JP4769705B2 - 排気ガスの温度分析装置、排気ガス温度分析方法、及び、温度分析プログラム - Google Patents
排気ガスの温度分析装置、排気ガス温度分析方法、及び、温度分析プログラム Download PDFInfo
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Description
本発明は、排気ガスの温度を分析する装置、分析方法、及び、分析プログラムに関する。
従来、排気ガス中にレーザ光線を通して、その透過率から特定のガス成分の濃度、及び、温度を求める装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１においては、自動車の内部にパソコン等の演算処理装置を搭載し、この演算処理装置によって、エンジンの排気ガスに含まれるガス成分の濃度、及び、温度の分析を行う技術が開示されている。
ここで、特許文献１に開示される技術のように、参照用レーザ光の光強度Ｉｏと、測定用レーザ光の透過光強度Ｉとの比（Ｉ／Ｉｏ）であるシグナル強度比を測定し、このシグナル強度比に基づいてガス成分の濃度を計算する場合には、そのガス成分の吸収率を求める必要があり、この吸収率は温度によって定義されることとなっている。従って、シグナル強度比に基づくガス成分の濃度計算においては、まず、そのガス成分の温度分析が必要とされることになる。
そして、従来のガス成分の温度分析では、例えば、図８に示すごとく、Ｈ2Ｏ（水）の実測スペクトルＭを測定し、その実測スペクトルＭに最も近い理論スペクトルＲ１を決定する、即ち、フィッティングをすることで、温度を求めることが行われている。この理論スペクトルＲ１は、温度によって一義的に決定されるように定義されたスペクトル形状であり、例えば、温度Ｔ１のときは理論スペクトルＲ１、温度Ｔ２のときは理論スペクトルＲ２、といったようなものである。
そして、前記理論スペクトルＲ１・Ｒ２・・・の中から前記実測スペクトルＭに最も近いものをフィッティングする方法としては、例えば、吸収量を積分することで最も近いもの演算して決定したり、さらに、それにピーク波長の一致性を考慮する演算をして決定したりすることが知られている。
ここで、この演算について、例えば、１０００Ｋ（ケルビン）の範囲で、１Ｋ単位で温度を決定したい場合では、１０００通りの理論スペクトルの中から実測スペクトルＭに最も近いものとフィッティングさせるための演算をする必要が生じることになる。
そして、この演算に要する時間が、ガス成分の分析をより高速、正確に行う上での障害とされ、演算時間の短縮が課題とされている。また、将来的により分解能の多い演算を行おうとした場合、例えば、０．１Ｋ単位で温度を決定しようとする場合では、理論スペクトルの数はより増加することになることから、前記演算時間の短縮はより重要な課題となる。
特開２００４−１１７２５９号公報
そこで、本発明は、理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングによる温度の計算について、その計算時間を短縮するための新規の技術を提案するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１に記載のごとく、
測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義される各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析方法であって、
前記理論スペクトルは、予め温度・圧力毎にデータベース化されたテーブルとして記憶装置に記憶されており、
前記フィッティングは、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも１回行うステップと、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるステップと、
前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるステップと、
を有することとする、排気ガスの温度分析方法とするものである。
測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義される各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析方法であって、
前記理論スペクトルは、予め温度・圧力毎にデータベース化されたテーブルとして記憶装置に記憶されており、
前記フィッティングは、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも１回行うステップと、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるステップと、
前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるステップと、
を有することとする、排気ガスの温度分析方法とするものである。
また、請求項２に記載のごとく、
前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度であることとするものである。
前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度であることとするものである。
また、請求項３に記載のごとく、
測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義される各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析装置であって、
前記理論スペクトルが、予め温度・圧力毎にデータベース化されたテーブルとして記憶されている記憶装置と、
前記フィッティングにおいて、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも一回行うための手段と、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるための手段と、
前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるための手段と、
を有することとする、排気ガスの温度分析装置とするものである。
測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義される各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析装置であって、
前記理論スペクトルが、予め温度・圧力毎にデータベース化されたテーブルとして記憶されている記憶装置と、
前記フィッティングにおいて、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも一回行うための手段と、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるための手段と、
前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるための手段と、
を有することとする、排気ガスの温度分析装置とするものである。
また、請求項４に記載のごとく、
前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度であることとするものである。
前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度であることとするものである。
また、請求項５に記載のごとく、
測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義されデータベース化されたテーブルとして記憶手段に記憶されている各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度として算出するために、コンピュータを、
前記フィッティングにおいて、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも一回行うための手段、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるための手段、
前記コンピュータを、前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるための手段、
として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義されデータベース化されたテーブルとして記憶手段に記憶されている各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度として算出するために、コンピュータを、
前記フィッティングにおいて、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも一回行うための手段、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるための手段、
前記コンピュータを、前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるための手段、
として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
また、請求項６に記載のごとく、
前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度であることとするものである。
前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度であることとするものである。
請求項１、４、７に記載の発明によれば、理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングの回数を低減することができ、計算時間の短縮によりガス成分の分析をより高速に行う、即ち、リアルタイムな温度分析が可能となり、また、多くのデータを収集可能とすることで、より高精度な分析が可能となる。
また、請求項２、５、８に記載の発明によれば、離散化補正をすることで、圧力誤差の影響を排除することができ、より信頼性の高いデータを得ることができる。
また、請求項３、６、９に記載の発明によれば、
短期間で概算的な温度に関する情報を得たい場合（概算温度）、短期間で比較的正確な温度に関する情報を得たい場合（算出温度）、演算の処理に余裕があり、より高精度な解析を確実に行いたい場合（補正後温度Ｔγ）といった状況に応じて、次回の温度分析において利用される温度を使い分けることが可能となる。
短期間で概算的な温度に関する情報を得たい場合（概算温度）、短期間で比較的正確な温度に関する情報を得たい場合（算出温度）、演算の処理に余裕があり、より高精度な解析を確実に行いたい場合（補正後温度Ｔγ）といった状況に応じて、次回の温度分析において利用される温度を使い分けることが可能となる。
次に、発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
図１は、実施に際して利用する分析装置１の概要について示すものであり、まず、排気ガスに赤外線レーザ光１０を照射するために、エンジンベンチ２に設置されたエンジン３の排気管５Ａや、車載されたエンジン４の排気マニホールド４ａに接続される排気管５Ｂに、リング状のセンサベース６を介設し、このセンサベース６に、発光部光ファイバ７、受光部光ファイバ８を設ける構成とする。
図１は、実施に際して利用する分析装置１の概要について示すものであり、まず、排気ガスに赤外線レーザ光１０を照射するために、エンジンベンチ２に設置されたエンジン３の排気管５Ａや、車載されたエンジン４の排気マニホールド４ａに接続される排気管５Ｂに、リング状のセンサベース６を介設し、このセンサベース６に、発光部光ファイバ７、受光部光ファイバ８を設ける構成とする。
また、図１に示すごとく、前記センサベース６は、排気管５ａ・５ｂのフランジ部の間に介設される等される。
また、前記センサベース６には、排気ガスをスムーズに通過させるべく、排気管５Ａ（５Ｂ）と略同一の内径を形成する貫通孔６ａが構成されており、この貫通孔６ａの表面は、前記発光部光ファイバ７から照射された赤外線レーザ光１０を前記受光部光ファイバ８に導くための反射面６ｂにて構成されている。
また、前記センサベース６には、貫通孔６ａを通過する排気ガスの圧力を検出するための圧力センサ９が設けられている。
また、前記センサベース６には、排気ガスをスムーズに通過させるべく、排気管５Ａ（５Ｂ）と略同一の内径を形成する貫通孔６ａが構成されており、この貫通孔６ａの表面は、前記発光部光ファイバ７から照射された赤外線レーザ光１０を前記受光部光ファイバ８に導くための反射面６ｂにて構成されている。
また、前記センサベース６には、貫通孔６ａを通過する排気ガスの圧力を検出するための圧力センサ９が設けられている。
また、図１に示すごとく、前記発光部光ファイバ７、及び、前記受光部光ファイバ８は、レーザ発光・受光コントローラ３０に接続されている。
このレーザ発光・受光コントローラ３０の構成は、図２に示すごとくであり、レーザ発光・受光コントローラ３０は、複数の波長の赤外線レーザ光を照射する照射装置として、複数のレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５にファンクションジェネレータ等の信号発生器３１から複数の周波数の信号を供給し、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５は各周波数に対応してそれぞれ複数の波長の赤外線レーザ光を照射する。前記信号発生器３１から出力される複数の周波数の信号がレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５に供給されて発光される。赤外線レーザ光は、例えば波長が１３００〜１７００ｎｍ程度のものが用いられる。
このレーザ発光・受光コントローラ３０の構成は、図２に示すごとくであり、レーザ発光・受光コントローラ３０は、複数の波長の赤外線レーザ光を照射する照射装置として、複数のレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５にファンクションジェネレータ等の信号発生器３１から複数の周波数の信号を供給し、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５は各周波数に対応してそれぞれ複数の波長の赤外線レーザ光を照射する。前記信号発生器３１から出力される複数の周波数の信号がレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５に供給されて発光される。赤外線レーザ光は、例えば波長が１３００〜１７００ｎｍ程度のものが用いられる。
また、センサベース６内の排気ガス中を透過させる赤外線レーザ光の波長は、検出する排気ガス成分に合わせて設定され、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、アンモニア（ＮＨ3）、メタン（ＣＨ4）、水（Ｈ2Ｏ）を検出する場合は、５つの波長の赤外線レーザ光が使用される。例えば、アンモニアを検出するのに適した波長は１５３０ｎｍであり、一酸化炭素を検出するのに適した波長は１５６０ｎｍであり、二酸化炭素を検出するのに適した波長は１５７０ｎｍである。また、メタンを検出するのに適した波長は１６８０ｎｍであり、水を検出するのに適した波長は１３５０ｎｍである。
さらに、他の排気ガス成分のガス濃度を検出する場合は、排気ガス成分の数に合わせて異なる波長の赤外線レーザ光を使用する。この場合、前記レーザダイオードの数は、分析の対象となる排気ガスの成分数に対応することとされる。
さらに、他の排気ガス成分のガス濃度を検出する場合は、排気ガス成分の数に合わせて異なる波長の赤外線レーザ光を使用する。この場合、前記レーザダイオードの数は、分析の対象となる排気ガスの成分数に対応することとされる。
また、前記各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５から照射された赤外線レーザ光は、各光ファイバ３２を通して各分波器３３へ入力され、各分波器３３によって測定用レーザ光Ｉと参照用レーザ光Ｉｏに分けられる。
そして、各分波器３３で分けられた測定用レーザ光は、光ファイバ３４Ａを通して合波器３５を介し、発光部光ファイバ７を通してセンサベース６へと導光される。前記合波器３５からは、各分波器３３からの出力に対応する測定用レーザ光が、順番に、一定期間ずつ照射される。尚、前記レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５の数は、分析対象となるガス成分の数に応じて設けられるものであり、例えば、５成分のガス成分を分析対象とする場合では、５個のレーザダイオードが、１０成分のガス成分を分析対象とする場合では、１０個のレーザダイオードが設けられるものである。
一方、前記各分波器３３で分けられた参照用レーザ光は、光ファイバ３４Ｂを通して合波器３６へ導光される。
そして、各分波器３３で分けられた測定用レーザ光は、光ファイバ３４Ａを通して合波器３５を介し、発光部光ファイバ７を通してセンサベース６へと導光される。前記合波器３５からは、各分波器３３からの出力に対応する測定用レーザ光が、順番に、一定期間ずつ照射される。尚、前記レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５の数は、分析対象となるガス成分の数に応じて設けられるものであり、例えば、５成分のガス成分を分析対象とする場合では、５個のレーザダイオードが、１０成分のガス成分を分析対象とする場合では、１０個のレーザダイオードが設けられるものである。
一方、前記各分波器３３で分けられた参照用レーザ光は、光ファイバ３４Ｂを通して合波器３６へ導光される。
また、前記発光部光ファイバ７から順次照射され、排気ガス中を透過して減衰した測定用レーザ光は、前記センサベース６に設けた受光部光ファイバ８を介してフォトダイオードＰＤ１にて受光される。そして、このフォトダイオードＰＤ１の出力は、例えば図示せぬプリアンプで増幅され、Ａ／Ｄ変換器を介して分析装置である演算処理装置２０に入力される。
また、前記合波器３６に入力された参照用レーザ光は、光ファイバ３９を通してフォトダイオードＰＤ２に直接的に受光され、フォトダイオードＰＤ２の出力は前記演算処理装置２０に入力される。
また、前記合波器３６に入力された参照用レーザ光は、光ファイバ３９を通してフォトダイオードＰＤ２に直接的に受光され、フォトダイオードＰＤ２の出力は前記演算処理装置２０に入力される。
また、前記演算処理装置２０では、順次入力される測定用レーザ光、及び、参照用レーザ光について、前記各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ５に対応、即ち、分析対象となる各ガス成分に対応するように同期が行われ、各ガス成分による吸収スペクトル（実測スペクトル）が測定され、また、参照用レーザ光の光強度Ｉｏと、測定用レーザ光の透過光強度Ｉとの比（Ｉ／Ｉｏ）であるシグナル強度比が測定される。また、この演算処理装置２０では、実測スペクトルと、理論スペクトルのフィッティング（マッチング）が行われるものとしている。
そして、以上のようにして、各ガス成分についてシグナル強度比を計算し、また、その計算が行われるときの排気ガスの温度を計算することにより、各ガス成分についての濃度が計算されるものである。尚、本実施例は、排気ガスの温度の計算に関するものであり、濃度の計算についての説明については、省略するものとする。
次に、排気ガスの温度の計算に関連する事項について説明する。
この排気ガスの温度の計算は、排気ガスに含まれる各ガス成分について、それぞれ個別に求めることとしてもよいが、例えばＨ2Ｏのように、吸収スペクトルのピークが明確に現れる或るガス成分についての温度を計算し、この温度を排気ガス全体の代表温度として利用することによれば、温度については信頼性の高い値を得ることができることとなる。
この排気ガスの温度の計算は、排気ガスに含まれる各ガス成分について、それぞれ個別に求めることとしてもよいが、例えばＨ2Ｏのように、吸収スペクトルのピークが明確に現れる或るガス成分についての温度を計算し、この温度を排気ガス全体の代表温度として利用することによれば、温度については信頼性の高い値を得ることができることとなる。
そして、本実施例は、図３乃至図７に示すごとく、
測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析方法であって、
前記フィッティング（マッチング）は、前回の温度分析で求められる或る温度（Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）を基準とする第一温度範囲（ＴＣ〜ＴＤ）内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って概算温度Ｔα（本実施例では第二の温度Ｔｂ）を求めることを少なくとも一回行うステップ（Ｓ１・Ｓ２）と、
前記概算温度Ｔαを基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲（ＴＥ〜ＴＦ）内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って算出温度Ｔβ（本実施例では第三の温度Ｔｃ）を求めるステップ（Ｓ３・Ｓ４）と、
を有することとするものである。
測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析方法であって、
前記フィッティング（マッチング）は、前回の温度分析で求められる或る温度（Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）を基準とする第一温度範囲（ＴＣ〜ＴＤ）内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って概算温度Ｔα（本実施例では第二の温度Ｔｂ）を求めることを少なくとも一回行うステップ（Ｓ１・Ｓ２）と、
前記概算温度Ｔαを基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲（ＴＥ〜ＴＦ）内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って算出温度Ｔβ（本実施例では第三の温度Ｔｃ）を求めるステップ（Ｓ３・Ｓ４）と、
を有することとするものである。
また、前記フィッティング（マッチング）において参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力Ｐの間に圧力誤差Δｐがあるときに、前記算出温度Ｔβ、前記圧力誤差Δｐに関する離散化補正をし、補正後温度Ｔγ（第四の温度Ｔｄ）を求めるステップＳ５を有することとするものである。
また、前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度Ｔα、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度Ｔβ、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度Ｔγである、こととするものである。
また、より具体的には、測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析方法であって、
前記各理論スペクトルが定義される全温度範囲ＴＡ〜ＴＢから、或る第一の温度Ｔａを選択する第一のステップＳ１と、
前記或る第一の温度Ｔａを基準とする或る第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ２（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｂを選択する第二のステップＳ２と、
前記第二のステップＳ２により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂを基準とする或る第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる前記代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ３（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｃを選択する第三のステップＳ３と、
前記第三のステップＳ３によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃを、前記測定ガスの温度とする第四のステップＳ４と、を有することとするものである。
前記各理論スペクトルが定義される全温度範囲ＴＡ〜ＴＢから、或る第一の温度Ｔａを選択する第一のステップＳ１と、
前記或る第一の温度Ｔａを基準とする或る第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ２（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｂを選択する第二のステップＳ２と、
前記第二のステップＳ２により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂを基準とする或る第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる前記代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ３（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｃを選択する第三のステップＳ３と、
前記第三のステップＳ３によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃを、前記測定ガスの温度とする第四のステップＳ４と、を有することとするものである。
また、実測圧力Ｐと、前記代表圧力Ｐ２の間に圧力誤差Δｐがあるときに、前記第四のステップＳ４にて求めた第三の温度Ｔｃについて、前記圧力誤差Δｐに関する離散化補正をする第五のステップＳ５と、
前記第五のステップＳ５による離散化補正により定義される第四の温度Ｔｄを、前記測定ガスの温度とする第六のステップＳ６と、を有することとするものである。
前記第五のステップＳ５による離散化補正により定義される第四の温度Ｔｄを、前記測定ガスの温度とする第六のステップＳ６と、を有することとするものである。
また、前記第二のステップＳ２により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂ、前記第三のステップＳ３によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃ、又は、前記第六のステップＳ６により測定ガスの温度とされた前記第四の温度Ｔｄを、次回の温度分析での前記第一のステップＳ１における第一の温度Ｔａの選択候補として定義する、第七のステップＳ７と、を有することとするものである。
以上のようにすることで、理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）の回数を低減することができ、計算時間の短縮によりガス成分の分析をより高速に行う、即ち、リアルタイムな温度分析が可能となり、また、多くのデータを収集可能とすることで、より高精度な分析が可能となる。また、離散化補正をすることで、圧力誤差Δｐの影響を排除することができ、より信頼性の高いデータを得ることができる。
以下、各ステップについて詳述すると、まず、第一のステップＳ１では、図４乃至図６に示すごとく、前記各理論スペクトルが定義される全温度範囲ＴＡ〜ＴＢから、或る第一の温度Ｔａが選択される。この全温度範囲ＴＡ〜ＴＢは、例えば、０Ｋ〜１０００Ｋ（ケルビン）といったものになる。
また、この或る第一の温度Ｔａは、前回の温度分析のフローにおける前記第二のステップＳ２の第二の温度Ｔｂ、前記第三のステップＳ３の第三の温度Ｔｃ、又は、前記第六のステップＳ６の第四の温度Ｔｄとなる。このように、第一のステップＳ１では、前回の温度分析において求められる温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄを参照することになるものである。尚、初回の温度分析においては、参照する温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄが存在しないため、次の第二のステップＳ２においては、第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤ内でのフィッティング（マッチング）を行うのではなく、全温度範囲ＴＡ〜ＴＢ内でのフィッティング（マッチング）が行われることになる。
また、図４に示すごとく、理論スペクトルは、例えばＨ2Ｏのように、吸収スペクトルのピークが明確に現れる或るガス成分について、各温度、及び、各圧力について予め一義的に定義されるものであり、テーブル５０に示すように温度・圧力ファクターでデータベース化されて、記憶装置に記憶されるものである。例えば、圧力Ｐ２で、温度Ｔｂのときには、理論スペクトルＲｂが一義的に定義されることになる。また、例えば、温度については、１Ｋ（ケルビン）刻み、圧力については、０．１Ｍｐａ（メガパスカル）刻みで、データベース化されることとなる。また、このように、予めデータベース化しておくことで、理論スペクトルを参照してフィッティング（マッチング）を行うことができ、都度理論スペクトルを計算で求めるものと比較して、演算時間を大幅に短縮することが可能となる。
次に、第二のステップＳ２では、図５及び図６（上図）に示すごとく、まず、前記或る第一の温度Ｔａを基準とする或る第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤが規定される。例えば、第一の温度Ｔａが３５７Ｋ（ケルビン）の場合、プラスマイナス５０Ｋ、つまりは、３０７Ｋ〜４０７Ｋが、第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤとして規定される。この規定の形態は、特にこの例に限定されるものではなく、例えば、上二ケタのみを参照した３５０Ｋを基準にプラスマイナス５０Ｋの範囲に第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤを規定することや、プラスマイナス１００Ｋの範囲に第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤを規定することであってもよい。
また、この第二のステップＳ２では、図４に示すごとく、前記テーブル５０にて規定される圧力Ｐ１・Ｐ２・・・の中から、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２が規定される。この実測圧力Ｐは、前記圧力センサ９（図１参照）によって測定することができる。このテーブル５０は、前記演算処理装置２０に予め記憶することができ、フィッティング（マッチング）の際に、参照されることとしている。
そして、この第二のステップＳ２では、図４に示すごとく、前記或る第一の温度Ｔａを基準とする或る第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ２（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｂが選択される。このフィッティング（マッチング）では、図４のテーブル５０において代表圧力となったＰ２の行にある理論スペクトルにおいて、前記第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤにあるものが参照され、実測スペクトルとのフィッティング（マッチング）が行われる。この実測スペクトルは、前記演算処理装置２０にて測定される。また、このフィッティング自体（マッチング自体）の手法は、図８を用いて説明した従来技術と同様、吸収量のカーブを積分し、その面積の誤差（この誤差がフィッティング誤差Δｓ２（マッチング誤差）とされる）が実測スペクトルと比較して最少となる理論スペクトルを決定したり、さらに、それにピーク波長の一致性を考慮する演算をして決定したりすることにより行われるが、特に限定されるものではない。
さらに、例えば、前記理論スペクトルが１Ｋ刻みで定義される場合であって、前記第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤが１００Ｋの幅を有することになる場合では（前述のようにプラスマイナス５０Ｋとした場合）、全ての理論スペクトルに対して、実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を実施しようとすると、１００回の演算が必要になるが、この演算の回数（フィッティング回数（マッチング回数））が大きな負荷となることが考えられる。そこで、例えば、前記第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤの最も低い温度のものから、１０Ｋ単位で、１０個の理論スペクトルを抽出し、この１０個の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）のみを実施することとすれば、演算回数（フィッティング回数（マッチング回数））を大幅に低減することができ、時間短縮を図ることが可能となる。
つまり、前記第二のステップＳ２のフィッティング（マッチング）の対象とされる理論スペクトルは、前記第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤで定義される理論スペクトルの内の一部とし、例えば、所定の温度間隔（本例では１０Ｋ間隔）で、理論スペクトルを選択し、フィッティング（マッチング）を行うこととすることで、フィッティング回数（マッチング回数）の低減を可能とするものである。また、所定の温度間隔とすることによれば、選択される理論スペクトルにおいて、その近傍の温度の理論スペクトルを代表することができることから、第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤという広い母集団から、バラツキの少ない抽出をすることができ、信頼性を高めることができることとなる。
次に、第三のステップＳ３では、図５及び図６（下図）に示すごとく、まず、前記第二のステップＳ２により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂを基準とする或る第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦが規定される。例えば、第二の温度Ｔｂが３７２Ｋ（ケルビン）の場合、プラスマイナス１０Ｋ、つまりは、３６２Ｋ〜３８２Ｋが、第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦとして規定される。また、このように、この第三のステップＳ３における第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦの規定は、前記第二のステップＳ２における第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤよりも、その温度範囲が狭くなるような条件に従って規定される。この条件に従う限りにおいては、第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦの規定の形態は、特にこの例に限定されるものではなく、例えば、上二ケタのみを参照した３７０Ｋを基準にプラスマイナス１０Ｋの範囲に第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦを規定することや、プラスマイナス５Ｋの範囲に第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦを規定することであってもよい。
そして、この第三のステップＳ３では、図４に示すごとく、前記或る第二の温度Ｔｂを基準とする或る第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ３（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｃが選択される。このフィッティング（マッチング）では、図４のテーブル５０において代表圧力となったＰ２の行にある理論スペクトルにおいて、前記第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦにあるものが参照され、実測スペクトルとのフィッティング（マッチング）が行われる。この実測スペクトルは、前記演算処理装置２０にて測定される。また、このフィッティング（マッチング）は、前記第二のステップＳ２におけるものと同様、吸収量のカーブを積分し、その面積の誤差（この誤差がフィッティング誤差Δｓ３（マッチング誤差）とされる）が実測スペクトルと比較して最少となる理論スペクトルを決定したり、さらに、それにピーク波長の一致性を考慮する演算をして決定したりすることにより行われるが、特に限定されるものではない。
また、この第三のステップＳ３におけるフィッティング（マッチング）については、例えば、前記理論スペクトルが１Ｋ刻みで定義される場合であって、前記第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦが２０Ｋの幅を有することになる場合では（前述のようにプラスマイナス１０Ｋとした場合）、全ての理論スペクトルに対して、実測スペクトルとのフィッティング（マッチング）を実施することとし、理論スペクトルによるフィッティング（マッチング）により求めることができる最少の温度単位（本例では１Ｋ）までの絞込みを行うこととする。
つまり、前記第三のステップＳ３のフィッティング（マッチング）の対象とされる理論スペクトルは、前記第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦで定義される理論スペクトルの内の全部とするものである。
次に、図３に示すごとく、第四のステップＳ４では、前記第三のステップＳ３によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃを、前記測定ガスの温度とされる。そして、この段階で求まる測定ガスの温度Ｔｃは、計算の過程において、実測圧力Ｐと前記代表圧力Ｐ２の間の圧力誤差Δｐについては考慮しておらず、離散化されて計算されたものであることから、次の第五のステップＳ５において、圧力についての離散化補正を実施する。
即ち、図３に示すごとく、第五のステップＳ５において、実測圧力Ｐと、前記代表圧力Ｐ２の間に圧力誤差Δｐがあるときに、前記第四のステップＳ４にて求めた第三の温度Ｔｃについて、前記圧力誤差Δｐに関する離散化補正をし、また、次の第六のステップＳ６において、前記第五のステップＳ５による離散化補正により定義される第四の温度Ｔｄを、前記測定ガスの温度とする。
この第五のステップＳ５の離散化補正は、例えば、図７に示すごとく、実測圧力Ｐと代表圧力Ｐ２との圧力誤差Δｐに基づいて温度ずれ量α（Ｋ；ケルビン）を決定し、この温度ずれ量αを前記第三の温度Ｔｃに加算することにより行うものとする。この図７の例の場合では、実測圧力Ｐが、代表圧力Ｐ２よりも０．０３Ｍｐａだけ高かった場合であり、これに対応して温度ずれ量はαが採用されることとしている。
この「圧力誤差Δｐ」と「温度ずれ量」との関係は、温度を測定するための測定ガス成分について予め評価・算出され、関数Ｎとして演算処理装置２０に記憶されるものとしている。
尚、このように演算処理装置２０に記憶される関数Ｎは、その次数が少なければ、圧力の離散化補正に要する演算負荷を少ないものとすることができる。また、この圧力の離散化補正については、本実施例に限定されず、例えば、「圧力誤差Δｐ」に対応する「圧力補正係数」を予め演算処理装置２０に記憶しておき、この「圧力補正係数」を前記第三の温度Ｔｃに乗ずるという補正を行ってもよい。
尚、このように演算処理装置２０に記憶される関数Ｎは、その次数が少なければ、圧力の離散化補正に要する演算負荷を少ないものとすることができる。また、この圧力の離散化補正については、本実施例に限定されず、例えば、「圧力誤差Δｐ」に対応する「圧力補正係数」を予め演算処理装置２０に記憶しておき、この「圧力補正係数」を前記第三の温度Ｔｃに乗ずるという補正を行ってもよい。
次に、図３に示すごとく、第七のステップＳ７では、前記第六のステップＳ６により測定ガスの温度とされた前記第四の温度Ｔｄを、次回の温度分析での前記第一のステップＳ１における第一の温度Ｔａの選択候補として定義する。これにより、離散化補正されて、高精度の分析が行われることにより計算された第四の温度Ｔｄを、次回の第一のステップＳ１にて利用することができる。
また、図３に示すごとく、第七のステップＳ７においては、前記第二のステップＳ２により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂ、又は、前記第三のステップＳ３によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃを、次回の温度分析での前記第一のステップＳ１における第一の温度Ｔａの選択候補として定義することも可能である。これは、例えば、ステップＳ２が終わった時点で求まる概算の温度（概算温度Ｔα；第二の温度Ｔｂ）を求めることとして、短期間で概算的な温度に関する情報を得たい場合（ケースＣ１）や、同様に、ステップＳ４が終わった時点で求まる温度（算出温度Ｔβ；第三の温度Ｔｃ）を求めることとして、短期間で比較的正確な温度に関する情報を得たい場合（ケースＣ２）において、効果的に利用することができる。また、演算の処理に余裕があり、より高精度な解析を確実に行いたい場合には、補正後温度Ｔγ（第四の温度Ｔｄ）を求めることとすればよい。
また、前記演算処理装置２０において、これらの各温度Ｔ１・Ｔ２・Ｔ３（Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）をリアルタイムでモニターし続け、状況に応じて、各温度を効果的に参照することとしてもよい。
さらに、早期に求まる前記第二の温度Ｔｂを利用して、計算プロセスや機械的なエラーの検出を行うこととしてもよい。例えば、第二の温度Ｔｂが、前記第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤの境界値と一致したような場合では、第二の温度Ｔｂが前記第一の温度Ｔａと大きく異なることになり、このことを温度変化の不連続性として捉え、エラー検出を行うとすることが考えられる。
また、前述した第二のステップＳ２が複数回実施されることとしてもよい。つまり、第三のステップＳ３において、理論スペクトルを参照する第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦを定義する第二の温度Ｔｂを求めるに当り、第二のステップＳ２と同様のステップを複数回、段階的に行うことにより、第二の温度Ｔｂの絞込みを行うこととするものである。
以上に述べた方法については、要求される分析時間に応じて適宜設計されるものであり、その設計を変更することにより、要求される分析時間に適宜対応できることになる。
さらに、フィッティング回数（マッチング回数）の低減による、計算時間の短縮について説明すると、図５に記載のごとく、例えば、本実施例によらない場合には、全温度範囲ＴＡ〜ＴＢの全ての理論スペクトルに対して実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行う必要がある。第三の温度Ｔｃにたどり着くまでの、ＴＡ・ＴＢ・Ｔｃで囲まれる領域の全てが演算負荷として捉えることができる。これに対し、本実施例によれば、ＴＣ・ＴＥ・Ｔｃ・ＴＦ・ＴＤに囲まれる領域を演算負荷として捉えることができ、領域Ａ１・Ａ２についての演算負荷を低減することができることと捉えることができる。
また、具体的なフィッティング回数（マッチング回数）について説明すると、例えば、全温度範囲ＴＡ〜ＴＢが１０００Ｋ（ケルビン）の範囲で、１Ｋ刻みに理論スペクトルが定義されている場合において、本実施例によらない場合では、単純に１０００回のフィッティング（マッチング）が必要となる。これに対し、本実施例では、第二のステップＳ２における第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤにおいて、フィッティング（マッチング）を１０回、第三のステップＳ３における第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦにおいて、フィッティング（マッチング）を１０回とすることで、合計２０回で第三の温度Ｔｃを絞り込むことができる。尚、より高精度に温度分析を行いたい場合には、フィッティング（マッチング）させる理論スペクトルの数（フィッティング回数（マッチング回数））を増やせばよく、要求される精度に応じて、適宜フィッティング回数（マッチング回数）を設定すればよい。
また、以上の分析は、以下の構成により実現することができる。
即ち、測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析装置であって、
前記フィッティング（マッチング）において、前回の温度分析で求められる或る温度（Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）を基準とする第一温度範囲（ＴＣ〜ＴＤ）内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って概算温度Ｔα（本実施例では第二の温度Ｔｂ）を求める少なくとも一回行うための手段と、
前記概算温度Ｔαを基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲（ＴＥ〜ＴＦ）内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って算出温度Ｔβ（本実施例では第三の温度Ｔｃ）を求めるための手段と、
を有することとするものである。
即ち、測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析装置であって、
前記フィッティング（マッチング）において、前回の温度分析で求められる或る温度（Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）を基準とする第一温度範囲（ＴＣ〜ＴＤ）内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って概算温度Ｔα（本実施例では第二の温度Ｔｂ）を求める少なくとも一回行うための手段と、
前記概算温度Ｔαを基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲（ＴＥ〜ＴＦ）内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って算出温度Ｔβ（本実施例では第三の温度Ｔｃ）を求めるための手段と、
を有することとするものである。
また、前記フィッティング（マッチング）において参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力Ｐの間に圧力誤差Δｐがあるときに、前記算出温度Ｔβ、前記圧力誤差Δｐに関する離散化補正をし、補正後温度Ｔγ（第四の温度Ｔｄ）を求めるための手段を有することとするものである。
また、より具体的には、図３乃至図７に示すごとく、測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析装置であって、
温度、及び、圧力について一義的に定義される複数理論スペクトルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される各理論スペクトルが定義される全温度範囲ＴＡ〜ＴＢから、或る第一の温度Ｔａを選択する第一手段と、
前記或る第一の温度Ｔａを基準とする或る第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ２（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｂを選択する第二手段と、
前記第二手段により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂを基準とする或る第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる前記代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ３（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｃを選択する第三手段と、
前記第三手段によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃを、前記測定ガスの温度とする第四手段と、を有することとするものである。
温度、及び、圧力について一義的に定義される複数理論スペクトルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される各理論スペクトルが定義される全温度範囲ＴＡ〜ＴＢから、或る第一の温度Ｔａを選択する第一手段と、
前記或る第一の温度Ｔａを基準とする或る第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ２（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｂを選択する第二手段と、
前記第二手段により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂを基準とする或る第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる前記代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ３（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｃを選択する第三手段と、
前記第三手段によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃを、前記測定ガスの温度とする第四手段と、を有することとするものである。
また、実測圧力Ｐと、前記代表圧力Ｐ２の間に圧力誤差Δｐがあるときに、前記第四手段にて求めた第三の温度Ｔｃについて、前記圧力誤差Δｐに関する離散化補正をする第五手段と、
前記第五手段による離散化補正により定義される第四の温度Ｔｄを、前記測定ガスの温度とする第六手段と、を有することとするものである。
前記第五手段による離散化補正により定義される第四の温度Ｔｄを、前記測定ガスの温度とする第六手段と、を有することとするものである。
また、前記第二手段により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂ、前記第三手段によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃ、又は、前記第六手段により測定ガスの温度とされた前記第四の温度Ｔｄを、次回の温度分析での前記第一手段における第一の温度Ｔａの選択候補として定義する、第七手段と、を有することとするものである。
そして、以上の装置構成は、本実施例における演算処理装置２０において実施することができる。即ち、上記の各手段を、ＣＰＵ、メモリ、データベースを組み合わせたコンピュータにて実現することや、専用のマイクロコンピュータにて実現することが可能である。また、専用のデータベースにネットワークを介してアクセスして前記テーブル５０を参照する形態としてもよく、周知の技術により、様々な形態で実現可能である。
また、以上の実施の形態をプログラムにより実現することも可能である。
即ち、測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度として算出するために、コンピュータを、
前記フィッティング（マッチング）において、前回の温度分析で求められる或る温度（Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）を基準とする第一温度範囲（ＴＣ〜ＴＤ）内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って概算温度Ｔα（本実施例では第二の温度Ｔｂ）を求める少なくとも一回行うための手段、
前記概算温度Ｔαを基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲（ＴＥ〜ＴＦ）内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って算出温度Ｔβ（本実施例では第三の温度Ｔｃ）を求めるための手段、として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
即ち、測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度として算出するために、コンピュータを、
前記フィッティング（マッチング）において、前回の温度分析で求められる或る温度（Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ）を基準とする第一温度範囲（ＴＣ〜ＴＤ）内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って概算温度Ｔα（本実施例では第二の温度Ｔｂ）を求める少なくとも一回行うための手段、
前記概算温度Ｔαを基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲（ＴＥ〜ＴＦ）内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って算出温度Ｔβ（本実施例では第三の温度Ｔｃ）を求めるための手段、として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
また、前記コンピュータを、前記フィッティング（マッチング）において参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力Ｐの間に圧力誤差Δｐがあるときに、前記算出温度Ｔβ、前記圧力誤差Δｐに関する離散化補正をし、補正後温度Ｔγ（第四の温度Ｔｄ）を求めるための手段、として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
より具体的には、図３乃至図７に示すごとく、測定ガスの実測スペクトルと、温度ＴＡ〜ＴＢ、及び、圧力Ｐ１・Ｐ２・・・毎に定義される各理論スペクトルをフィッティング（マッチング）し、フィッティング（マッチング）により選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度として算出するために、コンピュータを、
温度、及び、圧力について一義的に定義される複数理論スペクトルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される各理論スペクトルが定義される全温度範囲ＴＡ〜ＴＢから、或る第一の温度Ｔａを選択する第一手段、
前記或る第一の温度Ｔａを基準とする或る第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ２（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｂを選択する第二手段、
前記第二手段により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂを基準とする或る第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる前記代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ３（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｃを選択する第三手段、
前記第三手段によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃを、前記測定ガスの温度とする第四手段、として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
温度、及び、圧力について一義的に定義される複数理論スペクトルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される各理論スペクトルが定義される全温度範囲ＴＡ〜ＴＢから、或る第一の温度Ｔａを選択する第一手段、
前記或る第一の温度Ｔａを基準とする或る第一温度範囲ＴＣ〜ＴＤ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ２（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｂを選択する第二手段、
前記第二手段により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂを基準とする或る第二温度範囲ＴＥ〜ＴＦ内にあって、かつ、実測圧力Ｐとの圧力誤差Δｐが最少となる前記代表圧力Ｐ２で定義される、複数の理論スペクトルと前記実測スペクトルのフィッティング（マッチング）を行って、前記実測スペクトルとのフィッティング誤差Δｓ３（マッチング誤差）が最少となる理論スペクトルＲｃを選択する第三手段、
前記第三手段によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃを、前記測定ガスの温度とする第四手段、として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
また、前記コンピュータを、実測圧力Ｐと、前記代表圧力Ｐ２の間に圧力誤差Δｐがあるときに、前記第四手段にて求めた第三の温度Ｔｃについて、前記圧力誤差Δｐに関する離散化補正をする第五手段、
前記第五手段による離散化補正により定義される第四の温度Ｔｄを、前記測定ガスの温度とする第六手段、として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
前記第五手段による離散化補正により定義される第四の温度Ｔｄを、前記測定ガスの温度とする第六手段、として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
また、前記コンピュータを、前記第二手段により選択された理論スペクトルＲｂにて定義される第二の温度Ｔｂ、前記第三手段によって選択された理論スペクトルＲｃにて定義される第三の温度Ｔｃ、又は、前記第六手段により測定ガスの温度とされた前記第四の温度Ｔｄを、次回の温度分析での前記第一手段における第一の温度Ｔａの選択候補として定義する、第七手段、として機能させるための排気ガスの温度分析プログラムとするものである。
そして、この温度分析プログラムによれば、高速処理が実現可能となり、リアルタイムであって、且つ、高精度な排気ガスの分析が実現可能となる。
Ｐ 実測圧力
Ｐ２ 代表圧力
Ｒｂ 理論スペクトル
Ｒｃ 理論スペクトル
Ｔα 概算温度
Ｔβ 算出温度
Ｔγ 補正後温度
Ｔａ 第一の温度
Ｔｂ 第二の温度
Ｔｃ 第三の温度
Ｔｄ 第四の温度
Ｐ２ 代表圧力
Ｒｂ 理論スペクトル
Ｒｃ 理論スペクトル
Ｔα 概算温度
Ｔβ 算出温度
Ｔγ 補正後温度
Ｔａ 第一の温度
Ｔｂ 第二の温度
Ｔｃ 第三の温度
Ｔｄ 第四の温度
Claims (6)
- 測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義される各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析方法であって、
前記理論スペクトルは、予め温度・圧力毎にデータベース化されたテーブルとして記憶装置に記憶されており、
前記フィッティングは、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも１回行うステップと、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるステップと、
前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるステップと、
を有することとする、排気ガスの温度分析方法。 - 前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度である、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ガスの温度分析方法。
- 測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義される各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度とする、排気ガスの温度分析装置であって、
前記理論スペクトルが、予め温度・圧力毎にデータベース化されたテーブルとして記憶されている記憶装置と、
前記フィッティングにおいて、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも一回行うための手段と、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるための手段と、
前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるための手段と、
を有することとする、排気ガスの温度分析装置。 - 前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度である、ことを特徴とする請求項３に記載の排気ガスの温度分析装置。
- 測定ガスの実測スペクトルと、温度・圧力毎に予め定義されデータベース化されたテーブルとして記憶手段に記憶されている各理論スペクトルをフィッティングし、フィッティングにより選択された理論スペクトルにて定義される温度を、前記測定ガスの温度として算出するために、コンピュータを、
前記フィッティングにおいて、前回の温度分析で求められる或る温度を基準とする第一温度範囲内にて定義される一部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って概算温度を求めることを少なくとも一回行うための手段、
前記概算温度を基準とし、前記第一温度範囲よりも狭い第二温度範囲内にて定義される全部の理論スペクトルと実測スペクトルのフィッティングを行って算出温度を求めるための手段、
前記コンピュータを、前記フィッティングにおいて参照される理論スペクトルの圧力と、測定ガスの実測圧力の間に圧力誤差があるときに、前記算出温度に対し、前記圧力誤差に関する離散化補正をし、補正後温度を求めるための手段、
として機能させるための排気ガスの温度分析プログラム。 - 前記前回の温度分析で求められる或る温度は、前回の温度分析にて求められる概算温度、又は、前回の温度分析にて求められる算出温度、又は、前回の温度分析にて求められる補正後温度である、ことを特徴とする請求項５に排気ガスの温度分析プログラム。
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