JPS60140141A - 光ガスセンサ - Google Patents
光ガスセンサInfo
- Publication number
- JPS60140141A JPS60140141A JP24932683A JP24932683A JPS60140141A JP S60140141 A JPS60140141 A JP S60140141A JP 24932683 A JP24932683 A JP 24932683A JP 24932683 A JP24932683 A JP 24932683A JP S60140141 A JPS60140141 A JP S60140141A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirrors
- optical path
- gas sensor
- mirror
- pair
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/031—Multipass arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光ガスセンサに係り特にｌト型でかつ、小範囲
のガス検出を高感度で行うための改良された光ガスセン
サに関する。
のガス検出を高感度で行うための改良された光ガスセン
サに関する。
〈従来技術と背景〉
特定のガス成分が光波長帯の特定の波長成分を選択的に
吸収したり散乱させｌこりする現象は物理現象として知
られており、いわゆる光ガスセンサとして例えば空気中
の！！量ガス成分や水分の検出あるいは分析に使用され
ている。これは成分ガスにより夫々固有の吸収あるいは
散乱波長が定まっていることは先にのべたが、その波長
帯における吸収あるいは散乱量が少くとも成分としてあ
まり多くない間は成分量に比例することが知られている
からである。
吸収したり散乱させｌこりする現象は物理現象として知
られており、いわゆる光ガスセンサとして例えば空気中
の！！量ガス成分や水分の検出あるいは分析に使用され
ている。これは成分ガスにより夫々固有の吸収あるいは
散乱波長が定まっていることは先にのべたが、その波長
帯における吸収あるいは散乱量が少くとも成分としてあ
まり多くない間は成分量に比例することが知られている
からである。
なを、こうした特性吸収あるいは＾夕乱波長幅はきわめ
てせまく、こうした成長幅の光のみを検出することは光
検出器では困難でありレーザの方の発光波長幅がきわめ
てせまくエネルギ密度の高い（強くシャープなエネルギ
スペクトル）光源があ一イ＞＾ＩＪ−ｔＬ郁詰ｔイ西ム
ム夷−イξ４Ｌｌぬブムヱー第１図にこうした光ガスセ
ンサの従来構成を示すが、１が光源である可変波長レー
ザ、２が光路、３け光検出器でＬが光路長である。
てせまく、こうした成長幅の光のみを検出することは光
検出器では困難でありレーザの方の発光波長幅がきわめ
てせまくエネルギ密度の高い（強くシャープなエネルギ
スペクトル）光源があ一イ＞＾ＩＪ−ｔＬ郁詰ｔイ西ム
ム夷−イξ４Ｌｌぬブムヱー第１図にこうした光ガスセ
ンサの従来構成を示すが、１が光源である可変波長レー
ザ、２が光路、３け光検出器でＬが光路長である。
なを可変波長レーザとしては半導体レーザーの中に励起
縦波によりまた温度により波長域が可変のものが知られ
ており、すでに実用されている。
縦波によりまた温度により波長域が可変のものが知られ
ており、すでに実用されている。
こうした構成で光路長しの部分に介在するガスを可変波
長レーザ１の光波長を変えながら特定波長に対応する発
光量に対する受光量を測〆し、これと特定のガスが全く
ない場合の受光ｈ＋、’Ｉ’５定のガスが知られた分だ
け含まれる場合の受光ｈ１、ＮＩ？のあらかじめ知られ
た校正用の受光値と比較することにより特定ガスの濃度
を知ることが出来るものである。
長レーザ１の光波長を変えながら特定波長に対応する発
光量に対する受光量を測〆し、これと特定のガスが全く
ない場合の受光ｈ＋、’Ｉ’５定のガスが知られた分だ
け含まれる場合の受光ｈ１、ＮＩ？のあらかじめ知られ
た校正用の受光値と比較することにより特定ガスの濃度
を知ることが出来るものである。
しかしこうした方法で低濃度のガスを検出しようとする
と感度を上げるには両足用の光路長りを大きくする必要
がちるが、これを大きくしてゆくと光路合せがむつかし
くなる外、校正もむつかしくなり、かつｙ１１１定［７
ている領域の中に両度の分布があっても平均１ｂシか検
出出来ないと太う欠点があり、特に測定領域中にガスの
他にゴミ等の固体粒子が介在すると特定波長帯ではなく
全体の受光量に影響を与えるため校正に無視出来ない影
響を及ぼして分析精度を低下させる。
と感度を上げるには両足用の光路長りを大きくする必要
がちるが、これを大きくしてゆくと光路合せがむつかし
くなる外、校正もむつかしくなり、かつｙ１１１定［７
ている領域の中に両度の分布があっても平均１ｂシか検
出出来ないと太う欠点があり、特に測定領域中にガスの
他にゴミ等の固体粒子が介在すると特定波長帯ではなく
全体の受光量に影響を与えるため校正に無視出来ない影
響を及ぼして分析精度を低下させる。
〈目的と特徴〉
本発明は上記にかんがみ測定光路長りを合わせ鏡の多重
反射により実現することによって測定領域をせばめるこ
とにより、スポット測定を可能とし、かつ校正も光路合
せも容易にし、さらには光路長しの選択的切換えも可能
な光ガスセンサを提供することを目的とするものであり
、本発明の特徴は上記目的を実現するため波長可変レー
ザと、光検出器と、一対の鏡を有し波長可変レーザより
光検出器に至る光路を上記一対の鏡により形成した多重
反射光路で構成すること、また、上記一対の鏡の一方に
波長可変レーザと、光検出器とを装尤するとともに他方
の鏡の相対対向角を調整可能に構成し多重反射光路長を
切換え可能に構成することである。
反射により実現することによって測定領域をせばめるこ
とにより、スポット測定を可能とし、かつ校正も光路合
せも容易にし、さらには光路長しの選択的切換えも可能
な光ガスセンサを提供することを目的とするものであり
、本発明の特徴は上記目的を実現するため波長可変レー
ザと、光検出器と、一対の鏡を有し波長可変レーザより
光検出器に至る光路を上記一対の鏡により形成した多重
反射光路で構成すること、また、上記一対の鏡の一方に
波長可変レーザと、光検出器とを装尤するとともに他方
の鏡の相対対向角を調整可能に構成し多重反射光路長を
切換え可能に構成することである。
〈実施例〉
＠２図、第３図、第４図は本発明の一実施例のれ（ε四
囲でｓｂ図中１の可変波長レーザ、３の光検出器、２の
光路は第１図と共通であるまだ、４は一方の合せ鏡、５
は他方の合せ鏡であり、６と７は合せ鏡に設けられたレ
ーザ光の入射口と光検出器３への域り出し口であり、合
せ鏡け４の間かくでｌＶ７少角θだけ平行より傾けて配
置されており、測定用の光路長しは、上記θを設定する
ことにより合せ鏡５での折り返し回数ｎを設定するとＬ
中２Ｉｎの長さに設定される。
囲でｓｂ図中１の可変波長レーザ、３の光検出器、２の
光路は第１図と共通であるまだ、４は一方の合せ鏡、５
は他方の合せ鏡であり、６と７は合せ鏡に設けられたレ
ーザ光の入射口と光検出器３への域り出し口であり、合
せ鏡け４の間かくでｌＶ７少角θだけ平行より傾けて配
置されており、測定用の光路長しは、上記θを設定する
ことにより合せ鏡５での折り返し回数ｎを設定するとＬ
中２Ｉｎの長さに設定される。
なを可変波長レーザ１、および光検出器３はｄの間かく
で合せ鋭の一方４に相対固定状すで装着゛されているし
、他方の合せ鏡５け一方に固定支点、他方に調整支点を
有しネジ等の手段によりθを調整（選択設定）可能に構
成されている。
で合せ鋭の一方４に相対固定状すで装着゛されているし
、他方の合せ鏡５け一方に固定支点、他方に調整支点を
有しネジ等の手段によりθを調整（選択設定）可能に構
成されている。
こうした構成姉おいて、θが小さくｎががなり大きな条
件で考えると、本実施例においては測定領域としてはｉ
−ｄ光路長としてはＬ＝２ｎｌ、が実現出来るため、必
要な測定光路長りを充分大きくｔ皆引！１′８φ５医各
・ｈ払イコソ、り〃糺１ｙ田１１ζ；了Ｑ八１にム餓定
することが出来るし、測定光路長を変えて感度をきりか
えることも出来る。
件で考えると、本実施例においては測定領域としてはｉ
−ｄ光路長としてはＬ＝２ｎｌ、が実現出来るため、必
要な測定光路長りを充分大きくｔ皆引！１′８φ５医各
・ｈ払イコソ、り〃糺１ｙ田１１ζ；了Ｑ八１にム餓定
することが出来るし、測定光路長を変えて感度をきりか
えることも出来る。
なをｌとｄを設定した時の反射回数としての前記ｎとこ
れに対応するθｎの関係はθが微少の範囲ではｔａｎＯ
中θであるからｄ中ｎ２・２１θｎの関係が成立するは
ずであり、θＱｔ／Ｃよりｎを設定することは原理的に
もかんたんに出来る。
れに対応するθｎの関係はθが微少の範囲ではｔａｎＯ
中θであるからｄ中ｎ２・２１θｎの関係が成立するは
ずであり、θＱｔ／Ｃよりｎを設定することは原理的に
もかんたんに出来る。
なを第３図の８は容器で９は内容物を示し、こうした構
成の光ガスセンサにおりてはガラス等の透明な容器８の
中にガス七は限らず液体等の検体としての内容物９をつ
めたものを測定することも、こうした容器８に２５らか
しめ成分と成分濃度を調整して作成した校正法学として
の内容物９をつめたものを介在させて測定することによ
り校正を行うこ之も容易に行い得る。
成の光ガスセンサにおりてはガラス等の透明な容器８の
中にガス七は限らず液体等の検体としての内容物９をつ
めたものを測定することも、こうした容器８に２５らか
しめ成分と成分濃度を調整して作成した校正法学として
の内容物９をつめたものを介在させて測定することによ
り校正を行うこ之も容易に行い得る。
なを第４図は合せ鏡の別の４１１成を示し固定側が４′
とｅ調整側が５′と５″として４枚合せ鏡の構成とした
ものでありさらにコンパクトな光路が設定出来るもので
ある。
とｅ調整側が５′と５″として４枚合せ鏡の構成とした
ものでありさらにコンパクトな光路が設定出来るもので
ある。
外を自１５１シ１７）１吊「釦ンσ）づ嵜ｌ汁Ｓにり千
ｂｒ Ｉ で七・奄八イ１ノ−ザの入射角をθ′傾けた
場合はｄ中２ｎｌθ′が成立する外は第２図と同４３ｔ
にＬ＝２ｎ６が成立する。
ｂｒ Ｉ で七・奄八イ１ノ−ザの入射角をθ′傾けた
場合はｄ中２ｎｌθ′が成立する外は第２図と同４３ｔ
にＬ＝２ｎ６が成立する。
〈効果〉
以上説明した如く、本発明によれば小型で高感度にスポ
ット測定が出来、感度の切換も校正も簡単な光ガスセン
ザが掃供出来る。
ット測定が出来、感度の切換も校正も簡単な光ガスセン
ザが掃供出来る。
第１図は従来の光カスセンザの説明図、第２図。
第３図、第４図、第５図は本発明の一実施例の説明図を
示す。 図中１は一６Ｊ変波長レーザ、２は光路、３は光検出器
、４と５は一対の合せ税、６と７は入射口と」（７４出
（口、８け′ヒト器、９は内容物を示す。 なをＬ（寸光路長、ｌは合せｆ’Ｑの間隔、θは傾き角
、ｄ＆士大入射口６取出しロアの間の間かくを示十。 茅 １ 図 ？ 茅と図 を５図 羊４ 図 茅、５ 図
示す。 図中１は一６Ｊ変波長レーザ、２は光路、３は光検出器
、４と５は一対の合せ税、６と７は入射口と」（７４出
（口、８け′ヒト器、９は内容物を示す。 なをＬ（寸光路長、ｌは合せｆ’Ｑの間隔、θは傾き角
、ｄ＆士大入射口６取出しロアの間の間かくを示十。 茅 １ 図 ？ 茅と図 を５図 羊４ 図 茅、５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■）波長可変レーザと、光検出器と、一対の鏡を有し波
長可変レーザ゛より光検出器に至る光路を上記一対の鏡
により形成した多重反射光路で構成することを特徴とす
る光ガスセンサ。 ２）上記一対の鋭の一方に波長可変レーザと、光検出器
とを装着するとともに他方の鏡の相対対同角を調整可能
にｔｒｌｉ成し多重反射光路長を切換え可能に４’Ａ成
し／こことを特徴とする特許言肖求の範囲第１項記載の
光ガスセンサ。 ３）上記一対の、睨を対面平行して設置し、波長可変レ
ーザの大引角を蟻に対して、所要の角度傾けて構成し、
多重反射光路長を切換え可能と構成しｌこことをｌｌｋ
黴とする特許請求の範囲第１項記載の）“Ｃガスセンサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24932683A JPS60140141A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 光ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24932683A JPS60140141A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 光ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140141A true JPS60140141A (ja) | 1985-07-25 |
Family
ID=17191339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24932683A Pending JPS60140141A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 光ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140141A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01160358U (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-07 | ||
| JPH01309821A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-12-14 | Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd | 車軸駆動装置 |
| JPH02156574A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結露検知素子 |
| JPH0295840U (ja) * | 1989-01-17 | 1990-07-31 | ||
| JPH0319933U (ja) * | 1989-03-30 | 1991-02-27 | ||
| WO1991005237A2 (en) * | 1989-10-04 | 1991-04-18 | Tsi Incorporated | Single particle detector utilizing light extinction |
| WO1994000750A1 (en) * | 1992-06-23 | 1994-01-06 | Hans Martin | A light-wave guide serving as a gas and/or liquid sensor and an arrangement for supervising or affecting one peripheral unit among several such units from a central unit |
| US5485276A (en) * | 1994-09-22 | 1996-01-16 | Spectral Sciences Inc. | Multi-pass optical cell species concentration measurement system |
| US5644402A (en) * | 1994-10-07 | 1997-07-01 | Hospal Industrie | Device for detecting a conduit and for determining at least one characteristic of its content |
| JP2004500563A (ja) * | 1999-12-29 | 2004-01-08 | エンバイロンメンタル システムズ プロダクツ，インク． | 小さなエンジンを備えたビーイクル排気ガスの遠隔分析のためのシステムと方法 |
| JP2010511168A (ja) * | 2006-11-29 | 2010-04-08 | カスケイド テクノロジーズ リミテッド | ポータル |
| CN112067572A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-11 | 深圳市诺安环境安全股份有限公司 | 一种高稳定的小型红外气体传感器及制作、实现方法 |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP24932683A patent/JPS60140141A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01309821A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-12-14 | Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd | 車軸駆動装置 |
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| US5121988A (en) * | 1989-10-04 | 1992-06-16 | Tsi Incorporated | Single particle detector method and apparatus utilizing light extinction within a sheet of light |
| WO1991005237A2 (en) * | 1989-10-04 | 1991-04-18 | Tsi Incorporated | Single particle detector utilizing light extinction |
| WO1991005237A3 (en) * | 1989-10-04 | 2004-04-22 | Tsi Inc | Single particle detector utilizing light extinction |
| WO1994000750A1 (en) * | 1992-06-23 | 1994-01-06 | Hans Martin | A light-wave guide serving as a gas and/or liquid sensor and an arrangement for supervising or affecting one peripheral unit among several such units from a central unit |
| US5485276A (en) * | 1994-09-22 | 1996-01-16 | Spectral Sciences Inc. | Multi-pass optical cell species concentration measurement system |
| US5644402A (en) * | 1994-10-07 | 1997-07-01 | Hospal Industrie | Device for detecting a conduit and for determining at least one characteristic of its content |
| JP2004500563A (ja) * | 1999-12-29 | 2004-01-08 | エンバイロンメンタル システムズ プロダクツ，インク． | 小さなエンジンを備えたビーイクル排気ガスの遠隔分析のためのシステムと方法 |
| JP2010511168A (ja) * | 2006-11-29 | 2010-04-08 | カスケイド テクノロジーズ リミテッド | ポータル |
| CN112067572A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-11 | 深圳市诺安环境安全股份有限公司 | 一种高稳定的小型红外气体传感器及制作、实现方法 |
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