CN107923848B - 气体浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
气体浓度检测装置(1)具备气体浓度检测器(40)、外壳(30)、以及设置为从外壳(30)的底部(11)朝向外部突出的风向引导板部(91)，外壳(30)包括导入孔(16)和导出孔(17)，导入孔(16)以及导出孔(17)设置在外壳的底部(11)，使得夹着风向引导板部(91)，气体浓度检测器(40)从外壳(30)的底部(11)隔开给定的距离进行配置，使得至少一部分与风向引导板部(91)对置，并且与外壳(30)的底部(11)对置。在气体浓度检测装置(1)设置有将形成在气体浓度检测器(40)与外壳(30)的底部(11)之间的空间分隔为导入孔(16)侧的空间和导出孔(17)侧的空间的分隔部(92)。
Description
技术领域
本发明涉及气体浓度检测装置。
背景技术
作为公开了能够对流动的测定对象气体包含的特定气体的浓度进行测定的气体浓度检测装置的文献，例如可举出日本特开2002-350380号公报(专利文献1)。
在专利文献1公开的气体浓度检测装置具备容纳搭载气体传感器的电路基板的气体感测部和与其连接的导入管部。气体传感器配置为，与导入管部连接于气体感测部的连接孔对置。在气体感测部内，气体传感器的周围被与导入管部连通的筒状的绝热密封橡胶所包围。在位于导入管部侧的绝热密封橡胶的开口部附近，设置有无纺布。在导入管部的内部设置有隔板。
通过利用隔板将导入管内分割为两部分，从而即使在向给定的方向流动的测定对象气体的流速在导入管部的前方变快的情况下，因为用隔板将测定对象气体分为两部分导入，所以仍能够抑制气体传感器附近处的测定对象气体的流速的增加，能够抑制气体传感器的检测灵敏度的变化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-350380号公报
发明内容
发明要解决的课题
在测定对象气体在给定的方向上流动的环境下设置了导入管部的情况下，从导入管部观察，风向上游侧成为正压，且从导入管部观察，风向下游侧成为负压。像这样，在导入管部的风向上游侧与风向下游侧产生压差，因此在用隔板将导入管部的内部分割为两部分的情况下，从分为两部分的导入管部中的靠近风向上游侧的一侧导入测定对象气体，并从分为两部分的导入管部中的靠近风向下游侧的另一侧导出测定对象气体。
在专利文献1公开的气体浓度检测装置中，导入管部的轴向上的隔板的一端与通过导入管部的前端的开口面位于同一平面上，导入管部的轴向上的隔板的另一端比通过导入管的根部的开口面位于内侧。因此，在分隔部的另一端与气体传感器之间，形成相当宽的空间，从分为两部分的导入管部中的一侧导入的测定对象气体的大部分会经由该空间流入到分为两部分的导入管部中的另一侧。
由此，难以使导入到气体感测部的测定对象气体在气体感测部内无死角地环绕，难以对测定对象气体包含的特定气体的准确的浓度进行测定。
本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，本发明的目的在于，提供一种能够在外壳内使测定对象气体高效地环绕的气体浓度检测装置。
用于解决课题的技术方案
基于本发明的气体浓度检测装置引入流动的测定对象气体并测定上述测定对象气体包含的特定气体的浓度，其具备：气体浓度检测器，测定上述特定气体的浓度；外壳，将上述气体浓度检测器容纳在内部；以及风向引导板部，设置为从上述外壳的底部朝向外部突出，用于从外部向上述外壳的内部导入上述测定对象气体，且从上述外壳朝向外部导出上述测定对象气体，上述外壳包括导入上述测定对象气体的导入孔和导出上述测定对象气体的导出孔，上述导入孔以及上述导出孔设置在上述外壳的底部，使得夹着上述风向引导板部，上述气体浓度检测器从上述外壳的上述底部隔开给定的距离进行配置，使得至少一部分与上述风向引导板部对置，并且与上述外壳的上述底部对置，上述气体浓度检测装置设置有分隔部，上述分隔部将形成在上述气体浓度检测器与上述外壳的上述底部之间的空间分隔为上述导入孔侧的空间和上述导出孔侧的空间。
在上述基于本发明的气体浓度检测装置中，上述分隔部可以设置为，从上述风向引导板部连续地延伸。
在上述基于本发明的气体浓度检测装置中，上述分隔部可以与上述气体浓度检测器抵接。
在上述基于本发明的气体浓度检测装置中，上述气体浓度检测器可以具有朝向上述风向引导板部突出的突出部，上述分隔部可以包括上述突出部。
上述基于本发明的气体浓度检测装置可以还具备管状构件，上述管状构件与上述导入孔以及上述导出孔连通，并且从上述外壳的上述底部朝向外部突出。在该情况下，上述风向引导板部优选设置为，穿过管状构件的内部，比位于与上述外壳所位于的一侧相反侧的上述管状构件的一端朝向外部突出。
在上述基于本发明的气体浓度检测装置中，上述风向引导板部可以固定在上述管状构件。在该情况下，上述管状构件优选能够拆装地与上述外壳连接。
在上述基于本发明的气体浓度检测装置中，上述气体浓度检测器优选为非分散型红外线吸收式的气体浓度检测器，其包括：光路构件，在内部具有红外线的光路，并且设置有使上述光路与外部的空间连通的连通部；以及红外线照射元件和红外线受光元件，设置在上述光路，通过使用上述红外线照射元件对经由上述连通部导入到上述光路的上述测定对象气体照射红外线，并由上述红外线受光元件对照射到上述测定对象气体的红外线进行受光，从而检测上述测定对象气体包含的上述特定气体的浓度。
在上述基于本发明的气体浓度检测装置中，上述气体浓度检测器可以还包括搭载有上述光路构件的基板部，上述气体浓度检测器可以配置为，上述基板部中的未搭载上述光路构件侧的主面与上述外壳的上述底部对置。
在上述基于本发明的气体浓度检测装置中，上述气体浓度检测器可以还包括搭载有上述光路构件的基板部，上述气体浓度检测器可以配置为，上述基板部中的搭载有上述光路构件侧的主面与上述外壳的上述底部对置。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够在外壳内使测定对象气体高效地环绕的气体浓度检测装置。
附图说明
图1是实施方式1涉及的气体浓度检测装置的分解立体图。
图2是示出将实施方式1涉及的气体浓度检测装置设置在管道的设置状态的概略剖视图。
图3是实施方式1涉及的气体浓度检测器的示意图。
图4是实施方式1涉及的气体浓度检测器的电路结构图。
图5是从前端侧观察了实施方式1涉及的风向引导板部以及管状构件的立体图。
图6是从根部侧观察了实施方式1涉及的风向引导板部以及管状构件的立体图。
图7是示出向实施方式1涉及的气体浓度检测装置导入测定对象气体的样子以及从气体浓度检测装置导出测定对象气体的样子的图。
图8是示出向比较例中的气体浓度检测装置导入测定对象气体的样子以及从气体浓度检测装置导出测定对象气体的样子的图。
图9是示出将实施方式2涉及的气体浓度检测装置设置在管道的设置状态的概略剖视图。
图10是示出将实施方式3涉及的气体浓度检测装置设置在管道的设置状态的概略剖视图。
图11是示出将实施方式4涉及的气体浓度检测装置设置在管道的设置状态的概略剖视图。
图12是示出为了验证本发明的效果而进行的验证实验的条件以及结果的图。
具体实施方式
以下，参照图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在以下所示的实施方式中，对于同一或共同的部分，在图中标注同一附图标记，并不再重复其说明。
(实施方式1)
(气体浓度检测装置)
图1是本实施方式涉及的气体浓度检测装置的分解立体图。图2是示出将本实施方式涉及的气体浓度检测装置设置在管道的设置状态的概略剖视图。参照图1以及图2，对本实施方式涉及的气体浓度检测装置1进行说明。
如图1以及图2所示，气体浓度检测装置1是引入流动的测定对象气体并对测定对象气体包含的特定气体的浓度进行测定的装置。气体浓度检测装置1例如用于BEMS(Building Energy Management System，建筑能源管理系统)中基于二氧化碳的浓度的换气量的控制、植物的栽培设施等中使室内的二氧化碳的浓度收敛在给定的范围内的控制等。
气体浓度检测装置1具备外壳30、气体浓度检测器40、管状构件80、风向引导板部91以及分隔部92。
外壳30包括第一外壳以及第二外壳20。将气体浓度检测器40容纳在内部。在外壳30设置有从外部导入测定对象气体的导入口15。在该导入口15连接管状构件80。
第一外壳10具有位于一端10a侧的一个主面开口的箱形状。第一外壳10具有底部11、与底部11的周缘连接的周壁部12、开口部13、以及从周壁部12朝向外侧突出的第一卡合部14。
第二外壳20能够开闭地封闭开口部13。第二外壳20具有主体部21和设置在该主体部的第二卡合部23。
第二卡合部23拆装自由地与第一外壳10的第一卡合部14卡合。通过第二卡合部23与第一卡合部14卡合，从而第一外壳10内被第二外壳20所密闭。
气体浓度检测器40是非分散型红外线吸收方式(NDIR方式)的气体浓度检测器。成为气体浓度检测器40的浓度的检测对象的气体例如为二氧化碳。
气体浓度检测器40具备：在内部具有红外线的光路，并且设置有使光路与外部的空间连通的连通部46的光路构件44；以及设置在光路的作为红外线照射元件的光源50(参照图3)和作为红外线受光元件的热电传感器54(参照图3)，通过使用光源50对经由连通部46导入到光路的测定对象气体照射红外线，并由热电传感器54对照射到测定对象气体的红外线进行受光，从而检测测定对象气体包含的特定气体的浓度。
气体浓度检测器40还包括作为基板部的电路基板42。电路基板42为板状，具备搭载有光路构件44侧的主面42b和未搭载光路构件44侧的主面42a。气体浓度检测器40配置为，电路基板42中的未搭载光路构件44侧的主面42a与第一外壳10的底部11对置。气体浓度检测器40从第一外壳10的底部11隔开给定的距离进行配置。另外，关于气体浓度检测器40的详细的结构，使用图3以及图4进行后述。
管状构件80具有具备一端80a和另一端80b的筒状形状。管状构件80连接管道100和外壳30。管状构件80拆装自由地装配于管道100，并且拆装自由地装配于外壳30。另外，管状构件80也可以通过射出成型等而与外壳30一体成型。
管状构件80的一端80a侧与管道100的贯通孔101连接。管状构件80的一端80a也可以在与管道100连接的状态下朝向管道100的内部突出。
管状构件80的另一端80b侧与外壳30的导入口15连接。管状构件80在与外壳30连接的状态下从第一外壳10的底部11朝向外部突出。管状构件80的另一端80b也可以在与外壳30连接的状态下朝向外壳30的内部突出。
管状构件80具有朝向径向外侧突出的凸缘部81。凸缘部81设置在管状构件80的一端侧80a。凸缘部81在管状构件80与管道100连接的状态下与管道100的外周面抵接。
风向引导板部91例如具有板状形状。风向引导板部91沿着管状构件80的筒轴方向延伸。风向引导板部91设置为，从第一外壳10的底部11穿过管状构件80的内部，比管状构件80的一端80a朝向外部突出。风向引导板部91是用于从外部向外壳30的内部导入测定对象气体并且从外壳30的内部向外部导出测定对象气体的部位。
风向引导板部91中的从管状构件80的一端80a向外部突出侧的前端位于管道100的内部。
在测定对象气体在给定的方向上流动的环境下配置了风向引导板部91的情况下，从风向引导板部91观察，风向上游侧成为正压，且从风向引导板部91观察，风向下游侧成为负压。风向引导板部91设置为与测定对象气体的流动方向交叉。从风向引导板部91观察，在风向上游侧和风向下游侧产生差压，由此风向引导板部91将管状构件80的内部划分为用于将测定对象气体导入到外壳30的内部的导入部82和用于将测定对象气体导出到外壳30的外部的导出部83。
此外，风向引导板部91将导入口15划分为导入测定对象气体的导入孔16和导出测定对象气体的导出孔17。导入孔16以及导出孔17设置在第一外壳10的底部11(外壳30的底部)，使得夹着风向引导板部91。导入孔16与上述的导入部82连通，导出孔17与上述的导出部83连通。
分隔部92将形成在气体浓度检测器40与外壳30的底部11之间的空间实质上分隔为导入孔16侧的空间和导出孔17侧的空间。分隔部92设置为从风向引导板部91连续地延伸。分隔部92优选设置为接近电路基板42的主面42a，更优选设置为与电路基板42的主面42a抵接。
从风向引导板部91观察，在风向上游侧流动的测定对象气体的一部分由于上述差压而被引入到管状构件80的导入部。引入到管状构件80的导入部的测定对象气体通过导入孔16导入到外壳30内。导入到外壳30内的测定对象气体在外壳30内进行环绕时，通过设置在光路构件44的连通部46侵入到光路构件44内。侵入到该光路构件44内的测定对象气体通过上述连通部46被释放到外壳30内。另外，在除了连通部46以外在光路构件44还设置有其它连通部的情况下，侵入到光路构件44内的测定对象气体通过连通部46以及其它连通部被释放到外壳30内。然后，依次通过导出孔17以及管状构件80的导出部83而导出到管道100内。
(气体浓度检测器)
图3是本实施方式涉及的气体浓度检测器的概略图。参照图3，对本实施方式涉及的气体浓度检测器40进行说明。
如图3所示，气体浓度检测器40包括进行气体的浓度的检测动作的浓度检测部60(参照图4)、作为检测气体的温度的温度检测部的热敏电阻58、以及电路基板42。光路构件44设置在电路基板42的一个面上的给定的位置。浓度检测部60的构成部件以及热敏电阻58设置在光路构件44的内部的给定的位置。
浓度检测部60包括光源50、热电传感器54以及对多种滤波器进行切换的切换装置62。
光源50是白炽灯。然而，关于光源50，只要是辐射至少包含红外线的波长的光源，则也可以是例如LED(Light Emitting Diode，发光二极管)等辐射红外线的光源。光源50被控制为以给定的周期闪烁。光源50被作为光路构件44的一部分的保持台所保持。光源50设置在与热电传感器54隔开给定的距离的位置。光源50朝向热电传感器54辐射红外线。通过光源50辐射红外线，从而在光源50与热电传感器54之间形成光路部48。具体地，光路部48通过光路构件44的内壁面对从光源50辐射的红外线进行反射而形成。
保持台的剖面形状是在热电传感器54侧开放的半椭圆形。半椭圆形的内侧设为镜面。即，保持台是椭圆镜的一部分。光源50设置在保持台的半椭圆形的焦点位置。此外，在光路构件44也形成椭圆镜的一部分。如图3所示，光源50与热电传感器54不是对置的位置关系，而是以在图3的纸面上下方向上错开的位置关系彼此相向。光路构件44的内壁面由反射率高的构件构成。光路构件44的内壁面预先确定朝向(角度)，使得形成从光源50辐射的红外线朝向热电传感器54的光路部48。因此，从光源50辐射的红外线通过光路部48入射到热电传感器54，或者在保持台形成的镜面进行反射后通过光路部48入射到热电传感器54。
热电传感器54是使用了块体陶瓷(Bulk Ceramics)的热电型红外线传感器。在热电传感器54朝向光源50设置有入射窗56，入射窗56是对从光源50辐射的红外线进行受光的部分。
切换装置62设置在光源50与热电传感器54之间。切换装置62基于来自后述的切换驱动电路78的控制信号，将第一带通滤波器(未图示)或第二带通滤波器(未图示)配置在光源50与热电传感器之间的光路上。切换装置62例如是电动机等致动器，对第一带通滤波器和第二带通滤波器进行切换。
第一带通滤波器是使第一波段的红外线通过的滤波器，该第一波段包含作为二氧化碳的吸收率高的波长的4.26μm的附近。在由切换装置62将第一带通滤波器配置在光路上的情况下，热电传感器54对从光源50辐射的红外线中的第一波段的红外线进行受光。然后，根据热电传感器54的输出值换算为二氧化碳的浓度。
第二带通滤波器66是使第二波段的红外线通过的滤波器，该第二波段是与第一波段不同的波段，且包含成为浓度的检测对象的气体的吸收率低的波长(例如，3.9μm)。在由切换装置62将第二带通滤波器66配置在光路上的情况下，热电传感器54对从光源50辐射的红外线中的第二波段的红外线进行受光。
热敏电阻58设置在热电传感器54的附近，并固定在电路基板42。在热敏电阻58中，通过从驱动电路70施加电压而流过恒定电流，在流过恒定电流时产生的电压作为输出电压而在驱动电路70中被检测。
光路构件44设置为覆盖浓度检测部60的构成部件以及热敏电阻58，并固定在电路基板42。在光路构件44设置连通部46，该连通部46用于从光路构件44的外部引入气体，或者用于排出光路构件44的内部的气体。在连通部46设置空气过滤器。
利用了气体浓度检测器40的二氧化碳的浓度的检测，在从连通部46向光路构件44的内部引入了气体的状态下进行。若从光源50朝向热电传感器54辐射红外线，则辐射的红外线在热电传感器54中被受光。热电传感器54根据红外线的受光而输出电压。
在第一带通滤波器被配置在光路上的情况下，从热电传感器54输出的电压根据光路部48中的二氧化碳的浓度而不同。这是因为，从光源50辐射的红外线中的通过第一带通滤波器的第一波段的红外线会被光路部48上的二氧化碳吸收，因此根据二氧化碳的浓度，从光源50经由第一带通滤波器到达热电传感器54的红外线的量也会变化(朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律)。
在第二带通滤波器被配置在光路上的情况下，从热电传感器54输出的电压不会根据光路部48中的二氧化碳的浓度而变化。这是因为，从光源50辐射的红外线中的通过第二带通滤波器的第二波段的红外线几乎不会被二氧化碳、其它气体吸收。
另一方面，与配置在光路上的滤波器是第一带通滤波器还是第二带通滤波器无关，从热电传感器54输出的电压均具有根据温度而变化的特性。
图4是本实施方式涉及的气体浓度检测器的电路结构图。参照图4对本实施方式涉及的气体浓度检测器40的电路结构进行说明。
如图4所示，形成在电路基板40的驱动电路70包括放大电路72、AD变换电路74、浓度变换处理电路76以及切换驱动电路78。另外，图4所示的气体浓度检测器40的电路结构是一个例子，并不限定于图4所示的电路结构。
放大电路72例如由放大器等构成，对浓度检测部60的浓度检测信号(输出电压)的信号强度进行放大。
AD变换电路74将在放大电路72中信号强度被放大的模拟信号变换为数字信号。另外，关于信号强度的放大、从模拟信号向数字信号的变换，只要使用公知的技术即可。
浓度变换处理电路76通过对在AD变换电路74中进行了变换的数字信号实施给定的处理，从而计算出引入到光路构件44的内部的气体包含的二氧化碳的浓度。另外，在本实施方式中，浓度变换处理电路76例如由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)来实现。
CPU通过执行存储在未图示的存储部的程序，从而执行给定的运算处理、控制处理。CPU例如除了计算二氧化碳的浓度的运算处理以外，还执行使光源50点亮的控制处理、对热敏电阻58施加电压的控制处理、以及使切换装置62动作而将第一带通滤波器或第二带通滤波器配置在光源50与热电传感器54之间的光路上的控制处理。
CPU在使切换装置62动作的情况下将驱动指令输出到切换驱动电路78。切换驱动电路78按照从CPU接收的驱动指令生成控制信号，并输出到切换装置62。
在用气体浓度检测器40检测特定气体(二氧化碳)的浓度时，从热敏电阻58获取温度检测信号，并且获取热电传感器54的输出值。对获取的热电传感器54的输出值执行除去噪声、放大处理以及数字数据变换处理这样的给定的信号处理。根据基于来自热敏电阻的温度检测信号计算的热敏电阻温度和热电传感器54的输出值，计算二氧化碳的浓度。
具体地，气体浓度检测器40基于热电传感器54的输出值V以及预先获取的第一检量线和第二检量线，计算二氧化碳的浓度。
第一检量线示出预先确定的基准温度时的二氧化碳的浓度与将热电传感器54的输出值V用基准输出值V0进行了归一化的值(V/V0)的关系。基准输出值V0是二氧化碳的浓度为预先确定的基准浓度(例如，0ppm)的情况下的、与热敏电阻温度Th对应的热电传感器54的输出值。第二检量线示出预先确定的基准浓度(例如，0ppm)时的热敏电阻温度Th与基准输出值V0的关系。
另外，与第一检量线相关的数据以及与第二检量线相关的数据在气体浓度检测器40的制造时被预先获取，并存储在设置于驱动电路70的存储器等存储介质。
计算热敏电阻温度Th，并基于第二检量线计算基准输出值V0，从而能够基于计算出的基准输出值V0、热电传感器54的输出值V以及第一检量线计算特定气体(二氧化碳)的浓度。
(风向引导板部、加强部以及分隔部)
图5以及图6是从前端侧以及根部侧观察了本实施方式涉及的风向引导板部以及管状构件的立体图。参照图5以及图6，对本实施方式涉及的风向引导板部91以及风向引导板部91的周围的结构进行说明。
如图5所示，风向引导板部91的前端从管状构件80的一端80a朝向外部突出。在管状构件80内，风向引导板部91的两侧面部与管状构件80的内壁连接。风向引导板部91的从管状构件80的一端80a朝向外部突出的部分通过一对加强部93牢固地固定在管状构件80。
一对加强部93设置为夹着风向引导板部91的两侧面部。一对加强部93设置为从管状构件80的一端80a朝向外部突出。一对加强部93分别具有板状形状。一对加强部93设置为相对于风向引导板部91大致正交。在从风向引导板部91的延伸方向(管状构件80的筒轴方向)观察的情况下，一对加强部93以及风向引导板部91具有H型形状。
如图6所示，管状构件80的另一端80b具有圆环形状，并位于同一平面上。分隔部92设置为，从通过该另一端80b的管状构件80的开口面朝向电路基板42的主面42a(在图6中未图示)突出。分隔部92具有板状形状。分隔部92例如通过射出成型等而与风向引导板部91一体成型。
另外，在管状构件80的另一端80b处于曲面上的情况下，分隔部设置为，与主面42a平行，且从通过另一端80b中的距电路基板42的主面42a最远的部分的平面朝向该主面42a突出。
(测定对象气体的流动)
图7是示出向本实施方式涉及的气体浓度检测装置导入测定对象气体的样子以及从气体浓度检测装置导出测定对象气体的样子的图。
图7是通过仿真计算出流速而得到的图。在图7中，流速按照从区域R1到区域R5的顺序变慢。
导入到管状构件80的测定对象气体随着朝向电路基板42侧，流速逐渐下降。在本实施方式中，由于设置有分隔部92，从而通过导入孔16而导入到外壳30内的测定对象气体如图中箭头AR1所示地移动，使得在外壳30内部进行环绕。
因为管状构件80的一端80a处的送风下游侧成为负压，所以在外壳30内部进行环绕而到达导出孔17附近的测定对象气体如图中箭头AR2所示地从导出孔17被吸气，通过管状构件80内的导出部而导出到管道100。
(比较例中的测定对象气体的流动)
图8是示出向比较例中的气体浓度检测装置导入测定对象气体的样子以及从气体浓度检测装置导出测定对象气体的样子的图。
与实施方式1涉及的气体浓度检测装置1相比较，比较例中的气体浓度检测装置1X的不同点在于，未设置分隔部。关于其它结构，大致相同。
图8是通过仿真计算出流速而得到的图。在图8中，流速也按照从区域R1到区域R5的顺序变慢。
导入到管状构件80的测定对象气体随着朝向电路基板42侧，流速逐渐下降。在比较例中，由于未设置分隔部，所以形成在气体浓度检测器40与外壳30的底部11之间的空间未被分隔为导入孔16侧的空间和导出孔17侧的空间。
因此，通过导入孔16导入到外壳30内的测定对象气体的大部分较大地受到在风向引导板部91的前端侧产生的风向上游侧与风向下游侧的压力差的影响。
通过导入孔16导入到外壳30内的测定对象气体的大部分如图中箭头AR3所示，不在外壳30内部进行环绕而直接朝向导出孔17移动。
(与比较例相比较的实施方式的效果)
像本实施方式这样，通过设置将形成在气体浓度检测器40与外壳30的底部11之间的空间实质上分隔为导入孔16侧的空间和导出孔17侧的空间的分隔部92，从而能够在导入口15附近减轻在风向引导板部91的前端侧产生的风向上游侧与风向下游侧的压力差的影响。
由此，能够抑制从导入孔16导入到外壳30内的测定对象气体不在外壳30内进行环绕而直接朝向导出孔17。其结果是，直到外壳30内被置换为新导入的对象气体为止的时间变短。因此，能够在外壳内使测定对象气体高效地进行环绕。
(实施方式2)
(气体浓度检测装置)
图9是示出将本实施方式涉及的气体浓度检测装置设置在管道的设置状态的概略剖视图。参照图9，对本实施方式涉及的气体浓度检测装置1A进行说明。
如图9所示，本实施方式涉及的气体浓度检测装置1A与实施方式1涉及的气体浓度检测装置1相比较，分隔部92A的结构不同。关于其它结构，大致相同。
气体浓度检测器40具有朝向风向引导板部91突出的突出部49A，本实施方式中的分隔部92A由该突出部49A构成。
突出部49A具有板状形状。突出部49A例如由树脂构件构成。突出部49A设置在电路基板42的未搭载光路构件44侧的主面42a。突出部49A设置为，在主面42a的法线方向上延伸。
突出部49A设置为与风向引导板部91对置。突出部49A的前端优选接近风向引导板部91的根部，并优选与风向引导板部91的根部抵接。
即使在具有这样的结构的情况下，也能够将形成在气体浓度检测器40与外壳30的底部11之间的空间实质上分隔为导入孔16侧的空间和导出孔17侧的空间。由此，能够在导入口15附近减轻在风向引导板部91的前端侧产生的风向上游侧与风向下游侧的压力差的影响。
因此，能够抑制从导入孔16导入到外壳30内的测定对象气体不在外壳30内进行环绕而直接朝向导出孔17，其结果是，能够在外壳内使测定对象气体高效地进行环绕。
(实施方式3)
(气体浓度检测装置)
图10是示出将本实施方式涉及的气体浓度检测装置设置在管道的设置状态的概略剖视图。参照图10，对本实施方式涉及的气体浓度检测装置1B进行说明。
如图10所示，本实施方式涉及的气体浓度检测装置1B与实施方式1涉及的气体浓度检测装置1相比较，分隔部92B的结构不同。关于其它结构，大致相同。
分隔部92构成为，包括：设置为从风向引导板部91连续地延伸的部分95；以及设置在气体浓度检测器40，并朝向风向引导板部91突出的突出部49A。
突出部49A具有板状形状。突出部49A例如由树脂构件构成。突出部49A设置在电路基板42的未搭载光路构件44侧的主面42a。突出部49A设置为在主面42a的法线方向上延伸。
设置为从风向引导板部91连续地延伸的部分95具有与实施方式1涉及的分隔部92大致相同的结构。在该情况下，设置为从风向引导板部91连续地延伸的部分95与突出部49A优选接近，更优选抵接。
即使在具有这样的结构的情况下，也能够将形成在气体浓度检测器40与外壳30的底部11之间的空间实质上分隔为导入孔16侧的空间和导出孔17侧的空间。由此，能够在导入口15附近减轻在风向引导板部91的前端侧产生的风向上游侧与风向下游侧的压力差的影响。
因此，能够抑制从导入孔16导入到外壳30内的测定对象气体不在外壳30内进行环绕而直接朝向导出孔17，其结果是，能够在外壳内使测定对象气体高效地进行环绕。
(实施方式4)
(气体浓度检测装置)
图11是示出将本实施方式涉及的气体浓度检测装置设置在管道的设置状态的概略剖视图。参照图11，对本实施方式涉及的气体浓度检测装置1C进行说明。
如图11所示，本实施方式涉及的气体浓度检测装置1C与实施方式1涉及的气体浓度检测装置1相比较，容纳在外壳30内的气体浓度检测器40的朝向不同。关于其它结构，大致相同。
气体浓度检测器40配置为，电路基板42的搭载有光路构件44侧的主面42b与第一外壳10的底部11对置。气体浓度检测器40配置为光路构件44与分隔部92对置。分隔部92优选设置为接近光路构件44，更优选设置为与光路构件44抵接。
另外，气体浓度检测器40也可以配置为，从光路构件44露出的电路基板42的主面42b与分隔部92对置。在该情况下，分隔部92优选与电路基板42的主面42b接近，并优选与电路基板42的主面42b抵接。
即使在具有这样的结构的情况下，也能够将形成在气体浓度检测器40与外壳30的底部11之间的空间实质上分隔为导入孔16侧的空间和导出孔17侧的空间。由此，能够在导入口15附近减轻在风向引导板部91的前端侧产生的风向上游侧与风向下游侧的压力差的影响。
因此，能够抑制从导入孔16导入到外壳30内的测定对象气体不在外壳30内进行环绕而直接朝向导出孔17，其结果是，能够在外壳内使测定对象气体高效地进行环绕。
(验证实验)
图12是示出为了验证本发明的效果而进行的验证实验的条件以及结果的图。
图12是通过仿真得到的计算结果。配置比较例1、比较例2中的气体浓度检测装置以及实施例1涉及的气体浓度检测装置，计算出直到外壳30内被置换为新的测定对象气体为止的时间(气体更换时间)、以及导入到外壳30内的测定对象气体的流速。测定对象气体的流速在导入孔16附近的位置进行计算。
在测定直到外壳30内被置换为新的测定对象气体为止的时间时，使外壳30内的二氧化碳的浓度为0ppm，并向该外壳30内导入了测定对象气体。此时，将在管道100内流过的测定对象气体的流速设为1.3m/s，将测定对象气体包含的二氧化碳的浓度设为550ppm。
作为直到外壳30内被置换为新的测定对象气体为止的时间，计算出从向外壳30内导入测定对象气体起，到外壳30内的二氧化碳的浓度达到作为测定对象气体包含的二氧化碳的浓度的90％的495ppm为止的时间。
作为比较例1中的气体浓度检测装置，设为与实施方式1涉及的气体浓度检测装置1相比较未设置分隔部的气体浓度检测装置。在比较例1中的气体浓度检测装置中，将从管状构件80的一端80a向管道100内突出的部分的风向引导板部91的长度设为了50mm。
作为比较例2中的气体浓度检测装置，设为与实施方式1涉及的气体浓度检测装置1相比较未设置分隔部的气体浓度检测装置。在比较例1中的气体浓度检测装置中，将从管状构件80的一端80a向管道100内突出的部分的风向引导板部91的长度设为了200mm。
作为实施例1中的气体浓度检测装置，设为具有与实施方式1涉及的气体浓度检测装置相同的结构的气体浓度检测装置。在实施例1涉及的气体浓度检测装置中，将从管状构件80的一端80a向管道100内突出的部分的风向引导板部91的长度设为了50mm。
在比较例1中，导入到外壳30内的测定对象气体的流速为0.82m/s，测定对象气体被置换的时间(气体更换时间)为95s。
在比较例2中，导入到外壳30内的测定对象气体的流速为0.98m/s，测定对象气体被置换的时间(气体更换时间)为75s。在比较例2中，得到了与比较例1相比良好的结果。这是因为，由于加长了风向引导板部91的长度，所以流入到外壳30内的流速变快了。
在实施例1中，导入到外壳30内的测定对象气体的流速为0.80m/s，测定对象气体被置换的时间(气体更换时间)为30s。测定对象气体被置换的时间短，得到了良好的结果。
根据以上的仿真结果，对比较例1与比较例2进行比较，可以说，通过加长从管状构件80的一端80a向管道100内突出的部分的风向引导板部91的长度，从而能够加快导入到外壳30内的测定对象气体的流速。
比较例1以及比较例2与实施例1相比较，可以说，因为未设置分隔部，所以从导入孔导入的测定对象气体的大部分不在外壳30进行环绕就从导出孔导出，因此在外壳30内部进行环绕的测定对象气体少，测定对象气体被置换的时间变长。
像以上那样，可以说，通过设置分隔部92，从而能够使测定对象气体高效地在外壳内进行环绕。
此外，通过设置分隔部92，从而能够在不加长风向引导板部91的长度的情况下缩短置换测定对象气体的时间。由此，能够缩短风向引导板部91的长度，因此可以说能够紧凑地构成气体浓度检测装置1。
进而，通过将固定了风向引导板部91的管状构件80设为能够相对于外壳30可拆装地进行连接的结构，从而能够使设置前的状态下的气体浓度检测装置1紧凑。
另外，虽然在上述的实施方式中成为气体浓度检测装置的浓度的检测对象的气体(特定气体)为二氧化碳，但是成为检测对象的气体并不特别限定于二氧化碳。例如，也可以是一氧化碳、CH4、NOX等气体。此外，在浓度检测对象为二氧化碳以外的气体的情况下，第一波段选择以与成为浓度的检测对象的气体的种类相应的波长(即，成为浓度的检测对象的气体的吸收率高的波长)为基准的波段。
另外，在上述的实施方式中，切换装置基于来自切换驱动电路的控制信号，将第一带通滤波器或第二带通滤波器配置在光源与热电传感器之间的光路上，机械地进行了滤波器的切换。关于滤波器，只要是在光路上选择由检测对象的气体吸收红外线的程度比其它波段高的第一波段、和吸收红外线的程度比第一波段低的第二波段中的任一方而使其通过的滤波器即可，并不限定于选择两个滤波器。也可以代替第一带通滤波器以及第二带通滤波器而将例如法布里-珀罗滤波器配置在光源与热电传感器之间的光路上，以电方式进行滤波器的切换。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是此次公开的实施方式在所有的方面均为例示，而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书示出，包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有的变更。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1X：气体浓度检测装置，10：第一外壳，11：底部，12：周壁部，13：开口部，14：第一卡合部，15：导入口，16：导入孔，17：导出孔，20：第二外壳，21：主体部，23：第二卡合部，30：外壳，40：气体浓度检测器，42：电路基板，44：光路构件，46：连通部，48：光路部，49A：突出部，50：光源，54：热电传感器，56：入射窗，58：热敏电阻，60：浓度检测部，62：切换装置，70：驱动电路，72：放大电路，74：变换电路，76：浓度变换处理电路，78：切换驱动电路，80：管状构件，81：凸缘部，82：导入部，83：导出部，91、91A：风向引导板部，92、92A、92B：分隔部，93：加强部，100：管道，101：贯通孔，911：第一板状部，912：第二板状部。
Claims (9)
1.一种气体浓度检测装置，引入流动的测定对象气体并测定所述测定对象气体包含的特定气体的浓度，所述气体浓度检测装置具备：
气体浓度检测器，具有板状的电路基板，测定所述特定气体的浓度；
外壳，具有底部以及与该底部对置的顶部，将所述气体浓度检测器容纳在内部；以及
风向引导板部，设置为从所述外壳的所述底部朝向外部突出，用于从外部向所述外壳的内部导入所述测定对象气体，且从所述外壳的内部朝向外部导出所述测定对象气体，
所述外壳包括导入所述测定对象气体的导入孔和导出所述测定对象气体的导出孔，
所述导入孔以及所述导出孔设置在所述外壳的底部，使得夹着所述风向引导板部，
所述气体浓度检测器从所述外壳的所述底部隔开给定的距离进行配置，使得所述电路基板的一个主面与所述风向引导板部对置，并且与所述外壳的所述底部对置，
所述气体浓度检测装置设置有分隔部，所述分隔部将形成在所述气体浓度检测器与所述外壳的所述底部之间的空间分隔为所述导入孔侧的空间和所述导出孔侧的空间。
2.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置，其中，
所述分隔部设置为，从所述风向引导板部连续地延伸。
3.根据权利要求2所述的气体浓度检测装置，其中，
所述分隔部与所述气体浓度检测器抵接。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气体浓度检测装置，其中，
所述气体浓度检测器具有朝向所述风向引导板部突出的突出部，
所述分隔部包括所述突出部。
5.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置，其中，
还具备：管状构件，与所述导入孔以及所述导出孔连通，并且从所述外壳的所述底部朝向外部突出，
所述风向引导板部设置为，穿过所述管状构件的内部，比位于与所述外壳所位于的一侧相反侧的所述管状构件的一端朝向外部突出。
6.根据权利要求5所述的气体浓度检测装置，其中，
所述风向引导板部固定在所述管状构件，
所述管状构件能够拆装地与所述外壳连接。
7.根据权利要求1所述的气体浓度检测装置，其中，
所述气体浓度检测器是非分散型红外线吸收式的气体浓度检测器，包括：
光路构件，搭载在所述电路基板，在内部具有红外线的光路，并且设置有使所述光路与外部的空间连通的连通部；以及
红外线照射元件和红外线受光元件，设置在所述光路，
通过使用所述红外线照射元件对经由所述连通部导入到所述光路的所述测定对象气体照射红外线，并由所述红外线受光元件对照射到所述测定对象气体的红外线进行受光，从而检测所述测定对象气体包含的所述特定气体的浓度。
8.根据权利要求7所述的气体浓度检测装置，其中，
所述气体浓度检测器配置为，所述电路基板中的未搭载所述光路构件侧的主面与所述外壳的所述底部对置。
9.根据权利要求7所述的气体浓度检测装置，其中，
所述气体浓度检测器配置为，所述电路基板中的搭载有所述光路构件侧的主面与所述外壳的所述底部对置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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