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高感度キャビティリングダウン分光法によるマルチポイントガス分析
超低濃度ガス分析装置 LaserTrace3シリーズ

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超低濃度ガス分析装置 LaserTrace3シリーズ 超低濃度ガス分析装置 LaserTrace3シリーズ

製品概要

米国TigerOptics社のLaserTrace3シリーズは、キャビティリングダウン分光法(CRDS)によりサンプルガス中の特定のガス分子の濃度をpptレベルの超高感度で測定するガス分析装置です。

従来のガス分子濃度測定法に比べ、標準ガスによる較正が不要で、精度・信頼性が高く、応答速度が早い等のメリットがあります。装置は本体と測定モジュールに分かれており、最大4つの測定モジュールによるマルチガス・マルチポイント測定にも対応しています。

特長

  • NIST準拠
  • 高速応答・高感度・高精度・高信頼性
  • 簡単操作・メンテナンスフリー
  • サンプルガス中のH2O, O2, CH4, CH2Oなどの微量な分子濃度を高感度測定
  • ppt~ppmレベルの広い測定濃度範囲
  • 最大4つの測定モジュールを接続してのマルチガス・マルチポイント測定
  • イーサネット・絶縁4-20mA出力・RS-232対応

用途

  • 極微量ガス濃度の計測・管理
  • 半導体など製造工程中のガスモニタリング
  • 湿度計測・湿度標準の研究開発

キャビティリングダウン分光法 (Cavity Ring-Down Spectroscopy; CRDS)

レーザーダイオードからのレーザー光を、一対の高反射率ミラーを持つリングダウンキャビティセル内に入射します(図1)。

キャビティセルを透過する光強度を後方にあるフォトダイオードによって検出し、レーザー光の入射を遮断してからの光強度の減衰時間を測定します(図2)。

この減衰時間は、ミラーの反射率とキャビティセル内に存在するガス分子の吸収によって決まります。計測対象のガス分子の吸収ラインにレーザー波長を合わせて減衰時間を測定することにより、キャビティセル内にある計測対象のガス分子の濃度を求めることが出来ます。

図1. リングダウンキャビティセル

図2. ミラー反射とガス分子の吸収によるレーザー光量の減衰

共通仕様

濃度測定範囲 下表参照
最小検出限界(LDL) 下表参照
感度(3σ) 下表参照
精度(1σ) ±0.75% または感度の1/3 (大きい方)
正確度 ± 3 % (LaserTrace2.5 LPは±4 %)
または最小検出限界の1/2 (大きい方)
応答速度 下表参照
動作温度 10~40℃、湿度30~80%RH(但し結露しないこと)
保存温度 -10~50℃

ガス関連

接ガス面材質 316Lステンレス, 表面粗さ 10Ra
ハステロイ(オプション)
ガス接続コネクタ 1/4” VCR オス, 入口および出口
入口側圧力 10~125psig (1.7~9.6bara)
CH4用のみ30~125psig (3.1~9.6bara)
流量 0.5~3.9slpm (ガス種に依存)
サンプルガス 多くの不活性ガスおよび毒性ガスに対応
ガス温度 最大 60 ℃

寸法および重量

本体ユニット
H×W×D [mm (インチ)]
356 × 483 × 356 (14 × 19 × 14)
センサモジュール
H×W×D [mm (インチ)]
178 × 121 × 686 (7 × 4.75 × 27)
O2用センサモジュール
H×W×D [mm (インチ)]
222 × 483 × 686 (8.75 × 19 × 27)
重量 (本体ユニット)
(センサモジュール)
(O2用センサモジュール)
14.5kg (LaserTrace2.5 LPは15.9kg)
17.2kg (LaserTrace2.5 LPは23.1kg)
27.5kg

エレクトロニクス関連

アラームインジケータ ユーザープログラマブル × 1 (センサ毎)
(フォームCリレー)
電源 90~240 VAC, 50/60 Hz
消費電力 最大 200 W
信号出力 絶縁 4-20mA 出力
ユーザーインターフェイス 10.4” LCD タッチスクリーン,
10/100 Base-T イーサネット, RS-232,
マウス, キーボード, USBポート×2

LaserTrace3 H2O

測定ガス種 測定濃度範囲 最小検出限界 感度 応答速度
乾燥空気(CDA)中のH2O 0~5ppm 250ppt 200ppt <3分(95%応答)
Arガス中のH2O 0~2ppm 110ppt 90ppt
N2ガス中のH2O 0~5ppm 250ppt 200ppt
H2ガス中のH2O 0~4ppm 180ppt 150ppt
O2ガス中のH2O 0~2.5ppm 130ppt 100ppt

LaserTrace3 O2

測定ガス種 測定濃度範囲 最小検出限界 感度 応答速度
Arガス中のO2 0~1ppm 55ppt 45ppt <3分(95 %応答)
CO2ガス中のO2 0~5ppm 1000ppt 200ppt
N2ガス中のO2 0~2.5ppm 125ppt 100ppt
H2ガス中のO2 0~2ppm 90ppt 75ppt
Heガス中のO2 0~0.5ppm 50ppt 25ppt

LaserTrace3 CH4

測定ガス種 測定濃度範囲 最小検出限界 感度 応答速度
乾燥空気(CDA)中のCH4 0~7.5ppm 0.95ppb 0.75ppb <1分 (95 %応答)
Arガス中のCH4 0~7.5ppm 0.9ppb 0.75ppb
N2ガス中のCH4 0~8ppm 1.0ppb 0.8ppb
H2ガス中のCH4 0~8ppm 1.0ppb 0.8ppb
O2ガス中のCH4 0~5ppm 0.7ppb 0.5ppb

他のLaserTraceシリーズ

型名 測定ガス種 測定濃度範囲 最小検出限界 感度 応答速度
LaserTrace2.5 LP H2O NH3中のH2O 0~20ppm 8ppb 6ppb <1分 (95 %応答)
PH3中のH2O 0~10ppm 8ppb 6ppb
LaserTrace2.5 LP CH2O N2中のCH2O 0~180ppm 15ppb 12ppb <1分 (500ppbの濃度上昇)
H2中のCH2O 0~200ppm 17ppb 13ppb

※上記以外のガス種についてはお問い合わせください。

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