WO2019008925A1 - ガスセンサ及び恒温装置 - Google Patents

ガスセンサ及び恒温装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019008925A1
WO2019008925A1 PCT/JP2018/019599 JP2018019599W WO2019008925A1 WO 2019008925 A1 WO2019008925 A1 WO 2019008925A1 JP 2018019599 W JP2018019599 W JP 2018019599W WO 2019008925 A1 WO2019008925 A1 WO 2019008925A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
light
detected
concentration detector
gas sensor
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/019599
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
水内　公典
山本　正樹
敦宣 不破
Original Assignee
Ｐｈｃホールディングス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｐｈｃホールディングス株式会社 filed Critical Ｐｈｃホールディングス株式会社
Priority to JP2019528392A priority Critical patent/JP6718023B2/ja
Publication of WO2019008925A1 publication Critical patent/WO2019008925A1/ja
Priority to US16/730,899 priority patent/US20200141914A1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0011—Sample conditioning
    • G01N33/0016—Sample conditioning by regulating a physical variable, e.g. pressure or temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3554—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01N21/1717—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with a modulation of one or more physical properties of the sample during the optical investigation, e.g. electro-reflectance
    • G01N2021/1731—Temperature modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/121—Correction signals
    • G01N2201/1211—Correction signals for temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/121—Correction signals
    • G01N2201/1214—Correction signals for humidity

Definitions

  • the present invention relates to a gas sensor and a thermostatic device provided with the gas sensor.
  • Patent Document 1 discloses a gas sensor capable of detecting the concentration of a detection gas by using absorption of infrared light by the detection gas.
  • this infrared gas sensor seals the light detection unit based on the light source, the light detection unit, the temperature measurement unit that measures the temperature of the light detection unit, and the internal resistance of the light detection unit. And a humidity measuring unit for measuring the humidity of the unit. Then, the concentration of the gas to be detected is calculated based on the output of the light detection unit, the temperature of the light detection unit, and the humidity of the sealing unit.
  • the gas concentration detection with high accuracy is realized by correcting the output of the light detection unit based on the temperature information and the humidity information.
  • the present application has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for detecting the concentration and humidity of a gas to be detected.
  • one mode of this application is a gas sensor.
  • the gas sensor detects the concentration of the gas to be detected based on the absorption of the first light by the gas to be detected and the light source emitting the first light of a predetermined wavelength toward the gas to be detected.
  • a light transmitting member disposed between the light source and the concentration detector; a temperature control unit for changing the temperature of the light transmitting member; and a change in light reception amount of the first light in the concentration detector.
  • a humidity detection unit that detects the humidity of the gas to be detected using the temperature of the light member and the ambient temperature of the gas sensor.
  • the other aspect of this application is a thermostat.
  • the said thermostat apparatus is equipped with the thermostat containing the gas, and the gas sensor of the said aspect, and detects the density
  • the concentration and humidity of the gas to be detected can be detected.
  • FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view showing a part of a thermostatic device according to a first embodiment.
  • FIG. 2A is a diagram showing temperature changes of the first light transmitting member and the second light transmitting member in humidity detection.
  • FIG. 2B is a diagram showing a change in the amount of light received by the concentration detector in humidity detection.
  • 5 is an operation flowchart of the gas sensor according to Embodiment 1; It is a horizontal sectional view showing typically a part of gas sensor concerning modification 1.
  • FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view schematically showing a part of a gas sensor according to a modification 2;
  • FIG. 6A is a plan view schematically showing a concentration detector provided in the gas sensor according to the second embodiment.
  • FIG. 6 (B) is a side view schematically showing a concentration detector provided in the gas sensor according to the second embodiment.
  • FIG. 7A is a plan view schematically showing a concentration detector provided in the gas sensor according to the third embodiment.
  • FIGS. 7 (B) and 7 (C) are side views schematically showing concentration detectors provided in the gas sensor according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view schematically showing a gas sensor according to Embodiment 4.
  • FIG. 9A is a vertical cross-sectional view schematically showing a thermostatic apparatus according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9B is a view schematically showing the flow of the gas in the tank.
  • FIG. 10A is a vertical cross-sectional view schematically showing a gas sensor according to the third modification.
  • FIG. 10B is a vertical cross-sectional view schematically showing the gas sensor according to the fourth modification.
  • FIG. 11A is a vertical cross-sectional view schematically showing the gas sensor according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 (B) is a view schematically showing an end face on the second end side of the gas sensor according to the fifth embodiment.
  • FIG. 12A is a vertical cross-sectional view schematically showing a gas sensor according to a fifth modification.
  • FIG. 12B is a view schematically showing an end face on the second end side of the gas sensor according to the fifth modification.
  • FIG. 21 is a vertical cross-sectional view schematically showing a gas sensor according to Embodiment 6.
  • FIG. 14A is a vertical cross-sectional view schematically showing the gas sensor according to the seventh embodiment.
  • FIG. 14B is a horizontal sectional view schematically showing the gas sensor according to the seventh embodiment.
  • FIG. 1 is a horizontal sectional view showing a part of the thermostatic device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 illustrates the cross-sectional shape of the gas sensor 100 when observed from above in the vertical direction.
  • the thermostatic device 1 according to the present embodiment includes a housing 2, a thermostatic chamber 4, and a gas sensor 100 (100A).
  • the thermostatic device 1 of the present embodiment is, for example, a CO 2 incubator with a dry heat sterilization function.
  • the housing 2 constitutes an outer housing of the thermostatic device 1.
  • the constant temperature bath 4 is disposed inside the housing 2.
  • the thermostat 4 contains a culture such as cells.
  • the thermostatic device 1 can carry the culture into the thermostatic chamber 4 or take it out of the thermostatic chamber 4 via an outer door (not shown) provided on the housing 2 and an inner door (not shown) provided on the thermostatic chamber 4.
  • the constant temperature bath 4 contains a gas containing carbon dioxide (CO 2 ) or the like (hereinafter referred to as a gas in the bath).
  • the gas sensor 100 is a sensor for detecting the concentration and humidity of a predetermined gas (hereinafter, referred to as a detection gas) contained in the gas in the constant temperature bath 4.
  • the detected gas is CO 2 as an example.
  • the gas sensor 100 transmits a signal indicating the detection result to a control unit (not shown) of the thermostatic device 1.
  • the control unit executes control of the entire thermostatic apparatus 1 such as management of the temperature and humidity of the thermostatic bath 4, management of the concentration of the detection target gas, and driving of the circulation fan.
  • the gas sensor 100 is inserted into and fixed to a through hole 4 a that communicates the inside and the outside of the thermostatic bath 4. In the space between the housing 2 and the constant temperature bath 4, a heat insulating material (not shown) is disposed.
  • the gas sensor 100 includes a gas detection unit 101 and a gas passage unit 130.
  • the gas detection unit 101 includes a light source 102, a concentration detector 104, a gas introduction chamber 132, a bracket 134, a first light transmitting member 140, a second light transmitting member 142, a temperature control unit 180, and humidity detection. And a unit 190. These members are accommodated in the housing 101a.
  • the light source 102 emits first light of a predetermined wavelength.
  • the first light is light of a wavelength absorbed by the gas to be detected.
  • the first light is, for example, light with a wavelength of 4.64 ⁇ m.
  • the light source 102 is preferably an infrared light source.
  • the light source 102 is a thermal infrared light source made of a black body thin film, and emits infrared light in a wide wavelength range.
  • the infrared light source a thermal infrared light source in which infrared light is generated from a high temperature heating element is the mainstream, and the heating element includes a filament, a ceramic, a thin film, and the like.
  • an LED can be used as the light source 102.
  • the light source 102 is mounted on the first substrate 136 and electrically connected to a wiring pattern (not shown) on the first substrate 136. Turning on and off of the light source 102 is controlled by, for example, a control unit of the thermostatic device 1.
  • the concentration detector 104 receives the first light emitted from the light source 102, and detects the concentration of the detection gas based on the absorption of the first light by the detection gas. Specifically, concentration detector 104 receives the first light emitted from light source 102 by a light receiving element (not shown), and detects the detected gas based on the change in intensity of the light caused by the absorption of the light by the detected gas. Detect the presence and concentration.
  • the concentration detector 104 is, for example, an infrared sensor that absorbs infrared light and outputs an electrical signal.
  • thermopile or a pyroelectric type sensor As such an infrared sensor, a temperature change due to infrared light absorption such as a quantum type sensor which outputs a signal by photoelectric conversion such as a photodiode or a photo conductor, a thermopile or a pyroelectric type sensor, etc. is converted into an electric signal
  • a thermal sensor etc. can be illustrated.
  • the concentration detector 104 is mounted on the second substrate 138 and electrically connected to a wiring pattern (not shown) on the second substrate 138.
  • the concentration detector 104 outputs a signal indicating the concentration of the gas to be detected to the control unit of the thermostatic device 1.
  • the concentration detector 104 may send the received light value itself of the first light to the control unit as a signal indicating the concentration of the gas to be detected.
  • the control unit of the thermostatic device 1 converts the light reception amount into a concentration.
  • the concentration detector 104 transmits a signal indicating the amount of received light to the humidity detection unit 190.
  • the concentration detector 104 is susceptible to the ambient temperature. For this reason, the heat insulating material 139 is disposed between the concentration detector 104 and the second substrate 138. The heat insulator 139 can suppress the heat transfer from the second substrate 138 to the concentration detector 104.
  • the light source 102 and the concentration detector 104 are disposed such that the light emitting surface 102 a of the light source 102 and the light receiving surface 104 a of the concentration detector 104 face each other. Thereby, the light guiding efficiency from the light source 102 to the concentration detector 104 can be enhanced.
  • a gas introduction chamber 132 into which the gas to be detected flows is disposed between the light source 102 and the concentration detector 104.
  • the gas introduction chamber 132 has a first space 132a, a second space 132b, and a third space 132c.
  • the first space 132 a extends in a direction intersecting the direction in which the light source 102 and the concentration detector 104 are arranged, and is connected to the gas passage portion 130.
  • the second space 132 b extends from the first space 132 a to the light source 102 side.
  • the third space 132c extends from the first space 132a to the concentration detector 104 side.
  • the gas in the bath in the thermostatic bath 4 flows into the first space 132 a via the gas passage portion 130.
  • the gas in the tank having passed through the first space 132a flows into the second space 132b and the third space 132c.
  • the light source 102 and the concentration detector 104 are connected to the first space 132a without passing through the second space 132b and the third space 132c, it is necessary to extend the width of the first space 132a to an optical distance. In this case, it may be difficult to secure the strength of the member that defines the gas introduction chamber 132.
  • the width of the first space 132a can be made shorter than the optical distance by providing the second space 132b and the third space 132c. Thereby, the strength of the member defining the gas introduction chamber 132 can be ensured more reliably.
  • a metal film is formed on the wall surface defining the second space 132 b and the wall surface defining the third space 132 c.
  • the metal film is made of, for example, gold, aluminum, chromium or the like having high reflectance in the infrared region.
  • the light source 102 and the concentration detector 104 are supported by a bracket 134.
  • the bracket 134 is formed of a material having high thermal conductivity, such as aluminum.
  • the bracket 134 has a first housing portion 134 a and a second housing portion 134 b.
  • the first accommodation portion 134 a is a space disposed adjacent to the second space 132 b of the gas introduction chamber 132.
  • the light source 102 is accommodated in the first accommodation portion 134a.
  • the light source 102 is disposed such that the light emission surface 102 a faces the second space 132 b.
  • the first accommodating portion 134 a has an opening on the second space 132 b side. The opening is closed by the first light transmitting member 140. Therefore, the gas introduction chamber 132 and the first accommodating portion 134a are separated by the first light transmitting member 140, and leakage of the gas in the tank into the first accommodating portion 134a is suppressed. Thereby, it can suppress that the detection accuracy of gas sensor 100 falls. That is, the first light transmitting member 140 functions as a lid member.
  • the opening of the first accommodation portion 134 a is hermetically sealed by the first light transmitting member 140.
  • the first light transmitting member 140 is in contact with the bracket 134.
  • the second accommodation portion 134 b is a space disposed adjacent to the third space 132 c of the gas introduction chamber 132.
  • the concentration detector 104 is accommodated in the second accommodation portion 134b.
  • the concentration detector 104 is disposed such that the light receiving surface 104 a faces the third space 132 c.
  • the second accommodation portion 134 b has an opening on the third space 132 c side. The opening is closed by the second light transmitting member 142. Therefore, the gas introduction chamber 132 and the second accommodation portion 134 b are separated by the second light transmitting member 142, and leakage of the gas in the tank into the second accommodation portion 134 b is suppressed. Thereby, it can suppress that the detection accuracy of gas sensor 100 falls.
  • the second light transmitting member 142 functions as a lid member.
  • the opening of the second accommodation portion 134 b is hermetically sealed by the second light transmitting member 142.
  • the second light transmitting member 142 is in contact with the bracket 134.
  • the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 disposed between the light source 102 and the concentration detector 104 are materials having transparency to the light of the light source 102 (that is, a low absorption ratio of the output light). It consists of Accordingly, the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 constitute an optical window. In the present embodiment, since infrared light is emitted from the light source 102, the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 are made of, for example, germanium, silicon, sapphire or the like.
  • the concentration detector 104 and the second light transmitting member 142 are spaced apart. By providing a space between the concentration detector 104 and the second light transmitting member 142, heat conduction from the second light transmitting member 142 to the concentration detector 104 can be suppressed. Thereby, the detection accuracy of the gas sensor 100 can be further improved. Further, the concentration detector 104 is disposed to be separated from the wall surface of the second accommodation portion 134b. Thus, the heat can be suppressed from being transmitted to the concentration detector 104 through the bracket 134.
  • the light source 102 and the first light transmitting member 140 may or may not be in contact with each other.
  • the heat of the light source 102 can be efficiently transmitted to the first light transmitting member 140.
  • concentration of to-be-detected gas it can suppress that dew condensation arises in the 1st light transmission member 140.
  • FIG. By suppressing the occurrence of condensation, it is possible to suppress a decrease in the light guiding efficiency from the light source 102 to the concentration detector 104.
  • the temperature control unit 180 changes the temperatures of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142.
  • the temperature control unit 180 is configured of a temperature variable element such as a Peltier element, and one surface is in contact with the bracket 134 so as to be thermally conductive.
  • the radiation fin 182 is in contact with the other surface of the temperature control unit 180 in a heat conductive manner.
  • the temperature control unit 180 is controlled by the humidity detection unit 190 as an example.
  • the temperature control unit 180 can apply heat to the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 through the bracket 134 and can take heat therefrom.
  • the heat of the temperature control unit 180 is dissipated to the outside through the radiation fins 182.
  • the gas detection unit 101 has a first temperature sensor 184 that detects the temperature of the second light transmitting member 142.
  • a conventionally known sensor such as a thermocouple or a thermistor can be used.
  • the first temperature sensor 184 is electrically connected to the second substrate 138 as an example.
  • the first temperature sensor 184 outputs a signal indicating the temperature of the second light transmitting member 142 to the humidity detection unit 190 via the second substrate 138.
  • the temperature control unit 180 has a configuration capable of detecting the temperature of the second light transmitting member 142, the temperature control unit 180 can double as the first temperature sensor 184.
  • the gas detection unit 101 also includes a second temperature sensor 186 that detects the ambient temperature of the gas sensor 100.
  • a conventionally known sensor such as a thermocouple or a thermistor can be used.
  • the second temperature sensor 186 is disposed in the gas introduction chamber 132 as an example.
  • the second temperature sensor 186 outputs a signal indicating the ambient temperature of the gas sensor 100 to the humidity detection unit 190.
  • a temperature sensor provided in the thermostatic device 1 for detecting the temperature in the thermostatic chamber 4 can also be used as the second temperature sensor 186.
  • the humidity detection unit 190 detects the humidity of the gas to be detected using the temperature of the second light transmitting member 142 and the ambient temperature of the gas sensor 100 based on the change in the amount of light received by the concentration detector 104.
  • the humidity detection unit 190 is realized by elements and circuits such as a CPU of a computer and a memory as a hardware configuration, and is realized by a computer program and the like as a software configuration, but is drawn as a functional block in FIG. It is understood by those skilled in the art that this functional block can be realized in various forms by a combination of hardware and software.
  • the humidity detection unit 190 outputs a signal indicating the humidity of the gas to be detected to the control unit of the thermostatic device 1.
  • the humidity detection unit 190 is disposed in the housing 101a, but the present invention is not particularly limited to this configuration.
  • the control unit of the thermostatic device 1 may function as the humidity detection unit 190.
  • FIG. 2A is a diagram showing temperature changes of the first light transmitting member and the second light transmitting member in humidity detection.
  • FIG. 2B is a diagram showing a change in the amount of light received by the concentration detector in humidity detection.
  • the humidity detection first, the temperature of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 is raised with the start (time a in FIG. 2A). Subsequently, the temperatures of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 are gradually decreased.
  • the temperatures of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 decrease, dew condensation occurs on the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 at a certain timing.
  • condensation occurs, part of the first light emitted from the light source 102 is scattered when passing through the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142.
  • the amount of light received by the concentration detector 104 is reduced. Therefore, the temperatures of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 at the timing when the light receiving amount of the concentration detector 104 starts to decrease (time b in FIG. 2A and FIG. 2B) are dew point temperatures. c. If the dew point temperature c and the ambient temperature of the gas sensor 100 are known, the absolute humidity of the gas to be detected can be calculated according to a conventionally known calculation formula.
  • the temperature of the second light transmitting member 142 is detected by the first temperature sensor 184, and is sent to the humidity detection unit 190. Therefore, the temperature of the second light transmitting member 142 at the timing when the light reception amount starts to be attenuated is used as the dew point temperature c.
  • the ambient temperature of the gas sensor 100 is detected by the second temperature sensor 186 and sent to the humidity detection unit 190. Further, to the humidity detection unit 190, a signal indicating the amount of received light is transmitted from the concentration detector 104 at predetermined intervals. Therefore, based on the signal received from the concentration detector 104, the humidity detection unit 190 can grasp the timing at which condensation occurs. Then, the signal from the first temperature sensor 184 received at the timing when condensation occurs can be determined as the signal indicating the dew point temperature c. The humidity can also be calculated by using the temperature of the first light transmitting member 140.
  • the light source 102 and the concentration detector 104 are in communication with the outside of the gas sensor 100 and hence with the outside of the thermostatic device 1.
  • the first accommodation portion 134a also has an opening on the side opposite to the second space 132b.
  • the second accommodation portion 134b also has an opening on the side opposite to the third space 132c.
  • the first accommodating portion 134 a and the second accommodating portion 134 b are formed of through holes provided in the bracket 134.
  • an opening (not shown) is provided in the housing 101a.
  • the region where the light source 102 and the concentration detector 104 are present can be ventilated with the outside. Due to this ventilation, gas in the tank is generated from the gap between the packing 120 and the through hole 4a, the gap between the packing 120 and the gas sensor 100, the gap between the bracket 134 and the first light transmitting member 140 or the second light transmitting member 142, etc. Even in the case of leakage, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the gas sensor 100 due to the leaked gas.
  • the gas passage portion 130 is a passage of the gas in the tank containing the gas to be detected, and is interposed between the thermostatic chamber 4 and the gas detection unit 101.
  • the gas detection portion 101 can be separated from the thermostatic bath 4.
  • the transfer of heat from the internal space of the thermostatic bath 4 to the light source 102 and the concentration detector 104 can be suppressed.
  • damage due to heat of the light source 102 and the concentration detector 104 can be suppressed, a decrease in detection accuracy of the gas sensor 100 can be suppressed.
  • the gas passage 130 is formed of a tubular member and extends from the first end 144 to the second end 146 opposite to the first end 144 and from the first end 144 to the second end 146 And a hollow portion 148.
  • the first end 144 is disposed on the gas detection unit 101 side. That is, the light source 102, the concentration detector 104, and the two light transmitting members are disposed on the first end 144 side.
  • the second end 146 is disposed on the gas space side where the detection gas is present, that is, the thermostatic bath 4 side.
  • the end of the hollow portion 148 on the first end 144 side is connected to the first space 132 a of the gas introduction chamber 132.
  • the end on the second end 146 side of the hollow portion 148 is connected to the internal space of the thermostatic bath 4.
  • the cap 150 is fitted to the end of the hollow portion 148 on the second end 146 side.
  • the cap 150 is made of a porous material having heat resistance and water repellency, for example, a resin material such as polytetrafluoroethylene (PTFE), a metal mesh such as SUS, a punching metal, an expanded metal, or the like.
  • the heat resistance of the cap 150 is preferably 200 ° C. or more.
  • the cap 150 can pass the gas in the tank.
  • the gas in the tank containing the gas to be detected flows between the first end 144 and the second end 146 via the hollow portion 148, that is, between the thermostat 4 and the gas detector 101.
  • the hollow portion 148 at least partially has a shape in which the flow passage cross-sectional area N gradually or continuously decreases from the second end 146 toward the first end 144. That is, in the hollow portion 148, the area of the cross section perpendicular to the direction in which the first end portion 144 and the second end portion 146 are lined gradually from the second end portion 146 side toward the first end portion 144 side. Or it has a shape which becomes small continuously.
  • the hollow portion 148 shown in FIG. 1 has a shape in which the flow passage cross-sectional area N continuously decreases from the second end 146 to the first end 144.
  • the in-tank gas can be easily taken into the hollow portion 148 by increasing the flow path cross-sectional area N on the second end 146 side.
  • the distance between the light source 102 and the concentration detector 104 can be easily made closer.
  • the distance between the light source 102 and the concentration detector 104 in the present embodiment is, for example, about 10 mm.
  • the gas passage portion 130 is at least partially made of a heat insulating material.
  • the gas passage portion 130 of the present embodiment is entirely made of a heat insulating material.
  • the non-heat insulating material is discontinuous at any position between the first end 144 and the second end 146, Preferably a thermally insulating material is arranged.
  • the heat insulating material a material whose temperature around the light source 102 and the concentration detector 104 is 100 ° C. or less is selected when the temperature inside the constant temperature bath 4 is 190 ° C.
  • a material with high thermal resistance as the heat insulating material, the heat insulating effect can be enhanced.
  • a high temperature resistant resin is suitable as the heat insulating material. High temperature resistant resins are easier to process than metals, and have high thermal resistance.
  • the heat insulating material examples include polyphenylene sulfide (PPS), fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and Teflon (registered trademark), polyetheretherketone (PEEK), silicon resin, polyamide imide (PAI), etc. Can be illustrated.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and Teflon (registered trademark)
  • PEEK polyetheretherketone
  • silicon resin silicon resin
  • PAI polyamide imide
  • the gas passage portion 130 and the gas introduction chamber 132 of the gas detection portion 101 are integrally formed of a heat insulating material. That is, a hollow portion 148, a first space 132a, a second space 132b, and a third space 132c are defined in an integral tubular member made of a heat insulating material.
  • the packing 120 is fitted between the outer surface of the gas passage 130 and the inner surface of the through hole 4a. It is fixed to 4.
  • the packing 120 is made of, for example, a silicone resin.
  • the second end 146 of the gas passage 130 is exposed in the thermostat 4, the gas passage 130 is positioned in the through hole 4 a, and the gas detector 101 is positioned outside the thermostat 4.
  • the gas sensor 100 is disposed so that the gas passage 130 extends horizontally while being fixed to the constant temperature bath 4. That is, the gas sensor 100 is disposed such that the first end 144 and the second end 146 are horizontally aligned. As described above, by horizontally disposing the gas sensor 100, it is possible to suppress the entry of dust or liquid into the gas passage portion 130 or the gas introduction chamber 132 and the accumulation of the entered dust or liquid therein. Can. Thereby, the fall of the detection accuracy of gas sensor 100 can be controlled.
  • the hollow portion 148 and the first space 132 a extend in the horizontal direction and in the normal direction of the wall 4 b of the thermostat 4 with the gas sensor 100 fixed to the thermostat 4.
  • the second space 132 b and the third space 132 c extend in the horizontal direction and in parallel with the wall 4 b of the thermostatic bath 4. Therefore, the light source 102 and the concentration detector 104 are arranged in the horizontal direction.
  • the hollow portion 148 has a substantially frusto-conical portion whose bottom surface is located on the second end 146 side and whose upper surface is located on the first end 144 side. Therefore, the lower surface of the hollow portion 148 in the vertical direction is tapered at least in part so as to be inclined downward in the vertical direction as it approaches the second end 146 from the first end 144. As a result, dust and liquid are easily discharged from the hollow portion 148 and the inside of the gas introduction chamber 132, so that accumulation of dust and liquid can be further suppressed.
  • the hollow portion 148 shown in FIG. 1 has a vertically lower surface continuously inclined from the second end 146 to the first end 144.
  • the gas in the constant temperature bath 4 flows into the hollow portion 148 through the cap 150.
  • the gas in the tank that has flowed into the hollow portion 148 proceeds to the first end portion 144 side and flows into the first space 132 a of the gas introduction chamber 132.
  • the in-tank gas that has flowed into the first space 132a flows into the second space 132b and the third space 132c.
  • the first space 132a to the third space 132c are filled with the gas in the tank.
  • the concentration detector 104 detects the detection gas
  • the temperature of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 may be determined by the heat of the light source 102 or the heat of the gas in the tank filling the gas introduction chamber 132 without using the temperature control unit 180. Maintained. More preferably, the temperature of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 is maintained at a temperature higher than the ambient temperature. The first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 may be heated by the temperature control unit 180. As a result, the occurrence of condensation in the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 can be more reliably suppressed.
  • the light of the light source 102 including the first light is emitted toward the gas to be detected. That is, the light of the light source 102 is emitted toward the second space 132 b filled with the gas in the tank containing the gas to be detected.
  • the light emitted from the light source 102 is a first light transmitting member 140, a second space 132b, a region between the second space 132b and the third space 132c in the first space 132a, a third space 132c, and a second light transmitting
  • the concentration detector 104 is reached via the member 142. In this process, the first light of a predetermined wavelength is absorbed by the gas to be detected present in the first space 132a to the third space 132c.
  • the concentration detector 104 can detect the presence and concentration of the gas to be detected from the change in the amount of light of the first light.
  • infrared light is emitted from the light source 102, and the first light having a wavelength of 4.26 ⁇ m is absorbed by CO 2 present in the first space 132a to the third space 132c.
  • the concentration detector 104 detects the presence and concentration of CO 2 based on the intensity (light amount) of the first light received by the light receiving element based on the intensity (light amount) of the first light in the light emitted from the light source 102 can do.
  • the concentration of CO 2 detectable by the gas sensor 100 is, for example, 0 to 20%.
  • the humidity detection unit 190 drives the temperature adjustment unit 180 at a predetermined timing.
  • the temperature control unit 180 absorbs heat from the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 to gradually lower the temperature of each light transmitting member.
  • the temperature is raised once from the first temperature d and then gradually decreased.
  • the water in the gas to be detected condenses on the surfaces of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142.
  • the humidity detection unit 190 detects the humidity of the gas to be detected based on the timing at which the decrease in the amount of light received by the first light is detected. That is, when the humidity detection unit 190 detects a decrease in the light reception amount of the first light, the detection result is the detection result of the first temperature sensor 184 received at the time of the decrease, that is, the detection result of the dew point temperature c and the second temperature sensor 186 The absolute humidity of the gas to be detected is calculated using the ambient temperature.
  • the “predetermined decrease” detected by the humidity detection unit 190 can be appropriately set based on an experiment or simulation by a designer.
  • the gas sensor 100 executes the detection of the concentration of the gas to be detected and the detection of the humidity in time division.
  • the concentration detection and the humidity detection may be alternately repeatedly performed in a predetermined cycle, or executed when the gas sensor 100 receives a concentration detection or humidity detection execution instruction transmitted from the control unit of the thermostatic device 1 It may be done.
  • FIG. 3 is an operation flowchart of the gas sensor according to the first embodiment. This flow is repeatedly performed at a predetermined timing under the condition that the thermostatic device 1 operates and the light source 102 is on.
  • the concentration detector 104 detects the concentration of the gas to be detected based on the amount of light received by the first light (S101).
  • the temperature control unit 180 once raises the temperature of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142, the temperature is gradually decreased (S102).
  • the humidity detection unit 190 determines whether the light receiving amount of the first light in the concentration detector 104 has decreased (S103).
  • the humidity detection unit 190 uses the detection result of the first temperature sensor 184 received when the light reception amount decreases and the detection result of the second temperature sensor 186.
  • the absolute humidity of the gas to be detected is calculated (S104).
  • the humidity detection unit 190 determines whether the number of determinations as to whether the light reception amount of the first light has decreased is equal to or less than a predetermined number S105). If the number of determinations is equal to or less than the predetermined number (Y in S105), the humidity detection unit 190 determines again whether the amount of received first light decreases (S103). If the number of determinations exceeds the predetermined number (N in S105), the humidity detection unit 190 transmits an error signal to the control unit of the thermostatic device 1 (S106).
  • an error is determined based on the number of times of determination of decrease in light receiving amount in step S105, the error may be determined based on the time since the temperature change by the temperature adjustment unit 180 is started. Good.
  • the “predetermined number” can be appropriately set based on an experiment or simulation by a designer.
  • the gas sensor 100 receives the first light and the light source 102 that emits the first light toward the detection gas, and detects the first gas based on the absorption of the first light.
  • a concentration detector 104 for detecting the concentration of
  • the gas sensor 100 includes a first light transmitting member 140 and a second light transmitting member 142 disposed between the light source 102 and the concentration detector 104, a temperature control unit 180 for changing the temperature of both light transmitting members, and humidity.
  • a detection unit 190 detects the humidity of the gas to be detected using the temperature of the second light transmitting member 142 and the ambient temperature of the gas sensor 100 based on the change in the amount of light received by the concentration detector 104.
  • the gas sensor 100 detects the concentration of the gas to be detected by the concentration detector 104 in a situation where the temperatures of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 are at the first temperature d higher than the dew point temperature of the gas to be detected. . Also, based on the timing at which the temperature adjustment unit 180 gradually reduces the temperatures of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142, and a predetermined decrease occurs in the light reception amount of the first light in the concentration detector 104.
  • the humidity detection unit 190 detects the humidity of the gas to be detected.
  • one sensor can detect the concentration and humidity of the gas to be detected.
  • an optical system a light source, a concentration detector, and a light transmitting member used to detect the concentration of the gas to be detected is also used to detect the humidity of the gas to be detected. That is, the concentration and humidity of the gas to be detected can be detected by a single optical system. For this reason, compared with the case where the conventional gas concentration sensor capable of detecting only the concentration of the gas to be detected is combined with the conventional gas humidity sensor capable of detecting only the humidity of the gas to be detected Concentration and humidity can be detected. As a result, downsizing and cost reduction of the thermostatic device 1 can be achieved.
  • the temperature of both the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 is changed to cause dew condensation on both of them.
  • the light reception amount of the first light in the concentration detector 104 can be further reduced as compared with the case where dew condensation occurs in only one of the light transmitting members. Therefore, the detection sensitivity and detection speed of the humidity in the gas sensor 100 can be further enhanced.
  • the gas sensor 100 includes a gas passage portion 130.
  • the conventional gas sensor has a structure in which the light source and the concentration detector are disposed in the constant temperature bath 4 and exposed to the gas to be detected.
  • the heat-resistant temperature of the light source or concentration detector used for the gas sensor is generally about 100 ° C. Therefore, the temperature of the gas to be detected exceeds the heat resistance temperature of the light source and the concentration detector, which may lower the detection accuracy of the gas sensor.
  • the conventional gas sensor is mounted on a thermostatic apparatus such as an incubator, the temperature of the thermostatic bath may exceed the heat resistance temperature of the light source and the concentration detector when the thermostatic apparatus is subjected to dry heat sterilization. In this case, the light source and the concentration detector may be exposed to high temperatures, which may reduce the detection accuracy of the gas sensor.
  • the temperature of the thermostatic chamber 4 becomes high, for example, when the temperature of the gas in the tank exceeds the heat resistant temperature of the light source 102 and the concentration detector 104 or when the thermostatic chamber 4 is subjected to dry heat sterilization. Also, heat damage to the light source 102 and the concentration detector 104 can be suppressed. Therefore, the fall of detection accuracy of gas sensor 100 can be controlled.
  • the concentration and humidity of the gas to be detected contained in the gas in the tank can be detected with high accuracy, so the performance of the thermostatic apparatus 1 can be improved. Can. Moreover, since the dry heat sterilization process can be performed without removing the gas sensor 100, the usability of the thermostatic device 1 can be improved.
  • the light source 102 and the concentration detector 104 are arranged in the horizontal direction, but the present invention is not particularly limited to this configuration.
  • the light source 102 and the concentration detector 104 may be arranged in the vertical direction.
  • the light source 102 is preferably disposed below.
  • the heat of the light source 102 can be easily transmitted to the first light transmitting member 140.
  • the gas sensor 100 according to the first embodiment can be modified as follows.
  • FIG. 4 is a horizontal sectional view schematically showing a part of the gas sensor according to the first modification.
  • the gas sensor 100 (100A ′) according to the present modification is different from the first embodiment in that the temperature control unit 180 changes the temperature of only one of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142.
  • the structure which changes the temperature of the 2nd light transmission member 142 is disclosed by FIG. 4 as an example.
  • the target of temperature control by the temperature adjustment unit 180 is only one light transmitting member, it is preferable to set the second light transmitting member 142 on the concentration detector 104 side as a control target.
  • the light source 102 is a heat source, and generates, for example, about 1 W. For this reason, the first light transmitting member 140 on the light source 102 side is more difficult to cool than the second light transmitting member 142. Therefore, by setting the second light transmitting member 142 as a target of temperature control, power consumption of the gas sensor 100 can be reduced. Moreover, since the temperature of the light transmitting member can be changed more quickly, the detection speed of humidity can be improved.
  • FIG. 5 is a horizontal sectional view schematically showing a part of a gas sensor according to a second modification.
  • the gas sensor according to the present modification will be described focusing on configurations different from those of the first embodiment and the first modification, and the configuration common to each other will be briefly described or omitted.
  • the gas sensor 100 (100A ′ ′) according to the present modification differs from the first modification in the structure for radiating heat of the temperature control unit 180.
  • the temperature adjustment unit 180 changes the temperature of only one of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142.
  • the structure which changes the temperature of the 2nd light transmission member 142 is disclosed by FIG. 5 as an example. Thereby, the temperature of the light transmitting member can be changed more quickly.
  • a heat conduction sheet 188 is used instead of the heat radiation fins 182.
  • One end of the heat transfer sheet 188 abuts on the temperature control unit 180.
  • the other end of the heat transfer sheet 188 contacts, for example, the housing 2.
  • the heat of the temperature control unit 180 is dissipated to the housing 2 through the heat conduction sheet 188.
  • the heat radiation fins 182 can be omitted, so that the cost of the gas sensor 100 can be reduced.
  • the heat dissipation efficiency of the temperature control unit 180 can be improved.
  • the heat conductive sheet 188 various structures capable of transferring heat, such as a metal sheet, a graphite sheet, and a heat pipe, can be used.
  • FIG. 6A is a plan view schematically showing a concentration detector provided in the gas sensor according to the second embodiment.
  • FIG. 6 (B) is a side view schematically showing a concentration detector provided in the gas sensor according to the second embodiment.
  • the gas sensor according to the present embodiment will be described focusing on a configuration different from that of the first embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • the gas sensor according to the present embodiment differs from the gas sensor according to the first embodiment in that the light source 102 further emits the second light and the concentration detector 104 receives the second light.
  • the light source 102 (see FIG. 1) of the gas sensor according to the present embodiment further emits the second light of the wavelength absorbed by water.
  • the second light has a larger amount of absorption by water than the first light.
  • the wavelength of the second light is 3 ⁇ m.
  • the light emitted from the light source 102 is infrared light having a wavelength range of 2.7 ⁇ m to 3.5 ⁇ m.
  • the concentration detector 104 further includes a first detection unit 110, a second detection unit 112, a first optical filter 114, and a second optical filter 116.
  • Each of the first detection unit 110 and the second detection unit 112 is a light receiving element.
  • the first optical filter 114 is disposed between the first detection unit 110 and the light source 102 and selectively transmits the first light.
  • the second optical filter 116 is disposed between the second detection unit 112 and the light source 102 and selectively transmits the second light.
  • Each optical filter is disposed directly on the light receiving surface of each detection unit or spaced apart.
  • the concentration detector 104 selectively detects the first light having the absorption wavelength of the gas to be detected by the first detection unit 110 and the first optical filter 114. Thereby, the detection sensitivity of the gas sensor 100 can be enhanced.
  • the concentration detector 104 may be provided with the first optical filter 114. Also in this case, the same effect can be obtained.
  • the light source 102 emits the second light having an absorption wavelength of water.
  • the concentration detector 104 selectively detects the second light by the second detection unit 112 and the second optical filter 116.
  • the humidity detection part 190 grasps
  • the second light is light that is more easily absorbed by water than the gas to be detected. For this reason, in addition to scattering of the 2nd light by the water which arose by condensation, absorption of the 2nd light by the said water reduces the light reception amount of the 2nd light in the 2nd detection part 112. That is, the amount of light received by the second light is more likely to be reduced by condensation than the first light. Therefore, the detection sensitivity of humidity of gas sensor 100 can be raised more. Also, the dew point temperature c can be detected with higher accuracy.
  • the concentration detector 104 receives the first light when the temperature of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 is at the first temperature d higher than the dew point temperature c of the gas to be detected.
  • the concentration of the gas to be detected is detected based on the amount.
  • the temperature control unit 180 gradually lowers the temperature of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 at a predetermined timing. When the temperatures of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 reach the dew point temperature c, the water in the gas to be detected condenses on the surfaces of the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142.
  • the humidity detection unit 190 detects the humidity of the gas to be detected based on the timing at which the decrease in the amount of light received by the second light is detected. That is, when the humidity detection unit 190 detects a decrease in the light reception amount of the second light, the humidity detection unit 190 uses the detection result of the first temperature sensor 184 received at the time of the decrease and the detection result of the second temperature sensor 186 Calculate the absolute humidity of the gas.
  • FIG. 7A is a plan view schematically showing a concentration detector provided in the gas sensor according to the third embodiment.
  • FIGS. 7 (B) and 7 (C) are side views schematically showing concentration detectors provided in the gas sensor according to the third embodiment.
  • FIG. 7 (B) is a side view as viewed from the direction of arrow X in FIG. 7 (A)
  • FIG. 7 (C) is a side as viewed from the direction of arrow Y in FIG. 7 (A).
  • the gas sensor according to the present embodiment will be described focusing on configurations different from those in Embodiments 1 and 2, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • the gas sensor according to the present embodiment is different from that according to the second embodiment in that the light source 102 further emits the third light and the concentration detector 104 receives the third light.
  • the light source 102 (see FIG. 1) of the gas sensor further emits the third light having a wavelength that is not absorbed by the gas to be detected and water.
  • the wavelength of the third light is 3.91 ⁇ m.
  • the expression "does not absorb the gas to be detected and water” means that the amounts absorbed by the gas and water to be detected are, for example, 10% or less.
  • the third light is used as a reference light.
  • the concentration detector 104 further includes a third detection unit 118 and a third optical filter 119 in addition to the first detection unit 110, the second detection unit 112, the first optical filter 114, and the second optical filter 116.
  • the third detection unit 118 is a light receiving element.
  • the third optical filter 119 is disposed between the third detection unit 118 and the light source 102 and selectively transmits the third light. Each optical filter is disposed directly on the light receiving surface of each detection unit or spaced apart.
  • the concentration detector 104 selectively detects the first light having the absorption wavelength of the gas to be detected by the first detection unit 110 and the first optical filter 114.
  • the third light is selectively detected by the third detection unit 118 and the third optical filter 119.
  • the concentration detector 104 detects the concentration of the gas to be detected based on the change in intensity of the first light and the change in intensity of the third light. That is, the concentration detector 104 subtracts the decrease amount of the third light intensity from the decrease amount of the first light intensity, and sets the difference as the decrease amount of the first light intensity caused by the absorption of the detection gas. .
  • the concentration detector 104 detects the concentration of the gas to be detected based on the difference.
  • the concentration detector 104 may send the light reception amount value itself of the first light and the third light to the control unit as a signal indicating the concentration of the detection target gas.
  • the control unit of the thermostatic device 1 converts the difference in the amount of light received by the first light and the third light into the concentration of the detection gas.
  • the third light is not absorbed by the gas to be detected and water. Therefore, the decrease in the intensity of the third light is caused by disturbances other than absorption of light by the gas to be detected or water.
  • the disturbance includes scattering by water generated by condensation in the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142. Therefore, the difference between the decrease in the intensity of the first light and the decrease in the intensity of the third light is taken to detect the concentration of the gas to be detected excluding the decrease in the intensity of the first light due to the disturbance. be able to. Thereby, detection accuracy of gas sensor 100 can be raised.
  • the concentration of the detection gas can be detected. Therefore, according to the present embodiment, the measurement of the concentration of the gas to be detected and the measurement of the humidity can be simultaneously performed. For example, the humidity of the gas to be detected can be measured while constantly measuring the concentration of the gas to be detected.
  • the humidity detection unit 190 recognizes the occurrence of condensation based on the change in the amount of light received by the second light.
  • the second light In addition to the scattering by water generated by condensation, the second light also decreases in intensity by absorption by the water. Therefore, the detection sensitivity of humidity of gas sensor 100 can be raised more. Also, the dew point temperature c can be detected with higher accuracy.
  • the concentration detector 104 receives the first light receiving amount and the third light.
  • the concentration of the gas to be detected is detected based on the amount of light received.
  • the humidity detection unit 190 detects the humidity of the gas to be detected based on the timing at which a predetermined decrease occurs in the light reception amount of the second light in the concentration detector 104. That is, when the humidity detection unit 190 detects a decrease in the light reception amount of the second light, the humidity detection unit 190 uses the detection result of the first temperature sensor 184 received at the time of the decrease and the detection result of the second temperature sensor 186 Calculate the absolute humidity of the gas.
  • the humidity detection unit 190 may determine the occurrence of condensation based on the difference between the decrease amount of the second light intensity and the decrease amount of the third light intensity. In this case, the occurrence of condensation can be determined based on the decrease in the intensity of the second light due to only the absorption of the second light by water.
  • the occurrence of condensation can also be detected by the change in the amount of received third light.
  • the humidity detection unit 190 may detect the humidity of the gas to be detected based on the timing at which a predetermined decrease occurs in the light reception amount of the third light in the concentration detector 104. In this case, the emission of the second light from the light source 102 and the installation of the second detection unit 112 and the second optical filter 116 in the concentration detector 104 can be omitted.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view schematically showing the gas sensor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 9A is a vertical cross-sectional view schematically showing a thermostatic apparatus according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9B is a view schematically showing the flow of the gas in the tank.
  • the inside of the gas detection unit 101 is simplified, and the temperature control unit 180, the radiation fin 182, the humidity detection unit 190, and the like are omitted.
  • the gas sensor according to the present embodiment will be described focusing on a configuration different from that of the first embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • the gas passage portion 130 provided in the gas sensor 100 (100B) further includes a partition member 152.
  • the partition member 152 divides the hollow portion 148 into at least two regions of a first region 148a and a second region 148b.
  • the hollow portion 148 is divided by the partition member 152 into two regions of a first region 148a and a second region 148b.
  • the partition member 152 extends from the first end 144 to the second end 146.
  • the first region 148a and the second region 148b extend from the first end 144 to the second end 146, respectively.
  • the hollow portion 148 inclines downward in the vertical direction as the vertically lower surface 148 c approaches the second end 146 from the first end 144.
  • the gas passage portion 130 has a gas inlet 154 and a gas outlet 156.
  • the gas inlet 154 is disposed at the second end 146 and connects the internal space of the thermostatic bath 4 and the first region 148a.
  • the gas outlet 156 is disposed at the second end 146 and connects the second region 148 b and the internal space of the thermostatic bath 4.
  • the gas inlet 154 is closed by the porous member 158, and the gas outlet 156 is closed by the porous member 160.
  • As a material which comprises the porous members 158 and 160 the same thing as the material which comprises the cap 150 is illustrated.
  • the porous members 158 and 160 can pass the gas to be detected.
  • the open faces of the gas inlet 154 and the gas outlet 156 extend in parallel to the direction B in which the first end 144 and the second end 146 are aligned (the direction indicated by the arrow B in FIG. 8). Since the porous member 158 and the porous member 160 extend parallel to the direction B, the open faces of the gas inlet 154 and the gas outlet 156 extend parallel to the direction B. Can understand. That is, the gas inlet 154 and the gas outlet 156 are disposed on the side of the gas passage 130.
  • the gas sensor 100 is installed on the wall 4 b of the thermostat 4 so that the gas inlet 154 and the gas outlet 156 project from the wall 4 b of the thermostat 4 into the internal space.
  • a flow gas flow F
  • the gas inlet 154 is disposed such that the opening face intersects with the gas flow F in the thermostatic bath 4, that is, intersects the flow direction of the gas to be detected.
  • the gas inlet 154 is disposed such that the opening surface is orthogonal to the gas flow F.
  • the gas outlet 156 is disposed opposite to the gas inlet 154 in the direction of the gas flow F.
  • the gas inlet 154 is disposed upstream of the gas flow F, and the gas outlet 156 is disposed downstream of the gas flow F relative to the gas inlet 154. Furthermore, the second end 146 is disposed in the region of the thermostatic bath 4 in which the gas to be detected flows downward in the vertical direction. The gas inlet 154 is disposed vertically above the gas outlet 156.
  • the in-tank gas present in the constant-temperature bath 4 flows into the hollow portion 148 from the gas inlet 154 and flows toward the first end portion 144 through the first region 148 a to make the gas detection unit 101 more specifically The space between 102 and concentration detector 104 is reached. Along with this, the in-tank gas present in the gas detection unit 101 flows toward the second end portion 146 toward the second end portion 146 and flows out from the gas outlet 156 into the thermostatic chamber 4.
  • the hollow portion 148 is divided into the first region 148a and the second region 148b by the partition member 152, the gas inlet 154 is provided in the first region 148a, and the gas outlet 156 is provided in the second region 148b. Then, the flow of the gas in the tank in the hollow portion 148 can be adjusted to cause convection. As a result, the gas to be detected can be more efficiently introduced to the gas detection unit 101, and therefore, the gas in the gas introduction chamber 132 can be quickly replaced. In addition, since a high-speed gas flow can be generated, the first light transmitting member 140 and the second light transmitting member 142 can be condensed and dried quickly. Therefore, the detection speed and the detection sensitivity of the gas sensor 100 can be improved.
  • the pressure applied to the upstream surface of the gas flow F that is, the surface to which the gas flow F directly strikes is the downstream surface. That is, the pressure is greater than the pressure applied to the surface reached by the gas flow F. Therefore, a pressure difference occurs between the upstream surface and the downstream surface. Therefore, by disposing the gas inlet 154 on the upstream side with respect to the gas flow F, and disposing the gas outlet 156 on the downstream side, the gas in the tank is contained in the hollow portion 148 using this pressure difference. It can be introduced smoothly.
  • the gas inlet 154 has an opening face extending in parallel to the direction B in which the first end 144 and the second end 146 are arranged, and the opening face intersects the direction of the gas flow F Be placed.
  • the gas flow F can be applied directly to the gas inlet 154, so that the efficiency of introduction of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • the second end 146 is disposed in the region where the gas in the tank flows downward in the vertical direction, and the gas inlet 154 is disposed vertically above the gas outlet 156.
  • the above-mentioned pressure difference can be made larger using gravity applied to the gas in a tank. Therefore, the introduction efficiency of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • the gas inlet 154 has a larger opening area than the gas outlet 156.
  • a differential pressure caused by the difference in the opening area can be generated in the first region 148a and the second region 148b (Bernoulli's theorem).
  • the pressure in the second region 148 b is smaller than in the first region 148 a. Therefore, the flow velocity of the in-tank gas in the second region 148 b is faster than in the first region 148 a. Therefore, the introduction efficiency of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • the thermostatic device 1 which concerns on this Embodiment is further provided with the fan 6 which ventilates so that the gas in a tank may flow along the wall surface 4b.
  • the gas sensor 100 is disposed downstream of the gas flow F with respect to the fan 6.
  • the thermostatic device 1 further includes a gas flow path 8 through which the gas in the tank flows.
  • the gas flow path 8 is disposed along the wall surface 4 b in the internal space of the thermostatic bath 4.
  • the gas flow passage 8 is defined by the partition plate 10 extending along the wall surface 4 b and the wall surface 4 b.
  • the gas flow F can be reliably applied to the second end 146 of the gas sensor 100. Therefore, the introduction efficiency of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • the fan 6 is disposed in the vicinity of the inlet of the gas flow path 8.
  • the thermostatic device 1 has a gas introduction pipe 12 for introducing the in-tank gas into the thermostatic chamber 4.
  • the gas inlet pipe 12 is preferably arranged so that the fan 6 is located between the gas inlet pipe 12 and the gas sensor 100.
  • the operation of detecting the concentration and humidity of the gas to be detected in the gas sensor 100 is the same as in the first to third embodiments.
  • the gas sensor 100 according to the fourth embodiment can be exemplified by the following modification.
  • FIG. 10A is a vertical cross-sectional view schematically showing a gas sensor according to the third modification.
  • the gas sensor according to the present modification will be described focusing on a configuration different from that of the fourth embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • the opening faces of the gas inlet 154 and the gas outlet 156 extend in the direction intersecting the direction B in which the first end 144 and the second end 146 are arranged. Exist. Accordingly, the opening faces of the gas inlet 154 and the gas outlet 156 extend substantially parallel to the gas flow F in the thermostatic bath 4.
  • the gas inlet 154 and the gas outlet 156 are closed by a porous member 162 through which the detected gas can pass.
  • a porous member 162 As a material which comprises the porous member 162, the same thing as the material which comprises the cap 150 is illustrated. With such a configuration as well, it is possible to introduce the in-tank gas into the hollow portion 148 using the pressure difference between the gas inlet 154 side and the gas outlet 156 side.
  • FIG. 10B is a vertical cross-sectional view schematically showing the gas sensor according to the fourth modification.
  • the gas sensor 100 (100B ′ ′) according to the fourth modification has a structure in which the fourth embodiment and the first modification are combined. That is, the opening surfaces of the gas inlets 154 and 156 extend in a direction parallel to the direction B in which the first end 144 and the second end 146 are aligned, and the first end 144 and the second end And a region extending in a direction intersecting the direction B in which the light source 146 and the line 146 are aligned.
  • the amount of gas in the tank taken into the hollow portion 148 can be increased, so the efficiency of introduction of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • FIG. 11A is a vertical cross-sectional view schematically showing the gas sensor according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 (B) is a view schematically showing an end face on the second end side of the gas sensor according to the fifth embodiment.
  • illustration of the inside of the gas detection unit 101 is simplified, and illustration of the temperature control unit 180, the heat radiation fin 182, the humidity detection unit 190, and the like is omitted.
  • the gas sensor according to the present embodiment will be described focusing on a configuration different from that of the first embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • the gas passage portion 130 provided in the gas sensor 100 (100C) further includes a partition member 152.
  • the partition member 152 divides the hollow portion 148 into at least two regions of a first region 148a and a second region 148b.
  • the hollow portion 148 is divided by the partition member 152 into two regions of a first region 148a and a second region 148b.
  • the first region 148 a and the second region 148 b extend from the first end 144 to the second end 146, respectively.
  • the hollow portion 148 of the gas passage portion 130 inclines downward in the vertical direction as the vertically lower surface 148 c approaches the second end 146 from the first end 144.
  • the gas passage portion 130 has a gas inlet 154 and a gas outlet 156.
  • the gas inlet 154 is disposed at the second end 146 and connects the internal space of the thermostatic bath 4 and the first region 148a.
  • the gas outlet 156 is disposed at the second end 146 and connects the second region 148 b and the internal space of the thermostatic bath 4.
  • the gas inlet 154 and the gas outlet 156 are closed by a porous member 164 through which the detected gas can pass.
  • a material which comprises the porous member 164 the same thing as the material which comprises the cap 150 is illustrated.
  • the open faces of the gas inlet 154 and the gas outlet 156 extend in a direction intersecting the direction B in which the first end 144 and the second end 146 are aligned.
  • the gas inlet 154 has a larger opening area than the gas outlet 156.
  • the end 152 a on the second end 146 side of the partition member 152 is embedded in the porous member 164.
  • the end 152 a forms a boundary between the gas inlet 154 and the gas outlet 156.
  • the partition member 152 is inclined downward in the vertical direction as it approaches the second end 146 from the first end 144. As a result, a gas inlet 154 with a large opening area and a gas outlet 156 with a small opening area are formed.
  • the gas sensor 100 is installed on the wall surface 4b of the thermostatic chamber 4 (see FIGS. 1 and 9A).
  • the gas inlet 154 is disposed upstream of the gas flow F, and the gas outlet 156 is disposed downstream of the gas flow F relative to the gas inlet 154.
  • the second end 146 is disposed in the region of the thermostatic bath 4 in which the gas to be detected flows downward in the vertical direction.
  • the gas inlet 154 is disposed vertically above the gas outlet 156.
  • the gas in the constant temperature bath 4 flows into the hollow portion 148 from the gas inlet 154, flows toward the first end portion 144 through the first region 148a, and reaches the gas detection unit 101.
  • the in-tank gas present in the gas detection unit 101 flows toward the second end portion 146 toward the second end portion 146 and flows out from the gas outlet 156 into the thermostatic chamber 4.
  • the gas inlet 154 has a larger opening area than the gas outlet 156. For this reason, in the first region 148a and the second region 148b, a differential pressure is generated due to the difference in the opening area. As a result, the flow velocity of the gas in the tank in the second region 148 b is faster than in the first region 148 a. Therefore, the introduction efficiency of the to-be-detected gas to the gas detection part 101 can be raised.
  • the flow passage cross-sectional area of the second region 148b is smaller than the flow passage cross-sectional area of the first region 148a at least in part.
  • the flow velocity of the gas in the tank in the second region 148 b is faster than in the first region 148 a. Therefore, the introduction efficiency of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • the second end 146 is disposed in the region where the gas in the tank flows downward in the vertical direction, and the gas inlet 154 is disposed vertically above the gas outlet 156.
  • the pressure difference between the gas inlet 154 and the gas outlet 156 can be increased by using the gravity applied to the gas in the tank. Therefore, the introduction efficiency of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • the operation of detecting the concentration and humidity of the gas to be detected in the gas sensor 100 is the same as in the first to third embodiments.
  • the gas sensor 100 according to the fifth embodiment can be modified as follows.
  • FIG. 12A is a vertical cross-sectional view schematically showing a gas sensor according to a fifth modification.
  • FIG. 12B is a view schematically showing an end face on the second end side of the gas sensor according to the fifth modification.
  • the gas sensor according to the present modification will be described focusing on a configuration different from that of the fifth embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • the opening areas of the gas inlet 154 and the gas outlet 156 are different from each other by partially closing the gas outlet 156.
  • a straightening vane 166 having a fin structure is used as a member for closing a part of the gas outlet 156.
  • the straightening vane 166 protrudes from the region between the gas inlet 154 and the gas outlet 156 at the second end 146 toward the inner space of the thermostatic bath 4.
  • the straightening vane 166 is embedded in a region of the porous member 164 in contact with the second region 148 b at the end on the gas passage 130 side.
  • the opening area of the gas outlet 156 can be smaller than the opening area of the gas inlet 154.
  • the straightening vane 166 regulates the gas flow F (the flow of the gas to be detected) in the thermostatic chamber 4 by the portion projecting to the inner space side of the thermostatic chamber 4.
  • F the flow of the gas to be detected
  • the straightening vane 166 regulates the gas flow F (the flow of the gas to be detected) in the thermostatic chamber 4 by the portion projecting to the inner space side of the thermostatic chamber 4.
  • FIG. 13 is a vertical sectional view schematically showing a gas sensor according to a sixth embodiment.
  • the illustration of the inside of the gas detection unit 101 is simplified, and the illustration of the temperature control unit 180, the radiation fin 182, the humidity detection unit 190, and the like is omitted.
  • the gas sensor according to the present embodiment will be described focusing on a configuration different from that of the first embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • the gas passage portion 130 provided in the gas sensor 100 (100D) further includes a partition member 152.
  • the partition member 152 divides the hollow portion 148 into at least two regions of a first region 148a and a second region 148b.
  • the hollow portion 148 is divided by the partition member 152 into two regions of a first region 148a and a second region 148b.
  • the first region 148 a and the second region 148 b extend from the first end 144 to the second end 146, respectively.
  • the hollow portion 148 inclines downward in the vertical direction as the vertically lower surface 148 c approaches the second end 146 from the first end 144.
  • the gas passage portion 130 has a gas inlet 154 and a gas outlet 156.
  • the gas inlet 154 is disposed at the second end 146 and connects the internal space of the thermostatic bath 4 and the first region 148a.
  • the gas outlet 156 is disposed at the second end 146 and connects the second region 148 b and the internal space of the thermostatic bath 4.
  • the gas inlet 154 and the gas outlet 156 are closed by a porous member 168 through which the detected gas can pass.
  • a material which comprises the porous member 168 the same thing as the material which comprises the cap 150 is illustrated.
  • the open faces of the gas inlet 154 and the gas outlet 156 extend in a direction intersecting the direction B in which the first end 144 and the second end 146 are aligned. Also, the gas inlet 154 has a larger opening area than the gas outlet 156.
  • the light source 102 is disposed vertically below the concentration detector 104.
  • the gas inlet 154 is disposed vertically lower than the gas outlet 156. Therefore, the first region 148a extends vertically below the second region 148b.
  • the gas in the gas introduction chamber 132 is warmed by the heat of the light source 102 disposed vertically downward. This generates a gas flow that rises from the light source 102 toward the concentration detector 104. The upflowing gas in the gas introduction chamber 132 travels in the second region 148 b toward the second end 146 and flows out from the gas outlet 156.
  • the pressure is lowered by the upward flow of gas caused by the heat of the light source 102. Therefore, the gas in the tank flows from the gas inlet 154 into the first region 148a. As a result, the gas in the tank that has flowed into the hollow portion 148 from the gas inlet 154 reaches the gas detection unit 101, passes through the hollow portion 148 again, and flows out from the gas outlet 156, creating circulation of the gas in the tank. .
  • the partition member 152 By providing the partition member 152, the flow of the gas in the tank in the hollow portion 148 can be adjusted. Thereby, the detection speed of the gas sensor 100 can be improved. Further, since the gas to be detected is circulated using the heat of the light source 102, the detection speed of the gas sensor 100 can be further improved.
  • the hollow portion 148 is tapered such that the surface 148 d on the upper side in the vertical direction inclines upward in the vertical direction as it approaches the second end 146 from the first end 144. Thereby, the flow of the in-tank gas from the gas detection unit 101 to the gas outlet 156 can be made smoother. Therefore, the detection speed of the gas sensor 100 can be further improved. Also, the slope of the vertically upper surface 148d is steeper than the slope of the vertically lower surface 148c. Thereby, the enlargement of the gas sensor 100 can be suppressed.
  • the gas inlet 154 has a larger opening area than the gas outlet 156. For this reason, in the first region 148a and the second region 148b, a differential pressure is generated due to the difference in the opening area. As a result, the flow velocity of the gas in the tank in the second region 148 b is faster than in the first region 148 a. Therefore, the introduction efficiency of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • the partition member 152 is inclined upward in the vertical direction as it approaches the second end 146 from the first end 144. For this reason, at least in part, the flow passage cross-sectional area of the second region 148 b is smaller than the flow passage cross-sectional area of the first region 148 a. As a result, the flow velocity of the gas in the tank in the second region 148 b is faster than in the first region 148 a. Therefore, the introduction efficiency of the gas to be detected into the gas detection unit 101 can be further enhanced.
  • FIG. 14A is a vertical cross-sectional view schematically showing the gas sensor according to the seventh embodiment.
  • FIG. 14B is a horizontal sectional view schematically showing the gas sensor according to the seventh embodiment.
  • the inside of the gas detection unit 101 is simplified, and the temperature control unit 180, the heat radiation fins 182, the humidity detection unit 190, and the like are omitted.
  • the gas sensor according to the present embodiment will be described focusing on the configuration different from that of the first embodiment, and the configuration common to the first embodiment will be briefly described or omitted.
  • the gas sensor 100 (100E) includes a gas detection unit 101 having a light source 102 and a concentration detector 104, and a gas passage unit 130.
  • the gas passage portion 130 has a first end 144, a second end 146, a hollow portion 148, and a partition member 152.
  • the first end 144 is disposed on the gas detection unit 101 side
  • the second end 146 is disposed on the thermostat 4 side.
  • the gas passage portion 130 causes the gas to be detected to flow between the constant temperature bath 4 and the gas detection portion 101 via the hollow portion 148.
  • the hollow portion 148 has a shape in which the flow passage cross-sectional area N decreases as it approaches the first end 144 side from the second end 146 side.
  • the hollow portion 148 inclines downward in the vertical direction as the vertically lower surface 148 c approaches the second end 146 from the first end 144.
  • the partition member 152 is a member that divides the hollow portion 148 into at least two regions of the first region 148a and the second region 148b.
  • the hollow portion 148 is divided by the partition member 152 into two regions of a first region 148a and a second region 148b.
  • both ends of the partition member 152 do not extend to the first end 144 and the second end 146. Therefore, in the hollow portion 148, both ends of the first region 148a and the second region 148b are in communication.
  • the connection area between the first area 148a and the second area 148b at the first end 144 side and the connection area at the second end 146 side are most of the gas in the tank that has flowed in from the gas inlet 154. Alternatively, all are set to flow to the first end 144 side through the first region 148a.
  • the gas passage portion 130 has a gas inlet 154 and a gas outlet 156.
  • the gas inlet 154 is disposed at the second end 146 and connects the thermostatic bath 4 and the first region 148a.
  • the gas outlet 156 is disposed at the second end 146 and connects the second region 148 b and the thermostatic bath 4.
  • the gas inlet 154 is closed by the porous member 158, and the gas outlet 156 is closed by the porous member 160.
  • the open faces of the gas inlet 154 and the gas outlet 156 extend parallel to the direction B in which the first end 144 and the second end 146 are aligned.
  • the light source 102 is disposed such that the light emitting surface 102 a faces the hollow portion 148. That is, the light source 102 is disposed so that the emitted light M passes through the hollow portion 148. Further, the concentration detector 104 is disposed such that the light receiving surface 104 a faces the hollow portion 148 side. The positional relationship between the light source 102 and the concentration detector 104 is determined such that the light M emitted from the light source 102 is not directly irradiated to the light receiving surface 104 a of the concentration detector 104.
  • the gas sensor 100 includes a light reflection unit 108.
  • the light reflecting portion 108 is fixed to the second end 146 of the gas passage portion 130.
  • the light reflecting portion 108 includes a concave reflecting surface 108 a.
  • the concave reflective surface 108 a is disposed to face the hollow portion 148. Thereby, the concave reflective surface 108 a faces the light source 102 and the density detector 104.
  • the concave reflective surface 108 a can be formed, for example, by depositing a metal such as gold, aluminum, or chromium having a high reflectance in the infrared region on the surface of the light reflecting portion 108.
  • the light M emitted from the light source 102 travels in the hollow portion 148 and is reflected by the concave reflective surface 108 a, travels in the hollow portion 148 again, and reaches the concentration detector 104. Therefore, the hollow portion 148 also functions as a passage for the light M.
  • a metal film 149 is formed on the wall surface defining the hollow portion 148.
  • the metal film 149 is made of, for example, gold, aluminum, chromium or the like having high reflectance in the infrared region.
  • the partition member 152 is made of metal.
  • the partition member 152 is made of gold, aluminum, chromium or the like having high reflectance in the infrared region.
  • the surface of the partition member 152 is mirror-finished to increase the reflectance of the light M. Thereby, the light guiding efficiency from the light source 102 to the concentration detector 104 can be enhanced.
  • the gas detection unit 101 has a bracket 170.
  • the bracket 170 has a light source 102 and a housing portion 172 of the concentration detector 104.
  • the housing portion 172 has an opening on the hollow portion 148 side. The opening is closed by the light transmitting member 174.
  • the opening of the housing portion 172 is hermetically sealed by the light transmitting member 174.
  • the light transmitting member 174 is made of a material having transparency to the light of the light source 102. In the present embodiment, since the infrared light is emitted from the light source 102, the light transmitting member 174 is made of, for example, germanium, silicon, sapphire or the like.
  • the temperature control unit 180 changes the temperature of the light transmitting member 174.
  • the first temperature sensor 184 detects the temperature of the light transmitting member 174.
  • the gas sensor 100 is installed on the wall 4b of the thermostat 4 so that the gas inlet 154 and the gas outlet 156 protrude from the wall 4b of the thermostat 4 into the tank (see FIG. 9A).
  • the gas inlet 154 is arranged such that the opening face intersects with the gas flow F in the thermostatic bath 4.
  • the gas outlet 156 is disposed opposite to the gas inlet 154 in the direction of the gas flow F.
  • the gas inlet 154 is disposed upstream of the gas flow F, and the gas outlet 156 is disposed downstream of the gas flow F relative to the gas inlet 154.
  • the second end 146 is disposed in the region of the thermostatic bath 4 in which the gas to be detected flows downward in the vertical direction.
  • the gas inlet 154 is disposed vertically above the gas outlet 156.
  • the in-tank gas present in the constant-temperature bath 4 flows into the hollow portion 148 from the gas inlet 154, flows toward the first end portion 144 through the first region 148a, and reaches the gas detection unit 101. Along with this, the in-tank gas present in the gas detection unit 101 flows toward the second end portion 146 toward the second end portion 146 and flows out from the gas outlet 156 into the thermostatic chamber 4.
  • the partition member 152 By providing the partition member 152, the flow of the gas in the tank in the hollow portion 148 can be adjusted. Thereby, the introduction efficiency of the to-be-detected gas to the gas detection part 101 can be raised, and the detection speed of the gas sensor 100 can be improved.
  • a pressure difference can be generated between the upstream surface and the downstream surface of the gas flow F.
  • the gas inlet 154 has an opening face extending in parallel to the direction B in which the first end 144 and the second end 146 are arranged, and the opening face intersects the direction of the gas flow F Be placed. Thereby, the introduction efficiency of the to-be-detected gas to the gas detection part 101 can be raised more.
  • the second end 146 is disposed in the region where the gas in the tank flows downward in the vertical direction, and the gas inlet 154 is disposed vertically above the gas outlet 156. Thereby, the introduction efficiency of the to-be-detected gas to the gas detection part 101 can be raised more.
  • the gas inlet 154 has a larger opening area than the gas outlet 156. For this reason, a differential pressure resulting from the difference in the opening area is generated in the first region 148a and the second region 148b. Thereby, the introduction efficiency of the to-be-detected gas to the gas detection part 101 can be raised more.
  • the light M emitted from the light source 102 travels in the hollow portion 148 and reaches the second end 146 directly or directly by being reflected by the metal film 149 and the partition member 152. Then, the light M is reflected by the concave reflection surface 108 a, travels in the hollow portion 148 again, and reaches the concentration detector 104 while being reflected directly by the metal film 149 and the partition member 152. In this process, the light M passes through the gas in the tank filled in the hollow portion 148. At this time, the first light is absorbed by the detection gas contained in the gas in the tank.
  • the concentration detector 104 detects the presence and concentration of the gas to be detected based on the intensity of the first light in the light received by the concentration detector 104 based on the intensity of the first light in the light emitted from the light source 102.
  • the temperature control unit 180 changes the temperature of the light transmitting member 174 to cause condensation on the light transmitting member 174.
  • the humidity detection unit 190 (see FIG. 1) can acquire the dew point temperature c.
  • the humidity detection unit 190 detects the humidity of the gas to be detected from the dew point temperature c and the ambient temperature.
  • the measurement distance of the gas to be detected can be extended by causing the light M to pass through the hollow portion 148 filled with the gas in the tank and detecting the concentration and humidity of the gas to be detected.
  • a gas requiring a relatively long measuring distance can be detected with higher accuracy.
  • the amount of gas to be detected is small, it can be detected with high accuracy.
  • the hollow portion 148 has an elliptical opening on the first end 144 side, and a perfect circular opening on the second end 146 side.
  • the hollow portion 148 has a shape that gradually changes from an ellipse toward a true circle from the first end 144 to the second end 146.
  • the transmission efficiency of the light M from the light source 102 to the concentration detector 104 can be improved as compared with a hollow portion having a perfect circular shape or an elliptical shape at both ends.
  • the light source 102 and the concentration detector 104 have a center of ellipse (elliptic) when viewed from the arrangement direction of the light source 102 and the concentration detector 104 and the hollow portion 148 It is preferable to arrange at a point symmetrical position where the point of intersection of the major axis and the minor axis of (1) is a symmetry point. In this case, for example, arbitrary parts of the light source 102 and the concentration detector 104 are disposed at point-symmetrical positions.
  • the center of the light emitting surface 102 a of the light source 102 and the center of the light receiving surface 104 a of the density detector 104 are disposed at point-symmetrical positions. Thereby, the light emitted from the light source 102 can be condensed to the concentration detector 104 more. Therefore, the transmission efficiency of the light M can be improved.
  • the light source 102 and the concentration detector 104 are more preferably disposed on the major axis of the ellipse, and further preferably, the light source 102 is disposed on one focal point of the ellipse and the concentration detector 104 is disposed on the other focal point of the ellipse. Be done. Thereby, the transmission efficiency of the light M can be further improved.
  • the thermostat device 1 may be any device provided with the thermostat 4 filled with the gas to be detected.
  • the gas sensor 100 according to each of the embodiments and the modifications described above can be suitably used to measure the concentration and humidity of a gas in a high temperature environment.
  • the gas sensor 100 can also be used to measure exhaust gas, combustion gas, and the like.
  • the gas to be detected may be another gas other than CO 2 .
  • Other detection gases include sulfur dioxide (SO 2 , absorption wavelength: 7.3 ⁇ m, 7.35 ⁇ m), sulfur trioxide (SO 3 , absorption wavelength: 7.25 ⁇ m, 7.14 ⁇ m), nitrogen monoxide (NO) Absorption wavelength: 5.3 ⁇ m, 5.5 ⁇ m), carbon monoxide (CO, absorption wavelength: 4.2 ⁇ m), nitrous oxide (N 2 O, absorption wavelength: 4 ⁇ m, 4.5 ⁇ m, 7.9 ⁇ m), dioxide Nitrogen (NO 2 , absorption wavelength: 5.7 ⁇ m, 6.3 ⁇ m) or the like can be exemplified.
  • the concentration detector 104 may be provided with a wavelength tunable filter capable of changing the wavelength band to be transmitted. As a result, one gas sensor 100 can detect a plurality of target gases to be detected.
  • the present invention is applicable to a gas sensor and a thermostatic device provided with the gas sensor.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

ガスセンサ１００は、被検出ガスに向けて所定波長の第１光を出射する光源１０２と、第１光を受光し、被検出ガスによる第１光の吸収に基づいて被検出ガスの濃度を検出する濃度検出器１０４と、光源１０２と濃度検出器１０４との間に配置される透光部材と、透光部材の温度を変化させる温度調節部１８０と、濃度検出器１０４における第１光の受光量の変化に基づき、透光部材の温度及びガスセンサ１００の雰囲気温度を用いて、被検出ガスの湿度を検出する湿度検出部１９０とを備える。

Description

ガスセンサ及び恒温装置
　本発明は、ガスセンサと、当該ガスセンサを備える恒温装置に関する。
　従来、ＣＯ２やＮＯｘ等のガスを検出可能なガスセンサが知られている。このようなガスセンサとして、例えば特許文献１には、被検出ガスによる赤外光の吸収を利用して被検出ガスの濃度を検出できるガスセンサが開示されている。
　具体的には、この赤外線ガスセンサは、光源と、光検出部と、光検出部の温度を測定する温度測定部と、光検出部の内部抵抗に基づいて、光検出部を封止する封止部の湿度を測定する湿度測定部とを備えていた。そして、光検出部の出力と、光検出部の温度と、封止部の湿度とに基づいて被検出ガスの濃度を算出していた。特許文献１に開示されるガスセンサでは、温度情報及び湿度情報に基づいて光検出部の出力を補正することで、高精度なガス濃度検出を実現していた。
特開２０１７－１５５０８号公報
　上述したガスセンサの検出対象である被検出ガスについては、濃度だけでなく湿度も検出したいという要求がある。
　本願はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検出ガスの濃度及び湿度を検出するための技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本願のある態様はガスセンサである。当該ガスセンサは、被検出ガスに向けて所定波長の第１光を出射する光源と、第１光を受光し、被検出ガスによる第１光の吸収に基づいて被検出ガスの濃度を検出する濃度検出器と、光源と濃度検出器との間に配置される透光部材と、透光部材の温度を変化させる温度調節部と、濃度検出器における第１光の受光量の変化に基づき、透光部材の温度及び本ガスセンサの雰囲気温度を用いて、被検出ガスの湿度を検出する湿度検出部とを備える。
　また、本願の他の態様は恒温装置である。当該恒温装置は、ガスが収容される恒温槽と、上記態様のガスセンサと、を備え、ガスセンサにより恒温槽内のガスの濃度及び湿度を検出する。
　本願によれば、被検出ガスの濃度及び湿度を検出することができる。
実施の形態１に係る恒温装置の一部を示す水平断面図である。 図２（Ａ）は、湿度検出における第１透光部材及び第２透光部材の温度変化を示す図である。図２（Ｂ）は、湿度検出における濃度検出器の受光量の変化を示す図である。 実施の形態１に係るガスセンサの動作フローチャートである。 変形例１に係るガスセンサの一部を模式的に示す水平断面図である。 変形例２に係るガスセンサの一部を模式的に示す水平断面図である。 図６（Ａ）は、実施の形態２に係るガスセンサが備える濃度検出器を模式的に示す平面図である。図６（Ｂ）は、実施の形態２に係るガスセンサが備える濃度検出器を模式的に示す側面図である。 図７（Ａ）は、実施の形態３に係るガスセンサが備える濃度検出器を模式的に示す平面図である。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は、実施の形態３に係るガスセンサが備える濃度検出器を模式的に示す側面図である。 実施の形態４に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。 図９（Ａ）は、実施の形態４に係る恒温装置を模式的に示す鉛直断面図である。図９（Ｂ）は、槽内ガスの流れを模式的に示す図である。 図１０（Ａ）は、変形例３に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図１０（Ｂ）は、変形例４に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。 図１１（Ａ）は、実施の形態５に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図１１（Ｂ）は、実施の形態５に係るガスセンサの第２端部側の端面を模式的に示す図である。 図１２（Ａ）は、変形例５に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図１２（Ｂ）は、変形例５に係るガスセンサの第２端部側の端面を模式的に示す図である。 実施の形態６に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。 図１４（Ａ）は、実施の形態７に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図１４（Ｂ）は、実施の形態７に係るガスセンサを模式的に示す水平断面図である。
　以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に用いられる「第１」、「第２」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。
（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る恒温装置の一部を示す水平断面図である。図１では、ガスセンサ１００を鉛直方向上方から観察したときの断面形状を図示している。本実施の形態に係る恒温装置１は、筐体２と、恒温槽４と、ガスセンサ１００（１００Ａ）とを備える。本実施の形態の恒温装置１は、一例として乾熱滅菌機能付きのＣＯ２インキュベータである。筐体２は、恒温装置１の外筐を構成する。恒温槽４は、筐体２の内部に配置される。恒温槽４には、細胞等の培養物が収容される。恒温装置１は、筐体２に設けられる図示しない外扉と恒温槽４に設けられる図示しない内扉とを介して、培養物を恒温槽４に搬入あるいは恒温槽４から取り出すことができる。恒温槽４には、二酸化炭素（ＣＯ２）等を含むガス（以下では、槽内ガスと称する）が収容される。
　ガスセンサ１００は、恒温槽４の槽内ガスに含まれる所定のガス（以下では、被検出ガスと称する）の濃度及び湿度を検出するためのセンサである。被検出ガスは、一例としてＣＯ２である。ガスセンサ１００は、検出結果を示す信号を、恒温装置１の図示しない制御部に送信する。この制御部は、恒温槽４の温度や湿度の管理、被検出ガスの濃度の管理、循環ファンの駆動といった、恒温装置１全体の制御を実行する。ガスセンサ１００は、恒温槽４の内側と外側とを連通する貫通孔４ａに挿入されて固定される。筐体２と恒温槽４との間の空間には、図示しない断熱材が配置される。ガスセンサ１００は、ガス検出部１０１と、ガス通路部１３０とを備える。
［ガス検出部］
　ガス検出部１０１は、光源１０２と、濃度検出器１０４と、ガス導入室１３２と、ブラケット１３４と、第１透光部材１４０と、第２透光部材１４２と、温度調節部１８０と、湿度検出部１９０とを有する。これらの部材は、筐体１０１ａに収容される。
　光源１０２は、所定波長の第１光を出射する。第１光は、被検出ガスが吸収する波長の光である。被検出ガスがＣＯ２である場合、第１光は、例えば波長４．６４μｍの光である。また、光源１０２は、好ましくは赤外光源である。一例として、光源１０２は黒体薄膜からなる熱型赤外光源であり、広い波長範囲で赤外光を出射する。赤外光源としては、高温の発熱体から赤外光が発生する熱型赤外光源が主流であり、発熱体はフィラメント、セラミック、薄膜などがある。また、光源１０２には、ＬＥＤを利用することもできる。光源１０２は、第１基板１３６に搭載され、第１基板１３６上の図示しない配線パターンに電気的に接続される。光源１０２の点消灯は、例えば恒温装置１の制御部によって制御される。
　濃度検出器１０４は、光源１０２から出射される第１光を受光し、被検出ガスによる第１光の吸収に基づいて被検出ガスの濃度を検出する。具体的には濃度検出器１０４は、図示しない受光素子で光源１０２から出射される第１光を受けて、被検出ガスによる光の吸収に起因した光の強度変化に基づいて、被検出ガスの存在及び濃度を検出する。濃度検出器１０４は、一例として、赤外光を吸収して電気信号を出力する赤外線センサである。このような赤外線センサとしては、フォトダイオードやフォトコンダクタ等の、光電変換によって信号を出力する量子型センサや、サーモパイルや焦電型センサ等の、赤外光吸収による温度変化を電気信号に変換する熱型センサ等を例示することができる。
　濃度検出器１０４は、第２基板１３８に搭載され、第２基板１３８上の図示しない配線パターンに電気的に接続される。濃度検出器１０４は、被検出ガスの濃度を示す信号を恒温装置１の制御部に出力する。濃度検出器１０４は、被検出ガスの濃度を示す信号として、第１光の受光量値そのものを制御部に送ってもよい。この場合、恒温装置１の制御部において受光量が濃度に変換される。また、濃度検出器１０４は、受光量を示す信号を湿度検出部１９０に送信する。濃度検出器１０４は、周辺温度の影響を受けやすい。このため、濃度検出器１０４と第２基板１３８との間には、断熱材１３９が配置される。断熱材１３９により、第２基板１３８から濃度検出器１０４への伝熱を抑制することができる。
　光源１０２と濃度検出器１０４とは、光源１０２の光出射面１０２ａと濃度検出器１０４の受光面１０４ａとが対向するように配置される。これにより、光源１０２から濃度検出器１０４への導光効率を高めることができる。光源１０２と濃度検出器１０４との間には、被検出ガスが流入するガス導入室１３２が配置される。ガス導入室１３２は、第１空間１３２ａと、第２空間１３２ｂと、第３空間１３２ｃとを有する。第１空間１３２ａは、光源１０２と濃度検出器１０４とが並ぶ方向に対して交わる方向に延在し、ガス通路部１３０に接続される。第２空間１３２ｂは、第１空間１３２ａから光源１０２側に延びる。第３空間１３２ｃは、第１空間１３２ａから濃度検出器１０４側に延びる。
　第１空間１３２ａには、恒温槽４内の槽内ガスがガス通路部１３０を経由して流れ込む。第２空間１３２ｂ及び第３空間１３２ｃには、第１空間１３２ａを通過した槽内ガスが流れ込む。第１空間１３２ａと光源１０２との間に第２空間１３２ｂを設け、第１空間１３２ａと濃度検出器１０４との間に第３空間１３２ｃを設けることで、恒温槽４から光源１０２及び濃度検出器１０４までの槽内ガスの流路長を伸ばすことができる。これにより、光源１０２及び濃度検出器１０４に接近する槽内ガスの温度が低下するため、光源１０２及び濃度検出器１０４の温度上昇を抑制することができる。
　また、光源１０２と濃度検出器１０４との間には、被検出ガスを測定するために所定の距離（光学距離）を確保する必要がある。第２空間１３２ｂ及び第３空間１３２ｃを介さずに第１空間１３２ａに光源１０２と濃度検出器１０４とを接続する構造では、第１空間１３２ａの幅を光学距離まで拡げる必要がある。この場合、ガス導入室１３２を画成する部材の強度を確保することが困難になるおそれがある。これに対し、第２空間１３２ｂ及び第３空間１３２ｃを設けることで、第１空間１３２ａの幅を光学距離よりも短くすることができる。これにより、ガス導入室１３２を画成する部材の強度をより確実に確保することができる。
　好ましくは、第２空間１３２ｂを画成する壁面、及び第３空間１３２ｃを画成する壁面には、金属膜が成膜される。金属膜は、例えば、赤外領域で高い反射率を有する金、アルミニウム、クロム等からなる。金属膜を設けることで、光源１０２の光が第２空間１３２ｂ及び第３空間１３２ｃの壁面に吸収されることを抑制し、光源１０２から濃度検出器１０４への導光効率を高めることができる。これにより、ガスセンサ１００の検出感度を向上させることができる。
　光源１０２及び濃度検出器１０４は、ブラケット１３４により支持される。ブラケット１３４は、例えばアルミニウム等の高い熱伝導率を有する材料で形成される。ブラケット１３４は、第１収容部１３４ａと、第２収容部１３４ｂとを有する。
　第１収容部１３４ａは、ガス導入室１３２の第２空間１３２ｂに隣接して配置される空間である。第１収容部１３４ａには光源１０２が収容される。光源１０２は、光出射面１０２ａが第２空間１３２ｂ側を向くように配置される。第１収容部１３４ａは、第２空間１３２ｂ側に開口を有する。この開口は、第１透光部材１４０によって塞がれる。したがって、第１透光部材１４０によってガス導入室１３２と第１収容部１３４ａとが隔てられ、第１収容部１３４ａ内への槽内ガスの漏出が抑制される。これにより、ガスセンサ１００の検出精度が低下することを抑制することができる。つまり、第１透光部材１４０は蓋部材として機能する。好ましくは、第１収容部１３４ａの開口は、第１透光部材１４０によって気密に封止される。第１透光部材１４０は、ブラケット１３４に当接している。
　第２収容部１３４ｂは、ガス導入室１３２の第３空間１３２ｃに隣接して配置される空間である。第２収容部１３４ｂには濃度検出器１０４が収容される。濃度検出器１０４は、受光面１０４ａが第３空間１３２ｃ側を向くように配置される。第２収容部１３４ｂは、第３空間１３２ｃ側に開口を有する。この開口は、第２透光部材１４２によって塞がれる。したがって、第２透光部材１４２によってガス導入室１３２と第２収容部１３４ｂとが隔てられ、第２収容部１３４ｂ内への槽内ガスの漏出が抑制される。これにより、ガスセンサ１００の検出精度が低下することを抑制することができる。つまり、第２透光部材１４２は蓋部材として機能する。好ましくは、第２収容部１３４ｂの開口は、第２透光部材１４２によって気密に封止される。第２透光部材１４２は、ブラケット１３４に当接している。
　光源１０２と濃度検出器１０４との間に配置される第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２は、光源１０２の光に対する透過性を有する（すなわち、出射光の吸収率が低い）材料からなる。したがって、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２は、光学窓を構成する。本実施の形態では、光源１０２から赤外光が出射されるため、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２は、例えばゲルマニウム、シリコン、サファイア等で構成される。
　濃度検出器１０４と第２透光部材１４２とは、離間して配置される。濃度検出器１０４と第２透光部材１４２との間に空間を設けることで、第２透光部材１４２から濃度検出器１０４への熱伝導を抑制することができる。これにより、ガスセンサ１００の検出精度をより向上させることができる。また、濃度検出器１０４は、第２収容部１３４ｂの壁面に対しても離間するように配置される。これにより、ブラケット１３４を介して濃度検出器１０４に熱が伝わることを抑制することができる。
　一方、光源１０２と第１透光部材１４０とは、接触してもよいし非接触であってもよい。光源１０２と第１透光部材１４０とが接触する場合には、光源１０２の熱を第１透光部材１４０により効率よく伝達することができる。これにより、被検出ガスの濃度を測定する際に、第１透光部材１４０に結露が生じることを抑制することができる。結露の発生を抑制することで、光源１０２から濃度検出器１０４への導光効率の低下を抑制することができる。
　温度調節部１８０は、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度を変化させる。一例として、温度調節部１８０はペルチェ素子等の温度可変素子で構成され、一方の面がブラケット１３４に熱伝導可能に当接している。温度調節部１８０の他方の面には、放熱フィン１８２が熱伝導可能に当接している。温度調節部１８０は、一例として湿度検出部１９０により駆動が制御される。温度調節部１８０は、ブラケット１３４を介して第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２に熱を与え、また熱を奪うことができる。温度調節部１８０の熱は、放熱フィン１８２を介して外部に放熱される。
　ガス検出部１０１は、第２透光部材１４２の温度を検知する第１温度センサ１８４を有する。第１温度センサ１８４には、熱電対やサーミスタ等の従来公知のセンサを用いることができる。第１温度センサ１８４は、一例として第２基板１３８に電気的に接続される。第１温度センサ１８４は、第２透光部材１４２の温度を示す信号を、第２基板１３８を介して湿度検出部１９０に出力する。なお、温度調節部１８０が第２透光部材１４２の温度を検知可能な構成を備える場合には、温度調節部１８０が第１温度センサ１８４を兼ねることができる。
　またガス検出部１０１は、ガスセンサ１００の雰囲気温度を検知する第２温度センサ１８６を有する。第２温度センサ１８６には、熱電対やサーミスタ等の従来公知のセンサを用いることができる。第２温度センサ１８６は、一例としてガス導入室１３２に配置される。第２温度センサ１８６は、ガスセンサ１００の雰囲気温度を示す信号を、湿度検出部１９０に出力する。なお、恒温装置１に設けられている、恒温槽４内の温度を検知する温度センサを、第２温度センサ１８６として用いることもできる。
　湿度検出部１９０は、濃度検出器１０４における第１光の受光量の変化に基づき、第２透光部材１４２の温度及びガスセンサ１００の雰囲気温度を用いて、被検出ガスの湿度を検出する。湿度検出部１９０は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図１では機能ブロックとして描いている。この機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。湿度検出部１９０は、被検出ガスの湿度を示す信号を恒温装置１の制御部に出力する。本実施の形態では、湿度検出部１９０は筐体１０１ａ内に配置されているが、特にこの構成に限定されない。例えば、恒温装置１の制御部が湿度検出部１９０として機能してもよい。
　以下に、被検出ガスの湿度検出の原理を説明する。図２（Ａ）は、湿度検出における第１透光部材及び第２透光部材の温度変化を示す図である。図２（Ｂ）は、湿度検出における濃度検出器の受光量の変化を示す図である。湿度検出では、まず開始とともに第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度を上昇させる（図２（Ａ）における時間ａ）。続いて、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度を徐々に低下させる。
　第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度が低下していくと、あるタイミングで第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２に結露が発生する。結露が発生すると、光源１０２から出射された第１光は、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２を通過する際に一部が散乱する。これにより、濃度検出器１０４の受光量が減少する。したがって、濃度検出器１０４の受光量が減少し始めるタイミング（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）における時間ｂ）における第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度が、露点温度ｃとなる。露点温度ｃとガスセンサ１００の雰囲気温度とがわかれば、従来公知の計算式に則って、被検出ガスの絶対湿度を算出することができる。
　本実施の形態では、第１温度センサ１８４によって第２透光部材１４２の温度が検知され、湿度検出部１９０に送られる。このため、受光量が減衰し始めるタイミングにおける第２透光部材１４２の温度が、露点温度ｃとして用いられる。また、ガスセンサ１００の雰囲気温度は、第２温度センサ１８６によって検知されて湿度検出部１９０に送られる。また、湿度検出部１９０には、濃度検出器１０４から受光量を示す信号が所定の間隔で送信されている。したがって、湿度検出部１９０は、濃度検出器１０４から受信する信号に基づいて、結露が発生するタイミングを把握することができる。そして、結露が発生するタイミングにおいて受信する第１温度センサ１８４からの信号を、露点温度ｃを示す信号と判断することができる。なお、第１透光部材１４０の温度を用いても、湿度を算出することができる。
　光源１０２及び濃度検出器１０４は、ガスセンサ１００の外部と、ひいては恒温装置１の外部と連通している。具体的には、第１収容部１３４ａは、第２空間１３２ｂとは反対の側にも開口を有する。同様に、第２収容部１３４ｂは、第３空間１３２ｃとは反対の側にも開口を有する。例えば、第１収容部１３４ａ及び第２収容部１３４ｂは、ブラケット１３４に設けられる貫通孔からなる。また、筐体１０１ａには、開口（図示せず）が設けられる。これにより、光源１０２及び濃度検出器１０４は、ガスセンサ１００の外部及び恒温装置１の外部と連通する。
　このような構成により、光源１０２及び濃度検出器１０４の存在領域を外部との間で換気することができる。この換気により、後述するパッキン１２０と貫通孔４ａとの隙間、パッキン１２０とガスセンサ１００との隙間、ブラケット１３４と第１透光部材１４０又は第２透光部材１４２との隙間等から槽内ガスが漏出してしまった場合でも、漏出したガスに起因するガスセンサ１００の検出精度の低下を抑制することができる
［ガス通路部］
　ガス通路部１３０は、被検出ガスを含む槽内ガスの通路であり、恒温槽４とガス検出部１０１との間に介在する。ガス通路部１３０を設けることで、ガス検出部１０１を恒温槽４から離間させることができる。これにより、恒温槽４の内部空間から光源１０２及び濃度検出器１０４への熱の伝達を抑制することができる。その結果、光源１０２及び濃度検出器１０４の熱による損傷を抑制することができるため、ガスセンサ１００の検出精度の低下を抑制することができる。
　ガス通路部１３０は、管状部材で構成され、第１端部１４４と、第１端部１４４とは反対側の第２端部１４６と、第１端部１４４から第２端部１４６にかけて延在する中空部１４８とを有する。第１端部１４４は、ガス検出部１０１側に配置される。つまり、第１端部１４４側に光源１０２、濃度検出器１０４及び２つの透光部材が配置される。第２端部１４６は、被検出ガスの存在するガス空間側、すなわち恒温槽４側に配置される。
　中空部１４８の第１端部１４４側の端部は、ガス導入室１３２の第１空間１３２ａに接続される。中空部１４８の第２端部１４６側の端部は、恒温槽４の内部空間に接続される。中空部１４８の第２端部１４６側の端部には、キャップ１５０が嵌め込まれる。キャップ１５０は、耐熱性及び撥水性を有する多孔質材料、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料や、ＳＵＳ等の金属メッシュ、パンチングメタル、エキスパンドメタル等で構成される。キャップ１５０の耐熱性は、好ましくは２００℃以上である。キャップ１５０は、槽内ガスを通過させることができる。
　被検出ガスを含む槽内ガスは、中空部１４８を介して第１端部１４４側と第２端部１４６側との間で、つまり恒温槽４とガス検出部１０１との間で流通する。中空部１４８は、第２端部１４６側から第１端部１４４側に近づくにつれて流路断面積Ｎが段階的又は連続的に小さくなる形状を少なくとも一部に有する。すなわち、中空部１４８は、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向に対して垂直な断面の面積が、第２端部１４６側から第１端部１４４側に近づくにつれて段階的又は連続的に小さくなる形状を有する。図１に示される中空部１４８は、流路断面積Ｎが第２端部１４６から第１端部１４４にかけて連続的に小さくなる形状を有する。
　第２端部１４６側の流路断面積Ｎを大きくすることで、槽内ガスを中空部１４８内に取り込みやすくすることができる。一方、第１端部１４４側の流路断面積Ｎを小さくすることで、光源１０２と濃度検出器１０４との距離を接近させやすくすることができる。本実施の形態における光源１０２と濃度検出器１０４との距離は、例えば約１０ｍｍである。光源１０２と濃度検出器１０４との距離を接近させることで、被検出ガスの検出に必要な光源１０２の光度を低減することができる。すなわち、より低パワーでの被検出ガスの測定が可能となる。また、ガス検出部１０１の大型化を抑制することができる。
　ガス通路部１３０は、少なくとも一部が断熱性材料で構成される。本実施の形態のガス通路部１３０は、全体が断熱性材料で構成される。ガス通路部１３０の一部分のみが断熱性材料で構成される場合は、第１端部１４４から第２端部１４６までの間のいずれかの位置で非断熱性材料が不連続となるように、断熱性材料が配置されることが好ましい。ガス通路部１３０の少なくとも一部が断熱性材料で構成されることで、恒温槽４の内部空間の熱がガス通路部１３０を介して光源１０２及び濃度検出器１０４に伝達されることを抑制することができる。
　例えば、断熱性材料としては、恒温槽４の内部の温度が１９０℃のときに、光源１０２及び濃度検出器１０４周辺の温度が１００℃以下になる材料が選択される。断熱性材料として熱抵抗の高い材料を選択することで、断熱効果を高めることができる。また断熱性材料としては、高温耐性樹脂が好適である。高温耐性樹脂は、金属に比べて加工が容易であるとともに、熱抵抗が高いためである。断熱性材料の具体例としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）；ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）；シリコン樹脂；ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等を例示することができる。
　本実施の形態では、ガス通路部１３０と、ガス検出部１０１のガス導入室１３２とが断熱性材料で一体成形された構造を有する。すなわち、断熱性材料からなる一体の管状部材の内部に、中空部１４８と、第１空間１３２ａと、第２空間１３２ｂと、第３空間１３２ｃとが画成されている。
　ガスセンサ１００は、恒温槽４の貫通孔４ａにガス通路部１３０が挿通された状態で、ガス通路部１３０の外側面と貫通孔４ａ内側面との間にパッキン１２０が嵌め込まれることにより、恒温槽４に対して固定される。パッキン１２０は、例えばシリコーン樹脂からなる。ガスセンサ１００は、ガス通路部１３０の第２端部１４６が恒温槽４内に露出し、ガス通路部１３０が貫通孔４ａ内に位置し、ガス検出部１０１が恒温槽４の外部に位置する。
　ガスセンサ１００は、恒温槽４に固定された状態で、ガス通路部１３０が水平に延在するように配置される。すなわち、ガスセンサ１００は、第１端部１４４と第２端部１４６とが水平方向に並ぶように配置される。このように、ガスセンサ１００を横置きとすることで、ガス通路部１３０やガス導入室１３２の内部にダストや液体が進入することと、進入したダストや液体が内部に溜まることとを抑制することができる。これにより、ガスセンサ１００の検出精度の低下を抑制することができる。
　ガスセンサ１００が恒温槽４に固定された状態で、中空部１４８及び第１空間１３２ａは、水平方向で且つ恒温槽４の壁面４ｂの法線方向に延在する。第２空間１３２ｂ及び第３空間１３２ｃは、水平方向で且つ恒温槽４の壁面４ｂに平行に延在する。したがって、光源１０２及び濃度検出器１０４は、水平方向に配列される。このように光源１０２と濃度検出器１０４とをガスセンサ１００の側面に配置することで、光源１０２上あるいは濃度検出器１０４上にダストや水分が溜まることを抑制することができる。
　また、中空部１４８は、底面が第２端部１４６側に位置し、上面が第１端部１４４側に位置する略円錐台形状の部分を有する。したがって、中空部１４８の鉛直方向下側の表面は、少なくとも一部において、第１端部１４４から第２端部１４６に近づくにつれて鉛直方向下方に向かうように傾斜するテーパ状となっている。これにより、中空部１４８やガス導入室１３２の内部からダストや液体が排出されやすくなるため、ダストや液体が溜まることをより抑制することができる。図１に示される中空部１４８は、鉛直方向下側の表面が第２端部１４６から第１端部１４４にかけて連続的に傾斜している。
　恒温槽４の槽内ガスは、キャップ１５０を介して中空部１４８に流入する。中空部１４８に流入した槽内ガスは、第１端部１４４側に進み、ガス導入室１３２の第１空間１３２ａに流入する。第１空間１３２ａに流入した槽内ガスは、第２空間１３２ｂ及び第３空間１３２ｃに流入する。この結果、第１空間１３２ａ～第３空間１３２ｃは槽内ガスで満たされる。
　以下に、ガスセンサ１００の動作について説明する。第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度が被検出ガスの露点温度ｃより高い第１温度ｄ（図２（Ａ）参照）にある状況で、濃度検出器１０４が被検出ガスの濃度を検出する。例えば、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度は、温度調節部１８０によることなく、光源１０２の熱やガス導入室１３２に充満する槽内ガスの熱により、第１温度ｄに維持される。より好ましくは、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度は、雰囲気温度よりも高い温度に維持される。なお、温度調節部１８０によって、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２が加温されてもよい。これにより、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２における結露の発生をより確実に抑制することができる。
　具体的には、第１光を含む光源１０２の光は、被検出ガスに向けて出射される。すなわち、光源１０２の光は、被検出ガスを含む槽内ガスが充満する第２空間１３２ｂに向けて出射される。光源１０２から出射される光は、第１透光部材１４０、第２空間１３２ｂ、第１空間１３２ａにおける第２空間１３２ｂと第３空間１３２ｃとで挟まれる領域、第３空間１３２ｃ、第２透光部材１４２を経て、濃度検出器１０４に到達する。この過程で、第１空間１３２ａ～第３空間１３２ｃに存在する被検出ガスにより所定波長の第１光が吸収される。濃度検出器１０４は、この第１光の光量変化から、被検出ガスの存在及び濃度を検出することができる。
　本実施の形態では、光源１０２から赤外光が出射され、第１空間１３２ａ～第３空間１３２ｃに存在するＣＯ２によって波長４．２６μｍの第１光が吸収される。濃度検出器１０４は、光源１０２から出射された光における第１光の強度（光量）を基準として、受光素子が受けた第１光の強度（光量）に基づいてＣＯ２の存在及び濃度を検出することができる。ガスセンサ１００が検出可能なＣＯ２の濃度は、例えば０～２０％である。
　また、所定のタイミングで、湿度検出部１９０が温度調節部１８０を駆動させる。温度調節部１８０は、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２から吸熱して、各透光部材の温度を徐々に低下させる。好ましくは、図２（Ａ）に示すように、一旦、第１温度ｄから昇温した後に、徐々に低下させる。第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度が、露点温度ｃに到達すると、被検出ガス中の水分が第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の表面で凝縮する。
　これにより、濃度検出器１０４における第１光の受光量に所定の減少が起こる。湿度検出部１９０は、第１光の受光量の減少を検知したタイミングに基づいて、被検出ガスの湿度を検出する。すなわち、湿度検出部１９０は、第１光の受光量の減少を検知すると、当該減少時に受信した第１温度センサ１８４の検知結果、すなわち露点温度ｃと、第２温度センサ１８６の検知結果である雰囲気温度とを用いて、被検出ガスの絶対湿度を算出する。湿度検出部１９０により検知される前記「所定の減少」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
　上述のように、ガスセンサ１００は、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度を変化させることで、被検出ガスの濃度検出と湿度検出とを時分割で実行する。濃度検出と湿度検出とは、所定の周期で交互に繰り返して実行されてもよいし、恒温装置１の制御部から送信される濃度検出あるいは湿度検出の実行指示をガスセンサ１００が受領したときに実行されてもよい。一例として、濃度検出及び湿度検出を交互に繰り返す場合のガスセンサ１００の動作フローを説明する。図３は、実施の形態１に係るガスセンサの動作フローチャートである。このフローは、恒温装置１が作動し光源１０２が点灯している状況下で、所定のタイミングで繰り返し実行される。
　まず、濃度検出器１０４は、第１光の受光量に基づいて被検出ガスの濃度を検出する（Ｓ１０１）。次に、温度調節部１８０が第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２を一旦昇温させた後、徐々に低下させる（Ｓ１０２）。そして、湿度検出部１９０は、濃度検出器１０４における第１光の受光量が減少したか判断する（Ｓ１０３）。第１光の受光量が減少した場合（Ｓ１０３のＹ）、湿度検出部１９０は、受光量減少時に受信した第１温度センサ１８４の検知結果と、第２温度センサ１８６の検知結果とを用いて、被検出ガスの絶対湿度を算出する（Ｓ１０４）。
　第１光の受光量が減少していない場合（Ｓ１０３のＮ）、湿度検出部１９０は、第１光の受光量が減少したか否かの判断回数が、所定数以下であるか判断する（Ｓ１０５）。判断回数が所定数以下である場合（Ｓ１０５のＹ）、湿度検出部１９０は、第１光の受光量が減少したか再び判断する（Ｓ１０３）。判断回数が所定数を超えた場合（Ｓ１０５のＮ）、湿度検出部１９０は、エラー信号を恒温装置１の制御部に送信する（Ｓ１０６）。なお、本フローでは、ステップＳ１０５において受光量減少の判断回数に基づいてエラーが判断されているが、温度調節部１８０による温度変更が開始されてからの時間等に基づいてエラーが判断されてもよい。前記「所定数」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
　以上説明したように、本実施の形態に係るガスセンサ１００は、被検出ガスに向けて第１光を出射する光源１０２と、第１光を受光し、第１光の吸収に基づいて被検出ガスの濃度を検出する濃度検出器１０４とを備える。また、ガスセンサ１００は、光源１０２及び濃度検出器１０４の間に配置される第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２と、両透光部材の温度を変化させる温度調節部１８０と、湿度検出部１９０とを備える。湿度検出部１９０は、濃度検出器１０４における第１光の受光量の変化に基づき、第２透光部材１４２の温度及びガスセンサ１００の雰囲気温度を用いて、被検出ガスの湿度を検出する。
　ガスセンサ１００は、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度が被検出ガスの露点温度より高い第１温度ｄにある状況で、濃度検出器１０４によって被検出ガスの濃度を検出する。また、温度調節部１８０が第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度を徐々に低下させ、濃度検出器１０４における第１光の受光量に所定の減少が起こるタイミングに基づいて、湿度検出部１９０が被検出ガスの湿度を検出する。
　したがって、本実施の形態のガスセンサ１００によれば、１つのセンサで被検出ガスの濃度及び湿度を検出することができる。また、ガスセンサ１００では、被検出ガスの濃度検出に用いられる光学系（光源、濃度検出器及び透光部材）を、被検出ガスの湿度検出にも用いている。つまり、単一の光学系で被検出ガスの濃度と湿度を検出することができる。このため、被検出ガスの濃度のみを検出できる従来のガス濃度センサと、被検出ガスの湿度のみを検出できる従来のガス湿度センサとを組み合わせる場合に比べて、より簡単な構成で被検出ガスの濃度及び湿度を検出することができる。これにより、恒温装置１の小型化と低価格化を図ることができる。
　また、本実施の形態では、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の両方の温度を変化させて、両方に結露を生じさせている。これにより、濃度検出器１０４における第１光の受光量を、いずれか一方の透光部材のみに結露を生じさせる場合に比べて、より減少させることができる。このため、ガスセンサ１００における湿度の検出感度及び検出速度をより高めることができる。
　また、ガスセンサ１００は、ガス通路部１３０を備える。従来のガスセンサでは、光源と濃度検出器とが恒温槽４内に配置されて、被検出ガスに曝される構造であった。一方、ガスセンサに用いられる光源や濃度検出器の耐熱温度は、一般的に１００℃程度である。このため、被検出ガスの温度が光源及び濃度検出器の耐熱温度を超え、これによりガスセンサの検出精度が低下するおそれがあった。また、従来のガスセンサをインキュベータ等の恒温装置に搭載する場合、恒温装置に乾熱滅菌を施す際に、恒温槽の温度が光源及び濃度検出器の耐熱温度を超える可能性があった。この場合、光源及び濃度検出器が高温に曝されることになり、ガスセンサの検出精度が低下するおそれがあった。
　これに対し、ガス通路部１３０を設けることで、光源１０２及び濃度検出器１０４と、恒温槽４とを熱的に分離することができる。したがって、槽内ガスの温度が光源１０２及び濃度検出器１０４の耐熱温度を超える場合や、恒温槽４に乾熱滅菌が施される場合等、恒温槽４の温度が高温になる場合であっても、光源１０２及び濃度検出器１０４の熱による損傷を抑制することができる。よって、ガスセンサ１００の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、このようなガスセンサ１００を恒温装置１に搭載することで、槽内ガスに含まれる被検出ガスの濃度及び湿度を高精度に検出することができるため、恒温装置１の性能を向上させることができる。また、ガスセンサ１００を取り外すことなく乾熱滅菌処理を施すことができるため、恒温装置１の使い勝手を向上させることができる。
　なお、本実施の形態では、光源１０２と濃度検出器１０４とを水平方向に配列しているが、特にこの構成に限定されない。例えば、光源１０２と濃度検出器１０４とは、鉛直方向に配列されてもよい。この場合、光源１０２を下方に配置することが好ましい。これにより、光源１０２の熱を第１透光部材１４０に伝えやすくすることができる。この結果、第１透光部材１４０に意図しない結露が生じることを抑制することができる。また、実施の形態１に係るガスセンサ１００には、以下の変形例を挙げることができる。
（変形例１）
　図４は、変形例１に係るガスセンサの一部を模式的に示す水平断面図である。以下、本変形例に係るガスセンサについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。本変形例に係るガスセンサ１００（１００Ａ’）は、温度調節部１８０が第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２のうち一方のみの温度を変化させる点が、実施の形態１と異なる。図４には、一例として第２透光部材１４２の温度を変化させる構造が開示されている。温度調節部１８０による温度制御の対象を一方の透光部材のみとすることで、温度調節部１８０にかかる負荷を低減することができる。これにより、透光部材の温度をより迅速に変化させることができる。
　温度調節部１８０による温度制御の対象を一方の透光部材のみとする場合、濃度検出器１０４側の第２透光部材１４２を制御対象とすることが好ましい。光源１０２は発熱源であって、例えば１Ｗ程度発熱している。このため、光源１０２側の第１透光部材１４０は、第２透光部材１４２に比べて冷却しにくい。よって、第２透光部材１４２を温度制御の対象とすることで、ガスセンサ１００の低消費電力化を図ることができる。また、透光部材の温度をより迅速に変化させることができるため、湿度の検出速度を向上させることができる。
（変形例２）
　図５は、変形例２に係るガスセンサの一部を模式的に示す水平断面図である。以下、本変形例に係るガスセンサについて実施の形態１及び変形例１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。本変形例に係るガスセンサ１００（１００Ａ’’）は、温度調節部１８０を放熱する構造が変形例１と異なる。
　具体的には、本変形例に係るガスセンサ１００では、温度調節部１８０が第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２のうち一方のみの温度を変化させる。図５には、一例として第２透光部材１４２の温度を変化させる構造が開示されている。これにより、透光部材の温度をより迅速に変化させることができる。
　また、本変形例に係るガスセンサ１００では、放熱フィン１８２に代えて熱伝導シート１８８が用いられる。熱伝導シート１８８は、一端が温度調節部１８０に当接する。熱伝導シート１８８の他端は、例えば筐体２に当接する。これにより、温度調節部１８０の熱は、熱伝導シート１８８を介して筐体２に放熱される。熱伝導シート１８８を用いることで、放熱フィン１８２を省略することができるため、ガスセンサ１００の低コスト化を図ることができる。また、温度調節部１８０の放熱効率を向上させることができる。熱伝導シート１８８としては、金属シート、グラファイトシート、ヒートパイプ等の、伝熱可能な様々な構造を用いることができる。
（実施の形態２）
　図６（Ａ）は、実施の形態２に係るガスセンサが備える濃度検出器を模式的に示す平面図である。図６（Ｂ）は、実施の形態２に係るガスセンサが備える濃度検出器を模式的に示す側面図である。以下、本実施の形態に係るガスセンサについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。本実施の形態に係るガスセンサは、光源１０２がさらに第２光を出射し、濃度検出器１０４が第２光を受光する点が実施の形態１と異なる。
　具体的には、本実施の形態に係るガスセンサの光源１０２（図１参照）は、第１光に加えて、水が吸収する波長の第２光をさらに出射する。第２光は、第１光よりも水による吸収量が大きい。例えば、第２光の波長は３μｍである。好ましくは、光源１０２から出射される光は、波長範囲が２．７μｍ～３．５μｍの赤外光である。
　また、濃度検出器１０４は、第１検出部１１０と、第２検出部１１２と、第１光学フィルタ１１４と、第２光学フィルタ１１６とを有する。第１検出部１１０及び第２検出部１１２は、それぞれ受光素子である。第１光学フィルタ１１４は、第１検出部１１０と光源１０２との間に配置され、第１光を選択的に透過する。第２光学フィルタ１１６は、第２検出部１１２と光源１０２との間に配置され、第２光を選択的に透過する。各光学フィルタは、各検出部の受光面上に直接、あるいは空間を隔てて配置される。
　濃度検出器１０４は、第１検出部１１０及び第１光学フィルタ１１４により、被検出ガスの吸収波長を有する第１光を選択的に検出する。これにより、ガスセンサ１００の検出感度を高めることができる。なお、実施の形態１において、濃度検出器１０４に第１光学フィルタ１１４を設けてもよい。この場合にも、同様の効果を得ることができる。
　また、本実施の形態では、光源１０２が水の吸収波長を有する第２光を出射する。また、濃度検出器１０４が第２検出部１１２と第２光学フィルタ１１６とにより、第２光を選択的に検出する。そして、湿度検出部１９０は、第２光の受光量に基づいて結露の発生を把握する。第２光は、被検出ガスよりも水によって吸収されやすい光である。このため、結露により生じた水による第２光の散乱に加えて、当該水による第２光の吸収によって、第２検出部１１２における第２光の受光量が減少する。つまり、第２光は、第１光よりも結露によって受光量が減少しやすい。よって、ガスセンサ１００の湿度の検出感度をより高めることができる。また、露点温度ｃをより高精度に検出することができる。
　本実施の形態では、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度が被検出ガスの露点温度ｃより高い第１温度ｄにある状況で、濃度検出器１０４が第１光の受光量に基づいて被検出ガスの濃度を検出する。また、所定のタイミングで、温度調節部１８０は、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度を徐々に低下させる。第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度が露点温度ｃに到達すると、被検出ガス中の水分が第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の表面で凝縮する。
　これにより、濃度検出器１０４における第２光の受光量に所定の減少が起こる。湿度検出部１９０は、第２光の受光量の減少を検知したタイミングに基づいて、被検出ガスの湿度を検出する。すなわち、湿度検出部１９０は、第２光の受光量の減少を検知すると、当該減少時に受信した第１温度センサ１８４の検知結果と、第２温度センサ１８６の検知結果とを用いて、被検出ガスの絶対湿度を算出する。
（実施の形態３）
　図７（Ａ）は、実施の形態３に係るガスセンサが備える濃度検出器を模式的に示す平面図である。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は、実施の形態３に係るガスセンサが備える濃度検出器を模式的に示す側面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）における矢印Ｘの方向から見たときの側面図であり、図７（Ｃ）は、図７（Ａ）における矢印Ｙの方向から見たときの側面図である。以下、本実施の形態に係るガスセンサについて実施の形態１及び２と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。本実施の形態に係るガスセンサは、光源１０２がさらに第３光を出射し、濃度検出器１０４が第３光を受光する点が実施の形態２と異なる。
　具体的には、ガスセンサの光源１０２（図１参照）は、第１光及び第２光に加えて、被検出ガス及び水が吸収しない波長の第３光をさらに出射する。例えば、第３光の波長は３．９１μｍである。前記「被検出ガス及び水が吸収しない」とは、例えば被検出ガス及び水による吸収量がそれぞれ１０％以下であることを意味する。第３光は、参照光として用いられる。濃度検出器１０４は、第１検出部１１０、第２検出部１１２、第１光学フィルタ１１４及び第２光学フィルタ１１６に加えて、第３検出部１１８と、第３光学フィルタ１１９とをさらに有する。第３検出部１１８は、受光素子である。第３光学フィルタ１１９は、第３検出部１１８と光源１０２との間に配置され、第３光を選択的に透過する。各光学フィルタは、各検出部の受光面上に直接、あるいは空間を隔てて配置される。
　濃度検出器１０４は、第１検出部１１０及び第１光学フィルタ１１４により、被検出ガスの吸収波長を有する第１光を選択的に検出する。また、第３検出部１１８及び第３光学フィルタ１１９により、第３光を選択的に検出する。濃度検出器１０４は、第１光の強度変化と第３光の強度変化とに基づいて、被検出ガスの濃度を検出する。つまり、濃度検出器１０４は、第１光の強度の減少量から第３光の強度の減少量を差し引いて、その差分を被検出ガスの吸収に起因する第１光の強度の減少量とする。濃度検出器１０４は、この差分に基づいて、被検出ガスの濃度を検出する。濃度検出器１０４は、被検出ガスの濃度を示す信号として、第１光及び第３光の受光量値そのものを制御部に送ってもよい。この場合、恒温装置１の制御部において第１光及び第３光の受光量の差分が被検出ガスの濃度に変換される。
　第３光は、被検出ガス及び水によって吸収されない。このため、第３光の強度の減少は、被検出ガスや水による光の吸収以外の外乱が原因である。この外乱には、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２において結露で生じた水による散乱が含まれる。このため、第１光の強度の減少量と第３光の強度の減少量との差分をとることで、外乱による第１光の強度の減少を除外して、被検出ガスの濃度を検出することができる。これにより、ガスセンサ１００の検出精度を高めることができる。また、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２が結露している状態でも、被検出ガスの濃度を検出することができる。したがって、本実施の形態によれば、被検出ガスの濃度測定と湿度測定とを同時に実行することができる。例えば、被検出ガスの濃度を常時測定しながら、被検出ガスの湿度を測定することができる。
　また、湿度検出部１９０は、第２光の受光量の変化に基づいて結露の発生を把握する。第２光は、結露により生じた水による散乱に加えて、当該水による吸収によっても強度が減少する。よって、ガスセンサ１００の湿度の検出感度をより高めることができる。また、露点温度ｃをより高精度に検出することができる。
　本実施の形態では、温度調節部１８０が第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２の温度を徐々に低下させる状況で、濃度検出器１０４が第１光の受光量と第３光の受光量とに基づいて被検出ガスの濃度を検出する。また、濃度検出器１０４における第２光の受光量に所定の減少が起こるタイミングに基づいて、湿度検出部１９０が被検出ガスの湿度を検出する。すなわち、湿度検出部１９０は、第２光の受光量の減少を検知すると、当該減少時に受信した第１温度センサ１８４の検知結果と、第２温度センサ１８６の検知結果とを用いて、被検出ガスの絶対湿度を算出する。
　なお、湿度検出部１９０は、第２光の強度の減少量と第３光の強度の減少量との差分に基づいて、結露の発生を判断してもよい。この場合、水による第２光の吸収のみに起因する第２光の強度の減少に基づいて、結露の発生を判断することができる。
　また、第３光の受光量の変化によっても、結露の発生を検知することができる。このため、湿度検出部１９０は、濃度検出器１０４における第３光の受光量に所定の減少が起こるタイミングに基づいて、被検出ガスの湿度を検出してもよい。この場合、光源１０２からの第２光の出射と、濃度検出器１０４への第２検出部１１２及び第２光学フィルタ１１６の設置とを省略することができる。
（実施の形態４）
　図８は、実施の形態４に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図９（Ａ）は、実施の形態４に係る恒温装置を模式的に示す鉛直断面図である。図９（Ｂ）は、槽内ガスの流れを模式的に示す図である。図８及び図９（Ａ）では、ガス検出部１０１の内部の図示を簡略化しており、温度調節部１８０、放熱フィン１８２及び湿度検出部１９０等の図示を省略している。以下、本実施の形態に係るガスセンサについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
　本実施の形態に係るガスセンサ１００（１００Ｂ）が備えるガス通路部１３０は、仕切り部材１５２をさらに有する。仕切り部材１５２は、中空部１４８を、第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの少なくとも２つの領域に区画する。本実施の形態では、仕切り部材１５２によって中空部１４８が第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの２つの領域に区画されている。仕切り部材１５２は、第１端部１４４から第２端部１４６にかけて延在する。したがって、第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂは、それぞれ第１端部１４４から第２端部１４６にかけて延在する。中空部１４８は、鉛直方向下側の表面１４８ｃが第１端部１４４から第２端部１４６に近づくにつれて鉛直方向下方に向かうように傾斜する。
　また、ガス通路部１３０は、ガス流入口１５４と、ガス流出口１５６とを有する。ガス流入口１５４は、第２端部１４６に配置されて、恒温槽４の内部空間と第１領域１４８ａとを接続する。ガス流出口１５６は、第２端部１４６に配置されて、第２領域１４８ｂと恒温槽４の内部空間とを接続する。ガス流入口１５４は多孔質部材１５８で塞がれ、ガス流出口１５６は多孔質部材１６０で塞がれる。多孔質部材１５８，１６０を構成する材料としては、キャップ１５０を構成する材料と同じものが例示される。多孔質部材１５８，１６０は、被検出ガスを通過させることができる。
　ガス流入口１５４及びガス流出口１５６の開口面は、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂ（図８において矢印Ｂで示す方向）に対して平行に延在する。多孔質部材１５８及び多孔質部材１６０が方向Ｂに対して平行に延在していることからも、ガス流入口１５４及びガス流出口１５６の開口面が方向Ｂに対して平行に延在することが理解できる。すなわち、ガス流入口１５４及びガス流出口１５６は、ガス通路部１３０の側面に配置されている。
　ガスセンサ１００は、ガス流入口１５４及びガス流出口１５６が恒温槽４の壁面４ｂから内部空間に突出するようにして、恒温槽４の壁面４ｂに設置される。通常、恒温槽４内には、被検出ガスを含む槽内ガスの流れ（ガス流れＦ）が存在する。ガス流入口１５４は、開口面が恒温槽４におけるガス流れＦと交わるように、すなわち被検出ガスの流れる方向と交わるように配置される。好ましくは、ガス流入口１５４は、開口面がガス流れＦと直交するように配置される。また、ガス流出口１５６は、ガス流れＦの方向においてガス流入口１５４とは反対側に配置される。
　また、ガス流入口１５４は、ガス流れＦの上流側に配置され、ガス流出口１５６は、ガス流入口１５４よりもガス流れＦの下流側に配置される。さらに、第２端部１４６は、恒温槽４において被検出ガスが鉛直方向下方に向かって流れる領域に配置される。そして、ガス流入口１５４はガス流出口１５６よりも鉛直方向上方に配置される。
　恒温槽４に存在する槽内ガスは、ガス流入口１５４から中空部１４８内に流入し、第１領域１４８ａを第１端部１４４に向かって流れてガス検出部１０１、より具体的には光源１０２と濃度検出器１０４との間の空間に到達する。これにともない、ガス検出部１０１に存在する槽内ガスは、第２領域１４８ｂを第２端部１４６に向かって流れてガス流出口１５６から恒温槽４に流出する。
　このように、仕切り部材１５２で中空部１４８を第１領域１４８ａと第２領域１４８ｂとに分割し、第１領域１４８ａにガス流入口１５４を設け、第２領域１４８ｂにガス流出口１５６を設けることで、中空部１４８内での槽内ガスの流れを整えて、対流を生じさせることができる。これにより、被検出ガスをより効率的にガス検出部１０１へ導入することができ、したがって、ガス導入室１３２内のガスを速やかに置換することができる。また、高速なガス流を発生させることができるため、第１透光部材１４０及び第２透光部材１４２を迅速に結露、乾燥させることができる。よって、ガスセンサ１００の検出速度と検出感度とを向上させることができる。
　また、ガス流れＦの存在する領域にガスセンサ１００の第２端部１４６を突出させると、ガス流れＦの上流側の面、すなわちガス流れＦが直に当たる面にかかる圧力は、下流側の面、すなわちガス流れＦが回り込んで到達する面にかかる圧力に比べて大きくなる。したがって、上流側の面と下流側の面とで圧力差が生じる。このため、ガス流れＦに対して上流側にガス流入口１５４を配置し、下流側にガス流出口１５６を配置することで、この圧力差を利用して、槽内ガスを中空部１４８内に円滑に導入することができる。
　また、ガス流入口１５４は、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂに対して平行に延在する開口面を有し、開口面がガス流れＦの方向と交わるように配置される。これにより、ガス流入口１５４にガス流れＦを直接当てることができるため、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
　さらに本実施の形態では、槽内ガスが鉛直方向下方に向かって流れる領域に第２端部１４６が配置され、ガス流入口１５４はガス流出口１５６よりも鉛直方向上方に配置されている。これにより、槽内ガスにかかる重力を利用して上述の圧力差をより大きくすることができる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
　また、ガス流入口１５４は、ガス流出口１５６よりも開口面積が大きい。これにより、第１領域１４８ａ内と第２領域１４８ｂ内とに、開口面積の差に起因する差圧を生じさせることができる（ベルヌーイの定理）。具体的には、第１領域１４８ａ内に比べて第２領域１４８ｂ内の圧力が小さくなる。したがって、第１領域１４８ａ内に比べて第２領域１４８ｂ内における槽内ガスの流速が速くなる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
　また、本実施の形態に係る恒温装置１は、槽内ガスが壁面４ｂに沿って流れるように送風するファン６をさらに備える。ガスセンサ１００は、ファン６よりもガス流れＦの下流側に配置される。ファン６を設けることで、ガス流入口１５４側とガス流出口１５６側との間の圧力差をより大きくすることができる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
　また、恒温装置１は、槽内ガスが流れるガス流路８をさらに備える。ガス流路８は、恒温槽４の内部空間において、壁面４ｂに沿って配置される。例えば、ガス流路８は、壁面４ｂに沿って延在する仕切り板１０と、壁面４ｂとで画成される。ガス流路８を設けることで、ガス流れＦをガスセンサ１００の第２端部１４６により確実に当てることができる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。本実施の形態では、ガス流路８の入口近傍にファン６が配置される。また、恒温装置１は、槽内ガスを恒温槽４に導入するためのガス導入管１２を有する。ガス導入管１２は、好ましくはガス導入管１２とガスセンサ１００との間にファン６が位置するように配置される。
　ガスセンサ１００における被検出ガスの濃度及び湿度の検出動作は、実施の形態１～３と同様である。なお、実施の形態４に係るガスセンサ１００には、以下の変形例を挙げることができる。
（変形例３）
　図１０（Ａ）は、変形例３に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。以下、本変形例に係るガスセンサについて実施の形態４と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。変形例３に係るガスセンサ１００（１００Ｂ’）では、ガス流入口１５４及びガス流出口１５６の開口面が、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂに対して交わる方向に延在する。したがって、ガス流入口１５４及びガス流出口１５６は、開口面が恒温槽４におけるガス流れＦに対して略平行に延在する。ガス流入口１５４及びガス流出口１５６は、被検出ガスが通過可能な多孔質部材１６２で塞がれる。多孔質部材１６２を構成する材料としては、キャップ１５０を構成する材料と同じものが例示される。このような構成によっても、ガス流入口１５４側とガス流出口１５６側との圧力差を利用した中空部１４８への槽内ガスの導入が可能である。
（変形例４）
　図１０（Ｂ）は、変形例４に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。以下、本変形例に係るガスセンサについて実施の形態４と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。変形例４に係るガスセンサ１００（１００Ｂ’’）は、実施の形態４と変形例１とを組み合わせた構造を有する。すなわち、ガス流入口１５４及び１５６の開口面は、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂに対して平行に延在する領域と、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂに対して交わる方向に延在する領域とを有する。これにより、中空部１４８への槽内ガスの取り込み量を増やすことができるため、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
（実施の形態５）
　図１１（Ａ）は、実施の形態５に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図１１（Ｂ）は、実施の形態５に係るガスセンサの第２端部側の端面を模式的に示す図である。図１１（Ａ）では、ガス検出部１０１の内部の図示を簡略化しており、温度調節部１８０、放熱フィン１８２及び湿度検出部１９０等の図示を省略している。以下、本実施の形態に係るガスセンサについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
　本実施の形態に係るガスセンサ１００（１００Ｃ）が備えるガス通路部１３０は、仕切り部材１５２をさらに有する。仕切り部材１５２は、中空部１４８を、第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの少なくとも２つの領域に区画する。本実施の形態では、仕切り部材１５２によって中空部１４８が第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの２つの領域に区画されている。第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂは、それぞれ第１端部１４４から第２端部１４６にかけて延在する。ガス通路部１３０の中空部１４８は、鉛直方向下側の表面１４８ｃが第１端部１４４から第２端部１４６に近づくにつれて鉛直方向下方に向かうように傾斜する。
　また、ガス通路部１３０は、ガス流入口１５４と、ガス流出口１５６とを有する。ガス流入口１５４は、第２端部１４６に配置されて、恒温槽４の内部空間と第１領域１４８ａとを接続する。ガス流出口１５６は、第２端部１４６に配置されて、第２領域１４８ｂと恒温槽４の内部空間とを接続する。ガス流入口１５４及びガス流出口１５６は、被検出ガスが通過可能な多孔質部材１６４で塞がれる。多孔質部材１６４を構成する材料としては、キャップ１５０を構成する材料と同じものが例示される。ガス流入口１５４及びガス流出口１５６の開口面は、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂに対して交わる方向に延在する。
　また、ガス流入口１５４は、ガス流出口１５６よりも開口面積が大きい。本実施の形態では、仕切り部材１５２の第２端部１４６側の端部１５２ａが、多孔質部材１６４に埋め込まれている。そして、端部１５２ａは、ガス流入口１５４とガス流出口１５６との境界を構成する。また、仕切り部材１５２は、第１端部１４４から第２端部１４６に近づくにつれて鉛直方向下方に向かうように傾斜している。これにより、開口面積の大きいガス流入口１５４と、開口面積の小さいガス流出口１５６とが形成されている。
　ガスセンサ１００は、恒温槽４の壁面４ｂに設置される（図１，９（Ａ）参照）。ガス流入口１５４は、ガス流れＦの上流側に配置され、ガス流出口１５６は、ガス流入口１５４よりもガス流れＦの下流側に配置される。さらに、第２端部１４６は、恒温槽４において被検出ガスが鉛直方向下方に向かって流れる領域に配置される。そして、ガス流入口１５４はガス流出口１５６よりも鉛直方向上方に配置される。
　恒温槽４の槽内ガスは、ガス流入口１５４から中空部１４８内に流入し、第１領域１４８ａを第１端部１４４に向かって流れてガス検出部１０１に到達する。これにともない、ガス検出部１０１に存在する槽内ガスは、第２領域１４８ｂを第２端部１４６に向かって流れてガス流出口１５６から恒温槽４に流出する。このように、仕切り部材１５２を設けることで、中空部１４８内での槽内ガスの流れを整えることができる。これにより、ガスセンサ１００の検出速度を向上させることができる。
　また、ガス流入口１５４は、ガス流出口１５６よりも開口面積が大きい。このため、第１領域１４８ａ内と第２領域１４８ｂ内とには、開口面積の差に起因する差圧が生じる。これにより、第１領域１４８ａ内に比べて第２領域１４８ｂ内における槽内ガスの流速が速くなる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率を高めることができる。
　また、仕切り部材１５２の傾斜によって、少なくとも一部において、第１領域１４８ａの流路断面積よりも第２領域１４８ｂの流路断面積の方が小さくなっている。これにより、第１領域１４８ａ内に比べて第２領域１４８ｂ内における槽内ガスの流速が速くなる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
　さらに、槽内ガスが鉛直方向下方に向かって流れる領域に第２端部１４６が配置され、ガス流入口１５４はガス流出口１５６よりも鉛直方向上方に配置されている。これにより、槽内ガスにかかる重力を利用してガス流入口１５４とガス流出口１５６とにおける圧力差を大きくすることができる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
　ガスセンサ１００における被検出ガスの濃度及び湿度の検出動作は、実施の形態１～３と同様である。なお、実施の形態５に係るガスセンサ１００には、以下の変形例を挙げることができる。
（変形例５）
　図１２（Ａ）は、変形例５に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図１２（Ｂ）は、変形例５に係るガスセンサの第２端部側の端面を模式的に示す図である。以下、本変形例に係るガスセンサについて実施の形態５と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。変形例５に係るガスセンサ１００（１００Ｃ’）では、ガス流出口１５６の一部が塞がれることで、ガス流入口１５４及びガス流出口１５６の開口面積に差が付けられている。本変形例では、ガス流出口１５６の一部を塞ぐ部材として、フィン構造を有する整流板１６６が用いられている。
　整流板１６６は、第２端部１４６におけるガス流入口１５４とガス流出口１５６との間の領域から恒温槽４の内部空間に向けて突出する。整流板１６６は、ガス通路部１３０側の端部が、多孔質部材１６４における第２領域１４８ｂと接する領域に埋め込まれている。これにより、ガス流出口１５６の開口面積をガス流入口１５４の開口面積よりも小さくすることができる。
　また、整流板１６６は、恒温槽４の内部空間側に突出する部分によって、恒温槽４におけるガス流れＦ（被検出ガスの流れ）を規制する。恒温槽４を流れる槽内ガスの一部は、第２端部１４６の近傍を通過する際に整流板１６６に当たり、進行方向がガス流入口１５４に向けられる。したがって、整流板１６６によって槽内ガスを中空部１４８内に誘導することができる。これにより、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
（実施の形態６）
　図１３は、実施の形態６に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図１３では、ガス検出部１０１の内部の図示を簡略化しており、温度調節部１８０、放熱フィン１８２及び湿度検出部１９０等の図示を省略している。以下、本実施の形態に係るガスセンサについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
　本実施の形態に係るガスセンサ１００（１００Ｄ）が備えるガス通路部１３０は、仕切り部材１５２をさらに有する。仕切り部材１５２は、中空部１４８を、第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの少なくとも２つの領域に区画する。本実施の形態では、仕切り部材１５２によって中空部１４８が第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの２つの領域に区画されている。第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂは、それぞれ第１端部１４４から第２端部１４６にかけて延在する。中空部１４８は、鉛直方向下側の表面１４８ｃが第１端部１４４から第２端部１４６に近づくにつれて鉛直方向下方に向かうように傾斜する。
　また、ガス通路部１３０は、ガス流入口１５４と、ガス流出口１５６とを有する。ガス流入口１５４は、第２端部１４６に配置されて、恒温槽４の内部空間と第１領域１４８ａとを接続する。ガス流出口１５６は、第２端部１４６に配置されて、第２領域１４８ｂと恒温槽４の内部空間とを接続する。ガス流入口１５４及びガス流出口１５６は、被検出ガスが通過可能な多孔質部材１６８で塞がれる。多孔質部材１６８を構成する材料としては、キャップ１５０を構成する材料と同じものが例示される。ガス流入口１５４及びガス流出口１５６の開口面は、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂに対して交わる方向に延在する。また、ガス流入口１５４は、ガス流出口１５６よりも開口面積が大きい。
　本実施の形態では、光源１０２は、濃度検出器１０４よりも鉛直方向下方に配置される。また、ガス流入口１５４は、ガス流出口１５６よりも鉛直方向下方に配置される。したがって、第１領域１４８ａは、第２領域１４８ｂよりも鉛直方向下方で延在する。ガス検出部１０１では、鉛直方向下方に配置された光源１０２の熱によってガス導入室１３２内のガスが温められる。これにより、光源１０２から濃度検出器１０４に向かって上昇するガスの流れが発生する。ガス導入室１３２において上昇流となったガスは、第２領域１４８ｂを第２端部１４６側に進み、ガス流出口１５６から流出する。一方、第１領域１４８ａ側では、光源１０２の熱に起因するガスの上昇流によって圧力が低下する。このため、ガス流入口１５４から第１領域１４８ａに槽内ガスが流れ込む。これにより、ガス流入口１５４から中空部１４８内に流入した槽内ガスがガス検出部１０１に到達し、再び中空部１４８内を経てガス流出口１５６から流出するという、槽内ガスの循環が生まれる。
　このように、仕切り部材１５２を設けることで、中空部１４８内での槽内ガスの流れを整えることができる。これにより、ガスセンサ１００の検出速度を向上させることができる。また、光源１０２の熱を利用して被検出ガスを循環させているため、ガスセンサ１００の検出速度をより向上させることができる。
　また、中空部１４８は、鉛直方向上側の表面１４８ｄが第１端部１４４から第２端部１４６に近づくにつれて鉛直方向上方に向かうように傾斜するテーパ状となっている。これにより、ガス検出部１０１からガス流出口１５６への槽内ガスの流れをより円滑にすることができる。よって、ガスセンサ１００の検出速度をより向上させることができる。また、鉛直方向上側の表面１４８ｄの傾斜は、鉛直方向下側の表面１４８ｃの傾斜よりも急である。これにより、ガスセンサ１００の大型化を抑制することができる。
　また、ガス流入口１５４は、ガス流出口１５６よりも開口面積が大きい。このため、第１領域１４８ａ内と第２領域１４８ｂ内とには、開口面積の差に起因する差圧が生じる。これにより、第１領域１４８ａ内に比べて第２領域１４８ｂ内における槽内ガスの流速が速くなる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。また、仕切り部材１５２は、第１端部１４４から第２端部１４６に近づくにつれて鉛直方向上方に向かうように傾斜している。このため、少なくとも一部において、第１領域１４８ａの流路断面積よりも第２領域１４８ｂの流路断面積の方が小さくなっている。これにより、第１領域１４８ａ内に比べて第２領域１４８ｂ内における槽内ガスの流速が速くなる。よって、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
（実施の形態７）
　図１４（Ａ）は、実施の形態７に係るガスセンサを模式的に示す鉛直断面図である。図１４（Ｂ）は、実施の形態７に係るガスセンサを模式的に示す水平断面図である。図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）では、ガス検出部１０１の内部の図示を簡略化しており、温度調節部１８０、放熱フィン１８２及び湿度検出部１９０等の図示を省略している。以下、本実施の形態に係るガスセンサについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、実施の形態１と共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
　本実施の形態に係るガスセンサ１００（１００Ｅ）は、光源１０２及び濃度検出器１０４を有するガス検出部１０１と、ガス通路部１３０とを備える。ガス通路部１３０は、第１端部１４４と、第２端部１４６と、中空部１４８と、仕切り部材１５２とを有する。第１端部１４４は、ガス検出部１０１側に配置され、第２端部１４６は、恒温槽４側に配置される。ガス通路部１３０は、中空部１４８を介して被検出ガスを恒温槽４とガス検出部１０１との間で流通させる。中空部１４８は、第２端部１４６側から第１端部１４４側に近づくにつれて流路断面積Ｎが小さくなる形状を有する。また、中空部１４８は、鉛直方向下側の表面１４８ｃが第１端部１４４から第２端部１４６に近づくにつれて鉛直方向下方に向かうように傾斜する。
　仕切り部材１５２は、中空部１４８を、第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの少なくとも２つの領域に区画する部材である。本実施の形態では、仕切り部材１５２によって中空部１４８が第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの２つの領域に区画されている。なお、仕切り部材１５２の両端は、第１端部１４４及び第２端部１４６まで延在していない。したがって、中空部１４８内において、第１領域１４８ａ及び第２領域１４８ｂの両端部は連通している。第１端部１４４側での第１領域１４８ａと第２領域１４８ｂとの接続面積と、第２端部１４６側での当該接続面積とは、ガス流入口１５４から流入した槽内ガスの大部分あるいは全てが第１領域１４８ａを通って第１端部１４４側に流れるように設定される。
　また、ガス通路部１３０は、ガス流入口１５４と、ガス流出口１５６とを有する。ガス流入口１５４は、第２端部１４６に配置されて、恒温槽４と第１領域１４８ａとを接続する。ガス流出口１５６は、第２端部１４６に配置されて、第２領域１４８ｂと恒温槽４とを接続する。ガス流入口１５４は多孔質部材１５８で塞がれ、ガス流出口１５６は多孔質部材１６０で塞がれる。ガス流入口１５４及びガス流出口１５６の開口面は、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂに対して平行に延在する。
　光源１０２は、光出射面１０２ａが中空部１４８側を向くように配置される。すなわち、光源１０２は、出射する光Ｍが中空部１４８を通過するように配置される。また、濃度検出器１０４は、受光面１０４ａが中空部１４８側を向くように配置される。光源１０２及び濃度検出器１０４は、光源１０２から出射される光Ｍが濃度検出器１０４の受光面１０４ａに直に照射されないよう、互いの位置関係が定められる。
　また、ガスセンサ１００は、光反射部１０８を備える。光反射部１０８は、ガス通路部１３０の第２端部１４６に固定される。光反射部１０８は、凹面反射面１０８ａを含む。凹面反射面１０８ａは、中空部１４８を臨むように配置される。これにより、凹面反射面１０８ａは、光源１０２及び濃度検出器１０４と対向する。凹面反射面１０８ａは例えば、赤外領域で高い反射率を有する金、アルミニウム、クロム等の金属を光反射部１０８の表面に成膜することで、形成することができる。
　光源１０２から出射される光Ｍは、中空部１４８内を進行して凹面反射面１０８ａで反射され、再び中空部１４８内を進行して濃度検出器１０４に到達する。したがって、中空部１４８は、光Ｍの通路としても機能する。中空部１４８を画成する壁面には、金属膜１４９が成膜される。金属膜１４９は、例えば、赤外領域で高い反射率を有する金、アルミニウム、クロム等からなる。金属膜１４９を設けることで、光源１０２の光が中空部１４８の壁面に吸収されることを抑制し、光源１０２から濃度検出器１０４への導光効率を高めることができる。これにより、ガスセンサ１００の検出感度を向上させることができる。
　また、仕切り部材１５２は金属からなる。例えば、仕切り部材１５２は赤外領域で高い反射率を有する金、アルミニウム、クロム等からなる。また、好ましくは、仕切り部材１５２の表面には鏡面処理が施され、光Ｍの反射率が高められる。これにより、光源１０２から濃度検出器１０４への導光効率を高めることができる。
　また、ガス検出部１０１は、ブラケット１７０を有する。ブラケット１７０は、光源１０２及び濃度検出器１０４の収容部１７２を有する。収容部１７２は、中空部１４８側に開口を有する。この開口は、透光部材１７４によって塞がれる。好ましくは、収容部１７２の開口は、透光部材１７４によって気密に封止される。透光部材１７４は、光源１０２の光に対する透過性を有する材料からなる。本実施の形態では、光源１０２から赤外光が出射されるため、透光部材１７４は、例えばゲルマニウム、シリコン、サファイア等で構成される。温度調節部１８０（図１参照）は、透光部材１７４の温度を変化させる。第１温度センサ１８４（図１参照）は、透光部材１７４の温度を検知する。
　ガスセンサ１００は、ガス流入口１５４及びガス流出口１５６が恒温槽４の壁面４ｂから槽内に突出するようにして、恒温槽４の壁面４ｂに設置される（図９（Ａ）参照）。ガス流入口１５４は、開口面が恒温槽４におけるガス流れＦと交わるように配置される。また、ガス流出口１５６は、ガス流れＦの方向においてガス流入口１５４とは反対側に配置される。また、ガス流入口１５４は、ガス流れＦの上流側に配置され、ガス流出口１５６は、ガス流入口１５４よりもガス流れＦの下流側に配置される。さらに、第２端部１４６は、恒温槽４において被検出ガスが鉛直方向下方に向かって流れる領域に配置される。そして、ガス流入口１５４はガス流出口１５６よりも鉛直方向上方に配置される。
　恒温槽４に存在する槽内ガスは、ガス流入口１５４から中空部１４８内に流入し、第１領域１４８ａを第１端部１４４に向かって流れてガス検出部１０１に到達する。これにともない、ガス検出部１０１に存在する槽内ガスは、第２領域１４８ｂを第２端部１４６に向かって流れてガス流出口１５６から恒温槽４に流出する。
　このように、仕切り部材１５２を設けることで、中空部１４８内での槽内ガスの流れを整えることができる。これにより、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率を高めることができ、ガスセンサ１００の検出速度を向上させることができる。
　また、ガス流れＦの存在する領域にガスセンサ１００の第２端部１４６を突出させることで、ガス流れＦの上流側の面と下流側の面とで圧力差を生じさせることができる。ガス流れＦに対して上流側にガス流入口１５４を配置し、下流側にガス流出口１５６を配置することで、この圧力差を利用して、槽内ガスを中空部１４８内に円滑に導入することができる。
　また、ガス流入口１５４は、第１端部１４４と第２端部１４６とが並ぶ方向Ｂに対して平行に延在する開口面を有し、開口面がガス流れＦの方向と交わるように配置される。これにより、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。さらに、槽内ガスが鉛直方向下方に向かって流れる領域に第２端部１４６が配置され、ガス流入口１５４はガス流出口１５６よりも鉛直方向上方に配置されている。これにより、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
　また、ガス流入口１５４は、ガス流出口１５６よりも開口面積が大きい。このため、第１領域１４８ａと第２領域１４８ｂとには、開口面積の差に起因する差圧が生じる。これにより、ガス検出部１０１への被検出ガスの導入効率をより高めることができる。
　光源１０２から出射される光Ｍは、中空部１４８内を進行し、直にあるいは金属膜１４９及び仕切り部材１５２で反射されながら第２端部１４６に到達する。そして、光Ｍは凹面反射面１０８ａで反射され、再び中空部１４８内を進行し、直にあるいは金属膜１４９及び仕切り部材１５２で反射されながら濃度検出器１０４に到達する。この過程で、光Ｍは中空部１４８に充満した槽内ガスを通過する。この際、槽内ガスに含まれる被検出ガスにより第１光が吸収される。
　濃度検出器１０４は、光源１０２の出射光における第１光の強度を基準として、濃度検出器１０４が受けた光における第１光の強度に基づいて被検出ガスの存在及び濃度を検出する。また、温度調節部１８０が透光部材１７４の温度を変化させて、透光部材１７４に結露を生じさせる。これにより、湿度検出部１９０（図１参照）が露点温度ｃを取得することができる。湿度検出部１９０は、露点温度ｃと雰囲気温度とから被検出ガスの湿度を検出する。
　このように、槽内ガスが充満する中空部１４８に光Ｍを通過させて被検出ガスの濃度及び湿度を検出する構成とすることで、被検出ガスの測定距離を伸ばすことができる。この結果、比較的長い測定距離が必要とされるガスを、より高精度に検出することができる。また、被検出ガスが微量であっても、高精度に検出することができる。
　好ましくは、中空部１４８は、第１端部１４４側の開口形状が楕円状であり、第２端部１４６側の開口形状が真円状である。また、中空部１４８は、第１端部１４４から第２端部１４６にかけて楕円から真円に近づくように徐々に変化する形状を有する。これにより、両端が真円状あるいは楕円状の中空部に比べて、光源１０２から濃度検出器１０４への光Ｍの伝達効率を向上させることができる。
　中空部１４８の第１端部１４４側を楕円状とする場合、光源１０２及び濃度検出器１０４は、光源１０２及び濃度検出器１０４と中空部１４８との配列方向から見て、楕円の中心（楕円の長軸と短軸との交点）を対称点とする点対称の位置に配置されることが好ましい。この場合、例えば光源１０２及び濃度検出器１０４の任意の一部が、点対称の位置に配置される。あるいは、光源１０２の光出射面１０２ａの中心と濃度検出器１０４の受光面１０４ａの中心とが、点対称の位置に配置される。これにより、光源１０２から出射される光を濃度検出器１０４へより集光させることができる。よって、光Ｍの伝達効率を向上させることができる。また、光源１０２及び濃度検出器１０４は、より好ましくは楕円の長径上に配置され、さらに好ましくは光源１０２が楕円の一方の焦点上に、濃度検出器１０４が楕円の他方の焦点上にそれぞれ配置される。これにより、光Ｍの伝達効率をより向上させることができる。
　本発明は、上述した各実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、各実施の形態及び変形例を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのように組み合わせられ、もしくはさらなる変形が加えられた実施の形態及び変形例も本発明の範囲に含まれる。上述した各実施の形態及び変形例の組み合わせ、及び上述した各実施の形態及び変形例へのさらなる変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、変形例、及びさらなる変形それぞれの効果をあわせもつ。
　上述した実施の形態及び変形例では、恒温装置１としてＣＯ２インキュベータを例に挙げて説明したが、恒温装置１は、被検出ガスが充填される恒温槽４を備えるものであればよい。また、上述した各実施の形態及び変形例に係るガスセンサ１００は、高温環境下でのガスの濃度及び湿度の測定に好適に用いることができる。例えば、ガスセンサ１００は、排気ガスや燃焼ガス等の測定に用いることもできる。
　また、被検出ガスは、ＣＯ２以外の他のガスであってもよい。他の被検出ガスとしては、二酸化硫黄（ＳＯ２、吸収波長：７．３μｍ、７．３５μｍ）、三酸化硫黄（ＳＯ３、吸収波長：７．２５μｍ、７．１４μｍ）、一酸化窒素（ＮＯ、吸収波長：５．３μｍ、５．５μｍ）、一酸化炭素（ＣＯ、吸収波長：４．２μｍ）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ、吸収波長：４μｍ、４．５μｍ、７．９μｍ）、二酸化窒素（ＮＯ２、吸収波長：５．７μｍ、６．３μｍ）等を例示することができる。
　濃度検出器１０４には、透過させる波長帯域の変更が可能な波長可変フィルタが設けられてもよい。これにより、１つのガスセンサ１００で複数種の被検出ガスを検出することができる。
　以上説明した構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　１　恒温装置、　４　恒温槽、　６　ファン、　８　ガス流路、　１００　ガスセンサ、　１０２　光源、　１０４　濃度検出器、　１１０　第１検出部、　１１２　第２検出部、　１１４　第１光学フィルタ、　１１６　第２光学フィルタ、　１１８　第３検出部、　１１９　第３光学フィルタ、　１３０　ガス通路部、　１４０　第１透光部材、　１４２　第２透光部材、　１５２　仕切り部材、　１７２　収容部、　１７４　透光部材、　１８０　温度調節部、　１９０　湿度検出部。
　本発明は、ガスセンサと、当該ガスセンサを備える恒温装置に利用可能である。

Claims (29)

  1. 　被検出ガスに向けて所定波長の第１光を出射する光源と、
    　前記第１光を受光し、被検出ガスによる前記第１光の吸収に基づいて被検出ガスの濃度を検出する濃度検出器と、
    　前記光源と前記濃度検出器との間に配置される透光部材と、
    　前記透光部材の温度を変化させる温度調節部と、
    　前記濃度検出器における前記第１光の受光量の変化に基づき、前記透光部材の温度及び本ガスセンサの雰囲気温度を用いて、被検出ガスの湿度を検出する湿度検出部と、
    を備えることを特徴とするガスセンサ。
  2. 　前記濃度検出器は、
    　第１検出部と、
    　前記第１検出部と前記光源との間に配置され、前記第１光を選択的に透過する第１光学フィルタを有する請求項１に記載のガスセンサ。
  3. 　前記光源は、水が吸収する波長の第２光をさらに出射する請求項１又は２に記載のガスセンサ。
  4. 　前記濃度検出器は、
    　第２検出部と、
    　前記第２検出部と前記光源との間に配置され、前記第２光を選択的に透過する第２光学フィルタと、
    をさらに有する請求項３に記載のガスセンサ。
  5. 　前記光源は、被検出ガス及び水が吸収しない波長の第３光をさらに出射する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガスセンサ。
  6. 　前記濃度検出器は、
    　第３検出部と、
    　前記第３検出部と前記光源との間に配置され、前記第３光を選択的に透過する第３光学フィルタと、をさらに有する請求項５に記載のガスセンサ。
  7. 　前記透光部材の温度が被検出ガスの露点温度より高い温度にある状況で、前記濃度検出器が被検出ガスの濃度を検出し、
    　前記温度調節部が前記透光部材の温度を徐々に低下させ、前記濃度検出器における被検出ガスが吸収する波長の光の受光量に所定の減少が起こるタイミングに基づいて、前記湿度検出部が被検出ガスの湿度を検出する請求項１又は２に記載のガスセンサ。
  8. 　前記透光部材の温度が被検出ガスの露点温度より高い温度にある状況で、前記濃度検出器が前記第１光の受光量に基づいて被検出ガスの濃度を検出し、
    　前記温度調節部が前記透光部材の温度を徐々に低下させ、前記濃度検出器における前記第２光の受光量に所定の減少が起こるタイミングに基づいて、前記湿度検出部が被検出ガスの湿度を検出する請求項３又は４に記載のガスセンサ。
  9. 　前記光源は、水が吸収する波長の第２光を出射し、
    　前記温度調節部が前記透光部材の温度を徐々に低下させる状況で、前記濃度検出器が前記第１光の受光量と前記第３光の受光量とに基づいて被検出ガスの濃度を検出し、
    　前記濃度検出器における前記第２光の受光量に所定の減少が起こるタイミングに基づいて、前記湿度検出部が被検出ガスの湿度を検出する請求項５又は６に記載のガスセンサ。
  10. 　前記温度調節部が前記透光部材の温度を徐々に低下させる状況で、前記濃度検出器が前記第１光の受光量と前記第３光の受光量とに基づいて被検出ガスの濃度を検出し、
    　前記濃度検出器における前記第３光の受光量に所定の減少が起こるタイミングに基づいて、前記湿度検出部が被検出ガスの湿度を検出する請求項５又は６に記載のガスセンサ。
  11. 　第１端部、当該第１端部とは反対側の第２端部、及び前記第１端部から前記第２端部にかけて延在する中空部を有し、前記第１端部側に前記光源、前記濃度検出器及び前記透光部材が配置され、前記第２端部側に被検出ガスの存在するガス空間が配置され、前記中空部を介して被検出ガスを前記第１端部側と前記第２端部側との間で流通させるガス通路部をさらに備え、
    　前記中空部は、前記第２端部側から前記第１端部側に近づくにつれて流路断面積が段階的又は連続的に小さくなる形状を有する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のガスセンサ。
  12. 　前記ガス通路部が水平に延在するように配置される請求項１１に記載のガスセンサ。
  13. 　前記中空部は、鉛直方向下側の表面が前記第１端部から前記第２端部に近づくにつれて鉛直方向下方に向かうように傾斜する請求項１２に記載のガスセンサ。
  14. 　前記ガス通路部は、
    　前記中空部を、それぞれが前記第１端部から前記第２端部にかけて延在する第１領域及び第２領域の少なくとも２つの領域に区画する仕切り部材と、
    　前記第２端部に配置されて、前記ガス空間と前記第１領域とを接続するガス流入口と、
    　前記第２端部に配置されて、前記第２領域と前記ガス空間とを接続するガス流出口と、
    を有し、
    　前記ガス空間に存在する被検出ガスは、前記ガス流入口から前記中空部内に流入し、前記第１領域を前記第１端部に向かって流れて前記光源と前記濃度検出器との間の空間に到達し、当該空間に存在する被検出ガスは、前記第２領域を前記第２端部に向かって流れて前記ガス流出口から前記ガス空間に流出する請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のガスセンサ。
  15. 　前記ガス流入口は、前記ガス流出口よりも開口面積が大きい請求項１４に記載のガスセンサ。
  16. 　前記ガス空間における被検出ガスの流れの上流側に前記ガス流入口が配置され、前記ガス流入口よりも被検出ガスの流れの下流側に前記ガス流出口が配置される請求項１４又は１５に記載のガスセンサ。
  17. 　前記第２端部は、前記ガス空間において被検出ガスが鉛直方向下方に向かって流れる領域に配置され、
    　前記ガス流入口は前記ガス流出口よりも鉛直方向上方に配置される請求項１６に記載のガスセンサ。
  18. 　前記ガス流入口は、前記第１端部と前記第２端部とが並ぶ方向に対して平行に延在する開口面を有し、前記開口面が前記ガス空間における被検出ガスの流れる方向と交わるように配置される請求項１６又は１７に記載のガスセンサ。
  19. 　前記第２端部における前記ガス流入口と前記ガス流出口との間の領域から前記ガス空間に向けて突出し、前記ガス空間における被検出ガスの流れを規制する整流板をさらに備える請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載のガスセンサ。
  20. 　前記ガス通路部は、少なくとも一部が断熱性材料で構成される請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載のガスセンサ。
  21. 　前記光源と前記濃度検出器とは、前記光源の光出射面と前記濃度検出器の受光面とが対向するように配置される請求項１乃至２０のいずれか１項に記載のガスセンサ。
  22. 　前記光源は、前記濃度検出器よりも鉛直方向下方に配置され、
    　前記ガス流入口は、前記ガス流出口よりも鉛直方向下方に配置される請求項１４又は１５に記載のガスセンサ。
  23. 　前記中空部は、鉛直方向上側の表面が前記第１端部から前記第２端部に近づくにつれて鉛直方向上方に向かうように傾斜する請求項２２に記載のガスセンサ。
  24. 　前記中空部は、鉛直方向下側の表面が前記第１端部から前記第２端部に近づくにつれて鉛直方向下方に向かうように傾斜し、
    　前記鉛直方向上側の表面の傾斜は、前記鉛直方向下側の表面の傾斜よりも急である請求項２３に記載のガスセンサ。
  25. 　前記光源と前記濃度検出器との間に配置され、被検出ガスが流入するガス導入室と、
    　前記ガス導入室に隣接して配置され、前記光源が収容される第１収容部と、
    　前記ガス導入室に隣接して配置され、前記濃度検出器が収容される第２収容部と、をさらに備え、
    　前記透光部材は、前記ガス導入室と前記第１収容部とを隔てる第１透光部材と、前記ガス導入室と前記第２収容部とを隔てる第２透光部材とを含む請求項１乃至２４のいずれか１項に記載のガスセンサ。
  26. 　前記濃度検出器と前記第２透光部材とは、離間して配置される請求項２５に記載のガスセンサ。
  27. 　ガスが収容される恒温槽と、
    　請求項１乃至２６のいずれか１項に記載のガスセンサと、
    を備え、
    　前記ガスセンサにより前記恒温槽内の前記ガスの濃度及び湿度を検出することを特徴とする恒温装置。
  28. 　前記ガスセンサは、前記恒温槽の壁面に設置され、
    　前記ガスが前記壁面に沿って流れるように送風するファンをさらに備える請求項２７に記載の恒温装置。
  29. 　前記ガスセンサは、前記恒温槽の壁面に設置され、
    　前記壁面に沿って配置され、前記ガスが流れるガス流路をさらに備える請求項２７又は２８に記載の恒温装置。
PCT/JP2018/019599 2017-07-07 2018-05-22 ガスセンサ及び恒温装置 WO2019008925A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019528392A JP6718023B2 (ja) 2017-07-07 2018-05-22 ガスセンサ及び恒温装置
US16/730,899 US20200141914A1 (en) 2017-07-07 2019-12-30 Gas sensor and constant-temperature apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-133950 2017-07-07
JP2017133950 2017-07-07

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/730,899 Continuation US20200141914A1 (en) 2017-07-07 2019-12-30 Gas sensor and constant-temperature apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019008925A1 true WO2019008925A1 (ja) 2019-01-10

Family

ID=64950829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/019599 WO2019008925A1 (ja) 2017-07-07 2018-05-22 ガスセンサ及び恒温装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200141914A1 (ja)
JP (1) JP6718023B2 (ja)
WO (1) WO2019008925A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102260220B1 (ko) * 2020-05-14 2021-06-03 주식회사 이엘티센서 이중 구조를 갖는 가스센서용 광 공동 및 이 광 공동을 갖는 가스센서

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113358719A (zh) * 2021-06-07 2021-09-07 深圳市中志环境科技有限公司 一种多参数气体恒温监测装置及网格化空气质量监测系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005292009A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Denso Corp 赤外線式ガス検出器及び検出方法
US20060139647A1 (en) * 2004-12-21 2006-06-29 Honeywell International, Inc. System and method of condensation reduction in an electrical unit
JP2006201101A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Espec Corp ガス濃度制御槽
JP2006300674A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Horiba Ltd 分光光度計
US20110304844A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-15 Bert Willing Gas sensor and process for measuring moisture and carbon dioxide concentration
JP2012122862A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Ricoh Co Ltd 露点計測装置および気体特性測定装置
JP2013164336A (ja) * 2012-02-10 2013-08-22 Shimadzu Corp ガス分析装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005292009A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Denso Corp 赤外線式ガス検出器及び検出方法
US20060139647A1 (en) * 2004-12-21 2006-06-29 Honeywell International, Inc. System and method of condensation reduction in an electrical unit
JP2006201101A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Espec Corp ガス濃度制御槽
JP2006300674A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Horiba Ltd 分光光度計
US20110304844A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-15 Bert Willing Gas sensor and process for measuring moisture and carbon dioxide concentration
JP2012122862A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Ricoh Co Ltd 露点計測装置および気体特性測定装置
JP2013164336A (ja) * 2012-02-10 2013-08-22 Shimadzu Corp ガス分析装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102260220B1 (ko) * 2020-05-14 2021-06-03 주식회사 이엘티센서 이중 구조를 갖는 가스센서용 광 공동 및 이 광 공동을 갖는 가스센서

Also Published As

Publication number Publication date
JP6718023B2 (ja) 2020-07-08
JPWO2019008925A1 (ja) 2020-01-09
US20200141914A1 (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10816461B2 (en) Gas sensor and constant-temperature apparatus
JP6718023B2 (ja) ガスセンサ及び恒温装置
WO2018052074A1 (ja) 吸光度計及び該吸光度計を用いた半導体製造装置
US7228733B2 (en) Fluid detection device
JP2007024727A (ja) 窓の熱的性能計測装置
JP2011214994A (ja) 風向風速計および風向風速装置
CN108613906A (zh) 颗粒物检测装置
JP5175654B2 (ja) 気体サンプル室、及び、この気体サンプル室を備える濃度測定装置
CN217717489U (zh) 一种恒温红外气体检测系统
JP2015135251A (ja) 溶液分析計
US20190162685A1 (en) Composite sensor for sensing gas and dust by using single heat source
JP5031401B2 (ja) 排ガス分析計
JP4025308B2 (ja) 鏡面冷却式センサ
JP5809765B1 (ja) 熱特性評価方法および装置
JP5692612B2 (ja) 半導体光源ユニットおよびシート状対象物測定装置
JP2022185858A (ja) Ｌｅｄ光源装置
JPS63121729A (ja) 液中微粒子測定装置
WO2018101690A1 (ko) 다중 내부 반사를 이용한 광학적 가스 센서
JP2020085662A (ja) 白濁排気ガス用の光散乱式ダスト濃度計
JP3610855B2 (ja) 分光光度計
JP4054002B2 (ja) 鏡面冷却式センサ
JP6879363B2 (ja) 分光検出器
JP2010060484A (ja) 気体セル、気体サンプル室、及び、濃度測定装置
CN113899531A (zh) 光学特性检测装置及其制造方法
JP2005291893A (ja) 冷却装置および鏡面冷却式センサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18828628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019528392

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18828628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1