができ
る。 α＝｛Ｐ（Ｙ：125）／Ｐ（Ｗ：125）} このことからある温度、この場合、温度ｎ℃における目
的のガスＸの吸収深さＰ（Ｘ：ｎ）は、次式から求める
ことができる。 Ｐ（Ｘ：ｎ）＝Ｐ（Ｘ，Ｙ：ｎ）−α・Ｐ（Ｗ：ｎ） ＝Ｐ（Ｘ：ｎ）＋Ｐ（Ｙ：ｎ）−Ｐ（Ｙ：ｎ）
照して説明する。図１は本発明を適用するガス測定方法
を概念的に示すもので、符号１は、送光部２と受光部３
間に設置された光学セルであり、測定ガスを導入経路４
を経て光学セル１に導入して光を透過させ、その吸収に
より測定を行うものである。このような測定方法は広く
知られているので、詳細な説明は省略する。図２は測定
ガスの吸収特性を概念的に示すもので、（ａ），（ｂ）
は、測定温度範囲の下端、上端である夫々100℃，150℃
で測定した吸収線を示すものであり、図中横軸は波長を
示すものである。図中左側の吸収線ｃは、ガスＸとＹの
双方の吸収線が重なったものとし、この吸収線が重なっ
たガスの一方、即ち、ガスＸを測定の目的のガスとする
ものとする。本発明においては、このように目的のガス
Ｘと吸収線が重なっている他のガスＹがある場合、これ
らの吸収線ｃと重ならず、温度特性が他のガスＹと同様
な他のガスＷを選定する。この他のガスＷの吸収線はｄ
で示している。即ち、後者の他のガスＷは、前者の他の
ガスＹに対して、測定温度範囲全体に渡って例えば次式
のような関係を有するものを選定する。 ｛Ｐ（Ｙ：ｎ）／Ｐ（Ｙ：150）}≒｛Ｐ（Ｗ：ｎ）／Ｐ（Ｗ：150）} 100≦ｎ≦150 但し、Ｐ（Ｙ：150）は、150℃におけるガスＹの吸収深
さを示すものであり、以下同様に、Ｐ（Ｗ：150）は、1
50℃におけるガスＷの吸収深さ、Ｐ（Ｙ：ｎ）は、ｎ℃
におけるガスＹの吸収深さ、Ｐ（Ｗ：ｎ）は、ｎ℃にお
けるガスＷの吸収深さを示すものである。このように温
度特性が同様なものとして選定した他のガスＹ，Ｗの吸
収深さＰの比の値αは、適宜の温度において一定、又は
ほぼ一定の値となる。例えば、この比の値を125℃の温
度において代表させると、次式のように表すことができ
る。 α＝｛Ｐ（Ｙ：125）／Ｐ（Ｗ：125）} このことからある温度、この場合、温度ｎ℃における目
的のガスＸの吸収深さＰ（Ｘ：ｎ）は、次式から求める
ことができる。 Ｐ（Ｘ：ｎ）＝Ｐ（Ｘ，Ｙ：ｎ）−α・Ｐ（Ｗ：ｎ） ＝Ｐ（Ｘ：ｎ）＋Ｐ（Ｙ：ｎ）−Ｐ（Ｙ：ｎ）
【００１２】以上の方法を適用する場合、目的のガス
が、例えばアンモニア、塩酸、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の水溶
性の場合には、光学セル３及びこの光学セル３に至る測
定ガスの導入経路４を100℃以上に保温すれば、水蒸気
との水素結合等を解くことができるので、水蒸気の影響
をなくすことができる。
が、例えばアンモニア、塩酸、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の水溶
性の場合には、光学セル３及びこの光学セル３に至る測
定ガスの導入経路４を100℃以上に保温すれば、水蒸気
との水素結合等を解くことができるので、水蒸気の影響
をなくすことができる。
【００１３】水蒸気との水素結合等を解く方法は、この
他、光学セル３及びこの光学セル３に至る測定ガスの導
入経路４を減圧する方法でも良いし、保温と減圧を共用
する方法でも良い。
他、光学セル３及びこの光学セル３に至る測定ガスの導
入経路４を減圧する方法でも良いし、保温と減圧を共用
する方法でも良い。
【００１４】そしてこれらの方法に示すように、測定ガ
スを保温する場合には、測定後に、目的のガスの既知の
温度圧力特性を利用して容易に温度圧力補正を行うこと
ができる。
スを保温する場合には、測定後に、目的のガスの既知の
温度圧力特性を利用して容易に温度圧力補正を行うこと
ができる。
【００１５】本発明を適用するガスの一例を示すと、 例えば、Ｘ：アンモニア（1.494358μｍ） Ｙ：水蒸気 （1.494348μｍ） Ｗ：水蒸気 （1.494062μｍ） である。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、次の
ような効果がある。 ａ．他のガスの吸収線の影響を補正することができる。 ｂ．従って、目的のガスの選択の幅が広がると共に、部
材としては光ファイバ通信に用いる汎用部材を用いるこ
とができる可能性が生じ、この場合には、コストを低減
することができる。 ｃ．目的のガスが水溶性であっても、保温や減圧測定に
より測定が可能であり、温度圧力補正による絶対量測定
も可能である。
ような効果がある。 ａ．他のガスの吸収線の影響を補正することができる。 ｂ．従って、目的のガスの選択の幅が広がると共に、部
材としては光ファイバ通信に用いる汎用部材を用いるこ
とができる可能性が生じ、この場合には、コストを低減
することができる。 ｃ．目的のガスが水溶性であっても、保温や減圧測定に
より測定が可能であり、温度圧力補正による絶対量測定
も可能である。
【図１】 本発明を適用するガス測定方法を概念的に示
す系統図である。
す系統図である。
【図２】 測定ガスの吸収特性を概念的に示す説明図で
ある。
ある。
１ 送光部 ２ 受光部 ３ 光学セル ４ 導入経路
Claims (5)
- 【請求項１】 測定ガスを光学セルに導入して光を透過
させ、その吸収により測定を行うガス測定方法におい
て、測定に用いる目的のガスの吸収線と他のガスの吸収
線が重なっている場合において、この第１の他のガスと
は別に、吸収線が目的のガスの吸収線と重ならず、且
つ、温度特性が第１の他のガスと同様な第２の他のガス
を選定して、第１の他のガスと第２の他のガスとの吸収
深さの比を求め、ある温度における目的のガスと第１の
他のガスの重なった吸収線の吸収深さから、第２の他の
ガスの吸収深さに前記比の値を乗じた補正値を減じて目
的のガスの吸収線の吸収深さを求めることを特徴とする
ガス測定における他ガスの影響補正方法 - 【請求項２】 目的のガスが水溶性の場合において、光
学セル及び光学セルに至る測定ガスの導入経路を１００
℃以上に保温することにより目的とするガスと水蒸気と
の水素結合等を解くことを特徴とする請求項１記載のガ
ス測定における他ガスの影響補正方法 - 【請求項３】 目的のガスが水溶性の場合において、光
学セル及び光学セルに至る測定ガスの導入経路を減圧し
て水蒸気との水素結合等を解くことを特徴とする請求項
１記載のガス測定における他ガスの影響補正方法 - 【請求項４】 目的のガスが水溶性の場合において、光
学セル及び光学セルに至る測定ガスの導入経路を保温す
ると共に減圧して水蒸気との水素結合等を解くことを特
徴とする請求項１記載のガス測定における他ガスの影響
補正方法 - 【請求項５】 測定後に、目的とするガスの温度圧力補
正を行って、所望温度における絶対量を求めることを特
徴とする請求項２又は４記載のガス測定における他ガス
の影響補正方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11094043A JP2000283915A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | ガス測定における他ガスの影響補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11094043A JP2000283915A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | ガス測定における他ガスの影響補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000283915A true JP2000283915A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=14099551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11094043A Pending JP2000283915A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | ガス測定における他ガスの影響補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000283915A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069786A1 (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 排ガス分析方法および排ガス分析装置 |
| US7936460B2 (en) | 2006-05-31 | 2011-05-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sensor unit in exhaust gas analyzer |
| US8085404B2 (en) | 2006-08-23 | 2011-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas analyzer and gas analyzing method |
| JP2013040937A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | General Electric Co <Ge> | 天然ガス中の水分を検出するための方法およびシステム |
| US10024787B2 (en) | 2014-05-15 | 2018-07-17 | General Electric Company | System and method for measuring concentration of a trace gas in a gas mixture |
| CN110132943A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-16 | 清华大学 | 基于混合气体环境提高激光诱导击穿光谱重复性的方法 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11094043A patent/JP2000283915A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069786A1 (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 排ガス分析方法および排ガス分析装置 |
| KR100978603B1 (ko) * | 2005-12-16 | 2010-08-27 | 도요타 지도샤（주） | 배기가스 분석방법 및 배기가스 분석장치 |
| US8155890B2 (en) | 2005-12-16 | 2012-04-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas analysis method and exhaust gas analysis apparatus |
| US7936460B2 (en) | 2006-05-31 | 2011-05-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sensor unit in exhaust gas analyzer |
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| JP2013040937A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | General Electric Co <Ge> | 天然ガス中の水分を検出するための方法およびシステム |
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| CN110132943B (zh) * | 2019-05-31 | 2021-01-15 | 清华大学 | 基于混合气体环境提高激光诱导击穿光谱重复性的方法 |
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