JPH0445772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、赤外線吸収ゲージ用較正装置に関す
る。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、特に、湿気を
測定するためのゲージに用い得る外、吸収物質及
び被膜またはフイルムを含む他のパラメータを測
定するためのゲージにも用い得る。

赤外線吸収ゲージは、２つまたはそれ以上の波
長を有する近赤外輻射線を、測定されるべき材料
上に投射させ、そして、１つまたは複数の赤外線
検出器上に集束する赤外輻射線の量を測定する、
という動作を行う。赤外線吸収ゲージは、それが
受ける、種々の波長を有する赤外輻射線の相対的
な量から、材料の水分含有量または他の所望とす
るパラメータを計算する。

一般的な赤外線吸収ゲージは、光学要素と検出
器を収納している感応ヘツドと、電子回路装置と
を有する。

本願発明で述べる赤外線吸収ゲージ用較正装置
は、上述した赤外線吸収ゲージの感応ヘツドと組
合わされて用いられる。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、赤外線吸収ゲ
ージの安定度及び精度を、時に応じて点検するの
に用い得る。赤外線吸収ゲージ用較正装置は、１
つの赤外線吸収ゲージで行われた較正を、他の赤
外線吸収ゲージに移したり、また、赤外線吸収ゲ
ージを、そ１つまたはそれ以上の要素が乱された
り、修理されたり、置換されたりした後に、正し
く調整したりするのにも用い得る。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、例えば、英国
特許第1055111号及び米国特許第3478210号に開示
されている。これら引用例には、含水塩または金
属要素に結合している少くとも１つの水酸基を有
する無機物を用いて、湿つた有機物質の赤外輻射
線吸収特性を測定する湿度計が述べられている。

何れの場合も、赤外線吸収ゲージ用較正装置
は、含水塩のような参照用材料を収容している凹
所を有する円盤状ホルダの形態を有し、その凹所
は、赤外線伝播用窓で覆われている。

この円盤状ホルダは、湿気の測定されるべき試
料に近接して、試料と同じレベル（試料を照射す
るための赤外輻射線の発生源と、試料から反射さ
れて得られる赤外輻射線を受光するための光電セ
ル装置とを含む検出用ヘツドに関して、）配され
ている。

例えば、試料が湿気の測定されるべき移動して
いる紙である場合、円盤状ホルダは、移動してい
る紙の面内に位置している。較正を行つている
間、検出用ヘツドを、移動している紙上を横方向
に移動させ、検出用ヘツドからの赤外輻射線ビー
ムを、参照用試料と整列させ、よつて、光電セル
装置が、参照用試料から反射して得られる赤外輻
射線を受けて赤外線吸収ゲージが較正されるよう
にしなければならない。

このような相対的な運動は、光学通路を整列さ
せる問題及び機構内に装着させる問題とともに、
費用、必要とする配設機構が複雑化するなどの点
で明らかに不利益である。さらに、ある場合は、
参照用物質を収容している円盤状ホルダを、測定
されるべき試料材料によつて通常占められた位置
に配置することができなくなる。このような場
合、円盤状ホルダが、試料と検出用ヘツドとの間
のレベルに配置していれば、参照用物質から検出
用ヘツドに再入射する赤外輻射線の入射角及び分
布が、試料材料から検出用ヘツドに再入射する赤
外輻射線の入射角及び分布と整合しなくなり、ま
た較正効果が減少する。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、米国特許第
4082950号及び日本特許抄録第５巻、第122号、
1981年８月７日、第74〜794頁」（JP−Ａ−
5663242）にも開示されている。

前者の引用例には、赤外線吸収ゲージ用較正装
置が、上部及び下部環状ガラス板を支持している
環状ホルダを有し、その上部環状ガラス板面が蝕
刻され、また上部及び下部環状ガラス板が特殊の
材料（活性化されたマグネシウムシリケイトゲル
または交叉結合しているデクトランゲルの何れ
か）でなる層によつて分離されている。

このような赤外線吸収ゲージ用較正装置は、反
射形であり、赤外輻射線が、赤外線吸収ゲージ用
較正装置に入射し、そして、そこから反射して、
赤外線吸収ゲージの測定部に到る。このような赤
外線吸収ゲージ用較正装置を、赤外線吸収ゲージ
を較正すべく使用する場合、赤外線吸収ゲージ用
較正装置は、通常、赤外線吸収ゲージの試料領域
に配され、そしてその赤外線吸収ゲージ用較正装
置は、同じ反射した赤外輻射線の分布を得べく、
試料によつて通常占められる位置と同じ位置を占
めている。このようなことは、試料が、例えば破
砕鉄鉱石を高速で搬送するコンベアベルトである
場合とかを考えれば、実用性のないことが明らか
である。

後者の引用例には、対のガラス板を支持する環
状ホルダを有し、それら対のガラス板が、水の吸
収帯と略々同じ吸収帯を有する材料の層によつて
隔てられて配されているという赤外線吸収ゲージ
用較正装置が示されている。この場合の対のガラ
ス板を隔てている層の材料は、有機物に、ガラス
繊維、顔料及び灰を含む混合物を混合しているも
のから作られている。

このような赤外線吸収ゲージ用較正装置は、反
射形であり、米国特許第4082950号につき上述し
たと同様に用いられる。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置は、
上述した欠点を有しないもので、赤外輻射線を伝
播させるための窓と、赤外輻射線を拡散させるた
めの拡散手段と、測定されるべき物質の赤外線吸
収スペクトルと類似の赤外線吸収スペクトルを有
するスペクトル選択吸収手段とを有し、そして、
上記窓、上記拡散手段及び上記スペクトル選択吸
収手段とが、それらを通つて赤外輻射線を伝播さ
せるように配され、また、反射性面が、上記拡散
手段を伝播した赤外輻射線を上記窓に戻すよう
に、上記拡散手段との間に間隔を置いて配されて
いる構成を有する。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置は、
通常、赤外輻射線の発生源と、赤外輻射線を試料
領域に到達させるように構成された出口と、試料
領域からの反射によつて得られる赤外輻射線を伝
播させる入口とを有し、試料領域に配された試料
上の吸収物質の量を測定することができる、とい
う赤外線吸収ゲージに用いられる。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置は、
通常、赤外線吸収ゲージの出口／入口近傍に位置
せしめられ、赤外線吸収ゲージの窓が赤外輻射線
発生源からの入射赤外輻射線を受け、またスペク
トル選択吸収手段によつて吸収成分が除去されて
いる拡散した赤外輻射線が、赤外線吸収ゲージか
ら与えられた試料距離だけ離れている試料から反
射して得られる赤外輻射線の入射角と実質的に同
じ回転対称入射角で窓（次で赤外線吸収ゲージの
入口）に戻るように構成されている。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置に
は、上述したスペクトル選択吸収手段に加えて、
スペクトル非選択吸収手段を設けるを可とし、そ
のスペクトル非選択吸収手段は、赤外線吸収ゲー
ジ用較正装置から、赤外線吸収ゲージによつて受
けられる赤外輻射線の量を減少させるべく、赤外
輻射線をそのスペクトル波長帯に亘つて吸収させ
るために設けられている。

この場合の、赤外線吸収ゲージ用較正装置か
ら、赤外線吸収ゲージによつて受けられる赤外輻
射線の量を減少させることは、赤外線吸収ゲージ
用較正装置がない場合において、通常、試料領域
における試料から、赤外線吸収ゲージによつて受
けられる赤外輻射線の量を擬制している。

スペクトル非選択吸収手段は、赤外線吸収ゲー
ジの出口からの赤外線吸収ゲージ用較正装置によ
つて受けられる赤外輻射線の約70％を吸収するの
が好ましい。スペクトル非選択吸収用素子は、赤
外輻射線吸収被膜を有するガラスの被膜によつて
作り得る。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の好
適な構成によれば、スペクトル選択吸収手段とと
もに拡散手段を有する光学素子が、通常、赤外線
吸収ゲージの出口からの入射赤外輻射線を受ける
窓の中央に位置して配される。この窓は、赤外輻
射線に対して全透過性を有していても、またはス
ペクトル選択吸収手段を有していてもよい。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の好
適な構成は、スペクトル選択吸収手段の赤外線ス
ペクトルにおける特定成分の選択的な吸収性を増
大させるために、複数のスペクトル選択吸収手段
を有する。拡散／吸収要素が、反射性面と他スペ
クトル選択吸収手段を含んでいる他の要素と離れ
て配されている。反射性面は、吸収要素が除去さ
れている拡散した赤外輻射線を、赤外線吸収ゲー
ジの入口（その近傍にフオトセルのような赤外輻
射線感応器が配されている）に反射させる。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の構
成は、窓（赤外輻射線の全てを伝播させ得る、ま
たはスペクトル選択吸収手段を含んでいる）と、
スペクトル選択吸収手段と、拡散手段と、反射性
面と、スペクトル非選択吸収手段（必要に応じ
て）との種々の異なつた組み合せをとり得る。

例えば、スペクトル選択吸収手段と反射性面と
の組み合せを、拡散手段から離れた位置に配し
得、または間隔を置いて配された複数の拡散用素
子列を、赤外輻射線を伝播させ得る窓の中央部に
取付けたりすることができる。

スペクトル選択吸収手段によつて吸収されてい
ない拡散している赤外輻射線は、拡散手段または
拡散用素子を囲んでいる窓の領域上に、反射させ
られる（反射性面によつて）。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の他
の構成によれば、窓が、スペクトル選択吸収手段
を含みまたはスペクトル選択吸収手段に組合さ
れ、必要な赤外線吸収スペクトルを有する「吸収
窓」を構成しており、また１つまたはそれ以上の
拡散用素子が、その「吸収窓」の中央に位置して
配される。

赤外輻射線は、「吸収窓」の中央部を通る第１
の通路を通り、次で反射性面によつて反射され、
よつて拡散された赤外輻射線（吸収成分がすでに
第１の通路で除去されている）は、「吸収窓」の
中央部を取囲んでいる環領域を通る第２の通路を
通る。この場合、赤外輻射線は、スペクトル選択
吸収手段を２回通る。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の他
の構成によれば、環状のスペクトル選択吸収素子
が、１つまたは複数の拡散用素子を取囲んでい
る。赤外輻射線伝播用窓の中央部が、赤外輻射線
を、１つまたは複数の拡散用素子を通つて通過さ
せ、そして拡散された赤外輻射線は、反射性面に
よつて環状の吸収素子上に反射させられる。この
環状吸収素子を通過する赤外輻射線は、次で、拡
散用素子を取囲んでいる窓の環領域を通つて伝播
する。

上述した何れの構成においても、１つまたは複
数の拡散用素子が反射性面にある場合、その反射
性面は、赤外線吸収ゲージの赤外輻射線出口と、
通常、測定されるべき材料の表面によつて占めら
れる面との間に間隔の約1/2の所に位置するよう
に、赤外線吸収ゲージ用較正装置内に適当に配さ
れている。さらに、拡散用素子を１つ以上用いる
場合、それら拡散用素子は、例えば環状スペーサ
リングの手段によつて、互に間隔を置いて配され
ているのを可とする。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の何
れの構成においても、吸収手段（（選択性及び非
選択性）を強固に支持する手段と、整列された光
学手段とを有し、赤外線吸収ゲージ用較正装置が
赤外線吸収ゲージの感応ヘツドに取付けられ、ま
た感応ヘツドから取外されるように構成するのが
望ましい。このような構成において、反射性面
は、赤外線吸収ゲージと、測定されるべき材料
（前述した）との間の通常の動作間隔の1/2だけ、
全伝播性を有するまたは部分的に伝播性を有する
窓（すなわち、スペクトル選択吸収手段を含んで
いる窓）から離れた位置に配置し得る。

含水塩を用いている従来の赤外線吸収ゲージ用
較正装置は、含水塩が長時間安定でなく且つ低い
耐環境性を有している、という欠点を有する。

含水塩を、その含水量が変化しないように、密
封する試みがなされているが、こののような試み
は、特に、含水塩が潮解する傾向のある高い湿度
レベルにおいて、必ずしも成功しない。

OH基を含んでいる吸湿性物質を使用する場
合、その物質を、含水量が変化することを回避さ
せるために、密封しなければならないという問題
を有する。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の好
適な実施例において、スペクトル選択吸収手段
は、測定されるべき物質の赤外線吸収スペクトル
と類似の赤外線吸収スペクトルを有する「無水」
材料で作られている。

ここに「無水」材料というのは、それらが封止
された容器によつて保護されなければ、それらの
含水量が時間とともに変るので、結晶水を含んで
いる有機塩及びOH基を含む物質のような、無水
状態になる成分を有しない物質を含まない材料を
意味する。

このような「無水」材料は、例えば、水の近赤
外線吸収スペクトルを呈する稀土材料を含むガラ
スを含んでいる。

他の例によれば、「無水」スペクトル選択吸収
手段は、ポリプロピレンような重合樹脂のシート
で作り得る。このような「無水」スペクトル選択
吸収手段は、それらが含水塩、または上述した吸
湿性物質に比し化学的に且つ機械的に安定である
という利益を有する。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置は、
これを、簡易であり且つ赤外線吸収ゲージの感応
ヘツドとの機械的な非整列に対する許容性があ
る、という利益を有するものとして、実施するこ
とができる。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の実
施例は、以下、図面を伴なつて述べるところから
明らかとなるであろう。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の異
なつた実施例を述べる前に、先ず、赤外線吸収ゲ
ージの試料領域に配される試料に通常吸着してい
る物質（例えば水）のスペクトルを擬制するスペ
クトル選択吸収手段を作製するのに好適な材料に
ついて述べよう。

第１図を参照するに、第１図は、(a)水の薄膜の
近赤外線吸収スペクトルと、(b)デイデイミウムガ
ラスと呼ばれる型の稀土ガラスの近赤外線吸収ス
ペクトルとを示している。

デイデイミウムガラスの赤外線吸収スペクトル
(b)は、水の1.45及び1.94ミクロンにおける赤外輻
射線吸収バンドに近い値に対応している、1.48及
び1.96ミクロンにおいて、赤外輻射線吸収バンド
を有している。

水の赤外線吸収スペクトルは、約90ミクロン厚
さの水の層を表わし、またデイデイミウムガラス
の赤外線吸収スペクトルは、約３mm厚さのガラス
片を表わしている。この場合、極く僅かな水の量
によつて生じる選択的な吸収を、取扱い易い厚さ
のデイデイミウムガラス試料によつて擬制させる
ことができる。

このような適当厚さを有するガラス片は、本発
明の実施例による赤外線吸収ゲージ用較正装置に
使用し得るスペクトル選択吸収手段の一例であ
る。このようなガラス片は、純粋なスペクトル選
択吸収素子として（また赤外輻射線がスペクトル
選択吸収素子を２回通る実施例が有している窓と
しても働くものとしても）使用し得、または、例
えば、主面がざらざらである場合、拡散素子とし
ても使用し得る。

有機接着剤被膜を測定する赤外線吸収ゲージに
用い、そして2.3ミクロンの領域における吸収波
長を用いる赤外線吸収ゲージ用較正装置を構成す
る必要があれば、スペクトル選択吸収手段を、ポ
リプロピレンのような重合樹脂のシートで作るこ
とができる。この樹脂シートの厚さ及び拡散特性
は、所要の効果を得るために選択される。

上述したスペクトル選択吸収手段またはスペク
トル選択吸収素子が、スペクトル的に選択性を有
しており、従つて、スペクトル選択吸収手段また
はスペクトル選択吸収素子が、赤外輻射線を特定
波長で吸収するために設けられているが、赤外線
吸収ゲージによつて受けられる赤外輻射線の量を
減少させ、検出器（例えばフオトセル）によつて
受けられる信号レベルを、赤外線吸収ゲージ用較
正装置がない場合において、赤外線吸収ゲージの
試料領域に配される物質または試料から受けられ
る信号レベルに相応している値まで減少させるた
めに、スペクトル非選択吸収手段を設けるのを可
とする。

例えば、非選択的に吸収される赤外輻射線の量
に対する特別の規制はないが、実際上、赤外輻射
線の約79％を、その全スペクトル範囲で吸収する
スペクトル非選択吸収手段を使用すれば、良好な
結果を得ることができることが明らかになつた。

このようなスペクトル非選択吸収手段は、赤外
輻射線を吸収する被膜を有し、赤外輻射線を伝播
させるガラス片の被膜で作り得る。このような被
膜としては、インコネル、クロム、または類似の
真空堆積金属とし得る。

一般的に述べれば、スペクトル選択吸収手段と
して選択される材料は、赤外線吸収ゲージによつ
て測定されるべき物質とスペクトル的に類似でな
ければならない。この物質は化学的に且つ機械的
に安定であり且つそれらは前述した材料の性質を
有する。

第２図を参照するに、第２図は、本発明の１つ
の実施例による較正装置Ｃを略線的に示す。

この較正装置Ｃは、赤外線吸収ゲージの感応ヘ
ツドＨに取付けられている。赤外線吸収ゲージの
構成及び動作については、当業者にとつて明らか
であるので、詳細説明は省略する。

第２図において、赤外輻射線ビームＬの、測定
するときの実際の通路は、較正装置がない場合
（感応ヘツドＨから取除かれているときの）にお
けるこれら赤外輻射線ビームであつて、破線で示
されている。感応ヘツドＨの出口から出る赤外輻
射線ビームＬは、較正装置Ｃ内を通る。この赤外
輻射線ビームＬは、先づ、赤外輻射線を伝播させ
ることができる窓Ｗ（または前述したようなスペ
クトル的に選択的な吸収性を有する材料で作られ
ている窓Ｗ）を通過し、次に、光学要素Ｂを通
る。ここに、光学要素Ｂは、光学的な拡散性と、
少くともスペクトル的に選択的な吸収性（スペク
トル的に非吸収性であるを可とする）とを有す
る。このため、光学要素Ｂは、赤外輻射線ビーム
Ｌの強さを衰退させるが、赤外輻射線ビームＬの
発散性を増加させる。この発散した赤外輻射線ビ
ームは、次に光学要素Ｅを通る。ここに、光学要
素Ｅは、スペクトル的に選択的な吸収性と、平ら
な表面からの光学的な反射性とを有している。

「スペクトル的に選択的な吸収性」というの
は、光学要素Ｂ及びＥの吸収スペクトルが、赤外
線吸収性ゲージによつて測定されるべき材料また
は試料のそれと類似である、ということを意味す
る。この材料または試料は、第２図において、Ｍ
で示されている。この材料または試料は、例え
ば、感応ヘツドＨの試料領域上を連続的に移動す
る紙に吸着されている水でなり得る。

較正装置Ｃがない場合、すなわち、較正装置Ｃ
がヘツドＨから取外されている場合、測定ビーム
赤外輻射線Ｌの測定ビームは、破線で示す通路を
通り、そして、その輻射線の一部は、材料Ｍの表
面で反射し、感応ヘツドＨの入口に入る。この入
口近傍には、赤外輻射線を検知するためのフオト
セル（図示せず）が配設されている。この入口を
通過する赤外輻射線は、材料Ｍによつて吸収され
ている成分を欠いている。

第２図から明らかなように、光学要素Ｅから反
射されて得られる赤外輻射線の通路（連続線で示
されている）は、較正装置Ｃがない場合におい
て、材料Ｍから反射されて得られ赤外輻射線の通
路に続いている。

この効果は、光学要素Ｅが、測定されるべき材
料Ｍと一致している面上におけるコンポネントＤ
の虚像を発生すると理解される。この場合、光学
要素Ｅが、感応ヘツドＨから測定ビームが出てく
る領域または出口と、測定されるべき材料Ｍとの
間の距離の約1/2とつた所に位置するような、光
学的な配置を有している。

かくて、赤外輻射線ビームは、コンポネント
と、感応ヘツドＨ内における輻射線応答検出器ま
たはフオトセル装置とに対して、同じ通路をとつ
て同時に作用する。この光学的な配置は、拡散さ
れた赤外輻射線（光学要素Ｂからの）が、赤外線
吸収ゲージの感応ヘツドＨから離れている材料Ｍ
から反射されて得られる赤外輻射線の入射角と実
質的に同じ回転的に対称な入射角で、窓Ｗに戻つ
てくるような、光学的な配置と考え得る。この配
置は、感応ヘツドＨで使用されている検知器（す
なわち、フオトセル）が、それらの表面上で非画
一的な感度と、非画一的な応答性とをともに呈す
るので、較正装置Ｃを、従来の較正装置と比較し
て大きく改良する。従来の較正装置は、測定され
るべき材料Ｍによつて通常占められる空間を占め
させる場合を除き、この必要がなかつた。

これは、赤外線吸収ゲージが、紙が移動するよ
うな移動製造ラインに使用される場合に、大変不
便である。

第２図に示す配置によれば、感応ヘツドＨに較
正装置Ｃまたは材料Ｍの何れから再入射する輻射
線ビームに対しても、通路を一致させるために、
光学要素Ｅを、感応ヘツドＨから出てくる輻射線
Ｌの平均的な方向に対して直角に設定しなければ
ならないことは、明らかである。

光学的な整列誤差及び製造誤差が、１つの感応
ヘツドから他の感応ヘツドに出てくるビームＬの
方向を多少変化させることによつて生ずるので、
較正装置Ｃが感応ヘツドＨに取付けられるときの
角を調整する必要がある。

このため、例えば、第２図に示すように、環状
リングＺが、環状リングＹに、どの方向にも、例
えば5゜のような僅かな量、２つのリングＺ及びＹ
の弧間の角を調整することができる調整ねじＳに
よつて、調整自在に取付けられている。環状リン
グＹは、拡散ヘツドＨの本体に固定して取付けら
れている。位置決め用ピンＰが、較正装置Ｃの環
状体に設けられ、また、対の螺旋溝Ｑが環状リン
グＺに設けられている。かくて、較正装置Ｃが、
環状リングＺ内に挿入され、また、ピンＰが、螺
旋溝Ｑと係合するまでゆつくり回転させることが
できる。次に、較正装置Ｃが、環状リングＺに、
その上面がフランジＲと対向するまでねじ止めさ
れる。

較正装置Ｃを使用するために、環状リングＹ及
びＺが、感応ヘツドＨに、調整ねじＳによつて、
輻射線ビームの通路が一致するように調整されて
取付けられる。

第３図は、光学要素Ｂ及びＥの詳細を示す。

光学要素Ｂは、拡散性と、スペクトル的に選択
的な且つ非選択的な吸収性とを有する。例えば、
環状リングＸによつて分離されている、３つの環
状光学素子を有する。

光学素子Ｕは、デイデイアムガラス（必要な選
択的な吸収性を呈する）のような材料で作られ
た、両面がざらざらしている平らなガラス盤であ
る。光学素子Ｔは、ざらざらしている一方の面
と、赤外輻射線のスペクトル的に選択的な吸収性
を有する他方の面とを有する平らなガラス盤（デ
イデイアムガラスのようなスペクトル的に選択的
な吸収性を有する材料で作られている）である。

他の形状及び材料を用いて、拡散性と、スペク
トル的に選択的な且つ非選択的な吸収性との必要
な組み合せを得ることのできることは明らかであ
ろう。しかしながら、ざらざらしたガラスを用い
る場合、種々のざらざらし面が、満足し得る拡散
性を得るために必要であろう。スペーサＸは、拡
散効率を改善し、且つ輻射線の発散ビームをガラ
ス表面上でより不均一にする。１つまたはそれ以
上の光学素子は、測定されるべき物質と類似の吸
収スペクトルを呈する、上述したガラスまた材料
で作り得、または赤外線を伝播させるガラスまた
は材料で作り得る。このような光学素子の選択
は、測定されるべき物質をどのようなゲージで使
用するかによる。素子Ｔのスペクトル的に非選択
的な赤外線吸収性被膜Ｋは、インコネル、クロム
または類似の真空堆積金属とし得る。

上部環状スペーサリングＸは、防護窓Ｗに固定
して設け得る。他の種々の取付方法を用いること
ができるが、窓にはめ込み、そしてエポキシ樹脂
のような接着剤を用いて固着するのが便利であ
る。コンポネントＢの外側の筒状表面には、浮遊
輻射線が出ることを防ぐために、黒いペンキを施
すとか、他の処理を施すのが望ましい。

小さな誤差に対する感度を減少させるために、
上述した構成体は、感応ヘツドＨから入つて来る
ビームまたは輻射線よりも僅かに大きな直径を有
すべきである。

光学要素Ｅは、平らな表面からの光学的な反射
性と、スペクトル的に選択的な吸収性（すなわ
ち、必要なスペクトル応答性）とを有する。光学
要素Ｅは、金属化された１つの面Ｄを有する平ら
な環状盤Ａを有する。この盤Ａは、測定されるべ
き物質と類似の吸収スペクトルを呈するガラスま
たは材料で作り得る。金属化された層Ｄは通常保
護膜を有し、そして、較正装置に、はめ込みまた
は機械的に固着される。この盤の直径は、較正装
置Ｃが使用されていないときに、材料Ｍからの感
応ヘツドＨで受ける輻射線の直径よりも大とすべ
きである。

保護用窓Ｗは、測定されるべき材料と類似の吸
収スペクトルを呈するガラスまたは材料で作り得
る。

保護用窓Ｗの面に反射防止膜を施すことによつ
て、較正装置の性能を向上させ得る。

測定されるべき製品と同じ吸収スペクトルを呈
するガラスまたは他の材料を、拡散／吸収光学要
素Ｂ、反射／吸収光学要素Ｅ、または保護用窓
Ｗ、もしくはそれらの種々の組合せ中に位置させ
得る。最後の変型が実際に選択されるが、その選
択は特定の用途と、選択されたガラスまたは材料
とに依存する。湿度較正装置において、稀土類ガ
ラスが選択されている場合、第３図に示す拡散／
吸収光学要素Ｂは、材料内で低い湿度を呈する装
置用として最も実際的であり、その理由は、輻射
線ビームが、光学要素Ｂを１回しか通らないから
である。

しかしながら、第３図に示す反射／吸収光学要
素Ｅは、輻射線ビームが、光学要素Ｅを２回通る
ので、高湿度較正装置用に良い。

測定されるべき物質スペクトル吸収特性から離
れて全体としてみた吸収性は、較正装置Ｃからの
検知器で受けられるビームの強さが、測定される
べき材料からの検知器で受けられるビームの強さ
と同じになるようにする必要がある。これを達成
するために、拡散／吸収光学要素Ｂにおける吸収
性を有する被膜の付された素子Ｔ、Ｋが選択され
る。較正装置Ｃの効果は、それを回転に対して非
感性にさせ且つ取付系における損耗に対しても非
感性にさせる環状に対称な光学系を有せしめるこ
とによつて増大する。第４〜６図は、それぞれ更
に他の構成を略線的に示している。

第４図において、窓Ｗは、赤外輻射線を、対の
間隔を保つて配された素子Ｕに伝播させる。拡散
した輻射線の一部は、吸収／反射性素子Ｅ（第３
図に示すのと同じ）で反射し、窓Ｗを通じて、吸
収ゲージ（図示せず）の入口内に戻る。

第５図において、所要の吸収スペクトルを有す
る材料で作られている窓WAは、輻射線を、対の
拡散用素子Ｕを通じて伝播させる。反射性平面Ｄ
は、拡散した輻射線の一部を窓WAを通じて戻
す。

第６図において、窓Ｗは、輻射線を拡散用素子
Ｕを通じて伝播させ、また拡散した輻射線は、反
射性面Ｄで反射して、所要の吸収スペクトルを有
する材料で作られている環状素子Ａを通る。輻射
線は次で、窓Ｗを通る。

第４図または第６図の何れにおいても、窓Ｗに
スペクトル的に選択的な吸収手段を含ませ、赤外
線スペクトルにおける必要な成分の吸収を増加さ
せ得る。

異なるスペクトル的に選択的な吸収スペクトル
を有する吸収素子を、互に対接して、または互に
間隔を置いて用い、組合わされたスペクトル応答
性を有せしめ得（例えば、多くの吸収端を有せし
め得）、例えば、光学要素Ｂに、ポリプロピレン
で作られたスペクトル的に選択的な吸収性素子を
含ませ、また、光学要素Ｅに、デイデイミウムガ
ラスで作られたスペクトル的に選択的な吸収性素
子を含ませ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水の薄い膜と、稀土類ガラスの近赤
外線スペクトラムを示す。第２図は、本発明によ
る赤外線吸収ゲージ用較正装置の実施例と、それ
を赤外線吸収ゲージの感応ヘツドに取付ける手段
とを示す図である。第３図は、第２図に示す赤外
線吸収ゲージ用較正装置の主要部を拡大して示す
図である。第４図〜第６図は、第３図と同様の図
である。 Ｃ……赤外線吸収ゲージ用較正装置、Ｈ……感
応ヘツド、Ｗ，WA……窓、Ｂ，Ｅ……光学要
素、Ｍ……試料または材料、Ｙ，Ｚ……環状リン
グ、Ｓ……調整ねじ、Ｕ，Ｔ……光学素子、Ｘ…
…スペーサ、Ｄ……反射性面、Ａ……環状盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 赤外輻射線を伝播させるための窓Ｗと、上記
   赤外輻射線を拡散させるための拡散手段Ｕと、 測定されるべき物質の赤外線吸収スペクトルと
   類似の赤外線吸収スペクトルを有するスペクトル
   選択吸収手段Ｅ，Ｕ，Ａとを有し、 上記窓Ｗ、上記拡散手段Ｕ及び上記スペクトル
   選択吸収手段Ｅ，Ｕ，Ａが、それらを通つて上記
   赤外輻射線を伝播させるように配され、 反射性面Ｄが、上記拡散手段Ｕを伝播した上記
   赤外輻射線を上記窓Ｗに戻すように、上記拡散手
   段Ｕとの間に間隔を置いて配されていることを特
   徴とする赤外線吸収ゲージ用較正装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲー
   ジ用較正装置において、 上記窓Ｗが、筐体の一端に設けられ、 上記反射性面Ｄが、上記筐体の他端に近接して
   いることを特徴とする赤外線吸収ゲージ用較正装
   置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲー
   ジ用較正装置において、 上記拡散手段Ｕが上記窓Ｗの中央部に近接して
   配され、 上記反射性面Ｄで反射して拡散した赤外輻射線
   が、上記窓Ｗの上記中央部を取囲んでいる領域を
   通過することを特徴とする赤外線吸収ゲージ用較
   正装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲー
   ジ用較正装置において、 上記拡散手段Ｕが、間隔を置いて配された複数
   の拡散用素子を有することを特徴とする赤外線吸
   収ゲージ用較正装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲー
   ジ用較正装置において、 上記拡散手段Ｕ及び上記スペクトル選択吸収手
   段Ｅ，Ｕ，Ａが、上記窓Ｗの中央部に取付けられ
   る光学要素Ｂとして構成されていることを特徴と
   する赤外線吸収ゲージ用較正装置。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲー
   ジ用較正装置において、 上記スペクトル選択吸収手段Ｅ，Ｕ，Ａ及び上
   記反射性面Ｄが、光学要素Ｅとして構成または組
   合されていることを特徴とする赤外線吸収ゲージ
   用較正装置。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲー
   ジ用較正装置において、 上記窓Ｗが、上記スペクトル選択吸収手段
   （WA、第５図）を有することを特徴とする赤外
   線吸収ゲージ用較正装置。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲー
   ジ用較正装置において、 上記スペクトル選択吸収手段Ｅ，Ｕ，Ａが無水
   材料で作られていることを特徴とする赤外線吸収
   ゲージ用較正装置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の赤外線吸収ゲー
   ジ用較正装置において、 上記無水材料が、稀土物質を含むガラスで作ら
   れていることを特徴とする赤外線吸収ゲージ用較
   正装置。 １０ 特許請求の範囲第８項記載の赤外線吸収ゲ
   ージ用較正装置において、 上記無水材料がポリプロピレンで作られている
   ことを特徴とする赤外線吸収ゲージ用較正装置。 １１ 特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲ
   ージ用較正装置において、 上記反射性面Ｄが、赤外線吸収ゲージの赤外輻
   射線の出口と測定されるべき物質の配される領域
   との間の距離の約1/2の位置に配されていること
   を特徴とする赤外線吸収ゲージ用較正装置。 １２ 赤外輻射線を伝播させるための窓Ｗと、 上記赤外輻射線を拡散させるための拡散手段Ｕ
   と、 測定されるべき物質の赤外線吸収スペクトルと
   類似の赤外線吸収スペクトルを有するスペクトル
   選択吸収手段Ｅ，Ｕ，Ａと、 上記窓Ｗに戻る赤外輻射線の量を減少させるべ
   く、上記赤外輻射線をそのバンド幅内において吸
   収するスペクトル非選択手段Ｋとを有し、 上記スペクトル選択吸収手段Ｅ，Ｕ，Ａが、そ
   れを通つて上記赤外輻射線を伝播させるように構
   成され、 反射性面Ｄが、上記赤外輻射線を上記窓Ｗに戻
   すように、上記拡散手段Ｕとの間に間隔を置いて
   配されていることを特徴とする赤外線吸収ゲージ
   用較正装置。