(57)【要約】【課題】  赤外線を赤外線検出部に効率よく照射させることができる赤外線式ガス検出器を提供すること。【解決手段】  赤外線式ガス検出器１００は、赤外線発光装置１０、赤外線検出装置２０、ハウジング３０などを備える。赤外線発光装置１０は、赤外線発光素子１１、コネクター１２などを備える。赤外線検出装置２０は、赤外線検出素子２１、バンドパスフィルター２２、コネクター２３などを備える。ハウジング３０は、被検出ガス（例えば、ＣＯ２など）を楕円体形状のガス室３２へ導入するための通気孔３１を備える。ハウジング３０は、赤外線発光装置１０及び赤外線検出装置２０を搭載するものである。赤外線発光装置１０及び赤外線検出装置２０は、赤外線発光素子１１、赤外線検出素子２１がガス室３２内における異なる２つの焦点を基準として配置される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出ガスに赤外線を照射して、当該被検出ガスによる特定波長の赤外線の吸収特性を検出することにより当該被検出ガスの濃度を検出する赤外線式ガス検出器であって、
赤外線を発光する赤外線発光部と、
前記赤外線を受光して前記被検出ガスによる赤外線の吸収量に応じた検出信号を出力する赤外線検出部と、
前記赤外線発光部及び前記赤外線検出部が搭載されるものであり、楕円体形状をなすガス室を有するハウジングとを備え、
前記赤外線発光部及び前記赤外線検出部は、前記楕円体形状のガス室内における異なる２つの焦点を基準とした位置に配置されることを特徴とする赤外線式ガス検出器。
【請求項２】
前記赤外線検出部は、前記特定波長の赤外線のみを透過させるバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターを透過した赤外線を検出する赤外線検出素子とを備え、前記赤外線検出素子は、前記バンドパスフィルターの屈折特性に応じて前記バンドパスフィルターと前記赤外線検出部を配置する位置の基準となる焦点との間に配置することを特徴とする請求項１に記載の赤外線式ガス検出器。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記被検出ガスが通過する通気孔を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の赤外線式ガス検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線式ガス検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線式ガス検出器として特許文献１に示すものがあった。図３は、特許文献１（従来技術）における赤外線式ガス検出器の概略構成を示す断面図である。
【０００３】
図３に示すように、特許文献１に示す赤外線式ガス検出器は、赤外線発光部１、赤外線検出部２ａ、２ｂ、バンドパスフィルター３、ガスセル４、通気孔５、上面部６などを備える。
【０００４】
赤外線発光部１は、通気孔５によってガスセル４を通過する被検出ガスに赤外線を照射する。赤外線検出部２ａ、２ｂは、バンドパスフィルター３を通過した特定波長の赤外線を受光して、被検出ガスによる赤外線の吸収量に応じた検出信号を出力する。また、ガスセル４の上面部６は、赤外線発光部１から赤外線検出部２ａ、２ｂとは反対方向に出力された赤外線も赤外線検出部２ａ、２ｂに照射されるように方物面形状を有している。
【特許文献１】特開２００１−２２８０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示す赤外線式ガス検出器においては、赤外線発光部１から出力された赤外線は、方物面形状をなす上面部６によってガスセル４の側壁に対して平行な光となり赤外線検出部２ａ、２ｂへ照射される。ところが、赤外線発光部１から出力された赤外線は、平行な光となることによって、赤外線検出部２ａ、２ｂ以外の領域へも照射されることとなり、効率よく赤外線検出部に照射されないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、赤外線を赤外線検出部に効率よく照射させることができる赤外線式ガス検出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】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の赤外線式ガス検出器は、被検出ガスに赤外線を照射して、被検出ガスによる特定波長の赤外線の吸収特性を検出することにより被検出ガスの濃度を検出する赤外線式ガス検出器であって、赤外線を発光する赤外線発光部と、赤外線を受光して被検出ガスによる赤外線の吸収量に応じた検出信号を出力する赤外線検出部と、赤外線発光部及び赤外線検出部が搭載されるものであり、楕円体形状をなすガス室を有するハウジングとを備え、赤外線発光部及び赤外線検出部は楕円体形状のガス室内における異なる２つの焦点を基準とした位置に配置されることを特徴とするものである。
【０００８】
楕円体は、２つの焦点を備えており、一方の焦点から発光された光は全て他方の焦点へ集光する性質を備えている。したがって、請求項１に示すように、赤外線発光部及び赤外線検出部をハウジングに設けられた楕円体形状をなすガス室における異なる２つの焦点を基準とした位置に配置することによって、赤外線発光部から発光された赤外線を赤外線検出部に効率よく照射させることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の赤外線式ガス検出器では、赤外線検出部は、特定波長の赤外線のみを透過させるバンドパスフィルターと、バンドパスフィルターを透過した赤外線を検出する赤外線検出素子とを備え、赤外線検出素子は、バンドパスフィルターの屈折特性に応じてバンドパスフィルターと赤外線検出部を配置する位置の基準となる焦点との間に配置することを特徴とするものである。
【００１０】
このように、赤外線検出部に対して特定波長の赤外線のみを透過させるバンドパスフィルターを備える場合は、このバンドパスフィルターの屈折特性に応じてバンドパスフィルターと赤外線検出部を配置する位置の基準となる焦点との間に配置することによって、バンドパスフィルターによる屈折に影響されることなく効率的に赤外線を赤外線検出部に照射させることができる。
【００１１】
また、請求項３に示すように、ハウジングに被検出ガスが通過する通気孔を備えることによって、被検出ガスを効率的にガス室内へ供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態における赤外線式ガス検出器の概略構成を示す断面図である。図２は、楕円体の焦点位置を説明する説明図である。
【００１３】
図１に示すように、赤外線式ガス検出器１００は、赤外線発光装置１０、赤外線検出装置２０、ハウジング３０などを備える。そして、被検出ガス（例えば、ＣＯ２）に赤外線を照射して、その被検出ガスによる特定波長の赤外線の吸収特性を検出することにより被検出ガスの濃度を検出するものである。
【００１４】
赤外線発光装置１０は、赤外線発光素子１１、コネクター１２などを備える。赤外線発光素子１１は、ＬＥＤ、半導体レーザ、白熱ランプなどからなる赤外線光源である。コネクター１２は、赤外線発光素子１１とこの赤外線発光素子１１を駆動する駆動回路（図示せず）とを電気的に接続するものである。
【００１５】
赤外線検出装置２０は、赤外線検出素子２１、バンドパスフィルター２２、コネクター２３などを備える。赤外線検出素子２１は、サーモパイル型、ボロメータ型、焦電型等の赤外線センサからなり、この赤外線検出素子２１にて受光した赤外線の受光量を示す検出信号は、コネクター２３にて外部の処理回路（図示せず）に出力される。
【００１６】
また、赤外線検出素子２１は、台座と台座に取り付けられるキャップとから構成される内部空間に配置されるものである。このキャップには、特定波長の赤外線（測定ガスの赤外線吸収波長帯に合わせた）のみを選択的に透過させるバンドパスフィルター２２が設けられている。このバンドパスフィルター２２は、赤外線検出素子２１に対応する位置に設けられている。そして、キャップは、赤外線発光素子１１から放射される赤外線の透過波長、及び、赤外線検出素子２１に対する入射領域を制限するものであり、バンドパスフィルター２２を除く部位は赤外線を遮蔽するように構成されている。
【００１７】
ハウジング３０は、被検出ガス（例えば、ＣＯ２など）をガス室３２へ導入するための通気孔３１を備える。被検出ガスは、紙面上側の通気孔３１からガス室３２へ導入されて、紙面下側の通気孔３１から排出される。また、ハウジング３０には、上述の赤外線発光装置１０及び赤外線検出装置２０が搭載される。
【００１８】
このハウジング３０は、例えばＡｌなどの赤外線に対する反射率が高い材料からなるものである。ガス室３２は、楕円体形状をなすものである。このハウジング３０は、例えば、アルミダイキャストで半楕円体のハウジングを作り、その半楕円体のハウジングを組み付けるなどして形成する。
【００１９】
ここで、ハウジング３０に対する赤外線発光装置１０、赤外線検出装置２０の配置に関して説明する。楕円体には、２つの焦点が存在し、この２つの焦点の一方から発光された全方向の光は、他方の焦点へ全て集光するという特性を有している。
【００２０】
この楕円体の焦点位置Ｆ１とＦ２は、中心軸上に存在するものであり、図２に示すようなＸ−Ｙ座標の原点からの距離がｆ１とｆ２である位置となる。この焦点距離ｆ１とｆ２との関係式は（数１）から（数３）によって示すことができる。
（数１）（ａ−ｘ）２／ａ２＋ｙ２／ｂ２＝１
（数２）２ａ＝ｆ１＋ｆ２
（数３）ｂ２＝ｆ１×ｆ２
（ただし、ａ，ｂは自然数）
したがって、赤外線発光素子１１から発光された赤外線が効率よく赤外線検出素子２１に入射されるようにするために、楕円体形状のガス室３２を有するハウジング３０において、２つの異なる焦点を基準として赤外線発光装置１０、赤外線検出装置２０を配置する。すなわち、赤外線発光素子１１、赤外線検出素子２１が２つの異なる焦点に配置されるように、ハウジング３０に赤外線発光装置１０、赤外線検出装置２０を搭載する。
【００２１】
なお、赤外線検出装置２０には、バンドパスフィルター２２が存在するため、赤外線検出装置２０の位置、すなわち赤外線検出素子２１の位置は、このバンドパスフィルター２２による屈折率を考慮する必要がある。よって、赤外線検出装置２０の位置は、バンドパスフィルター２２の屈折率に応じて、バンドパスフィルター２２と赤外線検出装置２０を配置する位置の基準となる焦点との間に赤外線検出素子２１が配置されるように決定する。
【００２２】
このように、赤外線発光装置１０及び赤外線検出装置２０を楕円体形状のガス室３２における異なる２つの焦点を基準にして配置することによって、赤外線発光素子１１から発光された赤外線を赤外線検出素子２１に効率よく照射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における赤外線式ガス検出器の概略構成を示す断面図である。
【図２】楕円体の焦点位置を説明する説明図である。
【図３】特許文献１（従来技術）における赤外線式ガス検出器の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  赤外線発光装置、１１  赤外線発光素子、１２  コネクター、２０  赤外線検出装置、２１  赤外線検出素子、２２  バンドパスフィルター、２３  コネクター、３０  ハウジング、３１  通気孔、３２  ガス室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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