(57)【要約】【課題】試料ガスに含まれない成分の影響を補正することなく、試料ガスに含まれる測定対象成分の影響を補正した精度の良い検量線データを用いて分析できるようにする。【解決手段】Ｎ種類の測定対象成分に対して予め作成されており、各測定対象成分の濃度に対する他のＮ−１種類の測定対象成分の影響を補正したＮ種類の検量線データを記憶している検量線データ記憶部２１と、Ｎ種類の検量線データを用いて測定対象成分の濃度を算出する濃度算出部２２とを具備し、濃度算出部２２により算出された濃度が所定の閾値以下の閾値以下成分がある場合に、濃度算出部２２が、閾値以下成分を除く測定対象成分の濃度を、閾値以下成分の影響を補正していない検量線データを用いて算出するようにした。【選択図】図３
2019020230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ガスに光を照射して得られる光スペクトルと、前記試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度との関係を示す検量線データを用いて前記測定対象成分の濃度を算出するガス分析装置であって、
Ｎ種類の測定対象成分に対して予め作成されており、各測定対象成分の濃度に対する他のＮ−１種類の測定対象成分の影響を補正したＮ種類の検量線データを記憶している検量線データ記憶部と、
前記Ｎ種類の検量線データを用いて測定対象成分の濃度を算出する濃度算出部とを具備し、
前記濃度算出部により算出された濃度が所定の閾値以下の閾値以下成分がある場合に、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分を除く測定対象成分の濃度を、前記閾値以下成分の影響を補正していない検量線データを用いて算出するガス分析装置。
ただし、Ｎは自然数である。
【請求項２】
前記濃度算出部が、前記閾値以下成分が検出されなくなるまで又は所定回数、測定対象成分の濃度算出を繰り返す請求項１記載のガス分析装置。
【請求項３】
前記検量線データ記憶部が、
前記Ｎ種類の検量線データの他に、前記Ｎ種類の測定対象成分の濃度に対する他の１又は複数種類の測定対象成分の影響を補正した検量線データと、前記Ｎ種類の測定対象成分の濃度に対する他の測定対象成分の影響を補正していない検量線データとを記憶している請求項１又は２記載のガス分析装置。
【請求項４】
前記閾値以下成分を除いた後の測定対象成分について前記濃度算出部が算出した濃度に異常値が含まれていることを検出する異常値検出部と、
前記異常値検出部により異常値が検出された場合に、前記濃度算出部が１つ前に算出した測定対象成分の濃度を出力する出力部とを具備する請求項１乃至３のうち何れか一項に記載のガス分析装置。
【請求項５】
前記閾値以下成分を除いた後の測定対象成分について前記濃度算出部が算出した濃度に異常値が含まれていることを検出する異常値検出部と、
前記異常値検出部により異常値が検出された場合に、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分を除く前の測定対象成分それぞれの濃度を、前記閾値を変更して再度算出する請求項１乃至３のうち何れか一項に記載のガス分析装置。
【請求項６】
前記Ｎ種類の検量線データが、前記試料ガスが導入される分析計の加熱温度よりも沸点が高い高沸点化合物の影響を補正したものである請求項１乃至５のうち何れか一項に記載のガス分析装置。
【請求項７】
前記試料ガスを定性分析して得られた定性分析データを受け付ける定性分析データ受付部をさらに具備する請求項１乃至６のうち何れか一項に記載のガス分析装置。
【請求項８】
試料ガスに光を照射して得られる光スペクトルと、前記試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度との関係を示す検量線データを用いて前記測定対象成分の濃度を算出するガス分析装置に用いられるプログラムであって、
Ｎ種類の測定対象成分に対して予め作成されており、各測定対象成分の濃度に対する他のＮ−１種類の測定対象成分の影響を補正したＮ種類の検量線データを記憶している検量線データ記憶部と、
前記Ｎ種類の検量線データを用いて測定対象成分の濃度を算出する濃度算出部としての機能をコンピュータに発揮させるものであり、
前記濃度算出部により算出された濃度が所定の閾値以下の閾値以下成分がある場合に、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分を除く測定対象成分の濃度を、前記閾値以下成分の影響を補正していない検量線データを用いて算出するように構成されているガス分析装置用プログラム。
ただし、Ｎは自然数である。
【請求項９】
試料ガスに光を照射して得られる光スペクトルと、前記試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度との関係を示す検量線データを用いて前記測定対象成分の濃度を算出するガス分析装置を用いたガス分析方法であって、
Ｎ種類の測定対象成分に対して予め作成されており、各測定対象成分の濃度に対する他のＮ−１種類の測定対象成分の影響を補正したＮ種類の検量線データを記憶させるステップと、
前記Ｎ種類の検量線データを用いて測定対象成分の濃度を算出するステップと、
前記濃度算出部により算出された濃度が所定の閾値以下の閾値以下成分がある場合に、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分を除く測定対象成分の濃度を、前記閾値以下成分の影響を補正していない検量線データを用いて算出するステップとを備えるガス分析方法。
ただし、Ｎは自然数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分析装置、ガス分析装置用プログラム、及びガス分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス分析装置としては、特許文献１に示すように、試料ガスに光を照射して得られる吸収スペクトルを用いて多変量解析することにより試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度を算出する、例えばフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）法を用いたものがある。
【０００３】
ＦＴＩＲ法を用いた分析は、試料ガスに含まれる多成分を連続的且つ同時に分析できるといったメリットがある。また、例えばエンジン排ガス分野で用いる場合には、試料ガスたる排ガスを直接サンプルセルに導入して分析することができ、排ガスに水分が含まれている状態で測定対象成分の濃度を算出する、所謂Ｗｅｔ測定することができる点も強みである。
【０００４】
ところで、上述した分析には、吸収スペクトルと測定対象成分の濃度との関係を示す検量線データが用いられる。この検量線データは、試料ガスに含まれるであろう複数の測定対象成分を規定して、これらの測定対象成分の干渉影響を補正することで各測定対象成分毎に予め作成されている。
【０００５】
しかしながら、規定されていない成分が試料ガスに含まれていると、その成分の干渉影響が考慮されずに検量線データが作成されるので、各測定対象成分の濃度を正しく算出することができない。
【０００６】
かといって、考えられる全ての化合物を試料ガスに含まれるであろう測定対象成分として規定したのでは、全ての化合物間の干渉影響を考慮することとなり検量線データの精度が悪化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９２６２７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題を一挙に解決すべくなされたものであり、試料ガスに含まれない成分の影響を補正することなく、試料ガスに含まれる成分のみの影響を補正した精度の良い検量線データを用いて分析できるようにすることをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係るガス分析装置は、試料ガスに光を照射して得られる光スペクトルと、前記試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度との関係を示す検量線データを用いて前記測定対象成分の濃度を算出する装置であって、Ｎ種類の測定対象成分に対して予め作成されており、各測定対象成分の濃度に対する他のＮ−１種類の測定対象成分の影響を補正したＮ種類の検量線データを記憶している検量線データ記憶部と、前記Ｎ種類の検量線データを用いて測定対象成分の濃度を算出する濃度算出部とを具備し、前記濃度算出部により算出された濃度が所定の閾値以下の閾値以下成分がある場合に、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分を除く測定対象成分の濃度を、前記閾値以下成分の影響を補正していない検量線データを用いて算出することを特徴とするものである。
ただし、Ｎは自然数である。
【００１０】
このように構成されたガス分析装置であれば、測定対象成分の中に閾値以下成分がある場合に、Ｎ種類の測定対象成分から閾値以下成分を除いた測定対象成分の濃度を、閾値以下成分の影響を補正していない検量線データを用いて算出するので、閾値以下成分の影響を補正することなく、試料ガスに含まれる成分の影響を補正した精度の良い検量線データを用いた分析が可能となる。
【００１１】
試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度をより高精度に算出するためには、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分が検出されなくなるまで又は所定回数、測定対象成分の濃度算出を繰り返すことが好ましい。
【００１２】
互いに影響を及ぼす測定対象成分として例えばＣＯ、ＣＯ２、及びＮＯを考えたとき、これらの３成分が試料ガスに含まれる組み合わせとしては、（ＣＯ、ＣＯ２、ＮＯ）、（ＣＯ、ＣＯ２）、（ＣＯ、ＮＯ）、（ＣＯ２、ＮＯ）、（ＣＯ）、（ＣＯ２）、（ＮＯ）の７通りである。
ここで、検量線データ記憶部が、Ｎ種類の検量線データとして試料ガスに（ＣＯ、ＣＯ２、ＮＯ）の３成分が含まれている場合に必要な３種類の検量線データを予め記憶しているとする。具体的に３種類の検量線データは、以下である。
・  ＣＯ２、ＮＯの影響を補正したＣＯの３種成分用検量線データ［ＣＯ］
・  ＣＯ、ＮＯの影響を補正したＣＯ２の３種成分用検量線データ［ＣＯ２］
・  ＣＯ、ＣＯ２の影響を補正したＮＯの３種成分用検量線データ［ＮＯ］
そして、濃度算出部が３種類の検量線データを用いて３成分の濃度を算出した結果、閾値以下成分があった場合、次に必要となり得る検量線データは、試料ガスに（ＣＯ、ＣＯ２）、（ＣＯ、ＮＯ）、又は（ＣＯ２、ＮＯ）の２成分が含まれている場合に必要な２成分間の影響を補正した２種類の検量線データや、試料ガスに（ＣＯ）、（ＣＯ２）又は、（ＮＯ）の１成分が含まれている場合に必要な他の成分の影響を補正していない単一成分用検量線データである。
そこで、Ｎ種類の測定対象成分の中に閾値以下成分があった場合に、次の濃度算出に必要となり得る検量線データを検量線データ記憶部に予め記憶させておくことが好ましい。
そのための実施態様としては、前記検量線データ記憶部が、前記Ｎ種類の検量線データの他に、前記Ｎ種類の測定対象成分の濃度に対する他の１又は複数種類の測定対象成分の影響を補正した検量線データと、前記Ｎ種類の測定対象成分の濃度に対する他の測定対象成分の影響を補正していない検量線データとを記憶していることが好ましい。
【００１３】
除いた閾値以下成分が実際には微量ながらも試料ガスに含まれていると、その成分の影響が補正されていない検量線データが用いられるので、算出された濃度が例えば負の値になったり、異常に大きい値になったりすることがあり、こうした異常値は正しい分析結果とすることはできない。
そこで、異常値を含まない濃度を得られるようにするには、前記閾値以下成分を除いた後の測定対象成分について前記濃度算出部が算出した濃度に異常値が含まれていることを検出する異常値検出部と、前記異常値検出部により異常値が検出された場合に、前記濃度算出部が１つ前に算出した測定対象成分の濃度を出力する出力部とを具備することが好ましい。
【００１４】
また、算出した濃度に異常値が含まれる場合の別の態様としては、前記異常値検出部により異常値が検出された場合に、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分を除く前の測定対象成分それぞれの濃度を、前記閾値を変更して再度算出するように構成されていても良い。
このような構成であれば、測定対象成分の濃度に対する閾値を変更して再度算出するので、微量ながらも試料ガスに含まれている成分が閾値以下成分とみなされなくなり、その成分の影響を補正した精度の良い検量線データが用いて濃度測定することが可能となる。
【００１５】
ところで、背景技術で述べたＷｅｔ測定では、試料ガスが流れる配管内で水分や沸点が低いガスが凝結すると、測定対象成分の濃度変化等が生じてしまうことから、配管や分析計を加熱して例えば所定の加熱温度に保温している。
このことから従来は、加熱温度よりも沸点が高い高沸点化合物は、気体状態では存在せず試料ガスに含まれていないと考えられており、検量線データとしては高沸点化合物の影響は補正されていないものが用いられていた。
ところが、排ガスの温度が加熱温度に温調されていたとしても、微量ながら高沸点化合物が試料ガスに含まれていることがある。こうした場合、高沸点化合物の干渉が引き起こされて、測定対象成分の測定濃度に誤差が生じる。
【００１６】
そこで、前記Ｎ種類の検量線データが、前記試料ガスが導入される分析計の加熱温度よりも沸点が高い高沸点化合物の影響を補正したものであることが好ましい。
このような構成であれば、試料ガスに高沸点化合物が含まれていれば、その高沸点化合物の影響を補正した検量線データを用いて濃度測定をすることができ、測定精度をより向上させることができる。
【００１７】
前記試料ガスを定性分析して得られた定性分析データを受け付ける定性分析データ受付部をさらに具備することが好ましい。
このような構成であれば、定性分析データが示す定性分析の結果を確認することで、例えば閾値以下成分が試料ガスに本当に含まれていないかどうかを確認することができる。
【００１８】
また、本発明に係るガス分析装置用プログラムは、試料ガスに光を照射して得られる光スペクトルと、前記試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度との関係を示す検量線データを用いて前記測定対象成分の濃度を算出するガス分析装置に用いられるプログラムであって、Ｎ種類の測定対象成分に対して予め作成されており、各測定対象成分の濃度に対する他のＮ−１種類の測定対象成分の影響を補正したＮ種類の検量線データを記憶している検量線データ記憶部と、前記Ｎ種類の検量線データを用いて測定対象成分の濃度を算出する濃度算出部としての機能をコンピュータに発揮させるものであり、前記濃度算出部により算出された濃度が所定の閾値以下の閾値以下成分がある場合に、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分を除く測定対象成分の濃度を、前記閾値以下成分の影響を補正していない検量線データを用いて算出するように構成されていることを特徴とするプログラムである。
ただし、Ｎは自然数である。
【００１９】
さらに、本発明に係るガス分析方法は、試料ガスに光を照射して得られる光スペクトルと、前記試料ガスに含まれる測定対象成分の濃度との関係を示す検量線データを用いて前記測定対象成分の濃度を算出するガス分析装置を用いたガス分析方法であって、Ｎ種類の測定対象成分に対して予め作成されており、各測定対象成分の濃度に対する他のＮ−１種類の測定対象成分の影響を補正したＮ種類の検量線データを記憶させるステップと、前記Ｎ種類の検量線データを用いて測定対象成分の濃度を算出するステップと、前記濃度算出部により算出された濃度が所定の閾値以下の閾値以下成分がある場合に、前記濃度算出部が、前記閾値以下成分を除く測定対象成分の濃度を、前記閾値以下成分の影響を補正していない検量線データを用いて算出するステップとを備えることを特徴とする方法である。
ただし、Ｎは自然数である。
【００２０】
このようなガス分析装置用プログラムやガス分析方法であれば、上述したガス分析装置と同様の作用効果を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
このように構成した本発明によれば、試料ガスに含まれない成分の影響を補正することなく、試料ガスに含まれる成分の影響を補正した精度の良い検量線データを用いて分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態のガス分析装置の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態の情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。
【図３】同実施形態の情報処理装置の動作を示すフローチャート。
【図４】変形実施形態の情報処理装置の動作を示すフローチャート。
【図５】変形実施形態の情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。
【図６】変形実施形態の情報処理装置の動作を示すフローチャート。
【図７】変形実施形態の情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明に係るガス分析装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態のガス分析装置１００は、例えば自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排ガス（試料ガス）に光を照射して得られる吸収スペクトルを多変量解析することにより、試料ガスに含まれる多成分の濃度を測定するものである。なお、ガス分析装置１００は、船舶や飛行機等の移動体に搭載された内燃機関から排出される排ガスの測定に用いられても良い。
【００２５】
具体的にこのガス分析装置１００は、ＦＴＩＲ法により試料ガスに含まれる成分濃度を連続的に測定するものであり、図１に示すように、インターフェログラムを出力する分析部（分析計）１及び当該分析部１の出力であるインターフェログラムを処理する情報処理装置２を備えている。
【００２６】
分析部１は、赤外光を発するように構成された赤外光源３と、この赤外光源３からの赤外光を干渉して出力する干渉機構４と、排ガスを収容し、干渉機構４を介して赤外光源３からの赤外光が照射される測定セル５と、当該測定セル５を通過した赤外光を受光する光検出器６と、を備えている。干渉機構４は、固定ミラー７と、ビームスプリッター８と、図示しない駆動機構により例えばＸＹ方向に平行移動する可動ミラー９と、からなる。
【００２７】
情報処理装置２は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェイス、ＡＤ変換器等を備えた汎用乃至専用のコンピュータであり、前記メモリの所定領域に記憶させた所定プログラムにしたがってＣＰＵや周辺機器等を協働させることにより、図２に示すように、少なくとも検量線データ記憶部２１及び濃度算出部２２としての機能を発揮する。
【００２８】
検量線データ記憶部２１は、測定対象成分の濃度を算出するために必要な検量線データを各測定対象成分それぞれに対して予め記憶しているものである。ここでの検量線データは、各測定対象成分の濃度に対するその他の測定対象成分の干渉影響を補正したデータであり、予めユーザが入力手段によって入力したものである。具体的には、例えばユーザが排ガスにＮ種類の測定対象成分が含まれているであろうと想定した場合、ユーザはＮ種類の測定対象成分それぞれに対する検量線データを入力して検量線データ記憶部２１に記憶させる。なお、Ｎは２以上の自然数である。
【００２９】
ここで、検量線データは、上述したように各測定対象成分に対するその他の測定対象成分の干渉影響を補正したデータであり、その他の測定対象成分のうち何種類の干渉影響を補正するかによって異なるデータとなる。
本実施形態の検量線データ記憶部２１は、Ｎ種類のうち自身を除くＮ−１種類の測定対象成分、すなわちＮ種類のうち自身を除く全ての測定対象成分の干渉影響を補正したＮ種類の検量線データ（以下、Ｎ種成分用検量線データという）を少なくとも予め記憶している。
【００３０】
ここでＮ＝３の場合を考える。具体的には互いに干渉影響を及ぼす測定対象成分として例えばＣＯ、ＣＯ２、及びＮＯの３種類が排ガスに含まれていると想定した場合、３種成分用検量線データは、自身を除く２種類の測定対象成分の干渉影響を補正した検量線データである。この３種成分用検量線データは３種類あり、具体的には以下である。
・  ＣＯ２、ＮＯの干渉影響を補正したＣＯの３種成分用検量線データ［ＣＯ］
・  ＣＯ、ＮＯの干渉影響を補正したＣＯ２の３種成分用検量線データ［ＣＯ２］
・  ＣＯ、ＣＯ２の干渉影響を補正したＮＯの３種成分用検量線データ［ＮＯ］
【００３１】
さらに本実施形態の検量線データ記憶部２１は、上述したＮ種成分用検量線データに加えて、Ｎ種類の測定対象成分の濃度に対する他の１又は複数種類の測定対象成分の影響を補正した検量線データ（以下、これらの検量線データとＮ種成分用検量線データとを合わせたものを複数種成分用検量線データという）を記憶している。つまり、複数種成分用検量線データは、Ｎ種類の測定対象成分それぞれに対する検量線データであり、自身を除くＮ−１種類の測定対象成分の各組み合わせそれぞれの干渉影響を補正した検量線データである。
【００３２】
Ｎ＝３の場合、複数種成分用検量線データは、上述した３種類の３種成分用検量線データと、６種類の２種成分用検量線データである。ＣＯ、ＣＯ２、及びＮＯの３種類が排ガスに含まれていると想定した場合、６種類の２種成分用検量線データは以下である。
・  ＣＯ２の干渉影響を補正したＣＯの２種成分用検量線データ［ＣＯ−１］
・  ＮＯの干渉影響を補正したＣＯの２種成分用検量線データ［ＣＯ−２］
・  ＣＯの干渉影響を補正したＣＯ２の２種成分用検量線データ［ＣＯ２−１］
・  ＮＯの干渉影響を補正したＣＯ２の２種成分用検量線データ［ＣＯ２−２］
・  ＣＯの干渉影響を補正したＮＯの２種成分用検量線データ［ＮＯ−１］
・  ＣＯ２の干渉影響を補正したＮＯの２種成分用検量線データ［ＮＯ−２］
【００３３】
なお、Ｎ種類の測定対象成分に対して考えられ得る複数種成分用検量線データ、すなわち自身を除くＮ−１種類の測定対象成分の全ての組み合わせから得られる複数種成分用検量線データは、Ｎを用いて表現すると下記の式（１）で表わされるＺ通りとなる。
2019020230.tif 000003
式（１）において、ＮＣ１の項は、Ｎ種類のうちのどの測定対象成分の検量線データであるかを示しており、Ｎ−１Ｃｋの項は、自身を除くＮ−１種類の測定対象成分の組み合わせを示している。
【００３４】
さらに本実施形態の検量線データ記憶部２１は、Ｎ種類の測定対象成分それぞれに対する検量線データであり、他の成分の干渉影響を補正していない検量線データ（以下、単一成分用検量線データという）を予め記憶している。
【００３５】
Ｎ＝３の場合、単一成分検量線データは３種類であり、ＣＯ、ＣＯ２、及びＮＯの３種類が排ガスに含まれていると想定した場合は以下である。
・  ＣＯの単一成分用検量線データ［ＣＯ（origin）］
・  ＣＯ２の単一成分用検量線データ［ＣＯ２（origin）］
・  ＮＯの単一成分用検量線データ［ＮＯ（origin）］
【００３６】
このように本実施形態では、Ｎ種類の測定対象成分それぞれに対して、Ｎ種成分用検量線データのみならず、Ｎ−１種成分用検量線データ、Ｎ−２種成分用検量線データ、・・・、２種成分用検量線データ、及び単一成分用検量線データを予め検量線データ記憶部２１に記憶させている。
【００３７】
濃度算出部２２は、分析部１の光検出器６から出力されるインターフェログラムを受け付けるとともに、検量線データ記憶部２１に記憶されている検量線データを取得して、各測定対象成分の濃度を算出する。
具体的には、基準ガス（例えば窒素ガス）のインターフェログラム及び排ガスのインターフェログラムをそれぞれフーリエ変換してパワースペクトルを得た後、基準ガスのパワースペクトルに対する排ガスのパワースペクトルの比を求め、それを吸光度スケールに変換することにより、この吸収スペクトル中の複数の波数ポイントにおける吸光度に基づいて排ガスに含まれる測定対象成分の濃度を算出する。
【００３８】
ここで本実施形態の情報処理装置２は、図２に示すように、判断部２３、異常値検出部２４、及び出力部２５としての機能をさらに備えている。
以下、図３のフローチャートを参照しながら、各部の説明を兼ねて本実施形態の情報処理装置２の動作について説明する。
【００３９】
排ガスが分析部１に導かれると、濃度算出部２２はまず、分析部１から出力されるインターフェログラムを受け付けるとともに、排ガスにＮ種類の測定対象成分が全て含まれている場合に必要となるＮ種成分用検量線データを検量線データ記憶部２１から取得して、Ｎ種類の測定対象成分それぞれの濃度を算出する（Ｓ１）。これらの算出濃度を示す算出濃度データは判断部２３に出力される。なお、このとき濃度算出部２２は、必ずしもＮ種類全ての測定対象成分の濃度を算出する必要なく、Ｎ種類のうち例えば予め決められた一部の測定対象成分の濃度を算出しても良い。
【００４０】
次に、判断部２３は、算出濃度データが示す測定対象成分それぞれの算出濃度から、排ガス中に存在していないとみなすことのできる閾値以下成分があるか否かを判断する（Ｓ２）。具体的に判断部２３は、各測定対象成分の算出濃度と予め設定された第１閾値とを比較して、算出濃度が第１閾値よりも小さい測定対象成分を閾値以下成分として検出する。
【００４１】
Ｓ２において閾値以下成分が検出されない場合は、Ｓ１において得られた算出濃度データが異常値検出部２４に出力される。異常値検出部２４は、Ｓ１において得られた算出濃度データを取得すると、この算出濃度データが示す算出濃度に異常値が含まれているか否かを判断する（Ｓ３）。
具体的に異常値検出部２４は、濃度算出部２２により算出された算出濃度が物理的に発生し得ない値である場合に、その算出濃度を異常値として検出するものであり、ここではマイナス値となった算出濃度を異常値として検出する。
【００４２】
Ｓ３において異常値が検出されなかった場合は、排ガスにはＮ種類の測定対象成分が含まれていることになるので、出力部２５がＳ１において得られた算出濃度データを取得して、Ｎ種類の測定対象成分の算出濃度を例えばディスプレイ等に出力する（Ｓ４）。
【００４３】
一方、Ｓ３において異常値が検出された場合は、例えばエラー表示をディスプレイ等に出力する（Ｓ５）。
【００４４】
Ｓ２において閾値以下成分が検出された場合は、当該閾値以下成分をＮ種類の測定対象成分から除いたＭ種類の測定対象成分の濃度を濃度算出部２２が算出する（Ｓ６）。
このとき、濃度算出部２２は、検量線データ記憶部２１からＭ種成分用検量線データを取得して、Ｍ種類の測定対象成分それぞれの濃度を算出する。これらの算出濃度を示す算出濃度データは再び判断部２３に出力される。なお、ＭはＮ−１以下の自然数である。
【００４５】
次いで、Ｓ２と同様に、判断部２３が、各測定対象成分の算出濃度と予め設定された第２閾値とを比較して、排ガス中に存在していないとみなすことのできる閾値以下成分がさらにあるか否かを判断する（Ｓ７）。なお、第２閾値は、第１閾値と等しくても良いし、第１閾値とは異なる値であっても良い。
【００４６】
Ｓ７において閾値以下成分が検出されない場合は、Ｓ６において得られた算出濃度データが異常値検出部２４に出力される。
【００４７】
一方、Ｓ７において閾値以下成分がさらに検出された場合は、当該閾値以下成分をＭ種類の測定対象成分から除いたＬ種類の測定対象成分の濃度を濃度算出部２２が算出する（Ｓ８）。
このとき、濃度算出部２２は、検量線データ記憶部２１からＬ種成分用検量線データを取得して、Ｌ種類の測定対象成分それぞれの濃度を算出する。これらの算出濃度を示す算出濃度データは異常値検出部２４に出力される。なお、ＬはＭ−１以下の自然数である。
【００４８】
ここで、Ｓ６やＳ８において除いた閾値以下成分が実際には排ガスに含まれていると、濃度算出部２２はその閾値以下成分の干渉影響が補正されていない検量線データを用いて各測定対象成分の濃度を算出してしまうこととなり、Ｓ６やＳ８で得られる算出濃度が例えば負の値になったり、異常に大きい値になったりすることがある。
【００４９】
そこで、異常値検出部２４は、Ｓ６やＳ８で得られた算出濃度データを取得すると、これらの算出濃度データが示す算出濃度、すなわちＳ６やＳ８において閾値以下成分を除いた後に濃度算出部２２が算出した濃度に異常値が含まれているか否かを判断する（Ｓ９、Ｓ１０）。
具体的に異常値検出部２４は、濃度算出部２２により算出された算出濃度が物理的に発生し得ない値である場合に、その算出濃度を異常値として検出するものであり、ここではマイナス値となった算出濃度を異常値として検出する。
【００５０】
Ｓ９において異常値が検出された場合は、Ｓ６において除いた閾値以下成分の少なくとも一部が排ガスに含まれている可能性があり、その濃度は閾値以下ではあるが、他の測定成分に影響を与えていると考えられるので、出力部２５は、濃度算出部２２によるＳ６の１つ前の算出で得られた算出濃度データ、すなわちＳ１において得られた算出濃度データを取得して、Ｎ種類の測定対象成分の算出濃度をディスプレイ等に出力する（Ｓ１１）。
【００５１】
一方、Ｓ９において異常値が検出されなかった場合は、排ガスにＭ種類の測定対象成分が含まれていることになるので、出力部２５は、Ｓ６において得られた算出濃度データを取得して、Ｍ種類の測定対象成分の算出濃度をディスプレイ等に出力する（Ｓ１２）。
【００５２】
また、Ｓ１０において異常値が検出された場合は、Ｓ８において除いた閾値以下成分の少なくとも一部が排ガスに含まれている可能性があり、その濃度は閾値以下ではあるが、他の測定成分に影響を与えていると考えられるので、出力部２５は、濃度算出部２２によるＳ８の１つ前の算出で得られた算出濃度データ、すなわちＳ６において得られた算出濃度データを取得し、Ｍ種類の測定対象成分の算出濃度をディスプレイ等に出力する（Ｓ１３）。
【００５３】
一方、Ｓ１０において異常値が検出されなかった場合は、排ガスにＬ種類の測定対象成分が含まれていることになるので、出力部２５は、Ｓ８において得られた算出濃度データを取得して、Ｌ種類の測定対象成分の算出濃度をディスプレイ等に出力する（Ｓ１４）。
【００５４】
このように構成された本実施形態に係る排ガス分析装置１００によれば、Ｎ種類の測定対象成分の中に閾値以下成分がある場合に、Ｎ種類の測定対象成分から閾値以下成分を除いたＭ種類の測定対象成分に対して、Ｍ種成分用検量線データを用いて濃度を算出するので、閾値以下成分の干渉影響を補正することなく、試料ガスに含まれる成分の干渉影響を補正した精度の良い検量線データを濃度算出することができる。
【００５５】
さらに本実施形態の排ガス分析装置１００は、Ｍ種類の測定対象成分の中に閾値以下成分がある場合に、Ｍ種類の測定対象成分から閾値以下成分を除いたＬ種類の測定対象成分に対してＬ種成分用検量線データを用いて濃度を算出するので、Ｍ種成分用検量線データよりもさらに精度を向上させたＬ種成分用検量線データを用いて濃度算出することができる。
【００５６】
また、自身を除くＮ−１種類の測定対象成分の全ての組み合わせから得られる複数種成分用検量線データが検量線データ記憶部２１に予め記憶されているので、検量線データ記憶部２１には上述したＭ種成分用検量線データやＬ種成分用検量線データが確実に記憶されている。これにより、本実施形態の排ガス分析装置１００は、測定対象成分の種類に応じた適切なＭ種成分用検量線データやＬ種成分用検量線データを用いて濃度を算出することができる。
【００５７】
閾値以下成分を除いた後に濃度算出部２２が算出した濃度に異常値が含まれている場合、その異常値を異常値検出部２４が検出するので、異常値が検出された場合に、例えば実際には排ガスに含まれている測定対象成分を閾値以下成分として除いてしまった可能性があることを知ることができる。
【００５８】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００５９】
例えば、閾値以下成分を除いた後に濃度算出部２２が算出した濃度に異常値が含まれている場合、前記実施形態では濃度算出部２２による１つ前の算出で得られた算出濃度を出力部２５が出力するようにしていたが、図４のＳ５やＳ１１に示すように、閾値以下成分であるか否かの判断基準となる閾値（前記実施形態の第１閾値や第２閾値）を低くして、閾値以下成分を除く前の各測定対象成分の濃度を濃度算出部２２が再度算出し、再度閾値以下成分が有るか否かを判断するように構成しても良い。
このような構成であれば、測定対象成分の閾値を低くして再度濃度を算出するので、微量ながらも試料ガスに含まれている成分が閾値以下成分であるとは判断されなくなり、その成分の干渉影響を補正した精度の良い検量線データが用いて濃度測定することが可能となる。
なお、濃度算出部２２が算出した濃度に異常値が含まれている場合、濃度算出部２２は、上述した閾値を高くして、閾値以下成分を除く前の各測定対象成分の濃度を再度算出するように構成されていてもよい。
【００６０】
また、前記実施形態では、式（１）で表されるＺ通りの複数種成分用検量線データ、すなわち自身を除くＮ−１種類の測定対象成分の全ての組み合わせから得られる複数種成分用検量線データを検量線データ記憶部２１に記憶させていたが、必ずしもＺ種類全てを記憶させる必要はなく、そのうちの一部の複数種成分用検量線データを記憶させても良い。
この場合、情報処理装置２は、図５に示すように、ユーザが入力手段を用いて入力した検量線データを受け付ける検量線データ受付部２６としての機能を備えていることが好ましい。
このような構成であれば、検量線データ記憶部２１に少なくともＮ種成分用検量線データさえ予め記憶させておけば、Ｎ種類の測定対象成分の中に閾値以下成分が含まれていた場合は、当該閾値以下成分を除いたＭ種類の測定対象成分に対するＭ種成分用検量線データを、情報処理装置２の内部又は外部で別途作成して検量線データ受付部２６に送信することで、Ｍ種成分用検量線データを用いた濃度算出を可能にしつつ、メモリの少容量化を図れる。
【００６１】
さらに、前記実施形態ではＣＯ、ＣＯ２、及びＮＯの３種類が排ガスに含まれていると想定した場合、すなわちＮ＝３の場合について説明したが、Ｎは４以上であっても良いことは言うまでもなく、具体的な測定対象成分はユーザによって適宜変更して構わない。
【００６２】
そのうえ、前記実施形態では、濃度算出部２２が測定対象成分の濃度を３回に亘って算出する態様（具体的にはＮ種類、Ｍ種類、Ｌ種類の測定対象成分の濃度算出）について説明したが、濃度算出部２２は、閾値以下成分が検出されなくなるまで、すなわち判断部２３が閾値以下成分が試料ガスに含まれていないと判断されるまで測定対象成分の濃度算出を繰り返しても良い。
【００６３】
ここで、具体的な測定対象成分について付言しておく。
従来、Ｗｅｔ測定では、試料ガスが流れる配管内で水分や沸点が低いガスが凝結すると測定対象成分の濃度変化等が生じてしまうことから、配管を加熱して例えば１１３℃や１９１℃等といった所定の加熱温度に保温している。
このことから従来は、加熱温度よりも沸点が高い高沸点化合物は、気体状態では存在せず排ガスに含まれていないと考えられており、他の成分に干渉影響を及ぼす成分としては考えられていなかった。従って、検量線データとしては、高沸点化合物の干渉影響は補正されていないものが用いられていた。
ところが、排ガスの温度が加熱温度に温調されていたとしても、微量ながら高沸点化合物が試料ガスに含まれることがある。こうした場合、その高沸点化合物の干渉影響が引き起こされて、測定対象成分の測定濃度に誤差が生じる。
【００６４】
そこで、Ｎ種成分用検量線データが、測定対象成分の濃度に対する高沸点化合物の影響を補正したデータであることが好ましい。
高沸点化合物は、排ガスが導入される分析部１の加熱温度、より具体的には測定セル５の加熱温度よりも沸点が高い化合物であり、ここでは排ガスが流れる配管の加熱温度よりも沸点が高い。具体的に高沸点化合物の沸点は、１１３℃以上であり、例えば１８０〜３５０℃程度である。
高沸点化合物の具体例としては、軽油やガソリン等の燃料に含まれる成分であり、こうした燃料の不完全燃焼により生じる炭素数が多い化合物である。高沸点化合物の一例としては、炭素数の多いアルカン等であり例えば炭素数が１０以上２０以下（Ｃ１０〜Ｃ２０）のものである。高沸点化合物の中には排気管Ｈの内部に設けられる触媒の性能評価をする際の触媒の加熱温度以上のものも含まれていて良い。
このようにＮ種類の測定対象成分に高沸点化合物を含めておけば、試料ガスに高沸点化合物が含まれている場合には、この高沸点化合物の干渉影響を補正した検量線データを用いて各測定対象成分の濃度を算出することができる。
一方で、試料ガスに高沸点化合物が含まれていない場合には、高沸点化合物が閾値以下成分として検出されるので、高沸点化合物の干渉影響を補正していない検量線データを用いて各測定対象成分の濃度を算出することができる。
また、上述した作用効果を得るべく、Ｎ種類の測定対象成分に高沸点化合物が含まれているとして、Ｎ種成分検量線データを作成しても良い。
【００６５】
情報処理装置２の動作としては、前記実施形態では判断部２３によって閾値以下成分があるか否かを２度判断していたが、閾値以下成分があるか否かを１度のみ判断するようにしても良いし、図６に示すように、その判断を閾値以下成分がないと判断されるまで繰り返すようにしても良い（Ｓ１’、Ｓ２’）。
そして、閾値以下成分がないと判断された後の動作としては、例えば前記実施形態と同様に、算出された濃度に異常値があるか否かを判断する態様が挙げられる（Ｓ４’）。
Ｓ４’において、異常値が含まれている場合は、濃度算出部２２が１つ前に算出した算出濃度を出力部２５が出力し（Ｓ５’）、異常値が含まれていない場合は、濃度算出部２２が算出した最新の算出濃度を出力部２５が出力する（Ｓ６’）。
【００６６】
また、情報処理装置２は、図７に示すように、試料ガスを定性分析して得られた定性分析データを受け付ける定性分析データ受付部２７としての機能をさらに備えていても良い。
定性分析データは、試料ガスに含まれる成分を示すデータであり、本実施形態のガス分析装置１００とは別の例えば質量分析計等の定性分析装置により得られる。
このような構成であれば、例えば定性分析データ受付部２７が受け付けた定性分析データの示す内容を出力部２５がディスプレイ等に出力することで、濃度算出部２２により算出された複数種類の測定対象成分と、定性分析データが示す成分とが合致しているかを確認することで、例えば閾値以下成分が排ガスに本当に含まれていないかなどを確認することができる。
【００６７】
さらに、検量線データは、前記実施形態では測定対象成分に対するその他の成分の干渉影響を補正したデータであったが、測定対象成分に対するその他の成分の共存影響を補正したデータや、干渉影響及び共存影響の両影響を補正したデータであっても良い。すなわち、請求項でいう「影響」とは、干渉影響、共存影響、或いはこれらの両方の影響を含む概念である。
そのうえ、検量線データは、測定対象成分の濃度に影響を及ぼす成分が、低濃度の場合と高濃度の場合と互いに異なる検量線データを用いても良い。
【００６８】
さらに、前記実施形態では自動車排ガス用のＦＴＩＲ法を用いたガス分析装置１００について説明したが、その他、燃料電池用メタノールの改質システム用のＦＴＩＲ法を用いたガス分析装置等、種々の用途に用いることができる。
【００６９】
加えて、本発明に係るガス分析装置１００は、ＦＴＩＲ法を用いたものに限らず、例えば非分散型赤外吸収（ＮＤＩＲ）法、量子カスケードレーザ赤外分光（ＱＣＬ−ＩＲ）法、非分散型紫外吸収（ＮＤＵＶ）法、紫外分光（ＵＶＡ）法などを用いて、試料ガスに含まれる多成分を定量分析するものであっても良い。
【００７０】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７１】
１００・・・ガス分析装置
１    ・・・分析部
２    ・・・情報処理装置
２１  ・・・検量線データ記憶部
２２  ・・・濃度算出部
２３  ・・・判断部
２４  ・・・異常値検出部
２５  ・・・出力部
【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】
2019020230.tif 000009
【図７】
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