JPWO2016002467A1

JPWO2016002467A1 - ガス濃度測定装置

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Publication number: JPWO2016002467A1
Application number: JP2016531226A
Authority: JP
Inventors: 雅章安田; 芳則池田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2017-04-27
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Also published as: EP3165905A1; EP3165905A4; US10254222B2; JP6245366B2; EP3165905B1; WO2016002467A1; US20170102328A1

Abstract

ガス濃度測定装置（１００）は、赤外線を出射する光源（２０）と、赤外線をバンドパスフィルタ（４１）を介して検出する検出器（６０）と、筒状の内周面形状を有する導波部（９３）、導波部（９３）の一方側に形成され光源（２０）からの赤外線を導入する入口部（９１）、および、導波部（９３）の他方側に形成され導波部（９３）を通過した赤外線を検出器（６０）側に向けて導出する出口部（９２）を含む導波路形成部材（９０）と、を備える。導波部（９３）の内周面の一部または全部には、入口部（９１）から出口部（９２）に向かうにつれて断面積が小さくなる先細領域が設けられており、導波路形成部材（９０）は、入口部（９１）から導波部（９３）に進入した赤外線を先細領域に反射させることにより、バンドパスフィルタ（４１）に対して斜め方向に入射する赤外線のエネルギーを減衰させる。

Description

本発明は、赤外線吸収型のガス濃度測定装置に関する。

各種の排気、大気に含まれるガス、および建屋内の空気に含まれるガス等を分析するためのガス濃度測定装置が各種開発されている。特に赤外線吸収型のガス濃度測定装置は、試料ガスが特定の波長域の赤外光を吸収することを利用してその試料ガスを分析するものである。

このような赤外線吸収型のガス濃度測定装置が開示された文献として、たとえば国際公開第０１／２７５９６号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１に開示のガス濃度測定装置にあっては、試料ガスの流通経路を規定する分析室（試料セル）の内壁に反射防止膜を塗布することにより、検出器の表面に設けられたバンドパスフィルタに所定の角度よりも大きい角度で赤外線が入射することを抑制する。

国際公開第０１／２７５９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示の反射防止膜にあっては、反射率がゼロに近い素材であることが要求される。このため、反射防止膜の素材も特定のものに限定されてしまう。仮に、反射率がゼロに近くない安価の素材を用いた場合には、当該反射防止膜で赤外線が反射されてしまい、所定の角度よりも大きい角度で赤外線がバンドパスフィルタに入射されてしまう。この場合には、バンドパスフィルタの透過帯域がシフトすることにより、測定精度が低下する。

このため、ガス濃度測定装置にあっては、特定の素材を用いた反射防止膜に代わる新規な構成を有しつつ、所定の角度よりも大きい角度で赤外線がバンドパスフィルタに入射されることを抑制できることが要求される。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、測定精度を向上させることができるガス濃度測定装置を提供することにある。

本発明に基づくガス濃度測定装置は、赤外線を出射する光源と、上記光源からの上記赤外線をバンドパスフィルタを介して検出する検出器と、筒状の内周面形状を有する導波部、上記導波部の一方側に形成され上記光源からの上記赤外線を導入する入口部、および、上記導波部の他方側に形成され上記導波部を通過した上記赤外線を上記検出器側に向けて導出する出口部を含む導波路形成部材と、を備える。上記導波部の内周面の一部または全部には、上記入口部から上記出口部に向かうにつれて断面積が小さくなる先細領域が設けられており、上記導波路形成部材は、上記入口部から上記導波部に進入した上記赤外線を上記先細領域に反射させることにより、上記バンドパスフィルタに対して斜め方向に入射する上記赤外線のエネルギーを減衰させる。

上記本発明に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記導波部の上記内周面に設けられた上記先細領域は、上記入口部から上記出口部に向かうにつれて周長が短くなる錐台形状部を含んでいることが好ましい。

上記本発明に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記入口部の開口面積は、上記出口部の開口面積よりも大きいことが好ましい。

上記本発明に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記導波部の上記内周面に設けられた上記先細領域は、上記入口部から上記出口部に向かうにつれて周長が短くなる第１湾曲形状部を含んでいることが好ましい。

上記本発明に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記導波部の軸線方向において、上記第１湾曲形状部の長さは、上記導波部の長さの半分以上であることが好ましい。

上記本発明に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記導波部の上記内周面には、上記出口部から上記入口部に向かうにつれて周長が短くなる第２湾曲形状部が設けられていることが好ましい。

上記本発明に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記導波路形成部材が、樹脂材料からなることが好ましい。

本発明によれば、測定精度を向上させることができるガス濃度測定装置を提供することができる。

実施の形態１に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。実施の形態２に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。実施の形態３に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。実施の形態４に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。実施の形態５に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。図１を参照して、本実施の形態に係るガス濃度測定装置について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００は、試料セル１０、光源２０、バンドパスフィルタ４１、検出器６０、および導波路形成部材９０を備える。ガス濃度測定装置１００は、赤外線を出射する光源２０と赤外線を受光する受光部６２を有する検出器６０との間に流通される試料ガスの吸光度に応じてガス濃度を測定するものである。

試料セル１０は、内部に試料ガス流通空間を有し、試料ガスが流通可能に設けられている。たとえば、試料セル１０の一端側（光源２０側）には、試料ガス導入孔（不図示）が接続され、試料セル１０の他端側（検出器６０側）には、試料ガス導出孔（不図示）が接続されている。試料ガス導入孔を介して試料セル１０に導出された試料ガスは、試料ガス導出孔から排出される。

試料セル１０は、光源２０、導波路形成部材９０、バンドパスフィルタ４１および検出器６０を内部に収容する。光源２０、導波路形成部材９０、バンドパスフィルタ４１および検出器６０は、たとえば、試料セル１０の一端側（図中左側）からこの順で配置される。

光源２０は、赤外線を出射する。光源２０としては、たとえば所望の赤外線を含む広帯域な赤外線を放出するフィラメントランプやＬＥＤランプ等を採用することができる。光源２０から出射された赤外線の一部は、試料ガスの有する赤外吸収波長特性に基づいて吸収される。試料ガスは、例えば二酸化炭素であり、その吸収帯域は約４．３μｍである。

導波路形成部材９０は、筒状の内周面形状を有する導波部９３、導波部９３の一方側に形成され光源２０からの赤外線を導入する入口部９１、および、導波部９３の他方側に形成され導波部９３を通過した赤外線を検出器６０側に向けて導出する出口部９２を含む。導波路形成部材９０は、試料ガスによって一部が吸収された赤外線を検出器６０に向けて導出する。

導波部９３の内周面は、入口部９１から出口部９２に向かうにつれて断面積が小さくなる先細領域が設けられている。当該先細領域は、入口部９１から出口部９２に向かうにつれて周長が短くなる錐台形状を含んでいる。ここで錐台形状とは、円錐台形状および多角錐台形状を意味する。

導波路形成部材９０としては、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂）やＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）等の樹脂材料を採用することができる。特に、導波路形成部材９０としては、赤外領域の反射率が２０％以下となる樹脂材料を採用することが好ましい。

バンドパスフィルタ４１は、導波路形成部材９０側に位置する検出器６０の一端側に設けられている。バンドパスフィルタ４１は、導波路形成部材９０に向かい合う検出器６０の表面に設けられた凹部６４に嵌めこまれた状態で固定されている。

バンドパスフィルタ４１は、検出対象となる試料ガスの吸収帯の赤外線を透過するように構成されている。これにより、所望の波長帯を有する赤外線のみが検出器６０に到達する。

検出器６０としては、サーモパイルやボロメータ等の赤外線検出器を採用することができる。検出器６０は、本体部６１、受光部６２、凹部６４を含む。本体部６１の内部には、受光部６２が埋設されている。受光部６２は、バンドパスフィルタ４１を介して導波路形成部材９０の出口部９２から導出された赤外線を受光する。

検出器６０は、不図示の信号処理回路基板に電気的に接続される。受光部６２によって受光した赤外線に基づき、検出器６０は出力信号を信号処理回路基板に出力する。信号処理回路基板は、出力信号に基づき試料ガスの濃度を算出する。

続いて、バンドパスフィルタ４１に入射される赤外線について説明する。一般的に、バンドパスフィルタ４１の透過帯域は、入射角が増大するにつれて短波長側にシフトする。このように透過帯域が変化することにより、測定精度が低下するため、測定の際においては、バンドパスフィルタ４１に入射する赤外線の入射角は小さいことが好ましい。

本実施の形態において導波路形成部材９０は、透過位置に位置するバンドパスフィルタ４１に入射される入射角の大きな赤外線が与える測定精度への影響を抑制するためのものである。

主として赤外線Ｌ１の最外線によって囲まれた領域と、赤外線Ｌ２の最外線によって囲まれた領域とによる論理和となる範囲内を直進的に進行する赤外線（たとえば図１中矢印Ｌ）がバンドパスフィルタ４１を通過して受光部６２に到達する。赤外線Ｌ１は、導波部９３の周面に沿って検出器６０側に直進する錐台形状を有する光である。赤外線Ｌ２は、たとえば導波路形成部材９０の入口部９１の図中下端から受光部６２の図中上端に向けて直進する光を、入口部９１の開口形状に沿って１回転させた際に形成される２つの円錐台形状を含む光である。

このような赤外線Ｌ１の最外線によって囲まれた領域と、赤外線Ｌ２の最外線によって囲まれた領域とによる論理和となる範囲内を直進的に進行する赤外線は、バンドパスフィルタ４１を比較的小さな角度を持って透過する。

一方、赤外線Ｌ４，Ｌ５は、導波部９３の軸線方向に対して比較的大きな角度を持って入口部９１から導波部９３内に侵入する。赤外線Ｌ４，Ｌ５は、導波部９３の内周面に複数回反射されながら、検出器６０側に向けて進行する。

仮に、導波部９３内の反射率が仮に１００％とした場合には、赤外線Ｌ４，Ｌ５は、大きな入射角を持ってバンドパスフィルタ４１に入射される場合がある。

ここで、本実施の形態においては、導波路形成部材９０は、反射率が２０％以下となる樹脂部材によって構成されているので、赤外線Ｌ４，Ｌ５は、導波部９３内で繰り返し反射されることにより、吸収減衰される。たとえば、反射率１０％の部材が用いられる場合には、赤外線が５回反射されることにより、反射率０．００１％の部材によって１回反射された場合と同様の減衰効果を有する。導波路形成部材９０の入口部９１の開口面積Ｓ１を、出口部９２の開口面積Ｓ２よりも大きくし、導波部９３内に先細領域を設けることにより、赤外線Ｌ４，Ｌ５の反射回数を増加させることができる。

このように、導波路形成部材９０は、入口部９１から導波部９３に進入した赤外線を先細領域にて多重反射させることにより、バンドパスフィルタ４１に対して斜め方向に入射する赤外線のエネルギーを減衰させる。これにより、ガス濃度測定装置の測定精度を向上させることができる。

以上のように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００にあっては、導波路形成部材９０を設けることにより、斜め方向に入射する赤外線のエネルギーを減衰させることができるため、ガス濃度測定装置１００の測定精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、試料ガスは二酸化炭素としているが、これに限るものではない。例えば、一酸化炭素やＣＨ_４やＮＯｘ等のガスであってもよい。

（実施の形態２）
図２は、本実施の形態に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。図２を参照して、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ａについて説明する。

図２に示すように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ａは、実施の形態１に係るガス濃度測定装置１００と比較した場合に、導波路形成部材９０Ａの導波部９３Ａの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

導波路形成部材９０Ａにおいても、入口部９１Ａの開口面積Ｓ１は、出口部９２Ａの開口面積Ｓ２よりも大きくなっている。導波部９３Ａの内部形状は、球体形状の一部を含む。導波部９３Ａの内周面のうち球面の一部を構成する部分は、入口部９１Ａと出口部９２Ａとの間に設けられている。

当該球面の一部を構成する部分は、球体の中心部Ｍを境界にして、出口部９２Ａ側に向かう第１球面部９５と、入口部９１Ａ側に向かう第２球面部９６とを有する。第１球面部９５から出口部９２Ａに至るまでの部分は、入口部９１Ａ側から出口部９２Ａ側に向かうにつれて断面積が小さくなる先細領域に相当するとともに、入口部９１Ａ側から出口部９２Ａ側に向かうにつれて周長が短くなる第１湾曲形状部に相当する。第２球面部９６は、出口部９２Ａ側から入口部９１Ａ側に向かうにつれて周長が短くなる第２湾曲形状部に相当する。

導波部９３Ａが上記のような形状を有する場合であっても、主として赤外線Ｌ１の最外線によって囲まれた領域と、赤外線Ｌ２の最外線によって囲まれた領域とによる論理和となる範囲内を直進的に進行する赤外線（たとえば、図２中矢印Ｌ）が受光部６２に到達する。赤外線Ｌ１は、入口部９１Ａと出口部９２Ａの周面に沿って検出器６０側に直進する錐台形状を有する光である。赤外線Ｌ２は、実施の形態１と同様の光である。

導波部９３Ａの軸線方向に対して比較的大きな角度を持って入口部９１Ａから導波部９３Ａ内に侵入した赤外線Ｌ４，Ｌ５は、第１球面部９５および第２球面部９６にて複数回反射され、入口部９１Ａから出射される。

入口部９１Ａから出射された赤外線Ｌ４，Ｌ５は、バンドパスフィルタ４１に入射されない。導波部９３Ａでの反射回数を増加させるために、導波部９３Ａの軸線方向における第１球面部９５から出口部９２Ａに至るまでの部分の長さＬｂは、導波路形成部材９０の長さＬａの半分以上であることが好ましい。

このように、本実施の形態においては、バンドパスフィルタ４１に対して斜め方向に入射する赤外線のエネルギーを減衰させることができるとともに、斜め方向に入射する赤外線の一部を入口部９１Ａから出射することができる。これにより、ガス濃度測定装置１００Ａの測定精度をさらに向上させることができる。

（実施の形態３）
図３は、本実施の形態に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。図３を参照して、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ｂについて説明する。

図３に示すように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ｂは、実施の形態１に係るガス濃度測定装置１００と比較した場合に、導波路形成部材９０Ｂの導波部９３Ｂの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

導波路形成部材９０Ｂにおいても、入口部９１Ｂの開口面積Ｓ１は、出口部９２Ｂの開口面積Ｓ２よりも大きくなっている。導波部９３Ｂの内部形状は、第１湾曲形状部９３Ｂ１および第２湾曲形状部９３Ｂ２を含む。導波部９３Ｂは、最大周長部９４Ｂを含む。最大周長部９４Ｂは、入口部９１Ｂと出口部９２Ｂとの間に設けられている。

第１湾曲形状部９３Ｂ１は、最大周長部９４Ｂから出口部９２Ｂに至るまでの導波部９３Ｂの内部形状である。第１湾曲形状部９３Ｂ１は、入口部９１Ｂ側から出口部９２Ｂに向かうにつれて周長が短くなるように設けられている。

第２湾曲形状部９３Ｂ２は、最大周長部９４Ｂから入口部９１Ｂに至るまでの導波部９３Ｂの内部形状である。第２湾曲形状部９３Ｂ２は、出口部９２Ｂ側から入口部９１Ｂに向かうにつれて周長が短くなるように設けられている。

この場合においても、主として赤外線Ｌ１の最外線によって囲まれた領域と、赤外線Ｌ２の最外線によって囲まれた領域とによる論理和となる範囲内を直進的に進行する赤外線が受光部６２に到達する。赤外線Ｌ１は、入口部９１Ｂと出口部９２Ｂの周縁に沿って検出器６０側に直進する錐台形状を有する光である。赤外線Ｌ２は、実施の形態１と同様の光である。

導波路形成部材９０Ｂの軸線方向における第１湾曲形状部９３Ｂ１の長さＬｂは、当該軸線方向における導波路形成部材９０Ｂの長さＬａの半分以上であることが好ましい。このような長さ関係を有することにより、導波部９３Ｂの軸線方向に対して比較的大きな角度を持って入口部９１Ｂから侵入する赤外線Ｌ４，Ｌ５を第１湾曲形状部９３Ｂ１および第２湾曲形状部９３Ｂ２内で複数回反射させることができるとともに、入口部９１Ｂから出射することができる。

これにより、本実施の形態においても、バンドパスフィルタ４１に対して斜め方向に入射する赤外線のエネルギーを確実に減衰させることができる。この結果、ガス濃度測定装置１００Ｂの測定精度を向上させることができる。

（実施の形態４）
図４は、本実施の形態に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。図４を参照して、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ｃについて説明する。

図４に示すように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ｃは、実施の形態１に係るガス濃度測定装置１００と比較した場合に、導波路形成部材９０Ｃの導波部９３Ｃの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

導波路形成部材９０Ｃにおいても、入口部９１Ｃの開口面積Ｓ１は、出口部９２Ｃの開口面積Ｓ２よりも大きくなっている。導波部９３Ｃの内部形状は、第１錐台形状部９３Ｃ１および第２錐台形状部９３Ｃ２を含む。導波部９３Ｃは、最大周長部９４Ｃを含む。最大周長部９４Ｃは、入口部９１Ｃと出口部９２Ｃとの間に設けられている。

第１錐台形状部９３Ｃ１は、最大周長部９４Ｃから出口部９２Ｃに至るまでの導波部９３Ｃの内部形状である。第１錐台形状部９３Ｃ１は、入口部９１Ｃ側から出口部９２Ｃに向かうにつれて周長が短くなるように設けられている。

第２錐台形状部９３Ｃ２は、最大周長部９４Ｃから入口部９１Ｃに至るまでの導波部９３Ｃの内部形状である。第２錐台形状部９３Ｃ２は、出口部９２Ｃ側から入口部９１Ｃに向かうにつれて周長が短くなるように設けられている。

この場合においても、主として赤外線Ｌ１の最外線によって囲まれた領域と、赤外線Ｌ２の最外線によって囲まれた領域とによる論理和となる範囲内を直進的に進行する赤外線が受光部６２に到達する。赤外線Ｌ１は、入口部９１Ｃと出口部９２Ｃの周縁に沿って検出器６０側に直進する錐台形状を有する光である。赤外線Ｌ２は、実施の形態１と同様の光である。

導波路形成部材９０Ｃの軸線方向における第１錐台形状部９３Ｃ１の長さＬｂは、当該軸線方向における導波路形成部材９０Ｃの長さＬａの半分以上であることが好ましい。このような長さ関係を有することにより、導波部９３Ｃの軸線方向に対して比較的大きな角度を持って入口部９１Ｃから侵入する赤外線Ｌ４等を第１錐台形状部９３Ｃ１および第２錐台形状部９３Ｃ２内で複数回反射させることができる。

これにより、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ｃにあっても、バンドパスフィルタ４１に対して斜め方向に入射する赤外線のエネルギーを確実に減衰させることができる。この結果、ガス濃度測定装置の測定精度を向上させることができる。

（実施の形態５）
図５は、本実施の形態に係るガス濃度測定装置の概略断面図である。図５を参照して、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ｄについて説明する。

図５に示すように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ｄは、実施の形態４に係るガス濃度測定装置１００Ｃと比較した場合に、導波路形成部材９０Ｄの導波部９３Ｄの形状が相違する。

導波路形成部材９０Ｄも入口部９１Ｄの開口面積Ｓ１は、出口部９２Ｄの開口面積Ｓ２よりも大きくなっている。導波部９３Ｄの内部形状は、錐台形状部９３Ｄ１および柱体形状部９３Ｄ２を含む。錐台形状部９３Ｄ１は、実施の形態４に係る第１錐台形状部９３Ｃ１とほぼ同様の形状を有する。また、錐台形状部９３Ｄ１と導波路形成部材９０Ｄとの長さ関係も、実施の形態４に係る第１錐台形状部９３Ｃ１と導波路形成部材９０Ｃとの関係と同様である。

柱体形状部９３Ｄ２は、入口部９１Ｄから上流側に位置する錐台形状部９３Ｄ１の端部にかけて周長が一定となるように設けられている。柱体形状部９３Ｄ２の周長は、最大となるように設けられている。

このように設けられた場合であっても、導波部９３Ｄの軸線方向に対して比較的大きな角度を持って入口部９１Ｄから侵入する赤外線Ｌ４，Ｌ５を錐台形状部９３Ｄ１および柱体形状部９３Ｄ２内で複数回反射させることができる。

これにより、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ｄにあっても、バンドパスフィルタ４１に対して斜め方向に入射する赤外線のエネルギーを確実に減衰させることができる。この結果、ガス濃度測定装置の測定精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、柱体形状部が入口部９１Ｄ側に設けられ、錐台形状部が出口部９２Ｄ側に設けられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、柱体形状部が出口部９２Ｄ側に設けられ、錐台形状部が入口部９１Ｄ側に設けられてもよい。この場合には、柱体形状部の周長は、最少となるように設けられる。

上述した実施の形態２においては、入口部９１Ａと上流側における第２球面部９６の端部とを接続する部分（第１接続部）、および、下流側における第１球面部９５の端部と出口部９２Ａとを接続する部分（第２接続部）とが、入口部９１Ａ側から出口部９２Ａ側に向かうにつれて周長が短くなるように設けられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、第１接続部および第２接続部の少なくともいずれかが、周長が一定となる柱体形状に設けられていてもよい。

上述した実施の形態３においては、入口部９１Ｂから最大周長部９４Ｂにかけて、第２湾曲形状部９３Ｂ２が設けられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、第２湾曲形状部９３Ｂ２に代えて、入口部９１Ｂから最大周長部９４Ｂにかけて周長が一定となるように、柱体形状部が設けられていてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０試料セル、２０光源、４１バンドパスフィルタ、６０検出器、６１本体部、６２受光部、６４凹部、９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ導波路形成部材、９１，９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ，９１Ｄ入口部、９２，９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄ出口部、９３，９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃ，９３Ｄ導波部、９３Ｂ１第１湾曲形状部、９３Ｂ２第２湾曲形状部、９３Ｃ１第１錐台形状部、９３Ｃ２第２錐台形状部、９３Ｄ１錐台形状部、９３Ｄ２柱体形状部、９４Ｂ，９４Ｃ最大周長部、９５第１球面部、９６第２球面部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄガス濃度測定装置。

Claims

赤外線を出射する光源と、
前記光源からの前記赤外線をバンドパスフィルタを介して検出する検出器と、
筒状の内周面形状を有する導波部、前記導波部の一方側に形成され前記光源からの前記赤外線を導入する入口部、および、前記導波部の他方側に形成され前記導波部を通過した前記赤外線を前記検出器側に向けて導出する出口部を含む導波路形成部材と、を備え、
前記導波部の内周面の一部または全部には、前記入口部から前記出口部に向かうにつれて断面積が小さくなる先細領域が設けられており、
前記導波路形成部材は、前記入口部から前記導波部に進入した前記赤外線を前記先細領域に反射させることにより、前記バンドパスフィルタに対して斜め方向に入射する前記赤外線のエネルギーを減衰させる、ガス濃度測定装置。
前記導波部の前記内周面に設けられた前記先細領域は、前記入口部から前記出口部に向かうにつれて周長が短くなる錐台形状部を含んでいる、請求項１に記載のガス濃度測定装置。
前記入口部の開口面積は、前記出口部の開口面積よりも大きい、請求項１または２に記載のガス濃度測定装置。
前記導波部の前記内周面に設けられた前記先細領域は、前記入口部から前記出口部に向かうにつれて周長が短くなる第１湾曲形状部を含んでいる、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス濃度測定装置。
前記導波部の軸線方向において、前記第１湾曲形状部の長さは、前記導波部の長さの半分以上である、請求項４に記載のガス濃度測定装置。
前記導波部の前記内周面には、前記出口部から前記入口部に向かうにつれて周長が短くなる第２湾曲形状部が設けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載のガス濃度測定装置。
前記導波路形成部材が、樹脂材料からなる、請求項１から６のいずれか１項に記載のガス濃度測定装置。