【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如用于气体的成分分析等的分析装置等。
技术介绍
1、在测定在化学工厂(chemical plant)中使用的包括天然气等的工艺气体(process gas)的二氧化碳(co2)、一氧化碳(co)、乙烯(c2h4)、乙烷(c2h6)、水(h2o)、乙炔(c2h2)、甲烷(ch4)、氨(nh3)、甲醇(ch3oh)中的至少一个亦即测定对象成分的情况下，由于工艺气体中包含的测定对象成分以外的干扰成分而产生测定误差。具体而言，干扰成分的吸收光谱与上述测定对象成分的吸收峰位置重叠，导致浓度定量产生误差。
2、另一方面，作为校正针对测定对象成分的干扰成分的干扰影响的技术，可以考虑专利文献1所示的技术。
3、现有技术文献
4、专利文献
5、专利文献1：日本专利公开公报特开2016-90521号
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题
2、但是，即使在使用专利文献1的分析装置的情况下，为了更有效地降低针对工艺气体中的测定对象成分的干扰影响，需要将存在适当的测定对象成分的吸收的波长范围用于测定。对于该波长范围的选择，使用hitran等公开的红外吸收光谱的数据库能够进行一定程度的预备研究，但是能够利用数据库的气体种类、波长范围存在限制，实际上通过反复进行利用测定对象气体以及干扰气体的实验后才能够实现波长范围的选择。另外，即使是相同的测定对象成分，由于其浓度、压力、温度、共存的干扰气体的种类、浓度范围，适当的波长范围也不同
3、因此，本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其主要目的在于更有效地降低针对工艺气体中的二氧化碳(co2)、一氧化碳(co)、乙烯(c2h4)、乙烷(c2h6)、水(h2o)、乙炔(c2h2)、甲烷(ch4)、氨(nh3)以及甲醇(ch3oh)中的至少一个亦即测定对象成分的浓度的干扰影响、高精度地测定测定对象成分的浓度。
4、用于解决技术问题的技术方案
5、即，本专利技术的分析装置的特征在于，测定测定对象成分的浓度，所述测定对象成分是工艺气体中的二氧化碳、一氧化碳、乙烯、乙烷、水、乙炔、甲烷、氨、甲醇中的至少一个，所述分析装置具备：激光光源，向所述工艺气体照射参照光；光检测器，检测所述参照光透过所述工艺气体后的样品光的强度；以及浓度计算部，基于所述光检测器的输出信号，计算所述测定对象成分的浓度，所述浓度计算部为，在测定所述二氧化碳的浓度的情况下，基于4.23～4.24μm之间或4.34～4.35μm之间的二氧化碳的吸收来计算浓度，在测定所述一氧化碳的浓度的情况下，计算4.59～4.61μm之间的一氧化碳的浓度，在测定所述水的浓度的情况下，计算5.89～6.12μm之间的水的浓度，在测定所述乙炔的浓度的情况下，计算7.56～7.66μm之间或7.27～7.81μm之间的乙炔的浓度，在测定所述甲烷的浓度的情况下，计算7.67～7.80μm之间或8.10～8.14μm之间的甲烷的浓度，在测定所述乙烯的浓度的情况下，计算8.46～8.60μm之间的乙烯的浓度，在测定所述乙烷的浓度的情况下，计算6.13～6.14μm之间或6.09～6.45μm之间的乙烷的浓度，在测定所述氨的浓度的情况下，基于6.06～6.25μm之间或8.62～9.09μm之间的氨的吸收来计算浓度，在测定所述甲醇的浓度的情况下，基于9.35～9.62μm之间的甲醇的吸收来计算浓度。
6、如果是该分析装置，则能够高精度地测定测定对象成分的浓度，该测定对象成分是工艺气体中的二氧化碳(co2)、一氧化碳(co)、乙烯(c2h4)、乙烷(c2h6)、水(h2o)、乙炔(c2h2)、甲烷(ch4)、氨(nh3)以及甲醇(ch3oh)中的至少一个。详细内容将在后面叙述。
7、另外，本专利技术的分析装置通过对激光光源的振荡波长进行调制，取得收集各波长的吸收信号得到的吸收调制信号或吸收光谱，利用测定对象成分与干扰成分的吸收调制信号或吸收光谱的特征的不同，能够进一步降低干扰影响。此时，波长调制范围越宽，越能够得到测定对象成分与干扰成分的吸收调制信号或吸收光谱的特征的不同，作为其代价，测定对象成分的吸收峰在波长调制范围中所占的比例减少，因此测定灵敏度降低。因此，考虑其平衡，优选的是，根据测定对象成分与干扰成分的吸收调制信号或吸收光谱的形状，将波长调制范围设定在0.1～2cm-1之间。
8、另外，本专利技术的分析装置使用振荡出这些气体显示最强的吸收的中红外区域的激光的量子级联激光器作为光源，通过多重反射池或共振池实现较长的光路长，从而即使在100ppm以下的低浓度下也能够测量上述气体。此处，作为较长的光路长，为1m以上100m以下，优选为1m以上50m以下，另外更优选为5m以上30m以下，进一步更优选为5m以上15m以下。
9、本专利技术的分析装置在使用多重反射池等测定100ppm以下的低浓度的二氧化碳(co2)的浓度的情况下，基于4.23～4.24μm之间的二氧化碳(co2)的吸收来计算浓度。此处，所述激光光源射出包含4.23～4.24μm之间的波长的振荡波长的激光。
10、4.23～4.24μm之间的波长、优选为4.234～4.238μm之间的波长、更优选为4.2347μm或4.2371μm的波长存在二氧化碳(co2)的最强的吸收线，作为该波长区域的工艺气体中的干扰成分的甲烷(ch4)、乙烯(c2h4)和/或乙烷(c2h6)的吸收强度小，它们的干扰影响小。其结果，能够提高包含高浓度的甲烷(ch4)、乙烯(c2h4)、乙烷(c2h6)的工艺气体中的低浓度的二氧化碳(co2)的浓度的测定精度。
11、另外，本专利技术的分析装置在使用多重反射池等测定100ppm～1％的中等浓度的二氧化碳(co2)的浓度的情况下，基于4.34～4.35μm之间的二氧化碳(co2)的吸收来计算浓度。此处，所述激光光源射出包含4.34～4.35μm之间的波长的振荡波长的激光。
12、4.34～4.35μm之间的波长、优选为4.342～4.347μm之间的波长、更优选为4.3428μm或4.3469μm的波长存在二氧化碳(co2)的中等程度强的吸收线之一，作为该波长区域的工艺气体中的干扰成分的甲烷(ch4)、乙烯(c2h4)和/或乙烷(c2h6)的吸收强度小，它们的干扰影响小。其结果，能够提高包含高浓度的甲烷(ch4)、乙烯(c2h4)和/或乙烷(c2h6)的工艺气体中的中等浓度的二氧化碳(co2)的浓度的测定精度。
13、本专利技术的分析装置在使用多重反射池等测定100ppm以下的低浓度的一氧化碳(co)的浓度的情况下，基于4.59～4.61μm之间的一氧化碳(co)的吸收来计算浓度。此处，所述激光光源射出包含4.59～4.61μm之间的波长的振荡波长的激光。
14、4.5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分析装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分析装置，其特征在于，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的分析装置，其特征在于，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分析装置，其特征在于，
7.一种分析方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种分析装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分析...
【专利技术属性】
技术研发人员：涩谷享司，滨内翔太，塚谷康辅，新名広大，井户琢也，
申请(专利权)人：株式会社堀场制作所，
类型：发明
国别省市：
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