JPH08184553A - 光学ベースの化学検出システム - Google Patents
光学ベースの化学検出システムInfo
- Publication number
- JPH08184553A JPH08184553A JP7258032A JP25803295A JPH08184553A JP H08184553 A JPH08184553 A JP H08184553A JP 7258032 A JP7258032 A JP 7258032A JP 25803295 A JP25803295 A JP 25803295A JP H08184553 A JPH08184553 A JP H08184553A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiation
- sensor system
- wavelength
- chemical species
- sampling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract 7
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 54
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 53
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 23
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 22
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 9
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 37S HC Chemical class 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005680 Thomson effect Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0011—Sample conditioning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0031—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/0037—NOx
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/004—CO or CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、流体中の化学種を現場において感
知することのできる小型で頑丈な多重スペクトルセンサ
システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 流体を採取し、光入出力ポート18, 20を
有するサンプリング手段12と、その光入力ポートに結合
されて予め定められた化学種の１つにより吸収される波
長の電磁放射を生成する光源と、複数の放射検出器から
構成されるモノリシックセンサ構造とを備えており、各
放射検出器26はそれぞれサンプリング手段12の光出力ポ
ート20に入力が結合され、流体のサンプルされた部分を
通って伝送される波長帯域内の電磁放射量を決定するた
めに化学種により吸収される波長を含んだ波長帯域に応
答することを特徴とする。放射検出器の出力は信号プロ
セッサ32によりさらに処理される。放射検出器26には入
力フィルタ24が設けられ、また放射検出器26は増幅器28
等と共に基体に集積されている。
知することのできる小型で頑丈な多重スペクトルセンサ
システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 流体を採取し、光入出力ポート18, 20を
有するサンプリング手段12と、その光入力ポートに結合
されて予め定められた化学種の１つにより吸収される波
長の電磁放射を生成する光源と、複数の放射検出器から
構成されるモノリシックセンサ構造とを備えており、各
放射検出器26はそれぞれサンプリング手段12の光出力ポ
ート20に入力が結合され、流体のサンプルされた部分を
通って伝送される波長帯域内の電磁放射量を決定するた
めに化学種により吸収される波長を含んだ波長帯域に応
答することを特徴とする。放射検出器の出力は信号プロ
セッサ32によりさらに処理される。放射検出器26には入
力フィルタ24が設けられ、また放射検出器26は増幅器28
等と共に基体に集積されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主要または微量化合
物の検出と、温度または化学腐食状態で適用可能なガス
または液体形態の化学検出用センサに関する。
物の検出と、温度または化学腐食状態で適用可能なガス
または液体形態の化学検出用センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】本来のスペクトルグラフまたはスペクト
ロスコープシステムによるガスまたは液体化学流構造の
正確な測定はいくつかの問題を提起する。例えば、使用
されるスペクトルグラフシステムが車内に搭載される場
合、スペクトルグラフシステムは頑丈であり、広範囲の
温度の変動を受けさらに周期的に非常に大きい振動を受
ける厳しい状況で動作する能力がなければならない。ま
た好ましくは、スペクトルグラフシステムは正確で反復
的な結果を与えながら小型で廉価であるべきであり、含
まれている可動部品が最少数であり、高速で実時間方法
で動作し、設置と維持と動作が簡単でなければならな
い。
ロスコープシステムによるガスまたは液体化学流構造の
正確な測定はいくつかの問題を提起する。例えば、使用
されるスペクトルグラフシステムが車内に搭載される場
合、スペクトルグラフシステムは頑丈であり、広範囲の
温度の変動を受けさらに周期的に非常に大きい振動を受
ける厳しい状況で動作する能力がなければならない。ま
た好ましくは、スペクトルグラフシステムは正確で反復
的な結果を与えながら小型で廉価であるべきであり、含
まれている可動部品が最少数であり、高速で実時間方法
で動作し、設置と維持と動作が簡単でなければならな
い。
【０００３】ガスまたは液体流の組成を測定するための
これらの通常の方法は通常フーリエ変換赤外線（ＦＴＩ
Ｒ）スペクトロスコープ、非分散赤外線（ＮＤＩＲ）ス
ペクトロスコープ、ダイオードアレイまたは走査分散ス
ペクトロスコープ（ＳＤＳ）として分類されることがで
きる。
これらの通常の方法は通常フーリエ変換赤外線（ＦＴＩ
Ｒ）スペクトロスコープ、非分散赤外線（ＮＤＩＲ）ス
ペクトロスコープ、ダイオードアレイまたは走査分散ス
ペクトロスコープ（ＳＤＳ）として分類されることがで
きる。
【０００４】ＦＴＩＲシステムは種々のガスまたは液体
の量を定めることができる一般目的のシステムである。
しかしながら、ＦＴＩＲシステムは典型的にサンプル流
内の分子種の濃度に関する実時間（即ち１秒以内）の情
報を与える能力をもたない可動光学部品を含んでいる。
これは第１に干渉写真を得るのに要する時間と干渉写真
を分子種濃度に変換するのに要する時間のためである。
通常、ＦＴＩＲシステムはかさばり、高価で温度に対し
て敏感であり、実際の状態では最適条件とは言えない状
況で本来のガスまたは液体の分析装置として使用され
る。
の量を定めることができる一般目的のシステムである。
しかしながら、ＦＴＩＲシステムは典型的にサンプル流
内の分子種の濃度に関する実時間（即ち１秒以内）の情
報を与える能力をもたない可動光学部品を含んでいる。
これは第１に干渉写真を得るのに要する時間と干渉写真
を分子種濃度に変換するのに要する時間のためである。
通常、ＦＴＩＲシステムはかさばり、高価で温度に対し
て敏感であり、実際の状態では最適条件とは言えない状
況で本来のガスまたは液体の分析装置として使用され
る。
【０００５】ＮＤＩＲ測定システムは２つの異なった光
路に沿った放射線の吸収を比較することにより静止自動
車からの排気ガスのサンプリングに使用されている。第
１の基準通路は例えば空気を含んでおり、第２のサンプ
ル通路は測定を目的とするＣＯまたはＣＯ2 等の特定の
ガスを含んだガスセルを具備している。代りの方法はガ
スセルの代りにフィルタを利用してもよい。どちらの方
法でも通常のＮＤＩＲシステムは少なくとも２つの別々
の光路を与える必要があるためにかさばり、高価であ
り、温度に対して敏感であり、実際の状態では最適条件
とは言えない状況でガスまたは液体の分析装置として使
用される。
路に沿った放射線の吸収を比較することにより静止自動
車からの排気ガスのサンプリングに使用されている。第
１の基準通路は例えば空気を含んでおり、第２のサンプ
ル通路は測定を目的とするＣＯまたはＣＯ2 等の特定の
ガスを含んだガスセルを具備している。代りの方法はガ
スセルの代りにフィルタを利用してもよい。どちらの方
法でも通常のＮＤＩＲシステムは少なくとも２つの別々
の光路を与える必要があるためにかさばり、高価であ
り、温度に対して敏感であり、実際の状態では最適条件
とは言えない状況でガスまたは液体の分析装置として使
用される。
【０００６】ＳＤＳシステムは分散スペクトルの測定お
よびその後の走査のための機構と共に格子等の光学素子
を利用する。通常のシステムは並列−直列多重化によっ
て使用されるフォトダイオードアレイまたは機械的に変
換された光電子増倍管を含んでいることが知られてい
る。通常、ＳＤＳシステムは振動に敏感であり、集積お
よび読取り素子とスペクトルを分散する光学素子との正
確な整列を必要とする。
よびその後の走査のための機構と共に格子等の光学素子
を利用する。通常のシステムは並列−直列多重化によっ
て使用されるフォトダイオードアレイまたは機械的に変
換された光電子増倍管を含んでいることが知られてい
る。通常、ＳＤＳシステムは振動に敏感であり、集積お
よび読取り素子とスペクトルを分散する光学素子との正
確な整列を必要とする。
【０００７】“Optical Sensing Apparatus For Remote
ly Measuring Exhaust Gas Composition of Moving Mot
or Vehicles ”の名称の1993年10月９日出願の米国特許
第08/119,788号明細書には、移動または静止自動車の排
気ガス中の幾つかの汚染物質の相対濃度を測定するＩＲ
ベースシステムが開示されている。このシステムは一酸
化炭素、二酸化炭素、炭化水素を含む排気ガスの組成成
分のスペクトル吸収ピークに対応して異なった波長に感
度がある複数の近接して隔てられた光検出器を使用して
いる。このシステムは通常、道路際で使用することを目
的とされ、自動車に搭載される部品としては使用されな
い。
ly Measuring Exhaust Gas Composition of Moving Mot
or Vehicles ”の名称の1993年10月９日出願の米国特許
第08/119,788号明細書には、移動または静止自動車の排
気ガス中の幾つかの汚染物質の相対濃度を測定するＩＲ
ベースシステムが開示されている。このシステムは一酸
化炭素、二酸化炭素、炭化水素を含む排気ガスの組成成
分のスペクトル吸収ピークに対応して異なった波長に感
度がある複数の近接して隔てられた光検出器を使用して
いる。このシステムは通常、道路際で使用することを目
的とされ、自動車に搭載される部品としては使用されな
い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、ガスまたは液体流の分子種の相対的濃度を決定する
現場で使用できるスペクトル分析装置を提供することで
あり、スペクトル分析装置は頑丈で廉価で物理的体積が
小さい。
は、ガスまたは液体流の分子種の相対的濃度を決定する
現場で使用できるスペクトル分析装置を提供することで
あり、スペクトル分析装置は頑丈で廉価で物理的体積が
小さい。
【０００９】本発明の別の目的は、ガスまたは液体流中
の分子種の相対的濃度を決定するモノリシックスペクト
ロスコープシステムを提供することであり、モノリシッ
ク構造は通常の光学ベースの化学種測定システムで固有
の温度変化、振動、整列の正確性に対する感度を克服ま
たは軽減する。
の分子種の相対的濃度を決定するモノリシックスペクト
ロスコープシステムを提供することであり、モノリシッ
ク構造は通常の光学ベースの化学種測定システムで固有
の温度変化、振動、整列の正確性に対する感度を克服ま
たは軽減する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述および他の問題は克
服され、本発明の目的はガスまたは液体流の構造／汚染
物質濃度を採取してその量を定める頑丈で光学ベースの
センサシステムにより達成される。本発明の１実施例で
は、センサシステムは内燃機関エンジンを有する自動車
に搭載された放出ガス分析装置として使用され、（ｉ）
電磁放射源と、（ii）問題の放出ガスを集収し、厳しい
環境（即ち、腐食環境、高密度の微粒子、極度の振動
等）に耐える能力があり、センササンプリングセルと放
射線源との間に“明瞭な”光路を維持するサンプリング
セルとを含んでいる。本発明のセンサシステムはさらに
（iii ）問題の１以上の化学種により吸収または放射さ
れた電磁放射を選択的に検出するモノリシック構造の固
体センサを含んでおり、これは放射線源により与えられ
る照射レベルの時間的および空間的変化を補償し、測定
濃度に関連するアナログまたはデジタルフォーマットの
いずれか一方で電気信号出力を提供する。
服され、本発明の目的はガスまたは液体流の構造／汚染
物質濃度を採取してその量を定める頑丈で光学ベースの
センサシステムにより達成される。本発明の１実施例で
は、センサシステムは内燃機関エンジンを有する自動車
に搭載された放出ガス分析装置として使用され、（ｉ）
電磁放射源と、（ii）問題の放出ガスを集収し、厳しい
環境（即ち、腐食環境、高密度の微粒子、極度の振動
等）に耐える能力があり、センササンプリングセルと放
射線源との間に“明瞭な”光路を維持するサンプリング
セルとを含んでいる。本発明のセンサシステムはさらに
（iii ）問題の１以上の化学種により吸収または放射さ
れた電磁放射を選択的に検出するモノリシック構造の固
体センサを含んでおり、これは放射線源により与えられ
る照射レベルの時間的および空間的変化を補償し、測定
濃度に関連するアナログまたはデジタルフォーマットの
いずれか一方で電気信号出力を提供する。
【００１１】センサは複数の高感度の電磁放射線検出器
（例えば０．１マイクロメートル乃至１０００マイクロ
メートルのスペクトル範囲に応答する検出器）と、付着
された誘電性の多重層の薄膜を利用するスペクトルフィ
ルタと、多重層の薄膜を利用する波長選択的“暗色の”
吸収層と、増幅、多重化、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）
変換、信号処理、入力／出力（Ｉ／Ｏ）を含む種々の機
能を行う低雑音電子装置とを組合わせて具備している。
（例えば０．１マイクロメートル乃至１０００マイクロ
メートルのスペクトル範囲に応答する検出器）と、付着
された誘電性の多重層の薄膜を利用するスペクトルフィ
ルタと、多重層の薄膜を利用する波長選択的“暗色の”
吸収層と、増幅、多重化、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）
変換、信号処理、入力／出力（Ｉ／Ｏ）を含む種々の機
能を行う低雑音電子装置とを組合わせて具備している。
【００１２】センサシステムは放射源と、サンプリング
セルと、高温と腐食環境に耐えるように選択されたセン
サとの間に光学インターフェイスを有する。この光学イ
ンターフェイスは自由空間光学系、光ファイバのどちら
か一方、または自由空間光学系と光ファイバとを組合わ
せて利用する。
セルと、高温と腐食環境に耐えるように選択されたセン
サとの間に光学インターフェイスを有する。この光学イ
ンターフェイスは自由空間光学系、光ファイバのどちら
か一方、または自由空間光学系と光ファイバとを組合わ
せて利用する。
【００１３】本発明のセンサシステムの特徴は頑丈で、
モジュール式で製造可能な設計を与えるモノリシック構
造である。これは種々のガスまたは液体混合物中の汚染
物質組成またはその濃度の廉価な監視装置としてセンサ
システムを使用するのに適している。
モジュール式で製造可能な設計を与えるモノリシック構
造である。これは種々のガスまたは液体混合物中の汚染
物質組成またはその濃度の廉価な監視装置としてセンサ
システムを使用するのに適している。
【００１４】本発明のセンサシステムは広い温度にわた
って動作し、腐食ガスの存在に対して耐久性があり、廉
価で、自動車用（例えば搭載された放出ガス監視装置
用）、環境用（例えば、空気または水質監視）、産業用
（例えば煙突、フェンスラインまたは処理制御監視）を
含む広範囲の応用における使用に適応性があるがそれら
に限定されない。
って動作し、腐食ガスの存在に対して耐久性があり、廉
価で、自動車用（例えば搭載された放出ガス監視装置
用）、環境用（例えば、空気または水質監視）、産業用
（例えば煙突、フェンスラインまたは処理制御監視）を
含む広範囲の応用における使用に適応性があるがそれら
に限定されない。
【００１５】本発明のセンサシステムは前述のＮＤＩＲ
測定システムとやや類似した物理的原理を使用するが、
有効にこれらの機能をモノリシック方法で全体的に実行
し、従って均一な動作温度と、小さな寸法と、多数の化
学種の測定を行う能力と、特定の応用に対する潜在性と
廉価の製造を確実にする。
測定システムとやや類似した物理的原理を使用するが、
有効にこれらの機能をモノリシック方法で全体的に実行
し、従って均一な動作温度と、小さな寸法と、多数の化
学種の測定を行う能力と、特定の応用に対する潜在性と
廉価の製造を確実にする。
【００１６】本発明の方法の応用は、現場における処理
制御、処理における根跡的な微量の化合物検出、有毒廃
棄区域の査定、大気または地上監視、産業排気ガス監視
即ち現場における煙突監視、内燃エンジン排気センサ、
閉ループ空調用の湿気センサ、ハイブリッド自動車燃料
再生装置および排気監視、電気自動車によるバッテリー
からの有毒ガス放出監視を含むが、これらに限定されな
い。
制御、処理における根跡的な微量の化合物検出、有毒廃
棄区域の査定、大気または地上監視、産業排気ガス監視
即ち現場における煙突監視、内燃エンジン排気センサ、
閉ループ空調用の湿気センサ、ハイブリッド自動車燃料
再生装置および排気監視、電気自動車によるバッテリー
からの有毒ガス放出監視を含むが、これらに限定されな
い。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は自動車放出ガス監視用に使
用されるときの本発明のスペクトルグラフセンサシステ
ムの１実施例の概略図である。この実施例では、センサ
システム10は自動車１により運搬され、実時間で排気汚
染物質の量的測定を行う。サンプリングセル12は自動車
の触媒コンバータ２と排気管３との間の中間温度位置に
位置されている。ＩＲ透過容器を有するハロゲンランプ
等の広帯域幅の光源14は、検出と計量を所望する化学種
によって吸収される波長帯域内で放射を生成するために
使用される。放射は（図４のように）自由空間を経て、
または図１の実施例では光ファイバ16を経てサンプリン
グセル12の光入力ポート18に結合される。入力ポート18
は適切な集束光学系を含んでいてもよい。排気管３から
得られる排気ガスのサンプルを通過した後、放射線は出
力ポート20でサンプリングセル12から抽出される。抽出
された放射線は高温光ファイバ22またはファイバ束に導
かれ、帯域通過フィルタ24と高感度検出器26から構成さ
れているモノリシックセンサ構造に送られる。基準（Ｒ
ＥＦ）チャンネルを除く各検出器／フィルタ対は、検出
が所望される１つの化学種のスペクトル吸収特性に対応
する予め定められた波長範囲に応答する。各検出器／フ
ィルタ対は検出器に入射する放射線を、排気ガス流中の
関連する化学種（即ち主成分または汚染物質）の量に関
連する大きさの電圧に変換する。各検出器26からの電圧
は増幅器28、Ａ／Ｄ変換器29、マルチプレクサ30、およ
び信号プロセッサ32に供給され、この信号プロセッサ32
で信号は汚染物質即ち、揮発性炭化水素（ＨＣ）、一酸
化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）の濃度に変換さ
れる。ＮＯまたはＮＯ2 等の他の汚染物質は付加的なフ
ィルタ24と検出器26の対の使用により測定されることが
できる。信号プロセッサ32の出力は自動車１の通常の電
子処理装置（ＥＣＵ）に供給される。ＥＣＵは図１では
示されておらず、この動作方法は本発明の一部ではな
い。
用されるときの本発明のスペクトルグラフセンサシステ
ムの１実施例の概略図である。この実施例では、センサ
システム10は自動車１により運搬され、実時間で排気汚
染物質の量的測定を行う。サンプリングセル12は自動車
の触媒コンバータ２と排気管３との間の中間温度位置に
位置されている。ＩＲ透過容器を有するハロゲンランプ
等の広帯域幅の光源14は、検出と計量を所望する化学種
によって吸収される波長帯域内で放射を生成するために
使用される。放射は（図４のように）自由空間を経て、
または図１の実施例では光ファイバ16を経てサンプリン
グセル12の光入力ポート18に結合される。入力ポート18
は適切な集束光学系を含んでいてもよい。排気管３から
得られる排気ガスのサンプルを通過した後、放射線は出
力ポート20でサンプリングセル12から抽出される。抽出
された放射線は高温光ファイバ22またはファイバ束に導
かれ、帯域通過フィルタ24と高感度検出器26から構成さ
れているモノリシックセンサ構造に送られる。基準（Ｒ
ＥＦ）チャンネルを除く各検出器／フィルタ対は、検出
が所望される１つの化学種のスペクトル吸収特性に対応
する予め定められた波長範囲に応答する。各検出器／フ
ィルタ対は検出器に入射する放射線を、排気ガス流中の
関連する化学種（即ち主成分または汚染物質）の量に関
連する大きさの電圧に変換する。各検出器26からの電圧
は増幅器28、Ａ／Ｄ変換器29、マルチプレクサ30、およ
び信号プロセッサ32に供給され、この信号プロセッサ32
で信号は汚染物質即ち、揮発性炭化水素（ＨＣ）、一酸
化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）の濃度に変換さ
れる。ＮＯまたはＮＯ2 等の他の汚染物質は付加的なフ
ィルタ24と検出器26の対の使用により測定されることが
できる。信号プロセッサ32の出力は自動車１の通常の電
子処理装置（ＥＣＵ）に供給される。ＥＣＵは図１では
示されておらず、この動作方法は本発明の一部ではな
い。
【００１８】図２は帯域通過フィルタ24と、関連する検
出器26と、増幅器28と、マルチプレクサ30と、Ａ／Ｄ変
換器29と、信号調整装置と、図１の信号プロセッサ32と
を具備する本発明のモノリシック集積センサ40を示して
いる。
出器26と、増幅器28と、マルチプレクサ30と、Ａ／Ｄ変
換器29と、信号調整装置と、図１の信号プロセッサ32と
を具備する本発明のモノリシック集積センサ40を示して
いる。
【００１９】図示の実施例ではモノリシックセンサ40は
４つの別々の検出器とフィルタの対を含んでおり、１つ
は基準（ＲＥＦ）波長、１つはＣＯ、１つは炭化水素、
１つはＣＯ2 用である。各フィルタ24は関連する検出器
26の放射線受信表面上に配置され、この検出器は平坦な
シリコン等の基体42の表面上またはその中に配置され
る。光ファイバ22の終端部は図１のサンプリングセル12
を通過する放射線を出力し、好ましくは出力放射を空間
的に拡散する拡散器22ａを含み、従って４つの全てのフ
ィルタ／検出器対は均一に照射される。概略図で示され
ている増幅器28はシリコン基体42に集積される。増幅器
28の出力は多重化され、デジタルに変換され、信号プロ
セッサ32に送られる。信号プロセッサ32の出力は問題の
化学種の決定された濃度を表し、ＥＣＵへビット直列フ
ォーマットで送られる。この技術は必要なＩ／Ｏを３つ
の信号ライン（パワー、地上およびビット連続信号）に
減少させる。
４つの別々の検出器とフィルタの対を含んでおり、１つ
は基準（ＲＥＦ）波長、１つはＣＯ、１つは炭化水素、
１つはＣＯ2 用である。各フィルタ24は関連する検出器
26の放射線受信表面上に配置され、この検出器は平坦な
シリコン等の基体42の表面上またはその中に配置され
る。光ファイバ22の終端部は図１のサンプリングセル12
を通過する放射線を出力し、好ましくは出力放射を空間
的に拡散する拡散器22ａを含み、従って４つの全てのフ
ィルタ／検出器対は均一に照射される。概略図で示され
ている増幅器28はシリコン基体42に集積される。増幅器
28の出力は多重化され、デジタルに変換され、信号プロ
セッサ32に送られる。信号プロセッサ32の出力は問題の
化学種の決定された濃度を表し、ＥＣＵへビット直列フ
ォーマットで送られる。この技術は必要なＩ／Ｏを３つ
の信号ライン（パワー、地上およびビット連続信号）に
減少させる。
【００２０】マルチプレクサ30は好ましくは増幅器信号
を交互に出力するために反復的にクロックされる。例え
ば、完全なマルチプレクササイクルの発生は１秒より少
なく、各増幅器28の出力は０．２秒間Ａ／Ｄの入力に与
えられる。この場合、信号プロセッサ32はマルチプレク
サクロックの現在の位相に感知し、従って与えられるス
ペクトルチャンネル出力を感知する。その代りに、信号
プロセッサ32は技術で良く知られている方法でマルチプ
レクサ入力選択信号ラインの使用によりマルチプレクサ
30の動作を直接制御することができる。
を交互に出力するために反復的にクロックされる。例え
ば、完全なマルチプレクササイクルの発生は１秒より少
なく、各増幅器28の出力は０．２秒間Ａ／Ｄの入力に与
えられる。この場合、信号プロセッサ32はマルチプレク
サクロックの現在の位相に感知し、従って与えられるス
ペクトルチャンネル出力を感知する。その代りに、信号
プロセッサ32は技術で良く知られている方法でマルチプ
レクサ入力選択信号ラインの使用によりマルチプレクサ
30の動作を直接制御することができる。
【００２１】本発明のある実施例では、後述するように
濃度計算を行うため信号プロセッサ32の代りにＥＣＵを
修正することが望ましい場合もあることを認めるべきで
ある。この場合、Ａ／Ｄコンバータの出力は直列にされ
直接ＥＣＵに送られてもよい。
濃度計算を行うため信号プロセッサ32の代りにＥＣＵを
修正することが望ましい場合もあることを認めるべきで
ある。この場合、Ａ／Ｄコンバータの出力は直列にされ
直接ＥＣＵに送られてもよい。
【００２２】図２の実施例は図３で示されているように
通常の、即ちＴ０５パッケージまたは容器40ａを使用し
てパッケージされるように適合されている。センサ40、
特に基体42はヘッダ41に取付けられ、複数のＩ／Ｏ導線
または端子43にワイヤボンド結合される。容器40ａの上
部表面は開口を有し、この開口には集束レンズ44とビー
ム積分装置または拡散装置46から構成される光入力構造
が取付けられている。図２の光ファイバと共に使用され
るならば、光入力構造は適切な光ファイバ終端部を含ん
でいる。
通常の、即ちＴ０５パッケージまたは容器40ａを使用し
てパッケージされるように適合されている。センサ40、
特に基体42はヘッダ41に取付けられ、複数のＩ／Ｏ導線
または端子43にワイヤボンド結合される。容器40ａの上
部表面は開口を有し、この開口には集束レンズ44とビー
ム積分装置または拡散装置46から構成される光入力構造
が取付けられている。図２の光ファイバと共に使用され
るならば、光入力構造は適切な光ファイバ終端部を含ん
でいる。
【００２３】図４で示されている本発明の別の実施例で
は、自由空間を経てサンプリングセル50の光入力ポート
52に光源14の光を結合する。セル50の光出力ポート54は
光ファイバ束56の入力端部に結合される。光ファイバ束
56の出力端部は図３で示されているＴ０５センサ装置の
入力に結合されている。光源14には照準ミラー58と集束
レンズ60が設けられており、光ファイバ束56の入力端部
を照射する前にサンプリングセル50の内部の空間を横切
る焦点を結ばれた広帯域光ビームを与える。
は、自由空間を経てサンプリングセル50の光入力ポート
52に光源14の光を結合する。セル50の光出力ポート54は
光ファイバ束56の入力端部に結合される。光ファイバ束
56の出力端部は図３で示されているＴ０５センサ装置の
入力に結合されている。光源14には照準ミラー58と集束
レンズ60が設けられており、光ファイバ束56の入力端部
を照射する前にサンプリングセル50の内部の空間を横切
る焦点を結ばれた広帯域光ビームを与える。
【００２４】サンプリングセル50内に存在する自動車の
排気ガスは広帯域光源14から出力される異なった帯域波
長を選択的に吸収する。特定の吸収帯域は排気ガス内に
存在する化学種の関数であり、所定の帯域内の吸収量は
排気ガス内の関連する吸収化学種の濃度の関数である。
部分的に吸収された放射線は光ファイバ束56を経てセン
サ40のフィルタ／検出器対（24,26 ）に結合され、ここ
で選択された１つの波長帯域内の吸収量が測定される。
排気ガスは広帯域光源14から出力される異なった帯域波
長を選択的に吸収する。特定の吸収帯域は排気ガス内に
存在する化学種の関数であり、所定の帯域内の吸収量は
排気ガス内の関連する吸収化学種の濃度の関数である。
部分的に吸収された放射線は光ファイバ束56を経てセン
サ40のフィルタ／検出器対（24,26 ）に結合され、ここ
で選択された１つの波長帯域内の吸収量が測定される。
【００２５】本発明のセンサシステムは種々の波長、し
たがって異なった化学種に適合するように構成されるこ
とができる。例えば、図２で示されている実施例は赤外
線領域（例えば約１マイクロメートル乃至約１５マイク
ロメートルの範囲内）で４つのフィルタ／検出器対を使
用し、または短い波長（例えば紫外線（ＵＶ）および可
視波長）またはより長い波長で感度がある検出器／フィ
ルタ対を組合わせて使用することができる。例えば、化
学種ＮＯはそれがＩＲ、ＵＶまたはＶＬＷＩＲ波長帯域
で感知されることができる吸収ピークを示す。
たがって異なった化学種に適合するように構成されるこ
とができる。例えば、図２で示されている実施例は赤外
線領域（例えば約１マイクロメートル乃至約１５マイク
ロメートルの範囲内）で４つのフィルタ／検出器対を使
用し、または短い波長（例えば紫外線（ＵＶ）および可
視波長）またはより長い波長で感度がある検出器／フィ
ルタ対を組合わせて使用することができる。例えば、化
学種ＮＯはそれがＩＲ、ＵＶまたはＶＬＷＩＲ波長帯域
で感知されることができる吸収ピークを示す。
【００２６】図１を再度参照すると、ＴＲ（光源14）と
ＵＶ（光源15および関連する光ファイバ17）等の２つの
異なった波長帯域内で放射を出力する光源を与えること
は本発明の技術的範囲内に含まれる。図１では共通の光
ファイバまたはファイバ束19を通過するため別々のＵＶ
とＩＲ源は光回折光学系および／または反射光学系を通
って結合される。この場合、ＮＯの濃度を決定するため
にＵＶ放射を使用し、ＩＲ放射は問題とする他の化学種
および基準チャンネルに使用されることが望ましい。
ＵＶ（光源15および関連する光ファイバ17）等の２つの
異なった波長帯域内で放射を出力する光源を与えること
は本発明の技術的範囲内に含まれる。図１では共通の光
ファイバまたはファイバ束19を通過するため別々のＵＶ
とＩＲ源は光回折光学系および／または反射光学系を通
って結合される。この場合、ＮＯの濃度を決定するため
にＵＶ放射を使用し、ＩＲ放射は問題とする他の化学種
および基準チャンネルに使用されることが望ましい。
【００２７】例えば、図５で示されているセンサ構造60
のモノリシックな実施例は化学的に特定のフィルタ／検
出器の組合わせを照射するため単一のファイバ22または
ファイバ束56を利用する。この実施例では３つの中間波
（３乃至５マイクロメートル）とＩＲ応答フィルタ／検
出器対（ＣＯ、ＨＣ、ＣＯ2 ）と１つのＵＶ応答フィル
タ／検出器対（ＮＯx 用）が存在する。
のモノリシックな実施例は化学的に特定のフィルタ／検
出器の組合わせを照射するため単一のファイバ22または
ファイバ束56を利用する。この実施例では３つの中間波
（３乃至５マイクロメートル）とＩＲ応答フィルタ／検
出器対（ＣＯ、ＨＣ、ＣＯ2 ）と１つのＵＶ応答フィル
タ／検出器対（ＮＯx 用）が存在する。
【００２８】本発明の種々の実施例により利用されるス
ペクトル範囲は、ＵＶ（約０．４マイクロメートルより
下）、可視（約０．４乃至０．８マイクロメートル）、
短い波長のＩＲ（ＳＷＩＲ）（約０．８乃至３マイクロ
メートル）、中間波長ＩＲ（ＭＷＩＲ）（約３乃至８マ
イクロメートル）、長波長ＩＲ（ＬＷＩＲ）（約８乃至
１２マイクロメートル）、非常に長い波長ＩＲ（ＶＬＷ
ＩＲ）（約１２乃至２０マイクロメートル）、超長波長
ＩＲ（ＦＩＲ）（約２０乃至１０００マイクロメート
ル）を含むが、これらに限定されない。
ペクトル範囲は、ＵＶ（約０．４マイクロメートルより
下）、可視（約０．４乃至０．８マイクロメートル）、
短い波長のＩＲ（ＳＷＩＲ）（約０．８乃至３マイクロ
メートル）、中間波長ＩＲ（ＭＷＩＲ）（約３乃至８マ
イクロメートル）、長波長ＩＲ（ＬＷＩＲ）（約８乃至
１２マイクロメートル）、非常に長い波長ＩＲ（ＶＬＷ
ＩＲ）（約１２乃至２０マイクロメートル）、超長波長
ＩＲ（ＦＩＲ）（約２０乃至１０００マイクロメート
ル）を含むが、これらに限定されない。
【００２９】さらに、本発明によると、サンプリングセ
ル12には透明な窓部に放射ガス成分の堆積を防止する機
構と、窓から放射ガス成分の堆積物を除去する機構のど
ちらか一方またはその両者が設けられている。
ル12には透明な窓部に放射ガス成分の堆積を防止する機
構と、窓から放射ガス成分の堆積物を除去する機構のど
ちらか一方またはその両者が設けられている。
【００３０】特に、図６は原寸ではないが本発明のサン
プリングセル70を示している簡単化された断面図であ
り、凹部の窓部分72ａ、72ｂと、窓部分が排気ガスの放
射微粒子と接触しないように遮蔽する保護空気流を与え
るバッフル74ａ、74ｂとを有する。サンプリングセル70
のこの実施例の目的は、排気ガス流中の適量の重い微粒
子密度が存在しても、センサシステムを含んでいる推定
１００，００マイルの自動車の寿命にわたって明白な光
路を提供し維持することである。バッフル74ａ、74ｂと
空気入口76ａ、76ｂと、空気出口78ａ、78ｂと組合わせ
て凹部の窓部分72ａ、72ｂは制御された空気流即ち“ベ
ルヌーイ”層を提供し、ＩＲ透明窓の表面に炭素が付着
しないように保護する。
プリングセル70を示している簡単化された断面図であ
り、凹部の窓部分72ａ、72ｂと、窓部分が排気ガスの放
射微粒子と接触しないように遮蔽する保護空気流を与え
るバッフル74ａ、74ｂとを有する。サンプリングセル70
のこの実施例の目的は、排気ガス流中の適量の重い微粒
子密度が存在しても、センサシステムを含んでいる推定
１００，００マイルの自動車の寿命にわたって明白な光
路を提供し維持することである。バッフル74ａ、74ｂと
空気入口76ａ、76ｂと、空気出口78ａ、78ｂと組合わせ
て凹部の窓部分72ａ、72ｂは制御された空気流即ち“ベ
ルヌーイ”層を提供し、ＩＲ透明窓の表面に炭素が付着
しないように保護する。
【００３１】図７はサンプリングセル80、特に自己洗浄
ＩＲ透明窓82を有するサンプリングセルのさらに別の実
施例を示した概略図である。この実施例では窓82は薄膜
抵抗器84のような薄膜ヒーターを含んでおり、これは窓
82に堆積する（主に）炭素の付着物の約６００℃の点火
温度を越える温度に窓82を加熱するように周期的に付勢
される。これは基準検出器24ｄ（図１）の照射レベルの
明白な減少によってトリガーされる再生処理である。感
知増幅器88が、基準検出器24ｄの出力が基準電圧（Ｖ
ref ）により設定された予め定められたレベルより下に
低下したことを検出したとき、高電流がパワー増幅器86
により生成される。パワー増幅器86の出力は半波整流ダ
イオード90を経て薄膜抵抗器84に供給され、従って窓82
を炭素が付着する６００℃の点火温度をよりも高温度に
加熱する。十分な量の炭素付着物が焼却されたとき、基
準検出器24ｄの出力はＶref に設定されたしきい値より
も上昇し、従ってパワー増幅器86をオフに切換える。
ＩＲ透明窓82を有するサンプリングセルのさらに別の実
施例を示した概略図である。この実施例では窓82は薄膜
抵抗器84のような薄膜ヒーターを含んでおり、これは窓
82に堆積する（主に）炭素の付着物の約６００℃の点火
温度を越える温度に窓82を加熱するように周期的に付勢
される。これは基準検出器24ｄ（図１）の照射レベルの
明白な減少によってトリガーされる再生処理である。感
知増幅器88が、基準検出器24ｄの出力が基準電圧（Ｖ
ref ）により設定された予め定められたレベルより下に
低下したことを検出したとき、高電流がパワー増幅器86
により生成される。パワー増幅器86の出力は半波整流ダ
イオード90を経て薄膜抵抗器84に供給され、従って窓82
を炭素が付着する６００℃の点火温度をよりも高温度に
加熱する。十分な量の炭素付着物が焼却されたとき、基
準検出器24ｄの出力はＶref に設定されたしきい値より
も上昇し、従ってパワー増幅器86をオフに切換える。
【００３２】基準検出器出力がＶref に設定されたしき
い値よりも増加した後、設定された期間（例えば１０
秒）付勢された薄膜抵抗器84を維持するようにある程度
のヒステリシスを提供することが望ましい。これは炭素
付着物の主要な部分が燃焼することを確実にし、従って
基準検出器24ｄの出力から決定されるように窓82のＩＲ
透過が基準電圧Ｖref に設定されたレベルに非常に近接
して動作する状況を防止する。
い値よりも増加した後、設定された期間（例えば１０
秒）付勢された薄膜抵抗器84を維持するようにある程度
のヒステリシスを提供することが望ましい。これは炭素
付着物の主要な部分が燃焼することを確実にし、従って
基準検出器24ｄの出力から決定されるように窓82のＩＲ
透過が基準電圧Ｖref に設定されたレベルに非常に近接
して動作する状況を防止する。
【００３３】図８のａは部分的に透明にした方法で本発
明の実施例を示しており、窓は省略され、サンプリング
セル81は複数の対向する開口または孔81ａ、81ｂを具備
している。この実施例では光源14からの光は孔81ａ、81
ｂと排気流とを通ってモノリシック検出器構造および関
連する電子装置に導かれる。
明の実施例を示しており、窓は省略され、サンプリング
セル81は複数の対向する開口または孔81ａ、81ｂを具備
している。この実施例では光源14からの光は孔81ａ、81
ｂと排気流とを通ってモノリシック検出器構造および関
連する電子装置に導かれる。
【００３４】図８のｂはサンプリングセル83が光源と検
出器構造とを包囲し、従ってサンプリングセル内に窓を
設ける必要のない実施例を示している。図８のａとｂは
両者とも窓上に付着物の成長することを防止したり付着
物を除去する必要性を除いている。
出器構造とを包囲し、従ってサンプリングセル内に窓を
設ける必要のない実施例を示している。図８のａとｂは
両者とも窓上に付着物の成長することを防止したり付着
物を除去する必要性を除いている。
【００３５】排気サンプリングセルについての示されて
いない実施例では、フィルタが排気ガス流から炭素粒子
を捕えるために使用されることができる。この実施例で
はフィルタは捕捉された炭素粒子の発火点まで周期的に
加熱される。
いない実施例では、フィルタが排気ガス流から炭素粒子
を捕えるために使用されることができる。この実施例で
はフィルタは捕捉された炭素粒子の発火点まで周期的に
加熱される。
【００３６】別の実施例では、バタフライバルブ等のプ
ログラム可能なサンプリングバルブが排気ガス流の周期
的サンプリングを可能にし、従ってサンプリングセルが
直接排気ガス流に接続される総時間量を減少する。
ログラム可能なサンプリングバルブが排気ガス流の周期
的サンプリングを可能にし、従ってサンプリングセルが
直接排気ガス流に接続される総時間量を減少する。
【００３７】本発明のこれらのうちのある実施例では、
ＩＲに透明な窓は特に炭素粒子の接着度を最小にするよ
うに選択された材料層で被覆されてもよい。１つの適切
なＩＲ透明被覆材料はダイヤモンドの薄層である。別の
適切な被覆材料はフッ化マグネシウムである。選択され
たポリマーが光源14,15 により生成された波長範囲で実
質上透明である限り、種々の高温ポリマーを使用するこ
とも本発明の技術的範囲内である。
ＩＲに透明な窓は特に炭素粒子の接着度を最小にするよ
うに選択された材料層で被覆されてもよい。１つの適切
なＩＲ透明被覆材料はダイヤモンドの薄層である。別の
適切な被覆材料はフッ化マグネシウムである。選択され
たポリマーが光源14,15 により生成された波長範囲で実
質上透明である限り、種々の高温ポリマーを使用するこ
とも本発明の技術的範囲内である。
【００３８】さらに、ある実施例は水蒸気と比較的大き
な炭化水素粒子を排気ガス流から凝縮するように冷却ト
ラップを使用することができる。
な炭化水素粒子を排気ガス流から凝縮するように冷却ト
ラップを使用することができる。
【００３９】本発明の排気ガスサンプリングセルは幾つ
かの前述の実施例による特徴を使用してもよいことを理
解すべきである。例えばサンプリングセルは図７の加熱
された窓と組合わせて図６の制御された窓浄化空気流お
よび、入力サンプル排気ガス流に接続された冷却トラッ
プを含むことができる。
かの前述の実施例による特徴を使用してもよいことを理
解すべきである。例えばサンプリングセルは図７の加熱
された窓と組合わせて図６の制御された窓浄化空気流お
よび、入力サンプル排気ガス流に接続された冷却トラッ
プを含むことができる。
【００４０】さらに開示されたサンプリングセルにおけ
る全ての種々の実施例の適切な寸法は長さが約１０ｃｍ
で、直径はその長さに匹敵する。
る全ての種々の実施例の適切な寸法は長さが約１０ｃｍ
で、直径はその長さに匹敵する。
【００４１】図９はフィルタ／検出器対出力の増幅、多
重化、Ａ／Ｄ変換用の低雑音電子装置の１実施例を示し
た概略図である。基準チャンネルを含んだ各化学種応答
チャンネルは関連する低雑音増幅器28ａ乃至28ｄを有す
る。４つのチャンネルは選択的にマルチプレクサ30を通
ってＡ／Ｄ変換器33に供給される。Ａ／Ｄ変換器33のデ
ジタル出力は自動車のＥＣＵに供給される前に直列にさ
れるか、又はそれがモノリシックセンサ構造の基体上で
他の電子装置と集積されるならば信号プロセッサ32に並
列に供給されてもよい。
重化、Ａ／Ｄ変換用の低雑音電子装置の１実施例を示し
た概略図である。基準チャンネルを含んだ各化学種応答
チャンネルは関連する低雑音増幅器28ａ乃至28ｄを有す
る。４つのチャンネルは選択的にマルチプレクサ30を通
ってＡ／Ｄ変換器33に供給される。Ａ／Ｄ変換器33のデ
ジタル出力は自動車のＥＣＵに供給される前に直列にさ
れるか、又はそれがモノリシックセンサ構造の基体上で
他の電子装置と集積されるならば信号プロセッサ32に並
列に供給されてもよい。
【００４２】本発明の好ましい実施例では、Ａ／Ｄ変換
器33は高温バイポーラ技術で構成された連続近似Ａ／Ｄ
装置として設けられている。低雑音集積チョッパ安定増
幅器は好ましくはドリフトを減少し、必要な帯域幅と動
作温度にわたって高利得および低雑音を得るＭＯＳ部品
を用いて増幅器28ａ乃至28ｄを構成するために使用され
る。結果として、モノリシックセンサ構造は一般的なＢ
ＩＭＯＳ集積回路製造技術を使用する。信号プロセッサ
32もまたセンサ構造に集積されるならば、小さいパワー
しか必要としないためにはＭＯＳ回路の使用が好ましい
が、ＭＯＳまたはバイポーラ技術のいずれかがその製造
に使用されることができる。
器33は高温バイポーラ技術で構成された連続近似Ａ／Ｄ
装置として設けられている。低雑音集積チョッパ安定増
幅器は好ましくはドリフトを減少し、必要な帯域幅と動
作温度にわたって高利得および低雑音を得るＭＯＳ部品
を用いて増幅器28ａ乃至28ｄを構成するために使用され
る。結果として、モノリシックセンサ構造は一般的なＢ
ＩＭＯＳ集積回路製造技術を使用する。信号プロセッサ
32もまたセンサ構造に集積されるならば、小さいパワー
しか必要としないためにはＭＯＳ回路の使用が好ましい
が、ＭＯＳまたはバイポーラ技術のいずれかがその製造
に使用されることができる。
【００４３】適切な増幅器の帯域幅は典型的に１０Ｈｚ
よりも小さい。これらの集積された部品に対する典型的
な性能の詳細を示すと、−５０℃乃至１２５℃の動作温
度範囲と、１μＶよりも小さい入力参照雑音と、０．３
μＶ／Ｃよりも小さいオフセット電圧ドリフトと、１ｐ
Ａ／Ｃよりも小さいオフセット電流ドリフトを有する。
これらのパラメータは低雑音検出器の増幅と製造の実施
で一貫している。
よりも小さい。これらの集積された部品に対する典型的
な性能の詳細を示すと、−５０℃乃至１２５℃の動作温
度範囲と、１μＶよりも小さい入力参照雑音と、０．３
μＶ／Ｃよりも小さいオフセット電圧ドリフトと、１ｐ
Ａ／Ｃよりも小さいオフセット電流ドリフトを有する。
これらのパラメータは低雑音検出器の増幅と製造の実施
で一貫している。
【００４４】検出器26は好ましくは高検出性（感度）材
料から構成され、図２、５で示されているように関連す
る電子装置を有する共通の基体42（62）上に製造される
ことが好ましい。適切な例としては冷却された光導電性
のＨｇＣｄＴｅまたはＩｎＳｂ検出器、またはボロメー
タ、サーモパイル、ピロ電気装置、Ｐｂ塩検出器に基づ
くような非冷却の検出器を含んでいるが、これらに限定
されない。光電池検出器も使用されることができる。
料から構成され、図２、５で示されているように関連す
る電子装置を有する共通の基体42（62）上に製造される
ことが好ましい。適切な例としては冷却された光導電性
のＨｇＣｄＴｅまたはＩｎＳｂ検出器、またはボロメー
タ、サーモパイル、ピロ電気装置、Ｐｂ塩検出器に基づ
くような非冷却の検出器を含んでいるが、これらに限定
されない。光電池検出器も使用されることができる。
【００４５】本発明の好ましい実施例では、各検出器26
ａ乃至26ｅ（図１および５）は“Integrated Thermopil
e Sensor-for Automotive, Spectroscopic and Imaging
Applications, and Method of Fabricating Same ”の
名称の米国特許明細書に記載された方法に応じて構成さ
れたサーモパイル検出器である。
ａ乃至26ｅ（図１および５）は“Integrated Thermopil
e Sensor-for Automotive, Spectroscopic and Imaging
Applications, and Method of Fabricating Same ”の
名称の米国特許明細書に記載された方法に応じて構成さ
れたサーモパイル検出器である。
【００４６】サーモパイルは直列に接続されている複数
の熱電対から構成されている。それぞれの熱電対は２つ
の異なる金属間の結合部を横切る温度勾配から生じる既
知のトムソン（Thomson ）およびペルティエ（Peltier
）起電力の生成に依存する。トムソンおよびペルティ
エ効果の組合わせは熱電対で使用されるゼーベック（Se
ebeck ）起電力を発生する。
の熱電対から構成されている。それぞれの熱電対は２つ
の異なる金属間の結合部を横切る温度勾配から生じる既
知のトムソン（Thomson ）およびペルティエ（Peltier
）起電力の生成に依存する。トムソンおよびペルティ
エ効果の組合わせは熱電対で使用されるゼーベック（Se
ebeck ）起電力を発生する。
【００４７】通常、サーモパイル放射線受信機は放射線
受信機（例えば黒体）と良好な熱接触を行うが放射線受
信機から電気的に絶縁されている第１の組の接点（熱接
点）を有する。第２の組の接点（冷接点）は放射線を受
けず低温である支持体に取付けられている。入射放射線
は放射線受信機の温度を上昇し、吸収されたエネルギに
比例する電圧出力をサーモパイルから生じさせる。即
ち、サーモパイル出力電圧は温度差に比例し、それ故受
信された総放射エネルギに比例する。
受信機（例えば黒体）と良好な熱接触を行うが放射線受
信機から電気的に絶縁されている第１の組の接点（熱接
点）を有する。第２の組の接点（冷接点）は放射線を受
けず低温である支持体に取付けられている。入射放射線
は放射線受信機の温度を上昇し、吸収されたエネルギに
比例する電圧出力をサーモパイルから生じさせる。即
ち、サーモパイル出力電圧は温度差に比例し、それ故受
信された総放射エネルギに比例する。
【００４８】熱分離用のポリマーを利用するすぐれたシ
リコンベースの前部照射熱（ＩＲ）検出器26およびその
製造過程が図１０のａ乃至ｇで示されている。処理はＢ
ＩＭＯＳ処理を使用してシリコン基体100 中にシリコン
回路101 を製造することから開始する。これらの回路
は、関連した増幅器28と、マルチプレクサ30と、信号プ
ロセッサ32等の他の支持電子装置を含んでいる。穴また
は凹部100 ａは基体100へエッチングされる。凹部100
ａは１００マイクロメートルの深さを有し、側面の長さ
も１００マイクロメートルである。次に、シリコン酸化
物の薄層が基体および凹部100 ａの表面上に成長され
る。図１０のｃでは酸化物で被覆された凹部102 はスピ
ン法で付着したポリイミド等の低熱伝導ポリマー104 で
充填され、図１０のｄでは構造は適切な湿式またはドラ
イエッチングで平坦化されている。このステップはポリ
マー104 で充填された酸化物被覆凹部100 ａを残し、酸
化物被覆102 が基体100 表面の上部で露出されている。
図１０のｅでは適切なマスクが施され、Ｂｉ、Ａｕ、Ｓ
ｂ金属（それぞれ106,108,110 ）が酸化物被覆（冷接
点）とポリマー充填凹部（熱接点）上に付着される。図
１０のｆではマスクが施され、溝がポリマー104 を通し
て付着金属の間でエッチングされており、従ってさらに
ポリマー104 の熱伝導を減少している。単一層または多
重層の“暗色”被覆またはフィルム105 は（薄膜付着お
よび描写により）完全なサーモパイル検出器に与えら
れ、従って所定の帯域内で選択的に電磁放射を吸収す
る。暗色フィルム105 を形成する１つの適切な材料系は
これに限定されないがＴｉ／ＺｎＳｅである。図１０の
ｇは完全な検出器24の平面図である。
リコンベースの前部照射熱（ＩＲ）検出器26およびその
製造過程が図１０のａ乃至ｇで示されている。処理はＢ
ＩＭＯＳ処理を使用してシリコン基体100 中にシリコン
回路101 を製造することから開始する。これらの回路
は、関連した増幅器28と、マルチプレクサ30と、信号プ
ロセッサ32等の他の支持電子装置を含んでいる。穴また
は凹部100 ａは基体100へエッチングされる。凹部100
ａは１００マイクロメートルの深さを有し、側面の長さ
も１００マイクロメートルである。次に、シリコン酸化
物の薄層が基体および凹部100 ａの表面上に成長され
る。図１０のｃでは酸化物で被覆された凹部102 はスピ
ン法で付着したポリイミド等の低熱伝導ポリマー104 で
充填され、図１０のｄでは構造は適切な湿式またはドラ
イエッチングで平坦化されている。このステップはポリ
マー104 で充填された酸化物被覆凹部100 ａを残し、酸
化物被覆102 が基体100 表面の上部で露出されている。
図１０のｅでは適切なマスクが施され、Ｂｉ、Ａｕ、Ｓ
ｂ金属（それぞれ106,108,110 ）が酸化物被覆（冷接
点）とポリマー充填凹部（熱接点）上に付着される。図
１０のｆではマスクが施され、溝がポリマー104 を通し
て付着金属の間でエッチングされており、従ってさらに
ポリマー104 の熱伝導を減少している。単一層または多
重層の“暗色”被覆またはフィルム105 は（薄膜付着お
よび描写により）完全なサーモパイル検出器に与えら
れ、従って所定の帯域内で選択的に電磁放射を吸収す
る。暗色フィルム105 を形成する１つの適切な材料系は
これに限定されないがＴｉ／ＺｎＳｅである。図１０の
ｇは完全な検出器24の平面図である。
【００４９】次に、帯域通過フィルタ24は例えば硫化亜
鉛（ＺｎＳ）の多重層を有する多重層誘電積層体として
検出器26上に付着される。多重層フィルタ24は検出され
る所望の範囲の波長帯域に対応した通過帯域特性を有す
る。所望の範囲の波長は検出器26により検出される化学
種の選択された吸収ピークに対応する波長範囲である。
多重層光フィルタを特定し製造する技術はよく知られて
いる技術である。
鉛（ＺｎＳ）の多重層を有する多重層誘電積層体として
検出器26上に付着される。多重層フィルタ24は検出され
る所望の範囲の波長帯域に対応した通過帯域特性を有す
る。所望の範囲の波長は検出器26により検出される化学
種の選択された吸収ピークに対応する波長範囲である。
多重層光フィルタを特定し製造する技術はよく知られて
いる技術である。
【００５０】例えば、ＮＯスペクトルチャンネルは５．
２６マイクロメートルを中心とする通過帯域のフィルタ
24を有し、ＣＯ2 スペクトルチャンネルは４．２マイク
ロメートルを中心とする通過帯域のフィルタ24を有し、
ＣＯスペクトルチャンネルは４．６マイクロメートルを
中心とする通過帯域のフィルタ24を有し、ＨＣスペクト
ルチャンネルは３．３マイクロメートルを中心とする通
過帯域のフィルタ24を有し、基準（ＲＥＦ）チャンネル
は３．８マイクロメートルを中心とする通過帯域のフィ
ルタを有する。全ての前述した波長は非常に狭い（−
０．５％）のＮＯチャンネルを除いて例えば±３％の関
連許容度を有する。ＵＶベースのＮＯx チャンネルでは
関連するフィルタは例えば２２７ナノメートルを中心と
する通過帯域を有する。
２６マイクロメートルを中心とする通過帯域のフィルタ
24を有し、ＣＯ2 スペクトルチャンネルは４．２マイク
ロメートルを中心とする通過帯域のフィルタ24を有し、
ＣＯスペクトルチャンネルは４．６マイクロメートルを
中心とする通過帯域のフィルタ24を有し、ＨＣスペクト
ルチャンネルは３．３マイクロメートルを中心とする通
過帯域のフィルタ24を有し、基準（ＲＥＦ）チャンネル
は３．８マイクロメートルを中心とする通過帯域のフィ
ルタを有する。全ての前述した波長は非常に狭い（−
０．５％）のＮＯチャンネルを除いて例えば±３％の関
連許容度を有する。ＵＶベースのＮＯx チャンネルでは
関連するフィルタは例えば２２７ナノメートルを中心と
する通過帯域を有する。
【００５１】一般に、基準（ＲＥＦ）スペクトルチャン
ネルは放射ガスが強く放射源の放射を吸収しない領域で
与えられ、ＩＲ光源14の出力における変動により生じる
変化と、排気ガス流中の障害となる粒子と、検出器24に
到達する照射量を減少する他の要素（例えばサンプリン
グセルのＩＲ透明窓上で成長する炭素等）から他のスペ
クトルチャンネルを補償するために使用される。ＲＥＦ
スペクトルチャンネルは従って測定される分子種（Ｃ
Ｏ、ＨＣ、ＣＯ2 、ＮＯ）から独立しているベースライ
ン出力を与えるように動作する。ＲＥＦスペクトルチャ
ンネル出力は例えば分割によって他の分子種のスペクト
ルチャンネルを標準化するために使用される。
ネルは放射ガスが強く放射源の放射を吸収しない領域で
与えられ、ＩＲ光源14の出力における変動により生じる
変化と、排気ガス流中の障害となる粒子と、検出器24に
到達する照射量を減少する他の要素（例えばサンプリン
グセルのＩＲ透明窓上で成長する炭素等）から他のスペ
クトルチャンネルを補償するために使用される。ＲＥＦ
スペクトルチャンネルは従って測定される分子種（Ｃ
Ｏ、ＨＣ、ＣＯ2 、ＮＯ）から独立しているベースライ
ン出力を与えるように動作する。ＲＥＦスペクトルチャ
ンネル出力は例えば分割によって他の分子種のスペクト
ルチャンネルを標準化するために使用される。
【００５２】本発明者による“IR-Based Nitric Oxide
Sensor Having Water Vapor Compensation”の名称の別
出願の米国特許明細書に記載されているように、水蒸気
吸収を補償するＮＯチャンネルを使用することも本発明
の技術的範囲内である。この場合、Ｈ2 Ｏスペクトルチ
ャンネルも設けられ、Ｈ2 Ｏチャンネルは例えば５．０
２マイクロメートルを中心とする通過帯域のフィルタを
有する。Ｈ2 Ｏチャンネルの出力は信号プロセッサ32に
より水蒸気から生じる吸収のためにＮＯチャンネルを補
償し補正するために使用される。
Sensor Having Water Vapor Compensation”の名称の別
出願の米国特許明細書に記載されているように、水蒸気
吸収を補償するＮＯチャンネルを使用することも本発明
の技術的範囲内である。この場合、Ｈ2 Ｏスペクトルチ
ャンネルも設けられ、Ｈ2 Ｏチャンネルは例えば５．０
２マイクロメートルを中心とする通過帯域のフィルタを
有する。Ｈ2 Ｏチャンネルの出力は信号プロセッサ32に
より水蒸気から生じる吸収のためにＮＯチャンネルを補
償し補正するために使用される。
【００５３】各検出器26の寸法例は、約１×１ミリメー
トルであるが本発明はこれに限定されない。これらの寸
法はフィルタ24に適合し高い信号対雑音比を達成するの
に十分な大きさである。センサ構造、特に検出器26とフ
ィルタ24の一体的設計はセンサが等温で動作することを
確実にし、従って温度差から生じる不正確を減少する。
必要ならば検出器26の温度は適切な温度制御装置により
調整されることができる。
トルであるが本発明はこれに限定されない。これらの寸
法はフィルタ24に適合し高い信号対雑音比を達成するの
に十分な大きさである。センサ構造、特に検出器26とフ
ィルタ24の一体的設計はセンサが等温で動作することを
確実にし、従って温度差から生じる不正確を減少する。
必要ならば検出器26の温度は適切な温度制御装置により
調整されることができる。
【００５４】排気ガスは空気注入により触媒コンバータ
に希薄されるので、ＣＯのような主要な燃焼成分に関し
て汚染濃度を較正し標準化することが好ましい。
に希薄されるので、ＣＯのような主要な燃焼成分に関し
て汚染濃度を較正し標準化することが好ましい。
【００５５】関連する検出器26により感知されるとき、
光の各波長の透過度の関数としてのＣＯ2 、ＣＯ、ＨＣ
の濃度は前述の文献（“ANALYTICAL APPROACH-IR Long-
PathPhotometry : A remote Sensing Tool for Automot
ive Emissions”、Analytical Chemistry、1989年、6
1、617 Ａ）で記載されている方法と類似した方法で計
算されることができる。この文献で説明されているよう
に赤外線ビームは自動車の排気ガス中を通ってビームを
二酸化炭素（ＣＯ2 ）チャンネルと一酸化炭素（ＣＯ）
チャンネルに分割するビームスプリッタを含んだセンサ
ユニットに伝送される。
光の各波長の透過度の関数としてのＣＯ2 、ＣＯ、ＨＣ
の濃度は前述の文献（“ANALYTICAL APPROACH-IR Long-
PathPhotometry : A remote Sensing Tool for Automot
ive Emissions”、Analytical Chemistry、1989年、6
1、617 Ａ）で記載されている方法と類似した方法で計
算されることができる。この文献で説明されているよう
に赤外線ビームは自動車の排気ガス中を通ってビームを
二酸化炭素（ＣＯ2 ）チャンネルと一酸化炭素（ＣＯ）
チャンネルに分割するビームスプリッタを含んだセンサ
ユニットに伝送される。
【００５６】この発明では、サンプリングセルに含まれ
た排気ガスを通る放射線の伝送は図１１で示されている
非線形方法により成分濃度によって変化する。
た排気ガスを通る放射線の伝送は図１１で示されている
非線形方法により成分濃度によって変化する。
【００５７】ＣＯ2 とＣＯの図示された曲線が２０３ミ
リメートルの吸収通路にわたって実験的に得られ、基準
の目的で使用されることができる。図示していないが類
似の曲線がＨＣにも存在する。ＣＯ対ＣＯ2 の比率が曲
線“Ａ”の勾配（図１２）として示され、これは例えば
サンプリング間隔で得られる個々のデータサンプルの線
形回帰分析により計算されることができる。
リメートルの吸収通路にわたって実験的に得られ、基準
の目的で使用されることができる。図示していないが類
似の曲線がＨＣにも存在する。ＣＯ対ＣＯ2 の比率が曲
線“Ａ”の勾配（図１２）として示され、これは例えば
サンプリング間隔で得られる個々のデータサンプルの線
形回帰分析により計算されることができる。
【００５８】本発明のセンサシステム10により直接感知
されるパラメータは成分の濃度と通路長との積である。
％による成分濃度は燃処理の化学量論的な化学的関連性
を使用して実施の使用において十分な正確性で計算され
ることができる。本発明を実施するこのような計算の好
ましい例を以下後述する。
されるパラメータは成分の濃度と通路長との積である。
％による成分濃度は燃処理の化学量論的な化学的関連性
を使用して実施の使用において十分な正確性で計算され
ることができる。本発明を実施するこのような計算の好
ましい例を以下後述する。
【００５９】１０ｃｍの公称の吸収通路長における成分
濃度は図１１で示されている曲線を使用して計算され
る。較正は最初にＣＯ、ＨＣ、ＣＯ2 の既知の濃度の標
準的な光源ガスを用いて工場で行われる。必要ならば標
準的なガス源を用いて直接サンプルガスをサンプリング
セル12に注入することによって、初期的な工場較正がこ
の分野で更新されることができる。
濃度は図１１で示されている曲線を使用して計算され
る。較正は最初にＣＯ、ＨＣ、ＣＯ2 の既知の濃度の標
準的な光源ガスを用いて工場で行われる。必要ならば標
準的なガス源を用いて直接サンプルガスをサンプリング
セル12に注入することによって、初期的な工場較正がこ
の分野で更新されることができる。
【００６０】標準的な源ガスはサンプリングセル12内で
光ビームに解放され、透過度ＴCO、ＴHC、Ｔco2 が測定
される。ガスに含まれているＣＯの濃度・通路長積は測
定された透過度ＴCOから決定されることができる。濃度
・通路長積の測定はビーム中に放出される既知の（空気
等）希薄量の較正ガスの異なった混合物を使用して反復
的に決定される。
光ビームに解放され、透過度ＴCO、ＴHC、Ｔco2 が測定
される。ガスに含まれているＣＯの濃度・通路長積は測
定された透過度ＴCOから決定されることができる。濃度
・通路長積の測定はビーム中に放出される既知の（空気
等）希薄量の較正ガスの異なった混合物を使用して反復
的に決定される。
【００６１】ＣＯの濃度・通路長積の各測定では、ＨＣ
とＣＯ2 の濃度・通路長積はＣＯの測定された濃度・通
路長と既知のＨＣ／ＣＯの比に基づいて決定され、標準
的なガス源の既知のＣＯ2 ／ＣＯは希釈比により減少さ
れる。
とＣＯ2 の濃度・通路長積はＣＯの測定された濃度・通
路長と既知のＨＣ／ＣＯの比に基づいて決定され、標準
的なガス源の既知のＣＯ2 ／ＣＯは希釈比により減少さ
れる。
【００６２】ＴHCとＴCO2 の測定された透過度と、ＨＣ
およびＣＯ2 に対して決定された濃度・通路長積から、
透過度と通路長・積（図１１で示されているように）と
の関係はＨＣとＣＯ2 に対して迅速に決定されることが
できる。
およびＣＯ2 に対して決定された濃度・通路長積から、
透過度と通路長・積（図１１で示されているように）と
の関係はＨＣとＣＯ2 に対して迅速に決定されることが
できる。
【００６３】サンプリングセル12内に存在する排気ガス
サンプル中のＣＯ／ＣＯ2 とＨＣ／ＣＯ2 の測定では、
透過度ＴCO、ＴHC、ＴCO2 は直接測定され、ＣＯとＣＯ
2 とＨＣに対する濃度・通路長積は前述の較正から生じ
る図１１で示された関係から決定される。ＣＯとＨＣと
ＣＯ2 の絶対濃度は以下の式を使用して計算される。
サンプル中のＣＯ／ＣＯ2 とＨＣ／ＣＯ2 の測定では、
透過度ＴCO、ＴHC、ＴCO2 は直接測定され、ＣＯとＣＯ
2 とＨＣに対する濃度・通路長積は前述の較正から生じ
る図１１で示された関係から決定される。ＣＯとＨＣと
ＣＯ2 の絶対濃度は以下の式を使用して計算される。
【００６４】％ＣＯ2 ＝４２／（２．７９＋２ＳCO−
０．３７ＳHC）； ％ＣＯ＝％ＣＯ2 ×ＳCO； ％ＨＣ＝％ＣＯ2 ×ＳHC； これらはＥＣＵへ出力される。
０．３７ＳHC）； ％ＣＯ＝％ＣＯ2 ×ＳCO； ％ＨＣ＝％ＣＯ2 ×ＳHC； これらはＥＣＵへ出力される。
【００６５】％ＣＯ2 の導出は１．８の炭素対水素比を
有する“公称燃料”を用いる燃焼処理における化学量論
の化学的均衡に基づく。
有する“公称燃料”を用いる燃焼処理における化学量論
の化学的均衡に基づく。
【００６６】本発明を特に好ましい実施例に関して説明
したが、形態と細部の変化が本発明の技術的範囲を逸脱
することなく当業者により行われることが理解されよ
う。
したが、形態と細部の変化が本発明の技術的範囲を逸脱
することなく当業者により行われることが理解されよ
う。
【００６７】例えば、高度に集積したモノリシックセン
サの実施例ではフィルタ24を検出器26上で付着されるよ
うに説明したが、透過性の基体上にフィルタを別々に製
造し、直後に結合またはそうでなければフィルタを各検
出器に結合することも本発明の技術的範囲内である。こ
のような方法で、ほぼ４個より多くの、または少ないス
ペクトルチャンネルを使用することができ、特に前述し
た以外の化学種が検出され、濃度の量を測定することが
できる。
サの実施例ではフィルタ24を検出器26上で付着されるよ
うに説明したが、透過性の基体上にフィルタを別々に製
造し、直後に結合またはそうでなければフィルタを各検
出器に結合することも本発明の技術的範囲内である。こ
のような方法で、ほぼ４個より多くの、または少ないス
ペクトルチャンネルを使用することができ、特に前述し
た以外の化学種が検出され、濃度の量を測定することが
できる。
【００６８】このように前述した本発明の種々の実施例
は本発明の実施範囲を限定するものではない。
は本発明の実施範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車放出ガス監視用に使用される本発明のセ
ンサシステムの１実施例の概略図。
ンサシステムの１実施例の概略図。
【図２】ガスまたは液体組成を決定するための本発明に
よるモノリシック集積センサの斜視図および部分的ブロ
ック図。
よるモノリシック集積センサの斜視図および部分的ブロ
ック図。
【図３】ビーム積分装置と、検出器と、関連する回路を
全て通常のＴ０５パッケージに含んでいるセンサの原寸
ではない簡単化された断面図。
全て通常のＴ０５パッケージに含んでいるセンサの原寸
ではない簡単化された断面図。
【図４】光源と、排気サンプルセルと、センサとを示し
たセンサシステムのさらに別の実施例の原寸ではない簡
単化された断面図。
たセンサシステムのさらに別の実施例の原寸ではない簡
単化された断面図。
【図５】電磁スペクトルの広い分離した領域（ＭＷＩＲ
およびＵＶ）のスペクトル吸収を利用する本発明による
モノリシック集積センサの斜視図および部分的ブロック
図。
およびＵＶ）のスペクトル吸収を利用する本発明による
モノリシック集積センサの斜視図および部分的ブロック
図。
【図６】採取した排気ガス流中の微粒子から窓を遮蔽す
るため凹部の窓部と保護空気流を有する本発明のサンプ
リングセルを示した原寸ではない簡単化された断面図。
るため凹部の窓部と保護空気流を有する本発明のサンプ
リングセルを示した原寸ではない簡単化された断面図。
【図７】本発明における自己洗浄ＩＲ透明窓の概略図。
【図８】窓として間隙を利用するサンプリングセルと、
サンプリングセル内に位置する光源および検出器の概略
図。
サンプリングセル内に位置する光源および検出器の概略
図。
【図９】増幅、多重化、Ａ／Ｄ変換用の低雑音電子装置
の概略図。
の概略図。
【図１０】通常の集積回路製造処理と両立可能な充填ポ
リマーサーモパイル検出器の製造方法の過程における原
寸ではない断面図および完成したサーモパイル検出器の
平面図。
リマーサーモパイル検出器の製造方法の過程における原
寸ではない断面図および完成したサーモパイル検出器の
平面図。
【図１１】光の透過と排気ガスの組成との関係を示した
グラフ。
グラフ。
【図１２】一酸化炭素濃度と二酸化炭素濃度の関係を示
したグラフ。
したグラフ。
Claims (10)
- 【請求項１】 流体中の１以上の異なった化学種を感知
する多重スペクトルセンサシステムにおいて、 流体の少なくとも１部をサンプリングし、光入力ポート
と光出力ポートとを有するサンプリング手段と、 前記サンプリング手段の前記光入力ポートに結合する出
力を有し、予め定められた化学種の１つにより吸収され
る波長の電磁放射を生成する光源と、 複数の放射線検出手段から構成されるモノリシックセン
サ構造とを具備しており、各放射線検出手段はそれぞれ
前記サンプリング手段の前記光出力ポートに結合された
入力を有し、流体のサンプルされた部分を通って伝送さ
れる波長帯域内の電磁放射量を決定するために予め定め
られた少なくとも１つの化学種により吸収される波長を
含んでいる波長帯域に応答するセンサシステム。 - 【請求項２】 予め定められた１つの化学種の濃度を決
定する前記複数の放射線検出手段の出力に結合されてい
る入力を有するプロセッサ手段をさらに具備している請
求項１記載のセンサシステム。 - 【請求項３】 個々の前記放射線検出手段は波長帯域内
の波長を通過するための入力フィルタを有する放射線検
出装置を具備している請求項１記載のセンサシステム。 - 【請求項４】 個々の前記放射線検出手段は基体表面内
または表面に製造される放射線検出装置を具備し、さら
に複数の増幅器回路を具備し、個々の増幅器回路は前記
１つの放射線検出装置の出力に結合する入力を有し、前
記複数の増幅器回路は前記基体内またはその表面上に製
造される請求項１記載のセンサシステム。 - 【請求項５】 個々の前記放射線検出手段は波長帯域内
の波長を通過または選択的に吸収する入力フィルタをさ
らに具備し、前記入力フィルタは前記放射線検出装置の
放射線受信表面上に配置された多重層フィルタである請
求項１記載のセンサシステム。 - 【請求項６】 個々の前記放射線検出手段は基体表面内
または表面上で製造されたサーモパイル放射線検出装置
を具備している請求項１記載のセンサシステム。 - 【請求項７】 前記光源は、紫外線スペクトル帯域、可
視スペクトル帯域、赤外線スペクトル帯域、遠赤外線ス
ペクトル帯域から構成されるグル−プから選択された少
なくとも１つのスペクトル帯域内の波長を有する電磁放
射を発生する請求項１記載のセンサシステム。 - 【請求項８】 前記出力ポートを通過する電磁放射を拡
散するための前記出力ポートに結合された手段をさらに
具備し、 前記サンプリング手段は、予め定められた１つの化学種
により吸収される波長の電磁放射に対して実質上透過で
ある少なくとも１つの窓を有するサンプリングセルを具
備している請求項１記載のセンサシステム。 - 【請求項９】 前記窓上の前記流体成分の堆積を防止お
よび／または除去する手段をさらに具備している請求項
８記載のセンサシステム。 - 【請求項１０】 前記センサシステムは自動車により放
出されるガスを分析するために自動車内に設置されてい
る請求項１記載のセンサシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/322,447 US5545897A (en) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Optically-based chemical detection system |
| US322447 | 1994-10-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08184553A true JPH08184553A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=23254942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7258032A Pending JPH08184553A (ja) | 1994-10-04 | 1995-10-04 | 光学ベースの化学検出システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5545897A (ja) |
| EP (1) | EP0706048A2 (ja) |
| JP (1) | JPH08184553A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6724481B2 (en) | 2001-08-28 | 2004-04-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ground contamination detector |
| JP2009518656A (ja) * | 2005-12-13 | 2009-05-07 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定ガス中の種々異なるガス成分を検出するためのセンサ素子 |
| JP2012068110A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Norio Ibuki | ガス濃度測定方法及びガス濃度測定装置 |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2785841B2 (ja) * | 1993-07-06 | 1998-08-13 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | 熱量センサ |
| SG38866A1 (en) * | 1995-07-31 | 1997-04-17 | Instrumentation Metrics Inc | Liquid correlation spectrometry |
| CA2267897C (en) * | 1996-10-09 | 2005-12-06 | Symyx Technologies | Infrared spectroscopy and imaging of libraries |
| GB9624011D0 (en) * | 1996-11-19 | 1997-01-08 | Freeman Neville J | Chemical data analysis system |
| US6119031A (en) | 1996-11-21 | 2000-09-12 | Boston Scientific Corporation | Miniature spectrometer |
| USD393213S (en) | 1997-01-06 | 1998-04-07 | Atrion Medical Products, Inc. | Laser calibration card |
| US6096065A (en) | 1997-09-29 | 2000-08-01 | Boston Scientific Corporation | Sheath for tissue spectroscopy |
| US6238348B1 (en) | 1997-07-22 | 2001-05-29 | Scimed Life Systems, Inc. | Miniature spectrometer system and method |
| US6185443B1 (en) | 1997-09-29 | 2001-02-06 | Boston Scientific Corporation | Visible display for an interventional device |
| US6324418B1 (en) | 1997-09-29 | 2001-11-27 | Boston Scientific Corporation | Portable tissue spectroscopy apparatus and method |
| US5984861A (en) * | 1997-09-29 | 1999-11-16 | Boston Scientific Corporation | Endofluorescence imaging module for an endoscope |
| US6289229B1 (en) | 1998-01-20 | 2001-09-11 | Scimed Life Systems, Inc. | Readable probe array for in vivo use |
| US6444970B1 (en) | 1998-06-26 | 2002-09-03 | Scimed Life Systems, Inc. | Miniature low-noise photodiode system |
| US6690464B1 (en) | 1999-02-19 | 2004-02-10 | Spectral Dimensions, Inc. | High-volume on-line spectroscopic composition testing of manufactured pharmaceutical dosage units |
| US6468222B1 (en) | 1999-08-02 | 2002-10-22 | Healthetech, Inc. | Metabolic calorimeter employing respiratory gas analysis |
| US20020026822A1 (en) * | 2000-07-26 | 2002-03-07 | Reading Andrew R. | Vehicle gas emission sampling and analysis assembly |
| US6781110B2 (en) * | 2000-12-29 | 2004-08-24 | Spx Corporation | Apparatus and method for measuring vehicle speed and/or acceleration |
| US6750444B2 (en) | 2000-12-29 | 2004-06-15 | Spx Corporation | Apparatus and method for measuring vehicle speed and/or acceleration |
| US6561027B2 (en) | 2000-12-29 | 2003-05-13 | Spx Corporation | Support structure for system for measuring vehicle speed and/or acceleration |
| EP1395177B1 (en) * | 2001-05-31 | 2006-07-19 | Respironics Inc. | Heater for optical gas sensor |
| US7301125B2 (en) * | 2001-05-31 | 2007-11-27 | Ric Investments, Llc | Heater for optical gas sensor |
| US6745613B2 (en) | 2001-08-13 | 2004-06-08 | Spx Corporation | Method and system for determining the type of fuel used to power a vehicle |
| US6857262B2 (en) | 2001-08-16 | 2005-02-22 | Spx Corporation | Catalytic converter function detection |
| US7183945B2 (en) | 2001-08-17 | 2007-02-27 | Spx Corporation | Method and system for video capture of vehicle information |
| US20030034889A1 (en) | 2001-08-20 | 2003-02-20 | Rendahl Craig S. | Host system and method for sensed vehicle data |
| US6744516B2 (en) | 2001-08-21 | 2004-06-01 | Spx Corporation | Optical path structure for open path emissions sensing |
| US6757607B2 (en) | 2001-08-23 | 2004-06-29 | Spx Corporation | Audit vehicle and audit method for remote emissions sensing |
| JP4144204B2 (ja) * | 2001-09-20 | 2008-09-03 | 日産自動車株式会社 | 光吸収膜およびその製造方法 |
| US6686594B2 (en) * | 2001-10-29 | 2004-02-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | On-line UV-Visible light halogen gas analyzer for semiconductor processing effluent monitoring |
| US6841778B1 (en) | 2001-11-09 | 2005-01-11 | Environmental Systems Products Holdings Inc. | Method and apparatus for measuring particulates in vehicle emissions |
| EP1495292A4 (en) * | 2001-12-21 | 2012-05-09 | Malvern Instr Inc | MONITORING A SPECTROMETRIC PROCESS |
| USD478660S1 (en) | 2002-07-01 | 2003-08-19 | Healthetech, Inc. | Disposable mask with sanitation insert for a respiratory analyzer |
| US7538877B2 (en) * | 2002-12-20 | 2009-05-26 | University Of South Florida | Variable exposure rotary spectrometer and method of use |
| WO2004059269A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | University Of South Florida | Variable exposure rotary spectrometer |
| ITTO20030982A1 (it) * | 2003-12-05 | 2005-06-06 | Fiat Ricerche | Sistema di controllo delle emissioni nocive nei gas di scarico di un motore a combustione interna di autoveicolo, mediante spettrometria ir a bordo veicolo. |
| US7549803B2 (en) | 2007-04-05 | 2009-06-23 | Siemens Energy, Inc. | Fiber optic generator condition monitor |
| US8361395B2 (en) * | 2008-06-24 | 2013-01-29 | Caterpillar Inc. | Light based fuel sulfur sensor and system |
| US8136984B1 (en) * | 2009-04-20 | 2012-03-20 | Fluke Corporation | Portable IR thermometer having thermal imaging capability |
| US20140247442A1 (en) * | 2010-07-27 | 2014-09-04 | Microptix Technologies, Llc | Spectroradiometer device and applications of same |
| WO2012151307A1 (en) | 2011-05-02 | 2012-11-08 | Ibis Biosciences, Inc. | Multiple- analyte assay device and system |
| US8642485B2 (en) * | 2012-06-14 | 2014-02-04 | United Microelectronics Corporation | Method for fabricating patterned polyimide film and applications thereof |
| DE102014205500A1 (de) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Bestimmung chemischer Elemente in Gasspezies |
| DE102014206090A1 (de) * | 2014-03-31 | 2015-10-01 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Detektieren eines gasförmigen oder flüssigen Stoffs oder Stoffgemischs |
| DE102014212564A1 (de) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | Robert Bosch Gmbh | Messgerät zur Bestimmung von gasförmigen Bestandteilen der Luft |
| CN105572303B (zh) * | 2015-12-08 | 2017-12-15 | 夏文轩 | 一种化学传感装置 |
| KR102561132B1 (ko) * | 2016-09-21 | 2023-07-28 | 엘지전자 주식회사 | 차량에 구비된 차량 제어 장치 및 차량의 제어방법 |
| WO2018075957A1 (en) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | Rebellion Photonics, Inc. | Gas imaging system |
| CN108398387A (zh) * | 2017-02-07 | 2018-08-14 | 上海艾梦电子科技有限公司 | 一种基于光谱的no浓度检测仪 |
| US11340161B2 (en) * | 2017-04-28 | 2022-05-24 | Gasporox Ab | Compact multi-wavelength TDLAS system |
| GB2597953B (en) * | 2020-08-11 | 2023-02-15 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Method and leakage detection unit of an internal combustion engine for localizing leakage of at least one gaseous medium at the engine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5242782A (en) * | 1975-09-29 | 1977-04-02 | Ibm | Hadamard transformation spectrometer |
| JPH06250132A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-09-09 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光フィルタ装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3067327A (en) * | 1957-06-21 | 1962-12-04 | Engelhard Hanovia Inc | Measuring device |
| US3860344A (en) * | 1973-05-10 | 1975-01-14 | Honeywell Inc | Multi-component infrared analyzer |
| JPS60238746A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-27 | Meito Sci Kk | 炭化水素ガス濃度検知装置 |
| US4772790A (en) * | 1986-10-14 | 1988-09-20 | Teledyne Industries, Inc. | Non-dispersive optical gas analyzer |
| US4829183A (en) * | 1987-09-11 | 1989-05-09 | Andros Analyzers Incorporated | Dual sample cell gas analyzer |
| SE459126B (sv) * | 1987-09-15 | 1989-06-05 | Gambro Engstrom Ab | Optisk gasanalysator |
| US5041723A (en) * | 1989-09-30 | 1991-08-20 | Horiba, Ltd. | Infrared ray detector with multiple optical filters |
| US5166755A (en) * | 1990-05-23 | 1992-11-24 | Nahum Gat | Spectrometer apparatus |
| US5210702A (en) * | 1990-12-26 | 1993-05-11 | Colorado Seminary | Apparatus for remote analysis of vehicle emissions |
| IL99367A (en) * | 1991-09-02 | 1995-12-31 | Israel Atomic Energy Comm | System for performing ir transmission spectroscopy |
| SE9200023L (sv) * | 1992-01-03 | 1993-03-15 | Artema Mecical Ab | Gasanalysator |
| US5418366A (en) | 1994-05-05 | 1995-05-23 | Santa Barbara Research Center | IR-based nitric oxide sensor having water vapor compensation |
| CN111146441B (zh) | 2018-11-06 | 2021-05-04 | Sk新技术株式会社 | 用于锂二次电池的正极活性材料及其制造方法 |
-
1994
- 1994-10-04 US US08/322,447 patent/US5545897A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-04 JP JP7258032A patent/JPH08184553A/ja active Pending
- 1995-10-04 EP EP95307052A patent/EP0706048A2/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5242782A (en) * | 1975-09-29 | 1977-04-02 | Ibm | Hadamard transformation spectrometer |
| JPH06250132A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-09-09 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光フィルタ装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6724481B2 (en) | 2001-08-28 | 2004-04-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ground contamination detector |
| JP2009518656A (ja) * | 2005-12-13 | 2009-05-07 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定ガス中の種々異なるガス成分を検出するためのセンサ素子 |
| JP4878374B2 (ja) * | 2005-12-13 | 2012-02-15 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 測定ガス中の種々異なるガス成分を検出するためのセンサ素子 |
| JP2012068110A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Norio Ibuki | ガス濃度測定方法及びガス濃度測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5545897A (en) | 1996-08-13 |
| EP0706048A2 (en) | 1996-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5545897A (en) | Optically-based chemical detection system | |
| US5923421A (en) | Chemical detection using calorimetric spectroscopy | |
| CA2365866C (en) | Passive remote sensor of chemicals | |
| Dinh et al. | A review on non-dispersive infrared gas sensors: Improvement of sensor detection limit and interference correction | |
| US6853452B1 (en) | Passive remote sensor of chemicals | |
| US5489777A (en) | Apparatus for remote analysis of vehicle emissions using reflective thermography | |
| KR100206682B1 (ko) | 배기 플룸 내의 일산화질소 농도를 결정하기 위한 시스템 및 방법 | |
| US5464983A (en) | Method and apparatus for determining the concentration of a gas | |
| Oda | Uncooled bolometer-type terahertz focal plane array and camera for real-time imaging | |
| Mizaikoff | Peer reviewed: Mid-IR fiber-optic sensors | |
| US7968848B2 (en) | Infrared radiation sources, sensors and source combinations, and methods of manufacture | |
| US5262645A (en) | Sensor for measuring alcohol content of alcohol gasoline fuel mixtures | |
| US8159668B2 (en) | Spectrometer for measuring moving sample material and the method | |
| EP0993602B1 (en) | Micromachined opto-thermal gas sensor | |
| EP0979400B1 (en) | Micromachined inferential opto-thermal gas sensor | |
| US6528792B2 (en) | Gas detection apparatus using a combined infrared source and high temperature bolometer | |
| CA2242293A1 (en) | Passive infrared analysis gas sensors and applicable multichannel detector assemblies | |
| WO2000005570A1 (en) | Hydrogen gas and temperature fiber optic sensor system | |
| Zhang et al. | Mixed-gas CH4/CO2/CO detection based on linear variable optical filter and thermopile detector array | |
| US20160178508A1 (en) | Method, Device and Sensor for Determining an Absorption Behavior of a Medium | |
| JPH03221843A (ja) | 光による分析計 | |
| Hinnrichs | Remote sensing for gas plume monitoring using state-of-the-art infrared hyperspectral imaging | |
| JP2001324382A (ja) | 赤外検出装置 | |
| Zhang et al. | A compact MEMS-based infrared spectrometer for multi-gases measurement | |
| JPH1183734A (ja) | ガス検知装置及びガス検知方法 |