JPS5985946A - 赤外線吸収ゲ−ジ用較正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、赤外線吸収ゲージ用較正装置に関する。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、特に、湿気を測定する
ためのゲージに用い得る外、吸収物質及び被膜またはフ
ィルムを含む他のパラメータを測定するだめのゲージに
も用い得る。

赤外線吸収ゲージは、２つまたはそれ以上の波長を有Ｊ
る近赤外輻射線を、測定されるべき材料上に投射させ、
そして、１つまたは複数の赤外線検出器上に集束する赤
外輻射線の量を測定する、という動作を行う。赤外線吸
収ゲージは、それが受ける、種々の波長を有する赤外輻
射線の相対的な量から、材料の水分含有量または他の所
望とするパラメータを計算する。

一般的な赤外線吸収ゲージは、光学要素と検出器を収納
している感応ヘッドと、電子回路装置とを有する。

本願発明で述べる赤外線吸収ゲージ用較正装置は、上述
した赤外線吸収ゲージの感応ヘッドと組合わされて用い
られる。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、赤外線吸収ゲージの安
定度及び精度を、時に応じて点検゛りるのに用い得る。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、１つの赤外線吸収ゲー
ジで行われた較正を、他の赤外線吸収ゲージに移したり
、また、赤外線吸収ゲージを、その１つまたはそれ以上
の要素が乱されたり、修蜘されたり、置換されたりした
後に、正しく調整したりするのにも用い得る。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、例えば、英国特許第１
０５５１１１号及び米国特許第３４７８２１０号に開示
されている。これら引用例には、含水塩または金属要素
に結合している少くとも１つの水酸基を有する無機物を
用いて、湿った有機物質の赤外輻射線吸収特性を測定す
る湿度計が述べられている。

何れの場合も、赤外線吸収ゲージ用較正装置は、含水塩
のような参照用材料を収容している凹所を有する円盤状
ホルダの形態を有し、その凹所は、赤外線伝播用窓で覆
われている。

この円盤状ホルダは、湿気の測定されるべき試料に近接
して、試料と同じレベル（試料を照射するための赤外輻
射線の発生源と、試料から反射されて得られる赤外輻射
線を受光するための光電セル装置とを含む検出用ヘッド
に関して、）配されている。

例えば、試料が湿気の測定されるべき移動している紙で
ある場合、円盤状ホルダは、移動している紙の面内に位
置している。較正を行っている間、検出用ヘッドを、移
動している紙上を横方向に移動させ、検出用ヘッドから
の赤外輻射線ビームを、参照用試料と整列さけ、よって
、光電セル装置が、参照用試料から反射して得られる赤
外輻射線を受けて赤外線吸収ゲージが較正されるように
しなければならない。

このような相対的な運動は、光学通路を整列させる問題
及び機構内に装着させる問題どどもに、費用、必要とづ
る配設機構が複雑化するなどの点で明らかに不利益であ
る。さらに、ある場合は、参照用物質を収容している円
盤状ホルダを、測定されるべき試料材料によって通常占
められた位置に配置することができなくなる。

このような場合、円盤状ホルダが、試料と検出用ヘッド
との間のレベルに配置していれば、参照用物質から検出
用ヘッドに再入射Ｊる赤外輻射線の入射角及び分布が、
試料材料から検出用ヘッドに再入射する赤外輻射線の入
射角及び分布と整合しなくなり、また較正効果が減少す
る。

赤外線吸収ゲージ用較正装置は、米国特許第４０８２９
５０号及び日本特許抄録第５巻、第１２２号、１９８１
年　８月　７日、第７４〜７９４頁Ｊ　　（ＪＰ−Ａ−
５６６３２４２）にも開示されている。

前者の引用例には、赤外線吸収ゲージ用較正装置が、上
部及び下部環状ガラス板を支持している環状ホルダを有
し、その上部環状ガラス板の面が蝕刻され、また上部及
び下部環状ガラス板が特殊の材料（活性化されたマグネ
シウムシリケイトゲルまたは交叉結合しているデクトラ
ンゲルの何れか）でなる層によって分離されている。

このＪζうな赤外線吸収ゲージ用較正装置は、反射形で
あり、赤外輻射線が、赤外線吸収ゲージ用較正装置に入
射し、そして、そこから反則して、赤外線吸収ゲージの
測定部に到る。このような赤外線吸収ゲージ用較正装置
を、赤外線吸収ゲージを較正すべく使用する場合、赤外
線吸収ゲージ用較正装置は、通常、赤外線吸収ゲージの
試料領域に配され、そしＣその赤外線吸収ゲージ用較正
装置は、同じ反射した赤外輻射線の分布を得べく、試料
によって通常占められる位置と同じ位置を占めている。

このようなことは、試料が、例えば破砕鉄鉱石を高速で
搬送するコンベアベルトである場合とかを考えれば、実
用性のないことが明らかである。

後者の引用例には、対のガラス板を支持する環状ホルダ
を有し、それら対のガラス板が、水の吸収帯と略々同じ
吸収帯を有する材料の層によって隔てられて配されてい
るという赤外線吸収ゲージ用較正装置が示されている。

この場合の対のガラス板を隔てている層の材料は、有機
物に、ガラス繊維、顔料及び灰を含む混合物を混合して
いるものから作られている。

このような赤外線吸収ゲージ用較正装置は、反射形であ
り、米国特許第４０８２９５０号につき上述したと同様
に用いられる。

本発明による赤外ｉ吸収ゲージ用較正装置は、上述した
欠点を有しないもので、赤外輻射線を伝播させるための
窓と、赤外輻射線を拡散させるための拡散手段と、測定
されるべき物質の赤外線吸収スペクトルと類似の赤外線
吸収スペクＩ・ルを有するスペクトル選択吸収手段とを
有し、スペクトル選択吸収手段が、それを通って赤外輻
射線を伝播せるように構成され、また、反射性面が、赤
外輻射線を上記窓に戻すように、上記拡散手段と間に間
隔を置いて配されている構成を有する。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置は、通常、赤
外輻射線の発生源と、赤外輻射線を試料領域に到達させ
るように構成された出口と、試料領域からの反射によっ
て得られる赤外輻射線を伝播させる入口とを有し、試料
領域に配された試料上の吸収物質の量を測定することが
できる、という赤外線吸収ゲージに用いられる。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置は、通常、赤
外線吸収ゲージの出口／入口近傍に位置せしめられ、赤
外線吸収ゲージの窓が赤外輻射線発生源からの入射赤外
輻射線を受け、またスペク１〜ル選択吸収手段にょっ−
Ｃ吸収成分が除去されている拡散した赤外輻射線が、赤
外線吸収ゲージから与えられた試料距離だけ離れている
試料から反射して得られる赤外輻射線の入射角と実質的
に同じ回転対称入射角で窓（次で赤外線吸収ゲージの入
口）に戻るように構成されている。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置には、上述し
たスペクトル選択吸収手段に加えて、スペクトル非選択
吸収手段を設けるを可とし、そのスペクトル非選択吸収
手段は、赤外線吸収ゲージ用較正装置から、赤外線吸収
ゲージによって受けられる赤外輻射線の量を減少さける
べく、赤外輻射線をそのスペク１〜ル波長帯に亘って吸
収させるために設けられている。

この場合の、赤外線吸収ゲージ用較正装置から、赤外線
吸収ゲージによって受けられる赤外輻射線の量を減少さ
せることは、赤外線吸収ゲージ用較正装置がなしζ場合
において、通常、試料領域にお【ノる試料から、赤外線
吸収ゲージによって受けられる赤外輻射線の量を擬制し
ている。

スペクトル非選択吸収手段は、赤外線吸収ゲージの出口
からの赤外線吸収ゲージ用較正装置によって受けられる
赤外輻射線の約７０％を吸収するのが好ましい。スペク
トル非選択吸収用素子は、赤外輻射線吸収被膜を有する
ガラスの被膜によって作り得る。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の好適な構成
によれば、スペク１〜ル選択吸収手段とともに拡散手段
を有する光学素子が、通常、赤外線吸収ゲージの出口か
らの入射赤外輻射線を受ける窓の中央に位置して配され
る。この窓は、赤外輻射線に対して全透過性を有してい
ても、またはスペクトル選択吸収手段を有していてもよ
い。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の好適な構成
は、スペクトル選択吸収手段の赤外線スペク］〜ルにお
ける特定成分の選択的な吸収性を増大さけるために、複
数のスペクトル選択吸収手段を右覆る。拡散／吸収要素
が、反射性面と他のスペク１〜ル選択吸収手段を含んで
いる他の要素とＩｉｌすれて配されている。反射性面は
、吸収要素が除去されている拡散した赤外輻射線を、赤
外線吸収ゲージの入口（その近傍に）第１〜Ｌ！ルのよ
うな赤外輻射線感応器が配されている）に反射させる。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の構成は、窓
（赤外輻射線の全てを伝播させ得る、またはスペクトル
選択吸収手段を含んでいる）と、スペクトル選択吸収手
段と、拡散手段と、反射性面ど、スペクトル非選択吸収
手段（必要に応じて）どの種々の異なった組み合せをと
り１りる。

例えば、スペクトル選択吸収手段と反射性面との組み合
せを、拡散手段から離れた位置に配し得、または間隔を
置いて配された複数の拡散用素子列を、赤外輻射線を伝
播さ１！得る窓の中央部に取イ１けたすすることができ
る。

スペクトル選択吸収手段によって吸収されていない拡散
している赤外輻射線は、拡散手段または拡散用素子を囲
ｌυでいる窓の領域上に、反射さＵ゛られる（反射性面
によって）。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の他の構成に
よれば、窓が、スペクトル選択吸収手段を含みまたはス
ペクトル選択吸収手段に組合され、必要な赤外線吸収ス
ペクトルを肴する「吸収窓」を構成しており、また１つ
またはそれ以上の拡散用素子が、その「吸収窓」の中央
に位置して配される。

赤外輻射線は、「吸収窓」の中央部を通る第１の通路を
通り、次で反射性面によって反射され、よって拡散され
た赤外輻射線（吸収成分が１でに第１の通路で除去され
ている）は、「吸収窓」の中央部を取囲んでいる環領域
を通る第２の通路を通る。この場合、赤外輻射線は、ス
ペクトル選択吸収手段を２回通る。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の他の構成に
よれば、環状のスペクトル選択吸収素子が、１つまたは
複数の拡散用素子を取囲んでいる。赤外輻射線伝播用窓
の中央部が、赤外輻射線を、１つまたは複数の拡散用素
子を通って通過さＵ、そして拡散された赤外輻射線は、
反射性面によって環状の吸収素子上に反射させられる。

この環状吸収素子を通過する赤外輻射線は、次ぐ、拡散
用素子を取囲／υでいる窓の環領域を通って伝播覆る。

上述した何れの構成においても、１つまたは複数の拡散
用素子が反射性面にある場合、その反射性面は、赤外線
吸収ゲージの赤外輻射線出口と、通常、測定されるべき
材料の表面によって占められる面との間の間隔の約１／
２の所に位ｉするように、赤外線吸収ゲージ用較正装置
内に適当に配されている。さらに、拡散用素子を１つ以
上用いる場合、それら拡散用素子は、例えば環状スペー
ザリングの手段によって、互に間隔を置いて配されてい
るのを可とする。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の何れの構成
においても、吸収手段（選択性及び非選択性）を強固に
支持する手段と、整列された光学手段とを有し、赤外線
吸収ゲージ用較正装置が赤外線吸収ゲージの感応ヘッド
に取付けられ、また感応ヘッドから取外されるように構
成するのが望ましい。このような構成において、反射性
面は、赤外線吸収ゲージと、測定されるべき材料（前述
した）との間の通常の動作間隔の１／２だ１ノ、全伝播
性を有するまたは部分的に伝播性を有する窓（すなわち
、スペクトル選択吸収手段を含／νで・いる窓）から離
れた位置に配置し得る。

含水塩を用いている従来の赤外線吸収ゲージ用較正装置
は、含水塩が長時間安定でなく且つ低い耐環境性を有し
ている、という欠点を有する。

含水塩を、その含水量が変化しないように、密封する試
みがなされているが、このような試みは、特に、含水塩
が潮解する傾向のある高い湿度レベルにおいて、必ずし
も成功しない。

ＯＨ基を含んでいる吸湿性物質を使用する場合、その物
質を、含水量が変化することを回避させるために、密封
しなければならないという問題を右する。

本発明にＪ：る赤外線吸収ゲージ用較正装置の好適な実
施例において、スペクトル選択吸収手段は、測定される
べき物質の赤外線吸収スペクトルと類似の赤外線吸収ス
ペクトルを有する「無水」材料で作られている。

ここに「無水」材料というのは、それらが封止された容
器によって保護されなければ、それらの含水量が時間と
ともに変るので、結晶水を含んでいる有ａｌｔ塩及び０
ト１基を含む物質のような、無水状態になる成分を有し
ない物質を含まない材料を意味する。

このような「無水」材料は、例えば、水の近赤外線吸収
スペクトルを早する稀土材料を含むガラスを含んでいる
。

他の例によれば、「無水」スペクトル選択吸収手段は、
ボリプ０ピレンのような重合樹脂のシー１へで作り得る
。このような「無水」スペクトル選択吸収手段は、それ
らが含水塩、または上述した吸湿性物質に比し化学的に
且つ機械的に安定であるという利益を有する。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置は、これを、
簡易であり且つ赤外線吸収ゲージの感応ヘッドとの機械
的な非整列に対する許容性がある、という利益を有する
ものとして、実施することができる。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の実施例は、
以下、図面を伴なって述べるところから明らかとなるで
あろう。

本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の異なった実
施例を述べる前に、先ず、赤外線吸収ゲージの試料領域
に配される試料に通常吸着している物質（例えば水）の
スペクトルを擬制するスペクトル選択吸収手段を作製す
るのに好適な材料について述べよう。

第１図を参照するに、第１図は、（ａ）水の薄膜の近赤
外線吸収スペクトルと、（ｂ）ディディミウムガラスと
呼ばれる型の線上ガラスの近赤外線吸収スペクトルどを
示している。

ディディミウムガラスの赤外線吸収スペクトル（ａ　）
は、水の１．４５及び１．９４ミクロンに４３ける赤外
輻射線吸収バンドに近い値に対応している、１．４８及
び１．９６ミクロンにおいて、赤外゛輻射線吸収バンド
を有している。

水の赤外線吸収スペクトルは、約９ｏミク°ロン厚さの
水の層を表わし、またディディミウムガラスの赤外線吸
収スペクトルは、約３ｍｍ厚さのガラス片を表わしてい
る。この場合、極く僅かな水の量によって生じる選択的
な吸収を、取扱い易い厚さのディディミウムガラス試料
によって擬制させることができる。

このような適当厚さを有するガラス片は、本発明の実施
例による赤外線吸収ゲージ用較正装置に使用し得るスペ
クトル選択吸収手段の一例である。このＪ：うなガラス
片は、純粋なスペクＩ・ル選択吸収素子として（また赤
外輻射線がスペクトル選択吸収素子を２回通る実施例が
有している窓としても働くものとしても）使用し得、ま
たは、例えば、主面がざらざらである場合、拡散素子と
しても使用し得る。

有機接着剤被膜を測定する赤外線吸収ゲージに用い、そ
して２．３ミクロンの領域における吸収波長を用いる赤
外線吸収ゲージ用較正装置を構成する必要があれば、ス
ペクトル選択吸収手段を、ポリプロピレンのような重合
樹脂のシートで作ることができる。この樹脂シートの厚
さ及び拡散特性は、所要の効果を得るために選択される
。

上述したスペクトル選択吸収手段またはスペクトル選択
吸収素子が、スペクトル的に選択性を有しており、従っ
て、スペクトル選択吸収手段またはスペクＩ・ル選択吸
収素子が、赤外輻射線を特定波長で吸収するために設け
られているが、赤外線吸収ゲージによって受番ノられる
赤外輻射線の量を減少させ、検出器（例えば）Ａトセル
）によって受けられる信号レベルを、赤外線吸収ゲージ
用較正装置がない場合において、赤外線吸収ゲージの試
料領域に配される物質または試料から受りられる信号レ
ベルに相応している値まで減少さけるために、スペクト
ル選択吸収手段を設けるのを可とする。

例えば、非選択的に吸収される赤外輻射線の闇に対重る
特別の規制はないが、実際上、赤外輻射線の約７９％を
、その全スペクトル範囲で吸収す°るスペクトル非選択
吸収手段を使用すれば、良・好な結果を得ることができ
ることが明らかになった。

このようなスペクトル非選択吸収手段は、赤外輻射線を
吸収する被膜を有し、赤外輻射線を伝播させるガラス片
の被膜で作り得る。このＪ：うな被膜としては、インコ
ネル、クロム、または類似の真空ｔｒｔ積金属とし得る
。

一般的に述べれば、スペクトル選択吸収手段として選択
される材料は、赤外線吸収ゲージによって測定されるべ
き物質とスペクトル的に類似でなければならない。この
物質は化学的に且つ機械的に安定であり且つそれらは前
述した材料の性質を有する。

第２図を参照するに、第２図は、本発明の１つの実施例
による較正装置Ｃを路線的に示す。

この較正装置Ｃは、赤外線吸収ゲージの感応ヘッドＨに
取付けられている。赤外線吸収ゲージの構成及び動作に
ついては、当業者にとって明らかであるので、詳細説明
は省略する。

第２図おいて、赤外輻射線ビームＬの、測定するときの
実際の通路は、較正装置がない場合（感応ヘッドＨから
取除かれているときの）にお【ノるこれら赤外輻射線ビ
ームであって、破線で示されている。感応ヘッドＨの出
口から出る赤外輻射線ビームしは、較正装置Ｃ内を通る
。

この赤外輻射線ビームしは、先づ、赤外輻射線を伝播さ
せることができる窓Ｗ（または前）ホしたようなスペク
トル的に選択的な吸収性を有する材料で作られている窓
Ｗ）を通過し、次に、光学要素Ｂを通る。ここに、光学
要素Ｂは、光学的な拡散性と、少くともスペクトル的に
選択的な吸収性（スペクトル的に非吸収性であるを可と
する）とを有する。このため、光学要素Ｂは、赤外輻射
線ビームＬの強さを衰退さけるが、赤外輻ｒＪＪＩＩビ
ームＬの発散性を増加さ°μる。この発散した赤外輻射
線ビームは、次に光学要素［を通る。ここに、光学要素
Ｅは、スペクトル的に選択的な吸収性と、平らな表面か
らの光学的な反射性とを有している。

［スペクトル的に選択的な吸収性］というのは、光学要
素Ｂ及びＥの吸収スペクトルが、赤外線吸収性ゲージに
よって測定されるべき材料または試料のそれと類似であ
る、ということを意味する。この材料または試料は、第
２図において、Ｍで示されている。この材料または試料
は、例えば、感応ヘッドト１の試料領域上を連続的に移
動する紙に吸着されている水でなり得る。

較正装置Ｃがない場合、すなわち、較正′ＦＡ置Ｃがヘ
ッドｌ−１から取外されている場合、測定ビーム赤外輻
射線りの測定ビームは、破線で示す通路を通り、そして
、その輻９Ａ線の一部は、材料Ｍの表面で反射し、感応
ヘラ！ζＨの入口に入る。この入口近傍には、赤外輻射
線を検知するためのフォトセル（図示せず）が配設され
ている。この入口を通過する赤外輻射線は、材料Ｍによ
つ゛Ｃ吸収されている成分を欠いている。

第２図から明らかなように、光学要素Ｅから反射されて
得られる赤外輻射線の通路（連続線で示されｌいる）は
、較正装置Ｃがない場合において、材料Ｍから反射され
て得られ赤外輻射線の通路に続いている。

この効果は、光学要素Ｅが、測定されるべき材料Ｍと一
致している面上にお（）るコンポネントＤの虚像を発生
すると理解される。この場合、光学要素Ｅが、感応ヘッ
ドＨから測定ビームが出てくる領域または出口ど、測定
されるべき材料Ｍとの間の距離の約１／２とった所に位
置するような、光学的な配置を有している。

かくて、赤外輻射線ビームは、コンポネントと、感応ヘ
ッドＨ内にお番ノる輻射線応答検出器またはフォトセル
装置とに対して、同じ通路をとって同時に作用する。こ
の光学的な配置は、拡散された赤外輻射ｌ！（光学要素
Ｂからの）が、赤外線吸収ゲージの感応ヘッドＨから離
れている材料Ｍから反射されて得られる赤外輻射線の入
射角と実質的に同じ回転的に対称な入射角で、窓Ｗに戻
ってくるような、光学的な配置と考え得る。この配置は
、感応ヘッドＨで使用されている検知器（すなわち、フ
ォトセル）が、それらの表面上で非画一的な感度と、非
画一的な応答性とをどもに呈するので、較正装置Ｗｃを
、従°　　来の較正装置と比較して大きく改良する。従
来の較正装置は、測定されるべき材料Ｍによって通常占
められる空間を占めさける場合を除き、この必要がなか
った。

これは１．赤外線吸収ゲージが、紙が移動するような移
動製造ラインに使用される場合に、大変不便である。

第２図に示す配置によれば、感応ヘッドト１に較正装置
Ｃまたは材料Ｍの何れから再入射する輻射線ビームに対
しても、通路を一致させるために、光学要素Ｅを、感応
ヘッドＨから出てくる輻射線りの平均的へ方向に対して
直角に設定しなければならないことは、明らかである。

光学的な整列誤差及び製造誤差が、１つの感応ヘッドか
ら他の感応ヘッドに出てくるビームＬの方向を多少変化
さゼることによって生ずるので、較正装置Ｃが感応ヘッ
ド１（に取付けられるときの角を調整する必要がある。

このため、例えば、第２図に示゛ずように、環状リング
Ｚが、環状リングＹに、・どの方向にも、例えば５″の
ような僅かな闇、２つのリングＺ及びＹの弧間の角を調
整することができる調整ねじＳによって、調整自在に取
付けられている。

環状リングＹは、感応ヘッドト１の本体に固定して取ｆ
ＪＧＪられている。位置決め用ビンＰが、較正装置Ｃの
環状体に設（〕られ、また、対の螺旋溝Ｑが環状リング
Ｚに設けられている。かくて、較正装置Ｃが、環状リン
グＺ内に挿入され、また、ビンＰが、螺旋ｒｆＩＱと係
合するまでゆっくり回転させることができる。次に、較
正装置Ｃが、環状リングＺに、その上面がフランジＲと
対向するまでねし止めされる。

較正装置Ｃを使用するために、環状リングＹ及びＺが、
感応ヘッド１」に、調整ねじＳによって、輻射線ビーム
の通路が一致するように調整されて取付Ｃノられる。

第３図は、光学要素Ｂ及びＥの詳細を示す。

光学要素Ｂは、拡散性ど、スペクトル的に選択的な且つ
非選択的な吸収性とを有する。例えば、環状リングＸに
よって分離されている、３つの環状光学素子を有する。

光学素子Ｕは、ディディアムガラス（必要な選択的な吸
収性を呈する）のような材料で作られた、両面がざらざ
らしている平らなガラス盤である。光学素子下は、ざら
ざらしている一方の面と、赤外幅ＤＪ　ｌｉｔのスペク
トル的に選択的な吸収性を有する他方の面とを有する平
らなガラス５Ｊ（ディディアムガラスのようなスペクト
ル的に選択的な吸収性を有する材料で作られている）で
ある。

他の形状及び材料を用いて、拡散性と、スペクトル的に
選択的なｈつ非選択的な吸収性どの必要な組み合ヒを得
ることのできることは明らかであろう。しかしながら、
ざらざらしたガラスを用いる場合、種々のざらざらした
面が、満足し得る拡散性を得るために必要であろう。ス
ペーサＸは、拡散効率を改善し、且つ輻射線の発散ビー
ムをガラス表面上でより不均一にする。

１つまたはそれ以上の光学素子は、測定されるべき物質
と類似の吸収スペクトルを呈する、上述したガラスまた
材料で作り得、または赤外線を伝播させるガラスまたは
材料で作り得る。このような光学素子の選択は、測定さ
れるべき物質をどのようなゲージで使用するかによる。

素子下のスペクトル的に非選択的な赤外線吸収性波ＩＩ
　Ｋは、インコネル、クロムまたは類似の真空堆積金属
とし得る。

上部環状スペーサリングＸは、防護窓Ｗに固定して設は
得る。他の種々の取付方法を用いることができるが、窓
にはめ込み、そしてエポキシ樹脂のような接着剤を用い
て固着するのが便利である。コンポネントＢの外側の筒
状表面には、浮遊輻射線が出ることを防ぐために、黒い
ペンキをＩＭｌとか、他の処理を施すのが望ましい。

小さな誤差に対する感度を減少させるために、上述した
構成体は、感応ヘッド１−１から入って来るビームまた
は輻射線よりも僅かに大きな直径を有１べきである。

光学要素［は、平らな表面からの光学的な反射性と、ス
ペクトル的に選択的な吸収性（すなわち、必要なスペク
トル応答性）とを有する。

光学要素Ｅは、金属化された１つの面りを有する平らな
環状盤Ａを有する。このｍＡは、測定されるべき物質と
類似の吸収スペクトルを呈するガラスまたは材料で作り
得る。金属化された層りは通常保護膜を有し、そして、
較正装置に、はめ込みまたは機械的に固着される。この
盤の直径は、較正装置Ｃが使用されていないときに、材
料Ｍからの感応ヘッドＨで受ける輻射線の直径よりも大
とずべきである。

保護用窓Ｗは、測定されるべき材料と類似の吸収スペク
トルを早するガラスまたは材料で作り得る。

保護用窓Ｗの面に反射防止膜を施すことによって、較正
装置の性能を向上さｔ！得る。

測定されるべき製品と同じ吸収スペクトルを呈するガラ
スまたは他の材料を、拡散／吸収光学要素Ｂ、反射／吸
収厚顔要素Ｅ、または保護用窓Ｗ１もしくはそれらの種
々の組合せ中に位置させ得る。最後の変型が実際に選択
されるが、その選択は特定の用途と、選択されたガラス
または材料とに依存する。湿度較正装置において稀土類
ガラスが選択されている場合、第３図に示す拡散／吸収
光学要素Ｂは、材料内で低い湿度を呈する装置用として
最も実際的であり、その理由は、輻射線ビームが、光学
要素Ｂを１回しか通らないからである。

しかしながら、第３図に示す反則／吸収光学要素Ｅは、
輻射線ビームが、光学要素Ｅを２回通るので、高湿度較
正装置用に良い。

測定されるべき物質のスペクトル吸収特性から離れて全
体としてみた吸収性は、較正装置Ｃからの検知器で受け
られるビームの強さが、測定されるべき材料からの検知
器で受【ノられるビームの強さど同じになるようにリ−
る必要がある。

これを達成するために、拡散／吸収光学要素Ｂにおける
吸収性を有する被膜の付された素子Ｔ、Ｋが選択される
。較正装置Ｃの効果は、それを回転に対して非感性にさ
せ且つ取イ１系に８３ける損耗に対しても非感性にさせ
る環状に対称な光学系を有せしめることによって増大す
る。第４〜６図は、それぞれ更に他の構成を路線的に示
している。

第４図において、窓Ｗは、赤外輻射線を、対の間隔を保
って配された素子Ｕに伝播させる。

拡散した輻射線の一部は、吸収／反則性素子Ｅ（第３図
に示すのと同じ）で反射し、窓Ｗを通じて、吸収ゲージ
（図示せず）の入口内に戻る。

第５図において、所要の吸収スペクトルを右型る材料で
作られている！ＷＡは、輻射線を、対の拡散用素子Ｕを
通じて伝播させる。反則性平面りは、拡散した輻射線の
一部を窓Ｗ△を通じて戻す。

第６図において、窓Ｗは、輻射線を拡散用素子Ｕを通じ
て伝播さけ、また拡散した輻射線は、反射性面りで反射
して、所要の吸収スペクトルを有する材料で作られてい
る環状素子Ａを通る。

輻射線は次で、窓Ｗを通る。

第４図または第６図の何れにおい（も、窓Ｗにスペクト
ル的に選択的な吸収手段を含ませ、赤外線スペクトルに
おける必要な成分の吸収を増加さｔ！得る。

異なるスペクトル的に選択的な吸収スペクトルを有する
吸収素子を、互に対接して、または互に間隔を置いて用
い、組合わされたスペクトル応答性を有せしめ得（例え
ば、多くの吸収端を有せしめ得）、例えば、光学要素Ｂ
に、ポリプロピレンで作られたスペクトル的に選択的な
吸収性素子を含ませ、また、光学要素Ｅに、ディディミ
ウムガラスで作られたスペクトル的に選択的な吸収性素
子を含ませ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水の薄い膜と、稀土類ガラスの近赤外線スペ
クトラムを示す。 第２図は、本発明による赤外線吸収ゲージ用較正装置の
実施例と、それを赤外線吸収ゲージの感応ヘッドに数句
ける手段とを示す図である。 第３図は、第２図に示す弗外線吸収ゲージ用較正装置の
主要部を拡大して示１図である。 第４図〜第６図は、第３図と同様の図である。 Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・赤外線吸収ゲージ用
較正装置１１・・・・・・・・・・・・・・・感応ヘッ
ドＷ、ＷＡ・・・・・・窓 Ｂ、Ｅ・・・・・・・・・光学要素 Ｍ・・・・・・・・・・・・・・・試料または材料Ｙ、
Ｚ・・・・・・・・・環状リング Ｓ・・・・・・・・・・・・・・・調整ねしＵ、Ｔ・・
・・・・・・・光学素子 Ｘ・・・・・・・・・・・・・・・スベー）Ｊ２９５− Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・反射性面Ａ・・・・
・・・・・・・・・・・環状盤用願人　　インフラレッ
ド　エンジニ アリング　リミツテイド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、赤外輻射線を伝播させるための窓（Ｗ）と、上記赤
   外輻射線を拡散させるための拡散手段（Ｕ）と、測定さ
   れるべき物質の赤外線吸収スペクトルと類似の赤外線吸
   収スペク１〜ルを有するスペクトル選択吸収手段（Ｅ、
   Ｕ、Ａ）とを有し、 上記スペクトル選択吸収手段（Ｅ、Ｕ、Ａ）が、それを
   通って上記赤外輻射線を伝播させるように較正され、 反射性面（Ｄ）が、上記赤外輻射線を上記窓（Ｗ）に戻
   １ように、上記拡散手段（Ｕ）との間に間隔を置いて配
   されていることを特徴どする赤外線吸収ゲージ用較正装
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲージ用較
   正装置において、 一端に窓（Ｗ）を有づる筺体を有し、 上記反射性面（Ｄ）が上記筐体の他端に近接しているこ
   とを特徴とする赤外線吸収ゲージ用較正装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲージ用較
   正装置において、上記拡散手段（Ｕ）が上記窓（Ｗ）の
   中央部に近接して配され、上記反射性面（Ｄ）で反射し
   た拡散した赤外輻射線が、上記窓（Ｗ）の上記中央部を
   取囲んでいる領域を通過することを特徴とする赤外線吸
   収ゲージ用較正装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲージ用較
   正装置において、 上記拡散手段（Ｕ）が、間隔を置いて配された複数の拡
   散用素子を有することを特徴とする赤外線吸収ゲージ用
   較正装置。 ５、特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲージ用較
   正装置において、 上記拡散手段（ＬＪ、　）及び上記スペクトル選択吸収
   手段（Ｅ、Ｕ、Ａ）が、上記窓（Ｗ）の中央部に取付番
   ノられる光学要素（Ｂ）として構成されていることを特
   徴とする赤外線吸収ゲージ用較正装置。 ６．特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲージ用較
   正装置において、 上記スペクトル選択吸収手段（Ｅ、Ｕ、Ａ）及び上記反
   射性面（Ｄ）が光学要素（Ｅ）として構成または組合さ
   れていることを特徴とする赤外線吸収ゲージ用較正装置
   。 ７、特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲージ用較
   正装置において、 上記窓（Ｗ）が、上記スペクトル選択吸収手段（ＷＡ、
   第５図）を有することを特徴と覆る赤外線吸収ゲージ用
   較正装備。 ８、特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲージ用較
   正装置において、 上記スペクトル選択吸収手段（Ｅ、Ｕ、Ａ）が無水材料
   で作られていることを特徴とする赤外線吸収ゲージ用較
   正装置。 ９、特許請求の範囲第８項記載の赤外線吸収ゲージ用較
   正装置において、 上記無水材料が稀土物質を含むガラスで作られているこ
   とを特徴とする赤外線吸収ゲージ用較正装置。 １０、特許請求の範囲第８項記載の赤外線吸収ゲージ用
   較正装置において、 上記無水材料がポリプロピレンで作られていることを特
   徴どする赤外線吸収ゲージ用較正装置。 １１、特許請求の範囲第１項記載の赤外線吸収ゲージ用
   較正装置において、 上記窓（Ｗ）に戻る赤外輻射線の量を減少させるべく、
   上記赤外輻射線をそのバンド幅内にａ３いて吸収するス
   ペクＩ・ル非選択手段（Ｋ）を有することを特徴とする
   赤外線吸収ゲージ用較正装置。