JP2011191246A - Laser-type gas analyzer - Google Patents

Laser-type gas analyzer Download PDF

Info

Publication number
JP2011191246A
JP2011191246A JP2010059179A JP2010059179A JP2011191246A JP 2011191246 A JP2011191246 A JP 2011191246A JP 2010059179 A JP2010059179 A JP 2010059179A JP 2010059179 A JP2010059179 A JP 2010059179A JP 2011191246 A JP2011191246 A JP 2011191246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
laser
wavelength
concentration
signal
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
Application number
JP2010059179A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5594514B2 (en
Inventor
Takashi Inui
貴誌 乾
Noritomo Hirayama
紀友 平山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2010059179A priority Critical patent/JP5594514B2/en
Publication of JP2011191246A publication Critical patent/JP2011191246A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5594514B2 publication Critical patent/JP5594514B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser-type gas analyzer which allows accurate computation of concentration, since influence of interference is removed by adding a simple analysis logic. <P>SOLUTION: In the laser-type gas analyzer, when the gas concentration of a measured gas containing an interference gas is measured, a current control section of an emission section side and a temperature stabilization means of an emission side are controlled for a laser driving current and a laser operating temperature to emit intermediate-infrared laser light of two or more differing wavelengths, and absorbed components due to the measured gas and an absorbed components due to the interfering gas are distinguished, on the basis of two or more gas absorbed waveforms which are each obtained by the intermediate-infrared laser light of two or more differing wavelengths within a certain period, thereby computing the concentration of the measured gas. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、煙道内の各種の測定対象ガスの有無や濃度を分析するレーザ式ガス分析計に関する。   The present invention relates to a laser gas analyzer that analyzes the presence and concentration of various gases to be measured in a flue.

従来技術のレーザ式ガス分析計について説明する。まずレーザ式ガス分析計のガス濃度測定原理について説明する。図10はNH(アンモニア)ガスの吸収スペクトラム例を示す特性図である。気体状のガス分子には、それぞれ固有の光吸収スペクトルがあることが知られており、例えば、この図10のNHガスの吸収スペクトラムの特性図に示すように、縦軸が吸収量であり、波長別に吸収量が相違する。 A conventional laser gas analyzer will be described. First, the principle of gas concentration measurement of the laser gas analyzer will be described. FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of an absorption spectrum of NH 3 (ammonia) gas. It is known that each gaseous gas molecule has its own light absorption spectrum. For example, as shown in the characteristic diagram of the absorption spectrum of NH 3 gas in FIG. 10, the vertical axis represents the absorption amount. The amount of absorption varies depending on the wavelength.

レーザ式ガス分析計は、このようなガスにレーザ光を照射し、特定波長のレーザ光をガスの濃度に比例して吸収させ、この吸収量に基づいてガス濃度を測定する。このようなレーザ式ガス分析計の測定方式は、さらに、2波長差分方式と周波数変調方式とに大別される。
このうち周波数変調方式に関するレーザ式ガス分析計の従来技術として、例えば、特許文献1(国際公開第WO2008/096524号公報、発明の名称「レーザ式ガス分析計」)に記載の発明が知られている。
The laser gas analyzer irradiates such gas with laser light, absorbs laser light of a specific wavelength in proportion to the gas concentration, and measures the gas concentration based on the amount of absorption. Measurement methods of such a laser gas analyzer are broadly divided into a two-wavelength difference method and a frequency modulation method.
Among these, as a conventional technique of a laser type gas analyzer relating to a frequency modulation method, for example, an invention described in Patent Document 1 (International Publication No. WO2008 / 096524, the title of the invention “Laser Gas Analyzer”) is known. Yes.

図11に周波数変調方式のレーザ式ガス分析計によるSOガスの濃度測定時の検出信号を示す。SOガスの吸収がある場合は、レーザ式ガス分析計は図11に示すようなガスの吸収波形を検出する。このピーク値がガス濃度となるため、この出力のピーク振幅を計測することにより、SOガスの濃度測定が可能となる。また、信号変化を積分してもよい。 FIG. 11 shows a detection signal when measuring the concentration of SO 2 gas with a frequency modulation type laser gas analyzer. When SO 2 gas is absorbed, the laser gas analyzer detects a gas absorption waveform as shown in FIG. Since this peak value becomes the gas concentration, the concentration of SO 2 gas can be measured by measuring the peak amplitude of this output. Further, the signal change may be integrated.

国際公開第WO2008/096524号公報(段落番号0082〜0087、図15A,図15B)International Publication No. WO2008 / 096524 (paragraph numbers 0082 to 0087, FIGS. 15A and 15B)

近年、半導体レーザの一種である、室温で連続発振可能な量子カスケードレーザ(以下、Quantum cascade laserの略称であるQCLと称する)が実用化された。QCLは従来の半導体レーザでは実現不可能であった中赤外領域(4〜10μm)という広範囲な領域の波長を発光することができる。このQCLを用いることにより、NH(アンモニア)ガス以外でも、SO,NO,NO等のように中赤外領域レーザ光に吸収波長が含まれるガス成分を測定するというような、従来技術では不可能であったレーザ式ガス分析計を実現することができる。 In recent years, a quantum cascade laser capable of continuous oscillation at room temperature (hereinafter referred to as QCL, which is an abbreviation for quantum cascade laser), which is a kind of semiconductor laser, has been put into practical use. QCL can emit light in a wide range of wavelengths in the mid-infrared region (4 to 10 μm), which could not be realized with conventional semiconductor lasers. By using this QCL, other than NH 3 (ammonia) gas, it is possible to measure a gas component whose absorption wavelength is included in the mid-infrared laser beam, such as SO 2 , NO, NO 2, etc. Thus, it is possible to realize a laser type gas analyzer that was impossible.

また、受光素子として、同じく中赤外領域に感度を有する赤外線検出素子、例えばMCT(Mercury_Cadmium_Tellurium)光導電素子(以下、MCTと表記する)を用いることが好ましい。   As the light receiving element, it is preferable to use an infrared detecting element having sensitivity in the mid-infrared region, for example, an MCT (Mercury_Cadmium_Tellurium) photoconductive element (hereinafter referred to as MCT).

しかしながら、QCLやMCTを搭載したレーザ式ガス分析計を高精度で分析可能とするためには各種問題があり、その一つとして、中赤外領域では測定対象ガス以外にも他の干渉ガスにより吸収がなされるという問題があった。この点について説明する。   However, there are various problems in making it possible to analyze a laser gas analyzer equipped with QCL or MCT with high accuracy. One of the problems is that in the mid-infrared region, other than the measurement target gas, there are other interference gases. There was a problem of absorption. This point will be described.

まず、図12に、SOガスの吸収スペクトラム例を示す。前記の周波数変調方式と同様の装置構成によって、SO濃度測定を行う場合、QCLの波長は7.2〜7.4μmとすることが好ましい。なお、このSOガスは濃度測定に適した波長範囲において、所定の波長で観察される吸収ピーク以外に、波長に明確に依存しないオフセット的な吸収(以下、オフセット吸収と表記)を有することが特徴である。 First, FIG. 12 shows an example of an absorption spectrum of SO 2 gas. In the case where SO 2 concentration measurement is performed using the same apparatus configuration as that of the frequency modulation method, the QCL wavelength is preferably set to 7.2 to 7.4 μm. In addition, this SO 2 gas may have an offset absorption (hereinafter referred to as offset absorption) that does not clearly depend on the wavelength, in addition to an absorption peak observed at a predetermined wavelength in a wavelength range suitable for concentration measurement. It is a feature.

さて、このSOガスに対する干渉ガスとして、例えば、CHガスや水(蒸気)が挙げられる。
図13にCHガスの吸収スペクトラム例を示す。CHは、SOの測定波長領域(7.2〜7.4μm)に多数の大きな吸収ピークを有しており、SO濃度測定において測定誤差を生じさせる干渉ガスの一つである。
図14にHO(水蒸気)の吸収スペクトラム例を示す。CHと同様に、HOは、SOの測定波長領域(7.2〜7.4μm)に多数の大きな吸収ピークを有しており、SO濃度測定において測定誤差を生じさせる干渉ガスの一つである。
Now, examples of the interference gas for the SO 2 gas include CH 4 gas and water (steam).
FIG. 13 shows an example of an absorption spectrum of CH 4 gas. CH 4 has a number of significant absorption peaks in the measurement wavelength range of SO 2 (7.2~7.4μm), which is one of the interference gas can cause a measurement error in the SO 2 concentration measurement.
FIG. 14 shows an example of an absorption spectrum of H 2 O (water vapor). Similar to CH 4 , H 2 O has many large absorption peaks in the SO 2 measurement wavelength region (7.2 to 7.4 μm), and causes interference errors in measuring SO 2 concentration. one of.

続いて干渉ガスの存在による測定誤差について説明する。
例えば、干渉ガスであるCHが測定環境内に500ppm・mの濃度で存在する場合、レーザ式ガス分析計による検出信号には、図15に示すように、同一検出波長でSOとCHの吸収が現れる。そのため、図16に示すように、50ppm・mフルスケールのSO分析計において、目標仕様の3倍超過である6%の測定誤差が生じることとなる。
Next, measurement errors due to the presence of interference gas will be described.
For example, when CH 4 that is an interference gas is present in the measurement environment at a concentration of 500 ppm · m, the detection signal from the laser gas analyzer includes SO 2 and CH 4 at the same detection wavelength as shown in FIG. Absorption of appears. Therefore, as shown in FIG. 16, in the 50 ppm · m full-scale SO 2 analyzer, a measurement error of 6%, which is three times the target specification, occurs.

このような干渉現象が生じない検出波長や波長変調条件を選定することが望ましいが、図12,図13,図14に示すように、SOの吸収が存在する波長領域と、CHおよびHOの吸収が存在する波長領域と、が大部分で重なっており、重なりがない波長領域の選定に多大の労力を要するという問題があった。また、QCLの設計仕様において、基準波長や波長公差に対する尤度が小さくなることから、QCL製造時の歩留まり低下によるコストが高いという問題があった。 Although it is desirable to select a detection wavelength and a wavelength modulation condition in which such an interference phenomenon does not occur, as shown in FIGS. 12, 13, and 14, the wavelength region where SO 2 absorption exists, CH 4 and H 4 There is a problem that the wavelength region where the absorption of 2 O exists largely overlaps, and a great deal of labor is required to select the wavelength region where there is no overlap. Further, in the QCL design specification, since the likelihood with respect to the reference wavelength and the wavelength tolerance is reduced, there is a problem that the cost due to the yield reduction at the time of manufacturing the QCL is high.

なお、特許文献1に記載の従来技術のレーザ式ガス分析計は、QCLを採用していないため、波長の違いからSOについて計測するものではなく、このような干渉の問題は生じておらず、上記のような問題について考慮したものではなかった。 In addition, since the laser gas analyzer of the prior art described in Patent Document 1 does not employ QCL, it does not measure SO 2 due to the difference in wavelength, and such a problem of interference does not occur. The above-mentioned problems were not considered.

そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な分析ロジックを追加することで、干渉の影響を排除し、濃度を正確に算出できるようにしたレーザ式ガス分析計を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to add a simple analysis logic to eliminate the influence of interference and to accurately calculate the concentration. To provide an analyzer.

本発明の請求項1に係るレーザ式ガス分析計は、
周波数変調された中赤外領域レーザ光を出射する光源部と、この光源部からの出射光をコリメートする光源側光学系と、この光源側光学系から測定対象ガスが存在する空間を介して伝播された透過光を集光する受光側光学系と、この受光側光学系により集光された光を受光する受光部と、この受光部の出力信号を処理する信号処理回路と、処理された信号に基づいて測定対象ガスの濃度を測定する中央処理部と、を有するレーザ式ガス分析計において、
前記光源部は、
中赤外領域レーザ光を発光するレーザ素子と、
前記レーザ素子の温度を安定化させる発光側温度安定化手段と、
測定対象ガスの吸収波長を走査するように前記レーザ素子の発光波長を可変とする可変駆動信号と、前記レーザ素子の発熱量を減少させるように前記レーザ素子の発光を停止するオフセット信号と、を含む波長走査駆動信号に対し、前記発光波長を変調するための高周波変調信号を合成してレーザ駆動信号として出力するレーザ駆動信号発生部と、
このレーザ駆動信号発生部から出力された前記レーザ駆動信号を電流に変換して前記レーザ素子へこの電流を供給する電流制御部と、
を備え、
前記受光部は、
中赤外領域に感度を有する受光素子と、
この受光素子の温度を安定化させる受光側温度安定化手段と、
を備え、
前記信号処理回路は、
前記受光部の出力信号から光源部における変調信号の2倍周波数成分の信号の振幅を検出して検出信号を出力する同期検波回路と、
を備え、
前記中央処理部は、
干渉ガスを含む測定対象ガスのガス濃度を測定する場合、
発光部側の前記電流制御部および前記発光側温度安定化手段に対し、複数の異なる波長の中赤外領域レーザ光を発光するようなレーザ駆動電流およびレーザ動作温度とする制御を行う制御手段と、
一定時間に異なる波長の中赤外領域レーザ光によってそれぞれ得られる、複数のガス吸収波形をもとに、測定対象ガスによる吸収成分と干渉ガスによる吸収成分とを分別し、測定対象ガスの濃度を算出する算出手段と、
として機能することを特徴とする。
A laser type gas analyzer according to claim 1 of the present invention comprises:
A light source unit that emits a frequency-modulated mid-infrared laser beam, a light source side optical system that collimates the light emitted from the light source unit, and a light source side optical system that propagates through the space where the measurement target gas exists A light receiving side optical system for collecting the transmitted light, a light receiving unit for receiving the light collected by the light receiving side optical system, a signal processing circuit for processing an output signal of the light receiving unit, and a processed signal In the laser type gas analyzer having a central processing unit for measuring the concentration of the gas to be measured based on
The light source unit is
A laser element emitting mid-infrared laser light;
A light emission side temperature stabilizing means for stabilizing the temperature of the laser element;
A variable drive signal for changing the emission wavelength of the laser element so as to scan the absorption wavelength of the gas to be measured, and an offset signal for stopping emission of the laser element so as to reduce the amount of heat generated by the laser element. A laser drive signal generating unit that synthesizes a high frequency modulation signal for modulating the emission wavelength and outputs it as a laser drive signal to a wavelength scanning drive signal including;
A current controller that converts the laser drive signal output from the laser drive signal generator into a current and supplies the current to the laser element;
With
The light receiving unit is
A light-receiving element having sensitivity in the mid-infrared region;
A light receiving side temperature stabilizing means for stabilizing the temperature of the light receiving element;
With
The signal processing circuit includes:
A synchronous detection circuit that detects the amplitude of a signal having a double frequency component of the modulation signal in the light source unit from the output signal of the light receiving unit and outputs a detection signal;
With
The central processing unit is
When measuring the gas concentration of measurement target gas including interference gas,
Control means for controlling the current control section on the light emitting section side and the light emitting side temperature stabilizing means to control a laser driving current and a laser operating temperature so as to emit a plurality of mid-infrared laser beams having different wavelengths; ,
Based on a plurality of gas absorption waveforms obtained by mid-infrared laser beams of different wavelengths at a certain time, the absorption component due to the measurement target gas and the absorption component due to the interference gas are separated, and the concentration of the measurement target gas is determined. A calculating means for calculating;
It functions as.

また、本発明の請求項2に係るレーザ式ガス分析計は、
請求項1に記載のレーザ式ガス分析計において、
前記中央処理部は、
異なる波長Xと波長Yとの間の干渉ガスの測定誤差の比率aが予め登録されており、
波長Xのときの測定対象ガスの濃度S〔%〕、および、波長Yのとき測定対象ガスの濃度S〔%〕を生成する生成手段と、
測定対象ガスの濃度をS=S/(1−a)−aS/(1−a)により算出する測定対象ガス濃度算出手段と、
として機能することを特徴とする。
A laser gas analyzer according to claim 2 of the present invention is
The laser gas analyzer according to claim 1, wherein
The central processing unit is
The interference gas measurement error ratio a between the different wavelengths X and Y is registered in advance,
A generating means for generating the concentration S X [%] of the measurement target gas at the wavelength X and the concentration S y [%] of the measurement target gas at the wavelength Y;
Measuring object gas concentration calculating means for calculating the concentration of the measuring object gas by S 0 = S Y / (1-a) −aS X / (1-a);
It functions as.

また、本発明の請求項3に係るレーザ式ガス分析計は、
請求項1または請求項2に記載のレーザ式ガス分析計において、
前記中央処理部は、
濃度Bの干渉ガスの波長Xにおける吸収の測定誤差x、および、濃度Bの干渉ガスの波長Yにおける吸収の測定誤差yが予め登録されており、
波長Xのときの測定対象ガスの濃度S〔%〕、および、波長Yのとき測定対象ガスの濃度S〔%〕を生成する生成手段と、
干渉ガスの濃度をB=B(S−S)/(x−y)により算出する干渉ガス濃度算出手段と、
として機能することを特徴とする。
A laser gas analyzer according to claim 3 of the present invention is
In the laser type gas analyzer according to claim 1 or 2,
The central processing unit is
The measurement error x of the absorption at the wavelength X of the interference gas having the concentration B and the measurement error y of the absorption at the wavelength Y of the interference gas having the concentration B are registered in advance.
A generating means for generating the concentration S X [%] of the measurement target gas at the wavelength X and the concentration S y [%] of the measurement target gas at the wavelength Y;
Interference gas concentration calculating means for calculating the concentration of the interference gas by B 0 = B (S X −S Y ) / (xy);
It functions as.

本発明によれば、簡易な分析ロジックを追加することで、干渉の影響を排除し、濃度を正確に算出できるようにしたレーザ式ガス分析計を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a laser type gas analyzer that can eliminate the influence of interference and accurately calculate the concentration by adding simple analysis logic.

本発明の実施の形態のレーザ式ガス分析計を示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the laser type gas analyzer of an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態のレーザ式ガス分析計の光源部の構成図である。It is a block diagram of the light source part of the laser type gas analyzer of embodiment of this invention. 波長走査駆動信号発生部からの出力信号図である。It is an output signal figure from a wavelength scanning drive signal generation part. 本発明の実施の形態のレーザ式ガス分析計のレーザ素子の波長走査駆動信号波形、SOガスの吸収波形、同期検波回路のガス吸収波形を示す図である。Wavelength scanning driving signal waveform of the laser gas analyzer of a laser device according to the embodiment of the present invention, the absorption waveform of the SO 2 gas is a diagram showing the gas absorption waveform of the synchronous detection circuit. 本発明の実施の形態のレーザ式ガス分析計の受光部、信号処理回路および中央処理部の構成図である。It is a block diagram of the light-receiving part of the laser type gas analyzer of embodiment of this invention, a signal processing circuit, and a central processing part. 周波数変調方式の原理図である。It is a principle diagram of a frequency modulation system. 本発明の実施形態における測定値補正を説明するための、検出波長と干渉ガス(HO)による測定誤差との関係を示す図である。For explaining a measurement value correction in the embodiment of the present invention, it is a diagram showing the relationship between the measurement error due to detection wavelength interference gas (H 2 O). 本発明の実施形態における測定値補正を説明するための、検出波長と干渉ガス(HO)による測定誤差との関係を示す図である。For explaining a measurement value correction in the embodiment of the present invention, it is a diagram showing the relationship between the measurement error due to detection wavelength interference gas (H 2 O). 本発明の実施形態における測定補正を説明するための、測定対象ガスおよび干渉ガスによる吸収波形を示す図である。It is a figure which shows the absorption waveform by measurement object gas and interference gas for demonstrating the measurement correction | amendment in embodiment of this invention. NHガスの吸収スペクトラム例を示す特性図である。NH 3 is a characteristic diagram showing an absorption spectrum of the gas. 周波数変調方式のレーザ式ガス分析計によるSOガスの濃度測定時の検出信号を示す図である。It illustrates a detection signal at the time concentration measurement of SO 2 gas by laser gas analyzer of the frequency modulation method. SOガスの吸収スペクトラム例を示す特性図である。Is a characteristic diagram showing an absorption spectrum example of SO 2 gas. CHガスの吸収スペクトラム例を示す図である。It shows the absorption spectrum example of CH 4 gas. Oの吸収スペクトラム例を示す図である。It shows the absorption spectrum example of H 2 O. CHが干渉するSOの濃度測定時のガス吸収波形信号を示す図である。CH 4 is a diagram showing the gas absorption waveform signal when the concentration measured interfering SO 2. CHが干渉するSOの濃度測定例を示す図である。CH 4 is a diagram showing the concentration measurement example of interfering SO 2.

続いて、本発明を実施するための形態について図を参照しつつ以下に説明する。図1は、本形態のレーザ式ガス分析計を示す構造図であって、全体的な構成を示している。このレーザ式ガス分析計は、周波数変調方式のレーザ式ガス分析計である。レーザ式ガス分析計は、図1に示すように、フランジ101a,101bにより、例えば、煙道のように測定対象ガスが内部を通流する配管などの壁201,202に溶接等によって固定されている。一方のフランジ101aには、透明な出射窓101cが設けられている。また、フランジ101aには、取付座102aを介して有底円筒状のカバー103aが取り付けられている。   Then, the form for implementing this invention is demonstrated below, referring a figure. FIG. 1 is a structural diagram showing a laser type gas analyzer of this embodiment, and shows the overall configuration. This laser type gas analyzer is a frequency modulation type laser type gas analyzer. As shown in FIG. 1, the laser gas analyzer is fixed by welding or the like to flanges 101a and 101b, for example, walls 201 and 202 such as pipes through which the measurement target gas flows like a flue. Yes. One flange 101a is provided with a transparent exit window 101c. Further, a bottomed cylindrical cover 103a is attached to the flange 101a via a mounting seat 102a.

カバー103aの内部には光源部104が配置されており、この光源部104から出射したレーザ光はコリメートレンズ105を含む光源側光学系によって平行光にコリメートされ、フランジ101aの中心を通り、出射窓101cを介して壁201,202の内部(煙道内部)へ入射される。この平行光は、壁201,202の内部にある測定対象ガスを透過する際に吸収を受ける。   A light source unit 104 is disposed inside the cover 103a, and laser light emitted from the light source unit 104 is collimated into parallel light by a light source side optical system including a collimator lens 105, passes through the center of the flange 101a, and exits through an exit window. The light enters the inside of the walls 201 and 202 (inside the flue) through 101c. The parallel light is absorbed when it passes through the measurement target gas inside the walls 201 and 202.

他方のフランジ101bには、取付座102bを介して有底円筒状のカバー103bが取り付けられている。また、フランジ101bには透明な入射窓101dが設けられている。煙道内部を通過した平行光は、入射窓101dを経て、カバー103b内部の受光側光学系である集光レンズ106により集光されて受光部107により受光され、電気信号に変換されて後段の信号処理回路108に入力される。また、光源部104および信号処理回路108は、中央処理部109に接続されている。   A bottomed cylindrical cover 103b is attached to the other flange 101b via a mounting seat 102b. The flange 101b is provided with a transparent incident window 101d. The parallel light that has passed through the inside of the flue passes through the entrance window 101d, is collected by the condensing lens 106, which is the light receiving side optical system inside the cover 103b, is received by the light receiving unit 107, is converted into an electrical signal, and is converted into a subsequent stage. The signal is input to the signal processing circuit 108. The light source unit 104 and the signal processing circuit 108 are connected to the central processing unit 109.

次に、光源部について説明する。図2は光源部104の構成を示している。この光源部104は、測定対象ガスの吸収波長を走査するようにレーザ素子の発光波長を可変とする波長走査駆動信号発生部104aと、測定対象ガスの吸収波長を検出するために、例えば6.5kHz程度の正弦波で波長を周波数変調するための高調波変調信号発生部104bと、からなるレーザ駆動信号発生部104sを備えており、これらの信号発生部104a,104bの出力信号が合成されてレーザ駆動信号が生成されるようになっている。上記レーザ駆動信号は電流制御部104cにより電流に変換され、QCLによるレーザ素子104eに供給される。このQCLによるレーザ素子104eは中赤外領域レーザ光を発光する。なお、波長走査駆動信号発生部104aは中央処理部109と接続されており、特に振幅や出射タイミングが入力されてレーザ駆動電流が制御される。   Next, the light source unit will be described. FIG. 2 shows the configuration of the light source unit 104. This light source unit 104 includes a wavelength scanning drive signal generation unit 104a that changes the emission wavelength of the laser element so as to scan the absorption wavelength of the measurement target gas, and, in order to detect the absorption wavelength of the measurement target gas, for example, 6. A laser drive signal generation unit 104s including a harmonic modulation signal generation unit 104b for frequency-modulating the wavelength with a sine wave of about 5 kHz is provided, and the output signals of these signal generation units 104a and 104b are synthesized. A laser drive signal is generated. The laser drive signal is converted into a current by the current control unit 104c and supplied to the laser element 104e by QCL. The QCL laser element 104e emits mid-infrared laser light. Note that the wavelength scanning drive signal generation unit 104a is connected to the central processing unit 109, and in particular, the amplitude and emission timing are input to control the laser drive current.

また、レーザ素子104eには発光側温度安定化手段が設けられている。この発光側温度安定化手段は、温度制御部104d、サーミスタ104f、ペルチェ素子104gを備える。レーザ素子104eに近接して温度検出素子としてのサーミスタ104fが配置され、このサーミスタ104fにはペルチェ素子104gが近接して配置されている。このペルチェ素子104gは、サーミスタ104fの抵抗値が一定値になるようにするため、温度制御部104dによって制御が行われ、結果としてレーザ素子104eの温度を安定化するように動作するものである。なお、温度制御部104dは中央処理部109と接続されており、レーザ動作温度が制御される。   The laser element 104e is provided with a light emission side temperature stabilizing means. The light emission side temperature stabilization means includes a temperature control unit 104d, a thermistor 104f, and a Peltier element 104g. A thermistor 104f as a temperature detection element is disposed in the vicinity of the laser element 104e, and a Peltier element 104g is disposed in the vicinity of the thermistor 104f. The Peltier element 104g is controlled by the temperature control unit 104d so that the resistance value of the thermistor 104f becomes a constant value. As a result, the Peltier element 104g operates to stabilize the temperature of the laser element 104e. The temperature control unit 104d is connected to the central processing unit 109 and controls the laser operating temperature.

ここで、波長走査駆動信号発生部104aから出力される波長走査駆動信号は、図3に示すように、可変駆動信号S1およびオフセット信号S2により一の単位波形となり、このような単位波形が一定周期で繰り返されるほぼ台形波状の信号である。   Here, as shown in FIG. 3, the wavelength scanning drive signal output from the wavelength scanning drive signal generation unit 104a becomes one unit waveform by the variable drive signal S1 and the offset signal S2, and such unit waveform has a fixed period. It is a substantially trapezoidal signal repeated in

波長走査駆動信号の可変駆動信号S1は、吸収波長を走査する信号であり、電流制御部104cを介してレーザ素子104eに供給される電流の大きさを直線的に変えることにより、レーザ素子104eの発光波長を徐々にずらしていき、吸収波長を走査する信号である。信号S1の傾き、すなわち、供給電流の変化量によって、発光波長をサブnm〜数nmの範囲で走査可能である。例えばSOガスであれば、0.2nm程度の線幅を走査可能とする部分である。 The variable drive signal S1 of the wavelength scanning drive signal is a signal for scanning the absorption wavelength, and by linearly changing the magnitude of the current supplied to the laser element 104e via the current control unit 104c, the laser element 104e This is a signal for scanning the absorption wavelength by gradually shifting the emission wavelength. The emission wavelength can be scanned in the sub-nm to several nm range according to the slope of the signal S1, that is, the amount of change in the supply current. For example, in the case of SO 2 gas, it is a portion that can scan a line width of about 0.2 nm.

また、波長走査駆動信号のオフセット信号S2は、レーザ素子104eが発光するスレッショルド電流値未満の電流を前記レーザ素子に供給するような値とした信号であり、レーザ素子104eを発光させないオフセット部分である。波長走査駆動信号発生部104aがこのオフセット信号S2を出力しているタイミングではQCLは未発光である。信号S1と信号S2とは交互に切り替わるように挿入されている。   The offset signal S2 of the wavelength scanning drive signal is a signal having a value that supplies a current less than the threshold current value emitted by the laser element 104e to the laser element, and is an offset portion that does not cause the laser element 104e to emit light. . At the timing when the wavelength scanning drive signal generation unit 104a outputs the offset signal S2, the QCL does not emit light. The signal S1 and the signal S2 are inserted so as to be switched alternately.

このようにオフセット信号S2がレーザ素子104eの発光が安定するスレッショルド電流値未満であり、さらに可変駆動信号S1の時間に対してオフセット信号S2の時間が大幅に長い。
このような間欠発光条件、すなわち、信号S1と信号S2の時間の比は、QCLであるレーザ素子104eの発熱量とペルチェ素子等の温度安定化手段の性能とを勘案して決定すれば良く、例えばS1:S2=1:4とすることにより、連続発光する場合と比較して、発熱量を1/5にまで低減することができる。
Thus, the offset signal S2 is less than the threshold current value at which the light emission of the laser element 104e is stabilized, and the time of the offset signal S2 is significantly longer than the time of the variable drive signal S1.
Such intermittent light emission conditions, that is, the ratio of the time between the signal S1 and the signal S2, may be determined in consideration of the amount of heat generated by the laser element 104e as the QCL and the performance of the temperature stabilizing means such as the Peltier element. For example, by setting S1: S2 = 1: 4, the calorific value can be reduced to 1/5 compared to the case of continuous light emission.

仮にQCLを用いる光源部を連続発光させたり、または、少し停止するが殆ど連続して発光させると発熱が過大となり、ペルチェ素子による温度制御が困難になることが予想されるが、本形態では上記のようにQCLを発光時間よりも消光時間が長いように間欠発光させることにより、QCLの発熱量を低減し、従来のレーザ式ガス分析計と同等の構成およびコストでQCLの使用が可能となるようにした。発光時間と消光時間との割合は、発光側温度安定化手段(図2の温度制御部104d、サーミスタ104f、ペルチェ素子104g)により温度安定化が可能な限界温度を想定したとき、この限界温度よりも低い温度となるように発光時間と消光時間との割合が決定される。この場合、少なくとも発光時間よりも消光時間を長くして、温度を低下させる。このような駆動方式は、QCLやMCTの不安定性の解消に寄与するものである。   If the light source unit using QCL is made to emit light continuously, or if it stops for a while but emits light almost continuously, it is expected that heat generation will be excessive and temperature control by the Peltier element will be difficult. As described above, by causing QCL to emit light intermittently so that the extinction time is longer than the light emission time, the amount of heat generated by QCL can be reduced, and the QCL can be used with the same configuration and cost as a conventional laser gas analyzer. I did it. The ratio between the light emission time and the quenching time is determined from the limit temperature when a limit temperature that can be stabilized by the light emission side temperature stabilization means (temperature control unit 104d, thermistor 104f, and Peltier element 104g in FIG. 2) is assumed. The ratio between the light emission time and the quenching time is determined so that the temperature is lower. In this case, the temperature is lowered by making the extinction time longer than at least the light emission time. Such a driving method contributes to elimination of instability of QCL and MCT.

さて、このような波長走査駆動信号発生部104aから出力される波長走査駆動信号に対し、高周波変調信号発生部104bからの高周波変調信号を合成して周波数変調を行い、図4で示すようなレーザ駆動信号を生成する。このレーザ駆動信号は、SOガスの場合では、高周波変調信号の周波数を6.5kHz、波長走査駆動信号の周波数を20Hzとなり、λ、λはSOガスの吸収波長に相当する走査範囲の上下限値を示している。 Now, the wavelength scanning drive signal output from the wavelength scanning drive signal generation unit 104a is subjected to frequency modulation by synthesizing the high frequency modulation signal from the high frequency modulation signal generation unit 104b, and the laser as shown in FIG. A drive signal is generated. In the case of SO 2 gas, the laser drive signal has a high frequency modulation signal frequency of 6.5 kHz and a wavelength scanning drive signal frequency of 20 Hz, and λ 1 and λ 2 are scanning ranges corresponding to the absorption wavelength of the SO 2 gas. The upper and lower limit values are shown.

なお、波長走査駆動信号のλ、λはSOガスの吸収波長に相当する走査範囲として説明しているが、SO以外にも、NOのガス成分を測定したり、または、NOのガス成分を測定することができる。しかしながら、QCLの特性(電流や温度による波長走査可能範囲)とSO,NO,NOの吸収スペクトルを勘案すると、SO,NO,NOの何れか一つについての単成分計として個別に測定するレーザ式ガス分析計となる。この場合レーザ式ガス分析計では、SO,NO,NO等の中から一つ選定された測定対象の吸収波長に対応した発光波長を持つQCLが選定され、この測定対象のガス成分に応じて中赤外領域のλ、λが設定される。このようなレーザ駆動信号が出力される。 Note that although λ 1 and λ 2 of the wavelength scanning drive signal are described as scanning ranges corresponding to the absorption wavelength of SO 2 gas, in addition to SO 2 , NO gas components are measured or NO 2 is measured. The gas component can be measured. However, the characteristics of QCL and (current and wavelength scanning range due to temperature) SO 2, NO, In consideration of the absorption spectra of NO 2, SO 2, NO, individually as a single component meter for any one of NO 2 It becomes a laser type gas analyzer to measure. In this case, in the laser type gas analyzer, a QCL having an emission wavelength corresponding to the absorption wavelength of the measurement target selected from SO 2 , NO, NO 2, etc. is selected, and depending on the gas component of the measurement target Then, λ 1 and λ 2 in the mid-infrared region are set. Such a laser drive signal is output.

次に、図5は、受光部107および信号処理回路108の構成を示している。中赤外領域に感度を有するMCT光導電素子は低温でないと十分な感度が得られないため、MCT光導電素子である受光素子107aに対して、受光側温度安定化手段を受光部107に設けている。   Next, FIG. 5 shows the configuration of the light receiving unit 107 and the signal processing circuit 108. Since the MCT photoconductive element having sensitivity in the mid-infrared region cannot obtain sufficient sensitivity unless the temperature is low, a light receiving side temperature stabilizing means is provided in the light receiving unit 107 for the light receiving element 107a which is an MCT photoconductive element. ing.

受光側温度安定化手段は、さらにサーミスタ107b、ペルチェ素子107c、温度制御部107dを備え、受光素子107aを冷却する。具体的には、MCT光導電素子内にサーミスタ107bやペルチェ素子107cが内蔵される。このようにレーザ素子107aに近接して温度検出素子としてのサーミスタ107bが配置され、このサーミスタ107bにはペルチェ素子107cが近接して配置されている。   The light receiving side temperature stabilizing means further includes a thermistor 107b, a Peltier element 107c, and a temperature control unit 107d, and cools the light receiving element 107a. Specifically, the thermistor 107b and the Peltier element 107c are built in the MCT photoconductive element. As described above, the thermistor 107b as a temperature detecting element is arranged close to the laser element 107a, and the Peltier element 107c is arranged close to the thermistor 107b.

このペルチェ素子107cは、サーミスタ107bの抵抗値が一定値になるように温度制御部107dによって制御され、結果として受光素子107aの温度を安定化するように動作するものである。このような受光側温度安定化手段により、例えばMCT光導電素子の動作温度を−3℃で一定にする。   The Peltier element 107c is controlled by the temperature control unit 107d so that the resistance value of the thermistor 107b becomes a constant value, and as a result, operates so as to stabilize the temperature of the light receiving element 107a. By such light receiving side temperature stabilizing means, for example, the operating temperature of the MCT photoconductive element is kept constant at −3 ° C.

MCT光導電素子である受光素子107aは、QCLであるレーザ素子104eの中赤外領域レーザ光の発光波長に感度を持つ受光素子である。この受光部107の出力電流はI/V変換器108aへ入力される。I/V変換器108aは、発振器108cから2f信号(2倍波信号)が入力されており、出力電流に対して2f信号(2倍波信号)により変調してから電圧に変換して電圧信号を出力する。この電圧信号が同期検波回路108bに入力される。同期検波回路108bはこの電圧信号に対して検波を行い、変調信号の2倍周波数成分の振幅のみを取り出す。   The light receiving element 107a, which is an MCT photoconductive element, is a light receiving element having sensitivity to the emission wavelength of the mid-infrared laser beam of the laser element 104e, which is QCL. The output current of the light receiving unit 107 is input to the I / V converter 108a. The I / V converter 108a receives the 2f signal (second harmonic signal) from the oscillator 108c, modulates the output current with the 2f signal (second harmonic signal), converts it to a voltage, and converts the voltage signal to a voltage signal. Is output. This voltage signal is input to the synchronous detection circuit 108b. The synchronous detection circuit 108b detects this voltage signal and extracts only the amplitude of the double frequency component of the modulation signal.

ここで周波数変調方式のレーザ式ガス分析計の計測原理について説明する。図6は、周波数変調方式の原理図を示している。この周波数変調方式のレーザ式ガス分析計では、中心周波数f、変調周波数fで半導体レーザの出射光を周波数変調し、測定対象ガスに照射する。ここで、周波数変調とは、レーザ素子104eに供給するドライブ電流の波形を正弦波状にすることである。
周波数変調方式で距離の影響をキャンセルするためには、半導体レーザ素子の出力を周波数変調すると同時に周波数fで振幅変調を行えばよいのであるが、半導体レーザ素子の出力に周波数変調を掛けると振幅変調も掛かるので、これが利用できる。
Here, the measurement principle of the frequency modulation type laser gas analyzer will be described. FIG. 6 shows a principle diagram of the frequency modulation method. The laser gas analyzer of the frequency modulation method, the center frequency f c, the output light of the semiconductor laser is frequency-modulated at a modulation frequency f m, is irradiated to the measurement target gas. Here, the frequency modulation is to make the waveform of the drive current supplied to the laser element 104e sinusoidal.
To cancel the effect of the distance in the frequency modulation method is at the same time the frequency f m if the frequency modulated output of the semiconductor laser device is the may be performed amplitude modulation and multiplied by frequency modulation to the output of the semiconductor laser element amplitude This can also be used since it is also modulated.

図6に示したように、ガスの吸収線は変調周波数に対してほぼ2次関数となっているので、この吸収線が弁別器の役割を果たし、受光部では変調周波数fの2倍の周波数の信号(2倍周波数信号)が得られる。ここで、変調周波数fは任意の周波数で良いため、例えば、変調周波数fを数kHz程度に選ぶと、ディジタル信号処理装置(DSP)または汎用のプロセッサを用いて、2倍周波数信号の抽出等の高度な信号処理を行うことが可能になる。 As shown in FIG. 6, since the absorption lines of the gas is almost quadratic function with respect to the modulation frequency, the absorption line plays the role of a discriminator, the light receiving portion of the double modulation frequency f m A frequency signal (double frequency signal) is obtained. Since the modulation frequency f m good at any frequency, for example, choose the modulation frequency f m to several kHz, a digital signal processor (DSP) or using a general-purpose processor, extraction of the double frequency signal It is possible to perform advanced signal processing such as.

また、受光部によりエンベロープ検波を行えば振幅変調による基本波を推定でき、この基本波の振幅と前記2倍周波数信号の振幅との比を位相同期させて検出することで、距離に関係なく測定対象ガス濃度に比例した信号を得ることができる。   In addition, if envelope detection is performed by the light receiving unit, the fundamental wave by amplitude modulation can be estimated, and the ratio between the amplitude of the fundamental wave and the amplitude of the double frequency signal can be detected in phase synchronization to measure regardless of the distance. A signal proportional to the target gas concentration can be obtained.

このような原理のもと、同期検波回路108bにおいて、測定対象ガスによるレーザ光の吸収が無い場合は、同期検波回路108bによって2倍波信号が検出されないので、同期検波回路108bの出力はほぼ直線となる。
一方、測定対象ガスによるレーザ光の吸収がある場合は、同期検波回路108bによって出射光の変調信号の2倍周波数成分の振幅のみが抽出された信号である2倍波信号が検出される。その出力波形は図4の長方形の枠内に図示された同期検波回路108bの出力波形に示すようになる。この波形はフィルタ108dによりノイズが除去され、適宜増幅して後段のCPUやDSP等である中央処理部109へ出力される。
なお、I/V変換器108aからの出力信号は抽出手段(フィルタ)108eにも入力され、抽出された波長走査駆動信号成分が中央処理部109に送られるが、この波長走査駆動信号成分は異常判定などに用いられることとなる。
Based on such a principle, when the synchronous detection circuit 108b does not absorb the laser beam by the measurement target gas, the double detection signal is not detected by the synchronous detection circuit 108b. Therefore, the output of the synchronous detection circuit 108b is almost linear. It becomes.
On the other hand, when there is absorption of laser light by the measurement target gas, a double wave signal, which is a signal obtained by extracting only the amplitude of the double frequency component of the modulation signal of the emitted light, is detected by the synchronous detection circuit 108b. The output waveform is as shown in the output waveform of the synchronous detection circuit 108b shown in the rectangular frame of FIG. This waveform is noise-removed by the filter 108d, amplified as appropriate, and output to the central processing unit 109, which is a subsequent CPU, DSP, or the like.
The output signal from the I / V converter 108a is also input to the extraction means (filter) 108e, and the extracted wavelength scanning drive signal component is sent to the central processing unit 109. This wavelength scanning drive signal component is abnormal. It will be used for judgment.

この図4に示される同期検波回路108bの出力波形のピーク値が測定対象ガスの濃度に相当するため、ピーク値を測定するか、あるいは波形の一部または全部を積分してその積分値から測定対象ガスの濃度を検出すればよい。   Since the peak value of the output waveform of the synchronous detection circuit 108b shown in FIG. 4 corresponds to the concentration of the gas to be measured, the peak value is measured, or a part or all of the waveform is integrated and measured from the integrated value. What is necessary is just to detect the density | concentration of object gas.

次いで、測定対象ガスの濃度測定方法について述べる。まず、本発明のレーザ式ガス分析計における分析原理について説明する。ここに干渉ガスおよび測定対象ガスを含むガスを想定する。   Next, a method for measuring the concentration of the measurement target gas will be described. First, the analysis principle in the laser gas analyzer of the present invention will be described. Here, a gas including an interference gas and a measurement target gas is assumed.

まず、事前に、波長X〔nm〕において濃度B〔ppm・m〕の干渉ガスに対して吸収があったときにその吸収に伴う測定誤差がx〔%〕であること、および、波長Y〔nm〕において濃度B〔ppm・m〕の干渉ガスに対して吸収があったときにその吸収に伴う測定誤差がy〔%〕であることが予め判明しているものとする。   First, in advance, when there is an absorption with respect to an interference gas having a concentration of B [ppm · m] at a wavelength X [nm], a measurement error associated with the absorption is x [%], and a wavelength Y [ It is assumed in advance that the measurement error associated with the absorption is y [%] when there is absorption with respect to the interference gas having a concentration of B [ppm · m] at [nm].

続いてレーザ式ガス分析を行うものとする。まず、ガスに波長X〔nm〕のレーザを用いてレーザ分析を行う。レーザ分析の結果、波長X〔nm〕においてガス濃度S〔%〕が計測されたとする。
続いて、ガスに波長Y〔nm〕のレーザを用いてレーザ分析を行う。レーザ分析の結果、波長Y〔nm〕においてガス濃度S〔%〕が計測されたとする。これらS〔%〕,S〔%〕は干渉ガスによる測定誤差が含まれている測定対象ガスの濃度である。
Subsequently, laser gas analysis is performed. First, laser analysis is performed using a laser having a wavelength of X [nm] as a gas. As a result of laser analysis, it is assumed that the gas concentration S X [%] is measured at the wavelength X [nm].
Subsequently, laser analysis is performed using a laser having a wavelength of Y [nm] as a gas. As a result of the laser analysis, it is assumed that the gas concentration S Y [%] is measured at the wavelength Y [nm]. These S X [%] and S Y [%] are the concentrations of the measurement target gas including the measurement error due to the interference gas.

続いて、測定対象ガスおよび干渉ガスの濃度の真値を算出する。
測定対象ガス(SO)の実際の濃度がS〔%〕、干渉ガス(HO)の実際の濃度がB〔ppm・m〕であるとした場合、ガス濃度SおよびSは下式のように表される。
Subsequently, the true values of the concentrations of the measurement target gas and the interference gas are calculated.
When the actual concentration of the measurement target gas (SO 2 ) is S 0 [%] and the actual concentration of the interference gas (H 2 O) is B 0 [ppm · m], the gas concentrations S X and S Y Is expressed as follows:

[数1]
=S+(B/B)・x
[Equation 1]
S X = S 0 + (B 0 / B) · x

[数2]
=S+(B/B)・y
[Equation 2]
S Y = S 0 + (B 0 / B) · y

ここに測定誤差比率aは次の数式3のようになる。   Here, the measurement error ratio a is expressed by the following Equation 3.

[数3]
a=y/x
[Equation 3]
a = y / x

この測定誤差比率aは干渉ガスの濃度が変動しても一定である。   This measurement error ratio a is constant even if the concentration of the interference gas varies.

続いて測定対象ガスの実際の濃度Sを、計測されるガス濃度S,Sを用いて表す。数式1を変形すると、B/Bは下式のように表される。 Subsequently, the actual concentration S 0 of the measurement target gas is expressed using the measured gas concentrations S X and S Y. When Formula 1 is transformed, B 0 / B is expressed as the following formula.

[数4]
/B=(S−S)/x
[Equation 4]
B 0 / B = (S X −S 0 ) / x

数式2に数式3,4を代入し、Sを求める式に変形すると、下式のように表される。 By substituting Equations 3 and 4 into Equation 2 and transforming it into an equation for obtaining S 0 , the following equation is obtained.

[数5]
=S/(1−a)−aS/(1−a)
[Equation 5]
S 0 = S Y / (1 -a) -aS X / (1-a)

ここで計測濃度SやSは実際に計測されるため取得可能である。また、aについては、予め波長X〔nm〕においてB〔ppm・m〕の濃度の干渉ガスに対して吸収があったとき、その吸収に伴う測定誤差xを算出しておき、同様に、予め波長Y〔nm〕においてB〔ppm・m〕の濃度の干渉ガスに対して吸収があったとき、その吸収に伴う測定誤差yを算出しておき、上記[数3]により測定誤差比率aを算出しておく。そして、測定誤差比率a、および、波長Xと波長Yとの場合の測定誤差であるx、yとを登録しておき、測定誤差比率aを算出することができる。この測定誤差比率aは波長を変えて多数の組み合わせが登録されている。 Here, the measured concentrations S X and S Y can be obtained because they are actually measured. As for a, when there is an absorption with respect to an interference gas having a concentration of B [ppm · m] at a wavelength X [nm], a measurement error x accompanying the absorption is calculated in advance. When there is absorption with respect to an interference gas having a concentration of B [ppm · m] at the wavelength Y [nm], a measurement error y associated with the absorption is calculated, and the measurement error ratio a is calculated from the above [Equation 3]. Calculate it. The measurement error ratio a and the measurement errors x and y in the case of the wavelength X and the wavelength Y are registered, and the measurement error ratio a can be calculated. The measurement error ratio a is registered in a number of combinations with different wavelengths.

このようにして、波長XにおけるSOの濃度の測定値Sと、波長YにおけるSOの濃度の測定値Sと、予め求めておいた干渉ガスによる測定誤差の複数波長間の比率aと、を基に、干渉ガスとともにガスに含まれる測定対象ガスであるSOの濃度を求めることができることが分かる。 In this way, the measured value S X of the concentration of SO 2 at the wavelength X, the measured value S Y of the concentration of SO 2 at the wavelength Y, the ratio between a plurality of wavelengths of the measurement error due to interference gas previously obtained a From the above, it can be seen that the concentration of SO 2 that is the measurement target gas contained in the gas along with the interference gas can be obtained.

また、数式3,4,5により、ある測定環境における干渉ガスの濃度Bは下式のように表される。 In addition, the concentration B 0 of the interference gas in a certain measurement environment is expressed by the following equations using Equations 3, 4, and 5.

[数6]
=B(S−S)/(x−y)
[Equation 6]
B 0 = B (S X -S Y ) / (xy)

ここに干渉ガスの濃度B〔ppm・m〕は予め判明しており、波長XにおけるSOの濃度の測定値Sと、波長YにおけるSOの濃度の測定値Sと、波長X〔nm〕において濃度B〔ppm・m〕の干渉ガスに対する吸収に伴う測定誤差x〔%〕と、波長Y〔nm〕において濃度B〔ppm・m〕の干渉ガスに対する吸収に伴う測定誤差y〔%〕と、を基に、測定対象ガスとともにガスに含まれる干渉ガスであるHOの濃度Bのみを求めることができることが分かる。測定原理はこのようなものである。 Concentration B [ppm · m] here the interfering gas are known in advance, the measured value S X of the concentration of SO 2 at the wavelength X, the measured value S Y of the concentration of SO 2 at the wavelength Y, the wavelength X [ measurement error x [%] due to absorption of interference gas at a concentration B [ppm · m] in nm] and measurement error y [%] due to absorption of interference gas at a concentration B [ppm · m] at wavelength Y [nm]. ], It is understood that only the concentration B 0 of H 2 O, which is an interference gas contained in the gas, can be obtained together with the measurement target gas. The measurement principle is like this.

続いてレーザ式ガス分析計による分析処理について説明する。ここに干渉ガスおよび測定対象ガスを含むガスが煙道内を流れているものとする。説明の具体化のため、干渉ガスとしてHO(水分)、測定対象ガスとしてSOと、が混合されたガスが流れており、このガスをレーザ分析するものとする。SO濃度測定を行う場合、QCLの波長は7.2〜7.4μmであるが、本形態では検出波長を7358nm(7.358μm)を基準に若干ずれる波長X,波長Yである。以後、検出波長は波長X7358〔nm〕、波長Y7358〔nm〕と表記する。 Next, analysis processing by a laser gas analyzer will be described. Here, it is assumed that the gas including the interference gas and the measurement target gas flows in the flue. For the sake of concrete explanation, it is assumed that a gas in which H 2 O (moisture) is mixed as an interference gas and SO 2 as a measurement target gas flows and this gas is subjected to laser analysis. When performing SO 2 concentration measurement, the wavelength of the QCL is 7.2 to 7.4 μm, but in this embodiment, the detection wavelength is a wavelength X and a wavelength Y slightly deviating from 7358 nm (7.358 μm) as a reference. Hereinafter, the detection wavelength is expressed as wavelength X 7358 [nm], wavelength Y 7358 [nm].

そして、事前に測定干渉試験を行なってデータを取得しておく。
図7に検出波長がX7358〔nm〕の水分の測定干渉試験結果を示す。この試験は予め行わているものである。この場合の水分による測定誤差はx=+5%である。
また、図8に検出波長がY7358〔nm〕の水分の測定干渉試験結果を示す。この試験は予め行わているものである。この場合の水分による測定誤差はy=+2.5%であることが分かる。
これら試験の結果を予め登録しておく。中央処理部109は、波長X7358〔nm〕における測定誤差x=+5%、波長Y7358〔nm〕における測定誤差y=+2.5%、y/xで表される測定誤差比率a=0.5を記憶している。
Then, a measurement interference test is performed in advance to acquire data.
FIG. 7 shows the result of a measurement interference test of moisture having a detection wavelength of X 7358 [nm]. This test is performed in advance. The measurement error due to moisture in this case is x = + 5%.
Moreover, the measurement interference test result of the water | moisture content whose detection wavelength is Y7358 [nm] is shown in FIG. This test is performed in advance. It can be seen that the measurement error due to moisture in this case is y = + 2.5%.
The results of these tests are registered in advance. The central processing unit 109, the measurement error x = + 5% at a wavelength X 7358 [nm] Wavelength Y 7358 measurement error y = + 2.5% in [nm], the measurement error ratio a = 0 represented by y / x. 5 is remembered.

つまり、中央処理部109の図示しないメモリには、波長Xと波長Y、波長Xと波長Yとの場合の測定誤差であるx、y、および、測定誤差であるxとyとの測定誤差比率aが予め登録されているものとする。メモリには、波長X,Yの場合のみならず、波長を変えて多数の組み合わせが登録されている。このような登録は、例えば、工場出荷時に予め行われている。   That is, in the memory (not shown) of the central processing unit 109, the measurement error ratios x and y that are measurement errors in the case of the wavelengths X and Y, the wavelengths X and Y, and the measurement errors x and y are measured. It is assumed that a is registered in advance. In the memory, not only the case of wavelengths X and Y but also a number of combinations are registered by changing the wavelengths. Such registration is performed in advance at the time of factory shipment, for example.

続いて分析を開始する。
まず、中央処理部109は、光源部104が波長X7358〔nm〕を中心に吸収波長に相当する操作範囲となるように波長に幅があるレーザ光を発光するように制御する。詳しくは中央処理部109は、波長操作駆動信号発生部104aに指令してレーザ駆動電流を調整し、また、温度制御部104dに指令してレーザ動作温度を調整し、レーザ素子104eから波長X7358〔nm〕を中心に波長に幅がある中赤外域レーザ光を発光する。
The analysis is then started.
First, the central processing unit 109 controls the light source unit 104 to emit a laser beam having a wavelength range so that the operation range corresponding to the absorption wavelength is centered on the wavelength X 7358 [nm]. Specifically, the central processing unit 109 instructs the wavelength operation drive signal generation unit 104a to adjust the laser drive current, and also instructs the temperature control unit 104d to adjust the laser operating temperature, and the wavelength X 7358 from the laser element 104e. Emits mid-infrared laser light having a wavelength range around [nm].

この際、温度制御部104dは、まず、事前に、図2のレーザ素子104eの温度をサーミスタ104fにより検出し、図3に示した波長走査駆動信号のS1の中心部分で測定対象ガス(SOガス)が測定できる(所定の吸収特性が得られる)ように、図2の温度制御部104dによりペルチェ素子104gの通電を制御してレーザ素子104eの温度を調整する。ペルチェ素子104gはサーミスタ104fの抵抗値が一定値になるようにPID制御等で制御される。そのような設定条件で、レーザ素子104eを駆動し、壁201,202の内部の測定対象ガスが存在する空間にレーザ光を出射し、集光した光を受光部107へ入射させる。受光部107は信号を検出して電流信号に変換の上で信号処理部108へ出力する。 At this time, the temperature control unit 104d first detects in advance the temperature of the laser element 104e in FIG. 2 by the thermistor 104f, and the measurement target gas (SO 2) in the central portion of S1 of the wavelength scanning drive signal shown in FIG. The temperature control unit 104d in FIG. 2 controls the energization of the Peltier element 104g to adjust the temperature of the laser element 104e so that (gas) can be measured (a predetermined absorption characteristic can be obtained). The Peltier element 104g is controlled by PID control or the like so that the resistance value of the thermistor 104f becomes a constant value. Under such setting conditions, the laser element 104e is driven to emit laser light into the space where the measurement target gas exists inside the walls 201 and 202, and the condensed light is incident on the light receiving unit 107. The light receiving unit 107 detects the signal, converts it into a current signal, and outputs it to the signal processing unit 108.

続いて、中央処理部109は、光源部104が波長Y7358〔nm〕を中心に吸収波長に相当する操作範囲となるように波長に幅があるレーザ光を発光するように制御する。波長Y7358〔nm〕は波長X7358〔nm〕に対して若干ずれた値である。詳しくは中央処理部109は、波長操作駆動信号発生部104aに指令してレーザ駆動電流を調整し、また、温度制御部104dに指令してレーザ動作温度を調整し、レーザ素子104eから波長Y7358〔nm〕を中心に波長に幅がある中赤外域レーザ光を発光する。X7358〔nm〕と比較してレーザ駆動電流やレーザ動作温度温度をずらして調整している。受光部107は信号を検出して電流信号に変換の上で信号処理部108へ出力する。 Subsequently, the central processing unit 109 performs control so that the light source unit 104 emits laser light having a wavelength range so that the operation range corresponding to the absorption wavelength is centered on the wavelength Y 7358 [nm]. The wavelength Y 7358 [nm] is slightly deviated from the wavelength X 7358 [nm]. Specifically, the central processing unit 109 instructs the wavelength operation drive signal generation unit 104a to adjust the laser drive current, and also instructs the temperature control unit 104d to adjust the laser operating temperature, and from the laser element 104e to the wavelength Y 7358. Emits mid-infrared laser light having a wavelength range around [nm]. Compared with X 7358 [nm], the laser drive current and the laser operating temperature are shifted and adjusted. The light receiving unit 107 detects the signal, converts it into a current signal, and outputs it to the signal processing unit 108.

図9は、X7358〔nm〕,Y7358〔nm〕と連続したときのSO濃度測定時の同期検波回路108bの出力を示す。検出波長をX7358〔nm〕からY7358〔nm〕へ連続させた時の、測定対象ガスであるSOと、測定干渉ガスである水分のガス吸収波形を示す。同一の波長領域に両者が吸収ピークを有することが分かる。SOの吸収波形において、図中のA−A’およびB−B’のように吸収ピーク振幅は2通り求められる。このピーク値がガス濃度となるため、この出力のA−A’のピーク振幅をガス濃度Sと、また、B−B’のピーク振幅をガス濃度Sとして計測する。 FIG. 9 shows the output of the synchronous detection circuit 108b at the time of measuring the SO 2 concentration when X 7358 [nm] and Y 7358 [nm] are continued. When the detection wavelength was continuous from X 7358 [nm] Y 7358 to [nm], and SO 2 is measured gas, shows the gas absorption waveform moisture is the measured interference gas. It can be seen that both have absorption peaks in the same wavelength region. In the absorption waveform of SO 2 , two absorption peak amplitudes are obtained as AA ′ and BB ′ in the figure. Since this peak value becomes the gas concentration, the AA ′ peak amplitude of this output is measured as the gas concentration S X, and the BB ′ peak amplitude is measured as the gas concentration S y .

中央処理部109は、波長Xのときの測定対象ガスの濃度S〔%〕、および、波長Yのとき測定対象ガスの濃度S〔%〕を生成するものであり、詳しくは、同期検波回路108bの出力最小値と最大値とから濃度Sと濃度S とを生成する手段として機能する。A−A’は波長Xのときの濃度Sとして登録される。また、B−B’は波長Yのときの濃度Sとして登録される。 The central processing unit 109 generates the concentration S X [%] of the measurement target gas at the wavelength X and the concentration S Y [%] of the measurement target gas at the wavelength Y. It functions as means for generating the density S X and the density S Y from the output minimum value and the maximum value of the circuit 108b. AA ′ is registered as the density S X at the wavelength X. Furthermore, B-B 'is registered as the concentration S Y at a wavelength Y.

なお、A−A’およびB−B’のピーク振幅がそれぞれ最大となるように、QCLの発光波長を走査するが、本形態では波長走査を主に、QCLの動作温度によって行っており、両検出波長の動作温度差ΔT=1.5℃であった。波長走査の時間間隔は、QCLの動作温度変更による発光安定化時間を考慮して、例えば1分とすることができる。   Note that the emission wavelength of the QCL is scanned so that the peak amplitudes of AA ′ and BB ′ are maximized. In this embodiment, the wavelength scanning is mainly performed by the operating temperature of the QCL. The operating temperature difference ΔT of the detected wavelength was 1.5 ° C. The time interval of wavelength scanning can be set to, for example, 1 minute in consideration of the light emission stabilization time due to the change in the operating temperature of the QCL.

中央処理部109は、測定対象ガスの濃度を算出するものであり、詳しくは測定対象ガスの濃度S=S/(1−a)−aS/(1−a)により算出する算出手段として機能する。 The central processing unit 109 calculates the concentration of the measurement target gas. Specifically, the calculation unit calculates the measurement target gas concentration S 0 = S Y / (1-a) −aS X / (1-a). Function as.

ここで、実際の測定値が波長X7358〔nm〕においてS=60〔%〕、波長Y7358〔nm〕においてS=55〔%〕であった場合、前記の測定誤差の比率aと、2種の検出波長による測定誤差SおよびSを数式5に代入することにより、実際のSOの濃度は50〔%〕と求めることができる。 Here, the actual S X = 60 (%) measurements at the wavelength X 7358 [nm], indicating an S Y = 55 [%] at a wavelength Y 7358 [nm], and the ratio a of the measurement error By substituting measurement errors S X and S Y due to the two types of detection wavelengths into Equation 5, the actual concentration of SO 2 can be obtained as 50%.

また、中央処理部109は、干渉ガスの濃度をB=B(S−S)/(x−y)により算出する算出手段として機能する。
波長X7358〔nm〕においてS=60〔%〕、波長Y7358〔nm〕においてS=55〔%〕、波長X7358〔nm〕においてx=+5%、波長Y7358〔nm〕においてy=+2.5%であり、B=50[ppm・m]であるからB =100[ppm・m]であると求めることができる。
The central processing unit 109 functions as a calculation unit that calculates the concentration of the interference gas by B 0 = B (S X −S Y ) / (xy).
Wavelength X 7358 S X = 60 [%] in [nm] Wavelength Y 7358 S Y = 55 [%] in [nm], x = + 5% at a wavelength X 7358 [nm], y at a wavelength Y 7358 nm, Since + = 2.5% and B = 50 [ppm · m], it can be determined that B 0 = 100 [ppm · m].

中央処理部109は、光源部104および信号処理回路108をOFFにしてレーザ分析を終了する。レーザ式ガス分析計はこのようなものである。   The central processing unit 109 turns off the light source unit 104 and the signal processing circuit 108 and ends the laser analysis. A laser gas analyzer is like this.

以上のように本実施形態によれば、光源部104によりレーザ素子104eの発光波長を所定範囲にわたって走査して測定対象ガスによりガス濃度を測定することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the light source unit 104 can scan the emission wavelength of the laser element 104e over a predetermined range and measure the gas concentration with the measurement target gas.

以上、本発明のレーザ式ガス分析計について説明した。
なお、本形態では測定対象ガスとしてSO の濃度を求めるものとして説明した。しかしながら、SOに限定する趣旨でないのはいうまでもなく、例えば、NO、NO の濃度を求めて良い。
The laser gas analyzer of the present invention has been described above.
In this embodiment, the SO 2 concentration has been described as the measurement target gas. However, it is needless to say that it is not limited to SO 2. For example, the concentrations of NO and NO 2 may be obtained.

本発明によれば、QCL(量子カスケードレーザ)を用いたレーザ式ガス分析計の光源部において、レーザ駆動電流およびレーザ動作温度を調整して、レーザ素子から一定時間ごとに異なる波長の中赤外域レーザ光を発光することにより、複数のガス吸収波形を得られる。中央処理部では、ガス吸収波形に含まれる、測定対象ガスによる吸収成分と測定干渉ガスによる吸収成分とを分別することにより、測定対象ガスの濃度を算出することが可能となる。   According to the present invention, in the light source unit of a laser gas analyzer using a QCL (quantum cascade laser), the laser driving current and the laser operating temperature are adjusted, and the mid-infrared region having a wavelength different from the laser element every certain time. A plurality of gas absorption waveforms can be obtained by emitting laser light. In the central processing unit, it is possible to calculate the concentration of the measurement target gas by separating the absorption component due to the measurement target gas and the absorption component due to the measurement interference gas included in the gas absorption waveform.

本発明のレーザ式ガス分析計は、中赤外領域の固有の光吸収スペクトルがあるSO,NO,NO等のガス成分の測定に適用することができる。 The laser type gas analyzer of the present invention can be applied to measurement of gas components such as SO 2 , NO, NO 2 having a unique light absorption spectrum in the mid-infrared region.

201,202:壁
101a,101b:フランジ
101c:出射窓
101d:入射窓
102a,102b:取付座
103a,103b:カバー
104:光源部
104a:波長走査駆動信号発生部
104b:高周波変調信号発生部
104c:電流制御部
104d:温度制御部
104e:レーザ素子
104f:サーミスタ
104g:ペルチェ素子
104s:レーザ駆動信号発生部
105:コリメートレンズ
106:集光レンズ
107:受光部
107a:受光素子
107b:サーミスタ
107c:ペルチェ素子
107d:温度制御部
108:信号処理回路
108a:I/V変換回路
108b:同期検波回路
108c:発振器
108d:フィルタ
108e:抽出手段(フィルタ)
109:中央処理部
201, 202: walls 101a, 101b: flange 101c: exit window 101d: entrance window 102a, 102b: mounting seats 103a, 103b: cover 104: light source unit 104a: wavelength scanning drive signal generation unit 104b: high frequency modulation signal generation unit 104c: Current controller 104d: Temperature controller 104e: Laser element 104f: Thermistor 104g: Peltier element 104s: Laser drive signal generator 105: Collimator lens 106: Condensing lens 107: Light receiver 107a: Light receiver 107b: Thermistor 107c: Peltier element 107d: temperature control unit 108: signal processing circuit 108a: I / V conversion circuit 108b: synchronous detection circuit 108c: oscillator 108d: filter 108e: extraction means (filter)
109: Central processing unit

Claims (3)

周波数変調された中赤外領域レーザ光を出射する光源部と、この光源部からの出射光をコリメートする光源側光学系と、この光源側光学系から測定対象ガスが存在する空間を介して伝播された透過光を集光する受光側光学系と、この受光側光学系により集光された光を受光する受光部と、この受光部の出力信号を処理する信号処理回路と、処理された信号に基づいて測定対象ガスの濃度を測定する中央処理部と、を有するレーザ式ガス分析計において、
前記光源部は、
中赤外領域レーザ光を発光するレーザ素子と、
前記レーザ素子の温度を安定化させる発光側温度安定化手段と、
測定対象ガスの吸収波長を走査するように前記レーザ素子の発光波長を可変とする可変駆動信号と、前記レーザ素子の発熱量を減少させるように前記レーザ素子の発光を停止するオフセット信号と、を含む波長走査駆動信号に対し、前記発光波長を変調するための高周波変調信号を合成してレーザ駆動信号として出力するレーザ駆動信号発生部と、
このレーザ駆動信号発生部から出力された前記レーザ駆動信号を電流に変換して前記レーザ素子へこの電流を供給する電流制御部と、
を備え、
前記受光部は、
中赤外領域に感度を有する受光素子と、
この受光素子の温度を安定化させる受光側温度安定化手段と、
を備え、
前記信号処理回路は、
前記受光部の出力信号から光源部における変調信号の2倍周波数成分の信号の振幅を検出して検出信号を出力する同期検波回路と、
を備え、
前記中央処理部は、
干渉ガスを含む測定対象ガスのガス濃度を測定する場合、
発光部側の前記電流制御部および前記発光側温度安定化手段に対し、複数の異なる波長の中赤外領域レーザ光を発光するようなレーザ駆動電流およびレーザ動作温度とする制御を行う制御手段と、
一定時間に異なる波長の中赤外領域レーザ光によってそれぞれ得られる、複数のガス吸収波形をもとに、測定対象ガスによる吸収成分と干渉ガスによる吸収成分とを分別し、測定対象ガスの濃度を算出する算出手段と、
として機能することを特徴とするレーザ式ガス分析計。
A light source unit that emits a frequency-modulated mid-infrared laser beam, a light source side optical system that collimates the light emitted from the light source unit, and a light source side optical system that propagates through the space where the measurement target gas exists A light receiving side optical system for collecting the transmitted light, a light receiving unit for receiving the light collected by the light receiving side optical system, a signal processing circuit for processing an output signal of the light receiving unit, and a processed signal In the laser type gas analyzer having a central processing unit for measuring the concentration of the gas to be measured based on
The light source unit is
A laser element emitting mid-infrared laser light;
A light emission side temperature stabilizing means for stabilizing the temperature of the laser element;
A variable drive signal for changing the emission wavelength of the laser element so as to scan the absorption wavelength of the gas to be measured, and an offset signal for stopping emission of the laser element so as to reduce the amount of heat generated by the laser element. A laser drive signal generating unit that synthesizes a high frequency modulation signal for modulating the emission wavelength and outputs it as a laser drive signal to a wavelength scanning drive signal including;
A current controller that converts the laser drive signal output from the laser drive signal generator into a current and supplies the current to the laser element;
With
The light receiving unit is
A light-receiving element having sensitivity in the mid-infrared region;
A light receiving side temperature stabilizing means for stabilizing the temperature of the light receiving element;
With
The signal processing circuit includes:
A synchronous detection circuit that detects the amplitude of a signal having a double frequency component of the modulation signal in the light source unit from the output signal of the light receiving unit and outputs a detection signal;
With
The central processing unit is
When measuring the gas concentration of measurement target gas including interference gas,
Control means for controlling the current control section on the light emitting section side and the light emitting side temperature stabilizing means to control a laser driving current and a laser operating temperature so as to emit a plurality of mid-infrared laser beams having different wavelengths; ,
Based on a plurality of gas absorption waveforms obtained by mid-infrared laser beams of different wavelengths at a certain time, the absorption component due to the measurement target gas and the absorption component due to the interference gas are separated, and the concentration of the measurement target gas is determined. A calculating means for calculating;
It functions as a laser gas analyzer.
請求項1に記載のレーザ式ガス分析計において、
前記中央処理部は、
異なる波長Xと波長Yとの間の干渉ガスの測定誤差の比率aが予め登録されており、
波長Xのときの測定対象ガスの濃度S〔%〕、および、波長Yのとき測定対象ガスの濃度S〔%〕を生成する生成手段と、
測定対象ガスの濃度をS=S/(1−a)−aS/(1−a)により算出する測定対象ガス濃度算出手段と、
として機能することを特徴とするレーザ式ガス分析計。
The laser gas analyzer according to claim 1, wherein
The central processing unit is
The interference gas measurement error ratio a between the different wavelengths X and Y is registered in advance,
A generating means for generating the concentration S X [%] of the measurement target gas at the wavelength X and the concentration S y [%] of the measurement target gas at the wavelength Y;
Measuring object gas concentration calculating means for calculating the concentration of the measuring object gas by S 0 = S Y / (1-a) −aS X / (1-a);
It functions as a laser gas analyzer.
請求項1または請求項2に記載のレーザ式ガス分析計において、
前記中央処理部は、
濃度Bの干渉ガスの波長Xにおける吸収の測定誤差x、および、濃度Bの干渉ガスの波長Yにおける吸収の測定誤差yが予め登録されており、
波長Xのときの測定対象ガスの濃度S〔%〕、および、波長Yのとき測定対象ガスの濃度S〔%〕を生成する生成手段と、
干渉ガスの濃度をB=B(S−S)/(x−y)により算出する干渉ガス濃度算出手段と、
として機能することを特徴とするレーザ式ガス分析計。
In the laser type gas analyzer according to claim 1 or 2,
The central processing unit is
The measurement error x of the absorption at the wavelength X of the interference gas having the concentration B and the measurement error y of the absorption at the wavelength Y of the interference gas having the concentration B are registered in advance.
A generating means for generating the concentration S X [%] of the measurement target gas at the wavelength X and the concentration S y [%] of the measurement target gas at the wavelength Y;
Interference gas concentration calculating means for calculating the concentration of the interference gas by B 0 = B (S X −S Y ) / (xy);
It functions as a laser gas analyzer.
JP2010059179A 2010-03-16 2010-03-16 Laser gas analyzer Expired - Fee Related JP5594514B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010059179A JP5594514B2 (en) 2010-03-16 2010-03-16 Laser gas analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010059179A JP5594514B2 (en) 2010-03-16 2010-03-16 Laser gas analyzer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011191246A true JP2011191246A (en) 2011-09-29
JP5594514B2 JP5594514B2 (en) 2014-09-24

Family

ID=44796325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010059179A Expired - Fee Related JP5594514B2 (en) 2010-03-16 2010-03-16 Laser gas analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5594514B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013113647A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Fuji Electric Co Ltd Laser gas analyzer
JP2015025734A (en) * 2013-07-26 2015-02-05 東京都下水道サービス株式会社 Gas detector
JP2020505599A (en) * 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 Tightly coupled analyzer
CN114323507A (en) * 2021-12-10 2022-04-12 太原理工大学 Penicillin bottle sealing integrity measuring device and method
WO2023095876A1 (en) * 2021-11-25 2023-06-01 株式会社堀場製作所 Analysis device and analysis method

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113837A (en) * 1981-12-21 1983-07-06 エクソン・リサ−チ・アンド・エンヂニアリング・コムパニ− Monitor system of concentration of gassy ammonia under state of trace in flue gas
JPS639844A (en) * 1986-06-30 1988-01-16 Fujitsu Ltd Gas detecting device
JPS6311840A (en) * 1986-03-10 1988-01-19 Showa Denko Kk Method and apparatus for measuring concentration of butane gas
JPS6423142A (en) * 1987-07-17 1989-01-25 Fujitsu Ltd Detector for sulfurous acid gas
JPS6473239A (en) * 1987-09-14 1989-03-17 Fujitsu Ltd Gas concentration measurement for laser type gas sensor
JPH01235834A (en) * 1988-03-16 1989-09-20 Fujitsu Ltd Signal processing system of laser system gas sensor
JPH0269639A (en) * 1988-09-05 1990-03-08 Fujitsu Ltd Laser system gas sensor
JPH05164613A (en) * 1991-12-16 1993-06-29 Shin Etsu Handotai Co Ltd Fourier-transformation infrared spectroscopic measuring method
JPH0656734U (en) * 1993-01-09 1994-08-05 株式会社堀場製作所 Spectroscopic analyzer
JPH06273364A (en) * 1993-03-23 1994-09-30 Ngk Insulators Ltd Corrective operation method for gas measuring equipment
JP2001289783A (en) * 2000-04-10 2001-10-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Method and device for measuring so3 concentration in exhaust gas
JP2002139428A (en) * 2000-11-02 2002-05-17 Chubu Electric Power Co Inc Instrument and method for measuring gas component
JP3459564B2 (en) * 1998-03-11 2003-10-20 日本酸素株式会社 Gas spectrometer and spectrometer
JP2008513736A (en) * 2004-09-14 2008-05-01 フラウンホーファー・ゲゼルシャフト ツア フェルデルンク デア アンゲヴァンテン フォルシュンク エー.ファウ. Equipment for measuring one or more types of gas components
JP2008175611A (en) * 2007-01-17 2008-07-31 Fuji Electric Systems Co Ltd Device and method for measuring gas concentration
JP2008268064A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Fuji Electric Systems Co Ltd Multicomponent responsive laser type gas analyzer
JP2009534659A (en) * 2006-04-19 2009-09-24 スペクトラセンサーズ, インコーポレイテッド Measurement of water vapor in hydrocarbons
JP2010032454A (en) * 2008-07-31 2010-02-12 Fuji Electric Systems Co Ltd Gas analyzer and gas analysis method

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113837A (en) * 1981-12-21 1983-07-06 エクソン・リサ−チ・アンド・エンヂニアリング・コムパニ− Monitor system of concentration of gassy ammonia under state of trace in flue gas
JPS6311840A (en) * 1986-03-10 1988-01-19 Showa Denko Kk Method and apparatus for measuring concentration of butane gas
JPS639844A (en) * 1986-06-30 1988-01-16 Fujitsu Ltd Gas detecting device
JPS6423142A (en) * 1987-07-17 1989-01-25 Fujitsu Ltd Detector for sulfurous acid gas
JPS6473239A (en) * 1987-09-14 1989-03-17 Fujitsu Ltd Gas concentration measurement for laser type gas sensor
JPH01235834A (en) * 1988-03-16 1989-09-20 Fujitsu Ltd Signal processing system of laser system gas sensor
JPH0269639A (en) * 1988-09-05 1990-03-08 Fujitsu Ltd Laser system gas sensor
JPH05164613A (en) * 1991-12-16 1993-06-29 Shin Etsu Handotai Co Ltd Fourier-transformation infrared spectroscopic measuring method
JPH0656734U (en) * 1993-01-09 1994-08-05 株式会社堀場製作所 Spectroscopic analyzer
JPH06273364A (en) * 1993-03-23 1994-09-30 Ngk Insulators Ltd Corrective operation method for gas measuring equipment
JP3459564B2 (en) * 1998-03-11 2003-10-20 日本酸素株式会社 Gas spectrometer and spectrometer
JP2001289783A (en) * 2000-04-10 2001-10-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Method and device for measuring so3 concentration in exhaust gas
JP2002139428A (en) * 2000-11-02 2002-05-17 Chubu Electric Power Co Inc Instrument and method for measuring gas component
JP2008513736A (en) * 2004-09-14 2008-05-01 フラウンホーファー・ゲゼルシャフト ツア フェルデルンク デア アンゲヴァンテン フォルシュンク エー.ファウ. Equipment for measuring one or more types of gas components
JP2009534659A (en) * 2006-04-19 2009-09-24 スペクトラセンサーズ, インコーポレイテッド Measurement of water vapor in hydrocarbons
JP2008175611A (en) * 2007-01-17 2008-07-31 Fuji Electric Systems Co Ltd Device and method for measuring gas concentration
JP2008268064A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Fuji Electric Systems Co Ltd Multicomponent responsive laser type gas analyzer
JP2010032454A (en) * 2008-07-31 2010-02-12 Fuji Electric Systems Co Ltd Gas analyzer and gas analysis method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中村裕介 金井秀夫 平山紀友: ""排ガスを監視する環境計測システム"", 富士時報, vol. 第82巻、第5号, JPN6013053724, 10 September 2009 (2009-09-10), JP, pages 49 - 53, ISSN: 0002852963 *
金井秀夫・中村裕介・平山紀友: ""直接挿入レーザ方式ガス分析計"", 計測と制御, vol. 第47巻、第12号, JPN6014029078, 10 December 2008 (2008-12-10), JP, pages 1064 - 1065, ISSN: 0002852964 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013113647A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Fuji Electric Co Ltd Laser gas analyzer
JP2015025734A (en) * 2013-07-26 2015-02-05 東京都下水道サービス株式会社 Gas detector
JP2020505599A (en) * 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 Tightly coupled analyzer
US11519855B2 (en) 2017-01-19 2022-12-06 Emerson Process Management Limited Close-coupled analyser
JP7297186B2 (en) 2017-01-19 2023-06-26 エマーソン プロセス マネジメント リミテッド Laser detection system and method for detecting the presence, absence or amount of at least one substance in a sample gas
WO2023095876A1 (en) * 2021-11-25 2023-06-01 株式会社堀場製作所 Analysis device and analysis method
CN114323507A (en) * 2021-12-10 2022-04-12 太原理工大学 Penicillin bottle sealing integrity measuring device and method
CN114323507B (en) * 2021-12-10 2024-02-13 太原理工大学 Penicillin bottle seal integrity measuring device and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP5594514B2 (en) 2014-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5907442B2 (en) Laser gas analyzer
JP5045480B2 (en) Gas concentration measuring device and gas concentration measuring method
JP4331741B2 (en) Gas detection method and gas detection apparatus
JP5176535B2 (en) Laser gas analyzer
JP6044760B2 (en) Laser gas analyzer
JP2017106742A (en) Laser gas analyzer
JP5594514B2 (en) Laser gas analyzer
JP5314301B2 (en) Gas concentration measuring method and apparatus
JP2018096974A (en) Analysis device, analysis device program and analysis method
JP2014182106A (en) Thermometer
JP2008175611A (en) Device and method for measuring gas concentration
JP2009041941A (en) Gas concentration measuring device and method
JP2010032454A (en) Gas analyzer and gas analysis method
JP5234381B1 (en) Laser oxygen analyzer
JP2008268064A (en) Multicomponent responsive laser type gas analyzer
JP5423496B2 (en) Laser gas analyzer
JP2007218783A (en) Optical fiber type gas concentration detection method and device
JP5163360B2 (en) Laser gas analyzer and gas concentration measuring method
JP2014102152A (en) Laser type gas analyzer
JP2009014661A (en) Gas concentration measurement device
JP5370248B2 (en) Gas analyzer
JP5278757B2 (en) Laser gas analyzer
JP4993213B2 (en) Laser gas analyzer
JP5286911B2 (en) Multi-component laser gas analyzer
JP2017101950A (en) Laser gas analyzer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131028

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131227

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: 20140710

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140723

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5594514

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees