(57)【要約】【課題】湿度の高い雰囲気において測定対象ガスに含まれる特定ガスを検知するにあたり、ヒータ加熱の影響によるガス検知精度の低下を抑制できる非分散型赤外線分析式ガス検知器を提供する。【解決手段】非分散型赤外線分析式ガス検知器１においては、赤外線センサ１５の赤外線検知素子３１が、参照接点６２を基準としつつ検知接点６１で受光する赤外線の強度に基づいて、検知波長の赤外線に対応したガス（二酸化炭素）を検知する。そして、参照接点６２は、赤外線検知素子３１の枠部４１ではなく、参照薄膜部４４に設けられるため、赤外線検知素子３１の枠部４１からの熱伝導の影響を受けがたい。これらのことから、赤外線検知素子３１は、ヒータ１７からの熱伝導による参照接点６２の温度変化に起因したセンサ出力の変動が起こり難くなり、ガス検知精度の低下を抑制できる。【選択図】 図３
2014219211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象ガスに含まれる特定ガスを検知する非分散型赤外線分析式ガス検知器であって、
赤外線を放射する光源と、
前記測定対象ガスが内部に導入される測定セルと、
到達した前記赤外線の強度に応じた赤外線検知信号を出力する赤外線センサと、
前記測定セルを加熱するヒータと、
を備えており、
前記光源および前記赤外線センサは、前記測定セルに対して熱伝導される状態で連結されており、
前記赤外線センサは、
複数の薄膜部をそれぞれ取り囲む枠部を有すると共に、前記薄膜部および前記枠部に配置される熱電堆を有する検知素子と、
前記複数の薄膜部のそれぞれに応じて予め定められた波長の前記赤外線を透過する波長選択フィルタと、
を備えており、
前記検知素子は、前記複数の薄膜部として、少なくとも１つの参照薄膜部と、少なくとも１つの検知薄膜部と、を備えており、
前記波長選択フィルタは、前記参照薄膜部に対して参照波長の前記赤外線を透過し、前記検知薄膜部に対して検知波長の前記赤外線を透過し、
前記熱電堆は、前記参照薄膜部に設けられる複数の参照接点と、前記検知薄膜部に設けられる複数の検知接点と、が交互に接続されること、
を特徴とする非分散型赤外線分析式ガス検知器。
【請求項２】
前記複数の参照接点は、前記参照薄膜部のうち中心から端部に向けて放射状に配置されており、
前記複数の検知接点は、前記検知薄膜部のうち中心から端部に向けて放射状に配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の非分散型赤外線分析式ガス検知器。
【請求項３】
前記複数の参照接点と前記複数の検知接点とは、線対称に配置されていること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の非分散型赤外線分析式ガス検知器。
【請求項４】
前記検知素子は、前記複数の薄膜部として、少なくとも１つの参照薄膜部と、少なくとも２つの検知薄膜部と、を備えており、さらに、少なくとも２つの前記熱電堆を備えること、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非分散型赤外線分析式ガス検知器。
【請求項５】
前記熱電堆は、前記枠部に配置される部分の少なくとも一部に、前記検知薄膜部および前記参照薄膜部に配置される部分を構成する材料よりも電気抵抗値の低い材料で構成された低抵抗部を備えること、
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の非分散型赤外線分析式ガス検知器。
【請求項６】
前記検知薄膜部は、前記参照薄膜部とは異なる大きさであること、
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の非分散型赤外線分析式ガス検知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検知する非分散型赤外線分析式ガス検知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雰囲気中の特定ガスを検知する非分散型赤外線分析式（ＮＤＩＲ式）ガス検知器が知られている。
非分散型赤外線分析式ガス検知器は、ガスの分子が特定波長の赤外線を吸収する特性を利用しており、測定対象ガスを通過した赤外線について、この特定波長の赤外線強度を測定することにより特定ガスを検知するものである。
【０００３】
そして、非分散型赤外線分析式ガス検知器の構成部材は大きく分けて、光源、測定セル（鏡筒）、波長選択フィルタ（バンドパスフィルタ）、受光器（赤外線センサ）である。このうち、測定セルは、一般的に、光源から発せられる赤外線を赤外線センサに届ける鏡筒の役割を兼ねる（特許文献１）。
【０００４】
ところで、このようなガス検知器を湿度の高い雰囲気で使用した場合、測定セル（鏡筒）の内壁面への結露の発生により赤外光の反射率が著しく低下して、誤検知するおそれがある。このような結露が発生する場合としては、例えば、人の呼気に含まれる特定ガスを検知する用途が挙げられる。
【０００５】
このような問題に対するガス検知器としては、測定セルを加熱するヒータを備えるものがある（特許文献２）。この非分散型赤外線分析式ガス検知器は、ヒータで測定セルを加熱することで、測定セルの内壁面が結露するのを抑制する構成である。
【０００６】
また、結露は、測定セルのみならず、受光部（赤外線センサ）の表面（特に、赤外線を入射させる窓部など）にも発生する場合もある。そのようなガス検知器においては、測定セルを介して受光部（赤外線センサ）にもヒータからの熱伝導を行い、測定セルのみならず受光部（赤外線センサ）についても加熱することで、結露の発生を抑制することができる。
【０００７】
他方、赤外線センサとしてサーモパイルを用いた赤外線検出装置が知られている（特許文献３）。特許文献３では、被測定物以外から受光した赤外線による薄膜部の温度上昇によりサーモパイルにオフセット電圧が発生する問題点を解消するために、第１の薄膜部に温接点を備えるとともに第２の薄膜部に冷接点を備える赤外線検出装置が提案されている。なお、特許文献３にはヒータは記載されておらず、この赤外線検出装置は、ヒータを備えることなく赤外線を検出する用途に用いられるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１３８４９９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０８６５５７号
【特許文献３】特許第３１０１１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記のように測定セルのみならず受光部（赤外線センサ）もヒータにより加熱する構成において、受光部（赤外線センサ）の赤外線検知素子としてＭＥＭＳ型（微小電気機械素子型）サーモパイルやＭＥＭＳ型焦電センサを用いた場合、ヒータ加熱の影響による急激な温度変化により、受光部（赤外線センサ）の検知結果（出力信号）が変動するおそれがある。
【００１０】
例えば、ＭＥＭＳ型サーモパイルは、薄膜部（メンブレン）に形成された温接点と、枠部（リム）に形成された冷接点との温度差により起電力を生じる構成であるが、ヒータから冷接点および温接点への熱伝導速度がそれぞれ異なるために、一時的に冷接点と温接点の温度差にズレが生じてしまい、結果として検知結果（赤外線検知信号）が変動するおそれがある。その結果、ＭＥＭＳ型サーモパイルが入射赤外線の強度を正しく測定できなくなる可能性がある。
【００１１】
ここで、従来のＭＥＭＳ型サーモパイルの構造について、図１４および図１５を用いて簡単に説明する。
従来のＭＥＭＳ型サーモパイルとしての赤外線検知素子９３１は、枠部９４１（冷接点９４９）は台座（図示省略）に対して熱的に接触しており、一方、薄膜部９４３（温接点９４８）は台座や熱電堆部９４５の冷接点９４９から熱的に分離された構造である。熱電堆部９４５の温接点９４８の上には赤外線吸収層９４７が形成されており、外部からの赤外線が赤外線吸収層９４７に照射されると、赤外線吸収層９４７が温度変化して、冷接点９４９と温接点９４８に温度差（ΔＴ）が生じる。赤外線検知素子９３１（サーモパイル）は温度差（ΔT）に応じて起電力（ΔＶ）を生じるため、この起電力を用いることで赤外線の強度（Ｉ）を求めることが出来る。この赤外線検知素子９３１は、起電力ΔＶに応じた赤外線検知信号を２つの電極パッド９５０から外部に出力する。
【００１２】
ここで、上述のように結露防止のためのヒータにより測定セル（鏡筒）及び赤外線センサを加熱する時、赤外線検知素子９３１（ＭＥＭＳ型サーモパイル）の枠部９４１（冷接点９４９）は測定セルおよび台座を介した熱伝達経路を通じて加熱される。このため、台座に熱的に接触している枠部９４１（冷接点９４９）は、薄膜部９４３（温接点９４８）よりも周囲温度と熱的な結びつきが強く、早く周囲温度の変化に応答する。その結果、一時的に冷接点９４９と温接点９４８の温度差にズレが生じて、検知結果（赤外線検知信号）が変動するという現象が起きる。即ち、赤外線入射以外の影響で温度差（ΔＴ）が生じるため、一時的に入射赤外線の強度を正しく測定できないおそれがある。
【００１３】
なお、特許文献３に記載のように、ヒータを備えない構成を採ることで、このような問題点を解消することも可能であるが、上述したような湿度の高い雰囲気での誤検知が生じる虞がある。
【００１４】
そこで、本発明は、湿度の高い雰囲気において測定対象ガスに含まれる特定ガスを検知するにあたり、ヒータ加熱の影響によるガス検知精度の低下を抑制できる非分散型赤外線分析式ガス検知器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の非分散型赤外線分析式ガス検知器は、測定対象ガスに含まれる特定ガスを検知する非分散型赤外線分析式ガス検知器であって、赤外線を放射する光源と、測定対象ガスが内部に導入される測定セルと、到達した赤外線の強度に応じた赤外線検知信号を出力する赤外線センサと、測定セルを加熱するヒータと、を備えている。
【００１６】
これらのうち、光源および赤外線センサは、測定セルに対して熱伝導される状態で連結されている。
赤外線センサは、複数の薄膜部をそれぞれ取り囲む枠部を有すると共に薄膜部および枠部に配置される熱電堆を有する検知素子と、複数の薄膜部のそれぞれに応じて予め定められた波長の赤外線を透過する波長選択フィルタと、を備える。
【００１７】
検知素子は、複数の薄膜部として、少なくとも１つの参照薄膜部と、少なくとも１つの検知薄膜部と、を備える。
波長選択フィルタは、参照薄膜部に対して参照波長の赤外線を透過し、検知薄膜部に対して検知波長の赤外線を透過する。
【００１８】
熱電堆は、参照薄膜部に設けられる複数の参照接点と、検知薄膜部に設けられる複数の検知接点と、が交互に接続される構成である。
このような構成の赤外線センサは、参照接点を基準としつつ検知接点で受光する赤外線の強度に基づいて、検知波長の赤外線に対応した種類の特定ガスを検知することが可能となる。
【００１９】
そして、参照接点は、検知素子の枠部ではなく、薄膜部（参照薄膜部）に設けられるため、検知素子の枠部からの熱伝導の影響を受けがたくなる。これにより、ヒータからの熱伝導による参照接点の温度変化に起因したセンサ出力の変動が起こり難くなり、ガス検知精度の低下を抑制できる。
【００２０】
また、熱電堆が複数の参照接点と複数の検知接点を備えるため、１つの参照接点と１つの検知接点からなる最小構成の熱電堆を複数直列接続したものと同等の構成となり、赤外線センサのセンサ出力を大きく確保できる。このように赤外線センサのセンサ出力を大きく確保することで、ノイズの影響を低減でき、ガス検知精度の低下を抑制できる。
【００２１】
さらに、本発明は、測定セルを加熱するヒータを備えることで、測定セルの内壁面が結露するのを抑制できるため、結露に起因する誤検知を抑制できる。
よって、本発明によれば、湿度の高い雰囲気において測定対象ガスに含まれる特定ガスを検知するにあたり、ヒータ加熱の影響によるガス検知精度の低下を抑制できる。
【００２２】
次に、本発明の非分散型赤外線分析式ガス検知器においては、複数の参照接点は、参照薄膜部のうち中心から端部に向けて放射状に配置されており、複数の検知接点は、検知薄膜部のうち中心から端部に向けて放射状に配置されている、という構成を採ることができる。
【００２３】
つまり、薄膜部（参照薄膜部、検知薄膜部）においては、その中心が最も枠部からの断熱に優れるため、複数の接点（参照接点、検知接点）を配置するにあたり、薄膜部の中心から端部に向けて放射状に配置することで、少なくとも中心に近い領域に接点を配置できるため、受光した赤外線による温度変化をより精度良く検知できる。
【００２４】
よって、本発明によれば、受光した赤外線による温度変化をより精度良く検知できるため、ガス検知精度の低下を抑制できる。
次に、本発明の非分散型赤外線分析式ガス検知器においては、複数の参照接点と複数の検知接点とは、線対称に配置されている、という構成を採ることができる。
【００２５】
つまり、複数の参照接点および複数の検知接点がそれぞれ線対称に配置されていれば、周囲温度変化によって参照接点および検知接点のそれぞれが受ける影響は同等となるため、安定したガス検知が可能となる。
【００２６】
よって、本発明によれば、周囲温度変化の影響を低減でき、安定したガス検知が実現できるため、ガス検知精度の低下を抑制できる。
なお、線対称となる配置ではなく、複数の参照接点の配置状態と複数の検知接点の配置状態とをそれぞれ同じ配置状態としても良い。このような配置状態であっても、周囲温度変化の影響を低減でき、安定したガス検知が実現できるため、ガス検知精度の低下を抑制できる。
【００２７】
次に、本発明の非分散型赤外線分析式ガス検知器においては、検知素子は、複数の薄膜部として、少なくとも１つの参照薄膜部と、少なくとも２つの検知薄膜部と、を備えており、さらに、少なくとも２つの熱電堆を備える、という構成を採ることができる。
【００２８】
このように、少なくとも２つの検知薄膜部および２つの熱電堆を備えることで、少なくとも２種類の特定ガスを検知することが可能となる。また、この構成であれば、複数の検知素子を用いる場合に比べて、赤外線センサおよび非分散型赤外線分析式ガス検知器の小型化が可能となる。
【００２９】
次に、本発明の非分散型赤外線分析式ガス検知器においては、熱電堆は、枠部に配置される部分の少なくとも一部に、検知薄膜部および参照薄膜部に配置される部分を構成する材料よりも電気抵抗値の低い材料で構成された低抵抗部を備える、という構成を採ることができる。
【００３０】
このように熱電堆が低抵抗部を備えることで、熱電堆のうち枠部における電気抵抗値を低減でき、ノイズの影響を低減できるため、ガス検知精度の低下を抑制できる。
次に、本発明の非分散型赤外線分析式ガス検知器においては、検知薄膜部は、参照薄膜部とは異なる大きさである、という構成を採ることができる。
【００３１】
このように、検知薄膜部と参照薄膜部とを異なる大きさに形成することで、特定ガスが存在しない場合でも、検知接点と参照接点との間に温度差を発生できるとともに、その温度差に応じたセンサ出力を得ることができる。
【００３２】
つまり、センサ出力が無い場合（ゼロの場合）に特定ガスが存在しないと判断する構成では、断線などの状態を誤ってセンサ出力が無い状態と判定してしまう可能性があるが、本発明は、特定ガスが存在しない状態をセンサ出力によって判断することが可能となる。
【００３３】
また、本発明は、特定ガスが存在しない状況下において、センサ出力が無い状態であるか否かによって、断線などの異常状態を判定することが可能となる。
よって、本発明によれば、特定ガスが存在しない状態が判定可能となり、断線などの影響による誤判定を抑制できるため、ガス検知精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器の内部構成を示す断面図である。
【図２】赤外線センサの内部構成を示す断面図である。
【図３】赤外線検知素子の外観を表す平面図である。
【図４】赤外線検知素子の図３におけるＡ−Ａ視断面を表す断面図である。
【図５】第２実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器における第２赤外線検知素子の外観を表す平面図である。
【図６】第２赤外線検知素子の図５におけるＢ−Ｂ視断面を表す断面図である。
【図７】第２赤外線検知素子に関する検知薄膜部および参照薄膜部における検知接点および参照接点の配置状態を示す説明図である。
【図８】第３実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器における第３赤外線センサの内部構成を示す断面図である。
【図９】第３赤外線検知素子の外観を表す平面図である。
【図１０】第３赤外線検知素子の図９におけるＣ−Ｃ視断面を表す断面図である。
【図１１】第４赤外線検知素子の外観を示す平面図である。
【図１２】第５赤外線検知素子の外観を表す平面図である。
【図１３】第６赤外線検知素子の外観を表す平面図である。
【図１４】従来の赤外線検知素子の外観を表す平面図である。
【図１５】従来の赤外線検知素子の図１４におけるＤ−Ｄ視断面を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
図１は、第１実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器１の内部構成を示す断面図である。
【００３６】
この非分散型赤外線分析式ガス検知器１（以下、単に、ガス検知器１ともいう）は、測定対象ガスが人の呼気であり、検知対象である特定ガスが二酸化炭素（ＣＯ2 ）である。つまり、ガス検知器１は、人の呼気に含まれる二酸化炭素を検知するために用いられる。
【００３７】
ガス検知器１は、光源１１と、測定セル１３と、赤外線センサ１５と、ヒータ１７と、を備えている。
光源１１は、赤外線を含んだ光を放射する。
【００３８】
測定セル１３は、アルミニウム製の円筒形状の部材であり、円筒の軸線方向における一端の内部に光源１１が配置される。測定セル１３は、光源１１から発せられる赤外線を赤外線センサ１５に届ける鏡筒の役割を兼ねる。
【００３９】
測定セル１３は、光源１１より放射される赤外線を反射する内壁面２１と、人の呼気が導入されるガス空間２３と、測定対象ガス（人の呼気）をガス空間２３に導入・排出するためのガス入出部２５と、を備えている。内壁面２１は、アルミニウム製である。
【００４０】
赤外線センサ１５は、測定セル１３の端部のうち光源１１が配置される側とは反対の端部に配置されており、光源１１から出力されて測定セル１３のガス空間２３を通過した赤外線もしくは測定セル１３の内壁面２１で反射して到達した赤外線の強度に応じた赤外線検知信号を出力する。
【００４１】
図２は、赤外線センサ１５の内部構成を示す断面図である。
赤外線センサ１５は、赤外線検知素子３１と、台座３３と、キャップ３５と、２つのバンドパスフィルタ３７，３８（詳細には、検知用フィルタ３７、参照用フィルタ３８）と、を備えている。
【００４２】
赤外線検知素子３１は、ＭＥＭＳ型（微小電気機械素子型）のサーモパイルであり、受光した赤外線の強度に応じた赤外線検知信号を出力する。
ここで、赤外線検知素子３１の構造について、図３および図４を用いて簡単に説明する。なお、図３は、赤外線検知素子３１の外観を表す平面図であり、図４は、赤外線検知素子３１の図３におけるＡ−Ａ視断面を表す断面図である。
【００４３】
赤外線検知素子３１は、枠部４１，検知薄膜部４３，参照薄膜部４４を備えて構成されている。枠部４１は、検知薄膜部４３および参照薄膜部４４を取り囲むように形成されている。
【００４４】
赤外線検知素子３１は、検知薄膜部４３から枠部４１を介して参照薄膜部４４にかけて配置された複数の熱電堆部４５と、熱電堆部４５のうち検知薄膜部４３に配置される部分を覆う検知用赤外線吸収層４７と、熱電堆部４５のうち参照薄膜部４４に配置される部分を覆う参照用赤外線吸収層４８と、熱電堆部４５と電気的に接続される２つの電極パッド５０と、を備えている。
【００４５】
熱電堆部４５の端部のうち、検知薄膜部４３に配置される端部が検知接点６１であり、参照薄膜部４４に配置される端部が参照接点６２である。なお、図３では、熱電堆部４５のうち検知用赤外線吸収層４７および参照用赤外線吸収層４８に覆われる部分を点線で表している。
【００４６】
また、直列接続された複数の熱電堆部４５は、２つの端部がそれぞれ異なる電極用リード部６４を介して２つの電極パッド５０と電気的に接続される。
この赤外線検知素子３１は、照射される赤外線の強度に応じて検知用赤外線吸収層４７および参照用赤外線吸収層４８がそれぞれ温度変化し、両者に温度差ΔＴが発生すると、その温度差ΔＴに応じた起電力ΔＶを生じ、その起電力ΔＶに応じた赤外線検知信号を電極パッド５０から外部に出力する。
【００４７】
詳細には、ＭＥＭＳ型サーモパイルとしての赤外線検知素子３１においては、枠部４１は台座３３（図２参照）に対して熱的に接触しており、一方、検知薄膜部４３（検知接点６１）および参照薄膜部４４（参照接点６２）は台座３３から熱的に分離された構造である。換言すれば、枠部４１は台座３３に接しており、検知薄膜部４３および参照薄膜部４４は、枠部４１の上部で架橋されるように配置されると共に台座３３から離間している。また、検知薄膜部４３（検知接点６１）および参照薄膜部４４（参照接点６２）は、互いに熱的に分離されている。
【００４８】
検知接点６１の上には検知用赤外線吸収層４７が形成され、参照接点６２の上には参照用赤外線吸収層４８が形成されている。検知用フィルタ３７を通過した赤外線が検知用赤外線吸収層４７に照射されると、検知用赤外線吸収層４７は、照射された赤外線量に応じて温度が変化し、参照用フィルタ３８を通過した赤外線が参照用赤外線吸収層４８に照射されると、参照用赤外線吸収層４８は、照射された赤外線量に応じて温度が変化する。
【００４９】
ここで、検知用フィルタ３７は、検知波長（４．３［μｍ］）の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタであり、波長が４．３［μｍ］の赤外線は、二酸化炭素（ＣＯ2 ）に吸収される特性がある。また、参照用フィルタ３８は、参照波長（３．９［μｍ］）の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタであり、波長が３．９［μｍ］の赤外線は、ガスによる吸収が生じない特性がある。
【００５０】
このため、参照用赤外線吸収層４８の温度を基準としつつ、検知用赤外線吸収層４７の温度変化状態を検出することで、ＣＯ2 濃度の判定が可能となる。換言すれば、検知用赤外線吸収層４７と参照用赤外線吸収層４８との温度差に基づいて、ＣＯ2 の濃度を判定することが可能となる。
【００５１】
つまり、赤外線検知素子３１は、検知用赤外線吸収層４７と参照用赤外線吸収層４８との温度差に応じて、直列接続された複数の熱電堆部４５の両端に起電力（Ｖ）を生じる。
ここで、ｎ個の熱電堆部４５を直列接続した場合の起電力Ｖは、次の［数１］で表される。
【００５２】
【数１】
2014219211.tif 000003
【００５３】
なお、Ｔ１ｎは検知接点６１の温度であり、Ｔ２ｎは参照接点６２の温度であり、αは熱電堆部４５のゼーベック係数である。
つまり、熱電堆部４５の起電力Ｖは、枠部４１の温度の影響を受けることなく、検知接点６１の温度Ｔ１ｎおよび参照接点６２の温度Ｔ２ｎに応じて変化する。そして、この熱電堆部４５の起電力Ｖは、赤外線検知素子３１が検知した赤外線の強度に応じて変化する。
【００５４】
よって、赤外線検知素子３１は、熱電堆部４５の起電力Ｖを赤外線検知信号として出力することで、枠部４１の温度変化の影響を抑えつつ、検知用赤外線吸収層４７と参照用赤外線吸収層４８との温度差に応じた赤外線検知信号を出力することができる。この赤外線検知信号は、測定対象ガスに含まれる二酸化炭素の濃度に応じて変化する。
【００５５】
なお、図３では、３つの検知接点６１のそれぞれに対応する温度Ｔ１1，Ｔ１2，Ｔ１3を符号に付随して記載すると共に、３つの参照接点６２のそれぞれに対応する温度Ｔ２1，Ｔ２2，Ｔ２3を符号に付随して記載している。
【００５６】
図２に戻り、台座３３は、赤外線検知素子３１を支持する鉄製部材である。台座３３を構成する鉄製部材の熱伝導率は、８４［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。台座３３は、赤外線検知素子３１に接続される信号線５１を挿通するための挿通孔３４を備えている。挿通孔３４の内壁には絶縁材料３６が配置されており、絶縁材料３６は、台座３３と信号線５１とを電気的に絶縁する。
【００５７】
信号線５１は、一端が赤外線検知素子３１の電極パッド５０に電気的に接続され、他端が外部機器に電気的に接続されることで、赤外線検知信号を外部に出力するための信号経路を形成する。信号線５１は、台座３３の挿通孔３４に挿通された状態で、金製のリードワイヤ５４を用いたボンディングにより、赤外線検知素子３１の電極パッド５０に電気的に接続される。
【００５８】
図２に戻り、キャップ３５は、ステンレス合金により構成され、台座３３に支持された赤外線検知素子３１を収容する素子配置空間５５を形成する部材である。キャップ３５は、抵抗溶接により台座３３と接合されることで、台座３３とともに素子配置空間５５を形成する。キャップ３５は、外部から素子配置空間５５に光を取り込むための第１窓部５７および第２窓部５８を備える。
【００５９】
検知用フィルタ３７は、キャップ３５の第１窓部５７を覆うように、エポキシ系接着剤によりキャップ３５に固定され、参照用フィルタ３８は、キャップ３５の第２窓部５８を覆うように、エポキシ系接着剤によりキャップ３５に固定される。
【００６０】
このような構成の赤外線センサ１５は、図１に示すように、アルミニウム製の固定治具５９により測定セル１３の端部に固定される。
ヒータ１７は、シリコンラバーヒータであり、測定セル１３を取り囲むように配置される。ヒータ１７は、４０［℃］以上に設定された特定の制御温度（本実施形態では、５０［℃］に設定）で、測定セル１３を加熱する。
【００６１】
［１−２．ガス検知］
このような構成のガス検知器１は、ガス入出部２５を介して測定セル１３のガス空間２３に人の呼気（測定対象ガス）を導入・排出した上で、ガス空間２３に導入された呼気に含まれる二酸化炭素（特定ガス）の濃度を検知する。
【００６２】
つまり、光源１１から照射される赤外線の内、波長４．３[μｍ]の赤外線は、測定セル１３のガス空間２３に導入された呼気に含まれる二酸化炭素に吸収されるため、赤外線センサ１５に到達する波長４．３[μｍ]の赤外線の強度は、二酸化炭素の濃度に応じて変化する。そして、赤外線センサ１５（赤外線検知素子３１）から出力される赤外線検知信号が二酸化炭素の濃度に応じて変化することから、赤外線検知信号に基づいて人の呼気に含まれる二酸化炭素の濃度を検知できる。なお、赤外線センサ１５は、参照用フィルタ３８の透過中心波長（３．９［μｍ］）に応じた赤外線を基準として、検知用フィルタ３７の透過中心波長（４．３［μｍ］）に応じた赤外線を検知する。
【００６３】
ガス検知器１は、ヒータ１７が測定セル１３を加熱して測定セル１３の内壁面２１に結露が生じるのを抑制することで、光源１１から照射される赤外線が測定セル１３の内壁面２１で反射する際の減衰量を低減する。
【００６４】
ヒータ１７が発する熱は、測定セル１３のみならず、測定セル１３を通じて光源１１，固定治具５９，赤外線センサ１５にも熱伝導する。
また、上述したように、赤外線検知素子３１は、検知薄膜部４３に配置される検知接点６１と参照薄膜部４４に配置される参照接点６２との温度差に応じた赤外線検知信号を出力する。
【００６５】
このとき、検知接点６１は、検知用フィルタ３７を透過した赤外線によって温度が変化するため、二酸化炭素の濃度に応じて温度が変化する。他方、参照接点６２は、参照用フィルタ３８を透過した赤外線によって温度が変化しており、温度変化に際して二酸化炭素の濃度変化の影響を受けないため、二酸化炭素の濃度検知にあたり基準温度として利用できる。このため、検知接点６１と参照接点６２との温度差に応じた赤外線検知信号は、二酸化炭素の濃度に応じて変化する。
【００６６】
また、検知接点６１および参照接点６２は、検知薄膜部４３および参照薄膜部４４に配置されることから、枠部４１の温度変化の影響も受け難い。
これらのことから、赤外線検知素子３１を備える赤外線センサ１５は、枠部４１の温度変化の影響を抑えつつ、測定セル１３に導入された人の呼気に含まれる二酸化炭素の濃度に応じた赤外線検知信号を出力する。
【００６７】
よって、このガス検知器１を用いることで、赤外線検知信号に基づいて人の呼気に含まれる二酸化炭素の濃度を検知することが可能となる。
なお、ヒータ１７が発する熱は、測定セル１３を通じて赤外線センサ１５の台座３３に伝わり、キャップ３５には熱伝導していく。そのため、ヒータ１７の加熱によって、キャップ３５の表面の結露防止を図ることができる。
【００６８】
［１−３．効果］
以上説明したように、本実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器１においては、赤外線センサ１５の赤外線検知素子３１が、参照接点６２を基準としつつ検知接点６１で受光する赤外線の強度に基づいて、検知波長の赤外線に対応したガス（二酸化炭素）を検知する。
【００６９】
そして、参照接点６２は、赤外線検知素子３１の枠部４１ではなく、参照薄膜部４４に設けられるため、赤外線検知素子３１の枠部４１からの熱伝導の影響を受けがたい。
これらのことから、赤外線検知素子３１は、ヒータ１７からの熱伝導による参照接点６２の温度変化に起因したセンサ出力の変動が起こり難くなり、ガス検知精度の低下を抑制できる。
【００７０】
また、複数の熱電堆部４５は、全体として複数の参照接点６２と複数の検知接点６１を備えるため、１つの参照接点６２と１つの検知接点６１からなる最小構成の熱電堆部４５を複数直列接続したものと同等の構成となり、赤外線センサ１５のセンサ出力を大きく確保できる。このように赤外線センサ１５のセンサ出力を大きく確保することで、ノイズの影響を低減でき、ガス検知精度の低下を抑制できる。
【００７１】
さらに、本実施形態は、測定セル１３を加熱するヒータ１７を備えることで、測定セル１３の内壁面が結露するのを抑制できるため、結露に起因する誤検知を抑制できる。
よって、本実施形態によれば、湿度の高い雰囲気において人の呼気に含まれる二酸化炭素を検知するにあたり、ヒータ１７の加熱の影響によるガス検知精度の低下を抑制できる。
【００７２】
［１−４．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
人の呼気が測定対象ガスの一例に相当し、二酸化炭素が特定ガスの一例に相当し、赤外線検知素子３１が検知素子の一例に相当し、検知用フィルタ３７および参照用フィルタ３８が波長選択フィルタの一例に相当する。
【００７３】
［２．第２実施形態］
第２実施形態として、複数の検知接点が検知薄膜部のうち中心から端部に向けて放射状に配置され、複数の参照接点が参照薄膜部のうち中心から端部に向けて放射状に配置されている第２赤外線検知素子１３１を備える非分散型赤外線分析式ガス検知器について説明する。
【００７４】
第２実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器は、第１実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器における赤外線検知素子３１を第２赤外線検知素子１３１に置き換えて構成されている。
【００７５】
なお、以下の説明では、第２実施形態の構成のうち第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一を付して説明を省略し、第２実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７６】
図５は、第２実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器における第２赤外線検知素子１３１の外観を表す平面図であり、図６は、第２赤外線検知素子１３１の図５におけるＢ−Ｂ視断面を表す断面図である。
【００７７】
第２赤外線検知素子１３１は、ＭＥＭＳ型（微小電気機械素子型）のサーモパイルであり、受光した赤外線の強度に応じた赤外線検知信号を出力する。
第２赤外線検知素子１３１は、枠部１４１，検知薄膜部１４３，参照薄膜部１４４を備えて構成されている。枠部１４１は、検知薄膜部１４３および参照薄膜部１４４を取り囲むように形成されている。
【００７８】
第２赤外線検知素子１３１は、検知薄膜部１４３から枠部１４１を介して参照薄膜部１４４にかけて配置された複数の熱電堆部１４５と、熱電堆部１４５のうち検知薄膜部１４３に配置される部分を覆う検知用赤外線吸収層（図示省略）と、熱電堆部１４５のうち参照薄膜部１４４に配置される部分を覆う参照用赤外線吸収層（図示省略）と、熱電堆部１４５と電気的に接続される２つの電極パッド１５０と、を備えている。
【００７９】
なお、図５および図６では、検知用赤外線吸収層および参照用赤外線吸収層の図示を省略しているが、第１実施形態の検知用赤外線吸収層４７および参照用赤外線吸収層４８と同様に、検知用赤外線吸収層および参照用赤外線吸収層は、検知用フィルタ３７および参照用フィルタ３８を通過した赤外線が照射されることで、照射された赤外線量に応じて温度が変化する。
【００８０】
熱電堆部１４５の端部のうち、検知薄膜部１４３に配置される端部が検知接点１６１であり、参照薄膜部１４４に配置される端部が参照接点１６２である。
また、直列接続された複数の熱電堆部１４５は、２つの端部がそれぞれ異なる電極用リード部１６４を介して２つの電極パッド１５０と電気的に接続される。
【００８１】
この第２赤外線検知素子１３１は、照射される赤外線の強度に応じて検知用赤外線吸収層（図示省略）および参照用赤外線吸収層（図示省略）がそれぞれ温度変化し、両者に温度差ΔＴが発生すると、その温度差ΔＴに応じた起電力ΔＶを生じ、その起電力ΔＶに応じた赤外線検知信号を電極パッド１５０から外部に出力する。
【００８２】
ここで、第２赤外線検知素子１３１に関する検知薄膜部１４３および参照薄膜部１４４における検知接点１６１および参照接点１６２の配置状態を示す説明図を、図７に示す。
図７に示すように、検知接点１６１は、検知薄膜部１４３のうち中心から端部（詳細には、４つの角部）に向けて放射状に配置されており、２７個の検知接点１６１が検知薄膜部１４３に配置されている。また、参照接点１６２は、参照薄膜部１４４のうち中心から端部（詳細には、４つの角部）に向けて放射状に配置されており、２７個の参照接点１６２が参照薄膜部１４４に配置されている。
【００８３】
ここで、検知薄膜部１４３においては、中心が最も枠部１４１からの断熱に優れる。また、複数の検知接点１６１を配置するにあたり、検知薄膜部１４３の中心から端部に向けて放射状に配置することで、少なくとも中心に近い領域に検知接点１６１を配置できる。
【００８４】
このため、第２赤外線検知素子１３１は、少なくとも検知薄膜部１４３の中心領域に検知接点１６１が配置されることから、そのような検知接点１６１には枠部１４１からの熱伝導が生じがたくなり、枠部１４１からの熱伝導による影響を抑えることができる。これにより、検知接点１６１は、検知用赤外線吸収層（図示省略）で受光した赤外線による温度変化をより精度良く検知できる。
【００８５】
また、参照薄膜部１４４および複数の参照接点１６２においても、同様に、参照接点１６２への枠部１４１からの熱伝導が生じがたくなり、枠部１４１からの熱伝導による影響を抑えることができる。これにより、参照接点１６２は、参照用赤外線吸収層（図示省略）で受光した赤外線による温度変化をより精度良く検知できる。
【００８６】
よって、本第２実施形態によれば、第２赤外線検知素子１３１で受光した赤外線による温度変化をより精度良く検知できるため、ガス検知精度の低下を抑制できる。
また、図７に示すように、第２赤外線検知素子１３１は、複数の検知接点１６１の配置状態と複数の参照接点１６２の配置状態とは、仮想線１７０を対称軸として線対称である。
【００８７】
このように、複数の参照接点１６２および複数の検知接点１６１がそれぞれ線対称に配置されていれば、周囲温度変化によって参照接点１６２および検知接点１６１のそれぞれが受ける影響は同等となる。
【００８８】
このため、第２赤外線検知素子１３１は、周囲温度変化による影響が参照接点１６２と検知接点１６１とで大きく異なる状態となることを抑制できる。つまり、第２赤外線検知素子１３１は、周囲温度変化の影響が参照接点１６２と検知接点１６１とで不均一とはなりがたく、周囲温度変化の影響が不均一であることに起因した検出誤差を抑制できるため、安定したガス検知が可能となる。
【００８９】
よって、本第２実施形態によれば、周囲温度変化の影響を低減でき、安定したガス検知が実現できるため、ガス検知精度の低下を抑制できる。
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。第２赤外線検知素子１３１が検知素子の一例に相当する。
【００９０】
［３．第３実施形態］
第３実施形態として、２つの検知薄膜部２４３，２４６（詳細には、第１検知薄膜部２４３，第２検知薄膜部２４６）および１つの参照薄膜部２４４を有する第３赤外線検知素子２３１を備える非分散型赤外線分析式ガス検知器について説明する。第３赤外線検知素子２３１は、第３赤外線センサ２１５に備えられる。
【００９１】
第３実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器は、第１実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器における赤外線センサ１５を第３赤外線センサ２１５に置き換えて構成されている。
【００９２】
なお、以下の説明では、第３実施形態の構成のうち第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一を付して説明を省略し、第３実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９３】
図８は、第３実施形態の非分散型赤外線分析式ガス検知器における第３赤外線センサ２１５の内部構成を示す断面図である。
この第３赤外線センサ２１５は、第３赤外線検知素子２３１と、３個のバンドパスフィルタ２３７，２３８，２３９（詳細には、第１検知用フィルタ２３７、参照用フィルタ２３８，第２検知用フィルタ２３９）と、を備える。この第３赤外線センサ２１５のキャップ２３５は、外部から素子配置空間５５に光を取り込むための３つの窓部２５７，２５８，２５９（詳細には、第１検知用窓部２５７、参照用窓部２５８，第２検知用窓部２５９）を有する。
【００９４】
第３赤外線検知素子２３１は、ＭＥＭＳ型（微小電気機械素子型）のサーモパイルであり、受光した赤外線の強度に応じた赤外線検知信号を出力する。
ここで、第３赤外線検知素子２３１の構造について、図９および図１０を用いて簡単に説明する。なお、図９は、第３赤外線検知素子２３１の外観を表す平面図であり、図１０は、第３赤外線検知素子２３１の図９におけるＣ−Ｃ視断面を表す断面図である。
【００９５】
第３赤外線検知素子２３１は、枠部２４１，第１検知薄膜部２４３，第２検知薄膜部２４６，参照薄膜部２４４を備えて構成されている。枠部２４１は、第１検知薄膜部２４３，参照薄膜部２４４，第２検知薄膜部２４６を取り囲むように形成されている。
【００９６】
第３赤外線検知素子２３１は、第１検知薄膜部２４３から枠部２４１を介して参照薄膜部２４４にかけて配置された複数の第１熱電堆部２４５と、第１熱電堆部２４５のうち第１検知薄膜部２４３に配置される部分を覆う第１検知用赤外線吸収層（図示省略）と、第１熱電堆部２４５のうち参照薄膜部２４４に配置される部分を覆う参照用赤外線吸収層（図示省略）と、第１熱電堆部２４５と電気的に接続される２つの第１電極パッド２５０と、を備えている。
【００９７】
第１熱電堆部２４５の端部のうち、第１検知薄膜部２４３に配置される端部が第１検知接点２６１であり、参照薄膜部２４４に配置される端部が第１参照接点２６２である。
また、直列接続された複数の第１熱電堆部２４５は、２つの端部がそれぞれ異なる第１電極用リード部２６４を介して２つの第１電極パッド２５０と電気的に接続される。
【００９８】
次に、第３赤外線検知素子２３１は、第２検知薄膜部２４６から枠部２４１を介して参照薄膜部２４４にかけて配置された複数の第２熱電堆部２４９と、第２熱電堆部２４９のうち第２検知薄膜部２４６に配置される部分を覆う第２検知用赤外線吸収層（図示省略）と、第２熱電堆部２４９のうち参照薄膜部２４４に配置される部分を覆う参照用赤外線吸収層（図示省略）と、第２熱電堆部２４９と電気的に接続される２つの第２電極パッド２５２と、を備えている。
【００９９】
また、直列接続された複数の第２熱電堆部２４９は、２つの端部がそれぞれ異なる第２電極用リード部２６８を介して２つの第２電極パッド２５２と電気的に接続される。
なお、図９および図１０では、第１検知用赤外線吸収層，参照用赤外線吸収層，第２検知用赤外線吸収層の図示を省略しているが、それぞれ第１検知用フィルタ２３７、参照用フィルタ２３８，第２検知用フィルタ２３９を通過した赤外線が照射されることで、照射された赤外線量に応じて温度が変化する。
【０１００】
この第３赤外線検知素子２３１は、照射される赤外線の強度に応じて第１検知用赤外線吸収層（図示省略）および参照用赤外線吸収層（図示省略）がそれぞれ温度変化し、両者に温度差ΔＴが発生すると、その温度差ΔＴに応じた起電力ΔＶを生じ、その起電力ΔＶに応じた赤外線検知信号を第１電極パッド２５０から外部に出力する。
【０１０１】
また、この第３赤外線検知素子２３１は、照射される赤外線の強度に応じて第２検知用赤外線吸収層（図示省略）および参照用赤外線吸収層（図示省略）がそれぞれ温度変化し、両者に温度差ΔＴが発生すると、その温度差ΔＴに応じた起電力ΔＶを生じ、その起電力ΔＶに応じた赤外線検知信号を第２電極パッド２５２から外部に出力する。
【０１０２】
詳細には、ＭＥＭＳ型サーモパイルとしての第３赤外線検知素子２３１においては、枠部２４１は台座３３（図２参照）に対して熱的に接触しており、一方、第１検知薄膜部２４３（第１検知接点２６１），第２検知薄膜部２４６（第２検知接点２６５），参照薄膜部２４４（第１参照接点２６２および第２参照接点２６６）は、それぞれ台座３３から熱的に分離された構造である。換言すれば、枠部２４１は台座３３に接しており、第１検知薄膜部２４３，第２検知薄膜部２４６，参照薄膜部２４４は、それぞれ枠部２４１の上部で架橋されるように配置されると共に台座３３から離間している。また、第１検知薄膜部２４３（第１検知接点２６１），第２検知薄膜部２４６（第２検知接点２６５），参照薄膜部２４４（第１参照接点２６２および第２参照接点２６６）は、互いに熱的に分離されている。
【０１０３】
第１検知接点２６１の上には第１検知用赤外線吸収層（図示省略）が形成され、第２検知接点２６５の上には第２検知用赤外線吸収層（図示省略）が形成され、第１参照接点２６２および第２参照接点２６６の上には参照用赤外線吸収層（図示省略）が形成されている。
【０１０４】
第１検知用フィルタ２３７を通過した赤外線が第１検知用赤外線吸収層に照射されると、第１検知用赤外線吸収層は、照射された赤外線量に応じて温度が変化する。第２検知用フィルタ２３９を通過した赤外線が第２検知用赤外線吸収層に照射されると、第２検知用赤外線吸収層は、照射された赤外線量に応じて温度が変化する。参照用フィルタ２３８を通過した赤外線が参照用赤外線吸収層に照射されると、参照用赤外線吸収層は、照射された赤外線量に応じて温度が変化する。
【０１０５】
ここで、第１検知用フィルタ２３７は、第１検知波長（４．３［μｍ］）の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタであり、波長が４．３［μｍ］の赤外線は、二酸化炭素（ＣＯ2 ）に吸収される特性がある。また、第２検知用フィルタ２３９は、第２検知波長（４．７［μｍ］）の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタであり、波長が４．７［μｍ］の赤外線は、一酸化炭素（ＣＯ）に吸収される特性がある。さらに、参照用フィルタ２３８は、参照波長（３．９［μｍ］）の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタであり、波長が３．９［μｍ］の赤外線は、ガスによる吸収が生じない特性がある。
【０１０６】
このため、参照用赤外線吸収層の温度を基準としつつ、第１検知用赤外線吸収層の温度変化状態を検出することで、ＣＯ2 濃度の判定が可能となる。換言すれば、第１検知用赤外線吸収層と参照用赤外線吸収層との温度差に基づいて、ＣＯ2 の濃度を判定することが可能となる。
【０１０７】
また、参照用赤外線吸収層の温度を基準としつつ、第２検知用赤外線吸収層の温度変化状態を検出することで、ＣＯ濃度の判定が可能となる。換言すれば、第２検知用赤外線吸収層と参照用赤外線吸収層との温度差に基づいて、ＣＯの濃度を判定することが可能となる。
【０１０８】
つまり、第３赤外線検知素子２３１は、第１検知用赤外線吸収層と参照用赤外線吸収層との温度差に応じて、直列接続された複数の第１熱電堆部２４５の両端に起電力（Ｖ）を生じるとともに、第２検知用赤外線吸収層と参照用赤外線吸収層との温度差に応じて、直列接続された複数の第２熱電堆部２４９の両端に起電力（Ｖ）を生じる。
【０１０９】
そして、複数の第１熱電堆部２４５の両端に生じる起電力（Ｖ）は、測定対象ガスに含まれる二酸化炭素の濃度に応じて変化しており、第１電極パッド２５０から出力される赤外線検知信号は、二酸化炭素の濃度に応じて変化する。また、複数の第２熱電堆部２４９の両端に生じる起電力（Ｖ）は、測定対象ガスに含まれる一酸化炭素の濃度に応じて変化しており、第２電極パッド２５２から出力される赤外線検知信号は、一酸化炭素の濃度に応じて変化する。
【０１１０】
つまり、第３赤外線検知素子２３１は、１素子でありながら、２つの検知薄膜部（第１検知薄膜部２４３，第２検知薄膜部２４６）および２つの熱電堆（第１熱電堆部２４５，第２熱電堆部２４９）を備えることから、二種類のガス（二酸化炭素、一酸化炭素）を検知することができる。
【０１１１】
以上説明したように、第３赤外線検知素子２３１によれば、二種類のガス（二酸化炭素、一酸化炭素）を検知するにあたり、検知対象のガス毎に１つの素子を備える必要がないため、赤外線センサおよび非分散型赤外線分析式ガス検知器の小型化が可能となる。
【０１１２】
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。第３赤外線検知素子２３１が検知素子の一例に相当する。
［４．第４実施形態］
２種類のガスを検出するための赤外線検知素子は、上記の第３赤外線検知素子２３１に限られることはなく、２つの検知薄膜部および２つの参照薄膜部を有する赤外線検知素子であっても良い。
【０１１３】
そこで、第４実施形態として、２つの検知薄膜部４３および２つの参照薄膜部４４を有する第４赤外線検知素子３３１について説明する。
図１１は、第４赤外線検知素子３３１の外観を示す平面図である。なお、図１１では、熱電堆部４５のうち検知薄膜部４３に配置される部分を覆う検知用赤外線吸収層と、熱電堆部４５のうち参照薄膜部４４に配置される部分を覆う参照用赤外線吸収層と、については、図示を省略している。
【０１１４】
第４赤外線検知素子３３１は、第１実施形態の赤外線検知素子３１を２個用いて、それぞれの枠部４１を一体に連結することで構成できる。
そして、２つの検知薄膜部４３のそれぞれに対応するバンドパスフィルタとして、検知対象ガスに吸収される波長の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタを用いると共に、２つの参照薄膜部４４のそれぞれに対応するバンドパスフィルタとして、参照波長（３．９［μｍ］）の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタを用いる。
【０１１５】
例えば、２つの検知薄膜部４３のそれぞれに対応するバンドパスフィルタとして、第１検知波長（４．３［μｍ］）の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタと、第２検知波長（４．７［μｍ］）の赤外線を選択的に透過するバンドパスフィルタと、を用いることで、二酸化炭素および一酸化炭素を検知することができる。
【０１１６】
第４赤外線検知素子３３１は、２つの参照薄膜部４４を備えており、第１ガス（例えば、二酸化炭素）を検知するための熱電堆部４５と、第２ガス（例えば、一酸化炭素）を検知するための熱電堆部４５とについて、それぞれ別々の参照薄膜部４４を用いて、ガス検知を行うことができる。
【０１１７】
これにより、第３実施形態のように、１つの参照薄膜部を２つの熱電堆部で共用する場合に比べて、一方の熱電堆部４５の検知薄膜部４３に入射される光量の変化の影響によって、他方の熱電堆部４５の出力が変動するのを抑制できる。
【０１１８】
したがって、第４赤外線検知素子３３１を用いることで、２種類のガスを検知するにあたり、誤差の発生を抑制できるため、より高精度なガス検知が実現できる。
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。第４赤外線検知素子３３１が検知素子の一例に相当する。
【０１１９】
［５．第５実施形態］
第５実施形態として、低抵抗部を有する熱電堆部を備えた第５赤外線検知素子４３１について説明する。図１２は、第５赤外線検知素子４３１の外観を表す平面図である。
【０１２０】
なお、以下の説明では、第５赤外線検知素子の構成のうち第２実施形態と同様の構成については、第２実施形態と同一を付して説明を省略し、第５赤外線検知素子の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１２１】
第５赤外線検知素子４３１は、第２実施形態の第２赤外線検知素子１３１における熱電堆部１４５の一部を低抵抗部４４５に置き換えることで構成される。つまり、第５赤外線検知素子４３１は、第２赤外線検知素子１３１における検知薄膜部１４３から参照薄膜部１４４に至る熱電堆部１４５のうち、枠部１４１に配置される部分の一部が低抵抗部４４５に置き換えられて構成されている。
【０１２２】
そして、低抵抗部４４５は、アルミニウムで構成されており、アルミニウムは、熱電堆部１４５のうち検知薄膜部１４３および参照薄膜部１４４に配置される部分を構成する材料よりも電気抵抗値が低い。
【０１２３】
このため、検知接点１６１（検知薄膜部１４３）から参照接点１６２（参照薄膜部１４４）に至る熱電堆部１４５および低抵抗部４４５の全体の電気抵抗値は、第２実施形態の熱電堆部１４５に比べて、低い抵抗値となる。
【０１２４】
これにより、複数の熱電堆部１４５および複数の低抵抗部４４５の全体として、センサ出力ノイズを低減することができる。つまり、高抵抗の部品は、それ自体がノイズ発生源となりうるが、抵抗値を低減することで赤外線検知素子としてノイズの発生を抑制でき、ガス検知精度の低下を抑制できる。
【０１２５】
したがって、第５赤外線検知素子４３１を用いることで、熱電堆部の低抵抗化によりノイズの発生を低減でき、ガス検知精度の低下を抑制できる。
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。第５赤外線検知素子４３１が検知素子の一例に相当する。
【０１２６】
［６．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【０１２７】
例えば、上記実施形態では、検知薄膜部および参照薄膜部のそれぞれの大きさが同等のものについて説明したが、検知薄膜部および参照薄膜部のそれぞれの大きさとが互いに異なる構成であってもよい。
【０１２８】
そこで、検知薄膜部および参照薄膜部のそれぞれの大きさとが互いに異なる構成の第６赤外線検知素子５３１について説明する。図１３は、第６赤外線検知素子５３１の外観を表す平面図である。
【０１２９】
なお、以下の説明では、第６赤外線検知素子の構成のうち第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一を付して説明を省略し、第６赤外線検知素子の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１３０】
第６赤外線検知素子５３１は、第１実施形態の赤外線検知素子３１における検知薄膜部４３をより大きな拡大検知薄膜部５４３に置き換えるとともに、検知用赤外線吸収層４７をより大きな拡大検知用赤外線吸収層５４７に置き換えて構成したものである。
【０１３１】
このように、拡大検知薄膜部５４３と参照薄膜部４４とが異なる大きさの第６赤外線検知素子５３１は、特定ガス（本実施形態では、二酸化炭素）が存在しない場合でも、検知接点６１と参照接点６２との間に温度差を発生できるとともに、その温度差に応じたセンサ出力が生じる。
【０１３２】
つまり、センサ出力が無い場合（ゼロの場合）に特定ガスが存在しないと判断する構成では、断線などの状態を誤ってセンサ出力が無い状態と判定してしまう可能性があるが、第６赤外線検知素子５３１を用いることで、特定ガス（二酸化炭素）が存在しない状態をセンサ出力によって判断することが可能となる。
【０１３３】
また、第６赤外線検知素子５３１は、特定ガス（二酸化炭素）が存在しない状況下において、センサ出力が無い状態であるか否かによって、断線などの異常状態を判定することが可能となる。
【０１３４】
よって、第６赤外線検知素子５３１によれば、特定ガス（二酸化炭素）が存在しない状態が判定可能となり、断線などの影響による誤判定を抑制できるため、ガス検知精度を向上できる。
【０１３５】
また、上記実施形態では、特定ガスとして、二酸化炭素および一酸化炭素を検知する実施形態について説明したが、特定ガスはこれらに限られることはなく、例えば、エタノール（検知波長：３．４［μｍ］あるいは９．４［μｍ］）などを検知する非分散型赤外線分析式ガス検知器に、本発明を適用しても良い。その場合、特定ガスの検知波長に応じて、バンドパスフィルタを適宜選択すると良い。
【０１３６】
さらに、検知薄膜部は、１個あるいは２個に限られることはなく、３個以上の検知薄膜部を備える赤外線検知素子を用いても良い。
【符号の説明】
【０１３７】
１…非分散型赤外線分析式ガス検知器、１１…光源、１３…測定セル、１５…赤外線センサ、１７…ヒータ、３１…赤外線検知素子、３３…台座、３７…検知用フィルタ、３８…参照用フィルタ、４１…枠部、４３…検知薄膜部、４４…参照薄膜部、４５…熱電堆部、４７…検知用赤外線吸収層、４８…参照用赤外線吸収層、５０…電極パッド、５１…信号線、６１…検知接点、６２…参照接点、１３１…第２赤外線検知素子、１４１…枠部、１４３…検知薄膜部、１４４…参照薄膜部、１４５…熱電堆部、１５０…電極パッド、１６１…検知接点、１６２…参照接点、２１５…第３赤外線センサ、２３１…第３赤外線検知素子、２３７…第１検知用フィルタ、２３８…参照用フィルタ、２３９…第２検知用フィルタ、２４１…枠部、２４３…検知薄膜部、２４３…第１検知薄膜部、２４４…参照薄膜部、２４５…第１熱電堆部、２４６…第２検知薄膜部、２４９…第２熱電堆部、２５０…第１電極パッド、２５２…第２電極パッド、２６１…第１検知接点、２６２…第１参照接点、２６４…第１電極用リード部、２６５…第２検知接点、２６６…第２参照接点、２６８…第２電極用リード部、３３１…第４赤外線検知素子、４３１…第５赤外線検知素子、４４５…低抵抗部、５３１…第６赤外線検知素子、５４３…拡大検知薄膜部、５４７…拡大検知用赤外線吸収層。
【図３】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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