JP5555434B2 - Concentration measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、二酸化炭素などの所定の気体の濃度を測定する濃度測定装置に関する。 The present invention relates to a concentration measuring apparatus that measures the concentration of a predetermined gas such as carbon dioxide.
例えば、空中に浮遊する気球などを備えて、二酸化炭素などの所定の気体の濃度を測定する濃度測定装置としての所謂ラジオゾンデが用いられている。この種の所謂ラジオゾンデは、雰囲気が充填されて当該雰囲気中の予め定められた気体の濃度を測定する濃度測定器と、大気中の雰囲気を前記濃度測定器まで導く雰囲気導入部と、前記濃度測定器が測定した前記予め定められた気体の濃度を地上局に向かって送信する送信機と、前記濃度測定器と雰囲気導入部と送信機などを収容した収容箱と、前記収容箱に取り付けられて当該収容箱を空中に浮遊させる気球と、を備えている。 For example, a so-called radiosonde is used as a concentration measuring device that includes a balloon floating in the air and measures the concentration of a predetermined gas such as carbon dioxide. This type of so-called radiosonde includes a concentration measuring device that measures the concentration of a predetermined gas in the atmosphere filled with the atmosphere, an atmosphere introduction section that guides the atmosphere in the atmosphere to the concentration measuring device, and the concentration A transmitter that transmits the predetermined gas concentration measured by the measuring device toward the ground station, a storage box that stores the concentration measuring device, an atmosphere introduction unit, a transmitter, and the like, and is attached to the storage box. And a balloon for floating the storage box in the air.
前述したラジオゾンデは、一旦、空中に放たれると、電源から前記送信機に電力を供給できる間は、前述した濃度測定器が前記予め定められた気体の濃度を測定し続け、当該測定した気体の濃度などを示す情報を地上局に向かって送信し続ける。このため、ラジオゾンデは、一旦、空中に放たれると、作業員などのメンテナンスを受けることが一切ない。 Once the radiosonde described above is released into the air, while the power can be supplied from the power source to the transmitter, the concentration measuring device described above continues to measure the concentration of the predetermined gas and performs the measurement. Continue to send information indicating the gas concentration and so on toward the ground station. For this reason, once a radiosonde is released into the air, it does not receive any maintenance from workers.
前述した従来のラジオゾンデは、一旦、空中に放たれると、作業員などのメンテナンスを受けることが一切ないために、使用時間の経過とともに、前記濃度測定器が測定する前記予め定められた気体の濃度の誤差が徐々に大きくなり、最後には、前述した予め定められた気体の濃度を正確に測定することが困難となっていた。 The above-mentioned conventional radiosonde, once released into the air, is not subject to any maintenance by workers, etc., so that the predetermined gas measured by the concentration meter with the passage of time of use is used. The concentration error gradually increased, and finally, it was difficult to accurately measure the aforementioned predetermined gas concentration.
そこで、本発明は、使用時間が経過しても、濃度測定器が測定する予め定められた気体の濃度を正確に測定することができることを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to be able to accurately measure a predetermined gas concentration measured by a concentration measuring device even when a usage time has elapsed.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、雰囲気が充填されて当該雰囲気中の予め定められた気体の濃度を測定する濃度測定器と、大気中の雰囲気を前記濃度測定器まで導く雰囲気導入部と、前記雰囲気導入部が導入した雰囲気から前記予め定められた気体を除去する除去手段と、前記雰囲気導入部を、前記雰囲気を直接前記濃度測定器に導く第1の状態と、前記雰囲気を前記除去手段を介して前記濃度測定器に導く第2の状態とに切換可能な切換手段と、前記切換手段を前記第2の状態と前記第1の状態とに切り換えて、前記濃度測定器が測定した前記第2の状態のときの前記予め定められた気体の濃度に基づいて、前記濃度測定器が測定した前記第1の状態のときの前記予め定められた気体の濃度を補正する制御手段と、を備え、前記濃度測定器は、光を放射する発光部と、互いに異なる波長の前記光を透過する透過部材を備えた複数の受光部と、を有して構成され、前記制御手段が、前記切換手段を前記第2の状態と前記第1の状態とに交互に切り換え、前記予め定められた気体を予め定められた濃度含んだ気体を収容する基準気体収容部をさらに備え、前記切換手段が、前記雰囲気導入部を、前記第1の状態と、前記第2の状態と、前記基準気体収容部内の気体を前記濃度測定器に導く第3の状態とに切換可能であり、前記制御手段が、前記切換手段を前記第2の状態と前記第1の状態と前記第3の状態に切換えて、前記濃度測定器が測定した前記第2の状態のときの前記予め定められた気体の濃度を減じ、前記濃度測定器が測定した前記第3の状態のときの前記予め定められた気体の濃度で除し、前記第3の状態のときの前記予め定められた気体の実際の濃度を乗ずることで、前記濃度測定器が測定した前記第1の状態のときの前記予め定められた気体の濃度を補正することを特徴としている。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記制御手段が、前記切換手段を前記第2の状態と前記第1の状態とに交互に予め定められた所定回数切り換えた後に、前記切換手段を前記第3の状態に切り換えることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control unit switches the switching unit between the second state and the first state alternately a predetermined number of times. Later, the switching means is switched to the third state.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の発明において、断熱材で構成されかつ前記濃度測定器を覆う断熱槽を備えたことを特徴としている。
The invention described in
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載の発明において、少なくとも前記濃度測定器を収容した収容箱と、前記収容箱を空中に浮遊させる気球と、前記制御手段が算出した補正後の前記予め定められた気体の濃度を示す情報を送信する送信機と、を備えたことを特徴としている。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記収容箱3は、断熱材で構成されていることを特徴としている。
The invention according to
以上説明したように請求項1に記載の発明によれば、切換手段により大気中の雰囲気を直接濃度測定器に導く第1の状態と、大気中の雰囲気を除去手段を介して濃度測定器に導く第2の状態とを切り換えて、雰囲気中の予め定められた所定の気体の濃度を測定する。このため、予め定められた所定の気体を全く含まない雰囲気の前述した所定の気体の濃度、即ち所定の気体の濃度が零である雰囲気の前述した所定の気体の濃度と、大気中の雰囲気の前述した所定の気体の濃度と、を切り換えて測定することとなり、使用時間とともに濃度測定器の測定結果の誤差が大きくなっても、当該誤差の影響を除去して、使用時間が経過しても正確に雰囲気中の前述した所定の気体の濃度を測定することができる。 As described above, according to the first aspect of the invention, the first state in which the atmosphere in the atmosphere is directly guided to the concentration measuring device by the switching means, and the atmosphere measuring device in the concentration measuring device through the removing means. By switching between the second state to be led, the concentration of a predetermined gas in the atmosphere is measured. For this reason, the aforementioned predetermined gas concentration in an atmosphere that does not contain any predetermined predetermined gas, that is, the aforementioned predetermined gas concentration in an atmosphere in which the predetermined gas concentration is zero, and the atmospheric atmosphere Even if the error in the measurement result of the concentration measuring instrument increases with the usage time, the influence of the error is removed and the usage time elapses. The concentration of the aforementioned predetermined gas in the atmosphere can be accurately measured.
さらに、切換手段により第2の状態と第1の状態とを交互に切り換えて、雰囲気中の予め定められた所定の気体の濃度を測定するため、予め定められた所定の気体を全く含まない雰囲気の前述した所定の気体の濃度、即ち所定の気体の濃度が零である雰囲気の前述した所定の気体の濃度と、大気中の雰囲気の前述した所定の気体の濃度と、を交互に測定することとなり、使用時間とともに濃度測定器の測定結果の誤差が大きくなっても、当該誤差の影響を除去して、使用時間が経過してもより正確に雰囲気中の前述した所定の気体の濃度を測定することができる。 Further, since the switching means alternately switches between the second state and the first state and measures the concentration of the predetermined gas in the atmosphere, the atmosphere does not contain any predetermined gas at all. Alternately measuring the above-mentioned predetermined gas concentration, that is, the above-mentioned predetermined gas concentration of the atmosphere in which the predetermined gas concentration is zero, and the above-mentioned predetermined gas concentration of the atmosphere in the atmosphere. Even if the error in the measurement result of the concentration meter increases with the usage time, the influence of the error is removed, and the concentration of the specified gas in the atmosphere is measured more accurately even after the usage time has elapsed. can do.
また、切換手段により、前述した第2の状態と、第1の状態と、気体収容部内の前記予め定められた気体を予め定められた濃度含んだ気体を濃度測定器に導く第3の状態とを切り換えて、雰囲気中の予め定められた所定の気体の濃度を測定する。このため、所定の気体の濃度が零である雰囲気の前述した所定の気体の濃度と、大気中の雰囲気の前述した所定の気体の濃度と、前記予め定められた気体が予め定められた濃度含んだ気体の前述した所定の気体の濃度と、を切り換えて測定することとなり、使用時間とともに濃度測定器の測定結果の誤差が大きくなっても、当該誤差の影響を除去して、使用時間が経過しても正確に雰囲気中の前述した所定の気体の濃度を測定することができる。 In addition, the switching unit causes the second state described above, the first state, and a third state in which a gas containing a predetermined concentration of the predetermined gas in the gas storage unit is guided to the concentration measuring device. And the concentration of a predetermined gas in the atmosphere is measured. For this reason, the concentration of the predetermined gas described above in the atmosphere where the concentration of the predetermined gas is zero, the concentration of the predetermined gas described above in the atmosphere in the atmosphere, and the predetermined gas includes the predetermined concentration. The measurement will be performed by switching between the above-mentioned predetermined gas concentration of the gas, and even if the error in the measurement result of the concentration meter increases with the usage time, the influence of the error will be removed and the usage time will elapse. Even so, the concentration of the predetermined gas in the atmosphere can be measured accurately.
請求項2に記載の発明によれば、切換手段により第1の状態と第2の状態とを交互に所定回数切り換えた後に、第3の状態に切り換える。このため、所定の気体の濃度が零である雰囲気の前述した所定の気体の濃度と、大気中の雰囲気の前述した所定の気体の濃度と、を交互に所定回数測定した後に、気体収容部内の気体の濃度を測定するので、誤差の修正にかかる所要時間が長時間化することを防止できる。 According to the second aspect of the present invention, the switching unit switches the first state and the second state alternately a predetermined number of times, and then switches to the third state. For this reason, after measuring the predetermined gas concentration in the atmosphere in which the concentration of the predetermined gas is zero and the predetermined gas concentration in the atmosphere in the atmosphere alternately a predetermined number of times, Since the gas concentration is measured, it is possible to prevent the time required for correcting the error from being prolonged.
請求項3に記載の発明によれば、濃度測定器を断熱槽により覆っているので、外部環境の熱が濃度測定器に伝わることを防止でき、濃度測定器内の雰囲気の温度が上下することを防止できる。したがって、より正確に所定の気体の濃度を測定することができる。
According to invention of
請求項4に記載の発明によれば、濃度測定装置は、前述した濃度測定器などを備えているので、使用時間が経過しても正確に雰囲気中の前述した所定の気体の濃度を測定することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the concentration measuring apparatus includes the above-described concentration measuring device or the like, it accurately measures the concentration of the predetermined gas in the atmosphere even after the usage time has elapsed. be able to.
請求項5に記載の発明によれば、濃度測定器を収容した収容箱を断熱材で構成している
ので、外部環境の熱が濃度測定器に伝わることを防止でき、濃度測定器内の雰囲気の温度
が上下することを防止できる。したがって、より正確に所定の気体の濃度を測定すること
ができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the storage box containing the concentration measuring device is made of a heat insulating material, heat from the external environment can be prevented from being transmitted to the concentration measuring device, and the atmosphere inside the concentration measuring device. Can be prevented from rising and falling. Therefore, the concentration of the predetermined gas can be measured more accurately.
以下、本発明の一実施形態に係る濃度測定装置としてのラジオゾンデ1を、図1乃至図5を参照して説明する。
Hereinafter, a
ラジオゾンデ1は、図1に示すように、気球2と、収容箱3と、ひも状の複数の吊り紐4とを備えている。気球2は、ヘリウムなどの空気よりも軽い気体が充填されて、空中に放たれる。気球2は、収容箱3を空中に浮遊させる。収容箱3は、周知の断熱材で構成され、かつ箱状に形成されているとともに、吊り紐4により気球2に結び付けられている。
As shown in FIG. 1, the
収容箱3は、図1に示すように、雰囲気導入部としてのインレットパイプ5と、雰囲気が充填されて当該雰囲気中の予め定められた気体としての二酸化炭素の濃度を測定する濃度測定器としての二酸化炭素モジュール6と、断熱槽7と、アウトレットパイプ8と、除去手段としての除去槽9と、基準気体収容部10と、切換手段としての切換部11と、ポンプ12と、圧力センサ13と、連結パイプ17と、電源としての電池14と、送信機15と、制御手段としてのコントロールユニット16とを収容している。即ち、ラジオゾンデ1は、これらの雰囲気導入部としてのインレットパイプ5と、二酸化炭素モジュール6と、断熱槽7と、アウトレットパイプ8と、除去槽9と、基準気体収容部10と、切換部11と、ポンプ12と、圧力センサ13と、連結パイプ17と、電池14と、送信機15と、コントロールユニット16とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
インレットパイプ5は、メインパイプ18と、複数の分岐管19a,19b,19cとを備えている。メインパイプ18は、管状に形成され、かつ一端が収容箱3の外表面に開口しており、この収容箱3外即ち外部の大気中の雰囲気を収容箱3内即ち二酸化炭素モジュール6まで導く。複数の分岐管19a,19b,19cは、それそれ、管状に形成され、かつ、メインパイプ18と除去槽9と基準気体収容部10と後述する切換弁31a,31bとを後述するように互いに連結している。
The
二酸化炭素モジュール6は、図2に示すように、測定セル20と、発光部21と、受光部22とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
測定セル20は、円筒状に形成されて、後述する光源23からの赤外線を受光ユニット25に導くように形成されている。測定セル20は、インレットパイプ5のメインパイプ18により所定の雰囲気が充填される。
The
発光部21は、測定セル20の一端に備えられて例えば略箱状に形成され、内部に光源23が設けられている。光源23は、電圧が印加されることで、光としての赤外線を測定セル20の一端部から他端部に向かって放射する。光源として、例えば黒体炉、電球等が用いられる。また、光源23には、リフレクタ24が取り付けられている。リフレクタ24は、光源23から出射された光を反射させ、受光ユニット25へ平行光として向かわせる。
The
受光部22は、測定セル20の他端に備えられて例えば略箱状に形成され、内部に受光ユニット25が設けられている。受光ユニット25は、図3及び図4に示すように、ユニット本体26と、複数の受光器27と、を備えている。ユニット本体26は、箱状に形成されている。
The light receiving unit 22 is provided at the other end of the
受光器27は、図示例では、2つ設けられている。受光器27は、それぞれ、センサとしての赤外線センサ29と、透過部材30とを備えている。赤外線センサ29は、ユニット本体26に取り付けられている。複数の受光器27の赤外線センサ29は、同一平面上に配置されている。赤外線センサ29は、光源23が発しかつ透過部材30を透過した赤外線を受光し、この赤外線の熱を電気エネルギーに変換する。赤外線センサ29は、赤外線の熱を電気エネルギーに変換して、センサ出力として後述するコントロールユニット16に向かって出力する。赤外線センサ29として、例えばサーモパイル型のものが用いられる。
In the illustrated example, two
透過部材30は、ユニット本体26に取り付けられて、赤外線センサ29と光源23との間に配置されている。複数の受光器27の透過部材30は、同一平面上に配置されている。透過部材30は、それぞれ、光源23からの赤外線のうち予め定められた波長の赤外線のみを透過して、当該透過した波長の赤外線を赤外線センサ29まで導く。複数の受光器27の透過部材30は、互いに透過する赤外線の波長が異なる。
The
透過部材30は、その透過する赤外線の波長は、濃度測定装置1が濃度の測定対象とする気体に応じて定められる。なお、受光器27は、二酸化炭素を測定対象の気体としている。図示例では、一方の受光器27は、基準として用いられ、その透過部材30が大気中で全く減衰しない波長が4.0μm付近の赤外線のみを透過する。他方の受光器27は、二酸化炭素の濃度を測定するために用いられ、その透過部材30が前述した二酸化炭素中で透過若しくは通過しやすい波長が4.3μm付近の赤外線のみを透過する。
The wavelength of the infrared rays that pass through the
断熱槽7は、周知の断熱材で構成され、箱状に形成されている。断熱槽7は、測定セル20即ち二酸化炭素モジュール6を覆っている。
The
アウトレットパイプ8は、管状に形成され、かつ一端が二酸化炭素モジュール6の測定セル20に取り付けられているとともに他端が収容箱3の外表面に開口している。アウトレットパイプ8は、二酸化炭素モジュール6の測定セル20内の雰囲気を外部へ排出する。
The outlet pipe 8 is formed in a tubular shape, and one end is attached to the
除去槽9は、二酸化炭素を吸着する吸着剤(例えば、ソーダ石灰)を収容した容器である。除去槽9は、インレットパイプ5の分岐管19aによりメインパイプ18に連結している。また、除去槽9は、後述する切換弁31a,31bなどを介して分岐管19bによりインレットパイプ5のメインパイプ18に連結している。除去槽9は、インレットパイプ5のメインパイプ18及び分岐管19aから大気中の雰囲気が導入され、当該導入された雰囲気中の二酸化炭素を吸着剤に吸着して、当該雰囲気から二酸化炭素を除去する。そして、除去槽9は、二酸化炭素を除去した雰囲気を、分岐管19bなどを介してインレットパイプ5のメインパイプ18まで導くことができる。
The removal tank 9 is a container containing an adsorbent (for example, soda lime) that adsorbs carbon dioxide. The removal tank 9 is connected to the
基準気体収容部10は、予め定められた濃度D(図5に示す)の二酸化炭素を含んだ気体を収容した容器である。基準気体収容部10は、インレットパイプ5の分岐管19cなどを介して、インレットパイプ5のメインパイプ18に連結している。基準気体収容部10は、前述した濃度Dの二酸化炭素を含んだ気体をインレットパイプ5のメインパイプ18まで導くことができる。
The reference
切換部11は、複数の切換弁31a,31bを備えている。図示例では、切換弁31a,31bは、二つ設けられ、それぞれ、周知の三方弁となっている。一つの切換弁31aは、インレットパイプ5のメインパイプ18の中央部即ち分岐管19aよりも二酸化炭素モジュール6寄りに設けられ、三つの流路のうち二つの流路がインレットパイプ5のメインパイプ18に連結している。他の切換弁31bは、三つの流路のうち二つの流路が、除去槽9及び基準気体収容部10に連結した分岐管19a,19cに連結している。さらに、これら二つの切換弁31a,31bの残りの流路は、互いに分岐管19bにより連結されている。
The switching unit 11 includes a plurality of switching
前述した構成に切換部11は、切換弁31a,31bの各弁体の開閉により、インレットパイプ5を、当該インレットパイプ5のメインパイプ18が導入した大気中の雰囲気のみを直接二酸化炭素モジュール6に導く第1の状態と、インレットパイプ5のメインパイプ18が導入した大気中の雰囲気のみを除去槽9を介して(に通して)二酸化炭素モジュール6に導く第2の状態と、インレットパイプ5のメインパイプ18が導入した大気中の雰囲気を直接間接問わずに二酸化炭素モジュール6に導くことなく、基準気体収容部10内の予め定められた濃度Dの二酸化炭素を含んだ気体のみを二酸化炭素モジュール6に導く第3の状態とに切換可能となっている。
In the configuration described above, the switching unit 11 directly opens the
ポンプ12は、インレットパイプ5のメインパイプ18に取り付けられ、切換弁31aと二酸化炭素モジュール6との間に設けられている。ポンプ12は、インレットパイプ5のメインパイプ18を介して大気中の雰囲気又は基準気体収容部10内の気体を二酸化炭素モジュール6内に吸引する。
The pump 12 is attached to the
圧力センサ13は、管状の連結パイプ17によりインレットパイプ5のメインパイプ18のポンプ12と二酸化炭素モジュール6との間の箇所に連結されており、当該連結パイプ17を介して、大気中の雰囲気が供給される。圧力センサ13は、例えば半導体式の圧力センサなどで構成されて、大気中の雰囲気の絶対圧(完全真空を基準とした圧力、静圧ともいう)を測定するセンサである。
The
電池14は、送信機15、コントロールユニット16及び二酸化炭素モジュール6などに電力を供給する。
The
送信機15は、二酸化炭素モジュール6が測定することなどにより得られた大気中の雰囲気の二酸化炭素の濃度DF(図5に示す)や、圧力センサ13が測定した大気中の雰囲気の圧力(静圧)を示す情報を地上局などに向かって送信する。
The
コントロールユニット16は、周知の予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置(CPU)、CPUのためのプログラム等(基準気体収容部内の気体の二酸化炭素の濃度Dも含む)を格納した読み出し専用のメモリであるROM、各種のデータを格納するとともにCPUの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるRAM、オフ状態の間も記憶内容の保持が可能な電気的消去/書き換え可能な読み出し専用のメモリ、カウンタ、タイマーなどを内蔵したマイクロコンピュータであり、切換弁31a,31b、ポンプ12、二酸化炭素モジュール6、送信機15及び圧力センサ13の動作を制御して、ラジオゾンデ1全体の制御をつかさどる。このように、コントロールユニット16は、予め定められたプログラムに従って動作するコンピュータである。
The
コントロールユニット16は、二酸化炭素モジュール6を以下のように制御して、測定セル20内の雰囲気中の二酸化炭素の濃度を測定する。まず、コントロールユニット16は、光源23を点滅(パルス点灯)させて、この光源23からの赤外線を各赤外線センサ29で受光させる。そして、コントロールユニット16は、赤外線センサ29に受光した赤外線の強さなどに基づいて、予め定められた気体(図示例では、二酸化炭素)の測定セル20内の雰囲気中の濃度を測定する。具体的には、コントロールユニット16は、基準として用いられる赤外線センサ29で受光した赤外線の強さと、二酸化炭素を測定するための赤外線センサ29で受光した赤外線の強さとを比較して、測定対象の二酸化炭素の濃度を測定する。
The
また、コントロールユニット16は、ラジオゾンデ1が空中に放たれた後に、以下のように、当該ラジオゾンデ1全体を制御する。コントロールユニット16は、図6のステップS1では、n=1とカウントして、このn=1をメモリに記憶した後、ステップS2に進む。ステップS2では、コントロールユニット16は、切換部11にインレットパイプ5を第2の状態に切換させて、除去槽9により二酸化炭素が除去された大気中の雰囲気を測定セル20内に充填させて、当該雰囲気の二酸化炭素の濃度を二酸化炭素モジュール6に測定させる。すると、例えば、コントロールユニット16は、当該雰囲気の二酸化炭素の濃度ΔD(図5に示す)を得る。この濃度ΔDが零でない場合には、この濃度ΔDとなる受光器27の電気エネルギなどからこの濃度ΔDが零となる受光器27の電気エネルギなどを算出して、当該電気エネルギなどをメモリに記憶する。即ち、コントロールユニット16は、ステップS2において、二酸化炭素の濃度が零である雰囲気を濃度測定器 が二酸化炭素の濃度が零であると測定できるように調整する。そして、ステップS3に進む。
In addition, after the
ステップS3では、コントロールユニット16は、切換部11にインレットパイプ5を第1の状態に切換させて、大気中の雰囲気を直接測定セル20内に充填させて、当該雰囲気の二酸化炭素の濃度を二酸化炭素モジュール6に測定させる。そして、コントロールユニット16は、前述したステップS2においてメモリに記憶した電気エネルギなどに基づいて測定して得た二酸化炭素の濃度を補正して、前述した大気中の雰囲気の実際の二酸化炭素の濃度DF(図5に示す)を算出する。さらに、コントロールユニット16は、圧力センサ13に大気中の雰囲気の圧力を測定させる。そして、コントロールユニット16は、結果をメモリに記憶して、ステップS4に進む。ステップS4では、コントロールユニット16は、大気中の二酸化炭素の実際の濃度DF及び大気中の雰囲気の圧力を送信機15に地上局に向かって送信させて、ステップS5に進む。
In step S3, the
ステップS5では、コントロールユニット16は、Nが予め定められた所定回数P以上であるか否かを判定する。Nが予め定められた所定回数P以上でないと判定すると、ステップS6に進み、Nが予め定められた所定回数P以上であると判定すると、ステップS7に進む。ステップS6では、コントロールユニット16は、nをn+1とカウントして、ステップS1に戻る。こうして、コントロールユニット16は、Nが予め定められた所定回数P以上となるまで、ステップS1からステップS6を繰り返す。要するに、コントロールユニット16は、ステップS1からステップS6において、切換部11を第2の状態と第1の状態とに交互に切り換える。また、コントロールユニット16は、ステップS1からステップS6を繰り返すことで、切換部11を第2の状態と第1の状態とに切り換えて、二酸化炭素モジュールが測定した第2の状態のときの二酸化炭素の濃度ΔDに基づいて、二酸化炭素モジュール6が測定した第1の状態のときの二酸化炭素の濃度を補正して、実際の濃度DFを算出する。
In step S5, the
ステップS7では、コントロールユニット16は、切換部11にインレットパイプ5を第3の状態に切換させて、基準気体収容部10内の気体を測定セル20内に充填させて、当該気体の二酸化炭素の濃度を二酸化炭素モジュール6に測定させる。すると、例えば、コントロールユニット16は、当該気体の二酸化炭素の濃度Di(図5に示す)を得る。コントロールユニット16は、前記気体の濃度Dをこの濃度Diで除した値D/Diをメモリに記憶して、ステップS8に進む。ステップS8では、コントロールユニット16は、カウントを零にリセットして、ステップS1に戻る。こうして、コントロールユニット16は、電池の電力がなくなるまで、ステップS1からステップS8を繰り返す。
In step S7, the
このとき、このステップS1からステップS8の二周目以降のステップS3では、二酸化炭素モジュールが測定した二酸化炭素の濃度がDI(図5に示す)である場合には、コントロールユニット16は、DIに(D/Di)を乗算する(かける)ことで、大気中の二酸化炭素の実際の濃度DF(図5に示す)を算出する。即ち、大気中の二酸化炭素の実際の濃度をDFとすると、DF=DI×(D/Di)が成立する。要するに、図5中の実線は、二酸化炭素モジュールが測定した濃度DIと実際の濃度DFとが一致する場合即ち二酸化炭素モジュール6に測定誤差がない場合を示しているが、使用時間の経過とともに、二酸化炭素モジュールが測定した濃度DIと実際の濃度DFとが一致しなくなって、例えば図5中の一点鎖線で示すように誤差が生じても、正確に大気中の雰囲気の二酸化炭素の実際の濃度DFを測定できるようにしている。
At this time, in step S3 after the second round from step S1 to step S8, if the concentration of carbon dioxide measured by the carbon dioxide module is DI (shown in FIG. 5), the
こうして、コントロールユニット16は、ステップS1からステップS8を繰り返すことで、切換部11を第2の状態と第1の状態と第3の状態に切換えて、二酸化炭素モジュール6が測定した第2の状態のときの二酸化炭素の濃度ΔDと二酸化炭素モジュール6が測定した第3の状態の二酸化炭素の濃度Diとに基づいて、二酸化炭素モジュール6が測定した第1の状態のときの二酸化炭素の濃度DIを補正する。また、コントロールユニット16は、ステップS1からステップS8を繰り返すことで、切換部11を第2の状態と第1の状態とに交互に予め定められた所定回数P切り換えた後に、切換部を第3の状態に切り換える。
Thus, the
本実施形態によれば、切換部11により大気中の雰囲気を直接二酸化炭素モジュール6に導く第1の状態と、大気中の雰囲気を除去槽9を介して二酸化炭素モジュール6に導く第2の状態とを切り換えて、雰囲気中の予め定められた二酸化炭素の濃度を測定する。このため、予め定められた二酸化炭素を全く含まない雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度ΔD、即ち二酸化炭素の濃度が零である雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度ΔDと、大気中の雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度と、を切り換えて測定することとなり、使用時間とともに二酸化炭素モジュール6の測定結果の誤差が大きくなっても、当該誤差の影響を除去して、使用時間が経過しても正確に雰囲気中の二酸化炭素の濃度を測定することができる。
According to the present embodiment, a first state in which the atmosphere in the atmosphere is directly led to the
切換部段により第1の状態と第2の状態とを交互に切り換えて、雰囲気中の二酸化炭素の濃度を測定するため、二酸化炭素を全く含まない雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度ΔD、即ち二酸化炭素の濃度が零である雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度ΔDと、大気中の雰囲気の前述した二酸化炭素と、を交互に測定することとなる。よって、使用時間とともに二酸化炭素モジュール6の測定結果の誤差が大きくなっても、当該誤差の影響を除去して、使用時間が経過してもより正確に雰囲気中の前述した二酸化炭素の濃度を測定することができる。
In order to measure the concentration of carbon dioxide in the atmosphere by alternately switching between the first state and the second state by the switching unit stage, the above-mentioned concentration of carbon dioxide ΔD in an atmosphere containing no carbon dioxide, that is, dioxide The above-described carbon dioxide concentration ΔD in an atmosphere having a carbon concentration of zero and the above-described carbon dioxide in an atmosphere in the atmosphere are alternately measured. Therefore, even if the error of the measurement result of the
また、切換部11により、前述した第1の状態と、第2の状態と、基準気体収容部10内の前記二酸化炭素を予め定められた濃度D含んだ気体を二酸化炭素モジュール6に導く第3の状態とを切り換えて、雰囲気中の予め定められた二酸化炭素の濃度を測定する。このため、二酸化炭素の濃度が零である雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度ΔDと、大気中の雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度と、前記二酸化炭素が予め定められた濃度D含んだ気体の前述した二酸化炭素の濃度Diと、を切り換えて測定することとなり、使用時間とともに二酸化炭素モジュール6の測定結果の誤差が大きくなっても、当該誤差の影響を除去して、使用時間が経過しても正確に雰囲気中の前述した二酸化炭素の濃度を測定することができる。
In addition, the switching unit 11 causes the first state, the second state, and the third gas that guides the gas containing the carbon dioxide in the reference
切換部11により第2の状態と第1の状態とを交互に所定回数P切り換えた後に、第3の状態に切り換える。このため、二酸化炭素の濃度が零である雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度ΔDと、大気中の雰囲気の前述した二酸化炭素の濃度と、を交互に所定回数P測定した後に、基準気体収容部10内の気体の濃度を測定するので、誤差の修正にかかる所要時間が長時間化することを防止できる。
After the switching unit 11 alternately switches the second state and the first state by a predetermined number of times P, the state is switched to the third state. For this reason, after measuring the above-mentioned carbon dioxide concentration ΔD in the atmosphere in which the carbon dioxide concentration is zero and the above-mentioned carbon dioxide concentration in the atmosphere in the atmosphere alternately for a predetermined number of times P, the reference
また、二酸化炭素モジュール6を断熱槽7により覆っているので、外部環境の熱が二酸化炭素モジュール6に伝わることを防止でき、二酸化炭素モジュール6の測定セル20内の雰囲気の温度が上下することを防止できる。したがって、より正確に二酸化炭素の濃度を測定することができる。
Moreover, since the
ラジオゾンデ1は、前述した二酸化炭素モジュール6などを備えているので、使用時間が経過しても正確に雰囲気中の前述した二酸化炭素の濃度を測定することができる。
Since the
また、二酸化炭素モジュール6などを収容した収容箱3を断熱材で構成しているので、外部環境の熱が二酸化炭素モジュール6に伝わることを防止でき、二酸化炭素モジュール6内の雰囲気の温度が上下することを防止できる。したがって、より正確に所定の気体の濃度を測定することができる。
Moreover, since the
前述した実施形態では、大気中の二酸化炭素の濃度を測定する場合を示しているが、本発明では、二酸化炭素に限らず種々の気体の濃度を測定しても良い。 In the above-described embodiment, the case where the concentration of carbon dioxide in the atmosphere is measured is shown. However, in the present invention, the concentration of various gases is not limited to carbon dioxide.
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 ラジオゾンデ(濃度測定装置)
2 気球
3 収容箱
5 インレットパイプ(雰囲気導入部)
6 二酸化炭素モジュール(濃度測定器)
7 断熱槽
9 除去槽(除去手段)
10 基準気体収容部
11 切換部(切換手段)
15 送信機
16 コントロールユニット(制御手段)
ΔD 第2の状態のときの予め定められた気体の濃度
D 予め定められた濃度
Di 第3の状態のときの予め定められた気体の濃度
DI 第1の状態のときの予め定められた気体の濃度
P 所定回数
1 Radiosonde (concentration measuring device)
2
6 Carbon dioxide module (concentration meter)
7 Insulation tank 9 Removal tank (removal means)
10 Reference gas accommodating part 11 Switching part (switching means)
15
ΔD Predetermined gas concentration in the second state D Predetermined concentration Di Predetermined gas concentration in the third state DI Predetermined gas concentration in the first state Concentration P Predetermined number of times
Claims (5)
大気中の雰囲気を前記濃度測定器まで導く雰囲気導入部と、
前記雰囲気導入部が導入した雰囲気から前記予め定められた気体を除去する除去手段と、
前記雰囲気導入部を、前記雰囲気を直接前記濃度測定器に導く第1の状態と、前記雰囲気を前記除去手段を介して前記濃度測定器に導く第2の状態とに切換可能な切換手段と、
前記切換手段を前記第2の状態と前記第1の状態とに切り換えて、前記濃度測定器が測定した前記第2の状態のときの前記予め定められた気体の濃度に基づいて、前記濃度測定器が測定した前記第1の状態のときの前記予め定められた気体の濃度を補正する制御手段と、
を備え、
前記濃度測定器は、光を放射する発光部と、互いに異なる波長の前記光を透過する透過部材を備えた複数の受光部と、を有して構成され、
前記制御手段が、前記切換手段を前記第2の状態と前記第1の状態とに交互に切り換え、
前記予め定められた気体を予め定められた濃度含んだ気体を収容する基準気体収容部をさらに備え、
前記切換手段が、前記雰囲気導入部を、前記第1の状態と、前記第2の状態と、前記基準気体収容部内の気体を前記濃度測定器に導く第3の状態とに切換可能であり、
前記制御手段が、前記切換手段を前記第2の状態と前記第1の状態と前記第3の状態に切換えて、前記濃度測定器が測定した前記第2の状態のときの前記予め定められた気体の濃度を減じ、前記濃度測定器が測定した前記第3の状態のときの前記予め定められた気体の濃度で除し、前記第3の状態のときの前記予め定められた気体の実際の濃度を乗ずることで、前記濃度測定器が測定した前記第1の状態のときの前記予め定められた気体の濃度を補正することを特徴とする濃度測定装置。 A concentration measuring device that is filled with an atmosphere and measures the concentration of a predetermined gas in the atmosphere;
An atmosphere introduction part for guiding an atmosphere in the atmosphere to the concentration measuring device;
Removing means for removing the predetermined gas from the atmosphere introduced by the atmosphere introduction unit;
Switching means capable of switching the atmosphere introduction section between a first state for directly guiding the atmosphere to the concentration measuring device and a second state for guiding the atmosphere to the concentration measuring device via the removing means;
The switching means is switched between the second state and the first state, and the concentration measurement is performed based on the predetermined gas concentration in the second state measured by the concentration measuring device. Control means for correcting the concentration of the predetermined gas when the vessel is in the first state,
With
The concentration measuring device includes a light emitting unit that emits light, and a plurality of light receiving units that include transmission members that transmit the light having different wavelengths.
The control means alternately switches the switching means between the second state and the first state ;
A reference gas storage unit for storing a gas containing a predetermined concentration of the predetermined gas ;
The switching means is capable of switching the atmosphere introduction part to the first state, the second state, and a third state for guiding the gas in the reference gas storage part to the concentration measuring device,
The control means switches the switching means to the second state, the first state, and the third state, and the predetermined state at the time of the second state measured by the concentration measuring device. The concentration of the gas is reduced and divided by the predetermined gas concentration in the third state measured by the concentration meter, and the actual gas in the predetermined state in the third state is divided. A concentration measuring device for correcting the predetermined gas concentration in the first state measured by the concentration measuring device by multiplying by the concentration.
前記収容箱を空中に浮遊させる気球と、
前記制御手段が算出した補正後の前記予め定められた気体の濃度を示す情報を送信する送信機と、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載の濃度測定装置。 A storage box containing at least the concentration measuring device;
A balloon for floating the storage box in the air;
A transmitter for transmitting information indicating the concentration of the predetermined gas after the correction calculated by the control means;
The concentration measuring device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:
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