H₂SおよびCH₄多成分気体濃度測定技術の研究は、石油石化産業の安全生産に重要な意義を持つ。中赤外TDLAS技術に基づき、中心波長8.309μmの量子カスケードレーザー（Quantum Cascade Laser, QCL）を検出光源として選択し、30mの長距離リモート測定実験システムを構築した。WMS波長変調法を用いてH₂SおよびCH₄気体の吸収スペクトル線を連続的に調整・走査し、高周波正弦波搬送波に対して最適な深度変調を実現し、H₂SおよびCH₄多成分気体の同時測定を達成した。実験ではH₂Sと5%体積比の高濃度水蒸気を混合して測定し、この波長帯の水蒸気吸収が測定に交差干渉をほとんど及ぼさない優れた特性を分析・検証し、Savitzky-Golay平滑フィルタを用いて検出信号の信号対雑音比を向上させた。リモート測定実験を通じて15mおよび30mの異なる測距距離が検出信号に及ぼす影響を分析し、積分時間の増加と信号対雑音比の計算方法を利用して128.75×10^-9mのリモート測定最低限界を得た。最後に、Allan分散の計算結果は、積分時間が183秒および142秒のときにシステムのH₂SおよびCH₄気体の最低検出限界がそれぞれ0.593×10^-9および1.160×10^-9であることを示した。本研究の結果は、中赤外波長帯のH₂SおよびCH₄多成分気体の高感度同時測定のための有効な手段を提供し、多成分気体のリモート測定応用の参考となる。

中赤外線;硫化水素;量子カスケードレーザー;多成分気体リモート測定