(57)【要約】【課題】例えば病室又は処置室内の環境中のＮ２Ｏ成分の濃度を計測するＮ２Ｏ成分計測装置を提供することを課題とする。【解決手段】病院内の病室又は処置室１００からポンプ１０１を介して吸引したガス１１の供給・排出ライン１２，１３を備えたセル１４と、該セル１４内に供給されたガス１１にレーザ光２１を照射するレーザ照射手段２２と、上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルからＮ２　Ｏ濃度を求める光検出手段２３とを具備してなる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の雰囲気ガスにレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルから一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）濃度を求める検出手段とを具備してなることを特徴とするガス中のＮ２Ｏ成分計測装置。
【請求項２】
ガスの供給・排出ラインを備えたセルと、
該セル内に供給されたガスにレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルから一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）濃度を求める検出手段とを具備してなることを特徴とするガス中のＮ２Ｏ成分計測装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記セルが減圧セルであることを特徴とするガス中のＮ２Ｏ成分計測装置。
【請求項４】
請求項３において、
上記減圧セル内の条件が５０ｋＰａ以下であることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測装置。
【請求項５】
請求項１において、
上記セル内に相対向する多重反射ミラーを配設してなることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測装置。
【請求項６】
請求項２において、
上記セル内に供給ガスを供給手段がピンホールを有し、段熱膨張させつつセル内部にガスを供給することを特徴とするＮ２Ｏ成分計測装置。
【請求項７】
室内の雰囲気ガスにレーザ光を照射し、上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルからＮ２Ｏ濃度を求めることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法。
【請求項８】
セル内に供給されたガスにレーザ光を照射し、上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルからＮ２Ｏ濃度を求めることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法。
【請求項９】
請求項８において、
上記セル内を減圧にすることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法。
【請求項１０】
請求項９において、
上記減圧セル内の条件が５０ｋＰａ以下であることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法。
【請求項１１】
請求項８において、
上記セル内に相対向する多重反射ミラーを配設し、レーザ光を多重反射させることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法。
【請求項１２】
請求項８において、
上記セル内に供給するガスを段熱膨張させつつ噴射することを特徴とするガス中のＮ２Ｏ成分計測方法。
【請求項１３】
病室又は処置室内のガス中のＮ２Ｏ成分を監視する方法であって、請求項１〜６のいずれか一のＮ２Ｏ成分計測装置をもちいてＮ２Ｏ濃度を監視することを特徴とするＮ２Ｏ成分を監視方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば病室又は処置室内の環境中のＮ２Ｏ成分の濃度を計測するＮ２Ｏ成分計測装置及び方法に関する。
【０００２】
【背景の技術】
例えば病院の病室又は治療の処置室において、笑気ガス（Ｎ２Ｏ）を使用する場合があり、該笑気ガスの監視をすることが求められている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０６０４１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では上記Ｎ２Ｏガスを測定する簡易且つ簡便な方法がなく、十分な換気を行うことにより、対処していた。
【０００５】
よって、簡易な測定手段によりＮ２Ｏ濃度を連続したしかも迅速に計測する装置の出現が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に鑑み、病院の病室又は治療の処置室中のＮ２Ｏ成分を連続して簡易且つ迅速に計測することができるＮ２Ｏ成分計測装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１の発明は、
室内の雰囲気ガスにレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルから一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）濃度を求める検出手段とを具備してなることを特徴とするガス中のＮ２Ｏ成分計測装置にある。
【０００８】
第２の発明は、ガスの供給・排出ラインを備えたセルと、
該セル内に供給されたガスにレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルから一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）濃度を求める検出手段とを具備してなることを特徴とするガス中のＮ２Ｏ成分計測装置にある。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
上記セルが減圧セルであることを特徴とするガス中のＮ２Ｏ成分計測装置にある。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、
上記減圧セル内の条件が５０ｋＰａ以下であることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測装置にある。
【００１１】
第５の発明は、第１の発明において、
上記セル内に相対向する多重反射ミラーを配設してなることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測装置にある。
【００１２】
第６の発明は、第２の発明において、
上記セル内に供給ガスを供給手段がピンホールを有し、段熱膨張させつつセル内部にガスを供給することを特徴とするＮ２Ｏ成分計測装置にある。
【００１３】
第７の発明は、室内の雰囲気ガスにレーザ光を照射し、上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルからＮ２Ｏ濃度を求めることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法にある。
【００１４】
第８の発明は、セル内に供給されたガスにレーザ光を照射し、上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルからＮ２Ｏ濃度を求めることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法にある。
【００１５】
第９の発明は、第８の発明において、
上記セル内を減圧にすることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法にある。
【００１６】
第１０の発明は、第９の発明において、
上記減圧セル内の条件が５０ｋＰａ以下であることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法にある。
【００１７】
第１１の発明は、第８の発明において、
上記セル内に相対向する多重反射ミラーを配設し、レーザ光を多重反射させることを特徴とするＮ２Ｏ成分計測方法にある。
【００１８】
第１２の発明は、第８の発明において、
上記セル内に供給するガスを段熱膨張させつつ噴射することを特徴とするガス中のＮ２Ｏ成分計測方法にある。
【００１９】
第１３の発明は、病室又は処置室内のガス中のＮ２Ｏ成分を監視する方法であって、第１〜６のいずれか一のＮ２Ｏ成分計測装置をもちいてＮ２Ｏ濃度を監視することを特徴とするＮ２Ｏ成分を監視方法にある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る実施の形態を説明するが、該実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００２１】
図１にガス中のＮ２Ｏ成分計測装置の概略図を示す。
本実施の形態にかかるＮ２Ｏ成分計測装置１０は、例えば病院内の病室又は処置室１００からポンプ１０１を介して吸引したガス１１の供給・排出ライン１２，１３を備えたセル１４と、該セル１４内に供給されたガス１１にレーザ光２１を照射するレーザ照射手段２２と、上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルからＮ２Ｏ濃度を求める光検出手段２３とを具備してなるものである。
【００２２】
また、本実施の形態では、上記セル１４内を減圧する真空ポンプ２５を設け、大気圧以下としている。真空ポンプ２５によりセル１４内を減圧することで、Ｎ２Ｏの検出感度が向上するからである。
なお、減圧は５０ｋＰａ以下、好ましくは０．５〜５０ｋＰａとするのがよい。これは０．５ｋＰａ以下となると単にシグナル強度が低下するので、減圧効果を得ることができないからである。
【００２３】
また、図２に示すように、Ｎ２Ｏ等を保管している保管庫１０２等においては、点計測をするようにしてもよいので、保管庫内にレーザ光２１の照射部２２ａと検出部２３ａとを配設し、所定波長において、Ｎ２Ｏ濃度を求めるようにしてもよい。
【００２４】
図７（ａ）は、大気圧下におけるＮ２Ｏの吸収スペクトル図である。図７（ａ）によれば、Ｎ２Ｏの濃度の変化に従って、信号強度が変化していることが確認される。図７（ｂ）は、水蒸気を含む場合におけるＮ２Ｏの吸収スペクトル（Ｎ２Ｏ：１０ｐｐｍ、大気圧及び減圧条件下）図である。図７（ｂ）によれば、圧力の低下に伴い、水蒸気の影響を受けにくくなることが確認される。
【００２５】
次に、本発明にかかるセル１４の種々の構成を説明する。
図３に示すセル１４はガス１１を供給する供給ライン１２と排出ライン１３とを設け、真空ポンプ２５により、セル内部を減圧としている。セル内に供給されたガスはレーザ光２１の照射を受け、真空ポンプ２５により、外部へ排出される。なお、排出されたガス１１は燃料電池本体へ供給する改質ガスと混合して、燃料電池での発電に寄与するので、廃棄するようなことはない。
また、従来のガスクロマトグラフィーのような多量にガスを使用することもないので、燃料電池システムのガス構成に変動を与えることもない。さらに、ガスを戻すことにより、ガス収支は零となり、燃料を効率よく使用することとなる。
【００２６】
図４に、本発明の他の実施の形態について説明する。
図４に示す示すセル１４は、セル内部に多重反射ミラー３１、３１を配設し、セル内部に照射されたレーザ光２１を多重反射させることで、光路長さを長くしている。これにより感度向上を図っている。
図４は軸方向にレーザ光を折り返すように、セルの長手方向の両端部に反射ミラーを設けているが、図５に示すように、軸に沿った壁面に相対向するように多重反射ミラー３１を配設するようにしてもよい。これにより、パス長さを長くすることで、検出感度の向上を図ることができる。
上記多重反射ミラーには、誘電体多層膜（例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２）の薄膜を数μｍ程度の厚さでコーティングしたものであり、対象波長の光の反射率を高めるようにしている。
【００２７】
また、図６に示すように、セルの噴射手段５１の中央部分に細孔（細孔径』例えば０．５ｍｍ以下）５２を設け、セル１４内部に断熱膨張によるジェット流を形成させ、温度の低下を量り、検出感度を向上するようにしてもよい。
これにより、ＣＯ２やＨ２Ｏ等とのスペクトルの重なりが低減されると共に、数密度上昇による感度向上を図ることができる。
【００２８】
この際、レーザ光は複数回反射させるように反射面に多重反射ミラー３１を設けてさらに検出感度の向上を図っている。
【００２９】
図８は、病院内の病室又は処置室等におけるＮ２Ｏを検出した場合の処置工程図である。
図９はＮ２Ｏ監視システムの概略図である。
図８に示すように、処置室１１０内には、所定の複数の箇所においてレーザ光２１を照射する照射部１１１ａ〜ｄと、これに対応する複数の受光部１１２ａ〜ｄとが設けられており、レーザ照射手段２２からファイバスプリッター１１３を介してレーザ光２１を照射部１１１に送っている。
【００３０】
このようにＮ２Ｏ監視システムにてリアルタイムでＮ２Ｏ濃度を測定できるので、計測結果に基づき、Ｎ２Ｏ濃度が常に適正であるかを監視することができるようになる。
【００３１】
そして、図８に示すように、計測装置１０において、Ｎ２Ｏ成分を計測し（Ｓ１）、Ｎ２Ｏ濃度が規定値以下の場合には、病室１１０内の換気は通常のままとする（Ｓ２）。
一方、Ｎ２Ｏ成分を計測し（Ｓ１）、Ｎ２Ｏ濃度が規定値以上の場合には、病室１１０内の換気を換気手段４１により強制換気とし、アラーム４２を発する（Ｓ４）。
また、Ｎ２Ｏの規定値以下であってもその程度に応じて、継続してＮ２Ｏ濃度を監視し、濃度に応じて換気能力のレベルを上げる（Ｓ５）。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、ガスの供給・排出ラインを備えたセルと、該セル内に供給されたガスにレーザ光を照射するレーザ照射手段と、上記レーザ光照射による吸収スペクトルを測定する際、１５１５〜１５４０ｎｍの波長域で吸収スペクトルを求め、該吸収スペクトルからＮ２Ｏ濃度を求める検出手段とを具備してなるので、ガス中のＮ２Ｏ成分をオンラインで簡易に計測することができる。
【００３３】
よって、この計測装置を用いて病院内の病室又は処置室等の笑気ガスを使用した場合には、Ｎ２Ｏ成分の濃度を監視することで、その被害を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス中のＮ２Ｏ成分計測装置の概略図である。
【図２】他のガス中のＮ２Ｏ成分計測装置の概略図である。
【図３】他のセルの構成概略図である。
【図４】他のセルの構成概略図である。
【図５】他のセルの構成概略図である。
【図６】他のセルの構成概略図である。
【図７】Ｎ２Ｏ濃度測定の結果を示す図である。
【図８】Ｎ２Ｏ濃度測定の工程図である。
【図９】Ｎ２Ｏ監視システムの概略図である。
【符号の説明】
１０　Ｎ２Ｏ成分計測装置
１１　ガス
１２　供給ライン
１３　排出ライン
１４　セル
２１　レーザ光
２２　レーザ照射手段
２３　光検出手段
１００　病室又は処置室
１０１　ポンプ
１０２　保管庫
【図１】
2004138520.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004138520.tif 000007
【図６】
2004138520.tif 000008
【図７】
2004138520.tif 000009
【図８】
2004138520.tif 000010
【図９】
2004138520.tif 000011