JPH08145883A - Light beam type gas concentration measuring device - Google Patents

Light beam type gas concentration measuring device

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JPH08145883A
JPH08145883A JP30991794A JP30991794A JPH08145883A JP H08145883 A JPH08145883 A JP H08145883A JP 30991794 A JP30991794 A JP 30991794A JP 30991794 A JP30991794 A JP 30991794A JP H08145883 A JPH08145883 A JP H08145883A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
measuring device
collimator lens
light beam
lens
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30991794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masawake Nakayama
正分 中山
Kazuo Miyazawa
和夫 宮沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Keiki KK
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Riken Keiki KK
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To easily change a spot diameter of beam of a light emitting means housed in a body from outside. CONSTITUTION: Relating to a light beam type gas concentration measuring device body, an infrared light source 10 which makes an self-regressive reflecting plate, through a collimator lens 11 at the center, irradiated with the light beam from an aperture 4, and a measuring beam sensor 15 which detects incident light from the periphery of the collimator lens 11 through a paraboric mirror 12 are housed in a body 3 on one side of which an aperture 4 sealed with a transmissive board material is formed. A correcting lens 21 which changes focal distance of the collimator lens 11 is fixed, while detachable by a correcting lens rim 22, on the body 3, so that, a spot diameter of infrared ray beam is changed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被測定環境を横断する
ように光ビームを照射し、受光側での減衰率に基づい
て、被測定環境中におけるガスの濃度を測定するガス測
定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas measuring device for irradiating a light beam so as to traverse the environment to be measured and measuring the concentration of gas in the environment to be measured based on the attenuation rate at the light receiving side. .

【0002】[0002]

【従来の技術】生産設備等が設けられている敷地やまた
隧道等のように広い環境でのガス漏れを検出する場合に
は、多数のガス検出ヘッドを必要とするため、コストが
掛かるという問題がある。このため、監視すべき環境に
光ビーム照射手段と受光手段を同一の筐体に組み込んだ
測定装置本体と、これから所定の距離を隔てて入射方向
に反射する自己回帰性を備えた反射板を設置し、測定装
置から監視すべきガスの吸収スペクトルに一致する光ビ
ームを反射板に向けて照射し、反射板からの光の減衰率
から環境中のガスの濃度を測定する方法が用いられてい
る。
2. Description of the Related Art When a gas leak is detected in a site where production facilities are installed or in a wide environment such as a tunnel, a large number of gas detection heads are required, resulting in high cost. There is. For this reason, a measuring device main body in which the light beam irradiating means and the light receiving means are incorporated in the same housing in the environment to be monitored, and a reflecting plate having a self-regressive property for reflecting in the incident direction at a predetermined distance from this are installed. However, a method of irradiating a light beam that matches the absorption spectrum of the gas to be monitored from the measuring device toward the reflector and measuring the concentration of gas in the environment from the attenuation rate of the light from the reflector is used. .

【0003】この装置は、反射板と測定装置本体との間
の距離が数メートル乃至数十メートルの範囲で、測定環
境に応じて任意に設定可能なため、反射板に到達する光
ビームのスポット径が大きく変化し、測定結果に誤差を
含むことになる。
In this device, the distance between the reflection plate and the main body of the measuring device is in the range of several meters to several tens of meters and can be set arbitrarily according to the measurement environment. The diameter changes greatly, and the measurement result will include an error.

【0004】もとより、光ビームのスポット径は、発光
手段とコリメーターレンズとの相対距離を調整すること
により変更可能であるが、そのためには筐体を開けるこ
とが必要となり、現場での作業が複雑になるという問題
がある。
Of course, the spot diameter of the light beam can be changed by adjusting the relative distance between the light emitting means and the collimator lens, but for that purpose, it is necessary to open the case, and the work at the site is required. There is the problem of complexity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、測定光ビームのスポット径を筐体外部から簡単に
変更することができる新規な光ビーム式ガス濃度測定装
置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to easily change the spot diameter of a measurement light beam from outside the housing. It is to provide a novel light beam type gas concentration measuring device that can be used.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、中央部に透光材により封止
された窓が形成された筐体に、中央部にコリメーターレ
ンズを介して光ビームを前記窓から自己回帰性反射板に
照射する発光手段と、前記自己回帰性反射板に反射され
て前記コリメーターレンズの外周から入射した光を収束
光学系を介して受ける受光手段とを収容した光ビーム式
ガス濃度測定装置において、前記コリメーターレンズの
焦点距離を変更する補正レンズを前記コリメーターレン
ズと対向する位置に位置決め可能な枠体により前記筐体
の外側に固定することにより、筐体を明けることなく、
集光光学系の焦点距離を変更して光ビームのスポット径
を最適なサイズに変更する。
In order to solve such a problem, in the present invention, a casing having a window sealed with a light-transmitting material is formed in the center, and a collimator lens is provided in the center. A light emitting means for irradiating the autoregressive reflection plate with a light beam from the window through the light receiving means, and a light receiving means for receiving the light reflected by the autoregressive reflection plate and incident from the outer periphery of the collimator lens through a converging optical system. In a light beam type gas concentration measuring device accommodating and, a correction lens for changing the focal length of the collimator lens is fixed to the outside of the casing by a frame body that can be positioned at a position facing the collimator lens. Allows you to
The focal length of the condensing optical system is changed to change the spot diameter of the light beam to the optimum size.

【0007】[0007]

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例を示すも
のであって、図中符号1は、支持台2に固定された測定
装置本体で、筐体3の一側面に窓4を設け、ここに透光
板材5を筐体3にネジ6、6、6により固定して構成さ
れ、後述する自己回帰性反射板に測定用の赤外線ビーム
を照射するとともに、反射板により反射された赤外線を
受光できるように構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a measuring device main body fixed to a supporting base 2, and a window 4 is provided on one side surface of a housing 3 to transmit light therethrough. The plate member 5 is configured to be fixed to the housing 3 with screws 6, 6, 6 so that an infrared beam for measurement is irradiated to an autoregressive reflecting plate described later and infrared rays reflected by the reflecting plate can be received. It is configured.

【0008】図2は、上述の測定装置の一実施例を示す
ものであって、図中符号10は、赤外線発光手段で、こ
れの窓4側にはコリメーターレンズ11が配置されてい
て、発光手段10からの赤外線を収束させて赤外線ビー
ムとして窓4から照射するものである。
FIG. 2 shows an embodiment of the above-mentioned measuring apparatus. In the figure, reference numeral 10 is an infrared light emitting means, and a collimator lens 11 is arranged on the window 4 side thereof. The infrared rays from the light emitting means 10 are converged and irradiated as infrared rays from the window 4.

【0009】12は、放物面鏡で、コリメーターレンズ
11の直径よりも大きな直径を備え、窓4を透過した赤
外線を平面鏡13により放物面鏡12側に反射させ、こ
の光路上に配置されているハーフミラー14により測定
光センサー15と比較光センサー16とに入射させるよ
うに構成されている。ハーフミラー14の測定光センサ
ー15側には測定光フィルタ17が配置されている。な
お、図中、符号18は、比較光フィルタを示す。
Reference numeral 12 denotes a parabolic mirror having a diameter larger than that of the collimator lens 11 and reflecting the infrared ray transmitted through the window 4 to the parabolic mirror 12 side by the plane mirror 13 and arranging it on this optical path. The half mirror 14 is provided so that the measurement light sensor 15 and the comparison light sensor 16 are made incident. A measurement light filter 17 is arranged on the measurement light sensor 15 side of the half mirror 14. In the figure, reference numeral 18 indicates a comparative optical filter.

【0010】図3は、補正レンズ取付け体20の一実施
例を示すもので、補正レンズ21を固定するレンズ取付
枠22から放射状に複数のアーム23、23、23‥‥
を放射状に突出させ、これの先端に筐体3の突出部、こ
の実施例では透光板材5を筐体1に固定しているネジ
6、6、6に嵌合可能な挿入孔24、24、24‥‥を
形成して構成されている。
FIG. 3 shows an embodiment of the correction lens mounting body 20. A plurality of arms 23, 23, 23, ... Are radially provided from a lens mounting frame 22 for fixing the correction lens 21.
Are radially projected, and the projections of the housing 3 are provided at the tips thereof, and in this embodiment, insertion holes 24, 24 that can be fitted into the screws 6, 6, 6 fixing the transparent plate member 5 to the housing 1. , 24 ...

【0011】この実施例において、測定装置本体1と、
これからの放射される赤外線ビームの光路上に配置され
た自己回帰性反射板30とを所定の距離L1でもって配
置すると(図5(イ))、測定装置本体1から出射され
た赤外線ビームは、光路上に存在する気体に吸収を受け
て反射板30に反射され、再び光路上の気体に吸収を受
けて測定装置本体1に到達する。
In this embodiment, the measuring device body 1 and
When the self-regressive reflection plate 30 arranged on the optical path of the infrared beam to be emitted is arranged at a predetermined distance L1 (FIG. 5 (a)), the infrared beam emitted from the measuring device body 1 is The gas existing on the optical path is absorbed and reflected by the reflection plate 30, and again absorbed by the gas on the optical path to reach the measuring device body 1.

【0012】窓4から入射した赤外線は、放物面鏡12
により収束された後、反射光学系13、14で反射され
て測定光センサー15及び比較光センサー16に入射し
て、その強度が検出され、各センサー15、16の信号
レベルの比に基づいて光路上のガスの濃度が測定され
る。
The infrared rays entering through the window 4 are parabolic mirrors 12.
After being converged by, the light is reflected by the reflection optical systems 13 and 14 and is incident on the measurement optical sensor 15 and the comparison optical sensor 16, the intensity thereof is detected, and the light is detected based on the ratio of the signal levels of the sensors 15 and 16. The concentration of gas on the road is measured.

【0013】ところで、測定装置本体1と自己回帰性反
射鏡30との距離との距離を長くして距離L2に変更す
ると(図5(ロ))、発光手段10の発光源が有限な大
きさを持っている関係上、コリメータレンズ11を通過
した光は完全な平行光には収束されていないため、反射
板30に到達する赤外線ビームのスポット径が、同図に
おいて点線で示すように広がる。
By the way, when the distance between the measuring device main body 1 and the autoregressive reflecting mirror 30 is increased to change to the distance L2 (FIG. 5B), the light emitting source of the light emitting means 10 has a finite size. Since the light passing through the collimator lens 11 is not converged into a perfect parallel light, the spot diameter of the infrared beam reaching the reflection plate 30 spreads as shown by the dotted line in FIG.

【0014】このように反射板30のサイズに比較して
大きくなった場合には、適当な焦点距離を有する補正レ
ンズ21を選択し、取付け体20の挿入孔24、24、
24‥‥を筐体1のネジ6、6、6‥‥に挿入すると、
補正レンズ21がコリメーターレンズ11に対向する位
置にセットされる。
When the size of the reflection plate 30 is larger than the size of the reflection plate 30 as described above, the correction lens 21 having an appropriate focal length is selected, and the insertion holes 24, 24 of the mounting body 20 are inserted.
24 ... Is inserted into the screws 6, 6, 6 ... of the casing 1,
The correction lens 21 is set at a position facing the collimator lens 11.

【0015】これにより、コリメーターレンズ11と補
正レンズ21により集光光学系の焦点距離が変更される
ため、反射板30に照射される赤外線ビームのビームの
スポット径が同図(ロ)において実線で示すように絞ら
れる。
As a result, the focal length of the condensing optical system is changed by the collimator lens 11 and the correction lens 21, so that the spot diameter of the infrared beam irradiating the reflecting plate 30 is indicated by the solid line in FIG. It is narrowed down as shown in.

【0016】このように赤外線ビームのスポット径を絞
ることにより、測定装置本体1と反射板30との距離が
大きくなった場合や、また反射板30としてサイズの小
さなものを使用したときにも反射板30に到達した赤外
線ビームを逃がすことなく反射させることができ、さら
に焦点距離が異なる別の補正レンズ21を取付けて赤外
線ビームのスポットを拡大させることにより、測定装置
本体1と反射鏡30との距離が短くなった場合にも反射
板を有効に利用することができる。
By narrowing the spot diameter of the infrared beam in this way, even when the distance between the measuring device body 1 and the reflection plate 30 becomes large, or when a small-sized reflection plate 30 is used, reflection occurs. The infrared beam that has reached the plate 30 can be reflected without escaping, and by attaching another correction lens 21 having a different focal length to expand the spot of the infrared beam, the measuring device body 1 and the reflecting mirror 30 can be separated. The reflector can be effectively used even when the distance becomes short.

【0017】また、土木工事現場等のように地面の振動
が激しい環境にあっては、補正レンズ21により赤外線
ビームのスポット径を絞ることにより、反射板30で確
実に受光させて測定装置本体1に反射させて、振動に起
因する反射光量の変動を防止できるばかりでなく、トン
ネル等のように限られた空間であっても、サイズの小さ
な反射鏡を使用することができて、作業を阻害すること
なくガスの測定が可能となる。
Further, in an environment where ground vibration is severe, such as in a civil engineering construction site, the spot diameter of the infrared beam is narrowed by the correction lens 21 so that the reflection plate 30 can reliably receive the light and the measuring device body 1 Not only is it possible to prevent fluctuations in the amount of reflected light due to vibration by reflecting the light on the screen, but even in a limited space such as a tunnel, a small-sized reflector can be used, which hinders work. It is possible to measure the gas without doing so.

【0018】図6は、補正レンズ取り付け体の第2実施
例を示すものであって、図中符号32は、補正レンズ取
付枠で、これの対称となる位置にボルト33が設けられ
ており、筐体1のネジ6、6により固定された、水平方
向に延びるアーム34の長溝35にボルト33を挿通し
た上で、アーム34を挟むようにナット36、37で固
定されている。
FIG. 6 shows a second embodiment of the correction lens mounting body. In the drawing, reference numeral 32 is a correction lens mounting frame, and bolts 33 are provided at symmetrical positions thereof. The bolts 33 are inserted into the long grooves 35 of the horizontally extending arms 34 fixed by the screws 6 of the casing 1, and then fixed by nuts 36 and 37 so as to sandwich the arms 34.

【0019】この実施例によれば、ナット36、37を
緩めて、ボルト33を長溝35内を移動させることによ
り水平方向の位置を、またアーム34とナット36、3
7との相対位置を調整することにより垂直方向の位置を
調整して、補正レンズ24を最適な位置にセットするこ
とができる。なお、補正レンズ取付枠32は、透光板材
5に当接しているので、振動を受けても補正レンズがガ
タつくことはない。
According to this embodiment, the nuts 36 and 37 are loosened, and the bolt 33 is moved in the long groove 35 to move the bolt 33 in the horizontal position.
The position in the vertical direction can be adjusted by adjusting the relative position with respect to 7, and the correction lens 24 can be set at the optimum position. Since the correction lens mounting frame 32 is in contact with the translucent plate member 5, the correction lens does not rattle even when subjected to vibration.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、一側に透光材により封止された窓が形成された筐体
に、中央部にコリメーターレンズを介して光ビームを前
記窓から自己回帰性反射板に照射する発光手段と、自己
回帰性反射板に反射されて前記コリメーターレンズの外
周から入射した光を収束光学系を介して受ける受光手段
とを収容した光ビーム式ガス濃度測定装置において、コ
リメーターレンズの焦点距離を変更する補正レンズをコ
リメーターレンズと対向する位置に位置決め可能な枠体
により固定するようにしたので、いちいち筐体を明ける
ことを必要とすることなく、簡単に最適なスポット径に
変更することができる。
As described above, according to the present invention, in a housing having a window sealed with a translucent material on one side, a light beam is passed through the collimator lens in the central portion of the window. A light beam type gas containing a light emitting means for irradiating an autoregressive reflection plate from the light receiving means and a light receiving means for receiving the light reflected by the autoregressive reflection plate and incident from the outer periphery of the collimator lens through a converging optical system. In the density measuring device, the correction lens that changes the focal length of the collimator lens is fixed by a frame that can be positioned at a position facing the collimator lens, so it is not necessary to open the case each time. , You can easily change to the optimum spot diameter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す装置の概観図である。FIG. 1 is a schematic view of an apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】同上装置の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the same device.

【図3】補正レンズ取り付け体の一実施例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a correction lens attachment body.

【図4】補正レンズを筐体に取付けた状態で示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a correction lens is attached to a housing.

【図5】図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上装置におけ
る赤外線ビームの状態を示す図である。
5 (a) and 5 (b) are diagrams showing a state of an infrared beam in the same apparatus, respectively.

【図6】補正レンズ取り付け体の他の実施例を筐体に取
付けた状態で示す図である。
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the correction lens attachment body in a state where it is attached to a housing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 測定装置本体 2 支持台 3 筐体 4 窓 5 透光板材 6 ネジ 10 赤外光源 11 コリメーターレンズ 12 放物面鏡 15 測定光センサー 16 比較光センサー 20 補正レンズ取付け体 21 補正レンズ 22 レンズ取付枠 23 アーム 24 挿入孔 1 Measuring Device Main Body 2 Support Stand 3 Housing 4 Window 5 Light Transmitting Plate Material 6 Screw 10 Infrared Light Source 11 Collimator Lens 12 Parabolic Mirror 15 Measuring Light Sensor 16 Comparative Light Sensor 20 Correcting Lens Mount 21 Correcting Lens 22 Lens Mounting Frame 23 Arm 24 Insertion hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一側に透光材により封止された透光窓が
形成された筐体に、中央部にコリメーターレンズを介し
て光ビームを前記窓から自己回帰性反射板に照射する発
光手段と、前記自己回帰性反射板に反射されて前記コリ
メーターレンズの外周から入射した光を収束光学系を介
して受ける受光手段とを収容した光ビーム式ガス濃度測
定装置において、 前記コリメーターレンズの焦点距離を変更する補正レン
ズを前記コリメーターレンズと対向する位置に位置決め
可能な枠体により前記筐体の外側に固定してなる光ビー
ム式ガス濃度測定装置。
1. A housing having a light-transmitting window sealed on one side with a light-transmitting material is irradiated with a light beam from the window to a self-regressing reflector through a collimator lens in the center. In the light beam type gas concentration measuring device, which contains a light emitting means and a light receiving means for receiving the light reflected by the autoregressive reflection plate and incident from the outer periphery of the collimator lens through a converging optical system, the collimator A light beam type gas concentration measuring device in which a correction lens for changing the focal length of the lens is fixed to the outside of the casing by a frame body that can be positioned at a position facing the collimator lens.
JP30991794A 1994-11-18 1994-11-18 Light beam type gas concentration measuring device Withdrawn JPH08145883A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190316965A1 (en) * 2018-04-16 2019-10-17 Yokogawa Electric Corporation Gas analyzer

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