長變化；
[0032] c)光檢測器，其對由所述光源生成、通過了測定對象氣體的光的強度進行檢測；
[0033] d)多項式近似部，其在波長的各點在規(guī)定的波長寬度的范圍內利用近似多項式對 伴隨著所述光源控制部所引起的波長的變化的、由所述光檢測器檢測到的光強度的變化的 曲線進行近似；
[0034] e)微分曲線制作部，其基于所述各點的近似多項式的各項的系數(shù)，制作所述曲線 的包含零階的n階微分曲線；以及
[0035] f)物理量決定部，其基于所述包含零階的n階微分曲線，決定所述測定對象氣體 的溫度、濃度、以及壓力中的至少一個。
[0036] 另外，在此所說的"波長"與"波數(shù)"是唯一對應的，采用"波數(shù)"組成同樣的構成當 然也是可能的。
[0037] 在本發(fā)明所涉及的氣體吸收分光裝置中，照射于測定對象氣體的光（通常采用激 光，但也未必限定于此）雖然與DLAS同樣地使波長變化（進行波長掃描），但是不會像WMS 那樣對波長進行調制。另外，波長掃描可以在規(guī)定的最低頻率和最高頻率之間僅變化（掃 描）1次，也可以多次反復掃描。
[0038] 該光在通過了測定對象氣體之后，通過光檢測器被受光，從而對其強度變化進行 檢測。進行波長掃描的波長范圍預先被設為包含了測定對象氣體的吸收波長的范圍，所以 由光檢測器檢測到的光的光譜線型（上述"伴隨著所述光源控制部所引起的波長的變化 的、由所述光檢測器檢測到的光強度的變化的曲線"）中，出現(xiàn)以測定對象氣體所固有的波 長為中心的吸收峰。
[0039] 在本發(fā)明所涉及的氣體吸收分光裝置中，對于包含該吸收峰值的光譜線型，進行 與麗S處理類似的數(shù)學運算。具體來說，以各波長點為中心，對于與麗S的波長調制深度相 當?shù)膮^(qū)間的光譜線型進行n次多項式近似，基于傅里葉變換的原理，采用n次多項式的系 數(shù)，再現(xiàn)麗S信號振幅。該原理如下。
[0040] 在WMS處理中，一般都知道進行同步檢波而得到的n階高次諧波的光譜線型近似 變成為對吸收光譜n階微分后的波形（非專利文獻2Equation8)。因此，如果對通過波 長掃描得到的光譜進行n階微分的話，則認為能夠得到與n階同步檢波相當?shù)墓庾V。但是， 進行n階微分的話，測量數(shù)據的噪聲的影響大，在實用上具有問題。因此，在本發(fā)明所涉及 的氣體吸收分光裝置中，對于以想要求得高次諧波信號的波長為中心的某范圍進行m次多 項式近似。所得到的多項式的系數(shù)就成為通過WMS處理得到的高次諧波信號。此時，進行 多項式近似的范圍與WMS處理中的調制振幅相當。
[0041] 該近似多項式的次數(shù)越高，越能進行精度高的近似，但是一般采用一次或者二次 多項式近似就足夠了。
[0042] 又，也進行氣體吸收以外的光遮斷等光量變化校正處理。
[0043] 發(fā)明的效果
[0044] 在本發(fā)明所涉及的氣體吸收分光裝置中，由于光源僅進行數(shù)100kHz以下的波長 掃描，所以相對于光源的注入電流的振蕩波長被準確地決定。而且，由于基于其波長信息通 過數(shù)學運算進行WMS處理，所以能夠不受光源驅動電源?光源自身的非線性的影響地，以準 確的波長調制深度進行高階同步檢測。
[0045] 又，由于采用數(shù)學的處理，所以可以采用一個光源同時取得基于多個調制深度的 WMS光譜，采用一個光源實現(xiàn)以往不采用兩個以上的光源就無法測定的溫度測定也變得容 易。進一步地，在進行溫度測定時，為了使測定溫度的壓力依存性為最小，需要事先將調制 深度調整為最佳，但是在本發(fā)明中，能夠通過事后分析來對調制深度進行調整。
【附圖說明】
[0046] 圖1是本發(fā)明所涉及的氣體吸收分光裝置的一實施例的概略結構圖。
[0047] 圖2是通過本發(fā)明對測定對象氣體的濃度等特性進行測定的情況下的步驟的流 程圖。
[0048]圖3是示出以往的麗S法（a)、本發(fā)明所涉及的方法（b)中的激光光源的波長變化 的形態(tài)的圖表。
[0049] 圖4是用于本發(fā)明的驗證的氣體的透射光譜的線型。
[0050] 圖5是示意性地示出以多項式表示光譜線型的狀態(tài)的說明圖。
[0051] 圖6是一階同步檢波線型（虛線）和通過本發(fā)明所涉及的方法（二次多項式使 用）算出的一階微分線型（實線）的圖表。
[0052] 圖7是二階同步檢波線型（虛線）和通過本發(fā)明所涉及的方法（二次多項式使 用）算出的二階微分線型（實線）的圖表。
[0053] 圖8是作為相對于波數(shù)I標繪系數(shù)b^的結果而作成的光譜線型。
【具體實施方式】
[0054] 在圖1中示出本發(fā)明所涉及的氣體吸收分光裝置的一實施例的概略結構。夾著收 容有測定對象氣體的、或者測定對象氣體所通過的氣室11，在一方配置激光光源12,在另 一方配置光檢測器13。激光光源12是波長可變的光源，光源控制部14在規(guī)定的最低波長 至最高波長之間對其波長進行掃描（使波長變化）。從光檢測器13輸出的、表示光強度的 電信號由A/D轉換器15數(shù)字采樣，被發(fā)送至分析部16。
[0055] 對測定對象氣體的濃度、溫度、壓力等進行測定的情況下的步驟如下所述（圖2)。 光源控制部14使激光光源12發(fā)射規(guī)定的最低波長的激光（步驟S1)，使其波長依次變化直 到掃描至最高波長為止（步驟S2)。另外，如前所述，以往的WMS法中，如圖3的（a)所示， 在使波長變化（掃描）時以規(guī)定波長幅度對其波長進行調制，但在本發(fā)明所涉及的方法中， 如圖3的（b)所示，不進行這樣的調制。來自激光光源12的光通過氣室11中的測定對象 氣體，在與該測定對象氣體相應的波長處在那受到吸收。通過了測定對象氣體的激光的強 度由光檢測器13來檢測。光檢測器13所輸出的、表示光強度的電信號通過A/D轉換器15 被數(shù)字化，并被輸送給分析部16。該電信號的變化就成為所述光譜線型（步驟S3)。在分 析部16,基于表示該光譜線型的數(shù)據，進行后述的數(shù)學運算。
[0056] 關于分析部16所進行的、采用檢測信號的多項式近似的數(shù)學運算，接下來與通過 以往的WMS進行的方法相比較地進行說明。首先，采用從HITRAN2008數(shù)據庫得到的以C02 的吸收峰值為中心的光譜線型，作為當作處理對象的氣體吸收光譜。當然，實際上對于如所 述那樣得到的光譜線型進行以下的運算。
[0057] 對于該光譜，將基于作為以往方法的麗S模擬鎖相放大器得到的結果、和通過本 發(fā)明所涉及的氣體吸收分光裝置的分析部16所進行的多項式近似運算得到的結果進行了 比較。
[0058] 在圖4中示出在此所采用的透射光譜的線型。這是模擬C023%、壓力latm、光路 長度5cm的氣室而求出的，著眼于2ynKSOOOcnT1)附近的一條吸收線。
[0059] 已知的是，一般在大氣壓下的環(huán)境下，吸收峰值由以下的洛侖茲函數(shù)表示。
[0060] [數(shù)式 1]
[0062] 其中，v為波數(shù)，A為峰值面積，V。為峰值波數(shù)，a^為洛侖茲展寬的半高半寬。
[0063] 基于WMS法對入射激光賦予調制振幅a的調制，對于透過了具有上述吸收線型的 氣體的光，利用鎖相放大器進行同步檢波的情況下，該n階同步檢波的光譜由下式得到（非 專利文獻2)。
[0064] [數(shù)式 2]
[0066] X:波數(shù)（另外，在本申請的本文中，由于電子申請的限制，以下劃線來表示上劃 線。
[0067] t:透射光譜的線型，a:調制振幅。
[0068] 實際上，相對于圖4的線型，分別在圖6和圖7中用虛線示出取a= 0.UcnT1]而 得到的一階（n= 1。以下，也稱為If。）和二階（n= 2。以下，也稱為2f。）時的同步檢 波線型。
[0069] 即使保持數(shù)式（2)的原樣也能夠通過數(shù)學運算進行與WMS相當?shù)奶幚?，但是式?的形態(tài)復雜，不實用。因此，在本發(fā)明中，通過采用多項式對其進行運算，高速且簡便地進行 與WMS的高階（包含零階）檢波處理相當?shù)奶幚恚瑥亩鴮y定對象氣體的各種物理量進行 測定。
[0070] 在本發(fā)明所涉及的方法中，首先，關于通過D