(57)【要約】【課題】レーザダイオードＬＤから発振されるノコギリ歯形状の掃引波形を平坦状に平滑化してから計測セルの照射部に導き計測対象ガス中に照射するようにして、吸収スペクトルの大きさを精度よく把握できるようにするとともに、光学フリンジ（光学ノイズ）も除去可能にするガス濃度計測装置を提供す。【解決手段】レーザダイオードＬＤで発光されたレーザ光を計測対象のガス中に照射して、受光部６で受光したレーザ光の光強度から吸収スペクトルを分析してガス成分濃度を計測するガス濃度計測装置において、レーザダイオードＬＤを駆動して一定の波長帯域を繰り返して掃引する掃引波形を生成するレーザ光駆動手段１１を設け、該駆動手段１１よって生成された掃引波形のレーザ光を前記照射部３に入射する前に一部分波し、該分波されたレーザ光から交流成分信号を抽出し、該交流成分信号のフィードバックに基づいて前記照射部に入射する前記掃引波形を平滑化するＡＭ変調器（平滑化手段）１５を設けたこと。【選択図】図１
2010151545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光発光部と、該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、ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部と、該受光部で受光したレーザ光の光強度から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検出し、該吸収スペクトルを分析してガス成分濃度を計測するガス濃度計測装置において、
前記レーザ光発光部を駆動して一定の波長帯域を繰り返して掃引する掃引波形を生成するレーザ光駆動手段を設け、該駆動手段よって生成された掃引波形のレーザ光を前記照射部に入射する前に一部分波し、該分波されたレーザ光から交流成分信号を抽出し、該交流成分信号のフィードバックに基づいて照射部に入射する前記掃引波形を平滑化する平滑化手段を設けたことを特徴とするガス濃度計測装置。
【請求項２】
前記平滑化手段は、ＡＭ変調器（光振幅変調器）によって構成され、該ＡＭ変調器は前記分波されたレーザ光からの交流成分信号に基づいて前記掃引波形を打消すような変調光出力を生成して掃引波形を平滑化することを特徴とする請求項１記載のガス濃度計測装置。
【請求項３】
前記交流成分信号を増幅する交流増幅器を備え、該交流増幅器の出力を前記ＡＭ変調器に入力するように構成するとともに、該交流増幅器の増幅率を調整する増幅率制御手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のガス濃度計測装置。
【請求項４】
前記交流成分信号を増幅する交流増幅器を備え、該交流増幅器の出力を前記ＡＭ変調器に入力するように構成するとともに、該交流増幅器へ入力される交流成分信号を生成する交流成分生成器へのレーザ光強度を制御する減衰率制御手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のガス濃度計測装置。
【請求項５】
前記ＡＭ変調器における前記変調光出力の基準点であるバイアス点をＡＭ変調器への入力レーザ光と出力レーザ光の信号を比較演算して任意の位置に制御するバイアス点調整手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のガス濃度計測装置。
【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、ガス濃度計測装置に関する。
【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ための手法として、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を把握するものである。
【０００３】
このように、レーザ光を利用してガス濃度を計測する例として、例えば図８に示すような装置が知られている。
図８において、計測対象の排ガス中に含まれ、検出しようとするガス成分に合わせて設定した波長のレーザ光を発光するレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４を設け、それぞれのレーザダイオードからのレーザ光は光フィバ０１により分波器０３に導かれ、該分波器０３でそれぞれ計測用レーザ光０５と参照用レーザ光０７とに、例えば８０対２０の光量で分波される。
【０００４】
計測用レーザ光０５は光ファィバ０９により光減衰器０１１に導かれ光強度が調整されて計測用合波器０１３に導かれる。また、参照用レーザ光０７は光ファイバ０１５により光減衰器０１７に導かれて光強度が調整されて参照用合波器０１９に導かれる。
レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４からのレーザ光のそれぞれにおいて、前記同様に計測用レーザ光および参照用レーザ光に分波されて、光減衰器０１１、０１７に導かれて光強度が調整されて、計測用合波器０１３、参照用合波器０１９に導かれる。
【０００５】
計測用合波器０１３を通った計測用レーザ光０５は光ファイバ０２１によって、計測セル０２３の照射部０２５に導かれて、計測対象ガス０２７中に照射される。照射されたレーザ光はガス中を透過して受光部を構成する計測受光ダイオード０２９で受光されて電気信号に変換される。そして、差動増幅器０３１の一方に入力される。
【０００６】
また、参照用合波器０１９を通った参照用レーザ光０７は光ファイバ０３３によって、参照受光ダイオード０３５に導かれて電気信号に変換され、前記差動増幅器０３１の他方に入力される。差動増幅器０３１において、ガス中を透過した計測用レーザ光０５の電気信号と、参照用レーザ光０７の電気信号とに基づいて差分信号を算出して増幅される。
そして、差動増幅器０３１で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。
【０００７】
なお、差動増幅器０３１でガス中を透過した計測用レーザ光０５の電気信号と、参照用レーザ光０７の電気信号とに基づいて差分信号を算出して増幅する際に、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の把握が容易ように、計測対象ガスを透過した計測用レーザ光０５の光強度と、参照用レーザ光０７の光強度とが同じになるように、光減衰器０１１と０１７とによって光強度が調整されるようになっている。この調整は、図示しないが、計測対象ガスを透過した計測用レーザ光の光強度と、参照用レーザ光の光強度との差をフィードバック補正量として光減衰器０１１、０１７に出力するようになっている。
【０００８】
そして、図８の（ａ）点の照射部０２５に導かれる計測用レーザ光の掃引波形を図９（ａ）に示し、図８の（ｂ）点の計測受光ダイオード０２９で受光した計測後の受光信号であって差動増幅器０３１の一方に入力される波形を図９（ｂ）に示し、図８の（ｃ）点の参照用レーザ光の信号であって差動増幅器０３１の他方に入力される波形を図９（ｃ）に示し、図８の（ｄ）点の差動増幅後の波形、すなわち、（ｂ）から（ｃ）を差し引いて吸収スペクトルの把握を容易化した波形の状態を図９（ｄ）に示す。
【０００９】
以上のような、計測対象のガス中を透過した計測用レーザ光の電気信号と、参照用レーザ光の電気信号との差分信号に基づいて吸収スペクトルを把握して解析する手法については、例えば特許文献１（特開２００８−５１５９８号公報）に示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−５１５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に示される前記のような、計測対象のガス中を透過した計測用レーザ光の電気信号と、参照用レーザ光の電気信号との差分信号に基づいて吸収スペクトルを把握して解析するガス濃度計測装置においては、レーザダイオードＬＤからの発振特性（発振プロファイル）は、図１０に示すように、雰囲気温度を一定に保ったときには、レーザダイオードＬＤへの注入電流が大きいほど長波長となる特性を有しており、長波長の発振ほど光強度の出力が増加する。また、雰囲気温度の上昇によっても長波長側へと変化する。
【００１２】
そのため、図１１に示すように、雰囲気温度を一定にしてレーザダイオードＬＤへの注入電流制御によって、一定の掃引波長帯域Ｄを有した右肩上がりの繰り返し波形、すなわちノコギリ歯形状の照射レーザ光の出力波形となる。そして、その右上がりの出力波形上で吸収スペクトルを凹みとして把握して観測しなければならず、出力特性の傾斜と比較して凹みが小さい場合には、その吸収スペクトルの大きさを定量するのに誤差を生じる問題がある。
すなわち、計測対象のガス中を透過した計測用レーザ光の波形信号０５０と、参照用レーザ光の波形信号０７０との差分信号を算出して吸収スペクトル０８０を把握するようにしても、吸収スペクトルの凹みの形状が右上がりの出力波形によって斜めに削られて変形するためその大きさを定量するのに誤差を生じやすい。
【００１３】
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、レーザダイオードＬＤから発振されるノコギリ歯形状の掃引波形を平坦状に平滑化してから計測セルの照射部に導き計測対象ガス中に照射するようにして、吸収スペクトルの大きさを精度よく把握できるようにするとともに、光学フリンジ（光学ノイズ）も除去可能にして精度の高いガス濃度計測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】
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明は、レーザ光発光部と、該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、ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部と、該受光部で受光したレーザ光の光強度から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検出し、該吸収スペクトルを分析してガス成分濃度を計測するガス濃度計測装置において、
前記レーザ光発光部を駆動して一定の波長帯域を繰り返して掃引する掃引波形を生成するレーザ光駆動手段を設け、該駆動手段よって生成された掃引波形のレーザ光を前記照射部に入射する前に一部分波し、該分波されたレーザ光から交流成分信号を抽出し、該交流成分信号のフィードバックに基づいて照射部に入射する前記掃引波形を平滑化する平滑化手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
かかる発明によれば、平滑化手段によって一定の波長帯域を繰り返して掃引する掃引波形が平滑化、すなわち平坦化される。このため、従来の長波長に伴い右上がりの、いわゆるノコギリ歯形状に傾斜した掃引波形上での小さい吸収スペクトルの凹みの把握が困難であったことが解消され、平坦な掃引波形上で小さい吸収スペクトルの凹みの把握が容易となり、吸収スペクトルの検出精度が向上する。
【００１６】
さらに、前記のように平坦な掃引波形上で小さい吸収スペクトルの凹みの把握が容易となるため、図８の従来技術において説明したように、計測セル内の透過光量の変動に対して、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やすいように、計測対象ガスを透過した計測用レーザ光の光強度と、参照用レーザ光の光強度とを同レベルとするため、光減衰器０１１、０１７による光強度の調整が不要となる。
その結果、システムの構成が簡素化され、光経路上における光学フリンジ（光学ノイズ）の発生要因として大きい割合を占めていた光減衰器０１１、０１７を不要とすることができる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、前記平滑化手段は、ＡＭ変調器（光振幅変調器）によって構成され、該ＡＭ変調器は前記分波されたレーザ光からの交流成分信号に基づいて前記掃引波形を打消すような変調光出力を生成して掃引波形を平滑化するとよい。
【００１８】
かかる構成によれば、平滑化手段はＡＭ変調器（光振幅変調器）によって構成され、該ＡＭ変調器は照射部に入射されるレーザ光から交流成分信号を抽出して、該信号に基づいて前記掃引波形を打消すような変調光出力を生成して掃引波形を平滑化するので、簡単かつ確実に平滑処理を行うことができる。
さらに、掃引波形の平滑処理に伴って、照射部に入射されるレーザ光に乗っている光学フリンジ（光学ノイズ成分）も、同時に打消すことができ、ＡＭ変調器以前に発生する光学フリンジを除去可能になる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、前記交流成分信号を増幅する交流増幅器を備え、該交流増幅器の出力を前記ＡＭ変調器に入力するように構成するとともに、該交流増幅器の増幅率を調整する増幅率制御手段を設けるとよい。
このように増幅率制御手段を設けて交流増幅器からＡＭ変調器に入力される交流成分信号の大きさを最適化して交流増幅器、ＡＭ変調器の温度変化によって生じる平滑化誤差をなくして平滑化を安定させる。
【００２０】
また、本発明において好ましくは、前記交流成分信号を増幅する交流増幅器を備え、該交流増幅器の出力を前記ＡＭ変調器に入力するように構成するとともに、該交流増幅器へ入力される交流成分信号を生成する交流成分生成器へのレーザ光強度を制御する減衰率制御手段を設けるとよい。
このように減衰率制御手段を設けて、交流増幅器とは別に減衰率制御手段を分波経路に挿入して、その減衰率を制御して、交流増幅器からＡＭ変調器に入力される交流成分信号の大きさを最適化して交流増幅器、ＡＭ変調器の温度変化によって生じる平滑化誤差をなくして平滑化を安定させる。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、前記ＡＭ変調器における前記変調光出力の基準点であるバイアス点をＡＭ変調器への入力レーザ光と出力レーザ光の信号を比較演算して任意の位置に制御するバイアス点調整手段を設けるとよい。
このバイアス点調整手段によって、ＡＭ変調器において、平滑化処理のための前記変調光出力信号の基準点であるバイアス点を、入力レーザ光と出力レーザ光との差分に基づいて差がなくなるように自動的に調整するため、バイアス点が安定化して、平滑化処理が安定する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、レーザダイオードＬＤからのノコギリ歯形状の掃引波形を平坦状に平滑化してから計測セルの照射部にレーザ光を導き計測対象ガス中に照射するようにしたため、吸収スペクトルの大きさを精度よく把握できるようになるとともに、光学フリンジ（光学ノイズ）も除去可能になり、精度の高いガス濃度計測装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るガス濃度計測装置を、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計測対象ガスの濃度計測用に適用した例を示す。
例えば、エンジンの排気通路に設置された計測セル１において、照射部３から計測対象ガス５中にレーザ光が照射され、照射されたレーザ光がガス中を透過して受光部６の計測受光のフォトダイオード７で受光されて電気信号に変換されて、該電気信号は解析部９に入力されて、該電気信号から排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検出し、この吸収スペクトルを解析して排ガス成分濃度や排ガス温度を計測するように構成されている。
【００２５】
図１において、レーザ光を発光するレーザダイオードＬＤ（レーザ光発光部）、該レーザダイオードＬＤの駆動電流および温度管理を行って発振波長を制御するレーザ光駆動手段１１が設けられている。レーザ光駆動手段１１では、計測対象の排ガス中に含まれ、検出しようとするガス成分に合わせて設定した波長を含めた一定の波長帯域を、一定の周期で掃引させるノコギリ歯形状の掃引波形（図２（ａ）参照）を生成する。
【００２６】
この掃引波形を有したレーザ光が、まず偏波面コントローラ１３によって一定方向の光として偏波されて、ＡＭ変調器（平滑化手段）１５に入力される。
ＡＭ変調器１５は、図１に示すようにＤＣ−ｉｎとＡＣ−ｉｎとの入力を有し、ＤＣ−ｉｎからの信号によって、バイアス点が設定され、ＡＣ−ｉｎからの信号によって、交流成分信号が入力されるようになっている。そして、バイアス点を中心に、交流成分信号によって、該交流成分信号とは逆位相をもった光出力が生成されるように変調される。
【００２７】
すなわち、ＡＭ変調器１５においては、電圧に応じて光の透過率が制御されるようになっていて、電圧に応じた光出力が生成される。図３がＡＭ変調器における変調動作を説明する図であり、バイアス点Ｐが、変調特性線Ｑの電圧増大方向に対して透過率小方向のライン上に設定されているので、交流成分信号とは逆位相の光出力として変調される。
その結果、ＡＭ変調器１５に入力されるノコギリ歯形状の掃引波形は逆位相の変調光信号で平滑化されて平坦な掃引波形（図２（ｃ）参照）に補正される。
【００２８】
ＡＭ変調器１５を出たレーザ光は分波器１７によって例えば９５％の光量が計測セル１の照射部３に導かれ、残り５％がさらに分波器１９に導かれて、５０％、５０％に分波され、一方は、フォトダイオード（交流成分生成器）２１に入力され、交流成分信号が取り出されて高速応答交流増幅器（交流増幅器）２３に導かれて増幅される。高速応答交流増幅器２３で増幅されることで、直流分がカットされて交流成分だけが抽出される（図２（ｂ））。その後、その交流成分信号が再びＡＭ変調器１５の前記ＡＣ−ｉｎに入力される。
【００２９】
分波器１９からの他方のレーザ光は、バイアス点調整手段２５に導かれて、図３のバイアス点を１００％透過率の中間点に設定するように制御する。なお、１００％は一例であり、最大透過率を意味し、バイアス点は最大透過率と最低透過率との中間透過率に設定される。
【００３０】
以上のように構成された第１実施形態によると、ＡＭ変調器１５によって一定の波長帯域を繰り返して掃引する掃引波形（図２（ａ）に示すノコギリ歯形状の波形）が平滑化、すなわち平坦化（図２（ｃに示すフラット化））されるので、従来のいわゆるノコギリ歯形状に傾斜した掃引波形上での小さい吸収スペクトルの凹みの把握が困難であったことが解消され、平坦な掃引波形上で小さい吸収スペクトルの凹みの把握が容易となり、吸収スペクトルの検出精度が向上する。
【００３１】
さらに、前記のように平坦な掃引波形上で小さい吸収スペクトルの凹みの把握が容易となるため、図８の従来技術において説明したように、計測セル内の透過光量の変動に対して、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やすいように、計測対象ガスを透過した計測用レーザ光の光強度と、参照用レーザ光の光強度とを同レベルとするため、光減衰器０１１、０１７による光強度の調整が不要となる。
その結果、システムの構成が簡素化され、光経路上における光学フリンジ（光学ノイズ）の発生要因として大きい割合を占めていた光減衰器０１１、０１７を不要とすることができる。その結果、光学フリンジを減少した精度の高い計測ができるようになる。
【００３２】
また、ＡＭ変調器１５によって簡単かつ確実に平滑処理を行うことができるとともに、掃引波形の平滑処理に伴って、照射部に入射されるレーザ光に乗っている光学フリンジ（光学ノイズ成分）も、同時に打消すことができ、ＡＭ変調器１５以前に発生する光学フリンジが除去可能になる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、図４を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、交流成分信号を増幅する高速応答交流増幅器２３の増幅率を調整する増幅率制御手段３０を設けたものである。
【００３４】
この増幅率制御手段３０は、次のように偏波面コントローラ１３に導かれる前に分波器３２によって、例えば１％の光量のレーザ光を分波して、フォトダイオード３４によって電気信号に変換して交流増幅器３６にて増幅後に、乗算器３８に入力される。また、乗算器３８には、高速応答交流増幅器２３への交流成分信号が入力されて掛け合わされ、その後、ローパスフィルタ４０を通過させて、増幅器４２に入力されて増幅率制御信号を生成する。そして、高速応答交流増幅器２３の増幅率を調整するように構成されている。
なお、図４中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）点における信号波形を、図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。
【００３５】
このように、ＡＭ変調器１５への入出力信号に基いて、高速応答交流増幅器２３の増幅率がフィードバック制御されるので、ＡＭ変調器１５による変調光出力レベルが平滑化処理に適した出力レベルに制御される。
【００３６】
さらに、増幅器４２によって生成される増幅率制御信号の時定数が、高速応答交流増幅器２３の時定数Ｔに対して１００Ｔ以上の時定数を持った信号として出力されるため、高速応答交流増幅器２３の増幅率を緩やかに調整することができ、ＡＭ変調器出力１５の異常発振を抑制できる。
【００３７】
（第３実施形態）
次に、図５を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、前記第２実施形態の高速応答交流増幅器２３の増幅率の調整を行う増幅率制御手段３０に代えて、交流成分生成器であるフォトダイオード２１へのレーザ光強度を調整する光減衰器５０の減衰量を制御する減衰率制御手段５２を設けるものである。
【００３８】
この減衰率制御手段５２は、前記増幅率制御手段３０と同様に、偏波面コントローラ１３に導かれる前に分波器３２によって、例えば１％の光量のレーザ光を分波して、フォトダイオード３４によって電気信号に変換して交流増幅器３６にて増幅後に、乗算器３８に入力される。また、乗算器３８には、高速応答交流増幅器２３に入力される交流成分信号が入力されて掛け合わされ、その後、ローパスフィルタ４０を通過させて、増幅器４２に入力されて減衰率制御信号を生成する。そして、光減衰器５０の減衰量を調整するように構成されている。なお、図５中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）点における信号波形を、図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応して示す。
このように、ＡＭ変調器１５への入出力信号に基いて、高速応答交流増幅器２３の増幅率がフィードバック制御されるので、ＡＭ変調器１５による変調光出力レベルが平滑化処理に適した出力レベルに制御される。
【００３９】
（第４実施形態）
次に、図６を参照して、第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第３実施形態に対して、さらに、ＡＭ変調器１５における変調光出力の基準点であるバイアス点をＡＭ変調器への入力レーザ光と出力レーザ光との差分に基づいて差がなくなるように自動調整するバイアス点調整手段２５の具体的な構成を示すものである。
【００４０】
すなわち、ＡＭ変調器１５からの出力は、分波器１７、１９を通過して、分波器１９からの一方の５０％のレーザ光は、前記第３実施形態で説明したように光減衰器５０に入力され、分波器１９の他方の５０％のレーザ光は、フォトダイオード７０に導かれて電気信号に変換されて、増幅器７２に入力され増幅後に差動増幅器７４、さらに加算器７６に入力される。
また、レーザダイオードＬＤから発光されたレーザ光は、分波器３２によって１％の光量のレーザ光がさらに分波器７８によって、５０％、５０％に分波され、一方のレーザ光は前記第３実施形態で説明した減衰率制御信号のために利用され、他方のレーザ光は、フォトダイオード８０によって電気信号に変換された後に、増幅器８２に導かれて増幅されて、前記差動増幅器７４に入力される。
【００４１】
そして、前記差動増幅器７４で、ＡＭ変調器１５の入力側からの光強度と、出力側からの光強度とが比較されて差分が増幅されて加算補正され、ＡＭ変調器１５への入力レーザ光と出力レーザ光との差分に基づいて差がなくなるようにバイアス点が自動調整される。これによって、バイアス点が安定化して、平滑化処理が確実に行われる。
【００４２】
（第５実施形態）
次に、図７を参照して、第５実施形態について説明する。
この第５実施形態は、第３実施形態の高速応答交流増幅器２３による増幅率を制御するためのレーザ光強度を調整する光減衰器５０の減衰率制御手段５２、および、第４実施形態のバイアス点調整手段２５について、それぞれの安定化回路をデジタル化したものである。
【００４３】
すなわち、第３実施形態の高速応答交流増幅器２３による増幅率を制御するため、レーザ光強度を調整する光減衰器５０の減衰率制御信号を生成するための、乗算器３８、ローパスフィルタ４０、増幅器４２のアナログ構成部品を削除して、デジタル信号化して、信号最適化処理９０によって減衰率制御信号が算出される。
また、第４実施形態の差動増幅器７４、加算器７６のアナログ構成部品を削除して、デジタル信号化して、信号最適化処理９４によってバイアス点信号が算出される。
【００４４】
以上のように、第５実施形態によると、実施形態３、４と同等の作用効果を有するとともに、アナログ信号処理による構成部品が不要になり、制御装置が簡単化される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、レーザダイオードＬＤからのノコギリ歯形状の掃引波形を平坦状に平滑化してから計測セルの照射部にレーザ光を導き計測対象ガス中に照射するようにしたため、吸収スペクトルの大きさを精度よく把握できるとともに、光学フリンジ（光学ノイズ）も除去可能になるため精度の高いガス濃度計測装置を提供でき、ガス濃度計測装置への適用に際して有益である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガス濃度計測装置の全体構成図を示す。
【図２】信号波形を示す説明図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１、図4、図５における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）点に対応する。
【図３】ＡＭ変調器における変調動作を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るガス濃度計測装置の全体構成図を示す。
【図５】本発明の第３実施形態に係るガス濃度計測装置の全体構成図を示す。
【図６】本発明の第４実施形態に係るガス濃度計測装置の全体構成図を示す。
【図７】本発明の第５実施形態に係るガス濃度計測装置の全体構成図を示す。
【図８】従来技術を示す説明図である。
【図９】図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における、信号波形の概要を示す説明図である。
【図１０】レーザダイオードＬＤからの発振特性（発振プロファイル）を示す説明図である。
【図１１】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    計測セル
３    照射部
５    計測対象ガス
６    受光部
７、３４、７０、８０  フォトダイオード
９    解析部
１１  レーザ光駆動手段
１３  偏波面コントローラ
１５  ＡＭ変調器（平滑化手段）
１７、１９、３２、７８  分波器
２１  フォトダイオード（交流成分生成器）
２３  高速応答交流増幅器（交流増幅器）
２５  バイアス点調整手段
３０  増幅率制御手段
５０  光減衰器
５２  減衰率制御手段
ＬＤ  レーザダイオード（レーザ光発光部）
【図１】
2010151545.tif 000003
【図２】
2010151545.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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