(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線光源に白熱ランプを用い、赤外線受光素子にパイロ（焦電素子）を用いて構成したＮＤＩＲ方式赤外線ＣＯ２濃度計において、
測定対象空気中のＣＯ２により、吸収を受け、減衰した受光素子増幅信号を赤外線光源点灯と同期整流して得られる信号をＰ１０とし、 
Ｐ３＝ｋ１×（ｋ２−Ｐ１０）・・・式１ 
但し、ｋ１、ｋ２は赤外線受光素子、増幅器により決まる係数である。
Ｐ３波形のボトムピーク値を保持するコンデンサＣ１を定電圧で、Ｐ３波形の変化に対し十分大きな時定数τ１で常時充電する手段、
次の測定タイミングで得られたＰ３のボトムピーク値とコンデンサＣ１に保持されていたボトムピーク値Ｐ１３とを較し、Ｐ１３が大きな値であれば、コンデンサＣ１の電圧を時定数τ１の数パーセントの十分小さい時定数τ2で放電させＰ１３値を更新し,Ｐ１３が、小さな値であれば、そのＰ１３の値を保持し続ける手段、
を具備し、前記式１の、Ｐ３波形のボトムピーク値をＰ１３としてコンデンサＣ１の電圧値としてＣＯ２濃度を保存することを特長とするＣＯ２ガス濃度測定装置。 
【請求項２】
赤外線光源に白熱ランプを用い、赤外線受光素子にパイロ（焦電素子）を用いて構成したＮＤＩＲ方式赤外線ＣＯ２濃度計において、
測定対象空気中のＣＯ２により、吸収を受け、減衰した受光素子増幅信号をＰ２とし、Ｐ２を赤外線光源点灯と同期整流して得られる信号をＰ１０とした時、 
Ｐ３＝ｋ１×（ｋ２−Ｐ１０）・・・式１ 
但し、ｋ１、ｋ２は赤外線受光素子、増幅器により決まる係数である。
上記Ｐ３式の波形の変化に対し十分大きな時定数τ１で常時定電圧で充電されておりＰ３波形のボトムピーク値をＰ１３として保持するコンデンサＣ１と、
コンデンサＣ１の電圧値が+端子に入力されこれをＰ１３として出力するアンプａと、
該アンプａの出力Ｐ１３が-端子に入力され、上記の式１のＰ３が、+端子に入力され、次の測定タイミングで得られたＰ３のボトムピーク値とコンデンサＣ１に保持されていたボトムピーク値Ｐ１３とを比較し、Ｐ１３が大きな値であれば、コンデンサＣ１の放電の電圧を時定数τ１の数パーセントの十分小さい時定数τ２で放電させＰ１３の値を更新し、Ｐ１３が小さな値であれば、そのＰ１３の値を保持し続けるアンプcと、
を具備し、コンデンサＣ１の電圧値としてＣＯ２濃度を保存するようにしたＣＯ２ガス濃度測定装置。 
【請求項３】
請求項２に於いて、得られたコンデンサＣ１の濃度値出力Ｐ１３に可変倍率手段により、任意の乗数を与え、測定値の校正を行うアンプbを具備したＣＯ２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、赤外線を用いたＣＯ２ガス濃度測定装置に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来の赤外線ＣＯ２濃度計は、赤外光受光素子にサーモパイルを使用しているもが、多い。
【非特許文献１】ＧＥ  技術資料          Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ  １９９８−２０００  Ｔｅｌａｉｒｅ Ｃｏｖｅｒｄ  ｂｙ  Ｕｎｉｔｅｔ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｐａｔｅｎｔｓ：        ５，０６０，５０８  ａｎｄ  ５，１６３，３３２
【０００３】
サーモパイル出力は、赤外光量に応じた電圧強度の信号出力を出すもので、受光する赤外光の光量を知りたい時に、よく使用される。
【０００４】
原理的には、赤外光を熱電対に照射し、熱電対の、赤外光による温度上昇を熱電対出力電圧値で読む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
文献１に見られる、赤外光を用いた、ＣＯ２濃度計においては、赤外光領域波長に感度を有する受光素子ＩＲ Ｄｅｔｅｃｔｏｒとして、通常サーモパイルが用いられている。サーモパイルは、受光出力が、直流レベルで出力され、信号処理が容易なため、使用されている。しかし、価格性、光感度特性、ともに優れた性能の、赤外光受光素子として、焦電素子を、赤外光センサー受光素子として用いたい。焦電素子受光出力は、受光光量の変化分を出力する、変化分出力であり、使い難い点が、使用上の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
赤外光受光素子出力増幅信号をＰ１０とする。
【０００７】
Ｐ１０は、赤外光源からの赤外光が、ＣＯ２により吸収され減衰した結果の光量値をしめすものである。
このＰ１０値を組み込んだ数式、
Ｐ３＝ｋ１×（ｋ２（ｖ）−Ｐ１０）・・・式▲１▼
を得る。
式▲１▼により得られるＰ３信号を用いる事で、赤外光量の変化分出力Ｐ１０を用いながら、ＣＯ２濃度計として必要な直流信号として扱う事が可能となる。 
【発明の効果】
【０００８】
前述のように、Ｐ３波形は、関係式▲１▼中に、Ｐ１０を含んでいる。
Ｐ１０は、光電素子増幅出力であり、図2の波形のように、Ｐ１０は、赤外光源の白熱ランプが点灯され、赤外光量がゼロから増大し、一定値に達するまで増大する変化をを有する。赤外線光源赤外光がＣＯ２により、吸収を受けた結果の信号であり、赤外線吸収が大きい、つまり、ＣＯ２濃度が大きい場合には、Ｐ１０のピーク値は小さくなる。
【０００９】
Ｐ３信号は、図2の波形を有し、ボトムピークを有する波形となる。ボトムピークは、（ｋ−Ｐ１０）により、Ｐ１０の逆相変化波形のピークを持つ。つまり、Ｐ３のボトムピーク値により、ＣＯ２濃度値が得られる事となる。
【００１０】
Ｐ３変化に対し、十分大きな時定数τ１で、容量（Ｃ１）をチャージする。チャージされた容量（Ｃ１）の電圧値をＰ１３とし、その、Ｐ１３を、Ｐ３と比較し、Ｐ１３とＰ３の比較で、Ｐ３≦Ｐ１３の時、Ｃ１電圧値（Ｐ１３）を放電させる。放電の時定数τ２は、τ１に対し、数パーセントと十分小さくする。
【００１１】
以上の、動作により、受光量の変化分しか出力しない焦電素子出力のＰ３ボトムピーク値をＰ１３とする事により、ＣＯ２濃度に応じた直流レベルで得る事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図1実施回路例により説明する。 
【００１３】
図３実施回路におてい、ａ、ｂ、ｃ  はアンプ、Ｃ１はＰ１３を保持する容量である。
アンプａの出力がＰ１３に相当し、アンプｃの-端子に入力されている。
入力として、空気中のＣＯ２による赤外線吸収を受け、減衰した赤外光を受光した、式▲１▼の受光素子出力Ｐ３が、アンプｃの+端子に入力されている。 
一方、Ｐ１３を保持する容量Ｃ１の電圧値は、アンプａの+端子に入力されている。アンプａは、測定のタイミング毎に、前出Ｐ３とＰ１３を、比較器で比較し、新しい出力Ｐ１３を得る。
（［請求項２］）
【００１４】
アンプｃの出力Ｐ１１の極性の正・負により、容量Ｃ１の放電を制御し、Ｐ１３値の増大・減少を制御する事で、ＣＯ２濃度の演算を行い、容量Ｃ１の電圧値として保存し、測定濃度値を得る事が可能となる。 
【００１５】
容量Ｃ１の充電値の増減は、Ｃ１への充電動作が、充電値＝濃度値の増大、Ｃ１の放電動作が、充電値＝濃度値の減少となる。 
実施例に於いては、充電は、内部低電圧で、常時行い、放電を、Ｐ１１の極性で、制御している。 
【００１６】
ＣＯ２濃度値は、測定のタイミング毎に、測定値として、容量Ｃ１の電圧値として、保存され、Ｐ１３＝ＣＯ２濃度値として使用可能であるが、実際のＣＯ２濃度と容量Ｃ１電圧値の較正値を、得たい場合は、可変倍率演算を行うアンプｂを介することで、較正値Ｐ４＝ｋＰ１３を得る事が可能となる。（［請求項３］） 
【産業上の利用可能性】
【００１７】
ＣＯ２濃度センサーは、省エネ、安全装置として、近年要求が大きく、本申請内容の利用可能性は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施回路図
【図２】信号図
【符号の説明】
【００１９】
ａ，ｂ，ｃ・・・アンプ
Ｃ１・・・容量
Ｐ１１・・・放電制御行なう
Ｐ３・・・測定値 
Ｐ１０ 受光素子出力波形 
【図１】
0004805996.tif 000002
【図２】
0004805996.tif 000003