JP2010210251A - 濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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濃度測定装置を提供する。
【解決手段】濃度測定装置としてのラジオゾンデ１は雰囲気中の二酸化炭素の濃度を測定する二酸化炭素モジュール６と大気中の雰囲気を二酸化炭素モジュール６まで導くインレットパイプ５とインレットパイプ５が導入した雰囲気から二酸化炭素を除去する除去槽９と切換部１１とコントロールユニット１６を備えている。切換部１１はインレットパイプ５雰囲気を直接に二酸化炭素モジュール６に導く第１の状態と雰囲気を除去槽９を介して二酸化炭素モジュール６に導く第２の状態とに切換可能である。コントロールユニット１６は第２の状態のときの二酸化炭素の濃度ΔＤに基づいて、第１の状態のときの二酸化炭素の濃度ＤＩを補正する。
【選択図】図１

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。

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。

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。

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。

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。

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、を備えたことを特徴としている。

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の状態とに交互に切り換えることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、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と、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と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とに基づいて、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ことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３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。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の発明において、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。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５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。

請求項７に記載の発明は、請求項６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。

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。

請求項２に記載の発明によれば、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。

請求項３に記載の発明によれば、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。

請求項４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。

請求項５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。

請求項６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。

請求項７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。

本発明の一実施形態にかかるラジオゾンデの構成を示す説明図である。 図１に示されたラジオゾンデの二酸化炭素モジュールの構成を示す説明図である。 図２に示された二酸化炭素モジュールの受光ユニットの正面を模式的に示す説明図である。 図３中のＶＩ−ＶＩ線の断面を模式的に示す説明図である。 図２に示された二酸化炭素モジュールが出力する二酸化炭素の濃度と実際の濃度との関係を示す説明図である。 図１に示されたラジオゾンデのコントロールユニットが大気中の二酸化炭素の濃度を測定するフローチャートである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (7)

1. 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、
   を備えたことを特徴とする濃度測定装置。
2. 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ることを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
3. 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と、
   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と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とに基づいて、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ことを特徴とする請求項２記載の濃度測定装置。
4. 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する請求項３記載の濃度測定装置。
5. 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する請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の濃度測定装置。
6. 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する請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の濃度測定装置。
7. 前記収容箱は、断熱材で構成されていることを特徴とする請求項６記載の濃度測定装置。

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