JPH0549177B2 - - Google Patents
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- JPH0549177B2 JPH0549177B2 JP12600087A JP12600087A JPH0549177B2 JP H0549177 B2 JPH0549177 B2 JP H0549177B2 JP 12600087 A JP12600087 A JP 12600087A JP 12600087 A JP12600087 A JP 12600087A JP H0549177 B2 JPH0549177 B2 JP H0549177B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は大気汚染側定装置に関する。更に詳し
くは光化学スモツグの原因となる大気中の各種炭
化水素汚染気体の濃度を、野外現場で高精度迅速
に計測し、光化学スモツグを感知する小型軽量の
大気汚染測定装置に関する。
くは光化学スモツグの原因となる大気中の各種炭
化水素汚染気体の濃度を、野外現場で高精度迅速
に計測し、光化学スモツグを感知する小型軽量の
大気汚染測定装置に関する。
従来技術
従来、大気中の光化学スモツグの原因となる各
種炭化水素汚染気体の濃度は、ガスクロマトグラ
フイ、質量分析法、水素炎イオン化検出法及び通
常の白色光源と分光器を用いた赤外吸収分光法に
より測定されていた。
種炭化水素汚染気体の濃度は、ガスクロマトグラ
フイ、質量分析法、水素炎イオン化検出法及び通
常の白色光源と分光器を用いた赤外吸収分光法に
より測定されていた。
しかし、これらの方法はいずれも大型の装置を
必要とするため高価であり、特に上記気体の濃度
を測定するためには、採取した大気試料を研究室
等に持ち帰り測定することが必要であるばかりで
なく、測定に時間がかかる欠点があつた。
必要とするため高価であり、特に上記気体の濃度
を測定するためには、採取した大気試料を研究室
等に持ち帰り測定することが必要であるばかりで
なく、測定に時間がかかる欠点があつた。
また、半導体レーザ素子を光源とした赤外吸収
分光法による測定装置も知られている。
分光法による測定装置も知られている。
即ち、この装置は、炭化水素汚染気体の計測に
適した波長２〜4μｍの赤外領域で光る半導体レ
ーザが極低温でしか動作しなかつたため、大型の
冷凍機で極低温にすることにより差動状態にし、
真空排気した密閉型の多重反射長光路セルに、大
気の気体を導入して赤外吸収分光を計測してい
た。
適した波長２〜4μｍの赤外領域で光る半導体レ
ーザが極低温でしか動作しなかつたため、大型の
冷凍機で極低温にすることにより差動状態にし、
真空排気した密閉型の多重反射長光路セルに、大
気の気体を導入して赤外吸収分光を計測してい
た。
従つて、この装置では、冷凍機及び真空装置を
必要とするため大型となり、その上長光路セルを
真空排気してから大気を導入する必要があるた
め、操作も面倒となり、野外現場において移動し
ながら大気汚染気体の濃度を短時間に計測するこ
とは困難であつた。
必要とするため大型となり、その上長光路セルを
真空排気してから大気を導入する必要があるた
め、操作も面倒となり、野外現場において移動し
ながら大気汚染気体の濃度を短時間に計測するこ
とは困難であつた。
また、波長７〜8μｍにおける波長可変半導体
レーザを光源とした短光路吸収分光測定法あるい
は遠方に固定した鏡による反射を利用した赤外吸
収分光法により、大気中のメタン濃度を計測する
装置も知られている。
レーザを光源とした短光路吸収分光測定法あるい
は遠方に固定した鏡による反射を利用した赤外吸
収分光法により、大気中のメタン濃度を計測する
装置も知られている。
しかし、この装置による炭化水素の計測は、こ
の波長領域には、炭化水素気体の内の一部である
メタのみしか共鳴吸収線が存在しないため、光化
学スモツグを対象とした大気汚染測定装置として
は適さない欠点があつた。
の波長領域には、炭化水素気体の内の一部である
メタのみしか共鳴吸収線が存在しないため、光化
学スモツグを対象とした大気汚染測定装置として
は適さない欠点があつた。
発明の目的
本発明は従来の大気汚染測定装置の欠点をなく
すべくなされたもので、波長２〜4μｍの波長領
域に可変し得られ、冷凍機、真空装置を必要とせ
ず、小型で、野外現場で高精度迅速に計測し得ら
れる大気汚染測定装置を提供するにある。
すべくなされたもので、波長２〜4μｍの波長領
域に可変し得られ、冷凍機、真空装置を必要とせ
ず、小型で、野外現場で高精度迅速に計測し得ら
れる大気汚染測定装置を提供するにある。
発明の構成
本発明者はさきに、波長２〜4μｍの間で波長
可変でき、液体窒素温度でレーザ光を発振し得ら
れる半導体レーザ、即ち、一般式Pb1-xCdxS1-y
Sey、及びPb1-xMnxS1-ySey（ただし、ｘ、ｙは０
≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１を表わす）で示される半導
体を開発した。（特開昭61−174792号、特開昭61
−174793号） これを大気汚染測定装置の光源として利用する
と、液体窒素温度でレーザ光を発振し得られるの
で、液体窒素容器中に配置することにより、レー
ザ光が発振し得られ、そのため装置を小型化し得
られる。また、波長２〜4μｍの間で波長可変で
きるので、光化学スモツグの原因となるメタン、
エタン、ブタン等の濃度も容易に測定し得られ
る。また、多重反射長光路セルを大気開放型にす
ると、従来のように、密封容器に大気を入れ研究
室に持ち帰り測定すことを必要とせず、野外現場
で迅速に測定し得られることを知見し得た。この
知見に基づいて本発明を完成した。
可変でき、液体窒素温度でレーザ光を発振し得ら
れる半導体レーザ、即ち、一般式Pb1-xCdxS1-y
Sey、及びPb1-xMnxS1-ySey（ただし、ｘ、ｙは０
≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１を表わす）で示される半導
体を開発した。（特開昭61−174792号、特開昭61
−174793号） これを大気汚染測定装置の光源として利用する
と、液体窒素温度でレーザ光を発振し得られるの
で、液体窒素容器中に配置することにより、レー
ザ光が発振し得られ、そのため装置を小型化し得
られる。また、波長２〜4μｍの間で波長可変で
きるので、光化学スモツグの原因となるメタン、
エタン、ブタン等の濃度も容易に測定し得られ
る。また、多重反射長光路セルを大気開放型にす
ると、従来のように、密封容器に大気を入れ研究
室に持ち帰り測定すことを必要とせず、野外現場
で迅速に測定し得られることを知見し得た。この
知見に基づいて本発明を完成した。
本発明の要旨は、半導体レーザ素子を光源と
し、レーザ光の吸収を利用して赤外吸収測定を行
い大気中の炭化水素濃度を測定する装置におい
て、波長２〜4μｍの間で波長可変とした液体窒
素温度でレーザ光を発振する、一般式Pb1-xCdx
S1-ySeyまたはPb1-xMnxS1-ySey（ただし、ｘ、ｙ
は０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１を表わす）で示される
半導体レーザ素子を光源とし、かつこの光源から
のレーザ光を導入する大気開放型の多重反射長光
路セルを配設してなることを特徴とする大気汚染
測定装置にある。
し、レーザ光の吸収を利用して赤外吸収測定を行
い大気中の炭化水素濃度を測定する装置におい
て、波長２〜4μｍの間で波長可変とした液体窒
素温度でレーザ光を発振する、一般式Pb1-xCdx
S1-ySeyまたはPb1-xMnxS1-ySey（ただし、ｘ、ｙ
は０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１を表わす）で示される
半導体レーザ素子を光源とし、かつこの光源から
のレーザ光を導入する大気開放型の多重反射長光
路セルを配設してなることを特徴とする大気汚染
測定装置にある。
本発明の大気汚染測定装置を図面に基づいて説
明すると、図面は本発明装置の概要図を示し、第
１図はその平面図、第２図はその側面図である。
明すると、図面は本発明装置の概要図を示し、第
１図はその平面図、第２図はその側面図である。
図中、１は半導体レーザ素子を配置した液体窒
素容器、２は較正用気体セル、３は大気開放型多
重反射長光路セル、３′，３″，３は凹面鏡、
４，４′は赤外線検出器、５は集光光学系を示す。
素容器、２は較正用気体セル、３は大気開放型多
重反射長光路セル、３′，３″，３は凹面鏡、
４，４′は赤外線検出器、５は集光光学系を示す。
液体窒素容器中にPb1-xCdxS1-ySey、または
Pb1-xMnxS1-ySey（ｘ、ｙは前記と同じ）を配置
してレーザ光を発振させる。測定気体の濃度を較
正するため、較正用気体セルにメタン、エタン、
ブタンを窒素ガスで希釈して各々100ppmとして
封入する。３′，３″，３は凹面鏡で多重反射さ
せ、３′，３″凹面鏡との間は大気開放する。凹面
鏡の傾斜角度により多重反射の数を規整し得られ
る。レーザ光の吸収強度を測定するために、各セ
ルの後方に液体窒素で冷却したInSb赤外線検出
器４，４′を取付ける。
Pb1-xMnxS1-ySey（ｘ、ｙは前記と同じ）を配置
してレーザ光を発振させる。測定気体の濃度を較
正するため、較正用気体セルにメタン、エタン、
ブタンを窒素ガスで希釈して各々100ppmとして
封入する。３′，３″，３は凹面鏡で多重反射さ
せ、３′，３″凹面鏡との間は大気開放する。凹面
鏡の傾斜角度により多重反射の数を規整し得られ
る。レーザ光の吸収強度を測定するために、各セ
ルの後方に液体窒素で冷却したInSb赤外線検出
器４，４′を取付ける。
較正気体セルから得られた強度をICとし、多重
反射長光路セルから得られた強度をＩとすると、
Ｉ／Ic＝ｘ／100からｘを求めて、大気中の各々の炭化 水素濃度を測定し得られる。実地にこの装置を使
用して測定した値は、大気サンプルを密封して研
究室に持ち帰り測定した値と同じであつた。
反射長光路セルから得られた強度をＩとすると、
Ｉ／Ic＝ｘ／100からｘを求めて、大気中の各々の炭化 水素濃度を測定し得られる。実地にこの装置を使
用して測定した値は、大気サンプルを密封して研
究室に持ち帰り測定した値と同じであつた。
発明の効果
本発明の装置によると、光化学スモツグの原因
となる各種炭化水素の濃度を、野外現場で迅速的
確に、しかも大型の冷凍機を必要とせず、また多
重反射長光路セルを大気開放型にしたため真空排
気系を必要としない。従つて、軽量小型となり野
外現場を持ち運びながら、容易に測定し得られ
る。
となる各種炭化水素の濃度を、野外現場で迅速的
確に、しかも大型の冷凍機を必要とせず、また多
重反射長光路セルを大気開放型にしたため真空排
気系を必要としない。従つて、軽量小型となり野
外現場を持ち運びながら、容易に測定し得られ
る。
図面は本発明装置の概要図で、第１図はその平
面図、第２図はその側面図である。 １：半導体レーザ素子を配置した液体窒素容
器、２：較正用気体セル、３：大気開放型多重反
射長光路セル、３′，３″，３：凹面鏡、４，
４′：赤外線検出器、５：集光光学系。
面図、第２図はその側面図である。 １：半導体レーザ素子を配置した液体窒素容
器、２：較正用気体セル、３：大気開放型多重反
射長光路セル、３′，３″，３：凹面鏡、４，
４′：赤外線検出器、５：集光光学系。
Claims (1)
- １ レーザ光の吸収を利用して赤外吸収測定を行
い、大気中の炭化水素濃度を測定する装置におい
て、波長２〜4μｍの間で波長可変とした液体窒
素温度でレーザ光を発振する、一般式Pb1-xCdx
S1-ySeyまたはPb1-xMnxS1-ySey（ただし、ｘ、ｙ
は０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１を表わす）で示される
半導体レーザ素子を光源とし、かつこの光源から
のレーザ光を導入する大気開放型の多重反射長光
路セルを配設してなることを特徴とする大気汚染
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62126000A JPS63290947A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 大気汚染測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62126000A JPS63290947A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 大気汚染測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63290947A JPS63290947A (ja) | 1988-11-28 |
| JPH0549177B2 true JPH0549177B2 (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=14924244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62126000A Granted JPS63290947A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 大気汚染測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63290947A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0830680B2 (ja) * | 1990-10-15 | 1996-03-27 | アンリツ株式会社 | ガス検出装置 |
| WO2009128138A1 (ja) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | 株式会社島津製作所 | 校正用ガスセルを搭載したガス分析装置 |
| WO2014116840A1 (en) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | California Institute Of Technology | Miniature tunable laser spectrometer for detection of a trace gas |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56147034A (en) * | 1980-04-17 | 1981-11-14 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Gas leakage detector |
| JPS5812385A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-24 | Fujitsu Ltd | 波長可変レーザを用いたガス分析装置 |
| JPS58143242A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-25 | Fujitsu Ltd | 漏洩ガス検出装置 |
-
1987
- 1987-05-25 JP JP62126000A patent/JPS63290947A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56147034A (en) * | 1980-04-17 | 1981-11-14 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Gas leakage detector |
| JPS5812385A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-24 | Fujitsu Ltd | 波長可変レーザを用いたガス分析装置 |
| JPS58143242A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-25 | Fujitsu Ltd | 漏洩ガス検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63290947A (ja) | 1988-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |