JPH0666720A - ガス検出装置 - Google Patents

ガス検出装置

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Publication number
JPH0666720A
JPH0666720A JP21780492A JP21780492A JPH0666720A JP H0666720 A JPH0666720 A JP H0666720A JP 21780492 A JP21780492 A JP 21780492A JP 21780492 A JP21780492 A JP 21780492A JP H0666720 A JPH0666720 A JP H0666720A
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JP
Japan
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gas
detection
laser
intensity
detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP21780492A
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English (en)
Inventor
Takahide Hirai
敬秀 平井
Toshiro Nakajima
利郎 中島
Mitsuhito Kamei
光仁 亀井
Teruo Usami
照夫 宇佐美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0666720A publication Critical patent/JPH0666720A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 1台のガス検出装置でガスの検出、およびガ
スの発生位置を特定することが可能なガス検出装置を得
る。 【構成】 半導体レーザ1からのレーザビームをビーム
スプリッタ7a、7bにより2本のビームに分離して各
ビームを構造体表面11へ投光し、各ビームによって発
生する散乱光を受光する受光系12a、12bを各ビー
ムに対して独立に設けるとともに、2組の投受光系を両
者の位置関係を保った状態で回転する手段20を設け、
各ビームについて、ガスの検出したときの回転角を記録
し、ガスの発生位置を演算により求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ガスによる赤外線の
吸光現象を利用してガスを検知し、さらにガスの発生位
置を特定するガス検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガスはそれぞれ固有の赤外線吸収スペク
トルを持っていることから、ガスを透過する前後の赤外
線スペクトルを比較することにより特定のガスを検出で
きる。図3は、例えば特願平2ー262570号明細書
に示された従来のガス検出装置を示す構成図である。図
において、1は半導体レーザ(以下、LDと記す)、2
はLDの駆動回路、3は出射ビームを平行ビームに変換
するビームコリメート系、4はエタロン、5はエタロン
4に取り付けられた回転機構、6は回転機構5を駆動制
御するコントローラ、7はLDビームを分離するビーム
スプリッタ、8はLDビームを外部へ投光するための光
路偏向用の鏡、9はビームスプリッタ7を透過した光を
受光する検出器、10は検出器9からの出力を増幅する
アンプ、11は検査空間内にある構造体などの表面、1
2は構造体表面11からの散乱光を集光する集光鏡、1
3は集光した散乱光を受光する検出器、14は検出器1
3からの出力を増幅するアンプ、15はアンプ14から
の出力の比を取る割算器、16はメモリ、17はガスの
有無を判断する判定回路である。
【0003】LD1の出力光はLD駆動回路2によって
発振スペクトルの一つをガスの吸光波長に同調され、ビ
ームコリメート系3により平行ビームに変換された後、
エタロン4に入射させられる。エタロン4はビームの入
射角によって透過波長が変化する狭帯域のフィルタであ
るので、回転機構5、コントローラ6によって回転させ
ることによりガスの吸収波長とガスを吸光しない波長と
を選択可能である。エタロン4を透過した光は、一部は
ビームスプリッタ7を透過し、モニタ強度として検出器
9で光電変換され、アンプ10によって増幅される。一
方、ビームスプリッタ7で反射した光は鏡8により光路
を偏向させられ、検出空間へ投光される。投光された光
は検出空間内にある構造体表面11で散乱する。発生し
た散乱光は集光鏡12によって検出器13に集められ、
光電変換された後、アンプ14によって増幅される。検
出器13によって得られた受光強度信号と、検出器9に
よって検出されたモニタ強度信号はともに割算器15へ
入力され、強度比(受光強度/モニタ強度)が演算さ
れ、メモリ16に入力される。メモリ16では、コント
ローラ6より出力される透過波長選択信号をもとに、ガ
スを吸収する波長での強度比とガスを吸収しない波長で
の強度比が所定のメモリに格納される。判定回路17で
はガスを吸収する場合とガスを吸収しない場合の強度比
を比較することによりガスの有無を判定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のガ
ス検出装置では、レーザの軸上のみがガスの検出範囲と
なる。このため、検知範囲を2次元に拡張するために
は、図4に示すように、ガス検出装置26を回転させて
レーザビーム25を走査し、発生したガス27を検出す
る必要があった。しかし、この場合はガスの発生した方
向は特定できるが、発生した地点までの距離は特定でき
ない。上記のような従来のガス検出装置を用いてガスの
発生位置の特定をする場合は、図5に示すように、2台
のガス検出装置26a、26bをそれぞれ回転させて、
発生したガス27を2本のレーザビーム25a、25b
によって検出し、その結果を比較してガスの発生位置の
特定をおこなう必要があった。
【0005】この発明は、このような問題点を解消する
ためになされたものであり、1台のガス検出装置でガス
の発生位置を特定することが可能なガス検出装置を得る
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係るガス検出
装置は、LDビームを2本のビームに分離して各ビーム
を外部へ投光し、各ビームによって発生する散乱光を受
光する受光系を各ビームに対して独立に設けるととも
に、2組の投受光系を両者の位置関係を保った状態で回
転する手段を設け、各ビームについて、ガスの検出した
ときの回転角を記録し、ガスの発生位置を演算により求
めるものである。
【0007】また、上記構成において、ビームスプリッ
タにより分離された2本のレーザビームをそれぞれ異な
る周波数で強度変調する変調器を設け、検出手段の検出
結果から上記変調器の駆動信号に同期した信号をそれぞ
れ選択してガスの発生を検出するようにするとよい。
【0008】
【作用】上記のように構成されたガス検出装置では、投
受光系を回転するとそれに伴って2本のビームの光路が
回転する。このため、検出領域のある地点でガスが発生
すると、そのガスを検出する方向が各ビームにおいて異
なる。ここで、各ビームにおけるガスの検出角度が定ま
るとガスの発生位置が一義的に定まることから、各ビー
ムにおける検出角度を測定することにより、ガスの発生
位置を特定することが可能となる。
【0009】また、変調器により2本のレーザビームを
それぞれ異なる周波数で強度変調して投光すれば、検出
手段において2つのレーザビームを分離でき信頼性が増
す。
【0010】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の一実施例を示す構成図であ
り、1〜6、9〜11は上記従来装置のものと同一であ
り、7a、7b、8a、8b、12a、12b、13
a、13bは上記従来装置7、8、12、13と同一の
ものを2組ずつ設けたものである。18a、18bはチ
ョッパ等の光強度変調器、19a、19bはそれぞれ光
強度変調器18a、18bの駆動信号に同期した信号の
みを選択し増幅するアンプ、20は送受光系1〜5、7
a〜9、12a〜13b、18a、18bを回転させる
回転台、21は回転台20を制御する回転台制御器、2
2はアンプ19aとアンプ10、アンプ19bとアンプ
10の出力信号のそれぞれ比を取る割算器、23はガス
検出装置の回転角に対する割算器出力の変化を記憶する
機能を持つメモリ、24は測定結果からガスの発生を検
出し、その位置を特定するための位置検出回路である。
【0011】図2は位置検出回路24の検出アルゴリズ
ムを示す説明図である。Pはガス発生点であり、11は
検出空間をとりまく壁などの構造体である。20は上記
回転台であり、Oはその回転軸の中心である。A、Bは
ガス検出用の2本のビームの出射点であり、25a、2
5bはそれぞれ出射点A、Bから出射されて構造体11
で散乱し検出器に戻る2本のビームである。
【0012】前記のように構成されたガス検出装置にお
いては、1本のビームによるガス検出の方法は従来装置
と同一である。ビームスプリッタ7a、7bを透過した
ビームは、モニタ強度として検出器9で光電変換され、
アンプ10により増幅される。一方、ビームスプリッタ
7a、7bで反射したビームはそれぞれ変調器18a、
18bにより互いに異なる周波数で強度変調され、鏡8
a、8bにより光路を偏向させられ、検出空間へ投光さ
れる。投光された光は検出空間内にある構造体表面11
で散乱する。発生した散乱光は集光鏡12a、12bに
よって検出器13a、13bに集められ、光電変換され
た後、アンプ19aでは光強度変調器18aの駆動信号
に同期した信号のみ、アンプ19bでは光強度変調器1
8bの駆動信号に同期した信号のみが選択され増幅され
る。アンプ19a、19bで増幅された受光強度信号
は、検出器9によって検出されたモニタ強度信号ととも
に割算器22へ入力され、それぞれ強度比(受光強度/
モニタ強度)が演算される。演算された上記強度比は、
回転台制御器21からのガス検出装置の回転角情報とと
もにメモリ23に入力される。さらに、回転台20によ
り、送受光系1〜5、7a〜9、12a〜13b、18
a、18bを回転させながら、回転角度に対する上記強
度比の変化をメモリ23に蓄え、位置検出回路24によ
り、メモリ23に蓄えられたデータをもとに、ガスの発
生を検出し発生位置の特定をおこなう。
【0013】位置検出回路24の検出アルゴリズムを図
2を参照しながら説明する。基準とする回転台20の回
転角における出射点A、Bの位置をそれぞれ点A0、B0
とする。回転台20を回転させるとビーム25a、ビー
ム25bの光路は点Oを中心として回転する。このと
き、ビーム25aの受光強度はガス発生点Pを通る場合
に最も小さくなる。そのときのビーム25aの出射点A
の位置を点A1 とする。同様にビーム25bの受光強度
が最も小さくなるときのビーム25bの出射点Bの位置
をを点B2とする。すると線分A1O、線分B2O、∠A0
OB0、∠PA1O、∠PB2Oはあらかじめわかってお
り、∠A0OA1、∠B0OB2 は測定により求めること
ができるので、ガス発生点Pの方位角∠A0OP、ガス
発生点P までの距離OPを計算により求めることが可
能である。
【0014】なお、図2において、∠PA1O=∠PB2
O=90゜、∠A0OB0=180゜、線分A0O=線分
0Oとなるように検出器の方向、及び2つの検出器の
位置関係を設定すれば、計算が容易となる。
【0015】実施例2.また、上記実施例では変調器1
8a、18bを設けて、検出手段において2つのレーザ
ビームを区別できるようにしたが、集光鏡12a、12
bが壁との距離に対し十分離れており、2本のレーザビ
ームが分離できればなくてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、LD
ビームを2本のビームに分離して外部へ投光し、それぞ
れのビームの散乱光を独立して受光するとともに、投光
受光系を回転させ、各ビームについて、ガスの検出した
ときの回転角を記録し、ガスの発生位置を演算により求
めるようにしたので、1台のガス検出器でガスの検出と
位置の特定が可能となる。
【0017】また、上記構成において、ビームスプリッ
タにより分離された2本のレーザビームをそれぞれ異な
る周波数で強度変調する変調器を設け、検出手段の検出
結果から上記変調器の駆動信号に同期した信号をそれぞ
れ選択してガスの発生を検出するようにすれば、検出手
段において2つのレーザビームを分離でき信頼性が増
す。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】この発明の実施例1に係わる位置検出回路の検
出アルゴリズムを示す説明図である。
【図3】従来のガス検出装置を示す構成図である。
【図4】従来のガス検出器の問題点を説明する説明図で
ある。
【図5】従来のガス検出器の問題点を説明する説明図で
ある。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 7a ビームスプリッタ 7b ビームスプリッタ 8a 鏡 8b 鏡 9 検出器 11 構造体表面 12a 集光鏡 12b 集光鏡 13a 検出器 13b 検出器 18a 光強度変調器 18b 光強度変調器 19a アンプ 19b アンプ 20 回転台 21 回転台制御器 22 割算器 23 メモリ 24 位置検出回路 25a レーザビーム 25b レーザビーム 26 ガス検出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇佐美 照夫 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社産業システム研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特定ガスの吸光波長に波長を合わせた半
    導体レーザ、上記半導体レーザのビームを少なくとも2
    本に分離するビームスプリッタ、2本のレーザビームを
    それぞれ独立した空間に投光する2つの投光手段、上記
    各レーザービームによって構造体表面で発生した散乱光
    をそれぞれ検出する2つの検出手段、少なくとも上記投
    光手段、および上記検出手段を回転させる回転手段、上
    記各レーザビームについて、ガスを検出した時点の回転
    角を記録する記録手段、並びに検出結果からガスの発生
    を検出するとともに、上記回転角から演算によりガスの
    発生位置を求める演算手段を備えたガス検出装置。
  2. 【請求項2】 ビームスプリッタにより分離された2本
    のレーザビームを変調器によりそれぞれ異なる周波数で
    強度変調して投光し、検出手段の検出結果から上記変調
    器の駆動信号に同期した信号をそれぞれ選択してガスの
    発生を検出するようにした請求項1記載のガス検出装
    置。
JP21780492A 1992-08-17 1992-08-17 ガス検出装置 Pending JPH0666720A (ja)

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JP21780492A JPH0666720A (ja) 1992-08-17 1992-08-17 ガス検出装置

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JP21780492A JPH0666720A (ja) 1992-08-17 1992-08-17 ガス検出装置

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JPH0666720A true JPH0666720A (ja) 1994-03-11

Family

ID=16710001

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JP21780492A Pending JPH0666720A (ja) 1992-08-17 1992-08-17 ガス検出装置

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JP (1) JPH0666720A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015139559A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 セイコーエプソン株式会社 光源装置及び観察装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015139559A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 セイコーエプソン株式会社 光源装置及び観察装置

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