[发明专利]光谱分析装置和光谱分析方法

说明书

本发明提供光谱分析装置和光谱分析方法，在与大气压相比减压的状态下测量试样气体所含的规定成分的浓度时，能高精度求出规定成分的浓度，在测量试样气体所含的规定成分的浓度的光谱分析装置中，在与大气压相比减压的状态下测量试样气体所含的规定成分的吸光度，并且采用表示规定成分的吸光度和规定成分的浓度的关系的校准曲线、以及测量时的试样气体的压力与规定成分的浓度的关系式，算出规定成分的浓度，在将一方的轴设为压力轴、另一方的轴设为浓度轴的图表中，所述关系式与所述压力轴具有零以外的交点。

技术领域

本发明涉及采用例如傅立叶变换红外光谱法等红外光谱法的光谱分析装置。

背景技术

以往，例如作为测量排气等的试样气体所含的规定成分的浓度的装置，例如有采用FTIR(傅立叶变换红外光谱)法的装置(专利文献1(日本专利公开公报特开平9-101257号))。

在采用所述FTIR法的分析装置中，测量单元的上游侧设有泵，测量单元中的试样气体的压力成为大气压或其附近的压力。即，试样气体的测量时的压力是大气压或其附近的压力。

这里，规定成分的浓度是在采用由多个已知的气体浓度和吸光度的关系求出的校准曲线进行浓度计算后，因为受试样气体的测量时的压力的影响，所以根据试样气体的压力进行修正。

如上所述，由于试样气体的测量时的压力是大气压或其附近的压力，因而所述校准曲线采用在大气压下制作的曲线。此时，假设压力与浓度的关系是单纯的比例关系，所以采用通过原点的直线关系式进行基于压力的浓度修正。这是因为，以往测量时的压力处于大气压附近，所以压力加宽的影响少，考虑吸光度与气体的分压成比例变化，用无截矩的直线关系式进行修正。具体采用以下的公式进行压力修正。

[公式1]

这里，C_{x_press}是成分x的压力修正后的浓度。

a_x是成分x的压力修正系数(通常a_x＝P₀：基准压力)。

P是测量单元内的压力[kPa]。

C_x是成分x的压力修正前的浓度。

可是，在测量单元的上游侧设置泵来压送排气的结构中，为防止排气所含的水分冷凝，泵被加热到高温，由于排气流量根据所述加热温度变动，所以存在流量控制困难的问题。

因此，本申请发明人考虑在测量单元的下游侧配置泵，以抽取排气，因此不需要对泵进行加热或者可以使加热温度下降。

可是，在测量单元的下游侧配置泵的结构中，测量单元内的试样气体成为减压状态，因此用以往的无截矩的直线关系式不能准确进行压力修正。例如在减压的状态下将压力略微变化后，对未进行压力修正的浓度进行图示(参照图4)时，将压力提高2kPa左右进行测量时，会高于用以往的直线关系式求出的浓度值，反之降低2kPa左右进行测量时，会低于用以往的直线关系式求出的浓度值，所以不能进入标准的FS(Full Scale)的1％以内。在测量高浓度的CO成分、CO₂成分时，所述问题特别突出。

发明内容

为解决上述问题，本发明主要目的是在与大气压相比减压的状态下测量试样气体所含的规定成分的浓度时，能高精度求出规定成分的浓度。

即本发明的光谱分析装置是测量试样气体所含的规定成分的浓度的光谱分析装置，在与大气压相比减压的状态下测量所述试样气体所含的规定成分的吸光度，并且采用表示所述规定成分的吸光度和所述规定成分的浓度的关系的校准曲线、以及测量时的试样气体的压力与所述规定成分的浓度的关系式，算出所述规定成分的浓度，在将一方的轴设为压力轴、另一方的轴设为浓度轴的图表中，所述关系式与所述压力轴具有零以外的交点，针对多个浓度水平分别设有所述关系式。