ガスセル
【課題】ガスセルのメンテナンス作業等における作業性を向上させる。
【解決手段】内部にガスを流通させる空間を有し、該空間内のガスに光を照射して光学的測定を行うためのガスセルにおいて、両端が開放された筒状部材１１１並びに筒状部材１１１の側面に設けられ筒状部材１１１の内部空間と外部を連通させるガス導入口１１２及びガス排出口１１３を有するセル本体１１０と、筒状部材１１１の一端の開口を覆うように取り付けられる第１端面体１２０、１４０と、筒状部材１１１の他端の開口を覆うように取り付けられる第２端面体１３０、１５０と、筒状部材１１１の内壁よりも外側を該筒状部材１１１の一端側から他端側に貫通する複数のネジ挿通孔とを設け、筒状部材１１１の一端側から前記ネジ挿通孔に挿入したネジ１６０によって第２端面体１３０、１５０を筒状部材１１１の他端側に固定する。
【解決手段】内部にガスを流通させる空間を有し、該空間内のガスに光を照射して光学的測定を行うためのガスセルにおいて、両端が開放された筒状部材１１１並びに筒状部材１１１の側面に設けられ筒状部材１１１の内部空間と外部を連通させるガス導入口１１２及びガス排出口１１３を有するセル本体１１０と、筒状部材１１１の一端の開口を覆うように取り付けられる第１端面体１２０、１４０と、筒状部材１１１の他端の開口を覆うように取り付けられる第２端面体１３０、１５０と、筒状部材１１１の内壁よりも外側を該筒状部材１１１の一端側から他端側に貫通する複数のネジ挿通孔とを設け、筒状部材１１１の一端側から前記ネジ挿通孔に挿入したネジ１６０によって第２端面体１３０、１５０を筒状部材１１１の他端側に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式のガス分析装置で使用されるガスセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定室に光を照射し、前記測定室に存在するガス分子による光の吸収又は散乱を測定することにより、測定室内のガスの定量分析及び/又は定性分析を行う光学式のガス分析装置が知られている。こうした光学式のガス分析装置は、通常、測定対象ガスが導入されるガスセル、該ガスセル内に光を照射するための光源、及びガスセルから外部に出た光を検出する検出器等から構成されており、ガスが流れる配管（例えば、半導体製造装置のガス流路や自動車の排ガス管等）の途中に取り付けて使用されることが多い。
【０００３】
上記のような光学式のガス分析装置では、ガスセル内における光路長が大きくなるほど高い検出感度が得られる。そのため、高感度を必要とする装置では、ガスセルの内部で光を反射させることにより光路長を大きくすることのできる光反射型のガスセルが採用されている。
【０００４】
図５に、一般的な光反射型ガスセルの構成を示す。ガスセルは、両端が開放された筒状部材４１１並びに該筒状部材の側面に形成されたガス入口４１２及びガス出口４１３を備えたセル本体４１０と、筒状部材４１１の両端にそれぞれネジ４７０、４６０によって固定された第１板状部材４２０及び第２板状部材４３０と、前記第１板状部材４２０及び第２板状部材４３０の対向面上にそれぞれ配置された第１反射鏡４４０及び第２反射鏡４５０とを備えている。第２板状部材４３０には、光源（図示略）からの光をガスセル内に導入するための光入射窓４３１と、ガスセル内から外部へ光を導出するための光出射窓４３２が設けられており、光出射窓４３２からガスセル外に出射した光は検出器（図示略）によって検出される。図５では反射鏡４４０、４５０を平面鏡としたが、特許文献１に記載のように凹面鏡を用いる場合もある。なお、実際の構成では、気密シール材としてＯリングやガスケット等を各部材間に使用するが、本質的でないため図中では省略している（以下同様）。
【０００５】
上記のような光反射型のガスセルでは、反射鏡４４０、４５０が、ガスセル内の試料ガスが流通する空間に露出して配置されているため、使用するうちに反射鏡４４０、４５０の表面にガス分子が吸着したり、反射鏡４４０、４５０の表面被膜が変質したりする。こうしたガス分子の吸着や皮膜の変質は、反射鏡の反射率を低下させ、測定精度低下の原因となることから、光反射型のガスセルでは一定期間使用するごとに反射鏡を交換する必要がある。
【０００６】
図５に示したような従来の光反射型ガスセルにおいて反射鏡４４０、４５０を交換する際には、まず、ガスセルの両側からネジ４７０、４６０を取り外し、セル本体４１０から第１板状部材４２０、第１反射鏡４４０、第２板状部材４３０、及び第２反射鏡４５０を取り外す。そして、第１反射鏡４４０及び第２反射鏡４５０を新しいものと交換した後、取り外しの際と逆の手順で第１板状部材４２０、第１反射鏡４４０、第２板状部材４３０、及び第２反射鏡４５０をセル本体４１０に取り付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2010-249725号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば、半導体製造装置のガス配管等に上記のようなガスセルを取り付ける場合、一般的に、セル本体４１０は配管に組み込まれて容易に取り外せない状態となる。また、半導体製造装置等を小型化する観点から、一般に、セル本体４１０が取り付けられた配管の周辺は種々の配管や装置が密集した状態となっており、セル本体４１０の両側（図５中では右側と左側）に広い作業空間を確保するのは困難である。そのため、従来の光反射型ガスセルを備えたガス分析装置において上記反射鏡の交換等のメンテナンス作業を行う際には、作業者が、セル本体４１０両側の狭い空間内でドライバー等の工具を用いて第１板状部材固定用のネジ４７０及び第２板状部材固定用のネジ４６０の取り付け及び取り外しを行わなければならないため、作業負担が大きかった。
【０００９】
なお、ここでは光反射型のガスセルを例に説明したが、両端が開放された筒状部材を備えたセル本体と、該筒状部材の両端を覆うように取り付けられる二枚の板状部材を有し、光源からの光を一方の板状部材に設けられた窓から取り入れてセル内を通過させると共に、該セル内を通過した光を他方の板状部材に設けられた窓からセル外に出射させて光検出器へと導く光透過型のガスセルにおいても、メンテナンス時等において前記板状部材の着脱を行う場合に同様の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、上記のような反射鏡や板状部材の着脱作業における作業者の負担を軽減することのできるガスセルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明に係るガスセルは、内部にガスを流通させる空間を有し、該空間内のガスに光を照射して該ガスの光学的測定を行うために用いられるガスセルであって、
a) 両端が開放された筒状部材、並びに該筒状部材の側面に設けられ、該筒状部材の内部空間と外部を連通させるガス導入口及びガス排出口を有するセル本体と、
b) 前記筒状部材の一端の開口部を覆うようにして該筒状部材に取り付けられる第１端面体と、
c) 前記筒状部材の他端の開口部を覆うようにして該筒状部材に取り付けられる第２端面体と、
d) 前記セル本体において、前記筒状部材の内壁よりも外側を該筒状部材の一端側から他端側に貫通するように形成された複数のネジ挿通孔と、
を有し、
前記第２端面体が、前記筒状部材の一端側から前記ネジ挿通孔に挿入されたネジによって前記筒状部材の他端側に固定されることを特徴としている。
【００１２】
ここで、第１端面体及び第２端面体は、いずれも上述のような反射鏡と板状部材から構成されるものであってもよく、板状部材のみから成るものであってもよい。例えば、本発明に係るガスセルを光通過型のガスセルとする場合、第１端面体及び第２端面体はいずれも板状部材のみで構成されたものとする。一方、本発明に係るガスセルを、筒状部材の両端間で光を複数回往復させる多重反射型のガスセルとする場合、第１端面体と第２端面体の双方を反射鏡及び板状部材から構成されたものとする。また、本発明に係るガスセルを、筒状部材の両端間で光を１回だけ往復させる単反射型のガスセルとする場合には、第１端面体及び第２端面体のいずれか一方を反射鏡と板状部材から成るものとし、他方を板状部材のみから成るものとする。なお、ここで「板状部材のみ」とは、板状部材を有し反射鏡は有しないことを意味しており、板状部材に加えて反射鏡以外の他の部材を備えた構成を除外するものではない。
【００１３】
また、上記本発明に係るガスセルは、前記ガスセルが、光源から照射された光を前記筒状部材の内部空間の両端間で一回以上往復させた後に光検出器へと導く光反射型のガスセルであって、
前記第２端面体が、前記ネジによって前記筒状部材に固定される板状部材と、該板状部材と前記筒状部材の間に挟持される反射鏡とを含んで成り、
前記第２端面体を前記筒状部材に取り付けた状態において、前記反射鏡の外周が、前記筒状部材の軸線方向から見て該筒状部材の内壁よりも外側且つ前記複数のネジ挿通孔よりも内側に位置するものとすることが望ましい。
【００１４】
また、上記本発明に係るガスセルは、第１端面体にも、前記セル本体のネジ挿通孔と対応する位置にネジ挿通孔を設け、該第１端面体のネジ挿通孔に前記ネジを通過させた上で、該ネジを前記筒状部材の一端側からセル本体のネジ挿通孔に挿通させる構成としてもよい。これにより、第１端面体及び第２端面体をセル本体に一度にネジ留めすることが可能となる。但し、このような構成とした場合、ガスセルからネジを取り外した際に、第１端面体と第２端面体がほぼ同時にセル本体から外れることとなるため、各部材を落下させないよう慎重に作業を行う必要が生じる。
【００１５】
そこで、本発明では、セル本体に対する第１端面体及び第２端面体の着脱作業を安定して行うことができるよう、第１端面体とセル本体の間の固定、及びセル本体と第２端面体の間の固定を、それぞれ異なるネジによって行う構成とすることが望ましい。
【００１６】
すなわち、本発明に係るガスセルは、
e) 前記セル本体において、前記筒状部材の一端の開口部の周囲に、前記複数のネジ挿通孔からずらして形成された複数のネジ穴と、
f) 前記複数のネジ穴と対応する前記第１端面体上の位置に形成された複数のネジ挿通孔とを有し、
前記第１端面体が、前記第１端面体のネジ挿通孔を通って前記セル本体のネジ穴に至るネジによって前記筒状部材の一端側に固定されるものとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
以上のような構成から成る本発明のガスセルによれば、第１端面体を固定するネジと第２端面体を固定するネジをセル本体の同一の側（すなわち上記筒状部材の一端側）から着脱することが可能となる。このため、セル本体の両側からネジの着脱を行わなければならなかった従来のガスセルに比べて、メンテナンス等を行う作業者の負担を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係るガスセルを備えたガス分析装置の構成を示す縦断面図。
【図２】同実施例に係るガスセルを構成する各部の上面図であり、(a)は第１板状部材を、(b)は第１反射鏡を、(c)はセル本体を、(d)は第２反射鏡を、(e)は第２板状部材を示している。
【図３】本発明の他の実施例に係るガスセルを備えたガス分析装置の構成を示す縦断面図。
【図４】本発明の更に他の実施例に係るガスセルを備えたガス分析装置の構成を示す縦断面図。
【図５】従来のガスセルの構成を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るガスセルを備えたガス分析装置の一実施例を示す縦断面図であり、図２はガスセルを構成する各部材の上面図である。図２中の線Ａは、図１における断面位置を表している。なお、以下では、図１を基準に上下前後左右を定義するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
本実施例に係るガス分析装置は、ガスセル内でレーザー光の多重反射を行い、該レーザー光の減衰からガス中の所定成分（例えば水分）の濃度を計測するものである。本実施例に係るガス分析装置は、大きく分けてガスセル１００と光学ユニット２００から構成されており、更に、ガスセル１００は、セル本体１１０、第１板状部材１２０、第２板状部材１３０、第１反射鏡１４０、及び第２反射鏡１５０を含んでいる。
【００２１】
セル本体１１０は、上端及び下端が開放された筒状部材１１１と、該筒状部材１１１の周面に接続されたガス導入管１１２及びガス排出管１１３を有している。筒状部材１１１は、外周面が角筒形状、内周面が円筒形状を成しており、該内周面で囲まれた空間がガスセル１００における測定室１１４として機能する。ガス導入管１１２及びガス排出管１１３は測定室１１４と連通しており、ガス導入管１１２から導入されて測定室１１４を通過した測定対象ガスが、ガス排出管１１３を通って排出される構成となっている。なお、図１中の白矢印はガスの流通方向を示している。
【００２２】
第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０は、それぞれ前記筒状部材１１１の上方及び下方に配置される円盤状の部材である。第１反射鏡１４０及び第２反射鏡１５０は、いずれも円形の反射鏡であり、第１反射鏡１４０は筒状部材１１１の上端と第１板状部材１２０の間に、第２反射鏡１５０は、筒状部材１１１の下端と第２板状部材１３０の間に配置される。なお、第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０の直径はいずれも前記筒状部材１１１の端面の対角寸法と略同一となっており、第１反射鏡１４０の直径は、第１板状部材１２０より僅かに小さくなっている。また、第２反射鏡１５０の直径は筒状部材１１１の内径（つまり測定室１１４の直径）よりも僅かに大きくなっている。なお、第２板状部材１３０の上面には、第２反射鏡１５０の厚みと略同一の深さ及び第２反射鏡１５０の直径よりも僅かに大きな直径を有する凹部から成る第２反射鏡収容部１３１が設けられている。
【００２３】
また、第２板状部材１３０には、測定室１１４に光を導入するための光導入口１３２ａ、及び測定室１１４から光を導出するための光導出口１３２ｂが形成されており、第２反射鏡１５０には、前記光導入口１３２ａ及び光導出口１３２ｂに対応する位置にそれぞれ貫通孔１５１ａ、１５１ｂが形成されている。光導入口１３２ａ及び光導出口１３２ｂには、シール用に透明な窓板１３３ａ、１３３ｂが設けられており、該窓板１３３ａ、１３３ｂは押さえリング１３４ａ、１３４ｂによって第２板状部材１３０に固定されている。
【００２４】
なお、本実施例では、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０が本発明における第１端面体に相当し、第２板状部材１３０及び第２反射鏡１５０が本発明における第２端面体に相当する。また、筒状部材１１１の上端及び下端がそれぞれ本発明における筒状部材の一端及び他端に相当する。
【００２５】
上記本実施例におけるガスセル１００において、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０は、短ネジ１７０によってセル本体１１０の上部に固定され、第２板状部材１３０は、長ネジ１６０によってセル本体１１０の下部に固定される。短ネジ１７０は、相対的に短尺のネジであり、第１板状部材１２０の上面から挿入され、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０を貫通して筒状部材１１１の上端付近所定の深さまで到達する。一方、長ネジ１６０は、相対的に長尺のネジであり、筒状部材１１１の上面から挿入され、該筒状部材１１１を貫通して第２板状部材１３０の所定の深さまで到達する。
【００２６】
図２に示すように、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０には、それぞれ短ネジ１７０を通すための４つのネジ挿通孔（以下、短ネジ挿通孔１２１、１４１と呼ぶ）が設けられており、筒状部材１１１の上端開口の周囲には、前記短ネジ挿通孔１２１、１４１に対応する位置に、短ネジ１７０の先端を挿入するための４つのネジ穴（以下、短ネジ穴１１５と呼ぶ）が形成されている。更に、筒状部材１１１の上端開口の周囲には、筒状部材１１１の軸線方向から見て前記短ネジ穴１１５と重ならない位置に、長ネジ１６０を通すための４つのネジ挿通孔（以下、長ネジ挿通孔１１６と呼ぶ）が設けられている。該４つの長ネジ挿通孔１１６は、いずれも筒状部材１１１の軸線方向と平行に延びる貫通孔であり、各長ネジ挿通孔１１６の上端部には長ネジ１６０の頭部を収容するための座ぐり部１１７が形成されている。第２板状部材１３０の上面には、前記筒状部材１１１の長ネジ挿通孔１１６に対応する位置に、長ネジ１６０の先端を挿入するための４つのネジ穴（以下、長ネジ穴１３５と呼ぶ）が形成されている。なお、図１及び図２から明らかなように、長ネジ１６０は第２反射鏡１５０の外周よりも外側を通るため、第２反射鏡１５０には長ネジ１６０を通すための孔を形成する必要はない。上記構成において、短ネジ穴１１５及び長ネジ穴１３５の内周面には、それぞれ短ネジ１７０及び長ネジ１６０の外周面に設けられたねじ山と螺合するねじ山が形成されている。一方、短ネジ挿通孔１２１、１４１、及び長ネジ挿通孔１１６の内周面には必ずしもネジ山を形成する必要はない。
【００２７】
光学ユニット２００は、半導体レーザー等から成る光源２１０、光検出器２２０、及びこれらを収容する筐体２３０を備えており、筐体２３０は図示しないネジ等によって第２板状部材１３０の下面に固定されている。
【００２８】
以上のような構成から成るガス分析装置において、光源２１０から出射された光は窓板１３３ａ、光導入口１３２ａ、及び貫通孔１５１ａを通って測定室１１４内に入り、対向配置された第１反射鏡１４０と第２反射鏡１５０の間で多重反射された後、貫通孔１５１ｂ、光導出口１３２ｂ、及び窓板１３３ｂを通ってガスセル１００の外に出て光検出器２２０に入射する。光検出器２２０では、入射した光が電気信号に変換され、該電気信号は公知の信号処理回路（図示略）によって処理される。
【００２９】
続いて、上記ガスセル１００における第１反射鏡１４０及び第２反射鏡１５０の交換手順について説明する。まず、作業者がドライバー等の工具を用いて短ネジ１７０を回転させ、該短ネジ１７０を上方へと抜き取る。これにより、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０とセル本体１１０との締結が解除されるので、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０をセル本体１１０の上部から取り外す。
【００３０】
以上により、長ネジ１６０の頭部が外部に露出するので、同様に工具を用いて長ネジ１６０を回転させて上方へ抜き取る。これにより、長ネジ１６０によるセル本体１１０と第２板状部材１３０の締結が解除されるので、第２板状部材１３０（及び第２板状部材１３０に載置されている第２反射鏡１５０と第２板状部材１３０の下部に固定されている筐体２３０）をセル本体１１０の下部から取り外す。なお、長ネジ１６０を取り外す際は、第２板状部材１３０や筐体２３０が落下しないよう、作業者が筐体２３０を手などで支持しながら作業を行う。
【００３１】
続いて、第２板状部材１３０上面の第２反射鏡収容部１３１に載置されている第２反射鏡１５０を新しいものと交換する。このとき、新しい第２反射鏡１５０に設けられた貫通孔１５１ａ、１５１ｂの位置と、第２板状部材１３０に設けられた光導入口１３２ａ及び光導出口１３２ｂの位置とが一致するように位置合わせを行う。その後、新しい第２反射鏡１５０を載置した第２板状部材１３０（及び筐体２３０）をセル本体１１０の下部に配置し、第２板状部材１３０の長ネジ穴１３５とセル本体１１０の長ネジ挿通孔１１６の位置が合うように位置合わせを行う。そして、セル本体１１０の上方から長ネジ挿通孔１１６に長ネジ１６０を挿入し、工具等を用いて長ネジ１６０を回すことにより、第２板状部材１３０をセル本体１１０に締結する。これにより、第２反射鏡１５０は第２板状部材１３０とセル本体１１０の間に挟持された状態となる。
【００３２】
次に、セル本体１１０の上面に新しい第１反射鏡１４０を載せ、更にその上に第１板状部材１２０を載置する。このとき、セル本体１１０の筒状部材１１１に設けられた短ネジ穴１１５と、第１反射鏡１４０に設けられた短ネジ挿通孔１４１及び第１板状部材１２０に設けられた短ネジ挿通孔１２１の位置を互いに一致させるようにする。そして、第１板状部材１２０の上方から短ネジ挿通孔１２１、１４１、及び短ネジ穴１１５に短ネジ１７０を挿入し、工具等を用いて該短ネジ１７０を回すことにより、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０をセル本体１１０に締結する。
【００３３】
以上の通り、本実施例に係るガスセル１００によれば、第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０をセル本体１１０に固定するためのネジ（すなわち短ネジ１７０及び長ネジ１６０）の取り付け及び取り外し作業を全てセル本体１１０の一方の側から行うことができるため、反射鏡の交換等のメンテナンス作業における作業者の負担を軽減することができる。また、従来のようにガスセルの両側に作業用のスペースを確保する必要がないため、ガス分析装置が取り付けられる装置（例えば、半導体製造装置）の小型化に寄与することができる。更に、ネジ１６０、１７０の取り付けや取り外しをセル本体１１０の上方から行う構成としたことにより、ネジ１６０、１７０を緩めた際などに、該ネジ１６０、１７０が落下するのを防止する効果も得られる。
【００３４】
以上、実施例を用いて本発明を実施するための形態について説明を行ったが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容されるものである。例えば、上記実施例では、第１反射鏡１４０にはネジ挿通孔を設け、第２反射鏡１５０にはネジ挿通孔を設けない構成としたが、これに限らず、両方にネジ挿通孔を設けた構成としてもよい。また、両方にネジ挿通孔を設けない構成とすることもできる。具体的には、第１反射鏡１４０を、筒状部材１１１の上部開口を覆うことができ、且つ短ネジ１７０が該第１反射鏡１４０の外周よりも外側を通るような寸法とし、筒状部材１１１と第１板状部材１２０の間に該第１反射鏡１４０を挟持することで第１反射鏡１４０を固定する構成とすることができる。また、第２反射鏡１５０を、長ネジ１６０が該第２反射鏡１５０の外周よりも内側を通るような寸法とすると共に、該第２反射鏡１５０に長ネジ１６０を通過させるためのネジ挿通孔を設けた構成とすることもできる。
【００３５】
また、各反射鏡１４０、１５０の直径を筒状部材１１１の内径よりも小さくし、所定の係合手段等によって第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０の対向面にそれぞれ第１反射鏡１４０及び第２反射鏡１５０を取り付けた構成としてもよい。また、第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０の測定室１１４を臨む面の少なくとも一部に金属薄膜を蒸着することによって第１反射鏡１４０及び第２反射鏡１５０を形成してもよい。但し、この場合、反射鏡を交換する際には、各板状部材１２０、１３０ごと新しいものに取り替える必要がある。なお、上記実施例では反射鏡を平面鏡としたが、凹面鏡を用いるようにしてもよい。
【００３６】
上記実施例では、長ネジ１６０によって第２板状部材１３０をセル本体１１０に固定した後、短ネジ１７０によって第１板状部材１２０（及び第１反射鏡１４０）をセル本体１１０に固定するという二段階のネジ留めを行うものとしたが、図３に示すように、第１板状部材１２０の上面から、第１板状部材１２０、第１反射鏡１４０及びセル本体１１０を貫通して第２板状部材１３０の所定の深さまで到達する長ネジ１８０によって、第１板状部材１２０と第２板状部材１３０をセル本体１１０に一度にネジ留めできる構成としてもよい。この場合、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０には筒状部材１１１の長ネジ挿通孔１１６と対応する位置に、前記長ネジ１８０を通すためのネジ挿通孔を形成する。
【００３７】
また更に、図１〜３の例では、光源からの光を入射させるための光通過部（窓板１３３ａ、光導入口１３２ａ、及び貫通孔１５１ａ）と検出器へ光を出射するための光通過部（窓板１３３ｂ、光導出口１３２ｂ、及び貫通孔１５１ｂ）をそれぞれ別個に設ける構成を示したが、特開2007-17610に記載のように、光通過部を一つだけ設け、該一つの光通過部から光の入射及び出射を行う構成としてもよい。
【００３８】
図１〜３の例では、セル本体１１０の筒状部材１１１の両端が上下を向くように配置し、該筒状部材１１１の下方に光源２１０及び光検出器２２０を配置した構成を示したが、各部の配置はこれに限定されるものではなく、例えば、筒状部材１１１の上方に光源２１０及び光検出器２２０を配置してもよい。また、筒状部材１１１の両端が左右を向くように配置し、該筒状部材の右側又は左側に光源２１０及び光検出器２２０を配置するようにしてもよい。
【００３９】
また、上記の例では多重反射型のガスセルを例に説明を行ったが、本発明に係るガスセルは、これに限らず、光源からの光を筒状部材の両端間で一往復させて検出器へと導く単反射型のガスセルや、光源からの光を筒状部材の一端から他端へ通過させて検出器に導入する光通過型のガスセルとしてもよい。
【００４０】
図４に本発明に係るガスセルを光通過型のガスセルとした場合の構成例を示す。なお、同図において図１と同一又は対応する構成要素については同一符号を付し、適宜説明を省略する。この例では、ガスセル１００に反射鏡は設けられず、第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０がそれぞれ本発明における第１端面体及び第２端面体に相当する。光源２１０から出射した光は第１板状部材１２０に設けられた窓板１３３ａ及び光導入口１３２ａを通って測定室１１４に入射し、第２板状部材１３０に設けられた光導出口１３２ｂ及び窓板１３３ｂを通って測定室１１４外に出て光検出器２２０で検出される。光学ユニット２００は、光源２１０、該光源２１０を収容した第１筐体２３１、光検出器２２０、及び該光検出器２２０を収容した第２筐体２３２を含んでおり、第１筐体２３１及び第２筐体２３２は図示しないネジ等によってそれぞれ第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０に固定されている。本例において、第２板状部材１３０は、筒状部材１１１の一端側（図中の上端側）からセル本体１１０を貫通して筒状部材１１１の他端側（図中の下端側）へと至る長ネジ１６０によって筒状部材１１１の他端側に固定され、第１板状部材１２０は、該第１板状部材１２０を貫通して筒状部材１１１の一端側の所定の深さに至る短ネジ１７０によって筒状部材１１１の一端側に固定される。そのため、第１板状部材１２０を固定するためのネジ１７０と第２板状部材１３０を固定するためのネジ１６０の取り付け及び取り外しをセル本体１１０の同一の側から行うことができる。
【符号の説明】
【００４１】
１００…ガスセル
１１０…セル本体
１１１…筒状部材
１１２…ガス導入管
１１３…ガス排出管
１１４…測定室
１２０…第１板状部材
１３０…第２板状部材
１３１…第２反射鏡収容部
１３２ａ…光導入口
１３２ｂ…光導出口
１３３ａ、１３３ｂ…窓板
１４０…第１反射鏡
１５０…第２反射鏡
１５１ａ、１５１ｂ…貫通孔
１７０…短ネジ
１２１、１４１…短ネジ挿通孔
１１５…短ネジ穴
１６０…長ネジ
１１６…長ネジ挿通孔
１１７…座ぐり部
１３５…長ネジ穴
２００…光学ユニット
２１０…光源
２２０…光検出器
２３０…筐体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式のガス分析装置で使用されるガスセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定室に光を照射し、前記測定室に存在するガス分子による光の吸収又は散乱を測定することにより、測定室内のガスの定量分析及び/又は定性分析を行う光学式のガス分析装置が知られている。こうした光学式のガス分析装置は、通常、測定対象ガスが導入されるガスセル、該ガスセル内に光を照射するための光源、及びガスセルから外部に出た光を検出する検出器等から構成されており、ガスが流れる配管（例えば、半導体製造装置のガス流路や自動車の排ガス管等）の途中に取り付けて使用されることが多い。
【０００３】
上記のような光学式のガス分析装置では、ガスセル内における光路長が大きくなるほど高い検出感度が得られる。そのため、高感度を必要とする装置では、ガスセルの内部で光を反射させることにより光路長を大きくすることのできる光反射型のガスセルが採用されている。
【０００４】
図５に、一般的な光反射型ガスセルの構成を示す。ガスセルは、両端が開放された筒状部材４１１並びに該筒状部材の側面に形成されたガス入口４１２及びガス出口４１３を備えたセル本体４１０と、筒状部材４１１の両端にそれぞれネジ４７０、４６０によって固定された第１板状部材４２０及び第２板状部材４３０と、前記第１板状部材４２０及び第２板状部材４３０の対向面上にそれぞれ配置された第１反射鏡４４０及び第２反射鏡４５０とを備えている。第２板状部材４３０には、光源（図示略）からの光をガスセル内に導入するための光入射窓４３１と、ガスセル内から外部へ光を導出するための光出射窓４３２が設けられており、光出射窓４３２からガスセル外に出射した光は検出器（図示略）によって検出される。図５では反射鏡４４０、４５０を平面鏡としたが、特許文献１に記載のように凹面鏡を用いる場合もある。なお、実際の構成では、気密シール材としてＯリングやガスケット等を各部材間に使用するが、本質的でないため図中では省略している（以下同様）。
【０００５】
上記のような光反射型のガスセルでは、反射鏡４４０、４５０が、ガスセル内の試料ガスが流通する空間に露出して配置されているため、使用するうちに反射鏡４４０、４５０の表面にガス分子が吸着したり、反射鏡４４０、４５０の表面被膜が変質したりする。こうしたガス分子の吸着や皮膜の変質は、反射鏡の反射率を低下させ、測定精度低下の原因となることから、光反射型のガスセルでは一定期間使用するごとに反射鏡を交換する必要がある。
【０００６】
図５に示したような従来の光反射型ガスセルにおいて反射鏡４４０、４５０を交換する際には、まず、ガスセルの両側からネジ４７０、４６０を取り外し、セル本体４１０から第１板状部材４２０、第１反射鏡４４０、第２板状部材４３０、及び第２反射鏡４５０を取り外す。そして、第１反射鏡４４０及び第２反射鏡４５０を新しいものと交換した後、取り外しの際と逆の手順で第１板状部材４２０、第１反射鏡４４０、第２板状部材４３０、及び第２反射鏡４５０をセル本体４１０に取り付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2010-249725号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば、半導体製造装置のガス配管等に上記のようなガスセルを取り付ける場合、一般的に、セル本体４１０は配管に組み込まれて容易に取り外せない状態となる。また、半導体製造装置等を小型化する観点から、一般に、セル本体４１０が取り付けられた配管の周辺は種々の配管や装置が密集した状態となっており、セル本体４１０の両側（図５中では右側と左側）に広い作業空間を確保するのは困難である。そのため、従来の光反射型ガスセルを備えたガス分析装置において上記反射鏡の交換等のメンテナンス作業を行う際には、作業者が、セル本体４１０両側の狭い空間内でドライバー等の工具を用いて第１板状部材固定用のネジ４７０及び第２板状部材固定用のネジ４６０の取り付け及び取り外しを行わなければならないため、作業負担が大きかった。
【０００９】
なお、ここでは光反射型のガスセルを例に説明したが、両端が開放された筒状部材を備えたセル本体と、該筒状部材の両端を覆うように取り付けられる二枚の板状部材を有し、光源からの光を一方の板状部材に設けられた窓から取り入れてセル内を通過させると共に、該セル内を通過した光を他方の板状部材に設けられた窓からセル外に出射させて光検出器へと導く光透過型のガスセルにおいても、メンテナンス時等において前記板状部材の着脱を行う場合に同様の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、上記のような反射鏡や板状部材の着脱作業における作業者の負担を軽減することのできるガスセルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明に係るガスセルは、内部にガスを流通させる空間を有し、該空間内のガスに光を照射して該ガスの光学的測定を行うために用いられるガスセルであって、
a) 両端が開放された筒状部材、並びに該筒状部材の側面に設けられ、該筒状部材の内部空間と外部を連通させるガス導入口及びガス排出口を有するセル本体と、
b) 前記筒状部材の一端の開口部を覆うようにして該筒状部材に取り付けられる第１端面体と、
c) 前記筒状部材の他端の開口部を覆うようにして該筒状部材に取り付けられる第２端面体と、
d) 前記セル本体において、前記筒状部材の内壁よりも外側を該筒状部材の一端側から他端側に貫通するように形成された複数のネジ挿通孔と、
を有し、
前記第２端面体が、前記筒状部材の一端側から前記ネジ挿通孔に挿入されたネジによって前記筒状部材の他端側に固定されることを特徴としている。
【００１２】
ここで、第１端面体及び第２端面体は、いずれも上述のような反射鏡と板状部材から構成されるものであってもよく、板状部材のみから成るものであってもよい。例えば、本発明に係るガスセルを光通過型のガスセルとする場合、第１端面体及び第２端面体はいずれも板状部材のみで構成されたものとする。一方、本発明に係るガスセルを、筒状部材の両端間で光を複数回往復させる多重反射型のガスセルとする場合、第１端面体と第２端面体の双方を反射鏡及び板状部材から構成されたものとする。また、本発明に係るガスセルを、筒状部材の両端間で光を１回だけ往復させる単反射型のガスセルとする場合には、第１端面体及び第２端面体のいずれか一方を反射鏡と板状部材から成るものとし、他方を板状部材のみから成るものとする。なお、ここで「板状部材のみ」とは、板状部材を有し反射鏡は有しないことを意味しており、板状部材に加えて反射鏡以外の他の部材を備えた構成を除外するものではない。
【００１３】
また、上記本発明に係るガスセルは、前記ガスセルが、光源から照射された光を前記筒状部材の内部空間の両端間で一回以上往復させた後に光検出器へと導く光反射型のガスセルであって、
前記第２端面体が、前記ネジによって前記筒状部材に固定される板状部材と、該板状部材と前記筒状部材の間に挟持される反射鏡とを含んで成り、
前記第２端面体を前記筒状部材に取り付けた状態において、前記反射鏡の外周が、前記筒状部材の軸線方向から見て該筒状部材の内壁よりも外側且つ前記複数のネジ挿通孔よりも内側に位置するものとすることが望ましい。
【００１４】
また、上記本発明に係るガスセルは、第１端面体にも、前記セル本体のネジ挿通孔と対応する位置にネジ挿通孔を設け、該第１端面体のネジ挿通孔に前記ネジを通過させた上で、該ネジを前記筒状部材の一端側からセル本体のネジ挿通孔に挿通させる構成としてもよい。これにより、第１端面体及び第２端面体をセル本体に一度にネジ留めすることが可能となる。但し、このような構成とした場合、ガスセルからネジを取り外した際に、第１端面体と第２端面体がほぼ同時にセル本体から外れることとなるため、各部材を落下させないよう慎重に作業を行う必要が生じる。
【００１５】
そこで、本発明では、セル本体に対する第１端面体及び第２端面体の着脱作業を安定して行うことができるよう、第１端面体とセル本体の間の固定、及びセル本体と第２端面体の間の固定を、それぞれ異なるネジによって行う構成とすることが望ましい。
【００１６】
すなわち、本発明に係るガスセルは、
e) 前記セル本体において、前記筒状部材の一端の開口部の周囲に、前記複数のネジ挿通孔からずらして形成された複数のネジ穴と、
f) 前記複数のネジ穴と対応する前記第１端面体上の位置に形成された複数のネジ挿通孔とを有し、
前記第１端面体が、前記第１端面体のネジ挿通孔を通って前記セル本体のネジ穴に至るネジによって前記筒状部材の一端側に固定されるものとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
以上のような構成から成る本発明のガスセルによれば、第１端面体を固定するネジと第２端面体を固定するネジをセル本体の同一の側（すなわち上記筒状部材の一端側）から着脱することが可能となる。このため、セル本体の両側からネジの着脱を行わなければならなかった従来のガスセルに比べて、メンテナンス等を行う作業者の負担を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係るガスセルを備えたガス分析装置の構成を示す縦断面図。
【図２】同実施例に係るガスセルを構成する各部の上面図であり、(a)は第１板状部材を、(b)は第１反射鏡を、(c)はセル本体を、(d)は第２反射鏡を、(e)は第２板状部材を示している。
【図３】本発明の他の実施例に係るガスセルを備えたガス分析装置の構成を示す縦断面図。
【図４】本発明の更に他の実施例に係るガスセルを備えたガス分析装置の構成を示す縦断面図。
【図５】従来のガスセルの構成を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るガスセルを備えたガス分析装置の一実施例を示す縦断面図であり、図２はガスセルを構成する各部材の上面図である。図２中の線Ａは、図１における断面位置を表している。なお、以下では、図１を基準に上下前後左右を定義するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
本実施例に係るガス分析装置は、ガスセル内でレーザー光の多重反射を行い、該レーザー光の減衰からガス中の所定成分（例えば水分）の濃度を計測するものである。本実施例に係るガス分析装置は、大きく分けてガスセル１００と光学ユニット２００から構成されており、更に、ガスセル１００は、セル本体１１０、第１板状部材１２０、第２板状部材１３０、第１反射鏡１４０、及び第２反射鏡１５０を含んでいる。
【００２１】
セル本体１１０は、上端及び下端が開放された筒状部材１１１と、該筒状部材１１１の周面に接続されたガス導入管１１２及びガス排出管１１３を有している。筒状部材１１１は、外周面が角筒形状、内周面が円筒形状を成しており、該内周面で囲まれた空間がガスセル１００における測定室１１４として機能する。ガス導入管１１２及びガス排出管１１３は測定室１１４と連通しており、ガス導入管１１２から導入されて測定室１１４を通過した測定対象ガスが、ガス排出管１１３を通って排出される構成となっている。なお、図１中の白矢印はガスの流通方向を示している。
【００２２】
第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０は、それぞれ前記筒状部材１１１の上方及び下方に配置される円盤状の部材である。第１反射鏡１４０及び第２反射鏡１５０は、いずれも円形の反射鏡であり、第１反射鏡１４０は筒状部材１１１の上端と第１板状部材１２０の間に、第２反射鏡１５０は、筒状部材１１１の下端と第２板状部材１３０の間に配置される。なお、第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０の直径はいずれも前記筒状部材１１１の端面の対角寸法と略同一となっており、第１反射鏡１４０の直径は、第１板状部材１２０より僅かに小さくなっている。また、第２反射鏡１５０の直径は筒状部材１１１の内径（つまり測定室１１４の直径）よりも僅かに大きくなっている。なお、第２板状部材１３０の上面には、第２反射鏡１５０の厚みと略同一の深さ及び第２反射鏡１５０の直径よりも僅かに大きな直径を有する凹部から成る第２反射鏡収容部１３１が設けられている。
【００２３】
また、第２板状部材１３０には、測定室１１４に光を導入するための光導入口１３２ａ、及び測定室１１４から光を導出するための光導出口１３２ｂが形成されており、第２反射鏡１５０には、前記光導入口１３２ａ及び光導出口１３２ｂに対応する位置にそれぞれ貫通孔１５１ａ、１５１ｂが形成されている。光導入口１３２ａ及び光導出口１３２ｂには、シール用に透明な窓板１３３ａ、１３３ｂが設けられており、該窓板１３３ａ、１３３ｂは押さえリング１３４ａ、１３４ｂによって第２板状部材１３０に固定されている。
【００２４】
なお、本実施例では、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０が本発明における第１端面体に相当し、第２板状部材１３０及び第２反射鏡１５０が本発明における第２端面体に相当する。また、筒状部材１１１の上端及び下端がそれぞれ本発明における筒状部材の一端及び他端に相当する。
【００２５】
上記本実施例におけるガスセル１００において、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０は、短ネジ１７０によってセル本体１１０の上部に固定され、第２板状部材１３０は、長ネジ１６０によってセル本体１１０の下部に固定される。短ネジ１７０は、相対的に短尺のネジであり、第１板状部材１２０の上面から挿入され、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０を貫通して筒状部材１１１の上端付近所定の深さまで到達する。一方、長ネジ１６０は、相対的に長尺のネジであり、筒状部材１１１の上面から挿入され、該筒状部材１１１を貫通して第２板状部材１３０の所定の深さまで到達する。
【００２６】
図２に示すように、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０には、それぞれ短ネジ１７０を通すための４つのネジ挿通孔（以下、短ネジ挿通孔１２１、１４１と呼ぶ）が設けられており、筒状部材１１１の上端開口の周囲には、前記短ネジ挿通孔１２１、１４１に対応する位置に、短ネジ１７０の先端を挿入するための４つのネジ穴（以下、短ネジ穴１１５と呼ぶ）が形成されている。更に、筒状部材１１１の上端開口の周囲には、筒状部材１１１の軸線方向から見て前記短ネジ穴１１５と重ならない位置に、長ネジ１６０を通すための４つのネジ挿通孔（以下、長ネジ挿通孔１１６と呼ぶ）が設けられている。該４つの長ネジ挿通孔１１６は、いずれも筒状部材１１１の軸線方向と平行に延びる貫通孔であり、各長ネジ挿通孔１１６の上端部には長ネジ１６０の頭部を収容するための座ぐり部１１７が形成されている。第２板状部材１３０の上面には、前記筒状部材１１１の長ネジ挿通孔１１６に対応する位置に、長ネジ１６０の先端を挿入するための４つのネジ穴（以下、長ネジ穴１３５と呼ぶ）が形成されている。なお、図１及び図２から明らかなように、長ネジ１６０は第２反射鏡１５０の外周よりも外側を通るため、第２反射鏡１５０には長ネジ１６０を通すための孔を形成する必要はない。上記構成において、短ネジ穴１１５及び長ネジ穴１３５の内周面には、それぞれ短ネジ１７０及び長ネジ１６０の外周面に設けられたねじ山と螺合するねじ山が形成されている。一方、短ネジ挿通孔１２１、１４１、及び長ネジ挿通孔１１６の内周面には必ずしもネジ山を形成する必要はない。
【００２７】
光学ユニット２００は、半導体レーザー等から成る光源２１０、光検出器２２０、及びこれらを収容する筐体２３０を備えており、筐体２３０は図示しないネジ等によって第２板状部材１３０の下面に固定されている。
【００２８】
以上のような構成から成るガス分析装置において、光源２１０から出射された光は窓板１３３ａ、光導入口１３２ａ、及び貫通孔１５１ａを通って測定室１１４内に入り、対向配置された第１反射鏡１４０と第２反射鏡１５０の間で多重反射された後、貫通孔１５１ｂ、光導出口１３２ｂ、及び窓板１３３ｂを通ってガスセル１００の外に出て光検出器２２０に入射する。光検出器２２０では、入射した光が電気信号に変換され、該電気信号は公知の信号処理回路（図示略）によって処理される。
【００２９】
続いて、上記ガスセル１００における第１反射鏡１４０及び第２反射鏡１５０の交換手順について説明する。まず、作業者がドライバー等の工具を用いて短ネジ１７０を回転させ、該短ネジ１７０を上方へと抜き取る。これにより、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０とセル本体１１０との締結が解除されるので、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０をセル本体１１０の上部から取り外す。
【００３０】
以上により、長ネジ１６０の頭部が外部に露出するので、同様に工具を用いて長ネジ１６０を回転させて上方へ抜き取る。これにより、長ネジ１６０によるセル本体１１０と第２板状部材１３０の締結が解除されるので、第２板状部材１３０（及び第２板状部材１３０に載置されている第２反射鏡１５０と第２板状部材１３０の下部に固定されている筐体２３０）をセル本体１１０の下部から取り外す。なお、長ネジ１６０を取り外す際は、第２板状部材１３０や筐体２３０が落下しないよう、作業者が筐体２３０を手などで支持しながら作業を行う。
【００３１】
続いて、第２板状部材１３０上面の第２反射鏡収容部１３１に載置されている第２反射鏡１５０を新しいものと交換する。このとき、新しい第２反射鏡１５０に設けられた貫通孔１５１ａ、１５１ｂの位置と、第２板状部材１３０に設けられた光導入口１３２ａ及び光導出口１３２ｂの位置とが一致するように位置合わせを行う。その後、新しい第２反射鏡１５０を載置した第２板状部材１３０（及び筐体２３０）をセル本体１１０の下部に配置し、第２板状部材１３０の長ネジ穴１３５とセル本体１１０の長ネジ挿通孔１１６の位置が合うように位置合わせを行う。そして、セル本体１１０の上方から長ネジ挿通孔１１６に長ネジ１６０を挿入し、工具等を用いて長ネジ１６０を回すことにより、第２板状部材１３０をセル本体１１０に締結する。これにより、第２反射鏡１５０は第２板状部材１３０とセル本体１１０の間に挟持された状態となる。
【００３２】
次に、セル本体１１０の上面に新しい第１反射鏡１４０を載せ、更にその上に第１板状部材１２０を載置する。このとき、セル本体１１０の筒状部材１１１に設けられた短ネジ穴１１５と、第１反射鏡１４０に設けられた短ネジ挿通孔１４１及び第１板状部材１２０に設けられた短ネジ挿通孔１２１の位置を互いに一致させるようにする。そして、第１板状部材１２０の上方から短ネジ挿通孔１２１、１４１、及び短ネジ穴１１５に短ネジ１７０を挿入し、工具等を用いて該短ネジ１７０を回すことにより、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０をセル本体１１０に締結する。
【００３３】
以上の通り、本実施例に係るガスセル１００によれば、第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０をセル本体１１０に固定するためのネジ（すなわち短ネジ１７０及び長ネジ１６０）の取り付け及び取り外し作業を全てセル本体１１０の一方の側から行うことができるため、反射鏡の交換等のメンテナンス作業における作業者の負担を軽減することができる。また、従来のようにガスセルの両側に作業用のスペースを確保する必要がないため、ガス分析装置が取り付けられる装置（例えば、半導体製造装置）の小型化に寄与することができる。更に、ネジ１６０、１７０の取り付けや取り外しをセル本体１１０の上方から行う構成としたことにより、ネジ１６０、１７０を緩めた際などに、該ネジ１６０、１７０が落下するのを防止する効果も得られる。
【００３４】
以上、実施例を用いて本発明を実施するための形態について説明を行ったが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容されるものである。例えば、上記実施例では、第１反射鏡１４０にはネジ挿通孔を設け、第２反射鏡１５０にはネジ挿通孔を設けない構成としたが、これに限らず、両方にネジ挿通孔を設けた構成としてもよい。また、両方にネジ挿通孔を設けない構成とすることもできる。具体的には、第１反射鏡１４０を、筒状部材１１１の上部開口を覆うことができ、且つ短ネジ１７０が該第１反射鏡１４０の外周よりも外側を通るような寸法とし、筒状部材１１１と第１板状部材１２０の間に該第１反射鏡１４０を挟持することで第１反射鏡１４０を固定する構成とすることができる。また、第２反射鏡１５０を、長ネジ１６０が該第２反射鏡１５０の外周よりも内側を通るような寸法とすると共に、該第２反射鏡１５０に長ネジ１６０を通過させるためのネジ挿通孔を設けた構成とすることもできる。
【００３５】
また、各反射鏡１４０、１５０の直径を筒状部材１１１の内径よりも小さくし、所定の係合手段等によって第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０の対向面にそれぞれ第１反射鏡１４０及び第２反射鏡１５０を取り付けた構成としてもよい。また、第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０の測定室１１４を臨む面の少なくとも一部に金属薄膜を蒸着することによって第１反射鏡１４０及び第２反射鏡１５０を形成してもよい。但し、この場合、反射鏡を交換する際には、各板状部材１２０、１３０ごと新しいものに取り替える必要がある。なお、上記実施例では反射鏡を平面鏡としたが、凹面鏡を用いるようにしてもよい。
【００３６】
上記実施例では、長ネジ１６０によって第２板状部材１３０をセル本体１１０に固定した後、短ネジ１７０によって第１板状部材１２０（及び第１反射鏡１４０）をセル本体１１０に固定するという二段階のネジ留めを行うものとしたが、図３に示すように、第１板状部材１２０の上面から、第１板状部材１２０、第１反射鏡１４０及びセル本体１１０を貫通して第２板状部材１３０の所定の深さまで到達する長ネジ１８０によって、第１板状部材１２０と第２板状部材１３０をセル本体１１０に一度にネジ留めできる構成としてもよい。この場合、第１板状部材１２０及び第１反射鏡１４０には筒状部材１１１の長ネジ挿通孔１１６と対応する位置に、前記長ネジ１８０を通すためのネジ挿通孔を形成する。
【００３７】
また更に、図１〜３の例では、光源からの光を入射させるための光通過部（窓板１３３ａ、光導入口１３２ａ、及び貫通孔１５１ａ）と検出器へ光を出射するための光通過部（窓板１３３ｂ、光導出口１３２ｂ、及び貫通孔１５１ｂ）をそれぞれ別個に設ける構成を示したが、特開2007-17610に記載のように、光通過部を一つだけ設け、該一つの光通過部から光の入射及び出射を行う構成としてもよい。
【００３８】
図１〜３の例では、セル本体１１０の筒状部材１１１の両端が上下を向くように配置し、該筒状部材１１１の下方に光源２１０及び光検出器２２０を配置した構成を示したが、各部の配置はこれに限定されるものではなく、例えば、筒状部材１１１の上方に光源２１０及び光検出器２２０を配置してもよい。また、筒状部材１１１の両端が左右を向くように配置し、該筒状部材の右側又は左側に光源２１０及び光検出器２２０を配置するようにしてもよい。
【００３９】
また、上記の例では多重反射型のガスセルを例に説明を行ったが、本発明に係るガスセルは、これに限らず、光源からの光を筒状部材の両端間で一往復させて検出器へと導く単反射型のガスセルや、光源からの光を筒状部材の一端から他端へ通過させて検出器に導入する光通過型のガスセルとしてもよい。
【００４０】
図４に本発明に係るガスセルを光通過型のガスセルとした場合の構成例を示す。なお、同図において図１と同一又は対応する構成要素については同一符号を付し、適宜説明を省略する。この例では、ガスセル１００に反射鏡は設けられず、第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０がそれぞれ本発明における第１端面体及び第２端面体に相当する。光源２１０から出射した光は第１板状部材１２０に設けられた窓板１３３ａ及び光導入口１３２ａを通って測定室１１４に入射し、第２板状部材１３０に設けられた光導出口１３２ｂ及び窓板１３３ｂを通って測定室１１４外に出て光検出器２２０で検出される。光学ユニット２００は、光源２１０、該光源２１０を収容した第１筐体２３１、光検出器２２０、及び該光検出器２２０を収容した第２筐体２３２を含んでおり、第１筐体２３１及び第２筐体２３２は図示しないネジ等によってそれぞれ第１板状部材１２０及び第２板状部材１３０に固定されている。本例において、第２板状部材１３０は、筒状部材１１１の一端側（図中の上端側）からセル本体１１０を貫通して筒状部材１１１の他端側（図中の下端側）へと至る長ネジ１６０によって筒状部材１１１の他端側に固定され、第１板状部材１２０は、該第１板状部材１２０を貫通して筒状部材１１１の一端側の所定の深さに至る短ネジ１７０によって筒状部材１１１の一端側に固定される。そのため、第１板状部材１２０を固定するためのネジ１７０と第２板状部材１３０を固定するためのネジ１６０の取り付け及び取り外しをセル本体１１０の同一の側から行うことができる。
【符号の説明】
【００４１】
１００…ガスセル
１１０…セル本体
１１１…筒状部材
１１２…ガス導入管
１１３…ガス排出管
１１４…測定室
１２０…第１板状部材
１３０…第２板状部材
１３１…第２反射鏡収容部
１３２ａ…光導入口
１３２ｂ…光導出口
１３３ａ、１３３ｂ…窓板
１４０…第１反射鏡
１５０…第２反射鏡
１５１ａ、１５１ｂ…貫通孔
１７０…短ネジ
１２１、１４１…短ネジ挿通孔
１１５…短ネジ穴
１６０…長ネジ
１１６…長ネジ挿通孔
１１７…座ぐり部
１３５…長ネジ穴
２００…光学ユニット
２１０…光源
２２０…光検出器
２３０…筐体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にガスを流通させる空間を有し、該空間内のガスに光を照射して該ガスの光学的測定を行うために用いられるガスセルであって、
a) 両端が開放された筒状部材、並びに該筒状部材の側面に設けられ、該筒状部材の内部空間と外部を連通させるガス導入口及びガス排出口を有するセル本体と、
b) 前記筒状部材の一端の開口部を覆うようにして該筒状部材に取り付けられる第１端面体と、
c) 前記筒状部材の他端の開口部を覆うようにして該筒状部材に取り付けられる第２端面体と、
d) 前記セル本体において、前記筒状部材の内壁よりも外側を該筒状部材の一端側から他端側に貫通するように形成された複数のネジ挿通孔と、
を有し、
前記第２端面体が、前記筒状部材の一端側から前記ネジ挿通孔に挿入されたネジによって前記筒状部材の他端側に固定されることを特徴とするガスセル。
【請求項２】
前記ガスセルが、光源から照射された光を前記筒状部材の内部空間の両端間で一回以上往復させた後に光検出器へと導く光反射型のガスセルであって、
前記第２端面体が、前記ネジによって前記筒状部材に固定される板状部材と、該板状部材と前記筒状部材の間に挟持される反射鏡とを含んで成り、
前記第２端面体を前記筒状部材に取り付けた状態において、前記反射鏡の外周が、前記筒状部材の軸線方向から見て該筒状部材の内壁よりも外側且つ前記複数のネジ挿通孔よりも内側に位置するものであ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】
e) 前記セル本体において、前記筒状部材の一端の開口部の周囲に、前記複数のネジ挿通孔からずらして形成された複数のネジ穴と、
f) 前記複数のネジ穴と対応する前記第１端面体上の位置に形成された複数のネジ挿通孔とを有し、
前記第１端面体が、前記第１端面体のネジ挿通孔を通って前記セル本体のネジ穴に至るネジによって前記筒状部材の一端側に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセル。
【請求項１】
内部にガスを流通させる空間を有し、該空間内のガスに光を照射して該ガスの光学的測定を行うために用いられるガスセルであって、
a) 両端が開放された筒状部材、並びに該筒状部材の側面に設けられ、該筒状部材の内部空間と外部を連通させるガス導入口及びガス排出口を有するセル本体と、
b) 前記筒状部材の一端の開口部を覆うようにして該筒状部材に取り付けられる第１端面体と、
c) 前記筒状部材の他端の開口部を覆うようにして該筒状部材に取り付けられる第２端面体と、
d) 前記セル本体において、前記筒状部材の内壁よりも外側を該筒状部材の一端側から他端側に貫通するように形成された複数のネジ挿通孔と、
を有し、
前記第２端面体が、前記筒状部材の一端側から前記ネジ挿通孔に挿入されたネジによって前記筒状部材の他端側に固定されることを特徴とするガスセル。
【請求項２】
前記ガスセルが、光源から照射された光を前記筒状部材の内部空間の両端間で一回以上往復させた後に光検出器へと導く光反射型のガスセルであって、
前記第２端面体が、前記ネジによって前記筒状部材に固定される板状部材と、該板状部材と前記筒状部材の間に挟持される反射鏡とを含んで成り、
前記第２端面体を前記筒状部材に取り付けた状態において、前記反射鏡の外周が、前記筒状部材の軸線方向から見て該筒状部材の内壁よりも外側且つ前記複数のネジ挿通孔よりも内側に位置するものであ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】
e) 前記セル本体において、前記筒状部材の一端の開口部の周囲に、前記複数のネジ挿通孔からずらして形成された複数のネジ穴と、
f) 前記複数のネジ穴と対応する前記第１端面体上の位置に形成された複数のネジ挿通孔とを有し、
前記第１端面体が、前記第１端面体のネジ挿通孔を通って前記セル本体のネジ穴に至るネジによって前記筒状部材の一端側に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１７３０２２（Ｐ２０１２−１７３０２２Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３２８４０（Ｐ２０１１−３２８４０）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【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２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【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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