JP2001228086A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で、一つの光源を使用し、測定環境が変
化しても正確にガスの濃度を測定可能な赤外線ガス分析
計を提供すること。 【解決手段】 被被測定ガスに赤外線を照射し、所望の
波長の赤外線の吸収特性を検出することにより前記被測
定ガスの濃度を測定する赤外線ガス分析計において、複
数の赤外線検出部を有する赤外線検出素子と、面方向の
位置により異なる波長の赤外線を透過する多波長選択フ
ィルタ、とを具備し、赤外線検出素子と多波長選択フィ
ルタを対向配置させ、赤外線検出部と対向する多波長選
択フィルタの位置によって決定される複数の波長の赤外
線を透過させて赤外線検出部により検出することを特徴
とする赤外線ガス分析計。
化しても正確にガスの濃度を測定可能な赤外線ガス分析
計を提供すること。 【解決手段】 被被測定ガスに赤外線を照射し、所望の
波長の赤外線の吸収特性を検出することにより前記被測
定ガスの濃度を測定する赤外線ガス分析計において、複
数の赤外線検出部を有する赤外線検出素子と、面方向の
位置により異なる波長の赤外線を透過する多波長選択フ
ィルタ、とを具備し、赤外線検出素子と多波長選択フィ
ルタを対向配置させ、赤外線検出部と対向する多波長選
択フィルタの位置によって決定される複数の波長の赤外
線を透過させて赤外線検出部により検出することを特徴
とする赤外線ガス分析計。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中などのガス
濃度を、赤外線を用いて測定する赤外線ガス分析計に関
するものである。
濃度を、赤外線を用いて測定する赤外線ガス分析計に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガス分析においては、ガスの種類によっ
て吸収される赤外線の波長が異なることを利用し、この
吸収量を検出することによりそのガス濃度を測定する、
非分散赤外線（Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｉｎｆ
ｒａＲｅｄ）ガス分析計（以下、ＮＤＩＲガス分析計と
記す）が使用されている。
て吸収される赤外線の波長が異なることを利用し、この
吸収量を検出することによりそのガス濃度を測定する、
非分散赤外線（Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｉｎｆ
ｒａＲｅｄ）ガス分析計（以下、ＮＤＩＲガス分析計と
記す）が使用されている。
【０００３】図４及び図５は、従来のＮＤＩＲガス分析
計の構成図である。尚、以下においては、赤外線吸収波
長のピークが約４．２５μｍである二酸化炭素を被測定
ガスとして説明する。
計の構成図である。尚、以下においては、赤外線吸収波
長のピークが約４．２５μｍである二酸化炭素を被測定
ガスとして説明する。
【０００４】図４は単光線２波長ファブリペローＮＤＩ
Ｒガス分析計で、ガスが供給されるガスセル３０と、光
源３１と、２つの平行ミラー（図示しない）を有するフ
ァブリペローフィルタ３２と、赤外線検出器３３とから
なっている。
Ｒガス分析計で、ガスが供給されるガスセル３０と、光
源３１と、２つの平行ミラー（図示しない）を有するフ
ァブリペローフィルタ３２と、赤外線検出器３３とから
なっている。
【０００５】そして、ファブリペローフィルタ３２を構
成する２つの平行ミラー間のギャップを可変とし、この
２つの平行ミラーに電圧を印加して静電吸引力を発生さ
せ、このパルス電圧を２通りに切り換えることによりギ
ャップを２通りに交互に変化させ、図６に示すような二
酸化炭素の吸収特性に合わせた波長（約４．２５μｍ）
と、どのガスにも吸収されない参照光の波長（約３．８
μｍ）との２波長を交互に選択透過させ、選択された赤
外線は、それぞれ赤外線検出器３３により検出される。
この場合、測定された参照光の吸収特性との比較によっ
て、光源３１の劣化や、ガスセル３０の汚れ等による出
力信号の経時変化を補正することができる。
成する２つの平行ミラー間のギャップを可変とし、この
２つの平行ミラーに電圧を印加して静電吸引力を発生さ
せ、このパルス電圧を２通りに切り換えることによりギ
ャップを２通りに交互に変化させ、図６に示すような二
酸化炭素の吸収特性に合わせた波長（約４．２５μｍ）
と、どのガスにも吸収されない参照光の波長（約３．８
μｍ）との２波長を交互に選択透過させ、選択された赤
外線は、それぞれ赤外線検出器３３により検出される。
この場合、測定された参照光の吸収特性との比較によっ
て、光源３１の劣化や、ガスセル３０の汚れ等による出
力信号の経時変化を補正することができる。
【０００６】図５は、２光線１波長ＮＤＩＲガス分析計
で、ガスセル３０中での光路長が異なるように２つの光
源３１，３４を配置し、被測定ガスの吸収特性に合わせ
たフィルタ３５を透過して検出された赤外線検出器３３
の出力信号の比率により、ガスセル３０の汚れ等による
出力信号の経時変化を補正し、被測定ガスの濃度を測定
する。
で、ガスセル３０中での光路長が異なるように２つの光
源３１，３４を配置し、被測定ガスの吸収特性に合わせ
たフィルタ３５を透過して検出された赤外線検出器３３
の出力信号の比率により、ガスセル３０の汚れ等による
出力信号の経時変化を補正し、被測定ガスの濃度を測定
する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示した
ＮＤＩＲガス分析計においては、次のような問題点があ
った。 １．平行ミラーを駆動する駆動電圧が温度によって変動
する、２．平行ミラーの初期張力が温度によって変動す
る、３．ファブリペローフィルタのパッケージ内部の圧
力が変動すると平行ミラーのダンピング特性が変動す
る、４．平行ミラーの材料が疲労する等、測定環境の変
化により、平行ミラー間のギャップが変動し、透過波長
帯域がシフトしてしまう。従って、上記のような測定環
境の変化によって、二酸化炭素の帯域、及び参照光の帯
域の透過率が変動することとなり、正確な濃度測定が困
難になる。 （２）ファブリペローフィルタを駆動する回路が必要と
なるため、分析器のコストが高くなる
ＮＤＩＲガス分析計においては、次のような問題点があ
った。 １．平行ミラーを駆動する駆動電圧が温度によって変動
する、２．平行ミラーの初期張力が温度によって変動す
る、３．ファブリペローフィルタのパッケージ内部の圧
力が変動すると平行ミラーのダンピング特性が変動す
る、４．平行ミラーの材料が疲労する等、測定環境の変
化により、平行ミラー間のギャップが変動し、透過波長
帯域がシフトしてしまう。従って、上記のような測定環
境の変化によって、二酸化炭素の帯域、及び参照光の帯
域の透過率が変動することとなり、正確な濃度測定が困
難になる。 （２）ファブリペローフィルタを駆動する回路が必要と
なるため、分析器のコストが高くなる
【０００８】また、図５に示したＮＤＩＲガス分析計に
おいては、２つの光源はそれぞれに異なった光量変動を
発生しうるために、光源の劣化による出力信号の経時変
化を補償する手段がない、という問題点があった。
おいては、２つの光源はそれぞれに異なった光量変動を
発生しうるために、光源の劣化による出力信号の経時変
化を補償する手段がない、という問題点があった。
【０００９】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、複数の検出器が形成された赤外線
検出素子と、位置により透過する波長の異なる多波長選
択フィルタとを、検出器の位置と多波長選択フィルタが
所望の赤外線の波長を透過させる位置とが一致するよう
に対向配置することにより、安価で、一つの光源を使用
し、測定環境が変化しても正確にガスの濃度を測定可能
な赤外線ガス分析計を提供することを目的とする。
なされたものであり、複数の検出器が形成された赤外線
検出素子と、位置により透過する波長の異なる多波長選
択フィルタとを、検出器の位置と多波長選択フィルタが
所望の赤外線の波長を透過させる位置とが一致するよう
に対向配置することにより、安価で、一つの光源を使用
し、測定環境が変化しても正確にガスの濃度を測定可能
な赤外線ガス分析計を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１におい
ては、被測定ガスに赤外線を照射し、所望の波長の赤外
線の吸収特性を検出することにより前記被測定ガスの濃
度を測定する赤外線ガス分析計において、第一基板に形
成された複数の赤外線検出部を有する赤外線検出素子
と、第二基板に形成され、面方向の位置により異なる波
長の赤外線を透過する多波長選択フィルタ、とを具備
し、前記赤外線検出素子と前記多波長選択フィルタを対
向配置させ、前記赤外線検出部と対向する前記多波長選
択フィルタの位置によって決定される複数の波長の赤外
線を透過させて前記赤外線検出部により検出することを
特徴とする赤外線ガス分析計である。
ては、被測定ガスに赤外線を照射し、所望の波長の赤外
線の吸収特性を検出することにより前記被測定ガスの濃
度を測定する赤外線ガス分析計において、第一基板に形
成された複数の赤外線検出部を有する赤外線検出素子
と、第二基板に形成され、面方向の位置により異なる波
長の赤外線を透過する多波長選択フィルタ、とを具備
し、前記赤外線検出素子と前記多波長選択フィルタを対
向配置させ、前記赤外線検出部と対向する前記多波長選
択フィルタの位置によって決定される複数の波長の赤外
線を透過させて前記赤外線検出部により検出することを
特徴とする赤外線ガス分析計である。
【００１１】本発明の請求項２においては、被測定ガス
に赤外線を照射し、所望の波長の赤外線の吸収特性を検
出することにより前記被測定ガスの濃度を測定する赤外
線ガス分析計において、第一基板に所望の間隔に配置さ
れた複数の赤外線検出部を有する赤外線検出素子と、第
二基板に形成され、面方向に前記間隔で隔てられた位置
により異なる所望の複数の波長の赤外線を透過する多波
長選択フィルタ、とを具備し、前記赤外線検出部と、前
記多波長選択フィルタが所望の複数の波長の赤外線を透
過させる位置とが対向するように前記赤外線検出素子と
前記多波長選択フィルタを対向配置し、所望の複数の波
長の赤外線を前記多波長選択フィルタを透過させて前記
赤外線検出部により検出するようにしたことを特徴とす
る赤外線ガス分析計である。
に赤外線を照射し、所望の波長の赤外線の吸収特性を検
出することにより前記被測定ガスの濃度を測定する赤外
線ガス分析計において、第一基板に所望の間隔に配置さ
れた複数の赤外線検出部を有する赤外線検出素子と、第
二基板に形成され、面方向に前記間隔で隔てられた位置
により異なる所望の複数の波長の赤外線を透過する多波
長選択フィルタ、とを具備し、前記赤外線検出部と、前
記多波長選択フィルタが所望の複数の波長の赤外線を透
過させる位置とが対向するように前記赤外線検出素子と
前記多波長選択フィルタを対向配置し、所望の複数の波
長の赤外線を前記多波長選択フィルタを透過させて前記
赤外線検出部により検出するようにしたことを特徴とす
る赤外線ガス分析計である。
【００１２】本発明の請求項３においては、被測定ガス
に赤外線を照射し、所望の波長の赤外線の吸収特性を検
出することにより前記被測定ガスの濃度を測定する赤外
線ガス分析計において、第一基板に所望の間隔に配置さ
れた複数の赤外線検出部を有する赤外線検出素子と、第
二基板に形成され、面方向に前記間隔で隔てられた位置
により異なる所望の複数の波長の赤外線を透過する多波
長選択フィルタ、とを具備し、前記赤外線検出部と、前
記多波長選択フィルタが所望の複数の波長の赤外線を透
過させる位置とが対向するように前記赤外線検出素子と
前記多波長選択フィルタを対向配置し、前記赤外線検出
素子に対する前記多波長選択フィルタの位置を微調整す
る微調整手段を設け、所望の複数の波長の赤外線を前記
多波長選択フィルタを透過させて前記赤外線検出部によ
り検出するようにしたことを特徴とする赤外線ガス分析
計である。
に赤外線を照射し、所望の波長の赤外線の吸収特性を検
出することにより前記被測定ガスの濃度を測定する赤外
線ガス分析計において、第一基板に所望の間隔に配置さ
れた複数の赤外線検出部を有する赤外線検出素子と、第
二基板に形成され、面方向に前記間隔で隔てられた位置
により異なる所望の複数の波長の赤外線を透過する多波
長選択フィルタ、とを具備し、前記赤外線検出部と、前
記多波長選択フィルタが所望の複数の波長の赤外線を透
過させる位置とが対向するように前記赤外線検出素子と
前記多波長選択フィルタを対向配置し、前記赤外線検出
素子に対する前記多波長選択フィルタの位置を微調整す
る微調整手段を設け、所望の複数の波長の赤外線を前記
多波長選択フィルタを透過させて前記赤外線検出部によ
り検出するようにしたことを特徴とする赤外線ガス分析
計である。
【００１３】本発明の請求項４においては、前記赤外線
検出素子に形成される複数の前記赤外線検出部は、ボロ
メータであることを特徴とする請求項１から請求項３記
載の赤外線ガス分析計である。
検出素子に形成される複数の前記赤外線検出部は、ボロ
メータであることを特徴とする請求項１から請求項３記
載の赤外線ガス分析計である。
【００１４】本発明の請求項５においては、前記多波長
選択フィルタは、透過させる赤外線の波長を決定するス
ペーサ層を有する多層膜フィルタであり、前記スペーサ
層は、その厚さが面方向に異なるように形成され、面方
向の位置により異なる波長の赤外線を透過するようにし
たことを特徴とする請求項１から請求項４記載の赤外線
ガス分析計である。
選択フィルタは、透過させる赤外線の波長を決定するス
ペーサ層を有する多層膜フィルタであり、前記スペーサ
層は、その厚さが面方向に異なるように形成され、面方
向の位置により異なる波長の赤外線を透過するようにし
たことを特徴とする請求項１から請求項４記載の赤外線
ガス分析計である。
【００１５】本発明の請求項６においては、前記被測定
ガスは二酸化炭素を含み、この二酸化炭素の濃度を測定
することを特徴とする請求項１から請求項５記載の赤外
線ガス分析計である。
ガスは二酸化炭素を含み、この二酸化炭素の濃度を測定
することを特徴とする請求項１から請求項５記載の赤外
線ガス分析計である。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。まず、本発明の全体構成の概略に
ついて図1を用いて説明する。図１は本発明の実施例の
構成を示す断面図である。
面を用いて説明する。まず、本発明の全体構成の概略に
ついて図1を用いて説明する。図１は本発明の実施例の
構成を示す断面図である。
【００１７】図１において、ＮＤＩＲガス分析計１は、
主として、測定ガスが供給されるガスセル２と、ガスセ
ル２の内部に設けられた光源３と、光源３と対向する位
置に設けられた多波長選択フィルタ４と、例えば２つの
薄膜ボロメータからなる赤外線検出部５ａ、５ｂが並べ
て形成された赤外線検出素子５とからなっている。
主として、測定ガスが供給されるガスセル２と、ガスセ
ル２の内部に設けられた光源３と、光源３と対向する位
置に設けられた多波長選択フィルタ４と、例えば２つの
薄膜ボロメータからなる赤外線検出部５ａ、５ｂが並べ
て形成された赤外線検出素子５とからなっている。
【００１８】多波長選択フィルタ４と赤外線検出素子５
は対向配置され、それらの間には広帯域バンドパスフィ
ルタ６が設けられ、この広帯域バンドパスフィルタ６と
赤外線検出素子５とは一体にパッケージされている。こ
の場合、赤外線検出素子５はガスセル２に対してその位
置が固定されている。そして、多波長選択フィルタ４に
は、赤外線検出素子５に対する面方向の位置を微調整す
る微調整手段として微調ネジ７が設けられている。
は対向配置され、それらの間には広帯域バンドパスフィ
ルタ６が設けられ、この広帯域バンドパスフィルタ６と
赤外線検出素子５とは一体にパッケージされている。こ
の場合、赤外線検出素子５はガスセル２に対してその位
置が固定されている。そして、多波長選択フィルタ４に
は、赤外線検出素子５に対する面方向の位置を微調整す
る微調整手段として微調ネジ７が設けられている。
【００１９】次に、赤外線検出素子と多波長選択素子の
構成及び両者の位置合わせ方法について説明する。図２
は、赤外線検出素子の構成を示す断面図である。図２に
おいて、赤外線検出素子５は、第一基板としてのＳＯＩ
（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板１０
上に２つの赤外線検出部５ａ，５ｂが形成されている。
ＳＯＩ基板１０は、Ｓｉ基板１１と、このＳｉ基板１１
上に設けられたＳｉＯ２膜１２とＳｉ活性層１３とから
なり、Ｓｉ活性層１３の上部は、赤外線を吸収するよう
にボロンが高濃度にドープされた高濃度Ｂドープ層１４
となっている。
構成及び両者の位置合わせ方法について説明する。図２
は、赤外線検出素子の構成を示す断面図である。図２に
おいて、赤外線検出素子５は、第一基板としてのＳＯＩ
（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板１０
上に２つの赤外線検出部５ａ，５ｂが形成されている。
ＳＯＩ基板１０は、Ｓｉ基板１１と、このＳｉ基板１１
上に設けられたＳｉＯ２膜１２とＳｉ活性層１３とから
なり、Ｓｉ活性層１３の上部は、赤外線を吸収するよう
にボロンが高濃度にドープされた高濃度Ｂドープ層１４
となっている。
【００２０】そして、Ｓｉ活性層１３を例えば拡大図に
示すような渦巻状にパターニングし、その下部のＳｉＯ
２膜１２及びＳｉ基板１１を異方性エッチングして堀１
５ａ，１５ｂを形成することにより、間隔Ｌを隔てて赤
外線検出部５ａ，５ｂがそれぞれ形成されている。この
場合、赤外線検出部５ａ，５ｂは半導体製造技術によっ
て形成されるので、両者の特性のばらつきを少なくする
ことができる。
示すような渦巻状にパターニングし、その下部のＳｉＯ
２膜１２及びＳｉ基板１１を異方性エッチングして堀１
５ａ，１５ｂを形成することにより、間隔Ｌを隔てて赤
外線検出部５ａ，５ｂがそれぞれ形成されている。この
場合、赤外線検出部５ａ，５ｂは半導体製造技術によっ
て形成されるので、両者の特性のばらつきを少なくする
ことができる。
【００２１】図３は、多波長選択フィルタの構成を示す
断面図である。図３において、多波長選択フィルタ４
は、第二基板としての透光性のある高屈折率のＳｉ基板
２０上に形成された多層膜フィルタで、このＳｉ基板２
０上に低屈折率層と高屈折率層が交互に、低屈折率層２
１、高屈折率層２２、低屈折率層２３、スペーサ層（高
屈折率層）２４、低屈折率層２５、高屈折率層２６、の
順に積層されている。そして、Ｓｉ基板２０の裏面には
反射防止膜としての低屈折率層２７が形成されている。
断面図である。図３において、多波長選択フィルタ４
は、第二基板としての透光性のある高屈折率のＳｉ基板
２０上に形成された多層膜フィルタで、このＳｉ基板２
０上に低屈折率層と高屈折率層が交互に、低屈折率層２
１、高屈折率層２２、低屈折率層２３、スペーサ層（高
屈折率層）２４、低屈折率層２５、高屈折率層２６、の
順に積層されている。そして、Ｓｉ基板２０の裏面には
反射防止膜としての低屈折率層２７が形成されている。
【００２２】そして、スペーサ層２４は例えば高屈折率
のＳｉからなり、面方向にその膜厚が連続的に変化する
ように形成されており、このスペーサ層２４が透過する
赤外線の波長を決定する、即ち、多波長選択フィルタの
面方向の位置により透過する赤外線の波長が決定される
こととなっている。尚、このような多波長選択フィルタ
は、例えば本出願人による特開平１０−７８５１０号公
報に開示されているものである。
のＳｉからなり、面方向にその膜厚が連続的に変化する
ように形成されており、このスペーサ層２４が透過する
赤外線の波長を決定する、即ち、多波長選択フィルタの
面方向の位置により透過する赤外線の波長が決定される
こととなっている。尚、このような多波長選択フィルタ
は、例えば本出願人による特開平１０−７８５１０号公
報に開示されているものである。
【００２３】そして、例えば、以下の条件を満たすよう
にスペーサ層４４の傾き及び間隔Ｌを設計する。多波長
選択フィルタ４の位置Ａで４．２５μｍの波長（二酸化
炭素の吸収がピークとなる波長）の赤外線を透過し、位
置Ａから間隔Ｌを隔てた位置Ｂで３．８μｍの波長（水
蒸気の影響の少ない参照光のピークとなる波長）の赤外
線を透過する。広帯域バンドパスフィルタ６の透過波長
帯域内において、位置Ａと位置Ｂの透過波長帯域が重な
らないこと。
にスペーサ層４４の傾き及び間隔Ｌを設計する。多波長
選択フィルタ４の位置Ａで４．２５μｍの波長（二酸化
炭素の吸収がピークとなる波長）の赤外線を透過し、位
置Ａから間隔Ｌを隔てた位置Ｂで３．８μｍの波長（水
蒸気の影響の少ない参照光のピークとなる波長）の赤外
線を透過する。広帯域バンドパスフィルタ６の透過波長
帯域内において、位置Ａと位置Ｂの透過波長帯域が重な
らないこと。
【００２４】そして、図１において、赤外線検出素子５
に形成された赤外線検出部５ａの位置が多波長選択フィ
ルタ４の位置Ａと一致し、赤外線検出部５ｂの位置が多
波長選択フィルタの位置Ｂと一致するようにガスセル２
に対して固定された赤外線検出素子５に対して多波長選
択フィルタ４を位置決め配置し、固定する。
に形成された赤外線検出部５ａの位置が多波長選択フィ
ルタ４の位置Ａと一致し、赤外線検出部５ｂの位置が多
波長選択フィルタの位置Ｂと一致するようにガスセル２
に対して固定された赤外線検出素子５に対して多波長選
択フィルタ４を位置決め配置し、固定する。
【００２５】この場合、図１において、光源３から測定
ガスに照射された赤外線は、多波長選択フィルタ４によ
って４．２５μｍと３．８μｍの２波長が選択され、赤
外線検出素子５に形成された赤外線検出部５ａ，５ｂに
よってそれぞれ検出される。また、広帯域バンドパスフ
ィルタ６は、例えば２．６μｍから４．５μｍまでの波
長を透過しそれ以外の帯域は不透過とするもので、これ
により４．２５μｍと３．８μｍ以外の帯域に存在する
吸収のピークを除外することができる。
ガスに照射された赤外線は、多波長選択フィルタ４によ
って４．２５μｍと３．８μｍの２波長が選択され、赤
外線検出素子５に形成された赤外線検出部５ａ，５ｂに
よってそれぞれ検出される。また、広帯域バンドパスフ
ィルタ６は、例えば２．６μｍから４．５μｍまでの波
長を透過しそれ以外の帯域は不透過とするもので、これ
により４．２５μｍと３．８μｍ以外の帯域に存在する
吸収のピークを除外することができる。
【００２６】そして、ガスセル２に二酸化炭素を導入し
た状態で赤外線検出部５ａ，５ｂの出力差が最大となる
ように微調ネジ７で多波長選択フィルタ４の位置を微調
整した後に不活性ガスをガスセル２に供給して赤外線検
出部５ａ，５ｂのゼロ調整を行うことにより、より正確
な濃度測定を行うことができる。
た状態で赤外線検出部５ａ，５ｂの出力差が最大となる
ように微調ネジ７で多波長選択フィルタ４の位置を微調
整した後に不活性ガスをガスセル２に供給して赤外線検
出部５ａ，５ｂのゼロ調整を行うことにより、より正確
な濃度測定を行うことができる。
【００２７】上述のようなＮＤＩＲガス分析計において
は、使用する光源は一つであるので選択された波長の参
照光により光源の経時変化を補正することができ、環境
の影響を受ける可動部が存在しないので、測定環境が変
動しても正確にガスの濃度を測定することができる。
は、使用する光源は一つであるので選択された波長の参
照光により光源の経時変化を補正することができ、環境
の影響を受ける可動部が存在しないので、測定環境が変
動しても正確にガスの濃度を測定することができる。
【００２８】また、赤外線検出素子５に形成される赤外
線検出部５ａ，５ｂは、それらの出力特性のばらつきが
少ないので、測定ガスと参照光を切り換えて測定するの
ではなく、両者を同時に測定することができ、測定の効
率を高めることができる。
線検出部５ａ，５ｂは、それらの出力特性のばらつきが
少ないので、測定ガスと参照光を切り換えて測定するの
ではなく、両者を同時に測定することができ、測定の効
率を高めることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の検出器が形成された赤外線検出素子と、位置によ
り透過する波長の異なる多波長選択フィルタとを、検出
器の位置と多波長選択フィルタが所望の赤外線の波長を
透過させる位置とが一致するように対向配置することに
より、安価で、一つの光源を使用し、測定環境が変動し
ても正確にガスの濃度を測定可能な赤外線ガス分析計を
実現することができる。
複数の検出器が形成された赤外線検出素子と、位置によ
り透過する波長の異なる多波長選択フィルタとを、検出
器の位置と多波長選択フィルタが所望の赤外線の波長を
透過させる位置とが一致するように対向配置することに
より、安価で、一つの光源を使用し、測定環境が変動し
ても正確にガスの濃度を測定可能な赤外線ガス分析計を
実現することができる。
【００３０】
【図１】本発明の実施例の構成図である。
【図２】赤外線検出素子の構成を示す断面図である。
【図３】多波長選択フィルタの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図４】従来のＮＤＩＲガス分析計の構成図である。
【図５】従来のＮＤＩＲガス分析計の構成図である。
【図６】フィルタの赤外線透過特性、吸収特性図であ
る。
る。
１ ＮＤＩＲガス分析計 ４ 多波長選択フィルタ ５ 赤外線検出素子 ５ａ，５ｂ 赤外線検出部 ７ 微調ネジ １０ ＳＯＩ基板 ２０ Ｓｉ基板 ２４ スペーサ層 Ｌ 間隔
Claims (6)
- 【請求項１】 被測定ガスに赤外線を照射し、所望の波
長の赤外線の吸収特性を検出することにより前記被測定
ガスの濃度を測定する赤外線ガス分析計において、 第一基板に形成された複数の赤外線検出部を有する赤外
線検出素子と、 第二基板に形成され、面方向の位置により異なる波長の
赤外線を透過する多波長選択フィルタ、とを具備し、 前記赤外線検出素子と前記多波長選択フィルタを対向配
置させ、 前記赤外線検出部と対向する前記多波長選択フィルタの
位置によって決定される複数の波長の赤外線を透過させ
て前記赤外線検出部により検出することを特徴とする赤
外線ガス分析計。 - 【請求項２】 被測定ガスに赤外線を照射し、所望の波
長の赤外線の吸収特性を検出することにより前記被測定
ガスの濃度を測定する赤外線ガス分析計において、 第一基板に所望の間隔に配置された複数の赤外線検出部
を有する赤外線検出素子と、 第二基板に形成され、面方向に前記間隔で隔てられた位
置により異なる所望の複数の波長の赤外線を透過する多
波長選択フィルタ、とを具備し、 前記赤外線検出部と、前記多波長選択フィルタが所望の
複数の波長の赤外線を透過させる位置とが対向するよう
に前記赤外線検出素子と前記多波長選択フィルタを対向
配置し、 所望の複数の波長の赤外線を前記多波長選択フィルタを
透過させて前記赤外線検出部により検出するようにした
ことを特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項３】 被測定ガスに赤外線を照射し、所望の波
長の赤外線の吸収特性を検出することにより前記被測定
ガスの濃度を測定する赤外線ガス分析計において、 第一基板に所望の間隔に配置された複数の赤外線検出部
を有する赤外線検出素子と、 第二基板に形成され、面方向に前記間隔で隔てられた位
置により異なる所望の複数の波長の赤外線を透過する多
波長選択フィルタ、とを具備し、 前記赤外線検出部と、前記多波長選択フィルタが所望の
複数の波長の赤外線を透過させる位置とが対向するよう
に前記赤外線検出素子と前記多波長選択フィルタを対向
配置し、 前記赤外線検出素子に対する前記多波長選択フィルタの
位置を微調整する微調整手段を設け、 所望の複数の波長の赤外線を前記多波長選択フィルタを
透過させて前記赤外線検出部により検出するようにした
ことを特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項４】 前記赤外線検出素子に形成される複数の
前記赤外線検出部は、ボロメータであることを特徴とす
る請求項１から請求項３記載の赤外線ガス分析計。 - 【請求項５】 前記多波長選択フィルタは、透過させる
赤外線の波長を決定するスペーサ層を有する多層膜フィ
ルタであり、前記スペーサ層は、その厚さが面方向に異
なるように形成され、面方向の位置により異なる波長の
赤外線を透過するようにしたことを特徴とする請求項１
から請求項４記載の赤外線ガス分析計。 - 【請求項６】 前記被測定ガスは二酸化炭素を含み、こ
の二酸化炭素の濃度を測定することを特徴とする請求項
１から請求項５記載の赤外線ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000041289A JP2001228086A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000041289A JP2001228086A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228086A true JP2001228086A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18564549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000041289A Pending JP2001228086A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001228086A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220625A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Denso Corp | 赤外線式ガス検知装置 |
| US7507967B2 (en) | 2005-03-30 | 2009-03-24 | Denso Corporation | Infrared gas detector |
-
2000
- 2000-02-18 JP JP2000041289A patent/JP2001228086A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7507967B2 (en) | 2005-03-30 | 2009-03-24 | Denso Corporation | Infrared gas detector |
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