JP2018084523A5 - - Google Patents

Description

このガス濃度測定装置１００を用いた測定では、光源１０２から発せられた測定光を光ファイバ１０３によりファイバ接続部１１１に導き、該ファイバ接続部１１１から第２ミラー１３１の中央にレーザ光を照射する。このレーザ光は第２ミラー１３１及び第１ミラー１１３により順に反射され検出器１１２に入射する。検出器１１２では、計測部１３０内を流れる目的ガスによりその一部が吸収された測定光の強度を測定する。目的ガスの吸収波長を含む波長帯域で波長を変化させつつ測定を行うことにより吸収スペクトルを取得し、そのピーク強度から吸光度を計算し、さらに該吸光度から目的ガスの濃度を求める。図１のように、計測部１３０内で測定光を一往復させる構成のガス濃度測定装置１００をシングルパス型のガス濃度測定装置と呼ぶ。

上記課題を解決するために成された本発明に係るガス濃度測定装置は、
a) 側面に測定対象ガスを導入するための開口を有する筒状の挿入体を備えた本体と、
b) 前記挿入体の端部と前記本体の間を区画するように設けられた窓材であって、測定光を通過させる透光部と、前記端部側に設けられた反射部とを有する窓材と、
c) 前記本体に設けられた、測定光を前記透光部を通過させて前記端部に照射させる光導入部と、
d) 前記挿入体の前記端部に設けられた凹面鏡であって、前記透光部を通過した測定光を前記反射部に向けて反射し、該反射部を反射した測定光を前記透光部に向けて反射する反射面を有する凹面鏡と、
e) 前記透光部を通過した測定光を検出する検出部と
を備えることを特徴とする。

本発明者は、上記の課題を解決するために、まず、図３に示すように、１枚の平板ミラー２３１を先端側に配置し、表面の一部（典型的には中央）に反射部２３２１を形成した平板状の窓材２３２を対向配置することにより計測部２３０（前記平板ミラー２３１と前記窓材２３２の間の空間）で測定光を２往復させる構成（以下、これを「ダブルパス型」と呼ぶ。）のガス濃度測定装置２００を検討した。しかし、一般に、計測部２３０を測定対象ガスが流通する領域に挿入して用いるガス濃度測定装置では、挿入体２２０の径が細く、また窓材２３２と平板ミラー２３１の離間距離に比べてファイバ接続部２１１から窓材２３２までの距離が長い。そのため、平板ミラー２３１に対して垂直に近い角度で測定光を入射し、窓材２３２の表面に形成する反射部２３２１のごく近傍で測定光を入出射させることになる。窓材２３２の表面に設けられる反射部２３２１は、多くの場合、蒸着により形成されるため、透光部２３２２と反射部２３２１の境界にこれらの中間的な特性を持つ領域が生じる。つまり、図３の構成では透光性が十分でない領域に測定光を入出射させることになり、その一部が失われて感度が低下してしまう。

本発明に係るガス濃度測定装置では、光導入部から導入された測定光が、窓材の透光部を通って挿入体の端部に設けられた凹面鏡に入射する。凹面鏡で反射された測定光は、続いて窓材の反射部で反射され、さらに凹面鏡で再反射され、窓部の透光部を通過して検出部で検出される。本発明に係るガス濃度測定装置では、挿入体の端部に凹面鏡を用いているため、窓材の反射部から遠い位置を通過して凹面鏡に入射した測定光を該反射部に反射することができ、また該反射部で反射された測定光を再反射し、該反射部から遠い位置から出射させることができる。従って、平板ミラーを用いる場合に生じる上述の問題が解消される。

Claims (3)

1. a) 側面に測定対象ガスを導入するための開口を有する筒状の挿入体を備えた本体と、
   b) 前記挿入体の端部と前記本体の間を区画するように設けられた窓材であって、測定光を通過させる透光部と、前記端部側に設けられた反射部とを有する窓材と、
   c) 前記本体に設けられた、測定光を前記透光部を通過させて前記端部に照射させる光導入部と、
   d) 前記挿入体の前記端部に設けられた凹面鏡であって、前記透光部を通過した測定光を前記反射部に向けて反射し、該反射部を反射した測定光を前記透光部に向けて反射する反射面を有する凹面鏡と、
   e) 前記透光部を通過した測定光を検出する検出部と
   を備えることを特徴とするガス濃度測定装置。
2. 前記凹面鏡の反射面が放物線状又は円弧状の断面を有することを特徴とする請求項１に記載のガス濃度測定装置。
3. 前記凹面鏡の反射面が、前記反射部を通る前記窓材の法線に関して回転対称であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス濃度測定装置。