JPWO2016125338A1 - ガス分析方法およびガス分析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態にかかるガス分析装置の構成図である。
ガス分析装置5は、光源10と、ガスセル20と、検出部40と、制御部50と、を有する。
図1に表す実施形態のガス分析装置は、環境ガス、H2O、化学物質、生体ガスなどを含む種々のガス分析が可能である。本図では、サンプルガスSGをヒトの呼気とする例を説明する。もちろん、サンプルガスSGは呼気に限定されない。
なお、ガス分析装置は、図1と同じとするがガスの導入順序が異なる。
まず、ガスセル20に残っていたガスを排出し、大気などを導入し洗浄したのち基準ガスRGで置換する(S300)。
図4(a)の比較例において、破線で表す基準信号値および実線で表すサンプル信号値ともに時間変動が大きい。このため、2つの信号値の比率の変動が大きくなり、測定精度が低下する。他方、図4(b)に表す第1の実施形態において、破線で表す基準信号値および実線で表すサンプル信号値の変化がともに低減され安定している。このため、2つの信号値の比率の変化も低減され、測定精度を高めることができる。
図5(a)、(b)は、ガス分析装置を約8日間稼働させて、基準ガスを透過した透過光の光強度を測定した結果である。図5(a)の比較例では、ガス分析装置が測定していない期間、ガスセル20内にはサンプルガスが充填されている。このため、基準ガスを透過した赤外光の光強度の変化が大きい。特に長時間測定は行われない状態であると、光強度の変化が大きくなる。他方、図5(b)の第1の実施形態では、1測定サイクルの終了時に、ガスセル20の内部は、大気のような基準ガスで充填されている。このため、約8日間の稼働においても、ガスセル20の内部の汚染が抑制され、光強度の変化が小さい。このため、次の測定サイクルをサンプルガス導入から始めても高精度測定が可能である。
ガス分析装置は、光源10と、ガスセル20と、検出部40と、制御部50と、吸着カラム54と、を有する。
吸着カラム54は、大気などの基準ガスRGを導入する経路に設けられる。吸着カラム54は、たとえば、不純物吸着材を含むフィルタなどとすることができる。
第2の実施形態では、まず赤外光の光強度が所定値よりも高いかを判断する。
ガスセル20内の排気および洗浄を所定回数(たとえば、2回など)繰り返しても赤外光の光強度が所定値E1以下であると、吸着カラム54の交換を要求するなどのアラーム信号を出力することができる。ステップ506以降は、第1の実施形態のステップ200以降と同一である。これにより、排気や洗浄のための無駄な時間を費やすことがなくなる。
たとえば、赤外光の光強度が所定値E1以下であるとする(S600)。ガスセル排気を所定回数を行っても所定値E1以下であると吸着カラム54の交換を要求するアラーム信号が出力される(S622)。さらに、吸着カラム54を交換後排気を行う(S604)。たとえば、所定時間排気を行っても光強度が所定値E1以下であれば、さらにアラーム信号が出力される。
呼気であるサンプルガスSGは、バルブ82を開としてサンプリングバッグ80に一旦蓄えられる。サンプルバッグの容積は、たとえば、150リットルなどとすることができる。また、基準ガスRGは、吸着カラム54を通り、切換バルブ84によりガス分析装置5に導入される。このようにすると、オフラインでガス分析ができる。
Claims (10)
- ガスセルに導入されたサンプルガスに含まれる対象ガスの1つの吸収線に対応する波長にチューニングされた赤外光を前記サンプルガスに入射し、
前記ガスセルを透過した前記赤外光の透過光の強度に対応したサンプル信号値を測定し、
前記ガスセル内の前記サンプルガスを排気したのち基準ガスで置換し、
前記基準ガスを透過した前記赤外光の透過光の強度に対応した基準信号値を測定し、
前記基準信号値に対する前記サンプル信号値の比率から前記1つの吸収線におけるガス濃度を算出する、ガス分析方法。 - 前記ガスセルに前記サンプルガスを導入する前に前記赤外光の光強度を測定し、
前記赤外光の強度が所定値以下であると、前記制御部は前記ガスセル内を洗浄する信号を出力する請求項1記載のガス分析方法。 - 前記基準ガスを吸着カラムを通してから前記ガスセルに導入する請求項2記載のガス分析方法。
- 前記ガスセル内の洗浄を所定回数繰り返しても前記赤外光の強度が前記所定値よりも高くならないとき、前記吸着カラムを交換するアラーム信号を出力する請求項3記載のガス分析方法。
- 前記赤外光はQCLレーザ光である請求項1記載のガス分析方法。
- サンプルガスに含まれる対象ガスが有する吸収線に波長をチューニング可能な赤外光を放出する光源と、
基準ガスおよび前記サンプルガスのいずれかが選択的に導入され、1つの吸収線に対応する赤外光が入射する入射部と前記赤外光が出射する出射部とを有するガスセルと、
前記基準ガスの透過光の強度に対応した基準信号値および前記サンプルガスの透過光の強度に対応したサンプル信号値を検出する検出部と、
前記1つの吸収線において、前記サンプル信号値を前記基準信号値よりも先に測定するようにガス導入順序を選択し、かつ前記基準信号値に対する前記サンプル信号値の比率から前記1つの吸収線におけるガス濃度を算出する制御部と、
を備えたガス分析装置。 - 前記基準ガスの透過光の強度が所定値以下であることを前記検出器が検出すると、前記制御部は前記ガスセル内を洗浄する信号を出力する請求項6記載のガス分析装置。
- 基準ガスを清浄化する吸着カラムをさらに備えた請求項7記載のガス分析装置。
- 前記ガスセル内の洗浄を所定回数繰り返しても前記赤外光の前記光強度が前記所定値以下であると、前記吸着カラムを交換するアラーム信号を出力する請求項8記載のガス分析装置。
- 前記赤外光は、QCLレーザ光である請求項6記載のガス分析装置。
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