JPH09318528A - Gas sensor - Google Patents

Gas sensor

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Publication number
JPH09318528A
JPH09318528A JP13294096A JP13294096A JPH09318528A JP H09318528 A JPH09318528 A JP H09318528A JP 13294096 A JP13294096 A JP 13294096A JP 13294096 A JP13294096 A JP 13294096A JP H09318528 A JPH09318528 A JP H09318528A
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JP
Japan
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wavelength
light
light emitting
gas
gas sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP13294096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Kishimoto
晃弘 岸本
Yoshiaki Honda
由明 本多
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09318528A publication Critical patent/JPH09318528A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a correct concentration of a gas without time and labor required for maintenance by introducing a gas into an optical path between a light emitting part for emitting lights containing two wavelengths and a detector having a filter adapted to pass the lights alone to absorb or transmit the lights with these wavelengths. SOLUTION: Light emitted from an infrared emitting element 2a is transmitted through a glass 1j of a partition wall 1c, then, introduced into an introduction path 1h to be irradiated to carbon dioxide and subsequently transmitted through a glass 1k of a partition wall 1d. The light transmitted through the glass 1j reaches detectors 3a and 3b but that with a specified wavelength is detected as filters 3c and 3d are provided. When the lights with these wavelengths irradiate the carbon dioxide, the lights are absorbed according to the concentration thereof, which allows detecting of the concentration of the carbon dioxide based on the light with the wavelength detected by the detector 3a. At this point, even when the glass 1j is fouled, correction is possible based on the light with the wavelength detected by the detector 3b without being irradiated to the carbon dioxide to be absorbed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸ガスを検出す
るガスセンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas sensor for detecting carbon dioxide gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のガスセンサの第1従来例とし
て、特開平1−229941により開示されたものが存
在する。このものは、図7に示すように、第1の波長及
びその第1の波長とは異なる第2の波長を含む光を発光
する発光部A と、発光部A からの第1の波長及び第2の
波長の光を検出する検出部B と、発光部A と検出部B と
の間の光路に第1の波長の光を吸収するとともに第2の
波長の光を透過させるガスを導入し得る導入路(図示せ
ず)と、発光部A からの第1及び第2の波長の光のみを
透過させるフィルタホィールC と、フィルタホィールC
を回転させるモータD と、を備えて構成されている。詳
しくは、フィルタホィールC は、第1の波長のみを透過
させる第1の光学フィルタC1及び第2の波長のみを透過
させる第2の光学フィルタC2が設けられている。
2. Description of the Related Art As a first conventional example of this type of gas sensor, there is one disclosed by Japanese Patent Laid-Open No. 1-229941. As shown in FIG. 7, the light emitting unit A emits light including a first wavelength and a second wavelength different from the first wavelength, and a first wavelength and a first wavelength from the light emitting unit A. A gas that absorbs the light of the first wavelength and transmits the light of the second wavelength can be introduced into the optical path between the detection unit B that detects the light of the second wavelength and the light emission unit A and the detection unit B. An introduction path (not shown), a filter wheel C for transmitting only light of the first and second wavelengths from the light emitting section A, and a filter wheel C
And a motor D for rotating. More specifically, the filter wheel C is provided with a first optical filter C 1 that transmits only the first wavelength and a second optical filter C 2 that transmits only the second wavelength.

【0003】次に、このものによる炭酸ガスの検出手順
について説明する。第1の光学フィルタD1を透過した第
1の波長の光は、試料セルE に設けられた導入路に導入
されたガスに照射されると、そのガスの濃度に応じて吸
収された後に検出部B に検出される。このとき、発光部
A と検出部B との間の光路に設けられたガラス(図示せ
ず)等が汚れていたりしても、その汚れによる第1の波
長の光の吸収量は、炭酸ガスに吸収されない第2の波長
の光のその汚れにより吸収された吸収量に基づいて補正
できるから、ガスによる吸収のみに基づいて、ガス濃度
を正確に検出することができる。
Next, a procedure for detecting carbon dioxide gas using this device will be described. The light of the first wavelength that has passed through the first optical filter D 1 is detected after being absorbed by the gas introduced into the introduction path provided in the sample cell E 1 according to the concentration of the gas. Detected in part B. At this time, the light emitting unit
Even if glass (not shown) or the like provided in the optical path between A and the detection unit B is contaminated, the amount of light of the first wavelength absorbed by the contamination is not absorbed by carbon dioxide gas. Since the correction can be made based on the amount of absorption of the light of wavelength absorbed by the dirt, the gas concentration can be accurately detected based only on the absorption by the gas.

【0004】この種のガスセンサの第2従来例として、
図8に示すものが存在する。このものは、前述した第1
の波長と同一波長である特定波長の光を発光する赤外発
光素子A1からなる発光部A と、発光部A からの特定波長
の光を検出する検出部B と、発光部A と検出部B との間
の光路に特定波長の光を吸収するガスを導入し得る導入
路F と、を備えて構成されている。
As a second conventional example of this type of gas sensor,
There is the one shown in FIG. This is the first
Light emitting section A consisting of an infrared light emitting element A 1 that emits light of a specific wavelength that is the same as the wavelength of A, a detecting section B that detects light of a specific wavelength from the light emitting section A, a light emitting section A and a detecting section. An introduction path F capable of introducing a gas that absorbs light having a specific wavelength is provided in an optical path between B and B.

【0005】次に、このものによる炭酸ガスの検出手順
について説明する。特定波長の光は、導入路F に導入さ
れたガスに照射されると、そのガスの濃度に応じて吸収
された後に検出部B に検出されるから、ガスによる吸収
に基づいて、ガス濃度を検出することができる。
Next, the procedure for detecting carbon dioxide gas using this device will be described. When the gas introduced into the introduction path F is irradiated with the light of a specific wavelength, the gas is absorbed according to the concentration of the gas and then detected by the detection unit B, so that the gas concentration is determined based on the absorption by the gas. Can be detected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記した第1従来例の
ガスセンサにあっては、ガスによる吸収のみに基づい
て、ガス濃度を正確に検出することができるものの、発
光部A からの第1及び第2の波長の光のみを透過させる
フィルタホィールC と、フィルタホィールC を回転させ
るモータD と、を備えているために、そのモ−タD 等の
保全に手間がかかるという問題点があった。
In the gas sensor of the first conventional example described above, the gas concentration can be accurately detected based only on the absorption by the gas, but the first and Since the filter wheel C that transmits only the light of the second wavelength and the motor D that rotates the filter wheel C are provided, there is a problem that maintenance of the motor D and the like is troublesome. .

【0007】上記した第2従来例のガスセンサにあって
は、第2従来例のようなフィルタホィールC 及びモータ
D が設けられていないから保全に手間がかかるというこ
とはないものの、第1の波長の光が発光部A と検出部B
との間の光路に設けられたレンズG に付着した汚れ等に
より吸収されると、ガスのみの吸収に基づいた正確なガ
ス濃度を検出することができなかった。
In the gas sensor of the second conventional example described above, the filter wheel C and the motor as in the second conventional example are used.
Although there is no need for maintenance because D is not provided, the light of the first wavelength emits light from A and B.
If it is absorbed by dirt or the like attached to the lens G 1 provided in the optical path between and, it was not possible to detect an accurate gas concentration based on the absorption of only the gas.

【0008】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、保全に手間がかかること
がなく、正確なガス濃度を検出することができるガスセ
ンサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas sensor capable of detecting an accurate gas concentration without requiring maintenance. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1記載のものは、第1の波長及びその第
1の波長とは異なる第2の波長を含む光を発光する発光
部と、第1の波長の光のみを透過させるフィルターが設
けられた第1の検出素子及び第2の波長の光のみを透過
させるフィルターが設けられた第2の検出素子からなり
発光部からの光を検出する検出部と、発光部と検出部と
の間の光路に第1の波長の光を吸収するとともに第2の
波長の光を透過させるガスを導入し得る導入路と、を備
えた構成としている。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the first aspect of the present invention, a light emission which emits light having a first wavelength and a second wavelength different from the first wavelength is provided. And a second detection element provided with a filter for transmitting only light of the first wavelength and a second detection element provided with filter for transmitting light of the second wavelength. A detection unit that detects light, and an introduction path that can introduce a gas that absorbs light of the first wavelength and transmits light of the second wavelength are provided in an optical path between the light emitting unit and the detection unit. It is configured.

【0010】また、請求項3記載のものは、請求項2記
載のものにおいて、前記第1及び第2の発光素子は、前
記第1及び第2の波長の光をパルス駆動によって時分割
した状態で発光するようなした構成としている。
A third aspect of the present invention is the one according to the second aspect, wherein the first and second light emitting elements are time-divided by pulse driving the light of the first and second wavelengths. It is configured to emit light at.

【0011】また、請求項4記載のものは、請求項2記
載のものにおいて、前記発光部からの光を前記検出部へ
向けて反射させる反射ミラーが発光部及び検出部に対向
した状態で設けられた構成としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, a reflecting mirror for reflecting the light from the light emitting section toward the detecting section is provided so as to face the light emitting section and the detecting section. It has a specific configuration.

【0012】また、請求項5記載のものは、発光波長を
可変として第1の波長及びその第1の波長とは異なる第
2の波長の光を発光する波長可変赤外発光素子からなる
発光部と、発光部からの第1の波長及び第2の波長の光
を検出する検出部と、発光部と検出部との間の光路に第
1の波長の光を吸収するとともに第2の波長の光を透過
させるガスを導入し得る導入路と、を備えた構成として
いる。
According to a fifth aspect of the present invention, the light emitting section is composed of a wavelength tunable infrared light emitting element which emits light of a first wavelength and a second wavelength different from the first wavelength by varying the emission wavelength. And a detector for detecting the light of the first wavelength and the light of the second wavelength from the light emitting unit, and absorbing the light of the first wavelength in the optical path between the light emitting unit and the detector, And an introduction path through which a gas that transmits light can be introduced.

【0013】また、請求項6記載のものは、請求項5記
載のものにおいて、前記波長可変赤外発光素子は、発光
波長可変型の半導体レーザーである構成としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the variable wavelength infrared light emitting element is a variable emission wavelength type semiconductor laser.

【0014】また、請求項7記載のものは、請求項5記
載のものにおいて、前記波長可変赤外発光素子は、発光
波長可変型の発光ダイオードである構成としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect, the variable wavelength infrared light emitting element is a variable emission wavelength type light emitting diode.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態を図1に基
づいて以下に説明する。このガスセンサは、センサ本体
1 、発光部2 、検出部3 を備えて構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. This gas sensor is the sensor body
1, a light emitting unit 2, and a detecting unit 3 are provided.

【0016】センサ本体1 は、略箱状に形成され、互い
に対向する両対向部に開口部1a,1bが設けられている。
このセンサ本体1 は、その内部空間が2枚の隔壁1c,1d
により第1乃至第3の空間1e,1f,1gに仕切られ、その中
央の第2の空間1fには、矢示するように、開口部1aから
炭酸ガスが導入されるとともに開口部1bから導出され
る。つまり、第2の空間1fが、炭酸ガスを導入し得る導
入路1hとなっている。また、隔壁1c,1d は、光が透過可
能なガラス1j,1k がそれぞれ設けられている。
The sensor body 1 is formed in a substantially box shape, and openings 1a and 1b are provided at both facing portions facing each other.
This sensor main body 1 has two internal walls with partition walls 1c and 1d.
It divides into the 1st thru | or 3rd space 1e, 1f, 1g by, and the carbon dioxide gas is introduce | transduced from the opening part 1a, and is led out from the opening part 1b to the 2nd space 1f of the center as shown by the arrow. To be done. That is, the second space 1f is an introduction path 1h through which carbon dioxide gas can be introduced. Further, the partitions 1c and 1d are provided with glass 1j and 1k, respectively, through which light can pass.

【0017】発光部2 は、4.3μm近傍の波長(第1
の波長)及び4.0μm近傍の波長(第2の波長)を含
む光を発光する赤外発光素子2aからなり、センサ本体1
の第1の空間1eに配設される。
The light emitting section 2 has a wavelength of about 4.3 μm (first
Of the sensor body 1 and an infrared light emitting element 2a that emits light having a wavelength of about 4.0 μm (second wavelength).
Is disposed in the first space 1e.

【0018】検出部3 は、第1の検出素子3a及び第2の
検出素子3bからなる。第1の検出素子3aは、4.3μm
近傍の波長の光のみを透過させるフィルター3cが設けら
れ、センサ本体1 の第3の空間1gに配設される。第2の
検出素子3bは、4.0μm近傍の波長の光のみを透過さ
せるフィルター3dが設けられ、第1の検出素子3aと同様
に、センサ本体1 の第3の空間1gに配設される。
The detecting section 3 comprises a first detecting element 3a and a second detecting element 3b. The first detection element 3a has a thickness of 4.3 μm
A filter 3c that transmits only light having a wavelength in the vicinity is provided, and is disposed in the third space 1g of the sensor body 1. The second detection element 3b is provided with a filter 3d that transmits only light having a wavelength in the vicinity of 4.0 μm, and is arranged in the third space 1g of the sensor body 1 as with the first detection element 3a. .

【0019】次に、このものによる炭酸ガスの検出手順
について説明する。発光部2 を構成する赤外発光素子2a
から発光された光は、破線で矢示するように、隔壁1cの
ガラス1jを透過して後に、導入路1hに導入された炭酸ガ
スに照射され、その後に隔壁1dのガラス1kを透過する。
このガラス1kを透過した光は、第1の検出素子3a及び第
2の検出素子3bに到達することとなるが、これらの第1
の検出素子3a及び第2の検出素子3bにはフィルター3c,3
d がそれぞれ設けられているために、4.3μm近傍及
び4.0μm近傍の波長の光のみがそれぞれ検出され
る。
Next, the procedure for detecting carbon dioxide gas using this device will be described. Infrared light emitting element 2a constituting the light emitting section 2
The light emitted from passes through the glass 1j of the partition wall 1c and is then irradiated on the carbon dioxide gas introduced into the introduction path 1h, and then passes through the glass 1k of the partition wall 1d, as indicated by the dashed arrow.
The light transmitted through the glass 1k reaches the first detection element 3a and the second detection element 3b.
The filters 3c and 3 are provided on the detection element 3a and the second detection element 3b of
Since d is provided respectively, only lights having wavelengths in the vicinity of 4.3 μm and in the vicinity of 4.0 μm are detected.

【0020】上記した4.3μm近傍の波長の光は、炭
酸ガスに照射されると、その炭酸ガスの濃度に応じて吸
収されるから、第1の検出素子3aに検出された4.3μ
m近傍の波長の光に基づいて、炭酸ガスの濃度を検出す
ることができる。このとき、ガラス1j等が汚れていたり
して、その汚れに基づいて4.3μm近傍の波長の光が
吸収されたとしても、炭酸ガスに照射されても吸収され
ずに第2の検出素子3bに検出された4.0μm近傍の波
長の光に基づいて補正できる。
When the carbon dioxide gas is irradiated with the above-mentioned light having a wavelength in the vicinity of 4.3 μm, it is absorbed according to the concentration of the carbon dioxide gas, and therefore 4.3 μm detected by the first detection element 3a.
The concentration of carbon dioxide can be detected based on the light having a wavelength near m. At this time, even if the glass 1j or the like is contaminated and light having a wavelength in the vicinity of 4.3 μm is absorbed due to the contamination, the second detection element 3b is not absorbed even if it is irradiated with carbon dioxide gas. It can be corrected based on the light having a wavelength in the vicinity of 4.0 μm detected in the above.

【0021】かかるガスセンサにあっては、発光部2 が
4.3μm近傍及び4.0μm近傍の波長を含む光を発
光しても、検出部3 の第1の検出素子3a及び第2の検出
素子3bは、フィルター3c,3d がそれぞれ設けられている
から、保全に手間をかけることを承知で第2従来例のよ
うなフィルタホィール及びモータを設けることなく、
4.3μm近傍及び4.0μm近傍の波長の光のみをそ
れぞれ検出できる。従って、発光部2 と検出部3 との間
の光路に設けられたガラス1j等が汚れていたりしても、
その汚れによる4.3μm近傍の波長の光の吸収量は、
4.0μm近傍の波長の光のその汚れによる吸収量に基
づいて補正されることによって、ガスによる吸収のみに
基づいて、ガス濃度を正確に検出することができる。
In such a gas sensor, even if the light emitting section 2 emits light including wavelengths in the vicinity of 4.3 μm and in the vicinity of 4.0 μm, the first detection element 3a and the second detection element of the detection section 3 are detected. Since 3b is provided with filters 3c and 3d, respectively, it is known that it takes a lot of time and effort for maintenance, and without providing a filter wheel and a motor as in the second conventional example,
Only lights having wavelengths in the vicinity of 4.3 μm and in the vicinity of 4.0 μm can be detected. Therefore, even if the glass 1j or the like provided in the optical path between the light emitting section 2 and the detecting section 3 is dirty,
The amount of absorption of light having a wavelength near 4.3 μm due to the dirt is
The gas concentration can be accurately detected based on only the absorption by the gas by being corrected on the basis of the absorption amount of the light having the wavelength near 4.0 μm due to the contamination.

【0022】次に、本発明の第2実施形態を図2に基づ
いて以下に説明する。なお、第1実施形態と実質的に同
一の機能を有する部材には同一の符号を付し、第1実施
形態と異なるところのみ記す。
Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. It should be noted that members having substantially the same functions as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and only different points from those in the first embodiment will be described.

【0023】第1実施形態では、発光部2 は1つの赤外
発光素子2aからなり、検出部3 を構成する第1及び第2
の検出素子3a,3b にはフィルター3c,3d がそれぞれ設け
られた構成であるのに対し、本実施形態では、発光部2
は第1及び第2の赤外発光素子2b,2c からなり、検出部
3 を構成する第1及び第2の検出素子3a,3b にはいずれ
もフィルター3c,3d が設けられていない構成としてい
る。
In the first embodiment, the light emitting unit 2 is composed of one infrared light emitting element 2a, and the first and second light emitting units constituting the detecting unit 3 are included.
While the detection elements 3a and 3b are provided with filters 3c and 3d, respectively, in the present embodiment, the light emitting unit 2
Is composed of the first and second infrared light emitting elements 2b and 2c,
The first and second detection elements 3a and 3b forming part 3 are not provided with filters 3c and 3d.

【0024】かかるガスセンサにあっては、第1実施形
態と同様に、発光部2 と検出部3 との間の光路に設けら
れたガラス1j等が汚れていたりしても、その汚れにより
4.3μm近傍の波長の光の吸収量は、4.0μm近傍
の波長の光のその汚れによる吸収量に基づいて補正され
ることによって、ガスによる吸収のみに基づいて、ガス
濃度を正確に検出することができる。しかも、その4.
3μm近傍及び4.0μm近傍の波長の光は、第1及び
第2の赤外発光素子2b,2c からそれぞれ発光されるか
ら、第2従来例のようなフィルタホィール及びモータを
必要としなくなり、モ−タ等の保全に手間がかからなく
なる。
In this gas sensor, as in the first embodiment, even if the glass 1j or the like provided in the optical path between the light emitting section 2 and the detecting section 3 is contaminated, 4. The amount of absorption of light having a wavelength near 3 μm is corrected based on the amount of absorption of light having a wavelength near 4.0 μm due to the dirt, thereby accurately detecting the gas concentration based only on the absorption by gas. You can Moreover, 4.
Light having wavelengths in the vicinity of 3 μm and in the vicinity of 4.0 μm are emitted from the first and second infrared light emitting elements 2b and 2c, respectively, so that there is no need for a filter wheel and a motor as in the second conventional example. -No need to worry about maintenance of data.

【0025】次に、本発明の第3実施形態を図3に基づ
いて以下に説明する。なお、第2実施形態と実質的に同
一の機能を有する部材には同一の符号を付し、第2実施
形態と異なるところのみ記す。
Next, a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. It should be noted that members having substantially the same functions as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals, and only different points from the second embodiment will be described.

【0026】第2実施形態では、検出部3 は、第1及び
第2の検出素子3a,3b からなる構成であるのに対し、本
実施形態では、1つの検出素子3eからなる構成としてい
る。詳しくは、発光部2 を構成する第1及び第2の赤外
発光素子2b,2c は、パルス駆動によって時分割した状態
で発光するようなしたものである。
In the second embodiment, the detecting section 3 is composed of the first and second detecting elements 3a and 3b, whereas in the present embodiment, it is composed of one detecting element 3e. More specifically, the first and second infrared light emitting elements 2b and 2c forming the light emitting section 2 are configured to emit light in a time-divided state by pulse driving.

【0027】かかるガスセンサにあっては、第2実施形
態の効果に加えて、時分割赤外発光素子からの4.3μ
m近傍及び4.0μm近傍の波長の光は、パルス駆動に
よって時分割した状態で発光されているから、4.3μ
m近傍及び4.0μm近傍の波長の光を時分割した状態
で検出することによって、4.3μm近傍及び4.0μ
m近傍の波長の光をそれぞれ検出する第1及び第2の検
出素子を用いることなく、1つの検出素子3eにより検出
可能となる。
In such a gas sensor, in addition to the effect of the second embodiment, 4.3 μm from the time division infrared light emitting element is obtained.
Light of wavelengths near m and 4.0 μm are emitted in a time-divided state by pulse driving, so 4.3 μm
By detecting light with wavelengths in the vicinity of m and 4.0 μm in a time-division manner, the light in the vicinity of 4.3 μm and 4.0 μm
It becomes possible to detect with one detection element 3e, without using the 1st and 2nd detection elements which respectively detect the light of the wavelength of m vicinity.

【0028】次に、本発明の第4実施形態を図4に基づ
いて以下に説明する。なお、第3実施形態と実質的に同
一の機能を有する部材には同一の符号を付し、第3実施
形態と異なるところのみ記す。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Note that members having substantially the same functions as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences from the third embodiment will be described.

【0029】第3実施形態では、センサ本体1 に第3の
空間1gを設け、その第3の空間1gに検出部3 が配設され
た構成となっているのに対し、本実施形態では、センサ
本体1 に第3の空間を設けず、発光部2 が配設された第
1の空間1eに検出部3 が配設された構成としている。
In the third embodiment, the sensor body 1 is provided with the third space 1g, and the detecting portion 3 is arranged in the third space 1g, whereas in the present embodiment, The sensor body 1 is not provided with the third space, and the detection unit 3 is arranged in the first space 1e in which the light emitting unit 2 is arranged.

【0030】詳しくは、センサ本体1 は、隔壁1cによ
り、第1及び第2の空間1e,1f に仕切られており、導入
路1h及び隔壁1cを挟んで発光部2 及び検出部3 と対向す
る状態で、反射ミラー1mが設けられている。
Specifically, the sensor body 1 is partitioned by the partition wall 1c into the first and second spaces 1e and 1f, and faces the light emitting section 2 and the detection section 3 with the introduction path 1h and the partition wall 1c interposed therebetween. In this state, the reflection mirror 1m is provided.

【0031】かかるガスセンサにあっては、第3実施形
態の効果に加えて、発光部2 からの光は、その発光部2
及び検出部3 に対向した状態で設けられた反射ミラー1m
によって検出部3 へ向けて反射されるから、対向させた
状態よりも小さいスペースですむ並んだ状態で発光部2
及び検出部3 を設けることができる。また、発光部2及
び検出部3 を基板に設けるときは、並んだ状態で設ける
ことにより1つの基板ですむ。
In such a gas sensor, in addition to the effect of the third embodiment, the light from the light emitting section 2 is
And a reflection mirror 1m provided so as to face the detection unit 3
Since it is reflected toward the detection unit 3 by the light emitting unit 2
And the detection part 3 can be provided. Further, when the light emitting section 2 and the detecting section 3 are provided on the substrate, they are provided side by side so that only one substrate is required.

【0032】次に、本発明の第5実施形態を図5に基づ
いて以下に説明する。なお、第3実施形態と実質的に同
一の機能を有する部材には同一の符号を付し、第3実施
形態と異なるところのみ記す。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Note that members having substantially the same functions as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences from the third embodiment will be described.

【0033】第3実施形態では、発光部2 は、パルス駆
動によって時分割した状態で発光するようなした第1及
び第2の赤外発光素子2b,2c からなる構成となっている
のに対し、本実施形態では、発光波長を可変とする波長
可変赤外発光素子2dからなる構成としている。詳しく
は、波長可変赤外発光素子2dは、周囲温度や注入電流を
変化させると発振波長が変化する鉛塩半導体レーザーで
ある。
In the third embodiment, the light emitting section 2 is composed of first and second infrared light emitting elements 2b and 2c which emit light in a time-divided state by pulse driving. In the present embodiment, the wavelength tunable infrared light emitting element 2d has a variable emission wavelength. Specifically, the wavelength tunable infrared light emitting element 2d is a lead salt semiconductor laser whose oscillation wavelength changes when the ambient temperature or the injected current is changed.

【0034】かかるガスセンサにあっては、発光部2 を
構成する波長可変赤外発光素子2dが発光波長を可変とし
て4.3μm近傍及び4.0μm近傍の波長の光を発光
することによって、保全に手間をかけることを承知で第
2従来例のようなフィルタホィール及びモータを設ける
ことなく、検出部3 は、4.3μm近傍及び4.0μm
近傍の波長の光のみを検出できる。従って、発光部2 と
検出部3 との間の光路に設けられたガラス1j等が汚れて
いたりしても、その汚れによる4.3μm近傍の波長の
光の吸収量は、4.0μm近傍の波長の光のその汚れに
よる吸収量に基づいて補正されることによって、ガスに
よる吸収のみに基づいて、ガス濃度を正確に検出するこ
とができる。
In such a gas sensor, the wavelength tunable infrared light emitting element 2d constituting the light emitting section 2 emits light having wavelengths in the vicinity of 4.3 μm and 4.0 μm with the emission wavelength being variable, so that the maintenance is maintained. Knowing that it takes time and effort, the detecting unit 3 is provided in the vicinity of 4.3 μm and 4.0 μm without providing the filter wheel and the motor as in the second conventional example.
Only light with a wavelength in the vicinity can be detected. Therefore, even if the glass 1j or the like provided in the optical path between the light emitting section 2 and the detecting section 3 is contaminated, the amount of light absorbed at a wavelength near 4.3 μm due to the contamination is around 4.0 μm. The gas concentration can be accurately detected based on only the absorption by the gas by being corrected on the basis of the absorption amount of the light of the wavelength due to the contamination.

【0035】また、波長可変赤外発光素子に発光波長可
変型の半導体レーザーを用いることにより、比較的簡単
とすることができる。
Further, by using a variable wavelength emission type semiconductor laser for the variable wavelength infrared light emitting element, it can be made relatively simple.

【0036】次に、本発明の第6実施形態を図6に基づ
いて以下に説明する。なお、第3実施形態と実質的に同
一の機能を有する部材には同一の符号を付し、第3実施
形態と異なるところのみ記す。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Note that members having substantially the same functions as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences from the third embodiment will be described.

【0037】第3実施形態では、波長可変赤外発光素子
2dは、発光波長可変型の半導体レーザーであるのに対
し、本実施形態では、発光波長可変型の発光ダイオード
である構成としている。
In the third embodiment, the wavelength tunable infrared light emitting element is used.
2d is a variable emission wavelength type semiconductor laser, whereas in the present embodiment, it is configured to be a variable emission wavelength type light emitting diode.

【0038】次に、発光波長可変型の発光ダイオードで
ある波長可変赤外発光素子2dについて詳しく説明する。
この波長可変赤外発光素子2dは、P型基板2e、第1のP
層2f、活性層2g、N層2h、第2のP層2jが順に設けられ
て、更に、コレクタ電極2k、エミッタ電極2m及びベース
電極2nが設けられたものである。さらに詳しくは、コレ
クタ電極2k、エミッタ電極2m及びベース電極2nは、P型
基板2e、第2のP層2j及びN層2hにそれぞれ設けられて
いる。そして、コレクタ電極2kとベース電極2nとの間に
は電界印加用電源2pが設けられ、ベース電極2nとエッミ
タ電極2mとの間には駆動用電源2qが設けられている。こ
の発光ダイオードは、発光部分に電界を加えた状態で発
光させると、電界強度に対応して発光した光のスペクト
ルを変化させることができる。
Next, the wavelength variable infrared light emitting element 2d, which is a light emitting wavelength variable light emitting diode, will be described in detail.
The wavelength tunable infrared light emitting element 2d includes a P-type substrate 2e and a first P-type substrate 2e.
The layer 2f, the active layer 2g, the N layer 2h, and the second P layer 2j are sequentially provided, and further, the collector electrode 2k, the emitter electrode 2m, and the base electrode 2n are provided. More specifically, the collector electrode 2k, the emitter electrode 2m, and the base electrode 2n are provided on the P-type substrate 2e, the second P layer 2j, and the N layer 2h, respectively. An electric field applying power supply 2p is provided between the collector electrode 2k and the base electrode 2n, and a driving power supply 2q is provided between the base electrode 2n and the emitter electrode 2m. When this light emitting diode is caused to emit light with an electric field applied to the light emitting portion, the spectrum of the emitted light can be changed according to the electric field strength.

【0039】かかるガスセンサにあっては、第5実施形
態と同様の効果を、比較的簡単な構成である発光ダイオ
ードを用いることにより奏することができる。
In such a gas sensor, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained by using a light emitting diode having a relatively simple structure.

【0040】なお、第1乃至第6実施形態はいずれも、
炭酸ガスの濃度を検出するガスセンサであるが、炭酸ガ
スとは異なるガスにより吸収される波長の光を発光部1
から発光させることにより、そのガスの濃度を検出する
ガスセンサとすることも可能である。
In all of the first to sixth embodiments,
This is a gas sensor that detects the concentration of carbon dioxide, but emits light of a wavelength that is absorbed by a gas different from carbon dioxide.
It is also possible to make it a gas sensor that detects the concentration of the gas by making it emit light.

【0041】[0041]

【発明の効果】請求項1記載のものは、発光部が第1の
波長及びその第1の波長とは異なる第2の波長を含む光
を発光しても、検出部の第1の検出素子及び第2の検出
素子は、フィルターがそれぞれ設けられているから、保
全に手間をかけることを承知で第2従来例のようなフィ
ルタホィール及びモータを設けることなく、第1及び第
2の波長の光のみをそれぞれ検出できる。従って、発光
部と検出部との間の光路に設けられたガラス等が汚れて
いたりしても、その汚れによる第1の波長の光の吸収量
は、第2の波長のその汚れによる吸収量に基づいて補正
されることによって、ガスによる吸収のみに基づき、ガ
ス濃度を正確に検出することができる。
According to the first aspect of the present invention, even if the light emitting section emits light including the first wavelength and the second wavelength different from the first wavelength, the first detecting element of the detecting section is provided. Since the second detecting element and the second detecting element are respectively provided with filters, it is known that maintenance is troublesome, and it is not necessary to provide a filter wheel and a motor as in the second conventional example. Only light can be detected. Therefore, even if the glass or the like provided in the optical path between the light emitting unit and the detection unit is contaminated, the amount of absorption of the light of the first wavelength due to the contamination is the amount of absorption of the contamination of the second wavelength due to the contamination. The gas concentration can be accurately detected based on only the absorption by the gas by being corrected based on the above.

【0042】請求項2記載のものは、発光部と検出部と
の間の光路に設けられたガラス等が汚れていたりして
も、その汚れによる第1の波長の光の吸収量は、第2の
波長の光のその汚れによる吸収量に基づいて補正される
ことによって、ガスによる吸収のみに基づいて、ガス濃
度を正確に検出することができる。しかも、その第1及
び第2の波長の光は、第1及び第2の赤外発光素子から
それぞれ発光されるから、第2従来例のようなフィルタ
ホィール及びモータを必要としなくなり、モ−タ等の保
全に手間がかからなくなる。
According to the second aspect, even if the glass or the like provided in the optical path between the light emitting section and the detecting section is contaminated, the amount of light of the first wavelength absorbed by the contamination is By correcting based on the absorption amount of the light of the two wavelengths due to the dirt, the gas concentration can be accurately detected only based on the absorption by the gas. Moreover, since the lights of the first and second wavelengths are respectively emitted from the first and second infrared light emitting elements, the filter wheel and the motor as in the second conventional example are not required, and the motor is not required. It will not take much time to maintain such things.

【0043】請求項3記載のものは、請求項1記載のも
のの効果に加えて、時分割赤外発光素子からの第1及び
第2の波長の光は、パルス駆動によって時分割した状態
で発光されているから、第1及び第2の波長の光を時分
割した状態で検出することによって、第1及び第2の波
長の光をそれぞれ検出する2つの検出素子を用いること
なく、1つの検出素子により検出可能となる。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the light of the first and second wavelengths from the time division infrared light emitting element is emitted in a time division state by pulse driving. Therefore, by detecting the light of the first and second wavelengths in a time-division state, one detection can be performed without using two detection elements for detecting the light of the first and second wavelengths, respectively. It can be detected by the element.

【0044】請求項4記載のものは、請求項1記載のも
のの効果に加えて、発光部からの光は、その発光部及び
検出部に対向した状態で設けられた反射ミラーによって
検出部へ向けて反射されるから、対向させた状態よりも
小さいスペースですむ並んだ状態で発光部及び検出部を
設けることができる。また、発光部及び検出部を基板に
設けるときは、並んだ状態で設けることにより1つの基
板ですむ。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the light from the light emitting section is directed to the detecting section by a reflection mirror provided in a state of facing the light emitting section and the detecting section. Therefore, the light emitting section and the detection section can be provided side by side in a space that is smaller than the facing state. Further, when the light emitting section and the detecting section are provided on the substrate, they need only be provided on one substrate.

【0045】請求項5記載のものは、発光部を構成する
波長可変赤外発光素子が発光波長を可変として第1及び
第2の波長の光を発光することによって、保全に手間を
かけることを承知で第2従来例のようなフィルタホィー
ル及びモータを設けることなく、検出部は、第1及び第
2の波長の光のみを検出できる。従って、発光部と検出
部との間の光路に設けられたガラス等が汚れていたりし
ても、その汚れによる第1の波長の光の吸収量は、第2
の波長の光のその汚れによる吸収量に基づいて補正され
ることによって、ガスによる吸収のみに基づいて、ガス
濃度を正確に検出することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the wavelength tunable infrared light emitting element that constitutes the light emitting section emits light of the first and second wavelengths with a variable emission wavelength, so that maintenance is troublesome. As is known, the detection unit can detect only the light of the first and second wavelengths without providing the filter wheel and the motor as in the second conventional example. Therefore, even if the glass or the like provided in the optical path between the light emitting section and the detecting section is contaminated, the amount of absorption of the light of the first wavelength due to the contamination is
The gas concentration can be accurately detected based on only the absorption by the gas by being corrected on the basis of the absorption amount of the light of the wavelength due to the dirt.

【0046】請求項6記載のものは、波長可変赤外発光
素子に発光波長可変型の半導体レーザーを用いることに
より、比較的簡単な構成でもって、請求項5記載のもの
の効果を奏することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, by using a variable wavelength emission type semiconductor laser for the variable wavelength infrared light emitting element, the effect of the fifth aspect can be achieved with a relatively simple structure. .

【0047】請求項7記載のものは、波長可変赤外発光
素子に発光波長可変型の発光ダイオードを用いることに
より、比較的簡単な構成でもって、請求項5記載のもの
の効果を奏することができる。
According to the seventh aspect of the invention, the effect of the fifth aspect can be obtained with a relatively simple structure by using the light emission wavelength variable type light emitting diode for the wavelength variable infrared light emitting element. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施形態の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施形態の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6実施形態の発光部に電界を設けた
状態を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a state in which an electric field is provided in a light emitting section according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】第1従来例の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a first conventional example.

【図8】第2従来例の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1h 導入路 1m 反射ミラー 2 発光部 2b 第1の発光素子 2c 第2の発光素子 2e 波長可変赤外発光素子 3 検出部 3a 第1の検出素子 3b 第2の検出素子 3c フィルター 3d フィルター 1h Introduction path 1m Reflection mirror 2 Light emitting part 2b First light emitting element 2c Second light emitting element 2e Tunable infrared light emitting element 3 Detection part 3a First detection element 3b Second detection element 3c Filter 3d Filter

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の波長及びその第1の波長とは異な
る第2の波長を含む光を発光する発光部と、第1の波長
の光のみを透過させるフィルターが設けられた第1の検
出素子及び第2の波長の光のみを透過させるフィルター
が設けられた第2の検出素子からなり発光部からの光を
検出する検出部と、発光部と検出部との間の光路に第1
の波長の光を吸収するとともに第2の波長の光を透過さ
せるガスを導入し得る導入路と、を備えたことを特徴と
するガスセンサ。
1. A first light emitting section which emits light including a first wavelength and a second wavelength different from the first wavelength, and a first filter which transmits only light of the first wavelength. A first detecting element and a second detecting element that is provided with a filter that transmits only the light of the second wavelength and that detects the light from the light emitting section; and a first optical path between the light emitting section and the detecting section.
A gas sensor, which is capable of introducing a gas that absorbs light of the second wavelength and transmits the light of the second wavelength.
【請求項2】 第1の波長及びその第1の波長とは異な
る第2の波長の光をそれぞれ発光する第1及び第2の発
光素子からなる発光部と、発光部からの第1の波長及び
第2の波長の光を検出する検出部と、発光部と検出部と
の間の光路に第1の波長の光を吸収するとともに第2の
波長の光を透過させるガスを導入し得る導入路と、を備
えたことを特徴とするガスセンサ。
2. A light emitting section comprising first and second light emitting elements for emitting light of a first wavelength and a second wavelength different from the first wavelength, and a first wavelength from the light emitting section. And a detector for detecting light of the second wavelength and a gas for absorbing light of the first wavelength and transmitting light of the second wavelength can be introduced into the optical path between the light emitting unit and the detector. A gas sensor having a path.
【請求項3】 前記第1及び第2の発光素子は、前記第
1及び第2の波長の光をパルス駆動によって時分割した
状態で発光するようなしたことを特徴とする請求項2記
載のガスセンサ。
3. The light emitting device according to claim 2, wherein the first and second light emitting elements emit light of the first and second wavelengths in a time division manner by pulse driving. Gas sensor.
【請求項4】 前記発光部からの光を前記検出部へ向け
て反射させる反射ミラーが発光部及び検出部に対向した
状態で設けられたことを特徴とする請求項2記載のガス
センサ。
4. The gas sensor according to claim 2, wherein a reflection mirror that reflects the light from the light emitting unit toward the detection unit is provided in a state of facing the light emitting unit and the detection unit.
【請求項5】 発光波長を可変として第1の波長及びそ
の第1の波長とは異なる第2の波長の光を発光する波長
可変赤外発光素子からなる発光部と、発光部からの第1
の波長及び第2の波長の光を検出する検出部と、発光部
と検出部との間の光路に第1の波長の光を吸収するとと
もに第2の波長の光を透過させるガスを導入し得る導入
路と、を備えたことを特徴とするガスセンサ。
5. A light emitting section comprising a wavelength tunable infrared light emitting element that emits light of a first wavelength and a second wavelength different from the first wavelength by varying the emission wavelength, and the first from the light emitting section.
And a gas that absorbs the light of the first wavelength and transmits the light of the second wavelength are introduced into the optical path between the light emitting unit and the detection unit. A gas sensor, comprising:
【請求項6】 前記波長可変赤外発光素子は、発光波長
可変型の半導体レーザーであることを特徴とする請求項
5記載のガスセンサ。
6. The gas sensor according to claim 5, wherein the variable wavelength infrared light emitting element is a variable emission wavelength type semiconductor laser.
【請求項7】 前記波長可変赤外発光素子は、発光波長
可変型の発光ダイオードであることを特徴とする請求項
5記載のガスセンサ。
7. The gas sensor according to claim 5, wherein the variable wavelength infrared light emitting element is a light emitting wavelength variable light emitting diode.
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