JP6320748B2 - ガス分析装置 - Google Patents
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Description
本発明は、化学発光分析法を用いたガス分析装置に関する。
従来、化学発光分析法（ＣＬＡ、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて、煙道などから発生する排ガス中の成分濃度を測定するガス分析装置が知られている。
例えば、特許文献１には、ポンプ、流量調節器、流量計、オゾン発生器及び平滑素子が配置された、反応槽へオゾンの供給と希釈用空気の供給を兼ねるオゾン流路を備えた化学発光式窒素酸化物測定装置が開示されている。このガス分析装置においては、オゾン流路の流量はＣＯ２などの消光性ガスを希釈するのに適当な流量に調節され、オゾン濃度は試料ガスの窒素酸化物濃度に応じて化学発光の検出感度が最大になるように最適化される。また、このガス分析装置においては、オゾン発生器を駆動する高圧電源はパルス幅変調型の濃度設定器により制御されている。
例えば、特許文献１には、ポンプ、流量調節器、流量計、オゾン発生器及び平滑素子が配置された、反応槽へオゾンの供給と希釈用空気の供給を兼ねるオゾン流路を備えた化学発光式窒素酸化物測定装置が開示されている。このガス分析装置においては、オゾン流路の流量はＣＯ２などの消光性ガスを希釈するのに適当な流量に調節され、オゾン濃度は試料ガスの窒素酸化物濃度に応じて化学発光の検出感度が最大になるように最適化される。また、このガス分析装置においては、オゾン発生器を駆動する高圧電源はパルス幅変調型の濃度設定器により制御されている。
さらに、特許文献１に開示された化学発光式窒素酸化物測定装置は、間欠オゾン発生において、オゾン濃度を０とする区間を設け、このオゾン発生を０とする区間において発光強度の測定系（光検出器とその増幅系）を校正している。これにより、高感度な増幅を行なうことができる。
しかしながら、放電によりオゾン（Ｏ３）を発生させるオゾン発生器を用いた化学発光法によるガス分析装置においては、特に、試料ガス中の測定対象成分（所定成分）の濃度が数ｐｐｍ（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ）程度と低い場合、試料ガス中の所定成分の濃度を精度よく測定できないという課題があった。
本発明の課題は、化学発光法により試料ガス中の所定成分の濃度を精度よく測定することにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係るガス分析装置は、化学発光法により、試料ガス中の所定成分濃度を測定するガス分析装置である。ガス分析装置は、ガス分析部と、発光誘発成分発生部と、測定信号算出部と、を有する。ガス分析部は、試料ガス及び／又は基準ガスと、発光誘発ガスを導入可能である。発光誘発ガスは、発光誘発成分を含むガスである。発光誘発成分は、試料ガス中の所定成分と相互作用する成分である。また、ガス分析部は、上記の相互作用により発生する反応光の強度に基づいた検出信号を出力する。
発光誘発成分発生部は、放電により発光誘発ガスを発生する。放電は、放電発生間隔の時間を空けて繰り返し発生される。放電発生間隔は、所定成分の濃度に基づいて決定される。また、発光誘発成分発生部は、発生した発光誘発ガスをガス分析部へ導入する。
測定信号算出部は、第１検出信号と第２検出信号に基づいて、第１測定信号を算出する。第１測定信号は、所定成分の濃度を測定するための信号である。第１検出信号は、試料ガスと発光誘発ガスとがガス分析部へ導入されたときに出力される検出信号である。第２検出信号は、基準ガスと発光誘発ガスとがガス分析部へ導入されたときに出力される検出信号である。
本発明の一見地に係るガス分析装置は、化学発光法により、試料ガス中の所定成分濃度を測定するガス分析装置である。ガス分析装置は、ガス分析部と、発光誘発成分発生部と、測定信号算出部と、を有する。ガス分析部は、試料ガス及び／又は基準ガスと、発光誘発ガスを導入可能である。発光誘発ガスは、発光誘発成分を含むガスである。発光誘発成分は、試料ガス中の所定成分と相互作用する成分である。また、ガス分析部は、上記の相互作用により発生する反応光の強度に基づいた検出信号を出力する。
発光誘発成分発生部は、放電により発光誘発ガスを発生する。放電は、放電発生間隔の時間を空けて繰り返し発生される。放電発生間隔は、所定成分の濃度に基づいて決定される。また、発光誘発成分発生部は、発生した発光誘発ガスをガス分析部へ導入する。
測定信号算出部は、第１検出信号と第２検出信号に基づいて、第１測定信号を算出する。第１測定信号は、所定成分の濃度を測定するための信号である。第１検出信号は、試料ガスと発光誘発ガスとがガス分析部へ導入されたときに出力される検出信号である。第２検出信号は、基準ガスと発光誘発ガスとがガス分析部へ導入されたときに出力される検出信号である。
ガス分析装置においては、まず、発光誘発成分発生部が、放電発生間隔の時間間隔にて放電を発生することにより、発光誘発成分を含む発光誘発ガスを発生させる。この発光誘発ガスは、ガス分析部へと導入される。
次に、ガス分析部へ発光誘発ガスが導入されている状態にて、基準ガス及び／又は試料ガスをガス分析部へ導入する。このとき、基準ガスがガス分析部へ導入された場合には、基準ガスと発光誘発成分とが導入されることにより発生する反応光に基づいた第２検出信号が、ガス分析部から出力される。
一方、試料ガスがガス分析部へ導入された場合には、試料ガスと発光誘発ガスとが導入されることにより発生する反応光に基づいた第１検出信号が、ガス分析部から出力される。
第１検出信号及び第２検出信号が得られた後、測定信号算出部が、得られた第１検出信号と第２検出信号に基づいて、第１測定信号を算出する。
次に、ガス分析部へ発光誘発ガスが導入されている状態にて、基準ガス及び／又は試料ガスをガス分析部へ導入する。このとき、基準ガスがガス分析部へ導入された場合には、基準ガスと発光誘発成分とが導入されることにより発生する反応光に基づいた第２検出信号が、ガス分析部から出力される。
一方、試料ガスがガス分析部へ導入された場合には、試料ガスと発光誘発ガスとが導入されることにより発生する反応光に基づいた第１検出信号が、ガス分析部から出力される。
第１検出信号及び第２検出信号が得られた後、測定信号算出部が、得られた第１検出信号と第２検出信号に基づいて、第１測定信号を算出する。
このガス分析装置においては、発光誘発成分発生部における放電発生間隔が、試料ガス中の所定成分の濃度に基づいて決定される。これにより、発光誘発ガスに含まれる二次生成物の量が、所定成分の濃度に基づいて調整できる。その結果、二次生成物による反応光への影響を、所定成分の濃度に応じて調整できる。その結果、第１検出信号を用いて、所定成分の濃度を精度よく測定できる。
また、このガス分析装置においては、測定信号算出部が、第１検出信号と第２検出信号に基づいて、第１測定信号を算出している。第２検出信号において、基準ガスと発光誘発ガスのみが導入された際にも、ゼロでない信号が発生することがある。すなわち、第１検出信号にも、基準ガスと発光誘発ガスとが導入された際に発生する信号成分が含まれる場合がある。
このような場合に、測定信号算出部は、第１検出信号に含まれた、上記の信号成分を第１検出信号から除去して、測定信号を算出できる。その結果、ガス分析装置は、第１測定信号を用いて、精度よく所定成分の濃度を測定できる。
このような場合に、測定信号算出部は、第１検出信号に含まれた、上記の信号成分を第１検出信号から除去して、測定信号を算出できる。その結果、ガス分析装置は、第１測定信号を用いて、精度よく所定成分の濃度を測定できる。
放電発生間隔は、所定成分の濃度が所定の濃度以下となった時に、所定成分の濃度に応じて調整されてもよい。これにより、特に、試料ガス中の所定成分が低濃度となった時に、発光誘発成分発生部における二次生成物の発生を抑制できる。その結果、二次生成物による反応光への影響を抑制できる。
ガス分析装置は、変換部をさらに備えていてもよい。変換部は、試料ガスから変換試料ガスを生成する。変換試料ガスは、変換発光成分をさらに含むガスである。変換発光成分は、発光誘発成分と発光を伴う相互作用を起こす成分である。このとき、変換試料ガスと発光誘発ガスとがガス分析部に導入されたとき、ガス分析部は第３検出信号を出力する。
また、測定信号算出部は、第３検出信号と第２検出信号とに基づいて、変換発光成分の濃度を測定するための第２測定信号を算出してもよい。
これにより、試料ガス中に含まれ、本来は発光誘発成分と反応光を発生する相互作用を起こさない成分の濃度を、第２測定信号に基づいて測定できる。
また、測定信号算出部は、第３検出信号と第２検出信号とに基づいて、変換発光成分の濃度を測定するための第２測定信号を算出してもよい。
これにより、試料ガス中に含まれ、本来は発光誘発成分と反応光を発生する相互作用を起こさない成分の濃度を、第２測定信号に基づいて測定できる。
基準ガスと、試料ガス又は変換試料ガスとは、第１周期にて交互にガス分析部に導入されてもよい。これにより、第２検出信号と、第１検出信号又は第３検出信号とを、短時間のうちに取得できる。その結果、所定成分又は変換発光成分の濃度を精度よく測定できる。
試料ガスと変換試料ガスは、第２周期にて交互にガス分析部に導入されてもよい。これにより、第１検出信号と第３検出信号とを、短時間のうちに取得できる。その結果、所定成分及び変換発光成分の濃度を精度よく測定できる。
試料ガス又は変換試料ガスがガス分析部に導入されるとき、第１混合ガス又は第２混合ガスがガス分析部に導入されてもよい。第１混合ガスは、試料ガスと希釈ガスとの混合ガスである。第２混合ガスは、変換試料ガスと希釈ガスとの混合ガスである。これにより、所定成分及び／又は変換発光成分と発光誘発成分との相互作用による発光を妨げる成分を希釈できる。
化学発光分析法により、試料ガス中の成分濃度（及び変換発光成分に変換された成分）を精度よく測定できる。
（１）第１実施形態
１．ガス分析装置の全体構成
本実施形態のガス分析装置１００の全体構成について、図１を用いて説明する。図１はガス分析装置の全体構成を示す図である。図１に示すガス分析装置１００は、化学分析法（ＣＬＡ）を用いて試料ガス中の所定成分の濃度を測定する装置である。
ガス分析装置１００は、ガス分析部１と、発光誘発成分発生部２と、制御部３と、排気部４と、を備える。
１．ガス分析装置の全体構成
本実施形態のガス分析装置１００の全体構成について、図１を用いて説明する。図１はガス分析装置の全体構成を示す図である。図１に示すガス分析装置１００は、化学分析法（ＣＬＡ）を用いて試料ガス中の所定成分の濃度を測定する装置である。
ガス分析装置１００は、ガス分析部１と、発光誘発成分発生部２と、制御部３と、排気部４と、を備える。
ガス分析部１は、排気部４（後述）とガス流通可能に接続されている。また、ガス分析部１は、発光誘発成分発生部２（後述）の出口側（後述）とガス流通可能に接続されている。これにより、ガス分析部１は、排気部４からの吸引により、発光誘発成分発生部２において発生した発光誘発ガス（後述）を導入可能となっている。
また、ガス分析部１は、排気部４からの吸引により、試料ガス及び／又は希釈ガスを導入可能となっている。
また、ガス分析部１は、排気部４からの吸引により、試料ガス及び／又は希釈ガスを導入可能となっている。
ここで、本実施形態における試料ガス及び希釈ガスについて説明する。試料ガスは、窒素化合物（窒素酸化物（ＮＯｘ）など）などを含有するガスである。このような試料ガスとしては、例えば、煙道中を流れるガス、又は、各種プロセスにおいて発生するガスなどがある。
希釈ガスは、主に、試料ガスと発光誘発ガスとがガス分析部１に導入された際に、試料ガス中の発光可能成分（所定成分）と発光誘発ガス中の発光誘発成分（後述）との相互作用による反応光の発生を妨げる成分（例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）など）を希釈する役割を果たす。従って、希釈ガスは、試料ガスをガス分析部１に導入する際に、試料ガスと共に導入される。
そのため、希釈ガスとしては、測定対象である所定成分と上記の反応光の発生を妨げる成分とを含まないガスを用いることができる。本実施形態においては、希釈ガスとして、試料ガスから、測定対象の所定成分と上記の反応光の発生を妨げる成分（二酸化炭素（ＣＯ２））とを除去したガスを用いている。測定対象の所定成分（例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ））や反応光の発生を妨げる成分（二酸化炭素（ＣＯ２））は、例えば、これらを除去する吸着剤（ゼオライトなど）や吸収剤（ソーダライムなど）などを用いて除去できる。その他、希釈ガスとして、乾燥空気や窒素（Ｎ２）などを用いることもできる。
一方、基準ガスは、ガス分析装置１００において濃度測定を実行中に、発光誘発ガスとともに反応部１１に導入される。そして、基準ガスと発光誘発ガスが反応部１１に導入されたときに反応部１１から出力される検出信号（第２検出信号（後述））を、成分濃度を測定する際の基準信号とする。本実施形態においては、基準ガスは、上記の希釈ガスと同一のガスである。
ガス分析部１は、ガス分析部１の反応部１１（後述）内部に発光誘発ガスを導入しつつ、試料ガス及び／又は希釈ガスを導入できる。発光誘発ガスを導入しつつ、試料ガス及び／又は基準ガスを導入することにより、試料ガス及び／又は基準ガスに含まれる発光可能成分（所定成分）と、発光誘発ガス中の発光誘発成分とが相互作用を起こす。その結果、反応部１１の内部において反応光が発生する。
また、ガス分析部１は、図示しない光検出器などを備えており、当該光検出器などを用いて、反応部１１内部において発生した反応光を受光する。これにより、ガス分析部１は、当該光検出器などを用いて受光した反応光の強度に基づいた信号を検出信号として出力できる。なお、ガス分析部１の構成の詳細については、後ほど説明する。
発光誘発成分発生部２は、放電により発光誘発成分を含む発光誘発ガスを発生する。本実施形態においては、発光誘発成分発生部２は、発光誘発成分としてオゾン（Ｏ３）を含む発光誘発ガスを発生する。そのため、発光誘発成分発生部２は、発光誘発成分としてのオゾン（Ｏ３）の原料となる酸素（Ｏ２）を含むガスを導入可能となっている。本実施形態においては、オゾン（Ｏ３）の原料となるガスとして、希釈ガス（基準ガス）を用いている。
そのため、本実施形態の発光誘発成分発生部２は、２つのガス口を有している。２つのガス口のうちの一方のガス口は、オゾン（Ｏ３）の原料ガス（希釈ガス及び基準ガスと同一のガス）を取り入れ可能となっている。また、もう一方のガス口は、ガス分析部１の反応部１１を介して、排気部４とガス流通可能に接続されている。この結果、発光誘発成分発生部２は、排気部４の吸引により、原料ガスを内部に導入できる。
発光誘発成分発生部２は、原料ガスを内部に導入した状態において、内部において放電を発生する。これにより、発光誘発成分発生部２は、原料ガス中の酸素を主原料として、オゾン（Ｏ３）を発光誘発成分として含む発光誘発ガスを発生できる。
また、上記のように、発光誘発成分発生部２のもう一方のガス口は、反応部１１とガス流通可能に接続され、反応部１１は排気部４とガス流通可能に接続されている。よって、発光誘発成分発生部２は、排気部４の吸引により、内部において発生した発光誘発成分を含んだ発光誘発ガスを、ガス分析部１の反応部１１へ導入できる。
また、上記のように、発光誘発成分発生部２のもう一方のガス口は、反応部１１とガス流通可能に接続され、反応部１１は排気部４とガス流通可能に接続されている。よって、発光誘発成分発生部２は、排気部４の吸引により、内部において発生した発光誘発成分を含んだ発光誘発ガスを、ガス分析部１の反応部１１へ導入できる。
このように、希釈ガス（基準ガス）を原料ガスとして放電によりオゾン（Ｏ３）を発生させる発光誘発成分発生部２は、安価で構造が簡単である一方、次のような問題点を有している。
すなわち、希釈ガス（基準ガス）を原料ガスとして放電によりオゾンを発生させた場合、原料ガス（希釈ガス、基準ガス）に含まれる酸素だけでなく、原料ガス（希釈ガス、基準ガス）に含まれる酸素以外の成分（例えば、窒素化合物）なども分解（あるいは、活性化）する。そのため、図２に示すように、発光誘発成分発生部２において生成される発光誘発ガスには、オゾン（Ｏ３）の他に、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、五酸化二窒素（Ｎ２Ｏ５）、硝酸（ＨＮＯ３）ガス、などの窒素化合物が含まれる。これらのオゾン以外の成分を、「二次生成物」と呼ぶこともある。図２は、発光誘発成分発生部において生成される発光誘発ガスの成分分析結果を示す図である。
すなわち、希釈ガス（基準ガス）を原料ガスとして放電によりオゾンを発生させた場合、原料ガス（希釈ガス、基準ガス）に含まれる酸素だけでなく、原料ガス（希釈ガス、基準ガス）に含まれる酸素以外の成分（例えば、窒素化合物）なども分解（あるいは、活性化）する。そのため、図２に示すように、発光誘発成分発生部２において生成される発光誘発ガスには、オゾン（Ｏ３）の他に、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、五酸化二窒素（Ｎ２Ｏ５）、硝酸（ＨＮＯ３）ガス、などの窒素化合物が含まれる。これらのオゾン以外の成分を、「二次生成物」と呼ぶこともある。図２は、発光誘発成分発生部において生成される発光誘発ガスの成分分析結果を示す図である。
上記の二次生成物は、試料ガス中の所定成分（発光成分）と発光誘発成分との相互作用を阻害する働きをする。そのため、試料ガス中の測定対象となる所定成分（発光成分）の濃度が数ｐｐｍ程度と低い場合、これらの二次生成物の存在により、所定成分と発光誘発成分との相互作用により発生する反応光の強度が弱くなることがある。その結果、測定信号から所定成分の濃度を算出する際に、精度よく所定成分の濃度を算出できなくなる場合がある。
また、希釈ガス（基準ガス）を原料ガスとしてオゾン（Ｏ３）を発生させた場合、一酸化窒素（ＮＯ）などの、発光誘発成分（オゾン（Ｏ３））と相互作用して反応光を発生する成分も二次生成物として生成される。
上記の二次生成物としての一酸化窒素（ＮＯ）は、化学発光法により所定成分の濃度を測定する際には、所定成分の濃度を測定するための第１検出信号（後述）及び第３検出信号（後述）の信号値に影響を及ぼす。特に、数ｐｐｍ程度の所定成分濃度を測定する場合には、この影響は、無視できなくなる。
上記の二次生成物としての一酸化窒素（ＮＯ）は、化学発光法により所定成分の濃度を測定する際には、所定成分の濃度を測定するための第１検出信号（後述）及び第３検出信号（後述）の信号値に影響を及ぼす。特に、数ｐｐｍ程度の所定成分濃度を測定する場合には、この影響は、無視できなくなる。
このため、発光誘発成分発生部２は、放電を連続して発生させるのではなく、発光誘発成分発生制御部３５（後述）にて予め設定された放電発生間隔にて決定される時間間隔を空けて放電を繰り返し発生する。これにより、図３に示すように、所定時間内に発生する上記の二次生成物の発生を、放電発生間隔に基づいて制御できる。図３は、放電発生間隔と二次生成物の生成量との関係を示す図である。
後述するように、試料ガス中の所定成分濃度が所定の濃度以下である（と予測される）場合、すなわち、所定成分に起因する反応光強度が低いと考えられる場合には、発光誘発成分発生部２は、二次生成物の発生を減少するよう、放電発生間隔を試料ガス中の所定成分濃度に基づいて調整する。具体的には、例えば、試料ガス中の所定成分濃度が数ｐｐｍ程度と低い（と予測される）場合には、この放電発生間隔を、所定成分濃度が比較的高い（数百ｐｐｍ程度）場合の放電発生間隔よりも大きくする。
これにより、特に、所定成分濃度が数ｐｐｍ程度である場合には、二次生成物の発生量を最小限とすることにより、二次生成物が所定成分と発光誘発成分との相互作用を阻害することを抑制できる。その結果、所定成分濃度が低い場合であっても、十分な反応光の強度を確保できる。その結果、低濃度の所定成分濃度を精度よく測定できる。
また、二次生成物としての一酸化窒素（ＮＯ）など、発光誘発成分と相互作用して発光する成分の生成を抑制できる。
また、二次生成物としての一酸化窒素（ＮＯ）など、発光誘発成分と相互作用して発光する成分の生成を抑制できる。
また、所定成分濃度が比較的高い（例えば、１０ｐｐｍ以上）場合に、所定成分濃度が低い場合よりも放電発生間隔を小さくすることにより、試料ガス中の所定成分（発光成分）に対して十分な量のオゾン（Ｏ３）（発光誘発成分）を供給できる。その結果、所定成分の濃度に比して反応光の強度が小さくなることを抑制できる。
このように、所定成分の濃度に応じて放電発生間隔を調整可能とすることにより、ガス分析装置１００は、より広い範囲の所定成分の濃度を測定できる。
このように、所定成分の濃度に応じて放電発生間隔を調整可能とすることにより、ガス分析装置１００は、より広い範囲の所定成分の濃度を測定できる。
制御部３は、ガス分析部１、発光誘発成分発生部２、排気部４などのガス分析装置１００を構成する各部を制御する。また、制御部３は、ガス分析部１から、反応部１１において発生した反応光の強度に基づいた検出信号を入力する。そして、制御部３は、入力した検出信号に基づいて測定信号を算出し、試料ガス中の所定濃度を算出する。
制御部３は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び／又は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＤＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶装置と、その他のインターフェースと、を備えたマイコンシステム又はコンピュータにより構成される。
制御部３がマイコンシステム又はコンピュータにより構成される場合、後述する制御部３の各部の一部又は全部は、記憶装置に記憶されたプログラムにより実現されていてもよい。または、制御部３の各部の一部又は全部は、カスタムＩＣなどにより実現されていてもよい。
なお、制御部３の構成の詳細については、後ほど説明する。
制御部３がマイコンシステム又はコンピュータにより構成される場合、後述する制御部３の各部の一部又は全部は、記憶装置に記憶されたプログラムにより実現されていてもよい。または、制御部３の各部の一部又は全部は、カスタムＩＣなどにより実現されていてもよい。
なお、制御部３の構成の詳細については、後ほど説明する。
排気部４は、吸引力を発生させるポンプ（図示せず）などにより構成されている。また、排気部４は、上記のように、ガス分析部１の反応部１１とガス流通可能に接続されている。このため、排気部４は、反応部１１の内部を負圧にすることにより、反応部１１の内部に、試料ガス及び／又は基準ガスと、発光誘発成分発生部２において発生した発光誘発ガスとを吸引導入できる。
また、上記のように、排気部４は、反応部１１を介して、発光誘発成分発生部２とガス流通可能に接続されている。従って、排気部４は、反応部１１の内部を負圧にすると共に、発光誘発成分発生部２を負圧にすることにより、発光誘発成分発生部２に、発光誘発成分の原料となる原料ガス（希釈ガス、基準ガス）を吸引導入できる。
また、排気部４は、発光誘発成分（本実施形態においては、オゾン（Ｏ３））を分解する装置（図示せず）を有している。これにより、排気部４は、発光誘発成分を外部空間へ排出することを抑制できる。
なお、発光誘発成分発生部２において、放電発生間隔にて決定される時間間隔を空けて放電を繰り返すことにより、発光誘発成分発生部２から発生する発光誘発成分の量も調整できる。その結果、排気部４からの発光誘発成分（オゾン（Ｏ３））の外部空間への排出量を抑制できる。
なお、発光誘発成分発生部２において、放電発生間隔にて決定される時間間隔を空けて放電を繰り返すことにより、発光誘発成分発生部２から発生する発光誘発成分の量も調整できる。その結果、排気部４からの発光誘発成分（オゾン（Ｏ３））の外部空間への排出量を抑制できる。
２．ガス分析部の構成
２−１．全体構成
次に、ガス分析部１の構成について説明する。まず、ガス分析部１の全体構成について、図１を用いて説明する。
上記のように、ガス分析部１は、試料ガス中の所定成分と発光誘発ガス中の発光誘発成分との相互作用により発生する反応光に基づいて検出信号を出力する。また、本実施形態のガス分析部１は、基準ガスと、希釈ガスと試料ガス（又は変換試料ガス（後述））との混合ガス（第１混合ガス又は第２混合ガス）とを、第１周期Ｔ１にて交互に導入する。
従って、ガス分析部１は、反応部１１と、試料ガス導入部１３と、希釈ガス導入部１５と、第１ガス切替部１７と、ガス合流部１９と、を有する。
２−１．全体構成
次に、ガス分析部１の構成について説明する。まず、ガス分析部１の全体構成について、図１を用いて説明する。
上記のように、ガス分析部１は、試料ガス中の所定成分と発光誘発ガス中の発光誘発成分との相互作用により発生する反応光に基づいて検出信号を出力する。また、本実施形態のガス分析部１は、基準ガスと、希釈ガスと試料ガス（又は変換試料ガス（後述））との混合ガス（第１混合ガス又は第２混合ガス）とを、第１周期Ｔ１にて交互に導入する。
従って、ガス分析部１は、反応部１１と、試料ガス導入部１３と、希釈ガス導入部１５と、第１ガス切替部１７と、ガス合流部１９と、を有する。
反応部１１は、少なくとも３つのガス口（第１ガス口Ｇ１、第２ガス口Ｇ２、第３ガス口Ｇ３）を有している。第１ガス口Ｇ１は、発光誘発成分発生部２のもう一方のガス口と、ガス流通可能に接続されている。また、第２ガス口Ｇ２は、排気部４とガス流通可能に接続されている。
従って、反応部１１は、排気部４の吸引により、反応部１１の内部に、発光誘発ガスを導入可能となっている。
従って、反応部１１は、排気部４の吸引により、反応部１１の内部に、発光誘発ガスを導入可能となっている。
さらに、第３ガス口Ｇ３は、ガス合流部１９（後述）と第１ガス切替部１７（後述）を介して、試料ガス導入部１３（後述）とガス流通可能に接続されている。また、第３ガス口Ｇ３は、ガス合流部１９を介して、希釈ガス導入部１５（後述）とガス流通可能に接続されている。従って、反応部１１は、排気部４の吸引により、発光誘発ガスを反応部１１の内部に導入しつつ、基準ガス又は上記の混合ガスを、反応部１１の内部に導入可能となっている。
これにより、反応部１１の内部において、試料ガス（又は変換試料ガス）中の発光成分（所定成分及び／又は変換発光成分（後述））と、発光誘発ガス中の発光誘発成分との相互作用により、反応光が発生する。
これにより、反応部１１の内部において、試料ガス（又は変換試料ガス）中の発光成分（所定成分及び／又は変換発光成分（後述））と、発光誘発ガス中の発光誘発成分との相互作用により、反応光が発生する。
上記のように、反応部１１の内部に試料ガス又は変換試料ガスを導入する際、試料ガス（変換試料ガス）と希釈ガスとの混合ガスが、反応部１１の内部に導入される。希釈ガスを試料ガス（変換試料ガス）と共に導入することにより、試料ガス（変換試料ガス）中に含まれる反応光の発生を阻害する成分（二酸化炭素（ＣＯ２）など）を希釈できる。その結果、試料ガス中の発光成分の濃度に基づいた反応光を発生できる。
また、反応部１１は、図示しない光検出器を有しており、上記の反応光は当該光検出器にて受光される。その結果、反応部１１の光検出器は、反応光の強度に基づいた検出信号を出力できる。
さらに、反応部１１（及びその周囲）の温度は、所定の温度以下に保持されている。例えば、試料ガス中の低濃度（数ｐｐｍ程度）の一酸化窒素（ＮＯ）の濃度を測定した際、図４に示すように、反応部１１（及びその周囲）の温度が高くなるにつれて、所定成分（及び／又は変換発光成分（後述））の濃度測定値と実際の濃度測定値との間の誤差が増大している。特に、反応部１１の周囲の温度が所定の温度以上になると、その誤差は顕著となる。図４は、反応部１１周辺の温度と測定誤差との関係を示す図である。
温度が所定の温度以上になると誤差が増大するのは、所定の温度以上になると、上記の二次生成物の生成が顕著となるためである。
温度が所定の温度以上になると誤差が増大するのは、所定の温度以上になると、上記の二次生成物の生成が顕著となるためである。
また、図４に示されているように、発光誘発成分発生部２における放電の発生間隔を決定する放電発生間隔を大きくするほど、反応部１１（及びその周辺）の温度に対する測定誤差の変化は小さくなっている。
従って、反応部１１（及びその周囲）の温度を所定の温度以下に保持することにより、温度による測定値の変動を減少できる。その結果、試料ガスの所定成分（及び／又は変換発光成分）の濃度を精度よく測定できる。
さらに、発光誘発成分発生部２における放電発生間隔を大きくすることにより、温度による測定誤差の発生を抑制できる。
さらに、発光誘発成分発生部２における放電発生間隔を大きくすることにより、温度による測定誤差の発生を抑制できる。
試料ガス導入部１３は、例えば、ガス入口及びガス出口を有するガス流量調整器などにより構成される。試料ガス導入部１３のガス入口は、試料ガスを採取したい場所に設置された試料ガス採取プローブ（図示せず）とガス流通可能に接続されている。一方、試料ガス導入部１３のガス出口は、第１ガス切替部１７のガス口ａ（後述）とガス流通可能に接続され、第１ガス切替部１７と、ガス合流部１９と、反応部１１とを介して、排気部４とガス流通可能に接続されている。
このため、試料ガス導入部１３は、排気部４の吸引により、試料ガス取得プローブにより吸引した試料ガスを、流量を調整して、第１ガス切替部１７のガス口ａへ排出できる。
このため、試料ガス導入部１３は、排気部４の吸引により、試料ガス取得プローブにより吸引した試料ガスを、流量を調整して、第１ガス切替部１７のガス口ａへ排出できる。
また、試料ガス導入部１３は、試料ガス中の成分（一般には、所定成分以外の成分）のうち、発光誘発成分との相互作用を起こさない、あるいは、相互作用するが発光を伴わない成分を、発光誘発成分との相互作用により発光する変換発光成分に変換する変換部１３１（後述）を有している。そして、試料ガス導入部１３は、試料ガス又は変換発光成分を含む変換試料ガスを、選択して排出できる。
これにより、試料ガス中に含まれ、本来は発光誘発成分と反応光を発生する相互作用を起こさない成分の濃度を測定できる。なお、試料ガス導入部１３の詳細な構成については、後ほど説明する。
これにより、試料ガス中に含まれ、本来は発光誘発成分と反応光を発生する相互作用を起こさない成分の濃度を測定できる。なお、試料ガス導入部１３の詳細な構成については、後ほど説明する。
希釈ガス導入部１５は、例えば、ガス入口及びガス出口を有するガス流量調整器などにより構成される。希釈ガス導入部１５のガス入口は、例えば、上記の吸収剤（ソーダライムなど）や吸着剤（ゼオライトなど）が充填されたカラムを介して、上記の試料ガス採取プローブ（図示せず）と、ガス流通可能に接続されている。その結果、希釈ガス導入部１５は、試料ガスから、所定成分及び上記の反応光の発生を抑制する成分を除去して、希釈ガス及び基準ガスを生成できる。
また、希釈ガス導入部１５は、ガス合流部１９と反応部１１とを介して、排気部４とガス流通可能に接続されている。従って、希釈ガス導入部１５は、排気部４の吸引により、試料ガスから生成した希釈ガス及び基準ガスを、流量を調整してガス合流部１９及び反応部１１へ排出できる。
また、希釈ガス導入部１５は、ガス合流部１９と反応部１１とを介して、排気部４とガス流通可能に接続されている。従って、希釈ガス導入部１５は、排気部４の吸引により、試料ガスから生成した希釈ガス及び基準ガスを、流量を調整してガス合流部１９及び反応部１１へ排出できる。
第１ガス切替部１７は、例えば、３つのガス口ａ、ｂ、ｃを有する三方電磁弁である。第１ガス切替部１７は、制御部３の切替制御部３３（後述）から出力される第１切替制御信号（後述）に基づいて、ガス口ａとガス口ｂとをガス流通可能とするか、又は、ガス口ａとガス口ｃとをガス流通可能とするかを選択する。なお、本実施形態においては、第１ガス切替部１７は、第１切替制御信号の信号値がゼロのときにガス口ａとガス口ｂとをガス流通可能とし、信号値がＳ１ＯＮ（後述）のときにガス口ａとガス口ｃとをガス流通可能とする。
第１ガス切替部１７のガス口ａは、試料ガス導入部１３とガス流通可能に接続されている。また、ガス口ｂは、排気部４とガス流通可能に接続されている。さらに、ガス口ｃは、ガス合流部１９とガス流通可能に接続されている。
従って、第１ガス切替部１７は、排気部４の吸引により、ガス口ａとガス口ｂとをガス流通可能とした場合には、ガス口ａに排出された試料ガス又は変換試料ガスを、排気部４へと排出する。従って、この場合、試料ガス又は変換試料ガスは、反応部１１に導入されない。
一方、ガス口ａとガス口ｃとをガス流通可能とした場合には、第１ガス切替部１７は、排気部４の吸引により、試料ガス又は変換試料ガスを、ガス合流部１９へと排出する。
従って、第１ガス切替部１７は、排気部４の吸引により、ガス口ａとガス口ｂとをガス流通可能とした場合には、ガス口ａに排出された試料ガス又は変換試料ガスを、排気部４へと排出する。従って、この場合、試料ガス又は変換試料ガスは、反応部１１に導入されない。
一方、ガス口ａとガス口ｃとをガス流通可能とした場合には、第１ガス切替部１７は、排気部４の吸引により、試料ガス又は変換試料ガスを、ガス合流部１９へと排出する。
ガス合流部１９は、例えば、３つのガス口（第４ガス口Ｇ４、第５ガス口Ｇ５、第６ガス口Ｇ６）を有するガス配管（一般的には、「ティー」と呼ばれているガス配管）である。第４ガス口Ｇ４は、希釈ガス導入部１５とガス流通可能に接続されている。また、第５ガス口Ｇ５は、反応部１１とガス流通可能に接続されている。さらに、第６ガス口Ｇ６は、第１ガス切替部１７のガス口ｃとガス流通可能に接続されている。
これにより、ガス合流部１９は、排気部４の吸引により、第６ガス口Ｇ６に試料ガス又は変換試料ガスが排出された場合には、第４ガス口Ｇ４から導入された希釈ガスと試料ガスとの第１混合ガス、又は、希釈ガスと変換試料ガスとの第２混合ガスを、第５ガス口Ｇ５から排出する。そして、第５ガス口Ｇ５から排出された第１混合ガス又は第２混合ガスが、反応部１１へ導入される。
一方、第６ガス口Ｇ６に試料ガス又は変換試料ガスが排出されていない場合には、ガス合流部１９は、基準ガス（希釈ガス）のみを第５ガス口Ｇ５から排出する。そして、第５ガス口Ｇ５から排出された基準ガス（希釈ガス）は、反応部１１へ導入される。
２−２．試料ガス導入部の構成
次に、試料ガス導入部１３の構成の詳細について、図５を用いて説明する。図５は、試料ガス導入部の詳細構成を示す図である。図５に示す試料ガス導入部１３は、試料ガスだけでなく、変換試料ガスも反応部１１へ導入可能とする試料ガス導入部である。
変換試料ガスは、試料ガス中の所定成分（例えば、一酸化窒素（ＮＯ））以外の成分であって、発光誘発成分（オゾン（Ｏ３））と相互作用せず発光を生じない成分（例えば、二酸化窒素（ＮＯ２）、アンモニア（ＮＨ３））などを、発光誘発成分と相互作用し発光を生じる成分（例えば、一酸化窒素（ＮＯ））に変換した変換発光成分を含むガスである。
次に、試料ガス導入部１３の構成の詳細について、図５を用いて説明する。図５は、試料ガス導入部の詳細構成を示す図である。図５に示す試料ガス導入部１３は、試料ガスだけでなく、変換試料ガスも反応部１１へ導入可能とする試料ガス導入部である。
変換試料ガスは、試料ガス中の所定成分（例えば、一酸化窒素（ＮＯ））以外の成分であって、発光誘発成分（オゾン（Ｏ３））と相互作用せず発光を生じない成分（例えば、二酸化窒素（ＮＯ２）、アンモニア（ＮＨ３））などを、発光誘発成分と相互作用し発光を生じる成分（例えば、一酸化窒素（ＮＯ））に変換した変換発光成分を含むガスである。
このため、試料ガス導入部１３は、変換部１３１と、第２ガス切替部１３３と、導入部１３５と、を有する。
変換部１３１は、ガス入口とガス出口を有する。変換部１３１のガス入口は、試料ガスを採取したい場所に設置された試料ガス採取プローブ（図示せず）とガス流通可能に接続されている。また、変換部１３１のガス出口は、第２ガス切替部１３３（後述）のガス口ｅとガス流通可能に接続されている。その結果、変換部１３１のガス出口は、第２ガス切替部１３３、導入部１３５（後述）、第１ガス切替部１７、ガス合流部１９、及び反応部１１を介して、排気部４とガス流通可能に接続されている。このため、変換部１３１は、排気部４の吸引により、上記の試料ガス採取プローブから試料ガスを内部に導入可能となっている。
変換部１３１は、ガス入口とガス出口を有する。変換部１３１のガス入口は、試料ガスを採取したい場所に設置された試料ガス採取プローブ（図示せず）とガス流通可能に接続されている。また、変換部１３１のガス出口は、第２ガス切替部１３３（後述）のガス口ｅとガス流通可能に接続されている。その結果、変換部１３１のガス出口は、第２ガス切替部１３３、導入部１３５（後述）、第１ガス切替部１７、ガス合流部１９、及び反応部１１を介して、排気部４とガス流通可能に接続されている。このため、変換部１３１は、排気部４の吸引により、上記の試料ガス採取プローブから試料ガスを内部に導入可能となっている。
変換部１３１には、発光誘発成分と発光を伴う相互作用を起こさない成分を、発光誘発成分と発光を伴う相互作用を起こす変換発光成分を変換するための装置（コンバータ）が備わっている。そのため、変換部１３１に導入された試料ガス中の発光誘発成分と発光を伴う相互作用を起こさない成分は、上記の装置により、変換発光成分に変換される。
その結果、変換部１３１を通過する間に、試料ガスは、変換発光成分を含む変換試料ガスへと変換される。そして、変換試料ガスは、排気部４の吸引により、変換部１３１のガス出口から第２ガス切替部１３３のガス口ｅへ排出される。
その結果、変換部１３１を通過する間に、試料ガスは、変換発光成分を含む変換試料ガスへと変換される。そして、変換試料ガスは、排気部４の吸引により、変換部１３１のガス出口から第２ガス切替部１３３のガス口ｅへ排出される。
上記のような変換部１３１により、試料ガス中の所定成分（発光誘発成分と発光を伴う相互作用を起こす成分）以外の成分の濃度も、反応部１１に変換試料ガスが導入された際に発生する反応光に基づいて測定できる。
第２ガス切替部１３３は、３つのガス口ｄ、ｅ、ｆを有する三方電磁弁である。第２ガス切替部１３３は、切替制御部３３（後述）と信号送受信可能に接続されている。よって、第２ガス切替部１３３は、切替制御部３３から出力される第２切替制御信号（後述）に基づいて、第２ガス切替部１３３のガス口ｄとガス口ｅとをガス流通可能とするか、ガス口ｄとガス口ｆとをガス流通可能とするかを選択する。
第２ガス切替部１３３のガス口ｄは、導入部１３５（後述）のガス入口とガス流通可能に接続されている。また、ガス口ｅは、変換部１３１のガス出口とガス流通可能に接続されている。さらに、ガス口ｆは、試料ガス採取プローブ（図示せず）とガス流通可能に接続されている。
このため、第２ガス切替部１３３は、排気部４の吸引により、第２切替制御信号に基づいて、ガス口ｄとガス口ｅとをガス流通可能とすることにより、変換試料ガスをガス口ｄから排出できる。また、第２ガス切替部１３３は、ガス口ｄとガス口ｆとをガス流通可能とすることにより、試料ガス採取プローブにより採取された試料ガスを、ガス口ｄから排出できる。
すなわち、第２ガス切替部１３３は、第２切替制御信号に基づいて試料ガス又は変換試料ガスを選択して、ガス口ｄから排出できる。なお、本実施形態においては、第２ガス切替部１３３は、第２切替制御信号の信号値がゼロのときにガス口ｄとガス口ｆとをガス流通可能とし、信号値がＳ２ＯＮ（後述）のときにガス口ｄとガス口ｅとをガス流通可能とする。
すなわち、第２ガス切替部１３３は、第２切替制御信号に基づいて試料ガス又は変換試料ガスを選択して、ガス口ｄから排出できる。なお、本実施形態においては、第２ガス切替部１３３は、第２切替制御信号の信号値がゼロのときにガス口ｄとガス口ｆとをガス流通可能とし、信号値がＳ２ＯＮ（後述）のときにガス口ｄとガス口ｅとをガス流通可能とする。
導入部１３５は、例えば、ガス入口とガス出口を有するガス流量調整器である。導入部１３５のガス入口は、第２ガス切替部１３３のガス口ｄとガス流通可能に接続されている。また、導入部１３５のガス出口は、第１ガス切替部１７、ガス合流部１９、及び反応部１１を介して、排気部４とガス流通可能に接続されている。
これにより、導入部１３５は、排気部４の吸引により、第２ガス切替部１３３のガス口ｄから排出される試料ガス又は変換試料ガスを、流量を調整して、導入部１３５のガス出口から排出できる。
これにより、導入部１３５は、排気部４の吸引により、第２ガス切替部１３３のガス口ｄから排出される試料ガス又は変換試料ガスを、流量を調整して、導入部１３５のガス出口から排出できる。
上記のように、変換部１３１を有し、試料ガスと変換部１３１から排出される変換試料ガスとを選択して排出可能な試料ガス導入部１３により、所定成分を含む試料ガスと、所定成分と変換発光成分とを含む変換試料ガスとのいずれかを、選択して反応部１１へ導入できる。
その結果、発光誘発成分と発光を伴う相互作用を起こす所定成分のみでなく、試料ガス中の変換発光成分に変換された成分の濃度を、反応部１１において発生する反応光に基づいて算出できる。
その結果、発光誘発成分と発光を伴う相互作用を起こす所定成分のみでなく、試料ガス中の変換発光成分に変換された成分の濃度を、反応部１１において発生する反応光に基づいて算出できる。
３．制御部の構成
次に、制御部３の構成について、図１を用いて説明する。制御部３は、測定信号算出部３１と、切替制御部３３と、発光誘発成分発生制御部３５と、を有する。
測定信号算出部３１は、ガス分析部１の反応部１１と信号送受信可能に接続されている。従って、測定信号算出部３１は、検出信号を入力可能となっている。
本実施形態においては、検出信号としては、第１検出信号と、第２検出信号と、第３検出信号と、が存在する。第１検出信号は、試料ガスと希釈ガスとの混合ガスである第１混合ガスと発光誘発ガスが反応部１１に導入された際に生じる反応光に基づいた、光検出器からの検出信号である。第２検出信号は、基準ガス（希釈ガスと同一）と発光誘発ガスが反応部１１に導入された際に生じる反応光に基づいた検出信号である。第３検出信号は，変換試料ガスと希釈ガスとの混合ガスである第２混合ガスと発光誘発ガスが反応部１１に導入された際に生じる反応光に基づいた検出信号である。
次に、制御部３の構成について、図１を用いて説明する。制御部３は、測定信号算出部３１と、切替制御部３３と、発光誘発成分発生制御部３５と、を有する。
測定信号算出部３１は、ガス分析部１の反応部１１と信号送受信可能に接続されている。従って、測定信号算出部３１は、検出信号を入力可能となっている。
本実施形態においては、検出信号としては、第１検出信号と、第２検出信号と、第３検出信号と、が存在する。第１検出信号は、試料ガスと希釈ガスとの混合ガスである第１混合ガスと発光誘発ガスが反応部１１に導入された際に生じる反応光に基づいた、光検出器からの検出信号である。第２検出信号は、基準ガス（希釈ガスと同一）と発光誘発ガスが反応部１１に導入された際に生じる反応光に基づいた検出信号である。第３検出信号は，変換試料ガスと希釈ガスとの混合ガスである第２混合ガスと発光誘発ガスが反応部１１に導入された際に生じる反応光に基づいた検出信号である。
従って、第２検出信号は、試料ガス中の所定成分、及び／又は、変換発光成分の濃度を測定するための第１測定信号及び第２測定信号の基準として使用される。なぜなら、第２検出信号は、基準ガスのみを反応部１１へ導入した際に得られる検出信号だからである。また、基準ガスに含まれる成分は、除去された所定成分と反応光の発生を阻害する成分以外は、試料ガスに含まれる成分と同じだからである。
よって、測定信号算出部３１は、第１検出信号と第２検出信号に基づいて、試料ガス中の所定成分の濃度を測定するための第１測定信号を算出する。具体的には、測定信号算出部３１は、第１検出信号と第２検出信号との差分に基づいて、第１測定信号を算出する。これにより、測定信号算出部３１は、第１検出信号から、基準ガス（希釈ガスと同一）と発光誘発ガス（発光誘発成分）とが反応部１１に導入されたときに発生する信号成分を取り除ける。
また、測定信号算出部３１は、第３検出信号と第２検出信号とに基づいて、変換試料ガス中の変換発光成分の濃度を測定するための第２測定信号を算出する。具体的には、測定信号算出部３１は、第３検出信号と第２検出信号との差分に基づいて、第２測定信号を算出する。
これにより、第３検出信号から、所定成分と変換発光成分とに起因する信号成分以外の信号成分を取り除いて、第２測定信号を算出できる。なお、変換発光成分（変換部１３１により変換された変換発光成分に変換された成分）のみの濃度は、第２測定信号から第１測定信号との差分に基づいて算出できる。
これにより、第３検出信号から、所定成分と変換発光成分とに起因する信号成分以外の信号成分を取り除いて、第２測定信号を算出できる。なお、変換発光成分（変換部１３１により変換された変換発光成分に変換された成分）のみの濃度は、第２測定信号から第１測定信号との差分に基づいて算出できる。
切替制御部３３は、第１ガス切替部１７と信号送受信可能に接続されている。よって、切替制御部３３は、第１切替制御信号を第１ガス切替部１７に出力できる。この結果、第１ガス切替部１７は、第１切替制御信号に基づいて、第１ガス切替部１７のガス口ａとガス口ｂとをガス流通可能とするか、ガス口ａとガス口ｃとをガス流通可能とするかを選択できる。
また、切替制御部３３は、第２ガス切替部１３３と信号送受信可能に接続されている。よって、切替制御部３３は、第２切替制御信号を第２ガス切替部１３３に出力できる。この結果、第２ガス切替部１３３は、第２切替制御信号に基づいて、第２ガス切替部１３３のガス口ｄとガス口ｅとをガス流通可能とするか、ガス口ｄとガス口ｆとをガス流通可能とするかを選択できる。
切替制御部３３から出力される第１切替制御信号としては、例えば、第１ガス切替部１７の電磁弁を駆動可能な（信号振幅Ｓ１ＯＮを有する）、第１周期Ｔ１の周期を有する方形波などを用いることができる。また、第２切替制御信号としては、例えば、第２ガス切替部１３３の電磁弁を駆動可能な（信号振幅Ｓ２ＯＮを有する）、第２周期Ｔ２の周期を有する方形波などを用いることができる。
発光誘発成分発生制御部３５は、発光誘発成分発生部２と信号送受信可能に接続されている。このため、発光誘発成分発生制御部３５は、発光誘発成分発生部２における放電の発生間隔を決定する放電発生間隔を制御する信号を、発光誘発成分発生部２に出力する。 これにより、発光誘発成分発生部２は、発光誘発成分発生制御部３５から指示された放電発生間隔に基づいて、放電を発生させる間隔を制御できる。
４．ガス分析装置の動作
次に、本実施形態のガス分析装置１００の動作について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、ガス分析装置の基本動作を示すフローチャートである。図６Ｂは、成分濃度測定後に放電発生間隔を調整する場合のガス分析装置の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態において、第２切替制御信号の周期である第２周期Ｔ２は、第１切替制御信号の周期である第１周期Ｔ１の２倍の周期であるとする。また、第２切替制御信号の立ち上がり又は立ち下がりと第１切替制御信号の立ち下がりは、同期するものとする。
次に、本実施形態のガス分析装置１００の動作について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、ガス分析装置の基本動作を示すフローチャートである。図６Ｂは、成分濃度測定後に放電発生間隔を調整する場合のガス分析装置の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態において、第２切替制御信号の周期である第２周期Ｔ２は、第１切替制御信号の周期である第１周期Ｔ１の２倍の周期であるとする。また、第２切替制御信号の立ち上がり又は立ち下がりと第１切替制御信号の立ち下がりは、同期するものとする。
ガス分析装置１００が動作を開始すると、まず、排気部４が起動される。これにより、反応部１１が負圧となり、希釈ガス（基準ガス）と、試料ガス及び／又は変換試料ガスと、発光誘発ガスとを、反応部１１の内部へ導入可能となる。
また、ガス分析装置１００が動作を開始すると、切替制御部３３は、初期状態として、ゼロ信号の第１切替制御信号を発生している。そのため、第１ガス切替部１７は、初期状態として、ガス口ａとガス口ｂとをガス流通可能としている。よって、初期状態においては、反応部１１の内部には希釈ガス（基準ガス）が導入されている。
また、ガス分析装置１００が動作を開始すると、切替制御部３３は、初期状態として、ゼロ信号の第１切替制御信号を発生している。そのため、第１ガス切替部１７は、初期状態として、ガス口ａとガス口ｂとをガス流通可能としている。よって、初期状態においては、反応部１１の内部には希釈ガス（基準ガス）が導入されている。
ガス分析装置１００の動作開始後、試料ガスの成分濃度の測定を開始する前、制御部３が、ガス分析装置１００の測定レンジを設定する（ステップＳ１）。設定された測定レンジが、所定の濃度以下の濃度範囲のレンジである場合（ステップＳ１において、「Ｙｅｓ」の場合）、発光誘発成分発生制御部３５は、放電発生間隔を第１間隔に設定する（ステップＳ２）。
一方、設定された測定レンジが、所定の濃度より大きな濃度範囲のレンジである場合（ステップＳ１において、「Ｎｏ」の場合）、発光誘発成分発生制御部３５は、放電発生間隔を、第１間隔よりも小さい第２間隔に設定する（ステップＳ３）。
一方、設定された測定レンジが、所定の濃度より大きな濃度範囲のレンジである場合（ステップＳ１において、「Ｎｏ」の場合）、発光誘発成分発生制御部３５は、放電発生間隔を、第１間隔よりも小さい第２間隔に設定する（ステップＳ３）。
このように、ガス分析装置１００における測定レンジが所定の濃度以下の濃度範囲のレンジである場合の放電発生間隔が、所定の濃度より大きい濃度範囲のレンジである場合に設定される放電発生間隔よりも大きな値に設定されることにより、試料ガス中の所定の濃度以下の成分濃度を測定する際に、発光誘発成分発生部２における二次生成物の発生を抑制できる。
これにより、二次生成物が所定成分（及び変換発光成分）と発光誘発成分との相互作用を阻害することを抑制できる。その結果、所定成分（及び変換発光成分）の濃度が数ｐｐｍ程度と低い濃度であった場合でも、十分な反応光の強度を確保できる。
また、所定成分濃度が所定の濃度よりも高い場合に、放電発生間隔を第１間隔より小さな第２間隔とすることにより、試料ガス中の所定成分（変換発光成分）に対して十分な量のオゾン（Ｏ３）（発光誘発成分）を供給できる。その結果、所定成分（変換発光成分）の濃度に比して反応光の強度が小さくなることを抑制できる。
また、所定成分濃度が所定の濃度よりも高い場合に、放電発生間隔を第１間隔より小さな第２間隔とすることにより、試料ガス中の所定成分（変換発光成分）に対して十分な量のオゾン（Ｏ３）（発光誘発成分）を供給できる。その結果、所定成分（変換発光成分）の濃度に比して反応光の強度が小さくなることを抑制できる。
放電発生間隔を設定後、発光誘発成分発生部２は、設定された放電発生間隔にて決定される時間間隔を空けて、放電を発生する（ステップＳ４）。これにより、発光誘発成分発生部２は、内部に導入された希釈ガス（基準ガス）を原料として、発光誘発成分としてのオゾン（Ｏ３）（と上記の二次生成物）を発生させる。
発光誘発成分発生部２が放電を開始後、切替制御部３３は、第１周期Ｔ１を有する方形波形状の第１切替制御信号と、第２周期Ｔ２を有する方形波形状の第２切替制御信号とを発生させる。今、第１切替制御信号がゼロ信号値であり、かつ、第２切替制御信号がゼロ信号値となった時点を基準に（時間ｔを０とする）、以後の動作について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態における、第１切替制御信号と第２切替制御信号の信号波形と、反応部１１へのガス導入パターンと、検出信号の信号波形とを示す図である。
まず、時間ｔが０から第１周期Ｔ１の半周期（０．５Ｔ１）までの間、第１切替制御信号の信号値はゼロ信号値である。そのため、第１ガス切替部１７においては、ガス口ａとガス口ｂとがガス流通可能となる。すなわち、試料ガス（又は変換試料ガス）は、反応部１１をバイパスして、排気部４へと排出される。このため、図７のガス導入パターンに示すように、時間ｔが０から第１周期Ｔ１の半周期（０．５Ｔ１）までの間、反応部１１には基準ガス（希釈ガス）と発光誘発ガスとが導入される。
このとき、測定信号算出部３１は、基準ガス（希釈ガス）と発光誘発ガスとが反応部１１に導入されたときの発光量に基づいた第２検出信号を、反応部１１から取得する（ステップＳ５）。そして、測定信号算出部３１は、取得した第２検出信号を制御部３の記憶部に記憶する。
図７に示すように、このとき得られた第２検出信号は、信号安定時にＳ２の信号値を有する信号である。このように、基準ガス（希釈ガスと同一）と発光誘発ガスのみが反応部１１に導入された際にも、ゼロでない信号成分が発生している。このような信号成分が発生する主要因は、発光誘発成分発生部２において発生する二次生成物としての一酸化窒素（ＮＯ）などである。発光誘発成分発生部２における放電発生間隔を大きくして二次生成物の発生を抑制できたとしても、測定対象である所定成分の濃度が数ｐｐｍ程度と低い場合には、二次生成物としての一酸化窒素（ＮＯ）などにより反応光が生じると、その影響は無視できなくなる。
このよう場合に、後述のように、第１検出信号や第３検出信号から第２検出信号を差し引くことにより、第１検出信号や第３検出信号に含まれる二次生成物としての一酸化窒素（ＮＯ）などによる信号成分を取り除ける。
次に、時間ｔが０．５Ｔ１から第１周期Ｔ１と一致する時間までの間、第１切替制御信号の信号値は、Ｓ１ＯＮとなる。また、第２切替制御信号の信号値はゼロ信号値である。
そのため、第２ガス切替部１３３においては、ガス口ｄとガス口ｆとがガス流通可能となっている。すなわち、試料ガス導入部１３（導入部１３５）からは、試料ガスが排出される。また、第１ガス切替部１７においては、ガス口ａとガス口ｃとがガス流通可能となっている。すなわち、第１ガス切替部１７のガス口ｃからは、試料ガスが排出される。
そのため、第２ガス切替部１３３においては、ガス口ｄとガス口ｆとがガス流通可能となっている。すなわち、試料ガス導入部１３（導入部１３５）からは、試料ガスが排出される。また、第１ガス切替部１７においては、ガス口ａとガス口ｃとがガス流通可能となっている。すなわち、第１ガス切替部１７のガス口ｃからは、試料ガスが排出される。
よって、図７のガス導入パターンに示すように、時間ｔが０．５Ｔ１から第１周期Ｔ１と一致する時間までの間、反応部１１には、ガス合流部１９にて希釈ガスと試料ガスとが混合された第１混合ガスと発光誘発ガスとが導入される。
このとき、測定信号算出部３１は、第１混合ガス（希釈ガスと試料ガス）と発光誘発ガスとが反応部１１に導入されたときの発光量に基づいた第１検出信号を、反応部１１から取得する（ステップＳ６）。そして、測定信号算出部３１は、取得した第１検出信号を記憶部に記憶する。
図７に示すように、このとき得られた第１検出信号は、信号安定時にＳ１の信号値を有する信号である。
このとき、測定信号算出部３１は、第１混合ガス（希釈ガスと試料ガス）と発光誘発ガスとが反応部１１に導入されたときの発光量に基づいた第１検出信号を、反応部１１から取得する（ステップＳ６）。そして、測定信号算出部３１は、取得した第１検出信号を記憶部に記憶する。
図７に示すように、このとき得られた第１検出信号は、信号安定時にＳ１の信号値を有する信号である。
さらに、時間ｔがＴ１から次の第１周期Ｔ１の半周期分（１．５Ｔ１）までの間、第１切替制御信号の信号値は、再びゼロ信号値となる。そのため、図７のガス導入パターンに示すように、反応部１１には、基準ガス（希釈ガス）と発光誘発ガスとが導入される。このとき、測定信号算出部３１は、再び第２検出信号を反応部１１から取得する（ステップＳ７）。そして、測定信号算出部３１は、取得した第２検出信号を記憶部に記憶する。
さらに、時間ｔが１．５Ｔ１から第１切替制御信号の第２周期目終了時（すなわち、ｔ＝２Ｔ１）までの間、第１切替制御信号の信号値は、再びＳ１ＯＮとなる。一方、第２切替制御信号の信号値はＳ２ＯＮとなっている。
そのため、第２ガス切替部１３３においては、ガス口ｄとガス口ｅとがガス流通可能となっている。すなわち、試料ガス導入部１３（導入部１３５）からは、変換試料ガスが排出される。また、第１ガス切替部１７においては、ガス口ａとガス口ｃとがガス流通可能となっているため、ガス口ｃからは、変換試料ガスが排出される。
そのため、第２ガス切替部１３３においては、ガス口ｄとガス口ｅとがガス流通可能となっている。すなわち、試料ガス導入部１３（導入部１３５）からは、変換試料ガスが排出される。また、第１ガス切替部１７においては、ガス口ａとガス口ｃとがガス流通可能となっているため、ガス口ｃからは、変換試料ガスが排出される。
よって、図７のガス導入パターンに示すように、反応部１１には、ガス合流部１９にて希釈ガスと変換試料ガスとが混合された第２混合ガスと発光誘発ガスとが導入される。
このとき、測定信号算出部３１は、第２混合ガス（希釈ガスと変換試料ガス）と発光誘発ガスとが反応部１１に導入されたときの発光量に基づいた第３検出信号を、反応部１１から取得する（ステップＳ８）。そして、測定信号算出部３１は、取得した第３検出信号を記憶部に記憶する。
図７に示すように、このとき得られた第３検出信号は、信号安定時にＳ３の信号値を有する信号である。
このとき、測定信号算出部３１は、第２混合ガス（希釈ガスと変換試料ガス）と発光誘発ガスとが反応部１１に導入されたときの発光量に基づいた第３検出信号を、反応部１１から取得する（ステップＳ８）。そして、測定信号算出部３１は、取得した第３検出信号を記憶部に記憶する。
図７に示すように、このとき得られた第３検出信号は、信号安定時にＳ３の信号値を有する信号である。
このように、図７に示すようなガス導入パターンを第１切替制御信号及び第２切替制御信号により作り出すことにより、ステップＳ５からステップＳ８までの第１周期Ｔ１の２周期分、すなわち、第２周期Ｔ２の１周期（Ｔ２）の間に、第１検出信号と、第２検出信号と、第３検出信号とを取得できる。
このように、短時間のうちに、第１検出信号と、第２検出信号と、第３検出信号とを取得した場合、これら３つの検出信号に含まれる基準信号の変動を最小にできる。
すなわち、第２検出信号を第１検出信号及び第３検出信号の基準信号とすることにより、第１検出信号及び第３検出信号から、所定成分と発光誘発成分との相互作用による発光に基づく信号成分、及び、変換発光成分（と所定成分）と発光誘発成分との相互作用による発光に基づく信号成分とを、ほぼ過不足なく取り出せる。
すなわち、第２検出信号を第１検出信号及び第３検出信号の基準信号とすることにより、第１検出信号及び第３検出信号から、所定成分と発光誘発成分との相互作用による発光に基づく信号成分、及び、変換発光成分（と所定成分）と発光誘発成分との相互作用による発光に基づく信号成分とを、ほぼ過不足なく取り出せる。
また、基準ガス（希釈ガス）と、試料ガス又は変換試料ガスとを、交互に切り替えて反応部１１に導入することにより、試料ガス及び変換試料ガスによる反応部１１の汚染を抑制できる。そのため、ガス分析装置１００のメンテナンス作業の頻度を減少できる。
ステップＳ８までに、第１検出信号と、２つの第２検出信号と、第３検出信号とを取得後、測定信号算出部３１は、記憶部に記憶された第１検出信号と、第２検出信号と、第３検出信号とを読み出し、これら３つの検出信号に基づいて、所定成分の濃度を測定するための第１測定信号と、変換発光成分（変換部１３１にて変換発光成分に変換された試料ガス中の成分）の濃度を測定するための第２測定信号を算出する（ステップＳ９）。
このとき、測定信号算出部３１は、第１検出信号の安定時の信号値Ｓ１と第２検出信号の安定時の信号値Ｓ２との差分に基づいて、第１測定信号を算出する。また、測定信号算出部３１は、第３検出信号の安定時の信号値Ｓ３と第２検出信号の安定時の信号値Ｓ２との差分に基づいて、第２測定信号を算出する。
そして、測定信号算出部３１は、第１測定信号に基づいて、試料ガス中の所定成分濃度を算出する。一方、変換発光成分のみの濃度を算出したい場合、測定信号算出部３１は、第２測定信号と第１測定信号との差分に基づいて、変換発光成分の濃度を算出する。なぜなら、第３検出信号は、変換発光成分と発光誘発成分との相互作用による発光に基づく信号成分だけでなく、所定成分と発光誘発成分との相互作用による発光に基づく信号成分も含んでいるためである。
そして、測定信号算出部３１は、第１測定信号に基づいて、試料ガス中の所定成分濃度を算出する。一方、変換発光成分のみの濃度を算出したい場合、測定信号算出部３１は、第２測定信号と第１測定信号との差分に基づいて、変換発光成分の濃度を算出する。なぜなら、第３検出信号は、変換発光成分と発光誘発成分との相互作用による発光に基づく信号成分だけでなく、所定成分と発光誘発成分との相互作用による発光に基づく信号成分も含んでいるためである。
このように、測定信号算出部３１が、第１検出信号と第２検出信号との差分、及び、第３検出信号と第２検出信号との差分に基づいて、それぞれ、第１測定信号及び第２測定信号を算出することにより、二次生成物としての一酸化窒素（ＮＯ）などに起因する反応光に基づいた信号成分を取り除いた第１測定信号及び第２測定信号を算出できる。
その結果、特に、所定成分（及び／又は変換発光成分）の濃度が数ｐｐｍと低濃度である場合にも、上記の第１測定信号及び第２測定信号を用いて、所定成分及び／又は変換発光成分の濃度を精度よく算出できる。
ステップＳ９において成分濃度を算出後、制御部３は、成分濃度測定を終了するかどうかを判断する（ステップＳ１０）。制御部３が、成分濃度測定を終了すると判断した場合（ステップＳ１０において、「Ｙｅｓ」の場合）、ガス分析装置１００は、成分濃度測定を停止する。
一方、制御部３が、成分濃度測定を継続すると判断した場合（ステップＳ１０において、「Ｎｏ」の場合）、ステップＳ５に戻り、引き続き成分濃度測定を継続する。これにより、制御部３が測定を終了すると判断するまで、成分濃度測定を継続できる。
一方、制御部３が、成分濃度測定を継続すると判断した場合（ステップＳ１０において、「Ｎｏ」の場合）、ステップＳ５に戻り、引き続き成分濃度測定を継続する。これにより、制御部３が測定を終了すると判断するまで、成分濃度測定を継続できる。
なお、図６Ｂに示すように、ステップＳ９にて成分濃度を算出後に、発光誘発成分発生制御部３５が、算出された成分（所定成分及び／又は変換発光成分）濃度に基づいて、放電発生間隔を調整してもよい（図６ＢのステップＳ１０）。
例えば、ステップＳ２において放電発生間隔を第１間隔に設定した場合において、試料ガス中の所定成分（及び変換発光成分）濃度が上昇して所定の濃度を超えた場合に、発光誘発成分発生制御部３５は、放電発生間隔を第２間隔へと短縮してもよい。
また、その逆に、ステップＳ３において放電発生間隔を第２間隔に設定した場合において、試料ガス中の所定成分（及び変換発光成分）濃度が低下して所定の濃度以下となった場合に、発光誘発成分発生制御部３５は、放電発生間隔を第１間隔へと増加してもよい。
例えば、ステップＳ２において放電発生間隔を第１間隔に設定した場合において、試料ガス中の所定成分（及び変換発光成分）濃度が上昇して所定の濃度を超えた場合に、発光誘発成分発生制御部３５は、放電発生間隔を第２間隔へと短縮してもよい。
また、その逆に、ステップＳ３において放電発生間隔を第２間隔に設定した場合において、試料ガス中の所定成分（及び変換発光成分）濃度が低下して所定の濃度以下となった場合に、発光誘発成分発生制御部３５は、放電発生間隔を第１間隔へと増加してもよい。
さらに、ステップＳ２において放電発生間隔を第１間隔に設定した場合において、試料ガス中の所定成分（及び変換発光成分）濃度が所定の濃度以下にて変動した場合に、発光誘発成分発生制御部３５は、放電発生間隔を算出された成分濃度に基づいて変更してもよい。
これにより、試料ガス中の成分濃度に基づいて、発光誘発成分発生部２にて発生する二次生成物及び発光誘発成分（オゾン（Ｏ３））の発生量を適切に調整できる。
これにより、試料ガス中の成分濃度に基づいて、発光誘発成分発生部２にて発生する二次生成物及び発光誘発成分（オゾン（Ｏ３））の発生量を適切に調整できる。
（２）実施形態の作用効果
上記実施形態は、下記のように表現可能である。
ガス分析装置１００（ガス分析装置の一例）は、ガス分析部１（ガス分析部の一例）と、発光誘発成分発生部２（発光誘発成分発生部の一例）と、測定信号算出部３１（測定信号算出部の一例）と、を有する。ガス分析部１は、所定成分（所定成分の一例）を含んだ試料ガス（試料ガスの一例）及び／又は基準ガス（基準ガスの一例）と、発光誘発ガス（発光誘発ガスの一例）とを導入可能である。また、ガス分析部１は、所定成分と発光誘発成分（発光誘発成分の一例）との相互作用により発生する反応光（反応光の一例）の強度に基づいた検出信号（検出信号の一例）を出力する。
上記実施形態は、下記のように表現可能である。
ガス分析装置１００（ガス分析装置の一例）は、ガス分析部１（ガス分析部の一例）と、発光誘発成分発生部２（発光誘発成分発生部の一例）と、測定信号算出部３１（測定信号算出部の一例）と、を有する。ガス分析部１は、所定成分（所定成分の一例）を含んだ試料ガス（試料ガスの一例）及び／又は基準ガス（基準ガスの一例）と、発光誘発ガス（発光誘発ガスの一例）とを導入可能である。また、ガス分析部１は、所定成分と発光誘発成分（発光誘発成分の一例）との相互作用により発生する反応光（反応光の一例）の強度に基づいた検出信号（検出信号の一例）を出力する。
発光誘発成分発生部２は、放電により発光誘発ガスを発生する。放電は、放電発生間隔（放電発生間隔の一例）の時間を空けて繰り返し発生される。放電発生間隔は、所定成分の濃度に基づいて決定される。また、発光誘発成分発生部２は、発生した発光誘発ガスをガス分析部１へ導入する。測定信号算出部３１は、第１検出信号（第１検出信号の一例）と第２検出信号（第２検出信号の一例）に基づいて、第１測定信号（第１測定信号の一例）を算出する。
ガス分析装置１００においては、まず、発光誘発成分発生部２が、放電発生間隔の時間間隔にて放電を発生することにより、発光誘発成分を含む発光誘発ガスを発生させる。この発光誘発ガスは、ガス分析部１へと導入される。
次に、ガス分析部１へ発光誘発ガスが導入されている状態にて、基準ガス及び／又は試料ガスをガス分析部１へ導入する。このとき、基準ガスがガス分析部１へ導入された場合には、基準ガスと発光誘発成分とが導入されることにより発生する反応光に基づいた第２検出信号が、ガス分析部１から出力される。
一方、試料ガスがガス分析部１へ導入された場合には、試料ガスと発光誘発ガスとが導入されることにより発生する反応光に基づいた第１検出信号が、ガス分析部１から出力される。
第１検出信号及び第２検出信号が得られた後、測定信号算出部３１が、得られた第１検出信号と第２検出信号に基づいて、第１測定信号を算出する。
次に、ガス分析部１へ発光誘発ガスが導入されている状態にて、基準ガス及び／又は試料ガスをガス分析部１へ導入する。このとき、基準ガスがガス分析部１へ導入された場合には、基準ガスと発光誘発成分とが導入されることにより発生する反応光に基づいた第２検出信号が、ガス分析部１から出力される。
一方、試料ガスがガス分析部１へ導入された場合には、試料ガスと発光誘発ガスとが導入されることにより発生する反応光に基づいた第１検出信号が、ガス分析部１から出力される。
第１検出信号及び第２検出信号が得られた後、測定信号算出部３１が、得られた第１検出信号と第２検出信号に基づいて、第１測定信号を算出する。
このガス分析装置１００においては、発光誘発成分発生部２における放電発生間隔が、試料ガス中の所定成分の濃度に基づいて決定される。これにより、発光誘発ガスに含まれる二次生成物（二次生成物の一例）の量が、所定成分の濃度に基づいて調整できる。その結果、二次生成物による反応光への影響を、所定成分の濃度に応じて調整できる。その結果、第１検出信号を用いて、所定成分の濃度を精度よく測定できる。
また、このガス分析装置１００においては、測定信号算出部３１が、第１検出信号と第２検出信号に基づいて、第１測定信号を算出している。第２検出信号において、基準ガスと発光誘発成分のみが導入された際にも、ゼロでない信号が発生する場合がある。
このような場合に、測定信号算出部３１は、第１検出信号に含まれた、基準ガス中の成分と発光誘発成分との相互作用により発生する反応光による信号成分を考慮して、測定信号を算出できる。その結果、ガス分析装置１００は、第１測定信号を用いて、精度よく所定成分の濃度を測定できる。
このような場合に、測定信号算出部３１は、第１検出信号に含まれた、基準ガス中の成分と発光誘発成分との相互作用により発生する反応光による信号成分を考慮して、測定信号を算出できる。その結果、ガス分析装置１００は、第１測定信号を用いて、精度よく所定成分の濃度を測定できる。
放電発生間隔は、所定成分の濃度が所定の濃度（所定の濃度の一例）以下となった時に、所定成分の濃度に応じて調整されている。これにより、特に、試料ガス中の所定成分が低濃度となった時に、発光誘発成分発生部２における二次生成物の発生を抑制できる。その結果、二次生成物による反応光への影響を抑制できる。
ガス分析装置１００は、変換部１３１（変換部の一例）をさらに備えている。変換部１３１は、試料ガスから変換試料ガス（変換試料ガスの一例）を生成する。このとき、変換試料ガスと発光誘発ガスとがガス分析部１に導入されたとき、ガス分析部１は第３検出信号（第３検出信号の一例）を出力する。
また、測定信号算出部３１は、第３検出信号と第２検出信号とに基づいて、変換発光成分（変換発光成分の一例）の濃度を測定するための第２測定信号（第２測定信号の一例）を算出している。これにより、試料ガス中に含まれ、本来は発光誘発成分と反応光を発生する相互作用を起こさない成分の濃度を、第２測定信号に基づいて測定できる。
また、測定信号算出部３１は、第３検出信号と第２検出信号とに基づいて、変換発光成分（変換発光成分の一例）の濃度を測定するための第２測定信号（第２測定信号の一例）を算出している。これにより、試料ガス中に含まれ、本来は発光誘発成分と反応光を発生する相互作用を起こさない成分の濃度を、第２測定信号に基づいて測定できる。
基準ガスと、試料ガス又は変換試料ガスとは、第１周期Ｔ１（第１周期の一例）にて交互にガス分析部１に導入されている。これにより、第２検出信号と、第１検出信号又は第３検出信号とを、短時間のうちに取得できる。その結果、所定成分又は変換発光成分の濃度を精度よく測定できる。
試料ガスと変換試料ガスは、第２周期Ｔ２（第２周期の一例）にて交互にガス分析部１に導入されている。これにより、第１検出信号と第３検出信号とを、短時間のうちに取得できる。その結果、所定成分及び変換発光成分の濃度を精度よく測定できる。
試料ガス又は変換試料ガスがガス分析部１に導入されるとき、第１混合ガス（第１混合ガスの一例）又は第２混合ガス（第２混合ガスの一例）がガス分析部１に導入されている。これにより、所定成分及び／又は変換発光成分と発光誘発成分との相互作用による発光を妨げる成分を希釈できる。
（３）他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（Ａ）ガス導入パターンの他の実施形態
第１実施形態のガス分析装置１００においては、図７に示すように、希釈ガスと試料ガスとの混合ガスである第１混合ガスと、希釈ガスと変換試料ガスとの混合ガスである第２混合ガスとが交互に導入されていた。しかし、ガス導入パターンはこれに限られない。
例えば、基準ガスと第２混合ガスとを交互に反応部１１に導入するようにしてもよい。このとき、第２切替制御信号は、ガス分析装置１００の動作中に常にＳ２ＯＮとなっている。また、検出信号としては、第２検出信号と第３検出信号のみが出力される。
これにより、試料ガス中の所定成分と変換発光成分との濃度の合計（例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）全体の濃度など）を測定できる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（Ａ）ガス導入パターンの他の実施形態
第１実施形態のガス分析装置１００においては、図７に示すように、希釈ガスと試料ガスとの混合ガスである第１混合ガスと、希釈ガスと変換試料ガスとの混合ガスである第２混合ガスとが交互に導入されていた。しかし、ガス導入パターンはこれに限られない。
例えば、基準ガスと第２混合ガスとを交互に反応部１１に導入するようにしてもよい。このとき、第２切替制御信号は、ガス分析装置１００の動作中に常にＳ２ＯＮとなっている。また、検出信号としては、第２検出信号と第３検出信号のみが出力される。
これにより、試料ガス中の所定成分と変換発光成分との濃度の合計（例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）全体の濃度など）を測定できる。
または、基準ガスと第１混合ガスとを交互に反応部１１に導入するようにしてもよい。このとき、第２切替制御信号は、ガス分析装置１００の動作中に常にゼロ信号値となっている。また、検出信号としては、第１検出信号と第２検出信号のみが出力される。
これにより、試料ガス中の所定成分（例えば、一酸化窒素（ＮＯ））のみの濃度を特定して測定できる。
これにより、試料ガス中の所定成分（例えば、一酸化窒素（ＮＯ））のみの濃度を特定して測定できる。
本発明は、化学発光分析法を用いたガス分析装置に広く適用できる。
１００ ガス分析装置
１ ガス分析部
１１ 反応部
１３ 試料ガス導入部
１３１ 変換部
１３３ 第２ガス切替部
１３５ 導入部
１５ 希釈ガス導入部
１７ 第１ガス切替部
１９ ガス合流部
２ 発光誘発成分発生部
３ 制御部
４ 排気部
３１ 測定信号算出部
３３ 切替制御部
３５ 発光誘発成分発生制御部
Ｇ１ 第１ガス口
Ｇ２ 第２ガス口
Ｇ３ 第３ガス口
Ｇ４ 第４ガス口
Ｇ５ 第５ガス口
Ｇ６ 第６ガス口
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 信号値
Ｔ１ 第１周期
Ｔ２ 第２周期
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ ガス口
１ ガス分析部
１１ 反応部
１３ 試料ガス導入部
１３１ 変換部
１３３ 第２ガス切替部
１３５ 導入部
１５ 希釈ガス導入部
１７ 第１ガス切替部
１９ ガス合流部
２ 発光誘発成分発生部
３ 制御部
４ 排気部
３１ 測定信号算出部
３３ 切替制御部
３５ 発光誘発成分発生制御部
Ｇ１ 第１ガス口
Ｇ２ 第２ガス口
Ｇ３ 第３ガス口
Ｇ４ 第４ガス口
Ｇ５ 第５ガス口
Ｇ６ 第６ガス口
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 信号値
Ｔ１ 第１周期
Ｔ２ 第２周期
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ ガス口
Claims (8)
- 化学発光法により、試料ガスの所定成分濃度を測定するガス分析装置であって、
前記試料ガス及び／又は基準ガスと、前記所定成分と相互作用する発光誘発成分を含む発光誘発ガスとが導入され所定の温度以下に保持される反応部を有し、前記相互作用により発生する反応光の強度に基づいた検出信号を出力するガス分析部と、
前記所定成分の濃度に基づいて決定される放電発生間隔の時間を空けて繰り返し発生される放電により前記発光誘発ガスを発生し、発生した前記発光誘発ガスを前記ガス分析部へ導入する発光誘発成分発生部と、
前記試料ガスと前記発光誘発ガスとが前記ガス分析部へ導入されたときに出力される第１検出信号と、前記基準ガスと前記発光誘発ガスとが前記ガス分析部へ導入されたときに出力される第２検出信号とに基づいて、前記所定成分の濃度を測定するための第１測定信号を算出する測定信号算出部と、
を備え、
前記基準ガスと前記試料ガスとは、前記反応部内部に前記発光誘発成分を導入した状態で、切り替えて前記反応部に導入される、ガス分析装置。 - 前記放電発生間隔は、前記所定成分の濃度が所定の濃度以下となった時に、前記所定成分の濃度に応じて調整される、請求項１に記載のガス分析装置。
- 前記試料ガスが前記ガス分析部に導入されるとき、前記試料ガスと希釈ガスとの混合ガスである第１混合ガスが導入される、請求項１又は２に記載のガス分析装置。
- 前記試料ガスから、前記発光誘発成分と発光を伴う相互作用を起こす変換発光成分をさらに含む変換試料ガスを生成する変換部をさらに備え、
前記変換試料ガスと前記発光誘発ガスとが前記ガス分析部に導入されたとき、前記ガス分析部は第３検出信号を出力し、
前記測定信号算出部は、前記第３検出信号と前記第２検出信号とに基づいて、前記変換発光成分の濃度を測定するための第２測定信号を算出する、請求項１〜３のいずれかに記載のガス分析装置。 - 前記基準ガスと前記変換試料ガスとは、第１周期にて交互に前記ガス分析部に導入される、請求項４に記載のガス分析装置。
- 前記試料ガスと前記変換試料ガスとは、第２周期にて交互に前記ガス分析部に導入される、請求項４または５に記載のガス分析装置。
- 前記変換試料ガスが前記ガス分析部に導入されるとき、前記変換試料ガスと希釈ガスとの混合ガスである第２混合ガスが導入される、請求項４〜６のいずれかに記載のガス分析装置。
- 前記基準ガスは、前記試料ガスから前記所定成分と前記反応光の発生を妨げる成分とを除去して生成され、
前記発光誘発ガスは、当該基準ガスを原料ガスとして前記発光誘発成分発生部にて生成される、
請求項１〜７のいずれかに記載のガス分析装置。
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