メタン・炭酸ガス・水分分析計 CH4/CO2/H2O Analyzer

携帯型の火山噴煙観測のCO2/H2Oセンサーとして使用され
火山活動の予測に活用されております。

LI-840Aアプリケーション:画像

LI-840Aは、小型で軽量、低消費電力かつ高精度な、高性能CO2/H2Oの分析計です。その性能をいかし、現場測定用の携帯型ガス測定センサーとして、火山噴煙観測に利用され、火山活動予測に活用されております。

火山の活動により立ち上がる、噴煙(火山ガス)の主成分は、H2Oですが、CO2やSO2、H2S、H2などが1%前後含まれております。これらの各種ガスは、微量ではありますが、その成分比は、マグマの組成やマグマから火山ガスが放出された条件により変動するため、地下でのマグマの動きの指標となり、火山活動の評価を行う際の重要な情報となります。

LI-840Aは、システムを現場で稼働させる上で必要な、軽量でありかつ、消費電力が低いという特徴があります。また、火山ガス中にわずかに含まれるCO2を1ppmレベルで正確に検知ができる精度を兼ね備えております。その性能により、現場でリアルタイムに火山ガス成分比を計測することができ、他社のセンサーと共に、システムに組み込まれ、使用されております。

携帯型センサーシステム   携帯型センサーシステム
外観(左)と内部(右)。
外気をポンプで吸引し、火山ガス成分を各センサー
で測定し、その変化をデータロガーに記録する。

イタリア、Etna火山での観察結果グラフ

イタリア、Etna火山での観察結果
各成分の濃度変化(左)、各成分の濃度ピークの面積の比較(右)。
ピーク面積の比は元の火山ガス中の組成比に等しい。 H2Oは大気中の濃度変動が大きいため、ピーク面積の相関がやや劣っている。

資料ご提供:産業技術総合研究所 活断層・火山研究部門 篠原 宏志様




LI-840Aが航空機による大気観測
- CONTRAILプロジェクトにて使用されております。

*CONTRAIL=航空機による大気観測プロジェクト
*CONTRAIL : Comprehensive Observation Network for TRace gases by AIrLiner

LI-840はその測定精度と安定性能、軽量サイズ、低消費電力などの特徴により、航空機搭載の 二酸化炭素(CO2)計測システムのセンサーに採用され、世界の大気CO2観測に活用されております。

このプロジェクトには、日本航空、国立環境研究所、気象庁気象研究所、株式会社ジャムコ、 公益財団法人JAL財団が共同で推進しており、最近では米国ボーイング社の協力も得るなど、 国際的にも注目されているプロジェクトです。

CONTRAILプロジェクト

CO2濃度連続測定装置

航空機の中に積み込む、取り外し可能なCO2濃度測定システムです。 航空機の上昇中、巡航中、降下中にCO2濃度を連続して高精度で測定・記録を自動で行うシステムです。 このシステムにLI-840が搭載されており、CO2の高精度測定をしています。

「CONTRAIL」プロジェクトにより、世界の上空におけるCO2濃度の観測値が飛躍的に増えており、 世界の地域別のCO2濃度の季節変動を明らかにするなど、地球環境をモニタリングする上で大変重要な観測となっております。


測定データ一例

下の図は高度8kmから10km付近における4月と7月のCO2濃度の分布を表しています。陸上植物の光合成などの影響を受けて、CO2濃度は上空においても緯度や季節によって大きく異なっていることがわかります。

CO2濃度連続測定データ

図の引用先:Sawa et al., JGR,2012

【参考リンク】
国立環境研究所CONTRAIL ホームページ: http://www.cger.nies.go.jp/contrail/
JAL ホームページ 航空機による大気観測-CONTRAILプロジェクト: http://www.jal.com/ja/csr/environment/social/detail01.html
JAL財団CONTRAIL ホームページ: http://www.jal-foundation.or.jp/shintaikikansokue/contrail_index.htm

追記
この記事を作成するにあたり、国立環境研究所地球環境研究センターに監修をしていただきました。




ボーイング・エコデモンストレーター787による試験を刷新し
より効率的な飛行を目指す

ボーイングエコデモンストレーター

<2014年11月27日/PRNewswire-シアトル>

ボーイング・エコデモンストレーター787がフライトを開始し、フライトの全段階における航空機の環境パフォーマンス改善を目的とした25以上の新技術の試験を行うことになりました。

ボーイング・エコデモンストレータープログラムにおいて、飛行効率の改善と騒音削減を可能にする試験・改良・新技術やメソッドの採用が進められることになります。この787ドリームライナーZA004機を使った新しい試験により、次の4つが評価されます。

・操作効率に関連のあるソフトウェアや接続技術

・配線を削減するためのリモートセンサー

・燃費を大幅に改善するための空力制御およびフライトコントロールの改善

・氷の蓄積を削減するための凍結防止用ウィングコーティング

 

「エコデモンストレーターは航空機のゲート(空港)間の飛行効率・燃料消費の削減・排気・騒音といったものを改善する技術に焦点を当てています」と、ボーイングコマーシャルエアプレインズの社長兼CEOであるRay Connerは言います。 「エコデモンストレータープログラムを通じて、ボーイング社は環境にとってもお客様にとってもプラスとなるような刷新に対して投資を続けていく所存です。」

 

エコデモンストレーター787による試験内容は以下の通りです。

・着陸効率を改善するための、NASAによるターミナル到着ルートにおける航空機飛行間隔の調整

・日本航空その他航空会社との協力で評価される新型の温室効果ガスセンサー

・デルタエアラインズとの協力によるリアルタイムの乱気流レポート

(中度の乱気流または激しい乱気流を軽減し、飛行効率と顧客の快適性を改善する)

・着陸を最適化し燃料消費を削減するための、新旧航空機に取り付ける自動着陸システム

・配線の数と重量を軽減するための、航空機搭載ワイヤレスセンサーネットワークおよび微小機械システムによる
 マイクロフォン

・材料費および産業廃棄物削減のため、787のカーボンファイバー再利用によって製造された外部ウィング接続ドア

 

エコデモンストレーターは2014年7月に、重量と騒音を軽減するためにボーイング社によって設計された防音セラミック基板複合ノズルを使った飛行試験を終えました。これらの試験は、参加者が費用を分担する入札型の5年プログラムである連邦航空局の持続的低エネルギー・低排気・低騒音プログラムの一部として行われました。

787ドリームライナー機によって機体の大きさに対して不釣り合いなほどの高燃費性と優れた環境パフォーマンスを航空会社に提供することができ、現行の同サイズの航空機と比較して20%の割合で燃料消費と排気を削減することができます。

2011年に、アメリカンエアライン社の次世代型737機を使い、エコ・デモンストレータープログラムは、新型の737MAX機と比較して最大1.8%燃費を改善することが期待される先進技術搭載のウィングレットを含む15の技術の試験を行いました。

2015年、エコデモンストレータープログラムは、TUIトラベルグループおよびNASAと協力してさらに757機の技術の試験をする予定です。

エコデモンストレーター787の技術や飛行試験への協力企業はRolls Royce、Honeywell、Rockwell Collins、General Electric、パナソニックなどです。

 

エコデモンストレーター787の技術や協力企業の更なる情報につきましては、下記のリンクをご覧ください。

 

http://www.newairplane.com/environment/#/ecoDemonstrator/




FLCSと組み合わせた多点測定

携帯型改造・屋外防水仕様

LI-840AとLI-820は、FLCS 多点マルチスキャン自動通気システムとの組み合わせで1台の分析計で多点のガス分析をおこなうことが出来ます。

1台の分析で測定をしますので、器械誤差のない正確な濃度差の測定をすることができます。


また、FLCSは、自動CO2校正ガス通気経路を組み込むこともできますので、無人でガス校正を おこないながら、正確な絶対濃度を計測するシステムを組むこともできます。


チャンバーを用い、呼吸測定や光合成測定用途としての、製作納入経験があります。

【その他アプリケーション】

●森林や圃場でのCO2濃度プロファイリング

●大気環境CO2濃度の連続モニター

●施設内のCO2濃度監視

●室内ガス濃度換気効率の測定

●グロースチャンバーや温室でのCO2濃度モニタリングと制御への利用

●ポストハーベスト

●各種生産過程のCO2濃度モニター

●土壌呼吸の測定

●昆虫や微生物の呼吸測定

●CO2地中貯蔵の漏洩監視

●火山でのCO2濃度モニター

●pCO2濃度モニター

●TOCアナライザーやガスクロのCO2濃度確認(リファレンス分析計としての利用)

●高精度分析計のバックアップとしての運用

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