[發(fā)明專(zhuān)利]光譜分析裝置、光譜分析方法和存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810993895.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109425583B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西村克美;中谷茂;揚(yáng)·波佩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社堀場(chǎng)制作所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 周善來(lái);李雪春

本發(fā)明提供光譜分析裝置、光譜分析方法和存儲(chǔ)介質(zhì)，無(wú)需修正校準(zhǔn)曲線就能靈活應(yīng)對(duì)并修正相對(duì)于校準(zhǔn)曲線制作時(shí)的溫度與試樣測(cè)定時(shí)的溫度的變化的濃度變化。具體地說(shuō)，所述光譜分析裝置(100)根據(jù)向試樣照射光而得到的分光光譜測(cè)定所述試樣所含的測(cè)定對(duì)象成分的濃度，其包括：濃度計(jì)算部(11)，使用校準(zhǔn)曲線并根據(jù)所述分光光譜計(jì)算所述測(cè)定對(duì)象成分的濃度；以及濃度修正部(12)，使用與求所述測(cè)定對(duì)象成分的濃度的波長(zhǎng)區(qū)域或波數(shù)區(qū)域?qū)?yīng)的溫度修正式，對(duì)伴隨所述校準(zhǔn)曲線制作時(shí)的溫度與所述濃度測(cè)定時(shí)的溫度的溫度差的所述測(cè)定對(duì)象成分的濃度變化進(jìn)行修正。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及例如使用傅立葉變換紅外光譜法等紅外光譜法的光譜分析裝置和光譜分析方法。

背景技術(shù)

以往，作為例如測(cè)定排氣等試樣所含的測(cè)定對(duì)象成分濃度的裝置，例如如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示，有使用FTIR(傅立葉變換紅外光譜)法的裝置。

使用所述FTIR法的光譜分析裝置，其包括：測(cè)量池，導(dǎo)入試樣；光照射部，向所述測(cè)量池照射紅外光；以及光檢測(cè)器，檢測(cè)通過(guò)了所述測(cè)量池的光的強(qiáng)度。此外，所述光譜分析裝置使用通過(guò)光檢測(cè)器得到的光強(qiáng)度信號(hào)計(jì)算排氣的光吸收光譜，并根據(jù)該光吸收光譜的吸光度計(jì)算測(cè)定對(duì)象成分的濃度。在此，當(dāng)根據(jù)光吸收光譜的吸光度計(jì)算濃度時(shí)，使用光吸收光譜的吸光度與該吸光度表示的測(cè)定對(duì)象成分的濃度的校準(zhǔn)曲線。

所述的光譜分析裝置在試樣測(cè)定時(shí)，將測(cè)量池溫度調(diào)節(jié)為一定的溫度。在所述測(cè)量池的溫度與校準(zhǔn)曲線制作時(shí)的測(cè)量池的溫度不同的情況下，通過(guò)校準(zhǔn)曲線得到的濃度會(huì)產(chǎn)生誤差。

作為減少所述溫度變化導(dǎo)致的誤差的技術(shù)，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示，有對(duì)每個(gè)溫度修正校準(zhǔn)曲線的技術(shù)。具體地說(shuō)，對(duì)于該光譜分析裝置，預(yù)先使用相同的試樣在基準(zhǔn)溫度和與基準(zhǔn)溫度不同的溫度下測(cè)定光譜，求出它們的差光譜，并通過(guò)對(duì)測(cè)定光譜加上或減去根據(jù)試樣的溫度變化乘上系數(shù)的差光譜，將其轉(zhuǎn)換為與在基準(zhǔn)溫度下測(cè)定到的光譜同等的光譜，修正試樣的溫度變化帶來(lái)的校準(zhǔn)曲線計(jì)算結(jié)果。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平9－101257號(hào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2005－331386號(hào)

在此，本發(fā)明是為了一舉解決所述的問(wèn)題而做出的發(fā)明，不是在修正校準(zhǔn)曲線這樣的想法下，而是在利用溫度修正根據(jù)校準(zhǔn)曲線得到的濃度這樣的想法下做出的發(fā)明。

在此，由于根據(jù)氣體的狀態(tài)方程式，測(cè)定對(duì)象成分的濃度隨著絕對(duì)溫度變高而變小，所以可以考慮，使用隨著絕對(duì)溫度變高而使修正后的濃度變大這樣的修正式，修正根據(jù)校準(zhǔn)曲線得到的濃度的測(cè)定誤差。

可是，本發(fā)明人測(cè)定了使測(cè)量池的溫度從100℃到190℃變化時(shí)的CO₂、CO、NO、C₃H₈的濃度。另外，此時(shí)使用的校準(zhǔn)曲線是通過(guò)180℃的測(cè)量池制作的。

圖3表示了此時(shí)的各氣體成分的濃度變化。如圖3所示，可知，CO₂濃度不能使用與絕對(duì)溫度成比例地變化的氣體的狀態(tài)方程式的修正式進(jìn)行修正。此外可知，對(duì)于NO濃度和C₃H₈濃度，根據(jù)溫度范圍也顯示了同樣的舉動(dòng)。

認(rèn)為這些舉動(dòng)的原因如下：在試樣為高濃度的情況下，光吸收光譜會(huì)飽和(達(dá)到頂峰)，所以使用了在光吸收光譜中吸收帶的緩坡(裾野)的吸光度小的波長(zhǎng)區(qū)域或波數(shù)區(qū)的吸光度。具體地說(shuō)，在模擬的結(jié)果中成為如下的結(jié)果：在光吸收光譜中，在吸收帶的中央?yún)^(qū)域，依照以往的理論，隨著溫度變高強(qiáng)度下降，但是在遠(yuǎn)離中央?yún)^(qū)域的緩坡的區(qū)域中，隨著溫度上升強(qiáng)度上升。如圖4所示，認(rèn)為該現(xiàn)象是由于以下的原因：具有的能級(jí)不同的幾個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)的存在概率，由于溫度發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的主要問(wèn)題是：不依賴使用氣體的狀態(tài)方程式的修正，靈活應(yīng)對(duì)并修正相對(duì)于校準(zhǔn)曲線制作時(shí)的溫度與試樣測(cè)定時(shí)的溫度之間的溫度變化的濃度變化。