JPH05223735A - 差量ガス分析方法 - Google Patents
差量ガス分析方法Info
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- JPH05223735A JPH05223735A JP5687892A JP5687892A JPH05223735A JP H05223735 A JPH05223735 A JP H05223735A JP 5687892 A JP5687892 A JP 5687892A JP 5687892 A JP5687892 A JP 5687892A JP H05223735 A JPH05223735 A JP H05223735A
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- gas
- signal
- light
- concentration
- detector
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ベースガスの濃度差が変動する場合、ベース
ガスの濃度差に起因する感度差を低減することができる
差量ガス分析方法を提供すること。 【構成】 第１の周波数の交流成分の第１信号（ガス信
号）ＶS と前記第２の周波数の交流成分の第２信号（光
量信号）ＶR とを各別に取り出し、前記測定対象成分の
濃度を、 ＶS ／（ａ0 ＋ａ1 ＶR ＋ａ2 ＶR 2 ＋……＋ａn ＶR
n ）（但し、ａ0 ，……，ａn は定数） なる式に基づいて求めることにより、感度補正を行うよ
うにした。
ガスの濃度差に起因する感度差を低減することができる
差量ガス分析方法を提供すること。 【構成】 第１の周波数の交流成分の第１信号（ガス信
号）ＶS と前記第２の周波数の交流成分の第２信号（光
量信号）ＶR とを各別に取り出し、前記測定対象成分の
濃度を、 ＶS ／（ａ0 ＋ａ1 ＶR ＋ａ2 ＶR 2 ＋……＋ａn ＶR
n ）（但し、ａ0 ，……，ａn は定数） なる式に基づいて求めることにより、感度補正を行うよ
うにした。
Description
【０００１】本発明は、差量ガス分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば非分散型赤外線ガス分析計におけ
る感度補正を行う従来の技術として、本願出願人に係る
特開昭63−311146号公報に記載されたものが公知であ
る。この従来の技術を、図５および図６を参照しながら
説明する。先ず、図５において、１はセルで、その両端
部は、後述する赤外光源５からの赤外光を充分に通過さ
せることができるセル窓２によって閉塞されていると共
に、ガス導入口３、ガス導出口４が形成されている。
る感度補正を行う従来の技術として、本願出願人に係る
特開昭63−311146号公報に記載されたものが公知であ
る。この従来の技術を、図５および図６を参照しながら
説明する。先ず、図５において、１はセルで、その両端
部は、後述する赤外光源５からの赤外光を充分に通過さ
せることができるセル窓２によって閉塞されていると共
に、ガス導入口３、ガス導出口４が形成されている。
【０００３】５はセル１の一端側に設けられ、セル１を
照射するための赤外光を発する赤外光源である。６は電
源７と光源５との間に介装される光チョッピング制御回
路で、光源５からの光を、後述するガス切換え供給部８
における切換え周期と異なる周期、例えば２Ｈz でチョ
ッピングするようにしてある。
照射するための赤外光を発する赤外光源である。６は電
源７と光源５との間に介装される光チョッピング制御回
路で、光源５からの光を、後述するガス切換え供給部８
における切換え周期と異なる周期、例えば２Ｈz でチョ
ッピングするようにしてある。
【０００４】８はガス切換え供給部で、例えば三方切換
え電磁弁からなり、その一つの入口ポート９は、図外の
サンプルガスＳの供給路に接続され、他の入口ポート10
は、図外のリファレンスガスＲの供給路に接続され、さ
らに、その出口ポート11は、セル１のガス導入口３に接
続されている。また、セル１のガス導出口４は、図外の
排気管に接続されている。そして、このガス切換え供給
部８によれば、一定周期（例えば１Ｈz ）で交互にセル
１に対して供給することができる。
え電磁弁からなり、その一つの入口ポート９は、図外の
サンプルガスＳの供給路に接続され、他の入口ポート10
は、図外のリファレンスガスＲの供給路に接続され、さ
らに、その出口ポート11は、セル１のガス導入口３に接
続されている。また、セル１のガス導出口４は、図外の
排気管に接続されている。そして、このガス切換え供給
部８によれば、一定周期（例えば１Ｈz ）で交互にセル
１に対して供給することができる。
【０００５】12は前記ガス切換え供給部８、光チョッピ
ング制御回路６および後述する信号処理部16のそれぞれ
に対して制御信号ｍ，ｎを出力するコントローラで、ガ
ス切換え供給部８には１Ｈz のガス切換え信号ｍを、光
チョッピング制御回路６には２Ｈz の光変調信号ｎを、
また、信号処理部16には１Ｈz のガス切換え信号ｍと２
Ｈz の光変調信号ｎとをそれぞれ供給するよう構成され
ている。
ング制御回路６および後述する信号処理部16のそれぞれ
に対して制御信号ｍ，ｎを出力するコントローラで、ガ
ス切換え供給部８には１Ｈz のガス切換え信号ｍを、光
チョッピング制御回路６には２Ｈz の光変調信号ｎを、
また、信号処理部16には１Ｈz のガス切換え信号ｍと２
Ｈz の光変調信号ｎとをそれぞれ供給するよう構成され
ている。
【０００６】13はセル１の他端側に設けられたコンデン
サマイクロホン型検出器（以下、検出器と云う）で、サ
ンプルガスＳ中に含まれる測定対象成分、例えばＣＯ2
を検出するものである。この検出器13は、その内部が可
動膜14によって２つの受光室Ｉ, IIに区画されると共
に、受光室Ｉ, IIは、可動膜14に開設された小孔（図
外）を介して互いに連通している。そして、受光室Ｉ,
IIの内部には、既知濃度のＣＯ2 またはＣＯ2 と同等の
赤外線吸収特性を示すガスが充填されている。また、一
方の受光室IIには可動膜14に対向するよう固定極15が設
けられており、この固定極15からの出力信号Ｖは、後述
する信号処理部16に送られるようにしてある。
サマイクロホン型検出器（以下、検出器と云う）で、サ
ンプルガスＳ中に含まれる測定対象成分、例えばＣＯ2
を検出するものである。この検出器13は、その内部が可
動膜14によって２つの受光室Ｉ, IIに区画されると共
に、受光室Ｉ, IIは、可動膜14に開設された小孔（図
外）を介して互いに連通している。そして、受光室Ｉ,
IIの内部には、既知濃度のＣＯ2 またはＣＯ2 と同等の
赤外線吸収特性を示すガスが充填されている。また、一
方の受光室IIには可動膜14に対向するよう固定極15が設
けられており、この固定極15からの出力信号Ｖは、後述
する信号処理部16に送られるようにしてある。
【０００７】16は信号処理部、17はガス濃度を表示する
表示器である。ここで、信号処理部16の構成を説明する
前に、前記検出器13から出力される信号Ｖについて簡単
に説明する。この信号Ｖは、本来の測定データとしての
基本周波数（１Ｈz ）の交流成分Ｖs （サンプルガスＳ
中の測定対象成分（この実施例ではＣＯ2 ）に相当する
交流成分、以下、ガス信号と云う）と、このガス信号Ｖ
s とは異なる周波数（２Ｈz ）の交流信号Ｖr （光源５
からの照射光の強度変化に基づく交流成分、以下、光量
信号と云う）とが重畳されたものである。
表示器である。ここで、信号処理部16の構成を説明する
前に、前記検出器13から出力される信号Ｖについて簡単
に説明する。この信号Ｖは、本来の測定データとしての
基本周波数（１Ｈz ）の交流成分Ｖs （サンプルガスＳ
中の測定対象成分（この実施例ではＣＯ2 ）に相当する
交流成分、以下、ガス信号と云う）と、このガス信号Ｖ
s とは異なる周波数（２Ｈz ）の交流信号Ｖr （光源５
からの照射光の強度変化に基づく交流成分、以下、光量
信号と云う）とが重畳されたものである。
【０００８】図６は、信号処理部16の構成を示すもの
で、この図において、17は検出器13からの信号Ｖが入力
される端子、18, 19はコントローラ12からのガス切換え
信号ｍ（１Ｈz ）、光変調信号ｎ（２Ｈz ）がそれぞれ
入力される端子である。そして、20は信号Ｖを増幅する
プリアンプである。このプリアンプ20の後段には、２つ
の処理系統が互いに並列的に設けられている。
で、この図において、17は検出器13からの信号Ｖが入力
される端子、18, 19はコントローラ12からのガス切換え
信号ｍ（１Ｈz ）、光変調信号ｎ（２Ｈz ）がそれぞれ
入力される端子である。そして、20は信号Ｖを増幅する
プリアンプである。このプリアンプ20の後段には、２つ
の処理系統が互いに並列的に設けられている。
【０００９】すなわち、プリアンプ20の出力信号Ｖから
ガス信号Ｖs のみを取り出すためのバンドパスフィルタ
（中心周波数が１Ｈz ）21と、出力信号Ｖから光量信号
Ｖrのみを取り出すためのバンドパスフィルタ（中心周
波数が２Ｈz ）22とがプリアンプ20の後段に互いに並列
的に接続されている。そして、一方のバンドパスフィル
タ21の出力側には、前記ガス切換え信号ｍに基づいて、
バンドパスフィルタ21から出力されるガス信号Ｖs を同
期整流するための同期整流器23が接続され、他方のバン
ドパスフィルタ22の出力側には、前記光変調信号ｎに基
づいて、バンドパスフィルタ22から出力される光量信号
Ｖr を同期整流するための同期整流器24が接続されてい
る。
ガス信号Ｖs のみを取り出すためのバンドパスフィルタ
（中心周波数が１Ｈz ）21と、出力信号Ｖから光量信号
Ｖrのみを取り出すためのバンドパスフィルタ（中心周
波数が２Ｈz ）22とがプリアンプ20の後段に互いに並列
的に接続されている。そして、一方のバンドパスフィル
タ21の出力側には、前記ガス切換え信号ｍに基づいて、
バンドパスフィルタ21から出力されるガス信号Ｖs を同
期整流するための同期整流器23が接続され、他方のバン
ドパスフィルタ22の出力側には、前記光変調信号ｎに基
づいて、バンドパスフィルタ22から出力される光量信号
Ｖr を同期整流するための同期整流器24が接続されてい
る。
【００１０】25は前記ガス信号Ｖs を光量信号Ｖr で除
算する除算器で、この除算器25からの除算出力は、出力
端子26を経て表示器17に送られ、サンプルガスＳに含ま
れる測定対象成分の濃度値として表示される。
算する除算器で、この除算器25からの除算出力は、出力
端子26を経て表示器17に送られ、サンプルガスＳに含ま
れる測定対象成分の濃度値として表示される。
【００１１】このように、検出器13からの信号Ｖを、本
来の測定データとしての基本周波数（１Ｈz ）のガス信
号Ｖs と、このガス信号Ｖs とは異なる周波数（２Ｈz
）の光量信号Ｖr とに分離した後、ガス信号Ｖs を光
量信号Ｖr で除算するといった、所謂比率演算方式を採
用することにより、光源５に対する印加電圧や周囲温度
の変化および光源５自体の劣化などによる光量変化、セ
ル１の透過窓２の汚れ、検出器13自体の感度変化など種
々の要因に基づくスパンドリフトを全て確実、かつ、精
度よく補償できるのである。
来の測定データとしての基本周波数（１Ｈz ）のガス信
号Ｖs と、このガス信号Ｖs とは異なる周波数（２Ｈz
）の光量信号Ｖr とに分離した後、ガス信号Ｖs を光
量信号Ｖr で除算するといった、所謂比率演算方式を採
用することにより、光源５に対する印加電圧や周囲温度
の変化および光源５自体の劣化などによる光量変化、セ
ル１の透過窓２の汚れ、検出器13自体の感度変化など種
々の要因に基づくスパンドリフトを全て確実、かつ、精
度よく補償できるのである。
【００１２】これは、上記の比率演算方式による感度補
正は、図７に示すように、光量Ｉ0が例えばＩ0 ´＝１
／２・Ｉ0 となったとき、ΔＣの濃度に対して、ΔＩ0
´＝１／２・ΔＣとなるためのガス信号Ｖs を光量信号
Ｖr で割算（Ｖs ／Ｖr ）すれば、ΔＣに対するΔＩの
比率が一定であるため、すなわち、Ｉ0 ´＝１／２・Ｉ
0 になったとき、ΔＩ0 ´／ΔＣ＝ΔＩ／２ΔＣとなる
ので、光量変化に対する感度補正が可能となる。
正は、図７に示すように、光量Ｉ0が例えばＩ0 ´＝１
／２・Ｉ0 となったとき、ΔＣの濃度に対して、ΔＩ0
´＝１／２・ΔＣとなるためのガス信号Ｖs を光量信号
Ｖr で割算（Ｖs ／Ｖr ）すれば、ΔＣに対するΔＩの
比率が一定であるため、すなわち、Ｉ0 ´＝１／２・Ｉ
0 になったとき、ΔＩ0 ´／ΔＣ＝ΔＩ／２ΔＣとなる
ので、光量変化に対する感度補正が可能となる。
【００１３】ところで、例えば排ガス中のパーティキュ
レートを連続測定するものとして、本願出願人は、図１
に示すような差量ガス分析装置を特願平３−231194号に
よって出願している。図１において、27はディーゼルエ
ンジンからの排ガス（サンプルガスＳ）が定容量流れる
サンプルガス流路、28はサンプルガス流路28から点Ａに
おいて分岐したリファレンスガス流路である。このリフ
ァレンスガス流路28には、捕集フィルタ29を内蔵したフ
ィルタホルダ30が設けてあり、サンプルガスＳに含まれ
るパーティキュレートはここで捕集される。捕集フィル
タ29は、例えば不純物の少ない石英やテフロン（商標
名）などよりなる。31はリファレンスガス流路28とむだ
容積を同じにするためにサンプルガス流路27に設置され
た、フィルタホルダ30と同容積のフィルタホルダ（ダミ
ー）であり、このフィルタホルダ31内にはフィルタは装
着されていない。
レートを連続測定するものとして、本願出願人は、図１
に示すような差量ガス分析装置を特願平３−231194号に
よって出願している。図１において、27はディーゼルエ
ンジンからの排ガス（サンプルガスＳ）が定容量流れる
サンプルガス流路、28はサンプルガス流路28から点Ａに
おいて分岐したリファレンスガス流路である。このリフ
ァレンスガス流路28には、捕集フィルタ29を内蔵したフ
ィルタホルダ30が設けてあり、サンプルガスＳに含まれ
るパーティキュレートはここで捕集される。捕集フィル
タ29は、例えば不純物の少ない石英やテフロン（商標
名）などよりなる。31はリファレンスガス流路28とむだ
容積を同じにするためにサンプルガス流路27に設置され
た、フィルタホルダ30と同容積のフィルタホルダ（ダミ
ー）であり、このフィルタホルダ31内にはフィルタは装
着されていない。
【００１４】32は例えば電気抵抗炉などからなる加熱燃
焼炉であり、図外のコントローラによって炉内が一定時
間所定の温度に維持されると共に、例えば1000℃程度ま
で昇温加熱ができるように構成されている。33は加熱燃
焼炉32を経た燃焼ガスを検出するための差量測定方式の
ガス分析部である。34，35は、サンプルガス流路27およ
びリファレンスガス流路28を流れてガス分析部33に供給
されるガスを流量制御する流量制御弁であり、例えばマ
スフローコントローラが用いられる。36はバイパス用ポ
ンプである。37はガス分析部33からのガスを排出するた
めの流路で、この排出流路37には、クリティカルフロー
ベンチュリー38と排出用ポンプ39とが直列接続して設け
られている。
焼炉であり、図外のコントローラによって炉内が一定時
間所定の温度に維持されると共に、例えば1000℃程度ま
で昇温加熱ができるように構成されている。33は加熱燃
焼炉32を経た燃焼ガスを検出するための差量測定方式の
ガス分析部である。34，35は、サンプルガス流路27およ
びリファレンスガス流路28を流れてガス分析部33に供給
されるガスを流量制御する流量制御弁であり、例えばマ
スフローコントローラが用いられる。36はバイパス用ポ
ンプである。37はガス分析部33からのガスを排出するた
めの流路で、この排出流路37には、クリティカルフロー
ベンチュリー38と排出用ポンプ39とが直列接続して設け
られている。
【００１５】前記差量測定方式のガス分析部33は、図２
に示すように、互いに独立した光路を有するサンプルガ
ス用セル40とリファレンスガス用セル41の一側に例えば
赤外光源42, 43を配置すると共に、他側に例えばＨ
2 Ｏ, ＣＯ2 ，ＳＯ2 などの複数のガスを同時に検出す
るための例えばコンデンサマイクロホン型検出器よりな
るＨ2 Ｏ検出器44、ＣＯ2 検出器45、ＳＯ2 検出器46を
互いに光学的に直列に配置して構成されている。47はセ
ル40，41と光源42, 43との間に設けられ、図外の駆動機
構によって回転するように構成された変調用チョッパで
ある。48は各検出器44，45，46からの出力信号を増幅す
るためのプリアンプ、49は出力信号としてのガス濃度を
演算処理するための演算回路で、前記演算処理部16と同
様に構成されている。
に示すように、互いに独立した光路を有するサンプルガ
ス用セル40とリファレンスガス用セル41の一側に例えば
赤外光源42, 43を配置すると共に、他側に例えばＨ
2 Ｏ, ＣＯ2 ，ＳＯ2 などの複数のガスを同時に検出す
るための例えばコンデンサマイクロホン型検出器よりな
るＨ2 Ｏ検出器44、ＣＯ2 検出器45、ＳＯ2 検出器46を
互いに光学的に直列に配置して構成されている。47はセ
ル40，41と光源42, 43との間に設けられ、図外の駆動機
構によって回転するように構成された変調用チョッパで
ある。48は各検出器44，45，46からの出力信号を増幅す
るためのプリアンプ、49は出力信号としてのガス濃度を
演算処理するための演算回路で、前記演算処理部16と同
様に構成されている。
【００１６】上記構成の差量ガス分析装置においては、
サンプルガス流路27を流れるサンプルガスＳの一部は、
点Ａにおいてリファレンスガス流路28に分流し、捕集フ
ィルタ29を通過する際、含有するパーティキュレートが
除去されてリファレンスガスＲとなり、加熱燃焼炉32に
導入される。そして、残りのサンプルガスＳは、そのま
まダミー用のフィルタホルダ31を経て、同じく加熱燃焼
炉32に導入される。
サンプルガス流路27を流れるサンプルガスＳの一部は、
点Ａにおいてリファレンスガス流路28に分流し、捕集フ
ィルタ29を通過する際、含有するパーティキュレートが
除去されてリファレンスガスＲとなり、加熱燃焼炉32に
導入される。そして、残りのサンプルガスＳは、そのま
まダミー用のフィルタホルダ31を経て、同じく加熱燃焼
炉32に導入される。
【００１７】前記加熱燃焼炉32の内部は、例えば1000℃
程度に加熱され、ＣＯ，ＨＣ成分は酸化（燃焼）されて
ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏとなり、Ｓ成分も酸化されてＳＯ2 とな
る。その後、両ガス流路27，28における燃焼ガスは、流
量調整弁34，35の働きによって、同流量でそれぞれサン
プルガス用セル40とリファレンスガス用セル41とに供給
される。
程度に加熱され、ＣＯ，ＨＣ成分は酸化（燃焼）されて
ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏとなり、Ｓ成分も酸化されてＳＯ2 とな
る。その後、両ガス流路27，28における燃焼ガスは、流
量調整弁34，35の働きによって、同流量でそれぞれサン
プルガス用セル40とリファレンスガス用セル41とに供給
される。
【００１８】そして、前記両セル40，41に光源42, 43か
ら赤外光を照射することにより、セル40，41を通過する
赤外光は、セル40，41内で所定の吸収を受けた後、Ｈ2
Ｏ検出器44、ＣＯ2 検出器45、ＳＯ2 検出器46により、
サンプルガスＳとリファレンスガスＲとにおけるＨ
2 Ｏ，ＣＯ2 ，ＳＯ2 の各ガスの濃度差（たとえばサン
プルガスＳ中のＨ2 ＯとリファレンスガスＲ中のＨ2 Ｏ
との濃度差。ＣＯ2 ，ＳＯ2 についても同様である。）
が検出され、これらの濃度に基づいて、Ｈ，Ｃ，Ｓを定
量分析することができる。
ら赤外光を照射することにより、セル40，41を通過する
赤外光は、セル40，41内で所定の吸収を受けた後、Ｈ2
Ｏ検出器44、ＣＯ2 検出器45、ＳＯ2 検出器46により、
サンプルガスＳとリファレンスガスＲとにおけるＨ
2 Ｏ，ＣＯ2 ，ＳＯ2 の各ガスの濃度差（たとえばサン
プルガスＳ中のＨ2 ＯとリファレンスガスＲ中のＨ2 Ｏ
との濃度差。ＣＯ2 ，ＳＯ2 についても同様である。）
が検出され、これらの濃度に基づいて、Ｈ，Ｃ，Ｓを定
量分析することができる。
【００１９】このように、上記差量ガス分析装置によれ
ば、加熱燃焼炉32内でパーティキュレートが酸化される
ことによって生じたガス（Ｈ2 Ｏ，ＣＯ2 ，ＳＯ2 な
ど）とベースガス（サンプルガスＳ中に本来含まれてい
るＨ2 Ｏ，ＣＯ2 ，ＳＯ2 など）との差分を連続的に測
定でき、また、熟練者でなくとも短時間に測定できる。
ば、加熱燃焼炉32内でパーティキュレートが酸化される
ことによって生じたガス（Ｈ2 Ｏ，ＣＯ2 ，ＳＯ2 な
ど）とベースガス（サンプルガスＳ中に本来含まれてい
るＨ2 Ｏ，ＣＯ2 ，ＳＯ2 など）との差分を連続的に測
定でき、また、熟練者でなくとも短時間に測定できる。
【００２０】そして、上記差量ガス分析装置において
は、サンプルガス流路27とリファレンスガス流路28とに
おけるむだ容積を同じにすると共に、両流路27，28をそ
れぞれ流れるサンプルガスＳとリファレンスガスＲとに
おける流量が等しくなるようにしているので、大きなノ
イズが発生することがない。
は、サンプルガス流路27とリファレンスガス流路28とに
おけるむだ容積を同じにすると共に、両流路27，28をそ
れぞれ流れるサンプルガスＳとリファレンスガスＲとに
おける流量が等しくなるようにしているので、大きなノ
イズが発生することがない。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記差
量ガス分析装置においては、図８に示すように、ベース
ガスがＩ0 ´＝１／２・Ｉ0 となるところのΔＩ´／Δ
Ｃは、ベースガスがゼロ（Ｉ0 ＝０）でのΔＩ／ΔＣの
１／２とはならないので、上記特開昭63−311146号公報
に記載された従来の比率演算方式をそのまま採用するこ
とはできない。例えば図１および図２に示した差量ガス
分析装置によって、排ガス中のパーティキュレート分析
を行う場合、ベースガスの濃度が２ vol％でのΔＩ´／
ΔＣは0.25で、前記従来の比率演算方式によって計算を
行っても 0.5となり、十分な補正を行うことができな
い。つまり、従来の比率演算方式においては、差量ガス
分析装置によってガス濃度を測定する場合、ベースガス
の濃度差に起因する感度差を補償することが困難であっ
た。
量ガス分析装置においては、図８に示すように、ベース
ガスがＩ0 ´＝１／２・Ｉ0 となるところのΔＩ´／Δ
Ｃは、ベースガスがゼロ（Ｉ0 ＝０）でのΔＩ／ΔＣの
１／２とはならないので、上記特開昭63−311146号公報
に記載された従来の比率演算方式をそのまま採用するこ
とはできない。例えば図１および図２に示した差量ガス
分析装置によって、排ガス中のパーティキュレート分析
を行う場合、ベースガスの濃度が２ vol％でのΔＩ´／
ΔＣは0.25で、前記従来の比率演算方式によって計算を
行っても 0.5となり、十分な補正を行うことができな
い。つまり、従来の比率演算方式においては、差量ガス
分析装置によってガス濃度を測定する場合、ベースガス
の濃度差に起因する感度差を補償することが困難であっ
た。
【００２２】本発明は、前記図８に示した関数を多項式
近似し、その一階微分を行うことで、ΔＩ／ΔＣを求め
られることに着目してなされたもので、その目的とする
ところは、ベースガスの濃度差が変動する場合、ベース
ガスの濃度差に起因する感度差を低減することができる
差量ガス分析方法を提供することにある。
近似し、その一階微分を行うことで、ΔＩ／ΔＣを求め
られることに着目してなされたもので、その目的とする
ところは、ベースガスの濃度差が変動する場合、ベース
ガスの濃度差に起因する感度差を低減することができる
差量ガス分析方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、光源から照射される光を基準ガ
スとサンプルガスとに第１の周波数で通過させるように
構成すると共に、光源からの照射光の強度を第１の周波
数とは異なる第２の周波数で変化させるように構成し、
基準ガスを通過した光およびサンプルガスを通過した光
に対する検出器を設け、この検出器による出力信号か
ら、前記基準ガスを通過した光エネルギーと前記サンプ
ルガスを通過した光エネルギーとのエネルギー差に相当
する交流成分を取り出し、この交流成分の変化量に基づ
いて前記サンプルガス中の測定対象成分の濃度を測定す
るようにした差量ガス分析方法において、前記第１の周
波数の交流成分の第１信号（ガス信号）ＶS と前記第２
の周波数の交流成分の第２信号（光量信号）ＶR とを各
別に取り出し、前記測定対象成分の濃度を、 ＶS ／（ａ0 ＋ａ1 ＶR ＋ａ2 ＶR 2 ＋……＋ａn ＶR n ）（但し、ａ0 ，… …，ａn は定数） なる式に基づいて求めることにより、感度補正を行うよ
うにしている。
め、本発明においては、光源から照射される光を基準ガ
スとサンプルガスとに第１の周波数で通過させるように
構成すると共に、光源からの照射光の強度を第１の周波
数とは異なる第２の周波数で変化させるように構成し、
基準ガスを通過した光およびサンプルガスを通過した光
に対する検出器を設け、この検出器による出力信号か
ら、前記基準ガスを通過した光エネルギーと前記サンプ
ルガスを通過した光エネルギーとのエネルギー差に相当
する交流成分を取り出し、この交流成分の変化量に基づ
いて前記サンプルガス中の測定対象成分の濃度を測定す
るようにした差量ガス分析方法において、前記第１の周
波数の交流成分の第１信号（ガス信号）ＶS と前記第２
の周波数の交流成分の第２信号（光量信号）ＶR とを各
別に取り出し、前記測定対象成分の濃度を、 ＶS ／（ａ0 ＋ａ1 ＶR ＋ａ2 ＶR 2 ＋……＋ａn ＶR n ）（但し、ａ0 ，… …，ａn は定数） なる式に基づいて求めることにより、感度補正を行うよ
うにしている。
【００２４】
【作用】本発明によれば、比率演算方式によって計算を
行う場合、分母を多項式としているので、ベースガスの
濃度差に起因する感度差を低減することができる。
行う場合、分母を多項式としているので、ベースガスの
濃度差に起因する感度差を低減することができる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００２６】本発明に係る方法を実施するための装置と
しては、図１、図２および図６に示したものを用いるこ
とができるので、その説明は省略する。
しては、図１、図２および図６に示したものを用いるこ
とができるので、その説明は省略する。
【００２７】本発明に係る差量ガス分析方法は、ガス信
号をＶS とし、光量信号をＶR とするとき、測定対象成
分の濃度を、 ＶS ／（ａ0 ＋ａ1 ＶR ＋ａ2 ＶR 2 ＋……＋ａn ＶR n ） なる式に基づいて得るものである。
号をＶS とし、光量信号をＶR とするとき、測定対象成
分の濃度を、 ＶS ／（ａ0 ＋ａ1 ＶR ＋ａ2 ＶR 2 ＋……＋ａn ＶR n ） なる式に基づいて得るものである。
【００２８】以下、この差量ガス分析方法を図３および
図４に基づいて説明する。先ず、ガス（例えばＣＯ2 ）
の濃度とそのときの光量信号ＶR とを、図３（Ａ）に示
すようにプロットし、曲線Ｉを得る。横軸はＣＯ2 濃
度、縦軸は光量信号ＶR をそれぞれ示している。このと
き、曲線Ｉは、 ｖr ＝ｆ（ｃｏ2 ） …… なる例えば４次式で近似される。
図４に基づいて説明する。先ず、ガス（例えばＣＯ2 ）
の濃度とそのときの光量信号ＶR とを、図３（Ａ）に示
すようにプロットし、曲線Ｉを得る。横軸はＣＯ2 濃
度、縦軸は光量信号ＶR をそれぞれ示している。このと
き、曲線Ｉは、 ｖr ＝ｆ（ｃｏ2 ） …… なる例えば４次式で近似される。
【００２９】図３（Ｂ）における曲線IIは、前記式の
逆関数、すなわち、 ｃｏ2 ＝ｇ（ｖr ） …… を示している。
逆関数、すなわち、 ｃｏ2 ＝ｇ（ｖr ） …… を示している。
【００３０】そして、前記曲線Ｉの接線の傾きを求める
ため、前記式を１階微分すると、 ｖr ´＝ｆ´（ｃｏ2 ） ……´ が得られ、この式´に前記式のｃｏ2 を代入する
と、 ｖr ´＝ｆ´（ｇ（ｖr ）） ……
ため、前記式を１階微分すると、 ｖr ´＝ｆ´（ｃｏ2 ） ……´ が得られ、この式´に前記式のｃｏ2 を代入する
と、 ｖr ´＝ｆ´（ｇ（ｖr ）） ……
【００３１】図４は、上記式（図中の曲線III ）およ
びｖr ´＝ｖr 3 （図中の曲線IV）をそれぞれプロット
したもので、上記式とｖr ´＝ｖr 3 とは、互いに非
常に近似していることが判る。
びｖr ´＝ｖr 3 （図中の曲線IV）をそれぞれプロット
したもので、上記式とｖr ´＝ｖr 3 とは、互いに非
常に近似していることが判る。
【００３２】すなわち、測定対象成分の濃度を、 ＶS ／（ａ0 ＋ａ1 ＶR ＋ａ2 ＶR 2 ＋……＋ａn ＶR n ） なる式に基づいて得る場合、ベースガスの濃度差に起因
する感度差を低減することができることが判る。
する感度差を低減することができることが判る。
【００３３】本発明方法は、ガス切換え周期と光源のチ
ョッピング周期とが互いに異なるようにしたものに限ら
れるものではなく、差量測定方式によって測定対象成分
のガス濃度を測定するようにしたものに広く適用でき
る。
ョッピング周期とが互いに異なるようにしたものに限ら
れるものではなく、差量測定方式によって測定対象成分
のガス濃度を測定するようにしたものに広く適用でき
る。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ベースガスの濃度差に起因する感度差を低減することが
できる。従って、図１に示すように、排ガスを連続して
採取してパーティキュレートを燃焼させ、ベースガスと
差量を測定するような場合、所望の測定対象ガスの濃度
を精度よく測定できる。
ベースガスの濃度差に起因する感度差を低減することが
できる。従って、図１に示すように、排ガスを連続して
採取してパーティキュレートを燃焼させ、ベースガスと
差量を測定するような場合、所望の測定対象ガスの濃度
を精度よく測定できる。
【図１】本発明方法を実施するための差量ガス分析装置
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図２】前記差量ガス分析装置におけるガス分析部の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明方法の原理を説明する
ための図である。
ための図である。
【図４】光量信号と感度との関係を示す図である。
【図５】従来のガス分析計を示す図である。
【図６】信号処理回路の一例を示す図である。
【図７】従来の比率演算方式による感度補正方法を説明
するための図である。
するための図である。
【図８】従来の比率演算方式による感度補正方法を説明
するための図である。
するための図である。
42, 43…光源、44, 45, 46…検出器。
Claims (1)
- 【請求項１】 光源から照射される光を基準ガスとサン
プルガスとに第１の周波数で通過させるように構成する
と共に、光源からの照射光の強度を第１の周波数とは異
なる第２の周波数で変化させるように構成し、基準ガス
を通過した光およびサンプルガスを通過した光に対する
検出器を設け、この検出器による出力信号から、前記基
準ガスを通過した光エネルギーと前記サンプルガスを通
過した光エネルギーとのエネルギー差に相当する交流成
分を取り出し、この交流成分の変化量に基づいて前記サ
ンプルガス中の測定対象成分の濃度を測定するようにし
た差量ガス分析方法において、前記第１の周波数の交流
成分の第１信号（ガス信号）ＶS と前記第２の周波数の
交流成分の第２信号（光量信号）ＶR とを各別に取り出
し、前記測定対象成分の濃度を、 ＶS ／（ａ0 ＋ａ1 ＶR ＋ａ2 ＶR 2 ＋……＋ａn ＶR n ）（但し、ａ0 ，… …，ａn は定数） なる式に基づいて求めることにより、感度補正を行うよ
うにしたことを特徴とする差量ガス分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5687892A JPH05223735A (ja) | 1992-02-08 | 1992-02-08 | 差量ガス分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5687892A JPH05223735A (ja) | 1992-02-08 | 1992-02-08 | 差量ガス分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05223735A true JPH05223735A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13039677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5687892A Pending JPH05223735A (ja) | 1992-02-08 | 1992-02-08 | 差量ガス分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05223735A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1722214A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | Tyco Electronics Raychem GmbH | Gas sensor arrangement and measuring method for improving long-term stability |
| JP2009150827A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Dkk Toa Corp | 赤外吸収式ガス分析装置 |
| CN107271392A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-20 | 重庆大学 | 一种基于气体差分吸收截面特征测量低浓度so2的方法 |
| CN108918461A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-11-30 | 北京空间机电研究所 | 一种酒驾遥感探测方法及系统 |
-
1992
- 1992-02-08 JP JP5687892A patent/JPH05223735A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1722214A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | Tyco Electronics Raychem GmbH | Gas sensor arrangement and measuring method for improving long-term stability |
| US7244940B2 (en) | 2005-05-13 | 2007-07-17 | Tyco Electronics Raychem Gmbh | Gas sensor arrangement and measuring method for improving long-term stability |
| JP2009150827A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Dkk Toa Corp | 赤外吸収式ガス分析装置 |
| CN107271392A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-20 | 重庆大学 | 一种基于气体差分吸收截面特征测量低浓度so2的方法 |
| CN107271392B (zh) * | 2017-06-12 | 2019-04-26 | 重庆大学 | 一种基于气体差分吸收截面特征测量低浓度so2的方法 |
| CN108918461A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-11-30 | 北京空间机电研究所 | 一种酒驾遥感探测方法及系统 |
| CN108918461B (zh) * | 2018-03-29 | 2021-02-09 | 北京空间机电研究所 | 一种酒驾遥感探测方法及系统 |
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