JPS58143242A - 漏洩ガス検出装置 - Google Patents

漏洩ガス検出装置

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JPS58143242A
JPS58143242A JP2659582A JP2659582A JPS58143242A JP S58143242 A JPS58143242 A JP S58143242A JP 2659582 A JP2659582 A JP 2659582A JP 2659582 A JP2659582 A JP 2659582A JP S58143242 A JPS58143242 A JP S58143242A
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JP
Japan
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light
gases
visible light
photodetector
laser
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Pending
Application number
JP2659582A
Other languages
English (en)
Inventor
Kouji Shinohara
篠原 宏「じ」
Takeshi Akamatsu
赤松 武志
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58143242A publication Critical patent/JPS58143242A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)  発明の技術分野 本発明は漏洩ガス検出装置、特に冷却されるべき赤外光
半導体レーザ素子と可視光半導体発光素子とを受光素子
と共に電子冷却素子上に載置して光送受ユニットを構成
し、さらに光反射手段を該ある 0))技術の背景 赤外光を放射する鉛−テ/I/ル(pbsnTe)など
の多元半導体ならびに可視光を放射するガリウムアルミ
ニウム砒素(oaAgAs)などの発光素子を材料とす
る光放射体は小型軽量で、しかも駆動電流によって波長
を可変できるなど多くの長所を有するために、今日では
広い分野に応用されて極めて有用なものとなっている。
また一方でやはシ例えばHgCdTeやGaA[A8な
どの多元半導体を材料とする各受光素子も小型軽量で、
しかも光検出感度が高いという長所を有するために、同
様に重用されている、 (Q)  従来技術と問題点 これらの光放射体とか受光素子などは、液体窒素などの
寒剤を用い、−196’C(77°K)位まで冷却して
使用されるのが普通であるが、最近では例えば電子冷却
素子などを用いても一1f30℃位には冷却できるよう
になったことから、電子冷却素用する場合も増えて来て
いる。この電子冷却索子を用いる方法は、上記の液体窒
素などの寒剤の時間経過に従かう消耗などがないという
点で長所を有すると言えるのであるが、その反面光放射
体は液体窒素を用いる場合のように連続発振動作ができ
ずにパルス発振動作となる。
一方、漏洩ガスを検知する目的の素子としては従来から
例えば酸化錫(Snug)にプラチナ(pt)とかパラ
ジウム(Pα)などをほんのわずか加えて焼結したもの
が開発されていた。この素子は表面にガス分子が吸着す
ると抵抗が変化することを利用したものであって、廉価
でありしかも冷却の必要がないという利点を有するが、
ガス検出の検出感度が悪く、また検出ガスの種類を区別
できないなどの欠点があった3 この他に赤外線レーザを用いた検知方式があるが赤外光
線は人間の眼に映じないので、仮に前記半導体素子が赤
外線だけを射出するものであれば、これの取扱い者は非
常な困難を感じる。
(へ)発明の構成 本発明はこうした欠点に鑑みてなされたもので電子冷却
素子の低温部に赤外光を放射する半導体レーザ素子と1
f視光を放射する発光素子例えば半導体レーザ素子を受
光素子と共に載置して光送受ユニットを構成し、かっ該
光送受ユニットに対向して当該ユニット中の半導体レー
ザ素子より放射された光を反射し、同ユニット中の受光
素子に上記2つの光を導入するだめの光反射手段を支持
部材によって連結一体化したことを特徴とする漏洩ガス
検出装置を提供するものであシ、以下図面を用いて詳記
する。
(e)  発明の実施例 第1図は本発明に係る漏洩ガス検出装置の構造を示す図
であって電子冷却素子1の低温側1aには例えばセラミ
ック製の絶縁物13を介して銅ブロック14が載置され
てあり、さらにその上部にはやはり絶縁物18を介して
赤外光放射用半導体レーザ素子2と可視光放射用発光素
子25ならびに受光素子8が隣接して配設されている。
そして電子冷却素子lの高温側1bにはやはシ絶縁物1
3を介して放熱手段としてのヒートシンク4が取υ付け
られている。
こうした構成の光送受ユニット20は例えば金属製の封
止容器11によって覆われており、該容器11の内部は
真空に引かれた真空室12となっている。セして該光送
受ユニット20の低部を貫通する絶縁部材15によって
導線9.8,16.26が引き出されており、電子冷却
索子1に供給される電流は導線9を介して、上記容器1
10反対側のヒートシンク4の内側にとりつけられた定
電流電源5から供給されるのであるが、赤外線放射用半
導体レーザ2および可視光放射用素子25に隣接して配
置されている受光素子8は電子冷却素子l上部の冷却温
度によって例えば−180℃位にまで冷却される。
そして上記光送受ユニット20のレーザ素子2から透光
窓lOを介して矢印イ方向に放射されたレーザ光は、素
子25からの可視光とほぼ平行して射出され、透光窓l
Oから!なる距離だけ離れれた光反射手段としてのレト
ロリフレクタ31で反射される。そしてこの反射された
レーザ光は可視光とほぼ平行して矢印口方向に帰って来
て、同じ透光窓10を介して前記光送受ユニッ)20の
容器ll内に入射して受光素子3によって光電変換され
るのであるが、との光電変換の結果としての電気信号は
、前述したようにレーザ素子2がパルス発振動作を行う
ものであるから、やはりパルス状のものとなる1、ただ
し50は集光用のレンズであシ、透光窓lOとしては可
視光をも透過する例えば弗化バリウムなどの板が用いら
れる。
このパルス状の電気信号は導線16によって、前記ヒー
トシンク4の内側に前記定電流電源5およびレーザ素子
または発光素子駆動用パルス電源21と共に隣接して内
蔵配置されている信号処理装置17に導入されるように
なっている。
なお、18は上記した定電流電源5.可視光および赤外
光のレーザ素子駆動用パルス電源21および信号処理装
置17を収納するケースであシ、81およびこの両者を
支持する支持部材30からなる第1図の漏洩ガス検出装
置をこのままACコンセントに挿入して働かせるための
プラグである。
また、支持部材BOは光送受ユニット20に対するレト
ロリフレクタ31の向きを正しい角度に固定維持せしめ
る役割を演する。
今、第1図中で〔ンとして示したように、人体に対して
有壽であったり、あるいは爆発性であったりして危険な
ガス例えば−酸化炭素(CO) 、 −酸化窒素(No
)、iたはメタン(CH4)や他の灰化水X (CH)
などが、光送受ユニット20とレトロリフレクタ81と
の間の矢印42口で示した光路をよぎる形で分布存在し
た場合には、赤外線はこれらガスのそれぞれに特有な異
なった波長において吸収される筈であるから、このガス
の区別はコンパクトに集積化された信号処理装置21の
動作によって行える。
1 しかし半導体レーザ2から放射されるレーザ光は赤
外線であるために人間の眼に映じない。けれどもこの赤
外線と平行して放射さizる発光素子25からの光は可
視光であるので、この可視光を見当にして前記レーザ光
の軸合わせは容易に行えることになる。ちなみに上記発
光素子としてはガリウム(Ga)アルミニウム(i)砒
累(As)の合金で作られた可視光レーザの赤または緑
色のレーザ光を用いると一層都合がよく、しかも人体に
対して危険がない。
以下、時間tを横軸にとって示した第2図(a)〜(d
)に注目して動作を説明する。
まず時間tに依存して便化するパルス状のV−ザ素子駆
動電流1 (t)が第2図(a)に示したように時刻t
oで立上がシ時刻t8で立下がるものとする。
1l−vJ電流I (t)の継続時間は例えば50μs
ec程度であるが、その間駆動電流1 (t)は一定の
値を保つ。
するとレーザ素子2の素子温度T (t)は第2図(′
b)に示したようにtO〜t3の期間にわたって上昇し
て行く。
この第2図(b)の素子温度’、c (t)の変化は、
レーザ素子2における発振波長λ(1)に第2図(0)
に示したような時間的掃引効果を生ぜしめることになる
そして受光素子8に反射して帰って来て入射した光の光
電変換された結果としての信号V (t)は第2図(ロ
))に示したように、第1のガスに対しては時刻tll
cおけるL】なる吸収フィンを、また第2のガスに対し
ては時刻t8におけるL2なる別の吸収ラインを、それ
ぞれ生せしめる。
これは上記第1および第2のガスが第2図(Q)に示し
たようにそれぞれλ1.λ2なる各波長における吸収を
呈する結果であるが、そのために時刻t。
から測ってτlおよびτBなる時間の後に上記したよう
な赤外線吸収が起こるならば、これらτlおよびτ8の
値から空気中に浮遊するガスGの種類がまず判シ、そし
てその他に、第2図(へ)中に示した。al。
d2なる吸収の深さによってガスの濃度が判別できる これらガスGの種類の判定と濃度の判別は、第1図中に
示したコンパクトに作られた信号処理装置21によって
行うことができるのであるが、このガスGの存在の警報
手段は上記光送受ユニット込むことができるし、必要に
応じて前記したガスGの種類と濃度に関する情報を必要
とする場合には上記光送受ユニット20における信号処
理装置の出力を引き出す外部端子を別に設けて別の表示
ユニットに表示させるということを行なってもよい。
また上記漏洩ガス検出装置を用いた検出対象ガスGが空
気よシ軽いものであるならば、例えば一般家庭あるいは
実験室の天井等にとりつけておけばよいし、また逆に空
気よシ重いものであるならば通路あるいは廊下の片隅に
沿わせて配置してもよい。
こうした比較的複雑な操作を遂行する上においては、上
記レーザ光に可視光が平行して放射されることが操作上
大きな助けとなる。
そして支持部材80の直線部分例えば30aとして示し
た部分を例えば計算尺で用いられているような機構を用
いてスフイド式の伸縮自在な構造としておくならば、該
漏洩ガス検出装置の運搬、ガス検出範囲の自由な調整が
可能となる。
(f)  発明の効果 以上に述べた本発明に係る漏洩ガス検出装置は上記の応
用例の外に自動車の廃ガス検知にも利用できるが、要す
るにガス計測全般について適用可能なものであり、こう
した装置を配置しておくことによって爆発性気体、苺ガ
ス等の危険極゛まりない気体の漏洩を早期に発見して悲
惨な事故を未然に防止できるため、実用上極めて有用で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る漏洩ガス検出装置の構造を示す図
、第2図(a)〜(4)は上記検出装置の動作を説明す
るためのタイミングダイアグラムである。 図において1は電子冷却素子、2は半導体レーザ素子、
3は受光素子、4はヒートシンク、5は定電流電源・8
・9・16・26背線・ 1°は透光窓、11は容器、
12は真空室、1Bは絶縁部材、14は銅ブロック、1
5は絶縁部材、17は信号処理装置、25はiJ視光放
射用発光素子、80は支持部材、81はレトロリフレク
タをそれぞれ示1 す。 2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電子冷却素子の低温部に赤外光を放射する半導体レーザ
    索子と可視光を放射する発光素子とを受光素子と共に載
    置して光送受ユニットを構成し、かつ該光送受ユニット
    に対向して当該ユニット中の前記半導体レーザ素子およ
    び発光素子より放射された赤外光と可視光の両者を反射
    し、同ユニット中の受光素子に上記の両光を導入するだ
    めの光反射手段を備えたことを特徴とする漏洩ガス検出
    装置。
JP2659582A 1982-02-19 1982-02-19 漏洩ガス検出装置 Pending JPS58143242A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290947A (ja) * 1987-05-25 1988-11-28 Natl Res Inst For Metals 大気汚染測定装置
US5001346A (en) * 1990-02-26 1991-03-19 Rockwell International Corporation Leak detection system with background compensation
US5298750A (en) * 1992-01-15 1994-03-29 Rericha Frank M Laser precipitation sensor
JPH08278249A (ja) * 1994-10-31 1996-10-22 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus 分光計
USRE37926E1 (en) 1996-02-21 2002-12-10 Idec Izumi Corporation Apparatus and method for detecting transparent substances
JP2006220625A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Denso Corp 赤外線式ガス検知装置
WO2017164033A1 (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 コニカミノルタ株式会社 ガス測定装置
JP2018194423A (ja) * 2017-05-17 2018-12-06 住友電気工業株式会社 光モジュール、検知装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290947A (ja) * 1987-05-25 1988-11-28 Natl Res Inst For Metals 大気汚染測定装置
JPH0549177B2 (ja) * 1987-05-25 1993-07-23 Kagaku Gijutsucho Kinzoku
US5001346A (en) * 1990-02-26 1991-03-19 Rockwell International Corporation Leak detection system with background compensation
US5298750A (en) * 1992-01-15 1994-03-29 Rericha Frank M Laser precipitation sensor
JPH08278249A (ja) * 1994-10-31 1996-10-22 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus 分光計
USRE37926E1 (en) 1996-02-21 2002-12-10 Idec Izumi Corporation Apparatus and method for detecting transparent substances
JP2006220625A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Denso Corp 赤外線式ガス検知装置
WO2017164033A1 (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 コニカミノルタ株式会社 ガス測定装置
JPWO2017164033A1 (ja) * 2016-03-22 2019-01-31 コニカミノルタ株式会社 ガス測定装置
JP2018194423A (ja) * 2017-05-17 2018-12-06 住友電気工業株式会社 光モジュール、検知装置

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