烃浓度测定装置及烃浓度测定方法

专利名称：烃浓度测定装置及烃浓度测定方法
技术领域：
本发明涉及一种对气体中所含烃的浓度进行测定的技术。更详细地说，涉及气体 中所含烃的浓度和组成发生变化时烃浓度测定的响应性及精度的提高。
背景技术：
近年来，由于对环境问题的意识提高，要求进一步减少汽车等的废气中所含的烃量。为了减少汽车等的废气中所含的烃量，需要实现发动机进一步的耗油率提高、催 化剂的废气净化性能的提高，作为这些技术提高的前提，要求精度良好地测定废气中所含 烃的浓度的技术。特别是在进行发动机的燃烧分析时，不仅在“稳定期”即汽车以等速行驶时等发动 机的运行情况恒定时，而且在“过渡期”即发动机启动时或加速、减速时等，也需要详细地分 析发动机的运行情况变化时废气中所含烃的浓度及其组成(构成烃的化学物种的种类和 各化学物种的浓度)。但是，与稳定期不同，过渡期的废气中所含烃的浓度及其组成时时刻 刻发生变化。因此，要求在高层次兼具对废气中所含烃的浓度及其组成的变化的响应性(能实 时测定烃的浓度及组成的变化)和测定精度的烃浓度测定技术。目前，将对气体中所含烃的浓度进行测定的技术按测定原理分类时，作为代表性 技术，已知有使用(1)氢火焰离子化法(Flame IonizationDetector ；FID)的技术；使用 (2)非分散型红外线分析法(Non-Dispersivelnfrared Analyzer)的技术。(1)氢火焰离子化法为如下方法将成为测定对象的气体和成为燃料的氢气的混 合气体以规定流量从喷嘴等喷射出，用集电极检测通过点燃该喷射出的混合气体而产生的 碳离子的离子电流，基于检测出的离子电流测定成为测定对象的气体中所含烃的浓度。作为使用(1)氢火焰离子化法的烃浓度的测定装置的实例，已知具有氢火焰离子 化检测器的总碳氢化合物分析仪(Total HydrocarbonMeter ；THC计)、具有氢火焰离子化 检测器的气相色谱仪(GasChromatograph)。具有氢火焰离子化检测器的总碳氢化合物分析仪，是用氢火焰离子化检测器所具 有的集电极检测通过点燃成为测定对象的气体和成为燃料的氢气的混合气体而产生的碳 离子的离子电流，基于检测出的离子电流以甲烷浓度换算值(ppmc)的形式算出成为测定 对象的气体中所含烃的总烃浓度。具有氢火焰离子化检测器的总碳氢化合物分析仪实质上是对成为测定对象的气 体中所含的碳原子个数进行计数的装置，虽然其测定精度本身很高，但无法测定成为测定 对象的气体中所含烃的各化学物种的组成。具有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪，是将成为测定对象的气体与载气(流动 相)混合并供给分离柱，从而按气体中所含烃的各化学物种进行分离，用氢火焰离子化检 测器所具有的集电极检测将该各化学物种与氢气混合并点燃而产生的碳离子的离子电流，基于检测出的离子电流以甲烷浓度换算值(ppmc)的形式算出成为测定对象的气体中所含 的各化学物种的浓度。也可以通过具有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪累计所算出的各化学物种的 浓度，来算出成为测定对象的气体中所含烃的总烃浓度。但是，一般而言，为了确保其测定精度，使用(1)氢火焰离子化法的烃浓度测定方 法必须将测定条件、即利用氢火焰离子化检测器所具有的集电极检测离子电流的条件保持 在恒定。因此，需要对一部分成为测定对象的气体取样并实施水分除去等前处理等操作。因此，存在如下问题进行上述前处理所需要的时间在成为测定对象的气体和所 取样的气体(以下表述为“取样气体”)之间产生时滞、即发生碳浓度测定的响应延迟，难以 实时测定成为测定对象的气体中所含的碳浓度。另外，使用(1)氢火焰离子化法的烃浓度测定方法，由于将取样气体经过管道等 输送路径输送到具有集电极的氢火焰离子化检测器，因此，有时在该输送路径的内壁面等 附着烃、或新供给到输送路径的取样气体与残存于输送路径中的旧的取样气体混合，到达 氢火焰离子化检测器的时刻的取样气体中所含的烃的浓度及组成与抽取该取样气体的时 刻相比，有可能发生变化。因此，存在如下问题在成为测定对象的气体中所含的烃的浓度时时刻刻发生变 化时，只要不实施如下的一系列措施，则难以精度良好地测定碳浓度，所述措施是通过加热 取样气体的输送路径或在取样气体的输送路径的内壁面上实施涂层处理来防止烃附着于 输送路径的内壁面、或极力缩短输送路径而减少残存于输送路径中的取样气体的量等。另外，气相色谱仪一般具有将取样气体供给到分离柱、对构成烃的各化学物种按 时间差分离这样的装置构成，所以在其性质上，构成烃的化学物种的分离需要一定时间 (例如10分钟以上)。因此，用气相色谱仪不可能精度良好地实时测定成为测定对象的气体中所含的碳 浓度。另外，还存在如下问题气相色谱仪一般装置复杂且大型，设备成本也比其它装置
尚o(2)非分散型红外线分析法是对成为测定对象的气体照射规定波段的红外线，基 于照射到成为测定对象的气体上的红外线的特定波段的吸收，对成为测定对象的气体中所 含的烃的浓度进行测定的方法。非分散型红外线分析法原理上能够进行没有响应延迟的实时的烃的非接触式浓 度测量，但作为使用非分散型红外线分析法的装置，一般只市售有从装置构成或维持测量 精度的观点考虑，与上述氢火焰离子化法同样地对测量对象气体进行取样，在对其实施前 处理后进行测量的装置。作为使用(2)非分散型红外线分析法的烃浓度的测定装置的实例，已知有烃测量 器(HC计)。烃测量器是对成为测定对象的气体照射例如3. 4 y m附近(3. 4士0. 07 y m)的波段 的红外线，基于该红外线的吸收以正己烷浓度换算值(ppm)的形式算出成为测定对象的气 体中所含的烃的浓度的装置。图27是表示(a)使用红外线吸收法对从发动机排出的废气中所含的烃的浓度进行非接触式测量的测定结果、(b)使用氢火焰离子化法对从发动机排出的废气中部分取样 出的气体(取样气体)中所含的烃的浓度进行测量的测定结果、及(c)发动机转数的图。如图27所示，可知(b)使用氢火焰离子化法测量的烃浓度的测定结果(图27中 用粗的点划线表示)的最初上升峰相对(c)发动机转数(图27中用粗的虚线表示)的最 初上升峰延迟，发生响应延迟。另一方面，可知(a)使用红外线吸收法进行非接触式测量的烃浓度的测定结果 (图27中用粗的实线表示)的最初上升峰相对(c)发动机转数的最初上升峰不延迟，不发 生(b)使用氢火焰离子化法测量的烃浓度的测定结果这样的响应延迟。但是，(b)使用氢火焰离子化法测量的烃浓度的测定结果在最初上升峰以后一度 下降、再次上升并以与最初上升峰的峰值大致相同的值推移，与此相对，(a)使用红外线吸 收法进行非接触式测量的烃浓度的测定结果虽然最初上升峰的峰值与(b)的最初上升峰 的峰值大致相同，但是，其以后的测定值缓慢下降，显示比(b)的测定结果低的值。因此，即使将(a)的测定结果沿图27中的横轴方向推移来补正响应延迟的影响， 其轮廓也与(b)的测定结果有很大的不同。这是如下原因造成的该试验中使用的红外线吸收法对成为测定对象的气体照 射特定窄波段(约3.4i!m)的红外线，并且以正己烷浓度换算值的形式算出烃的浓度，因 此，如过渡期的废气那样，当烃的组成大幅变化时，难以精度良好地测定烃的浓度(总烃浓 度)。另外，在以宽波段进行测量的一般市售的HC计中，这种问题虽然有程度差异，但 仍会发生。作为气体中所含的烃的组成变化时的实例，可列举如下的情况等如发动机启动 时的废气那样，在发动机启动的最初期的阶段，燃料气体中所含的一部分烃未燃烧、直接与 废气一起排出，其后，随着发动机的运行情况稳定，废气中所含的烃的浓度降低。如此，仅使用红外线吸收法，难以在气体中所含的烃的浓度及组成时时刻刻发生 变化时兼具对烃浓度的高响应性和测定精度。作为消除上述的烃组成变化的问题的技术，已知有FT_IR(傅里叶变换红外光谱 仪)。另外，还知道如下的测定技术具有能够对成为测定对象的气体投射(照射)被 构成烃的各化学物种吸收的波长的多个投射部、和受到从各投射机构投射的红外线的多个 受光部，基于该多个受光部各自的受光强度检测各化学物种的浓度。例如，如日本特开平 4-225142号公报所记载。但是，FT-IR通常具有如下问题需要对测定对象气体进行取样，响应性不良，能 测定的烃的种类(成分)受限，不能进行THC测量。另外，专利文献1中记载的技术需要与气体中所含的化学物种的种类同数量的投 射部和受光部，因此存在如下问题装置大型化，同时设备成本飞跃地增加。特别是汽车发动机的废气中所含的烃，例如由200种以上的多种化学物种构成， 而且根据燃料组成、燃料条件等有时可能含有未知的化学物种，因此，上述问题变得显著。另外，还存在如下问题在没有预先正确地掌握成为测定对象的气体中所含的烃 的化学物种时，不能确定最初需要设置几个投射部和受光部、怎样设定各投射部投射的红外线的波段(或者有可能出现不能测定的化学物种)。

发明内容
本发明鉴于如上所述的状况，提供即使在成为测定对象的气体中所含的烃的浓度 及组成变化时也能够响应性良好(实时)且精度良好地测定烃的浓度的烃浓度测定装置及 烃测定方法。作为本发明第一方式的烃浓度测定装置，具备照射部，对含有由一种或多种化学 物种构成的烃的气体照射包含所述一种或多种化学物种的共同吸收区域的波段的光；检测 部，检测由所述照射部照射到所述气体上的光；解析部，基于由所述检测部检测到的光算出 所述共同吸收区域的吸光度，基于该吸光度算出吸收所述共同吸收区域的波段的光的化学 物种的浓度之和。在本发明的烃浓度测定装置中，优选所述共同吸收区域包含与由烷烃及烯烃组成 的组、由芳香烃组成的组、由炔烃组成的组中的至少一组的C-H伸缩振动模式相对应的波长。在本发明的烃浓度测定装置中，优选与所述由烷烃及烯烃组成的组的C-H伸缩振 动模式相对应的波长换算成波数，为2800CHT1以上3000CHT1以下；与所述由芳香烃组成的 组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3000CHT1以上3200CHT1以下；与所述由 炔烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3200CHT1以上3400CHT1以 下。在本发明的烃浓度测定装置中，优选具备气体导入部，所述气体导入部具有气体 导入容器，设置于由所述照射部照射并由所述检测部检测的光的光路中途部，具有能够导 入所述含有由一种或多种化学物种构成的烃的气体的内部空间；照射侧窗，设置于所述气 体导入容器，使由所述照射部照射的光透过并导入所述内部空间；检测侧窗，设置于所述气 体导入容器，使从所述照射侧窗导入所述内部空间的光透过并导向外部。在本发明的烃浓度测定装置中，优选具备斩光部，配置在所述照射部和所述含有 由一种或多种化学物种构成的烃的气体之间，交替切换来自所述照射部的光照射到所述气 体上的状态和不照射到所述气体上的状态；信号处理电路，基于表示所述斩光部的切换操 作的信号及由所述检测部检测到的光，除去由所述检测部检测到的光中所含的噪声成分。在本发明的烃浓度测定装置中，优选所述检测部为光学检测器，具备将照射到所 述含有由一种或多种化学物种构成的烃的气体上的光按各波长进行分光并照射到所述光 学检测器的分光部。作为本发明第二方式的烃浓度测定方法，具备照射及检测工序，对含有由一种或 多种化学物种构成的烃的气体照射包含所述一种或多种化学物种的共同吸收区域的波段 的光，并检测照射到所述气体上的光；解析工序，基于在所述照射及检测工序中检测到的光 算出所述共同吸收区域的吸光度，基于该吸光度算出吸收所述共同吸收区域的波段的光的 化学物种的浓度之和。在本发明的烃浓度测定方法中，优选所述共同吸收区域包含与由烷烃及烯烃组成 的组、由芳香烃组成的组、由炔烃组成的组中的至少一组的C-H伸缩振动模式相对应的波长。
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在本发明的烃浓度测定方法中，优选与所述由烷烃及烯烃组成的组的C-H伸缩振 动模式相对应的波长换算成波数，为2800CHT1以上3000CHT1以下；与所述由芳香烃组成的 组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3000CHT1以上3200CHT1以下；与所述由 炔烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3200CHT1以上3400CHT1以 下。本发明产生如下效果能够响应性良好且精度良好地测定在成为测定对象的气体 所含的烃中吸收共同吸收区域的波段的光的化学物种的浓度以及和。


图1是表示本发明所述的烃浓度测定装置的第一实施例的图。图2是表示具备本发明所述的烃浓度测定装置的第一实施例的实验设备的图。图3是表示利用本发明所述的烃浓度测定装置的第一实施例进行烃浓度测定的 响应性确认实验的结果的图。图4是表示利用本发明所述的烃浓度测定装置的第一实施例进行烃浓度测定的 测定精度确认实验的结果的图。图5同样是表示利用本发明所述的烃浓度测定装置的第一实施例进行烃浓度测 定的测定精度确认实验的结果的图。图6是表示本发明所述的烃浓度测定装置的第二实施例的图。
图7是表示本发明所述的烃浓度测定装置的第三实施例的图。
图8是表示本发明所述的烃浓度测定装置的第四实施例的图。
图9是表示本发明所述的烃浓度测定装置的第五实施例的图。
图10是表示本发明所述的烃浓度测定装置的第六实施例的图。
图11是表示本发明所述的烃浓度测定装置的第七实施例的图。
图12是表示本发明所述的烃浓度测定方法的一种实施方式的流程图。
图13是表示供给汽车用发动机的燃料的组成分析结果的实例的图。
图14是表示发动机出口的废气的组成分析结果的实例的图。
图15是表示催化剂出口的废气的组成分析结果的实例的图。
图16是表示废气中所含的化学物种的吸收光谱的图。
图17同样是表示废气中所含的化学物种的吸收光谱的图。
图18同样是表示废气中所含的化学物种的吸收光谱的图。
图19同样是表示废气中所含的化学物种的吸收光谱的图。
图20同样是表示废气中所含的化学物种的吸收光谱的图。
图21同样是表示废气中所含的化学物种的吸收光谱的图。
图22同样是表示废气中所含的化学物种的吸收光谱的图。
图23同样是表示废气中所含的化学物种的吸收光谱的图。
图24是表示IR-Abs.比的算出顺序的图。
图25是表示12种化学物种基于FID-GC的组成比和IR-Abs.比的关系的图。
图26是表示24种化学物种基于FID-GC的组成比和IR-Abs.比的关系的图。
图27是表示采用现有HC计及现有THC计测定的废气中的烃浓度的测定结果和发动机转数的关系的图。
具体实施例方式下面，使用图13至图26，对本发明所述的烃浓度测定装置及本发明所述的烃浓度 测定方法的基本原理进行说明。本发明所述的烃浓度测定装置是对成为测定对象的气体(以下适当表述为“测定 对象气体”)中所含的烃的浓度进行测定的装置。本发明所述的烃浓度测定方法是对测定对象气体中所含的烃的浓度进行测定的 方法。“测定对象气体”泛指至少其一部分含有烃的气体。在此，测定对象气体中所含的 烃不一定必须是在常温(25°C )且常压(1个大气压)下气化的烃，例如也可以是通过加热 而气化的烃。“烃”包含一种或多种作为由碳和氢构成的化合物的化学物种。烃中所含的化学物 种根据其结构分类为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。“烷烃”是指通式CnH2n+2(n为1以上的整数)表示的链状饱和烃。需要说明的是， 在本发明中，环烷烃包含在烷烃中。“环烷烃”是指通式CnH2n(n为3以上的整数)表示的环状饱和烃。“烯烃”是指通式CnH2n(n为2以上的整数)表示的链状不饱和烃。“炔烃”是指通式CnH2n_2 (n为2以上的整数)表示的链状不饱和烃。“芳香烃”是指具有单环或多环(稠合环)结构的烃。本发明所述的烃浓度测定装置及本发明所述的烃浓度测定方法不损害现有的非 分散型红外线分析法的优点即“响应性良好(没有响应延迟)”，可以消除现有的非分散型 红外线分析法的问题即“成为测定对象的气体(以下称为“测定对象气体”)的组成发生变 化时测定精度降低”。本发明所述的烃浓度测定装置及本发明所述的烃浓度测定方法在下述基本原理 上与现有的非分散型红外线分析法共同，即，对测定对象气体照射光(红外线)，基于特定 波段的光的吸收(吸光度)对成为测定对象的气体中所含的烃的浓度进行测定。但是，本发明所述的烃浓度测定装置及本发明所述的烃浓度测定方法在对测定对 象气体进行照射的光的波段的设定方法上具有特征。以下，对本发明所述的烃浓度测定装置及本发明所述的烃浓度测定方法中对测定 对象气体进行照射的光的波段的设定方法进行说明。首先，使用图13至图15，以汽车用发动机的废气为例，对测定对象气体的组成变 化进行说明。图13表示(A)供给汽车用发动机的燃料(严格地讲，是作为雾状的化石燃料和空 气的混合物的混合气体)的组成分析结果的实例，图14表示(B)在汽车用发动机中燃烧该 燃料而产生的废气(发动机出口的废气)的组成分析结果的实例，图15表示(C)用催化剂 将该废气净化后得到的气体(催化剂出口的废气)的组成分析结果的实例。图13至图15所示的(A) (C)的组成分析结果的实例是通过使用了氢火焰离子 化法的气相色谱法(FID-GC)求出的。另外，图13至图15所示的(A) (C)的组成分析结
9果的实例表示所求出的组成大的主要26种化学物种。如图13至图15所示，用汽车用发动机燃烧燃料，其后用催化剂进行净化时，各阶 段的气体中的烃所含的化学物种的种类、种类的数量及各化学物种的组成发生很大变化。例如，关于化学物种的种类的数量(总化学物种数)，图13所示的㈧混合气体 的总化学物种数为170种，图14所示的(B)发动机出口的废气的总化学物种数增加至182 种，图15所示的(C)催化剂出口的废气的总化学物种数减少到86种。另外，关于化学物种的组成，采用作为烷烃之一的甲烷(Methane ；在图14及图15 中标以符号(1))作为例子时，在图13所示的(A)混合气体中，未显示在组成的主要26种 中，但在(B)发动机出口的废气及(C)催化剂出口的废气中，显示在组成的主要26种中。特别是在(C)催化剂出口的废气中，甲烷在烃所含的化学物种中成为第2大组成 的化学物种。另外，上述(A) (C)的测定结果是以大致相同负荷且大致相同转数驱动用于使 气体产生的汽车用发动机的条件下的测定结果，假如在该汽车用发动机的运转状况发生变 化(例如，与实际行驶中的启动、空转、加速、减速、坡道的行驶等相对应的运转状况)时，构 成上述(A) (C)的气体所含烃的化学物种的种类、种类的数量及各化学物种的组成发生 很大变化。在图13至图15所示的气体所含烃的化学物种中，组成大的24种化学物种的吸收 光谱如图16至图23所示，各不相同，各化学物种的吸收区域(吸光度大的波段)也各不相同。因此，以图13至图15所示的气体为测定对象气体，使用现有的非分散型红外线分 析法，照射例如3. m(换算成波数为2941cm—1)附近的极窄的特定波段的光，基于该光的 吸收算出总烃浓度，这种情况下，由于在该特定波段不具有吸收区域的化学物种也存在许 多，因此可以说总烃浓度的测定精度降低是当然的。本发明所述的烃浓度测定装置及本发明所述的烃浓度测定方法将测定对象气体 中的烃所含的一种或多种化学物种分成(a)由烷烃及烯烃组成的组、(b)由芳香烃组成的 组、(c)由炔烃组成的组这三组，对各组分别设定“共同吸收区域”，由此，精度良好地算出属 于各组的化学物种的浓度之和。上述(a) (c)这三组是基于属于各组的化学物种的结构差异、更严格地讲是基 于化学物种所含的多个碳原子间的键合状态的差异而分组的。在属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种中，构成烷烃的多个碳原子与其它 碳原子之间具有至少一个单键，构成烯烃的多个碳原子中的任一个与其它碳原子之间具有 一个双键。需要说明的是，在烷烃中，甲烷由于构成的碳原子为一个，因此是例外。作为属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种，可列举以苯为代表的环状不饱和烃
的一组。属于(c)由炔烃组成的组的化学物种，构成该化学物种的多个碳原子中的任一个 与其它碳原子之间具有一个三键。烃产生的光(红外线)吸收是由于构成烃所含化学物种的碳原子和氢原子之间的 键的伸缩振动(C-H伸缩振动模式)而引起的。通常，C-H伸缩振动模式产生的光吸收在换算成波数为2850CHT1 2960CHT1附近
10的波段发生，但实际上，构成化学物种的多个碳原子或者与其它原子的键合状态(几何学 的结构)因各化学物种而异，因此，即使为相同种类的键(单键、双键、三键)，多个碳原子间 的键合状态也因各化学物种而稍微不同。其结果是，因该多个碳原子间的键合状态的影响，构成化学物种的碳原子和氢原 子之间的键合状态也发生微妙变化，各化学物种的C-H伸缩振动引起的发生光吸收的波 段、即吸收区域，也从换算成波数为2850CHT1 2960CHT1附近的波段开始发生微妙变化。各 化学物种吸收光谱的轮廓、峰波长或吸光度不同正是由于上述原因。但是，将图16至图23所示的化学物种分成(a)由烷烃及烯烃组成的组、(b)由芳 香烃组成的组、(c)由炔烃组成的组这三组而观察其吸收区域时，可知属于(a)由烷烃及 烯烃组成的组的化学物种的吸收区域大部分落在波长为3. 333 y m以上3. 571 u m以下的范 围(换算成波数为2800CHT1以上3000CHT1以下的范围)，属于(b)由芳香烃组成的组的化 学物种的吸收区域大部分落在波长为3. 125 y m以上3. 333 u m以下的范围(换算成波数为 3000cm-1以上3200CHT1以下的范围)，属于(c)由炔烃组成的组的化学物种的吸收区域大部 分落在波长为2. 941 ii m以上3. 125 ii m以下的范围(换算成波数为3200CHT1以上3400CHT1 以下的范围)。因此，将换算成波数为2800CHT1以上3000CHT1以下的波段设定为“属于由烷烃及烯 烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域”，将换算成波数为3000CHT1以上3200CHT1以下 的波段设定为“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域”，将换算成波数为 3200cm-1以上3400CHT1以下的波段设定为“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸 收区域”，同时，对“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域”的吸光度 与属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种的组成之和的关系、“属于由芳香烃组成的组 的化学物种吸收的共同吸收区域”的吸光度与属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种的组 成之和的关系、以及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域”的吸光度与属 于(c)由炔烃组成的组的化学物种的组成之和的关系分别进行研究，得到图25及图26所 示的结果。图25是分别对于⑶发动机出口的废气(参照图14)及(C)催化剂出口的废气 (参照图15)，将这些气体中所含的总计12种化学物种分成(a)由烷烃及烯烃组成的组、 (b)由芳香烃组成的组、(c)由炔烃组成的组这三组时，将“ppmC组成比”和“IR-Abs.比” 进行比较的图。在此，上述“12种化学物种”具体是指从图13至图15所示的24种化学物种中选 择的(1)甲烷、(5)异戊烷、(6)正戊烷、(13)乙烯、(14)丙烯、(15)异丁烯、(16)1-丁烯、 (17)苯、(18)甲苯、(19)间二甲苯、(21)对二甲苯、(24)乙炔。“甲烷浓度换算值(ppmC)”用化学物种的浓度(ppm)和该化学物种的碳数的乘积 表示([ppmC] = [ppm] X [化学物种的碳数])，是将化学物种的浓度换算成与该化学物种所 含的碳原子同数量的甲烷浓度而得的值。例如，乙烷浓度为lOOppm时，乙烷的碳数为2，因此乙烷的甲烷浓度换算值为 200 ( = 100X2)ppmC。“ppmC组成比”表示将构成测定对象气体所含烃的全部化学物种的甲烷浓度换算 值之和设定为100%时属于各组的化学物种的甲烷浓度换算值之和(％ )。
"IR-Abs.比”利用图24所示的顺序算出。首先，通过将各化学物种的吸收光谱的数据规范化为单位浓度且单位测量长度的 数据，对各化学物种算出属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域 的单位浓度的吸光度、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的单位 浓度的吸光度、以及属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的单位浓度 的吸光度。将这些单位浓度的吸光度作为“单位吸光度”。在此，“测量长度”是指用于测定 的光与测定对象气体交叉的长度。“单位吸光度”相当于图24中的a⑴-⑴ a⑴_(16)、a (b)_(17) a (b)_(23)、a (。)_(24)、
^ (a)-(l) ^ (a)—(16)、^ (b)—(17) ^ (b) —(23)、^ (c) —(24)、、(a)-(l) 、(a)—(16)、、(b)—(17) 、(b) —(23)、 Y (c)-(24)。下面，对于各化学物种，算出该化学物种的浓度(ppm)和前面算出的该化学物种 的单位吸光度的乘积，作为“在各吸收区域的吸光度”。“在各吸收区域的吸光度”相当于图24中的a (a)_⑴ Q a (a)_(16) C16、
Q (b) —(17) C17 Q (b) —(23) C23、以(c)_(24) C24、(a)-(i) Ci (a)-(16) C16、(b) —(17) C17
3 (b)-(23) C23、Y (c)-(24) C24。接着，使用上述算出的“各化学物种在各区域的吸光度”，算出属于相同组的化学 物种在与该化学物种相对应的吸收区域的吸光度之和。属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种的吸光度和相当于图24中的(a)的
吸光度和(=a (a)_⑴ Q+. ,.+a (a)_(16) C16)。属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种的吸光度和相当于图24中的(b)的吸光
度禾口 ( = 3 (b)-(17) (b)—(23) C23) o属于(c)由炔烃组成的组的化学物种的吸光度和相当于图24中的(c)的吸光度
禾口( = Y (c)-(24) C24)。接着，计算出所算出的属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种的吸光度和、 属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种的吸光度和、以及属于(c)由炔烃组成的组的化学 物种的吸光度和的总和。而且，算出属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种的吸光度和相对于该总和 的比率(％ )，作为(a)的IR-Abs.比。同样地算出(b)的IR-Abs.比和(c)的IR-Abs.比。如图25所示，尽管是对多种化学物种中的一部分(12种)的比较，但是，基于 FID-GC的组成比之和(ppmC组成比)和各组的IR-Abs.比显示较好的一致。图26是分别对于⑶发动机出口的废气(参照图14)及(C)催化剂出口的废气 (参照图15)，将这些气体中所含的总计24种化学物种(在图16至图23中显示吸收光谱 的全部化学物种)分成(a)由烷烃及烯烃组成的组、(b)由芳香烃组成的组、(c)由炔烃组 成的组这三组时，将“ppmC组成比”和“IR-Abs.比”进行比较的图。在(B)发动机出口的废气中以全部化学物种的体积和为100%时，该24种化学物 种的体积和约为75%，在(C)催化剂出口的废气中以全部化学物种的体积和为100%时，该 24种化学物种的体积和约为65%。如图26所示，与前面所示的图25相比，将成为对象的化学物种从12种增加到24
12种的情形，基于FID-GC的组成比之和(ppmC组成比)和各组的IR-Abs.比显示更好的一致。如此，得到如下见解在将测定对象气体中所含的烃分成(a)由烷烃及烯烃组成 的组、(b)由芳香烃组成的组、(c)由炔烃组成的组这三组、对各组分别设定“共同吸收区 域”时，基于该吸收区域的吸光度，可以精度良好地测定属于各组的化学物种的浓度之和。本发明所述的烃浓度测定装置及本发明所述的烃浓度测定方法基于上述见解，根 据构成该烃的化学物种的结构(原子间的键合状态)将测定对象气体中所含的烃分成三 组，响应性良好且精度良好地测定属于各组的化学物种的组成之和(浓度之和)。以下，使用图1至图5，对作为本发明所述的烃浓度测定装置第一实施例的烃浓度 测定装置100进行说明。烃浓度测定装置100是对测定对象气体中所含的烃的浓度进行测定的装置。如图1所示，烃浓度测定装置100主要具备光学轨道110、气体导入部120、红外 线照射装置130、斩光装置140、透镜151、衍射光栅152、线型传感器160、传感器控制装置 170、信号处理电路180、解析装置190等。光学轨道110是烃浓度测定装置100的主要结构体，安装烃浓度测定装置100的 光学系统的构件组(红外线照射装置130、斩光装置140、透镜151、衍射光栅152、线型传感 器160等)。气体导入部120是本发明所述的气体导入部的一种实施方式，具备气体导入容器 121、照射侧窗122、检测侧窗123等。气体导入容器121是在两端形成有凸缘的大致圆筒形状的构件，在其内部具有内 部空间121a。通过将气体导入容器121插装在输送测定对象气体的输送路径的中途部，测 定对象气体被导入气体导入容器121的内部空间121a。照射侧窗122及检测侧窗123是设置于气体导入容器121上的窗，在本实施例中， 通过在贯穿气体导入容器121的外周面和内周面的孔上嵌装透明石英等来形成。气体导入部120设置于由红外线照射装置130照射的光被线型传感器160检测之 前通过的光路的中途部，调整气体导入部120的位置和姿势以使得照射侧窗122和检测侧 窗123与该光路交叉。需要说明的是，本实施例的气体导入部120是通过在气体导入容器121上嵌装透 明石英等来形成照射侧窗122及检测侧窗123的构成，但本发明并不限于此，例如，可以是 如下构成在大致圆筒形状的容器中设有从内周面贯穿到外周面的一对孔，在该一对孔中 分别嵌装光纤，该光纤分别起到“作为照射侧窗的功能和作为从照射部至该容器的光路的 功能”以及“作为检测侧窗的功能和作为从该容器至检测部的光路的功能”。优选在气体导入部120设置将构成气体导入部120的各构件(气体导入容器121、 照射侧窗122、检测侧窗123等)进行加热的构件(加热器等)，将构成气体导入部120的 各构件保持在规定温度以上。通过将构成气体导入部120的各构件保持在规定温度以上，可以防止因构成测定 对象气体所含烃的化学物种的附着或水分凝聚而引起的光学系统的污染、模糊，进而可确 保烃浓度测定装置100的烃浓度测定的精度。红外线照射装置130是本发明所述的照射部的一种实施方式，对导入到气体导入 容器121的内部空间121a的测定对象气体照射包含属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化
13学物种吸收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域 以及属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光。由红外线照射装置130照射的光(红外线)透过气体导入部120的照射侧窗122 被导入气体导入容器121的内部空间121a，照射到被导入内部空间121a的测定对象气体 上。接着，照射到该测定对象气体上的光透过气体导入部120的检测侧窗123被导到气体 导入部120的外部。本实施例的红外线照射装置130具有能够产生包含换算成波数为2800CHT1以上 3400cm-1以下的波段的红外线的半导体元件、例如IR元件。本实施例的情况，红外线照射装置130对测定对象气体照射的光(红外线)的波 段换算成波数为ZOOCT1以上4000CHT1以下，属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸 收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域、属于(c) 由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域全部包含在内。斩光装置140是本发明所述的斩光部的一种实施方式，通过将来自红外线照射装 置130的光交替切换成(i)对导入到气体导入部120的内部空间121a的测定对象气体进 行照射的状态(光通过的状态)和(ii)不照射测定对象气体的状态(光被遮断的状态)， 使照射到测定对象气体上的光的强度周期性地变化(调制)。斩光装置140配置在红外线 照射装置130和气体导入部120 (更严格地讲，为测定对象气体)之间。斩光装置140主要具备马达141、转盘142、斩光控制装置143等。马达141由电气式的马达构成，其驱动轴被固定在转盘142的中心部。转盘142为大致圆盘形状的构件，在其盘面上形成有贯穿该盘面的表面和背面的 多个孔。转盘142上形成的多个孔在转盘142的圆周方向上具有规定规则性地排列。转盘 142由不透过红外线照射装置130照射的光的材料制成。转盘142配置在红外线照射装置130和气体导入部120 (更严格地讲，为测定对象 气体)之间的与从红外线照射装置130照射的光的光路交叉的位置。马达141进行旋转驱动时，转盘142旋转，交替切换转盘142上形成的多个孔中的 任一个与光路交叉的状态和转盘142上形成的孔以外的部分与光路交叉的状态。在转盘142上形成的孔与光路交叉的状态下，从红外线照射装置130照射的光通 过转盘142上形成的孔，形成照射到被导入气体导入部120的内部空间121a的测定对象气 体上的状态。在转盘142上形成的孔以外的部分与光路交叉的状态下，从红外线照射装置130 照射的光被转盘142遮断，形成不照射到被导入气体导入部120的内部空间121a的测定对 象气体上的状态。斩光控制装置143控制马达141的旋转和停止、以及马达141的转数(进而控制转 盘142的转数)，由储存有用于控制马达141操作的程序的可编程序控制器(Programmable Logic Controller ；PLC)构成。斩光控制装置143与马达141连接，将用于控制马达141的转数的信号(控制信 号)传送到马达141。另外，斩光控制装置143以表示斩光装置140的切换操作的信号作为参照信号输出.
参照信号在转盘142为规定相位时被输出。输出参照信号的周期与将来自红外线 照射装置130的光从(i)照射到被导入气体导入部120的内部空间121a的测定对象气体 上的状态切换成(ii)不照射测定对象气体的状态、到再次切换成(i)照射到被导入气体导 入部120的内部空间121a的测定对象气体上的状态所需要的时间相对应。
需要说明的是，本实施例的斩光装置140设为如下构成使形成有多个孔的转盘 142在光路的中途部交叉，通过转盘142旋转来通过或遮断光从而将光斩切(将光交替切换 成照射到测定对象气体上的状态和不照射测定对象气体的状态)，但本发明所述的斩光部 并不限于此，也可以设为通过形成有多个狭缝(沟)的转盘旋转来通过或遮断光从而将光 斩切的构成。另外，也可以将使用电气光学元件等斩切光的构成作为本发明所述的斩光部 的另外的实施例。透镜151将透过气体导入部120的检测侧窗123并被导到气体导入部120外部的 光汇聚(集中)。需要说明的是，当透过气体导入部120的检测侧窗123并被导到气体导入 部120外部的光具有足够的强度时，也可以省略透镜151。衍射光栅152是本发明所述的分光部的一种实施方式，利用衍射将被透镜151汇 聚的光按各波长进行分光并照射到线型传感器160。衍射光栅152由在进行了镜面加工的面上形成有多条(1mm为数千条左右)相互 平行的沟的金属板制成。入射到衍射光栅152的光发生衍射，按各波长进行分光，分光后的 光根据波长以不同的反射角照射到线型传感器160。需要说明的是，本实施例的衍射光栅152设为由在表面形成有相互平行的多条沟 的金属板制成的构成，但本发明所述的分光部并不限于此，只要能将入射光按各波长进行 分光，也可以是其它构成。作为本发明所述的分光部的其它实施例，可列举具有相互平行的多个狭缝的衍射 光栅或棱镜(利用介质的折射率进行分光的物体)。线型传感器160是本发明所述的检测部的一种实施方式，检测由红外线照射装置 130照射到测定对象气体上的光。线型传感器160将受到光(红外线)的多个受光元件(像素)排列成一排，以把 被衍射光栅152按各波长进行分光后的光分别照射到不同的受光元件的方式确定衍射光 栅152和线型传感器160的位置关系(姿势)。本实施例的情况下，线型传感器160将像素No.为No. 1 No. 200的总计200个 受光元件(像素)排列成一排。在构成线型传感器160的受光元件中，No. 83 No. 117的受光元件与换算成波数 为2800CHT1以上3000CHT1以下的波段、即“由烷烃及烯烃组成的组吸收的共同吸收区域”相对应。在构成线型传感器160的受光元件中，No. 118 No. 150的受光元件与换算成波 数为3000CHT1以上3200cm—1以下的波段、即“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共 同吸收区域”相对应。在构成线型传感器160的受光元件中，No. 151 No. 184的受光元件与换算成波 数为3200CHT1以上3400CHT1以下的波段、即“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同 吸收区域”相对应。
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需要说明的是，本实施例中的线型传感器160的总像素扫描频率(No. 1 — 200)优 选充分地高于利用上述转盘142及斩光控制装置143的斩光频率(以光的0N/0FF时测量， 为斩光频率的2倍以上，更优选为数十倍以上)。或者，本实施例中的线型传感器160的总 像素扫描频率(No. 1 — 200)优选充分地低于利用上述转盘142及斩光控制装置143的斩 光频率(优选为斩光频率的数百分之一以下)。另外，本实施例的线型传感器160是将多个受光元件排列成一排的构成，但本发 明所述的检测部并不限于此。作为本发明所述的检测部的其它构成，可列举由单一的受光 元件组成的构成、由多个受光元件组成的构成等。传感器控制装置170控制线型传感器160的操作，由储存有用于控制线型传感器 160操作的程序的可编程序控制器(Programmable LogicController ；PLC)构成。传感器控制装置170从线型传感器160取得(接收)线型传感器160所具有的多 个受光元件(像素)各自的与受光强度相关的信息、即受光强度信号。本实施例的情况下， 该受光强度信号是具有与各受光元件受到的光的受光强度大致成正比的电压的电信号。对线型传感器160所具有的多个受光元件分别预先设定特有的编号(受光元件编 号)，传感器控制装置170将受光强度信号按该受光元件编号的顺序传送到信号处理电路 180。另外，传感器控制装置170将表示传送到信号处理电路180的受光强度信号与线 型传感器160的多个受光元件中的哪一个受光元件相对应的信号(像素No.信号)传送到 解析装置190。信号处理电路180从由传感器控制装置170取得的受光强度信号中除去噪声。信号处理电路180与斩光装置140连接，从斩光装置140取得(接收)参照信号。信号处理电路180与传感器控制装置170连接，从传感器控制装置170取得(接 收)受光强度信号。信号处理电路180基于参照信号及受光强度信号，提取受光强度信号中的“与周 期性强度变化同步的成分”，由此，除去受光强度信号中所含的噪声成分。信号处理电路180将除去了噪声成分的受光强度信号传送到解析装置190。通过 信号处理电路180从受光强度信号中除去噪声，可以提高受光强度信号的分辩率，更加精 度良好地测定烃浓度的微小变化(或微小的烃浓度)。本实施例的信号处理电路180可以为专用品，也可以使用市售的信号处理电路来 实现。解析装置190为本发明所述的解析部的一种实施方式，基于由线型传感器160检 测到的光，算出测定对象气体的“属于各组的化学物种吸收的共同吸收区域”的吸光度，算 出属于分别与这些吸收区域相对应的组的化学物种的浓度之和。解析装置190主要具备解析部191、输入部192、显示部193等。解析部191可以储存各种程序等(例如，后述的吸光度算出程序及浓度算出程 序)，运行这些程序等，按照这些程序等进行规定的运算，存储该运算结果等。解析部191可以是实质上用总线连接有CUP、R0M、RAM、HDD等的构成，或者可以是 由单片LSI等组成的构成。本实施例的解析部191为专用品，也可以由在市售的个人电脑或工作站等中储存有上述程序等的形式来实现。解析部191与传感器控制装置170连接，可以取得(接收)像素No.信号。此外，解析部191与信号处理电路180连接，可以取得(接收)(更严格地讲，除去 了噪声成分的)受光强度信号。输入部192与解析部191连接，将烃浓度测定装置100的与解析相关的各种信息、 指令等输入到解析部191。本实施例的输入部192为专用品，使用市售的键盘、鼠标、指示器、按钮、开关等也 可以达到同样的效果。显示部193显示从输入部192向解析部191输入的内容和解析部191产生的解析 结果(烃浓度的测定结果)等。本实施例的显示部193为专用品，使用市售的监控器或液晶显示器等也可以达到 同样的效果。下面，对解析部191的详细构成进行说明。解析部191功能性地具备存储部191a、吸光度算出部191b、浓度算出部191c等。存储部191a存储在解析部191中进行的各种运算等中使用的信息、运算结果等。存储部191a存储成为基准的气体(以下，称为基准气体)的光谱。“基准气体”是预先知道不吸收测定对象气体中所含的烃的三个吸收区域的光的 气体。作为基准气体的具体例，可列举氮气。“基准气体的光谱”表示对基准气体照射光时的波长与光的强度的关系。在本实施例中，基准气体的光谱的波段设定在换算成波数为2000CHT1以上 4000cm-1以下的范围。这是为了设定在全部包含烃的三个组的吸收区域的范围。基准气体的光谱优选(i)定期地(例如，一个月一次)更新，或(ii)通过每次利 用烃浓度测定装置100进行烃浓度的测定时在该测定之前取得来进行更新。通过适当更新基准气体的光谱，可以防止照射侧窗122、检测侧窗123、透镜151等 光学系统的污染或红外线照射装置130的半导体元件的劣化、线型传感器160的受光元件 的劣化、与光路交叉的滤波器(未图示)等的劣化等导致的测定精度降低。吸光度算出部191b基于由线型传感器160检测到的光，算出测定对象气体的共同 吸收区域的吸光度。实质上，解析部191通过按照吸光度算出程序进行规定的运算等，起到作为吸光 度算出部191b的功能。吸光度算出部191b从传感器控制装置170取得像素No.信号，同时，从信号处理 电路180取得受光强度信号。从传感器控制装置170取得的像素No.信号实质上是表示对应的受光元件与衍射 光栅152的几何学位置关系、即衍射光栅152产生的光的衍射角的信息，进而是表示对应的 受光元件受到的光的波长的信息。因此，吸光度算出部191b通过核对像素No.信号和受光强度信号，可以特别规定 与取得的受光强度信号相对应的波长(波段)。吸光度算出部191b基于“特别规定了波长(波段)的受光强度信号”和“基准气 体的光谱”，分别算出测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同
17吸收区域的吸光度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度” 以及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”。更具体而言，吸光度算出部191b由与像素No.为No. 83 No. 117的受光元件相 对应的受光强度信号之和，算出“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收 区域的受光强度”。另外，吸光度算出部191b由与像素No.为No. 118 No. 150的受光元件相对应的 受光强度信号之和，算出“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光 强度”。另外，吸光度算出部191b由与像素No.为No. 151 No. 184的受光元件相对应的 受光强度信号之和，算出“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强 其次，吸光度算出部191b基于算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸 收的共同吸收区域的受光强度”、及“基准气体的光谱中与属于由烷烃及烯烃组成的组的化 学物种吸收的共同吸收区域相对应的波段的光的强度”，算出测定对象气体的“属于由烷烃 及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”。同样地，吸光度算出部191b算出测定对象气体的“属于由芳香烃组成的组的化学 物种吸收的共同吸收区域的吸光度”、以及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸 收区域的吸光度”。测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的 吸光度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”及“属于由炔 烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”的算出，使用以下的数学式1来进 行。[数学式1] 在数学式1中，An是指吸光度，In是指对测定对象气体照射光时透过成为对象的 吸收波长区域而出来的光的强度(透过光受光强度，以下，称为“受光强度”)，(Inh是指对 基准气体(通常为不含烃的气体)照射光时透过成为对象的吸收波长区域而出来的光的强度。浓度算出部191c基于由吸光度算出部191b算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组 的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种 的浓度之和”，基于“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算 出“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和”，基于“属于由炔烃组成的组的化学物 种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由炔烃组成的组的化学物种的浓度之和”。实质上，解析部191通过按照浓度算出程序进行规定的运算等，起到作为浓度算 出部191c的功能。具体而言，浓度算出部191c算出预先存储在存储部191a中的系数A和“属于由烷 烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”的乘积，作为测定对象气体 中所含的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种的浓度之和”。
同样地，浓度算出部191c算出预先存储在存储部191a中的系数B和“属于由芳香 烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”的乘积，作为测定对象气体中所含 的“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和”。同样地，浓度算出部191c算出预先存储在存储部191a中的系数C和“属于由炔烃 组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”的乘积，作为测定对象气体中所含的 “属于由炔烃组成的组的化学物种的浓度之和”。另外，对于浓度算出部191c，作为上述算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学 物种的浓度之和”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和”及“属于由炔烃组成的 组的化学物种的浓度之和”的总和，算出“测定对象气体的总烃浓度”。需要说明的是，预先存储在存储部191a中的上述系数A、系数B及系数C是根据 由红外线照射装置130照射的光的量(光量)、测量长度(本实施例的情况，相当于从气体 导入部120的照射侧窗122至检测侧窗123的距离)等可发生变化的值，因此，基于利用烃 浓度测定装置100测定得到的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区 域的吸光度”的算出结果、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光 度”的算出结果及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”的算出 结果，可实验性地确定由FID-GC等预先得知烃的组成的气体。另外，本实施例的情况下，由上述浓度算出部191c算出的属于各组的化学物种的 浓度之和以及总烃浓度以甲烷换算浓度值(ppmc)的形式算出，但本发明并不限于此，也可 以用体积比等的形式算出。下面，使用图2至图5对利用烃浓度测定装置100的烃浓度测定实验的一例进行 说明。如图2所示，利用烃浓度测定装置100的烃浓度测定实验的一例使用实验设备1 来进行。实验设备1具备烃浓度测定装置100、发动机2、发动机控制装置3、主排气路径 4、副排气路径5、GC分析用气囊6、阀门7、副排气路径8、前处理装置9、阀门10、泵1UTHC 计12、阀门13、副排气路径14、阀门15等。发动机2产生作为本实验的测定对象气体的废气。发动机控制装置3与发动机2连接，控制发动机2的转数等运转状态。主排气路径4由其一端与发动机2的排气歧管接续连通、另一端与没有图示的排 气处理装置(除去废气中的微粒、烃，将剩余的气体放出到大气中的装置)接续连通的管道 构成。由发动机2产生的废气的大部分通过主排气路径4被输送到排气处理装置。烃浓度测定装置100设置于主排气路径4的中途部。更严格地讲，在主排气路径 4的中途部插装烃浓度测定装置100的气体导入部120，废气通过气体导入部120 (气体导 入部121)的内部空间121a。副排气路径5由其一端接续连通在主排气路径4的中途部且比气体导入部120靠 近上游侧的位置(靠近发动机2的位置)、另一端与没有图示的排气处理装置接续连通的管 道构成。GC分析用气囊6是用于捕集废气的容器(或袋子)，被捕集的废气供给没有图示 的利用GC(气相色谱法)的组成分析。GC分析用气囊6设置于副排气路径5的中途部。
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阀门7设置于副排气路径5的中途部且比GC分析用气囊6靠近上游侧的位置(靠 近发动机2的位置)。打开阀门7时，通过主排气路径4的废气的一部分成为通过GC分析 用气囊6的状态。关闭阀门7时，通过主排气路径4的废气成为不通过GC分析用气囊6的 状态。副排气路径8由其一端接续连通在主排气路径4的中途部且比气体导入部120靠 近下游侧的位置(远离发动机2的位置)、另一端与没有图示的排气处理装置接续连通的管 道构成。前处理装置9除去废气中所含的微粒(粉尘)、水分，组装有捕集微粒的滤器或干 燥剂等。前处理装置9设置于副排气路径8的中途部。阀门10设置于副排气路径8的中途部且比前处理装置9靠近上游侧的位置(靠近 发动机2的位置)。打开阀门10时，通过主排气路径4的废气的一部分成为通过前处理装 置9的状态。关闭阀门10时，通过主排气路径4的废气成为不通过前处理装置9的状态。泵11设置于副排气路径8的中途部且比前处理装置9靠近下游侧的位置(远离 发动机2的位置)。通过泵11从副排气路径8的主排气路径4侧的端口吸废气、从副排气 路径8未图示的排气处理装置侧的端口进行排气，促进废气流入副排气路径8。THC计12是利用氢火焰离子化法(FID)测定总烃浓度的装置。THC计12可以为 专用品，也可以用市售的THC计等实现。阀门13设置在副排气路径8的中途部中比泵11靠近下游侧且比THC计12靠近 上游侧的位置。打开阀门13时，通过前处理装置9及泵11的废气成为通过THC计12的状 态。关闭阀门13时，通过前处理装置9及泵11的废气成为不通过THC计12的状态。副排气路径14由其一端接续连通在副排气路径8的中途部中比泵11靠近下游侧 且比阀门13靠近上游侧的位置、另一端与没有图示的排气处理装置接续连通的管道构成。阀门15设置于副排气路径14的中途部。打开阀门15时，通过前处理装置9及泵 11的废气的一部分成为通过副排气路径14的状态。关闭阀门15时，通过前处理装置9及 泵11的废气成为不通过副排气路径14的状态。下面，对利用烃浓度测定装置100的烃浓度测定实验的步骤及实验结果进行说 明。利用烃浓度测定装置100的烃浓度测定实验分成(1)响应性的确认实验和(2)发 动机进行正常运转时的测定精度确认实验这两个，因此，依次进行说明。下面，对(1)响应性的确认实验的步骤进行说明。首先，在关闭了阀门7、阀门10、阀门13及阀门15的状态下启动发动机2，使发动 机2为空转状态。其次，在发动机2的转数为空转状态且稳定的时刻打开阀门10、阀门13及阀门 15，开始利用烃浓度测定装置100进行烃浓度测定以及利用THC计12进行烃浓度测定。接着，在开始利用烃浓度测定装置100进行烃浓度测定以及利用THC计12进行烃 浓度测定后经过规定时间后，使发动机2的转数上升至规定转数。接着，在使发动机2的转数上升至规定转数后经过规定时间后，使发动机2停止， 同时，结束利用烃浓度测定装置100的烃浓度测定及利用THC计12的烃浓度测定。如图3所示，利用THC计12的总烃浓度的测定结果(图3中用粗的虚线表示)，从发动机2的转数上升时开始经过数秒后，总烃浓度上升，发生响应延迟。与此相对，利用烃浓度测定装置100的总烃浓度的测定结果(图3中用粗的实线 表示)，与发动机2的转数上升的同时总烃浓度上升，不发生响应延迟。因此得知，烃浓度测定装置100在烃的浓度测定中具有高的响应性。另外，利用THC计12的总烃浓度的测定结果中，由于响应延迟，总烃浓度的变化平 滑，难以捕捉微小的浓度变化。与此相对，利用烃浓度测定装置100的总烃浓度的测定结果，如图3所示，还捕捉 到总烃浓度上升后随即的总烃浓度的微小变化。下面，对(2)发动机进行正常运转时的测定精度确认实验的步骤进行说明。首先，在关闭了阀门7、阀门10、阀门13及阀门15的状态下启动发动机2，使发动 机2为规定转数。其次，在发动机2的转数为规定转数且稳定的时刻打开阀门7、阀门10、阀门13及 阀门15，开始利用烃浓度测定装置100进行烃浓度测定及利用THC计12进行烃浓度测定， 同时开始利用GC分析用气囊6进行各化学物种的捕集。接着，在开始利用烃浓度测定装置100进行烃浓度测定及利用THC计12进行烃浓 度测定以及利用GC分析用气囊6进行各化学物种的捕集后经过规定时间后，结束利用烃浓 度测定装置100的烃浓度测定及利用THC计12的烃浓度测定以及利用GC分析用气囊6的 各化学物种的捕集，其后，使发动机2停止。在(2)发动机进行正常运转时的测定精度确认实验中，通过改变发动机的“规定 转数”及供给发动机的燃料的浓度(组成)，设定总计4种实验条件，对各实验条件进行实验。图4及图5是表示(2)发动机进行正常运转时的测定精度确认实验的实验结果的 图。图4的(A)是以利用THC计12的总烃浓度的测定结果为横轴(X轴)、以在相同实 验条件下测定的利用烃浓度测定装置100的总烃浓度的测定结果为纵轴(Y轴)标绘成的 图。图4的⑶是以根据被GC分析用气囊6捕集到的各化学物种利用GC得到的浓度 测定结果算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种的浓度和”为横轴(X轴)、以在相 同实验条件下测定的利用烃浓度测定装置100得到的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学 物种的浓度和”的测定结果为纵轴(Y轴)标绘成的图。图5的(A)是以根据被GC分析用气囊6捕集到的各化学物种利用GC得到的浓度 测定结果算出的“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度和”为横轴(X轴)、以在相同实 验条件下测定的利用烃浓度测定装置100得到的“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓 度和”的测定结果为纵轴(Y轴)标绘成的图。图5的⑶是以根据被GC分析用气囊6捕集到的各化学物种利用GC得到的浓度 测定结果算出的“属于由炔烃组成的组的化学物种的浓度和”为横轴(X轴)、以在相同实 验条件下测定的利用烃浓度测定装置100得到的“属于由炔烃组成的组的化学物种的浓度 和”的测定结果为纵轴(Y轴)标绘成的图。如图4及图5所示，总烃浓度及属于各组的化学物种的浓度之和均标绘在直线Y
21=X附近。因此，表示利用烃浓度测定装置100得到的“总烃浓度”及“属于各组的化学物种 的浓度之和”的测定结果与各自相对应的“利用THC计12得到的总烃浓度的测定结果”及 “由利用GC得到的浓度测定结果算出的属于各组的化学物种的浓度之和”很好地一致。如上所述，烃浓度测定装置100具备红外线照射装置130，对测定对象气体(含有由一种或多种化学物种构成的烃的 气体)照射包含一种或多种化学物种的共同吸收区域的波段的光(本实施例的情况，换算 成波数为2000cm—1以上4000cm—1以下的波段的光)；线型传感器160，检测由红外线照射装置130照射到测定对象气体上的光；解析装置190，基于由线型传感器160检测到的光算出测定对象气体的共同吸收 区域的吸光度，基于该吸光度算出吸收共同吸收区域的波段的光的化学物种(即，属于与 共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。通过这样构成，相对测定对象气体的浓度及组成变化没有响应延迟，可以进行实 时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，在测定对象气体的浓度及组成变化时，可以精度良好地算出吸收共同吸收 区域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。需要说明的是，在本实施例中，设为如下构成，S卩，分别对(a)由烷烃及烯烃组成 的组、(b)由芳香烃组成的组、(c)由炔烃组成的组算出化学物种的浓度之和，同时算出总 烃浓度作为这些算出结果之和，但本发明并不限于此，也可以设为如下构成对测定对象气 体照射包含与(a)由烷烃及烯烃组成的组、(b)由芳香烃组成的组、(c)由炔烃组成的组中 的一部分组相对应的吸收区域的波长的光，基于检测到的光在该吸收区域的吸光度算出属 于相对应的组的化学物种的浓度之和。作为这样的实例，可列举如下构成等仅打算测定从对环境的考虑出发希望在废 气中的浓度低的芳香烃的浓度时，对废气照射包含与由芳香烃组成的组相对应的吸收区域 的光，基于检测到的光在该吸收区域的吸光度算出属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓 度之和。另外，烃浓度测定装置100的红外线照射装置130照射的光中所含的共同吸收区 域分别包含与(a)由烷烃及烯烃组成的化学物种的组、(b)由芳香烃组成的化学物种的组及 (c)由炔烃组成的化学物种的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长。通过这样构成，可以响应性良好且精度良好地测定属于上述各组的化学物种的浓 度之和。需要说明的是，在本实施例中，设为对测定对象气体照射全部包含与三个组相对 应的吸收区域的波段的光的构成，但本发明并不限于此，也可以设为如下构成对测定对象 气体照射包含与上述三个组中的任意一个或任意两个组的C-H伸缩振动模式相对应的波 长的光，测定属于相对应的组的化学物种的浓度之和。另外，烃浓度测定装置100中与(a)由烷烃及烯烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为 2800cm-1 以上 3000cm-1 以下，
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与(b)由芳香烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为 3000cm-1 以上 3200cm-1 以下，与(c)由炔烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3200CHT1 以上3400cm"1以下。通过这样构成，可以响应性良好且精度良好地测定属于上述各组的化学物种的浓 度之和。另外，烃浓度测定装置100具备气体导入部120，所述气体导入部120具有气体导入容器121，设置于由红外线照射装置130照射并由线型传感器160检测的 光的光路中途部，具有能够导入测定对象气体的内部空间121a ；照射侧窗122，设置于气体导入容器121，使由红外线照射装置130照射的光透过 并导入内部空间121a;检测侧窗123，设置于气体导入容器121，使从照射侧窗122导入内部空间121a的 光透过并导向外部。通过这样构成，相对被导入气体导入部120中的测定对象气体的浓度及组成变化 没有响应延迟，可以进行实时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，在测定对象气体的浓度及组成变化时，可以精度良好地算出吸收共同吸收 区域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。另外，烃浓度测定装置100具备斩光装置140，配置在红外线照射装置130和测定对象气体之间，交替切换来自红 外线照射装置130的光照射到测定对象气体上的状态和不照射到测定对象气体上的状态；信号处理电路180，基于表示斩光装置140的切换操作的信号(参照信号)及由线 型传感器160检测到的光，除去由线型传感器160检测到的光中所含的噪声成分。通过这样构成，由线型传感器160检测到的光的强度的分辩率提高，进而烃浓度 的测定精度提高。另外，烃浓度测定装置100的(对照射到测定对象气体上的光进行检测的)检测 部为线型传感器160，烃浓度测定装置100具备将照射到测定对象气体上的光进行分光并照射到线型 传感器160的衍射光栅152。通过这样构成，可以以简易构成检测所需的吸收区域的光。另外，可以分别同时检测多个吸收区域的光，有助于提高碳浓度测定的响应性。而且，通过使线型传感器160的像素数增加，检测到的光的波长分辩率提高，有助 于测定精度的提高。另外，烃浓度测定装置100的吸光度算出部191b基于由线型传感器160检测到的 光中测定对象气体所含烃不发生吸收的波段(修正区域)的光的强度，修正由线型传感器 160检测到的光的吸光度。通过这样构成，可以防止因光量变化引起的烃浓度测定的精度降低。下面，使用图6对作为本发明所述的烃浓度测定装置的第二实施例的烃浓度测定 装置200进行说明。烃浓度测定装置200测定测定对象气体中所含的烃的浓度。
如图6所示，烃浓度测定装置200主要具备光学轨道210、具有气体导入容器 221和照射侧窗222和检测侧窗223的气体导入部220、红外线照射装置230、具有马达 241和转盘242和斩光控制装置243的斩光装置240、透镜251、衍射光栅252、光电二极管 260 260...、信号切换装置270、信号处理电路280、解析装置290等。在构成烃浓度测定装置200的构件中，光学轨道210、气体导入部220、红外线照射 装置230、斩光装置240、透镜251、衍射光栅252分别与图1所示的烃浓度测定装置100中 的光学轨道110、气体导入部120、红外线照射装置130、斩光装置140、透镜151、衍射光栅 152为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。光电二极管260 260...是本发明所述的检测部的一种实施方式，检测由红外线 照射装置230照射到测定对象气体上的光。光电二极管260是产生与受到的光的强度相对应的电信号(受光强度信号)的元 件，以被衍射光栅252按各波长分光而成的光分别照射到不同的光电二极管260的方式确 定衍射光栅252和光电二极管260 260...的位置关系(姿势)。信号切换装置270与光电二极管260 -260...连接，从光电二极管260 -260...分
别取得受光强度信号。信号切换装置270在取得的各个光电二极管260 -260...的受光强度信号中，依次 选择任一个光电二极管260的受光强度信号(切换)并传送到信号处理电路280。此时，信 号切换频率需要预先设定成充分地低于上述转盘242及斩光控制装置243的斩光频率(优 选为斩光频率的数十分之一)。另外，信号切换装置270将表示传送到信号处理电路280的受光强度信号与光电 二极管260 -260...中的哪一个相对应的信号(受光元件No.信号)传送到解析装置290。信号处理电路280从由信号切换装置270取得的受光强度信号中除去噪声。信号处理电路280与斩光装置240连接，从斩光装置240取得(接收)参照信号。信号处理电路280与信号切换装置270连接，从信号切换装置270取得(接收) 受光强度信号。信号处理电路280基于参照信号及受光强度信号，提取受光强度信号中的“与周 期性强度变化同步的成分”，由此，除去受光强度信号中所含的噪声成分。信号处理电路280将除去了噪声成分的受光强度信号传送到解析装置290。通过 信号处理电路280从受光强度信号中除去噪声，该受光强度信号的分辩率提高，可以更加 精度良好地测定烃的浓度的微小变化(或者微小的烃浓度)。解析装置290为本发明所述的解析部的一种实施方式，基于由光电二极管 260 260...检测到的光，算出测定对象气体的“属于各组的化学物种吸收的共同吸收区 域”的吸光度，算出属于与这些吸收区域分别对应的组的化学物种的浓度之和。解析装置290主要具备解析部291、输入部292、显示部293等。解析部291可以储存各种程序等(例如后述的吸光度算出程序及浓度算出程序)， 运行这些程序等，按照这些程序等进行规定的运算，存储该运算结果等。解析部291可以是实质上用总线连接有CUP、ROM、RAM、HDD等的构成，或者可以是 由单片LSI等组成的构成。本实施例的解析部291为专用品，但也可以由在市售的个人电脑或工作站等中储
24存有上述程序等的装置来实现。解析部291可以与信号切换装置270连接，而取得(接收)受光元件No.信号。另外，解析部291可以与信号处理电路280连接，而取得(接收)(更严格地讲，除 去了噪声成分的)受光强度信号。输入部292及显示部293的构成分别与图1所示的输入部192及显示部193为大 致相同的构成，因此省略说明。下面，对解析部291的详细构成进行说明。解析部291功能性地具备存储部291a、吸光度算出部291b、浓度算出部291c等。存储部291a存储在解析部291中进行的各种运算等中使用的信息、运算结果等。存储部291a存储基准气体的光谱。需要说明的是，该基准气体的光谱的取得方法与图1所示的烃浓度测定装置100 大致相同，因此省略说明。吸光度算出部291b基于由光电二极管260 -260...检测到的光，算出测定对象气 体的共同吸收区域的吸光度。实质上，解析部291通过按照吸光度算出程序进行规定的运算等，起到作为吸光 度算出部291b的功能。吸光度算出部291b从信号切换装置270取得受光元件No.信号，同时，从信号处 理电路280取得受光强度信号。从信号切换装置270取得的受光元件No.信号实质上是表示对应的光电二极管 260和衍射光栅252的几何学位置关系、即衍射光栅252产生的光的衍射角的信息，进而是 表示对应的光电二极管260受到的光的波长的信息。因此，吸光度算出部291b通过核对受光元件No.信号和受光强度信号，可以特别 规定与取得的受光强度信号相对应的波长(波段)。吸光度算出部291b基于“特别规定了波长(波段)的受光强度信号”及“基准气 体的光谱”，分别算出测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同 吸收区域的吸光度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度” 及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”。更具体而言，吸光度算出部291b由在“特别规定了波长(波段)的受光强度信号” 中与换算成波数为2800CHT1以上3000CHT1以下的波段相对应的受光强度信号的和，算出“属 于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。另外，吸光度算出部291b由在“特别规定了波长(波段)的受光强度信号”中与 换算成波数为3000CHT1以上3200cm—1以下的波段相对应的受光强度信号的和，算出“属于 由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。另外，吸光度算出部291b由在“特别规定了波长(波段)的受光强度信号”中与 换算成波数为3200CHT1以上3400CHT1以下的波段相对应的受光强度信号的和，算出“属于 由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。其次，吸光度算出部291b基于算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸 收的共同吸收区域的受光强度”及“基准气体的光谱中与属于由烷烃及烯烃组成的组的化 学物种吸收的共同吸收区域相对应的波段的光的强度”，算出测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”。同样地，吸光度算出部291b算出测定对象气体的“属于由芳香烃组成的组的化学 物种吸收的共同吸收区域的吸光度”及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收 区域的吸光度”。测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的 吸光度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”及“属于由炔 烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”的算出，使用上述数学式1来进行。浓度算出部291c基于由吸光度算出部291b算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组 的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种 的浓度之和”，基于“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算 出“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和”，基于“属于由炔烃组成的组的化学物 种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由炔烃组成的组的化学物种的浓度之和”。实质上，解析部291通过按照浓度算出程序进行规定的运算等，起到作为浓度算 出部291c的功能。需要说明的是，浓度算出部291c的构成与图1所示的浓度算出部191c大致相同， 因此省略说明。如上所述，烃浓度测定装置200具备红外线照射装置230，对测定对象气体(含有由一种或多种化学物种构成的烃的 气体)照射包含一种或多种化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光(本实施例的情况， 换算成波数为2000CHT1以上4000CHT1以下的波段的光)；光电二极管260 260...，检测由红外线照射装置230照射到测定对象气体上的 光；解析装置290，基于由光电二极管260 -260...检测到的光算出测定对象气体的共 同吸收区域的吸光度，基于该吸光度算出测定对象气体所含的一种或多种化学物种中吸收 共同吸收区域的波段的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种) 的浓度之和。通过这样构成，相对测定对象气体的浓度及组成变化没有响应延迟，可以进行实 时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，在测定对象气体的浓度及组成变化时，可以精度良好地算出吸收共同吸收 区域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。另外，烃浓度测定装置200的(对照射到测定对象气体上的光进行检测的)检测 部是多个光电二极管260 260...，烃浓度测定装置200具备将照射到测定对象气体上的光进行分光并照射到光电 二极管260 260...的衍射光栅252。通过这样构成，可以以简易构成检测所需的吸收区域的光。另外，可以分别同时检测多个吸收区域的光，有助于提高碳浓度测定的响应性。需要说明的是，在本实施例中，设为如下构成，即，在从多个光电二极管 260 -260...取得的受光强度信号中，利用信号切换装置270选择与任一个光电二极管260 相对应的受光强度信号并输入到一个信号处理电路280中，但也可以设为如下构成准备与多个光电二极管同数量的信号处理电路，同时省略信号切换装置，将来自各光电二极管 的受光强度信号输入到相对应的信号处理电路中。设为这样的构成时，消除信号切换装置切换输出信号所需要的时间引起的延时， 因此，进一步提高烃浓度测定的响应性。另外，在本实施例中，设为由多个光电二极管260 260...检测光的构成，但也可 以设为通过使单一的光电二极管对衍射光栅相对移动、从而由单一的光电二极管检测不同 的波段的光的构成。需要说明的是，设为这样的构成时，由于用单一的光电二极管受光，因 此不能同时检测多个“共同吸收区域”的光。下面，使用图7，对作为本发明所述的烃浓度测定装置的第三实施例的烃浓度测定 装置300进行说明。烃浓度测定装置300是测定测定对象气体中所含的烃的浓度的装置。如图7所示，烃浓度测定装置300主要具备光学轨道310、具有气体导入容器321 和照射侧窗322和检测侧窗323的气体导入部320、红外线照射装置330、具有马达341和 转盘342和斩光控制装置343的斩光装置340、透镜351、光电二极管360、滤波器切换装置 370、信号处理电路380、解析装置390等。在构成烃浓度测定装置300的构件中，光学轨道310、气体导入部320、红外线照射 装置330、斩光装置340、透镜351分别与图1所示的烃浓度测定装置100中的光学轨道110、 气体导入部120、红外线照射装置130、斩光装置140、透镜151为大致相同的构成，因此，省 略详细的说明。光电二极管360是本发明所述的检测部的一种实施方式，检测由红外线照射装置 330照射到测定对象气体上的光。光电二极管360是产生与受到的光的强度相对应的电信号(受光强度信号)的半 导体元件。滤波器切换装置370设置于由红外线照射装置330照射的光的光路中途部，切换 该光中被光电二极管360检测的光的波段。滤波器切换装置370主要具备马达371、滤波盘372、滤波器控制装置373等。马达371由电气式的马达构成，其驱动轴被固定在滤波盘372的中心部。滤波盘372为大致圆盘形状的构件，在其盘面上形成有贯穿该盘面的表面和背面 的总计五个孔。滤波盘372上形成的五个孔在滤波盘372的圆周方向上等间隔地排列。滤 波盘372由不透过红外线照射装置330照射的光的材料制成。在滤波盘372上形成的五个孔中，在一个孔上嵌装使换算成波数为2800CHT1以上 3000cm-1以下的波段(属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域)的 光通过的带通滤波器372a，在一个孔上嵌装使换算成波数为3000CHT1以上3200CHT1以下 的波段(属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域)的光通过的带通滤波 器372b，在一个孔上嵌装使换算成波数为3200CHT1以上3400CHT1以下的波段(属于由炔烃 组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域)的光通过的带通滤波器372c，在一个孔上嵌装 使换算成波数为2450CHT1以上2550CHT1以下的波段(修正区域)的光通过的带通滤波器 372d。另外，在滤波盘372上形成的五个孔中，在剩余的一个孔上什么都不嵌装。滤波盘372配置在气体导入部320 (更严格地讲，为测定对象气体)和透镜351之
27间的与从红外线照射装置330照射的光的光路交叉的位置。马达371进行旋转驱动时，滤波盘372旋转，依次切换成(a )带通滤波器372a与 光路交叉的状态、(0 )带通滤波器372b与光路交叉的状态、(Y )带通滤波器372c与光路 交叉的状态、(6 )带通滤波器372d与光路交叉的状态、(e )什么都没有嵌装的滤波盘372 的孔与光路交叉的状态。( a )在带通滤波器372a与光路交叉的状态下，从气体导入部320导到外部的光 中，只有换算成波数为2800CHT1以上3000CHT1以下的波段的光通过带通滤波器372a。)在带通滤波器372b与光路交叉的状态下，从气体导入部320导到外部的光 中，只有换算成波数为3000CHT1以上3200CHT1以下的波段的光通过带通滤波器372b。( y )在带通滤波器372c与光路交叉的状态下，从气体导入部320导到外部的光 中，只有换算成波数为3200CHT1以上3400CHT1以下的波段的光通过带通滤波器372c。( 6 )在带通滤波器372d与光路交叉的状态下，从气体导入部320导到外部的光 中，只有换算成波数为2450CHT1以上2550CHT1以下的波段的光通过带通滤波器372d。( e )在什么都没有嵌装的滤波盘372的孔与光路交叉的状态下，从气体导入部 320导到外部的光通过该孔。通过在滤波盘372上形成的孔中嵌装的滤波器或通过该孔的光，经过透镜351被 光电二极管360检测。如此，滤波器切换装置370切换被光电二极管360检测的光的波段。滤波器控制装置373通过控制马达371的旋转和停止来切换与光路交叉的滤波器 (或孔)，由储存有用于控制马达371操作的程序的可编程序控制器(Programmable Logic Controller ；PLC)构成。滤波器控制装置373与马达371连接，将用于控制马达371的转数的信号(控制 信号)传送到马达371。另外，滤波器控制装置373输出表示与光路交叉的滤波器(或孔)的信号即滤波
器No.信号。需要说明的是，滤波盘372及滤波器控制装置373的滤波器切换频率需要设定成
充分地低于上述转盘342及斩光控制装置343的斩光频率(优选为斩光频率的数十分之一)。信号处理电路380从由光电二极管360取得的受光强度信号中除去噪声。信号处理电路380与斩光装置340连接，从斩光装置340取得(接收)参照信号。信号处理电路380与光电二极管360连接，从光电二极管360取得(接收)受光
强度信号。信号处理电路380基于参照信号及受光强度信号，提取受光强度信号中的“与周 期性强度变化同步的成分”，由此，除去受光强度信号中所含的噪声成分。信号处理电路380将除去了噪声成分的受光强度信号传送到解析装置390。通过 信号处理电路380从受光强度信号中除去噪声，该受光强度信号的分辩率提高，可以更加 精度良好地测定烃的浓度的微小变化(或者微小的烃浓度)。解析装置390是本发明所述的解析部的一种实施方式，基于由光电二极管360检 测到的光，算出测定对象气体的“属于各组的化学物种吸收的共同吸收区域”的吸光度，算 出属于与这些吸收区域分别对应的组的化学物种的浓度之和。
解析装置390主要具备解析部391、输入部392、显示部393等。解析部391可以储存各种程序等(例如后述的吸光度算出程序及浓度算出程序)， 运行这些程序等，按照这些程序等进行规定的运算，存储该运算结果等。解析部391可以是实质上用总线连接有CUP、ROM、RAM、HDD等的构成，或者可以是 由单片LSI等组成的构成。本实施例的解析部391为专用品，也可以由在市售的个人脑或工作站等中储存有 上述程序等的装置来实现。解析部391可以与信号切换装置370 (更严格地讲，为滤波器控制装置373)连接， 取得(接收)滤波器No.信号。另外，解析部391可以与信号处理电路380连接，取得(接收)(更严格地讲，除去 了噪声成分的)受光强度信号。输入部392及显示部393的构成分别与图1所示的输入部192及显示部193为大 致相同的构成，因此省略说明。下面，对解析部391的详细构成进行说明。解析部391功能性地具备存储部391a、吸光度算出部391b、浓度算出部391c等。存储部391a存储在解析部391中进行的各种运算等中使用的信息、运算结果等。存储部391a存储基准气体的光谱。需要说明的是，该基准气体的光谱的取得方法与图1所示的烃浓度测定装置100 大致相同，因此省略说明。吸光度算出部391b基于由光电二极管360检测到的光，算出测定对象气体的共同 吸收区域的吸光度。实质上，解析部391通过按照吸光度算出程序进行规定的运算等，起到作为吸光 度算出部391b的功能。吸光度算出部391b从滤波器切换装置370取得滤波器No.信号，同时，从信号处 理电路380取得受光强度信号。从滤波器切换装置370取得的滤波器No.信号实质上是表示光电二极管360受到 的光的波段的信息。因此，吸光度算出部391b通过核对滤波器No.信号和受光强度信号，可以特别指 定与取得的受光强度信号相对应的波长(波段)。吸光度算出部391b基于“特别规定了波长(波段)的受光强度信号”及“基准气 体的光谱”，分别算出测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同 吸收区域的吸光度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度” 及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”。更具体而言，吸光度算出部391b由在“特别规定了波长(波段)的受光强度信号” 中与换算成波数为2800CHT1以上3000CHT1以下的波段相对应的受光强度信号算出“属于由 烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。另外，吸光度算出部391b由在“特别规定了波长(波段)的受光强度信号”中与 换算成波数为3000CHT1以上3200CHT1以下的波段相对应的受光强度信号算出“属于由芳香 烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。
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另外，吸光度算出部391b由在“特别规定了波长(波段)的受光强度信号”中与 换算成波数为3200cm—1以上3400cm—1以下的波段相对应的受光强度信号算出“属于由炔烃 组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。其次，吸光度算出部391b基于算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸 收的共同吸收区域的受光强度”及“基准气体的光谱中与属于由烷烃及烯烃组成的组的化 学物种吸收的共同吸收区域相对应的波段的光的强度”，算出测定对象气体的“属于由烷烃 及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”。同样地，吸光度算出部391b算出测定对象气体的“属于由芳香烃组成的组的化学 物种吸收的共同吸收区域的吸光度”及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收 区域的吸光度”。测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的 吸光度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”及“属于由炔 烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”的算出，使用上述数学式1来进行。浓度算出部391c基于由吸光度算出部391b算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组 的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种 的浓度之和”，基于“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算 出“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和”，基于“属于由炔烃组成的组的化学物 种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由炔烃组成的组的化学物种的浓度之和”。实质上，解析部391通过按照浓度算出程序进行规定的运算等，起到作为浓度算 出部391c的功能。需要说明的是，浓度算出部391c的构成与图1所示的浓度算出部191c大致相同， 因此省略说明。如上所述，烃浓度测定装置300具备红外线照射装置330，对测定对象气体(含有由一种或多种化学物种构成的烃的 气体)照射包含一种或多种化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光(本实施例的情况， 换算成波数为2000CHT1以上4000CHT1以下的波段的光)；光电二极管360，检测由红外线照射装置330照射到测定对象气体上的光；解析装置390，基于由光电二极管360检测到的光算出测定对象气体的共同吸收 区域的吸光度，基于该吸光度算出测定对象气体所含的一种或多种化学物种中吸收共同吸 收区域的波段的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度 之和。通过这样构成，相对测定对象气体的浓度及组成变化没有响应延迟，可以进行实 时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，在测定对象气体的浓度及组成变化时，可以精度良好地算出吸收共同吸收 区域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。需要说明的是，在本实施例中，设为如下构成，S卩，由滤波器切换装置370切换单 一的光电二极管360进行检测的光的波段，但本发明并不限于此，也可以设为如下构成通 过在多个光电二极管上设置仅透过各个不同的波段(吸收区域)的带通滤波器，从而省略 滤波器切换装置370。
设为这样的构成时，可以同时测量多个吸收区域，烃浓度测定的响应性提高。另外，也可以准备能够检测各个不同的波段的多个光电二极管，使这些光电二极 管能够检测的波段与各个不同的“共同吸收区域”相对应，从而省略带通滤波器。下面，使用图8对作为本发明所述的烃浓度测定装置的第四实施例的烃浓度测定 装置400进行说明。烃浓度测定装置400是对测定对象气体中所含的烃的浓度进行测定的装置。如图8所示，烃浓度测定装置400主要具备光学轨道410、具有气体导入容器421 和照射侧窗422和检测侧窗423的气体导入部420、红外线照射装置430、透镜451、衍射光 栅452、线型传感器460、传感器控制装置470、信号处理电路480、解析装置490等。在构成烃浓度测定装置400的构件中，光学轨道410、气体导入部420、透镜451、 衍射光栅452、传感器控制装置470、信号处理电路480分别与图1所示的烃浓度测定装置 100中的光学轨道110、气体导入部120、透镜151、衍射光栅152、传感器控制装置170、信号 处理电路180为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。解析装置490具备解析部491、输入部492、显示部493，解析部491功能性地具备 存储部491a、吸光度算出部491b、浓度算出部491c等，这些也与图1所示的解析装置190 为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。红外线照射装置430是本发明所述的照射部的一种实施方式，对导入到气体导入 容器421的内部空间421a的测定对象气体照射包含属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化 学物种吸收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域 及属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光。红外线照射装置430 具备 BB-MIR-LED(Broad Band Mid-IR LightEmission Diode) 431 及 LED 控制装置 432。BB-MIR-LED(Broad Band Mid-IR Light Emission Diode)431 是能够产生包含换 算成波数为2800CHT1以上3400CHT1以下的波段的红外线，且能够改变照射的红外线的强度 (光的强度)的半导体元件。LED控制装置432是控制BB-MIR-LED431照射的光的强度的装置。LED控制装置432与BB-MIR-LED431连接，传送用于控制BB-MIR-LED431照射的光 的强度(光量)的信号即LED控制信号。基于该LED控制信号，BB-MIR-LED431照射的光 的强度以规定的周期调制(光的强度以交替表现强弱的方式变化)。另外，LED控制装置432与信号处理电路480连接，将表示BB-MIR-LED431照射的 光的强度的调制频率(调制周期的倒数)的信号作为参照信号传送到信号处理电路480。从BB-MIR-LED431照射的光(红外线)透过气体导入部420的照射侧窗422，导 入到气体导入容器421的内部空间421a，照射到被导入内部空间421a的测定对象气体上。 接着，照射到该测定对象气体上的光透过气体导入部420的检测侧窗423导到气体导入部 420的外部。如上所述，烃浓度测定装置400具备红外线照射装置430，对测定对象气体(含有由一种或多种化学物种构成的烃的 气体)照射包含一种或多种化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光(本实施例的情况， 换算成波数为2000CHT1以上4000CHT1以下的波段的光)；
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线型传感器460，检测由红外线照射装置430照射到测定对象气体上的光；解析装置490，基于由线型传感器460检测到的光算出测定对象气体的共同吸收 区域的吸光度，基于该吸光度算出测定对象气体所含的一种或多种化学物种中吸收共同吸 收区域的波段的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度 之和。通过这样构成，相对测定对象气体的浓度及组成变化没有响应延迟，可以进行实 时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，在测定对象气体的浓度及组成变化时，可以精度良好地算出吸收共同吸收 区域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。另外，烃浓度测定装置400的红外线照射装置430具备能够改变照射的光的强度的BB-MIR-LED431，和控制BB-MIR-LED431照射的光的强度的LED控制装置432。通过这样构成，与图1所示的斩光装置140那样进行机械性的光的调制时的调制 频率(1kHz左右)相比，可以提高光的强度的调制频率(数GHz左右)，有助于提高烃测定 的精度。另外，BB-MIR-LED431及LED控制装置432不具有图1所示的斩光装置140的马 达141那样的机械性驱动部件，因此，装置的可靠性(稳定性及维护性)提高。下面，使用图9对作为本发明所述的烃浓度测定装置的第五实施例的烃浓度测定 装置500进行说明。烃浓度测定装置500是对测定对象气体中所含的烃的浓度进行测定的装置。如图9所示，烃浓度测定装置500主要具备光学轨道510、具有气体导入容器521 和照射侧窗522和检测侧窗523的气体导入部520、具有BB-MIR-LED531和LED控制装置 532的红外线照射装置530、透镜551、衍射光栅552、光电二极管560 560...、信号切换装 置570、信号处理电路580、解析装置590等。在构成烃浓度测定装置500的构件中，光学轨道510、气体导入部520、透镜551、衍 射光栅552分别与图1所示的烃浓度测定装置100中的光学轨道110、气体导入部120、透 镜151、衍射光栅152为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。在构成烃浓度测定装置500的构件中，光电二极管560 560...、信号切换 装置570、信号处理电路580分别与图6所示的烃浓度测定装置200中的光电二极管 260 -260...、信号切换装置270、信号处理电路280为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。解析装置590具备解析部591、输入部592、显示部593，解析部591功能性地具备 存储部591a、吸光度算出部591b、浓度算出部591c等，这些也与图6所示的解析装置290 为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。在构成烃浓度测定装置500的构件中，红外线照射装置530与图8所示的烃浓度 测定装置400的红外线照射装置430为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。如上所述，烃浓度测定装置500具备红外线照射装置530，对测定对象气体(含有由一种或多种化学物种构成的烃的 气体)照射包含一种或多种化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光(本实施例的情况，
32换算成波数为2000CHT1以上4000CHT1以下的波段的光)；光电二极管560 560...，检测由红外线照射装置530照射到测定对象气体上的 光；解析装置590，基于由光电二极管560 -560...检测到的光算出测定对象气体的共 同吸收区域的吸光度，基于该吸光度算出测定对象气体所含的一种或多种化学物种中吸收 共同吸收区域的波段的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种) 的浓度之和。通过这样构成，相对测定对象气体的浓度及组成变化没有响应延迟，可以进行实 时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，测定对象气体的浓度及组成变化时，可以精度良好地算出吸收共同吸收区 域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。另外，烃浓度测定装置500的红外线照射装置530具备能够改变照射的光的强度的BB-MIR-LED531，和控制BB-MIR-LED531照射的光的强度的LED控制装置532。通过这样构成，与图6所示的斩光装置240那样进行机械性的光的调制时的调制 频率(1kHz左右)相比，可以提高光的强度的调制频率(数GHz左右)，有助于提高烃测定 的精度。另外，BB-MIR-LED531及LED控制装置532不具有图6所示的斩光装置240的马 达241那样的机械性驱动部件，因此，装置的可靠性(稳定性及维护性)提高。下面，使用图10对作为本发明所述的烃浓度测定装置的第六实施例的烃浓度测 定装置600进行说明。烃浓度测定装置600是对测定对象气体中所含的烃的浓度进行测定的装置。如图10所示，烃浓度测定装置600主要具备光学轨道610、具有气体导入容器 621和照射侧窗622和检测侧窗623的气体导入部620、具有BB-MIR-LED631和LED控制装 置632的红外线照射装置630、透镜651、光电二极管660、具有发动机671和滤波盘672和 滤波器控制装置673的滤波器切换装置670、信号处理电路680、解析装置690等。在构成烃浓度测定装置600的构件中，光学轨道610、气体导入部620、透镜651、衍 射光栅652分别与图1所示的烃浓度测定装置100中的光学轨道110、气体导入部120、透 镜151、衍射光栅152为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。在构成烃浓度测定装置600的构件中，光电二极管660、滤波器切换装置670、信号 处理电路680分别与图7所示的烃浓度测定装置300中的光电二极管360、滤波器切换装置 370、信号处理电路380为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。解析装置690具备解析部691、输入部692、显示部693，解析部691功能性地具备 存储部691a、吸光度算出部691b、浓度算出部691c等，这些也与图7所示的解析装置390 为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。在构成烃浓度测定装置600的构件中，红外线照射装置630与图8所示的烃浓度 测定装置400中的红外线照射装置430为大致相同的构成，因此，省略详细的说明。如上所述，烃浓度测定装置600具备红外线照射装置630，对测定对象气体(含有由一种或多种化学物种构成的烃的气体)照射包含一种或多种化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光(本实施例的情况， 换算成波数为2000CHT1以上4000CHT1以下的波段的光)；光电二极管660，检测由红外线照射装置630照射到测定对象气体上的光；解析装置690，基于由光电二极管660检测到的光算出测定对象气体的共同吸收 区域的吸光度，基于该吸光度算出测定对象气体所含的一种或多种化学物种中吸收共同吸 收区域的波段的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度 之和。通过这样构成，相对测定对象气体的浓度及组成变化没有响应延迟，可以进行实 时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，测定对象气体的浓度及组成变化时，可以精度良好地算出吸收共同吸收区 域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。另外，烃浓度测定装置600的红外线照射装置630具备能够改变照射的光的强度的BB-MIR-LED631，和控制BB-MIR-LED631照射的光的强度的LED控制装置632。通过这样构成，与图7所示的斩光装置340那样进行机械性的光的调制时的调制 频率(1kHz左右)相比，可以提高光的强度的调制频率(数GHz左右)，有助于提高烃测定 的精度。另外，BB-MIR-LED631及LED控制装置632不具有图7所示的斩光装置340的马 达341那样的机械性驱动部件，因此，装置的可靠性(稳定性及维护性)提高。下面，使用图11对作为本发明所述的烃浓度测定装置的第七实施例的烃浓度测 定装置700进行说明。烃浓度测定装置700是对测定对象气体中所含的烃的浓度进行测定的装置。如图11所示，烃浓度测定装置700主要具备光学轨道710、具有气体导入容器 721和照射侧窗722和检测侧窗723的气体导入部720、红外线照射装置730、透镜751、光 电二极管760、修正用光电二极管765、信号处理电路780、修正用信号处理电路785、解析装 置790等。在构成烃浓度测定装置700的构件中，光学轨道710、气体导入部720、透镜751分 别与图1所示的烃浓度测定装置100中的光学轨道110、气体导入部120、透镜151为大致 相同的构成，因此，省略详细的说明。红外线照射装置730是本发明所述的照射部的一种实施方式，对导入到气体导入 容器721的内部空间721a的测定对象气体照射属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物 种吸收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域及属 于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域中的任一个波段的光。红外线照射装置730主要具备第一发光二极管731a、第二发光二极管731b、 第三发光二极管731c、第一分波器732a、第二分波器732b、第三分波器732c、第一合波器 733a、第二合波器733b、透镜734、第一发光二极管控制装置735a、第二发光二极管控制装 置735b、第三发光二极管控制装置735c、发光二极管选择装置736等。第一发光二极管731a产生换算成波数为2800CHT1以上3000CHT1以下的波段、即与 属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域相对应的波段的红外线
34(光)。本实施例的第一发光二极管731a由产生换算成波数为2800CHT1以上3000CHT1以 下的波段的光的 NB-MIR-LED(Narrow Band Mid-IRLight Emission Diode)构成。第一发光二极管731a产生的光的强度可以通过改变施加于第一发光二极管731a 的电压来改变。第二发光二极管731b产生换算成波数为3000CHT1以上3200cm—1以下的波段、即与 属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域相对应的波段的红外线(光)。本实施例的第二发光二极管731b由产生换算成波数为3000CHT1以上3200CHT1以 下的波段的光的NB-MIR-LED构成。第二发光二极管731b产生的光的强度可以通过改变施加于第二发光二极管731b 的电压来改变。第三发光二极管731c产生换算成波数为3200cm—1以上3400cm—1以下的波段、即与 属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域相对应的波段的红外线(光)。本实施例的第三发光二极管731c由产生换算成波数为3200cm—1以上3400cm—1以 下的波段的光的NB-MIR-LED构成。第三发光二极管731c产生的光的强度可以通过改变施加于第三发光二极管731c 的电压来改变。第一分波器732a、第二分波器732b和第三分波器732c是将输入的一道光束分离 成两道光束后分别输出的光学装置。第一分波器732a的输入侧端口通过光纤与第一发光二极管731a连接。第一发光 二极管731a发出的光通过该光纤输入到第一分波器732a，分离成两道光束后从两个输出 侧端口分别输出。第二分波器732b的输入侧端口通过光纤与第二发光二极管731b连接。第二发光 二极管731b发出的光通过该光纤输入到第二分波器732b，分离成两道光束后从两个输出 侧端口分别输出。第三分波器732c的输入侧端口通过光纤与第三发光二极管731c连接。第三发光 二极管731c发出的光通过该光纤输入到第三分波器732c，分离成两道光束后从两个输出 侧端口分别输出。作为第一分波器732a、第二分波器732b和第三分波器732c的具体例，可以例举各 种光束分离器(棱镜型、平面型(半透半射镜等)、楔形基板型等)。第一合波器733a和第二合波器733b是将输入的三道光束合并作为一道光束输出 的光学装置。第一合波器733a的三个输入侧端口分别通过光纤与第一分波器732a的一个输出 侧端口、第二分波器732b的一个输出侧端口和第三分波器732c的一个输出侧端口连接。分 别从第一分波器732a的一个输出侧端口、第二分波器732b的一个输出侧端口和第三分波 器732c的一个输出侧端口输出的光通过相对应的光纤输入到第一合波器733a，合并作为
一道光束输出。第二合波器733b的三个输入侧端口分别通过光纤与第一分波器732a的另一个输 出侧端口、第二分波器732b的另一个输出侧端口和第三分波器732c的另一个输出侧端口
35连接。分别从第二分波器732b的另一个输出侧端口、第二分波器732b的另一个输出侧端 口和第三分波器732c的另一个输出侧端口输出的光通过相对应的光纤输入到第二合波器 733b，合并作为一道光束输出。作为第一合波器733a和第二合波器733b的具体例，可以例举各种光束分离器 (棱镜型、平面型(半透半射镜等)、楔形基板型等)。需要说明的是，如后所述，在本实施例中，第一合波器733a和第二合波器733b中 的任一个都没有在二个以上的输入侧端口同时输入光。因此，第一合波器733a和第二合波 器733b实际上将从三个输入侧端口中的任一个输入的光从输出侧端口输出。透镜734是固定在光学轨道710上的透镜。透镜734配置在与气体导入部720的 照射侧窗722相对置的位置。透镜734通过光纤与第一合波器733a的输出侧端口连接。从第一合波器733a的输出侧端口输出的光通过该光纤到达透镜734，被透镜734 汇聚，透过照射侧窗722照射到被导入到气体导入部720的内部空间721a的测定对象气体上。 第一发光二极管控制装置735a是控制第一发光二极管731a发出的光的强度的装置。第一发光二极管控制装置735a与第一发光二极管731a连接，传送用于控制第一 发光二极管731a发出的光的强度(光量)的信号、即LED控制信号(实质上是表示施加于 第一发光二极管731a的电压大小的信号)。基于该LED控制信号，第一发光二极管731a发 出的光的强度以规定周期调制(强度以交替表现强弱的方式变化)。第二发光二极管控制装置735b是控制第二发光二极管731b发出的光的强度的装 置。第二发光二极管控制装置735b与第二发光二极管731b连接，传送用于控制第二 发光二极管731b发出的光的强度(光量)的信号、即LED控制信号(实质上是表示施加于 第二发光二极管731b的电压大小的信号)。基于该LED控制信号，第二发光二极管731b发 出的光的强度以规定周期调制(强度以交替表现强弱的方式变化)。第三发光二极管控制装置735c是控制第三发光二极管731c发出的光的强度的装 置。第三发光二极管控制装置735c与第三发光二极管731c连接，传送用于控制第三 发光二极管731c发出的光的强度(光量)的信号、即LED控制信号(实质上是表示施加于 第三发光二极管731c的电压大小的信号)。基于该LED控制信号，第三发光二极管731c发 出的光的强度以规定周期调制(强度以交替表现强弱的方式变化)。发光二极管选择装置736是选择第一发光二极管控制装置735a、第二发光二极管 控制装置735b、第三发光二极管控制装置735c中的哪一个工作，进而选择第一发光二极管 731a、第二发光二极管731b、第三发光二极管731c中的哪一个发光的装置。本实施例的发光二极管选择装置736由储存有用于选择第一发光二极管控制装 置735a、第二发光二极管控制装置735b、第三发光二极管控制装置735c中的哪一个工作的 程序的可编程序控制器构成。发光二极管选择装置736与第一发光二极管控制装置735a、第二发光二极管控制装置735b和第三发光二极管控制装置735c分别连接，对其中的任一个传送用于进行工作 的信号即工作信号。第一发光二极管控制装置735a、第二发光二极管控制装置735b和第三 发光二极管控制装置735c中取得该工作信号的装置，仅在取得该工作信号的期间工作(向 相对应的发光二极管传送LED信号)。发光二极管选择装置736与解析装置790 (更严格地讲，为解析部791)连接，将表 示第一发光二极管控制装置735a、第二发光二极管控制装置735b及第三发光二极管控制 装置735c中正在工作的装置(进而，第一发光二极管控制装置735a、第二发光二极管控制 装置735b及第三发光二极管控制装置735c中正在发光的装置)的信号、即LEDNo.信号传 送到解析装置790。发光二极管选择装置736与信号处理电路780及修正用信号处理电路785连接， 将表示第一发光二极管控制装置735a、第二发光二极管控制装置735b、第三发光二极管控 制装置735c中的任一个发出的光的强度的调制相位的信号即参照信号，传送到信号处理 电路780及修正用信号处理电路785。如此，红外线照射装置730可以对导入到气体导入容器721的内部空间721a的测 定对象气体选择性地照射属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区 域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域、及属于(c)由炔烃组成的 组的化学物种吸收的共同吸收区域中的任一波段的光。光电二极管760是本发明所述的检测部的一种实施方式，检测由红外线照射装置 730照射到测定对象气体上的光。光电二极管760是产生与所受到的光的强度相对应的电信号(受光强度信号)的 半导体元件。信号处理电路780从由光电二极管760取得的受光强度信号中除去噪声。信号处理电路780与发光二极管选择装置736连接，从发光二极管选择装置736 取得(接收)参照信号。信号处理电路780与光电二极管760连接，从光电二极管760取得(接收)受光
强度信号。信号处理电路780基于参照信号和受光强度信号，抽提受光强度信号中的“与周 期性强度变化同步的成分”，由此除去受光强度信号中所含的噪声成分。信号处理电路780将除去了噪声成分的受光强度信号传送到解析装置790。通过 信号处理电路780从受光强度信号中除去噪声，该受光强度信号的分辩率提高，可以更加 精度良好地测定烃浓度的微小变化(或微小的烃浓度)。修正用光电二极管765检测由红外线照射装置730发出的光。修正用光电二极管 765是产生与所受到的光的强度相对应的电信号(修正用受光强度信号)的半导体元件，通 过光纤与第二合波器733b的输出侧端口连接。由红外线照射装置730发出的光中，被第一分波器732a、第二分波器732b、第三分 波器732c中的任一个分离成两道光束中的一道照射到测定对象气体上，分离成两道光束 中的另一道被修正用光电二极管765检测。因此，由修正用光电二极管765检测到的光与 照射到测定对象气体上的光为相同光源且在相同时间产生。修正用信号处理电路785从由修正用光电二极管765取得的修正用受光强度信号
37中除去噪声。修正用信号处理电路785与发光二极管选择装置736连接，从发光二极管选择装 置736取得(接收)参照信号。修正用信号处理电路785与修正用光电二极管765连接，从修正用光电二极管765 取得(接收)修正用受光强度信号。修正用信号处理电路785基于参照信号和修正用受光强度信号，抽提修正用受光 强度信号中的“与周期性强度变化同步的成分”，由此除去修正用受光强度信号所含的噪声 成分。修正用信号处理电路785将除去了噪声成分的修正用受光强度信号传送到解析 装置790。通过修正用信号处理电路785从修正用受光强度信号中除去噪声，该修正用受光 强度信号的分辩率提高，后述的吸光度的修正精度提高。解析装置790是本发明所述的解析部的一种实施方式，基于光电二极管760检测 到的光，算出测定对象气体的“属于各组的化学物种吸收的共同吸收区域”的吸光度，算出 属于与这些吸收区域分别对应的组的化学物种的浓度之和。解析装置790主要具备解析部791、输入部792、显示部793等。解析部791可以储存各种程序等(例如后述的吸光度算出程序及浓度算出程序)， 运行这些程序等，根据这些程序等进行规定运算，存储该运算结果等。解析部791可以是实质上用总线连接有CUP、ROM、RAM、HDD等的构成，或者可以是 由单片LSI等组成的构成。本实施例的解析部791为专用品，也可以由在市售的个人电脑或工作站等中储存 有上述程序等的装置来实现。解析部791可以与发光二极管选择装置736连接，从发光二极管选择装置736取 得(接收)LEDNo.信号。解析部791可以与信号处理电路780连接，从信号处理电路780取得(接收)(更 严格地讲，除去了噪声成分的)受光强度信号。解析部791可以与修正用信号处理电路785连接，从修正用信号处理电路785取 得(接收)(更严格地讲，除去了噪声成分的)受光强度信号。输入部792与解析部791连接，将烃浓度测定装置700的与解析相关的各种信息、 指令等输入到解析部791。本实施例的输入部792为专用品，使用市售的键盘、鼠标、指示器、按钮、开关等也 可以达到同样的效果。显示部793显示从输入部792向解析部791输入的内容、解析部791产生的解析 结果(烃浓度的测定结果)等。本实施例的显示部793为专用品，使用市售的监控器或液晶显示器等也可以达到 同样的效果。下面，对解析部791的详细构成进行说明。解析部791功能性地具备存储部791a、吸光度算出部791b、浓度算出部791c等。存储部791a存储在解析部791中进行的各种运算等中使用的信息、运算结果等。存储部791a存储基准气体的光谱。
需要说明的是，该基准气体的光谱的取得方法与图1所示的烃浓度测定装置100 大致相同，因此省略说明。吸光度算出部191b基于由光电二极管760检测到的光，算出测定对象气体的共同 吸收区域的吸光度。实质上，解析部791通过按照吸光度算出程序进行规定的运算等，起到作为吸光 度算出部791b的功能。吸光度算出部791b从发光二极管选择装置736取得LEDNo.信号，同时，从信号处 理电路780取得受光强度信号。从发光二极管选择装置736取得的LEDNo.信号是表示光电二极管760受到的光 是从第一发光二极管731a、第二发光二极管731b、第三发光二极管731c中的哪一个发出的 信号，实质上是表示光电二极管760受到的光的波段的信息。因此，吸光度算出部791b通过核对LEDNo.信号和受光强度信号，可以特别规定与 取得的受光强度信号相对应的波长(波段)。吸光度算出部791b基于“特别规定了波长(波段)的受光强度信号”及“基准气 体的光谱”，分别算出测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同 吸收区域的吸光度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度” 及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”。更具体而言，吸光度算出部791b根据与第一发光二极管731a相对应的受光强度 信号，算出“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。另外，吸光度算出部791b根据与第二发光二极管731b相对应的受光强度信号，算 出“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。另外，吸光度算出部791b根据与第三发光二极管731c相对应的受光强度信号，算 出“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的受光强度”。其次，吸光度算出部791b基于算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸 收的共同吸收区域的受光强度”、及“基准气体的光谱中与属于由烷烃及烯烃组成的组的化 学物种吸收的共同吸收区域相对应的波段的光的强度”，算出测定对象气体的“属于由烷烃 及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”。同样地，吸光度算出部791b算出测定对象气体的“属于由芳香烃组成的组的化学 物种吸收的共同吸收区域的吸光度”、及“属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收 区域的吸光度”。测定对象气体的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的 吸光度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”及“属于由炔 烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”的算出，使用上述数学式1来进行。另外，吸光度算出部791b基于从修正用信号处理电路785取得的“修正用受光信 号”及预先存储在存储部791a中的“修正用受光信号的初期值”，使用下述数学式2，对使用 上述数学式1算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光 度”、“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”及“属于由炔烃组 成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”进行修正。在此，“修正用受光信号的初期值”例如是在对构成红外线照射装置730的构件、修
39正用光电二极管765、修正用信号处理电路785等进行交换、清扫、修理等维护后立即进行 修正用受光信号的获取而得到的值。[数学式2] 在数学式2中，(An) c是指修正后的吸光度，An是指修正前的吸光度(利用数学式 1算出的吸光度)。另外，(Ic)n是指由修正受光信号求得的受光强度，((Ichh是指由修正受光信号 的初期值求得的受光强度。通过使用上述数学式2修正吸光度，可以防止由于构成红外线照射装置730的构 件劣化等原因导致的光量变化所产生的烃浓度测定的精度降低。浓度算出部791c基于由吸光度算出部791b算出的“属于由烷烃及烯烃组成的组 的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种 的浓度之和”，基于“属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算 出“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和”，基于“属于由炔烃组成的组的化学物 种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由炔烃组成的组的化学物种的浓度之和”。实质上，解析部791通过按照浓度算出程序进行规定的运算等，起到作为浓度算 出部791c的功能。需要说明的是，浓度算出部791c的构成与图1所示的浓度算出部191c大致相同， 因此省略说明。如上所述，烃浓度测定装置700具备红外线照射装置730，对测定对象气体(含有由一种或多种化学物种构成的烃 的气体)照射包含一种或多种化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光(本实施例的情 况，是换算成波数为2800CHT1以上3000CHT1以下的波段的光、换算成波数为3000CHT1以上 3200cm-1以下的波段的光、换算成波数为3200CHT1以上3400CHT1以下的波段的光中的任一 个)；光电二极管760，检测由红外线照射装置730照射到测定对象气体上的光；解析装置790，基于由光电二极管760检测到的光算出测定对象气体的共同吸收 区域的吸光度，基于该吸光度算出测定对象气体所含的一种或多种化学物种中吸收共同吸 收区域的波段的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度 之和。通过这样构成，相对测定对象气体的浓度及组成变化没有响应延迟，可以进行实 时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，在测定对象气体的浓度及组成变化时，可以精度良好地算出吸收共同吸收 区域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。另外，烃浓度测定装置700具备检测由红外线照射装置730产生的光的修正用光 电二极管765，烃浓度测定装置700的红外线照射装置730具有
发出属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的光的第一发 光二极管731a，发出属于由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的光的第二发光二 极管731b，发出属于由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的光的第三发光二极 管 731c，将由第一发光二极管731a发出的光分离成两道的第一分波器732a，将由第二发光二极管731b发出的光分离成两道的第二分波器732b，将由第三发光二极管731c发出的光分离成两道的第三分波器732c，将被第一分波器732a分离得到的光中的一道、被第二分波器732b分离得到的光 中的一道、及被第三分波器732c分离得到的光中的一道合并，照射到测定对象气体上的第 一合波器733a ；将被第一分波器732a分离得到的光中的另一道、被第二分波器732b分离得到的 光中的另一道、及被第三分波器732c分离得到的光中的另一道合并，照射到修正用光电二 极管765上的第二合波器733b ；控制第一发光二极管731a发出的光的强度的第一发光二极管控制装置735a ；控制第二发光二极管731b发出的光的强度的第二发光二极管控制装置735b ；控制第三发光二极管735c发出的光的强度的第三发光二极管控制装置735c ；和选择三个发光二极管控制装置(第一发光二极管控制装置735a、第二发光二极管 控制装置735b、第三发光二极管控制装置735c)中的哪一个工作的发光二极管选择装置 736 ；烃浓度测定装置700的解析装置790基于由修正用光电二极管765检测到的光的 强度，对由光电二极管760检测到的光的强度进行修正。通过这样构成，可以对红外线照射装置730全部赋予“选择照射的光的波段的功 能”、“使照射的光的强度调制的功能”、及“监控光源的光量的功能”，能够实现装置的小型 化。下面，使用图12对本发明所述的烃浓度测定方法的一种实施方式进行说明。本发明所述的烃浓度测定方法的一种实施方式是使用烃浓度测定装置100对测 定对象气体中含有的烃的浓度进行测定的方法，如图12所示，主要具有照射及检测工序 S1100、解析工序S1200。照射及检测工序S1100是对测定对象气体照射包含属于(a)由烷烃及烯烃组成的 组的化学物种吸收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸 收区域及属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光，同时，检 测照射到测定对象气体上的光的工序。在照射及检测工序S1100中，红外线照射装置130对导入到气体导入容器121的 内部空间121a的测定对象气体照射包含属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收 的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域及属于(c) 由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光。另外，在照射及检测工序S1100中，线型传感器160检测由红外线照射装置130照
41射到测定对象气体上的光。照射及检测工序S1100结束后，转移到解析工序S1200。解析工序S1200是基于照射及检测工序S1100中检测到的光，算出属于(a)由烷 烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物 种吸收的共同吸收区域及属于(c)由炔烃组成的组中的化学物种吸收的共同吸收区域各 自的吸光度，基于该吸光度算出(1)属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种的浓度之和、 (2)属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和及(3)属于由炔烃组成的组的化学物种 的浓度之和的工序。在解析工序S1200中，吸光度算出部191b基于由线型传感器160检测到的光，算 出属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组 成的组的化学物种吸收的共同吸收区域及属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共 同吸收区域各自的吸光度。此外，在解析工序S1200中，浓度算出部191c基于由吸光度算出部191b算出的 “属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由 烷烃及烯烃组成的组的化学物种的浓度之和”，基于“属于(b)由芳香烃组成的组的化学物 种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和”， 基于“属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的吸光度”算出“属于由炔 烃组成的组的化学物种的浓度之和”。如上所述，本发明所述的烃浓度测定方法的一种实施方式具备照射及检测工序S1100，对测定气体照射包含属于(a)由烷烃及烯烃组成的组的 化学物种吸收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区 域及属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光，同时，检测照 射到测定对象气体上的光；解析工序S1200，基于照射及检测工序S1100中检测到的光，算出属于(a)由烷烃 及烯烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域、属于(b)由芳香烃组成的组的化学物种 吸收的共同吸收区域及属于(c)由炔烃组成的组的化学物种吸收的共同吸收区域各自的 吸光度，根据该吸光度算出(1)属于由烷烃及烯烃组成的组的化学物种的浓度之和、(2)属 于由芳香烃组成的组的化学物种的浓度之和及(3)属于由炔烃组成的组的化学物种的浓 度之和。通过这样构成，相对测定对象气体的浓度及组成变化没有响应延迟，可以进行实 时的烃的浓度测定，可以确保测定的响应性。另外，测定对象气体的浓度及组成发生变化时，可以精度良好地计算出吸收共同 吸收区域的光的化学物种(即，属于与共同吸收区域相对应的组的化学物种)的浓度之和。需要说明的是，本实施例中，设为如下构成，S卩，算出(a)由烷烃及烯烃组成的组、 (b)由芳香烃组成的组、(c)由炔烃组成的组各自的化学物种的浓度之和，同时，算出总烃 浓度作为这些计算结果之和，但本发明不限于此，也可以设为如下构成对测定对象气体照 射包含与(a)由烷烃及烯烃组成的组、(b)由芳香烃组成的组、(c)由炔烃组成的组中的一 部分组相对应的吸收区域的波长的光，基于检测到的光在该吸收区域的吸光度，只算出属 于相对应的组的化学物种的浓度之和。
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此外，本发明所述的烃浓度测定方法的一种实施方式中的共同吸收区域分别包含 与(a)由烷烃及烯烃组成的化学物种的组、(b)由芳香烃组成的化学物种的组及(c)由炔 烃组成的化学物种的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长。通过这样构成，可以响应性良好且精度良好地测定属于上述各组的化学物种的浓 度之和。需要说明的是，在本实施例中，设为对测定对象气体照射全部包含与三个组相对 应的吸收区域的波段的光的构成，但本发明不限于此，也可以设为对测定对象气体照射包 含与上述三个组中的任意一个或任意两个组的C-H伸缩振动模式相对应的波长的光，测定 属于相对应的组的化学物种的浓度之和。另外，本发明所述的烃浓度测定方法的一种实施方式是与(a)由烷烃及烯烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为 2800cm-1 以上 3000cm-1 以下，与(b)由芳香烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为 3000cm-1 以上 3200cm-1 以下，与(c)由炔烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3200CHT1 以上3400cm"1以下。通过这样构成，可以响应性良好且精度良好地测定属于上述各组的化学物种的浓 度之和。产业上的可利用性本发明可以适用于对气体中所含烃的浓度进行测定的技术，特别适合于气体中所 含烃的浓度和组成发生变化时的烃浓度测定技术。
4权利要求
一种烃浓度测定装置，具备照射部，对含有由一种或多种化学物种构成的烃的气体照射包含所述一种或多种化学物种的共同吸收区域的波段的光；检测部，检测由所述照射部照射到所述气体上的光；解析部，基于由所述检测部检测到的光算出所述共同吸收区域的吸光度，基于该吸光度算出吸收所述共同吸收区域的波段的光的化学物种的浓度之和。
2.如权利要求1所述的烃浓度测定装置，其中，所述共同吸收区域包含与由烷烃及烯 烃组成的组、由芳香烃组成的组、由炔烃组成的组中的至少一组的C-H伸缩振动模式相对 应的波长。
3.如权利要求2所述的烃浓度测定装置，其中，与所述由烷烃及烯烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为 2800cm-1 以上 3000CHT1 以下，与所述由芳香烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3000cm-1 以上3200CHT1以下，与所述由炔烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3200cm—1以 上3400CHT1以下。
4.如权利要求1 3中任一项所述的烃浓度测定装置，具备气体导入部，所述气体导入 部具有气体导入容器，设置在由所述照射部照射并由所述检测部检测的光的光路中途部，具 有能够导入所述含有由一种或多种化学物种构成的烃的气体的内部空间；照射侧窗，设置于所述气体导入容器，使由所述照射部照射的光透过并导入所述内部 空间；检测侧窗，设置于所述气体导入容器，使从所述照射侧窗导入所述内部空间的光透过 并导向外部。
5.如权利要求1 4中任一项所述的烃浓度测定装置，具备斩光部，配置在所述照射部和所述含有由一种或多种化学物种构成的烃的气体之间， 交替切换来自所述照射部的光照射到所述气体上的状态和不照射到所述气体上的状态；信号处理电路，基于表示所述斩光部的切换操作的信号及由所述检测部检测到的光， 除去由所述检测部检测到的光中所含的噪声成分。
6.如权利要求1 5中任一项所述的烃浓度测定装置，其中，所述检测部为光学检测器，具备将照射到所述含有由一种或多种化学物种构成的烃的气体上的光按各波长进行 分光并照射到所述光学检测器的分光部。
7.—种烃浓度测定方法，具备照射及检测工序，对含有由一种或多种化学物种构成的烃的气体照射包含所述一种或 多种化学物种的共同吸收区域的波段的光，并检测照射到所述气体上的光；解析工序，基于在所述照射及检测工序中检测到的光算出所述共同吸收区域的吸光 度，基于该吸光度算出吸收所述共同吸收区域的波段的光的化学物种的浓度之和。
8.如权利要求7所述的烃浓度测定方法，其中，所述共同吸收区域包含与由烷烃及烯烃组成的组、由芳香烃组成的组、由炔烃组成的组中的至少一组的C-H伸缩振动模式相对 应的波长。
9.如权利要求8所述的烃浓度测定方法，其中，与所述由烷烃及烯烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为 2800cm-1 以上 3000CHT1 以下，与所述由芳香烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3000cm-1 以上3200CHT1以下，与所述由炔烃组成的组的C-H伸缩振动模式相对应的波长换算成波数，为3200CHT1以 上3400CHT1以下。
全文摘要
本发明提供即使成为测定对象的气体中所含烃的浓度及组成变化时也能够响应性良好且精度良好地测定烃浓度的烃浓度测定装置及烃浓度测定方法。由红外线照射装置(130)对测定对象气体照射包含一种或多种化学物种吸收的共同吸收区域的波段的光，用线型传感器(160)对照射到测定对象气体上的光进行检测，基于检测到的光，用解析装置(190)算出测定对象气体的共同吸收区域的吸光度，用解析装置(190)、基于该吸光度算出测定对象气体所含的一种或多种化学物种中吸收共同吸收区域的波段的光的化学物种的浓度之和。
文档编号G01N21/35GK101855537SQ20088011528
公开日2010年10月6日 申请日期2008年10月28日 优先权日2007年11月7日
发明者冈田贵弘, 大嶋文子, 山本正美, 山荫正裕, 岩濑伦保, 松本清市, 深田圣, 牟田研二, 田浦昌纯, 秋滨一弘, 立花重信, 粟屋伊智郎, 藤川武敏 申请人:丰田自动车株式会社;三菱重工业株式会社