(57)【要約】【課題】ＴＤＬＡＳ測定法を用いたガス濃度測定装置においてＬＤの温調を簡素化しつつ、ＬＤの温度変化の影響を軽減して測定精度を向上させる。【解決手段】ＬＤ１の温度が変化するとＬＤ１の発光強度とともに発光波長が変化する。そこで、吸収ピークが現れる駆動電流のドリフト量と発光強度変化量との関係を予め求めて、光強度補正データ記憶部８３に格納しておく。ガス濃度測定時に、ガス濃度算出部８１は波長走査において現れる目的成分の吸収ピークの高さからガス濃度を算出する。一方、濃度補正演算部８２は吸収ピークのドリフト量を求め、光強度補正データ記憶部８３の補正情報に基づいて、ドリフト量に対応した光強度変化量に相当する分だけ濃度値を補正する。これにより、ＬＤ１の温度変化に伴う発光強度の変化の影響が除去され、高精度のガス濃度値が求まる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光波長が可変であるレーザ光源と、所定周波数で変調を施すとともに該変調周波数よりも低い周波数で所定波長範囲を波長走査するように前記レーザ光源へ供給する駆動電流を変化させる駆動制御手段と、被測定ガスが導入される測定セルと、前記レーザ光源から出射され前記測定セルを通過した後のレーザ光を検出する光検出部と、を具備し、前記光検出部により得られる信号に含まれる高調波成分に基づいて被測定ガス中の特定成分の濃度を求めるガス濃度測定装置において、
a)レーザ光の波長走査時に前記光検出部により得られる信号に基づいて波長が既知である特定のピークが現れる駆動電流の値を求め、その値とその波長に対応するピークが得られる標準的な駆動電流の値との差を求める電流差算出手段と、
b)予め取得しておいた前記レーザ光源の駆動電流と発光強度との関係に基づき、前記電流値算出手段により求めた電流差に応じたレーザ光源の発光強度の変化量に相当する分だけ、高調波成分に基づいて算出された被測定ガス中の特定成分の濃度値、又はその濃度値を算出するための信号を補正する補正実行手段と、
を備えることを特徴とするガス濃度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス濃度測定装置であって、
前記波長が既知である特定のピークは特定の吸収ピークであることを特徴とするガス濃度測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載のガス濃度測定装置であって、
レーザ光源の駆動電流とその発光強度との関係又はレーザ光源の駆動電流変化量とその発光強度変化量との関係を示す計算式又は対応表を補正用参照情報として格納する記憶手段を備え、
前記補正実行手段は前記補正用参照情報を参照して補正を行うことを特徴とするガス濃度測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載のガス濃度測定装置であって、
前記補正実行手段は、２次高調波成分のピークの高さから計算された濃度値に対し、前記補正用参照情報に基づく補正演算処理を実行することにより、補正済みの濃度値を算出することを特徴とするガス濃度測定装置。
【請求項５】
請求項３に記載のガス濃度測定装置であって、
前記補正実行手段は、前記補正用参照情報に基づいて、光検出器から出力される検出信号を増幅する増幅器のゲイン、Ａ／Ｄ変換器のフルスケール、又はロックインアンプのゲインのいずれかを変更することを特徴とするガス濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光に対する吸収を利用して被測定ガス中の特定成分の濃度を測定するガス濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス濃度測定法の１つとして、従来より、波長可変半導体レーザ吸収分光（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy、以下「ＴＤＬＡＳ」と略す）測定法が広く知られている（特許文献１、非特許文献１など参照）。
【０００３】
ＴＤＬＡＳ測定法では、周波数ｆで変調したレーザ光を被測定ガスが充満された測定セルに照射し、該ガス中を通過した後のレーザ光の強度を光検出器により検出する。様々なガス成分はそれぞれ特有の波長の光を吸収する。そのため、レーザ光の波長を上記変調周波数ｆよりも十分に低い周波数で走査すると、目的とするガス成分に特有の波長においてレーザ光は強い吸収を受ける。この吸収は変調周波数ｆの高調波成分として発現する。そこで、光検出器による検出信号から変調周波数ｆの高調波成分（通常は第２高調波成分）を例えばロックインアンプにより抽出し、その高調波成分の信号の大きさから被測定ガス中の目的成分の濃度を求める。
【０００４】
ＴＤＬＡＳ測定法は被測定ガスに光検出器などの検出部が接触しない非接触式の測定法である。そのため、測定に際して被測定ガスの場を乱すことがない。また、応答時間がきわめて短くほぼリアルタイムで濃度測定が可能である、測定感度が高い、といった利点も有する。
【０００５】
上記のようなＴＤＬＡＳ測定法では、一般に、レーザ光源として半導体レーザダイオード（以下「ＬＤ」と略す）が用いられる。ＬＤの発振波長は注入される電流（駆動電流）に依存するから、レーザ光の波長走査は駆動電流を走査することにより実施される。図３は、特定波長λにおいて吸収を生じる目的成分の濃度を計測する際の、時間経過に伴うレーザ光波長の変化の一例を示す図である。このように、波長走査による低周波の周波数変化に周波数変調による高周波の周波数変化が重畳した状態である。
【０００６】
上記のようにレーザ光の波長走査を行う過程で生じる受光光の強度変化が被測定ガス中の目的成分の濃度を示す。したがって、ＴＤＬＡＳ法において濃度計測の精度を高めるには、ＬＤの発光強度の安定性が重要である。特定波長におけるＬＤの発光強度は駆動電流に依存するとともに温度にも依存する。そのため、ＬＤの温度が変化した場合、特定波長を得るための駆動電流も変化することになり、特定波長におけるＬＤの発光強度も変化してしまうことになる。
【０００７】
そこで従来は、同じ発光強度を維持するための駆動電流を変化させずに済むように、ペルチエ素子などを用いた温調機構によりＬＤの温度を一定に維持するようにしていた。そして、駆動電流と発光波長との関係が一義的に決まるものとして、駆動電流を走査することでレーザ光波長の走査を行っていた。
【０００８】
しかしながら、いかに高精度な温調機構を用いたとしても、ＬＤ内部の発熱や外部からの熱の侵入を完全に除去し、ＬＤの温度を一定に維持することは困難である。また、外部からの熱の侵入は二重温調などの技術を用いることでかなり抑えることができるものの、こうした温調機構には多大なコストが掛かる。また、温調のための温度計測点とＬＤの発光点とを一致させることは不可能であるから、その位置の差による温度誤差は避けられない。もちろん、その誤差を見込んだ補正処理や制御を行うことは可能であるものの、誤差をゼロにすることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−３３４３０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】レイド（J. Reid）、ラブリエ（D. Labrie）、「セカンド-ハーモニック・デテクション・ウィズ・チューナブル・ダイオード・レーザーズ−コンパリソン・オブ・イクスペリメント・アンド・セオリー（Second-Harmonic Detection with Tunable Diode Lasers − Comparison of Experiment and Theory）」、アプライド・フィジックス（Appl. Phys.）、Ｂ２６、１９８１年、 ｐ．２０３−２１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、ＬＤの温調の根本的な限界を考慮し、温調に要するコストを抑制しつつ、温度変動の影響を軽減して高い精度でガス濃度を求めることができる、ＴＤＬＡＳ測定法によるガス濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために成された本発明は、発光波長が可変であるレーザ光源と、所定周波数で変調を施すとともに該変調周波数よりも低い周波数で所定波長範囲を波長走査するように前記レーザ光源へ供給する駆動電流を変化させる駆動制御手段と、被測定ガスが導入される測定セルと、前記レーザ光源から出射され前記測定セルを通過した後のレーザ光を検出する光検出部と、を具備し、前記光検出部により得られる信号に含まれる高調波成分に基づいて被測定ガス中の特定成分の濃度を求めるガス濃度測定装置において、
a)レーザ光の波長走査時に前記光検出部により得られる信号に基づいて波長が既知である特定のピークが現れる駆動電流の値を求め、その値とその波長に対応するピークが得られる標準的な駆動電流の値との差を求める電流差算出手段と、
b)予め取得しておいた前記レーザ光源の駆動電流と発光強度との関係に基づき、前記電流値算出手段により求めた電流差に応じたレーザ光源の発光強度の変化量に相当する分だけ、高調波成分に基づいて算出された被測定ガス中の特定成分の濃度値、又はその濃度値を算出するための信号を補正する補正実行手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１３】
波長が既知である特定のピークとしては、レーザ光源の駆動電流とその発光（発振）波長との関係が既知であるものであればよく、一般的には、被測定ガス中の特定の成分による吸収ピークを用いることが好ましい。
【００１４】
既知である波長λに対応するピークが得られる標準的な駆動電流とは、予め想定したレーザ光源の温度（標準温度）Ｔにおいて波長λの発振が生じる駆動電流である。例えば、特定の吸収ピークの波長を含むような所定の波長範囲の走査は、レーザ光源への駆動電流を所定の電流範囲で走査することにより実施される。レーザ光源の温度が標準温度Ｔ一定であれば、波長がλである吸収ピークは、所定の駆動電流、つまり標準的な駆動電流をレーザ光源に供給した時点で現れる。
【００１５】
ところが、レーザ光源の温度が標準温度Ｔからずれていると、同じ波長λのレーザ光を発生するためにレーザ光源に与えるべき駆動電流が変化する。つまり、その駆動電流の変化量はレーザ光源の温度変動に起因するものであるとみなせる。また、レーザ光源の駆動電流が変化するために、波長λにおけるレーザ光源の発光強度も変化する。そこで、本発明に係るガス濃度測定装置では、例えば、レーザ光源の駆動電流とその発光強度との関係又はレーザ光源の駆動電流変化量とその発光強度変化量との関係を予め測定し、その関係を示す計算式又は対応表を補正用参照情報として記憶手段に格納しておくようにする。
【００１６】
例えば被測定ガス中の特定成分の濃度を測定する際に、レーザ光の波長走査を行うと、電流差算出手段は、光検出部により得られる信号に基づいて目的成分に特有の波長の吸収ピークが現れる駆動電流の値を求め、その値とその吸収ピークの波長が得られる標準的な駆動電流の値との差を求める。上述のように、レーザ光源の温度が標準温度Ｔ一定であれば上記の電流差はゼロになる筈であり、温度が標準温度Ｔからずれていれば電流差が生じる。この電流差がレーザ光源の温度変化に起因すると見込まれる発光強度変化量に対応する。
【００１７】
補正実行手段は、上記の補正用参照情報を参照して、上述したようなレーザ光源の温度変化による発光強度変化の影響を除去するような補正を実行する。この補正実行手段の具体的な補正手法として、大別して、データ処理上の計算により補正を行う方法と、ハードウエア的に信号強度を補正する方法とが考えられる。
【００１８】
即ち、この種のガス濃度測定装置では、ロックイン検出などにより得られる２次高調波成分のピークの高さから目的成分の濃度が求められる。そこで、本発明に係るガス濃度測定装置の一態様において、上記補正実行手段は、２次高調波成分のピークの高さから計算された濃度値に対し、上記補正用参照情報に基づく補正演算処理を実行することにより、補正済みの濃度値を算出するようにすることができる。また、２次高調波成分のピークの高さから濃度を計算する前に、上記補正用参照情報に基づいてピーク高さ自体を補正し、その補正済みのピーク高さから発光強度の影響を除去した濃度値を計算するようにしてもよい。
【００１９】
一方、本発明に係るガス濃度測定装置の別の態様において、上記補正実行手段は、上記補正用参照情報に基づいて、光検出器から出力される検出信号を増幅する増幅器のゲイン、Ａ／Ｄ変換器のフルスケール、ロックインアンプのゲインなどを変更するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るガス濃度測定装置によれば、従来のようにレーザ光源の温調を高精度に行う必要がなくなり、或る程度の温度変化を許容できる、比較的簡単で低廉なコストの温調機構でもって高い精度の濃度計測を行うことができる。そのため、装置のコストを引き下げるのに有利である。また、本発明に係るガス濃度測定装置によれば、レーザ光源の発光そのものから温度変動を推測しているため、従来の温度計測結果に基づく温度制御のように、温度計測位置と発光位置とが相違することによる制御上の誤差が存在しない。そのため、レーザ光源の発光部位自体の温度変動の影響を高い精度で除去することが可能である。また、レーザ光源の温調が不安定な状況になったり、装置周辺の環境温度の変化が大きいような場所における計測や長時間に亘る計測を行ったりする場合でも、安定した精度の高い濃度測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例であるガス濃度測定装置の概略ブロック図。
【図２】本実施例のガス濃度測定装置における温度変動に起因する発光強度変動補正処理のフローチャート。
【図３】本実施例のガス濃度測定装置におけるレーザ光の波長（周波数）変化の概略図。
【図４】温度変化が生じたときのロックイン検出器入力における吸収ピークドリフトの一例を示す概略図。
【図５】温度変化が生じたときのロックイン検出器出力における吸収ピークドリフトの一例を示す概略図。
【図６】吸収ピークのドリフト量とＬＤ発光強度変化量との関係を示す概念図。
【図７】従来装置により一定濃度の一酸化炭素を連続測定した結果を示すグラフ。
【図８】図７の連続測定中の吸収ピーク位置のドリフト量を観測したグラフ。
【図９】本実施例のガス濃度測定装置と従来の装置（補正なし）との連続測定結果を比較したグラフ。
【図１０】本発明の別の実施例であるガス濃度測定装置の概略ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係るガス濃度測定装置の一実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は本実施例によるガス濃度測定装置の概略ブロック図である。
【００２３】
本実施例のガス濃度測定装置において、半導体レーザダイオード（ＬＤ）１は、制御部１０の制御の下にＬＤ駆動部２から供給される駆動電流に応じて、周波数ｆで変調され、さらに所定の波長範囲で繰り返し波長が走査されるレーザ光を測定セル３に照射する。ＬＤ１としては例えばＤＦＢ（Distributed Feedback）型レーザで近赤外領域〜中赤外領域の波長のものを用いることができるが、必ずしもこれに限るものではない。ＬＤ１はペルチエ素子などを利用した、比較的簡単な構成のＬＤ温調部１１により温調される。
【００２４】
測定セル３には被測定ガスが連続的に導入されており、ＬＤ１から照射されたレーザ光は測定セル３を通過する間に被測定ガスに含まれる成分による吸収を受ける。この吸収波長は成分に固有である。そうして吸収を受けた後のレーザ光がフォトダイオード（以下「ＰＤ」と略す）４に到達し、ＰＤ４は受光強度に応じた電流信号を出力する。ＰＤ４はＬＤ温調部１１と同様のＰＤ温調部１２により温調される。
【００２５】
ＰＤ４による電流信号はＰＤアンプ５に入力され、ＰＤアンプ５は電流信号を電圧信号に変換した上で増幅する。増幅された信号はＡ／Ｄ変換器６により所定サンプリング時間間隔でデジタル値（検出データ）に変換され、デジタル方式のロックイン検出器７に入力される。ロックイン検出器７は、検出データから制御部１０により指示される参照信号と同じ周波数、即ち、変調周波数ｆの２倍の周波数成分を持つ第２高調波成分のみを抽出する。なお、アナログ方式のロックイン検出器を用いることも可能であり、その場合には、ロックイン検出を行った後にＡ／Ｄ変換を行えばよい。
【００２６】
データ処理部８はガス濃度算出部８１を含み、ロックイン検出により抽出された第２高調波成分を含む検出データに対し、所定のデータ処理を実行することにより、被測定ガス中の目的成分の濃度を計算する。従来のガス濃度測定装置であれば、ここで算出されたガス濃度値がそのまま測定結果として出力部９より出力されるが、この本実施例のガス濃度測定装置では、データ処理部８は特徴的な機能ブロックとして、濃度補正演算部８２及び光強度補正データ記憶部８３を備え、後述するように濃度値を補正した上で出力部９に出力する。
【００２７】
本実施例のガス濃度測定装置におけるガス濃度の測定動作を簡単に説明する。ＬＤ駆動部２は、所定の変調周波数ｆで変調を施す駆動電流と、被測定ガス中の目的成分の吸収スペクトル付近の所定の波長範囲に亘る波長走査を変調周波数ｆよりも十分に低い周波数の周期で繰り返すための駆動電流と、を加算してＬＤ１に供給する。これにより、ＬＤ１は時間経過に伴って波長が変化するとともに、所定の振幅で周波数変調が施されたレーザ光を出射する（上述の図３参照）。
【００２８】
測定セル３を通過する前のレーザ光は、波長走査の周波数成分を除けば変調周波数ｆの成分しか含まないが、測定セル３内で被測定ガスに含まれる目的成分の吸収により変調周波数ｆに歪みが生じ高調波成分が生成される。一般に、高調波成分のうち２次高調波（倍波）成分の波形はガス成分による吸収ピーク波形と相似形となっており、そのピークの高さがガス成分濃度に比例する。そこで、ロックイン検出器７において２次高調波成分を抽出し、ガス濃度算出部８１はこの高調波成分のピークの高さから目的成分の濃度を計算する。
【００２９】
ここでは目的成分が一酸化炭素（ＣＯ）であるとする。この場合、一酸化炭素の特性吸収波長である２．３３[μm]を中心とした所定の波長範囲で波長走査がなされるように、ＬＤ駆動部２は、波長λ＝２．３３[μm]に対応した駆動電流Ｉａを中心とし、電流Ｉ1〜Ｉ2の範囲で駆動電流を掃引する。この波長走査の際のレーザ光の波長と駆動電流Ｉaとの関係は、ＬＤ１が標準温度Ｔであるときのものである。その状態では、ロックイン検出器７の入力における信号値と駆動電流との関係は図４中の点線で示すようになり、ロックイン検出器７の出力における信号値と駆動電流との関係は図５中の点線で示すようになる。即ち、駆動電流ＩaがＬＤ１に供給されているときにＬＤ１の発振波長はλ＝２．３３[μm]であり、このときに一酸化炭素による吸収ピークが現れる。図５中に点線で示すピークの高さＰ１が目的成分濃度を反映するから、ガス濃度算出部８１はピーク高さを求め、予め求めておいた校正情報等を参照してそのピーク高さをガス濃度値に換算する。
【００３０】
ＬＤ１の温度が上記標準温度Ｔからずれると、ＬＤ１の駆動電流と発振波長との関係が崩れる。そのため、例えば、図４及び図５に示すように、目的成分による吸収ピークの位置ずれ（つまりドリフト）が発生する。このドリフトは、ＬＤ１の温度が標準温度Ｔであれば駆動電流がＩaで波長λの発振が生じるのに対し、ＬＤ１の温度が標準温度Ｔから変化したことにより、駆動電流値Ｉbで波長λの発振が生じていることを意味している。
【００３１】
また、発振波長λにおいては、駆動電流値がＩa→Ｉbに変化したことによって発光強度も変化しており、それに伴って、みかけ上、目的成分による吸光量が変化する。この吸光量の変化は、図５に示すように、ロックイン検出後のピークの高さ（信号強度）の変化Ｐ１→Ｐ２として現れ、結果として、見かけのガス濃度の変化となって測定誤差につながる。つまり、図５の場合、目的成分による吸収ピークの高さはＰ１→Ｐ２と減少しているため、実際の目的成分濃度は同じであっても、ガス濃度算出部８１で算出されるガス濃度値は低くなる。そこで、温度変化に起因するこの誤差を除去するために、次に示すような補正処理を実行する。図２は本実施例のガス濃度測定装置における温度変動に起因する発光強度変動補正処理のフローチャートである。
【００３２】
光強度補正データ記憶部８３には、予めＬＤ１の駆動電流と発光強度との関係を測定した結果に基づいて作成される、計算式やテーブルなどの補正参照用データが格納される。図７は駆動電流のドリフト量とＬＤの発光強度変化量との関係の一例を示す図である。この図のような関係に基づいて、例えば駆動電流のドリフト量に対して発光強度の変化量が求まる換算式又はテーブルを作成し、これを補正参照用データとしておけばよい。一般的に、ＬＤの駆動電流と発光強度との関係は個体差が殆どなく、また経時的な変化も無視できる程度であることが多いので、本装置の製造メーカーが補正参照用データを取得して例えばフラッシュメモリなどである光強度補正データ記憶部８３に格納させておけばよい。もちろん、光強度補正データ記憶部８３に格納されている補正参照用データを適宜更新できるようにしておいてもよい。
【００３３】
ガス濃度計測時に、上述したようにロックイン検出器７から検出データがデータ処理部８に入力されると（ステップＳ１）、ガス濃度算出部８１は吸収ピークの高さを計測し（ステップＳ２）、その高さに基づいてガス濃度を算出する（ステップＳ３）。一方、濃度補正演算部８２は検出データに基づいて、吸収ピークに対応した駆動電流のドリフト量（図５の例ではＩa−Ｉb）を算出する（ステップＳ４）。上述したように所定波長範囲の走査は、駆動電流をＩ1からＩ2まで変化させることで実現される（この場合には周波数変調のために加算される駆動電流は無視できる）。したがって、例えば駆動電流をＩ1からＩ2まで一定の率で変化させる場合には、１回の走査期間中のどの時点で吸収ピークが発生するのかが分かれば、その吸収ピークに対応した駆動電流を認識可能である。
【００３４】
駆動電流のドリフト量が判明したならば、光強度補正データ記憶部８３に格納されている補正データを用い、上記ドリフト量に対応した発光強度変化量に相当する分を補正するようにガス濃度値を補正する（ステップＳ５）。例えば図５の例では、温度変化によって吸収ピークの波長における発光強度が下がり、それによって吸収ピークが見かけ上、小さくなっている。そこで、発光強度が下がった分だけガス濃度値を高くするように補正する。そうして補正した濃度値を出力部９から出力する（ステップＳ６）。
【００３５】
上記のように駆動電流のドリフト量を利用したＬＤ温度補正の効果を実測例に基づいて説明する。
図７は、従来の装置、つまり上述したＬＤ温度補正を行わない装置において、濃度が１０[ppm]である一酸化炭素を７時間３０分に亘って連続計測した結果の一例を示すグラフである。この場合、計測開始直後は１０[ppm]の濃度値を示していたが、徐々に濃度値が上昇している。ＣＯ濃度が同一である被測定ガスを測定セルに流し続けた状態であるから、濃度値のふらつき（ドリフト）は見かけ上の濃度変化である。その後も濃度値は安定せず、ゆっくりと下降し、一旦は正しい値を示したが、次は低めの値を示し、再度上昇に転じるなど不安定である。この結果、計測期間中の見かけ上の濃度変動は３[ppm]にもなり、もともとの濃度値１０[ppm]に対してかなり大きな変動であると言える。
【００３６】
図８は図７の連続計測中の吸収ピークの位置、つまりドリフトを観測したグラフである。図７及び図８を合わせて見ると、図７に示した見かけ上のＣＯ濃度の変化は、吸収ピークの位置の変化と極めて高い相関があることが分かる。このことから、吸収ピークのドリフトは、ＬＤの温度変化によって、特定波長を得るために必要な駆動電流が変化したことによるものであり、結果的に、そのドリフト量はレーザ光強度の変化量に相当していると推測できる。
【００３７】
図９は上述したようなＬＤ温度補正を実施した結果を補正なしの場合（図７と同じ）と比較したグラフである。上述したようにＬＤ温度補正を行わない状態では３[ppm]程度の見かけ上の濃度変動が生じていたのに対し、ＬＤ温度補正を行うことによりその見かけ上の濃度変動が１[ppm]以下に抑えられていることが分かる。なお、この実測時の被測定ガス中のＣＯ濃度の安定性から考えて、１[ppm]以下の濃度変動は実際の濃度変動の誤差の範囲であり、上記のＬＤ温度補正による濃度値の補正精度はかなり高いものと推測できる。
【００３８】
また、上記実施例では、吸収ピークの高さからガス濃度を算出した結果に対し、データ処理上で補正を行っていたが、ガス濃度を算出する前の段階、即ち、吸収ピークの高さに対してデータ処理上で補正を行い、その補正後のピークの高さからガス濃度を算出するようにしてもよい。
【００３９】
また、上述のようなデータ処理上での補正、換言すればソフトウエア的な補正ではなく、ハードウエア的な補正を施すようにしてもよい。図１０はこうしたハードウエア的な補正を行う場合の、本発明の変形例によるガス濃度測定装置の概略ブロック図である。多くの構成要素は既に説明した図１の装置と共通しているが、このガス濃度測定装置では、ＰＤアンプ５’がゲイン制御可能なアンプであり、データ処理部８’に含まれるゲイン補正量算出部８４が算出したゲインがＰＤアンプ５’に設定される。即ち、この変形例によるガス濃度測定装置では、ゲイン補正量算出部８４が、吸収ピークの駆動電流のドリフト量に応じてＰＤアンプ５’のゲインを調整し、発光強度の変化量に相当する信号の変化を除去する。それによって、結果的に、吸収ピーク高さから求まるガス濃度値が修正される。
【００４０】
また、ＰＤアンプのゲインを変化させる以外に、Ａ／Ｄ変換器６のフルスケール（入力アナログ電圧とデジタル値との対応関係）、ロックイン検出器７のゲインなどを変化させるようにしても同様の信号調整が可能である。
【００４１】
なお、本発明に係るガス濃度測定装置では温度変化によるＬＤの発光強度の変動の影響を軽減することができるものの、その温度変化が大きすぎると、特定の吸収ピークの波長のレーザ光を発生させるための駆動電流が電流走査の範囲から外れてしまうことがあり得る。その場合には、上記のような補正が行えないのみならず、ガス濃度の測定自体が行えない。そこで、少なくとも特定の吸収ピークの波長のレーザ光を発生させるための駆動電流が電流走査範囲を外れることがないような温度変化に抑えるためにＬＤ温調部１１で温調を行っている。ただし、駆動電流と発光波長との関係が大きく崩れた場合に、所定の波長範囲を走査するための駆動電流の走査範囲を適宜変更する構成であれば、常に目的成分に特有の吸収波長が波長走査範囲に含まれるようにすることができる。その場合には、ＬＤ温調部はより一層簡素で済み、ＬＤ温調部が不要となる場合もある。
【００４２】
また、上記実施例はいずれも本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜に変形や修正、追加などを行っても、本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
【符号の説明】
【００４３】
１…半導体レーザダイオード（ＬＤ）
２…ＬＤ駆動部
３…測定セル
４…フォトダイオード（ＰＤ）
５、５’…ＰＤアンプ
６…Ａ／Ｄ変換器
７…ロックイン検出器
８、８’…データ処理部
８１…ガス濃度算出部
８２…濃度補正演算部
８３…光強度補正データ記憶部
８４…ゲイン補正量算出部
９…出力部
１０…制御部
１１…ＬＤ温調部
１２…ＰＤ温調部
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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