Brevet FR3134628A1 — publié le 20231020

Analyseur de gaz à laser Fournir un analyseur de gaz à laser, qui peut réduire une erreur de mesure provoqué par l’influence du bruit d’interférence optique. Il comprend une unité (10) d’émission de la lumière ayant un élément (12) laser configuré pour émettre de la lumière laser ;et une unité (11) de production de lumière modulée configurée pour fournir un courant de commande de l’élément laser, de manière à balayer et à moduler une longueur d’onde du courant de commande dans une bande de longueur d’onde, qui comprend une longueur d’onde d’absorption de la lumière d’un spectre de raie d’absorption d’un gaz à mesurer ; et une unité (20) de réception de la lumière ayant un élément (22) de réception de la lumière configuré pour recevoir de la lumière laser ; et unité (21) de traitement d’un signal de réception de la lumière configurée pour analyser le gaz à mesurer sur la base d’une amplitude d’une forme d’onde de détection synchrone obtenue par un signal ayant une fréquence qui est un multiple d’une fréquence modulée. Figure pour l’abrégé : Fig.1 Analyseur de gaz à laser La présente invention se rapporte à un analyseur de gaz à laser, qui analyse la présence ou l’absence et la concentration d’un gaz à mesurer, qui est présent dans un espace. Description de la technique apparentée Chaque molécule gazeuse de gaz a un spectre de raie d’absorption représentant une longueur d’onde inhérente d’absorption de la lumière et une intensité inhérente d’absorption. La lumière laser est de la lumière ayant une largeur étroite d’une raie spectrale à une longueur d’onde précise. Un analyseur de gaz à laser utilise un élément laser pour émettre de la lumière laser d’une longueur d’onde d’absorption de la lumière à laquelle la lumière laser est absorbée par un gaz à mesurer, qui est constitué de molécules gazeuses de gaz, faisant que le gaz à mesurer absorbe la lumière laser et détecte la présence ou l’absence du gaz à mesurer sur la base de la quantité d’absorption de la lumière laser à la longueur d’absorption de la lumière. En plus de ce qui précède, comme la quantité d’absorption de la lumière laser a la longueur d’absorption de la lumière est proportionnelle à la concentration du gaz à mesurer, l’analyseur de gaz à laser peut détecter la concentration du gaz à mesurer. Le brevet japonais publié No.2017-106742 (littérature de brevet 1) décrit, par exemple une technique classique pour un analyseur de gaz à laser, qui effectue une analyse de gaz de ce genre. L’analyseur de gaz à laser, décrit dans la littérature de brevet 1, effectue une détection par une spectroscopie de modulation en longueur d’onde. De la lumière laser, qui a une longueur d’onde balayée par un courant de commande et qui est modulée à une fréquence précise est émise par un élément laser variable en longueur d’onde, la lumière laser est détectée par un élément de réception de la lumière, un amplificateur synchrone détecte de manière synchrone un signal ayant une fréquence, qui est un multiple de la fréquence modulée, et la concentration du gaz est calculée à partir de l’amplitude de la forme d’onde de détection synchrone. L’analyseur de gaz à laser reçoit de la lumière, alors que des lumières laser ayant des longueurs de chemins optiques différentes sont superposées l’une à l’autre, telle que de la lumière de retour provoquée par une réflexion à la surface d’extrémité d’un élément optique ou d’une lentille, qui est disposé sur un chemin de la lumière laser, par exemple, et ainsi, il peut y avoir des cas où du bruit d’interférence optique se superpose au signal de réception de la lumière. Le bruit d’interférence optique apparaît dans un état où il est superposé à la forme d’onde de détection synchrone d’un gaz à mesurer, en provoquant ainsi des erreurs dans la mesure de la concentration du gaz. Comme contremesure, il est habituel de disposer la lentille ou la fenêtre de l’élément optique formant le dispositif suivant un angle ou d’utiliser un revêtement réduisant la réflexion, par exemple, pour réduire la lumière de retour provoquée par la réflexion à une surface d’extrémité. Mais, lorsque l’amplitude d’absorption de la forme d’onde de détection synchrone est petite, telle que lorsque l’intensité d’absorption du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer est petite ou lorsqu’on mesure une petite concentration de gaz, se pose le problème que l’influence relative du bruit d’interférence optique augmente, en provoquant ainsi de grandes erreurs dans la mesure de la concentration du gaz. En outre, en raison de la non linéarité entre une longueur d’onde d’un laser et un courant électrique et de la non linéarité entre une quantité de lumière et un courant électrique, une onde sinus constante n’est pas obtenue et il se produit un changement, telle qu’une augmentation ou une diminution d’amplitude ou une inversion de phase. C’est pourquoi il est difficile d’éliminer le bruit d’interférence optique en appliquant simplement un filtre de fréquence ou une onde sinus. Un but de la présente invention, qui a été faite pour résoudre le problème mentionné ci-dessus, est de procurer un analyseur de gaz à laser, qui peut réduire les erreurs de mesure provoquées par l’influence du bruit d’interférence optique. La présente invention vise un analyseur de gaz à laser, qui effectue une analyse de gaz à mesurer, qui est présent dans un espace à mesurer, l’analyseur étant caractérisé en ce qu’il comprend : une unité d’émission de lumière ayant un élément laser configuré pour émettre une lumière laser dans une bande de longueur d’onde, qui comprend une longueur d’onde d’absorption de la lumière d’un spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer, et une unité de production de lumière modulée configurée pour fournir un courant de commande à l’élément laser, de manière à ce qu’une longueur d’onde du courant de commande soit balayée et modulée dans la bande de longueur, qui comprend la longueur d’onde d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer, et une unité de réception de lumière ayant un élément de réception de lumière configuré pour recevoir la lumière laser, qui passe dans l’espace à mesurer, et une unité de traitement d’un signal de réception de lumière configurée pour analyser le gaz à mesurer sur la base d’une amplitude d’une forme d’onde de détection synchrone obtenue en détectant, de manière synchrone, un signal de détection sorti de l’élément de réception de lumière avec une fréquence modulée ou une fréquence qui est un multiple de la fréquence modulée, dans lequel un profil d’une forme d’onde d’interférence optique d’un bruit d’interférence optique est obtenu et le bruit d’interférence optique est séparé sur la base de la forme d’onde de détection synchrone et du profil de la forme d’onde d’interférence optique pour analyser le gaz à mesurer. Une facette de la présente invention est caractérisée en ce que , après que l’interférence est mesurée à une amplitude de modulation plus petite qu’une amplitude de modulation à l’instant d’une mesure d’une concentration du gaz à mesurer pour obtenir une forme d’onde de détection synchrone de l’interférence optique, une longueur d’interférence et une information de phase sont obtenues, à partir de la forme d’onde de détection synchrone de l’interférence optique, et le profil de la forme d’onde d’interférence optique est obtenu sur la base de la longueur de l’interférence et de l’information de phase Il est possible, suivant la présente invention, de réduire des erreurs de mesure provoquées par l’influence du bruit d’interférence optique. Il est ainsi possible d’avoir un analyseur de gaz à laser, qui mesure la concentration d’un gaz à mesurer, d’une manière très précise et très stable. Description succincte des dessins La est un schéma de la configuration d’ensemble d’un analyseur de gaz à laser suivant la présente invention ; La est un schéma de la forme d’onde d’un signal de détection synchrone, sur lequel un bruit d’interférence optique est superposé ; La est un organigramme, qui utilise l’analyseur de gaz à laser suivant la présente invention ; La est un schéma de formes d’onde de courants de commande de balayage laser à l’instant de mesure d’une interférence optique et à l’instant de mesure d’une concentration de gaz par l’analyseur de gaz à laser suivant la présente invention ; La est un schéma de formes d’onde obtenues ou traitées suivant l’organigramme représenté à la ; La est un graphique représentant la relation entre une concentration de NH 3 et une erreur de calcul de la concentration dans un présent exemple et dans un exemple classique ; La est une vue conceptuelle, représentant l’unité de traitement du signal de l’analyseur de gaz à laser suivant la présente invention ; et La représente un exemple de schémas des formes d’onde utilisé dans l’analyse / filtrage de formes d’onde effectué par l’analyseur de gaz à laser suivant la présente invention. Description détaillée du mode de réalisation préféré On décrira ci-après un analyseur de gaz à laser suivant un mode de réalisation de la présente invention, d’une manière détaillée en se reportant aux dessins annexés. La présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation qui vont suivre et peut être effectuée en les modifiant de manière appropriée, sans s’écarter du principe essentiel de la présente invention. Schéma de configuration globale d’un analyseur de gaz à laser La est un schéma de la configuration d’ensemble d’un analyseur de gaz à laser suivant un mode de réalisation de la présente invention. Comme représenté à la , un analyseur 1 de gaz à laser comprend une unité 10 d’émission de la lumière et une unité 20 de réception de la lumière. L’analyseur 1 de gaz à laser analyse un gaz à mesurer qui est présent dans un espace à mesurer. Dans l’analyseur 1 de gaz à laser, le gaz à mesurer, qui passe dans un espace à l’intérieur de parois 50a, 50b (un espace à mesurer) est exposé à une lumière 30 laser émise de l’unité 10 d’émission de la lumière, les parois 50a, 50b formant un conduit pour du gaz. La lumière 30 laser, qui passe dans le gaz à mesurer, est incidente sur l’unité 20 de réception de la lumière, de sorte qu’il est possible d’obtenir la concentration d’un gaz précis sur la base de la quantité de lumière détectée. En outre, lorsque la concentration du gaz est nulle ou égale ou inférieure à une valeur déterminée à l’avance, il est possible de détecter que le gaz n’est pas présent. Il est donc également possible de détecter la présence ou l’absence du gaz. L’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont fixées de manière amovible aux parois 50a, 50b formant le conduit pour du gaz. Les parois 50a, 50b sont les parois de conduits de fumée ou analogues, dans lesquels un gaz précis est présent et chacune des parois 50a, 50b a un trou. Des brides 51a, 51b sont fixées à ces trous par soudage ou analogue. Des brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique, prévues sur l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont fixées de manière amovible mécaniquement à ces brides 51a, 51b. L’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont disposées en des positions qui se font face avec interposition entre elles des parois 50a, 50b. Toutefois, les positions de l’unité 10 d’émission de la lumière et de l’unité 20 de réception de la lumière peuvent être réglées par les brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique. La bride 52a de réglage de l’axe optique peut régler l’angle d’émission de la lumière 30 laser. La bride 52b de réglage de l’axe optique peut régler l’angle d’incidence de la lumière 30 laser. En raison des brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique, une quantité maximum de la lumière 30 laser émise par l’unité 10 d’émission de la lumière est reçue par l’unité 20 de réception de la lumière. Unité 10 d’émission de la lumière. On décrira l’unité 10 d’émission de la lumière. Comme représentée à la , l’unité 10 d’émission de la lumière est configurée pour comprendre une unité 11 de production de lumière modulée, un élément 12 laser, une lentille 13 de collimation, une plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière, un boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière et la bride 52a de réglage de l’axe optique. Comme représentée à la , l’unité 11 de production de lumière modulée, l’élément 12 laser et la lentille 13 de collimation sont disposés dans le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière. Le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière isole les composants respectifs incorporés dans un boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière de l’air extérieur, en protégeant ainsi les composants respectifs du vent et de la pluie, de la poussière et de la saleté, de la pollution ou analogue. L’unité 11 de production de lumière modulée produit un courant de commande, qui est produit de manière à ce que la longueur d’onde du courant de commande soit balayée de manière répétitive et modulée dans une bande de longueur d’onde qui comprend la longueur d’onde d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer. L’unité 11 de production de lumière modulée fournit à l’élément 12 laser le courant de commande pour émettre de la lumière laser modulée. Par une configuration de ce genre, pour analyser la concentration de gaz, il est possible d’effectuer une exposition à de la lumière modulée en longueur d’onde correspondant à une caractéristique d’absorption de la lumière du gaz à mesurer. L’élément 12 laser émet de la lumière à une longueur d’onde centrale λ1 désignée ici par un spectre d’une raie d’absorption précise et à des longueurs d’onde autour de la longueur d’onde centrale, le gaz à mesurer absorbant la lumière. L’élément 12 laser commande, de manière variable, une longueur d’onde d’émission, en commandant un courant de commande et une température. L’élément 12 laser est réglé en température, de manière à ce qu’une longueur d’onde centrale d’émission prenne la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer. En outre, la lumière 30 laser émise par l’élément 12 laser est commandée de manière à ce que des longueurs d’onde autour de la longueur d’onde centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer soient balayées en termes de temps par le courant de commande fourni par l’unité 11 de production de lumière modulée. En outre, la lumière 30 laser est modulée en superposant une onde sinus appropriée, de manière à permettre une mesure avec une grande sensibilité par spectroscopie de modulation en longueur d’onde (WMS). La spectroscopie de modulation en longueur d’onde est désignée aussi par détection 2f. L’élément 12 laser à utiliser n’est pas limité d’une manière particulière. Toutefois, l’élément 12 laser peut être une diode laser DFB (diode laser à réaction reportée), une VCSEL (laser à émission en surface à cavité verticale) ou une diode laser DBR (diode laser à réfracteur Bragg réparti), par exemple. La lentille 13 de collimation est un matériau ayant un grand facteur de transmission à la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer et à des longueurs d’onde autour de la longueur d’onde λ1 centrale. La lumière 30 laser est transformée en de la lumière sensiblement parallèle par la lentille 13 de collimation et peut être transmise à l’unité de réception de la lumière, tandis qu’une perte provoquée par diffusion est supprimée. Le point d’émission de la lumière de l’élément 12 laser est disposé en une position à proximité du point focal de la lentille 13 de collimation. La lumière émise par l’élément 12 laser est incidente sur la lentille 13 de collimation tout en diffusant, en étant ainsi transformée en la lumière 30 laser, qui est une lumière sensiblement parallèle. Dans le présent mode de réalisation, on fait la description en présumant que la lentille 13 de collimation est utilisée en tant qu’unité de transformation en lumière parallèle. Mais il ne faut pas considérer que l’unité de transformation en lumière parallèle est limitée à une lentille de collimation. Il est, par exemple, possible également d’utiliser un miroir parabolique comme unité de transformation en lumière parallèle, au lieu de la lentille 13 de collimation. La lumière 30 laser, qui est de la lumière sensiblement parallèle, se transmet à travers la plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière et se propage dans un espace à l’intérieur des parois 50a, 50b, c’est-à-dire un espace dans lequel des gaz, y compris le gaz à mesurer, sont présents. Un trou est formé à une partie du boîtier 15 de l’unité de l’émission de la lumière et la plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière est prévue pour fermer ce trou. La plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière est disposée dans le chemin optique de la lumière 30 et empêche les gaz, y compris le gaz précis à mesurer, d’entrer dans l’unité 10 d’émission de la lumière, tout en permettant à la lumière 30 laser de se transmettre à travers la plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière. Par une configuration de ce genre, les composants respectifs disposés dans le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière sont empêchés d’entrer en contact directement avec le gaz et ainsi, il est possible de protéger les composants respectifs dans le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière. Unité de réception de la lumière. On décrira l’unité 20 de réception de la lumière. L’unité 20 de réception de la lumière est configurée pour comprendre une unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière, un élément 22 de réception de la lumière, une lentille 23 formant condenseur, une plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière et un boîtier 25 de l’unité de réception de la lumière. Le boîtier 25 de l’unité de réception de la lumière contient l’élément 22 de réception de la lumière, des composants optiques et un circuit électrique et électronique. Le boîtier 25 de l’unité de réception de la lumière isole ces composants de l’air extérieur, en protégeant ainsi ces composants du vent et de la pluie, de la poussière et de la saleté, de la pollution ou analogue. L’unité 20 de réception de la lumière reçoit la lumière 30 laser, qui passe à travers la plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière, et analyse de la lumière qui est absorbée par le gaz à mesurer en raison d’une caractéristique d’absorption de la lumière du gaz à mesurer. Un trou est formé à une partie du boîtier 25 de l’unité de réception de la lumière et la plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière est prévue pour fermer ce trou. La plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière est disposée dans le chemin optique de la lumière 30 laser, et empêche les gaz, y compris le gaz précis qui est à mesurer, de pénétrer dans l’unité 20 de réception de la lumière, tout en permettant à la lumière 30 laser de passer à travers la plaque 24 de fenêtre de l’unité de réception de la lumière. Par une configuration de ce genre, les composants respectifs disposés dans l’unité 20 de réception de la lumière sont empêchés de venir en contact directement avec le gaz, et ainsi, il est possible de protéger les composants respectifs dans l’unité 20 de réception de la lumière. La lumière 30 est condensée par la lentille 23 formant condenseur et est incidente sur l’élément 22 de réception de la lumière. Dans le présent mode de réalisation, on utilise la lentille 23 formant condensateur. Mais il est possible aussi d’adopter un miroir parabolique, une lentille doublet, une lentille de diffraction ou analogue, au lieu de la lentille 23 formant condenseur. L’élément 22 de réception de la lumière reçoit la lumière 30 laser, qui passe dans le gaz à mesurer. Comme élément 22 de réception de la lumière, il est possible de sélectionner un élément de réception de la lumière ayant une sensibilité à la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer et à des longueurs d’onde autour de la longueur d’onde λ1 centrale. Un signal de réception de la lumière sorti de l’élément 22 de réception de la lumière est transmis à l’unité 21 de traitement d’un signal de réception de la lumière sous la forme d’un signal électrique. La lentille 23 formant condenseur est en un matériau ayant un grand facteur de transmission à la longueur d’onde λ1 centrale du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer et aux longueurs d’onde autour de la longueur d’onde λ1 centrale. La lumière 30 laser se trouve ainsi condensée sur l’élément 22 de réception de la lumière par la lentille 23 formant condenseur, et il est ainsi possible d’obtenir une grande intensité du signal. L’unité 21 du traitement du signal de réception de la lumière effectue un traitement sur un signal électrique reçu par l’élément 22 de réception de la lumière pour calculer une concentration de gaz. Opération pour réalise le présent mode de réalisation L’analyseur 1 de gaz à laser calcule une concentration de gaz de la manière suivante. Un longueur d’onde est balayée linéairement dans une bande de longueur d’onde, qui comprend la longueur d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer, une détection synchrone est effectuée à une fréquence modulée ou à une fréquence (en général deuxième harmonique), qui est un multiple de la fréquence modulée et un calcul est effectué sur combien est plus grande de plusieurs fois l’amplitude de la forme d’onde de détection synchrone détectée que l’amplitude de la forme d’onde d’un gaz témoin. La est un schéma de la forme d’onde d’un signal de détection synchrone. Comme représenté à la , il peut y avoir un cas dans lequel un signal de détection synchrone fluctue. La raison en est la suivante. L’analyseur 1 de gaz à laser reçoit des lumières laser ayant des longueurs différentes du chemin optique, en raison d’une réflexion par la surface d’extrémité d’un élément optique, par exemple, et c’est pourquoi des ondes ayant des longueurs différentes du chemin optique sont superposées les unes aux autres en étant ainsi renforcées ou affaiblies, de sorte que du bruit d’interférence optique est superposé. Le bruit d’interférence optique est superposé sur tout le signal de détection synchrone représenté à la . A la , le temps est représenté sur l’axe horizontal et le niveau du signal de la forme d’onde de détection est représenté sur l’axe vertical. La forme d’onde de détection synchrone représenté à la a une forme que l’on peut rendre approximativement par une différenciation du deuxième ordre du spectre de raie d’absorption. Comme représenté à la , une forme d’onde analogue à une onde spécifique à l’interférence optique est superposée à un signal montrant l’absorption du gaz à mesurer. Il se produit donc une erreur à l’instant où l’on mesure une concentration de gaz. En particulier, lorsque l’amplitude d’absorption de la forme d’onde de détection synchrone est petite, telle que lorsque l’intensité d’absorption de la raie d’absorption du gaz à mesurer est petite, ou lorsque l’on mesure un gaz ayant une concentration petite, l’influence relative du bruit d’interférence augmente, ce qui entraîne de grandes erreurs. Au vu de ce qui précède, les inventeurs de la présente invention ont effectué beaucoup d’études. En résultat, les inventeurs de la présente invention sont arrivés à prévoir un analyseur de gaz à laser, qui peut réduire une erreur de mesure provoquée par l’influence du bruit d’interférence optique, en séparant le bruit d’interférence optique d’un signal de détection synchrone. Séparation d’un bruit d’interférence optique La est un organigramme qui utilise l’analyseur de gaz à laser suivant le présent mode de réalisation. La est un schéma de formes d’onde de courants de commande à l’instant de mesure d’une interférence optique et à l’instant de mesure d’une concentration de gaz par l’analyseur de gaz à laser suivant le présent mode de réalisation. La est un schéma de formes d’onde obtenues ou traitées suivant l’organigramme représenté à la . Dans un stade S01 de mesure de l’interférence optique représenté à la , une forme d’onde de la lumière reçue est obtenue en faisant un réglage, dans lequel une amplitude petite de modulation d’un courant de commande de balayage laser fourni à un élément 12 laser est réglée pour minimiser l’absorption du gaz à mesurer, ce qui fait que seule de l’interférence optique apparaît sur la forme d’onde du signal. Dans ce mode de réalisation, la phrase « petite amplitude de modulation » signifie une amplitude de modulation qui est plus petite que l’amplitude de modulation du courant de commande de balayage laser fourni à l’instant de mesure d’une concentration de gaz. Bien que la petite amplitude de modulation ne soit pas limitée, l’amplitude petite de modulation est réglée pour représenter de 1/10 ème à 1/50 ème d’une amplitude normale de modulation à l’instant de mesure d’une concentration de gaz. Un courant de commande de balayage laser, réglé pour avoir une petite amplitude de modulation, est représenté à la (a). En réglant l’amplitude de modulation du courant de commande de balaye laser pour qu’elle soit plus petite que l’amplitude normale de modulation à l’instant de mesure d’une concentration de gaz, de cette façon, il est possible de réduire une absorption du gaz à mesurer à un niveau qui peut être négligé, et on peut faire un réglage de manière à ce que seulement de l’interférence optique apparaisse dans la forme d’onde de détection synchrone obtenue en réglant l’amplitude petite de modulation. Par une configuration de ce genre, dans le stade S01 de mesure de l’interférence optique, il est, par exemple, possible d’obtenir une forme d’onde de détection synchrone de l’interférence optique représentée à la (a). Dans le cas où la ligne de base de la forme d’onde de la détection synchrone de l’interférence optique est inclinée, comme représenté à la (a), il est préférable de corriger l’inclinaison de la ligne de base en effectuant un ajustement polynomial. Plus précisément, on extrait un point où la forme d’onde de détection synchrone est en intersection avec zéro, et on obtient le temps moyen entre les points respectifs sous la forme d’un cycle d’interférence optique. Puis on calcule Δλ (pas répétitif (nm) d’interférence) à partir du cycle (∆T) obtenu en termes d’une longueur d’onde, en prenant en considération le profil du courant de commande de balayage laser représenté à la figure 4(a) et des caractéristiques (courant I électrique de longueur d’onde λ ) de l’élément 12 laser et on corrige l’inclinaison de la ligne de base, comme représenté à la (b). Ensuite, en prenant la longueur d’onde d’absorption (longueur d’onde centrale) du gaz à mesurer comme λ1, on calcule la longueur L d’interférence (différence de chemin optique) entre des lumières en interférence de l’interférence optique par la (formule 1) suivante. L = λ1 2 /Δλ (formule 1) En outre on obtient la phase Θ de la forme d’onde de l’interférence optique, à partir de la quantité de déplacement d’un temps d’horloge de référence (temps d’horloge auquel l’émission laser a commencé, par exemple). Ensuite, dans un stade S02 d’obtention d’un profil d’interférence optique, représenté à la , on obtient le profil d’interférence optique, qui a la forme d’onde de la lumière reçue, comme représenté à la (c), sur la base de la longueur L d’interférence obtenue et d’une information de phase, en prenant en considération le profil du courant de commande de balayage laser à l’instant de mesure d’une concentration de gaz (voir (b) et (c)), des caractéristiques du laser et des caractéristiques de l’élément de réception de la lumière. Cela veut dire que, dans le stade S01 de mesure de l’interférence optique, représenté à la , on obtient la forme d’onde de détection synchrone de l’interférence optique, en réglant l’amplitude petite de modulation d’un courant de commande de balayage laser fourni à l’élément 12 laser, et c’est pourquoi il est nécessaire de déduire un profil d’une interférence optique, qui repose sur une amplitude en cours de modulation à l’instant de mesure d’une concentration de gaz. Comme représenté à la (b) et la (c), on peut, par exemple, mesurer une concentration de gaz plusieurs fois (n fois, n étant deux ou plus), après avoir mesuré une interférence optique. La cadence à laquelle on mesure une interférence optique et le nombre de mesures peuvent être réglées, par exemple de manière appropriée. C’est ainsi, par exemple, que suivant les conditions de l’environnement de mesure, on mesure périodiquement une interférence optique à une fréquence, qui peut être fixée d’une manière appropriée. On mesure, par exemple, une interférence optique une fois en une minute, lorsque l’interférence présente un changement significatif dans le temps, ou on mesure une interférence optique une fois par jour, lorsque le changement est petit. Par une configuration de ce genre, il est possible de mesurer une interférence optique d’une manière stable. Ensuite, dans un stade S03 de séparation du bruit d’interférence optique, représenté à la , on sépare une forme d’onde d’absorption de gaz cible, en effectuant un ajustement, en utilisant le profil d’une interférence optique, qui est obtenu au stade S02. La (d-1) représente la forme d’onde d’une interférence optique et la (d-2) représente une forme d’onde mesurée à l’instant de mesure d’une concentration de gaz. La (d-1) représente une forme d’onde de détection synchrone obtenue à l’instant où l’on effectue une mesure de l’interférence optique, représentée à la (a), et la (d-2) représente une forme d’onde de détection synchrone obtenue à l’instant où l’on effectue une mesure de la concentration du gaz, représentée à la (b) ou à la (c). La forme d’onde mesurée, représentée à la (d-2) est obtenue en superposant la forme d’onde d’un gaz témoin, qui n’a pas d’interférence optique, (dont l’interférence optique a été retirée) à une forme d’onde, qui est un multiple constant de la forme d’onde de l’interférence optique. En utilisant le profil d’une interférence optique, qui est obtenu dans le stade S02, représenté à la , on sépare ainsi un bruit d’interférence optique de la forme d’onde mesurée à l’instant de mesure d’une concentration de gaz représentée à la (d-2), en effectuant un traitement d’ajustement (calcul matriciel) pour obtenir la forme d’onde d’absorption de gaz cible, représenté à la (d-3). Par une opération de ce genre, il est possible d’obtenir une forme d’onde d’absorption de gaz cible, à laquelle le bruit d’interférence optique n’est pas superposé. Ensuite, dans un stade S04 arithmétique de concentration, représenté à la , on obtient un rapport entre la forme d’onde d’absorption de gaz cible, dont le bruit d’interférence optique est séparé et la forme d’onde d’un gaz témoin, pour calculer une concentration de gaz. Comme représenté à la (e), la racine carrée de la somme (l’amplitude d’un vecteur obtenu) des amplitudes (Ax, Ay) des formes d’onde X, Y de détection synchrone a une information de concentration. Il est, en conséquence, possible de calculer la concentration du gaz à mesurer, à partir d’un rapport entre une valeur obtenue à partir de la forme d’onde d’absorption de gaz cible, qui est séparée à l’instant où l’on mesure une concentration de gaz et une valeur obtenue à partir de la forme d’onde d’absorption à l’instant où l’on mesure le gaz témoin. La représente le résultat de simulation, représentant la relation entre une concentration de NH 3 et une erreur de calcul dans une concentration, en faisant l’hypothèse que la concentration de l’ammoniac est de 15 ppm (la longueur du chemin optique est de 1 m) et que la longueur d’interférence du bruit d’interférence optique est de 100 mm, sur la base d’une section efficace d’absorption dans une base de données pour une raie d’absorption. Dans un exemple classique, du bruit d’interférence optique n’est pas séparé et on calcule une concentration sur la base d’une forme d’onde de détection synchrone obtenue à l’instant où l’on mesure une concentration de gaz. Comme représenté à la , dans l’exemple classique, les erreurs augmentent à proximité d’une concentration de zéro où l’amplitude d’absorption est petite, de sorte que la proportion relative d’interférence optique augmente. En revanche, dans le présent exemple, on sépare du bruit d’interférence optique en effectuant les stades respectifs représentés à la . Par des opérations de ce genre, on réduit, dans le présent exemple, une erreur de calcul de la concentration d’une manière sensiblement constante. En particulier, même à proximité d’une concentration de zéro, où des erreurs augmentent dans l’exemple classique, l’erreur de calcul de la concentration peut être fixé à un niveau suffisamment bas. Pour obtenir d’une manière efficace la séparation d’une interférence optique dans le présent mode de réalisation, il est souhaitable que l’unité 11 de production de lumière modulée, représentée à la , soit un convertisseur DAC numérique – analogique à petite distorsion. L’analyseur de gaz à laser, décrit dans la littérature de brevet 1, a la propriété que, en utilisant le fait qu’une distorsion est produite dans de la lumière laser modulée en raison de l’absorption du gaz à mesurer, on détecte une concentration en mesurant une composante harmonique (deuxième harmonique en général) d’une fréquence modulée. C’est pourquoi l’analyseur de gaz à laser, décrit dans la littérature de brevet 1, utilise souvent un oscillateur analogique à faible distorsion, qui oscille à une fréquence précise. En revanche, ces dernières années, dans le domaine à l’audio à haute résolution, par exemple une précision d’un dispositif DAC a été accrue et une distorsion du dispositif DAC a été réduite et il y a un dispositif DAC, qui donne un petit facteur de distorsion, bien en-dessous de la distorsion totale des harmoniques (environ - 80 à - 90 dB) de l’oscillateur analogique à faible distorsion classique (par exemple numéro de modèle AK4499EQ (fabriqué par Asahi Kasei Corp) ; facteur de distorsion d’harmonique total – 125 dB). L’utilisation d’un DAC très précis de ce genre, ayant un petit facteur de distorsion rend possible une mise en œuvre sans une augmentation d’échelle d’un circuit, parce que le laser peut être commandé par une forme d’onde souhaitée, tout en ayant une performance de modulation à faible distorsion, qui est requise pour mesurer une concentration de gaz. Dans le présent mode de réalisation, une erreur de mesure provoquée par l’influence du bruit d’interférence optique est réduite et c’est pourquoi il est possible de calculer une concentration de gaz avec précision. En outre, dans le présent mode de réalisation, en plus du cas où du bruit d’interférence optique est superposé à une forme d’onde de détection synchrone, même dans le cas où du bruit d’interférence du gaz, différent du gaz à mesurer, est superposé à la forme de détection synchrone, on peut, par exemple, analyser des composantes respectives du bruit et les séparer par une unité de traitement, qui effectue une analyse / un filtrage de forme d’onde représenté à la . La représente un exemple d’une unité de traitement du signal. Après avoir effectué une détection synchrone, on effectue une analyse / filtrage de forme d’onde et ensuite on calcule une concentration. L’unité de traitement qui effectue l’analyse et/ou le filtrage de la forme d’onde, peut être incorporée à une unité de traitement qui effectue une opération arithmétique pour une concentration ou peut être une unité de traitement à circuit indépendant, qui est un élément distinct. L’unité de traitement qui effectue l’analyse / le filtrage d’une forme d’onde analyse une forme d’onde de détection synchrone et effectue un traitement d’ajustement pour séparer la forme d’onde mesurée à l’instant où l’on mesure une concentration de gaz dans une forme d’onde d’absorption de gaz cible et divers bruits, tels que du bruit d’interférence optique. Il peut y avoir le cas d’une base décalée, représentée à la (b), où du bruit d’interférence optique, représenté à la (c), du bruit d’interférence de gaz, représenté à la (d) ou analogue est superposé à une forme d’onde de détection synchrone à l’instant où l’on mesure une concentration de gaz, représentée à la (a). Il est difficile, dans ce cas, d’identifier et de séparer du bruit, à moins de changer d’une manière appropriée des conditions de mesure, en fonction de la nature des bruits d’interférence respectifs. C’est pourquoi, on change d’une manière appropriée les conditions de mesure pour analyser de manière appropriée une forme d’onde de bruit par l’unité de traitement, qui effectue l’analyse / le filtrage de la forme d’onde dans le circuit de traitement du signal représenté à la . Des bruits respectifs, tels que du bruit d’interférence optique et du bruit d’interférence de gaz peuvent ainsi être séparés de manière appropriée, et il est ainsi possible d’obtenir une forme d’onde d’absorption de gaz cible, à laquelle divers bruits ne sont pas superposés ( (e)). En outre, des données sont partagées ou une coopération est faite entre l’unité d’émission de la lumière et l’unité de réception de la lumière par une ligne 40 de communication, représentée à la , pour effectuer un ajustement dans lequel la longueur d’onde modulée d’un bruit d’interférence de gaz est retirée d’un courant de commande de balayage laser à l’instant où l’on mesure une concentration de gaz, représenté à la (b) ou à la (c) par exemple. Par une configuration de ce genre, il est possible d’effectuer une commande telle que soit empêché qu’un autre bruit d’interférence de gaz soit superposé à l’instant où l’on mesure une concentration la fois suivante, et c’est pourquoi on peut réduire une erreur de mesure avec une grande précision. L’analyseur de gaz à laser, suivant la présente invention, est optimum pour mesurer des gaz d’échappement de combustion ou pour commander une combustion pour une chaudière ou une incinération d’ordures, par exemple. En outre, l’analyseur de gaz à laser, suivant la présente invention, est utilisé de préférence comme analyseur des gaz utilisés pour le fer et l’acier (haut fourneaux, fours convertisseurs, fours de traitement par la chaleur, frittage, dispositif de pastillage, fours à coke (pour stocker et faire mûrir des fruits et des végétaux), en biochimie (microorganismes) par fermentation, pour la pollution de l’air (incinérateur, gaz de fumée, désulfuration / dénitrification (pour des gaz d’échappement de moteurs à combustion interne d’automobiles), de bateaux ou analogues (élimination d’un appareil de test), pour prévenir des désastres (détection de gaz explosif, détection de gaz toxique, analyse de gaz de combustion de nouveaux matériaux de construction), pour des plantes en croissance, pour une analyse chimique (usines de raffinage du pétrole, usines de chimie du pétrole, usines de production de gaz), pour la concentration dans l’environnement (niveau de base), la concentration dans des tunnels, dans des emplacements de parking, la gestion de bâtiment et pour diverses expériences en physique et en chimie, par exemple. Enumération des repères 1 analyseur de gaz à laser 2 analyseur de gaz à laser 10 unité d’émission de la lumière 11 unité de production d’une lumière modulée 12 élément laser 13 lentille de collimation 14 plaque de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière 15 boîtier de l’unité d’émission de la lumière 20 unité de réception de lumière 21 unité de traitement d’un signal de réception de la lumière 22 élément de réception de la lumière 23 lentille formant condenseur 24 plaque de fenêtre de l’unité de réception de la lumière 25 boîtier de l’unité de réception de la lumière 30 lumière laser 40 ligne de communication 50a, 50b paroi 51a, 51b bride 52a, 52b bride de réglage de l’axe optique Analyseur (1) de gaz à laser, qui effectue une analyse d’un gaz à mesurer, qui est présent dans un espace à mesurer, l’analyseur (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend : une unité (10) d’émission de lumière ayant un élément (12) laser configuré pour émettre une lumière laser dans une bande de longueur d’onde, qui comprend une longueur d’onde d’absorption de la lumière d’un spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer, et une unité (11) de production de lumière modulée configurée pour fournir un courant de commande à l’élément (12) laser, de manière à ce qu’une longueur d’onde du courant de commande soit balayée et modulée dans la bande de longueur, qui comprend la longueur d’onde d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer, et une unité (20) de réception de lumière ayant un élément (22) de réception de lumière configuré pour recevoir la lumière (30) laser, qui passe dans l’espace à mesurer, et une unité (21) de traitement d’un signal de réception de lumière configurée pour analyser le gaz à mesurer sur la base d’une détection d’une forme d’onde de détection synchrone obtenue en détectant, de manière synchrone, un signal de détection sorti de l’élément (22) de réception de lumière avec une fréquence modulée ou une fréquence qui est un multiple de la fréquence modulée, dans lequel un profil d’une forme d’onde d’interférence optique d’un bruit d’interférence optique est obtenu et le bruit d’interférence optique est séparé sur la base de la forme d’onde de détection synchrone et du profil de la forme d’onde d’interférence optique pour analyser le gaz à mesurer. Analyseur (1) de gaz à laser suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, après que l’interférence est mesurée à une amplitude de modulation plus petite qu’une amplitude de modulation à l’instant d’une mesure d’une concentration du gaz à mesurer pour obtenir une forme d’onde de détection synchrone de l’interférence optique, une longueur d’interférence et une information de phase sont obtenues, à partir de la forme d’onde de détection synchrone de l’interférence optique, et le profil de la forme d’onde d’interférence optique est obtenu sur la base de la longueur de l’interférence et de l’information de phase.