JP2007333567A - Multi-reflection type cell and infrared ray gas detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多重反射型セルおよび当該多重反射型セルを備えた赤外線式ガス検知器に関する。 The present invention relates to a multiple reflection type cell and an infrared gas detector including the multiple reflection type cell.
現在、例えば赤外線が検知対象ガス（特定ガス成分）によって吸収されることによる赤外線量の減衰の程度に応じてガス濃度を検出する、非分散型赤外線吸収法を利用した赤外線式ガス検知器が多数提案されている。
このような赤外線式ガス検知器においては、ガス検知が行われる対象となる、例えば環境雰囲気の空気などの被検ガスが導入されるガスセル内における赤外光の光路長が大きくなるに従って、低濃度域の特定ガス成分に対して高い感度が得られることが知られている。
Currently, for example, there are many infrared gas detectors using non-dispersive infrared absorption methods that detect gas concentration according to the degree of attenuation of the amount of infrared rays due to absorption of infrared rays by the detection target gas (specific gas component), for example. Proposed.
In such an infrared gas detector, as the optical path length of infrared light in a gas cell into which a gas to be detected is introduced, for example, a gas to be detected such as air in an environmental atmosphere, the concentration decreases. It is known that high sensitivity can be obtained for specific gas components in the region.
従来より、ガスセルの容積を大幅に増大させることなしに、限られた空間内で必要とされる十分な大きさの光路長を得るための手段として、いわゆる『ホワイトセル』の原理を利用したものなどの多重反射型セルが広く利用されている。
このような多重反射型セルとしては、例えば曲率半径の大きさが互いに等しい３つの凹面反射鏡を用い、一の凹面反射鏡をガスセル本体内の一端側に配置し、他の２つの凹面反射鏡をその曲率中心の位置が一の凹面反射鏡の反射面上に位置された状態でガスセル本体内の他端側に配置された構成のもの（例えば特許文献１参照）や、一の凹面鏡と一の平面鏡を用い、凹面鏡の曲率中心が平面鏡の反射面上に位置された構成のもの（例えば特許文献２参照）などが知られている。
Conventionally, the “white cell” principle is used as a means to obtain a sufficiently large optical path length required in a limited space without significantly increasing the volume of the gas cell. Multiple reflection type cells such as are widely used.
As such a multiple reflection type cell, for example, three concave reflecting mirrors having the same radius of curvature are used, one concave reflecting mirror is arranged on one end side in the gas cell body, and the other two concave reflecting mirrors are used. Is arranged on the other end side in the gas cell main body with the position of the center of curvature being located on the reflecting surface of the concave reflecting mirror (see, for example, Patent Document 1), or one with the concave mirror. There is known a configuration in which the center of curvature of the concave mirror is positioned on the reflecting surface of the plane mirror (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、例えば特許文献１および特許文献２に開示されている凹面鏡を利用した多重反射型セルにおいては、（イ）凹面鏡の設置（組配）に高い精度が要求されて作製が困難であること、また、（ロ）必要な大きさの光路長を得るために、反射回数の設定を変更すると、凹面鏡の形状等の大幅な設計変更が必要となること、さらに、多重反射型セルそれ自体が概して大型のものとなってしまうこと、などの問題がある。 However, for example, in the multiple reflection type cell using the concave mirror disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, (a) high accuracy is required for the installation (combination) of the concave mirror, and it is difficult to manufacture the cell. In addition, (b) changing the setting of the number of reflections in order to obtain the required optical path length requires a significant design change such as the shape of the concave mirror, and the multiple reflection cell itself is generally There are problems such as becoming large.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、必要とされる十分な大きさの光路長を得ることができ、しかも、小型のものとして構成することができる多重反射型セルを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、上記多重反射型セルを備え、所期のガス検知を確実に行うことのできる小型の赤外線式ガス検知器を提供することにある。
The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and the object thereof is to obtain a sufficiently large optical path length as required, and to be configured as a small one. An object of the present invention is to provide a multi-reflection cell that can be used.
Still another object of the present invention is to provide a small-sized infrared gas detector that includes the above-described multiple reflection type cell and can reliably perform desired gas detection.
本発明の多重反射型セルは、内部に測定室を有するセル本体を備え、当該測定室内の一端および他端において、反射面が互いに対向状態で配置された２つの球面反射鏡と、測定室内の一端に配置された赤外線光源および赤外センサとを有し、２つの球面反射鏡の球面反射面と当該２つの球面反射鏡の離間する方向に沿って延びる平面状の反射面とによって多重反射構造が形成されてなり、
赤外線光源および赤外センサが共通の保持部材によって保持されていると共に、当該保持部材と一端側に配置される球面反射鏡とが一体に固定されていることを特徴とする。
The multiple reflection type cell of the present invention includes a cell main body having a measurement chamber therein, and two spherical reflectors whose reflecting surfaces are arranged opposite to each other at one end and the other end of the measurement chamber, A multi-reflection structure having an infrared light source and an infrared sensor disposed at one end and a spherical reflecting surface of two spherical reflecting mirrors and a planar reflecting surface extending along a direction in which the two spherical reflecting mirrors are separated from each other Formed,
The infrared light source and the infrared sensor are held by a common holding member, and the holding member and a spherical reflecting mirror disposed on one end side are fixed integrally.
本発明の多重反射型セルにおいては、２つの球面反射鏡が、互いに同一の大きさの曲率半径を有するものであり、一端側に配置される球面反射鏡の曲率中心位置が平面状の反射面上に位置されると共に他端側に配置される球面反射鏡の曲率中心位置が一端側に配置される球面反射鏡の球面反射面上に位置された状態で、配置された構成とすることができる。 In the multiple reflection type cell of the present invention, the two spherical reflecting mirrors have the same radius of curvature, and the center of curvature of the spherical reflecting mirror disposed on one end side is a planar reflecting surface. The position of the center of curvature of the spherical reflector that is positioned on the other end side is positioned on the spherical reflecting surface of the spherical reflector that is positioned on the one end side. it can.
また、本発明の多重反射型セルにおいては、セル本体が断面形状が矩形枠状の細長い形態を有するものであり、平面状の反射面がセル本体の内壁面によって構成されたものとすることができる。 In the multiple reflection type cell of the present invention, the cell body has an elongated shape with a rectangular frame shape in cross section, and the planar reflection surface is constituted by the inner wall surface of the cell body. it can.
さらに、本発明の多重反射型セルにおいては、測定室内の一端側に配置される球面反射鏡は、球面反射面を形成する反射機能部が、当該球面反射鏡をセル本体に対して固定するための基材部と一体成型されてなるものであり、基材部には、赤外線光源および赤外センサを測定室内に露出させる開口部が並んで形成された構成とすることができる。 Furthermore, in the multiple reflection type cell of the present invention, the spherical reflecting mirror disposed on one end side in the measurement chamber has a reflecting function part that forms a spherical reflecting surface, and fixes the spherical reflecting mirror to the cell body. The base material portion may be formed with an opening that exposes the infrared light source and the infrared sensor in the measurement chamber.
本発明の赤外線式ガス検知器は、上記の多重反射型セルにより構成されたガス検知部を備えてなることを特徴とする。 An infrared type gas detector according to the present invention is characterized by including a gas detection unit constituted by the multiple reflection type cell described above.
本発明の多重反射型セルによれば、２つの球面反射鏡における球面反射面と平面状の反射面とによって特定の多重反射構造が形成されていることにより、平面状の反射面の作用によって、従来のホワイトセルの原理を利用したものにおいて形成されるべきものと同等の大きさの光路が２つの球面反射鏡の各々の反射面間に形成されるので、必要とされる十分な大きさの光路長が得られる構成のものでありながら、多重反射型セルそれ自体を容積が大幅に小型化されたものとして構成することができる。
しかも、赤外線光源および赤外センサが共通の保持部材によって保持されて測定室内に配置されると共に当該保持部材と測定室内の一端側に配置される球面反射鏡とが一体に固定されていることにより、必要な構成部材を合理的に配置することができるので、多重反射型セルを一層小型のものとして構成することができることに加え、赤外線光源および赤外センサがセル本体と別個に設けられた構成のものであれば、当該赤外線光源および赤外センサが配置される空間中の雰囲気ガスによる影響を受けやすい、という問題があるが、本発明の多重反射型セルによれば、赤外線光源および赤外センサが測定室内に配置されていることにより、外乱要素を排除することができるので、高い精度でガス検知を行うことができる。
According to the multiple reflection type cell of the present invention, the specific multiple reflection structure is formed by the spherical reflection surface and the planar reflection surface in the two spherical reflectors, and thereby, by the action of the planar reflection surface, An optical path having the same size as that to be formed in the conventional white cell principle is formed between the reflecting surfaces of the two spherical reflectors, so that the required size is sufficient. Although the optical path length can be obtained, the multiple reflection type cell itself can be configured with a significantly reduced volume.
In addition, the infrared light source and the infrared sensor are held by a common holding member and arranged in the measurement chamber, and the holding member and the spherical reflector arranged on one end side of the measurement chamber are integrally fixed. Since necessary constituent members can be reasonably arranged, the multiple reflection type cell can be configured to be smaller, and an infrared light source and an infrared sensor are provided separately from the cell body. However, according to the multiple reflection type cell of the present invention, the infrared light source and the infrared light are easily affected by the atmospheric gas in the space where the infrared light source and the infrared sensor are arranged. Since the sensor is arranged in the measurement chamber, the disturbance element can be eliminated, so that gas detection can be performed with high accuracy.
また、セル本体の内壁面によって平面反射面が構成されていることにより、所定の多重反射構造を得るために調整が必要とされる構成部材が２つの球面反射鏡のみであり、当該２つの球面反射鏡を焦点の位置を一致させた状態で配置しさえすればよいので、光路の制御が容易であると共に複雑な（煩雑な）光学調整が不要であり、個体差やロット差を生じさせることなしに、所期の機能を有するものを容易に作製することができる。 Further, since the planar reflecting surface is constituted by the inner wall surface of the cell body, only two spherical reflecting mirrors need to be adjusted in order to obtain a predetermined multiple reflecting structure. Since it is only necessary to arrange the reflecting mirrors with the focal point aligned, it is easy to control the optical path, and no complicated (complex) optical adjustment is required, resulting in individual differences or lot differences. None, it is possible to easily produce a product having the intended function.
上記多重反射型セルを備えてなる本発明の赤外線式ガス検知器によれば、装置全体の小型化を図ることができると共に、所期のガス検知を高い信頼性をもって行うことができ、しかも、多重反射型セルそれ自体が小型のものであることにより、ガスの置換が速やかに行われて高い応答性を得ることができる。 According to the infrared gas detector of the present invention comprising the multiple reflection type cell, the overall apparatus can be miniaturized and the desired gas detection can be performed with high reliability. Since the multiple reflection type cell itself is small, gas replacement can be performed quickly and high response can be obtained.
図１は、本発明の赤外線式ガス検知器の一例における構成の概略を示す平面図、図２は、図１に示す赤外線式ガス検知器の側面図、図３は、図１に示す赤外線式ガス検知器の、測定室を構成する壁部を除いた状態で示す正面図、図４は、図１に示す赤外線式ガス検知器の断面図、図５は、図１に示す赤外線式ガス検知器におけるガス検知部の分解図、図６は、セル本体内の一端側に配置される球面反射鏡の構成を示す正面図である。本明細書においては、図２の上下方向を「上下方向」と定義するが、使用形態を制限するものではない。
この赤外線式ガス検知器１０は、内部に被検ガスが導入される測定室Ｓを有する多重反射型セル２０により構成されたガス検知部１１を備えてなる。図１乃至図３において、１２は多重反射型セル２０に一体に固定された基板配置部、１３はガス検知器設置用の取り付け板、１５は被検ガスを測定室内に導入する導入部に設けられたダストフィルタ、１６は例えば校正用ガスを導入するためのガス導入用コネクタ（ニップル）、１７は信号出力基板である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of an example of an infrared gas detector according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the infrared gas detector shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an infrared detector shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view of the infrared gas detector shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an infrared gas detector shown in FIG. FIG. 6 is an exploded view of the gas detector in the container, and FIG. 6 is a front view showing the configuration of a spherical reflector disposed on one end side in the cell body. In the present specification, the vertical direction in FIG. 2 is defined as “vertical direction”, but the usage pattern is not limited.
The infrared gas detector 10 includes a gas detection unit 11 including a multi-reflection cell 20 having a measurement chamber S into which a test gas is introduced. 1 to 3, reference numeral 12 denotes a substrate placement unit fixed integrally to the multiple reflection cell 20, 13 denotes a mounting plate for installing a gas detector, and 15 denotes an introduction unit for introducing a test gas into the measurement chamber. The dust filter 16 is, for example, a gas introduction connector (nipple) for introducing a calibration gas, and 17 is a signal output board.
多重反射型セル２０を構成するセル本体２１は、例えばアルミニウムよりなり、断面形状が矩形枠状とされた細長い形態を有するものであって、少なくとも一の内壁面例えば上壁の内面が鏡面処理されて平面反射面２２Ａを構成している（以下、平面反射面２２Ａを構成する内壁を「平面反射鏡部２２」という。）。
そして、セル本体２１における一端および他端には、互いに同一の大きさの曲率半径を有する一端側球面反射鏡２５および他端側球面反射鏡３０が、一端側球面反射鏡２５および他端側球面反射鏡３０の対向する反射面間の離間距離が曲率半径の大きさに一致するよう、一端側球面反射鏡２５の曲率中心位置が平面反射鏡部２２の平面反射面２２Ａ上に位置されると共に他端側球面反射鏡３０の曲率中心位置が一端側球面反射鏡２５の反射面上に位置された状態で、対向配置されており、これにより、被検ガスが導入される測定室Ｓが形成されている。
The cell body 21 constituting the multiple reflection type cell 20 is made of, for example, aluminum and has a long and narrow cross-sectional shape, and at least one inner wall surface, for example, the inner surface of the upper wall is mirror-finished. The planar reflecting surface 22A is configured (hereinafter, the inner wall constituting the planar reflecting surface 22A is referred to as “planar reflecting mirror portion 22”).
The one end spherical reflector 25 and the other end spherical reflector 30 having the same radius of curvature are provided at the one end and the other end of the cell body 21, respectively. The center of curvature of the one-end-side spherical reflector 25 is positioned on the planar reflecting surface 22A of the planar reflector 22 so that the separation distance between the opposing reflecting surfaces of the reflecting mirror 30 matches the radius of curvature. The center of curvature of the other end side spherical reflecting mirror 30 is located opposite to the reflecting surface of the one end side spherical reflecting mirror 25, thereby forming a measurement chamber S into which the test gas is introduced. Has been.
一端側球面反射鏡２５は、球面反射面２６Ａを有する反射機能部２６がセル本体２１の外形形状に適合する平板状の基材部２７に一体成型されてなるものであり、反射機能部２６がセル本体２１内に位置された状態において、基材部２７がセル本体２１に対して例えばネジ止めされて固定されている。
また、他端側球面反射鏡３０についても同様の構成とされており、球面反射面３１Ａを有する反射機能部３１がセル本体２１の外形形状に適合する平板状の基材部３２に一体成型されてなり、反射機能部３１がセル本体２１内に位置された状態において、基材部３２がセル本体２１に対して例えばネジ止めされて固定されている。
The one-end-side spherical reflecting mirror 25 is formed by integrally forming a reflecting function part 26 having a spherical reflecting surface 26A on a flat base material part 27 that conforms to the outer shape of the cell body 21. In a state of being positioned in the cell main body 21, the base material portion 27 is fixed to the cell main body 21 by, for example, screws.
Further, the other-end-side spherical reflector 30 has the same configuration, and the reflection function part 31 having the spherical reflection surface 31A is integrally formed on a flat base part 32 that matches the outer shape of the cell body 21. Thus, in a state where the reflection function part 31 is positioned in the cell main body 21, the base material part 32 is fixed to the cell main body 21 by, for example, screws.
測定室Ｓ内における一端側球面反射鏡２５の反射機能部２６の下方位置には、点滅駆動される赤外線光源３５および赤外センサ３６が並んで配置されている。
赤外線光源３５および赤外センサ３６は、共通の保持部材である保持用基板４０によって保持、固定されており、赤外線光源３５および赤外センサ３６が一端側球面反射鏡２５の基材部２６における光源挿入用開口部２８Ａおよびセンサ挿入用開口部２８Ｂを介して測定室Ｓ内に露出された状態において、保持用基板４０が一端側球面反射鏡２５の基材部２７に例えばネジ止めされて一体に固定されている。
In the measurement chamber S, an infrared light source 35 and an infrared sensor 36 that are driven to blink are arranged side by side at a position below the reflection function portion 26 of the one-end spherical reflector 25.
The infrared light source 35 and the infrared sensor 36 are held and fixed by a holding substrate 40 that is a common holding member, and the infrared light source 35 and the infrared sensor 36 are light sources in the base material portion 26 of the one-end spherical reflector 25. In the state exposed in the measurement chamber S through the insertion opening 28A and the sensor insertion opening 28B, the holding substrate 40 is integrally screwed to the base portion 27 of the one-end spherical reflector 25, for example. It is fixed.
この多重反射型セル２０においては、次のようにして各構成部材の諸元が設定される。すなわち、検知対象ガス（特定ガス成分）の種類と測定濃度範囲とに基づいて所期のガス検知を行うために必要とされる、光路長の大きさおよび反射回数が設定され、これらの設定値に基づいて、２つの球面反射鏡２５，３０の諸元すなわち曲率半径の大きさ等が選定される。そして、赤外線光源３５の配置位置を設定すると共に、２つの球面反射鏡２５，３０および平面反射鏡部２２によって多重反射された後の赤外線が受光されるよう、赤外センサ３６の配置位置を設定する。
以上において、２つの球面反射鏡２５，３０および平面反射鏡部２２による反射回数は、赤外センサ３６によって十分な大きさの出力信号が得られる大きさの光路長を得ることができれば、特に限定されるものではない。
In the multiple reflection type cell 20, the specifications of each component are set as follows. In other words, the size of the optical path length and the number of reflections required for performing the desired gas detection based on the type of detection target gas (specific gas component) and the measured concentration range are set, and these set values Based on the above, the specifications of the two spherical reflecting mirrors 25, 30, that is, the size of the radius of curvature, etc. are selected. Then, the arrangement position of the infrared light source 35 is set, and the arrangement position of the infrared sensor 36 is set so that the infrared light after multiple reflection by the two spherical reflecting mirrors 25 and 30 and the plane reflecting mirror section 22 is received. To do.
In the above, the number of reflections by the two spherical reflecting mirrors 25 and 30 and the planar reflecting mirror unit 22 is particularly limited as long as the infrared sensor 36 can obtain an optical path length that can provide a sufficiently large output signal. Is not to be done.
上記赤外線式ガス検知器１０においては、例えば図７に示すように、赤外線光源３５から放射された赤外光が、他端側球面反射鏡３０の球面反射面３１Ａによって反射された後、その反射光が、平面反射鏡部２２の平面反射面２２Ａ、一端側球面反射鏡２５の球面反射面２６Ａおよび他端側球面反射鏡３０の球面反射面３１Ａによって多重反射されて赤外センサ３６に受光される。また、赤外線光源３５が測定室Ｓ内に配置されていることから、多重反射型セル２０において形成される光路は一に限定されず、例えば図８に示す光路を含む種々の光路による多重反射が起こることが想定されるが、赤外線光源３５から他端側球面反射鏡３０の球面反射面３１Ａに入射される光は、最終的に、赤外センサ３６によって受光される。
一方、例えば自然拡散によって、被検ガスがダストフィルタ１５を介してガス導入部より測定室Ｓ内に導入されて、当該被検ガス中に検知対象ガス（特定ガス成分）が含まれる場合には、当該特定ガス成分によって赤外線が吸収されることによって赤外センサ３６に検出される赤外線光量が低下し、この赤外線光量の減衰の程度に応じた検知対象ガスの濃度が算出される。
In the infrared gas detector 10, for example, as shown in FIG. 7, the infrared light emitted from the infrared light source 35 is reflected by the spherical reflecting surface 31 </ b> A of the other-end spherical reflector 30 and then reflected. The light is multiple-reflected by the plane reflecting surface 22A of the plane reflecting mirror portion 22, the spherical reflecting surface 26A of the one end side spherical reflecting mirror 25, and the spherical reflecting surface 31A of the other end side spherical reflecting mirror 30, and is received by the infrared sensor 36. The Further, since the infrared light source 35 is disposed in the measurement chamber S, the optical path formed in the multiple reflection type cell 20 is not limited to one. For example, multiple reflections by various optical paths including the optical path shown in FIG. Although it is assumed that this will occur, the light incident on the spherical reflecting surface 31 </ b> A of the other-end spherical reflector 30 from the infrared light source 35 is finally received by the infrared sensor 36.
On the other hand, for example, when the test gas is introduced into the measurement chamber S from the gas introduction unit via the dust filter 15 by natural diffusion and the detection target gas (specific gas component) is included in the test gas. When the infrared light is absorbed by the specific gas component, the amount of infrared light detected by the infrared sensor 36 is reduced, and the concentration of the detection target gas corresponding to the degree of attenuation of the infrared light amount is calculated.
而して、上記構成の多重反射型セル２０によれば、一端側球面反射鏡２５，他端側球面反射鏡３０およびセル本体２１の内壁面によって構成された平面反射鏡部２２とによって特定の多重反射構造が形成されていることにより、平面反射面２２Ａの作用によって、従来のホワイトセルの原理を利用したものにおいて形成されるべきものと同等の大きさの光路が一端側球面反射鏡２５と他端側球面反射鏡３０との反射面間に形成されるので、必要とされる十分な大きさの光路長、例えばＣＯ2 ガスの場合には２００ｍｍ以上の光路長が得られる構成のものでありながら、多重反射型セル２０それ自体を容積が大幅に小型化されたものとして構成することができる。
しかも、赤外線光源３５および赤外センサ３６が共通の保持部材である保持用基板４０によって保持されて測定室Ｓ内に配置されると共に、保持用基板４０と一端側球面反射鏡２５とが一体に固定されていることにより、必要な構成部材を合理的に配置することができるので、多重反射型セル２０を一層小型のものとして構成することができる。
また、赤外線光源および赤外センサがセル本体と別個に設けられた構成のものであれば、当該赤外線光源および赤外センサが配置される空間中の雰囲気ガスによる影響を受けやすく、特にＣＯ2 ガスの測定を行う場合には、当該空間中のＣＯ2 ガスによる影響が無視できない程大きく、高い精度で測定を行うことができない、という問題があるが、上記多重反射型セル２０によれば、赤外線光源３５および赤外センサ３６が測定室Ｓ内に配置されていることにより、外乱要素を排除することができるので、所期のガス検知を高い精度で行うことができる。
Thus, according to the multiple reflection type cell 20 having the above-described configuration, the one-side spherical reflector 25, the other-end spherical reflector 30, and the planar reflector 22 formed by the inner wall surface of the cell body 21 are specified. Due to the formation of the multiple reflection structure, the optical path having the same size as that to be formed in the conventional one using the principle of the white cell is caused by the action of the planar reflecting surface 22A. Since it is formed between the reflecting surfaces of the other-end-side spherical reflecting mirror 30, the optical path length of a sufficiently large size required, for example, an optical path length of 200 mm or more is obtained in the case of CO 2 gas. Nevertheless, the multiple reflection type cell 20 itself can be configured as one whose volume has been greatly reduced.
In addition, the infrared light source 35 and the infrared sensor 36 are held by the holding substrate 40 which is a common holding member and arranged in the measurement chamber S, and the holding substrate 40 and the one-end-side spherical reflector 25 are integrated. By fixing, necessary constituent members can be reasonably arranged, so that the multiple reflection type cell 20 can be configured to be smaller.
Further, if the infrared light source and the infrared sensor are provided separately from the cell main body, they are easily affected by the atmospheric gas in the space where the infrared light source and the infrared sensor are arranged, and particularly CO 2 gas. However, the influence of the CO 2 gas in the space is so great that it cannot be ignored and the measurement cannot be performed with high accuracy. Since the light source 35 and the infrared sensor 36 are arranged in the measurement chamber S, disturbance elements can be eliminated, so that desired gas detection can be performed with high accuracy.
また、セル本体２１の内壁面によって平面反射面２２Ａが構成されていることにより、所定の多重反射構造を得るために調整が必要とされる構成部材が一端側球面反射鏡２５および他端側球面反射鏡３０のみであり、一端側球面反射鏡２５および他端側球面反射鏡３０の両者を焦点位置を一致させた状態で配置しさえすればよいので、光路の制御が容易であると共に複雑な（煩雑な）光学調整が不要であり、個体差やロット差を生じさせることなしに、所期の機能を有するものを容易に作製することができる。 Further, since the planar reflecting surface 22A is constituted by the inner wall surface of the cell main body 21, the constituent members that need to be adjusted to obtain a predetermined multiple reflecting structure are the one-end-side spherical reflector 25 and the other-end-side spherical surface. Since only the reflecting mirror 30 is required and both the one-end-side spherical reflecting mirror 25 and the other-end-side spherical reflecting mirror 30 need only be arranged in the same focal position, the optical path can be easily controlled and complicated. (Complicated) optical adjustment is not required, and a product having an intended function can be easily produced without causing individual differences or lot differences.
従って、上記多重反射型セル２０を備えてなる赤外線式ガス検知器１０によれば、装置全体の小型化を図ることができると共に、所期のガス検知を高い信頼性をもって行うことができ、しかも、多重反射型セル２０それ自体が小型のものであることにより、ガスの置換が速やかに行われて高い応答性を得ることができる。 Therefore, according to the infrared gas detector 10 provided with the multiple reflection type cell 20, it is possible to reduce the size of the entire apparatus and to perform desired gas detection with high reliability. Since the multiple reflection type cell 20 itself is small in size, the gas can be replaced quickly and high responsiveness can be obtained.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、本発明の多重反射型セルを構成する球面反射鏡の諸元は、例えば測定対象物（例えば特定ガス成分等）の種類と測定濃度範囲など目的に応じて適宜に設定することができる。また、測定室内において別個に平面鏡が設けられた構成とされていてもよい。
また、本発明は多重反射型セルを小型のものとして構成することができるという効果が得られるものであるが、必要に応じて、セル本体を大型のものとして構成し、大きな光路長が得られる多重反射構造が形成されるよう構成されていてもよいことはいうまでもない。
さらに、本発明の多重反射型セルは、ガス検知器だけではなく、光の吸光度を利用して、測定対象物の濃度や純度を測定するための装置に適用することができる。
さらにまた、本発明の多重反射型セルをガス検知器に適用する場合においては、拡散式のものであっても、吸引式のものであっても、いずれのものであってもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, the specifications of the spherical reflector constituting the multiple reflection type cell of the present invention can be appropriately set according to the purpose such as the type of measurement object (for example, specific gas component) and the measurement concentration range. Moreover, you may be set as the structure by which the plane mirror was separately provided in the measurement chamber.
In addition, the present invention provides an effect that the multiple reflection type cell can be configured as a small cell, but if necessary, the cell body can be configured as a large cell and a large optical path length can be obtained. It goes without saying that a multiple reflection structure may be formed.
Furthermore, the multiple reflection type cell of the present invention can be applied not only to a gas detector but also to an apparatus for measuring the concentration and purity of a measurement object using light absorbance.
Furthermore, when the multiple reflection type cell of the present invention is applied to a gas detector, it may be either a diffusion type, a suction type or any other type.
１０ 赤外線式ガス検知器
１１ ガス検知部
１２ 基板配置部
１３ 取り付け板
１５ ダストフィルタ
１６ ガス導入用コネクタ
１７ 信号出力基板
２０ 多重反射型セル
Ｓ 測定室
２１ セル本体
２２ 平面反射鏡部
２２Ａ 平面反射面
２５ 一端側球面反射鏡
２６ 反射機能部
２６Ａ 球面反射面
２７ 基材部
２８Ａ 光源挿入用開口部
２８Ｂ センサ挿入用開口部
３０ 他端側球面反射鏡
３１ 反射機能部
３１Ａ 球面反射面
３２ 基材部
３５ 赤外線光源
３６ 赤外センサ
４０ 保持用基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Infrared gas detector 11 Gas detection part 12 Board | substrate arrangement | positioning part 13 Mounting plate 15 Dust filter 16 Gas introduction connector 17 Signal output board | substrate 20 Multiple reflection type cell S Measurement chamber 21 Cell main body 22 Planar reflecting mirror part 22A Planar reflecting surface 25 One-end-side spherical reflector 26 Reflective function part 26A Spherical reflecting surface 27 Base part 28A Light source insertion opening 28B Sensor insertion opening 30 Other-end side spherical reflector 31 Reflection function part 31A Spherical reflection surface 32 Base part 35 Infrared Light source 36 Infrared sensor 40 Holding substrate
Claims (5)
赤外線光源および赤外センサが共通の保持部材によって保持されていると共に、当該保持部材と一端側に配置される球面反射鏡とが一体に固定されていることを特徴とする多重反射型セル。 A cell body having a measurement chamber inside, two spherical reflecting mirrors having reflecting surfaces arranged opposite to each other at one end and the other end in the measurement chamber, an infrared light source and a red light disposed at one end in the measurement chamber An outer sensor, and a multi-reflection structure is formed by a spherical reflecting surface of two spherical reflecting mirrors and a planar reflecting surface extending along a direction in which the two spherical reflecting mirrors are separated from each other,
An infrared light source and an infrared sensor are held by a common holding member, and the holding member and a spherical reflecting mirror arranged on one end side are fixed integrally.
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