JP2018204966A - Gas concentration monitoring probe and gas concentration monitor - Google Patents

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Toyohiko Tanaka
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Abstract

To provide a gas concentration monitoring probe and a gas concentration monitor capable of maintaining internal hermeticity even in the case of downsizing and enabling highly accurate measurement.SOLUTION: A gas concentration monitoring probe 6 includes a cell portion 8 and a window member 9. The window member 9 is fixed to the cell portion 8 at a step portion 93 formed on an outer peripheral surface. Thus, when the gas concentration monitoring probe 6 is downsized while each member is downsized, the step portion 93 of the window member 9 is engaged with the cell portion 8 as a fixation target, so that an engaged area can be sufficiently secured. As a result, the window member 9 can be securely fixed, and internal hermeticity can be maintained. In addition, when adhesive is applied to the step portion 93 to fix the window member 9, the engagement area increases so that the adhesive hardly protrudes from the engagement portion. Thereby, it is possible to prevent the adhesive from protruding into an optical path and adversely affecting measurement.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、測定対象となるガスを収容する測定空間を有し、測定空間内のガスの濃度をモニタするために用いられるガス濃度モニタ用プローブ、及び、当該ガス濃度モニタ用プローブを備えるガス濃度モニタに関するものである。   The present invention has a measurement space for containing a gas to be measured, a gas concentration monitoring probe used for monitoring the concentration of gas in the measurement space, and a gas concentration provided with the gas concentration monitoring probe It concerns the monitor.

測定対象となるガスに含まれる成分の濃度を測定するために、筒状の反射セル（筒状フレーム）を備えたガス濃度モニタが用いられる場合がある。この種のガス濃度モニタでは、反射セル内に形成された測定空間内に測定対象となるガスが取り込まれ、その状態で測定空間内に光を入射させる。反射セル内に入射した光は、測定空間内に設けられた反射鏡で反射した後、反射セル内から出射し、その光が検出器で検出される。   In order to measure the concentration of a component contained in a gas to be measured, a gas concentration monitor having a cylindrical reflection cell (cylindrical frame) may be used. In this type of gas concentration monitor, a gas to be measured is taken into a measurement space formed in a reflection cell, and light is incident on the measurement space in that state. The light that has entered the reflection cell is reflected by a reflecting mirror provided in the measurement space, and then exits from the reflection cell, and the light is detected by a detector.

反射セル内に入射した光は、測定空間を通過する際、測定空間内のガスに含まれる成分に応じた波長の光が吸収される。したがって、測定空間を通過して反射鏡で反射された後の光を検出器で検出することにより、その光の各波長における検出強度に基づいて、ガスに含まれる成分の濃度を測定することができる（例えば、下記特許文献１参照）。   When light that has entered the reflection cell passes through the measurement space, light having a wavelength corresponding to the component contained in the gas in the measurement space is absorbed. Therefore, by detecting the light after passing through the measurement space and reflected by the reflecting mirror with the detector, the concentration of the component contained in the gas can be measured based on the detected intensity at each wavelength of the light. (For example, see Patent Document 1 below).

図５は、従来の第１のガス濃度モニタ用プローブ１００の構成例を示した概略断面図である。ガス濃度モニタ用プローブ１００は、ガス濃度モニタに用いられるものであって、プローブ部１０１と、セル部１０２と、窓部材１０３と、反射鏡１０４とを備えている。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a conventional first gas concentration monitoring probe 100. The gas concentration monitoring probe 100 is used for gas concentration monitoring, and includes a probe unit 101, a cell unit 102, a window member 103, and a reflecting mirror 104.

プローブ部１０１は、筒状に形成されている。
セル部１０２は、筒状に形成されている。セル部１０２の軸方向一方側端部（図５において上端部）は、プローブ部１０１の軸方向他方側端部（図５において下端部）に接続されている。セル部１０２の周面には、複数の開口１０２ａが形成されている。 The probe unit 101 is formed in a cylindrical shape.
The cell part 102 is formed in a cylindrical shape. One axial end (upper end in FIG. 5) of the cell part 102 is connected to the other axial end (lower end in FIG. 5) of the probe part 101. A plurality of openings 102 a are formed on the peripheral surface of the cell portion 102.

窓部材１０３は、セル部１０２の軸方向一方側端部（上端部）の内部に設けられている。窓部材１０３は、例えば、ガラスからなる透明な板状の部材である。窓部材１０３は、ガスケット１０５を介して、プローブ部１０１とセル部１０２とで押さえつけられるようにして固定されている。ガスケット１０５は、プローブ部１０１と窓部材１０３との間をシールしている。   The window member 103 is provided inside one end (upper end) in the axial direction of the cell portion 102. The window member 103 is a transparent plate-like member made of glass, for example. The window member 103 is fixed so as to be pressed by the probe portion 101 and the cell portion 102 via the gasket 105. The gasket 105 seals between the probe unit 101 and the window member 103.

反射鏡１０４は、セル部１０２の軸方向他方側端部（下端部）の内部に設けられている。反射鏡１０４は、板状に形成されており、その外周面がセル部１０２の内周面に固定されている。
セル部１０２の内周面と、窓部材１０３と、反射鏡１０４とによって区画される領域が測定空間１０６である。 The reflecting mirror 104 is provided inside the other end (lower end) in the axial direction of the cell unit 102. The reflecting mirror 104 is formed in a plate shape, and its outer peripheral surface is fixed to the inner peripheral surface of the cell portion 102.
A region defined by the inner peripheral surface of the cell unit 102, the window member 103, and the reflecting mirror 104 is a measurement space 106.

ガス濃度を測定する際には、ガス濃度モニタは、内部に測定対象領域Ｓ２が形成されている測定対象部１１０にセットされる。測定対象部１１０には、開口１１０ａが形成されている。ガス濃度モニタが測定対象部１１０にセットされた状態では、セル部１０２が開口１１０ａを介して測定対象領域Ｓ２内に配置されており、プローブ部１０１が測定対象部１１０の端面に係合している。また、測定対象領域Ｓ２に存在するガスは、開口１０２ａを介して測定空間１０６内に取り込まれる。   When measuring the gas concentration, the gas concentration monitor is set in the measurement target portion 110 in which the measurement target region S2 is formed. An opening 110 a is formed in the measurement target portion 110. In a state where the gas concentration monitor is set on the measurement target unit 110, the cell unit 102 is disposed in the measurement target region S2 through the opening 110a, and the probe unit 101 is engaged with the end surface of the measurement target unit 110. Yes. Further, the gas present in the measurement target region S2 is taken into the measurement space 106 through the opening 102a.

そして、ガス濃度モニタにおいて、図示しない光源から光が出射される。出射された光は、プローブ部１０１内の空間を通過する。プローブ部１０１内を通過した光は、窓部材１０３を透過し、測定空間１０６内において反射鏡１０４に向かう。そして、光は、反射鏡１０４で反射され、測定空間１０６を通過した後、窓部材１０３を透過して測定空間１０６から出射する。測定空間１０６から出射した光は、プローブ部１０１内を通過して、図示しない検出器で検出される。   In the gas concentration monitor, light is emitted from a light source (not shown). The emitted light passes through the space in the probe unit 101. The light that has passed through the probe unit 101 passes through the window member 103 and travels toward the reflecting mirror 104 in the measurement space 106. The light is reflected by the reflecting mirror 104, passes through the measurement space 106, passes through the window member 103, and exits from the measurement space 106. The light emitted from the measurement space 106 passes through the probe unit 101 and is detected by a detector (not shown).

上記したように、プローブ部１０１と窓部材１０３との間は、ガスケット１０５によってシールされている。そのため、プローブ部１０１内が密閉され、測定空間１０６内のガスがプローブ部１０１内に流入することが防止される。これにより、高い精度でガス濃度を測定できる。   As described above, the gap between the probe unit 101 and the window member 103 is sealed by the gasket 105. Therefore, the inside of the probe unit 101 is sealed, and the gas in the measurement space 106 is prevented from flowing into the probe unit 101. Thereby, the gas concentration can be measured with high accuracy.

このようなガスケット１０５を設ける構成は、ガス濃度モニタ用プローブ１００が比較的大きい構成の場合に用いることができる。ガス濃度モニタ用プローブ１００において、セル部１０２の外径Ｌ２は、例えば、１０ｍｍ程度である。このように、セル部１０２が比較的大きい場合には、ガスケット１０５を用いて測定空間１０６内を気密状態に保つことができる。   Such a configuration in which the gasket 105 is provided can be used when the gas concentration monitoring probe 100 is relatively large. In the gas concentration monitoring probe 100, the outer diameter L2 of the cell portion 102 is, for example, about 10 mm. As described above, when the cell portion 102 is relatively large, the measurement space 106 can be kept airtight using the gasket 105.

一方、測定対象によっては測定箇所が狭くなることもあり、この場合には、小型のガス濃度モニタ（ガス濃度モニタ用プローブ）を用いる必要がある。このような小型のガス濃度モニタの場合、各部材も小型化するため、ガスケットを用いて内部空間を完全な密閉状態に保つことが難しい。そのため、小型のガス濃度モニタの場合には、ガスケットを用いる方法とは別方法で、内部空間を密閉状態に保つ必要がある。   On the other hand, depending on the object to be measured, the measurement location may become narrow, and in this case, it is necessary to use a small gas concentration monitor (probe for gas concentration monitoring). In the case of such a small gas concentration monitor, since each member is also downsized, it is difficult to keep the internal space in a completely sealed state using a gasket. Therefore, in the case of a small gas concentration monitor, it is necessary to keep the internal space in a sealed state by a method different from the method using a gasket.

図６は、従来の第２のガス濃度モニタ用プローブ２００の構成例を示した概略断面図である。図６のガス濃度モニタ用プローブ２００は、小型のガス濃度モニタに用いられるものである。ガス濃度モニタ用プローブ２００は、プローブ部２０１と、セル部２０２と、窓部材２０３と、反射鏡２０４とを備えている。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a conventional second gas concentration monitoring probe 200. The gas concentration monitor probe 200 of FIG. 6 is used for a small gas concentration monitor. The gas concentration monitoring probe 200 includes a probe unit 201, a cell unit 202, a window member 203, and a reflecting mirror 204.

プローブ部２０１は、筒状に形成されている。
セル部２０２は、筒状に形成されている。セル部２０２の軸方向一方側端部（図６において上端部）は、プローブ部２０１の軸方向他方側端部（図６において下端部）に接続されている。セル部２０２の周面には、複数の開口２０２ａが形成されている。セル部２０２の外径Ｌ３は、例えば、３ｍｍ程度である。 The probe part 201 is formed in a cylindrical shape.
The cell part 202 is formed in a cylindrical shape. One end of the cell part 202 in the axial direction (upper end in FIG. 6) is connected to the other end of the probe part 201 in the axial direction (lower end in FIG. 6). A plurality of openings 202 a are formed on the peripheral surface of the cell portion 202. The outer diameter L3 of the cell part 202 is, for example, about 3 mm.

窓部材２０３は、セル部２０２の軸方向一方側端部（上端部）の内部に設けられている。窓部材２０３は、例えば、ガラスからなる透明な板状の部材である。窓部材２０３の外周面は、セル部２０２の内周面に固定されている。セル部２０２の軸方向一方側端部（上端部）には、段差が形成されており、この段差に窓部材２０３が係合している。窓部材２０３は、例えば、接着により、セル部２０２に対して固定されている。   The window member 203 is provided inside one end (upper end) in the axial direction of the cell portion 202. The window member 203 is a transparent plate-like member made of glass, for example. The outer peripheral surface of the window member 203 is fixed to the inner peripheral surface of the cell portion 202. A step is formed at one end (upper end) in the axial direction of the cell portion 202, and the window member 203 is engaged with the step. The window member 203 is fixed to the cell portion 202 by, for example, adhesion.

反射鏡２０４は、セル部２０２の軸方向他方側端部（下端部）の内部に設けられている。反射鏡２０４は、板状に形成されており、その外周面がセル部２０２の内周面に固定されている。
セル部２０２の内周面と、窓部材２０３と、反射鏡２０４とによって区画される領域が測定空間２０６である。 The reflecting mirror 204 is provided inside the other end (lower end) in the axial direction of the cell unit 202. The reflecting mirror 204 is formed in a plate shape, and its outer peripheral surface is fixed to the inner peripheral surface of the cell portion 202.
A region defined by the inner peripheral surface of the cell unit 202, the window member 203, and the reflecting mirror 204 is a measurement space 206.

ガス濃度を測定する際には、ガス濃度モニタは、内部に測定対象領域Ｓ３が形成されている測定対象部２１０にセットされる。測定対象部２１０には、開口２１０ａが形成されている。ガス濃度モニタが測定対象部２１０にセットされた状態では、セル部２０２が開口２１０ａを介して測定対象領域Ｓ３内に配置されており、プローブ部２０１が測定対象部２１０の端面に係合している。また、測定対象領域Ｓ３に存在するガスは、開口２０２ａを介して測定空間２０６内に取り込まれる。   When measuring the gas concentration, the gas concentration monitor is set in the measurement target part 210 in which the measurement target region S3 is formed. An opening 210 a is formed in the measurement target part 210. In a state where the gas concentration monitor is set in the measurement target unit 210, the cell unit 202 is arranged in the measurement target region S3 through the opening 210a, and the probe unit 201 is engaged with the end surface of the measurement target unit 210. Yes. Further, the gas present in the measurement target region S3 is taken into the measurement space 206 through the opening 202a.

そして、ガス濃度モニタにおいて、図示しない光源から光が出射され、出射された光は、プローブ部２０１内の空間を通過し、窓部材２０３を透過し、測定空間２０６内において反射鏡２０４に向かう。そして、光は、反射鏡２０４で反射され、測定空間２０６を通過した後、窓部材２０３を透過して測定空間２０６から出射する。測定空間２０６から出射した光は、プローブ部２０１内を通過して、図示しない検出器で検出される。   In the gas concentration monitor, light is emitted from a light source (not shown), and the emitted light passes through the space in the probe unit 201, passes through the window member 203, and travels toward the reflecting mirror 204 in the measurement space 206. The light is reflected by the reflecting mirror 204, passes through the measurement space 206, passes through the window member 203, and exits from the measurement space 206. The light emitted from the measurement space 206 passes through the probe unit 201 and is detected by a detector (not shown).

特開２０１５−１３７９１０号公報JP2015-137910A

図６に示すガス濃度モニタでは、窓部材２０３は、例えば、接着により、セル部２０２に対して固定されている。具体的には、窓部材２０３は、軸方向他方側端縁（下端縁）に接着剤が塗布された状態でセル部２０２に係合されることにより、セル部２０２に対して固定される。
このような構成の場合、接着面積が小さいため、窓部材２０３をセル部２０２に対して完全に密着させることができず、内部の密閉性が低下する可能性がある。 In the gas concentration monitor shown in FIG. 6, the window member 203 is fixed to the cell portion 202 by, for example, adhesion. Specifically, the window member 203 is fixed to the cell part 202 by being engaged with the cell part 202 in a state where an adhesive is applied to the other edge (lower edge) in the axial direction.
In such a configuration, since the bonding area is small, the window member 203 cannot be completely adhered to the cell portion 202, and the internal sealing performance may be reduced.

また、窓部材２０３とセル部２０２とを接合した結果、窓部材２０３に塗布した接着剤が光路上にはみ出る場合もある。そして、この場合には、測定に悪影響を及ぼしてしまう。   Moreover, as a result of joining the window member 203 and the cell part 202, the adhesive applied to the window member 203 may protrude onto the optical path. In this case, the measurement is adversely affected.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、小型化した場合であっても内部の密閉性を保つことができ、かつ、精度の高い測定を可能とするガス濃度モニタ用プローブ及びガス濃度モニタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can maintain a hermetic seal even in the case of downsizing, and a gas concentration monitoring probe and a gas capable of highly accurate measurement. An object is to provide a concentration monitor.

（１）本発明に係るガス濃度モニタ用プローブは、測定対象となるガスを収容する測定空間を有し、前記測定空間内のガスの濃度をモニタするために用いられる。前記ガス濃度モニタ用プローブは、セル部と、プローブ部と、窓部材とを備える。前記セル部には、前記測定空間が形成されている。前記プローブ部は、前記測定空間内に入射させる測定光の光路を形成する。前記窓部材は、前記プローブ部からの測定光を透過させて前記測定空間内に入射させる。前記窓部材の外周面には、段差部が形成されており、当該段差部において前記窓部材が固定されている。 (1) A gas concentration monitoring probe according to the present invention has a measurement space for storing a gas to be measured, and is used for monitoring the concentration of gas in the measurement space. The gas concentration monitoring probe includes a cell portion, a probe portion, and a window member. The measurement space is formed in the cell portion. The probe unit forms an optical path of measurement light incident on the measurement space. The window member transmits measurement light from the probe part and enters the measurement space. A step portion is formed on the outer peripheral surface of the window member, and the window member is fixed to the step portion.

このような構成によれば、ガス濃度モニタ用プローブにおいて、窓部材は、外周面に形成された段差部において固定される。   According to such a configuration, in the gas concentration monitoring probe, the window member is fixed at the step portion formed on the outer peripheral surface.

そのため、各部材を小型化した場合であっても、窓部材の段差部を固定対象の部材に係合させることにより、係合する面積を十分に確保できる。その結果、窓部材を確実に固定でき、内部の密閉性を保つことができる。
また、例えば、段差部に接着剤を塗布して窓部材を固定する場合であっても、係合面積が大きくなるため、接着剤が係合部分からはみ出しにくい。
そのため、接着剤などの窓部材を固定するための材料が光路上にはみ出して測定に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
すなわち、本発明に係るガス濃度モニタ用プローブによれば、小型化した場合であっても内部の密閉性を保つことができ、かつ、精度の高い測定が可能となる。 Therefore, even when each member is downsized, the engaging area can be sufficiently ensured by engaging the stepped portion of the window member with the member to be fixed. As a result, the window member can be reliably fixed and the internal sealing performance can be maintained.
Further, for example, even when an adhesive is applied to the stepped portion and the window member is fixed, the engagement area becomes large, so that the adhesive is difficult to protrude from the engagement portion.
Therefore, it can suppress that the material for fixing window members, such as an adhesive agent, protrudes on an optical path, and has a bad influence on a measurement.
That is, the gas concentration monitoring probe according to the present invention can maintain the internal sealing performance even when the probe is downsized, and enables high-precision measurement.

（２）また、前記窓部材は、前記セル部内に挿入される挿入部と、前記挿入部よりも大きい外径を有するフランジ部とが一体的に形成されていてもよい。前記挿入部と前記フランジ部との境界部が前記段差部を構成していてもよい。 (2) Moreover, as for the said window member, the insertion part inserted in the said cell part and the flange part which has an outer diameter larger than the said insertion part may be formed integrally. A boundary portion between the insertion portion and the flange portion may constitute the step portion.

このような構成によれば、挿入部とフランジ部との境界部を固定対象の部材に係合させることにより、窓部材を一層確実に固定できる。   According to such a configuration, the window member can be more reliably fixed by engaging the boundary portion between the insertion portion and the flange portion with the member to be fixed.

また、挿入部とフランジ部との境界部に接着剤を塗布して窓部材を固定すれば、接着剤が光路上にはみ出しにくく、接着剤が測定に悪影響を及ぼすことを抑制できる。   Also, if the window member is fixed by applying an adhesive to the boundary portion between the insertion portion and the flange portion, the adhesive is unlikely to protrude onto the optical path, and the adhesive can be prevented from adversely affecting the measurement.

（３）また、前記セル部は、その内周面が前記挿入部の外径に対応する均一な内径を有してもよい。 (3) Moreover, the said cell part may have a uniform internal diameter in which the internal peripheral surface respond | corresponds to the outer diameter of the said insertion part.

このような構成によれば、セル部を簡易に構成できる。   According to such a structure, a cell part can be comprised simply.

（４）また、前記ガス濃度モニタ用プローブにおいて、前記セル部及び前記プローブ部が分離して構成されていてもよい。前記窓部材は、前記段差部において前記セル部に固定されてもよい。前記セル部と前記プローブ部との間に前記窓部材が挟持されてもよい。 (4) In the gas concentration monitoring probe, the cell portion and the probe portion may be configured separately. The window member may be fixed to the cell portion at the stepped portion. The window member may be sandwiched between the cell portion and the probe portion.

このような構成によれば、セル部とプローブ部との間で窓部材を挟持することにより、窓部材を一層確実に固定できる。   According to such a configuration, the window member can be more reliably fixed by sandwiching the window member between the cell portion and the probe portion.

（５）また、前記ガス濃度モニタ用プローブにおいて、前記セル部における前記プローブ部側とは反対側の端部には、前記測定空間内に入射する測定光を反射させるための反射鏡が設けられていてもよい。 (5) In the gas concentration monitoring probe, a reflection mirror for reflecting measurement light incident on the measurement space is provided at an end of the cell portion opposite to the probe portion. It may be.

このような構成によれば、セル部におけるプローブ部側とは反対側の端部において、測定光を反射鏡によって反射させることができる。そして、測定光をプローブ部に向かわせることができる。   According to such a configuration, the measurement light can be reflected by the reflecting mirror at the end of the cell portion opposite to the probe portion. Then, the measurement light can be directed to the probe portion.

（６）また、前記ガス濃度モニタ用プローブにおいて、前記セル部における前記プローブ部側とは反対側の端部には、前記測定空間内に入射する測定光を透過させるための透光部材が設けられていてもよい。前記透光部材の外周面には、段差部が形成されており、当該段差部において前記透光部材が固定されていてもよい。 (6) Further, in the gas concentration monitoring probe, a light-transmitting member for transmitting measurement light incident on the measurement space is provided at an end of the cell portion opposite to the probe portion side. It may be done. A step portion may be formed on the outer peripheral surface of the translucent member, and the translucent member may be fixed at the step portion.

このような構成によれば、測定空間内に入射した光を、透光部材を透過させて測定空間から出射させることができる。
また、ガス濃度モニタ用プローブにおいて、透光部材は、外周面に形成された段差部において固定される。 According to such a configuration, the light incident on the measurement space can be transmitted through the translucent member and emitted from the measurement space.
In the gas concentration monitoring probe, the translucent member is fixed at a step portion formed on the outer peripheral surface.

そのため、各部材を小型化した場合であって、透光部材の段差部を固定対象の部材に係合させることにより、係合する面積を十分に確保できる。その結果、透光部材を確実に固定できる。
また、例えば、段差部に接着剤を塗布して透光部材を固定する場合であっても、係合面積が大きくなるため、接着剤が係合部分からはみ出しにくい。
そのため、接着剤などの透光部材を固定するための材料が光路上にはみ出して測定に悪影響を及ぼすことを抑制できる。 Therefore, even when each member is downsized, the engaging area can be sufficiently ensured by engaging the stepped portion of the translucent member with the member to be fixed. As a result, the translucent member can be reliably fixed.
In addition, for example, even when an adhesive is applied to the stepped portion and the translucent member is fixed, the engagement area becomes large, so that the adhesive hardly protrudes from the engagement portion.
Therefore, it can suppress that the material for fixing translucent members, such as an adhesive agent, protrudes on an optical path and has a bad influence on a measurement.

（７）また、本発明に係るガス濃度モニタは、前記ガス濃度モニタ用プローブと、光源と、検出器とを備える。前記光源は、前記プローブ部及び前記窓部材を介して、前記セル部における前記測定空間内に測定光を入射させる。前記検出器は、前記測定空間内を通過し、当該測定空間から出射した光を検出する。 (7) A gas concentration monitor according to the present invention includes the gas concentration monitor probe, a light source, and a detector. The light source causes measurement light to enter the measurement space in the cell part via the probe part and the window member. The detector detects light passing through the measurement space and emitted from the measurement space.

このような構成によれば、窓部材を確実に固定したガス濃度モニタ用プローブを用いることにより、精度の高い測定を行うことができる。   According to such a configuration, a highly accurate measurement can be performed by using the gas concentration monitoring probe in which the window member is securely fixed.

本発明によれば、ガス濃度モニタ用プローブにおいて、窓部材は、外周面に形成された段差部において固定される。そのため、各部材を小型化した場合であっても、窓部材の段差部を固定対象の部材に係合させることにより、係合する面積を十分に確保できる。その結果、窓部材を確実に固定でき、内部の密閉性を保つことができる。また、段差部に接着剤を塗布して窓部材を固定する場合であっても、係合面積が大きくなるため、接着剤が係合部分からはみ出しにくい。そのため、接着剤などの窓部材を固定するための材料が光路上にはみ出して測定に悪影響を及ぼすことを抑制できる。   According to the present invention, in the gas concentration monitoring probe, the window member is fixed at the step portion formed on the outer peripheral surface. Therefore, even when each member is downsized, the engaging area can be sufficiently ensured by engaging the stepped portion of the window member with the member to be fixed. As a result, the window member can be reliably fixed and the internal sealing performance can be maintained. Further, even when the window member is fixed by applying an adhesive to the stepped portion, the engagement area is increased, so that the adhesive is difficult to protrude from the engagement portion. Therefore, it can suppress that the material for fixing window members, such as an adhesive agent, protrudes on an optical path, and has a bad influence on a measurement.

本発明の第１実施形態に係るガス濃度モニタを示した概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a gas concentration monitor according to a first embodiment of the present invention. 図１のガス濃度モニタ用プローブの詳細な構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the detailed structure of the probe for gas concentration monitors of FIG. 本発明の第２実施形態に係るガス濃度モニタ用プローブの詳細を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the detail of the probe for gas concentration monitoring which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るガス濃度モニタ用プローブの詳細を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the detail of the probe for gas concentration monitoring which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 従来の第１のガス濃度モニタ用プローブの構成例を示した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which showed the structural example of the conventional 1st probe for gas concentration monitoring. 従来の第２のガス濃度モニタ用プローブの構成例を示した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which showed the structural example of the 2nd conventional probe for gas concentration monitoring.

１．ガス濃度モニタ
図１は、ガス濃度モニタ１を示した概略的な断面図である。
ガス濃度モニタ１は、測定対象となるガスに含まれる成分の濃度を測定するためのものであって、小型の装置である。ガス濃度モニタ１は、本体２と、光源３と、検出器４と、ミラー５と、ガス濃度モニタ用プローブ６とを備えている。 1. Gas Concentration Monitor FIG. 1 is a schematic sectional view showing a gas concentration monitor 1.
The gas concentration monitor 1 is a small device for measuring the concentration of a component contained in a gas to be measured. The gas concentration monitor 1 includes a main body 2, a light source 3, a detector 4, a mirror 5, and a gas concentration monitor probe 6.

本体２は、ボックス状に形成されている。
光源３は、本体２に設けられている。光源５は、測定光としてのレーザ光を出射可能に構成されている。
検出器４は、本体２内に設けられている。
ミラー５は、本体２内に設けられており、検出器４と間隔を隔てて配置されている。 The main body 2 is formed in a box shape.
The light source 3 is provided in the main body 2. The light source 5 is configured to be able to emit laser light as measurement light.
The detector 4 is provided in the main body 2.
The mirror 5 is provided in the main body 2 and is arranged at a distance from the detector 4.

ガス濃度モニタ用プローブ６は、本体２に取り付けられている。具体的には、本体２には、光源３と対向する部分に開口（図示せず）が形成されており、この開口を覆うようして、ガス濃度モニタ用プローブ６が本体２に取り付けられている。   The gas concentration monitoring probe 6 is attached to the main body 2. Specifically, an opening (not shown) is formed in the main body 2 at a portion facing the light source 3, and a gas concentration monitoring probe 6 is attached to the main body 2 so as to cover the opening. Yes.

ガス濃度モニタ用プローブ６は、測定空間１１（後述する）内のガスの濃度をモニタするために用いられる。ガス濃度モニタ用プローブ６は、プローブ部７と、セル部８と、窓部材９と、反射鏡１０とを備えている。なお、図１では、ガス濃度モニタ用プローブ６の構成を簡略化して示している。   The gas concentration monitoring probe 6 is used to monitor the concentration of gas in the measurement space 11 (described later). The gas concentration monitoring probe 6 includes a probe unit 7, a cell unit 8, a window member 9, and a reflecting mirror 10. In FIG. 1, the configuration of the gas concentration monitoring probe 6 is shown in a simplified manner.

プローブ部７は、円筒状に形成されている。プローブ部７の軸方向一方側端部（図１において上端部）は、本体２に形成された開口を覆うようにして、本体２に取り付けられている。プローブ部７内では、後述するように、測定空間１１に入射する測定光の光路が形成される。   The probe part 7 is formed in a cylindrical shape. One end portion (upper end portion in FIG. 1) in the axial direction of the probe portion 7 is attached to the main body 2 so as to cover an opening formed in the main body 2. In the probe unit 7, as will be described later, an optical path of measurement light incident on the measurement space 11 is formed.

セル部８は、円筒状に形成されている。セル部８の軸方向一方側端部（上端部）は、プローブ部７の軸方向他方側端部（下端部）に接続されている。セル部８の周面には、複数の開口８ａが形成されている。
窓部材９は、プローブ部７とセル部８との接続部分の内部に設けられている。窓部材９は、例えば、ガラスからなる透明な部材である。 The cell part 8 is formed in a cylindrical shape. One end (upper end) in the axial direction of the cell portion 8 is connected to the other end (lower end) in the axial direction of the probe portion 7. A plurality of openings 8 a are formed on the peripheral surface of the cell portion 8.
The window member 9 is provided inside a connection portion between the probe portion 7 and the cell portion 8. The window member 9 is a transparent member made of glass, for example.

反射鏡１０は、セル部８の軸方向他方側端部（下端部）の内部に設けられている。換言すれば、反射鏡１０は、セル部８におけるプローブ部７側とは反対側の端部に設けられている。反射鏡１０は、板状に形成されており、その外周面がセル部８の内周面に固定されている。   The reflecting mirror 10 is provided inside the other axial end portion (lower end portion) of the cell portion 8. In other words, the reflecting mirror 10 is provided at the end portion of the cell portion 8 opposite to the probe portion 7 side. The reflecting mirror 10 is formed in a plate shape, and its outer peripheral surface is fixed to the inner peripheral surface of the cell portion 8.

セル部８の内周面と、窓部材９と、反射鏡１０とによって区画される領域が測定空間１１である。窓部材９は、測定空間１１の一方側の端部を形成しており、反射鏡１０は、測定空間１１における他方側の端部を形成している。すなわち、窓部材９及び反射鏡１０は、測定空間１１を挟んで互いに対向するように配置されている。   A region defined by the inner peripheral surface of the cell portion 8, the window member 9, and the reflecting mirror 10 is a measurement space 11. The window member 9 forms one end of the measurement space 11, and the reflecting mirror 10 forms the other end of the measurement space 11. That is, the window member 9 and the reflecting mirror 10 are disposed so as to face each other with the measurement space 11 in between.

ガス濃度を測定する際には、ガス濃度モニタ１は、内部に測定対象領域Ｓ１が形成されている測定対象部２０にセットされる。測定対象部２０は、例えば、排気管である。測定対象部２０には、開口２０ａが形成されている。ガス濃度モニタ１が測定対象部２０にセットされた状態では、セル部８が開口２０ａを介して測定対象領域Ｓ１内に配置されており、プローブ部７が測定対象部２０の端面に係合している。また、測定対象領域Ｓ１に存在するガス（例えば排気ガス）は、開口８ａを介して測定空間１１内に取り込まれる。   When measuring the gas concentration, the gas concentration monitor 1 is set in the measurement target portion 20 in which the measurement target region S1 is formed. The measurement target unit 20 is, for example, an exhaust pipe. An opening 20 a is formed in the measurement target portion 20. In a state where the gas concentration monitor 1 is set on the measurement target unit 20, the cell unit 8 is disposed in the measurement target region S 1 through the opening 20 a, and the probe unit 7 is engaged with the end surface of the measurement target unit 20. ing. Further, gas (for example, exhaust gas) existing in the measurement target region S1 is taken into the measurement space 11 through the opening 8a.

ガス濃度モニタ１では、光源３から測定光が出射され、出射された測定光は、本体２の開口を通過した後、プローブ部７内に入射する。そして、プローブ部７内を通過した光は、窓部材９を透過し、測定空間１１内において反射鏡１０に向かう。そして、光は、反射鏡１０で反射され、測定空間１１を通過した後、窓部材９を透過して測定空間１１から出射する。測定空間１１から出射した光は、プローブ部７内を通過して、本体２内に入射し、ミラー５で反射されて検出器４に向かう。そして、測定光は、検出器４で検出される。このように、測定光は、測定空間１１内を一往復した後、検出器４で検出される。   In the gas concentration monitor 1, the measurement light is emitted from the light source 3, and the emitted measurement light enters the probe unit 7 after passing through the opening of the main body 2. Then, the light that has passed through the probe portion 7 passes through the window member 9 and travels toward the reflecting mirror 10 in the measurement space 11. The light is reflected by the reflecting mirror 10, passes through the measurement space 11, passes through the window member 9, and exits from the measurement space 11. The light emitted from the measurement space 11 passes through the probe unit 7, enters the main body 2, is reflected by the mirror 5, and travels toward the detector 4. Then, the measurement light is detected by the detector 4. As described above, the measurement light is detected by the detector 4 after making a round trip in the measurement space 11.

測定光が測定空間１１内を通過する際に、測定空間１１内のガスに含まれる成分に応じた波長の光が吸収される。ガス濃度モニタ１では、測定空間１１を通過した後の光を検出器４で検出することにより、その光の各波長における検出強度に基づいて、ガスに含まれる成分の濃度を測定する。   When the measurement light passes through the measurement space 11, light having a wavelength corresponding to the component contained in the gas in the measurement space 11 is absorbed. In the gas concentration monitor 1, the light after passing through the measurement space 11 is detected by the detector 4, thereby measuring the concentration of the component contained in the gas based on the detection intensity at each wavelength of the light.

２．ガス濃度モニタ用プローブの詳細構成
図２は、ガス濃度モニタ用プローブ６の詳細な構成を示した断面図である。
ガス濃度モニタ用プローブ６において、プローブ部７の軸方向他方側端部（図２において下端部）の内周面には、凹部７ａが形成されている。
凹部７ａは、プローブ部７の内周面から径方向外方に向かって窪んでいる。すなわち、プローブ部７において、軸方向他方側端部（下端部）の内径は、軸方向他方側端部以外（下端部以外）の部分の内径よりも大きい。図示しないが、プローブ部７の軸方向他方側端部の内周面（凹部７ａが形成される部分の内周面）には、ねじ溝が形成されている。 2. Detailed Configuration of Gas Concentration Monitoring Probe FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the gas concentration monitoring probe 6.
In the gas concentration monitoring probe 6, a recess 7 a is formed on the inner peripheral surface of the other end portion in the axial direction of the probe portion 7 (lower end portion in FIG. 2).
The concave portion 7 a is recessed from the inner peripheral surface of the probe portion 7 toward the radially outer side. That is, in the probe portion 7, the inner diameter of the other end portion (lower end portion) in the axial direction is larger than the inner diameter of the portion other than the other end portion (other than the lower end portion) in the axial direction. Although not shown, a thread groove is formed on the inner peripheral surface (the inner peripheral surface of the portion where the concave portion 7a is formed) of the other end portion in the axial direction of the probe portion 7.

セル部８は、プローブ部７と分離した部材として構成されている。セル部８は、第１部分８１と、第２部分８２と、第３部分８３とを一体的に備えている。
第１部分８１は、セル部８において中央部に位置している。第１部分８１は、円筒状に形成されている。 The cell portion 8 is configured as a member separated from the probe portion 7. The cell portion 8 is integrally provided with a first portion 81, a second portion 82, and a third portion 83.
The first portion 81 is located in the central portion in the cell portion 8. The first portion 81 is formed in a cylindrical shape.

第２部分８２は、第１部分８１の軸方向一方側端部（上端部）から連続して軸方向一方側（上方側）に延びている。第２部分８２は、円筒状に形成されている。第２部分８２の外径は、第１部分８１の外径と同一である。第２部分８２の外径は、プローブ部７の軸方向他方側端部の内径（凹部７ａが形成される部分の内径）とほぼ同一である。第２部分８２の内径は、第１部分８１の内径よりも大きい。図示しないが、第２部分８２の外周面には、ねじ山が形成されている。   The second portion 82 continuously extends from one end (upper end) in the axial direction of the first portion 81 to one side (upper side) in the axial direction. The second portion 82 is formed in a cylindrical shape. The outer diameter of the second portion 82 is the same as the outer diameter of the first portion 81. The outer diameter of the second portion 82 is substantially the same as the inner diameter of the other end in the axial direction of the probe portion 7 (the inner diameter of the portion where the recess 7a is formed). The inner diameter of the second portion 82 is larger than the inner diameter of the first portion 81. Although not shown, a screw thread is formed on the outer peripheral surface of the second portion 82.

第３部分８３は、第１部分８１の軸方向他方側端部（下端部）から連続して軸方向他方側（下方側）に延びている。第３部分８３は、円筒状に形成されている。第３部分８３の外径は、第１部分８１の外径よりも小さい。第３部分８３の内径は、第１部分８１の内径と同一である。第３部分８３の外径Ｌ１は、例えば、３ｍｍ程度である。上記した開口８ａは、第３部分８３に形成されている。また、上記した反射鏡１０は、第３部分８３の内周面に固定されている。第１部分８１の軸線、第２部分８２の軸線及び第３部分８３の軸線は、一致している。
窓部材９は、円柱状に形成されており、軸方向の位置によって径が異なる形状となっている。窓部材９は、挿入部９１と、フランジ部９２とを一体的に備えている。 The third portion 83 extends continuously from the other axial end (lower end) of the first portion 81 toward the other axial end (downward). The third portion 83 is formed in a cylindrical shape. The outer diameter of the third portion 83 is smaller than the outer diameter of the first portion 81. The inner diameter of the third portion 83 is the same as the inner diameter of the first portion 81. The outer diameter L1 of the third portion 83 is, for example, about 3 mm. The opening 8 a described above is formed in the third portion 83. Further, the reflecting mirror 10 described above is fixed to the inner peripheral surface of the third portion 83. The axis of the first portion 81, the axis of the second portion 82, and the axis of the third portion 83 are coincident.
The window member 9 is formed in a columnar shape, and has a shape with a different diameter depending on the position in the axial direction. The window member 9 is integrally provided with an insertion portion 91 and a flange portion 92.

挿入部９１は、円板状に形成されている。挿入部９１の外径は、セル部８の第２部分８２の内径とほぼ同一である。
フランジ部９２は、挿入部９１の軸方向一方側端部（上端部）から連続して軸方向一方側（上方側）に延びている。フランジ部９２は、挿入部９１の外径よりも大きい外径を有する円板状に形成されている。フランジ部９２の外径は、プローブ部７の凹部７ａの内径とほぼ同一である。フランジ部９２の軸線と、挿入部９１の軸線とは一致している。フランジ部９２と挿入部９１との境界部が、段差部９３である。 The insertion portion 91 is formed in a disc shape. The outer diameter of the insertion portion 91 is substantially the same as the inner diameter of the second portion 82 of the cell portion 8.
The flange portion 92 continuously extends from one end portion (upper end portion) in the axial direction of the insertion portion 91 to one side (upper side) in the axial direction. The flange portion 92 is formed in a disc shape having an outer diameter larger than the outer diameter of the insertion portion 91. The outer diameter of the flange portion 92 is substantially the same as the inner diameter of the concave portion 7 a of the probe portion 7. The axis of the flange portion 92 and the axis of the insertion portion 91 coincide with each other. A boundary portion between the flange portion 92 and the insertion portion 91 is a step portion 93.

３．窓部材の固定
窓部材９を固定する際には、まず、窓部材９の段差部９３に接着剤が塗布される。そして、セル部８の第２部分８２の内方に挿入部９１が挿入される。
この状態から、セル部８の第２部分８２に対して、プローブ部７の軸方向他方側端部（下端部）が係合される。そして、セル部８に対してプローブ部７が締め付けられることにより、セル部８にプローブ部７が取り付けられる。 3. Fixing the Window Member When fixing the window member 9, first, an adhesive is applied to the stepped portion 93 of the window member 9. Then, the insertion portion 91 is inserted inside the second portion 82 of the cell portion 8.
From this state, the other end portion (lower end portion) in the axial direction of the probe portion 7 is engaged with the second portion 82 of the cell portion 8. The probe unit 7 is attached to the cell unit 8 by tightening the probe unit 7 with respect to the cell unit 8.

これにより、窓部材９の挿入部９１は、プローブ部７とセル部８（第２部分８２）との間で挟持される。また、窓部材９の挿入部９１の外周面は、セル部８の第２部分８２の内周面に密着し、フランジ部９２の軸方向他方側端面（下端面）は、セル部８の第２部分８２の軸方向一方側端面（上端面）に密着する。窓部材９の段差部９３は、セル部８の第２部分８２の角部に密着する。   Thereby, the insertion part 91 of the window member 9 is clamped between the probe part 7 and the cell part 8 (2nd part 82). The outer peripheral surface of the insertion portion 91 of the window member 9 is in close contact with the inner peripheral surface of the second portion 82 of the cell portion 8, and the other axial end surface (lower end surface) of the flange portion 92 is the second end surface of the cell portion 8. The two portions 82 are in close contact with one end face (upper end face) in the axial direction. The step portion 93 of the window member 9 is in close contact with the corner portion of the second portion 82 of the cell portion 8.

そして、段差部９３に塗布された接着剤が、フランジ部９２の軸方向他端面（下端面）、及び、挿入部９１の外周面に拡がる。このようにして、接着剤がセル部８と窓部材９との接合面にまんべんなく拡がる。そして、この接着剤により、窓部材９がセル部８に固定される。   Then, the adhesive applied to the stepped portion 93 spreads on the other axial end surface (lower end surface) of the flange portion 92 and the outer peripheral surface of the insertion portion 91. In this way, the adhesive spreads evenly on the joint surface between the cell portion 8 and the window member 9. And the window member 9 is fixed to the cell part 8 by this adhesive agent.

このように、窓部材９は、段差部９３においてセル部８に固定される。そのため、窓部材９を確実に固定でき、セル部８と窓部材９との間を密閉状態に保つことができる。具体的には、測定空間１１内のガスがプローブ部７内に入り込むことを防止できる。
なお、窓部材９を、セル部８に対してロウ付けにより固定してもよい。この場合、段差部９３には、ロウ材が塗布される。また、窓部材９の固定方法としては、融着又は溶接などの任意の固定方法を用いることが可能である。 Thus, the window member 9 is fixed to the cell portion 8 at the stepped portion 93. Therefore, the window member 9 can be reliably fixed, and the space between the cell portion 8 and the window member 9 can be kept in a sealed state. Specifically, the gas in the measurement space 11 can be prevented from entering the probe unit 7.
Note that the window member 9 may be fixed to the cell portion 8 by brazing. In this case, a brazing material is applied to the stepped portion 93. As a fixing method of the window member 9, any fixing method such as fusion or welding can be used.

４．作用効果
（１）本実施形態によれば、図２に示すように、ガス濃度モニタ用プローブ６において、窓部材９は、外周面に形成された段差部９３においてセル部８に固定される。 4). Action Effect (1) According to the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the gas concentration monitoring probe 6, the window member 9 is fixed to the cell portion 8 at the stepped portion 93 formed on the outer peripheral surface.

そのため、ガス濃度モニタ用プローブ６を小型化し、各部材を小型化した場合であって、窓部材９の段差部９３を固定対象であるセル部８に係合させることにより、係合する面積を十分に確保できる。その結果、窓部材９を確実に固定でき、内部の密閉性を保つことができる（セル部８と窓部材９との間を密閉状態に保つことができる）。具体的には、測定空間１１内のガスがプローブ部７内に入り込むことを防止できる。
また、段差部９３に接着剤を塗布して窓部材９を固定する場合に、係合面積が大きくなるため、接着剤が係合部分からはみ出しにくい（接着剤が係合部分以外に回り込みにくい）。 Therefore, when the gas concentration monitoring probe 6 is downsized and the respective members are downsized, the stepped portion 93 of the window member 9 is engaged with the cell portion 8 to be fixed, so that the area to be engaged is reduced. Enough can be secured. As a result, the window member 9 can be reliably fixed, and the internal sealing performance can be maintained (the space between the cell portion 8 and the window member 9 can be maintained in a sealed state). Specifically, the gas in the measurement space 11 can be prevented from entering the probe unit 7.
Further, when the window member 9 is fixed by applying an adhesive to the stepped portion 93, the engagement area becomes large, so that the adhesive is difficult to protrude from the engagement portion (the adhesive is difficult to go around other than the engagement portion). .

そのため、接着剤などの窓部材９を固定するための材料が光路上にはみ出して測定に悪影響を及ぼすことを抑制できる。そして、ガス濃度モニタ１において、精度の高い測定を行うことができる。   Therefore, it can suppress that the material for fixing window members 9, such as an adhesive agent, protrudes on the optical path and adversely affects the measurement. The gas concentration monitor 1 can perform highly accurate measurement.

このように、ガス濃度モニタ１（ガス濃度モニタ用プローブ６）によれば、小型化した場合であっても内部の密閉性を保つことができ、かつ、精度の高い測定が可能となる。   As described above, according to the gas concentration monitor 1 (the gas concentration monitor probe 6), the internal hermeticity can be maintained even when the device is miniaturized, and highly accurate measurement is possible.

（２）また、本実施形態によれば、図２に示すように、ガス濃度モニタ用プローブ６において、窓部材９は、挿入部９１とフランジ部９２とを備えている。そして、挿入部９１とフランジ部９２との境界部が段差部９３を構成している。 (2) Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the gas concentration monitoring probe 6, the window member 9 includes the insertion portion 91 and the flange portion 92. A boundary portion between the insertion portion 91 and the flange portion 92 constitutes a step portion 93.

そのため、挿入部９１とフランジ部９２の境界部である段差部９３を、固定対象であるセル部８に係合させることにより、窓部材９を一層確実に固定できる。   Therefore, the window member 9 can be more reliably fixed by engaging the step part 93 which is a boundary part of the insertion part 91 and the flange part 92 with the cell part 8 which is fixation object.

また、挿入部９１とフランジ部９２との境界部である段差部９３に接着剤を塗布して窓部材９を固定するため、接着剤が光路上にはみ出しにくく、接着剤が測定に悪影響を及ぼすことを抑制できる。   In addition, since the window member 9 is fixed by applying an adhesive to the stepped portion 93 that is a boundary portion between the insertion portion 91 and the flange portion 92, the adhesive is difficult to protrude on the optical path, and the adhesive adversely affects the measurement. This can be suppressed.

（３）また、本実施形態によれば、ガス濃度モニタ用プローブ６において、プローブ部７及びセル部８は分離して構成されている。窓部材９は、段差部９３においてセル部８に固定される。そして、窓部材９は、プローブ部７とセル部８との間で挟持される。 (3) According to the present embodiment, in the gas concentration monitoring probe 6, the probe unit 7 and the cell unit 8 are configured separately. The window member 9 is fixed to the cell portion 8 at the stepped portion 93. The window member 9 is sandwiched between the probe unit 7 and the cell unit 8.

そのため、プローブ部７とセル部８との間で窓部材９を挟持することにより、窓部材９を一層確実に固定できる。   Therefore, by sandwiching the window member 9 between the probe portion 7 and the cell portion 8, the window member 9 can be more reliably fixed.

（４）また、本実施形態によれば、図２に示すように、ガス濃度モニタ用プローブ６において、反射鏡１０は、セル部８におけるプローブ部７とは反対側の端部（軸方向他方側端部）に設けられている。 (4) According to the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the gas concentration monitoring probe 6, the reflecting mirror 10 has an end portion on the opposite side to the probe portion 7 in the cell portion 8 (the other in the axial direction). Side end).

そのため、セル部８におけるプローブ部７側とは反対側の端部（軸方向他方側端部）において、測定光を反射鏡１０によって反射させて、プローブ部７に向かわせることができる。   Therefore, the measurement light can be reflected by the reflecting mirror 10 at the end opposite to the probe portion 7 side in the cell portion 8 (the end on the other side in the axial direction) and directed toward the probe portion 7.

５．第２実施形態
以下では、図３及び図４を用いて、本発明の他の実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、上記と同様の符号を用いることにより説明を省略する。
図３は、本発明の第２実施形態に係るガス濃度モニタ用プローブ６の詳細を示した断面図である。
第２実施形態では、セル部８の形状が、第１実施形態と異なっている。 5. Second Embodiment Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted by using the code | symbol similar to the above.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of the gas concentration monitoring probe 6 according to the second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, the shape of the cell portion 8 is different from that of the first embodiment.

具体的には、第２実施形態では、セル部８は、長尺な円筒状に形成されている。セル部８の内周面及び外周面は面一に形成されている。セル部８の内周面は、窓部材９の挿入部９１の外径に対応する均一な内径を有している。セル部８の外周面は、プローブ部７の軸方向他方側端部の内径（凹部７ａが形成される部分の内径）とほぼ同一の外径を有している。図示しないが、セル部８の軸方向一方側端部（上端部）の外周面には、ねじ山が形成されている。   Specifically, in the second embodiment, the cell portion 8 is formed in a long cylindrical shape. The inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cell portion 8 are formed flush with each other. The inner peripheral surface of the cell portion 8 has a uniform inner diameter corresponding to the outer diameter of the insertion portion 91 of the window member 9. The outer peripheral surface of the cell portion 8 has an outer diameter substantially the same as the inner diameter (the inner diameter of the portion where the concave portion 7a is formed) of the other end portion in the axial direction of the probe portion 7. Although not shown, a thread is formed on the outer peripheral surface of one end portion (upper end portion) in the axial direction of the cell portion 8.

窓部材９を固定する際には、まず、窓部材９の段差部９３に接着剤が塗布される。そして、セル部８の軸方向一方側端部（上端部）の内方に窓部材９の挿入部９１が挿入される。   When fixing the window member 9, first, an adhesive is applied to the stepped portion 93 of the window member 9. And the insertion part 91 of the window member 9 is inserted inside the axial direction one side edge part (upper end part) of the cell part 8. FIG.

この状態から、セル部８の軸方向一方側端部（上端部）に対して、プローブ部７の軸方向他方側端部（下端部）が係合される。そして、セル部８に対してプローブ部７が締め付けられることにより、セル部８にプローブ部７が取り付けられる。また、窓部材９の挿入部９１は、プローブ部７とセル部８との間で挟持される。窓部材９の挿入部９１の外周面は、セル部８の内周面に密着し、フランジ部９２の軸方向他方側端面（下端面）は、セル部８の軸方向一方側端面（上端面）に密着する。窓部材９の段差部９３は、セル部８の角部の端縁に密着する。   From this state, the other axial end portion (lower end portion) of the probe portion 7 is engaged with the axial one end portion (upper end portion) of the cell portion 8. The probe unit 7 is attached to the cell unit 8 by tightening the probe unit 7 with respect to the cell unit 8. The insertion portion 91 of the window member 9 is sandwiched between the probe portion 7 and the cell portion 8. The outer peripheral surface of the insertion portion 91 of the window member 9 is in close contact with the inner peripheral surface of the cell portion 8, and the other axial end surface (lower end surface) of the flange portion 92 is the first axial end surface (upper end surface) of the cell portion 8. ). The step portion 93 of the window member 9 is in close contact with the edge of the corner portion of the cell portion 8.

このとき、段差部９３に塗布された接着剤が、フランジ部９２の軸方向他端面（下端面）、及び、挿入部９１の外周面に拡がる。そして、この接着剤により、窓部材９がセル部８に固定される。   At this time, the adhesive applied to the stepped portion 93 spreads on the other axial end surface (lower end surface) of the flange portion 92 and the outer peripheral surface of the insertion portion 91. And the window member 9 is fixed to the cell part 8 by this adhesive agent.

このように、第２実施形態のガス濃度モニタ用プローブ６によれば、セル部８は、その内周面が窓部材９の挿入部９１の外径に対応する均一な内径を有している。
そのため、セル部８を簡易に構成できる。 As described above, according to the gas concentration monitoring probe 6 of the second embodiment, the cell portion 8 has a uniform inner diameter corresponding to the outer diameter of the insertion portion 91 of the window member 9. .
Therefore, the cell unit 8 can be configured easily.

６．第３実施形態
（１）ガス濃度モニタ用プローブの詳細構成
図４は、本発明の第３実施形態に係るガス濃度モニタ用プローブ６の詳細を示した断面図である。
上記した第１実施形態では、ガス濃度モニタ用プローブ６において、測定空間１１内に入射した測定光は、反射鏡１０で反射されて（測定空間１１内を往復して）検出器４に向かう。
対して、第２実施形態では、ガス濃度モニタ用プローブ６において、測定空間１１内に入射した測定光は、測定空間１１内を往復せずに検出器４に向かう。 6). Third Embodiment (1) Detailed Configuration of Gas Concentration Monitoring Probe FIG. 4 is a cross-sectional view showing details of a gas concentration monitoring probe 6 according to a third embodiment of the present invention.
In the first embodiment described above, in the gas concentration monitoring probe 6, the measurement light incident in the measurement space 11 is reflected by the reflecting mirror 10 (reciprocates in the measurement space 11) and travels toward the detector 4.
On the other hand, in the second embodiment, in the gas concentration monitoring probe 6, the measurement light incident in the measurement space 11 travels to the detector 4 without reciprocating in the measurement space 11.

具体的には、第２実施形態では、セル部８は、第３部分８３に代えて、第４部分８４を備えている。セル部８は、第１部分８１と、第２部分８２と、第４部分８４とを一体的に備えている。開口８ａは、第１部分８１の周面に設けられている。また、第２実施形態では、反射鏡１０は設けられていない。   Specifically, in the second embodiment, the cell unit 8 includes a fourth portion 84 instead of the third portion 83. The cell portion 8 is integrally provided with a first portion 81, a second portion 82, and a fourth portion 84. The opening 8 a is provided on the peripheral surface of the first portion 81. In the second embodiment, the reflecting mirror 10 is not provided.

第４部分８４は、第１部分８１の軸方向他方側端部（下端部）から連続して軸方向他方側（下方側）に延びている。第４部分８４は、円筒状に形成されている。第４部分８４の外径は、第１部分８１の外径と同一である。第４部分８４の内径は、第１部分８１の内径よりも大きい。図示しないが、第４部分８４の外周面にはねじ山が形成されている。第４部分８４の内部には、透光部材３０が設けられている。   The fourth portion 84 extends continuously from the other axial end (lower end) of the first portion 81 toward the other axial end (downward). The fourth portion 84 is formed in a cylindrical shape. The outer diameter of the fourth portion 84 is the same as the outer diameter of the first portion 81. The inner diameter of the fourth portion 84 is larger than the inner diameter of the first portion 81. Although not shown, a thread is formed on the outer peripheral surface of the fourth portion 84. The translucent member 30 is provided inside the fourth portion 84.

透光部材３０は、例えば、ガラスからなる透明な部材であって、円柱状に形成されている。透光部材３０は、軸方向の位置によって径が異なる形状となっている。透光部材３０は、挿入部３１と、フランジ部３２とを一体的に備えている。
挿入部３１は、円板状に形成されている。挿入部３１の外径は、セル部８の第４部分８４の内径とほぼ同一である。 The translucent member 30 is a transparent member made of glass, for example, and is formed in a cylindrical shape. The translucent member 30 has a shape with a different diameter depending on the position in the axial direction. The translucent member 30 is integrally provided with an insertion portion 31 and a flange portion 32.
The insertion part 31 is formed in a disk shape. The outer diameter of the insertion portion 31 is substantially the same as the inner diameter of the fourth portion 84 of the cell portion 8.

フランジ部３２は、挿入部３１の軸方向他方側端部（下端部）から連続して軸方向他方側（下方側）に延びている。フランジ部３２は、挿入部３１の外径よりも大きい外径を有する円板状に形成されている。挿入部３１の外径は、セル部８の第４部分８４の内径とほぼ同一である。フランジ部３２の軸線と、挿入部３１の軸線とは一致している。フランジ部３２と挿入部３１との境界部が、段差部３３である。   The flange portion 32 continuously extends from the other end portion (lower end portion) in the axial direction of the insertion portion 31 to the other axial side (lower side). The flange portion 32 is formed in a disk shape having an outer diameter larger than the outer diameter of the insertion portion 31. The outer diameter of the insertion portion 31 is substantially the same as the inner diameter of the fourth portion 84 of the cell portion 8. The axis of the flange portion 32 and the axis of the insertion portion 31 coincide. A boundary portion between the flange portion 32 and the insertion portion 31 is a step portion 33.

（２）透光部材の固定
透光部材３０を固定する際には、まず、透光部材３０の段差部３３に接着剤が塗布される。そして、セル部８の第４部分８４の内方に挿入部３１が挿入される。
この状態から、セル部８の第４部分８４に対して、プローブ部４０が係合される。プローブ部４０は、円筒状に形成されており、軸方向一方側端部（上端部）に凹部４０ａが形成されている。図示しないが、プローブ部４０の軸方向一方側端部（上端部）の内周面には、ねじ溝が形成されている。また、図示しないが、第２実施形態では、検出器４は、プローブ部４０の軸方向他方側端部（下端部）に設けられている。 (2) Fixing of Translucent Member When fixing the translucent member 30, first, an adhesive is applied to the stepped portion 33 of the translucent member 30. Then, the insertion portion 31 is inserted inside the fourth portion 84 of the cell portion 8.
From this state, the probe unit 40 is engaged with the fourth portion 84 of the cell unit 8. The probe portion 40 is formed in a cylindrical shape, and a concave portion 40a is formed at one end portion (upper end portion) in the axial direction. Although not shown, a thread groove is formed on the inner peripheral surface of one end (upper end) in the axial direction of the probe unit 40. Although not shown, in the second embodiment, the detector 4 is provided at the other end (lower end) in the axial direction of the probe unit 40.

セル部８の第４部分８４にプローブ部４０の軸方向一方側端部（上端部）が係合した状態で、セル部８に対してプローブ部４０が締め付けられることにより、セル部８にプローブ部４０が取り付けられる。   The probe portion 40 is tightened with respect to the cell portion 8 in a state where the one end portion (upper end portion) of the probe portion 40 in the axial direction is engaged with the fourth portion 84 of the cell portion 8. Part 40 is attached.

これにより、透光部材３０の挿入部３１は、プローブ部４０とセル部８（第４部分８４）との間で挟持される。また、透光部材３０の挿入部３１の外周面は、セル部８の第４部分８４の内周面に密着し、フランジ部３２の軸方向一方側端面（上端面）は、セル部８の第４部分８４の軸方向他方側端面（下端面）に密着する。透光部材３０の段差部３３は、セル部８の第４部分８４の角部に密着する。   Thereby, the insertion part 31 of the translucent member 30 is clamped between the probe part 40 and the cell part 8 (4th part 84). Further, the outer peripheral surface of the insertion portion 31 of the translucent member 30 is in close contact with the inner peripheral surface of the fourth portion 84 of the cell portion 8, and one axial end surface (upper end surface) of the flange portion 32 is The fourth portion 84 is in close contact with the other axial end surface (lower end surface). The step portion 33 of the translucent member 30 is in close contact with the corner portion of the fourth portion 84 of the cell portion 8.

そして、段差部３３に塗布された接着剤が、フランジ部３２の軸方向一方側端面（上端面）、及び、挿入部３１の外周面に拡がる。このようにして、接着剤がセル部８と透光部材３０との接合面にまんべんなく拡がる。そして、この接着剤により、透光部材３０がセル部８に固定される。
なお、透光部材３０を、セル部８に対してロウ付けにより固定してもよい。この場合、段差部３３には、ロウ材が塗布される。 Then, the adhesive applied to the step portion 33 spreads on the one end surface (upper end surface) in the axial direction of the flange portion 32 and the outer peripheral surface of the insertion portion 31. In this way, the adhesive spreads evenly on the joint surface between the cell portion 8 and the translucent member 30. And the translucent member 30 is fixed to the cell part 8 with this adhesive agent.
The translucent member 30 may be fixed to the cell portion 8 by brazing. In this case, a brazing material is applied to the step portion 33.

ガス濃度を測定する場合には、このようにして構成されたガス濃度モニタ用プローブ６（ガス濃度モニタ１）が、測定対象部２０にセットされる。そして、このガス濃度モニタ用プローブ６（ガス濃度モニタ１）を用いて、測定対象領域Ｓ１のガスの濃度が測定される。   When measuring the gas concentration, the gas concentration monitor probe 6 (gas concentration monitor 1) configured as described above is set in the measurement target unit 20. Then, the gas concentration in the measurement target region S1 is measured using the gas concentration monitor probe 6 (gas concentration monitor 1).

このガス濃度モニタ用プローブ６を用いた測定では、光源３（図１参照）から出射された測定光は、窓部材９を透過した後、測定空間１１内を通過し、さらに、透光部材３０を透過して、検出器４で検出される。   In the measurement using the gas concentration monitoring probe 6, the measurement light emitted from the light source 3 (see FIG. 1) passes through the measurement space 11 after passing through the window member 9, and further passes through the light transmission member 30. And is detected by the detector 4.

なお、このガス濃度モニタ用プローブ６において、透光部材３０を窓部材９と同一の部材とすることも可能である。このようにすれば、ガス濃度モニタ用プローブ６を簡易に構成できる。   In the gas concentration monitoring probe 6, the light transmitting member 30 can be the same member as the window member 9. In this way, the gas concentration monitoring probe 6 can be simply configured.

（３）第３実施形態の作用効果
第３実施形態によれば、図４に示すように、ガス濃度モニタ用プローブ６において、セル部８におけるプローブ部７とは反対側の端部（軸方向他方側端部）には、透光部材３０が設けられている。
そのため、測定空間１１に入射した測定光を、透光部材３０を透過させて測定空間１１から出射させることができる。
また、透光部材３０の外周面には、段差部３３が形成されている。透光部材３０は、この段差部３３においてプローブ部４０に固定される。 (3) Effects of Third Embodiment According to the third embodiment, as shown in FIG. 4, in the gas concentration monitoring probe 6, the end of the cell portion 8 opposite to the probe portion 7 (axial direction) A translucent member 30 is provided at the other end.
Therefore, the measurement light incident on the measurement space 11 can be transmitted through the translucent member 30 and emitted from the measurement space 11.
Further, a step portion 33 is formed on the outer peripheral surface of the translucent member 30. The translucent member 30 is fixed to the probe portion 40 at the step portion 33.

そのため、ガス濃度モニタ用プローブ６を小型化し、各部材を小型化した場合であって、透光部材３０の段差部３３をプローブ部４０に係合させることにより、係合する面積を十分に確保できる。その結果、透光部材３０を確実に固定できる。
また、段差部３３に接着剤を塗布して透光部材３０を固定する場合には、係合面積が大きくなるため、接着剤が係合部分からはみ出しにくい（接着剤が係合部分以外に回り込みにくい）。
そのため、接着剤などの透光部材３０を固定するための材料が光路上にはみ出して測定に悪影響を及ぼすことを抑制できる。 Therefore, when the gas concentration monitoring probe 6 is downsized and each member is downsized, the stepped portion 33 of the translucent member 30 is engaged with the probe portion 40, thereby sufficiently securing the engaging area. it can. As a result, the translucent member 30 can be reliably fixed.
Further, when the translucent member 30 is fixed by applying an adhesive to the stepped portion 33, the engagement area becomes large, so that the adhesive hardly protrudes from the engagement portion (the adhesive wraps around other than the engagement portion). Hateful).
Therefore, it can suppress that the material for fixing translucent members 30, such as an adhesive, protrudes on an optical path, and has a bad influence on a measurement.

７．変形例
以上の実施形態では、ガス濃度モニタ用プローブ６において、プローブ部７とセル部８とは分離して構成されるとして説明した。しかし、ガス濃度モニタ用プローブ６において、プローブ部７とセル部８とは一体的に構成されてもよい。 7). In the above embodiment, the probe unit 7 and the cell unit 8 are described as being separated from each other in the gas concentration monitoring probe 6. However, in the gas concentration monitoring probe 6, the probe unit 7 and the cell unit 8 may be integrally formed.

また、以上の実施形態では、ガス濃度モニタ用プローブ６におけるプローブ部７とセル部８との固定方法として、ねじ込み式の固定方法を用いるとして説明した。しかし、これに限らず、プローブ部７とセル部８との固定方法として、接着などの任意の固定方法を用いることができる。   Moreover, in the above embodiment, it demonstrated that the screwing type fixing method was used as a fixing method of the probe part 7 and the cell part 8 in the probe 6 for gas concentration monitoring. However, the present invention is not limited to this, and any fixing method such as adhesion can be used as a method for fixing the probe unit 7 and the cell unit 8.

１ ガス濃度モニタ
３ 光源
４ 検出器
６ ガス濃度モニタ用プローブ
７ プローブ部
８ セル部
９ 窓部材
１０ 反射鏡
１１ 測定空間
３０ 透光部材
３３ 段差部
９１ 挿入部
９２ フランジ部
９３ 段差部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas concentration monitor 3 Light source 4 Detector 6 Gas concentration monitor probe 7 Probe part 8 Cell part 9 Window member 10 Reflector 11 Measurement space 30 Translucent member 33 Step part 91 Insertion part 92 Flange part 93 Step part

Claims (7)

測定対象となるガスを収容する測定空間を有し、前記測定空間内のガスの濃度をモニタするために用いられるガス濃度モニタ用プローブであって、
前記測定空間が形成されたセル部と、
前記測定空間内に入射させる測定光の光路を形成するプローブ部と、
前記プローブ部からの測定光を透過させて前記測定空間内に入射させる窓部材とを備え、
前記窓部材の外周面には、段差部が形成されており、当該段差部において前記窓部材が固定されていることを特徴とするガス濃度モニタ用プローブ。 A gas concentration monitoring probe having a measurement space for storing a gas to be measured, and used for monitoring the concentration of the gas in the measurement space,
A cell part in which the measurement space is formed;
A probe unit that forms an optical path of measurement light incident on the measurement space;
A window member that transmits measurement light from the probe unit and enters the measurement space; and
A probe for gas concentration monitoring, wherein a step portion is formed on an outer peripheral surface of the window member, and the window member is fixed at the step portion. 前記窓部材は、前記セル部内に挿入される挿入部と、前記挿入部よりも大きい外径を有するフランジ部とが一体的に形成されており、前記挿入部と前記フランジ部との境界部が前記段差部を構成していることを特徴とする請求項１に記載のガス濃度モニタ用プローブ。   In the window member, an insertion portion inserted into the cell portion and a flange portion having an outer diameter larger than the insertion portion are integrally formed, and a boundary portion between the insertion portion and the flange portion is formed. The gas concentration monitoring probe according to claim 1, wherein the step portion is configured. 前記セル部は、その内周面が前記挿入部の外径に対応する均一な内径を有することを特徴とする請求項２に記載のガス濃度モニタ用プローブ。   The gas concentration monitoring probe according to claim 2, wherein the inner peripheral surface of the cell portion has a uniform inner diameter corresponding to the outer diameter of the insertion portion. 前記セル部及び前記プローブ部が分離して構成されており、
前記窓部材は、前記段差部において前記セル部に固定され、
前記セル部と前記プローブ部との間に前記窓部材が挟持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス濃度モニタ用プローブ。 The cell part and the probe part are configured separately,
The window member is fixed to the cell portion at the stepped portion,
The gas concentration monitoring probe according to any one of claims 1 to 3, wherein the window member is sandwiched between the cell portion and the probe portion. 前記セル部における前記プローブ部側とは反対側の端部には、前記測定空間内に入射する測定光を反射させるための反射鏡が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス濃度モニタ用プローブ。   5. The reflecting mirror for reflecting the measurement light incident on the measurement space is provided at an end of the cell portion opposite to the probe portion. The probe for gas concentration monitoring as described in any one of Claims. 前記セル部における前記プローブ部側とは反対側の端部には、前記測定空間内に入射する測定光を透過させるための透光部材が設けられ、
前記透光部材の外周面には、段差部が形成されており、当該段差部において前記透光部材が固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス濃度モニタ用プローブ。 A light transmitting member for transmitting measurement light incident on the measurement space is provided at the end of the cell portion opposite to the probe portion side,
The gas according to any one of claims 1 to 4, wherein a step portion is formed on an outer peripheral surface of the translucent member, and the translucent member is fixed at the step portion. Probe for concentration monitoring. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス濃度モニタ用プローブと、
前記プローブ部及び前記窓部材を介して、前記セル部における前記測定空間内に測定光を入射させる光源と、
前記測定空間内を通過し、当該測定空間から出射した光を検出する検出器とを備えることを特徴とするガス濃度モニタ。 A probe for gas concentration monitoring according to any one of claims 1 to 6,
A light source for allowing measurement light to enter the measurement space in the cell part via the probe part and the window member;
A gas concentration monitor comprising: a detector that detects light emitted from the measurement space and passing through the measurement space.
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