JPH11505026A - ガス連続分光分析用マイクロ波空洞共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 低Ｑ共振器の開発により、すべての面で顕著な進歩を示し、なかんずく過酷な環境の中でも高信頼性で動作するガス測定システムが使用可能となった。共振器の長さは従来の測定セルに比して大幅に短縮された。これによりハウジング寸法も小型化された。短いガス交換時間と小さいガスハウジング寸法とにより応答時間が大幅に短縮され、例えばアンモニアに対する検出感度が短い測定セルにもかかわらず非常に高い。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス連続分光分析用マイクロ波空洞共振器 本発明はプロセスガス分析器のための測定セルとしてのマイクロ波空洞共振器 に関する。このような装置においてマイクロ波分光方法によりＳｔａｒｋ効果を 利用してプロセスガスの中の含有ガス成分の濃度を求めることができる。通常は 測定は透過光方式が実施され、この場合、空間的に非常に長い測定セルが使用さ れ（ドイツ特許出願公開第３６４５２４０号公報参照）、これにより高い検出感 度が得られる。 このような構造長を回避するための１つの代替手段は共振器である。できるだ け低いガス濃度を高感度で検出するために共振器のＱ値を非常に高くすることに 努力が払われている。高いＱ値により必然的に共振器は高い感度で周囲の影響に 応答する。これらの影響は安定化措置により補償しなければならない（Ｒ．Ｒｅ ｉｎｓｃｈｌｕｅｓｓｅｌ等著”高感度空洞．．．の ３〜３２０頁）参照）。外部の影響の補償には付加的な構造的コストがかかり、 このコストにより装置コストは大幅に高くなる。 プロセス性能が高いガス分析器がドイツ”Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｍｅｓｓｅ ｎ”誌（５８（１９９１） １１，４３３〜４３８頁）に記載されている。ここに例えば煙道ガスの迅速な分 析のためのマイクロ波プロセス分析器が記載されている。 米国特許第３９７３１８６号明細書にガス連続分光分析のためのマイクロ波空 洞共振器が記載されている。共振器は矩形に形成されているが、しかし円筒形で あることも可能である。共振器の共振周波数は、異なる極性分子を個別に検出で きるように変換される。 発電所技術と塵燃焼の領域から、本発明の基礎となる要求が発生した、すなわ ち、煙道ガスの中のアンモニアの濃度を、プロセス条件の下でかつ実時間で、プ ロセスガスのその他の成分に対する影響を与えることなく求めることが可能なこ とである。このためにプロセスに有用な分析器を排気ガス装置の中に取付け、こ の分析器は過酷な環境の中で設置でき、高信頼性で長時間作動において既知のガ ス割合又はガス成分の濃度を検出することが可能でなければならない。 本発明によりこの課題は、請求項１に記載の特徴を有するマイクロ波のための 空洞共振器として形成されている測定セルにより解決される。基本思想は、低い Ｑ値の共振（低Ｑ共振器）により測定セル長を短縮することにある。この共振器 は測定ガスすなわちプロセスガスの中の調べる成分の吸収周波数に同調調整され ている。マイクロ波技術的特性がこの共振器のジオメトリを実質的に定める。共 振器の中での多重反射によ り共振器の中の有効波長は共振器のジオメトリ的長さに比して大幅に長くなる。 これにより空間的に大幅により小さい構造が可能となる。 同軸導波管部分の中の内部導体の鋭角先端を形成する自由端は誘電ウィンドウ の直接前に位置し、このウィンドウまでの距離は、最大でも、マイクロ波状態の 調整及び微同調調整のための軸線方向のスライドのために必要な距離である。測 定セルの中の内部導体すなわちＳｔａｒｋ電極の長さはこの電極の先端が電場の ノードの中に位置するように調整可能でなければならない。 共振器の同軸導波管部分は実際の測定セル又は相互作用空間を形成する。実際 の測定セルの中に、バイパス導管から分岐されたプロセスガス体積が連続的に誘 電ウィンドウの近傍で流入し、次いでその場所の定置のマイクロ波リフレクタの 中のガス貫流孔を介してできるかぎり広い面積で連続的に吸込まれ、これにより 測定セルの間に所与の圧力差が調整設定される。 共振器の円形空洞導波管の中でマイクロ波の入力結合及び出力結合が行われる 。マイクロ波リフレクタはその場所で最適共振条件と最適入力結合及び出力結合 条件を調整設定するために軸線方向に位置調整可能である。 共振器はただ１つの種類のガスを測定するためにのみ設けられ、従って共振器 ジオメトリはこの測定にの み同調されている。しかし共振器を、類似の波長領域の中にある吸収線を有する 別の種類のガスのためにも設けることができる。この場合、共振器を過大な寸法 に決めると有利である。この場合には高信頼性の測定のために、所与の周波数領 域内にただ１つの共振周波数（モード）が存在する動作パラメータが求められる 。 周辺の影響例えば共振器への機械的影響等を大幅に回避し、外部の温度変動が 共振器空間の中に入り込んでもそれが大きい熱容量に起因して無視できる程に些 細であるように共振器の壁は非常に肉厚に形成されている。 このような共振器を有する測定器と、この中に空間的に仕切られ約１０００〜 ２０００の共振器Ｑ値を有する測定セル（低Ｑ共振器）とは過酷なプロセス環境 においても有用であり、検出感度、保守容易性、安定性及び経済的構造に対する 要求を満足する。 とりわけ煙道ガスの中のアンモニアの濃度を検出する又は求めるための低いＱ 値を有するマイクロ波空洞共振器の１つの実施の形態が図面に略示され、以下に おいて詳細に説明される。 図１ａは円形空洞導波管部分及び同軸導波管部分を有する共振器の概略図、図 １ｂは低Ｑ共振器の構造を示す概略図、図２はＮＨ₃線の線幅と共振器半値幅と の比較を示す線図、図３はガス分析器の測定構成を示 す概略図である。 低Ｑ共振器１の構成は簡単に保持され、原理的には４つの個々の構成要素から 成る（図１ｂ）。 ｉ． − 第１の構成要素は、実質的にＳｔａｒｋ隔壁６又はＳｔａｒｋ電極６として の内部導体６を有する実際の測定セルとしての同軸導波管部分３であり、同軸導 波管部分３は、定置のマイクロ波リフレクタ５の中の内部導体の導入部のほかに 更に内部導体の尖端の背後でテフロン星状体１０により同軸位置で保持される。 テフロン星状体１０はテフロン星状体１０が共振器１の中のマイクロ波と連続的 測定ガス流を無視できる程度にしか損なわないように形成されている。 ｉｉ． − 第２の構成要素は円形空洞導波管部分２であり、円形空洞導波管部分２はマ イクロ波結合ブロックとして用いられ、入力結合及び出力結合部８と、λ／４変 換器として構成されているマイクロ波リフレクタ４とを有し、マイクロ波リフレ クタ４は軸線方向にスライド可能であり、２つの調整機能を可能にする、すなわ ち一方では、共振器１の中の共振の同調であり、他方、マイクロ波の最適な入力 結合及び出 力結合の調整設定のための調整である。 ｉｉｉ． − 第３の構成要素は、バイパス導管２１の中を流れるプロセスガスのための測 定ガス入口のための絞り９又は制限部９と、定置のマイクロ波リフレクタ５とを 有する同軸導波管部分３であり、マイクロ波リフレクタ５はモードフィルタとし て構成され、同時に、軸線方向にスライド可能な内部導体６すなわちＳｔａｒｋ 電極６又はＳｔａｒｋ隔壁６のための、ホルダ及び導入部材として用いられる。 測定ガスは連続的にマイクロ波リフレクタ５の中の孔を介して吸込まれ、その際 にマイクロ波の反射の影響は無いか又は無視できる程度である。 ｉｖ． − 第４の構成要素はカプトンシート７の形の誘電ウィンドウ７であり、カプト ンシート７は円形空洞導波管部分２を共振器１の同軸導波管部分３から分離して いる。シート７は機械的に充分に強靱でありかつ化学的に充分に不活性であり、 従って双方の共振器室２と３との間の圧力差が維持され、化学反応が発生しない 。円形空洞導管部分２の中は一般的に周囲圧力になっており、同軸導波管部分３ の中は負圧になっている。シート７が共振器１の中のマイクロ 波に与える影響は無視できる程に小さい。 共振器１の諸元を定めるために当該の周波数領域内のＨ波タイプ及びＥ波タイ プのいくつかのモードが観察される。基本モードは、共振器１の直径に対する遮 断波長の最大比を有するモードである。これは本使用例ではＨ₁₁モードである。 低Ｑ共振器１の構造のためにＨ₁₁モードが基礎となっている。この場合にはすべ てのその他のモードは所望の周波数領域より大幅に高い遮断周波数を有し、従っ て共振器１の中で伝播できない。 公知の高周波技術又はマイクロ波技術の観察から導出されて（例えばＭｅｉｎ ｋｅ Ｇｒｕｎｄｌａｃｈ著”Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ ｄｅｒ Ｈｆ−Ｔｅｃ ｈｎｉｋ”等参照）製造技術上の理由から共振器１の内径はＤ＝１０ｍｍに選択 される。この場合に小さな構造的変更によりこの内径は３０ＧＨｚの近傍の周波 数まで使用されることが可能である、最低有効周波数０はより低く、Ｈ₁₁におい ては約１７．５６ＧＨｚである。 一般的に自由空間内での波長λ₀＝１２．５５６ｍｍ（ｆ₀＝２３．８７０１３ ＧＨｚ）と導波管の遮断波長λ_cとを有する場合の空洞導波管内の波長λ_gは次式 により得られる。 λ_g＝λ₀／ν［１−（λ₀／λ_c）²］ 直径Ｄ＝１０ｍｍでの円形空洞導波管２及び同軸導波管３の中のＨ₁₁モードへ の整合のために内部導体６又はＳｔａｒｋ電極６の直径ｄは、遮断波長を等しく すること（（円形空洞導波管の中の）λ_cHL＝（同軸空洞導波管の中の）λ_cKoax ）により整合されなければならない。５より小さい直径比Ｄ／ｄにおいては次式 が成立つ。 λ_c＝０．９７３×（π／２）×（Ｄ＋ｄ） 従って、 ｄ＝（λ_c／０．９７３）×（２／π）−Ｄ 上記の式からＳｔａｒｋ電極６において最適の直径ｄ＝２．１３ｍｍが得られ る。２ｍｍの市販の棒材料（特殊鋼、真鍮）により空洞導波管の中の電磁波を同 軸導波管部分３（λ_cKoax＝１８．３４ｍｍ）に十分整合することが可能である 。この太さの材料はＳｔａｒｋ電極６のプロセスの間に発生する機械的振動を減 衰する。このような振動は回避されなければならない、何故ならばこのような振 動は望ましくないことにＳｔａｒｋ電圧を変調し、ひいては信号振幅も変調する 。 パラメータｐ、半波長の整数倍の種々の値において 、Ｈ₁₁モード（λ_c＝１．７０６ｘＤ）において、共振周波数ｆ₀＝２３．８７０ １３ＧＨｚ（円形空洞導波管２の中に生ずる波長はλ₀＝１２．５５６ｍｍ、λ_g ＨＬ＝１８．５４ｍｍ）、アンモニア（ＮＨ₃）の所望の吸収線とＤ＝１０ｍｍ において、同軸部分３無しの共振器２の部分の長さＬ′（図１ａ＋ｂ）のための 次の近似値が得られる。 低Ｑ共振器１の同軸導波管部分３においては次の値が同様に得られる。 約２０７ｍｍ又は２１５ｍｍに対して最適な共振像のためのＳｔａｒｋ電極６ の長さＬが、共振器１の中の順次の類似の状態に対して測定された。従って２つ の最適な状態の間隔、すなわち共振器１の中の同軸部分の中の導波管半波長は約 ８ｍｍである。１８．４ｍｍの同一の遮断波長Ｌ_cにおいて円形空洞導波管の非 同軸部分２の中の２つの空洞導波管半波長間の間隔は９．３ｍｍである。従って 共振器１の同軸導波管部分 ３は約２０７ｍｍ、円形空洞導波管部分２は約５５ｍｍの長さである。 共振器１の共振器特性曲線１３の半値幅（図２）は有利には約２〜３倍吸収線 １４の半値幅より大きい。この半値はＮＨ₃において所与の圧力において約７Ｍ Ｈｚであり（図２）、より低い圧力においてはより小さく、より高い圧力に対し ては増加する（線幅の広がり）。これらのデータによりまず初めに、１０００〜 ２０００の共振器１のＱが目指される。前述の観点からの低Ｑ共振器１の構成に より最終的に約１２００のＱが得られる。 送信器１５からのマイクロ波の供給は矩形空洞導波管１１と円形空洞導波管２ の壁の中の結合スリットとを介して行われる。同様に検波器１７の取付けも同じ ように行われている。これらの２つの結合スリットはそれぞれおおよそ共振波長 の１／２の長さである。幅及び壁厚はこのスリット長に比して小さい。入力結合 及び出力結合領域内の壁厚はマイクロ波技術的視点からは無限に薄肉でなければ ならないが、しかし壁厚は、作動中に充分な機械的安定性が維持され、マイクロ 波への影響が僅かなままであるように小さく保持される。 プロセスへの接続は図１ｂの概略図に示されているように、通常は加熱されて いるバイパス導管２１を介して行われ、バイパス導管２１は、監視するガス流を 測定セル３にバイパスして供給する。絞り９から出る通気突出部はバイパス導管 ２１の中の主流の中に突出し、供給される測定ガス体積を連続的に分岐する。絞 り９は別の実施の形態では弁９としても形成され、一般的には制限装置９として 形成され、絞り９は測定セル３の中の圧力を、測定ガスを吸込むことにより低下 し、これにより絞り９と、測定セル３の他端に位置するマイクロ波リフレクタ５ との間の圧力勾配が維持される。従ってポンプ２０の吸込み性能は、別の測定す るガスにおいては異なることもある圧力領域に整合される。 測定値をとりわけ迅速に検出するように最適化されている低Ｑ測定システムは 、ガス路の構成においていくつかの付加的な措置を必要とする。重要な点はバイ パス導管２１を測定セル３のできるだけ近傍に配置し、これにより、測定セル３ の中の絞り９と測定ガスタップすなわちバイパス導管２１の中の最大ガス流の領 域内の通気突出部との間の不可避なむだ空間が最小にされる。調整可能な絞り９ は、一般的に構造的に複雑な弁に置換される。 測定セル３の中の過大の圧力勾配により、測定信号が圧力に依存することに起 因して信号の低下が発生する。迅速性の面で最適化されている測定システムのた めに信号振幅とガス流量とセルの中の圧力との間の妥協点を見出さなければなら ない。 ガス分析器の装置構成全体は、ドイツ連邦共和国特許第３６４５２４０号明細 書において用いられているような公知のスキーマに相当し、図３に略示されてい る。周波数安定化マイクロ波送信器１５すなわちガンダイオードは低Ｑ共振器の 中に入射する。送信器１５は入力結合部からアイソレーター１６を介して減結合 される。Ｓｔａｒｋ変調されたマイクロ波電磁場は検波器１７により検波され、 ロックイン増幅器１８に供給される。ロックイン増幅器１８は受信信号をＳｔａ ｒｋ信号に位相同期して増幅し、この増幅は評価装置例えばマイクロコンピュー タが、処理された信号を利用できる程度に行われる。図２は、Ｓｔａｒｋ効果に よりシフトされた線が充分に変調され、これにより本来の吸収線１４が対称に現 れることを示している。 測定セル３の小さい寸法とガス路の最適化とにより得られるこの共振器１にお ける短いガス交換時間すなわち約１００測定セル容積／ｓｅｃに起因して測定ガ スの中の変化への応答時間は大幅に短縮される。外部の付加的な試料採取導管無 しの純粋な測定システムにおいてアンモニアにおいても、すなわち強い吸収特性 を有する成分においても約３０ミリ秒の値が得られた。従って通常の測定作動に おいては１秒より大幅に短い応答時間が得られる。これは、ドイツ特許第３６４ ５２４０号明細書に記載の装置に比して少なくとも２００倍の速度上昇を意味し 、検出限界内でこの装置の 速度は２倍を上回った。低Ｑ測定セル１を有する分析器は、２０秒のロックイン 増幅器の時定数においてアンモニア（ＮＨ₃）において０．１ｖｐｐｍの検出を 行うことができた。この分析器により、分析器の緩慢性に起因して解決できなか った制御技術的課題が解決可能である。 参照番号リスト １ 共振器、低Ｑ共振器 ２ 円形空洞導波管部分 ３ 同軸導波管部分、測定セル ４ 軸線方向にスライド可能なマイクロ波リフレクタ ５ 定置のマイクロ波リフレクタ ６ 内部導体、Ｓｔａｒｋ電極、Ｓｔａｒｋ隔壁 ７ 誘電ウィンドウ、カプトンシート、シート ８ マイクロ波結合平面、入力結合及び出力結合 ９ 絞り、制限装置、弁、ガス入口 １０ 誘電星状体、テフロン星状体 １１ 導波管、矩形導波管 １２ ガス出口 １３ 共振器特性曲線 １４ アンモニア線、吸収線 １５ マイクロ波送信器 １６ アイソレーター １７ 検出器 １８ ロックイン増幅器 １９ Ｓｔａｒｋ発生器 ２０ ポンプ ２１ バイパス導管 ２２ 誘電空洞円筒、マイクロ波サンプ ２３ Ｓｔａｒｋ電極の尖端

【手続補正書】 【提出日】１９９８年８月５日 【補正内容】 請求の範囲 1. プロセス媒体流の中のある特定成分の濃度検出用のガス連続分光分析用マイ クロ波空洞共振器において、 共振器の動作周波数により共振器直径を定める他に、前記共振器の諸元を定 めることと、低い値へ調整することとには、共振器直径に対する遮断波長の最大 比を有する基本モードが基礎となり、共振器特性曲線の半値幅を、前記半値幅が １桁の数字領域の低い値の係数倍だけ測定吸収線の半値幅に比して大きいように 調整設定し、 前記共振器（１）が、マイクロ波リフレクタ（４，５）により制限されてい る空洞円筒体であり、前記空洞円筒体は円形空洞導波管部分（２）と同軸導波管 部分（３）とから成り、前記円筒形空洞導波管部分（２）と前記同軸導波管部分 （３）とを互いにガス密かつ圧力密の誘電ウィンドウ（７）を介して分離し、前 記同軸導波管部分（３）の軸線方向にスライド可能な内部導体（６）をＳｔａｒ ｋ変調を適用するための電極として用い、マイクロ波リフレクタ（５）の中で貫 通案内して保持し、 ２つの空洞導波管（１１）すなわち共振器（１）の中へのマイクロ波入力結 合のための一方の空 洞導波管（１１）と前記共振器（１）からのマイクロ波出力結合のための前記空 洞導波管（１１）とを、前記共振器（１）の軸線に対称に前記共振器に前記円形 空洞導波管部分（２）の領域内でフランジ接続し、 前記マイクロ波リフレクタ（４，５）のうちの一方を固定配置し、他方を、 予定の最大吸収周波数とマイクロ波の最適な入力結合及び出力結合への調整への 同調のために軸線方向にスライド可能にし、 前記プロセス媒体流から連続的に、分岐されている部分がガス状で貫流する バイパス導管（２１）が、直接的に前記同軸導波管部分（３）の側を前記誘電ウ ィンドウ（７）の領域内で通過し、その場所で共振器壁の中の絞りすなわち制限 装置（９）を介して前記同軸導波管部分（３）への短い長さの分岐を有し、これ により連続的で小さい体積での試料導入が可能となり、前記導入試料を連続的に 、所与の圧力勾配を維持してその場所の前記マイクロ波リフレクタ（５）の中の 少なくとも１つの開口を介してポンピングして吸込むことが可能であることを特 徴とするガス連続分光分析用マイクロ波空洞共振器。2. 基本モードがＨ₁₁モードであることを特徽とする請求項１に記載のガス連続 分光分析用マイク ロ波空洞共振器。 3 . 共振器（１）が、機械的安定性のために及び大きな熱容量を形成するために 肉厚な構造を有していることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波空洞共振 器。4 . 企図するモードの励起が空洞円筒形共振器体の内半径を定めるようにするか 又は内半径を過大寸法に定めることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ波空 洞共振器。5 . 同軸導波管部分（３）の中のマイクロ波リフレクタ（５）を定置に配置し、 前記マイクロ波リフレクタ（５）がモードフィルタとして作用し、Ｓｔａｒｋ電 極（６）を導入する導入部材として用いられ、導入した測定ガスを前記同軸導波 管部分（５）を貫通して広面積で吸込み可能に構成し、 円形空洞導波管部分（２）の中のマイクロ波リフレクタ（４）を、前記円形 空洞導波管部分（２）がλ／４変換器として作用し、マイクロ波サンプとして用 いられる薄肉誘電空洞円筒（２２）を介して共振器壁から導電的に分離されてい るように構成することを特徴とする請求項４に記載のマイクロ波空洞共振器。6 . Ｓｔａｒｋ電極（６）の自由端が尖端（２３）を有し、これにより双方の導 波管領域（２，３）の間の移行がマイクロ波技術的に滑らかに生ずる ようにすることが可能であり、前記Ｓｔａｒｋ電極（６）を、共振器（１）の中 のガス流及びマイクロ波に影響しないか最大でも無視できる程度にしか影響しな い誘電星状体（１０）を介して同軸に保持することを特徴とする請求項５に記載 のマイクロ波空洞共振器。7 . 絞りすなわち制限装置（９）が交換可能であり、前記絞り（９）の通気突出 部分がバイパス導管（２１）の横断面領域内に突出していることを特徴とする請 求項６に記載のマイクロ波空洞共振器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス―ディーター メッツガー ドイツ連邦共和国 カールスルーエ ゲブ リューダー―ロイヒレ―シュトラーセ ２ (72)発明者 ゲルハルト シュミット ドイツ連邦共和国 フランクフルト ムラ ンスキーシュトラーセ ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. プロセス媒体流の中のある特定成分の濃度検出用のガス連続分光分析用マイ クロ波空洞共振器において、 共振器（１）が、マイクロ波リフレクタ（４，５）により制限されている空 洞円筒体であり、前記空洞円筒体は円形空洞導波管部分（２）と同軸導波管部分 （３）とから成り、前記円筒形空洞導波管部分（２）と前記同軸導波管部分（３ ）とを互いにガス密かつ圧力密の誘電ウィンドウ（７）を介して分離し、前記同 軸導波管部分（３）の軸線方向にスライド可能な内部導体（６）をＳｔａｒｋ変 調を適用するための電極として用い、マイクロ波リフレクタ（５）の中で貫通案 内して保持し、 ２つの空洞導波管（１１）すなわち共振器（１）の中へのマイクロ波入力結 合のための一方の空洞導波管（１１）と前記共振器（１）からのマイクロ波出力 結合のための前記空洞導波管（１１）とを、前記共振器（１）の軸線に対称に前 記共振器に前記円形空洞導波管部分（２）の領域内でフランジ接続し、 前記マイクロ波リフレクタ（４，５）のうちの一方を固定配置し、他方を、 予定の最大吸収周波 数とマイクロ波の最適な入力結合及び出力結合への調整への同調のために軸線方 向にスライド可能にし、 前記プロセス媒体流から連続的に、分岐されている部分がガス状で貫流する バイパス導管（２１）が、直接的に前記同軸導波管部分（３）の側を前記誘電ウ ィンドウ（７）の領域内で通過し、その場所で共振器壁の中の絞りすなわち制限 装置（９）を介して前記同軸導波管部分（３）への短い長さの分岐を有し、これ により連続的で小さい体積での試料導入が可能となり、前記導入試料を連続的に 、所与の圧力勾配を維持してその場所の前記マイクロ波リフレクタ（５）の中の 少なくとも１つの開口を介してポンピングして吸込むことが可能であり、 前記共振器（１）のＱが１０００〜２０００の間の値をとることを特徴とす るガス連続分光分析用マイクロ波空洞共振器。 2. 共振器（１）が、機械的安定性のために及び大きな熱容量を形成するために 肉厚な構造を有していることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波空洞共振 器。 3. 企図するモードの励起が空洞円筒形共振器体の内半径を定めるようにするか 又は内半径を過大寸法に定めることを特徴とする請求項２に記載のマ イクロ波空洞共振器。 4. 同軸導波管部分（３）の中のマイクロ波リフレクタ（５）を定置に配置し、 前記マイクロ波リフレクタ（５）がモードフィルタとして作用し、Ｓｔａｒｋ電 極（６）を導入する導入部材として用いられ、導入した測定ガスを前記同軸導波 管部分（５）を貫通して広面積で吸込み可能に構成し、 円形空洞導波管部分（２）の中のマイクロ波リフレクタ（４）を、前記円形 空洞導波管部分（２）がλ／４変換器として作用し、マイクロ波サンプとして用 いられる薄肉誘電空洞円筒（２２）を介して共振器壁から導電的に分離されてい るように構成することを特徴とする請求項３に記載のマイクロ波空洞共振器。 5. Ｓｔａｒｋ電極（６）の自由端が尖端（２３）を有し、これにより双方の導 波管領域（２，３）の間の移行がマイクロ波技術的に滑らかに生ずるようにする ことが可能であり、前記Ｓｔａｒｋ電極（６）を、共振器（１）の中のガス流及 びマイクロ波に影響しないか最大でも無視できる程度にしか影響しない誘電星状 体（１０）を介して同軸に保持することを特徴とする請求項４に記載のマイクロ 波空洞共振器。 6. 絞りすなわち制限装置（９）が交換可能であり、前記絞り（９）の通気突出 部分がバイパス導管 （２１）の横断面領域内に突出していることを特徴とする請求項５に記載のマイ クロ波空洞共振器。