JP2003042949A - 多成分濃度分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合物質中に含まれる所定物質の濃度を連続
計測する。 【解決手段】 種々の物質を導入するセル３４と、受光
スペクトルを採取する分光器５４と、受光スペクトルを
処理する波形処理装置５５とを備え、波形処理装置５５
は、ノイズ成分量と理想的な吸光係数とを標準単一物質
より算出するノイズ成分量算出段階と、組成比が異なる
混合物質からノイズ成分量を取り除いて多変量解析によ
り混合物質の検量線を作成する検量線作成段階と、時間
の経過により変化するノイズ成分量を標準単一物質及び
理想的な吸光係数により校正する校正段階と、組成比が
不明である混合物質から校正ノイズ成分量及び検量線を
用いて混合物質中の所定物質の濃度を算出し且つ連続的
に次の所定物質の濃度を算出する際に時間経過に対応し
て処理手順を校正段階へ戻す通常計測段階とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混合物質中の所定
物質を定量する多成分濃度分析装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図２２は従来におけるボイラ設備の一例
を表わすものであって、１は燃料を燃焼して蒸気を発生
させるボイラ本体、２はボイラ本体１へ硫黄分を含む重
質油等の燃料を送給するアスファルトタンク、３はボイ
ラ本体１から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物
を除去するための脱硝装置、４は脱硝装置３で窒素酸化
物が除去された排ガスとボイラ本体１へ供給される燃焼
用空気等の空気とを熱交換させるための空気予熱器、５
は空気予熱器４を通過して温度降下した排ガス中に含ま
れる灰を捕集するための集塵器、６は集塵器５で灰が捕
集された排ガス中に含まれる硫黄酸化物を除去するため
の脱硫装置、７は脱硫装置６で硫黄酸化物が除去された
排ガスを大気中へ放出するための煙突である。

【０００３】従来のボイラ設備において燃料を燃焼する
際には、アスファルトタンク２より燃料をボイラ本体１
へ送給し、ボイラ本体１において燃料の燃焼を行って蒸
気を発生させ、その際にボイラ本体１から排出される排
ガスは、脱硝装置３で窒素酸化物が除去され、空気予熱
器４でボイラ本体１へ供給される燃焼用空気等の空気と
熱交換して温度降下した後、集塵器５で灰が捕集され、
脱硫装置６で硫黄酸化物が除去され、煙突７から大気中
へ放出されるようになっている。

【０００４】ここで、ボイラ設備において硫黄分を含む
重質油等の燃料を燃焼した際には、排ガス中にＳＯ₃が
含まれており、ＳＯ₃は脱硝装置３の脱硝触媒を介して
ＳＯ₂の転化により濃度が上昇し、脱硝装置３以降の機
器類で腐食や閉塞等のトラブルを生じる虞れがあるた
め、脱硫装置６に導入する前には、ＳＯ₃によるトラブ
ルを防止するようアンモニア等のアルカリ剤を注入して
ＳＯ₃ を中和している。

【０００５】一方、ＳＯ₃ を中和するアンモニア等のア
ルカリ剤を多量に注入すると、排ガス中にアルカリ剤が
残り、種々の問題を引き起こす虞れがあるため、ＳＯ₃
の濃度に見合ったアルカリ剤を注入するよう排ガス中の
ＳＯ₃ の濃度を適宜計測している。

【０００６】ＳＯ₃ の濃度の計測は、排ガス中のＳＯ₃
を硫酸ミスト化もしくは測定管の内壁に凝縮させて捕集
することにより滴定して濃度を測定する酸凝縮法や、排
ガス中のＳＯ₃ をイソプロピルアルコールに選択的に溶
解させて捕集することにより滴定して濃度を測定するイ
ソプロピルアルコール吸収法等を用いている。

【０００７】又、一般に物質は、ランベルトベールの法
則により濃度と吸光度が比例することから、予め各所定
濃度における受光スペクトル（受光強度もしくは受光面
積）を測定して各吸光度を求め、各所定濃度と各吸光度
により物質の検量線を作成し、濃度が不明な物質の吸光
度を測定することにより検量線に当てはめて濃度を求め
ることが考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸凝縮
法、イソプロピルアルコール吸収法等は、ＳＯ₃ の濃度
の計測を連続計測することができず、しかも、再現性が
悪く、計測コストが高いという問題があった。

【０００９】又、吸収スペクトルを用いてＳＯ₃ の濃度
を求める場合には、ＳＯ₃ の吸収スペクトルとＳＯ₂ の
吸収スペクトルが重なるため、ＳＯ₃ の吸収スペクトル
のみを測定することができず、単純に吸収スペクトルか
らＳＯ₃ の濃度を測定することができないという問題が
あった。更にＳＯ₃ は、不安定な物質であるため検量線
の作成及び濃度の測定が安定的にできないという問題が
あった。

【００１０】更に又、一般的な物質は、図２３の波長２
１０ｎｍのＳＯ_２の検量線の如く、高濃度部分で検量線
の傾きが水平方向になるよう飽和し、ランベルトベール
の法則に従わないため、直線上の狭い部分のみしか使用
できないという問題があった。ここで、ランベルトベー
ルの法則に従わない原因の一つはノイズ成分によるもの
と考えられており、ノイズ成分には検出器に不要の迷光
が入り込む迷光ノイズがあり、図２４に示す如く、分光
器を使用しない分光分析例の場合には、迷光１０は光源
１１より筐体からの反射光、散乱光等の原因によって生
じ、サンプル１２を通過することなく検出器１３に入り
込んで測定に影響を与えている。又、図２５に示す如
く、サンプル１５の後側に分光器１６を備えた場合に
は、迷光１７は光源１８より分光器１６の中での散乱に
より生じ、目的波長の光とは別に検出器１９に入り込ん
で測定に影響を与えている。ここで、図２４、図２５
中、１４，２０は光路、２１は回折格子を夫々示してい
る。

【００１１】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、混合物質中に含まれる所定物質の濃度を連続計測し
得る多成分濃度分析装置を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、標
準単一物質、組成比が異なる混合物質、及び組成比が不
明である混合物質を選択して導入するセルと、該セルに
導入した物質より受光スペクトルを採取する分光器と、
前記受光スペクトルを処理する波形処理器とを備え、前
記波形処理器は、前記セル及び分光器に存在するノイズ
成分量とノイズ成分のない理想的な吸光係数とを前記標
準単一物質より算出するノイズ成分量算出段階と、組成
比が異なる混合物質から前記ノイズ成分量を取り除いて
多変量解析により混合物質の検量線を作成する検量線作
成段階と、時間の経過により変化する前記ノイズ成分量
を標準単一物質及び理想的な吸光係数により校正する校
正段階と、組成比が不明である混合物質から校正ノイズ
成分量及び検量線を用いて混合物質中の所定物質の濃度
を算出し且つ連続的に次の所定物質の濃度を算出する際
に時間経過に対応して処理手順を校正段階へ戻す通常計
測段階とを備えたことを特徴とする多成分濃度分析装
置、に係るものである。

【００１３】本発明の請求項２の如く、請求項１に示し
たノイズ成分量算出段階は、濃度ゼロのゼロスペクトル
を採取し且つ標準単一物質をセルに導入して各所定濃度
の各受光スペクトルを採取し、単一物質用波長設定段階
として各受光スペクトルの処理波長を所定波長に設定
し、ノイズ成分量設定段階としてノイズ成分を濃度ゼロ
の受光スペクトル又は所定濃度の受光スペクトルより小
さい任意の仮ノイズ成分量に仮設定し、前記仮ノイズ成
分量を濃度ゼロの受光スペクトル及び所定濃度の受光ス
ペクトルから夫々引いて各所定濃度の吸光度を算出し、
各所定濃度と吸光度の関係が直線に従うとして

【数４】Ｙ＝ａＸ＋ｂ ａ：傾き ｂ：切片 よりＸに濃度、Ｙに吸光度を代入して線形回帰法により
相関係数を求め、続いて仮ノイズ成分量を他の仮ノイズ
成分量に変えて処理手順を前記ノイズ成分量設定段階に
戻すことにより同様の処理を繰り返して他の相関係数を
求め、各仮ノイズ成分量における複数の相関係数から最
も大きいものを選択することにより、選択された相関係
数に対応する傾きを所定波長の理想的な吸光係数と決定
すると共にノイズ成分量を決定し、更に前記所定波長を
他の所定波長に変えて処理手順を前記単一物質用波長設
定段階に戻すことにより同様の処理を繰り返して他の所
定波長の理想的な吸光係数及びノイズ成分量を夫々決定
し、標準単一物質の受光スペクトル中に含まれる各波長
の理想的な吸収係数及び各波長のノイズ成分量を集積す
る過程を備えたものでもよい。

【００１４】本発明の請求項３の如く、請求項１に示し
たノイズ成分量算出段階は、濃度ゼロのゼロスペクトル
を採取し且つ標準単一物質をセルに導入して各所定濃度
の各受光スペクトルを採取し、単一物質用波長設定段階
として各受光スペクトルの処理波長を所定波長に設定
し、ノイズ成分量設定段階としてノイズ成分を濃度ゼロ
の受光スペクトル又は所定濃度の受光スペクトルより小
さい任意の仮ノイズ成分量に仮設定し、前記仮ノイズ成
分量を濃度ゼロの受光スペクトル及び所定濃度の受光ス
ペクトルから夫々引いて各所定濃度の吸光度を算出し、
各所定濃度と吸光度の関係が直線に従うとして

【数５】Ｙ＝ａＸ＋ｂ ａ：傾き ｂ：切片 よりＸに濃度、Ｙに吸光度を代入して線形回帰法により
切片を求め、続いて仮ノイズ成分量を他の仮ノイズ成分
量に変えて処理手順を前記ノイズ成分量設定段階に戻す
ことにより同様の処理を繰り返して他の切片を求め、各
仮ノイズ成分量における複数の切片から最もゼロに近い
ものを選択することにより、選択された切片に対応する
所定波長の理想的な吸光係数と決定すると共にノイズ成
分量を決定し、更に前記所定波長を他の所定波長に変え
て処理手順を前記単一物質用波長設定段階に戻すことに
より同様の処理を繰り返して他の所定波長の理想的な吸
光係数及びノイズ成分量を夫々決定し、標準単一物質の
受光スペクトル中に含まれる各波長の理想的な吸収係数
及び各波長のノイズ成分量を集積する過程を備えたもの
でもよい。

【００１５】本発明の請求項４の如く、請求項１に示し
た検量線作成段階は、濃度ゼロのゼロスペクトルを採取
し且つ組成比が異なる混合物質をセルに導入して複数の
受光スペクトルを採取し、混合物質用波長設定段階とし
て各受光スペクトルの処理波長を所定波長に設定し、予
め標準単一物質より算出した所定波長のノイズ成分量を
濃度ゼロの受光スペクトル及び各組成比の受光スペクト
ルから夫々引くことにより各組成比での所定波長の吸光
度を算出し、前記所定波長を他の所定波長に変えて処理
手順を前記混合物質用波長設定段階に戻すことにより同
様の処理を繰り返して各組成比での他の所定波長の吸光
度を夫々算出し、各波長での吸光度及び各組成比のデー
タを用いて多変量解析することにより混合物質中の所定
物質の検量線を作成する過程を備えたものでもよい。

【００１６】本発明の請求項５の如く、請求項１に示し
た校正段階は、濃度ゼロのゼロスペクトルＰｚ（ｄ）を
採取し且つ標準単一物質をセルに導入して所定濃度の標
準スペクトルＰｒ（ｄ）を採取し、校正用波長設定段階
として各受光スペクトルＰｚ（ｄ）、Ｐｒ（ｄ）の処理
波長を所定波長に設定し、前記標準スペクトルＰｒ
（ｄ）の所定濃度と、予め求められたノイズ成分のない
理想的な吸光係数とにより透過率Ｔｒｓ（ｄ）を計算
し、ノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を

【数６】Ｐｍ（ｄ）＝（Ｐｒ（ｄ）−Ｔｒｓ（ｄ）・Ｐ
ｚ（ｄ））／（１−Ｔｒｓ（ｄ）） より求め、前記所定波長を他の所定波長に変えて処理手
順を校正用波長設定段階に戻すことにより同様の処理を
繰り返し、他の所定波長のノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を算
出して各波長のノイズ成分量を集積し、通常計測段階
は、組成比が不明である混合物質をセルに導入し計測ス
ペクトルを分光器により採取し、計測用波長設定段階と
して各受光スペクトルの処理波長を所定波長に設定し、
前記計測スペクトル及びゼロスペクトルＰｚ（ｄ）から
ノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を夫々引いて吸光度を算出し、
前記所定波長を他の所定波長に変えて処理手順を前記計
測用波長設定段階に戻すことにより同様の処理を繰り返
し、他の所定波長の吸光度を算出して各波長の吸光度を
集積し、予め混合物質から求められた検量線により、混
合物質中の所定物質の濃度を算出し、更に連続的に次の
所定物質の濃度を算出し得るよう、前の所定物質の濃度
を算出してから次の所定物質の濃度を算出するまでの時
間間隔が所定時間を経過している場合には処理手順を校
正段階に戻し、前記時間間隔が所定時間の経過する前の
場合には処理手順を通常計測段階に戻す過程を備えたも
のでもよい。

【００１７】このように、標準単一物質、組成比が異な
る混合物質の受光スペクトルからノイズ成分量、理想的
な吸光係数及び検量線を求めることにより、組成比が不
明の混合物質に含まれる所定物質の濃度を算出し且つ時
間経過に対応して処理手順を校正段階へ戻してノイズ成
分量を校正するので、組成比が不明の混合物質に含まれ
る所定物質の濃度を連続計測に行うことができ、しか
も、再現性を向上させると共に計測コストを低減するこ
とができる。

【００１８】又、求める所定物質の吸収スペクトルが他
の吸収スペクトルと重なる場合であっても、組成比が異
なる混合物質から多変量解析により検量線を作成して処
理するので、所定物質の濃度を算出することができる。
更に、ランベルトベールの法則に従わない濃度範囲であ
っても、ノイズ成分量算出段階によりノイズ成分量を求
めて修正するので、確実に所定物質の濃度を求めること
ができ、且つ測定の条件によって変化するノイズ成分量
を時間経過によって適宜校正するので、測定の度に何度
も検量線を作成することを不要にして検量線を作成する
手間と物質の使用を最少限にすることができる。更に
又、所定物質が不安的なものであっても、ノイズ成分量
を他の安定的な標準単一物質で代用して算出及び校正す
ることができる。

【００１９】請求項２又は３によれば、仮ノイズ成分量
を介して線形回帰法から算出された複数の相関係数もし
くは複数の切片を選択するので、標準単一物質における
各波長の理想的な吸光係数及びノイズ成分量を適確に求
めることができる。

【００２０】請求項４によれば、ノイズ成分量を除いた
各組成比での吸光度、組成比等の各データを用いて多変
量解析することにより混合物質中の所定物質の吸光度等
のデータを算出するので、所定物質における各波長での
検量線を正確に作成することができる。

【００２１】請求項５によれば、校正段階において経過
時間により変化するノイズ成分量を校正し、且つ校正し
たノイズ成分量及び予め準備した検量線を用いることに
よって、組成比が不明である混合物質から所定物質の濃
度を算出するので、容易に混合物質中の所定物質の濃度
を算出することができる。又、連続的に混合物質中の所
定物質の濃度を算出する際に、前の所定物質の濃度を算
出した時から次の所定物質の濃度を算出する時までの時
間経過に対応して処理手順を変更するので、物質の濃度
を連続的に測定する連続分析を確実且つ精密に行うこと
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を参照
しつつ説明する。

【００２３】図１は、本発明の多成分濃度分析装置の第
一例をボイラ設備に備えた配置を示しており、図中、図
２２と同一の符号を付した部分は同一物を表している。

【００２４】本発明の多成分濃度分析装置の第一例は、
ボイラ本体１の燃焼状態を監視するようボイラ本体１の
後流部２２、発生したＳＯ₃ の濃度を監視するよう脱硝
装置３の出口付近の煙道位置２３、ＳＯ₃ の濃度に伴っ
て中和量を調整するよう集塵器５の入口付近の煙道位置
２４、除去できなかったＳＯ₃ の濃度を監視するよう集
塵器５の出口側の煙道位置２５、外部に排出する排ガス
中のＳＯ₃ の濃度を監視するよう煙突７の中途部２６に
夫々配置することが可能であり、中でも脱硝装置３の出
口付近の煙道位置２３、集塵器５の入口付近の煙道位置
２４に配置することが好ましい。

【００２５】本発明の多成分濃度分析装置の第一例を脱
硝装置３の出口付近の煙道位置２３に配置した例で示す
と、多成分濃度分析装置の第一例は、図２に示す如く、
煙道位置２３に排ガスを取り込むプローブ２７を設置
し、プローブ２７には加熱配管２８を介して排ガス中の
ダストを取り除くフィルター２９を接続し、フィルター
２９には、開閉弁３０を備えた導入加熱配管３１を備え
ると共に、不要な排ガスを煙道位置２４へ戻すようブロ
ア３２を備えた戻し用配管３３を備え、開閉弁３０を備
えた導入加熱配管３１の流路先には加熱可能なガスセル
３４を配置し、ガスセル３４には開閉弁３５及びポンプ
３６を備えた排出用配管３７を備えている。

【００２６】導入加熱配管３１における開閉弁３０とガ
スセル３４の間には、開閉弁３８を備えた供給加熱配管
３９を備え、供給加熱配管３９の端側には、開閉弁４０
を介するＳＯ₂の標準ガスボンベ４１と、開閉弁４２を
介するＮ₂ガスボンベ４３と、Ｖ₂Ｏ₅触媒のガス転換炉
４４及び開閉弁４５を介する検量線用ガスボンベ４６と
を夫々並列に配置している。ここで、検量線用ガスボン
ベ４６はＳＯ₂とＯ₂を送出し、ＳＯ₂とＯ₂は、略４２５
゜に加熱したガス転換炉４４のＶ₂Ｏ₅触媒に接触するこ
とによりＳＯ₃に転換している。又、加熱配管２８、導
入加熱配管３１、供給加熱配管３９、ガスセル３４は、
ＳＯ₃ が吸着や分解をしないよう略３００゜〜５００゜
に温度設定されており、図２中、４７はトラップ、４８
は圧力モニター、４９はフローメータ、５０はレギュレ
ータを示している。

【００２７】ガスセル３４には、所定光を発する光源５
１と、所定光がガスセル３４を透過するよう所定光を反
射させるミラー５２とを備え、所定光の検出側には、光
ファイバー５３を介して分光器５４を設置し、分光器５
４には、所定の処理手順を備えた波形処理装置５５を接
続している。

【００２８】以下、本発明を実施する形態の第一例の作
用を説明する。

【００２９】本発明の多成分濃度分析装置によるＳＯ₃
の濃度測定は、図３〜図６のフローに示す如く、ノイズ
成分量及び理想的な吸光係数を求めるノイズ成分量算出
段階と、検量線を作成する検量線作成段階と、時間経過
により変化するノイズ成分量を校正する校正段階と、混
組成比が不明である混合物質より所定物質の濃度を算出
する通常計測段階に分かれている。ここで、図３〜図６
のフローはＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで夫々接続されている。

【００３０】ノイズ成分量及び理想の吸光係数を求める
ノイズ成分量算出段階を説明すると、初めに、濃度ゼロ
の場合として、Ｎ₂ガスボンベ４３からガスセル３４に
Ｎ₂を導入することにより受光スペクトルＰｚ（ｄ）
（受光強度、受光面積）を測定し、次に標準ガスボンベ
４１からガスセル３４に標準単一物質（単一ガス）のＳ
Ｏ ₂を様々な濃度（ｎ１，ｎ２，ｎ３…（少なくとも３
個以上））で導入することにより複数の受光スペクトル
Ｐ（ｄ）（受光強度、受光面積）を測定する。ここで、
ガスセル３４に導入したＮ₂、ＳＯ₂を測定の後には、適
宜、排出用配管３７から排出している。

【００３１】複数の受光スペクトルＰ（ｄ）を測定した
後には、各受光スペクトルを処理する波長を選択するよ
う単一物質用波長処理段階として初期波長ｄを設定す
る。

【００３２】ここで、測定した各波長の受光スペクトル
には、ノイズ成分の迷光ノイズが含まれており、

【数７】Ｐ（ｄ）＝Ｐｓ（ｄ）＋Ｐｍ（ｄ） Ｐ（ｄ）：測定した受光スペクトル（計測スペクトル） Ｐｓ（ｄ）：物質の受光スペクトル Ｐｍ（ｄ）：迷光ノイズの受光スペクトル となる。

【００３３】このため、一般に各波長における吸光度を
求める式、

【数８】 Ａ（ｄ）＝ｌｏｇ（Ｐｚ（ｄ）／Ｐ（ｄ）） Ａ（ｄ）：吸光度 Ｐｚ（ｄ）：ゼロスペクトル（物質の濃度ゼロの場合の
受光スペクトル） Ｐ（ｄ）：測定した受光スペクトル（計測スペクトル） より、迷光ノイズの受光スペクトルを引き、

【数９】Ａｓ（ｄ）＝ｌｏｇ（（Ｐｚ（ｄ）−ｎＰｍ
（ｄ））／（Ｐ（ｄ）−ｎＰｍ（ｄ））） Ａｓ（ｄ）：修正した吸光度 Ｐｚ（ｄ）：ゼロスペクトル（物質の濃度ゼロの場合の
受光スペクトル） Ｐ（ｄ）：測定した受光スペクトル（計測スペクトル） ｎＰｍ（ｄ）：仮の迷光ノイズの受光スペクトル（仮ノ
イズ成分量） に変形し、迷光ノイズのノイズ成分を数量化するようノ
イズ成分量設定段階として迷光ノイズをゼロの仮ノイズ
成分量（仮迷光）ｎＰｍ（ｄ）と仮設定する。

【００３４】続いて、仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）が、
濃度ゼロの受光スペクトルＰｚ（ｄ）又は所定濃度の受
光スペクトルＰ（ｄ）より小さい値であることを確認
し、［数９］に対して、仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）の
ゼロの仮設定値、初期波長ｄにおける各所定濃度（ｎ
１，ｎ２，ｎ３…）の受光スペクトルＰ（ｄ）の測定
値、初期波長ｄにおける濃度ゼロでのゼロスペクトル
（受光スペクトル）Ｐｚ（ｄ）の測定値を夫々代入し、
各所定濃度に対応する吸光度Ａｓ（ｄ）を算出する。

【００３５】一般に各吸光度と、各所定濃度との関係は
ランベルトベールの式

【数１０】Ａ＝αｎ Ａ：吸光度 α：吸光係数 ｎ：濃度 に従い、直線の検量線となるので、

【数１１】Ｙ＝ａＸ＋ｂ ａ：傾き ｂ：切片 の式に、Ｘに各所定濃度（ｎ１，ｎ２，ｎ３…）の値、
Ｙに各吸光度Ａｓ（ｄ）の算出値を代入し、最小二乗法
等の線形回帰法により処理して相関係数ｒ（Ｒ^２）、切
片ｂ、傾きａを求める。

【００３６】ここで、線形回帰法による処理を［表１］
に示すと、線形回帰法は、採取及び算出した濃度Ｘと吸
光度Ｙの複数組（少くとも三組以上）をＫ個として考え
る。

【００３７】

【表１】

【００３８】又、ＸとＹの共分散Ｓｘｙは

【数１２】 Ｓｘｙ＝（１／ｋ）Σｘｙ−ａｖｇ_ｘ×ａｖｇ_ｙ このとき、

【数１３】ａ＝Ｓｘｙ／Ｓｘｘ

【数１４】ｂ＝ａｖｇ_ｙ−Ｓｘｙ×ａｖｇ_ｙ／Ｓｘｘ

【００３９】又、相関係数ｒの二乗Ｒ^２は

【数１５】Ｒ^２＝Ｓｘｙ^２／（Ｓｘｘ・Ｓｙｙ） であり、この計算値によりｒ（Ｒ^２）が最も大きくなっ
た場合（１に近づいた場合）に濃度Ｘと吸光度Ｙの複数
組が直線上に位置すると判断する。又、ｒ（Ｒ^２）が最
も大きくなったときにはｂ＝０になる（ゼロに最も近く
なる）のでｂを基準にしてもよい。なお、線形回帰法に
おいて誤差の二乗和が最小になるｎＰｍを求める場合に
はＲ^２が最大になるとは限らず、ｂ＝０にもならないの
で適用できない。

【００４０】このような線形回帰法により仮ノイズ成分
量ｎＰｍがゼロの場合の相関係数ｒ、切片ｂ、傾きａを
求めた後には、傾きａと共に、相関係数ｒ及び切片ｂの
少くとも一方を仮記憶する。

【００４１】次に、ゼロの仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）
に所定の増加量ΔｎＰｍを加えて、図３に示す如く、処
理手順をノイズ成分量設定段階に戻すことによりノイズ
成分を他の仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）と仮設定し、他
の仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）が、濃度ゼロの受光スペ
クトル（ゼロスペクトル）Ｐｚ（ｄ）又は所定濃度の受
光スペクトル（計測スペクトル）Ｐ（ｄ）より小さい値
であることを確認する。

【００４２】確認した後には、初めに吸光度Ａｓ（ｄ）
を求めた処理と略同様に、［数９］に対して、他の仮ノ
イズ成分量ｎＰｍ（ｄ）の仮設定値、初期波長ｄにおけ
る各所定濃度（ｎ１，ｎ２，ｎ３…）の受光スペクトル
Ｐ（ｄ）の測定値、初期波長ｄにおける濃度ゼロのゼロ
スペクトルＰｚの測定値を夫々代入することにより、初
期波長ｄでの各所定濃度に対応する吸光度Ａｓ（ｄ）を
算出し、且つ、先の線形回帰法により相関係数等を算出
した処理と同様に、他の仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）に
おける他の相関係数ｒ、他の切片ｂ、他の傾きａを求
め、同様に仮記憶する。

【００４３】続いて、他の仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）
に更に所定の増加量ΔｎＰｍを加えて処理手順をノイズ
成分量設定段階に戻すことにより別の仮ノイズ成分量ｎ
Ｐｍ（ｄ）と仮設定し、同じ処理を繰り返して、別の仮
ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）における別の相関係数ｒ、別
の切片ｂ、別の傾きａを求め、同様に仮記憶する。

【００４４】このように仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）に
徐々に増加量ΔｎＰｍを加える処理は、初期波長ｄにお
ける複数の傾きａと、初期波長ｄにおける複数の相関係
数ｒ及び切片ｂとを求めて蓄積するものである。

【００４５】更に、増加する仮ノイズ成分量ｎＰｍ
（ｄ）が、濃度ゼロの受光スペクトル（ゼロスペクト
ル）Ｐｚ（ｄ）又は所定濃度の受光スペクトル（計測ス
ペクトル）Ｐ（ｄ）を超えた時点で処理を停止する。こ
こで、処理を停止する場合は、相関係数ｒの蓄積数もし
くは切片ｂの蓄積数が所定以上になった場合でもよい。

【００４６】処理を停止した後、各仮ノイズ成分量ｎＰ
ｍ（ｄ）における複数の相関係数ｒの中より相関係数ｒ
が最も大きいもの（最も１に近づいたもの）を選択する
と共に、各仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）における複数の
切片ｂの中から切片ｂが最もゼロに近いものを選択す
る。ここで、相関係数ｒ及び切片ｂを選択する場合は相
関係数ｒもしくは切片ｂのどちらか一方の処理でもよ
い。又、相関係数ｒが最も大きいものを選択する場合
は、Ｒ^２の極大値を求めるものであり、微分法や山登り
法でも求めることができる。更に、極大になるポイント
部分を詳細に探索するよう極大値近傍の区間のみΔｎＰ
ｍを小さくしてもよい。更に又、相関係数ｒ及び切片ｂ
を選択する場合は、多くの相関係数ｒ及び切片ｂを蓄積
せずに、所定の仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）における相
関係数ｒ及び切片ｂを求めた時点で、前に仮記憶した相
関係数ｒ及び切片ｂと比較し、常に相関係数ｒが最も大
きいもの、及び切片ｂが最もゼロに近いものを残すよう
にしてもよい。

【００４７】次いで、選択した相関係数ｒ及び切片ｂの
少くとも一方の情報から実際のノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）
を決定すると共に、線形回帰法により算出された対応の
傾きａを決定し、決定された傾きａを初期波長ｄでの理
想的な吸光係数αとする。

【００４８】初期波長ｄでの実際のノイズ成分量Ｐｍ
（ｄ）を求めた後には、初期波長ｄに所定の波長幅Δｄ
を加えて他の所定波長ｄと設定し、且つ他の所定波長ｄ
が所定の範囲内であることを確認し、図３に示す如く、
処理手順を単一物質用波長設定段階に戻すことにより、
以下、迷光ノイズを仮ノイズ成分量（仮迷光）ｎＰｍ
（ｄ）に仮設定する等の同様な処理を行い、相関係数ｒ
及び切片ｂを選択し、他の所定波長ｄにおける実際のノ
イズ成分量Ｐｍ（ｄ）を決定すると共に、線形回帰法に
より算出された対応の傾きａを決定し、決定された傾き
ａを他の所定波長ｄでの理想的な吸光係数αとする。

【００４９】このように、所定波長ｄに徐々に所定の波
長幅Δｄを加えて同様な処理を行うことにより各波長に
おける実際のノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）と理想的な吸光係
数αを集積し、増加する所定波長ｄが所定の範囲を超え
た時点で処理を停止し、各波長における理想的な吸収係
数スペクトルを求める。

【００５０】各波長における実際のノイズ成分量Ｐｍ
（ｄ）を決定した後には、図４に示す如く、検量線を作
成する検量線作成段階に移行し、検量線作成段階を説明
すると、初めに、混合物質（混合ガス）の濃度ゼロの場
合として、Ｎ₂ガスボンベ４３からガスセル３４にＮ₂を
導入することによりゼロスペクトル（受光スペクトル）
Ｐｚ（ｄ）（受光強度、受光面積）を測定し、次に、検
量線用ガスボンベ４６からガスセル３４に混合物質（混
合ガス）のＳＯ₃、ＳＯ₂を様々な組成比（濃度比）で導
入することにより複数の受光スペクトルＰ（ｄ）（受光
強度、受光面積）を測定する。ここで、ガスセル３４に
導入したＮ₂、ＳＯ₃を含む混合物質を測定の後には、適
宜、排出用配管３７から排出している。

【００５１】各受光スペクトルＰｚ（ｄ）、Ｐ（ｄ）を
測定した後には、各受光スペクトルＰｚ（ｄ）、Ｐ
（ｄ）を処理する波長を選択するよう混合物質用波長処
理段階として初期波長ｄを設定し、初期波長ｄが所定範
囲内であることを確認する。続いて、先のノイズ成分量
算出段階で求めた各波長における実際のノイズ成分量Ｐ
ｍ（ｄ）より初期波長ｄの場合のノイズ成分量Ｐｍ
（ｄ）を選択して準備し、下記の［数１６］に対して、
初期波長ｄにおけるノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）の値、初期
波長ｄにおける各組成比の受光スペクトルＰ（ｄ）の測
定値、初期波長ｄにおける濃度ゼロでのゼロスペクトル
（受光スペクトル）Ｐｚ（ｄ）の測定値を夫々代入し、
各組成比（濃度）での混合物質の吸光度Ａｓ（ｄ）を算
出する。

【００５２】

【数１６】Ａｓ（ｄ）＝ｌｏｇ（（Ｐｚ（ｄ）−Ｐｍ
（ｄ））／（Ｐ（ｄ）−Ｐｍ（ｄ））） Ａｓ（ｄ）：混合物質の修正した吸光度 Ｐｚ（ｄ）：混合物質のゼロスペクトル（物質の濃度ゼ
ロの場合の受光スペクトル） Ｐ（ｄ）：測定した混合物質の受光スペクトル（計測ス
ペクトル） Ｐｍ（ｄ）：標準単一物質より算出した実際の迷光ノイ
ズの受光スペクトル（実際のノイズ成分量）

【００５３】ここで、混合物質の測定は、ノイズ成分量
算出段階で用いたガスセル３４及び分光器５４を用いる
ので、標準単一物質に含まれる各波長のノイズ成分量
と、混合物質に含まれる各波長のノイズ成分量とが略同
じである。又、ノイズ成分量算出段階における吸収スペ
クトルの測定と検量線作成段階における混合物質の吸収
スペクトルの測定との測定間隔はノイズ成分量が変化し
ない時間である。

【００５４】初期波長ｄでの吸光度Ａｓ（ｄ）を算出し
た後には、初期波長ｄに所定の波長幅Δｄを加えて他の
所定波長ｄと設定し、図４に示す如く、処理手順を混合
物質用波長設定段階に戻し、以下、同様な処理を行な
い、各組成比での他の所定波長ｄでの吸光度Ａｓ（ｄ）
を求める。

【００５５】このように、所定波長ｄに徐々に所定の波
長幅Δｄを加えて同様な処理を行うことにより各波長に
おける各組成比の吸光度Ａｓ（ｄ）を集積し、増加する
所定波長ｄが所定の範囲を超えた時点で処理を停止し、
吸光度Ａｓ（ｄ）及び各組成比等のデータを用いて多変
量解析を行う。

【００５６】ここで、多変量解析について説明すると、
多変量解析は、重回帰分析、主成分回帰分析、ＰＬＳ、
ＣＬＳ、ニューラルネット等があり、下記にはＰＬＳ
（Partial Least Squares ）モデルの計算理論を用いた
場合の例を説明する。

【００５７】（ＰＬＳモデルの計算理論）Ｘを説明変
数、ｙを目的変数とする。

【００５８】

【数１７】

【００５９】吸光度スペクトル波形解析による濃度推定
モデルの場合、［数１７］における、ｘ（ｎ，ｄ）は、
波長ｄ、計測番号ｎのときの吸光度であり、ｙ（ｎ）
は、計測番号ｎのとき濃度である。Ｎは計測数（サンプ
ル数）、Ｄは波長の分割数（説明変数の数）である。

【００６０】ＰＬＳ法では、説明変数Ｘと目的変数ｙを
［数１８］、［数１９］の二つの基本式で求める。

【００６１】

【数１８】Ｘ＝ＴＰ^T＋Ｅ Ｔ：潜在変数、 Ｐ：ローディング、 Ｅ：説明変数Ｘの残差、 上添え字のＴ：転置行列

【００６２】

【数１９】ｙ＝Ｔｑ＋ｆ ｑ：係数 ｆ：目的変数ｙの残差

【００６３】又、潜在変数Ｔ、ローディングＰ及び係数
ｑは［数２０］、［数２１］、［数２２］のように示さ
れる。

【００６４】

【数２０】 ｔ（ｎ，ａ）：ａ成分目の計測番号ｎの潜在変数 Ａ：成分数（１〜Ｎの範囲内を選択可能） ｔ_a ：潜在変数Ｔのａ成分目の潜在変数ベクトル

【００６５】

【数２１】 ｐ（ａ，ｄ）：ａ成分目の波長ｄのローディング Ａ：成分数（１〜Ｎの範囲内を選択可能） ｐ_a ：ローディングＰのａ成分目のローディングベクト
ル

【００６６】

【数２２】ｑ＝（ｑ（１），ｑ（２），ｑ（３），…，
ｑ（ａ），…ｑ（Ａ）） ｑ_a＝ｑ（ａ） ｑ（ａ）：ａ成分目の係数である。

【００６７】ここで、モデルの特徴を表すのは、上位６
番目くらい間での成分であり、それ以上は、予測誤差を
低下させる。最適な成分数Ａの決定は、クロスバリエー
ションを行うことで決定する。

【００６８】次に、ＰＬＳ法では、説明変数Ｘの情報を
目的変数ｙのモデリングに直接用いるのではなく、説明
変数Ｘの情報の一部を潜在定数ｔに変換して潜在定数ｔ
を用いて目的変数ｙをモデリングする。

【００６９】（潜在定数ｔ）ｔ_a は、説明変数Ｘの線形
結合であるとすれば、［数２３］で表される。

【００７０】

【数２３】ｔ_a＝Ｘｗ_a ｗ_a は重みベクトルであり、［数２４］のように表され
る。

【００７１】

【数２４】 ｗ（ｄ，ａ）：ａ成分目の波長ｄの重み係数

【００７２】（第１成分の計算）続いて、成分が一つの
場合（ａ＝１）を計算して説明すると、成分ａが一つの
場合、［数１８］、［数１９］は［数２５］、［数２
６］の式で表される。

【００７３】

【数２５】Ｘ＝ｔ₁ｐ₁ ^T＋Ｅ

【００７４】

【数２６】ｙ＝ｔ₁ｑ₁＋ｆ ［数２３］より潜在定数ｔを［数２７］に変形する。

【００７５】

【数２７】 ｗのノルムを１になるように設定すると［数２８］にな
る。

【００７６】

【数２８】

【００７７】更に、ＰＬＳのモデルは、目的変数ｙと潜
在定数ｔとの相関を大きくすると同時にｔの分散を大き
くすることであり、これを満たす条件は、［数２９］の
目的変数ｙと潜在定数ｔの共分散Ｓが最大になるポイン
トである。

【００７８】

【数２９】Ｓ＝ｙ^Tｔ

【００７９】ここで、ｗのノルムを１とする制約条件で
Ｓが最大になる条件をLagrangeの未定乗数法を用いて
［数３０］のように求める。

【００８０】

【数３０】

【００８１】関数Ｇは、変数ｗの関数なので、Ｇをｗ
（ｄ，１）について偏微分して、［数３１］、［数３
２］の関係を得る。

【００８２】

【数３１】

【００８３】

【数３２】 この［数３２］の両辺にｗ（ｄ，１）を掛けると［数３
３］になる。

【００８４】

【数３３】 さらにｄについて総和を取ると［数３４］となる。

【００８５】

【数３４】

【００８６】ここで、‖ｗ₁ ‖＝０の制約条件より［数
３５］となる。

【００８７】

【数３５】

【００８８】［数３１］の左辺は、［数２９］のＳ＝ｙ
^T ｔの定義であるので、２μはｙ^Tｔの値となる。従っ
て、Ｓ＝ｙ^T ｔが最大になる最大のｗの値は［数３６］
で与えられる。

【００８９】

【数３６】 ｗ₁ のノルムは１なので、ｗは［数３７］となる。

【００９０】

【数３７】ｗ₁＝Ｘ^Tｙ／‖Ｘ^Tｙ‖ ここで潜在変数ｔは［数３８］によって求まる。

【００９１】

【数３８】ｔ₁＝Ｘｗ₁

【００９２】［数２５］のローディングベクトルｐ
₁ は、説明変数Ｘの残差Ｅの要素の二乗和が最小になる
ように［数３９］で求める。

【００９３】

【数３９】ｐ₁＝Ｘ^Tｔ₁／ｔ₁ ^Tｔ₁

【００９４】［数２６］の係数ｑ_a は、目的変数ｙの残
差ベクトルｆの要素の二乗和が最小になるように条件か
ら［数４０］で求める。

【００９５】

【数４０】ｑ₁＝ｙ^Tｔ₁／ｔ₁ ^Tｔ₁

【００９６】（第２成分以降の計算）第２成分のモデル
式は［数４１］、［数４２］で表される。

【００９７】

【数４１】Ｘ＝ｔ₁ｐ₁ ^T＋ｔ₂ｐ₂ ^T＋Ｅ

【００９８】

【数４２】ｙ＝ｔ₁ｑ₁＋ｔ₂ｑ₂＋ｆ

【００９９】ここで、成分数１のモデリングで、Ｘのう
ち［数４１］のｔ₁ ｐ₁ ^T が使われ、ｙのうちｔ₁ ｑ₁
が説明に使われたので、残っている情報を［数４３］、
［数４４］と置き換えることができる。

【０１００】

【数４３】Ｘ_new＝Ｘ−ｔ₁ｐ₁ ^T

【０１０１】

【数４４】ｙ_new＝ｙ−ｔ₁ｑ₁

【０１０２】Ｘ_new とｙ_new を用いると、［数４１］、
［数４２］は、［数４５］、［数４６］となる。

【０１０３】

【数４５】Ｘ_new＝ｔ₂ｐ₂ ^T＋Ｅ

【０１０４】

【数４６】ｙ_new＝ｔ₂ｑ₂＋ｆ

【０１０５】これは、成分番号が一つ増えた以外は、
［数２５］、［数２６］と同じ式である。

【０１０６】従って、第１成分と同様にｔ₂ 、ｐ₂ 、ｑ
₂ を求めることができる。

【０１０７】このループを繰り返すことで、第３成分以
降の算出ができる。

【０１０８】（回帰ベクトルの算出）必要な成分数Ａ回
繰り返し計算をしたモデル式は［数４７］、［数４８］
のように書ける。

【０１０９】

【数４７】 Ｘ＝ＴＰ^T＝ｔ₁ｐ₁ ^T＋…＋ｔ_aｐ_a ^T＋…＋ｔ_Aｐ_A ^T

【０１１０】

【数４８】 ｙ＝Ｔｑ＝ｔ₁ｑ₁＋…＋ｔ_aｑ_a＋…＋ｔ_aｑ_a

【０１１１】［数４８］の潜在変数ｔに［数２３］のｔ
₁ ＝Ｘｗ₁ を代入すると、推定するモデル式は、［数４
９］となる。

【０１１２】

【数４９】ｙ＝Ｘｗ₁ｑ₁＋（Ｘ−ｔ₁ｐ₁ ^T）ｗ₂ｑ₂＋… 変形すると、

【数５０】ｙ＝Ｘｗ₁ｑ₁＋Ｘｗ₂ｑ₂−ｔ₁ｐ₁ ^Tｗ₂ｑ₂＋
…

【０１１３】この［数５０］に［数２３］のｔ₁ ＝Ｘｗ
₁ を代入してＸでまとめると、［数５１］となる。

【０１１４】

【数５１】ｙ＝Ｘ（ｗ₁ｑ₁＋ｗ₂ｑ₂−ｗ₁ｐ₁ ^Tｗ₂ｑ₂…

【０１１５】ここで、［数５２］のように、ある説明す
るベクトル

【外１】 に対して、目的変数

【外２】 を推定するモデル式に変換する。

【０１１６】

【数５２】

【０１１７】［数５２］で、ｂは回帰ベクトル呼ばれる
もので、［数５３］で示される。

【０１１８】

【数５３】

【０１１９】回帰ベクトルｂは、［数５１］から［数５
４］のように求められる。

【０１２０】

【数５４】ｂ＝Ｗ（Ｐ^TＷ）^-1・ｑ

【０１２１】以上のＰＬＳ法のアルゴリズムをまとめ
て、図７に示す。

【０１２２】初めにＰＬＳ法による計算の開始から、成
分をａ＝１に設定して第１成分を求め、次に［数３７］
で説明した第１成分の重みベクトルｗ_a を演算し、ｗ_a
をもとに［数３７］の潜在変数ｔを演算し、［数３９］
のローディングベクトルＰ_aを演算し、［数４０］の係
数ｑ_a を演算し、求めたローディングベクトルＰ_a と係
数ｑ_a から［数４３］、［数４４］で説明した第２成分
のモデルを設定し、成分ａをａ＝ａ＋１とインクリメン
トし、ｓｔｅｐ１で、次の成分の演算が必要かどうかを
判断し、必要であれば（Ｙｅｓ）、すなわち第２成分の
重みベクトルｗ _a の演算に戻して、同様な演算を繰り返
した後、次の成分の設定を行うと共にインクリメント
し、ｓｔｅｐ１で、成分の演算が必要数行い必要でない
とき（Ｎｏ）、［数５４］で説明した回帰ベクトルｂを
演算して終了する。

【０１２３】多変量解析を終了すると、混合物質中に含
まれる所定物質の吸光度、組成比（濃度）等のデータを
算出し、所定物質における各波長での複数の検量線を作
成することができる。

【０１２４】続いて、検量線を作成した後には、図５に
示す如く、連続計測を開始するとしてノイズ成分量を校
正する校正段階に移行し、校正段階を説明すると、初め
に、混合物質（混合ガス）の濃度ゼロの場合として、Ｎ
₂ガスボンベ４３からガスセル３４にＮ₂を導入すること
によりゼロスペクトルＰｚ（ｄ）（受光強度、受光面
積）を測定し、次に、標準ガスボンベ４１からガスセル
３４に標準単一物質のＳＯ₂を所定濃度ｎｒで導入する
ことにより標準スペクトルＰｒ（ｄ）（受光強度、受光
面積）を測定する。ここで、ガスセル３４に導入したＮ
₂、標準単一物質のＳＯ₂を測定の後には、適宜、排出用
配管３７から排出している。又、標準単一物質は、ＳＯ
₂を用いているが、吸収スペクトルが一定範囲におい
て、濃度を求める所定物質（ここではＳＯ₃）と吸収ス
ペクトルが重ならないこと、及び安定な物質であること
の最低条件を満たせば他のものでもよい。

【０１２５】ゼロスペクトルＰｚ（ｄ）と標準スペクト
ルＰｒ（ｄ）を測定した後には、各受光スペクトルＰｚ
（ｄ）、Ｐｒ（ｄ）を処理する波長を選択するよう校正
用波長設定段階として初期波長ｄを設定し、続いて先の
ノイズ成分量算出段階で求めたノイズ成分のない初期波
長ｄにおける理想の吸光係数α（ｄ）を選択し、選択し
た理想の吸光係数α及び標準スペクトルＰｒ（ｄ）の所
定濃度ｎｒを

【数５５】Ｔｒｓ（ｄ）＝１０^{−α（ｄ）・ｎｒ} Ｔｒｓ（ｄ）：透過率 に代入し、迷光のノイズ成分量を含まない透過率Ｔｒｓ
（ｄ）を算出する。

【０１２６】ここで、透過率Ｔｒｓ（ｄ）は、濃度ゼロ
のゼロスペクトルＰｚ（ｄ）及び標準スペクトルＰｒ
（ｄ）から不明のノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を夫々引くこ
とにより

【数５６】Ｔｒｓ（ｄ）＝（Ｐｒ（ｄ）−Ｐｍ（ｄ））
／（Ｐｚ（ｄ）−Ｐｍ（ｄ）） の関係式が成り立つので、この式を変形して

【数５７】Ｔｒｓ（ｄ）（Ｐｚ（ｄ）−Ｐｍ（ｄ））＝
Ｐｒ（ｄ）−Ｐｍ（ｄ）

【数５８】Ｐｍ（ｄ）＝（Ｐｒ（ｄ）−Ｔｒｓ（ｄ）・
Ｐｚ（ｄ））／（１−Ｔｒｓ（ｄ）） とし、［数５８］に対して、迷光のノイズ成分量を含ま
ない透過率Ｔｒｓ（ｄ）の算出値、及び濃度ゼロのゼロ
スペクトルＰｚ（ｄ）の測定値及び標準スペクトルＰｒ
（ｄ）の測定値を夫々代入することにより、所定の時間
経過等により変化したノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を求め、
校正する。

【０１２７】初期波長ｄでのノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を
校正した後には、初期波長ｄに所定の波長幅Δｄを加え
て他の所定波長ｄと設定し、図５に示す如く、処理手順
を校正用波長設定段階に戻し、以下、同様な処理を行な
い、他の所定波長ｄでのノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を校正
する。

【０１２８】このように、所定波長ｄに徐々に所定の波
長幅Δｄを加えて同様な処理を行うことにより各波長に
おける校正したノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を集積し、増加
する所定波長ｄが所定の範囲を超えた時点で処理を停止
し、図６に示す如く、通常計測段階に移行する。

【０１２９】通常計測段階を説明すると、組成比が不明
である混合物質として、煙道位置２４中から排ガスを採
取してガスセル３４に導入することにより排ガスの計測
スペクトルＰ（ｄ）を測定する。ここで、混合物質の排
ガスを構成する組成物（ＳＯ ₂、ＳＯ₃等）は、検量線の
作成したときの混合物質と組成比が異なってもよいが、
検量線の混合物質と組成物が略同じものである必要があ
る。又、ガスセル３４に導入した混合物質の排ガスを測
定の後には、適宜、排出用配管３７から排出している。

【０１３０】計測スペクトルＰ（ｄ）を測定した後に
は、各受光スペクトルＰ（ｄ）、Ｐｚ（ｄ）を処理する
波長を選択するよう計測用波長設定段階として初期波長
ｄを設定し、組成比が不明である混合物質の計測スペク
トルＰ（ｄ）、及び校正段階で求めたゼロスペクトルＰ
ｚ（ｄ）から、校正したノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を夫々
引くことにより

【数５９】Ａｓ（ｄ）＝ｌｏｇ（（Ｐｚ（ｄ）−Ｐｍ
（ｄ））／（Ｐ−Ｐｍ（ｄ））） Ａｓ（ｄ）：校正した吸光度 の式を作成し、［数５９］に対して、校正したノイズ成
分量Ｐｍ（ｄ）の算出値、ゼロスペクトルＰｚ（ｄ）の
測定値及び計測スペクトルＰの測定値を夫々代入するこ
とにより、初期波長ｄでの校正した吸光度Ａｓ（ｄ）を
算出する。

【０１３１】初期波長ｄでの校正した吸光度Ａｓ（ｄ）
を算出した後には、初期波長ｄに所定の波長幅Δｄを加
えて他の所定波長ｄと設定し、図６に示す如く、処理手
順を計測用波長設定段階に戻し、以下、同様な処理を行
ない、他の所定波長ｄでの校正した吸光度Ａｓ（ｄ）を
算出する。

【０１３２】このように、所定波長ｄに徐々に所定の波
長幅Δｄを加えて同様な処理を行うことにより各波長に
おける校正した吸光度Ａｓ（ｄ）を集積し、増加する所
定波長ｄが所定の範囲を超えた時点で処理を停止し、先
に求めた検量線を用いることによって、組成比が不明で
ある混合物質の排ガスよりＳＯ₃（所定物質）の濃度ｎ
を算出する。

【０１３３】ここで、検量線により混合物質中の所定物
質の濃度ｎを算出する過程を説明すると、所定物質の濃
度ｎは、検量線として［数５４］で示す回帰ベクトルｂ
により、各波長における校正した吸光度Ａｓ（ｄ）から
［数５２］と同様に下記の［数６０］で求められる。

【０１３４】

【数６０】

【０１３５】すなわち、下記の［数６１］の如く、波長
の分割数Ｄとそれに対応した波長ｄの吸光度を回帰ベク
トルｂから求めて演算することにより、組成比が不明で
ある混合物質より所定物質の濃度ｎを算出することがで
きる。

【０１３６】

【数６１】

【０１３７】混合物質の計測スペクトルＰ（ｄ）より所
定物質の濃度ｎを求めた後には、連続分析として、新た
に排ガスを採取して所定物質の濃度を算出する段階に移
行し、前の排ガス中におけるＳＯ₃の濃度を算出した時
点から次の排ガス中におけるＳＯ₃の濃度を算出した時
点までの経過時間を常に監視することよって、図５、図
６に示す如く、経過時間が、ノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）に
変化を起す所定時間の経過後ならば処理手順を校正段階
へ戻し、ノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）に変化を起す所定時間
の経過前ならば処理手順を通常計測段階へ戻す。更に、
同様な処理手順を繰り返して次の排ガス中におけるＳＯ
₃の濃度を算出し、以後、排ガスを測定する必要がなく
なるまで同様の処理を続ける。ここで、ノイズ成分量Ｐ
ｍ（ｄ）が変化する所定時間は物質の種類等によって異
なるため、予めＳＯ₃に対応した所定時間に設定してお
く。

【０１３８】以下、組成比が不明である混合物質より所
定物質の濃度を算出する過程における種々の処理を実際
に示し、仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）、相関係数Ｒ^２、
切片ｂ等を求めた例では、所定波長ｄを２１０ｎｍとす
ることにより、仮ノイズ成分量ｎＰｍ（ｄ）をｎＰｍ
と、ノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）をＰｍと、ゼロスペクトル
Ｐｚ（ｄ）をＰｚと、受光スペクトル（計測スペクト
ル）Ｐ（ｄ）をＰとして夫々示す。

【０１３９】（実施例１）ＳＯ_２において迷光の仮ノイ
ズ成分量ｎＰｍを変えた場合を検量線により説明する
と、図８に示す如く、仮ノイズ成分量ｎＰｍを変化させ
た場合には、検量線の傾きが立ち上がり、ある値の仮ノ
イズ成分量ｎＰｍで検量線が略直線になることが明らか
である。又、この時の仮ノイズ成分量ｎＰｍを変化させ
た時の仮ノイズ成分量ｎＰｍと相関係数の二乗のＲ^２と
の関係を示すと、図９、図１０に示す如く、仮ノイズ成
分量ｎＰｍは所定位置（１５６０付近）に極大がある。
ここで、図１０は図９の極大値近傍の拡大図である。更
に、この時の仮ノイズ成分量ｎＰｍを変化させた時の切
片ｂの関係を示すと、図１１に示す如く、ｂは所定位置
でｂ＝０となる。従って、相関係数Ｒ^２が極大値、ｂが
ゼロの位置の場合に、仮ノイズ成分量ｎＰｍは実際のノ
イズ成分量Ｐｍ（実際の迷光）になり、実際のノイズ成
分量Ｐｍを１５６０〜１５７０と推測し、且つ吸光係数
αに相当する傾きａを２１０ｎｍで０．０１４９とす
る。更に又、測定した受光スペクトルＰにどの程度ノイ
ズ成分量Ｐｍが含まれているかを示すと、図１２に示す
如く、各波長においてゼロスペクトルＰｚ及び受光スペ
クトルＰの下に所定量のノイズ成分量Ｐｍが存在するこ
とが明らかである。

【０１４０】（実施例２）同一の装置において意図的に
光学系の調整を行なって実際の迷光のノイズ成分量Ｐｍ
を変えた例を用いて説明すると、図１３に示す如く、ノ
イズ成分量Ｐｍを含む検量線は、迷光のノイズ成分量Ｐ
ｍの大きさに伴って湾曲が大きくなり、且つ傾きが変化
している。又、図１３の検量線より各ノイズ成分量Ｐｍ
を取り除くと、図１４の迷光大（ノイズ成分大）、図１
５の迷光中（ノイズ成分中）、図１６の迷光小（ノイズ
成分小）に示す如く、検量線は、迷光の大きさ（ノイズ
成分量の大きさ）にかかわらず、略直線になり、傾きも
略一定になることが明らかである。

【０１４１】（実施例３）ＳＯ₂を含んだ混合物質（混
合ガス）において所定波長ｄに所定の波長幅Δｄを加え
ることにより実際に２００ｎｍから３５０ｎｍまで処理
し、ＳＯ₂について多変量解析し、混合物質中のＳＯ₂の
吸光度等のデータを算出し得る。ここで［表２］は、複
数ある各組成比のうち３つ（濃度２０ｐｐｍ、６０ｐｐ
ｍ、１００ｐｐｍ）を示し、夫々の組成比には各波長の
うち３つ（２００．５２ｎｍ、２００．７７ｎｍ、２０
１．０２ｎｍ）を示す。

【０１４２】

【表２】

【０１４３】この結果として、図１７には、各波長にお
けるゼロスペクトルＰｚ、ノイズ成分量Ｐｍ、受光スペ
クトル（計測スペクトル）Ｐを示し、図１８には、各波
長における理想的な吸光係数スペクトルを示す。又、多
変量解析により作成される検量線は各波長ごとに存在
し、適宜校正段階及び測定段階を介して図１９に示す補
正前の吸光度スペクトルを、図２０に示す補正後の吸光
度スペクトルに修正する。

【０１４４】このように、ＳＯ₂の標準単一物質、Ｓ
Ｏ₃、ＳＯ₂の組成比が異なる混合物質の受光スペクトル
からノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）、理想的な吸光係数α
（ｄ）及び検量線を求めることにより、排ガス中（ＳＯ
₃、ＳＯ₂を含む）に含まれるＳＯ₃（所定物質）の濃度
を算出し且つ時間経過に対応して処理手順を校正段階へ
戻してノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を校正するので、酸凝縮
法、イソプロピルアルコール吸収法等と異なり、排ガス
中に含まれるＳＯ₃（所定物質）の濃度を連続計測に行
うことができ、しかも、再現性を向上させると共に計測
コストを低減することができる。

【０１４５】又、ＳＯ₃とＳＯ₂の如く吸収スペクトルが
重なる場合であっても、ＳＯ₃、ＳＯ₂の組成比が異なる
混合物質から多変量解析により検量線を作成して処理す
るので、ＳＯ₃（所定物質）の濃度を算出することがで
きる。更に、ランベルトベールの法則に従わない濃度範
囲であっても、ノイズ成分量算出段階によりノイズ成分
量Ｐｍ（ｄ）を求めて修正するので、確実にＳＯ₃（所
定物質）の濃度を求めることができ、且つ測定の条件に
よって変化するノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を時間経過によ
って適宜校正するので、測定の度に何度も検量線を作成
することを不要にして検量線を作成する手間とＳＯ₃の
使用を最少限にすることができる。更に又、所定物質が
不安的なＳＯ₃であっても、ノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を
他の安定的な標準単一物質のＳＯ₂で算出及び校正し得
るので、検量線の作成及び濃度の測定を確実に行うこと
ができる。

【０１４６】ノイズ成分量算出段階によれば、仮ノイズ
成分量ｎＰｍ（ｄ）を介して線形回帰法から算出された
複数の相関係数ｒ，Ｒ²もしくは複数の切片ｂを選択す
るので、標準単一物質のＳＯ₂における各波長の理想的
な吸光係数α（ｄ）及びノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を適確
に求めることができる。

【０１４７】検量線作成段階によれば、ノイズ成分量Ｐ
ｍ（ｄ）を除いた各組成比での吸光度Ａｓ（ｄ）、組成
比等の各データを用いて多変量解析することにより混合
物質中の所定物質の吸光度Ａｓ（ｄ）等のデータを算出
するので、所定物質における各波長での検量線を正確に
作成することができる。又、受光スペクトルＰｚ
（ｄ），Ｐ（ｄ）からノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を取り除
くので、高濃度で飽和した検量線を修正し、高精度な直
線で且つ再現性の高い検量線を作成することができる。

【０１４８】校正段階及び通常計測段階によれば、経過
時間により変化するノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を校正し、
且つ校正したノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）及び予め準備した
検量線を用いることによって、排ガス中からＳＯ₃（所
定物質）の濃度を算出するので、容易に排ガス中のＳＯ
₃（所定物質）の濃度を算出することができる。又、連
続的に排ガス中のＳＯ₃（所定物質）の濃度を算出する
際に、前のＳＯ₃（所定物質）の濃度を算出した時から
次のＳＯ₃（所定物質）の濃度を算出する時までの時間
経過に対応して処理手順を変更するので、物質の濃度を
連続的に測定する連続分析を確実且つ精密に行うことが
できる。

【０１４９】図２１は、本発明の多成分濃度分析装置を
実施する形態の第二例を示すものであり、図中、図２と
同一の符号を付した部分は同一物を表している。

【０１５０】多成分濃度分析装置の第二例は、測定する
サンプルガスを導入する配管６０をメイン開閉弁６１を
介して備え、メイン開閉弁６１を備えた配管６０の流路
先にはガスセル３４を配置し、ガスセル３４には開閉弁
３５及びポンプ３６を備えた排出用配管３７を備えてい
る。

【０１５１】配管におけるメイン開閉弁６１とガスセル
３４の間には、第一例と略同様に、開閉弁６２を介して
供給配管６３を備え、供給配管６３の端側には、開閉弁
４０を介する標準ガスボンベ４１と、開閉弁４２を介す
るＮ₂ガスボンベ４３と、ガス転換炉４４を介する検量
線用ガスボンベ４６とを夫々並列に配置している。ここ
で、標準ガスボンベ４１及び検量線用ガスボンベ４６
は、ＳＯ₂,ＳＯ₃に限定されるものでなく他の物質でも
よい。又、ガス転換炉４４は物質の種類によっては存在
しなくてもよい。

【０１５２】ガスセル３４には、第一例と略同様な光源
５１、ミラー５２を備え、所定光の検出側には、光ファ
イバー５３を介して分光器５４を設置し、分光器５４に
は、所定の処理手順を備えた波形処理装置５５を接続し
ている。

【０１５３】又、メイン開閉弁６１、標準ガスボンベ４
１の開閉弁４０及びＮ₂ガスボンベ４３の開閉弁４２は
弁駆動装置６４に接続されている。

【０１５４】以下、本発明を実施する形態の第二例の作
用を説明する。

【０１５５】第二例は、第一例と略同様に、ノイズ成分
量及び理想的な吸光係数を求めるノイズ成分量算出段階
と、検量線を作成する検量線作成段階と、時間経過によ
り変化するノイズ成分量を校正する校正段階と、混組成
比が不明である混合物質より所定物質の濃度を算出する
通常計測段階に分かれており、同様に処理が行われる。

【０１５６】ここで、弁駆動装置６４は、各段階に対応
してメイン開閉弁６１、標準ガスボンベ４１の開閉弁４
０及びＮ₂ガスボンベ４３の開閉弁４２を適宜開閉させ
ている。

【０１５７】このように、第二例は、第一の例と同様な
作用効果を得ることができ、又、弁駆動装置により各物
質の導入を簡略化することができる。

【０１５８】なお、本発明の多成分濃度分析装置は上述
した実施例のみに限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。

【０１５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多成分濃
度分析装置によれば、下記の如き、種々の優れた効果を
奏し得る。

【０１６０】Ｉ）標準単一物質、組成比が異なる混合物
質の受光スペクトルからノイズ成分量、理想的な吸光係
数及び検量線を求めることにより、組成比が不明の混合
物質に含まれる所定物質の濃度を算出し且つ時間経過に
対応して処理手順を校正段階へ戻してノイズ成分量を校
正するので、組成比が不明の混合物質に含まれる所定物
質の濃度を連続計測に行うことができ、しかも、再現性
を向上させると共に計測コストを低減することができ
る。

【０１６１】ＩＩ）求める所定物質の吸収スペクトルが
他の吸収スペクトルと重なる場合であっても、組成比が
異なる混合物質から多変量解析により検量線を作成して
処理するので、所定物質の濃度を算出することができ
る。更に、ランベルトベールの法則に従わない濃度範囲
であっても、ノイズ成分量算出段階によりノイズ成分量
を求めて修正するので、確実に所定物質の濃度を求める
ことができ、且つ測定の条件によって変化するノイズ成
分量を時間経過によって適宜校正するので、測定の度に
何度も検量線を作成することを不要にして検量線を作成
する手間と物質の使用を最少限にすることができる。更
に又、所定物質が不安的なものであっても、ノイズ成分
量を他の安定的な標準単一物質で代用して算出及び校正
することができる。

【０１６２】ＩＩＩ）仮ノイズ成分量を介して線形回帰
法から算出された複数の相関係数もしくは複数の切片を
選択するので、標準単一物質における各波長の理想的な
吸光係数及びノイズ成分量を適確に求めることができ
る。

【０１６３】ＩＶ）ノイズ成分量を除いた各組成比での
吸光度、組成比等の各データを用いて多変量解析するこ
とにより混合物質中の所定物質の吸光度等のデータを算
出するので、所定物質における各波長での検量線を正確
に作成することができる。

【０１６４】Ｖ）校正段階において経過時間により変化
するノイズ成分量を校正し、且つ校正したノイズ成分量
及び予め準備した検量線を用いることによって、組成比
が不明である混合物質から所定物質の濃度を算出するの
で、容易に混合物質中の所定物質の濃度を算出すること
ができる。又、連続的に混合物質中の所定物質の濃度を
算出する際に、前の所定物質の濃度を算出した時から次
の所定物質の濃度を算出する時までの時間経過に対応し
て処理手順を変更するので、物質の濃度を連続的に測定
する連続分析を確実且つ精密に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多成分濃度分析装置の第一例をボイラ
設備に備えた状態を示す概略図である。

【図２】本発明の多成分濃度分析装置の第一例を実施す
る形態例を示す概略図である。

【図３】本発明の多成分濃度分析装置を実施する形態例
を示すフローである。

【図４】図３より連続するフローである。

【図５】図４より連続して校正段階を示すフローであ
る。

【図６】図５より連続して通常計測段階を示すフローで
ある。

【図７】多変量解析（ＰＬＳ法）によるアルゴリズムを
示す図である。

【図８】ＳＯ_２において迷光の仮ノイズ成分量を変えた
場合の検量線を示す図である。

【図９】図８において仮ノイズ成分量を変化させた時の
仮ノイズ成分量と相関係数の二乗値との関係を示す図で
ある。

【図１０】図９の極大値近傍を示す拡大図である。

【図１１】図８において仮ノイズ成分量を変化させた場
合の切片の関係を示す図である。

【図１２】測定した受光スペクトルにどの程度ノイズ成
分量が含まれているかを示す図である。

【図１３】同一の装置において意図的に光学系の調整を
行なって実際の迷光のノイズ成分量を変えた場合の検量
線の例を示す図である。

【図１４】図１３の迷光大（ノイズ成分大）の検量線に
おいて各ノイズ成分量を取り除いた時の検量線を示す図
である。

【図１５】図１３の迷光中（ノイズ成分中）の検量線に
おいて各ノイズ成分量を取り除いた時の検量線を示す図
である。

【図１６】図１３の迷光小（ノイズ成分小）の検量線に
おいて各ノイズ成分量を取り除いた時の検量線を示す図
である。

【図１７】各波長におけるゼロスペクトル、ノイズ成分
量、受光スペクトル（計測スペクトル）を示す図であ
る。

【図１８】各波長における理想的な吸光係数スペクトル
を示す図である。

【図１９】各波長における補正前の吸光度スペクトルを
示す図である。

【図２０】各波長における補正後の吸光度スペクトルを
示す図である。

【図２１】本発明の多成分濃度分析装置の第二例を実施
する形態例を示す概略図である。

【図２２】ボイラ設備の一例を表わす概略図である。

【図２３】従来の波長２１０ｎｍのＳＯ_２の検量線を示
す図である。

【図２４】非分散分光分析の場合における迷光を示す概
略図である。

【図２５】分光器使用の分光分析の場合における迷光を
示す概略図である。

【符号の説明】

３４ ガスセル（セル） ５４ 分光器 ５５ 波形処理装置 Ａｓ（ｄ） 吸光度 Ｐ（ｄ） 受光スペクトル（計測スペクトル） Ｐｍ（ｄ） 実際のノイズ成分量 ｎＰｍ（ｄ） 仮ノイズ成分量 Ｐｒ（ｄ） 標準スペクトル Ｐｚ（ｄ） ゼロスペクトル Ｔｒｓ（ｄ） 透過率 α（ｄ） 吸光係数 Ｒ² 相関係数 ｒ 相関係数 ａ 傾き ｂ 切片 ｄ 所定波長（初期波長） ｎ 濃度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 健 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 八木 武人 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 小原 正孝 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 石 川島播磨重工業株式会社本社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB01 CC06 EE01 EE11 FF10 JJ01 KK01 MM02 MM12 NN01 PP01 3K070 DA02 DA03 DA07 DA09 DA16 DA22 DA23 DA60

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 標準単一物質、組成比が異なる混合物
   質、及び組成比が不明である混合物質を選択して導入す
   るセルと、該セルに導入した物質より受光スペクトルを
   採取する分光器と、前記受光スペクトルを処理する波形
   処理器とを備え、 前記波形処理器は、前記セル及び分光器に存在するノイ
   ズ成分量とノイズ成分のない理想的な吸光係数とを前記
   標準単一物質より算出するノイズ成分量算出段階と、組
   成比が異なる混合物質から前記ノイズ成分量を取り除い
   て多変量解析により混合物質の検量線を作成する検量線
   作成段階と、時間の経過により変化する前記ノイズ成分
   量を標準単一物質及び理想的な吸光係数により校正する
   校正段階と、組成比が不明である混合物質から校正ノイ
   ズ成分量及び検量線を用いて混合物質中の所定物質の濃
   度を算出し且つ連続的に次の所定物質の濃度を算出する
   際に時間経過に対応して処理手順を校正段階へ戻す通常
   計測段階とを備えたことを特徴とする多成分濃度分析装
   置。
2. 【請求項２】 ノイズ成分量算出段階は、濃度ゼロのゼ
   ロスペクトルを採取し且つ標準単一物質をセルに導入し
   て各所定濃度の各受光スペクトルを採取し、単一物質用
   波長設定段階として各受光スペクトルの処理波長を所定
   波長に設定し、ノイズ成分量設定段階としてノイズ成分
   を濃度ゼロの受光スペクトル又は所定濃度の受光スペク
   トルより小さい任意の仮ノイズ成分量に仮設定し、前記
   仮ノイズ成分量を濃度ゼロの受光スペクトル及び所定濃
   度の受光スペクトルから夫々引いて各所定濃度の吸光度
   を算出し、各所定濃度と吸光度の関係が直線に従うとし
   て 【数１】Ｙ＝ａＸ＋ｂ ａ：傾き ｂ：切片 よりＸに濃度、Ｙに吸光度を代入して線形回帰法により
   相関係数を求め、続いて仮ノイズ成分量を他の仮ノイズ
   成分量に変えて処理手順を前記ノイズ成分量設定段階に
   戻すことにより同様の処理を繰り返して他の相関係数を
   求め、各仮ノイズ成分量における複数の相関係数から最
   も大きいものを選択することにより、選択された相関係
   数に対応する傾きを所定波長の理想的な吸光係数と決定
   すると共にノイズ成分量を決定し、更に前記所定波長を
   他の所定波長に変えて処理手順を前記単一物質用波長設
   定段階に戻すことにより同様の処理を繰り返して他の所
   定波長の理想的な吸光係数及びノイズ成分量を夫々決定
   し、標準単一物質の受光スペクトル中に含まれる各波長
   の理想的な吸収係数及び各波長のノイズ成分量を集積す
   る過程を備えた請求項１記載の多成分濃度分析装置。
3. 【請求項３】 ノイズ成分量算出段階は、濃度ゼロのゼ
   ロスペクトルを採取し且つ標準単一物質をセルに導入し
   て各所定濃度の各受光スペクトルを採取し、単一物質用
   波長設定段階として各受光スペクトルの処理波長を所定
   波長に設定し、ノイズ成分量設定段階としてノイズ成分
   を濃度ゼロの受光スペクトル又は所定濃度の受光スペク
   トルより小さい任意の仮ノイズ成分量に仮設定し、前記
   仮ノイズ成分量を濃度ゼロの受光スペクトル及び所定濃
   度の受光スペクトルから夫々引いて各所定濃度の吸光度
   を算出し、各所定濃度と吸光度の関係が直線に従うとし
   て 【数２】Ｙ＝ａＸ＋ｂ ａ：傾き ｂ：切片 よりＸに濃度、Ｙに吸光度を代入して線形回帰法により
   切片を求め、続いて仮ノイズ成分量を他の仮ノイズ成分
   量に変えて処理手順を前記ノイズ成分量設定段階に戻す
   ことにより同様の処理を繰り返して他の切片を求め、各
   仮ノイズ成分量における複数の切片から最もゼロに近い
   ものを選択することにより、選択された切片に対応する
   所定波長の理想的な吸光係数と決定すると共にノイズ成
   分量を決定し、更に前記所定波長を他の所定波長に変え
   て処理手順を前記単一物質用波長設定段階に戻すことに
   より同様の処理を繰り返して他の所定波長の理想的な吸
   光係数及びノイズ成分量を夫々決定し、標準単一物質の
   受光スペクトル中に含まれる各波長の理想的な吸収係数
   及び各波長のノイズ成分量を集積する過程を備えた請求
   項１記載の多成分濃度分析装置。
4. 【請求項４】 検量線作成段階は、濃度ゼロのゼロスペ
   クトルを採取し且つ組成比が異なる混合物質をセルに導
   入して複数の受光スペクトルを採取し、混合物質用波長
   設定段階として各受光スペクトルの処理波長を所定波長
   に設定し、予め標準単一物質より算出した所定波長のノ
   イズ成分量を濃度ゼロの受光スペクトル及び各組成比の
   受光スペクトルから夫々引くことにより各組成比での所
   定波長の吸光度を算出し、前記所定波長を他の所定波長
   に変えて処理手順を前記混合物質用波長設定段階に戻す
   ことにより同様の処理を繰り返して各組成比での他の所
   定波長の吸光度を夫々算出し、各波長での吸光度及び各
   組成比のデータを用いて多変量解析することにより混合
   物質中の所定物質の検量線を作成する過程を備えた請求
   項１記載の多成分濃度分析装置。
5. 【請求項５】 校正段階は、濃度ゼロのゼロスペクトル
   Ｐｚ（ｄ）を採取し且つ標準単一物質をセルに導入して
   所定濃度の標準スペクトルＰｒ（ｄ）を採取し、校正用
   波長設定段階として各受光スペクトルＰｚ（ｄ）、Ｐｒ
   （ｄ）の処理波長を所定波長に設定し、前記標準スペク
   トルＰｒ（ｄ）の所定濃度と、予め求められたノイズ成
   分のない理想的な吸光係数とにより透過率Ｔｒｓ（ｄ）
   を計算し、ノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を 【数３】Ｐｍ（ｄ）＝（Ｐｒ（ｄ）−Ｔｒｓ（ｄ）・Ｐ
   ｚ（ｄ））／（１−Ｔｒｓ（ｄ）） より求め、前記所定波長を他の所定波長に変えて処理手
   順を校正用波長設定段階に戻すことにより同様の処理を
   繰り返し、他の所定波長のノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を算
   出して各波長のノイズ成分量を集積し、 通常計測段階は、組成比が不明である混合物質をセルに
   導入し計測スペクトルを分光器により採取し、計測用波
   長設定段階として各受光スペクトルの処理波長を所定波
   長に設定し、前記計測スペクトル及びゼロスペクトルＰ
   ｚ（ｄ）からノイズ成分量Ｐｍ（ｄ）を夫々引いて吸光
   度を算出し、前記所定波長を他の所定波長に変えて処理
   手順を前記計測用波長設定段階に戻すことにより同様の
   処理を繰り返し、他の所定波長の吸光度を算出して各波
   長の吸光度を集積し、予め混合物質から求められた検量
   線により、混合物質中の所定物質の濃度を算出し、更に
   連続的に次の所定物質の濃度を算出し得るよう、前の所
   定物質の濃度を算出してから次の所定物質の濃度を算出
   するまでの時間間隔が所定時間を経過している場合には
   処理手順を校正段階に戻し、前記時間間隔が所定時間の
   経過する前の場合には処理手順を通常計測段階に戻す過
   程を備えた請求項１記載の多成分濃度分析装置。