特許 7673043 検出器及びガス分析計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-25

(45)【発行日】2025-05-08

(54)【発明の名称】検出器及びガス分析計

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/37 20060101AFI20250428BHJP

【ＦＩ】

G01N21/37

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022503275

(86)(22)【出願日】2021-02-16

(86)【国際出願番号】 JP2021005588

(87)【国際公開番号】W WO2021172082

(87)【国際公開日】2021-09-02

【審査請求日】2023-12-20

(31)【優先権主張番号】P 2020030558

(32)【優先日】2020-02-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000155023

【氏名又は名称】株式会社堀場製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】生田 卓司

(72)【発明者】

【氏名】武田 あや

(72)【発明者】

【氏名】伊東 俊哉

【審査官】伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１７７０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６１６６３８３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００４－０６１２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３３９６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１４５１１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１３１２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－１３８９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００３２５１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－１３３８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／６１

Ｇ０１Ｊ １／００－１／６０

Ｇ０１Ｊ ３／００－３／５２

Ｇ０１Ｊ ５／００－５／９０

Ｇ０１Ｊ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤外光の強度を検出する検出器において、
酸性のガス成分を含むガスで満たされており、赤外光が透過する第１ガス室と、
前記ガス成分を含むガスで満たされており、前記第１ガス室を透過した赤外光が透過する第２ガス室と、
前記第１ガス室及び第２ガス室を連絡する連絡路と、
前記連絡路を流れるガスの流量を検出するフローセンサと、
通路によって前記第１ガス室又は第２ガス室に繋がっており、酸性の乾燥剤が入っている乾燥容器が収容される収容室とを備え、
前記乾燥容器にて、前記収容室に設けられた前記通路の通路口に対向する場所とは異なる場所にガスの出入口が設けられており、
前記出入口は前記通路と連絡している
検出器。

【請求項2】

前記ガス成分は一酸化窒素であり、
前記乾燥剤は、五酸化二リン、塩化カルシウム又は硫酸マグネシウムである
請求項１に記載の検出器。

【請求項3】

赤外光の強度を検出する検出器において、
ガスで満たされており、赤外光が透過する第１ガス室と、
ガスで満たされており、前記第１ガス室を透過した赤外光が透過する第２ガス室と、
前記第１ガス室及び第２ガス室を連絡する連絡路と、
前記連絡路を流れるガスの流量を検出するフローセンサと、
通路によって前記第１ガス室又は第２ガス室に繋がっており、乾燥剤が入っている乾燥容器が収容される収容室と
を備え、
前記乾燥容器にて、前記収容室に設けられた前記通路の通路口に対向する場所とは異なる場所にガスの出入口が設けられており、
前記出入口は前記通路と連絡している
検出器。

【請求項4】

分析対象のガスに含まれ、赤外光の特定の波長成分を吸収する特定のガス成分の濃度を分析するためのガス分析計において、
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の検出器と、
赤外光を発光する光源と、
前記分析対象のガスが流れるセルと
を備え、
前記第１ガス室及び前記第２ガス室に満たされているガスは、前記特定のガス成分を含み、
前記光源が発光した赤外光は、前記セルを透過し、
前記セルを透過した赤外光は前記検出器の前記第１ガス室を透過し、
前記フローセンサが検出した流量に基づいて前記濃度が算出される
ガス分析計。

【請求項5】

前記検出器の数は２であり、
前記セルを透過した赤外光は、一方の検出器の第１ガス室を透過し、
前記一方の検出器の第２ガス室を透過した赤外光は、他方の検出器の第１ガス室を透過し、
２つの検出器が有する２つのフローセンサが検出した２つの流量に基づいて前記濃度が算出される
請求項４に記載のガス分析計。

【請求項6】

前記他方の検出器の前記第１ガス室及び第２ガス室に含まれる前記特定のガス成分の濃度は、前記一方の検出器の第１ガス室及び第２ガス室に含まれる前記特定のガス成分の濃度よりも高い
請求項５に記載のガス分析計。

【請求項7】

前記セルは、前記光源が発光した赤外光が透過する透過窓を有し、
前記光源は、
赤外光を発光する発光素子と、
一面が開放された箱体状をなし、前記発光素子を収容しており、前記発光素子が発光した赤外光を反射する反射体と、
前記反射体の開口の周縁部と、前記透過窓の周縁部とに密着する環状の密着部材と
を有する請求項４から請求項６のいずれか１つに記載のガス分析計。

【請求項8】

送風機を備え、
前記光源は、前記反射体の側面を覆う筒状の覆い体を有し、
前記覆い体には複数の開口が設けられ、
前記送風機は前記覆い体に向けて風を送る
請求項７に記載のガス分析計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、赤外光の強度を検出する検出器と、検出器を備えるガス分析計とに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ガスの成分分析を行うために非分散赤外線吸収法が用いられている。ガスの成分分析を行う装置として、赤外光の強度を検出する検出器を用いたガス分析計がある。このガス分析計で用いる検出器の１つとして、特定のガス成分を含むガスが封入されている検出器が挙げられる。特定のガス成分は、赤外光の特定の波長成分を吸収する成分である。ガスが封入されている検出器を用いたガス分析計では、赤外光を発光する光源と、分析対象のガスが流れるセルと、検出器とが並んでいる。光源が発光した赤外光はセルを透過する。セルを透過した赤外光は検出器に入射される。

【0003】

分析対象のガスは、赤外光の特定の波長成分を吸収する特定のガス成分が含まれている。分析対象のガスに含まれている特定のガス成分の量が多い程、即ち、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分の濃度が高い程、セル内で吸収される赤外光の量が多いので、検出器に入射される赤外光の特定の波長成分の強度は弱い。

【0004】

検出器では、第１ガス室及び第２ガス室は特定のガス成分を含むガスで満たされている。第１ガス室及び第２ガス室は連絡路によって連絡されている。検出器に入射された赤外光は第１ガス室及び第２ガス室の順に透過する。第１ガス室では、特定のガス成分が赤外光の特定の波長成分を吸収する。第１ガス室を透過した赤外光の特定の波長成分は、第２ガス室に入っているガスの特定のガス成分によって吸収される。赤外光が吸収された場合、第１ガス室及び第２ガス室に入っているガスは膨張する。赤外光の吸収量が大きい程、ガスは大きく膨張する。

【0005】

検出器に入った赤外光に関して、特定の波長成分の大部分は、第１ガス室に満たされているガスによって吸収され、第２ガス室に満たされているガスによって吸収される赤外光の量は少ない。このため、検出器に赤外光が入射した場合、連絡路を介して第１ガス室から第２ガス室にガスが流れる。検出器では、連絡路を流れるガスの流量を検出する。検出器に入射される赤外光の特定の波長成分の強度が強い程、第１ガス室及び第２ガス室内のガスによって吸収される赤外光の量の差が大きい。第１ガス室及び第２ガス室内のガスによって吸収される赤外光の量の差が大きい程、連絡路を流れるガスの流量は多い。従って、ガスの流量の検出は赤外光の特定の波長成分の強度の検出に相当する。

【0006】

分析対象のガスに含まれている特定のガス成分の量が多い程、即ち、分析対象のガスに含まれている特定のガス成分の濃度が高い程、検出器に入射される赤外光の強度は弱く、連絡路を流れるガスの流量は少ない。検出器が検出したガスの流量に基づいて、特定のガス成分の濃度が算出される。このようなガス分析計の例は、特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００２－１３１２３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特定のガス成分が吸収する赤外光の波長領域が、水分が吸収する赤外光の波長領域と重なる場合がある。この場合において、検出器に水分が含まれているとき、検出器が検出したガスの流量は、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分の濃度に応じた流量とは異なる。従って、検出器に水分が含まれている場合、即ち、検出器が乾燥していない場合、特定のガス成分の濃度を正確に測定することができない。

【0009】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１ガス室及び第２ガス室が乾燥している検出器と、検出器を備えるガス分析計とを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一態様に係る検出器は、赤外光の強度を検出する検出器において、酸性のガス成分を含むガスで満たされており、赤外光が透過する第１ガス室と、前記ガス成分を含むガスで満たされており、前記第１ガス室を透過した赤外光が透過する第２ガス室と、前記第１ガス室及び第２ガス室を連絡する連絡路と、前記連絡路を流れるガスの流量を検出するフローセンサと、通路によって前記第１ガス室又は第２ガス室に繋がっており、酸性の乾燥剤が入っている乾燥容器が収容される収容室とを備える。

【0011】

上記の態様によれば、第１ガス室及び第２ガス室に含まれているガスは乾燥容器に入り、ガスに含まれている水分は乾燥剤によって吸収される。このため、第１ガス室及び第２ガス室は乾燥している。また、酸性のガス成分がガスに含まれおり、乾燥剤として、酸性の物質が用いられる。このため、ガス成分と乾燥剤との中和反応が起こらず、第１ガス室及び第２ガス室に含まれているガスが適切に乾燥される。

【0012】

本開示の一態様に係る検出器では、前記ガス成分は一酸化窒素であり、前記乾燥剤は、五酸化二リン、塩化カルシウム又は硫酸マグネシウムである。

【0013】

上記の態様によれば、第１ガス室及び第２ガス室には、一酸化窒素を含むガスが入っており、乾燥剤として、五酸化二リン、塩化カルシウム又は硫酸マグネシウムが用いられる。

【0014】

本開示の一態様に係る検出器では、前記乾燥容器にて、前記収容室に設けられた前記通路の通路口に対向する場所とは異なる場所にガスの出入口が設けられており、前記出入口は前記通路と連絡している。

【0015】

上記の態様によれば、乾燥剤が収容室に収容されている場合において、乾燥剤が潮解性を有するとき、乾燥剤は水分を吸収し、乾燥剤の一部が液状に変化する。検出器へのガスの封入は、検出器の収容室に乾燥剤が収容されている状態で、検出器内を真空にした後に行われる。検出器内を真空にする工程において乾燥剤が潮解していた場合、潮解した液が飛散する可能性がある。液が飛散した場合、潮解した液が第１ガス室又は第２ガス室に設けられた赤外光の透過窓等に付着し、結果、曇りが発生する可能性がある。赤外光が曇っている透過窓を透過した場合、赤外光の強度が減衰する。

【0016】

この場合、フローセンサが検出するガスの流量は、第１ガス室に入射された赤外光の特定の波長成分の強度を正確に示さない。しかしながら、乾燥容器において、ガスの出入口は通路口に対向する場所とは異なる場所に設けられている。このため、たとえ、液が飛散した場合であっても、飛散した液が第１ガス室又は第２ガス室に入りにくく、透過窓において曇りが発生する可能性は低い。

【0017】

本開示の一態様に係る検出器は、赤外光の強度を検出する検出器において、ガスで満たされており、赤外光が透過する第１ガス室と、ガスで満たされており、前記第１ガス室を透過した赤外光が透過する第２ガス室と、前記第１ガス室及び第２ガス室を連絡する連絡路と、前記連絡路を流れるガスの流量を検出するフローセンサと、通路によって前記第１ガス室又は第２ガス室に繋がっており、乾燥剤が入っている乾燥容器が収容される収容室とを備え、前記乾燥容器にて、前記収容室に設けられた前記通路の通路口に対向する場所とは異なる場所にガスの出入口が設けられており、前記出入口は前記通路と連絡している。

【0018】

上記の態様によれば、第１ガス室及び第２ガス室に満たされているガスは乾燥容器に入り、ガスに含まれている水分は乾燥剤によって吸収される。このため、第１ガス室及び第２ガス室は乾燥している。乾燥容器において、収容室に設けられた通路の通路口に対向する場所とは異なる場所にガスの出入口が設けられている。このため、前述したように、たとえ、液が飛散した場合であっても、飛散した液が第１ガス室又は第２ガス室に入りにくく、透過窓において曇りが発生する可能性は低い。

【0019】

本開示の一態様に係るガス分析計は、分析対象のガスに含まれ、赤外光の特定の波長成分を吸収する特定のガス成分の濃度を分析するためのガス分析計において、前述した検出器と、赤外光を発光する光源と、前記分析対象のガスが流れるセルとを備え、前記第１ガス室及び前記第２ガス室に満たされているガスは、前記特定のガス成分を含み、前記光源が発光した赤外光は、前記セルを透過し、前記セルを透過した赤外光は前記検出器の前記第１ガス室を透過し、前記フローセンサが検出した流量に基づいて前記濃度が算出される。

【0020】

上記の態様によれば、セルを流れる分析対象のガスに含まれる特定のガス成分の濃度に応じて、特定のガス成分が吸収する赤外光の量が変動するので、セルを透過した赤外光の特定の波長成分の強度が変動する。セルを透過した赤外光の特定の波長成分の強度に応じて、検出器の連絡路を流れるガスの流量、即ち、フローセンサが検出するガスの流量が変動する。従って、フローセンサが検出した流量に基づいて濃度が検出される。ガスの流量の検出は、赤外光の特定の波長成分の強度の検出に相当する。

【0021】

本開示の一態様に係るガス分析計では、前記検出器の数は２であり、前記セルを透過した赤外光は、一方の検出器の第１ガス室を透過し、前記一方の検出器の第２ガス室を透過した赤外光は、他方の検出器の第１ガス室を透過し、２つの検出器が有する２つのフローセンサが検出した２つの流量に基づいて前記濃度が算出される。

【0022】

上記の態様によれば、分析対象のガスに、特定のガス成分の他に、吸収する赤外光の波長領域が、特定のガス成分が吸収する赤外光の波長領域と重なっている干渉ガス成分が含まれている場合、赤外光がセルを透過したときに生じる赤外光の減衰量は、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分及び干渉ガス成分全体の濃度を示す。一方の検出器を透過した赤外光に関して、特定の波長成分の強度はゼロに近い。このため、一方の検出器を透過した赤外光の減衰量は、干渉ガス成分の濃度を示し、この濃度に応じたガスの流量は他方の検出器によって検出される。従って、２つの検出器の出力に基づいて、分析対象のガスに含まれている特定のガス成分の濃度を正確に算出することができる。

【0023】

本開示の一態様に係るガス分析計では、前記他方の検出器の前記第１ガス室及び第２ガス室に含まれる前記特定のガス成分の濃度は、前記一方の検出器の第１ガス室及び第２ガス室に含まれる前記特定のガス成分の濃度よりも高い。

【0024】

上記の態様によれば、一方の検出器を透過した赤外光の強度は弱い。しかしながら、他方の検出器の第１ガス室及び第２ガス室に含まれる特定のガス成分の濃度は高いので、ガスの流量を容易に検出することができる。

【0025】

本開示の一態様に係るガス分析計では、前記セルは、前記光源が発光した赤外光が透過する透過窓を有し、前記光源は、赤外光を発光する発光素子と、一面が開放された箱体状をなし、前記発光素子を収容しており、前記発光素子が発光した赤外光を反射する反射体と、前記反射体の開口の周縁部と、前記透過窓の周縁部とに密着する環状の密着部材とを有する。

【0026】

上記の態様によれば、反射体及び透過窓の間に隙間が存在しないので、風が反射体内に入り込まず、発光素子の温度が風により変動することがない。通常、発光素子が発光する赤外光の強度は発光素子の温度に応じて変動する。しかし、発光素子の温度が風により変動しないので、光源が発光する赤外光の強度は安定する。

【0027】

本開示の一態様に係るガス分析計は、送風機を備え、前記光源は、前記反射体の側面を覆う筒状の覆い体を有し、前記覆い体には複数の開口が設けられ、前記送風機は前記覆い体に向けて風を送る。

【0028】

上記の態様によれば、熱伝導率が高い部材、例えば、金属によって反射体が構成されている場合、発光素子が発生させた熱は反射体に伝導し、反射体は放熱する。送風機の風は、覆い体の複数の開口を通って反射体に当たり、反射体に当たった風は複数の開口を通って光源の外部に出る。このため、反射体は効率的に放熱を行い、発光素子の温度上昇が抑制される。

【発明の効果】

【0029】

上記の態様によれば、第１ガス室及び第２ガス室は乾燥している。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】実施の形態１におけるガス分析計の概略を示す断面図である。

【図2】ガス分析計を用いたガス分析装置の構成を示すブロック図である。

【図3】フローセンサの回路図である。

【図4】図１のＡ－Ａ線における検出器の断面図である。

【図5】検出器内にガスを封入する工程の説明図である。

【図6】図１のＢ－Ｂ線における検出器の断面図である。

【図7】検出器の部分断面図である。

【図8】乾燥容器の蓋体の説明図である。

【図9】実施の形態２におけるガス分析計の概略を示す断面図である。

【図10】光源の説明図である。

【図11】密着部材の効果を示すグラフである。

【図12】実施の形態３におけるガス分析計の概略を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本開示をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１におけるガス分析計１の概略を示す断面図である。ガス分析計１は、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分、例えば、一酸化窒素（ＮＯ）の濃度の分析に用いられる。特定のガス成分は酸性のガス成分である。ガス分析計１では、光源２、チョッパ３、セル４及び２つの検出器５，６を備える。検出器５，６それぞれには、ガスが封入されている。光源２、セル４及び２つの検出器５，６は、この順に並んでいる。光源２は、セル４に向けて、強度が一定である連続した赤外光を発光する。赤外光は、波長が赤外線の範囲に属する光である。図１において、実線は赤外光の伝播経路を示している。チョッパ３は羽根車を有する。チョッパ３では、羽根車を一定速度で回転させる。羽根車が回転した場合、羽根車は、光源２及びセル４間を通り、光源２が発光した赤外光を周期的に遮断する。光源２が発光した赤外光は断続的にセル４に入射される。

【0032】

セル４は両端面が開放された筒体４０を有する。筒体４０の一方の端面は光源２に対向している。筒体４０の他方の端面は検出器５に対向している。筒体４０において、光源２側の端面の開口部に、赤外光を透過する透過窓４１が嵌め込まれ、検出器５側の端面の開口部にも赤外光を透過する透過窓４２が嵌め込まれている。光源２が発光した赤外光は、透過窓４１を介して筒体４０内に入射し、透過窓４２を介して筒体４０から検出器５に向けて出射する。以上のように、光源２が発光した赤外光は、セル４の筒体４０を透過する。筒体４０を透過した赤外光は検出器５に入射される。

【0033】

筒体４０の外面の光源２側には、分析対象のガスを注入する注入口４０ａが設けられている。筒体４０の外側の検出器５側には、分析対象のガスが排出される排出口４０ｂが設けられている。破線の矢印で示すように、分析対象のガスは注入口４０ａから注入される。注入された分析対象のガスはセル４の筒体４０を流れる。筒体４０を流れた分析対象のガスは、破線の矢印で示すように、排出口４０ｂから排出される。筒体４０内に分析対象のガスが注入されている状態で、赤外光が筒体４０を透過した場合、分析対象のガスに含まれている特定のガス成分は、赤外光の特定の波長成分を吸収する。特定のガス成分の濃度が高い程、赤外光の吸収量が多く、赤外光の減衰量は大きい。

【0034】

なお、分析対象のガスには、吸収する赤外光の波長領域が、特定のガス成分が吸収する赤外光の波長領域と重なる干渉ガス成分、例えば、水分（Ｈ₂ Ｏ）が含まれている場合がある。この場合において、赤外光が筒体４０を透過したとき、分析対象のガスに含まれている干渉ガス成分も赤外光を吸収する。干渉ガス成分が含まれている場合、セル４の筒体４０を透過した赤外光の減衰量は、厳密には、特定のガス成分及び干渉ガス成分全体の濃度を示す。以下では、分析対象のガスに干渉ガス成分が含まれる例を説明する。

【0035】

検出器５，６それぞれはニューマチック型の検出器である。ニューマチック型の検出器は、赤外線の強度を検出する熱型の検出器である。ニューマチック検出器には、特定のガス成分を含むガスが封入されている。ガスが赤外線を吸収した場合、ガスは膨張し、ガスの圧力が変化する。ニューマチック型の検出器は、この圧力変化を検出し、検出結果を、赤外線の強度を示す信号として出力する。圧力変化は、ニューマチック型の検出器内に配置されたコンデンサマイクロホンの電気容量の変化、又は、ニューマチック型の検出器内を流れるガスの流量の変化で表される。検出器５，６それぞれは、ガスの流量に基づいて赤外線の強度を検出する検出器である。

【0036】

具体的に、検出器５は、両端面が開放された筒状のブロック５０を有する。ブロック５０の一方の端面は、セル４に対向している。ブロック５０の他方の端面は検出器６に対向している。ブロック５０において、セル４側の端面の開口部に、赤外光を透過する第１透過窓５１が嵌め込まれている。ブロック５０の中途に、赤外光を透過する第２透過窓５２が嵌め込まれている。ブロック５０において、検出器６側の端面の開口部に、赤外光を透過する第３透過窓５３が嵌め込まれている。
筒状のブロック５０の形状は、図面（例えば、図６）で示すように、一例として、四角柱の内部に円柱状の空洞が設けられた形状である。しかしながら、ブロック５０の形状は、この形状に限定されず、四角柱の内部に円柱状の空洞が設けられた形状とは異なる形状であってもよい。

【0037】

ブロック５０、第１透過窓５１及び第２透過窓５２によって第１ガス室５４が形成されている。ブロック５０、第２透過窓５２及び第３透過窓５３によって第２ガス室５５が形成されている。第１ガス室５４及び第２ガス室５５それぞれには、特定のガス成分を含むガスで満たされている。第１ガス室５４及び第２ガス室５５に含まれるガスについて、特定のガス成分の濃度は実質的に一致している。ガスはブロック５０内に密封されている。前述したように、特定のガス成分は、酸性のガス成分、例えば、一酸化窒素である。

【0038】

ブロック５０の側壁には、第１ガス室５４及び第２ガス室５５を連絡する連絡路５０ａが設けられている。連絡路５０ａの中途には、連絡路５０ａを流れるガスの流量を検出するフローセンサ５６が配置されている。連絡路５０ａを流れるガスはフローセンサ５６を通る。

【0039】

セル４の筒体４０を透過した赤外光は、第１透過窓５１を介して第１ガス室５４内に入射され、第１ガス室５４を透過した赤外光は、第２透過窓５２を介して第２ガス室５５内に入射される。第２ガス室５５を透過した赤外光は、第３透過窓５３を介して検出器６に入射される。以上のように、セル４の筒体４０を透過した赤外光は、第１ガス室５４を透過する。第１ガス室５４を透過した赤外光は第２ガス室５５を透過する。第２ガス室５５を透過した赤外光は検出器６に入射される。

【0040】

赤外光が第１ガス室５４を透過した場合、第１ガス室５４に満たされているガスに含まれる特定のガス成分は、赤外光の特定の波長成分を吸収する。これにより、第１ガス室５４に満たされているガスは膨張する。同様に、赤外光が第２ガス室５５を透過した場合、第２ガス室５５に満たされているガスに含まれている特定のガス成分は、赤外光の特定の波長成分を吸収する。これにより、第２ガス室５５に満たされているガスは膨張する。赤外光の吸収量が多い程、第１ガス室５４及び第２ガス室５５に満たされているガスは大きく膨張する。セル４から検出器５に入射された赤外光の特定の波長成分について、大部分は第１ガス室５４で吸収され、第２ガス室５５に満たされているガスが吸収する赤外光の量は少ない。

【0041】

赤外光が検出器５を透過した場合、第１ガス室５４に満たされているガスが、第２ガス室５５に満たされているガスよりも大きく膨張するので、ガスは、第１ガス室５４から、連絡路５０ａを通って、第２ガス室５５に流れる。検出器５に入射される赤外光の特定の波長成分の強度が強い程、第１ガス室５４に満たされているガスに含まれている特定のガス成分が特定の波長成分を吸収する量が大きく、第１ガス室５４に満たされているガスはより大きく膨張する。従って、第１ガス室５４及び第２ガス室５５内のガスによって吸収される赤外光の量の差が大きい。結果、検出器５に入射される赤外光の特定の波長成分の強度が強い程、連絡路５０ａを流れるガスの流量は多い。

【0042】

前述したように、フローセンサ５６は、連絡路５０ａを流れるガスの流量を検出する。また、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分及び干渉ガス成分全体の濃度が高い程、セル４において吸収される赤外光の特定の波長成分の量が多いので、検出器５に入射される赤外光の特定の波長成分の強度は弱い。検出器５に入射される赤外光の特定の波長成分の強度が弱い程、連絡路５０ａを流れるガスの流量は少ない。連絡路５０ａを流れるガスの流量を検出することは、検出器５に入射される赤外光の特定の波長成分の強度を検出することに相当する。

【0043】

フローセンサ５６は、光源２が発光した赤外光がセル４に入射している期間にガスの流量を検出する。チョッパ３が赤外光を遮断した場合、第１ガス室５４及び第２ガス室５５に満たされているガスは放熱する。結果、これらのガスの状態は、収縮し、赤外光が検出器５に入射される前の状態に戻る。

【0044】

検出器６は、検出器５と同様に構成されている。検出器６は、筒状のブロック６０、第１透過窓６１、第２透過窓６２、第３透過窓６３及びフローセンサ６６を有する。ブロック６０、第１透過窓６１、第２透過窓６２、第３透過窓６３及びフローセンサ６６それぞれは、検出器５のブロック５０、第１透過窓５１、第２透過窓５２、第３透過窓５３及びフローセンサ５６に対応する。検出器５と同様に、ブロック６０、第１透過窓６１及び第２透過窓６２によって第１ガス室６４が形成され、ブロック６０、第２透過窓６２及び第３透過窓６３によって第２ガス室６５が形成されている。

【0045】

第１ガス室６４及び第２ガス室６５は、特定のガス成分を含むガスで満たされている。ブロック６０の側壁には、第１ガス室６４及び第２ガス室６５を連絡する連絡路６０ａが設けられている。連絡路６０ａの中途には、連絡路６０ａを流れるガスの流量を検出するフローセンサ６６が配置されている。フローセンサ６６の構成及び作用は、検出器５のフローセンサ５６の構成及び作用と同様である。ガスはブロック６０内に密封されている。

【0046】

検出器５の第２ガス室５５を透過した赤外光は、検出器６の第１透過窓６１を介して第１ガス室６４内に入射され、第１ガス室６４を透過する。第１ガス室６４を透過した赤外光は、第２透過窓６２を介して第２ガス室６５内に入射される。第２ガス室６５を透過した赤外光は、第３透過窓６３を介して外部に出射される。以上のように、検出器５を透過した赤外光は、第１ガス室６４を透過する。第１ガス室６４を透過した赤外光は第２ガス室６５を透過する。

【0047】

検出器５では、赤外光の特定の波長成分の大部分は特定のガス成分によって吸収される。このため、検出器５を透過した赤外光について、特定の波長成分の強度は低い。従って、検出器６の第１ガス室６４及び第２ガス室６５に満たされているガスによって吸収される赤外光の大部分の波長成分は、干渉ガス成分が吸収する波長成分である。結果、分析対象のガスに含まれている干渉ガス成分の濃度が高い程、検出器６に入射される赤外光の強度は弱く、フローセンサ６６が検出するガスの流量は少ない。

【0048】

検出器６の第１ガス室６４及び第２ガス室６５に満たされているガスに含まれる特定のガス成分の濃度は、検出器５の第１ガス室５４及び第２ガス室５５に満たされているガスに含まれる特定のガス成分の濃度よりも高い。検出器６の第１ガス室６４及び第２ガス室６５に満たされているガスにおいて、特定のガス成分が占める割合は、例えば１００％である。この場合、検出器５の第１ガス室５４及び第２ガス室５５に満たされているガスにおいて、特定のガス成分が占める割合は、例えば、１０％～２０％であり、１００％未満の割合である。

【0049】

検出器５を透過した赤外光に関して特定の波長成分の強度は弱い。しかしながら、前述したように、検出器６の第１ガス室６４及び第２ガス室６５に満たされているガスに含まれる特定のガス成分の濃度は高いので、第１ガス室６４及び第２ガス室６５において、吸収される赤外光の量は多い。このため、フローセンサ６６は、連絡路６０ａを流れるガスの流量を容易に検出することができる。

【0050】

図２は、ガス分析計１を用いたガス分析装置７の構成を示すブロック図である。前述したように、ガス分析計１は、光源２、チョッパ３、セル４及び検出器５，６を備える。ガス分析装置７は、ガス分析計１及び濃度算出部７０を備える。濃度算出部７０は、２つの増幅器７０ａ，７０ｂ、Ａ／Ｄ変換部７０ｃ，７０ｄ、表示部７０ｅ、メモリ７０ｆ及び制御部７０ｇを有する。

【0051】

検出器５，６それぞれは増幅器７０ａ，７０ｂに接続されている。増幅器７０ａ，７０ｂそれぞれは、更に、Ａ／Ｄ変換部７０ｃ，７０ｄに接続されている。Ａ／Ｄ変換部７０ｃ，７０ｄ、表示部７０ｅ、メモリ７０ｆ及び制御部７０ｇは、内部バス７０ｈに接続されている。

【0052】

検出器５のフローセンサ５６及び検出器６のフローセンサ６６それぞれは、ガスの流量を検出した場合、検出したガスの流量を示すアナログの流量信号を増幅器７０ａ，７０ｂに出力する。増幅器７０ａ，７０ｂそれぞれは、検出器５，６から入力されたアナログの流量信号の振幅を増幅する。増幅器７０ａ，７０ｂそれぞれは、振幅を増幅したアナログの流量信号をＡ／Ｄ変換部７０ｃ，７０ｄに出力する。Ａ／Ｄ変換部７０ｃ，７０ｄそれぞれは、増幅器７０ａ，７０ｂから入力されたアナログの流量信号を、デジタルの流量信号に変換する。制御部７０ｇは、Ａ／Ｄ変換部７０ｃ，７０ｄそれぞれからデジタルの流量信号を読み出す。表示部７０ｅは、表示パネルを有し、制御部７０ｇの指示に従って種々の値を表示する。

【0053】

メモリ７０ｆには、図示しないコンピュータプログラムが記憶されている。制御部７０ｇは、処理を実行する処理素子、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)を有する。制御部７０ｇは、メモリ７０ｆに記憶されているコンピュータプログラムを実行することによって、分析対象のガスに含まれている特定のガス成分の濃度を算出する濃度算出処理を実行する。

【0054】

濃度算出処理では、制御部７０ｇは、検出器５のフローセンサ５６から入力された流量信号が示すガスの流量に基づいて、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分及び干渉ガス成分全体の濃度を算出する。具体的には、制御部７０ｇは、セル４の筒体４０内をゼロガスが流れている場合にフローセンサ５６から入力された流量信号が示すガスの流量と、分析対象のガスが筒体４０内を流れている場合にフローセンサ５６から入力された流量信号が示すガスの流量との差に基づいて、特定のガス成分及び干渉ガス成分全体の濃度を算出する。ゼロガスは、赤外光を吸収しないガス成分、例えば、窒素（Ｎ₂ ）によって構成されるガスである。従って、赤外光がゼロガスを透過した場合であっても、ゼロガスは赤外光を吸収することはない。

【0055】

制御部７０ｇは、検出器６のフローセンサ６６から入力された流量信号が示すガスの流量に基づいて、赤外光の特定の波長成分を吸収した干渉ガス成分の濃度を算出する。具体的には、濃度算出部７０は、セル４の筒体４０内をゼロガスが流れている場合においてフローセンサ６６から入力された流量信号が示すガスの流量と、分析対象のガスが筒体４０内を流れている場合においてフローセンサ６６から入力された流量信号が示すガスの流量との差に基づいて干渉ガス成分の濃度を算出する。

【0056】

以上のように、制御部７０ｇは、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分及び干渉ガス成分の濃度と、分析対象のガスに含まれる干渉ガス成分の濃度とを算出する。制御部７０ｇは、算出した２つの濃度に基づいて、分析対象のガスに含まれている特定のガス成分の濃度を正確に算出する。これにより、特定のガス成分の濃度が分析される。制御部７０ｇは、算出した特定のガス成分の濃度を表示部７０ｅに表示させる。これにより、使用者は、特定のガス成分の濃度を確認することができる。

【0057】

図３はフローセンサ５６の回路図である。フローセンサ５６は、固定抵抗Ｒ１，Ｒ２及び薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２を有する。薄膜抵抗体Ｒｓ１の抵抗値は、薄膜抵抗体Ｒｓ１の温度に応じて変動する。同様に、薄膜抵抗体Ｒｓ２の抵抗値は、薄膜抵抗体Ｒｓ２の温度に応じて変動する。薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２のタイプは同一であり、これらの製造には、白金又はニッケル等の材質が用いられる。なお、電流が薄膜抵抗体Ｒｓ１を流れた場合、薄膜抵抗体Ｒｓ１は発熱する。薄膜抵抗体Ｒｓ１の温度が低い程、薄膜抵抗体Ｒｓ１の抵抗値は小さく、薄膜抵抗体Ｒｓ１の温度が高い程、薄膜抵抗体Ｒｓ１の抵抗値は大きい。薄膜抵抗体Ｒｓ２は薄膜抵抗体Ｒｓ１と同様に作用する。

【0058】

直流電源Ｅの正極は、固定抵抗Ｒ１，Ｒ２それぞれの一端に接続されている。固定抵抗Ｒ１，Ｒ２それぞれの他端は、薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２の一端に接続されている。直流電源Ｅの負極と薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２の他端とは接地されている。固定抵抗Ｒ１及び薄膜抵抗体Ｒｓ１は直流電源Ｅの出力電圧を分圧し，出力電圧を分圧することによって得られる第１分圧電圧を流量信号として濃度算出部７０の増幅器７０ａに出力する。同様に、固定抵抗Ｒ２及び薄膜抵抗体Ｒｓ２は直流電源Ｅの出力電圧を分圧し、出力電圧を分圧することによって得られる第２分圧電圧も流量信号として濃度算出部７０の増幅器７０ａに出力する。第１分圧電圧は、薄膜抵抗体Ｒｓ１の抵抗値が大きい程、即ち薄膜抵抗体Ｒｓ１の温度が高い程、高い。同様に、第２分圧電圧は、薄膜抵抗体Ｒｓ２の抵抗値が小さい程、即ち薄膜抵抗体Ｒｓ２の温度が低い程、低い。

【0059】

薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２は連絡路５０ａに露出している。薄膜抵抗体Ｒｓ１は、薄膜抵抗体Ｒｓ２の第１ガス室５４側に配置されている。なお、２つの薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２は近接している。直流電源Ｅから薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２それぞれに電流が流れた場合、薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２は発熱する。薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２は放熱する。ガスが連絡路５０ａを流れていない場合、発熱量と放熱量とが一致しており、薄膜抵抗体Ｒｓ１，Ｒｓ２の温度は一定の温度に収束している。

【0060】

ガスが連絡路５０ａを流れた場合、ガスは薄膜抵抗体Ｒｓ１から熱を奪う。これにより、薄膜抵抗体Ｒｓ１の温度は低下する。連絡路５０ａを流れる流量が多い程、薄膜抵抗体Ｒｓ１の温度はより低い温度に低下する。前述したように、薄膜抵抗体Ｒｓ１の温度が低い程、第１分圧電圧は低い。従って、連絡路５０ａを流れるガスの流量が多い程、即ち、検出器５に入射した赤外光の特定の波長成分の強度が強い程、第１分圧電圧は低い。

【0061】

ガスが薄膜抵抗体Ｒｓ１から熱を奪った場合、薄膜抵抗体Ｒｓ１を通過したガスの温度は上昇する。薄膜抵抗体Ｒｓ１から熱を奪ったガスは、薄膜抵抗体Ｒｓ１に近接する薄膜抵抗体Ｒｓ２を通過する。このとき、薄膜抵抗体Ｒｓ２の温度は、薄膜抵抗体Ｒｓ１から熱を奪うことによって温度が上昇したガスにより、上昇する。連絡路５０ａを流れるガスの流量が多い程、薄膜抵抗体Ｒｓ２の温度は、より高い温度に上昇する。前述したように、薄膜抵抗体Ｒｓ２の温度が高い程、第２分圧電圧は高い。従って、連絡路５０ａを流れるガスの流量が多い程、即ち、検出器５に入射した赤外光の特定の波長成分の強度が強い程、第２分圧電圧は高い。

【0062】

以上のように、フローセンサ５６は、連絡路５０ａを流れるガスの流量を検出し、検出したガスの流量を示す第１分圧電圧及び第２分圧電圧を、流量信号として濃度算出部７０の増幅器７０ａに出力する。増幅器７０ａは、フローセンサ５６から入力された２つの流量信号の振幅を各別に増幅し、振幅を増幅した２つの流量信号を各別にＡ／Ｄ変換部７０ｃに出力する。Ａ／Ｄ変換部７０ｃは、２つのアナログの流量信号それぞれをデジタルの流量信号に変換する。

【0063】

前述したように、検出器６のフローセンサ６６の構成及び作用は、検出器５のフローセンサ５６の構成及び作用と同様である。フローセンサ６６は、連絡路６０ａを流れるガスの流量を検出し、検出したガスの流量を示す第１分圧電圧及び第２分圧電圧を、流量信号として濃度算出部７０の増幅器７０ｂに出力する。増幅器７０ｂは、フローセンサ６６から入力された２つの流量信号の振幅を各別に増幅し、振幅を増幅した２つの流量信号を各別にＡ／Ｄ変換部７０ｄに出力する。Ａ／Ｄ変換部７０ｄは、２つのアナログの流量信号それぞれをデジタルの流量信号に変換する。

【0064】

以下では、検出器５の構成を詳細に説明する。前述したように、検出器６の構成は、検出器５の構成と同様である。このため、検出器６の構成の詳細な説明を省略する。

【0065】

図４は、図１のＡ－Ａ線における検出器５の断面図である。図４に示すように、筒状のブロック５０の外面に、ガスの排出及び注入に用いられる開口５０ｂ，５０ｃが設けられている。ブロック５０の側壁には、開口５０ｂを第１ガス室５４に繋ぐ第１通路５０ｄが設けられている。ブロック５０の側壁において、開口５０ｂの周縁部に密閉部材５７が接着している。密閉部材５７は、開口５０ｂを覆うことによって、開口５０ｂを密閉している。ブロック５０の側壁には、更に、開口５０ｃを第２ガス室５５に繋ぐ第２通路５０ｅが設けられている。ブロック５０の側壁において、開口５０ｃの周縁部に密閉部材５８が接着している。密閉部材５８は、開口５０ｃを覆うことによって、開口５０ｃを密閉している。

【0066】

図５は検出器５内にガスを封入する工程の説明図である。検出器５内にガスを封入する前の段階では、密閉部材５７，５８それぞれは、両端が開放された筒状をなし、ブロック５０の側壁において開口５０ｂ，５０ｃの周縁部に接着している。密閉部材５７，５８の貫通孔は開口５０ｂ，５０ｃに連絡している。密閉部材５７，５８それぞれは、アルミニウム又は銅で製造されており、外部から加えられる力によって容易に変形する。密閉部材５７の軸方向に交差する方向、例えば、図５において矢印が示す方向に沿って切断する。これにより、図４に示すように、密閉部材５７の貫通孔が塞がり、密閉部材５７は開口５０ｂを密閉する。同様に、密閉部材５８の軸方向に交差する方向に沿って切断する。これにより、図４に示すように、密閉部材５８の貫通孔が塞がり、密閉部材５８は開口５０ｃを密閉する。

【0067】

検出器５内にガスを封入する場合、第１ガス室５４及び第２ガス室５５に入っているガスを、第１通路５０ｄ及び第２通路５０ｅを介して密閉部材５７，５８の貫通孔から外部に真空ポンプ等で吸引する。これにより、第１ガス室５４及び第２ガス室５５の状態は真空状態となる。第１ガス室５４及び第２ガス室５５が真空である状態で、密閉部材５７の貫通孔から特定のガス成分を含むガスを第１ガス室５４に注入し、密閉部材５８の開口から特定のガス成分を含むガスを第２ガス室５５に注入する。これにより、第１ガス室５４及び第２ガス室５５が特定のガス成分を含むガスで満たされる。ガスを注入した後、密閉部材５７，５８を前述したように切断する。これにより、密閉部材５７，５８それぞれは変形し、貫通孔が塞がれる。結果、開口５０ｂ，５０ｃが密閉される。

【0068】

図６は、図１のＢ－Ｂ線における検出器５の断面図である。図６に示すように、フローセンサ５６は、ブロック５０の側壁内に埋め込まれており、フローセンサ５６の一部は連絡路５０ａに露出している。図６に示す密閉部材５７の状態は切断後の状態であり、密閉部材５７は開口５０ｂを密閉している。

【0069】

検出器５は酸性の乾燥剤が入っている箱体状の乾燥容器８を更に有する。酸性の乾燥剤の一例として、五酸化二リン、塩化カルシウム又は硫酸マグネシウム等が挙げられる。ブロック５０の側壁には、更に、乾燥容器８が挿入される挿入穴５０ｆが設けられている。挿入穴５０ｆに乾燥容器８が挿入されている状態で、ブロック５０の外面に設けられた挿入穴５０ｆの開口は、球状の密閉部材５９によって密閉されている。密閉部材５９は例えば金属製である。挿入穴５０ｆ及び密閉部材５９によって、乾燥容器８が収容される収容室が形成されている。

【0070】

挿入穴５０ｆの底面には、第１通路５０ｄの第１通路口５０ｇが設けられている。第１通路５０ｄについて、開口５０ｂに繋がっている通路は２つに分岐している。分岐した２つの通路中の一方の通路は、第１ガス室５４に繋がっている。分岐した２つの通路中の他方の通路は、第１通路口５０ｇに繋がっている。従って、第１通路５０ｄによって、挿入穴５０ｆ及び密閉部材５９によって形成される収容室は第１ガス室５４と繋がっている。

【0071】

なお、挿入穴５０ｆ及び密閉部材５９によって形成される収容室が繋がる部屋は、第１ガス室５４に限定されない。第１例として、挿入穴５０ｆの底面に、第２通路５０ｅの第２通路口が設けられてもよい。この場合、第２通路５０ｅについて、開口５０ｃに繋がっている通路が２つに分岐し、分岐した２つの通路中の一方の通路が第１ガス室５４に繋がり、分岐した２つの通路中の他方の通路が第２通路口に繋がっている。第２例として、挿入穴５０ｆの底面に設けられた通路口と、連絡路５０ａとが通路によって繋がってもよい。この場合、収容室は、通路及び連絡路５０ａによって、第１ガス室５４及び第２ガス室５５に繋がる。以下では、収容室が第１ガス室５４と繋がっている例を説明する。

【0072】

図７は、検出器５の部分断面図である。図７では、図６に示す断面の一部を示している。乾燥容器８では、一面が開放された筐体８０の開口部に蓋体８１が嵌め込まれている。筐体８０の底面が挿入穴５０ｆの底壁に設けられた第１通路口５０ｇに最も近い面となるように、即ち、筐体８０の底壁が図６及び図７の右側に配置されるように、乾燥容器８は、収容室内に配置されている。筐体８０内に乾燥剤が収容されている。

【0073】

図８は乾燥容器８の蓋体８１の説明図である。図８の上側は蓋体８１の平面が示されている。図８の下側には、蓋体８１の側面を示している。図８に示すように、蓋体８１には切れ欠き８１ａが設けられている。図７に示すように、切れ欠き８１ａは、筐体８０の軸方向に貫通しており、蓋体８１の縁部から蓋体８１の中央部まで延びている。乾燥容器８では、筐体８０及び切れ欠き８１ａによってガスの出入口８２が形成されている。

【0074】

図７に示すように、筐体８０の側壁と挿入穴５０ｆの側壁との間に第１の隙間が設けられており、切れ欠き８１ａは第１の隙間と繋がっている。筐体８０の底壁と挿入穴５０ｆの側壁との間に第２の隙間が設けられている。乾燥容器８のガスの出入口８２は、切れ欠き８１ａ、第１の隙間及び第２の隙間を介して第１通路５０ｄと連絡している。第１ガス室５４に満たされているガスは、第１通路５０ｄ、第２の隙間、第１の隙間及び切れ欠き８１ａの順に流れ、出入口８２から乾燥容器８内に入る。第２ガス室５５に満たされているガスは、連絡路５０ａ、第１ガス室５４、第１通路５０ｄ、第２の隙間、第１の隙間及び切れ欠き８１ａの順に流れ、出入口８２から乾燥容器８内に入る。乾燥容器８の乾燥剤は、乾燥容器８内に入ったガスから水分を吸収する。水分を吸収されたガスは、出入口８２から乾燥容器８の外に出る。出入口８２から出たガスは、切れ欠き８１ａ、第１の隙間、第２の隙間及び第１通路５０ｄの順に流れ、第１ガス室５４に戻る。出入口８２から出たガスは、切れ欠き８１ａ、第１の隙間、第２の隙間、第１通路５０ｄ、第１ガス室５４及び連絡路５０ａの順に流れ、第２ガス室５５に戻る。

【0075】

以上のように、検出器５では、第１ガス室５４及び第２ガス室５５に満たされているガスは乾燥容器８に入り、ガスに含まれている水分は乾燥剤によって吸収される。このため、第１ガス室５４及び第２ガス室５５は乾燥している。従って、検出器５内において、赤外光が水分によって吸収されることはない。

【0076】

前述したように、検出器５では、第１ガス室５４及び第２ガス室５５に特定のガス成分を含むガスを注入する場合、開口５０ｂ，５０ｃを密閉する前に、第１ガス室５４及び第２ガス室５５それぞれに入っているガスを、第１通路５０ｄ及び第２通路５０ｅを介して外部に真空ポンプ等で吸引する。これにより、ブロック５０内の状態は真空状態となる。その後、特定のガス成分が含まれるガスをブロック５０内に封入し、ブロック５０内の気圧は大気圧まで戻る。ガスを封入した後、開口５０ｂ，５０ｃが密閉される。なお、密閉後のブロック５０内のガス中には、特定ガス成分のガス中に含まれる微量の水分、又は、封入設備及び接着剤等に含まれる微量の水分が存在する場合がある。

【0077】

挿入穴５０ｆ及び密閉部材５９によって形成されている収容室に乾燥剤が収容されている場合において、乾燥剤が潮解性を有するとき、乾燥剤は水分を吸収し、乾燥剤の一部は液状に変化する。検出器５へのガスの封入は、挿入穴５０ｆ及び密閉部材５９によって形成されている収容室に乾燥剤が収容されている状態で、検出器５内を真空にした後に行われる。検出器５内を真空にする工程において乾燥剤が潮解していた場合、潮解した液が飛散する可能性がある。液が飛散した場合、潮解した液が第１ガス室５４及び第２ガス室５５に設けられた第１透過窓５１、第２透過窓５２又は第３透過窓５３等に付着し、結果、曇りが発生する可能性がある。赤外光が曇っている透過窓を透過した場合、赤外光の強度が減衰する。

【0078】

この場合、フローセンサ５６が検出するガスの流量は、第１ガス室５４に入射された赤外光の特定の波長成分の強度を正確に示さない。しかしながら、乾燥容器８において、ガスの出入口８２は、第１通路５０ｄの第１通路口５０ｇに対向する場所とは異なる場所、具体的には、乾燥容器８において筐体８０の底壁の反対側にある乾燥容器８の蓋体８１に設けられている。このため、たとえ、液が飛散した場合であっても、飛散した液が第１ガス室５４又は第２ガス室５５に入りにくく、第１透過窓５１、第２透過窓５２又は第３透過窓５３において曇りが発生する可能性は低い。結果、第１透過窓５１、第２透過窓５２又は第３透過窓５３を赤外光が通過した場合に生じる赤外光の減衰は殆どない。乾燥容器８の筐体８０の底面に対向する面は蓋体８１の面である。

【0079】

なお、乾燥容器８において、ガスの出入口８２が設けられる場所は、乾燥容器８の蓋体８１に限定されず、例えば、筐体８０の側壁であってもよい。図７に示すように、乾燥容器８の筐体８０の底壁は平板状をなす。しかしながら、筐体８０の底壁は湾曲していてもよい。

【0080】

また、特定のガス成分は酸性のガス成分であり、かつ、乾燥剤として酸性の物質が用いられる。このため、ガス成分と乾燥剤との中和反応が起こらず、第１ガス室５４及び第２ガス室５５に含まれているガスが適切に乾燥される。
前述したように、検出器６は検出器５と同様に構成されている。このため、検出器６は検出器５が奏する効果と同様の効果を奏する。

【0081】

なお、検出器６に入射される赤外光の強度が十分に強い場合、検出器６の第１ガス室６４及び第２ガス室６５に満たされているガスに含まれる特定のガス成分の濃度は、検出器５の第１ガス室５４及び第２ガス室５５に満たされているガスに含まれる特定のガス成分の濃度以下であってもよい。

【0082】

また、分析対象のガスに含まれる干渉ガス成分が含まれていない場合、濃度算出部７０の制御部７０ｇは、検出器５のフローセンサ５６から入力された流量信号が示すガスの流量に基づいて、特定のガス成分の濃度を算出することができる。この場合、ガス分析計１の構成は、検出器６が除かれた構成であってもよい。更に、特定のガス成分は、酸性のガス成分に限定されず、アルカリ性のガス成分であってもよい。この場合、乾燥剤として、アルカリ性の物質が用いられる。

【0083】

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２におけるガス分析計１ａの概略を示す断面図である。
以下では、実施の形態２について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成は実施の形態１と共通している。このため、実施の形態１と共通する構成部には、実施の形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0084】

赤外光の強度を検出する検出器を備える従来のガス分析計で用いられる光源の１つとして、一面が開放された箱体状をなす反射体内に、赤外光を発光する発光素子が収容されている光源がある。例えば、反射体の底面に発光素子が配置され、発光素子が発光した赤外光の一部は、反射体の内面で反射し、セルに向かって伝播する。発光素子が発光した場合、発光素子では熱が発生する。発生した熱は反射体に伝導し、反射体は放熱する。送風機は反射体に向けて風を送る。これにより、反射体は効率的に放熱する。

【0085】

しかしながら、送風機が送った風が反射体内に入った場合、発光素子の温度が風により変動する。発光素子が発光する赤外光の強度は発光素子の温度に応じて変動する。このため、発光素子の温度が風により変動した場合、光源が発光する赤外光の強度が安定しない。この場合、分析対象のガスに含まれている特定のガス成分の濃度を適切に算出することができない。
実施の形態２の目的は、風が反射体内に入り込まないガス分析計を提供することにある。

【0086】

実施の形態２におけるガス分析計１ａは、実施の形態１におけるガス分析計１と同様に、セル４及び検出器５，６を備える。実施の形態２におけるガス分析計１ａは、光源２の代わりに、光源９を備える。ガス分析計１ａでは、光源９の近傍に、光源９に風を送る送風機Ｆが配置されている。

【0087】

図示しない電源は、図示しないスイッチを介して光源９に電力を供給する。スイッチがオンである場合、光源９は、セル４に向けて、強度が一定である赤外光を発光する。スイッチがオフである場合、光源９は赤外光の発光を停止している。スイッチのオン及びオフへの切替えは交互に繰り返される。これにより、光源９が発光した赤外光は、実施の形態１における光源２が発光した赤外光と同様に、断続的にセル４に入射される。
なお、実施の形態１と同様に、ガス分析計１ａの構成は、検出器６が除かれた構成であってもよい。

【0088】

図１０は光源９の説明図である。図１０には、光源９の断面、側面及び平面が示されている。光源９では、矩形板状の基板９０の板面に、一面が開放された箱体状をなす反射体９１の底壁９１ａが設置されている。底壁９１ａは円状をなす。反射体９１において、側壁９１ｂは、底壁９１ａの周縁部から斜め方向に延びており、底壁９１ａの外側に広がっている。従って、反射体９１の開口の面積は底壁９１ａの面積よりも広い。

【0089】

図１０に示すように、光源９では、底壁９１ａの中央に、赤外光を発光する発光素子９２が配置され、反射体９１内に収容されている。発光素子９２は、例えば、フィラメントである。発光素子９２が発光した赤外光の一部は、反射体９１の開放面、即ち、セル４に向かって伝播する。発光素子９２が発光した赤外光の他部は、底壁９１ａ又は側壁９１ｂの内面で反射し、反射体９１の開放面に向かって伝播する。

【0090】

反射体９１の側壁９１ｂの端面に、弾性を有する環状の密着部材９３が配置されている。密着部材９３は、所謂、Ｏリングである。図９及び図１０に示すように、光源９では、円筒状の覆い体９４が側壁９１ｂの外面を覆っている。覆い体９４は基板９０の板面に設置されている。図９に示すように、覆い体９４は、密着部材９３よりもセル４側に突出している。

【0091】

図９に示すように、セル４では、透過窓４１の一部は、筒体４０の光源９側の端面から外側に露出されている。透過窓４１の露出部分は、光源９の覆い体９４内に嵌め込まれている。筒体４０の光源９側の端面が、覆い体９４の端面に接触するまで、透過窓４１は反射体９１の底壁９１ａに向かって押し込まれている。これにより、密着部材９３は、反射体９１の開口の周縁部と、透過窓４１の周縁部とに密着している。

【0092】

図１０に示すように、覆い体９４には、内外方向に貫通する複数の開口９４ａが設けられている。反射体９１は、熱伝導率が高い部材、例えば、金属によって構成されている。電源はスイッチを介して発光素子９２に電力を供給する。スイッチがオンである場合、電源が発光素子９２に電力を供給し、発光素子９２は赤外光を発光する。スイッチがオフである場合、発光素子９２は発光を停止している。

【0093】

発光素子９２が赤外光を発光した場合、発光素子９２は発熱する。発光素子９２が発生させた熱は反射体９１に伝導し、反射体９１は放熱する。送風機Ｆは、反射体９１に向けて風を送る。送風機Ｆが送った風は、覆い体９４の複数の開口９４ａを通って反射体９１の側壁９１ｂに当たり、側壁９１ｂに当たった風は複数の開口９４ａを通って光源９の外部に出る。このため、反射体９１は効率的に放熱を行い、発光素子９２の温度上昇が抑制される。

【0094】

前述したように、密着部材９３は、反射体９１及びセル４の透過窓４１に密着している。このため、送風機Ｆが送った風が反射体９１内に入り込むことはない。送風機Ｆが送った風が反射体９１内に入り込んだ場合、反射体９１内の発光素子９２の温度が変動し、光源９からセル４に発光される赤外光の強度が不安定となり、分析対象のガスに含まれている特定のガス成分の濃度を適切に算出することができない。

【0095】

図１１は密着部材９３の効果を示すグラフである。実施の形態１の説明で述べたように、濃度算出部７０は、検出器５，６のフローセンサ５６，６６から入力された流量信号が示すガスの流量に基づいて、特定のガス成分の濃度を算出する。図１０には、セル４の筒体４０内にゼロガスが流れている場合において算出された特定のガス成分の２つの濃度の推移が示されている。一方の濃度は、密着部材９３が用いられていないガス分析計において、算出された濃度であり、細い実線によって示されている。他方の濃度は、ガス分析計１ａの濃度算出部７０が算出した濃度であり、太い実線によって示されている。これらの濃度の推移について、横軸には時間が示されている。筒体４０内には、特定のガス成分は存在しないため、特定のガス成分の濃度は実際にはゼロである。

【0096】

図１１に示すように、密着部材９３が用いられていない場合、実際の濃度はゼロであるにも関わらず、算出された濃度は大きく変動している。算出された濃度の誤差が大きいことがわかる。一方で、密着部材９３が用いられているガス分析計１ａの濃度算出部７０が算出した濃度は殆ど変動せず、濃度の変動幅も小さい。算出された濃度の誤差が小さいことがわかる。

【0097】

以上のように、実施の形態２におけるガス分析計１ａにおいては、光源９の反射体９１と、セル４の透過窓４１との間に隙間が存在しないので、送風機Ｆが送った風が反射体９１内に入り込まず、発光素子９２の温度が風により変動することがない。このため、光源９が発光する赤外光の強度が安定し、濃度算出部７０によって正確な濃度が算出される。
実施の形態２における検出器５，６それぞれの構成は、実施の形態１と同様である。このため、実施の形態２における検出器５，６それぞれは、実施の形態１と同様の効果を奏する。

【0098】

なお、実施の形態２において、断続的な赤外光を生成する方法は、スイッチのオン及びオフへの切替えを交互に繰り返す方法に限定されない。例えば、実施の形態１と同様に、チョッパ３を用いて断続的な赤外光を生成してもよい。この方法では、チョッパ３が回転した場合、チョッパ３の羽根車は、例えば、セル４及び検出器５の間を通過する。また、実施の形態１において、断続的な赤外光を生成する方法は、チョッパ３を回転させる方法に限定されない。例えば、実施の形態２と同様に、電源が光源２に電力を供給する経路に配置されたスイッチのオン及びオフへの切替えを交互に繰り返す方法であってもよい。
また、実施の形態１において、光源２は赤外光を発光する装置であればよい。このため、実施の形態１における光源２の構成は、光源９の構成と同様であってもよいし、光源９の構成と異なっていてもよい。

【0099】

（実施の形態３）
実施の形態２においては、入射された赤外光の強度を検出する検出器として、特定のガス成分を含むガスが封入されている検出器５，６が用いられている。しかしながら、赤外光の強度を検出する検出器は、ガスが封入されている検出器に限定されない。
以下では、実施の形態３について、実施の形態２と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成は実施の形態２と共通している。このため、実施の形態２と共通する構成部には、実施の形態２と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0100】

図１２は、実施の形態３におけるガス分析計１ｂの概略を示す断面図である。ガス分析計１ｂでは、セル４の筒体４０を透過した赤外光の特定の波長成分の強度は、検出器Ｄによって検出される。検出器Ｄでは、セル４の筒体４０を透過した赤外光は、複数のフィルタを通過する。赤外光の中で予め決められた波長成分のみがフィルタを透過する。複数のフィルタが透過する波長成分は相互に異なる。複数のフィルタそれぞれを透過した複数の赤外光の強度、即ち、セル４の筒体４０を透過した赤外光に係る複数の波長成分の強度は、複数の受光素子によって検出される。

【0101】

検出器Ｄは、セル４の筒体４０を透過した赤外光について、特定の波長成分の強度と、セル４の筒体４０内で吸収されない参照用の波長成分の強度とを検出する。ガス分析計１ｂを用いたガス分析装置７では、検出器Ｄに濃度算出部７０の増幅器７０ａに接続されている。検出器Ｄは、検出した特定の波長成分の強度を示すアナログの第１強度信号と、検出した参照用の波長成分の強度を示すアナログの第２強度信号とを濃度算出部７０の増幅器７０ａに出力する。

【0102】

増幅器７０ａは、第１強度信号及び第２強度信号の振幅を増幅し、振幅を増幅したアナログの第１強度信号及び第２強度信号をＡ／Ｄ変換部７０ｃに出力する。Ａ／Ｄ変換部７０ｃは、アナログの第１強度信号をデジタルの第１強度信号に変換するとともに、アナログの第２強度信号をデジタルの第２強度信号に変換する。制御部７０ｇは、Ａ／Ｄ変換部７０ｃから第１強度信号及び第２強度信号を読み出す。実施の形態３においては、濃度算出部７０は、増幅器７０ｂ及びＡ／Ｄ変換部７０ｄを有していなくてもよい。

【0103】

濃度算出部７０の制御部７０ｇは、濃度算出処理において、検出器Ｄから入力された第１強度信号及び第２強度信号が示す２つの強度に基づいて、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分の濃度を算出する。具体的には、濃度算出部７０は、第１強度信号が示す特定の波長成分の強度と、第２強度信号が示す参照用の波長成分の強度との差に基づいて、特定のガス成分の濃度を算出する。これにより、特定のガス成分の濃度が分析される。

【0104】

以上のように構成されたガス分析計１ｂにおいても、送風機Ｆが送った風が反射体９１内に入った場合、発光素子９２の温度が変動し、光源９が発光する赤外光の強度が安定しない。しかしながら、実施の形態３における光源９は、実施の形態２と同様に構成されているので、光源９の反射体９１と、セル４の透過窓４１との間に隙間が存在しない。このため、送風機Ｆが送った風が反射体９１内に入り込まず、発光素子９２の温度が風により変動することなく、光源９が発光する赤外光の強度が安定し、濃度算出部７０の制御部７０ｇによって正確な濃度が算出される。また、実施の形態２と同様に、光源９では、反射体９１は効率的に放熱を行い、発光素子９２の温度上昇が抑制される。

【0105】

なお、実施の形態３において、濃度が検出される特定のガス成分の数は、１つに限定されず、例えば、２以上であってもよい。この場合、検出器Ｄは、複数のガス成分それぞれが吸収する複数の特定の波長成分の強度を検出するとともに、参照用の波長成分の強度を検出する。濃度算出部７０の制御部７０ｇは、１つの特定の波長成分の強度と、参照用の波長成分の強度とを用いて、１つの特定のガス成分の濃度を算出する。同様にして、制御部７０ｇは、他の特定のガス成分の濃度を算出する。特定のガス成分の数が３である場合、３つの特定のガス成分の一例として、二酸化炭素、一酸化炭素及び炭化水素が挙げられる。

【0106】

実施の形態２又は実施の形態３の一態様に係るガス分析計は、分析対象のガスに含まれ、赤外光の特定の波長成分を吸収する特定のガス成分の濃度を分析するためのガス分析計において、赤外光を発光する光源と、前記分析対象のガスが流れ、前記光源が発光した赤外光が透過するセルと、前記セルを透過した赤外光の前記特定の波長成分の強度を検出する強度検出部とを備え、前記セルは、前記光源が発光した赤外光が透過する透過窓を有し、前記光源は、赤外光を発光する発光素子と、一面が開放された箱体状をなし、前記発光素子を収容しており、前記発光素子が発光した赤外光を反射する反射体と、前記反射体の開口の周縁部と、透過窓の周縁部とに密着する環状の密着部材とを有する。実施の形態２，３において、検出器５，Ｄそれぞれが強度検出部として機能する。

【0107】

実施の形態２又は実施の形態３の一態様に係るガス分析計は、好ましくは、送風機を備え、前記光源は、前記反射体の側面を覆う筒状の覆い体を有し、前記覆い体には複数の開口が設けられ、前記送風機は前記覆い体に向けて風を送る。

【0108】

実施の形態１～３で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
開示された実施の形態１～３はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0109】

１，１ａ ガス分析計
２，９ 光源
４ セル
５，６ 検出器
８ 乾燥容器
４１ 透過窓
５０ａ，６０ａ 連絡路
５０ｄ 第１通路
５０ｆ 挿入穴（収容室の一部）
５０ｇ 第１通路口
５４，６４ 第１ガス室
５５，６５ 第２ガス室
５６，６６ フローセンサ
５９ 密閉部材（収容室の一部）
８２ 出入口
９１ 反射体
９２ 発光素子
９３ 密着部材
９４ 覆い体
９４ａ 開口
Ｆ 送風機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】