(57)【要約】【課題】光経路中において光信号にノイズが乗りにくく、精度の良いガス濃度およびガス温度計測を可能にし、さらに、複数種のガス計測においても装置の複雑化や大型化を伴わずに簡単な構成によって達成することができるガス分析装置を提供すること。【解決手段】計測対象ガス中に照射されたレーザ光の吸収スペクトルを解析してガス濃度および温度を計測するガス分析装置において、レーザ光発光部で発光されたレーザ光を計測対象のガス中に照射する照射部と、前記計測対象ガス中を通過したレーザ光を受光する受光部との両機能を有するコリメータ３ａ、３ｂを計測対象ガス２に向けて一対設置し、前記コリメータに光ファイバ７ａ、７ｂを接続して、該光ファイバの経路中に光サーキュレータ９ａ、９ｂを設置し、両光サーキュレータ間の単一のレーザ光経路に照射および受光信号の双方向を搬送させるように構成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象ガス中に照射されたレーザ光の吸収スペクトルを解析してガス濃度および温度を計測するガス分析装置において、
レーザ光発光部で発光されたレーザ光を計測対象のガス中に照射する照射部と、前記計測対象ガス中を通過したレーザ光を受光する受光部との両機能を有する送受光部を計測対象ガスに向けて複数設置し、前記送受光部に光ファイバを接続し、該光ファイバの経路中に光サーキュレータを設置し、一方と他方の両光サーキュレータ間の単一のレーザ光経路に照射および受光信号の双方向を搬送させるように構成したことを特徴とするガス分析装置。
【請求項２】
前記送受光部はコリメータ（光学レンズ）からなり、１つの計測セルに前記コリメータを一対設置し、両コリメータへ接続する光ファィバにそれぞれ前記光サーキュレータを設置し、両光サーキュレータを介して前記それぞれの送受光部から異なるガス種に対する吸収波長のレーザ光を照射および受光するように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス分析装置。
【請求項３】
前記送受光部はコリメータからなり、１つの計測セルに前記コリメータを一対設置し、両コリメータへの光ファィバにそれぞれ前記光サーキュレータを設置し、両光サーキュレータを介して前記それぞれの送受光部から同種ガスに対する異なる吸収波長のレーザ光を照射および受光するように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス分析装置。
【請求項４】
前記送受光部はコリメータからなり、１つの計測セルに前記コリメータを一対設置し、両コリメータへの光ファィバにそれぞれ前記光サーキュレータを設置し、一方の光サーキュレータを短絡して光の流れ方向を１方向に限定せしめ、短絡していない他方の光サーキュレータによって計測信号の送受光を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のガス分析装置。
【請求項５】
前記送受光部はコリメータからなり、１つの計測セルに前記コリメータを複数対設置するとともに、各対のコリメータを計測対象ガスに対して異なる方向に照射可能に配置してレーザ光経路を直列的に接続したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラー、ごみ焼却炉、燃焼機関の燃焼室等の密閉容器内に生じるガスや、あるいは該密閉容器から外部に排出される排出ガス、あるいは排出されたガスが滞留する可能性の高い場所における、ガス分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボイラー、ごみ焼却炉、燃焼機関の燃焼室等の密閉容器内に発生するガスや、該燃焼室から外部に排出される排出ガス濃度を計測する手法として、レーザ光を用いる技術が開発されている。このレーザ光を用いるガス濃度計測技術は、ガス種別毎に特有波長を吸収する性質を持つことを利用し、ガス雰囲気中に特定波長のレーザ光を照射して、ガス雰囲気を通過したレーザ光のスペクトルを分析することで、特定ガス種別の濃度やガス温度を把握するものである。
【０００３】
レーザ光を利用してエンジンからの排ガス濃度やガス温度を計測する例として、図６（ａ）、（ｂ）に示すような装置が知られている。
図６（ａ）は、レーザダイオードＬＤからのレーザ光を、計測対象ガス０１中の計測しようとするガス成分に合わせた所定の吸収波長に設定して、計測セル０２に設けられた照射部０３のコリメータ０５から照射する。計測対象ガス０１中を通過したレーザ光は受光部０７のフォトダイオード０９で受光するように構成されている。なお、レーザ光の照射用、受光用の窓０８、０１０が設けられている。
計測対象ガスを通過した計測受光信号と、計測対象ガスを通過しない参照受光信号との差分信号を差動増幅器０１１で増幅して、増幅した信号に基づいて、計測対象のガス中のガス成分によって吸収された吸収スペクトルを把握し、この吸収スペクトルを解析して計測対象中に検出しようとするガス成分の濃度や温度を測定する。
【０００４】
また、図６（ｂ）は、レーザダイオードＬＤからのレーザ光を、計測対象ガス０１中の計測しようとするガス成分に合わせた所定の吸収波長に設定し、計測セル０２に設けられた照射部０３のコリメータ０５から照射して、計測対象ガス０１中を通過したレーザ光を受光部０７のフォトダイオード０９で受光するように構成され、該フォトダイオード０９で受光した信号をＰＤアンプ（フォトダイオードアンプ）０１３に入力して増幅し、その増幅信号から前記所定波長に同期する信号を検出（ロックイン検出）して、計測対象のガス中のガス成分によって吸収された吸収スペクトルを把握し、この吸収スペクトルを解析して計測対象中に検出しようとするガス成分の濃度や温度を測定する。
【０００５】
図６（ａ）、（ｂ）に示したいずれの装置も、計測セル０２が計測対象ガス０１とレーザの干渉部であるため、エンジン配管等に直列に挿入して使用することが多く、その表面温度はエンジンからの排ガス温度によって２００℃を超えることがあり、フォトダイオード０９や、ＰＤアンプ０１３を計測セル０２に直接設置できず、計測セル０２との間に断熱冶具を挿入している。
そのため、計測セルの構造が複雑になり、運搬、設置、使用において過度の注意が必要となっていた。
また、フォトダイオード０９や、ＰＤアンプ０１３を計測セル０２の近傍に設置するため、エンジンの排気配管からのノイズを拾いやすいという問題もあった。
【０００６】
一方、図６（ａ）（ｂ）に示すようなフォトダイオード０９や、ＰＤアンプ０１３を計測セル０２に直接設置しない構成として、特許文献１（特開平１０−９０１７０号公報）のような技術も知られている。
かかる特許文献１は、図７に示すように、吸収波長にロックしたパルス光が光源０２０から光ファィバ０２２を経て光学手段０２４に出射され、光学手段０２４から光ファィバ０２６を介して、ガス管０２７内のガス検出センサ０２８に出射される。そして、ガス検出センサ０２８では、近傍に存在するガス濃度に応じて通過光を損失させて出射させる。ガス検出センサ０２８の出射光の一部は、反射手段０２９のミラーによって反射されて、再びガス検出センサ０２８に入斜し、損失した光が光学手段０２４を経由して検出部０３０の光電変化器０３２によって電気信号に変換されて、信号処理部０３４で信号処理されてガス濃度が算出処理される。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−９０１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に示される計測装置では、図６（ａ）、（ｂ）に示すような計測セルに直接フォトダイオードやフォトダイオードアンプを設置せずに、光ファィバ０２６、０３６を介して検出部０３０の光電変化器０３２に接続して電気信号に変換される構成であるため、断熱冶具の挿入や、エンジン配管のノイズを拾いやすいという問題は生じないが、光経路中に反射手段のミラーを用いているため、光信号にノイズが乗りやすい問題がある。
また、特許文献１の場合には複数のガス濃度を検出するには、ガス種に応じてそれぞれのガス検出センサ０２８を複数設置しなければならず装置の大型化を伴う問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、光経路中において光信号にノイズが乗りにくく、精度の良いガス濃度およびガス温度計測を可能にし、さらに、複数種のガス計測においても装置の複雑化や大型化を伴わずに簡単な構成によって達成することができるガス分析装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は、計測対象ガス中に照射されたレーザ光の吸収スペクトルを解析してガス濃度および温度を計測するガス分析装置において、レーザ光発光部で発光されたレーザ光を計測対象のガス中に照射する照射部と、前記計測対象ガス中を通過したレーザ光を受光する受光部との両機能を有する送受光部を計測対象ガスに向けて複数設置し、前記送受光部に光ファイバを接続し、該光ファイバの経路中に光サーキュレータを設置し、一方と他方の両光サーキュレータ間の単一のレーザ光経路に照射および受光信号の双方向を搬送させるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
かかる発明によれば、単一のレーザ光経路に双方向に計測信号を流すことができるため、計測対象ガスと同一経路で干渉するため、高精度なガス濃度の計測ができる。
また、サーキュレータは計測対象ガスの近傍に設置する必要がないため、断熱構造や、振動防止構造等が不要になるため、装置が簡単化できる。
また、両光サーキュレータ間の単一のレーザ光経路には、照射および受光信号の双方向が搬送されるが、搬送経路内には反射部のような計測信号へ光学ノイズを生成せしめる要因がないため、ノイズの発生が少ない高精度なガス濃度の計測ができる。
【００１２】
また、本発明において、好ましくは、前記送受光部はコリメータ（光学レンズ）からなり、１つの計測セルに前記コリメータを一対設置し、両コリメータへ接続する光ファィバにそれぞれ前記光サーキュレータを設置し、両光サーキュレータを介して前記それぞれの送受光部から異なるガス種に対する吸収波長のレーザ光を照射および受光するように構成するとよい。
【００１３】
かかる構成によると、２種の異なるガス種に対して、１つの計測セルに設置された一対の送受光部によって、濃度測定ができるため、計測装置を小型化できる。すなわち、一方の光サーキュレータを介して照射されるレーザ光と、他方の光サーキュレータを介して照射されるレーザ光を、測定すべきガス種の吸収波長に設定することで、同時に２種のガス濃度を高精度に、かつ簡単な装置によってできるようになる。
【００１４】
また、本発明において、好ましくは、前記送受光部はコリメータからなり、１つの計測セルに前記コリメータを一対設置し、両コリメータへの光ファィバにそれぞれ前記光サーキュレータを設置し、両光サーキュレータを介して前記それぞれの送受光部から同種ガスに対する異なる吸収波長のレーザ光を照射および受光するように構成するとよい。
【００１５】
かかる構成によると、同種ガスに対する異なる吸収波長のレーザ光を、両光サーキュレータを介して照射および受光するので、同種のガスに対する濃度測定精度が向上するとともに、同一のガス濃度であっても、波長に対する吸収量がガス温度（雰囲気温度）によって変化することに基づいて、ガス濃度計測とともにガス温度を計測できる。
【００１６】
また、本発明において、好ましくは、前記送受光部はコリメータからなり、１つの計測セルに前記コリメータを一対設置し、両コリメータへの光ファィバにそれぞれ前記光サーキュレータを設置し、一方の光サーキュレータを短絡して光の流れ方向を１方向に限定せしめ、短絡していない他方の光サーキュレータによって計測信号の送受光を行うようにするとよい。
【００１７】
かかる構成によると、計測セル内におけるレーザ光と計測対象ガスとの干渉路長を倍加できるので、信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が高くなり計測精度を向上することができ、さらに、光経路上に大きな反射点が存在しないため、フリンジ（光ノイズ）の発生要因が極めて少ないので、計測精度を向上することができる。
【００１８】
さらに、短絡している光サーキュレータを計測セル近傍に設置すると、短絡していない他の光サーキュレータとの接続のための光ファイバが１本となり、計測装置をさらに簡易化することができる。
【００１９】
また、本発明において、好ましくは、前記送受光部はコリメータからなり、１つの計測セルに前記コリメータを複数対設置するとともに、各対のコリメータを計測対象ガスに対して異なる方向に照射可能に配置してレーザ光経路を直列的に接続するとよい。
【００２０】
かかる構成によると、計測対象ガスに対して異方向のレーザ光経路を複数対形成してこれらを直列に接続するので、計測対象ガスを偏りなく計測できるとともに計測対象ガスとの干渉路長が長くとれるため、信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が高くなりガス濃度の測定精度がさらに向上する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光経路中において光信号にノイズが乗りにくく、精度の良いガス濃度およびガス温度計測を可能にし、さらに、複数種のガス計測においても装置の複雑化や大型化を伴わずに簡単な構成によって達成することができるガス分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るガス分析装置の全体構成図を示す。計測対象ガスは、ボイラー、ごみ焼却炉、燃焼機関の燃焼室等の密閉容器内に発生するガスや、該燃焼室から外部に排出されるガスに適用できるが、ここでは、例えば、エンジンの排気通路への設置について説明する。
【００２４】
排気通路の途中に直列的に設置された計測セル１には、計測対象ガス２の排気ガス流に対して直角方向に計測用のレーザ光を照射および受光するコリメータ（光学レンズ）（送受光部）３ａ、３ｂが、一対設置されている。また、窓５ａ、５ｂから排気通路内に照射、受光されるようになっている。コリメータ３ａには、光ファイバ７ａが接続され、光ファイバ７ａを介して、コリメータ３ａは一方の光サーキュレータ９ａの２番ポートに接続されている。
【００２５】
この光サーキュレータとは、図５に示すように、１番ポート１に入力した信号は次の２番ポートにのみ出力され、２番ポートに入力した信号は３番ポートにのみ出力され、最後の３番ポートに入力した信号は最初の１番ポートに出力される特性を有した電子部品であり、出力３ポート（端子）のタイプのものを使用する。
【００２６】
第１光サーキュレータ９ａの１番ポートには、第１分析手段１１のレーザ光発光手段１３からのレーザ光が光ファイバ１５を介して入力され、３番ポートから出力されて第１フォトダイオード１７ａによって電気信号に変換される。その後、第１ＰＤアンプ（フォトダイオード増幅器）１９ａによって増幅されて、増幅後の信号は第２分析手段２１の解析手段２３に入力され、計測対象ガス中のガス成分によって吸収された吸収スペクトルを把握し、この吸収スペクトルを解析して計測対象中のガス成分の濃度や温度を測定する。
【００２７】
一方、コリメータ３ｂには、光ファイバ７ｂが接続され、光ファイバ７ｂを介して、コリメータ３ｂは、第２光サーキュレータ９ｂの２番ポートに接続されている。そして、第２光サーキュレータ９ｂの１番ポートには、第２分析手段２１のレーザ光発光手段２５から光ファイバ２７を介して入力され、３番ポートから出力されて第２フォトダイオード１７ｂによって電気信号に変換される。その後、第２ＰＤアンプ（フォトダイオード増幅器）１９ｂによって増幅されて、増幅後の信号は第１分析手段１１の解析手段１２に入力され、計測対象ガス中のガス成分によって吸収された吸収スペクトルを把握し、この吸収スペクトルを解析して計測対象中のガス成分の濃度や温度を測定する。
【００２８】
以上のように構成されたガス分析装置において、第１分析手段１１のレーザ光発光手段１３から、分析対象の第１ガス種に対する吸収波長に設定されたレーザ光が、光ファイバ１５によって第１光サーキュレータ９ａの１番ポートに導かれ、２番ポートから出力されて光ファィバ７ａによってコリメータ３ａに入力されて、計測対象ガス２中に照射される。
その後、透過光がコリメータ３ｂによって受光され、光ファィバ７ｂによって第２光サーキュレータ９ｂの２番ポートに導かれて、３番ポートから出力されて光ファィバ３１によって第２フォトダイオード１７ｂに入力される。その後は、既に説明したように、第１分析手段１１の解析手段１２に入力されて、計測対象のガス中のガス成分によって吸収された吸収スペクトルを解析する。
【００２９】
また、同様に、第２分析手段２１のレーザ光発光手段２５から、分析対象の第２ガス種に対する吸収波長に設定されたレーザ光が、光ファイバ２７によって第２光サーキュレータ９ｂの１番ポートに導かれ、２番ポートから出力されて光ファィバ７ｂによってコリメータ３ｂに入力されて、計測対象ガス２中に照射される。
その後、透過光がコリメータ３ａによって受光され、光ファィバ７ａによって第１光サーキュレータ９ａの２番ポートに導かれて、３番ポートから出力されて光ファィバ３３によって第１フォトダイオード１７ａに入力される。その後は、既に説明したように、第２分析手段２１の解析手段２３に入力されて、計測対象のガス中のガス成分によって吸収された吸収スペクトルを解析する。
【００３０】
従って、第１実施形態によれば、第１光サーキュレータ９ａと第２光サーキュレータ９ｂとの間に形成される単一のレーザ光経路に、双方向に計測信号を流すことができるため、すなわち、計測対象ガスと同一経路で干渉するため、同一位置で異なるガス濃度を計測して比較でき、高精度なガス濃度の計測ができる。
【００３１】
また、第１光サーキュレータ９ａ、第２光サーキュレータ９ｂは計測セル１の近傍に設置する必要がないため、断熱構造や、振動防止構造等が不要になるため、装置が簡単化できる。
また、第１光サーキュレータ９ａと第２光サーキュレータ９ｂとの間に形成される単一のレーザ光経路には、照射および受光信号の双方向が搬送されるが、搬送経路内には反射部のような計測信号へフリンジ（光学ノイズ）を生成せしめる要因がないため、ノイズの発生が少ない高精度なガス濃度の計測ができる。
【００３２】
また、２種の異なるガス種に対して、１つの計測セル１に設置された一対のコリメータ３ａ、３ｂだけで、双方向にレーザ光を搬送することによって、濃度測定ができるため、計測装置を小型化できる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）は全体構成説明図であり、（ｂ）は同一ガス種の異なる吸収波長（λ１、λ２）における吸収スペクトルの大きさの一例を示し、ガス温度計測の説明図である。
第１実施形態においては、異なるガス種について計測したが、第２実施形態は、同一ガス種の異なるスペクトルを照射する場合である。第１実施形態と同一構成部品については同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
第１分析手段１１のレーザ光発光手段１３において、分析対象のガス種に対する第１吸収波長に設定されたレーザ光が発光される。また、第２分析手段２１のレーザ光発光手段２５において、分析対象のガス種に対する第２吸収波長に設定されたレーザ光が発光される。
そして、それぞれのレーザ光の計測対象ガス２に対する照射と、受光との搬送は第１実施形態において説明したものと同様である。
【００３５】
本第２実施形態によると、同一ガス種に対して異なる吸収波長のレーザ光を照射するため、測定される濃度は同一であるが、吸収スペクトルの強度に差異が生じる。図２（ｂ）のようにスペクトルの大きさが異なる。これは吸収波長（λ１、λ２）が異なるスペクトルは温度依存性が異なるため、吸収波長のスペクトルの大きさの比（Ｂ／Ａ）、または差分を測定することで、ガス温度を計測することが可能になり、ガス濃度同時にガス温度も計測できる。
【００３６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図３を参照して説明する。図３は全体構成図を示し、図１の第１実施形態に対して、第２光サーキュレータ９ｂの１番ポートと３番ポートとが短絡していて、第１分析手段１１だけを備えるものである。
【００３７】
すなわち、第１分析手段１１のレーザ光発光手段１３から、分析対象のガス種に対する吸収波長に設定されたレーザ光が、光ファイバ１５によって第１光サーキュレータ９ａの１番ポートに導かれ、２番ポートから出力されて光ファィバ７ａによってコリメータ３ａに入力されて、計測対象ガス２中に照射される。
【００３８】
その後、透過光がコリメータ３ｂによって受光され、光ファィバ７ｂによって第２光サーキュレータ９ｂの第２ポートに導かれて、３番ポートから出力され、さらに３番ポートからの出力を１番ポートに入力する。その結果、１番ポートに入力された信号が、再び２番ポートから出力されて、光ファィバ７ｂによってコリメータ３ｂに導かれて、コリメータ３ｂから照射される。そして、透過光がコリメータ３ａによって受光され、光ファィバ７ａによって第１光サーキュレータ９ａの第２ポートに導かれて、３番ポートから出力されて光ファィバ３３によって第１フォトダイオード１７ａに入力される。
【００３９】
その後は、既に第１実施形態で説明したように、第１ＰＤアンプ（フォトダイオード増幅器）１９ａによって増幅されて、増幅後の信号は第１分析手段１１の解析手段１２に入力され、計測対象のガス中のガス成分によって吸収された吸収スペクトルを把握し、この吸収スペクトルを解析して計測対象中のガス成分の濃度や温度を測定するようになっている。
すなわち、第２光サーキュレータ９ｂの１番ポートと３番ポートとを短絡して光の流れ方向を１方向に限定せしめ、短絡していない第１光サーキュレータ９ａによって計測信号の送受光を行うようにする。
【００４０】
本第３実施形態によると、計測セル１内におけるレーザ光と計測対象ガス２との干渉路長を倍加できるので、信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が高くなり計測精度を向上することができ、さらに、光経路上に大きな反射点が存在しないため、フリンジ（光ノイズ）の発生要因が極めて少ないので、計測精度を向上することができる。
さらに、短絡している第２光サーキュレータ９ｂを計測セル１近傍に設置すると、短絡していない第１光サーキュレータ９ａとの接続のための光ファイバ７ａの１本となり、計測装置をさらに簡易化して構成できる。
【００４１】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図４を参照して説明する。図４は全体構成図を示し、図１の第１実施形態に対して、一対のコリメータ３ａ、３ｂの設置だけではなく、１つの計測セル５０に他の一対のコリメータ３ｃ、３ｄを設置するとともに、各対のコリメータを計測対象ガスに対して異なる方向、具体例としては直行する方向に配置する。さらに、これら２つのコリメータ対を直列的に接続するものである。なお、第１実施形態と同一構成部品については同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
排気通路の途中に直列的に設置された計測セル５０には、排気ガス流に対して直角方向に計測用のレーザ光を照射および受光するコリメータ（光学レンズ）（送受光部）３ａ、３ｂが、一対設置され、さらに、そのコリメータ３ａ、３ｂに対して直交するようにコリメータ３ｃ、３ｄが１対設置されている。
【００４３】
第１分析手段１１のレーザ光発光手段１３から、分析対象のガス種に対する吸収波長に設定されたレーザ光が、光ファイバ１５によって第１光サーキュレータ９ａの１番ポートに導かれ、２番ポートから出力されて光ファィバ７ａによってコリメータ３ａに入力されて、計測対象ガス２中に照射される。
【００４４】
その後、透過光がコリメータ３ｂによって受光され、光ファィバ５２によって、次のコリメータ３ｃに導かれて、該コリメータ３ｃから再び計測対象ガス２中に照射されて、コリメータ３ｄによって透過光が受光される。
そして、コリメータ３ｄによって受光され、光ファィバ５４によって第２光サーキュレータ９ｂの第２ポートに導かれて、３番ポートから出力されて光ファィバ３１によって第２フォトダイオード１７ｂに入力される。その後は、既に説明したように、第１分析手段１１の解析手段１２に入力されて、計測対象のガス中のガス成分によって吸収された吸収スペクトルを解析する。
【００４５】
また、第２分析手段２１のレーザ光発光手段２５からの分析対象のガス種に対する吸収波長に設定されたレーザ光についても第１実施形態と同様に搬送されるが、計測セル５０において、光ファィバ５４によってコリメータ３ｄに導かれて照射されたレーザ光は、透過後、コリメータ３ｃで受光して、光ファィバ５２でコリメータ３ｂに導かれ、再びコリメータ３ｂによって計測対象ガス中に照射されて、透過後にコリメータ３ａよって受光されるようになっている。
【００４６】
本実施形態４によれば、計測対象ガスに対して異方向のレーザ光経路を複数対形成してこれらを直列に接続するので、計測対象ガスを偏りなく計測できるとともに計測対象ガスとの干渉路長が長くとれるため、信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が高くなりガス濃度の測定精度がさらに向上する。
なお、第４実施形態においてコリメータ３ｃ、３ｄはコリメータ３ａ、３ｂに対して直行する方向が計測対象ガスを偏りなく計測する上で適しているが、直角方向でなく、コリメータ３ａ、３ｂの方向と異なる任意の方向に傾斜して設置してもよい。計測対象ガスとの干渉路長が長くとれるとともに、計測の目的に合わせた設置ができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、光経路中において光信号にノイズが乗りにくく、精度の良いガス濃度およびガス温度計測を可能にし、さらに、複数種のガス計測においても装置の複雑化や大型化を伴わずに簡単な構成によって達成することができるので、ガス分析装置への適用に際して有益である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガス分析装置の全体構成図である。
【図２】（ａ）は第２実施形態に係るガス分析装置の全体構成図を示し、（ｂ）は吸収波長（λ１、λ２）における吸収スペクトルの大きさの一例を示し、ガス温度計測の説明図である。
【図３】第３実施形態に係るガス分析装置の全体構成図である。
【図４】第４実施形態に係るガス分析装置の全体構成図である。
【図５】サーキュレータの説明図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）ともに従来技術を示す説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１、５０      計測セル
２            計測対象ガス
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ    コリメータ（送受光部）
７ａ、７ｂ、１５、２７、３１、３３  光ファイバ
９ａ        第１光サーキュレータ
９ｂ        第２光サーキュレータ
１１        第１分析手段
１２、２３  解析手段
１３、２５  レーザ光発光手段
１７ａ      第１フォトダイオード
１７ｂ      第２フォトダイオード
２１        第２分析手段
１３、２５  レーザ光発光手段
【図１】
2010151693.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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