JPH09229858A

JPH09229858A - 赤外線ガス分析計

Info

Publication number: JPH09229858A
Application number: JP5846496A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Sotani; 俊之操谷
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化および構造の簡素化を図ることができ
る赤外線ガス分析計を提供すること。【解決手段】凹面反射鏡２，１６を対向させて配置
し、一方の凹面反射鏡１６側から他方の凹面反射鏡側２
に向けて赤外光Ｓ₁，Ｓ₂が出射するように光源４を設
け、この光源４から出射された赤外光Ｓ₁，Ｓ₂が両凹
面反射鏡２，１６間で多重反射した後、その反射光束Ａ
₃，Ｂ₃が集束する位置またはその近傍に受光器５を設
け、両凹面反射鏡２，１６間の空間に被測定ガスを含む
ガスを流入させ、その特性吸収の度合を測定するよう構
成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調制御用ガス
センサやガス管理区域内に設置されるガス警報機あるい
はガス濃度測定器などに使用される赤外線ガス分析計に
関する。

【０００２】

【従来の技術】赤外線吸収を利用した赤外線ガス分析計
で用いられる吸収セルは、パイプ形状がとられることが
多く、光源と検出器はこの吸収セルの両端に位置するの
が一般的である。

【０００３】例えば、２つの光源を採用したダブルビー
ム形の赤外線吸収方式のＣＯ₂ガス濃度計（以下、ＣＯ
₂計という）の場合、基準ガスが流れる比較セルと、被
測定ガスが流れる測定セルと、測定セルに対応する検出
器および比較セルに対応する検出器の計２つの検出器と
が設けられ、光学系ベンチが構成されている。そして、
測定セルに対応する検出器は、その前面にＣＯ₂のみの
特性吸収帯域の赤外光を通過させる光学フィルタ（例え
ば、中心透過波長４．３μｍのバンドパスフィルタ）を
備える一方、比較セルに対応する検出器は、その前面に
ＣＯ₂に対して吸収帯域のないところの波長の赤外光を
通過させる光学フィルタ（例えば、中心透過波長３．７
μｍのバンドパスフィルタ）を備え、光源から等しく出
された赤外線は、測定セル中のＣＯ₂により吸収され、
各検出器から出力された検出信号を演算処理することに
よりＣＯ₂ガスの濃度値を出力する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
ＣＯ₂計を、空調制御用ガスセンサやガス管理区域内に
設置されるガス警報機あるいはガス濃度測定器として使
用するためには、光学系ベンチの構造を小型化、かつ簡
素化することが望まれるけれども、上記構成では、光源
と検出器の開き角を大きくとれないため、感度を上げる
には、光路長（吸収長）をできるだけ長くするしかな
く、セル長の長い吸収セルが要求され、ＣＯ₂計全体の
構成が大型化する。その上、光源と検出器を吸収セルの
両端に設置せざるを得ないため、光源や検出器への配線
が必要であり、そのための電気回路の構成が複雑であ
る。

【０００５】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、小型化および構造の簡素化を図
ることができる赤外線ガス分析計を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、凹面反射鏡を対向させて配置し、一方
の凹面反射鏡側から他方の凹面反射鏡側に向けて赤外光
が出射するように光源を設け、この光源から出射された
赤外光が前記両凹面反射鏡間で多重反射した後、その反
射光束が集束する位置またはその近傍に受光器を設け、
前記両凹面反射鏡間の空間に被測定ガスを含むガスを流
入させ、その特性吸収の度合を測定するよう構成してあ
る。

【０００７】この発明では、光源から出射された赤外光
の反射光束が集束する位置またはその近傍に受光器を設
けているので、赤外吸収に係る光路の開き角を大きくで
きるとともに、凹面反射鏡を対向させて配置しているの
で、多重反射が可能となり、１つの凹面反射鏡を設けた
場合に比して、折り返し光路を増大できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、図
面に基づいて説明する。図１、図２はこの発明の第１の
実施形態の赤外線ガス分析計を示し、図３は動作を示す
図である。この第１の実施形態では、赤外線ガス分析計
としてＣＯ₂ガス濃度計（以下、ＣＯ₂計という）を採
用している。

【０００９】図１〜図４において、１は、金属製の上部
ケース１ａ，金属製の下部ケース１ｂからなる１つの金
属ケースで、上部ケース１ａの内面に楕円形状の単一の
ミラー（凹面反射鏡の一例）２が形成されている。この
楕円反射鏡２の材質は、例えば鋳造用金属または射出成
形用合成樹脂（ＡＢＳなど）であり、公知の方法で形成
され、楕円反射鏡２の表面２ａには赤外域で高い反射率
を示す金属（金、アルミニウム、クロムなど）Ｍが蒸着
されたり、コーティングされている。

【００１０】３は、上部ケース１ａの４つの側面に設け
られた正面視矩形の開口部で、この開口部３は各側面に
複数個形成されており、被測定ガスはこれら開口部３よ
り、自然拡散によりＣＯ₂計内に流入する。

【００１１】４は光源で、例えばタングステンランプで
あり、後述する回路基板１３上に配置されている。そし
て、電気的に光源４をオン・オフする直接変調方式を採
用している。

【００１２】５は、回路基板１３上に光源４と並べて配
置されている受光器で、例えば焦電型赤外線センサ（Pb
S ，PbSeなどの量子型検出器、あるいは、サーモパイル
でもよい）であり、この受光器５はデュアルツインタイ
プに構成されている。具体的に説明すると、図４におい
て、受光器５の容器２１の上面部のほぼ中央に開口部Ａ
が形成され、この開口部Ａを閉塞するように赤外線透過
性の窓材Ｂが取り付けられている。この窓材Ｂはサファ
イア、ＢａＦ₂等の材料からなり、容器２１内には例え
ばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス）より
なる赤外線検出素子６が収容され、この赤外線検出素子
６には、４つの受光素子７，８，９，１０が形成されて
いる。受光素子７と８、受光素子９と１０は、同一形
状、同一受光面積を有し、対称（受光素子７と８、受光
素子９と１０がそれぞれ線対称）にしかも近接した状態
で、例えば「田」字状に配置されている。そして、受光
素子７と８とで一対のデュアル素子１１を構成し、受光
素子９と１０とでもう一対のデュアル素子１２を構成し
ている。そして、前記受光素子７と８、９と１０は、そ
れらの電極（符号＋，−で示す）が直列逆接続されてお
り、更に、デュアル素子１１，１２は、インピーダンス
変換用のＦＥＴ、時定数調整用の高抵抗、デュアル素子
１１，１２に電圧を供給するための電源端子等で電気的
接続され、それらの受光素子７〜１０が全て赤外光を受
光するのではなく、図４に示すように、それぞれにおけ
る一方の受光素子７，９に外部の赤外光が入射するよう
に、窓材Ｂの表裏（上下）両面に遮光部１９（図中、仮
想線で示すハッチング部分）を設け、受光素子７，９に
対応する部分のみを光透過部２０（図中、白抜き部分）
とし、他方の受光素子８，１０には外部の赤外光が入射
しないようにして、受光素子８，１０を例えば温度補償
用としている。

【００１３】また、受光器５の前面（受光器５の入射
側）には、２種類（中心波長３．７μｍと４．３μｍ）
の狭帯域透過型の光学フィルタＦが設置されている。こ
の光学フィルタＦは、２種類の特性を有するフィルタＦ
₁，Ｆ₂からなり、例えば、一方の受光素子７と８の前
面にＣＯ₂に対して吸収帯域のないところの波長の赤外
光を通過させる光学フィルタＦ₁を設けることで、受光
素子７と８は、ＣＯ₂の特性吸収の無い波長３．７μｍ
のみに感度を有する。そして、他方の受光素子９と１０
の前面にＣＯ₂のみの特性吸収帯域の赤外光を通過させ
る光学フィルタＦ₂を設けることで、受光素子９と１０
は、ＣＯ₂の特性吸収帯である４．３μｍのみに感度を
有する。この２種類の光学フィルタＦ₁，Ｆ₂は、後述
するもう１つの楕円形状の単一のミラー（凹面反射鏡の
一例）１６に形成された光学フィルタ設置用穴１８（図
１参照）に設置される。

【００１４】１３は回路基板で、この回路基板１３上
に、光源４と受光器５が直上の楕円反射鏡１６に対向さ
せる形で配置されている。そして、受光器５は、例え
ば、図３に示すように、光源４から楕円反射鏡２に向か
って放射状に出射された赤外光Ｓ₁，Ｓ₂が、楕円反射
鏡２で反射して平行光Ａ₁，Ｂ₁となり、続いて楕円反
射鏡１６で反射し、再度楕円反射鏡２で反射するよう多
重反射を繰り返した後集束するよう配置されている。回
路基板１３は、光源４と受光器５を含めて１つの金属ケ
ース１に覆われている。なお、この回路基板１３には、
図示しない電気回路が形成されている。すなわち、光源
４に電流を供給する定電流駆動回路、受光器５の２つの
出力をそれぞれ増幅し演算する、受光出力の増幅・演算
回路、指示校正回路、電圧安定化回路などが形成されて
おり、更に、ＣＯ₂ガスの濃度値を電圧または電流の形
で伝送するか、または警報信号を出力する外部出力回路
が形成されている。また、これらの出力をコントロール
パネルに伝送する場合には、送信回路を具備してもよ
い。要するに、光源４と受光器５は、上述の電気回路を
含めて１つの回路基板１３上に形成されており、さらに
回路基板１３および２つの楕円反射鏡２，１６は１つの
金属ケース１内に収納・固定されている。したがって、
周囲温度の変化に対しても指示値が安定するとともに、
外部のノイズに対しても強いＣＯ₂計が容易に得られ
る。

【００１５】１４は、ゴミや粉塵の流入防止のためのフ
ィルタで、楕円反射鏡２と楕円反射鏡１６との間の上部
ケース１ａの側面に形成された開口部３を覆うように配
置される。

【００１６】１６は、前記光学フィルタを搭載する楕円
反射鏡１６で、赤外光を遮蔽する機能も有する。この楕
円反射鏡１６は、光源４および受光器５に対応する位置
にそれぞれ、赤外光の通過穴１７および前記光学フィル
タＦが設置される穴１８を有する。そして、通過穴１７
にはサファイア、ＢａＦ₂等の材料からなる赤外線透過
部材Ｇが取付けられている。なお、楕円反射鏡１６の材
質は楕円反射鏡２と同一であり、また、楕円反射鏡１６
の表面１６ａには赤外域で高い反射率を示す金属Ｍが蒸
着されたり、コーティングされている。そして、反射光
束Ａ₃，Ｂ₃を効率よく受光器５に集束させる点から、
２つの楕円反射鏡２，１６は、それぞれ異なる曲率を有
する楕円形状の単一のミラーから構成されるのが好まし
く、しかも楕円反射鏡２よりも光源４・受光器５側の楕
円反射鏡１６の曲率を大に設定するのが好ましい。

【００１７】以下動作について説明する。図３におい
て、光源４から通過穴１７を介して楕円反射鏡２に向か
って放射状に出射された赤外光Ｓ₁，Ｓ₂は楕円反射鏡
２で反射して平行光Ａ₁，Ｂ₁となる。この平行光
Ａ₁，Ｂ₁は楕円反射鏡１６で反射する。この反射光Ａ
₂，Ｂ₂は再び楕円反射鏡２に戻り、もう一度反射し、
この反射光Ａ₃，Ｂ₃が受光器５に集光される。すなわ
ち、光源４から出た光束は楕円反射鏡２で２回、楕円反
射鏡１６で１回、合計３回折り返すことになり、従来に
比べて４倍の光路長（吸収長）を得ることができる。ま
た、赤外吸収に係る光路の開き角（光源４の開き角、受
光器５の受光角）を大きくとれるため、従来構造よりも
発光の伝達効率を高くできる。

【００１８】このように、楕円反射鏡１６側に光源４と
受光器５を、楕円反射鏡２に対向させる形で同一回路基
板１３上に配置して受光器５内の受光素子７，９に反射
光Ａ₃，Ｂ₃が集束するように構成したので、多重反射
が可能となる。したがって、赤外吸収に係る光路を折り
返し型に、しかも従来の４倍の光路長（セル内を２往
復）が得られるため、例えば、１つの凹面反射鏡を設け
た場合に比して、十分な吸収長を持ちながら、かつ小型
でも十分な赤外吸収を得ることができ、受光器５の２つ
の出力を演算処理することによりＣＯ₂ガスの濃度値ま
たは警報を出力して空調制御が確実に行える。

【００１９】また、光源４と受光器５を１つの回路基板
１３上に設置できるため、回路基板１３の構成も簡素化
できる。さらに、従来の構成に比べて、部品点数を減ら
すことができ、ケース内部の構成を簡素化できる。しか
も光源４と受光器５を含む回路基板１３全体を熱的に安
定化させることができるので、周囲温度の変化に対して
も指示値の変化は少なく、また、外部のノイズに対して
も強いＣＯ₂計が容易に得られる。

【００２０】なお、この実施形態では、光源４をオン・
オフする直接変調方式を採用したものを示したが、光源
側または受光器側に機械式の光断続器を設けてもよい。

【００２１】また、上記実施形態では凹面反射鏡とし
て、１枚のミラー片により構成される（１面の）楕円反
射鏡２，１６を対向させて多重反射できるようにし、楕
円反射鏡１６側に光源４と、感度波長の異なる２つのデ
ュアル素子１１およびデュアル素子１２が内蔵された受
光器５とにより構成された２往復の折り返し光路を有す
る、ＣＯ₂の１成分を測定対象成分とするＣＯ₂計を示
したが、複数のミラー片を組み合わせたマルチセグメン
トミラーにより構成される（複数面の）楕円反射鏡を、
一方の楕円反射鏡に採用することにより、マルチ光路を
有するＣＯ₂計を得ることができる。

【００２２】図５は、光源・受光器側の楕円反射鏡とし
て、２枚のミラー片により構成されるものを用いて２光
路を形成することにより、ＣＯ₂とＣＯの２成分を同時
に検出できるようにしたこの発明の第２の実施形態を示
す。なお、図５において、図１〜図３と同一符号のもの
は、同一または相当物である。

【００２３】図５は、ＣＯ₂とＣＯの２成分を同時に検
出できるガスセンサを示す図である。図５において、３
０は、２枚のミラー片３１，３２により構成される光源
４・受光器３３，３４側の楕円反射鏡である。２つの楕
円反射鏡３１，３２は、反射光束を効率よく受光器３
３，３４に集束させる点から、楕円形状の単一のミラー
から構成される楕円反射鏡２とは異なる曲率を有するよ
う構成されるのが好ましく、しかも楕円反射鏡２よりも
楕円反射鏡３１，３２の曲率を大に設定するのが好まし
い。

【００２４】上記第１の実施形態と異なる点は、単一の
ミラーから構成される楕円反射鏡１６の代わりに２つの
楕円反射鏡３１，３２を設けた点と、楕円反射鏡３１お
よび楕円反射鏡２間、楕円反射鏡３２および楕円反射鏡
２間それぞれで多重反射した光を、楕円反射鏡３１直下
の回路基板１３上に設置した受光器３３および楕円反射
鏡３２の直下の回路基板１３上に設置した受光器３４に
集光させる点である。３１ａは楕円反射鏡３１の表面を
示し、３２ａは楕円反射鏡３２の表面を示す。３３はＣ
Ｏ₂測定用受光器であり、また、３４はＣＯ測定用受光
器であって、これら受光器３３，３４は上記第１の実施
形態で用いた受光器５と同一構成であり、それぞれ図４
に示すようなデュアルツインタイプに構成されている。
そして、ＣＯ測定用受光器３４は、その前面（受光器３
４の入射側の光学フィルタ設置用穴５８）に２種類の、
上述した光学フィルタＦとは異なる特性を有する狭帯域
透過型の光学フィルタｆを有する。すなわち、楕円反射
鏡３２に形成された光学フィルタ設置用穴５８には、２
種類（中心波長３．７μｍと４．７μｍ）の狭帯域透過
型の光学フィルタｆ₁，ｆ₂が設置されている。例え
ば、受光器３２を構成する一方のデュアル素子（例え
ば、図４に示されるデュアル素子１１）の前面にＣＯに
対して吸収帯域のないところの波長の赤外光を通過させ
る光学フィルタｆ₁を設けることで、一方のデュアル素
子は、ＣＯの特性吸収の無い波長３．７μｍのみに感度
を有する。そして、他方のデュアル素子（例えば、図４
に示されるデュアル素子１２）の前面にＣＯのみの特性
吸収帯域の赤外光を通過させる光学フィルタｆ₂を設け
ることで、他方のデュアル素子の特性吸収帯である４．
７μｍのみに感度を有する。

【００２５】而して、被測定ガスは上部ケース１ａ側面
の開口部３より、自然拡散によりケース１内に流入す
る。そして、光源４から通過穴１７を介して楕円反射鏡
２に向かって放射状に出射された赤外光Ｓ₁，Ｓ₂は、
楕円反射鏡２で反射して、平行光Ａ₁，Ｂ₁となる。こ
の平行光Ａ₁は楕円反射鏡３２で反射する一方、平行光
Ｂ₁は楕円反射鏡３１で反射する。反射光Ａ₂，Ｂ₂は
再び楕円反射鏡２に戻り、もう一度反射し、反射光Ａ₃
が受光器３４に集光され、反射光Ｂ₃が受光器３３に集
光される。すなわち、光源４から出た光束は、楕円反射
鏡２で２回、楕円反射鏡３１で１回、合計３回折り返す
とともに、楕円反射鏡２で２回、楕円反射鏡３２で１
回、合計３回折り返すことになり、従来に比べて４倍の
光路長（吸収長）を得ることができる。また、赤外吸収
に係る光路の開き角（光源４の開き角、受光器５の受光
角）を大きくとれるため、従来構造よりも発光の伝達効
率を高くできる。

【００２６】なお、ＣＯ₂とＣＯは、感度比が異なるの
で、各ミラー片の形状を感度比に応じて適切なものに予
め設定しておくのが好ましい。すなわち、ミラー片の分
割比（面積比）を変えることにより感度アップを行い、
ＣＯ₂、ＣＯごとに光学利得を変えることが可能であ
る。例えば、ＣＯはＣＯ₂に比して高感度であるので、
測定濃度レンジが同じであれば楕円反射鏡３１の面積を
楕円反射鏡３２のものよりも大に設定すればよい。

【００２７】このように、測定するＣＯ₂、ＣＯといっ
た感度比の異なるガス種に対しても２光路を形成できる
上に、楕円反射鏡３１，３２の分割比を変えることによ
り、ＣＯ₂、ＣＯごとに光学利得を変えることができる
ため、回路設計の負担も低減できる。

【００２８】図６は、ＣＯ₂、ＣＯ、ＨＣの３つの成分
を同時に検出できるようにしたこの発明の第３の実施形
態を示す。なお、図６において、図１〜図５と同一符号
のものは、同一または相当物である。上記第１の実施形
態と異なる点は、単一のミラーから構成される楕円反射
鏡１６の代わりに３つの楕円反射鏡３５，３６，３７を
設けた点と、楕円反射鏡３５および楕円反射鏡２間、楕
円反射鏡３６および楕円反射鏡２間ならびに楕円反射鏡
３７および楕円反射鏡２間それぞれで多重反射した光
を、楕円反射鏡３５直下の回路基板１３上に設置したＣ
Ｏ₂測定用受光器（図示せず）、楕円反射鏡３６の直下
の回路基板１３上に設置したＣＯ測定用受光器（図示せ
ず）および楕円反射鏡３７の直下の回路基板１３上に設
置したＨＣ測定用受光器（図示せず）に集光させる点で
ある。各測定用受光器は、上記第１の実施形態で用いた
ものと同一構成であり、それぞれ図４に示すようなデュ
アルツインタイプ（４受光部を有する検出器）に構成さ
れている。

【００２９】そして、３つの楕円反射鏡３５，３６，３
７は、反射光束を効率よく各受光器に集束させる点か
ら、楕円形状の単一のミラーから構成される楕円反射鏡
２とは異なる曲率を有するよう構成されるのが好まし
く、しかも楕円反射鏡２よりも楕円反射鏡３５，３６，
３７の曲率を大に設定するのが好ましい。

【００３０】そして、楕円反射鏡３５におけるＣＯ₂測
定用受光器の前面には、光学フィルタＦを有する光学フ
ィルタ設置用穴１８が形成され、楕円反射鏡３６におけ
るＣＯ測定用受光器の前面には、光学フィルタｆを有す
る光学フィルタ設置用穴５８が形成され、また、楕円反
射鏡３７におけるＨＣ測定用受光器の前面には、ＨＣ用
の特定の光学フィルタＫを有する光学フィルタ設置用穴
６０が形成されている。

【００３１】而して、光源・受光器側の３つの楕円反射
鏡３５，３６，３７を、１つの楕円反射鏡２に対向させ
て配置したので、３光路化が容易に実現できる。そし
て、光源４から出た光束は、楕円反射鏡３５および楕円
反射鏡２間においては、楕円反射鏡２で２回、楕円反射
鏡３５で１回、合計３回折り返すとともに、楕円反射鏡
３６および楕円反射鏡２間においては、楕円反射鏡２で
２回、楕円反射鏡３６で１回、合計３回折り返し、さら
に、楕円反射鏡３７および楕円反射鏡２間においては、
楕円反射鏡２で２回、楕円反射鏡３７で１回、合計３回
折り返すことになり、従来に比べてそれぞれ４倍の光路
長（吸収長）を得ることができる。また、赤外吸収に係
る光路の開き角（光源４の開き角、受光器の受光角）を
大きくとれるため、従来構造よりも発光の伝達効率を高
くできる。

【００３２】図７は、ＣＯ₂、ＣＯ、ＨＣの３つの成分
を同時に検出できるようにしたこの発明の第４の実施形
態を示す。なお、図７において、図１〜図６と同一符号
のものは、同一または相当物である。上記第３の実施形
態と異なる点は、単一のミラーから構成される楕円反射
鏡２の代わりに２つのミラー片７０，７１から構成され
る楕円反射鏡７２を用い、かつ光源・受光器側にも２つ
のミラー片７３，７４から構成される楕円反射鏡７５を
設けた点である。しかも、２つの楕円反射鏡７２，７５
は、両者共分割軸Ｌ，Ｎ同士を直交させた状態で対向配
置しており、これにより、反射光束を効率よく各測定用
受光器に集束させることができる。８０は、回路基板１
３上に光源４と並べてミラー片７４に対向して配置され
た比較用受光器（図示せず）のための光学フィルタ設置
用穴で、光学フィルタＰを有する。

【００３３】なお、ＣＯ₂、ＣＯ、ＨＣ各測定用受光器
は、上記第１〜３の各実施形態で用いたデュアル素子１
１，１２からなるデュアルツインタイプのものではな
く、図４において、例えば、デュアル素子１１だけ、あ
るいは、デュアル素子１２だけから構成されたデュアル
タイプのものを使用している。したがって、第４の実施
形態では、上述した比較用受光器が必要となる。この比
較用受光器も勿論デュアルタイプのものを使用してい
る。

【００３４】なお、上記各実施形態では、凹面反射鏡と
して楕円反射鏡を用いたものを示したが、同様の機能を
有するものであれば放物面を有する反射鏡やその他の球
面形状を有する反射鏡を用いてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、凹面反射鏡を対向させて配置し、一方の凹面反射鏡
側から他方の凹面反射鏡側に向けて赤外光が出射するよ
うに光源を設け、この光源から出射された赤外光が前記
両凹面反射鏡間で多重反射した後、その反射光束が集束
する位置またはその近傍に受光器を設けているので、赤
外吸収に係る光路の開き角を大きくできるとともに、２
往復の折り返し光路を形成できる。したがって、小型で
も十分な赤外吸収を得ることができ、受光器の出力を演
算処理することによりガス種の濃度値または警報を出力
して空調制御が確実に行える。

【００３６】また、光源と受光器を１つの回路基板上に
設置できるため、回路基板の構成も簡素化できる。さら
に、従来の構成に比べて、部品点数を減らすことがで
き、ケース内部の構成を簡素化できる。しかも光源と受
光器を含む回路基板全体を熱的に安定化させることがで
きるので、周囲温度の変化に対しても指示値の変化は少
なく、また、外部のノイズに対しても強い赤外線ガス分
析計が容易に得られる。

【００３７】更に、複数のミラー片を組み合わせたマル
チセグメントミラーにより構成される凹面反射鏡を用い
ることにより、マルチ光路化が容易に実現できる。した
がって、多成分化も容易であり、かつ、感度比の異なる
ガス種に対してもミラー片の分割比を変えることによ
り、ガス種ごとに光学利得を変えることができるため、
回路設計の負担も低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を示す分解斜視図で
ある。

【図２】上記第１の実施形態を示す全体斜視図である。

【図３】上記第１の実施形態を示す構成説明図である。

【図４】上記第１の実施形態で用いた受光器を示す図で
ある。

【図５】この発明の第２の実施形態を示す構成説明図で
ある。

【図６】この発明の第３の実施形態を示す要部斜視図で
ある。

【図７】この発明の第４の実施形態を示す要部斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…金属ケース、２…楕円反射鏡（他方の凹面反射
鏡）、４…光源、５…受光器、１６…楕円反射鏡（一方
の凹面反射鏡）、Ｓ₁，Ｓ₂…光源から出射された赤外
光、Ａ₁，Ｂ₁、Ａ₂，Ｂ₂…多重反射光、Ａ₃，Ｂ₃
…反射光束。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹面反射鏡を対向させて配置し、一方の
凹面反射鏡側から他方の凹面反射鏡側に向けて赤外光が
出射するように光源を設け、この光源から出射された赤
外光が前記両凹面反射鏡間で多重反射した後、その反射
光束が集束する位置またはその近傍に受光器を設け、前
記両凹面反射鏡間の空間に被測定ガスを含むガスを流入
させ、その特性吸収の度合を測定するよう構成したこと
を特徴とする赤外線ガス分析計。
【請求項２】前記２つの凹面反射鏡が、それぞれ異な
る曲率を有する楕円形状の単一のミラーから構成され、
一方の凹面反射鏡側に設けた回路基板上に光源と受光器
を並設し、光源から出射された赤外光が、他方の凹面反
射鏡で反射して平行光となり、続いて一方の凹面反射鏡
で反射し、再度他方の凹面反射鏡で反射するよう多重反
射を繰り返した後受光器に集束する請求項１に記載の赤
外線ガス分析計。
【請求項３】前記一方の凹面反射鏡が、楕円形状の単
一のミラーから構成される前記他方の凹面反射鏡とは異
なる曲率を有する楕円形状の複数のミラーを組み合わせ
て構成され、前記一方の凹面反射鏡側に設けた回路基板
上には、１つの光源と、前記複数のミラーの数に対応す
る数の受光器が並設され、光源から出射された赤外光
が、前記複数のミラーと他方の凹面反射鏡との間で多重
反射を繰り返した後各受光器に集束する請求項１に記載
の赤外線ガス分析計。
【請求項４】前記一方の凹面反射鏡が２つのミラーを
組み合わせて構成されて２光路を形成する請求項３に記
載の赤外線ガス分析計。
【請求項５】前記一方の凹面反射鏡が３つのミラーを
組み合わせて構成されて３光路を形成する請求項３に記
載の赤外線ガス分析計。
【請求項６】前記２つの凹面反射鏡は、両者共分割軸
を境にして楕円形状の２つのミラーが組み合わされて構
成され、一方の凹面反射鏡側に設けた回路基板上には、
１つの光源と、４つの受光器が並設されるとともに、分
割軸同士を直交させた状態で２つの凹面反射鏡を対向さ
せて配置し、光源から出射された赤外光が、２つの凹面
反射鏡間で多重反射を繰り返した後各受光器に集束する
請求項１に記載の赤外線ガス分析計。