可変レーザーダイオード吸収分光（TDLAS）技術を用いて一酸化炭素（CO）ガスの濃度を測定する際、反演精度は光強度、温度、圧力などの影響を受けるため、システム全体の誤差を分析・配分する必要がある。TDLASの測定精度を向上させ、多項目誤差が測定に及ぼす影響を低減するため、本稿ではシステム各測定誤差の配分方法を提案する。まず、CO濃度反演の誤差モデルを構築し、二次高調波測定原理に基づき二次高調波ピーク、光強度、駆動電流、温度、圧力および光路長といった複数の誤差を導入した。次に、ランダム化手法を用いてシステム各誤差が濃度誤差に与える影響を調査し、数値フィッティングにより濃度誤差と各誤差の関係を導出し、濃度誤差の各誤差変動に対する感度を比較した。最後に、求めた感度関係に基づき、濃度測定要求及び現有デバイスの製造レベルを総合的に考慮して各誤差を合理的かつ効果的に配分した。本稿で提案した誤差配分方案をモンテカルロ法によりシミュレーションし、シミュレーション結果はCO体積分率2.5%において本誤差配分方案が濃度測定の絶対誤差を0.025%以下に抑えられることを示した。実験室条件下で体積分率2.5%のCOを測定したところ、絶対誤差は0.01%未満であり、高精度なCOガス濃度の反演を達成した。本研究成果は、多項目誤差の影響下におけるTDLAS濃度検出システムの測定精度を保証すると共に、システム設計の難易度および経済的コストを効果的に低減し、機器の開発及び応用に重要な指針となる。

可変レーザーダイオード吸収分光;一酸化炭素（CO）;濃度反演;誤差配分;モンテカルロ法