(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゼロガス流路を含む少なくとも三つのガス流路が所定のガス切り換えパターンで切り換え操作されるように分析計に接続されてなるガス分析装置において、前記切り換え操作により切り換えられる同一の組み合わせのガスが、一周期内においてその後に前後逆の順で切り換えられるように前記ガス切り換えパターンを設定し、同一の組み合わせのガス同士間の切り換えにより逆向きで同一形状の立上り信号波形と立下り信号波形とからなる信号波形対を形成し、信号処理過程にて、前記一周期内における各信号波形対毎に応答遅れによる誤差を合算できるように同期整流をおこなうことにより、応答遅れによって発生する誤差を補償できるよう構成してなることを特徴とするガス分析装置。
【請求項２】
ガス流路が所定のガス切り換えパターンで切り換え操作されるように分析計に接続されてなるガス分析装置において、前記切り換え操作により切り換えられる同一の組み合わせのガスが、一周期内においてその後に前後逆の順で切り換えられるように前記ガス切り換えパターンを設定し、同一の組み合わせのガス同士間の切り換えにより逆向きで同一形状の立上り信号波形と立下り信号波形とからなる信号波形対を形成し、信号処理過程にて、前記一周期内における各信号波形対毎に応答遅れによる誤差を合算できるように同期整流をおこなうことにより、応答遅れによって発生する誤差を補償できるよう構成してなることを特徴とするガス分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゼロガス流路を含む少なくとも三つのガス流路が接続されてなるガス分析装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、いわゆる流体変調方式のガス分析計では、例えば図５に示すように、ＮＯｘガス流路１１とＮＯガス流路１２、ゼロガス流路１３がそれぞれ電磁弁１４，１５，１６を介して分析計１７に接続され、所定のガス切り換えパターンで、順次、分析計１７に導入されるガスが切り換えられていた。
【０００３】
このような分析計１７では、図６に示すように、ガスの反応遅れや電磁弁等のガス切換器の動作遅れ、または電気信号での増幅回路やフィルタ回路等による応答遅れ（ハッチングで図示）が生じた場合、ゼロを基準に同期整流をかけるとそのハッチング部分ａ’，ｂ’，ｃ’が誤差となる。
【０００４】
しかるに、その誤差は濃度に対して一定ではなく、特に、濃度が変化する場合等には、事後の信号処理で補償することは困難であり、その対策が求められていた。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされ、応答遅れによって発生する誤差を補償することのできるガス分析装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
すなわち、ゼロガス流路を含む少なくとも三つのガス流路が所定のガス切り換えパターンで切り換え操作されるように分析計に接続されてなるガス分析装置において、前記切り換え操作により切り換えられる同一の組み合わせのガスが、一周期内においてその後に前後逆の順で切り換えられるように前記ガス切り換えパターンを設定し、同一の組み合わせのガス同士間の切り換えにより逆向きで同一形状の立上り信号波形と立下り信号波形とからなる信号波形対を形成し、信号処理過程にて、前記一周期内における各信号波形対毎に応答遅れによる誤差を合算できるように同期整流をおこなうことにより、応答遅れによって発生する誤差を補償できるよう構成してなることを特徴としている。
また、ガス流路が所定のガス切り換えパターンで切り換え操作されるように分析計に接続されてなるガス分析装置において、前記切り換え操作により切り換えられる同一の組み合わせのガスが、一周期内においてその後に前後逆の順で切り換えられるように前記ガス切り換えパターンを設定し、同一の組み合わせのガス同士間の切り換えにより逆向きで同一形状の立上り信号波形と立下り信号波形とからなる信号波形対を形成し、信号処理過程にて、前記一周期内における各信号波形対毎に応答遅れによる誤差を合算できるように同期整流をおこなうことにより、応答遅れによって発生する誤差を補償できるよう構成してなることを特徴としてもよい（請求項２）。
【０００７】
ガス切換パターンにおける隣合うガス同士の組み合わせが同一であれば、その間における立上り信号波形と立下り信号波形とが逆向きで同一形状となるため、一周期内での全ての立上りと立下りの信号波形が相互に逆向きに等しくなる信号波形対群を形成するようにガス切換パターンを設定することができる。
【０００８】
次いで、信号処理過程において、その一周期内における各信号波形対毎に応答遅れによる誤差を合算できるように同期整流をおこなう。その誤差は、検出ガスの濃度に比例することから、ガス濃度を求める際にその濃度に対応する所定の係数を乗じることにより補償することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のガス分析装置の実施形態を図面を詳細しつつ説明する。
図１は、ガス分析装置を示し、符号１はサンプルガス中のＮＯｘ成分をＮＯｘコンバータ（図示省略）を経由させてＮＯガスとして導入するためのＮＯｘライン、２はサンプルガスをそのまま導入するＮＯガスライン、３はＮ2 ガス等のゼロガスを導入するためのゼロガスライン、４，５，６は電磁弁、７は分析計であり、各電磁弁４，５，６の操作により、所定のガス切換パターンでＮＯｘガス，ＮＯガスおよびゼロガスが順次切り換えられて分析計７に導入されるようになっている。
【００１０】
そのガス切換パターンは、例えば図２に示されるように、(1):ＮＯｘガス,(2): ＮＯガス,(3): ＮＯｘガス,(4): ゼロガス,(5): ＮＯガス,(6): ゼロガスの順で一周期が構成されるように設定する。図示の実線で示される信号波形の立上り部分と立下り部分においては、それぞれ信号出力の応答遅れが生じるが、その応答遅れ部分をそれぞれハッチングで示している。
【００１１】
その応答遅れ部分については、ガス切換パターンにおける隣り合うガス同士の組み合わせが同一であれば、その間における立上り信号波形と立下り信号波形とが逆向きで同一形状になることから、ＮＯｘガス導入時(1) の立上り時の応答遅れ部分−ａの面積とゼロガス導入時の(4) の立下り時の応答遅れ部分＋ａの面積は相等しくなる。同様に、ＮＯガス導入時(2) の立下り時の応答遅れ部分＋ｂがＮＯｘガス導入時(3) の立上り時の応答遅れ部分−ｂと相等しく、また、ＮＯガス導入時(5) の立上り時の応答遅れ部分−ｃがゼロガス導入時(6) の立下り時の応答遅れ部分＋ｃと相等しくなり、この(1) から(6) までのガス切換パターンを一周期としている。
【００１２】
以上のように、その一周期内では、全ての立上り時と立下り時の信号波形が、相互に逆向きに等しくなる信号波形対群(-a)と(+a)，(+b)と(-b)，(-c)と(+c)が形成される。そこで、図２の信号波形にて、ＮＯｘおよびＮＯを求めるための信号処理過程において、以下のように同期整流をおこなう。
(1)-(4)+(3)-(2)+(5)-(6) ＝２×ＮＯｘ…（１）
(1)-(4)-((3)-(2))+(5)-(6) ＝２×ＮＯ…（２）
上述の（１）式および（２）式にて、(1)-(4) ではＮＯｘが、(3)-(2) ではＮＯ2 が、(5)-(6) ではＮＯがそれぞれ求められるが、その誤差はそれぞれ−２ａ，−２ｂ，−２ｃとなる。この誤差はそれぞれの検出ガスの濃度に比例するものであり、従って、各信号を濃度に変換する際に濃度に対応する係数を乗じることによりその誤差を正確に補償することができる。
【００１３】
図３は異なるガス切換パターンを示し、この場合、(7):ＮＯｘガス,(8): ＮＯガス,(9): ゼロガス,(10):ＮＯガス,(11):ＮＯｘガス,(12):ゼロガスの順で一周期が構成され、その信号処理過程においては、以下のように同期整流される。
(7)-(12)+(11)-(8)+(10)-(9)＝２×ＮＯｘ…（３）
(7)-(12)-((11)-(8))+(10)-(9)＝２×ＮＯ…（４）
上述の（３）式および（４）式にて、(7)-(12)ではＮＯｘが、(11)-(8)ではＮＯ2 が、(10)-(9)ではＮＯがそれぞれ求められ、その誤差は、−２ａ，−２ｂ，−２ｃとなり、前実施形態の場合と同様に、濃度変換の際に濃度対応の係数を乗じることによって補償することができる。
【００１４】
図４は別のガス切換パターンを示し、この場合、(13): ゼロガス,(14):ＮＯガス,(15):ＮＯｘガス,(16):ＮＯガス,(17):ゼロガス,(18):ＮＯｘガスの順で一周期となり、その信号処理過程では、以下のように同期整流される。
(18)-(13)+(14)-(17)+(15)-(16) ＝２×ＮＯｘ…（５）
(18)-(13)-((14)-(17))+(15)-(16) ＝２×ＮＯ…（６）
上述の（５）式および（６）式にて、(18)-(13) ではＮＯｘが、(14)-(17) ではＮＯが、(15)-(16) ではＮＯ2 がそれぞれ求められ、その誤差は−２ａ，−２ｂ，−２ｃとなり、同様に濃度変換の際に補償することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、一周期内での全ての立上り時と立下り時の信号波形が、相互に逆向きに等しくなるような信号波形対群を形成するように前記ガス切換パターンを設定し、その一周期内における各信号波形対毎の応答遅れによる誤差を合算できるように同期整流をおこなうので、濃度変換の際に、その濃度に対応する係数をその誤差に乗ずることによって応答遅れによって発生する誤差を正確に補償することができる。なお、本発明のガス分析装置はＮＯｘ，ＮＯ2 ，ＮＯ以外のガスを測定対象とするものであってもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガス分析装置の一実施形態における分析装置の主要な構成を示す図面である。
【図２】  同ガス切換パターンの一例を示す信号波形のグラフである。
【図３】  同ガス切換パターンの他の例を示す信号波形のグラフである。
【図４】  同ガス切換パターンの別の例を示す信号波形のグラフである。
【図５】  従来のＮＯ分析計の主要な構成を示す図面である。
【図６】  従来のガス切換パターンを示す信号波形のグラフである。
【符号の説明】
１，２，３…ガス切換パターン、７…分析計。
【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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