JPH07280730A - ガスの濃度を決定するための方法及び装置 - Google Patents

ガスの濃度を決定するための方法及び装置

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JPH07280730A
JPH07280730A JP6295972A JP29597294A JPH07280730A JP H07280730 A JPH07280730 A JP H07280730A JP 6295972 A JP6295972 A JP 6295972A JP 29597294 A JP29597294 A JP 29597294A JP H07280730 A JPH07280730 A JP H07280730A
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gas
chamber
ccs
light
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JP6295972A
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Annie Q Wang
アニー・キュー・ワン
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Industrial Scientific Corp
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IND SAIENTEIFUIKU CORP
Industrial Scientific Corp
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    • 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
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲温度の変化に感応しない、サンプルガス
混合物中の既知のガスの濃度を決定するための装置及び
方法を提供することである。 【構成】 本発明のガス分析器２６は、インレット３０
及びアウトレット３２をもつサンプルガスチャンバ２８
と、赤外線光源３４と、回路基板３８に結合された検出
器３６と、光学帯域フィルタ４０と、増幅器４２と、ア
ナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４４と、データ
収集及びマイクロプロセッサユニット４６とから構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、既知のガスの濃度を決
定するための方法及び装置に関する。本発明は、非分散
型赤外吸収法と、周囲温度の変化に感応しない方法とを
使用する。
【０００２】
【従来技術と解決課題】非分散型赤外吸収法（ＮＤＩ
Ｒ）は、ガスの濃度を決定するための最良の方法の一つ
と考えられてきた。その理由は、この方法が携帯用ガス
分析器内で使用できるからであった。全ての化学薬品
は、特定波長の吸収スペクトルに対応する分子の振動エ
ネルギーを保持する結合をもつ。ある化学薬品にエネル
ギーを与えてやると、その化学薬品の波長の吸収スペク
トルに固有の波長をもつエネルギーが吸収される。本発
明の場合、赤外放射線の形式のエネルギーがガスに与え
られる。赤外放射線が特定のガスに照射すると、この特
定ガスの波長の吸収スペクトルに固有な波長をもつ赤外
放射線がこのガスによって吸収される。ＮＤＩＲガス分
析器は、代表的には白熱ランプのような赤外放射線源
と、サンプルガスを収容するためのチャンバと、光学帯
域フィルタをもつ検出器とを含んでいる。サンプルガス
混合物がチャンバ内へ導入されて、光がチャンバを通さ
れる。光学帯域フィルタは、検出されるガスの吸収スペ
クトルに固有な波長をもつ赤外光だけを検出器へ送る。
故に、検出器は、検出されるガスの波長の吸収スペクト
ルにおける波長をもつ光だけを感知する。光が検出器に
より感知されると、電気信号が検出器により発生され
る。この信号は、信号を変換する電気回路へ送給され、
その結果、信号は検出されるガスの濃度に反比例する。
ガス濃度が大きくなるにつれて、光の吸収が大きくな
る。光の吸収が大きくなるにつれて、検出器により検出
される光の量が減少する。検出される光の量が減少する
につれて、検出器からの出力信号が減る。したがって、
吸収される赤外光の量はガス濃度に正比例し、検出され
るガスの濃度は検出器からの出力信号の大きさに反比例
する。
【０００３】検出器は、通常、熱電対列のような熱感応
検出器である。ほとんどの赤外線検出器が温度を感知す
るため、これら検出器は赤外光に反応するだけでなく、
周囲温度の変化にも反応してしまう。周囲温度の変化
は、ガス分析器が実際に使用されてガスの濃度を決定す
るとき、ガス分析器の感度、安定性及び信頼性にかなり
の影響を及ぼすことがある。
【０００４】図１は、ガス濃度を決定するのに使用され
る従来のＮＤＩＲガス分析器に関する周囲温度の変化の
影響を例示している。純粋空気が従来のガス分析器のサ
ンプルガスチャンバへ導入された。従来のガス分析器内
に設置されていた光学帯域フィルタは、純粋空気中に含
有されるガスの吸収スペクトルの波長をもつ光を検出器
へ送らなかった。そのため、信号に変化がないことが記
録されるはずであった。図１において見て取れるよう
に、検出器の出力信号は、周囲温度の増大につれて減少
した。特に、検出器の出力信号は、１０で示される約−
２０℃での約１．４５ｍＶから１２で示される約５０℃
での約０．９５ｍＶに減少した。出力信号のこの減少
は、通常、検出されるガスの濃度（故に、吸収された
光）の増大を示すものであるが、これは、そのような状
態ではなかった。故に、従来のガス分析器は、周囲温度
の変化が生じていてガス濃度を決定するのに使用される
時には、信頼できない。
【０００５】図２は、サンプリング時間（秒）に対する
従来のガス分析器の検出器の出力信号（ｍＶ）を例示す
るグラフである。このデータは、既知のガスの濃度を決
定する際に使用される従来のガス分析器が、周囲温度の
変化が生じている場合、サンプルチャンバへの比較的小
さい濃度のガスの導入に感応しないことを示している。
約７５秒かつ２６℃において、０．４％（４０００ｐ．
ｐ．ｍ）のメタンを含有するガス混合物がサンプルチャ
ンバへ導入されると、従来のガス分析器は１４ａで示さ
れる出力信号の約０．０２５ｍＶの落ち込み（ドロッ
プ）の僅かだが顕著な出力信号の変化で応答した。その
後、０．４％メタンを含有するこのサンプルガス混合物
は、純粋空気を使用してサンプルチャンバから排出され
た。純粋空気がサンプルチャンバを満たすと、周囲温度
は約２６℃から約５０℃へ変化し、出力信号は１５で示
されるように減少した。
【０００６】０．４％メタン混合物が純粋空気を使用し
てチャンバから一旦排出されると、０．１％（１０００
ｐ．ｐ．ｍ）、０．２％（２０００ｐ．ｐ．ｍ）、０．
３％（３０００ｐ．ｐ．ｍ）及び０．４％（４０００
ｐ．ｐ．ｍ）のメタンを含有するガス混合物が連続して
導入されて、その後、純粋空気を使用してチャンバから
排出された。これらは約２７５秒及び約５０℃で始まっ
た。０．１％、０．２％、０．３％及び０．４％メタン
を含有するガス混合物を導入すると、１６で示される検
出器出力信号が得られた。０．１％メタン及び０．２％
メタンを含有する混合物の導入を例示する出力信号は、
約２６℃から約５０℃への周囲温度変化による出力信号
の負の傾斜のために、１６ではほとんど検出できない。
【０００７】純粋空気を使用してチャンバから０．４％
メタンを含有するサンプルガス混合物を排出した後、
０．１％メタンを含有する混合物が１８で示される約９
００秒でチャンバヘ導入された。０．１％メタン混合物
のチャンバへの導入を示す検出器の出力信号が約５０℃
から約−２０℃への周囲温度の変化によって作られる比
較的険しい正の傾斜のために、ほとんど目立たない。
【０００８】２０での出力信号の変化は、約５０℃から
約−２０℃への周囲温度の変化によって作られる険しい
正の傾斜のためにほとんど見分けられない。同様に、周
囲温度が約−２０℃から約２６℃へ変化すると、２２で
示される約１５００秒で始まる０．１％及び０．２％の
メタンを含有する同一混合ガスの導入と排出は、検出器
の出力信号を検査する時にはほとんど見分けられない。
０．１％、０．２％、０．３％及び０．４％メタンを含
有するサンプルガス混合物が、２４で示されるように、
連続してサンプルガスチャンバへ導入されて排出され
た。２４に得られらた出力信号の変化は、ほとんど見分
けられなかった。さらに、図２に示される出力信号はほ
とんど見分けられないので、このグラフからは濃度は正
確に判断できない。
【０００９】いくつかの従来技術の分析装置は、既知の
ガス濃度をもつ既知の基準ガスを収容する第二の基準チ
ャンバを従来のガス分析器に付けることによって周囲温
度の変化により生じる悪影響に対して補償しようとして
いる。サンプルチャンバ及び第二基準チャンバからのガ
ス濃度のデータが収集されて、サンプルチャンバから生
成されたデータは、温度の影響を排除しようとする試み
で第二基準チャンバから生成されるデータを使用して修
正される。このタイプの装置の一例が、Ｍａｎｔｚ他に
付与された米国特許第４，９３７，４４８号に開示され
ている。既知の基準ガスを収容する第二基準チャンバ
は、サンプルチャンバと長手方向に整列して配置され
る。レーザは、長手方向に整列された二つのチャンバを
介して送られ、アイソトープの測定が行われる。その
後、サンプルガスのアイソトープの濃度は、実際に測定
されたアイソトープの濃度から既知の基準ガスの既知の
アイソトープの濃度を引算することによって決定され
る。
【００１０】第二の基準チャンバを組み込んだ別のタイ
プのガス分析器が、Ｋｏｔａｋａ他に付与された米国特
許第４，１５７，４７０号に開示されている。このガス
分析器は、サンプルチャンバと、温度補償セルと、既知
の濃度を持つ既知のガスを収容する第二基準チャンバ
と、干渉セルとを有する。サンプルチャンバと温度補償
セルとは、光がこれら両方を介して通過するように長手
方向に整列して配置される。同様に、第二基準チャンバ
と干渉セルも、光が第二基準チャンバ及び干渉セルの両
方を介して通過できるように長手方向に整列して配置さ
れる。サンプルチャンバからの出力信号は、干渉セルと
第二基準チャンバと温度補償セルとからのデータを使用
して修正される。第二基準チャンバをもつガス分析器の
欠点は、サンプルチャンバの物理特性が第二基準チャン
バのものと同一でない可能性があるということである。
故に、第二基準チャンバから測定された出力信号は、二
つのチャンバが同一条件にさらされてないために、誤っ
たサンプルチャンバの出力信号を生じるかもしれない。
【００１１】他の従来技術の装置は、二つの検出器と二
つの光ビームとを使用して、温度変化による従来のガス
分析器の不正確さを補償する。一方の検出器は、検出さ
れるガスの吸収スペクトルに感応する帯域フィルタを備
えている。第二の検出器は、サンプルチャンバのバック
グラウンド環境に感応する第二の帯域フィルタを備えて
いる。バックグラウンド検出器により発生される出力信
号は、検出されるガスを感知する検出器によって発生さ
れる出力信号から引算される。このタイプの装置の欠点
は、二つの検出器を保持するサンプルチャンバの物理特
性が一定でないかもしれないということである。例え
ば、二つの検出器は、異なる時間での同一の温度変化に
応答できる。温度変化がチャンバ全体にわたって均一で
ないと、出力信号は誤ったものとなるだろう。このタイ
プの装置の一例は、Ａｓａｎｏ他に付与された米国特許
第５，０１３，９２０号に開示されている。
【００１２】他の従来技術のＮＤＩＲのガス分析器は、
ガス分析器に温度制御要素を加えることによって周囲温
度の変化の悪影響に対抗しようとしている。このタイプ
の非分散型ガス分析器は、Ｗｏｎｇに付与された米国特
許第５，１６３，３３２号に開示されている。Ｗｏｎｇ
では、サンプルチャンバ表面での液化を回避するため
に、温度制御要素が使用されて、サンプルチャンバが露
点温度以下の温度に達しないようにしている。温度制御
要素は、サンプルガスチャンバを均一かつ一定の温度に
維持するように設計されているのではなく、サンプルチ
ャンバ温度を露点以上に維持するように設計されてい
る。温度の僅かな変化でさえも従来のガス分析器に悪影
響を及ぼす可能性がある。さらに、温度変化を防止する
ために温度を制御できるのであれば、温度を維持するの
にガス分析器の電力量の増大及びガス分析器の大きさの
増大が必要となって、この装置の使用を実質的に禁止す
ることになる。
【００１３】さらに別のタイプの従来技術の装置は、オ
ン及びオフ状態間に電子的にパルス化される光源を提供
し、その結果、検出器は、光源がオフ状態にあるときに
基線に戻る出力信号を作る光の断続的な流れを受信す
る。この方法の欠点は、装置が低周波電気ノイズにより
作られる電気信号の変化とガスの吸収する光により作ら
れる出力信号の僅かの変化との区別ができないというこ
とである。ノイズは、ランプのウォームアップ及びクー
ルダウンあるいは熱電対列の長い熱時定数によるウォー
ムアップにより形成され得る。このタイプの装置の例
は、Ｂｕｒｏｕｇｈ他に付与された米国特許第４，７０
９，１５０号に開示されている。
【００１４】既知のガスの濃度を決定することができか
つ周囲温度の変化に感応しない装置及び方法の必要とさ
れる。
【００１５】本発明は、周囲温度の変化に感応しない、
サンプルガス混合物中の既知のガスの濃度を決定するた
めの装置及び方法を提供する。本発明の方法は、実質的
に、チャンバを介して光を供給する段階と、サンプルガ
ス混合物をチャンバへ導入する段階と、チャンバ内の光
を検出する段階と、電気出力信号を発生する段階と、複
数の瞬時時間についての出力信号を測定する段階と、出
力信号の変化度（ＣＳ）を計算する段階と、出力信号の
変化度の変化度（ＣＣＳ）を計算する段階と、ＣＣＳデ
ータを既知の温度範囲での既知の濃度を持つ既知のガス
についての対応するＣＣＳデータと比較する段階と、を
有する。
【００１６】本発明は、ＣＣＳを使用する前記方法が、
光源をオン及びオフに繰り返しスイッチすることと、チ
ャンバを介する断続的な光を形成することと、光がサン
プルチャンバ内に存在する時と光がサンプルチャンバ内
に存在しない時に光を検出することと、を含んでいるこ
とを提供する。この技術は、ゼロ基線を設定し、検出器
によって感知される全ての光は、このゼロ基線から測定
できる。
【００１７】既知のガスの濃度を決定するための本発明
の方法の別の態様によると、本発明は、光を検出する前
記段階が既知の濃度をもつ既知のガスを収容する第二基
準封止チャンバを付け加えることとサンプルチャンバ内
の光の量と前記第二基準チャンバ内の光の量とを交互に
検出することとを含むことができるということを提供す
る。
【００１８】既知のガスの濃度を決定するための方法の
さらに別の態様は、電気出力信号を発生する前記段階が
既知の温度範囲で既知の濃度をもつ既知のガスにより生
成されたＣＣＳデータを付け加えることとデータベース
からのＣＣＳデータとサンプルチャンバから生成された
ＣＣＳデータとを交互にアクセスすることとを含むこと
ができるということを提供する。
【００１９】本発明は、さらにＣＣＳデータが比較でき
るいくつかの手法を提供する。ＣＣＳデータを比較する
一つの手法は、サンプルチャンバから生成されるＣＣＳ
データのピーク値と、既存のデータベースによって提供
される既知の温度範囲で既知の濃度をもつ同一ガスのＣ
ＣＳデータのピーク値とを比較することである。
【００２０】ＣＣＳデータを比較する別の手法は、サン
プルチャンバから生成されるＣＣＳデータの絶対値の合
計と、既存のデータベースによって提供される既知の温
度範囲での既知の濃度をもつ同一ガスのＣＣＳデータの
絶対値の合計とを比較することである。
【００２１】ＣＣＳデータを比較するさらに別の手法
は、対応する時間間隔を乗算されたサンプルチャンバか
ら生成されるＣＣＳデータの合計と、対応する時間間隔
を乗算されたＣＣＳデータの合計とを比較することであ
る。後者のＣＣＳデータは、既知の濃度でかつ既知の温
度範囲での同一ガスについてのＣＣＳデータをもつ既存
のデータベースによって提供される。
【００２２】本発明は、サンプルガス混合物中の既知の
ガスの濃度を決定するための方法を実行する装置を提供
する。この装置は、実質的には、サンプルガスチャンバ
と、赤外光源と、複数の瞬時時間での出力信号を測定す
るためのデータ収集及びマイクロプロセッサユニットと
を有する。データ収集及びマイクロプロセッサユニット
は、出力信号の変化度（ＣＳ）と出力信号の変化度の変
化度の両方を計算できるプログラムを含むメモリをも
つ。
【００２３】既知のガスの濃度を決定するための本発明
の装置のさらに別の態様は、検出器の前に配置され、検
出されるガスの吸収スペクトルに固有な波長をもつ光だ
けを通過させその他の全ての波長を濾波して取り除く光
学狭帯域フィルタを提供することである。
【００２４】本発明は、さらに、既知の温度の範囲での
既知のガスの濃度についての出力信号とＣＣＤデータと
を含んでいるデータベースをもつデータ収集及びマイク
ロプロセッサユニットを提供する。データベースは、特
にＣＣＳデータのピーク値と、ＣＣＳデータの絶対値の
合計と、対応する時間間隔を乗算されたＣＣＳデータの
合計とを含んでいる。
【００２５】
【実施例】図３に図示されるように、本発明の好ましい
実施例のガス分析器２６は、インレット３０及びアウト
レット３２をもつサンプルガスチャンバ２８と、赤外線
光源３４と、回路基板３８に結合された検出器３６と、
光学帯域フィルタ４０と、増幅器４２と、アナログ−デ
ジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４４と、データ収集及びマ
イクロプロセッサユニット４６とを有する。赤外線光源
３４及び検出器３６は、共にサンプルガスチャンバ２８
内に位置付けられる。この場合、赤外線光源３４は、電
力源（図示せず）に接続できる。赤外線光源３４は、レ
ーザあるいはセラミック赤外線放射器あるいは発光ダイ
オードに限らず白熱ランプでも良い。検出器３６は、熱
電対列が好ましいが、パイロ電気赤外線検出器あるいは
半導体赤外線検出器でもよい。検出器３６は、回路基板
３８上に取りつけられる。次の入手可能な構成要素が使
用できることが分った。
【表１】 構成要素 構成要素Ｎｏ． 製造元 関連Ｎｏ． 光源 １３３ Carley ３４ 検出器 ２Ｍ Dexter ３６ データ収集＆マイ PC Lab Plus Natinal ４６ クロプロセッサ Plus Instrument
【００２６】動作において、光源３４がオンにされ、サ
ンプルガスチャンバ２８に光を供給する。その後、サン
プルガス混合物（図示せず）が、インレット３０を介し
てサンプルチャンバ２８へ導入される。サンプル混合物
中の検出されるガスは分かっているから、ガスの波長吸
収スペクトルは分かる。故に、検出器３６は、検出され
るガスによって吸収される波長だけを通して他の波長は
通さないようになっている光学帯域フィルタ４０を備え
る。検出器３６がサンプルチャンバ内で光を検出する
と、回路基板３８は検出される光の関数である電気出力
信号を作る。その後、この電気出力信号は、増幅器４２
へ入力される。出力信号を増幅した後、出力信号は、Ａ
／Ｄコンバータによりアナログ信号からデジタル信号へ
変換される。その後、増幅されたデジタル出力信号は、
データ収集及びマイクロプロセッサユニット４６へ入力
される。データ収集及びマイクロプロセッサユニット４
６は、ＣＳデータと、ＣＣＳデータと、ＣＣＳデータの
ピーク値の合計と、時間間隔を乗算されたＣＣＳデータ
値の合計とを計算するプログラムを持つメモリを備えて
いる。データ収集及びマイクロプロセッサユニット４６
は、さらに計算したデータの全てのプロットとデジタル
出力信号のプロットとを生成できる。データ収集及びマ
イクロプロセッサユニット４６は一つのユニットとして
例示されているが、二つの素子がユニット４６の代わり
に提供できる。例えば、一方の素子は、Ａ／Ｄコンバー
タ４４からの出力信号を、ＣＣＳデータを計算できるメ
モリをもつマイクロプロセッサである第二の素子へ転送
できる。
【００２７】図４、５（ａ）、５（ｂ）及び５（ｃ）
は、メタンを含有するサンプルガス混合物が本発明のガ
ス分析器２６のサンプルガスチャンバ２８へ繰り返し導
入されて排出されたときの、データ収集及びマイクロプ
ロセッサユニット４６によって生成されたグラフを例示
する。共に同一データを例示する図４及び５（ａ）を特
に参照すると、Ｔ1 からＴ2 までの周囲温度の変化が出
力信号の信頼度に悪影響を及ぼすことが見て取れる。最
初、サンプルガスチャンバ２８内には空気が存在する。
これは、１．３ｍＶに等しい４８の基線信号によって示
される。サンプルガス混合物がサンプルガスチャンバ２
８内へ導入されると、出力信号は、サンプルガスチャン
バ２８内のガスが光学帯域フィルタ４０によって選択さ
れたスペクトル内の波長の光を吸収したことを示す負の
傾斜５０で応答した。空気の全てがサンプルガスチャン
バから実質的に排出されて、サンプルガス混合物が実質
的にサンプルチャンバ２８を満たしたとき、約１．２ｍ
Ｖに等しい一定の出力信号が５２の出力信号によって示
された。サンプルガス混合物がサンプルガスチャンバ２
８から排出されると、出力信号は５６の基線出力信号に
戻るまで５４の正の傾斜を示した。基線出力信号は、一
定で、５６の約１．３ｍＶに等しかった。この５６は、
サンプルガスチャンバ２８内のガスが実質的に全て空気
であったことを示す。見て取れるように、空気は、サン
プルガスチャンバ２８内で帯域フィルタ４０によって特
定された波長の光を吸収しなかった。
【００２８】サンプルガスチャンバ２８内の空気は周囲
温度がＴ1 から移行状態へ変化しても同一空気のままで
あったけれども、基線が５８でシフトし始めて６０まで
続いた。監視時間の約２０秒の６０において、第二回目
として、前に導入されたものと同一のサンプルガス混合
物が再びサンプルガスチャンバ２８内に導入されて、空
気がサンプルガスチャンバ２８から排出された。これ
は、６２の負の傾斜によって示される。空気の実質的全
てがサンプルガスチャンバ２８から排出されて、サンプ
ルガス混合物が実質的にサンプルチャンバ２８を満たし
たとき、出力信号は６４の傾斜の変化を示した。周囲温
度は移行状態で絶えず変化していたので、空気の全てが
排出されてサンプルガスチャンバがサンプルガス混合物
で実質的に満たされた時でも、５２で示されるサンプル
ガス混合物の前のサンプルガスチャンバ２８内への導入
中の場合のように、出力信号は一定にならなかった。絶
えず変化する温度は、６４のような、出力信号の負の傾
斜を作った。その後、サンプルガス混合物は、６６の出
力信号の正の傾斜によって示されるように、サンプルガ
スチャンバ２８から排出された。サンプルガスチャンバ
２８が再度実質的に全て空気で満たされると、出力信号
が６８で始まって温度が６９のＴ2 に達するまで続く負
の傾斜をもつ基線を示した。６８から６９までの基線
は、移行状態で絶えず変化する周囲温度により負の傾斜
をもつ。
【００２９】サンプルガスチャンバ２８内の空気は移行
温度状態からＴ2 までの周囲温度の変化中に同一空気の
ままであったけれど、基線は６８から６９までの出力信
号と７０の出力信号とを比較すると見てとれるようなシ
フトを得た。第三回目として、メタンを含有するサンプ
ルガス混合物をサンプルガスチャンバ２８に導入した結
果、７２の負の傾斜をもつ出力信号を得た。空気の実質
的全てが排出されて、サンプルガスチャンバ２８がサン
プルガス混合物で実質的に満たされると、出力信号は、
７４で示される約１．０５ｍＶに等しい一定の信号を示
した。サンプルガス混合物がサンプルガスチャンバ２８
から排出されると、出力信号は７６の正の傾斜の形式を
とった。サンプルガスの実質的全てがサンプルガスチャ
ンバ２８から排出されて、サンプルガスチャンバ２８が
実質的に全て空気で満たされると、出力信号は７８で示
す約１．１４ｍＶに等しい基線に戻った。
【００３０】この実験は、さらに周囲温度の変化中にガ
ス濃度を決定する場合の従来のガス分析器の不正確さを
例示する。検出されるガスの濃度は、実質的に、サンプ
ルガス混合物がサンプルガスチャンバ２８に導入されて
排出される間の三度とも同一のままであったけれど、ガ
ス濃度に反比例する出力信号がサンプルガス混合物の第
一回目の導入５２とサンプルガス混合物の第三回目の導
入７４とでかなりの変位を示した。この変位は、基線変
位（ドリフト）７９を調べることによって見てとること
ができる。
【００３１】出力信号が得られると、Ａ／Ｄコンバータ
４４が図４に示される出力信号を図５（ａ）に示される
デジタル信号出力Ｓに変換した。その後、このデジタル
信号出力Ｓは、データ収集及びマイクロプロセッサユニ
ット４６によって利用されて信号の変化度（ＣＳ）を計
算した。
【００３２】５（ｂ）は、サンプル信号の変化度（Ｃ
Ｓ）を例示する。図５（ｂ）のグラフを作成するため
に、サンプル出力信号の点Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 、・
・・、Ｓn-1 、Ｓn 、Ｓn+1 ・・・は、測定されて、Ｃ
Ｓを計算するのに使用された。ＣＳ1 は、第二出力信号
マイナス第一出力信号に等しい、すなわちＣＳ1 ＝Ｓ2
−Ｓ1 である。一般に、ＣＳは、現在の出力信号マイナ
ス前の出力信号、すなわちＣＳn-1 ＝Ｓn −Ｓn-1 とし
て計算される。ＣＳn-1 は、またＳn とＳn-1 との相対
差として計算できた。Ｔ1 とＴ2 の間の移行温度の８０
及び８１それぞれで小さい変位が検出され得るけれど
も、図４及び５（ａ）に例示される基線変位７９に比較
すれば、図５（ｂ）に示される基線変位は、比較的小さ
い。
【００３３】図５（ｃ）は、信号の変化度の変化度（Ｃ
ＣＳ）を例示する。ＣＣＳは、ＣＣＳ1 ＝ＣＳ2 −ＣＳ
1 、さらに一般化すればＣＣＳn-1 ＝ＣＳn −ＣＳn-1
で計算される。ＣＣＳn-1 ＝ＣＳn −ＣＳn-1 は、Δｔ
＝１とした場合の出力信号の二次導関数に等しい。ＣＣ
Ｓデータは、ＣＳn とＣＳn-1 との間の相対差を決定す
ることによって代わる代わる計算できる。その後、ＣＳ
n とＣＳn-1 とは、ＣＣＳデータを比較してサンプル混
合物中のガス濃度を決定する時に使用される。ＣＣＳの
式は、検出されるガスの濃度とガスによって吸収される
光が線形の関係を示す理論に基づいている。この線形関
係は、
【数１】 のＢｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔの法則によって特に表現さ
れる。ここで、Ｉはこの場合出力信号となる転送された
光の光度であり、Ｉ0 は入射光の光度であり、αは吸収
係数であり、ｘは吸収剤を通る光路である。ここで、α
はガスの型とガス濃度とに直接関連づけられる。濃度が
濃くなるにつれて、αも大きくなる。式（１）は、一般
に、
【数２】 として表現できる線形式である。ここで、ｙは時間ｔの
関数である。その一次導関数は、
【数３】 である。ここで、
【数４】 Δｙは信号の変化度である。それから、
【数５】 かくして、
【数６】 この場合、Δｔ＝１である。かくして、
【数７】 これは、信号の変化度の変化度（ＣＣＳ）、すなわちＣ
ＣＳn-1 ＝ＣＳn −ＣＳn-1 である。図５（ａ）の基線
変位７９は、移行温度状態でさえ図５（ｃ）に示される
ＣＣＳデータ内では実質的に排除される。サンプルガス
混合物のサンプルガスチャンバ２８への導入は、例えば
図５（ｃ）の８２及び８４と９０及び９２と９８及び１
００及び１１２とで示されるデジタル信号によって例示
される、正のピークが負のピークの後に続くことによっ
て見極めることができる。さらに、サンプルガスチャン
バ２８からのサンプルガス混合物の排出は、例えば図５
（ｃ）のデジタル信号８６及び８８及び１０６と９４及
び９６と１０２及び１０４とによって例示される、負の
ピークが正のピークの後に続くことによって見極めでき
る。１０８及び１１０のＣＣＳデータはどちらのパター
ンも示していないので、ＣＣＳデータを比較する際に考
慮されない。
【００３４】図６は、０．１〜０．４％のメタン濃度を
含有するサンプルガス混合物が、前に図２を参照した時
に説明したのと実質的に同様のパターンでサンプルチャ
ンバ２８へ導入されるときに得られたＣＣＳデータを例
示する。図２のＣＣＳデータは、従来のガス分析器及び
方法を使って得られた。図２の出力信号を図６のＣＣＳ
データと比較すると、ＣＣＳの方法が基線シフトを実質
的に排除していることがわかり得る。図２を説明した時
に上述したように、１４、１６、１８、２０、２２及び
２４で示される０．１％及び０．２％メタンを含有する
サンプルガス混合物の検出は、ほとんど目立たない。し
かしながら、図６を見ると、サンプルガスチャンバ２８
へ導入される０．１％及び０．２％メタンを含有するサ
ンプルガス混合物に対応するＣＣＳデータ信号は、非常
に目立っている。特に、図２の１８及び２２は、０．１
％及び０．２％メタンを含有するサンプルガス混合物の
チャンバ２８への導入を表している。図６の１１４及び
１１５を見てみると、０．１％及び０．２％メタンを含
有するサンプルガス混合物がサンプルチャンバ２８へ導
入された。これは、非常に目立っている。
【００３５】ＣＣＳデータを計算すると、本発明のガス
分析器を使って生成されたＣＣＳデータを、検出される
ガスについての既存のデータベースから得たＣＣＳデー
タと比較する種々の比較技術が使用できる。既存のデー
タベースは、いくつかの温度といくつかの濃度でのある
ガスについてのＣＣＳデータを収集することによって作
成することができる。
【００３６】図７は、本発明のＣＣＳの方法及び装置を
使用して得られた０％〜１００％のメタン濃度について
の応答曲線を例示する。この応答曲線は、全てのＣＣＳ
値を合計してその合計ＣＣＳ値をグラフ上にプロットす
ることによって作成された。グラフ上に載る各点は、約
２６℃でのメタンの特定濃度を表す。このデータは、本
発明のＣＣＳ方法を使用して将来メタン濃度を決定する
際に使用できる。サンプルチャンバ２８から生成された
ＣＣＳデータが実際に計算されると、ＣＣＳデータの合
計を応答曲線と比較して特定のガスの濃度を見いだすこ
とができる。例えば、サイトに生成されたＣＣＳ値の合
計が１００ｍＶであれば、図７を参照して、対応する濃
度は、１１６で示されるような約７％メタンである。図
７に示される応答曲線をデータ収集及びマイクロプロセ
ッサ４６内のデータベースへ入力することによって、サ
イトに取られた新しいデータはこの既存のデータベース
と比較できて、サンプルガス混合物中のメタンの濃度が
決定できる。温度プローブが、図３に示される本発明の
ガス分析器の好ましい実施例において提供されなければ
ならない。
【００３７】その他の手法の比較がＣＣＳデータに使用
できるけれども、本発明の好ましい次の三つの比較技術
が使用できる。まず、第一の技術は、ＣＣＳデータのピ
ーク値をデータベースのＣＣＳピーク値と比較して、検
出されるガスの濃度を決定することができる。例えば、
図５（ｃ）によれば、８２、８４、９０、９２、９８及
び１００のＣＣＳピーク値が、格納されているデータベ
ースのＣＣＳピーク値と比較できる。検出されるガスの
濃度は、そのＣＣＳピーク値を、既知の濃度での同一ガ
スのデータベースのＣＣＳピーク値と実質的に一致させ
ることによって決定される。
【００３８】図５（ａ）に５８〜６０と６８〜６９とで
例示される基線シフトは、図５（ｃ）では１０８及び１
１０の小さいピークとなる。小ピーク１０８及び１１０
は、チャンバへ導入されるかあるいは排出されるかのど
ちらかのサンプルガス混合物のパターンの一部ではない
ので、これらの小ピーク１０８及び１１０は、ガスの濃
度を決定する時には考慮されるべきでない。この種の小
ピークがガス濃度を決定するのに比較されるＣＣＳデー
タから排除できる一つの方法は、サンプルガス混合物の
チャンバへの導入（すなわち、正のピークが負のピーク
の後に続く）を示すパターンのＣＣＳデータだけを判断
するようにデータ収集及びマイクロプロセッサユニット
４６をプログラムすることである。また、使用者が所定
の最小絶対ピーク値を選んでおくこともできる。その結
果、所定の最小絶対ピーク値以下のＣＣＳデータの何ら
かのピーク値は、ＣＣＳデータの比較には使用しないこ
とにする。これは、電気ノイズによって作られるいくつ
かのデータを比較から排除することになる。
【００３９】第二の技術は、本発明の好ましい方法及び
装置を使用して生成されたＣＣＳデータの絶対値の合計
を、既存のＣＣＳデータベースの各ＣＣＳ値の絶対値の
合計と、比較することができる。例えば、プログラム
は、ガスがサンプルチャンバ２８に導入されてその後サ
ンプルガスチャンバから排出されるときに最初に設定で
きる。図５（ｃ）によれば、サンプルガスチャンバへの
ガスの導入は８２及び８４で例示され、ガスチャンバか
らのガスの排出は８６及び８８で例示される。その後、
プログラムは、８２及び８４を含むこの間のＣＣＳデー
タの絶対値を合計して、この合計を既存のデータベース
のＣＣＳデータのものと比較し、実質的に同一のＣＣＳ
データをもつガス濃度を見いだす。
【００４０】第三の技術は、また、種々のガス濃度及び
温度の範囲で検出されるガスについて、対応する時間間
隔を乗算されたＣＣＳ値の各々の合計を、既存のＣＣＳ
のデータベースのものと比較することもできる。ガス濃
度は対応する時間間隔を乗算された各ＣＣＳ値の合計に
比例する。三つの技術の各々は、マイクロプロセッサの
プログラムによって容易に実施できる。
【００４１】ＣＣＳ法は、出力信号の急速な変化に感応
するので、濃度の遅い変化は検出できなかった。これを
避けるために、本発明の好ましい方法は、次の三つの方
法において適応できる。一つの技術は、光源３４をオン
とオフに繰り返し切り変えることによってサンプルチャ
ンバ２８内の光を断続させて、光がサンプルチャンバ２
８内に存在する時と光がサンプルチャンバ２８内に存在
しない時との両方の時にサンプルガスチャンバ２８内の
光を検出することである。サンプルチャンバ２８内の光
を検出しながら光源３４をオンとオフに繰り返し切り変
えることによって、遅い変化は、本発明の方法及び装置
を使用するときの出力信号において、もっと容易に検出
できる。光は、光源３４がオンで光がサンプルチャンバ
２８内に存在する時と、光源３４がオフで光がサンプル
チャンバ２８内に存在しない時と、に検出されるだろ
う。光が検出されていて光源がオフであれば、出力信号
はゼロであろう。このゼロは、光がサンプルチャンバ２
８内に存在するときに検出される光に対応するあらゆる
ＣＣＳデータについてゼロ基準を作るだろう。
【００４２】濃度の遅い変化に対する本発明の好ましい
方法及び装置の感度を上げる別の技術は、検出器３６が
サンプルチャンバ２８内の光と基準ガスを収容する第二
基準チャンバ内の光とを交互に感知するように、光路で
既知の濃度をもつ既知のガスを収容する第二の基準チャ
ンバ（図示なし）と交互に行うことである。例えば、第
二基準チャンバは、純粋空気を含むことができた。空気
中に存在するガスの吸収スペクトルの波長を持ついくら
かの光を遮断して検出器に送らないようになっている光
学帯域フィルタが、設置された。故に、第二基準チャン
バ内の光が検出される度に、出力信号はサンプルチャン
バ２８内で検出される光に対応する各出力信号間でのゼ
ロ基準を作るゼロに等しくなるだろう。
【００４３】ガス濃度の遅い変化に対して本発明の好ま
しい方法及び装置の感度をさらに上げるために本発明の
好ましい方法及び装置に適応できるさらなる別の技術
は、サンプルチャンバ内の既知の温度範囲での既知の濃
度をもつ既知のガスを有する本発明のガス分析装置を使
って生成されるＣＣＳデータを含むデータベースを得る
ことである。例えば、図１に図示される温度の既知の範
囲に対する純粋空気についての温度応答曲線が、使用で
きる。本発明の方法及び装置を使用して生成されるＣＣ
Ｓデータと、純粋空気応答曲線からの前に存在するＣＣ
Ｓデータと、を交互にプロットすることによって、濃度
の遅い変化は、さらに容易に識別できる。
【００４４】上述のように、本発明の方法及び装置は、
従来のガス分析器に関する周囲温度の変化の悪影響を排
除するのに使用される。記述されてはいないけれども、
本発明の方法及び装置は、いくつかの手段によって生じ
る温度の変化の悪影響を排除するのにも使用できる。
【００４５】メタン濃度を決定する本発明の好ましい方
法と装置を説明した。これらは、二酸化炭素や一酸化炭
素や酸化窒素そして赤外吸収スペクトルを有する何か他
のガスのようなその他のガスの濃度を決定するのにも使
用できる。また、本発明の方法及び装置は、化学薬品が
赤外吸収指紋スペクトルをもつ場合の液体状態及び固体
状態の化学薬品に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サンプルチャンバが約−２０℃〜約５０℃での
純粋空気を含んでいる場合の従来のガス分析器によって
発生される出力信号のグラフである。
【図２】ガスの時間及び移動に亘る温度が約２６℃から
５０℃へそして−２０℃へそして２６℃へ戻る範囲であ
ったルーム温度でサンプルガチャンバが０．１％〜０．
４％間のメタンを含んでいるサンプルガス混合物で充填
されて排除された場合の従来のガス分析器によって発生
される出力信号のグラフである。
【図３】サンプル混合物中の既知のガスの濃度を決定す
るための本発明のガス分析器装置の略図である。
【図４】図３に図示される本発明のガス分析器装置を使
用して得られた出力信号のグラフである。
【図５】図５（ａ）はデジタル形式の出力信号を例示す
る図４に図示されるものと同一の出力信号であり、図５
（ｂ）は図５（ａ）に図示される出力信号の変化度（Ｃ
Ｓ）のグラフであり、図５（ｃ）は図５（ａ）に図示さ
れる出力信号の変化度の変化度（ＣＣＳ）のグラフであ
る。
【図６】サンプルガスチャンバが図２に図示されるもの
と同様に０．１％〜０．４％間のメタンを含んでいるサ
ンプルガス混合物で充填されて排除された場合に、ガス
濃度を決定するための本発明の方法及び装置を使用して
作られたＣＣＳデータのグラフである。
【図７】ガスの濃度を決定するための本発明の方法及び
装置を使用して得られたメタン応答曲線のグラフであ
る。
【符号の説明】
２６ ガス分析器 ２８ サンプルガスチャンバ ３０ インレット ３２ アウトレット ３４ 赤外線光源 ３６ 検出器 ３８ 回路基板 ４０ 光学帯域フィルタ ４２ 増幅器 ４４ Ａ／Ｄコンバータ ４６ データ収集及びマイクロプロセッサユニット
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年３月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】デジタル形式の出力信号を例示する図４に図示
されるものと同一の出力信号と、その出力信号の変化度
（ＣＳ）と、その出力信号の変化度の変化度（ＣＣＳ）
とを示すグラフ図である。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）光をチャンバを介して供給する段
    階と、 （ｂ）サンプルガス混合物を前記チャンバ内へ導入する
    段階と、 （ｃ）前記チャンバ内の光を検出して、検出された光の
    量の関数である電気出力信号を発生する段階と、 （ｄ）三つの連続する瞬時時間ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 につい
    ての前記出力信号を測定する段階と、 （ｅ）ｔ1 での前記出力信号とｔ2 での前記出力信号と
    の相対差を決定して、出力信号値の変化度ＣＳ1 を得る
    段階と、 （ｆ）ｔ2 での前記出力信号とｔ3 での前記出力信号と
    の相対差を決定して、出力信号値の変化度ＣＳ2 を得る
    段階と、 （ｇ）前記出力信号値の前記変化度ＣＳ1 と前記出力信
    号値の前記変化度ＣＳ2 との相対差を決定して、前記出
    力信号値の前記変化度の変化度ＣＣＳ1 を得る段階と、 （ｈ）複数のＣＣＳデータを作るために前記段階の
    （ｄ）から（ｇ）までを繰り返して、あるパターンを生
    成する段階と、 （ｉ）前記チャンバ内に含まれる前記サンプルガス混合
    物中の既知のタイプのガスの濃度を決定するために、既
    知の濃度の範囲でかつ既知の温度の範囲での既知のタイ
    プのガスについての対応するＣＣＳデータと、段階
    （ｈ）のＣＣＳデータとを比較する段階と、 を有する前記サンプルガス混合物中に存在する既知のタ
    イプのガスの濃度を決定するための方法。
  2. 【請求項２】 （ａ）光をチャンバを介して供給する段
    階と、 （ｂ）サンプルガス混合物を前記チャンバ内へ導入する
    段階と、 （ｃ）前記チャンバ内の光を検出して、検出された光の
    量の関数である電気出力信号を発生する段階と、 （ｄ）四つの連続する瞬時時間ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、ｔ4
    についての前記出力信号を測定する段階と、 （ｅ）ｔ1 での前記出力信号とｔ2 での前記出力信号と
    の相対差を決定して、出力信号値の変化度ＣＳ1 を得る
    段階と、 （ｆ）ｔ3 での前記出力信号とｔ4 での前記出力信号と
    の相対差を決定して、出力信号値の変化度ＣＳ2 を得る
    段階と、 （ｇ）前記出力信号値の前記変化度ＣＳ1 と前記出力信
    号値の前記変化度ＣＳ2 との相対差を決定して、前記出
    力信号値の前記変化度の変化度ＣＣＳ1 を得る段階と、 （ｈ）複数のＣＣＳデータを作るために前記段階の
    （ｄ）から（ｇ）までを繰り返して、あるパターンを生
    成する段階と、 （ｉ）前記チャンバ内に含まれる前記サンプル混合物中
    の既知のタイプのガスの濃度を決定するために、既知の
    濃度の範囲でかつ既知の温度の範囲での既知のタイプの
    ガスについての対応するＣＣＳデータと、段階（ｈ）の
    ＣＣＳデータとを比較する段階と、 を有する前記サンプルガス混合物中に存在する既知のタ
    イプのガスの濃度を決定するための方法。
  3. 【請求項３】 （ａ）光をチャンバを介して供給する段
    階と、 （ｂ）サンプルガス混合物を前記チャンバ内へ導入する
    段階と、 （ｃ）前記チャンバ内の光を検出して、検出された光の
    量の関数である電気出力信号を発生する段階と、 （ｄ）第一の瞬時時間ｔ1 についての前記出力信号を測
    定する段階と、 （ｅ）第二の連続する瞬時時間ｔ2 についての前記出力
    信号を測定する段階と、 （ｆ）第三の連続する瞬時時間ｔ3 についての前記出力
    信号を測定する段階と、 （ｇ）ｔ1 での前記出力信号からｔ2 での前記出力信号
    を引き算して、信号値の変化度ＣＳ1 を得る段階と、 （ｈ）ｔ2 での前記出力信号からｔ3 での前記出力信号
    を引き算して、信号値の変化度ＣＳ2 を得る段階と、 （ｉ）前記値ＣＳ1 から前記値ＣＳ2 を引き算して、前
    記信号値の前記変化度の変化度ＣＣＳ1 を得る段階と、 （ｊ）複数のＣＣＳデータを作るために前記段階の
    （ｄ）から（ｉ）までを繰り返して、あるパターンを得
    る段階と、 （ｋ）前記チャンバ内に含まれる前記サンプル混合物中
    の既知のタイプのガスの濃度を決定するために、既知の
    濃度の範囲でかつ既知の温度の範囲での既知のタイプの
    ガスについての対応するＣＣＳデータと、段階（ｊ）の
    ＣＣＳデータとを比較する段階と、 を有する前記サンプルガス混合物中に存在する既知のタ
    イプのガスの濃度を決定するための方法。
  4. 【請求項４】 前記光の波長が既知のタイプのガスの吸
    収スペクトル内のある波長である請求項３に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 光を供給する段階は、光が前記チャンバ
    内に存在する時と光が前記チャンバ内に存在しない時の
    両方の時に光を検出する段階が生ずるように、光源をオ
    ン及びオフに繰り返して切り換えることをさらに有する
    請求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記検出段階が前記サンプルチャンバ内
    の光の量と第二の封止チャンバ内の光の量とを交互に検
    出することを有するように、既知の濃度をもつ既知の基
    準ガスを含んでいる前記第二の封止チャンバを提供する
    段階をさらに有する請求項３に記載の方法。
  7. 【請求項７】 光を供給する前記段階は、光が交互に既
    知の基準ガスを含む第二封止チャンバへ向けられた後前
    記サンプルガス混合物を含む前記チャンバへ向けられる
    ように、前記光を位置付けることを有する請求項６に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 光を供給する前記段階が、前記光源から
    前記サンプルガス混合物を含む前記チャンバへ光の連続
    する流れを供給することを含んでいる請求項３に記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 前記ＣＣＳデータを比較する前記段階
    が、既知の濃度の範囲かつ既知の温度の範囲での既知の
    タイプのガスについてのＣＣＳデータを含むデータベー
    スを作ることと、前記データベースからの前記ＣＣＳデ
    ータと前記段階（ｊ）で生成された前記ＣＣＳデータと
    に交互にアクセスすることとを有する請求項３に記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記ＣＣＳデータを比較する前記段階
    は、前記段階（ｊ）で生成される前記ＣＣＳデータの各
    ピーク値と、既知の濃度でかつ既知の温度範囲での既知
    のガスの前記ＣＣＳデータのピーク値とを比較すること
    を有する請求項３に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記ＣＣＳデータを比較する前記段階
    は、前記段階（ｊ）で生成される前記ＣＣＳデータの全
    ての絶対値の合計と、既知の濃度かつ既知の温度範囲で
    の既知のガスの前記ＣＣＳデータの全ての絶対値の合計
    と、を比較することを有する請求項３に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記ＣＣＳデータを比較する前記段階
    は、対応する時間間隔を乗算された前記段階（ｊ）で生
    成される各ＣＣＳデータの合計と、対応する時間間隔を
    乗算された既知の温度範囲での既知の濃度の既知のガス
    の前記ＣＣＳデータの合計とを比較することを有する前
    記請求項３に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記ＣＣＳデータを比較する段階が、
    さらに所定の最小のＣＣＳピーク値以下の絶対値をもつ
    いくつかのＣＣＳデータを排除することを含んでいる請
    求項３に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 （ａ）インレットとアウトレットとを
    もつガスチャンバと、 （ｂ）電力供給源に接続できかつ前記ガスチャンバ内に
    取り付けられる赤外線光源と、 （ｃ）前記ガスチャンバ内に位置付けられる、前記チャ
    ンバ内の光を検出して検出された前記光を検出された光
    の関数である電気出力信号に変換するための、検出器
    と、 （ｄ）前記チャンバ内にさらに位置付けされる光学帯域
    フィルタと、 （ｅ）前記検出器に接続できる、前記電気出力信号をア
    ナログ出力からデジタル出力へ転換する、信号コンバー
    タと、 （ｆ）（ｉ）四つの連続する瞬時時間ｔ1 、ｔ2 、ｔ
    3 、ｔ4 についての出力信号を測定する機能と、（ｉ
    ｉ）ｔ1 での前記出力信号とｔ2 での前記出力信号との
    相対差を決定して出力信号値の変化度ＣＳ1 を得る機能
    と、（ｉｉｉ）ｔ3 での前記出力信号とｔ4 での前記出
    力信号との相対差を決定して出力信号値の変化度ＣＳ2
    を得る機能と、（ｉｖ）前記出力信号値の前記変化度Ｃ
    Ｓ1 と前記出力信号値の前記変化度ＣＳ2 との相対差を
    決定して前記出力信号値の前記変化度の変化度ＣＣＳ1
    を得る機能と、（ｖ）（ｉ）から（ｉｖ）までの前記機
    能を繰り返して複数のＣＣＳデータを作り、あるパター
    ンを得る機能と、（ｖｉ）前記チャンバ内に含まれる前
    記サンプル混合物中の既知のタイプのガスの濃度を決定
    するために、既知の濃度の範囲でかつ既知の温度の範囲
    での既知のタイプのガスについての対応するＣＣＳデー
    タと、機能（ｖ）のＣＣＳデータと、を比較する機能
    と、をもち前記信号コンバータに接続されるデータ収集
    及びマイクロプロセッサ手段と、を有するサンプルガス
    混合物内に存在する既知のタイプのガスの濃度を決定す
    るための装置。
  15. 【請求項１５】 第二基準ガスチャンバをさらに有する
    請求項１４に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記データ収集及びマイクロプロセッ
    サ手段が、既知の温度範囲での既知の濃度をもつ既知の
    ガスのＣＣＳデータを含むデータベースをもつ請求項１
    ４に記載の装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032374A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Dainippon Printing Co Ltd 多層成形体検査装置

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2712390B1 (fr) * 1993-11-12 1996-02-09 Saphir Dispositif de détection de gaz par absorption infrarouge.
DE19650302A1 (de) * 1996-12-04 1998-06-10 Ruhrgas Ag Verfahren sowie Vorrichtung zur Bestimmung der Gasbeschaffenheit einer Gasmischung
US5892140A (en) * 1997-04-30 1999-04-06 Honeywell Inc. Micromachined inferential opto-thermal gas sensor
US6044329A (en) * 1997-06-19 2000-03-28 Kware Software Systems Inc. Laser gas analyzer and a method of operating the laser to reduce non-linearity errors
US5925831A (en) 1997-10-18 1999-07-20 Cardiopulmonary Technologies, Inc. Respiratory air flow sensor
US6155160A (en) * 1998-06-04 2000-12-05 Hochbrueckner; Kenneth Propane detector system
ES2206210T3 (es) 1999-03-08 2004-05-16 Gasbeetle Gmbh Sensor de gas y procedimiento de funcionamiento de un sensor de gas.
DE19922590C2 (de) * 1999-03-08 2001-10-18 Inst Chemo Biosensorik Infrarot-Gassensor und Verfahren zum Betreiben des Infrarot-Gassensors
US6237575B1 (en) * 1999-04-08 2001-05-29 Engelhard Corporation Dynamic infrared sensor for automotive pre-vaporized fueling control
DE19934043C2 (de) * 1999-07-16 2002-10-31 Harro Kiendl Verfahren zur meßtechnischen Bestimmung der Konzentration gelöster verdampfbarer Inhaltsstoffe in einem flüssigen Medium, insbesondere Alkohol in Wasser, und Verwendung des Verfahrens
CN1423745A (zh) * 2000-04-11 2003-06-11 维尔道格股份有限公司 使用光谱仪原位探测和分析煤层瓦斯地层中的瓦斯
US6469303B1 (en) 2000-05-17 2002-10-22 Rae Systems, Inc. Non-dispersive infrared gas sensor
EP1170583A1 (en) * 2000-06-06 2002-01-09 Stefano Tosi Non-dispersive infrared cell for gas analysis
US7192782B2 (en) * 2002-01-11 2007-03-20 Ekips Technologies, Inc. Method and apparatus for determining marker gas concentration in exhaled breath using an internal calibrating gas
US7129519B2 (en) * 2002-05-08 2006-10-31 Advanced Technology Materials, Inc. Monitoring system comprising infrared thermopile detector
US6617175B1 (en) * 2002-05-08 2003-09-09 Advanced Technology Materials, Inc. Infrared thermopile detector system for semiconductor process monitoring and control
WO2004088415A2 (en) * 2003-03-28 2004-10-14 Advanced Technology Materials Inc. Photometrically modulated delivery of reagents
US7063097B2 (en) 2003-03-28 2006-06-20 Advanced Technology Materials, Inc. In-situ gas blending and dilution system for delivery of dilute gas at a predetermined concentration
US20060044562A1 (en) * 2004-08-25 2006-03-02 Norsk Elektro Optikk As Gas monitor
US8333707B2 (en) * 2004-09-03 2012-12-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Patient monitor with fluid port protection
KR100791961B1 (ko) * 2004-12-24 2008-01-04 코리아디지탈 주식회사 비분산형 적외선 가스 측정장치의 도파로 구조
US7358489B2 (en) * 2005-08-04 2008-04-15 Airware, Inc. Ultra low cost NDIR gas sensors
US20080006775A1 (en) * 2006-06-22 2008-01-10 Arno Jose I Infrared gas detection systems and methods
DE102006035173A1 (de) * 2006-07-06 2008-01-17 Woelke Industrieelektronik Gmbh Verfahren zur Korrektur von mittels eines Gasmessgerätes gewonnenen Konzentrations-Messwerten
US8648322B2 (en) * 2008-10-31 2014-02-11 Cummins Inc. Optical sensing in an adverse environment
US8223337B2 (en) * 2008-10-31 2012-07-17 Cummins Inc. Apparatus, system, and method for aftertreatment control and diagnostics
US9194273B2 (en) 2008-10-31 2015-11-24 Cummins Inc. Apparatus, system, and method for aftertreatment control and diagnostics
US9340878B2 (en) 2009-05-29 2016-05-17 Entegris, Inc. TPIR apparatus for monitoring tungsten hexafluoride processing to detect gas phase nucleation, and method and system utilizing same
US10314650B2 (en) 2010-06-16 2019-06-11 Biosense Webster (Israel) Ltd. Spectral sensing of ablation
US11490957B2 (en) 2010-06-16 2022-11-08 Biosense Webster (Israel) Ltd. Spectral sensing of ablation
US8218147B2 (en) 2010-06-18 2012-07-10 Cummins Inc. Apparatus, system, and method for detecting engine fluid constituents
US9000910B2 (en) 2010-06-25 2015-04-07 Industrial Scientific Corporation Multi-sense environmental monitoring device and method
US8365404B2 (en) 2010-11-22 2013-02-05 Andrew Llc Method for ultrasonic welding a coaxial cable to a coaxial connector
JP5815377B2 (ja) * 2010-12-27 2015-11-17 株式会社堀場製作所 ガス濃度測定装置
US8785857B2 (en) 2011-09-23 2014-07-22 Msa Technology, Llc Infrared sensor with multiple sources for gas measurement
JP6093021B2 (ja) 2012-10-02 2017-03-08 インダストリアル サイエンティフィック コーポレーション 選択的な較正チャンバを備える安全機器用の警報器強化保護カバー
CN103674883B (zh) * 2013-12-20 2016-05-25 中国科学技术大学 一种微型中红外气体浓度监测方法及装置
US10113999B2 (en) * 2014-03-07 2018-10-30 City University Of Hong Kong Method and a device for detecting a substance
CN104406930A (zh) * 2014-12-04 2015-03-11 天津大学 一种基于光谱分析的中医闻诊装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3805074A (en) * 1973-01-02 1974-04-16 Texas Instruments Inc Spectral scan air monitor
GB1560613A (en) * 1977-03-24 1980-02-06 Yokogawa Electric Works Ltd Infrared gas analyzer
FI56902C (fi) * 1978-09-01 1980-04-10 Instrumentarium Oy Gasanalysator
US4358679A (en) * 1980-09-02 1982-11-09 Astro Safety Products Inc. Calibration of analyzers employing radiant energy
GB8309211D0 (en) * 1983-04-05 1983-05-11 Edinburgh Instr Infra red absorption gas detectors
FI67625C (fi) * 1983-04-06 1985-04-10 Instrumentarium Oy Foerfarande foer eliminering av maetningsfel vid fotometeranalys
US4605313A (en) * 1985-04-10 1986-08-12 Environmental Research & Technology, Inc. Infrared detector for NDIR gas analysis
US4694174A (en) * 1985-10-01 1987-09-15 Gas Alarm Service, Inc. Infrared gas detector
US4687934A (en) * 1986-01-10 1987-08-18 Andros Analyzers Incorporated Infrared gas analyzer with automatic zero adjustment
US4709150A (en) * 1986-03-18 1987-11-24 Burough Irvin G Method and apparatus for detecting gas
JPH01285841A (ja) * 1988-05-12 1989-11-16 Fujitsu Ltd ガスセンサの信号処理方式
US4937448A (en) * 1988-05-26 1990-06-26 Spectra-Physics, Inc. Self-normalizing single-beam laser spectrometer
US5086229A (en) * 1989-01-19 1992-02-04 Futrex, Inc. Non-invasive measurement of blood glucose
JPH0774784B2 (ja) * 1989-05-20 1995-08-09 株式会社堀場製作所 赤外線分析計
US4963745A (en) * 1989-09-01 1990-10-16 Ashland Oil, Inc. Octane measuring process and device
US5081998A (en) * 1989-09-01 1992-01-21 Critikon, Inc. Optically stabilized infrared energy detector
US5060508A (en) * 1990-04-02 1991-10-29 Gaztech Corporation Gas sample chamber
US5349188A (en) * 1990-04-09 1994-09-20 Ashland Oil, Inc. Near infrared analysis of piano constituents and octane number of hydrocarbons
US5070244A (en) * 1990-05-07 1991-12-03 The University Of Sydney Gas detection by infrared absorption
US5132538A (en) * 1991-05-24 1992-07-21 Nirsystems Incorporated Measuring percentage of protein in whole grain samples
US5223714A (en) * 1991-11-26 1993-06-29 Ashland Oil, Inc. Process for predicting properties of multi-component fluid blends

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032374A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Dainippon Printing Co Ltd 多層成形体検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB9421371D0 (en) 1994-12-07
GB2288228A (en) 1995-10-11
DE4433336A1 (de) 1995-10-12
US5464983A (en) 1995-11-07

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