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: 05650954
• 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): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 1993: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: CO_2レーザ光 / 光音響効果 / 光音響分光法 / ガス濃度 / 汚染ガス / リアルタイム検知

Research Abstract

本研究は、大気空間に放出されて拡散した汚染ガスを捕集することなしで、リアルタイムで検知・計測し、ガス体の種類の判別やガス濃度の高精度連続測定に関する方法を開発することを目的とする。すなわち、大気空間のガス体にレーザ光を照射して、光音響効果により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に、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ようとするものである。本年度の研究においては、作成した基本的計測システムについて、より高精度の光音響信号を得るための条件を明らかにして検討を進めることとした。数十%から数ppbのガス濃度範囲を測定するために、計測システム内外で発生する雑音に対して、その特性を調べ、システム各部での発生雑音の除去、ならびに入・外来雑音の影響の少なくなる方法についての検討からS/N比の向上を図った。すなわちレーザ光放電管内発生プラズマなどによる雑音除去のため、ガスフロータイプによる流入ガスの変動やプラズマ発生の陽、陰極の位置を考慮したレーザ放電管の作成を行った。また、外来雑音除去のため、音響センサーのアンテナ効果による誘導雑音の除去や光音響セルの寸法、形状、重量などに基づく、入・外来雑音の周波数を考慮した検出周波数の選定を行ない、新たな光音響セルを作成した。さらにロックインアンプを使用してレーザ出力変動に対する光音響信号値の安定化への有効性を確認した
これらの結果からガス濃度に対する測定範囲の拡大が図られ、さらにリアルタイム計測に対するタイムラグの減少などが得られたことから、現位置測定のための可搬型計測システム作成への可能性を確認した。