JP6253282B2 - Cf4ガス濃度測定方法およびcf4ガス濃度測定装置 - Google Patents
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Description
(2)中心波長が7850±50nmであるCF 4 ガスおよびC 2 F 6 ガスの両者の吸収波長帯域に応じた第1の波長域の赤外線の光量に応じたガス検出手段のガス検出出力におけるC2 F6 ガスに係る出力成分を、上記(1)で得られたC2 F6 ガス濃度に基づいて取得すると共に、当該ガス検出出力より当該C2 F6 ガスに係る出力成分を排除したCF4 ガスに係る出力成分を取得する手順。
(3)CF4 ガスに係る出力成分を上記(1)で得られたC2 F6 ガス濃度に応じた補正率で補正し、これにより得られる補正出力に基づいてCF4 ガスのガス濃度を取得する手順。
当該信号処理手段は、CF4 ガスおよびC2 F6 ガスを含む被検ガスにおけるCF4 ガスのガス濃度を、下記手順(1)〜(3)によって取得する機能を有することを特徴とする。
(2)中心波長が7850±50nmである第1の波長域の赤外線の光量に応じたガス検出手段のガス検出出力におけるC2F6ガスに係る出力成分を、上記(1)で得られたC2F6ガス濃度に基づいて取得すると共に、当該ガス検出出力より当該C2F6ガスに係る出力成分を排除したCF4ガスに係る出力成分を取得する手順。
(3)CF4ガスに係る出力成分を上記(1)で得られたC2F6ガス濃度に応じた補正率で補正し、これにより得られる補正出力に基づいてCF4ガスのガス濃度を取得する手順。
また、C2F6ガスだけに吸収が生ずる波長域が存在することを利用することにより、C2F6ガスのガス濃度およびCF4ガスのガス濃度を検量線により確定することができる。従って、赤外線検出手段より得られるガス検出信号についての信号処理を簡素化することができ、CF4ガス濃度を極めて容易に検出することができる。
図1は、本発明のガス濃度測定装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
このガス濃度測定装置は、ガス検知部10と、ガス検知部10よりの出力信号に基づいて検知対象ガスであるCF4ガスのガス濃度を取得する機能を有する信号処理部30と、CF4ガスのガス濃度を取得するための情報が記録された記録部(図示せず)とを具えている。
第2の赤外線検出手段25は、第2の赤外線センサ26と、第2の赤外線センサ26の光入射面側に設けられた第2のバンドパスフィルタ27とにより構成されている。
第1の赤外線センサ21および第2の赤外線センサ26は、赤外線光源15と対向して配置されている。
第2のガス検出手段25における第2のバンドパスフィルタ27は、C2F6ガスのみの吸収波長帯域に応じた波長域の赤外線に対して高い透過率を有するものであって、中心波長が9035±50nm、半値幅が160±20nmであるものにより構成されている。
具体的には、検量線としては、第2の赤外線センサ26のセンサ出力とC2F6ガス濃度との関係を示すもの(検量線C1)、第1の赤外線センサ21のセンサ出力とC2F6ガス濃度との関係を示すもの(検量線C2)、第1の赤外線センサ21のセンサ出力とCF4ガス濃度との関係を示すもの(検量線C3)、第1の赤外線センサ21についてのCF4ガスに係るセンサ出力と、C2F6ガス濃度との関係を示す補正用検量線C0が記録されている。検量線C1〜C3の一例を図2〜図4に示す。また、補正用検量線C0の一例を図5に示す。ここに、図2〜図5においては、センサ出力として、後述するように、例えばフルスケール濃度を500ppmとした測定レンジにおけるセンサ出力に換算した出力割合〔%〕を縦軸にとっている。
検量線C2は、第1の赤外線センサ21について、上記と同様の方法により得られたものである。また、検量線C3は、スパンガスとしてCF4ガスを用い、第1の赤外線センサ21について、上記と同様の方法により取得されたものである。
上記式(1)において、ΔSp2は、C2F6ガスの濃度が500ppmのスパンガス(フルスケール)を導入したときに第2の赤外線センサ26により得られる出力単位Spb2の、出力単位S02に対する出力単位変化量(Spb2−S02)であって、Rpb2は、C2F6ガスの濃度が500ppmのスパンガス(フルスケール)を導入したときの出力割合(100%)である。
次いで、得られたセンサ出力Rb1に応じた第1の赤外線センサ21に係るC2F6ガスについての出力単位Sb1を、下記式(2)および式(3)より算出する。
式(3) Sb1=ΔSb1+S01
上記式(2)および式(3)において、ΔSb1は、ガス濃度DbのC2F6ガスについて、第1のガス検出手段20における赤外線センサ21により得られるものと想定される出力単位変化量である。ΔSpb1は、C2F6ガスの濃度が500ppmのスパンガス(フルスケール)を導入したときに第1の赤外線センサ21により得られる出力単位Spb1の、ゼロガスを導入したときに第1の赤外線センサ21により得られる出力単位S01に対する出力単位変化量(Spb1−S01)である。Rpb1は、C2F6ガスの濃度が500ppmのスパンガス(フルスケール)を導入したときの出力割合(100%)である。
そのため、取得された出力単位Saに、上記のようにして取得されたC2F6ガスの出力単位Sb1を加算して当該出力単位Saを補正することにより、第1の赤外線センサ21により得られるセンサ出力に係るCF4ガスの出力単位Sa1を取得する。そして、第1の赤外線センサ21に係るゼロガス導入時における出力単位S01に対する出力単位変化量ΔSa1(=Sa1−S01)を算出し、下記式(4)より、第1の赤外線センサ21についてのCF4ガスに係るセンサ出力(出力割合)Ra1を算出する。
上記式(4)において、ΔSpaは、CF4ガスの濃度が500ppmのスパンガス(フルスケール)を導入したときに第1の赤外線センサ21により得られる出力単位Spaの、出力単位S01に対する出力単位変化量(Spa−S01)であって、Rpaは、CF4ガスの濃度が500ppmのスパンガス(フルスケール)を導入したときの出力割合(100%)である。
そして、第1の赤外線センサ21についてのCF4ガスに係る出力単位Raを、下記式(5)および式(6)より算出する。
式(5) Ra=Ra1×α
式(6) α=Rpa/ΔRa
例えば、上記の実施例においては、中心波長が7850±50nm、半値幅が185±20nmの赤外線に係るセンサ出力信号、および中心波長が9035±50nm、半値幅が160±20nmの赤外線に係るセンサ出力信号を同時に検出した構成とされているが、ガスの濃度の変化が緩やかな場合には、単一の赤外線センサと、2つのバンドパスフィルタとを用い、赤外線センサにいずれか一方のバンドパスフィルタを透過した特定波長の赤外線が入射するよう、赤外線センサおよびバンドパスフィルタの一方が他方に対して相対的に移動される構成とされていてもよい。
11 セル
12 ガス導入部
13 ガス排出部
15 赤外線光源
20 第1の赤外線検出手段
21 第1の赤外線センサ
22 第1のバンドパスフィルタ
25 第2の赤外線検出手段
26 第2の赤外線センサ
27 第2のバンドパスフィルタ
30 信号処理部
C1〜C3 検量線
C0 補正用検量線
Claims (4)
- CF4 ガスおよびC2 F6 ガスを含む被検ガスにおけるCF4 ガスのガス濃度を、下記手順(1)〜(3)によって取得することを特徴とするCF4 ガス濃度測定方法。
(1)中心波長が9035±50nmであるC 2 F 6 ガスのみの吸収波長帯域に応じた第2の波長域の赤外線のC2 F6 ガスによる吸光度に基づいて、被検ガスに含まれるC2 F6 ガスのガス濃度を取得する手順。
(2)中心波長が7850±50nmであるCF 4 ガスおよびC 2 F 6 ガスの両者の吸収波長帯域に応じた第1の波長域の赤外線の光量に応じたガス検出手段のガス検出出力におけるC2 F6 ガスに係る出力成分を、上記(1)で得られたC2 F6 ガス濃度に基づいて取得すると共に、当該ガス検出出力より当該C2 F6 ガスに係る出力成分を排除したCF4 ガスに係る出力成分を取得する手順。
(3)CF4 ガスに係る出力成分を上記(1)で得られたC2 F6 ガス濃度に応じた補正率で補正し、これにより得られる補正出力に基づいてCF4 ガスのガス濃度を取得する手順。 - 前記補正率として、C2 F6 ガス濃度が高くなるに従って大きな値が用いられることを特徴とする請求項1に記載のCF4 ガス濃度測定方法。
- 赤外線光源と、中心波長が7850±50nmであるCF 4 ガスおよびC 2 F 6 ガスの両者の吸収波長帯域に応じた第1の波長域の赤外線を透過する第1のバンドパスフィルタおよび中心波長が9035±50nmであるC 2 F 6 ガスのみの吸収波長帯域に応じた第2の波長域の赤外線を透過する第2のバンドパスフィルタを具えた赤外線検出手段と、信号処理手段とを具えてなり、
当該信号処理手段は、CF4 ガスおよびC2 F6 ガスを含む被検ガスにおけるCF4 ガスのガス濃度を、下記手順(1)〜(3)によって取得する機能を有することを特徴とするCF4 ガス濃度測定装置。
(1)中心波長が9035±50nmである第2の波長域の赤外線のC2 F6 ガスによる吸光度に基づいて、被検ガスに含まれるC2 F6 ガスのガス濃度を取得する手順。
(2)中心波長が7850±50nmである第1の波長域の赤外線の光量に応じたガス検出手段のガス検出出力におけるC2 F6 ガスに係る出力成分を、上記(1)で得られたC2 F6 ガス濃度に基づいて取得すると共に、当該ガス検出出力より当該C2 F6 ガスに係る出力成分を排除したCF4 ガスに係る出力成分を取得する手順。
(3)CF4 ガスに係る出力成分を上記(1)で得られたC2 F6 ガス濃度に応じた補正率で補正し、これにより得られる補正出力に基づいてCF4 ガスのガス濃度を取得する手順。 - 前記補正率は、C2 F6 ガス濃度が高くなるに従って大きな値に設定されていることを特徴とする請求項3に記載のCF4 ガス濃度測定装置。
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