JPH0979980A - ガス検出器及びガス検出装置 - Google Patents
ガス検出器及びガス検出装置Info
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- JPH0979980A JPH0979980A JP23546895A JP23546895A JPH0979980A JP H0979980 A JPH0979980 A JP H0979980A JP 23546895 A JP23546895 A JP 23546895A JP 23546895 A JP23546895 A JP 23546895A JP H0979980 A JPH0979980 A JP H0979980A
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Landscapes
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置構成を簡略化し、小型化、低消費電力化
を図ることが容易で、一の焦電型赤外線センサを用いて
複数のガスを検出する。 【解決手段】 Ｓｉマイクロ光源３は、ガス検出用セル
２内に検出用赤外光ＬIRを射出し、フィルタ手段４は、
予め設定された複数の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIR
を透過させ、焦電型赤外センサ５は、フィルタ手段４を
透過した検出用赤外光ＬIRを受光して検出信号Ｓを出力
するので、検出対象ガスの有無に対応した検出信号Ｓを
出力できる。Ｓｉマイクロ光源はパルス状の検出用赤外
光を射出するので、チョッパ等が不要となり、小型化が
図れ、低消費電力化が図れる。また、パルス電源供給手
段１１は、Ｓｉマイクロ光源３にパルス電源を供給し、
判別手段１２は、出力された検出信号Ｓに基づいて、検
出対象ガスの有無を判別するので、確実、かつ、正確に
検出対象ガスの有無の判別を行なえる。
を図ることが容易で、一の焦電型赤外線センサを用いて
複数のガスを検出する。 【解決手段】 Ｓｉマイクロ光源３は、ガス検出用セル
２内に検出用赤外光ＬIRを射出し、フィルタ手段４は、
予め設定された複数の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIR
を透過させ、焦電型赤外センサ５は、フィルタ手段４を
透過した検出用赤外光ＬIRを受光して検出信号Ｓを出力
するので、検出対象ガスの有無に対応した検出信号Ｓを
出力できる。Ｓｉマイクロ光源はパルス状の検出用赤外
光を射出するので、チョッパ等が不要となり、小型化が
図れ、低消費電力化が図れる。また、パルス電源供給手
段１１は、Ｓｉマイクロ光源３にパルス電源を供給し、
判別手段１２は、出力された検出信号Ｓに基づいて、検
出対象ガスの有無を判別するので、確実、かつ、正確に
検出対象ガスの有無の判別を行なえる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス検出器及びガ
ス検出装置に係り、特に焦電型赤外線センサを用いて非
分散型赤外線吸収法（ＮＤＩＲ：Non-Dispersive Infra
red method）を利用したガス検出を行なうガス検出器及
びこのガス検出器を用いたガス検出装置に関する。
ス検出装置に係り、特に焦電型赤外線センサを用いて非
分散型赤外線吸収法（ＮＤＩＲ：Non-Dispersive Infra
red method）を利用したガス検出を行なうガス検出器及
びこのガス検出器を用いたガス検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在までにガスの吸着作用、ガスの放熱
作用等を利用した様々な検出原理を用いたガス検出装置
が提案されているが、これらのガス検出装置において
は、ガスの選択性がなく、長期安定性もないことから、
検出対象を特定したガス検出器に適用されることはなか
った。
作用等を利用した様々な検出原理を用いたガス検出装置
が提案されているが、これらのガス検出装置において
は、ガスの選択性がなく、長期安定性もないことから、
検出対象を特定したガス検出器に適用されることはなか
った。
【０００３】検出対象を特定したガス検出を行なうた
め、ガス分子の赤外域での吸収を利用した非分散型赤外
線吸収法（以下、ＮＤＩＲ法という）を用いたガス検出
器が提案されている。このＮＤＩＲ法を用いたガス検出
器は、高精度、高選択性という特徴を有している。
め、ガス分子の赤外域での吸収を利用した非分散型赤外
線吸収法（以下、ＮＤＩＲ法という）を用いたガス検出
器が提案されている。このＮＤＩＲ法を用いたガス検出
器は、高精度、高選択性という特徴を有している。
【０００４】しかしながら、ＮＤＩＲ法を用いた一般の
ガス検出器は、大型の赤外線断続機構、複雑な光学系を
用いているため、容積も大きく、長期安定性に欠けると
いう問題点があった。この問題点を解決すべく、モジュ
レーションタイプ焦電型赤外線ガスセンサが提案されて
いる。
ガス検出器は、大型の赤外線断続機構、複雑な光学系を
用いているため、容積も大きく、長期安定性に欠けると
いう問題点があった。この問題点を解決すべく、モジュ
レーションタイプ焦電型赤外線ガスセンサが提案されて
いる。
【０００５】このモジュレーションタイプ焦電型赤外線
ガスセンサは、赤外光源としてのニクロムヒータが設け
られており、ニクロムヒータを射出された赤外線は、バ
イモルフ震動子と金属スリットにより構成された圧電体
チョッパによりチョッピングされ、所定周波数帯域を通
過させるバンドパスフィルタを透過して焦電型赤外線セ
ンサに至ることとなる。この場合において、圧電体チョ
ッパによりチョッピングを行なっているのは、焦電型赤
外線センサが微分型であり、連続出力を得るためには、
焦電型赤外線センサへの入射赤外線を断続する（チョッ
ピングする）必要があるからである（詳細は、「SANYO
TECHNICAL REVIEW VOL.21 NO.2 JUN. 1989」参照）。
ガスセンサは、赤外光源としてのニクロムヒータが設け
られており、ニクロムヒータを射出された赤外線は、バ
イモルフ震動子と金属スリットにより構成された圧電体
チョッパによりチョッピングされ、所定周波数帯域を通
過させるバンドパスフィルタを透過して焦電型赤外線セ
ンサに至ることとなる。この場合において、圧電体チョ
ッパによりチョッピングを行なっているのは、焦電型赤
外線センサが微分型であり、連続出力を得るためには、
焦電型赤外線センサへの入射赤外線を断続する（チョッ
ピングする）必要があるからである（詳細は、「SANYO
TECHNICAL REVIEW VOL.21 NO.2 JUN. 1989」参照）。
【０００６】また、低消費電力化を図るべくＳｉマイク
ロ光源（Ｓｉ基板上の熱分離空間を跨いで形成されたキ
ャリア濃度の高いＰ型のＳｉで構成される架橋構造のＰ
+ −Ｓｉ薄膜のフィラメント）を用いてガス検出器を構
成することにより供給電流を低減することが提案されて
いる（詳細は、特開平６−６４１４３号公報参照）。
ロ光源（Ｓｉ基板上の熱分離空間を跨いで形成されたキ
ャリア濃度の高いＰ型のＳｉで構成される架橋構造のＰ
+ −Ｓｉ薄膜のフィラメント）を用いてガス検出器を構
成することにより供給電流を低減することが提案されて
いる（詳細は、特開平６−６４１４３号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のモジュレー
ションタイプ焦電型赤外線ガスセンサは、従来のモータ
を使用した回転チョッパ機構を備える焦電型赤外線セン
サと比較すれば、小型化、低消費電力化が図れたが、さ
らなる小型化、低消費電力化は困難であるという問題点
があった。
ションタイプ焦電型赤外線ガスセンサは、従来のモータ
を使用した回転チョッパ機構を備える焦電型赤外線セン
サと比較すれば、小型化、低消費電力化が図れたが、さ
らなる小型化、低消費電力化は困難であるという問題点
があった。
【０００８】また、検出しようとするガスに対応させて
バンドパスフィルタを使用する必要があるため、検出し
ようとするガスが異なる場合には、バンドパスフィルタ
を交換しなければならないという問題点があった。上記
従来のＳｉマイクロ光源を用いたガス検出器において
も、検出しようとするガスに対応させてバンドパスフィ
ルタを使用する必要があるため、検出しようとするガス
が異なる場合には、バンドパスフィルタを交換しなけれ
ばならないという問題点があった。
バンドパスフィルタを使用する必要があるため、検出し
ようとするガスが異なる場合には、バンドパスフィルタ
を交換しなければならないという問題点があった。上記
従来のＳｉマイクロ光源を用いたガス検出器において
も、検出しようとするガスに対応させてバンドパスフィ
ルタを使用する必要があるため、検出しようとするガス
が異なる場合には、バンドパスフィルタを交換しなけれ
ばならないという問題点があった。
【０００９】そこで、本発明の目的は、装置構成を簡略
化し、小型化、低消費電力化を図ることが容易で、一の
焦電型赤外線センサを用いて複数のガスを検出すること
が可能なガス検出器及びガス検出装置を提供することに
ある。
化し、小型化、低消費電力化を図ることが容易で、一の
焦電型赤外線センサを用いて複数のガスを検出すること
が可能なガス検出器及びガス検出装置を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すよ
うに、ガス検出器１は、ガス検出用セル２を有するとと
もに、外部のパルス電源により駆動され、ガス検出用セ
ル２内に検出用赤外光ＬIRを射出するＳｉマイクロ光源
３と、予め設定した複数の検出対象ガスに対応する複数
の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIRを透過させるフィル
タ手段４と、フィルタ手段４を透過した検出用赤外光Ｌ
IRを受光して検出信号Ｓを出力する焦電型赤外線センサ
５と、を備えて構成する。
め、請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すよ
うに、ガス検出器１は、ガス検出用セル２を有するとと
もに、外部のパルス電源により駆動され、ガス検出用セ
ル２内に検出用赤外光ＬIRを射出するＳｉマイクロ光源
３と、予め設定した複数の検出対象ガスに対応する複数
の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIRを透過させるフィル
タ手段４と、フィルタ手段４を透過した検出用赤外光Ｌ
IRを受光して検出信号Ｓを出力する焦電型赤外線センサ
５と、を備えて構成する。
【００１１】請求項１記載の発明によれば、Ｓｉマイク
ロ光源３は、外部のパルス電源により駆動され、ガス検
出器１のガス検出用セル２内に検出用赤外光ＬIRを射出
する。 これにより、ガス検出用セル２内に導入された
ガスに予め設定した複数の検出対象ガスが含まれている
場合には、対応する吸収波長帯域成分が吸収される。
ロ光源３は、外部のパルス電源により駆動され、ガス検
出器１のガス検出用セル２内に検出用赤外光ＬIRを射出
する。 これにより、ガス検出用セル２内に導入された
ガスに予め設定した複数の検出対象ガスが含まれている
場合には、対応する吸収波長帯域成分が吸収される。
【００１２】これと並行してフィルタ手段４は、予め設
定された複数の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIRを透過
させる。この結果、焦電型赤外線センサ５は、フィルタ
手段４を透過した検出用赤外光ＬIRを受光して検出信号
Ｓを出力する。
定された複数の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIRを透過
させる。この結果、焦電型赤外線センサ５は、フィルタ
手段４を透過した検出用赤外光ＬIRを受光して検出信号
Ｓを出力する。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、フィルタ手段４は、検出対象ガスに対応す
る複数の透過波長帯域に基づいて設計されたファブリペ
ローエタロンであるように構成する。請求項２記載の発
明によれば、請求項１記載の発明の作用に加えて、フィ
ルタ手段４は、検出対象ガスに対応する複数の吸収波長
帯域に基づいて設計されたファブリペローエタロンであ
るので、容易に吸収波長帯域の設定ができる。
明において、フィルタ手段４は、検出対象ガスに対応す
る複数の透過波長帯域に基づいて設計されたファブリペ
ローエタロンであるように構成する。請求項２記載の発
明によれば、請求項１記載の発明の作用に加えて、フィ
ルタ手段４は、検出対象ガスに対応する複数の吸収波長
帯域に基づいて設計されたファブリペローエタロンであ
るので、容易に吸収波長帯域の設定ができる。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記ファブリペローエタロンは、ギャップ
あるいは屈折率の少なくとも一方を変化させることによ
り前記透過波長帯域を設定するように構成する。請求項
３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の作用に加
えて、ファブリペローエタロンは、ギャップあるいは屈
折率の少なくとも一方を変化させることにより吸収波長
帯域を設定するので、正確な吸収波長帯域の設定が可能
である。
明において、前記ファブリペローエタロンは、ギャップ
あるいは屈折率の少なくとも一方を変化させることによ
り前記透過波長帯域を設定するように構成する。請求項
３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の作用に加
えて、ファブリペローエタロンは、ギャップあるいは屈
折率の少なくとも一方を変化させることにより吸収波長
帯域を設定するので、正確な吸収波長帯域の設定が可能
である。
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載のガス検出器１を有するガス検出
装置において、Ｓｉマイクロ光源３に前記パルス電源を
供給するパルス電源供給手段１１と、検出信号Ｓに基づ
いて、前記検出対象ガスの有無を判別する判別手段１２
と、を備えて構成する。
項３のいずれかに記載のガス検出器１を有するガス検出
装置において、Ｓｉマイクロ光源３に前記パルス電源を
供給するパルス電源供給手段１１と、検出信号Ｓに基づ
いて、前記検出対象ガスの有無を判別する判別手段１２
と、を備えて構成する。
【００１６】請求項４記載の発明によれば、パルス電源
供給手段１１は、Ｓｉマイクロ光源３にパルス電源を供
給する。これによりガス検出器１の焦電型赤外線センサ
５から検出信号Ｓが出力されると、判別手段１２は、出
力された検出信号Ｓに基づいて、検出対象ガスの有無を
判別する。
供給手段１１は、Ｓｉマイクロ光源３にパルス電源を供
給する。これによりガス検出器１の焦電型赤外線センサ
５から検出信号Ｓが出力されると、判別手段１２は、出
力された検出信号Ｓに基づいて、検出対象ガスの有無を
判別する。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態を説明する。図２に本発明のガス検出器の概
要構成図を示す。ガス検出器２０は、検出対象ガスを含
むガスを通過させるためのガス検出用セル２１と、ガス
検出用セル２１内に設けられ、パルス電源を外部より供
給するための電極を有し、検出用赤外光ＬIRを射出する
検出用光源（Ｓｉ[Silicon]マイクロヒータ）２２と、
予め設定した複数の検出対象ガスに対応する複数の吸収
波長帯域の検出用赤外光ＬIRを透過させるフィルタ手段
としてのファブリペローエタロン２３と、ファブリペロ
ーエタロン２３を透過した検出用赤外光ＬIRを受光し
て、検出信号を電極を介して出力する焦電型赤外線セン
サ２４と、を備えて構成されている。
な実施形態を説明する。図２に本発明のガス検出器の概
要構成図を示す。ガス検出器２０は、検出対象ガスを含
むガスを通過させるためのガス検出用セル２１と、ガス
検出用セル２１内に設けられ、パルス電源を外部より供
給するための電極を有し、検出用赤外光ＬIRを射出する
検出用光源（Ｓｉ[Silicon]マイクロヒータ）２２と、
予め設定した複数の検出対象ガスに対応する複数の吸収
波長帯域の検出用赤外光ＬIRを透過させるフィルタ手段
としてのファブリペローエタロン２３と、ファブリペロ
ーエタロン２３を透過した検出用赤外光ＬIRを受光し
て、検出信号を電極を介して出力する焦電型赤外線セン
サ２４と、を備えて構成されている。
【００１８】検出用光源であるＳｉマイクロヒータ（Ｓ
ｉマイクロ光源）は、Ｓｉ基板上に熱絶縁を行なったＰ
+ 薄膜及び抵抗体であるＰｔ／ＴｉあるいはＰｔにより
形成されている。図３にファブリペローエタロン２３の
具体的構成例を示す。
ｉマイクロ光源）は、Ｓｉ基板上に熱絶縁を行なったＰ
+ 薄膜及び抵抗体であるＰｔ／ＴｉあるいはＰｔにより
形成されている。図３にファブリペローエタロン２３の
具体的構成例を示す。
【００１９】図３（ａ）は、サファイアガラス等のガラ
ス基板を用いてファブリペローエタロンを構成した場合
の実施形態である。ファブリペローエタロンは、極めて
平面度の良い基板の反射率を挙げた面を向い合せて並行
に保持した光学素子であり高分解能の干渉分光器として
用いられるものである。
ス基板を用いてファブリペローエタロンを構成した場合
の実施形態である。ファブリペローエタロンは、極めて
平面度の良い基板の反射率を挙げた面を向い合せて並行
に保持した光学素子であり高分解能の干渉分光器として
用いられるものである。
【００２０】ファブリペローエタロン２３Ａは、ガラス
基板３１上にＳｉフィルタ部３２が形成されている。Ｓ
ｉフィルタ部３２は、断面オール状となっており、Ｓｉ
フィルタ部３２の中央部には、支持部３３に支持された
状態で検出対象ガスの吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIR
を透過させるべく、厚さｍの窓部３４が形成されてい
る。
基板３１上にＳｉフィルタ部３２が形成されている。Ｓ
ｉフィルタ部３２は、断面オール状となっており、Ｓｉ
フィルタ部３２の中央部には、支持部３３に支持された
状態で検出対象ガスの吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIR
を透過させるべく、厚さｍの窓部３４が形成されてい
る。
【００２１】窓部３４の検出用赤外光ＬIR入射側（検出
用赤外光ＬIRの入射方向と逆側）の面には、反射率１
［％］以下の反射防止膜ＡＲが形成されている。さらに
窓部３４の検出用赤外光ＬIRの入射方向側の面には、反
射率８５〜９０［％］の第１反射膜Ｒ1 が形成され、Ｓ
ｉフィルタ部３２の窓部３４に対向するガラス基板３１
の面上には、反射率８５〜９０［％］の第２反射膜Ｒ2
が形成されている。
用赤外光ＬIRの入射方向と逆側）の面には、反射率１
［％］以下の反射防止膜ＡＲが形成されている。さらに
窓部３４の検出用赤外光ＬIRの入射方向側の面には、反
射率８５〜９０［％］の第１反射膜Ｒ1 が形成され、Ｓ
ｉフィルタ部３２の窓部３４に対向するガラス基板３１
の面上には、反射率８５〜９０［％］の第２反射膜Ｒ2
が形成されている。
【００２２】図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるガラス
基板に代えて第２のＳｉフィルタ部を形成してファブリ
ペローエタロンを構成した場合の実施形態である。ファ
ブリペローエタロン２３Ｂは、第１Ｓｉフィルタ部４１
と第２Ｓｉフィルタ部４２とを張合わせた様な構造とな
っている。
基板に代えて第２のＳｉフィルタ部を形成してファブリ
ペローエタロンを構成した場合の実施形態である。ファ
ブリペローエタロン２３Ｂは、第１Ｓｉフィルタ部４１
と第２Ｓｉフィルタ部４２とを張合わせた様な構造とな
っている。
【００２３】第１Ｓｉフィルタ部４１及び第２Ｓｉフィ
ルタ部４２は、断面オール状となっており、第１Ｓｉフ
ィルタ部４１及び第２Ｓｉフィルタ部４２の中央部に
は、それぞれ支持部４３に支持された状態で検出対象ガ
スの吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIRを透過させるべ
く、窓部４４が形成されている。
ルタ部４２は、断面オール状となっており、第１Ｓｉフ
ィルタ部４１及び第２Ｓｉフィルタ部４２の中央部に
は、それぞれ支持部４３に支持された状態で検出対象ガ
スの吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIRを透過させるべ
く、窓部４４が形成されている。
【００２４】第１Ｓｉフィルタ部４１の窓部４４の検出
用赤外光ＬIRの入射方向側の面には、反射率８５〜９０
［％］の第１反射膜Ｒ1 が形成され、第２Ｓｉフィルタ
部４２の窓部４４の検出用赤外光ＬIRの第１Ｓｉフィル
タ部４１の窓部４４に対向する面上には、反射率８５〜
９０［％］の第２反射膜Ｒ2 が形成されている。
用赤外光ＬIRの入射方向側の面には、反射率８５〜９０
［％］の第１反射膜Ｒ1 が形成され、第２Ｓｉフィルタ
部４２の窓部４４の検出用赤外光ＬIRの第１Ｓｉフィル
タ部４１の窓部４４に対向する面上には、反射率８５〜
９０［％］の第２反射膜Ｒ2 が形成されている。
【００２５】図４に検出対象ガスの一例として二酸化炭
素（ＣＯ2 ）、メタン（ＣＨ4 ）の赤外吸収スペクトル
を示す。一般に異なる原子からなるガス分子は赤外域に
吸収スペクトルを有しており、その吸収スペクトルはガ
スの種類により、図４に示すように、異なっている。
素（ＣＯ2 ）、メタン（ＣＨ4 ）の赤外吸収スペクトル
を示す。一般に異なる原子からなるガス分子は赤外域に
吸収スペクトルを有しており、その吸収スペクトルはガ
スの種類により、図４に示すように、異なっている。
【００２６】従って、ファブリペローエタロンの透過波
長帯域を検出対象ガスの固有吸収波長域に設定すれば、
当該検出対象ガスがガス検出用セル２１内に導入された
場合に、焦電型赤外線センサ２４の出力がガス濃度に応
じて変化するガス検出器を構成することが可能となるの
である。
長帯域を検出対象ガスの固有吸収波長域に設定すれば、
当該検出対象ガスがガス検出用セル２１内に導入された
場合に、焦電型赤外線センサ２４の出力がガス濃度に応
じて変化するガス検出器を構成することが可能となるの
である。
【００２７】ここで、ファブリペローエタロンの設計手
法について述べる。検出対象のガス（例えば、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2 、ＣＨ4 ）の吸収波長帯域に応じて、次式により、
ギャップｄ及び屈折率ｎを変化させることにより所望の
波長帯域を通過波長帯域とすることができる。
法について述べる。検出対象のガス（例えば、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2 、ＣＨ4 ）の吸収波長帯域に応じて、次式により、
ギャップｄ及び屈折率ｎを変化させることにより所望の
波長帯域を通過波長帯域とすることができる。
【００２８】ファブリペローエタロンの材料の屈折率を
ｎ、第１反射膜Ｒ1 と第２反射膜Ｒ2 との間のギャップ
をｄ（図３参照）とし、窓部におけるＳｉ膜厚をｍ（図
３参照）とすると、ファブリペローエタロンの通過波長
λは、 λ＝（ｎ×ｄ）／（２×ｍ） で表すことができる。
ｎ、第１反射膜Ｒ1 と第２反射膜Ｒ2 との間のギャップ
をｄ（図３参照）とし、窓部におけるＳｉ膜厚をｍ（図
３参照）とすると、ファブリペローエタロンの通過波長
λは、 λ＝（ｎ×ｄ）／（２×ｍ） で表すことができる。
【００２９】ファブリペローエタロンにＳｉ基板を用い
ることにより１μｍ以下及び１０μｍ以上の波長を遮断
することができる。さらに、Ｓｉ薄膜の膜厚ｍを変化さ
せることにより、１μｍ以下及び１０μｍ以上の波長も
ある程度透過させるように構成することも可能である。
ることにより１μｍ以下及び１０μｍ以上の波長を遮断
することができる。さらに、Ｓｉ薄膜の膜厚ｍを変化さ
せることにより、１μｍ以下及び１０μｍ以上の波長も
ある程度透過させるように構成することも可能である。
【００３０】図５にガス検出装置の概要構成図を示す。
ガス検出装置５０は、上述のガス検出器２０と、ガス検
出器２０の検出用光源２２に電極を介してパルス電源を
供給するパルス電源ユニット５１と、ガス検出器２０の
焦電型赤外線センサ２４の電極を介して検出信号Ｓが入
力され、ガスの検出の有無を判別する判別手段として機
能するとともに、各種制御を行なうコントローラユニッ
ト５２と、コントローラユニット５２の制御下で各種情
報の表示を行なうディスプレイ５３と、コントローラユ
ニット５２の制御下で、各種情報をプリントアウトする
プリンタ５４と、を備えて構成されている。
ガス検出装置５０は、上述のガス検出器２０と、ガス検
出器２０の検出用光源２２に電極を介してパルス電源を
供給するパルス電源ユニット５１と、ガス検出器２０の
焦電型赤外線センサ２４の電極を介して検出信号Ｓが入
力され、ガスの検出の有無を判別する判別手段として機
能するとともに、各種制御を行なうコントローラユニッ
ト５２と、コントローラユニット５２の制御下で各種情
報の表示を行なうディスプレイ５３と、コントローラユ
ニット５２の制御下で、各種情報をプリントアウトする
プリンタ５４と、を備えて構成されている。
【００３１】ここでガス検出装置５０の動作について説
明する。まず、パルス電源ユニット５１は、ガス検出器
２０の検出用光源２２に電極を介してパルス電源を供給
する。これにより検出用光源２２であるＳｉマイクロヒ
ータは加熱され、パルス状の検出用赤外光ＬIRをガス検
出用セル２１内に射出することとなる。
明する。まず、パルス電源ユニット５１は、ガス検出器
２０の検出用光源２２に電極を介してパルス電源を供給
する。これにより検出用光源２２であるＳｉマイクロヒ
ータは加熱され、パルス状の検出用赤外光ＬIRをガス検
出用セル２１内に射出することとなる。
【００３２】これと並行してガス検出器２０のガス検出
用セル２１にガス導入口２０ｉからガスを導入しガス排
出口２０ｏから排出するに際して、ガス検出用セル２１
内に導入されたガスの種類に応じた吸収スペクトル及び
各ガスの導入量に応じて検出用赤外光ＬIRが吸収される
こととなる（図４参照）。
用セル２１にガス導入口２０ｉからガスを導入しガス排
出口２０ｏから排出するに際して、ガス検出用セル２１
内に導入されたガスの種類に応じた吸収スペクトル及び
各ガスの導入量に応じて検出用赤外光ＬIRが吸収される
こととなる（図４参照）。
【００３３】つづいてファブリペローエタロンは、ガス
を透過した検出用赤外光ＬIRのうちから予め設定した複
数の検出対象ガスに対応する複数の吸収波長帯域の検出
用赤外光ＬIRのみを透過させる。この結果、焦電型赤外
線センサ２４には、予め設定した複数の検出対象ガスに
対応する複数の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIRのみが
入射することとなり、その入射量に応じた検出信号Ｓを
コントローラユニット５２に出力する。
を透過した検出用赤外光ＬIRのうちから予め設定した複
数の検出対象ガスに対応する複数の吸収波長帯域の検出
用赤外光ＬIRのみを透過させる。この結果、焦電型赤外
線センサ２４には、予め設定した複数の検出対象ガスに
対応する複数の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIRのみが
入射することとなり、その入射量に応じた検出信号Ｓを
コントローラユニット５２に出力する。
【００３４】従って、検出対象ガスの導入されたガス中
の濃度が高いほど、焦電型赤外線センサ２４に入射する
検出用赤外光ＬIRは減少することとなるので、入射光量
が予め設定した閾値としての所定の入射光量（基準入射
光量）よりも少ない場合には、コントローラユニット５
２は検出対象ガスが含まれていると判別することとな
る。
の濃度が高いほど、焦電型赤外線センサ２４に入射する
検出用赤外光ＬIRは減少することとなるので、入射光量
が予め設定した閾値としての所定の入射光量（基準入射
光量）よりも少ない場合には、コントローラユニット５
２は検出対象ガスが含まれていると判別することとな
る。
【００３５】そして、コントローラユニット５２は、検
出対象ガスが導入されたガス中に含まれている旨、すな
わち、検出対象ガスを検出した旨をディスプレイ５３に
表示し、必要に応じてプリンタ５４にプリントアウトす
ることとなる。以上の説明のように、本実施形態によれ
ば、フィルタ手段としてファブリペローエタロンを用い
ることにより透過させる波長帯域を容易に制御すること
ができ、一つの焦電型赤外線センサを用いて多種類のガ
スを検出することができる。
出対象ガスが導入されたガス中に含まれている旨、すな
わち、検出対象ガスを検出した旨をディスプレイ５３に
表示し、必要に応じてプリンタ５４にプリントアウトす
ることとなる。以上の説明のように、本実施形態によれ
ば、フィルタ手段としてファブリペローエタロンを用い
ることにより透過させる波長帯域を容易に制御すること
ができ、一つの焦電型赤外線センサを用いて多種類のガ
スを検出することができる。
【００３６】また、検出用光源としてＳｉマイクロヒー
タを利用し、パルス電流により駆動しているため、パル
ス状の検出用赤外光を射出させることができ、チョッパ
等の赤外線断続機構が不要となり、小型化が図れるとと
もに、低消費電力化が可能となっている。
タを利用し、パルス電流により駆動しているため、パル
ス状の検出用赤外光を射出させることができ、チョッパ
等の赤外線断続機構が不要となり、小型化が図れるとと
もに、低消費電力化が可能となっている。
【００３７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、Ｓｉマイ
クロ光源３は、外部のパルス電源により駆動され、ガス
検出器１のガス検出用セル２内に検出用赤外光ＬIRを射
出し、ガス検出用セル２内に導入されたガスに予め設定
した複数の検出対象ガスが含まれている場合には、対応
する吸収波長帯域成分が吸収され、フィルタ手段４は、
予め設定された複数の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIR
を透過させ、焦電型赤外センサ５は、フィルタ手段４を
透過した検出用赤外光ＬIRを受光して検出信号Ｓを出力
するので、検出対象ガスの有無に対応した検出信号Ｓを
出力することが可能となる。また、Ｓｉマイクロ光源を
利用し、外部のパルス電源により駆動しているため、パ
ルス状の検出用赤外光を射出させることができ、チョッ
パ等の赤外線断続機構が不要となり、小型化が図れると
ともに、低消費電力化が可能となっている。
クロ光源３は、外部のパルス電源により駆動され、ガス
検出器１のガス検出用セル２内に検出用赤外光ＬIRを射
出し、ガス検出用セル２内に導入されたガスに予め設定
した複数の検出対象ガスが含まれている場合には、対応
する吸収波長帯域成分が吸収され、フィルタ手段４は、
予め設定された複数の吸収波長帯域の検出用赤外光ＬIR
を透過させ、焦電型赤外センサ５は、フィルタ手段４を
透過した検出用赤外光ＬIRを受光して検出信号Ｓを出力
するので、検出対象ガスの有無に対応した検出信号Ｓを
出力することが可能となる。また、Ｓｉマイクロ光源を
利用し、外部のパルス電源により駆動しているため、パ
ルス状の検出用赤外光を射出させることができ、チョッ
パ等の赤外線断続機構が不要となり、小型化が図れると
ともに、低消費電力化が可能となっている。
【００３８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、フィルタ手段４は、検出対象
ガスに対応する複数の吸収波長帯域に基づいて設計され
たファブリペローエタロンであるので、容易に吸収波長
帯域の設定ができ、様々な検出対象ガスに容易に対応す
ることができる。
載の発明の効果に加えて、フィルタ手段４は、検出対象
ガスに対応する複数の吸収波長帯域に基づいて設計され
たファブリペローエタロンであるので、容易に吸収波長
帯域の設定ができ、様々な検出対象ガスに容易に対応す
ることができる。
【００３９】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加えて、ファブリペローエタロンは、
ギャップあるいは屈折率の少なくとも一方を変化させる
ことにより吸収波長帯域を設定するので、正確な吸収波
長帯域の設定が可能であり、設計も容易となる。
載の発明の効果に加えて、ファブリペローエタロンは、
ギャップあるいは屈折率の少なくとも一方を変化させる
ことにより吸収波長帯域を設定するので、正確な吸収波
長帯域の設定が可能であり、設計も容易となる。
【００４０】請求項４記載の発明によれば、パルス電源
供給手段１１は、Ｓｉマイクロ光源３にパルス電源を供
給し、ガス検出器１の焦電型赤外センサ５から検出信号
Ｓが出力されると、判別手段１２は、出力された検出信
号Ｓに基づいて、検出対象ガスの有無を判別するので、
確実、かつ、正確に検出対象ガスの有無の判別を行なえ
る。
供給手段１１は、Ｓｉマイクロ光源３にパルス電源を供
給し、ガス検出器１の焦電型赤外センサ５から検出信号
Ｓが出力されると、判別手段１２は、出力された検出信
号Ｓに基づいて、検出対象ガスの有無を判別するので、
確実、かつ、正確に検出対象ガスの有無の判別を行なえ
る。
【図１】本発明基本構成図である。
【図２】ガス検出器の概要構成を示す図である。
【図３】ファブリペローエタロンの具体的構成を説明す
る図である。
る図である。
【図４】ガスによる固有赤外吸収スペクトルの一例を説
明する図である。
明する図である。
【図５】ガス検出装置の概要構成を示すブロック図であ
る。
る。
１ ガス検出器 ２ ガス検出用セル ３ Ｓｉマイクロ光源 ４ フィルタ手段（ファブリペローエタロン） ５ 焦電型赤外線センサ １０ ガス検出装置 １１ パルス電源供給手段 １２ 判別手段 ＬIR 検出用赤外光
Claims (4)
- 【請求項１】 ガス検出用セルを有し、前記ガス検出用
セル内に導入されたガス内に含まれる検出対象ガスの検
出を行なうガス検出器において、 外部のパルス電源により駆動され、前記ガス検出用セル
内に検出用赤外光を射出するＳｉマイクロ光源と、 予め設定した複数の検出対象ガスに対応する複数の吸収
波長帯域の前記検出用赤外光を透過させるフィルタ手段
と、 前記フィルタ手段を透過した前記検出用赤外光を受光し
て検出信号を出力する焦電型赤外線センサと、 を備えたことを特徴とするガス検出器。 - 【請求項２】 請求項１記載のガス検出器において、 前記フィルタ手段は、前記検出対象ガスに対応する複数
の前記吸収波長帯域に基づいて設計されたファブリペロ
ーエタロンであることを特徴とするガス検出器。 - 【請求項３】 請求項２記載のガス検出器において、 前記ファブリペローエタロンは、ギャップあるいは屈折
率の少なくとも一方を変化させることにより前記吸収波
長帯域を設定することを特徴とするガス検出器。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
のガス検出器を有するガス検出装置において、 前記Ｓｉマイクロ光源に前記パルス電源を供給するパル
ス電源供給手段と、 前記検出信号に基づいて、前記検出対象ガスの有無を判
別する判別手段と、 を備えたことを特徴とするガス検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23546895A JPH0979980A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | ガス検出器及びガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23546895A JPH0979980A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | ガス検出器及びガス検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979980A true JPH0979980A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16986540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23546895A Pending JPH0979980A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | ガス検出器及びガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0979980A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7286244B2 (en) | 2003-10-01 | 2007-10-23 | Seiko Epson Corporation | Analyzer |
| JP2015512521A (ja) * | 2012-04-05 | 2015-04-27 | ドレーゲル メディカル ゲー・エム・ベー・ハー | 流体の吸収スペクトルを高速取得するための装置および方法 |
| JP2015152332A (ja) * | 2014-02-11 | 2015-08-24 | 株式会社デンソー | 赤外線検出装置 |
| US9170157B2 (en) | 2010-10-07 | 2015-10-27 | Seiko Epson Corporation | Tunable interference filter, optical module, photometric analyzer, and manufacturing method of tunable interference filter |
| CN113766870A (zh) * | 2019-04-26 | 2021-12-07 | Gpx医疗公司 | 一种用于监测受试者肺系统的装置 |
| US11686674B2 (en) | 2020-07-30 | 2023-06-27 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Gas detector |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP23546895A patent/JPH0979980A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7286244B2 (en) | 2003-10-01 | 2007-10-23 | Seiko Epson Corporation | Analyzer |
| US9170157B2 (en) | 2010-10-07 | 2015-10-27 | Seiko Epson Corporation | Tunable interference filter, optical module, photometric analyzer, and manufacturing method of tunable interference filter |
| JP2015512521A (ja) * | 2012-04-05 | 2015-04-27 | ドレーゲル メディカル ゲー・エム・ベー・ハー | 流体の吸収スペクトルを高速取得するための装置および方法 |
| JP2017187503A (ja) * | 2012-04-05 | 2017-10-12 | ドレーゲルヴェルク アクチェンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト アウフ アクチェンＤｒａｅｇｅｒｗｅｒｋ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧａＡ | 流体の吸収スペクトルを高速取得するための装置および方法 |
| US9939374B2 (en) | 2012-04-05 | 2018-04-10 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Device and method for fast recording of an absorption spectrum of a fluid using a plurality of etalons in combination with a tunable fabry-perot interferometer |
| JP2015152332A (ja) * | 2014-02-11 | 2015-08-24 | 株式会社デンソー | 赤外線検出装置 |
| CN113766870A (zh) * | 2019-04-26 | 2021-12-07 | Gpx医疗公司 | 一种用于监测受试者肺系统的装置 |
| CN113766870B (zh) * | 2019-04-26 | 2025-02-25 | 尼奥拉医疗公司 | 一种用于监测受试者肺系统的装置 |
| US11686674B2 (en) | 2020-07-30 | 2023-06-27 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Gas detector |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040601 |