(57)【要約】  本発明は，ガス（２）を受容可能なハウジング（１０）を備えたガスセンサ（１）であって，センサは，    ・放射円錐（Ω１）でハウジングを伝播する光波（１１’）を放射可能な光源（１１）と，    ・光源（１１）から放射され、ハウジングを通過した光波をそれぞれ検出可能な測定光検出器（１２）およびリファレンス光検出器（１３）と，を備え，  センサは、ハウジング（１０）が互いに向かい合って配置された２つの横断壁（２１、２２）の間にあり、横断壁は横断壁の間を縦軸（Ｚ）に延びる周壁（３０）によって互いに接続され、  周壁（３０）は，    ・測定光検出器（３）に向けて反射し、測定光検出器に向かって収束する測定円錐と呼ばれる円錐（Ω２）を形成するために，放射円錐の第１の部分（Ω１）を受けることが可能な第１の反射部分（３１）と，    ・リファレンス光検出器に向かって収束するリファレンス円錐と呼ばれる円錐（Ω３）を形成し，リファレンス光検出器（４）に向かって反射するために，放射円錐の第２の部分（Ω１）を受けることが可能な第２の反射部分（３２）と，を備える。【選択図】図２Ａ
2020510223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス（２）を受容可能なチャンバー（１０）を備えたガスセンサ（１）であって，前記センサは，
・放射円錐（Ω１）でチャンバーを伝播する光波（１１’）を放射可能な光源（１１）と，
・光源（１１）から放射され、チャンバーを通過した光波をそれぞれ検出可能な測定光検出器（１２）およびリファレンス光検出器（１３）と，を備え，
前記センサは、チャンバー（１０）が互いに向かい合って配置された２つの横断壁（２１、２２）の間にあり、横断壁は横断壁の間を縦軸（Ｚ）に延びる周壁（３０）によって互いに接続され、
周壁（３０）は，
・測定光検出器（３）に向けて反射し、測定光検出器に向かって収束する測定円錐と呼ばれる円錐（Ω２）を形成するために，放射円錐の第１の部分（Ω１）を受けることが可能な第１の反射部分（３１）であって，横断面（ＸＹ）内で縦軸（Ｚ）に垂直であり，第１の楕円に続き、放射円錐（Ω１）の頂点（Ｓ１）が第１の楕円の第１焦点に配置される前記第１の反射部分（３１）と，
・リファレンス光検出器に向かって収束するリファレンス円錐と呼ばれる円錐（Ω３）を形成し，リファレンス光検出器（１３）に向かって反射するために，放射円錐の第２の部分（Ω１）を受けることが可能な第２の反射部分（３２）と，を備え，
前記チャンバーは，前記横断壁（２１、２２）の１つに生成され、ガス（２）の流入または排出を目的とする少なくとも１つの開口（２３）を備え，前記開口は，放射円錐（Ω１）および測定円錐（Ω２）の横断壁上で、縦軸（Ｚ）に沿った投影の外側で横壁に生成されている。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサであって，前記開口は，リファレンス円錐（Ω３）の長手方向軸（Ｚ）に沿って，前記横断壁上にある投影の外側にも配置される，センサ。
【請求項３】
前記チャンバー（１０）は，２つの開口（２３，２４）を備え，各開口は，前記横断壁（２１，２２）のうちの１つに形成され，ガス（２）が流入または排出し，各開口は，横断壁上に，長軸（Ｚ）に沿って，放射円錐（Ω１）および測定円錐（Ω２）の外側投影に配置される，請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記横断壁（２１，２２）は，前記縦軸（Ｚ）に垂直な横断面（ＸＹ）にある，請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項５】
測定円錐（Ω２）の頂点（Ｓ２）が，前記第１の楕円の第２の焦点に配置される，先行する請求項のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項６】
前記第２の反射部分（３２）は，前記横断面（ＸＹ）において，第２の楕円に続き，前記センサは，前記放射円錐（Ω１）の頂点（Ｓ１）が２番目の楕円の第１の焦点に配置され，リファレンス円錐（Ω３）の頂点（Ｓ３）が２番目の楕円の２番目の焦点に配置される，先行する請求項のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
前記第１の楕円は，方向（３１Ａ）に延びる長軸，中心放射軸（Δ１）の周りに延びる放射円錐（Ω１），中心放射軸は前記長軸の方向に直交する方向（３１’Ａ）に対して傾斜し，傾斜角（α１）は５°から２０°の間である先行する請求項のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項８】
前記第１の楕円が長軸（３１Ａ）を有し，前記測定光検出器が光軸（Δ２）を規定し，前記光軸が長軸の方向に直交する方向（３１’Ａ）に対して傾斜し，傾斜角（α２）は５°から２０°の間である先行する請求項のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項９】
先行する請求項のいずれか一項に記載の第１のセンサ（１）と，先行する請求項（１’）のいずれか一項に記載の第２のセンサ（１’）とを備え開口（２４）を備える第１のセンサの横断壁（２２）が、開口（２３’）を備える第２のセンサの横断壁（２１’）に面するように配置され、横断壁に設けられた開口を通るガスの流れ（２）を可能とするように，第１のセンサと第２のセンサを互いに重ね合わせられているガスを検出するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は，光学式ガスセンサであり，より具体的には非分散型赤外線センサである。
【背景技術】
【０００２】
ガスの分析に光学的方法を使用することは非常に一般的である。ガスを構成する種の吸収スペクトル特性が互いに異なるという事実に基づいて，装置はガスの組成を決定できる。このように，ガス種のスペクトル吸収帯がわかっている場合，その濃度は，Beer-Lambertの法則を用い，気体を通過する光の吸収の推定によって決定できる。この原理により，媒質中に存在するガス種の濃度を推定することができる。
【０００３】
光源は通常赤外で放射する光源であり，使用される方法は通常ＮＤＩＲ検出と呼ばれ，頭字語ＮＤＩＲは非分散赤外線を意味する。このような原理は頻繁に採用されており，たとえば多くの文書，たとえば特許文献１，特許文献２及び特許文献３に記載されている。
【０００４】
最も一般的な方法では，分析ガスは，光源と，測定光検出器と呼ばれる光検出器の間にあり，後者（ce dernier）は，分析対象ガスによって透過され且つ部分的に吸収される光波（L'onde lumineuse）を測定することを目的とする。これらの方法は，一般に，リファレンス光波と呼ばれる，光源から放射され，分析されるガスに吸収されない光波の測定を含む。リファレンス光波は，リファレンス光検出器によって測定されてもよい。例えば，特許文献４は，測定光検出器とリファレンス光検出器が光源に対して対称的に配置される構成を記載している。
【０００５】
ガスの存在下での光波とガスなしの光波との比較により，ガスを特性評価ができる。例えば「ＮＤＩＲ吸収」と呼ばれる技術を用いて，ガス中のガス種の量を決定することが含まれる。また，所定の散乱角度範囲で後者によって散乱された光を検出することにより，ガス内の粒子の数を推定することもありえる。
【０００６】
リファレンス光波は，リファレンス光検出器によって測定される。リファレンス光検出器は，測定の光検出器とは異なってもよく，光源に面するように配置され，リファレンス光検出器がリファレンス光フィルタに関連するように配置されてもよい。リファレンス光フィルタは，分析対象のガスが著しい吸収を示さないリファレンススペクトル帯域に限定する。
【０００７】
特許文献５及び特許文献６は，１以上のミラーが配置されたチャンバーを有するガスセンサを開示している。このミラーは，チャンバー内の光路を最大化し，ガスを通過した光線を光検出器に集束させることができる。これにより，コンパクトな装置を使用しながら検出感度を高めることができる。放物面鏡を用いることは，特許文献７に記載されている。
【０００８】
特許文献８は，互いに並置された様々な基本センサで構成されるガスセンサを記載している。この装置では，分析されるガスはさまざまな基本センサに流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５０２６９９号明細書
【特許文献２】国際公開第２００７／０６４３７０号
【特許文献３】米国特許第６４６９３０３号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第２１３３６８４号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第２７１１６８７号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第２８９１８７６号明細書
【特許文献７】国際公開第２００６／１３５２１２号
【特許文献８】国際公開第２０１２／１２６４７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は，最適化された性能を備え，特にコンパクトさと感度に焦点を合わせたガスセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第一の主題は，ガスを受容可能なチャンバーを備えたガスセンサであって，前記センサは，
・放射円錐でチャンバーを伝播する光波を放射可能な光源と，
・光源から放射され、チャンバーを通過した光波をそれぞれ検出可能な測定光検出器およびリファレンス光検出器と，を備え，
前記センサは、チャンバーが互いに向かい合って配置された２つの横断壁の間にあり、横断壁は横断壁の間を縦軸に延びる周壁によって互いに接続され、特に円筒形であり，
周壁は，
・測定光検出器に向けて反射し、測定光検出器に向かって収束する測定円錐と呼ばれる円錐を形成するために，放射円錐の第１の部分を受けることが可能な第１の反射部分と，
・リファレンス光検出器に向かって収束するリファレンス円錐と呼ばれる円錐を形成し，リファレンス光検出器に向かって反射するために，放射円錐の第２の部分を受けることが可能な第２の反射部分と，を備える。
【００１２】
一実施形態によれば，前記チャンバーは，前記横断壁の１つに生成され、ガスの流入または排出を目的とする少なくとも１つの開口を備え，前記開口は，放射円錐および測定円錐の横断壁上で、縦軸に沿った投影の外側で横壁に生成されている。横断壁は、反射壁であることが好ましい。
【００１３】
好ましくは，各開口は，リファレンス円錐の長手方向軸に沿って，前記横断壁上にある投影の外側にも配置され，流入及び排出できる。
【００１４】
前記チャンバーは，２つの開口を備え，各開口は，前記横断壁のうちの１つに形成され，ガスが流入または排出し，各開口は，横断壁上に，長軸に沿って，放射円錐および測定円錐の外側投影に配置されるようにしてもよい。
【００１５】
前記横断壁は，縦軸に対して横方向に延び，特に前記縦軸に垂直な横断面にある。
【００１６】
横断壁は，横断面に平行である，または横断面に実質的に平行ででもよい。この用語は，実質的に角度公差は，例えば＋／−２０°または＋／−３０°を許容できることを示す。
【００１７】
第１の反射部分および第２の反射部分は、特に湾曲していてもよい。それらは、横断面で曲線に描かれ，曲線は楕円または放物線の一部でありうる。第１の反射部分は、横断面において、第１の楕円に続くことができ、センサは、放射円錐の頂点が第１の楕円の第１の焦点に配置されるようになっている。好ましくは、測定円錐の頂点は、第１の焦点とは異なる、第１の楕円の第２の焦点に配置される。
この配置において、第１の反射部分は光源と測定光検出器を結び合わせます。
【００１８】
第２の反射部分は、横断面において、第２の楕円に続いてもよく、センサは、放射円錐の頂点が第２の楕円の第１の焦点に配置され、リファレンス円錐の頂点が，前記楕円の第１の焦点とは異なる第２の楕円の第２の焦点に配置される。
【００１９】
第１の楕円は，放射円錐が中心放射軸の周りに延びる方向で延びる長軸を有し、中心放射軸は長軸の方向に直交する方向に対して傾斜し，傾斜角は５°から２０°の間であるようにしてもよい。
【００２０】
測定光検出器が光軸を規定し，特に光軸が長軸の方向に直交する方向に対して傾斜し，傾斜角は５°から２０°の間である。
【００２１】
２つの横断壁の間の、縦軸に沿った距離は、チャンバーの高さを定義し，例えば１００μｍから１ｃｍ，好ましくは５００μｍから１ｃｍの間に含まれる。
【００２２】
本発明の第２の主題は、本発明の第１の主題による複数のセンサを含むガスを検出するための装置であり、この装置は，第１のセンサのチャンバーが第２のセンサのチャンバー上に位置し，２つのセンサの間でガスが開口を介して流れることができるように，第１のセンサの横断壁に作られた開口が第２のセンサの横断壁に作られた開口に接続されている。
開口を含む第１のセンサの横断壁は、開口を含む第２のセンサの横断壁に面して配置され、ガスが前記横断壁に形成された開口を通過できるようにする。
【００２３】
他の利点および特徴は、本発明の特定の実施形態の以下の説明からより明確に明らかになり、これらの実施形態は、非限定的な例として与えられ、以下に列挙される図に示される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は，ガスセンサの実施例の主要構成の概略示す。
【図２Ａ】図２Ａは，図１に示されるガスセンサのチャンバーの幾何学的形状，およびセンサの主要な構成要素の配置を説明する断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは，図１に示されるガスセンサのチャンバーの幾何学的形状，およびセンサの主要な構成要素の配置を説明する断面図を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは，センサのチャンバーの横断壁（transverse wall）に生成された開口の例を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは，センサのチャンバーの横断壁に作られた開口の別の例を示す。
【図３】図３は，互いに重ね合わされた２つのセンサを組み立てることにより得られる装置を示す。
【図４Ａ】図４Ａは，測定光検出器によって検出される光の量に影響を及ぼす２つの傾斜角を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは，第１の楕円と呼ばれる楕円の長軸に垂直な方向に対する光源の放射軸の様々な傾斜角，および前記長軸に対する測定光検出器の軸の様々な傾斜角について，センサによって測定された二酸化炭素の量に応じて光検出器によって検出された光の量を表す比較試験を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは，第１の楕円と呼ばれる楕円の長軸に垂直な方向に対する光源の放射軸の様々な傾斜角，および前記長軸に対する測定光検出器の軸の様々な傾斜角について，センサよって測定されたメタン量に対して光検出器によって検出された光の量を表す比較試行を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは，第１の楕円と呼ばれる楕円の長軸に垂直な方向に対する光源の放射軸の様々な傾斜角，および前記長軸に対する測定光検出器の軸の様々な傾斜角について，測定光検出器によって検出される信号量の変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は，本発明に係るガスセンサの一例を示す。センサは，分析されるガスを受容可能なチャンバー１０を備える。チャンバーは，横断面ＸＹにある横断壁と呼ばれる２つの壁２１，２２で囲まれている。図１では，第１の横断壁２１が示されており，横断壁２２は，チャンバー１０の内部が見えるように透明に示されている。横断壁２１および２２は，図２Ｃおよび２Ｄに示されている。
【００２６】
横断壁は，横断面ＸＹに平行である，または実質的に後者に平行であり，この用語は，実質的に角度公差は，例えば＋／−２０°または＋／−３０°を許容できることを示す。それらは平面でも曲線でもよい。
【００２７】
また，チャンバーは，チャンバーを境界づけ，第１の横断壁２１と第２の横断壁２２との間に延在する，周壁（La paroi peripherique）と呼ばれる壁３０を備える。周壁３０は，横断面ＸＹに垂直な縦軸Ｚの周りに延びている。周壁３０は円筒壁の形態を取り，その断面は，図２Ａおよび２Ｂを参照して説明したように，横断面ＸＹにおいて，湾曲部分３１，３２および平面部を含む。湾曲部は，特に楕円形または放物線状であってもよい。横断面ＸＹでは，楕円の一部が楕円の一部の輪郭に続く（suit）。放物線部は，横断面ＸＹで放物線の一部の輪郭に続く。
【００２８】
ガスセンサ１は，放射軸Δ１に延びる放射円錐Ω１内に光波１１’を発することができる光源１１を備える。光源１１は，放射円錐Ω１の頂点Ｓ１に配置される。光源１１は，照明スペクトル帯域Δで入射光波と呼ばれる光波１１’を放射することができ，後者は，近紫外線と中赤外線の間にある可能性があり，２００ｎｍ〜１０μｍの範囲にあり，ほとんどの場合は赤外線にあり，特に１μｍ〜１０μｍにある。光源１１は特にパルス化されてもよく，入射光波１１’は，一般に１００ミリ秒から１秒の間に含まれる持続時間のパルスであってもよい。特に，フィラメントに電流を流し，赤外線を放射するために４００℃から８００℃の温度に加熱された吊り下げ式フィラメント光源であってもよい。
【００２９】
周壁３０は，測定光検出器１２と呼ばれる光検出器に向かって反射するように，放射円錐Ω１の第１の部分を受けるように構成された第１の反射部分３１を備える。このようにして，放射円錐Ω１に位置する光波１１’の一部は，測定光検出器１２に向かって反射される。したがって，光波は，チャンバー１０内に存在するガスを通過し，測定光検出器１２に到達し，後者によって検出される送信波（une onde transmise）１４を形成する。例えば，光検出器１２はサーモパイルであり，光検出器がさらされる光波の強度に依存する信号を伝えることができる。また，フォトダイオードまたは別のタイプの光検出器であってもよい。測定光検出器１２はバンドパスフィルタ１８に結合（peut etre couple）してもよく，そのスペクトル帯域は，ガス混合物中で量ＣＳを決定したいガス種のスペクトル帯域ＧＳに対応する。測定光検出器１２によって検出される光波１４の強度Ｉは，Beer-Lambertの法則に従って量ＣＳに依存する：
【数１】
2020510223.tif 000003
ここで，
μ（ＣＳ）は，求められる量ＣＳに依存する減衰係数であり
Ｉは，チャンバー内の光波が通過するガスの厚さであり，
Ｉ０は，入射光波の強度であり，これは，チャンバー内に吸収ガスがない場合に測定光検出器１２に到達する波の強度に対応する。
【００３０】
比率Ｉ／Ｉ０の式をとる，ＩとＩ０の比較（La comparaison）は，考慮する（consideree）ガス種によって引き起こされる減衰ａｔｔに対応します。
【００３１】
したがって，光源１１の各パルス中に，μ（ＣＳ）を決定することが可能であり，これにより，ＣＳとμ（ＣＳ）との関係が既知であるため，
【数２】
2020510223.tif 000004
を推定することが可能になる。
【００３２】
反射壁とは，光源１１によって放射される光波のスペクトル帯域Δの全部または一部における反射係数が５０％よりも大きい，好ましくは８０％よりも大きい壁を意味する。反射壁は，金属，例えば金などの反射材料を使用して形成されてもよい。
【００３３】
式（１）は，光源１１によって放射される光波の強度Ｉ０が周知であると仮定している。この目的のために，装置は，リファレンス光波１１ｒｅｆと呼ばれる光波を検出するように配置されたリファレンス光検出器１３を備え，チャンバー１０内に存在するガスと相互作用することなく，または後者と大幅に相互作用することなくリファレンス光検出器１３に到達する。周壁３０は、この目的のために、光源１１によって放出される放射円錐Ω１の第２の部分を受け、それをリファレンス光検出器１３に向かって反射するように構成された第２の反射部分３２を備える。リファレンス光検出器１３により検出されるリファレンス光波１１ｒｅｆの強度は，リファレンス強度Ｉｒｅｆの項より示される。この例では，リファレンス光検出器１３は，リファレンス光学フィルタ１８ｒｅｆと呼ばれる光学フィルタが設けられている。リファレンス光学フィルタ１８ｒｅｆは，サンプルによって吸収されない波長の範囲に対応する通過帯域を規定する。リファレンス通過帯域は，たとえば３．９１μｍの波長を中心とする。Ｉｒｅｆの測定により，Ｉ０を推定でき，これにより，μ（ＣＳ）を決定し，
【数３】
2020510223.tif 000005
を推定することが可能になる。Ｉｒｅｆの測定は，特に，光源１１によって放射される光波の強度Ｉ０の時間的変動を考慮に入れることを可能にする。
【００３４】
図１に示す例では，光源１１，測定光検出器１２およびリファレンス光検出器１３は，少なくとも部分的（u moins en partie）にチャンバー１０内にある。変形例として，光源１１，測定光検出器１２及びリファレンス光検出器１３の少なくとも１つは，チャンバー１０の外側に配置される。次に，透明な窓または開口がチャンバー１０に設けられ，光が周壁３０の一方の側から他方の側に透過されることを可能にする。
【００３５】
図２Ａは，図１に示すガスセンサの横断面を示す。周壁３０の第１の部分３１は，光源によって放射される放射円錐Ω１の一部を受け，それを測定円錐と呼ばれる反射円錐Ω２で測定光検出器１２に向けて反射する。横断面ＸＹでは，第１の部分３１は，第１の楕円と呼ばれる楕円部の輪郭をたどり，方向３１Ａに延びる長軸を定義する。光源１１は，第１の楕円の第１の焦点に配置され，測定光検出器１２は，第１の楕円の第２の焦点に配置される。図２Ａには，スケールを定義するバーが含まれている。
【００３６】
上述のように，周壁３０は，放射円錐Ω１の第２の部分を受け，それをリファレンス円錐と呼ばれる反射円錐Ω３でリファレンス光検出器１３に向かって反射するように構成された第２の反射部３２を備える。リファレンス円錐Ω３を図２Ｂに示す。横断面ＸＹでは，第２の部３２は，第２の楕円と呼ばれる楕円の部分の輪郭をたどり，方向３２Ａに延びる長軸を定義する。光源１１は，第２の楕円の第１の焦点に配置され，一方，リファレンス光検出器１３は，第２の楕円の第２の焦点に配置される。
【００３７】
好ましくは，実施形態のいずれであっても，湾曲部分３１および３２は，光源１１を測定光検出器１２およびリファレンス光検出器１３とそれぞれ対をなすように配置される。したがって，測定円錐Ω２およびリファレンス円錐Ω３は，それぞれ測定光検出器１２およびリファレンス光検出器１３に収束する。このような構成では，測定光検出器１２は測定円錐Ω２の頂点Ｓ２に配置され，反射光検出器１３はリファレンス円錐Ω３の頂点Ｓ３に配置される。このような配置により，各光検出器によって検出される光の量を最適化することができ，したがって，センサの感度を改善することができる。部分３１および３２は放物線であってもよく，または平らな切り子面を形成してもよく，切り子面のすべてが一緒に，縦断面ＸＹにおいて曲線の一部，例えば放物線または楕円を表すことに留意されたい。
【００３８】
好ましくは，光源１１は，第１の部分３１の各点からそれを隔てる横断面ＸＹにおける距離が，第１の楕円の焦点を隔てる距離以上になるように配置され，この距離は通常２ｃであり，ｃは，楕円の焦点とその中心との間の距離を示す。同様に，光源は，横断面ＸＹにおいて，第２の部分３２の各点からそれを分離する距離が，第２の楕円の焦点を分離する距離以上になるように配置される。この条件により，各光検出器で検出される光量を改善できる。
【００３９】
好ましくは，第１の楕円の長軸および第２の楕円の長軸の方向は割線（secantes）であり，角度θを９０°以下にし，この角度θは図２Ｂに示されている。この例では，θ＝７０°です。
【００４０】
示されている例では，第１の楕円と2番目の楕円の幾何学的特性は以下のとおりです。
【００４１】
第１の楕円（楕円形の第１の部分３１）：
−長軸の長さ：１２．３ｍｍ；
−短軸の長さ：１１．９ｍｍ；
−楕円の焦点と長軸の中心間の距離：３ｍｍ。
【００４２】
２番目の楕円（楕円の第１の部分３２）：
−長軸の長さ：１２．７５ｍｍ；
−短軸の長さ：１１．９ｍｍ；
−楕円の焦点と主軸の中心間の距離：４．６ｍｍ。
【００４３】
この例では，周壁３０は，縦軸Ｚに沿って，１．２ｍｍに等しい高さｈにわたって延びている。
【００４４】
楕円形部分３１および３２とは別に，周壁３０は，
−リファレンス光検出器１３が配置さ，リファレンス光検出器１３の光軸Δ３は，好ましくは第３の部分３３に直交する平面の第３の部分３３，
−光源１１が配置され，放射円錐Ω１の中心軸Δ１は，好ましくは第４の部分３４に直交する平面状の第４の部分３４，
−測定光検出器１２が配置され，測定光検出器１２の光軸Δ２は，好ましくは第５の部分３５に直交する平面状の第５の部分３５，を備える。
【００４５】
第３の部分３３，第４の部分３４および第５の部分３５の少なくとも１つは，好ましくは反射性（reflechissantes）である。上述のように，これらの部分は，光検出器などの要素または光源１１がチャンバー１０の外側に配置される場合，開口または透明窓を備えてもよい。
【００４６】
チャンバー１０は，チャンバーへのガスの流入を可能にする流入開口２３と，チャンバーからのガスの排出を可能にする排出開口２４とを備えている。開口の配置。これらの開口は，図２Ｃおよび２Ｄに示すように横断壁２１または２２のいずれか１つ，または各横断壁に作成されます。
【００４７】
横断壁の開口の位置は重要ではなく，これらの開口は，放射軸Ω１と測定円錐Ω２の縦軸Ｚに沿ったそれぞれの投影が，各開口の外側にある。したがって，流入開口２３または排出開口２４は，それぞれ放射壁Ω１および測定円錐Ω２の突出部の外側の壁に位置するように，横断壁に形成される。このような方法で各開口を配置することにより，測定光検出器１２によって実行される検出に対する開口の影響を制限することができます。好ましくは，各流入または排出開口も，リファレンス円錐Ω３の長手方向軸Ｚに沿って，投影の外側にも位置するように配置される。これにより，リファレンス光検出器１３によって実行される検出に対する開口の影響を制限することが可能になる。
【００４８】
図２Ａおよび２Ｂは，横断壁２１または２２に流入または排出開口２３，２４を生成することができるチャンバー１０の垂直部分を灰色で示す。図２Ｃは，チャンバー１０の断面図を示し，横断壁は，例えば１００μｍから１ｃｍ，好ましくは５００μｍから１ｃｍの高さｈだけ互いに離間している。この断面は，図２Ｂに示される方向Ａ１で切断されたものであり，第２の横断壁２２に形成された開口２３の位置が見えるようにしている。図２Ｄは，図２Ｂに示される方向Ａ２で切断されたチャンバー１０の別の断面図を示し，第２の横断壁２２に形成された開口２４を観察できるようにする。
【００４９】
横断壁内の流入開口または排出開口の配置により，センサ１を，ガスを流入または排出するための流体回路により簡単に接続することができる。開口２３が第１の横断壁２１に生成され，別の開口２４が第２の横断壁２２に生成されると，上記のように少なくとも２つのセンサ１，１’を含む検出装置を形成するために，２つのチャンバーを互いに重ね合わせることができる。このようなデバイスを図３に示す。検出装置は，各センサの２つのチャンバー１０，１０’が互いに重なるように配置され，第１のチャンバー１０の第２の横断壁２２は第２のチャンバー１０’の第１の横断壁２１’と組み立てられ，後者は，２つの横断壁２１’，２２’の間にある。したがって，分析されるガス２は，各横断壁に作られた開口を通って１つのセンサから別のセンサに流れることができる。この図では，ガスの動きが矢印で示されている。このような構成により，事前設定された気体種の検出専用である複数のセンサを互いに重ねて配置することができる。
【００５０】
さらに，前の段落で説明した流入開口と排出開口の位置とは無関係に，光源１１の位置，より正確には発光円錐Ω１の中心軸の傾きΔ１が測定光検出器１２によって検出される光の量に影響を与えることが観察されている。これは，測定光検出器の光軸の傾きΔ２の場合にも当てはまる。この効果を図４Ａから４Ｄに示す。図４Ａは，第１傾斜角と呼ばれる，次の間にある傾斜角α１を示す。
−第１の部分３１によって定義される，第１の楕円の長軸の方向３１Ａに直交する方向３１’Ａ
−および放射円錐の中心軸Ω１。
【００５１】
シミュレーションに基づいて，このように定義された傾斜角α１は，上記の配置において，測定光検出器１２によって収集された光の量に影響を及ぼすことが示されている。好ましくは，この角度は５°から２０°の間に含まれ，より好ましくは１２°から１８°の間に含まれ，すなわち，約１５°である。
【００５２】
図４Ａは，上記で定義された方向３１’Ａと測定光検出器１２の軸Δ２との間の第２の傾斜角α２も示す。第１の傾斜角α１と同様に，第２の傾斜角α２は，好ましくは５°から２０°の間に含まれ，より好ましくは１０°から１８°の間に含まれ，すなわち，約１５°である。
【００５３】
それぞれ１０°，１５°および２５°に等しい第１の傾斜角α１の３つの値の関数として，そして，それぞれ１５°と２５°に等しい第２傾斜角α２の２つの値の関数として，測定光検出器１２によって受け取られる光の量を比較するために，シミュレーションが実行された。図４Ｂは，チャンバー１０内の二酸化炭素のｐｐｍ濃度の関数として，測定光検出器１２によって検出される光の量の変動を示している。光検出器によって検出される光の量はボルトで表され，モデル化された光検出器はサーモパイルです。
テストした３つの構成は次のとおりです。
−構成ａ：α１＝１０°，α２＝１５°；
−構成ｂ：α１＝１５°，α２＝１５°；
−構成ｃ：α１＝２５°，α２＝２５°
【００５４】
α１＝１０°，α２＝２５°（構成ａ）またはα１＝１５°，α２＝１５°（構成ｂ）の角度値では，角度α１＝２５°，α２＝２５°（構成ｃ）に対して，検出される光の量を増やすことができる。構成ａおよびｂに対応する曲線は一致している。
【００５５】
同じ結論が図４Ｃからも得られ，測定光検出器１２によって検出された光量を，チャンバー１０内のメタン濃度の関数として２つの構成で示す。
−構成ｄ：α１＝１５°，α２＝１５°；
−構成ｅ：α１＝２５°，α２＝２５°
【００５６】
構成dは，構成eよりも望ましい。
【００５７】
図４Ｄは，α１（ｘ軸）およびα２（ｙ軸）の様々な組み合わせで測定光検出器１２によって検出された，光源によって放射された光の割合を示している。割合はグレースケールで表される。
【００５８】
好ましい範囲は，白い破線で囲まれている。
【００５９】
本発明は，様々な分野，例えば環境分野，特に大気汚染を監視するための産業分野，例えば化学産業，石油およびガス産業または食品加工産業，または健康分野でのガスセンサに使用される可能性がある。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月20日(2019.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス（２）を受容するように構成されたチャンバー（１０）を備えたガスセンサ（１）であって，前記センサは，
・放射円錐（Ω１）でチャンバーを伝播する光波（１１'）を放射するように構成された光源（１１）と，
・光源（１１）から放射され、チャンバーを通過した光波をそれぞれ検出するように構成された測定光検出器（１２）およびリファレンス光検出器（１３）と，を備え，
チャンバー（１０）が互いに向かい合って配置された２つの横断壁（２１、２２）の間にあり、横断壁は横断壁の間を縦軸（Ｚ）に延びる周壁（３０）によって互いに接続され、
周壁（３０）は，
・測定光検出器（３）に向けて反射し、測定光検出器に向かって収束する測定円錐（Ω２）を形成するために，放射円錐の第１の部分（Ω１）を受けるように構成された第１の反射部分（３１）であって，横断面（ＸＹ）内で縦軸（Ｚ）に垂直であり，第１の楕円に続き、放射円錐（Ω１）の頂点（Ｓ１）が第１の楕円の第１焦点に配置される前記第１の反射部分（３１）と，
・リファレンス光検出器に向かって収束するリファレンス円錐（Ω３）を形成し，リファレンス光検出器（１３）に向かって反射するために，放射円錐の第２の部分（Ω１）を受けるように構成された第２の反射部分（３２）と，を備え，
前記チャンバーは，さらに前記横断壁（２１、２２）の１つに生成され、ガス（２）の流入または排出を目的とする少なくとも１つの開口（２３）を備え，前記開口は，放射円錐（Ω１）および測定円錐（Ω２）の横断壁上で、縦軸（Ｚ）に沿った投影の外側で横壁に生成されている。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサであって，前記開口は，リファレンス円錐（Ω３）の長手方向軸（Ｚ）に沿って，前記横断壁上にある投影の外側にも配置される，センサ。
【請求項３】
前記チャンバー（１０）は，２つの開口（２３，２４）を備え，各開口は，前記横断壁（２１，２２）のうちの１つに形成され，ガス（２）が流入または排出し，各開口は，横断壁上に，長軸（Ｚ）に沿って，放射円錐（Ω１）および測定円錐（Ω２）の外側投影に配置される，請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記横断壁（２１，２２）は，前記縦軸（Ｚ）に垂直な横断面（ＸＹ）にある，請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項５】
測定円錐（Ω２）の頂点（Ｓ２）が，前記第１の楕円の第２の焦点に配置される，請求項１〜４の請求項のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項６】
前記第２の反射部分（３２）は，前記横断面（ＸＹ）において，第２の楕円に続き，前記放射円錐（Ω１）の頂点（Ｓ１）が２番目の楕円の第１の焦点に配置され，リファレンス円錐（Ω３）の頂点（Ｓ３）が２番目の楕円の２番目の焦点に配置される，請求項１〜５の請求項のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
前記第１の楕円は，方向（３１Ａ）に延びる長軸，中心放射軸（Δ１）の周りに延びる放射円錐（Ω１），中心放射軸は前記長軸の方向に直交する方向（３１'Ａ）に対して傾斜し，傾斜角（α１）は５°から２０°の間である請求項１〜６の請求項のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項８】
前記第１の楕円が長軸（３１Ａ）を有し，前記測定光検出器が光軸（Δ２）を規定し，前記光軸が長軸の方向に直交する方向（３１'Ａ）に対して傾斜し，傾斜角（α２）は５°から２０°の間である請求項１〜７の請求項のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項９】
請求項１〜８の請求項のいずれか一項に記載の第１のセンサ（１）と，請求項１〜８の請求項のいずれか一項に記載の第２のセンサ（１'）とを備え開口（２４）を備える第１のセンサの横断壁（２２）が、開口（２３'）を備える第２のセンサの横断壁（２１'）に面するように配置され、横断壁に設けられた開口を通るガスの流れ（２）を可能とするように，第１のセンサと第２のセンサを互いに重ね合わせられているガスを検出するための装置。
【国際調査報告】
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