JPH0368844A - ガス検出器 - Google Patents
ガス検出器Info
- Publication number
- JPH0368844A JPH0368844A JP1205404A JP20540489A JPH0368844A JP H0368844 A JPH0368844 A JP H0368844A JP 1205404 A JP1205404 A JP 1205404A JP 20540489 A JP20540489 A JP 20540489A JP H0368844 A JPH0368844 A JP H0368844A
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- Japan
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- light
- prism
- gas
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/031—Multipass arrangements
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、空気との屈折率の差を利用して気体を検出す
る光学式ガスセンサーに関する。
る光学式ガスセンサーに関する。
（従来技術）
屈折率の差を利用して気体を検出する装置には、基準気
体との光干渉を用いたものが提案されているが、光学系
が複雑化するため大型化し、また取扱いに熟練を要する
という問題がある。
体との光干渉を用いたものが提案されているが、光学系
が複雑化するため大型化し、また取扱いに熟練を要する
という問題がある。
このため、簡易的に気体を検出する場合には第５図に示
したように、光源Ａがらの平行光線をプリズムＢに入射
古せ、出射側に光点の位置を検出する受光素子Ｃ％配設
するとともに、プリズム日の出射面り側に被桟気体を供
給し、気体の種類や濃度により決まる屈折率を、受光素
子Ｃ（こ到達する光の位置変化１こより検出するように
したものか提案されている。
したように、光源Ａがらの平行光線をプリズムＢに入射
古せ、出射側に光点の位置を検出する受光素子Ｃ％配設
するとともに、プリズム日の出射面り側に被桟気体を供
給し、気体の種類や濃度により決まる屈折率を、受光素
子Ｃ（こ到達する光の位置変化１こより検出するように
したものか提案されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、気体の１！頼や濃尾に基つく屈折率の差
か極めで小さいため、検出ミスを起し易いという問題点
がある。
か極めで小さいため、検出ミスを起し易いという問題点
がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
その目的とするところは、光学系の画素化を維持しつつ
高い検出感度を備えた新規なガス検出器を提供すること
にある。
その目的とするところは、光学系の画素化を維持しつつ
高い検出感度を備えた新規なガス検出器を提供すること
にある。
（問題を解決するための手段）
このような問題を解決するために本発明ｌこおいては光
源からの平行光を、透明基体とガスとの境界層を通過さ
せるように（）て複数回屈折させた後、光点偏位検出手
段（こ入射させるようにした。
源からの平行光を、透明基体とガスとの境界層を通過さ
せるように（）て複数回屈折させた後、光点偏位検出手
段（こ入射させるようにした。
（作用）
同一の光線を多重回に亘って屈折させ、かつ光路を長く
しＣ光点の偏位を拡大し、屈折率の小ざなガスにあって
も正確に検出することかできる。
しＣ光点の偏位を拡大し、屈折率の小ざなガスにあって
も正確に検出することかできる。
（実施例）
そこで、以下に本発明の詳細を実施例に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示すものであって、図中符
号］は、第１のプリズムで、相対向する第１斜辺２と第
２斜辺３との頂角Ｏｌかほぼ２７．８度になるように形
成されで、第１斜辺２には一例部を部分的に残すように
して入射口４を形成し、残部に第２ノｊノズム５か突合
配設さｎている。５は、前述の第２プリズムで、直角２
等辺プリズムの１０部を底辺６に並行に切断して出射口
７か形成され、また相対向する辺には反射層８．９が形
成され、底辺６を第１プリズム１に突合せられでいる。
号］は、第１のプリズムで、相対向する第１斜辺２と第
２斜辺３との頂角Ｏｌかほぼ２７．８度になるように形
成されで、第１斜辺２には一例部を部分的に残すように
して入射口４を形成し、残部に第２ノｊノズム５か突合
配設さｎている。５は、前述の第２プリズムで、直角２
等辺プリズムの１０部を底辺６に並行に切断して出射口
７か形成され、また相対向する辺には反射層８．９が形
成され、底辺６を第１プリズム１に突合せられでいる。
１０は、第３プリズムで、直角２等辺プリズムの斜辺（
こ反射層１１．７２が形Ｉ′ｊｊ、され、底辺１３と第
１プリズム１の第２斜辺３との角度Ｃ３をは１ま４５度
に設定して空間を開けてガス流路を形成するように配置
されでいる。
こ反射層１１．７２が形Ｉ′ｊｊ、され、底辺１３と第
１プリズム１の第２斜辺３との角度Ｃ３をは１ま４５度
に設定して空間を開けてガス流路を形成するように配置
されでいる。
この実施例（こおいで、入射口４から並行光作成用レン
ズ５０、ス１ノット］５を介して光源１６からの平行光
を入Ｖｆさせると、第１ブ１ノズム１の頂角０．か２７
．８度に設定されでいるため、第２斜辺３に対して４５
°近傍の射出角０２で出射される。もとよりこの出射角
Ｃ２は、第２斜辺３表面側に存在するガスの種類、つま
り屈折率に依存することになる。この光は、第３ノリズ
ム１０には＋；２直角に入射して２つの反射■１１．１
２で反！）１′されて、ノ戊面１３かう直角に出射し、
第１プリズム］に入射する。第１７ワズム１に入射した
光線は、第２プリズム５の底辺から入射しＣ２つの反射
面８．９て反射されて再び第１ブ１ノズム１に入射する
。第１プリズム１から出射する際、カスとの境界を通過
して、ガスの屈折率に対応した屈折αを受ける。以下、
このようにして第２プリズム５及び第３プリズム］○で
複数回、この実施例では第２１「ノズム５で３回、第３
プリズム１０で４回反射され、第１プリズム１の第２斜
而３より合計４回出射する。このようにして４回の屈折
を重畳しで受けた光は、第２プリズム５の出射口７から
外部（こ出て、基準ガス、通常空気の光点位置（図中点
！Ｊりとの偏位ｄとしてフノトアレイや光（ユ位置検出
器（ＰＳＤ）等の受光素子］８により検出される。己の
検出信号は、外部機器５１に出力されて利用される。言
うまＣｔＪなく、この実施例（ごおいては４回の屈折を
受け、かつ光路長か長くなっているため、構出時点にお
ける光点の偏位は、下記の実施例のように約１０倍に拡
大されていること１ζなり、したがって濃度の低いガス
でも検出可能となる。
ズ５０、ス１ノット］５を介して光源１６からの平行光
を入Ｖｆさせると、第１ブ１ノズム１の頂角０．か２７
．８度に設定されでいるため、第２斜辺３に対して４５
°近傍の射出角０２で出射される。もとよりこの出射角
Ｃ２は、第２斜辺３表面側に存在するガスの種類、つま
り屈折率に依存することになる。この光は、第３ノリズ
ム１０には＋；２直角に入射して２つの反射■１１．１
２で反！）１′されて、ノ戊面１３かう直角に出射し、
第１プリズム］に入射する。第１７ワズム１に入射した
光線は、第２プリズム５の底辺から入射しＣ２つの反射
面８．９て反射されて再び第１ブ１ノズム１に入射する
。第１プリズム１から出射する際、カスとの境界を通過
して、ガスの屈折率に対応した屈折αを受ける。以下、
このようにして第２プリズム５及び第３プリズム］○で
複数回、この実施例では第２１「ノズム５で３回、第３
プリズム１０で４回反射され、第１プリズム１の第２斜
而３より合計４回出射する。このようにして４回の屈折
を重畳しで受けた光は、第２プリズム５の出射口７から
外部（こ出て、基準ガス、通常空気の光点位置（図中点
！Ｊりとの偏位ｄとしてフノトアレイや光（ユ位置検出
器（ＰＳＤ）等の受光素子］８により検出される。己の
検出信号は、外部機器５１に出力されて利用される。言
うまＣｔＪなく、この実施例（ごおいては４回の屈折を
受け、かつ光路長か長くなっているため、構出時点にお
ける光点の偏位は、下記の実施例のように約１０倍に拡
大されていること１ζなり、したがって濃度の低いガス
でも検出可能となる。
［実施例］
例えばガスとフ１ノズムとの屈折率差による出射角差８
＝０．０５度、また１回のループの光路長りを５０ミリ
メートルとする。
＝０．０５度、また１回のループの光路長りを５０ミリ
メートルとする。
１回のループによる光点の変位ΔＤとすると、Δ Ｄ＝
Ｌ −ｔａｎ Δ ｅ ＝ ０．０１３６（ミリ
メートル）しかならない。
Ｌ −ｔａｎ Δ ｅ ＝ ０．０１３６（ミリ
メートル）しかならない。
ところが、本願発明に８いては各ループにおいで
Δ Ｄ １ ； １ ・ ４ ｔ ａ ｎ Δ ｅ
＝０．＋７４５（ミリメートル）△ Ｄ ２ ＝Ｌ
・ ３ｔａｒｌ △ ０ ＝ ０．１３０９Ｃミリ
メートル）△Ｄ３ ＝Ｌ ・ ２ｔａｎ Δ Ｅｌ
＝ ０．０８３７（ミリメートル）△Ｄａ＝Ｌ
・ １ｔａｎ Δ ｆ３ ＝ ０．０４３６１：ミ
リメートル）なる変位を受けるから、検出器に入射する
光点の変位ΔＤは上記各変位の合計 △Ｄ＝△Ｄ、＋△Ｄ２＋ΔＤ３＋ΔＤ４＝０．０４３６
となり、１回のループに比較して１０倍となる。
＝０．＋７４５（ミリメートル）△ Ｄ ２ ＝Ｌ
・ ３ｔａｒｌ △ ０ ＝ ０．１３０９Ｃミリ
メートル）△Ｄ３ ＝Ｌ ・ ２ｔａｎ Δ Ｅｌ
＝ ０．０８３７（ミリメートル）△Ｄａ＝Ｌ
・ １ｔａｎ Δ ｆ３ ＝ ０．０４３６１：ミ
リメートル）なる変位を受けるから、検出器に入射する
光点の変位ΔＤは上記各変位の合計 △Ｄ＝△Ｄ、＋△Ｄ２＋ΔＤ３＋ΔＤ４＝０．０４３６
となり、１回のループに比較して１０倍となる。
このようなガス検出器は、給油ノズルの先端に取り付け
て、油種判定に使用することかできる。
て、油種判定に使用することかできる。
すなわち、燃料として軽油を使用しでいる自動車にあっ
ては、タンク内に燃料油である軽油の蒸気がほとんど存
在しないから、光点偏位はほとんど生じない。
ては、タンク内に燃料油である軽油の蒸気がほとんど存
在しないから、光点偏位はほとんど生じない。
一方、ガン１ノン車の場合には、ガソリンの沸点が低い
ために高い濃度のガンｌノン蒸気がタンク内に存在する
ことになる。このため、光点は、軽油タンクに挿入され
たときとは区別がつくほどに偏位を受けることになる。
ために高い濃度のガンｌノン蒸気がタンク内に存在する
ことになる。このため、光点は、軽油タンクに挿入され
たときとは区別がつくほどに偏位を受けることになる。
第２図は、本発明の第２実施例を示すもので、前述の実
施例における第３プリズム１０の底辺に、頂角ｅ＋を２
８属に設定し′ｒ：、第４プリズム２０を突き合わせた
もので、この実施例によれば、第４プリズム２０の露出
面においでもガスによる屈折の影響を受けることになる
から、第２、第３プリズム５．１０により反射させるへ
き回数を少なくすることができ、したがってプリズムの
サイズを小さくすることが可能となる。
施例における第３プリズム１０の底辺に、頂角ｅ＋を２
８属に設定し′ｒ：、第４プリズム２０を突き合わせた
もので、この実施例によれば、第４プリズム２０の露出
面においでもガスによる屈折の影響を受けることになる
から、第２、第３プリズム５．１０により反射させるへ
き回数を少なくすることができ、したがってプリズムの
サイズを小さくすることが可能となる。
第３図は本発明のＭ３３寅施を示すものであって、図中
符号３０は、ガラス板で、一方の面には両側部を残すよ
うにして反射面３１が形成され、他方の面にはガス流路
を形成する空間３３を設けて反射板３４が対向配設され
でいる。
符号３０は、ガラス板で、一方の面には両側部を残すよ
うにして反射面３１が形成され、他方の面にはガス流路
を形成する空間３３を設けて反射板３４が対向配設され
でいる。
この実施例においで、はぼ４５°の出射角で光が出射す
るようにガラス板３０に平行光を入射させると、光線は
ガラス板３０とガスとの境界においてガスの種類や濃度
に応じた屈折を受けてから反射板３４で反射され、ガラ
ス板３０に入射し、ガラス板３０の反射面３１で反射さ
れて前述と同様の過程を繰返し、ガスの：ｌＩ４度等に
依る屈折変位を受けて検出器３６に入射する。この実施
例（こよれば、装置をガラス板と反射板とで構成するこ
とかできで、コストの引下を図ることが可能となる。
るようにガラス板３０に平行光を入射させると、光線は
ガラス板３０とガスとの境界においてガスの種類や濃度
に応じた屈折を受けてから反射板３４で反射され、ガラ
ス板３０に入射し、ガラス板３０の反射面３１で反射さ
れて前述と同様の過程を繰返し、ガスの：ｌＩ４度等に
依る屈折変位を受けて検出器３６に入射する。この実施
例（こよれば、装置をガラス板と反射板とで構成するこ
とかできで、コストの引下を図ることが可能となる。
第４図は本発明の第４寅施例を示すものであって、２枚
のガラス板４０．４１を並行に配設するとともに、一方
のガラス板４１に反射面４２を形成したもので、この実
施例によれば、２枚のガラス板４０．４１の表面でそれ
ぞれガスによる屈折を受けることになり、装置全体の薄
型化を図ることができる。
のガラス板４０．４１を並行に配設するとともに、一方
のガラス板４１に反射面４２を形成したもので、この実
施例によれば、２枚のガラス板４０．４１の表面でそれ
ぞれガスによる屈折を受けることになり、装置全体の薄
型化を図ることができる。
（発明の効果）
以上、説明したように本発明（こよれば、光源からの平
行光を、透明基体とガスとの境界層を通過させるように
して複数回屈折させた後、光線偏位検出手段に入射させ
るようにしたので、光源からの平行光を、透明基体とガ
スとの境界層を通過させるようにして複数回屈折させた
後、光点偏位検出手段に入射させたので、同一の光線を
多重回に亘ってガス（こより屈折させ、かつ光路長を長
くすることかできて、屈折率の差の小ざなガスであって
も正確に検出することができる。
行光を、透明基体とガスとの境界層を通過させるように
して複数回屈折させた後、光線偏位検出手段に入射させ
るようにしたので、光源からの平行光を、透明基体とガ
スとの境界層を通過させるようにして複数回屈折させた
後、光点偏位検出手段に入射させたので、同一の光線を
多重回に亘ってガス（こより屈折させ、かつ光路長を長
くすることかできて、屈折率の差の小ざなガスであって
も正確に検出することができる。
第１図乃至第４図は、それぞれ本発明の実施例を示す構
成図、及び第５図は従来の光学式ガス検出器の一例を示
す構成図である。 １・・・・プリズム ４・・・・入射口５・・
・・プリズム ８．９・・・・反射面１０・・
・・プリズム １］、１２・・・・反射面１５・
・・・スリット １６・・・・光源１８・・・・
光点位置検出器
成図、及び第５図は従来の光学式ガス検出器の一例を示
す構成図である。 １・・・・プリズム ４・・・・入射口５・・
・・プリズム ８．９・・・・反射面１０・・
・・プリズム １］、１２・・・・反射面１５・
・・・スリット １６・・・・光源１８・・・・
光点位置検出器
Claims (1)
- 光源からの平行光を、透明基体とガスとの境界層を通過
させるようにして複数回屈折させた後、光点偏位検出手
段に入射させてなるガス検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1205404A JP2875291B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | ガス検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1205404A JP2875291B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | ガス検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368844A true JPH0368844A (ja) | 1991-03-25 |
| JP2875291B2 JP2875291B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=16506278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1205404A Expired - Fee Related JP2875291B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | ガス検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2875291B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006238935A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 家具 |
| US7405827B2 (en) * | 2004-09-14 | 2008-07-29 | Vaisala Oyj | Gas content measuring apparatus and method |
| EP3673255A4 (en) * | 2017-08-21 | 2021-05-26 | Tokyo Electron Limited | OPTICAL SENSOR FOR PHASE DETERMINATION |
-
1989
- 1989-08-07 JP JP1205404A patent/JP2875291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7405827B2 (en) * | 2004-09-14 | 2008-07-29 | Vaisala Oyj | Gas content measuring apparatus and method |
| JP2006238935A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 家具 |
| EP3673255A4 (en) * | 2017-08-21 | 2021-05-26 | Tokyo Electron Limited | OPTICAL SENSOR FOR PHASE DETERMINATION |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2875291B2 (ja) | 1999-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |