大気中拡散ガス濃度のリアルタイム検知法の開発

• Project/Area Number: 03650509
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 資源開発工学
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉田 豊 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (20002933)
• Project Period (FY): 1991
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1991)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 1991: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: レ-ザ光音響効果 / 大気拡散ガス / ガス濃度検知法 / 光音響信号 / 周波数分析 / S / N比 / リアルタイム / 可搬型

Research Abstract

大気空間に放出され、拡散する汚染ガス体を捕集することなしで、リアルタイムに検知・計測し、ガス体の種類の判別やガス体濃度の高精度測定方法の開発を目指すものである。すなわち、大気空間にレ-ザ光を照射して、種々のガス体から発生する光音響信号を計測する光音響分光法を基礎として、種々の濃度範囲を有するガス体の種類ならびにその濃度を求める。本年度においては、実施計画に基づいて検討を進めると共に、より低濃度への計測範囲の拡大を図ることを重点に行なった。備品にて購入したヌペタトルアナライザ-を用いて、低濃度域における光音響信号の分析を行なった。その結果、レ-ザ光発振装置からの雑音、ならびに光音響セルの圧力センサ-部である検出部分での外来雑音の吸収による雑音等に、ガス体による光音響信号が埋もれていることを見い出した。従って、レ-ザ光発振装置の改良による発生雑音の除去、光音響信号検出部センサ-の変換および変調周波数による雑音領域より離れた光音響信号の検出法の検討を加えた。レ-ザ光発振装置については、陽極・陰極振動の除去,プラズマ流の変化による電流・プラズマイオン振動の除去等を図り、成果をあげることが出来、可搬型装置への見体的指針を示唆したと考える。また、光音響信号計測部については、従来の騒音計タイプがアンテナの役割を果したことから、小型の圧力センサ-に変換して光音響セル内に埋めた。さらに、光音響セルの形状・寸法も配慮してセル重量による影響の確認と共に、空気存在部分の拡充を図る二重・三重セルを考案した。以上の結果から、目的とする低出力レ-ザによる状況下で、過去の計測濃度範囲に比べて100分の1オ-ダの低濃度まで計測しうることを確認した。今後は、装置・システムのコンパクト化を図り、可搬型システムの作成を目指すつもりである。