JP2003172700A - 赤外線ガス分析方法および装置 - Google Patents
赤外線ガス分析方法および装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成がシンプルでありながらもサンプルガス
中に含まれる水分の影響を補正し、所望の測定対象成分
の濃度を精度よく測定することのできる赤外線ガス分析
方法および装置を提供すること。 【解決手段】 セル１４の一端側に赤外光源１８を備
え、他端側に検出部２０を備えたガス分析部６Ａに対し
てサンプルガスＳＧを供給して、サンプルガスＳＧ中の
測定対象成分の濃度を測定するとともに前記サンプルガ
スＳＧ中に含まれる水分の濃度を測定し、まず、前記測
定対象成分の濃度に対するゼロ点における水分干渉を補
正し、その後、前記測定対象成分の濃度に対する水分共
存影響を補正することにより、水分影響を補正した測定
対象成分の濃度を得るようにした。
中に含まれる水分の影響を補正し、所望の測定対象成分
の濃度を精度よく測定することのできる赤外線ガス分析
方法および装置を提供すること。 【解決手段】 セル１４の一端側に赤外光源１８を備
え、他端側に検出部２０を備えたガス分析部６Ａに対し
てサンプルガスＳＧを供給して、サンプルガスＳＧ中の
測定対象成分の濃度を測定するとともに前記サンプルガ
スＳＧ中に含まれる水分の濃度を測定し、まず、前記測
定対象成分の濃度に対するゼロ点における水分干渉を補
正し、その後、前記測定対象成分の濃度に対する水分共
存影響を補正することにより、水分影響を補正した測定
対象成分の濃度を得るようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、赤外線ガス分析
方法および装置に関する。
方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、赤外線ガス分析装置において
は、サンプルガス中に含まれる特定の測定対象成分（測
定対象ガス）の濃度を測定する場合、サンプルガス中に
含まれる水分の影響を可及的に低く抑える必要があると
ころから、図１０に示すように、ガス分析部８１に対す
るサンプルガスＳＧの供給ライン８２に電子冷却装置な
どの除湿装置８３を設けてサンプルガスＳＧを除湿し、
この除湿されたサンプルガスＳＧをガス分析部８１に供
給していた。
は、サンプルガス中に含まれる特定の測定対象成分（測
定対象ガス）の濃度を測定する場合、サンプルガス中に
含まれる水分の影響を可及的に低く抑える必要があると
ころから、図１０に示すように、ガス分析部８１に対す
るサンプルガスＳＧの供給ライン８２に電子冷却装置な
どの除湿装置８３を設けてサンプルガスＳＧを除湿し、
この除湿されたサンプルガスＳＧをガス分析部８１に供
給していた。
【０００３】しかしながら、上記従来の手法において
は、除湿装置８３を設けるためそれだけ測定系全体の構
成が複雑になるとともに、水に対する溶解度の大きいガ
スを測定するのが困難である。また、上記構成において
は、サンプルガスＳＧ中の水分を除去した後に測定を行
うため、水分の分圧の割合だけサンプルガスＳＧ中の測
定対象成分の濃度が高くなるため、測定後に水分分圧補
正が必要になる。この場合、図１０に示すように、サン
プルガスライン８２の除湿装置８３よりも上流側におい
てサンプルガスライン８２から分岐する流路８４を接続
し、この分岐流路８４に水分濃度計８５を設けて、除湿
前のサンプルガスＳＧ中に含まれる水分濃度を測定した
り、あるいは、水分濃度計８５を設けないときは、水分
濃度を推測するなどしなければならない。
は、除湿装置８３を設けるためそれだけ測定系全体の構
成が複雑になるとともに、水に対する溶解度の大きいガ
スを測定するのが困難である。また、上記構成において
は、サンプルガスＳＧ中の水分を除去した後に測定を行
うため、水分の分圧の割合だけサンプルガスＳＧ中の測
定対象成分の濃度が高くなるため、測定後に水分分圧補
正が必要になる。この場合、図１０に示すように、サン
プルガスライン８２の除湿装置８３よりも上流側におい
てサンプルガスライン８２から分岐する流路８４を接続
し、この分岐流路８４に水分濃度計８５を設けて、除湿
前のサンプルガスＳＧ中に含まれる水分濃度を測定した
り、あるいは、水分濃度計８５を設けないときは、水分
濃度を推測するなどしなければならない。
【０００４】そして、上述のように、水分分圧補正を行
っても、測定対象成分の濃度を必ずしも正確に得ること
はできなかった。
っても、測定対象成分の濃度を必ずしも正確に得ること
はできなかった。
【０００５】ところで、近年、走行している自動車など
車両のエンジンから排出されるガスに対する規制問題が
大きくクローズアップされるようになってきており、地
球環境を保全または保護する上で、前記排ガスの量や濃
度を確実に把握する重要性が高まってきている。しか
し、上述のように、除湿装置８３を設けた場合、測定系
全体が大きく嵩張るため、限られたスペースしかない車
両に搭載するのは、きわめて困難であり、測定系全体も
それだけコストアップになる。
車両のエンジンから排出されるガスに対する規制問題が
大きくクローズアップされるようになってきており、地
球環境を保全または保護する上で、前記排ガスの量や濃
度を確実に把握する重要性が高まってきている。しか
し、上述のように、除湿装置８３を設けた場合、測定系
全体が大きく嵩張るため、限られたスペースしかない車
両に搭載するのは、きわめて困難であり、測定系全体も
それだけコストアップになる。
【０００６】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、構成がシンプルでありながらも
サンプルガス中に含まれる水分の影響を補正し、所望の
測定対象成分の濃度を精度よく測定することのできる赤
外線ガス分析方法および装置を提供することである。
たもので、その目的は、構成がシンプルでありながらも
サンプルガス中に含まれる水分の影響を補正し、所望の
測定対象成分の濃度を精度よく測定することのできる赤
外線ガス分析方法および装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の赤外線ガス分析方法および装置は、セル
の一端側に赤外光源を備え、他端側に検出部を備えたガ
ス分析部に対してサンプルガスを供給して、サンプルガ
ス中の測定対象成分の濃度を測定するとともに前記サン
プルガス中に含まれる水分の濃度を測定し、まず、前記
測定対象成分の濃度に対するゼロ点における水分干渉を
補正し、その後、前記測定対象成分の濃度に対する水分
共存影響を補正することにより、水分影響を補正した測
定対象成分の濃度を得るようにしたことを特徴としてい
る（請求項１，７）。
め、この発明の赤外線ガス分析方法および装置は、セル
の一端側に赤外光源を備え、他端側に検出部を備えたガ
ス分析部に対してサンプルガスを供給して、サンプルガ
ス中の測定対象成分の濃度を測定するとともに前記サン
プルガス中に含まれる水分の濃度を測定し、まず、前記
測定対象成分の濃度に対するゼロ点における水分干渉を
補正し、その後、前記測定対象成分の濃度に対する水分
共存影響を補正することにより、水分影響を補正した測
定対象成分の濃度を得るようにしたことを特徴としてい
る（請求項１，７）。
【０００８】上記請求項１，７に記載の赤外線ガス分析
方法および装置においては、水分干渉および水分共存影
響を除去した精度の高い濃度測定を行うことができる。
そして、従来の赤外線ガス分析方法や装置とは異なり、
除湿装置などの前処理装置を設ける必要がないので、分
析の応答速度がそれだけ早くなるとともに、装置全体の
構成がコンパクトになり、省スペース化が図れ、省電
力、低コストで測定を行うことができる。また、高濃度
の水分を含む測定対象ガスを、除湿せずに測定すること
ができる。
方法および装置においては、水分干渉および水分共存影
響を除去した精度の高い濃度測定を行うことができる。
そして、従来の赤外線ガス分析方法や装置とは異なり、
除湿装置などの前処理装置を設ける必要がないので、分
析の応答速度がそれだけ早くなるとともに、装置全体の
構成がコンパクトになり、省スペース化が図れ、省電
力、低コストで測定を行うことができる。また、高濃度
の水分を含む測定対象ガスを、除湿せずに測定すること
ができる。
【０００９】そして、この発明の赤外線ガス分析方法お
よび装置として、サンプルガスが流れる配管に二つの開
口を形成し、一方の開口に臨むように赤外光源を設け、
他方の開口に検出部を設け、前記サンプルガスに赤外光
を照射したときに得られる検出出力に基づいて前記サン
プルガス中の測定対象成分の濃度を測定するとともに前
記サンプルガス中に含まれる水分の濃度を測定し、ま
ず、前記測定対象成分の濃度に対するゼロ点における水
分干渉を補正し、その後、前記測定対象成分の濃度に対
する水分共存影響を補正することにより、水分影響を補
正した測定対象成分の濃度を得るようにてもよい（請求
項２，８）。
よび装置として、サンプルガスが流れる配管に二つの開
口を形成し、一方の開口に臨むように赤外光源を設け、
他方の開口に検出部を設け、前記サンプルガスに赤外光
を照射したときに得られる検出出力に基づいて前記サン
プルガス中の測定対象成分の濃度を測定するとともに前
記サンプルガス中に含まれる水分の濃度を測定し、ま
ず、前記測定対象成分の濃度に対するゼロ点における水
分干渉を補正し、その後、前記測定対象成分の濃度に対
する水分共存影響を補正することにより、水分影響を補
正した測定対象成分の濃度を得るようにてもよい（請求
項２，８）。
【００１０】上記請求項２，８に記載の赤外線ガス分析
方法および装置においても、請求項１，７に記載の赤外
線ガス分析方法および装置のものと同様の効果を奏す
る。そして、請求項２，８の赤外線ガス分析方法および
装置において、開口の外部にエアーカーテンが形成され
るようにしてあってもよく（請求項３，９）、このよう
にした場合、開口に光学窓を設ける必要がないととも
に、開口からサンプルガスが外部に流出しても、これが
エアーカーテンによって速やかに排除される。また、上
記請求項２，８の赤外線ガス分析方法および装置におい
て、開口に赤外線透過性の光学窓が設けられていてもよ
く（請求項４，１０）、このようにした場合、サンプル
ガスが開口から外部に流出するのが効果的に防止され
る。
方法および装置においても、請求項１，７に記載の赤外
線ガス分析方法および装置のものと同様の効果を奏す
る。そして、請求項２，８の赤外線ガス分析方法および
装置において、開口の外部にエアーカーテンが形成され
るようにしてあってもよく（請求項３，９）、このよう
にした場合、開口に光学窓を設ける必要がないととも
に、開口からサンプルガスが外部に流出しても、これが
エアーカーテンによって速やかに排除される。また、上
記請求項２，８の赤外線ガス分析方法および装置におい
て、開口に赤外線透過性の光学窓が設けられていてもよ
く（請求項４，１０）、このようにした場合、サンプル
ガスが開口から外部に流出するのが効果的に防止され
る。
【００１１】また、この発明の赤外線ガス分析方法およ
び装置として、サンプルガスを横断するように赤外光を
発する赤外光源と、この赤外光源から発せられた赤外光
を受光する検出部とを備え、サンプルガス中の測定対象
成分の濃度を測定するとともに前記サンプルガス中に含
まれる水分の濃度を測定し、まず、前記測定対象成分の
濃度に対するゼロ点における水分干渉を補正し、その
後、前記測定対象成分の濃度に対する水分共存影響を補
正することにより、水分影響を補正した測定対象成分の
濃度を得るようにしてもよい（請求項５，１１）。
び装置として、サンプルガスを横断するように赤外光を
発する赤外光源と、この赤外光源から発せられた赤外光
を受光する検出部とを備え、サンプルガス中の測定対象
成分の濃度を測定するとともに前記サンプルガス中に含
まれる水分の濃度を測定し、まず、前記測定対象成分の
濃度に対するゼロ点における水分干渉を補正し、その
後、前記測定対象成分の濃度に対する水分共存影響を補
正することにより、水分影響を補正した測定対象成分の
濃度を得るようにしてもよい（請求項５，１１）。
【００１２】上記請求項５，１１に記載の赤外線ガス分
析方法および装置においても、請求項１，７に記載の赤
外線ガス分析方法および装置のものと同様の効果を奏す
る。
析方法および装置においても、請求項１，７に記載の赤
外線ガス分析方法および装置のものと同様の効果を奏す
る。
【００１３】そして、上記いずれの赤外線ガス分析方法
および装置においても、測定対象成分の濃度と水分の濃
度を一つのガス分析部によって測定するようにしてもよ
く（請求項６，１２）、このようにした場合、補正の時
間遅れがなくなるとともに、構成部材も少なくて済む。
および装置においても、測定対象成分の濃度と水分の濃
度を一つのガス分析部によって測定するようにしてもよ
く（請求項６，１２）、このようにした場合、補正の時
間遅れがなくなるとともに、構成部材も少なくて済む。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図１〜図５は、この発明の第１の
実施の形態を示すもので、まず、図１〜図３は、この発
明の赤外線ガス分析装置の一例を示している。そして、
図１は、この発明の赤外線ガス分析装置を自動車に搭載
した実施の形態を示し、この図において、１は測定に供
される自動車（例えば使用過程車）で、２は例えばディ
ーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）、３はエ
ンジン２に連なる排気管、４，５はこの排気管３に設け
られる触媒装置、マフラーである。
照しながら説明する。図１〜図５は、この発明の第１の
実施の形態を示すもので、まず、図１〜図３は、この発
明の赤外線ガス分析装置の一例を示している。そして、
図１は、この発明の赤外線ガス分析装置を自動車に搭載
した実施の形態を示し、この図において、１は測定に供
される自動車（例えば使用過程車）で、２は例えばディ
ーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）、３はエ
ンジン２に連なる排気管、４，５はこの排気管３に設け
られる触媒装置、マフラーである。
【００１５】６は自動車１の車内に搭載される赤外線ガ
ス分析装置（その構成は後述する）で、ガス分析部６Ａ
と演算制御部６Ｂとからなる。ガス分析部６Ａには、排
気管３において適宜の分岐接続部７を有するガスサンプ
リング流路８と、排気管３において適宜の合流接続部９
を有する排出流路１０とが接続されている。図示する例
においては、分岐接続部７および合流接続部９は、排気
管３の触媒装置４とマフラー５との間に、この順で設け
られている。そして、分岐接続部７は、排気管３を流れ
てくるエンジン２からの排ガスの一部を採取できるよう
に構成されている。また、ガスサンプリング流路８は、
分岐接続部７を含むその全流路にわたって例えばヒータ
１１が巻設してあり、これを流れる排ガス（サンプルガ
ス）が所定の温度に加熱保温されるようにしてある。こ
のように、サンプルガスを除湿しないで加熱されたガス
流路を供給するので、高濃度の水分を含む測定対象ガス
を、除湿せずに測定することができる。さらに、演算制
御部６Ｂは、自動車１内に搭載されるパソコン１２から
の指令によりガス分析部６Ａの各部を制御したり、ガス
分析部６Ａの検出器（後述する）の出力信号に基づいて
濃度演算を行うように構成されている。
ス分析装置（その構成は後述する）で、ガス分析部６Ａ
と演算制御部６Ｂとからなる。ガス分析部６Ａには、排
気管３において適宜の分岐接続部７を有するガスサンプ
リング流路８と、排気管３において適宜の合流接続部９
を有する排出流路１０とが接続されている。図示する例
においては、分岐接続部７および合流接続部９は、排気
管３の触媒装置４とマフラー５との間に、この順で設け
られている。そして、分岐接続部７は、排気管３を流れ
てくるエンジン２からの排ガスの一部を採取できるよう
に構成されている。また、ガスサンプリング流路８は、
分岐接続部７を含むその全流路にわたって例えばヒータ
１１が巻設してあり、これを流れる排ガス（サンプルガ
ス）が所定の温度に加熱保温されるようにしてある。こ
のように、サンプルガスを除湿しないで加熱されたガス
流路を供給するので、高濃度の水分を含む測定対象ガス
を、除湿せずに測定することができる。さらに、演算制
御部６Ｂは、自動車１内に搭載されるパソコン１２から
の指令によりガス分析部６Ａの各部を制御したり、ガス
分析部６Ａの検出器（後述する）の出力信号に基づいて
濃度演算を行うように構成されている。
【００１６】そして、パソコン１２は、演算制御部６Ｂ
との間で信号を授受し、赤外線ガス分析装置６全体を制
御したり、演算制御部６Ｂからの信号に基づいて測定結
果などを表示したり、測定結果などをデータとして格納
する。なお、図１において、１３は路面である。
との間で信号を授受し、赤外線ガス分析装置６全体を制
御したり、演算制御部６Ｂからの信号に基づいて測定結
果などを表示したり、測定結果などをデータとして格納
する。なお、図１において、１３は路面である。
【００１７】図２は、赤外線ガス分析装置６のガス分析
部６Ａの構成の一例を概略的に示すもので、この図にお
いて、１４はセルで、その両端側が赤外透過性のセル窓
１５ａ，１５ｂで封止されるとともに、サンプルガスＳ
Ｇの入口１６、出口１７が形成されている。そして、ガ
ス入口１６にはガスサンプリング流路８の下流端が接続
され、ガス出口１７には排出流路１０の上流端が接続さ
れる。
部６Ａの構成の一例を概略的に示すもので、この図にお
いて、１４はセルで、その両端側が赤外透過性のセル窓
１５ａ，１５ｂで封止されるとともに、サンプルガスＳ
Ｇの入口１６、出口１７が形成されている。そして、ガ
ス入口１６にはガスサンプリング流路８の下流端が接続
され、ガス出口１７には排出流路１０の上流端が接続さ
れる。
【００１８】１８はセル１４の一方のセル窓１５ａ側に
設けられ、セル１４内に赤外光を照射するための赤外光
源、１９は赤外光源１８とセル１４との間に介装される
光チョッパで、例えばモータ（図示していない）によっ
て回転駆動され、赤外光源１８によって発せられる赤外
光を一定周期で断続（チョッピング）するように構成さ
れている。
設けられ、セル１４内に赤外光を照射するための赤外光
源、１９は赤外光源１８とセル１４との間に介装される
光チョッパで、例えばモータ（図示していない）によっ
て回転駆動され、赤外光源１８によって発せられる赤外
光を一定周期で断続（チョッピング）するように構成さ
れている。
【００１９】２０はセル１４の他方のセル窓１５ｂ側に
設けられる検出部で、複数の赤外線検出器を互いに光学
的に並列的に設けてなるものである。この実施の形態に
おいては、例えばサンプルガスＳＧ中に含まれる測定対
象成分である例えばＣＯ、ＣＯ2 をそれぞれ測定するた
めのＣＯ検出器、ＣＯ2 検出器およびサンプルガスＳＧ
中に含まれる干渉成分としての水分（Ｈ2 Ｏ）を測定す
るための水分検出器と、比較検出器として、図３に示す
ように、円周を４等分しかつ同心円上に設けられた４つ
の赤外線検出器（以下、単に検出器という）２１，２
２，２３，２４（図２では、便宜上一直線上に表してい
る）と、これらの検出器２１〜２４の受光側にそれぞれ
対応して設けられる光学フィルタ２５〜２８からなる。
設けられる検出部で、複数の赤外線検出器を互いに光学
的に並列的に設けてなるものである。この実施の形態に
おいては、例えばサンプルガスＳＧ中に含まれる測定対
象成分である例えばＣＯ、ＣＯ2 をそれぞれ測定するた
めのＣＯ検出器、ＣＯ2 検出器およびサンプルガスＳＧ
中に含まれる干渉成分としての水分（Ｈ2 Ｏ）を測定す
るための水分検出器と、比較検出器として、図３に示す
ように、円周を４等分しかつ同心円上に設けられた４つ
の赤外線検出器（以下、単に検出器という）２１，２
２，２３，２４（図２では、便宜上一直線上に表してい
る）と、これらの検出器２１〜２４の受光側にそれぞれ
対応して設けられる光学フィルタ２５〜２８からなる。
【００２０】そして、検出器２１〜２４は、例えば半導
体検出器よりなり、ＣＯ検出器および水分検出器２１〜
２３に対応する光学フィルタ２５〜２７は、特定の測定
対象成分のみの特性吸収帯域の赤外線を通過させるバン
ドパスフィルタよりなり、ＣＯ検出器２１に対応する光
学フィルタ２５は、ＣＯの特性吸収帯域の赤外線のみを
通過させるバンドパスフィルタよりなり、ＣＯ2 検出器
２２に対応する光学フィルタ２６は、ＣＯ2 の特性吸収
帯域の赤外線のみを通過させるバンドパスフィルタより
なり、水分検出器２３に対応する光学フィルタ２７は、
Ｈ2 Ｏの特性吸収帯域の赤外線のみを通過させるバンド
パスフィルタよりなる。さらに、比較検出器２４に対応
するフィルタ２８は、サンプルガスＳＧ中のＣＯ、ＣＯ
2 、Ｈ2Ｏのいずれに対しても吸収帯域のないところの
波長の赤外線を通過させるバンドパスフィルタよりな
る。
体検出器よりなり、ＣＯ検出器および水分検出器２１〜
２３に対応する光学フィルタ２５〜２７は、特定の測定
対象成分のみの特性吸収帯域の赤外線を通過させるバン
ドパスフィルタよりなり、ＣＯ検出器２１に対応する光
学フィルタ２５は、ＣＯの特性吸収帯域の赤外線のみを
通過させるバンドパスフィルタよりなり、ＣＯ2 検出器
２２に対応する光学フィルタ２６は、ＣＯ2 の特性吸収
帯域の赤外線のみを通過させるバンドパスフィルタより
なり、水分検出器２３に対応する光学フィルタ２７は、
Ｈ2 Ｏの特性吸収帯域の赤外線のみを通過させるバンド
パスフィルタよりなる。さらに、比較検出器２４に対応
するフィルタ２８は、サンプルガスＳＧ中のＣＯ、ＣＯ
2 、Ｈ2Ｏのいずれに対しても吸収帯域のないところの
波長の赤外線を通過させるバンドパスフィルタよりな
る。
【００２１】２９は演算制御部６Ｂ内の濃度演算部で、
検出器２１〜２４の出力に基づいて濃度演算を行うもの
で、３０は同期整流回路、３１は平滑回路、３２は引き
算回路、３３は水分干渉並びに水分共存影響補正演算回
路（以下、単に補正演算回路という）であり、検出器２
１〜２４の出力に基づいて、測定対象成分としてのＣ
Ｏ、ＣＯ2 の濃度および干渉成分としての水分の濃度を
演算し、さらに、これらの濃度を用いて、図４に示すよ
うな手法（後述する）によって水分影響を補正したＣ
Ｏ、ＣＯ2 の濃度を得るものである。
検出器２１〜２４の出力に基づいて濃度演算を行うもの
で、３０は同期整流回路、３１は平滑回路、３２は引き
算回路、３３は水分干渉並びに水分共存影響補正演算回
路（以下、単に補正演算回路という）であり、検出器２
１〜２４の出力に基づいて、測定対象成分としてのＣ
Ｏ、ＣＯ2 の濃度および干渉成分としての水分の濃度を
演算し、さらに、これらの濃度を用いて、図４に示すよ
うな手法（後述する）によって水分影響を補正したＣ
Ｏ、ＣＯ2 の濃度を得るものである。
【００２２】次に、上記構成の赤外線ガス分析装置６の
動作について、図４および図５をも参照しながら説明す
る。赤外線ガス分析装置６およびパソコン１２を搭載し
た自動車１を走行させることにより、エンジン２から排
ガスが排出され、これの一部が分岐接続部７を経てガス
サンプリング流路８にサンプルガスＳＧとして採取さ
れ、赤外線ガス分析装置６のガス分析部６Ａのセル１４
に供給される。この場合、分岐接続部７およびガスサン
プリング流路８は、ヒータ１１によって所定の温度に加
熱・保温されているので、採取されたサンプルガスＳＧ
中に含まれる成分や水分が凝結するのが防止される。
動作について、図４および図５をも参照しながら説明す
る。赤外線ガス分析装置６およびパソコン１２を搭載し
た自動車１を走行させることにより、エンジン２から排
ガスが排出され、これの一部が分岐接続部７を経てガス
サンプリング流路８にサンプルガスＳＧとして採取さ
れ、赤外線ガス分析装置６のガス分析部６Ａのセル１４
に供給される。この場合、分岐接続部７およびガスサン
プリング流路８は、ヒータ１１によって所定の温度に加
熱・保温されているので、採取されたサンプルガスＳＧ
中に含まれる成分や水分が凝結するのが防止される。
【００２３】ガス分析部６Ａにおいては、赤外光源１８
によって赤外光をセル１４に照射し、光チョッパ１９が
所定の周期で回転している状態で、ガスサンプリング流
路８を経たサンプルガスＳＧがセル１４に供給されるこ
とにより、検出器２１〜２４からＣＯ、ＣＯ2 およびＨ
2 Ｏのそれぞれの濃度に対応した交流信号および比較信
号としての交流信号が出力され、これらが同期整流回路
３０に入力される。
によって赤外光をセル１４に照射し、光チョッパ１９が
所定の周期で回転している状態で、ガスサンプリング流
路８を経たサンプルガスＳＧがセル１４に供給されるこ
とにより、検出器２１〜２４からＣＯ、ＣＯ2 およびＨ
2 Ｏのそれぞれの濃度に対応した交流信号および比較信
号としての交流信号が出力され、これらが同期整流回路
３０に入力される。
【００２４】そして、同期整流回路３０には、例えば光
チョッパ１９の回転周期に基づく整流用同期信号ｓが入
力されているので、この同期信号ｓによって、濃度に対
応した測定交流信号が同期整流され、さらに、平滑回路
３１において平滑処理される。そして、ＣＯ、ＣＯ2 、
Ｈ2 Ｏの濃度は、引算回路３２において、比較検出器２
４の出力からＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏに関するそれぞれの
検出器２１，２２，２３の出力をそれぞれ引算すること
によって得ることができる。
チョッパ１９の回転周期に基づく整流用同期信号ｓが入
力されているので、この同期信号ｓによって、濃度に対
応した測定交流信号が同期整流され、さらに、平滑回路
３１において平滑処理される。そして、ＣＯ、ＣＯ2 、
Ｈ2 Ｏの濃度は、引算回路３２において、比較検出器２
４の出力からＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏに関するそれぞれの
検出器２１，２２，２３の出力をそれぞれ引算すること
によって得ることができる。
【００２５】ところで、上記演算によって得られるＣＯ
およびＣＯ2 の濃度は、サンプルガスＳＧ中に含まれる
水分による影響を受けているので、この水分影響を補正
して、真の濃度（水分影響補正後濃度）を得る必要があ
る。以下、この濃度の補正の原理および手順について図
４および図５を参照しながら説明する。
およびＣＯ2 の濃度は、サンプルガスＳＧ中に含まれる
水分による影響を受けているので、この水分影響を補正
して、真の濃度（水分影響補正後濃度）を得る必要があ
る。以下、この濃度の補正の原理および手順について図
４および図５を参照しながら説明する。
【００２６】一般に、非分散型赤外線ガス分析計（ＮＤ
ＩＲ）において、ＣＯやＣＯ2 を測定すると、Ｈ2 Ｏの
赤外吸収帯（領域）とＣＯ、ＣＯ2 の赤外吸収帯とが重
なり合っているので、図５（Ａ）に示すように、ＣＯ
計、ＣＯ2 計のゼロ点における水分干渉が表れる。
ＩＲ）において、ＣＯやＣＯ2 を測定すると、Ｈ2 Ｏの
赤外吸収帯（領域）とＣＯ、ＣＯ2 の赤外吸収帯とが重
なり合っているので、図５（Ａ）に示すように、ＣＯ
計、ＣＯ2 計のゼロ点における水分干渉が表れる。
【００２７】また、スパン点では水分干渉、水分共存影
響があり、このスパンでの水分影響は、図５（Ｂ）に示
すようになる。水分共存影響とは、サンプルガスＳＧ中
に水分が共存することにより、ＣＯ、ＣＯ2 の赤外吸収
の度合い自体が変化するもので、図５（Ｃ）に示すよう
に、水分の共存影響は、ＣＯ濃度に依存せず、水分濃度
と一定の関係を有していることが分かる。そして、図５
（Ｃ）の水分濃度の範囲では、水分共存影響は、水分濃
度にほぼ比例している。この図５（Ｃ）は、スパン点に
おける水分影響からゼロ点での水分干渉を差し引いたと
きの水分共存影響を表している。
響があり、このスパンでの水分影響は、図５（Ｂ）に示
すようになる。水分共存影響とは、サンプルガスＳＧ中
に水分が共存することにより、ＣＯ、ＣＯ2 の赤外吸収
の度合い自体が変化するもので、図５（Ｃ）に示すよう
に、水分の共存影響は、ＣＯ濃度に依存せず、水分濃度
と一定の関係を有していることが分かる。そして、図５
（Ｃ）の水分濃度の範囲では、水分共存影響は、水分濃
度にほぼ比例している。この図５（Ｃ）は、スパン点に
おける水分影響からゼロ点での水分干渉を差し引いたと
きの水分共存影響を表している。
【００２８】そこで、この発明の赤外線ガス分析装置１
においては、図４に示すような手順で、水分濃度と水分
共存影響との一定の関係を用いて、水分影響を補正して
いる。図４は、例えばＣＯ濃度における水分影響の補正
を行う場合を示している。
においては、図４に示すような手順で、水分濃度と水分
共存影響との一定の関係を用いて、水分影響を補正して
いる。図４は、例えばＣＯ濃度における水分影響の補正
を行う場合を示している。
【００２９】まず、段落００２４において説明した通り
の手法により、ＣＯ検出器２１の出力（ステップＳ１
ａ）および水分検出器２３の出力（ステップＳ１ｂ）に
それぞれ基づいてＣＯ濃度（ステップＳ２ａ）および水
分濃度（ステップＳ２ｂ）が得られる。なお、これらの
濃度は、図２および図３に示すように、ＣＯ検出器２１
および水分検出器２３が互いに光学的に並列に配置され
ているので、同時に得ることができる。
の手法により、ＣＯ検出器２１の出力（ステップＳ１
ａ）および水分検出器２３の出力（ステップＳ１ｂ）に
それぞれ基づいてＣＯ濃度（ステップＳ２ａ）および水
分濃度（ステップＳ２ｂ）が得られる。なお、これらの
濃度は、図２および図３に示すように、ＣＯ検出器２１
および水分検出器２３が互いに光学的に並列に配置され
ているので、同時に得ることができる。
【００３０】そして、ステップＳ２ｂにおいて得られた
水分濃度を用いて、ステップＳ１ａにおいて得られたＣ
Ｏ濃度について、ゼロ点における水分干渉を補正する
（ステップＳ３）。
水分濃度を用いて、ステップＳ１ａにおいて得られたＣ
Ｏ濃度について、ゼロ点における水分干渉を補正する
（ステップＳ３）。
【００３１】ステップＳ３に次いで、ゼロ点における水
分干渉を補正したＣＯ濃度は、図５（Ｃ）において説明
したように、水分濃度に対してほぼ直線的に水分共存影
響を受けているので、ステップＳ２ｂにおいて得られた
水分濃度を用いて、ゼロ点における水分干渉を補正した
ＣＯ濃度について、水分共存影響を補正する（ステップ
Ｓ４）。このように、水分濃度と水分共存影響とがほぼ
直線的な関係を有する場合には、例えば下記（１）式を
用いて水分影響を補正することができる。 （補正後のＣＯ濃度）＝｛（補正前のＣＯ濃度）−Ｆ1 （ｗ）｝×１００／ （１００＋ｋ・ｗ） ……（１） ここで、ｗ：水分濃度 Ｆ1 ：図５（Ａ）において計算される関数（例えば４次
式） ｋ：図５（Ｃ）における直線の傾き とする。これにより、ゼロ点における水分干渉およびス
パン点における水分干渉（水分共存影響）の両方を除去
した補正後のＣＯ濃度を得ることができる（ステップＳ
５）。
分干渉を補正したＣＯ濃度は、図５（Ｃ）において説明
したように、水分濃度に対してほぼ直線的に水分共存影
響を受けているので、ステップＳ２ｂにおいて得られた
水分濃度を用いて、ゼロ点における水分干渉を補正した
ＣＯ濃度について、水分共存影響を補正する（ステップ
Ｓ４）。このように、水分濃度と水分共存影響とがほぼ
直線的な関係を有する場合には、例えば下記（１）式を
用いて水分影響を補正することができる。 （補正後のＣＯ濃度）＝｛（補正前のＣＯ濃度）−Ｆ1 （ｗ）｝×１００／ （１００＋ｋ・ｗ） ……（１） ここで、ｗ：水分濃度 Ｆ1 ：図５（Ａ）において計算される関数（例えば４次
式） ｋ：図５（Ｃ）における直線の傾き とする。これにより、ゼロ点における水分干渉およびス
パン点における水分干渉（水分共存影響）の両方を除去
した補正後のＣＯ濃度を得ることができる（ステップＳ
５）。
【００３２】なお、ＣＯ2 の濃度補正も、図４に示した
手順によって行うことができるのはいうまでもない。
手順によって行うことができるのはいうまでもない。
【００３３】上述のように、この発明の赤外線ガス分析
装置６においては、測定対象成分であるＣＯおよびＣＯ
2 についてゼロ点における水分干渉を除いた後、水分濃
度と水分共存影響の直線的な関係に基づいて水分共存影
響を除去した精度の高い濃度測定を行うことができる。
そして、従来の方法や装置とは異なり、除湿装置などの
前処理装置を設ける必要がないので、分析の応答速度が
それだけ早くなるとともに、装置全体の構成がコンパク
トになり、省スペース化が図れ、省電力、低コストで測
定を行うことができる。また、サンプルガスＳＧを所定
の温度以上になるように加熱保温した状態で測定してい
るので、水分分圧補正が不要になる。
装置６においては、測定対象成分であるＣＯおよびＣＯ
2 についてゼロ点における水分干渉を除いた後、水分濃
度と水分共存影響の直線的な関係に基づいて水分共存影
響を除去した精度の高い濃度測定を行うことができる。
そして、従来の方法や装置とは異なり、除湿装置などの
前処理装置を設ける必要がないので、分析の応答速度が
それだけ早くなるとともに、装置全体の構成がコンパク
トになり、省スペース化が図れ、省電力、低コストで測
定を行うことができる。また、サンプルガスＳＧを所定
の温度以上になるように加熱保温した状態で測定してい
るので、水分分圧補正が不要になる。
【００３４】そして、前記赤外線ガス分析装置６におい
ては、測定対象成分であるＣＯおよびＣＯ2 と干渉成分
である水分を一つのガス分析部６Ａによって測定するよ
うにしているので、水分濃度を別途測定するように構成
した場合に比べて、補正の時間遅れがなくなるととも
に、構成部材も少なくて済む。
ては、測定対象成分であるＣＯおよびＣＯ2 と干渉成分
である水分を一つのガス分析部６Ａによって測定するよ
うにしているので、水分濃度を別途測定するように構成
した場合に比べて、補正の時間遅れがなくなるととも
に、構成部材も少なくて済む。
【００３５】また、前記赤外線ガス分析装置６において
は、構成自体がコンパクトであるので、自動車１に搭載
することができる所謂車載型となるので、自動車１を走
行させた状態において排ガス測定を連続的リアルタイム
に行うことができる。
は、構成自体がコンパクトであるので、自動車１に搭載
することができる所謂車載型となるので、自動車１を走
行させた状態において排ガス測定を連続的リアルタイム
に行うことができる。
【００３６】なお、上記実施の形態においては、濃度算
出や濃度補正などの演算を赤外線ガス分析装置６におい
て行うようにしているが、これらの演算をパソコン１２
において行うようにしてもよい。
出や濃度補正などの演算を赤外線ガス分析装置６におい
て行うようにしているが、これらの演算をパソコン１２
において行うようにしてもよい。
【００３７】なお、上述の実施の形態においては、測定
対象成分であるＣＯおよびＣＯ2 と干渉成分である水分
を一つのガス分析部６Ａによって測定するようにしてい
たが、図６に示す第２の実施の形態のように、ガスサン
プリング流路８に分岐流路３４を接続し、この分岐流路
３４に水分濃度測定装置３５を設け、この水分濃度測定
装置３５の下流側の流路３６を排出流路１０に接続する
ようにして、サンプルガスＳＧ中に含まれるＣＯ、ＣＯ
2 などの測定対象成分と水分とを別々の測定装置を用い
て個別に測定するようにしてもよい。
対象成分であるＣＯおよびＣＯ2 と干渉成分である水分
を一つのガス分析部６Ａによって測定するようにしてい
たが、図６に示す第２の実施の形態のように、ガスサン
プリング流路８に分岐流路３４を接続し、この分岐流路
３４に水分濃度測定装置３５を設け、この水分濃度測定
装置３５の下流側の流路３６を排出流路１０に接続する
ようにして、サンプルガスＳＧ中に含まれるＣＯ、ＣＯ
2 などの測定対象成分と水分とを別々の測定装置を用い
て個別に測定するようにしてもよい。
【００３８】また、ガス分析部６Ａにおける検出部２０
は、上述したＣＯ、ＣＯ2 のほかに、ＨＣを測定するた
めの検出器など複数種の特定成分を測定できるようにし
てあってもよく、また、単一の特定成分のみを測定する
ようにしてあってもよい。
は、上述したＣＯ、ＣＯ2 のほかに、ＨＣを測定するた
めの検出器など複数種の特定成分を測定できるようにし
てあってもよく、また、単一の特定成分のみを測定する
ようにしてあってもよい。
【００３９】上述の第１および第２の実施の形態におい
ては、エンジン２に連なる排気管３に、排気管３内を流
れる排ガスの一部を採取する分岐流路（流路８，１０か
らなる）を設け、この分岐流路に、セル１４、赤外光源
１８および検出部２０を備えたガス分析部６Ａを設けた
ものであったが、排気管３そのものをセルとし、この排
気管３に赤外光源１８および検出部２０の互いに対向す
るように設けてもよい。以下、このような赤外線ガス分
析装置の構成例を、第３の実施の形態として、図７およ
び図８を参照しながら説明する。
ては、エンジン２に連なる排気管３に、排気管３内を流
れる排ガスの一部を採取する分岐流路（流路８，１０か
らなる）を設け、この分岐流路に、セル１４、赤外光源
１８および検出部２０を備えたガス分析部６Ａを設けた
ものであったが、排気管３そのものをセルとし、この排
気管３に赤外光源１８および検出部２０の互いに対向す
るように設けてもよい。以下、このような赤外線ガス分
析装置の構成例を、第３の実施の形態として、図７およ
び図８を参照しながら説明する。
【００４０】まず、図７において、２Ａは自動車（図示
していない）のエンジンで、３Ａはこのエンジン２Ａに
連なる例えば断面視円形の排気管（配管の一例）であ
る。４１，４２は排気管３Ａの適宜位置（図示例では下
流側）の管壁３ａに形成される開口である。より詳しく
は、これらの開口４１，４２は、管壁３ａの一つの直径
上に互いに対向するようにして形成されている。そし
て、一方の開口４１の外側（排気管３Ａの外部）には開
口４１に臨むようにして赤外光源１８Ａが設けられ、他
方の開口４２の外側には開口４２に臨むようにして検出
部２０Ａが設けられている。これらの赤外光源１８Ａお
よび検出部２０Ａは、第１の実施の形態における赤外光
源１８および検出部２０と同様に構成されているので、
対応する部材に図２における符号と同一の符号を付し、
その説明は省略する。
していない）のエンジンで、３Ａはこのエンジン２Ａに
連なる例えば断面視円形の排気管（配管の一例）であ
る。４１，４２は排気管３Ａの適宜位置（図示例では下
流側）の管壁３ａに形成される開口である。より詳しく
は、これらの開口４１，４２は、管壁３ａの一つの直径
上に互いに対向するようにして形成されている。そし
て、一方の開口４１の外側（排気管３Ａの外部）には開
口４１に臨むようにして赤外光源１８Ａが設けられ、他
方の開口４２の外側には開口４２に臨むようにして検出
部２０Ａが設けられている。これらの赤外光源１８Ａお
よび検出部２０Ａは、第１の実施の形態における赤外光
源１８および検出部２０と同様に構成されているので、
対応する部材に図２における符号と同一の符号を付し、
その説明は省略する。
【００４１】また、４３，４４は開口４１，４２の上流
側（エンジン２Ａ側）の管壁３ａに位置するように設け
られるファンで、これらのファン４３，４４は、管壁３
ａと赤外光源１８Ａおよび検出部２０Ａとの間にエアー
カーテン４５，４６を形成するためのものである。
側（エンジン２Ａ側）の管壁３ａに位置するように設け
られるファンで、これらのファン４３，４４は、管壁３
ａと赤外光源１８Ａおよび検出部２０Ａとの間にエアー
カーテン４５，４６を形成するためのものである。
【００４２】上記図７に示す第３の実施の形態の赤外線
ガス分析装置においては、エンジン２Ａからの排ガスが
流れる排気管３Ａに互いに対向して形成された開口４
１，４２の間の空間３ｂそのものがセルとなり、このセ
ル３ｂの一端側に赤外光源１８Ａが設けられ、他端側に
検出部２０Ａが設けられることにより、ガス分析部６Ａ
が形成されている。なお、図７において、２９Ａは検出
部２０Ａの出力に基づいて濃度演算を行う濃度演算部
で、第１の実施の形態における濃度演算部２９と同様の
動作を行う。
ガス分析装置においては、エンジン２Ａからの排ガスが
流れる排気管３Ａに互いに対向して形成された開口４
１，４２の間の空間３ｂそのものがセルとなり、このセ
ル３ｂの一端側に赤外光源１８Ａが設けられ、他端側に
検出部２０Ａが設けられることにより、ガス分析部６Ａ
が形成されている。なお、図７において、２９Ａは検出
部２０Ａの出力に基づいて濃度演算を行う濃度演算部
で、第１の実施の形態における濃度演算部２９と同様の
動作を行う。
【００４３】このように構成された赤外線ガス分析装置
においては、エンジン２Ａからの排ガスがサンプルガス
ＳＧとしてセル３ｂを流れ、このサンプルガスＳＧを横
断するようにして赤外光源１８Ａからの赤外光がサンプ
ルガスＳＧに一定周期でチョッピングされながら照射さ
れる。このサンプルガスＳＧを照射した赤外光は検出部
２０Ａの検出器２１〜２４に入射し、それぞれの検出器
２１〜２４からの出力が濃度演算部２９Ａに入力し、こ
の濃度演算部２９Ａにおいて、第１の実施の形態と同様
の演算処理を受ける。したがって、第２の実施の形態の
赤外線ガス分析装置においても、第１の実施の形態にお
ける赤外線ガス分析装置と同様の作用効果、すなわち、
段落００３３〜００３５において述べたような作用効果
が得られる。そして、この実施の形態においては、さら
に、以下のような優れた作用効果をも奏する。
においては、エンジン２Ａからの排ガスがサンプルガス
ＳＧとしてセル３ｂを流れ、このサンプルガスＳＧを横
断するようにして赤外光源１８Ａからの赤外光がサンプ
ルガスＳＧに一定周期でチョッピングされながら照射さ
れる。このサンプルガスＳＧを照射した赤外光は検出部
２０Ａの検出器２１〜２４に入射し、それぞれの検出器
２１〜２４からの出力が濃度演算部２９Ａに入力し、こ
の濃度演算部２９Ａにおいて、第１の実施の形態と同様
の演算処理を受ける。したがって、第２の実施の形態の
赤外線ガス分析装置においても、第１の実施の形態にお
ける赤外線ガス分析装置と同様の作用効果、すなわち、
段落００３３〜００３５において述べたような作用効果
が得られる。そして、この実施の形態においては、さら
に、以下のような優れた作用効果をも奏する。
【００４４】すなわち、排ガスが流れる排気管３Ａの一
部を赤外線ガス分析装置のセル３ｂとしているので、サ
ンプルガスＳＧをサンプリングするための装置や流路な
どガスサンプリング系が全く不要であり、それだけ構成
が簡略化される。そして、ガスサンプリング系が不要と
なったことにより、分析計指示に遅れが生ずることがな
く、分析計指示の立ち上がり速度の低下がなくなる。そ
して、サンプルガスＳＧ中の水分濃度を従来の手法で測
定する際、水はガスサンプリング系の配管の壁面で吸脱
着を繰り返しながらガス分析部まで到達するため、分析
計指示の立ち上がり速度が遅くならざるを得なかった
が、この実施の形態においては、ガスサンプリングを行
っていないので、このような影響は全くなくなる。
部を赤外線ガス分析装置のセル３ｂとしているので、サ
ンプルガスＳＧをサンプリングするための装置や流路な
どガスサンプリング系が全く不要であり、それだけ構成
が簡略化される。そして、ガスサンプリング系が不要と
なったことにより、分析計指示に遅れが生ずることがな
く、分析計指示の立ち上がり速度の低下がなくなる。そ
して、サンプルガスＳＧ中の水分濃度を従来の手法で測
定する際、水はガスサンプリング系の配管の壁面で吸脱
着を繰り返しながらガス分析部まで到達するため、分析
計指示の立ち上がり速度が遅くならざるを得なかった
が、この実施の形態においては、ガスサンプリングを行
っていないので、このような影響は全くなくなる。
【００４５】また、サンプルガスＳＧ中に水分が含まれ
る場合、直挿型の赤外線ガス分析装置では水分除去がで
きないために水分影響が問題となるが、この実施の形態
においては、検出部２０Ａに水分検出器２３を設けてい
るので、水分影響をリアルタイムに補正することができ
る。さらに、ファン４３，４４によって、管壁３ａと赤
外光源１８Ａおよび検出部２０Ａとの間にエアーカーテ
ン４５，４６を形成するようにしているので、赤外光源
１８Ａの窓や検出部２０Ａにおける光学フィルタ２５〜
２８や検出器２１〜２４の窓にサンプルガスＳＧが直接
接触するのが効果的に防止され、所望の濃度検出出力を
長期にわたって安定して得ることができる。
る場合、直挿型の赤外線ガス分析装置では水分除去がで
きないために水分影響が問題となるが、この実施の形態
においては、検出部２０Ａに水分検出器２３を設けてい
るので、水分影響をリアルタイムに補正することができ
る。さらに、ファン４３，４４によって、管壁３ａと赤
外光源１８Ａおよび検出部２０Ａとの間にエアーカーテ
ン４５，４６を形成するようにしているので、赤外光源
１８Ａの窓や検出部２０Ａにおける光学フィルタ２５〜
２８や検出器２１〜２４の窓にサンプルガスＳＧが直接
接触するのが効果的に防止され、所望の濃度検出出力を
長期にわたって安定して得ることができる。
【００４６】上記図７に示した赤外線ガス分析装置にお
いては、排気管３Ａに開口４１，４２を設け、一方の開
口４１に臨むように赤外光源１８Ａを設け、他方の開口
４２に臨むように検出部２０Ａを設けたものであったた
め、前記開放された開口４１，４２に沿うようにエアー
カーテン４５，４６を形成するためのファン４３，４４
を設けていたが、図８に示すように、開口４１，４２に
赤外線透過性素材よりなる光学窓４７，４８を適宜のシ
ール部材４９，５０によって設け、開口４１，４２を封
止するようにしてもよい。この場合、赤外光源１８Ａお
よび検出部２０Ａを、光学窓４７，４８に密着させるよ
うにしてもよい。
いては、排気管３Ａに開口４１，４２を設け、一方の開
口４１に臨むように赤外光源１８Ａを設け、他方の開口
４２に臨むように検出部２０Ａを設けたものであったた
め、前記開放された開口４１，４２に沿うようにエアー
カーテン４５，４６を形成するためのファン４３，４４
を設けていたが、図８に示すように、開口４１，４２に
赤外線透過性素材よりなる光学窓４７，４８を適宜のシ
ール部材４９，５０によって設け、開口４１，４２を封
止するようにしてもよい。この場合、赤外光源１８Ａお
よび検出部２０Ａを、光学窓４７，４８に密着させるよ
うにしてもよい。
【００４７】前記図８に示した赤外線ガス分析装置にお
いても、図７における赤外線ガス分析装置と同様の効果
を奏することは言うまでもない。そして、この図８に示
したものにおいては、排気管３Ａの途中に形成した開口
４１，４２から排ガスが流出するおそれがなく、したが
って、ガス分析部６Ａの設置位置は任意である。
いても、図７における赤外線ガス分析装置と同様の効果
を奏することは言うまでもない。そして、この図８に示
したものにおいては、排気管３Ａの途中に形成した開口
４１，４２から排ガスが流出するおそれがなく、したが
って、ガス分析部６Ａの設置位置は任意である。
【００４８】そして、上述の図７および図８にそれぞれ
示す実施の形態のものにおいては、ガス分析部６Ａがエ
ンジン２Ａに直結された排気管３Ａに形成されていた
が、排気管３Ａにさらに別の配管を直列接続し、この配
管にガス分析部６Ａを設けるようにしてもよい。
示す実施の形態のものにおいては、ガス分析部６Ａがエ
ンジン２Ａに直結された排気管３Ａに形成されていた
が、排気管３Ａにさらに別の配管を直列接続し、この配
管にガス分析部６Ａを設けるようにしてもよい。
【００４９】なお、上記３つの実施の形態においては、
濃度算出や濃度補正などの演算を赤外線ガス分析装置６
において行うようにしているが、これらの演算をパソコ
ンなど適宜の演算装置（図示していない）において行う
ようにしてもよい。また、これらの実施の形態における
エンジン２，２Ａは、路面を走行している自動車に搭載
されているものであっても、あるいは、シャシダイナモ
上に載置された自動車に搭載されたものであってもよ
く、さらには、エンジンダイナモ上に載置されたエンジ
ン単体であってもよい。
濃度算出や濃度補正などの演算を赤外線ガス分析装置６
において行うようにしているが、これらの演算をパソコ
ンなど適宜の演算装置（図示していない）において行う
ようにしてもよい。また、これらの実施の形態における
エンジン２，２Ａは、路面を走行している自動車に搭載
されているものであっても、あるいは、シャシダイナモ
上に載置された自動車に搭載されたものであってもよ
く、さらには、エンジンダイナモ上に載置されたエンジ
ン単体であってもよい。
【００５０】上述した実施の形態においては、サンプル
ガスＳＧが排気管３と並列的な流路に設けられるセル１
４に導入されたものであったり、排気管３Ａ内を通過す
るものであり、これらのサンプルガスＳＧにおける特定
成分の測定に際して影響を与える水分の干渉影響を補正
して、所望の測定対象成分の濃度を精度よく測定するも
のであったが、この発明はこれらに限られるものではな
く、ある特定の領域や空間において特定成分の測定を行
う所謂リーモートセンシングにも利用することができ
る。
ガスＳＧが排気管３と並列的な流路に設けられるセル１
４に導入されたものであったり、排気管３Ａ内を通過す
るものであり、これらのサンプルガスＳＧにおける特定
成分の測定に際して影響を与える水分の干渉影響を補正
して、所望の測定対象成分の濃度を精度よく測定するも
のであったが、この発明はこれらに限られるものではな
く、ある特定の領域や空間において特定成分の測定を行
う所謂リーモートセンシングにも利用することができ
る。
【００５１】すなわち、図９は、前記リーモートセンシ
ングの一例を示すもので、この図において、５１は自動
車などの車両が通行する道路、５２，５３はその両側の
歩道である。そして、これらの歩道５２，５３のうち、
一方５２には例えば赤外光源１８Ｂが設けられ、他方５
３には検出部２０Ｂおよび濃度演算部２９Ｂが設けられ
ている。赤外光源１８Ｂ、検出部２０Ｂおよび濃度演算
部２９Ｂは、図２に示された赤外光源１８、検出部２０
Ｂおよび濃度演算部２９Ｂと同様の構成を備えている。
この場合、赤外光源１８Ｂと検出部２０Ｂとは互いに対
向するように設けられ、これらの赤外光源１８Ｂと検出
部２０Ｂとの間の道路５１の上方の空間部分５１ａがセ
ルとなる。なお、赤外光源１８Ｂと検出部２０Ｂは、路
面に対してあまり高くなく、また、人等の通行の妨げに
ならないように設けるのが好ましい。
ングの一例を示すもので、この図において、５１は自動
車などの車両が通行する道路、５２，５３はその両側の
歩道である。そして、これらの歩道５２，５３のうち、
一方５２には例えば赤外光源１８Ｂが設けられ、他方５
３には検出部２０Ｂおよび濃度演算部２９Ｂが設けられ
ている。赤外光源１８Ｂ、検出部２０Ｂおよび濃度演算
部２９Ｂは、図２に示された赤外光源１８、検出部２０
Ｂおよび濃度演算部２９Ｂと同様の構成を備えている。
この場合、赤外光源１８Ｂと検出部２０Ｂとは互いに対
向するように設けられ、これらの赤外光源１８Ｂと検出
部２０Ｂとの間の道路５１の上方の空間部分５１ａがセ
ルとなる。なお、赤外光源１８Ｂと検出部２０Ｂは、路
面に対してあまり高くなく、また、人等の通行の妨げに
ならないように設けるのが好ましい。
【００５２】上記構成においては、例えば自動車が道路
上を走行したときに排出される排ガスが前記空間部分５
１ａに存在すると、この排ガスがサンプルガスとなり、
このサンプルガスを横断するようにして赤外光源１８Ｂ
からの赤外光が一定周期でチョッピングされながら照射
される。このサンプルガスを照射した赤外光は検出部２
０Ｂの検出器（図示していない）に入射し、それぞれの
検出器からの出力が濃度演算部２９Ｂに入力し、この濃
度演算部２９Ｂにおいて、第１の実施の形態と同様の演
算処理を受ける。
上を走行したときに排出される排ガスが前記空間部分５
１ａに存在すると、この排ガスがサンプルガスとなり、
このサンプルガスを横断するようにして赤外光源１８Ｂ
からの赤外光が一定周期でチョッピングされながら照射
される。このサンプルガスを照射した赤外光は検出部２
０Ｂの検出器（図示していない）に入射し、それぞれの
検出器からの出力が濃度演算部２９Ｂに入力し、この濃
度演算部２９Ｂにおいて、第１の実施の形態と同様の演
算処理を受ける。
【００５３】前記図９に示した第４の実施の形態におい
ても、サンプルガス中に含まれる水分の影響を補正し、
所望の測定対象成分の濃度を精度よく測定することがで
き、所謂リモートセンシングが好適に行われる。
ても、サンプルガス中に含まれる水分の影響を補正し、
所望の測定対象成分の濃度を精度よく測定することがで
き、所謂リモートセンシングが好適に行われる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の赤外線
ガス分析方法および装置は、構成がシンプルでありなが
らもサンプルガス中に含まれる水分の影響を補正し、所
望の測定対象成分の濃度を精度よく測定することができ
る。
ガス分析方法および装置は、構成がシンプルでありなが
らもサンプルガス中に含まれる水分の影響を補正し、所
望の測定対象成分の濃度を精度よく測定することができ
る。
【図１】この発明の第１の実施の形態における赤外線ガ
ス分析装置を自動車に搭載した状態を示す図である。
ス分析装置を自動車に搭載した状態を示す図である。
【図２】前記赤外線ガス分析装置におけるガス分析部の
構成の一例を概略的に示す図である。
構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】前記ガス分析部の検出部における赤外線検出器
の配置をの一例を模式的に示す図である。
の配置をの一例を模式的に示す図である。
【図４】前記赤外線ガス分析装置において行われる水分
干渉影響の補正手順の一例を示すフローチャートであ
る。
干渉影響の補正手順の一例を示すフローチャートであ
る。
【図５】水分の干渉影響を説明するための図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態を概略的に示す図
である。
である。
【図７】この発明の第３の実施の形態を概略的に示す図
である。
である。
【図８】この発明の第３の実施の形態の他の変形態様を
概略的に示す図である。
概略的に示す図である。
【図９】この発明の第４の実施の形態を概略的に示す図
である。
である。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
３Ａ…配管、６…赤外線ガス分析装置、６Ａ…ガス分析
部、１４…セル、１８，１８Ａ，１８Ｂ…赤外光源、２
０，２０Ａ，２０Ｂ…検出部、４１，４２…開口、４
５，４６…エアーカーテン、４７，４８…光学窓、ＳＧ
…サンプルガス。
部、１４…セル、１８，１８Ａ，１８Ｂ…赤外光源、２
０，２０Ａ，２０Ｂ…検出部、４１，４２…開口、４
５，４６…エアーカーテン、４７，４８…光学窓、ＳＧ
…サンプルガス。
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G057 AA01 AB02 BA05 BB10 DB05
DC07
2G059 AA01 BB01 CC04 CC09 DD12
DD13 HH01 JJ02 JJ24 KK03
MM01 MM05 MM14 NN01
Claims (12)
- 【請求項１】 セルの一端側に赤外光源を備え、他端側
に検出部を備えたガス分析部に対してサンプルガスを供
給して、サンプルガス中の測定対象成分の濃度を測定す
るとともに前記サンプルガス中に含まれる水分の濃度を
測定し、まず、前記測定対象成分の濃度に対するゼロ点
における水分干渉を補正し、その後、前記測定対象成分
の濃度に対する水分共存影響を補正することにより、水
分影響を補正した測定対象成分の濃度を得るようにした
ことを特徴とする赤外線ガス分析方法。 - 【請求項２】 サンプルガスが流れる配管に二つの開口
を形成し、一方の開口に臨むように赤外光源を設け、他
方の開口に検出部を設け、前記サンプルガスに赤外光を
照射したときに得られる検出出力に基づいて前記サンプ
ルガス中の測定対象成分の濃度を測定するとともに前記
サンプルガス中に含まれる水分の濃度を測定し、まず、
前記測定対象成分の濃度に対するゼロ点における水分干
渉を補正し、その後、前記測定対象成分の濃度に対する
水分共存影響を補正することにより、水分影響を補正し
た測定対象成分の濃度を得るようにしたことを特徴とす
る赤外線ガス分析方法。 - 【請求項３】 開口の外部にエアーカーテンが形成され
るようにしてある請求項２に記載の赤外線ガス分析方
法。 - 【請求項４】 開口に赤外線透過性の光学窓が設けられ
ている請求項２に記載の赤外線ガス分析方法。 - 【請求項５】 サンプルガスを横断するように赤外光を
発する赤外光源と、この赤外光源から発せられた赤外光
を受光する検出部とを備え、サンプルガス中の測定対象
成分の濃度を測定するとともに前記サンプルガス中に含
まれる水分の濃度を測定し、まず、前記測定対象成分の
濃度に対するゼロ点における水分干渉を補正し、その
後、前記測定対象成分の濃度に対する水分共存影響を補
正することにより、水分影響を補正した測定対象成分の
濃度を得るようにしたことを特徴とする赤外線ガス分析
方法。 - 【請求項６】 測定対象成分の濃度と水分の濃度を一つ
のガス分析部によって測定するようにしてある請求項１
〜５のいずれかに記載の赤外線ガス分析方法。 - 【請求項７】 セルの一端側に赤外光源を備え、他端側
に検出部を備えたガス分析部に対してサンプルガスを供
給して、サンプルガス中の測定対象成分の濃度を測定す
るとともに前記サンプルガス中に含まれる水分の濃度を
測定し、まず、前記測定対象成分の濃度に対するゼロ点
における水分干渉を補正し、その後、前記測定対象成分
の濃度に対する水分共存影響を補正することにより、水
分影響を補正した測定対象成分の濃度を得るようにした
ことを特徴とする赤外線ガス分析装置。 - 【請求項８】 サンプルガスが流れる配管に二つの開口
を形成し、一方の開口に臨むように赤外光源を設け、他
方の開口に検出部を設け、前記サンプルガスに赤外光を
照射したときに得られる検出出力に基づいて前記サンプ
ルガス中の測定対象成分の濃度を測定するとともに前記
サンプルガス中に含まれる水分の濃度を測定し、まず、
前記測定対象成分の濃度に対するゼロ点における水分干
渉を補正し、その後、前記測定対象成分の濃度に対する
水分共存影響を補正することにより、水分影響を補正し
た測定対象成分の濃度を得るようにしたことを特徴とす
る赤外線ガス分析装置。 - 【請求項９】 開口の外部にエアーカーテンが形成され
るようにしてある請求項８に記載の赤外線ガス分析装
置。 - 【請求項１０】 開口に赤外線透過性の光学窓が設けら
れている請求項８に記載の赤外線ガス分析装置。 - 【請求項１１】 サンプルガスを横断するように赤外光
を発する赤外光源と、この赤外光源から発せられた赤外
光を受光する検出部とを備え、サンプルガス中の測定対
象成分の濃度を測定するとともに前記サンプルガス中に
含まれる水分の濃度を測定し、まず、前記測定対象成分
の濃度に対するゼロ点における水分干渉を補正し、その
後、前記測定対象成分の濃度に対する水分共存影響を補
正することにより、水分影響を補正した測定対象成分の
濃度を得るようにしたことを特徴とする赤外線ガス分析
装置。 - 【請求項１２】 測定対象成分の濃度と水分の濃度を一
つのガス分析部によって測定するようにしてある請求項
７〜１１のいずれかに記載の赤外線ガス分析装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002016647A JP3771849B2 (ja) | 2001-09-27 | 2002-01-25 | 赤外線ガス分析方法および装置 |
| US10/251,676 US6878940B2 (en) | 2001-09-27 | 2002-09-21 | Method and apparatus for infrared gas analysis |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-297125 | 2001-09-27 | ||
| JP2001297125 | 2001-09-27 | ||
| JP2002016647A JP3771849B2 (ja) | 2001-09-27 | 2002-01-25 | 赤外線ガス分析方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003172700A true JP2003172700A (ja) | 2003-06-20 |
| JP3771849B2 JP3771849B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=26623102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002016647A Expired - Lifetime JP3771849B2 (ja) | 2001-09-27 | 2002-01-25 | 赤外線ガス分析方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6878940B2 (ja) |
| JP (1) | JP3771849B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006284508A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Horiba Ltd | 車両搭載型排気ガス分析装置 |
| EP2339156A2 (en) | 2009-12-25 | 2011-06-29 | HORIBA, Ltd. | Exhaust gas reciculation ratio measuring device |
| JP2014174054A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Horiba Ltd | 排ガス分析装置 |
| JP2015158368A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-09-03 | 三菱電機株式会社 | ガス分析装置およびガス分析方法 |
| JP2015232555A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-24 | 株式会社堀場製作所 | 排ガス分析装置 |
| JPWO2016002467A1 (ja) * | 2014-07-03 | 2017-04-27 | 株式会社村田製作所 | ガス濃度測定装置 |
| JP2018072341A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | ドレーゲルヴェルク アクチェンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト アウフ アクチェンＤｒａｅｇｅｒｗｅｒｋ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧａＡ | 呼吸ガス混合気中の少なくとも１つのガス成分の濃度特定のための装置 |
| JP2018077222A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-17 | ドレーゲルヴェルク アクチェンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト アウフ アクチェンＤｒａｅｇｅｒｗｅｒｋ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧａＡ | 呼吸ガス混合気中の少なくとも１つのガス成分の濃度特定のための装置 |
| JP2018091827A (ja) * | 2016-11-29 | 2018-06-14 | 株式会社堀場製作所 | ガス分析装置及びガス分析方法 |
| JP2020505599A (ja) * | 2017-01-19 | 2020-02-20 | カスケイド テクノロジーズ ホールディングス リミテッド | 密結合型分析器 |
| JP2020183925A (ja) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 株式会社堀場エステック | 吸光分析システム、吸光分析システム用プログラム、吸光分析装置、及び、吸光度測定方法 |
| KR20220133099A (ko) | 2021-03-24 | 2022-10-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Dcr 가스용 흡광 분석 장치, dcr 가스용 흡광 분석 방법, 및 dcr 가스용 흡광 분석 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7977660B2 (en) * | 2007-08-14 | 2011-07-12 | General Electric Company | Article, device, and method |
| WO2016141155A1 (en) | 2015-03-05 | 2016-09-09 | Honeywell International Inc. | Use of selected glass types and glass thicknesses in the optical path to remove cross sensitivity to water absorption peaks |
| EP3347698A1 (en) | 2015-09-10 | 2018-07-18 | Honeywell International Inc. | Gas detector with normalized response and improved sensitivity |
| US10393591B2 (en) | 2015-10-09 | 2019-08-27 | Honeywell International Inc. | Electromagnetic radiation detector using a planar Golay cell |
| US10724945B2 (en) | 2016-04-19 | 2020-07-28 | Cascade Technologies Holdings Limited | Laser detection system and method |
| US10180393B2 (en) | 2016-04-20 | 2019-01-15 | Cascade Technologies Holdings Limited | Sample cell |
| GB2567441A (en) * | 2017-10-11 | 2019-04-17 | Nyquist Solutions Ltd | Exhaust gas analyser |
| EP3781929B1 (en) * | 2018-04-20 | 2022-06-08 | Flo2R Aps | Gas analysis system and method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3979589A (en) * | 1973-11-29 | 1976-09-07 | Finn Bergishagen | Method and system for the infrared analysis of gases |
| US5600142A (en) * | 1995-05-26 | 1997-02-04 | Uop | Measurement of vaporized hydrogen peroxide |
-
2002
- 2002-01-25 JP JP2002016647A patent/JP3771849B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-21 US US10/251,676 patent/US6878940B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US8408056B2 (en) | 2009-12-25 | 2013-04-02 | Horiba, Ltd. | EGR ratio measuring device |
| JP2014174054A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Horiba Ltd | 排ガス分析装置 |
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| JP7498545B2 (ja) | 2019-05-09 | 2024-06-12 | 株式会社堀場エステック | 吸光分析システム、吸光分析システム用プログラム、吸光分析装置、及び、吸光度測定方法 |
| KR20220133099A (ko) | 2021-03-24 | 2022-10-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Dcr 가스용 흡광 분석 장치, dcr 가스용 흡광 분석 방법, 및 dcr 가스용 흡광 분석 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체 |
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|---|---|
| US6878940B2 (en) | 2005-04-12 |
| US20030071218A1 (en) | 2003-04-17 |
| JP3771849B2 (ja) | 2006-04-26 |
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