(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐候性試験機またはインキュベータの中のＣＯ２濃度を測定するための測定システム（１０）において、光軸（Ａ）を備える放射源（２０）と、少なくとも２つの放射検出器（２２）とを有しており、前記放射源（２０）と前記放射検出器（２２）は、前記放射源から発せられる放射が測定容積部（２４）を通過してから前記放射検出器（２２）に当たるように相互に配置されており、各々の前記放射検出器（２２）のために第１の端部（２６ａ）と第２の端部（２６ｂ）とを備える通路（２６）がそれぞれ設けられており、前記放射検出器（２２）は前記第１の端部（２６ａ）に配置されており、前記通路（２６）の前記第１の端部（２６ａ）は前記放射源と反対のほうを向いており、前記通路は、前記光軸（４）に対して横向きの前記測定容積部（２４）の直径（ｄＭ）よりも小さい直径（ｄＫ）を有し、
前記放射源（２０）と前記放射検出器（２２）は、前記測定容積部（２４）を取り囲み、底面部分（１４）と、蓋部分（１８，１８’）と、前記底面部分（１４）と前記蓋部分（１８，１８’）との間に配置された中間部分（１６）とを有するハウジング（１２）の中に配置されており、
前記中間部分（１６）の内面はリブ又はねじ山（４２）を有していることを特徴とする測定システム。
【請求項２】
前記通路（２６）は軸（ＡＫ）を有しており、少なくとも１つの前記通路（２６）の前記軸（ＡＫ）は、前記光軸（Ａ）に対して角度（α）をなして傾いて配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の測定システム。
【請求項３】
前記放射源（２０）と前記放射検出器（２２）のうちの１つとの間の間隔（ｌＭ）と、前記放射検出器（２２）に付属する前記通路（２６）の長さ（ｌＫ）との比率は４：１であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の測定システム。
【請求項４】
前記放射検出器（２２）は前記放射源（２０）を中心とする球の表面に対して接線方向に配置された放射感度のある面を有していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項５】
前記放射源（２０）は赤外放射源として構成されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項６】
前記放射源（２０）は前記底面部分（１４）に配置されており、および／または前記放射検出器（２２）は前記蓋部分（１８，１８’）に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項７】
前記中間部分（１６）はプラスチックで製作されていることを特徴とする、請求項６に記載の測定システム。
【請求項８】
前記通路（２６）は前記蓋部分（１８，１８’）に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項９】
前記蓋部分（１８，１８’）は表面が陽極処理されたアルミニウムで製作されていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐候性試験機またはインキュベータの中のＣＯ２濃度を測定するための測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射源と、少なくとも２つの放射検出器とを有する、ＣＯ２濃度を測定するための測定システムが知られており、放射源と放射検出器は、放射源から発せられる放射が測定容積部を通過してから放射検出器に当たるように相互に配置されている。
【０００３】
耐候性試験機またはインキュベータの中でも使用することができる、すなわち、殺菌が行われる温度でも、すなわち特に１８０°の温度でも損傷することがない、ＣＯ２濃度を測定するための測定システムを提供することが望まれる。ＣＯ２濃度を測定するための多くの公知の測定システムは、温度安定的ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明の課題は、耐候性試験機またはインキュベータの中でも使用することができる、ＣＯ２濃度を測定するための測定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、請求項１の構成要件を備える、ＣＯ２濃度を測定するための測定システムによって解決される。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態や発展例は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
耐候性試験機またはインキュベータの中のＣＯ２濃度を測定するための本発明による測定システムは、光軸を備える放射源と、少なくとも２つ、好ましくは３つの放射検出器とを有しており、放射源と放射検出器は、放射源から発せられる放射が測定容積部を通過してから放射検出器に当たるように相互に配置されており、この測定システムは、各々の放射検出器のために第１の端部と第２の端部とを備える通路がそれぞれ設けられており、放射検出器は第１の端部に配置されており、通路の第１の端部は放射源と反対のほうを向いており、これらの通路は、光軸に対して横向きの測定容積部の直径よりも小さい直径を有していることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、このような構造で放射検出器に当たる光は、放射検出器に付属する通路をまず通過しなければならない。このとき放射源のほうを向いている通路の端部は、これらの通路が測定容積部の直径よりも小さい直径を有していることによって、絞りのように作用し、そのようにして、該当する通路に入る散乱光を削減する。さらに通路の長手方向の長さは、第１の端部を通って通路に入る散乱光が、通常、通路の端部に配置された放射検出器に入射することがないように作用する。全体として本発明の構造により、反射された放射の放射検出器への入射は、排除されるも同然となる。したがってこの測定システムは、特に、激しい温度変化にさらされる耐候性試験機またはインキュベータの中で使用するのに適している。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、通路は軸を有しており、少なくとも１つの通路の軸は、好ましくは全部の通路の軸は、光軸に対して角度をなして傾いて配置されている。このようにして複数の放射検出器について、放射源と放射検出器との間の直接的な光路を実現することができる。
【００１０】
放射源と放射検出器のうちの１つとの間の間隔と、放射検出器に付属する通路の長さとの比率は約４：１であるのが好ましい。このような設計により、反射された放射の放射検出器への入射を確実に削減することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、放射検出器は、球表面に対して接線方向に配置された放射感度のある面を有している。このような構造により、放射源から発せられる放射がすべての放射検出器へ実質的に垂直方向で入射することを可能にすることができる。
【００１２】
放射源は、ＣＯ２濃度を測定するための測定システムでの適用に特別に好適である赤外放射源として、特に熱放射源として構成されているのが好ましい。
【００１３】
放射源と放射検出器は、測定容積部を取り囲み、底面部分と、蓋部分と、底面部分と蓋部分との間に配置された中間部分とを有するハウジングの中に配置されているのが好ましく、特に放射源は底面部分に配置されており、および／または放射検出器は蓋部分に配置されている。このようにして、測定システムの簡単で低コストな構造が可能となる。
【００１４】
中間部分はプラスチックで製作されているのが好ましく、このことは低コストな製造を可能にするとともに、放射部材と赤外検出器との間の隔絶を可能にする。
【００１５】
中間部分の内面は、構造化された表面、リブ、またはねじ山、特に細目ねじを有しているのが特別に好ましく、そのようにして、中間部分の内面での反射をできる限り大幅に抑制する。
【００１６】
通路は蓋部分に配置されているのが好ましく、このことは簡単で低コストな製造を可能にする。
【００１７】
好ましい実施形態では、蓋部分は、表面が陽極処理されているのが好ましいアルミニウムで製作されている。アルミニウムからの製作により、放射検出器を所望の温度に保ち、発生する熱を運び出すことが可能になる。陽極処理されたアルミニウムを使用することで、蓋部分での反射が、特に通路内壁での反射が、大幅に回避される。
【００１８】
以下の図面を参照しながら本発明について説明する。図面は次のものを示している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による測定システムを示す斜視図である。
【図２】図１の測定システムを示す側面図である。
【図３】図１の測定システムを示す縦断面図である。
【図４】図１の測定システムを示す平面図である。
【図５】図３の部分拡大図である。
【図６】図１の測定システムの蓋部分を示す斜視図である。
【図７】図６の蓋部分を示す側面図である。
【図８】図６の蓋部分を示す平面図である。
【図９】蓋部分の別の実施例を示す斜視図である。
【図１０】図９の蓋部分を示す別の斜視図である。
【図１１】図９の蓋部分を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
同じ符号は同じ部品または機能が同じ部品を表しており、図面を見やすくするために、全部の図面に全部の符号を付しているわけではない。
【００２１】
図１から図５は、耐候性試験機またはインキュベータの中のＣＯ２濃度を測定するための測定システム１０のさまざまな図面を示している。測定システム１０は、底面部分１４、中間部分１６、および蓋部分１８を有するハウジング１２を有している。中間部分１６は底面部分１４と蓋部分１８との間に配置されており、管状に構成されているのが好ましい。ハウジング１２は測定容積部２４を取り囲んでおり、中間部分１６および／または蓋部分１８には、１つまたは複数のガス通過開口部３８が配置されており、これを介して、検査されるべきガスが測定システム１０の測定容積部２４に入ることができる。
【００２２】
測定システム１０は、放射源２０と３つの放射検出器２２とを有している。放射源２０（特に図５参照）は底面部分１４に配置されており、たとえば赤外放射源として、特に熱放射源として構成されている。したがって、放射源２０は特に放射面２１を有しており、その手前に、発せられた放射を収束させるためのリフレクタ部材３６が配置されている。特に、放射源２０は光軸Ａを有している。
【００２３】
底面部分１４は、ねじ４０を用いて中間部分１６にねじ止めされており、底面部分１４と中間部分１６の間には、断熱の役目をする絶縁部材３０が配置されているのが好ましい。底面部分１４には、たとえば冷却リブを有し、底面部分１４を冷却する役目をする冷却体２８が配置されているのが好ましい。
【００２４】
各々の放射検出器２２に通路２６が付属しており、各々の通路２６は、第１の端部２６ａおよび第２の端部２６ｂを有している。放射検出器２２は通路２６の第１の端部２６ａに配置されており、通路２６は、通路２６の端部２６ａが放射源２０と反対を向くように方向づけられており、それに対して通路２６の第２の端部２６ｂは、放射源２０のほうを向いている。各々の通路２６は軸ＡＫを有している。通路２６は特に蓋部分１８に配置されており、特に、蓋部分１８を通る貫通孔として構成されている。
【００２５】
放射検出器２２は、放射源２０を中心とする球表面で実質的に接線方向に配置された、放射感度のある面を有している。このようにして、放射源２０から発せられた光がすべての放射検出器２２に実質的に垂直に当たることが可能となる。さらに放射検出器２２は、どの放射検出器２２へも均等な放射入射を可能にするために、二等辺三角形の頂点に配置されているのが好ましい。放射源２０と各々の放射検出器２２との間の直接的な光路が通路２６によって妨げられないようにするために、通路２６の軸ＡＫは、光軸Ａに対して角度αをなして傾いて配置されている。角度αはここでは約１０°である。
【００２６】
その一方で通路２６は、放射検出器２２への散乱光の入射を妨げる。通路２６は、中間部分１６の直径ｄＭよりも小さく、特に、光軸Ａに対して横向きの測定容積部２４の中間部分の直径ｄＭよりも小さい直径ｄＫを有している。このようにして、通路２６の第２の端部２６ｂによって絞り作用が実現され、それによって散乱光の入射が削減される。さらに、通路２６の長手方向の長さによっても散乱光の入射が削減される。散乱光の入射を回避するために特別に好都合なのは、通路２６の長さｌＫと、放射源２０と放射検出器２２のうちの１つとの間の間隔ｌＭとの間の比率１：４である（特に図３参照）。
【００２７】
ハウジング１２の内部での放射の反射をいっそう削減するために、中間部分１６は内面に、たとえば細目ねじ４２の形態の構造化された表面を有しているのが好ましい。中間部分１６は特にプラスチックで製作される。プラスチックは、放射器と検出器の間の熱的な隔絶を保証するとともに低コストに加工することができる、反射性の低い素材だからである。蓋部分１８はアルミニウムで製作されるのが好ましく、それは、放射検出器２２で生じる熱をより良く運び出せるようにするためである。特に通路２６の内面での反射を回避するために、蓋部分１８は陽極処理されたアルミニウムで製作されるのが好ましい。
【００２８】
図６から図８は、蓋部分１８の別の図面を示している。蓋部分１８は実質的に円筒状に構成されており、中間部分１６のほうを向く端面には、中間部分１６へ嵌合式に挿入することができる直径の小さい円筒状の突起１９を有している。蓋部分１８は、図示しないねじにより、中間部分１６にねじ止めすることができる。測定容積部２４と反対を向いているほうの蓋部分１８の端面は、絶縁部材３２によって覆うことができる。さらに測定容積部２４と反対を向いているほうの蓋部分１８の側には、耐候性試験機またはインキュベータに測定システム１０を組み付けるための組付けフランジ３４を配置することができる。
【００２９】
図９から図１１は、蓋部分１８’の別案の実施例のさまざまな図面を示しているが、この実施例が図６から図８に示す蓋部分１８と相違するのは、蓋部分１８’が円筒状ではなく、テーパ状に終わるように構成されていることだけである。
【符号の説明】
【００３０】
１０    測定システム
１２    ハウジング
１４    底面部分
１６    中間部分
１８    蓋部分
１８’  蓋部分
１９    突起
２０    放射源
２１    放射面
２２    放射検出器
２４    測定容積部
２６    通路
２６ａ  第１の端部
２６ｂ  第２の端部
２８    冷却体
３０    絶縁部材
３２    絶縁部材
３４    組付けフランジ
３６    リフレクタ部材
３８    ガス通過開口部
４０    ねじ
４２    細目ねじ
α      角度
Ａ      光軸
ＡＫ    軸
ｄＫ    通路の直径
ｄｍ    測定容積部の直径
ｌＫ    通路の長さ
ｌＭ    間隔
【図１】
0005955334.tif 000002
【図２】
0005955334.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005955334.tif 000006
【図６】
0005955334.tif 000007
【図７】
0005955334.tif 000008
【図８】
0005955334.tif 000009
【図９】
0005955334.tif 000010
【図１０】
0005955334.tif 000011
【図１１】
0005955334.tif 000012