JPH10281988A - ガス分析方法及びガス分析装置 - Google Patents
ガス分析方法及びガス分析装置Info
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- JPH10281988A JPH10281988A JP9115897A JP9115897A JPH10281988A JP H10281988 A JPH10281988 A JP H10281988A JP 9115897 A JP9115897 A JP 9115897A JP 9115897 A JP9115897 A JP 9115897A JP H10281988 A JPH10281988 A JP H10281988A
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
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- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉がある被測
定ガス中の不純物を高感度、高精度で分析するための方
法と装置の提供。 【解決手段】 測定用レーザ光源１と、主成分ガス中の
不純物を測定すべき被測定ガスを入れるサンプルセル２
と、不純物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガ
スを入れるキャンセル用セル３と、光源からのレーザ光
を第１のレーザ光と第２のレーザ光とに分岐し、該第１
のレーザ光を前記サンプルセルに入射するとともに、第
２のレーザ光を前記キャンセル用セルに入射する光分岐
手段４と、各セルから出射した光の強度を測定する第
１，第２の検出器５，６とを備えた光学系と；サンプル
セル内に被測定ガスを供給するガス供給手段と；第１の
検出器の測定結果を第２の検出器の測定結果から差し引
くことにより、被測定ガス中の不純物の吸収スペクトル
を算出する処理手段とを備えたガス分光分析装置、およ
びそれを用いたガス分析方法。
定ガス中の不純物を高感度、高精度で分析するための方
法と装置の提供。 【解決手段】 測定用レーザ光源１と、主成分ガス中の
不純物を測定すべき被測定ガスを入れるサンプルセル２
と、不純物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガ
スを入れるキャンセル用セル３と、光源からのレーザ光
を第１のレーザ光と第２のレーザ光とに分岐し、該第１
のレーザ光を前記サンプルセルに入射するとともに、第
２のレーザ光を前記キャンセル用セルに入射する光分岐
手段４と、各セルから出射した光の強度を測定する第
１，第２の検出器５，６とを備えた光学系と；サンプル
セル内に被測定ガスを供給するガス供給手段と；第１の
検出器の測定結果を第２の検出器の測定結果から差し引
くことにより、被測定ガス中の不純物の吸収スペクトル
を算出する処理手段とを備えたガス分光分析装置、およ
びそれを用いたガス分析方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザを光
源とする吸収分光方式の微量ガス不純物分析方法に関
し、更に詳しくはアンモニアガス、シランガスなど近赤
外波長域に干渉吸収がある被測定ガス種の干渉吸収の影
響を除去し、これらのガス中の微量水分などの不純物濃
度を高感度、高精度、リアルタイムで分析するための技
術に関する。
源とする吸収分光方式の微量ガス不純物分析方法に関
し、更に詳しくはアンモニアガス、シランガスなど近赤
外波長域に干渉吸収がある被測定ガス種の干渉吸収の影
響を除去し、これらのガス中の微量水分などの不純物濃
度を高感度、高精度、リアルタイムで分析するための技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザを光源とする吸収分光分析
方法は従来より各種の方法が提案されている。これら従
来技術の共通した特徴として、使用される光源の波長域
において、被測定ガスが透明であることと、被測定不純
物分子の吸収によって光パワーが減衰されることであ
る。すなわち、これらの方法は、同一波長における二種
類のガス（被測定ガスと被測定不純物ガス）の吸収の差
を利用して不純物の定量分析を行うものであり、従って
被測定ガスの透明性が測定の必須条件となる。しかしな
がら、近赤外波長域においては多くのガス種の分子が倍
音吸収バンド及び結合音吸収バンドを持つ。同一波長域
において被測定ガスも被測定不純物も吸収がある場合、
特に被測定ガスの吸光度が被測定不純物の吸光度より大
きくなると、このような被測定ガスの干渉吸収に邪魔さ
れて、従来の測定方法では高感度、高精度の測定は不可
能である。また、測定感度を高めるために、光源からの
ノイズを如何に低減するかは重要な課題である。ノイズ
を低減するためにデュアルビーム測定法が使用されてい
る。従来の測定方法ではノイズだけが除去の対象となる
が、被測定ガスの干渉吸収及びパージボックス中（セル
の外）に残留された被測定不純物の吸収の影響がある場
合、それを同時に除去することができない。従来のデュ
アルビーム測定法でノイズを除去するには主に二種類の
方法が使われている。一つは、使用されている二つの光
検出器に入射する光パワーを調整してパワーのバランス
を取ってから光電変換を行い、更に差動増幅器によって
ノイズをキャンセルする。もう一つは光検出器の後、ロ
ックイン増幅器の前にある電流／電圧変換プリーアンプ
の増幅利得を調整することにより、二つチャンネルのプ
リーアンプの出力をバランスさせてから差動増幅器を使
用してノイズを除去する。これらの方法はいずれにして
も時間領域の微少アナログ信号レベルでの調整であり、
周波数領域のノイズを最大限に除去することができなく
て、また装置の調整が難しいなどの欠点がある。
方法は従来より各種の方法が提案されている。これら従
来技術の共通した特徴として、使用される光源の波長域
において、被測定ガスが透明であることと、被測定不純
物分子の吸収によって光パワーが減衰されることであ
る。すなわち、これらの方法は、同一波長における二種
類のガス（被測定ガスと被測定不純物ガス）の吸収の差
を利用して不純物の定量分析を行うものであり、従って
被測定ガスの透明性が測定の必須条件となる。しかしな
がら、近赤外波長域においては多くのガス種の分子が倍
音吸収バンド及び結合音吸収バンドを持つ。同一波長域
において被測定ガスも被測定不純物も吸収がある場合、
特に被測定ガスの吸光度が被測定不純物の吸光度より大
きくなると、このような被測定ガスの干渉吸収に邪魔さ
れて、従来の測定方法では高感度、高精度の測定は不可
能である。また、測定感度を高めるために、光源からの
ノイズを如何に低減するかは重要な課題である。ノイズ
を低減するためにデュアルビーム測定法が使用されてい
る。従来の測定方法ではノイズだけが除去の対象となる
が、被測定ガスの干渉吸収及びパージボックス中（セル
の外）に残留された被測定不純物の吸収の影響がある場
合、それを同時に除去することができない。従来のデュ
アルビーム測定法でノイズを除去するには主に二種類の
方法が使われている。一つは、使用されている二つの光
検出器に入射する光パワーを調整してパワーのバランス
を取ってから光電変換を行い、更に差動増幅器によって
ノイズをキャンセルする。もう一つは光検出器の後、ロ
ックイン増幅器の前にある電流／電圧変換プリーアンプ
の増幅利得を調整することにより、二つチャンネルのプ
リーアンプの出力をバランスさせてから差動増幅器を使
用してノイズを除去する。これらの方法はいずれにして
も時間領域の微少アナログ信号レベルでの調整であり、
周波数領域のノイズを最大限に除去することができなく
て、また装置の調整が難しいなどの欠点がある。
【０００３】従来の分析装置の一例を図３に示す。従来
の分析装置は、半導体レーザ１（光源）と、集光レンズ
１１とハーフミラー１２とミラー１３とを備え、該半導
体レーザ１から出射した光を二つの光路に分岐する光分
岐手段４と、分岐された光の一方を入射可能に配置され
たサンプルセル２と、該サンプルセル２から出射した光
の強度を測定する第１の検出器５と、分岐された他方の
光を入射可能に配置された第２の検出器６と、第１の検
出器５と第２の検出器６のそれぞれに接続された第１，
第２のロックイン増幅器２１，２２と第１，第２のＡＤ
コンバータ２３，２４、及び第１，第２のＡＤコンバー
タ２３，２４からの信号を入力し、サンプルセル２中の
被測定ガスの不純物濃度を計測および表示するコンピュ
ータ２５とを備えている。サンプルセル２には、半導体
レーザ１の素子を駆動させるためのレーザ駆動部１ａが
接続されている。また、サンプルセル２には、被測定ガ
スを該セル内に導入しかつ排出するガス供給手段９が設
けられている。
の分析装置は、半導体レーザ１（光源）と、集光レンズ
１１とハーフミラー１２とミラー１３とを備え、該半導
体レーザ１から出射した光を二つの光路に分岐する光分
岐手段４と、分岐された光の一方を入射可能に配置され
たサンプルセル２と、該サンプルセル２から出射した光
の強度を測定する第１の検出器５と、分岐された他方の
光を入射可能に配置された第２の検出器６と、第１の検
出器５と第２の検出器６のそれぞれに接続された第１，
第２のロックイン増幅器２１，２２と第１，第２のＡＤ
コンバータ２３，２４、及び第１，第２のＡＤコンバー
タ２３，２４からの信号を入力し、サンプルセル２中の
被測定ガスの不純物濃度を計測および表示するコンピュ
ータ２５とを備えている。サンプルセル２には、半導体
レーザ１の素子を駆動させるためのレーザ駆動部１ａが
接続されている。また、サンプルセル２には、被測定ガ
スを該セル内に導入しかつ排出するガス供給手段９が設
けられている。
【０００４】従来の分析装置によって測定した結果を図
４〜図７に例示する。図４と図５はそれぞれ、１．３７
μｍ波長帯域において測定されたＮＨ3とＨ2Ｏ、１．３
８μｍ波長帯域において測定されたＳｉＨ4とＨ2Ｏの吸
収スペクトルである。図４と図５から分かるように、被
測定ガスであるＮＨ3、ＳｉＨ4中の微量不純物Ｈ2Ｏを
測定する場合には、ＮＨ3あるいはＳｉＨ4の干渉吸収に
よって測定が邪魔されている。図６はＮＨ3ガス中にＨ2
Ｏを添加して測定したスペクトルであり、図７は図６の
結果に基づいて作成した検量線である。ＮＨ3干渉吸収
の存在により、Ｈ2Ｏ濃度の変化に対して測定された吸
収スペクトルのピーク値が直線的に変化しないことが示
されている。
４〜図７に例示する。図４と図５はそれぞれ、１．３７
μｍ波長帯域において測定されたＮＨ3とＨ2Ｏ、１．３
８μｍ波長帯域において測定されたＳｉＨ4とＨ2Ｏの吸
収スペクトルである。図４と図５から分かるように、被
測定ガスであるＮＨ3、ＳｉＨ4中の微量不純物Ｈ2Ｏを
測定する場合には、ＮＨ3あるいはＳｉＨ4の干渉吸収に
よって測定が邪魔されている。図６はＮＨ3ガス中にＨ2
Ｏを添加して測定したスペクトルであり、図７は図６の
結果に基づいて作成した検量線である。ＮＨ3干渉吸収
の存在により、Ｈ2Ｏ濃度の変化に対して測定された吸
収スペクトルのピーク値が直線的に変化しないことが示
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の方法
では、被測定ガスの干渉吸収及びパージボックス中（セ
ルの外）に残留された被測定不純物の吸収の影響がある
場合、それを同時に除去することができない。結論とし
て、ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉がある被測定ガス
中の不純物を高感度、高精度で分析するために被測定ガ
スの干渉吸収、光源からのノイズとパージボックス中
（セルの外）に残留された被測定不純物の吸収の影響を
同時に除去する必要がある。本発明は前記事情に鑑みて
なされたもので、ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉があ
る被測定ガス中の不純物を高感度、高精度で分析するた
めの方法と装置の提供を課題としている。
では、被測定ガスの干渉吸収及びパージボックス中（セ
ルの外）に残留された被測定不純物の吸収の影響がある
場合、それを同時に除去することができない。結論とし
て、ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉がある被測定ガス
中の不純物を高感度、高精度で分析するために被測定ガ
スの干渉吸収、光源からのノイズとパージボックス中
（セルの外）に残留された被測定不純物の吸収の影響を
同時に除去する必要がある。本発明は前記事情に鑑みて
なされたもので、ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉があ
る被測定ガス中の不純物を高感度、高精度で分析するた
めの方法と装置の提供を課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
発明は、測定用レーザ光を第１のレーザ光と第２のレー
ザ光とに分岐し、第１のレーザ光を、主成分ガス中の不
純物を測定すべき被測定ガスを入れたサンプルセルを通
しその光強度を測定する第１の光路と、第２のレーザ光
を、不純物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガ
スを入れたキャンセル用セルを通しその光強度を測定す
る第２の光路とにそれぞれ入射し、第１の光路の測定結
果を第２の光路の測定結果から差し引くことにより、被
測定ガス中の不純物の吸収スペクトルを測定するガス分
析方法であって、前記第１の光路と第２の光路の光路長
を同一にし、かつ前記サンプルセル内のガス圧と、キャ
ンセル用セル内のガス圧とを同一にしながら測定を行う
ことを特徴とするガス分析方法である。請求項２に係る
発明は、前記第１の光路と第２の光路が、同じ光学特性
を持ち、かつサンプルセルとキャンセル用セルに入れる
ガスの圧力と流速を同じ条件とすることを特徴とする請
求項１記載のガス分析方法である。請求項３に係る発明
は、各測定波長毎に、前記第１の光路と第２の光路から
の出力を同時にデジタル信号に変換し、第２の光路側の
測定結果に、第１，第２の光路に分配された光パワーの
比である補正係数を乗じた後、第１の光路の測定結果を
第２の光路の測定結果から差し引くことを特徴とする請
求項１または２記載のガス分析方法である。請求項４に
係る発明は、光学系全体を測定波長域に実質的に吸収の
ないガスで置換して測定を行うことを特徴とする請求項
１から３のいずれか１項記載のガス分析方法である。
発明は、測定用レーザ光を第１のレーザ光と第２のレー
ザ光とに分岐し、第１のレーザ光を、主成分ガス中の不
純物を測定すべき被測定ガスを入れたサンプルセルを通
しその光強度を測定する第１の光路と、第２のレーザ光
を、不純物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガ
スを入れたキャンセル用セルを通しその光強度を測定す
る第２の光路とにそれぞれ入射し、第１の光路の測定結
果を第２の光路の測定結果から差し引くことにより、被
測定ガス中の不純物の吸収スペクトルを測定するガス分
析方法であって、前記第１の光路と第２の光路の光路長
を同一にし、かつ前記サンプルセル内のガス圧と、キャ
ンセル用セル内のガス圧とを同一にしながら測定を行う
ことを特徴とするガス分析方法である。請求項２に係る
発明は、前記第１の光路と第２の光路が、同じ光学特性
を持ち、かつサンプルセルとキャンセル用セルに入れる
ガスの圧力と流速を同じ条件とすることを特徴とする請
求項１記載のガス分析方法である。請求項３に係る発明
は、各測定波長毎に、前記第１の光路と第２の光路から
の出力を同時にデジタル信号に変換し、第２の光路側の
測定結果に、第１，第２の光路に分配された光パワーの
比である補正係数を乗じた後、第１の光路の測定結果を
第２の光路の測定結果から差し引くことを特徴とする請
求項１または２記載のガス分析方法である。請求項４に
係る発明は、光学系全体を測定波長域に実質的に吸収の
ないガスで置換して測定を行うことを特徴とする請求項
１から３のいずれか１項記載のガス分析方法である。
【０００７】請求項５に係る発明は、測定用レーザ光源
と、主成分ガス中の不純物を測定すべき被測定ガスを入
れるサンプルセルと、不純物を含まない主成分ガスであ
るキャンセル用ガスを入れるキャンセル用セルと、該光
源からのレーザ光を第１のレーザ光と第２のレーザ光と
に分岐し、該第１のレーザ光を前記サンプルセルに入射
するとともに、第２のレーザ光を前記キャンセル用セル
に入射する光分岐手段と、サンプルセルから出射した光
の強度を測定する第１の検出器と、キャンセル用セルか
ら出射した光の強度を測定する第２の検出器とを備え、
光分岐手段のレーザ光分岐位置からサンプルセルを経て
第１の検出器までの第１の光路と、該レーザ光分岐位置
からキャンセル用セルを経て第２の検出器までの第２の
光路との光路長を同一とした光学系と、前記サンプルセ
ル内に主成分ガス中の不純物を測定すべき被測定ガスを
供給するとともに、サンプルセル内のガス圧と、キャン
セル用セル内のガス圧とを同一にするガス均圧供給手段
と、前記第１の検出器と第２の検出器から出力された測
定結果を入力し、第１の検出器の測定結果を第２の検出
器の測定結果から差し引くことにより、被測定ガス中の
不純物の吸収スペクトルを算出する処理手段とを備えた
ガス分析装置である。請求項６に係る発明は、前記サン
プルセルとキャンセル用セルの光学特性を同じとし、か
つ第１の検出器と第２の検出器の受光特性を同じとして
構成したことを特徴とする請求項５記載のガス分析装置
である。請求項７に係る発明は、前記処理手段が、各測
定波長毎に、前記第１の検出器と第２の検出器からの出
力を同時にデジタル信号に変換し、第２の検出器の測定
結果に、第１，第２のレーザ光の光パワーの比である補
正係数を乗じた後、第１の検出器の測定結果を第２の検
出器の測定結果から差し引いて、被測定ガス中の不純物
の吸収スペクトルを算出する手段を有していることを特
徴とする請求項５または６記載のガス分析装置である。
請求項８に係る発明は、光学系全体を測定波長域に実質
的に吸収のないガスで包囲するパージ手段を設けたこと
を特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載のガス
分析装置である。請求項９に係る発明は、前記第１の光
路と第２の光路との光路長が同一になるように、第２の
検出器またはキャンセル用セルと第２の検出器、或いは
第１の検出器またはサンプルセルと第１の検出器の距離
を移動可能としたことを特徴とする請求項５から８のい
ずれか１項記載のガス分析装置である。
と、主成分ガス中の不純物を測定すべき被測定ガスを入
れるサンプルセルと、不純物を含まない主成分ガスであ
るキャンセル用ガスを入れるキャンセル用セルと、該光
源からのレーザ光を第１のレーザ光と第２のレーザ光と
に分岐し、該第１のレーザ光を前記サンプルセルに入射
するとともに、第２のレーザ光を前記キャンセル用セル
に入射する光分岐手段と、サンプルセルから出射した光
の強度を測定する第１の検出器と、キャンセル用セルか
ら出射した光の強度を測定する第２の検出器とを備え、
光分岐手段のレーザ光分岐位置からサンプルセルを経て
第１の検出器までの第１の光路と、該レーザ光分岐位置
からキャンセル用セルを経て第２の検出器までの第２の
光路との光路長を同一とした光学系と、前記サンプルセ
ル内に主成分ガス中の不純物を測定すべき被測定ガスを
供給するとともに、サンプルセル内のガス圧と、キャン
セル用セル内のガス圧とを同一にするガス均圧供給手段
と、前記第１の検出器と第２の検出器から出力された測
定結果を入力し、第１の検出器の測定結果を第２の検出
器の測定結果から差し引くことにより、被測定ガス中の
不純物の吸収スペクトルを算出する処理手段とを備えた
ガス分析装置である。請求項６に係る発明は、前記サン
プルセルとキャンセル用セルの光学特性を同じとし、か
つ第１の検出器と第２の検出器の受光特性を同じとして
構成したことを特徴とする請求項５記載のガス分析装置
である。請求項７に係る発明は、前記処理手段が、各測
定波長毎に、前記第１の検出器と第２の検出器からの出
力を同時にデジタル信号に変換し、第２の検出器の測定
結果に、第１，第２のレーザ光の光パワーの比である補
正係数を乗じた後、第１の検出器の測定結果を第２の検
出器の測定結果から差し引いて、被測定ガス中の不純物
の吸収スペクトルを算出する手段を有していることを特
徴とする請求項５または６記載のガス分析装置である。
請求項８に係る発明は、光学系全体を測定波長域に実質
的に吸収のないガスで包囲するパージ手段を設けたこと
を特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載のガス
分析装置である。請求項９に係る発明は、前記第１の光
路と第２の光路との光路長が同一になるように、第２の
検出器またはキャンセル用セルと第２の検出器、或いは
第１の検出器またはサンプルセルと第１の検出器の距離
を移動可能としたことを特徴とする請求項５から８のい
ずれか１項記載のガス分析装置である。
【０００８】本発明は、被測定ガスの入ったサンプルセ
ルと、不純物を含まないキャンセル用ガスの入ったキャ
ンセル用セルに、２分割したレーザ光をそれぞれ入射
し、双方のセルからの出射光強度を測定し、サンプルセ
ル側の結果からキャンセル用セル側の結果を差し引くこ
とによって被測定ガス中の不純物の吸収スペクトルを測
定する。従って、測定波長域に吸収を持つ主成分ガス中
の微量不純物を測定する場合でも、主成分ガスの吸収に
影響されずに不純物を正確に測定することが可能とな
る。本発明は、サンプルセル側の第１の光路と、キャン
セル用セル側の第２の光路の光路長を同一にし、かつサ
ンプルセル内のガス圧と、キャンセル用セル内のガス圧
とを同一にしながら測定を行うことによって、双方の光
路長の差によって生じる誤差と、双方のセル内の差圧に
より生じる誤差の両方を無くすことができ、極めて高精
度の測定が可能となる。
ルと、不純物を含まないキャンセル用ガスの入ったキャ
ンセル用セルに、２分割したレーザ光をそれぞれ入射
し、双方のセルからの出射光強度を測定し、サンプルセ
ル側の結果からキャンセル用セル側の結果を差し引くこ
とによって被測定ガス中の不純物の吸収スペクトルを測
定する。従って、測定波長域に吸収を持つ主成分ガス中
の微量不純物を測定する場合でも、主成分ガスの吸収に
影響されずに不純物を正確に測定することが可能とな
る。本発明は、サンプルセル側の第１の光路と、キャン
セル用セル側の第２の光路の光路長を同一にし、かつサ
ンプルセル内のガス圧と、キャンセル用セル内のガス圧
とを同一にしながら測定を行うことによって、双方の光
路長の差によって生じる誤差と、双方のセル内の差圧に
より生じる誤差の両方を無くすことができ、極めて高精
度の測定が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係るガス分析装置
の一形態を示す図である。このガス分析装置は、測定用
レーザ光源１と、主成分ガス中の不純物を測定すべき被
測定ガスＡを入れるサンプルセル２と、不純物を含まな
い主成分ガスであるキャンセル用ガスＢを入れるキャン
セル用セル３と、該光源１からのレーザ光Ｌを第１のレ
ーザ光Ｌ1と第２のレーザ光Ｌ2とに分岐し、該第１のレ
ーザ光Ｌ1をサンプルセル２に入射するとともに、第２
のレーザ光Ｌ2を前記キャンセル用セルに入射する光分
岐手段４と、サンプルセル２から出射した光の強度を測
定する第１の検出器５と、キャンセル用セル３から出射
した光の強度を測定する第２の検出器６とを備えた光学
系７と；サンプルセル２内に被測定ガスＡを供給すると
ともに、サンプルセル２内のガス圧と、キャンセル用セ
ル３内のガス圧とを同一にするガス均圧供給手段８と；
第１の検出器５と第２の検出器６から出力された測定結
果を入力し、第１の検出器５の測定結果を第２の検出器
６の測定結果から差し引くことにより、被測定ガスＡ中
の不純物の吸収スペクトルを算出する処理手段１０とを
備えた構成になっている。
の一形態を示す図である。このガス分析装置は、測定用
レーザ光源１と、主成分ガス中の不純物を測定すべき被
測定ガスＡを入れるサンプルセル２と、不純物を含まな
い主成分ガスであるキャンセル用ガスＢを入れるキャン
セル用セル３と、該光源１からのレーザ光Ｌを第１のレ
ーザ光Ｌ1と第２のレーザ光Ｌ2とに分岐し、該第１のレ
ーザ光Ｌ1をサンプルセル２に入射するとともに、第２
のレーザ光Ｌ2を前記キャンセル用セルに入射する光分
岐手段４と、サンプルセル２から出射した光の強度を測
定する第１の検出器５と、キャンセル用セル３から出射
した光の強度を測定する第２の検出器６とを備えた光学
系７と；サンプルセル２内に被測定ガスＡを供給すると
ともに、サンプルセル２内のガス圧と、キャンセル用セ
ル３内のガス圧とを同一にするガス均圧供給手段８と；
第１の検出器５と第２の検出器６から出力された測定結
果を入力し、第１の検出器５の測定結果を第２の検出器
６の測定結果から差し引くことにより、被測定ガスＡ中
の不純物の吸収スペクトルを算出する処理手段１０とを
備えた構成になっている。
【００１０】測定用レーザ光源１としては、周波数変調
が可能な半導体レーザ光源が好適に使用される。レーザ
駆動部１ａは、半導体レーザの注入電流及び変調信号を
供給し、レーザ素子の温度も制御する。測定するとき
に、レーザ素子温度をコントロールすることによって、
レーザの発振波長を被測定不純物の吸収線波長の近くま
で変化させてからレーザ素子の温度が一定になるように
制御する。レーザの注入電流を変えることによって、半
導体レーザの波長を一定の間隔で変化させて行き、吸収
スペクトルを測定する。なお、測定用レーザ光源１およ
び駆動部１ａの構成は本例示に限定されることなく、発
光ダイオードなどの光源を用いても良い。
が可能な半導体レーザ光源が好適に使用される。レーザ
駆動部１ａは、半導体レーザの注入電流及び変調信号を
供給し、レーザ素子の温度も制御する。測定するとき
に、レーザ素子温度をコントロールすることによって、
レーザの発振波長を被測定不純物の吸収線波長の近くま
で変化させてからレーザ素子の温度が一定になるように
制御する。レーザの注入電流を変えることによって、半
導体レーザの波長を一定の間隔で変化させて行き、吸収
スペクトルを測定する。なお、測定用レーザ光源１およ
び駆動部１ａの構成は本例示に限定されることなく、発
光ダイオードなどの光源を用いても良い。
【００１１】本形態において、光学系７の分岐手段４
は、測定用レーザ光源１から出射した周波数変調された
レーザ光Ｌをコリメートする集光レンズ１１と、その光
パワーの一部を透過し、他部を直交する方向に反射さ
せ、透過光である第１のレーザ光Ｌ1と反射光である第
２のレーザ光Ｌ2とに、光パワー比がほぼ１：１となる
ように二分するハーフミラー１２と、ハーフミラー１２
を透過した第１のレーザ光Ｌ1を直交方向に反射させて
サンプルセル２に入射させるミラー１３とを備えてい
る。なお、この分岐手段４は本例示に限定されることな
く、近赤外光の透過率の良い導波路型光結合器や光ファ
イバ結合器（光カプラ）を用いた構成としても良い。
は、測定用レーザ光源１から出射した周波数変調された
レーザ光Ｌをコリメートする集光レンズ１１と、その光
パワーの一部を透過し、他部を直交する方向に反射さ
せ、透過光である第１のレーザ光Ｌ1と反射光である第
２のレーザ光Ｌ2とに、光パワー比がほぼ１：１となる
ように二分するハーフミラー１２と、ハーフミラー１２
を透過した第１のレーザ光Ｌ1を直交方向に反射させて
サンプルセル２に入射させるミラー１３とを備えてい
る。なお、この分岐手段４は本例示に限定されることな
く、近赤外光の透過率の良い導波路型光結合器や光ファ
イバ結合器（光カプラ）を用いた構成としても良い。
【００１２】サンプルセル２と、キャンセル用セル３
は、形状、材質、寸法が同じもの、すなわち同一の光学
特性を有するセルを使用する。本例示では、長さ数１０
ｃｍ以上、内径２０ｍｍ程度の中空円筒状をなしたセル
を使用している。これらのセル２，３の両端に設けられ
た窓はブリュースタ角を持っている。第１，第２の検出
器５，６は、レーザ光Ｌの出力光を高感度で検出可能な
受光素子が使用され、双方で同じ受光特性を有するもの
が使用される。
は、形状、材質、寸法が同じもの、すなわち同一の光学
特性を有するセルを使用する。本例示では、長さ数１０
ｃｍ以上、内径２０ｍｍ程度の中空円筒状をなしたセル
を使用している。これらのセル２，３の両端に設けられ
た窓はブリュースタ角を持っている。第１，第２の検出
器５，６は、レーザ光Ｌの出力光を高感度で検出可能な
受光素子が使用され、双方で同じ受光特性を有するもの
が使用される。
【００１３】光源１と、二つのセル２，３と、光分岐手
段４と、二つ検出器５，６とからなる光学系７は、その
内部を窒素ガスなどの測定波長域に大きな吸収を持たな
いガスで満たし、水分などの大気中の成分の浸入を防ぐ
パージ手段１４に収容することが望ましい。具体的に
は、光学系７を密閉可能な外装体で包囲し、その外装体
に窒素ガス等のパージガスボンベからのパージガスを供
給するパージラインと、排気部とを備えたパージ手段な
どを用いて良い。このように光学系７をパージ手段１４
内に収容することにより、光学系７内でのセル２，３透
過部分以外のレーザ光路上での余分な吸収（大気成分の
うち水分やＣＯ2による吸収）を防ぐことができ、測定
精度を高めることができる。
段４と、二つ検出器５，６とからなる光学系７は、その
内部を窒素ガスなどの測定波長域に大きな吸収を持たな
いガスで満たし、水分などの大気中の成分の浸入を防ぐ
パージ手段１４に収容することが望ましい。具体的に
は、光学系７を密閉可能な外装体で包囲し、その外装体
に窒素ガス等のパージガスボンベからのパージガスを供
給するパージラインと、排気部とを備えたパージ手段な
どを用いて良い。このように光学系７をパージ手段１４
内に収容することにより、光学系７内でのセル２，３透
過部分以外のレーザ光路上での余分な吸収（大気成分の
うち水分やＣＯ2による吸収）を防ぐことができ、測定
精度を高めることができる。
【００１４】前記ガス均圧供給手段８は、図２に示すよ
うに、サンプルセル２内に被測定ガスＡを導入するサン
プルライン３１と、キャンセル用セル３内にキャンセル
用ガスＢを供給するキャンセルライン３２と、サンプル
セル２とキャンセル用セル３からガスを排出するための
排出ライン３３，３４と、これら排出ライン３３，３４
の間に接続された差圧計３５と、サンプルセル側の排出
ライン３７に設けられた圧力計３６と、該排出ライン３
７とキャンセル側の排出ライン３８の双方に設けられた
コントロール弁３９，４０と、これらコントロール弁３
９，４０の下流側に接続された排気ポンプ４１と、サン
プル側排気ライン３３，３７に設けた圧力計３６の測定
圧力が設定値になるようにコントロール弁３９の開度を
調整するための制御装置４２と、差圧計３５の測定圧力
（差圧）がゼロになるように、キャンセル側のコントロ
ール弁４０の開度を調整する制御装置４３とを備えて構
成されている。このガス均圧供給手段８によれば、サン
プルセル２とキャンセル用セル３の差圧を常時測定し、
双方のセル２，３の差圧がゼロになるように、キャンセ
ル側のコントロール弁４０の開度を調整することによっ
て、双方のセル２，３の差圧を常時等しくすることがで
きる。
うに、サンプルセル２内に被測定ガスＡを導入するサン
プルライン３１と、キャンセル用セル３内にキャンセル
用ガスＢを供給するキャンセルライン３２と、サンプル
セル２とキャンセル用セル３からガスを排出するための
排出ライン３３，３４と、これら排出ライン３３，３４
の間に接続された差圧計３５と、サンプルセル側の排出
ライン３７に設けられた圧力計３６と、該排出ライン３
７とキャンセル側の排出ライン３８の双方に設けられた
コントロール弁３９，４０と、これらコントロール弁３
９，４０の下流側に接続された排気ポンプ４１と、サン
プル側排気ライン３３，３７に設けた圧力計３６の測定
圧力が設定値になるようにコントロール弁３９の開度を
調整するための制御装置４２と、差圧計３５の測定圧力
（差圧）がゼロになるように、キャンセル側のコントロ
ール弁４０の開度を調整する制御装置４３とを備えて構
成されている。このガス均圧供給手段８によれば、サン
プルセル２とキャンセル用セル３の差圧を常時測定し、
双方のセル２，３の差圧がゼロになるように、キャンセ
ル側のコントロール弁４０の開度を調整することによっ
て、双方のセル２，３の差圧を常時等しくすることがで
きる。
【００１５】前記処理手段１０は、第１の検出器５から
の出力を増幅する第１のロックイン増幅器２１と、第２
の検出器６からの出力を増幅する第２のロックイン増幅
器２２と、第１のロックイン増幅器２１からの出力信号
をデジタル信号に変換する第１のＡＤコンバータ２３
と、第２のロックイン増幅器２２からの出力信号をデジ
タル信号に変換する第２のＡＤコンバータ２４と、これ
ら第１，第２のＡＤコンバータ２３，２４およびＤ／Ａ
コンバータ２６からの出力信号を入力し、第１の検出器
５の測定結果を第２の検出器６の測定結果から差し引い
て、被測定ガス中の不純物の吸収スペクトルを算出する
と共に、その算出結果を表示するコンピュータ２５とを
備えている。
の出力を増幅する第１のロックイン増幅器２１と、第２
の検出器６からの出力を増幅する第２のロックイン増幅
器２２と、第１のロックイン増幅器２１からの出力信号
をデジタル信号に変換する第１のＡＤコンバータ２３
と、第２のロックイン増幅器２２からの出力信号をデジ
タル信号に変換する第２のＡＤコンバータ２４と、これ
ら第１，第２のＡＤコンバータ２３，２４およびＤ／Ａ
コンバータ２６からの出力信号を入力し、第１の検出器
５の測定結果を第２の検出器６の測定結果から差し引い
て、被測定ガス中の不純物の吸収スペクトルを算出する
と共に、その算出結果を表示するコンピュータ２５とを
備えている。
【００１６】この処理手段１０は、各測定波長毎に、第
１の検出器５側と第２の検出器側からの出力を同時にデ
ジタル信号に変換し、第２の検出器６側の測定結果に、
第１，第２のレーザ光の光パワーの比である補正係数を
乗じた後、第１の検出器５の測定結果を第２の検出器６
の測定結果から差し引いて、被測定ガスＡ中の不純物の
吸収スペクトルを算出するようになっている。コンピュ
ータ２５による算出結果は、ディスプレイ画面上に映し
出し、吸収スペクトルグラムのチャートとして記録し、
記録媒体に保存可能になっている。
１の検出器５側と第２の検出器側からの出力を同時にデ
ジタル信号に変換し、第２の検出器６側の測定結果に、
第１，第２のレーザ光の光パワーの比である補正係数を
乗じた後、第１の検出器５の測定結果を第２の検出器６
の測定結果から差し引いて、被測定ガスＡ中の不純物の
吸収スペクトルを算出するようになっている。コンピュ
ータ２５による算出結果は、ディスプレイ画面上に映し
出し、吸収スペクトルグラムのチャートとして記録し、
記録媒体に保存可能になっている。
【００１７】このガス分析装置において、光分岐手段４
のレーザ光分岐位置、すなわちハーフミラー１２からサ
ンプルセル２を経て第１の検出器５までの第１の光路
と、ハーフミラー１２からキャンセル用セルを経て第２
の検出器までの第２の光路との光路長は、同一とされて
いる。第１の光路長は、ハーフミラー１２からミラー１
３までの光路ａと、ミラー１３からサンプルセル１の入
射窓までの光路ｂと、サンプルセル２の出射窓から第１
の検出器５までの光路ｃと、サンプルセル２の長さの合
計であり、第２の光路長は、ハーフミラー１２からキャ
ンセル用セル３の入射窓までの光路ｄと、キャンセル用
セル３の出射端から第２の検出器６までの光路ｅとキャ
ンセル用セル３の長さの合計である。ここで、双方のセ
ル長は同一であるから、双方のセル長を除く、第１の光
路長（ａ＋ｂ＋ｃ）と第２の光路長（ｄ＋ｅ）を比較す
ると、双方のセル２，３を相対位置とし、かつ第１,第
２の検出器５，６を相対位置に配置すると、ハーフミラ
ー１２からミラー１３までの光路ａの分だけ第１の光路
が長くなる。そこで、両方の光路長を等しくするため
に、例えば第２の光路における光路ｄと光路ｅの少なく
とも一方の長さを、光路ｂと光路ｃに対して長目に設定
し、両方の光路長を等しくすれば良い。
のレーザ光分岐位置、すなわちハーフミラー１２からサ
ンプルセル２を経て第１の検出器５までの第１の光路
と、ハーフミラー１２からキャンセル用セルを経て第２
の検出器までの第２の光路との光路長は、同一とされて
いる。第１の光路長は、ハーフミラー１２からミラー１
３までの光路ａと、ミラー１３からサンプルセル１の入
射窓までの光路ｂと、サンプルセル２の出射窓から第１
の検出器５までの光路ｃと、サンプルセル２の長さの合
計であり、第２の光路長は、ハーフミラー１２からキャ
ンセル用セル３の入射窓までの光路ｄと、キャンセル用
セル３の出射端から第２の検出器６までの光路ｅとキャ
ンセル用セル３の長さの合計である。ここで、双方のセ
ル長は同一であるから、双方のセル長を除く、第１の光
路長（ａ＋ｂ＋ｃ）と第２の光路長（ｄ＋ｅ）を比較す
ると、双方のセル２，３を相対位置とし、かつ第１,第
２の検出器５，６を相対位置に配置すると、ハーフミラ
ー１２からミラー１３までの光路ａの分だけ第１の光路
が長くなる。そこで、両方の光路長を等しくするため
に、例えば第２の光路における光路ｄと光路ｅの少なく
とも一方の長さを、光路ｂと光路ｃに対して長目に設定
し、両方の光路長を等しくすれば良い。
【００１８】また、図１に示した装置では、サンプルセ
ル２を含む第１の光路の長さと、キャンセル用セル３を
含む第２の光路の長さが同一になるように、第２の検出
器６をＸＹステージ１８に取り付けてある。すなわち、
第２の検出器６の位置を微調整可能な構造とすること
で、キャンセル用セル３の出射端から第２の検出器６ま
での光路ｅを可変とすることで、サンプルセル２を含む
第１の光路の長さと、キャンセル用セル３を含む第２の
光路の長さが同一となるように微調整できるようになっ
ている。さらに、コンピュータ２５からの出力信号をＤ
／Ａコンバータ２６を通してＸＹステージ１８に接続
し、第２の検出器６の位置をコンピュータ２５で制御す
ることが望ましい。
ル２を含む第１の光路の長さと、キャンセル用セル３を
含む第２の光路の長さが同一になるように、第２の検出
器６をＸＹステージ１８に取り付けてある。すなわち、
第２の検出器６の位置を微調整可能な構造とすること
で、キャンセル用セル３の出射端から第２の検出器６ま
での光路ｅを可変とすることで、サンプルセル２を含む
第１の光路の長さと、キャンセル用セル３を含む第２の
光路の長さが同一となるように微調整できるようになっ
ている。さらに、コンピュータ２５からの出力信号をＤ
／Ａコンバータ２６を通してＸＹステージ１８に接続
し、第２の検出器６の位置をコンピュータ２５で制御す
ることが望ましい。
【００１９】次に、本発明に係るガス分析方法の一形態
について、前記のように構成されたガス分析装置を用い
たガス分析を例として説明する。ここで、被測定ガスＡ
としては、典型的にはＮＨ3、ＳｉＨ4のように、測定す
べき微量不純物、例えば水分（Ｈ2Ｏ）の測定波長域
に、干渉吸収が存在するＮＨ3、ＳｉＨ4などのガスを主
成分としたガスである。これらの被測定ガスは、従来法
による分析では、ＮＨ3あるいはＳｉＨ4の干渉吸収によ
って、Ｈ2Ｏなどの微量不純物の吸収スペクトルを正確
に測定することが困難なガス種である。なお、被測定ガ
スＡは、この例示に限らず窒素、酸素、アルゴン、半導
体原料ガスなど他のものでも良い。
について、前記のように構成されたガス分析装置を用い
たガス分析を例として説明する。ここで、被測定ガスＡ
としては、典型的にはＮＨ3、ＳｉＨ4のように、測定す
べき微量不純物、例えば水分（Ｈ2Ｏ）の測定波長域
に、干渉吸収が存在するＮＨ3、ＳｉＨ4などのガスを主
成分としたガスである。これらの被測定ガスは、従来法
による分析では、ＮＨ3あるいはＳｉＨ4の干渉吸収によ
って、Ｈ2Ｏなどの微量不純物の吸収スペクトルを正確
に測定することが困難なガス種である。なお、被測定ガ
スＡは、この例示に限らず窒素、酸素、アルゴン、半導
体原料ガスなど他のものでも良い。
【００２０】光源である半導体レーザ１から出射された
周波数変調されたレーザ光Ｌは、集光レンズ１１でコリ
メートされてから、ハーフミラー１２によって第１のレ
ーザ光Ｌ1と第２のレーザ光Ｌ2に、光パワー比がほぼ
１：１に二分化される。第１のレーザ光Ｌ1は、ミラー
１３で反射された後、サンプルセル２に入射され、被測
定ガスＡの入ったセル２内を通過し、第１の検出器５に
入る。第２のレーザ光Ｌ2は、不純物を含まない主成分
ガス（被測定ガスＡの主成分ガスのみ）であるキャンセ
ル用ガスＢの入ったキャンセル用セル３を通過した後、
第２の光検出器６に入る。第１，第２の検出器５，６に
入った光は、電気信号に変換されてから、それぞれロッ
クイン増幅器２１，２２に入れる。
周波数変調されたレーザ光Ｌは、集光レンズ１１でコリ
メートされてから、ハーフミラー１２によって第１のレ
ーザ光Ｌ1と第２のレーザ光Ｌ2に、光パワー比がほぼ
１：１に二分化される。第１のレーザ光Ｌ1は、ミラー
１３で反射された後、サンプルセル２に入射され、被測
定ガスＡの入ったセル２内を通過し、第１の検出器５に
入る。第２のレーザ光Ｌ2は、不純物を含まない主成分
ガス（被測定ガスＡの主成分ガスのみ）であるキャンセ
ル用ガスＢの入ったキャンセル用セル３を通過した後、
第２の光検出器６に入る。第１，第２の検出器５，６に
入った光は、電気信号に変換されてから、それぞれロッ
クイン増幅器２１，２２に入れる。
【００２１】ロックイン増幅器２１，２２の参照信号は
半導体レーザの変調信号と同一であるか、またはそれの
２倍波を使用する。ロックイン増幅器８，９の出力信号
はそれぞれＡＤコンバータ１１，１２によってデジタル
信号に変換されてから、同時にパソコン１３に入力して
保存される。レーザ駆動部１０は半導体レーザの注入電
流及び変調信号を供給し、レーザ素子の温度も制御す
る。また、測定される不純物成分が大気成分である場合
には光学系をパージボックスに入れ、全てを窒素ガスで
パージする。測定するときに、レーザ素子温度をコント
ロールすることにより、レーザの発振波長を被測定不純
物の吸収線中心波長の近くまで変化させてからレーザ素
子の温度を一定になるように制御する。レーザの注入電
流を変えることによって、半導体レーザの波長を一定の
間隔で変化させて行き、吸収スペクトルを測定する。サ
ンプルチャンネルとキャンセルチャンネルの測定データ
の取り込みをステップ毎に二つのＡＤコンバータから同
時に行う。サンプルセルとキャンセル用セルの圧力と流
量を同一条件になるようにコントロールする。
半導体レーザの変調信号と同一であるか、またはそれの
２倍波を使用する。ロックイン増幅器８，９の出力信号
はそれぞれＡＤコンバータ１１，１２によってデジタル
信号に変換されてから、同時にパソコン１３に入力して
保存される。レーザ駆動部１０は半導体レーザの注入電
流及び変調信号を供給し、レーザ素子の温度も制御す
る。また、測定される不純物成分が大気成分である場合
には光学系をパージボックスに入れ、全てを窒素ガスで
パージする。測定するときに、レーザ素子温度をコント
ロールすることにより、レーザの発振波長を被測定不純
物の吸収線中心波長の近くまで変化させてからレーザ素
子の温度を一定になるように制御する。レーザの注入電
流を変えることによって、半導体レーザの波長を一定の
間隔で変化させて行き、吸収スペクトルを測定する。サ
ンプルチャンネルとキャンセルチャンネルの測定データ
の取り込みをステップ毎に二つのＡＤコンバータから同
時に行う。サンプルセルとキャンセル用セルの圧力と流
量を同一条件になるようにコントロールする。
【００２２】このガス分析装置は、測定用レーザ光Ｌを
第１のレーザ光Ｌ1と第２のレーザ光Ｌ2とに分岐し、第
１のレーザ光Ｌ1を、主成分ガス中の不純物を測定すべ
き被測定ガスＡが入れられたサンプルセル２を通しその
光強度を測定する第１の光路と、第２のレーザ光Ｌ2
を、不純物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガ
スＢが入れられたキャンセル用セル３を通しその光強度
を測定する第２の光路とにそれぞれ入射し、第１の光路
の測定結果を第２の光路の測定結果から差し引くことに
より、被測定ガス中の不純物の吸収スペクトルを測定す
る。すなわち、本発明方法では、サンプルセル２中の吸
収（不純物ガスの吸収＋主成分ガスの吸収）からキャン
セル用セル３中の吸収（主成分ガスの吸収）を差し引
き、不純物の吸収のみを正確に検出することができるの
で、ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉がある被測定ガス
中の不純物を高感度、高精度で分析することができる。
第１のレーザ光Ｌ1と第２のレーザ光Ｌ2とに分岐し、第
１のレーザ光Ｌ1を、主成分ガス中の不純物を測定すべ
き被測定ガスＡが入れられたサンプルセル２を通しその
光強度を測定する第１の光路と、第２のレーザ光Ｌ2
を、不純物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガ
スＢが入れられたキャンセル用セル３を通しその光強度
を測定する第２の光路とにそれぞれ入射し、第１の光路
の測定結果を第２の光路の測定結果から差し引くことに
より、被測定ガス中の不純物の吸収スペクトルを測定す
る。すなわち、本発明方法では、サンプルセル２中の吸
収（不純物ガスの吸収＋主成分ガスの吸収）からキャン
セル用セル３中の吸収（主成分ガスの吸収）を差し引
き、不純物の吸収のみを正確に検出することができるの
で、ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉がある被測定ガス
中の不純物を高感度、高精度で分析することができる。
【００２３】この方法において、第１の光路と第２の光
路が、同じ光学特性を持ち、かつサンプルセルとキャン
セル用セルに入れるガスの圧力と流速を同じ条件とする
ことによって、各光路間のバックグラウンド吸収が等し
くなり、サンプルセル２中の吸収とキャンセル用セル３
中の吸収の差が不純物の吸収のみとなるので、不純物の
検出感度を高めることができる。
路が、同じ光学特性を持ち、かつサンプルセルとキャン
セル用セルに入れるガスの圧力と流速を同じ条件とする
ことによって、各光路間のバックグラウンド吸収が等し
くなり、サンプルセル２中の吸収とキャンセル用セル３
中の吸収の差が不純物の吸収のみとなるので、不純物の
検出感度を高めることができる。
【００２４】この方法において、各測定波長毎に、前記
第１の光路と第２の光路からの出力を同時にデジタル信
号に変換し、第２の光路側の測定結果に、第１，第２の
光路に分配された光パワーの比である補正係数を乗じた
後、第１の光路の測定結果を第２の光路の測定結果から
差し引くことによって、測定すべき不純物の吸収を正確
に算出でき、極微量の不純物をも検出することができ
る。
第１の光路と第２の光路からの出力を同時にデジタル信
号に変換し、第２の光路側の測定結果に、第１，第２の
光路に分配された光パワーの比である補正係数を乗じた
後、第１の光路の測定結果を第２の光路の測定結果から
差し引くことによって、測定すべき不純物の吸収を正確
に算出でき、極微量の不純物をも検出することができ
る。
【００２５】また、この方法において、光学系７全体を
測定波長域に実質的に吸収のないガスで置換して測定を
行うことにより、光源１から検出器５，６までの各光路
を通るレーザ光が大気中に含まれる水分などの不純物に
より減衰されるのを防ぐことができ、水分などの大気中
に含まれる成分を不純物として分析を行う場合に、検出
感度を一層向上させることができる。
測定波長域に実質的に吸収のないガスで置換して測定を
行うことにより、光源１から検出器５，６までの各光路
を通るレーザ光が大気中に含まれる水分などの不純物に
より減衰されるのを防ぐことができ、水分などの大気中
に含まれる成分を不純物として分析を行う場合に、検出
感度を一層向上させることができる。
【００２６】さらに、この方法において、第１の光路と
第２の光路の光路長を同一にして測定を行うことによ
り、光源１から検出器５，６までの各光路を通る第１，
第２のレーザ光Ｌ1，Ｌ2が通過する雰囲気の成分による
僅かな減衰やレーザ光の光束密度を均等にすることがで
き、検出感度をより一層向上させることができる。
第２の光路の光路長を同一にして測定を行うことによ
り、光源１から検出器５，６までの各光路を通る第１，
第２のレーザ光Ｌ1，Ｌ2が通過する雰囲気の成分による
僅かな減衰やレーザ光の光束密度を均等にすることがで
き、検出感度をより一層向上させることができる。
【００２７】また、本形態によるガス分析装置は、前述
した通り、被測定ガスＡを入れるサンプルセル２と不純
物を含まないキャンセル用ガスＢを入れるキャンセル用
セル３を備えた光学系７、ガス供給手段８、及びサンプ
ル側の第１の検出器５とキャンセル側の第２の検出器６
から出力された測定結果を入力し、第１の検出器５の測
定結果を第２の検出器６の測定結果から差し引くことに
より、被測定ガスＡ中の不純物の吸収スペクトルを算出
する処理手段１０とを備えた構成なので、サンプルセル
２中の吸収（不純物ガスの吸収＋主成分ガスの吸収）か
らキャンセル用セル３中の吸収（主成分ガスの吸収）を
差し引き、不純物の吸収のみを正確に検出することがで
きるので、ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉がある被測
定ガス中の不純物を高感度、高精度で分析することがで
きる。
した通り、被測定ガスＡを入れるサンプルセル２と不純
物を含まないキャンセル用ガスＢを入れるキャンセル用
セル３を備えた光学系７、ガス供給手段８、及びサンプ
ル側の第１の検出器５とキャンセル側の第２の検出器６
から出力された測定結果を入力し、第１の検出器５の測
定結果を第２の検出器６の測定結果から差し引くことに
より、被測定ガスＡ中の不純物の吸収スペクトルを算出
する処理手段１０とを備えた構成なので、サンプルセル
２中の吸収（不純物ガスの吸収＋主成分ガスの吸収）か
らキャンセル用セル３中の吸収（主成分ガスの吸収）を
差し引き、不純物の吸収のみを正確に検出することがで
きるので、ＮＨ3、ＳｉＨ4のような吸収干渉がある被測
定ガス中の不純物を高感度、高精度で分析することがで
きる。
【００２８】この装置において、サンプルセルとキャン
セル用セルの光学特性を同じとし、かつ第１の検出器５
と第２の検出器６の受光特性を同じに構成したことによ
って、サンプル側とキャンセル側の各光路間のバックグ
ラウンド減衰が等しくなり、サンプルセル２中の吸収と
キャンセル用セル３中の吸収の差が不純物の吸収のみと
なるので、不純物の検出感度を高めることができる。
セル用セルの光学特性を同じとし、かつ第１の検出器５
と第２の検出器６の受光特性を同じに構成したことによ
って、サンプル側とキャンセル側の各光路間のバックグ
ラウンド減衰が等しくなり、サンプルセル２中の吸収と
キャンセル用セル３中の吸収の差が不純物の吸収のみと
なるので、不純物の検出感度を高めることができる。
【００２９】また、この装置において、各測定波長毎に
第１の検出器５と第２の検出器６からの出力を同時にデ
ジタル信号に変換し、第２の検出器６側の測定結果に、
第１，第２のレーザ光の光パワーの比である補正係数を
乗じた後、第１の検出器５の測定結果を第２の検出器６
の測定結果から差し引いて、被測定ガスＡ中の不純物の
吸収スペクトルを算出する手段を有した処理手段１０を
用いたことによって、測定すべき不純物の吸収を正確に
算出でき、極微量の不純物を検出することができる。
第１の検出器５と第２の検出器６からの出力を同時にデ
ジタル信号に変換し、第２の検出器６側の測定結果に、
第１，第２のレーザ光の光パワーの比である補正係数を
乗じた後、第１の検出器５の測定結果を第２の検出器６
の測定結果から差し引いて、被測定ガスＡ中の不純物の
吸収スペクトルを算出する手段を有した処理手段１０を
用いたことによって、測定すべき不純物の吸収を正確に
算出でき、極微量の不純物を検出することができる。
【００３０】また、この装置において、光学系７全体を
測定波長域に実質的に吸収のないガスで包囲するパージ
手段１４を設けたことによって、光源１から検出器５，
６までの各光路を通るレーザ光が大気中に含まれる水分
などの不純物により減衰されるのを防ぐことができ、水
分などの大気中に含まれる成分を不純物として分析を行
う場合に、検出感度を一層向上させることができる。
測定波長域に実質的に吸収のないガスで包囲するパージ
手段１４を設けたことによって、光源１から検出器５，
６までの各光路を通るレーザ光が大気中に含まれる水分
などの不純物により減衰されるのを防ぐことができ、水
分などの大気中に含まれる成分を不純物として分析を行
う場合に、検出感度を一層向上させることができる。
【００３１】さらに、この装置において、光分岐手段の
レーザ光分岐位置からサンプルセルを経て第１の検出器
までの第１の光路と、該レーザ光分岐位置からキャンセ
ル用セルを経て第２の検出器までの第２の光路との光路
長を同一にしたことによって、光源１から検出器５，６
までの各光路を通る第１，第２のレーザ光Ｌ1，Ｌ2が通
過する雰囲気の成分による僅かな減衰やレーザ光の光束
密度を均等にすることができ、検出感度をより一層向上
させることができる。また、第１の光路と第２の光路と
の光路長が同一になるように、第２の検出器またはキャ
ンセル用セルと第２の検出器、或いは第１の検出器また
はサンプルセルと第１の検出器の距離を移動可能とした
ので、温度変化や光学系の経時変化によって第１、第２
の光路長に差が生じるのを防止でき、測定結果の信頼性
を高めることができる。
レーザ光分岐位置からサンプルセルを経て第１の検出器
までの第１の光路と、該レーザ光分岐位置からキャンセ
ル用セルを経て第２の検出器までの第２の光路との光路
長を同一にしたことによって、光源１から検出器５，６
までの各光路を通る第１，第２のレーザ光Ｌ1，Ｌ2が通
過する雰囲気の成分による僅かな減衰やレーザ光の光束
密度を均等にすることができ、検出感度をより一層向上
させることができる。また、第１の光路と第２の光路と
の光路長が同一になるように、第２の検出器またはキャ
ンセル用セルと第２の検出器、或いは第１の検出器また
はサンプルセルと第１の検出器の距離を移動可能とした
ので、温度変化や光学系の経時変化によって第１、第２
の光路長に差が生じるのを防止でき、測定結果の信頼性
を高めることができる。
【００３２】また、この装置において、サンプルセル２
とキャンセル用セル３内に、被測定ガスＡとキャンセル
用ガスＢを導入するとともに、双方のセル内の圧力を等
しくするガス均圧供給手段８を設けたことによって、被
測定ガスの圧力変動が生じた場合にも正確に測定を行う
ことができる。
とキャンセル用セル３内に、被測定ガスＡとキャンセル
用ガスＢを導入するとともに、双方のセル内の圧力を等
しくするガス均圧供給手段８を設けたことによって、被
測定ガスの圧力変動が生じた場合にも正確に測定を行う
ことができる。
【００３３】
（実施例１）：実施例１としてアンモニア中の微量水分
測定を取り上げる。装置の構成は図１と同じである。光
源である半導体レーザ１は、１．３７μｍ帯のＤＦＢレ
ーザを使用する。レーザの注入電流に４ｋＨｚのｓｉｎ
波を加えて直接に周波数変調を掛ける。サンプルセル２
とキャンセル用セル３はステンレス鋼製であり、光路長
が９０ｃｍで、ブリュースタ角の窓を持つ。測定する時
にサンプルセル２に不純物であるＨ2Ｏを含んでいるＮ
Ｈ3ガスを流してセルの圧力を５０Torr、流速を４００
ｓｃｃｍとそれぞれ一定になるように制御する。キャン
セル用セル３には、不純物がない純ＮＨ3が封入され、
圧力が５０Torrになっている。第１、第２の検出器５，
６は、同一型番のＧｅフォトダイオードである。ロック
イン増幅器２１，２２、ＡＤコンバータ２３，２４も同
様に双方のラインで同一型番のものを用いた。光のパワ
ーを分配するためハーフミラー１２を使用したが、実際
にサンプル側とキャンセル側に分配されたパワーの比が
１：１．１５であったので、キャンセル係数を１．２に
指定した。図８から図１０に、このガス分析装置によっ
て測定したスペクトル及び検量線を示す。図８はそれぞ
れサンプルセル２側と、キャンセル用セル３側の測定結
果及びＮＨ3の干渉吸収、パージボックス中の残留水分
と光源からのノイズを演算によって除去した後の測定結
果を示したものである。図９は同じ測定条件で水分濃度
だけを変化させて測定したスペクトルである。図１０は
検量線であり、良い直線性を示した。
測定を取り上げる。装置の構成は図１と同じである。光
源である半導体レーザ１は、１．３７μｍ帯のＤＦＢレ
ーザを使用する。レーザの注入電流に４ｋＨｚのｓｉｎ
波を加えて直接に周波数変調を掛ける。サンプルセル２
とキャンセル用セル３はステンレス鋼製であり、光路長
が９０ｃｍで、ブリュースタ角の窓を持つ。測定する時
にサンプルセル２に不純物であるＨ2Ｏを含んでいるＮ
Ｈ3ガスを流してセルの圧力を５０Torr、流速を４００
ｓｃｃｍとそれぞれ一定になるように制御する。キャン
セル用セル３には、不純物がない純ＮＨ3が封入され、
圧力が５０Torrになっている。第１、第２の検出器５，
６は、同一型番のＧｅフォトダイオードである。ロック
イン増幅器２１，２２、ＡＤコンバータ２３，２４も同
様に双方のラインで同一型番のものを用いた。光のパワ
ーを分配するためハーフミラー１２を使用したが、実際
にサンプル側とキャンセル側に分配されたパワーの比が
１：１．１５であったので、キャンセル係数を１．２に
指定した。図８から図１０に、このガス分析装置によっ
て測定したスペクトル及び検量線を示す。図８はそれぞ
れサンプルセル２側と、キャンセル用セル３側の測定結
果及びＮＨ3の干渉吸収、パージボックス中の残留水分
と光源からのノイズを演算によって除去した後の測定結
果を示したものである。図９は同じ測定条件で水分濃度
だけを変化させて測定したスペクトルである。図１０は
検量線であり、良い直線性を示した。
【００３４】（実施例２）：図２に示すガス均圧供給手
段８を設けてガス分析装置を作製した。被測定ガスＡ
は、サンプルライン３１からサンプルセル２内に導入さ
れ、圧力計３６、コントロール弁３９を介して排気ポン
プ４１によって排気される。圧力計３６はサンプルセル
２内の圧力を検出するためのもので、ここでは隔膜式絶
対圧力計を用いた。本圧力計３６のフルスケールは０〜
１００Torrであり、その分解能は０．５Torrである。圧
力計３６で計測された圧力信号は制御装置４２に送ら
れ、制御装置４２で設定した圧力の信号と比較される。
その比較回路によって得られた信号は、フィードバック
信号として、コントロール弁３９の開度を制御する。コ
ントロール弁３９には、ピエゾ素子によってその開度を
調整できる弁を用いた。一方、キャンセル用ガスＢは流
量調整された後、キャンセルライン３２からキャンセル
用セル３内に導入され、コントロール弁４０を介して排
気ポンプ４１によって排気される。サンプルセル排気側
とキャンセル用セル排気側に設けられた差圧計３５は、
サンプルセル２内の圧力とキャンセル用セル３内の圧力
を等しくするためのもので、ここでは隔膜式差圧計を用
いた。本圧力のフルスケールは０〜１００Torrであり、
その分解能は０．０１Torrである。差圧計３５で計測さ
れた圧力信号は制御装置４３に送られた後、圧力（差
圧）がゼロとなるような信号としてコントロール弁４０
の開度を調節する。なお、キャンセル用ガスＢは必ずし
も通気する必要はなく、キャンセル用ガス導入口部に設
けられた弁（図示せず）と差圧計３５と排気ポンプ４１
の間に設けられた弁（図示せず）によって封入してもよ
い。サンプルセル２内の圧力制御性について実験を行っ
た。図１１にその結果を示す。サンプルガス流量を２０
０ｃｃ／分と一定とした時、設定圧力を１０から１００
Torrまで１０Torr刻みで変化させた時の実測圧力は、い
ずれの設定圧力でも±１Torr以内であった。また、設定
圧力を５０Torrとし、サンプルガス流量を１００から５
００ｃｃ／分まで１００ｃｃ／分刻みで変化させた時の
実測圧力は何れの流量においても５０Torr±２Torrであ
った（図１２）。図１２には、サンプルセルとキャンセ
ル用セルの差圧制御性についての結果も合わせて示す。
キャンセル用ガス流量を１００ｃｃ／分で一定としたと
き、差圧は０．０１Torr以下であった。以上のように、
このガス均圧供給手段を用いれば、サンプルセル２内の
圧力を任意に、且つ精度よく制御することができ、ま
た、サンプルセル圧力とキャンセル用セル圧力を常に等
しく保持することが可能である。さらに、サンプルセル
２およびキャンセル用セル３の差圧がないため、排気系
を個別に設けなくとも、お互いのガスの逆流はない。し
たがって、排気ポンプは一つでよく、小型化が可能であ
る。
段８を設けてガス分析装置を作製した。被測定ガスＡ
は、サンプルライン３１からサンプルセル２内に導入さ
れ、圧力計３６、コントロール弁３９を介して排気ポン
プ４１によって排気される。圧力計３６はサンプルセル
２内の圧力を検出するためのもので、ここでは隔膜式絶
対圧力計を用いた。本圧力計３６のフルスケールは０〜
１００Torrであり、その分解能は０．５Torrである。圧
力計３６で計測された圧力信号は制御装置４２に送ら
れ、制御装置４２で設定した圧力の信号と比較される。
その比較回路によって得られた信号は、フィードバック
信号として、コントロール弁３９の開度を制御する。コ
ントロール弁３９には、ピエゾ素子によってその開度を
調整できる弁を用いた。一方、キャンセル用ガスＢは流
量調整された後、キャンセルライン３２からキャンセル
用セル３内に導入され、コントロール弁４０を介して排
気ポンプ４１によって排気される。サンプルセル排気側
とキャンセル用セル排気側に設けられた差圧計３５は、
サンプルセル２内の圧力とキャンセル用セル３内の圧力
を等しくするためのもので、ここでは隔膜式差圧計を用
いた。本圧力のフルスケールは０〜１００Torrであり、
その分解能は０．０１Torrである。差圧計３５で計測さ
れた圧力信号は制御装置４３に送られた後、圧力（差
圧）がゼロとなるような信号としてコントロール弁４０
の開度を調節する。なお、キャンセル用ガスＢは必ずし
も通気する必要はなく、キャンセル用ガス導入口部に設
けられた弁（図示せず）と差圧計３５と排気ポンプ４１
の間に設けられた弁（図示せず）によって封入してもよ
い。サンプルセル２内の圧力制御性について実験を行っ
た。図１１にその結果を示す。サンプルガス流量を２０
０ｃｃ／分と一定とした時、設定圧力を１０から１００
Torrまで１０Torr刻みで変化させた時の実測圧力は、い
ずれの設定圧力でも±１Torr以内であった。また、設定
圧力を５０Torrとし、サンプルガス流量を１００から５
００ｃｃ／分まで１００ｃｃ／分刻みで変化させた時の
実測圧力は何れの流量においても５０Torr±２Torrであ
った（図１２）。図１２には、サンプルセルとキャンセ
ル用セルの差圧制御性についての結果も合わせて示す。
キャンセル用ガス流量を１００ｃｃ／分で一定としたと
き、差圧は０．０１Torr以下であった。以上のように、
このガス均圧供給手段を用いれば、サンプルセル２内の
圧力を任意に、且つ精度よく制御することができ、ま
た、サンプルセル圧力とキャンセル用セル圧力を常に等
しく保持することが可能である。さらに、サンプルセル
２およびキャンセル用セル３の差圧がないため、排気系
を個別に設けなくとも、お互いのガスの逆流はない。し
たがって、排気ポンプは一つでよく、小型化が可能であ
る。
【００３５】（実施例３）：図１に示すガス分析装置を
用い、光路長調整に関する実験を行った。サンプルセル
２に水分を含むＮ2ガスを流す。セルの圧力が５０Tor
r、ガス流量が３００ｃｃ／分である。キャンセル用セ
ルに５０Torrの純Ｎ2を封入する。この場合に測定され
たスペクトルを図１３、図１４に示した。図１３は、サ
ンプルセル中の水分濃度が０ｐｐｂのときに測定したも
のである。この幅が広い吸収線微分スペクトルはセル外
部光路中に残留する水分によるものである。吸収線の中
心波長においてベースラインが大きくマイナス方向へ凹
んでいる。図１４はサンプルセル中の水分濃度が２８ｐ
ｐｂのときに測定したスペクトルである。幅が広いベー
スライン信号の上に幅が狭い吸収信号が重なった。これ
はサンプルセル内の水分吸収によって発生したものであ
る。このように、セル外部の光路中に残留された微量水
分が光路長の調整がうまくいかない場合に、測定された
吸収スペクトルの形が大きく変わる。これはレーザの波
長を吸収線の中心に固定してガス濃度を測定するとき、
特に問題になる。
用い、光路長調整に関する実験を行った。サンプルセル
２に水分を含むＮ2ガスを流す。セルの圧力が５０Tor
r、ガス流量が３００ｃｃ／分である。キャンセル用セ
ルに５０Torrの純Ｎ2を封入する。この場合に測定され
たスペクトルを図１３、図１４に示した。図１３は、サ
ンプルセル中の水分濃度が０ｐｐｂのときに測定したも
のである。この幅が広い吸収線微分スペクトルはセル外
部光路中に残留する水分によるものである。吸収線の中
心波長においてベースラインが大きくマイナス方向へ凹
んでいる。図１４はサンプルセル中の水分濃度が２８ｐ
ｐｂのときに測定したスペクトルである。幅が広いベー
スライン信号の上に幅が狭い吸収信号が重なった。これ
はサンプルセル内の水分吸収によって発生したものであ
る。このように、セル外部の光路中に残留された微量水
分が光路長の調整がうまくいかない場合に、測定された
吸収スペクトルの形が大きく変わる。これはレーザの波
長を吸収線の中心に固定してガス濃度を測定するとき、
特に問題になる。
【００３６】上述した問題点を改善するために、セル外
部光軸の影響が最小になるように、自動的な調整機構を
設置した。具体的には、図１中の第２の検出器６を、Ｘ
Ｙ軸方向で調節できる電動ステージ（ＸＹステージ１
８）に固定してある。Ｘ軸は光軸方向で、Ｙ軸はＸ軸と
直交する水平方向の軸である。ＸＹステージ１８は２つ
のＤ／Ａコンバータ２６を介してパソコン２５に接続さ
れ、ＸＹ両方向の移動を制御できるようになっている。
制御に使用されているパラメータは中心波長（Ａ点）に
おける測定信号の値と、中心から外れたもう一点（Ｂ
点）の間の信号差（Ａ−Ｂ）を利用する。測定する時に
調整の手順として、 ａ．セル圧力の調整を行う ｂ．ベースラインの調整に入る Ｙ軸の調整に対しては信号の変動が大きいので、まずＹ
軸の調整を行う（荒調整）。Ａ−Ｂの値が最小になるよ
うに繰り返して荒調整を行う。そして微調整としてＸ軸
の調整を行う。調整する方法は同じである。 ｃ．キャンセル係数の最適化 光軸の調整により２つの検出器に入る光パワーの比が変
化するので、キャンセル係数の最適化が必要となる。測
定データの１１点移動平均を取って、平均化されたデー
タと測定データの差を求める、この差データの分散（あ
るいは標準偏差）を最小になるようにキャンセル係数を
元の値マイナス０．５からプラス０．５まで、０．０１
のステップで最適化して行き、最適値を探す。図１５
に、光路長調整後の測定データを示す。また、図１６は
サンプル内の水分濃度が０ｐｐｂのとき、光路長を同じ
にした場合の差分スペクトルを示す。
部光軸の影響が最小になるように、自動的な調整機構を
設置した。具体的には、図１中の第２の検出器６を、Ｘ
Ｙ軸方向で調節できる電動ステージ（ＸＹステージ１
８）に固定してある。Ｘ軸は光軸方向で、Ｙ軸はＸ軸と
直交する水平方向の軸である。ＸＹステージ１８は２つ
のＤ／Ａコンバータ２６を介してパソコン２５に接続さ
れ、ＸＹ両方向の移動を制御できるようになっている。
制御に使用されているパラメータは中心波長（Ａ点）に
おける測定信号の値と、中心から外れたもう一点（Ｂ
点）の間の信号差（Ａ−Ｂ）を利用する。測定する時に
調整の手順として、 ａ．セル圧力の調整を行う ｂ．ベースラインの調整に入る Ｙ軸の調整に対しては信号の変動が大きいので、まずＹ
軸の調整を行う（荒調整）。Ａ−Ｂの値が最小になるよ
うに繰り返して荒調整を行う。そして微調整としてＸ軸
の調整を行う。調整する方法は同じである。 ｃ．キャンセル係数の最適化 光軸の調整により２つの検出器に入る光パワーの比が変
化するので、キャンセル係数の最適化が必要となる。測
定データの１１点移動平均を取って、平均化されたデー
タと測定データの差を求める、この差データの分散（あ
るいは標準偏差）を最小になるようにキャンセル係数を
元の値マイナス０．５からプラス０．５まで、０．０１
のステップで最適化して行き、最適値を探す。図１５
に、光路長調整後の測定データを示す。また、図１６は
サンプル内の水分濃度が０ｐｐｂのとき、光路長を同じ
にした場合の差分スペクトルを示す。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
の効果を奏し得る。本発明に係るガス分析方法は、測定
用レーザ光を第１のレーザ光と第２のレーザ光とに分岐
し、第１のレーザ光を、主成分ガス中の不純物を測定す
べき被測定ガスが入れられたサンプルセルを通しその光
強度を測定する第１の光路と、第２のレーザ光を、不純
物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガスが入れ
られたキャンセル用セルを通しその光強度を測定する第
２の光路とにそれぞれ入射し、第１の光路の測定結果を
第２の光路の測定結果から差し引くことにより、被測定
ガス中の不純物の吸収スペクトルを測定する。すなわ
ち、本発明方法では、サンプルセル中の吸収（不純物ガ
スの吸収＋主成分ガスの吸収）からキャンセル用セル中
の吸収（主成分ガスの吸収）を差し引き、不純物の吸収
のみを正確に検出することができるので、ＮＨ3、Ｓｉ
Ｈ4のような吸収干渉がある被測定ガス中の不純物を高
感度、高精度で分析することができる。この方法におい
て、第１の光路と第２の光路が、同じ光学特性を持ち、
かつサンプルセルとキャンセル用セルに入れるガスの圧
力と流速を同じ条件とすることによって、各光路間のバ
ックグラウンド吸収が等しくなり、サンプルセル中の吸
収とキャンセル用セル中の吸収の差が不純物の吸収のみ
となるので、不純物の検出感度を高めることができる。
またこの方法において、各測定波長毎に、前記第１の光
路と第２の光路からの出力を同時にデジタル信号に変換
し、第２の光路側の測定結果に、第１，第２の光路に分
配された光パワーの比である補正係数を乗じた後、第１
の光路の測定結果を第２の光路の測定結果から差し引く
ことによって、測定すべき不純物の吸収を正確に算出で
き、極微量の不純物をも検出することができる。また、
この方法において、光学系全体を測定波長域に実質的に
吸収のないガスで置換して測定を行うことにより、光源
から検出器までの各光路を通るレーザ光が大気中に含ま
れる水分などの不純物により減衰されるのを防ぐことが
でき、水分などの大気中に含まれる成分を不純物として
分析を行う場合に、検出感度を一層向上させることがで
きる。さらに、この方法において、第１の光路と第２の
光路の光路長を同一にして測定を行うことにより、光源
から検出器までの各光路を通る第１，第２のレーザ光
の、雰囲気成分による僅かな減衰やレーザ光の光束密度
を均等にすることができ、検出感度をより一層向上させ
ることができる。
の効果を奏し得る。本発明に係るガス分析方法は、測定
用レーザ光を第１のレーザ光と第２のレーザ光とに分岐
し、第１のレーザ光を、主成分ガス中の不純物を測定す
べき被測定ガスが入れられたサンプルセルを通しその光
強度を測定する第１の光路と、第２のレーザ光を、不純
物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガスが入れ
られたキャンセル用セルを通しその光強度を測定する第
２の光路とにそれぞれ入射し、第１の光路の測定結果を
第２の光路の測定結果から差し引くことにより、被測定
ガス中の不純物の吸収スペクトルを測定する。すなわ
ち、本発明方法では、サンプルセル中の吸収（不純物ガ
スの吸収＋主成分ガスの吸収）からキャンセル用セル中
の吸収（主成分ガスの吸収）を差し引き、不純物の吸収
のみを正確に検出することができるので、ＮＨ3、Ｓｉ
Ｈ4のような吸収干渉がある被測定ガス中の不純物を高
感度、高精度で分析することができる。この方法におい
て、第１の光路と第２の光路が、同じ光学特性を持ち、
かつサンプルセルとキャンセル用セルに入れるガスの圧
力と流速を同じ条件とすることによって、各光路間のバ
ックグラウンド吸収が等しくなり、サンプルセル中の吸
収とキャンセル用セル中の吸収の差が不純物の吸収のみ
となるので、不純物の検出感度を高めることができる。
またこの方法において、各測定波長毎に、前記第１の光
路と第２の光路からの出力を同時にデジタル信号に変換
し、第２の光路側の測定結果に、第１，第２の光路に分
配された光パワーの比である補正係数を乗じた後、第１
の光路の測定結果を第２の光路の測定結果から差し引く
ことによって、測定すべき不純物の吸収を正確に算出で
き、極微量の不純物をも検出することができる。また、
この方法において、光学系全体を測定波長域に実質的に
吸収のないガスで置換して測定を行うことにより、光源
から検出器までの各光路を通るレーザ光が大気中に含ま
れる水分などの不純物により減衰されるのを防ぐことが
でき、水分などの大気中に含まれる成分を不純物として
分析を行う場合に、検出感度を一層向上させることがで
きる。さらに、この方法において、第１の光路と第２の
光路の光路長を同一にして測定を行うことにより、光源
から検出器までの各光路を通る第１，第２のレーザ光
の、雰囲気成分による僅かな減衰やレーザ光の光束密度
を均等にすることができ、検出感度をより一層向上させ
ることができる。
【００３８】本発明に係るガス分析装置は、測定用レー
ザ光源と、主成分ガス中の不純物を測定すべき被測定ガ
スを入れるサンプルセルと、不純物を含まない主成分ガ
スであるキャンセル用ガスを入れるキャンセル用セル
と、該光源からのレーザ光を第１のレーザ光と第２のレ
ーザ光とに分岐し、該第１のレーザ光を前記サンプルセ
ルに入射するとともに、第２のレーザ光を前記キャンセ
ル用セルに入射する光分岐手段と、サンプルセルから出
射した光の強度を測定する第１の検出器と、キャンセル
用セルから出射した光の強度を測定する第２の検出器と
を備えた光学系と、前記サンプルセル内に主成分ガス中
の不純物を測定すべき被測定ガスを供給するガス供給手
段と、前記第１の検出器と第２の検出器から出力された
測定結果を入力し、第１の検出器の測定結果を第２の検
出器の測定結果から差し引くことにより、被測定ガス中
の不純物の吸収スペクトルを算出する処理手段とを備え
たものなので、サンプルセル中の吸収（不純物ガスの吸
収＋主成分ガスの吸収）からキャンセル用セル中の吸収
（主成分ガスの吸収）を差し引き、不純物の吸収のみを
正確に検出することができるので、ＮＨ3、ＳｉＨ4のよ
うな吸収干渉がある被測定ガス中の不純物を高感度、高
精度で分析することができる。この装置において、光分
岐手段のレーザ光分岐位置からサンプルセルを経て第１
の検出器までの第１の光路と、該レーザ光分岐位置から
キャンセル用セルを経て第２の検出器までの第２の光路
との光路長を同一にしたことによって、光源１から検出
器までの各光路を通る第１，第２のレーザ光の雰囲気成
分による僅かな減衰やレーザ光の光束密度を均等にする
ことができ、検出感度をより一層向上させることができ
る。また、第１の光路と第２の光路との光路長が同一に
なるように、第２の検出器またはキャンセル用セルと第
２の検出器、或いは第１の検出器またはサンプルセルと
第１の検出器の距離を移動可能にしたことによって、温
度変化や光学系の経時変化によって第１、第２の光路長
に差が生じるのを防止でき、測定結果の信頼性を高める
ことができる。この装置において、サンプルセルとキャ
ンセル用セル内に、被測定ガスとキャンセル用ガスを導
入するとともに、双方のセル内の圧力を等しくするガス
均圧供給手段を設けたことによって、被測定ガスの圧力
変動が生じた場合にも正確に測定を行うことができる。
また、このガス分析装置において、サンプルセルとキャ
ンセル用セルの光学特性を同じとし、かつ第１の検出器
と第２の検出器の受光特性を同じに構成したことによっ
て、サンプル側とキャンセル側の各光路間のバックグラ
ウンド吸収が等しくなり、サンプルセル中の吸収とキャ
ンセル用セル中の吸収の差が不純物の吸収のみとなり、
不純物の検出感度を高めることができる。また、この装
置において、各測定波長毎に第１の検出器と第２の検出
器からの出力を同時にデジタル信号に変換し、第２の検
出器側の測定結果に、第１，第２のレーザ光の光パワー
の比である補正係数を乗じた後、第１の検出器の測定結
果を第２の検出器の測定結果から差し引いて、被測定ガ
ス中の不純物の吸収スペクトルを算出する手段を有した
処理手段を用いたことによって、測定すべき不純物の吸
収を正確に算出でき、極微量の不純物をも検出すること
ができる。また、この装置において、光学系全体を測定
波長域に実質的に吸収のないガスで包囲するパージ手段
を設けたことによって、光源から検出器までの各光路を
通るレーザ光が大気中に含まれる水分などの不純物によ
り減衰されるのを防ぐことができ、水分などの大気中に
含まれる成分を不純物として分析を行う場合に、検出感
度を一層向上させることができる。
ザ光源と、主成分ガス中の不純物を測定すべき被測定ガ
スを入れるサンプルセルと、不純物を含まない主成分ガ
スであるキャンセル用ガスを入れるキャンセル用セル
と、該光源からのレーザ光を第１のレーザ光と第２のレ
ーザ光とに分岐し、該第１のレーザ光を前記サンプルセ
ルに入射するとともに、第２のレーザ光を前記キャンセ
ル用セルに入射する光分岐手段と、サンプルセルから出
射した光の強度を測定する第１の検出器と、キャンセル
用セルから出射した光の強度を測定する第２の検出器と
を備えた光学系と、前記サンプルセル内に主成分ガス中
の不純物を測定すべき被測定ガスを供給するガス供給手
段と、前記第１の検出器と第２の検出器から出力された
測定結果を入力し、第１の検出器の測定結果を第２の検
出器の測定結果から差し引くことにより、被測定ガス中
の不純物の吸収スペクトルを算出する処理手段とを備え
たものなので、サンプルセル中の吸収（不純物ガスの吸
収＋主成分ガスの吸収）からキャンセル用セル中の吸収
（主成分ガスの吸収）を差し引き、不純物の吸収のみを
正確に検出することができるので、ＮＨ3、ＳｉＨ4のよ
うな吸収干渉がある被測定ガス中の不純物を高感度、高
精度で分析することができる。この装置において、光分
岐手段のレーザ光分岐位置からサンプルセルを経て第１
の検出器までの第１の光路と、該レーザ光分岐位置から
キャンセル用セルを経て第２の検出器までの第２の光路
との光路長を同一にしたことによって、光源１から検出
器までの各光路を通る第１，第２のレーザ光の雰囲気成
分による僅かな減衰やレーザ光の光束密度を均等にする
ことができ、検出感度をより一層向上させることができ
る。また、第１の光路と第２の光路との光路長が同一に
なるように、第２の検出器またはキャンセル用セルと第
２の検出器、或いは第１の検出器またはサンプルセルと
第１の検出器の距離を移動可能にしたことによって、温
度変化や光学系の経時変化によって第１、第２の光路長
に差が生じるのを防止でき、測定結果の信頼性を高める
ことができる。この装置において、サンプルセルとキャ
ンセル用セル内に、被測定ガスとキャンセル用ガスを導
入するとともに、双方のセル内の圧力を等しくするガス
均圧供給手段を設けたことによって、被測定ガスの圧力
変動が生じた場合にも正確に測定を行うことができる。
また、このガス分析装置において、サンプルセルとキャ
ンセル用セルの光学特性を同じとし、かつ第１の検出器
と第２の検出器の受光特性を同じに構成したことによっ
て、サンプル側とキャンセル側の各光路間のバックグラ
ウンド吸収が等しくなり、サンプルセル中の吸収とキャ
ンセル用セル中の吸収の差が不純物の吸収のみとなり、
不純物の検出感度を高めることができる。また、この装
置において、各測定波長毎に第１の検出器と第２の検出
器からの出力を同時にデジタル信号に変換し、第２の検
出器側の測定結果に、第１，第２のレーザ光の光パワー
の比である補正係数を乗じた後、第１の検出器の測定結
果を第２の検出器の測定結果から差し引いて、被測定ガ
ス中の不純物の吸収スペクトルを算出する手段を有した
処理手段を用いたことによって、測定すべき不純物の吸
収を正確に算出でき、極微量の不純物をも検出すること
ができる。また、この装置において、光学系全体を測定
波長域に実質的に吸収のないガスで包囲するパージ手段
を設けたことによって、光源から検出器までの各光路を
通るレーザ光が大気中に含まれる水分などの不純物によ
り減衰されるのを防ぐことができ、水分などの大気中に
含まれる成分を不純物として分析を行う場合に、検出感
度を一層向上させることができる。
【図１】 本発明に係るガス分析装置の一形態を示す構
成図。
成図。
【図２】 同じ装置に設けられたガス均圧供給手段を示
す構成図。
す構成図。
【図３】 従来のガス分析装置を示す構成図。
【図４】 図３のガス分析装置で分析したＮＨ3の吸収
スペクトル。
スペクトル。
【図５】 同じくＳｉＨ4及びＨ2Ｏの吸収スペクトル。
【図６】 ＮＨ3ガス中にＨ2Ｏを添加して測定したスペ
クトル。
クトル。
【図７】 図６の結果に基づいて作成した検量線。
【図８】 本発明に係る図１の装置で分析したＮＨ3と
Ｈ2Ｏの吸収スペクトル。
Ｈ2Ｏの吸収スペクトル。
【図９】 同じくＮＨ3中のＨ2Ｏ量を変化させた吸収ス
ペクトル。
ペクトル。
【図１０】 図９の結果に基づいて作成した検量線。
【図１１】 本発明の実施例において、サンプルセル内
の圧力変化を示すグラフ。
の圧力変化を示すグラフ。
【図１２】 同じくサンプルセル内の圧力定常化を示す
グラフ。
グラフ。
【図１３】 本発明の実験例において、サンプル中の水
分濃度ゼロの時の光路上水分による吸収を示すスペクト
ル。
分濃度ゼロの時の光路上水分による吸収を示すスペクト
ル。
【図１４】 同じくサンプル中の水分濃度を２８ｐｐｂ
とした時のサンプル中水分と光路上水分による吸収スペ
クトル。
とした時のサンプル中水分と光路上水分による吸収スペ
クトル。
【図１５】 光路長を同じに調整した時の測定スペクト
ル。
ル。
【図１６】 同じく光路長を同じに調整し、サンプル中
水分がゼロのときの差分スペクトル。
水分がゼロのときの差分スペクトル。
１ 測定用レーザ光源 ２ サンプルセル ３ キャンセル用セル ４ 光分岐手段 ５ 第１の検出器 ６ 第２の検出器 ７ 光学系 ８ ガス均圧供給手段 １０ 処理手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 君島 哲也 東京都港区西新橋１丁目16番７号 日本酸 素株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 測定用レーザ光を第１のレーザ光と第２
のレーザ光とに分岐し、第１のレーザ光を、主成分ガス
中の不純物を測定すべき被測定ガスを入れたサンプルセ
ルを通しその光強度を測定する第１の光路と、第２のレ
ーザ光を、不純物を含まない主成分ガスであるキャンセ
ル用ガスを入れたキャンセル用セルを通しその光強度を
測定する第２の光路とにそれぞれ入射し、 第１の光路の測定結果を第２の光路の測定結果から差し
引くことにより、被測定ガス中の不純物の吸収スペクト
ルを測定するガス分析方法であって、 前記第１の光路と第２の光路の光路長を同一にし、かつ
前記サンプルセル内のガス圧と、キャンセル用セル内の
ガス圧とを同一にしながら測定を行うことを特徴とする
ガス分析方法。 - 【請求項２】 前記第１の光路と第２の光路が、同じ光
学特性を持ち、かつサンプルセルとキャンセル用セルに
入れるガスの圧力と流速を同じ条件とすることを特徴と
する請求項１記載のガス分析方法。 - 【請求項３】 各測定波長毎に、前記第１の光路と第２
の光路からの出力を同時にデジタル信号に変換し、第２
の光路側の測定結果に、第１，第２の光路に分配された
光パワーの比である補正係数を乗じた後、第１の光路の
測定結果を第２の光路の測定結果から差し引くことを特
徴とする請求項１または２記載のガス分析方法。 - 【請求項４】 光学系全体を測定波長域に実質的に吸収
のないガスで置換して測定を行うことを特徴とする請求
項１から３のいずれか１項記載のガス分析方法。 - 【請求項５】 測定用レーザ光源と、主成分ガス中の不
純物を測定すべき被測定ガスを入れるサンプルセルと、
不純物を含まない主成分ガスであるキャンセル用ガスを
入れるキャンセル用セルと、該光源からのレーザ光を第
１のレーザ光と第２のレーザ光とに分岐し、該第１のレ
ーザ光を前記サンプルセルに入射するとともに、第２の
レーザ光を前記キャンセル用セルに入射する光分岐手段
と、サンプルセルから出射した光の強度を測定する第１
の検出器と、キャンセル用セルから出射した光の強度を
測定する第２の検出器とを備え、光分岐手段のレーザ光
分岐位置からサンプルセルを経て第１の検出器までの第
１の光路と、該レーザ光分岐位置からキャンセル用セル
を経て第２の検出器までの第２の光路との光路長を同一
とした光学系と、 前記サンプルセル内に主成分ガス中の不純物を測定すべ
き被測定ガスを供給するとともに、サンプルセル内のガ
ス圧と、キャンセル用セル内のガス圧とを同一にするガ
ス均圧供給手段と、 前記第１の検出器と第２の検出器から出力された測定結
果を入力し、第１の検出器の測定結果を第２の検出器の
測定結果から差し引くことにより、被測定ガス中の不純
物の吸収スペクトルを算出する処理手段とを備えたガス
分析装置。 - 【請求項６】 前記サンプルセルとキャンセル用セルの
光学特性を同じとし、かつ第１の検出器と第２の検出器
の受光特性を同じとして構成したことを特徴とする請求
項５記載のガス分析装置。 - 【請求項７】 前記処理手段が、各測定波長毎に、前記
第１の検出器と第２の検出器からの出力を同時にデジタ
ル信号に変換し、第２の検出器の測定結果に、第１，第
２のレーザ光の光パワーの比である補正係数を乗じた
後、第１の検出器の測定結果を第２の検出器の測定結果
から差し引いて、被測定ガス中の不純物の吸収スペクト
ルを算出する手段を有していることを特徴とする請求項
５または６記載のガス分析装置。 - 【請求項８】 光学系全体を測定波長域に実質的に吸収
のないガスで包囲するパージ手段を設けたことを特徴と
する請求項５から７のいずれか１項記載のガス分析装
置。 - 【請求項９】 前記第１の光路と第２の光路との光路長
が同一になるように、第２の検出器またはキャンセル用
セルと第２の検出器、或いは第１の検出器またはサンプ
ルセルと第１の検出器の距離を移動可能としたことを特
徴とする請求項５から８のいずれか１項記載のガス分析
装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9115897A JPH10281988A (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | ガス分析方法及びガス分析装置 |
| TW087105154A TW348215B (en) | 1997-04-09 | 1998-04-04 | Analysis method for gases and apparatus therefore |
| US09/147,349 US6040915A (en) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | Analysis method for gases and apparatus therefor |
| CN98800447A CN1222974A (zh) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | 气体分析方法及设备 |
| CA002256034A CA2256034A1 (en) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | Analysis method for gases and apparatus therefor |
| PCT/JP1998/001608 WO1998045686A1 (en) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | Analysis method for gases and apparatus therefor |
| EP19980912713 EP0904530A1 (en) | 1997-04-09 | 1998-04-08 | Analysis method for gases and apparatus therefor |
| KR1019980709934A KR100309483B1 (ko) | 1997-04-09 | 1998-12-04 | 기체분석방법및장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9115897A JPH10281988A (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | ガス分析方法及びガス分析装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH10281988A true JPH10281988A (ja) | 1998-10-23 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| WO (1) | WO1998045686A1 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636316B1 (en) | 1998-07-02 | 2003-10-21 | Nippon Sanso Corporation | Spectroscopic method for analyzing a gas by using laser beam |
| US6800855B1 (en) | 1999-12-27 | 2004-10-05 | Nippon Sanso Corporation | Spectroscopic method for analyzing isotopes by using a semiconductor laser |
| US7091043B2 (en) | 1999-12-10 | 2006-08-15 | Showa Denko K.K. | Method for measuring water concentration in ammonia |
| JP2006250878A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Hideichiro Hirai | 光学測定方法及び光学測定装置 |
| KR100742488B1 (ko) | 2004-07-16 | 2007-07-24 | 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | 가스 중의 불순물 정량 방법 및 장치 |
| JP2009162762A (ja) * | 2003-03-31 | 2009-07-23 | Zolo Technologies Inc | 燃焼の監視および制御のための方法と装置 |
| JP2009534659A (ja) * | 2006-04-19 | 2009-09-24 | スペクトラセンサーズ， インコーポレイテッド | 炭化水素中の水蒸気の測定 |
| JP2010048654A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Yazaki Corp | 濃度測定装置 |
| JP2010145320A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | General Packer Co Ltd | ガス測定装置 |
| JP2011117868A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Shimadzu Corp | ガス中の水分測定装置 |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19911260A1 (de) * | 1999-03-13 | 2000-09-14 | Leybold Vakuum Gmbh | Infrarot-Gasanalysator und Verfahren zum Betrieb dieses Analysators |
| JP3343680B2 (ja) * | 1999-07-12 | 2002-11-11 | 日本酸素株式会社 | レーザー分光分析装置 |
| US6369387B1 (en) * | 1999-10-15 | 2002-04-09 | Li-Cor, Inc. | Gas analyzer |
| US7179653B2 (en) * | 2000-03-31 | 2007-02-20 | Showa Denko K.K. | Measuring method for concentration of halogen and fluorine compound, measuring equipment thereof and manufacturing method of halogen compound |
| DE10020615C2 (de) * | 2000-04-27 | 2002-02-28 | Glukomeditech Ag | Verfahren zur langzeitstabilen und gut reproduzierbaren spektrometrischen Messung der Konzentrationen der Bestandteile wässriger Lösungen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| US8994947B2 (en) * | 2001-03-19 | 2015-03-31 | Pranalytica, Inc. | Diagnostic method for high sensitivity detection of component concentrations in human gas emissions |
| US6775001B2 (en) * | 2002-02-28 | 2004-08-10 | Lambda Control, Inc. | Laser-based spectrometer for use with pulsed and unstable wavelength laser sources |
| US7085639B2 (en) * | 2002-08-01 | 2006-08-01 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for characterizing the road bank for vehicle roll stability control |
| US7113286B2 (en) * | 2003-12-03 | 2006-09-26 | Tiger Optics, Llc | Apparatus and method for improved analysis of liquids by continuous wave-cavity ring down spectroscopy |
| US20050122523A1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-06-09 | Wen-Bin Yan | Device and method of trace gas analysis using cavity ring-down spectroscopy |
| EP1693665B1 (en) * | 2005-02-22 | 2008-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for trace gas detection |
| CA2643094C (en) * | 2006-02-28 | 2013-12-03 | Panalytique Inc. | System and method of eliminating interference for impurities measurement in noble gases |
| DE102006016855A1 (de) * | 2006-04-07 | 2007-10-11 | Emerson Process Management Gmbh & Co. Ohg | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der optischen Absorption von Proben |
| WO2008016569A2 (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for insitu analysis of gases in electronic device fabrication systems |
| RU2334216C1 (ru) * | 2007-03-12 | 2008-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт микроэлектронной аппаратуры "Прогресс" | Устройство для измерения количества химических веществ, содержащихся в газовой среде |
| EP1969997A1 (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-17 | Radiometer Basel AG | Sensor system |
| DE102007026073B4 (de) * | 2007-05-25 | 2009-10-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Permeationsrate mindestens eines Permeaten, durch ein eine Diffusionssperre bildendes Element |
| US8368892B2 (en) * | 2010-01-28 | 2013-02-05 | Nokia Corporation | Infrared spectroscopy |
| JP2013113664A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Yokogawa Electric Corp | レーザガス分析装置 |
| JP6116117B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2017-04-19 | 株式会社堀場製作所 | 水分濃度測定装置の校正方法及び校正装置 |
| US9335257B2 (en) * | 2013-06-20 | 2016-05-10 | Rosemount Analytical Inc. | Tunable diode laser absorption spectroscopy with water vapor determination |
| US9234794B2 (en) * | 2013-06-25 | 2016-01-12 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Fiber optic coupled multipass gas minicell, design assembly thereof |
| DE102014000210B3 (de) * | 2014-01-14 | 2015-05-13 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Modifizierte Messküvette |
| FI20145030A7 (fi) * | 2014-01-15 | 2015-07-16 | Oy Sparklike Ab | Menetelmä ja laite kaasukomponentin havainnoimiseksi läpinäkyvän tilavuuden sisällä |
| FI126378B1 (en) * | 2014-01-15 | 2016-10-31 | Oy Sparklike Ab | Method and apparatus for detecting a gas component within a transparent volume |
| CN104007082B (zh) * | 2014-05-23 | 2016-08-24 | 国家电网公司 | 一种gis管道内sf6浓度离线检测装置 |
| US20160245784A1 (en) * | 2015-02-23 | 2016-08-25 | Alen Corporation | Air quality sensing module and algorithm |
| CN104819958B (zh) * | 2015-05-19 | 2017-03-29 | 清华大学 | 傅里叶变换红外光谱气体检测中自动消除水汽干扰的方法与装置 |
| CN106908413A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-06-30 | 江苏三恒科技股份有限公司 | 基于fpga的激光甲烷单光路谐波检测装置及方法 |
| CN107677575A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-09 | 合肥朗伯光电传感技术有限公司 | 单光束激光测量烟气颗粒物及氧气气体浓度的装置及方法 |
| CN108181265B (zh) * | 2017-12-14 | 2020-12-22 | 北京航天易联科技发展有限公司 | 一种双通道低浓度水气高精度测量装置及方法 |
| CN109239010B (zh) * | 2018-09-11 | 2021-07-02 | 杭州春来科技有限公司 | 基于多谱线光谱技术的气体监测方法 |
| CN109596539A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-04-09 | 上海禾赛光电科技有限公司 | 一种识别目标气体中干扰气体的方法及装置 |
| CN109709059B (zh) * | 2019-01-17 | 2021-12-21 | 上海化工研究院有限公司 | 一种长光程脉冲红外激光吸收式气体采样监控装置 |
| CN113466139B (zh) * | 2021-06-23 | 2022-07-19 | 武汉船舶通信研究所（中国船舶重工集团公司第七二二研究所） | 一种等臂对比式水体光学衰减系数测量装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639842A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | Fujitsu Ltd | ガス検出装置 |
| JPH01156637A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-20 | Fujitsu Ltd | ガス濃度測定装置 |
| JPH0265154U (ja) * | 1982-09-30 | 1990-05-16 | ||
| JPH0599845A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Nippon Sanso Kk | 半導体レーザーを用いた水分分析装置 |
| JPH05188000A (ja) * | 1992-01-12 | 1993-07-27 | Horiba Ltd | ガス分析計 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4042304A (en) * | 1972-11-06 | 1977-08-16 | Gow-Mac Instruments, Inc. | Christiansen effect detector |
| JPS5711251Y2 (ja) * | 1977-06-02 | 1982-03-05 | ||
| JPS5494387A (en) * | 1978-01-10 | 1979-07-26 | Horiba Ltd | Gas analyzer |
| DE3106331C2 (de) * | 1981-02-20 | 1986-05-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Gerät zur Bestimmung der Konzentration eines Bestandteils einer Meßgasprobe |
| US4803052A (en) * | 1982-09-30 | 1989-02-07 | The Babcock & Wilcox Company | Carbon monoxide detector |
| DE3633931A1 (de) * | 1986-10-04 | 1988-04-07 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren und einrichtung zur kontinuierlichen messung der konzentration eines gasbestandteiles |
| US4990780A (en) * | 1989-06-19 | 1991-02-05 | General Motors Corporation | Method for determining fuel and engine oil comsumption using tunable diode laser spectroscopy |
| DE4111187C2 (de) * | 1991-04-06 | 1994-11-24 | Lfe Lab Fuer Ind Forschung Gmb | Verfahren zur Messung des optischen Absorptionsvermögens von Proben unter Eliminierung des Anzeigefehlers hinsichtlich gas-physikalischer Eigenschaften und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| EP0706042A4 (en) * | 1994-03-25 | 1998-11-04 | Nippon Oxygen Co Ltd | GAS ANALYSIS BY INFRARED SPECTROCHEMISTRY AND APPARATUS USED |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP9115897A patent/JPH10281988A/ja active Pending
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0265154U (ja) * | 1982-09-30 | 1990-05-16 | ||
| JPS639842A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | Fujitsu Ltd | ガス検出装置 |
| JPH01156637A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-20 | Fujitsu Ltd | ガス濃度測定装置 |
| JPH0599845A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Nippon Sanso Kk | 半導体レーザーを用いた水分分析装置 |
| JPH05188000A (ja) * | 1992-01-12 | 1993-07-27 | Horiba Ltd | ガス分析計 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636316B1 (en) | 1998-07-02 | 2003-10-21 | Nippon Sanso Corporation | Spectroscopic method for analyzing a gas by using laser beam |
| US7091043B2 (en) | 1999-12-10 | 2006-08-15 | Showa Denko K.K. | Method for measuring water concentration in ammonia |
| US6800855B1 (en) | 1999-12-27 | 2004-10-05 | Nippon Sanso Corporation | Spectroscopic method for analyzing isotopes by using a semiconductor laser |
| JP2009162762A (ja) * | 2003-03-31 | 2009-07-23 | Zolo Technologies Inc | 燃焼の監視および制御のための方法と装置 |
| JP2013007753A (ja) * | 2003-03-31 | 2013-01-10 | Zolo Technologies Inc | 燃焼の監視および制御のための方法と装置 |
| KR100742488B1 (ko) | 2004-07-16 | 2007-07-24 | 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | 가스 중의 불순물 정량 방법 및 장치 |
| JP2006250878A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Hideichiro Hirai | 光学測定方法及び光学測定装置 |
| JP2009534659A (ja) * | 2006-04-19 | 2009-09-24 | スペクトラセンサーズ， インコーポレイテッド | 炭化水素中の水蒸気の測定 |
| JP2010048654A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Yazaki Corp | 濃度測定装置 |
| JP2010145320A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | General Packer Co Ltd | ガス測定装置 |
| JP2011117868A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Shimadzu Corp | ガス中の水分測定装置 |
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