JPH11295217A - 大気中のガス濃度測定装置 - Google Patents
大気中のガス濃度測定装置Info
- Publication number
- JPH11295217A JPH11295217A JP11434598A JP11434598A JPH11295217A JP H11295217 A JPH11295217 A JP H11295217A JP 11434598 A JP11434598 A JP 11434598A JP 11434598 A JP11434598 A JP 11434598A JP H11295217 A JPH11295217 A JP H11295217A
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- Japan
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- gas
- measured
- reflector
- concentration
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 道路の交差点のような広い空間における汚染
ガス濃度をリアルタイムに遠隔測定すること。 【解決手段】 光線を入射方向へ反射させる反射体１
と、被測定ガスにおいて吸収係数が大きい特定波長ａの
レーザ光線と吸収係数が小さい参照波長ｂのレーザ光線
とを上記反射体に照射する可変波長レーザ光源と、反射
体１で反射させられた２種のレーザ光線を受光する光セ
ンサ４と、この光センサ４から出力される２種のレーザ
光線の輝度Ａ、Ｂに対応するデータを演算処理して被測
定ガスの濃度を得る演算処理手段13とにより構成されて
いる。また、被測定空間に反射体１を風船で吊り下げて
測定することができる。
ガス濃度をリアルタイムに遠隔測定すること。 【解決手段】 光線を入射方向へ反射させる反射体１
と、被測定ガスにおいて吸収係数が大きい特定波長ａの
レーザ光線と吸収係数が小さい参照波長ｂのレーザ光線
とを上記反射体に照射する可変波長レーザ光源と、反射
体１で反射させられた２種のレーザ光線を受光する光セ
ンサ４と、この光センサ４から出力される２種のレーザ
光線の輝度Ａ、Ｂに対応するデータを演算処理して被測
定ガスの濃度を得る演算処理手段13とにより構成されて
いる。また、被測定空間に反射体１を風船で吊り下げて
測定することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高度数十メート
ル程度までの日常生活圏の大気中に存在する硫黄酸化物
（ＳＯX）、窒素酸化物（ＮＯX）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、アンモニア（ＮＨ3）など
の汚染ガスの濃度を光学的に測定する装置に関し、特
に、大気汚染の状況をリアルタイムに把握できるように
構成したものである。
ル程度までの日常生活圏の大気中に存在する硫黄酸化物
（ＳＯX）、窒素酸化物（ＮＯX）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、アンモニア（ＮＨ3）など
の汚染ガスの濃度を光学的に測定する装置に関し、特
に、大気汚染の状況をリアルタイムに把握できるように
構成したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の大気汚染ガス濃度を測定する方法
としては、試薬に被測定ガスを反応させて反応状態に基
づいて測定する化学的な方法、ハロゲンランプ光源から
放射される光線を被測定ガスに照射して、被測定ガスで
吸収される波長の光線をフィルタによって選択して測定
していた。
としては、試薬に被測定ガスを反応させて反応状態に基
づいて測定する化学的な方法、ハロゲンランプ光源から
放射される光線を被測定ガスに照射して、被測定ガスで
吸収される波長の光線をフィルタによって選択して測定
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の測定装
置は、被測定ガスごとの専用測定装置であって、１台の
測定装置によって種々のガス濃度を測定することはでき
ず、また、容器に収集した限られた空間のガス濃度しか
測定することができず、道路の交差点のような広い空間
における汚染ガス濃度をリアルタイムに遠隔測定するこ
とは困難であった。
置は、被測定ガスごとの専用測定装置であって、１台の
測定装置によって種々のガス濃度を測定することはでき
ず、また、容器に収集した限られた空間のガス濃度しか
測定することができず、道路の交差点のような広い空間
における汚染ガス濃度をリアルタイムに遠隔測定するこ
とは困難であった。
【０００４】そこで、この発明のガス濃度測定装置は、
このような課題を解決するために考えられたものであ
る。
このような課題を解決するために考えられたものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の大気中のガス
濃度測定装置は、光線を入射方向へ反射させる反射体１
と、被測定ガスにおいて吸収係数が大きい特定波長ａの
レーザ光線と吸収係数が小さい参照波長ｂのレーザ光線
とを上記反射体に照射する可変波長レーザ光源と、反射
体１で反射させられた２種のレーザ光線を受光する光セ
ンサ４と、この光センサ４から出力される２種のレーザ
光線の輝度Ａ、Ｂに対応するデータを演算処理して被測
定ガスの濃度を得る演算処理手段13とにより構成されて
いる。
濃度測定装置は、光線を入射方向へ反射させる反射体１
と、被測定ガスにおいて吸収係数が大きい特定波長ａの
レーザ光線と吸収係数が小さい参照波長ｂのレーザ光線
とを上記反射体に照射する可変波長レーザ光源と、反射
体１で反射させられた２種のレーザ光線を受光する光セ
ンサ４と、この光センサ４から出力される２種のレーザ
光線の輝度Ａ、Ｂに対応するデータを演算処理して被測
定ガスの濃度を得る演算処理手段13とにより構成されて
いる。
【０００６】また、被測定空間に反射体１を風船で吊り
下げて測定することができる。
下げて測定することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】この発明の大気中のガス濃度測定
装置は、被測定ガスの吸収スペクトルに合わせて選択し
た吸収係数の大きい特定波長ａのレーザ光線と、吸収係
数の小さい参照波長ｂのレーザ光線とを一定間隔Ｌの大
気内へ透過させ、特定波長ａのレーザ光線の輝度レベル
Ａと参照波長ｂのレーザ光線の輝度レベルＢとの比Ａ／
Ｂに基づいて被測定ガスの濃度を測定するものである。
装置は、被測定ガスの吸収スペクトルに合わせて選択し
た吸収係数の大きい特定波長ａのレーザ光線と、吸収係
数の小さい参照波長ｂのレーザ光線とを一定間隔Ｌの大
気内へ透過させ、特定波長ａのレーザ光線の輝度レベル
Ａと参照波長ｂのレーザ光線の輝度レベルＢとの比Ａ／
Ｂに基づいて被測定ガスの濃度を測定するものである。
【０００８】この発明の装置は、図１に示すように、風
船９によって所定の高さに吊り下げられ、光線を入射方
向へ反射させるコーナーキューブよりなる反射体１と、
地上に設置されたデータ収集装置２とにより構成され
る。
船９によって所定の高さに吊り下げられ、光線を入射方
向へ反射させるコーナーキューブよりなる反射体１と、
地上に設置されたデータ収集装置２とにより構成され
る。
【０００９】データ収集装置２には、反射体１へ向けて
２種類の波長ａ、ｂのレーザ光線を時分割的に照射する
可変波長レーザ光源３と、反射体１で反射されられた２
種類の波長のレーザ光線を受光して電気信号に変換する
光センサ４と、この光センサ４の出力を処理して被測定
ガスの濃度データを得るデータ処理部10とにより構成さ
れている。
２種類の波長ａ、ｂのレーザ光線を時分割的に照射する
可変波長レーザ光源３と、反射体１で反射されられた２
種類の波長のレーザ光線を受光して電気信号に変換する
光センサ４と、この光センサ４の出力を処理して被測定
ガスの濃度データを得るデータ処理部10とにより構成さ
れている。
【００１０】データ収集装置２には、中央部に孔51をあ
けた集光ミラー５よりなる光学系を備え、可変波長レー
ザ光源３より集光ミラー５の孔51を経てレーザ光線を反
射体１へ照射し、反射体１で反射させられたレーザ光線
を集光ミラー５で集光して光センサ４へ入射させるよう
に構成されている。
けた集光ミラー５よりなる光学系を備え、可変波長レー
ザ光源３より集光ミラー５の孔51を経てレーザ光線を反
射体１へ照射し、反射体１で反射させられたレーザ光線
を集光ミラー５で集光して光センサ４へ入射させるよう
に構成されている。
【００１１】そして、データ処理部10は、図２に示すよ
うに、２種類の波長ａ、ｂで可変波長レーザ光源３を発
振させる変調回路11と、この変調回路11の出力に同期し
て、光センサ４の２つの出力をサンプリングして格納す
るメモリ12と、このメモリ12に格納されたデータを演算
処理して両者の比を算出し、さらに被測定ガスの濃度に
換算するＣＰＵよりなる演算手段13と、得られた被測定
ガスの濃度を記録する記録手段14および表示手段15とに
より構成されている。
うに、２種類の波長ａ、ｂで可変波長レーザ光源３を発
振させる変調回路11と、この変調回路11の出力に同期し
て、光センサ４の２つの出力をサンプリングして格納す
るメモリ12と、このメモリ12に格納されたデータを演算
処理して両者の比を算出し、さらに被測定ガスの濃度に
換算するＣＰＵよりなる演算手段13と、得られた被測定
ガスの濃度を記録する記録手段14および表示手段15とに
より構成されている。
【００１２】レーザ光源３と反射体１との間をレーザ光
線が往復する空間内に、被測定ガスが存在すると、被測
定ガスによって特定波長ａのレーザ光線が吸収されて、
光センサ４に入射する光量は減衰するが、参照波長ｂの
レーザ光線は吸収され難いので減衰が少なく、両反射光
線の輝度の比Ａ／Ｂに基づいて被測定ガスの濃度を得る
ことができる。
線が往復する空間内に、被測定ガスが存在すると、被測
定ガスによって特定波長ａのレーザ光線が吸収されて、
光センサ４に入射する光量は減衰するが、参照波長ｂの
レーザ光線は吸収され難いので減衰が少なく、両反射光
線の輝度の比Ａ／Ｂに基づいて被測定ガスの濃度を得る
ことができる。
【００１３】例えば、ＮＯガスは、図３の特性曲線図に
示す吸収スペクトルを有しているので、ＮＯガス濃度を
測定する際に、ＮＯガスにおいて吸収係数が大きい２２
６．２６ｎｍの波長ａおよび吸収係数が小さい２２５．
４ｎｍの波長ｂを選ぶと、これらの波長のレーザ光線
は、窒素色素レーザ装置によって発生することが可能で
あるから好都合である。
示す吸収スペクトルを有しているので、ＮＯガス濃度を
測定する際に、ＮＯガスにおいて吸収係数が大きい２２
６．２６ｎｍの波長ａおよび吸収係数が小さい２２５．
４ｎｍの波長ｂを選ぶと、これらの波長のレーザ光線
は、窒素色素レーザ装置によって発生することが可能で
あるから好都合である。
【００１４】なお、ＮＯ2ガス濃度を測定する場合に
は、特定波長ａに３５４．３７ｎｍ、参照波長に３５
３．００ｎｍを選ぶとよく、ＳＯ2ガス濃度を測定する
場合には、特定波長ａに３００．０５ｎｍ、参照波長に
２９９．４０ｎｍを選ぶとよく、Ｏ3（オゾン）濃度を
測定する場合には、特定波長ａに２９１．４０ｎｍ、参
照波長に３００．５ｎｍを選ぶとよく、ＮＨ3ガス濃度
を測定する場合には、特定波長ａに２０５ｎｍ、参照波
長に２０６ｎｍを選ぶとよいのである。
は、特定波長ａに３５４．３７ｎｍ、参照波長に３５
３．００ｎｍを選ぶとよく、ＳＯ2ガス濃度を測定する
場合には、特定波長ａに３００．０５ｎｍ、参照波長に
２９９．４０ｎｍを選ぶとよく、Ｏ3（オゾン）濃度を
測定する場合には、特定波長ａに２９１．４０ｎｍ、参
照波長に３００．５ｎｍを選ぶとよく、ＮＨ3ガス濃度
を測定する場合には、特定波長ａに２０５ｎｍ、参照波
長に２０６ｎｍを選ぶとよいのである。
【００１５】このように構成されたデータ収集装置２を
測定場所に設置し、風船９によって反射体１を上げて、
可変波長レーザ光源３より反射体１に向けて照射し、そ
の反射光線を光センサ４で受光すると、反射体までの距
離と被測定ガスの濃度との積に指数関数的に比例して減
衰させられるから、光センサ４から出力される電気信号
をデータ処理部10により処理して、被測定ガスの濃度を
得ることができる。
測定場所に設置し、風船９によって反射体１を上げて、
可変波長レーザ光源３より反射体１に向けて照射し、そ
の反射光線を光センサ４で受光すると、反射体までの距
離と被測定ガスの濃度との積に指数関数的に比例して減
衰させられるから、光センサ４から出力される電気信号
をデータ処理部10により処理して、被測定ガスの濃度を
得ることができる。
【００１６】（その他の実施の形態）以上の実施の形態
においては、コーナーキューブよりなる反射体１を風船
９に吊り下げて測定しているが、測定場所の近くに高い
建築物または構築物が存在する場合には、その高い位置
に反射体１を設置して、被測定ガスの濃度を測定しても
よいのである。
においては、コーナーキューブよりなる反射体１を風船
９に吊り下げて測定しているが、測定場所の近くに高い
建築物または構築物が存在する場合には、その高い位置
に反射体１を設置して、被測定ガスの濃度を測定しても
よいのである。
【００１７】また、高い場所から崖下、洞窟、地中など
に反射体１を吊り下げることにより、下方に存在する被
測定ガスの濃度を測定することが可能である。
に反射体１を吊り下げることにより、下方に存在する被
測定ガスの濃度を測定することが可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上の実施の形態に基づく説明から明ら
かなように、この発明の大気中のガス濃度測定装置によ
ると、可変波長レーザ光源によってレーザ光線を発生さ
せているので、被測定ガスの吸収スペクトルに合わせた
波長の単波長のレーザ光線を選ぶことができ、かつ、１
台の装置により各種の被測定ガス濃度をリアルタイムに
遠隔測定することが可能である。
かなように、この発明の大気中のガス濃度測定装置によ
ると、可変波長レーザ光源によってレーザ光線を発生さ
せているので、被測定ガスの吸収スペクトルに合わせた
波長の単波長のレーザ光線を選ぶことができ、かつ、１
台の装置により各種の被測定ガス濃度をリアルタイムに
遠隔測定することが可能である。
【００１９】また、この発明の装置によると、人が立ち
入れない危険な場所における被測定ガスの濃度を測定す
ることが可能である。
入れない危険な場所における被測定ガスの濃度を測定す
ることが可能である。
【図１】この発明の大気中のガス濃度測定装置の実施の
形態を示す原理図、
形態を示す原理図、
【図２】データ処理部を示すブロック図、
【図３】ＮＯガスの吸収スペクトルを示す特性曲線図で
ある。
ある。
１ 反射体 ２ データ収集装置 ３ レーザ光源 ４ 光センサ ５ 集光ミラー 10 データ処理部 51 孔 11 変調回路 12 メモリ 13 演算手段 14 記録手段 15 表示手段
Claims (2)
- 【請求項１】 光線を入射方向へ反射させる反射体と、 被測定ガスにおいて吸収係数が大きい特定波長のレーザ
光線と吸収係数が小さい参照波長のレーザ光線とを上記
反射体に照射する可変波長レーザ光源と、 上記反射体で反射させられた２種のレーザ光線を受光す
る光センサと、 該光センサから出力される２種のレーザ光線の輝度に対
応するデータを演算処理して被測定ガスの濃度を得る演
算処理手段とを具備し、 上記反射体と可変波長レーザ光源および光センサとの間
の空間に存在する被測定ガスを測定することを特徴とす
る大気中のガス濃度測定装置。 - 【請求項２】 被測定空間に反射体を風船で吊り下げた
ことを特徴とする請求項１に記載の大気中のガス濃度測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11434598A JPH11295217A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 大気中のガス濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11434598A JPH11295217A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 大気中のガス濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295217A true JPH11295217A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14635448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11434598A Pending JPH11295217A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 大気中のガス濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11295217A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005077347A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 大気計測用レーザレーダ装置 |
| WO2010055715A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 株式会社Ihi | 気体成分濃度測定装置 |
| WO2011002272A1 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | Universiti Sains Malaysia | Air pollution measuring and warning system |
| US8395771B2 (en) | 2008-11-14 | 2013-03-12 | Ihi Corporation | Apparatus and method for determining concentration of gaseous component |
| JP2019060629A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | 光学システム |
| KR20190053428A (ko) * | 2017-11-10 | 2019-05-20 | 르노삼성자동차 주식회사 | Cmos를 이용한 차량용 차등 흡수 라이다 장치 |
| KR102323545B1 (ko) * | 2020-07-24 | 2021-11-05 | 한밭대학교 산학협력단 | 이동체의 되반사 거울에서 되반사된 광의 분광특성을 이용한 대기 부유물질의 3차원 분포 측정장치 |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP11434598A patent/JPH11295217A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005077347A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 大気計測用レーザレーダ装置 |
| JP4695827B2 (ja) * | 2003-09-03 | 2011-06-08 | 国際航業株式会社 | 大気計測用レーザレーダ装置 |
| WO2010055715A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 株式会社Ihi | 気体成分濃度測定装置 |
| JP2010117303A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Ihi Corp | 気体成分濃度測定装置 |
| CN102216755A (zh) * | 2008-11-14 | 2011-10-12 | 株式会社Ihi | 气体成分浓度测定装置 |
| AU2009315123B2 (en) * | 2008-11-14 | 2012-08-09 | Ihi Corporation | Apparatus for determining concentration of gaseous component |
| US8395771B2 (en) | 2008-11-14 | 2013-03-12 | Ihi Corporation | Apparatus and method for determining concentration of gaseous component |
| KR101244397B1 (ko) | 2008-11-14 | 2013-03-18 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | 기체 성분 농도 측정 장치 |
| WO2011002272A1 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | Universiti Sains Malaysia | Air pollution measuring and warning system |
| JP2019060629A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | 光学システム |
| KR20190053428A (ko) * | 2017-11-10 | 2019-05-20 | 르노삼성자동차 주식회사 | Cmos를 이용한 차량용 차등 흡수 라이다 장치 |
| KR102323545B1 (ko) * | 2020-07-24 | 2021-11-05 | 한밭대학교 산학협력단 | 이동체의 되반사 거울에서 되반사된 광의 분광특성을 이용한 대기 부유물질의 3차원 분포 측정장치 |
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