JP2008232820A - ガス濃度の定量分析方法及び装置 - Google Patents
ガス濃度の定量分析方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008232820A JP2008232820A JP2007072738A JP2007072738A JP2008232820A JP 2008232820 A JP2008232820 A JP 2008232820A JP 2007072738 A JP2007072738 A JP 2007072738A JP 2007072738 A JP2007072738 A JP 2007072738A JP 2008232820 A JP2008232820 A JP 2008232820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- spectrum
- single beam
- samp
- sample gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 129
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims abstract description 97
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 claims description 15
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims description 13
- YCUVUDODLRLVIC-UHFFFAOYSA-N Sudan black B Chemical compound C1=CC(=C23)NC(C)(C)NC2=CC=CC3=C1N=NC(C1=CC=CC=C11)=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 YCUVUDODLRLVIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 26
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 205
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 1
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010067216 glycyl-glycyl-glycine Proteins 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- GZXOHHPYODFEGO-UHFFFAOYSA-N triglycine sulfate Chemical compound NCC(O)=O.NCC(O)=O.NCC(O)=O.OS(O)(=O)=O GZXOHHPYODFEGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- G01N2021/3595—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using FTIR
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
【解決手段】バックグラウンドガスのFTIR測定を行ってシングルビームスペクトルSB(BG)[C]と合成シングルビームスペクトルSSB(BG)[D]とを求め、試料ガスのFTIR測定を行ってシングルビームスペクトルSB(Samp)[E]と合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)[F]とを求め、次式で表される試料ガスのダブルシンセティック吸光度スペクトルDSAbsを算出し(ステップT9)、前記試料ガス中の微量成分(不純物)の濃度を求める。
DSAbs=−log[SB(Samp) SSB(BG)/ SSB(Samp) SB(BG)]
【選択図】図4
Description
そこで、例えば試料ガスとしてアンモニアガスを選び、微量成分ガスとして水を選んだ場合に、前記アンモニアガスのシングルビームスペクトルSB(Samp)を求め、水の測定波数領域に吸収を持たないバックグラウンドガス(例えば窒素ガス)のシングルビームスペクトルSB(BG)を求め、これら2種類のシングルビームスペクトルから吸光度スペクトルAbs を算出する方法が知られている。
DSAbs=−log[SB(Samp) SSB(BG)/ SSB(Samp) SB(BG)] (1)
このダブルシンセティック吸光度スペクトルDSAbsを、微量成分の濃度がわかっているガスの吸光度スペクトルの前記測定波数領域における積分値と、当該微量成分の濃度との関係を規定するデータである検量線に適用して、前記試料ガス中の微量成分の濃度を求める方法である。
SAbs=−log[SB(Samp)/ SSB(Samp)] (2)
から、バックグラウンドガスのシンセティック吸光度スペクトル
−log SB(BG)/SSB(BG) (3)
を引いた形になっている。
一般にバックグラウンドガスは、ごくわずかであるが微量成分が入っている。このバックグラウンドガスの合成シングルビームスペクトル((3)式の分母)は、前記微量成分を省いたシングルビームスペクトルである。そこで、バックグラウンドガスのシングルビームスペクトルSB(BG)を、このバックグラウンドガスの合成シングルビームスペクトルSSB(BG)で割ることにより、微量成分を含むバックグラウンドガスのみの吸光度スペクトル(3)を得ることができる。
これにより、微量成分固有の吸光度スペクトルを知ることができるので、検量線を使って、その濃度を求めることができる。
また、本発明のガス濃度の定量分析方法は、さらに試料ガスのシンセティック吸光度スペクトルSAbsを算出する手順を含んでいてもよい。
また、本発明のガス濃度の定量分析装置は、前記ガス濃度の定量分析方法の発明と実質同一発明にかかる装置である。
図1は、試料ガスの定量分析を行うための定量分析装置を示す図である。
同図において、試料ガスの入った試料ガスボンベ11と、バックグラウンドガスの入ったガスボンベ13は、ガスの流量を調節するマスフローコントローラ12、開閉バルブ14を通して、ガスセル15のガス入口INにセットされる。試料ガスボンベ11、ガスボンベ13の切り替えはバルブで行う。
ガスセル15は、図1に示すように、筒状の一定容積のセル室15aと、このセル室15aの両端面に設けられた光透過窓15b,15cとを含んでいる。セル室15aには、前記ガス入口IN及びガス出口OUTが設けられ、さらにセル室15a内の圧力を測定するための圧力トランスデューサ18につながるポートが設けられている。
前記光透過窓15b,15cは、例えば赤外線を透過させるサファイヤ透過窓である。
符号Gは、赤外線光源Gを示す。赤外線発生の方式は、任意のものでよく、例えばセラミックスヒータ(表面温度450℃)等が使用可能である。なお、赤外線光源Gで発生した光を、一定周期でしゃ断しながら通過させる回転するチョッパ(図示せず)を付加してもよい。
赤外線光源Gから照射され、前記干渉計Sを通り、光透過窓15cを通してガスセル15に入った光は、前記光透過窓15bを通してガスセル15から出射され、赤外線検出器Dによって検出される。前記赤外線検出器Dは、DtGs検出器(重水素トリグリシンサルフェイト検出器)、InAs検出器又はCCD素子などからなる。
前記圧力制御部19、吸光度スペクトル/濃度測定部20の処理機能は、CD−ROMやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、パーソナルコンピュータが実行することにより実現される。また、吸光度スペクトル/濃度測定部20に接続されるメモリ20aは、ハードディスクなどの記録媒体内に作られた、書き込み可能な設定ファイルにより実現される。
ガスセル15の中は、圧力トランスデューサ18により圧力測定されている。そしてこの圧力測定値が目標値になるように、前記圧力制御部19により、前記マスフローコントローラ12及び前記調整バルブ16の制御が行われる。このフィードバック制御によって、ガスセル15の中は、最終的に所望かつ一定の圧力に保たれる。
図2は、干渉計Sの内部構造を示す図である。干渉計Sとして、図示のようにマイケルソン干渉計を採用している。ここで、マイケルソン干渉計の測定原理を簡単に説明する。
干渉計Sは、半透鏡(ビームスプリッターBS)と、1枚の固定された固定ミラーMfと1枚の移動可能な可動ミラーMmとで構成されている。ビームスプリッターBSは赤外線光源Gから入射した光の一部を透過し、残りを反射して光を2つに分割する役割を持つ。干渉計Sに入射した光束は、まずビームスプリッターBSで2つの光束に分割されて、分割された2つの光束は、それぞれ固定ミラーMf、可動ミラーMmで反射されて、ビームスプリッターBSに戻り、ビームスプリッターBSで再び合成される。2つの光束の光路差をxとする。
I(x)=∫B(ν)(1+cos 2πνx)dν (4)
となる(νは波数、積分はν=0から無限大まで、B(ν)は波数スペクトル)。この式(4)は直流分と交流分とからなっており、交流分を改めてI(x)とおくと、
I(x)=∫B(ν) cos 2πνx dν (5)
となる。
B(ν)=∫I(x) cos 2πνx dx (6)
積分はx=マイナス無限大から無限大までとる。この波数スペクトルB(ν)を「シングルビームスペクトル」という。前記「無限大」の値はあまり大きくとらなくても、x=0付近の、I(x)の強度の高い部分だけとれば十分に正確なよいスペクトルが得られるので、実際には積分範囲をx=0から上限値x0までとれば十分である。上限値x0は例えば1cmとする。
本発明のガス濃度の定量分析方法では、吸光度スペクトル/濃度測定部20において次の図3に示した手順に従ってデータ処理を行う。
図3を参照して、まずユーザは、ガス濃度を定量するための解析メソッドを作成しメモリ20aに登録する(ステップS1)。この解析メソッドは、バックグラウンドガスと試料ガスのシングルビームスペクトルを使って解析する解析メソッド「通常モード」と、試料ガスのシングルビームスペクトルと合成シングルビームを使って解析する解析メソッド「シンセティック・モード」と、バックグラウンドガスと試料ガスのシングルビームスペクトルと合成シングルビームを使って解析する「ダブルシンセティック・モード」とがある。各解析メソッドを登録するときには、濃度既知のガスの吸光度スペクトルを測定した検量線データもそれぞれ設定し登録しておく。
シンセティック・モードで解析するときは、試料ガス、バックグラウンドガスの種類を特定し、試料ガスのシングルビームスペクトルを求めてそれに基づきノーマル吸光度スペクトルを求め、試料ガスの合成シングルビームスペクトルを求めてそれに基づき吸光度スペクトル(シンセティック吸光度スペクトルという)を算出する。
次に、解析メソッドの選択をする(ステップS4)。解析メソッドには、前述した通常モード、シンセティック・モード、又はダブルシンセティック・モードの中から選択する。
図4は、ノーマル吸光度スペクトル、シンセティック吸光度スペクトル、及び本発明に特徴的なダブルシンセティック吸光度スペクトルの求め方を説明するための手順図である。
このノーマル吸光度スペクトルは、バックグラウンドガスのシングルビームスペクトルをリファレンスとした、試料ガスのシングルビームスペクトルを表している。これにより、試料ガスに含まれる微量成分(不純物)ガスを定量測定する場合に、温度などの変動による妨害を取り除くことができる。
このシンセティック吸光度スペクトルSAbsは、微量成分(不純物)を含む試料ガスに対して、その試料ガスの合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)をリファレンスとした、その試料ガスのシングルビームスペクトルSB(Samp)を表している。合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)は、前述したように、微量成分(不純物)に基づく細かな凹凸が除去されたスペクトルであり、バックグラウンドガスのシングルビームスペクトルと同じく、温度などの変動成分による妨害を取り除くという機能を持つ。これにより、バックグラウンドガスの測定をしなくても、微量成分(不純物)を含む試料ガスに対して、その微量成分(不純物)を含む正確な吸光度スペクトルを得ることができる。
DSAbs=−log[SB(Samp) SSB(BG)/ SSB(Samp) SB(BG)]
=−[log SB(Samp)/SSB(Samp)−log SB(BG)/SSB(BG)] (9)
このダブルシンセティック吸光度スペクトルの関数形(9)を見ればわかるように、シンセティック吸光度スペクトルSAbs((8)式)から、バックグラウンドガスのシンセティック吸光度スペクトル
−log SB(BG)/SSB(BG) (10)
を引いた形になっている。
バックグラウンドガスは、前述したように、ごくわずか(4N〜6Nのオーダー)であるが微量成分(不純物)が入っている。このバックグラウンドガスの合成シングルビームスペクトルSSB(BG)を求めることにより、前記微量成分(不純物)を省いたシングルビームスペクトルが得られる。そして、バックグラウンドガスのシングルビームスペクトルSB(BG)を、このバックグラウンドガスの合成シングルビームスペクトルSSB(BG)で割ることにより、微量成分(不純物)を含まないバックグラウンドガスのみの吸光度スペクトル(10)式を得ることができる。
これにより、微量成分(不純物)の吸光度スペクトルを知ることができる。
ここで検量線とは、測定波数領域における吸光度スペクトルの積分値とガス濃度との関係を規定するデータである。検量線は、微量成分濃度の分かっているガスと、その吸光度スペクトルとを用いて作成する。微量成分ガスの濃度を変えてみて、当該ガスの吸光度スペクトルを測定する。横軸を微量成分ガスの濃度にとり、縦軸を前記「測定波数領域における吸光度スペクトルの積分値」にとり、プロットし、最小自乗法などを用いて曲線形を決定する。この曲線形のデータを吸光度/濃度測定部20のメモリ20aに記憶しておく。
図7は、バックグラウンドガスのシングルビームスペクトル[C]を示す。これはバックグラウンドガスのインターフェログラム[A]をフーリエ変換処理したものである。
図8は、バックグラウンドガスの合成シングルビームスペクトル[D]を示す。バックグラウンドガスのインターフェログラム[A]に分解能を落としてフーリエ変換処理したものである。
図10は、試料ガスの合成シングルビームスペクトル[F]を示す。試料ガスのインターフェログラム[B]に分解能を落としてフーリエ変換処理したものである。
図11は、試料ガスのノーマル吸光度スペクトルAbsのグラフである。このグラフは図7のグラフ[C]と、図9のグラフ[E]とから計算される。このグラフによれば、横軸に沿ってノーマル吸光度スペクトルAbsの平均値ないし直流成分が変動しておりドリフトが認められる。
図13は、試料ガスのダブルシンセティック吸光度スペクトルDSAbsのグラフである。図7のグラフ[C]、図8のグラフ[D]、図9のグラフ[E]、図10のグラフ[F]から計算される。図12、 図13において、実際に解析に使用する波数領域は、3659 cm-1から3681cm-1付近である。この波数領域では、バックグラウンドガスで較正することによりノイズ低減が実現されている。
図16は、バックグラウンドガスのシングルビームスペクトル[C]を示す。これはバックグラウンドガスのインターフェログラム[A]にフーリエ変換処理したものである。1,500cm-1のあたりに、微量成分(不純物)である水や二酸化炭素のスペクトルが現れている。これは、バックグラウンドガスである窒素ガスの中にも、ごくわずか(4N〜6Nのオーダー)であるが、水や二酸化炭素が微量成分(不純物)として入っているからである。
図18は、試料ガスのシングルビームスペクトル[E]を示す。試料ガスのインターフェログラム[B]にフーリエ変換処理したものである。フーリエ変換処理をすることにより、大気中の水分、CO2による吸収が現れている。
図20は、試料ガスのノーマル吸光度スペクトルAbsのグラフである。図16のグラフ[C]と、図18のグラフ[E]とから計算される。このグラフによれば、横軸に沿ってノーマル吸光度スペクトルAbsの平均値ないし直流成分が変動しておりドリフトが顕著に認められる。
図22は、試料ガスのダブルシンセティック吸光度スペクトルDSAbsのグラフである。図16のグラフ[C]、図17のグラフ[D]、図18のグラフ[E]、図19のグラフ[F]とから計算される。図21のグラフと比べると、バックグラウンドガスで較正することにより、ノイズ低減が実現されていることがわかる。
12 マスフローコントローラ
13 ボンベ
14 開閉バルブ
15 ガスセル
16 調整バルブ
17 バキュームジェネレータ
18 圧力トランスデューサ
19 圧力制御部
20 吸光度スペクトル/濃度測定部
20a メモリ
25 高圧ガスボンベ
G 赤外線光源
S 干渉計
D 赤外線検出器
Claims (5)
- 試料ガス中の濃度が未知の微量成分の濃度を、FTIR(フーリエ変換赤外分光光度計)を用いて定量的に求める方法であって、
試料ガスと、その試料ガスの測定波数領域を特定し、
前記測定波数領域に吸収を持たないバックグラウンドガスを特定し、
前記バックグラウンドガスのFTIR測定を行ってシングルビームスペクトルSB(BG)と合成シングルビームスペクトルSSB(BG)とを求め、
前記試料ガスのFTIR測定を行ってシングルビームスペクトルSB(Samp)と合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)とを求め、
前記バックグラウンドガスのシングルビームスペクトルSB(BG)、前記バックグラウンドガスの合成シングルビームスペクトルSSB(BG)、前記試料ガスのシングルビームスペクトルSB(Samp)、及び前記試料ガスの合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)に基づき、次式で表される試料ガスのダブルシンセティック吸光度スペクトルDSAbsを算出し、
DSAbs=−log[SB(Samp) SSB(BG)/ SSB(Samp) SB(BG)]
このダブルシンセティック吸光度スペクトルを、微量成分の濃度がわかっているガスの吸光度スペクトルの前記測定波数領域における積分値と、当該微量成分の濃度との関係を規定するデータである検量線に適用して、前記試料ガス中の微量成分の濃度を求めることを特徴とする、ガス濃度の定量分析方法。 - 前記試料ガスのシングルビームスペクトルSB(Samp)、及び前記バックグラウンドガスのシングルビームスペクトルSB(BG)に基づき、次式で表される試料ガスのノーマル吸光度スペクトルAbs を算出し、
Abs=−log SB(Samp)/SB(BG)
このノーマル吸光度スペクトルを、微量成分の濃度がわかっているガスの吸光度スペクトルの前記測定波数領域における積分値と、当該微量成分の濃度との関係を規定するデータである検量線に適用して、前記試料ガス中の微量成分の濃度を求める工程をさらに含む、請求項1記載のガス濃度の定量分析方法。 - 前記試料ガスのシングルビームスペクトルSB(Samp)、及び前記試料ガスの合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)に基づき、次式で表される試料ガスのシンセティック吸光度スペクトルSAbsを算出し、
SAbs=−log SB(Samp)/SSB(Samp)
このシンセティック吸光度スペクトルを、微量成分の濃度がわかっているガスの吸光度スペクトルの前記測定波数領域における積分値と、当該微量成分の濃度との関係を規定するデータである検量線に適用して、前記試料ガス中の微量成分の濃度を求めることを特徴とする、請求項1記載のガス濃度の定量分析方法。 - 前記試料ガスのシングルビームスペクトルSB(Samp)、及び前記バックグラウンドガスのシングルビームスペクトルSB(BG)に基づき、次式で表される試料ガスのノーマル吸光度スペクトルAbs を算出し、
Abs=−log SB(Samp)/SB(BG)
このノーマル吸光度スペクトルを、微量成分の濃度がわかっているガスの吸光度スペクトルの前記測定波数領域における積分値と、当該微量成分の濃度との関係を規定するデータである検量線に適用して、前記試料ガス中の微量成分の濃度を求める工程と、
前記試料ガスのシングルビームスペクトルSB(Samp)、及び前記試料ガスの合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)に基づき、次式で表される試料ガスのシンセティック吸光度スペクトルSAbsを算出し、
SAbs=−log SB(Samp)/SSB(Samp)
このシンセティック吸光度スペクトルを、微量成分の濃度がわかっているガスの吸光度スペクトルの前記測定波数領域における積分値と、当該微量成分の濃度との関係を規定するデータである検量線に適用して、前記試料ガス中の微量成分の濃度を求める工程とをさらに含む、請求項1記載のガス濃度の定量分析方法。 - 試料ガス中の濃度が未知の微量成分の濃度を、FTIRを用いて定量的に求める装置であって、
FTIR測定装置と、
試料ガスと、その試料ガスの測定波数領域を特定する手段と、
前記測定波数領域に吸収を持たないバックグラウンドガスを特定する手段と、
前記バックグラウンドガスのFTIR測定を行って、シングルビームスペクトルSB(BG)と合成シングルビームスペクトルSSB(BG)とを求める手段と、
前記試料ガスのFTIR測定を行ってシングルビームスペクトルSB(Samp)と合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)とを求める手段と、
前記バックグラウンドガスのシングルビームスペクトルSB(BG)、前記バックグラウンドガスの合成シングルビームスペクトルSSB(BG)、前記試料ガスのシングルビームスペクトルSB(Samp)、及び前記試料ガスの合成シングルビームスペクトルSSB(Samp)に基づき、次式で表される試料ガスのダブルシンセティック吸光度スペクトルDSAbsを算出する手段と、
DSAbs=−log[SB(Samp) SSB(BG)/ SSB(Samp) SB(BG)]
このダブルシンセティック吸光度スペクトルを、微量成分の濃度がわかっているガスの吸光度スペクトルの前記測定波数領域における積分値と、当該微量成分の濃度との関係を規定するデータである検量線に適用して、前記試料ガス中の微量成分の濃度を求める手段とを備えることを特徴とする、ガス濃度の定量分析装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007072738A JP5030629B2 (ja) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | ガス濃度の定量分析方法及び装置 |
US12/050,244 US7847935B2 (en) | 2007-03-20 | 2008-03-18 | Method and apparatus for gas concentration quantitative analysis |
KR20080025160A KR20080085747A (ko) | 2007-03-20 | 2008-03-19 | 가스 농도의 정량 분석 방법 및 장치 |
TW97109647A TW200905184A (en) | 2007-03-20 | 2008-03-19 | Method and apparatus for gas concentration quantitative analysis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007072738A JP5030629B2 (ja) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | ガス濃度の定量分析方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008232820A true JP2008232820A (ja) | 2008-10-02 |
JP5030629B2 JP5030629B2 (ja) | 2012-09-19 |
Family
ID=39774344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007072738A Expired - Fee Related JP5030629B2 (ja) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | ガス濃度の定量分析方法及び装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7847935B2 (ja) |
JP (1) | JP5030629B2 (ja) |
KR (1) | KR20080085747A (ja) |
TW (1) | TW200905184A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014169926A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Jasco Corp | 赤外吸収スペクトルに含まれる妨害ピークの除去方法 |
JP2016530538A (ja) * | 2013-09-12 | 2016-09-29 | ケストラル コーポレイションKestrel Corporation | 差分励起分光法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4926769B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2012-05-09 | 大塚電子株式会社 | 誤検知判定付きガス濃度測定方法、プログラム及び装置 |
EP2538202A4 (en) * | 2010-02-16 | 2018-03-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Gas concentration calculation device and gas concentration measurement module |
US9651488B2 (en) * | 2010-10-14 | 2017-05-16 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | High-accuracy mid-IR laser-based gas sensor |
CN102636440B (zh) * | 2012-04-16 | 2015-05-20 | 华南理工大学 | 基于n-气体模型的建材燃烧产烟毒性定量评价方法及系统 |
JP6796016B2 (ja) * | 2016-04-18 | 2020-12-02 | 株式会社堀場製作所 | 分光分析装置及び分光分析方法 |
KR101939953B1 (ko) | 2018-07-20 | 2019-01-17 | (주)세성 | 가스선택필터 및 그를 구비한 복합가스측정장치 |
KR101966012B1 (ko) | 2018-07-20 | 2019-04-03 | (주)세성 | 이산화탄소 제거장치를 구비한 ftir 가스 측정장치 및 그 측정방법 |
WO2020147065A1 (en) * | 2019-01-17 | 2020-07-23 | Qualcomm Incorporated | On-demand measurements |
CN114414518A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-29 | 杭州谱育科技发展有限公司 | 提高ftir预测准确度的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61724A (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-06 | Shimadzu Corp | スペクトルのバツクグラウンド除去方法およびその装置 |
JPS63212827A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-05 | Shimadzu Corp | フ−リエ変換型分光光度計 |
JP2001343324A (ja) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Advantest Corp | 赤外線吸光スペクトルのベースライン補正方法及びそのプログラム記録媒体 |
JP2002022536A (ja) * | 2000-07-12 | 2002-01-23 | Shimadzu Corp | フーリエ変換赤外分光光度計 |
JP2002082049A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7301148B2 (en) * | 2003-04-23 | 2007-11-27 | Battelle Memorial Institute | Methods and systems for remote detection of gases |
-
2007
- 2007-03-20 JP JP2007072738A patent/JP5030629B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-03-18 US US12/050,244 patent/US7847935B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-03-19 KR KR20080025160A patent/KR20080085747A/ko active IP Right Grant
- 2008-03-19 TW TW97109647A patent/TW200905184A/zh unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61724A (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-06 | Shimadzu Corp | スペクトルのバツクグラウンド除去方法およびその装置 |
JPS63212827A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-05 | Shimadzu Corp | フ−リエ変換型分光光度計 |
JP2001343324A (ja) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Advantest Corp | 赤外線吸光スペクトルのベースライン補正方法及びそのプログラム記録媒体 |
JP2002022536A (ja) * | 2000-07-12 | 2002-01-23 | Shimadzu Corp | フーリエ変換赤外分光光度計 |
JP2002082049A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014169926A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Jasco Corp | 赤外吸収スペクトルに含まれる妨害ピークの除去方法 |
JP2016530538A (ja) * | 2013-09-12 | 2016-09-29 | ケストラル コーポレイションKestrel Corporation | 差分励起分光法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200905184A (en) | 2009-02-01 |
JP5030629B2 (ja) | 2012-09-19 |
KR20080085747A (ko) | 2008-09-24 |
US20080231841A1 (en) | 2008-09-25 |
US7847935B2 (en) | 2010-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5030629B2 (ja) | ガス濃度の定量分析方法及び装置 | |
EP3218695B1 (en) | Target analyte detection and quantification in sample gases with complex background compositions | |
EP3332231B1 (en) | Determination and correction of frequency registration deviations for quantitative spectroscopy | |
US7248370B2 (en) | Method to reduce background noise in a spectrum | |
US10557792B2 (en) | Spectral modeling for complex absorption spectrum interpretation | |
JP4926769B2 (ja) | 誤検知判定付きガス濃度測定方法、プログラム及び装置 | |
JP2013040937A (ja) | 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 | |
JPH10513560A (ja) | 分光計の標準化方法 | |
WO2009029446A1 (en) | Noise cancellation in fourier transform spectrophotometry | |
Li et al. | A formaldehyde trace gas sensor based on a thermoelectrically cooled CW-DFB quantum cascade laser | |
Zhou et al. | CO2-broadening coefficients for the NO2 transitions at 6.2 µm measured by mid-infrared absorption spectroscopy | |
Zheng et al. | Near-infrared broadband cavity-enhanced sensor system for methane detection using a wavelet-denoising assisted Fourier-transform spectrometer | |
RU2571185C2 (ru) | Способ компенсации дрейфа амплитуды в спектрометре и спектрометр, осуществляющий указанный способ | |
JP5181689B2 (ja) | 近赤外光及び赤外光の分光分析装置 | |
JP2006300674A (ja) | 分光光度計 | |
Perez-Guaita et al. | Improving the performance of hollow waveguide-based infrared gas sensors via tailored chemometrics | |
JPH07198600A (ja) | フーリエ変換多成分連続吸光分析計 | |
Deng et al. | Sensitive detection of acetylene by second derivative spectra with tunable diode laser absorption spectroscopy | |
RU2453826C2 (ru) | Способ сравнения относительного содержания изотопомеров 12co2 и 13co2 в образцах газовых смесей и устройство для сравнения относительного содержания изотопомеров 12co2 и 13co2 в образцах газовых смесей | |
Rolle et al. | Use of FTIR spectroscopy for the measurement of CO2 carbon stable isotope ratios | |
JPH0414298B2 (ja) | ||
RU2319136C1 (ru) | Способ определения относительной концентрации изотопомеров двуокиси углерода 12со2 и 13со2 и устройство для его осуществления | |
Cięszczyk | A local model and calibration set ensemble strategy for open-path FTIR gas measurement with varying temperature | |
WO2024135369A1 (ja) | 分光分析装置、分光分析方法、分光分析プログラム、学習装置、学習方法、及び、学習プログラム | |
RU2805385C2 (ru) | Способ коррекции изменения амплитуды в спектрометре |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120126 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120326 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120614 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120626 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150706 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |