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特開2022-153291光学式濃度測定装置、光学式濃度測定装置用モジュール、および光学式濃度測定方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022153291
(43)【公開日】2022-10-12
(54)【発明の名称】光学式濃度測定装置、光学式濃度測定装置用モジュール、および光学式濃度測定方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/3504 20140101AFI20221004BHJP
【ＦＩ】
G01N21/3504
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022037590
(22)【出願日】2022-03-10
(31)【優先権主張番号】P 2021056034
(32)【優先日】2021-03-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】303046277
【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165951
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 憲悟
(74)【代理人】
【識別番号】100213333
【弁理士】
【氏名又は名称】鹿山 昌代
(72)【発明者】
【氏名】一色 翔太
(72)【発明者】
【氏名】カマルゴ エジソン
【テーマコード（参考）】
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G059AA01
2G059BB01
2G059CC04
2G059CC09
2G059CC13
2G059EE01
2G059EE11
2G059GG02
2G059GG03
2G059HH01
2G059JJ03
2G059KK03
2G059MM01
(57)【要約】
【課題】干渉ガスによる光吸収の影響を除去しつつ、測定対象ガスの濃度を高精度に測定することが可能な光学式濃度測定装置を提供する。
【解決手段】光学式濃度測定装置１は、測定対象ガスおよび干渉ガスが赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタ４１と、測定対象ガスおよび干渉ガスが赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタ４２と、演算部６０と、を備え、第１実効感度スペクトルのピーク波長と第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下である。演算部６０は、第１減衰量に比例定数を掛けた量から第２減衰量を減算、又は、第２減衰量に異なる比例定数を掛けた量から第１減衰量を減算し、干渉ガスによる第１強度の減衰量および干渉ガスによる第２強度の減衰量を除去する。
【選択図】図１
【解決手段】光学式濃度測定装置１は、測定対象ガスおよび干渉ガスが赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタ４１と、測定対象ガスおよび干渉ガスが赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタ４２と、演算部６０と、を備え、第１実効感度スペクトルのピーク波長と第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下である。演算部６０は、第１減衰量に比例定数を掛けた量から第２減衰量を減算、又は、第２減衰量に異なる比例定数を掛けた量から第１減衰量を減算し、干渉ガスによる第１強度の減衰量および干渉ガスによる第２強度の減衰量を除去する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる前記測定対象ガスの濃度を測定する光学式濃度測定装置であって、
赤外線を放射する第１光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、
前記第１透過帯域に感度を有し、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を出力する第１受光部と、
前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、
前記赤外線を放射する第２光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、
前記第２透過帯域に感度を有し、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を出力する第２受光部と、
前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、
前記第１検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第１強度の第１減衰量を演算し、前記第２検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第２強度の第２減衰量を演算し、前記第１減衰量および前記第２減衰量に基づいて、前記測定対象ガスの濃度を演算する演算部と、
を備え、
前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下であり、
前記演算部は、前記第１減衰量に比例定数を掛けた量から前記第２減衰量を減算、又は、前記第２減衰量に前記比例定数とは異なる比例定数を掛けた量から前記第１減衰量を減算し、前記干渉ガスによる前記第１強度の減衰量および前記干渉ガスによる前記第２強度の減衰量を除去する、
光学式濃度測定装置。
赤外線を放射する第１光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、
前記第１透過帯域に感度を有し、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を出力する第１受光部と、
前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、
前記赤外線を放射する第２光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、
前記第２透過帯域に感度を有し、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を出力する第２受光部と、
前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、
前記第１検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第１強度の第１減衰量を演算し、前記第２検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第２強度の第２減衰量を演算し、前記第１減衰量および前記第２減衰量に基づいて、前記測定対象ガスの濃度を演算する演算部と、
を備え、
前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下であり、
前記演算部は、前記第１減衰量に比例定数を掛けた量から前記第２減衰量を減算、又は、前記第２減衰量に前記比例定数とは異なる比例定数を掛けた量から前記第１減衰量を減算し、前記干渉ガスによる前記第１強度の減衰量および前記干渉ガスによる前記第２強度の減衰量を除去する、
光学式濃度測定装置。
【請求項2】
前記第１実効感度スペクトル又は前記第２実効感度スペクトルの半値全幅は、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、
請求項１に記載の光学式濃度測定装置
請求項１に記載の光学式濃度測定装置
【請求項3】
前記第１透過帯域の中心波長は、３．２μｍ以上３．４μｍ以下である、
請求項１又は２に記載の光学式濃度測定装置。
請求項１又は２に記載の光学式濃度測定装置。
【請求項4】
前記第１導光部により導かれる前記赤外線の第１光路長が、前記第２導光部により導かれる前記赤外線の第２光路長より長い場合、前記第１光路長と前記第２光路長との差は、前記第１光路長の０％以上５％以下である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の光学式濃度測定装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の光学式濃度測定装置。
【請求項5】
前記第２導光部により導かれる前記赤外線の第２光路長が、前記第１導光部により導かれる前記赤外線の第１光路長より長い場合、前記第１光路長と前記第２光路長との差は、前記第２光路長の０％以上５％以下である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の光学式濃度測定装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の光学式濃度測定装置。
【請求項6】
前記第１光源および前記第２光源は、同一である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の光学式濃度測定装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の光学式濃度測定装置。
【請求項7】
前記第１光源および前記第２光源、又は、前記第１受光部および前記第２受光部は、半導体又は化合物半導体で構成される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の光学式濃度測定装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の光学式濃度測定装置。
【請求項8】
測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる前記測定対象ガスの濃度を測定する光学式濃度測定装置用モジュールであって、
赤外線を放射する第１光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、
前記第１透過帯域に感度を有し、前記第１光学フィルタを透過した光を受光する第１受光部と、
前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、
前記赤外線を放射する第２光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、
前記第２透過帯域に感度を有し、前記第２光学フィルタを透過した光を受光する第２受光部と、
前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、
を備え、
前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下である、
光学式濃度測定装置用モジュール。
赤外線を放射する第１光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、
前記第１透過帯域に感度を有し、前記第１光学フィルタを透過した光を受光する第１受光部と、
前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、
前記赤外線を放射する第２光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、
前記第２透過帯域に感度を有し、前記第２光学フィルタを透過した光を受光する第２受光部と、
前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、
を備え、
前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下である、
光学式濃度測定装置用モジュール。
【請求項9】
測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる前記測定対象ガスの濃度を測定する光学式濃度測定装置の光学式濃度測定方法であって、
前記光学式濃度測定装置は、
赤外線を放射する第１光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、
前記第１透過帯域に感度を有し、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を出力する第１受光部と、
前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、
前記赤外線を放射する第２光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、
前記第２透過帯域に感度を有し、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を出力する第２受光部と、
前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、
演算部と、
を備え、
前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下であり、
前記演算部が、前記第１検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第１強度の第１減衰量を演算するステップと、
前記演算部が、前記第２検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第２強度の第２減衰量を演算するステップと、
前記演算部が、前記第１減衰量および前記第２減衰量に基づいて、前記測定対象ガスの濃度を演算するステップと、
を含み、
前記測定対象ガスの濃度を演算するステップは、前記演算部が、前記第１減衰量に比例定数を掛けた量から前記第２減衰量を減算、又は、前記第２減衰量に前記比例定数とは異なる比例定数を掛けた量から前記第１減衰量を減算し、前記干渉ガスによる前記第１強度の減衰量および前記干渉ガスによる前記第２強度の減衰量を除去するステップを含む、
光学式濃度測定方法。
前記光学式濃度測定装置は、
赤外線を放射する第１光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、
前記第１透過帯域に感度を有し、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を出力する第１受光部と、
前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、
前記赤外線を放射する第２光源と、
前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、
前記第２透過帯域に感度を有し、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を出力する第２受光部と、
前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、
演算部と、
を備え、
前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下であり、
前記演算部が、前記第１検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第１強度の第１減衰量を演算するステップと、
前記演算部が、前記第２検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第２強度の第２減衰量を演算するステップと、
前記演算部が、前記第１減衰量および前記第２減衰量に基づいて、前記測定対象ガスの濃度を演算するステップと、
を含み、
前記測定対象ガスの濃度を演算するステップは、前記演算部が、前記第１減衰量に比例定数を掛けた量から前記第２減衰量を減算、又は、前記第２減衰量に前記比例定数とは異なる比例定数を掛けた量から前記第１減衰量を減算し、前記干渉ガスによる前記第１強度の減衰量および前記干渉ガスによる前記第２強度の減衰量を除去するステップを含む、
光学式濃度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学式濃度測定装置、光学式濃度測定装置用モジュール、および光学式濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、レーザ光源ではなく、タングステンランプなどスペクトル幅の広い光源を用いて、測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる測定対象ガスの濃度を測定し、低消費電力化を実現した光学式濃度測定装置が知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、赤外線を放射する光源と、測定対象ガスのみが赤外線を吸収する波長帯域を透過帯域とするフィルタを有する第１受光部と、該波長帯域とは異なる波長帯域を透過帯域とするフィルタを有する第２受光部と、を備えることで、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を除去しつつ、測定対象ガスの濃度を測定するセンサが開示されている。
【0004】
例えば、特許文献２には、赤外線を放射する光源と、測定対象ガスの吸収帯の赤外線を透過させる第１フィルタおよび測定対象ガスの非吸収帯の赤外線を透過させる第２フィルタと、各フィルタを選択的に回転させる回転部材と、各フィルタを透過した赤外線を受光する受光部と、を備えることで、小型化を実現したガス濃度測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００４－１３８４９９号公報
【特許文献2】国際公開第２０１６／００２４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の光学式濃度測定装置は、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を避けるため、測定対象ガスのみが赤外線を吸収する波長帯域を透過帯域とする光学フィルタを用いていた。このため、測定対象ガスのみが赤外線を吸収する波長帯域が狭い場合、受光部が受光する光の量が極端に削られて、光学式濃度測定装置の測定精度が悪化してしまうという問題があった。
【0007】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、干渉ガスによる光吸収の影響を除去しつつ、測定対象ガスの濃度を高精度に測定することが可能な光学式濃度測定装置、光学式濃度測定装置用モジュール、および光学式濃度測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施形態に係る光学式濃度測定装置は、測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる前記測定対象ガスの濃度を測定する光学式濃度測定装置であって、赤外線を放射する第１光源と、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、前記第１透過帯域に感度を有し、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を出力する第１受光部と、前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、前記赤外線を放射する第２光源と、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、前記第２透過帯域に感度を有し、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を出力する第２受光部と、前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、前記第１検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第１強度の第１減衰量を演算し、前記第２検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第２強度の第２減衰量を演算し、前記第１減衰量および前記第２減衰量に基づいて、前記測定対象ガスの濃度を演算する演算部と、を備え、前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下であり、前記演算部は、前記第１減衰量に比例定数を掛けた量から前記第２減衰量を減算、又は、前記第２減衰量に前記比例定数とは異なる比例定数を掛けた量から前記第１減衰量を減算し、前記干渉ガスによる前記第１強度の減衰量および前記干渉ガスによる前記第２強度の減衰量を除去する。
【0009】
一実施形態に係る光学式濃度測定装置用モジュールは、測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる前記測定対象ガスの濃度を測定する光学式濃度測定装置用モジュールであって、赤外線を放射する第１光源と、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、前記第１透過帯域に感度を有し、前記第１光学フィルタを透過した光を受光する第１受光部と、前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、前記赤外線を放射する第２光源と、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、前記第２透過帯域に感度を有し、前記第２光学フィルタを透過した光を受光する第２受光部と、前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、を備え、前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下である。
【0010】
一実施形態に係る光学式濃度測定方法は、測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる前記測定対象ガスの濃度を測定する光学式濃度測定装置の光学式濃度測定方法であって、前記光学式濃度測定装置は、赤外線を放射する第１光源と、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第１透過帯域とする第１光学フィルタと、前記第１透過帯域に感度を有し、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を出力する第１受光部と、前記赤外線を前記第１受光部へ導く第１導光部と、前記赤外線を放射する第２光源と、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスが前記赤外線を吸収する波長を含む波長帯域を第２透過帯域とする第２光学フィルタと、前記第２透過帯域に感度を有し、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を出力する第２受光部と、前記赤外線を前記第２受光部へ導く第２導光部と、演算部と、を備え、前記第１受光部における前記第１透過帯域に基づく第１実効感度スペクトルのピーク波長と前記第２受光部における前記第２透過帯域に基づく第２実効感度スペクトルのピーク波長との差は、前記第１実効感度スペクトルの半値全幅の±０．２倍以上±０．８倍以下であり、前記演算部が、前記第１検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第１強度の第１減衰量を演算するステップと、前記演算部が、前記第２検出信号に基づいて、前記測定対象ガスおよび前記干渉ガスによる前記第２強度の第２減衰量を演算するステップと、前記演算部が、前記第１減衰量および前記第２減衰量に基づいて、前記測定対象ガスの濃度を演算するステップと、を含み、前記測定対象ガスの濃度を演算するステップは、前記演算部が、前記第１減衰量に比例定数を掛けた量から前記第２減衰量を減算、又は、前記第２減衰量に前記比例定数とは異なる比例定数を掛けた量から前記第１減衰量を減算し、前記干渉ガスによる前記第１強度の減衰量および前記干渉ガスによる前記第２強度の減衰量を除去するステップを含む。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、干渉ガスによる光吸収の影響を除去しつつ、測定対象ガスの濃度を高精度に測定することが可能な光学式濃度測定装置、光学式濃度測定装置用モジュール、および光学式濃度測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態に係る光学式濃度測定装置の構成の一例を示す概略図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る光学式濃度測定装置の構成の一例を示す一部を透過させた斜視図である。
【図3A】二酸化炭素が赤外線を吸収する場合における波長と吸収係数との関係の一例を示す図である。
【図3B】メタンガスが赤外線を吸収する場合における波長と吸収係数との関係の一例を示す図である。
【図3C】水蒸気が赤外線を吸収する場合における波長と吸収係数との関係の一例を示す図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る第１実効感度スペクトルおよび第２実効感度スペクトルにおける波長と実効感度スペクトルの強度比との関係の一例を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る第１実効感度スペクトルおよび第２実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と赤外線の減衰量との関係の一例を示す図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る第１実効感度スペクトルおよび第２実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と赤外線の減衰量比との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、重複する説明を省略する。各図において、説明の便宜上、各構成の縦横の比率を実際の比率から誇張して示している
【0014】
また、以下、「赤外線」とは、波長２．０μｍから波長１０．０μｍまでの電磁波を意味する。また、「透過」とは、光学フィルタを透過する光の量が、光学フィルタへ入射する光の量の３％以上であることを意味する。また、「感度」とは、受光部が所定の波長帯域の光を吸収し、電流信号又は電圧信号を出力することを意味する。また、「受光感度帯域」とは、受光部が感度を有する波長帯域の中で、最も感度が高い波長を中心波長とした場合に、中心波長から±５０ｎｍ以上±５００ｎｍ以下の波長を含む波長帯域を意味する。ただし、これらの用語は、便宜的に定められたものに過ぎず、限定的に解釈すべきものではない。
【0015】
【0016】
光学式濃度測定装置１は、ガスの種類により吸収される赤外線の波長が異なることを利用して、測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる測定対象ガスの濃度を測定するＮＤＩＲ（Non Dispersive InfraRed）方式の装置である。
【0017】
測定対象ガスは、例えば、二酸化炭素、メタン、水蒸気、プロパン、ホルムアルデヒド、一酸化炭素、一酸化窒素、アンモニア、二酸化硫黄、アルコール、代替フロンなどである。
【0018】
干渉ガスは、測定対象ガス以外のガスであり、例えば、二酸化炭素、メタン、水蒸気、プロパン、ホルムアルデヒド、一酸化炭素、一酸化窒素、アンモニア、二酸化硫黄、アルコール、代替フロンなどである。干渉ガスは、単数であっても複数であってもよい。
【0019】
例えば、光学式濃度測定装置１は、屋内又は屋外における二酸化炭素の濃度を測定する。例えば、光学式濃度測定装置１は、自然界に約２．０ｐｐｍしか存在しないメタンを主成分とする天然ガスを輸送するパイプラインにおいて、天然ガスの漏洩を検知するために、メタンの濃度を測定する。
【0020】
光学式濃度測定装置１は、第１導光部２１と、第２導光部２２と、第１光源３１と、第２光源３２と、第１光学フィルタ４１と、第２光学フィルタ４２と、第１受光部５１と、第２受光部５２と、演算部６０と、駆動部７０と、基板８０と、を備える。
【0021】
〔第１光源〕
第１光源３１は、インコヒーレント光源であることが好ましく、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機発光素子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ヒータなどである。第１光源３１は、駆動部７０から供給される駆動電流又は駆動電圧に基づいて、赤外線を放射する。第１光路Ｌ１は、測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する空間において、第１光源３１により放射された赤外線が第１導光部２１を介して第１受光部５１へ導かれるまでの赤外線の経路である。第１光路長ｌ１は、該経路の平均光学的距離である。
第１光源３１は、インコヒーレント光源であることが好ましく、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機発光素子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ヒータなどである。第１光源３１は、駆動部７０から供給される駆動電流又は駆動電圧に基づいて、赤外線を放射する。第１光路Ｌ１は、測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する空間において、第１光源３１により放射された赤外線が第１導光部２１を介して第１受光部５１へ導かれるまでの赤外線の経路である。第１光路長ｌ１は、該経路の平均光学的距離である。
【0022】
第１光源３１は、第２光源３２に統合されてよい。第１光源３１が第２光源３２に統合された場合、光源により放射された赤外線をそれぞれの導光部へ取り出されるように、第１導光部２１および第２導光部２２が構成されればよい。なお、この場合、第１光源３１又は第２光源３２の何れかの光量が十分大きいことが必要である。
【0023】
〔第２光源〕
第２光源３２は、インコヒーレント光源であることが好ましく、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機発光素子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ヒータなどである。第２光源３２は、駆動部７０から供給される駆動電流又は駆動電圧に基づいて、赤外線を放射する。第２光路Ｌ２は、測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する空間において、第２光源３２により放射された赤外線が第２導光部２２を介して第２受光部５２へ導かれるまでの赤外線の経路である。第２光路長ｌ２は、該経路の平均光学的距離である。
第２光源３２は、インコヒーレント光源であることが好ましく、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機発光素子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ヒータなどである。第２光源３２は、駆動部７０から供給される駆動電流又は駆動電圧に基づいて、赤外線を放射する。第２光路Ｌ２は、測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する空間において、第２光源３２により放射された赤外線が第２導光部２２を介して第２受光部５２へ導かれるまでの赤外線の経路である。第２光路長ｌ２は、該経路の平均光学的距離である。
【0024】
第２光源３２は、第１光源３１に統合されてよい。第２光源３２が第１光源３１に統合された場合、光源により放射された赤外線をそれぞれの導光部へ取り出されるように、第１導光部２１および第２導光部２２が構成されればよい。なお、この場合、第１光源３１又は第２光源３２の何れかの光量が十分大きいことが必要である。
【0025】
第２光源３２は、製造材料、製造プロセスなどが、第１光源３１と同じであることが好ましい。特に、第１光源３１が半導体又は化合物半導体により構成されるＬＥＤである場合、第１光源３１から放射される赤外線の波長は、バンドギャップによる温度特性の影響を受け易くなる。このため、温度特性を揃える観点から、第２光源３２もまた、ＬＥＤであり、かつ、第１光源３１と同一であることが好ましい。
【0026】
〔第１光学フィルタ〕
第１光学フィルタ４１は、第１透過帯域の光を透過させる。第１透過帯域は、測定対象ガスおよび干渉ガスが赤外線を吸収する波長を含む波長帯域である。
第１光学フィルタ４１は、第１透過帯域の光を透過させる。第１透過帯域は、測定対象ガスおよび干渉ガスが赤外線を吸収する波長を含む波長帯域である。
【0027】
図３Ａに示すように、例えば、二酸化炭素は、主に、波長４．０μｍから波長４．５μｍまでの波長帯域の赤外線を吸収する。図３Ｂに示すように、例えば、メタンは、主に、波長３．１μｍから波長３．７μｍまでの波長帯域の赤外線、波長７．１μｍから波長８．５μｍまでの波長帯域の赤外線を吸収する。この波長帯域は、メタンの分子振動モードに基づいて定められている。図３Ｃに示すように、例えば、水蒸気は、主に、波長２．５μｍから波長３．０μｍまでの波長帯域の赤外線、波長５．０μｍから波長８．０μｍまでの波長帯域の赤外線を吸収する。
【0028】
例えば、測定対象ガスが二酸化炭素、干渉ガスが水蒸気である場合、第１光学フィルタ４１における第１透過帯域の中心波長は、波長４．０μｍ以上波長４．５μｍ以下であることが好ましい（図３Ａおよび図３Ｃ参照）。
【0029】
例えば、測定対象ガスがメタン、干渉ガスが水蒸気である場合、第１光学フィルタ４１における第１透過帯域の中心波長は、波長３．２μｍ以上波長３．４μｍ以下であることが好ましい（図３Ｂおよび図３Ｃ参照）。なお、波長７．１μｍ以上波長８．５μｍ以下の波長帯域では、メタンが赤外線を吸収する波長帯域と水蒸気が赤外線を吸収する波長帯域との重なりが大きいため、第１透過帯域は、上述の範囲であることが好ましい。
【0030】
また、第１光学フィルタ４１を透過した光の透過スペクトルの半値全幅は、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。半値全幅が広い方が、測定対象ガスが赤外線を吸収する波長を多く取り込めるため、赤外線の減衰を多く生じさせることができるが、その一方で、不必要に幅広い波長範囲の光を取り込むと、赤外線の吸収に無関係な光の量も増えるため、赤外線の減衰率が相対的に小さくなってしまう。このため、半値全幅は、上述の範囲であることが好ましい。
【0031】
〔第２光学フィルタ〕
第２光学フィルタ４２は、第２透過帯域の光を透過させる。第２透過帯域は、測定対象ガスおよび干渉ガスが赤外線を吸収する波長を含む波長帯域である。
第２光学フィルタ４２は、第２透過帯域の光を透過させる。第２透過帯域は、測定対象ガスおよび干渉ガスが赤外線を吸収する波長を含む波長帯域である。
【0032】
第２光学フィルタ４２を透過した光の透過スペクトルの半値全幅は、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。半値全幅が広い方が、測定対象ガスが赤外線を吸収する波長を多く取り込めるため、赤外線の減衰を多く生じさせることができるが、その一方で、不必要に幅広い波長範囲の光を取り込むと、赤外線の吸収に無関係な光の量も増えるため、赤外線の減衰率が相対的に小さくなってしまう。このため、半値全幅は、上述の範囲であることが好ましい。
【0033】
第２光学フィルタ４２は、第１受光部５１および第２受光部５２が同じ構成である場合、第１光学フィルタ４１とは異なる構成であることが好ましい。
【0034】
〔第１受光部〕
第１受光部５１は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどである。第１受光部５１は、第１透過帯域に感度を有し、第１光学フィルタ４１を透過した光を受光する。第１受光部５１における第１受光感度帯域は、第１透過帯域に対して最適化されることが好ましい。また、第１受光感度帯域は、第１透過帯域を包含していることが好ましい。第１受光感度帯域が第１透過帯域を包含することで、第１受光部５１は、第１光学フィルタ４１を透過した光を高効率で受光することが可能となる。
第１受光部５１は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどである。第１受光部５１は、第１透過帯域に感度を有し、第１光学フィルタ４１を透過した光を受光する。第１受光部５１における第１受光感度帯域は、第１透過帯域に対して最適化されることが好ましい。また、第１受光感度帯域は、第１透過帯域を包含していることが好ましい。第１受光感度帯域が第１透過帯域を包含することで、第１受光部５１は、第１光学フィルタ４１を透過した光を高効率で受光することが可能となる。
【0035】
第１受光部５１は、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を生成し、演算部６０へ出力する。第１検出信号は、電流信号又は電圧信号である。この第１検出信号に基づいて、演算部６０により、後述する第１減衰量が演算される。
【0036】
例えば、第１受光部５１は、第１光路Ｌ１に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する場合において、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を、演算部６０へ出力する。また、例えば、第１受光部５１は、第１光路Ｌ１に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合において、受光した光の第１強度に応じた第１検出信号を、演算部６０へ出力する。第１減衰量は、第１光路Ｌ１に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合において第１受光部５１から出力される第１検出信号と、第１光路Ｌ１に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する場合において第１受光部５１から出力される第１検出信号との差に基づいて演算部６０により、演算される量である。なお、第１受光部５１は、実使用環境にて、第１光路Ｌ１に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合における第１検出信号を検出することは困難である。したがって、第１光路Ｌ１に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合における第１検出信号は、あらかじめ設定されて演算部６０に記憶されてもよいし、周辺温度などの環境情報に基づいて、演算部６０により演算されてもよい。
【0037】
〔第２受光部〕
第２受光部５２は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどである。第２受光部５２は、第２透過帯域に感度を有し、第２光学フィルタ４２を透過した光を受光する。第２受光部５２における第２受光感度帯域は、第２透過帯域に対して最適化されることが好ましい。また、第２受光感度帯域は、第２透過帯域を包含していることが好ましい。第２受光感度帯域が第２透過帯域を包含することで、第２受光部５２は、第２光学フィルタ４２を透過した光を高効率で受光することが可能となる。
第２受光部５２は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタなどである。第２受光部５２は、第２透過帯域に感度を有し、第２光学フィルタ４２を透過した光を受光する。第２受光部５２における第２受光感度帯域は、第２透過帯域に対して最適化されることが好ましい。また、第２受光感度帯域は、第２透過帯域を包含していることが好ましい。第２受光感度帯域が第２透過帯域を包含することで、第２受光部５２は、第２光学フィルタ４２を透過した光を高効率で受光することが可能となる。
【0038】
第２受光感度帯域は、第１受光感度帯域とは異なり、第２透過帯域に最適化されてもよいが、第１透過帯域と第２透過帯域とが異なる場合には、第１受光感度帯域と等しくてもよい。
【0039】
第２受光部５２は、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を生成し、演算部６０へ出力する。第２検出信号は、電流信号又は電圧信号である。この第２検出信号に基づいて、演算部６０により、後述する第２減衰量が演算される。
【0040】
例えば、第２受光部５２は、第２光路Ｌ２に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する場合において、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を、演算部６０へ出力する。また、例えば、第２受光部５２は、第２光路Ｌ２に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合において、受光した光の第２強度に応じた第２検出信号を、演算部６０へ出力する。第２減衰量は、第２光路Ｌ２に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合において第２受光部５２から出力される第２検出信号と、第２光路Ｌ２に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する場合において第２受光部５２から出力される第２検出信号との差に基づいて演算部６０により、演算される量である。なお、第２受光部５２は、実使用環境にて、第２光路Ｌ２に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合における第２検出信号を検出することは困難である。したがって、第２光路Ｌ２に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合における第２検出信号は、あらかじめ設定されて演算部６０に記憶されてもよいし、周辺温度などの環境情報に基づいて、演算部６０により演算されてもよい。
【0041】
第２受光部５２は、製造材料、製造プロセスなどが、第１受光部５１と同じであることが好ましい。特に、第１受光部５１が半導体又は化合物半導体により構成されるフォトダイオード又はフォトトランジスタである場合、第１受光部５１の第１受光感度帯域は、温度特性の影響を受け易くなる。このため、温度特性を揃える観点から、第２受光部５２もまた、フォトダイオード又はフォトトランジスタで第１受光部５１と同じであることが好ましい。
【0042】
なお、第１受光部５１は、第１透過帯域以外の波長帯域におけるプロセッサなどの熱を含むものから放射される赤外線を検出しない。同様に、第２受光部５２も、第２透過帯域以外の波長帯域におけるプロセッサなどの熱を含むものから放射される赤外線を検出しない。したがって、第１受光部５１と第２受光部５２とは、それぞれの直上に、異なる光学フィルタを備えることが好ましい。
【0043】
〔実効感度スペクトル〕
ここで、図４を参照して、第１実効感度スペクトルおよび第２実効感度スペクトルについて説明する。横軸は波長［μｍ］を表し、縦軸は実効感度スペクトルの強度比［ａ．ｕ．］を表している。また、実線は第１実効感度スペクトルを表し、破線および一点鎖線は第２実効感度スペクトルを表している。
ここで、図４を参照して、第１実効感度スペクトルおよび第２実効感度スペクトルについて説明する。横軸は波長［μｍ］を表し、縦軸は実効感度スペクトルの強度比［ａ．ｕ．］を表している。また、実線は第１実効感度スペクトルを表し、破線および一点鎖線は第２実効感度スペクトルを表している。
【0044】
第１受光部５１の第１実効感度スペクトルは、第１受光部５１が実効的な感度を有する波長帯域の光のスペクトルであり、第１光学フィルタ４１における第１透過帯域と第１受光部５１における第１受光感度帯域の光のスペクトルとを掛け合わせたスペクトルとして定義される。つまり、第１受光部５１の第１実効感度スペクトルは、第１透過帯域に基づいて、概ねの特性が決まると言ってよい。
【0045】
第２受光部５２の第２実効感度スペクトルは、第２受光部５２が実効的な感度を有する波長帯域の光のスペクトルであり、第２光学フィルタ４２における第２透過帯域と第２受光部５２における第２受光感度帯域の光のスペクトルとを掛け合わせたスペクトルとして定義される。つまり、第２受光部５２の第２実効感度スペクトルは、第２透過帯域に基づいて、概ねの特性が決まると言ってよい。
【0046】
第１実効感度スペクトルの半値全幅は、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。同様に、第２実効感度スペクトルの半値全幅は、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。各実効感度スペクトルの半値全幅が広い方が、測定対象ガスが赤外線を吸収する波長を多く取り込めるため、赤外線の減衰を多く生じさせることができるが、その一方で、不必要に幅広い波長範囲の光を取り込むと、赤外線の吸収に無関係な光の量も増えるため、赤外線の減衰率が相対的に小さくなってしまう。このため、第１実効感度スペクトルの半値全幅および第２実効感度スペクトルの半値全幅は、上述の範囲であることが好ましい。
【0047】
図４に示すように、第１実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ１と第２実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ２との差ΔＰは、第１実効感度スペクトルの半値全幅Ｗ１の０．２倍以上０．８倍以下であることが好ましい。つまり、第２実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ２は、第１実効感度スペクトルの半値全幅Ｗ１の０．２倍以上０．８倍以下だけ、第１実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ１から低エネルギー側へ、ピークシフトした波長であることが好ましい。あるいは、第２実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ２は、第１実効感度スペクトルの半値全幅Ｗ１の０．２倍以上０．８倍以下だけ、第１実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ１から高エネルギー側へ、ピークシフトした波長であることが好ましい。
【0048】
例えば、第１実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ１が３．３μｍ、第１実効感度スペクトルの半値全幅Ｗ１が１４０ｎｍ、である場合、第２実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ２は、第１実効感度スペクトルの半値全幅Ｗ１１４０ｎｍの０．５倍（＝７０ｎｍ）高エネルギー側へピークシフトした波長である３．２３μｍ（＝３．３μｍ－０．０７μｍ）、あるいは、第１実効感度スペクトルの半値全幅Ｗ１１４０ｎｍの０．５倍（＝７０ｎｍ）低エネルギー側へピークシフトした波長である３．３７μｍ（＝３．３μｍ＋０．０７μｍ）であることが好ましい。
【0049】
第１実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ１と第２実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ２との差ΔＰが、第１実効感度スペクトルの半値全幅Ｗ１の０．２倍以上０．８倍以下であることで、光学式濃度測定装置１は、従来の光学式濃度測定装置のように、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を避けるため、測定対象ガスのみが赤外線を吸収する波長帯域を透過帯域とする光学フィルタを用いずに済む。したがって、測定対象ガスが赤外線を吸収する波長帯域が狭い場合であっても、受光部は十分な量の光を受光することができるため、信頼性の高い測定を行うことが可能な光学式濃度測定装置１を実現できる。
【0050】
また、第１実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ１と第２実効感度スペクトルのピーク波長Ｐ２との差ΔＰが、第１実効感度スペクトルの半値全幅Ｗ１の０．２倍以上０．８倍以下であることで、第１光学フィルタ４１および第２光学フィルタ４２の構造又は組成を近づけることができる。これにより、温度特性の改善が期待できる。
【0051】
ここで、温度特性の改善が期待できる理由について説明する。
【0052】
従来の光学式濃度測定装置は、例えば、測定対象ガスと干渉ガスが赤外線を吸収する波長帯域を透過帯域とする第１光学フィルタを有する受光部と、干渉ガスのみが赤外線を吸収する波長帯域を透過帯域とする第２光学フィルタを有する受光部と、を備えることで、２つの光学フィルタの透過帯域を完全に分離し、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を除去していた。このため、第１光学フィルタおよび第２光学フィルタの構造又は組成を近づけ難く、２つの光学フィルタの温度特性に差分が生じ、この差分によっても、光学式濃度測定装置の測定精度が悪化していた。
【0053】
しかしながら、本実施形態に係る光学式濃度測定装置１は、従来の光学式濃度測定装置のように、２つの光学フィルタの透過帯域を完全に分離せずとも、透過帯域の近い２つの光学フィルタを用いて、さらに、詳細については後述する演算部６０による干渉除去演算を適用することで、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を除去できる。つまり、２つの光学フィルタの透過帯域を完全に分離する必要がなく、第１光学フィルタ４１および第２光学フィルタ４２の構造又は組成を近づけることができるため、第１光学フィルタ４１および第２光学フィルタ４２の温度特性の差分を生じ難くすることが可能となる。したがって、温度特性の差分によって生じる測定精度の悪化を回避した光学式濃度測定装置１を実現できる。
【0054】
また、第１実効感度スペクトルと第２実効感度スペクトルとは、重なる領域が広い程、第１透過帯域，第１受光感度帯域と、第２透過帯域，第２受光感度帯域とは近くなる。したがって、光学式濃度測定装置１において、第１光学フィルタ４１および第２光学フィルタ４２の構造又は組成を近づけ、さらに、第１光源３１および第２光源３２の構造又は組成、ならびに、第１受光部５１および第２受光部５２の構造又は組成も近づけることで、さらなる温度特性の改善が期待できる。
【0055】
上述のように、第１実効感度スペクトルのピーク波長に対する第２実効感度スペクトルのピーク波長におけるピークシフトが適切に調整されることで、測定対象ガスが赤外線を吸収する波長帯域が狭い場合であっても、第１受光部５１および第２受光部５２が受光する光の量が極端に削られることなく、さらには、温度特性を改善しつつ、測定対象ガスの濃度を高精度に測定することが可能な光学式濃度測定装置１を実現できる。
【0056】
〔第１導光部〕
第１導光部２１は、第１光源３１から放射される赤外線を、第１受光部５１へ導く。例えば、第１導光部２１は、赤外線を複数回反射させる、又は、赤外線放射時の放射角度を回転変換させることで、第１光源３１から放射される赤外線を最終的に第１受光部５１へ到達させる。
第１導光部２１は、第１光源３１から放射される赤外線を、第１受光部５１へ導く。例えば、第１導光部２１は、赤外線を複数回反射させる、又は、赤外線放射時の放射角度を回転変換させることで、第１光源３１から放射される赤外線を最終的に第１受光部５１へ到達させる。
【0057】
第１導光部２１は、ミラー２１１およびミラー２１２を備える。ミラー２１１，２１２は、同じ材料で形成されることが好ましく、例えば、金属、ガラス、セラミックス、ステンレスなどで形成されることが好ましい。
【0058】
ミラー２１１，２１２は、感度向上の観点から、光の吸収係数が小さく、且つ、反射率が高い材料で形成されることが好ましい。このような材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀を含む合金、誘電体、又はこれらの積層体のコーティングが施された樹脂筐体などが挙げられる。樹脂筐体の材料としては、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、又はこれらの２つ以上を混合した硬質樹脂などが挙げられる。
【0059】
また、ミラー２１１，２１２は、信頼性の向上および経時劣化抑制の観点から、金又は金を含む合金層でコーティングされた樹脂筐体で形成されることが好ましい。さらに、反射率を高めるために、金属層の表面に誘電体積層膜が形成されることが好ましい。第１導光部２１の内面が、樹脂筐体上に蒸着又はめっきが施されて形成される場合、生産性を向上させ、且つ、軽量化を図ることができる。
【0060】
なお、第１導光部２１は、ミラー２１１，２１２に限定されず、光学素子であればよい。例えば、第１導光部２１は、複数のレンズであってよい。例えば、第１導光部２１は、複数のミラーおよび複数のレンズの組み合わせであってよい。
【0061】
〔第２導光部〕
第２導光部２２は、第２光源３２から放射される赤外線を、第２受光部５２へ導く。例えば、第２導光部２２は、赤外線を複数回反射させる、又は、赤外線放射時の放射角度を回転変換させることで、第２光源３２から放射される赤外線を最終的に第２受光部５２へ到達させる。
第２導光部２２は、第２光源３２から放射される赤外線を、第２受光部５２へ導く。例えば、第２導光部２２は、赤外線を複数回反射させる、又は、赤外線放射時の放射角度を回転変換させることで、第２光源３２から放射される赤外線を最終的に第２受光部５２へ到達させる。
【0062】
第２導光部２２は、ミラー２２１およびミラー２２２を備える。ミラー２２１，２２２は、同じ材料で形成されることが好ましく、例えば、金属、ガラス、セラミックス、ステンレスなどで形成されることが好ましい。
【0063】
ミラー２２１，２２２は、感度向上の観点から、光の吸収係数が小さく、且つ、反射率が高い材料で形成されることが好ましい。このような材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀を含む合金、誘電体、又はこれらの積層体のコーティングが施された樹脂筐体などが挙げられる。樹脂筐体の材料としては、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、又はこれらの２つ以上を混合した硬質樹脂などが挙げられる。
【0064】
また、ミラー２２１，２２２は、信頼性の向上および経時劣化抑制の観点から、金又は金を含む合金層でコーティングされた樹脂筐体で形成されることが好ましい。さらに、反射率を高めるために、金属層の表面に誘電体積層膜が形成されることが好ましい。第２導光部２２の内面が、樹脂筐体上に蒸着又はめっきが施されて形成される場合、生産性を向上させ、且つ、軽量化を図ることができる。
【0065】
なお、第２導光部２２は、ミラー２２１，２２２に限定されず、光学素子であればよい。例えば、第２導光部２２は、複数のレンズであってよい。例えば、第２導光部２２は、複数のミラーおよび複数のレンズの組み合わせであってよい。
【0066】
〔演算部〕
演算部６０は、駆動部７０、読み込むプログラムに応じた機能を実行する汎用プロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくとも１つを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又は不揮発性／揮発性メモリを含んでよい。
演算部６０は、駆動部７０、読み込むプログラムに応じた機能を実行する汎用プロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくとも１つを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又は不揮発性／揮発性メモリを含んでよい。
【0067】
演算部６０は、第１受光部５１から出力される第１検出信号に基づいて、第１光路Ｌ１に存在する測定対象ガスおよび干渉ガスによる赤外線の第１強度の第１減衰量を演算する。第１減衰量は、第１光路Ｌ１に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合において第１受光部５１から出力される第１検出信号と、第１光路Ｌ１に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する場合において第１受光部５１から出力される第１検出信号との差に基づいて演算される量である。
【0068】
次に、演算部６０は、第２受光部５２から出力される第２検出信号に基づいて、第２光路Ｌ２に存在する測定対象ガスおよび干渉ガスによる赤外線の第２強度の第２減衰量を演算する。第２減衰量は、第２光路Ｌ２に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在しない場合において第２受光部５２から出力される第２検出信号と、第２光路Ｌ２に測定対象ガスおよび干渉ガスが存在する場合において第２受光部５２から出力される第２検出信号との差に基づいて演算される量である。
【0069】
次に、演算部６０は、第１減衰量および第２減衰量に基づいて、測定対象ガスの濃度を演算する。例えば、演算部６０は、第１減衰量に比例定数を掛けた量から第２減衰量を減算し、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量、および第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量を除去する干渉除去演算を行い、測定対象ガスの濃度を演算する。例えば、演算部６０は、第２減衰量に比例定数を掛けた量から第１減衰量を減算し、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量、および第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量を除去する干渉除去演算を行い、測定対象ガスの濃度を演算する。
【0070】
ここで、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量と第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量とが比例関係にある、ということについて説明する。例えば、測定対象ガスがメタン、干渉ガスが水蒸気である場合について説明する。
【0071】
ガスによる赤外線の強度の減衰量ΔＩは、ランベルトベール則により、次式（１）で表される。
【0072】
【数1】
【0073】
式（１）から、ガスによる赤外線の強度の減衰量ΔＩが、指数関数的に振る舞うことがわかる。しかし、ｅｃｌが０に近い値である場合、ガスによる赤外線の強度の減衰量ΔＩは、指数関数のマクローリン展開である多項式を用いて、次式（２）で表される。
【0074】
【数2】
【0075】
特に、ｅｃｌが０近傍の値である場合、ガスによる赤外線の強度の減衰量ΔＩは、線形関数のように振る舞う。例えば、メタンの濃度１００ｐｐｍを測定したいとき、水蒸気の濃度は、温度２５℃、相対湿度５０％Ｒ．Ｈ．の環境において、約１５，０００ｐｐｍであるため、水蒸気の濃度はメタンの濃度の約１５０倍となる。しかし、図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、波長３．３μｍ付近において、メタンによる赤外線の吸収係数は、極めて大きいが、水蒸気による赤外線の吸収係数は、極めて小さい。つまり、水蒸気による赤外線の強度の減衰量は、水蒸気の濃度に対して線形関数となる。
【0076】
図５は、第１実効感度スペクトルおよび第２実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量との関係を示す図である。横軸は水蒸気の濃度［ｐｐｍ］を表し、縦軸は赤外線の強度の減衰量［％］を表している。なお、図５に示されるグラフは、ピーク波長Ｐ１が３．３μｍ、半値全幅Ｗ１が１４０ｎｍのスペクトルを第１実効感度スペクトルとし、ピーク波長Ｐ１に対するピーク波長Ｐ２のピークシフトが±７０ｎｍのスペクトルを第２実効感度スペクトルとして（図４参照）、計算されたグラフである。
【0077】
実線のグラフ２０１は、第１実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量との関係を示すグラフである。破線のグラフ２０２は、第２実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量との関係を示すグラフである。一点鎖線のグラフ２０３は、第２実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量との関係を示すグラフである。
【0078】
図５から、グラフ２０１は、線形関数であり、第１実効感度スペクトルにおける水蒸気による赤外線の強度の減衰量は、水蒸気の濃度に比例していることがわかる。また、グラフ２０２は、線形関数であり、第２実効感度スペクトルにおける水蒸気による赤外線の強度の減衰量は、水蒸気の濃度に比例していることがわかる。また、グラフ２０３は、線形関数であり、第２実効感度スペクトルにおける水蒸気による赤外線の強度の減衰量は、水蒸気の濃度に比例していることがわかる。
【0079】
また、図５から、グラフ２０１、グラフ２０２、およびグラフ２０３は、それぞれの線形関数の傾きが異なることがわかる。つまり、実効感度スペクトルが変化することで、それぞれの線形関数の傾きが変化することがわかる。これは、実効感度スペクトルが変化することで、式（２）におけるｅの値が変化するためである。
【0080】
図６は、第１実効感度スペクトルおよび第２実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量比との関係を示す図である。横軸は水蒸気の濃度［ｐｐｍ］を表し、縦軸は赤外線の強度の減衰量比［ａ．ｕ．］を表している。比率の基準として、第１実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度による赤外線の強度の減衰量をとっている。なお、図６に示されるグラフは、ピーク波長Ｐ１が３．３μｍ、半値全幅Ｗ１が１４０ｎｍのスペクトルを第１実効感度スペクトルとし、ピーク波長Ｐ１に対するピーク波長Ｐ２のピークシフトが±７０ｎｍのスペクトルを第２実効感度スペクトルとして（図４参照）、計算されたグラフである。
【0081】
実線のグラフ３０１は、基準とする第１実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量比との関係を示すグラフである。破線のグラフ３０２は、第１実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量に対する、第２実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量比との関係を示すグラフである。一点鎖線のグラフ３０３は、第１実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量に対する、第２実効感度スペクトルにおける水蒸気の濃度と水蒸気による赤外線の強度の減衰量比との関係を示すグラフである。
【0082】
図６から、グラフ３０２は、略水平であり、減衰量比が略１．３を維持していることがわかる。グラフ３０３は、略水平であり、減衰量比が略０．６を維持していることがわかる。つまり、実効感度スペクトルが変化しても、減衰量比は、水蒸気の濃度に依存せず、略一定となることがわかる。
【0083】
【0084】
上述したように、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量と第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量とが比例関係にあることで、演算部６０は、第１減衰量に比例定数を掛けた量から第２減衰量を減算することで、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量、および第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量を、除去することができる。あるいは、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量と第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量とが比例関係にあることで、演算部６０は、第２減衰量に比例定数を掛けた量から第１減衰量を減算することで、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量、および第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量を、除去することができる。
【0085】
一般的に、光学式濃度測定装置が、測定対象ガスおよび干渉ガスが混在したガスに含まれる測定対象ガスの濃度を測定する際、測定対象ガスによる赤外線の強度の減衰量がどの程度であるか、干渉ガスによる赤外線の強度の減衰量がどの程度であるか、を特定することは極めて困難である。しかしながら、図５および図６から明らかであるように、第１光路Ｌ１に存在する水蒸気による赤外線の第１強度の減衰量と第２光路Ｌ２に存在する水蒸気による赤外線の第２強度の減衰量とは比例関係にある。このため、演算部６０は、図５および図６に示される線形関数の傾きの比率を比例定数として演算に用いることで、簡単に、水蒸気による赤外線吸収の影響を除去することができる。
【0086】
したがって、光学式濃度測定装置１は、従来の光学式濃度測定装置のように、２つの光学フィルタの透過帯域を完全に分離せずとも、透過帯域の近い２つの光学フィルタを用いて、上述した演算部６０による干渉除去演算を行うことで、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を除去できる。これにより、測定対象ガスが赤外線を吸収する波長帯域が狭い場合であっても、第１受光部５１および第２受光部５２が受光する光の量が極端に削られることがないため、測定対象ガスの濃度を高精度に測定することが可能となる。
【0087】
また、第１減衰量と第２減衰量とで、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）は略等しいことが好ましい。演算部６０が、第１減衰量および第２減衰量に基づいて、測定対象ガスの濃度を演算する際、ＳＮＲが悪い方の影響を必ず受けるためである。したがって、第１導光部２１により導かれる赤外線の第１光路長ｌ１と第２導光部２２により導かれる赤外線の第２光路長ｌ２との差は、第１光路長ｌ１が第２光路長ｌ２に対し長い関係（ｌ１≧ｌ２）を満たす場合、第１光路長ｌ１の０％以上５％以下であることが好ましい。あるいは、第１導光部２１により導かれる赤外線の第１光路長ｌ１と第２導光部２２により導かれる赤外線の第２光路長ｌ２との差は、第２光路長ｌ２が第１光路長ｌ１に対し長い関係（ｌ２≧ｌ１）を満たす場合、第２光路長ｌ２の０％以上５％以下であることが好ましい。また第１導光部２１により導かれる赤外線の第１光路長ｌ１と第２導光部２２により導かれる赤外線の第２光路長ｌ２との差がない場合、第１減衰量および第２減衰量のＳＮＲに光路長差に起因する差が生じないのでより好ましい。
【0088】
〔駆動部〕
駆動部７０は、第１光源３１を駆動又は停止させるための駆動電流又は駆動電圧を、第１光源３１へ供給する。例えば、駆動部７０は、第１光源３１を停止させる場合、第１光源３１のアノード電極および第１光源３１のカソード電極に、等しい電圧を供給する。例えば、駆動部７０は、第１光源３１を駆動させる場合、第１光源３１のアノード電極および第１光源３１のカソード電極に、異なる電圧を供給する。なお、駆動部７０から出力される第１光源３１を駆動又は停止させるための駆動電流信号又は駆動電圧信号は、演算部６０が演算を行う際に利用されてよい。
駆動部７０は、第１光源３１を駆動又は停止させるための駆動電流又は駆動電圧を、第１光源３１へ供給する。例えば、駆動部７０は、第１光源３１を停止させる場合、第１光源３１のアノード電極および第１光源３１のカソード電極に、等しい電圧を供給する。例えば、駆動部７０は、第１光源３１を駆動させる場合、第１光源３１のアノード電極および第１光源３１のカソード電極に、異なる電圧を供給する。なお、駆動部７０から出力される第１光源３１を駆動又は停止させるための駆動電流信号又は駆動電圧信号は、演算部６０が演算を行う際に利用されてよい。
【0089】
また、駆動部７０は、第２光源３２を駆動又は停止させるための駆動電流又は駆動電圧を、第２光源３２へ供給する。例えば、駆動部７０は、第２光源３２を停止させる場合、第２光源３２のアノード電極および第２光源３２のカソード電極に、等しい電圧を供給する。例えば、駆動部７０は、第２光源３２を駆動させる場合、第２光源３２のアノード電極および第２光源３２のカソード電極に、異なる電圧を供給する。なお、駆動部７０から出力される第２光源３２を駆動又は停止させるための駆動電流信号又は駆動電圧信号は、演算部６０が演算を行う際に利用されてよい。
【0090】
駆動部７０は、例えば、電源装置、アンプなどにより構成される。駆動部７０は、演算部６０と一体化されて設けられていてもよいし、演算部６０と別々に設けられていてもよい。また、駆動部７０は、基板８０上に搭載されていてもよいし、基板８０の外部に設けられていてもよい。
【0091】
〔基板〕
基板８０は、第１導光部２１、第２導光部２２、第１光源３１、第２光源３２、第１光学フィルタ４１、第２光学フィルタ４２、第１受光部５１、第２受光部５２、演算部６０、駆動部７０などを搭載する。基板８０は、搭載される各種の電子部品を電気的に接続する。なお、演算部６０および駆動部７０は、基板８０の外部に設けられていてもよい。
基板８０は、第１導光部２１、第２導光部２２、第１光源３１、第２光源３２、第１光学フィルタ４１、第２光学フィルタ４２、第１受光部５１、第２受光部５２、演算部６０、駆動部７０などを搭載する。基板８０は、搭載される各種の電子部品を電気的に接続する。なお、演算部６０および駆動部７０は、基板８０の外部に設けられていてもよい。
【0092】
基板８０は、ＦＲ－１、ＦＲ－２、ＦＲ－３、ＦＲ－４、ＦＲ－５、ＧＰＹ、ＣＥＭ－１、ＣＥＭ－３といわれるような、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アルミナ樹脂などを有する材料で形成されることが好ましい。
【0093】
なお、第１光源３１，第２光源３２と第１受光部５１，第２受光部５２とは、同一基板上に搭載されることが好ましい。これらの部材が同一基板上に搭載されることで、別々に基板を用意せずに済むため、製造コストを下げることができると共に、測定精度を高められる。
【0094】
本実施形態に係る光学式濃度測定装置１は、第１実効感度スペクトルのピーク波長と第２実効感度スペクトルのピーク波長との差が、第１実効感度スペクトルの半値全幅の０．２倍以上０．８倍以下であり、且つ、演算部６０が上述のような干渉除去演算を行う。これにより、従来の光学式濃度測定装置のように、２つの光学フィルタの透過帯域を完全に分離せずとも、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を除去することができ、また、測定対象ガスが赤外線を吸収する波長帯域が狭い場合であっても、従来の光学式濃度測定装置と比較して、受光部が受光する光の量を格段に増やすことができる。したがって、干渉ガスによる光吸収の影響を除去しつつ、測定対象ガスの濃度を高精度に測定することが可能な光学式濃度測定装置１を実現できる。
【0095】
＜光学式濃度演算方法＞
次に、本実施形態に係る光学式濃度測定方法について、具体例を挙げながら説明する。例えば、測定対象ガスがメタン、干渉ガスが水蒸気である場合について説明する。
次に、本実施形態に係る光学式濃度測定方法について、具体例を挙げながら説明する。例えば、測定対象ガスがメタン、干渉ガスが水蒸気である場合について説明する。
【0096】
まず、演算部６０は、第１受光部５１から出力される第１検出信号に基づいて、第１光路Ｌ１に存在する測定対象ガスおよび干渉ガスによる赤外線の第１強度の第１減衰量を演算する。
【0097】
【0098】
【数3】
【0099】
次に、演算部６０は、第２受光部５２から出力される第２検出信号に基づいて、第２光路Ｌ２に存在する測定対象ガスおよび干渉ガスによる赤外線の第２強度の第２減衰量を演算する。
【0100】
【0101】
【数4】
【0102】
本来は、メタンおよび水蒸気の両方の影響を示す高次の吸収項が存在するが、水蒸気の吸収量はマクローリン展開で表せるほど小さい。このため、高次の吸収項は無視できる。
【0103】
次に、演算部６０は、第１減衰量および第２減衰量に基づいて、測定対象ガスの濃度を演算する。上述したように、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量と第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量とは、比例関係にある。
【0104】
従って、まず、演算部６０は、第１減衰量に比例定数を掛けた量から第２減衰量を減算し、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量、および第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量を除去することにより、干渉ガスによる赤外線の影響を除去した干渉除去演算を行う。あるいは、演算部６０は、第２減衰量に比例定数を掛けた量から第１減衰量を減算し、第１光路Ｌ１に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量、および第２光路Ｌ２に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量を除去することにより、干渉ガスによる赤外線の影響を除去した干渉除去演算を行う。これにより、演算部６０は、干渉ガスの濃度がわからなくても、測定対象ガスの濃度を演算することが可能となる。
【0105】
【0106】
【数5】
【0107】
【0108】
【0109】
【数6】
【0110】
【0111】
最後に、演算部６０は、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を除去した干渉除去演算後の出力に対し、濃度演算テーブル又は指数関数のフィッティングを適用することで、測定対象ガスの濃度を演算する。演算部６０は、式（２）における３次以上の多項式を用いて、測定対象ガスの濃度を演算することが好ましい。これにより、演算部６０は、測定対象ガスの濃度を、高精度且つ容易に演算することができる。
【0112】
本実施形態に係る光学式濃度測定方法は、第１実効感度スペクトルのピーク波長と第２実効感度スペクトルのピーク波長との差が、第１実効感度スペクトルの半値全幅の０．２倍以上０．８倍以下と規定された場合に、第１光路に存在する干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量と第２光路に存在する干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量とが比例関係にある、ということを利用して、干渉ガスによる赤外線吸収の影響を除去した干渉除去演算を行う。当該光学式濃度測定方法を適用した光学式濃度測定装置１は、干渉ガスによる光吸収の影響を除去しつつ、測定対象ガスの濃度を高精度に測定することが可能となる。
【0113】
＜変形例＞
本明細書では、図４に示される実効感度スペクトルの強度分布を示す関数として、ガウシアンを選択して説明を行ったが、実効感度スペクトルの強度分布を示す関数は、これに限定されない。例えば、ローレンツ関数が選択されてもよい。また干渉除去演算の原理説明として光源または光路の波長特性について言及しなかったが、これらの波長特性を含めても同じ結果を得ることができる。例えば、光源から放射される赤外線の波長分布を表すプランクの法則を掛け合わせて、光源の波長特性を含めてもよい。また、状態密度分布関数に光学素子の反射率特性を掛け合わせて、光源および光路の波長特性を含めてもよい。
本明細書では、図４に示される実効感度スペクトルの強度分布を示す関数として、ガウシアンを選択して説明を行ったが、実効感度スペクトルの強度分布を示す関数は、これに限定されない。例えば、ローレンツ関数が選択されてもよい。また干渉除去演算の原理説明として光源または光路の波長特性について言及しなかったが、これらの波長特性を含めても同じ結果を得ることができる。例えば、光源から放射される赤外線の波長分布を表すプランクの法則を掛け合わせて、光源の波長特性を含めてもよい。また、状態密度分布関数に光学素子の反射率特性を掛け合わせて、光源および光路の波長特性を含めてもよい。
【0114】
また、本明細書では、干渉ガスが単数である場合を一例に挙げて説明したが、干渉ガスの数は、単数に限定されず、複数であってもよい。干渉ガスが複数であっても、各種の干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量と各種の干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量とは比例関係にあるため、上述した演算方法を適用することで、各種の干渉ガスによる赤外線の第１強度の減衰量および各種の干渉ガスによる赤外線の第２強度の減衰量を、除去する干渉除去演算を行うことができる。つまり、干渉ガスが単数であっても複数であっても、光学式濃度測定装置１は、干渉ガスによる光吸収の影響を除去しつつ、測定対象ガスの濃度を高精度に測定することが可能となる。
【0115】
＜その他の変形例＞
また、光学式濃度測定装置において演算部を必須の構成要素としないものは、光学式濃度測定装置用モジュールとして、独立した実施形態として理解される。
また、光学式濃度測定装置において演算部を必須の構成要素としないものは、光学式濃度測定装置用モジュールとして、独立した実施形態として理解される。
【0116】
＜実施形態の適用＞
本実施形態に係る光学式濃度測定装置１は、種々の機器に適用することが可能である。例えば、天然ガスを輸送するパイプラインにおいて、天然ガスの漏洩を検知するための機器、自動車、電車、航空機などの移動手段に含まれるガス濃度を検出するための機器、特定のガス濃度を検出するための機器などに適用することが可能である。
本実施形態に係る光学式濃度測定装置１は、種々の機器に適用することが可能である。例えば、天然ガスを輸送するパイプラインにおいて、天然ガスの漏洩を検知するための機器、自動車、電車、航空機などの移動手段に含まれるガス濃度を検出するための機器、特定のガス濃度を検出するための機器などに適用することが可能である。
【0117】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。例えば、実施形態に記載の各演算の順序は、上記に限定されず適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0118】
１ 光学式濃度測定装置
２１ 第１導光部
２２ 第２導光部
３１ 第１光源
３２ 第２光源
４１ 第１光学フィルタ
４２ 第２光学フィルタ
５１ 第１受光部
５２ 第２受光部
６０ 演算部
７０ 駆動部
８０ 基板
２１１ ミラー
２１２ ミラー
２２１ ミラー
２２２ ミラー
２１ 第１導光部
２２ 第２導光部
３１ 第１光源
３２ 第２光源
４１ 第１光学フィルタ
４２ 第２光学フィルタ
５１ 第１受光部
５２ 第２受光部
６０ 演算部
７０ 駆動部
８０ 基板
２１１ ミラー
２１２ ミラー
２２１ ミラー
２２２ ミラー
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】