JPH04194627A - 赤外分光装置 - Google Patents
赤外分光装置Info
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- JPH04194627A JPH04194627A JP32867890A JP32867890A JPH04194627A JP H04194627 A JPH04194627 A JP H04194627A JP 32867890 A JP32867890 A JP 32867890A JP 32867890 A JP32867890 A JP 32867890A JP H04194627 A JPH04194627 A JP H04194627A
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- Japan
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- Pending
Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2803—Investigating the spectrum using photoelectric array detector
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、大気中の多種類気体分子濃度を計測するため
の赤外分光装置に関する。
の赤外分光装置に関する。
従来の技術
最近、赤外分光装置は、赤外計測技術の中でリモートセ
ンシング、公害計測等の分野で盛んに用いられるように
なってきた。この赤外分光装置は例えば特開昭５９−１
９３３４１号公報に記載されている構成が知られている
。この構成では赤外放射光源から放射された赤外線幅射
光が被測定試料を通過し、赤外光に対して透明なレンズ
系を用いた望遠鏡によって分光器の入口スリットにその
光の像を形成する。この光の像をチョッパーを用いて断
続させ、この断続光を分光器に導き、分光器の中のコリ
メータ鏡を通り回折格子によって赤外分散光に変換され
、一次元赤外検出器に結像される。この一次元赤外検出
器は、第４図に示される素子構成になっている。この素
子構成は、例えば特公昭６２−０１７１７７号公報に記
載される構成である。ここでは−例として３２素子の場
合を示している。
ンシング、公害計測等の分野で盛んに用いられるように
なってきた。この赤外分光装置は例えば特開昭５９−１
９３３４１号公報に記載されている構成が知られている
。この構成では赤外放射光源から放射された赤外線幅射
光が被測定試料を通過し、赤外光に対して透明なレンズ
系を用いた望遠鏡によって分光器の入口スリットにその
光の像を形成する。この光の像をチョッパーを用いて断
続させ、この断続光を分光器に導き、分光器の中のコリ
メータ鏡を通り回折格子によって赤外分散光に変換され
、一次元赤外検出器に結像される。この一次元赤外検出
器は、第４図に示される素子構成になっている。この素
子構成は、例えば特公昭６２−０１７１７７号公報に記
載される構成である。ここでは−例として３２素子の場
合を示している。
発明が解決しようとする課題
しかし、以上のような構成では一次元赤外検出器の各素
子には一定の波長幅の光しか得られず、波数幅一定の光
は得られない、これは分光器の出力が波長等間隔であり
、その出力を受ける一次元赤外検出器の素子配列が等間
隔であるため、各素子に入力される光は波長幅一定であ
ることによる。
子には一定の波長幅の光しか得られず、波数幅一定の光
は得られない、これは分光器の出力が波長等間隔であり
、その出力を受ける一次元赤外検出器の素子配列が等間
隔であるため、各素子に入力される光は波長幅一定であ
ることによる。
この場合、各種ガスの吸収スペクトルは微細な波数幅を
持つため吸収スペクトル線の数は波数幅に依存し、波長
幅が一定では分光波長の短波長側と長波長側でかなりの
差ができ、吸収スペクトルを分析するときの分析精度が
短波長側で劣化するという問題を有していた６例えば、
第４図の構成の３２素子均等分割を行うと、第５図に示
したように素子番号１（短波長側）と３２（長波長側）
では約４倍の波数幅の差がある。
持つため吸収スペクトル線の数は波数幅に依存し、波長
幅が一定では分光波長の短波長側と長波長側でかなりの
差ができ、吸収スペクトルを分析するときの分析精度が
短波長側で劣化するという問題を有していた６例えば、
第４図の構成の３２素子均等分割を行うと、第５図に示
したように素子番号１（短波長側）と３２（長波長側）
では約４倍の波数幅の差がある。
本発明は以上のような課題を解決するもので、波数幅一
定の分光特性を取得できるようにした赤外分光装置を提
供することを目的とするものである。
定の分光特性を取得できるようにした赤外分光装置を提
供することを目的とするものである。
謀
闘を解決するための手段
本発明は、分光器で出来ない波数幅均等分割を、一次元
赤外検出器の素子分割を可変することによって上記目的
を達成するものである。
赤外検出器の素子分割を可変することによって上記目的
を達成するものである。
作用
本発明は上記構成により、各素子あたりの波数幅を一定
にし、各種ガスの微細なスペクトルを各素子でほぼ同程
度のライン数含むようにすることが出来る。これにより
、各種の気体の濃度を測定波長帯域の中では同レベルの
精度で、精度よく測ることができる。従って、各素子の
出力の解析が容易になる。
にし、各種ガスの微細なスペクトルを各素子でほぼ同程
度のライン数含むようにすることが出来る。これにより
、各種の気体の濃度を測定波長帯域の中では同レベルの
精度で、精度よく測ることができる。従って、各素子の
出力の解析が容易になる。
実施例
第１図は、本発明の一実施例における赤外分光装置であ
る。この構成では入射した赤外光ｌが凹面鏡を用いた望
遠鏡２により集光し、スリット３で視野を形成し、チッ
ソパー４を用いて透過した赤外光を断続させ、この断続
光を分光器５に導き、分光器の中のグレーティングによ
り必要な波長範囲に分光される。この分光された赤外光
は、分光器５のすぐ後に配置される一次元赤外検出器６
に結像される。第２図に、本発明の主要部である一次元
赤外検出器の詳細な素子構成を示す。第２図において、
素子１０は素子番号工（短波長側）の素子であり、素子
１１は素子番号３２（長波長側）の素子である。以下、
具体的な実施例を説明する。
る。この構成では入射した赤外光ｌが凹面鏡を用いた望
遠鏡２により集光し、スリット３で視野を形成し、チッ
ソパー４を用いて透過した赤外光を断続させ、この断続
光を分光器５に導き、分光器の中のグレーティングによ
り必要な波長範囲に分光される。この分光された赤外光
は、分光器５のすぐ後に配置される一次元赤外検出器６
に結像される。第２図に、本発明の主要部である一次元
赤外検出器の詳細な素子構成を示す。第２図において、
素子１０は素子番号工（短波長側）の素子であり、素子
１１は素子番号３２（長波長側）の素子である。以下、
具体的な実施例を説明する。
分光波長を８５０ｃｉｌ−”１６１８ｃｍ−’ （Ｉｌ
、７６５μｍ 〜６．１８μ−と）とする、望遠鏡は、
カセグレン系２枚反射鏡（非球面）で構成し、合成焦点
距離４８０■、口径φ１２０■（Ｆ ／４．０）とする
、スリットは、０．２８Ｘ １．９−の長方形とする０
分光器は、クロストツエルニ−ターナ−式とし、グレー
ティングは３０本／閣、ブレーズ波長は９μｍ、反射鏡
曲率半径は１４０ｍ凹とする。
、７６５μｍ 〜６．１８μ−と）とする、望遠鏡は、
カセグレン系２枚反射鏡（非球面）で構成し、合成焦点
距離４８０■、口径φ１２０■（Ｆ ／４．０）とする
、スリットは、０．２８Ｘ １．９−の長方形とする０
分光器は、クロストツエルニ−ターナ−式とし、グレー
ティングは３０本／閣、ブレーズ波長は９μｍ、反射鏡
曲率半径は１４０ｍ凹とする。
以上のような光学系に対し、素子の有効サイズを２腫Ｘ
１２．８■（３２素子）とする、従来の時は、均等の
ピッチ０．４閣とすることにより波長幅を一定とするこ
とが出来たが、本実施例ではピッチを第３図のように可
変する。即ち、素子番号１（短波長側）は０．０９４μ
−１素子番号３２（長波長側）は０．３２３μ腸の波長
幅であり、波数幅は２４ＣＩｌ−’均一である。素子は
、ダイシングにより機械的にカッティングするが、この
カッティング位置は計算された各素子対応の波長幅の割
合で決まる。この位置は、ダイシング装置に事前にセン
トすることにより比較的容易に決定できる。３０μｍの
厚さに研磨したチタン酸鉛セラミックス（ＰｂＴｉＯｉ
）を３舗Ｘ１２．８盾の長方形のサイズに切断し、両面
に受光電極ＮｉＣｒと裏面電極ＡＩを上記有効サイズに
真空簗着により付ける。この長方形の素子をアルミナセ
ラミックスの台に接着し、ダイシング装置により素子を
切断する。このダイシングのブレードの厚さは１５μ−
であり、素子の切断幅（ギャップ）は約２０μ−となっ
た、この素子をインピーダンス変換の回路と組み合わせ
検出器とした。
１２．８■（３２素子）とする、従来の時は、均等の
ピッチ０．４閣とすることにより波長幅を一定とするこ
とが出来たが、本実施例ではピッチを第３図のように可
変する。即ち、素子番号１（短波長側）は０．０９４μ
−１素子番号３２（長波長側）は０．３２３μ腸の波長
幅であり、波数幅は２４ＣＩｌ−’均一である。素子は
、ダイシングにより機械的にカッティングするが、この
カッティング位置は計算された各素子対応の波長幅の割
合で決まる。この位置は、ダイシング装置に事前にセン
トすることにより比較的容易に決定できる。３０μｍの
厚さに研磨したチタン酸鉛セラミックス（ＰｂＴｉＯｉ
）を３舗Ｘ１２．８盾の長方形のサイズに切断し、両面
に受光電極ＮｉＣｒと裏面電極ＡＩを上記有効サイズに
真空簗着により付ける。この長方形の素子をアルミナセ
ラミックスの台に接着し、ダイシング装置により素子を
切断する。このダイシングのブレードの厚さは１５μ−
であり、素子の切断幅（ギャップ）は約２０μ−となっ
た、この素子をインピーダンス変換の回路と組み合わせ
検出器とした。
この波数範囲には、Ｃ）１４． ＮＯｘ、 Ｏｓ等のガ
スの吸収バンドが存在する。従って、本赤外分光装置の
望遠鏡２まえにガスセルを配置し、上記ガスが含まれる
気体が導入されると、そのガスの吸収バンド例えばＯ８
であるならば１０４２Ｃ１１−’帯で光が吸収され、一
次元赤外検出器のその波数に相当する位置の素子の出力
が小さくなる。ガス濃度が低い場合はＬａ５ｂｅｒｔ−
Ｂｅｅｒ則により、ガス濃度と光の減衰量はほぼリニア
であるので、容易にガス濃度が測定できる０本赤外分光
装置に、赤外光源をモノクロメータ−を通して入力し、
一次元赤外検出器の素子位置と波長の対応を確認し、い
くつかの既知の濃度の０．ガスをガスセルに導入して検
量線を引き、被測定０．ガス濃度を測定した。これは、
本装置における短波長側のＮＯ□でも同様の測定を実施
し、従来より精度よく測定できることがわかった。
スの吸収バンドが存在する。従って、本赤外分光装置の
望遠鏡２まえにガスセルを配置し、上記ガスが含まれる
気体が導入されると、そのガスの吸収バンド例えばＯ８
であるならば１０４２Ｃ１１−’帯で光が吸収され、一
次元赤外検出器のその波数に相当する位置の素子の出力
が小さくなる。ガス濃度が低い場合はＬａ５ｂｅｒｔ−
Ｂｅｅｒ則により、ガス濃度と光の減衰量はほぼリニア
であるので、容易にガス濃度が測定できる０本赤外分光
装置に、赤外光源をモノクロメータ−を通して入力し、
一次元赤外検出器の素子位置と波長の対応を確認し、い
くつかの既知の濃度の０．ガスをガスセルに導入して検
量線を引き、被測定０．ガス濃度を測定した。これは、
本装置における短波長側のＮＯ□でも同様の測定を実施
し、従来より精度よく測定できることがわかった。
発明の効果
以上のように本発明は、多種の気体の濃度測定において
、波数一定のセンサとして各種の気体の濃度を精度よく
測ることができ、その効果は大きい。
、波数一定のセンサとして各種の気体の濃度を精度よく
測ることができ、その効果は大きい。
第１図は本発明の一実施例における赤外分光装置のブロ
ック結線図、第２図は同装置の要部である一次元赤外検
出器の素子分離図、第３図は第２図における各素子の幅
に相当する分光波長間隔を示す図、第４図は従来の一次
元赤外検出器の素子分離図、第５図は第４図における各
素子の幅に相当する分光波数間隔を示す図である。 １・・・・・・赤外光、２・・・・・・望遠鏡、３・・
・・・・スリット、４・・・・・・チョッパー、５・・
・・・・分光器、６・旧・・一次元赤外検出器。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 はが２名第１図 第２図 第６図 素子番号 第４図
ック結線図、第２図は同装置の要部である一次元赤外検
出器の素子分離図、第３図は第２図における各素子の幅
に相当する分光波長間隔を示す図、第４図は従来の一次
元赤外検出器の素子分離図、第５図は第４図における各
素子の幅に相当する分光波数間隔を示す図である。 １・・・・・・赤外光、２・・・・・・望遠鏡、３・・
・・・・スリット、４・・・・・・チョッパー、５・・
・・・・分光器、６・旧・・一次元赤外検出器。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 はが２名第１図 第２図 第６図 素子番号 第４図
Claims (2)
- （１）入射赤外光を集光する集光装置と、集光された光
を分光する分光装置と、その分光された光を波数に対し
て均等に分割して検知できる一次元赤外検出器を具備す
る赤外分光装置。 - （２）一次元赤外検出器は、互いに分離し、一次元に多
数配列された焦電素子に対し、分光された赤外光の波数
間隔が等しくなるように各素子の素子幅を連続的に変化
させた請求項１記載の赤外分光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32867890A JPH04194627A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 赤外分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32867890A JPH04194627A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 赤外分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04194627A true JPH04194627A (ja) | 1992-07-14 |
Family
ID=18212944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32867890A Pending JPH04194627A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 赤外分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04194627A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006343223A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Yokogawa Electric Corp | フォトダイオードアレイ |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP32867890A patent/JPH04194627A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006343223A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Yokogawa Electric Corp | フォトダイオードアレイ |
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