JPH0239243Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、赤外線ガス分析計に関する。

（従来の技術） 赤外線ガス分析計によつて測定対象成分ガスの
濃度を測定する場合、干渉成分の影響を除去する
必要がある。特に、検出部に波長選択性が殆んど
ない半導体センサや焦電センサの如き固体センサ
を用いた場合、干渉フイルタを光路内に設置し、
測定対象成分ガスに対する波長選択性をもたせ、
最適波長帯域の透過赤外線を得るようにしてい
る。

上記干渉フイルタを得るための従来手段として
は、透過中心波長のわずかに異なる干渉フイル
タを２又はそれ以上重ねることにより狭い透過帯
域の干渉フイルタを得る、透過帯域の狭い干渉
フイルタを設計、製作する、等がある。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、上記においては、透過中心波長がわ
ずかに異なる干渉フイルタを複数種用意しなけれ
ばならず、その製作において多大の困難性を伴な
う。又、においては赤外線透過性の基板上に高
屈折率物質と低屈折率物質とを交互に何層にも亘
つて積層する必要があり、製作が面倒となり、又
コスト高ともなる。

本考案は、この種干渉フイルタが赤外線の入射
光に直面した位置からわずかに傾けることにより
その透過光の中心波長が短波長側にシフトする特
質を有することに着目してなされたもので、その
目的とするところは、測定対象成分ガスに対する
波長選択性に優れた赤外線ガス分析計を安価かつ
簡単に得ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本考案は測定セルと
検出部との間に、内壁面が鏡面仕上げのテーパ部
である中空のフイルタブロツクを、前記テーパ部
が測定セル側から検出部側に向かつて先細り状態
となるように設けると共に、前記フイルタブロツ
クの測定セル側の端部および検出部側の端部にそ
れぞれ同一の透過中心波長を有する干渉フイルタ
を設け、前記テーパ部により両干渉フイルタへの
光入射角が異なるように構成したことを特徴とし
ている。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の一実施例を示し、図において
１は赤外光を発生する光源、２および３は互いに
並列配置され、前記光源１からの赤外光が照射さ
れる測定セルおよび比較セルである。測定セル２
には測定ガスが導入、導出され、また、比較セル
３には比較ガスが封入されている。４は変調用の
チヨツパーで、図外のモータの駆動により、所定
の回転速度で回転するよう構成されている。５は
測定対象成分ガスの濃度を検出する検出部で、例
えば半導体センサまたは焦電センサの如き固体セ
ンサが設けられている。

６は測定セル２および比較セル３と、検出部５
との間に設けられたフイルタブロツクである。こ
のフイルタブロツク６は例えばアルミニウムより
成る中空体で、セル側に近い端部に第１干渉フイ
ルタF₁が、検出部５側に近い端部には前記第１
干渉フイルタF₁と同一の透過中心波長を有する
第２干渉フイルタF₂が設けられている。そして
フイルタブロツク６の内周面は第１干渉フイルタ
F₁側から第２干渉フイルタF₂側へ先細り状態の
テーパ部６ａが形成され、その表面は鏡面の如く
研磨されている。従つて、第１干渉フイルタF₁
の面に垂直に入射したセルからの透過光は、前記
テーパ部６ａによつて反射され、第２干渉フイル
タF₂の面には斜め光として入射され、干渉フイ
ルタF₁，F₂への光入射角は互いに異なつている。
そして、フイルタブロツク６の中空部６ｂには、
通常デツドスペースを少なくする意味から、アル
ゴンなどの不活性ガスが封入されるが、干渉ガス
を封入することも考えられる。又、特に密封構造
をとらなくてもよい場合が多い。

なお、上記において干渉フイルタF₁と第２干
渉フイルタF₂の透過中心波長が同一であると、
説明したが、この同一には製造過程上において生
じたりする多少の誤差を含むものとする。例えば
上記干渉フイルタF₁，F₂は数mm四方の大きさで
あるが、このような小チツプのフイルタを製造す
る場合、大径（直径20mm又は30mm）のフイルタか
ら切断機によつて所定寸法に切断される。このよ
うに同一の大径のフイルタから切り出した干渉フ
イルタ間においても透過中心波長は完全に等しく
ない場合があるからである。

次に、上述のように構成した赤外線分析計の作
動を第２図に示す赤外線透過光のスペクトル図を
も参照して説明する。

今、干渉フイルタF₁，F₂の透過中心波長を共
にλ₀とすると、第１干渉フイルタF₁の面には赤
外光が垂直に入射するから、該干渉フイルタF₁
を通過して第２干渉フイルタF₂へ向う透過光の
帯域は第２図Ａに示すように、波長λ₀を中心とし
た帯域となる。前記透過光はフイルタブロツク
６のテーパ面６ａにおいて反射され、その反射光
は第２干渉フイルタF₂の面に対して垂直ではな
くある角度を有して入射し、即ち、該干渉フイル
タF₂へは斜め光として入射するので、その透過
中心波長は、第２図Ｂに示すように、前記波長λ₀
よ若干短かい波長λ₁にシフトし、そのときの透過
光の帯域は第２図Ｂに示すように、波長λ₁（λ₁＜
λ₀）を中心とした帯域となる。従つて、検出部
５に入射される透過光の帯域は、前記帯域，
の重なり合う部分となり、第２図Ｃに示すような
帯域となる。

この帯域は当初の帯域に比して大幅に狭く
なつており、それだけ測定対象成分ガスに対する
波長選択性が改善されることとなる。

なお、本考案は波長選択性が殆んどない固体セ
ンサを検出部５として有する赤外線ガス分析計に
おいて、特に効果が大きいが、波長選択性を有す
る所謂ニユーマテイツク型センサ（例えばコンデ
ンサマイクロホン型センサ）を有する赤外線ガス
分析計にも適用できることは勿論である。また、
測定ガスと比較ガスとを交互にセルに供給するよ
うにした所謂流体変調方式の赤外線ガス分析計に
適用してもよい。

（考案の効果） 以上詳述したように、本考案においては測定セ
ルと検出部との間に、内壁面が鏡面仕上げのテー
パ部である中空のフイルタブロツクを、前記テー
パ部が測定セル側から検出部側に向かつて先細り
状態となるように設けると共に、前記フイルタブ
ロツクの測定セル側の端部および検出部側の端部
にそれぞれ同一の透過中心波長を有する干渉フイ
ルタを設けているので、両干渉フイルタへの光入
射角が異なり、赤外線の透過波長帯域を狭くする
ことができる。従つて、干渉成分の影響を効果的
に排除することができ、この種ガス分析計の検出
精度を高めることができる。そして、本考案によ
れば、同一の透過中心波長を有する干渉フイルタ
を用意すればよく、従つてその製作も容易とな
り、それだけコストダウンすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２
図Ａ，Ｂ，Ｃは動作説明のためのスペクトル図で
ある。 ２……測定セル、５……検出部、６……フイル
タブロツク、６ａ……テーパ部、F₁，F₂……干
渉フイルタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 測定セルと検出部との間に、内壁面が鏡面仕上
   げのテーパ部である中空のフイルタブロツクを、
   前記テーパ部が測定セル側から検出部側に向かつ
   て先細り状態となるように設けると共に、前記フ
   イルタブロツクの測定セル側の端部および検出部
   側の端部にそれぞれ同一の透過中心波長を有する
   干渉フイルタを設け、前記テーパ部により両干渉
   フイルタへの光入射角が異なるように構成したこ
   とを特徴とする赤外線ガス分析計。