JP6619233B2 - 温度・濃度測定装置 - Google Patents
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Description
一方、可視・近赤外領域では、光コヒーレンストモグラフィ用の光源として広帯域かつ高速に波長掃引可能な光源が開発、応用されてきている。
また、本発明の温度・濃度測定装置の1構成例において、前記試料セルは、光の入出力用の光学窓が設けられたエンジンである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る温度・濃度測定装置の構成を示すブロック図である。温度・濃度測定装置は、励起光光源1と、信号光光源2と、励起光光源1からの励起光と信号光光源2からの信号光とを合波する合波手段である波長分割多重ファイバカプラ3と、波長分割多重ファイバカプラ3で合波された光を入力とし、励起光と信号光との差周波光を出力する非線形光学結晶4と、非線形光学結晶4から出力され試料セル10を透過した光を検出して電気信号に変換する検出器5と、検出器5によって得られたスペクトルを表示するオシロスコープ6と、検出器5によって得られたスペクトルを基に試料セル10の内部の気体の温度および濃度を導出する解析装置7とから構成される。
試料セル10中に入射する光が試料(本実施の形態の例ではメタン)の吸収によって透過光強度を変化させる。大気圧でのこの透過光強度(吸収強度)I(ω)は式(4)で表される。
温度導出部71は、検出器5によって得られた測定スペクトルとデータベース70に記憶されている参照スペクトルとを照合し、測定スペクトルと最もよく一致する参照スペクトルに対応する温度を、試料セル10中の試料の温度Tとして導出する。
解析結果出力部73は、温度導出部71と濃度導出部72の結果を出力する。このときの出力方法としては、例えば解析結果出力部73による表示などがあり、また温度や濃度の情報を外部に送信するようにしてもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は本発明の第2の実施の形態に係る温度・濃度測定装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、第1の実施の形態の具体例を説明するものであり、第1の実施の形態の試料セルとして、メタンを燃料とするエンジン11を配置したものである。このエンジン11には、非線形光学結晶4からの差周波光が入射する光学窓110と差周波光が出射する光学窓111とが付けられており、差周波光が通るエンジン11内の光路には光を機械的に遮るものはない。
Claims (3)
- 波長1μm帯を中心波長とした同調波長域10nm以上でかつ1kHz以上の波長掃引速度を持つ励起光光源と、
波長1.5μm帯の一定波長の信号光を出力する信号光光源と、
前記励起光光源からの励起光と前記信号光光源からの信号光とを合波する合波手段と、
前記合波手段で合波された光を入力とし、前記励起光と前記信号光との差周波光を出力する非線形光学結晶と、
この非線形光学結晶から出力され試料セルを透過した光を検出する検出器と、
この検出器によって得られた測定スペクトルを基に前記試料セルの内部の気体の温度および濃度を導出する解析手段とを備え、
前記解析手段は、
測定対象の前記気体のスペクトルを様々な温度条件ごとに予め記憶するデータベースと、
前記検出器によって得られた測定スペクトルと前記データベースに記憶されている参照スペクトルとを照合し、前記測定スペクトルと最も一致する前記参照スペクトルに対応する温度を、前記気体の温度として導出する温度導出手段と、
この温度導出手段が導出した気体の温度と前記測定スペクトルから求めた吸収強度とを基に前記気体の圧力を計算して、この気体の圧力から前記気体の濃度を計算する濃度導出手段とを備えることを特徴とする温度・濃度測定装置。 - 請求項1記載の温度・濃度測定装置において、
前記非線形光学結晶は、コア層の分極が周期的に反転する光導波路の構造を有することを特徴とする温度・濃度測定装置。 - 請求項1または2記載の温度・濃度測定装置において、
前記試料セルは、光の入出力用の光学窓が設けられたエンジンであることを特徴とする温度・濃度測定装置。
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