CN110389109A - 气体分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体分析装置，该气体分析装置(1)具备：向包含待测气体(G)的测定区域(R1)照射测定光的发光部(21)；使发光部(21)所照射的测定光反射的反射部(15)；接收经反射部(15)反射后的测定光的光接收部(22)；以及扩大反射部(15)上测定光的光束直径(W)的调整部(24)。

Description

气体分析装置
相关申请的交叉引用
本申请享有2018年4月16日在日本提出第2018-078486号专利申请的优先权，并援引该申请公开的全部内容并入本申请。
技术领域
本发明涉及气体分析装置。
背景技术
以往，已知有例如专利文献1所记载的气体浓度测定装置那样利用光学方法求得在规定的流路中流过的待测气体的浓度的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010－185694号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1记载的气体浓度测定装置在待测气体中延伸的探针部的尖端设有将测定光向光接收部反射的反射镜。此时，若例如探针部振动而使其尖端的位置发生变化，则因位置改变导致反射镜对测定光的反射量下降，光接收部的光接收量下降。
本发明的目的在于提供一种气体分析装置，即使是在发生振动的环境下，也能够确保光接收部具有用于分析浓度所需的测定光的光接收量。
解决技术问题所采用的技术方案
根据一个或多个实施方式的气体分析装置包括：向包含待测气体的测定区域照射测定光的发光部；将所述发光部所照射的所述测定光反射的反射部；接收经所述反射部反射后的所述测定光的光接收部；以及扩大所述反射部上所述测定光的光束直径的调整部。从而，即使在发生振动的情况下，也能够确保光接收部具有用于分析浓度所需的测定光的光接收量。更具体而言，通过扩大测定光，即使在具有反射部的探针部在谐振点上发生振动时，也能够在其振动范围内使发光部所照射的测定光射入反射部。
在根据一个实施方式的气体分析装置中，所述调整部可以扩大所述测定光的光束直径，使其大于所述反射部在与所述测定光的光轴大致正交的方向上的宽度。从而，即使在谐振点上反射部的位置上下前后发生偏移，也会有一部分测定光射入反射部。因而，光接收部能够稳定地接收由反射部反射的测定光。
在根据一个实施方式的气体分析装置中，所述调整部可包括设置在所述发光部与所述测定区域之间且使所述测定光聚焦的光学透镜。从而，能够将测定光的光束直径粗调到所期望的值。因而，气体分析装置的气体浓度指示值的变动大幅减小。结果，针对探针部尖端位移的测定承受力得到提高。
在根据一个实施方式的气体分析装置中，所述光学透镜可以是平凸透镜，所述平凸透镜的平面与所述发光部相向，所述平凸透镜的凸面与所述测定区域相向。
在根据一个实施方式的气体分析装置中，所述调整部还包括沿着所述测定光的光轴使所述光学透镜与所述发光部之间的距离发生变化的调整机构。从而，能够将测定光的光束直径微调到所期望的值。因而，气体分析装置的气体浓度指示值的变动进一步减小。结果，针对探针部尖端位移的测定承受力进一步提高。
在根据一个实施方式的气体分析装置中，所述调整机构可包括由固定了所述光学透镜的固定部进行支承从而能够绕着与所述光轴大致平行的轴旋转的调整螺钉，该调整螺钉的一个端部与所述发光部接触，另一个端部从所述固定部向所述发光部的相反侧露出。
根据一个实施方式的气体分析装置还包括沿着所述测定光的光轴以与所述测定区域重叠的方式延伸的探针部，所述反射部位于所述探针部的与所述发光部相反侧的尖端。从而，气体分析装置可以实现例如将光源、反射构造、光检测器一体地内置的探针型结构。
发明效果
根据本发明，能够提供一种气体分析装置，即使是在发生振动的环境下，也能够确保光接收部具有用于分析浓度所需的测定光的光接收量。
附图说明
图1是根据一个实施方式的气体分析装置在俯视时的立体图。
图2是图1的气体分析装置在仰视时的立体图。
图3是示意性地示出沿着图1的I-I矢线得到的截面的剖视图。
图4是与图3对应的表示振动环境下探针部的举动的示意图。
图5是表示光接收部所输出的扫描信号的情况的示意图。
图6是与图3对应的表示从发光部照射的测定光的情况的示意图。
图7是在沿着图1的I-I矢线得到的截面中将II部放大表示的放大剖视图。
图8是示意性表示图7的组成部分的一部分的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。在以下的说明中，前后、左右、上下的方向以图中的箭头标示方向为基准。在图1至图4、图6至图8中，各箭头的方向在不同的附图之间相互整合。
下面，以各图中待测气体G从下方流向上方的情况为例进行说明。待测气体G的流动方向并不限于此。待测气体G的流动方向可以是任意的，根据一个实施方式的气体分析装置1也可以配合待测气体G的流动方向而设置在任意方向上。
图1是根据一个实施方式的气体分析装置1在俯视时的立体图。图2是图1的气体分析装置1在仰视时的立体图。图3是示意性地示出沿着图1的I-I矢线得到的截面的剖视图。图3示出为了分析烟道P内流过的待测气体G中包含的对象成分的成分浓度而在烟道壁S上安装图1的气体分析装置1的例子。为了简化说明，图3中示出了将根据一个实施方式的气体分析装置1的结构简化后的状态。更具体而言，图3中省略了后文所述的发光部21的细节结构、调整部24、固定部25等分析部20内的细节结构的图示。
参照图1～图3，主要针对根据一个实施方式的气体分析装置1的功能和结构进行说明。
气体分析装置1例如直接安装在待测气体G所流过的流路中，对测定对象成分的成分浓度进行分析。待测气体G包括例如CO、CO2、H2O、CnHm(碳氢化合物)、NH3和O2等气体。流路包括配管、烟道、燃烧炉等。
气体分析装置1包括例如用在防爆区内且具有耐压防爆构造的探针型TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy：波长可变二极管激光器吸收光谱)型气体分析仪。这里，探针型是指例如光源、反射构造、光检测器一体地内置，且从单侧插入待测气体G所流过的流路这样构造的一种气体分析装置1。气体分析装置1通过向包含例如工业废气等的待测气体G中照射成为测定光的激光，来分析测定对象成分的成分浓度。
待测气体G中包含的气体分子在红外到近红外区域中由于分子的振动和转动能级跃迁而出现吸收光谱。吸收光谱是成分分子所固有的性质。根据朗伯比尔(Lambert-Beer)定律，与测定光相关的气体分子的吸光度与其成分浓度和光路长度成正比。因此，通过测定吸收光谱强度，可以分析测定对象成分的成分浓度。
TDLAS是将线宽比气体分子所具有的能级跃迁吸收线宽要窄得多的半导体激光作为测定光来对待测气体G进行照射。通过高速地调制半导体激光的驱动电流，可以实现测定光的波长的扫描。测定透过待测气体G后的测定光的光强，从而获取单个独立的吸收光谱。
激光的扫描范围因用途而异。测定对象是O2的情况下，激光的线宽例如为0.0002nm，扫描宽度例如为0.1～0.2nm。通过对0.1～0.2nm的扫描宽度进行扫描，从而测定吸收光谱。对所获取的一个吸收光谱进行浓度换算，从而求出测定对象成分的成分浓度。浓度换算的方法包括峰高法、光谱面积法、2f法等已知的方法。
气体分析装置1的主要构成元件包括探针部10和分析部20。如图3所示，例如气体分析装置1的探针部10的大部分在烟道P内部延伸且分析部20设置在烟道P外侧的状态下得到支承。更具体而言，气体分析装置1通过将形成在探针部10的一部分上的凸缘11从外侧安装到烟道壁S上，从而得到烟道壁S的支承。
如图1和图2所示，探针部10例如是截面形状大致为圆形的筒状体。从凸缘11的外表面到探针部10尖端的外形长度例如为0.5～2m左右。探针部10由任意的金属构件形成。如图3所示，探针部10例如在烟道P的内部与待测气体G的流动方向大致正交的方向上延伸。
如图1所示，探针部10沿左右方向延伸，且具有向上方开口的开口12。开口12使探针部10相应的内部在烟道P内露出。探针部10具有设置于开口12的多个肋条13，用于维持探针部10的强度。如图2所示，探针部10具有将一部分表面从下方向内部切开的切口14。切口14分别形成在与开口12左右两端大致相同的左右位置上。切口14将通过开口12而在烟道P内露出的探针部10的内部与位于该内部下侧的烟道P内的空间连通。
如图3所示，在烟道P内的尖端的内部具有反射部15。反射部15包含直角棱镜、回射器等针对测定光的任意反射构造。
分析部20安装在探针部10的设有反射部15的尖端的相反侧的端部，位于烟道P的外侧。分析部20具有向待测气体G照射测定光的发光部21、接收经反射部15反射后的测定光的光接收部22。分析部20还具有运算部23。发光部21、光接收部22、运算部23经由多块电子基板电连接。分析部20的壳体例如是将这些组成部分收纳在内的耐压防爆容器。分析部20具有将这些组成部分收纳为一体的模块构造。发光部21和光接收部22在分析部20内彼此靠近。
发光部21具有能够对待测气体G进行TDLAS测定的任意光源。发光部21例如有半导体激光器。光接收部22具有能够对待测气体G进行TDLAS测定的任意光检测器。光接收部22例如有光电二极管。运算部23具有一个以上的处理器。运算部23控制包含发光部21和光接收部22在内的气体分析装置1整体的动作。
从下方向上方在烟道P内流过的待测气体G的一部分经由切口14从下方流入探针部10内的测定区域R1。待测气体G的其它部分则绕到开口12从上方流入探针部10内的测定区域R1。由此，烟道P中流过的待测气体G在探针部10的内部流通。在探针部10的内部流通的待测气体G例如从开口12再次流出到烟道P内。这里，测定区域R1包括通过开口12在烟道P内露出的探针部10的内部空间。由此，测定区域R1被待测气体G充满。
另一方面，利用任意机构向探针部10的内部分别形成于测定区域R1左右两侧的区域R2和R3提供吹扫气体。图3中，测定区域R1与区域R2的边界、测定区域R1与区域R3的的边界分别用虚线表示。吹扫气体用于抑制待测气体G与反射部15、发光部21、光接收部22等组成部分接触，以防止这些光学器件发生污染或腐蚀等。由此，区域R2和R3被吹扫气体充满。
切口14用于抑制测定区域R1与区域R2、R3中待测气体G与吹扫气体发生混合。更具体而言，切口14通过将待测气体G从烟道P内引导至探针部10内的测定区域R1，抑制吹扫气体混入测定区域R1。同样，切口14抑制待测气体G混入区域R2、R3。
发光部21向探针部10的反射部15照射测定光。图3中，测定光中在被反射部15反射之前的光用出射光L1来表示。发光部21向包含待测气体G的测定区域R1照射出射光L1。出射光L1在沿其光轴以与测定区域R1重叠的方式延伸的探针部10的内部传播，然后射入反射部15。反射部15位于探针部10的与发光部21相反侧的尖端，使通过测定区域R1后的出射光L1的一部分发生反射。图3中，测定光中在被反射部15反射之后的光用反射光L2来表示。反射光L2再次通过包含测定区域R1的探针部10的内部。光接收部22接收在反射部15被反射又通过测定区域R1后的反射光L2。像这样，测定区域R1在出射光L1和反射光L2的光路中，被配置在发光部21和光接收部22之间。
光接收部22中，利用任意的放大电路对检测到的测定光的相关测定信号进行电气放大后，将测定光的光检测强度作为扫描信号输出到运算部23。出射光L1和反射光L2各自的一部分在通过探针部10的内部时，被测定区域R1中流通的待测气体G所吸收。基于光接收部22所获取的测定信号测定其吸收光谱，可以求出待测气体G中的测定对象成分的成分浓度。
在上述探针型的气体分析装置1附接到安装地点的状态下，发光部21、反射部15、光接收部22的各光学器件需要满足规定条件。规定条件包括从发光部21照射的出射光L1通过测定区域R1被反射部15反射，反射光L2再次通过测定区域R1后射入光接收部22所涉及的各组成部分的位置关系。
图4是与图3对应的表示振动环境下探针部10的举动的示意图。图5是表示光接收部22所输出的扫描信号的情况的示意图。下面，参照图4和图5，考虑例如气体分析装置1在振动环境下设置于烟道壁S的情况。
还考虑根据探针型气体分析装置1设置的环境不同而发生稳定的振动、或因暂时的外部干扰而发生振动。此时，气体分析装置1受这些振动的影响。例如，因烟道P周边存在的包含电动机和风扇等任意设备的影响，安装有气体分析装置1的烟道壁S可能会发生振动。若是通常的振动，则由于气体分析装置1也和烟道壁S一起振动，从而对测定几乎没有任何影响。但是，在烟道壁S的振动的频率与气体分析装置1的固有振动频率(谐振点)fn基本一致的情况下，如图4中双点划线所示，探针部10将以烟道壁S作为固定端进行谐振，从而发生剧烈的振动。这里，“烟道壁S的振动的频率与气体分析装置1的固有振动频率fn基本一致”包括例如各自的振动频率相同或者在±约0.1Hz的范围内近似。
例如，探针部10的长度、更具体是指从凸缘11的外表面到探针部10的尖端为止的外形长度为2m，振动的加速度为1.4m/s2时，探针部10的尖端的振幅为约100mm。因此，在从发光部21照射的测定光是光束直径为φ3～4mm左右的平行光的情况下，根据反射部15的位置，大部分测定光不会射入反射部15。其结果是回到光接收部22的测定光的光强大幅减小。从而，难以获取具有分析所需强度的扫描信号。而且，由于光接收部22上的光接收量降低，如图5所示，相对于扫描信号的噪声比例增大，噪声会和扫描信号一起被放大电路放大。如上所述，由于探针部10的振动引起反射部15的位置不同，从而导致扫描信号中包含的噪声的比例增大，因此气体分析装置1的气体浓度指示值在时间上会发生很大的变动，难以进行稳定的分析。
根据一个实施方式的气体分析装置1被配置为即使在探针部10发生上述那样的振动时，例如在其振动频率与谐振点基本一致的情况下，也能够在其振动范围内使发光部21所照射的测定光经反射部15反射后以足够的光强返回光接收部22。从而，气体分析装置1能够使针对待测气体G中的测定对象成分的成分浓度的气体浓度指示值稳定。
图6是与图3对应的表示从发光部21照射的测定光的情况的示意图。图7是在沿着图1的I-I矢线得到的截面中将II部放大表示的放大剖视图。图8是示意性表示图7的组成部分的一部分的图。如图7和图8所示，气体分析装置1在分析部20的内部具有调整部24，用于调整在探针部10中反射部15的入射端面的测定光的光束直径W。下面，参照图6至图8，对发光部21的结构进行详细说明，并说明实现气体浓度指示值稳定化的根据一个实施方式的气体分析装置1的调整部24的结构及功能。
如图7和图8所示，设置在分析部20内部的发光部21具有压电元件21a。压电元件21a提供例如具有180度相位差的振动，从而抑制光源与光学透镜24a之间产生的光学噪声。发光部21具有与压电元件21a的其中一面接触的激光器臂21b。发光部21还具有安装于激光器臂21b的激光器支架21c。发光部21还具有受到激光器支架21c的尖端支承的发光元件21d。发光元件21d包含例如半导体激光元件。发光部21具有将激光器臂21b向左推压的活塞21e。
调整部24具有设置在发光部21与探针部10之间且对测定光进行作用的光学透镜24a。光学透镜24a使测定光聚焦。光学透镜24a例如是平凸透镜。光学透镜24a通过固定部25固定，使得平凸透镜的平面与发光部21相向，平凸透镜的凸面与探针部10相向。光学透镜24a由对于来自发光部21的测定光的波长有很好的波长特性的材质构成。例如，光学透镜24a由对于测定光的波长的透射率约为100％的材质构成。光学透镜24a所具有的焦距使得探针部10中反射部15的入射端面上测定光的光束直径W能够被大致调整到所期望的值。
调整部24还具有沿着测定光的光轴A使光学透镜24a与发光部21之间的距离发生变化的调整机构24b。更具体而言，调整机构24b具有调整螺钉24c，其受到固定了光学透镜24a的固定部25的支承，能够绕着与光轴A大致平行的轴旋转。调整螺钉24c包含能够对光学透镜24a与发光部21之间的距离进行微调的窄牙距的螺钉。例如，调整螺钉24c包含以0.2mm的牙距形成的螺钉。调整螺钉24c的一个端部与发光部21的压电元件21a接触，另一个端部从固定部25向发光部21的相反侧露出。
调整部24不仅能够对光学透镜24a的光束直径W进行粗调，而且能够通过改变发光部21内发光元件21d与光学透镜24a之间的距离来对光束直径W进行微调。例如，调整螺钉24c绕着与光轴A大致平行的轴旋转，从而经由压电元件21a使激光器臂21b和激光器支架21c沿光轴A移动。发光元件21d也随之沿光轴A移动。另一方面，光学透镜24a被固定部25固定，光学透镜24a在光轴A方向上的位置不变。通过固定光学透镜24a而移动发光元件21d，可以调整测定光的起点。从而，能够提高光束直径W的调整精度，且使该调整变容易。
更具体而言，调整螺钉24c拧紧时，压电元件21a被压向右方。此时，光学元件21d向远离光学透镜24a的方向移动，发光元件21d与光学透镜24a之间的距离变大。此时，光束直径W变小。调整螺钉24c拧松时，活塞21e将激光器臂21b压向左方。此时，光学元件21d向靠近光学透镜24a的方向移动，发光元件21d与光学透镜24a之间的距离变小。此时，光束直径W变大。
调整部24扩大反射部15中测定光的光束直径W。更具体而言，调整部24扩大反射部15上测定光的光束直径W，使其大于测定光为平行光时的光束直径。例如，调整部24扩大测定光的光束直径W，以使测定光将反射部15在与光轴A大致正交的方向上的两端涵盖在内。即，调整部24扩大测定光的光束直径W，使其大于反射部15在与光轴A大致正交的方向上的宽度。例如，调整部24扩大测定光的光束直径W，以使测定光将探针部10在与测定光的光轴A大致正交的方向上的尖端振动的两端各自的反射部15的位置涵盖在内。
这里，与光轴A大致正交的方向包括上下方向、近似上下方向的方向、前后方向、近似前后方向的方向。如图6所示，测定光的光轴A例如与左右方向大致平行。探针部10的尖端例如沿着上下方向振动。调整部24扩大探针部10中反射部15的入射端面处测定光的光束直径W，以使测定光将探针部10尖端振动的上下两端各自的反射部15的位置涵盖在内。更具体而言，调整部24调整光束直径W，使其比例如探针部10不发生振动的情况下测定光为平行光时的值大得多。例如，在凸缘11的外表面到探针部10的尖端为止的外形长度为2m的情况下，由于平行光的光束直径为φ3～4mm左右，因此调整部24调整测定光的光束直径W，以使测定光扩大成为前方4m处φ20mm～120mm左右的光束。这里所规定的4m例如对应于当凸缘11的外表面到探针部10的尖端为止的外形长度为2m时，测定光从发光部21射出到返回光接收部22为止的光路长度。
为了扩大探针部10中反射部15的入射端面上测定光的光束直径W，需要减小发光元件21d与光学透镜24a之间的距离。测定光的光束直径W的调整方法例如如下所述。
步骤一，基于探针部10的长度和进行分析所需的光接收部22的测定光的光接收量，通过包含计算和实验等的任意方法，预先求出测定光扩大后的光束直径W的值。
步骤二，例如在制造气体分析装置1时，决定相对于光学透镜24a的固定位置能够调整发光元件21d的位置的光轴A方向上的调整范围。
步骤三，选定能够在上述调整范围内将发光元件21d调整至最佳位置，且能够得到与步骤一中求出的光束直径W的值近似的光束直径W的光学透镜24a。
步骤四，对调整螺钉24c进行微调，以使实际的光束直径W与步骤一中求出的光束直径W的值一致。从而，决定发光元件21d到所选定的光学透镜24a的距离。
由此，在气体分析装置1的制造过程的初始设定时调整螺钉24进行了一次调整后，调整螺钉24c原则上是固定的。
根据上述一个实施方式的气体分析装置1，即使在发生振动的环境下，也能够确保光接收部22具有用于分析浓度所需的测定光的光接收量。更具体而言，通过扩大测定光，即使在探针部10在谐振点上发生振动时，也能够在其振动范围内使发光部21所照射的测定光射入反射部15。更具体而言，通过调整部24扩大测定光的光束直径W使其大于反射部15的宽度，即使在谐振点上反射部15的位置上下前后发生偏移，也会有一部分测定光射入反射部15。从而，光接收部22能够稳定地接收由反射部15反射的测定光。
通常情况下，气体分析装置1为了提高光接收部22上测定光的光接收量，会采用使测定光的光束直径W小于反射部15的宽度且使测定光几乎全部被反射部15反射的结构。测定光的光束直径W越大，光接收部22上测定光的光接收量越少，但只要有一部分测定光能够返回，就可以利用放大电路对测定信号进行放大，因此能够分析测定对象成分的成分浓度。因而，与探针部10的尖端发生振动的情况下测定光为平行光时相比，气体分析装置1的气体浓度指示值的变动大幅减小。如上所述，通过增大测定光的光束直径W，对于探针部10尖端位移的测定承受力得到提高。
通过在调整部24中设置使测定光聚焦的光学透镜24a，能够将测定光的光束直径W粗调至所期望的值。从而，气体分析装置1的气体浓度指示值的变动大幅减小。因此，针对探针部10尖端位移的测定承受力得到提高。
通过在调整部24中进一步设置沿着测定光的光轴A改变光学透镜24a与发光部21之间的距离的调整机构24b，能够将测定光的光束直径W微调至所期望的值。因而，气体分析装置1的气体浓度指示值的变动进一步减小。因此，针对探针部10尖端位移的测定承受力进一步提高。
本领域技术人员容易想到只要不脱离本发明的宗旨或其实质性特征，上述实施方式以外的其它规定的方式也可以实现本发明。因此，以上内容只是举例说明，并不限于此。发明的内容并不是由上述内容来定义的，而是由所附的权利要求书来定义的。所有变更中在均等范围内的若干变更都包括在本发明中。
例如，上述各组成部分的形状、配置、方向、个数等并不限于上述的说明和附图所示的内容。各组成部分的形状、配置、方向、个数等可以任意地构成，只要能够实现其功能即可。
一个实施方式所涉及的气体分析装置1也可以具有上述组成部分以外的其它任意组成部分。例如，气体分析装置1也可以具备在从发光部21射出后立即将一部分测定光分光为参照光的分束器。例如，气体分析装置1也可以还具有内部包含与待测气体G中的测定对象成分相同的气体的参考单元。参考单元的内部包含接收通过含有该气体的区域后的参照光的光检测器。光检测器输出针对以已知浓度封入的与测定对象成分相同的气体的TDLAS信号。在具有上述参考单元的情况下，上述一个实施方式所涉及的气体分析装置1也可以使参考单元内的光检测器上参照光的光接收量稳定。更具体而言，即使因气体分析装置1振动而导致例如光检测器的位置变动，通过利用调整部24扩大测定光，也能够使参照光的光束直径变大，光检测器上参照光的光接收量也能稳定。
光学透镜24a并不限于平凸透镜。光学透镜24a可以使能够扩大探针部10中反射部15的入射端面上测定光的光束直径W的任意透镜。例如，光学透镜24a可以是双凸透镜，也可以是凹透镜。此外，光学透镜24a也可以是非球面透镜。
以上说明了通过使发光元件21d相对于光学透镜24a移动，调整机构24b沿着测定光的光轴A改变光学透镜24a与发光部21之间的距离的情况，但调整方法并不限于此。也可以通过使光学透镜24a和发光元件21d中的至少一方移动来调整彼此间的距离。
调整部24可以具有焦距不同的多个光学透镜24a，并构成为能够利用任意的切换机构来切换光学透镜24W以对光束直径W进行粗调。
以上说明了出射光L1和反射光l2双方都通过测定区域R1的情况，但并不限于此。只要气体分析装置1能够分析测定区域R1中包含的待测气体G中的测定对象成分的成分浓度，也可以是出射光L1和反射光L2仅其中一方通过测定区域R1。
以上说明了探针型的气体分析装置1，但气体分析装置1的种类并不限于此。气体分析装置1例如也可以被配置为分析部20和反射部15将烟道P夹在中间而分开相向地设置。更具体而言，也可以在与安装有分析部20的烟道壁S的一侧相向的另一侧，安装构成反射部15的任意反射构造。此时，构成反射部15的任意反射构造可以安装在例如烟道壁S的内表面，也可以安装在烟道壁S的外表面。
还考虑在气体分析装置1中构成为分析部20和反射部15将烟道P夹在中间而分开并相向的情况下，当从发光部21照射出的测定光是平行光时，气体浓度指示值将伴随着振动而在时间上发生很大的变动。例如，当烟道壁S振动时，反射部15与发光部21的相对位置、反射部15与光接收部22的相对位置中的至少一方将发生变化，从而返回到光接收部22的测定光的光强大幅减小。从而，难以获取具有分析所需强度的扫描信号。
根据一个实施方式的气体分析装置1，即使在这样的情况下，也能够与探针型的气体分析装置相同地在光接收部22确保有用于分析浓度所需的测定光的光接收量。更具体而言，通过扩大测定光，即使反射部15与发光部21的相对位置发生变化，从发光部21照射的测定光也会射入反射部15。而且，即使反射部15与光接收部22的相对位置发生变化，经反射部15反射后的测定光也会射入光接收部22。由此，光接收部22能够稳定地接收由反射部15反射的测定光。
标号说明
1 气体分析装置
10 探针部
11 凸缘
12 开口
13 肋条
14 切口
15 反射部
20 分析部
21 发光部
21a 压电元件
21b 激光器臂
21c 激光器支架
21d 发光元件
21e 活塞
22 光接收部
23 运算部
24 调整部
24a 光学透镜
24b 调整机构
24c 调整螺钉
25 固定部
A 光轴
fn 固有振动频率
G 待测气体
L1 出射光
L2 反射光
P 烟道
R1 测定区域
R2、R3 区域
S 烟道壁
W 光束直径

Claims (7)

1.一种气体分析装置，包括：
向包含待测气体的测定区域照射测定光的发光部；
使所述发光部所照射的所述测定光反射的反射部；
接收所述反射部反射的所述测定光的光接收部；以及
扩大所述反射部上所述测定光的光束直径的调整部。
2.如权利要求1所述的气体分析装置，其中，
所述调整部扩大所述测定光的光束直径，使其大于所述反射部在与所述测定光的光轴大致正交的方向上的宽度。
3.如权利要求1或2所述的气体分析装置，其中，
所述调整部包括设置在所述发光部与所述测定区域之间且使所述测定光聚焦的光学透镜。
4.如权利要求3所述的气体分析装置，其中，
所述光学透镜为平凸透镜，
所述平凸透镜的平面与所述发光部相向，
所述平凸透镜的凸面与所述测定区域相向。
5.如权利要求3或4所述的气体分析装置，其中，
所述调整部还包括沿着所述测定光的光轴改变所述光学透镜与所述发光部之间的距离的调整机构。
6.如权利要求5所述的气体分析装置，其中，
所述调整机构具有由固定了所述光学透镜的固定部进行支承从而能绕着与所述光轴大致平行的轴旋转的调整螺钉，
所述调整螺钉的一个端部与所述发光部接触，另一个端部从所述固定部向所述发光部的相反侧露出。
7.如权利要求1至6的任一项所述的气体分析装置，
还包括沿着所述测定光的光轴以与所述测定区域重叠的方式延伸的探针部，
所述反射部位于所述探针部的与所述发光部相反侧的尖端。
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