JP2015132610A - 透明容器内部のガス成分を特定するための方法およびデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラスユニットの品質、またはガラスユニットの間隔、もしくはその他の透明容器、もしくは空間に含有されるガス成分の漏洩を非侵襲的に特定するための方法を提供する。【解決手段】検出ユニットは、レーザービーム放射手段１０１、および前記空間から反射された前記放射レーザービームの反射を検出するための検出手段１０２を含む。較正ユニットは、較正チャンバー、およびリフレクターを含む。前記検出ユニットおよび前記較正ユニットは、較正の目的で互いに対して移動されるように構成され、それによって、前記レーザービームは、前記チャンバーを通って進み、焦点スポット１１２が前記較正ユニットの前記リフレクターに当たり、そこで、前記検出手段は、本質的に、前記焦点に焦点を合わせ、前記反射ビームを画像化するように構成される。【選択図】図１Ｄ
Description
本発明は、特に、断熱ガラスユニット、ＩＧＵ、またはその他のいずれかの類似の透明容器など、１もしくは複数の別々のキャビティを持つガラスユニット内部の目的のガス成分を特定するための方法およびデバイスに関する。
ガラス製造プロセスでは、ガラスシート（フロートガラスとして知られる）が、被覆層または強化層などの異なる種類の要素と組み合わされて、特定の特性を有する様々な目的のためのガラス板を作り出すことができる。例えば、断熱ガラスユニット、ＩＧＵは、通常、２つ以上のガラスシートを有し、そのシート間に密閉空間を持つ構成で構築され、この場合、この密閉空間は、アルゴン、キセノン、クリプトン、窒素、またはこれらの混合物などの低い熱伝導性を持つガスで充填される。この産業では、ガラスユニットの品質をチェックし、充填ガスが漏出しないように漏洩がないことを確認することが求められている。
間隔内に含有されるガス混合物の質および漏洩の可能性を特定するために、様々な種類の解決策が先行技術から知られている。典型的には、これらの解決策は、間隔内に含有されるガス混合物のガス成分の濃度を測定することに基づいており、充填ガスの吸収ピークを測定し、それによって充填ガスの濃度を測定することなどである。しかし、充填ガスの濃度測定は、いくつかの欠点を有しており、すなわち、異なる種類の充填ガスには、異なるレーザー源を用いる必要があり、これは、明らかに高コストであり、時間を要する測定の方法である。別の欠点は、典型的なガラスユニット内部のガス体積が非常に小さく、その場合、測定されるべきガスの量が少なく、それによって、測定ビームに対する前記ガス成分によって引き起こされる吸収ピーク（ピークの大きさ）も非常に弱い。加えて、および従って、特定されるべき吸収ピークを容易に覆い隠してしまい、従って分析を非常に難しく、労力を要するものとしてしまう環境ノイズに起因する測定シグナルから測定されるべきガス成分の吸収ピークの位置を見つけ出すことが、非常に困難である可能性がある。
本発明の目的は、既知の先行技術に関連する問題を軽減し、排除することである。特に、本発明の目的は、ガラスユニットの品質、またはガラスユニットの間隔、もしくはその他の透明容器、もしくは空間に含有されるガス成分の漏洩を非侵襲的に特定するための方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、ガラスユニットがいくつかの空間を含む場合に、各空間中のガス成分の何らかの漏洩を、別個に同時に特定するための方法を提供することである。
本発明の目的は、独立請求項の特徴によって達成することができる。
本発明は、空間内部の目的のガス成分の存在を特定し、それによって空間の何らかの漏洩を非侵襲的に特定するための請求項１に記載のデバイスに関する。加えて、本発明は、請求項１１に記載の対応する方法にも関する。
実施形態によると、空間内部の目的のガス成分の存在を非侵襲的に特定するためのデバイスは、検出ユニットおよび較正ユニットを含む。検出ユニットは、レーザービームを空間へ向かって放射するためのレーザービーム放射手段を含む。加えて、検出ユニットは、空間の表面から反射された前記放射レーザービームの反射を検出するための検出手段を含む。ガス成分が特定されるべき測定空間は、通常、断熱ガラスユニット、ＩＧＵの空間であり、この場合、その空間は、ユニットのガラスシートで密封されている。いずれにしても、空間は、その他のいずれの空間であっても、または透明容器であってもよい。
較正ユニットは、空間内部の特定および分析されるべきものと同じガス成分を少なくとも有する少なくとも１つの透明チャンバーを含む。ガス成分は、例えば、充填ガスが測定される場合、充填ガスと同じであってよい。しかし、多くの場合、充填ガス以外の別のガスの方が、漏洩の特定が非常に容易であることには留意されたい。特に、ガラスユニットが何らかの漏洩を有する場合、充填ガスは漏出するが、同時に、周囲空気のガス成分が、ガラスユニットの空間内へ拡散または流入することには留意されたい。従って、測定されることになる、較正チャンバー中にも含有されるガス成分は、例えば、Ｏ２またはＣＯ２であってよく、アルゴン、キセノン、クリプトン、窒素、またはこれらの混合物などの充填ガスのガス成分である必要は必ずしもない。測定により、ガラスユニットの内部における例えば酸素の存在が明らかになった場合、漏洩が特定され得る。実施形態によると、較正チャンバーは、例えば２１％のＯ２を有する通常の空気で充填されてよい。ここでも、異なるガス成分を有するいくつかの異なるチャンバーが用いられてよいことには留意されたい。
レーザービーム放射手段および検出手段は、レーザースポットの焦点の位置が、前記レーザー放射手段と検出手段との間、および前記レーザー放射手段と検出手段とを結ぶ（仮想）直線の外側に存在するような固定された角度でビームの放射および受光が有利には行われるように配置される。加えて、焦点スポットは、測定および較正プロセスの過程にて、前記検出ユニットに対して同じ位置に配置されるように構成される。
検出ユニットおよび較正ユニットは、較正の目的で互いに対して移動されるように構成される。較正フェーズにおいて、レーザービームは、較正チャンバーを通って進み、それによって焦点が較正ユニットのリフレクターに当たる。リフレクターは、例えば、別々のリフレクターであってよく、別々のガラス片を含んでよい。実施形態によると、デバイスのカバーガラスシート（ウィンドウ、通常は、被覆ガラスまたは石英ガラス）であってもよい。加えて、検出手段は、同時に、前記焦点スポットに対して本質的に焦点を合わせ、分析のために前記反射ビームを画像化するように構成される。検出手段の焦点合わせ（焦点スポットのみの画像化）により、そうでなければ容易に測定の妨害となってしまう望ましくない光学干渉が最小限に抑えられる。検出手段は、有利には、反射ビームの強度に対応する電気シグナルを提供する。
較正プロセスでは、特定されるべきガス成分のピーク位置をスキャンするために、レーザー源の供給電流が変化される（ＷＭＳ技術）。較正プロセスの開始時、放射レーザービームの波長を変化させるために、電流が増加される。同時に、特定されるべきシグナルを強化し、信頼性を高めるために、電流は、正弦波シグナルによって変調されてよい。測定されるべきガス成分の吸収に起因するピーク位置が特定されるように、電流は、ある限度まで増加される。次に、電流は、再度減少され、それによって、特定されるべきピーク周囲にレーザー源の放射波長がオーバーラップされる。従って、ピーク位置は、レーザー源の波長および／または供給電流の関数として検出することができる。その結果、ピーク対が得られる。
目的のガス成分の存在の測定または特定は、ピークの位置しか分かっていない場合でも行うことができ、目的のガスの絶対濃度が得られるようにデバイスの較正を行う必要がないことには留意されたい。従って、較正は、目的のガス成分の（１もしくは複数の）レファレンスピークの位置を探索することとして理解されるべきである。通常、特に、何らかの漏洩が存在するかどうか、および何らかの環境ガスが空間内部に入り込んだかどうかが特定される場合、ピーク位置の特定で充分である。漏洩が存在する場合、単に前記ピークの位置での小さいシグナルが漏洩を示すものであり、従って、測定されるガス成分の絶対濃度を知る必要はない。いずれにしても、絶対濃度を測定することができるように、必要に応じて較正が実施されてもよいことにも留意されたい。このためには、異なる濃度に対する異なる応答を得る目的で、これらの容器の内部に異なる濃度のガス成分を有する異なる透明容器が測定される。ここでも、較正チャンバー内部のガス成分の絶対濃度は重要ではなく、それは、測定されるべきガスの（１もしくは複数の）ピークの位置を特定するためだけに用いられる。
特定を行うために、検出ユニットは、特定を行う目的で、前記焦点スポットが、前記空間を閉じている外側および内側表面に順次に当たり、ならびにさらに空間を通って進む（少なくとも内側後ろ面からの反射が特定される場合）ように、前記空間に向かっておよび／または前記空間から離れるように移動されるように構成される。
実施形態によると、デバイスは、検出ユニットおよび較正ユニットを封入する密閉筐体を含む。この筐体は、有利には、例えば窒素またはアルゴンなどのシールドガスで充填されている。充填ガスは、レーザー波長に対して不活性であるように選択される。筐体は、さらに、測定に干渉することのないように、測定されるべきガスが本質的に除去される。
実施形態によると、デバイスは、有利には、測定の前にセルフチェックを実施するように構成される。セルフチェックでは、検出ユニットは、較正を実施し、加えて、較正チャンバーが関与しないように焦点スポットがリフレクターから反射されるように構成されて、デバイス筐体内部の容積部分も測定するように構成される。較正後に前記容積部分からシグナルが検出されない場合、漏洩は存在せず、筐体およびシールドガスは適切に作用している。
実施形態によると、デバイスは、測定されるべきガス成分のピーク位置周囲の波長をスキャンする際に、測定曲線中のピーク間の距離を調節するために、レーザー放射手段の温度を変化させるように構成される。これにより、ピークが互いに重ならず、最良の分解能が得られるように、ピーク間の距離を有利な位置に変化させることができる。例えば、デバイスは、加熱手段、有利には、調節可能加熱手段を含んでよく、ペルチェ素子などである。加熱手段は、有利には、デバイスの温度、特に可同調ダイオードレーザーなどのレーザー放射手段の温度を管理するように構成される。
加えて、実施形態によると、デバイスは、例えばシリコーンシールなどのシール部材など、目的の空間の表面上に導入されるように構成される接合手段（interfacing means）も含んでよい。加えて、デバイスは、前記デバイスと前記接合手段によって定められる空間の表面との間の容積部分中に減圧（underpressure）を提供するように構成される減圧提供手段を含んでよく、それによって、デバイスと空間との間の空気が除去され、および前記デバイスが前記表面に固定され、従って、前記表面に対して本質的に垂直であることを例とするデバイスの位置合わせが容易となり、および位置合わせの調整不良に起因する測定誤差が最小限に抑えられる。デバイスはまた、前記デバイスと前記接合手段によって定められる空間の表面との間の容積部分中にシールドガスを提供し、それによっていかなる干渉ガス成分をも除去するように構成されるシールドガス提供手段も含んでよい。空気を除去することにより、考え得るいかなる干渉ガス成分をも除去され、それによってより正確な測定結果を得ることができる。
さらに、実施形態によると、デバイスはまた、レーザービームのパス長を特定するように構成されてもよい。これは、有利には、焦点スポットの距離、および空間の表面へ放射される（および空間の表面から反射される）前記レーザービームの角度を測定することによって実施される。いかなるレファレンスラインからの焦点スポットの距離も、検出ユニットの移動によって直接測定することができ、それは、焦点スポットが、前記検出ユニットに対して静止の関係にあるからである。例によると、前記検出ユニットの移動に例えばステップモーターなどを用いることができ、その場合、ステップモーターの出力シグナルを、距離を示すものとして解釈することができる。
特定を行う際、検出ユニットは、前記空間に向かって移動され、第一の表面の前部および後部接合面からの第一の反射が、焦点スポットが前記接合面に到達した際に得られる。検出ユニット（および焦点スポット）がさらに移動されると、第二の表面の前部および後部接合面によって第二の反射が引き起こされる。空間が、第一の表面と第二の表面との間に位置する場合、測定されるべきガスのシグナル（存在する場合）は、第二の表面（またはより正確にはその接合面）から反射されるビームの測定結果に含まれる。特に、表面（または反射接合面）の距離は、前記表面（または反射接合面）によって引き起こされる最大強度に基づき、その最大時の検出ユニットの移動距離を読み取ることによって特定することができるものであり、それは、最大強度には、焦点スポットが前記表面（または反射接合面）に当たる際に到達するからである。異なる表面または接合面の距離が既知であると、表面（シート層）の厚さ、ならびに空間の厚さは、容易に算出することができる。さらに、迎え角（および反射角、入射ビームの角度と同じ）が既知であると、空間内部のビームのパス長は、三角法を用いて算出することができる。
前記間隔中のガス成分は、各ガス成分において非常に狭い線幅特性を吸収し、吸収に起因する強度変動の大きさは、ガスの濃度に比例する。目的のガス成分の吸収線の周囲または全体にわたる強度変動は、非常に非線形である。本発明では、目的のガス成分の吸収線の周囲または全体にわたる反射または伝導光ビームの強度の非線形変動が、そのガス成分の濃度を特定するために特定される。
また、実施形態によると、焦点スポットを検出器上のガラスユニットを通して反射して戻す表面または接合面として、追加のリフレクターがガラスユニットの反対側に用いられてもよい。リフレクターを用いる場合、反射の強度は、通常、その他のいずれの表面からの反射よりも強い。
測定および較正において検出されるべき吸収シグナルは、有利には、検出ビームの強度の変動および検出されるべきガス成分の濃度を表す非線形曲線にフィッティングされる二次多項式の強化、ならびに／または誘導される低周波数ノイズの最小化の目的で、特定されるべきガス成分の吸収特性全体にわたる正弦波周波数変調ダイオードレーザー（sinusoidally frequency-modulated diode laser）のスキャンによるなど、ＷＭＳまたはＦＭＳ技術によって操作される。
直接吸収の性能は、多くの場合、１／ｆノイズの存在によって劣化される。システムコンポーネントのそのような低周波数ノイズ、例えば１／ｆレーザー過剰ノイズを回避するための一般的な方法は、吸収シグナルをより高い周波数へシフトさせることである。ＴＤＬＡＳ技術では、これは、ダイオードレーザー作動電流の変調によって達成することができる。そのような変調の結果、瞬時レーザー周波数の変調が得られる。吸収線の非線形反射強度プロファイルとの相互作用により、この結果として、検出強度の周期的変調が得られる。このことにより、基本変調周波数またはそのオーバートーンの吸収シグナルの検出が可能となる。
例えば、ダイオードレーザー作動電流の正弦波変調の結果、レーザー出力の正弦波長（および振幅）変調が得られる。波長依存非線形反射シグナルとの相互作用の結果（例：吸収線形状）、変調周波数自体ならびにその調波オーバートーン（harmonic overtones）から成る周期的だが非正弦波である反射シグナルが得られる。実施形態では、これを用いて、低周波数ノイズ（例：１／ｆノイズ）による影響の少ない高周波数領域へ検出周波数をシフトさせることができ、従って、感度が向上する。これは、通常、レーザーを目的の吸収線上に同調させる際に、ロックイン増幅器に調波成分（最も一般的には、二次）の振幅を測定させることによって達成される。
本発明は、すべての測定の前であっても容易である内部較正プロセスなど、公知の先行技術の方法と比較して多くの有利な特徴を提供する。加えて、本発明によると、レーザー放射ビームの波長に、およびこれによってデータ測定に影響を与える、レーザー源の温度調節に起因する不正確性を相殺することが可能である。加えて、本発明は、較正に用いられるガス成分の濃度に関する正確な知見がまったくない場合であっても、特定および測定を可能とするものであり、それは、本質的に、測定されることになるピークの（１もしくは複数の）位置のみが重要であるからである。さらに、本発明のデバイスは、セルフチェックのために、非常に信頼性が高い。較正プロセス、ならびにセルフチェックは、すべての測定の前であっても自動的に素早く実施することができる。
次に、本発明を、添付の図面に従う代表的な実施形態を参照して、より詳細に記載する。
図１Ａ〜１Ｄは、本発明の有利な実施形態に従う代表的なデバイス１００の原理を示し、ここで、デバイスは、検出ユニット１１０および較正ユニット１１１を含む。検出ユニット１１０は、レーザー源などのレーザービーム放射手段１０１、および検出手段１０２を含む。加えて、検出ユニット１１０ユニットは、有利には、放射ビーム１０１ａを特定の焦点スポット１１２に対して焦点を合わせ、ならびに前記検出手段を前記焦点スポット１１２に焦点を合わせる適切な光学手段（図示せず）を含む。較正ユニット１１１は、空間１１３内部の特定および分析されるべきものと同じガス成分を少なくとも有する少なくとも１つの透明チャンバー１０３を含む。
レーザービーム放射手段および検出手段（有利には、レンズなどの適切な光学手段の補助と共に（図示せず））は、レーザースポットの焦点１１２の位置が、前記レーザー放射手段１０１と検出手段１０２との間、および前記レーザー放射手段と検出手段とを結ぶ（仮想）直線の外側、図１Ａ〜１Ｄの場合のようにその線の下側など、に存在するように固定された角度でビームの放射および受光が有利には行われるように配置される。加えて、焦点スポット１１２は、図１Ａ〜１Ｄの異なる較正および測定フェーズから分かるように、測定および較正プロセスの過程にて、前記検出ユニット１１０に対して同じ位置に（同じ距離に）配置されるように構成される。
図１Ａでは、検出ユニットが、較正の目的で移動される（下げられる）。較正フェーズでは、レーザービーム１０１ａは、焦点スポット１１２が較正ユニットのリフレクター１０４に当たるように、較正チャンバー１０３を通って進行するように配置される。リフレクターは、例えば、別々のリフレクターであってよく、別々のガラス片を含んでよい。検出手段１０２は、同時に、前記焦点スポット１１２に対して本質的に焦点を合わせ、分析のために前記反射ビーム１０２ａだけを画像化するように構成される。
セルフチェックも行われてよく、この場合、図１Ｂに示されるように、デバイス筐体１１４内の容積部分が測定される。セルフチェックでは、焦点スポット１１２は、較正チャンバー１０３が測定に関与しないようにリフレクター１０５から反射されるように構成される。前記容積部分からシグナルが検出されない場合、漏洩は存在せず、筐体および筐体内部のシールドガスは適切に作用している。有利には、筐体は、検出ユニット１１０および較正ユニット１１１を封入する密閉筐体である。
特定を行うために、検出ユニットは、図１Ｃおよび１Ｄから分かるように、特定を行う目的で、前記空間１１３に向かっておよび／または空間１１３から離れるようにさらに移動されるよう構成される。ここで、焦点スポット１１２は、前記空間１１３を閉じている異なる表面に順次に当たる。後ろ側表面からの反射の場合（図１Ｄ）、ビーム１０１ａ、１０２ａも空間１１３を通って進み、それによって、目的のガスの吸収を検出し、それによってユニットの何らかの漏洩がある場合にそれを明らかにすることができる。
デバイスはまた、例えばシリコーンシールなどのシール部材など、目的の空間１１３の表面上に導入されるように構成される接合手段１０６も含んでよい。加えて、デバイスは、前記デバイス１００と空間１１３の表面との間の容積部分１１５中に減圧を提供するように構成される、真空ポンプなどの減圧提供手段１０７を含んでよく、それによって、容積部分から干渉空気が除去され、ならびにデバイスが前記表面に固定され、従って、前記表面に対して本質的に垂直であることを例とするデバイスの位置合わせが容易となり、および位置合わせの調整不良に起因する測定誤差が最小限に抑えられる。デバイスはまた、容積部分１１５中にシールドガスを提供し、それによっていかなる干渉ガス成分をも除去するように構成されるシールドガス提供手段１０８も含んでよい。
加えて、デバイスは、検出ユニット１１０の移動などのデバイスの運転、およびレーザービーム放射手段１０１の運転を制御するための制御手段１０９を含んでよい。例えば、制御手段１０９は、目的のガス周囲の波長領域をスキャンするために、レーザー源１０１の電流を制御してよい。較正プロセスにおいて、ならびに特定プロセスにおいても、図２の湾曲部から分かるように、電流は変化され、その場合、放射ビームの波長が、レーザー源の供給電流の関数として変化される。図３は、測定された曲線を示し、ここでは、目的のガスによって誘導されたピークは、本質的に同じ波長で見出すことができる。これらのピーク位置（波長、または実際には前記波長を可能とするレーザー源の電流）を次に用いて、前記空間１１３中の目的のガスが特定される。
さらに、デバイスは、ペルチェ素子などの温度管理手段１１６も含んでよく、これは、レーザー放射手段１０１の温度を変化させるように構成される。温度を変化させることによって、ピーク位置周囲の波長をスキャンする際に、測定曲線中のピーク間距離１１７を調節することができる。
焦点スポット１１２の距離（移動）１１８は、前記検出ユニットが移動される際に容易に特定することができる。デバイスはまた、プロセシングユニット１１９も含んでよく、これは、特定された強度、ならびにビームのパス長、およびビームの反射を引き起こした接合面または表面の順序のいかなる計算ならびに特定も実施するように構成される。加えて、データプロセシングユニット１１９は、測定された空間内部における目的のガスの存在の可能性を、およびそれによる何らかの漏洩の可能性をも特定するように、ならびにそれに対応してアラームなど何らかの形で漏洩を示すように構成されてもよい。
本発明を、上述の実施形態を参照して上記で説明し、本発明のいくつかの利点を示した。本発明がこれらの実施形態に限定されず、本発明の発想および以下の特許請求項の趣旨ならびに範囲内であるすべての考え得る実施形態を含むことは明らかである。上記ではガラスユニットのみが記載されるが、例えば、フロートガラス、積層ガラス、強靭化もしくは強化ガラス、特に、断熱ガラス、もしくは導電性コーティングを例とするコーティングによって被覆されたガラス、ならびにさらにはその他の透明容器などのガラスまたはプラスチックなど、異なる種類の反射性透明物体についても特定することができることは留意されたい。
Claims (15)
- ガラスユニットの空間内部の目的のガス成分の存在を非侵襲的に特定するためのデバイスであって、
前記デバイスは、検出ユニットおよび較正ユニットを含み、
前記検出ユニットは、レーザービームを前記空間へ向かって放射するレーザービーム放射手段、および前記空間から反射された前記放射レーザービームの反射を検出するための検出手段を含み、
‐前記較正ユニットは、前記空間内部の特定されるべきガス成分と同じガス成分を有する少なくとも１つの較正チャンバー、およびリフレクターを含み、
‐レーザービーム放射手段および検出手段は、レーザースポットの焦点の位置が、前記レーザー放射手段と検出手段との間、および前記レーザー放射手段と検出手段とを結ぶ線の外側であり、測定プロセスの過程にて、前記検出ユニットに対して同じ位置に存在するような角度でビームが放射および受光されるように配置され、
‐前記検出ユニットおよび較正ユニットは、前記レーザービームが、前記チャンバーを通って進み、前記焦点スポットが、前記較正ユニットの前記リフレクターに当たるように、較正の目的で互いに対して移動されるように構成され、その場合に、前記検出手段は、前記焦点スポットに対して本質的に焦点を合わせ、前記反射ビームを画像化するように構成され、ならびに、
‐前記検出ユニットは、前記目的のガス成分の存在を特定する目的で、前記焦点スポットが、前記空間の表面または接合面に順次に当たるように、前記空間に向かっておよび／または前記空間から離れるように移動されるように構成されることを特徴とする、デバイス。 - 前記デバイスが、前記検出ユニットおよび較正ユニットを封入する密閉筐体を含み、前記筐体は、レーザー波長に対して不活性であるシールドガスで充填され、測定されるべき前記ガスが本質的に除去される、請求項１に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、セルフチェックを実施するように構成され、
前記検出ユニットは、前記較正を実施し、加えて、前記較正チャンバーが関与しないように前記焦点スポットがリフレクターから反射されるように構成されて、前記デバイス筐体内部の容積部分も測定するように構成される、請求項１または２に記載のデバイス。 - 前記デバイスが、較正プロセスにおいて特定されるべき前記ガス成分の推定ピーク周囲の波長を、前記レーザー放射手段の供給電流の関数として前記ピークの正確な位置を特定するためにスキャンする目的で、前記レーザー源の電流を変化させるように構成され、この場合、前記デバイスは、前記空間内部の前記ガス成分を特定するための測定プロセスにおいても、前記波長またはピーク位置を用いるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、測定されるべき前記ガス成分のピーク位置周囲の波長をスキャンする際に、測定される曲線におけるピーク距離を調節するために、前記レーザー放射手段の温度を変化させるように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、測定されるべき前記空間の前記表面に導入されるように構成される接合手段、および前記デバイスと前記接合手段によって定められる前記空間の前記表面との間の容積部分中に減圧（underpressure）を提供するように構成される減圧提供手段を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、測定されるべき前記空間の前記表面に導入されるように構成される接合手段、および前記デバイスと前記接合手段によって定められる前記空間の前記表面との間の容積部分中にシールドガスを提供するように構成されるシールドガス提供手段を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、前記焦点スポットの前記距離、および前記レーザービームが前記空間の前記表面に放射される前記角度に基づいて前記レーザービームのパス長（path length）を特定するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記レーザービーム放射手段および検出手段が、固定された角度で前記ビームを放射および受光するように構成され、それによって、前記検出ユニットを前記空間へ向かっておよび前記空間から離れるように移動させる際に、入射および反射ビームの互いの角度が一定に維持され、前記焦点スポットが前記検出ユニットに対して静止した状態で維持される、請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、ペルチェ素子など、前記デバイスの温度、特に可同調ダイオードレーザーなどの前記レーザー放射手段の温度を管理するように構成される加熱手段を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。
- 空間内部の目的のガス成分の存在を非侵襲的に特定するための方法であって、ここで、前記方法において、レーザービームが前記空間へ向かって放射され、前記空間からの反射が検出され、
‐レーザースポットの焦点の位置が、前記レーザー放射手段と検出手段との間、およびレーザー放射手段と検出手段とを結ぶ線の外側であり、測定プロセスの過程にて、前記レーザー放射手段および検出手段を含む検出ユニットに対して同じ位置に存在するような角度で、前記レーザービームは放射され、反射ビームは受光され、
‐前記検出ユニットおよび較正ユニットは、前記レーザービームが、前記較正ユニットの較正チャンバーを通って進み、前記焦点スポットが、前記較正ユニットのリフレクターに当たるように、較正の目的で互いに対して移動され、その場合に、前記検出手段は、前記焦点スポットに対して本質的に焦点を合わせ、前記反射ビームを画像化し、ここで、前記較正チャンバーは、前記空間内部の特定されるべきガス成分と同じガス成分を含み、ならびに、
‐前記検出ユニットは、前記目的のガス成分の存在を特定する目的で、前記焦点スポットが、前記空間の表面または接合面に順次に当たるように、前記空間に向かっておよび／または前記空間から離れるように移動することを特徴とする、方法。 - セルフチェックが実施され、その場合、前記検出ユニットは、前記較正プロセスを実施し、加えて、前記較正チャンバーが前記測定に関与しないように前記焦点スポットがリフレクターから反射されるように構成されて、前記デバイス筐体内部の容積部分も測定する、請求項１１に記載の方法。
- 較正プロセスにおいて特定されるべき前記ガス成分の推定ピーク周囲の波長を、前記レーザー放射手段の供給電流の関数として前記ピークの正確な位置を特定するためにスキャンする目的で、前記レーザー源の電流が変化され、この場合、前記波長またはピーク位置は、前記空間内部の前記ガス成分を特定するための特定プロセスにおいても用いられる、請求項１１または１２に記載の方法。
- 測定されるべき前記ガス成分の前記ピーク位置周囲の波長をスキャンする際に、測定される曲線におけるピーク距離を調節するために、前記レーザー放射手段の温度が操作される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
- 接合手段が、測定されるべき前記空間の前記表面に導入され、ならびに前記デバイスと前記接合手段によって定められる前記空間の前記表面との間の容積部分中に減圧が提供され、および／または前記デバイスと前記接合手段によって定められる前記空間の前記表面との間の容積部分中にシールドガスが提供される、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
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