気体サンプル室及びこの気体サンプル室を備えた濃度測定装置
【課題】雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる気体サンプル室及びこの気体サンプル室を備えた濃度測定装置を提供する。
【解決手段】濃度測定装置１は、気体サンプル室２とμｃｏｍとを備えている。気体サンプル室２は、測定セル６と光源７と受光ユニット８を備えている。測定セル６は、筒状に形成されているとともに、側壁２２が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４と第２の壁２５とで構成されて、当該測定セル６の内外を連通する連通部２６を備えている。光源７は測定セル６の一端部に設けられ赤外線を他端部に向かって照射する。受光ユニット８は測定セル６の他端部に設けられ且つ光源７からの赤外線を受光する受光器１２を複数備えている。
【解決手段】濃度測定装置１は、気体サンプル室２とμｃｏｍとを備えている。気体サンプル室２は、測定セル６と光源７と受光ユニット８を備えている。測定セル６は、筒状に形成されているとともに、側壁２２が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４と第２の壁２５とで構成されて、当該測定セル６の内外を連通する連通部２６を備えている。光源７は測定セル６の一端部に設けられ赤外線を他端部に向かって照射する。受光ユニット８は測定セル６の他端部に設けられ且つ光源７からの赤外線を受光する受光器１２を複数備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素などの所定の気体の濃度を測定する濃度測定装置に用いられる気体サンプル室及びこの気体サンプル室を備えた濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素などの所定の気体の濃度を測定する濃度測定装置には、従来から種々の気体サンプル室が用いられてきた。従来の気体サンプル室は、内部が密閉された筒状の本体部と、本体部の一端部に設けられた光源と、本体部の他端部に設けられた受光器と、前記本体部内に外部の雰囲気を強制的に供給する気体供給部と、を備えている。
【０００３】
本体部の内面は、鏡面に形成されている。光源は、例えば、赤外線を放射する。受光器は、赤外線センサと、この赤外線センサと光源との間に配置されて所定の波長の赤外線のみを透過させるフィルタと、を備えている。フィルタを透過する赤外線波長は、測定対象の気体に対する測定濃度範囲により定められている。即ち、フィルタを透過する赤外線波長は、測定対象の気体の測定範囲が０ｐｐｍから数千ｐｐｍオーダーであれば最も減衰し易い赤外線波長が選択されるなど、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて適切に選ばれている。気体供給部は、ポンプと配管などを備えており、本体部内に雰囲気を強制的に供給し、該本体部内の気体を強制的に排出する。
【０００４】
前述した従来の気体サンプル室即ち濃度測定装置は、気体供給部が雰囲気を強制的に本体部内に供給し、フィルタを介して赤外線センサが受光した光源からの赤外線の強さを測定することで、前記雰囲気中の前述した測定対象の気体の濃度を測定する。
【０００５】
しかしながら、前述した従来の気体サンプル室は、本体部内に強制的に雰囲気を供給する気体供給部を備えているので、装置自体が大型化する傾向であるとともに、気体供給部内に粉塵などの異物が蓄積されると、雰囲気を本体部内にスムーズに供給できなくなり、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を正確に測定することが困難となる。
【０００６】
この種の問題を解決するために、例えば、特許文献１に示された気体サンプル室が提案されている。特許文献１に示された気体サンプル室は、一端部側に光源部を配設する第一の円筒体と、一端部側に検出部を配設する第二の円筒体と、を備えて、これらの第一及び第二の円筒体が、当該第一及び第二の円筒体の他端部側同士を嵌合するとともに、軸方向に相対的に移動可能となっている。
【０００７】
前述した第一及び第二の円筒体の周壁には、それぞれ、自然体流用孔を設けている。自然対流用孔は、前記第一及び第二の円筒体の相対的な移動範囲において、該第一及び第二の円筒体によって塞がることのない位置に設けられている。このように、自然体流用孔を設けることで、特許文献１に示された気体サンプル室は、気体供給部を設けることなく、前記第一及び第二の円筒体に雰囲気を出入り自在としている。
【特許文献１】特開平１０−６２３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示された気体サンプル室は、第一及び第二の円筒体の周壁に設けられた自然体流用孔から光源からの光（赤外線）が洩れて、雰囲気中の測定対象の気体の濃度の測定感度が劣化するため、該自然体流用孔を小さくしなければならず、速やかに雰囲気を第一及び第二の円筒体内に導くことが困難となる傾向であった。このため、特許文献１に示された気体サンプル室は、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することが困難となる傾向であった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる気体サンプル室及びこの気体サンプル室を備えた濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、光源からの光を受光器に導く気体サンプル室において、筒状に形成された本体部と、前記本体部の一端部に配置された前記光源と、前記本体部の他端部に配置され且つ前記光源からの光を受光する前記受光器と、を備え、前記本体部の側壁が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁及び第２の壁から構成されて、前記本体部の内外を連通する連通部を少なくとも一つ備えていることを特徴とする気体サンプル室である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記連通部が、前記側壁の前記光源から前記受光器に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する箇所に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、前記連通部が、前記側壁の上部に位置する箇所と、前記側壁の下部に位置する箇所とに設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記連通部が、前記第１の壁と前記第２の壁とのうち外側に位置する一方に設けられた開口部を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第１の壁と前記第２の壁との双方が、前記本体部の前記一端部から前記他端部方向に沿って外側に傾斜する第１傾斜部と、前記第１傾斜部に連なり且つ前記本体部の前記一端部から前記他端部方向に沿って内側に傾斜する第２傾斜部と、を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第１の壁と前記第２の壁とのうち少なくとも一方が、これらの壁同士が互いに相対する対向面から突設した突出壁を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、一端部に光源を設け且つ他端部に該光源からの光を受光する受光器を設けた気体サンプル室と、前記受光器が受光した前記光源からの光の強さに基づいて前記気体サンプル室内の予め定められた気体の濃度を算出する濃度算出部と、を備えた濃度測定装置において、前記気体サンプル室として、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室を備えたことを特徴とする濃度測定装置である。
【００１７】
請求項１に記載された本発明によれば、筒状に形成されて一端部に光源が配され且つ他端部に該光源からの光を受光する受光器が配された本体部の側壁が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁及び第２の壁から構成されて、本体部の内外を連通する連通部を少なくとも一つ備えているので、本体部外への光源からの光の洩れを低減できるとともに、本体部に雰囲気を出し入れ自在にできる。
【００１８】
請求項２に記載された本発明によれば、複数の連通部が、光源から受光器に向かう光の光軸を挟んで互いに相対して設けられているので、本体部に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。
【００１９】
請求項３に記載された本発明によれば、連通部が、側壁の上部に位置する箇所と、側壁の下部に位置する箇所とに設けられているので、煙突効果により本体部に雰囲気を更に速やかに出し入れ自在にできる。
【００２０】
請求項４に記載された本発明によれば、前記連通部が、前記第１の壁と前記第２の壁とのうち外側に位置する一方に設けられた開口部を備えているので、本体部に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。
【００２１】
請求項５に記載された本発明によれば、第１の壁と第２の壁との双方が、本体部の一端部から他端部方向に沿って外側に傾斜する第１傾斜部と、該第１傾斜部に連なり且つ本体部の一端部から他端部方向に沿って内側に傾斜する第２傾斜部と、を有しているので、本体部外への光源からの光の洩れを低減することができる。
【００２２】
請求項６に記載された本発明によれば、第１の壁と第２の壁とのうち少なくとも一方が、これらの壁同士が互いに相対する対向面から突設した突出壁を有しているので、本体部外への光源からの光の洩れを更に低減することができる。
【００２３】
請求項７に記載された本発明によれば、前述した気体サンプル室を備えているので、気体サンプル室の本体部外への光源からの光の洩れを低減できるとともに、該本体部に雰囲気を出し入れ自在にできる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように請求項１に記載の本発明は、本体部が、当該本体部外への光源からの光の洩れを低減するとともに、当該本体部に雰囲気を出し入れ自在にするので、十分な強さの光を受光部に導くことができるとともに、雰囲気を速やかに本体部内に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる。
【００２５】
請求項２に記載の本発明は、本体部に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００２６】
請求項３に記載の本発明は、煙突効果により本体部に雰囲気を更に速やかに出し入れ自在にできる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を更に速やかに測定することができる。
【００２７】
請求項４に記載の本発明は、本体部に雰囲気を出し入れ自在にするので、雰囲気を速やかに本体部内に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００２８】
請求項５に記載の本発明は、本体部外への光源からの光の洩れを低減することができるので、十分な強さの光を受光器に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができる。
【００２９】
請求項６に記載の本発明は、本体部外への光源からの光の洩れを更に低減することができるので、十分な強さの光を受光部に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を更に向上させることができる。
【００３０】
請求項７に記載の本発明は、前述した気体サンプル室を備えているので、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態に係る濃度測定装置を、図１乃至図５を参照して説明する。
【００３２】
濃度測定装置１は、図２に示すように、濃度の測定対象の気体を含んだ雰囲気が充填される気体サンプル室２と、制御回路部３と、受光回路部４と、濃度算出部としてのマイクロコンピュータ（以下、μｃｏｍと記載する）５と、を備えている。
【００３３】
気体サンプル室２は、図１に示すように、本体部としての測定セル６と、光源７と、受光ユニット８とを備えている。
【００３４】
測定セル６は、筒状に形成されており、図示例では、図１中の奥行き方向の長さが１ｃｍ、前記奥行き方向に対し直交する幅方向の長さが５ｃｍ、前記奥行き方向と幅方向との双方に対し直交する厚み方向の長さが１ｃｍ程度の略四角筒状に形成されている。
【００３５】
測定セル６は、該測定セル６の長手方向、即ち前記幅方向に互いに相対する一対の対向壁２３ａ，２３ｂと、この一対の対向壁２３ａ，２３ｂ同士を連結する側壁２２と、を備えている。一対の対向壁２３ａ，２３ｂは、測定セル６の長手方向の一端部に一方の対向壁２３ａが位置し且つ他端部に他方の対向壁２３ｂが位置している。
【００３６】
側壁２２は、４つの平坦な壁２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄから構成されており、これらの壁２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのうち図１中の奥行き方向に沿って互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂ（即ち側壁２２の互いに相対する箇所）には、それぞれ、連通部２６が設けられている。また、これら一対の壁２２ａ，２２ｂは、光源７から受光ユニット８の後述する受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対している。
【００３７】
連通部２６は、第１の壁２４と第２の壁２５とで構成されている。そして、本実施例では、各連通部２６を構成する第１の壁２４及び第２の壁２５が、測定セル６の互いに相対する壁２２ａ，２２ｂそれぞれを構成している。第１の壁２４は、図１及び図３に示すように、第２の壁２５より外側に配されている。第１の壁２４は、中央に矩形状の開口部２４ａが設けられている。この開口部２４ａは、壁２２ａ，２２ｂの全長に亘って設けられている。
【００３８】
第２の壁２５は、平板状に形成されており、第１の壁２４と間隔をあけ且つ平行に配されている。第２の壁２５は、第１の壁２４の開口部２４ａを塞ぐように配されているとともに、該開口部２４ａよりも大きく形成されている。即ち、第２の壁２５は、第１の壁２４と間隔をあけ且つ一部が重なるように配されている。
【００３９】
前述した構成の測定セル６は、側壁２２の図１中の奥行き方向に沿って、即ち光源７から受光ユニット８の後述する受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂに設けられた連通部２６が、当該測定セル６の内外を連通している。即ち、測定セル６の光源７から受光ユニット８の後述する受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂに設けられた連通部２６が、気体サンプル室２の内外を連通している。
【００４０】
また、第１の壁２４と第２の壁２５とで構成された連通部２６（図２又は図３に示す）は、第１の壁２４と第２の壁２５との間隔が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の、雰囲気中の粉塵などの気体浮遊粒子よりも遥かに大きく形成されている。そして、連通部２６は、雰囲気が通ることを許容して、測定セル６即ち気体サンプル室２の内外を雰囲気が移動自在となるようにしている。即ち、連通部２６を構成する第１の壁２４と第２の壁２５とによって、送風機やポンプなどを設けることなく、測定セル６内に雰囲気を速やかに導いて、当該測定セル６内の気体を速やかに雰囲気と等しくするものである。
【００４１】
さらに、前述した測定セル６は、側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する第１の壁２４の開口部２４ａよりも第２の壁２５が大きく形成されるとともに、これらの第１の壁２４と第２の壁２５との一部が重なるように配されて、当該測定セル６外へ光源７からの光を洩れにくくしている。
【００４２】
光源７は、測定セル６内で且つ当該測定セル６の一端部に位置する一方の対向壁２３ａに設けられている。光源７は、電圧が印加されることで、光としての赤外線を測定セル６の他端部に向かって放射する。光源として、例えば黒体炉、電球等が用いられる。
【００４３】
受光ユニット８は、図３及び図４に示すように、ユニット本体１１と、複数の受光器１２と、集光部材１３と、を備えている。ユニット本体１１即ち受光ユニット８は、測定セル６内で且つ当該測定セル６の他端部に位置する他方の対向壁２３ｂに設けられている。ユニット本体１１は、箱状に形成されている。なお、集光部材１３は、光源７が平行光である場合には省略可能である。
【００４４】
受光器１２は、図示例では、四つ設けられている。受光器１２は、それぞれ、赤外線センサ１４と、透過部材１５とを備えている。
【００４５】
赤外線センサ１４は、ユニット本体１１に取り付けられている。複数の受光器１２の赤外線センサ１４は、同一平面上に配置されている。赤外線センサ１４は、光源７が発し且つ透過部材１５を透過した赤外線を受光し、この赤外線の熱を電気エネルギーに変換する。赤外線センサ１４は、赤外線の熱を電気エネルギーに変換して、センサ出力としてμｃｏｍ５に出力する。赤外線センサ１４として、例えば、焦電型、サーモパイル型のものが用いられる。
【００４６】
透過部材１５は、ユニット本体１１に取り付けられて、赤外線センサ１４と光源７との間に配置されている。複数の受光器１２の透過部材１５は、同一平面上に配置されている。透過部材１５は、それぞれ、光源７からの赤外線のうち予め定められた波長の赤外線のみを透過させて、当該透過させた波長の赤外線を赤外線センサ１４まで導く。複数の受光器１２の透過部材１５は、互いに透過させる赤外線の波長が異なる。透過部材１５は、例えば本実施形態では、図６にその透過率が示された二酸化炭素の濃度を測定するために用いられる際には、波長が４．２７μｍの赤外線のみを透過させる。
【００４７】
そして、透過部材１５を透過する赤外線の波長は、濃度測定装置１が濃度の測定対象とする気体に対する測定濃度範囲により定められる。つまり、透過部材１５を透過する赤外線波長は、測定範囲が０ｐｐｍから数千ｐｐｍオーダーであれば最も減衰し易い赤外線波長が選択されるなど、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて適切に選ばれている。なお、受光器１２は、二酸化炭素以外にも水蒸気、一酸化炭素を測定対象の気体とする。
【００４８】
図示例では、一つの受光器１２は基準として用いられ、その透過部材１５が例えば大気中で全く減衰しない波長である１．５μｍ又は４．０μｍの赤外線を透過させる。また、他の一つの受光器１２は二酸化炭素の濃度を測定するために用いられ、その透過部材１５が例えば前述した二酸化炭素中で減衰しやすい波長である４．２７μｍの赤外線のみを透過させる。
【００４９】
更に他の受光器１２は水蒸気の濃度を測定するために用いられ、その透過部材１５が例えば前述した水蒸気中で減衰しやすい波長である１．９μｍの赤外線のみを透過させる。更に別の受光器１２は一酸化炭素の濃度を測定するために用いられ、その透過部材１５が例えば前述した一酸化炭素中で減衰しやすい波長である４．６４μｍの赤外線のみを透過させる。
【００５０】
なお、前述した透過部材１５は、必ずしも前述した波長の赤外線のみを透過させるものでなくても良く、前述したように、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて、これらの気体の濃度測定に最適な波長の赤外線のみを透過させるものであれば良い。
【００５１】
そして、受光ユニット８は、互いに透過部材１５が透過させる赤外線の波長の異なる受光器１２を複数備えているので、複数の種類の気体の濃度を測定するために用いることができる。
【００５２】
なお、図６は、二酸化炭素に対する赤外線の透過率を示しており、図６中の横軸は赤外線の波長（μｍ）を示し、図６中の縦軸は赤外線の透過率（％）を示している。図６によれば、波長が４．２７μｍの赤外線の二酸化炭素中の透過率が、略零であることが示されており、波長が４．２７μｍの赤外線は、二酸化炭素中を殆ど透過しない（殆ど吸収されてしまう）ことが示されている。
【００５３】
集光部材１３は、例えば３００度などの所定の角度の範囲の赤外線を集光して、透過部材１５つまり赤外線センサ１４に集中させる。すると、光源７から直接入射する赤外線以外にも、測定セル６の外壁６ａの内面で反射する赤外線も赤外線センサ１４に集めることができるので、赤外線の受光効率を良くすることができる。なお、集光部材１３として、フレーネルレンズ等を用いることができる。
【００５４】
制御回路部３は、図２に示すように、発振器１６、クロック分周回路１７、定電圧回路１８などを備えており、μｃｏｍ５の命令とおりに、所定の周波数で光源７を点滅させる。
【００５５】
受光回路部４は、図５に示すように、複数のアンプ１９と、切り換え器２０と、Ａ／Ｄ変換器２１とを備えている、アンプ１９は、それぞれ、受光器１２と１対１に対応して設けられている。アンプ１９は、対応する受光器１２の赤外線センサ１４からの信号を増幅して、切り換え器２０を介してＡ／Ｄ変換器２１に向かって出力する。Ａ／Ｄ変換器２１は、赤外線センサ１４からの信号をデジタル信号に変換して、μｃｏｍ５に向かって出力する。
【００５６】
μｃｏｍ５は、制御回路部３及び受光回路部４と接続して、これらの動作を制御することで、濃度測定装置１全体の動作をつかさどる。μｃｏｍ５は、予め定められたプログラムに従って動作するコンピュータである。このμｃｏｍ５は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵのためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種のデータを格納するとともにＣＰＵの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ等を有して構成している。
【００５７】
また、μｃｏｍ５には、濃度測定装置１自体がオフ状態の間も記憶内容の保持が可能な電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリが接続している。そして、このメモリには、濃度の算出に必要な後述する吸光係数、測定距離、濃度変換係数等の各種情報を記憶するとともに、算出した濃度を外部から読出可能に時系列的に記憶する。
【００５８】
前述した構成の濃度測定装置１は、測定セル６の光源７から受光ユニット８の受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４と第２の壁２５とで構成され且つ該第１の壁２４に設けられた開口部２４ａを備えている。この連通部２６によって、雰囲気が測定セル６の内外を移動自在となって、この測定セル６即ち気体サンプル室２内の気体を雰囲気と等しくする。そして、濃度測定装置１は、光源７を点滅させて、この光源７からの赤外線を各受光器１２の赤外線センサ１４で受光する。
【００５９】
そして、濃度測定装置１のμｃｏｍ５は、赤外線センサ１４で受光した赤外線の強さなどに基づいて、予め定められた気体の雰囲気中の濃度を測定する。具体的には、濃度測定装置１のμｃｏｍ５は、基準として用いられる受光器１２の赤外線センサ１４で受光した赤外線の強さと、二酸化炭素、水蒸気及び一酸化炭素を測定するための受光器１２の赤外線センサ１４で受光した赤外線の強さとを比較して、測定対象の二酸化炭素、水蒸気及び一酸化炭素の濃度を測定する。このように、濃度測定装置１の気体サンプル室２は、光源７からの赤外線を受光器１２に導くように形成されている。
【００６０】
本実施形態によれば、筒状に形成されて一端部に光源７が配され且つ他端部に該光源７からの光を受光する受光器１２が配された測定セル６の側壁２２が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４及び第２の壁２５から構成されて、測定セル６の内外を連通する連通部２６を少なくとも一つ備えている。
【００６１】
このため、測定セル６が、当該測定セル６外への光源７からの光の洩れを低減するとともに、当該測定セル６に雰囲気を出し入れ自在にすることができるので、十分な強さの光を受光部に導くことができるとともに、雰囲気を速やかに測定セル６内に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる。
【００６２】
また、連通部２６が、光源７から受光ユニット８の受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂに設けられているので、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００６３】
さらに、連通部２６が、第１の壁２４と第２の壁２５とのうち外側に位置する一方、即ち第１の壁２４に設けられた開口部２４ａを備えているので、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。したがって、雰囲気を速やかに測定セル６内に導くことができ、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００６４】
また、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４と第２の壁２５とで構成されて、測定セル６の内外を連通する連通部２６を設けていた。しかしながら、本発明では、図７に示すように、測定セル６の側壁２２の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、複数の連通部２６を設けていても良い。なお、図７において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図７に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って複数の連通部２６が設けられている。複数の連通部２６は、それぞれ、第１の壁２８と第２の壁２９とで構成されており、図示例では、複数の連通部２６が、３つの第１の壁２８と、４つの第２の壁２９とで構成されている。そして、複数の連通部２６を構成する複数の第１の壁２８及び第２の壁２９は、測定セル６の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれを構成している。
【００６６】
複数の第１の壁２８は、それぞれ、平板状に形成されており、測定セル６の長手方向、即ち幅方向に沿って互いに間隔をあけて配されている。また、複数の第１の壁２８は、それぞれ、複数の第２の壁２９の外側に間隔をあけるとともに、一部が重なるように配されている。
【００６７】
複数の第２の壁２９は、それぞれ、平板状に形成されており、複数の第１の壁２８と間隔をあけ且つ平行に配されている。そして、複数の第１の壁２８と、複数の第２の壁２９とで構成された各連通部２６が、測定セル６即ち気体サンプル室２の内外を連通している。
【００６８】
そして、図７に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って設けられた複数の連通部２６それぞれが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２８と第２の壁２９とで構成されて、これら複数の連通部２６それぞれが測定セル６の内外を連通しているので、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００６９】
また、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って複数の連通部２６を設けて、該複数の連通部２６それぞれが互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２８と第２の壁２９とで構成されていた。しかしながら、本発明では、図８に示すように、複数の連通部２６それぞれが互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３０と第２の壁３１とで構成されて、これらの第１の壁３０と第２の壁３１との双方が、第１傾斜部３２と第２傾斜部３３とを有していても良い。なお、図８において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図８に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って複数の連通部２６が設けられている。複数の連通部２６は、それぞれ、第１の壁３０と第２の壁３１とで構成されており、図示例では、複数の連通部２６が、２つの第１の壁３０ａ，３０ｂと、２つの第２の壁３１ａ，３１ｂとで構成されている。そして、複数の連通部２６を構成する複数の第１の壁３０ａ，３０ｂ及び第２の壁３１ａ，３１ｂは、測定セル６の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれを構成している。
【００７１】
上記第１の壁３０ａは、測定セル６の一端部に位置する対向壁２３ａと連なるように設けられている。上記第１の壁３０ｂは、測定セル６の他端部に位置する対向壁２３ｂと連なるように設けられている。これら複数の第１の壁３０ａ，３０ｂには、それぞれ、測定セル６の一端部から他端部に向かうにしたがって外側に傾斜する第１傾斜部３２と、該第１傾斜部３２に連なり且つ測定セル６の一端部から他端部に向かうにしたがって内側に傾斜する第２傾斜部３３と、が設けられている。
【００７２】
また、複数の第１の壁３０ａ，３０ｂは、一方の第１の壁３０ａの第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３が一方の第２の壁３１ａより外側に位置するように配されるとともに、他方の第１の壁３０ｂの第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３が他方の第２の壁３１ｂより内側に位置するように配されている。
【００７３】
複数の第２の壁３１ａ，３１ｂは、それぞれ、各第１の壁３０ａ，３０ｂと間隔をあけて配されている。複数の第２の壁３１ａ，３１ｂには、それぞれ、測定セル６の一端部から他端部に向かうにしたがって外側に傾斜する第１傾斜部３２と、該第１傾斜部３２に連なり且つ測定セル６の一端部から他端部に向かうにしたがって内側に傾斜する第２傾斜部３３と、が設けられている。複数の第２の壁３１ａ，３１ｂは、それぞれ、第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３が複数設けられている。
【００７４】
また、複数の第２の壁３１ａ，３１ｂは、測定セル６の長手方向に沿って互いに間隔をあけるとともに、互いに近接した一方の第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３同士が重なるように配されている。また、複数の第２の壁３１ａ，３１ｂは、それぞれ、他方の第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３が、各第１の壁３０ａ，３０ｂの第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３と、間隔をあけて重なるように配されている。即ち、これらの各第１の壁３０ａ，３０ｂと各第２の壁３１ａ，３１ｂとは、互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配されている。
【００７５】
そして、図８に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って設けられた複数の連通部２６それぞれが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３０と第２の壁３１とで構成されて、これらの第１の壁３０と第２の壁３１との双方が、第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３を有している。
【００７６】
このため、測定セル６外への光源からの光の洩れを低減することができるので、十分な強さの光を受光器１２に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができる。
【００７７】
また、図８に示された場合では、前述した複数の連通部２６それぞれが、互いに間隔をあけた第１の壁３０と第２の壁３１とで構成されているので、これら複数の連通部２６それぞれが測定セル６の内外を連通して、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００７８】
さらに、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って複数の連通部２６を設けて、該複数の連通部２６それぞれを構成する互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３０と第２の壁３１との双方が、第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３を有していた。
【００７９】
しかしながら、本発明では、図９に示すように、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３４と第２の壁３５とで構成されて、これらの第１の壁３４と第２の壁３５との双方に、当該第１の壁３４と第２の壁３５との互いに相対する（重なる）対向面の縁から突設された突出壁３６が設けられていても良い。なお、図９において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図９に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、連通部２６が設けられており、該連通部２６が第１の壁３４と第２の壁３５とで構成されている。第１の壁３４は、中央に矩形状の開口部３４ａが各壁２２ａ，２２ｂの全長に亘って設けられるとともに、第２の壁３５より外側に位置するように配されている。第２の壁３５は、平板状に形成されており、第１の壁３４と間隔をあけ且つ平行に配されるとともに、第１の壁３４の開口部３４ａよりも大きく形成されて該開口部３４ａを塞ぐように配されている。これらの第１の壁３４と第２の壁３５とが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配されている。
【００８１】
また、第１の壁３４と第２の壁３５との双方には、それぞれ、当該第１の壁３４と第２の壁３５との互いに相対する（重なる）対向面の縁から突設された突出壁３６が複数設けられている。複数の突出壁３６は、第１の壁３４の開口部３４ａの第２の壁３５と重なる両端部に設けられているとともに、第２の壁３５の第１の壁３４と重なる両端部に設けられている。即ち、複数の突出壁３６は、第１の壁３４と第２の壁３５とが互いに重なる部分に配されている。また、第１の壁３４から突出した突出壁３６と第２の壁３５から突出した突出壁３６とは、互いに間隔をあけて平行に配置されている。
【００８２】
そして、図９に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配された第１の壁３４と第２の壁３５との双方に、これらの第１の壁３４と第２の壁３５との互いに相対する（重なる）対向面から突設した複数の突出壁３６が設けられているとともに、この複数の突出壁３６が、第１の壁３４と第２の壁３５とが互いに重なる部分に配されているので、前記連通部２６から測定セル６外に光源からの光を更に洩れにくくすることができる。
【００８３】
このため、測定セル６外への光源からの光の洩れを更に低減することができるので、十分な強さの光を受光器１２に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を更に向上させることができる。
【００８４】
また、図９に示された場合では、前述した連通部２６が、互いに間隔をあけた第１の壁３４と第２の壁３５とで構成され、更に、互いに間隔をあけ且つ前記壁３４，３５と間隔をあけて突出壁３６が設けられているので、前記連通部２６が測定セル６の内外を連通して、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００８５】
さらに、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配された第１の壁３４と第２の壁３５との双方に、それぞれ、複数の突出壁３６が設けられていた。しかしながら、本発明では、図１０に示すように、第１の壁３４と第２の壁３５とにそれぞれ設けられた複数の突出壁３６に、それぞれ、第２突出壁３７が形成されていても良い。なお、図１０において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
図１０に示された場合では、第１の壁３４と第２の壁３５とが互いに重なる対向面の縁から突出した突出壁３６の先端から更に第２突出壁３７が突出している。第１の壁３４から凸の突出壁３６から突出した第２突出壁３７と、第２の壁３５から凸の突出壁３６から突出した第２突出壁３７とは、互いに平行に配置されているとともに、第１の壁及び第２の壁３４，３５の双方と平行に配置されている。
【００８７】
また、第１の壁３４から凸の突出壁３６から突出した第２突出壁３７と、第２の壁３５から凸の突出壁３６から突出した第２突出壁３７とは、互いに間隔をあけて重なっている。即ち、第１の壁及び第２の壁３４，３５と突出壁３６，３７とは、互いに間隔をあけて配置されている。
【００８８】
そして、図１０に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する第１の壁及び第２の壁３４，３５と突出壁３６，３７とが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配されているので、前記連通部２６から測定セル６外に光源からの光を更に洩れにくくすることができる。
【００８９】
このため、測定セル６外への光源からの光の洩れを更に低減することができるので、十分な強さの光を受光器１２に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができる。
【００９０】
また、図１０に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６が、互いに間隔をあけた第１の壁３４と第２の壁３５とで構成され、更に、互いに間隔をあけ且つ前記第１の壁及び第２の壁３４，３５と間隔をあけて突出壁３６，３７が設けられているので、前記連通部２６が測定セル６の内外を連通して、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００９１】
さらに、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の図１中の奥行き方向に沿って相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、連通部２６を設けて、該連通部２６が互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３４と第２の壁３５とで構成されていた。しかしながら、本発明では、図１１又は図１２に示すように、測定セル６の図中の上下方向、即ち測定セル６の厚み方向に沿って相対する一対の壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、連通部２６を設けて、該連通部２６が互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３８と第２の壁３９とで構成されていても良い。なお、図１１又は図１２において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００９２】
図１１又は図１２に示された場合では、測定セル６は、略四角筒状に形成されており、内面の四隅部分Ｃが、外側に向かって凸の曲面状に形成されている。測定セル６は、側壁２２の該測定セル６の図中の上下方向、即ち測定セル６の厚み方向に沿って相対する一対の壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、連通部２６が設けられており、該連通部２６が第１の壁３８と第２の壁３９とで構成されている。また、これら一対の壁２２ｃ，２２ｄは、前述した光源７から受光ユニット８の受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対している。
【００９３】
第１の壁３８は、中央に矩形状の開口部３８ａが各壁２２ａ，２２ｂの全長に亘って設けられるとともに、第２の壁３９より外側に位置するように配されている。第２の壁３９は、平板状に形成されており、第１の壁３８と間隔をあけ且つ平行に配されるとともに、第１の壁３８の開口部３８ａよりも大きく形成されて該開口部３８ａを塞ぐように配されている。そして、これらの第１の壁３８と第２の壁３９とが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配されている。
【００９４】
前述した構成の測定セル６は、図１２に示すように、側壁２２の該測定セル６の厚み方向に沿って相対する一対の壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに設けられ且つ第１の壁３８と第２の壁３９とで構成された連通部２６が、当該測定セル６の内外を連通している。即ち、測定セル６の上下部に位置する各壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに設けられ且つ第１の壁３８と第２の壁３９とで構成された連通部２６が、気体サンプル室２の内外を連通している。
【００９５】
そして、図１１又は図１２に示された場合では、第１の壁３８と第２の壁３９とで構成された連通部２６が、測定セル６の側壁２２の上部に位置する壁２２ｃ（即ち側壁２２の上部に位置する箇所）と、該測定セル６の下部に位置する壁２２ｄ（即ち側壁２２の下部に位置する箇所）とに設けられているので、前記連通部２６が測定セル６の内外を連通して、煙突効果により測定セル６に雰囲気を更に速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を更に速やかに測定することができる。
【００９６】
また、図１１又は図１２に示された場合では、測定セル６が略四角筒状に形成されて、当該測定セル６の内面の四隅部分Ｃを外側に向かって凸の曲面状に形成することで、測定セル６内の四隅部分Ｃにおいて雰囲気を移動しやすくしている。
【００９７】
さらに、図１１又は図１２に示された場合では、測定セル６の側壁２２の該測定セル６の厚み方向に沿って相対する一対の壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３８と第２の壁３９とで構成されて、これらの第１の壁３８と第２の壁３９との間の空間Ｋが測定セル６の内外を連通する連通部２６を設けている。しかしながら、前記連通部２６はこれに限定されるものではなく、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、連通部２６を複数設けていても良い。また、前記第１の壁３８と第２の壁３９とのうち少なくとも一方が、これらの第１の壁３８と第２の壁３９との互いに相対する対向面に突出壁を有して、測定セル６外に光源からの光を洩れにくくしていても良い。
【００９８】
また、図１１又は図１２に示された場合では、前述したように測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、連通部２６を複数設けて、更に、前記複数の連通部２６それぞれを構成する第１の壁３８と第２の壁３９との双方が、測定セル６の一端部から他端部方向に沿って外側に傾斜する第１傾斜部と、該第１傾斜部に連なり且つ測定セル６の一端部から他端部方向に沿って内側に傾斜する第２傾斜部とを有して、測定セル６外に光源からの光を洩れにくくしていても良い。
【００９９】
前述した実施形態では、光としての赤外線を用いている。しかしながら、本発明では、赤外線以外の種々の光を用いても良い。
【０１００】
また、前述した実施形態では、測定セル６が略四角筒状に形成されていた。しかしながら、本発明では、測定セル６の形状については、これに限定されるものではなく、円筒状や多角筒状のものであっても良く、測定セル６内において雰囲気を移動しやすい形状であれば、如何なる形状であっても良い。
【０１０１】
さらに、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２のうち互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに連通部２６を設けて、該連通部２６を互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４と第２の壁２５とで構成して、これらの第１の壁２４と第２の壁２５との間の空間Ｋが測定セル６即ち気体サンプル室２の内外を連通している。しかしながら、本発明では、測定セル６の側壁２２のうち一つの壁のみに連通部２６を設けて、該連通部２６を構成する第１の壁２４と第２の壁２５との間の一対の空間Ｋが測定セル６、即ち気体サンプル室２の内外を連通しても良い。また、気体サンプル室２の内外を連通する空間Ｋは、気体サンプル室２内の雰囲気が移動しやすいように、少なくとも二箇所に設けられていることが好ましい。
【０１０２】
また、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３４と第２の壁３５との双方が、当該第１の壁３４と第２の壁３５との互いに相対する対向面から突設された突出壁３６を有していた。しかしながら、本発明では、前記第１の壁３４と第２の壁３５とのうち少なくとも一方が、突出壁３６を有していれば良い。
【０１０３】
さらに、前述した実施形態では、濃度測定装置１が二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素の濃度を測定している。しかしながら、本発明では、濃度測定装置１がＮＯx、ＳＯx、Ｈ2Ｓ、Ｏ3、ＣＨ4、ＮＯなどの二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素以外の種々の気体の濃度を測定しても良い。
【０１０４】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施形態に係る濃度測定装置の気体サンプル室の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示された濃度測定装置の構成を示す説明図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面を模式的に示す説明図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線の断面を模式的に示す説明図である。
【図５】図２に示された濃度測定装置の受光回路の構成を示す説明図である。
【図６】二酸化炭素の透過率を示したグラフである。
【図７】図１に示された濃度測定装置の気体サンプル室の変形例の構成を模式的に示す説明図である。
【図８】図１に示された濃度測定装置の気体サンプル室の別の変形例の構成を模式的に示す説明図である。
【図９】図１に示された濃度測定装置の気体サンプル室の更に別の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】図９に示された濃度測定装置の気体サンプル室の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１０に示された濃度測定装置の気体サンプル室の更にまた別の変形例の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線の断面を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 濃度測定装置
２ 気体サンプル室
５ マイクロコンピュータ（濃度算出部）
６ 測定セル（本体部）
７ 光源
１２ 受光器
２２ 側壁
２４ 第１の壁
２５ 第２の壁
２６ 連通部
２８ 第１の壁
２９ 第２の壁
３０，３０ａ，３０ｂ 第１の壁
３１，３１ａ，３１ｂ 第２の壁
３２ 第１傾斜部
３３ 第２傾斜部
３４ 第１の壁
３５ 第２の壁
３６ 突出壁
３８ 第１の壁
３９ 第２の壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素などの所定の気体の濃度を測定する濃度測定装置に用いられる気体サンプル室及びこの気体サンプル室を備えた濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素などの所定の気体の濃度を測定する濃度測定装置には、従来から種々の気体サンプル室が用いられてきた。従来の気体サンプル室は、内部が密閉された筒状の本体部と、本体部の一端部に設けられた光源と、本体部の他端部に設けられた受光器と、前記本体部内に外部の雰囲気を強制的に供給する気体供給部と、を備えている。
【０００３】
本体部の内面は、鏡面に形成されている。光源は、例えば、赤外線を放射する。受光器は、赤外線センサと、この赤外線センサと光源との間に配置されて所定の波長の赤外線のみを透過させるフィルタと、を備えている。フィルタを透過する赤外線波長は、測定対象の気体に対する測定濃度範囲により定められている。即ち、フィルタを透過する赤外線波長は、測定対象の気体の測定範囲が０ｐｐｍから数千ｐｐｍオーダーであれば最も減衰し易い赤外線波長が選択されるなど、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて適切に選ばれている。気体供給部は、ポンプと配管などを備えており、本体部内に雰囲気を強制的に供給し、該本体部内の気体を強制的に排出する。
【０００４】
前述した従来の気体サンプル室即ち濃度測定装置は、気体供給部が雰囲気を強制的に本体部内に供給し、フィルタを介して赤外線センサが受光した光源からの赤外線の強さを測定することで、前記雰囲気中の前述した測定対象の気体の濃度を測定する。
【０００５】
しかしながら、前述した従来の気体サンプル室は、本体部内に強制的に雰囲気を供給する気体供給部を備えているので、装置自体が大型化する傾向であるとともに、気体供給部内に粉塵などの異物が蓄積されると、雰囲気を本体部内にスムーズに供給できなくなり、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を正確に測定することが困難となる。
【０００６】
この種の問題を解決するために、例えば、特許文献１に示された気体サンプル室が提案されている。特許文献１に示された気体サンプル室は、一端部側に光源部を配設する第一の円筒体と、一端部側に検出部を配設する第二の円筒体と、を備えて、これらの第一及び第二の円筒体が、当該第一及び第二の円筒体の他端部側同士を嵌合するとともに、軸方向に相対的に移動可能となっている。
【０００７】
前述した第一及び第二の円筒体の周壁には、それぞれ、自然体流用孔を設けている。自然対流用孔は、前記第一及び第二の円筒体の相対的な移動範囲において、該第一及び第二の円筒体によって塞がることのない位置に設けられている。このように、自然体流用孔を設けることで、特許文献１に示された気体サンプル室は、気体供給部を設けることなく、前記第一及び第二の円筒体に雰囲気を出入り自在としている。
【特許文献１】特開平１０−６２３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示された気体サンプル室は、第一及び第二の円筒体の周壁に設けられた自然体流用孔から光源からの光（赤外線）が洩れて、雰囲気中の測定対象の気体の濃度の測定感度が劣化するため、該自然体流用孔を小さくしなければならず、速やかに雰囲気を第一及び第二の円筒体内に導くことが困難となる傾向であった。このため、特許文献１に示された気体サンプル室は、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することが困難となる傾向であった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる気体サンプル室及びこの気体サンプル室を備えた濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、光源からの光を受光器に導く気体サンプル室において、筒状に形成された本体部と、前記本体部の一端部に配置された前記光源と、前記本体部の他端部に配置され且つ前記光源からの光を受光する前記受光器と、を備え、前記本体部の側壁が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁及び第２の壁から構成されて、前記本体部の内外を連通する連通部を少なくとも一つ備えていることを特徴とする気体サンプル室である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記連通部が、前記側壁の前記光源から前記受光器に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する箇所に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、前記連通部が、前記側壁の上部に位置する箇所と、前記側壁の下部に位置する箇所とに設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記連通部が、前記第１の壁と前記第２の壁とのうち外側に位置する一方に設けられた開口部を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第１の壁と前記第２の壁との双方が、前記本体部の前記一端部から前記他端部方向に沿って外側に傾斜する第１傾斜部と、前記第１傾斜部に連なり且つ前記本体部の前記一端部から前記他端部方向に沿って内側に傾斜する第２傾斜部と、を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第１の壁と前記第２の壁とのうち少なくとも一方が、これらの壁同士が互いに相対する対向面から突設した突出壁を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、一端部に光源を設け且つ他端部に該光源からの光を受光する受光器を設けた気体サンプル室と、前記受光器が受光した前記光源からの光の強さに基づいて前記気体サンプル室内の予め定められた気体の濃度を算出する濃度算出部と、を備えた濃度測定装置において、前記気体サンプル室として、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室を備えたことを特徴とする濃度測定装置である。
【００１７】
請求項１に記載された本発明によれば、筒状に形成されて一端部に光源が配され且つ他端部に該光源からの光を受光する受光器が配された本体部の側壁が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁及び第２の壁から構成されて、本体部の内外を連通する連通部を少なくとも一つ備えているので、本体部外への光源からの光の洩れを低減できるとともに、本体部に雰囲気を出し入れ自在にできる。
【００１８】
請求項２に記載された本発明によれば、複数の連通部が、光源から受光器に向かう光の光軸を挟んで互いに相対して設けられているので、本体部に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。
【００１９】
請求項３に記載された本発明によれば、連通部が、側壁の上部に位置する箇所と、側壁の下部に位置する箇所とに設けられているので、煙突効果により本体部に雰囲気を更に速やかに出し入れ自在にできる。
【００２０】
請求項４に記載された本発明によれば、前記連通部が、前記第１の壁と前記第２の壁とのうち外側に位置する一方に設けられた開口部を備えているので、本体部に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。
【００２１】
請求項５に記載された本発明によれば、第１の壁と第２の壁との双方が、本体部の一端部から他端部方向に沿って外側に傾斜する第１傾斜部と、該第１傾斜部に連なり且つ本体部の一端部から他端部方向に沿って内側に傾斜する第２傾斜部と、を有しているので、本体部外への光源からの光の洩れを低減することができる。
【００２２】
請求項６に記載された本発明によれば、第１の壁と第２の壁とのうち少なくとも一方が、これらの壁同士が互いに相対する対向面から突設した突出壁を有しているので、本体部外への光源からの光の洩れを更に低減することができる。
【００２３】
請求項７に記載された本発明によれば、前述した気体サンプル室を備えているので、気体サンプル室の本体部外への光源からの光の洩れを低減できるとともに、該本体部に雰囲気を出し入れ自在にできる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように請求項１に記載の本発明は、本体部が、当該本体部外への光源からの光の洩れを低減するとともに、当該本体部に雰囲気を出し入れ自在にするので、十分な強さの光を受光部に導くことができるとともに、雰囲気を速やかに本体部内に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる。
【００２５】
請求項２に記載の本発明は、本体部に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００２６】
請求項３に記載の本発明は、煙突効果により本体部に雰囲気を更に速やかに出し入れ自在にできる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を更に速やかに測定することができる。
【００２７】
請求項４に記載の本発明は、本体部に雰囲気を出し入れ自在にするので、雰囲気を速やかに本体部内に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００２８】
請求項５に記載の本発明は、本体部外への光源からの光の洩れを低減することができるので、十分な強さの光を受光器に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができる。
【００２９】
請求項６に記載の本発明は、本体部外への光源からの光の洩れを更に低減することができるので、十分な強さの光を受光部に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を更に向上させることができる。
【００３０】
請求項７に記載の本発明は、前述した気体サンプル室を備えているので、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態に係る濃度測定装置を、図１乃至図５を参照して説明する。
【００３２】
濃度測定装置１は、図２に示すように、濃度の測定対象の気体を含んだ雰囲気が充填される気体サンプル室２と、制御回路部３と、受光回路部４と、濃度算出部としてのマイクロコンピュータ（以下、μｃｏｍと記載する）５と、を備えている。
【００３３】
気体サンプル室２は、図１に示すように、本体部としての測定セル６と、光源７と、受光ユニット８とを備えている。
【００３４】
測定セル６は、筒状に形成されており、図示例では、図１中の奥行き方向の長さが１ｃｍ、前記奥行き方向に対し直交する幅方向の長さが５ｃｍ、前記奥行き方向と幅方向との双方に対し直交する厚み方向の長さが１ｃｍ程度の略四角筒状に形成されている。
【００３５】
測定セル６は、該測定セル６の長手方向、即ち前記幅方向に互いに相対する一対の対向壁２３ａ，２３ｂと、この一対の対向壁２３ａ，２３ｂ同士を連結する側壁２２と、を備えている。一対の対向壁２３ａ，２３ｂは、測定セル６の長手方向の一端部に一方の対向壁２３ａが位置し且つ他端部に他方の対向壁２３ｂが位置している。
【００３６】
側壁２２は、４つの平坦な壁２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄから構成されており、これらの壁２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのうち図１中の奥行き方向に沿って互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂ（即ち側壁２２の互いに相対する箇所）には、それぞれ、連通部２６が設けられている。また、これら一対の壁２２ａ，２２ｂは、光源７から受光ユニット８の後述する受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対している。
【００３７】
連通部２６は、第１の壁２４と第２の壁２５とで構成されている。そして、本実施例では、各連通部２６を構成する第１の壁２４及び第２の壁２５が、測定セル６の互いに相対する壁２２ａ，２２ｂそれぞれを構成している。第１の壁２４は、図１及び図３に示すように、第２の壁２５より外側に配されている。第１の壁２４は、中央に矩形状の開口部２４ａが設けられている。この開口部２４ａは、壁２２ａ，２２ｂの全長に亘って設けられている。
【００３８】
第２の壁２５は、平板状に形成されており、第１の壁２４と間隔をあけ且つ平行に配されている。第２の壁２５は、第１の壁２４の開口部２４ａを塞ぐように配されているとともに、該開口部２４ａよりも大きく形成されている。即ち、第２の壁２５は、第１の壁２４と間隔をあけ且つ一部が重なるように配されている。
【００３９】
前述した構成の測定セル６は、側壁２２の図１中の奥行き方向に沿って、即ち光源７から受光ユニット８の後述する受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂに設けられた連通部２６が、当該測定セル６の内外を連通している。即ち、測定セル６の光源７から受光ユニット８の後述する受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂに設けられた連通部２６が、気体サンプル室２の内外を連通している。
【００４０】
また、第１の壁２４と第２の壁２５とで構成された連通部２６（図２又は図３に示す）は、第１の壁２４と第２の壁２５との間隔が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の、雰囲気中の粉塵などの気体浮遊粒子よりも遥かに大きく形成されている。そして、連通部２６は、雰囲気が通ることを許容して、測定セル６即ち気体サンプル室２の内外を雰囲気が移動自在となるようにしている。即ち、連通部２６を構成する第１の壁２４と第２の壁２５とによって、送風機やポンプなどを設けることなく、測定セル６内に雰囲気を速やかに導いて、当該測定セル６内の気体を速やかに雰囲気と等しくするものである。
【００４１】
さらに、前述した測定セル６は、側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する第１の壁２４の開口部２４ａよりも第２の壁２５が大きく形成されるとともに、これらの第１の壁２４と第２の壁２５との一部が重なるように配されて、当該測定セル６外へ光源７からの光を洩れにくくしている。
【００４２】
光源７は、測定セル６内で且つ当該測定セル６の一端部に位置する一方の対向壁２３ａに設けられている。光源７は、電圧が印加されることで、光としての赤外線を測定セル６の他端部に向かって放射する。光源として、例えば黒体炉、電球等が用いられる。
【００４３】
受光ユニット８は、図３及び図４に示すように、ユニット本体１１と、複数の受光器１２と、集光部材１３と、を備えている。ユニット本体１１即ち受光ユニット８は、測定セル６内で且つ当該測定セル６の他端部に位置する他方の対向壁２３ｂに設けられている。ユニット本体１１は、箱状に形成されている。なお、集光部材１３は、光源７が平行光である場合には省略可能である。
【００４４】
受光器１２は、図示例では、四つ設けられている。受光器１２は、それぞれ、赤外線センサ１４と、透過部材１５とを備えている。
【００４５】
赤外線センサ１４は、ユニット本体１１に取り付けられている。複数の受光器１２の赤外線センサ１４は、同一平面上に配置されている。赤外線センサ１４は、光源７が発し且つ透過部材１５を透過した赤外線を受光し、この赤外線の熱を電気エネルギーに変換する。赤外線センサ１４は、赤外線の熱を電気エネルギーに変換して、センサ出力としてμｃｏｍ５に出力する。赤外線センサ１４として、例えば、焦電型、サーモパイル型のものが用いられる。
【００４６】
透過部材１５は、ユニット本体１１に取り付けられて、赤外線センサ１４と光源７との間に配置されている。複数の受光器１２の透過部材１５は、同一平面上に配置されている。透過部材１５は、それぞれ、光源７からの赤外線のうち予め定められた波長の赤外線のみを透過させて、当該透過させた波長の赤外線を赤外線センサ１４まで導く。複数の受光器１２の透過部材１５は、互いに透過させる赤外線の波長が異なる。透過部材１５は、例えば本実施形態では、図６にその透過率が示された二酸化炭素の濃度を測定するために用いられる際には、波長が４．２７μｍの赤外線のみを透過させる。
【００４７】
そして、透過部材１５を透過する赤外線の波長は、濃度測定装置１が濃度の測定対象とする気体に対する測定濃度範囲により定められる。つまり、透過部材１５を透過する赤外線波長は、測定範囲が０ｐｐｍから数千ｐｐｍオーダーであれば最も減衰し易い赤外線波長が選択されるなど、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて適切に選ばれている。なお、受光器１２は、二酸化炭素以外にも水蒸気、一酸化炭素を測定対象の気体とする。
【００４８】
図示例では、一つの受光器１２は基準として用いられ、その透過部材１５が例えば大気中で全く減衰しない波長である１．５μｍ又は４．０μｍの赤外線を透過させる。また、他の一つの受光器１２は二酸化炭素の濃度を測定するために用いられ、その透過部材１５が例えば前述した二酸化炭素中で減衰しやすい波長である４．２７μｍの赤外線のみを透過させる。
【００４９】
更に他の受光器１２は水蒸気の濃度を測定するために用いられ、その透過部材１５が例えば前述した水蒸気中で減衰しやすい波長である１．９μｍの赤外線のみを透過させる。更に別の受光器１２は一酸化炭素の濃度を測定するために用いられ、その透過部材１５が例えば前述した一酸化炭素中で減衰しやすい波長である４．６４μｍの赤外線のみを透過させる。
【００５０】
なお、前述した透過部材１５は、必ずしも前述した波長の赤外線のみを透過させるものでなくても良く、前述したように、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて、これらの気体の濃度測定に最適な波長の赤外線のみを透過させるものであれば良い。
【００５１】
そして、受光ユニット８は、互いに透過部材１５が透過させる赤外線の波長の異なる受光器１２を複数備えているので、複数の種類の気体の濃度を測定するために用いることができる。
【００５２】
なお、図６は、二酸化炭素に対する赤外線の透過率を示しており、図６中の横軸は赤外線の波長（μｍ）を示し、図６中の縦軸は赤外線の透過率（％）を示している。図６によれば、波長が４．２７μｍの赤外線の二酸化炭素中の透過率が、略零であることが示されており、波長が４．２７μｍの赤外線は、二酸化炭素中を殆ど透過しない（殆ど吸収されてしまう）ことが示されている。
【００５３】
集光部材１３は、例えば３００度などの所定の角度の範囲の赤外線を集光して、透過部材１５つまり赤外線センサ１４に集中させる。すると、光源７から直接入射する赤外線以外にも、測定セル６の外壁６ａの内面で反射する赤外線も赤外線センサ１４に集めることができるので、赤外線の受光効率を良くすることができる。なお、集光部材１３として、フレーネルレンズ等を用いることができる。
【００５４】
制御回路部３は、図２に示すように、発振器１６、クロック分周回路１７、定電圧回路１８などを備えており、μｃｏｍ５の命令とおりに、所定の周波数で光源７を点滅させる。
【００５５】
受光回路部４は、図５に示すように、複数のアンプ１９と、切り換え器２０と、Ａ／Ｄ変換器２１とを備えている、アンプ１９は、それぞれ、受光器１２と１対１に対応して設けられている。アンプ１９は、対応する受光器１２の赤外線センサ１４からの信号を増幅して、切り換え器２０を介してＡ／Ｄ変換器２１に向かって出力する。Ａ／Ｄ変換器２１は、赤外線センサ１４からの信号をデジタル信号に変換して、μｃｏｍ５に向かって出力する。
【００５６】
μｃｏｍ５は、制御回路部３及び受光回路部４と接続して、これらの動作を制御することで、濃度測定装置１全体の動作をつかさどる。μｃｏｍ５は、予め定められたプログラムに従って動作するコンピュータである。このμｃｏｍ５は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵのためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種のデータを格納するとともにＣＰＵの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ等を有して構成している。
【００５７】
また、μｃｏｍ５には、濃度測定装置１自体がオフ状態の間も記憶内容の保持が可能な電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリが接続している。そして、このメモリには、濃度の算出に必要な後述する吸光係数、測定距離、濃度変換係数等の各種情報を記憶するとともに、算出した濃度を外部から読出可能に時系列的に記憶する。
【００５８】
前述した構成の濃度測定装置１は、測定セル６の光源７から受光ユニット８の受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４と第２の壁２５とで構成され且つ該第１の壁２４に設けられた開口部２４ａを備えている。この連通部２６によって、雰囲気が測定セル６の内外を移動自在となって、この測定セル６即ち気体サンプル室２内の気体を雰囲気と等しくする。そして、濃度測定装置１は、光源７を点滅させて、この光源７からの赤外線を各受光器１２の赤外線センサ１４で受光する。
【００５９】
そして、濃度測定装置１のμｃｏｍ５は、赤外線センサ１４で受光した赤外線の強さなどに基づいて、予め定められた気体の雰囲気中の濃度を測定する。具体的には、濃度測定装置１のμｃｏｍ５は、基準として用いられる受光器１２の赤外線センサ１４で受光した赤外線の強さと、二酸化炭素、水蒸気及び一酸化炭素を測定するための受光器１２の赤外線センサ１４で受光した赤外線の強さとを比較して、測定対象の二酸化炭素、水蒸気及び一酸化炭素の濃度を測定する。このように、濃度測定装置１の気体サンプル室２は、光源７からの赤外線を受光器１２に導くように形成されている。
【００６０】
本実施形態によれば、筒状に形成されて一端部に光源７が配され且つ他端部に該光源７からの光を受光する受光器１２が配された測定セル６の側壁２２が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４及び第２の壁２５から構成されて、測定セル６の内外を連通する連通部２６を少なくとも一つ備えている。
【００６１】
このため、測定セル６が、当該測定セル６外への光源７からの光の洩れを低減するとともに、当該測定セル６に雰囲気を出し入れ自在にすることができるので、十分な強さの光を受光部に導くことができるとともに、雰囲気を速やかに測定セル６内に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができ且つ速やかに測定することができる。
【００６２】
また、連通部２６が、光源７から受光ユニット８の受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂに設けられているので、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００６３】
さらに、連通部２６が、第１の壁２４と第２の壁２５とのうち外側に位置する一方、即ち第１の壁２４に設けられた開口部２４ａを備えているので、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。したがって、雰囲気を速やかに測定セル６内に導くことができ、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００６４】
また、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４と第２の壁２５とで構成されて、測定セル６の内外を連通する連通部２６を設けていた。しかしながら、本発明では、図７に示すように、測定セル６の側壁２２の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、複数の連通部２６を設けていても良い。なお、図７において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図７に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って複数の連通部２６が設けられている。複数の連通部２６は、それぞれ、第１の壁２８と第２の壁２９とで構成されており、図示例では、複数の連通部２６が、３つの第１の壁２８と、４つの第２の壁２９とで構成されている。そして、複数の連通部２６を構成する複数の第１の壁２８及び第２の壁２９は、測定セル６の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれを構成している。
【００６６】
複数の第１の壁２８は、それぞれ、平板状に形成されており、測定セル６の長手方向、即ち幅方向に沿って互いに間隔をあけて配されている。また、複数の第１の壁２８は、それぞれ、複数の第２の壁２９の外側に間隔をあけるとともに、一部が重なるように配されている。
【００６７】
複数の第２の壁２９は、それぞれ、平板状に形成されており、複数の第１の壁２８と間隔をあけ且つ平行に配されている。そして、複数の第１の壁２８と、複数の第２の壁２９とで構成された各連通部２６が、測定セル６即ち気体サンプル室２の内外を連通している。
【００６８】
そして、図７に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って設けられた複数の連通部２６それぞれが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２８と第２の壁２９とで構成されて、これら複数の連通部２６それぞれが測定セル６の内外を連通しているので、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００６９】
また、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って複数の連通部２６を設けて、該複数の連通部２６それぞれが互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２８と第２の壁２９とで構成されていた。しかしながら、本発明では、図８に示すように、複数の連通部２６それぞれが互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３０と第２の壁３１とで構成されて、これらの第１の壁３０と第２の壁３１との双方が、第１傾斜部３２と第２傾斜部３３とを有していても良い。なお、図８において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図８に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って複数の連通部２６が設けられている。複数の連通部２６は、それぞれ、第１の壁３０と第２の壁３１とで構成されており、図示例では、複数の連通部２６が、２つの第１の壁３０ａ，３０ｂと、２つの第２の壁３１ａ，３１ｂとで構成されている。そして、複数の連通部２６を構成する複数の第１の壁３０ａ，３０ｂ及び第２の壁３１ａ，３１ｂは、測定セル６の互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれを構成している。
【００７１】
上記第１の壁３０ａは、測定セル６の一端部に位置する対向壁２３ａと連なるように設けられている。上記第１の壁３０ｂは、測定セル６の他端部に位置する対向壁２３ｂと連なるように設けられている。これら複数の第１の壁３０ａ，３０ｂには、それぞれ、測定セル６の一端部から他端部に向かうにしたがって外側に傾斜する第１傾斜部３２と、該第１傾斜部３２に連なり且つ測定セル６の一端部から他端部に向かうにしたがって内側に傾斜する第２傾斜部３３と、が設けられている。
【００７２】
また、複数の第１の壁３０ａ，３０ｂは、一方の第１の壁３０ａの第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３が一方の第２の壁３１ａより外側に位置するように配されるとともに、他方の第１の壁３０ｂの第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３が他方の第２の壁３１ｂより内側に位置するように配されている。
【００７３】
複数の第２の壁３１ａ，３１ｂは、それぞれ、各第１の壁３０ａ，３０ｂと間隔をあけて配されている。複数の第２の壁３１ａ，３１ｂには、それぞれ、測定セル６の一端部から他端部に向かうにしたがって外側に傾斜する第１傾斜部３２と、該第１傾斜部３２に連なり且つ測定セル６の一端部から他端部に向かうにしたがって内側に傾斜する第２傾斜部３３と、が設けられている。複数の第２の壁３１ａ，３１ｂは、それぞれ、第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３が複数設けられている。
【００７４】
また、複数の第２の壁３１ａ，３１ｂは、測定セル６の長手方向に沿って互いに間隔をあけるとともに、互いに近接した一方の第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３同士が重なるように配されている。また、複数の第２の壁３１ａ，３１ｂは、それぞれ、他方の第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３が、各第１の壁３０ａ，３０ｂの第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３と、間隔をあけて重なるように配されている。即ち、これらの各第１の壁３０ａ，３０ｂと各第２の壁３１ａ，３１ｂとは、互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配されている。
【００７５】
そして、図８に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って設けられた複数の連通部２６それぞれが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３０と第２の壁３１とで構成されて、これらの第１の壁３０と第２の壁３１との双方が、第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３を有している。
【００７６】
このため、測定セル６外への光源からの光の洩れを低減することができるので、十分な強さの光を受光器１２に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができる。
【００７７】
また、図８に示された場合では、前述した複数の連通部２６それぞれが、互いに間隔をあけた第１の壁３０と第２の壁３１とで構成されているので、これら複数の連通部２６それぞれが測定セル６の内外を連通して、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００７８】
さらに、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、該測定セル６の幅方向に沿って複数の連通部２６を設けて、該複数の連通部２６それぞれを構成する互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３０と第２の壁３１との双方が、第１傾斜部３２及び第２傾斜部３３を有していた。
【００７９】
しかしながら、本発明では、図９に示すように、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３４と第２の壁３５とで構成されて、これらの第１の壁３４と第２の壁３５との双方に、当該第１の壁３４と第２の壁３５との互いに相対する（重なる）対向面の縁から突設された突出壁３６が設けられていても良い。なお、図９において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図９に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、連通部２６が設けられており、該連通部２６が第１の壁３４と第２の壁３５とで構成されている。第１の壁３４は、中央に矩形状の開口部３４ａが各壁２２ａ，２２ｂの全長に亘って設けられるとともに、第２の壁３５より外側に位置するように配されている。第２の壁３５は、平板状に形成されており、第１の壁３４と間隔をあけ且つ平行に配されるとともに、第１の壁３４の開口部３４ａよりも大きく形成されて該開口部３４ａを塞ぐように配されている。これらの第１の壁３４と第２の壁３５とが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配されている。
【００８１】
また、第１の壁３４と第２の壁３５との双方には、それぞれ、当該第１の壁３４と第２の壁３５との互いに相対する（重なる）対向面の縁から突設された突出壁３６が複数設けられている。複数の突出壁３６は、第１の壁３４の開口部３４ａの第２の壁３５と重なる両端部に設けられているとともに、第２の壁３５の第１の壁３４と重なる両端部に設けられている。即ち、複数の突出壁３６は、第１の壁３４と第２の壁３５とが互いに重なる部分に配されている。また、第１の壁３４から突出した突出壁３６と第２の壁３５から突出した突出壁３６とは、互いに間隔をあけて平行に配置されている。
【００８２】
そして、図９に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配された第１の壁３４と第２の壁３５との双方に、これらの第１の壁３４と第２の壁３５との互いに相対する（重なる）対向面から突設した複数の突出壁３６が設けられているとともに、この複数の突出壁３６が、第１の壁３４と第２の壁３５とが互いに重なる部分に配されているので、前記連通部２６から測定セル６外に光源からの光を更に洩れにくくすることができる。
【００８３】
このため、測定セル６外への光源からの光の洩れを更に低減することができるので、十分な強さの光を受光器１２に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を更に向上させることができる。
【００８４】
また、図９に示された場合では、前述した連通部２６が、互いに間隔をあけた第１の壁３４と第２の壁３５とで構成され、更に、互いに間隔をあけ且つ前記壁３４，３５と間隔をあけて突出壁３６が設けられているので、前記連通部２６が測定セル６の内外を連通して、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００８５】
さらに、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配された第１の壁３４と第２の壁３５との双方に、それぞれ、複数の突出壁３６が設けられていた。しかしながら、本発明では、図１０に示すように、第１の壁３４と第２の壁３５とにそれぞれ設けられた複数の突出壁３６に、それぞれ、第２突出壁３７が形成されていても良い。なお、図１０において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
図１０に示された場合では、第１の壁３４と第２の壁３５とが互いに重なる対向面の縁から突出した突出壁３６の先端から更に第２突出壁３７が突出している。第１の壁３４から凸の突出壁３６から突出した第２突出壁３７と、第２の壁３５から凸の突出壁３６から突出した第２突出壁３７とは、互いに平行に配置されているとともに、第１の壁及び第２の壁３４，３５の双方と平行に配置されている。
【００８７】
また、第１の壁３４から凸の突出壁３６から突出した第２突出壁３７と、第２の壁３５から凸の突出壁３６から突出した第２突出壁３７とは、互いに間隔をあけて重なっている。即ち、第１の壁及び第２の壁３４，３５と突出壁３６，３７とは、互いに間隔をあけて配置されている。
【００８８】
そして、図１０に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する第１の壁及び第２の壁３４，３５と突出壁３６，３７とが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配されているので、前記連通部２６から測定セル６外に光源からの光を更に洩れにくくすることができる。
【００８９】
このため、測定セル６外への光源からの光の洩れを更に低減することができるので、十分な強さの光を受光器１２に導くことができる。したがって、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を測定する感度を向上させることができる。
【００９０】
また、図１０に示された場合では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６が、互いに間隔をあけた第１の壁３４と第２の壁３５とで構成され、更に、互いに間隔をあけ且つ前記第１の壁及び第２の壁３４，３５と間隔をあけて突出壁３６，３７が設けられているので、前記連通部２６が測定セル６の内外を連通して、測定セル６に雰囲気を速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を速やかに測定することができる。
【００９１】
さらに、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の図１中の奥行き方向に沿って相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに、連通部２６を設けて、該連通部２６が互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３４と第２の壁３５とで構成されていた。しかしながら、本発明では、図１１又は図１２に示すように、測定セル６の図中の上下方向、即ち測定セル６の厚み方向に沿って相対する一対の壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、連通部２６を設けて、該連通部２６が互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３８と第２の壁３９とで構成されていても良い。なお、図１１又は図１２において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００９２】
図１１又は図１２に示された場合では、測定セル６は、略四角筒状に形成されており、内面の四隅部分Ｃが、外側に向かって凸の曲面状に形成されている。測定セル６は、側壁２２の該測定セル６の図中の上下方向、即ち測定セル６の厚み方向に沿って相対する一対の壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、連通部２６が設けられており、該連通部２６が第１の壁３８と第２の壁３９とで構成されている。また、これら一対の壁２２ｃ，２２ｄは、前述した光源７から受光ユニット８の受光器１２に向かう光の光軸を挟んで互いに相対している。
【００９３】
第１の壁３８は、中央に矩形状の開口部３８ａが各壁２２ａ，２２ｂの全長に亘って設けられるとともに、第２の壁３９より外側に位置するように配されている。第２の壁３９は、平板状に形成されており、第１の壁３８と間隔をあけ且つ平行に配されるとともに、第１の壁３８の開口部３８ａよりも大きく形成されて該開口部３８ａを塞ぐように配されている。そして、これらの第１の壁３８と第２の壁３９とが、互いに間隔をあけ且つ一部が重なるように配されている。
【００９４】
前述した構成の測定セル６は、図１２に示すように、側壁２２の該測定セル６の厚み方向に沿って相対する一対の壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに設けられ且つ第１の壁３８と第２の壁３９とで構成された連通部２６が、当該測定セル６の内外を連通している。即ち、測定セル６の上下部に位置する各壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに設けられ且つ第１の壁３８と第２の壁３９とで構成された連通部２６が、気体サンプル室２の内外を連通している。
【００９５】
そして、図１１又は図１２に示された場合では、第１の壁３８と第２の壁３９とで構成された連通部２６が、測定セル６の側壁２２の上部に位置する壁２２ｃ（即ち側壁２２の上部に位置する箇所）と、該測定セル６の下部に位置する壁２２ｄ（即ち側壁２２の下部に位置する箇所）とに設けられているので、前記連通部２６が測定セル６の内外を連通して、煙突効果により測定セル６に雰囲気を更に速やかに出し入れ自在にできる。このため、雰囲気中の測定対象の気体の濃度を更に速やかに測定することができる。
【００９６】
また、図１１又は図１２に示された場合では、測定セル６が略四角筒状に形成されて、当該測定セル６の内面の四隅部分Ｃを外側に向かって凸の曲面状に形成することで、測定セル６内の四隅部分Ｃにおいて雰囲気を移動しやすくしている。
【００９７】
さらに、図１１又は図１２に示された場合では、測定セル６の側壁２２の該測定セル６の厚み方向に沿って相対する一対の壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３８と第２の壁３９とで構成されて、これらの第１の壁３８と第２の壁３９との間の空間Ｋが測定セル６の内外を連通する連通部２６を設けている。しかしながら、前記連通部２６はこれに限定されるものではなく、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、連通部２６を複数設けていても良い。また、前記第１の壁３８と第２の壁３９とのうち少なくとも一方が、これらの第１の壁３８と第２の壁３９との互いに相対する対向面に突出壁を有して、測定セル６外に光源からの光を洩れにくくしていても良い。
【００９８】
また、図１１又は図１２に示された場合では、前述したように測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ｃ，２２ｄそれぞれに、連通部２６を複数設けて、更に、前記複数の連通部２６それぞれを構成する第１の壁３８と第２の壁３９との双方が、測定セル６の一端部から他端部方向に沿って外側に傾斜する第１傾斜部と、該第１傾斜部に連なり且つ測定セル６の一端部から他端部方向に沿って内側に傾斜する第２傾斜部とを有して、測定セル６外に光源からの光を洩れにくくしていても良い。
【００９９】
前述した実施形態では、光としての赤外線を用いている。しかしながら、本発明では、赤外線以外の種々の光を用いても良い。
【０１００】
また、前述した実施形態では、測定セル６が略四角筒状に形成されていた。しかしながら、本発明では、測定セル６の形状については、これに限定されるものではなく、円筒状や多角筒状のものであっても良く、測定セル６内において雰囲気を移動しやすい形状であれば、如何なる形状であっても良い。
【０１０１】
さらに、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２のうち互いに相対する一対の壁２２ａ，２２ｂそれぞれに連通部２６を設けて、該連通部２６を互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁２４と第２の壁２５とで構成して、これらの第１の壁２４と第２の壁２５との間の空間Ｋが測定セル６即ち気体サンプル室２の内外を連通している。しかしながら、本発明では、測定セル６の側壁２２のうち一つの壁のみに連通部２６を設けて、該連通部２６を構成する第１の壁２４と第２の壁２５との間の一対の空間Ｋが測定セル６、即ち気体サンプル室２の内外を連通しても良い。また、気体サンプル室２の内外を連通する空間Ｋは、気体サンプル室２内の雰囲気が移動しやすいように、少なくとも二箇所に設けられていることが好ましい。
【０１０２】
また、前述した実施形態では、測定セル６の側壁２２の互いに相対する各壁２２ａ，２２ｂそれぞれに設けられた連通部２６を構成する互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁３４と第２の壁３５との双方が、当該第１の壁３４と第２の壁３５との互いに相対する対向面から突設された突出壁３６を有していた。しかしながら、本発明では、前記第１の壁３４と第２の壁３５とのうち少なくとも一方が、突出壁３６を有していれば良い。
【０１０３】
さらに、前述した実施形態では、濃度測定装置１が二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素の濃度を測定している。しかしながら、本発明では、濃度測定装置１がＮＯx、ＳＯx、Ｈ2Ｓ、Ｏ3、ＣＨ4、ＮＯなどの二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素以外の種々の気体の濃度を測定しても良い。
【０１０４】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施形態に係る濃度測定装置の気体サンプル室の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示された濃度測定装置の構成を示す説明図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面を模式的に示す説明図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線の断面を模式的に示す説明図である。
【図５】図２に示された濃度測定装置の受光回路の構成を示す説明図である。
【図６】二酸化炭素の透過率を示したグラフである。
【図７】図１に示された濃度測定装置の気体サンプル室の変形例の構成を模式的に示す説明図である。
【図８】図１に示された濃度測定装置の気体サンプル室の別の変形例の構成を模式的に示す説明図である。
【図９】図１に示された濃度測定装置の気体サンプル室の更に別の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】図９に示された濃度測定装置の気体サンプル室の変形例の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１０に示された濃度測定装置の気体サンプル室の更にまた別の変形例の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線の断面を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 濃度測定装置
２ 気体サンプル室
５ マイクロコンピュータ（濃度算出部）
６ 測定セル（本体部）
７ 光源
１２ 受光器
２２ 側壁
２４ 第１の壁
２５ 第２の壁
２６ 連通部
２８ 第１の壁
２９ 第２の壁
３０，３０ａ，３０ｂ 第１の壁
３１，３１ａ，３１ｂ 第２の壁
３２ 第１傾斜部
３３ 第２傾斜部
３４ 第１の壁
３５ 第２の壁
３６ 突出壁
３８ 第１の壁
３９ 第２の壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を受光器に導く気体サンプル室において、
筒状に形成された本体部と、前記本体部の一端部に配置された前記光源と、前記本体部の他端部に配置され且つ前記光源からの光を受光する前記受光器と、を備え、
前記本体部の側壁が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁及び第２の壁から構成されて、前記本体部の内外を連通する連通部を少なくとも一つ備えていることを特徴とする気体サンプル室。
【請求項２】
複数の前記連通部が、前記光源から前記受光器に向かう光の光軸を挟んで互いに相対して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の気体サンプル室。
【請求項３】
前記連通部が、前記側壁の上部に位置する箇所と、前記側壁の下部に位置する箇所とに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の気体サンプル室。
【請求項４】
前記連通部が、前記第１の壁と前記第２の壁とのうち外側に位置する一方に設けられた開口部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室。
【請求項５】
前記第１の壁と前記第２の壁との双方が、前記本体部の前記一端部から前記他端部方向に沿って外側に傾斜する第１傾斜部と、前記第１傾斜部に連なり且つ前記本体部の前記一端部から前記他端部方向に沿って内側に傾斜する第２傾斜部と、を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室。
【請求項６】
前記第１の壁と前記第２の壁とのうち少なくとも一方が、これらの壁同士が互いに相対する対向面から突設した突出壁を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室。
【請求項７】
一端部に光源を設け且つ他端部に該光源からの光を受光する受光器を設けた気体サンプル室と、前記受光器が受光した前記光源からの光の強さに基づいて前記気体サンプル室内の予め定められた気体の濃度を算出する濃度算出部と、を備えた濃度測定装置において、
前記気体サンプル室として、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室を備えたことを特徴とする濃度測定装置。
【請求項１】
光源からの光を受光器に導く気体サンプル室において、
筒状に形成された本体部と、前記本体部の一端部に配置された前記光源と、前記本体部の他端部に配置され且つ前記光源からの光を受光する前記受光器と、を備え、
前記本体部の側壁が、互いに間隔をあけ且つ一部が重なる第１の壁及び第２の壁から構成されて、前記本体部の内外を連通する連通部を少なくとも一つ備えていることを特徴とする気体サンプル室。
【請求項２】
複数の前記連通部が、前記光源から前記受光器に向かう光の光軸を挟んで互いに相対して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の気体サンプル室。
【請求項３】
前記連通部が、前記側壁の上部に位置する箇所と、前記側壁の下部に位置する箇所とに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の気体サンプル室。
【請求項４】
前記連通部が、前記第１の壁と前記第２の壁とのうち外側に位置する一方に設けられた開口部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室。
【請求項５】
前記第１の壁と前記第２の壁との双方が、前記本体部の前記一端部から前記他端部方向に沿って外側に傾斜する第１傾斜部と、前記第１傾斜部に連なり且つ前記本体部の前記一端部から前記他端部方向に沿って内側に傾斜する第２傾斜部と、を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室。
【請求項６】
前記第１の壁と前記第２の壁とのうち少なくとも一方が、これらの壁同士が互いに相対する対向面から突設した突出壁を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室。
【請求項７】
一端部に光源を設け且つ他端部に該光源からの光を受光する受光器を設けた気体サンプル室と、前記受光器が受光した前記光源からの光の強さに基づいて前記気体サンプル室内の予め定められた気体の濃度を算出する濃度算出部と、を備えた濃度測定装置において、
前記気体サンプル室として、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の気体サンプル室を備えたことを特徴とする濃度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１３９２１５（Ｐ２００９−１３９２１５Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１５７３９（Ｐ２００７−３１５７３９）
【出願日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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