(57)【要約】【課題】温度変化に基づく波長変化にかかわらず、測定用ガスセルに所望の波長のレーザ光を照射する。【解決手段】試料を導入する測定用ガスセルを通過させたレーザ光の検出信号に基づいて、試料中の対象のガス成分の濃度を分析するガス分析装置は、測定用ガスセルを通過させるレーザ光の一部を分岐させるレーザ光分岐部と、分岐したレーザ光を通過させる調整用ガスセルと、調整用ガスセルを通過したレーザ光を検出する調整用ガス検出部と、調整用ガス検出部からの検出信号に基づく調整用波形Ｗ１を画像として出力する画像出力部と、調整用波形Ｗ１との比較用の基準波形Ｗ０の画像を保存する記憶部と、を備え、制御部は、出力される調整用波形Ｗ１の画像が基準波形Ｗ０の画像と一致するようにレーザに供給する電流を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長可変式のレーザと、前記レーザの発するレーザ光の波長が所定のパターンで変動するように前記レーザに供給する電流を制御する制御部と、を備え、試料を導入する測定用ガスセルを通過させた前記レーザ光の検出信号に基づいて、前記試料中の対象のガス成分の濃度を分析するガス分析装置であって、
前記測定用ガスセルを通過させる前記レーザ光の一部を分岐させるレーザ光分岐部と、
分岐した前記レーザ光を通過させる調整用ガスセルと、
前記調整用ガスセルを通過した前記レーザ光を検出する調整用ガス検出部と、
前記調整用ガス検出部からの検出信号に基づく調整用波形を画像として出力する画像出力部と、
前記調整用波形との比較用の基準波形の画像を保存する記憶部と、を備え、
前記制御部は、出力される前記調整用波形の画像が前記基準波形の画像と一致するように前記レーザに供給する電流を制御するガス分析装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記レーザ光の波長が所定の波長を中心に発振するように前記レーザに供給する電流を制御し、
前記記憶部は、前記レーザ光の中心波長が前記対象のガス成分の吸収波長と同じ値であるとともに、発振波長が所定の値であるときの前記調整用波形を前記基準波形として、前記基準波形の画像を保存する請求項１に記載のガス分析装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記中心波長よりも高い位置で生じる前記基準波形の画像のピーク及び／又はボトムに対して、対応する前記調整用波形の画像におけるピーク及び／又はボトムが高い位置にずれているときは、前記レーザに供給する電流の値を小さくする方向に変化させ、前記中心波長よりも高い位置で生じる前記基準波形の画像のピーク及び／又はボトムに対して、対応する前記調整用波形の画像におけるピーク及び／又はボトムが低い位置にずれているときは、前記レーザに供給する電流の値を大きくする方向に変化させる請求項２に記載のガス分析装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記中心波長よりも低い位置で生じる前記基準波形の画像のピーク及び／又はボトムに対して、対応する前記調整用波形の画像におけるピーク及び／又はボトムが低い位置にずれているときは、前記レーザに供給する電流の値を小さくする方向に変化させ、前記中心波長よりも低い位置で生じる前記基準波形の画像のピーク及び／又はボトムが、対応する前記調整用波形の画像におけるピーク及び／又はボトムが高い位置にずれているときは、前記レーザに供給する電流の値を大きくする方向に変化させる請求項２又は３に記載のガス分析装置。
【請求項５】
波長可変式のレーザの発するレーザ光の波長が所定のパターンで変動するように前記レーザに供給する電流を制御し、試料を導入する測定用ガスセルを通過させた前記レーザ光の検出信号に基づいて、前記試料中の対象のガス成分の濃度を分析するガス分析方法であって、
前記測定用ガスセルを通過させる前記レーザ光の一部を分岐させ、
分岐した前記レーザ光に調整用ガスセルを通過させ、
前記調整用ガスセルを通過した前記レーザ光の検出信号に基づく調整用波形を画像として出力し、
前記調整用波形との比較用の基準波形の画像を保存し、
出力される前記調整用波形の画像が前記基準波形の画像と一致するように前記レーザに供給する電流を制御するガス分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分析装置、及び、ガス分析方法に関し、より詳しくは、波長可変式のレーザの発するレーザ光の波長が所定のパターンで変動するようにレーザに供給する電流を制御し、試料を導入する測定用ガスセルを通過させたレーザ光の検出信号に基づいて、試料中の対象のガス成分の濃度を分析するガス分析装置、及び、ガス分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のガス分析装置では、ガス成分はそれぞれ特有の波長の光を吸収し、その吸収の強さはそのガス成分の濃度に依存するという性質を利用し、レーザ光の波長を所定のパターンで変動させて、ガスセルを通過したレーザ光の検出信号からその吸収量をみることにより、試料中の対象のガス成分の濃度を分析する。
【０００３】
その具体的な濃度分析の手法の例を挙げると、２ｆ検波法がある（例えば特許文献１参照）。この２ｆ検波法は、レーザ光の波長を所定の波長を中心に発振させるものであり、これにより、ガスセル中のガスがレーザ光を吸収したとき、発振周波数（１ｆと呼ぶ）の２倍の周波数の成分（２ｆ成分）が現れる。この２ｆ成分はガスのレーザ光の吸収に起因するものであり、２ｆ検波法では２ｆ成分の強度に基づいてガスの濃度を分析する（より詳しくは、２ｆ成分から１ｆ成分における強度変化分を排除するため、２ｆ成分と１ｆ成分との比に基づいて濃度を分析する）。
【０００４】
２ｆ検波法では、レーザ光の発振の中心となる中心波長を、対象のガス成分の吸収波長と同じ値とし、その発振波長（発振の振幅）も一定にすることで、確度の高い分析を行うことができる。しかし、レーザ光の波長は、レーザに供給される電流だけでなく周囲温度によっても変動する（特にその発振波長が温度に依存する）。そうすると、供給する電流の値を同じ条件で変化させたとしても、周囲温度の変化により波長（特に、発振波長）が変化してしまう。これにより、特に、測定用ガスセルに同じ発振波長のレーザ光を照射することは難しく、このため、測定用ガスセルに所望の波長のレーザ光を照射することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３２４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
温度変化に基づく波長変化にかかわらず、測定用ガスセルに所望の波長のレーザ光を照射することのできるガス分析装置又はガス分析方法の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るは、ガス分析装置は、
波長可変式のレーザと、前記レーザの発するレーザ光の波長が所定のパターンで変動するように前記レーザに供給する電流を制御する制御部と、を備え、試料を導入する測定用ガスセルを通過させた前記レーザ光の検出信号に基づいて、前記試料中の対象のガス成分の濃度を分析するガス分析装置であって、
前記測定用ガスセルを通過させる前記レーザ光の一部を分岐させるレーザ光分岐部と、
分岐した前記レーザ光を通過させる調整用ガスセルと、
前記調整用ガスセルを通過した前記レーザ光を検出する調整用ガス検出部と、
前記調整用ガス検出部からの検出信号に基づく調整用波形を画像として出力する画像出力部と、
前記調整用波形との比較用の基準波形の画像を保存する記憶部と、を備え、
前記制御部は、出力される前記調整用波形の画像が前記基準波形の画像と一致するように前記レーザに供給する電流を制御する。
【０００８】
つまり、上記したように、レーザ光の波長は、レーザに供給する電流だけでなく周囲温度によっても変化するため、供給する電流の値を所定のパターンで変化させたとしても、周囲温度によっては、供給する電流値から想定される波長のレーザ光を測定用ガスセルに照射できるとは限らない。これに対し、この構成によれば、測定用ガスセルに加え、レーザ光の波長を調整するために利用する調整用ガスセルを設け、レーザ光を分岐させて調整用ガスセルにもレーザ光を照射して、これを通過するレーザ光の検出信号に基づく調整用波形を画像として出力する。そして、測定用ガスセルに対し所定の波長のレーザ光を照射させて測定用ガスセルに導入する試料中の対象のガス成分の濃度分析を一定条件で行うため、調整用波形に対して基準となる基準波形の画像を記憶部に保存しておく。
【０００９】
そして、この構成では、出力される調整用波形の画像がこの基準波形の画像と一致するようにレーザに供給する電流を調整するから、温度変化に基づく波長変化にかかわらず、レーザの発するレーザ光の波長をこちらの意図通りに調整できる。したがって、温度変化に基づく波長変化にかかわらず、測定用ガスセルに所望の波長のレーザ光を照射することができる。そして、これにより、確度高くガス濃度分析を行うことができる。
【００１０】
以下、本発明に係るガス分析装置の好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。
【００１１】
１つの態様として、前記制御部は、前記レーザ光の波長が所定の波長を中心に変調されるように前記レーザに供給する電流を制御し、前記記憶部は、前記レーザ光の中心波長が前記対象のガス成分の吸収波長と同じ値であるとともに、発振波長が所定の値であるときの前記調整用波形を前記基準波形として、前記基準波形の画像を保存すると好適である。
【００１２】
この構成によれば、上記した２ｆ検波法において、温度変化に起因する発振波長の変化などにかかわらず、測定用ガスセルに照射するレーザ光の波長において、その中心波長が常に対象のガス成分の吸収波長と同じ値であり、その発振波長も予め定めた一定の値になるように制御を行うことができる。これにより、確度高くガス濃度分析を行うことができる。
【００１３】
１つの態様として、前記制御部は、前記中心波長よりも高い位置で生じる前記基準波形の画像のピーク及び／又はボトムに対して、対応する前記調整用波形の画像におけるピーク及び／又はボトムが高い位置にずれているときは、前記レーザに供給する電流の値を小さくする方向に変化させ、前記中心波長よりも高い位置で生じる前記基準波形の画像のピーク及び／又はボトムに対して、対応する前記調整用波形の画像におけるピーク及び／又はボトムが低い位置にずれているときは、前記レーザに供給する電流の値を大きくする方向に変化させると好適である。
【００１４】
さらに、これに加えて、又は、これに代えて、前記制御部は、前記中心波長よりも低い位置で生じる前記基準波形の画像のピーク及び／又はボトムに対して、対応する前記調整用波形の画像におけるピーク及び／又はボトムが低い位置にずれているときは、前記レーザに供給する電流の値を小さくする方向に変化させ、前記中心波長よりも低い位置で生じる前記基準波形の画像のピーク及び／又はボトムが、対応する前記調整用波形の画像におけるピーク及び／又はボトムが高い位置にずれているときは、前記レーザに供給する電流の値を大きくする方向に変化させると好適である。
【００１５】
これらの構成によれば、中心波長に対する基準波形のピーク・ボトムの関係（即ち、中心波長に対して基準波形のピーク・ボトムが高い位置にあるか低い位置にあるか））と、基準波形のピーク・ボトムと調整用波形のピーク・ボトムとの関係（即ち、基準波形のピーク・ボトムに比べ、調整用波形のピーク・ボトムが高い位置にあるか低い位置にあるか）と、レーザに供給する電流の値と調整用波形のピーク・ボトムとの関係（即ち、電流の値でピーク・ボトムの位置がどの方向に変化するか）に基づいて、確度高く調整用波形の画像が基準波形の画像と一致するようにレーザに供給する電流を調整することができる。
【００１６】
本発明に係るは、ガス分析方法は、
波長可変式のレーザの発するレーザ光の波長が所定のパターンで変動するように前記レーザに供給する電流を制御し、試料を導入する測定用ガスセルを通過させた前記レーザ光の検出信号に基づいて、前記試料中の対象のガス成分の濃度を分析するガス分析方法であって、
前記測定用ガスセルを通過させる前記レーザ光の一部を分岐させ、
分岐した前記レーザ光に調整用ガスセルを通過させ、
前記調整用ガスセルを通過した前記レーザ光の検出信号に基づく調整用波形を画像として出力し、
前記調整用波形との比較用の基準波形の画像を保存し、
出力される前記調整用波形の画像が前記基準波形の画像と一致するように前記レーザに供給する電流を制御する。
【００１７】
この構成によれば、上記した本発明に係るガス分析装置と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ガス分析装置の構成図
【図２】レーザ光波長制御を示す図
【図３】レーザ光波長制御を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係るガス分析装置について、図面を参照して説明する。本発明に係るガス分析装置１は、波長可変式のレーザ２と、レーザ２の発するレーザ光の波長が所定のパターンで変動するようにレーザ２に供給する電流を制御する制御部１４と、を備え、試料を導入する測定用ガスセル６を通過させたレーザ光の検出信号に基づいて、試料中の対象のガス成分の濃度を分析するものである。さらに、その特徴として、測定用ガスセル６を通過させるレーザ光の一部を分岐させるスプリッター５と、分岐したレーザ光を通過させる調整用ガスセル７と、調整用ガスセルを通過したレーザ光を検出するフォトダイオード８と、調整用ガス検出部からの検出信号に基づく調整用波形を画像として出力する画像出力部１１と、調整用波形との比較用の基準波形の画像を保存する記憶部１２と、を備える。そして、本発明に係るガス分析装置１において、制御部１４は、出力される前記調整用波形の画像が前記基準波形の画像と一致するように前記レーザに供給する電流を制御する。このガス分析装置１によれば、温度変化に基づく波長変化にかかわらず、測定用ガスセル６に所望の波長のレーザ光を照射することができて、これにより、確度高く分析を行うことができる。以下、本発明のガス分析装置１について、詳細に説明する。
【００２０】
本発明におけるガス分析装置１は、図１に示すように、波長可変式のレーザ２、レーザ２を駆動させるためにレーザ２に電流を供給する駆動回路３、レーザ２の発するレーザ光の波長が所定のパターンで変動するように駆動回路３がレーザ２に供給する電流を制御する制御部１４を備えるＣＰＵ４、レーザ２から照射されるレーザ光を２つに分岐させるスプリッター（レーザ光分岐部に相当）５、測定対象の試料を導入するとともに分岐された一方のレーザ光が通過する測定用ガスセル６、レーザ光波長を調整するためのガスを導入するとともに分岐された他方のレーザ光が通過する調整用ガスセル７と、調整用ガスセル７を通過したレーザ光を検出するフォトダイオード（調整用ガス検出部に相当）８と、フォトダイオード８からの検出信号を電流電圧変換する電流電圧変換回路９と、電流電圧変換されたフォトダイオード８からの検出信号をＡＤ変換してＣＰＵに入力するＡＤコンバータ１０と、を備える。なお、測定用ガスセル６を通過させたレーザ光から試料中の対象のガス成分の濃度を分析するための手法やその機器構成については、例えば２ｆ検波法など、通常行われている濃度分析の手法やそれに用いられる機器構成を採用すればよく、ここでは省略する。
【００２１】
ＣＰＵ４は、制御部１４に加え、調整用ガスセル７を通過したレーザ光について、ＡＤコンバータ１０から入力されるフォトダイオード８からの検出信号に基づく波形（以下、調整用波形と称する）を画像として出力する画像出力部１１と、調整用波形との比較用の基準波形の画像を保存してある記憶部１２と、画像出力部１１から出力される調整用波形の画像と記憶部１２に保存してある基準波形の画像とを比較し解析を行う画像解析部１３と、を備える。
【００２２】
このガス分析装置１において、測定用ガスセル６を通過したレーザ光には分析対象とするガス成分によるレーザ光の吸収が起こっており、通過後のレーザ光の検出信号に基づく波形にはレーザ光の吸収に起因する負のピーク（吸収ピーク）が生じている。この吸収ピークが分析対象とするガス成分の濃度を反映したものであり、この吸収ピークについて分析を行うことによって、測定用ガスセル６中の分析対象のガス成分の濃度を分析することができる。そして、確度の高い濃度分析のためには、測定用ガスセル６に照射するレーザ光の波長が不測に変化することなく、レーザ２から意図通りの波長でレーザ光が発せられる必要がある。レーザ光の波長はレーザ２に供給する電流を制御することで調整できるが、レーザ２に供給する電流の値を同じ条件で変化させたとしても、周囲温度の変化によりレーザ光の波長が不測に変化する場合がある。
【００２３】
そこで、本発明に係るガス分析装置１では、スプリッター５により、測定用ガスセル６を通過させるレーザ光の一部を調整用ガスセル７に分岐させる構成となっている。そして、調整用ガスセル７を通過させたレーザ光に基づいて、レーザ２の発するレーザ光の波長を調整して、温度変化に基づく波長変化にかかわらず、レーザ２の発するレーザ光の波長を意図通りの値に調整する。
【００２４】
詳しくは、レーザ光の波長調整のため、調整用ガスセル７には、測定用ガスセル６において分析対象とするガス成分を任意の濃度で封入する。これにより、調整用ガスセル７を通過したレーザ光の検出信号に基づく波形（調整用波形）が、その吸収ピークから調整用ガスセル７中のガス成分の既知の濃度を確度高く再現できる状態にあるならば、測定用ガスセル６を通過したレーザ光の検出信号についても、試料中の対象のガス成分の濃度を確度高く分析できることとなる。そして、このガス分析装置１では、調整用波形が調整用ガスセル７中のガス成分の既知の濃度を確度高く再現できる状態を保つように、レーザ２の発するレーザ光の波長を意図通りの値に調整する。
【００２５】
その具体的な構成として、本発明に係るガス分析装置１では、画像出力部１１により、調整用ガスセル７を通過したレーザ光の検出信号に基づく調整用波形の画像を出力する。そして、記憶部１２には、調整用ガスセル７中のガス成分の既知の濃度を確度高く再現できる波形を基準波形として、その基準波形の画像を保存しておく。画像解析部１３は、調整用波形の画像と記憶部１２に保存してある基準波形の画像とを比較して画像解析し、両画像の波形がどの程度一致するかや、どこにどの程度のズレがあるかなどを内容とする解析結果を生成するようにしてある。そして、制御部１４は、画像解析部１３における解析結果に基づいて、調整用波形の画像が基準波形の画像と一致するようにレーザ２に供給する電流を制御する構成となっている。ここで、画像解析部１３の行う画像解析には、一般的な画像解析に利用されているアルゴリズムを使用すればよい。
【００２６】
そして、これらの構成のもと行われる、調整用ガスセル７を通過させたレーザ光に対する一連の処理について説明すると、まず、レーザ２の発するレーザ光は、スプリッター５により分岐されて調整用ガスセル７を通過する。そして、調整用ガスセル７を通過したレーザ光をフォトダイオード８が検出し、その検出信号が電流電圧変換回路９とＡＤコンバータ１０とを経てＣＰＵ４における画像出力部１１に入力される。画像出力部１１は、入力される検出信号に基づく調整用波形の画像を生成して出力し、出力された調整用波形の画像が画像解析部１３に入力される。そして、画像解析部１３は、調整用波形の画像と記憶部１２に保存してある基準波形の画像とを比較して画像解析し、その解析結果を生成する。そして、画像解析部１３における解析結果が制御部１４に入力され、制御部１４は、その解析結果に基づいて、調整用波形の画像が基準波形の画像と一致するようにレーザ２に供給する電流を制御する。
【００２７】
このように制御を行うことにより、出力される調整用波形の画像が、調整用ガスセル７中のガス成分の既知の濃度を確度高く再現できる状態に維持されて、レーザ２の発するレーザ光の波長が測定用ガスセル６中の試料に対するガス濃度分析に適した波長に調整されることとなる。これにより、確度高くガス濃度分析を行うことができる。
【００２８】
次に、本発明に係るガス分析装置１をいわゆる２ｆ検波法によるガス濃度の分析を行うのに用いた例について説明する。まず、２ｆ検波法によるガス濃度の分析を行うため、ＣＰＵ４における制御部１４は、レーザ光の波長が所定の波長（中心波長）を中心に発振するようにレーザ２に供給する電流を制御する構成にしてある。そして、画像出力部１１は発振して変化する波長の少なくとも１周期分を調整用波形の画像として出力する構成としてある。また、記憶部１２には、レーザ光の中心波長が対象のガス成分の吸収波長と同じ値であるとともに、発振波長が所定の値であるときの調整用波形を基準波形として、その基準波形の画像を予め保存してある。なお、基準波形における発振波長の値は、調整用ガスセル７を通過したレーザ光の検出信号における吸収ピークの出力が最大となるときの値としてある。
【００２９】
画像解析部１３における画像解析と、その解析結果に基づく制御部１４における電流制御との一連のレーザ光波長制御は、基本的には、基準波形及び調整用波形のピーク（例えば図２，３におけるｐ０ａ，ｐ０ｂなどの極大値）及びボトム（例えば図２，３におけるｂ０ａ，ｂ０ｂなどの極小値）に着目して行われる。詳しくは、中心波長に対する基準波形のピーク・ボトムの関係（即ち、中心波長に対して基準波形のピーク・ボトムが高い位置にあるか低い位置にあるか）と、基準波形のピーク・ボトムと調整用波形のピーク・ボトムとの関係（即ち、基準波形のピーク・ボトムに比べ、調整用波形のピーク・ボトムが高い位置にあるか低い位置にあるか）と、レーザに供給する電流の値と調整用波形のピーク・ボトムとの関係（即ち、電流の値でピーク・ボトムの位置がどの方向に変化するか）に基づいて行われる。
【００３０】
具体的には、レーザ光波長制御は次のように行われる。レーザ光波長制御は設定時間ごと（例えば５秒ごと）に行うようにしておき、設定時間に達すると、画像解析部１３は、画像出力部１１から出力される調整用波形と、記憶部１２に保存してある基準波形とに基づき、その１周期分の基準波形及び調整用波形からそのピーク及びボトムを認定する。そして、調整用波形の画像のピーク及びボトムと、基準波形の画像の対応するピーク及びボトムとの位置を比較し、その差が各ピーク及びボトムで定めた許容値以内であるかを判定する。
【００３１】
調整用波形の画像のピーク及びボトムのいずれかについての差がその許容値を上回っている場合、画像解析部１３は、対応する基準波形のピーク又はボトムが中心波長に対して高い位置にあるか低い位置にあるかと、そのピーク又はボトムが基準波形のピーク又はボトムに比べ高い位置にあるか低い位置にあるかを内容とする解析結果を生成する。調整用波形の画像のピーク及びボトムの全てについて、その差が許容値以内である場合は、画像解析部１３は、その旨の解析結果を生成する。
【００３２】
そして、制御部１４は、画像解析部１３の解析結果に基づき、中心波長よりも高い位置で生じる基準波形の画像のピーク・ボトムに対して、対応する調整用波形の画像におけるピーク・ボトムが高い位置にずれているときは、駆動回路３がレーザ２に供給する電流の値を小さくする方向に変化させ、対応する調整用波形の画像におけるピーク・ボトムが低い位置にずれているときは、駆動回路３がレーザ２に供給する電流の値を大きくする方向に変化させる。そして、電流制御後における調整用波形について、レーザ光波長制御を繰り返し行う。
【００３３】
また、中心波長よりも低い位置で生じる基準波形の画像のピーク・ボトムに対して、対応する調整用波形の画像におけるピーク・ボトムが低い位置にずれているときは、駆動回路３がレーザ２に供給する電流の値を小さくする方向に変化させ、対応する調整用波形の画像におけるピーク・ボトムが高い位置にずれているときは、駆動回路３がレーザ２に供給する電流の値を大きくする方向に変化させる。そして、電流制御後における調整用波形について、このレーザ光波長制御を再度繰り返し行う。
【００３４】
そして、調整用波形の画像のピーク及びボトムの全てについて、その差が許容値以内である場合は、画像解析部１３の解析結果に対して制御部１４は電流の制御を行わず、次回の設定時間に達するまで、レーザ光波長制御を終了する。
【００３５】
なお、画像解析部１３の解析結果に対する制御部１４による電流の制御は、駆動回路３に対して印加するバイアス電圧を変動させることにより行う。
【００３６】
次に、レーザ光波長制御について、具体例を用いて説明する。例えば、周囲温度が下がると、図２（ａ）に示すように、基準波形Ｗ０と調整用波形Ｗ１とにズレが生じる。これに対し、画像解析部１３は、まず、その１周期分の基準波形Ｗ０及び調整用波形Ｗ１からそのピークｐ０ａ，ｐ０ｂ，ｐ１ａ，ｐ１ｂ及びボトムｂ０ａ，ｂ０ｂ，ｂ１ａ，ｂ１ｂを認定する。そして、調整用波形Ｗ１の画像のピークｐ１ａ，ｐ１ｂ及びボトムｂ１ａ，ｂ１ｂと、基準波形Ｗ０の画像の対応するピークｐ０ａ，ｐ０ｂ及びボトムｂ０ａ，ｂ０ｂとの位置を比較し、その差が各ピーク及びボトムで定めた許容値以内であるかを判定する。
【００３７】
図２（ａ）の場合、画像解析部１３は、例えば、基準波形Ｗ０のボトムｂ０ａと調整用波形Ｗ１のボトムｂ１ａとについて許容値以上の差が生じていると判定し、中心波長ｗ０よりも高い位置で生じる基準波形Ｗ０の画像のボトムｂ０ａに対して、対応する調整用波形Ｗ１の画像におけるボトムｂ１ａが高い位置にずれている旨の解析結果を生成する。続いて、制御部１４は、この解析結果に基づいて、駆動回路３がレーザ２に供給する電流の値（駆動回路３に対して印加するバイアス電圧の値）を小さくする方向に変化させる。このように電流を変化させることにより、基準波形Ｗ０と調整用波形Ｗ１とのズレを是正することができる。
【００３８】
そして、電流制御後における調整用波形についてもレーザ光波長制御を行い、これを繰り返すことで、やがて、図２（ｂ）のように、調整用波形Ｗ１´の画像のピークｐ１ａ´，ｐ１ｂ´及びボトムｂ１ａ´，ｂ１ｂ´の全てについて、その差が許容値以内となる状態が得られ、その旨の解析結果が生成された場合には、次回の設定時間に達するまで、レーザ光波長制御を終了する。
【００３９】
また、周囲温度が上がると、図３（ａ）に示すように、基準波形Ｗ０と調整用波形Ｗ２とにズレが生じる。これに対し、画像解析部１３は、まず、同様に、その１周期分の基準波形Ｗ０及び調整用波形Ｗ２のピークｐ０ａ，ｐ０ｂ，ｐ２ａ，ｐ２ｂ及びボトムｂ０ａ，ｂ０ｂ，ｂ２ａ，ｂ２ｂを認定する。そして、調整用波形Ｗ２の画像のピークｐ２ａ，ｐ２ｂ及びボトムｂ２ａ，ｂ２ｂと、基準波形Ｗ０の画像の対応するピークｐ０ａ，ｐ０ｂ及びボトムｂ０ａ，ｂ０ｂとの位置を比較し、その差が各ピーク及びボトムで定めた許容値以内であるかを判定する。
【００４０】
図３（ａ）の場合、画像解析部１３は、例えば、基準波形Ｗ０のボトムｂ０ｂと調整用波形Ｗ２のボトムｂ２ｂとについて許容値以上の差が生じていると判定し、中心波長ｗ０よりも低い位置で生じる基準波形Ｗ０の画像のボトムｂ０ｂに対して、対応する調整用波形Ｗ２の画像におけるボトムｂ２ｂが高い位置にずれている旨の解析結果を生成する。続いて、制御部１４は、この解析結果に基づいて、駆動回路３がレーザ２に供給する電流の値（駆動回路３に対して印加するバイアス電圧の値）を大きくする方向に変化させる。このように電流を変化させることにより、基準波形Ｗ０と調整用波形Ｗ２とのズレを是正することができる。
【００４１】
そして、電流制御後における調整用波形についてもレーザ光波長制御を行い、これを繰り返すことで、やがて、図３（ｂ）のように、調整用波形Ｗ２´の画像のピークｐ２ａ´，ｐ２ｂ´及びボトムｂ２ａ´，ｂ２ｂ´の全てについて、その差が許容値以内となる状態が得られ、その旨の解析結果が生成された場合には、次回の設定時間に達するまで、レーザ光波長制御を終了する。
【００４２】
このようなレーザ光波長制御を行うことにより、２ｆ検波法において、温度変化に起因する発振波長の変化などにかかわらず、測定用ガスセル６に照射するレーザ光の波長において、その中心波長が常に対象のガス成分の吸収波長と同じ値であり、その発振波長も予め定めた一定の値になるように制御を行うことができる。これにより、確度高くガス濃度分析を行うことができる。
【００４３】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るガス分析装置のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００４４】
（１）上記の実施形態では、ガス分析装置１を２ｆ検波法によるガス濃度の分析を行うのに用いた例について説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、ガス分析装置１を他の濃度分析の手法に適用しても良い。
【００４５】
（２）上記の実施形態では、画像解析部１３の画像解析として、基準波形及び調整用波形のピーク・ボトムの位置関係を判定して、これに基づいてレーザ光波長制御を行う構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、基準波形と調整用波形とがその波形全体でどの程度一致するかを判定して、これに基づいてレーザ光波長制御を行う構成としても良い。また、基準波形及び調整用波形のピーク又はボトムの位置関係にのみ着目してレーザ光波長制御を行う構成としても良い。
【００４６】
（３）上記の実施形態では、基準波形を予め記憶部１２に保存しておく構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、測定用ガスセル６でのガス成分の濃度分析に先立ち、試運転を行い、画像出力部１１に調整用波形の画像を連続して出力させて、その中で吸収ピークの出力が最大となるときの調整用波形の画像を基準波形の画像として選定して記憶部１２に保存する構成としても良い。
【００４７】
（４）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、例えば分析対象のガス成分の濃度分析に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１              ガス分析装置
２              レーザ
５              スプリッター（レーザ光分岐部）
６              測定用ガスセル
７              調整用ガスセル
８              フォトダイオード（調整用ガス検出部）
１１            画像出力部
１２            記憶部
１４            制御部
ｗ０            中心波長
Ｗ０            基準波形
Ｗ１，Ｗ２      調整用波形
【図１】
2016153760.tif 000003
【図２】
2016153760.tif 000004
【図３】
2016153760.tif 000005