[发明专利]样品气体分析装置与样品气体分析装置用方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用向样品照射光而得到的光谱进行多变量分析，由此对样品中含有的测量对象成分进行定量分析的、例如使用傅里叶变换红外分光光度(FTIR)法的分析装置。

背景技术

如专利文献1所示，使用FTIR法的气体分析装置在测量池中分别收容比较样品或测量样品，使来自红外光源的红外光照射测量池，并测量比较样品或测量样品的干涉图。此外，将这些干涉图在信息处理装置中分别进行傅里叶变换而得到功率谱，然后求出测量样品功率谱与比较样品功率谱之比，并将其转换成吸光度标度，由此得到吸收光谱，然后基于该吸收光谱中的波数点处的吸光度对测量样品中含有的成分(单成分或多成分)进行定量分析。

此外，所述FTIR具有能够对测量样品连续且同时进行多成分分析的优点，因此在发动机排气领域，在生物乙醇混合燃料这样的代用燃料或催化剂等的研究开发中使用FTIR，此外在燃料电池用甲醇改质系统的研究中，在通过对甲醇、一氧化碳、二氧化碳等进行同时分析来评价改质系统中也使用FTIR。

然而，例如在发动机排气试验中进行冷启动测量时，因为燃料的不完全燃烧等会造成排出测量对象成分以外的成分(例如二甲苯、乙炔、丙烯(或丙烷)、正己烷等测量对象外成分)，因此存在所述测量对象外成分会对测量对象成分造成干扰影响的问题。在此，可以考虑对测量对象外成分的干扰影响进行修正，但在冷启动测量中并不总是排出测量对象外成分，而是在例如催化剂没有被加热到规定的工作温度的状态(催化剂为非活性状态)下会排出测量对象外成分。因此，在冷启动测量中，如果只是简单地对测量对象外成分的干扰影响进行修正，则变成即使在处于没有排出测量对象外成分的状态下，也对所述测量对象外成分的干扰影响进行多余的修正，因此存在使测量对象成分的测量误差变大的问题。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2000-346801号

发明内容

在此，本发明的主要目的在于，在对样品中的一个或多个测量对象成分进行定量分析时，能够同时降低具有权衡(tradeoff)关系的干扰影响与测量误差。

即，本发明提供一种样品气体分析装置，使用向样品气体照射光而得到的光谱进行多变量分析，由此对所述样品气体中的一个或多个测量对象成分进行定量分析，根据第一产生条件以及第二产生条件，对库数据进行切换，所述第一产生条件是从开始产生所述样品气体到经过规定时间为止的样品气体产生条件，所述第二产生条件是经过所述规定时间后的样品气体产生条件，所述库数据包括在多变量分析中使用的所述多个测量对象成分每一个的已知标准光谱数据，所述样品气体分析装置具备存储第一库数据和第二库数据的库数据存储部，所述第一库数据用于修正所述第一条件下产生的测量对象外成分的干扰影响，并包括所述多个测量对象成分每一个的已知标准光谱数据，所述第二库数据不修正所述测量对象成分的干扰影响，并包括所述多个测量对象成分每一个的已知标准光谱数据，所述测量对象外成分是所述测量对象成分以外的成分，当处于所述第一产生条件时，使用所述第一库数据对所述一个或多个测量对象成分进行定量分析，当处于所述第二产生条件时，使用所述第二库数据对所述一个或多个测量对象成分进行定量分析，所述测量对象外成分是由于燃料不完全燃烧或催化剂为非活性状态而产生的成分。

按照所述的样品气体分析装置，当处于测量对象外成分对测量对象成分的干扰影响大的第一产生条件时，使用对测量对象外成分的干扰影响进行了修正的第一库数据对一个或多个测量对象成分进行定量分析，而当处于测量对象外成分对测量对象成分的干扰影响小到可以忽略的程度的第二产生条件时，使用没有对测量对象外成分的干扰影响进行修正的第二库数据对一个或多个测量对象成分进行定量分析，因此能够同时降低干扰影响与测量误差。

为使本发明的效果更加显著，优选的是，所述样品气体是从发动机排出的发动机排气，所述第一产生条件是从所述发动机启动的时刻起到经过所述规定时间为止的样品气体产生条件。在从发动机启动到规定时间(例如催化剂达到规定的动作温度为止等)以及在此之后的期间，发动机排气中含有的气体成分的种类不同，因此气体成分的干扰影响也不同。此时，当处于第一产生条件时，不仅能够对多个测量对象成分之间的干扰影响进行修正，而且能够对因燃料的不完全燃烧而产生的各种测量对象外成分(例如二甲苯、乙炔、丙烯(或丙烷)、正己烷等)的干扰影响进行修正，因此能够降低干扰影响。此外，当处于第二产生条件时，能够忽略发动机排气中很难含有的测量对象外成分的干扰影响而对测量对象成分进行定量分析，因此能够降低测量对象成分的测量误差。