(57)【要約】  ガス濃度測定装置（１００）は、赤外線を出射する光源（２０）と赤外線を検出する検出器（６０）との間の試料ガスの吸光度に応じてガス濃度を測定するものであって、回転可能に設けられた回転部材と、回転部材に設けられた第１バンドパスフィルタ（４１）および第２バンドパスフィルタ（４２）と、回転駆動部と、を備える。第１バンドパスフィルタ（４１）と第２バンドパスフィルタ（４２）とは、互いに交差する一対の面上に位置するように配置され、回転駆動部は、回転部材を回転軸まわりに回転させることにより、第１バンドパスフィルタ（４１）に光源（２０）からの赤外線を透過させる第１状態と、第２バンドパスフィルタ（４２）に光源（２０）からの赤外線を透過させる第２状態とを切り替える。
2016002466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を出射する光源と前記赤外線を検出する検出器との間の試料ガスの吸光度に応じてガス濃度を測定するガス濃度測定装置であって、
所定の回転軸まわりに回転可能に設けられた回転部材と、
前記回転部材に設けられた第１バンドパスフィルタおよび第２バンドパスフィルタと、
前記回転部材を前記回転軸まわりに回転させる回転駆動部と、を備え、
前記第１バンドパスフィルタと前記第２バンドパスフィルタとは、互いに交差する一対の面上に位置するように配置され、
前記回転駆動部は、前記回転部材を前記回転軸まわりに回転させることにより、前記第１バンドパスフィルタに前記光源からの前記赤外線を透過させる第１状態と、前記第２バンドパスフィルタに前記光源からの前記赤外線を透過させる第２状態とを切り替える、ガス濃度測定装置。
【請求項２】
赤外線を出射する光源と前記赤外線を検出する検出器との間の試料ガスの吸光度に応じてガス濃度を測定するガス濃度測定装置であって、
所定の回転軸まわりに回転可能に設けられた回転部材と、
前記回転部材に設けられた第１バンドパスフィルタおよび第２バンドパスフィルタと、
前記回転部材を前記回転軸まわりに回転させる回転駆動部と、を備え、
前記回転軸は、前記光源から前記検出器に向かう前記赤外線の光軸方向に対して交差するように配置され、
前記回転駆動部は、前記回転部材を前記回転軸まわりに回転させることにより、前記第１バンドパスフィルタに前記光源からの前記赤外線を透過させる第１状態と、前記第２バンドパスフィルタに前記光源からの前記赤外線を透過させる第２状態とを切り替える、ガス濃度測定装置。
【請求項３】
前記第１バンドパスフィルタは、前記試料ガスの吸収帯の前記赤外線を透過するバンドパスフィルタであり、
前記第２バンドパスフィルタは、前記試料ガスの吸収帯の前記赤外線を透過せず、前記第１バンドパスフィルタとは異なる波長の前記赤外線を透過するバンドパスフィルタである、請求項１または２に記載のガス濃度測定装置。
【請求項４】
前記第１バンドパスフィルタが位置している面と前記第２バンドパスフィルタが位置している面とは、略直交する位置関係を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス濃度測定装置。
【請求項５】
前記回転部材に設けられ、前記第１バンドパスフィルタおよび前記第２バンドパスフィルタを含むｎ個（ｎは２以上の整数）のバンドパスフィルタを備え、
前記ｎ個のバンドパスフィルタは、互いに交差するｎ個の面上に位置するように配置され、
前記ｎ個の面に含まれるそれぞれの面と、前記それぞれの面に隣り合う他の面とが交差する交差角をθ［度］とした場合に、下記式（１）を満たす、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス濃度測定装置。
[｛（ｎ−１）×１８０｝／ｎ]−５≦θ≦[｛（ｎ−１）×１８０｝／ｎ]＋５・・・式（１）
【請求項６】
前記回転駆動部は、ステッピングモータを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のガス濃度測定装置。
【請求項７】
筐体をさらに備え、
前記筐体は、前記回転部材が内部に配置された試料セルと、前記回転駆動部とを内部に有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のガス濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線吸収型のガス濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料ガス等に含まれる特定成分の濃度を測定する濃度測定装置として、非分散型赤外線吸収法式（ＮＤＩＲ）を用いたガス濃度測定装置が知られている。この種のガス濃度測定装置は、光源から出射された赤外線を試料ガスに吸収させた後に光学用フィルタ（バンドパスフィルタ）を透過した赤外線量を検出器にて検出する。特定波長の吸収量に基づき、試料ガスの濃度の測定を行なう。【０００３】
このようなガス濃度測定装置が開示された文献として、たとえば特開平５−２０３５７３号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１に開示のガス濃度測定装置にあっては、複数のバンドパスフィルタが周方向に所定の間隔を設けて配置された円板を回転させることにより、複数種類の試料ガスを測定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２０３５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示のガス濃度測定装置にあっては、使用するバンドパスフィルタを切り替える場合には、濃度測定の際にバンドパスフィルタと検出器とが並ぶ方向に平行な回転軸を中心に、円板を回転させる。当該円板には複数のバンドパスフィルタが周方向に配置されるため、円板の大きさが比較的大きくなる。このため、円板が回転するための回転領域を確保する必要が生じ、ガス濃度測定装置が大きくなる。このようなサイズの大きなガス濃度測定装置は、狭い場所には設置することが困難となる。【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、小型化が可能なガス濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面に基づくガス濃度測定装置は、赤外線を出射する光源と上記赤外線を検出する検出器との間の試料ガスの吸光度に応じてガス濃度を測定するガス濃度測定装置であって、所定の回転軸まわりに回転可能に設けられた回転部材と、上記回転部材に設けられた第１バンドパスフィルタおよび第２バンドパスフィルタと、上記回転部材を上記回転軸まわりに回転させる回転駆動部と、を備える。上記第１バンドパスフィルタと上記第２バンドパスフィルタとは、互いに交差する一対の面上に位置するように配置され、上記回転駆動部は、上記回転部材を上記回転軸まわりに回転させることにより、上記第１バンドパスフィルタに上記光源からの上記赤外線を透過させる第１状態と、上記第２バンドパスフィルタに上記光源からの上記赤外線を透過させる第２状態とを切り替える。【０００８】
本発明の第２の局面に基づくガス濃度測定装置は、赤外線を出射する光源と上記赤外線を検出する検出器との間の試料ガスの吸光度に応じてガス濃度を測定するガス濃度測定装置であって、所定の回転軸まわりに回転可能に設けられた回転部材と、上記回転部材に設けられた第１バンドパスフィルタおよび第２バンドパスフィルタと、上記回転部材を上記回転軸まわりに回転させる回転駆動部と、を備える。上記回転軸は、上記光源から上記検出器に向かう上記赤外線の光軸方向に対して交差するように配置され、上記回転駆動部は、上記回転部材を上記回転軸まわりに回転させることにより、上記第１バンドパスフィルタに上記光源からの上記赤外線を透過させる第１状態と、上記第２バンドパスフィルタに上記光源からの上記赤外線を透過させる第２状態とを切り替える。【０００９】
上記本発明の第１の局面および第２の局面に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記第１バンドパスフィルタは、上記試料ガスの吸収帯の上記赤外線を透過するバンドパスフィルタであることが好ましい。また、上記第２バンドパスフィルタは、試料ガスの吸収帯の赤外線を透過せず、上記第１バンドパスフィルタとは異なる波長の赤外線を透過するバンドパスフィルタであることが好ましい。【００１０】
上記本発明の第１の局面および第２の局面に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記第１バンドパスフィルタが位置している面と上記第２バンドパスフィルタが位置している面とは、略直交する位置関係を有していることが好ましい。【００１１】
上記本発明の第１の局面および第２の局面に基づくガス濃度測定装置は、上記回転部材に設けられ、上記第１バンドパスフィルタおよび上記第２バンドパスフィルタを含むｎ個（ｎは２以上の整数）のバンドパスフィルタを備えることがこの好ましい。また、上記ｎ個のバンドパスフィルタは、互いに交差するｎ個の面上に位置するように配置されることが好ましい。この場合においては、上記ｎ個の面に含まれるそれぞれの面と、上記それぞれの面に隣り合う他の面とが交差する交差角をθ［度］とした場合に、下記式（１）を満たすことが好ましい。
[｛（ｎ−１）×１８０｝／ｎ]−５≦θ≦[｛（ｎ−１）×１８０｝／ｎ]＋５・・・式（１）。【００１２】
上記本発明の第１の局面および第２の局面に基づくガス濃度測定装置にあっては、上記回転駆動部は、ステッピングモータを含むことが好ましい。【００１３】
上記本発明の第１の局面および第２の局面に基づくガス濃度測定装置は、筐体をさらに備えることが好ましい。この場合には、上記筐体は、上記回転部材が内部に配置された試料セルと、上記回転駆動部とを内部に有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型化が可能なガス濃度測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係るガス濃度測定装置の上面図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、回転部材の第１状態を示す図である。
【図３】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、回転部材の第２状態を示す図である。
【図４】図１に示す回転部材の概略図である。
【図５】図４に示す回転部材の本体部を示す概略図である。
【図６】図４に示す回転部材の外側面側を示す概略図である。
【図７】実施の形態２に係るガス濃度測定装置の断面図であり、回転部材の第１状態を示す図である。
【図８】実施の形態２に係るガス濃度測定装置の断面図であり、回転部材の第２状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係るガス濃度測定装置の上面図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、回転部材の第１状態を示す図である。図３は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、回転部材の第２状態を示す図である。図１から図３を参照して、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００について説明する。
【００１８】
図１から図３に示すように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００は、試料セル１０と回転駆動部５０とを内部に有する筐体１１を備える。ガス濃度測定装置１００は、試料セル１０、光源２０、回転保持部材３０、第１バンドパスフィルタ４１（図２参照）、第２バンドパスフィルタ４２、検出器６０をさらに備える。なお、回転保持部材３０が本願発明の「回転部材」に相当する。
【００１９】
ガス濃度測定装置１００は、赤外線を出射する光源２０と赤外線を受光する受光部６２を有する検出器６０との間に流通される試料ガスの吸光度に応じてガス濃度を測定するものである。
【００２０】
試料セル１０は、内部に試料ガス流通空間を有し、試料ガスが流通可能に設けられている。たとえば、試料セル１０の一端側（図１中光源２０側）には、試料ガス導入孔（不図示）が接続され、試料セル１０の他端側（図１中検出器６０側）には、試料ガス導出孔（不図示）が接続されている。試料ガス導入孔を介して試料セル１０に導出された試料ガスは、試料ガス導出孔から排出される。
【００２１】
試料セル１０は、光源２０、回転保持部材３０、検出器６０を内部に収容する。光源２０、回転保持部材３０、検出器６０は、たとえば、試料セル１０の一端側からこの順で配置される。試料セル１０の外側に、回転駆動部５０が配置されている。なお、試料セル１０は、筐体１１の一部によって規定されてもよいし、筐体１１と別体で構成されてもよい。
【００２２】
光源２０は、赤外線を出射する。光源２０としては、たとえば所望の赤外線を含む広帯域な赤外線を放出するフィラメントランプやＬＥＤランプ等を採用することができる。光源２０から出射された赤外線の一部は、試料ガスの有する赤外吸収波長特性に基づいて吸収される。光源２０から出射された赤外線は、主として、光軸方向（図中矢印ＤＲ１方向）に進行して検出器６０に到達する。
【００２３】
第１バンドパスフィルタ４１および第２バンドパスフィルタ４２は、回転保持部材３０に設けられている。具体的には、第１バンドパスフィルタ４１および第２バンドパスフィルタ４２は、後述の所定の回転軸５１まわりに回転保持部材３０によって保持される。回転保持部材３０が回転駆動部５０によって回転させられることにより、第１バンドパスフィルタ４１および第２バンドパスフィルタ４２は、光源２０から出射された赤外線を検出器６０に向けて透過させるための透過位置に選択的に配置される。
【００２４】
第１バンドパスフィルタ４１は、検出対象となる試料ガスの吸収帯の赤外線を透過するように構成されている。これにより、所望の波長帯を有する赤外線のみが検出器６０に到達する。検出対象となる試料ガスは、例えば二酸化炭素であり、その吸収帯域は約４．３μｍである。
【００２５】
第２バンドパスフィルタ４２は、試料ガスの吸収帯の赤外線を透過せず、第１バンドパスフィルタ４１とは異なる波長の赤外線を透過するように構成されている。第２バンドパスフィルタ４２は、例えば試料ガスの吸収特性のない３．９μｍ帯の赤外線を透過する。
【００２６】
一般的に、光源２０からの赤外線の光量や周囲温度の変動などにより検出器６０の出力がドリフトすることが知られている。本実施の形態においては、第２バンドパスフィルタ４２（参照光用のバンドパスフィルタ）と、第１バンドパスフィルタ４１とを切り替え、試料ガスの吸収特性のない波長の値を基準として、試料ガスの吸収帯の波長の値との変化量を算出することにより、感度補正をすることができる。これにより、検出器６０の検出感度を長期に亘って安定させることができる。
【００２７】
なお、第２バンドパスフィルタ４２は、検出対象となる他の試料ガスの吸収帯の赤外線を透過するように構成されてもよい。この場合には、複数種類の試料ガスの濃度を測定することができる。
【００２８】
回転保持部材３０は、後述する第１透過孔３１および第２透過孔３２内において第１バンドパスフィルタ４１と第２バンドパスフィルタ４２とを保持し、回転軸５１まわり（図１中ＡＲ１方向）に回転可能に設けられている。回転保持部材３０は、第１バンドパスフィルタ４１と第２バンドパスフィルタ４２とが互いに交差する面７１，７２（図５参照）上に位置するようにこれらを保持する。また、回転保持部材３０は、回転軸５１まわりの回転半径Ｒが最大となる部分である最大半径部３８を有する。回転保持部材３０の回転動作を許容するために、上述した試料セル１０の内径は、回転半径Ｒの２倍よりも大きくなっている。また、回転軸５１は、第１バンドパスフィルタ４１と第２バンドパスフィルタ４２とが互いに交差する面７１，７２と略並行になるように設けられている。
【００２９】
回転駆動部５０は、回転軸５１を介して回転保持部材３０に接続されている。回転軸５１は、試料セルに設けられた不図示の穴部を貫通するように設けられている。これにより、回転軸５１は、試料セル１０の内部に収容された回転保持部材３０と試料セル１０の外部に配置された回転駆動部５０とを接続する。
【００３０】
回転駆動部５０は、回転保持部材３０を回転軸５１まわりに回転させることにより、上述した透過位置に第１バンドパスフィルタ４１が配置された第１状態（図２参照）と、透過位置に第２バンドパスフィルタ４２が配置された第２状態（図３参照）とを切り替える。
【００３１】
回転駆動部５０は、回転保持部材３０を回転軸５１まわりに回転駆動させる。回転駆動部５０は、第１状態と第２状態とを切り替える際に、回転保持部材３０を回転軸５１まわりに略９０度回転させる。回転軸５１は、上述した赤外線の光軸方向と交差するように配置されている。具体的には、回転軸５１は、赤外線の光軸方向と略直交するように配置される。略直交するとは、回転軸５１と赤外線の光軸方向との交差角が８５度から９５度の範囲内であることを意味し、組み付けをする際に上記交差角がばらつく場合を含んでいる。
【００３２】
回転駆動部５０としては、ステッピングモータを採用することができる。ステッピングモータを用いることにより、第１状態と第２状態とを切り替える際に、回転保持部材３０の位置再現性を高めることができる。また、ステッピングモータは、無通電で保持トルクを有するため、消費電力を低くすることができる。
【００３３】
検出器６０としては、サーモパイルやボロメータ等の赤外線検出器を採用することができる。検出器６０は、不図示の信号処理回路基板に電気的に接続される。受光部６２によって受光した赤外線に基づき、検出器６０は出力信号を信号処理回路基板に出力する。信号処理回路基板は、出力信号に基づき試料ガスの濃度を算出する。
【００３４】
図４は、図１に示す回転部材の概略図である。図５は、図４に示す回転部材の本体部を示す概略図である。図６は、図４に示す回転部材の外側面側を示す概略図である。図４から図６を参照して、本実施の形態に係る回転保持部材３０の詳細な形状について説明する。
【００３５】
図４から図６に示すように、回転保持部材３０は、本体部３３、回転軸保持部３４を含む。本体部３３は、略Ｌ字形状を有する。本体部３３は、第１バンドパスフィルタ４１、第２バンドパスフィルタ４２を保持するための部位である。本体部３３は、第１バンドパスフィルタ４１が嵌め込み固定される第１透過孔３１と、第２バンドパスフィルタ４２が嵌め込み固定される第２透過孔３２とを有する。
【００３６】
本体部３３の内周面は、第１平坦部３３ａ１、第２平坦部３３ａ２、および接続部３３ａ３を有する。第２平坦部３３ａ２は、第２バンドパスフィルタ４２が透過位置に位置する状態において、検出器６０と対向する平面形状を有する。
【００３７】
第１平坦部３３ａ１は、第２バンドパスフィルタ４２が透過位置に位置する状態において、回転軸５１の軸線方向および上述の光軸方向に略平行となる平面形状を有する。第１平坦部３３ａ１は、第２バンドパスフィルタ４２が透過位置に位置する状態において、第２平坦部３３ａ２よりも光源２０側に位置する。
【００３８】
接続部３３ａ３は、第１平坦部３３ａ１と第２平坦部３３ａ２とを接続する。接続部３３ａ３は、第２バンドパスフィルタ４２が透過位置に位置する状態において、回転軸５１の軸線方向および上述の光軸方向に直交する方向に向かうにつれて、第２平坦部３３ａ２から第１平坦部３３ａ１に近づくように湾曲する。
【００３９】
なお、第１平坦部３３ａ１及び第２平坦部３３ａ２は、必ずしも平坦である必要はなく、多少反っていてもよい。なお、接続部３３ａ３は必ずしも湾曲する必要はなく、たとえば直交等の交差する一対の平面によって構成されていてもよい。
【００４０】
第２バンドパスフィルタ４２が透過位置に位置する状態において、本体部３３が有する上述の光軸方向に沿った長さと、回転軸５１の軸線方向および光軸方向に直交する方向に沿った長さとは、ほぼ同じである。
【００４１】
第１透過孔３１に嵌めこまれた第１バンドパスフィルタ４１は、第１平面７１上に位置する。第２透過孔３２に嵌めこまれた第２バンドパスフィルタ４２は、第２平面７２上に位置する。第１平面７１および第２平面７２は、略直交する位置関係を有している。ここで、略直交するとは、第１平面７１と第２平面７２の交差角θが８５度から９５度の範囲内であることを意味する。すなわち、設計の誤差により第１平面７１と第２平面７２との交差角が９０度からばらつく場合を含んでいる。
【００４２】
回転軸保持部３４は、側壁部３５、回転軸挿入部３６を含む。側壁部３５は、たとえば扇形状、矩形形状等の平板形状を有する。側壁部３５は、回転駆動部５０側に位置する本体部３３の端部に設けられている。
【００４３】
回転軸挿入部３６は、外側に位置する側壁部３５の主面の法線方向に沿って回転駆動部５０側に向けて突出する。回転軸挿入部３６は、円筒形状を有し、回転軸５１を受け入れる受け入れ孔３７を有する。回転軸５１が受け入れ孔３７に挿入されて固定されることにより、回転軸５１と一体となって回転保持部材３０が回転する。
【００４４】
以上のように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００にあっては、回転保持部材３０によって、第１バンドパスフィルタ４１と第２バンドパスフィルタ４２とが互いに交差する面上に位置するようにこれらを保持する。そして、回転軸まわりに回転保持部材３０を回転させることにより、第１バンドパスフィルタ４１に光源２０からの赤外線を透過させる第１状態と、第２バンドパスフィルタ４２に光源２０からの赤外線を透過させる第２状態とを切り替えることができる。
【００４５】
この場合には、回転軸が赤外線の光軸方向に対して交差するように配置されるため、上記特許文献１に記載のように、回転軸が赤外線の光軸方向に対して平行に配置される場合と比較して、回転保持部材３０の回転範囲をより小さくすることができる。この結果、ガス濃度測定装置１００のサイズを小型化することができる。
【００４６】
（実施の形態２）
図７および図８は、本実施の形態に係るガス濃度測定装置の断面図であり、回転部材の第１状態および第２状態を示す図である。なお、図７および図８に示す断面図は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図に対応する断面図である。図７および図８を参照して、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ａについて説明する。
【００４７】
図７および図８に示すように、本実施の形態に係るガス濃度測定装置１００Ａは、実施の形態１に係るガス濃度測定装置１００と比較した場合に、回転部材８０の構成およびバンドパスフィルタの枚数が相違する。なお、回転部材８０が回転駆動部に接続されるための構成等その他の構成については、ほぼ同様である。
【００４８】
回転部材８０は、第１バンドパスフィルタ４１、第２バンドパスフィルタ４２、第３バンドパスフィルタ４３を保持し、回転軸５１まわりに回転可能に設けられている。
【００４９】
第１バンドパスフィルタ４１は、検出対象となる試料ガスの吸収帯の赤外線を透過するように構成されている。これにより、所望の波長帯を有する赤外線のみが検出器６０に到達する。検出対象となる試料ガスは、例えば、二酸化炭素であり、その吸収帯域は約４．３μｍである。
【００５０】
第２バンドパスフィルタ４２は、第１バンドパスフィルタ４１とは異なる波長を透過するように構成されている。第２バンドパスフィルタ４２は、例えば試料ガスの吸収特性のない３．９μｍ帯の赤外線を透過する。
【００５１】
第３バンドパスフィルタ４３は、検出対象となる他の試料ガスの吸収帯の赤外線を透過するように構成されている。これにより、所望の波長帯を有する赤外線のみが検出器６０に到達する。検出対象となる他の試料ガスは、例えば一酸化炭素であり、その吸収帯域は約４．７μｍである。
【００５２】
本実施の形態においては、第２バンドパスフィルタ４２（参照光用のバンドパスフィルタ）と、第１バンドパスフィルタ４１、第３バンドパスフィルタ４３（複数の測定用のバンドパスフィルタ）とを切り替え、試料ガスの吸収特性のない波長の値を基準として、試料ガスの吸収帯の波長の値との変化量を算出することにより、感度補正をすることができる。これにより、検出感度を長期に亘って安定させつつ、複数の試料ガスの濃度を測定することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、他の試料ガスは一酸化炭素としているが、これに限るものではない。例えば、ＣＨ４やＮＯｘ等のガスであってもよい。また、第１バンドパスフィルタ４１、第２バンドパスフィルタ４２、及び第３バンドパスフィルタ４３は仮にこの順に設けられているが、配置の順番を入れ替えても問題ない。
【００５４】
回転部材８０の本体部８４は、第１バンドパスフィルタ４１が嵌め込み固定される第１透過孔８１と、第２バンドパスフィルタ４２が嵌めこみ固定される第２透過孔８２と、第３バンドパスフィルタ４３が嵌めこみ固定される第３透過孔８３とを含む。
【００５５】
第１透過孔８１に嵌めこまれた第１バンドパスフィルタ４１は、第１平面９１上に位置する。第２透過孔８２に嵌めこまれた第２バンドパスフィルタ４２は、第２平面９２上に位置する。第３透過孔８３に嵌めこまれた第３バンドパスフィルタ４３は、第３平面９３上に位置する。
【００５６】
第１平面９１と第２平面９２とは、交差角θ１が略１２０度となる位置関係を有する。また、第２平面９２と第３平面９３とは、交差角θ２が略１２０度となる位置関係を有する。ここで略１２０度とは、１１５度から１２５度の範囲であることを意味し、設計の誤差により、交差角θ１、θ２がばらつく場合を含んでいる。
【００５７】
このように、回転部材８０の本体部８４の外周形状は、回転軸方向から見た場合に、正六角形の半分の形状を有することが好ましい。回転軸方向から見た場合において、上記正六角形の一部を構成する本体部８４の各側面に上述の第１透過孔８１、第２透過孔８２、第３透過孔８３が設けられる。このため、回転軸方向から見た場合に、回転中心および第１バンドパスフィルタ４１の中心を結ぶ線と、回転中心および第２バンドパスフィルタ４２の中心を結ぶ線とが成す角θ３は、略６０度となり、回転中心および第２バンドパスフィルタ４２の中心を結ぶ線と回転中心および第３バンドパスフィルタ４３の中止を結ぶ線とが成す角θ４は、略６０度となる。したがって、回転保持部材３０を回転軸まわりに略６０度回転させることにより、透過位置に位置するバンドパスフィルタを切り替えることができる。
【００５８】
複数のバンドパスフィルタを切り替える場合には、切り替えの際に回転軸まわりに回転保持部材３０を回転させる角度をステッピングモータの１ステップの送り角の整数倍に設定することが好ましい。なお、ステッピングモータ以外の通常のモータを用いる場合には、突起部と当て面部等の当て決め部などを設けて機械的に位置決めすることができる。
【００５９】
以上のような構成とすることにより、本実施の形態においても、回転軸が赤外線の光軸方向に対して交差するように配置されるため、実施の形態１と同様に、ガス濃度測定装置１００Ａのサイズを小型化することができる。さらに、複数のバンドパスフィルタを備えることにより、複数の種類の試料ガスの濃度を測定することができる。
【００６０】
上述した実施の形態１および２においては、２つのバンドパスフィルタが回転保持部材３０に保持される場合、３つのバンドパスフィルタが回転部材８０に保持される場合を例示して説明したがこれに限定されず、４つ以上のバンドパスフィルタが回転部材に保持されてもよい。この場合には、回転部材の本体部の外周形状は、回転軸方向から見た場合に、バンドパスフィルタの個数を２倍した辺を有する正多角形の半分の形状を有することが好ましい。この場合には、隣り合う第１のバンドパスフィルタと第２のバンドパスフィルタとは異なる第１の平面上および第２の平面上に位置し、当該第１の平面と第２平面との成す角度は、上記正多角形の内角の大きさと略同一になることが好ましい。
【００６１】
より具体的には、ｎ個（ｎは２以上の整数）のバンドパスフィルタを備える場合には、ｎ個のバンドパスフィルタは、互いに交差するｎ個の面上に位置するように配置される。この場合には、ｎ個の面に含まれるそれぞれの面と、当該それぞれの面に隣り合う他の面と交差する交差角をθ［度］とした場合に、式（１）を満たすことが好ましい。なお、式（１）は、設計の誤差により交差角θが±５度の範囲でばらつくことを示している。
[｛（ｎ−１）×１８０｝／ｎ]−５≦θ≦[｛（ｎ−１）×１８０｝／ｎ]＋５・・・式（１）。
【００６２】
以上のように構成した場合であっても、回転軸が赤外線の光軸方向に対して交差するように配置されるため、上述同様にガス濃度測定装置のサイズを小さくすることができる。また、複数種類の試料ガスの濃度を測定することもできる。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１０  試料セル、２０  光源、３０  回転保持部材、３１  第１透過孔、３２  第２透過孔、３３  本体部、３３ａ１  第１平坦部、３３ａ２  第２平坦部、３３ａ３  接続部、３４  回転軸保持部、３５  側壁部、３６  回転軸挿入部、３７  受け入れ孔、３８  最大半径部、４１  第１バンドパスフィルタ、４２  第２バンドパスフィルタ、４３  第３バンドパスフィルタ、５０  回転駆動部、５１  回転軸、６０  検出器、６２  受光部、７１  第１平面、７２  第２平面、８０  回転部材、８１  第１透過孔、８２  第２透過孔、８３  第３透過孔、８４  本体部、９１  第１平面、９２  第２平面、９３  第３平面、１００，１００Ａ  ガス濃度測定装置。
【図１】
2016002466.tif 000003
【図２】
2016002466.tif 000004
【図３】
2016002466.tif 000005
【図４】
2016002466.tif 000006
【図５】
2016002466.tif 000007
【図６】
2016002466.tif 000008
【図７】
2016002466.tif 000009
【図８】
2016002466.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月20日(2016.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
このように、回転部材８０の本体部８４の外周形状は、回転軸方向から見た場合に、正六角形の半分の形状を有することが好ましい。回転軸方向から見た場合において、上記正六角形の一部を構成する本体部８４の各側面に上述の第１透過孔８１、第２透過孔８２、第３透過孔８３が設けられる。このため、回転軸方向から見た場合に、回転中心および第１バンドパスフィルタ４１の中心を結ぶ線と、回転中心および第２バンドパスフィルタ４２の中心を結ぶ線とが成す角θ３は、略６０度となり、回転中心および第２バンドパスフィルタ４２の中心を結ぶ線と回転中心および第３バンドパスフィルタ４３の中心を結ぶ線とが成す角θ４は、略６０度となる。したがって、回転部材８０を回転軸まわりに略６０度回転させることにより、透過位置に位置するバンドパスフィルタを切り替えることができる。
【手続補正２】
【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】
複数のバンドパスフィルタを切り替える場合には、切り替えの際に回転軸まわりに回転部材８０を回転させる角度をステッピングモータの１ステップの送り角の整数倍に設定することが好ましい。なお、ステッピングモータ以外の通常のモータを用いる場合には、突起部と当て面部等の当て決め部などを設けて機械的に位置決めすることができる。
【国際調査報告】
2016002466.tif 000011
2016002466.tif 000012