JPH0843303A - 濃度測定装置 - Google Patents
濃度測定装置Info
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- JPH0843303A JPH0843303A JP7147771A JP14777195A JPH0843303A JP H0843303 A JPH0843303 A JP H0843303A JP 7147771 A JP7147771 A JP 7147771A JP 14777195 A JP14777195 A JP 14777195A JP H0843303 A JPH0843303 A JP H0843303A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
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- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ガス濃度を感度良くまた直線性に優れかつ精度
良く測定できる濃度測定装置の提供。 【構成】濃度測定装置は赤外線放射光の存在する領域中
内におけるガスの圧力変動によってガス濃度を測定する
ために使用されるタイプの吸収セル５２を有する。この
領域中の赤外線放射光は、ガスの圧力変動によって影響
されて、ガス濃度の電気的測定値を与える。吸収セル５
２の内壁の表面粗さを制御することによって測定の感
度、直線性及び精度が改善される。
良く測定できる濃度測定装置の提供。 【構成】濃度測定装置は赤外線放射光の存在する領域中
内におけるガスの圧力変動によってガス濃度を測定する
ために使用されるタイプの吸収セル５２を有する。この
領域中の赤外線放射光は、ガスの圧力変動によって影響
されて、ガス濃度の電気的測定値を与える。吸収セル５
２の内壁の表面粗さを制御することによって測定の感
度、直線性及び精度が改善される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、濃度測定装置に関
し、さらに詳しくはガス中の水蒸気を測定するための濃
度測定装置に関し、特に水蒸気センサのための測定セル
の構造に関する。
し、さらに詳しくはガス中の水蒸気を測定するための濃
度測定装置に関し、特に水蒸気センサのための測定セル
の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス中の微量な水蒸気を測定するための
装置はこれまでに十分に開発が行われている。例えば、
１９６５年３月１６日に特許されたアメリカ合衆国特許
第3,174,037 号には、混合ガス中のあるガスの濃度を測
定するための装置及び方法が開示されている。この特許
の好ましい実施例は、空気中の水蒸気の測定に関するも
のである。本発明の譲受人が所有する１９７５年８月６
日に特許されたアメリカ合衆国特許第3,902,068 号に
は、吸収セルの中に存在するブタンなどの試験ガスの量
を測定するための方法及び装置が開示されている。この
特許は、試験ガスセルを吸収セルから隔離するように設
置された膜の透過率を測定するための装置に関するもの
である。本発明の譲受人が所有する１９９３年９月２７
日に出願されたアメリカ合衆国特許出願第08/126,921号
には、膜を介する水蒸気の透過率を測定するためのシス
テムが開示されている。このシステムは、吸収セル中の
水蒸気濃度を測定するために、特許第3,902,068 号の原
理を主に利用している。上述した特許はすべて、赤外線
光源を利用しており、窓を介して吸収セルの中に放射光
を通し、この放射光のうちセルを通過した量を適当な検
出器でモニタしている。また、アメリカ合衆国特許第3,
902,068 号は、吸収セル中のガスに圧力の脈動を与える
ことによって吸収セル中のガスの密度を増減させるため
の圧送装置を用いている。セルを通過する放射光エネル
ギは、相対的な圧力変動によって影響を受け、放射光出
力信号を発生する。この放射光信号は、セルの中のガス
濃度に比例した交流電気出力信号へと変換することがで
きる。
装置はこれまでに十分に開発が行われている。例えば、
１９６５年３月１６日に特許されたアメリカ合衆国特許
第3,174,037 号には、混合ガス中のあるガスの濃度を測
定するための装置及び方法が開示されている。この特許
の好ましい実施例は、空気中の水蒸気の測定に関するも
のである。本発明の譲受人が所有する１９７５年８月６
日に特許されたアメリカ合衆国特許第3,902,068 号に
は、吸収セルの中に存在するブタンなどの試験ガスの量
を測定するための方法及び装置が開示されている。この
特許は、試験ガスセルを吸収セルから隔離するように設
置された膜の透過率を測定するための装置に関するもの
である。本発明の譲受人が所有する１９９３年９月２７
日に出願されたアメリカ合衆国特許出願第08/126,921号
には、膜を介する水蒸気の透過率を測定するためのシス
テムが開示されている。このシステムは、吸収セル中の
水蒸気濃度を測定するために、特許第3,902,068 号の原
理を主に利用している。上述した特許はすべて、赤外線
光源を利用しており、窓を介して吸収セルの中に放射光
を通し、この放射光のうちセルを通過した量を適当な検
出器でモニタしている。また、アメリカ合衆国特許第3,
902,068 号は、吸収セル中のガスに圧力の脈動を与える
ことによって吸収セル中のガスの密度を増減させるため
の圧送装置を用いている。セルを通過する放射光エネル
ギは、相対的な圧力変動によって影響を受け、放射光出
力信号を発生する。この放射光信号は、セルの中のガス
濃度に比例した交流電気出力信号へと変換することがで
きる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したタイプの吸収
セルを使用するときの問題点の一つは、吸収セルの加熱
の影響によって生じる望ましくない放射光信号及び／も
しくはセル内における放射光エネルギの内部反射によっ
て生じる。すなわち、セルの窓を通ってセルを通過する
放射光エネルギ信号は、所望の放射光信号の他に、前述
した影響やその他の影響によって生じる”雑音”に起因
する他の放射光信号も含んでいる。従来は、測定される
水蒸気の濃度が非常に大きく、従って、所望の信号強度
が十分に大きいことから、放射光エネルギ信号の雑音成
分をフィルタリングすることによって、所望の信号に対
してその適切な大きさを確保することができた。しか
し、これは、１日当り平方メートル当り約10グラム（10
（ｇ／ｍ2 ）／日）以下の水蒸気透過レベルにおいては
装置の直線性に限界があり、水蒸気透過レベルが極端に
低いレベルにおいては、すなわち約１ｇ／ｍ2 ／日以下
のレベルにおいては、流量などの調節を行うことが必要
となる。このレベル以下の水蒸気透過率の測定は、不可
能でなくても、本来、困難である。こうした極端に低い
水蒸気濃度というのは、前述したタイプの装置を使っ
て、本来、小さい水分透過特性を有する膜の透過率を試
験するときに、吸収セルの中で起きる。例えば、小さく
ても１日当り平方メートル当り約10グラム（10（ｇ／ｍ
2 ）／日）までの水蒸気透過率を有するフィルムは、信
号の放射光雑音成分に関係なく、特許第3,902,068 号に
開示されているタイプの吸収セルの中で容易に測定する
ことができる。しかし、コーティングフィルムなどのフ
ィルム製造における最近の技術進歩によって、透過率は
0.01（ｇ／ｍ2 ）／日のものまで製造できるようになっ
ており、こうした値は、前述した放射光雑音成分によっ
て極めて大きな影響を受ける。
セルを使用するときの問題点の一つは、吸収セルの加熱
の影響によって生じる望ましくない放射光信号及び／も
しくはセル内における放射光エネルギの内部反射によっ
て生じる。すなわち、セルの窓を通ってセルを通過する
放射光エネルギ信号は、所望の放射光信号の他に、前述
した影響やその他の影響によって生じる”雑音”に起因
する他の放射光信号も含んでいる。従来は、測定される
水蒸気の濃度が非常に大きく、従って、所望の信号強度
が十分に大きいことから、放射光エネルギ信号の雑音成
分をフィルタリングすることによって、所望の信号に対
してその適切な大きさを確保することができた。しか
し、これは、１日当り平方メートル当り約10グラム（10
（ｇ／ｍ2 ）／日）以下の水蒸気透過レベルにおいては
装置の直線性に限界があり、水蒸気透過レベルが極端に
低いレベルにおいては、すなわち約１ｇ／ｍ2 ／日以下
のレベルにおいては、流量などの調節を行うことが必要
となる。このレベル以下の水蒸気透過率の測定は、不可
能でなくても、本来、困難である。こうした極端に低い
水蒸気濃度というのは、前述したタイプの装置を使っ
て、本来、小さい水分透過特性を有する膜の透過率を試
験するときに、吸収セルの中で起きる。例えば、小さく
ても１日当り平方メートル当り約10グラム（10（ｇ／ｍ
2 ）／日）までの水蒸気透過率を有するフィルムは、信
号の放射光雑音成分に関係なく、特許第3,902,068 号に
開示されているタイプの吸収セルの中で容易に測定する
ことができる。しかし、コーティングフィルムなどのフ
ィルム製造における最近の技術進歩によって、透過率は
0.01（ｇ／ｍ2 ）／日のものまで製造できるようになっ
ており、こうした値は、前述した放射光雑音成分によっ
て極めて大きな影響を受ける。
【０００４】極端に低いレベルの水蒸気透過率レベルを
測定するために従来の吸収セルを使用しようとするとき
に生じる大きな問題は、非直線性の問題である。測定し
た放射光信号は透過率の測定値が５〜６（ｇ／ｍ2 ）／
日において非直線的になり、従って、その装置は使用で
きなくなる。この非直線性の理由は完全には解明されて
おらず、実験によって、この非直線性が装置によってあ
る程度違ってくるということがわかっている。こうした
問題のために、いくつかの新たに開発されたフィルムを
測定する上で、従来の装置は有用性が制約される。
測定するために従来の吸収セルを使用しようとするとき
に生じる大きな問題は、非直線性の問題である。測定し
た放射光信号は透過率の測定値が５〜６（ｇ／ｍ2 ）／
日において非直線的になり、従って、その装置は使用で
きなくなる。この非直線性の理由は完全には解明されて
おらず、実験によって、この非直線性が装置によってあ
る程度違ってくるということがわかっている。こうした
問題のために、いくつかの新たに開発されたフィルムを
測定する上で、従来の装置は有用性が制約される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、前述したタ
イプの吸収セルの構造の改良に関する。この発明におい
ては、放射光信号の雑音成分を制御することによって、
従来の装置によっては達成することのできなかった低い
レベルにおいて、正確かつ直線的な透過率測定を行うこ
とができる。放射光信号の雑音成分は、吸収セル内への
圧縮エネルギとドライガス条件下における吸収セル内の
放射光雑音によって発生される信号が、吸収セル内の任
意の量の水蒸気によって発生される放射光信号と同相の
測定放射光信号を常に発生するように、制御される。こ
うした信号を発生させるための一つの方法は、金属ブロ
ックを貫通する穴の形態で吸収セルを構成し、この穴の
表面の粗さを制御して、荒れ表面仕上げを行うことであ
る。表面仕上げは、吸収セル全体にわたる表面の凹凸の
相対的な高さを測った値がおよそ０．３８１μｍ（15マ
イクロインチ）以上になるようにされる。この表面仕上
げによって、放射光信号の雑音成分が制御されることに
なり、比較的低い透過率測定における非直線性がなくな
る。
イプの吸収セルの構造の改良に関する。この発明におい
ては、放射光信号の雑音成分を制御することによって、
従来の装置によっては達成することのできなかった低い
レベルにおいて、正確かつ直線的な透過率測定を行うこ
とができる。放射光信号の雑音成分は、吸収セル内への
圧縮エネルギとドライガス条件下における吸収セル内の
放射光雑音によって発生される信号が、吸収セル内の任
意の量の水蒸気によって発生される放射光信号と同相の
測定放射光信号を常に発生するように、制御される。こ
うした信号を発生させるための一つの方法は、金属ブロ
ックを貫通する穴の形態で吸収セルを構成し、この穴の
表面の粗さを制御して、荒れ表面仕上げを行うことであ
る。表面仕上げは、吸収セル全体にわたる表面の凹凸の
相対的な高さを測った値がおよそ０．３８１μｍ（15マ
イクロインチ）以上になるようにされる。この表面仕上
げによって、放射光信号の雑音成分が制御されることに
なり、比較的低い透過率測定における非直線性がなくな
る。
【０００６】
【発明の目的及び利点】この発明の主な目的は、上記構
成の吸収セルを提供して、ガス中の水蒸気の極めて低い
濃度を正確に測定することができるようにすることであ
る。この発明の別の目的は、直線的な変化特性を有する
吸収測定セルを提供することである。この発明の利点
は、測定吸収セルの構造が簡単なことである。セル内の
表面の仕上げを適切に制御することによって、このセル
では所望の結果を得ることが可能である。この発明は、
以下の説明と、特許請求の範囲、そして添付されている
図面を参照することによってより明かとなろう。
成の吸収セルを提供して、ガス中の水蒸気の極めて低い
濃度を正確に測定することができるようにすることであ
る。この発明の別の目的は、直線的な変化特性を有する
吸収測定セルを提供することである。この発明の利点
は、測定吸収セルの構造が簡単なことである。セル内の
表面の仕上げを適切に制御することによって、このセル
では所望の結果を得ることが可能である。この発明は、
以下の説明と、特許請求の範囲、そして添付されている
図面を参照することによってより明かとなろう。
【０００７】
【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。まず、図２を参照すると。同図には、アメ
リカ合衆国特許出願第08/126,921号に開示されているタ
イプのシステム及び装置が示されている。この特許願の
開示を参照のために、ここに引用する。ポリエチレン、
マイラ（Ｍｙｌａｒ）、サラン（Ｓａｒａｎ）のような
プラスチックのフィルム１０が、拡散セル１１の中にク
ランプされている。拡散セル１１は分離可能な二つの半
割部材から構成されており、図２の断面図において、上
側のケーシング１２及び、下側のケーシング１４として
描かれている。プラスチックのフィルム１０へ当接され
たケーシング１２，１４の端部１６のまわりには軟らか
いゴム製のガスケット６が設けられている。Ｃクランプ
のような適当なクランプ（図示されていない）を用い
て、二つのケーシング１２，１４はお互いに、またフィ
ルム１０に対してしっかりとクランプされている。
を説明する。まず、図２を参照すると。同図には、アメ
リカ合衆国特許出願第08/126,921号に開示されているタ
イプのシステム及び装置が示されている。この特許願の
開示を参照のために、ここに引用する。ポリエチレン、
マイラ（Ｍｙｌａｒ）、サラン（Ｓａｒａｎ）のような
プラスチックのフィルム１０が、拡散セル１１の中にク
ランプされている。拡散セル１１は分離可能な二つの半
割部材から構成されており、図２の断面図において、上
側のケーシング１２及び、下側のケーシング１４として
描かれている。プラスチックのフィルム１０へ当接され
たケーシング１２，１４の端部１６のまわりには軟らか
いゴム製のガスケット６が設けられている。Ｃクランプ
のような適当なクランプ（図示されていない）を用い
て、二つのケーシング１２，１４はお互いに、またフィ
ルム１０に対してしっかりとクランプされている。
【０００８】上側のケーシング１２は、キャビティある
いはチャンバ１８を形成している。チャンバ１８の中に
は、水を含ませたスポンジ、あるいはチューブ２６を用
いて水が入れられる。上側のチャンバ１８はチャンバが
完全に飽和状態となるに十分な量の水を有している。チ
ャンバの一つの壁は上記フィルム１０から形成されてい
る。調節可能な計量バルブ２２及びチューブ４２を介し
て、窒素やヘリウム、アルゴン、あるいはその他の不活
性ガスなどの乾燥したキャリヤガスを加圧状態で拡散セ
ル１１の下側のチャンバ４６の中に供給する。ガスの流
れる方向は、矢印９０で示されている。キャリヤガスは
チューブ４８を通ってチャンバ４６から出る。チューブ
４８は、拡散セル１１のチャンバ４６からベンチュリ３
２の中心点まで延びている。ベンチュリ３２の一端はチ
ューブ５０を介して吸収セル５２へ連結されている。ベ
ンチュリ３２の他端は、チューブ５３を介してフローメ
ータ５５へ連結されている。この発明において特に有用
なフローメータの形態の一つは、ハネウェル（Ｈｏｎｅ
ｙｗｅｌｌ）のマイクロスイッチ部門によって製造され
ている”マイクロ・ブリッジ・マス・エアー・フロー・
センサ (micro-bridge mass air flow sensor)”であ
る。この空気流量センサは実際の質量流量を検出するこ
とができ、０〜２００標準立方センチメートル／分（ｓ
ｃｃｍ）の流量の流れを検出することができる。このセ
ンサは、検出した流量を表すアナログ電圧を出力する。
フローメータ５５は、センシングエレメントの表面を横
切る空気流による熱伝達の理論に基づいて動作すし、出
力電圧は、センサの流入ポートと流出ポートを通って流
れる空気あるいはその他のガスの流量に比例して変化す
る。このセンサは、製造メーカによってマイクロ・ブリ
ッジＡＷＭ２０００シリーズ (micro-bridge AWM2000 s
eries)と名付けられており、測定する空気流量が０〜２
００ｓｃｃｍの範囲で変化するときに、出力電圧は０〜
４５ミリボルト（ｍＶ）変化する。
いはチャンバ１８を形成している。チャンバ１８の中に
は、水を含ませたスポンジ、あるいはチューブ２６を用
いて水が入れられる。上側のチャンバ１８はチャンバが
完全に飽和状態となるに十分な量の水を有している。チ
ャンバの一つの壁は上記フィルム１０から形成されてい
る。調節可能な計量バルブ２２及びチューブ４２を介し
て、窒素やヘリウム、アルゴン、あるいはその他の不活
性ガスなどの乾燥したキャリヤガスを加圧状態で拡散セ
ル１１の下側のチャンバ４６の中に供給する。ガスの流
れる方向は、矢印９０で示されている。キャリヤガスは
チューブ４８を通ってチャンバ４６から出る。チューブ
４８は、拡散セル１１のチャンバ４６からベンチュリ３
２の中心点まで延びている。ベンチュリ３２の一端はチ
ューブ５０を介して吸収セル５２へ連結されている。ベ
ンチュリ３２の他端は、チューブ５３を介してフローメ
ータ５５へ連結されている。この発明において特に有用
なフローメータの形態の一つは、ハネウェル（Ｈｏｎｅ
ｙｗｅｌｌ）のマイクロスイッチ部門によって製造され
ている”マイクロ・ブリッジ・マス・エアー・フロー・
センサ (micro-bridge mass air flow sensor)”であ
る。この空気流量センサは実際の質量流量を検出するこ
とができ、０〜２００標準立方センチメートル／分（ｓ
ｃｃｍ）の流量の流れを検出することができる。このセ
ンサは、検出した流量を表すアナログ電圧を出力する。
フローメータ５５は、センシングエレメントの表面を横
切る空気流による熱伝達の理論に基づいて動作すし、出
力電圧は、センサの流入ポートと流出ポートを通って流
れる空気あるいはその他のガスの流量に比例して変化す
る。このセンサは、製造メーカによってマイクロ・ブリ
ッジＡＷＭ２０００シリーズ (micro-bridge AWM2000 s
eries)と名付けられており、測定する空気流量が０〜２
００ｓｃｃｍの範囲で変化するときに、出力電圧は０〜
４５ミリボルト（ｍＶ）変化する。
【０００９】吸収セル５２は赤外線ガス分析装置６０の
一部を形成している。赤外線ガス分析装置６０は、窓５
４に隣接して配置されている赤外線（ＩＲ）光源６２も
有している。赤外線光源６２は放射光エネルギを発生
し、この放射光エネルギは吸収セル５２や窓５４，５６
を完全に通過して、そのあと干渉フィルタ６４を通る。
干渉フィルタ６４は２．６ミクロン付近を中心波長とす
る狭い範囲の光を透過させる。２．６ミクロンという波
長は、水蒸気がＩＲエネルギに対して大きな減衰を与え
る波長の一つである。赤外線光源６２は、０．７６ミク
ロンから２００ミクロンの広い範囲のＩＲスペクトルに
わたって放射光を発生する。水蒸気が存在すると、全体
の波長のうちのいくつかの狭い帯域でこの放射光が減衰
する。こうした減衰区域の一つが、約２．６ミクロンに
存在する。これが、この波長の放射光を透過させるよう
に干渉フィルタ６４を選択する理由である。もちろん、
ＩＲスペクトル内には、これ以外にも水蒸気による減衰
帯域が存在し、これらの減衰帯域と協働する干渉フィル
タもこの発明で使用することができるであろう。
一部を形成している。赤外線ガス分析装置６０は、窓５
４に隣接して配置されている赤外線（ＩＲ）光源６２も
有している。赤外線光源６２は放射光エネルギを発生
し、この放射光エネルギは吸収セル５２や窓５４，５６
を完全に通過して、そのあと干渉フィルタ６４を通る。
干渉フィルタ６４は２．６ミクロン付近を中心波長とす
る狭い範囲の光を透過させる。２．６ミクロンという波
長は、水蒸気がＩＲエネルギに対して大きな減衰を与え
る波長の一つである。赤外線光源６２は、０．７６ミク
ロンから２００ミクロンの広い範囲のＩＲスペクトルに
わたって放射光を発生する。水蒸気が存在すると、全体
の波長のうちのいくつかの狭い帯域でこの放射光が減衰
する。こうした減衰区域の一つが、約２．６ミクロンに
存在する。これが、この波長の放射光を透過させるよう
に干渉フィルタ６４を選択する理由である。もちろん、
ＩＲスペクトル内には、これ以外にも水蒸気による減衰
帯域が存在し、これらの減衰帯域と協働する干渉フィル
タもこの発明で使用することができるであろう。
【００１０】干渉フィルタ６４を通過したあと、放射光
は光電セル６６へ入射する。光電セル６６は入射した放
射光を電気信号に変換する。この電気信号は増幅器６８
へ送られ、増幅器６８において適当に増幅される。増幅
器６８からの出力は、参照番号６９によって表されてい
る利得可変の増幅器”Ｇ”へ送られる。利得可変の増幅
器６９からの出力は、帯記録紙レコーダ７２のような表
示装置へ送られる。利得可変の増幅器６９の利得は、ラ
イン６７を介する信号によって調節される。この信号は
フローメータ５５から発生するものである。この信号
は、フローメータ５５の中を通り排出チューブ５７を通
って流出するガスの容積流量に正比例している。増幅器
６９の利得は、ライン６７を流れる信号に逆比例する。
従って、フローメータ５５中を流れる流量が増大する
と、赤外線ガス分析装置６０からの出力信号はそれに応
じて減少する。
は光電セル６６へ入射する。光電セル６６は入射した放
射光を電気信号に変換する。この電気信号は増幅器６８
へ送られ、増幅器６８において適当に増幅される。増幅
器６８からの出力は、参照番号６９によって表されてい
る利得可変の増幅器”Ｇ”へ送られる。利得可変の増幅
器６９からの出力は、帯記録紙レコーダ７２のような表
示装置へ送られる。利得可変の増幅器６９の利得は、ラ
イン６７を介する信号によって調節される。この信号は
フローメータ５５から発生するものである。この信号
は、フローメータ５５の中を通り排出チューブ５７を通
って流出するガスの容積流量に正比例している。増幅器
６９の利得は、ライン６７を流れる信号に逆比例する。
従って、フローメータ５５中を流れる流量が増大する
と、赤外線ガス分析装置６０からの出力信号はそれに応
じて減少する。
【００１１】ベンチュリ３２の中を流れるガスの量は、
ベローズ７６の作動によって決められる。ベローズ７６
は、吸収セル５２の内部と、チューブ５０を介してその
後方に振動的な圧力変動を発生する。このために、ベン
チュリ３２の中央タップは本来的に減圧状態になり、チ
ャンバ４６内に矢印９０で表される方向でキャリヤガス
と水蒸気の正味の混合流が発生される。このキャリヤガ
スと水蒸気の混合流は、ベンチュリ３２の中央タップの
中に引き込まれ、そこへ連結されているチューブ５０さ
らには、吸収セル５２内に拡散する。ベローズ７６はリ
ンク７８によって駆動され、リンク７８はクランクアー
ムを介して回転式の駆動機構８０へ連結されている。駆
動機構８０は矢印で表されている方向へ回転され、ベロ
ーズ７６に往復運動を行わせて、吸収セル５２の中にチ
ューブ７４を介してガス脈動を発生させる。
ベローズ７６の作動によって決められる。ベローズ７６
は、吸収セル５２の内部と、チューブ５０を介してその
後方に振動的な圧力変動を発生する。このために、ベン
チュリ３２の中央タップは本来的に減圧状態になり、チ
ャンバ４６内に矢印９０で表される方向でキャリヤガス
と水蒸気の正味の混合流が発生される。このキャリヤガ
スと水蒸気の混合流は、ベンチュリ３２の中央タップの
中に引き込まれ、そこへ連結されているチューブ５０さ
らには、吸収セル５２内に拡散する。ベローズ７６はリ
ンク７８によって駆動され、リンク７８はクランクアー
ムを介して回転式の駆動機構８０へ連結されている。駆
動機構８０は矢印で表されている方向へ回転され、ベロ
ーズ７６に往復運動を行わせて、吸収セル５２の中にチ
ューブ７４を介してガス脈動を発生させる。
【００１２】例として描かれている曲線７２ａは、この
発明の装置を動作させたて、チャンバ４６の中の予め決
められた量の水蒸気を検出した場合の帯記録紙レコーダ
７２の代表的な応答を示している。この曲線７２ａは、
測定された水蒸気濃度は安定したレベルにまで徐々に上
昇し、そのあとは、フィルム１０を透過する水蒸気の相
対的な透過率に応じた、ほぼ一定の値になることを示し
ている。従って、このときの曲線７２ａの安定した部分
が、フィルム１０の透過率を表すことになる。図２に示
されている電気的な機能は、適当にプログラミングされ
たデジタルコンピュータによっても同じように行うこと
ができることに留意すべきである。この場合には、各測
定値はデジタル値に変換され、そのあとコンピュータの
プロセッサに送られて計算及びその他の操作が行われ、
適当な表示装置に対する駆動信号を発生する。
発明の装置を動作させたて、チャンバ４６の中の予め決
められた量の水蒸気を検出した場合の帯記録紙レコーダ
７２の代表的な応答を示している。この曲線７２ａは、
測定された水蒸気濃度は安定したレベルにまで徐々に上
昇し、そのあとは、フィルム１０を透過する水蒸気の相
対的な透過率に応じた、ほぼ一定の値になることを示し
ている。従って、このときの曲線７２ａの安定した部分
が、フィルム１０の透過率を表すことになる。図２に示
されている電気的な機能は、適当にプログラミングされ
たデジタルコンピュータによっても同じように行うこと
ができることに留意すべきである。この場合には、各測
定値はデジタル値に変換され、そのあとコンピュータの
プロセッサに送られて計算及びその他の操作が行われ、
適当な表示装置に対する駆動信号を発生する。
【００１３】図１は、この発明で利用されるベンチュリ
３２と吸収セル５２の好ましい実施例の斜視図を表して
いる。吸収セル５２はチャンバ６１を形成するために、
金属ブロック２００を穴開けして貫通路を設けることで
形成されることが好ましい。つまり、チャンバ６１は金
属ブロック２００の長手方向全長にわたって穴を開ける
ことによって形成されている。ベンチュリ３２も、金属
ブロック２００の中に、穴開けと、これと直交する穴開
けとによって、いくつかの通路を設けることによって形
成されている。これらの通路は図２において、チューブ
への流入点として描かれている。図１に示されている通
路５０’は、図２に示されている通路５０’及びチュー
ブ５０と同じように機能することを理解すべきである。
例えば、通路５３’は上部開口部から下方へ開けられて
いて、通路４８’と交差している。通路７４’は、図２
に示されている、ベローズ７６と吸収セル５２との間を
連結しているチューブ７４に相当するものであり、これ
と同等である。通路５０’は通路７４’と、通路５３’
及び通路４８’との間を連結している。通路４８’は通
路５０’及び通路５３’と直交するように穴開けされて
いて、これらの連結部においてこれらと交差している。
交差点２３２は、ベンチュリ３２の中心交差点と機能的
には同じである。通路４８’はチューブ４８へ連結され
ており、通路５３’はチューブ５３へ連結されている。
図１の通路５０’は実際に通路７４’と交差しているけ
れども、図２においては、チューブ５０はチューブ７４
の入り点から離れた点において吸収セル５２に入ること
に留意すべきである。図１の通路５０’は通路７４’内
に開けられているけれども、図２に描かれているものと
機能的には同等である。通路５０’の流入点はチャンバ
６１に十分に近接するように設けられていて、同等な機
能を果たすようになっている。
３２と吸収セル５２の好ましい実施例の斜視図を表して
いる。吸収セル５２はチャンバ６１を形成するために、
金属ブロック２００を穴開けして貫通路を設けることで
形成されることが好ましい。つまり、チャンバ６１は金
属ブロック２００の長手方向全長にわたって穴を開ける
ことによって形成されている。ベンチュリ３２も、金属
ブロック２００の中に、穴開けと、これと直交する穴開
けとによって、いくつかの通路を設けることによって形
成されている。これらの通路は図２において、チューブ
への流入点として描かれている。図１に示されている通
路５０’は、図２に示されている通路５０’及びチュー
ブ５０と同じように機能することを理解すべきである。
例えば、通路５３’は上部開口部から下方へ開けられて
いて、通路４８’と交差している。通路７４’は、図２
に示されている、ベローズ７６と吸収セル５２との間を
連結しているチューブ７４に相当するものであり、これ
と同等である。通路５０’は通路７４’と、通路５３’
及び通路４８’との間を連結している。通路４８’は通
路５０’及び通路５３’と直交するように穴開けされて
いて、これらの連結部においてこれらと交差している。
交差点２３２は、ベンチュリ３２の中心交差点と機能的
には同じである。通路４８’はチューブ４８へ連結され
ており、通路５３’はチューブ５３へ連結されている。
図１の通路５０’は実際に通路７４’と交差しているけ
れども、図２においては、チューブ５０はチューブ７４
の入り点から離れた点において吸収セル５２に入ること
に留意すべきである。図１の通路５０’は通路７４’内
に開けられているけれども、図２に描かれているものと
機能的には同等である。通路５０’の流入点はチャンバ
６１に十分に近接するように設けられていて、同等な機
能を果たすようになっている。
【００１４】図３は、金属ブロック２００や、そこへ取
り付けられている様々な部材を示す分解図である。ベロ
ーズ７６は金属ブロック２００の一方の側に沿って通路
７４’の上に取り付けられている。Ｏリングシール２０
１は、Ｏリングシール２０１が通路７４’の開口部に嵌
合してベローズ７６から通路７４’へ気密性を保った流
路が確保されるように寸法設定されている。通路５３’
はＯリング２０２とチューブコネクタ２０３を受容して
いる。チューブコネクタ２０３はフローメータ５５まで
延びる適当なチューブへ連結されている。これらの部材
は、ファスナ２０４を用いて金属ブロック２００の外側
へしっかりと固定されている。同様に、通路４８’はＯ
リング２０５と管状のコネクタ２０６を受容している。
コネクタ２０６は拡散セル１１へ連結される管状部へ固
定される。ファスナ２０７を用いてこれらの連結部は金
属ブロック２００の外側へ取り付けられる。
り付けられている様々な部材を示す分解図である。ベロ
ーズ７６は金属ブロック２００の一方の側に沿って通路
７４’の上に取り付けられている。Ｏリングシール２０
１は、Ｏリングシール２０１が通路７４’の開口部に嵌
合してベローズ７６から通路７４’へ気密性を保った流
路が確保されるように寸法設定されている。通路５３’
はＯリング２０２とチューブコネクタ２０３を受容して
いる。チューブコネクタ２０３はフローメータ５５まで
延びる適当なチューブへ連結されている。これらの部材
は、ファスナ２０４を用いて金属ブロック２００の外側
へしっかりと固定されている。同様に、通路４８’はＯ
リング２０５と管状のコネクタ２０６を受容している。
コネクタ２０６は拡散セル１１へ連結される管状部へ固
定される。ファスナ２０７を用いてこれらの連結部は金
属ブロック２００の外側へ取り付けられる。
【００１５】赤外線光源６２とその電気コネクタ２１７
は、取付金具及びハウジング２０８によって、チャンバ
６１の隣接する一端へ取り付けられている。窓５４は、
ハウジング２０８とチャンバ６１内への開口部との間
で、取り付け用のブラケット２１５によってＯリング２
０９へクランプされている。チャンバ６１内への他方の
開口部には窓５６と干渉フィルタ６４が受容されてい
る。窓５６と干渉フィルタ６４は、取り付け用のブラケ
ット２１３によって、チャンバ６１の端部へＯリング２
１２を介して固定されている。光電セル６６はブラケッ
ト２１３へ取り付けることができる。電気コネクタ２１
６は、光電セル６６から増幅器６８へ電気信号を伝え
る。図４は赤外線光源６２から発せられた放射光が吸収
セル５２の中を通過し、光電セル６６で受光されて対応
する信号を発生することによって得られる電気信号を示
す電気回路図である。光電セル６６からの信号は、図４
に機能表現で示されている増幅器及び利得回路６８、６
９へ通される。すなわち、入力の放射光信号Ａは増幅及
びフィルタリングされて、信号Ｂを発生する。この信号
は整流されて、整流されたＤＣ信号Ｃを発生する。この
整流信号はフィルタリングされて、一定のＤＣ電圧レベ
ル信号Ｄを発生する。相対的なＤＣ電圧”Ｖ”は光電セ
ル６６が受光する放射光を表しており、従って吸収セル
５２中の水蒸気濃度を表している。
は、取付金具及びハウジング２０８によって、チャンバ
６１の隣接する一端へ取り付けられている。窓５４は、
ハウジング２０８とチャンバ６１内への開口部との間
で、取り付け用のブラケット２１５によってＯリング２
０９へクランプされている。チャンバ６１内への他方の
開口部には窓５６と干渉フィルタ６４が受容されてい
る。窓５６と干渉フィルタ６４は、取り付け用のブラケ
ット２１３によって、チャンバ６１の端部へＯリング２
１２を介して固定されている。光電セル６６はブラケッ
ト２１３へ取り付けることができる。電気コネクタ２１
６は、光電セル６６から増幅器６８へ電気信号を伝え
る。図４は赤外線光源６２から発せられた放射光が吸収
セル５２の中を通過し、光電セル６６で受光されて対応
する信号を発生することによって得られる電気信号を示
す電気回路図である。光電セル６６からの信号は、図４
に機能表現で示されている増幅器及び利得回路６８、６
９へ通される。すなわち、入力の放射光信号Ａは増幅及
びフィルタリングされて、信号Ｂを発生する。この信号
は整流されて、整流されたＤＣ信号Ｃを発生する。この
整流信号はフィルタリングされて、一定のＤＣ電圧レベ
ル信号Ｄを発生する。相対的なＤＣ電圧”Ｖ”は光電セ
ル６６が受光する放射光を表しており、従って吸収セル
５２中の水蒸気濃度を表している。
【００１６】光電セルからの信号Ａは、様々な成分を含
んだ複合信号である。これらの成分としては、赤外線光
源６２からの放射光、光学部品、すなわち窓５４、５６
と干渉フィルタ６４の透過率、金属ブロック２００の加
熱の影響、チャンバ６１内の反射、ベローズ７６の振動
がある。ベローズ７６は二重に影響する。一般にベロー
ズ７６は３０サイクル／秒（ｃｐｓ）の周波数の周期を
有する。ベローズ７６は、吸収セル５２の中にその速さ
に応じた圧縮エネルギ変動を発生する。また、ベローズ
７６を動作させると、金属ブロック２００全体が機械的
に振動し、この振動は、吸収セル５２の中を通過する複
合放射光信号に影響すると考えられる。光電セルの電圧
Ａを生じる信号成分をすべ限定することは困難であり、
またこれらの成分の各々を特に測定することは不可能で
ある。しかし、様々な条件のもとで行った試験によっ
て、寄与する”雑音”要因のすべてを複合した値に等し
いような放射光信号の全”雑音”成分を限定し、この”
雑音”信号成分を、所望とする水蒸気濃度信号から区別
されるものと推定することは可能である。
んだ複合信号である。これらの成分としては、赤外線光
源６２からの放射光、光学部品、すなわち窓５４、５６
と干渉フィルタ６４の透過率、金属ブロック２００の加
熱の影響、チャンバ６１内の反射、ベローズ７６の振動
がある。ベローズ７６は二重に影響する。一般にベロー
ズ７６は３０サイクル／秒（ｃｐｓ）の周波数の周期を
有する。ベローズ７６は、吸収セル５２の中にその速さ
に応じた圧縮エネルギ変動を発生する。また、ベローズ
７６を動作させると、金属ブロック２００全体が機械的
に振動し、この振動は、吸収セル５２の中を通過する複
合放射光信号に影響すると考えられる。光電セルの電圧
Ａを生じる信号成分をすべ限定することは困難であり、
またこれらの成分の各々を特に測定することは不可能で
ある。しかし、様々な条件のもとで行った試験によっ
て、寄与する”雑音”要因のすべてを複合した値に等し
いような放射光信号の全”雑音”成分を限定し、この”
雑音”信号成分を、所望とする水蒸気濃度信号から区別
されるものと推定することは可能である。
【００１７】図５の分図（ａ）は、ベローズ７６を動作
させることによって吸収セル５２の中に加えられる圧縮
エネルギを表している。図５の分図（ｂ）は、吸収セル
を試験することによって推測できるものであって、放射
光に影響する既知及び未知の要因のすべてに寄与する放
射光”雑音”エネルギを表す。図５の分図（ｂ）の”雑
音”エネルギは、図５の分図（ａ）の圧縮エネルギと常
に位相がずれていることに留意すことが重要である。図
５の分図（ｃ）は、吸収セルの中に流入するドライガス
条件下において、図５の分図（ａ）及び（ｂ）に示され
ているエネルギの影響を複合した結果生じる放射光信号
を示している。これは図４に示されている信号Ａに対応
している。図５の分図（ｄ）は、図５の分図（ｃ）の放
射光信号の結果として図４の回路によって発生されるＤ
Ｃ電圧ＶR を示している。これは、ドライガス条件下に
おける図４の信号Ｄに対応している。従って、電圧ＶR
は、水蒸気濃度ゼロを表すベースライン基準電圧と考え
ることができる。以後のすべての水蒸気濃度は、この電
圧レベルを基準にすることができる。図５は、従来の装
置に関して観測及び測定された条件を表している。図５
の分図（ｃ）のドライエアーに対する放射光信号は、図
５の分図（ａ）の圧縮エネルギ信号とは”位相合致”し
ており、図５の分図（ｂ）の放射光信号に対しては”位
相ずれ”している。図５の分図（ｄ）のＤＣ電圧信号Ｖ
R は、従来の装置に関して測定したドライエアーのベー
スライン電圧を表している。図５の分図（ａ）〜（ｃ）
の波形の相対的な”位相”に関係なく、参照電圧ＶR は
常に正の電圧であることに留意すべきである。なぜな
ら、図４に示されている回路は放射光信号を整流し、常
にこの整流された信号の平均値に対応する正の電圧Ｄを
発生するからである。
させることによって吸収セル５２の中に加えられる圧縮
エネルギを表している。図５の分図（ｂ）は、吸収セル
を試験することによって推測できるものであって、放射
光に影響する既知及び未知の要因のすべてに寄与する放
射光”雑音”エネルギを表す。図５の分図（ｂ）の”雑
音”エネルギは、図５の分図（ａ）の圧縮エネルギと常
に位相がずれていることに留意すことが重要である。図
５の分図（ｃ）は、吸収セルの中に流入するドライガス
条件下において、図５の分図（ａ）及び（ｂ）に示され
ているエネルギの影響を複合した結果生じる放射光信号
を示している。これは図４に示されている信号Ａに対応
している。図５の分図（ｄ）は、図５の分図（ｃ）の放
射光信号の結果として図４の回路によって発生されるＤ
Ｃ電圧ＶR を示している。これは、ドライガス条件下に
おける図４の信号Ｄに対応している。従って、電圧ＶR
は、水蒸気濃度ゼロを表すベースライン基準電圧と考え
ることができる。以後のすべての水蒸気濃度は、この電
圧レベルを基準にすることができる。図５は、従来の装
置に関して観測及び測定された条件を表している。図５
の分図（ｃ）のドライエアーに対する放射光信号は、図
５の分図（ａ）の圧縮エネルギ信号とは”位相合致”し
ており、図５の分図（ｂ）の放射光信号に対しては”位
相ずれ”している。図５の分図（ｄ）のＤＣ電圧信号Ｖ
R は、従来の装置に関して測定したドライエアーのベー
スライン電圧を表している。図５の分図（ａ）〜（ｃ）
の波形の相対的な”位相”に関係なく、参照電圧ＶR は
常に正の電圧であることに留意すべきである。なぜな
ら、図４に示されている回路は放射光信号を整流し、常
にこの整流された信号の平均値に対応する正の電圧Ｄを
発生するからである。
【００１８】図６は、図５に示されているこれまでの条
件のもとに、吸収セルの中で測定された三つの異なる水
蒸気濃度に対応する放射光信号とその結果発生されるＤ
Ｃ電圧を示している。図６の分図（ａ）は、第１の低い
水蒸気濃度によって発生される放射光信号を示してい
る。図６の分図（ｂ）のＤＣ電圧Ｖ1 は、その結果発生
されるＤＣ出力電圧を示している。電圧Ｖ1 は電圧ＶR
よりも低いレベルであることに留意すべきである。この
ことは、負の変化特性を示している。すなわち、ドライ
エアーの電圧ＶR は、第１の水蒸気濃度信号Ｖ1 よりも
高いレベルにある。図６の分図（ｃ）は吸収セル内にお
ける第２の水蒸気濃度に対応する放射光信号を示してい
る。この放射光信号は図６の分図（ｄ）に示されている
第２のＤＣ出力電圧Ｖ2 を発生する。第２の水蒸気濃度
電圧レベルＶ2 は、ドライエアーの参照電圧ＶR に正確
に等しい。これは、図６の分図（ｃ）の放射光信号が図
５の分図（ｃ）の放射光信号とピーク値が等しく、しか
し位相が１８０度ずれているために起きる。従って、従
来の装置においては非直線性の生じることは明かであ
る。従来の装置では、より乾燥した条件においては、電
圧ＶR を基準にすると、水蒸気濃度のレベルがだんだん
増大することになる。
件のもとに、吸収セルの中で測定された三つの異なる水
蒸気濃度に対応する放射光信号とその結果発生されるＤ
Ｃ電圧を示している。図６の分図（ａ）は、第１の低い
水蒸気濃度によって発生される放射光信号を示してい
る。図６の分図（ｂ）のＤＣ電圧Ｖ1 は、その結果発生
されるＤＣ出力電圧を示している。電圧Ｖ1 は電圧ＶR
よりも低いレベルであることに留意すべきである。この
ことは、負の変化特性を示している。すなわち、ドライ
エアーの電圧ＶR は、第１の水蒸気濃度信号Ｖ1 よりも
高いレベルにある。図６の分図（ｃ）は吸収セル内にお
ける第２の水蒸気濃度に対応する放射光信号を示してい
る。この放射光信号は図６の分図（ｄ）に示されている
第２のＤＣ出力電圧Ｖ2 を発生する。第２の水蒸気濃度
電圧レベルＶ2 は、ドライエアーの参照電圧ＶR に正確
に等しい。これは、図６の分図（ｃ）の放射光信号が図
５の分図（ｃ）の放射光信号とピーク値が等しく、しか
し位相が１８０度ずれているために起きる。従って、従
来の装置においては非直線性の生じることは明かであ
る。従来の装置では、より乾燥した条件においては、電
圧ＶR を基準にすると、水蒸気濃度のレベルがだんだん
増大することになる。
【００１９】図６の分図（ｅ）は、第３の、そしてより
高い水蒸気濃度から生じる放射光信号を示している。こ
れによって図６の分図（ｆ）のＤＣ出力電圧、すなわち
Ｖ3が発生する。図６の分図（ｅ）の信号のピーク値は
図５の分図（ｃ）の電圧のピーク値よりも大きいことか
ら、ＤＣ電圧Ｖ3 は参照電圧ＶR よりも高いレベルとし
て表れ、非直線性の問題を含んでいる。図７は、従来の
技術に対応する変化機能特性を示しており、図５及び図
６の波形を表している。低い水蒸気濃度を表す電圧Ｖ1
は、ドライガスに等価な電圧ＶR よりも小さなＤＣ出力
電圧信号を発生することは明かである。電圧Ｖ1 は、図
７のＸ軸上に示されている水蒸気濃度レベル（１）に対
応している。図７に示されている水蒸気濃度（２）は電
圧ＶR に等しい出力電圧Ｖ2 を発生することも明かであ
る。最後に、図７に示されている最も高い水蒸気濃度
（３）によって、より高い出力電圧Ｖ3 が発生され、電
圧Ｖ3 はＶR よりも大きい。濃度（２）におけるか、あ
るいはそれ以下の水蒸気レベルにおける出力電圧の本質
的な非直線性によって、この装置はこの最小レベル以下
の水蒸気濃度に対しては使用できないことになる。この
装置は、濃度（２）以上の水蒸気濃度を測定するには使
用可能である。なぜなら、図７の曲線は、この点以上で
は直線的だからである。
高い水蒸気濃度から生じる放射光信号を示している。こ
れによって図６の分図（ｆ）のＤＣ出力電圧、すなわち
Ｖ3が発生する。図６の分図（ｅ）の信号のピーク値は
図５の分図（ｃ）の電圧のピーク値よりも大きいことか
ら、ＤＣ電圧Ｖ3 は参照電圧ＶR よりも高いレベルとし
て表れ、非直線性の問題を含んでいる。図７は、従来の
技術に対応する変化機能特性を示しており、図５及び図
６の波形を表している。低い水蒸気濃度を表す電圧Ｖ1
は、ドライガスに等価な電圧ＶR よりも小さなＤＣ出力
電圧信号を発生することは明かである。電圧Ｖ1 は、図
７のＸ軸上に示されている水蒸気濃度レベル（１）に対
応している。図７に示されている水蒸気濃度（２）は電
圧ＶR に等しい出力電圧Ｖ2 を発生することも明かであ
る。最後に、図７に示されている最も高い水蒸気濃度
（３）によって、より高い出力電圧Ｖ3 が発生され、電
圧Ｖ3 はＶR よりも大きい。濃度（２）におけるか、あ
るいはそれ以下の水蒸気レベルにおける出力電圧の本質
的な非直線性によって、この装置はこの最小レベル以下
の水蒸気濃度に対しては使用できないことになる。この
装置は、濃度（２）以上の水蒸気濃度を測定するには使
用可能である。なぜなら、図７の曲線は、この点以上で
は直線的だからである。
【００２０】図８と、図９と、図１０に示されている変
化機能はすべて、この発明において達成することのでき
る結果を表している。まず、図８の分図（ａ）を参照す
ると、同図には図５の分図（ａ）に示されているものと
同じ圧縮エネルギ波形が示されている。図８の分図
（ｂ）は、図５の分図（ｂ）の波形と”位相”において
類似している放射光エネルギ波形を示している。しか
し、この波形は図８の分図（ａ）のエネルギ波形よりも
大きなピーク値を有するように選択されている。このよ
うな選択を行うことによって、図８の分図（ｃ）に示さ
れているようなドライガスに対する放射光信号が発生さ
れる。この波形は、常に図８の分図（ｂ）の光エネルギ
波形と”位相”が合っており、図８の分図（ｄ）に示さ
れているようなＤＣ出力電圧ＶR1を発生する。
化機能はすべて、この発明において達成することのでき
る結果を表している。まず、図８の分図（ａ）を参照す
ると、同図には図５の分図（ａ）に示されているものと
同じ圧縮エネルギ波形が示されている。図８の分図
（ｂ）は、図５の分図（ｂ）の波形と”位相”において
類似している放射光エネルギ波形を示している。しか
し、この波形は図８の分図（ａ）のエネルギ波形よりも
大きなピーク値を有するように選択されている。このよ
うな選択を行うことによって、図８の分図（ｃ）に示さ
れているようなドライガスに対する放射光信号が発生さ
れる。この波形は、常に図８の分図（ｂ）の光エネルギ
波形と”位相”が合っており、図８の分図（ｄ）に示さ
れているようなＤＣ出力電圧ＶR1を発生する。
【００２１】図９の分図（ａ）〜（ｃ）と（ｆ）は、図
６の分図（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）に表されているもの
と同じ水蒸気濃度に対応する、すなわちだんだんと水蒸
気濃度が大きくなるときの放射光信号を示している。図
９の分図（ｂ）は、図９の分図（ａ）に示されている放
射光信号を受け取ることによって発生されるＤＣ出力信
号Ｖ11を示している。電圧Ｖ11は参照電圧ＶR1よりも若
干大きく、二つの電圧の差が吸収セル内の水蒸気レベル
を表していることに留意すべきである。図９の分図
（ｃ）は水蒸気濃度レベル（２）を示しており、図９の
分図（ｄ）はそこから生じるＤＣ出力電圧を示してい
る。このＤＣ出力電圧Ｖ12はドライガスの参照電圧ＶR1
よりも大きく、また、より大きな水蒸気濃度レベル
（２）を表すＤＣ出力電圧Ｖ11よりも大きい。図９の分
図（ｅ）はさらに大きな水蒸気濃度レベル（３）を示し
ており、図９の分図（ｆ）のグラフはそこから発生する
ＤＣ出力電圧Ｖ13を示している。電圧Ｖ13は参照電圧Ｖ
R1よりも大きく、ＤＣ出力電圧Ｖ11よりも大きく、また
ＤＣ出力電圧Ｖ12よりも大きく、吸収セル内のさらに大
きな水蒸気濃度レベルを表している。図１０はこの発明
の変化特性を示しており、図８の分図（ｄ）、図９の分
図（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）の各ＤＣ出力電圧と、それに
対応する水蒸気濃度レベルを表している。低い方は参照
レベルＶR1のところまで、水蒸気濃度レベルが高くなる
と各出力電圧が直線的に増大していることは明瞭であ
る。
６の分図（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）に表されているもの
と同じ水蒸気濃度に対応する、すなわちだんだんと水蒸
気濃度が大きくなるときの放射光信号を示している。図
９の分図（ｂ）は、図９の分図（ａ）に示されている放
射光信号を受け取ることによって発生されるＤＣ出力信
号Ｖ11を示している。電圧Ｖ11は参照電圧ＶR1よりも若
干大きく、二つの電圧の差が吸収セル内の水蒸気レベル
を表していることに留意すべきである。図９の分図
（ｃ）は水蒸気濃度レベル（２）を示しており、図９の
分図（ｄ）はそこから生じるＤＣ出力電圧を示してい
る。このＤＣ出力電圧Ｖ12はドライガスの参照電圧ＶR1
よりも大きく、また、より大きな水蒸気濃度レベル
（２）を表すＤＣ出力電圧Ｖ11よりも大きい。図９の分
図（ｅ）はさらに大きな水蒸気濃度レベル（３）を示し
ており、図９の分図（ｆ）のグラフはそこから発生する
ＤＣ出力電圧Ｖ13を示している。電圧Ｖ13は参照電圧Ｖ
R1よりも大きく、ＤＣ出力電圧Ｖ11よりも大きく、また
ＤＣ出力電圧Ｖ12よりも大きく、吸収セル内のさらに大
きな水蒸気濃度レベルを表している。図１０はこの発明
の変化特性を示しており、図８の分図（ｄ）、図９の分
図（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）の各ＤＣ出力電圧と、それに
対応する水蒸気濃度レベルを表している。低い方は参照
レベルＶR1のところまで、水蒸気濃度レベルが高くなる
と各出力電圧が直線的に増大していることは明瞭であ
る。
【００２２】原則的に言うと、この発明では吸収セル内
における放射光エネルギの変化特性を制御調整すること
によって、ドライガスに対する放射光信号が、この装置
によって測定しようとしている任意の水蒸気濃度レベル
において発生される水蒸気の放射光信号と、常に位相が
合うようにされる。このことは、図８の分図（ｃ）、図
９の分図（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の波形の各位相を比較
すると明かである。この原則によって、吸収セル内の水
蒸気濃度レベルに比例して直線的に変化するＤＣ出力電
圧が得られることになる。吸収セル５２の性能は、チャ
ンバ６１の内壁の滑らかさによって極めて大きな影響を
受けることがわかっている。チャンバ６１をドリルを使
って形成し、そのあと研磨する場合には、チャンバ６１
の壁は、不規則な表面の上側と下側の差を測った値が一
般に0.0508〜0.254 μｍ（2-10マイクロインチ）のオー
ダの表面粗さを有している。こうした状況においては、
窓５６を通ってチャンバ６１から出射するまえに、赤外
線光源６２によって発生される放射光はチャンバ６１の
壁面によってかなりの度合で反射されるものと考えられ
る。この放射光の反射は、ベローズ７６が動作すること
によって発生される放射光”雑音”信号のある部分にあ
る程度の影響を与えることは明瞭である。従って、この
反射はチャンバ６１内で発生する”放射光雑音”と考え
ることができる。チャンバ６１の内壁表面を荒らすこと
によって、チャンバ６１の壁からの反射を減らし、及び
／もしくは吸収セルの加熱の影響を大きくすることで、
この”雑音”放射光を制御する方法を実現できることが
わかった。この方法によれば、吸収セル内の所望の水蒸
気濃度に対応した線形な応答を、光電セル６６から得る
ことができる。この”雑音”信号は、装置をドライキャ
リヤガスのもとで動作させ、この条件での光電セル６６
からの電気信号を測定することによって、容易に測定す
ることができる。
における放射光エネルギの変化特性を制御調整すること
によって、ドライガスに対する放射光信号が、この装置
によって測定しようとしている任意の水蒸気濃度レベル
において発生される水蒸気の放射光信号と、常に位相が
合うようにされる。このことは、図８の分図（ｃ）、図
９の分図（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の波形の各位相を比較
すると明かである。この原則によって、吸収セル内の水
蒸気濃度レベルに比例して直線的に変化するＤＣ出力電
圧が得られることになる。吸収セル５２の性能は、チャ
ンバ６１の内壁の滑らかさによって極めて大きな影響を
受けることがわかっている。チャンバ６１をドリルを使
って形成し、そのあと研磨する場合には、チャンバ６１
の壁は、不規則な表面の上側と下側の差を測った値が一
般に0.0508〜0.254 μｍ（2-10マイクロインチ）のオー
ダの表面粗さを有している。こうした状況においては、
窓５６を通ってチャンバ６１から出射するまえに、赤外
線光源６２によって発生される放射光はチャンバ６１の
壁面によってかなりの度合で反射されるものと考えられ
る。この放射光の反射は、ベローズ７６が動作すること
によって発生される放射光”雑音”信号のある部分にあ
る程度の影響を与えることは明瞭である。従って、この
反射はチャンバ６１内で発生する”放射光雑音”と考え
ることができる。チャンバ６１の内壁表面を荒らすこと
によって、チャンバ６１の壁からの反射を減らし、及び
／もしくは吸収セルの加熱の影響を大きくすることで、
この”雑音”放射光を制御する方法を実現できることが
わかった。この方法によれば、吸収セル内の所望の水蒸
気濃度に対応した線形な応答を、光電セル６６から得る
ことができる。この”雑音”信号は、装置をドライキャ
リヤガスのもとで動作させ、この条件での光電セル６６
からの電気信号を測定することによって、容易に測定す
ることができる。
【００２３】試験を行った結果、チャンバ６１の壁面を
少なくとも０．３８１μｍ（15マイクロインチ）に粗く
すると、そして好ましくは０．３８１〜１．７８μｍ
（15〜70マイクロインチ）の表面粗さにすると、全体の
線形性が著しく改善されることがわかった。この結果、
装置の直線性は少なくとも大幅に改善され、この装置に
よって試験可能な材料の透過率をより広い範囲で正確に
測定することが可能となった。例えば、研磨された、あ
るいは粗くされていないチャンバ６１の壁面では、この
装置はマイラ（Ｍｙｌａｒ）フィルムの水蒸気透過率測
定において、約５（ｇ／ｍ2 ）／日のレベルまでしかテ
ストされていない。これに対して、チャンバ６１の壁を
少なくとも０．３８１μｍ（15マイクロインチ）まで粗
くすると、装置の直線性が改善され、コーティングフィ
ルムの測定において、0.001 （ｇ／ｍ2 ）／日まで水蒸
気透過率を正確に測定することができる。この著しい改
善は、すべてチャンバ６１の表面粗さを制御することに
よって得られる直線性の改善度によるものと考えられ
る。
少なくとも０．３８１μｍ（15マイクロインチ）に粗く
すると、そして好ましくは０．３８１〜１．７８μｍ
（15〜70マイクロインチ）の表面粗さにすると、全体の
線形性が著しく改善されることがわかった。この結果、
装置の直線性は少なくとも大幅に改善され、この装置に
よって試験可能な材料の透過率をより広い範囲で正確に
測定することが可能となった。例えば、研磨された、あ
るいは粗くされていないチャンバ６１の壁面では、この
装置はマイラ（Ｍｙｌａｒ）フィルムの水蒸気透過率測
定において、約５（ｇ／ｍ2 ）／日のレベルまでしかテ
ストされていない。これに対して、チャンバ６１の壁を
少なくとも０．３８１μｍ（15マイクロインチ）まで粗
くすると、装置の直線性が改善され、コーティングフィ
ルムの測定において、0.001 （ｇ／ｍ2 ）／日まで水蒸
気透過率を正確に測定することができる。この著しい改
善は、すべてチャンバ６１の表面粗さを制御することに
よって得られる直線性の改善度によるものと考えられ
る。
【００２４】チャンバ６１の壁面の表面粗さを、およそ
１．７８μｍ（70マイクロインチ）以上に大きくする
と、この装置の使用範囲は小さくなることがわかった。
このように表面粗さを大きくすると、ＤＣ出力電圧に対
する”ゼロ”基準レベルが高くなり、ゼロ点付近におけ
る僅かな電圧変化がぼやけてしまう。透過率における小
さな変化を識別するための精密な電圧分解能を得るため
には、ゼロ基準点を約100 ミリボルト以下に抑えること
が重要である。例えば、この装置を非常に低い透過率に
おいて試験すると、吸収セルを通って比較的大きなガス
流量を流す条件においては、約12〔mV／（ｇ／ｍ2 ）〕
／日の変化が見られる。非常に小さい流量と、低い透過
率試験においては、0.001 （ｇ／ｍ2 ）／日に対応して
０．１２５ミリボルトの測定値が得られた。こうした極
端に小さなミリボルト変化は、ゼロ点電圧が約１００ミ
リボルト以下に維持されていないと、測定が困難であ
る。
１．７８μｍ（70マイクロインチ）以上に大きくする
と、この装置の使用範囲は小さくなることがわかった。
このように表面粗さを大きくすると、ＤＣ出力電圧に対
する”ゼロ”基準レベルが高くなり、ゼロ点付近におけ
る僅かな電圧変化がぼやけてしまう。透過率における小
さな変化を識別するための精密な電圧分解能を得るため
には、ゼロ基準点を約100 ミリボルト以下に抑えること
が重要である。例えば、この装置を非常に低い透過率に
おいて試験すると、吸収セルを通って比較的大きなガス
流量を流す条件においては、約12〔mV／（ｇ／ｍ2 ）〕
／日の変化が見られる。非常に小さい流量と、低い透過
率試験においては、0.001 （ｇ／ｍ2 ）／日に対応して
０．１２５ミリボルトの測定値が得られた。こうした極
端に小さなミリボルト変化は、ゼロ点電圧が約１００ミ
リボルト以下に維持されていないと、測定が困難であ
る。
【００２５】前述した試験によって、吸収セル内の放射
光エネルギを調整すると、センサから得られる放射光信
号に関する変化機能の直線性が大きく影響を受けること
がわかった。こうした試験はまた、セルの壁の表面粗さ
を制御することによって吸収セル内の放射光エネルギを
調節し、セル内のドライガスによって発生される放射光
信号が、ガス中の任意の妥当な水蒸気濃度レベルによっ
て発生される放射光信号と時間的に位相が一致するよう
にできることを示している。この位相関係によって、い
かなる任意のセルに対しても必要な調節の度合を評価す
るための測定標準を提供できる。特定のセル構造に対し
て、他の放射光エネルギ調節法を利用することもできる
ものと考えられる。例えば、吸収セルの内径と全長さ
は、セル内部放射光レベルに影響する要因と考えられ
る。適切な状況においては、内部セル表面の全体あるい
は一部を黒い色にコーティングする、すなわち吸収セル
内において黒体効果を生じさせることが有効かもしれな
い。内部セル放射光の影響に対する別の有効な制御法
は、ネジ部が設けられた部材の利用である。このネジ部
材は、内部セルの放射光特性を改善するために、選択的
にセル内部に導入される。こうしたネジ部材を黒色にコ
ーティングして、吸収セル内部における放射光エネルギ
効果全体に対する影響を大きくしてもよい。所望の観測
結果が、ドライガスによって発生される放射光信号と、
水蒸気濃度を有するガスによって発生される放射光信号
とが時間変動一致するような特定の状況においては、他
の装置が適しているかもしれない。
光エネルギを調整すると、センサから得られる放射光信
号に関する変化機能の直線性が大きく影響を受けること
がわかった。こうした試験はまた、セルの壁の表面粗さ
を制御することによって吸収セル内の放射光エネルギを
調節し、セル内のドライガスによって発生される放射光
信号が、ガス中の任意の妥当な水蒸気濃度レベルによっ
て発生される放射光信号と時間的に位相が一致するよう
にできることを示している。この位相関係によって、い
かなる任意のセルに対しても必要な調節の度合を評価す
るための測定標準を提供できる。特定のセル構造に対し
て、他の放射光エネルギ調節法を利用することもできる
ものと考えられる。例えば、吸収セルの内径と全長さ
は、セル内部放射光レベルに影響する要因と考えられ
る。適切な状況においては、内部セル表面の全体あるい
は一部を黒い色にコーティングする、すなわち吸収セル
内において黒体効果を生じさせることが有効かもしれな
い。内部セル放射光の影響に対する別の有効な制御法
は、ネジ部が設けられた部材の利用である。このネジ部
材は、内部セルの放射光特性を改善するために、選択的
にセル内部に導入される。こうしたネジ部材を黒色にコ
ーティングして、吸収セル内部における放射光エネルギ
効果全体に対する影響を大きくしてもよい。所望の観測
結果が、ドライガスによって発生される放射光信号と、
水蒸気濃度を有するガスによって発生される放射光信号
とが時間変動一致するような特定の状況においては、他
の装置が適しているかもしれない。
【００２６】動作時には、ドライガスに対応するＤＣ出
力電圧が記録され、少なくとも動作させようとする透過
率範囲よりも低い透過率を有することが知られている既
知透過率の少なくとも二つの試験サンプルのＤＣ出力電
圧と比較される。装置を試験して、ＤＣ出力電圧が常に
図８の分図（ｄ）、図９の分図（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）
のグラフに従って測定されて、図１０に示されている変
化機能が得られることを確かめる。所望の直線性が得ら
れない場合には、所望の変化機能特性が得られるまで、
吸収セルの相対的な表面粗さを調節する必要がある。他
の改良によって所望の直線的な変化機能特性を得ること
もできようが、吸収セルの表面粗さを調節することによ
って、この発明において満足すべき結果の得られること
がわかっている。なお、以上の説明及び特許請求の範囲
において、括弧書きを付記して示した寸法等の数値は括
弧書内の数値の換算値であり、換算に不一致がある場合
は括弧書き内の数値が正しいものとみなされるべきであ
る。この発明はその精神及び本質から逸脱しない限り、
他の形態によっても実現が可能である。従って、上述し
た実施例は単に説明のためのものであり、発明を限定す
るものではない。この発明の範囲に関しては、上述した
実施例よりも、添付されている特許請求の範囲を参照す
べきである。
力電圧が記録され、少なくとも動作させようとする透過
率範囲よりも低い透過率を有することが知られている既
知透過率の少なくとも二つの試験サンプルのＤＣ出力電
圧と比較される。装置を試験して、ＤＣ出力電圧が常に
図８の分図（ｄ）、図９の分図（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）
のグラフに従って測定されて、図１０に示されている変
化機能が得られることを確かめる。所望の直線性が得ら
れない場合には、所望の変化機能特性が得られるまで、
吸収セルの相対的な表面粗さを調節する必要がある。他
の改良によって所望の直線的な変化機能特性を得ること
もできようが、吸収セルの表面粗さを調節することによ
って、この発明において満足すべき結果の得られること
がわかっている。なお、以上の説明及び特許請求の範囲
において、括弧書きを付記して示した寸法等の数値は括
弧書内の数値の換算値であり、換算に不一致がある場合
は括弧書き内の数値が正しいものとみなされるべきであ
る。この発明はその精神及び本質から逸脱しない限り、
他の形態によっても実現が可能である。従って、上述し
た実施例は単に説明のためのものであり、発明を限定す
るものではない。この発明の範囲に関しては、上述した
実施例よりも、添付されている特許請求の範囲を参照す
べきである。
【図１】この発明の一実施例による測定セルを、一部破
断して示した斜視図である。
断して示した斜視図である。
【図２】測定セルが使用されるシステム及び装置を示す
図である。
図である。
【図３】測定セルの分解図である。
【図４】この発明の装置において発生される信号を示す
電気回路図である。
電気回路図である。
【図５】分図（ａ）はベローズ７６によって発生される
圧縮エネルギを示す図、分図（ｂ）は吸収セルの中に発
生される放射光エネルギを示す図、分図（ｃ）は分図
（（ａ）及び（ｂ）に基づいて生じる信号を示す図、分
図（ｄ）は分図（ｃ）に対応するＤＣ信号を示す図であ
る。
圧縮エネルギを示す図、分図（ｂ）は吸収セルの中に発
生される放射光エネルギを示す図、分図（ｃ）は分図
（（ａ）及び（ｂ）に基づいて生じる信号を示す図、分
図（ｄ）は分図（ｃ）に対応するＤＣ信号を示す図であ
る。
【図６】分図（ａ）及び（ｂ）は吸収セル中の第１の水
蒸気濃度から発生する放射光信号を表す図、分図（ｃ）
及び（ｄ）は吸収セル中の第２の水蒸気濃度から発生す
る放射光信号を表す図、分図（ｅ）及び（ｆ）は吸収セ
ル中の第３の水蒸気濃度から発生する放射光信号を表す
図である。
蒸気濃度から発生する放射光信号を表す図、分図（ｃ）
及び（ｄ）は吸収セル中の第２の水蒸気濃度から発生す
る放射光信号を表す図、分図（ｅ）及び（ｆ）は吸収セ
ル中の第３の水蒸気濃度から発生する放射光信号を表す
図である。
【図７】図６の分図（ａ）〜（ｆ）に示されているよう
な特性を有するシステムの変化特性を示す図である。
な特性を有するシステムの変化特性を示す図である。
【図８】分図（ａ）はベローズ７６によって発生される
圧縮エネルギを示す図、分図（ｂ）は吸収セルの中に発
生される放射光エネルギを示す図、分図（ｃ）は分図
（（ａ）及び（ｂ）に基づいて生じる信号を示す図、分
図（ｄ）は分図（ｃ）に対応するＤＣ信号を示す図であ
る。
圧縮エネルギを示す図、分図（ｂ）は吸収セルの中に発
生される放射光エネルギを示す図、分図（ｃ）は分図
（（ａ）及び（ｂ）に基づいて生じる信号を示す図、分
図（ｄ）は分図（ｃ）に対応するＤＣ信号を示す図であ
る。
【図９】分図（ａ）及び（ｂ）は吸収セル中の第１の水
蒸気濃度から発生する放射光信号を表す図、分図（ｃ）
及び（ｄ）は吸収セル中の第２の水蒸気濃度から発生す
る放射光信号を表す図、分図（ｅ）及び（ｆ）は吸収セ
ル中の第３の水蒸気濃度から発生する放射光信号を表す
図である。
蒸気濃度から発生する放射光信号を表す図、分図（ｃ）
及び（ｄ）は吸収セル中の第２の水蒸気濃度から発生す
る放射光信号を表す図、分図（ｅ）及び（ｆ）は吸収セ
ル中の第３の水蒸気濃度から発生する放射光信号を表す
図である。
【図１０】図９の分図（ａ）〜（ｆ）の波形によって表
されるシステムの変化特性を示す図である。
されるシステムの変化特性を示す図である。
１０ フィルム １１ 拡散セル １６ 端部 ４８’ 通路 ５０’ 通路 ５２ 吸収セル ５３’ 通路 ５４，５６ 窓 ６１ チャンバ ６２ 赤外線光源 ６４ 干渉フィルタ ６６ 光電セル ７４’ 通路 ７６ ベローズ ２００ 金属ブロック
Claims (24)
- 【請求項１】 ガスチャンバを有する試験セル内のドラ
イガスサンプルと水蒸気ガスサンプルを測定するための
濃度測定装置であって、 a)前記チャンバ内のガスに周期的に圧力を加えるための
サイクル装置と、 b)一方が前記チャンバのいずれかの端部に配置されて、
前記チャンバを通る放射光路を提供する一対の窓と、 c)前記チャンバの外側において前記窓の一方と隣接配置
された放射光源及び、前記チャンバの外側において前記
窓の他方と隣接配置された放射光検出器であって、前記
放射光源から放射光を受光すると、前記チャンバ内のガ
スに周期的に圧力を加えるための前記サイクル装置によ
って影響される周期的な波形を有する放射光信号を発生
する装置を有する放射光検出器と、 d)前記チャンバの放射光エネルギの変化特性を調整する
ための調整装置と、 e)前記調整装置を調節して前記チャンバ内のドライガス
によって発生される放射光信号が、前記チャンバ内の水
蒸気濃度を有するガスによって発生される放射光信号と
時間的に位相が揃った状態で変化するようにする調節装
置と、 からなる濃度測定装置。 - 【請求項２】 前記放射光源が赤外線エネルギを放射
し、前記放射光検出器が前記赤外線エネルギに応答する
請求項１記載の濃度測定装置。 - 【請求項３】 前記ガスに周期的に圧力を加えるための
サイクル装置が、３０サイクル／秒の周波数で動作する
請求項２記載の濃度測定装置。 - 【請求項４】 前記放射光エネルギの変化特性を調整す
るための調整装置が、前記チャンバの壁の表面粗さを制
御するものである請求項２記載の濃度測定装置。 - 【請求項５】 前記調整装置を調節するための調節装置
が、前記チャンバの壁の表面粗さを変えるものである請
求項４記載の濃度測定装置。 - 【請求項６】 前記調節装置が、０．３８１〜１．７８
μｍ（15〜70マイクロインチ）の範囲で表面粗さを調節
可能である請求項５記載の濃度測定装置。 - 【請求項７】 前記一対の窓の一方と隣接する少なくと
も一つのフィルタが設けられており、このフィルタが約
２．６ミクロンの波長の放射光を通過させる装置を有す
る請求項６記載の濃度測定装置。 - 【請求項８】 前記チャンバが金属ブロックを貫通する
穴を有する請求項６記載の濃度測定装置。 - 【請求項９】 前記一対の窓の各々が、前記穴の上で前
記金属ブロックへクランプされている請求項８記載の濃
度測定装置。 - 【請求項１０】 前記金属ブロック中に、前記穴と前記
ガスに周期的に圧力を加えるための装置との間のガス通
路が設けられている請求項９記載の濃度測定装置。 - 【請求項１１】 ガスチャンバを有する試験セル内のド
ライガスと水蒸気の濃度を測定するための濃度測定装置
であって、 a)前記チャンバへ連結されており、前記チャンバ内のガ
スに周期的に圧力を加えるための周期的動作を行う装置
を備えたサイクルコンプレッサと、 b)一方が前記チャンバのいずれかの側に配置されて、前
記チャンバを通る放射光路を提供する一対の窓と、 c)前記チャンバの外側において前記窓の一方と隣接配置
された放射光源及び、前記チャンバの外側において前記
窓の他方と隣接配置された放射光検出器であって、前記
放射光源から放射光を受光すると、放射光信号を発生す
る装置を有する放射光検出器とからなり、 d)前記チャンバの内壁はすべての水蒸気放射光信号と位
相が合うドライガス放射光信号が得られるように十分な
粗さを有している、 濃度測定装置。 - 【請求項１２】 前記放射光源が、赤外線エネルギを放
射するための装置を有し、前記放射光検出器が前記赤外
線エネルギに応答する請求項１１記載の濃度測定装置。 - 【請求項１３】 前記サイクルコンプレッサが、約３０
サイクル／秒で動作する請求項１２記載の濃度測定装
置。 - 【請求項１４】 前記チャンバが金属ブロックを貫通す
る細長い穴を有している請求項１１記載の濃度測定装
置。 - 【請求項１５】 前記チャンバの内壁が、０．３８１〜
１．７８μｍ（15〜70マイクロインチ）の表面粗さを有
する請求項１１記載の濃度測定装置。 - 【請求項１６】 前記窓の各々が、前記穴の上で前記ブ
ロックへクランプされている請求項１４記載の濃度測定
装置。 - 【請求項１７】 前記窓の一方と隣接する少なくとも一
つのフィルタが設けられており、このフィルタが約２．
６ミクロンの波長の放射光を通過させる装置を有する請
求項１６記載の濃度測定装置。 - 【請求項１８】 前記穴と前記ガスに周期的に圧力を加
えるための装置との間を連結するガス通路が、前記金属
ブロックに設けられている請求項１４記載の濃度測定装
置。 - 【請求項１９】 周期的に圧力を加える前記装置を有す
る前記サイクルコンプレッサが、機械的に駆動されるベ
ローズを有している請求項１８記載の濃度測定装置。 - 【請求項２０】 前記穴と前記ガスを供給するための装
置との間を連結する通路が前記金属ブロック中に設けら
れている請求項１９記載の濃度測定装置。 - 【請求項２１】 内壁を有するガスチャンバ内のガス濃
度を測定するための装置であって、ガスチャンバの壁が
０．３８１〜１．７８μｍ（15〜70マイクロインチ）の
範囲の粗さを有する濃度測定装置。 - 【請求項２２】 赤外線エネルギが内部を通過するチャ
ンバ内におけるガス濃度を測定するための濃度測定装置
であって、 ａ）前記チャンバの両端に近接して取り付けられ、前記
赤外線エネルギを受容しこれを通過させるように配置さ
れた窓を有し、 ｂ）前記チャンバが、０．３８１〜１．７８μｍ（15〜
70マイクロインチ）の範囲の粗さの内壁を有する濃度測
定装置。 - 【請求項２３】 前記チャンバを囲み、前記窓に密にシ
ールされる金属ブロックを有する請求項２２記載の濃度
測定装置。 - 【請求項２４】 前記チャンバの圧縮と非圧縮を交互に
行う装置を有する請求項２３記載の濃度測定装置。
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