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公開番号2024158564
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073866
出願日2023-04-27
発明の名称ガス測定装置
出願人横河電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 21/59 20060101AFI20241031BHJP(測定;試験)
要約【課題】多重反射を利用したレーザ吸収分光法における各種特性を改善する。
【解決手段】本開示に係るガス測定装置1は、レーザ吸収分光法によってガスの濃度を測定する。ガス測定装置1は、第1のコーナーキューブ10と、第1のコーナーキューブ10に対向して配置された第2のコーナーキューブ20と、第1のコーナーキューブ10にレーザ光を出射するレーザ光源30と、第1のコーナーキューブ10と第2のコーナーキューブ20との間で被測定ガスを通過して複数回反射されたレーザ光を受光する受光素子40と、を備える。第2のコーナーキューブ20は、第1のコーナーキューブ10の入射位置と出射位置を中心とする入出射光に平行な中心線と第2のコーナーキューブ20の入射位置と出射位置を中心とする入出射光に平行な中心線とがずれるように配置されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
レーザ吸収分光法によってガスの濃度を測定するガス測定装置であって、
第１のコーナーキューブ又は第１の直角プリズムと、
前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムに対向して配置された第２のコーナーキューブ又は第２の直角プリズムと、
前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムにレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムと前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムとの間で被測定ガスを通過して複数回反射された前記レーザ光を受光する受光素子と、
を備え、
前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムは、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの入射位置と出射位置を中心とする入出射光に平行な中心線と前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムの入射位置と出射位置を中心とする入出射光に平行な中心線とがずれるように配置されている、ガス測定装置。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
請求項１に記載のガス測定装置において、
前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの前記中心線と前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムの前記中心線とがずれている距離によって、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムと前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムとの間で前記レーザ光が反射される回数を調整可能である、ガス測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載のガス測定装置において、
前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの入射面、及び、前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムの入射面は、前記レーザ光源が前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムに前記レーザ光を出射する方向に垂直な平面に対して傾いている、ガス測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のガス測定装置において、
前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの入射面、及び、前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムの入射面は、内部に前記被測定ガスを有する配管に設けられた窓ガラスに密着している、ガス測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載のガス測定装置において、
前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの前記中心線と前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムの前記中心線とをずらしている方向を第１の方向、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムに前記レーザ光が入射される方向を第３の方向、前記第１の方向及び前記第３の方向に直交する方向を第２の方向とすると、
前記レーザ光源は、前記第２の方向に中心から所定の距離だけずらした位置に配置されている、ガス測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載のガス装置において、
前記レーザ光源は、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの入射面に対して斜めに前記レーザ光を出射する、ガス測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス測定装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ガスの濃度を測定する方法として、レーザ吸収分光法が知られている。レーザ吸収分光法は、ガス中の分子が特定波長の光を吸収するという特性を利用して、ガス中を通過したレーザの吸光度を測定することによって、ガスの濃度を測定する方法である。
【０００３】
レーザ吸収分光法は、ガスを通過するレーザの光路長が長いほど測定精度が高くなる。配管、タンクなどの中のガスの濃度を測定する場合、配管、タンクなどの大きさには限りがあるため、レーザ光を複数回往復させることによって光路長を長くしてガスの濃度を測定する多重反射の方法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、多重反射の方法としてヘリオットセルを用いた構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－２１５２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多重反射を利用したレーザ吸収分光法の課題として、測定に用いられる部品の位置が変動した際の測定の安定性、レーザ光が反射される際の光量の減衰などの各種特性を改善させることが挙げられる。
【０００７】
そこで、本開示は、多重反射を利用したレーザ吸収分光法における各種特性を改善することができるガス測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
幾つかの実施形態に係るガス測定装置は、レーザ吸収分光法によってガスの濃度を測定するガス測定装置であって、第１のコーナーキューブ又は第１の直角プリズムと、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムに対向して配置された第２のコーナーキューブ又は第２の直角プリズムと、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムにレーザ光を出射するレーザ光源と、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムと前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムとの間で被測定ガスを通過して複数回反射された前記レーザ光を受光する受光素子とを備え、前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムは、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの入射位置と出射位置を中心とする入出射光に平行な中心線と前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムの入射位置と出射位置を中心とする入出射光に平行な中心線とがずれるように配置されている。このようなガス測定装置によれば、多重反射を利用したレーザ吸収分光法における各種特性を改善することが可能である。
【０００９】
一実施形態に係るガス測定装置において、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの前記中心線と前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムの前記中心線とがずれている距離によって、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムと前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムとの間で前記レーザ光が反射される回数を調整可能であってもよい。これにより、レーザ光が反射される回数を容易に調整することができる。
【００１０】
一実施形態に係るガス測定装置において、前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムの入射面、及び、前記第２のコーナーキューブ又は前記第２の直角プリズムの入射面は、前記レーザ光源が前記第１のコーナーキューブ又は前記第１の直角プリズムに前記レーザ光を出射する方向に垂直な平面に対して傾いていてもよい。これにより、入射面からの不要反射による影響を低減することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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