TWI237694B - Gas analysis system and method - Google Patents
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Description
1237694 _案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明係有關於一種未知物解析系統及方法，且特別 有關於一種可以透過自動解析未知物之紅外光吸收光譜資 訊來達成未知物之物種分析與濃度警示之氣體解析系統及 方法。 先前技術 在環境、安全與衛生的領域中，氣體種類、濃度、與 空氣品質的監測已成為重要課題之一。舉例來說，若廠房 中的製程管路發生洩漏，則洩露出來 '的·氣體種類與濃度將 會嚴重影響製程的品質，且形成相關操作人員安全的不確 定因子。習知對於氣體的偵測係利用特定的感測器來對於 特定的氣體進行分析，由於無法對於所有的未知物進行解 析與判斷濃度，且相應之成本昂貴，因此，並無法有效推 廣至一般業界使用。 另一種鑑別分子種類的方法係利用傅立葉轉換紅外光 譜儀來進行解析。傅立葉轉換紅外光譜儀可以偵測分子的 紅外光吸收光譜，内部包含一紅外光源、一干涉儀、一鏡 片系統、與一偵測器。干涉儀利用光的干涉原理，可以獲 得分子的紅外光干涉圖。其中，紅外光干涉圖係紅外光強 度與時間的關係圖。之後，再利用傅立葉轉換法將此時間 範圍之光譜（紅外光干涉圖）轉換為頻率範圍的光譜（紅外 光原始光譜）。藉由量測參考氣體與樣本氣體之紅外光原 始光譜，再經由換算可以得到樣本氣體之紅外光吸收光 譜。而利用樣本氣體之紅外光吸收光譜上的譜線及比爾定
第9頁 1237694 _案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（2) 律可以鑑別分子的種類，並決定分子的濃度。 當分子的偶極距發生改變，且紅外光所具有的能量恰 巧等於分子不同振動能階間所需要的躍遷能量時，分子可 以吸收該特定波長的紅外光，而產生獨特的紅外光吸收光 譜。分子的紅外光吸收光譜會隨著分子的種類與結構而不 同，此種光譜特性將使得紅外光吸收光譜/成為鑑別分子種 類及決定分子濃度的有效工具。 然而，在所有的氣體解析方法中皆係利用人工方式依 據經驗進行分析或是與樣本光譜逐一 '進'行比對，當氣體的 種類繁多時，甚至出現未知物時，該項工作便顯得耗時與 費力。此外，所獲得之氣體濃度與種類也僅限於了解是否 符合法規要求，少有進一步的運用。 發明内容 有鑑於此，本發明之主要目的為提供一種可以透過自 動解析未知物之紅外光吸收光譜資訊來達成未知物之物種 之氣體解析系統及方法。 本發明的另一目的為提供一種氣體解析系統及方法， 可以結合網際網路或無線網路於遠端監控此氣體解析系 統。 本發明的另一目的為提供一種氣體解析系統及方法， 可以結合警示裝置或廠内監控系統，用以當未知物之濃度 高於一臨限濃度值時，發出一警示訊號。 為了達成本發明之上述目的，可藉由本發明所提供之 氣體解析系統及方法來達成。
第10頁 1237694 __案號 9Π38113_年月日__ 五、發明說明（3) 依據本發明實施例之氣體解析系統，包括傅立葉轉換 紅外光譜儀、訊號轉換模組、未知物自動解析模組、量測 模型決定模組、濃度解析模組、與警示系統控制模組。 訊號轉換模組由傅立葉轉換紅外光譜儀接收相應參考 氣體與樣本氣體之紅外光干涉圖，並計算個別之原始光譜 與樣本氣體之吸收光譜圖。未知物自動解ί斤模組依據吸收 光譜圖將樣本氣體進行定性分析，從而得知相應樣本氣體 之化學物種。量測模型決定模組決定相應此樣本氣體之濃 度量測模型。濃度解析模組依據吸收光·譜圖、濃度量測模 型、與相應化學物種之標準光譜計算相應之氣體濃度。當 氣體濃度大於一臨線濃度值時，警示系統控制模組發出一 警示訊號。 氣體解析系統更包括一趨勢圖顯示模組，用以將相應 樣本氣體於不同時間點之氣體濃度進行顯示，與一物質安 全資料搜尋模組，用以依據相應樣本氣體之化學物種由一 資料庫檢索相應化學物種之化學物種資訊。而當警示系統 控制模組發出警示訊號時，物質安全資料搜尋模組則將相 應化學物種之化學物種資訊顯示於一顯示介面。 . 氣體解析系統更包括一冷卻液體添加系統，用以自動 添加冷卻液體至傅立葉轉換紅外光譜儀，且訊號轉換模組 更可於無法由該傅立葉轉換紅外光譜儀接收紅外光干涉圖 時，傳送一訊號至冷卻液體添加系統，致使冷卻液體添加 系統添加冷卻液體至傅立葉轉換紅外光譜儀。 氣體解析系統更包括一遠端監控模組，用以提供一客
1237694 _案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（4) 戶端透過網路監控氣體解析系統。 此外，依據本發明實施例之氣體解析方法，首先，由 傅立葉轉換紅外光譜儀接收相應樣本氣體之參考紅外光干 涉圖與樣本紅外光干涉圖。接著，依據參考與樣本紅外光 干涉圖計算相應樣本氣體之吸收光譜圖。之後，依據吸收 光譜圖將樣本氣體進行定性分析’從而得知相應樣本氣體 之化學物種。 接著，依據樣本氣體之化學物種決定相應該樣本氣體 之濃度量測模型，並依據吸收光譜圖'、Ί農度量測模型、與 相應化學物種之標準光譜計算相應此樣本氣體之氣體濃 度。而當相應樣本氣體之氣體濃度大於相應化學物種之臨 線濃度值時，則發出一警示訊號。 類似地，亦可將相應樣本氣體於不同時間點之氣體濃 度進行顯示，且依據相應樣本氣體之化學物種由一資料庫 檢索相應化學物種之化學物種資訊。而當警示訊號發出 時，則可以將相應化學物種之化學物種資訊顯示於一顯示 介面。 依據本發明實施例，更以一冷卻液體添加系統自動添 加冷卻液體至傅立葉轉換紅外光譜儀，且當該訊號轉換模 組無法由該傅立葉轉換紅外光譜儀接收紅外光干涉圖時， 傳送一訊號至冷卻液體添加系統，致使冷卻液體添加系統 添加冷卻液體至傅立葉轉換紅外光譜儀。 依據本發明實施例更提供一客戶端透過一網路監控相 應該樣本氣體之氣體濃度。
第12頁 1237694 -㈣^·38113-k月a 條正 ——__ 五、發明說明（5) 實施方式 第1圖顯示依據本發明實施例之氣體解析系統之系統 架構。 依據本發明實施例之氣體解析系統1 〇 〇包括一傅立葉 轉換紅外光譜儀（Fourier Transform Infrared S p e c t r o m e t e r ) 1 0 1、一冷卻液體添加系統1 〇 2、一訊號轉 換模組1 0 3、一未知物自動解析模組1 〇 4、一量測模型 (Calibration Μ o d e 1 )決定模組1 0 5、一物質安全資料搜尋 模組1 0 6、一濃度解析模組1 〇 7、一趨'勢圖顯示模組1 〇 8、 一警示糸統控制模組1 0 9、一遠端監控模組1 1 〇、一馨示裝 置/廠内監控糸統1 1 1、一客戶端1 1 2、一顯示介面1 1 3、一 特徵譜線資料庫1 1 4、一物種資訊資料庫1 1 $、與一標準光 譜資料庫1 1 6。 如丽所述’傅立葉轉換紅外光譜儀1 〇丨係用以偵測分 子的紅外光吸收光禮’内部包含一紅外光源、一干涉儀、 一鏡片系統、與一偵測器。干涉儀利用光的干涉原理，可 以獲得紅外光強度相應時間關係之紅外光干涉圖。 傅立葉轉換紅外光譜儀1 0 1可以是為抽氣式 (Extract ive)傅立葉轉換紅外光譜儀或開放光徑式（〇pen — Pa th )傅立葉轉換紅外光譜儀。上述兩種傅立葉轉換紅外 光譜儀的差別在於抽氣式傅立葉轉換紅外光譜儀具有一氣 體偵測腔，而開放光徑式傅立葉轉換紅外光譜儀則益。對 於部=具有很強紅外光吸收特性的分子而言，開放光徑式 傳立葉轉換紅外光譜儀的偵測極限可以低至數叩b。注意
第13頁 1237694 _案號91138113_年月日__ 五、發明說明（6) 的是，任何可以應用於偵測分子之紅外光吸收光圖之傅立 葉轉換紅外光譜儀皆可適用於本發明。 由於傅立葉轉換紅外光譜儀1 0 1必須於一定的低溫 下，、如7 7 K (攝氏零下1 9 0多度）進行運轉，方可獲得最佳之 數據結果，因此冷卻液體添加系統1 0 2用以自.動添加冷卻 液體至傅立葉轉換紅外光譜儀1 0 1，維持傅/立葉轉換紅外 光譜儀1 0 1的溫度，以延長其採樣時間，利於長期進行氣 體監控。
訊號轉換模組1 0 3可以透過連結介面，如訊號擷取介 面卡、RS 2 3 2、網路等由傅立葉轉換紅外光譜儀1 0 1接收相 應樣本氣體之參考與樣本紅外光干涉圖，並計算樣本氣體 之吸收光譜圖。其中’參考紅外光干涉圖係指沒有包含樣 本氣體之情況下其他氣體的干涉圖。注意的是，依據傅立 葉轉換公式可以將紅外光干涉圖轉換為原始光譜，熟習此 領域者皆可輕易完成，在此不再贅述。此外，在本實例中 紅外光干涉圖轉換為原始光譜的動作係於訊號轉換模組 1 0 3中進行，然而，部份傅立葉轉換紅外光譜儀1 0 1亦可以 直接將紅外光干涉圖轉換為原始光譜，此時，訊號轉換模 組1 0 3僅用於計算樣本氣體之吸收光譜圖。
第2圖顯示訊號轉換模組1 0 3之操作流程。首先，如步 驟S 2 0 1，判斷訊號轉換模組1 0 3是否可以由傅立葉轉換紅 外光譜儀1 01接收相應樣本氣體之參考與樣本紅外光干涉 圖。當無法由傅立葉轉換紅外光譜儀1 0 1接收參考紅外光 干涉圖與/或樣本紅外光干涉圖時（步驟S2 0 1的否），則如
第14頁 1237694 _案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（7) 步驟S 2 0 2，訊號轉換模組1 0 3傳送一訊號至冷卻液體添加 系統1 0 2，致使冷卻液體添加系統1 0 2添加冷卻液體至傅立 葉轉換紅外光譜儀1 〇 1，以確保傅立葉轉換紅外光譜儀1 〇 1 可以於特定低溫下正常運作。當可以由傅立葉轉換紅外光 譜儀1 0 1接收參考紅外光干涉圖與/或樣本紅外光干涉圖時 (步驟S 2 0 1的是），則如步驟S 2 0 3，訊號轉k模組1 0 3判斷 接收紅外光干涉圖之訊號是否過小或是雜訊過大，當相應 之訊號過小或雜訊過大時（步驟S 2 0 3的是），則如步驟 S 2 0 2，訊號轉換模組1 0 3傳送一訊號莖’冷卻液體添加系統 1 0 2，致使冷卻液體添加系統1 0 2添加冷卻液體至傅立葉轉 換紅外光譜儀1 0 1，以確保傅立葉轉換紅外光譜儀1 0 1可以 於‘特定低溫下正常運作。 當接收的訊號正常時（步驟S 2 0 3的否），則如步驟 S2 0 4，將相應樣本氣體之參考與樣本紅外光干涉圖經過傅 立葉轉換法運算，即將以時間範圍的紅外光干涉圖轉換為 以頻率範圍之原始光譜。接著，如步驟S 2 0 5，將樣本原始 光譜減去參考原始光譜（相同X軸值下，Y軸值相減），可以 獲得樣本氣體之吸收光譜圖。之後，如步驟S 2 0 6，訊號轉 換模組1 0 3便將吸收光譜傳送至未知物自動解析模組1 0 4。 未知物自動解析模組1 0 4可以依據吸收光譜圖將樣本 氣體進行定性分析。未知物自動解析模組1 0 4將吸收光譜 圖中的每一根譜線與特徵譜線資料庫1 1 4中所記錄相應不 同化學物種之特徵譜線進行比對，從而得知相應此樣本氣 體中所含之化學物種。第3圖顯示一吸收光譜3 0 0例子，在
第15頁 1237694 案號 91138113 曰 修正 五、發明說明（8) 此例子中，相應此化學物種之吸收光譜3 0 0具有四根主要 譜線：a、b、c與d。注意的是，當樣本氣體包含多種氣體 時，未知物自動解析模組1 0 4亦可透過上述比對自動將其 解析得知。 當未知物自動解析模組1 0 4解析出樣本氣體中所包含 的化學物種之後，物質安全資料搜尋模組1 0 6可以依據相 應樣本氣體之化學物種由物種資訊資料庫11 5檢索相應學 物種之化學物種資訊，並可顯示於顯示介面1 1 3中。其 中，化學物種資訊可以包括此化學物種_之物性與化性資 料、味/嗅覺特徵、與對於人體的危害特徵等等資訊。另 外，物質安全資料搜尋模組1 0 6亦可以提供介面予使用者 用以輸入已知的氣味、外觀，例如顏色、腐蝕狀況等、來 查詢其所發覺之特定物種。此外，當警示系統控制模組 1 0 9發出警示訊號時，物質安全資料搜尋模組1 0 6亦可應此 警示訊號將相應化學物種之化學物種資訊顯示於顯示介面 1 1 3。警示系統控制模組1 0 9的操作將於之後說明。 另外，當未知物自動解析模組1 0 4解析出樣本氣體中 所包含的化學物種之後，量測模型決定模組1 0 5可以分別 決定相應樣本氣體中不同化學物種之濃度量測模型。量測 模型決定模組1 0 5具有不同特徵譜線部份重疊時的解析條 件。同時，量測模型決定模組1 0 5可由特徵譜線資料庫1 1 4 中取得相應不同化學物種之吸收光譜中適用之光譜計算區 間，且可由標準光譜資料庫1 1 6中取得適合預估濃度範圍 之相應不同化學物種的標準光譜資料。此外，濃度量測模
第16頁 1237694 __案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（9) 型可以包括相應樣本氣體中化學物種之氣體濃度之光譜計 算區間與/或不同化學物種之氣體濃度之光譜計算區間的 重疊情況。
舉例來說，假設經過未知物自動解析模組1 0 4解析之 後，樣本氣體中包含化學物種A、B、與C，且透過檢索特 徵譜線資料庫1 1 4可以得知相應化學物種A' B、與C適用之 光譜計算區間分別為Ral; Rbl、Rb2、Rb3; Rcl、Rc2，且化學物 種B與C之每一光譜計算區間的吸收強度大小為Rb3>Rbl>Rb2; Rc2>Rc1，且Rb3、Rb與Rb與化學物種A與' C的光譜計算區間皆 有重疊，惟R b與R c具有最少之重疊狀況。 首先，依照每一化學物種可以選用的光譜計算區間數 目從小至大進行排序，所得排序結果為A，C，B。之後，
依據排序結果的順序與每一化學物種中可選用之光譜計算 區間的吸收強度來選取每一化學物種之光譜計算區間。以 上述例子為例，首先，化學物種A的光譜計算區間選定為 R al。接著，由於化學物種A與C之光譜計算區間沒有重疊的 情況產生，因此，化學物種C選擇吸收強度最強或最適當 (不超過上限）之光譜計异區間RC2。之後’由於Rb3、Rb與Rb2 與化學物種A與C的光譜計算區間皆有重疊，而R b與R c具有 最少之重疊狀況，因此，化學物種B選擇光譜計算區間 R b2，並記錄R b與R cl重疊之狀況。當對於樣本氣體中所有化 學物種之光譜計算區間選定完成之後，便可形成相應此樣 本氣體之濃度量測模型。 濃度解析模組1 0 7可以對於不同之化學物種依據訊號
第17頁 1237694 _案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（10) 轉換模組1 0 3接收之吸收光譜圖、量測模型決定模組1 0 5決 定之濃度量測模型、與記錄於標準光譜資料庫Π 6中相應 此化學物種之標準光譜，並利用古典最小平方差等多變數 分析法與比爾定律來計算相應此化學物種之氣體濃度。注 意的是，當此物種之計算區域與其他物種之定量區域未重 疊時，計算氣體濃度的方法可以使用積分方法來計算吸收 光譜中相應此化學物種於濃度量測模型所指定區間的面積 並與相應相同解析度之標準光譜的面積與濃度進行等比運 算。此外，當有不同的化學物種重疊時·，則可以透過曲線 相稱法（C u r v e F i 11 i n g )或多變數分析法（M u 11 i v a r i a t e A n a 1 y s i s )來進行運算，以達到最精確的運算結果。 濃度解析模組1 0 7計算出化學物種之氣體濃度之後， 可以將其傳送至趨勢圖顯示模組1 0 8。趨勢圖顯示模組1 0 8 便可將相應樣本氣體中不同化學物種的氣體濃度進行單獨 或是同時顯示於顯示介面1 1 3，而隨著時間趨勢圖顯示模 組1 0 8亦可將於不同時間點之氣體濃度之趨勢圖進行顯示 於顯示介面1 1 3。 此外，濃度解析模組1 0 7亦將計算出相應化學物種之 氣體濃度傳送至警示系統控制模組1 0 9。警示系統控制模 組1 0 9中可以記錄相應不同化學物種之臨線濃度值，如法 定容許濃度（Threshold Limit Value， TLV)。當某一化學 物種之氣體濃度大於其相應之臨線濃度值時，則警示系統 控制模組1 0 9可以發出一警示訊號。如前所述，物質安全 資料搜尋模組1 0 6接收到此警示訊號時，便可應此警示訊
第18頁 1237694 _案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（11) 號將相應之化學物種資訊顯示於顯示介面1 1 3。此外，設 置於廠房内之警示裝置/廠内監控系統1 1 1可以與警示系統 控制模組1 0 9相互耦接，且當接收到警示訊號時，可以透 過警鈴、簡訊、電子郵件、傳呼機、電話等方式警示相關 人員，並即時提供緊急應變小組所需的廠内資訊，如特定 氣體濃度異常升高，以利後續之應變動作％或特定氣體濃 度回復至安全水平，廠内人員復歸，並繼續廠内之正常運 作。
此外，遠端監控模組1 1 0係用以提供客戶端1 1 2可以透 過網路，如網際網路或無線網路，並經過適當身份認證之 後來監控樣本氣體中化學物種之氣體濃度與氣體解析與警 示系統1 0 0中的所有單元運作。 第4圖顯示依據本發明實施例之氣體解析方法之操作 流程。
依據本發明實施例之氣體解析方法，首先，如步驟 S4 0 1，判斷是否可以由傅立葉轉換紅外光譜儀接收相應樣 本氣體之參考與樣本紅外光干涉圖。當無法由傅立葉轉換 紅外光譜儀接收參考紅外光干涉圖與/或樣本紅外光干涉 圖日夸（步驟S4 0 1的否），則如步驟S4 0 2，傳送一訊號至冷卻 液體添加系統，致使冷卻液體添加系統添加冷卻液體至傅 立葉轉換紅外光譜儀，以確保傅立葉轉換紅外光譜儀可以 於特定低溫下正常運作。當可以由傅立葉轉換紅外光譜儀 接收參考紅外光干涉圖與/或樣本紅外光干涉圖時（步驟 S4 0 1的是），則如步驟S4 0 3，判斷接收紅外光干涉圖之訊
第19頁 1237694 _案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（12) 號是否過小或是雜訊過大，當相應之訊號過小或雜訊過大 時（步驟S4 0 3的是），則如步驟S4 0 2，傳送訊號至冷卻液體 添加系統，致使冷卻液體添加系統添加冷卻液體至傅立葉 轉換紅外光譜儀，以確保傅立葉轉換紅外光譜儀可以於特 定低溫下正常運作。 當接收的訊號正常時（步驟S4 0 3的否則如步驟 S4 0 4，依據參考與樣本紅外光干涉圖計算相應樣本氣體之 吸收光譜圖。之後，如步驟S4 0 5，依據吸收光譜圖將樣本 氣體進行定性分析，從而得知相應樣 '本'氣體中之化學物 種。接著，如步驟S4 0 6，依據樣本氣體之化學物種決定相 應樣本氣體之濃度量測模型，並如步驟S4 0 7，依據吸收光 譜圖、濃度量測模型、與相應化學物種之標準光譜計算相 應此樣本氣體之氣體濃度。 接著，如步驟S4 0 8，將相應樣本氣體中不同化學物種 的氣體濃度進行單獨或是同時顯示於顯示介面，而隨著時 間的變化亦可將於不同時間點之氣體濃度之趨勢圖顯示於 顯示介面。 之後，如步驟S4 0 9，判斷樣本氣體中所有化學物種之 氣體濃度是否大於相應之臨線濃度值。若某一化學物種之 氣體濃度大於相應之臨線濃度值時（步驟S 4 0 9的是），則如 步驟S4 1 0，發出一警示訊號，並如步驟S4 1卜將相應大於 臨線濃度值之化學物種之物種資訊顯示於顯示介面。而若 並無化學物種之氣體濃度大於相應之臨線濃度值時（步驟 S4 0 9的否），亦可如步驟S4 1 1，將樣本氣體中相應化學物
1237694 __案號 91138113_年月日__ 五、發明說明（13) 種之物種資訊顯示於顯示介面中。 因此，藉由本發明所提供之氣體解析系統及方法，可 以透過自動解析未知物之紅外光吸收光譜資訊來達成未知 物之物種與濃度分析。此外，透過警示裝置或廠内監控系 統可以即時提供警示資訊，以利相關人員進行緊急處理。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上' 然其並非用以 限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
第21頁 1237694 _案號 91138113_年月日__ 圆式簡單說明 為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂， 下文特舉實施例，並配合所附圖示，進行詳細說明如下： 第1圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之氣體解 析系統之系統架構。 第2圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之訊號轉 換模組之操作流程。 第3圖顯示一吸收光譜例子。 第4圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之氣體解 析方法之操作流程。 '
符號說明 1 00〜氣體解析系統； 1 0 1〜傅立葉轉換紅外光譜儀； 1 0 2〜冷卻液體添加系統； 1 0 3〜訊號轉換模組； 1 0 4〜未知物自動解析模組； 1 0 5〜量測模型決定模組； 1 0 6〜物質安全資料搜尋模組； 1 0 7〜濃度解析模組； 1 0 8〜趨勢圖顯示模組；
1 0 9〜警示系統控制模組； 1 1 0〜遠端監控模組； 1 1 1〜警示裝置/廠内監控系統； 1 1 2〜客戶端； 1 1 3〜顯示介面；
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Claims (1)
1237694 _案號 91138113_年月日__ 六、申請專利範圍 1 . 一種氣體解析系統，包括： 一傅立葉轉換紅外光譜儀，送出相應一樣本氣體之一 參考紅外光干涉圖與一樣本紅外光干涉圖； 一訊號轉換模組，透過一介面耦接至該傅立葉轉換紅 外光譜儀，用以接收該參考紅外光干涉圖與該樣本紅外光 干涉圖，依據該參考紅外光干涉圖與該樣i紅外光干涉圖 計算相應該樣本氣體之一吸收光譜圖，並送出該吸收光譜 圖； 一未知物自動解析模組，接收該 '吸收光譜圖，依據該 吸收光譜圖將該樣本氣體進行定性分析’從而得知相應該 樣本氣體之至少一化學物種； 一量測模型決定模組，依據該樣本氣體之化學物種決 定相應該樣本氣體之一濃度量測模型； 一濃度解析模組，依據該吸收光譜圖、該濃度量測模 型、與相應該化學物種之一標準光譜計算相應該樣本氣體 之氣體濃度； 一冷卻液體添加系統，用以自動添加冷卻液體至該傅 立葉轉換紅外光譜儀； 一警示系統控制模組，當相應該樣本氣體之氣體濃度 大於相應該化學物種之一臨線濃度值時，發出一警示訊 號； 一趨勢圖顯示模組，用以將相應該樣本氣體於不同時 間點之氣體濃度進行顯示；以及 一物質安全資料搜尋模組，用以依據相應該樣本氣體
第24頁 1237694 _案號 91138113_年月日__ 六、申請專利範圍 之化學物種由一資料庫檢索相應該化學物種之化學物種資 訊。 2 .如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，當該 警示系統控制模組發出該警示訊號時，該物質安全資料搜 尋模組更將相應該化學物種之化學物種資訊顯示於一顯示 介面。 3 .如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，其中 該化學物種資訊包括相應該化學物種之物性資料、化性資 料、味/嗅覺特徵、與危害特徵。 4 .如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，其中 該訊號轉換模組更包括若無法由該傅立葉轉換紅外光譜儀 接收該參考紅外光干涉圖與該樣本紅外光干涉圖時，傳送 一訊號至該冷卻液體添加系統，致使該冷卻液體添加系統 添加冷卻液體至該傅立葉轉換紅外光譜儀。 5 .如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，更包 括一遠端監控模組，用以提供一客戶端透過一網路監控該 氣體解析與警示系統。 6 .如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，其中 該傅立葉轉換紅外光譜儀為抽氣式傅立葉轉換紅外光譜 儀。 7 .如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，其中 該傅立葉轉換紅外光譜儀為開放光徑式傅立葉轉換紅外光 譜儀。 8 .如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，更包
1237694 _案號 91138113_年月日_ί±^_ 六、申請專利範圍 括一特徵譜線資料庫，記錄相應不同化學物種之特徵譜 線。 9 .如申請專利範圍第8項所述之氣體解析系統，其中 該未知物自動解析模組依據該吸收光譜圖將該樣本氣體進 行定性分析的方法係將該吸收光譜圖與該特徵譜線資料庫 中所記錄之特徵譜線進行比對，從而得知應該樣本氣體 之化學物種。
1 0 .如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，其中 該濃度解析模組係依據該吸收光譜圖'、·該濃度量測模型、 與相應該化學物種之一標準光譜並利用古典最小平方差等 多變數分析法與比爾定律計算相應該樣本氣體之氣體濃 度。 1 1.如申請專利範圍第1項所述之氣體解析系統，其中 該濃度量測模型包括相應該樣本氣體之氣體濃度之光譜計 算區間。 1 2 . —種氣體解析方法，包括下列步驟： 由一傅立葉轉換紅外光譜儀接收相應一樣本氣體之一 參考紅外光干涉圖與一樣本紅外光干涉圖；
依據接收紅外光干涉圖之訊號，一冷卻液體添加系統 自動添加冷卻液體至該傅立葉轉換紅外光譜儀； 依據該參考紅外光干涉圖與該樣本紅外光干涉圖計算 相應該樣本氣體之一吸收光譜圖； 依據該吸收光譜圖將該樣本氣體進行定性分析，從而 得知相應該樣本氣體之至少一化學物種；
第26頁 1237694 __案號 91138113_年月日__ 六、申請專利範圍 依據該樣本氣體之化學物種決定相應該樣本氣體之一 濃度量測模型； 依據該吸收光譜圖、該濃度量測模型、與相應該化學 物種之一標準光譜計算相應該樣本氣體之氣體濃度； 將相應該樣本氣體於不同時間點之氣體濃度進行顯 示；以及 當相應該樣本氣體之氣體濃度大於相應該化學物種之 一臨線濃度值時，發出一警示訊號。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之氣體解析方法，更 包括依據相應該樣本氣體之化學物種由一資料庫檢索相應 該化學物種之化學物種資訊。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項所述之氣體解析方法，更 包括當發出該警示訊號時，將相應該化學物種之化學物種 資訊顯示於一顯示介面。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項所述之氣體解析方法，其 中該化學物種資訊包括相應該化學物種之物性資料、化性 資料、味/嗅覺特徵、與危害特徵。 1 6 .如申請專利範圍第1 2項所述之氣體解析方法，更 包括若無法由該傅立葉轉換紅外光譜儀接收該參考紅外光 干涉圖與該樣本紅外光干涉圖時，傳送一訊號至該冷卻液 體添加系統，致使該冷卻液體添加系統添加冷卻液體至該 傅立葉轉換紅外光譜儀。 1 7 .如申請專利範圍第1 2項所述之氣體解析方法，更 包括提供一客戶端透過一網路監控相應該樣本氣體之氣體
第27頁 1237694 _案號 91138113_年月日__ 六、申請專利範圍 濃度。 1 8 .如申請專利範圍第1 2項所述之氣體解析方法，其 中該傅立葉轉換紅外光譜儀為抽氣式傅立葉轉換紅外光譜 儀。 1 9 .如申請專利範圍第1 2項所述之氣體解析方法，其 中該傅立葉轉換紅外光譜儀為開放光徑式ί專立葉轉換紅外 光譜儀。 2 0 .如申請專利範圍第1 2項所述之氣體解析方法，更 包括提供一特徵譜線資料庫，記錄相應·不同化學物種之特 徵譜線。 2 1.如申請專利範圍第2 0項所述之氣體解析方法，其 中依據該吸收光譜圖將該樣本氣體進行定性分析的方法係 將該吸收光譜圖與該特徵譜線資料庫中所記錄之特徵譜線 進行比對，從而得知相應該樣本氣體之化學物種。 2 2 .如申請專利範圍第1 2項所述之氣體解析方法，其 中係依據該吸收光譜圖、該濃度量測模型、與相應該化學 物種之一標準光譜並利用古典最小平方差等多變數分析法 與比爾定律計算相應該樣本氣體之氣體濃度。 2 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之氣體解析方法，其 中該濃度量測模型包括相應該樣本氣體之氣體濃度之光譜 計算區間。
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