JP2021067634A

JP2021067634A - 包装袋内のガス濃度測定装置

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Publication number: JP2021067634A
Application number: JP2019195097A
Authority: JP
Inventors: 雅志大島; Masashi Oshima
Original assignee: General Packer Co Ltd
Current assignee: General Packer Co Ltd
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2021-04-30

Abstract

【課題】レーザー光の光路長を長く伸ばすと共に当該光路長が一定になるようにして、測定精度を向上させたガス濃度測定装置を提供する。【解決手段】特定波長のレーザー光を、ガス置換されて密封された包装袋Ｂに透過させて、包装袋Ｂの透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいて包装袋Ｂの内部に残留している特定ガスのガス濃度を測定するようにしたレーザー式ガス濃度計を有するガス濃度測定装置であって、レーザー光を発生するレーザー発生部１１と、レーザー光を受光するレーザー受光部１２とを有し、レーザー発生部から射出されるレーザー光が、第１ガイド３０と第２ガイド３１に挟持された包装袋Ｂを斜めに透過して、レーザー受光部へ入射するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、ガス置換されて密封された包装袋内に残存する特定ガスのガス濃度を測定するガス濃度測定装置に関するものである。

従来、包装工程において、被包装物の保存期間又は賞味期間を縮めるおそれのある特定の酸化原因ガスを含んだ包装袋内の空気を除去して、不活性ガス、たとえば窒素、二酸化炭素等にガス置換してから密封するガス置換包装が行われている。これによって、包装袋内部の酸化原因ガスは除去され、被包装物、特に食品は、長期の保存期間、賞味期間を確保することができる。
そして、ガス置換包装後の検査工程において、酸化原因ガス、特に酸素の濃度が既定値以下であるかどうか検査が行われている。
しかしながら、現在主流である酸素濃度の測定方法は、サンプルとして任意に選択した包装袋に注射針を刺し、包装袋内から吸引した少量のガスの組成を検査する抜き取り検査である。当該抜き取り検査では、注射痕が形成された包装袋は廃棄しなければならない。また、検査精度を上げるためにサンプル数を増やすと検査時間が長くなり、増加する廃棄量によって経済的、時間的損失が増大する不都合があった。

これに対し、本願出願人は、包装袋を損傷することなく内部の特定ガスの濃度を測定可能なガス濃度測定装置を開発した。
特開２０１０−１０７１９７に開示されている包装袋のガス濃度測定装置１は、図７に示すように、発信器を有するレーザー発生部２と、当該レーザー発生部２に連接し、レーザー光が射出される主ヘッド３、並びに受信器を有するレーザー受光部４と、当該レーザ受光部４に連接し、レーザー光が入射される副ヘッド５とからなる。相対的に接近及び離隔自在に設けられた主ヘッド３と副ヘッド５は、、一対のグリップ６，６に把持された検査対象の包装袋Ｂを挟んで、主ヘッド３に対して副ヘッド５が正対するように配置されている。これによって、主ヘッド３から副ヘッド５へ最短距離でレーザー光が包装袋を透過することができ、包装袋内に残留している酸素等の特定ガスの濃度を測定する際に、包装袋の全数について当該包装袋を一切損傷することなく迅速に測定することができるようになった。

特開２０１０−１０７１９７号公報

しかしながら、上記のガス濃度測定装置１は、包装袋Ｂに対してレーザー光を透過させるとき、包装袋Ｂ内に封じられる気体の量が多少変化しても光路長の変化が小さくなるように主ヘッド３と副ヘッド５を正対させて、光路長を一定にしている。これが、測定対象の包装袋Ｂ内の気体の状態を検査するために十分な光路長を確保することの妨げとなり、上記のガス濃度測定装置１は、測定対象である特定ガスのガス濃度について測定誤差が生じやすい状態であった。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、レーザー光の光路長を長く伸ばすと共に当該光路長が一定になるようにして、測定精度を向上させたガス濃度測定装置を提供することである。

請求項１に記載のガス濃度測定装置は、特定波長のレーザー光を、ガス置換されて密封された包装袋に透過させて、前記包装袋の透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいて前記包装袋の内部に残留している特定ガスのガス濃度を測定するようにしたレーザー式ガス濃度計を有するガス濃度測定装置であって、
前記レーザー光を発生し、当該レーザー光が第１窓部を通じて射出されるレーザー発生部と、
前記レーザー光が第２窓部を通じて入射されるレーザー受光部と、
前記第１窓部を有する平板状の第１ガイドと、
当該第１ガイドと互いに平行に対向し、前記第２窓部を有する平板状の第２ガイドを備え、
互いに相対する前記第１ガイドと前記第２ガイドを、相対的に接離自在に設けて、
前記第１ガイドと前記第２ガイドが前記包装袋を挟持したとき、
前記第１窓部と前記第２窓部が、前記包装袋に密着するようにして、
前記レーザー発生部から射出される前記レーザー光が、前記包装袋を斜めに透過して、前記レーザー受光部へ入射するようにしたことを特徴とする。

請求項２に記載のガス濃度測定装置は、請求項１に記載の発明において、前記第１窓部と前記第２窓部には、それぞれサファイヤガラスが嵌め込まれていることを特徴とする。

本発明に係るガス濃度測定装置によれば、レーザー発生部から射出されるレーザー光が包装袋を斜めに透過してレーザー受光部に入射するようにした。これによって、レーザー光の光路長を伸ばすことができるので、ガス濃度の測定精度を向上させることができる。
また、平板状の第１ガイドと第２ガイドが包装袋を挟持して測定するようにした。これによって、光路長を一定にすることができるので、ガス濃度の測定精度を向上させることができる。
さらに、第１ガイドと第２ガイドが包装袋を挟持したとき、第１窓部と第２窓部が包装袋に密着するようにした。これによって、レーザー光が射出される第１窓部と包装袋、及びレーザー光が入射される第２窓部と包装袋の間の大気を除去することができるので、大気に含まれている特定ガスもまた除去することができる。そのため、ガス濃度の測定精度を向上させることができる。

第１実施例に係るガス濃度測定装置の構成の概略を示す平面図である。第１実施例に係るガス濃度測定装置の構成の概略を示すブロック図である。第１実施例に係るガス濃度測定装置について測定方法の原理を示す説明図である。第１実施例に係るガス濃度測定装置の第１透過パターンの構成の概略を示す横断面図である。第１実施例に係るガス濃度測定装置の第２透過パターンの構成の概略を示す縦断面図である。第１実施例に係るガス濃度測定装置の第３透過パターンの構成の概略を示す斜視図である。従来のガス濃度測定装置の構成の概略を示す平面図である。

本発明に係るガス濃度測定装置の実施例を、添付した図面にしたがって説明する。
図１は本実施例に係るガス濃度測定装置の構成の概略を示す説明図であって、図２は当該ガス濃度測定装置の構成の概略を示すブロック図である。

本実施例に係るガス濃度測定装置１０は、図１に示すように、包装袋Ｂの内部に残留している特定ガスのガス濃度を測定する装置である。当該ガス濃度測定装置１０は、出荷前に包装袋を検査する検査場で設置されたり、また、包装に係る各種工程を有するロータリー式或いはピロー式等の包装機の検査工程を担うように当該包装機上に配置されている。本実施例においては、それらを踏まえて、ガス濃度測定装置１０について説明する。
残留している特定ガスとは、たとえば、酸素ガス（Ｏ_２）である。大気雰囲気下で行われる包装機の包装工程では、被包装物を充填したとき、包装袋Ｂ内部に大気も充填される。大気に含まれている酸素ガスをはじめとした酸化原因ガスは、被包装物、特に食品類を酸化させて劣化させる原因となる。そのため、包装機には、被包装物を包装袋に充填する包装工程の後に、当該包装袋から大気を抜気して、不活性ガス、たとえば、窒素ガス（Ｎ_２）、二酸化炭素ガス（ＣＯ_２）に置換するガス置換（ガスパージ）工程が設けられている。
その後、ガス置換された包装袋Ｂ内部の酸素ガスの濃度を測定して、当該酸素ガスが基準値以下に収まっているかどうか検査するための装置が、本実施例に係るガス濃度測定装置である。当該ガス濃度検査において、酸素ガスのガス濃度が基準値以下に収まっている場合は、正常にガス置換が行われ、包装袋Ｂ内部は不活性ガスが充満しているので、被包装物の酸化を防止することができ、保存期間や賞味期間を延ばすことができる。一方、酸素ガスのガス濃度が基準値を超えている場合は、不良品と判定され、たとえば、包装機から不良と判定された包装袋Ｂが排出されるように構成されている。

本実施例に係るガス濃度測定装置１０は、図１に示すように、レーザー光を射出するレーザー発生部１１と、レーザー光を受光するレーザー受光部１２とを備えたレーザー式ガス濃度計と、包装袋Ｂを挟持可能に形成された相対するガイド３０，３１を有している。

レーザー式ガス濃度計は、波長可変半導体レーザー吸収分光法によって特定ガスを分析可能に形成されている。
ここで、波長可変半導体レーザー吸収分光法（ＴｕｎａｂｌｅＤｉｏｄｅＬａｓｅｒＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＴＤＬＡＳ）とは、半導体レーザー素子から出力されたレーザー光に係る所定の入射光強度と、測定対象となる特定ガス含んだ気体を封じたセルを透過して、当該特定ガスに吸収された透過後のレーザー光に係る透過光強度とから透過率を求めて、透過率に基づくレーザー光の吸光度からガス濃度を測定する方法である。
特定ガスを含めて気体はそれぞれ固有の吸収波長帯を有し、当該吸収波長帯にはより強く光を吸収する波長に係る吸収線が複数本含まれていることが知られている。ＴＤＬＡＳは、出力するレーザー光の近赤外領域の波長を、測定対象となる特定ガスの複数本の吸収線のうち、一本の吸収線に係る特定波長に合致するように変調し、増幅するように構成されている。そして、セルの透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいてレーザー光の吸光度を求めてガス濃度を測定している。なお、本実施例において測定対象ガスは酸素ガスであって、当該測定対象ガスを封じるセルは包装袋である。

レーザー発生部１１は、図２に示すように、レーザー光源１３と、当該光源から射出するレーザー光の波長を特定の波長に設定し、所定の光強度に調整する制御部１４とを有している。
レーザー光源１３は、波長が可変可能なダイオードからなる半導体レーザー素子を備え、近赤外領域のレーザー光を出力可能に形成されている。
制御部１４は、半導体レーザー素子から出力されるレーザー光の波長を測定対象の特定ガス固有の特定波長に調整して、レーザー光が所定の入射光強度で射出されるように増幅する制御を行うように形成されている。
ここで、本実施例に係るレーザー式ガス濃度計が測定する特定ガスは、酸素ガスである。当該酸素ガス固有の吸収波長帯は７６０ｎｍ帯であり、当該吸収波長帯に含まれる複数の吸収線のうち、一の吸収線に係る特定波長がレーザー光の出力波長として選択される。

レーザー発生部１１は、第１ハウジング１５に内蔵されている。当該第１ハウジング１５は第１窓部１６を有している。第１窓部１６には、近赤外領域の光を通しやすいサファイヤガラスが嵌め込まれている。そして、レーザー発生部１１は、第１窓部１６を通じて第１ハウジング１５からレーザー光を射出するように形成されている。

第１ハウジング１５内は特定ガス、本実施例においては酸素ガスを除去するために、真空化またはガス置換（ガスパージ）をすることができるように形成されている。そのため、第１ハウジング１５内を真空で維持したり、或いは窒素ガス、又は二酸化炭素或いはこれらに類する不活性ガス類で満たすことができる。
これによって、レーザー光源１３から第１窓部１６を通じて射出するまでの間に、第１ハウジング１５内でレーザ光が特定ガスに吸収されることを防止することができるので、ガス濃度測定の精度を向上させることができる。

レーザー受光部１２は、図２に示すように、包装袋を透過したレーザー光を受光する受光センサ２０と、当該受光センサ２０からの受光信号に基づいて、ガス濃度を測定する測定部２１とを有している。
受光センサ２０は、包装袋を透過したレーザー光の透過光強度を電気的な透過光信号に変換する素子、たとえば、フォトダイオードからなる。これによって、包装袋を透過したレーザー光の透過光強度を電気的に処理することができる。
測定部２１は、透過光強度に係る透過光信号と、レーザー発生部１１から出力されたレーザー光の入射光強度に係る入射光信号に基づいて透過率を計算し、当該透過率に基づいてレーザー光の特定ガスによる吸光度を求め、当該吸光度に基づいて包装袋内の特定ガスの濃度を測定するように形成されている。

レーザー受光部１２は、第２ハウジング２２に内蔵されている。第２ハウジング２２は第２窓部２３を有している。第２窓部２３には、第１窓部１６と同様に、近赤外領域の光を通しやすいサファイヤガラスが嵌め込まれている。
これによって、レーザー受光部１２は、第２窓部２３を通じて包装袋を透過したレーザー光を受光するように形成されている。
第２ハウジング２２内もまた、第１ハウジングと同様に、真空化又は、ガス置換可能に形成されている。そのため、第２窓部２３を通じて入射されたレーザー光を受光センサ２０が受光するまでの間に、第２ハウジング２２内でレーザ光が特定ガスに吸収されることを防止することができるので、ガス濃度測定の精度を向上させることができる。

このように、レーザー式ガス濃度計は、図１及び図２に示すように、レーザー発生部１１から第１窓部１６を通じてレーザー光を射出し、当該レーザー光を測定対象の包装袋Ｂに透過させて、第２窓部２３を通じてレーザー受光部１２で包装袋Ｂを透過したレーザー光を受光するように構成されている。
そして、当該レーザー式ガス濃度計を有するガス濃度測定装置１０は、第１ガイド３０と第２ガイド３１で挟持して固定した包装袋Ｂを第１窓部１６から射出されたレーザー光が斜めに透過して第２窓部２３へ入射するように構成されている。

第１ガイド３０は、所定の位置に第１窓部１６が設けられた平板からなり、第２ガイド３１は、所定の位置に第２窓部２３が設けられた平板からなる。第１ガイド３０と第２ガイド３１は、互いに平行に対向するように形成されている。第１ガイド３０と第２ガイド３１は、相対的に接離自在に形成され、第１ガイド３０と第２ガイド３１との間に包装袋Ｂを挟持可能に形成されている。これによって、包装袋Ｂは、第１ガイド３０と第２ガイド３１の間に固定される。
さらに、第１ガイド３０と第２ガイド３１が包装袋Ｂを挟持したとき、当該包装袋Ｂに第１窓部１６と第２窓部２３が密着するように、第１ガイド３０上で第１窓部１６の位置を定め、当該第１窓部１６の位置に対して、包装袋Ｂをレーザー光が斜めに透過するように第２ガイド３１上で第２窓部２３の位置が定められる。
これによって、レーザー光を第１窓部１６から射出して、第２窓部２４へ入射させるとき、大気に含まれている特定ガスの影響を最小限に抑えることができ、より高精度に特定ガスの濃度を測定することができる。

第１窓部１６と第２窓部２３の位置は、第１窓部１６に対して第２窓部２３が正対しないように配置すれば良く、第１窓部１６から射出されるレーザ光が、包装袋Ｂを斜めに透過して第２窓部２３へ入射するように構成されている。
レーザ光が第１窓部１６から射出され、第２窓部２３へ入射するとき、当該レーザー光の第２ガイド３１面に対する入射角度θは、たとえば、図４に示すように、５度から８５度の間で任意に設定することができ、さらに第１反射面３０と第２反射面３１間の距離に基づいて光路長の計算を容易に行うことができる３０度又は６０度、或いは４５度が好ましい。入射角度が５度以下の場合、第１窓部１６と第２窓部２３が正対している従来の場合と光路長の差が大きくならないことから、誤差が生じやすくなるおそれがある。一方、入射角度が８５度以上の場合、包装袋Ｂを透過するレーザー光が特定ガスに吸収されるよりも散乱される割合が大きくなり、ガス濃度の測定で誤差が生じやすくなるおそれがある。

ここで、波長可変半導体レーザー吸収分光法（ＴＤＬＡＳ）は、ランバート・ベールの法則に基づいてガス濃度を測定するものである。ランバート・ベールの法則とは、図３に示すように、入射光強度をＩ_０、包装袋Ｂを透過した透過光強度をＩｔ、入射光に対する透過光の透過率をＴとして、光路長をＬ、ガス濃度をＣとすると，特定波長の吸収スペクトルで射出されたレーザー光の吸光度Ａとの間に、数式１が成立する関係である。ここでεは測定対象となる所定のガスがレーザー光を吸収する固有の吸収係数である。

第１反射面３０と第２反射面３１との間の距離とレーザー光を反射させる反射回数から光路長Ｌを容易に求めることができることから、入射光に対する透過光の透過率Ｔ、または包装袋内で特定ガスに吸収されたレーザー光の特定波長に係る吸収スペクトルの吸光度Ａを得ることが出来れば、ガス濃度Ｃを求めることができる。
ここで、特定ガスは包装袋Ｂに密封されているから、ガス濃度Ｃを定量測定する場合、入射光に対する透過光の透過率Ｔ又は吸収スペクトルの吸光度Ａが大きく変化するように、すなわち、吸光度Ａに比例する光路長Ｌを長くするとガス濃度の検知感度を向上させることができる。このように検知感度を向上させることによって、たとえば数ｐｐｍレベルのガス濃度まで検知できるように検知可能範囲を広げた場合、数％レベルのガス濃度の測定は容易に行うことができ、その測定精度を大きく向上させることができる。
したがって、以下に例示するように、第１ガイド３０上に設ける第１窓部１６と、第２ガイド３１上に設ける第２窓部２３の位置を定めて、第１ガイド３０と第２ガイド３１との間でレーザー光を斜めに射出させることによって、光路長を長くすることができ、測定精度を向上させることができる。

第１窓部１６の位置と第２窓部２３の位置は、たとえば、図４に示した第１透過パターンから図６に示した第３透過パターンのように配置し、それに伴うレーザー光の光跡もまた次のように例示することができる。
なお、本実施例に係るガス濃度測定装置１０の第１窓部１６と第２窓部２３の配置と反射回数は以下の例示に限定されるものではなく、本実施例に係るガス濃度測定装置１０が測定する包装袋の大きさ、厚み、レーザー光の透過しやすさ等に応じて最適な透過率、吸光度を得るために任意に設定することができる。

図４は、ガス濃度測定装置１０の構成の概略を示す横断面図である。第１透過パターンは、第１ガイド３０と第２ガイド３１の横断面図を平面視したとき、レーザー発生部１１とレーザー受光部１２が互いに同じ高さに配置され、レーザー発生部１１に対してレーザー受光部１２が正対せず、横へズレているパターンである。すなわち、図４に示すように、同一平面上でレーザー発生部１１を内蔵する第１ハウジング１５が備える第１窓部１６と、レーザー受光部１２を内蔵する第２ハウジング２２が備える第２窓部２３が包装袋Ｂを挟んで対角に配置されているパターンである。
第１透過パターンは、第１窓部１６から射出されるレーザー光が、包装袋Ｂを透過した後、第２窓部２３を設けた第２ガイド３１面に対して６０度の入射角を成すように第２窓部２３へ入射するように形成されている。ここで、図７に示した従来の主ヘッド３と副ヘッド５が正対している場合の光路長を１０ｃｍ、すなわち本実施例に係る第１ガイド３０と第２ガイド間の距離を１０ｃｍとすると、図４に示した光路長は従来例に対して２倍の２０ｃｍまで延ばすことができる。

図５は、ガス濃度測定装置１０の構成の概略を示す縦断面図である。第２透過パターンは、図５に示すように、第１ガイド３０と第２ガイド３１の縦断面を側面視したとき、レーザー発生部１１に対してレーザー受光部１２が下方に配置されているパターンである。すなわち、縦断面の同一面上でレーザー発生部１１を内蔵する第１ハウジング１５が備える第１窓部１６と、レーザー受光部１２を内蔵する第２ハウジング２２が備える第２窓部２３が包装袋Ｂを挟んで対角に配置されているパターンである。
第２透過パターンは、第１窓部１６から射出されるレーザー光が、第２窓部２３を設けた第２ガイド３１面に対して所定の入射角となるように、包装袋Ｂを斜めに透過して第２窓部２３へ入射するように形成されている。ここで、図７に示した従来の主ヘッド３と副ヘッド５が正対している場合の光路長、すなわち第１ガイド３０と第２ガイド３０間の距離を基準とすると、図５に示した光路長は従来の光路長よりも長くすることができる。
なお、図５に示した例に限定されるものではなく、第１窓部１６に対して第２窓部２３を上方に配置しても良い。

図６は、ガス濃度測定装置１０の構成の概略を示す斜視図である。第３透過パターンは、レーザー発生部１１に対して、レーザー受光部１２が包装袋Ｂを挟んで対角に配置されているパターンである。すなわち、図６に示すように、第１ガイド３０と第２ガイド３１の距離を奥行き、第１窓部１６と第２窓部２３の上下方向の差を高さ、第１窓部１６と第２窓部２３の左右方向の距離を幅として、頂点に第１窓部１６と第２窓部２３を含む直方体を想定したとき、第１窓部１６から第２窓部２３に対してレーザー光が当該直方体の対角線に沿って射出されるように形成されている。
ここで、図７に示した従来の主ヘッド３と副ヘッド５が正対している場合の光路長を１０ｃｍ、すなわち、図６に示した第１ガイド３０と第２ガイド３１間の距離を１０ｃｍとして、上記のように想定した直方体の奥行きが１０ｃｍ、高さが４０ｃｍ、幅が２０ｃｍとすると、図６に示した光路長は従来例に対しておよそ４．６倍となる４５．８ｃｍまで延ばすことができる。

上記の構成を有するガス濃度測定装置を用いて、本実施例に係るガス濃度測定方法が行われる。添付した図面にしたがって説明する。

ガス濃度測定方法は、図１に示すように、まずガス濃度測定装置１０の第１ガイド３０と第２ガイド３１の間に、測定対象の包装袋Ｂを配置する。このとき、少なくとも第１窓部１６と第２窓部２３が包装袋Ｂに密着するように、第１ガイド３０と第２ガイド３１によって包装袋Ｂを挟持する。
ここで、第１ガイド３０と第２ガイド３１が包装袋Ｂを挟持するとき、たとえば、包装機に設けた検査工程であれば、図１に示すように、包装袋Ｂの袋口近傍を左右からクリップ６，６で引張しているので、包装袋Ｂ表面のしわを伸ばして、第１窓部１６及び第２窓部２３へより一層密着させることができる。
このように、包装袋Ｂを挟持することによって、第１ガイド３０と第２ガイド３１との距離を一定にして、光路長を一定にすることができる。また、包装袋Ｂを挟持するとき、当該包装袋Ｂを第１ガイド３０と第２ガイド３１が押圧するため、包装袋Ｂに密封した窒素等の不活性ガスが漏れているか否かを検査することができる。さらには、包装袋Ｂを密着させるため、第１窓部１６及び第２窓部２３と包装袋Ｂの境界における大気の影響を除去することができ、測定精度を上げることができる。

包装袋Ｂが第１ガイド３０と第２ガイド３１に挟持された後、続いてレーザー発生部１１から第１窓部１６を通じてレーザー光が射出される。レーザー光は、たとえば、図４から図６に示したように、第２ガイド３１面に設けた第２窓部２３を指向して所定の入射角度で射出され、包装袋Ｂを斜めに透過して、第２窓部２３を通じてレーザー受光部１２で受光される。

そして、レーザー受光部１２の受光センサ２０は、包装袋Ｂを透過したレーザー光を電子的な透過光信号へ変換する。当該透過光信号は、測定部２１へ出力される。
測定部２１では、レーザー光源１３が射出したレーザー光を制御部１４で電子的に変換した入射光信号をレーザー発生部１１から取得し、上記の透過光信号と入射光信号を比較して、レーザー光の包装袋に対する透過率Ｔが測定される。当該入射光に対する透過光の透過率Ｔに基づいて、包装袋Ｂ内の特定ガスに吸収されたレーザー光の特定波長の吸収スペクトルの吸光度Ａが計算され、当該吸光度Ａに基づいて包装袋Ｂ内の特定ガスのガス濃度が測定される。

なお、本実施例において、レーザー光が射出される第１窓部１６と、レーザー光が入射する第２窓部２３を例示したが、これに限定されるものではない。
たとえば、レーザー発生部１１から射出されるレーザー光を光ファイバーで分光して、第１ガイド３０に設けた二つ以上の窓部から射出し、射出された複数本のレーザー光が互いに触れて干渉しないように複数回反射させてから、第２ガイド３１に設けた二つ以上の窓部に入射させるようにして、多点測定を行っても良い。この場合には、包装袋Ｂ内の複数か所をサンプリングすることができるので、平均を取って補正等を行うことによって、測定精度を向上させることができる。

本実施例に係るガス濃度測定方法によれば、第１ガイド３０と第２ガイド３１で包装袋Ｂを挟持して、少なくとも第１窓部１６と第２窓部２３が包装袋に密着するようにした。
これによって、包装袋Ｂの厚みがバラバラであっても、当該包装袋Ｂを挟持する第１ガイド３０と第２ガイド３１との距離を一定にしたり、また当該距離を測定することで容易に光路長を決定することができる。光路長がわかれば、入射光に対する透過光の透過率Ｔを測定することによって、測定対象の特定ガスに固有の吸収波長帯に含まれた複数の吸収線のうち、一の吸収線に係る特定波長に合致するよう変調したレーザー光の吸収スペクトルの吸光度Ａを求めることができ、当該吸光度Ａに基づいて、包装袋内の特定ガスのガス濃度を容易に求めることができる。
また、第１窓部１６と第２窓部２３が包装袋Ｂに密着するように平板状の第１ガイド３０と第２ガイド３１が当該包装袋を挟持するように構成したことによって、第１窓部１６又は第２窓部２３と包装袋の間の大気を押し出して測定することができるので、大気中に含まれている特定ガスによる誤差を極めて小さくすることができ、測定精度を向上させることができる。

１０…ガス濃度測定装置、１１…レーザー発生部、１２…レーザー受光部、
１３…レーザー光源、１４…制御部、１５…第１ハウジング、１６…第１窓部、
２０…受光センサ、２１…測定部、２２…第２ハウジング、２３…第２窓部、
３０…第１ガイド、３１…第２ガイド、
１…従来のガス濃度測定装置、２…従来のレーザー発生部、３…主ヘッド、４…従来のレーザー受光部、５…副ヘッド、６…グリップ、
Ｂ…包装袋。

Claims

特定波長のレーザー光を、ガス置換されて密封された包装袋に透過させて、前記包装袋の透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいて前記包装袋の内部に残留している特定ガスのガス濃度を測定するようにしたレーザー式ガス濃度計を有するガス濃度測定装置であって、
前記レーザー光を発生し、当該レーザー光が第１窓部を通じて射出されるレーザー発生部と、
前記レーザー光が第２窓部を通じて入射されるレーザー受光部と、
前記第１窓部を有する平板状の第１ガイドと、
当該第１ガイドと互いに平行に対向し、前記第２窓部を有する平板状の第２ガイドを備え、
互いに相対する前記第１ガイドと前記第２ガイドを、相対的に接離自在に設けて、
前記第１ガイドと前記第２ガイドが前記包装袋を挟持したとき、
前記第１窓部と前記第２窓部が、前記包装袋に密着するようにして、
前記レーザー発生部から射出される前記レーザー光が、前記包装袋を斜めに透過して、前記レーザー受光部へ入射するようにしたことを特徴とするガス濃度測定装置。
前記第１窓部と前記第２窓部には、それぞれサファイヤガラスが嵌め込まれてい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。