ガスセル
【課題】 製造業者に依頼せずに、鏡を清掃することができるガスセルを提供する。
【解決手段】 円筒の中心軸が左右方向になるように配置された円筒状の器壁からなるボディ１１と、鏡１２ａを一端面に有する第一フランジ１２と、鏡１３ａを一端面に有する第二フランジ１３とを備えるガスセル１０であって、セルボディ１１の左端側と第二フランジ１３との間に配置される調整フランジ１４を備え、調整フランジ１４が、セルボディ１１に対して相対位置を調整可能に取り付けられており、第二フランジ１３が、調整フランジ１４の定位置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
【解決手段】 円筒の中心軸が左右方向になるように配置された円筒状の器壁からなるボディ１１と、鏡１２ａを一端面に有する第一フランジ１２と、鏡１３ａを一端面に有する第二フランジ１３とを備えるガスセル１０であって、セルボディ１１の左端側と第二フランジ１３との間に配置される調整フランジ１４を備え、調整フランジ１４が、セルボディ１１に対して相対位置を調整可能に取り付けられており、第二フランジ１３が、調整フランジ１４の定位置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料ガス中の微量成分濃度を測定するためのガスセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境汚染や大気汚染の原因となる排気ガス（試料ガス）中には、Ｈ２ＳやＳＯｘ等のイオウ化合物、ＮＯｘやＮＨ３等の窒素化合物、種々の炭化水素等が含まれている。環境状態、特に住民の健康状態に対するこれらの物質の影響が指摘され、空気中におけるこれらの濃度の測定が重要視されている。
また、温室効果ガスとしての二酸化炭素やメタン等の空気中における濃度の測定も益々広く行われている。
【０００３】
このようなガス分析では一般に、ガスセルの内部に試料ガスを充填し、試料ガス中を光束が透過して、透過した光束を光電検出器で検出することにより、目的成分による光吸収を測定し、その結果、目的成分の濃度を算出している。このとき、比較的少量の試料ガスを用いて、できる限り高感度で測定するために、ガスセルの内部での光路長を拡大した多重反射ガスセルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図３は、従来の多重反射セル式ガス分析システムの一例を示す図である。
多重反射セル式ガス分析システム１０１は、多重反射ガスセル１１０と、分析計２０と、電源部（図示せず）と、パーソナルコンピュータ等により具現化される情報処理装置（図示せず）とを備える。
【０００４】
分析計２０は、略立方体形状の器壁からなる光源室２１を備え、光源室２１の内部には、半導体レーザ等の光源２２と、光源２２から出射した光束を多重反射ガスセル１１０に導入するように反射する光源ミラー２３と、多重反射ガスセル１１０から戻ってきた光束を反射する検出器ミラー２４と、シリコン（Ｓｉ）ダイオードやインジウムガリウムヒ化物（ＩｎＧａＡｓ）ダイオード等の光電変換素子を有する光電検出器２５と、プリアンプ２６と、ハーメチックシール形コネクタ２７とを備える。
なお、光源室２１の器壁には、パージガス（窒素ガス（Ｎ２）等）が所定の圧力に減圧されて光源室２１の内部に供給されるパージガス導入口２１ａと、ガスパージされたパージガスを光源室２１の内部から排出するパージガス排出口２１ｂと、多重反射ガスセル１１０に光束を出射する窓２１ｃと、多重反射ガスセル１１０からの光束を入射する窓２１ｄとが形成されている。
【０００５】
光電検出器２５は、検出器ミラー２４で反射した光束を検出し、光信号から電気信号に光電変換する。プリアンプ２６は、光電検出器２５で光電変換された光束の電気信号を増幅する。そして、ハーメチックシール形コネクタ２７は、プリアンプ２６で増幅された光束の電気信号を光源室２１の外部に取り出し、取り出された電気信号は信号ケーブル等を介して、情報処理装置に送られるようになっている。
【０００６】
多重反射ガスセル１１０は、例えば、直径８ｃｍ、高さＬ３０ｃｍの円筒状の器壁からなるセルボディ１１１と、円板状の第一フランジ１１２と、円板状の第二フランジ１１３と、セルボディ１１１と第一フランジ１１２とを連結するための複数本のボルト１５と、セルボディ１１１と第二フランジ１１３とを連結するための複数本のボルト１６とを備える。
セルボディ１１１は、円筒の中心軸が左右方向になるように配置されており、右端部となる円形状の開口部１１１ａと、左端部となる円形状の開口部１１１ｂと、器壁を上下方向に貫通する円筒状のガス導入孔１１ｃと、器壁を上下方向に貫通する円筒状のガス排出孔１１ｄとを有する。なお、このようなセルボディ１１１は、溶接によって製造されている。
【０００７】
ガス導入孔１１ｃには、ポンプやバルブ等が接続され、ガス導入孔１１ｃからセルボディ１１１の内部に試料ガスが導入されるようになっている。そして、ガス排出孔１１ｄからセルボディ１１１の外部に試料ガスが排出されるようになっている。
円形状の開口部１１１ａの周縁部には、第一フランジ１１２と連結されるためにボルト１５が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴が形成されている。一方、円形状の開口部１１１ｂの周縁部には、第二フランジ１１３と連結されるためにボルト１６が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴が形成されている。
【０００８】
第一フランジ１１２は、例えば、直径１２ｃｍの円板形状であり、一端面の中央部に例えば、直径７ｃｍの凹面鏡１２ａを有するとともに、凹面鏡１２ａの外側になる周縁部にボルト１５が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴を有する。
また、第一フランジ１１２および凹面鏡１２ａの周縁部の一部には、測定用の光束がセルボディ１１１の内部に入射するための例えば、直径０．６ｃｍの入射穴１２ｃが設けられるとともに、第一フランジ１１２および凹面鏡１２ａの周縁部の他の一部には、セルボディ１１１の内部から光束が出射するための例えば、直径０．６ｃｍの出射穴１２ｂが設けられている。なお、入射穴１２ｃと出射穴１２ｂとには、それぞれ光透過性の窓板が窓板押えおよびガスケットによって気密保持されている。
【０００９】
第二フランジ１１３は、例えば、直径１２ｃｍの円板形状であり、一端面の中央部に例えば、直径７ｃｍの凹面鏡１３ａを有するとともに、凹面鏡１３ａの外側になる周縁部にボルト１６が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴を有する。
【００１０】
このような多重反射ガスセル１１０では、第一フランジ１１２の凹面鏡１２ａがセルボディ１１１の右端側の開口部１１１ａを塞ぐように、セルボディ１１１の右端側に第一フランジ１１２がボルト１５を用いて取り付けられている。また、第二フランジ１１３の凹面鏡１３ａがセルボディ１１１の左端側の開口部１１１ｂを塞ぐように、セルボディ１１１の左端側に第二フランジ１１３がボルト１６を用いて取り付けられている。
なお、セルボディ１１１の内部の気密性を確保するため、第一フランジ１１２とセルボディ１１１との接触部と、第二フランジ１１３とセルボディ１１１との接触部とには、円環形状の合成ゴム製のガスケットが挟持されている。なお、それぞれの凹面鏡とフランジ（１２ａと１１２、１３ａと１１３）は一体加工により一体製作してもよい。
【００１１】
上記第一フランジ、第二フランジ、セルボディおよびボルトの材料としては、耐腐食性を考慮して、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）等が使用可能である。
上記ガスケットには、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、天然ゴム等によって製造される合成ゴムが使用可能である。
【００１２】
このような多重反射セル式ガス分析システム１０１によれば、試料ガスがガス導入孔１１ｃを通じて導入され、セルボディ１１１の内部に満たされる。次に、光源２２から出射した光束は、入射穴１２ｃからセルボディ１１１の内部に入射する。そして、入射した光束は、凹面鏡１３ａに達する。その後、光束は、凹面鏡１２ａと凹面鏡１３ａとの間で数回〜１００回程度の反射、いわゆる多重反射を行う。続いて、多重反射後の光束は、セルボディ１１１の内部から出射穴１２ｂを通過して出射する。出射した光束は、光電検出器２５に送られて、測定が行われることになる。
【００１３】
ここで、多重反射セル式ガス分析システム１０１が設計者の意図した通りに正確に動作するためには、セルボディ１１１の形状の加工精度や、２枚の凹面鏡１２ａ、１３ａの表面形状の加工精度等がある一定の条件を満たした場合にのみ、入射穴１２ｃから入射した光束が、２枚の凹面鏡１２ａ、１３ａの間で所定の回数多重反射された後、光束が正確に出射穴１２ｂから取り出されることになる。
この多重反射ガスセル１１０の光学系が成り立つには２枚の凹面鏡１２ａ、１３ａとセルボディ１１１との間に高い相対位置関係精度が求められる。例えば３者の中心軸がずれたり曲がってはいけない。しかしながら、直管に枝管が取り付けられた複雑な形状のセルボディ１１１を作製するには、通常溶接により作製する（大型多軸機械加工機等を用いて大きな材料から全て切削加工により製作すれば高精度が得られるが実用的でない）（特にセルボディ１１１の左右方向の長さＬが３０ｃｍ程度になるとき）。そのため、多重反射ガスセル１１０の製造業者は、セルボディ１１１の加工精度が多少悪くても、光束を正確に出射穴１２ｂから取り出すために、セルボディ１１１の左端側に第二フランジ１１３を取り付ける際に、セルボディ１１１に対する凹面鏡１３ａの取り付け位置を調整手段（例えば、安全な可視レーザ光を用いて光軸が見えるようにして凹面鏡フランジ（第二フランジ１１３）を動かして調整を行い適切な位置で固定する等）によって微調節して取り付けることにより、設計者の意図した通りに正確に動作するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−８００１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、上述したような多重反射セル式ガス分析システム１０１において、製造業者から多重反射ガスセル１１０を購入した使用者が、試料ガスの定性・定量分析を行っていくと、多重反射ガスセル１１０の内部（凹面鏡）は、試料ガスに直接接触するので、試料ガスの気化残渣等の付着により汚れていく。よって、凹面鏡１２ａ、１３ａが汚れたときに、凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃するために、多重反射セル式ガス分析システム１０１から多重反射ガスセル１１０を取り外し、さらに多重反射ガスセル１１０を分解する必要がある。
そして、多重反射ガスセル１１０の凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃した後に、セルボディ１１１の左端側に第二フランジ１１３を取り付ける際に、上述したように光束を正確に出射穴１２ｂから取り出すために、セルボディ１１１に対する凹面鏡１３ａの取り付け位置を調整手段によって微調節しなければならない。
【００１６】
しかしながら、使用者は、多重反射ガスセル１１０の製造業者のように、セルボディ１１１に対する凹面鏡１３ａの取り付け位置を、調整手段によって微調節する能力がなく、そのため、使用者が凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃する際には、多重反射ガスセル１１０の製造業者に必ず依頼しなければいけないという手間がかかっていた。
そこで、本発明は、製造業者に依頼せずに、鏡（凹面鏡）を清掃することができるガスセルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するためになされた本発明のガスセルは、円筒の中心軸が左右方向になるように配置された円筒状の器壁からなり、内部に試料ガスが導入されるセルボディと、鏡を一端面に有する第一フランジと、鏡を一端面に有する第二フランジとを備え、試料ガスが導入されるガス導入孔と、試料ガスが排出されるガス排出孔と、光束が入射する入射穴と、光束が出射する出射穴とが形成されており、前記第一フランジの鏡がセルボディの右端側の開口を塞ぐように、前記セルボディの右端側に第一フランジが配置されるとともに、前記第二フランジの鏡がセルボディの左端側の開口を塞ぐように、前記セルボディの左端側に第二フランジが配置され、前記入射穴外部から入射した光束が、上記２個の鏡で交互に反射しながら、前記セルボディと２個の鏡との間に形成された内部空間に充填された試料ガス中を透過した後、前記出射穴から出射するように構成されたガスセルであって、前記セルボディの左端側と第二フランジとの間に配置される調整フランジを備え、前記調整フランジが、前記セルボディに対して相対位置を調整可能に取り付けられており、前記第二フランジが、前記調整フランジの定位置に着脱可能に取り付けられているようにしている。
【００１８】
ここで、「前記第二フランジが、前記調整フランジの定位置に着脱可能に取り付けられている」とは、定位置にしか取り付けることができず、定位置のみに取り付けることができることをいい、例えば、調整手段（例えば、安全な可視レーザ光を用いて光軸が見えるようにして調整フランジや第二フランジを動かして調整を行い適切な位置で固定する等）等のように他の装置や道具を用いて定位置に取り付けることは除き、他の装置や道具を用いなくても定位置に取り付けることができることである。
また、「前記調整フランジが、前記セルボディに対して相対位置を調整可能に取り付けられている」とは、調整手段（例えば、安全な可視レーザ光を用いて光軸が見えるようにして調整フランジやセルボディを動かして調整を行い適切な位置で固定する等）等のように他の装置や道具を用いて取り付けることをいう。
また、「円筒状の器壁からなるセルボディ」は、左右方向の中央辺りで分割されたような２分割された構造であってもよく、全く分割されていない構造であってもよい。
なお、調整フランジは、セルボディの左端側と第二フランジとの間に配置されているが、左右をひっくり返すと、セルボディの右端側と第二フランジとの間に配置されることになる。つまり、調整フランジの位置はセルボディの左端側に限らないことになる。
【００１９】
本発明のガスセルによれば、ガスセルの製造業者は、まず、セルボディの右端側に第一フランジを取り付ける。次に、調整フランジの定位置に第二フランジを取り付ける。次に、セルボディの左端側と調整フランジとは、調整手段によって位置合わせして、セルボディの左端側に調整フランジを取り付ける。つまり、光束を正確に出射穴から取り出すために、調整フランジの取り付け位置が調整手段によって微調節されて取り付けられている。
【００２０】
その後、製造業者からガスセルを購入した使用者が、鏡を清掃するときには、調整フランジから第二フランジを取り外す。このとき、セルボディの右端側から第一フランジを取り外さず、かつ、セルボディの左端側から調整フランジを取り外さない。
そして、使用者が鏡を清掃した後には、調整フランジと第二フランジとを位置合わせして、調整フランジの定位置に第二フランジを取り付ける。これにより、セルボディに対する鏡の取り付け位置を正確に元の取り付け位置に戻すことができる。つまり、セルボディに対する鏡の取り付け位置を調整手段によって微調節せずに、光束を正確に出射穴から取り出すことができる取り付け位置に戻す。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明のガスセルによれば、製造業者に依頼せずに、鏡を清掃することができる。
【００２２】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、本発明のガスセルは、前記調整フランジには第二雄部が形成されるとともに、前記第二フランジには第二雌部が形成されており、前記第二雄部と第二雌部とによって位置合わせされて、前記調整フランジに第二フランジが取り付けられているようにしてもよい。
また、本発明のガスセルは、前記調整フランジに形成された第二雄部は、凸部又は凹部であるとともに、前記第二フランジに形成された第二雌部は、前記第二雄部に対応する凹部又は凸部であるようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明のガスセルは、前記セルボディの右端側には第一雄部が形成されるとともに、前記第一フランジには第一雌部が形成されており、前記第一雄部と第一雌部とによって位置合わせされて、前記セルボディの右端側に第一フランジが取り付けられているようにしてもよい。
本発明のガスセルによれば、ガスセルの製造業者は、まず、セルボディの右端側に形成された第一雄部と、第一フランジに形成された第一雌部とによって位置合わせして、セルボディの右端側に第一フランジを取り付ける。次に、調整フランジに形成された第二雄部と、第二フランジに形成された第二雌部とによって位置合わせして、調整フランジに第二フランジを取り付ける。次に、セルボディの左端側と調整フランジとは、調整手段によって位置合わせして、セルボディの左端側に調整フランジを取り付ける。つまり、光束を正確に出射穴から取り出すために、調整フランジの取り付け位置が調整手段によって微調節されて取り付けられている。
【００２４】
その後、製造業者からガスセルを購入した使用者が、鏡を清掃するときには、セルボディの右端側から第一フランジを取り外すとともに、調整フランジから第二フランジを取り外す。このとき、セルボディの左端側から調整フランジを取り外さない。
そして、使用者が鏡を清掃した後には、セルボディの右端側に形成された第一雄部と、第一フランジに形成された第一雌部とによって位置合わせして、セルボディの右端側に第一フランジを取り付ける。次に、調整フランジに形成された第二雄部と、第二フランジに形成された第二雌部とによって位置合わせして、調整フランジに第二フランジを取り付ける。これにより、セルボディに対する鏡の取り付け位置を正確に元の取り付け位置に戻すことができる。つまり、セルボディに対する鏡の取り付け位置を調整手段によって微調節せずに、光束を正確に出射穴から取り出すことができる取り付け位置に戻す。
以上のように、本発明のガスセルによれば、製造業者に依頼せずに、鏡を清掃することができる。
【００２５】
そして、本発明のガスセルは、前記調整フランジに形成された第二雄部は、凸部又は凹部であるとともに、前記第二フランジに形成された第二雌部は、前記第二雄部に対応する凹部又は凸部であるようにしてもよい。
さらに、本発明のガスセルは、前記セルボディの左端側と調整フランジとは、調整手段によって位置合わせされて、前記セルボディの左端側に調整フランジが取り付けられているようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態である多重反射セル式ガス分析システムの一例を示す図である。
【図２】図１に示す多重反射セル式ガス分析システムにおけるＡ部分の拡大断面図である。
【図３】従来の多重反射セル式ガス分析システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態である多重反射セル式ガス分析システムの一例を示す図であり、図２は、図１に示す多重反射セル式ガス分析システムにおけるＡ部分の拡大断面図である。なお、上述した多重反射セル式ガス分析システム１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
多重反射セル式ガス分析システム１は、多重反射ガスセル１０と、分析計２０と、電源部（図示せず）と、パーソナルコンピュータにより具現化される情報処理装置（図示せず）とを備える。
【００２９】
多重反射ガスセル１０は、例えば、直径８ｃｍ、高さ３００ｃｍの円筒状の器壁からなるセルボディ１１と、円板状の第一フランジ１２と、円板状の第二フランジ１３と、円環形状の調整フランジ１４と、セルボディ１１と第一フランジ１２とを連結するための複数本のボルト１５と、セルボディ１１と調整フランジ１４とを連結するための複数本のボルト１７と、調整フランジ１４と第二フランジ１３とを連結するための複数本のボルト１６とを備える。
セルボディ１１は、円筒の中心軸が左右方向になるように配置されており、右端部となる円形状の開口部１１ａと、左端部となる円形状の開口部１１ｂと、器壁を上下方向に貫通する円筒状のガス導入孔１１ｃと、器壁を上下方向に貫通する円筒状のガス排出孔１１ｄとを有する。なお、このようなセルボディ１１は、溶接によって製造されている。
【００３０】
円形状の開口部１１ａの周縁部には、第一フランジ１２と連結されるためにボルト１５が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴が形成されている。
さらに、開口部１１ａの周縁部の左側面には、第一フランジ１２に形成された円環形状の凹部（第一雌部）１２ｄによって位置合わせされて第一フランジ１２が取り付けられるための円環形状の凸部（第二雄部）１１ｅが形成されている。凸部（雄部）１１ｅは、例えば、高さ０．３ｃｍ、外径７．６ｃｍとなり、一方、凹部（雌部）１２ｄは、凸部（雄部）１１ｅに対応するように、例えば、深さ０．４ｃｍ、内径７．６ｃｍとなっている。
一方、円形状の開口部１１ｂの周縁部には、調整フランジ１４と連結されるためにボルト１７が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴が形成されている。
【００３１】
第一フランジ１２は、例えば、直径１２ｃｍの円板形状であり、左側面（一端面）の中央部に例えば、直径７ｃｍの凹面鏡１２ａを有し、かつ、左側面の凹面鏡１２ａの外側になる周縁部にセルボディ１１の凸部１１ｅが挿入される凹部１２ｄを有するとともに、凹面鏡１２ａの外側になる周縁部にボルト１５が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴を有する。これにより、凹部１２ｄと凸部１１ｅとによって位置合わせすると、第一フランジ１２をセルボディ１１の決まった位置（定位置）に取り付けることができるようになっている。つまり、第一フランジ１２をセルボディ１１から取り外しても、第一フランジ１２をセルボディ１１の元の取り付け位置に容易に戻すことができる。
また、第一フランジ１２および凹面鏡１２ａの周縁部の一部には、測定用の光束がセルボディ１１の内部に入射するための例えば、直径０．６ｃｍの入射穴１２ｃが設けられるとともに、第一フランジ１２および凹面鏡１２ａの周縁部の他の一部には、セルボディ１１の内部から光束が出射するための例えば、直径０．６ｃｍの出射穴１２ｂが設けられている。なお、入射穴１２ｃと出射穴１２ｂとには、それぞれ光透過性の窓板が窓板押えおよびガスケットによって気密保持されている。
【００３２】
調整フランジ１４は、例えば、内径７．２ｃｍ、外形１２ｃｍの円環形状であり、円環の中心軸が左右方向になるように配置される。円環状形の調整フランジ１４には、ボルト１７が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴と、第二フランジ１２と連結されるためにボルト１６が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴とが形成されている。
さらに、調整フランジ１４の左端面には、第二フランジ１３に形成された円環形状の凹部（第二雌部）１３ｂによって位置合わせされて第二フランジ１３が取り付けられるための円環形状の凸部（第二雄部）１４ａが形成されている。凸部（第二雄部）１４ａは、例えば、高さ０．３ｃｍ、外径７．６ｃｍとなり、一方、凹部（第二雌部）１３ｂは、凸部（第二雄部）１４ａに対応するように、例えば、深さ０．４ｃｍ、内径７．６ｃｍとなっている。
【００３３】
第二フランジ１３は、例えば、直径１２ｃｍの円板形状であり、右側面（一端面）の中央部に例えば、直径７ｃｍの凹面鏡１３ａを有し、かつ、右側面の凹面鏡１３ａの外側になる周縁部に調整フランジ１４の凸部１４ａが挿入される凹部１３ｂを有するとともに、凹面鏡１３ａの外側になる周縁部にボルト１６が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴を有する。これにより、凹部１３ｂと凸部１４ａとによって位置合わせすると、第二フランジ１２を調整フランジ１４の決まった位置（定位置）に取り付けることができるようになっている。つまり、第二フランジ１３を調整フランジ１４から取り外しても、第二フランジ１３を調整フランジ１４の元の取り付け位置に容易に戻すことができる。
【００３４】
このような多重反射ガスセル１０では、製造業者によって、第一フランジ１２の凹面鏡１２ａがセルボディ１１の右端側の開口部１１ａを塞ぎ、かつ、凹部１２ｄと凸部１１ｅとによって位置合わせされて、セルボディ１１の右端側に第一フランジ１２がボルト１５を用いて取り付けられている。このとき、セルボディ１１の右端側の決まった位置に第一フランジ１２が取り付けられることになる。
また、第二フランジ１３の凹面鏡１３ａが調整フランジ１４の左端側の開口部を塞ぎ、かつ、凹部１３ｂと凸部１４ａとによって位置合わせされて、調整フランジ１４の左端側に第二フランジ１３がボルト１６を用いて取り付けられている。このとき、調整フランジ１４の左端側の決まった位置に第二フランジ１３が取り付けられることになる。
【００３５】
さらに、セルボディ１１の左端側に調整フランジ１４がボルト１７を用いて取り付けられている。このとき、セルボディ１１の左端側と調整フランジ１４とは、調整手段（例えば、安全な可視レーザ光を用いて光軸が見えるようにして凹面鏡フランジ（調整フランジ１４）を動かして調整を行い適切な位置で固定する等）によって位置合わせされて、セルボディ１１の左端側に調整フランジ１４が取り付けられている。つまり、光束を正確に出射窓１２ｂから取り出すために、調整手段によって微調節されて取り付けられている。
なお、セルボディ１１の内部の気密性を確保するため、第一フランジ１２とセルボディ１１との接触部と、第二フランジ１３と調整フランジ１４との接触部と、調整フランジ１４とセルボディ１１との接触部とには、円環形状の合成ゴム製のガスケットが挟持されている。
【００３６】
このような多重反射セル式ガス分析システム１によれば、製造業者から多重反射ガスセル１０を購入した使用者によって、試料ガスがガス導入孔１１ｃを通じて導入され、セルボディ１１の内部に満たされる。次に、光源２２から出射した光束は、入射穴１２ｃからセルボディ１１の内部に入射する。そして、入射した光束は、凹面鏡１３ａに達する。その後、光束は、凹面鏡１２ａと凹面鏡１３ａとの間で数回〜１００回程度の反射、いわゆる多重反射を行う。続いて、多重反射後の光束は、セルボディ１１の内部から出射穴１２ｂを通過して出射する。出射した光束は、光電検出器２５に送られて、測定が行われることになる。
【００３７】
その後、製造業者から多重反射ガスセル１０を購入した使用者が、凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃するときには、セルボディ１１の右端側から第一フランジ１２を取り外すとともに、調整フランジ１４から第二フランジ１３を取り外す。このとき、調整フランジ１４はセルボディ１１の左端側から取り外さない。
そして、使用者が凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃した後には、凹部１２ｄと凸部１１ｅとによって位置合わせして、セルボディ１１の右端側に第一フランジ１２を取り付ける。次に、凹部１３ｂと凸部１４ａとによって位置合わせして、調整フランジ１４に第二フランジ１３を取り付ける。このとき、セルボディ１１に対する凹面鏡１２ａ、１３ａの取り付け位置を正確に元の取り付け位置に戻すことができる。つまり、セルボディ１１に対する凹面鏡１２ａ、１３ａの取り付け位置を、調整手段によって微調節せずに、光束を正確に出射窓１２ｂから取り出すことができる取り付け位置に戻す。
【００３８】
以上のように、多重反射セル式ガス分析システム１によれば、使用者は、製造業者に依頼せずに、凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃することができる。
【００３９】
＜他の実施形態＞
上述した多重反射セル式ガス分析システム１において、セルボディ１１の左端側と第二フランジ１３との間に配置される調整フランジ１４を備えるような構成を示したが、セルボディの右端側と第一フランジとの間に配置される調整フランジを備えるような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、試料ガス中の微量成分濃度を測定する多重反射セル式ガス分析システム等に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ガスセル
１１ セルボディ
１１ｃ ガス導入孔
１１ｄ ガス排出孔
１１ｅ、１４ａ 凸部（雄部）
１２ 第一フランジ
１２ａ、１３ａ 凹面鏡
１２ｂ 出射穴
１２ｃ 入射穴
１２ｄ、１３ｂ 凹部（雌部）
１３ 第二フランジ
１４ 調整フランジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料ガス中の微量成分濃度を測定するためのガスセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境汚染や大気汚染の原因となる排気ガス（試料ガス）中には、Ｈ２ＳやＳＯｘ等のイオウ化合物、ＮＯｘやＮＨ３等の窒素化合物、種々の炭化水素等が含まれている。環境状態、特に住民の健康状態に対するこれらの物質の影響が指摘され、空気中におけるこれらの濃度の測定が重要視されている。
また、温室効果ガスとしての二酸化炭素やメタン等の空気中における濃度の測定も益々広く行われている。
【０００３】
このようなガス分析では一般に、ガスセルの内部に試料ガスを充填し、試料ガス中を光束が透過して、透過した光束を光電検出器で検出することにより、目的成分による光吸収を測定し、その結果、目的成分の濃度を算出している。このとき、比較的少量の試料ガスを用いて、できる限り高感度で測定するために、ガスセルの内部での光路長を拡大した多重反射ガスセルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図３は、従来の多重反射セル式ガス分析システムの一例を示す図である。
多重反射セル式ガス分析システム１０１は、多重反射ガスセル１１０と、分析計２０と、電源部（図示せず）と、パーソナルコンピュータ等により具現化される情報処理装置（図示せず）とを備える。
【０００４】
分析計２０は、略立方体形状の器壁からなる光源室２１を備え、光源室２１の内部には、半導体レーザ等の光源２２と、光源２２から出射した光束を多重反射ガスセル１１０に導入するように反射する光源ミラー２３と、多重反射ガスセル１１０から戻ってきた光束を反射する検出器ミラー２４と、シリコン（Ｓｉ）ダイオードやインジウムガリウムヒ化物（ＩｎＧａＡｓ）ダイオード等の光電変換素子を有する光電検出器２５と、プリアンプ２６と、ハーメチックシール形コネクタ２７とを備える。
なお、光源室２１の器壁には、パージガス（窒素ガス（Ｎ２）等）が所定の圧力に減圧されて光源室２１の内部に供給されるパージガス導入口２１ａと、ガスパージされたパージガスを光源室２１の内部から排出するパージガス排出口２１ｂと、多重反射ガスセル１１０に光束を出射する窓２１ｃと、多重反射ガスセル１１０からの光束を入射する窓２１ｄとが形成されている。
【０００５】
光電検出器２５は、検出器ミラー２４で反射した光束を検出し、光信号から電気信号に光電変換する。プリアンプ２６は、光電検出器２５で光電変換された光束の電気信号を増幅する。そして、ハーメチックシール形コネクタ２７は、プリアンプ２６で増幅された光束の電気信号を光源室２１の外部に取り出し、取り出された電気信号は信号ケーブル等を介して、情報処理装置に送られるようになっている。
【０００６】
多重反射ガスセル１１０は、例えば、直径８ｃｍ、高さＬ３０ｃｍの円筒状の器壁からなるセルボディ１１１と、円板状の第一フランジ１１２と、円板状の第二フランジ１１３と、セルボディ１１１と第一フランジ１１２とを連結するための複数本のボルト１５と、セルボディ１１１と第二フランジ１１３とを連結するための複数本のボルト１６とを備える。
セルボディ１１１は、円筒の中心軸が左右方向になるように配置されており、右端部となる円形状の開口部１１１ａと、左端部となる円形状の開口部１１１ｂと、器壁を上下方向に貫通する円筒状のガス導入孔１１ｃと、器壁を上下方向に貫通する円筒状のガス排出孔１１ｄとを有する。なお、このようなセルボディ１１１は、溶接によって製造されている。
【０００７】
ガス導入孔１１ｃには、ポンプやバルブ等が接続され、ガス導入孔１１ｃからセルボディ１１１の内部に試料ガスが導入されるようになっている。そして、ガス排出孔１１ｄからセルボディ１１１の外部に試料ガスが排出されるようになっている。
円形状の開口部１１１ａの周縁部には、第一フランジ１１２と連結されるためにボルト１５が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴が形成されている。一方、円形状の開口部１１１ｂの周縁部には、第二フランジ１１３と連結されるためにボルト１６が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴が形成されている。
【０００８】
第一フランジ１１２は、例えば、直径１２ｃｍの円板形状であり、一端面の中央部に例えば、直径７ｃｍの凹面鏡１２ａを有するとともに、凹面鏡１２ａの外側になる周縁部にボルト１５が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴を有する。
また、第一フランジ１１２および凹面鏡１２ａの周縁部の一部には、測定用の光束がセルボディ１１１の内部に入射するための例えば、直径０．６ｃｍの入射穴１２ｃが設けられるとともに、第一フランジ１１２および凹面鏡１２ａの周縁部の他の一部には、セルボディ１１１の内部から光束が出射するための例えば、直径０．６ｃｍの出射穴１２ｂが設けられている。なお、入射穴１２ｃと出射穴１２ｂとには、それぞれ光透過性の窓板が窓板押えおよびガスケットによって気密保持されている。
【０００９】
第二フランジ１１３は、例えば、直径１２ｃｍの円板形状であり、一端面の中央部に例えば、直径７ｃｍの凹面鏡１３ａを有するとともに、凹面鏡１３ａの外側になる周縁部にボルト１６が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴を有する。
【００１０】
このような多重反射ガスセル１１０では、第一フランジ１１２の凹面鏡１２ａがセルボディ１１１の右端側の開口部１１１ａを塞ぐように、セルボディ１１１の右端側に第一フランジ１１２がボルト１５を用いて取り付けられている。また、第二フランジ１１３の凹面鏡１３ａがセルボディ１１１の左端側の開口部１１１ｂを塞ぐように、セルボディ１１１の左端側に第二フランジ１１３がボルト１６を用いて取り付けられている。
なお、セルボディ１１１の内部の気密性を確保するため、第一フランジ１１２とセルボディ１１１との接触部と、第二フランジ１１３とセルボディ１１１との接触部とには、円環形状の合成ゴム製のガスケットが挟持されている。なお、それぞれの凹面鏡とフランジ（１２ａと１１２、１３ａと１１３）は一体加工により一体製作してもよい。
【００１１】
上記第一フランジ、第二フランジ、セルボディおよびボルトの材料としては、耐腐食性を考慮して、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）等が使用可能である。
上記ガスケットには、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、天然ゴム等によって製造される合成ゴムが使用可能である。
【００１２】
このような多重反射セル式ガス分析システム１０１によれば、試料ガスがガス導入孔１１ｃを通じて導入され、セルボディ１１１の内部に満たされる。次に、光源２２から出射した光束は、入射穴１２ｃからセルボディ１１１の内部に入射する。そして、入射した光束は、凹面鏡１３ａに達する。その後、光束は、凹面鏡１２ａと凹面鏡１３ａとの間で数回〜１００回程度の反射、いわゆる多重反射を行う。続いて、多重反射後の光束は、セルボディ１１１の内部から出射穴１２ｂを通過して出射する。出射した光束は、光電検出器２５に送られて、測定が行われることになる。
【００１３】
ここで、多重反射セル式ガス分析システム１０１が設計者の意図した通りに正確に動作するためには、セルボディ１１１の形状の加工精度や、２枚の凹面鏡１２ａ、１３ａの表面形状の加工精度等がある一定の条件を満たした場合にのみ、入射穴１２ｃから入射した光束が、２枚の凹面鏡１２ａ、１３ａの間で所定の回数多重反射された後、光束が正確に出射穴１２ｂから取り出されることになる。
この多重反射ガスセル１１０の光学系が成り立つには２枚の凹面鏡１２ａ、１３ａとセルボディ１１１との間に高い相対位置関係精度が求められる。例えば３者の中心軸がずれたり曲がってはいけない。しかしながら、直管に枝管が取り付けられた複雑な形状のセルボディ１１１を作製するには、通常溶接により作製する（大型多軸機械加工機等を用いて大きな材料から全て切削加工により製作すれば高精度が得られるが実用的でない）（特にセルボディ１１１の左右方向の長さＬが３０ｃｍ程度になるとき）。そのため、多重反射ガスセル１１０の製造業者は、セルボディ１１１の加工精度が多少悪くても、光束を正確に出射穴１２ｂから取り出すために、セルボディ１１１の左端側に第二フランジ１１３を取り付ける際に、セルボディ１１１に対する凹面鏡１３ａの取り付け位置を調整手段（例えば、安全な可視レーザ光を用いて光軸が見えるようにして凹面鏡フランジ（第二フランジ１１３）を動かして調整を行い適切な位置で固定する等）によって微調節して取り付けることにより、設計者の意図した通りに正確に動作するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−８００１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、上述したような多重反射セル式ガス分析システム１０１において、製造業者から多重反射ガスセル１１０を購入した使用者が、試料ガスの定性・定量分析を行っていくと、多重反射ガスセル１１０の内部（凹面鏡）は、試料ガスに直接接触するので、試料ガスの気化残渣等の付着により汚れていく。よって、凹面鏡１２ａ、１３ａが汚れたときに、凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃するために、多重反射セル式ガス分析システム１０１から多重反射ガスセル１１０を取り外し、さらに多重反射ガスセル１１０を分解する必要がある。
そして、多重反射ガスセル１１０の凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃した後に、セルボディ１１１の左端側に第二フランジ１１３を取り付ける際に、上述したように光束を正確に出射穴１２ｂから取り出すために、セルボディ１１１に対する凹面鏡１３ａの取り付け位置を調整手段によって微調節しなければならない。
【００１６】
しかしながら、使用者は、多重反射ガスセル１１０の製造業者のように、セルボディ１１１に対する凹面鏡１３ａの取り付け位置を、調整手段によって微調節する能力がなく、そのため、使用者が凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃する際には、多重反射ガスセル１１０の製造業者に必ず依頼しなければいけないという手間がかかっていた。
そこで、本発明は、製造業者に依頼せずに、鏡（凹面鏡）を清掃することができるガスセルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するためになされた本発明のガスセルは、円筒の中心軸が左右方向になるように配置された円筒状の器壁からなり、内部に試料ガスが導入されるセルボディと、鏡を一端面に有する第一フランジと、鏡を一端面に有する第二フランジとを備え、試料ガスが導入されるガス導入孔と、試料ガスが排出されるガス排出孔と、光束が入射する入射穴と、光束が出射する出射穴とが形成されており、前記第一フランジの鏡がセルボディの右端側の開口を塞ぐように、前記セルボディの右端側に第一フランジが配置されるとともに、前記第二フランジの鏡がセルボディの左端側の開口を塞ぐように、前記セルボディの左端側に第二フランジが配置され、前記入射穴外部から入射した光束が、上記２個の鏡で交互に反射しながら、前記セルボディと２個の鏡との間に形成された内部空間に充填された試料ガス中を透過した後、前記出射穴から出射するように構成されたガスセルであって、前記セルボディの左端側と第二フランジとの間に配置される調整フランジを備え、前記調整フランジが、前記セルボディに対して相対位置を調整可能に取り付けられており、前記第二フランジが、前記調整フランジの定位置に着脱可能に取り付けられているようにしている。
【００１８】
ここで、「前記第二フランジが、前記調整フランジの定位置に着脱可能に取り付けられている」とは、定位置にしか取り付けることができず、定位置のみに取り付けることができることをいい、例えば、調整手段（例えば、安全な可視レーザ光を用いて光軸が見えるようにして調整フランジや第二フランジを動かして調整を行い適切な位置で固定する等）等のように他の装置や道具を用いて定位置に取り付けることは除き、他の装置や道具を用いなくても定位置に取り付けることができることである。
また、「前記調整フランジが、前記セルボディに対して相対位置を調整可能に取り付けられている」とは、調整手段（例えば、安全な可視レーザ光を用いて光軸が見えるようにして調整フランジやセルボディを動かして調整を行い適切な位置で固定する等）等のように他の装置や道具を用いて取り付けることをいう。
また、「円筒状の器壁からなるセルボディ」は、左右方向の中央辺りで分割されたような２分割された構造であってもよく、全く分割されていない構造であってもよい。
なお、調整フランジは、セルボディの左端側と第二フランジとの間に配置されているが、左右をひっくり返すと、セルボディの右端側と第二フランジとの間に配置されることになる。つまり、調整フランジの位置はセルボディの左端側に限らないことになる。
【００１９】
本発明のガスセルによれば、ガスセルの製造業者は、まず、セルボディの右端側に第一フランジを取り付ける。次に、調整フランジの定位置に第二フランジを取り付ける。次に、セルボディの左端側と調整フランジとは、調整手段によって位置合わせして、セルボディの左端側に調整フランジを取り付ける。つまり、光束を正確に出射穴から取り出すために、調整フランジの取り付け位置が調整手段によって微調節されて取り付けられている。
【００２０】
その後、製造業者からガスセルを購入した使用者が、鏡を清掃するときには、調整フランジから第二フランジを取り外す。このとき、セルボディの右端側から第一フランジを取り外さず、かつ、セルボディの左端側から調整フランジを取り外さない。
そして、使用者が鏡を清掃した後には、調整フランジと第二フランジとを位置合わせして、調整フランジの定位置に第二フランジを取り付ける。これにより、セルボディに対する鏡の取り付け位置を正確に元の取り付け位置に戻すことができる。つまり、セルボディに対する鏡の取り付け位置を調整手段によって微調節せずに、光束を正確に出射穴から取り出すことができる取り付け位置に戻す。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明のガスセルによれば、製造業者に依頼せずに、鏡を清掃することができる。
【００２２】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、本発明のガスセルは、前記調整フランジには第二雄部が形成されるとともに、前記第二フランジには第二雌部が形成されており、前記第二雄部と第二雌部とによって位置合わせされて、前記調整フランジに第二フランジが取り付けられているようにしてもよい。
また、本発明のガスセルは、前記調整フランジに形成された第二雄部は、凸部又は凹部であるとともに、前記第二フランジに形成された第二雌部は、前記第二雄部に対応する凹部又は凸部であるようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明のガスセルは、前記セルボディの右端側には第一雄部が形成されるとともに、前記第一フランジには第一雌部が形成されており、前記第一雄部と第一雌部とによって位置合わせされて、前記セルボディの右端側に第一フランジが取り付けられているようにしてもよい。
本発明のガスセルによれば、ガスセルの製造業者は、まず、セルボディの右端側に形成された第一雄部と、第一フランジに形成された第一雌部とによって位置合わせして、セルボディの右端側に第一フランジを取り付ける。次に、調整フランジに形成された第二雄部と、第二フランジに形成された第二雌部とによって位置合わせして、調整フランジに第二フランジを取り付ける。次に、セルボディの左端側と調整フランジとは、調整手段によって位置合わせして、セルボディの左端側に調整フランジを取り付ける。つまり、光束を正確に出射穴から取り出すために、調整フランジの取り付け位置が調整手段によって微調節されて取り付けられている。
【００２４】
その後、製造業者からガスセルを購入した使用者が、鏡を清掃するときには、セルボディの右端側から第一フランジを取り外すとともに、調整フランジから第二フランジを取り外す。このとき、セルボディの左端側から調整フランジを取り外さない。
そして、使用者が鏡を清掃した後には、セルボディの右端側に形成された第一雄部と、第一フランジに形成された第一雌部とによって位置合わせして、セルボディの右端側に第一フランジを取り付ける。次に、調整フランジに形成された第二雄部と、第二フランジに形成された第二雌部とによって位置合わせして、調整フランジに第二フランジを取り付ける。これにより、セルボディに対する鏡の取り付け位置を正確に元の取り付け位置に戻すことができる。つまり、セルボディに対する鏡の取り付け位置を調整手段によって微調節せずに、光束を正確に出射穴から取り出すことができる取り付け位置に戻す。
以上のように、本発明のガスセルによれば、製造業者に依頼せずに、鏡を清掃することができる。
【００２５】
そして、本発明のガスセルは、前記調整フランジに形成された第二雄部は、凸部又は凹部であるとともに、前記第二フランジに形成された第二雌部は、前記第二雄部に対応する凹部又は凸部であるようにしてもよい。
さらに、本発明のガスセルは、前記セルボディの左端側と調整フランジとは、調整手段によって位置合わせされて、前記セルボディの左端側に調整フランジが取り付けられているようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態である多重反射セル式ガス分析システムの一例を示す図である。
【図２】図１に示す多重反射セル式ガス分析システムにおけるＡ部分の拡大断面図である。
【図３】従来の多重反射セル式ガス分析システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態である多重反射セル式ガス分析システムの一例を示す図であり、図２は、図１に示す多重反射セル式ガス分析システムにおけるＡ部分の拡大断面図である。なお、上述した多重反射セル式ガス分析システム１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
多重反射セル式ガス分析システム１は、多重反射ガスセル１０と、分析計２０と、電源部（図示せず）と、パーソナルコンピュータにより具現化される情報処理装置（図示せず）とを備える。
【００２９】
多重反射ガスセル１０は、例えば、直径８ｃｍ、高さ３００ｃｍの円筒状の器壁からなるセルボディ１１と、円板状の第一フランジ１２と、円板状の第二フランジ１３と、円環形状の調整フランジ１４と、セルボディ１１と第一フランジ１２とを連結するための複数本のボルト１５と、セルボディ１１と調整フランジ１４とを連結するための複数本のボルト１７と、調整フランジ１４と第二フランジ１３とを連結するための複数本のボルト１６とを備える。
セルボディ１１は、円筒の中心軸が左右方向になるように配置されており、右端部となる円形状の開口部１１ａと、左端部となる円形状の開口部１１ｂと、器壁を上下方向に貫通する円筒状のガス導入孔１１ｃと、器壁を上下方向に貫通する円筒状のガス排出孔１１ｄとを有する。なお、このようなセルボディ１１は、溶接によって製造されている。
【００３０】
円形状の開口部１１ａの周縁部には、第一フランジ１２と連結されるためにボルト１５が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴が形成されている。
さらに、開口部１１ａの周縁部の左側面には、第一フランジ１２に形成された円環形状の凹部（第一雌部）１２ｄによって位置合わせされて第一フランジ１２が取り付けられるための円環形状の凸部（第二雄部）１１ｅが形成されている。凸部（雄部）１１ｅは、例えば、高さ０．３ｃｍ、外径７．６ｃｍとなり、一方、凹部（雌部）１２ｄは、凸部（雄部）１１ｅに対応するように、例えば、深さ０．４ｃｍ、内径７．６ｃｍとなっている。
一方、円形状の開口部１１ｂの周縁部には、調整フランジ１４と連結されるためにボルト１７が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴が形成されている。
【００３１】
第一フランジ１２は、例えば、直径１２ｃｍの円板形状であり、左側面（一端面）の中央部に例えば、直径７ｃｍの凹面鏡１２ａを有し、かつ、左側面の凹面鏡１２ａの外側になる周縁部にセルボディ１１の凸部１１ｅが挿入される凹部１２ｄを有するとともに、凹面鏡１２ａの外側になる周縁部にボルト１５が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴を有する。これにより、凹部１２ｄと凸部１１ｅとによって位置合わせすると、第一フランジ１２をセルボディ１１の決まった位置（定位置）に取り付けることができるようになっている。つまり、第一フランジ１２をセルボディ１１から取り外しても、第一フランジ１２をセルボディ１１の元の取り付け位置に容易に戻すことができる。
また、第一フランジ１２および凹面鏡１２ａの周縁部の一部には、測定用の光束がセルボディ１１の内部に入射するための例えば、直径０．６ｃｍの入射穴１２ｃが設けられるとともに、第一フランジ１２および凹面鏡１２ａの周縁部の他の一部には、セルボディ１１の内部から光束が出射するための例えば、直径０．６ｃｍの出射穴１２ｂが設けられている。なお、入射穴１２ｃと出射穴１２ｂとには、それぞれ光透過性の窓板が窓板押えおよびガスケットによって気密保持されている。
【００３２】
調整フランジ１４は、例えば、内径７．２ｃｍ、外形１２ｃｍの円環形状であり、円環の中心軸が左右方向になるように配置される。円環状形の調整フランジ１４には、ボルト１７が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴と、第二フランジ１２と連結されるためにボルト１６が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴とが形成されている。
さらに、調整フランジ１４の左端面には、第二フランジ１３に形成された円環形状の凹部（第二雌部）１３ｂによって位置合わせされて第二フランジ１３が取り付けられるための円環形状の凸部（第二雄部）１４ａが形成されている。凸部（第二雄部）１４ａは、例えば、高さ０．３ｃｍ、外径７．６ｃｍとなり、一方、凹部（第二雌部）１３ｂは、凸部（第二雄部）１４ａに対応するように、例えば、深さ０．４ｃｍ、内径７．６ｃｍとなっている。
【００３３】
第二フランジ１３は、例えば、直径１２ｃｍの円板形状であり、右側面（一端面）の中央部に例えば、直径７ｃｍの凹面鏡１３ａを有し、かつ、右側面の凹面鏡１３ａの外側になる周縁部に調整フランジ１４の凸部１４ａが挿入される凹部１３ｂを有するとともに、凹面鏡１３ａの外側になる周縁部にボルト１６が挿入される複数個（例えば、６個）のボルト穴を有する。これにより、凹部１３ｂと凸部１４ａとによって位置合わせすると、第二フランジ１２を調整フランジ１４の決まった位置（定位置）に取り付けることができるようになっている。つまり、第二フランジ１３を調整フランジ１４から取り外しても、第二フランジ１３を調整フランジ１４の元の取り付け位置に容易に戻すことができる。
【００３４】
このような多重反射ガスセル１０では、製造業者によって、第一フランジ１２の凹面鏡１２ａがセルボディ１１の右端側の開口部１１ａを塞ぎ、かつ、凹部１２ｄと凸部１１ｅとによって位置合わせされて、セルボディ１１の右端側に第一フランジ１２がボルト１５を用いて取り付けられている。このとき、セルボディ１１の右端側の決まった位置に第一フランジ１２が取り付けられることになる。
また、第二フランジ１３の凹面鏡１３ａが調整フランジ１４の左端側の開口部を塞ぎ、かつ、凹部１３ｂと凸部１４ａとによって位置合わせされて、調整フランジ１４の左端側に第二フランジ１３がボルト１６を用いて取り付けられている。このとき、調整フランジ１４の左端側の決まった位置に第二フランジ１３が取り付けられることになる。
【００３５】
さらに、セルボディ１１の左端側に調整フランジ１４がボルト１７を用いて取り付けられている。このとき、セルボディ１１の左端側と調整フランジ１４とは、調整手段（例えば、安全な可視レーザ光を用いて光軸が見えるようにして凹面鏡フランジ（調整フランジ１４）を動かして調整を行い適切な位置で固定する等）によって位置合わせされて、セルボディ１１の左端側に調整フランジ１４が取り付けられている。つまり、光束を正確に出射窓１２ｂから取り出すために、調整手段によって微調節されて取り付けられている。
なお、セルボディ１１の内部の気密性を確保するため、第一フランジ１２とセルボディ１１との接触部と、第二フランジ１３と調整フランジ１４との接触部と、調整フランジ１４とセルボディ１１との接触部とには、円環形状の合成ゴム製のガスケットが挟持されている。
【００３６】
このような多重反射セル式ガス分析システム１によれば、製造業者から多重反射ガスセル１０を購入した使用者によって、試料ガスがガス導入孔１１ｃを通じて導入され、セルボディ１１の内部に満たされる。次に、光源２２から出射した光束は、入射穴１２ｃからセルボディ１１の内部に入射する。そして、入射した光束は、凹面鏡１３ａに達する。その後、光束は、凹面鏡１２ａと凹面鏡１３ａとの間で数回〜１００回程度の反射、いわゆる多重反射を行う。続いて、多重反射後の光束は、セルボディ１１の内部から出射穴１２ｂを通過して出射する。出射した光束は、光電検出器２５に送られて、測定が行われることになる。
【００３７】
その後、製造業者から多重反射ガスセル１０を購入した使用者が、凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃するときには、セルボディ１１の右端側から第一フランジ１２を取り外すとともに、調整フランジ１４から第二フランジ１３を取り外す。このとき、調整フランジ１４はセルボディ１１の左端側から取り外さない。
そして、使用者が凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃した後には、凹部１２ｄと凸部１１ｅとによって位置合わせして、セルボディ１１の右端側に第一フランジ１２を取り付ける。次に、凹部１３ｂと凸部１４ａとによって位置合わせして、調整フランジ１４に第二フランジ１３を取り付ける。このとき、セルボディ１１に対する凹面鏡１２ａ、１３ａの取り付け位置を正確に元の取り付け位置に戻すことができる。つまり、セルボディ１１に対する凹面鏡１２ａ、１３ａの取り付け位置を、調整手段によって微調節せずに、光束を正確に出射窓１２ｂから取り出すことができる取り付け位置に戻す。
【００３８】
以上のように、多重反射セル式ガス分析システム１によれば、使用者は、製造業者に依頼せずに、凹面鏡１２ａ、１３ａを清掃することができる。
【００３９】
＜他の実施形態＞
上述した多重反射セル式ガス分析システム１において、セルボディ１１の左端側と第二フランジ１３との間に配置される調整フランジ１４を備えるような構成を示したが、セルボディの右端側と第一フランジとの間に配置される調整フランジを備えるような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、試料ガス中の微量成分濃度を測定する多重反射セル式ガス分析システム等に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ガスセル
１１ セルボディ
１１ｃ ガス導入孔
１１ｄ ガス排出孔
１１ｅ、１４ａ 凸部（雄部）
１２ 第一フランジ
１２ａ、１３ａ 凹面鏡
１２ｂ 出射穴
１２ｃ 入射穴
１２ｄ、１３ｂ 凹部（雌部）
１３ 第二フランジ
１４ 調整フランジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒の中心軸が左右方向になるように配置された円筒状の器壁からなり、内部に試料ガスが導入されるセルボディと、
鏡を一端面に有する第一フランジと、
鏡を一端面に有する第二フランジとを備え、
試料ガスが導入されるガス導入孔と、試料ガスが排出されるガス排出孔と、光束が入射する入射穴と、光束が出射する出射穴とが形成されており、
前記第一フランジの鏡がセルボディの右端側の開口を塞ぐように、前記セルボディの右端側に第一フランジが配置されるとともに、
前記第二フランジの鏡がセルボディの左端側の開口を塞ぐように、前記セルボディの左端側に第二フランジが配置され、
前記入射穴外部から入射した光束が、上記２個の鏡で交互に反射しながら、前記セルボディと２個の鏡との間に形成された内部空間に充填された試料ガス中を透過した後、前記出射穴から出射するように構成されたガスセルであって、
前記セルボディの左端側と第二フランジとの間に配置される調整フランジを備え、
前記調整フランジが、前記セルボディに対して相対位置を調整可能に取り付けられており、
前記第二フランジが、前記調整フランジの定位置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とするガスセル。
【請求項２】
前記調整フランジには第二雄部が形成されるとともに、前記第二フランジには第二雌部が形成されており、
前記第二雄部と第二雌部とによって位置合わせされて、前記調整フランジに第二フランジが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のガスセル。
【請求項３】
前記調整フランジに形成された第二雄部は、凸部又は凹部であるとともに、前記第二フランジに形成された第二雌部は、前記第二雄部に対応する凹部又は凸部であることを特徴とする請求項２に記載のガスセル。
【請求項４】
前記セルボディの右端側には第一雄部が形成されるとともに、前記第一フランジには第一雌部が形成されており、
前記第一雄部と第一雌部とによって位置合わせされて、前記セルボディの右端側に第一フランジが取り付けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のガスセル。
【請求項５】
前記調整フランジに形成された第二雄部は、凸部又は凹部であるとともに、前記第二フランジに形成された第二雌部は、前記第二雄部に対応する凹部又は凸部であることを特徴とする請求項４に記載のガスセル。
【請求項６】
前記セルボディの左端側と調整フランジとは、調整手段によって位置合わせされて、前記セルボディの左端側に調整フランジが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のガスセル。
【請求項１】
円筒の中心軸が左右方向になるように配置された円筒状の器壁からなり、内部に試料ガスが導入されるセルボディと、
鏡を一端面に有する第一フランジと、
鏡を一端面に有する第二フランジとを備え、
試料ガスが導入されるガス導入孔と、試料ガスが排出されるガス排出孔と、光束が入射する入射穴と、光束が出射する出射穴とが形成されており、
前記第一フランジの鏡がセルボディの右端側の開口を塞ぐように、前記セルボディの右端側に第一フランジが配置されるとともに、
前記第二フランジの鏡がセルボディの左端側の開口を塞ぐように、前記セルボディの左端側に第二フランジが配置され、
前記入射穴外部から入射した光束が、上記２個の鏡で交互に反射しながら、前記セルボディと２個の鏡との間に形成された内部空間に充填された試料ガス中を透過した後、前記出射穴から出射するように構成されたガスセルであって、
前記セルボディの左端側と第二フランジとの間に配置される調整フランジを備え、
前記調整フランジが、前記セルボディに対して相対位置を調整可能に取り付けられており、
前記第二フランジが、前記調整フランジの定位置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とするガスセル。
【請求項２】
前記調整フランジには第二雄部が形成されるとともに、前記第二フランジには第二雌部が形成されており、
前記第二雄部と第二雌部とによって位置合わせされて、前記調整フランジに第二フランジが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のガスセル。
【請求項３】
前記調整フランジに形成された第二雄部は、凸部又は凹部であるとともに、前記第二フランジに形成された第二雌部は、前記第二雄部に対応する凹部又は凸部であることを特徴とする請求項２に記載のガスセル。
【請求項４】
前記セルボディの右端側には第一雄部が形成されるとともに、前記第一フランジには第一雌部が形成されており、
前記第一雄部と第一雌部とによって位置合わせされて、前記セルボディの右端側に第一フランジが取り付けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のガスセル。
【請求項５】
前記調整フランジに形成された第二雄部は、凸部又は凹部であるとともに、前記第二フランジに形成された第二雌部は、前記第二雄部に対応する凹部又は凸部であることを特徴とする請求項４に記載のガスセル。
【請求項６】
前記セルボディの左端側と調整フランジとは、調整手段によって位置合わせされて、前記セルボディの左端側に調整フランジが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のガスセル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２４２２８１（Ｐ２０１１−２４２２８１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１５３７６（Ｐ２０１０−１１５３７６）
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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