JPH06100542B2 - ガス分析装置 - Google Patents
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- JPH06100542B2 JPH06100542B2 JP61505494A JP50549486A JPH06100542B2 JP H06100542 B2 JPH06100542 B2 JP H06100542B2 JP 61505494 A JP61505494 A JP 61505494A JP 50549486 A JP50549486 A JP 50549486A JP H06100542 B2 JPH06100542 B2 JP H06100542B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、赤外ガス分析装置に関し、特にガス測定の困
難な場合において高い精度および早い応答が可能であ
り、しかもコストの安い改善された赤外ガス分析器に関
する。
難な場合において高い精度および早い応答が可能であ
り、しかもコストの安い改善された赤外ガス分析器に関
する。
［従来技術］ 多くの形式の赤外ガス分析器は、赤外線ソースを用いて
赤外線エネルギを生成し、試料セル内に保有された未知
の混合気内に赤外線エネルギを指向させる。試料セルを
通過するエネルギが検出され、それを表わす電気的信号
が生じる。これらの信号は、試料セル内のガスの１つ以
上の組成の濃度を表わす出力を生じるように処理され
る。
赤外線エネルギを生成し、試料セル内に保有された未知
の混合気内に赤外線エネルギを指向させる。試料セルを
通過するエネルギが検出され、それを表わす電気的信号
が生じる。これらの信号は、試料セル内のガスの１つ以
上の組成の濃度を表わす出力を生じるように処理され
る。
このようなガス分析器は、種々のガスが赤外線スぺクト
ル中の特定の波長において実質的な吸収特性を呈する。
この形式のガス分析器は、本願の譲受人に譲渡された19
77年 ３月22日発行のMcClantchie等の米国特許第4,01
3,260号において示され記述されている。別の形式の赤
外ガス分析器は、米合衆国に譲渡された1976年 ４月27
日発行のDimeffの米国特許第3,953,734号において示さ
れ記述されている。
ル中の特定の波長において実質的な吸収特性を呈する。
この形式のガス分析器は、本願の譲受人に譲渡された19
77年 ３月22日発行のMcClantchie等の米国特許第4,01
3,260号において示され記述されている。別の形式の赤
外ガス分析器は、米合衆国に譲渡された1976年 ４月27
日発行のDimeffの米国特許第3,953,734号において示さ
れ記述されている。
上記の両方の米国特許において、また類似の形式の赤外
ガス分析器においては、未知の混合気を含む試料セルを
通過する赤外線エネルギ光線の波長帯域が、光線経路に
ある１つ以上のフィルタに挿置することにより周期的に
変化させられる。典型的には、各フィルタは、問題とな
る特定のガスの特性吸収波長帯域と対応する狭い帯域の
光線のみを通過する。試料セル内に存在するガスのどれ
かの特性吸収波長帯域に近いが実質的には重ならないあ
る波長帯域における基準フィルタとして、別のフィルタ
を用いることもできる。
ガス分析器においては、未知の混合気を含む試料セルを
通過する赤外線エネルギ光線の波長帯域が、光線経路に
ある１つ以上のフィルタに挿置することにより周期的に
変化させられる。典型的には、各フィルタは、問題とな
る特定のガスの特性吸収波長帯域と対応する狭い帯域の
光線のみを通過する。試料セル内に存在するガスのどれ
かの特性吸収波長帯域に近いが実質的には重ならないあ
る波長帯域における基準フィルタとして、別のフィルタ
を用いることもできる。
通常、上記の形式のガス分析器は、基準レベル（即ち、
吸収されない波長および暗黒レベル即ち完全遮蔽レベ
ル）で検出された光線に特徴をなす帯域において検出さ
れる光線を連続的に照合する。こうすることにより、所
謂ドリフト効果が最小限度に抑えられ、背景ノイズの効
果が低下する。ドリフトは、通過する光線を減衰させ、
かつガス試料中に検出されるガスの存在を表示する際誤
って解釈され得る試料セル内の窓部の汚染の結果として
生じ得る。ドリフトはまた、多くの検出器構造に固有の
検出器の出力中のずれ、および赤外線ソースにおける温
度変化によっても生じ得る。
吸収されない波長および暗黒レベル即ち完全遮蔽レベ
ル）で検出された光線に特徴をなす帯域において検出さ
れる光線を連続的に照合する。こうすることにより、所
謂ドリフト効果が最小限度に抑えられ、背景ノイズの効
果が低下する。ドリフトは、通過する光線を減衰させ、
かつガス試料中に検出されるガスの存在を表示する際誤
って解釈され得る試料セル内の窓部の汚染の結果として
生じ得る。ドリフトはまた、多くの検出器構造に固有の
検出器の出力中のずれ、および赤外線ソースにおける温
度変化によっても生じ得る。
上記形式のガス分析器は、その高い精度にも拘らず、依
然として種々の要因により惹起される誤差を生じ得る。
このような要因の１つは、ガス分析器の個々の構成要素
間の温度の変化である。無論、温度はしばしば、ヒート
・シンク、冷却器等の如き手段により安定化させ得る。
しかし、このような要素の使用は著しいコストの増大を
招き、これは望ましくない。
然として種々の要因により惹起される誤差を生じ得る。
このような要因の１つは、ガス分析器の個々の構成要素
間の温度の変化である。無論、温度はしばしば、ヒート
・シンク、冷却器等の如き手段により安定化させ得る。
しかし、このような要素の使用は著しいコストの増大を
招き、これは望ましくない。
別の誤差要因は、かなりの重なりを呈する吸収帯域を有
する試料セル内のあるガスまたはガスの組合せの存在で
ある。例えば、水蒸気の吸収帯域は非常に広く、試料セ
ル内に存在する他のガスの吸収帯域と重なり得る。これ
を補正しなければ、大きな誤差が生じる結果となり得
る。炭酸ガスの非常に強い吸収特性もまた、例え小さな
重なりがある場合に存在する他のガスについて観察され
た測定値に誤差を生じるおそれがある。
する試料セル内のあるガスまたはガスの組合せの存在で
ある。例えば、水蒸気の吸収帯域は非常に広く、試料セ
ル内に存在する他のガスの吸収帯域と重なり得る。これ
を補正しなければ、大きな誤差が生じる結果となり得
る。炭酸ガスの非常に強い吸収特性もまた、例え小さな
重なりがある場合に存在する他のガスについて観察され
た測定値に誤差を生じるおそれがある。
精度に対するある温度変化の影響は、試料セルの出口側
（試料セルと検出器間）ではなく、入口側（即ち、赤外
線ソースと試料セル間）に回転するフィルタ・ホィール
を配置することによってしばしば減殺することができ
る。他の問題は、フィルタ・ホィールのこのような配置
により生じ得るが、このような配置は望ましく、またこ
の配置により生じる別の誤差はしばしば許容し得る。
（試料セルと検出器間）ではなく、入口側（即ち、赤外
線ソースと試料セル間）に回転するフィルタ・ホィール
を配置することによってしばしば減殺することができ
る。他の問題は、フィルタ・ホィールのこのような配置
により生じ得るが、このような配置は望ましく、またこ
の配置により生じる別の誤差はしばしば許容し得る。
それにも拘らず、あるガスまたは混合気の場合には、余
分な経費を掛けることなく従来技術において典型的に達
成された以上に更に高い精度が必要となる。例えば、外
科手術を受けるべく麻酔措置が施された患者に対して投
与されつつあるガスの測定および監視においては、患者
の吸気と呼気の混合気は、ハロタン、メトキシフルレイ
ン、イソフルレインおよびエンフルレイン（halothane,
methoxyflurane,isoflurane,enflurane）の如きガス、
ならびに炭酸ガスおよび水蒸気を百分比単位で含み得
る。これらの種々のガスの吸収特性は広範囲に異なる。
例えば、特性波長の炭酸ガスの吸収は、特性吸収波長に
おけるハロタンの吸収よりも数倍大きくなり得る。分析
器における応答を早くするため試料セルが小さくなけれ
ばならない場合には、誤差の補正は更に重大となる。
分な経費を掛けることなく従来技術において典型的に達
成された以上に更に高い精度が必要となる。例えば、外
科手術を受けるべく麻酔措置が施された患者に対して投
与されつつあるガスの測定および監視においては、患者
の吸気と呼気の混合気は、ハロタン、メトキシフルレイ
ン、イソフルレインおよびエンフルレイン（halothane,
methoxyflurane,isoflurane,enflurane）の如きガス、
ならびに炭酸ガスおよび水蒸気を百分比単位で含み得
る。これらの種々のガスの吸収特性は広範囲に異なる。
例えば、特性波長の炭酸ガスの吸収は、特性吸収波長に
おけるハロタンの吸収よりも数倍大きくなり得る。分析
器における応答を早くするため試料セルが小さくなけれ
ばならない場合には、誤差の補正は更に重大となる。
従って、特に麻酔薬および関連するガスの監視に関連し
て、正当な価格における高精度および信頼性と共に早い
応答を備えたガス分析器を提供する必要が依然として存
在する。
て、正当な価格における高精度および信頼性と共に早い
応答を備えたガス分析器を提供する必要が依然として存
在する。
［発明の概要］ 本発明の目的は、改善されたガス分析器の提供にある。
本発明の別の目的は、コストが比較的安い、高い精度お
よび信頼性のガス分析器の提供にある。
よび信頼性のガス分析器の提供にある。
本発明の別の目的は、麻酔措置における患者の吸気およ
び呼気におけるガスの測定と関連する用途に特に適した
ガス分析器の提供にある。
び呼気におけるガスの測定と関連する用途に特に適した
ガス分析器の提供にある。
本発明の他の目的については、図面に関して以下の記述
を読めば当業者には明らかになるであろう。
を読めば当業者には明らかになるであろう。
［図面の簡単な説明］ 第１図は本発明を盛り込んだ非分散型赤外ガス分析器の
ブロック図、 第２図は第１図のガス分析器において使用されるフィル
タ・ホィールの平面図、 第３図は本発明により監視することができる種々のガス
の吸収特性を示すグラフである。
ブロック図、 第２図は第１図のガス分析器において使用されるフィル
タ・ホィールの平面図、 第３図は本発明により監視することができる種々のガス
の吸収特性を示すグラフである。
［発明の最良の実施形態］ 本発明のガス分析器は、ごく一般的に、分析されるべき
混合気を保有するための試料セルを含む。１つのソース
からの赤外線エネルギは、試料セルを通るように指向さ
れる。回転フィルタ・ホィールは、ある予め定めたガス
の特性吸収帯域内の波長帯域における赤外線エネルギを
通すため少なくとも１つのフィルタを備えている。この
フィルタ・ホィールはまた、赤外線エネルギに対して略
々不透明な暗黒レベルの領域が設けられている。このフ
ィルタ・ホィールは、フィルタおよび暗黒レベル領域と
を赤外線ソースにより指向される赤外線エネルギの経路
内の前記ソースと試料セル間に連続的に挿置するように
支持されて回転させられる。試料セルを通過する赤外線
エネルギが指向され、赤外線エネルギの振幅を表わす電
気的信号が生成される。この電気信号は、試料セル内の
予め定めたガスの濃度を示す出力を生じるように処理さ
れる。この処理中、赤外線エネルギ経路内にフィルタを
配置した検出器により生じる電気信号は、暗黒レベル領
域が赤外線エネルギの経路内に置かれる時に生じる信号
と比較される。暗黒レベル領域は、赤外線エネルギ経路
内に置かれる時試料セルに向けて指向される実質的な全
反射面を有する。従って、暗黒レベル領域に対して衝突
する赤外線エネルギは検出器に向って実質的に反射され
る。
混合気を保有するための試料セルを含む。１つのソース
からの赤外線エネルギは、試料セルを通るように指向さ
れる。回転フィルタ・ホィールは、ある予め定めたガス
の特性吸収帯域内の波長帯域における赤外線エネルギを
通すため少なくとも１つのフィルタを備えている。この
フィルタ・ホィールはまた、赤外線エネルギに対して略
々不透明な暗黒レベルの領域が設けられている。このフ
ィルタ・ホィールは、フィルタおよび暗黒レベル領域と
を赤外線ソースにより指向される赤外線エネルギの経路
内の前記ソースと試料セル間に連続的に挿置するように
支持されて回転させられる。試料セルを通過する赤外線
エネルギが指向され、赤外線エネルギの振幅を表わす電
気的信号が生成される。この電気信号は、試料セル内の
予め定めたガスの濃度を示す出力を生じるように処理さ
れる。この処理中、赤外線エネルギ経路内にフィルタを
配置した検出器により生じる電気信号は、暗黒レベル領
域が赤外線エネルギの経路内に置かれる時に生じる信号
と比較される。暗黒レベル領域は、赤外線エネルギ経路
内に置かれる時試料セルに向けて指向される実質的な全
反射面を有する。従って、暗黒レベル領域に対して衝突
する赤外線エネルギは検出器に向って実質的に反射され
る。
先ず第１図においては、本発明のシステムのブロック図
が示される。適当な構造の赤外線ソース11が赤外線光路
13の一端部に置かれ、この光路は検出器15における他端
部で終る。この光路と同一線上には回転するフィルタ・
ホィール17があり、このフィルタ・ホィールはモータ19
およびベルト駆動部20によって前記光路から平行に偏在
する軸心周囲を回転させられる。また、この光路内に
は、分析される混合気が送られる試料セル21がある。例
えば、麻酔措置を施した患者の吸気と呼気を監視する場
合には、この試料セルは管路23を介して患者に取付けら
れた空中管路と接続することができる。
が示される。適当な構造の赤外線ソース11が赤外線光路
13の一端部に置かれ、この光路は検出器15における他端
部で終る。この光路と同一線上には回転するフィルタ・
ホィール17があり、このフィルタ・ホィールはモータ19
およびベルト駆動部20によって前記光路から平行に偏在
する軸心周囲を回転させられる。また、この光路内に
は、分析される混合気が送られる試料セル21がある。例
えば、麻酔措置を施した患者の吸気と呼気を監視する場
合には、この試料セルは管路23を介して患者に取付けら
れた空中管路と接続することができる。
試料セル21から試料のガスを排気させるため、ポンプ16
と連通する排気管18が設けられている。ポンプ16の周期
的動作が、試料ガスを流入管路23を介して試料セルへ供
給することができる。
と連通する排気管18が設けられている。ポンプ16の周期
的動作が、試料ガスを流入管路23を介して試料セルへ供
給することができる。
信号プロセッサ24が設けられて検出器15により生じた出
力信号を処理し、この検出器は以下に述べるように回転
するフィルタ・ホィール17の位置と同期させられて複数
の測定値を生じる。例えば、この回転フィルタ・ホィー
ルは、直接もしくは図示しない適当な駆動用ベルトまた
は歯車装置を介して適当な3,450RPMの非同期モータによ
って約6,000RPMの速度で回転するように駆動することが
できる。
力信号を処理し、この検出器は以下に述べるように回転
するフィルタ・ホィール17の位置と同期させられて複数
の測定値を生じる。例えば、この回転フィルタ・ホィー
ルは、直接もしくは図示しない適当な駆動用ベルトまた
は歯車装置を介して適当な3,450RPMの非同期モータによ
って約6,000RPMの速度で回転するように駆動することが
できる。
回転するフィルタ・ホィール自体は第２図に更によく示
され、同図は望ましい実施態様の回転フィルタ・ホィー
ルの面を略図的に示している。この回転フィルタ・ホィ
ールは、それぞれ60°の６つの扇形部分に分割され、こ
の６つの部分の内の４つはフィルタ25乃至29を含み、６
番目の扇形部はホィールの中実部で占められている。し
かし、他の組合せおよび分割数も本発明の範囲から逸脱
することなく用いることもできる。以下に示されるよう
に、フィルタ25乃至29はそれぞれ赤外線の狭い帯域を通
過するように選択され、その各々は予め定めた波長の異
なる帯域中心を有して４つの測定信号および１つの基準
信号を生じる。ホィールの６番目の扇形部即ち領域31
は、フィルタを持たず、試料セルからのソース光線を遮
蔽して検出器信号を用いて背景光線、検出器消勢、電子
素子の残留偏差等の如き合成効果（即ち、背景ノイズ）
を表示することができる。
され、同図は望ましい実施態様の回転フィルタ・ホィー
ルの面を略図的に示している。この回転フィルタ・ホィ
ールは、それぞれ60°の６つの扇形部分に分割され、こ
の６つの部分の内の４つはフィルタ25乃至29を含み、６
番目の扇形部はホィールの中実部で占められている。し
かし、他の組合せおよび分割数も本発明の範囲から逸脱
することなく用いることもできる。以下に示されるよう
に、フィルタ25乃至29はそれぞれ赤外線の狭い帯域を通
過するように選択され、その各々は予め定めた波長の異
なる帯域中心を有して４つの測定信号および１つの基準
信号を生じる。ホィールの６番目の扇形部即ち領域31
は、フィルタを持たず、試料セルからのソース光線を遮
蔽して検出器信号を用いて背景光線、検出器消勢、電子
素子の残留偏差等の如き合成効果（即ち、背景ノイズ）
を表示することができる。
試料セル21は、分析されるべき混合気を保有する。この
混合気は、複数のガスから選択された１つのガスである
問題となるガスを含む。このガスは各々、以下に述べる
如きそれぞれと関連する吸収特性を有する。赤外線エネ
ルギがセル21を通過する時、混合気はこのようなエネル
ギの一部を吸収する。
混合気は、複数のガスから選択された１つのガスである
問題となるガスを含む。このガスは各々、以下に述べる
如きそれぞれと関連する吸収特性を有する。赤外線エネ
ルギがセル21を通過する時、混合気はこのようなエネル
ギの一部を吸収する。
検出器15は、セル21を通過する赤外線エネルギに応答す
る。エネルギの各パルスがフィルタ・ホィール17のフィ
ルタを通過する時、信号パルスが検出器により生成され
る。各パルスは、その時エネルギ経路内に挿置されるフ
レームの特定の波長におけるセル21を通過する光エネル
ギにより決定される振幅を有する。
る。エネルギの各パルスがフィルタ・ホィール17のフィ
ルタを通過する時、信号パルスが検出器により生成され
る。各パルスは、その時エネルギ経路内に挿置されるフ
レームの特定の波長におけるセル21を通過する光エネル
ギにより決定される振幅を有する。
次に第３図においては、単なる例示として、４種のガス
Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの生じる得る吸収特性をそれぞれ示
す吸収量（α）対波長（λ）の関係が示されている。ガ
スＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各々は、それぞれ特性吸収波長
λa、λb、λc、λdを有する。試料セルを通過する赤外
線エネルギの吸収は、ガスＡ〜Ｄの各々の特性吸収波長
λa〜λd（フィルタによって定まる）で生じる。この特
性吸収とは、あるガスが赤外線エネルギを吸収する全て
の波長である。１つの予め定めた波長λr（基準フィル
タ）は、第３図に示される如く、ガスＡ〜Ｄの全吸収特
性から外れるように選択される。
Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの生じる得る吸収特性をそれぞれ示
す吸収量（α）対波長（λ）の関係が示されている。ガ
スＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各々は、それぞれ特性吸収波長
λa、λb、λc、λdを有する。試料セルを通過する赤外
線エネルギの吸収は、ガスＡ〜Ｄの各々の特性吸収波長
λa〜λd（フィルタによって定まる）で生じる。この特
性吸収とは、あるガスが赤外線エネルギを吸収する全て
の波長である。１つの予め定めた波長λr（基準フィル
タ）は、第３図に示される如く、ガスＡ〜Ｄの全吸収特
性から外れるように選択される。
本発明のガス分析器は、麻酔措置下の患者の呼気を分析
するために特に有効である。典型的な条件としては、炭
酸ガス、水蒸気、亜酸化窒素、酸素、および典型的には
１乃至５％より少ない呼気における濃度を有する如き薬
剤である前記の麻酔薬ガスの一種以上を含むことにな
る。これらの麻酔薬は、約3.3μの波長の赤外線エネル
ギを吸収する。
するために特に有効である。典型的な条件としては、炭
酸ガス、水蒸気、亜酸化窒素、酸素、および典型的には
１乃至５％より少ない呼気における濃度を有する如き薬
剤である前記の麻酔薬ガスの一種以上を含むことにな
る。これらの麻酔薬は、約3.3μの波長の赤外線エネル
ギを吸収する。
本システムの作用の基本的理論は下記の如きである。即
ち、基準フィルタ（波長λr）が光路内で整合される時
測定される検出器信号は、一般に赤外線に対するシステ
ムの基本的な感度の測定値を提供する。即ち、このシス
テムは、赤外線ソースの光線の強さの測定を行ない、試
料セルの赤外線を透過する窓部における（スぺクトルに
関与しない）汚染による光線の減衰を生じ、更に検出器
の収集装置の有効度および感度、ならびに処理用素子の
利得の測定値を生じる。他のフィルタ（λa〜λd）は各
々、そのフィルタと対応する吸収特性を有する検出され
るべき特定のガス（Ａ〜Ｄ）の存在により、少しでも吸
収されるならば理想的にのみ吸収され得る光線を提供す
る。無論、窓部における汚染、ソース光線における変
動、検出器の特性等もまた受取られる信号を変化させる
ことになり、この感度は同様に生じる基準信号を用いる
ことにより最小限度に抑え得る。
ち、基準フィルタ（波長λr）が光路内で整合される時
測定される検出器信号は、一般に赤外線に対するシステ
ムの基本的な感度の測定値を提供する。即ち、このシス
テムは、赤外線ソースの光線の強さの測定を行ない、試
料セルの赤外線を透過する窓部における（スぺクトルに
関与しない）汚染による光線の減衰を生じ、更に検出器
の収集装置の有効度および感度、ならびに処理用素子の
利得の測定値を生じる。他のフィルタ（λa〜λd）は各
々、そのフィルタと対応する吸収特性を有する検出され
るべき特定のガス（Ａ〜Ｄ）の存在により、少しでも吸
収されるならば理想的にのみ吸収され得る光線を提供す
る。無論、窓部における汚染、ソース光線における変
動、検出器の特性等もまた受取られる信号を変化させる
ことになり、この感度は同様に生じる基準信号を用いる
ことにより最小限度に抑え得る。
実施においては、抜気された試料セルの場合、もしくは
検出されるガス以外のガスを保有する試料セルの場合に
は、検出器信号と回転フィルタ・ホィールの角度位置の
関係は異なることになる。これは、フィルタの異なる光
学的特性、ソースの光線および検出器の波長感度の如き
効果の故である。受取られる４つの信号は異なる振幅と
なる。
検出されるガス以外のガスを保有する試料セルの場合に
は、検出器信号と回転フィルタ・ホィールの角度位置の
関係は異なることになる。これは、フィルタの異なる光
学的特性、ソースの光線および検出器の波長感度の如き
効果の故である。受取られる４つの信号は異なる振幅と
なる。
信号の振幅における差は、各基準フィルタの口径の制御
により、あるいは単なる振幅または感度の振幅と固定時
間の積の特性ではなく、時間振幅特性に感応する回路に
より更に長い時間比較的小さな信号をサンプリングする
ことにより電子的に等化され得る。しかし、これは、こ
のような機械的な変更は高価な機械的複雑度および時間
を要する調整を含む故に難しく、固定されたサンプル時
間回路は製造および使用が遥かに容易となる。
により、あるいは単なる振幅または感度の振幅と固定時
間の積の特性ではなく、時間振幅特性に感応する回路に
より更に長い時間比較的小さな信号をサンプリングする
ことにより電子的に等化され得る。しかし、これは、こ
のような機械的な変更は高価な機械的複雑度および時間
を要する調整を含む故に難しく、固定されたサンプル時
間回路は製造および使用が遥かに容易となる。
信号を等化する別の方法は、各信号に対して適当なバイ
アス電圧を加えて全ての信号を予め定めたレベルまで高
めることである。しかし、この方法は、もし光学的な窓
部が汚染源となって全ての信号強さを20％低下させるな
らばバイアス電圧が然るべく低下せず、また試料セルが
検出されるガスがなくなる時４つの信号はもはや等しく
なくなるため、光学的特性の変化に対して感応するシス
テムをもたらす結果となろう。その結果、出力信号が存
在しない時はある条件の種々の出力信号をもたらすこと
になる。
アス電圧を加えて全ての信号を予め定めたレベルまで高
めることである。しかし、この方法は、もし光学的な窓
部が汚染源となって全ての信号強さを20％低下させるな
らばバイアス電圧が然るべく低下せず、また試料セルが
検出されるガスがなくなる時４つの信号はもはや等しく
なくなるため、光学的特性の変化に対して感応するシス
テムをもたらす結果となろう。その結果、出力信号が存
在しない時はある条件の種々の出力信号をもたらすこと
になる。
望ましい実施態様においては、測定されるガスが試料セ
ル内に存在しない時信号を等化するため予め定めた各検
出器信号に対する個々の利得を有するシステムを用い
て、５つのフィルタの各々に対する検出器信号がフィル
タ・ホィールのある予め定めた角度毎に測定される。こ
のため、試料セルの窓部における汚染により生じる光学
系内の光線の強さの変化が、一般に全ての信号を比例的
に変化させ、その結果４つのガスの信号および基準信号
が高い精度を以て相互に追跡することになる。
ル内に存在しない時信号を等化するため予め定めた各検
出器信号に対する個々の利得を有するシステムを用い
て、５つのフィルタの各々に対する検出器信号がフィル
タ・ホィールのある予め定めた角度毎に測定される。こ
のため、試料セルの窓部における汚染により生じる光学
系内の光線の強さの変化が、一般に全ての信号を比例的
に変化させ、その結果４つのガスの信号および基準信号
が高い精度を以て相互に追跡することになる。
上記の目的に加えて、ある量の背景光線がこのようなシ
ステム内に存在することを知るべきである。これは、赤
外線エネルギ・ソースが遮断される、即ち回転するフィ
ルタ組立体の中実部分により試料セルへの入射が妨げら
れる時さえ検出器に入射する光線である。検出器の存在
し得る無効出力、電子素子における入力の残留偏差等の
如き背景光線と機能的に相当する他の信号もまた存在す
る。これらの信号は、典型的には、ソースの強さ、窓部
の透過性等の変化と共には変動せず、従って利得の調整
を行なって出力を等化させる前に全ての信号から除去し
なければならない。
ステム内に存在することを知るべきである。これは、赤
外線エネルギ・ソースが遮断される、即ち回転するフィ
ルタ組立体の中実部分により試料セルへの入射が妨げら
れる時さえ検出器に入射する光線である。検出器の存在
し得る無効出力、電子素子における入力の残留偏差等の
如き背景光線と機能的に相当する他の信号もまた存在す
る。これらの信号は、典型的には、ソースの強さ、窓部
の透過性等の変化と共には変動せず、従って利得の調整
を行なって出力を等化させる前に全ての信号から除去し
なければならない。
ある場合には、基準フィルタの波長が試料セルに存在す
る全てのガスの吸収帯域の完全に外側にならない。この
ような場合には、以下において更に述べる信号プロセッ
サにおいて計算され補償され得るある利得補償が必要と
なる。
る全てのガスの吸収帯域の完全に外側にならない。この
ような場合には、以下において更に述べる信号プロセッ
サにおいて計算され補償され得るある利得補償が必要と
なる。
次に第１図に戻って、信号プロセッサ24は検出器の出力
側と接続された前置増幅器33を含む。フィードバック・
ループが、前置増幅器33の出力側から速度制御回路35を
介してモータ19まで延長してモータ速度を安定化させ
る。検出器33の出力はまたパルス正規化回路37に対して
加えられ、この回路の出力は更にスパン段回路39に対し
加えられる。
側と接続された前置増幅器33を含む。フィードバック・
ループが、前置増幅器33の出力側から速度制御回路35を
介してモータ19まで延長してモータ速度を安定化させ
る。検出器33の出力はまたパルス正規化回路37に対して
加えられ、この回路の出力は更にスパン段回路39に対し
加えられる。
パルス正規化回路37は、前置増幅器33により出力される
パルスの特定の振幅で吸収する試料セル内にガスが存在
しない時、検出器15からの前記パルスの振幅を調整する
よう作動する。一方、スパン段39は、前記の特定の波長
に対応するガスの吸収特性に従って、各パルスの利得を
調整する。各パルス・チャネルの利得は、この特定の波
長において吸収するガスが存在しない場合の全パルスが
標準的な出力電圧となるように選択される。パルスの正
規化およびスパン段の調整を達成するための回路は当技
術においては周知であり、本文ではこれ以上詳細には述
べない。適当なパルス正規化回路またはスパン段調整回
路は、本発明の範囲内で用いることができる。
パルスの特定の振幅で吸収する試料セル内にガスが存在
しない時、検出器15からの前記パルスの振幅を調整する
よう作動する。一方、スパン段39は、前記の特定の波長
に対応するガスの吸収特性に従って、各パルスの利得を
調整する。各パルス・チャネルの利得は、この特定の波
長において吸収するガスが存在しない場合の全パルスが
標準的な出力電圧となるように選択される。パルスの正
規化およびスパン段の調整を達成するための回路は当技
術においては周知であり、本文ではこれ以上詳細には述
べない。適当なパルス正規化回路またはスパン段調整回
路は、本発明の範囲内で用いることができる。
パルス正規化回路37およびスパン段調整回路39の作動は
制御装置41によって制御される。この制御装置41は、適
当なマイクロプロセッサにより支援される制御装置でよ
く、フィルタのパラメータ、ガスの吸収特性等の如き情
報を格納するためのメモリーを含むことが望ましい。こ
のマイクロプロセッサが作動する特定のプログラムもま
た適当なROMに格納されることが望ましい。
制御装置41によって制御される。この制御装置41は、適
当なマイクロプロセッサにより支援される制御装置でよ
く、フィルタのパラメータ、ガスの吸収特性等の如き情
報を格納するためのメモリーを含むことが望ましい。こ
のマイクロプロセッサが作動する特定のプログラムもま
た適当なROMに格納されることが望ましい。
制御装置41の出力は、制御装置41の出力は、適当なディ
スプレイ43に対して加えられる。このディスプレイ43
は、ダイアル、ディジタル・ディスプレイ、もしくは試
料セル内の問題となるガスの濃度の他の適当な表示を含
み得る。マイクロプロセッサの制御装置41もまた制御す
ることができ、さもなければそのプログラムは図示しな
い外部のオペレータのキーボードにより修正することが
できる。
スプレイ43に対して加えられる。このディスプレイ43
は、ダイアル、ディジタル・ディスプレイ、もしくは試
料セル内の問題となるガスの濃度の他の適当な表示を含
み得る。マイクロプロセッサの制御装置41もまた制御す
ることができ、さもなければそのプログラムは図示しな
い外部のオペレータのキーボードにより修正することが
できる。
その内の僅かなものしか示されないが、適当な検出器に
より検出される種々の作動条件が、信号マルチプレクサ
およびアナログ／ディジタル・コンバータ45によって制
御装置41に対して加えられる。例えば、周囲の温度は周
囲温度センサ47によって検出することができ、このセン
サは回路45に対してアナログ出力を与え、この出力が次
いで対応するディジタル情報に適当に変換される。同様
に、試料セル21の排気管18に存在する酸素は、アナログ
出力を回路45に対して加える酸素センサ49によって検出
することができる。多重化措置を行なった後、酸素の濃
度および周囲温度を表わす信号は次いでアナログ／ディ
ジタル・コンバータへ加えられ、これ以上の処理を行な
うため制御装置41に対して与えられる。
より検出される種々の作動条件が、信号マルチプレクサ
およびアナログ／ディジタル・コンバータ45によって制
御装置41に対して加えられる。例えば、周囲の温度は周
囲温度センサ47によって検出することができ、このセン
サは回路45に対してアナログ出力を与え、この出力が次
いで対応するディジタル情報に適当に変換される。同様
に、試料セル21の排気管18に存在する酸素は、アナログ
出力を回路45に対して加える酸素センサ49によって検出
することができる。多重化措置を行なった後、酸素の濃
度および周囲温度を表わす信号は次いでアナログ／ディ
ジタル・コンバータへ加えられ、これ以上の処理を行な
うため制御装置41に対して与えられる。
流入管路23には弁51が設けられている。この弁51は、患
者の空中管路との接続を閉鎖しかつ周囲の空気取入れ部
兼スクラバ53を流入管路23に対して連結するように作動
する。これが行なわれる時、ポンプ16の作動が試料セル
から内部の全てのガスを追出し、これらのガスと炭酸ガ
スを洗浄した周囲空気と置換する。この時、制御装置は
正規化の調整値を較正し直すためパルス正規化段37を調
整することができる。
者の空中管路との接続を閉鎖しかつ周囲の空気取入れ部
兼スクラバ53を流入管路23に対して連結するように作動
する。これが行なわれる時、ポンプ16の作動が試料セル
から内部の全てのガスを追出し、これらのガスと炭酸ガ
スを洗浄した周囲空気と置換する。この時、制御装置は
正規化の調整値を較正し直すためパルス正規化段37を調
整することができる。
本装置の作動においては、検出15からの出力パルスが前
置増幅器33において増幅され、次いでパルス正規化回路
37において調整される。パルス正規化回路は、基準フィ
ルタのパルスの振幅における変化に従ってパルスの振幅
を調整し、これにより窓部の汚染等により生じるドリフ
トを排除する。
置増幅器33において増幅され、次いでパルス正規化回路
37において調整される。パルス正規化回路は、基準フィ
ルタのパルスの振幅における変化に従ってパルスの振幅
を調整し、これにより窓部の汚染等により生じるドリフ
トを排除する。
スパン段39においては、測定されるガスの異なる吸収特
性に従って信号が再びパルスを評価するよう調整され
る。例えば、炭酸ガスにより生じる吸収の振幅は、典型
的な麻酔剤のガスにより生じるものよりも数倍高い。ス
パン段39は、これらの変動が適正な評価を行なうことを
可能にする。
性に従って信号が再びパルスを評価するよう調整され
る。例えば、炭酸ガスにより生じる吸収の振幅は、典型
的な麻酔剤のガスにより生じるものよりも数倍高い。ス
パン段39は、これらの変動が適正な評価を行なうことを
可能にする。
前述の如く、諸要因を生じる種々の誤差は、ガス分析器
における比較的高価な仕様によってしばしば排除するこ
とができる。１つのこのような誤差を生じる要因は、暗
黒レベル領域31が光路に置かれる期間中検出により検出
される暗黒レベルが変動し得ることである。暗黒レベル
の変動は、種々のソースからの背景の赤外線により生
じ、無論システム内の連続的に存在する。背景レベルの
変動はフィルタが赤外線エネルギ経路中にあるか、ある
いは赤外線エネルギ経路が遮蔽されるかに従って生じ得
ることが判った。これは、典型的な従来技術の装置がフ
ィルタ・ホィールの不透明部分の挿置により赤外線エネ
ルギを遮断する故である。典型的には、フィルタ・ホィ
ールの表面が赤外線を吸収あるいは放出するがこれを反
射することがない。一方、典型的なフィルタ材料は、赤
外線に対する窓部として作用することに加えて、このよ
うな赤外線のある反射をも生じることになる。吸収／放
出現象と反射現象との間の相違は、フィルタが赤外線経
路にあるかあるいは赤外線経路が遮蔽されるかに従って
異なる背景を生じ得る。その結果、測定されるガス以外
のガスが異なる背景の異なる吸収を生じ、そのため測定
されるガスによる特性光線の吸収と比較して大きな発射
されたパルスにおける明瞭な変化を生じ得る故に、スプ
リアスな（即ち、パルスの波長における測定されたガス
の変化によっては生じない）パルス高の変化を生じ得
る。
における比較的高価な仕様によってしばしば排除するこ
とができる。１つのこのような誤差を生じる要因は、暗
黒レベル領域31が光路に置かれる期間中検出により検出
される暗黒レベルが変動し得ることである。暗黒レベル
の変動は、種々のソースからの背景の赤外線により生
じ、無論システム内の連続的に存在する。背景レベルの
変動はフィルタが赤外線エネルギ経路中にあるか、ある
いは赤外線エネルギ経路が遮蔽されるかに従って生じ得
ることが判った。これは、典型的な従来技術の装置がフ
ィルタ・ホィールの不透明部分の挿置により赤外線エネ
ルギを遮断する故である。典型的には、フィルタ・ホィ
ールの表面が赤外線を吸収あるいは放出するがこれを反
射することがない。一方、典型的なフィルタ材料は、赤
外線に対する窓部として作用することに加えて、このよ
うな赤外線のある反射をも生じることになる。吸収／放
出現象と反射現象との間の相違は、フィルタが赤外線経
路にあるかあるいは赤外線経路が遮蔽されるかに従って
異なる背景を生じ得る。その結果、測定されるガス以外
のガスが異なる背景の異なる吸収を生じ、そのため測定
されるガスによる特性光線の吸収と比較して大きな発射
されたパルスにおける明瞭な変化を生じ得る故に、スプ
リアスな（即ち、パルスの波長における測定されたガス
の変化によっては生じない）パルス高の変化を生じ得
る。
この問題は、フィルタ・ホィールを検出器と隣接する試
料セルの側に置くことにより排除することができるが、
このような配置替えは他の望ましからざる問題をもたら
す。本発明によれば、先に述べた暗黒レベルが変動する
問題は、赤外線を反射する第２図に31で示されたフィル
タ・ホィールの不透明部分を作ることにより排除され
る。適当なものであればどんな反射材料でも用いること
ができる。このような材料を使用することにより、赤外
線経路内のフィルタ・ホィールの不透明部分の存在によ
る背景の変化と赤外線経路中に挿置されるフィルタの関
係は排除される。
料セルの側に置くことにより排除することができるが、
このような配置替えは他の望ましからざる問題をもたら
す。本発明によれば、先に述べた暗黒レベルが変動する
問題は、赤外線を反射する第２図に31で示されたフィル
タ・ホィールの不透明部分を作ることにより排除され
る。適当なものであればどんな反射材料でも用いること
ができる。このような材料を使用することにより、赤外
線経路内のフィルタ・ホィールの不透明部分の存在によ
る背景の変化と赤外線経路中に挿置されるフィルタの関
係は排除される。
上記の特徴とは別の改善として、不透明領域31の反射面
をフィルタ25乃至29の反射面と同じ面内に配置する。こ
うすることにより、不透明領域から反射される光線の平
均角度は、フィルタにおけるものと同じである。この問
題は、試料セルを通過する光の経路を最も大きくするた
めに所謂光ファイバが試料セル内に用いられる場合にお
いて特に厳しいものとなり得る。に言すれば、光線が試
料セル壁面を確実に通過するように集束もしくは平行化
される代りにこの壁面で反射することが許容される場
合、経路は長くなって応答性が良好になる。しかし、試
料セルの壁面およびフィルタとフィルタ・ホィール上の
不透明領域からの反射による光の角度の変化の故に、フ
ィルタ・ホィール上の反射面を均一にすることの重要性
は著しく増大する。
をフィルタ25乃至29の反射面と同じ面内に配置する。こ
うすることにより、不透明領域から反射される光線の平
均角度は、フィルタにおけるものと同じである。この問
題は、試料セルを通過する光の経路を最も大きくするた
めに所謂光ファイバが試料セル内に用いられる場合にお
いて特に厳しいものとなり得る。に言すれば、光線が試
料セル壁面を確実に通過するように集束もしくは平行化
される代りにこの壁面で反射することが許容される場
合、経路は長くなって応答性が良好になる。しかし、試
料セルの壁面およびフィルタとフィルタ・ホィール上の
不透明領域からの反射による光の角度の変化の故に、フ
ィルタ・ホィール上の反射面を均一にすることの重要性
は著しく増大する。
本発明が関連する形式のガス分析器の精度の問題もま
た、試料セル内の水蒸気の存在により生じる。これは、
問題のガスが典型的にハロタンの場合である吸収性が非
常に小さいガスを含む時特に甚だしい。水蒸気は、ある
ガスと干渉するが他のガスとは干渉しない吸収特性を有
する。
た、試料セル内の水蒸気の存在により生じる。これは、
問題のガスが典型的にハロタンの場合である吸収性が非
常に小さいガスを含む時特に甚だしい。水蒸気は、ある
ガスと干渉するが他のガスとは干渉しない吸収特性を有
する。
本発明によれば、フィルタ・ホィール17において２つ波
長を送出す反射フィルタとして１つのフィルタを用い
る。このフィルタにより通される２つの波長は、一方の
波長が完全に水蒸気の吸収区域から外れるように、また
別の波長が完全に水蒸気の吸収区域内に入るように選択
される。両方の波長は、試料セルに存在すると予期され
る他のどんなガスの吸収領域からも外れるように選択さ
れる。適当な波長を選択することにより、またこれらの
波長においてフィルタを通過した赤外線エネルギの振幅
を調整することによって、水蒸気の存在により問題とな
る他の波長における変動が二重の波長の基準フィルタに
より完全に追跡され得る。このような二重波長の基準フ
ィルタは、米国マサチューセッツ州のBarr Associates
社から入手可能である。上記の如き１つの二重波長フィ
ルタを用いることにより、あるいは任意に２つ以上のフ
ィルタの直列状の組合せを用いることによって、余分な
チャネルを加えることなく、その結果フィルタ・ホィー
ルおよび信号処理回路の大きなコストを招くことなく水
蒸気の存在を補償することが可能である。
長を送出す反射フィルタとして１つのフィルタを用い
る。このフィルタにより通される２つの波長は、一方の
波長が完全に水蒸気の吸収区域から外れるように、また
別の波長が完全に水蒸気の吸収区域内に入るように選択
される。両方の波長は、試料セルに存在すると予期され
る他のどんなガスの吸収領域からも外れるように選択さ
れる。適当な波長を選択することにより、またこれらの
波長においてフィルタを通過した赤外線エネルギの振幅
を調整することによって、水蒸気の存在により問題とな
る他の波長における変動が二重の波長の基準フィルタに
より完全に追跡され得る。このような二重波長の基準フ
ィルタは、米国マサチューセッツ州のBarr Associates
社から入手可能である。上記の如き１つの二重波長フィ
ルタを用いることにより、あるいは任意に２つ以上のフ
ィルタの直列状の組合せを用いることによって、余分な
チャネルを加えることなく、その結果フィルタ・ホィー
ルおよび信号処理回路の大きなコストを招くことなく水
蒸気の存在を補償することが可能である。
前述の如く、試料セル内の所謂光導管の使用により、更
に長い赤外線の光路を形成し、従って早い応答時間（試
料セルの大きさが小さい）が求められる場合に望まし
い。しかし、研摩されたアルミニウムの如き赤外線のた
めの反射面に使用される典型的な材料は水の分子に対す
る吸収性が非常に大きなことが判った。このような水分
子は試料管路の壁面に吸収され（凝縮でなく）、水分子
の広い帯域で変化し得る吸収特性の故に誤差を生じる。
水の分子に対する吸収性が低いステンレス鋼の如き材料
は、赤外線に対しては高い反射性を持たず、従って満足
できるものではない。試料セルを加熱して壁面上の水分
子の吸収帯域を破壊することは可能であるが、このよう
な高温度（400乃至500℃）はこれを非実用的なものにす
る。
に長い赤外線の光路を形成し、従って早い応答時間（試
料セルの大きさが小さい）が求められる場合に望まし
い。しかし、研摩されたアルミニウムの如き赤外線のた
めの反射面に使用される典型的な材料は水の分子に対す
る吸収性が非常に大きなことが判った。このような水分
子は試料管路の壁面に吸収され（凝縮でなく）、水分子
の広い帯域で変化し得る吸収特性の故に誤差を生じる。
水の分子に対する吸収性が低いステンレス鋼の如き材料
は、赤外線に対しては高い反射性を持たず、従って満足
できるものではない。試料セルを加熱して壁面上の水分
子の吸収帯域を破壊することは可能であるが、このよう
な高温度（400乃至500℃）はこれを非実用的なものにす
る。
本発明によれば、試料セル内に使用することができるも
のとして赤外線に対し充分な反射性を呈するが、き記の
問題を回避するため水分子に対する吸収親和性が充分に
低い材料を発見した。このような材料は、ケイ素酸化
物、マグネシウム・フッ化物および金を含む。
のとして赤外線に対し充分な反射性を呈するが、き記の
問題を回避するため水分子に対する吸収親和性が充分に
低い材料を発見した。このような材料は、ケイ素酸化
物、マグネシウム・フッ化物および金を含む。
ガス分析器に存在し得る別の誤差要因は、ガス分析器の
種々の要素間の空間における赤外線経路内の外気の存在
から生じる。存在する外気は試料セル内に存在するもの
からのあるガス濃度が異なるため、また外気が計器の較
正後に時間と共に変化し得るため、誤差が生じ得る。こ
のような誤差は、外気空間を充填するかあるいはこのよ
うな空間を抜気することにより排除し得るが、このよう
な手段はかなりの経費を招く。
種々の要素間の空間における赤外線経路内の外気の存在
から生じる。存在する外気は試料セル内に存在するもの
からのあるガス濃度が異なるため、また外気が計器の較
正後に時間と共に変化し得るため、誤差が生じ得る。こ
のような誤差は、外気空間を充填するかあるいはこのよ
うな空間を抜気することにより排除し得るが、このよう
な手段はかなりの経費を招く。
本発明の更に別の特徴によれば、密閉されたガス・セル
がある固定量の炭酸ガスで充填された光路内に設置され
ている。この炭酸ガス量は、一酸化炭素の特性吸収波長
帯域の領域内の赤外線の60乃至70％を吸収するように選
定される。比較的低い光度レベルにおいては、炭酸ガス
の挙動は試料セル内に存在する問題となる他のガスの挙
動に更によく近似する。このため、赤外線エネルギ経路
内の外気圧力の存在に対する計器の全感度を低下させ
る。
がある固定量の炭酸ガスで充填された光路内に設置され
ている。この炭酸ガス量は、一酸化炭素の特性吸収波長
帯域の領域内の赤外線の60乃至70％を吸収するように選
定される。比較的低い光度レベルにおいては、炭酸ガス
の挙動は試料セル内に存在する問題となる他のガスの挙
動に更によく近似する。このため、赤外線エネルギ経路
内の外気圧力の存在に対する計器の全感度を低下させ
る。
前に述べたように、本発明のガス分析器は自動ゼロ化機
能を含む。本発明の更に別の特徴として、この自動ゼロ
化機能は、３つの検出条件の発生と同時にトリガーされ
る。これらの条件の第１は時間である。制御装置41は、
図示しない適当な内部クロックが設けられ、装置のウォ
ームアップの予め定めた時間の後自動ゼロ化命令を生じ
る。このような予め定めた時間は、例えば30分であり、
装置の各部が一旦その典型的な作動状態にウォームアッ
プされると装置の再較正を行なう目的のためである。ウ
ォームアップ後、各部の温度レベルは、冷却時の始動直
後における温度レベルとはかなり変化し得る。
能を含む。本発明の更に別の特徴として、この自動ゼロ
化機能は、３つの検出条件の発生と同時にトリガーされ
る。これらの条件の第１は時間である。制御装置41は、
図示しない適当な内部クロックが設けられ、装置のウォ
ームアップの予め定めた時間の後自動ゼロ化命令を生じ
る。このような予め定めた時間は、例えば30分であり、
装置の各部が一旦その典型的な作動状態にウォームアッ
プされると装置の再較正を行なう目的のためである。ウ
ォームアップ後、各部の温度レベルは、冷却時の始動直
後における温度レベルとはかなり変化し得る。
更に、制御装置41は、周囲温度が予め定めた変化を生じ
ると同時に自動的にゼロ化機能を開始するようにセット
されている。周囲温度の変化は、各部の相対温度、従っ
て装置の加速度に対して大きな影響を及ぼし得る。約５
乃至10°の周囲温度における変化が検出すると同時に自
動ゼロ化機能を開始することが一般に望ましい。
ると同時に自動的にゼロ化機能を開始するようにセット
されている。周囲温度の変化は、各部の相対温度、従っ
て装置の加速度に対して大きな影響を及ぼし得る。約５
乃至10°の周囲温度における変化が検出すると同時に自
動ゼロ化機能を開始することが一般に望ましい。
最後に、基準フィルタにおけるパルスの振幅における予
め定めた変化の検出と同時に、制御装置41によって自動
ゼロ化機能が始動される。望ましいレベルは、0.2％程
度の変化である。このような再ゼロ化機能は、大きな変
化が背景条件において生じた場合に装置の再較正を行な
うことになる。
め定めた変化の検出と同時に、制御装置41によって自動
ゼロ化機能が始動される。望ましいレベルは、0.2％程
度の変化である。このような再ゼロ化機能は、大きな変
化が背景条件において生じた場合に装置の再較正を行な
うことになる。
上記の特徴の全ては、従来技術により教示されたところ
と比較して、比較的穏当なコストにおける本発明のガス
分析器の安定性および精度における大きな改善に総合的
に寄与するものである。これは、このような手段がガス
分析器の重要部分において比較的安定度は少ないが比較
的安価な要素を使用することを可能にする故である。
と比較して、比較的穏当なコストにおける本発明のガス
分析器の安定性および精度における大きな改善に総合的
に寄与するものである。これは、このような手段がガス
分析器の重要部分において比較的安定度は少ないが比較
的安価な要素を使用することを可能にする故である。
従って、本発明は、麻酔薬および関連するガスの監視に
特に適する改善されたガス分析器を提供するものである
ことが判るであろう。本発明の分析器は、高い精度およ
び安定性と共に短い応答時間を有し、更に妥当なコスト
で構成することができる。本発明の種々の変更について
は、本文および図面から当業者には明らかであろう。こ
のような変更は添付の請求の範囲に該当することを意図
するものである。
特に適する改善されたガス分析器を提供するものである
ことが判るであろう。本発明の分析器は、高い精度およ
び安定性と共に短い応答時間を有し、更に妥当なコスト
で構成することができる。本発明の種々の変更について
は、本文および図面から当業者には明らかであろう。こ
のような変更は添付の請求の範囲に該当することを意図
するものである。
フロントページの続き (72)発明者 ロジャース，レイモンド・アール アメリカ合衆国カリフォルニア州94601, オークランド，アトウェル・アベニュー 2831 (72)発明者 ウィリアムス，ケヴィン，グラハム アメリカ合衆国カリフォルニア州94564, ピノール，ページ・コート 1280 (56)参考文献 特開 昭54−17898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−53579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−74501（ＪＰ，Ａ) 特表 昭59−500880（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】ガス分析装置において、 分析されるべき混合ガスを内蔵する試料セル（21）、 赤外線エネルギを生じ、かつ前記試料セル（21）を通る
ように赤外線エネルギを指向させるソース手段（11）、 ある所定のガスの特性吸収帯域内の第１の波長帯域に制
限された赤外線エネルギを通過させるための少なくとも
１つのフィルタ（25）を有し、かつ赤外線エネルギに対
して実質的に不透明な暗黒レベル領域（31）を有する回
転フィルタ・ホィール（17）、 前記フィルタ（25）および前記暗黒レベル領域（31）
を、前記ソース手段と該ソース手段によって指向される
赤外線エネルギの経路（13）内の前記試料セル（21）と
の間に連続的に配置させるように、前記フィルタ・ホィ
ール（17）を支持して回転させる駆動手段、 前記試料セルを通過する赤外線エネルギを検出して、該
エネルギ表す電気信号を発生する検出手段（15）、およ
び 前記検出手段に接続され、赤外線エネルギの前記経路
（13）に前記フィルタ（25）が置かれたときに前記検出
手段によって発生された電気信号と、前記経路（13）に
前記暗黒レベル領域（31）が置かれたときに前記検出手
段によって発生された電気信号とを比較することによっ
て、前記試料セル（21）中の前記所定のガスの濃度を示
す出力を発生する信号処理手段 を具備しており、 前記フィルタ・ホィール（17）は、第２及び第３の波長
帯域の赤外線エネルギの両方を通過させる第２のフィル
タ（26、27、28または29）を含み、 前記第２及び第３の波長帯域の一方が水蒸気による赤外
線吸収領域内にありかつ他方が該赤外線吸収領域内にな
く、しかも前記第２及び第３の波長帯域の両方が、前記
試料セル内に存在する他のガスの特性波長吸収領域に含
まれないように設定されており、 前記第２及び第３の波長帯域のそれぞれにおける前記第
２のフィルタの透過度は、前記試料セル（21）内の水蒸
気の存在によって生じる前記第１のフィルタ（25）の前
記第１の波長帯域における赤外線エネルギの吸収の変化
を追跡するように選定されている ことを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項２】請求項１記載のガス分析装置において、前
記暗黒レベル領域は、該暗黒レベル領域が赤外線エネル
ギの前記経路に配置されるときに前記試料セルに向けて
指向されて衝突する赤外線エネルギをほぼ反射する実質
的な全反射面を有し、該反射面が、前記試料セルに面し
ている前記フィルタとほぼ同一の回転面内に配置される
ことを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項３】請求項１記載のガス分析装置において、前
記試料セルの内部表面が、水分子と結合する親和性が低
い物質で構成されていることを特徴とするガス分析装
置。 - 【請求項４】請求項３記載のガス分析装置において、前
記物質は、ケイ素酸化物、マグネシウム・フッ化物、及
び金からなるグループから選択されることを特徴とする
ガス分析装置。 - 【請求項５】請求項１記載のガス分析装置において、該
装置はさらに、外気温度を検出し、かつ前記ソース手段
（11）の外気温度が予め定めた量変化した場合に自動ゼ
ロ化手段を付勢する手段を備えていることを特徴とする
ガス分析装置。 - 【請求項６】請求項１記載のガス分析装置において、 前記フィルタ・ホィールは基準フィルタを備えており、 前記信号処理手段は、前記第１のフィルタが赤外線エネ
ルギの前記経路に配置されたときと前記試料セルを通過
する赤外線エネルギのレベルと、前記基準フィルタが赤
外線エネルギの前記経路に配置されたときに前記試料セ
ルを通過する赤外線エネルギのレベルとを比較する手段
と、赤外線エネルギの前記経路内に基準フィルタを配置
したときに前記検出手段によって検出された信号の振幅
レベルを監視し、かつ該振幅レベルが予め定めた量変化
した場合に自動ゼロ化手段を付勢する手段とを備えてい
る ことを特徴とするガス分析装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US786736 | 1985-10-11 | ||
| US06/786,736 US4692621A (en) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | Digital anesthetic agent analyzer |
| PCT/US1986/002150 WO1987002460A1 (en) | 1985-10-11 | 1986-10-10 | Digital anesthetic agent analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63501593A JPS63501593A (ja) | 1988-06-16 |
| JPH06100542B2 true JPH06100542B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=25139453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61505494A Expired - Fee Related JPH06100542B2 (ja) | 1985-10-11 | 1986-10-10 | ガス分析装置 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4692621A (ja) |
| EP (1) | EP0241522B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06100542B2 (ja) |
| AT (1) | ATE149249T1 (ja) |
| AU (1) | AU584251B2 (ja) |
| CA (1) | CA1296920C (ja) |
| DE (1) | DE3650600T2 (ja) |
| DK (1) | DK298387A (ja) |
| ES (1) | ES2005076A6 (ja) |
| FI (1) | FI872456A0 (ja) |
| IL (1) | IL79959A (ja) |
| WO (1) | WO1987002460A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| KR950008276B1 (ko) * | 1987-02-02 | 1995-07-27 | 엑손 케미칼 패턴츠, 인코포레이티드 | 과불소화된 이오노머(ionomer)막을 사용한 알콜의 회수방법 |
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