(57)【要約】【課題】ガス含有量又は濃度を光学的に測定するためのガスセルを提供すること。【解決手段】ガス含有量又は濃度を光学的に測定するためのガスセル（１）において、ガスセル（１）における光測定経路（Ａ）の長さを規定する複数の部分を形成するためにエポキシ成形材料が使用されている。【選択図】図１
2018021938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス含有量又は濃度を光学的に測定するためのガスセルであって、
前記ガスセルにおける光測定経路の長さを規定する複数の部分を形成するためにエポキシ成形材料が使用されているガスセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光測定経路の長さがセンチメートルの範囲であるマクロ的システムにおいて、ガス含有量及び／又は濃度の光学的測定のためのガスセルに関する。ガスセルは、キャビティと、ガス交換のための少なくとも一つの開口と、入射光のための少なくとも一つの第１のソケットと、光検出手段のための少なくとも一つの第２のソケットとを備える。キャビティを介した光測定経路の長さは、第１のソケット内の発光手段及び第２のソケット内の光検出手段間の直接的又は間接的な距離によって規定される。また、本発明は、改良したガスセルを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センチメートル及びそれより長い範囲の光測定経路を有する光学的測定のためのガスセルの製造において、機械的安定性はセンサ出力の安定性に直接の影響を及ぼし、ひいてはセンサの精度を制限する。通常、低コストのガスセルは、熱可塑性材料で射出成形を通じて形成されている。このようなガスセルは、通常、温度や湿度の変化に伴ったり、機械的応力若しくは力がこのプラスチックに到達したときに変形する。このような液晶ポリマー（ＬＣＰ）として射出成形が可能である高性能な熱可塑性材料を使用することが知られている。また、さらに高い精度や安定性が要求される場合に、金属を使用することが知られている。例えば、高感度リーク検知器は、金属の光学素子及び／又は金属の機械機構を利用する。このため、当然に著しく生産コストが高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
センチメートル及びそれより長い範囲の光測定経路を有する光学的測定のためのガスセルの製造において、高い機械的安定性と、エミッタ及び検出器間で明確に規定され、かつ安定した光経路長を形成することが課題である。
【０００４】
反射時に放出された光の波面を歪めないために十分に滑らかである反射面を形成することが課題である。特に、一つの測定経路は、１つ又は複数の反射面で複数の反射をもたらすと同時に安定し、かつ反射光の波面において歪みを導入することなく、温度変化及び／又は機械的応力に関して耐え得る。
【０００５】
また、ガスセルにおける部品のための環境問題がある環境下で機能することができるガスセルを製造する課題があり、この良好な環境保護は、これら部品に提供され得る。
ワイヤボンド接続が破壊され、部品の覆われるべき部分が覆われないという危険にさらすことなく、検出器及びエミッタのような部品を封入するという課題がある。
【０００６】
また、ガスセルを製造するための公知の技術を使用した場合のミラーの内部における光学ミラー機能及びヒータ又は他の電子機器を統合することについての課題がある。
また、温度が露点に近づくような温度変化に起因して、光学部品、特に反射面の上に見られる結露への対策を講じるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した一つ以上の課題解決を目的として、本発明の分野の観点からガスセルの少なくとも一部を形成するためにエポキシ成形材料（ＥＭＣ）が使用された、光測定経路を規定するガスセルが提案されている。
【０００８】
本発明に係る明細書において、セラミック強化封入（ＣＲＥ：ceramic reinforced encapsulation）が使用される。
ＣＲＥのために、前記ＥＭＣは標準高ミネラル充填エポキシが使用され得て、それは、非常に広く主にエレクトロニクスＩＣパッケージング業界で使用されている材料である。電子部品業界における、この材料の成功の理由は、小型電子チップ及び薄さがマイクロメートルのワイヤボンド接続であっても、破損又は破壊されることなく、この成形によって埋め込まれ、完全に充填されるほどに成形工程中の材料の粘度が非常に小さい。
【０００９】
ガスセルが使用するガスセンサの安定性及び分解能は、光測定経路の物理的安定性に大きく依存する。これは、測定経路の物理長は、確実に規定され、安定し、かつ機械的応力及び温度の変化にも耐える必要があり、これは光測定経路の長さがセンチメートル以上の範囲であるマクロ的システムにおいて実現するには特に困難である。また、これは、ガスセル内の反射手段で反射される際に放出される光の波面が歪みのない状態を維持する必要があり、これらの反射手段は、反射面を数平方センチメートルとしたマクロ的システムにおいて達成することは困難であった機械的応力及び温度の変化に耐えることができる。
【００１０】
本発明は、エポキシ成形材料（ＥＭＣ）は、光測定経路を規定するガスセルの一部を形成するために使用されることを教示している。従って、これらの要件を満たす測定経路を提供するが、光測定経路を規定する部品や完全なガスセル、これら以外の部品を形成するためにＥＭＣを使用することが可能であることを理解すべきである。
【００１１】
第１のソケットは、その正しい位置に発光手段を保持する。これは、例えば、ねじ、バヨネット締結、スナップオン締結、又は、エポキシ接着剤などの接着剤を通じて発光手段を固定するための様々な方法に適合させ得るソケットとし得る。
【００１２】
発光手段は第１のソケット内に配置され、発光手段は少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入されることが提案されている。このような封入により、発光手段を固定する他の手段なしに、正しい位置に発光手段を固定可能となる。
【００１３】
発光手段は、保護のために、例えば光透過性ＥＭＣのような光透過性材料で覆われ得る。第１のソケットにおける発光手段の固定について上述したように、第２のソケットは、異なる方法で光検出手段を固定する。光検出手段は、第２のソケット内に位置するとともに、少なくとも部分的にＥＭＣに封入されることが提案されている。このような封入により、光検出手段を他の光検出手段を固定する手段なしで正しい位置に固定可能となる。
【００１４】
光検出手段は、保護のために、光透過性材料で覆われていてもよい。
これは、光透過性ＥＭＣ又は保護のみならず、光検出手段によって検出されない波長を含む入射光から光検出手段によって検出される入射光の波長を分離するための手段を提供することができる光学フィルタとなり得る。
【００１５】
また、キャビティは、少なくとも１つの光反射手段を備え、その測定経路が光反射手段における反射を含み得ることが提案されている。光反射手段は光反射ミラーとなり得て、光反射ミラーは少なくとも部分的にＥＭＣに封入され得る。
【００１６】
圧電変換器は、反射ミラーの背後に設置され得て、反射ミラーの位置を調整するように適合されるとともに、ＥＭＣに封入され得る。
光反射手段は反射面であり得て、この反射面の形状はＥＭＣに形成され得る。そして、この反射面は、測定経路を規定する部分であり、それは決して測定経路における光の波面を歪ませない。
【００１７】
加熱手段はＥＭＣ中に封入可能であるとともに、光反射手段の背後に配置され得ることが提案されている。
ガスセルに関連する増幅手段、演算手段、記憶手段又は発光手段のためのドライバ電子機器のような電子部品もＥＭＣに封入可能である。
【００１８】
また、ガスセルに関連する光学フィルタリング手段、ビーム分割手段又は光学格子のような少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入可能な光学部品を有し得る。
開口内に配置され、少なくとも部分的にＥＭＣに封入されたキャビティの汚染を防止するフィルタのようなガスフィルタ手段が提案されている。
【００１９】
本発明は、ガス含有量及び／又は濃度の光学的測定のためのガスセル形成方法に関連するものであって、キャビティと、ガス交換のための少なくとも一つの開口と、発光手段のための少なくとも一つの第１のソケットと、検出手段のための少なくとも一つの第２のソケットと、を備え、前記キャビティを通じた前記光測定経路の長さが前記第１のソケット内に設置される前記発光手段及び前記第２のソケット内に設置される前記光検出手段間の直接的又は間接的な距離によって規定される。本発明は、特に、エポキシ成形材料（ＥＭＣ）は、光測定経路を規定するガスセルの少なくとも一部を形成するために使用されることを教示している。
【００２０】
発光手段は第１のソケット内に設置されるとともに、少なくとも部分的にＥＭＣに封入されることが提案されている。これらの発光手段は、保護のために、光透過性ＥＭＣのような光透過性材料で覆われ得る。
【００２１】
また、光検出手段は、少なくとも部分的にＥＭＣに封入されるとともに、第２のソケット内に設置されることが提案されている。
これらの光検出手段は、保護のために、例えば、光透過性ＥＭＣ又は光学フィルタのような光透過性材料で覆われ得る。
【００２２】
キャビティは、少なくとも１つの光反射手段を備え得て、その測定経路は、この光反射手段における反射を含む。
光反射手段は光反射ミラーとなり得て、その光反射ミラーは少なくとも部分的にＥＭＣに封入され得る。
【００２３】
圧電変換器は、反射ミラーの背後に設置され得て、その反射ミラーの位置を調整するように適合されるとともに、ＥＭＣに封入され得る。
光反射手段は反射面であり得て、この反射面の形状はＥＭＣに形成され得る。
【００２４】
加熱手段は、ＥＭＣ中に封入可能であるとともに、光反射手段の背後に設置され得ることが提案されている。
ＥＭＣに封入可能であるとともに、ガスセルに関連する増幅手段、演算手段、記憶手段又は発光手段のためのドライバ電子機器のような電子部品も提案されている。
【００２５】
また、少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入可能であるとともに、ガスセルに関連する光学フィルタリング手段、ビーム分割手段又は光学格子のような光学部品が提案されている。
【００２６】
開口内に設置され、少なくとも部分的にＥＭＣに封入されるとともに、キャビティの汚染を防止するフィルタのようなガスフィルタ手段が提案されている。
本発明の方法は、ガスセルがトランスファー成形により形成され得ることを教示する。
【００２７】
トランスファー成形のサイクル時間が一般的に１■２分の範囲であるのに対し、製造段階における従来からの射出成形が仮により短いサイクル時間、例えばわずか数秒で行われるとしても、各部分に非常に経済的な製造コストを提供するべく、単一でかつ同一の製造工具において、並列に並ぶ複数のガスセルを製造することが提案されているので、ＣＲＥは各部品について製造コストを安く提供することができる。
【００２８】
高いミネラルが充填されたエポキシがＥＭＣのために使用されることが提案されている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るガスセル及び方法の効果は、ＣＲＥテクノロジーパッケージは、低い製造コストで、高い生産精度及び優れた機械的安定性及び良好な環境保護、産業界が要求したすべての良い特性を提供することである。
【００３０】
先進的なＣＲＥにより、部品の特定の領域が開放され、かつ成形材料によって覆われることなく外気に露出することを可能にすることができる。必要な場合には、光透過性ＥＭＣによって開放領域を覆うことも可能であって、それによって、危険な外部環境から部品を保護するため部分又は全体を封入することが実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るガスセルの概略であって非常に簡略化された断面図である。
【図２】並列に製造可能ないくつかのガスセルを有する製造工具の概略であって非常に簡略化した図である。
【図３ａ】本発明に係るガスセルの第１の実施形態の斜視図である。
【図３ｂ】本発明に係るガスセルの第１の実施形態の斜視図である。
【図３ｃ】本発明に係るガスセルの第１の実施形態の断面図である。
【図４ａ】本発明に係るガスセルの第２の実施形態の斜視図である。
【図４ｂ】本発明に係るガスセルの第２の実施形態の断面図である。
【図４ｃ】本発明に係るガスセルの第２の実施形態の断面図である。
【図５ａ】本発明に係るガスセルの第３の実施形態の断面図である。
【図５ｂ】本発明に係るガスセルの第３の実施形態の斜視図である。
【図５ｃ】本発明に係るガスセルの第３の実施形態の斜視図である。
【図５ｄ】本発明に係るガスセルの第３の実施形態の斜視図である。
【図５ｅ】本発明に係るガスセルの第３の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、ガス含有量及び／又は濃度の光学的測定のためのガスセル１を示す図１を参照して説明される。ガスセルは、キャビティ１ａと、ガス交換のための少なくとも一つの開口１１と、発光手段のための少なくとも１つの第１のソケット１２と、光検出手段のための少なくとも一つの第２のソケット１３とを備える。本発明に係る明細書及び各図面において、それぞれ一つのみの開口１１及び第１及び第２ソケット１２，１３が簡略化のため示されている。しかし、複数の開口及びソケットがガスセルの異なる実施形態において使用可能であることは当業者にとって明らかである。
【００３３】
複数の開口がキャビティを介してガス交換を強化するために使用され得る。異なる波長を備える発光手段を使用するため、又は上記ガスセルを通る異なる光経路のための異なる発光手段を使用すべく、複数の異なる発光手段が使用される場合、複数の第１のソケットが使用され得る。また、異なる発光手段からの異なる波長の光を検出するため、及び/又はガスセルを介して異なる光経路を終了させるために複数の光検出手段が使用される場合、複数の第２のソケットが使用され得る。光学部品は、一つの発光手段から複数の検出手段により検出される複数の光経路となるように光を分割するために使用され得る。また、異なる発光手段からの複数の異なる光経路を結合し得て、１つの検出手段によって検出される光学部品を有することも可能である。
【００３４】
発光手段２は、波長の広いスペクトル範囲を提供する白熱フィラメントを備える光源、又は発光ダイオードやレーザーなどの狭い範囲又は単一波長を備える光源のような異なる種類の光源となり得る。光は、ガスセルの特定の具体化に応じて任意の波長の電磁放射となり得る。
【００３５】
光検出手段３は、受光した光の特定の波長又は波長の広範囲のいずれかを検出する任意の種類のセンサ又は検出器となり得る。
キャビティ１ａを介した光測定経路Ａの長さは、第１のソケット１２における発光手段と第２のソケット１３における光検出手段との間の直接的又は間接的な距離によって規定される。発光手段２及び受光手段３間の直接的な光経路は単純な光経路であるが過度に短い。ガスセルの感度を向上させるために、ガスセルの小型化とともに光測定経路を長くするというニーズは、小さいキャビティであっても十分に長い測定経路を得るべく、光測定経路Ａが上記キャビティを介して１回又は複数回に亘って反射されることで充足される。このように光測定経路は、多くの場合、発光手段２と受光手段３との間の間接的な経路であり、この経路はキャビティにおける反射手段上で１回又は複数回に亘って反射する。図１は光検出手段３に到達する前に二回に亘って反射する光測定経路Ａを示す。このため、この光測定経路Ａは、発光手段と光検出手段との間の間接的な距離によって規定される。
【００３６】
本発明は、ガスセル１における光測定経路を規定するガスセルの少なくとも一部を形成するためにエポキシ成形材料（ＥＭＣ）が使用されることを教示している。ＥＭＣセラミック強化封入（ＣＲＥ：ceramic reinforced encapsulation）が使用される場合、ガスセル１内の異なる部品を封入するために使用され得て、それによって、ガスセル内のこれらの部品を統合し、かつ保護することができる。
【００３７】
また、これは非常に高い精度で意図されたそれら位置に部品を設置し、それら位置は、明確に規定され、安定した光測定経路Ａが発光手段１２と光検出手段１３との間で得られるように、たとえ大きい温度変化、湿度変化、又は上記ガスセルの機械的なストレスが生じても維持される。
【００３８】
このように発光手段２が第１のソケット１２内に設置されることが提案されている。この発光手段２は、第１のソケットに関連するいくつかの締結手段を通じて固定され得る、及び／又は少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入され得る。
【００３９】
発光手段２の保護を提供するために、発光手段２が光透過性ＥＭＣのような光透過性材料１２´によって覆われ得ることが提案されている。
また、光検出手段３が第２のソケット１３内に設置され得ること、及びその光検出手段３が少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入されることが提案されている。
【００４０】
また、光検出手段３は光透過性材料１３´によって覆われ得る。また、この材料は光透過性ＥＭＣであり得る、又は検出される光の波長を含む光から検出されない光波長を分離する更なる機能を有する光学フィルタであり得る。
【００４１】
十分に長い測定経路を提供するために、キャビティは少なくとも１つの光反射手段４を備えることが提案され、この測定経路Ａは光反射手段４における反射を含む。この光反射手段４は、少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入され得る光反射ミラー４１となり得る。
【００４２】
ＥＭＣ中に封入可能な部品の例は、反射ミラー４１の位置を調節するように適合され、反射ミラー４１の背後に設置され得る圧電変換器５である。
また、光反射手段４は反射面４２とし得るとともに、反射面４２の形状は、ＥＭＣ内に形成され得る。
【００４３】
ＥＭＣ中に封入可能な部品の別の例は、光反射手段４の背後に設置され得る加熱手段６である。このような加熱手段６は、ガスセル内のガスの湿気によって、反射手段４に蓄積する霧を防止するために、反射手段４に熱を提供する任意の手段となり得る。この図面は、反射面４２の背後に設置された加熱手段６を示す。また、図示されていない場合であっても、加熱手段をミラー４１の背後に設置することも可能である。
【００４４】
ＥＭＣ中に封入可能な部品の他の例は、増幅手段７１、演算手段７２、メモリ手段７３、又は発光手段２のためのドライバ電子部品７４のようなガスセルに関連する電子部品である。
【００４５】
また、少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入可能な部品の他の例は、光学フィルタリング手段８、図に示されていないビーム分割手段又は光学格子のようなガスセルに関連する光学部品である。
【００４６】
少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入されたガスフィルタ手段９のような部品を有することができ、このガスフィルタ手段９は、開口１１に設置され得るとともに、キャビティ１の汚染を防止するためのフィルタとなり得る。
【００４７】
このＥＭＣは高くミネラルが充填されたエポキシである。
また、本発明は、キャビティ１ａと、ガス交換のための少なくとも一つの開口１１と、発光手段のための少なくとも一つの第１のソケット１２と、検出手段のための少なくとも一つの第２のソケット１３と、を備えるガス含有量及び／又は濃度の光学的測定のためのガスセル１を形成するための方法に関連し、そのキャビティ１ａを介した光測定経路Ａの長さは第１のソケット１２における発光手段と、第２のソケット１３における光検出手段との間の直接的又は間接的な距離によって規定される。本発明は、具体的に、エポキシ樹脂封入（ＥＭＣ：epoxy mold compound）はガスセル１の光測定経路が規定されるガスセルの少なくとも一部を形成するために使用されることを教示している。
【００４８】
また、発光手段２は第１のソケット１２内に設置されたり、ＥＭＣ内に少なくとも部分的に封入されている。また、発光手段２は、例えば、光透過性ＥＭＣのような光透過性材料１２´で覆われ得る。
【００４９】
同様に、光検出手段３を第２のソケット１３に設置することが可能であって、光検出手段３は、少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入することができる。
また、光検出手段３も、光透過性ＥＭＣ又は光学フィルタのような光透過性材料１３´で覆われ得る。
【００５０】
キャビティ１ａが少なくとも一つの光反射手段４を備える場合、その測定経路は光反射手段４における反射を含み、この光反射手段４が光反射ミラー４１の場合、光反射ミラー４１が少なくとも部分的にＥＭＣに封入されている。
【００５１】
反射ミラー４１の背後に位置し、ＥＭＣ中に封入されるとともに、反射ミラー４１の位置を調整するように適合された圧電変換器５を有することも可能である。
上記キャビティが少なくとも１つの光反射手段４を備える場合、その測定経路は光反射手段４における反射を含み、光反射手段４が反射面４２の場合、反射面４２の形状がＥＭＣにおいて形成されている。
【００５２】
使用される反射手段４の種類に関わらず、加熱手段６が光反射手段４の背後に設置されること、及び加熱手段６がＥＭＣ中に封入されている。
また、増幅手段７１、演算手段７２、メモリ手段７３、又は発光手段２のためのドライバ電子部品７４のようなガスセルに関連する電子部品がＥＭＣ中に封入されている。
【００５３】
少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入され得るとともに、光学フィルタリング手段８、ビーム分割手段又は光学格子のようなガスセルに関連する光学部品が提案されている。
また、少なくとも部分的にＥＭＣ中に封入され得るとともに、開口１１に設置され、キャビティ１ａの汚染を防止するためのフィルタとしてガスフィルタ手段９が提案されている。
【００５４】
本発明は、ガスセル１はトランスファー成形により形成し得ることを教示し、図２は、いくつかのガスセル１，１´、１´´、１´´´が並列に、かつ単一及び同一の製造工具１ｂにおいて製造され得ることを示している。
【００５５】
１つの提案としては、ＥＭＣとして使用された材料は高いミネラルが充填されたエポキシである。
図１は、全体のガスセルを形成するためにＥＭＣが使用された本発明を非常に簡略化した概略図であるが、本発明は光測定経路を規定するガスセル３１の少なくとも一部を形成するためにＥＭＣが使用されたガスセルに関連する。
【００５６】
図３ａ〜図３ｃは、ＥＭＣがガスセル３１の一部品のみを形成するために使用される例である。図３ａはガスセル３１を示し、同図には、三つの異なる対となる開口３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃが示されている。これら開口は、回路基板（ＰＣＢ）３５及びＰＣＢ上の他の電子部品への接続のためガスセルの外側の発光手段３２から電力接続３２´を導くように適合されている。
【００５７】
図３ｂ及び図３ｃは、キャビティ３１ａの汚染を防止しつつ、ガスセルから出入りするガス交換３Ｂを可能にするフィルタ手段３９によってガスセル３１の開口３１１が覆われていることを示している。
【００５８】
図３ｃはガスセルの断面図であって、その光測定経路３Ａための規定部３６は黒で充填されている。また、発光手段３２は第１のソケット３１２内に設置され、光検出手段３３は第２のソケット３１３内に設置されていることが分かる。光測定経路３Ａは、発光手段３２から光検出手段３３に直線的に延出し、この距離は規定部３６によって規定される。ＥＭＣが少なくとも規定部３６を形成するために使用されているので光測定経路が明確に規定されて安定する。
【００５９】
マクロ的システムにおける寸法の一例を示すために、図３のガスセルがその直径が３ｍｍの光源用のランプ及びｍ１６スレッドを有するガスセルの外側に螺合されたボルトを使用することを挙げることができる。
【００６０】
図４ａ〜図４ｃは、図３ａ〜図３ｃに係るガスセルの変形例を示す。二つの開口４１１ａ、４１１ｂはガスセル４１から出入りするガス交換４Ｂを提供する。これら二つの開口４１１ａ、４１１ｂは強制的なガス交換に適しており、そのフィルタリング手段は、必要であれば、強制的なガスの流れの何れの位置にも設置可能である。
【００６１】
反射ミラー４４１は、反射手段４４として機能する光検出手段４３の反対側に設置されている。
図４ｂの実施形態には、発光手段４２は、第１のソケット（同図には示されない）内に設置され、その第１のソケットは反射ミラー４４１に近い位置に発光手段４２を設置することが示されている。反射ミラーは、光検出手段４３に向けて発光手段から放出された光を反射し集束する凹形状を有している。
【００６２】
図４ｃは、図４ｂと同様の実施形態を示しているが、その発光手段４２は第１のソケット内（同図には示されない）に設置され、その第１のソケットは発光手段４２を光検出手段４３に近い位置に設置する。この光測定経路４Ａは、発光手段４２から反射ミラー４４１を介して間接的に光検出手段４３に向かう。
【００６３】
規定部４６は明確に形成され、かつ安定した発光手段４２、反射ミラー４４１及び光検出手段４３のための位置を提供し、これにより、明確に形成され、かつ安定した光測定経路４Ａを提供する。
【００６４】
図５ａ〜図５ｅは、本発明に従って形成されたガスセル５１の他の例を示している。図５ａは、ガスセルの側部断面図を示す。ここでは、図５ｂに斜視図を示す第１の規定部５６１は、発光素子５２を有する第１のソケット５１２と、３つの異なる検出手段５３ａ，５３ｂ，５３ｃを有する３つの第２のソケット５１３ａ，５１３ｂ，５１３ｃと、を備えていることがわかる。
【００６５】
図５ｃに斜視図で示す第２の規定部５６２は反射面５４を備える。ＥＭＣは、第１の規定部５６１及び第２の規定部５６２を形成するために使用されている。安定した第１の規定部５６１は、発光手段５２及び３つの検出手段５３ａ，５３ｂ，５３ｃの正確で安全な位置及び配列を提供する。
【００６６】
第２の規定部５６２は、入射光の波を歪めることなく、意図された反射を提供する形で成形された反射面５４を提供する。
図５ｄは、第２の規定部５６２にモールドされたＰＣＢ５７を示している。このＰＣＢは、反射面５４上での凝縮を避けるために、反射面を加熱する２つの加熱部５６ａ、５６ｂを保持する。
【００６７】
図５ｅは、第２の規定部５６２を示し、そのＥＭＣ５８は反射面５４の形状を形成するために使用され、その反射面は反射特性を提供するために金属化されている。２つの加熱手段５６ａ，５６ｂは、反射面５４を形成するＥＭＣ５８内に封入されている。
【００６８】
第１及び第２の規定部５６１，５６２がチューブ状部材５６３に取り付けられた状態でガスセル５１が形成され、そのＥＭＣは、ガスセルにおける測定経路を規定するための重要な部分を形成するために使用されている。
【００６９】
チューブ状部材５６３が比較的大きい又は長い長細形状とし得ることから、チューブ状部材５６３を形成するのにＥＭＣを使用することが適さない場合がある。適さない可能性がある場合、この部材は、十分に温度安定性を実現する任意の他の方法で形成することができる。
【００７０】
マクロ的システムにおける寸法の別の例を示すために、図５のガスセルがアルコールメーターとして使用されることが言及されるとともに、その発光素子５２と反射面５４との間の距離が８ｃｍのオーダーであり、その反射面５４は、２ｃｍ×４ｃｍの表面を有する。
【００７１】
直接的に光測定経路を規定していない部分は、他の方法で製造することができる。しかし、ＥＭＣはこれらの部品を形成するために使用されることを妨げない。
本発明は前述の実施形態に限定されず、かつ添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内で変更を行うことができるものと理解される。
【図１】
2018021938.tif 000003
【図２】
2018021938.tif 000004
【図３ａ】
2018021938.tif 000005
【図３ｂ】
2018021938.tif 000006
【図３ｃ】
2018021938.tif 000007
【図４ａ】
2018021938.tif 000008
【図４ｂ】
2018021938.tif 000009
【図４ｃ】
2018021938.tif 000010
【図５ａ】
2018021938.tif 000011
【図５ｂ】
2018021938.tif 000012
【図５ｃ】
2018021938.tif 000013
【図５ｄ】
2018021938.tif 000014
【図５ｅ】
2018021938.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月13日(2017.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロ的システムにおけるガス含有量及び濃度のうちの少なくともいずれか一方を光学的に測定するための、光測定経路の長さがセンチメートル単位の範囲内であるガスセルであって、
前記ガスセルは、
キャビティと、
ガス交換のための少なくとも一つの開口と、
発光手段のための少なくとも１つの第１のソケットと、
光検出手段のための少なくとも１つの第２のソケットと、を備え、
前記キャビティは少なくとも１つの光反射手段を備え、
前記キャビティを通じた前記光測定経路の長さが、前記第１のソケット内に設置される前記発光手段と前記第２のソケット内に設置される前記光検出手段との間の距離によって規定され、前記光測定経路は前記光反射手段の反射を含むガスセルにおいて、
エポキシ成形材料（ＥＭＣ）が前記第１のソケット及び前記第２のソケットを形成するために使用されており、
ＥＭＣが前記光反射手段を保持または形成するために使用されており、
前記発光手段は前記第１のソケット内に設置されており、
前記発光手段は少なくとも部分的にＥＭＣに封入されており、
前記光検出手段は前記第２のソケット内に設置されており、
前記光検出手段は少なくとも部分的にＥＭＣに封入されており、
少なくとも前記ガスセルにおける光測定経路の長さを規定する他の全ての部分を形成するためにＥＭＣが使用されていることを特徴とするガスセル。
【請求項２】
前記発光手段は光透過性材料によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載のガスセル。
【請求項３】
前記光検出手段は光透過性材料によって覆われていることを特徴とする請求項１又２に記載のガスセル。
【請求項４】
前記光透過性材料は光透過性ＥＭＣであることを特徴とする請求項２又は３に記載のガスセル。
【請求項５】
前記光透過性材料は光学フィルタであることを特徴とする請求項３に記載のガスセル。
【請求項６】
前記光反射手段は光反射ミラーであり、
前記光反射ミラーは少なくとも部分的に前記ＥＭＣに封入されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のガスセル。
【請求項７】
前記反射ミラーの背後に設置されるとともに、前記反射ミラーの位置を調節するように適合され、かつ前記ＥＭＣに封入される圧電変換器を備えることを特徴とする請求項６に記載のガスセル。
【請求項８】
前記光反射手段は反射面であって、
前記反射面の形状は前記ＥＭＣに形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のガスセル。
【請求項９】
前記光反射手段の背後に設置されるとともに、前記ＥＭＣに封入される加熱手段を備えたことを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載のガスセル。
【請求項１０】
前記ＥＭＣに封入されるとともにガスセルに関連する電子部品を備えたことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のガスセル。
【請求項１１】
少なくとも部分的に前記ＥＭＣに封入されるとともにガスセルに関連する光学部品を備えたことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のガスセル。
【請求項１２】
少なくとも部分的に前記ＥＭＣに封入されるとともに、前記開口に設置されるガスフィルタ手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のガスセル。
【請求項１３】
前記ＥＭＣは高いミネラルが充填されたエポキシであることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のガスセル。
【請求項１４】
マクロ的システムにおけるガス含有量及び濃度のうちの少なくともいずれか一方を光学的に測定するための、光測定経路の長さがセンチメートル単位の範囲内であるガスセルを形成するための方法であって、
前記ガスセルは、
キャビティと、
ガス交換のための少なくとも一つの開口と、
発光手段のための少なくとも１つの第１のソケットと、
光検出手段のための少なくとも１つの第２のソケットと、を備え、
前記キャビティは少なくとも１つの光反射手段を備え、
前記キャビティを通じた前記光測定経路の長さが、前記第１のソケット内に設置される前記発光手段と、前記第２のソケット内に設置される前記光検出手段との間の距離によって規定され、前記光測定経路は前記光反射手段の反射を含むガスセルを形成するための方法において、
前記第１のソケット及び前記第２のソケットを形成するためにエポキシ成形材料（ＥＭＣ）を使用することと、
前記光反射手段を保持または形成するためにＥＭＣを使用することと、
前記発光手段を前記第１のソケット内に設置することと、
前記発光手段を少なくとも部分的に封入するためにＥＭＣを使用することと、
前記光検出手段を前記第２のソケット内に設置することと、
前記光検出手段を少なくとも部分的に封入するためにＥＭＣを使用することと、
少なくとも前記ガスセルにおける光測定経路の長さを規定する他の全ての部分を形成するためにＥＭＣを使用することとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記発光手段を覆うために光透過性材料を使用することを含むこと特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記光検出手段を覆うために光透過性材料を使用することを含むことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記光透過性材料として光透過性ＥＭＣを使用することを含むことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記光透過性材料として光学フィルタを使用することを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記光反射手段として光反射ミラーを使用することと、
前記光反射ミラーを少なくとも部分的に封入するために前記ＥＭＣを使用することとを含むことを特徴とする請求項１４〜１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記反射ミラーの背後に設置され、かつ前記反射ミラーの位置を調節するように適合された圧電変換器を封入するために前記ＥＭＣを使用することを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記光反射手段は反射面であって、
前記反射面の形状を形成するために前記ＥＭＣを使用すること含むことを特徴とする請求項１４〜１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記光反射手段の背後に設置される加熱手段を封入するために前記ＥＭＣを使用することを含むことを特徴とする請求項１９〜２１の何れか一項に記載の方法。
【請求項２３】
ガスセルに関連する電子部品を封入するために前記ＥＭＣを使用することを含むことを特徴とする請求項１４〜２２の何れか一項に記載の方法。
【請求項２４】
ガスセルに関連する光学部品を少なくとも部分的に封入するために前記ＥＭＣを使用することを含むことを特徴とする請求項１４〜２３の何れか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記開口に設置されるガスフィルタ手段を少なくとも部分的に封入するために前記ＥＭＣを使用することを含むことを特徴とする請求項１４〜２４の何れか一項に記載の方法。
【請求項２６】
ガスセルを形成するためにトランスファー成形を使用することを含むことを特徴とする請求項１４〜２５の何れか一項に記載の方法。
【請求項２７】
複数のガスセルを並列に製造するために、単一及び同一の製造工具を使用することを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＥＭＣとして高いミネラルが充填されたエポキシを使用することを特徴とする請求項１４〜２７の何れか一項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した一つ以上の課題解決を目的として、本発明の分野の観点からガスセルの少なくとも一部を形成するためにエポキシ成形材料（ＥＭＣ）が使用された、光測定経路の長さを規定するガスセルが提案されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、エポキシ成形材料（ＥＭＣ）は、光測定経路を規定するガスセルの一部を形成するために使用されることを教示している。従って、これらの要件を満たす測定経路を提供するが、光測定経路の長さを規定する部品や完全なガスセル、これら以外の部品を形成するためにＥＭＣを使用することが可能であることを理解すべきである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明は、ガス含有量及び／又は濃度の光学的測定のためのガスセル形成方法に関連するものであって、キャビティと、ガス交換のための少なくとも一つの開口と、発光手段のための少なくとも一つの第１のソケットと、検出手段のための少なくとも一つの第２のソケットと、を備え、前記キャビティを通じた前記光測定経路の長さが前記第１のソケット内に設置される前記発光手段及び前記第２のソケット内に設置される前記光検出手段間の直接的又は間接的な距離によって規定される。本発明は、特に、エポキシ成形材料（ＥＭＣ）は、光測定経路の長さを規定するガスセルの少なくとも一部を形成するために使用されることを教示している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明は、ガスセル１における光測定経路の長さを規定するガスセルの少なくとも一部を形成するためにエポキシ成形材料（ＥＭＣ）が使用されることを教示している。ＥＭＣセラミック強化封入（ＣＲＥ：ceramic reinforced encapsulation）が使用される場合、ガスセル１内の異なる部品を封入するために使用され得て、それによって、ガスセル内のこれらの部品を統合し、かつ保護することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
このＥＭＣは高くミネラルが充填されたエポキシである。
また、本発明は、キャビティ１ａと、ガス交換のための少なくとも一つの開口１１と、発光手段のための少なくとも一つの第１のソケット１２と、検出手段のための少なくとも一つの第２のソケット１３と、を備えるガス含有量及び／又は濃度の光学的測定のためのガスセル１を形成するための方法に関連し、そのキャビティ１ａを介した光測定経路Ａの長さは第１のソケット１２における発光手段と、第２のソケット１３における光検出手段との間の直接的又は間接的な距離によって規定される。本発明は、具体的に、エポキシ樹脂封入（ＥＭＣ：epoxy mold compound）はガスセル１の光測定経路の長さが規定されるガスセルの少なくとも一部を形成するために使用されることを教示している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
１つの提案としては、ＥＭＣとして使用された材料は高いミネラルが充填されたエポキシである。
図１は、全体のガスセルを形成するためにＥＭＣが使用された本発明を非常に簡略化した概略図であるが、本発明は光測定経路の長さを規定するガスセル３１の少なくとも一部を形成するためにＥＭＣが使用されたガスセルに関連する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図３ｃはガスセルの断面図であって、その光測定経路３Ａの長さのための規定部３６は黒で充填されている。また、発光手段３２は第１のソケット３１２内に設置され、光検出手段３３は第２のソケット３１３内に設置されていることが分かる。光測定経路３Ａは、発光手段３２から光検出手段３３に直線的に延出し、この距離、即ち長さは規定部３６によって規定される。ＥＭＣが少なくとも規定部３６を形成するために使用されているので光測定経路の長さが明確に規定されて安定する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
規定部４６は明確に形成され、かつ安定した発光手段４２、反射ミラー４４１及び光検出手段４３のための位置を提供し、これにより、明確に形成され、かつ安定した光測定経路４Ａの長さを提供する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
直接的に光測定経路の長さを規定していない部分は、他の方法で製造することができる。しかし、ＥＭＣはこれらの部品を形成するために使用されることを妨げない。
本発明は前述の実施形態に限定されず、かつ添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内で変更を行うことができるものと理解される。