(57)【要約】【課題】本発明は、発熱手段を薄膜状に形成することにより、ヒートキャパシティを小さくして、光源をパルス点灯することにより、チョッパー装置を不要とすると共に、パルス光周波数応答を高めることができ、赤外線分析計の時間応答を速くすることを課題とする。【解決手段】赤外線を発生する発熱手段と、両面に貫通する多数の通孔が形成され且つ絶縁性を有する担体とを備え、前記担体の表面に、前記発熱手段が薄膜状に形成され、発熱手段は、パルス電圧を印加可能に構成されていることにある。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を発生する発熱手段と、両面に貫通する多数の通孔が形成され且つ絶縁性を有する担体とを備え、前記担体の表面に、前記発熱手段が薄膜状に形成され、発熱手段は、パルス電圧を印加可能に構成されていることを特徴とする赤外線パルス光源。
【請求項２】
絶縁性を有する担体と、前記担体の表面に薄膜状に形成され且つ赤外線を発生する発熱手段とを供え、発熱手段及び担体には、貫通する多数の通孔が形成され、前記発熱手段は、パルス電圧を印加可能に構成されていることを特徴とする赤外線パルス光源。
【請求項３】
絶縁性を有する担体の両面に貫通する多数の通孔を、孔埋材で埋め、更に、前記担体の表面に、発熱手段の薄膜を形成した後に、薄膜の表面にレジストを塗布し、フォトマスクで所定部分のレジストを感光し、エッチングにより、感光されなかったレジスト及びその部分の薄膜を除去した後に、担体の表面に残存している発熱手段の表面のレジストを溶液で除去すると共に、前記孔埋材を通孔から除去することを特徴とする赤外線パルス光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線分析計等に使用される赤外線パルス光源及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、赤外線分析計としては、図６に示すものが公知である。同図に示す装置は、サンプルガスが出入りする試料セル２０及び赤外不活性ガスを封じた比較セル２０′の一方に、光源２１から照射された赤外線（光）を当て、他方にガス室を通過してくる光を受ける検出部２２を配置した構造のものである。かかる光源２１は、ヒーター線やヒーター板の線状材を、コイル状に構成してなる光源手段（発熱手段）２３が採用されている。前記光源２１は、発熱手段２３が常時印加されることにより点灯されているため、試料セル２０及び比較セル２０′を通過する光を断続的に発生させるチョッパー装置２４が、光源２１と試料セル２０及び比較セル２０′との間に配置されている。
【０００３】
前記チョッパー装置２４は、例えば、羽根状の回転体と、この回転体を回転駆動する駆動用モータ等から構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の赤外線分析計のチョッパー装置２４は、回転体を回転させるため、回転時の回転体の撓みや、回転軸の軸振れ（ガタ）により、不要な振動が生じてノイズが発生し、分析精度に悪影響を及ぼすおそれがあった。そこで、チョッパー装置２４を無くす目的から、発熱手段２３をパルス点灯すべく、発熱手段２３にパルス電圧を印加させることも考えられるが、かかかる場合には、前記発熱手段２３は、ヒーター線等をコイル状に構成したものであるため、発熱手段２３の加熱又は冷却に時間を要し、光源のパルス光周波数応答に問題があった。
【０００５】
光源２１のパルス光周波数応答を高めるには、発熱手段２３の熱容量（ヒートキャパシティ）を小さくする必要があるが、従来の発熱手段２３では、ヒータ線を極細にするには限界があり、発熱手段２３のヒートキャパシティによりパルス点灯した場合の冷却時間が長く、パルスの周期を速くするのに限界があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、発熱手段を薄膜状に形成することにより、ヒートキャパシティを小さくして、光源をパルス点灯することにより、チョッパー装置を不要とすると共に、パルス光周波数応答を高めることができ、赤外線分析計の時間応答を速くすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明が上記課題を解決するために赤外線パルス光源及びその製造方法としてなされたものであり、赤外線パルス光源としての特徴は、赤外線を発生する発熱手段と、両面に貫通する多数の通孔が形成され且つ絶縁性を有する担体とを備え、前記担体の表面に、前記発熱手段が薄膜状に形成され、発熱手段は、パルス電圧を印加可能に構成されていることにある。
【０００８】
そして、発熱手段は、薄膜状に形成されていることから、ヒートキャパシティを小さくできる。また、担体は、両面に貫通する多数の通孔が形成されているため、発熱手段の発熱又は放熱効率を良好にすると共に、薄膜状の発熱手段を保持し、発熱手段の強度の低下を防止できる。
【０００９】
また、絶縁性を有する担体と、前記担体の表面に薄膜状に形成され且つ赤外線を発生する発熱手段とを供え、発熱手段及び担体には、貫通する多数の通孔が形成され、前記発熱手段は、パルス電圧を印加可能に構成されていることにある。
【００１０】
赤外線パルス光源の製造方法としての特徴は、絶縁性を有する担体の両面に貫通する多数の通孔を、孔埋材で埋め、更に、前記担体の表面に、発熱手段の薄膜を形成した後に、薄膜の表面にレジストを塗布し、フォトマスクで所定部分のレジストを感光し、エッチングにより、感光されなかったレジスト及びその部分の薄膜を除去した後に、担体の表面に残存している発熱手段の表面のレジストを溶液で除去すると共に、前記孔埋材を通孔から除去することにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１〜図２に本発明の一実施の形態を示し、図２に赤外線分析計を示す。赤外線分析計は、光源１の前方に、試料セル２、検出部３をこの順で配置することにより構成されている。
【００１２】
前記試料セル２は、入口２ａより試料としての分析用ガス（サンプルガス）を連続的導入し、出口２ｂから排出するように構成され、光源１から照射された赤外線が、試料セル２を通過する。検出部３は、バンドパスフィルタ（図示省略）や検出器５とを備えている。バンドパスフィルタは、一定の波長帯域を通過させ、他の波長帯域はカットするフィルタである。検出器５は、例えば、比較側検出素子の信号と、測定成分検出素子をプリアンプ６でそれぞれ増幅するものである。
【００１３】
前記光源１は、図１（イ）及び（ロ）に示す如く、担体７と発熱手段８とから構成されている。前記担体７は、両面に貫通する多数の通孔９を有する絶縁材料から形成されている。具体的には、例えば、ハニカム構造を有する多孔質セラミックス材料からなる部材を、例えば平面視矩形状を呈する薄板状に形成したものである。
【００１４】
前記発熱手段８は、前記担体７の表面に形成された薄膜からなる。発熱手段８は、例えば、カーボン、タンタル、ニクロム又は白金をスパッタリング等により長尺状（線状も含む）に形成され、その厚さは、１μｍ〜１０μｍに設定するのが好ましい。具体的には、例えば、図１（イ）に示す如く、複数条の平行部８ａと、互いに隣り合う平行部８ａの一端同士又は他端側同士を接続する連結部８ｂとからなる。このように、発熱手段８を長尺状の薄膜としたのは、発熱手段８のヒートキャパシティを可及的に小さくすることで、発熱手段８の加熱又は冷却を迅速に行えるようにするためである。尚、発熱手段８の両端部には、リード引き出し用の接続端子部１０がそれぞれ設けられている。
【００１５】
次に、前記光源１の製造方法について説明する。
先ず、多孔質の担体７に、リード引き出し用の接続部１０となる開口部をそれぞれ形成する。次に、担体７の通孔９や前記開口部を孔埋材としてのアクリル等で埋める。このとき、アクリルの表面は、面一となるようにする。孔埋材としては、アクリル以外にもポリエステルやポリエチレン等の樹脂の使用が可能である。
【００１６】
更に、前記担体７の表面に、例えばスパッタリングにより、タンタル等の発熱手段８となる薄膜を形成する。次に、薄膜の表面にレジストを塗布し、フォトマスクで所定部分のレジストを感光する。エッチングにより、感光されなかったレジスト及びその部分の薄膜を除去する。その後に、担体７の表面に残存している発熱手段８の表面のレジストを溶液で除去する。更に、通孔９や開口部に埋められているアクリルを溶かして除去した後に、開口部に金等の端子を取り付けることにより、接続端子部１０を形成する。
【００１７】
前記方法により製造された光源１の発熱手段８に、リード引き出し用の接続部１０を介してパルス電圧を印加する。発熱手段８は、薄膜状に形成されていることから、ヒートキャパシティを小さくでき、発熱手段８の加熱又は冷却時間が速くなる。しかも、発熱手段８を支持する担体７は、多孔質であり発熱手段８との接触面積が小さいことから、発熱手段８の発熱又は放熱効果を高めている。この結果、パルス光周波数応答を高めることができ、分析計の時間応答を速くすることが可能となる。
【００１８】
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、発熱手段８の形状は、図３に示す如く、略蛇行状のものであっても、または、図４に示す如く、渦巻き状のものであってもよく、その形状は特に限定されるものではない。また、担体７の形状も矩形や円形以外の任意の形状が採用可能である。しかも、担体７に形成される通孔９の大きさ及び形状も任意に設定可能である。
【００１９】
また、図５は更に他の実施の形態を示す。尚、同図（イ）は、光源１の平面図を示し、同図（イ）は、光源１の断面図を示す。本実施の形態の光源１は、板状の前記担体７に、薄膜状の発熱手段８を形成し、その後に、発熱手段８及び担体７に貫通する多数の通孔１５を形成したのである。かかる発熱手段８も、前記発熱手段と同様な効果が得られる。前記通孔１５は、担体７及び発熱手段８の互いの重なり合う部分の全体に形成するのが好ましく、担体７の発熱手段８と重ならない部分にも形成することも可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、印加により赤外線を発生する発熱手段と、両面に貫通する多数の通孔が形成され且つ絶縁性を有する担体とを備え、前記担体の表面に、前記発熱手段が薄膜状に形成され、発熱手段は、パルス電圧を印加可能に構成されているので、パルス光周波数応答を高めることができ、分析計の時間応答を速くすることが可能となる。
【００２１】
また、パルス光周波数応答性が速いため、電源のＯＮ直後から測定を開始できる利点がある。しかも、測定したい時だけ光源をパルス点灯することにより、従来のように常時印加している場合に比し、省エネ効果もある。省エネ効果があるため、光源のバッテリー駆動が可能となり、携帯型を実現でき、分析計の構造が簡単になる利点がある。
【００２２】
しかも、チョッパー装置が不要となり、チョッパー装置を無くすことで、チョッパー装置に起因していたノイズを低減することができ、分析精度に悪影響を及ぼすのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の光源を示し、（イ）は平面図、（ロ）は断面図
【図２】赤外線分析計の概略断側面図
【図３】本発明の他の実施の形態を示す光源の平面図
【図４】本発明の更に他の実施の形態を示す光源の平面図
【図５】本発明の更に他の実施の形態を示し、（イ　）は光源の平面図、（ロ　）は光源の断面図
【図６】従来の赤外線分析計の概略図
【符号の説明】
１…光源
７…担体
８…発熱手段
９…通孔
１５…通孔
【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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