(57)【要約】【課題】受光素子の個体差による不具合を防止し、且つ光路長が安定しないことによる不具合を防止することが可能なガス濃度算出装置を提供する。【解決手段】対象ガスが導入される導入空間１１を形成するガスセル１０と、ガスセル１０の一端に配置された赤外光源２０と、ガスセル１０の一端に配置され、赤外光源２０から放射された光を反射または透過させる変調鏡７０と、変調鏡７０を透過した光を反射させる反射鏡６０と、所定の比較ガスが封入されたものであって、変調鏡７０を透過した光の光路上に配置された飽和ガス室４０と、ガスセル１０の他端に配置され、変調鏡７０によって反射された光、及び変調鏡７０を透過して飽和ガス室４０を通過し、反射鏡６０で反射した光を受光する受光部３０と、変調鏡７０により光が反射及び透過された場合のそれぞれにおける、受光部３０の受光エネルギー値に基づき、対象ガスの濃度を算出する算出回路３を備える。【選択図】図１
2011169645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス濃度計測モジュール及びガス濃度算出モジュールを備え、対象ガスの濃度を算出するガス濃度算出装置であって、
前記ガス濃度計測モジュールは、
前記対象ガスが導入される導入空間を形成するガスセルと、
前記ガスセルの一端に配置された光源と、
前記ガスセルの前記一端または他端に配置され、前記光源から放射された光を反射または透過させる反射切替手段と、
前記反射切替手段を透過した光を反射させる反射手段と、
所定の比較ガスが封入されたものであって、前記反射切替手段を透過した光の光路上に配置された比較ガスセルと、
前記ガスセルの前記他端に配置され、前記光源から放射されたものであって前記反射切替手段によって反射された光、及び前記光源から放射されたものであって前記反射切替手段を透過して前記比較ガスセルを通過し、前記反射手段によって反射した光を受光する受光手段と、
を備え、
前記ガス濃度算出モジュールは、前記反射切替手段により光が反射及び透過された場合のそれぞれにおける、前記受光手段の受光エネルギー値に基づき、前記対象ガスの前記濃度を算出する、
ことを特徴とするガス濃度算出装置。
【請求項２】
前記反射切替手段は、前記光源から放射された光に対する反射率を電気的に調整して光の反射と透過とを切り替える反射率調整手段であることを特徴とする請求項１に記載のガス濃度算出装置。
【請求項３】
前記反射率調整手段は空間光変調器であることを特徴とする請求項２に記載のガス濃度算出装置。
【請求項４】
前記反射率調整手段は液晶光学素子であることを特徴とする請求項２に記載のガス濃度算出装置。
【請求項５】
前記反射切替手段は、前記光源から放射された光に対して回転により反射と透過とを切り替える回転機構であることを特徴とする請求項１に記載のガス濃度算出装置。
【請求項６】
前記回転機構は、反射板と穴からなる回転鏡であることを特徴とする請求項５に記載のガス濃度算出装置。
【請求項７】
前記反射手段は、角度の異なる複数の反射面を備え、前記反射切替手段を透過した光を、前記複数の反射面で順次反射させ且つ前記反射面での反射毎に前記比較ガスセルを通過させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス濃度算出装置。
【請求項８】
前記所定の比較ガスは、前記対象ガスと同種の飽和ガスであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のガス濃度検出装置。
【請求項９】
前記光源と前記受光手段との間の光路上に配置され、所定波長の光のみを通過させるバンドパスフィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のガス濃度算出装置。
【請求項１０】
前記光源は、赤外線を放射するものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のガス濃度算出装置。
【請求項１１】
前記対象ガスは二酸化炭素であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガス濃度算出装置。
【請求項１２】
前記対象ガスの異なる前記受光手段を複数備える前記ガス濃度計測モジュールと、複数の前記受光手段に対応する複数の前記ガス濃度算出モジュールを備える、
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガス濃度算出装置。
【請求項１３】
対象ガスの濃度を算出するガス濃度算出装置におけるガス濃度計測モジュールであって、
前記対象ガスが導入される導入空間を形成するガスセルと、
前記ガスセルの一端に配置された光源と、
前記ガスセルの前記一端または他端に配置され、前記光源から放射された光を反射または透過させる反射切替手段と、
前記反射切替手段を透過した光を反射させる反射手段と、
所定の比較ガスが封入されたものであって、前記反射切替手段を透過した光の光路上に配置された比較ガスセルと、
前記ガスセルの前記他端に配置され、前記光源から放射されたものであって前記反射切替手段によって反射された光、及び前記光源から放射されたものであって前記反射切替手段を透過して前記比較ガスセルを通過し、前記反射手段によって反射した光を受光する受光手段と、
を備えることを特徴とするガス濃度計測モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス濃度算出装置及びガス濃度計測モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、二酸化炭素などのガスの濃度を算出するガス濃度算出装置が空調システムの分野などで導入されている。このガス濃度算出装置での算出結果に基づいて換気のＯＮ／ＯＦＦなどを制御することにより、空調システムを効率よく作動させ、消費電力の低減を図ることが行われている。このようなガス濃度算出装置にはＮＤＩＲ（Ｎｏｎ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ：非分散型赤外線吸収）法が用いられており、ＮＤＩＲ（非分散型赤外線吸収）法とは、赤外光が対象ガス中を通る際の減衰に基づいてガスの濃度を算出する手法である。
【０００３】
ＮＤＩＲ（非分散型赤外線吸収）法を用いたガス濃度算出装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。このガス濃度算出装置は、単一光源からの光をガスセル内に照射し、ガスセル内を通った光を第１の検出器と第２の検出器によって検出している。第１の検出器は、被測定ガス領域と、測定ガス室内に封入された不活性ガス領域と、からなる光路を通過した光を検出している。第２の検出器は、被測定ガス領域と、比較ガス室内に封入された被測定ガスと同種のガス領域と、からなる光路を通過した光を検出している。また、照射光量の増減を第２の検出器で検出し、第１の検出器の出力を校正することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、シリンダ内のサンプルガス濃度を検出するガス濃度算出装置が記載されている。ここでは、シリンダ内を往復動するピストンのヘッドに反射鏡を設けると共に、シリンダのヘッドにはシリンダ内に向けて光源と検出器とを配置する。このような構成により、光源から発せられ且つピストン上の反射鏡で反射された光が検出器で受光される。ピストンの往復動に伴って、反射鏡を経由する光源から検出器までの光路長が変化するため、検出器に受光されるエネルギー値が変化する。そして、検出器から出力される出力値の変化に基づいて、サンプルガスの濃度が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５６２４２号公報
【特許文献２】特開平５−１８０７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されたガス濃度算出装置においては、第１の検出器及び第２の検出器という、それぞれ別々の二つの受光素子を用いてガスの濃度を算出している。このため、受光素子自体の個体差（感度、ノイズ特性の差、あるいはそれらの周囲温度に対する差や長期変化に対する差など）がガス濃度の測定精度に悪影響を与えてしまう。このような悪影響は、受光素子それぞれの個体差によるものであるため、両受光素子からの出力値の比等を用いることでキャンセルされるものではない。
【０００７】
上記特許文献２のガス濃度算出装置においては、単一の受光素子を用いるため、受光素子の個体差による不具合はないといえる。しかし、特許文献２の技術では、光源から検出器までの光路長を変化させるための手段である反射鏡がピストンのヘッドに設けられ且つ光路の方向と同一の方向で上下運動を行っている。このため、精度の高い計測を実現するためには、ピストンの運動、つまり反射鏡の運動を計測時に一時停止させる必要がある。反射鏡が停止せず光路の方向と同一の方向で動いている場合には、光路長が安定せず、精度の高い計測ができないからである。従って、ピストンの一時運動停止により、参照光の測定タイミングと信号光の測定タイミングとの間に大幅な時間ずれが生じてしまう。参照光の測定タイミングと信号光の測定タイミングとの間に大幅な時間ずれが生じては、それぞれの測定結果の比に基づき算出されたガス濃度にも大幅な時間ずれの分だけ誤差が生じるということになる。
【０００８】
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、受光素子の個体差による不具合を防止し、且つ光路長が安定しないことによる不具合を防止することが可能なガス濃度算出装置及びガス濃度計測モジュール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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のガス濃度算出装置は、ガス濃度計測モジュール及びガス濃度算出モジュールを備え、対象ガスの濃度を算出するガス濃度算出装置であって、前記ガス濃度計測モジュールは、前記対象ガスが導入される導入空間を形成するガスセルと、前記ガスセルの一端に配置された光源と、前記ガスセルの前記一端または他端に配置され、前記光源から放射された光を反射または透過させる反射切替手段と、前記反射切替手段を透過した光を反射させる反射手段と、所定の比較ガスが封入されたものであって、前記反射切替手段を透過した光の光路上に配置された比較ガスセルと、前記ガスセルの前記他端に配置され、前記光源から放射されたものであって前記反射切替手段によって反射された光、及び前記光源から放射されたものであって前記反射切替手段を透過して前記比較ガスセルを通過し、前記反射手段によって反射した光を受光する受光手段と、を備え、前記ガス濃度算出モジュールは、前記反射切替手段により光が反射及び透過された場合のそれぞれにおける、前記受光手段の受光エネルギー値に基づき、前記対象ガスの前記濃度を算出する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のガス濃度計測モジュールは、対象ガスの濃度を算出するガス濃度算出装置におけるガス濃度計測モジュールであって、前記対象ガスが導入される導入空間を形成するガスセルと、前記ガスセルの一端に配置された光源と、前記ガスセルの前記一端または他端に配置され、前記光源から放射された光を反射または透過させる反射切替手段と、前記反射切替手段を透過した光を反射させる反射手段と、所定の比較ガスが封入されたものであって、前記反射切替手段を透過した光の光路上に配置された比較ガスセルと、前記ガスセルの前記他端に配置され、前記光源から放射されたものであって前記反射切替手段によって反射された光、及び前記光源から放射されたものであって前記反射切替手段を透過して前記比較ガスセルを通過し、前記反射手段によって反射した光を受光する受光手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような本発明のガス濃度算出装置及びガス濃度計測モジュールによれば、受光手段が、反射切替手段によって反射された光及び反射切替手段を透過して比較ガスセルを通過した光の両方を受光するため、反射切替手段によって反射と透過とが切り替えられた場合のそれぞれにおける光を異なる受光手段で別々に受光する場合の、受光手段の個体差による不具合が防止される。また、反射切替手段を対象ガスが導入されたガスセルの一端または他端に配置する構成としたので、つまりガスセル外に反射切替手段を配置したため、反射切替手段によって反射と透過とが切り替えられた場合のそれぞれの光がガスセル内の対象ガス中を通る光路長に変化が無い。このため、対象ガス中を通る光の光路長が安定しないことによる不具合を防止することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記反射切替手段は、前記光源から放射された光に対する反射率を電気的に調整して光の反射と透過とを切り替える反射率調整手段であることが好ましい。
【００１３】
この場合には、受光手段が受光する光における受光エネルギー値の差異を発生させるための手段は反射率調整手段であり、この反射率調整手段の動作は反射率の電気的な制御による。従って、受光エネルギー値の差異を発生させるために振動等を伴わず、当該振動による位置ずれや付加的なノイズなどが無いので、ガス濃度計測モジュールの光検出精度の低下を防止できる。
【００１４】
また、反射率調整手段が反射率を電気的に制御することにより、反射率切り替えを高速で行うことができる。従って、受光手段が受光する光測定タイミングにおける時間ずれが無いものと同然か、有っても非常に短く、擬似同時測定が可能となる。
【００１５】
なお、このような効果をもたらす反射率調整手段としては、空間光変調器（ＳＬＭ）や液晶光学素子が好適である。
【００１６】
また、本発明において、前記反射切替手段は、前記光源から放射された光に対して回転により反射と透過とを切り替える回転機構であることが好ましい。
【００１７】
この場合には、受光手段が受光する光における受光エネルギー値の差異を発生させるための手段は回転機構であり、この回転機構が回転を行っていても、ガスセル外に回転機構が配置されているため、反射と透過とが切り替えられた場合のそれぞれの光がガスセル内の対象ガス中を通る光路長に変化が無い。従って、例えば上記特許文献２の場合とは異なり、光路長が安定するので、回転機構を一時停止する必要がない。その結果、回転機構の一時運動停止により光測定タイミングに大幅な時間ずれが生じてしまう等の不具合を防止できる。
【００１８】
また、本発明において、前記回転機構を、反射板と穴からなる回転鏡で構成しても良い。
【００１９】
この場合には、反射板と穴からなる回転鏡で簡潔な構成が可能となる。
【００２０】
また、本発明において、前記反射手段は、角度の異なる複数の反射面を備え、前記反射切替手段を透過した光を、前記複数の反射面で順次反射させ且つ前記反射面での反射毎に前記比較ガスセルを通過させることが好ましい。
【００２１】
この場合には、反射手段の反射面で反射した光が複数回比較ガスセル中を通過するため、比較ガスセル内を通過する光路を長くすることができる。このため、光源から放射された光の特性を、比較ガスセル内で十分に変化させることができる。また、光が複数回比較ガスセルを通過する構成としたので、比較ガスセルを大型化することなく小型の比較ガスセルによって、比較ガスセルを通過する光の光路長を長くすることができる。
【００２２】
また、本発明において、前記所定の比較ガスは、前記対象ガスと同種の飽和ガスであることが好ましい。対象ガスに合わせてバンドパスフィルタおよび比較ガスを変更することで、複数種類のガスの計測も可能である。
【００２３】
この場合には、対象ガスと同種の飽和ガスを光が通過するときの特性の変化を利用して、受光手段による受光エネルギー値の差異を発生させることができる。
【００２４】
また、本発明においては、前記光源と前記受光手段との間の光路上に配置され、所定波長の光のみを通過させるバンドパスフィルタをさらに備えることが好ましい。
【００２５】
バンドパスフィルタにより、受光される光の波長帯を同一波長帯とすることができ、異なる波長帯の光が受光されることによる光検出精度の低下を防止できる。
【００２６】
また、本発明においては、前記光源は、赤外線を放射するものであることが好ましい。
【００２７】
赤外線が対象ガスを通るときにエネルギーが減衰する現象を用いて、対象ガスの濃度を算出することができる。
【００２８】
また、本発明においては、前記対象ガスは二酸化炭素であることが好ましい。
【００２９】
光が二酸化炭素を通るときにエネルギーが減衰する現象を用いて、対象ガスの濃度を算出することができる。
【００３０】
前記対象ガスの異なる前記受光手段を複数備える前記ガス濃度計測モジュールと、複数の前記受光手段に対応する複数の前記ガス濃度算出モジュールを備える、
ことが好ましい。
【００３１】
この場合には、バンドパスフィルタ、比較ガスおよび受光部を増やすことで同時に複数ガスの計測も可能である。この場合、バンドパスフィルタは受光部前面に配置するのが好ましい。また、対象ガスの異なるガス濃度計測モジュールを複数備えることで、複数のガスの濃度を同時に精度良く算出することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、受光素子の個体差による不具合を防止し、且つ光路長が安定しないことによる不具合を防止することが可能なガス濃度算出装置及びガス濃度計測モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態におけるガス濃度算出装置の概略断面図である。
【図２】第２の実施形態におけるガス濃度算出装置の概略断面図である。
【図３】第３の実施形態におけるガス濃度算出装置の概略断面図である。
【図４】反射鏡の変形例を示す図である。
【図５】ガス濃度算出装置の変形例における概略断面図である。
【図６】ガス濃度算出装置の変形例における概略断面図である。
【図７】ガス濃度算出装置の変形例における概略断面図である。
【図８】図７における反射切替ユニット３００Ａを矢印Ｌ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明にかかるガス濃度算出装置及びガス濃度計測モジュールの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３５】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、変調鏡７０を、ガスセル１０の一端（赤外光源２０が配置される側）に配置した場合である。
【００３６】
（ガス濃度算出装置１の全体構成）
まず、第１の実施形態に係るガス濃度算出装置１の全体構成について説明する。図１は、ガス濃度算出装置１を示す概略断面図である。ガス濃度算出装置１は、赤外光源２０（特許請求の範囲の「光源」に相当）からの光を受光し、そのエネルギー値を測定するガス濃度計測モジュール２と、ガス濃度計測モジュール２による測定結果に基づいてガス濃度を算出する算出回路３（特許請求の範囲の「ガス濃度算出モジュール」に相当）と、を含んで構成され、対象ガスの濃度を算出するものである。算出回路３によって算出されたガス濃度は、図示しない制御装置などに出力され、例えば空調システムなどの制御に利用される。なお、本実施形態では、ガス濃度計測モジュール２に導入されるサンプルガス５０中の二酸化炭素を濃度算出の対象ガスとした場合の例について説明する。
【００３７】
ガス濃度計測モジュール２は、ガスセル１０と、赤外光源２０を含む反射切替ユニット１００と、受光部３０（特許請求の範囲の「受光手段」に相当）とを含んで構成される。
【００３８】
ガスセル１０は、内部にサンプルガス５０が導入される導入空間１１を形成するものである。ガスセル１０は、ガスセル１０の一端側に、導入空間１１内にサンプルガス５０を導入するためのガス導入部１２が設けられ、ガスセル１０の他端側に、導入空間１１内のサンプルガス５０を外部へ排出するためのガス排出部１３が設けられている。ガス導入部１２やガス排出部１３として、ガスセルの内壁（例えば上部や底部）に多数設られた穴を用いてもよい。
【００３９】
反射切替ユニット１００は、ガスセル１０の一端に配置され、赤外光源２０と、変調鏡７０（特許請求の範囲の「反射切替手段，反射率調整手段」に相当）と、飽和ガス４１（特許請求の範囲の「比較ガス」に相当）が封入された飽和ガス室４０（特許請求の範囲の「比較ガスセル」に相当）と、反射鏡６０（特許請求の範囲の「反射手段」に相当）と、バンドパスフィルタ９０と、を含んで構成される。
【００４０】
赤外光源２０は、赤外線を放射するものである。本実施形態では、赤外光源２０として、４．２μｍ〜４．３μｍの波長域を含んだ光を放射するものを用いる。赤外光源２０からの赤外線はサンプルガス５０中の二酸化炭素分子５１により吸収され減衰する。
【００４１】
変調鏡７０は、赤外光源２０から放射された光に対する反射率を電気的に調整するものである。ここで、変調鏡７０は、反射率を電気的に調整することにより、赤外光源２０から放射された光を全反射または全透過させる。変調鏡７０で反射された光は、受光部３０へ向けて放射される。なお、本実施形態では、変調鏡７０として、例えば液晶光学素子や空間光変調器（ＳＬＭ）を採用している。これ以外に、誘電体や金属メッシュ等で反射率の制御を行う他の手法を用いても良い。
【００４２】
反射鏡６０は、変調鏡７０を透過した光を受光部３０ヘ向けて反射させるものである。ここで、変調鏡７０と反射鏡６０との間には飽和ガス室４０が配置されている。このため、変調鏡７０を透過した光は飽和ガス室４０内の飽和ガス４１を通過して反射鏡６０で反射する。反射鏡６０で反射した光は、再び飽和ガス４１を通過し、変調鏡７０を透過して受光部３０に入射する。
【００４３】
飽和ガス室４０内に封入される飽和ガス４１は、サンプルガス５０と同種の飽和ガスを用いる。
【００４４】
バンドパスフィルタ９０は、赤外光源２０と受光部３０との間の光路上に配置され、所定波長の光のみを通過させるものである。本実施形態では、バンドパスフィルタ９０は、反射切替ユニット１００内に配置され、４．２μｍ〜４．３μｍの波長域の光のみを透過するものを用いる。また、バンドパスフィルタ９０を反射切替ユニット１００内に設けない場合には、例えば、受光部３０とガスセル１０との間に設けることもできる。
【００４５】
なお、反射切替ユニット１００の筐体１０１内は、例えば、赤外光源２０が放射する赤外線に対して不活性な不活性ガスや、サンプルガス５０が充填されているものとする。
【００４６】
受光部３０は、ガスセル１０の他端に配置され、赤外光源２０から放射されたものであって変調鏡７０によって反射された光、及び赤外光源２０から放射されたものであって変調鏡７０を透過して飽和ガス室４０を通過した光の両方を受光する受光素子である。つまり、一つの受光部３０が、飽和ガス室４０を通過した光と、飽和ガス室４０を通過していない光の両方を受光する。従って、複数種類の光を受光するために複数の受光手段をそれぞれ用いる場合に比べて、受光手段の個体差による弊害が皆無である。
【００４７】
（受光エネルギー値に差異を発生させるための仕組み）
受光部３０で受光される光の受光エネルギー値の差異について説明する。ここでは、変調鏡７０における光の反射または透過の制御を行うことにより、受光部３０によって受光される光の受光エネルギー値に差異を発生させるものである。
【００４８】
具体的には、変調鏡７０が光を反射させる状態に制御されている場合、図１中に矢印で示す光路Ａのように、赤外光源２０から放射された光は変調鏡７０で反射し、反射した光はガスセル１０内のサンプルガス５０中を通って受光部３０へ入射する。
【００４９】
一方、変調鏡７０が光を透過させる状態に制御されている場合、図１中に矢印で示す光路Ｂのように、赤外光源２０から放射された光は変調鏡７０を透過し、飽和ガス室４０を通過して反射鏡６０で反射する。反射鏡６０で反射した光は、再び飽和ガス室４０を通過して変調鏡７０を透過し、さらにガスセル１０内のサンプルガス５０中を通って受光部３０へ入射する。
【００５０】
このように、変調鏡７０を透過状態に制御した場合には、変調鏡７０を反射状態に制御した場合と比較して、光が飽和ガス室４０中を通過する分だけ光路長が長くなる。また、飽和ガス室４０に封入された飽和ガス４１中を赤外光線が通ることにより、飽和ガスによって光のエネルギーが吸収される。従って、受光部３０が、飽和ガス室４０を通過した光を受光する場合（変調鏡７０を光が透過した場合）には、飽和ガス室４０を通過しない光を受光する場合（変調鏡７０で光が反射した場合）と比較して、エネルギー値が低い光を受光する。
【００５１】
以上のように、本実施形態において、受光エネルギー値の変更は変調鏡７０により電気的に行われる。このため、コンパクトで、しかも可動部を無くすことができ、振動による位置ずれや付加的なノイズなどの弊害が無く、精度が向上する。更に、変調速度が機械式に比べ大幅に高速化できる。
【００５２】
（二酸化炭素の濃度算出処理）
次に、受光部３０が受光した光の受光エネルギー値より、算出回路３が二酸化炭素の濃度を算出する処理について説明する。受光部３０は、変調鏡７０で反射されてサンプルガス５０のみを通過した光の受光エネルギー値と、変調鏡７０を透過して飽和ガス室４０とサンプルガス５０とを通過した光の受光エネルギー値とを算出回路３に出力する。算出回路３は、飽和ガス室４０とサンプルガス５０とを通過した光の受光エネルギー値に基づいて放射光量の増減を算出し、サンプルガス５０のみを通過した光の受光エネルギー値を校正することにより、サンプルガス５０中の二酸化炭素の濃度を算出することができる。なお、２つの受光エネルギー値に基づいてガス濃度を算出する手順については、例えば特許文献１に開示されているように、従来から知られたガス相関法を用いて算出することができるものであり、詳細な説明を省略する。
【００５３】
（第１の実施形態の作用・効果）
続いて、第１の実施形態にかかるガス濃度算出装置１の作用及び効果について説明する。第１の実施形態のガス濃度算出装置１によれば、受光部３０が、変調鏡７０によって反射された光、及び変調鏡７０を透過して飽和ガス室４０を通過した光の両方を受光するため、変調鏡７０によって反射と透過とが切り替えられた場合のそれぞれにおける光を異なる受光部３０で別々に受光する場合の、受光部３０の個体差による不具合が防止される。また、サンプルガス５０が導入されたガスセル１０の一端に変調鏡７０を配置する構成としたので、つまりガスセル１０外に変調鏡７０を配置したため、変調鏡７０によって反射と透過とが切り替えられた場合のそれぞれの光がサンプルガス５０を通る光路長に変化が無い。このため、サンプルガス５０中を通る光の光路長が安定しないことによる不具合を防止することができる。
【００５４】
また、第１の実施形態において、受光部３０が受光する光における光路長の差異や受光エネルギー値の差異を発生させるための手段は変調鏡７０であり、この変調鏡７０の動作は反射率の電気的な制御による。従って、光路長の差異や受光エネルギー値の差異を発生させるために振動等を伴わず、当該振動による位置ずれや付加的なノイズなどが無いので、ガス濃度計測モジュール２の光検出精度の低下を防止できる。
【００５５】
また、変調鏡７０が反射率を電気的に制御することにより、反射率切り替えを高速で行うことができる。従って、受光部３０が受光する光測定タイミングにおける時間ずれが無いものと同然か、有っても非常に短く、擬似同時測定が可能となる。
【００５６】
なお、このような効果をもたらす変調鏡７０としては、空間光変調器（ＳＬＭ）や液晶光学素子が好適である。
【００５７】
また、サンプルガス５０と同種の飽和ガス４１中を赤外光源２０から放射された光が通過するときの特性の変化を利用して、受光部３０による受光エネルギー値の差異を発生させることができる。
【００５８】
また、バンドパスフィルタ９０により、受光される光の波長帯を同一波長帯とすることができ、異なる波長帯の光が受光されることによる光検出精度の低下を防止できる。
【００５９】
また、赤外光源２０が赤外線を放射することにより、赤外線がサンプルガス５０を通るときに二酸化炭素によってエネルギーが減衰する現象を用いて、サンプルガス５０の二酸化炭素の濃度を算出することができる。
【００６０】
また、赤外光源２０から放射された赤外光がサンプルガス５０中の二酸化炭素を通るときにエネルギーが減衰する現象を用いて、サンプルガス５０中の二酸化炭素の濃度を算出することができる。なお、使用する光の波長をバンドパスフィルタで選択し、比較ガスを測定するガスとすることで、測定できるガスの種類は二酸化炭素に限らず任意にとれることは明白である。
【００６１】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、変調鏡７０を、ガスセル１０の他端側（受光部３０が配置される側）に配置した場合である。なお、第１の実施形態と同様の構成物については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００６２】
（ガス濃度算出装置１Ａの全体構成）
まず、第２の実施形態に係るガス濃度算出装置１Ａの全体構成について説明する。図２は、ガス濃度算出装置１Ａを示す概略断面図である。ガス濃度算出装置１Ａは、赤外光源２０（特許請求の範囲の「光源」に相当）からの光を受光し、そのエネルギー値を測定するガス濃度計測モジュール２Ａと、ガス濃度計測モジュール２Ａによる測定結果に基づいてガス濃度を算出する算出回路３（特許請求の範囲の「ガス濃度算出モジュール」に相当）と、を含んで構成され、対象ガスの濃度を算出するものである。算出回路３によって算出されたガス濃度は、図示しない制御装置などに出力され、例えば空調システムなどの制御に利用される。なお、本実施形態では、ガス濃度計測モジュール２Ａに導入されるサンプルガス５０中の二酸化炭素を濃度算出の対象ガスとした場合の例について説明する。
【００６３】
ガス濃度計測モジュール２Ａは、ガスセル１０と、反射切替ユニット１００Ａと、赤外光源２０とを含んで構成される。
【００６４】
赤外光源２０は、ガスセル１０の一端に配置され、赤外線を放射するものである。本実施形態では、赤外光源２０として、４．２μｍ〜４．３μｍの波長域を含んだ光を放射するものを用いる。赤外光源２０からの赤外線はサンプルガス５０中の二酸化炭素分子５１により吸収され減衰する。
【００６５】
反射切替ユニット１００Ａは、ガスセル１０の他端に配置され、受光部３０（特許請求の範囲の「受光手段」に相当）と、変調鏡７０（特許請求の範囲の「反射切替手段，反射率調整手段」に相当）と、飽和ガス４１（特許請求の範囲の「比較ガス」に相当）が封入された飽和ガス室４０（特許請求の範囲の「比較ガスセル」に相当）と、反射鏡６０（特許請求の範囲の「反射手段」に相当）と、バンドパスフィルタ９０と、を含んで構成される。
【００６６】
変調鏡７０は、赤外光源２０から放射されてサンプルガス５０を通った光に対する反射率を電気的に調整するものである。ここで、変調鏡７０は、反射率を電気的に調整することにより、赤外光源２０から放射されてサンプルガス５０を通った光を全反射または全透過させる。変調鏡７０で反射された光は、受光部３０へ向けて放射される。なお、本実施形態では、変調鏡７０として、例えば液晶光学素子や空間光変調器（ＳＬＭ）を採用している。これ以外に、誘電体や金属メッシュ等で反射率の制御を行う他の手法を用いても良い。
【００６７】
反射鏡６０は、変調鏡７０を透過した光を受光部３０ヘ向けて反射させるものである。ここで、変調鏡７０と反射鏡６０との間には飽和ガス室４０が配置されている。このため、変調鏡７０を透過した光は飽和ガス室４０内の飽和ガス４１を通過して反射鏡６０で反射する。反射鏡６０で反射した光は、再び飽和ガス４１を通過し、変調鏡７０を透過して受光部３０に入射する。
【００６８】
受光部３０は、赤外光源２０から放射されてサンプルガス５０を通過したものであって変調鏡７０によって反射された光、及び赤外光源２０から放射されてサンプルガス５０を通過したものであって反射鏡６０で反射され且つ飽和ガス室４０を通過した光の両方を受光する受光素子である。つまり、一つの受光部３０が、飽和ガス室４０を通過した光と、飽和ガス室４０を通過していない光の両方を受光する。従って、複数種類の光を受光するために複数の受光手段をそれぞれ用いる場合に比べて、受光手段の個体差による弊害が皆無である。
【００６９】
なお、反射切替ユニット１００Ａの筐体１０１Ａ内は、例えば、赤外光源２０が放射する赤外線に対して不活性な不活性ガスや、サンプルガス５０が充填されているものとする。
【００７０】
（受光エネルギー値に差異を発生させるための仕組み）
受光部３０で受光される光の受光エネルギー値の差異について説明する。ここでは、変調鏡７０における光の反射または透過の制御を行うことにより、受光部３０によって受光される光の受光エネルギー値に差異を発生させるものである。
【００７１】
具体的には、変調鏡７０が光を反射させる状態に制御されている場合、図２中に矢印で示す光路Ａ１のように、赤外光源２０から放射された光はガスセル１０中のサンプルガス５０を通って変調鏡７０で反射し、反射した光は受光部３０へ入射する。
【００７２】
一方、変調鏡７０が光を透過させる状態に制御されている場合、図２中に矢印で示す光路Ｂ１のように、赤外光源２０から放射された光はガスセル１０中のサンプルガス５０を通って変調鏡７０を透過し、飽和ガス室４０を通過して反射鏡６０で反射する。反射鏡６０で反射した光は、再び飽和ガス室４０を通過して変調鏡７０を透過し、受光部３０へ入射する。
【００７３】
このように、変調鏡７０を透過状態に制御した場合には、変調鏡７０を反射状態に制御した場合と比較して、光が飽和ガス室４０中を通過する分だけ光路長が長くなる。また、飽和ガス室４０に封入された飽和ガス４１中を赤外光線が通ることにより、飽和ガスによって光のエネルギーが吸収される。従って、受光部３０が、飽和ガス室４０を通過した光を受光する場合（変調鏡７０を光が透過した場合）には、飽和ガス室４０を通過しない光を受光する場合（変調鏡７０で光が反射した場合）と比較して、受光エネルギー値が低くなる。
【００７４】
以上のように、本実施形態において、受光エネルギー値の変更は変調鏡７０により電気的に行われる。このため、コンパクトで、しかも可動部を無くすことができ、振動による位置ずれや付加的なノイズなどの弊害が無く、精度が向上する。更に、変調速度が機械式に比べ大幅に高速化できる。
【００７５】
（二酸化炭素の濃度算出処理）
受光部３０が受光した光のエネルギー値より、算出回路３が二酸化炭素の濃度を算出する処理については、第１の実施形態の場合と同様に、従来から知られたガス相関法を用いて算出することができるものであり、詳細な説明を省略する。
【００７６】
（本実施形態の作用・効果）
続いて、第２の実施形態にかかるガス濃度算出装置１Ａの作用及び効果について説明する。第２の実施形態のガス濃度算出装置１Ａによれば、受光部３０が、変調鏡７０によって反射された光、及び変調鏡７０を透過して飽和ガス室４０を通過した光の両方を受光するため、変調鏡７０によって反射と透過とが切り替えられた場合のそれぞれにおける光を異なる受光部３０で別々に受光する場合の、受光部３０の個体差による不具合が防止される。また、サンプルガス５０が導入されたガスセル１０の他端に変調鏡７０を配置する構成としたので、つまりガスセル１０外に変調鏡７０を配置したため、変調鏡７０によって光の反射と透過とを切り替えても、サンプルガス５０を通る光の光路長に変化が無い。このため、サンプルガス５０中を通る光の光路長が安定しないことによる不具合を防止することができる。
【００７７】
また、第２の実施形態において、受光部３０が受光する光における光路長の差異や受光エネルギー値の差異を発生させるための手段は変調鏡７０であり、この変調鏡７０の動作は反射率の電気的な制御による。従って、光路長の差異や受光エネルギー値の差異を発生させるために振動等を伴わず、当該振動による位置ずれや付加的なノイズなどが無いので、ガス濃度計測モジュール２Ａの光検出精度の低下を防止できる。
【００７８】
また、変調鏡７０が反射率を電気的に制御することにより、反射率切り替えを高速で行うことができる。従って、受光部３０が受光する光測定タイミングにおける時間ずれが無いものと同然か、有っても非常に短く、擬似同時測定が可能となる。
【００７９】
なお、このような効果をもたらす変調鏡７０としては、空間光変調器（ＳＬＭ）や液晶光学素子が好適である。
【００８０】
また、サンプルガス５０と同種の飽和ガス４１中を赤外光源２０から放射された光が通過するときの特性の変化を利用して、受光部３０による受光エネルギー値の差異を発生させることができる。
【００８１】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、回転鏡８０を用いて、赤外光源２０から放射された光を反射または透過させるものである。なお、第１の実施形態と同様の構成物については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００８２】
（ガス濃度算出装置１Ｂの全体構成）
まず、第３の実施形態に係るガス濃度算出装置１Ｂの全体構成について説明する。図３は、ガス濃度算出装置１Ｂを示す概略断面図である。ガス濃度算出装置１Ｂは、赤外光源２０（特許請求の範囲の「光源」に相当）からの光を受光し、そのエネルギー値を測定するガス濃度計測モジュール２Ｂと、ガス濃度計測モジュール２Ｂによる測定結果に基づいてガス濃度を算出する算出回路３（特許請求の範囲の「ガス濃度算出モジュール」に相当）と、を含んで構成され、対象ガスの濃度を算出するものである。算出回路３によって算出されたガス濃度は、図示しない制御装置などに出力され、例えば空調システムなどの制御に利用される。なお、本実施形態では、ガス濃度計測モジュール２Ｂに導入されるサンプルガス５０中の二酸化炭素を濃度算出の対象ガスとした場合の例について説明する。
【００８３】
ガス濃度計測モジュール２Ｂは、ガスセル１０と、赤外光源２０を含む反射切替ユニット１００Ｂと、受光部３０（特許請求の範囲の「受光手段」に相当）とを含んで構成される。
【００８４】
ガスセル１０は、内部にサンプルガス５０が導入される導入空間１１を形成するものである。ガスセル１０は、ガスセル１０の一端側に、導入空間１１内にサンプルガス５０を導入するためのガス導入部１２が設けれ、ガスセル１０の他端側に、導入空間１１内のサンプルガス５０を外部へ排出するためのガス排出部１３が設けられている。
【００８５】
反射切替ユニット１００Ｂは、ガスセル１０の一端に配置され、赤外光源２０と、回転鏡８０（特許請求の範囲の「反射切替手段，回転機構」に相当）と、飽和ガス４１（特許請求の範囲の「比較ガス」に相当）が封入された飽和ガス室４０（特許請求の範囲の「比較ガスセル」に相当）と、反射鏡６０（特許請求の範囲の「反射手段」に相当）と、バンドパスフィルタ９０と、を含んで構成される。
【００８６】
赤外光源２０は、赤外線を放射するものである。本実施形態では、赤外光源２０として、４．２μｍ〜４．３μｍの波長域を含んだ光を放射するものを用いる。赤外光源２０からの赤外線はサンプルガス５０中の二酸化炭素分子５１により吸収され減衰する。
【００８７】
回転鏡８０は、赤外光源２０から放射された光を回転により反射または通過させるものである。回転鏡８０は、反射板８１と穴８２からなり、回転駆動機構８３により回転方向や回転速度等が制御される。穴８２は枠８２ａにより囲まれてなる空間である。
【００８８】
反射鏡６０は、回転鏡８０の穴８２を通過した光を受光部３０ヘ向けて反射させるものである。ここで、回転鏡８０の反射板８１と反射鏡６０との間には飽和ガス室４０が配置されている。このため、回転鏡８０の穴８２を通過した光は飽和ガス室４０内の飽和ガス４１を通過して反射鏡６０で反射する。反射鏡６０で反射した光は、再び飽和ガス４１を通過し、回転鏡８０の穴８２を通過して受光部３０に入射する。なお、図３では、赤外光源２０から放射された光が、回転鏡８０の穴８２を通過して反射鏡６０で反射される状態を示している。
【００８９】
飽和ガス室４０内に封入される飽和ガス４１は、サンプルガス５０と同種の飽和ガスを用いる。
【００９０】
バンドパスフィルタ９０は、赤外光源２０と受光部３０との間の光路上に配置され、所定波長の光のみを通過させるものである。本実施形態では、バンドパスフィルタ９０は、反射切替ユニット１００Ｂ内に配置され、４．２μｍ〜４．３μｍの波長域の光のみを透過するものを用いる。また、バンドパスフィルタ９０を反射切替ユニット１００Ｂ内に設けない場合には、例えば、受光部３０とガスセル１０との間に設けることもできる。
【００９１】
なお、反射切替ユニット１００Ｂの筐体１０１Ｂ内は、例えば、赤外光源２０が放射する赤外線に対して不活性な不活性ガスや、サンプルガス５０が充填されているものとする。
【００９２】
受光部３０は、ガスセル１０の他端に配置され、赤外光源２０から放射されたものであって回転鏡８０の反射板８１によって反射された光、及び赤外光源２０から放射されたものであって回転鏡８０の穴８２を通過して飽和ガス室４０を通過した光の両方を受光する受光素子である。つまり、一つの受光部３０が、飽和ガス室４０を通過した光と、飽和ガス室４０を通過していない光の両方を受光する。従って、複数種類の光を受光するために複数の受光手段をそれぞれ用いる場合に比べて、受光手段の個体差による弊害が皆無である。
【００９３】
（受光エネルギー値に差異を発生させるための仕組み）
受光部３０で受光される光の受光エネルギー値の差異について説明する。ここでは、回転鏡８０を回転させて、光を反射板８１で反射させること、または穴８２を通過させることの制御を行うことにより、受光部３０によって受光される光の受光エネルギー値に差異を発生させるものである。
【００９４】
具体的には、反射板８１の回転により、回転鏡８０が反射板８１によって光を反射させる状態に制御されている場合、図３中に矢印で示す光路Ａ２のように、赤外光源２０から放射された光は回転鏡８０の反射板８１で反射し、反射した光はガスセル１０内のサンプルガス５０中を通って受光部３０へ入射する。
【００９５】
一方、回転鏡８０が穴８２によって光を通過させる状態に制御されている場合、図３中に矢印で示す光路Ｂ２のように、赤外光源２０から放射された光は回転鏡８０の穴８２を通過し、飽和ガス室４０を通過して反射鏡６０で反射する。反射鏡６０で反射した光は、再び飽和ガス室４０を通過して回転鏡８０の穴８２を通過し、さらにガスセル１０内のサンプルガス５０中を通って受光部３０へ入射する。
【００９６】
このように、回転鏡８０が穴８２によって光を通過させる状態に制御されている場合には、反射板８１によって光を反射させる状態に制御されている場合と比較して、光が飽和ガス室４０中を通過する分だけ光路長が長くなる。また、飽和ガス室４０に封入された飽和ガス４１中を赤外光線が通ることにより、飽和ガスによって光のエネルギーが吸収される。従って、受光部３０が、飽和ガス室４０を通過した光を受光する場合（穴８２を光が通過した場合）には、飽和ガス室４０を通過しない光を受光する場合（反射板８１で光が反射した場合）と比較して、受光エネルギー値が低くなる。
【００９７】
以上のように、本実施形態において、受光エネルギー値の変更は回転鏡８０の回転により行われる。回転鏡８０は、サンプルガス５０が導入されるガスセル１０の一端に配置される構成であるため、回転鏡８０が回転を行っていても、反射板８１で反射した光と穴８２を通過した光が、対象ガス中を通る光路長に変化が無い。従って、光路長が安定するので、回転鏡８０を一時停止しなくても、精度の高い計測を実現できる。その結果、回転鏡８０の一時運動停止により光測定タイミングに大幅な時間ずれが生じてしまうことを防止できる。
【００９８】
（二酸化炭素の濃度算出処理）
次に、受光部３０が受光した光のエネルギー値より、算出回路３が二酸化炭素の濃度を算出する処理について説明する。受光部３０は、回転鏡８０の反射板８１で反射されてサンプルガス５０のみを通過した光の受光エネルギー値と、回転鏡８０の穴８２を透過して飽和ガス室４０とサンプルガス５０とを通過した光の受光エネルギー値と、を算出回路３に出力する。算出回路３は、飽和ガス室４０とサンプルガス５０とを通過した光の受光エネルギー値に基づいて放射光量の増減を算出し、サンプルガス５０のみを通過した光の受光エネルギー値を校正することにより、サンプルガス５０中の二酸化炭素の濃度を算出することができる。なお、２つの受光エネルギー値に基づいてガス濃度を算出する手順については、例えば特許文献１に開示されているように、従来から知られたガス相関法を用いて算出することができるものであり、詳細な説明を省略する。
【００９９】
（第３の実施形態の作用・効果）
続いて、第３の実施形態にかかるガス濃度算出装置１Ｂの作用及び効果について説明する。第３の実施形態のガス濃度算出装置１Ｂによれば、受光部３０が、回転鏡８０の反射板８１によって反射された光、及び回転鏡８０の穴８２を通過して飽和ガス室４０を通過した光の両方を受光するため、回転鏡８０によって反射と通過とが切り替えられた場合のそれぞれにおける光を異なる受光部３０で別々に受光する場合の、受光部３０の個体差による不具合が防止される。また、サンプルガス５０が導入されたガスセル１０の一端に回転鏡８０を配置する構成としたので、つまりガスセル１０外に回転鏡８０を配置したため、回転鏡８０によって光の反射と通過とを切り替えても、サンプルガス５０を通る光の光路長に変化が無い。このため、サンプルガス５０中を通る光の光路長が安定しないことによる不具合を防止することができる。
【０１００】
また、例えば上記特許文献２の場合とは異なり、光路長が安定するので、回転鏡８０を一時停止する必要がない。その結果、回転鏡８０の一時運動停止により光測定タイミングに大幅な時間ずれが生じてしまう等の不具合を防止できる。
【０１０１】
また、回転鏡８０を、反射板８１と穴８２とによって構成することで、簡素な構成が可能となる。この場合には、回転部分が薄い円盤で構成することができるため、反射板８１を回転させるための駆動電力が少なくてよく、回転鏡８０を小型化することができる。
【０１０２】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。
【０１０３】
例えば、図１〜３に示したように反射鏡６０を変調鏡７０や回転鏡８０の後段に配置する構成に代えて、図４に示すように、円錐状の飽和ガス室４０Ａを用い、飽和ガス室４０Ａの周面に反射鏡６０Ａを形成することもできる。この場合には、２１から放射されて変調鏡７０または回転鏡８０を透過した光が、反射鏡６０Ａの内側で順次反射し、反射毎に光が飽和ガス室４０Ａを通過する。これにより、飽和ガス室４０Ａ内を通過する光路長を長くすることができ、赤外光源２０から放射された光のエネルギーを、飽和ガス室４０の飽和ガス４１によって十分に吸収させることができる。また、光が複数回比較ガスセルを通過する構成としたので、比較ガスセルを大型化することなく小型の比較ガスセルによって、比較ガスセルを通過する光の光路長を長くすることができる。
【０１０４】
なお、図４では、円錐状の反射鏡６０Ａを用いて複数回光を反射させるものとしたが、形状はこれに限定されることなく、例えば、複数の反射面で構成された三角錘状や四角錘状であってもよい。なお、特許請求の範囲における「角度の異なる複数の反射面」とは、反射鏡６０Ａを円錐状に形成した場合のように、反射面を曲面で形成した場合を含むものである。
【０１０５】
また、飽和ガス室４０とバンドパスフィルタ９０とを着脱可能な構成とすることもできる。この場合には、それぞれ異なった飽和ガス４１を封入した複数の飽和ガス室４０や、それぞれ異なる波長の光を通過させる複数のバンドパスフィルタ９０を用意することにより、ガスセル１０内に導入するサンプルガス５０や測定対象とするガスの種類に応じて、最適な飽和ガス室４０やバンドパスフィルタ９０を選択して使用することができ、さまざまな種類のガスの濃度を測定することが可能となる。
【０１０６】
また、１つの変調鏡７０または回転鏡８０に対して、ガスセル１０及び受光部３０を複数個備え、それぞれ異なる種類のガスをガスセル１０内に導入することもできる。この場合には、複数種類のガス濃度を同時に測定することができる。
【０１０７】
次に、複数種類のガスが混在したサンプルガスのガス濃度を検出するガス濃度算出装置の変形例を示す。上述のように種類の異なるガスの濃度を算出するためには異なる波長の光と測定したいガスを飽和ガスとした比較ガス室を用いて、それぞれガス濃度を測定する必要がある。これを実現するため、本変形例におけるガス濃度計測モジュールでは、反射切替ユニットと受光手段の組を複数用い、受光手段毎にガス濃度算出モジュールを設けたものである。図５は、４種類のガスが混在したサンプルガスの各ガスのガス濃度を測定するガス濃度算出装置１Ｃを示す概略断面図である。反射切替ユニット２００Ａ〜２００Ｄが受光部３０Ａ〜３０Ｄに比べてかさばるため、ガスセル１０Ａの両端において、図５中の一番上の段には左に反射切替ユニット２００Ａ、右に受光部３０Ａを配置し、その次の段には左に受光部３０Ｂ、右に反射切替ユニット２００Ｂを配置し、その次の段には左に反射切替ユニット２００Ｃ、右に受光部３０Ｃを配置し、その次の段には左に受光部３０Ｄ、右に反射切替ユニット２００Ｄを配置する。これにより、各反射切替ユニットと各受光部の組が共通のガスセル１０Ａを用いる場合であってもガス濃度算出装置１Ｃ全体が小さくなる。
【０１０８】
ガスセル１０Ａの外部に配置された反射切替ユニット２００Ａ〜２００Ｄには、測定に用いる波長の光を放射する光源２０Ａ〜２０Ｄがそれぞれ配置されている。なお、放射する光の波長範囲が広く、各ガスの吸収に利用できる波長域を含むものであれば、一つの光源を用いることができる。各反射切替ユニット２００Ａ〜２００Ｄは、上述した第１の実施形態の反射切替ユニット１００と同様の構成を有しており、各反射切替ユニット２００Ａ〜２００Ｄ内の比較ガス室には測定対象とするガスに対応する飽和ガスが封入されている。各反射切替ユニット２００Ａ〜２００Ｄの光源２０Ａ〜２０Ｄから放射された光は、各反射切替ユニット２００Ａ〜２００Ｄに備えられた反射鏡または変調鏡で反射され、それぞれ受光部３０Ａ〜３０Ｄに入射する。
【０１０９】
また、各受光部３０Ａ〜３０Ｄにはそれぞれバンドパスフィルタ９０Ａ〜９０Ｄが配置される。各バンドパスフィルタ９０Ａ〜９０Ｄは、各受光部３０Ａ〜３０Ｄで測定対象となるガスが吸収する波長の光を透過し、それ以外の波長の光を遮断する光学素子であって、各受光部３０Ａ〜３０Ｄ毎に異なるものとなっている。各受光部３０Ａ〜３０Ｄが受光した光のエネルギー値に基づいて、算出回路３Ａ〜３Ｄが測定対象とするガスの濃度を算出する。
【０１１０】
上述の変形例では、反射切替ユニット２００Ａ〜２００Ｄと受光部３０Ａ〜３０Ｄを互い違いに配置したが、図６に示すガス濃度算出装置１Ｄのように、第２の実施形態と同様に、光源２０Ａ〜２０Ｄと、光源２０Ａ〜２０Ｄから放射された光をそれぞれ受光する受光部を備える反射切替ユニット３００Ａ〜３００Ｄと、をガスセル１０Ａの両端に互い違いに配置してもよい。
【０１１１】
また、図７に他の変形例におけるガス濃度算出装置１Ｅを示す。図８は、ガス濃度算出装置１Ｅの反射切替ユニット３００Ａを図７における矢印Ｌ方向から見た図である。本変形例におけるガス濃度算出装置１Ｅは、図７に示すように、ガスセル１０Ａの一方側に反射切替ユニット３００Ａ〜３００Ｄを配置し、他方側に光源２０Ａ〜２０Ｄを揃えて配したものである。反射切替ユニット３００Ａ〜３００Ｄは、図２を用いて説明した第２の実施形態における反射切替ユニット１００Ａと同じ構成となっている。この反射切替ユニット３００Ａ〜３００Ｄは、各光源２０Ａ〜２０Ｄから放射された光を反射鏡及び変調鏡によって、反射ユニット３００Ａ〜３００Ｄの並び方向と直交する方向に反射させて受光部で受光する。即ち、光源２０Ａ〜２０Ｄから放射された光を反射鏡及び変調鏡によって図７の紙面奥側に向けて反射させ、受光部３０で受光する。なお、図７，図８に示すガス濃度算出装置１Ｅの場合、複数のガスの測定に用いる波長の光を放射する光源であれば、各ガス毎の光源２０Ａ〜２０Ｄを用意しなくても一つで済ますこともできる。
【０１１２】
また、ガス濃度算出装置１，１Ａ〜１Ｅで算出されたガスの濃度は、空調の制御以外にも、ガスの濃度を算出する様々な機器に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１Ａ〜１Ｅ…ガス濃度算出装置、２，２Ａ，２Ｂ…ガス濃度計測モジュール、３，３Ａ〜３Ｄ…算出回路、１０…ガスセル、１１…導入空間、２０…赤外光源、２０Ａ〜２０Ｄ…光源、３０…受光部、４０…飽和ガス室、４１…飽和ガス、５０…サンプルガス、６０，６０Ａ…反射鏡、７０…変調鏡、８０…回転鏡、８１…反射板、８２…穴、９０…バンドパスフィルタ、１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００Ａ〜２００Ｄ，３００Ａ〜３００Ｄ…反射切替ユニット。
【図１】
2011169645.tif 000003
【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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