(57)【要約】【課題】時々刻々と変化する外乱要因の影響を排除して炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能な装置および方法を提供する。【解決手段】ＴＨＣ測定装置１００に、赤外ランプ１０と、分光器２０と、フォトダイオード３０と、測定対象ガス１を収容可能かつ光を透過するガス容器４０と、リファレンススペクトルに基づいて算出される第二補正リファレンススペクトル、測定対象ガス１の吸収スペクトルに基づいて算出される第三補正吸収スペクトルおよびランベルト・ベールの法則による計算式に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケン、（ｂ）芳香族炭化水素、（ｃ）アルキン、の各グループが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、各グループの光の吸収量に基づいて各グループの炭化水素の濃度を算出するデータ処理装置１９０と、を具備した。【選択図】図１
2010210594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルから当該リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより算出される第一補正リファレンススペクトルに定数を加えた第二補正リファレンススペクトルを予め記憶し、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出し、前記吸収スペクトルから当該吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより第一補正吸収スペクトルを算出し、前記第一補正リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度を前記第一補正吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度で割った値を前記第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより第二補正吸収スペクトルを算出し、前記第二補正吸収スペクトルに前記定数を加えることにより第三補正吸収スペクトルを算出し、前記第二補正リファレンススペクトル、前記第三補正吸収スペクトルおよび以下の数１に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置。
【数１】
2010210594.tif 000012
【請求項２】
前記定数はゼロまたは正の値である請求項１に記載の炭化水素濃度測定装置。
【請求項３】
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルのうち非吸収波長以下の波長帯からなる短波長側リファレンススペクトルおよび非吸収波長以上の波長帯からなる長波長側リファレンススペクトルに二分割し、前記短波長側リファレンススペクトルから前記短波長側リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより算出される短波長側第一補正リファレンススペクトルおよび前記長波長側リファレンススペクトルから前記長波長側リファレンススペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより算出される長波長側第一補正リファレンススペクトルを予め記憶し、前記リファレンススペクトルから前記リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くとともに定数を加えることにより算出される第二補正リファレンススペクトルを予め記憶し、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出し、前記吸収スペクトルを前記非吸収波長以下の波長帯からなる短波長側吸収スペクトルおよび前記非吸収波長以上の波長帯からなる長波長側吸収スペクトルに二分割し、前記短波長側吸収スペクトルから前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより短波長側第一補正吸収スペクトルを算出し、前記長波長側吸収スペクトルから前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより長波長側第一補正吸収スペクトルを算出し、前記短波長側第一補正リファレンススペクトルの最長波長点の光強度を前記短波長側第一補正吸収スペクトルの最長波長点の光強度で割った値を前記短波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより短波長側第二補正吸収スペクトルを算出し、前記長波長側第一補正リファレンススペクトルの最短波長点の光強度を前記長波長側第一補正吸収スペクトルの最短波長点の光強度で割った値を前記長波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより長波長側第二補正吸収スペクトルを算出し、前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも小さい場合には前記短波長側第二補正吸収スペクトルに定数を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第二補正吸収スペクトルに前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値および前記定数を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出し、前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも大きい場合には前記短波長側第二補正吸収スペクトルに前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値および前記定数を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第二補正吸収スペクトルに前記定数を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出し、前記短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を前記長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより第三補正吸収スペクトルを生成し、前記第二補正リファレンススペクトル、前記第三補正吸収スペクトルおよび以下の数１に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置。
【数１】
2010210594.tif 000013
【請求項４】
前記定数はゼロまたは正の値である請求項３に記載の炭化水素濃度測定装置。
【請求項５】
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルおよび前記リファレンススペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を予め記憶し、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出し、前記吸収スペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を算出し、前記リファレンススペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を前記吸収スペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値で割った値を前記吸収スペクトルに乗ずることにより補正吸収スペクトルを算出し、前記リファレンススペクトルと前記補正吸収スペクトルとの差分に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置。
【請求項６】
前記濃度算出装置は、
前記リファレンススペクトル、前記補正吸収スペクトルおよび以下の数２に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する請求項５に記載の炭化水素濃度測定装置。
【数２】
2010210594.tif 000014
【請求項７】
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルから当該リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより算出される第一補正リファレンススペクトルに定数を加えた第二補正リファレンススペクトルを予め記憶するとともに、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置を用いて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定方法であって、
前記受光器が、前記光源により発生して前記ガス容器に収容された前記測定対象ガスを透過した光の強度を検出する検出工程と、
前記濃度算出装置が、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記吸収スペクトルから当該吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより第一補正吸収スペクトルを算出する第一補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記第一補正リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度を前記第一補正吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度で割った値を前記第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより第二補正吸収スペクトルを算出する第二補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記第二補正吸収スペクトルに前記定数を加えることにより第三補正吸収スペクトルを算出する第三補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記第二補正リファレンススペクトル、前記第三補正吸収スペクトルおよび以下の数１に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する光吸収量算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記アルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出工程と、
を具備する炭化水素濃度測定方法。
【数１】
2010210594.tif 000015
【請求項８】
前記定数はゼロまたは正の値である請求項７に記載の炭化水素濃度測定方法。
【請求項９】
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルのうち非吸収波長以下の波長帯からなる短波長側リファレンススペクトルおよび非吸収波長以上の波長帯からなる長波長側リファレンススペクトルに二分割し、前記短波長側リファレンススペクトルから前記短波長側リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより算出される短波長側第一補正リファレンススペクトルおよび前記長波長側リファレンススペクトルから前記長波長側リファレンススペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより算出される長波長側第一補正リファレンススペクトルを予め記憶し、前記リファレンススペクトルから前記リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くとともに定数を加えることにより算出される第二補正リファレンススペクトルを予め記憶するとともに、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置を用いて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定方法であって、
前記受光器が、前記光源により発生して前記ガス容器に収容された前記測定対象ガスを透過した光の強度を検出する検出工程と、
前記濃度算出装置が、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記吸収スペクトルを前記非吸収波長以下の波長帯からなる短波長側吸収スペクトルおよび前記非吸収波長以上の波長帯からなる長波長側吸収スペクトルに二分割し、前記短波長側吸収スペクトルから前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより短波長側第一補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側吸収スペクトルから前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより長波長側第一補正吸収スペクトルを算出する第一補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記短波長側第一補正リファレンススペクトルの最長波長点の光強度を前記短波長側第一補正吸収スペクトルの最長波長点の光強度で割った値を前記短波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより短波長側第二補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第一補正リファレンススペクトルの最短波長点の光強度を前記長波長側第一補正吸収スペクトルの最短波長点の光強度で割った値を前記長波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより長波長側第二補正吸収スペクトルを算出する第二補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも小さい場合には前記短波長側第二補正吸収スペクトルに定数を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第二補正吸収スペクトルに前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値および前記定数を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出して前記短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を前記長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより第三補正吸収スペクトルを生成し、前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも大きい場合には前記短波長側第二補正吸収スペクトルに前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値および前記定数を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第二補正吸収スペクトルに前記定数を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出して前記短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を前記長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより第三補正吸収スペクトルを生成する第三補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記第二補正リファレンススペクトル、前記第三補正吸収スペクトルおよび以下の数１に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する光吸収量算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記アルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出工程と、
を具備する炭化水素濃度測定方法。
【数１】
2010210594.tif 000016
【請求項１０】
前記定数はゼロまたは正の値である請求項９に記載の炭化水素濃度測定方法。
【請求項１１】
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルおよび前記リファレンススペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を予め記憶するとともに、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置を用いて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定方法であって、
前記受光器が、前記光源により発生して前記ガス容器に収容された前記測定対象ガスを透過した光の強度を検出する検出工程と、
前記濃度算出装置が、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記吸収スペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を算出する平均値算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記リファレンススペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を前記吸収スペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値で割った値を前記吸収スペクトルに乗ずることにより補正吸収スペクトルを算出する補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記リファレンススペクトルと前記補正吸収スペクトルとの差分に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する光吸収量算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記アルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出工程と、
を具備する炭化水素濃度測定方法。
【請求項１２】
前記光吸収量算出工程において、前記濃度算出装置は、前記リファレンススペクトル、前記補正吸収スペクトルおよび以下の数２に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する請求項１１に記載の炭化水素濃度測定方法。
【数２】
2010210594.tif 000017
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、がそれぞれ異なる波長帯の光を吸収する性質を利用し、各グループに対応する波長帯の光の吸収量に基づいて測定対象ガスに含まれる各グループに属する炭化水素濃度の和を測定する炭化水素濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の排気ガスに含まれる炭化水素の濃度を測定する技術を測定原理で分類すると、代表的なものとしては水素炎イオン化法（Ｆｌａｍｅ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ；ＦＩＤ）を用いるもの、非分散形赤外線分析法（Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いるものが知られている。非分散形赤外線分析法を用いる技術としては特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００３】
しかし、水素炎イオン化法を用いる技術は、実質的には測定の対象となるガスに含まれる炭素原子の個数をカウントするものであり、その測定精度自体は高いが測定の対象となるガスに含まれる炭化水素の化学種毎の組成を測定することはできないこと、リアルタイムでの計測に不向きであること、という問題を有する。
【０００４】
また、非分散形赤外線分析法を用いる技術は、原理的には応答遅れの無いリアルタイムな炭化水素の非接触濃度計測が可能であるが、炭化水素はその種類毎に固有の吸収波長帯（吸収量が多い波長帯）を持っているので、測定対象となるガス中に含まれる炭化水素の種類毎に対応する波長帯の光を発生する光源および受光素子を用意する必要が生じる。
特に、自動車等の排気ガスに含まれる炭化水素の種類は場合によっては２００種類を超えるため、全ての種類の炭化水素に対応する光源および受光素子を用意した場合には装置が非常に大型化し、かつ装置の製造コストが膨大なものとなるという問題を有する。
【０００５】
上記問題を解消する技術として、出願人らは、「単数または複数の化学種からなる炭化水素を含むガス（測定対象ガス）に前記単数または複数の化学種に共通の吸収領域を含む波長帯の光を照射する照射部と、前記照射部により前記ガスに照射された光を検出する検出部と、前記検出部により検出された光に基づいて前記共通の吸収領域の吸光度を算出し、当該吸光度に基づいて前記共通の吸収領域の波長帯の光を吸収する化学種の濃度の和を算出する解析部と、を具備する炭化水素濃度測定装置」を提案している（特願２００７−２８９７６６号参照）。
この技術は、例えば炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、がそれぞれ異なる波長帯の光を吸収する性質を利用し、各グループに対応する波長帯の光の吸収量を検出することにより各グループに属する炭化水素の濃度（の和）を検出可能とし、装置に必要な光源および受光素子の数を減らし、装置の小型化を可能とする。
【０００６】
上記出願人らが提案する炭化水素濃度測定装置は、例えば測定対象ガスを収容する金属製の筒状のガス容器に石英あるいはサファイアガラスからなる一対の窓を設け、照射部からの光を当該一対の窓の一方からガス容器の内部に導き、ガス容器内の測定対象ガスを透過した光を他方の窓から容器の外部に導き、当該外部に導かれた光を検出部が検出することにより上記（ａ）〜（ｃ）の各グループに属する炭化水素の濃度を算出する。
【０００７】
上記出願人らが提案する炭化水素濃度測定装置は、上記（ａ）〜（ｃ）の各グループに属する炭化水素の濃度を算出する際に、以下の数３に示すランベルト・ベールの法則（Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ  ｌａｗ）に基づく計算式に従って、上記（ａ）〜（ｃ）の各グループに属する炭化水素に吸収される波長帯の吸光度を算出する。
【０００８】
【数３】
2010210594.tif 000003
【０００９】
数３において、Ａｎは吸光度（光の吸収量）を指し、Ｉｎは測定対象ガスに光を照射したときの対象となる吸収波長帯を透過してくる光の強度を指し、（Ｉｎ）０は基準ガスに光を照射したときの対象となる吸収波長帯を透過してくる光の強度を指す。
（Ｉｎ）０の値は通常、測定開始前あるいは一定期間毎の校正作業により設定される。
【００１０】
しかし、上記出願人らが提案する炭化水素濃度測定装置は、（１）上記出願人らが提案する炭化水素濃度測定装置の照射部（光源）あるいは検出部が劣化する、（２）炭化水素濃度測定装置の光学系（レンズ等）あるいはガス容器に設けられた窓が汚れる、（３）ガス容器が測定対象ガスからの熱伝導により温度上昇してガス容器を構成する材料（金属等）から赤外光が放射される、といった外乱要因により検出部が検出する光の強度が変化し、上記（ａ）〜（ｃ）の各グループに属する炭化水素に吸収される波長帯の吸光度の算出結果の信頼性、ひいては上記出願人らが提案する炭化水素濃度測定装置の測定精度が低下するという問題を有する。
特に、測定対象ガスが自動車の排気ガスである場合には、上記（２）および（３）の外乱要因の程度（測定精度に与える影響の大きさ）が測定中に時々刻々と変動し得るため、測定開始前の校正だけでは十分な測定精度を確保することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平４−２２５１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上の如き状況に鑑み、時々刻々と変化する外乱要因の影響を排除することにより炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能な炭化水素濃度測定装置および炭化水素濃度測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１４】
即ち、請求項１においては、
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルから当該リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより算出される第一補正リファレンススペクトルに定数を加えた第二補正リファレンススペクトルを予め記憶し、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出し、前記吸収スペクトルから当該吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより第一補正吸収スペクトルを算出し、前記第一補正リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度を前記第一補正吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度で割った値を前記第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより第二補正吸収スペクトルを算出し、前記第二補正吸収スペクトルに前記定数を加えることにより第三補正吸収スペクトルを算出し、前記第二補正リファレンススペクトル、前記第三補正吸収スペクトルおよび以下の数１に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備するものである。
【数１】
2010210594.tif 000004
【００１５】
請求項２においては、
前記定数はゼロまたは正の値である。
【００１６】
請求項３においては、
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルのうち非吸収波長以下の波長帯からなる短波長側リファレンススペクトルおよび非吸収波長以上の波長帯からなる長波長側リファレンススペクトルに二分割し、前記短波長側リファレンススペクトルから前記短波長側リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより算出される短波長側第一補正リファレンススペクトルおよび前記長波長側リファレンススペクトルから前記長波長側リファレンススペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより算出される長波長側第一補正リファレンススペクトルを予め記憶し、前記リファレンススペクトルから前記リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くとともに定数を加えることにより算出される第二補正リファレンススペクトルを予め記憶し、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出し、前記吸収スペクトルを前記非吸収波長以下の波長帯からなる短波長側吸収スペクトルおよび前記非吸収波長以上の波長帯からなる長波長側吸収スペクトルに二分割し、前記短波長側吸収スペクトルから前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより短波長側第一補正吸収スペクトルを算出し、前記長波長側吸収スペクトルから前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより長波長側第一補正吸収スペクトルを算出し、前記短波長側第一補正リファレンススペクトルの最長波長点の光強度を前記短波長側第一補正吸収スペクトルの最長波長点の光強度で割った値を前記短波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより短波長側第二補正吸収スペクトルを算出し、前記長波長側第一補正リファレンススペクトルの最短波長点の光強度を前記長波長側第一補正吸収スペクトルの最短波長点の光強度で割った値を前記長波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより長波長側第二補正吸収スペクトルを算出し、前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも小さい場合には前記短波長側第二補正吸収スペクトルに定数を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第二補正吸収スペクトルに前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値および前記定数を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出し、前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも大きい場合には前記短波長側第二補正吸収スペクトルに前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値および前記定数を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第二補正吸収スペクトルに前記定数を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出し、前記短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を前記長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより第三補正吸収スペクトルを生成し、前記第二補正リファレンススペクトル、前記第三補正吸収スペクトルおよび以下の数１に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備するものである。
【数１】
2010210594.tif 000005
【００１７】
請求項４においては、
前記定数はゼロまたは正の値である。
【００１８】
請求項５においては、
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルおよび前記リファレンススペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を予め記憶し、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出し、前記吸収スペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を算出し、前記リファレンススペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を前記吸収スペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値で割った値を前記吸収スペクトルに乗ずることにより補正吸収スペクトルを算出し、前記リファレンススペクトルと前記補正吸収スペクトルとの差分に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備するものである。
【００１９】
請求項６においては、
前記濃度算出装置は、
前記リファレンススペクトル、前記補正吸収スペクトルおよび以下の数２に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出するものである。
【数２】
2010210594.tif 000006
【００２０】
請求項７においては、
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルから当該リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより算出される第一補正リファレンススペクトルに定数を加えた第二補正リファレンススペクトルを予め記憶するとともに、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置を用いて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定方法であって、
前記受光器が、前記光源により発生して前記ガス容器に収容された前記測定対象ガスを透過した光の強度を検出する検出工程と、
前記濃度算出装置が、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記吸収スペクトルから当該吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより第一補正吸収スペクトルを算出する第一補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記第一補正リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度を前記第一補正吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度で割った値を前記第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより第二補正吸収スペクトルを算出する第二補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記第二補正吸収スペクトルに前記定数を加えることにより第三補正吸収スペクトルを算出する第三補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記第二補正リファレンススペクトル、前記第三補正吸収スペクトルおよび以下の数１に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する光吸収量算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記アルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出工程と、
を具備するものである。
【数１】
2010210594.tif 000007
【００２１】
請求項８においては、
前記定数はゼロまたは正の値である。
【００２２】
請求項９においては、
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルのうち非吸収波長以下の波長帯からなる短波長側リファレンススペクトルおよび非吸収波長以上の波長帯からなる長波長側リファレンススペクトルに二分割し、前記短波長側リファレンススペクトルから前記短波長側リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより算出される短波長側第一補正リファレンススペクトルおよび前記長波長側リファレンススペクトルから前記長波長側リファレンススペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより算出される長波長側第一補正リファレンススペクトルを予め記憶し、前記リファレンススペクトルから前記リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くとともに定数を加えることにより算出される第二補正リファレンススペクトルを予め記憶するとともに、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置を用いて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定方法であって、
前記受光器が、前記光源により発生して前記ガス容器に収容された前記測定対象ガスを透過した光の強度を検出する検出工程と、
前記濃度算出装置が、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記吸収スペクトルを前記非吸収波長以下の波長帯からなる短波長側吸収スペクトルおよび前記非吸収波長以上の波長帯からなる長波長側吸収スペクトルに二分割し、前記短波長側吸収スペクトルから前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより短波長側第一補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側吸収スペクトルから前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより長波長側第一補正吸収スペクトルを算出する第一補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記短波長側第一補正リファレンススペクトルの最長波長点の光強度を前記短波長側第一補正吸収スペクトルの最長波長点の光強度で割った値を前記短波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより短波長側第二補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第一補正リファレンススペクトルの最短波長点の光強度を前記長波長側第一補正吸収スペクトルの最短波長点の光強度で割った値を前記長波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより長波長側第二補正吸収スペクトルを算出する第二補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも小さい場合には前記短波長側第二補正吸収スペクトルに定数を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第二補正吸収スペクトルに前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値および前記定数を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出して前記短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を前記長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより第三補正吸収スペクトルを生成し、前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも大きい場合には前記短波長側第二補正吸収スペクトルに前記短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値および前記定数を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出するとともに前記長波長側第二補正吸収スペクトルに前記定数を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出して前記短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を前記長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより第三補正吸収スペクトルを生成する第三補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記第二補正リファレンススペクトル、前記第三補正吸収スペクトルおよび以下の数１に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する光吸収量算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記アルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出工程と、
を具備するものである。
【数１】
2010210594.tif 000008
【００２３】
請求項１０においては、
前記定数はゼロまたは正の値である。
【００２４】
請求項１１においては、
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルおよび前記リファレンススペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を予め記憶するとともに、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置を用いて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定方法であって、
前記受光器が、前記光源により発生して前記ガス容器に収容された前記測定対象ガスを透過した光の強度を検出する検出工程と、
前記濃度算出装置が、前記受光器により検出された光の強度に基づいて前記測定対象ガスの吸収スペクトルを算出する吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記吸収スペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を算出する平均値算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記リファレンススペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値を前記吸収スペクトルにおける非吸収波長帯の光強度の平均値で割った値を前記吸収スペクトルに乗ずることにより補正吸収スペクトルを算出する補正吸収スペクトル算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記リファレンススペクトルと前記補正吸収スペクトルとの差分に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する光吸収量算出工程と、
前記濃度算出装置が、前記アルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出工程と、
を具備するものである。
【００２５】
請求項１２においては、
前記光吸収量算出工程において、前記濃度算出装置は、前記リファレンススペクトル、前記補正吸収スペクトルおよび以下の数２に基づいて前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出するものである。
【数２】
2010210594.tif 000009
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、時々刻々と変化する外乱要因の影響を排除することにより炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態、第二実施形態および第三実施形態を示す図。
【図２】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態、第二実施形態および第三実施形態の光学系を示す図。
【図３】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態におけるリファレンススペクトルを示す図。
【図４】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態における第一補正リファレンススペクトルを示す図。
【図５】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態における第二補正リファレンススペクトルを示す図。
【図６】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態における吸収スペクトルを示す図。
【図７】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態における第一補正吸収スペクトルを示す図。
【図８】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態における第二補正吸収スペクトルを示す図。
【図９】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第一実施形態における第三補正吸収スペクトルを示す図。
【図１０】本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第一実施形態を示すフロー図。
【図１１】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第二実施形態における短波長側リファレンススペクトル、長波長側リファレンススペクトルおよびリファレンススペクトルを示す図。
【図１２】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第二実施形態における短波長側第一補正リファレンススペクトルおよび長波長側第一補正リファレンススペクトルを示す図。
【図１３】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第二実施形態における短波長側第二補正リファレンススペクトル、長波長側第二補正リファレンススペクトルおよび第二補正リファレンススペクトルを示す図。
【図１４】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第二実施形態における短波長側吸収スペクトル、長波長側吸収スペクトルおよび吸収スペクトルを示す図。
【図１５】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第二実施形態における短波長側第一補正吸収スペクトルおよび長波長側第一補正吸収スペクトルを示す図。
【図１６】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第二実施形態における短波長側第二補正吸収スペクトルおよび長波長側第二補正吸収スペクトルを示す図。
【図１７】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第二実施形態における短波長側第三補正吸収スペクトル、長波長側第三補正吸収スペクトルおよび第三補正吸収スペクトルを示す図。
【図１８】本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第二実施形態を示すフロー図。
【図１９】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第三実施形態におけるリファレンススペクトルを示す図。
【図２０】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第三実施形態における吸収スペクトルを示す図。
【図２１】本発明に係る炭化水素濃度測定装置の第三実施形態における補正吸収スペクトルを示す図。
【図２２】本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第三実施形態を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、図１から図９を用いて本発明に係る炭化水素濃度測定装置の実施の第一実施形態であるＴＨＣ測定装置１００について説明する。
【００２９】
図１に示すＴＨＣ測定装置１００は、測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度和（Ｔｏｔａｌ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）を測定する装置である。
「測定対象ガス」は、少なくともその一部に炭化水素を含む気体を広く指す。「測定対象ガス」の具体例としては、自動車の排気ガス等が挙げられる。
測定対象ガスに含まれる炭化水素は必ずしも常温（２５℃）かつ常圧（１気圧）において気化している必要はなく、例えば加熱することにより気化するものであっても良い。
「炭化水素」は、炭素と水素とからなる化合物である化学種を単数または複数種類含む。
炭化水素に含まれる化学種は、その構造からアルカン、アルケン、アルキン、芳香族炭化水素等に分類される。
「アルカン」は、一般式ＣｎＨ２ｎ＋２（ｎ；１以上の整数）で表される鎖状飽和炭化水素を指す。なお、本発明においてはシクロアルカンはアルカンに含まれるものとする。
「シクロアルカン」は、一般式ＣｎＨ２ｎ（ｎ；３以上の整数）で表される環状飽和炭化水素を指す。
「アルケン」は、一般式ＣｎＨ２ｎ（ｎ；２以上の整数）で表される鎖状不飽和炭化水素を指す。
「アルキン」は、一般式ＣｎＨ２ｎ−２（ｎ；２以上の整数）で表される鎖状不飽和炭化水素を指す。
「芳香族炭化水素」は、単環または複数の環（縮合環）構造を有する炭化水素である。
【００３０】
本実施形態のＴＨＣ測定装置１００は、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループ、に属する炭化水素がそれぞれ異なる波長帯の光を吸収する性質を利用し、各グループに対応する波長帯の光の吸収量を検出することにより、各グループに属する炭化水素の濃度和を測定する。
なお、「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」は波数に換算して２８００ｃｍ−１以上３０００ｃｍ−１以下の波長帯の範囲内に設定され、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」は波数に換算して３０００ｃｍ−１以上３２００ｃｍ−１以下の波長帯の範囲内に設定され、「アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」は波数に換算して３２００ｃｍ−１以上３４００ｃｍ−１以下の波長帯の範囲内に設定される。
【００３１】
ＴＨＣ測定装置１００は、フレーム１１０、光源側光学系ユニット１２０、ガス容器４０、フォトダイオード３０、チョッパ・分光器制御装置７０、ロックインアンプ８０およびデータ処理装置１９０を具備する。
【００３２】
フレーム１１０はＴＨＣ測定装置１００の他の部材、特に光学系を構成する部材の相対的な位置を保持するための構造体である。
フレーム１１０はベース部材１１１、ユニット支持部材１１２、容器支持部材１１３およびフォトダイオード支持部材１１４を具備する。
【００３３】
ベース部材１１１はフレーム１１０の主たる構造体を成す部材である。フレーム１１０を構成する他の部材はベース部材１１１に固定される。
【００３４】
ユニット支持部材１１２は光源側光学系ユニット１２０をベース部材１１１に固定する部材である。ユニット支持部材１１２の下端部はベース部材１１１に固定され、ユニット支持部材１１２の上端部は光源側光学系ユニット１２０に固定される。
【００３５】
容器支持部材１１３はガス容器４０をベース部材１１１に固定する部材である。容器支持部材１１３の下端部はベース部材１１１に固定され、容器支持部材１１３の上端部はガス容器４０に固定される。
【００３６】
フォトダイオード支持部材１１４はフォトダイオード３０をベース部材１１１に固定する部材である。フォトダイオード支持部材１１４の下端部はベース部材１１１に固定され、フォトダイオード支持部材１１４の上端部はフォトダイオード３０に固定される。
【００３７】
光源側光学系ユニット１２０はＴＨＣ測定装置１００の光学系のうち、ガス容器４０よりも赤外ランプ１０寄りに配置される部材をまとめたものである。
光源側光学系ユニット１２０はケース１２１、赤外ランプ１０、第一集光レンズ６１、光チョッパ５０、コリメートレンズ６２、分光器２０および第二集光レンズ６３を具備する。
【００３８】
ケース１２１は箱状の部材であり、光源側光学系ユニット１２０を構成する他の部材を収容するとともに当該他の部材の相対的な位置関係を保持する。
ケース１２１はユニット支持部材１１２を介してベース部材１１１に固定される。
光源側光学系ユニット１２０に収容される各部材（ＴＨＣ測定装置１００の光学系を成す部材）の詳細については後述する。
【００３９】
ガス容器４０は本発明に係るガス容器の実施の一形態であり、測定対象ガス１を収容する容器である。
本実施形態のガス容器４０は胴体部材４１、入口側窓部材４２および出口側窓部材４３を具備する。
【００４０】
胴体部材４１はガス容器４０の主たる構造体を成す円筒形状の部材である。
胴体部材４１は測定対象ガス１が通過する配管の中途部に接続され、胴体部材４１の内部を測定対象ガス１が通過する。胴体部材４１は容器支持部材１１３を介してベース部材１１１に固定される。
【００４１】
入口側窓部材４２および出口側窓部材４３は胴体部材４１に形成された二つの開口部に嵌設されたガラスまたは石英からなる部材である。
【００４２】
フォトダイオード３０はフォトダイオード支持部材１１４を介してベース部材１１１に固定される。フォトダイオード３０の詳細については後述する。
【００４３】
以下では、ＴＨＣ測定装置１００の光学系について説明する。
図２に示す如く、ＴＨＣ測定装置１００の光学系は、赤外ランプ１０、分光器２０、フォトダイオード３０、第一集光レンズ６１、コリメートレンズ６２、第二集光レンズ６３および光チョッパ５０により構成される。
【００４４】
赤外ランプ１０は本発明に係る光源の実施の一形態であり、ＴＨＣ測定装置１００の光学系の最上流部を成す部材である。
図１に示す如く、赤外ランプ１０はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
本実施形態の赤外ランプ１０は赤外光を発生させるものであり、赤外ランプ１０により発生する赤外光の波長帯は、「（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」、「（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」、および「（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」を全て含む（図３および図６参照）。
【００４５】
本実施形態の赤外ランプ１０は赤外光を発生するが、本発明に係る光源はこれに限定されない。これは、本発明に係る光源が発生する光（の波長）は測定対象ガスが吸収する波長帯に応じて適宜選択されるものであることによる。
すなわち、本発明に係る光源により発生する光は赤外光だけでなく、可視光、および紫外光でも良い。
【００４６】
分光器２０は本発明に係る分光器の実施の一形態であり、赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させるものである。
図２に示す如く、分光器２０はグレーティング２１およびＭＥＭＳミラー２６を具備する。
【００４７】
グレーティング２１は赤外ランプ１０により発生した光を回折させることにより波長毎に分光するものである。
本実施形態のグレーティング２１は溝が多数（１ｍｍに数百から数千本程度）形成された回折格子である。グレーティング２１に入射された光は回折されて波長毎に分光され、分光された光は波長に応じて異なる反射角度（回折角度）で反射される。
図１に示す如く、グレーティング２１はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
【００４８】
ＭＥＭＳミラー２６はグレーティング２１により反射された光を所定の方向に反射するものである。ＭＥＭＳミラー２６はいわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術により製造される。
図１に示す如く、ＭＥＭＳミラー２６はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
図２に示す如く、ＭＥＭＳミラー２６は基部２６ａおよび回動部２６ｂを有する。
【００４９】
基部２６ａは平板状の部材であり、その中央部には開口部２６ｃが形成される。
【００５０】
回動部２６ｂは平板状の部材であり、開口部２６ｃに収容される位置に配置され、基部２６ａに対して回動可能に連結され、支持される。回動部２６ｂは、基部２６ａとの連結部分が弾性的に捻れることにより基部２６ａに対して回動する。
図２に示す如く、回動部２６ｂに力が作用していない状態では回動部２６ｂと基部２６ａとの連結部分が弾性的に捻れておらず、回動部２６ｂは基部２６ａの一対の板面と回動部２６ｂの板面とが平行となる姿勢（基準姿勢）で保持される。
回動部２６ｂの一方の板面には金、アルミニウム等の薄膜が形成され、当該薄膜がＭＥＭＳミラー２６の反射面を成す。
【００５１】
本実施形態のＭＥＭＳミラー２６はいわゆる電磁力式のミラーである。
基部２６ａには開口部２６ｃ、ひいては回動部２６ｂを挟む形で一対の永久磁石が埋め込まれる。従って、回動部２６ｂは当該一対の永久磁石により形成される磁界の中に配置されることとなる。
また、回動部２６ｂには外部から電圧を印加可能な配線が形成される。
【００５２】
回動部２６ｂに形成された配線に電圧を印加すると、一対の永久磁石により形成される磁界の中に配置された回動部２６ｂにローレンツ力が作用する。その結果、回動部２６ｂが基部２６ａに対して回動し、回動部２６ｂに形成された反射面の角度が変更される。
回動部２６ｂに作用するローレンツ力の大きさは、回動部２６ｂに形成された配線に印可される電圧値、ひいては電流値に対応した大きさを有する。
従って、回動部２６ｂに形成された配線に印可される電圧値（電流値）を調整することにより、回動部２６ｂの回動角度、ひいてはＭＥＭＳミラー２６の反射角度を調整することが可能である。
【００５３】
ＭＥＭＳミラー２６の反射角度が変化すると、ＭＥＭＳミラー２６により所定の方向（本実施形態では、フォトダイオード３０に向かう方向）に反射される光がグレーティング２１から入射される角度が変化する。
従って、ＭＥＭＳミラー２６の反射角度を調整することにより、ＭＥＭＳミラー２６により所定の方向に反射される光の波長を調整することが可能である。
【００５４】
また、回動部２６ｂに形成された配線への電圧の印加を停止すると、回動部２６ｂは基部２６ａとの連結部分の弾性的な捻れ変形を解消するべく回動し、基準姿勢に戻る。
従って、回動部２６ｂに形成された配線に所定の周波数で電圧を印加することにより、回動部２６ｂは当該所定の周波数で揺動し、ＭＥＭＳミラー２６により所定の方向に反射される光が周期的に波長変動する（光の波長が周期的に変動する）。
以下、ＭＥＭＳミラー２６の回動部２６ｂが揺動する周期を「分光器２０の分光周期」という。
【００５５】
本実施形態のＭＥＭＳミラー２６はいわゆる電磁力式のミラーであるが、本発明に係るＭＥＭＳミラーはこれに限定されず、他の駆動形式（例えば、静電式、圧電式、熱歪式）で基部に対して回動部を回動させても良い。
本発明に係るＭＥＭＳミラーは市販のＭＥＭＳミラーにより達成することが可能である。
【００５６】
フォトダイオード３０は本発明に係る受光器の実施の一形態であり、分光器２０により波長変動された光の強度を検出するものである。
本実施形態のフォトダイオード３０は受光した光の強度を検出する半導体素子からなり、受光した光の強度に応じた電気信号を出力（送信）する。
【００５７】
図１および図２において二点鎖線で示す如く、ＴＨＣ測定装置１００の光学系は、赤外ランプ１０から分光器２０、ガス容器４０を経てフォトダイオード３０に至る光路Ｚを形成する。
図１に示す如く、ガス容器４０は光路Ｚにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置に配置される。
赤外ランプ１０により発生した光は、分光器２０により周期的に波長変動された状態で入口側窓部材４２を透過して胴体部材４１の内部に進入する。胴体部材４１の内部に進入した光は胴体部材４１の内部に収容されている測定対象物を透過し、次いで出口側窓部材４３を透過して胴体部材４１の外部（ガス容器４０の外部）に導かれ、フォトダイオード３０により受光される。
【００５８】
第一集光レンズ６１は赤外ランプ１０により発生する光を集光（収束）する光学素子である。
図１に示す如く、第一集光レンズ６１はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
図２に示す如く、第一集光レンズ６１は光路Ｚにおいて赤外ランプ１０および分光器２０により挟まれる位置に配置される。
【００５９】
コリメートレンズ６２は第一集光レンズ６１により集光された光を平行光とし、分光器２０（より詳細には、グレーティング２１）に照射する光学素子である。
図１に示す如く、コリメートレンズ６２はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
図２に示す如く、コリメートレンズ６２は光路Ｚにおいて赤外ランプ１０および分光器２０により挟まれ、かつ第一集光レンズ６１よりも下流側となる位置に配置される。
また、コリメートレンズ６２は第一集光レンズ６１により集光された光の焦点Ｙ（図２中の白丸）よりも光路Ｚにおいて下流側となる位置に配置される。
【００６０】
第二集光レンズ６３は分光器２０により波長変動された光を集光（収束）してフォトダイオード３０に照射する（受光させる）光学素子である。
図２に示す如く、第二集光レンズ６３はケース１２１においてガス容器４０の入口側窓部材４２に対向する位置に形成された開口部に嵌設され、光源側光学系ユニット１２０の内部から外部に光を照射する窓としての機能を兼ねる。
【００６１】
光チョッパ５０はＭＥＭＳチョッパ部材５１およびスリット部材５６を具備する。
図１に示す如く、光チョッパ５０はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
図２に示す如く、光チョッパ５０は光路Ｚにおいて赤外ランプ１０および分光器２０により挟まれる位置、より詳細には第一集光レンズ６１およびコリメートレンズ６２により挟まれる位置に配置される。
【００６２】
ＭＥＭＳチョッパ部材５１はいわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術により製造される。
図２に示す如く、ＭＥＭＳチョッパ部材５１は基部５１ａおよび回動部５１ｂを有する。
【００６３】
基部５１ａは一対の板面を有する平板状の部材であり、基部５１ａの中央部には基部５１ａの一対の板面を貫通する開口部５１ｃが形成される。
【００６４】
回動部５１ｂは平板状の部材であり、開口部５１ｃに収容される位置に配置され、基部５１ａに対して回動可能に連結され、支持される。回動部５１ｂは、基部５１ａとの連結部分が弾性的に捻れることにより基部５１ａに対して回動する。
図２に示す如く、回動部５１ｂに力が作用していない状態では回動部５１ｂと基部５１ａとの連結部分が弾性的に捻れておらず、回動部５１ｂは基部５１ａの一対の板面と回動部５１ｂの板面とが平行となる姿勢（基準姿勢）で保持される。その結果、開口部５１ｃは回動部５１ｂにより閉塞された（閉じられた）状態となる。
【００６５】
本実施形態のＭＥＭＳチョッパ部材５１はいわゆる電磁力式のアクチュエータである。
基部５１ａには開口部５１ｃ、ひいては回動部５１ｂを挟む形で一対の永久磁石が埋め込まれる。従って、回動部５１ｂは当該一対の永久磁石により形成される磁界の中に配置されることとなる。
また、回動部５１ｂには外部から電圧を印加可能な配線が形成される。
【００６６】
回動部５１ｂは、電圧の印加状態に対応して基部５１ａに対して回動する。
すなわち、回動部５１ｂに形成された配線に電圧を印加すると、一対の永久磁石により形成される磁界の中に配置された回動部５１ｂにはローレンツ力が作用する。その結果、回動部５１ｂが基部５１ａに対して回動し、開口部５１ｃ（厳密には、開口部５１ｃの一部）が開いた状態となる。
【００６７】
また、回動部５１ｂに形成された配線への電圧の印加を停止すると、回動部５１ｂは基部５１ａとの連結部分の弾性的な捻れ変形を解消するべく回動し、基準姿勢に戻る。
従って、回動部５１ｂに形成された配線に所定の周波数で電圧を印加することにより、回動部５１ｂは当該所定の周波数で揺動し、開口部５１ｃを開閉する。
【００６８】
図２において実線で示す如く、回動部５１ｂが基準姿勢をとっているとき、第一集光レンズ６１により集光された光は回動部５１ｂにより遮断され、フォトダイオード３０に到達しない。回動部５１ｂが基準姿勢をとることにより、光が光チョッパ５０により遮断される状態を「遮断状態」という。
図２において点線で示す如く、回動部５１ｂが基部５１ａに対して回動した姿勢をとっているとき、第一集光レンズ６１により集光された光は回動部５１ｂに遮断されずに開口部５１ｃを通過し、フォトダイオード３０に到達する。回動部５１ｂが基部５１ａに対して回動した姿勢をとることにより、光が光チョッパ５０を通過する状態を「通過状態」という。
このように、ＭＥＭＳチョッパ部材５１の回動部５１ｂは、回動することにより「通過状態」および「遮断状態」のいずれかの状態に切り替えることが可能である。
以下、ＭＥＭＳチョッパ部材５１の回動部５１ｂが回動（揺動）する周期、より厳密には通過状態の開始から遮断状態への移行を経て再び通過状態に移行するまでの周期を「光チョッパ５０のチョッピング周期」という。
【００６９】
本実施形態のＭＥＭＳチョッパ部材５１はいわゆる電磁力式のアクチュエータであるが、本発明に係るＭＥＭＳチョッパ部材はこれに限定されず、他の駆動形式（例えば、静電式、圧電式、熱歪式）で基部に対して回動部を回動させても良い。
また、市販のＭＥＭＳミラーその他のＭＥＭＳアクチュエータを本発明に係るＭＥＭＳチョッパ部材として流用することが可能である。
【００７０】
「光チョッパ５０のチョッピング周期」は、「分光器２０の分光周期」よりも短くなるように設定される（光チョッパ５０のチョッピング周波数は、分光器２０の分光周波数よりも大きくなるように設定される）。
既存のＭＥＭＳミラーを流用してＭＥＭＳチョッパ部材５１を構成した場合、光チョッパ５０のチョッピング周期を１０μｓｅｃ〜１００μｓｅｃ程度に設定することが可能である（光チョッパ５０のチョッピング周波数を１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度に設定することが可能である）。
従って、光チョッパ５０のチョッピング周期よりも短くならない範囲で「分光器２０の分光周期」を短くすることが可能であり、ＴＨＣ測定装置１００の高速応答性（リアルタイム性）の向上に寄与する。ここでいう高速応答性とは、ごく短時間における測定対象ガスの組成変動（本実施形態では、炭化水素濃度の変動）を精度良く検出可能であることを指す。
【００７１】
図２に示す如く、本実施形態では、ＭＥＭＳチョッパ部材５１の開口部５１ｃは焦点Ｙに対応する位置（焦点Ｙの近傍となる位置）に配置される。
このように構成することにより、赤外ランプ１０により発生した光が細く収束された状態で開口部５１ｃを通過することとなり、回動部５１ｂが基準姿勢から大きく回動しなくても「通過状態」と「遮断状態」との切り替えを行うことが可能であり、光チョッパ５０のチョッピング周期をより短くすることが可能である。
このチョッピングにより受光強度が強くなり（周波数領域にもよるが、受光素子は高周波数になるほど感度が大きい）、ひいてはＳ／Ｎ比を大きくすることが可能である。さらに、ロックインアンプを組み合わせた場合には、ノイズ成分の除去を効果的に行うことが可能であり、ひいてはＳ／Ｎ比をさらに大きくすることが可能である
【００７２】
本実施形態では回動部５１ｂが基準姿勢となるときには回動部５１ｂにより開口部５１ｃが閉塞されるが、ここでいう「閉塞される」とは、開口部５１ｃが回動部５１ｂにより完全に密閉される（開口部５１ｃの端面と回動部５１ｂとの間に隙間が無い）ことを指すのではなく、光が開口部５１ｃを通過出来ない程度に覆われることを指す。
【００７３】
スリット部材５６は赤外ランプ１０により発生した光を絞る（外乱光を光路Ｚから排除することによりＴＨＣ測定装置１００の波長分解能を向上させる）ものである。
スリット部材５６は一対の板面を有する板状の部材であり、スリット部材５６にはスリット部材５６の一対の板面を貫通する溝であるスリット５６ａが形成される。
【００７４】
スリット部材５６はＭＥＭＳチョッパ部材５１に隣接する位置に配置される。本実施形態では、スリット部材５６はＭＥＭＳチョッパ部材５１の後側の板面（ＭＥＭＳチョッパ部材５１の基部５１ａの一対の板面のうち、光路Ｚの下流側となる板面）に貼り合わされる形で固定される。
従って、ＭＥＭＳチョッパ部材５１は光の光路Ｚにおいてスリット部材５６よりも上流側に配置される（スリット部材５６は光の光路ＺにおいてＭＥＭＳチョッパ部材５１よりも下流側に配置される）こととなる。
このように構成することは、以下の利点を有する。すなわち、仮にＭＥＭＳチョッパ部材を光の光路においてスリット部材よりも下流側に配置した場合には、ＭＥＭＳチョッパ部材の回動部により遮断（反射）された光の一部がスリット部材により更に反射されて外乱光となり、ＭＥＭＳチョッパ部材の基部の開口部を通過して分光器、ひいては受光器に到達し、受光器による光の強度の検出精度を低下させる場合がある。
そのため、ＭＥＭＳチョッパ部材を光の光路においてスリット部材よりも下流側に配置する場合には、このような外乱光の影響を排除するためにスリット部材の形状、表面の色、配置等を別途工夫する必要があるが、本実施形態の如くスリット部材５６を光の光路ＺにおいてＭＥＭＳチョッパ部材５１よりも下流側に配置した場合には回動部５１ｂにより遮断（反射）された光がスリット部材５６により再度反射されることが無いので、容易に外乱光の影響を排除することが可能であり、ひいてはＴＨＣ測定装置１００の波長分解能を向上させることが可能である。
【００７５】
ＭＥＭＳチョッパ部材５１に固定されたスリット部材５６のスリット５６ａは、焦点Ｙに対応する位置（焦点Ｙの近傍となる位置）に配置される。
このように構成することにより、赤外ランプ１０により発生した光が細く収束された状態でスリット５６ａを通過することとなり、スリット５６ａを通過する光の光量を確保しつつスリット５６ａを極力細くして外乱光の影響を排除することが可能であり、ＴＨＣ測定装置１００のＳ／Ｎ比の向上と波長分解能の向上とを両立することが可能である。
【００７６】
既存のＭＥＭＳミラーを流用してＭＥＭＳチョッパ部材５１を構成した場合、ＭＥＭＳチョッパ部材５１を例えば縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ５ｍｍ程度の大きさに抑えることが可能である。また、スリット部材５６の厚さも数ｍｍ程度に抑えることが可能である。
従って、ＭＥＭＳチョッパ部材５１およびスリット部材５６を合わせたサイズ、すなわち光チョッパ５０を全体としてコンパクトにすることが可能であり、光チョッパ５０を小型化することが可能である。
また、光チョッパ５０を小型化することにより、ＴＨＣ測定装置１００の光学系全体を小型化することが可能である。ＴＨＣ測定装置１００を小型化することは、ＴＨＣ測定装置１００を自動車に取り付けて走行中の自動車の排気ガスの分析を行う場合に特に有効である。
【００７７】
以下では、ＴＨＣ測定装置１００の制御系について説明する。
図１に示す如く、ＴＨＣ測定装置１００の制御系は、チョッパ・分光器制御装置７０、ロックインアンプ８０およびデータ処理装置１９０により構成される。
【００７８】
チョッパ・分光器制御装置７０は光チョッパ５０および分光器２０のＭＥＭＳミラー２６の動作を制御する装置である。
チョッパ・分光器制御装置７０は光チョッパ５０、より厳密にはＭＥＭＳチョッパ部材５１に接続され、ＭＥＭＳチョッパ部材５１の回動部５１ｂに形成された配線に所定の周期（チョッピング周期に対応する周期）の電圧を印加することが可能である。
チョッパ・分光器制御装置７０はＭＥＭＳミラー２６に接続され、ＭＥＭＳミラー２６の回動部２６ｂに形成された配線に所定の周期（分光周期に対応する周期）の電圧を印加することが可能である。
チョッパ・分光器制御装置７０はＭＥＭＳミラー駆動制御用の発振回路であり、周波数設定が可能なものであれば、汎用的なもので達成することが可能である。
【００７９】
ロックインアンプ８０はフォトダイオード３０により受光された光の強度に応じた電気信号（測定信号）からノイズ成分を除去するものである。
ロックインアンプ８０はフォトダイオード３０に接続され、フォトダイオード３０から測定信号を受信することが可能である。
ロックインアンプ８０はチョッパ・分光器制御装置７０に接続され、チョッパ・分光器制御装置７０がＭＥＭＳチョッパ部材５１の回動部５１ｂに形成された配線に印可する電圧のタイミングを示す信号（参照信号）、およびＭＥＭＳミラー２６の回動部２６ｂに形成された配線に印加される電圧のタイミングを示す信号（分光周期信号）をチョッパ・分光器制御装置７０から受信することが可能である。
ロックインアンプ８０は測定信号および参照信号に基づいてノイズ成分が除去された測定信号（補正測定信号）を生成する。
ロックインアンプ８０は既知のロックインアンプまたはこれと等価な機能を発現する回路等により達成される。
【００８０】
データ処理装置１９０は本発明に係る濃度算出装置の実施の一形態である。
データ処理装置１９０はフォトダイオード３０により受光された光の強度に基づいて、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループ、に属する炭化水素の濃度和をグループ毎に算出する。
データ処理装置１９０は処理部１９１、入力部１９２および表示部１９３を具備する。
【００８１】
処理部１９１は種々のプログラム等を格納し、これらのプログラム等を展開し、これらのプログラム等に従って所定の演算を行い、当該演算結果等を記憶することができる。
【００８２】
処理部１９１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施例の処理部１９１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。
【００８３】
処理部１９１はロックインアンプ８０に接続され、ロックインアンプ８０から補正測定信号および分光周期信号を取得（受信）することが可能である。
【００８４】
処理部１９１は処理部１９１において行われる種々の演算等に用いられる情報、演算結果等を記憶することが可能である。
【００８５】
処理部１９１は、基準となるガス（以下、基準ガス）のスペクトル、すなわち図３に示すリファレンススペクトルＡ０（λ）を予め記憶している。
【００８６】
「基準ガス」は、測定対象ガスに含まれる炭化水素の三つの吸収波長帯の光を吸収しないことが予め分かっているガスである。基準ガスの具体例としては、窒素ガスが挙げられる。
「リファレンススペクトル」は基準ガスに光を照射したときの波長と光の強度との関係を示すものであり、波長の関数として表される。以下の説明では、波長と光の強度との関係を示す場合には横軸を波長、縦軸を光強度として表すものとする。
本実施形態では、リファレンススペクトルＡ０（λ）のスペクトルの波長帯は波数に換算して２０００ｃｍ−１以上４０００ｃｍ−１以下の範囲に設定される。
従って、リファレンススペクトルＡ０（λ）の最短波長λｍｉｎは波数に換算して４０００ｃｍ−１となる波長であり、リファレンススペクトルＡ０（λ）の最長波長λｍａｘは波数に換算して２０００ｃｍ−１となる波長である。
【００８７】
図３に示す如く、本実施形態のリファレンススペクトルＡ０（λ）は、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、および（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、を全て含む。
なお、図３において（ｄ）で示される波長帯は、上記（ａ）〜（ｃ）のいずれにも該当しない波長帯、すなわちアルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素、芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素、並びにアルキンからなるグループに属する炭化水素のいずれも吸収しない波長帯である。以下、（ｄ）で示される波長帯を「測定対象ガス１の非吸収波長帯」という。
【００８８】
処理部１９１は図４に示す第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）を予め算出し、記憶している。
「第一補正リファレンススペクトル」はリファレンススペクトルから当該リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより算出され、波長の関数として表される。なお、リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度が同じである場合には、リファレンススペクトルから当該リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のどちらを引いても良い。
本実施形態では、図３に示すリファレンススペクトルＡ０（λ）の最長波長点Ａ０２（図３中の白四角）の光強度Ａ０（λｍａｘ）は最短波長点Ａ０１（図３中の黒四角）の光強度Ａ０（λｍｉｎ）よりも小さいので、リファレンススペクトルＡ０（λ）から光強度Ａ０（λｍａｘ）を引くことにより、図４に示す第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）が算出される（Ａ１（λ）＝Ａ０（λ）−Ａ０（λｍａｘ））。
【００８９】
図４に示す如く、第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）における最長波長点Ａ１２（図４中の白四角）の縦軸の座標Ａ１（λｍａｘ）の値はゼロであり（Ａ１（λｍａｘ）＝０）、最長波長点Ａ１２は横軸上に位置する。
【００９０】
処理部１９１は図５に示す第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）を予め算出し、記憶している。
「第二補正リファレンススペクトル」は第一補正リファレンススペクトルに定数を加えることにより算出され、波長の関数として表される。
本実施形態では、第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）に定数Ｃを加えることにより、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）が算出される（Ａ２（λ）＝Ａ１（λ）＋Ｃ）。
図５に示す如く、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）における最長波長点Ａ２２（図５中の白四角）の縦軸の座標Ａ２（λｍａｘ）の値はＣである（Ａ２（λｍａｘ）＝Ｃ）。
定数Ｃは、後述する数１に基づく計算に含まれる対数演算が不能となる場合を回避するために便宜的に加えられるものである。従って、定数Ｃの値は通常、正の値となる。ただし、定数Ｃを加えなくても対数演算が不能とならない場合には第一補正リファレンススペクトルに定数Ｃを加えて第二補正リファレンススペクトルを算出する演算を省略する、あるいは、定数Ｃの値をゼロとすることも可能である。
【００９１】
処理部１９１は、ロックインアンプ８０から取得された補正測定信号および分光周期信号に基づいて、図６に示す「測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）」を算出する。
「測定対象ガスの吸収スペクトル」は、測定対象ガスに光を照射したときの波長と光の強度との関係を示すものであり、波長の関数として表される。
【００９２】
より詳細には、処理部１９１は、補正測定信号および分光周期信号を照合し、取得された補正測定信号がどの波長帯の光の強度を示すものかを特定する作業を順次行うことにより、測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出する。
図６に示す吸収スペクトルＢ０（λ）の最短波長および最長波長は、それぞれ図３に示すリファレンススペクトルＡ０（λ）の最短波長および最長波長に一致する。
【００９３】
図６において太い実線で示される測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）は、図３において太い実線で示されるとともに図６において二点鎖線で示されるリファレンススペクトルＡ０（λ）に比べて全体的に光強度が小さい。
これは、ＴＨＣ測定装置１００の光学系（例えば、第一集光レンズ６１、コリメートレンズ６２、第二集光レンズ６３）、ガス容器４０に設けられた入口側窓部材４２および出口側窓部材４３等が汚れるといった外乱要因による。
また、ガス容器４０が測定対象ガス１からの熱伝導により温度上昇してガス容器４０から赤外光が放射されることにより、測定対象ガス１の吸収スペクトルにはさらに外乱要因が重なることとなる。
従って、通常は、吸収スペクトルＢ０（λ）の最短波長点Ｂ０１とリファレンススペクトルＡ０（λ）の最短波長点Ａ０１とは重ならず（縦軸の座標が一致せず）、吸収スペクトルＢ０（λ）の最長波長点Ｂ０２とリファレンススペクトルＡ０（λ）の最長波長点Ａ０２とは重ならない（縦軸の座標が一致しない）。
【００９４】
図６に示す如く、測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）は、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、および（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯において、その光強度が低下している（対応する波長帯の部分が下に凸となっている）。
これは、赤外ランプ１０により発生した光が測定対象ガス１を透過したときに、当該光のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、および（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、にそれぞれ対応する成分が、測定対象ガス１に含まれる炭化水素に吸収されることによる。
【００９５】
処理部１９１は、測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）に基づいて、図７に示す「測定対象ガス１の第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）」を算出する。
「測定対象ガスの第一補正吸収スペクトル」は、測定対象ガスの吸収スペクトルから当該吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くことにより算出され、波長の関数として表される。なお、吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度が同じである場合には、測定対象ガスの吸収スペクトルから当該吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のどちらを引いても良い。
本実施形態では、図６に示す測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）の最長波長点Ｂ０２（図６中の白丸）の光強度Ｂ０（λｍａｘ）は最短波長点Ｂ０１（図６中の黒丸）の光強度Ｂ０（λｍｉｎ）よりも小さいので、測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）から光強度Ｂ０（λｍａｘ）を引くことにより図７に示す第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）が算出される（Ｂ１（λ）＝Ｂ０（λ）−Ｂ０（λｍａｘ））。
【００９６】
図７に示す如く、第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）における最長波長点Ｂ１２（図７中の白丸）の縦軸の座標Ｂ１（λｍａｘ）の値はゼロであり（Ｂ１（λｍａｘ）＝０）、最長波長点Ｂ１２は横軸上に位置する。
また、第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）における最長波長点Ｂ１２（図７中の白丸）および第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）における最長波長点Ａ１２（図４および図７中の白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
【００９７】
処理部１９１は、第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）および第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）に基づいて、図８に示す第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）を算出する。
「第二補正吸収スペクトル」は、「第一補正リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度（α）を第一補正吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち大きい方の光強度（β）で割った値（＝α／β）」を第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより算出され、波長の関数として表される。
なお、第一補正リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度が同じである場合、または、第一補正吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度が同じである場合には、上記（α／β）の値を１として第一補正吸収スペクトルに乗ずる（実質的には、第一補正吸収スペクトルをそのまま第二補正吸収スペクトルとする）。
本実施形態では、図４および図７に示す測定対象ガス１の第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）の最短波長点Ａ１１（図４および図７中の黒四角）の光強度Ａ１（λｍｉｎ）は最長波長点Ａ１２（図４および図７中の白四角）の光強度Ａ１（λｍａｘ）よりも大きく、かつ図７に示す測定対象ガス１の第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）の最短波長点Ｂ１１（図７中の黒丸）の光強度Ｂ１（λｍｉｎ）は最長波長点Ｂ１２（図７中の白丸）の光強度Ｂ１（λｍａｘ）よりも大きいので、光強度Ａ１（λｍｉｎ）を光強度Ｂ１（λｍｉｎ）で割った値を第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）に乗ずることにより、図８に示す第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）が算出される（Ｂ２（λ）＝｛Ａ１（λｍｉｎ）／Ｂ１（λｍｉｎ）｝×Ｂ１（λ））。
【００９８】
図８に示す如く、第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）における最長波長点Ｂ２２（図８中の白丸）の縦軸の座標Ｂ２（λｍａｘ）の値はゼロであり（Ｂ２（λｍａｘ）＝０）、最長波長点Ｂ２２は横軸上に位置する。
また、第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）における最長波長点Ｂ２２（図８中の白丸）および第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）における最長波長点Ａ１２（図４および図８中の白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）とともに、第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）における最短波長点Ｂ２１（図８中の黒丸）および第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）における最短波長点Ａ１１（図４および図８中の黒四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
【００９９】
処理部１９１は、第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）に基づいて、図９に示す第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を算出する。
「第三補正吸収スペクトル」は第二補正吸収スペクトルに定数を加えたものであり、波長の関数として表される。ここで、第二補正吸収スペクトルに加えられる定数の値は、第二補正リファレンススペクトルを算出するときに第一補正リファレンススペクトルに加えられる定数の値と同じである。
本実施形態では、第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）に定数Ｃを加えることにより、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）が算出される（Ｂ３（λ）＝Ｂ２（λ）＋Ｃ）。
定数Ｃは、後述する数１に基づく計算に含まれる対数演算が不能となる場合を回避するために便宜的に加えられるものである。従って、定数Ｃの値は通常、正の値となる。
ただし、定数Ｃを加えなくても対数演算が不能とならない場合には第二補正吸収スペクトルに定数Ｃを加えて第三補正吸収スペクトルを算出する演算を省略する、あるいは、定数Ｃの値をゼロとすることも可能である。
【０１００】
図９に示す如く、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）における最長波長点Ｂ３２（図９中の白丸）の縦軸の座標Ｂ３（λｍａｘ）の値はＣである（Ｂ３（λｍａｘ）＝Ｃ）。
また、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）における最長波長点Ｂ３２（図９中の白丸）および第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）における最長波長点Ａ２２（図５および図９中の白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）とともに、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）における最短波長点Ｂ３１（図９中の黒丸）および第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）における最短波長点Ａ２１（図５および図９中の黒四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
【０１０１】
このように、処理部１９１がリファレンススペクトルＡ０（λ）および吸収スペクトルＢ０（λ）に対して行う一連の処理（演算）は、実質的にはリファレンススペクトルＡ０（λ）の最短波長点Ａ０１と吸収スペクトルＢ０（λ）の最短波長点Ｂ０１とが重なり、かつ、リファレンススペクトルＡ０（λ）の最長波長点Ａ０２と吸収スペクトルＢ０（λ）の最長波長点Ｂ０２とが重なるように補正を施すことに相当する。
【０１０２】
図９に示す如く、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）および第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を比較すると、「（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、および（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯を除く波長帯」、すなわち、「（ｃ）の波長帯よりも波長が短い波長帯、（ａ）の波長帯より波長が長い波長帯および（ｄ）の波長帯」における光強度が良く一致し、外乱要因が排除された状態となる。
【０１０３】
処理部１９１は、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）および以下の数１に基づいて、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する。
【０１０４】
【数１】
2010210594.tif 000010
【０１０５】
数１はランベルト・ベールの法則に基づく計算式である。
数１において、ｎ＝１は「アルカンおよびアルケンからなるグループ」、ｎ＝２は「芳香族炭化水素からなるグループ」、ｎ＝３は「アルキンからなるグループ」を指す。
数１において、Ｘ１は「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸光度（光の吸収量）」、Ｘ２は「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸光度（光の吸収量）」、Ｘ３は「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸光度（光の吸収量）」を指す。
数１において、「Ｉ１」は第三補正吸収スペクトルにおける「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度、「Ｉ２」は第三補正吸収スペクトルにおける「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度、「Ｉ３」は第三補正吸収スペクトルにおける「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度を指す。
数１において、「（Ｉ１）０」は第二補正リファレンススペクトルにおける「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度、「（Ｉ２）０」は第二補正リファレンススペクトルにおける「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度、「（Ｉ３）０」は第二補正リファレンススペクトルにおける「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度を指す。
【０１０６】
処理部１９１は、数１に基づいて算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出し、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出し、「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
具体的には、処理部１９１は、処理部１９１に予め記憶された係数Ｋ１と「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
同様に、処理部１９１は、処理部１９１に予め記憶された係数Ｋ２と「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
同様に、処理部１９１は、処理部１９１に予め記憶された係数Ｋ３と「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
【０１０７】
処理部１９１は、上記算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、および「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」の和として、「測定対象ガス１の全炭化水素濃度」を算出する。
【０１０８】
処理部１９１は、算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、および「測定対象ガス１の全炭化水素濃度」を適宜記憶する。
【０１０９】
なお、上記係数Ｋ１、係数Ｋ２および係数Ｋ３の初期値は、ＦＩＤ−ＧＣ等により予め炭化水素の組成が分かっているガスをＴＨＣ測定装置１００により測定して得られた「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果、および「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果に基づいて実験的に定められる。
また、本実施形態の場合、処理部１９１により算出される各グループに属する炭化水素の濃度の和および全炭化水素濃度はメタン換算濃度値（ｐｐｍＣ）の形で算出されるが、本発明はこれに限定されず、体積比等の形で算出しても良い。
【０１１０】
入力部１９２は処理部１９１に接続され、ＴＨＣ測定装置１００による炭化水素濃度の測定に係る種々の情報・指示等を処理部１９１に入力するものである。
本実施形態の処理部１９１は専用品であるが、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【０１１１】
表示部１９３は入力部１９２から処理部１９１への入力内容や処理部１９１による算出結果（炭化水素濃度の測定結果）等を表示するものである。
本実施形態の表示部１９３は専用品であるが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【０１１２】
本実施形態では赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ｚにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置にガス容器４０を配置するが、本発明に係る炭化水素濃度測定装置はこれに限定されない。
本発明に係る炭化水素濃度測定装置の他の実施形態としては、光源および分光器により挟まれる位置にガス容器を配置する構成が挙げられる。
【０１１３】
以上の如く、ＴＨＣ測定装置１００は、
光を発生させる赤外ランプ１０と、
赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させる分光器２０と、
分光器２０により波長変動された光の強度を検出するフォトダイオード３０と、
赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ｚにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置に配置され、測定対象ガス１を収容可能かつ光を透過可能なガス容器４０と、
測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルＡ０（λ）からリファレンススペクトルＡ０（λ）における最短波長点Ａ０１の光強度Ａ０（λｍｉｎ）および最長波長点Ａ０２の光強度Ａ０（λｍａｘ）のうち小さい方の光強度（本実施形態では、Ａ０（λｍａｘ））を引くことにより算出される第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）に定数Ｃを加えた第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）を予め記憶し、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出し、吸収スペクトルＢ０（λ）から吸収スペクトルＢ０（λ）における最短波長点Ｂ０１の光強度Ｂ０（λｍｉｎ）および最長波長点Ｂ０２の光強度Ｂ０（λｍａｘ）のうち小さい方の光強度（本実施形態では、Ｂ０（λｍａｘ））を引くことにより第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）を算出し、第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）における最短波長点Ａ１１の光強度Ａ１（λｍｉｎ）および最長波長点Ａ１２の光強度Ａ１（λｍａｘ）のうち大きい方の光強度（本実施形態では、Ａ１（λｍｉｎ））を第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）における最短波長点Ｂ１１の光強度Ｂ１（λｍｉｎ）および最長波長点Ｂ１２の光強度Ｂ１（λｍａｘ）のうち大きい方の光強度（本実施形態では、Ｂ１（λｍｉｎ））で割った値を第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）に乗ずることにより第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）を算出し、第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）に定数Ｃを加えることにより第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を算出し、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）および数１に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量（Ｘ１、Ｘ２およびＸ３）を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出するデータ処理装置１９０（より厳密には、処理部１９１）と、
を具備する。
このように構成することにより、ＴＨＣ測定装置１００は、時々刻々と変動する外乱要因（例えば、ＴＨＣ測定装置１００の光学系（レンズ等）あるいはガス容器４０に設けられた入口側窓部材４２および出口側窓部材４３が汚れる、ガス容器４０が測定対象ガス１からの熱伝導により温度上昇してガス容器４０を構成する材料（金属等）から赤外光が放射される等）が吸収スペクトルＢ０（λ）に与える影響を排除することが可能であり、ひいては測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能である。
【０１１４】
以下では、図１０を用いて本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第一実施形態について説明する。
本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第一実施形態はＴＨＣ測定装置１００を用いて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度和を測定する方法である。
図１０に示す如く、本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第一実施形態は検出工程Ｓ１１００、吸収スペクトル算出工程Ｓ１２００、第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１３００、第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１４００、第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１５００、光吸収量算出工程Ｓ１６００および濃度算出工程Ｓ１７００を具備する。
【０１１５】
検出工程Ｓ１１００は、フォトダイオード３０が、赤外ランプ１０により発生してガス容器４０に収容された測定対象ガス１を透過した光の強度を検出する工程である。
本実施形態では、検出工程Ｓ１１００は所定の周期（分光器２０の分光周期）で繰り返し行われる。
【０１１６】
吸収スペクトル算出工程Ｓ１２００は、データ処理装置１９０（より厳密には、処理部１９１）が、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出する工程である。
吸収スペクトル算出工程Ｓ１２００が終了したら、第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１３００に移行する。
【０１１７】
第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１３００は、データ処理装置１９０（より厳密には、処理部１９１）が、吸収スペクトルＢ０（λ）から吸収スペクトルＢ０（λ）における最短波長点Ｂ０１の光強度Ｂ０（λｍｉｎ）および最長波長点Ｂ０２の光強度Ｂ０（λｍａｘ）のうち小さい方の光強度（本実施形態では、Ｂ０（λｍａｘ））を引くことにより第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）を算出する工程である。
第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１３００が終了したら、第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１４００に移行する。
【０１１８】
第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１４００は、データ処理装置１９０（より厳密には、処理部１９１）が、第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）における最短波長点Ａ１１の光強度Ａ１（λｍｉｎ）および最長波長点Ａ１２の光強度Ａ１（λｍａｘ）のうち大きい方の光強度（本実施形態では、Ａ１（λｍｉｎ））を第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）における最短波長点Ｂ１１の光強度Ｂ１（λｍｉｎ）および最長波長点Ｂ１２の光強度Ｂ１（λｍａｘ）のうち大きい方の光強度（本実施形態では、Ｂ１（λｍｉｎ））で割った値を第一補正吸収スペクトルＢ１（λ）に乗ずることにより第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）を算出する工程である。
第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１４００が終了したら、第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１５００に移行する。
【０１１９】
第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１５００は、データ処理装置１９０（より厳密には、処理部１９１）が、第二補正吸収スペクトルＢ２（λ）に定数Ｃを加えることにより第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を算出する工程である。
第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１５００が終了したら、光吸収量算出工程Ｓ１６００に移行する。
【０１２０】
光吸収量算出工程Ｓ１６００は、データ処理装置１９０（より厳密には、処理部１９１）が、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）および数１に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量（本実施形態では、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３）を算出する工程である。
光吸収量算出工程Ｓ１６００が終了したら、濃度算出工程Ｓ１７００に移行する。
【０１２１】
濃度算出工程Ｓ１７００は、データ処理装置１９０（より厳密には、処理部１９１）が、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量（本実施形態では、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３）に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する工程である。
【０１２２】
以上の如く、本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第一実施形態は、
光を発生させる赤外ランプ１０と、
赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させる分光器２０と、
分光器２０により波長変動された光の強度を検出するフォトダイオード３０と、
赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ｚにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置に配置され、測定対象ガス１を収容可能かつ光を透過可能なガス容器４０と、
測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルＡ０（λ）からリファレンススペクトルＡ０（λ）における最短波長点Ａ０１の光強度Ａ０（λｍｉｎ）および最長波長点Ａ０２の光強度Ａ０（λｍａｘ）のうち小さい方の光強度（本実施形態では、Ａ０（λｍａｘ））を引くことにより算出される第一補正リファレンススペクトルＡ１（λ）に定数Ｃを加えた第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）を予め記憶するとともに、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を算出するデータ処理装置１９０と、
を具備するＴＨＣ測定装置１００を用いて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を測定する方法であって、
検出工程Ｓ１１００と、
吸収スペクトル算出工程Ｓ１２００と、
第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１３００と、
第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１４００と、
第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ１５００と、
光吸収量算出工程Ｓ１６００と、
濃度算出工程Ｓ１７００と、
を具備する。
このように構成することにより、時々刻々と変動する外乱要因（例えば、ＴＨＣ測定装置１００の光学系（レンズ等）あるいはガス容器４０に設けられた入口側窓部材４２および出口側窓部材４３が汚れる、ガス容器４０が測定対象ガス１からの熱伝導により温度上昇してガス容器４０を構成する材料（金属等）から赤外光が放射される等）が吸収スペクトルＢ０（λ）に与える影響を排除することが可能であり、ひいては測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能である。
【０１２３】
以下では、図１、および、図１１から図１７を用いて本発明に係る炭化水素濃度測定装置の実施の第二実施形態であるＴＨＣ測定装置２００について説明する。
【０１２４】
図１に示すＴＨＣ測定装置２００は、測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度和を測定する装置である。
ＴＨＣ測定装置２００は、フレーム１１０、光源側光学系ユニット１２０、ガス容器４０、フォトダイオード３０、チョッパ・分光器制御装置７０、ロックインアンプ８０およびデータ処理装置２９０を具備する。
【０１２５】
ＴＨＣ測定装置２００を構成する部材のうち、フレーム１１０、光源側光学系ユニット１２０、ガス容器４０、フォトダイオード３０、チョッパ・分光器制御装置７０、ロックインアンプ８０についてはＴＨＣ測定装置１００を構成する部材と略同じであることから説明を省略する。
【０１２６】
データ処理装置２９０は本発明に係る濃度算出装置の実施の一形態である。
データ処理装置２９０はフォトダイオード３０により受光された光の強度に基づいて、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループ、に属する炭化水素の濃度和をグループ毎に算出する。
データ処理装置２９０は処理部２９１、入力部２９２および表示部２９３を具備する。
データ処理装置２９０の処理部２９１、入力部２９２および表示部２９３のハードウェアとしての構成は、それぞれＴＨＣ測定装置１００のデータ処理装置１９０の処理部１９１、入力部１９２および表示部１９３のハードウェアとしての構成と略同じであることから説明を省略する。
【０１２７】
処理部２９１は、図１１に示すリファレンススペクトルＡ０（λ）を予め記憶している。
図１１に示す如く、リファレンススペクトルＡ０（λ）は、非吸収波長λａ以下の波長帯からなる短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）および非吸収波長λａ以上の波長帯からなる長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）に二分割される。
「非吸収波長」は「非吸収波長帯（図３および図１１中の（ｄ）参照）」の範囲内で設定される波長である。本実施形態では、非吸収波長λａを２．９５０μｍ以上３．５５０μｍ以下の範囲内で設定することが望ましく、非吸収波長λａを３．１００μｍ以上３．２００μｍ以下の範囲内で設定することがより望ましい。
処理部２９１は、短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）および長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）を予め記憶している。
【０１２８】
処理部２９１は図１２に示す短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）および長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）を予め算出し、記憶している。
【０１２９】
「短波長側第一補正リファレンススペクトル」は短波長側リファレンススペクトルから当該短波長側リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより算出され、波長の関数として表される。
本実施形態では、短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）から短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）における最短波長点Ａ０１（図１１中の黒四角）の光強度ＡＳ０（λｍｉｎ）を引くことにより、図１２に示す短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）が算出される（ＡＳ１（λ）＝ＡＳ０（λ）−ＡＳ０（λｍｉｎ））。
【０１３０】
図１２に示す如く、短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）における最短波長点Ａ１１（図１２中の黒四角）の縦軸の座標ＡＳ１（λｍｉｎ）の値はゼロであり（ＡＳ１（λｍｉｎ）＝０）、最短波長点Ａ１１は横軸上に位置する。
【０１３１】
「長波長側第一補正リファレンススペクトル」は長波長側リファレンススペクトルから当該長波長側リファレンススペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより算出され、波長の関数として表される。
本実施形態では、長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）から長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）における最長波長点Ａ０２（図１１中の白四角）の光強度ＡＬ０（λｍａｘ）を引くことにより、図１２に示す長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）が算出される（ＡＬ１（λ）＝ＡＬ０（λ）−ＡＬ０（λｍａｘ））。
図１２に示す如く、長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）における最長波長点Ａ１２（図１２中の白四角）の縦軸の座標ＡＬ１（λｍａｘ）の値はゼロであり（ＡＬ１（λｍａｘ）＝０）、最長波長点Ａ１２は横軸上に位置する。
【０１３２】
処理部２９１は図１３に示す第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）を予め算出し、記憶している。
「第二補正リファレンススペクトル」はリファレンススペクトルから当該リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度および最長波長点の光強度のうち小さい方の光強度を引くとともに定数を加えることにより算出され、波長の関数として表される。
本実施形態では、リファレンススペクトルＡ０（λ）からリファレンススペクトルＡ０（λ）における最長波長点Ａ０２の光強度ＡＬ０（λｍａｘ）を引くとともに定数Ｃを加えることにより、図１３に示す第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）が算出される（Ａ２（λ）＝Ａ０（λ）−ＡＬ０（λｍａｘ）＋Ｃ）。
図１３に示す如く、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）における最長波長点Ａ２２（図１３中の白四角）の縦軸の座標ＡＬ２（λｍａｘ）の値はＣである（ＡＬ２（λｍａｘ）＝Ｃ）。
定数Ｃは、数１に基づく計算に含まれる対数演算が不能となる場合を回避するために便宜的に加えられるものである。従って、定数Ｃの値は通常、正の値となる。ただし、定数Ｃを加えなくても対数演算が不能とならない場合には定数Ｃの値をゼロとすることも可能である。
【０１３３】
処理部２９１は、ロックインアンプ８０から取得された補正測定信号および分光周期信号に基づいて、図１４に示す「測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）」を算出する。
より詳細には、処理部２９１は、補正測定信号および分光周期信号を照合し、取得された補正測定信号がどの波長帯の光の強度を示すものかを特定する作業を順次行うことにより、測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出する。
図１４に示す吸収スペクトルＢ０（λ）の最短波長および最長波長は、それぞれ図１１に示すリファレンススペクトルＡ０（λ）の最短波長および最長波長に一致する。
【０１３４】
図１４に示す如く、処理部２９１は、吸収スペクトルＢ０（λ）を非吸収波長λａ以下の波長帯からなる短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）および非吸収波長λａ以上の波長帯からなる長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）に二分割する。
【０１３５】
処理部２９１は、測定対象ガス１の短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）に基づいて、図１５に示す測定対象ガス１の短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）を算出する。
「測定対象ガスの短波長側第一補正吸収スペクトル」は、測定対象ガスの短波長側吸収スペクトルから当該短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度を引くことにより算出され、波長の関数として表される。
本実施形態では、短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）から短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）における最短波長点Ｂ０１（図１４中の黒丸）の光強度ＢＳ０（λｍｉｎ）を引くことにより、図１５に示す短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）が算出される（ＢＳ１（λ）＝ＢＳ０（λ）−ＢＳ０（λｍｉｎ））。
【０１３６】
図１５に示す如く、短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）における最短波長点Ｂ１１（図１５中の黒丸）の縦軸の座標ＢＳ１（λｍｉｎ）の値はゼロであり（ＢＳ１（λｍｉｎ）＝０）、最短波長点Ｂ１１は横軸上に位置する。
また、短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）における最短波長点Ｂ１１（図１５中の黒丸）および短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）における最短波長点Ａ１１（図１２および図１５中の黒四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
【０１３７】
処理部２９１は、測定対象ガス１の長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）に基づいて、図１５に示す測定対象ガス１の長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）を算出する。
「測定対象ガスの長波長側第一補正吸収スペクトル」は、測定対象ガスの長波長側吸収スペクトルから当該長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度を引くことにより算出され、波長の関数として表される。
本実施形態では、長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）から長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）における最長波長点Ｂ０２（図１４中の白丸）の光強度ＢＬ０（λｍａｘ）を引くことにより図１５に示す長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）が算出される（ＢＬ１（λ）＝ＢＬ０（λ）−ＢＬ０（λｍａｘ））。
【０１３８】
図１５に示す如く、長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）における最長波長点Ｂ１２（図１５中の白丸）の縦軸の座標ＢＬ１（λｍａｘ）の値はゼロであり（ＢＬ１（λｍａｘ）＝０）、最長波長点Ｂ１２は横軸上に位置する。
また、長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）における最長波長点Ｂ１２（図１５中の白丸）および長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）における最長波長点Ａ１２（図１２および図１５中の白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
【０１３９】
処理部２９１は、短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）および短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）に基づいて、図１６に示す短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）を算出する。
「短波長側第二補正吸収スペクトル」は、「短波長側第一補正リファレンススペクトルにおける最長波長点の光強度を短波長側第一補正吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度で割った値」を短波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより算出され、波長の関数として表される。
本実施形態では、短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）における最長波長点Ａ１３の光強度ＡＳ１（λａ）を短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）における最長波長点Ｂ１３の光強度ＢＳ１（λａ）で割った値を短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）に乗ずることにより、図１６に示す短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）が算出される（ＢＳ２（λ）＝｛ＡＳ１（λａ）／ＢＳ１（λａ）｝×ＢＳ１（λ））。
【０１４０】
図１６に示す如く、短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）における最短波長点Ｂ２１（図１６中の黒丸）の縦軸の座標ＢＳ２（λｍｉｎ）の値はゼロであり（ＢＳ２（λｍｉｎ）＝０）、最短波長点Ｂ２１は横軸上に位置する。
また、短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）における最短波長点Ｂ２１（図１６中の黒丸）および短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）における最短波長点Ａ１１（図１２および図１６中の黒四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
さらに、短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）における最長波長点Ｂ２３（図１６中の横線が内部に引かれた白丸）および短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）における最長波長点Ａ１３（図１２および図１６中の横線が内部に引かれた白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
【０１４１】
処理部２９１は、長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）および長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）に基づいて、図１６に示す長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）を算出する。
「長波長側第二補正吸収スペクトル」は、「長波長側第一補正リファレンススペクトルにおける最短波長点の光強度を長波長側第一補正吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度で割った値」を長波長側第一補正吸収スペクトルに乗ずることにより算出され、波長の関数として表される。
本実施形態では、長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）における最短波長点Ａ１４の光強度ＡＬ１（λａ）を長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）における最短波長点Ｂ１４の光強度ＢＬ１（λａ）で割った値を長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）に乗ずることにより、図１６に示す長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）が算出される（ＢＬ２（λ）＝｛ＡＬ１（λａ）／ＢＬ１（λａ）｝×ＢＬ１（λ））。
【０１４２】
図１６に示す如く、長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）における最長波長点Ｂ２２（図１６中の白丸）の縦軸の座標ＢＬ２（λｍａｘ）の値はゼロであり（ＢＬ２（λｍａｘ）＝０）、最長波長点Ｂ２２は横軸上に位置する。
また、長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）における最長波長点Ｂ２２（図１６中の白丸）および長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）における最長波長点Ａ１２（図１２および図１６中の白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
さらに、長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）における最短波長点Ｂ２４（図１６中の縦線が内部に引かれた白丸）および長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）における最短波長点Ａ１４（図１２および図１６中の縦線が内部に引かれた白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
【０１４３】
処理部２９１は、短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）および長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）に基づいて、図１７に示す第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を算出（生成）する。
【０１４４】
第三補正吸収スペクトルが算出（生成）される手順は、短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度および長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度の大小により変わる。
【０１４５】
（ｉ）短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも小さい場合には、以下の（ｉ−１）、（ｉ−２）および（ｉ−３）の手順に従って第三補正吸収スペクトルを算出（生成）する。
（ｉ−１）短波長側第二補正吸収スペクトルに「定数」を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出する。
（ｉ−２）長波長側第二補正吸収スペクトルに「短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値」および「定数」を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出する。
（ｉ−３）短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより、第三補正吸収スペクトルを生成する。
【０１４６】
（ｉｉ）短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度よりも大きい場合には、以下の（ｉｉ−１）、（ｉｉ−２）および（ｉｉ−３）の手順に従って第三補正吸収スペクトルを算出（生成）する。
（ｉｉ−１）短波長側第二補正吸収スペクトルに「短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度と前記長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度との差分の絶対値」および「定数」を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出する。
（ｉｉ−２）長波長側第二補正吸収スペクトルに「定数」を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出する。
（ｉｉ−３）短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより、第三補正吸収スペクトルを生成する。
【０１４７】
（ｉｉｉ）短波長側吸収スペクトルにおける最短波長点の光強度が長波長側吸収スペクトルにおける最長波長点の光強度と同じである場合には、以下の（ｉｉｉ−１）、（ｉｉｉ−２）および（ｉｉｉ−３）の手順に従って第三補正吸収スペクトルを算出（生成）する。
（ｉｉｉ−１）短波長側第二補正吸収スペクトルに「定数」を加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルを算出する。
（ｉｉｉ−２）長波長側第二補正吸収スペクトルに「定数」を加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルを算出する。
（ｉｉｉ−３）短波長側第三補正吸収スペクトルの最長波長点を長波長側第三補正吸収スペクトルの最短波長点に繋ぎ合わせることにより、第三補正吸収スペクトルを生成する。
【０１４８】
図１４に示す如く、本実施形態では短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）の最短波長点Ｂ０１の光強度ＢＳ０（λｍｉｎ）が長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）の最長波長点Ｂ０２の光強度ＢＬ０（λｍａｘ）よりも大きい（ＢＳ０（λｍｉｎ）＞ＢＬ０（λｍａｘ））ので、上記（ｉｉ）に該当する。
【０１４９】
従って、処理部２９１は、短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）に「短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）の最短波長点Ｂ０１の光強度ＢＳ０（λｍｉｎ）と長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）の最長波長点Ｂ０２の光強度ＢＬ０（λｍａｘ）との差分の絶対値」および「定数Ｃ」を加えることにより、図１７に示す短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）を算出する（ＢＳ３（λ）＝ＢＳ２（λ）＋｛ＢＳ０（λｍｉｎ）−ＢＬ０（λｍａｘ）｝＋Ｃ）。
また、処理部２９１は、長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）に「定数Ｃ」を加えることにより、図１７に示す長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）を算出する（ＢＬ３（λ）＝ＢＬ２（λ）＋Ｃ）。
また、処理部２９１は、図１７に示す如く、短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）の最長波長点を長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）の最短波長点に繋ぎ合わせることにより、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を生成する。ここで、短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）の最長波長点と長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）の最短波長点とは、短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）を長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）に繋ぎ合わせる前の時点から横軸および縦軸の座標が同じである。
【０１５０】
なお、短波長側第二補正吸収スペクトルおよび長波長側第二補正吸収スペクトルに加えられる定数の値は、第二補正リファレンススペクトルを算出するときに第一補正リファレンススペクトルに加えられる定数の値と同じである。
【０１５１】
定数Ｃは、数１に基づく計算に含まれる対数演算が不能となる場合を回避するために便宜的に加えられるものである。従って、定数Ｃの値は通常、正の値となる。
ただし、定数Ｃを加えなくても対数演算が不能とならない場合には定数Ｃの値をゼロとすることも可能である。
【０１５２】
図１７に示す如く、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）における最長波長点Ｂ３２（図１７中の白丸）および第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）における最長波長点Ａ２２（図１３および図１７中の白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
また、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）における最短波長点Ｂ３１（図１７中の黒丸）および第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）における最短波長点Ａ２１（図１３および図１７中の黒四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
さらに、短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）と長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）とが繋ぎ合わされる点、すなわち第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）における非吸収波長の点Ｂ３ａ（図１７中の内部に十字が付された白丸）および第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）における非吸収波長の点Ａ２ａ（図１３および図１７中の内部に十字が付された白四角）は重なる（縦軸の座標が一致する）。
【０１５３】
このように、処理部２９１がリファレンススペクトルＡ０（λ）および吸収スペクトルＢ０（λ）に対して行う一連の処理（演算）は、実質的にはリファレンススペクトルＡ０（λ）の最短波長点Ａ０１と吸収スペクトルＢ０（λ）の最短波長点Ｂ０１とが重なり、リファレンススペクトルＡ０（λ）の最長波長点Ａ０２と吸収スペクトルＢ０（λ）の最長波長点Ｂ０２とが重なり、かつ、リファレンススペクトルＡ０（λ）における非吸収波長の点Ａ０ａと吸収スペクトルＢ０（λ）における非吸収波長の点Ｂ０ａとが重なるように補正を施すことに相当する。
また、処理部２９１がリファレンススペクトルＡ０（λ）および吸収スペクトルＢ０（λ）に対して行う一連の処理（演算）は、実質的には、リファレンススペクトルにおける非吸収波長の点と吸収スペクトルにおける非吸収波長の点とが重なるように吸収スペクトルを縦軸方向に平行移動させ、その後、リファレンススペクトルにおける非吸収波長の点と吸収スペクトルにおける非吸収波長の点とが重なる状態を保持しつつ吸収スペクトルにおいて非吸収波長以下となる部分を縦軸方向に拡大または縮小することによりリファレンススペクトルの最短波長点と吸収スペクトルの最短波長点とを重ねるとともに吸収スペクトルにおいて非吸収波長以上となる部分を縦軸方向に拡大または縮小することによりリファレンススペクトルの最長波長点と吸収スペクトルの最長波長点とを重ねる補正を施すことに相当する。
【０１５４】
図１７に示す如く、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）および第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を比較すると、「（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、および（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯を除く波長帯」、すなわち、「（ｃ）の波長帯よりも波長が短い波長帯、（ａ）の波長帯より波長が長い波長帯および（ｄ）の波長帯」における光強度が良く一致し、外乱要因が排除された状態となる。
【０１５５】
処理部２９１は、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）および数１に基づいて、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する。
【０１５６】
処理部２９１は、数１に基づいて算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出し、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出し、「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
具体的には、処理部２９１は、処理部２９１に予め記憶された係数Ｋ１と「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
同様に、処理部２９１は、処理部２９１に予め記憶された係数Ｋ２と「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
同様に、処理部２９１は、処理部２９１に予め記憶された係数Ｋ３と「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
【０１５７】
処理部２９１は、上記算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、および「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」の和として、「測定対象ガス１の全炭化水素濃度」を算出する。
【０１５８】
処理部２９１は、算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、および「測定対象ガス１の全炭化水素濃度」を適宜記憶する。
【０１５９】
以上の如く、ＴＨＣ測定装置２００は、
光を発生させる赤外ランプ１０と、
赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させる分光器２０と、
分光器２０により波長変動された光の強度を検出するフォトダイオード３０と、
赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ｚにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置に配置され、測定対象ガス１を収容可能かつ光を透過可能なガス容器４０と、
測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルＡ０（λ）のうち非吸収波長λａ以下の波長帯からなる短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）および非吸収波長λａ以上の波長帯からなる長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）に二分割し、短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）から短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）における最短波長点Ａ０１の光強度ＡＳ０（λｍｉｎ）を引くことにより算出される短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）および長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）から長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）における最長波長点Ａ０２の光強度ＡＬ０（λｍａｘ）を引くことにより算出される長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）を予め記憶し、リファレンススペクトルＡ０（λ）からリファレンススペクトルＡ０（λ）における最長波長点Ａ０２の光強度ＡＬ０（λｍａｘ）を引くとともに定数Ｃを加えることにより算出される第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）を予め記憶し、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出し、吸収スペクトルＢ０（λ）を非吸収波長λａ以下の波長帯からなる短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）および非吸収波長λａ以上の波長帯からなる長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）に二分割し、短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）から短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）の最短波長点Ｂ０１の光強度ＢＳ０（λｍｉｎ）を引くことにより短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）を算出し、長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）から長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）の最長波長点Ｂ０２の光強度ＢＬ０（λｍａｘ）を引くことにより長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）を算出し、短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）における最長波長点Ａ１３の光強度ＡＳ１（λａ）を短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）における最長波長点Ｂ１３の光強度ＢＳ１（λａ）で割った値を短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）に乗ずることにより短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）を算出し、長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）における最短波長点Ａ１４の光強度ＡＬ１（λａ）を長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）における最短波長点Ｂ１４の光強度ＢＬ１（λａ）で割った値を長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）に乗ずることにより長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）を算出し、短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）に短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）の最短波長点Ｂ０１の光強度ＢＳ０（λｍｉｎ）と長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）の最長波長点Ｂ０２の光強度ＢＬ０（λｍａｘ）との差分の絶対値および定数Ｃを加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）を算出するとともに長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）に定数Ｃを加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）を算出し、短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）の最長波長点を長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）に繋ぎ合わせることにより第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を生成し、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）および数１に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量（本実施形態では、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３）を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出するデータ処理装置２９０（より厳密には、処理部２９１）と、
を具備する。
このように構成することにより、ＴＨＣ測定装置２００は、時々刻々と変動する外乱要因（例えば、ＴＨＣ測定装置２００の光学系（レンズ等）あるいはガス容器４０に設けられた入口側窓部材４２および出口側窓部材４３が汚れる、ガス容器４０が測定対象ガス１からの熱伝導により温度上昇してガス容器４０を構成する材料（金属等）から赤外光が放射される等）が吸収スペクトルＢ０（λ）に与える影響を排除することが可能であり、ひいては測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能である。
【０１６０】
以下では、図１８を用いて本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第二実施形態について説明する。
本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第二実施形態はＴＨＣ測定装置２００を用いて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度和を測定する方法である。
図１８に示す如く、本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第二実施形態は検出工程Ｓ２１００、吸収スペクトル算出工程Ｓ２２００、第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２３００、第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２４００、第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２５００、光吸収量算出工程Ｓ２６００および濃度算出工程Ｓ２７００を具備する。
【０１６１】
検出工程Ｓ２１００は、フォトダイオード３０が、赤外ランプ１０により発生してガス容器４０に収容された測定対象ガス１を透過した光の強度を検出する工程である。
本実施形態では、検出工程Ｓ２１００は所定の周期（分光器２０の分光周期）で繰り返し行われる。
【０１６２】
吸収スペクトル算出工程Ｓ２２００は、データ処理装置２９０（より厳密には、処理部２９１）が、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出する工程である。
吸収スペクトル算出工程Ｓ２２００が終了したら、第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２３００に移行する。
【０１６３】
第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２３００は、データ処理装置２９０（より厳密には、処理部２９１）が、吸収スペクトルＢ０（λ）を非吸収波長λａ以下の波長帯からなる短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）および非吸収波長λａ以上の波長帯からなる長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）に二分割し、短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）から短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）における最短波長点Ｂ０１の光強度Ｂ０（λｍｉｎ）を引くことにより短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）を算出するとともに長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）から長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）における最長波長点Ｂ０２の光強度Ｂ０（λｍａｘ）を引くことにより長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）を算出する工程である。
第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２３００が終了したら、第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２４００に移行する。
【０１６４】
第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２４００は、データ処理装置２９０（より厳密には、処理部２９１）が、短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）における最長波長点Ａ１３の光強度ＡＳ１（λａ）を短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）の最長波長点Ｂ１３の光強度ＢＳ１（λａ）で割った値を短波長側第一補正吸収スペクトルＢＳ１（λ）に乗ずることにより短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）を算出するとともに長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）における最短波長点Ａ１４の光強度ＡＬ１（λａ）を長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）における最短波長点Ｂ１４の光強度ＢＬ１（λａ）で割った値を長波長側第一補正吸収スペクトルＢＬ１（λ）に乗ずることにより長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）を算出する工程である。
第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２４００が終了したら、第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２５００に移行する。
【０１６５】
第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２５００は、データ処理装置２９０（より厳密には、処理部２９１）が、短波長側第二補正吸収スペクトルＢＳ２（λ）に短波長側吸収スペクトルＢＳ０（λ）の最短波長点Ｂ０１の光強度ＢＳ０（λｍｉｎ）と長波長側吸収スペクトルＢＬ０（λ）の最長波長点Ｂ０２の光強度ＢＬ０（λｍａｘ）との差分の絶対値および定数Ｃを加えることにより短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）を算出するとともに長波長側第二補正吸収スペクトルＢＬ２（λ）に定数Ｃを加えることにより長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）を算出して短波長側第三補正吸収スペクトルＢＳ３（λ）の最長波長点を長波長側第三補正吸収スペクトルＢＬ３（λ）の最短波長点に繋ぎ合わせることにより第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）を生成する工程である。
第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２５００が終了したら、光吸収量算出工程Ｓ２６００に移行する。
【０１６６】
光吸収量算出工程Ｓ２６００は、データ処理装置２９０（より厳密には、処理部２９１）が、第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）、第三補正吸収スペクトルＢ３（λ）および数１に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量（本実施形態では、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３）を算出する工程である。
光吸収量算出工程Ｓ２６００が終了したら、濃度算出工程Ｓ２７００に移行する。
【０１６７】
濃度算出工程Ｓ２７００は、データ処理装置２９０（より厳密には、処理部２９１）が、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量（本実施形態では、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３）に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する工程である。
【０１６８】
以上の如く、本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第二実施形態は、
光を発生させる赤外ランプ１０と、
赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させる分光器２０と、
分光器２０により波長変動された光の強度を検出するフォトダイオード３０と、
赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ｚにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置に配置され、測定対象ガス１を収容可能かつ光を透過可能なガス容器４０と、
測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルＡ０（λ）のうち非吸収波長λａ以下の波長帯からなる短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）および非吸収波長λａ以上の波長帯からなる長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）に二分割し、短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）から短波長側リファレンススペクトルＡＳ０（λ）における最短波長点Ａ０１の光強度ＡＳ０（λｍｉｎ）を引くことにより算出される短波長側第一補正リファレンススペクトルＡＳ１（λ）および長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）から長波長側リファレンススペクトルＡＬ０（λ）における最長波長点Ａ０２の光強度ＡＬ０（λｍａｘ）を引くことにより算出される長波長側第一補正リファレンススペクトルＡＬ１（λ）を予め記憶し、リファレンススペクトルＡ０（λ）からリファレンススペクトルＡ０（λ）における最長波長点Ａ０２の光強度ＡＬ０（λｍａｘ）を引くとともに定数Ｃを加えることにより算出される第二補正リファレンススペクトルＡ２（λ）を予め記憶するとともに、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を算出するデータ処理装置２９０と、
を具備するＴＨＣ測定装置２００を用いて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を測定する方法であって、
検出工程Ｓ２１００と、
吸収スペクトル算出工程Ｓ２２００と、
第一補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２３００と、
第二補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２４００と、
第三補正吸収スペクトル算出工程Ｓ２５００と、
光吸収量算出工程Ｓ２６００と、
濃度算出工程Ｓ２７００と、
を具備する。
このように構成することにより、時々刻々と変動する外乱要因（例えば、ＴＨＣ測定装置２００の光学系（レンズ等）あるいはガス容器４０に設けられた入口側窓部材４２および出口側窓部材４３が汚れる、ガス容器４０が測定対象ガス１からの熱伝導により温度上昇してガス容器４０を構成する材料（金属等）から赤外光が放射される等）が吸収スペクトルＢ０（λ）に与える影響を排除することが可能であり、ひいては測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能である。
【０１６９】
以下では、図１、および、図１９から図２１を用いて本発明に係る炭化水素濃度測定装置の実施の第三実施形態であるＴＨＣ測定装置３００について説明する。
【０１７０】
図１に示すＴＨＣ測定装置３００は、測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度和を測定する装置である。
ＴＨＣ測定装置３００は、フレーム１１０、光源側光学系ユニット１２０、ガス容器４０、フォトダイオード３０、チョッパ・分光器制御装置７０、ロックインアンプ８０およびデータ処理装置３９０を具備する。
【０１７１】
ＴＨＣ測定装置３００を構成する部材のうち、フレーム１１０、光源側光学系ユニット１２０、ガス容器４０、フォトダイオード３０、チョッパ・分光器制御装置７０、ロックインアンプ８０についてはＴＨＣ測定装置１００を構成する部材と略同じであることから説明を省略する。
【０１７２】
データ処理装置３９０は本発明に係る濃度算出装置の実施の一形態である。
データ処理装置３９０はフォトダイオード３０により受光された光の強度に基づいて、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループ、に属する炭化水素の濃度和をグループ毎に算出する。
データ処理装置３９０は処理部３９１、入力部３９２および表示部３９３を具備する。
データ処理装置３９０の処理部３９１、入力部３９２および表示部３９３のハードウェアとしての構成は、それぞれＴＨＣ測定装置１００のデータ処理装置１９０の処理部１９１、入力部１９２および表示部１９３のハードウェアとしての構成と略同じであることから説明を省略する。
【０１７３】
処理部３９１は基準ガスのスペクトル、すなわち図１９に示すリファレンススペクトルＡ０（λ）を予め記憶している。
【０１７４】
図１９に示す如く、本実施形態のリファレンススペクトルＡ０（λ）は、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、および（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、を全て含む。
また、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯と（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯に挟まれる位置には、（ｄ）非吸収波長帯が存在する。
（ｄ）非吸収波長帯は、上記（ａ）〜（ｃ）のいずれにも該当しない波長帯、すなわちアルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素、芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素、並びにアルキンからなるグループに属する炭化水素のいずれも吸収しない波長帯である。
本実施形態では、非吸収波長帯を２．９５０μｍ以上３．５５０μｍ以下の範囲内で設定することが望ましく、非吸収波長帯を３．１００μｍ以上３．２００μｍ以下の範囲内で設定することがより望ましい。
【０１７５】
処理部３９１は、リファレンススペクトルＡ０（λ）の（ｄ）非吸収波長帯における光強度の平均値Ｄ１を予め算出し、記憶している。
本実施形態では、平均値Ｄ１はリファレンススペクトルＡ０（λ）における（ｄ）非吸収波長帯の最短波長λｂから最長波長λｃまでの積分値Ｓ１（図１９中の斜線を施した部分の面積）を最長波長λｃと最短波長λｂとの差分で割った値で表される（Ｄ１＝｛Ｓ１／（λｃ−λｂ）｝）。
なお、本発明に係る「リファレンススペクトルの非吸収波長帯における光強度の平均値」は本実施形態の平均値Ｄ１に限定されず、他の計算方法により算出される値でも良い。
リファレンススペクトルの非吸収波長帯における光強度の平均値の他の計算方法としては、リファレンススペクトル上かつ波長が非吸収波長帯に含まれる複数の点の光強度の和を当該点の数で割った値を平均値とする方法等が挙げられる。
【０１７６】
処理部３９１は、ロックインアンプ８０から取得された補正測定信号および分光周期信号に基づいて、図２０に示す「測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）」を算出する。
【０１７７】
より詳細には、処理部３９１は、補正測定信号および分光周期信号を照合し、取得された補正測定信号がどの波長帯の光の強度を示すものかを特定する作業を順次行うことにより、測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出する。
図２０に示す吸収スペクトルＢ０（λ）の最短波長および最長波長は、それぞれ図１９に示すリファレンススペクトルＡ０（λ）の最短波長および最長波長に一致する。
【０１７８】
処理部３９１は、測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）に基づいて、図２１に示す「測定対象ガス１の補正吸収スペクトルＢ１（λ）」を算出する。
処理部３９１は、測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）の（ｄ）非吸収波長帯における光強度の平均値Ｄ２を算出する。
本実施形態では、平均値Ｄ２は吸収スペクトルＢ０（λ）における（ｄ）非吸収波長帯の最短波長λｂから最長波長λｃまでの積分値Ｓ２（図２０中の斜線を施した部分の面積）を最長波長λｃと最短波長λｂとの差分で割った値で表される（Ｄ２＝｛Ｓ２／（λｃ−λｂ）｝）。
なお、本発明に係る「吸収スペクトルの非吸収波長帯における光強度の平均値」は本実施形態の平均値Ｄ２に限定されず、他の計算方法により算出される値でも良い。
吸収スペクトルの非吸収波長帯における光強度の平均値の他の計算方法としては、吸収スペクトル上かつ波長が非吸収波長帯に含まれる複数の点の光強度の和を当該点の数で割った値を平均値とする方法等が挙げられる。
処理部３９１は、平均値Ｄ１を平均値Ｄ２で割った値を吸収スペクトルＢ０（λ）に乗ずることにより、補正吸収スペクトルＢ１（λ）を算出する（Ｂ１（λ）＝（Ｄ１／Ｄ２）×Ｂ０（λ））。
【０１７９】
このように、処理部２９１が吸収スペクトルＢ０（λ）に対して行う一連の処理（演算）は、リファレンススペクトルＡ０（λ）および吸収スペクトルＢ０（λ）における「（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯、および（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯を除く波長帯」、すなわち、「（ｃ）の波長帯よりも波長が短い波長帯、（ａ）の波長帯より波長が長い波長帯および（ｄ）の波長帯」における光強度を良く一致させるものである。従って、補正吸収スペクトルＢ１（λ）からは外乱要因が排除された状態となる。
【０１８０】
処理部３９１は、リファレンススペクトルＡ０（λ）、補正吸収スペクトルＢ１（λ）および以下の数２に基づいて、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出する。
【０１８１】
【数２】
2010210594.tif 000011
【０１８２】
数２はランベルト・ベールの法則の近似式に基づく計算式である。
数２において、ｎ＝１は「アルカンおよびアルケンからなるグループ」、ｎ＝２は「芳香族炭化水素からなるグループ」、ｎ＝３は「アルキンからなるグループ」を指す。
数２において、Ｘ１は「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸光度（光の吸収量）」、Ｘ２は「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸光度（光の吸収量）」、Ｘ３は「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸光度（光の吸収量）」を指す。
数２において、「Ｉ１」は補正吸収スペクトルにおける「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度、「Ｉ２」は補正吸収スペクトルにおける「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度、「Ｉ３」は補正吸収スペクトルにおける「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度を指す。
数２において、「（Ｉ１）０」はリファレンススペクトルにおける「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度、「（Ｉ２）０」はリファレンススペクトルにおける「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度、「（Ｉ３）０」はリファレンススペクトルにおける「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯」の光強度を指す。
数２は、十分な光量が確保されている測定条件下では、｛Ｉｎ／（Ｉｎ）０｝≒１が成立すること、｛Ｉｎ／（Ｉｎ）０｝≒１が成立するときにはＬｏｇｅ｛Ｉｎ／（Ｉｎ）０｝≒［｛Ｉｎ／（Ｉｎ）０｝−１］≒−［｛（Ｉｎ）０／Ｉｎ｝−１］が成立すること、を前提とするものである。
本実施形態ではＸｎ＝｛（Ｉｎ）０−Ｉｎ｝／（Ｉｎ）を用いて光の吸収量を算出したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、分母のＩｎを省略した計算式（Ｘｎ＝｛（Ｉｎ）０−Ｉｎ｝）を用いて光の吸収量を算出しても良い。
【０１８３】
ＴＨＣ測定装置３００（処理部３９１）における光の吸収量の算出は対数演算を必要としないので、ＴＨＣ測定装置１００（処理部１９１）における光の吸収量の算出およびＴＨＣ測定装置２００（処理部２９１）における光の吸収量の算出に比べて演算の負荷が小さい点において優れている。演算の負荷を小さくすることにより、演算の高速化（ひいては、炭化水素濃度測定の高速応答性の向上）および演算に係る装置コストの低減に寄与する。
【０１８４】
また、ＴＨＣ測定装置１００およびＴＨＣ測定装置２００は、ガス容器４０が測定対象ガス１からの熱伝導により温度上昇して赤外光を放射した場合に当該赤外光が吸収スペクトルの長波長成分の外乱要因となるため、通常はロックインアンプ８０にＨＰＦ（ハイパスフィルタ）を組み合わせる等の処置を施すことによりガス容器４０が放射する赤外光に起因する外乱要因を排除する。
しかし、このような処置を施すと対数演算を行う際の入力値が負の値となる場合があるため、ＴＨＣ測定装置１００およびＴＨＣ測定装置２００では対数演算を確実に行うために便宜上定数Ｃを加える演算を行っている。
ＴＨＣ測定装置３００は対数演算を行わないため、上記定数Ｃを加える演算を必要とせず、その分だけＴＨＣ測定装置１００およびＴＨＣ測定装置２００よりも演算の負荷が小さい。
【０１８５】
処理部３９１は、数２に基づいて算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出し、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出し、「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
具体的には、処理部３９１は、処理部３９１に予め記憶された係数Ｋ１と「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
同様に、処理部３９１は、処理部３９１に予め記憶された係数Ｋ２と「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
同様に、処理部３９１は、処理部３９１に予め記憶された係数Ｋ３と「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
【０１８６】
処理部３９１は、上記算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、および「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」の和として、「測定対象ガス１の全炭化水素濃度」を算出する。
【０１８７】
処理部３９１は、算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、および「測定対象ガス１の全炭化水素濃度」を適宜記憶する。
【０１８８】
なお、上記係数Ｋ１、係数Ｋ２および係数Ｋ３の初期値は、ＦＩＤ−ＧＣ等により予め炭化水素の組成が分かっているガスをＴＨＣ測定装置１００により測定して得られた「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果、および「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果に基づいて実験的に定められる。
また、本実施形態の場合、処理部３９１により算出される各グループに属する炭化水素の濃度の和および全炭化水素濃度はメタン換算濃度値（ｐｐｍＣ）の形で算出されるが、本発明はこれに限定されず、体積比等の形で算出しても良い。
【０１８９】
以上の如く、ＴＨＣ測定装置３００は、
光を発生させる赤外ランプ１０と、
赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させる分光器２０と、
分光器２０により波長変動された光の強度を検出するフォトダイオード３０と、
赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ｚにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置に配置され、測定対象ガス１を収容可能かつ光を透過可能なガス容器４０と、
測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルＡ０（λ）およびリファレンススペクトルＡ０（λ）における非吸収波長帯の光強度の平均値Ｄ１を予め記憶し、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出し、吸収スペクトルＢ０（λ）における非吸収波長帯の光強度の平均値Ｄ２を算出し、平均値Ｄ１を平均値Ｄ２で割った値を吸収スペクトルＢ０（λ）に乗ずることにより補正吸収スペクトルＢ１（λ）を算出し、リファレンススペクトルＡ０（λ）と補正吸収スペクトルＢ１（λ）との差分（より厳密には、光強度の差分）に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量（本実施形態では、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３）を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出するデータ処理装置３９０（より厳密には、処理部３９１）と、
を具備する。
このように構成することにより、ＴＨＣ測定装置３００は、時々刻々と変動する外乱要因（例えば、ＴＨＣ測定装置３００の光学系（レンズ等）あるいはガス容器４０に設けられた入口側窓部材４２および出口側窓部材４３が汚れる、ガス容器４０が測定対象ガス１からの熱伝導により温度上昇してガス容器４０を構成する材料（金属等）から赤外光が放射される等）が吸収スペクトルＢ０（λ）に与える影響を排除することが可能であり、ひいては測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能である。
【０１９０】
以下では、図２２を用いて本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第三実施形態について説明する。
本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第三実施形態はＴＨＣ測定装置３００を用いて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度和を測定する方法である。
図２２に示す如く、本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第三実施形態は検出工程Ｓ３１００、吸収スペクトル算出工程Ｓ３２００、平均値算出工程Ｓ３３００、補正吸収スペクトル算出工程Ｓ３４００、光吸収量算出工程Ｓ３５００および濃度算出工程Ｓ３６００を具備する。
【０１９１】
検出工程Ｓ３１００は、フォトダイオード３０が、赤外ランプ１０により発生してガス容器４０に収容された測定対象ガス１を透過した光の強度を検出する工程である。
本実施形態では、検出工程Ｓ３１００は所定の周期（分光器２０の分光周期）で繰り返し行われる。
【０１９２】
吸収スペクトル算出工程Ｓ３２００は、データ処理装置３９０（より厳密には、処理部３９１）が、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１の吸収スペクトルＢ０（λ）を算出する工程である。
吸収スペクトル算出工程Ｓ３２００が終了したら、平均値算出工程Ｓ３３００に移行する。
【０１９３】
平均値算出工程Ｓ３３００は、データ処理装置３９０（より厳密には、処理部３９１）が、吸収スペクトルＢ０（λ）における非吸収波長帯の光強度の平均値Ｄ２を算出する工程である。
平均値算出工程Ｓ３３００が終了したら、補正吸収スペクトル算出工程Ｓ３４００に移行する。
【０１９４】
補正吸収スペクトル算出工程Ｓ３４００は、データ処理装置３９０（より厳密には、処理部３９１）が、リファレンススペクトルＡ０（λ）における非吸収波長帯の光強度の平均値Ｄ１を吸収スペクトルＢ０（λ）における非吸収波長帯の光強度の平均値Ｄ２で割った値を吸収スペクトルＢ０（λ）に乗ずることにより補正吸収スペクトルＢ１（λ）を算出する工程である。
補正吸収スペクトル算出工程Ｓ３４００が終了したら、光吸収量算出工程Ｓ３５００に移行する。
【０１９５】
光吸収量算出工程Ｓ３５００は、データ処理装置３９０（より厳密には、処理部３９１）が、リファレンススペクトルＡ０（λ）と補正吸収スペクトルＢ１（λ）との差分に基づいて（本実施形態では、これらのスペクトルおよび数２に基づいて）測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量（本実施形態では、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３）を算出する工程である。
光吸収量算出工程Ｓ３５００が終了したら、濃度算出工程Ｓ３６００に移行する。
【０１９６】
濃度算出工程Ｓ３６００は、データ処理装置３９０（より厳密には、処理部３９１）が、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する工程である。
【０１９７】
以上の如く、本発明に係る炭化水素濃度測定方法の第三実施形態は、
光を発生させる赤外ランプ１０と、
赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させる分光器２０と、
分光器２０により波長変動された光の強度を検出するフォトダイオード３０と、
赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ｚにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置に配置され、測定対象ガス１を収容可能かつ光を透過可能なガス容器４０と、
測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯を含むリファレンススペクトルＡ０（λ）およびリファレンススペクトルＡ０（λ）における非吸収波長帯の光強度の平均値Ｄ１を予め記憶するとともに、フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を算出するデータ処理装置３９０（より厳密には、処理部３９１）と、
を具備するＴＨＣ測定装置３００を用いて測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を測定する方法であって、
検出工程Ｓ３１００と、
吸収スペクトル算出工程Ｓ３２００と、
平均値算出工程Ｓ３３００と、
補正吸収スペクトル算出工程Ｓ３４００と、
光吸収量算出工程Ｓ３５００と、
濃度算出工程Ｓ３６００と、
を具備する。
このように構成することにより、時々刻々と変動する外乱要因（例えば、ＴＨＣ測定装置３００の光学系（レンズ等）あるいはガス容器４０に設けられた入口側窓部材４２および出口側窓部材４３が汚れる、ガス容器４０が測定対象ガス１からの熱伝導により温度上昇してガス容器４０を構成する材料（金属等）から赤外光が放射される等）が吸収スペクトルＢ０（λ）に与える影響を排除することが可能であり、ひいては測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度を精度良く測定することが可能である。
【符号の説明】
【０１９８】
１        測定対象ガス
１０      赤外ランプ（光源）
２０      分光器
３０      フォトダイオード（受光器）
４０      ガス容器
１００    ＴＨＣ測定装置（炭化水素濃度測定装置）
１９０    データ処理装置（濃度算出装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010210594.tif 000021
【図５】
2010210594.tif 000022
【図６】
2010210594.tif 000023
【図７】
2010210594.tif 000024
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010210594.tif 000027
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2010210594.tif 000033
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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