(57)【要約】気体流内の成分を検出するためのセンサホルダであって、ホルダが、センサとボディ部を含み、流体の気体がボディ部近くの温度に関して安定するようにボディ部には気体流のための溝が備わり、結果として気体の温度がセンサに達する前にボディ部及びセンサと同じになることを特徴とするセンサホルダ。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体流内の成分を検出するためのセンサホルダであって、
ホルダが、センサとボディ部を含み、
流体の気体がボディ部近くの温度に関して安定するようにボディ部には気体流のための溝が備わり、結果として気体の温度がセンサに達する前にボディ部及びセンサと同じになることを特徴とするセンサホルダ。
【請求項２】
ボディ部がセンサを少なくとも一部囲むことを特徴とする請求項１に記載のセンサホルダ。
【請求項３】
ボディ部が、金属、若しくは熱及び電気伝導性を示す合成部材から構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセンサホルダ。
【請求項４】
ボディ部が、中空であり、ボディ部の一つの端内の２枚の端プレート間の気体溝と、センサが利用モード時に配置されるボディ部の内側スペース内に気体を導くための内側端プレート内の少なくとも一つの入り口ホールを含むことを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のセンサホルダ。
【請求項５】
ボディ部が概略円筒形であることを特徴とする請求項４に記載のセンサホルダ。
【請求項６】
流入する気体が、周辺周りに拡がり、円の区画の形状を有する溝を介して中心内に進むように、端プレート間の溝が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のセンサホルダ。
【請求項７】
流入する気体が、周辺周りに拡がり、コイル、迷路などの形状を有する溝を介して中心部の近傍の入口ホールに進むように、端プレート間の溝が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のセンサホルダ。
【請求項８】
温度センサがボディ部内に配置されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか一つに記載のセンサホルダ。
【請求項９】
センサが、いずれも電気伝導性を備えるボディ部及びふたにより、電気的に遮蔽されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか一つに記載のセンサホルダ。
【請求項１０】
電気伝導性を備えるガスケットが、ボディ部とふたとの間に、閉じられた配置で設けられていることを特徴とする請求項９に記載のセンサホルダ。
【請求項１１】
固定手段により、センサはその利用モード時に配置内に固定されることを特徴とする請求項９に記載のセンサホルダ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、気体流内の成分を検出するセンサのためのセンサホルダに関する。
【０００２】
センサホルダは、気体内の成分、例えば試験気体内の画分及び／又は内容物を検知するための装置に装着されるものである。例えば、呼息は、酸化窒素、酸素、若しくは二酸化炭素などの内容物で検知され得る。
【０００３】
［背景技術］
米国特許第５７８８８３２号は、断熱性のセンサ内部に配置されたサーミスタを有する温度補正電子化学気体センサを記載する。検知される気体の温度が変動するので、米国特許第５７８８８３２号の目的はセンサの温度を測定することである。気体の温度をサーミスタに与えないために、サーミスタはセンサの中に埋め込まれる。
【０００４】
この装置の問題点は、どの温度が計測されるのかが未だ定かではないことである。検知すべき最も重要な温度は、気体が流れて接触するセンサ表面の温度であるが、この温度は気体の温度でよく変動する。
【０００５】
［発明の概要］
本発明の目的は、センサ表面が夫々の計測の間同じ温度を維持する装置を提供することである。
【０００６】
このことは、請求項１に係るセンサホルダにより達成される。この問題点の解決により、センサと、センサに当たる気体とが同じ温度を確実に有するようになる。検知される気体が流入する溝が設けられこれにより気体とセンサの両方がボディ部と同じ温度となるセンサホルダ内に、ボディ部を設けることにより、このことは達成される。即ち、検知される気体とセンサ表面との間に温度勾配は存在しないことになる。温度が分析対象気体に対して凝固点より大きく選択されるのであれば、センサ上に曇りが生じないという利点も、このことには備わる。
【０００７】
本発明は、図面を参照してより詳細に説明する。
【０００８】
［好適な実施形態の詳細な説明］
図１〜図４では、本発明の実施形態に係るセンサホルダが示される。図にはセンサはない。センサホルダは、統合内側端プレート３０と共に図示される実施形態に設けられているボディ部１を含み、該統合内側端プレート３０は勿論ボディ部１に付随する独立端プレートであってもよい。第２の外側端プレート２は、内側端プレート３０の例えば付随凹部３４でねじなどの付随手段１１により内側端プレート３０に付随する。ボディ部１の主要部位は概ね円筒形であるのが好ましい。
【０００９】
ボディ部１はセンサホルダの開口部位３に装着される。開口部位３及びボディ部１は、気体の成分を検出するセンサ１８を受ける凹部を形成し、該センサは凹部内に挿入され固定手段５によりセンサホルダの中に取り外し自在に固定される。
【００１０】
固定手段５は、ばねにより外側位置にばね付勢される押し下げ可能リリーサを含むように設計され得る。この実施形態では、２本のガイドピン９が、バネ８の方向に開口部位３の２つのホールを通る。ガイドピン９は夫々の外側端に止め部３１が設けられ、これによりバネ８は、止め部が開口部位３の表面、即ち、外側位置に到達するポイントにまで、押し下げ可能リリーサ７を押しやることになる。
【００１１】
固定手段は更に、回転自在固定ふた６を含む。該回転自在固定ふた６は、軸１０が備わり、開口部位３のホール内に設けられる。軸１０にも止め部３１が備わり、これにより固定ふた６が落ちることがない。固定ふた６は、押し下げ可能リリーサ７がその外側位置から押し下げられたときにのみ、回転可能となる。
【００１２】
リリーサ７が外側位置にあるとき、少なくとも一つのふた等は、固定ふた６が固定ふたの固定位置から回転するのを抑制する。固定ふた６が固定位置にあるとき、固定ふた６は、凹部で受けられているセンサ１８の少なくとも一部を覆う。開口部位３には、指のためのスペース１７が与えられており、これによりセンサ１８を容易に挿入し除去できる。
【００１３】
ボディ部１には、気体を運びセンサ１８に感知させるための種々の溝及び管が備わる。このことは様々な方法で実現されるから、以下では例のみ説明する。以下では、本発明に係るセンサホルダの中に含まれ得るボディ部について更なる３つの実施形態を説明する。
【００１４】
ボディ部１の温度、及びボディ部１内にあるときのセンサの温度と、同じ温度に、気体の温度を安定化させるため、気体はボディ部１内の溝内で運ばれる。気体がボディ部のより大きい接触面に晒される程、より早く且つより効率的に気体温度が安定化する。
【００１５】
内側端プレート３０と外側端プレート２との間に、溝が設けられている。図１〜図４の実施形態では、外側端プレートは平坦であり、内側端プレート３０の外側面２６には、図２及び図３に示されるように、ボディ部の周辺に少なくとも一つの気体入口溝１３が設けられている。気体入口溝１３は周辺において流入する気体を拡散する。その気体は外側端プレート２の気体入口管（図示せず）から入り込む。
【００１６】
円形区画として形成された凹部１４が、内側端プレート３０の外側面２６内に設けられており、内側端プレート３０の外側面２６は外側端プレート２と共に、周辺から気体入口ホール１６の中へ延びる溝を形成し、該溝は、センサ１８が利用モード時に配置されるボディ部の内側スペース３３の中に流入気体を導く。図４では、ボディ部１の内側スペース３３から、気体入口ホール１６が見られる。
【００１７】
気体出口溝１５は、センサ１８に到達した気体を、内側端プレートの内側面３０の中心から、ボディ部の主要部位１の側面に沿って、周辺に向かい気体出口管１２にまで運び、センサホルダから排出する。
【００１８】
センサ１８は図５〜図７に示される。センサは、縁を有する側方フランジ３２を伴う
ふた１９を含む。ふた１９の外側には、センサ１８がセンサホルダ内に配置され所定位置に固定されたときにセンサホルダのふた６を固定するための、凹部２０が設けられる。センサは、当接手段２１を含む。
【００１９】
図８〜図１１では、本発明に係るボディ部１の第２の実施形態を示す。この実施形態も、統合内側端プレート３０を伴うことが示されているが、独立内側端プレートを有することも理解される。気体は、外側端プレート（図示せず）のホールに入り、気体入口管２３の中に入り込む。
【００２０】
そこから、気体入口溝１３内の周辺周りに拡がり、更に円形区画として形成される凹部１３の中に入り込む。気体の均等な拡散を達成するために、バッフル２４が設けられており、主として入口管２３に最も近い２つの凹部１４の中に気体が直接入り込むのを抑制する。
【００２１】
気体が入口ホールに到達しボディ部１の内側スペース３３の中に運ばれ、センサ表面に遭遇し、それから気体出口ホール２５を介して内側スペース３３から出て行き、更に外側端プレート２（図示せず）を介して外部に出る。
【００２２】
図１２〜図１４では、本発明のボディ部１の第３の実施形態が示される。このボディ部１は、２枚の端プレートを含まないという点で２つの前述の実施形態と異なる。その代わりに、例えば６個の薄いが幅広の気体入口溝２９の中に分割される気体入口ダクト２８に気体が導かれる。この気体入口ダクト２８により、気体はボディ部１の大きい接触面に晒され、気体の温度がボディ部１の温度に安定することになる。気体は、ボディ部１の内側スペース３３内のセンサ面に均等に拡散する。
【００２３】
図１５〜図１８では、本発明のボディ部１の第４の実施形態が示される。この実施形態でも統合内側端プレート３０を伴うように示されているが、独立の内側端プレートも有することがわかる。気体は気体入口ダクト３５を介して入り込み、ホール３６を介して気体入口溝１３の中に導かれる。
【００２４】
気体は、ホール３６から両方の方向に、入口チャネル１３に沿ってボディ部１の周辺に拡がる。概略ホール３６から対向する面に気体の流れが再びぶつかり、更に気体は概ねコイル状に構成されている内側溝３７を介して流れ、ボディ部１の内側スペース３３の中に導かれる入口ホール３８に向かう。気体はセンサ１８に接して流れ、更に、内側端プレート３０の内側面２７に配置された出口溝３９を介して流出し、ボディ部１の壁に沿って出口ダクト４０を介して流出する。
【００２５】
外側端プレート（図示せず）は、複数の（図示される実施形態では３個の）アタッチメント凹部３４に螺合する例えばネジにより、内側端プレート３０に装着し得る。この実施形態では、壁部４１はボディ部１の閉じられた端から突出する。この壁部にて、ペルティエ素子などの冷却及び／又は加熱手段が、ボディ部を冷却／加熱するために装着され得る。
【００２６】
センサ１８は、ボディ部１及びセンサのふた１９を含む伝導性ケージにより電気的に遮蔽される。勿論、独立のふたが、代わりに若しくは追加のふた（図示せず）として、センサホルダの中に設けられてもよい。ガスケット４が、開口部位３とセンサ１８の縁３２との間に設けられてもよい。図６と共に図３を参照されたい。ガスケット４は電気的に伝導性があることが好ましい。
【００２７】
ボディ部及びセンサ内の均等な温度を達成し、流れる気体の温度を安定させ得るために、センサホルダ内の少なくともボディ部１は、高い熱伝導性の物資で構成される。このことにより、温度勾配が確実に最小になる。例えば、高い熱及び電気伝導性の合成部材、若しくは金属である。外側端プレート２及び開口部位３などのセンサホルダの他の部位、及び、センサ１８のふた１９も、剛性部材若しくは金属などで構成される。
【００２８】
温度センサがボディ部内に配置されてもよい（図示せず）。ボディ部１、センサ１８及び気体に対する温度間隔を調整し信頼性ある結果を与えるために、所望であればボディ部１内にペルティエ素子などの冷却手段及び加熱手段が設けられてもよい。この場合、制御手段（図示せず）が設けられれば、ボディ部１、センサ１８及び気体内の温度を制御することもできる。
【００２９】
別の実施形態では、図１９、図２０及び図２１を参照すると、センサ１８自身がボディ部１を少なくとも一部分囲んでいる。センサ１８はボディ部１のための絶縁体として機能する。センサ１８に面しない側面では、ボディ部１にはふた４２が設けられ、ふた４２の反対の側面にはペルティエ素子４３が配置されていることが好ましい。冷却フランジ４４も設けられてもよい。測定されるべき気体は溝４５を介してボディ部１の中に導かれ、センサ１８のセンサ表面を通過する。ボディ部１は所定の温度に保持され、センサ面及びボディ部１を経由する気体流も、ボディ部１と同じ温度を維持する。
【００３０】
本発明は図示し説明した実施形態に限定されず、添付の請求項の範囲内で変更及び修正可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の端からの分解図での本発明に係るセンサホルダを示し、センサは除外されている。
【図２】第２の端からの分解図での図１のセンサホルダを示す。
【図３】図１のセンサホルダの側断面図を示す。
【図４】第１の端からの図１のセンサホルダを示す。
【図５】第１の端からの斜視図でのホルダを示す。
【図６】第２の端からの斜視図でのセンサを示す。
【図７】第２の端からの平面図でのセンサを示す。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るセンサを受けるボディ部を示す。
【図９】図８のボディ部の側断面図を示す。
【図１０】図８のボディ部の側断面図を示す。
【図１１】図８のボディ部の開口端部からの平面図を示す。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るセンサを受けるボディ部を示す。
【図１３】図１２のボディ部の側断面図を示す。
【図１４】図１２のボディ部の開口端部からの平面図を示す。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係るセンサを受けるボディ部を示す。
【図１６】図１５のボディ部の閉口端部からの平面図を示す。
【図１７】図１５のボディ部の側断面図を示す。
【図１８】図１５のボディ部の開口端部からの平面図を示す。
【図１９】センサがボディ部を囲む実施形態を示す。
【図２０】分解図での図１９の実施形態を示す。
【図２１】断面図での図１９の実施形態を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・ボディ部、２・・・外側端プレート、３・・・開口部位、５・・・固定手段、６・・・固定ふた、７・・・押し下げ可能リリーサ、９・・・ガイドピン、１２・・・気体出口管、１３・・・気体入口溝、１４・・・凹部、１８・・・センサ、３０・・・統合内側端プレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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