JP2014142299A - Gas concentration measurement device - Google Patents

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JP2014142299A JP2013011689A JP2013011689A JP2014142299A JP 2014142299 A JP2014142299 A JP 2014142299A JP 2013011689 A JP2013011689 A JP 2013011689A JP 2013011689 A JP2013011689 A JP 2013011689A JP 2014142299 A JP2014142299 A JP 2014142299A
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Eiji Irisa
英二 入佐
Yasuhiko Furuyama
康彦 古山
Noriyuki Nishii
宣之 西居
Atsushi Fujii
淳 藤井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas concentration measurement device that can measure gas concentration with high accuracy by reducing interference noise.SOLUTION: The gas concentration measurement device comprises: a super luminescent diode 7 that generates super luminescent diode light; a drive section 4a that causes the super luminescent diode 7 to be driven; a sample cell 2 that introduces gas and makes the super luminescent diode light incident; a grating 8 that is provided on an output side of the sample cell 2, and spectrally separating the super luminescent diode light; a photodiode array 9 that receives the super luminescent diode light spectrally separated by the grating 8; and a computation process section 5 that computes concentration of the gas on the basis of a light reception output of the photodiode array 9.

Description

本発明は、半導体レーザを用いてガスの濃度を測定するガス濃度測定装置に関する。   The present invention relates to a gas concentration measuring apparatus for measuring a gas concentration using a semiconductor laser.

波長可変型ダイオードレーザ分光吸収法(TDLAS)は、レーザ光の周波数を変調することにより測定ガスの微小な吸収を高感度で検出し、測定ガスの濃度を測定できる方法である。   The wavelength tunable diode laser spectral absorption method (TDLAS) is a method that can detect the minute absorption of the measurement gas with high sensitivity by modulating the frequency of the laser beam and measure the concentration of the measurement gas.

測定ガスの濃度を測定する装置として、特許文献1に記載された技術が知られている。図5は、特許文献1に記載された従来のガス濃度測定装置の構成図である。図5に示すガス濃度測定装置は、波長可変型の半導体レーザ1、煙道17、フォトダイオード(PD)3、レーザ駆動部4、演算処理部5を有している。   As an apparatus for measuring the concentration of a measurement gas, a technique described in Patent Document 1 is known. FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional gas concentration measuring apparatus described in Patent Document 1. In FIG. The gas concentration measuring apparatus shown in FIG. 5 includes a wavelength tunable semiconductor laser 1, a flue 17, a photodiode (PD) 3, a laser driving unit 4, and an arithmetic processing unit 5.

レーザ駆動部4は、半導体レーザ1を駆動するもので、半導体レーザ1の発振波長を一定周期で変調する。半導体レーザ1は、発振波長が一定周期で変調されたレーザ光を発生し、発生したレーザ光を煙道17に導く。煙道17は、測定ガスを封入し、半導体レーザ1からのレーザ光を測定ガスを介してフォトダイオード3に導く。   The laser drive unit 4 drives the semiconductor laser 1 and modulates the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 at a constant period. The semiconductor laser 1 generates laser light whose oscillation wavelength is modulated at a constant period, and guides the generated laser light to the flue 17. The flue 17 encloses the measurement gas and guides the laser light from the semiconductor laser 1 to the photodiode 3 through the measurement gas.

測定ガスが封入された煙道17を通過したレーザ光は、ガス濃度に応じて測定ガスにより吸収されて減少される。フォトダイオード3は、受光素子からなり、煙道17内の測定ガスにより吸収されて減少された透過光量を検出する。演算処理部7は、例えばロックインアンプなどであり、フォトダイオード3で検出された透過光量内の変調信号を2倍周波数を同期検波することにより煙道17内の測定ガスの濃度を測定する。   The laser light that has passed through the flue 17 in which the measurement gas is sealed is absorbed by the measurement gas and reduced according to the gas concentration. The photodiode 3 includes a light receiving element, and detects the amount of transmitted light that is absorbed and reduced by the measurement gas in the flue 17. The arithmetic processing unit 7 is, for example, a lock-in amplifier, and measures the concentration of the measurement gas in the flue 17 by synchronously detecting the double frequency of the modulation signal within the transmitted light amount detected by the photodiode 3.

図6は、従来のガス濃度測定装置のレーザ駆動電流の波形を示す図である。図6に示すように、従来のガス濃度測定装置は、半導体レーザ1の駆動電流の大きさを徐々に変化させることにより、半導体レーザ1の発振周波数を変化させて、さらに半導体レーザ1の発振波長を一定周期で変調する。   FIG. 6 is a diagram showing a waveform of a laser driving current of a conventional gas concentration measuring apparatus. As shown in FIG. 6, the conventional gas concentration measuring apparatus changes the oscillation frequency of the semiconductor laser 1 by gradually changing the magnitude of the drive current of the semiconductor laser 1, and further the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1. Is modulated at a constant period.

また、他の一般的なガス吸収分光測定には、白色光を対象物に照射し、透過した光をグレーティングなどで波長毎に分解し、スペクトルを得る方法がある。白色光源として例えばハロゲンランプなどを用い、チョッパ回路などでレーザ光を変調している。   As another general gas absorption spectroscopic measurement, there is a method of obtaining a spectrum by irradiating an object with white light and decomposing the transmitted light for each wavelength with a grating or the like. For example, a halogen lamp is used as a white light source, and laser light is modulated by a chopper circuit or the like.

特開2010−216959号公報JP 2010-216959 A

しかしながら、通常の半導体レーザのコヒーレンス長は、数十cm以上であり、レンズなどの光学系により多重反射した光が検出面に入ることにより、光学系を直接通過した光と光学系を多重反射した光とが干渉してしまう。このため、低濃度のガスを測定する際に、測定ガスの信号に対して、検出面で強度が大きく変動し、S(信号)/N(ノイズ)が悪くなり、精度良くガス濃度を測定できないという課題を有していた。   However, the coherence length of a normal semiconductor laser is several tens of centimeters or more, and light that has been reflected multiple times by an optical system such as a lens enters the detection surface, so that the light that has directly passed through the optical system and the optical system have been reflected multiple times. Interference with light. For this reason, when measuring a low-concentration gas, the intensity greatly fluctuates on the detection surface with respect to the measurement gas signal, S (signal) / N (noise) deteriorates, and the gas concentration cannot be measured with high accuracy. It had the problem that.

また、検出面での強度の変動をバックグランド(測定ガスがない状態での測定)で差し引こうとしても、温度変化や振動が生じると、光路差や多重反射の回数が異なるため、検出面での強度が不規則に変動してしまう。即ち、光の干渉状態は、温度や振動の変化によって変化するため、バックグランドで差し引くことも困難であった。   In addition, even if you try to subtract the intensity fluctuation on the detection surface in the background (measurement in the absence of measurement gas), if a temperature change or vibration occurs, the optical path difference and the number of multiple reflections will be different. The strength at the time fluctuates irregularly. That is, since the light interference state changes with changes in temperature and vibration, it is difficult to subtract in the background.

また、干渉ノイズを低減するためには、レーザ素子を振動する機構が必要となり、構成が複雑化してしまう。   Further, in order to reduce the interference noise, a mechanism for vibrating the laser element is required, which complicates the configuration.

本発明の課題は、干渉ノイズを低減し、レーザ素子を振動する機構を必要とせず、精度良くガス濃度を測定することができるガス濃度測定装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a gas concentration measuring apparatus capable of measuring gas concentration with high accuracy without reducing interference noise and requiring a mechanism for vibrating a laser element.

本発明に係るガス濃度測定装置は、上記課題を解決するために、スーパールミネッセントダイオード光を発生するスーパールミネッセントダイオードと、前記スーパールミネッセントダイオードを駆動させる駆動部と、ガスを導入し且つ前記スーパールミネッセントダイオード光を入射するガス導入部と、前記ガス導入部の入力側又は出力側に設けられ、前記スーパールミネッセントダイオード光を分光する分光部と、前記分光部で分光された前記スーパールミネッセントダイオード光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光出力に基づき前記ガスの濃度を演算する演算処理部とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a gas concentration measuring apparatus according to the present invention introduces a superluminescent diode that generates superluminescent diode light, a drive unit that drives the superluminescent diode, and a gas. And a gas introducing unit that receives the superluminescent diode light, a spectroscopic unit that is provided on an input side or an output side of the gas introducing unit, and that spectrally separates the superluminescent diode light; A light-receiving element that receives the superluminescent diode light, and an arithmetic processing unit that calculates the concentration of the gas based on the light-receiving output of the light-receiving element.

本発明によれば、スーパールミネッセントダイオードは、コヒーレンス長が数十μmであり、半導体レーザのコヒーレンス長よりも十分に短いので、干渉ノイズを大幅に低減することができ、レーザ素子を振動する機構を必要とせず、精度良くガス濃度を測定することができる。   According to the present invention, the superluminescent diode has a coherence length of several tens of μm and is sufficiently shorter than the coherence length of the semiconductor laser, so that interference noise can be greatly reduced and the laser element is vibrated. The gas concentration can be accurately measured without requiring a mechanism.

実施例1のガス濃度測定装置の構成図である。It is a block diagram of the gas concentration measuring apparatus of Example 1. 実施例1のガス濃度測定装置のSLD駆動電流の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the SLD drive current of the gas concentration measuring apparatus of Example 1. FIG. 実施例1のガス濃度測定装置のSLDのスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of SLD of the gas concentration measuring apparatus of Example 1. FIG. 実施例2のガス濃度測定装置の構成図である。It is a block diagram of the gas concentration measuring apparatus of Example 2. 従来のガス濃度測定装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional gas concentration measuring apparatus. 従来のガス濃度測定装置のレーザ駆動電流の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the laser drive current of the conventional gas concentration measuring apparatus.

以下、本発明のガス濃度測定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of a gas concentration measuring apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は、実施例1のガス濃度測定装置の構成図である。図1に示す実施例1のガス濃度測定装置は、スーパールミネッセントダイオード(以下、SLDと略する。)7、サンプルセル2、SLD駆動部4a、グレーティング8、フォトダイオードアレイ9、演算処理部5を備えている。   FIG. 1 is a configuration diagram of a gas concentration measuring apparatus according to the first embodiment. The gas concentration measuring apparatus of Example 1 shown in FIG. 1 includes a super luminescent diode (hereinafter abbreviated as SLD) 7, a sample cell 2, an SLD driving unit 4a, a grating 8, a photodiode array 9, and an arithmetic processing unit. 5 is provided.

SLD駆動部4aは、SLD7を駆動し、波長を変調させる。SLD7は、SLD駆動部4aにより駆動され、スーパールミネッセントダイオード光(以下、SLD光と略する。)を発生する。SLD7は、コヒーレンス長が数十μmであり、半導体レーザのコヒーレンス長よりも十分に短い。   The SLD driving unit 4a drives the SLD 7 to modulate the wavelength. The SLD 7 is driven by the SLD drive unit 4a and generates super luminescent diode light (hereinafter abbreviated as SLD light). The SLD 7 has a coherence length of several tens of μm and is sufficiently shorter than the coherence length of the semiconductor laser.

サンプルセル2は、ガス導入部を構成し、ガスを封入し且つSLD7からのSLD光を入射する。グレーティング8は、サンプルセル2を透過したSLD光を入射しSLD光を回折させて出射する。   The sample cell 2 constitutes a gas introduction part, encloses the gas, and receives the SLD light from the SLD 7. The grating 8 enters the SLD light transmitted through the sample cell 2, diffracts the SLD light, and emits it.

フォトダイオードアレイ9は、受光素子を構成し、複数のフォトダイオードが併設されており、グレーティング8で回折されたSLD光を複数のフォトダイオードで受光する。   The photodiode array 9 constitutes a light receiving element and includes a plurality of photodiodes. The photodiode array 9 receives the SLD light diffracted by the grating 8 with the plurality of photodiodes.

演算処理部5は、例えば、ロックインアンプなどであり、フォトダイオードアレイ9の信号をSLD7と同じ周波数で同期検波することにより、感度の高い信号を検出し、検出信号に基づきガスの濃度を演算する。   The arithmetic processing unit 5 is, for example, a lock-in amplifier, and detects a highly sensitive signal by synchronously detecting the signal of the photodiode array 9 at the same frequency as the SLD 7, and calculates the gas concentration based on the detection signal. To do.

次に、このように構成された実施例1に係るガス濃度測定装置の動作を説明する。   Next, the operation of the gas concentration measuring apparatus according to the first embodiment configured as described above will be described.

まず、SLD駆動部4aが図2に示すような周波数fを持つSLD駆動電流をSLD7に与える。これにより、SLD7から出射されるSLD光は、周波数fの強度変調を伴ったものとなり、サンプルセル2に入射される。サンプルセル2は、SLD7からのSLD光を測定ガスを透過させてグレーティング8に導く。グレーティング8は、サンプルセル2を透過したSLD光を波長分散し、フォトダイオードアレイ9に導く。   First, the SLD drive unit 4a gives an SLD drive current having a frequency f as shown in FIG. As a result, the SLD light emitted from the SLD 7 is accompanied by intensity modulation of the frequency f and is incident on the sample cell 2. The sample cell 2 guides the SLD light from the SLD 7 to the grating 8 through the measurement gas. The grating 8 wavelength-disperses the SLD light transmitted through the sample cell 2 and guides it to the photodiode array 9.

フォトダイオードアレイ9に入射される各波長のSLD光は、ガスの吸収スペクトルと濃度とを反映して、強度が減少した光となる。演算処理部5は、フォトダイオードアレイ9の信号をSLD7と同じ周波数で同期検波することにより信号を検出し、検出信号に基づきガスの濃度を演算する。   The SLD light of each wavelength incident on the photodiode array 9 is light having a reduced intensity reflecting the gas absorption spectrum and concentration. The arithmetic processing unit 5 detects the signal by synchronously detecting the signal of the photodiode array 9 at the same frequency as that of the SLD 7, and calculates the gas concentration based on the detection signal.

その方法として、例えば吸収するガスがないときのスペクトルを参照スペクトルにし、この参照スペクトルでガスの吸収を受けたスペクトルを割ると、透過率が求められる。ランベルト・ベールの法則から
log(T)=−εcl
で求められる。Tは透過率、εは吸収係数、cはガスの濃度、lは光路長である。εとlとが既知であれば、ガスの濃度を求めることができる。また、SLD7を用いることで、複数のガス濃度を測定することができる。
As the method, for example, the spectrum when there is no gas to be absorbed is used as a reference spectrum, and the spectrum that has absorbed the gas is divided by this reference spectrum, the transmittance is obtained. From Lambert-Beer's law, log (T) =-εcl
Is required. T is the transmittance, ε is the absorption coefficient, c is the gas concentration, and l is the optical path length. If ε and l are known, the gas concentration can be determined. Further, by using the SLD 7, a plurality of gas concentrations can be measured.

発光スペクトルのピーク波長が約1550nm、スペクトル幅が約100nmのSLD7では、測定可能なガス種として、例えば、H20(1512nm)、NH3(1531nm)、C2H2(1534nm)、CO2(1572nm)、CO(1583nm)などがある。図3にSLD7のスペクトル例を示す。   In the SLD 7 having a peak wavelength of an emission spectrum of about 1550 nm and a spectrum width of about 100 nm, for example, H20 (1512 nm), NH3 (1531 nm), C2H2 (1534 nm), CO2 (1572 nm), CO (1583 nm) can be measured. )and so on. FIG. 3 shows an example spectrum of SLD7.

発光スペクトルのピーク波長が約1400nm、スペクトル幅が約60nmのSLD7では、測定可能なガス種として、例えば、H20(1395nm)、N2O(1400nm)、CH4(1387nm)などがある。   In the SLD 7 having an emission spectrum peak wavelength of about 1400 nm and a spectrum width of about 60 nm, examples of gas species that can be measured include H20 (1395 nm), N 2 O (1400 nm), and CH 4 (1387 nm).

発光スペクトルのピーク波長が約1300nm、スペクトル幅が約60nmのSLD7では、測定可能なガス種として、例えば、N2O(1283nm)、CH4(1324nm)、O2(1274nm)などがある。   In the SLD 7 having an emission spectrum peak wavelength of about 1300 nm and a spectrum width of about 60 nm, examples of gas species that can be measured include N 2 O (1283 nm), CH 4 (1324 nm), and O 2 (1274 nm).

実施例1に係るガス濃度測定装置によれば、SLD7は、コヒーレンス長が数十μmであり、半導体レーザのコヒーレンス長よりも十分に短いので、干渉ノイズを大幅に低減することができる。   According to the gas concentration measuring apparatus according to the first embodiment, the SLD 7 has a coherence length of several tens of μm and is sufficiently shorter than the coherence length of the semiconductor laser, so that interference noise can be greatly reduced.

また、光の干渉の状態変化が小さくなるため、バックグランドとして処理し易くなる。従って、精度良くガスの濃度を測定することができる。また、SLD7のスペクトル幅は、数十nmであり、半導体レーザのスペクトル幅は、数十pmであり、半導体レーザを走査する幅は約1mmである。   Further, since the change in the state of light interference is small, it is easy to process as a background. Therefore, the gas concentration can be accurately measured. The spectral width of the SLD 7 is several tens of nm, the spectral width of the semiconductor laser is several tens of pm, and the width of scanning the semiconductor laser is about 1 mm.

従って、半導体レーザの走査幅よりもSLD7のスペクトル幅の方が広いため、従来、測定できなかった波長帯の吸収線も取得できるようになり、複数のガスを測定できる。黒体炉やハロゲンランプ、赤外線ヒータより高輝度であり、S/Nが良くガスの濃度を測定することができる。   Therefore, since the spectral width of the SLD 7 is wider than the scanning width of the semiconductor laser, it becomes possible to acquire absorption lines in a wavelength band that could not be measured conventionally, and a plurality of gases can be measured. It has higher brightness than a blackbody furnace, halogen lamp, and infrared heater, and has a good S / N, and can measure gas concentration.

図4は、実施例2のガス濃度測定装置の構成図である。図4に示す実施例2のガス濃度測定装置は、図1に示す実施例1のガス濃度測定装置に対して、グレーティング8の代わりに、フーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)を備えたことを特徴とする。フーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)は、干渉計14を使用し、非分散で一定の波長領域のスペクトルを測定する装置である。   FIG. 4 is a configuration diagram of a gas concentration measuring apparatus according to the second embodiment. 4 has a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) instead of the grating 8 as compared with the gas concentration measuring apparatus of the first embodiment shown in FIG. It is characterized by. A Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) is a device that uses an interferometer 14 and measures a spectrum in a non-dispersive and constant wavelength region.

図4に示す実施例2のガス濃度測定装置は、SLD7、サンプルセル2、SLD駆動部4a、干渉計14、フォトダイオード3、演算処理部5を備えている。干渉計14は、SLD7とサンプルセル2との間に設けられ、ビームスプリッタ11と、固定鏡12と、移動鏡13とを有している。   The gas concentration measuring apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 4 includes an SLD 7, a sample cell 2, an SLD driving unit 4a, an interferometer 14, a photodiode 3, and an arithmetic processing unit 5. The interferometer 14 is provided between the SLD 7 and the sample cell 2, and includes a beam splitter 11, a fixed mirror 12, and a movable mirror 13.

ビームスプリッタ11は、入射されたSLD光を反射光と透過光とを分割する。固定鏡12は、固定された反射鏡からなり、ビームスプリッタ11からのSLD光を反射し、ビームスプリッタ11に戻す。移動鏡13は、移動可能な反射鏡からなり、ビームスプリッタ11からのSLD光を反射し、ビームスプリッタ11に戻す。   The beam splitter 11 splits the incident SLD light into reflected light and transmitted light. The fixed mirror 12 includes a fixed reflecting mirror, reflects the SLD light from the beam splitter 11, and returns it to the beam splitter 11. The movable mirror 13 is composed of a movable reflecting mirror, reflects the SLD light from the beam splitter 11, and returns it to the beam splitter 11.

ビームスプリッタ11は、固定鏡12から反射されてくるSLD光と移動鏡13から反射されてくるSLD光とを合成して、サンプルセル2に導く。サンプルセル2から出射されてくるSLD光は、干渉光である。フォトダイオード3は、サンプルセル2からの干渉光を受光する。   The beam splitter 11 synthesizes the SLD light reflected from the fixed mirror 12 and the SLD light reflected from the moving mirror 13 and guides it to the sample cell 2. The SLD light emitted from the sample cell 2 is interference light. The photodiode 3 receives the interference light from the sample cell 2.

演算処理部5は、フォトダイオード3からの干渉光に対してフーリエ変換を行うことにより、各周波数成分を横軸に表示したスペクトルを取得することができる。演算処理部5は、取得されたスペクトルに基づいてガスの濃度を計算する。   The arithmetic processing unit 5 can acquire a spectrum displaying each frequency component on the horizontal axis by performing Fourier transform on the interference light from the photodiode 3. The arithmetic processing unit 5 calculates the gas concentration based on the acquired spectrum.

その方法として、例えば吸収するガスがないときのスペクトルを参照スペクトルにし、この参照スペクトルでガスの吸収を受けたスペクトルを割ると、透過率が求められる。ランベルト・ベールの法則から
log(T)=−εcl
で求められる。Tは透過率、εは吸収係数、cはガスの濃度、lは光路長である。εとlとが既知であれば、ガスの濃度を求めることができる。また、SLD7を用いることで、ガス濃度を測定することができる。
As the method, for example, the spectrum when there is no gas to be absorbed is used as a reference spectrum, and the spectrum that has absorbed the gas is divided by this reference spectrum, the transmittance is obtained. From Lambert-Beer's law, log (T) =-εcl
Is required. T is the transmittance, ε is the absorption coefficient, c is the gas concentration, and l is the optical path length. If ε and l are known, the gas concentration can be determined. Moreover, gas concentration can be measured by using SLD7.

このように実施例2に係るガス濃度測定装置によれば、グレーティング8の代わりに、干渉計14を用いて、フーリエ変換赤外分光光度計を組むことで、従来では測定できなかった波長帯の吸収線も取得できるようになり、複数のガスの濃度を測定することができる。   As described above, according to the gas concentration measuring apparatus according to the second embodiment, by using the interferometer 14 instead of the grating 8 and assembling the Fourier transform infrared spectrophotometer, the wavelength band that could not be measured conventionally is used. Absorption lines can also be acquired, and the concentration of a plurality of gases can be measured.

また、実施例2に係るガス濃度測定装置においても、実施例1に係るガス濃度測定装置の効果と同様の効果が得られる。   In the gas concentration measuring apparatus according to the second embodiment, the same effect as that of the gas concentration measuring apparatus according to the first embodiment can be obtained.

本発明に係るガス濃度測定装置は、ガス分析装置に利用可能である。   The gas concentration measuring apparatus according to the present invention can be used for a gas analyzer.

1 半導体レーザ
2 サンプルセル
3 フォトダイオード
4 レーザ駆動部
4a SLD駆動部
5 演算処理部
6 レーザ光
7 SLD
8 グレーティング
9 フォトダイオードアレイ
12 固定鏡
13 移動鏡
14 干渉計
16 SLD光
17 煙道
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Sample cell 3 Photodiode 4 Laser drive part 4a SLD drive part 5 Arithmetic processing part 6 Laser beam 7 SLD
8 Grating 9 Photodiode array 12 Fixed mirror 13 Moving mirror 14 Interferometer 16 SLD light
17 Flue

Claims (5)

スーパールミネッセントダイオード光を発生するスーパールミネッセントダイオードと、
前記スーパールミネッセントダイオードを駆動させる駆動部と、
ガスを導入し且つ前記スーパールミネッセントダイオード光を入射するガス導入部と、
前記ガス導入部の入力側又は出力側に設けられ、前記スーパールミネッセントダイオード光を分光する分光部と、
前記分光部で分光された前記スーパールミネッセントダイオード光を受光する受光素子と、
前記受光素子の受光出力に基づき前記ガスの濃度を演算する演算処理部と、
を備えることを特徴とするガス濃度測定装置。
A super luminescent diode that generates super luminescent diode light; and
A drive unit for driving the superluminescent diode;
A gas introduction part for introducing a gas and entering the superluminescent diode light;
A spectroscopic unit that is provided on the input side or output side of the gas introduction unit, and that splits the superluminescent diode light; and
A light receiving element that receives the superluminescent diode light split by the spectroscopic unit;
An arithmetic processing unit that calculates the concentration of the gas based on the light reception output of the light receiving element;
A gas concentration measuring device comprising:
前記分光部は、前記ガス導入部からの前記スーパールミネッセントダイオード光を分光する回折格子からなることを特徴とする請求項1記載のガス濃度測定装置。   2. The gas concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the spectroscopic section is formed of a diffraction grating that splits the superluminescent diode light from the gas introduction section. 前記分光部は、前記スーパールミネッセントダイオードからの前記スーパールミネッセントダイオード光を分光する干渉計からなることを特徴とする請求項1記載のガス濃度測定装置。   2. The gas concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the spectroscopic unit includes an interferometer that splits the superluminescent diode light from the superluminescent diode. 前記干渉計は、前記スーパールミネッセントダイオードからの前記スーパールミネッセントダイオード光を分光するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの前記スーパールミネッセントダイオード光を反射して前記ビームスプリッタを介して前記ガス導入部に導く固定鏡と、
前記ビームスプリッタからの前記スーパールミネッセントダイオード光を反射して前記ビームスプリッタを介して前記ガス導入部に導く移動鏡と、
を備えることを特徴とする請求項3記載のガス濃度測定装置。
The interferometer includes a beam splitter that splits the superluminescent diode light from the superluminescent diode;
A fixed mirror that reflects the superluminescent diode light from the beam splitter and guides it to the gas inlet through the beam splitter;
A movable mirror that reflects the super luminescent diode light from the beam splitter and guides it to the gas inlet through the beam splitter;
The gas concentration measuring device according to claim 3, comprising:
前記ガス導入部は、前記ガスを封入し且つ前記スーパールミネッセントダイオード光を入射するサンプルセルであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のガス濃度測定装置。   5. The gas concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the gas introduction unit is a sample cell that encloses the gas and receives the superluminescent diode light. 6.
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