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JP2018128323A - Optical gas sensor and gas detector - Google Patents

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JP2018128323A JP2017020696A JP2017020696A JP2018128323A JP 2018128323 A JP2018128323 A JP 2018128323A JP 2017020696 A JP2017020696 A JP 2017020696A JP 2017020696 A JP2017020696 A JP 2017020696A JP 2018128323 A JP2018128323 A JP 2018128323A
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茂 中尾
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理宏 今橋
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Abstract

【課題】複数光源が筐体部内に配置される光学式ガスセンサにおいて、検出対象のガスを検出可能な程度に大きな光路長を確保しつつ、装置を小型化することが可能な光学式ガスセンサを提供する。【解決手段】この光学式ガスセンサ1は、非分散型赤外線吸収方式のセンサであって、第1の波長の赤外光を出射するLED11aと、第1の波長とは異なる第2の波長の赤外光を出射するLED11bと、LED11aおよびLED11bから出射された赤外光を受光する1つのフォトダイオード12と、LED11aから出射された赤外光を反射することにより、フォトダイオード12に導光する反射部13a〜13dと、LED11a、LED11b、フォトダイオード12および反射部13a〜13dが内面101a側に配置される筐体部10とを備える。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical gas sensor capable of miniaturizing an optical gas sensor in which a plurality of light sources are arranged in a housing while ensuring a large optical path length so as to detect a gas to be detected. To do. An optical gas sensor 1 is a non-dispersive infrared absorption type sensor, in which an LED 11a that emits infrared light having a first wavelength and a red having a second wavelength different from the first wavelength are used. The LED 11b that emits external light, one photodiode 12 that receives the infrared light emitted from the LED 11a and the LED 11b, and the reflection that guides the infrared light emitted from the LED 11a to the photodiode 12 by reflecting the infrared light. The portions 13a to 13d and the housing portion 10 in which the LEDs 11a and 11b, the photodiode 12, and the reflecting portions 13a to 13d are arranged on the inner surface 101a side are provided. [Selection diagram] Fig. 6

Description

この発明は、光学式ガスセンサおよびガス検知器に関し、特に、光源および受光部を備える光学式ガスセンサおよびガス検知器に関する。   The present invention relates to an optical gas sensor and a gas detector, and more particularly to an optical gas sensor and a gas detector including a light source and a light receiving unit.

従来、光源および受光部を備える光学式ガスセンサが知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, an optical gas sensor including a light source and a light receiving unit is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、ガスセル(筐体部)と、2つの光源と、2つの光源から出射された赤外光を受光する2つの受光部と、反射部とを備える非分散型赤外線吸収方式の光学式ガスセンサが開示されている。反射部は、2つの光源から出射された赤外光を反射することにより、2つの受光部の各々に導光するように構成されている。2つの光源および2つの受光部は、ガスセル内に配置されている。   Patent Document 1 discloses a non-dispersive infrared absorption system including a gas cell (casing unit), two light sources, two light receiving units that receive infrared light emitted from the two light sources, and a reflecting unit. An optical gas sensor is disclosed. The reflection unit is configured to guide the light to each of the two light receiving units by reflecting infrared light emitted from the two light sources. The two light sources and the two light receiving units are disposed in the gas cell.

特許第6010702号公報Japanese Patent No. 6010702

非分散型赤外線吸収方式のセンサでは、赤外光を検出対象のガスに十分に吸収させて検出感度を上げるために比較的大きい赤外光の光路長が確保されるのが好ましい。また、光学式ガスセンサの分野では、装置を小型化することが従来からの課題として存在する。この点に関して、上記特許文献1に記載の2つの光源および2つの受光部をガスセル内に配置する光学式ガスセンサにおいては、検出対象のガスを検出可能な程度に大きな光路長が確保されているが、さらなる装置の小型化を達成することが必要であるという課題があった。   In a non-dispersive infrared absorption type sensor, it is preferable to ensure a relatively large optical path length of infrared light in order to sufficiently absorb infrared light in a gas to be detected and increase detection sensitivity. Further, in the field of optical gas sensors, there is a conventional problem of downsizing the apparatus. In this regard, in the optical gas sensor in which the two light sources and the two light receiving units described in Patent Document 1 are disposed in the gas cell, an optical path length that is large enough to detect the gas to be detected is secured. There is a problem that it is necessary to achieve further downsizing of the apparatus.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、複数光源が筐体部内に配置される光学式ガスセンサにおいて、検出対象のガスを検出可能な程度に大きな光路長を確保しつつ、装置を小型化することが可能な光学式ガスセンサ、および、その光学式ガスセンサを備えるガス検知器を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to detect a detection target gas in an optical gas sensor in which a plurality of light sources are arranged in a casing. An optical gas sensor capable of reducing the size of the apparatus while ensuring a sufficiently large optical path length, and a gas detector including the optical gas sensor are provided.

この発明の第1の局面による光学式ガスセンサは、非分散型赤外線吸収方式のセンサであって、第1の波長の赤外光を出射する第1光源と、第1の波長とは異なる第2の波長の赤外光を出射する第2光源と、第1光源および第2光源から出射された赤外光を受光する1つの受光部と、第1光源から出射された赤外光を反射することにより、受光部に導光する反射部と、第1光源、第2光源、受光部および反射部が内面側に配置される筐体部とを備える。ここで、非分散型赤外線吸収方式のセンサとは、ガス内を通過する赤外光の波長がガス分子の内部エネルギーのレベルと一致するスペクトル領域において、ガス分子が赤外光を吸収するという性質(ガス特有の波長の赤外線がガス濃度に応じた割合で減衰するという性質)を利用して、特定のガスを検知するセンサである。   An optical gas sensor according to a first aspect of the present invention is a non-dispersive infrared absorption sensor, and a first light source that emits infrared light having a first wavelength is different from a first wavelength. A second light source that emits infrared light having a wavelength of 1, a first light source that receives infrared light emitted from the first light source and the second light source, and an infrared light that is emitted from the first light source. By this, the reflection part guided to a light-receiving part, and the housing | casing part by which a 1st light source, a 2nd light source, a light-receiving part, and a reflection part are arrange | positioned at an inner surface side are provided. Here, a non-dispersive infrared absorption sensor is a property in which gas molecules absorb infrared light in a spectral region where the wavelength of infrared light passing through the gas matches the level of internal energy of the gas molecules. It is a sensor that detects a specific gas by utilizing (the property that infrared light having a wavelength specific to gas attenuates at a rate corresponding to the gas concentration).

この発明の第1の局面による光学式ガスセンサでは、上記のように、第1光源、第2光源、受光部、および、第1光源から出射された赤外光を反射することにより受光部に導光する反射部が内面側に配置される筐体部とを設ける。これにより、従来のガスセル(筐体部)内に2つの光源および2つの受光部を配置する構成と比較して、筐体部内の受光部の数を1つ削減することができるので、装置構成を簡素化することができるとともに、装置を小型化することができる。また、受光部の数を1つ削減することができるとともに、筐体部内の反射部により第1光源から出射された赤外光を反射することができるので、筐体部内により広いスペースを確保して、より大きな光路長を確保することができる。その結果、検出対象のガスをより精度よく検知することができる。以上により、検出対象のガスを検出可能な程度に大きな光路長を確保しつつ、装置を小型化することができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect of the present invention, as described above, the first light source, the second light source, the light receiving unit, and the infrared light emitted from the first light source are reflected to guide the light receiving unit. A housing part in which a reflecting part that emits light is disposed on the inner surface side is provided. Thereby, compared with the structure which arrange | positions two light sources and two light-receiving parts in the conventional gas cell (casing part), since the number of the light-receiving parts in a housing | casing part can be reduced by one, apparatus structure Can be simplified and the apparatus can be miniaturized. In addition, the number of light receiving parts can be reduced by one, and the infrared light emitted from the first light source can be reflected by the reflecting part in the housing part, so that a wider space is secured in the housing part. Thus, a larger optical path length can be secured. As a result, the detection target gas can be detected with higher accuracy. As described above, the apparatus can be miniaturized while ensuring a sufficiently long optical path length to detect the detection target gas.

上記第1の局面による光学式ガスセンサにおいて、好ましくは、第1光源は、検出対象のガスを検知するための検知用の光源であり、第2光源は、参照用の光源である。このように構成すれば、検知用の第1光源とは波長が異なる参照用の第2光源を設けることにより、筐体部の内側の汚れによる検出強度の低下と、検出対象のガスの吸収による検出強度の低下とを判別することができる。具体的には、検出用の光源からの赤外光および参照用の光源からの赤外光の受光部による検出強度が共に低下した場合、筐体部の内側が汚れていると判断することができる。また、参照用の光源からの赤外光の受光部による検出強度の低下がない(小さい)場合、筐体部の内側が略汚れていないと判断することができる。その結果、光学式ガスセンサのメンテナンスの時期を適切に判断することができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect, preferably, the first light source is a light source for detection for detecting a gas to be detected, and the second light source is a light source for reference. If comprised in this way, by providing the 2nd light source for a reference from which the wavelength differs from the 1st light source for a detection, by the fall of the detection strength by the dirt inside a housing | casing part, and absorption of the gas of detection object It can be discriminated from a decrease in detection intensity. Specifically, when both the detection intensity of the infrared light from the light source for detection and the infrared light from the reference light source are decreased by the light receiving unit, it can be determined that the inside of the housing is dirty. it can. Further, when the detection intensity of the infrared light receiving unit from the reference light source does not decrease (is small), it can be determined that the inside of the casing is not substantially dirty. As a result, it is possible to appropriately determine the maintenance timing of the optical gas sensor.

上記第1の局面による光学式ガスセンサにおいて、好ましくは、反射部は、複数設けられ、第1光源から出射された赤外光は、複数の反射部により反射されることによって、受光部に導光される。このように構成すれば、筐体部の内面側において、複数の反射部により、第1光源から出射された赤外光を多重反射させることができるので、赤外光の光路長をより大きく確保することができる。その結果、検出対象のガスをより精度よく検出することができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect, preferably, a plurality of reflecting portions are provided, and the infrared light emitted from the first light source is reflected by the plurality of reflecting portions to be guided to the light receiving portion. Is done. If comprised in this way, in the inner surface side of a housing | casing part, since the infrared light radiate | emitted from the 1st light source can be multiply-reflected by several reflection parts, the optical path length of infrared light is ensured more largely. can do. As a result, the detection target gas can be detected with higher accuracy.

上記第1の局面による光学式ガスセンサにおいて、好ましくは、反射部は、検出対象のガスの流入方向よりも流入方向に交差する側方で、第1光源から出射された赤外光を多く反射するように構成されている。このように構成すれば、検出対象のガスの流入方向に交差する側方よりも検出対象のガスを流入させる側で、第1光源から出射された赤外光を多く反射させる場合と比較して、検出対象のガスを流入させる側における反射部の割合を小さくすることができるので、その分、検出対象のガスが流入する領域の割合を大きくして、より効果的に検出対象のガスを筐体内に流入させることができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect, preferably, the reflecting portion reflects a large amount of infrared light emitted from the first light source at a side intersecting the inflow direction rather than the inflow direction of the detection target gas. It is configured as follows. If comprised in this way, compared with the case where more infrared light radiate | emitted from the 1st light source is reflected by the side which flows in the gas of detection object rather than the side which cross | intersects the inflow direction of gas of detection object. Since the ratio of the reflection part on the side where the gas to be detected flows in can be reduced, the ratio of the area into which the gas to be detected flows is increased correspondingly, and the gas to be detected is more effectively enclosed. Can flow into the body.

この場合、好ましくは、反射部は、流入方向に交差する側方のみで、第1光源から出射された赤外光を反射するように構成されている。このように構成すれば、検出対象のガスの流入方向に反射部を設けることなく、検出対象のガスの流入方向に交差する側方のみに反射部を設けることができるので、検出対象のガスをより流入させやすくすることができるとともに、ガスの流入方向において、反射部が設けられない分、筐体部(装置)を小型化することができる。   In this case, preferably, the reflection part is configured to reflect the infrared light emitted from the first light source only on the side intersecting the inflow direction. If comprised in this way, since a reflection part can be provided only in the side which cross | intersects the inflow direction of the detection target gas, without providing a reflection part in the inflow direction of the detection target gas, While being able to make it easier to flow in, a housing | casing part (apparatus) can be reduced in size by the part in which the reflection part is not provided in the inflow direction of gas.

上記第1の局面による光学式ガスセンサにおいて、好ましくは、筐体部は、筒状の側壁部と、側壁部の一端に設けられ、検出対象のガスを流入させるガス流入部とを含み、第1光源、第2光源および受光部は、側壁部の内面に配置されている。このように構成すれば、筒状の側壁部によって、第1光源および第2光源を、赤外光が受光部により受光される位置に容易に配置することができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect described above, preferably, the casing includes a cylindrical side wall and a gas inflow part that is provided at one end of the side wall and allows a gas to be detected to flow in. The light source, the second light source, and the light receiving part are disposed on the inner surface of the side wall part. If comprised in this way, a 1st light source and a 2nd light source can be easily arrange | positioned by the cylindrical side wall part in the position where infrared light is received by the light-receiving part.

上記第1の局面による光学式ガスセンサにおいて、好ましくは、反射部、第1光源、第2光源および受光部は、略同じ高さ位置に配置されている。このように構成すれば、高さ方向において、筐体部(装置)を小型化することができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect, preferably, the reflecting portion, the first light source, the second light source, and the light receiving portion are arranged at substantially the same height. If comprised in this way, a housing | casing part (apparatus) can be reduced in size in a height direction.

上記第1の局面による光学式ガスセンサにおいて、好ましくは、反射部は、第2光源から出射された赤外光も反射することにより、受光部に導光するように構成されており、第1光源からの赤外光と、第2光源からの赤外光とを、互いに異なる回数反射するように設けられている。このように構成すれば、第2光源から出射された赤外光を反射部により反射することができるので、第2光源から出射された赤外光の光路長を大きくすることができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect, preferably, the reflection unit is configured to guide the infrared light emitted from the second light source to the light receiving unit by reflecting the infrared light, and the first light source. The infrared light from the second light source and the infrared light from the second light source are provided so as to reflect each other a different number of times. If comprised in this way, since the infrared light radiate | emitted from the 2nd light source can be reflected by a reflection part, the optical path length of the infrared light radiate | emitted from the 2nd light source can be enlarged.

上記第1の局面による光学式ガスセンサにおいて、好ましくは、反射部は、螺旋状の光路により、第1光源から出射される赤外光を受光部に導光するように構成されている。このように構成すれば、螺旋状の光路により、筐体部内のスペースを効率的に利用して赤外光を受光部に届けることができる。その結果、より大きい赤外光の光路長を確保することができるので、検出対象のガスをより精度よく検知することができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect, preferably, the reflection unit is configured to guide infrared light emitted from the first light source to the light receiving unit by a spiral optical path. If comprised in this way, infrared light can be delivered to a light-receiving part using the space in a housing | casing part efficiently by a helical optical path. As a result, a larger optical path length of infrared light can be ensured, so that the gas to be detected can be detected with higher accuracy.

上記第1の局面による光学式ガスセンサにおいて、好ましくは、第1光源および第2光源は、発光ダイオードを含み、受光部は、フォトダイオードを含む。このように構成すれば、発光ダイオードにより、白熱電球や蛍光灯などの他の光源と比較して、第1の波長を中心(ピーク)とする比較的狭い帯域幅の赤外光を出射することができるので、エネルギー効率を向上させることができる。また、フォトダイオードにより、第1光源および第2光源からの赤外光を確実に受光することができる。また、素子に電流が流れてから通常点灯までに約0.2秒を要する白熱電球などの他の光源や光検出素子と比較して、応答時間が極めて短い(約50〜数100n秒)発光ダイオードおよびフォトダイオードを用いることにより、立ち上がり時の消費エネルギーを削減することができるとともに、高速にパルス駆動できることから消費電力を低減することができる。   In the optical gas sensor according to the first aspect, preferably, the first light source and the second light source include a light emitting diode, and the light receiving unit includes a photodiode. If comprised in this way, compared with other light sources, such as an incandescent lamp and a fluorescent lamp, the light emitting diode will radiate | emit the infrared light of the comparatively narrow bandwidth centering on a 1st wavelength (peak). Energy efficiency can be improved. In addition, infrared light from the first light source and the second light source can be reliably received by the photodiode. In addition, compared with other light sources such as incandescent bulbs and photodetection elements that require about 0.2 seconds from the current flowing to the element until normal lighting, the response time is extremely short (about 50 to several hundred nsec). By using a diode and a photodiode, energy consumption at the time of rising can be reduced, and power consumption can be reduced because pulse driving can be performed at high speed.

この発明の第2の局面によるガス検知器は、上記第1の局面による光学式ガスセンサと、光学式ガスセンサに電力を供給する電源とを備える。   A gas detector according to a second aspect of the present invention includes the optical gas sensor according to the first aspect and a power source for supplying electric power to the optical gas sensor.

上記第2の局面によるガス検知器では、上記第1の局面による光学式ガスセンサと、光学式ガスセンサに電力を供給する電源とを設ける。これにより、従来のガスセル(筐体部)内に2つの光源および2つの受光部を配置する構成と比較して、筐体部内の受光部の数を1つ削減することができるので、装置構成を簡素化することができるとともに、装置を小型化することができる。また、受光部の数を1つ削減することができるとともに、筐体部内の反射部により第1光源から出射された赤外光を反射することができるので、筐体部内により広いスペースを確保して、より大きな光路長を確保することができる。その結果、検出対象のガスをより精度よく検知することができる。以上により、検出対象のガスを検出可能な程度に大きな光路長を確保しつつ、装置を小型化することができる。   In the gas detector according to the second aspect, the optical gas sensor according to the first aspect and a power source for supplying electric power to the optical gas sensor are provided. Thereby, compared with the structure which arrange | positions two light sources and two light-receiving parts in the conventional gas cell (casing part), since the number of the light-receiving parts in a housing | casing part can be reduced by one, apparatus structure Can be simplified and the apparatus can be miniaturized. In addition, the number of light receiving parts can be reduced by one, and the infrared light emitted from the first light source can be reflected by the reflecting part in the housing part, so that a wider space is secured in the housing part. Thus, a larger optical path length can be secured. As a result, the detection target gas can be detected with higher accuracy. As described above, the apparatus can be miniaturized while ensuring a sufficiently long optical path length to detect the detection target gas.

本発明によれば、上記のように、検出対象のガスを検出可能な程度に大きな光路長を確保しつつ、複数光源が筐体部内に配置される光学式ガスセンサにおいて、装置を小型化することができる。   According to the present invention, as described above, in the optical gas sensor in which a plurality of light sources are arranged in the housing unit while ensuring a long optical path length that allows detection of the gas to be detected, the apparatus can be miniaturized. Can do.

本発明の第1実施形態によるガス検知器の全体構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the whole structure of the gas detector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による光学式ガスセンサの全体構成を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an optical gas sensor according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態による光学式ガスセンサおよびコンパチブルを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the optical gas sensor by 1st Embodiment of this invention, and compatibility. 本発明の第1実施形態による光学式ガスセンサおよびコンパチブルを示した側面図である。It is the side view which showed the optical gas sensor by 1st Embodiment of this invention, and compatibility. 本発明の第1実施形態による光学式ガスセンサの筐体部内を示した模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which showed the inside of the housing | casing part of the optical gas sensor by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による検出用の第1光源からの赤外光の反射について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating reflection of the infrared light from the 1st light source for a detection by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による参照用の第2光源からの赤外光の反射について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating reflection of the infrared light from the 2nd light source for reference by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による検出用の第1光源および参照用の第2光源からの赤外光の反射について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating reflection of the infrared light from the 1st light source for a detection by the 2nd Embodiment of this invention, and the 2nd light source for a reference. 本発明の第3実施形態による光学式ガスセンサの筐体部内を示した模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which showed the inside of the housing | casing part of the optical gas sensor by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による検出用の第1光源および参照用の第2光源からの赤外光の反射について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating reflection of the infrared light from the 1st light source for a detection by the 3rd Embodiment of this invention, and the 2nd light source for a reference.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1〜図7を参照して、本発明の第1実施形態によるガス検知器100の構成について説明する。
[First Embodiment]
With reference to FIGS. 1-7, the structure of the gas detector 100 by 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

図1に示す第1実施形態によるガス検知器100は、検知対象のガスを検知して、検知対象のガスの存在を通知するように構成されている。たとえば、ガス検知器100は、検知対象のガスの検出濃度が所定の濃度より高い場合に、検知対象のガスが検出されたことを通知するように構成されている。この他、ガス検知器100は、検知対象ガスの濃度値を通知(表示)する検知器(通知(表示)に加えて、所定濃度で警報する検知器でもよい)を含んでいてもよい。   The gas detector 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is configured to detect a gas to be detected and notify the presence of the gas to be detected. For example, the gas detector 100 is configured to notify that the detection target gas has been detected when the detection concentration of the detection target gas is higher than a predetermined concentration. In addition, the gas detector 100 may include a detector that notifies (displays) the concentration value of the detection target gas (in addition to the notification (display), it may be a detector that warns at a predetermined concentration).

(ガス検知器の概略構成)
ガス検知器100は、光学式ガスセンサ1と、通知部2と、電池3と、を備えている。なお、電池3は、特許請求の範囲の「電源」の一例である。
(Schematic configuration of gas detector)
The gas detector 100 includes an optical gas sensor 1, a notification unit 2, and a battery 3. The battery 3 is an example of the “power source” in the claims.

光学式ガスセンサ1は、非分散型赤外線吸収(NDIR、non dispersive infrared)方式のセンサである。非分散型赤外線吸収のセンサとは、ガス内を通過する赤外光の波長がガス分子の内部エネルギーのレベルと一致するスペクトル領域において、ガス分子が赤外光を吸収するという性質(ガス特有の波長の赤外線がガス濃度に応じた割合で減衰するという性質)を利用して、特定のガスを検知するセンサである。非分散型赤外線吸収のセンサは、検知対象のガスを他のガスから分離することなく、容易に検知することが可能である。   The optical gas sensor 1 is a non-dispersive infrared absorption (NDIR) type sensor. A non-dispersive infrared absorption sensor is a property in which gas molecules absorb infrared light in a spectral region where the wavelength of infrared light passing through the gas matches the level of internal energy of gas molecules (specific to gases). This is a sensor that detects a specific gas by utilizing the property that infrared rays of a wavelength are attenuated at a rate corresponding to the gas concentration. A non-dispersive infrared absorption sensor can easily detect a detection target gas without separating it from other gases.

通知部2は、光学式ガスセンサ1により検出対象のガスが検知された場合に、ユーザに対して所定の通知を行うように構成されている。たとえば、通知部2は、発光部(図示せず)を有し、光学式ガスセンサ1により検出対象のガスが検知された場合に、発光部を発光させるように構成されていてもよい。この他、通知部2は、ガスが検知された場合に、音声を発するように構成されていてもよい。なお、通知部2は、単にガスの検知をユーザに通知するものであってもよいし、ガスを検知したことをユーザに警告するものであってもよい。また、通知部2は、所定の濃度値を越えるガスが検知された場合に、その旨を音声として出力(画像として表示)するなどによりユーザに通知するように構成されていてもよい。また、通知部2は所定の濃度値を超えなくても、濃度値を音声として出力(画像として表示)するなどによりユーザに通知するように構成してもよい。   The notification unit 2 is configured to perform a predetermined notification to the user when the detection target gas is detected by the optical gas sensor 1. For example, the notification unit 2 may include a light emitting unit (not shown), and may be configured to cause the light emitting unit to emit light when a gas to be detected is detected by the optical gas sensor 1. In addition, the notification unit 2 may be configured to emit a sound when gas is detected. The notification unit 2 may simply notify the user of gas detection or may warn the user that gas has been detected. Further, the notification unit 2 may be configured to notify the user when a gas exceeding a predetermined concentration value is detected, for example, by outputting it as a sound (displaying as an image). Further, the notification unit 2 may be configured to notify the user by outputting the density value as sound (displaying as an image) or the like without exceeding a predetermined density value.

電池3は、光学式ガスセンサ1や通知部2などのガス検知器100の各部に供給される電力の供給源である。ガス検知器100は、電池駆動であるため、コンパクトに構成することが可能であるとともに、容易に持ち運ぶことが可能である。   The battery 3 is a supply source of electric power supplied to each part of the gas detector 100 such as the optical gas sensor 1 and the notification unit 2. Since the gas detector 100 is battery-driven, it can be configured compactly and can be easily carried.

(光学式ガスセンサの構成)
次に、図2〜図7を参照して、光学式ガスセンサ1の詳細な構成について説明する。
(Configuration of optical gas sensor)
Next, a detailed configuration of the optical gas sensor 1 will be described with reference to FIGS.

光学式ガスセンサ1は、図2に示すように、筐体部10と、LED(light emitting diode)11aと、LED11bと、フォトダイオード12と、反射部13a〜13e(図6参照)と、温湿度センサ14と、気圧センサ15と、光源用基板16a(図6参照)、受光部用基板16b(図6参照)およびセンサ用基板16c(図6参照)と、マイコン17とを備えている。なお、LED11aは、特許請求の範囲の「第1光源」の一例である。また、LED11bは、特許請求の範囲の「第2光源」の一例である。また、フォトダイオード12は、特許請求の範囲の「受光部」の一例である。   As shown in FIG. 2, the optical gas sensor 1 includes a housing unit 10, an LED (light emitting diode) 11 a, an LED 11 b, a photodiode 12, reflection units 13 a to 13 e (see FIG. 6), temperature and humidity. A sensor 14, an atmospheric pressure sensor 15, a light source substrate 16 a (see FIG. 6), a light receiving unit substrate 16 b (see FIG. 6), a sensor substrate 16 c (see FIG. 6), and a microcomputer 17 are provided. The LED 11a is an example of the “first light source” in the claims. The LED 11b is an example of the “second light source” in the claims. The photodiode 12 is an example of the “light receiving unit” in the claims.

光学式ガスセンサ1は、2つの赤外光源(LED11aおよび11b)と、2つの赤外光源から出射された各赤外光を受光する1つの受光部(フォトダイオード12)とを有するいわゆる2光源1受光部方式のセンサである。フォトダイオード12は、1つ設けられている。   The optical gas sensor 1 has so-called two light sources 1 having two infrared light sources (LEDs 11a and 11b) and one light receiving unit (photodiode 12) that receives each infrared light emitted from the two infrared light sources. This is a light receiving unit type sensor. One photodiode 12 is provided.

光学式ガスセンサ1には、図3および図4に示すように、ガス検知器100(図1参照)に光学式ガスセンサ1を取り付けるためのコンパチブル1aが設けられている。コンパチブル1aは、一方端が開放された円筒状に形成されている。コンパチブル1aは、開放された一端部から内側に光学式ガスセンサ1を収容することにより、内側に光学式ガスセンサ1を取付可能に構成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the optical gas sensor 1 is provided with a compatible 1 a for attaching the optical gas sensor 1 to the gas detector 100 (see FIG. 1). The compatible 1a is formed in a cylindrical shape with one end opened. The compatible 1a is configured such that the optical gas sensor 1 can be attached to the inner side by accommodating the optical gas sensor 1 on the inner side from the opened one end.

コンパチブル1aは、端子1bおよび1cを有している。端子1cは、コンパチブル1aの外側に設けられており、光学式ガスセンサ1の本体部(図示せず)に取り付けられた状態で、光学式ガスセンサ1の本体部と電気的に接続されるように構成されている。また、端子1cは、汎用性を有する端子である。端子1bは、コンパチブル1aの内側に設けられている。端子1bは、光学式ガスセンサ1が取り付けられた状態(後述する光学式ガスセンサ1の端子102aが端子1bに接触した状態)で、光学式ガスセンサ1と電気的に接続されるように構成されている。また、コンパチブル1aは、コンバータ(図示せず)を含んでいる。   The compatible 1a has terminals 1b and 1c. The terminal 1c is provided outside the compatible 1a, and is configured to be electrically connected to the main body of the optical gas sensor 1 while being attached to the main body (not shown) of the optical gas sensor 1. Has been. Further, the terminal 1c is a versatile terminal. The terminal 1b is provided inside the compatible 1a. The terminal 1b is configured to be electrically connected to the optical gas sensor 1 in a state where the optical gas sensor 1 is attached (a state where a terminal 102a of the optical gas sensor 1 described later is in contact with the terminal 1b). . The compatible 1a includes a converter (not shown).

筐体部10は、側壁部101と、一方壁部102と、他方壁部103とを含んでいる。以下では、一方壁部102、側壁部101、他方壁部103が並ぶ方向(側壁部101が延びる方向)をA方向として説明する。また、A方向に直交する方向をB方向(図3〜図10ではB方向のうちの一方向を代表して示している)として説明する。なお、他方壁部103は、特許請求の範囲の「ガス流入部」の一例である。   The casing 10 includes a side wall 101, one wall 102, and the other wall 103. Hereinafter, the direction in which the one wall portion 102, the side wall portion 101, and the other wall portion 103 are arranged (the direction in which the side wall portion 101 extends) will be described as the A direction. Further, a direction orthogonal to the A direction will be described as a B direction (in FIG. 3 to FIG. 10, one of the B directions is shown as a representative). The other wall portion 103 is an example of the “gas inflow portion” in the claims.

側壁部101は、図3に示すように、円筒状に形成されている。一方壁部102は、円盤状に形成されており、側壁部101の一方側(A2方向側)の端部に設けられている。また、一方壁部102は、A2方向側の外面に、コンパチブル1aの端子1cに電気的に接続される端子102aを有している。他方壁部103は、円盤状に形成されており、側壁部101の他方側(A1方向側)の端部に設けられている。他方壁部103は、A方向に他方壁部103を貫通する貫通孔103aを複数(3個)有している。光学式ガスセンサ1は、この貫通孔103aを介して、検知対象のガスを筐体部10内に流入させることが可能なように構成されている。貫通孔103aは、細長い長円形状に形成されている。また、複数の貫通孔103aは、互いに平行に並ぶように配置されている。また、複数の貫通孔103aは、他方壁部103の全体にわたり設けられている。   As shown in FIG. 3, the side wall 101 is formed in a cylindrical shape. On the other hand, the wall portion 102 is formed in a disc shape, and is provided at an end portion on one side (A2 direction side) of the side wall portion 101. Moreover, the one wall part 102 has the terminal 102a electrically connected to the terminal 1c of the compatible 1a on the outer surface of the A2 direction side. The other wall portion 103 is formed in a disc shape, and is provided at an end portion on the other side (A1 direction side) of the side wall portion 101. The other wall 103 has a plurality (three) of through holes 103a penetrating the other wall 103 in the A direction. The optical gas sensor 1 is configured to allow a gas to be detected to flow into the housing portion 10 through the through hole 103a. The through hole 103a is formed in an elongated oval shape. Further, the plurality of through holes 103a are arranged in parallel to each other. The plurality of through holes 103 a are provided over the entire other wall portion 103.

筐体部10には、図5〜図7に示すように、LED11a、11b、フォトダイオード12、反射部13a〜13eが内面側に配置されている。また、LED11a、11b、フォトダイオード12は、側壁部101の内面101aに配置されている。   As shown in FIGS. 5 to 7, LEDs 11 a and 11 b, a photodiode 12, and reflecting portions 13 a to 13 e are arranged on the inner surface side of the housing unit 10. Further, the LEDs 11 a and 11 b and the photodiode 12 are arranged on the inner surface 101 a of the side wall portion 101.

筐体部10は、アルミニウムや樹脂などの材料により反射部13a〜13eと一体的に形成されている。詳細には、筐体部10は、アルミニウムや樹脂などの材料を用いた金型により反射部13a〜13eと一体的に成形され、表面に金などのメッキが施されることにより形成されている。   The casing 10 is integrally formed with the reflecting portions 13a to 13e using a material such as aluminum or resin. In detail, the housing | casing part 10 is shape | molded integrally with the reflection parts 13a-13e with the metal mold | die using materials, such as aluminum and resin, and is formed by plating gold | metal | money etc. on the surface. .

LED11aは、LEDチップ110aと、LEDチップ110aに貼り付けられるリフレクタ110bとを含んでいる。LEDチップ110aは、A方向に延びる平板状の光源用基板16a上に設置されている。LEDチップ110aは、光源用基板16aよりも筐体部10の内側(中心O(図5参照)側)に配置されている。LEDチップ110aは、平面視において(A方向からみて)、概して、筐体部10の中心に向けて赤外光を出射するように配置されている。リフレクタ110bは、LEDチップ110aから出射されて、筐体部10の中心に向けて広がる赤外光を所定角度範囲に絞る機能を有している。リフレクタ110bは、接着剤などにより、LEDチップ110aに固定的に取り付けられている。   The LED 11a includes an LED chip 110a and a reflector 110b attached to the LED chip 110a. The LED chip 110a is installed on a flat plate-like light source substrate 16a extending in the A direction. The LED chip 110a is disposed on the inner side (center O (see FIG. 5) side) of the housing 10 than the light source substrate 16a. The LED chip 110a is generally arranged so as to emit infrared light toward the center of the housing 10 in a plan view (viewed from the direction A). The reflector 110b has a function of narrowing infrared light emitted from the LED chip 110a and spreading toward the center of the housing 10 to a predetermined angle range. The reflector 110b is fixedly attached to the LED chip 110a with an adhesive or the like.

LED11aは、検出対象のガスを検知するための検出用の光源である。すなわち、LED11aは、検出対象のガスに吸収されやすい第1の波長の赤外光を出射する光源である。詳細には、LED11aは、検出対象のガスに吸収されやすい第1の波長を中心(ピーク)とする比較的狭い帯域幅の赤外光を出射する光源である。たとえば、検出対象のガスがメタンガスである場合には、第1の波長は、概ね、3.3μmに設定される。   The LED 11a is a light source for detection for detecting a gas to be detected. That is, the LED 11a is a light source that emits infrared light having a first wavelength that is easily absorbed by the gas to be detected. Specifically, the LED 11a is a light source that emits infrared light having a relatively narrow bandwidth centered at the first wavelength that is easily absorbed by the detection target gas. For example, when the gas to be detected is methane gas, the first wavelength is generally set to 3.3 μm.

LED11aから出射された赤外光の光路長は、光路長の大きさに応じて検出対象のガスに吸収される量が増減する。具体的には、赤外光の光路長は、大きくなる程、検出対象のガスに吸収される量が増加し、小さくなる程、検出対象のガスに吸収される量が減少する。このため、光学式ガスセンサ1は、LED11aから出射された赤外光の光路長が長くなる程、精度よく検出対象のガスを検出することが可能になる。そこで、第1実施形態の光学式ガスセンサ1は、限られた空間(筐体部10内の空間)で赤外光の光路長の大きさを確保するために、複数の反射部13a〜13dにより、LED11aから出射された赤外光を反射するように構成されている。   As for the optical path length of the infrared light emitted from the LED 11a, the amount absorbed by the gas to be detected increases or decreases according to the size of the optical path length. Specifically, as the optical path length of infrared light increases, the amount absorbed by the detection target gas increases, and as the optical path length of infrared light decreases, the amount absorbed by the detection target gas decreases. For this reason, the optical gas sensor 1 can detect the gas to be detected more accurately as the optical path length of the infrared light emitted from the LED 11a becomes longer. Therefore, the optical gas sensor 1 according to the first embodiment includes a plurality of reflecting portions 13a to 13d in order to secure the size of the optical path length of infrared light in a limited space (the space in the housing portion 10). The infrared light emitted from the LED 11a is reflected.

LED11bは、LEDチップ111aと、LEDチップ111aに貼り付けられるリフレクタ111bとを含んでいる。LEDチップ111aは、光源用基板16a上に設置されている。LEDチップ111aは、光源用基板16aよりも筐体部10の内側(中心側)に配置されている。LEDチップ111aは、LEDチップ110aとA方向に並ぶように、LEDチップ110aのA2方向側に配置されている。LEDチップ111aは、平面視において(A方向からみて)、概して、筐体部10の中心に向けて赤外光を出射するように配置されている。   The LED 11b includes an LED chip 111a and a reflector 111b attached to the LED chip 111a. The LED chip 111a is installed on the light source substrate 16a. The LED chip 111a is disposed on the inner side (center side) of the housing unit 10 than the light source substrate 16a. The LED chip 111a is arranged on the A2 direction side of the LED chip 110a so as to be aligned with the LED chip 110a in the A direction. The LED chip 111a is generally arranged so as to emit infrared light toward the center of the housing 10 in a plan view (viewed from the direction A).

リフレクタ111bは、LEDチップ111aから出射され、筐体部10の中心に向けて広がる赤外光を所定角度範囲に絞る機能を有している。リフレクタ111bは、接着剤などにより、LEDチップ111aに固定的に取り付けられている。   The reflector 111b has a function of narrowing infrared light emitted from the LED chip 111a and spreading toward the center of the housing 10 to a predetermined angle range. The reflector 111b is fixedly attached to the LED chip 111a with an adhesive or the like.

LED11bは、検出対象のガスを検知するための検知用の光源ではなく、参照用の光源である。すなわち、LED11bは、検出対象のガスに吸収されやすい第1の波長とは異なる第2の波長の赤外光を出射する光源である。詳細には、LED11bは、第2の波長を中心とする比較的狭い帯域幅の赤外光を出射する光源である。たとえば、検出対象のガスがメタンガスである場合には、第2の波長は、第1の波長の3.3μmとは異なる3.9μmに設定される。   The LED 11b is not a light source for detection for detecting a gas to be detected, but a light source for reference. That is, the LED 11b is a light source that emits infrared light having a second wavelength different from the first wavelength that is easily absorbed by the gas to be detected. Specifically, the LED 11b is a light source that emits infrared light having a relatively narrow bandwidth centered on the second wavelength. For example, when the detection target gas is methane gas, the second wavelength is set to 3.9 μm, which is different from the first wavelength of 3.3 μm.

参照用の光源とは、筐体部10の内側の汚れを検出するために用いられる。ここで、通常の使用態様において、光学式ガスセンサ1は、経時的な使用により、筐体部10の内側(筐体部10の表面、反射部13a〜13e、フォトダイオード12、LED11a、11bを含む)に埃などの汚れが付着して、フォトダイオード12の検出強度が徐々に低下する。この場合に、光学式ガスセンサ1は、赤外光を出射する光源が1つしかないと(検出用の光源のみだと)、検出強度の低下が筐体部10の内側の汚れによるものなのか、検出対象のガスの吸収によるものなのかを判別することができなくなってしまう。そこで、光学式ガスセンサ1は、検出用の光源に加えて、検出対象のガスを吸収することのない参照用の光源を備えることにより、筐体部10の内側の汚れを判断可能なように、構成されている。   The light source for reference is used to detect dirt inside the housing unit 10. Here, in a normal use mode, the optical gas sensor 1 includes the inside of the housing portion 10 (the surface of the housing portion 10, the reflecting portions 13 a to 13 e, the photodiode 12, and the LEDs 11 a and 11 b) by use over time. ), Dirt such as dust adheres, and the detection intensity of the photodiode 12 gradually decreases. In this case, if the optical gas sensor 1 has only one light source that emits infrared light (only the light source for detection), is the decrease in the detection intensity caused by dirt inside the housing portion 10? It becomes impossible to determine whether the detection target gas is absorbed. Therefore, the optical gas sensor 1 includes a reference light source that does not absorb the gas to be detected in addition to the light source for detection so that the dirt inside the housing unit 10 can be determined. It is configured.

具体的には、光学式ガスセンサ1の経時的な使用により、検出用の光源からの赤外光および参照用の光源からの赤外光のフォトダイオード12による検出強度が共に低下した場合には、筐体部10の内側が汚れていると判断することができる。その結果、参照用の光源により、光学式ガスセンサ1のメンテナンスの時期などを判断することが可能となる。また、光学式ガスセンサ1の経時的な使用により、参照用の光源からの赤外光のフォトダイオード12による検出強度の低下がない(小さい)場合には、筐体部10の内側が略汚れていないと判断することができる。   Specifically, when the optical gas sensor 1 is used over time, the detection intensity of the infrared light from the light source for detection and the infrared light from the reference light source by the photodiode 12 are both reduced. It can be determined that the inside of the casing 10 is dirty. As a result, it is possible to determine the maintenance timing of the optical gas sensor 1 using the reference light source. Further, when the optical gas sensor 1 is used over time, when the detection intensity of the infrared light from the reference light source by the photodiode 12 does not decrease (is small), the inside of the housing portion 10 is substantially dirty. It can be judged that there is not.

なお、参照用の光源(LED11b)が直接汚れを確認しているのは、LED11bからの赤外光を直接反射する反射部13e、13bであるが、参照用の光源により反射部13e、13bが汚れていると判断できる場合には、筐体部10内の他の構成(反射部13a、13c、13dなど)にも埃などの汚れが付着していると判断することができる。   Note that the reference light source (LED 11b) directly confirms contamination in the reflecting portions 13e and 13b that directly reflect the infrared light from the LED 11b, but the reflecting portions 13e and 13b are reflected by the reference light source. When it can be determined that it is dirty, it can be determined that dirt such as dust is also attached to the other components (the reflecting portions 13a, 13c, 13d, etc.) in the housing unit 10.

また、参照用の光源(LED11b)は、検出用の光源(LED11a)のフォトダイオード12による検出値のドリフト(変動)を抑制するためにも用いられる。   Further, the reference light source (LED 11b) is also used to suppress detection value drift (variation) by the photodiode 12 of the detection light source (LED 11a).

フォトダイオード12は、1つ設けられている。フォトダイオード12は、A方向に延びる平板状の受光部用基板16b上に設置されている。フォトダイオード12は、筐体部10の中心O(図5参照)側からの赤外光を受光可能なように、筐体部10の中心側を向くように配置されている。   One photodiode 12 is provided. The photodiode 12 is installed on a flat plate-shaped light receiving unit substrate 16b extending in the A direction. The photodiode 12 is disposed so as to face the center side of the casing unit 10 so that infrared light from the center O (see FIG. 5) side of the casing unit 10 can be received.

フォトダイオード12は、A方向において、LED11bに略対応する位置に配置されている。また、フォトダイオード12は、A方向に直交するB方向において、概して、LED11bに対向する位置に配置されている。また、フォトダイオード12は、A方向において、LED11aよりもA2方向側に配置されている。   The photodiode 12 is disposed at a position substantially corresponding to the LED 11b in the A direction. The photodiode 12 is generally disposed at a position facing the LED 11b in the B direction orthogonal to the A direction. Further, the photodiode 12 is arranged on the A2 direction side with respect to the LED 11a in the A direction.

フォトダイオード12には、LED11aおよび11bからの赤外光が照射される。詳細には、フォトダイオード12には、LED11aおよび11bからの赤外光が、互いに異なるタイミングで交互に、かつ、繰返し照射される。   The photodiode 12 is irradiated with infrared light from the LEDs 11a and 11b. Specifically, the infrared light from the LEDs 11a and 11b is alternately and repeatedly irradiated onto the photodiode 12 at different timings.

反射部13a〜13dは、検出用の光源であるLED11aから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。詳細には、反射部13aは、LED11aから出射された光路L1を通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部13bは、反射部13aにより反射された光路L2を通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部13cは、反射部13bにより反射された光路L3を通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部13dは、反射部13cにより反射された光路L4を通る赤外光を反射することによって、光路L5によりフォトダイオード12に導光するように構成されている。したがって、LED11aから出射された赤外光は、反射部13a〜13dにより4回反射された後、フォトダイオード12に導光される。   The reflection units 13a to 13d are configured to guide the light to the photodiode 12 by reflecting the infrared light emitted from the LED 11a that is a light source for detection. In detail, the reflection part 13a is comprised so that the infrared light which passes along the optical path L1 radiate | emitted from LED11a may be reflected. The reflecting portion 13b is configured to reflect infrared light passing through the optical path L2 reflected by the reflecting portion 13a. The reflecting portion 13c is configured to reflect infrared light passing through the optical path L3 reflected by the reflecting portion 13b. The reflecting portion 13d is configured to guide the light to the photodiode 12 through the optical path L5 by reflecting the infrared light passing through the optical path L4 reflected by the reflecting portion 13c. Therefore, the infrared light emitted from the LED 11a is reflected four times by the reflecting portions 13a to 13d and then guided to the photodiode 12.

なお、光路L1〜L5は、図5および図6において、直線状に示しているが、これは赤外光の出射方向(進行方向)の中心位置を示しており、赤外光の形状を示しているのではない。以下、他の光路の図においても同様である。   The optical paths L1 to L5 are shown as straight lines in FIGS. 5 and 6, but this indicates the center position in the emission direction (traveling direction) of the infrared light, indicating the shape of the infrared light. It is not. The same applies to the other optical path diagrams.

反射部13bは、反射部13aよりもA2方向側において赤外光を反射するように配置されている。また、反射部13cは、反射部13bよりもA2方向側において赤外光を反射するように配置されている。また、反射部13dは、反射部13cよりもA2方向側において赤外光を反射するように配置されている。つまり、LED11aから出射された赤外光は、反射部13a〜13dにより、A2方向に進むように反射される。   The reflection part 13b is arrange | positioned so that infrared light may be reflected in the A2 direction side rather than the reflection part 13a. Moreover, the reflection part 13c is arrange | positioned so that infrared light may be reflected in the A2 direction side rather than the reflection part 13b. Further, the reflecting portion 13d is arranged so as to reflect infrared light on the A2 direction side with respect to the reflecting portion 13c. That is, the infrared light emitted from the LED 11a is reflected by the reflecting portions 13a to 13d so as to travel in the A2 direction.

反射部13e、13bは、参照用の光源であるLED11bから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。詳細には、反射部13eは、LED11bから出射された光路L1aを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部13bは、反射部13eにより反射された光路L2aを通る赤外光を反射することによって、光路L3aによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。したがって、LED11bから出射された赤外光は、反射部13e、13bにより2回反射された後、フォトダイオード12に導光される。この結果、反射部13a〜13eは、LED11aからの赤外光と、LED11bからの赤外光とを、互いに異なる回数反射するように設けられている。   The reflection parts 13e and 13b are configured to guide the light to the photodiode 12 by reflecting infrared light emitted from the LED 11b which is a light source for reference. Specifically, the reflecting portion 13e is configured to reflect infrared light passing through the optical path L1a emitted from the LED 11b. The reflecting portion 13b is configured to guide the light to the photodiode 12 through the optical path L3a by reflecting the infrared light passing through the optical path L2a reflected by the reflecting portion 13e. Therefore, the infrared light emitted from the LED 11b is reflected twice by the reflecting portions 13e and 13b and then guided to the photodiode 12. As a result, the reflecting portions 13a to 13e are provided so as to reflect the infrared light from the LED 11a and the infrared light from the LED 11b a different number of times.

LED11b、反射部13e、13b、および、フォトダイオード12は、A方向において、光路L1a、L2a、L3aが略同じ位置となるように、互いに略同じ高さ位置に配置されている。   The LED 11b, the reflectors 13e and 13b, and the photodiode 12 are arranged at substantially the same height in the A direction so that the optical paths L1a, L2a, and L3a are substantially at the same position.

反射部13a、13c、13eは、共に、筐体部10の内側から外側に向けて窪む球状(球状の面の一部を切り取った形状)の反射面を有している。反射部13a、13c、13eは、球状の反射面により、反射後の光路方向に赤外光を絞る機能を有している。   Each of the reflecting portions 13a, 13c, and 13e has a spherical reflecting surface that is recessed from the inside to the outside of the housing portion 10 (a shape obtained by cutting a part of a spherical surface). The reflecting portions 13a, 13c, and 13e have a function of narrowing infrared light in the optical path direction after reflection by a spherical reflecting surface.

反射部13b、13dは、それぞれ、平坦な反射面を有している。反射部13a〜13eは、LED11a(11b)から出射された赤外光を、球状の反射面と、平坦な反射面とにより交互に反射することにより、フォトダイオード12に導光するように構成されている。   Each of the reflecting portions 13b and 13d has a flat reflecting surface. The reflecting portions 13a to 13e are configured to guide the infrared light emitted from the LED 11a (11b) to the photodiode 12 by alternately reflecting the spherical light by the spherical reflecting surface and the flat reflecting surface. ing.

反射部13a〜13dは、検出対象のガスの流入方向(A方向)よりも、ガスの流入方向に交差する側方(B方向)で、LED11aから出射された赤外光を多く反射するように構成されている。詳細には、反射部13a〜13dは、筐体部10のA2方向側の一方壁部102、および、A1方向側の他方壁部103には、設けられておらず、筐体部10のB方向側にのみ設けられており、検出対象のガスの流入方向(A方向)に交差する側方(B方向)のみで、LED11aから出射された赤外光を反射するように構成されている。   The reflection units 13a to 13d reflect more infrared light emitted from the LED 11a on the side (B direction) intersecting the gas inflow direction than the gas inflow direction (A direction) of the detection target. It is configured. Specifically, the reflecting portions 13 a to 13 d are not provided on the one wall portion 102 on the A2 direction side and the other wall portion 103 on the A1 direction side of the housing portion 10, and B on the housing portion 10. It is provided only on the direction side, and is configured to reflect infrared light emitted from the LED 11a only on the side (B direction) intersecting the inflow direction (A direction) of the detection target gas.

温湿度センサ14および気圧センサ15は、筐体部10の内側に配置されている。また、温湿度センサ14および気圧センサ15は、B方向に延びるセンサ用基板16c上に設置されている。なお、センサ用基板16cは、共にA方向に延びる光源用基板16aと受光部用基板16bとを接続する基板である。   The temperature / humidity sensor 14 and the atmospheric pressure sensor 15 are disposed inside the housing unit 10. The temperature / humidity sensor 14 and the atmospheric pressure sensor 15 are installed on a sensor substrate 16c extending in the B direction. The sensor substrate 16c is a substrate that connects the light source substrate 16a and the light receiving unit substrate 16b, both extending in the A direction.

温湿度センサ14は、筐体部10内のガスの温度および湿度を測定可能なセンサである。また、気圧センサ15は、筐体部10内のガスの気圧を測定可能なセンサである。ここで、フォトダイオード12による赤外光の検出強度は、ガスが置かれる空間(筐体部10内の空間)の温度、湿度および気圧に応じて変動する。このため、検出対象のガスを検出するためのフォトダイオード12の検出強度に誤差が生じてしまう。そこで、光学式ガスセンサ1は、マイコン17による制御の下、温湿度センサ14および気圧センサ15による測定値に基づいて、フォトダイオード12の検出強度の誤差の補正を行うように構成されている。   The temperature / humidity sensor 14 is a sensor capable of measuring the temperature and humidity of the gas in the housing unit 10. The atmospheric pressure sensor 15 is a sensor that can measure the atmospheric pressure of the gas in the housing unit 10. Here, the detection intensity of the infrared light by the photodiode 12 varies according to the temperature, humidity, and atmospheric pressure of the space where the gas is placed (the space in the housing unit 10). For this reason, an error occurs in the detection intensity of the photodiode 12 for detecting the detection target gas. Therefore, the optical gas sensor 1 is configured to correct an error in the detection intensity of the photodiode 12 based on the measured values by the temperature / humidity sensor 14 and the atmospheric pressure sensor 15 under the control of the microcomputer 17.

マイコン17は、光学式ガスセンサ1の各部の駆動を制御するように構成されている。具体例として、マイコン17は、LED11aとLED11bとを交互に200μ秒間継続的に点灯させるように構成されている。この際、マイコン17は、LED11aおよびLED11bは、0.5秒に1回点灯するように構成されている。また、マイコン17は、概ね、LED11aおよびLED11bが消灯しているタイミング(非検知動作時)において、光学式ガスセンサ1内のアナログ回路の電源をオフにするとともに、マイコン17をスリープモードにすることによって、低消費電力を実現するように構成されている。   The microcomputer 17 is configured to control driving of each part of the optical gas sensor 1. As a specific example, the microcomputer 17 is configured to continuously turn on the LEDs 11a and the LEDs 11b alternately for 200 μsec. At this time, the microcomputer 17 is configured so that the LED 11a and the LED 11b are lit once every 0.5 seconds. In addition, the microcomputer 17 generally turns off the power of the analog circuit in the optical gas sensor 1 and puts the microcomputer 17 in the sleep mode at the timing when the LED 11a and the LED 11b are turned off (during the non-detection operation). It is configured to realize low power consumption.

[第1実施形態の効果]
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
[Effect of the first embodiment]
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第1本実施形態では、上記のように、LED11a、LED11b、フォトダイオード12、および、LED11aから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光する反射部13a〜13dが内面101a側に配置される筐体部10とを設ける。これにより、従来のガスセル(筐体部)内に2つの光源および2つのフォトダイオード12を配置する構成と比較して、筐体部10内のフォトダイオード12の数を1つ削減することができるので、装置構成を簡素化することができるとともに、装置を小型化することができる。また、フォトダイオード12の数を1つ削減することができるとともに、筐体部10内の反射部13a〜13dによりLED11aから出射された赤外光を反射することができるので、筐体部10内により広いスペースを確保して、より大きな光路長を確保することができる。その結果、検出対象のガスをより精度よく検知することができる。以上により、検出対象のガスを検出可能な程度に大きな光路長を確保しつつ、装置を小型化することができる。   In the first embodiment, as described above, the LED 11a, the LED 11b, the photodiode 12, and the reflecting portions 13a to 13d that guide the photodiode 12 by reflecting the infrared light emitted from the LED 11a have the inner surface 101a. The housing part 10 arranged on the side is provided. Thereby, compared with the structure which arrange | positions two light sources and two photodiodes 12 in the conventional gas cell (housing | casing part), the number of the photodiodes 12 in the housing | casing part 10 can be reduced by one. Therefore, the apparatus configuration can be simplified and the apparatus can be miniaturized. In addition, the number of photodiodes 12 can be reduced by one, and the infrared light emitted from the LED 11a can be reflected by the reflecting portions 13a to 13d in the housing portion 10, so that the inside of the housing portion 10 can be reflected. Therefore, a larger space can be secured and a larger optical path length can be secured. As a result, the detection target gas can be detected with higher accuracy. As described above, the apparatus can be miniaturized while ensuring a sufficiently long optical path length to detect the detection target gas.

また、第1本実施形態では、上記のように、LED11aを、検出対象のガスを検知するための検知用の光源とし、LED11bを、参照用の光源とする。これにより、検知用のLED11aとは波長が異なる参照用のLED11bを設けることにより、筐体部10の内側の汚れによる検出強度の低下と、検出対象のガスの吸収による検出強度の低下とを判別することができる。具体的には、検出用のLED11aからの赤外光および参照用のLED11bからの赤外光のフォトダイオード12による検出強度が共に低下した場合、筐体部10の内側が汚れていると判断することができる。また、参照用のLED11bからの赤外光のフォトダイオード12による検出強度の低下がない(小さい)場合、筐体部10の内側が略汚れていないと判断することができる。その結果、光学式ガスセンサ1のメンテナンスの時期を適切に判断することができる。   In the first embodiment, as described above, the LED 11a is a light source for detection for detecting the gas to be detected, and the LED 11b is a light source for reference. Thus, by providing a reference LED 11b having a wavelength different from that of the detection LED 11a, it is possible to discriminate between a decrease in detection intensity due to dirt inside the casing 10 and a decrease in detection intensity due to absorption of gas to be detected. can do. Specifically, when both the detection intensity of the infrared light from the detection LED 11a and the infrared light from the reference LED 11b by the photodiode 12 are reduced, it is determined that the inside of the housing portion 10 is dirty. be able to. Further, when the detection intensity of the infrared light from the reference LED 11b by the photodiode 12 does not decrease (is small), it can be determined that the inside of the housing 10 is not substantially dirty. As a result, the maintenance timing of the optical gas sensor 1 can be appropriately determined.

また、第1本実施形態では、上記のように、反射部13a〜13dを複数設け、LED11aから出射された赤外光を、複数の反射部13a〜13dにより反射することによって、フォトダイオード12に導光する。これにより、筐体部10の内面側において、複数の反射部13a〜13dにより、LED11aから出射された赤外光を多重反射させることができるので、赤外光の光路長をより大きく確保することができる。その結果、検出対象のガスをより精度よく検出することができる。   In the first embodiment, as described above, a plurality of reflecting portions 13a to 13d are provided, and the infrared light emitted from the LED 11a is reflected by the plurality of reflecting portions 13a to 13d, so that the photodiode 12 is reflected. Light guide. Thereby, since the infrared light emitted from the LED 11a can be multiple-reflected by the plurality of reflecting portions 13a to 13d on the inner surface side of the housing portion 10, it is possible to ensure a larger optical path length of the infrared light. Can do. As a result, the detection target gas can be detected with higher accuracy.

また、第1本実施形態では、上記のように、反射部13a〜13dを、検出対象のガスの流入方向よりも流入方向に交差する側方で、LED11aから出射された赤外光を多く反射するように構成する。これにより、検出対象のガスの流入方向に交差する側方よりも検出対象のガスを流入させる側で、LED11aから出射された赤外光を多く反射させる場合と比較して、検出対象のガスを流入させる側における反射部13a〜13dの割合を小さくすることができるので、その分、検出対象のガスが流入する領域の割合を大きくして、より効果的に検出対象のガスを筐体内に流入させることができる。   In the first embodiment, as described above, the reflecting portions 13a to 13d reflect a large amount of infrared light emitted from the LED 11a on the side intersecting the inflow direction rather than the inflow direction of the detection target gas. To be configured. Thereby, compared with the case where more infrared light emitted from the LED 11a is reflected on the side where the detection target gas flows in than the side intersecting the inflow direction of the detection target gas, the detection target gas is reduced. Since the ratio of the reflecting portions 13a to 13d on the inflow side can be reduced, the ratio of the region into which the detection target gas flows is increased, and the detection target gas flows more effectively into the housing. Can be made.

また、第1本実施形態では、上記のように、反射部13a〜13dを、流入方向に交差する側方のみで、LED11aから出射された赤外光を反射するように構成する。これにより、検出対象のガスの流入方向に反射部13a〜13dを設けることなく、検出対象のガスの流入方向に交差する側方のみに反射部13a〜13dを設けることができるので、検出対象のガスをより流入させやすくすることができるとともに、ガスの流入方向において、反射部13a〜13dが設けられない分、筐体部10(装置)を小型化することができる。   Moreover, in 1st this embodiment, as above-mentioned, reflection part 13a-13d is comprised so that the infrared light radiate | emitted from LED11a may be reflected only in the side which cross | intersects an inflow direction. As a result, the reflecting portions 13a to 13d can be provided only on the side intersecting the inflow direction of the detection target gas without providing the reflection portions 13a to 13d in the inflow direction of the detection target gas. The gas can be made to flow more easily, and the casing 10 (device) can be reduced in size because the reflecting portions 13a to 13d are not provided in the gas inflow direction.

また、第1本実施形態では、上記のように、筐体部10に、筒状の側壁部101と、側壁部101の一端に配置され、検出対象のガスを流入させる他方壁部103とを設け、LED11a、LED11bおよびフォトダイオード12を、側壁部101の内面101aに配置する。これにより、筒状の側壁部101によって、LED11aおよびLED11bを、赤外光がフォトダイオード12により受光される位置に容易に配置することができる。   In the first embodiment, as described above, the casing 10 includes the cylindrical side wall 101 and the other wall 103 that is disposed at one end of the side wall 101 and into which the detection target gas flows. The LED 11 a, the LED 11 b, and the photodiode 12 are disposed on the inner surface 101 a of the side wall portion 101. Thereby, the LED 11 a and the LED 11 b can be easily arranged at a position where the infrared light is received by the photodiode 12 by the cylindrical side wall portion 101.

また、第1実施形態では、上記のように、反射部13eを、LED11bから出射された赤外光も反射することにより、フォトダイオード12に導光するように構成し、LED11aからの赤外光と、LED11bからの赤外光とを、互いに異なる回数反射するように光学式ガスセンサ1を構成する。これにより、LED11bから出射された赤外光を反射部13eにより反射することができるので、LED11bから出射された赤外光の光路長を大きくすることができる。   In the first embodiment, as described above, the reflecting portion 13e is also configured to be guided to the photodiode 12 by reflecting the infrared light emitted from the LED 11b, and the infrared light from the LED 11a. The optical gas sensor 1 is configured to reflect infrared light from the LED 11b a different number of times. Thereby, since the infrared light radiate | emitted from LED11b can be reflected by the reflection part 13e, the optical path length of the infrared light radiate | emitted from LED11b can be enlarged.

また、第1本実施形態では、上記のように、光源としてLED11aおよびLED11bを用い、受光部としてフォトダイオード12を用いる。これにより、発光ダイオード(LED)により、白熱電球や蛍光灯などの他の光源と比較して、第1の波長および第2の波長を中心(ピーク)とする比較的狭い帯域幅の赤外光を出射することができるので、エネルギー効率を向上させることができる。また、フォトダイオードにより、LED11aおよびLED11bからの赤外光を確実に受光することができる。また、素子に電流が流れてから通常点灯までに約0.2秒を要する白熱電球などの他の光源や光検出素子と比較して、応答時間が極めて短い(50〜数100n秒)LED11a、11bおよびフォトダイオード12を用いることにより、立ち上がり時の消費エネルギーを削減することができるとともに、高速にパルス駆動できることから消費電力を低減することができる。   In the first embodiment, as described above, the LED 11a and the LED 11b are used as the light source, and the photodiode 12 is used as the light receiving unit. Thereby, by the light emitting diode (LED), compared with other light sources such as an incandescent bulb and a fluorescent lamp, infrared light having a relatively narrow bandwidth centered (peak) at the first wavelength and the second wavelength. Can be emitted, so that energy efficiency can be improved. Moreover, the infrared light from LED11a and LED11b can be reliably received with a photodiode. In addition, the LED 11a, which has a very short response time (50 to several hundreds of nanoseconds) compared to other light sources such as an incandescent light bulb and a light detection element that require about 0.2 seconds from when an electric current flows to the element until normal lighting. By using 11b and the photodiode 12, energy consumption at the time of rising can be reduced, and power consumption can be reduced because pulse driving can be performed at high speed.

[第2実施形態]
次に、図1、図2および図8を参照して、第2実施形態の光学式ガスセンサ201を備えるガス検知器200の構成について説明する。第2実施形態による光学式ガスセンサ201は、各反射部13a〜13e、LED11a、11bおよびフォトダイオード12が互いに異なる高さ位置(A方向の位置)に配置した第1実施形態による光学式ガスセンサ1とは異なり、各反射部213a〜213d、LED11a、11bおよびフォトダイオード12が同じ高さ位置に配置されている。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the configuration of the gas detector 200 including the optical gas sensor 201 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 8. The optical gas sensor 201 according to the second embodiment includes the optical gas sensor 1 according to the first embodiment in which the reflecting portions 13a to 13e, the LEDs 11a and 11b, and the photodiode 12 are arranged at different height positions (positions in the A direction). Unlike the above, the reflecting portions 213a to 213d, the LEDs 11a and 11b, and the photodiode 12 are arranged at the same height position. In addition, about the structure same as the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and shown in the figure, and the description is abbreviate | omitted.

(光学式ガスセンサの構成)
本発明の第2実施形態によるガス検知器200は、図1に示すように、光学式ガスセンサ201を備えている。光学式ガスセンサ201は、図8に示すように、反射部213a〜213dを備えている。
(Configuration of optical gas sensor)
A gas detector 200 according to the second embodiment of the present invention includes an optical gas sensor 201 as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the optical gas sensor 201 includes reflecting portions 213a to 213d.

各反射部213a〜213d、LED11a、11bおよびフォトダイオード12は、図8に示すように、A方向において同じ高さ位置に配置されている。   Each reflection part 213a-213d, LED11a, 11b, and the photodiode 12 are arrange | positioned in the same height position in A direction, as shown in FIG.

筐体部10の内面101a側において、LED11aおよびフォトダイオード12は、互いに隣接して配置されている。また、筐体部10の内面101a側において、LED11aおよびLED11bの間には、反射部213bおよび反射部213dが配置されている。また、筐体部10の内面101a側において、フォトダイオード12およびLED11bの間には、反射部213cおよび反射部213aが配置されている。各反射部213a〜213d、LED11a、11bおよびフォトダイオード12は、平面視において(A方向からみて)、それぞれ、概して、筐体部10の周方向に均等に配置されている。   On the inner surface 101a side of the housing portion 10, the LED 11a and the photodiode 12 are arranged adjacent to each other. Further, on the inner surface 101a side of the housing part 10, a reflecting part 213b and a reflecting part 213d are arranged between the LED 11a and the LED 11b. Further, on the inner surface 101a side of the housing part 10, a reflecting part 213c and a reflecting part 213a are arranged between the photodiode 12 and the LED 11b. The reflecting portions 213a to 213d, the LEDs 11a and 11b, and the photodiodes 12 are generally equally arranged in the circumferential direction of the housing portion 10 in a plan view (as viewed from the direction A).

反射部213a〜213dは、検出用の光源であるLED11aから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。詳細には、反射部213aは、LED11aから出射された光路L1cを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部213bは、反射部213aにより反射された光路L2cを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部213cは、反射部213bにより反射された光路L3cを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部213dは、反射部213cにより反射された光路L4cを通る赤外光を反射することによって、光路L5cによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。したがって、LED11aから出射された赤外光は、反射部213a〜213dにより4回反射された後、フォトダイオード12に導光される。   The reflecting portions 213a to 213d are configured to guide the light to the photodiode 12 by reflecting infrared light emitted from the LED 11a that is a light source for detection. Specifically, the reflection unit 213a is configured to reflect infrared light that passes through the optical path L1c emitted from the LED 11a. Moreover, the reflection part 213b is comprised so that the infrared light which passes along the optical path L2c reflected by the reflection part 213a may be reflected. Moreover, the reflection part 213c is comprised so that the infrared light which passes along the optical path L3c reflected by the reflection part 213b may be reflected. Further, the reflecting portion 213d is configured to be guided to the photodiode 12 through the optical path L5c by reflecting infrared light passing through the optical path L4c reflected by the reflecting portion 213c. Therefore, the infrared light emitted from the LED 11a is reflected four times by the reflecting portions 213a to 213d and then guided to the photodiode 12.

反射部213c、213dは、参照用の光源であるLED11bから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。詳細には、反射部213cは、LED11bから出射された光路L1dを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部213dは、反射部213cにより反射された光路L2dを通る赤外光を反射することによって、光路L3dによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。したがって、LED11bから出射された赤外光は、反射部213c、213dにより2回反射された後、フォトダイオード12に導光される。   The reflecting portions 213c and 213d are configured to guide the light to the photodiode 12 by reflecting infrared light emitted from the LED 11b which is a reference light source. Specifically, the reflection unit 213c is configured to reflect infrared light passing through the optical path L1d emitted from the LED 11b. In addition, the reflecting portion 213d is configured to be guided to the photodiode 12 through the optical path L3d by reflecting the infrared light passing through the optical path L2d reflected by the reflecting portion 213c. Therefore, the infrared light emitted from the LED 11b is reflected twice by the reflecting portions 213c and 213d and then guided to the photodiode 12.

ここで、上記の通り、各反射部213a〜213d、LED11a、11bおよびフォトダイオード12は、A方向において同じ高さ位置に配置されていることから、光路L1c〜L4c、L1d、L2dもA方向において略同じ高さ位置に配置されている。   Here, as described above, the reflecting portions 213a to 213d, the LEDs 11a and 11b, and the photodiode 12 are arranged at the same height position in the A direction, so that the optical paths L1c to L4c, L1d, and L2d are also in the A direction. They are arranged at approximately the same height.

反射部213a〜213dは、共に、筐体部10の内側から外側に向けて窪む球状(球状の面の端部側を切り取った形状)の反射面を有している。反射部213a〜213dは、球状の反射面により、反射後の光路方向に赤外光を絞る機能を有している。   Each of the reflecting portions 213a to 213d has a spherical reflecting surface that is recessed from the inside to the outside of the housing portion 10 (a shape obtained by cutting off the end of the spherical surface). The reflecting portions 213a to 213d have a function of narrowing infrared light in the optical path direction after reflection by a spherical reflecting surface.

フォトダイオード12には、受光した赤外光を集光する集光レンズ12aが設けられている。集光レンズ12aは、筐体部10の内側に突出する半球形状を有している。   The photodiode 12 is provided with a condenser lens 12a that condenses the received infrared light. The condensing lens 12 a has a hemispherical shape that protrudes to the inside of the housing unit 10.

[第2実施形態の効果]
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
[Effects of Second Embodiment]
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

第2本実施形態では、上記第1実施形態と同様に、LED11a、LED11b、フォトダイオード12、および、LED11aから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光する反射部213a〜213dが内面101a側に配置される筐体部10とを設ける。これにより、装置構成を簡素化することができるとともに、装置を小型化することができる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, the LED 11a, the LED 11b, the photodiode 12, and the reflection portions 213a to 213a that guide the infrared light emitted from the LED 11a to the photodiode 12 are reflected. 213d is provided with the housing | casing part 10 arrange | positioned at the inner surface 101a side. Thereby, the device configuration can be simplified and the device can be miniaturized.

また、第2本実施形態では、上記のように、反射部213a〜213d、LED11a、LED11bおよびフォトダイオード12を、略同じ高さ位置に配置する。これにより、高さ方向において、筐体部10(装置)を小型化することができる。   In the second embodiment, as described above, the reflectors 213a to 213d, the LED 11a, the LED 11b, and the photodiode 12 are arranged at substantially the same height. Thereby, the housing | casing part 10 (apparatus) can be reduced in size in a height direction.

第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   Other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

[第3実施形態]
次に、図1、図2、図9および図10を参照して、第3実施形態の光学式ガスセンサ301を備えるガス検知器300の構成について説明する。第3実施形態による光学式ガスセンサ301は、反射部13a〜13eを筐体部10の側壁部101の内面101aにのみ配置した第1実施形態による光学式ガスセンサ1とは異なり、反射部313a〜313iを筐体部10の側壁部101の内面101aと、一方壁部102の内面と、他方壁部103の内面とに配置されている。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, the configuration of the gas detector 300 including the optical gas sensor 301 of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 9, and 10. Unlike the optical gas sensor 1 according to the first embodiment, the optical gas sensor 301 according to the third embodiment is different from the optical gas sensor 1 according to the first embodiment in which the reflective portions 13 a to 13 e are arranged only on the inner surface 101 a of the side wall portion 101 of the housing unit 10. Are arranged on the inner surface 101 a of the side wall portion 101 of the housing portion 10, the inner surface of the one wall portion 102, and the inner surface of the other wall portion 103. In addition, about the structure same as the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and shown in the figure, and the description is abbreviate | omitted.

(光学式ガスセンサの構成)
本発明の第3実施形態によるガス検知器300は、図1に示すように、光学式ガスセンサ301を備えている。光学式ガスセンサ301は、図9に示すように、反射部313a〜313iを備えている。
(Configuration of optical gas sensor)
A gas detector 300 according to the third embodiment of the present invention includes an optical gas sensor 301 as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the optical gas sensor 301 includes reflecting portions 313a to 313i.

筐体部10の内面101a側において、LED11a、11bおよびフォトダイオード12は、一方壁部102(A2方向)側の同一平面上に配置されている。また、反射部313a、313h、313iは、共に、他方壁部103の内面に配置されている。反射部313bは、一方壁部102の内面に配置されている。また、反射部313c〜313g(その他の反射部)は、側壁部101の内面101aに配置されている。   On the inner surface 101a side of the housing portion 10, the LEDs 11a and 11b and the photodiode 12 are arranged on the same plane on the one wall portion 102 (A2 direction) side. The reflecting portions 313a, 313h, and 313i are all disposed on the inner surface of the other wall portion 103. The reflection portion 313b is disposed on the inner surface of the one wall portion 102. Further, the reflecting portions 313 c to 313 g (other reflecting portions) are disposed on the inner surface 101 a of the side wall portion 101.

反射部313a〜313hは、LED11aから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。詳細には、反射部313aは、LED11aから出射された光路L1eを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部313bは、反射部313aにより反射された光路L2eを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部313cは、反射部313bにより反射された光路L3eを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部313dは、反射部313cにより反射された光路L4eを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部313eは、反射部313dにより反射された光路L5eを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部313fは、反射部313eにより反射された光路L6eを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部313gは、反射部313fにより反射された光路L7eを通る赤外光を反射するように構成されている。また、反射部313hは、反射部313gにより反射された光路L8eを通る赤外光を反射することによって、光路L9eによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。したがって、LED11aから出射された赤外光は、反射部213a〜213dにより8回反射された後、フォトダイオード12に導光される。   The reflecting portions 313a to 313h are configured to guide the light to the photodiode 12 by reflecting the infrared light emitted from the LED 11a. Specifically, the reflecting portion 313a is configured to reflect infrared light passing through the optical path L1e emitted from the LED 11a. Moreover, the reflection part 313b is comprised so that the infrared light which passes along the optical path L2e reflected by the reflection part 313a may be reflected. Moreover, the reflection part 313c is comprised so that the infrared light which passes along the optical path L3e reflected by the reflection part 313b may be reflected. Further, the reflecting portion 313d is configured to reflect infrared light passing through the optical path L4e reflected by the reflecting portion 313c. Further, the reflecting portion 313e is configured to reflect infrared light passing through the optical path L5e reflected by the reflecting portion 313d. The reflecting portion 313f is configured to reflect infrared light that passes through the optical path L6e reflected by the reflecting portion 313e. The reflecting portion 313g is configured to reflect infrared light that passes through the optical path L7e reflected by the reflecting portion 313f. In addition, the reflecting portion 313h is configured to be guided to the photodiode 12 through the optical path L9e by reflecting the infrared light passing through the optical path L8e reflected by the reflecting portion 313g. Therefore, the infrared light emitted from the LED 11a is reflected eight times by the reflecting portions 213a to 213d and then guided to the photodiode 12.

反射部313a〜313hは、LED11aから出射される赤外光をA1方向から見て、時計周り方向に旋回させるようにして、フォトダイオード12に導光するように構成されている。ここで、反射部313a、313bは、光路L2eおよびL3e(図10参照)を通る赤外光を、A2方向に移動させるように構成されている。反射部313c〜313fは、光路L3e〜L7e(図10参照)を通る赤外光を、A1方向に移動させるように構成されている。反射部313g、313hは、光路L8eおよびL9e(図10参照)を通る赤外光を、A2方向に移動させるように構成されている。   The reflecting portions 313a to 313h are configured to guide the infrared light emitted from the LED 11a to the photodiode 12 so as to rotate in the clockwise direction when viewed from the A1 direction. Here, the reflecting portions 313a and 313b are configured to move the infrared light passing through the optical paths L2e and L3e (see FIG. 10) in the A2 direction. The reflecting portions 313c to 313f are configured to move the infrared light passing through the optical paths L3e to L7e (see FIG. 10) in the A1 direction. The reflection units 313g and 313h are configured to move the infrared light passing through the optical paths L8e and L9e (see FIG. 10) in the A2 direction.

また、第3実施形態では、A方向において、LED11aからA1方向側に出射され、未だ反射されていない赤外光を、一旦、A2方向側(LED11a側)に反射するように構成されている。これにより、光学式ガスセンサ301は、赤外光の光路長をかせぐことができる。同時に、A方向において、フォトダイオード12と対向する位置に、フォトダイオード12に向けて赤外光を反射する構成を配置して、フォトダイオード12への入射角をゼロ(フォトダイオード12の赤外光の受光面と赤外光とのなす角度を90度)に近づけることができるので、赤外光の大きさ(フォトダイオード12の受光面積)に対して受光面を広く確保できる。このため、フォトダイオード12により赤外光を受光しやすくすることができる。   Further, in the third embodiment, in the A direction, infrared light that is emitted from the LED 11a to the A1 direction side and has not been reflected is once reflected to the A2 direction side (LED 11a side). Thereby, the optical gas sensor 301 can earn the optical path length of infrared light. At the same time, in the A direction, a configuration that reflects infrared light toward the photodiode 12 is arranged at a position facing the photodiode 12 so that the incident angle to the photodiode 12 is zero (the infrared light of the photodiode 12 Since the angle between the light receiving surface and the infrared light can be close to 90 degrees), a wide light receiving surface can be secured with respect to the size of the infrared light (the light receiving area of the photodiode 12). For this reason, infrared light can be easily received by the photodiode 12.

反射部313iは、LED11bから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。詳細には、反射部313iは、LED11bから出射された光路L1fを通る赤外光を反射することによって、光路L2fによりフォトダイオード12に導光するように構成されている。したがって、LED11bから出射された赤外光は、反射部313iにより1回反射された後、フォトダイオード12に導光される。   The reflecting portion 313i is configured to guide the infrared light emitted from the LED 11b to the photodiode 12 by reflecting the infrared light. Specifically, the reflecting portion 313i is configured to guide the light to the photodiode 12 through the optical path L2f by reflecting infrared light passing through the optical path L1f emitted from the LED 11b. Therefore, the infrared light emitted from the LED 11b is reflected once by the reflecting portion 313i and then guided to the photodiode 12.

[第3実施形態の効果]
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
[Effect of the third embodiment]
In the third embodiment, the following effects can be obtained.

第3本実施形態では、上記第1実施形態と同様に、LED11a、LED11b、フォトダイオード12、および、LED11aから出射された赤外光を反射することによりフォトダイオード12に導光する反射部313a〜313hが内面101a側に配置される筐体部10とを設ける。これにより、装置構成を簡素化することができるとともに、装置を小型化することができる。   In the third embodiment, as in the first embodiment, the LED 11a, the LED 11b, the photodiode 12, and the reflecting portions 313a to 315a that guide the infrared light emitted from the LED 11a to the photodiode 12 are reflected. 313h is provided with the housing portion 10 disposed on the inner surface 101a side. Thereby, the device configuration can be simplified and the device can be miniaturized.

また、第3本実施形態では、上記のように、反射部313a〜313hを、螺旋状の光路により、LED11aから出射される赤外光をフォトダイオード12に導光するように構成する。これにより、螺旋状の光路により、筐体部10内のスペースを効率的に利用して赤外光をフォトダイオード12に届けることができる。その結果、より大きい赤外光の光路長を確保することができるので、検出対象のガスをより精度よく検知することができる。   In the third embodiment, as described above, the reflecting portions 313a to 313h are configured to guide the infrared light emitted from the LED 11a to the photodiode 12 through the spiral optical path. Thereby, infrared light can be delivered to the photodiode 12 by efficiently using the space in the housing portion 10 by the spiral optical path. As a result, a larger optical path length of infrared light can be ensured, so that the gas to be detected can be detected with higher accuracy.

第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   Other effects of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.

(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modification)
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第1〜第3実施形態では、反射部を複数設けた例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、反射部を1つのみ設けてもよい。   For example, in the first to third embodiments, an example in which a plurality of reflecting portions are provided has been described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, only one reflecting portion may be provided.

また、上記第1〜第3実施形態では、筐体部に固定的に反射部を設けた例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、反射部をMEMSミラーなどにより構成して、筐体部に対して振動可能に構成してもよい。   Moreover, although the example which provided the reflection part fixed to the housing | casing part was shown in the said 1st-3rd embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, for example, the reflection unit may be configured by a MEMS mirror or the like so as to be capable of vibrating with respect to the housing unit.

また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の第1光源および第2光源をLEDにより構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1光源および第2光源を白熱電球などのLED以外の光源により構成してもよい。   Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example which comprised the 1st light source and 2nd light source of this invention by LED, this invention is not limited to this. In the present invention, the first light source and the second light source may be constituted by a light source other than an LED such as an incandescent lamp.

また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の受光部をフォトダイオードにより構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、受光部を熱電対などのフォトダイオード以外の受光部により構成してもよい。   Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example which comprised the light-receiving part of this invention with the photodiode, this invention is not limited to this. In the present invention, the light receiving part may be constituted by a light receiving part other than a photodiode such as a thermocouple.

また、上記第1〜第3実施形態では、第1光源からの赤外光と、第2光源からの赤外光との反射回数が異なるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1光源からの赤外光と、第2光源からの赤外光との反射回数が同じになるように構成してもよい。   In the first to third embodiments, the example in which the number of reflections of the infrared light from the first light source and the infrared light from the second light source is different is shown. Not limited to. In this invention, you may comprise so that the frequency | count of reflection of the infrared light from a 1st light source and the infrared light from a 2nd light source may become the same.

また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の電源を電池とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、本発明の電源を商用電源に接続可能なコンセント部としてもよい。   Moreover, although the example which used the power supply of this invention as the battery was shown in the said 1st-3rd embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, for example, the power source of the present invention may be an outlet portion that can be connected to a commercial power source.

また、上記第1〜第3実施形態では、第1光源をガス検出用の光源とし、第2光源を参照用の光源とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1光源および第2光源を、共に、互いに異なる種類のガスを検出するための光源としてもよい。   In the first to third embodiments, the example in which the first light source is the gas detection light source and the second light source is the reference light source is shown. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, both the first light source and the second light source may be used as light sources for detecting different types of gases.

また、上記第1〜第3実施形態では、コンパチブルを介して光学式ガスセンサとガス検知器(ガス検知器の本体部)とを電気的に接続するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コンパチブルを介することなく、光学式ガスセンサとガス検知器とを直接電気的に接続可能なように構成してもよい。   Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example comprised so that an optical gas sensor and a gas detector (main part of a gas detector) may be electrically connected through compatibility, this invention was shown. Is not limited to this. In this invention, you may comprise so that an optical gas sensor and a gas detector can be directly electrically connected, without passing through compatibility.

また、上記第1〜第3実施形態では、反射部を筐体部と一体的に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、反射部を筐体部と別体で形成してもよい。   Moreover, although the example which formed the reflection part integrally with the housing | casing part was shown in the said 1st-3rd embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, the reflection portion may be formed separately from the housing portion.

また、上記第1〜第3実施形態では、筐体部を金型により形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、筐体部を金属加工などの金型以外の方法により形成してもよい。   Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the example which formed the housing | casing part with the metal mold | die was shown, this invention is not limited to this. In this invention, you may form a housing | casing part by methods other than metal mold | die, such as metal processing.

また、本発明は、上記第1〜第3実施形態で説明した赤外光の反射回数に限定されものではない。   The present invention is not limited to the number of infrared light reflections described in the first to third embodiments.

また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の第2光源として、ガス吸収性のない波長の光源を用いて、第2光源を参照用の光源として用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第2光源として、ガス吸収性のある波長の光源を用いて、第2光源を参照用の光源および検知用の光源の両方として用いてもよい。   Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example which used the 2nd light source as a light source for a reference, using the light source of the wavelength which does not have gas absorptivity as a 2nd light source of this invention, The invention is not limited to this. In the present invention, a gas light-absorbing wavelength light source may be used as the second light source, and the second light source may be used as both a reference light source and a detection light source.

上記第1〜第3実施形態では、第1光源をガス検出用の光源とし、第2光源を参照用の光源とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1光源および第2光源を共にガス検出用の光源としてもよい。具体例として、第1光源および第2光源を異なる帯域幅の波長とし、1つのガスの検出精度を高めるようにしてもよい。   In the first to third embodiments, the example in which the first light source is the gas detection light source and the second light source is the reference light source is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, both the first light source and the second light source may be gas detection light sources. As a specific example, the first light source and the second light source may have different bandwidth wavelengths, and the detection accuracy of one gas may be increased.

また、上記第1実施形態では、光学式ガスセンサが、光源や受光部などを搭載するため基板を3つ備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光学式ガスセンサが、光源や受光部などを搭載するため基板を1つのみ備えていてもよい。この場合、基板をフレキシブル配線基板としてもよい。   In the first embodiment, an example in which the optical gas sensor includes three substrates for mounting a light source, a light receiving unit, and the like has been described. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the optical gas sensor may include only one substrate for mounting a light source, a light receiving unit, and the like. In this case, the substrate may be a flexible wiring substrate.

上記第1〜第3実施形態では、1つの筐体部の内側に基板、反射部、受光部などを配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、1つの筐体部の内側に別の筐体部を配置し、内側の筐体部に基板、反射部、受光部などをそれぞれ設置するための孔部を設けて、その孔部に基板、反射部、受光部を差し込むようにして設置してもよい。この場合、内側の筐体部は、円筒形状を有しており、各部品が差し込まれることにより、光軸が調整されるように構成されていてもよい。   In the first to third embodiments, the example in which the substrate, the reflection unit, the light receiving unit, and the like are arranged inside one housing unit is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, another casing portion is arranged inside one casing portion, and holes are provided in the inner casing portion for installing a substrate, a reflection portion, a light receiving portion, and the like, respectively. You may install so that a board | substrate, a reflection part, and a light-receiving part may be inserted in this. In this case, the inner casing portion has a cylindrical shape, and may be configured such that the optical axis is adjusted by inserting each component.

また、上記第1〜第3実施形態では、温湿度センサおよび気圧センサを備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、温湿度センサおよび気圧センサの両方を備えていなくてもよく、一方のみを備えていてもよい。   Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the example provided with a temperature / humidity sensor and an atmospheric | air pressure sensor was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, both the temperature / humidity sensor and the atmospheric pressure sensor may not be provided, and only one of them may be provided.

上記第1〜第3実施形態では、反射部として球状の反射面と平坦な反射面を組合せた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、球状の反射面または平坦な反射面の一方のみを設けるようにしてもよい。また、反射面の形状はどのような形状でもよく、楕円形や、非球面(平面でも球面でもない曲面)形状であってもよい。   In the said 1st-3rd embodiment, although the example which combined the spherical reflective surface and the flat reflective surface was shown as a reflection part, this invention is not limited to this. In the present invention, only one of a spherical reflecting surface and a flat reflecting surface may be provided. The shape of the reflecting surface may be any shape, and may be an ellipse or an aspherical surface (a curved surface that is neither a plane nor a sphere).

1、201、301 光学式ガスセンサ
3 電池(電源)
10 筐体部
11a LED(第1光源)
11b LED(第2光源)
12 フォトダイオード(受光部)
13a、13b、13c、13d、13e、213a、213b、213c、213d、313a、313b、313c、313d、313e、313f、313g、313h 反射部
100、200、300 ガス検知器
101 側壁部
101a 内面
103 他方壁部(ガス流入部)
1, 201, 301 Optical gas sensor 3 Battery (power supply)
10 Housing 11a LED (first light source)
11b LED (second light source)
12 Photodiode (light receiving part)
13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 213a, 213b, 213c, 213d, 313a, 313b, 313c, 313d, 313e, 313f, 313g, 313h Reflector 100, 200, 300 Gas detector 101 Side wall 101a Inner surface 103 Other Wall (gas inlet)

Claims (11)

非分散型赤外線吸収方式のセンサであって、
第1の波長の赤外光を出射する第1光源と、
前記第1の波長とは異なる第2の波長の赤外光を出射する第2光源と、
前記第1光源および前記第2光源から出射された赤外光を受光する1つの受光部と、
前記第1光源から出射された赤外光を反射することにより、前記受光部に導光する反射部と、
前記第1光源、前記第2光源、前記受光部および前記反射部が内面側に配置される筐体部とを備える、光学式ガスセンサ。
A non-dispersive infrared absorption sensor,
A first light source that emits infrared light of a first wavelength;
A second light source that emits infrared light having a second wavelength different from the first wavelength;
One light receiving unit for receiving infrared light emitted from the first light source and the second light source;
A reflecting part for guiding the light to the light receiving part by reflecting infrared light emitted from the first light source;
An optical gas sensor comprising: the first light source, the second light source, the light receiving unit, and a housing unit on which the reflection unit is disposed on an inner surface side.
前記第1光源は、検出対象のガスを検知するための検知用の光源であり、
前記第2光源は、参照用の光源である、請求項1に記載の光学式ガスセンサ。
The first light source is a light source for detection for detecting a gas to be detected,
The optical gas sensor according to claim 1, wherein the second light source is a reference light source.
前記反射部は、複数設けられ、
前記第1光源から出射された赤外光は、複数の前記反射部により複数回反射されることによって、前記受光部に導光される、請求項1または2に記載の光学式ガスセンサ。
A plurality of the reflection portions are provided,
3. The optical gas sensor according to claim 1, wherein infrared light emitted from the first light source is guided to the light receiving unit by being reflected a plurality of times by the plurality of reflecting units.
前記反射部は、検出対象のガスの流入方向よりも前記流入方向に交差する側方で、前記第1光源から出射された赤外光を多く反射するように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学式ガスセンサ。   The said reflection part is comprised so that more infrared rays radiate | emitted from the said 1st light source may be reflected in the side which cross | intersects the said inflow direction rather than the inflow direction of the gas of detection object. 4. The optical gas sensor according to any one of 3 above. 前記反射部は、前記流入方向に交差する側方のみで、前記第1光源から出射された赤外光を反射するように構成されている、請求項4に記載の光学式ガスセンサ。   The optical gas sensor according to claim 4, wherein the reflection unit is configured to reflect infrared light emitted from the first light source only at a side intersecting the inflow direction. 前記筐体部は、筒状の側面部と、前記側面部の一端に設けられ、検出対象のガスを流入させるガス流入部とを含み、
前記第1光源、前記第2光源および前記受光部は、前記側面部の内面に配置されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学式ガスセンサ。
The housing portion includes a cylindrical side surface portion and a gas inflow portion that is provided at one end of the side surface portion and allows a gas to be detected to flow in,
The optical gas sensor according to claim 1, wherein the first light source, the second light source, and the light receiving unit are disposed on an inner surface of the side surface part.
前記反射部、前記第1光源、前記第2光源および前記受光部は、略同じ高さ位置に配置されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学式ガスセンサ。   The optical gas sensor according to claim 1, wherein the reflection unit, the first light source, the second light source, and the light receiving unit are disposed at substantially the same height position. 前記反射部は、前記第2光源から出射された赤外光も反射することにより、前記受光部に導光するように構成されており、前記第1光源からの赤外光と、前記第2光源からの赤外光とを、互いに異なる回数反射するように設けられている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学式ガスセンサ。   The reflection unit is configured to guide the infrared light emitted from the second light source to the light receiving unit by reflecting the infrared light, and the infrared light from the first light source and the second light source. The optical gas sensor according to claim 1, wherein the optical gas sensor is provided so as to reflect infrared light from a light source a different number of times. 前記反射部は、螺旋状の光路により、前記第1光源から出射される赤外光を前記受光部に導光するように構成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学式ガスセンサ。   The said reflection part is comprised so that the infrared light radiate | emitted from the said 1st light source may be guide | induced to the said light-receiving part by a helical optical path, The any one of Claims 1-8. Optical gas sensor. 前記第1光源および前記第2光源は、発光ダイオードを含み、
前記受光部は、フォトダイオードを含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学式ガスセンサ。
The first light source and the second light source include a light emitting diode,
The optical gas sensor according to claim 1, wherein the light receiving unit includes a photodiode.
請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学式ガスセンサと、
前記光学式ガスセンサに電力を供給する電源とを備える、ガス検知器。
The optical gas sensor according to any one of claims 1 to 10,
A gas detector comprising: a power source that supplies electric power to the optical gas sensor.
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