JP2021009031A - 分析装置及び分析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サンプルに含まれる１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析装置において、低濃度域における分析精度を向上する。【解決手段】前記サンプルが導入される測定セルと、前記サンプルを前記測定セルに導入する導入路と、前記サンプルを前記測定セルから導出する導出路と、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を開閉する開閉機構と、前記測定セルに導入されたサンプルに光を照射して得られるスペクトルデータに基づいて、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析部と、前記開閉機構を制御し、前記導入路及び前記導出路を開放し、前記測定セルにサンプルを連続的に導入している状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する開放モードと、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を閉止し、前記測定セル内にサンプルを静止させている状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する閉止モードとを切り替える開閉制御部とを備える、分析装置。【選択図】図４

Description

本発明は、サンプルに含まれる１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析装置及び分析方法に関するものである。

従来、例えば自動車の排ガス等のサンプルを分析する分析装置として、例えば特許文献１に示すように、試料ガスに光を照射して得られる吸光スペクトルを用いて多変量解析することにより試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度を算出する、フーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）法を用いたものがある。この分析装置では、得られた吸光スペクトルデータの各ピーク位置（波数）及びその高さからサンプルに含まれる種々の成分を特定し、かつそれぞれの成分の濃度を算出するようにしている。

特開平４−２６２２３６号公報

しかしながら上記した分析装置では、サンプル中の測定対象成分の濃度が低い場合には、得られる吸光スペクトルデータにおいて、測定対象成分に起因するピークに対してノイズが相対的に大きくなり（すなわちＳ／Ｎ比が大きくなり）、分析精度が低下してしまうという問題がある。このような問題は、サンプルに光を照射して得られるスペクトルデータに基づいてサンプルを分析する分析装置に限らず、他のタイプの分析装置にも同様に生じる問題である。

そこで本発明は、サンプルに含まれる１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析装置及び分析方法において、低濃度域における分析精度を向上することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明の分析装置は、サンプルに含まれる１又は複数の測定対象成分の濃度を分析するものであって、前記サンプルが導入される測定セルと、前記サンプルを前記測定セルに導入する導入路と、前記サンプルを前記測定セルから導出する導出路と、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を開閉する開閉機構と、前記測定セルに導入されたサンプルに光を照射して得られるスペクトルデータに基づいて、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析部と、前記開閉機構を制御し、前記導入路及び前記導出路を開放し、前記測定セルにサンプルを連続的に導入している状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する開放モードと、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を閉止し、前記測定セル内にサンプルを静止させている状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する閉止モードとを切り替える開閉制御部とを備えることを特徴とする。

このような構成であれば、測定セルにサンプルを連続的に導入している状態で測定対象成分の濃度を分析する開放モードと、測定セル内にサンプルを静止させている状態で測定対象成分の濃度を分析する閉止モードとを切り替えられるので、サンプル中の測定対象成分の濃度が低い場合には閉止モードに切り替えることで、濃度の分析精度を向上することができる。すなわち閉止モードでは、導入路又は導出路の少なくとも一方を閉止して測定セル内にサンプルを静止させるので、サンプル中の測定対象成分の濃度を安定させた状態で複数のスペクトルデータを取得する（すなわち、各種成分濃度が一定であるサンプルから複数のスペクトルデータを取得する）ことができるので、この複数のスペクトルデータに基づいて試料の分析を行うことで、低濃度の測定対象成分に起因するピーク波長強度を強めるとともにノイズの影響を低減してＳ／Ｎ比を改善でき、これにより低濃度域における分析精度を向上できる。なお、「測定セル内にサンプルを静止させている状態」とは、測定セル内にサンプルが導入されない状態や、測定セルからサンプルが導出されない状態を意味する。

前記分析装置は、前記分析部が、前記閉止モードにおいて、前記スペクトルデータを複数回取得し、当該複数回取得したスペクトルデータに基づいて、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析することが好ましい。
このようなものであれば、測定対象成分の濃度が安定しているサンプルに対して得られた複数のスペクトルデータを例えば平均化等することにより、低濃度の測定対象成分に起因するピーク波長強度を強めるとともにノイズの影響を低減してＳ／Ｎ比を改善でき、これにより低濃度域における分析精度を向上できる。

本発明の分析装置の効果が顕著に奏される態様として、前記分析部が、前記開放モードで前記スペクトルデータを取得する回数よりも、前記閉止モードでスペクトルデータを取得する回数を多くし、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析するものが挙げられる。

本発明の分析装置の効果が顕著に奏される具体的態様としては、前記分析部が前記スペクトルデータを多変量解析し、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析するものが挙げられる。より具体的には、前記分析装置がＦＴＩＲ方式であることが好ましい。

本発明の分析装置の効果が顕著に奏される別の具体的態様として、前記サンプルが前記測定対象成分の濃度が連続的（経時的にともいう）に変化するガス（例えば自動車排ガス等）であるものをあげることができる。

前記分析装置は、前記開閉制御部が、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が所定の閾値以上である場合に前記開放モードに切り替え、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が所定の閾値未満である場合に前記閉止モードに切り替えることが好ましい
このようなものであれば、ノイズの影響が小さく良好な分析精度を発揮できる高濃度域では開放モードを取ることで優れた応答速度を達成し、ノイズの影響が大きい低濃度域では閉止を取ることで分析精度を向上できるので、規格等で要求される応答速度を達成しながらも、高濃度域及び低濃度域のいずれにおいても良好な分析精度を発揮することができる。

測定セルに導入されるサンプルが、含有する測定対象成分濃度が連続的（経時的ともいう）に変化するものである場合、前記分析装置には、規格等で要求される応答速度が達成される中で良好な分析精度を発揮することが求められる。
そのため前記開閉制御部は、前記閉止モードにおいて、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が低いほど、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を閉止している時間を長くすることが好ましい。
このようにすれば、測定対象成分の濃度が相対的に低くノイズによる影響が相対的に大きい場合には、測定セル内にサンプルを静止させる時間を長くして、より多くの数のスペクトルデータを取得することで分析精度を向上させることができる。一方で測定対象成分の濃度が相対的に高くノイズによる影響が相対的に小さい場合には応答速度を優先させることができる。そのため、規格等で要求される応答速度が達成しながらも、良好な分析精度を発揮することができる。

また本発明の分析方法は、サンプルが導入される測定セルと、前記サンプルを前記測定セルに導入する導入路と、前記サンプルを前記測定セルから導出する導出路と、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を開閉する開閉機構と、前記測定セルに導入されたサンプルに光を照射して得られるスペクトルデータに基づいて、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析部とを備える分析装置を用いて前記サンプルに含まれる１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析方法であって、前記開閉機構を制御して、前記導入路及び前記導出路を開放し、前記測定セルにサンプルを連続的に導入している状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する開放モードと、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を閉止し、前記測定セル内にサンプルを静止させている状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する閉止モードとを切り替えることを特徴とする。
そして当該分析方法では、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が所定の閾値以上である場合に前記開放モードに切り替え、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が所定の閾値未満である場合に前記閉止モードに切り替えることが好ましい。
このような分析方法であれば、上記した本発明の分析装置と同様の作用効果を得ることができる。

このように構成した本発明によれば、サンプルに含まれる１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析装置及び分析方法において、低濃度域における分析精度を向上することができる。

本実施形態の分析装置の全体を示す模式図。 同実施形態における演算処理装置の機能ブロック図。 同実施形態における分析装置の開放モードでの動作を示すフローチャート。 同実施形態における分析装置の閉止モードでの動作を示すフローチャート。 他の実施形態における演算処理装置の機能ブロック図。

以下に本発明の一実施形態に係る分析装置１００について図面を参照して説明する。

本実施形態の分析装置１００は、いわゆるＦＴＩＲと称されるフーリエ変換型赤外分光分析装置１００であり、具体的には図１に示すように、光源１、干渉計２（分光部）、測定セル３、光検出器４、演算処理装置５等を具備している。この分析装置１００は、ここではサンプルである自動車の排ガスに含まれる無機化合物、低級の炭化水素、窒素化合物等の１成分又は複数成分の濃度（粒子数を含む概念である）を同時算出できる排ガス分析装置として使用される。以下、各部について説明する。なお、本実施形態の分析装置１００が分析するサンプルは、含有する測定対象成分の濃度が連続的（経時的ともいう）に変化するものである。

光源１は、ブロードなスペクトルを有する光（多数の波数の光を含む連続光）を射出するものであり、例えばタングステン・ヨウ素ランプや、高輝度セラミック光源が用いられる。

干渉計２は、同図に示すように、１枚のハーフミラー２１（ビームスプリッタ）、固定鏡２２及び移動鏡２３を具備した、いわゆるマイケルソン干渉計を利用したものである。この干渉計２に入射した前記光源１からの光は、前記ハーフミラー２１によって反射光と透過光に分割される。一方の光は固定鏡２２で反射され、もう一方は移動鏡２３で反射されて再びハーフミラー２１に戻る。そしてこれらの光は合成されて、干渉計２から射出される。

測定セル３はサンプルが導入される透明セルであり、前記干渉計２から出た光が該測定セル３内のサンプルを透過して前記光検出器４に導かれるようにしてある。光検出器４は、ここでは、いわゆるＭＣＴ光検出器と称されるものである。

測定セル３には、サンプルを測定セル３内に導入する導入路３１と、サンプルを測定セル３から導出する導出路３２とが接続されている。分析装置１００は、この導入路３１及び導出路３２を開閉する開閉機構６を更に備えている。開閉機構６は、導入路３１と導出路３２をそれぞれ開閉する、導入路開閉弁６１と導出路開閉弁６２とを有する。ここでは導入路開閉弁６１及び導出路開閉弁６２はいずれも電気駆動弁であり、具体的には電磁弁や電動弁である。

演算処理装置５は、バッファ、増幅器などを有したアナログ電気回路と、ＣＰＵ、メモリ、ＤＳＰなどを有したデジタル電気回路と、それらの間に介在するＡ／Ｄコンバータ等を有したものである。この演算処理装置５は、前記メモリに格納した所定プログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器が協働することにより、図２に示すように、測定セル３に導入されたサンプルを分析する分析部５１としての機能を発揮する。この分析部５１は、サンプルを透過した光のスペクトルを示す透過光スペクトルデータを前記光検出器４の出力値から算出し、該透過光スペクトルデータから吸光スペクトルデータを算出してサンプルに含まれる種々の成分を特定し、かつそれぞれの成分の濃度値を算出し、これをディスプレイ等に出力する。

移動鏡２３を往復直線移動させ、サンプルを透過した光強度を移動鏡２３の位置を横軸にとって観測すると、単波数の光の場合、干渉によって光強度はサインカーブを描く。一方、サンプルを透過した実際の光は連続光であるから、前記サインカーブは波数毎に異なるから、実際の光強度は、各波数の描くサインカーブの重ね合わせとなり、干渉パターン（インターフェログラム）は波束の形となる。

前記分析部５１は、具体的には、移動鏡２３の位置を例えば図示しないＨｅＮｅレーザなどの測距計（図示しない）によって求めるとともに、移動鏡２３の各位置における光強度を光検出器４によって求め、これらから得られる干渉パターンを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することによって、各波数成分を横軸とした透過光スペクトルデータに変換する。そして、例えば測定セル３が空の状態で予め測定しておいた透過光スペクトルデータに基づいて、サンプルの透過光スペクトルデータを吸光スペクトルデータにさらに変換する。そして、このようにして算出した吸光スペクトルデータに多変量解析法を適用することでサンプルに含まれる種々の成分を特定し、かつそれぞれの成分の濃度値を同時に算出する。なお、透過光スペクトルデータ及び吸光スペクトルデータはそれぞれ、移動鏡２３の移動速度に応じて、所定の時間間隔で算出される。

しかして本実施形態の分析装置１００では、低濃度域における分析精度を向上すべく、図２に示すように、分析部５１により算出された所定の測定対象成分の濃度値が所定の閾値未満か否かを判断する判断部５２と、判断部５２の判断結果に基づいて開閉機構６の開閉状態を制御する開閉制御部５３としての機能を演算処理装置５にさらに付与してある。さらに分析部５１は、判断部５２の判断結果に基づいて、サンプル中の測定対象成分の濃度分析方法を決定するようにされている。以下、各部について説明する。

判断部５２は、分析部５１が算出した１又は複数の成分の濃度値を示す濃度値データを受け取り、この濃度値データが示す各成分の濃度のうち測定対象成分（例えばＮＯ_２等）の濃度値と所定の閾値とを比較する。そして当該測定対象成分の濃度値が所定の閾値未満か否かを判断し、その判断結果を示す判断結果データを開閉制御部５３及び分析部５１に送信する。

所定の閾値との比較を行う測定対象成分は、１種でもよいし複数種でもよい。測定対象成分が複数種である場合、所定の閾値の値は、複数種の測定対象成分のそれぞれに対して個別に設定してもよく、複数の測定対象成分に対して共通に設定した値であってもよい。また当該閾値は、ユーザが任意に設定してもよい。

ここで判断部５２は、取得した測定対象成分の濃度値が閾値以上であることを示す高濃度判断データと、測定対象成分の濃度値が閾値未満であることを示す低濃度判断データのいずれかを、判断結果データとして送信する。低濃度判断データには、算出された濃度値と閾値との差の大きさを示すデータが含まれてもよい。

開閉制御部５３は、判断部５２から判断結果データを受け取り、それに基づき開閉機構６に制御信号（開閉切替信号）を送信する。具体的に開閉制御部５３は、高濃度判断データを受け取った場合には、サンプルが測定セル３内に流れ続けるようにすべく、導入路開閉弁６１及び導出路開閉弁６２の両方を開放状態にするよう制御信号を送信する。

一方で開閉制御部５３は、低濃度判断データを受け取った場合には、測定セル３内にサンプルを静止（滞留ともいう）させるべく、導入路開閉弁６１及び導出路開閉弁６２の両方を所定時間（以下において「弁閉止時間ｔ_１」ともいう）に亘って閉止状態にするよう制御信号を送信する。ここで開閉制御部５３は、低濃度判断データを受け取った際に導入路開閉弁６１及び導出路開閉弁６２の両方が既に閉止状態である場合には、まず導入路開閉弁６１及び導出路開閉弁６２の両方を所定時間（以下において「入替時間ｔ_２」ともいう）に亘って開放状態にし、入替時間ｔ_２が経過後に導入路開閉弁６１及び導出路開閉弁６２の両方を弁閉止時間ｔ_１に亘って閉止するよう制御信号を送信する。これにより、測定セル３内のサンプルを入れ替えることができる。なお、開閉制御部５３は、弁閉止時間ｔ_１や入替時間ｔ_２を示す時間データを分析部５１に送信するようにされている。

ここで開閉制御部５３は、分析部５１により算出された濃度値に基づいて、弁閉止時間ｔ_１の長さを決定してもよい。例えば開閉制御部５３は、低濃度判断データが示す算出した濃度値と前記閾値との差が大きいほど（すなわち測定対象成分の濃度値が低いほど）、弁閉止時間ｔ_１を長くするようにしてよい。このようにすれば、測定対象成分の濃度が低いほど、分析部５１が、導入路開閉弁６１及び導出路開閉弁６２の両方が閉止している状態で分析する時間を長くできる。

分析部５１は、判断部５２から判断結果データを受け取ると、それに基づきサンプル中の成分の濃度分析方法を決定し、決定した分析方法に基づいてサンプル中の成分の濃度を分析する。

具体的には分析部５１は、高濃度判断データを受け取る場合、すなわち開閉機構６が開放されてサンプルが測定セル３に連続的に供給されている場合、測定セル３に導入されたサンプルをリアルタイムに分析し、サンプル中の成分の濃度値を即時的に算出する。具体的には、分析部５１は、光検出器４から出力値を受け付けて１つ又は複数の吸光スペクトルデータを取得（算出ともいう）すると、この１つ又は複数の吸光スペクトルデータに基づいてサンプルの成分の濃度値を算出し、１つの濃度値データを出力する。

一方分析部５１は、低濃度判断データを受け取る場合、すなわち開閉機構６が弁閉止時間ｔ_１に亘って閉止されてサンプルが測定セル３内に滞留している場合、測定セル３に導入されたサンプルを弁閉止時間ｔ_１の間分析して、サンプル中の成分の濃度値を算出する。具体的には、分析部５１は、測定セル３内に滞留する同一のサンプルに対して、弁閉止時間ｔ_１の間にスペクトルデータを経時的に複数回取得し、当該複数回取得したスペクトルデータを用いてサンプルの成分の濃度値を算出し、１つの濃度値データを出力する。より具体的には、取得した（算出した、ともいう）複数の吸光スペクトルデータを積算して平均化した１つの平均化吸光スペクトルデータを算出し、この１つの平均化吸光スペクトルデータに基づいてサンプル中の測定対象成分の濃度値を算出する。ここで分析部５１は、低濃度判断データを受け取る場合は、上記した高濃度判断データを受け取る場合にスペクトルデータを取得する回数よりも、多くの回数スペクトルデータを取得する。すなわち、高濃度判断データを受け取る場合よりも多くの数のスペクトルデータに基づいて、サンプル中の測定対象成分の濃度値を算出する。

次に、かかる構成の分析装置１００の動作について説明する。

本実施形態の分析装置１００は、導出路３２及び導入路３１を開放している状態で測定対象成分の濃度を分析する開放モードと、導出路３２及び導入路３１を閉止している状態で測定対象成分の濃度を分析する閉止モードとのいずれかを取り得、開閉制御部５３が開閉機構６の開閉状態を制御することで、これらのモードを切替え可能に構成されている。本実施形態では、分析部５１により算出された測定対象成分の濃度値の大きさに応じて開放モードと閉止モードとが自動的に切り替わるように構成されている。以下に、各分析モードにおける動作について説明する。

（開放モード）
分析装置１００は、まず開放モードによりサンプルの分析を開始するようにされている。図３を参照して、本分析装置１００の開放モードにおける動作を説明する。

開放モードでは、まず開閉制御部５３は、開閉機構６に制御信号を送信し、導入路３１及び導出路３２を開放状態にし、サンプルが測定セル３に連続的に流れようにする（ステップＳ１１）。

この状態で分析部５１は光検出器４の出力値を受け取り（ステップＳ１２）、これに基づき吸光スペクトルデータを算出する（ステップＳ１３）。分析部５１は、算出した１つの吸光スペクトルデータに基づきサンプルに含まれる１成分又は複数成分の濃度値を同時に算出し、これを濃度値データとして判断部５２に出力する（ステップＳ１４）。

判断部５２は、濃度値データが示す測定対象成分の濃度値と所定の閾値とを比較し、当該濃度値が所定の閾値未満か否かを判断する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、測定対象成分の濃度値が閾値以上である場合には、判断部５２は高濃度判断データを開閉制御部５３に送信し、ステップＳ１１〜Ｓ１４の動作が繰り返される。

一方ステップＳ１５において測定対象成分の濃度値が閾値未満である場合には、判断部５２は低濃度判断データを分析部５１及び開閉制御部５３に送信し、分析モードを閉止モードに切り替える（ステップＳ１６）。

（閉止モード）
次に図４を参照して、本分析装置１００の閉止モードにおける動作を説明する。

開放モードから閉止モードに切り替わると、開閉制御部５３は、導入路３１及び導出路３２を開放状態から閉止状態に切り替え、測定セル３内にサンプルが滞留するようにする（ステップＳ２１）。開閉制御部５３は、弁閉止時間（すなわち、セルを封止するセル封止時間である）ｔ_１に亘って導入路３１及び導出路３２の閉止状態を維持する。

この状態で、分析部５１は光検出器４の出力値を受け取り（ステップＳ２２）、所定の時間間隔で、弁閉止時間ｔ_１の間に吸光スペクトルデータを逐次算出し続ける（ステップＳ２３、Ｓ２４）。分析部５１は、弁閉止時間ｔ_１の間に算出した複数の吸光スペクトルデータを平均化して、１つの平均化吸光スペクトルデータを算出する（ステップＳ２５）。そして分析部５１は、１つの平均化吸光スペクトルデータに基づいて、サンプルに含まれる１成分又は複数成分の濃度値を同時に算出し、これを濃度値データとして判断部５２に出力する（ステップＳ２６）。

判断部５２は、濃度値データが示す測定対象成分の濃度値と所定の閾値とを比較し、当該濃度値が閾値未満か否かを判断する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７において、測定対象成分の濃度値が閾値未満である場合には、判断部５２は低濃度判断データを分析部５１及び開閉制御部５３に送信し、ステップＳ２１〜Ｓ２６の動作が繰り返される。ここで繰り返しにおけるステップＳ２１において、開閉制御部５３は、導入路３１及び導出路３２を閉止状態から開放状態に一旦切り替えて、測定セル３内のサンプルを入れ替えた後、開放状態から閉止状態に切り替える。このようにして、測定セル３にはサンプルが間欠的に供給されることになる。

一方ステップＳ２７において測定対象成分の濃度値が閾値以上である場合には、判断部５２は高低濃度判断データを分析部５１及び開閉制御部５３に送信し、分析モードを開放モードに切り替える（ステップＳ２８）。

このように構成した本実施形態の分析装置１００によれば、測定対象成分の濃度が所定の閾値未満である場合には、開閉機構６を閉止して測定セル３内にサンプルを滞留させた状態で複数の吸光スペクトルデータを算出し、これを平均化した平均化吸光スペクトルデータに基づき各成分の濃度を算出するので、ノイズによる影響を低減することができる。これにより低濃度域における分析でのＳ／Ｎ比を向上して、その分析精度を向上することができる。

一方、測定対象成分の濃度が所定の閾値以上であり、吸光スペクトルデータにおけるノイズの影響が比較的小さい場合には、開閉機構６を開放してサンプルを測定セル３に流し続け、これをリアルタイムに分析するようにしているので、良好な分析精度と応答速度とを発揮することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

前記実施形態では、閉止モードにおいて、弁閉止時間ｔ_１の間に複数の吸光スペクトルデータを算出してこれを平均化した平均化吸光スペクトルデータに基づいて各成分の濃度を算出していが、これに限定されない。他の実施形態では、弁閉止時間ｔ_１の間に複数の透過光スペクトルデータを算出し、これを平均化した１つの平均化透過光スペクトルデータを算出し、当該１つの平均化透過光スペクトルデータを用いて各成分の濃度を算出するようにしてもよい。あるいは、弁閉止時間ｔ_１の間に算出した吸光スペクトルデータのそれぞれに基づいて複数の濃度値データを算出し、これを平均化した１つの平均化濃度値データを算出し、当該平均化濃度値データに基づき、各成分の濃度を決定してもよい。

前記実施形態では、開閉制御部５３は、低濃度判断データを受け取った場合、算出された濃度値に基づいて弁閉止時間ｔ_１の長さを決定していたが、これに限らない。他の実施形態では、開閉制御部５３は算出した濃度値によらず弁閉止時間ｔ_１を一定にし、分析部５１が、算出された濃度値に基づいて、平均化に用いる吸光スペクトルデータの数を変更するようにしてもよい。具体的には、算出した濃度値が低いほど、弁閉止時間ｔ_１の間に算出する吸光スペクトルデータの数を多くするようにしてもよい。

前記実施形態では、開閉制御部５３は、低濃度判断データを受け取った場合には、導入路開閉弁６１及び導出路開閉弁６２の両方を閉止状態にするよう制御信号を送信していたが、これに限らず、導入路開閉弁６１又は導出路開閉弁６２のいずれかを閉止状態にするように制御信号を送信してもよい。

前記実施形態では、演算処理装置５は判断部５２としての機能を備え、開閉制御部５３は判断部５２の判断結果に基づいて開閉機構６の開閉状態を制御していた（すなわち、開放モードと閉止モードとを自動的に切り替えていた）が、これに限らない。他の実施形態では、分析装置１００は、手動により開放モードから閉止モードに切り替わるように構成されてもよい。

具体的には、図５に示すように、他の実施形態の演算処理装置５は判断部５２としての機能を備えておらず、ユーザからの入力を受け付ける受付部５４としての機能を備えていてよい。具体的にこの受付部５４は、開放モード又は閉止モードのいずれかで分析することを指示する分析モード指示データをユーザの入力により受け付ける。この分析モード指示データには、弁閉止時間ｔ_１や入替時間ｔ_２を示す上記した時間データが含まれている。この時間データが示す弁閉止時間ｔ_１や入替時間ｔ_２は、予め設定されていてもよく、ユーザが分析モード指示データを入力する際に合わせて入力されてもよい。受付部５４は、分析モード指示データを受け付けると、これを分析部５１及び開閉制御部５３に送信する。そして分析部５１及び開閉制御部５３は、分析モード指示データを受け取ると、前記実施形態において低濃度判断データを受け取った場合と同じ動作を行うように構成されている。

分析装置１００は、自動車の排ガスの分析に限らず、船舶、航空機、農業用機械、工作機械等の内燃機関の排ガスや、火力発電所等の外燃機関や工場等の排ガスを分析するものであってもよい。また排ガスに限らず、大気中の環境ガスや、ガスボンベに充填されたガスを分析するものであってもよく、分析対象がガスであればどのような態様であってもよい。またガスに限らず液体を分析するものであってもよい。また分析装置１００が分析するサンプルは、含有する成分の濃度が連続的に変化するものに限らず、含有する成分の濃度が時間によらず一定のものであってもよい。

本発明に係る分析装置１００は、ＦＴＩＲ法を用いたものに限らず、例えば非分散型赤外吸収（ＮＤＩＲ）法、量子カスケードレーザ赤外分光（ＱＣＬ−ＩＲ）法、非分散型紫外吸収（ＮＤＵＶ）法、紫外分光（ＵＶＡ）法などを用いて、サンプルに含まれる複数成分を定量分析するものであってもよい。またこれらに限らず、磁気圧（ＰＭＤ）法又はジルコニア法等を用いてサンプルを分析するものや凝縮粒子カウンタ（ＣＰＣ）であってもよい。本発明に係る分析装置１００は、サンプルに含まれる一成分を定量分析するものであってもよい。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・分析装置
３ ・・・測定セル
３１ ・・・導入路
３２ ・・・導出路
５１ ・・・分析部
６ ・・・開閉機構

Claims (9)

1. サンプルに含まれる１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析装置であって、
   前記サンプルが導入される測定セルと、
   前記サンプルを前記測定セルに導入する導入路と、
   前記サンプルを前記測定セルから導出する導出路と、
   前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を開閉する開閉機構と、
   前記測定セルに導入されたサンプルに光を照射して得られるスペクトルデータに基づいて、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析部と、
   前記開閉機構を制御し、
   前記導入路及び前記導出路を開放し、前記測定セルにサンプルを連続的に導入している状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する開放モードと、
   前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を閉止し、前記測定セル内にサンプルを静止させている状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する閉止モードと
   を切り替える開閉制御部とを備える、分析装置。
2. 前記分析部は、前記閉止モードにおいて、前記スペクトルデータを複数回取得し、当該複数回取得したスペクトルデータに基づいて、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する、請求項１に記載の分析装置。
3. 前記分析部は、前記開放モードで前記スペクトルデータを取得する回数よりも、前記閉止モードでスペクトルデータを取得する回数を多くし、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する、請求項２に記載の分析装置。
4. 前記分析部は、前記スペクトルデータを多変量解析し、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
5. 前記サンプルは、前記測定対象成分の濃度が連続的に変化するガスである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析装置。
6. 前記開閉制御部は、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が所定の閾値以上である場合に前記開放モードに切り替え、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が所定の閾値未満である場合に前記閉止モードに切り替える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分析装置。
7. 前記開閉制御部は、前記閉止モードにおいて、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が低いほど、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を閉止している時間を長くする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析装置。
8. サンプルが導入される測定セルと、前記サンプルを前記測定セルに導入する導入路と、前記サンプルを前記測定セルから導出する導出路と、前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を開閉する開閉機構と、前記測定セルに導入されたサンプルに光を照射して得られるスペクトルデータに基づいて、前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析部とを備える分析装置を用いて前記サンプルに含まれる１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する分析方法であって、
   前記開閉機構を制御して、
   前記導入路及び前記導出路を開放し、前記測定セルにサンプルを連続的に導入している状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する開放モードと、
   前記導入路又は前記導出路の少なくとも一方を閉止し、前記測定セル内にサンプルを静止させている状態で、前記分析部が前記１又は複数の測定対象成分の濃度を分析する閉止モードと
   を切り替える分析方法。
9. 前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が所定の閾値以上である場合に前記開放モードに切り替え、前記分析部が分析した前記測定対象成分の濃度が所定の閾値未満である場合に前記閉止モードに切り替える、請求項８に記載の分析方法。