气体浓度计算装置及气体浓度测量模块制造方法及图纸

具备：气室(10X)，其形成导入对象气体的导入空间(11X)；红外光源(20X)，其配置于气室(10X)的一端；调制镜(70X)，其配置于气室(10X)的一端，且使自红外光源(20X)放射的光反射或透过；反射镜(60X)，其使已透过调制镜(70X)的光反射；饱和气体室(40X)，其封入有规定的比较气体，且配置于已透过调制镜(70X)的光的光路上；受光部(30X)，其配置于气室(10X)的另一端，接收经调制镜(70X)反射的光、及透过调制镜(70X)并穿过饱和气体室(40X)并且经反射镜(60X)反射的光；及计算电路(3X)，其基于通过调制镜(70X)使光反射及透过的各情况下的受光部(30X)的受光能量值来计算对象气体的浓度。

【技术实现步骤摘要】
气体浓度计算装置及气体浓度测量模块本申请是申请日为2011年2月14日、申请号为201180009780.0、专利技术名称为气体浓度计算装置及气体浓度测量模块的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种气体浓度计算装置及气体浓度测量模块。
技术介绍
一直以来，例如将计算二氧化碳等气体的浓度的气体浓度计算装置导入到空调系统的领域等中。基于该气体浓度计算装置中的计算结果来控制换气的ON/OFF(开/关)等，由此使空调系统高效地运转，实现消耗电力的降低。在这样的气体浓度计算装置中使用NDIR(Non-dispersiveInfrared，非分散型红外线吸收)法，所谓NDIR(非分散型红外线吸收)法，是指基于红外光穿过对象气体中时的衰减来计算气体的浓度的方法。作为使用NDIR(非分散型红外线吸收)法的气体浓度计算装置，例如有专利文献1中所记载的装置。该气体浓度计算装置使来自单一光源的光照射至气室(gascell)内，并通过第1检测器及第2检测器对穿过气室内的光进行检测。第1检测器对穿过由被测定气体区域及封入至测定气体室内的不活泼气体区域构成的光路的光进行检测。第2检测器对穿过由被测定气体区域及封入至比较气体室内的与被测定气体种类相同的气体区域构成的光路的光进行检测。另外，公开有通过第2检测器检测照射光量的增减，且校正第1检测器的输出。另外，在专利文献2中记载有检测气缸内的样品气体浓度的气体浓度计算装置。此处，将反射镜设置于在气缸内往复移动的活塞的头部，并且在气缸的头部朝向气缸内配置光源及检测器。通过这样的构成，自光源发射且由活塞上的反射镜反射的光被检测器接收。伴随着活塞的往复移动，经由反射镜的自光源至检测器为止的光路长度发生变化，因此检测器中所接收的能量值发生变化。然后，基于自检测器输出的输出值的变化来计算样品气体的浓度。专利文献专利文献1：日本特开2007-256242号公报专利文献2：日本特开平5-180760号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在上述专利文献1所记载的气体浓度计算装置中，使用第1检测器及第2检测器这两个不同的受光元件来计算气体的浓度。因此，受光元件自身的个体差(灵敏度、噪声特性的差、或者其对于周围温度的差或对于长期变化的差等)对气体浓度的测定精度造成不良影响。这样的不良影响由受光元件各自的个体差而引起，因此通过使用来自两个受光元件的输出值的比等，不会消除这样的不良影响。在上述专利文献2的气体浓度计算装置中，由于使用单一的受光元件，因此可以说不存在因受光元件的个体差而产生的问题。但是，在专利文献2的技术中，用于使自光源直至检测器为止的光路长度变化的单元即反射镜设置于活塞的头部并且在与光路的方向相同的方向进行上下运动。因此，为了实现高精度的测量，必需在测量时暂时停止活塞的运动、即反射镜的运动。其原因在于：当反射镜未停止而在与光路的方向相同的方向上运动的情况下，光路长度不稳定，从而无法实现高精度的测量。因此，通过暂时停止活塞的运动，参照光的测定时间与信号光的测定时间之间产生大幅度的时间偏差。若参照光的测定时间与信号光的测定时间之间产生大幅度的时间偏差，则基于各自的测定结果的比而计算的气体浓度也会产生仅与大幅度的时间偏差相应的误差。另外，在专利文献2的技术中，气缸的上下运动的振动或表面的变质等对光的检测精度造成不良影响。另外，由于信号的进入成为上下死点，因此测定间隔从属于气缸的运动速度，难以应对高速化。在使用单一的受光元件的情况下，若参照光的测定时间与信号光的测定时间之间产生时间偏差，则基于各自的测定结果的比而计算的气体浓度也会产生仅与时间偏差相应的误差。因此，本专利技术的一个方面是有鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种可防止因受光元件的个体差而产生的问题，并且可防止因光路长度不稳定而产生的问题的气体浓度计算装置及气体浓度测量模块。另外，本专利技术的另一个方面的目的在于提供一种可防止因受光元件的个体差而产生的问题，并且可防止因用于使光路长度变化的要素的振动所致的光检测精度的下降，进而可抑制因光的测定时间偏差所致的光检测精度的下降的气体浓度计算装置及气体浓度测量模块。另外，本专利技术的另外一个方面的目的在于提供一种可防止因受光元件的个体差而产生的问题，并且可防止因用于使光路长度变化的要素在与光路的方向相同的方向上运动所致的问题的气体浓度计算装置及气体浓度测量模块。解决问题的技术手段为了解决上述问题，本专利技术的一个方面的气体浓度计算装置的特征在于：其是具备气体浓度测量模块及气体浓度计算模块且计算对象气体的浓度的气体浓度计算装置，所述气体浓度测量模块具备：气室，其形成导入所述对象气体的导入空间；光源，其配置于所述气室的一端；反射切换单元，其配置于所述气室的所述一端或另一端，且使自所述光源放射的光反射或透过；反射单元，其使透过了所述反射切换单元的光反射；比较气室，其封入有规定的比较气体，且配置于透过了所述反射切换单元的光的光路上；及受光单元，其配置于所述气室的所述另一端，接收自所述光源放射且通过所述反射切换单元反射的光、及自所述光源放射、透过所述反射切换单元并穿过所述比较气室且通过所述反射单元反射的光；所述气体浓度计算模块基于通过所述反射切换单元使光反射及透过的各情况下的所述受光单元的受光能量值，而计算所述对象气体的所述浓度。另外，本专利技术的一个方面的气体浓度测量模块的特征在于：其是计算对象气体的浓度的气体浓度计算装置中的气体浓度测量模块，具备：气室，其形成导入所述对象气体的导入空间；光源，其配置于所述气室的一端；反射切换单元，其配置于所述气室的所述一端或另一端，且使自所述光源放射的光反射或透过；反射单元，其使透过了所述反射切换单元的光反射；比较气室，其封入有规定的比较气体，且配置于透过了所述反射切换单元的光的光路上；及受光单元，其配置于所述气室的所述另一端，接收自所述光源放射且通过所述反射切换单元反射的光、及自所述光源放射、透过所述反射切换单元并穿过所述比较气室、且通过所述反射单元反射的光。根据如上所述的本专利技术的气体浓度计算装置及气体浓度测量模块，受光单元接收通过反射切换单元反射的光及透过反射切换单元并穿过比较气室的光的两者，因此可防止由不同的受光单元分别接收通过反射切换单元切换反射与透过的各情况下的光时的、因受光单元的个体差而产生的问题。另外，由于构成为将反射切换单元配置于导入有对象气体的气室的一端或另一端、即在气室外配置有反射切换单元，因此通过反射切换单元切换反射与透过的各情况下的光穿过气室内的对象气体中的光路长度无变化。因此，可防止因穿过对象气体中的光的光路长度不稳定而产生的问题。另外，在本专利技术中，优选为，所述反射切换单元是对相对于自所述光源放射的光的反射率进行电性调整而切换光的反射与透过的反射率调整单元。在此情况下，用于使受光单元所接收的光的受光能量值的差异产生的单元为反射率调整单元，该反射率调整单元的动作通过反射率的电性控制而进行。因此，为了产生受光能量值的差异而不伴随振动等，从而不存在因该振动所致的位置偏离或附带的噪声等，因此可防止气体浓度测量模块的光检测精度的下降。另外，通过反射率调整单元对反射率进行电性控制，从而可高速地切换反射率。因此，受光单元所接收的光测定时间同样不存在时间偏差，或即使有时间偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体浓度计算装置，其特征在于，其是具备气体浓度测量模块及气体浓度计算模块且计算对象气体的浓度的气体浓度计算装置，所述气体浓度测量模块具备：气室，形成导入所述对象气体的导入空间；光源，其配置于所述气室内；旋转机构，其配置于所述气室的一端，且通过旋转使自所述光源放射的光反射或透过；及受光单元，其配置于所述气室的另一端，且接收自所述光源直接放射的直接光、及自所述光源放射并且通过所述旋转机构反射的反射光，所述气体浓度计算模块基于通过所述旋转机构使所述光反射或透过的各情况下的所述受光单元的受光能量值的比，来计算所述对象气体的所述浓度，所述旋转机构在与自所述光源直至所述受光单元为止的光路的方向不同的方向上进行所述旋转。

【技术特征摘要】
2010.02.16 JP 2010-031564;2010.02.16 JP 2010-031561.一种气体浓度计算装置，其特征在于，其是具备气体浓度测量模块及气体浓度计算模块且计算对象气体的浓度的气体浓度计算装置，所述气体浓度测量模块具备：气室，形成导入所述对象气体的导入空间；光源，其配置于所述气室内；旋转机构，其配置于所述气室的一端，且通过旋转使自所述光源放射的光反射或透过；及受光单元，其是一个受光元件，配置于所述气室的另一端，且接收自所述光源直接放射且穿过所述气室的直接光、及自所述光源放射并且通过所述旋转机构反射而穿过所述气室的反射光这两者，所述气体浓度计算模块基于通过所述旋转机构使所述光反射或透过的各情况下的所述受光单元的受光能量值的比，来计算所述对象气体的所述浓度，所述旋转机构在与自所述光源直至所述受光单元为止的光路的方向不同的方向上进行所述旋转，并且所述旋转机构为由反射板与孔构成的旋转镜，所述旋转镜在与自所述光源直至所述受光单元为止的所述光路的方向大致垂直的方向上进行所述旋转。2.如权利要求1所述的气体浓度计算装置，其特征在于，进一步具备带通滤波器，该带通滤波器配置于所述光源与所述受光单元之间的光路上，且仅使规定波长的光通过。3.如权利要求1所述的气体浓度计算装置，其特征在于，所述光源为放射红外线的光源。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：井泽利之，村上忠良，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP