JP2002202247A - ガス検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部応力による光源、受光器、光拡散体の相
対位置の変化を抑えてスペックルパターンの変化を抑
え、電気信号のドリフトを低減したガス検出を行う。 【解決手段】 ガス容器３には１塊の材料を用いる。ガ
ス容器３は拡散面１１を通り分割した２つのブロック４
５ａ、４５ｂを有する。一方のブロック４５ａには光源
５、受光器９の密閉容器２９ａ、２９ｂを収容する収容
凹部４８，４９を形成し、この収容凹部４８，４９内に
密閉容器２９ａ、２９ｂを収容固定する。また、ブロッ
ク４５ａ、４５ｂには２分割した拡散面１１を形成す
る。これらブロック４５ａ、４５ｂを接合して球状の拡
散面１１が形成できる。これにより、外部応力の影響を
受けず、光源５、受光器９、拡散面１１の相対位置の変
化を抑えてスペックルパターンの変動が抑えられ、受光
器９の出力のドリフト（干渉ノイズ）を低減でき、測定
の高精度化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ吸収分光を
利用したガス検出装置に係り、特に目的とするガスの有
無の検知や濃度測定のためにガスを導入してレーザ光と
相互作用を行わせるガスセルを有するガス検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ吸収分光は、物質が固有の光波長
に対して大きな吸収をもつという性質を利用して、分析
などに用いられる分光技術の一種である。この技術をガ
ス分析の分野で応用することにより目的とするガスの検
出や濃度測定が可能となる。

【０００３】従来のガス検出装置の光学系の一例を図４
に示す。この光学系はレーザ光源５１、ガスセル５２お
よび受光器５３より構成される。ガスセル５２は、通
常、ガスを収容するための容器５４、ガス導入孔５５と
ガス排出孔５６、およびレーザ光５７が通過するための
第一の窓５８と第二の窓５９より構成される。レーザ光
源５１より出射したレーザ光５７は第１の窓５８から入
射し、容器５４内部に収容されたガスでその一部が吸収
され、第二の窓５９より出射して受光器５３に達する。
レーザ光５７の波長を被検出ガスの吸収波長付近で変化
させると図５のようなガス吸収曲線がみられる。この曲
線上で大きな吸収を示す波長になるべく近い波長のレー
ザ光を用いて、該レーザ光のガスによる吸収の度合い、
すなわち受光器５３で受光するレーザ光の光量の変化量
を測ることでガス濃度（ガス検出を含む）を知ることが
できる。

【０００４】ところで、実際にガスの濃度測定を行うと
様々な原因による誤差が生じるが、その中でもレーザ光
の干渉によって発生するドリフトによる誤差は絶対値も
大きくまた対策も難しい。具体的には、レーザ光がガス
セルの窓を透過するときや受光器内部の光学系を透過す
るときに多重反射が生じ、これが元のレーザ光と干渉
し、光強度の変化として現れる。この強度変動が吸収曲
線に畳重した場合、あたかも被検出ガスの濃度が変化し
たかのごとく観測されてしまう。

【０００５】そこで、光学的な多重反射を極力避けるた
め、従来では図６に示すような工夫がされてきた。この
例ではウェッジ形状のガラス板の両面に反射防止膜６１
を施したものをガスセル５２の窓材に用いている。この
ようにすることで多重反射による干渉の影響を減らすこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスセ
ル５２で多重反射を抑えても、受光器５３の部分で同様
の問題が生じる。例えば受光器５３にフォトダイオード
（以後、ＰＤという。）を使用した場合、ＰＤ容器の窓
とＰＤ素子表面の間で多重反射が生じ、これが測定誤差
となってしまう。このように干渉が原因となる誤差は、
光学系のさまざまな場所で生じる可能性があるため、全
ての光学部品において干渉が起こらないように改善して
いくことは難しい。

【０００７】そこで、本件発明者等は、測定に用いる光
の多重反射による測定誤差を抑えたガス検出装置を既に
出願している（特開平２０００−２０６０３５号公
報）。

【０００８】上記特開平２０００−２０６０３５号公報
に開示されるガス検出装置７１では、可干渉性を有する
レーザ光を拡散させて可干渉性を崩す光拡散体をガスセ
ル内部もしくは外部の光路に設けることにより、干渉が
原因となる光学的ノイズを低下させている。上記公報に
開示されるガス検出装置の一例として、図７に示すガス
検出装置７１では、ガス導入孔７２ａとガス排出孔７２
ｂを有した被検出ガスを収容するための容器７２の形状
を球とし、この容器７２の内壁面全面に反射型の光拡散
体７３を形成し、容器７２の壁面の外側に光源７４と受
光器７５を装着した構成となっている。

【０００９】ところで、図７に示すガス検出装置７１を
採用した場合、容器７２の内壁面全面に光拡散体７３が
形成されるので、光源７４からの発散光が光拡散体７３
によって拡散されると、微小な凹凸の粗い面からなる光
拡散体７３の光拡散によってスペックルを生じる。この
スペックルは、上記のようなレーザ光等の干渉性の高い
光で光学的に粗い表面を照らすときに起こる無秩序に分
布した暗点と明点である。スペックルは、粗い表面の微
細部分で再放射される多くの無秩序な要素波が複雑に干
渉することにより形成される。

【００１０】一般的に、レーザ光などのコヒーレント光
を光学的粗面に照明すると、照明された表面はレーザ光
を反射してスペックルパターンを生ずる。そして、上記
のように発生するスペックルパターンは、そのパターン
の状態が変化しなければ、測定誤差に影響を及ぼすこと
なく、正確なガス検出及びガス濃度測定が可能である。

【００１１】しかしながら、容器７２が外部応力等で変
形すると、容器７２の壁面に形成された光拡散体７３の
面も変形するため、スペックルパターンもゆっくりと動
いて変化してしまう。このスペックルパターンの変化
は、装置７１の各所をネジ止めして設置する場合、装置
７１に触れて容器７２に僅かな歪みが生じても、同様に
起こる現象である。

【００１２】具体的に、容器７２に光源７４及び受光器
７５を装着するにあたって、容器７２に対する光源７４
と受光器７５の接触面積が狭いと、その分だけ外部応力
による歪みも大きくなり、光源７４と受光器７５及び光
拡散体７３の相互の相対位置が変化してスペックルパタ
ーンに変化が生じてしまう。そして、上記のように外部
応力によってスペックルパターンがゆっくりと動いて変
化すると、受光器７５の受光量に応じた電気信号にドリ
フトが生じ、このドリフトによって測定誤差を招き、正
確なガス検出が行えないという問題が生じる。

【００１３】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、外部応力による光源、受光器、光拡
散体の相対位置の変化を抑えてスペックルパターンの変
化を抑え、電気信号のドリフトを低減してガス検出を行
うことができるガス検出装置を提供することを目的とし
ている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明に係るガス検出装置は、被検出ガス
を収容するためのガス容器３と、該ガス容器に光を入射
する光源５と、前記光を拡散するように前記ガス容器の
内壁面の少なくとも一部に形成された光拡散面１１と、
前記光源からの光の入射に伴う前記ガス容器からの光を
受光する受光器９とを備え、該受光器が受光する受光量
に基づいて前記被検出ガスの有無や濃度を検出するガス
検出装置において、前記ガス容器３を１塊の材料を用い
て前記拡散面１１を有するよう形成し、該ガス容器３内
に前記光源５、及び受光器９を一体的に固定配置してな
ることを特徴とする。

【００１５】請求項２に係るガス検出装置は、前記ガス
容器３には、前記光源５及び受光器９を収容、固定する
ための収容凹部４８，４９が溝形成された構成である。

【００１６】請求項３に係るガス検出装置は、前記ガス
容器３は、前記光拡散面１１を２分割する分割面４１
ｃ，４５ｃが形成された一対のブロック４１ａ、４１
ｂ，４５ａ、４５ｂからなる構成である。

【００１７】請求項４に係るガス検出装置は、前記一対
のブロック４１ａ、４１ｂのうち少なくとも一方の分割
面４１ｃ上に、前記光源５及び受光器９を収容、固定す
るための収容凹部４８，４９が溝形成されてなる。

【００１８】請求項５に係るガス検出装置は、前記ガス
容器３は、前記光拡散面１１を２分割する分割面４５ｃ
が形成された一対のブロック４５ａ、４５ｂからなり、
前記一方のブロック４５ａには、前記光源５及び受光器
９を収容、固定するための収容凹部４８，４９が溝形成
されてなる。

【００１９】請求項６に係るガス検出装置は、前記光源
５、及び受光器９は、それぞれ内部の光学素子をパッケ
ージした密閉容器２９ａ，２９ｂを備え、前記収容凹部
４８，４９に前記密閉容器２９ａ、２９ｂを密着固定し
てなる。

【００２０】上記構成のガス検出装置は、ガス容器３が
１塊の材料で拡散面１１を形成し、光源５と受光器９が
一体的に固定配置されてなるため、光源５、拡散面１
１、受光器９の相対位置が固定でき、外部応力の影響を
受けにくくなりスペックルパターンの変動を抑えること
ができる。これにより、受光器９の出力にドリフト（干
渉ノイズ）が低減し、従来よりも正確なガス検出及び濃
度測定を行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は、本発明のガス検出装置１の基本構成を示す
概要図である。図示のガス検出装置１は、ガス容器３、
光源５、受光器９を備えて概略構成される。ガス容器３
は、剛性を有する一種類の硬質材料の一塊を用いて形成
されている。このガス容器３の内部には、微小な凹凸面
からなる光拡散面１１が形成されている。このガス容器
３内部には、光拡散面１１に向いて光源５、受光器９が
配置固定される。また、ガス容器３には、被検出ガスを
導入するためのガス導入口１３と、被検出ガスをガス容
器３から排出するためのガス排出口１５とが設けられて
いる。

【００２２】このように、本発明は、ガス容器３内部に
光拡散面１１を形成し、且つ、このガス容器３内部に光
源５、受光器９を一体的に配置して、これら光源５、光
拡散面１１、受光器９の相互位置を固定保持した構成を
前提としている。以下、本発明の各実施形態を説明す
る。

【００２３】図２は本発明によるガス検出装置の第１実
施の形態を示す分解斜視図である。ガス容器３は、被検
出ガスが収容される所定形状の空間からなるガスセルと
して構成されている。ガス容器３は、剛性を有する１種
類の硬質材料、例えば真鍮、アルミ、鉄、スーパーイン
バー等の金属、ガラス、セラミックスを被検出ガスの種
類に応じて使用している。具体的には、例えば二酸化炭
素（ＣＯ₂ ）、メタン（ＣＨ₄ ）、亜酸化窒素（Ｎ
₂ Ｏ）などのように腐食性の無いガスに対しては金属製
が好ましく、アンモニア（ＮＨ₃ ）や塩化水素（ＨＣ
ｌ）などのように腐食性が強いガスに対してはガラス製
が好ましい。

【００２４】ガス容器３は、上述した剛性を有する一種
類の硬質材料からなり、互いの面が直角をなす六面体の
ブロックの内部に形成され、例えば球状などの所定形状
の内壁面を有している。図示の例では、ガス容器３が直
方体のブロック４１の内部に形成される。直方体のブロ
ック４１は、中心位置で対称に２分割されている。この
２分割された分割ブロック４１ａ，４１ｂの分割面４１
ｃ，４１ｃには、例えば旋盤やフライス加工により半球
面状にくり抜かれた凹部４２（４２ａ，４２ｂ）が形成
されている。

【００２５】各凹部４２ａ，４２ｂの表面には、微小な
凹凸面からなる光拡散面１１が形成されている。ガス容
器３の内壁面となる光拡散面１１は、例えば凹部４２の
表面に放電加工やホーニング処理を施して梨子地状に形
成される。この他、光拡散面１１は、アルミやステンレ
スなどの金属や、ガラス等の反射性とされた表面をフロ
スト状に仕上げたものや、これらの表面にアルミや金を
蒸着したもの、もしくは反射率の大きな粉末（ポリテト
ラフロロエチレン，硫酸バリウム，硫黄等）を塗布した
ものが利用できる。

【００２６】そして、各分割ブロック４１ａ、４１ｂに
は、凹部４２の中心位置である分割面４１ｃ部分にそれ
ぞれ、光源５、受光器９を収容するための収容凹部４
８，４９が形成される。光源５、受光器９は、それぞれ
内部の光学部品等を収容して密閉容器内２９ａ，２９ｂ
にパッケージされており、収容凹部４８，４９は、各密
閉容器２９ａ，２９ｂの外径（長さ、幅、高さ）に適合
して形成されている。

【００２７】一方の分割ブロック４１ｂには、この分割
ブロック４１ｂの外周に沿って溝を形成し、Ｏリング等
のシール部材（不図示）が装着される。そして、これら
分割ブロック４１ａ、４１ｂは、複数個の取付穴にボル
ト、ナット等を用いて互いに固定される。これにより、
ブロック４１の内部に球状の気密空間からなるガス容器
３が形成される。なお、固定方法は、取付穴やボルト、
ネジに限定されず他の固定方法を用いてもよい。

【００２８】分割ブロック４１ａ，４１ｂには、ガス容
器３に被検出ガスを導入するためのガス導入管１３と、
被検出ガスをガス容器３から排出するためのガス排出管
１５とがガス容器３に連通して設けられている。これに
より、ガス容器３の内部には、一定量の被検出ガスがガ
ス導入管１３より導入され収容される。ガス容器３の内
部に収容された被検出ガスの検出及び濃度測定が終了し
た場合には、ガス容器３内部の被検出ガスがガス排出管
１５から排出された後、次の検出及び濃度測定の対象と
なる被検出ガスがガス導入管１３より導入され、ガス置
換が行われる。

【００２９】光源５からの発散光は、ガス容器３の内部
に入射される。光源５は、半導体レーザ（ＬＤ）を採用
したレーザ光源として構成され、半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）、電子冷却素子、参照用ガスセル、参照用受光器が
密閉容器２９ａ内に収容されたユニット構造となってい
る。電子冷却素子は、その上に配設される半導体レーザ
を正確に温度制御するためのものである。また、参照用
ガスセル及び参照用受光器は、半導体レーザからの後方
光を利用して半導体レーザの発振波長を被検出ガスの吸
収スペクトルの中心波長に合わせるためのものである。

【００３０】上記光源５の密閉容器２９ａは、収容凹部
４８に対してガラス等の窓部３１ａがガス容器３の内部
を望むように密着固定される。これにより、光源５は、
コリメートレンズや光アイソレータなどの部品を要さ
ず、半導体レーザ２１の素子両端面から発散光を出射
し、前方光が窓部３１を介してガス容器３の内部に発散
光として照射される。

【００３１】なお、窓部３１ａは、半導体レーザ２１か
ら出射されるレーザ光の透過に伴う多重反射を防ぐよう
に構成され、例えばウエッジ形状のガラス板の両面に反
射防止膜を施したものが採用されることが好ましい。

【００３２】受光器９は、例えばフォトダイオードで構
成され、密閉容器２９ｂはガラス等の窓部３１ｂがガス
容器３内部を望むように収容凹部４９に密着固定され
る。この受光器９の配置は、光源５からの直接光を受け
ない範囲に配されている。受光器９では、光源５から発
散光が出射されると、この発散光が被検出ガスを収容し
たガス容器３の光拡散面１１で拡散された拡散光を受光
し、その受光量に応じた電気信号を出力する。

【００３３】上記構成によるガス検出装置１では、ガス
導入孔１３からガス容器３の内部に被検出ガスが収容さ
れた状態で光源５が駆動されると、光源５からの発散光
（レーザ光の直接光）がガス容器３の内部に照射され
る。この発散光は、ガス容器３の内壁面にある光拡散面
１１によって様々に拡散される。さらに、拡散されたレ
ーザ光は、ガス容器３の内部で複数回反射する。そし
て、複数回の反射により様々な経路を経たレーザ光は、
受光器９により受光される。受光器９では、受光量に応
じた電気信号を出力する。

【００３４】ガス容器３の内部にて光源５から受光器９
に至るレーザ光は、被検出ガスに吸収される。これによ
り、受光器９では、受光量が変化して出力する電気信号
にレベル変動が生じる。即ち、電気信号のレベル変動に
よりガスの有無が検出され、且つ、レベル差によりガス
の濃度が検出されることとなる。

【００３５】光源５からの発散光は、光拡散面１１での
複数回の反射によって受光器９に達する際には入射した
発散光が積分されて受光強度が大きくなりＳ／Ｎが良好
となる。さらに、ガス容器３の内部にて、被検出ガスと
レーザ光の相互作用長が長くなるためガスによるレーザ
光の吸収の割合が大きくなる。加えて、光源５及び受光
器９は、ガス容器３と一体化され、ガス容器３を構成す
るブロック４１内の収容凹部４８，４９に密着固定さ
れ、光源５、光拡散面１１、受光器９は、互いの位置関
係がずれることなく強固に固定保持することができる。
これにより、外部応力によりガス容器３が変形すること
なく、変形によって生じるスペックルパターンの変動を
抑えることができる。その結果、受光器９が出力する受
光量に応じた電気信号のドリフトを低減でき、ガスの有
無および濃度測定の検出精度の向上を図ることができ
る。

【００３６】以上の構成により干渉が原因となる光学的
ノイズは極めて小さくなるため、受光器では被検出ガス
の光吸収による光強度変化だけが受光でき、安定なガス
検出及び濃度測定が可能となる。

【００３７】上記第１実施の形態では、各分割ブロック
４１ａ、４１ｂの分割面４１ｃ、４１ｃ部分にそれぞれ
収容凹部４８，４９を形成した。これに限らず、一方の
分割ブロックにのみ収容凹部４８，４９を形成し、光源
５，受光器９を収容する構成にもできる。この際、収容
凹部４８，４９は、収容する光源５，受光器９が光拡散
面１１（凹部４２ａ、４２ｂ）の中心位置を向くよう分
割面４１ｃに対して所定の傾斜角度を有した凹部を形成
してもよい。

【００３８】次に、第２実施の形態について説明する。
図３は本発明によるガス検出装置の第２実施の形態の概
略を示す平面図である。この第２実施形態において前述
した第１実施形態と同一の構成部には同一の符号を附し
てある。なお、同図は密閉容器２９ａ，２９ｂのみ断面
としてある。上記第１実施の形態におけるガス容器３
は、直方体のブロック４１を球状の光拡散面１１の中央
で２分割し、分割面４１ｃ、４１ｃ部分にそれぞれ光源
５、受光器９の収容凹部４８，４９を設けた構成とし
た。これに対して、第２実施形態は、収容凹部４８，４
９を一方のブロックのみに設けた構成である。なお、図
３において、図２と同等の構成要素には同一番号を付
し、第１実施の形態と相違するガス容器３の構成につい
てのみ説明する。

【００３９】図３に示すガス容器３は、例えば真鍮、ア
ルミ、鉄、スーパーインバー等の金属、ガラス、セラミ
ックス等の剛性を有する１種類の硬質材料からなる直方
体のブロック４５の内部に球状に形成される。さらに説
明すると、直方体のブロック４５は、光源５，受光器９
の収容凹部４８，４９を備えたブロック４５ａと、この
ブロック４５ａに接合されるブロック４５ｂからなる。
これらブロック４５ａ、４５ｂは、ガス容器３の内壁面
となる光拡散面１１を中央から２分割してなる。図示の
ように、ブロック４５ｂ側の形状が三角柱となるよう分
割される。分割された各ブロック４５ａ，４５ｂには、
接合面４５ｃ，４５ｃ側から、例えば旋盤やフライス加
工により半球面状にくり抜かれた凹部４２（４２ａ，４
２ｂ）が形成される。

【００４０】各凹部４２ａ，４２ｂの表面には、微小な
凹凸面からなる光拡散面１１が形成されている。ガス容
器３の内壁面となる光拡散面１１は、例えば凹部４２の
表面に放電加工やホーニング処理を施して梨子地状に形
成される。この他、光拡散面１１は、アルミやステンレ
スなどの金属や、ガラス等の反射性とされた表面をフロ
スト状に仕上げたものや、これらの表面にアルミや金を
蒸着したもの、もしくは反射率の大きな粉末（ポリテト
ラフロロエチレン，硫酸バリウム，硫黄等）を塗布した
ものが利用できる。

【００４１】一方のブロック４５ａには、凹部４２ａの
外縁部の２カ所に光源５，及び受光器９の密閉容器２９
ａ、２９ｂを収容する収容凹部４８，４９が形成されて
いる。この収容凹部４８，４９は、ブロック４５ａの一
面（図示の上面）側からの切削により溝状に形成され
る。

【００４２】光源５は、半導体レーザ（ＬＤ）を採用し
たレーザ光源として構成され、半導体レーザ（ＬＤ）２
１、電子冷却素子２３、参照用ガスセル２５、参照用受
光器２７が密閉容器２９ａ内に収容されたユニット構造
となっている。電子冷却素子２３は、その上に配設され
る半導体レーザ２１を正確に温度制御するためのもので
ある。また、参照用ガスセル２５及び参照用受光器２７
は、半導体レーザ２１からの後方光を利用して半導体レ
ーザ２１の発振波長を被検出ガスの吸収スペクトルの中
心波長に合わせるためのものである。上記光源５の内部
構成は、第１実施形態と同様のものである。

【００４３】上記光源５の密閉容器２９ａは、収容凹部
４８に対してガラス等の窓部３１ａがガス容器３の内部
を望むように密着固定される。これにより、光源５は、
コリメートレンズや光アイソレータなどの部品を要さ
ず、半導体レーザ２１の素子両端面から発散光を出射
し、前方光が窓部３１を介してガス容器３の内部に発散
光として照射される。

【００４４】受光器９は、例えばフォトダイオード９ａ
で構成され、密閉容器２９ｂは、ガラス等の窓部３１ｂ
がガス容器３内部を望むように収容凹部４９に密着固定
される。この受光器９の配置は、光源５からの直接光を
受けない範囲に配されている。

【００４５】ブロック４５ｂには、ガス容器３に被検出
ガスを導入するためのガス導入管１３と、被検出ガスを
ガス容器３から排出するためのガス排出管１５とがガス
容器３に連通して設けられている。

【００４６】ブロック４５ａ側には、凹部４２ａの周囲
に沿ってこの凹部４２ａを取り囲むように溝を形成しＯ
リング等のシール部材（不図示）を装着する。この実施
形態では、第１の実施形態と異なり、ブロック４５ａ、
４５ｂの切断位置（接合面４５ｃ）が光源５、及び受光
器９の配置位置上にない構成である。これによりシール
部材の外径は凹部４２ａに沿った最小径にできるととも
に、ガス容器３内部の気密をより向上させることができ
る。

【００４７】ブロック４５ａ、４５ｂの分割面４５ｃ側
の外周部分には複数箇所に貫通穴、ネジ穴等を形成しボ
ルト、ナット（不図示）等で互いが固定される。これに
より、ブロック４５の内部に球状の気密空間からなるガ
ス容器３が形成される。なお、固定方法は、取付穴やボ
ルト、ネジに限定されず他の固定方法を用いてもよい。

【００４８】上記のガス検出装置１では、１種類の硬質
材料を用いた一塊のブロック４５ａに光源５と、受光器
９を一体化し、ガス容器３との相対位置を固定保持して
いる。ブロック４５ａだけで光源５と受光器９を一体的
に固定でき、第１実施形態に比してより強固な固定が可
能となり、外部応力の影響を受けにくくなりスペックル
パターンの変動をより抑えることができる。その結果、
受光器９が出力する受光量に応じた電気信号のドリフト
（干渉ノイズ）がさらに低減化できるので、より正確な
ガス検出及び濃度測定を行うことができる。

【００４９】ところで、上記各実施形態のガス検出装置
１では、２分割された分割ブロック４５ａ，４５ｂの内
部に形成されるガス容器３の形状を対称形状の凹部４２
ａ，４２ｂの突き合わせからなる球としたが、ガス容器
３は内壁面の少なくとも一部を反射型の光拡散面１１と
すれば、球に限定されるものではなく、例えば楕円体、
長円体、円錐体等の形状からなる凹部を２分割された分
割ブロックに対称形状に形成して突き合わせることによ
りその形状のガス容器を形成するようにしてもよい。

【００５０】さらに、上記各実施形態ではガス検出装置
１では、光源５から出射してガス容器３の内部で拡散さ
れたレーザ光を受光する受光器９を単一として図示して
説明したが、光源５からの発散光を直接受けない部位に
複数の受光器９を設けて検出精度の向上を図るようにし
てもよい。

【００５１】

【発明の効果】本発明に係るガス検出装置によれば、ガ
ス容器を１塊の材料で拡散面を形成し、光源と受光器を
ガス容器内部に一体的に固定配置されてなるため、光
源、拡散面、受光器の相対位置の変化を抑えて、外部応
力の影響を受けにくくなりスペックルパターンの変動を
抑えることができる。これにより、受光器が出力する受
光量のドリフト（干渉ノイズ）を低減化でき、従来より
も正確なガス検出及び濃度測定を行うことができる。ま
た、ガス容器に対する光源及び受光器の固定は、ガス容
器に収容凹部を溝形成し、光源、受光器を収容して簡単
に固定できる。また、ガス容器は、一対のブロックに分
割し、このブロックは光拡散面を２分割する位置で分割
することにより、光拡散面を容易に形成できる。このブ
ロック化されたガス容器に対する光源、受光器の固定
は、ブロックの分割面上に、収容凹部を溝形成して容易
に行える。また、一対のブロックは光拡散面を２分割し
て形成し、一方のブロックに光源及び受光器を収容、固
定する収容凹部を溝形成した構成とすれば、この一方の
ブロックに光源、受光器、光拡散面の相互位置をより強
固に固定配置できる。なお、光源、及び受光器は、それ
ぞれ内部の光学素子をパッケージした密閉容器を備え、
収容凹部にこの密閉容器を密着固定した構成としてもよ
く、光源と受光器の収容、固定を容易化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス検出装置の基本構成を示す断
面図

【図２】本発明によるガス検出装置の第１実施の形態を
示す分解斜視図

【図３】本発明によるガス検出装置の第２実施の形態を
示す平面図

【図４】従来のガス検出装置の光学系の一例を示す図

【図５】ガス吸収曲線を示す図

【図６】従来のガス検出装置の構成を示す図

【図７】従来のガス検出装置の他の構成を示す図

【符号の説明】

１…ガス検出装置、３…ガス容器、５…光源、９…受光
器、１１…光拡散面、２９ａ、２９ｂ…密閉容器、４
１，４５…ブロック、４１ｃ，４５ｃ…分割面、４２
（４２ａ，４２ｂ）…凹部、４３…溝、４４…シール部
材、４８，４９…収容凹部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 政之 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (72)発明者 荒木 幸雄 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (72)発明者 塚本 威 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G057 AA01 AB04 AB06 AC03 BA01 BB01 BB08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出ガスを収容するためのガス容器
   （３）と、該ガス容器に光を入射する光源（５）と、前
   記光を拡散するように前記ガス容器の内壁面の少なくと
   も一部に形成された光拡散面（１１）と、前記光源から
   の光の入射に伴う前記ガス容器からの光を受光する受光
   器（９）とを備え、該受光器が受光する受光量に基づい
   て前記被検出ガスの有無や濃度を検出するガス検出装置
   において、 前記ガス容器を１塊の材料を用いて前記拡散面を有する
   よう形成し、該ガス容器内に前記光源、及び受光器を一
   体的に固定配置してなることを特徴とするガス検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記ガス容器（３）には、前記光源
   （５）及び受光器（９）を収容、固定するための収容凹
   部（４８，４９）が溝形成されてなる請求項１記載のガ
   ス検出装置。
3. 【請求項３】 前記ガス容器（３）は、前記光拡散面
   （１１）を２分割する分割面（４１ｃ，４５ｃ）が形成
   された一対のブロック（４１ａ、４１ｂ），（４５ａ、
   ４５ｂ）からなる請求項１，２のいずれかに記載のガス
   検出装置。
4. 【請求項４】 前記一対のブロック（４１ａ、４１ｂ）
   のうち少なくとも一方の分割面（４１ｃ）上に、前記光
   源（５）及び受光器（９）を収容、固定するための収容
   凹部（４８，４９）が溝形成されてなる請求項３記載の
   ガス検出装置。
5. 【請求項５】 前記ガス容器（３）は、前記光拡散面
   （１１）を２分割する分割面（４５ｃ）が形成された一
   対のブロック（４５ａ、４５ｂ）からなり、 前記一方のブロック（４５ａ）には、前記光源（５）及
   び受光器（９）を収容、固定するための収容凹部（４
   ８，４９）が溝形成された請求項１記載のガス検出装
   置。
6. 【請求項６】 前記光源（５）、及び受光器（９）は、
   それぞれ内部の光学素子をパッケージした密閉容器（２
   ９ａ，２９ｂ）を備え、 前記収容凹部（４８，４９）に前記密閉容器を密着固定
   してなる請求項２，４，５のいずれかに記載のガス検出
   装置。