用發(fā)光部、透射光受光部及基準(zhǔn)光受光部連接，
該信號(hào)處理和驅(qū)動(dòng)控制部
利用將氣體調(diào)整部控制成氧化輸出狀態(tài)并發(fā)出NO2氣體吸光用照射光時(shí)來(lái)自透射光受光部及基準(zhǔn)光受光部的信號(hào)，計(jì)算二氧化氮?dú)怏w(NO2氣體)的氣體濃度cm，
利用將氣體調(diào)整部控制成氧化輸出狀態(tài)并發(fā)出O3氣體吸光用照射光時(shí)來(lái)自透射光受光部及基準(zhǔn)光受光部的信號(hào)，計(jì)算臭氧氣體(O3氣體)的氣體濃度C3及二氧化硫氣體(SO2氣體)的氣體濃度Cs，
利用將氣體調(diào)整部控制成正常輸出狀態(tài)并發(fā)出NO2氣體吸光用照射光時(shí)來(lái)自透射光受光部及基準(zhǔn)光受光部的信號(hào)，計(jì)算二氧化氮?dú)怏w(NO2氣體)的氣體濃度C2，
利用將氣體調(diào)整部控制成正常輸出狀態(tài)并發(fā)出O3氣體吸光用照射光時(shí)來(lái)自透射光受光部及基準(zhǔn)光受光部的信號(hào)，計(jì)算二氧化硫氣體(S02氣體)的氣體濃度Cs，
基于從所提供的臭氧氣體(03氣體)的氣體濃度CO減去所測(cè)定的臭氧氣體(03氣體)的氣體濃度C3而計(jì)算得到的反應(yīng)消耗時(shí)的氣體濃度等于對(duì)測(cè)定對(duì)象氣體中的一氧化氮?dú)怏w(NO氣體)的氣體濃度C1加上五氧化二氮?dú)怏w(N2O5氣體)的氣體濃度(C1+C2-Cm)/2后得到的氣體濃度這一情況，根據(jù)計(jì)算出的CO、Cm、C3、C2，計(jì)算一氧化氮?dú)怏w(NO氣體)的氣體濃度Cl。
[0021]此外，可優(yōu)選為，氣體分析儀中，
具有與所述基準(zhǔn)光受光部、所述NO2氣體吸光用發(fā)光部及所述O3氣體吸光用發(fā)光部連接的修正部，
所述基準(zhǔn)光受光部接收由局部反射部反射了一部分的NO2氣體吸光用照射光及O3氣體吸光用照射光，并將檢測(cè)信號(hào)輸出到修正部，
修正部基于該檢測(cè)信號(hào)，將抑制變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流輸出到所述NO2氣體吸光用發(fā)光部及所述O3氣體吸光用發(fā)光部。
[0022]此外，可優(yōu)選為，氣體分析儀中，
包括將來(lái)自所述NO2氣體吸光用發(fā)光部的NO2氣體吸光用照射光聚光并使其入射到所述氣體流通單元的透鏡、及將來(lái)自所述O3氣體吸光用發(fā)光部的O3氣體吸光用照射光聚光并使其入射到所述氣體流通單元的透鏡。
[0023]此外，可優(yōu)選為，氣體分析儀中，
包括:發(fā)光部，該發(fā)光部使所述NO2氣體吸光用發(fā)光部及所述O3氣體吸光用發(fā)光部相鄰并將它們收納為一體;以及
將來(lái)自所述NO2氣體吸光用發(fā)光部的NO2氣體吸光用照射光及來(lái)自所述O3氣體吸光用發(fā)光部的O3氣體吸光用照射光聚光并使其入射到所述氣體流通單元的透鏡。
[0024]此外，可優(yōu)選為，氣體分析儀中，
包括將透過(guò)所述氣體流通單元后的NO2氣體吸光用照射光及透過(guò)所述氣體流通單元后的O3氣體吸光用照射光聚光的透鏡。
[0025]此外，可優(yōu)選為，氣體分析儀中，
所述氣體流通單元在一方具有光透射窗，且在另一方具有反射部，利用反射部使透過(guò)光透射窗后的NO2氣體吸光用照射光及O3氣體吸光用照射光反射后再使其通過(guò)光透射窗，從而使其在檢測(cè)空間內(nèi)往返，并利用所述透射光受光部檢測(cè)出由所述局部反射部反射后的NO2氣體吸光用照射光及O3氣體吸光用照射光。
[0026]此外，可優(yōu)選為，氣體分析儀中，
還包括收發(fā)光部，該收發(fā)光部使所述NO2氣體吸光用發(fā)光部、所述O3氣體吸光用發(fā)光部及所述透射光受光部相鄰并將它們收納為一體，
所述氣體流通單元在一方具有光透射窗，且在另一方具有反射部，
利用反射部使透過(guò)光透射窗并從收發(fā)光部發(fā)出的NO2氣體吸光用照射光及O3氣體吸光用照射光反射后再使其通過(guò)光透射窗，使其在檢測(cè)空間內(nèi)往返，并利用收發(fā)光部的所述透射光受光部檢測(cè)出由所述局部反射部反射后的NO2氣體吸光用照射光及O3氣體吸光用照射光。
[0027]此外，可優(yōu)選為，氣體分析儀中，
所述信號(hào)處理和驅(qū)動(dòng)控制部采用作為交替進(jìn)行所述NO2氣體吸光用發(fā)光部及所述O3氣體吸光用發(fā)光部的輸出和停止的脈沖、且輸出比停止要短的占空比的驅(qū)動(dòng)電流。
發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種氣體分析儀，該氣體分析儀能以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)測(cè)量樣品氣體中包含的至少一氧化氮?dú)怏w(NO氣體)及二氧化氮?dú)怏w(NO2氣體)這2種成分的氣體濃度。
此外，可提供一種氣體分析儀，該氣體分析儀能測(cè)量二氧化硫氣體(S02氣體)、一氧化氮?dú)怏w(NO氣體)及二氧化氮?dú)怏w(NO2氣體)這3種成分的氣體濃度。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是用于實(shí)施本發(fā)明的方式所涉及的氣體分析儀的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示NO氣體、NO2氣體、SO2氣體、O3氣體的可見(jiàn)區(qū)域及紫外區(qū)域中的吸光系數(shù)的波長(zhǎng)-吸光系數(shù)特性圖。
圖3是用于實(shí)施本發(fā)明的其它方式所涉及的氣體分析儀的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖4是用于實(shí)施本發(fā)明的其它方式所涉及的氣體分析儀的局部結(jié)構(gòu)圖。
圖5是用于實(shí)施本發(fā)明的其它方式所涉及的氣體分析儀的局部結(jié)構(gòu)圖。
圖6是用于實(shí)施本發(fā)明的其它方式所涉及的氣體分析儀的局部結(jié)構(gòu)圖。
圖7是用于實(shí)施本發(fā)明的其它方式所涉及的氣體分析儀的局部結(jié)構(gòu)圖。
圖8是用于實(shí)施本發(fā)明的其它方式所涉及的氣體分析儀的局部結(jié)構(gòu)圖。
圖9是表示發(fā)光二極管的占空比-容許電流特性的特性圖。 圖10是由脈沖信號(hào)生成的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)間變化的說(shuō)明圖。
圖11是由小占空比脈沖信號(hào)生成的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)間變化的說(shuō)明圖。
圖12是現(xiàn)有技術(shù)的吸光分析儀的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是表示NO氣體、NO2氣體、SO2氣體在可見(jiàn)區(qū)域及紫外區(qū)域中的吸光系數(shù)的波長(zhǎng)-吸光系數(shù)特性圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]接著，參照附圖在下面說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的第I方式所涉及的氣體分析儀。圖1是本方式的氣體分析儀的整體結(jié)構(gòu)圖。另外，在本方式中，設(shè)在樣品氣體中包含一氧化氮?dú)怏w(以下簡(jiǎn)稱為NO氣體)及二氧化氮?dú)怏w(以下簡(jiǎn)稱為NO2氣體)這2種成分，但不包含二氧化硫氣體(以下簡(jiǎn)稱為SO2氣體)。氣體分析儀對(duì)上述NO氣體及NO2氣體進(jìn)行分析。圖1中，粗實(shí)線的箭頭表示氣體的流通路徑，虛線的箭頭表示光的路徑，細(xì)實(shí)線的箭頭表示電信號(hào)的路徑。
[0031]首先，對(duì)本方式的氣體分析儀100所包括的結(jié)構(gòu)要素及其功能進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所不，氣體分析儀100包括N02氣體吸光用發(fā)光部11、03氣體吸光用發(fā)光部12、局部反射部13、氣體流通單元21、透射光受光部31、基準(zhǔn)光受光部32、氣體調(diào)整部41、氣體吸引部51、信號(hào)處理和驅(qū)動(dòng)控制部61。
[0032]NO2氣體吸光用發(fā)光部11是發(fā)出作為NO2氣體吸光的波長(zhǎng)、且O3氣體不吸光的波長(zhǎng)的NO2氣體吸光用照射光的發(fā)光部。例如，可選擇在從紫外光到可見(jiàn)光的區(qū)域的波長(zhǎng)350nm?500nm中具有中心發(fā)光波長(zhǎng)的照射光的發(fā)光二極管(LED)。如圖2所示，在該波長(zhǎng)區(qū)域中，僅NO2氣體吸光。
[0033]O3氣體吸光用發(fā)光部12是發(fā)出O3氣體吸光的波長(zhǎng)的O3氣體吸光用照射光的發(fā)光部。例如，可選擇在紫外光的波長(zhǎng)240nm?330nm中具有中心發(fā)光波長(zhǎng)的照射光的發(fā)光二極管(LED)。另外，如圖2所不，在該波長(zhǎng)區(qū)域中，不僅03氣體吸光，N02氣體也吸光。另外，由于SO2氣體不存在，因此，不予考慮。
[0034]局部反射部13為半反射鏡，使NO2氣體吸光用照射光、O3氣體吸光用照射光(以下簡(jiǎn)稱為照射光時(shí)包含NO2氣體吸光用照射光和O3氣體吸光用照射光這兩者。另外，并非同時(shí)輸出NO2氣體吸光用照射光和O3氣體吸光用照射光，而是例如在不同的時(shí)間單獨(dú)輸出)以規(guī)定透射率透過(guò)，并使照射光以規(guī)定反射率反射。
[0035]從NO2氣體吸光用發(fā)光部11及O3氣體吸光用發(fā)光部12照射出的照射光入射到局部反射部13。局部反射部13中，照射光的一部分進(jìn)行反射，剩余的照射光透過(guò)。由局部反射部13反射后的照射光入射到基準(zhǔn)光受光部32。透過(guò)局部反射部13后的照射光入射到氣體流通單元21。
[0036]氣體流通單元21還包括管22、光透射窗23、24、檢測(cè)空間25、氣體流入口26及氣體流出口 27。
[0037]管22為圓筒體。管22的內(nèi)表面可設(shè)為例如研磨后的不銹鋼的內(nèi)表面。由此，可防止測(cè)定對(duì)象氣體的吸附，并保持良好的照射光反射率。在管22內(nèi)，照射光由管22的內(nèi)表面反射并進(jìn)行傳播。
[0038]光透射窗23、光透射窗24通過(guò)在從NO2氣體吸光用發(fā)光部11及O3氣體吸光用發(fā)光部12照射出的照射光的發(fā)光波長(zhǎng)區(qū)域中示出光透射性的材料來(lái)制成。例如，可用合成石英、氟化鈣作為來(lái)材料。
[0039]檢測(cè)空間25是由管22、光透射窗23及光透射窗24劃分而成的閉合空間。
氣體流入口 26、氣體流出口 27與該檢測(cè)空間25連通。測(cè)定對(duì)象氣體從氣體流入口 26流入檢測(cè)空間25，從氣體流出口 27流出。
在這種氣體流通單元21內(nèi)，將照射光照射至流通的測(cè)定對(duì)象氣體，產(chǎn)生吸光。
[0040]透射光受光部31接收透過(guò)氣體流通單元21后的照射光，輸出與光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)。關(guān)于透射光受光部31，可選擇對(duì)于從NO2氣體吸光用發(fā)光部11及O3氣體吸光用發(fā)光部12照射出的照射光的發(fā)光波長(zhǎng)具有靈敏度的光電二極管、光電子倍增管等。例如，可選擇娃光電二極管。
[0041]這種透射光受光部31具有檢測(cè)出測(cè)定對(duì)象氣體的吸光的功能。即，與測(cè)定對(duì)象氣體沒(méi)有吸光的情況相比，有吸光時(shí)由透射光受光部31接收的照射光的光強(qiáng)度減少，因此，利用其光強(qiáng)度的減少量與氣體濃度之間的相關(guān)性，測(cè)定氣體濃度。
[0042]這樣，透過(guò)局部反射部13后的照射光透過(guò)構(gòu)成氣體流通單元21的一端的光透射性的光透射窗23，在管22內(nèi)部的檢測(cè)空間25傳播，透過(guò)構(gòu)成另一端的光透射性的光透射窗24，入射到透射光受光部31。
[0043]基準(zhǔn)光受光部32設(shè)置成接收由局部反射部13反射后的照射光。關(guān)于基準(zhǔn)光受光部32，可選擇對(duì)于從NO2氣體吸光用發(fā)光部11及O3氣體吸光用發(fā)光部12照射出的照射光的發(fā)光波長(zhǎng)具有靈敏度的光電二極管、光電子倍增管等。例如，可選擇硅光電二極管。
[0044]基準(zhǔn)光受光部32具有檢測(cè)從NO2氣體吸光用發(fā)光部11及O3氣體吸光用發(fā)光部12照射出的照射光的變動(dòng)的功能。在照射光有變動(dòng)的情況下，由基準(zhǔn)光受光部32接收的照射光的光強(qiáng)度有變動(dòng)。利用該光強(qiáng)度的變動(dòng)量，可進(jìn)行氣體濃度的修正。
[0045]氣體調(diào)整部41還包括臭氧產(chǎn)生部42及氣體混合部43。