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公開番号2025127639
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024436
出願日2024-02-21
発明の名称分析システム
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類G01N 21/31 20060101AFI20250826BHJP(測定;試験)
要約【課題】観測対象ガスの濃度を高精度かつ簡便に特定する。
【解決手段】分析システムは、測定空間における観測対象ガスの濃度を分析する分析システムであり、検出光を出射する発光素子と、観測対象ガスの圧力Pを取得する圧力取得部62と、圧力Pに応じて変調振幅を設定する振幅設定部63と、検出光の波長を、変調振幅で変動させながら、観測対象ガスの吸光波長を含む掃引範囲内において掃引する波長制御部と、測定空間を通過した検出光の受光により受光信号を生成する受光素子と、受光信号に対するロックイン検波により検出波形Dを取得する信号検波部と、検出波形Dから観測対象ガスの濃度Cを特定する分析処理部61とを具備する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
測定空間における観測対象ガスの濃度を分析する分析システムであって、
検出光を出射する発光素子と、
前記観測対象ガスの圧力を取得する圧力取得部と、
前記圧力に応じて変調振幅を設定する振幅設定部と、
前記検出光の波長を、前記変調振幅で変動させながら、前記観測対象ガスの吸光波長を含む掃引範囲内において掃引する波長制御部と、
前記測定空間を通過した前記検出光の受光により受光信号を生成する受光素子と、
前記受光信号に対するロックイン検波により検出波形を取得する信号検波部と、
前記検出波形から前記観測対象ガスの濃度を特定する分析処理部と
を具備する分析システム。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記振幅設定部は、前記圧力が増加するほど前記変調振幅が増加するように、前記変調振幅を設定する
請求項１の分析システム。
【請求項３】
前記振幅設定部は、前記検出波形の振幅が所定値となるように、前記変調振幅を設定する
請求項１の分析システム。
【請求項４】
前記圧力取得部は、
前記検出波形のうち前記吸光波長に対応する時点を挟む第１ピークと第２ピークとの間隔である検波ピーク間隔を特定する間隔特定部と、
前記検波ピーク間隔に応じて前記圧力を特定する圧力特定部とを含む
請求項１の分析システム。
【請求項５】
前記圧力特定部は、
前記検波ピーク間隔が増加するほど前記圧力が増加するように、前記圧力を特定する
請求項４の分析システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、特定のガスの濃度を特定する技術に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特定のガス（以下「観測対象ガス」という）の濃度をレーザ光の照射により特定する技術が従来から提案されている。観測対象ガスの吸収線スペクトルの線幅は、観測対象ガスの圧力に依存する。そこで、例えば特許文献１には、観測対象ガスの濃度に対する圧力の影響を最小化する技術が開示されている。特許文献１の技術では、事前に登録された補正情報と、相異なる変調振幅に対応する検波波形の振幅とを利用して、観測対象ガスの濃度を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１０６７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成によれば、濃度の圧力依存性を補正することで適切な濃度を算定することが可能である。しかし、観測対象ガスの濃度をさらに高精度かつ簡便に分析する技術が要求されている。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、観測対象ガスの濃度を高精度かつ簡便に特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る分析システムは、測定空間における観測対象ガスの濃度を分析する分析システムであって、検出光を出射する発光素子と、前記観測対象ガスの圧力を取得する圧力取得部と、前記圧力に応じて変調振幅を設定する振幅設定部と、前記検出光の波長を、前記変調振幅で変動させながら、前記観測対象ガスの吸光波長を含む掃引範囲内において掃引する波長制御部と、前記測定空間を通過した前記検出光の受光により受光信号を生成する受光素子と、前記受光信号に対するロックイン検波により検出波形を取得する信号検波部と、前記検出波形から前記観測対象ガスの濃度を特定する分析処理部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態における分析システムの構成図である。
観測対象ガスの吸光特性を表すグラフである。
検出光の波長の掃引に関する説明図である。
検出波形の波形図である。
観測対象ガスの圧力と検出波形の振幅との関係を表すグラフである。
検出波形の振幅を所定値とするための圧力と変調振幅との関係を表すグラフである。
情報処理装置の構成を例示するブロック図である。
情報処理装置の機能的な構成を例示するブロック図である。
参照テーブルの模式図である。
分析処理のフローチャートである。
第２実施形態における検波ピーク間隔の説明図である。
観測対象ガスの圧力と検波ピーク間隔との関係表すグラフである。
第２実施形態における圧力取得部の構成を例示するブロック図である。
第２実施形態における参照テーブルの模式図である。
第２実施形態における圧力取得処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する形態は、本開示を実施する場合に想定される例示的な一形態である。したがって、本開示の範囲は、以下に例示する形態には限定されない。
【０００８】
Ａ：第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る分析システム１００の構成図である。分析システム１００は、観測対象となるガス（以下「観測対象ガス」という）の濃度Ｃを分析するための濃度測定システムである。第１実施形態の分析システム１００は、波長変調光分光法により観測対象ガスの濃度Ｃを分析する。
【０００９】
観測対象ガスは、流路１０の内部の空間（以下「測定空間１５」という）を流通する気体である。流路１０は、例えば産業プロセスまたは化学プロセスにおいて発生した観測対象ガスが流通する煙道であり、相互に対向する第１壁部１１と第２壁部１２とを含む。測定空間１５は、第１壁部１１と第２壁部１２との間の空間である。第１壁部１１には開口１１１が形成され、第２壁部１２には開口１２１が形成される。
【００１０】
図２は、観測対象ガスの吸収線スペクトルである。図２に例示される通り、観測対象ガスの吸光強度（吸収断面積）は、当該観測対象ガスの種類に固有の吸光波長λ0において極大となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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