特開 2024-125074 レーザ式ガス分析計及びパージガス供給方法

(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】P2024125074

(43)【公開日】2024-09-13

(54)【発明の名称】レーザ式ガス分析計及びパージガス供給方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3504 20140101AFI20240906BHJP

   G01N 21/39 20060101ALI20240906BHJP

【ＦＩ】

G01N21/3504

G01N21/39

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033164

(22)【出願日】2023-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(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】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(74)【代理人】

【識別番号】100195534

【弁理士】

【氏名又は名称】内海 一成

(72)【発明者】

【氏名】海野 裕作

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA01

2G059BB01

2G059CC07

2G059DD12

2G059EE01

2G059EE12

2G059GG01

2G059GG02

2G059GG03

2G059GG08

2G059GG09

2G059HH01

2G059KK01

2G059KK03

2G059MM05

(57)【要約】

【課題】パージガスの使用量を削減できるレーザ式ガス分析計及びパージガス供給方法を提供する。
【解決手段】レーザ式ガス分析計１００は、第１領域２２にパージガスを供給するパージガス供給部２２１と、測定対象成分を含む第２領域２３に向けて測定光を射出する発光部１１と、第１領域２２で測定光を反射する第１反射部１８と、第２領域２３で測定光を反射する第２反射部２８と、第１反射光及び第２反射光を受光する受光部１３と、測定光の強度と第２反射光の強度とに基づいて第２領域２３における測定対象成分の濃度を算出して測定結果として出力する制御部１５とを備える。制御部１５は、測定光の強度と第１反射光の強度とに基づいて第１領域２２における測定対象成分の濃度を算出し、第１領域２２における測定対象成分の濃度に基づいてパージガス供給部２２１の電磁弁の開閉を制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パージガスを供給する第１領域を画定する壁部と、測定対象成分を含む第２領域と前記第１領域との間で光を透過させる窓とを有する筐体と、
前記第１領域に前記パージガスを供給する電磁弁を有するパージガス供給部と、
前記第１領域に配置され、前記第２領域に向けて測定光を射出する発光部と、
前記第１領域に配置され、前記測定光のうち前記第１領域だけを進行してきた光を第１反射光として反射する第１反射部と、
前記第２領域に配置され、前記測定光のうち前記第２領域に進行してきた光を前記第１領域に向けて第２反射光として反射する第２反射部と、
前記第１領域に配置され、前記第１反射光及び前記第２反射光を受光する受光部と、
前記測定光の強度と前記第２反射光の強度とに基づいて前記第２領域における前記測定対象成分の濃度を算出して測定結果として出力する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記測定光の強度と前記第１反射光の強度とに基づいて前記第１領域における前記測定対象成分の濃度を算出し、
前記第１領域における前記測定対象成分の濃度に基づいて前記パージガス供給部の電磁弁の開閉を制御する、
レーザ式ガス分析計。

【請求項2】

前記パージガスに含まれる前記測定対象成分の濃度が第１閾値未満であり、
前記制御部は、
前記第１領域における前記測定対象成分の濃度が前記第１閾値以上である場合に前記パージガス供給部の電磁弁を開き、
前記第１領域における前記測定対象成分の濃度が前記第１閾値未満である場合に前記パージガス供給部の電磁弁を閉じる、
請求項１に記載のレーザ式ガス分析計。

【請求項3】

前記パージガス供給部の電磁弁は、前記パージガスとして計装空気と所定濃度の酸素ガスとを切り替えて前記第１領域に供給する三方電磁弁を含み、
前記制御部は、
前記第１領域における酸素ガスの濃度が前記所定濃度を含む所定範囲内である場合に、前記第１領域に前記計装空気を供給するように前記三方電磁弁を制御し、
前記第１領域における酸素ガスの濃度が前記所定範囲外である場合に、前記第１領域に前記所定濃度の酸素ガスを供給するように前記三方電磁弁を制御する、
請求項１に記載のレーザ式ガス分析計。

【請求項4】

前記発光部は、第１発光部と第２発光部とを有し、
前記受光部は、第１受光部と第２受光部とを有し、
前記第１発光部は、前記第１反射部に向けて第１測定光を射出し、
前記第１受光部は、前記第１反射部で反射された前記第１測定光を前記第１反射光として受光し、
前記第２発光部は、前記第２反射部に向けて第２測定光を射出し、
前記第２受光部は、前記第２反射部で反射された前記第２測定光を前記第２反射光として受光する、
請求項１から３までのいずれか一項に記載のレーザ式ガス分析計。

【請求項5】

前記第１反射部は、前記発光部から前記第２反射部に前記測定光が進行する光路上に位置するビームスプリッタであり、
前記受光部は、第１受光部と第２受光部とを有し、
前記第１受光部は、前記ビームスプリッタで反射された前記測定光を前記第１反射光として受光し、
前記第２受光部は、前記ビームスプリッタを通過して前記第２反射部で反射された前記測定光を前記第２反射光として受光する、
請求項１から３までのいずれか一項に記載のレーザ式ガス分析計。

【請求項6】

前記第１反射部は、前記発光部から前記第２反射部に前記測定光が進行する光路から外れる位置と、前記光路上の位置とのいずれかに移動可能に構成され、
前記受光部は、
前記第１反射部が前記光路上に位置する場合に、前記第１反射部で反射された前記測定光を前記第１反射光として受光し、
前記第１反射部が前記光路から外れている場合に、前記第２反射部で反射された前記測定光を前記第２反射光として受光する、
請求項１から３までのいずれか一項に記載のレーザ式ガス分析計。

【請求項7】

パージガスを供給する第１領域を画定する壁部と、測定対象成分を含む第２領域と前記第１領域との間で光を透過させる窓とを有する筐体と、
前記第１領域に前記パージガスを供給する電磁弁を有するパージガス供給部と、
前記第１領域に配置され、前記第２領域に向けて測定光を射出する発光部と、
前記第１領域に配置され、前記測定光のうち前記第１領域だけを進行してきた光を第１反射光として反射する第１反射部と、
前記第２領域に配置され、前記測定光のうち前記第２領域に進行してきた光を前記第１領域に向けて第２反射光として反射する第２反射部と、
前記第１領域に配置され、前記第１反射光及び前記第２反射光を受光する受光部と、
前記測定光の強度と前記第２反射光の強度とに基づいて前記第２領域における前記測定対象成分の濃度を算出して測定結果として出力する制御部と
を備えるレーザ式ガス分析計が実行するパージガス供給方法であって、
前記制御部が、前記測定光の強度と前記第１反射光の強度とに基づいて前記第１領域における前記測定対象成分の濃度を算出するステップと、
前記制御部が、前記第１領域における前記測定対象成分の濃度に基づいて前記パージガス供給部の電磁弁の開閉を制御するステップと
を含む、パージガス供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーザ式ガス分析計及びパージガス供給方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パージガス中の測定対象ガス成分濃度を測定するガス測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】中国特許出願公開第１０１３９３１１５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されている装置は、パージガスを流し続けている。パージガスの使用量の削減が求められる。

【0005】

本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、パージガスの使用量を削減できるレーザ式ガス分析計及びパージガス供給方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）幾つかの実施形態に係るレーザ式ガス分析計は、筐体と、パージガス供給部と、発光部と、第１反射部と、第２反射部と、受光部と、制御部とを備える。前記筐体は、パージガスを供給する第１領域を画定する壁部と、測定対象成分を含む第２領域と前記第１領域との間で光を透過させる窓とを有する。前記パージガス供給部は、前記第１領域に前記パージガスを供給する電磁弁を有する。前記発光部は、前記第１領域に配置され、前記第２領域に向けて測定光を射出する。前記第１反射部は、前記第１領域に配置され、前記測定光のうち前記第１領域だけを進行してきた光を第１反射光として反射する。前記第２反射部は、前記第２領域に配置され、前記測定光のうち前記第２領域に進行してきた光を前記第１領域に向けて第２反射光として反射する。前記受光部は、前記第１領域に配置され、前記第１反射光及び前記第２反射光を受光する。前記制御部は、前記測定光の強度と前記第１反射光の強度とに基づいて前記第１領域における前記測定対象成分の濃度を算出して測定結果として出力する。前記制御部は、前記測定光の強度と前記第２反射光の強度とに基づいて前記第２領域における前記測定対象成分の濃度を算出する。前記制御部は、前記第１領域における前記測定対象成分の濃度に基づいて前記パージガス供給部の電磁弁の開閉を制御する。

【0007】

本実施形態に係るレーザ式ガス分析計によれば、第１領域における測定対象成分の濃度に基づいてパージガスの供給を制御することによって、パージガスの供給期間が限定される。つまりパージガスが常に供給されなくてもよい。パージガスの供給期間が限定されることによって、パージガスの使用量が削減される。

【0008】

（２）上記（１）に記載のレーザ式ガス分析計において、前記パージガスに含まれる前記測定対象成分の濃度が第１閾値未満であってよい。前記制御部は、前記第１領域における前記測定対象成分の濃度が前記第１閾値以上である場合に前記パージガス供給部の電磁弁を開いてよい。前記制御部は、前記第１領域における前記測定対象成分の濃度が前記第１閾値未満である場合に前記パージガス供給部の電磁弁を閉じてよい。

【0009】

本実施形態に係るレーザ式ガス分析計は、パージガスの供給期間を限定しつつ、第１領域における測定対象成分の濃度を第１閾値未満に制御できる。その結果、パージガスの使用量の削減と、第２領域における測定対象成分の濃度の測定精度の維持とが両方とも実現される。

【0010】

（３）上記（１）に記載のレーザ式ガス分析計において、前記パージガス供給部の電磁弁は、前記パージガスとして計装空気と所定濃度の酸素ガスとを切り替えて前記第１領域に供給する三方電磁弁を含んでよい。前記制御部は、前記第１領域における酸素ガスの濃度が前記所定濃度を含む所定範囲内である場合に、前記第１領域に前記計装空気を供給するように前記三方電磁弁を制御してよい。前記制御部は、前記第１領域における酸素ガスの濃度が前記所定範囲外である場合に、前記第１領域に前記所定濃度の酸素ガスを供給するように前記三方電磁弁を制御してよい。

【0011】

本実施形態に係るレーザ式ガス分析計は、原則としてパージガスとして第１領域に計装空気を供給しつつ、第１領域における酸素濃度が所定範囲外になった場合にパージガスとして所定濃度の酸素ガスを供給する。つまり、レーザ式ガス分析計は、第１領域における酸素濃度の測定結果に基づいて、第１領域にパージガスとして所定濃度の酸素ガスを供給するかを決定する。第１領域における酸素濃度が所定範囲内である場合にパージガスとしての酸素ガスの供給が停止されることによって、酸素ガスの使用量が削減される。酸素ガスの使用量が削減されることによって、コスト負担又は環境負荷が低減される。また、パージガスとして窒素ガス等の純度の高いガスの代わりに計装空気が用いられることによっても、コスト負担又は環境負荷が低減される。

【0012】

（４）上記（１）から（３）までのいずれか１つに記載のレーザ式ガス分析計において、前記発光部は、第１発光部と第２発光部とを有してよい。前記受光部は、第１受光部と第２受光部とを有してよい。前記第１発光部は、前記第１反射部に向けて第１測定光を射出してよい。前記第１受光部は、前記第１反射部で反射された前記第１測定光を前記第１反射光として受光してよい。前記第２発光部は、前記第２反射部に向けて第２測定光を射出してよい。前記第２受光部は、前記第２反射部で反射された前記第２測定光を前記第２反射光として受光してよい。

【0013】

本実施形態に係るレーザ式ガス分析計は、発光部と受光部との組み合わせを２組備えることによって、第２領域における測定対象成分の濃度と、第１領域における測定対象成分の濃度とを並行して測定でき、第２領域における測定対象成分の濃度を測定しつつ、その測定精度を維持できる。

【0014】

（５）上記（１）から（３）までのいずれか１つに記載のレーザ式ガス分析計において、前記第１反射部は、前記発光部から前記第２反射部に前記測定光が進行する光路上に位置するビームスプリッタであってよい。前記受光部は、第１受光部と第２受光部とを有してよい。前記第１受光部は、前記ビームスプリッタで反射された前記測定光を前記第１反射光として受光してよい。前記第２受光部は、前記ビームスプリッタを通過して前記第２反射部で反射された前記測定光を前記第２反射光として受光してよい。

【0015】

本実施形態に係るレーザ式ガス分析計は、第１反射部としてビームスプリッタを備えることによって、発光部の１つを削減できる。

【0016】

（６）上記（１）から（３）までのいずれか１つに記載のレーザ式ガス分析計において、前記第１反射部は、前記発光部から前記第２反射部に前記測定光が進行する光路から外れる位置と、前記光路上の位置とのいずれかに移動可能に構成されてよい。前記受光部は、前記第１反射部が前記光路上に位置する場合に、前記第１反射部で反射された前記測定光を前記第１反射光として受光してよい。前記受光部は、前記第１反射部が前記光路から外れている場合に、前記第２反射部で反射された前記測定光を前記第２反射光として受光してよい。

【0017】

本実施形態に係るレーザ式ガス分析計は、第１反射部として測定光の光路上に移動可能な反射部を備えることによって、発光部及び受光部を１つずつ削減できる。

【0018】

（７）幾つかの実施形態に係るパージガス供給方法は、レーザ式ガス分析計によって実行される。前記レーザ式ガス分析計は、筐体と、パージガス供給部と、発光部と、第１反射部と、第２反射部と、受光部と、制御部とを備える。前記筐体は、パージガスを供給する第１領域を画定する壁部と、測定対象成分を含む第２領域と前記第１領域との間で光を透過させる窓とを有する。前記パージガス供給部は、前記第１領域に前記パージガスを供給する電磁弁を有する。前記発光部は、前記第１領域に配置され、前記第２領域に向けて測定光を射出する。前記第１反射部は、前記第１領域に配置され、前記測定光のうち前記第１領域だけを進行してきた光を第１反射光として反射する。前記第２反射部は、前記第２領域に配置され、前記測定光のうち前記第２領域に進行してきた光を前記第１領域に向けて第２反射光として反射する。前記受光部は、前記第１領域に配置され、前記第１反射光及び前記第２反射光を受光する。前記制御部は、前記測定光の強度と前記第２反射光の強度とに基づいて前記第２領域における前記測定対象成分の濃度を算出して測定結果として出力する。前記パージガス供給方法は、前記制御部が、前記測定光の強度と前記第１反射光の強度とを用いて算出される吸光度に基づいて前記第１領域における前記測定対象成分の濃度を算出するステップを含む。前記パージガス供給方法は、前記制御部が、前記第１領域における前記測定対象成分の濃度に基づいて前記パージガス供給部の電磁弁の開閉を制御するステップを含む。

【発明の効果】

【0019】

本開示に係るレーザ式ガス分析計及びパージガス供給方法によれば、パージガスの使用量が削減される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】比較例に係るレーザ式ガス分析計の構成例を示す模式図である。

【図2】本開示の一実施形態に係るレーザ式ガス分析計の構成例を示す模式図である。

【図3】レーザ式ガス分析計の機能ブロックの一例を示す図である。

【図4】測定対象成分が酸素である場合の吸収スペクトルの一例を示す図である。

【図5】第１領域における酸素濃度を制御する電磁弁の制御手順例を示すフローチャートである。

【図6】第１領域における酸素濃度を制御する三方電磁弁の制御手順例を示すフローチャートである。

【図7】第１反射部がビームスプリッタである場合の構成例を示す模式図である。

【図8】第１反射部が移動式である場合の構成例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（比較例）
図１に示されるように、比較例に係るレーザ式ガス分析計９００は、第１領域９２２と第２領域９２３とを備える。第１領域９２２は、測定対象ガスが流れている配管９３０の外の領域である。第２領域９２３は、測定対象ガスが流れている配管９３０の中の領域である。

【0022】

比較例に係るレーザ式ガス分析計９００は、端部９１４とフランジ９２９とハウジング９２１とを備える。レーザ式ガス分析計９００は、フランジ９２９によって配管９３０に取り付けられる。第１領域９２２は、端部９１４とフランジ９２９との間の領域である。

【0023】

第２領域９２３は、ハウジング９２１とフランジ９２９とに囲まれた領域である。ハウジング９２１は、第２領域９２３に測定対象ガスが出入りできるように、測定対象ガスが通過可能な開口を有する。

【0024】

比較例に係るレーザ式ガス分析計９００は、第１領域９２２に位置する発光部９１１及び受光部９１３と、第２領域９２３に位置する反射部９２８とを備える。また、レーザ式ガス分析計９００は、発光部９１１及び受光部９１３を制御する制御部９１５を備える。

【0025】

発光部９１１は、測定光９１１ａを反射部９２８に向けて射出する。反射部９２８は、測定光９１１ａを反射して受光部９１３に向けて進行させる。受光部９１３は、反射部９２８で反射した測定光９１１ａを受光する。測定光９１１ａは、第１領域９２２及び第２領域９２３の両方を通過する。

【0026】

制御部９１５は、発光部９１１が射出する測定光９１１ａを制御する。また、制御部９１５は、受光部９１３における測定光９１１ａの受光強度を取得する。制御部９１５は、発光部９１１が射出した測定光９１１ａの強度と、受光部９１３における測定光９１１ａの受光強度とに基づいて、第２領域９２３の測定対象成分の濃度を算出する。

【0027】

比較例に係るレーザ式ガス分析計９００は、第１領域９２２にパージガスを供給するように構成され、第１領域９２２にパージガスを流すことによって、第１領域９２２をパージガスで満たす。測定対象成分が酸素である場合、パージガスとして窒素が用いられる。パージガスの成分は既知である。第１領域９２２がパージガスで満たされることによって、第１領域９２２の雰囲気が安定する。例えば測定対象成分が酸素である場合、純粋な窒素がパージガスとして供給されることによって、第１領域９２２を通過した測定光９１１ａが酸素で吸収されないので、第２領域９２３における酸素濃度の測定精度が高められる。したがって、比較例に係るレーザ式ガス分析計９００は、第１領域９２２がパージガスで常に満たされるようにパージガスを常時供給する。

【0028】

しかし、パージガスを常時供給することによってパージガスの使用量が増大する。パージガスの使用量を削減することが求められる。本実施形態に係るレーザ式ガス分析計１００は、パージガスの使用量を削減できる。以下、図面を参照し、本開示の一実施形態が説明される。

【0029】

（本開示の一実施形態に係るレーザ式ガス分析計１００）
図２に示されるように、本実施形態に係るレーザ式ガス分析計１００は、第１領域２２と第２領域２３とを備える。第１領域２２は、測定対象ガスが流れている配管３０の外の領域である。第２領域２３は、測定対象ガスが流れている配管３０の中の領域である。

【0030】

第１領域２２は、後述するように測定対象ガスに対して測定光を射出して反射光を受光することによって測定対象成分を分析する部分である。第１領域２２は、測定対象ガスに含まれる測定対象成分を原則として含まないように制御され、非測定部とも称される。第２領域２３は、測定光及び反射光を測定対象ガスに通過させて測定対象ガスに対応する吸収スペクトルで光吸収を生じさせる部分である。第２領域２３は、測定対象ガスで満たされているので、測定部とも称される。

【0031】

本実施形態において測定対象ガスは、酸素（Ｏ_２）、一酸化炭素（ＣＯ）又は二酸化炭素（ＣＯ_２）等の測定対象成分を含むガスであるとする。測定対象ガスは、１又は複数の測定対象成分を含んでよい。配管３０は、図２において上下方向に延在する。測定対象ガスは、配管３０が延在する方向に沿って流れる。

【0032】

レーザ式ガス分析計１００は、壁部１２と端部１４とフランジ２９とハウジング２１とを備える。レーザ式ガス分析計１００は、フランジ２９によって配管３０に取り付けられる。フランジ２９は、後述する第２測定光１１ａが第１領域２２から第２領域２３に透過し、かつ、第２反射光１３ａが第２領域２３から第１領域２２に透過するように構成される窓を有する。第１領域２２は、壁部１２と端部１４とフランジ２９とに囲まれた領域である。言い換えれば、第１領域２２は、壁部１２と端部１４とフランジ２９とによって画定される。壁部１２とフランジ２９の窓とを合わせた構成は、筐体とも称される。

【0033】

レーザ式ガス分析計１００は、図３に示されるように、第１領域２２にパージガスを供給するパージガス供給部２２１と第１領域２２からパージガスを排出するパージガス排出部２２２とを備える。第１領域２２を画定する壁部１２又は端部１４（図２参照）は、パージガス供給部２２１として、パージガスを供給する図示されていない配管を備える。パージガス供給部２２１は、第１領域２２にパージガスを供給するときに開く電磁弁を備える。また、第１領域２２を画定する壁部１２又は端部１４は、パージガス排出部２２２として、パージガスを排出する図示されていない配管を備える。パージガス排出部２２２は、第１領域２２から第１領域２２の外にガスを排出する方向だけにガスを流す逆止弁を備える。

【0034】

第１領域２２は、パージガス供給部２２１からパージガス排出部２２２にパージガスを流すことによって、パージガスで満たされる。第１領域２２は、パージガスで満たされた状態でパージガス供給部２２１の電磁弁を閉じることによって、パージガスを第１領域２２内に封じることができるように構成される。つまり、第１領域２２は、パージガス供給部２２１の電磁弁を閉じた状態において高い気密性を有するように構成される。

【0035】

パージガスとして、測定対象ガス中の測定対象成分が含まれないガス、又は、測定対象成分の濃度が所定濃度未満のガスが供給されるとする。所定濃度は、第２領域２３における測定対象成分の吸収スペクトルに影響を及ぼさない程度に十分に低い濃度であってよい。測定対象成分が酸素（Ｏ_２）である場合、パージガスとして例えば窒素（Ｎ_２）が用いられてよい。

【0036】

第２領域２３は、ハウジング２１とフランジ２９とに囲まれた領域である。言い換えれば、第２領域２３は、ハウジング２１とフランジ２９とによって画定される。ハウジング２１は、第２領域２３に測定対象ガスが出入りできるように、測定対象ガスが通過可能な開口を有する。

【0037】

レーザ式ガス分析計１００は、図２及び図３に示されるように、第１領域２２に位置する第１発光部１６と第２発光部１１と第１受光部１７と第２受光部１３とを備える。第１発光部１６及び第２発光部１１は、発光部とも総称される。第１受光部１７及び第２受光部１３は、受光部とも総称される。レーザ式ガス分析計１００は、第１領域２２に位置する第１反射部１８と、第２領域２３に位置する第２反射部２８とを備える。レーザ式ガス分析計１００は、発光部及び受光部を制御する制御部１５を備える。

【0038】

第１発光部１６は、第１測定光１６ａを第１反射部１８に向けて射出するように構成される。第１反射部１８は、第１測定光１６ａを反射し、第１反射光１７ａとして第１受光部１７に向けて進行させるように構成される。第１受光部１７は、第１発光部１６から射出された第１測定光１６ａを第１反射部１８で反射した第１反射光１７ａを受光する。第１測定光１６ａ及び第１反射光１７ａは、第１領域２２の中だけを通過する。

【0039】

第２発光部１１は、第２測定光１１ａを第２反射部２８に向けて射出するように構成される。第２反射部２８は、第２測定光１１ａを反射し、第２反射光１３ａとして第２受光部１３に向けて進行させるように構成される。第２受光部１３は、第２発光部１１から射出された第２測定光１１ａを第２反射部２８で反射した第２反射光１３ａを受光する。第２測定光１１ａ及び第２反射光１３ａは、第１領域２２及び第２領域２３の両方を通過する。第２測定光１１ａ及び第２反射光１３ａが通過する光路は、配管３０が延在する方向に略直交する方向（図２において左右方向）に沿っているとする。

【0040】

第１発光部１６は、第１測定光１６ａとしてレーザ光を射出するレーザと、レーザに電流を供給するレーザ駆動回路とを有している。第２発光部１１は、第２測定光１１ａとしてレーザ光を射出するレーザと、レーザに電流を供給するレーザ駆動回路とを有している。レーザは、例えば測定対象ガスの吸収波長を含む範囲で波長を掃引（スキャン）できる、波長可変型の半導体レーザを含んで構成されてよい。レーザ駆動回路は、制御部１５からの制御信号に基づいてレーザに駆動電流を供給可能なトランジスタ又はレーザ駆動ＩＣ（Integrated Circuit）等を含んで構成されてよい。

【0041】

第１受光部１７は、第１領域２２だけを通過し、パージガスで光吸収を受けた第１反射光１７ａを受光する。第２受光部１３は、第１領域２２及び第２領域２３の両方を通過し、パージガス及び測定対象ガスの両方で光吸収を受けた第２反射光１３ａを受光する。受光部は、例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタ等の受光素子と、受光素子からの光検出電流を電圧変換する電圧変換回路と、増幅器とを含んで構成されてよい。受光部は、受光した反射光を受光素子で検出し、受光強度を制御部１５に出力する。受光素子は、フォトダイオード又はフォトトランジスタに限られず他の種々の素子を含んでもよい。

【0042】

制御部１５は、第１発光部１６及び第２発光部１１を制御して、第１測定光１６ａ及び第２測定光１１ａの発光強度を制御する。制御部１５は、発光部が射出するレーザ光の発光波長若しくは強度、又は、発光部がレーザ光をパルスで射出する場合のパルス幅若しくはデューティ比等を制御してよい。

【0043】

制御部１５は、第１受光部１７及び第２受光部１３から、受光強度に対応する出力信号を取得して出力信号を処理する。制御部１５は、出力信号に基づいて、第１領域２２又は第２領域２３における吸収スペクトルを算出してよい。制御部１５は、第１領域２２における吸収スペクトルに基づいてパージガスに含まれる成分又はその濃度を算出してよい。制御部１５は、第２領域２３における吸収スペクトルに基づいて測定対象ガスに含まれる成分又はその濃度を算出してよい。

【0044】

制御部１５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の専用回路を含んで構成されてよい。制御部１５は、レーザ式ガス分析計１００の種々の機能を実現するプログラムを実行するように構成されてよい。制御部１５は、記憶部を備えてよい。記憶部は、制御部１５の動作に用いられる各種情報、又は、制御部１５の機能を実現するためのプログラム等を格納してよい。記憶部は、制御部１５のワークメモリとして機能してよい。記憶部は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部は、制御部１５と別体で構成されてもよい。

【0045】

レーザ式ガス分析計１００は、インタフェースを更に備えてよい。インタフェースは、例えば、有線又は無線によって外部装置と通信する通信インタフェースを含んでよい。インタフェースは、表示デバイスを備えてもよい。表示デバイスは、例えば液晶ディスプレイ等の種々のディスプレイを含んでよい。インタフェースは、スピーカ等の音声出力デバイスを備えてもよい。インタフェースは、ユーザからの入力を受け付ける入力デバイスを含んでもよい。入力デバイスは、例えば、キーボード又は物理キーを含んでもよいし、タッチパネル若しくはタッチセンサ又はマウス等のポインティングデバイスを含んでもよい。

【0046】

（レーザ式ガス分析計１００による測定対象成分の濃度測定の動作例）
本実施形態のレーザ式ガス分析計１００は、ＴＤＬＡＳ（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）法に基づく分析計である。ＴＤＬＡＳでは、ガス吸収線幅よりはるかに狭い線幅の半導体レーザ光を測定対象ガスに透過させ、その駆動電流を高速変調することでその波長を掃引（スキャン）し、透過光量を測定して、１本の独立した吸収スペクトルを測定する。具体的に、レーザ式ガス分析計１００において、制御部１５は、発光部のレーザを駆動する駆動電流の大きさを連続的に変化させることによって、測定光の波長を所定範囲で変化させる。測定光が測定対象ガスを通過することによって、測定対象ガスに対応する波長の成分が吸収される。例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、炭化水素（Ｃ_ｎＨ_ｍ）、アンモニア（ＮＨ_３）又は酸素（Ｏ_２）等の多くのガス分子は、赤外から近赤外域までの波長範囲で分子の振動及び回転エネルギーの遷移による光吸収スペクトルを持つ。吸収スペクトルは成分分子固有である。Ｌａｍｂｅｒｔ－Ｂｅｅｒの法則によれば、吸光度が成分濃度と光路長に比例する。したがって、吸収スペクトル強度を測定することによって対象成分の濃度が算出される。

【0047】

測定対象ガスの吸収スペクトルは、測定対象ガスに含まれる測定対象成分の種類及び濃度に基づいて定まる。例えば測定対象成分が酸素（Ｏ_２）である場合の吸収スペクトルが図４に示される。図４において横軸は波長を表す。縦軸は光強度を表す。図４の吸収スペクトルにおいて、波長λ_Ｏ２における光強度が、近接する他の波長の光強度と比較して局所的に低下している。測定対象成分で吸収されていない光強度はＩ_ｎと表される。測定対象成分で吸収された光強度はＩ_ａで表される。

【0048】

制御部１５は、測定対象成分が酸素（Ｏ_２）である場合に、波長λ_Ｏ２を含む所定の波長範囲で測定光の波長を掃引させる。波長を掃引させる範囲は、図４に示されるように、波長λ_Ｏ２の短波長側及び長波長側において、光強度のグラフが波長に依存しない平坦なグラフとなるように決定されてよい。測定光のスキャン範囲は、測定対象成分がＯ_２である場合、例えば０．１ｎｍ～０．２ｎｍに設定されてよい。また、測定光の線幅は、例えば０．０００２ｎｍに設定されてよい。

【0049】

レーザに供給する駆動電流を変化させることで測定光の波長を掃引する場合、受光部で検出される短波長側の光強度と長波長側の光強度とは異なる。制御部１５は、短波長側の光強度と長波長側の光強度とが同じになるようにベースラインの平坦化処理を行う。

【0050】

測定対象成分が酸素（Ｏ_２）である場合の波長λ_Ｏ２における吸光度Ａｂは以下の数式（１）で表される。

【0051】

【数1】

【0052】

Ｌａｍｂｅｒｔ－Ｂｅｅｒの法則によれば、測定対象ガスの吸光度Ａｂは、測定対象ガスの成分濃度と、測定対象ガスに晒される測定光及び反射光の光路長とに比例する。制御部１５は、測定対象ガスに入射する前の光強度Ｉ_ｎを発光部の制御情報に基づいて取得し、測定対象ガスを通過した後の光強度Ｉ_ａを受光部の出力信号に基づいて取得し、光強度Ｉ_ｎと光強度Ｉ_ａとを上述の式（１）に適用して吸光度Ａｂを算出する。制御部１５は、算出した吸光度Ａｂと、測定対象ガスを通過する測定光及び反射光の光路長とに基づいて、測定対象ガスの成分濃度を算出できる。例えば図２において、第２反射部２８で第２測定光１１ａが略１８０度の向きに反射される場合、測定対象ガスを通過する第２測定光１１ａ及び第２反射光１３ａの光路長は、配管３０から第２反射部２８までの距離の２倍の長さである。吸収スペクトルから測定対象成分の濃度に換算するための手法として、ピーク高さ法、スペクトル面積法又は２ｆ法等の種々の手法が用いられてもよい。

【0053】

本実施形態において、レーザ式ガス分析計１００の制御部１５は、第２発光部１１を制御して第２測定光１１ａを射出し、第２反射部２８で反射した第２反射光１３ａを第２受光部１３で受光したときの受光強度を取得し、測定対象成分に対応する波長の吸光度を算出する。例えば測定対象成分が酸素である場合、測定対象成分に対応する波長はλ_Ｏ２である。制御部１５は、測定対象成分に対応する波長の吸光度と光路長とに基づいて、第２領域２３における測定対象成分の濃度を算出して測定対象成分の測定結果として出力する。

【0054】

（第１領域２２における測定対象成分の濃度を第１閾値未満に制御する動作例）
上述したように、レーザ式ガス分析計１００は、測定対象成分が酸素（Ｏ_２）である場合、第２測定光１１ａの射出時の強度と、第２反射光１３ａを第２受光部１３で受光した強度とに基づいて波長λ_Ｏ２における吸光度Ａｂを算出する。ここで、第２測定光１１ａ及び第２反射光１３ａは、第１領域２２の中も通過する。第１領域２２を満たす雰囲気に酸素が含まれる場合、吸光度Ａｂは第１領域２２を満たす雰囲気に含まれる酸素の影響を受けて変化する。

【0055】

レーザ式ガス分析計１００は、第１領域２２にパージガスを供給することによって第１領域２２を満たす雰囲気に含まれる測定対象成分の濃度を制御する。

【0056】

上述したように、第１領域２２は、パージガス供給部２２１及びパージガス排出部２２２の電磁弁を閉じた状態において高い気密性を有するように構成される。しかし、第１領域２２を画定する壁部１２、端部１４若しくはフランジ２９のいずれか、又は、これらの接合部分からのリークによって、第１領域２２に外部のガスが侵入することがある。第１領域２２に外部のガスとして酸素が侵入した場合、第１領域２２における酸素濃度が高くなる。

【0057】

レーザ式ガス分析計１００が測定対象成分を酸素として測定対象ガスを分析する場合、第１領域２２を満たす雰囲気に含まれる酸素の影響によって、第２領域２３の測定対象ガスに含まれる酸素濃度の測定結果に誤差が生じる。第２領域２３の測定対象ガスに含まれる酸素濃度の測定結果に誤差を生じさせないために、第１領域２２における酸素濃度を低下させることが求められる。具体的に、第１領域２２における酸素濃度が高くなった場合、第１領域２２にパージガスとして例えば窒素ガスを供給しつつ排出することによって第１領域２２から酸素を追い出して酸素濃度を低下させることができる。

【0058】

比較例に係るレーザ式ガス分析計９００について述べたように、第１領域２２にパージガスを流し続けることによって、第１領域２２における酸素濃度がパージガスの酸素濃度で維持される。しかし、比較例について述べたように、パージガスを流し続けることによる損失が生じる。

【0059】

そこで、本実施形態に係るレーザ式ガス分析計１００において、パージガスを流すことによって生じる損失を低減させるために、制御部１５は、第１領域２２における酸素濃度を測定し、第１領域２２における酸素濃度が第１閾値以上になったときに、第１領域２２における酸素濃度が第１閾値未満になるように、第１領域２２にパージガスを供給する。第１閾値は、第２領域２３の酸素濃度の測定に要求される精度に応じて定められてよい。第１閾値は、例えば０．５％に設定されてよいが、これに限られない。

【0060】

具体的に、レーザ式ガス分析計１００の制御部１５は、第１発光部１６を制御して第１測定光１６ａを射出し、第１反射部１８で反射した第１反射光１７ａを第１受光部１７で受光したときの受光強度を取得し、測定対象成分に対応する波長の吸光度を算出する。例えば測定対象成分が酸素である場合、測定対象成分に対応する波長はλ_Ｏ２である。制御部１５は、測定対象成分に対応する波長の吸光度と光路長とに基づいて、第１領域２２における測定対象成分の濃度を算出する。

【0061】

制御部１５は、測定対象成分が酸素である場合、第１領域２２における測定対象成分の濃度として酸素濃度を測定する。制御部１５は、第１領域２２における酸素濃度が第１閾値以上である場合、第１領域２２における酸素濃度を第１閾値未満に下げるために、パージガス供給部２２１の電磁弁を開き、パージガスを第１領域２２に流す。一方で、第１領域２２における酸素濃度が第１閾値未満である場合、酸素濃度を下げる必要がない。つまり、パージガスを第１領域２２に流す必要がない。したがって、制御部１５は、第１領域２２における酸素濃度が第１閾値未満である場合、パージガス供給部２２１の電磁弁を閉じる。

【0062】

＜フローチャートの例＞
レーザ式ガス分析計１００の制御部１５は、図５に例示されるフローチャートの手順例を含む、パージガス供給方法を実行してよい。パージガス供給方法は、制御部１５を構成するプロセッサに実行させるパージガス供給プログラムとして実現されてもよい。パージガス供給プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。

【0063】

制御部１５は、非測定部の酸素濃度を測定する（ステップＳ１）。非測定部は、上述したように第１領域２２に対応する。酸素濃度は、測定対象成分に対応する。制御部１５は、非測定部の酸素濃度が第１閾値未満であるか判定する（ステップＳ２）。

【0064】

制御部１５は、非測定部の酸素濃度が第１閾値未満でない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、つまり非測定部の酸素濃度が第１閾値以上である場合、非測定部にパージガスを供給して非測定部の酸素濃度を下げるためにパージガス供給部２２１の電磁弁を開く（ステップＳ３）。制御部１５は、パージガス供給部２２１の電磁弁を開いた後、ステップＳ１の測定手順に戻る。制御部１５は、非測定部の酸素濃度が第１閾値未満になるまで、ステップＳ１からＳ３までの手順を繰り返す。

【0065】

制御部１５は、非測定部の酸素濃度が第１閾値未満である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、非測定部にパージガスを供給する必要がないので、パージガス供給部２２１の電磁弁を閉じる（ステップＳ４）。制御部１５は、ステップＳ４の手順の実行後、図５のフローチャートの手順の実行を終了する。制御部１５は、ステップＳ４の手順の実行後、ステップＳ１の測定手順に戻ってもよい。

【0066】

＜小括＞
以上述べてきたように、本実施形態に係るレーザ式ガス分析計１００は、測定部である第２領域２３における測定対象成分の濃度の測定精度を維持するために、非測定部である第１領域２２における測定対象成分の濃度を第１閾値未満に制御する。レーザ式ガス分析計１００は、第１領域２２における測定対象成分の濃度を測定し、測定対象成分の濃度が第１閾値以上になった場合に、測定対象成分の濃度を下げるために第１領域２２にパージガスを供給する。つまり、レーザ式ガス分析計１００は、第１領域２２における測定対象成分の濃度の測定結果に基づいて、第１領域２２にパージガスを供給するかを決定し、パージガス供給部２２１の電磁弁の開閉を制御する。第１領域２２における測定対象成分の濃度が第１閾値未満である場合にパージガスの供給が停止されることによって、パージガスの使用量が削減される。

【0067】

また、本実施形態に係るレーザ式ガス分析計は、パージガスの供給期間を限定しつつ、第１領域における測定対象成分の濃度を第１閾値未満に制御できる。その結果、パージガスの使用量の削減と、第２領域における測定対象成分の濃度の測定精度の維持とが両方とも実現される。

【0068】

レーザ式ガス分析計１００は、第１発光部１６と第１受光部１７とを用いて第１領域２２における測定対象成分の濃度を測定しつつ、第２発光部１１と第２受光部１３とを用いて第２領域２３における測定対象成分の濃度を測定できる。レーザ式ガス分析計１００は、発光部と受光部との組み合わせを２組備えることによって、第２領域２３における測定対象成分の濃度と、第１領域２２における測定対象成分の濃度とを並行して測定でき、第２領域２３における測定対象成分の濃度を測定しつつ、その測定精度を維持できる。

【0069】

パージガスは、窒素ガスに限られず、測定対象成分の濃度が第１閾値未満になっているガスであれば他の種々のガスであってよい。

【0070】

（計装空気でパージする場合の動作例）
上述してきたように、パージガスは、非測定部である第１領域２２において測定対象成分による吸収の影響を低減して第２領域２３における測定対象成分の濃度の測定精度を高めるために用いられる。パージガスは、他の目的として、非測定部である第１領域２２の雰囲気を安定させることによって、第１領域２２に配置されている発光部又は受光部等の素子を周囲環境から保護するために用いられてもよい。この場合、レーザ式ガス分析計１００は、非測定部である第１領域２２における測定対象成分の濃度を、所定範囲内に制御してよい。

【0071】

本実施例において、測定対象成分は酸素であるとする。また、本実施例において、パージガスとして、計装空気と、濃度を所定濃度に調整した酸素ガスとのいずれか一方が第１領域２２に供給されるとする。濃度を所定濃度に調整した酸素ガスは、所定濃度の酸素ガスとも称される。パージガス供給部２２１は、計装空気と、所定濃度の酸素ガスとのいずれか一方に切り替えて第１領域２２に供給できるように三方電磁弁を含んで構成される。所定濃度は、第１領域２２における測定対象成分の濃度を制御する目標である所定範囲に含まれる濃度であるとする。酸素濃度の所定範囲は、２０％～２２％に設定されるとする。所定濃度は２１％に設定されるとする。酸素濃度の所定範囲又は所定濃度は、上述した例に限られず他の値に設定されてもよい。計装空気に含まれる酸素濃度は所定範囲内に制御されていないとする。また、第２領域２３に流れる測定対象ガスに含まれる酸素濃度は所定範囲内に制御されていないとする。

【0072】

レーザ式ガス分析計１００の制御部１５は、第１領域２２における測定対象成分の濃度として酸素濃度を測定する。制御部１５は、第１領域２２における酸素濃度が所定範囲内である場合、第１領域２２に計装空気を供給し続けるように、パージガス供給部２２１の三方電磁弁を制御する。一方で、制御部１５は、第１領域２２における酸素濃度が所定範囲外である場合、第１領域２２における酸素濃度を所定範囲内に制御するために、所定濃度の酸素ガスを第１領域２２に供給するように、パージガス供給部２２１の三方電磁弁を制御する。

【0073】

＜フローチャートの例＞
レーザ式ガス分析計１００の制御部１５は、図６に例示されるフローチャートの手順例を含む、パージガス供給方法を実行してよい。

【0074】

制御部１５は、非測定部の酸素濃度を測定する（ステップＳ１１）。非測定部は、上述したように第１領域２２に対応する。酸素濃度は、測定対象成分に対応する。制御部１５は、非測定部の酸素濃度が所定範囲内であるか判定する（ステップＳ１２）。

【0075】

制御部１５は、非測定部の酸素濃度が所定範囲内である場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、パージガス供給部２２１の三方電磁弁を制御して非測定部にパージガスとして計装空気を流す（ステップＳ１３）。制御部１５は、ステップＳ１３の手順の実行後、ステップＳ１１の測定手順に戻る。

【0076】

制御部１５は、非測定部の酸素濃度が所定範囲内でない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、つまり非測定部の酸素濃度が所定範囲外である場合、パージガス供給部２２１の三方電磁弁を制御して非測定部にパージガスとして所定濃度の酸素ガスを流す（ステップＳ１４）。制御部１５は、ステップＳ１４の手順の実行後、ステップＳ１１の測定手順に戻る。

【0077】

制御部１５は、図６のフローチャートの手順を繰り返すことによって、非測定部である第１領域２２における酸素濃度を所定範囲内に制御できる。

【0078】

＜小括＞
以上述べてきたように、本実施形態に係るレーザ式ガス分析計１００は、通常時にパージガスとして第１領域２２に計装空気を供給しつつ、第１領域２２における酸素濃度が所定範囲外になった場合にパージガスとして所定濃度の酸素ガスに切り替えて供給する。つまり、レーザ式ガス分析計１００は、第１領域２２における酸素濃度の測定結果に基づいて、第１領域２２にパージガスを所定濃度の酸素ガスに切り替えて供給するかを決定する。第１領域２２における酸素濃度が所定範囲内である場合に酸素ガスの供給が停止されることによって、酸素ガスの使用量が削減される。酸素ガスの使用量が削減されることによって、コスト負担又は環境負荷が低減される。また、パージガスとして窒素ガス等の純度の高いガスの代わりに計装空気が用いられることによっても、コスト負担又は環境負荷が低減される。

【0079】

（発光部、受光部及び反射部に関する他の構成例）
上述してきた実施形態において、レーザ式ガス分析計１００は、発光部として第１発光部１６と第２発光部１１とを備え、受光部として第１受光部１７と第２受光部１３とを備える。また、第１反射部１８は、第１測定光１６ａを反射する。第２反射部２８は、第２測定光１１ａを反射する。以下、発光部、受光部及び反射部に関する他の構成例が説明される。

【0080】

図７に示されるように、レーザ式ガス分析計１００は、第１反射部１８としてビームスプリッタ１８５を備えてよい。ビームスプリッタ１８５は、第２測定光１１ａの光路上に配置される。ビームスプリッタ１８５は、第２測定光１１ａのうち一部の光を反射して第１反射光１７ａとして第１受光部１７に進行させる。ビームスプリッタ１８５は、第２測定光１１ａのうち反射しなかった残りの光を一部の光を透過し、第２領域２３及び第２反射部２８に進行させる。

【0081】

レーザ式ガス分析計１００の制御部１５は、ビームスプリッタ１８５による第２測定光１１ａの透過率と第２測定光１１ａの強度との積を、第２領域２３の測定対象ガスに入射する前の光強度Ｉ_ｎとして用い、第２受光部１３で受光する第２反射光１３ａの受光強度を、第２領域２３の測定対象ガスを通過した後の光強度Ｉ_ａとして用いて、第２領域２３の測定対象成分における吸光度を算出してよい。制御部１５は、ビームスプリッタ１８５による第２測定光１１ａの反射率と第２測定光１１ａの強度との積を、第１領域２２の測定対象ガスに入射する前の光強度Ｉ_ｎとして用い、第１受光部１７で受光する第１反射光１７ａの受光強度を、第１領域２２の測定対象ガスを通過した後の光強度Ｉ_ａとして用いて第１領域２２の測定対象成分における吸光度を算出してよい。

【0082】

図７に例示されるレーザ式ガス分析計１００は、第１反射部１８としてビームスプリッタ１８５を備えることによって、第１発光部１６を備えなくてもよい。つまり、発光部の１つが削減される。

【0083】

図８に示されるように、レーザ式ガス分析計１００は、第１反射部１８として移動式の反射部を備えてもよい。移動式の反射部は、第２測定光１１ａの光路から外れる位置と光路上の位置とのいずれかに移動可能に構成される。移動式の反射部は、第２測定光１１ａの光路から外れている状態で反射部１８１として表され、第２測定光１１ａの光路の上に位置する状態で反射部１８２として表されている。

【0084】

移動式の反射部が第２測定光１１ａの光路から外れている状態（反射部１８１の状態）において、レーザ式ガス分析計１００は、第２測定光１１ａが第２反射部２８で反射された第２反射光１３ａを第２受光部１３で受光できる。この場合、レーザ式ガス分析計１００の制御部１５は、第２測定光１１ａの強度と第２受光部１３における第２反射光１３ａの受光強度とに基づいて第２領域２３の測定対象成分における吸光度を算出できる。

【0085】

一方で、移動式の反射部が第２測定光１１ａの光路の上に位置する状態（反射部１８２の状態）において、レーザ式ガス分析計１００は、測定光１１ｂが反射部１８２で反射された反射光１３ｂを第２受光部１３で受光できる。測定光１１ｂは第２領域２３を通過していないので第１測定光１６ａに相当する。また、反射光１３ｂは第２領域２３を通過していないので第１反射光１７ａに相当する。したがって、レーザ式ガス分析計１００の制御部１５は、第１測定光１６ａに相当する測定光１１ｂの強度と、第１反射光１７ａに相当する反射光１３ｂの第２受光部１３における受光強度とに基づいて、第１領域２２の測定対象成分における吸光度を算出できる。

【0086】

図８に例示されるレーザ式ガス分析計１００は、第２領域２３の測定対象成分における吸光度と第１領域２２の測定対象成分における吸光度とを、測定する期間を分割して測定できる。図８に例示されるレーザ式ガス分析計１００は、第１反射部１８として移動式の反射部を備えることによって、第１発光部１６及び第１受光部１７を備えなくてもよい。つまり、発光部及び受光部が１つずつ削減される。

【0087】

以上、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。

【符号の説明】

【0088】

１００ レーザ式ガス分析計
１１ 第２発光部（１１ａ、１１ｂ：測定光）
１２ 壁部
１３ 第２受光部（１３ａ、１３ｂ：反射光）
１４ 端部
１５ 制御部
１６ 第１発光部（１６ａ：測定光）
１７ 第１受光部（１７ａ：反射光）
１８ 第１反射部（１８１、１８２：移動式の反射部）
１８５ ビームスプリッタ
２１ ハウジング
２２ 第１領域（２２１：パージガス供給部、２２２：パージガス排出部）
２３ 第２領域
２８ 第２反射部
２９ フランジ
３０ 配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】