半導体レーザ吸収分光法を用いた尿素SCRシステム用アンモニア計測器の開発

摘要

本研究では，光通信用として普及している近赤外半導体レーザーを光源とする波長変調吸収分光法を用い，ディーゼル排気浄化用尿素SCRシステムの研究·開発·評価に有用な，小型·安価で高感度·高応答のアンモニア濃度計測装置を開発することを目的とする．本稿ではまず，装置開発の基礎検討を行うために設計製作した，近赤外（1510nm帯）半導体レーザーモジュール，マルチパスセル，ロックイン検出モジュールから成るアンモニア濃度計測装置について述べる．波長変調法とマルチパスセルを組み合わせた計測法は従来から分光計測の分野で広く知られている方法であるが，本稿ではディーゼル排気中でのアンモニア濃度計測で問題となる吸収スペクトルに与える水蒸気の影響，アンモニアのセル内壁面吸着による計測応答性への影響について調査した結果を報告する．さらに，模擬排気（大気·水蒸気希釈アンモニア標準ガス，濃度～5ppm）に対して行ったアンモニア濃度の連続測定の結果について報告する．