(57)【要約】【課題】ガスセンサ構造の修正時間を減少させてシステムの信頼性を向上できる、ガスセンサ構造を用いた計測方法及びガスセンサ構造の提供。【解決手段】ガスセンサ構造１００は、放射を放出する放射源１０２、少なくとも一つの被計測物を含む計測ガスで充填され得るガス計測室１１０、及び被計測物の存在、濃度に依存する出力信号を生成する少なくとも１個の検出器１０８を具備する。本発明の計測方法及びガスセンサ構造により、ガスセンサ構造１００の修正時間が減少するので、システムの信頼性が向上する。ガスセンサ構造１００が熱的平衡状態にあり、計測段階中に計測を実行する第２パルスシーケンスで放射１１６を放出するまで、修正段階中に第１パルスシーケンスで放射源１０２が放射１１６を放出するように、放射源１０２は制御される。第１及び第２パルスシーケンスは、パルス占有率及び周波数の一方又は両方が異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射を放出する少なくとも一つの放射源、少なくとも一つの被計測物を含む計測ガスで充填され得るガス計測室、及び前記放射を検出すると共に前記被計測物の存在及び濃度の一方又は両方に依存する出力信号を生成する少なくとも１個の放射検出器を具備するガスセンサ構造により、前記被計測部の存在及び濃度の一方又は両方を計測する方法において、
前記放射源は、
前記ガスセンサ構造が熱的平衡状態になるまで、第１パルスシーケンスで放射を放出する工程、及び
計測を実行する第２パルスシーケンスで放射を放出する工程でパルスの形態で放射を放出し、
前記第１及び第２のパルスシーケンスは、パルス占有率及び周波数の一方又は両方が異なることを特徴とする計測方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つの放射源は赤外線放射を放出することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記被計測物として二酸化炭素が検出され、その濃度が決定されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
放射を放出する少なくとも一つの計測放射源及び放射を放出する少なくとも一つの参照放射源であって、パルスの形態で放射を放出する放射源と、
少なくとも一つの被計測物を含む計測ガスで充填され得るガス計測室と、
及び前記放射を検出すると共に前記被計測物の存在及び濃度の一方又は両方に依存する出力信号を生成する少なくとも１個の放射検出器とを具備するガスセンサ構造により、前記被計測部の存在及び濃度の一方又は両方を計測する方法において、
前記計測放射源を作動させて前記計測を実行する第１計測パルスシーケンスで放射を放出する工程と、
前記計測放射源が前記第１計測パルスシーケンスで放射を放出しながら、前記参照放射源を作動させて第１参照パルスシーケンスで前記参照放射源の熱的平衡状態を設定し、前記放射源の一方のみから放射が常に放出されるように、前記第１参照パルスシーケンス及び前記第１計測パルスシーケンスが一時的に調整される工程と、
前記参照放射源を作動させて参照計測値を検出する第２参照パルスシーケンスで放射を放出する工程と、
前記参照放射源が前記第２参照パルスシーケンスで放射を放出しながら、前記計測放射源を作動させて第２計測パルスシーケンスで前記計測放射源の熱的平衡状態を設定し、前記放射源の一方のみから放射が常に放出されるように、前記第２参照パルスシーケンス及び前記第２計測パルスシーケンスが一時的に調整される工程と
を具備することを特徴とする計測方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の計測パルスシーケンスは、パルス占有率及び周波数の一方又は両方が異なることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の参照パルスシーケンスは、パルス占有率及び周波数の一方又は両方が異なることを特徴とする請求項４又は５記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも一方の放射源は赤外線放射を放出することを特徴とする請求項４ないし６のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記被計測物として二酸化炭素が検出され、その濃度が決定されることを特徴とする請求項４ないし７のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
放射を放出する少なくとも一つの放射源（１０２）、少なくとも一つの被計測物を含む計測ガス（１１０）で充填され得るガス計測室（１０４）、前記放射（１１６）を検出すると共に前記被計測物の存在及び濃度の一方又は両方に依存する出力信号を生成する少なくとも１個の放射検出器（１０８）、及び前記放射源を制御する制御器（１２０）を具備するガスセンサ構造（１００）において、
前記制御器（１２０）は、修正段階中に前記ガスセンサ構造が熱的平衡状態になるまで第１パルスシーケンスで前記放射を放出し、計測段階中に前記計測を実行する第２パルスシーケンスで前記放射を放出するように、前記少なくとも一つの放射源（１０２）を制御するために作動可能なタイミング制御部（１２６）を具備し、
前記第１及び第２パルスシーケンスは、パルス占有率及び周波数の一方又は両方が異なることを特徴とするガスセンサ構造。
【請求項１０】
検出される前記放射（１１６）は赤外線放射であり、
前記少なくとも一つの放射源（１０２）は、発光ダイオード又は広帯域光スペクトルを放出するランプである赤外線放射源により形成されることを特徴とする請求項９記載のガスセンサ構造。
【請求項１１】
前記ガス計測室（１０４）の温度を監視するために少なくとも１個の温度センサ（１２４）が設けられていることを特徴とする請求項９又は１０記載のガスセンサ構造。
【請求項１２】
前記ガス計測室の内壁（１１８）は、前記放射源により放出される放射を反射するように構成されていることを特徴とする請求項９ないし１１のうちいずれか１項記載のガスセンサ構造。
【請求項１３】
前記ガス計測室（１０４）の前記内壁（１１８）は、スパッタリング、気相コーティング又は電気めっきにより付着した金コーティングが設けられていることを特徴とする請求項１２記載のガスセンサ構造。
【請求項１４】
前記被計測物として二酸化炭素が検出され、その濃度が決定されることを特徴とする請求項９ないし１３のうちいずれか１項記載のガスセンセ構造。
【請求項１５】
放射を放出する少なくとも一つの計測放射源（１０２）及び放射を放出する少なくとも一つの参照放射源（１０３）と、少なくとも一つの被計測物を含む計測ガス（１１０）で充填され得るガス計測室（１０４）と、前記放射（１１６）を検出すると共に前記被計測物の存在及び濃度の一方又は両方に依存する出力信号を生成する少なくとも１個の放射検出器（１０８）と、前記放射源（１０２，１０３）を制御すると共に前記放射検出器（１０８）の前記出力信号を評価する制御器（１２０）とを具備するガスセンサ構造（１００）において、
前記制御器（１２０）は、作動可能なタイミング制御部（１２６）を具備し、
前記少なくとも一つの計測放射源（１０２）を制御するために、前記計測を実行する第１計測パルスシーケンスで前記放射（１１６）を放出し、
前記参照放射源（１０３）を制御するために、前記参照放射源（１０３）の熱的平衡状態を設定するために第１参照パルスシーケンスで放射（１１７）を放出し、前記第１参照パルスシーケンス及び前記第１計測パルスシーケンスは、前記放射源（１０２，１０３）の一方のみから放射（１１６，１１７）が常に放出されるように、一時的に調整され、
前記参照放射源（１０３）を制御するために、参照計測値を検出する第２参照パルスシーケンスで前記放射を放出し、
前記計測放射源（１０２）を制御するために、前記参照放射源が前記第２参照パルスシーケンスで放射を放出しながら、前記計測放射源（１０２）の熱的平衡状態を設定するために第２計測パルスシーケンスで放射を放出し、
前記第２参照パルスシーケンス及び前記第２計測パルスシーケンスは、前記放射源（１０２，１０３）の一方のみから放射（１１６，１１７）が常に放出されるように、一時的に調整されることを特徴とするガスセンサ構造。
【請求項１６】
前記第１及び第２計測パルスシーケンスは、パルス占有率及び周波数の一方又は両方が異なることを特徴とする請求項１５記載のガスセンサ構造。
【請求項１７】
前記第１及び第２参照パルスシーケンスは、パルス占有率及び周波数の一方又は両方が異なることを特徴とする請求項１５又は１６記載のガスセンサ構造。
【請求項１８】
検出される前記放射（１１６，１１７）は赤外線放射であり、
前記計測放射源（１０２）及び前記参照放射源（１０３）の少なくとも一方は、発光ダイオード又は広帯域光スペクトルを放出するランプである赤外線放射源により形成されることを特徴とする請求項１５ないし１７のうちいずれか１項記載のガスセンサ構造。
【請求項１９】
前記ガス計測室（１０４）の温度を監視するために少なくとも１個の温度センサ（１２４）が設けられていることを特徴とする請求項１５ないし１８のうちいずれか１項記載のガスセンサ構造。
【請求項２０】
前記ガス計測室（１０４）の内壁（１１８）は、前記放射源（１１６，１１７）により放出される放射を反射するように構成されていることを特徴とする請求項１９ないし１９のうちいずれか１項記載のガスセンサ構造。
【請求項２１】
前記ガス計測室（１０４）の前記内壁（１１８）は、スパッタリング、気相コーティング又は電気めっきにより付着した金コーティングが設けられていることを特徴とする請求項２０記載のガスセンサ構造。
【請求項２２】
前記被計測物として二酸化炭素が検出され、その濃度が決定されることを特徴とする請求項１５ないし２１のうちいずれか１項記載のガスセンセ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサ構造を用いて被計測物の存在、濃度を計測する方法、及び対応するガスセンサ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスセンサ構造は、放射源、少なくとも１個の被計測物に含まれる計測ガスで充填できるガス計測室、及び放射源から放出される放射を検出すると共に被計測物の存在、濃度に依存して出力信号を生成する少なくとも１個の放射検出器を具備する。
【０００３】
例えばメタン又は二酸化炭素等の多くの異なる被計測物を検出するこのようなガスセンサ構造は公知である。例えば、特許文献１、特許文献２又は特許文献３に示されるような従来のガスセンサは、特に赤外線波長レンジで多原子ガスが放射を吸収するという特徴に基づいている。この吸収は、関連するガスの特徴である波長で、例えば二酸化炭素の場合は4.24μｍで生ずる。従って、このようなガスセンサ構造を用いて、計測ガス中にガス成分の存在、ガス成分の濃度を決定することが可能である。このようなガスセンサ構造は、放射源及び吸収経路、すなわち計測室及び放射検出器を具備する。放射検出器により計測される放射強度は、公知のビアランバート（Beer-Lambert）法に従った計測ガスの濃度の計測結果である。これに関して、いわゆるＮＤＩＲ（非分散赤外線）センサの場合にあるように、広帯域放射源を使用することができ、関連する波長は干渉フィルタ又は格子を介して設定することができる。或いは、発光ダイオード又はレーザ等の選択的放射源を、非波長選択的放射検出器と結合して使用することができる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第６１６２０７号明細書
【特許文献２】国際特許出願公開第００／５５６０３号明細書
【特許文献３】独国特許第１９９２５１９６号明細書
【特許文献４】米国特許第６０６７８４０号明細書
【特許文献５】米国特許第５６０８２１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
今日、特に二酸化炭素の検出が多数の用途で非常に重要になってきている。室内空気の品質を監視することができ、自己浄化オーブンの浄化サイクルを監視することができ、温室内で植物への二酸化炭素の供給を管理することができる。例えば麻酔等の医療分野において、患者の呼吸気を監視することができ、最終的には、例えば空調システム等の二酸化炭素が漏れるおそれがあるいかなる場所において、警報システム内に二酸化炭素センサを使用することができる。
【０００５】
自動車分野において、室内空気の二酸化炭素含有量を監視し、必要なときのみに、すなわち二酸化炭素濃度の上昇がある場合に対応する換気フラップ制御を介して、新鮮な空気を供給することにより熱及び空気調整のエネルギー効率を向上させるために二酸化炭素検出を使用することができる。さらに、最新の自動車空調システムは冷却手段として二酸化炭素に基礎付けられているので、二酸化炭素ガスセンサもまた、欠陥の可能性がある場所で二酸化炭素を逃がすことに関して自動車分野での監視機能を実現できる。自動車分野では、特にガスセンサ構造は、堅牢性、信頼性及び小型化に対して最高の要求事項を満足しなければならない。
【０００６】
例えば特許文献１に示されるように、公知のガスセンサの放射源は、均等に作動するものではなく、特定の周波数でパルス化される。一定の周波数及び特定のパルス占有率が通常、選択される。パルス占有率とは、一周期間に対する作動時間（パルス幅）の比のことである。検出器領域で信号が処理される間に狭帯域フィルタが使用され、放射源がパルス化されるパルス周波数にフィルタ周波数が対応するので、干渉を低減することができる。
【０００７】
放射源がパルス化された公知のガスセンサ構造は、放射源が比較的長い期間、光を放出していない作動モードの場合にあるように、システムのスイッチがオンの際に決定的な不利がある。比較的少ない量のエネルギーのみがパルスに応じて放射されるので、修正時間、すなわち使用可能な計測結果が利用可能になるまでの期間は、比較的長い。このため、例えば、赤外線ベースのパルス作動ガスセンサでは、システムの熱的修正時間は、長い期間、最初の１０〜１５の計測値が使用可能でない状態にならなければならない。これは、特に安全性の用途に関して、特にシステムのスイッチが頻繁にオン及びオフに切り換わらなければならない場合に、問題である。
【０００８】
さらに、ガスセンサ構造では、放射源の劣化効果を補償することが公知である。ガスセンサ構造は、計測放射源の劣化状態を監視するために周期的にスイッチがオンに切り換わる計測放射源に加えて参照放射源を付加的に具備する（例えば特許文献３参照）。参照放射源は通常の計測に使用されないが、計測放射源の劣化を検出するために大きな監視間隔で作動する。参照放射源のこの大きな間隔での作動はごく短い時間の持続のみが必要であるので、参照放射源の劣化を無視することができる。
【０００９】
従って、この構造では、スイッチがオフになった後、再度修正状態、すなわち熱的平衡状態で使用可能な計測結果を供給する前、放射源が非常に長い時間を要するので、実際の参照が比較的長時間持続するという問題が生ずる。
【００１０】
図７に見られるように、公知のガスセンサ構造で計測放射源を連続的に制御することにより、信号が計測され、参照放射源が参照のために使用されると共に参照段階中にスイッチがオンのみになる。原則的に、参照段階中に、計測を正規に行うことができず、例えばかなりの量のガスはガス漏れにより検出できないおそれがある。このため、参照期間中にガス漏れが生ずると、人間は危険に曝されるおそれがある。
【００１１】
しかし、必要とされる修正時間により、図７に図示される参照段階の第１計測値は、参照放射源のスイッチをオンにして計測放射源のスイッチングを再度オンにした後には使用できないので、例えば合計１６の計測サイクルは完全な校正が必要である。計測サイクルが例えば３秒持続すると仮定すると、参照に合計４８秒が必要であり、この間、警報システムで使用できる計測データで利用可能なものはない。
【００１２】
従って、本発明は、ガスセンサ構造を用いた計測方法及びガスセンサ構造を開示し、これらの方法及び構造により、ガスセンサ構造の修正時間を減少させてシステムの信頼性を向上できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、請求項１及び請求項４に記載された方法により達成される。さらに、上記目的は、請求項９及び請求項１５のガスセンサ構造により達成される。
【００１４】
本発明の有利な発展形は複数の従属請求項の主題である。
【００１５】
本発明は、計測の初期において、ガスセンサ構造が熱的平衡状態になるまで、計測には最適である、放射源のパルスシーケンスパターンからのずれがあると、より迅速にガスセンサの熱的平衡状態を達成することができるという技術思想に基づいている。これに関連して、パルスが広くなる（すなわち、より長い作動時間の利益になるようにパルス占有率が変更される）ことにより、又はパルスの周波数が増加することにより、予熱段階が短く保たれる。いずれにせよ、準備段階中、エネルギーは計測放射源の損失によりシステムに多く供給されるので、修正状態が起こるまで計測パルスシーケンスが遅延する場合よりも、修正状態は迅速に到達する。
【００１６】
また、この基本的な技術思想は、参照段階中に計測放射源及び参照放射源が互いに比較されるガスセンサ構造の場合にも適用できる。この用途において、参照値の実際の計測が行われる前に、参照放射源は、本発明に従った方法で有利に予熱できる。これは、より迅速に修正状態に到達するので、参照段階の合計持続時間が短縮できるという利点を与える。特に安全性の用途において、これは、センサ構造が作動していない期間をかなり短縮できる。
【００１７】
これに関連して、参照放射源により放出され熱的平衡状態を設定するのに使用するよう意図された光パルスは、計測放射源が送信していない期間、放出する必要があるだけである。しかし一般に、計測パルスシーケンスのパルス占有率は１よりほぼ小さいので、これは困難ではない。このため、例えば計測パルスのパルス幅、すなわち放射源の作動時間は0.4秒になり、周期はパルス占有率に対応して2.5秒である。
【００１８】
本発明に従った解決策は、特に有利な方法で、例えばＮＤＩＲ（非分散赤外線）センサ等の放射源が赤外線放射を放出するガスセンサ構造に使用でき、この場合、電力損失の増加は特に迅速な構造の発熱をもたらす。
【００１９】
本発明に従ったガスセンサ構造の有利な特徴は、例えば自動車分野において、漏れ地点から漏れる二酸化炭素の監視及び客室の空気の品質をも監視するために、特に二酸化炭素の検出に使用可能である。しかし、当然ながら、本発明に従ったガスセンサ構造も、他の任意のガスの検出に使用可能である。
【００２０】
一方で計測のエネルギー効率及び正確性において計測自体を向上させるために、他方でガス計測室の内壁の特定加熱により平衡状態の設定を加速するために、放射源により放出される放射を反射するようにガス計測室の内壁を構成することができる。これは、放射反射プラスチック材料を使用するか又は金属コーティングでコーティングすることにより、実行できる。好適にはこの場合、スパッタリング、気相コーティング又は電気めっきにより付着した金コーティングが使用される。
【００２１】
温度に関して計測値を訂正することができるために、及び熱的平衡状態の発生を示すために、ガスセンサ構造は、ガス計測室の壁の温度又は放射源の近傍の温度を監視する温度センサを具備することができる。
【００２２】
或いは又は付加的に、作動準備が計測作動に切り換わる時間を決定する時間制御を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に図示される有利な実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。本発明に従った主題の同様な又は対応する詳細には、同一の参照番号が付される。
【００２４】
本発明に従ったガスセンサ構造１００の構造及び作動モードを、図面を参照してより詳細に説明する。
【００２５】
図１に示されるように、本発明に従ったガスセンサ構造１００は、この場合、広帯域赤外線放射源である、放射を放出する放射源１０２を具備する。原則的に、図示のガスセンサ構造１００はいわゆるＮＤＩＲ（非分散赤外線）センサである。主要部品は放射源１０２に加えて、ガス計測室１０４、光波長フィルタ１０６、及びこの場合赤外線放射を検出する放射検出器１０８を具備する。
【００２６】
少なくとも１種類の被計測物を含む計測ガス１１０は、入口１１２及び出口１１４で記号化されるガス計測室１０４内にポンプで送り込まれ、又はガス計測室内で拡散する。計測ガス１１０の濃度は、赤外線レンジの特定波長の吸収により電光的に決定できる。これに関して、放射源１０２から放出される赤外線放射１１６は、ガス計測室１０４を通って放射検出器１０８に向けられる。放射検出器１０８は、被検出ガス分子が吸収する波長レンジを通して許容するのみである光波長フィルタ１０６を具備する。他のガス分子は一般的にこの波長で光を吸収しないので、放射検出器１０８に到達する放射量に影響を与えない。従来、赤外線放射１１６は、所望の信号から熱的な背景（ノイズ）信号を除去できるようにするために、放射源１０２によりパルス化される。制御器１２０は、放射源１０２を制御し、放射検出器１０８から出力信号を受信し、その出力信号をさらに処理する。
【００２７】
さらに、ガス計測室１０４内の温度を検出するために温度センサ１２４を設けることができる。
【００２８】
図１の放射源１０２の放出された赤外線放射１１６に対する３波形が、図２ないし図４に概略的に図示される。これらの例において、基本線の下レベルは放射源１０２のスイッチオフ状態を示し、基本線の上レベルはスイッチオン状態を示す。
【００２９】
曲線２０１は、従来技術に従った一様パルスシーケンスで作動する時間比を示す。一例としてこの図面では、例えばＴ＝2.5秒の周期、0.4秒のパルス幅で0.16のパルス占有率T1/Tが仮定される。
【００３０】
ｔ＝０の時点では、システムがオンに切り換えられ、計測放射源１０２が曲線２０１に従ってパルスを放出し始める。しかし、作動開始後、システムは最初に熱的に修正しなければならないので、非常に多数の計測値（例えば１０〜１５）が使用できない。このため、実装の計測はｔ＝ｔmの時点で始まる。
【００３１】
それと比べて、図３及び図４に示される曲線２０２及び曲線２０３は、実際の計測をより早く始めることができる本発明に従った方法の二つの可能な実施形態を示す。
【００３２】
本発明に従った曲線２０２に見ることができるように、最初の４パルスの持続時間は、オフ期間に対して大きくすることができるので、パルス占有率は増加する。これらの計測により、従来の計測パルス作動に切り換わる、実質的により早い時刻であるｔ＝ｔmで信頼性の高い計測値が得られる。
【００３３】
修正状態により迅速に到達する更なる可能性は、パルス幅ｔ1を変更しないままにし、周波数を増加させることである。これは、図４に曲線２０３として図示される。
【００３４】
原則的に、任意のパルス占有率及び周波数は、実際の計測開始前に生ずる準備作動で設定することができる。修正工程は、その持続時間が減少して使用可能な計測値がより早期に利用可能になるように、常に意図的に影響を受ける。準備作動中の特定パルスシーケンスはシステム依存であり、実験に基づいて検出できる。
【００３５】
図５は、図１の制御器１２０の構造を概略的に示す。本発明によれば、制御器１２０は、放射源１０２の作動を制御するタイミング制御部１２６を具備する。信号処理ユニット１２８は、放射検出器１０８により供給される信号を受信し、それらを処理する。例えばノイズ信号除去を改善することができるために、計測作動中にパルス周波数と整合する周波数フィルタを設けることができる。信号処理ユニット１２８は、警告デバイス及び計測結果を示す表示デバイスにさらに信号を供給することができる。また、温度監視ユニット１２５及びタイマの一方又は両方を、準備作動が計測作動にいつ切り換わられたかを決定するために設けることができ、それから修正状態が達成されたことが仮定できる。
【００３６】
図６は、第２実施形態に従ったガスセンサ構造１００を示す。この実施形態において、ガスセンサ構造１００は、計測放射源１０２及び参照放射源１０３を具備する。計測及び参照放射源１０２，１０３から検出器１０８までの赤外線放射１１６，１１７の経路長が同一か、又は計測及び参照放射源１０２，１０３がガス計測室１０４の対称軸に対して対称的に位置するように、計測及び参照放射源１０２，１０３が配置される。参照放射源１０３は周期的にオンに切り換えられて計測放射源１０２の劣化状態を監視し、制御器１２０は計測放射源１０２の劣化を検出し、参照放射源１０３がオンに切り換わる際に検出器１０８の出力信号に関するずれに基づき、計測放射源１０２がいつオンに切り換えられたかのみを比較し、任意であるが信号の対応する訂正を実行する。
【００３７】
本発明に従った計測及び参照放射源１０２，１０３の制御のタイミングを、図７及び図８を参照して説明する。
【００３８】
図７は、参照放射源１０３及び計測放射源１０２の両方のために、変更しないパルスシーケンスで通常使用の作動を示す。曲線７０１は計測放射源１０２の放出光信号を示し、曲線７０２は参照放射源１０３の信号を示す。参照段階は参照放射源１０３の制御で始まるので、参照放射源１０３は曲線７０２に示されるような放射パルスを放出する。しかし、参照放射源１０３は原則的に参照のためにオンにのみ切り換わるので、最初に時刻ｔ＝ｔrでオンに切り換えられた後、熱的平衡状態となり、信頼性の高い計測値が供給されるまで、所定の時間を要する。
【００３９】
実際には、修正状態がまだ生じていないので、凡そ４個の計測値が使用できないことが仮定される。しかし、信頼性の高い参照のために、例えば４個の計測値を要し、図７に例示される合計８個のパルスについては、参照放射源はオンに切り換わったままでなければならない。ｔ＝ｔmの時刻において、計測を継続するために計測放射源１０２は再度トリガーされ、同時に訂正のために比較値を検出する。参照放射源１０３がパルス化される時間中に計測放射源１０２がオフに切り換えられるので、修正状態が再度確立するまで、計測放射源１０２に関して遅延がなければならない。
【００４０】
また、曲線７０２において、参照放射源１０３をオフに切り換えた後、さらに４個の計測パルスが必要な参照値の検出に評価できる前に４個の計測パルスが捨てられなければならないと仮定すると、変更しないパルスシーケンスが放出された状態で参照方法が１６サイクルもの間、続く。例えば計測サイクル当たり約３秒が計算されると、参照工程全体が少なくとも４８秒間続く。この時間中、計測システムは作動せず、参照段階中にガス漏れが正確にいつ生じたかに関して、例えば警告を送信することができない。
【００４１】
従って、図８で例示として示されるように本発明に従って一様なパルスからのずれができ、図８の曲線８０２から見られるように計測放射源１０２は依然として使用可能な計測パルスを供給し、計測放射源１０２が送信しない時点で光パルスが参照放射源１０３から放出され、参照放射源１０３の熱的平衡状態を設定するのに使用される。
【００４２】
適当な信号を処理することにより、設定された計測周波数の外側に生ずるこれらの光パルスは計測結果に影響を与えないことが確保できる。ｔ＝ｔrの時点で、参照放射源１０３が計測パルス周波数を有する光パルスを送り、使用できる信号を計測できるように、参照放射源１０３がトリガーされる。ｔ＝ｔrの時点の参照放射源１０３が既に修正状態にあるので、全ての計測値は即座に使用することができ、参照放射源１０３は例えば４個又は５個の光パルスの後に再度オフに切り換えることができる。
【００４３】
また、本発明によれば、曲線８０１から見られるように、参照放射源１０３が使用可能な参照放射パルスを供給する時間中に、計測放射源１０２が完全にオフに切り換えられないが設計されたパルスシーケンスで作動することを可能にするので、計測放射源は、参照放射源１０３が送信されない時間で供給される。
【００４４】
結果として、計測放射源１０２は熱的平衡状態から逸脱することを阻止でき、参照放射源１０３をオフに切り換えた後、第１計測値は再度使用できる。従って、全体として、参照を著しく加速することができる。
【００４５】
図８の曲線８０１，８０２の曲線路は、本発明に従った方法の一例とする一実施形態のみを示す。本発明の原理によれば、計測値の実際の記録前のパルスシーケンスはまた、変更された周波数、より狭いパルス幅又は可変パルス幅でも生ずることができる。パルスシーケンスは計測放射源１０２及び参照放射源１０３により調整されるので、常に２個の放射源１０２，１０３の一方のみから放射が放出されることは基本である。
【００４６】
図６の制御器１２０の概略図が図９に図示されている。図５に示される制御器１２０のように、準備から計測作動まで及びその逆も同様にそれぞれの切換時間を確立するために、この場合においても温度検出ユニット及びタイマの一方又は両方を設けることができる。
【００４７】
本発明に従った放射源の最適化時間制御により、熱的平衡状態はより迅速に到達し、使用できない計測データの量を減少させることができ、作動の安全性が増大する。
【００４８】
当然ながら、本発明の原理は、任意の他の数の放射源及び検出器にも対応して適合され、使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に従ったガスセンサ構造の概略図である。
【図２】従来技術に従った図１の放射源により放出される放射パルスのタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に従った図１の放射源により放出される放射パルスのタイミングチャートである。
【図４】本発明の別の実施形態に従った図１の放射源により放出される放射パルスのタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に従った制御器の概略図である。
【図６】本発明の第２実施形態に従ったガスセンサ構造の概略図である。
【図７】従来技術に従った図６の構造における参照工程のタイミングチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態に従った図６の構造における参照工程のタイミングチャートである。
【図９】本発明の別の実施形態に従った制御器の概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  ガスセンサ構造
１０２  計測放射源
１０３  参照放射源
１０４  ガス計測室
１０８  検出器
１１０  計測ガス計測室
１１６，１１７  放射
１１８  内壁
１２０  制御器
１２４  温度センサ
１２６  タイミング制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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