專利名稱：氣體濃度計(jì)算裝置、氣體濃度測量模塊、及光檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用NDIR(非分散型紅外線吸收)法進(jìn)行氣體的濃度計(jì)算的氣體濃度計(jì)算裝置及氣體濃度測量模塊。另外，本發(fā)明涉及檢測不同的光路上的光的光檢測器。
背景技術(shù)：
一直以來，例如將計(jì)算二氧化碳等氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的領(lǐng)域等中。基于該氣體濃度計(jì)算裝置中的計(jì)算結(jié)果來控制換氣的0N/0FF(開/關(guān))等，由此使空調(diào)系統(tǒng)高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)消耗電力的降低。在這樣的氣體濃度計(jì)算裝置中使用 NDIR(Non-dispersive Infrared,非分散型紅外線吸收)法,所謂NDIR(非分散型紅外線吸收)法，是指基于紅外光穿過對象氣體中時(shí)的衰減來計(jì)算氣體的濃度的方法。作為使用NDIR(非分散型紅外線吸收)法的氣體濃度計(jì)算裝置，例如有專利文獻(xiàn)I中所記載的裝置。該氣體濃度計(jì)算裝置使來自單一光源的光照射至氣室(gas cell)內(nèi)，并通過第I檢測器及第2檢測器對穿過氣室內(nèi)的光進(jìn)行檢測。第I檢測器對穿過由被測定氣體區(qū)域及封入至測定氣體室內(nèi)的不活潑氣體區(qū)域構(gòu)成的光路的光進(jìn)行檢測。第2檢測器對穿過由被測定氣體區(qū)域及封入至比較氣體室內(nèi)的與被測定氣體種類相同的氣體區(qū)域構(gòu)成的光路的光進(jìn)行檢測。另外，公開有通過第2檢測器檢測照射光量的增減，且校正第I檢測器的輸出。另外，在專利文獻(xiàn)2中記載有檢測氣缸內(nèi)的樣品氣體濃度的氣體濃度計(jì)算裝置。此處，將反射鏡設(shè)置于在氣缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)的活塞的頭部，并且在氣缸的頭部朝向氣缸內(nèi)配置光源及檢測器。通過這樣的構(gòu)成，自光源發(fā)射且由活塞上的反射鏡反射的光被檢測器接收。伴隨著活塞的往復(fù)移動(dòng)，經(jīng)由反射鏡的自光源至檢測器為止的光路長度發(fā)生變化，因此檢測器中所接收的能量發(fā)生變化。然后，基于自檢測器輸出的輸出值的變化來計(jì)算樣品氣體的濃度。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2007-256242號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平5-180760號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題然而，引用文獻(xiàn)I中所記載的氣體濃度計(jì)算裝置，需要另外配置封入有與被測定氣體種類相同的氣體的比較氣體室等。另外，在以多種被測定氣體作為檢測對象的情況下，針對每種被測定氣體需要多個(gè)比較氣體室。另外，根據(jù)氣體的情況，也存在難以填充于比較氣體室中的情況。另外，在引用文獻(xiàn)2所記載的氣體濃度計(jì)算裝置中，為了使光路長度發(fā)生變化而使用活塞的往復(fù)移動(dòng)，因此原則上不可能同時(shí)檢測不同的光路長度的光。另外，由于因活塞的運(yùn)轉(zhuǎn)所致的振動(dòng)等影響，活塞在光路長度方向上移動(dòng)，從而存在因光路長度變化而產(chǎn)生測定誤差之類的問題。另外，在引用文獻(xiàn)I所記載的氣體濃度計(jì)算裝置中，分別通過個(gè)別的光檢測器內(nèi)的受光元件對穿過不活潑氣體區(qū)域的光及穿過比較氣體室的光進(jìn)行檢測，并進(jìn)行檢測值的比較。因此，因2個(gè)受光元件之間所存在的固有的偏差、或在有環(huán)境變化的情況下2個(gè)受光元件所受的影響的不同等，存在無法準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測值的比較之類的問題。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面的目的在于提供一種可更高精度地計(jì)算多種多樣的氣體濃度的氣體濃度計(jì)算裝置及氣體濃度測量模塊。另外，本發(fā)明的另一個(gè)方面的目的在于提供一種能夠降低各個(gè)受光元件間的固有的偏差，即使測定環(huán)境發(fā)生變動(dòng)，也可通過受光元件高精度地進(jìn)行檢測值的比較，并且降低了各受光元件間的光的串?dāng)_的光檢測器。解決問題的技術(shù)手段 本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的特征在于，其是具備氣體濃度測量模塊及氣體濃度計(jì)算模塊且計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置，所述氣體濃度測量模塊具備氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的導(dǎo)入空間；光源，其配置于所述氣室的一端；信號光接收單元及參照光接收單元，其配置于所述氣室的另一端，且接收自所述光源放射的光；及不活潑氣體室，其配置于所述導(dǎo)入空間內(nèi)的所述光源與所述參照光接收單元之間的光路中，且封入有相對于自所述光源放射的光而言不活潑的不活潑氣體；所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述氣體濃度測量模塊的所述信號光接收單元所接收的所述光的能量值與所述參照光接收單元所接收的所述光的能量值的比來計(jì)算所述對象氣體的所述濃度。另外，本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中的氣體濃度測量模塊的特征在于，包括氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的導(dǎo)入空間；光源，其配置于所述氣室的一端；信號光接收單元及參照光接收單元，其配置于所述氣室的另一端，且接收自所述光源放射的光；及不活潑氣體室，其配置于所述導(dǎo)入空間內(nèi)的所述光源與所述參照光接收單元之間的光路中，且封入有相對于自所述光源放射的光而言不活潑的不活潑氣體。在該發(fā)明中，在導(dǎo)入空間內(nèi)，在光源與參照光接收單元之間的光路中配置不活潑氣體室，因此自光源放射的光穿過導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體及不活潑氣體并入射至參照光接收單元。進(jìn)而，自光源放射的光穿過導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體并入射至信號光接收單元。因此，與入射至信號光接收單元的光穿過對象氣體中的距離相比，入射至參照光接收單元的光穿過對象氣體中的距離僅縮短存在有不活潑氣體的空間的部分。因此，通過信號光接收單元及參照光接收單元，可同時(shí)測定穿過對象氣體的距離不同的光、即由對象氣體引起的吸收量不同的光。另外，在該發(fā)明中，為不會(huì)如引用文獻(xiàn)I所記載的氣體濃度計(jì)算裝置那樣使用封入有與被測定氣體種類相同的氣體的比較氣體室等，而可測定多種多樣的氣體濃度的構(gòu)成。另外,也可同時(shí)測量多種氣體。另外，在該發(fā)明中，為了使光路長度變化而不伴隨振動(dòng)等，從而不存在因該振動(dòng)所致的位置偏離或附帶的噪聲等，因此可防止氣體濃度測量模塊的光檢測精度的下降。另外，所述不活潑氣體優(yōu)選為含有氬、氙、氮中的至少任意一種的氣體。
在該發(fā)明中，利用當(dāng)光穿過氬、氙、氮時(shí)不衰減的現(xiàn)象，可獲得穿過對象氣體的距離不同的光。另外，本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的特征在于，其是具備氣體濃度測量模塊及氣體濃度計(jì)算模塊且計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置，所述氣體濃度測量模塊具備氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的導(dǎo)入空間；光源，其配置于所述氣室的一端；及信號光接收單元及參照光接收單元，其在所述氣室的另一端側(cè)接收自所述光源放射的光，且配置于自所述光源放射的光穿過所述導(dǎo)入空間內(nèi)的距離不同的位置；所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述氣體濃度測量模塊的所述信號光接收單元所接收的所述光的能量值與所述參照光接收單元所接收的所述光的能量值的比來計(jì)算所述對象氣體的所述濃度。另外，本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中的氣體濃度測量模塊的特征在于，具備氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的導(dǎo)入空間；光源，其配置于所述氣室的一端；及信號光接收單元及參照光接收單元，其在所述氣室的另一端側(cè)接收自所述光源放射的光，且配置于自所述光源放射的光穿過所述導(dǎo)入空間內(nèi)的距離不 同的位置。在該發(fā)明中，由于將信號光接收單元及參照光接收單元配置于自光源放射的光穿過導(dǎo)入空間內(nèi)的距離不同的位置，因此在信號光接收單元及參照光接收單元中的一者上入射有與另一者相比穿過對象氣體的距離較短的光。因此，通過信號光接收單元及參照光接收單元，可同時(shí)測定穿過對象氣體的距離不同的光、即由對象氣體引起的吸收量不同的光。另外，在該發(fā)明中，為不會(huì)如引用文獻(xiàn)I所記載的氣體濃度計(jì)算裝置那樣使用封入有與被測定氣體種類相同的氣體的比較氣體室等，而可測定吸收量不同的光的構(gòu)成，且可測定多種多樣的氣體的濃度。另外,也可同時(shí)測量多種氣體。另外，在該發(fā)明中，為了使光路長度變化而不伴隨振動(dòng)等，從而不存在因該振動(dòng)所致的位置偏離或附帶的噪聲等，因此可防止氣體濃度測量模塊的光檢測精度的下降。另外，優(yōu)選進(jìn)一步具備帶通濾波器，該帶通濾波器配置于所述光源與所述受光單元之間的光路上且僅使規(guī)定波長的光通過。在該發(fā)明中，通過帶通濾波器可使信號光接收單元及參照光接收單元分別接收的光為相同波長，從而可防止因信號光接收單元及參照光接收單元分別所接收的光的波長不同而引起的光檢測精度的下降。另外，所述光源優(yōu)選為放射紅外線的光源。在該發(fā)明中，可利用當(dāng)紅外線穿過對象氣體時(shí)能量衰減的現(xiàn)象來計(jì)算對象氣體的濃度。另外，所述對象氣體優(yōu)選為二氧化碳。在該發(fā)明中，可利用當(dāng)光穿過二氧化碳等對象氣體時(shí)能量衰減的現(xiàn)象來計(jì)算對象氣體的濃度。另外，優(yōu)選進(jìn)一步具備預(yù)先儲存表示所述對象氣體的所述濃度與所述比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫或近似式的儲存單元，且所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述數(shù)據(jù)庫或所述近似式來計(jì)算與所述比相對應(yīng)的所述濃度。在該發(fā)明中，基于預(yù)先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫或近似式，可高精度地計(jì)算對象氣體的濃度。
另外，優(yōu)選具備所述氣體濃度測量模塊，其具備多個(gè)所述對象氣體不同的所述受光單元；及多個(gè)所述氣體濃度計(jì)算模塊，其與多個(gè)所述受光單元相對應(yīng)。在該發(fā)明中，通過具備多個(gè)對象氣體不同的氣體濃度測量模塊，可同時(shí)高精度地計(jì)算多種氣體的濃度。另外，本發(fā)明的另一個(gè)方面所涉及的光檢測器的特征在于，其是具備分別接收不同的光路上的光的多個(gè)受光元件的光檢測器，所述光檢測器具備遮蔽單元，該遮蔽單元將I個(gè)所述受光元件接收的光與其它所述受光元件接收的光遮蔽，所述多個(gè)受光元件在I個(gè)受光元件芯片上鄰接地形成。 另外，本發(fā)明的另一個(gè)方面所涉及的光檢測器的特征在于，其是檢測穿過對象氣體的不同的光路上的光且計(jì)算所述對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中的光檢測器，所述光檢測器具備多個(gè)受光元件，其分別接收所述不同的光路上的光；及遮蔽單元，其將I個(gè)所述受光元件所接收的光與其它所述受光元件所接收的光遮蔽；所述多個(gè)受光元件在I個(gè)受光元件芯片上鄰接地形成。在該發(fā)明中，通過具備遮蔽單元，可防止入射至I個(gè)受光元件的光入射至其它受光元件。因此，可降低各受光元件間的光的串?dāng)_。因此，可高精度地檢測不同的光路上的光。另外，通過使用鄰接地形成于I個(gè)受光元件芯片上的受光元件，從而由于鄰接地形成的受光元件具有大致相同的特性，因此可降低各個(gè)受光元件間的固有的偏差。因此，即使測定環(huán)境發(fā)生變動(dòng)，各受光元件間的檢測值的變動(dòng)也成為相同的變化特性，從而可容易地使這些檢測值的變動(dòng)相互抵消。因此，可通過各受光元件高精度地進(jìn)行檢測值的比較。另外，優(yōu)選，所述受光元件被載置所述受光元件的封裝基板與封裝蓋包圍，該封裝蓋是在與所述受光元件相對的位置上形成有封裝蓋開口部的封裝蓋，自所述封裝基板延伸并覆蓋所述受光元件，所述遮蔽單元配置于所述封裝蓋與所述受光元件之間，且由內(nèi)側(cè)蓋及內(nèi)側(cè)蓋間隔板構(gòu)成，該內(nèi)側(cè)蓋在與所述受光元件相對的位置上形成有內(nèi)側(cè)蓋開口部、且自所述封裝基板延伸并覆蓋所述受光元件，該內(nèi)側(cè)蓋間隔板自所述內(nèi)側(cè)蓋的與所述受光元件相對的面延伸至所述多個(gè)受光元件之間的區(qū)域。在該發(fā)明中，通過具備內(nèi)側(cè)蓋及內(nèi)側(cè)蓋間隔板，可防止入射至I個(gè)受光元件的光入射至其它受光元件。如此，通過內(nèi)側(cè)蓋間隔板與內(nèi)側(cè)蓋的簡單的構(gòu)成，可發(fā)揮能夠降低光的串?dāng)_的效果。另外，優(yōu)選，所述受光元件被載置所述受光元件的封裝基板與封裝蓋包圍，該封裝蓋是在與所述受光元件相對的位置上形成有封裝蓋開口部的封裝蓋、且自所述封裝基板延伸并覆蓋所述受光元件，所述遮蔽單元由間隔板構(gòu)成，該間隔板自所述封裝蓋的與所述受光元件相對的面延伸至所述多個(gè)受光元件之間的區(qū)域。在該發(fā)明中，通過在封裝蓋上設(shè)置延伸至受光元件之間的區(qū)域的間隔板，可防止入射至I個(gè)受光元件的光入射至其它受光元件。如此，通過在封裝蓋上設(shè)置間隔板的簡單的構(gòu)成，可發(fā)揮能夠降低光的串?dāng)_的效果。另外，優(yōu)選，所述受光元件被載置所述受光元件的封裝基板與封裝蓋包圍，該封裝蓋是在與所述受光元件相對的位置上形成有封裝蓋開口部的封裝蓋、且自所述封裝基板延伸并覆蓋所述受光元件，所述遮蔽單元配置于所述封裝蓋與所述受光元件之間，且由筒狀蓋構(gòu)成，該筒狀蓋載置于所述受光元件上。
在該發(fā)明中，通過在受光元件上配置筒狀蓋，從而可防止入射至I個(gè)受光元件的光入射至其它受光元件。如此，通過筒狀蓋的簡單的構(gòu)成，可發(fā)揮能夠降低光的串?dāng)_的效果。另外，優(yōu)選進(jìn)一步具備帶通濾波器，該帶通濾波器僅使規(guī)定波長的光通過、且覆蓋所述封裝蓋開口部。在該發(fā)明中，通過帶通濾波器可使各受光元件分別所接收的光成為相同波長，從而可防止因各受光元件分別接收的光的波長不同而引起的光檢測精度的下降。另外，本發(fā)明的另一個(gè)方面所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的特征在于，其是具備氣體濃度測量模塊及氣體濃度計(jì)算模塊且計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置，所述氣體濃度測量模塊具備第I氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的第I導(dǎo)入空間；第2氣室，其形 成導(dǎo)入所述對象氣體的第2導(dǎo)入空間；光源，其配置于所述第I氣室及第2氣室的一端；參照光接收單元，其配置于所述第I氣室的另一端，接收自所述光源放射且穿過所述第I導(dǎo)入空間的光；信號光接收單元，其配置于所述第2氣室的另一端，接收自所述光源放射且穿過所述第2導(dǎo)入空間的光；及濃度轉(zhuǎn)換單元，其將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度；所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述氣體濃度測量模塊的所述信號光接收單元所接收的所述光的能量值與所述參照光接收單元所接收的所述光的能量值的比來計(jì)算所述對象氣體的所述濃度。另外，本發(fā)明的另一個(gè)方面所涉及的氣體濃度測量模塊的特征在于，其是計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中的氣體濃度測量模塊，具備第I氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的第I導(dǎo)入空間;第2氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的第2導(dǎo)入空間；光源，其配置于所述第I氣室及第2氣室的一端；參照光接收單元，其配置于所述第I氣室的另一端，接收自所述光源放射且穿過所述第I導(dǎo)入空間的光；信號光接收單元，其配置于所述第2氣室的另一端，接收自所述光源放射且穿過所述第2導(dǎo)入空間的光；及濃度轉(zhuǎn)換單元，其將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。在該發(fā)明中，參照光接收單元接收穿過第I導(dǎo)入空間的光。信號光接收單元接收穿過第2導(dǎo)入空間的光。另外，通過濃度轉(zhuǎn)換單元，將第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度與第2導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。因此，通過信號光接收單元及參照光接收單元，可同時(shí)測定穿過對象氣體的濃度不同的導(dǎo)入空間內(nèi)的光、即由對象氣體引起的吸收量不同的光。另外，在該發(fā)明中，為不會(huì)如引用文獻(xiàn)I所記載的氣體濃度計(jì)算裝置那樣使用封入有與被測定氣體種類相同但因飽和狀態(tài)而表現(xiàn)出不同的變化特性的氣體的比較氣體室等，而可測定吸收量不同的光的構(gòu)成。特別是在該發(fā)明中，在第I氣室與第2氣室中導(dǎo)入相同的對象氣體并轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度，而不是如引用文獻(xiàn)I那樣從最初開始準(zhǔn)備不同的變化特性的氣體(比較氣體室內(nèi)的氣體)。因此，即使在光源的光量或溫度等存在變動(dòng)的情況下，由于第I氣室及第2氣室內(nèi)的對象氣體雖溫度不同但為相同的氣體，因此信號光接收單元及參照光接收單元中的測定值的變化特性也相同。如此，由于信號光接收單元及參照光接收單元中的測定值的變化特性相同，因此基于這些測定值，可容易地使由光源的光量或溫度等所引起的測定值的變動(dòng)相互抵消，從而可更高精度地計(jì)算氣體濃度。
另外，在該發(fā)明中，為了使光路長度變化而不伴隨振動(dòng)等，從而不存在因該振動(dòng)所致的位置偏離或附帶的噪聲等，因此可防止氣體濃度測量模塊的光檢測精度的下降。另外，優(yōu)選，所述濃度轉(zhuǎn)換單元具備附設(shè)于所述第I氣室上的第I加熱器，通過所述第I加熱器對所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體進(jìn)行升溫，由此將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。在該發(fā)明中，通過第I加熱器對第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體進(jìn)行升溫，由此與第2導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體相比第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度變低。如此，利用通過加熱而使對象氣體膨脹的現(xiàn)象，可容易地將第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度與第2導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。另外，優(yōu)選，所述濃度轉(zhuǎn)換單元具備附設(shè)于所述第I氣室上的第I加熱器、及附設(shè)于所述第2氣室上的第2加熱器，通過將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體升溫至不同的溫度，而將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體 的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。在該發(fā)明中，通過第I加熱器與第2加熱器而將第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體與第2導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體升溫至不同的溫度，由此，第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體與第2導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體成為彼此不同的濃度。如此，利用因加熱而使對象氣體膨脹的現(xiàn)象，可容易地將第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度與第2導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。另外，所述氣體濃度測量模塊優(yōu)選進(jìn)一步具備配置于所述第I氣室與所述第2氣室之間的隔熱構(gòu)件。在該發(fā)明中，通過具備隔熱構(gòu)件，可防止第I氣室與第2氣室間的熱的傳遞，從而可高效地使對象氣體升溫，并且可進(jìn)一步可靠地保持第I氣室內(nèi)的對象氣體與第2氣室內(nèi)的對象氣體的溫度差。另外，優(yōu)選，所述濃度轉(zhuǎn)換單元進(jìn)一步具備不活潑氣體供給部，該不活潑氣體供給部將相對于自所述光源放射的光而言不活潑的不活潑氣體導(dǎo)入至所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)，通過將所述不活潑氣體自所述不活潑氣體供給部導(dǎo)入至所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)，從而將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。在該發(fā)明中，由于第I導(dǎo)入空間內(nèi)導(dǎo)入有不活潑氣體，因此，與第2導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體相比，第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度變低。如此，通過將不活潑氣體導(dǎo)入至第I導(dǎo)入空間內(nèi)，可容易地將第I導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度與第2導(dǎo)入空間內(nèi)的對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。另外，由于不活潑氣體相對于自光源放射的光而言不活潑，因此即使在光源的光量或溫度等存在變動(dòng)的情況下，也不會(huì)對參照光接收單元中的測定值的變化特性造成影響。因此，即使在光源的光量或溫度等存在變動(dòng)的情況下，由于第I氣室及第2氣室內(nèi)的對象氣體雖濃度不同但為相同的氣體，因此信號光接收單元及參照光接收單元中的測定值的變化特性也相同。因此，可容易使由光源的光量或溫度等產(chǎn)生的測定值的變動(dòng)相互抵消，從而可更高精度地計(jì)算氣體濃度。另外，所述不活潑氣體優(yōu)選為包含氬、氙、氮中的至少任意一種的氣體。
在該發(fā)明中，可利用當(dāng)光穿過氬、氙、氮時(shí)不衰減的現(xiàn)象進(jìn)行稀釋，而不會(huì)使對象氣體的特性發(fā)生變化。另外，優(yōu)選進(jìn)一步具備帶通濾波器，該帶通濾波器配置于所述光源與所述受光單元之間的光路上、且僅使規(guī)定波長的光通過。在該發(fā)明中，通過帶通濾波器可使信號光接收單元及參照光接收單元分別接收的光成為相同波長，從而可防止因信號光接收單元及參照光接收單元分別接收的光的波長不同而引起的光檢測精度的下降。另外，所述光源優(yōu)選為放射紅外線的光源。在該發(fā)明中，可利用當(dāng)紅外線穿過對象氣體時(shí)能量衰減的現(xiàn)象來計(jì)算對象氣體的濃度。
另外，所述對象氣體優(yōu)選為二氧化碳。在該發(fā)明中，可利用光穿過二氧化碳時(shí)能量衰減的現(xiàn)象來計(jì)算對象氣體的濃度。另外，優(yōu)選進(jìn)一步具備儲存單元，該儲存單元預(yù)先儲存表示所述對象氣體的所述濃度與所述比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫或近似式，且所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述數(shù)據(jù)庫或所述近似式來計(jì)算與所述比相對應(yīng)的所述濃度。在該發(fā)明中，基于預(yù)先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫或近似式，可高精度地計(jì)算對象氣體的濃度。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可同時(shí)更高精度地計(jì)算多種多樣的氣體濃度。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可降低各個(gè)受光元件間的固有的偏差，即使測定環(huán)境發(fā)生變動(dòng)，也可通過受光元件高精度地進(jìn)行檢測值的比較，并且可降低各受光元件間的光的串?dāng)_。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，即使測定環(huán)境發(fā)生變動(dòng)，也可更高精度地計(jì)算氣體濃度。


圖I是表示第I實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的剖面圖。圖2是顯示表示濃度與比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫的圖。圖3是顯示表示濃度與比的相關(guān)關(guān)系的圖表的圖。圖4是表示氣體濃度計(jì)算處理的流程的流程圖。圖5是表示氣體濃度計(jì)算裝置的變形例的剖面圖。圖6是表示第I實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的變形例的剖面圖。圖7是表示第I實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的變形例的剖面圖。圖8是表示第2實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的剖面圖。圖9是表示第2實(shí)施方式所涉及的受光部的細(xì)節(jié)的剖面圖。圖10是表示第3實(shí)施方式所涉及的受光部的細(xì)節(jié)的剖面圖。圖11是表示第4實(shí)施方式所涉及的受光部的細(xì)節(jié)的剖面圖。圖12是表示第5實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的概略剖面圖。圖13是顯示表示濃度與比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫的圖。圖14是顯示表示濃度與比的相關(guān)關(guān)系的圖表的圖。
圖15是表示氣體濃度計(jì)算處理的流程的流程圖。圖16是表示第6實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的概略剖面圖。圖17是表示第7實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置的概略剖面圖。圖18是顯示表示濃度與比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫的圖。圖19是顯示表示濃度與比的相關(guān)關(guān)系的圖表的圖。符號的說明IX、1XA、IXBUXC…氣體濃度計(jì)算裝置、2X、2XA…氣體濃度測量模塊、3X、3XA 3XD…計(jì)算電路、10X、IOXA、110X、210X…氣室、IIX、IIXA…導(dǎo)入空間、20X…光源部、21X…紅外光源、22X、122XA 122XD…帶通濾波器、30X、130XA 130XD、230XA 230XD…受光部、31X、31XA、131XA 131XD、231XA 231XD…參照光接收元件、32X、32XA、132XA 132XD、 232XA 232XD…信號光接收元件、40X、140XA 140XD…不活潑氣體室、41X…不活潑氣體、121XA 121XD…光源。IY…氣體濃度計(jì)算裝置、30Y、30YA、30YB…受光部、31Y、31YB…參照光接收元件、32Y、32YB…信號光接收元件、34Y、34YB…受光元件芯片、35Y…封裝基板、36Y、36YA…封裝蓋、36aY、36bY…封裝蓋開口部、37Y…內(nèi)側(cè)蓋、37aY、37bY…內(nèi)側(cè)蓋開口部、37cY…內(nèi)側(cè)蓋間隔板、37dY…間隔板、38Y…帶通濾波器、39YA、39YB…筒狀蓋、A…區(qū)域。12、124、128吣氣體濃度計(jì)算裝置、22 "氣體濃度測量模塊、32"4十算電路、42"-儲存部、IOZ…升溫側(cè)氣室、IOZA…高溫側(cè)氣室、IOZB…稀釋側(cè)氣室、IlZ…升溫側(cè)導(dǎo)入空間、IlZA…高溫側(cè)導(dǎo)入空間、IIZB…稀釋側(cè)導(dǎo)入空間、15Z…加熱器、15ZA…高溫側(cè)加熱器、20Z…光源部、21Z…紅外光源、30Z…受光部、31Z…參照光接收元件、32Z…信號光接收元件、39Z…帶通濾波器、60Z…常溫側(cè)氣室、60ZA…低溫側(cè)氣室、60ZB…非稀釋側(cè)氣室、61Z…常溫側(cè)導(dǎo)入空間、61ZA…低溫側(cè)導(dǎo)入空間、61ZB…非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間、65ZA…低溫側(cè)加熱器、70Z…隔熱構(gòu)件、80Z…稀釋氣體供給部。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對本發(fā)明所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置、氣體濃度測量模塊及光檢測器的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。再者，在附圖的說明中，對相同的要素標(biāo)注相同的符號，省略重復(fù)的說明。[第I實(shí)施方式](氣體濃度計(jì)算裝置IX的整體構(gòu)成)首先，對第I實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置IX的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖I是表示氣體濃度計(jì)算裝置的剖面圖。氣體濃度計(jì)算裝置IX被構(gòu)成為包括氣體濃度測量模塊2X，其接收來自紅外光源21X(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“光源”)的紅外光，并測定其能量；計(jì)算電路3X(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“氣體濃度計(jì)算模塊”)，其基于由氣體濃度測量模塊2X得到的測定結(jié)果而計(jì)算氣體濃度；及儲存部4X(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“儲存單元”)，其儲存計(jì)算電路3X計(jì)算氣體濃度時(shí)的信息；該氣體濃度計(jì)算裝置IX是計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置。通過計(jì)算電路3X所計(jì)算的氣體濃度被輸出至未圖示的控制裝置等中，并用于例如空調(diào)系統(tǒng)等的控制中。再者，在第I實(shí)施方式中，對將導(dǎo)入至氣體濃度測量模塊2X中的樣品氣體中的二氧化碳作為濃度計(jì)算的對象氣體的情況下的例子進(jìn)行說明。
氣體濃度測量模塊2X包括如下部件而構(gòu)成氣室10X，其形成內(nèi)部導(dǎo)入樣品氣體50X的導(dǎo)入空間IlX ;光源部20X，其配置于氣室IOX的一端；及受光部30X(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“信號光接收單元及參照光接收單元”)，其配置于氣室IOX的另一端且接收自光源部20X放射的光。關(guān)于氣室10X，在氣室IOX的一端側(cè)設(shè)置有用于向?qū)肟臻gIlX內(nèi)導(dǎo)入樣品氣體50X的氣體導(dǎo)入部12X，在氣室IOX的另一端側(cè)設(shè)置有用于將導(dǎo)入空間IlX內(nèi)的樣品氣體50X向外部排出的氣體排出部13X。再者，也可如圖I所示，不設(shè)置進(jìn)出口而為多個(gè)穿孔形狀。光源部20X包括如下部件而構(gòu)成框體25X，其與氣室IOX相接合；紅外光源21X，其配置于框體25X內(nèi)；開口部26X，其形成于框體25X上的與紅外光源21X相對的部位、且用于將紅外光源21X放射的紅外光引導(dǎo)至框體25X的外部；以及帶通濾波器22X及窗構(gòu)件23X，其覆蓋開口部26X。自紅外光源2IX放射的紅外光穿過窗構(gòu)件23X、帶通濾波器22X并 導(dǎo)入至氣室IOX內(nèi)。此處，紅外光源2以使用放射4.2111^4.311111的波段的光的光源。另 夕卜，帶通濾波器22X使用僅透過4. 2 ii nT4. 3um的波段的光的帶通濾波器。另外，窗構(gòu)件23X由相對于紅外線具有較高的透過性的材料而構(gòu)成。再者，關(guān)于下述的窗構(gòu)件39X、43X，也為與窗構(gòu)件23X相同的構(gòu)成。受光部30X包括如下部件而構(gòu)成參照光接收元件31X(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“參照光接收單元”)及信號光接收元件32X(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“信號光接收單元”)，其配置于基板35X上；蓋36X，其覆蓋參照光接收元件31X及信號光接收元件32X ;間隔壁37X，其自蓋36X延伸至參照光接收元件31X與信號光接收元件32X之間的區(qū)域；開口部38X，其分別形成于蓋36X中的與參照光接收元件31X及信號光接收元件32X相對的部位；及窗構(gòu)件39X，其覆蓋開口部38X。參照光接收元件31X及信號光接收元件32X將所接收的紅外光的能量值向計(jì)算電路3X輸出。另外，在氣室IOX的導(dǎo)入空間IlX內(nèi)，在紅外光源21X與參照光接收元件31X之間的光路中配置有不活潑氣體室40X。在不活潑氣體室40X內(nèi)封入有相對于自紅外光源21X放射的紅外光而言不活潑的不活潑氣體41X。不活潑氣體室40X配置于導(dǎo)入空間IlX內(nèi)的受光部30X側(cè)的端部。另外，不活潑氣體室40X中，在來自紅外光源21X的紅外光入射的一側(cè)的端部，配置有窗構(gòu)件43X。雖未圖示，但在圖I所示的位置上未設(shè)置帶通濾波器22X的情況下，也可在圖I的窗構(gòu)件39X的位置上設(shè)置帶通濾波器。即，帶通濾波器的配置位置只要是配置于光源部20X與受光部30X之間的光路上，則沒有特別的限定。再者，作為不活潑氣體41X，使用不吸收自紅外光源21X放射的紅外光^^^!!!^^!!!的波長)的(不活潑)氣體，例如使用氬或氙等不活潑氣體、氮等。特別優(yōu)選為使用氮或氬。其原因在于化學(xué)性方面穩(wěn)定，且在成本方面也有優(yōu)勢。通過以上的構(gòu)成，自紅外光源21X放射的紅外光中的、入射至參照光接收元件31X的紅外光，穿過導(dǎo)入空間IlX中的樣品氣體50X與不活潑氣體室40X中的不活潑氣體41X。入射至信號光接收元件32X的紅外光穿過導(dǎo)入空間IlX中的樣品氣體50X。因此，較通過信號光接收元件32X所接收的紅外光而言，通過參照光接收元件31X所接收的紅外光的穿過樣品氣體50X內(nèi)的距離僅縮短存在有不活潑氣體41X的空間的部分。即，通過參照光接收元件31X及信號光接收元件32X，可同時(shí)接收由樣品氣體50X的二氧化碳引起的吸收量不同的紅外光。此處，如圖I所示，通過樣品氣體50X中的二氧化碳分子51X而吸收紅外光。(儲存部4X的儲存信息)繼而，對儲存部4X所儲存的信息進(jìn)行說明。在儲存部4X中預(yù)先儲存有表示二氧化碳的濃度與參照光接收元件31X及信號光接收元件32X所接收的紅外光的能量值的比的相關(guān)關(guān)系的近似式。—般而言，若將來自光源的紅外線能量值設(shè)為Itl、將到達(dá)受光單元的紅外線能量值設(shè)為I、將自光源直至受光單元為止的光路長度設(shè)為I、將對 象氣體的濃度設(shè)為C、將吸收系數(shù)設(shè)為U，則根據(jù)Lambert-Beer (郎伯-比爾)定律，以下的式(I)所表示的關(guān)系成立。I=I0exp (- U C I) (I)基于上述關(guān)系，使用Lambert-Beer定律,根據(jù)各個(gè)二氧化碳的濃度,預(yù)先計(jì)算參照光接收元件31X所接收的能量值A(chǔ)及信號光接收元件32X所接收的能量值B。即，將已知的IriiXU代入至上述式(I)中求出I，由此計(jì)算能量值A(chǔ)、B。進(jìn)而計(jì)算能量值B與能量值A(chǔ)的比(B/A)。使這些所計(jì)算出的值與二氧化碳的濃度相對應(yīng)，如圖2所示，制成表示二氧化碳的濃度與能量值的比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫。進(jìn)而根據(jù)圖2所示的數(shù)據(jù)庫而得出圖3所示的表示二氧化碳的濃度與能量值的比的相關(guān)關(guān)系的圖表，并計(jì)算能量值的比(B/A)與二氧化碳的濃度的近似式(例如，濃度=f (比))。將所計(jì)算出的近似式預(yù)先儲存于儲存部4X中。再者，在第I實(shí)施方式中，通過將自紅外光源21X入射至參照光接收元件31X的紅外光穿過樣品氣體50X中的距離例如設(shè)為2L，將自紅外光源21X入射至信號光接收元件32X的紅外光穿過樣品氣體50X的距離例如設(shè)為3L，使光路長度不同。另外，在圖2的數(shù)據(jù)庫中，為了方便制成數(shù)據(jù)庫，以二氧化碳的濃度為零PPm時(shí)的能量值A(chǔ)、B成為I的方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。通過使參照光接收元件31X所接收的能量值A(chǔ)和信號光接收元件32X所接收的能量值B的比與二氧化碳的濃度相對應(yīng)，從而可使用圖2的數(shù)據(jù)庫或近似式，基于參照光接收元件31X及信號光接收元件32X實(shí)際所接收的光的能量值的比來計(jì)算二氧化碳的濃度。( 二氧化碳的濃度計(jì)算處理)繼而，對于計(jì)算電路3X根據(jù)參照光接收元件31X及信號光接收元件32X所接收的光的能量值而計(jì)算二氧化碳的濃度的處理流程進(jìn)行說明。再者，計(jì)算電路3X是包括CPU等而構(gòu)成的電路。圖4是表示二氧化碳濃度計(jì)算處理的流程的流程圖。在步驟SlOlX中，計(jì)算電路3X獲取由參照光接收元件31X所接收的光的能量值A(chǔ)及由信號光接收元件32X所接收的光的能量值B。繼而，在步驟S102X中，計(jì)算電路3X計(jì)算所獲取的能量值B與能量值A(chǔ)的比(B/A)。在步驟S103X中，計(jì)算電路3X使用儲存于儲存部4X的近似式，根據(jù)步驟S102X中所計(jì)算的比(B/A)計(jì)算出二氧化碳的濃度。使用近似式來計(jì)算濃度，由此可容易地進(jìn)行計(jì)算處理。 在步驟S104X中，計(jì)算電路3X將表示所計(jì)算的二氧化碳的濃度的信號輸出至未圖示的控制裝置等中。表示二氧化碳的濃度的信號例如用于控制裝置中空調(diào)的控制等中。(第I實(shí)施方式的作用 效果)在第I實(shí)施方式中，由于在導(dǎo)入空間IlX內(nèi)、在紅外光源21X與參照光接收元件31X之間的光路中配置有不活潑氣體41X，因此自紅外光源21X放射的紅外光穿過導(dǎo)入空間IlX內(nèi)的樣品氣體50X及不活潑氣體41X并入射至參照光接收元件31X。進(jìn)而，自紅外光源21X放射的紅外光穿過導(dǎo)入空間IlX內(nèi)的樣品氣體50X并入射至信號光接收元件32X。因此，與入射至信號光接收元件32X的紅外光穿過樣品氣體50X中的距離相比，入射至參照光接收元件31X的紅外光穿過樣品氣體50X中的距離僅縮短存在有不活潑氣體41X的空間的部分。因此，通過參照光接收元件31X及信號光接收元件32X，可同時(shí)測定穿過樣品氣體50X中的距離不同的紅外光、即由樣品氣體50X內(nèi)的二氧化碳引起的吸收量不同的紅外光。另外，氣體濃 度計(jì)算裝置IX是不會(huì)如引用文獻(xiàn)I中所記載的氣體濃度計(jì)算裝置那樣使用封入有與被測定氣體種類相同的氣體的比較氣體室等，而可測定吸收量不同的光的構(gòu)成，且可測定多種多樣的氣體的濃度。另外，也可同時(shí)測量多種氣體。另外，為了使光路長度變化而不伴隨振動(dòng)等，從而不存在因該振動(dòng)所致的位置偏離或附帶的噪聲等，因此可防止氣體濃度測量模塊2X的光檢測精度的下降。另外，通過使用氬氣、氙氣、氮?dú)庾鳛榉馊胫敛换顫姎怏w室40X的不活潑氣體41X，可利用當(dāng)紅外光穿過這些氣體中時(shí)不衰減的現(xiàn)象，獲得穿過樣品氣體50X的距離不同的紅外光。另外，通過帶通濾波器22X可使參照光接收元件31X及信號光接收元件32X分別所接收的光成為相同波長，從而可防止因參照光接收元件31X及信號光接收元件32X分別所接收的光的波長不同導(dǎo)致的光檢測精度的下降。另外，紅外光源21X放射紅外線，由此，可利用當(dāng)紅外線穿過樣品氣體50X時(shí)因二氧化碳而使能量衰減的現(xiàn)象，來計(jì)算樣品氣體50X中的二氧化碳的濃度。另外，可利用當(dāng)紅外光穿過樣品氣體50X中的二氧化碳時(shí)能量衰減的現(xiàn)象來計(jì)算樣品氣體50X中的二氧化碳的濃度。通過預(yù)先在儲存部4X內(nèi)儲存近似式，可基于近似式而高精度地計(jì)算對象氣體的濃度。(變形例)本發(fā)明的一個(gè)方面并不限定于上述的第I實(shí)施方式。例如，在圖4的步驟S103X中，計(jì)算電路3X使用近似式來計(jì)算二氧化碳的濃度，但也可不使用近似式計(jì)算二氧化碳的濃度。在此情況下，預(yù)先將使圖2所示的數(shù)據(jù)庫表格化后所得的表格儲存于儲存部4X中。計(jì)算電路3X也可將所獲取的能量值A(chǔ)及能量值B與儲存于儲存部4X的表格相比較，根據(jù)該表格直接計(jì)算濃度。在此情況下，當(dāng)然可由圖2所示的數(shù)據(jù)庫計(jì)算出能量的比(B/A)與二氧化碳的濃度之間的近似式，但也可使用表格計(jì)算出濃度。另外,可不使用不活潑氣體室40X而變更穿過樣品氣體50X中的光的光路長度。例如，也可如圖5所示的氣體濃度計(jì)算裝置IXA那樣，對氣室IOXA的形狀設(shè)置階差，將參照光接收元件31XA配置于較信號光接收元件32XA更靠近紅外光源21X側(cè)的位置。如此，由于將參照光接收元件31XA及信號光接收元件32XA配置于自紅外光源21X放射的紅外光穿過導(dǎo)入空間IIXA內(nèi)的距離不同的位置上，因此，參照光接收元件31XA上入射有與信號光接收元件32XA相比穿過樣品氣體50X的距離較短的紅外光。因此，通過參照光接收元件31XA及信號光接收元件32XA，可同時(shí)測定穿過樣品氣體50X的距離不同的光、即由樣品氣體50X內(nèi)的二氧化碳引起的吸收量不同的紅外光。再者，在上述第I實(shí)施方式中，對通過氣體濃度計(jì)算裝置1X、1XA計(jì)算二氧化碳的濃度的情況進(jìn)行說明，當(dāng)然也可計(jì)算除此以外的氣體的濃度。另外，通過根據(jù)欲測定濃度的氣體而適當(dāng)追加光源或帶通濾波器的種類，從而可同時(shí)計(jì)算多種氣體的濃度。另外，將自紅外光源21X入射至參照光接收元件31X的紅外光穿過樣品氣體50X中的距離設(shè)為2L，將自紅外光源21X入射至信號光接收元件32X的紅外光穿過樣品氣體50X的距離設(shè)為3L，但并不限定于此，可根據(jù)欲測定濃度的氣體的測定范圍或精度等而適當(dāng)進(jìn)行最優(yōu)化。此處，在圖6中表示用以檢測多種氣體混合存在的樣品氣體的氣體濃度的變形例。如上所述計(jì)算不同種類的氣體的濃度時(shí)，需要將光源與檢測部作為I個(gè)單元并且在各 個(gè)單元內(nèi)測定氣體濃度，該光源將多種被測定氣體的各自所吸收的不同的波長的光分別放射至氣室內(nèi)，該檢測部以在來自各個(gè)光源的光穿過樣品氣體的區(qū)域內(nèi)構(gòu)成2個(gè)光路長度不同的光路的方式配置參照光接收元件與信號光接收元件。因此，在本申請的氣體濃度測量模塊中，使用多個(gè)將不活潑氣體室及參照光接收元件與信號光接收元件設(shè)為一對的檢測部，在各檢測部分別連接氣體濃度計(jì)算模塊，由此可實(shí)現(xiàn)檢測。圖6中，作為一例而例示有測定混合存在4種氣體的樣品氣體的氣體濃度的氣體濃度計(jì)算裝置1XB。如圖6所示，氣體濃度計(jì)算裝置IXB具備氣體濃度測量模塊2XA，其具備對象氣體不同的受光部130XA 130XD ;及氣體濃度計(jì)算模塊(計(jì)算電路3XA 3XD及儲存部4XA 4XD)，其與受光部130XA 130XD相對應(yīng)。在氣室IlOX的一端側(cè)分別配置有放射不同波長的光的光源121XA 121XD。自各光源121XA 121XD放射的光分別由受光部130XA 130XD接收。再者，只要是所放射的光的波長范圍較廣、且含有可利用于各對象氣體的吸收的波段的光源，則可使用一個(gè)光源。受光部130XA 130XD分別具備參照光接收元件131XA 131XD及信號光接收元件132XA 132XD。在光源121XA 121XD與參照光接收元件131XA 131XD之間的光路中，配置有封入有相對于自光源121XA121XD放射的光而言分別為不活潑的不活潑氣體的不活潑氣體室140XA 140XD。此處，將不活潑氣體室140XA 140XD及參照光接收元件131XA 131XD與信號光接收元件132XA 132XD分別設(shè)為I對而構(gòu)成檢測部。另外，帶通濾波器122XA 122XD分別配置于各光源121XA 121XD的前面，該帶通濾波器122XA 122XD使作為各檢測部測定對象的氣體所吸收的波長的光透過，且截?cái)喑艘酝獾牟ㄩL的光。再者，關(guān)于各檢測部所計(jì)算的氣體濃度的計(jì)算方法，與上述的算法相同。另外，在圖7中例示有氣體濃度計(jì)算裝置1XC，其不使用不活潑氣體室而使自光源直至參照光接收元件為止的距離與自光源直至信號光接收元件為止的距離不同，測定混合存在4種氣體的樣品氣體的氣體濃度。S卩，對氣室210X的形狀設(shè)置階差，在接收自光源12IXA放射的光的受光部230XA，將參照光接收元件231XA配置于較信號光接收元件232XA更靠近光源121XA側(cè)的位置。同樣，關(guān)于分別接收自光源121XB121XD放射的光的各受光部230XB 230XD，也將參照光接收元件231XB 231XD配置于較信號光接收元件232XB 232XD分別更靠近光源121XB 121XD側(cè)的位置。另外，由氣體濃度計(jì)算裝置1X、1XA、1XB、1XC所計(jì)算出的氣體的濃度，除空調(diào)的控制以外，也可適用于計(jì)算氣體的濃度的各種設(shè)備中。
在以下的第疒第4實(shí)施方式中，對將本發(fā)明的另一個(gè)方面所涉及的光檢測器應(yīng)用于檢測穿過樣品氣體的不同的光路上的光且計(jì)算樣品氣體中的對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中所使用的光檢測器中的情況進(jìn)行說明。[第2實(shí)施方式](氣體濃度計(jì)算裝置IY的整體構(gòu)成)以下，對第2實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置IY的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖8是表示氣體濃度計(jì)算裝置的剖面圖。氣體濃度計(jì)算裝置IY包括如下部件而構(gòu)成受光模塊2Y，其接收紅外光源21Y所放射的紅外光，并測定其能量；及計(jì)算電路3Y，其基于由受光模塊2Y得到的測定結(jié)果而計(jì)算氣體濃度；該氣體濃度計(jì)算裝置IY是計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置。通過計(jì)算電路3Y所計(jì)算出的氣體濃度被輸出至未圖示的控制裝置等中，并利用于例如空調(diào)系統(tǒng)等的控制中。再者，在第2實(shí)施方式中，對將導(dǎo)入至受光模塊2Y的樣品氣體中的二氧化碳作為濃度計(jì)算的對象氣體的情況下的例子進(jìn)行說明。受光模塊2Y包括如下部件而構(gòu)成氣室10Y，其形成內(nèi)部導(dǎo)入樣品氣體50Y的導(dǎo)入空間IlY ;光源部20Y，其配置于氣室IOY內(nèi)的一端；比較氣體室41Y及測定氣體室42Y，其配置于氣室IOY內(nèi)的另一端；及受光部30Y(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“光檢測器”)，其與氣室IOY的另一端連接且接收自光源部20Y的紅外光源21Y放射的光。氣室IOY中設(shè)置有用于向?qū)肟臻gIlY內(nèi)導(dǎo)入樣品氣體50Y的氣體導(dǎo)入部12Y，進(jìn)而設(shè)置有用于將導(dǎo)入空間IlY內(nèi)的樣品氣體50Y向外部排出的氣體排出部13Y。光源部20Y由如下部件而構(gòu)成紅外光源21Y，其放射紅外光；反射構(gòu)件22Y，其使自紅外光源21Y放射的紅外光朝向?qū)肟臻gIlY內(nèi)反射；及窗構(gòu)件23Y，其由相對于紅外線表現(xiàn)出較高的透過性的材料構(gòu)成。比較氣體室41Y中封入有與對象氣體種類相同的氣體。另外，測定氣體室42Y中封入有相對于紅外光而言不活潑的氣體。受光部30Y包括參照光接收元件31Y (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“受光元件”)及信號光接收元件32Y(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“受光元件”)而構(gòu)成。信號光接收元件32Y接收自紅外光源21Y放射且在光路LI上前進(jìn)并穿過測定氣體室42Y的紅外光。另外，參照光接收元件3IY接收自紅外光源2IY放射且在光路L2上前進(jìn)并穿過比較氣體室41Y的紅外光。受光部30Y將參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y所接收的紅外光的能量值輸出至計(jì)算電路3Y。通過以上的構(gòu)成，參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y接收因穿過的氣體室(比較氣體室41Y、測定氣體室42Y)不同而能量值不同的紅外光。計(jì)算電路3Y基于由參照光接收元件31Y所受光的能量值而計(jì)算放射光量的增減，并對信號光接收元件32Y所檢測出的檢測值進(jìn)行校正，由此可計(jì)算出樣品氣體50Y中的二氧化碳的濃度。再者，關(guān)于氣體濃度計(jì)算裝置IY中的受光部30Y的構(gòu)成以外的構(gòu)成，與上述所說明的專利文獻(xiàn)I中所記載的技術(shù)相同，因而省略詳細(xì)的說明。另外，關(guān)于基于2個(gè)能量值計(jì)算氣體濃度的順序，也如例如專利文獻(xiàn)I中所公開的那樣，可使用一直以來已知的氣體相關(guān)法進(jìn)行計(jì)算，因而省略詳細(xì)的說明。(受光部30Y的詳細(xì)構(gòu)造)繼而，對受光部30Y的詳細(xì)構(gòu)造進(jìn)行說明。圖9表示受光部30Y的詳細(xì)構(gòu)造。受、光部30Y包括如下部件而構(gòu)成封裝基板35Y，其載置形成有參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y的受光元件芯片34Y ;及封裝蓋36Y，其自封裝基板35Y延伸且覆蓋參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y。另外，封裝蓋36Y中，在與參照光接收元件31Y相對的位置上形成有封裝蓋開口部36aY，在與信號光接收元件32Y相對的位置上形成有封裝蓋開口部36bY。另外，受光部30Y進(jìn)一步包括覆蓋封裝蓋開口部36aY、36bY的帶通濾波器38Y而構(gòu)成。帶通濾波器38Y是僅使規(guī)定波長的光通過的濾波器。另外，帶通濾波器38Y可為固定于封裝蓋36Y上的構(gòu)成，也可為通過封裝蓋36Y與內(nèi)側(cè)蓋37Y(以下詳細(xì)敘述)夾住且固定的構(gòu)成。另外，受光部30Y在封裝蓋36Y的內(nèi)側(cè)進(jìn)一步包括內(nèi)側(cè)蓋37Y而構(gòu)成，該內(nèi)側(cè)蓋37Y自封裝基板35Y延伸且覆蓋參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y。內(nèi)側(cè)蓋37Y中，在與參照光接收元件31Y相對的位置上形成有內(nèi)側(cè)蓋開口部37aY，在與信號光接收元件32Y相對的位置上形成有內(nèi)側(cè)蓋開口部37bY。另外，內(nèi)側(cè)蓋37Y具有內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY，該內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY自與參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y相對的面延伸至參 照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y之間的區(qū)域A。再者，內(nèi)側(cè)蓋37Y及內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY相當(dāng)于權(quán)利要求中的“遮蔽單元”。參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y使用受光元件的制造工序中形成于I個(gè)受光元件芯片上的多個(gè)受光元件中的鄰接地形成的元件。另外，參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y使用制造工序中彼此不分離而處于形成在芯片基板33Y上的狀態(tài)的元件。另外，參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y之間的區(qū)域A可通過槽加工而形成。再者，作為接收紅外光的參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y的材料，在通過槽加工形成區(qū)域A的情況下,例如可使用PbSe、InSb、InAsSb、MCT等量子型元件,或熱電堆、熱敏電阻、熱電元件等熱型元件。再者，在使用熱型元件的情況下，無需用于冷卻受光元件的冷卻器。另外，當(dāng)使用量子型元件的情況下，優(yōu)選適當(dāng)?shù)卦O(shè)置用于冷卻受光元件的冷卻器。再者，內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY自內(nèi)側(cè)蓋37Y的與參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y相對的面延伸至芯片基板33Y為止。由此，由內(nèi)側(cè)蓋37Y與封裝基板35Y包圍的區(qū)域，通過內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY而分割成配置參照光接收元件31Y的一側(cè)的區(qū)域、及配置信號光接收元件32Y的一側(cè)的區(qū)域。另外，封裝蓋36Y、內(nèi)側(cè)蓋37Y、內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY由遮蔽紅外線的材料而構(gòu)成。(第2實(shí)施方式的作用 效果)第2實(shí)施方式中，通過以上的構(gòu)成，在內(nèi)側(cè)蓋37Y的內(nèi)側(cè)，可通過內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY而分割成參照光接收元件31Y側(cè)的區(qū)域及信號光接收元件32Y側(cè)的區(qū)域。因此，自紅外光源2IY穿過光路LI而應(yīng)入射至信號光接收元件32Y的紅外光在進(jìn)入至內(nèi)側(cè)蓋37Y的內(nèi)側(cè)之后不會(huì)入射至參照光接收元件31Y。另外，關(guān)于由信號光接收元件32Y的表面進(jìn)行反射等后的紅外光，也不會(huì)入射至參照光接收元件31Y。同樣，自紅外光源21Y穿過光路L2而應(yīng)入射至參照光接收元件31Y的紅外光、及由參照光接收元件31Y的表面進(jìn)行反射等后的紅外光不會(huì)入射至信號光接收元件32Y。因此，可降低參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y間的光的串?dāng)_，并且可通過受光部30Y高精度地檢測不同的光路上的光。另外，通過使用鄰接地形成于受光元件芯片34Y上的參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y，由于鄰接地形成的受光元件具有大致相同的特性，因此可降低參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y間的固有的偏差。因此，即使測定環(huán)境發(fā)生變動(dòng)，參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y間的檢測值的變動(dòng)也具有相同的變化特性，從而可容易使這些檢測值的變動(dòng)相互抵消。因此，可通過參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y高精度地進(jìn)行檢測值的比較。另外，通過內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY及內(nèi)側(cè)蓋37Y，參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y之間的光的串?dāng)_降低。如此，通過內(nèi)側(cè)蓋間隔板37cY與內(nèi)側(cè)蓋37Y的簡單的構(gòu)成，可發(fā)揮能夠降低光的串?dāng)_的效果。再者，雖未圖示，但在封裝蓋36Y的封裝蓋開口部36aY、36bY形成階差，利用該階差，可將氣室IOY與受光部30Y連接。在此情況下，例如可使將光自氣室IOY引導(dǎo)至受光部 30Y的導(dǎo)光管嵌入至階差部分，或者可嵌入光纖等。由此，可進(jìn)一步可靠地將紅外光自氣室IOY引導(dǎo)至受光部30Y。[第3實(shí)施方式]第3實(shí)施方式是將第2實(shí)施方式中的氣體濃度計(jì)算裝置IY的受光部30Y替換成構(gòu)成不同的受光部30YA(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“光檢測器”)的實(shí)施方式，關(guān)于受光部30YA以外的構(gòu)成省略說明。另外，關(guān)于第3實(shí)施方式中的受光部30YA,對于與第2實(shí)施方式中的受光部30Y相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同編號并省略說明。(受光部30YA的詳細(xì)構(gòu)造)以下，對受光部30YA的詳細(xì)構(gòu)造進(jìn)行說明。圖10表示受光部30YA的詳細(xì)構(gòu)造。受光部30YA包括如下部件而構(gòu)成封裝基板35Y，其載置形成有參照光接收元件3IY (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“受光元件”)及信號光接收元件32Y(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“受光元件”)的受光元件芯片34Y ;封裝蓋36YA，其自封裝基板35Y延伸且覆蓋參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y。另外，封裝蓋36YA中，在與參照光接收元件31Y相對的位置上形成有封裝蓋開口部36aY，在與信號光接收元件32Y相對的位置上形成有封裝蓋開口部36bY。另外，受光部30YA進(jìn)一步包括覆蓋封裝蓋開口部36aY、36bY的帶通濾波器38Y而構(gòu)成。再者，帶通濾波器38Y固定于封裝蓋36YA上。另外，封裝蓋36YA具有間隔板37dY(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“遮蔽單元”)，該間隔板37dY自與參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y相對的面延伸至參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y之間的區(qū)域A。參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y使用受光元件的制造工序中形成于I個(gè)受光元件芯片上的多個(gè)受光元件中的鄰接地形成的元件。另外，參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y使用制造工序中彼此不分離且處于形成在芯片基板33Y上的狀態(tài)的元件。另外，參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y之間的區(qū)域A可通過槽加工而形成。由此，由封裝蓋36YA與封裝基板35Y所包圍的區(qū)域，通過夾持間隔板37dY而分割成配置參照光接收元件31Y的一側(cè)的區(qū)域及配置信號光接收元件32Y的一側(cè)的區(qū)域。另外，封裝蓋36YA、間隔板37dY由遮蔽紅外線的材料構(gòu)成。(第3實(shí)施方式的作用 效果)
第3實(shí)施方式中，通過以上的構(gòu)成，在封裝蓋36YA的內(nèi)側(cè)，可通過間隔板37dY而分割參照光接收元件31Y側(cè)的區(qū)域及信號光接收元件32Y側(cè)的區(qū)域。因此，自紅外光源21Y穿過光路LI而應(yīng)入射至信號光接收元件32Y的紅外光，在進(jìn)入至封裝蓋36YA的內(nèi)側(cè)之后不會(huì)入射至參照光接收元件31Y。另外，關(guān)于由信號光接收元件32Y的表面進(jìn)行反射等后的紅外光，也不會(huì)入射至參照光接收元件31Y。同樣，自紅外光源21Y穿過光路L2而應(yīng)入射至參照光接收元件31Y的紅外光、及由參照光接收元件31Y的表面進(jìn)行反射等后的紅外光不會(huì)入射至信號光接收元件32Y。因此，可降低參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y間的光的串?dāng)_，并且可通過受光部30YA高精度地檢測不同的光路上的光。另外，通過使用鄰接地形成于受光元件芯片34Y上的參照光接收元件31Y及信號光接收元件32Y，由于鄰接地形成的受光元件具有大致相同的特性，因此可降低參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y間的固有的偏差。因此，即使測定環(huán)境發(fā)生變動(dòng)，參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y間的檢測值的變動(dòng)也具有相同的變化特性，從而可容易使這些檢測值的變動(dòng)相互抵消。因此，可高精度地進(jìn)行參照光接收元件31Y及信號光接收 元件32Y的檢測值的比較。另外，通過具備間隔板37dY的封裝蓋36YA，參照光接收元件31Y與信號光接收元件32Y之間的光的串?dāng)_降低。如此，通過在封裝蓋36YA的內(nèi)側(cè)設(shè)置間隔板37dY的簡單的構(gòu)成，可發(fā)揮能夠降低光的串?dāng)_的效果。[第4實(shí)施方式]第4實(shí)施方式中，將第2實(shí)施方式中的氣體濃度計(jì)算裝置IY的受光部30Y替換成不同構(gòu)成的受光部30YB (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“光檢測器”)，關(guān)于受光部30YB以外的構(gòu)成省略說明。另外，關(guān)于第4實(shí)施方式中的受光部30YB，對于與第2實(shí)施方式中的受光部30Y相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同編號并省略說明。(受光部30YB的詳細(xì)構(gòu)造)對受光部30YB的詳細(xì)構(gòu)造進(jìn)行說明。圖11表示受光部30YB的詳細(xì)構(gòu)造。受光部30YB包括如下部件而構(gòu)成受光元件芯片34YB，其形成有參照光接收元件31YB (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“受光元件”)及信號光接收元件32YB(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“受光元件”)；封裝基板35Y，其載置受光元件芯片34YB ;及封裝蓋36Y，其自封裝基板35Y延伸且覆蓋受光元件芯片34YB。另外，封裝蓋36Y中，在與參照光接收元件31YB相對的位置上形成有封裝蓋開口部36aY，在與信號光接收元件32YB相對的位置上形成有封裝蓋開口部36bY。另外，受光部30YB進(jìn)一步包括覆蓋封裝蓋開口部36aY、36bY的帶通濾波器38Y而構(gòu)成。再者，帶通濾波器38Y固定于封裝蓋36Y上。另外，受光部30YB進(jìn)一步包括如下部件而構(gòu)成筒狀的筒狀蓋39YA (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“遮蔽單元”)，其載置于受光元件芯片34YB上的與參照光接收元件31YB相對應(yīng)的位置上；及筒狀的筒狀蓋39YB(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“遮蔽單元”)，其載置于與信號光接收元件32YB相對應(yīng)的位置。筒狀蓋39YA將自封裝蓋開口部36aY進(jìn)入至封裝蓋36Y的內(nèi)側(cè)的紅外光引導(dǎo)至參照光接收元件31YB。另外，筒狀蓋39YB將自封裝蓋開口部36bY進(jìn)入至封裝蓋36Y的內(nèi)側(cè)的紅外光引導(dǎo)至信號光接收元件32YB。再者，筒狀蓋39YA、39YB由遮蔽紅外線的材料而構(gòu)成。
參照光接收元件31YB及信號光接收元件32YB使用受光元件的制造工序中形成于I個(gè)受光元件芯片34YB上的多個(gè)受光元件中的鄰接地形成的元件。(第4實(shí)施方式的作用 效果)第4實(shí)施方式中，通過以上的構(gòu)成，自受光部30YB的封裝蓋開口部36aY進(jìn)入至封裝蓋36Y的內(nèi)側(cè)的紅外光通過筒狀蓋39YA而導(dǎo)入至參照光接收元件31YB。另外，自封裝蓋開口部36bY進(jìn)入至封裝蓋36Y的內(nèi)側(cè)的紅外光，通過筒狀蓋39YB而導(dǎo)入至信號光接收元件32YB。因此，自紅外光源21Y穿過光路LI而應(yīng)入射至信號光接收元件32YB的紅外光，在進(jìn)入至封裝蓋36Y的內(nèi)側(cè)之后不會(huì)入射至參照光接收元件31YB。另外，關(guān)于由信號光接收元件32YB的表面進(jìn)行反射等后的紅外光，也不會(huì)入射至參照光接收元件31YB。同樣，自紅外光源21Y穿過光路L2而應(yīng)入射至參照光接收元件31YB的紅外光、及由參照光接收元件31 YB的表面進(jìn)行反射等后的紅外光不會(huì)入射至信號光接收元件32YB。因此，可降低參照光接收元件31YB與信號光接收元件32YB間的光的串?dāng)_，并且可 通過受光部30YB高精度地檢測不同的光路上的光。另外，通過在受光元件芯片34YB上載置筒狀蓋39YA、39YB，從而參照光接收元件31 YB與信號光接收元件32YB之間的光的串?dāng)_降低。如此，通過筒狀蓋39YA、39YB的簡單的構(gòu)成，可發(fā)揮能夠降低光的串?dāng)_的效果。另外，通過使用鄰接地形成于受光元件芯片34YB上的參照光接收元件31YB及信號光接收元件32YB，由于鄰接地形成的受光元件具有大致相同的特性，因此可降低參照光接收元件31YB與信號光接收元件32YB間的固有的偏差。因此，即使測定環(huán)境發(fā)生變動(dòng)，參照光接收元件31YB與信號光接收元件32YB間的檢測值的變動(dòng)也具有相同的變化特性，從而可容易使這些檢測值的變動(dòng)相互抵消。因此，可高精度地進(jìn)行參照光接收元件31YB及信號光接收元件32YB的檢測值的比較。本發(fā)明的另一個(gè)方面并不限定于上述的第2 第4實(shí)施方式。例如，也可將受光部30Y、30YA、30YB中所使用的帶通濾波器38Y替換成使光透過的窗構(gòu)件。在此情況下，在自紅外光源21Y直至受光部30Y、30YA、30YB為止的之間的光路L1、L2上的規(guī)定位置上，設(shè)置帶通濾波器。另外，對受光部30Y、30YA、30YB而言，分別對具備2個(gè)受光元件(31Y、32Y、31YB、32YB)的情況進(jìn)行了說明，但受光元件的數(shù)量并不限定于此，也可為3個(gè)以上。再者，在上述的第2 第4實(shí)施方式中，對通過氣體濃度計(jì)算裝置IY計(jì)算二氧化碳的濃度的情況進(jìn)行了說明，當(dāng)然也可計(jì)算除此以外的氣體的濃度。另外，作為光源，使用放射紅外線的紅外光源21Y，但也可使用放射其它波段的光的光源。在此情況下，使用可接收光源所放射的光的波段的參照光接收元件31Y、31YB及信號光接收元件32Y、32YB。另外，在上述的第疒第4實(shí)施方式中，作為計(jì)算氣體濃度的氣體濃度計(jì)算裝置，以具備比較氣體室41Y及測定氣體室42Y的氣體濃度計(jì)算裝置IY為例進(jìn)行說明，但關(guān)于計(jì)算氣體濃度的裝置構(gòu)成，并不限定于此。另外，在上述的第2 第4實(shí)施方式中，以將本發(fā)明的另一個(gè)方面所涉及的光檢測器應(yīng)用于氣體濃度計(jì)算裝置中所使用的光檢測器的情況為例進(jìn)行了說明，但只要是接收不同的光路上的光，則也可將本發(fā)明的另一個(gè)方面所涉及的光檢測器應(yīng)用于其它的各種裝置中。[第5實(shí)施方式](氣體濃度計(jì)算裝置IZ的整體構(gòu)成)首先，對第5實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置IZ的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖12是表示氣體濃度計(jì)算裝置的概略剖面圖。氣體濃度計(jì)算裝置IZ包括如下部件而構(gòu)成氣體濃度測量模塊2Z，其接收來自紅外光源21Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“光源”)的紅外光，并測定其能量；計(jì)算電路3Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“氣體濃度計(jì)算模塊”)，其基于氣體濃度測量模塊2Z的測定結(jié)果而計(jì)算氣體濃度；及儲存部4Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“儲存單元”)，其儲存計(jì)算電路3Z計(jì)算氣體濃度時(shí)的信息；該氣體濃度計(jì)算裝置IZ是計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置。通過計(jì)算電路3Z所計(jì)算出的氣體濃度被輸出至未圖示的控制裝置等中，并利用于例如空調(diào)系統(tǒng)等的控制中。再者，在第5實(shí)施方式中，對于將導(dǎo)入至氣體濃 度測量模塊2Z的樣品氣體中的二氧化碳作為濃度計(jì)算的對象氣體的情況下的例子進(jìn)行說明。氣體濃度測量模塊TL包括如下部件而構(gòu)成升溫側(cè)氣室IOZ (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第I氣室”)，其形成內(nèi)部導(dǎo)入有樣品氣體50Z的升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第I導(dǎo)入空間”)；常溫側(cè)氣室60Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第2氣室”)，其形成內(nèi)部直接導(dǎo)入有樣品氣體50Z的常溫側(cè)導(dǎo)入空間61Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第2導(dǎo)入空間”)；光源部20Z，其配置于升溫側(cè)氣室IOZ及常溫側(cè)氣室60Z的一端；及受光部30Z (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“信號光接收單元及參照光接收單元”)，其配置于升溫側(cè)氣室IOZ及常溫側(cè)氣室60Z的另一端且接收自光源部20Z放射的光。另外，氣體濃度測量模塊2Z進(jìn)一步具備加熱器15Z (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第I加熱器、濃度轉(zhuǎn)換單元”)，其附設(shè)于升溫側(cè)氣室IOZ上；及隔熱構(gòu)件70Z，其配置于升溫側(cè)氣室IOZ與常溫側(cè)氣室60Z之間。加熱器15Z使升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ內(nèi)的樣品氣體50Z升溫。再者，在第5實(shí)施方式中，通過加熱器15Z使導(dǎo)入至升溫側(cè)導(dǎo)入空間IIZ的樣品氣體50Z (常溫例如25度)升溫10度，而獲得升溫后樣品氣體51Z。因此，升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ內(nèi)的升溫后樣品氣體51Z成為，比與欲測定二氧化碳的濃度的樣品氣體50Z相同的氣體即常溫側(cè)導(dǎo)入空間6IZ內(nèi)的樣品氣體50Z高10度的溫度。關(guān)于升溫側(cè)氣室10Z，在升溫側(cè)氣室IOZ的一端側(cè)設(shè)置有用于向升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ內(nèi)導(dǎo)入樣品氣體50Z的氣體導(dǎo)入部12Z，在升溫側(cè)氣室IOZ的另一端側(cè)設(shè)置有用于將升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ內(nèi)的升溫后樣品氣體51Z向外部排出的氣體排出部13Z。另外,關(guān)于常溫側(cè)氣室60Z，在常溫側(cè)氣室60Z的一端側(cè)設(shè)置有用于向常溫側(cè)導(dǎo)入空間61Z內(nèi)導(dǎo)入樣品氣體50Z的氣體導(dǎo)入部62Z，在常溫側(cè)氣室60Z的另一端側(cè)設(shè)置有用于將導(dǎo)入至常溫側(cè)導(dǎo)入空間61Z內(nèi)的樣品氣體50Z向外部排出的氣體排出部63Z。再者,雖未圖不,但氣體導(dǎo)入部12Z及氣體導(dǎo)入部62Z與用以導(dǎo)入樣品氣體50Z的同一導(dǎo)入管相連接，向升溫側(cè)氣室IOZ及常溫側(cè)氣室60Z內(nèi)導(dǎo)入相同的樣品氣體50Z。再者，在圖12中，升溫側(cè)氣室IOZ及常溫側(cè)氣室60Z內(nèi)的點(diǎn)表示氣體的分子，且點(diǎn)的密度較密的部分與密度較疏的部分相比氣體的濃度較濃。另外，在下述的圖16、圖17中，也與圖12相同,通過氣室內(nèi)的點(diǎn)來表示氣體的濃度。光源部20Z包括如下部件而構(gòu)成框體25Z，其與升溫側(cè)氣室IOZ及常溫側(cè)氣室60Z相接合；紅外光源21Z，其配置于框體25Z內(nèi)；開口部26Z，其形成于框體25Z中的與紅外光源21Z相對的部位且用于將紅外光源21Z所放射的紅外光引導(dǎo)至框體25Z的外部；及窗構(gòu)件23Z，其覆蓋開口部26Z。自紅外光源21Z放射的紅外光穿過窗構(gòu)件23Z而導(dǎo)入至升溫側(cè)氣室IOZ內(nèi)及常溫側(cè)氣室60Z內(nèi)。此處，紅外光源21Z使用放射4. 2 ii nT4. 3um的波段的光的光源。另外，窗構(gòu)件23Z由相對于紅外線具有較高的透過性的材料而構(gòu)成。受光部30Z包括如下部件而構(gòu)成參照光接收元件31Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“參照光接收單元”)及信號光接收元件32Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“信號光接收單元”)，其配置于基板35Z上；蓋36Z，其覆蓋參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z ;間隔壁37Z，其自蓋36Z延伸至參照光接收元件31Z與信號光接收元件32Z之間的區(qū)域；開口部38Z，其分別形成于蓋36Z的與參照光接收元件31Z及信號光接收元件32 Z相對的部位；及帶通濾波器39Z，其覆蓋開口部38Z。參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z將所接收的紅外光的能量值向計(jì)算電路3Z輸出。帶通濾波器39Z使用僅使4. 2 u nT4. 3 u m的波段的光透過的帶通濾波器。另外，參照光接收元件31Z與升溫側(cè)氣室IOZ的另一端相對，信號光接收元件32Z與常溫側(cè)氣室60Z的另一端相對。另外，雖未圖示，但當(dāng)在圖12所示的位置上未設(shè)置帶通濾波器39Z的情況下，也可在圖12的窗構(gòu)件23Z的位置上設(shè)置帶通濾波器。即，帶通濾波器的配置位置只要是配置于光源部20Z與受光部30Z之間的光路上，則沒有特別的限定。通過以上的構(gòu)成，自紅外光源21Z放射的紅外光中的入射至參照光接收元件31Z的紅外光，在升溫側(cè)導(dǎo)入空間Iiz內(nèi)穿過已升溫10度的升溫后樣品氣體51Z。入射至信號光接收元件32Z的紅外光穿過常溫側(cè)導(dǎo)入空間61Z內(nèi)的樣品氣體50Z。如此，與通過信號光接收元件32Z所接收的紅外光相比，通過參照光接收元件31Z所接收的紅外光穿過因熱膨脹而使?jié)舛茸兊偷纳郎睾髽悠窔怏w51Z。即，參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z可同時(shí)接收因樣品氣體50Z(50Z、51Z)的濃度不同而使樣品氣體50Z(50Z、51Z)中的二氧化碳所吸收的量不同的紅外光。再者，升溫后樣品氣體51Z相對于樣品氣體50Z而言濃度較低，當(dāng)穿過紅外光時(shí)，由二氧化碳引起的吸收量較少。因此，與信號光接收元件32Z相比，參照光接收元件31Z接收較高的能量值的紅外光。(儲存部4Z的儲存信息)繼而，對儲存部4Z所儲存的信息進(jìn)行說明。儲存部4Z中預(yù)先儲存有表示二氧化碳的濃度與參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z所接收的紅外光的能量值的比的相關(guān)關(guān)系的近似式。一般而言，若將來自光源的紅外線能量值設(shè)為Itl、將到達(dá)受光單元的紅外線能量值設(shè)為I、將自光源直至受光單元為止的光路長度設(shè)為I、將對象氣體的濃度設(shè)為C、將吸收系數(shù)設(shè)為U，則根據(jù)Lambert-Beer定律，以下的式(I)所表示的關(guān)系成立。I=I0exp (- U C I) (I)基于上述關(guān)系，使用Lambert-Beer定律，根據(jù)導(dǎo)入至升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ及常溫側(cè)導(dǎo)入空間6IZ的樣品氣體50Z內(nèi)的每個(gè)二氧化碳的濃度C，預(yù)先計(jì)算參照光接收元件3IZ所接收的能量值A(chǔ)與信號光接收元件32Z所接收的能量值B。首先，在計(jì)算信號光接收元件32Z所受光的能量值B的情況下，通過將已知的IpU、C、I代入至上述式(I)中求出I，而計(jì)算能量值B。此處，在上述式(I)中，濃度C表示樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度。繼而，關(guān)于參照光接收元件31Z所接收的能量值A(chǔ)，也使用上述式(I)針對樣品氣體50Z中的每個(gè)二氧化碳的濃度C進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)，參照光接收元件31Z所接收的紅外光穿過升溫后樣品氣體51Z。因此，根據(jù)樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C來計(jì)算升溫后樣品氣體51Z中的二氧化碳的濃度Cl。通過將所計(jì)算出的濃度Cl及已知的L、U、I代入至上述式(I)中求出I，而計(jì)算能量值A(chǔ)。由此，在將二氧化碳的濃度C的樣品氣體50Z導(dǎo)入至升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ內(nèi)的情況下，可使用式(I)來計(jì)算參照光接收元件31Z所接收的能量值A(chǔ)。再者，升溫后樣品氣體51Z的溫度成為比樣品氣體50Z高10度的溫度。因此，例如通過使用氣體的狀態(tài)方程式PV=nRT，可根據(jù)樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C且經(jīng)過計(jì)算而求出升溫后樣品氣體51Z中的二氧化碳的濃度Cl?；蛘?，也可在個(gè)別測定濃度C與濃度Cl之后，分別使用式⑴來求出能量值A(chǔ)、B。進(jìn)而，計(jì)算能量值B與能量值A(chǔ)的比(B/A)。使這些所計(jì)算的值與樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度相對應(yīng)，如圖13所示，制成表示二氧化碳的濃度與能量值的比的相關(guān)關(guān) 系的數(shù)據(jù)庫。進(jìn)而，根據(jù)圖13所示的數(shù)據(jù)庫而得出圖14所示的表示二氧化碳的濃度與能量值的比的相關(guān)關(guān)系的圖表，并且計(jì)算能量值的比(B/A)與二氧化碳的濃度的近似式(例如，濃度=f (比))。將所計(jì)算出的近似式預(yù)先儲存至儲存部4Z。再者，在圖13的數(shù)據(jù)庫中，為了方便制成數(shù)據(jù)庫，以樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度為零PPm時(shí)能量值A(chǔ)、B成為I的方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。通過使參照光接收元件31Z所接收的能量值A(chǔ)和信號光接收元件32Z所接收的能量值B的比與樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度相對應(yīng)，可使用所計(jì)算出的近似式，基于參照光接收元件31Z與信號光接收元件32Z實(shí)際所接收的光的能量值的比來計(jì)算樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度。( 二氧化碳的濃度計(jì)算處理)繼而，對于計(jì)算電路3Z根據(jù)參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z所接收的光的能量值而計(jì)算二氧化碳的濃度的處理流程進(jìn)行說明。再者，計(jì)算電路3Z是包括CPU等而構(gòu)成的電路。圖15是表示二氧化碳濃度計(jì)算處理的流程的流程圖。在步驟SlOlZ中，計(jì)算電路3Z獲取由參照光接收元件31Z所接收的光的能量值A(chǔ)及由信號光接收元件32Z所接收的光的能量值B。繼而，在步驟S102Z中，計(jì)算電路3Z計(jì)算所獲取的能量值B與能量值A(chǔ)的比(B/A)。在步驟S103Z中，計(jì)算電路3Z使用儲存于儲存部4Z中的近似式，根據(jù)步驟S102Z中所計(jì)算出的比(B/A)來計(jì)算二氧化碳的濃度。通過使用近似式來計(jì)算濃度，可容易地進(jìn)行計(jì)
算處理。在步驟S104Z中，計(jì)算電路3Z將表示計(jì)算出的二氧化碳的濃度的信號輸出至未圖示的控制裝置等中。表示二氧化碳的濃度的信號例如利用于控制裝置中空調(diào)的控制等中。(第5實(shí)施方式的作用 效果)在第5實(shí)施方式中，參照光接收元件3IZ接收穿過升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ的紅外光。信號光接收元件32Z接收穿過常溫側(cè)導(dǎo)入空間61Z的紅外光。另外，通過加熱器15Z將導(dǎo)入至升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ內(nèi)的樣品氣體50Z的溫度升溫至規(guī)定的溫度，從而獲得升溫后樣品氣體51Z。由此，升溫后樣品氣體51Z內(nèi)的二氧化碳的濃度與常溫側(cè)導(dǎo)入空間61Z內(nèi)的樣品氣體50Z內(nèi)的二氧化碳的濃度成為彼此不同的濃度。因此，通過參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z，可同時(shí)測定穿過二氧化碳的濃度不同的導(dǎo)入空間(升溫側(cè)導(dǎo)入空間11Z、常溫側(cè)導(dǎo)入空間61Z)內(nèi)的紅外光、即由二氧化碳引起的吸收量不同的紅外光。另外，氣體濃度計(jì)算裝置IZ是不會(huì)如引用文獻(xiàn)I中所記載的氣體濃度計(jì)算裝置那樣使用封入有與被測定氣體同種類 但因飽和狀態(tài)而顯示不同的變化特性的氣體的比較氣體室等，而可測定不同吸收量的紅外光的構(gòu)成。特別是向升溫側(cè)氣室IOZ及常溫側(cè)氣室60Z中導(dǎo)入相同的樣品氣體50Z且轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度，而并非如引用文獻(xiàn)I所述從最初開始準(zhǔn)備不同的變化特性的氣體(比較氣體室內(nèi)的氣體)。因此，即使在紅外光源21Z的光量或溫度等存在變動(dòng)的情況下，由于升溫后樣品氣體51Z與樣品氣體50Z雖溫度不同但為相同的氣體，因此參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z中的測定值的變化特性也相同。如此，由于參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z中的測定值的變化特性相同，因此基于這些測定值，可容易使因紅外光源21Z的光量或溫度等而產(chǎn)生的測定值的變動(dòng)相互抵消，從而可更高精度地計(jì)算氣體濃度。另外，為了使光路長度變化而不伴隨振動(dòng)等，從而不存在因該振動(dòng)所致的位置偏離或附帶的噪聲等，因此可防止氣體濃度測量模塊的光檢測精度的下降。另外，氣體濃度計(jì)算裝置IZ通過加熱器15Z對導(dǎo)入至升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ的樣品氣體50Z進(jìn)行升溫而獲得升溫后樣品氣體51Z，由此，升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ內(nèi)的升溫后樣品氣體51Z的濃度與常溫側(cè)導(dǎo)入空間61Z內(nèi)的樣品氣體50Z相比變低。如此，利用通過加熱而使氣體膨脹的現(xiàn)象，可容易地將升溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZ內(nèi)的升溫后樣品氣體51Z中的二氧化碳的濃度與常溫側(cè)導(dǎo)入空間6IZ內(nèi)的樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。另外，由于具備隔熱構(gòu)件70Z，因而可防止升溫側(cè)氣室IOZ與常溫側(cè)氣室60Z之間的熱的傳遞，從而可高效地對樣品氣體50Z進(jìn)行升溫。另外，可進(jìn)一步可靠地保持升溫后樣品氣體51Z與常溫側(cè)氣室60Z內(nèi)的樣品氣體50Z的溫度差。另外，通過帶通濾波器39Z，可使參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z分別所接收的光成為相同波長，從而可防止因參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z分別所接收的光的波長不同而引起的光檢測精度的下降。另外，因紅外光源21Z放射紅外線，故可利用當(dāng)紅外線穿過樣品氣體50Z及升溫后樣品氣體51Z時(shí)因二氧化碳而使能量衰減的現(xiàn)象，來計(jì)算樣品氣體50Z及升溫后樣品氣體5IZ中的二氧化碳的濃度。另外，可利用紅外光穿過樣品氣體50Z及升溫后樣品氣體51Z中的二氧化碳時(shí)能量衰減的現(xiàn)象，來計(jì)算樣品氣體50Z及升溫后樣品氣體51Z中的二氧化碳的濃度。另外，通過預(yù)先在儲存部4Z內(nèi)儲存近似式，從而可基于近似式高精度地計(jì)算對象氣體的濃度。[第6實(shí)施方式]第6實(shí)施方式中，通過個(gè)別的加熱器使入射至參照光接收元件31Z的紅外光穿過的樣品氣體50Z及入射至信號光接收元件32Z的紅外光穿過的樣品氣體50Z升溫。(氣體濃度計(jì)算裝置IZA的整體構(gòu)成)首先，對第6實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置IZA的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖16是表示氣體濃度計(jì)算裝置的概略剖面圖。氣體濃度計(jì)算裝置IZA包括如下部件而構(gòu)成氣體濃度測量模塊2ZA，其接收來自紅外光源21Z (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“光源”)的紅外光，并測定其能量；計(jì)算電路3Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“氣體濃度計(jì)算模塊”)，其基于氣體濃度測量模塊2ZA的測定結(jié)果而計(jì)算氣體濃度；及儲存部4Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“儲存單元”)，其儲存計(jì)算電路3Z計(jì)算氣體濃度時(shí)的信息；氣體濃度計(jì)算裝置IZA是計(jì)算對象氣體的濃度的裝置。通過計(jì)算電路3Z所計(jì)算的氣體濃度被輸出至未圖示的控制裝置等中，并利用于例如空調(diào)系統(tǒng)等的控制中。再者，在第6實(shí)施方式中，對于將導(dǎo)入至氣體濃度測量模塊2ZA的樣品氣體中的二氧化碳作為濃度計(jì)算的對象氣體的情況下的例子進(jìn)行說明。氣體濃度測量模塊2ZA包括如下部件而構(gòu)成高溫側(cè)氣室IOZA (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第I氣室”)，其形成內(nèi)部導(dǎo)入樣品氣體50Z的高溫側(cè)導(dǎo)入空間11ZA(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第I導(dǎo)入空間”)；低溫側(cè)氣室60ZA(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第2氣室”)，其形成內(nèi)部導(dǎo)入樣品氣體50Z的低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第2導(dǎo)入空間”)；光源部20Z，其配置于高溫側(cè)氣室IOZA及低溫側(cè)氣室60ZA的一端；及受光部30Z (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“信號光接收單元及參照光接收單元”)，其配置于高溫側(cè)氣室IOZA及低溫側(cè)氣 室60ZA的另一端且接收自光源部20Z放射的光。再者，雖未圖示，但氣體導(dǎo)入部12Z及氣體導(dǎo)入部62Z與用以導(dǎo)入樣品氣體50Z的同一導(dǎo)入管連接，向高溫側(cè)氣室IOZA及低溫側(cè)氣室60ZA內(nèi)導(dǎo)入相同的樣品氣體50Z。另外，氣體濃度測量模塊2ZA進(jìn)一步具備高溫側(cè)加熱器15ZA(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第I加熱器、濃度轉(zhuǎn)換單元”)，其附設(shè)于高溫側(cè)氣室IOZA上；低溫側(cè)加熱器65ZA (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第2加熱器、濃度轉(zhuǎn)換單元”)，其附設(shè)于低溫側(cè)氣室60ZA上；及隔熱構(gòu)件70Z，其配置于高溫側(cè)氣室IOZA與低溫側(cè)氣室60ZA之間。高溫側(cè)加熱器15ZA使導(dǎo)入至高溫側(cè)氣室IOZA的高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA內(nèi)的樣品氣體50Z升溫至第I規(guī)定溫度為止。由此，可由常溫狀態(tài)的樣品氣體50Z獲得第I規(guī)定溫度的高溫樣品氣體51ZA。另外，低溫側(cè)加熱器65ZA使導(dǎo)入至低溫側(cè)氣室60ZA的低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的樣品氣體50Z升溫至較第I規(guī)定溫度低的第2規(guī)定溫度為止。由此，可由常溫狀態(tài)的樣品氣體50Z獲得第2規(guī)定溫度的低溫樣品氣體52ZA。再者，在第6實(shí)施方式中，以高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA內(nèi)的高溫樣品氣體51ZA的溫度成為比低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的低溫樣品氣體52ZA高10度的溫度的方式，控制高溫側(cè)加熱器15ZA及低溫側(cè)加熱器65ZA。關(guān)于高溫側(cè)氣室10ZA,在高溫側(cè)氣室IOZA的一端側(cè)設(shè)置有用于向高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA內(nèi)導(dǎo)入樣品氣體50Z的氣體導(dǎo)入部12Z，在高溫側(cè)氣室IOZA的另一端側(cè)設(shè)置有用于將高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA的高溫樣品氣體51ZA向外部排出的氣體排出部13Z。另外，關(guān)于低溫側(cè)氣室60ZA，在低溫側(cè)氣室60ZA的一端側(cè)設(shè)置有用于向低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)導(dǎo)入樣品氣體50Z的氣體導(dǎo)入部62Z，在低溫側(cè)氣室60ZA的另一端側(cè)設(shè)置有用于將低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的低溫樣品氣體52ZA向外部排出的氣體排出部63Z。再者，由于光源部20Z及受光部30Z的構(gòu)成與第5實(shí)施方式相同，因此標(biāo)注相同編號并省略說明。通過以上的構(gòu)成，自紅外光源21Z放射的紅外光中的入射至參照光接收元件31Z的紅外光穿過高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA內(nèi)升溫至第I規(guī)定溫度的高溫樣品氣體51ZA。入射至信號光接收元件32Z的紅外光穿過低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)升溫至第2規(guī)定溫度的低溫樣品氣體52ZA。即，與通過信號光接收元件32Z所接收的紅外光相比，通過參照光接收元件31Z所接收的紅外光穿過因熱膨脹而使?jié)舛冗M(jìn)一步變低的高溫樣品氣體51ZA。因此，參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z可同時(shí)接收因樣品氣體50Z(51ZA、52ZA)的濃度不同而使通過樣品氣體50Z(51ZA、52ZA)中的二氧化碳的吸收量不同的紅外光。再者，較低溫樣品氣體52ZA而言，高溫樣品氣體51ZA的溫度更高、濃度更低，因此由二氧化碳引起的紅外光的吸收量較少。因此，與信號光接收元件32Z相比，參照光接收元件31Z接收更高的能量值的紅外光。(儲存部4Z的儲存信息)
繼而，對儲存部4Z所儲存的信息進(jìn)行說明。儲存部4Z中預(yù)先儲存有表示二氧化碳的濃度與參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z所接收的紅外光的能量值的比的相關(guān)關(guān)系的近似式。再者，將導(dǎo)入至高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA及低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的樣品氣體50Z設(shè)為常溫(例如25度)，將低溫樣品氣體52ZA通過低溫側(cè)加熱器65ZA而升溫至比常溫高10度的第2規(guī)定溫度(例如35度)，另外，將高溫樣品氣體51ZA通過高溫側(cè)加熱器15ZA升溫至比低溫樣品氣體52ZA高10度的第I規(guī)定溫度(例如45度)。再者，在第6實(shí)施方式中，也與第5實(shí)施方式相同，使用以下的式(I)所示的Lambert-Beer定律,根據(jù)導(dǎo)入至高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA及低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA的樣品氣體50Z內(nèi)的每個(gè)二氧化碳的濃度C，預(yù)先計(jì)算參照光接收元件31Z所受光的能量值A(chǔ)與信號光接收元件32Z所受光的能量值B。I=I0exp (- U C I)... (I)首先，對計(jì)算信號光接收元件32Z所受光的能量值B的情況進(jìn)行說明。信號光接收元件32Z所接收的紅外光穿過濃度較樣品氣體50Z更低的低溫樣品氣體52ZA中。因此，根據(jù)樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C計(jì)算低溫樣品氣體52ZA中的二氧化碳的濃度C2。此處，低溫樣品氣體52ZA成為比樣品氣體50Z (常溫)高10度的溫度。因此，與第5實(shí)施方式相同，根據(jù)樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C通過計(jì)算而獲得低溫樣品氣體52ZA中的二氧化碳的濃度C2?；蛘?，也可另外測定濃度C2。通過將所計(jì)算或測定出的濃度C2及已知的Ip U、I代入至上述式(I)中求出I，而計(jì)算能量值B。由此，在將二氧化碳的濃度C的樣品氣體50Z導(dǎo)入至低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的情況下，可使用式(I)來計(jì)算信號光接收元件32Z所接收的能量值B。繼而，在計(jì)算參照光接收元件31Z所接收的能量值A(chǔ)的情況下，與計(jì)算能量值B的情況相同，根據(jù)樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C，計(jì)算高溫樣品氣體51ZA中的二氧化碳的濃度C3?；蛘?，也可另外測定濃度C3。通過將計(jì)算或測定出的濃度C3及已知的L、U、I代入至上述式(I)中求出I，而計(jì)算能量值A(chǔ)。進(jìn)而，計(jì)算能量值A(chǔ)與能量值B的比(B/A)。然后，與第5實(shí)施方式相同，使這些所計(jì)算的值與樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C相對應(yīng)，制成如圖13所示的表示二氧化碳的濃度與能量值的比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫。進(jìn)而，根據(jù)圖13所示的數(shù)據(jù)庫，得出如圖14所示的表示二氧化碳的濃度與能量值的比的相關(guān)關(guān)系的圖表，并且計(jì)算能量值的比(B/A)與二氧化碳的濃度的近似式(例如，濃度=f (比))。所計(jì)算出的近似式預(yù)先儲存于儲存部4Z0
參照光接收元件31Z所接收的能量值A(chǔ)與信號光接收元件32Z所接收的能量值B的比與樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度相對應(yīng)，由此，可使用所計(jì)算出的近似式，基于參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z實(shí)際所接收的光的能量值的比來計(jì)算樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度。(二氧化碳的濃度計(jì)算處理)關(guān)于計(jì)算電路3Z根據(jù)參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z所接收的光的能量值而計(jì)算二氧化碳的濃度的處理，由于與第5實(shí)施方式中使用圖15進(jìn)行說明的處理相同，因此省略說明。(第6實(shí)施方式的作用 效果)在第6實(shí)施方式中，參照光接收元件31Z接收穿過高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA的紅外光。信號光接收元件32Z接收穿過低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA的紅外光。另外，通過低溫側(cè)加熱器65ZA，將導(dǎo)入至低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的樣品氣體50Z升溫至第2規(guī)定溫度，從而獲得 低溫樣品氣體52ZA。另外，通過高溫側(cè)加熱器15ZA，將導(dǎo)入至高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA內(nèi)的樣品氣體50Z升溫至較第2規(guī)定溫度更高的第I規(guī)定溫度，從而獲得高溫樣品氣體51ZA。由此，高溫樣品氣體51ZA內(nèi)的二氧化碳的濃度與低溫樣品氣體52ZA內(nèi)的樣品氣體50Z內(nèi)的二氧化碳的濃度成為彼此不同的濃度。因此，通過參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z，可同時(shí)測定穿過二氧化碳的濃度不同的導(dǎo)入空間(高溫側(cè)導(dǎo)入空間11ZA、低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA)內(nèi)的紅外光、即由二氧化碳引起的吸收量不同的紅外光。另外，氣體濃度計(jì)算裝置IZA是不會(huì)如引用文獻(xiàn)I中所記載的氣體濃度計(jì)算裝置那樣使用封入有與被測定氣體種類相同但因飽和狀態(tài)而表現(xiàn)出不同變化特性的氣體的比較氣體室等，而可測定吸收量不同的紅外光的構(gòu)成。特別是向高溫側(cè)氣室IOZA及低溫側(cè)氣室60ZA中導(dǎo)入相同的樣品氣體50Z，且轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度，而并非如引用文獻(xiàn)I所述，從最初開始準(zhǔn)備不同的變化特性的氣體(比較氣體室內(nèi)的氣體)。因此，即使在紅外光源2IZ的光量或溫度等存在變動(dòng)的情況下，由于高溫樣品氣體5IZA與低溫樣品氣體52ZA雖溫度不同但為相同的氣體，因此參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z中的測定值的變化特性也相同。如此，由于參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z中的測定值的變化特性相同，因此基于這些測定值，可容易使因紅外光源21Z的光量或溫度等而產(chǎn)生的測定值的變動(dòng)相互抵消，從而可更高精度地計(jì)算氣體濃度。另外，為了使光路長度變化而不伴隨振動(dòng)等，從而不存在因該振動(dòng)所致的位置偏離或附帶的噪聲等，因此可防止氣體濃度測量模塊的光檢測精度的下降。另外，氣體濃度計(jì)算裝置IZA通過高溫側(cè)加熱器15ZA及低溫側(cè)加熱器65ZA而將樣品氣體50Z升溫至不同的溫度，由此，可使高溫樣品氣體51ZA與低溫樣品氣體52ZA成為不同的濃度。如此，利用通過加熱而使氣體膨脹的現(xiàn)象，可容易地將高溫側(cè)導(dǎo)入空間IlZA內(nèi)的高溫樣品氣體51ZA中的二氧化碳的濃度與低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的低溫樣品氣體52ZA中的二氧化碳的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。另外，因具備隔熱構(gòu)件70Z，可防止高溫側(cè)氣室IOZA與低溫側(cè)氣室60ZA之間的熱的傳遞，從而可高效地對樣品氣體50Z進(jìn)行升溫。另外，可進(jìn)一步可靠地保持高溫樣品氣體5IZA與低溫樣品氣體52ZA的溫度差。另外，通過帶通濾波器39Z，可使參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z分別所接收的光成為相同波長，從而可防止因參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z分別所接收的光的波長不同而引起的光檢測精度的下降。另外，因紅外光源21Z放射紅外線，故可利用當(dāng)紅外線穿過高溫樣品氣體51ZA及低溫樣品氣體52ZA時(shí)因二氧化碳而使能量衰減的現(xiàn)象，來計(jì)算高溫樣品氣體51ZA及低溫樣品氣體52ZA中的二氧化碳的濃度。另外，可利用當(dāng)紅外光穿過高溫樣品氣體51ZA及低溫樣品氣體52ZA中的二氧化碳時(shí)能量衰減的現(xiàn)象，來計(jì)算高溫樣品氣體51ZA及低溫樣品氣體52ZA中的二氧化碳的濃度。另外，通過預(yù)先在儲存部4Z內(nèi)儲存近似式，可基于近似式高精度地計(jì)算對象氣體的濃度。 再者，在第6實(shí)施方式中，通過低溫側(cè)加熱器65ZA將導(dǎo)入至低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的樣品氣體50Z升溫至較常溫更高的第2規(guī)定溫度，但并不限定于此。例如，也可使用低溫側(cè)加熱器65ZA，以將導(dǎo)入至低溫側(cè)導(dǎo)入空間61ZA內(nèi)的樣品氣體50Z保持為常溫(例如25 度)。[第7實(shí)施方式]第7實(shí)施方式中，通過使用稀釋氣體對樣品氣體50Z進(jìn)行稀釋，而使入射至參照光接收元件31Z的紅外光與入射至信號光接收元件32Z的紅外光穿過不同的濃度的樣品氣體中。(氣體濃度計(jì)算裝置IZB的整體構(gòu)成)首先，對第7實(shí)施方式所涉及的氣體濃度計(jì)算裝置IZB的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖17是表示氣體濃度計(jì)算裝置的概略剖面圖。氣體濃度計(jì)算裝置IZB包括如下部件而構(gòu)成氣體濃度測量模塊2ZB，其接收來自紅外光源21Z (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“光源”)的紅外光，并測定其能量；計(jì)算電路3Z (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“氣體濃度計(jì)算模塊”)，其基于氣體濃度測量模塊2ZB的測定結(jié)果而計(jì)算氣體濃度；及儲存部4Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“儲存單元”)，其儲存計(jì)算電路3Z計(jì)算氣體濃度時(shí)的信息；該氣體濃度計(jì)算裝置IZB是計(jì)算對象氣體的濃度的裝置。通過計(jì)算電路3Z所計(jì)算的氣體濃度被輸出至未圖示的控制裝置等中，并利用于例如空調(diào)系統(tǒng)等的控制中。再者，在第7實(shí)施方式中，對于將導(dǎo)入至氣體濃度測量模塊2ZB的樣品氣體中的二氧化碳作為濃度計(jì)算的對象氣體的情況下的例子進(jìn)行說明。氣體濃度測量模塊2ZB包括如下部件而構(gòu)成稀釋側(cè)氣室IOZB (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第I氣室”)，其形成內(nèi)部導(dǎo)入樣品氣體50Z的稀釋側(cè)導(dǎo)入空間11ZB(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第I導(dǎo)入空間”)；非稀釋側(cè)氣室60ZB(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第2氣室”)，其形成內(nèi)部直接導(dǎo)入樣品氣體50Z的非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“第2導(dǎo)入空間”)；稀釋氣體供給部80Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“不活潑氣體供給部、濃度轉(zhuǎn)換單元”)，其將稀釋氣體(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“不活潑氣體”)導(dǎo)入至稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)；光源部20Z，其配置于稀釋側(cè)氣室IOZB及非稀釋側(cè)氣室60ZB的一端；及受光部30Z (相當(dāng)于權(quán)利要求中的“信號光接收單元及參照光接收單元”)，其配置于稀釋側(cè)氣室IOZB及非稀釋側(cè)氣室60ZB的另一端且接收自光源部20Z放射的光。再者，雖未圖示，但氣體導(dǎo)入部12Z及氣體導(dǎo)入部62Z與用于導(dǎo)入樣品氣體50Z的同一導(dǎo)入管連接，向稀釋側(cè)氣室IOZB及非稀釋側(cè)氣室60ZB內(nèi)導(dǎo)入相同的樣品氣體50Z。
稀釋側(cè)氣室IOZB中，在稀釋側(cè)氣室IOZB的一端側(cè)設(shè)置有用于向稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)導(dǎo)入樣品氣體50Z的氣體導(dǎo)入部12Z，進(jìn)而，在氣體導(dǎo)入部12Z的附近設(shè)置有稀釋氣體導(dǎo)入部14Z。自稀釋氣體供給部90Z供給的稀釋氣體穿過稀釋氣體導(dǎo)入部14Z并導(dǎo)入至稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)。通過向稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)導(dǎo)入稀釋氣體，從而樣品氣體50Z被稀釋，從而獲得稀釋后樣品氣體51ZB。另外，稀釋側(cè)氣室IOZB中，在稀釋側(cè)氣室IOZB的另一端側(cè)設(shè)置有用于將稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)的稀釋后樣品氣體51ZB向外部排出的氣體排出部13Z。再者，在第7實(shí)施方式中，將樣品氣體50Z以稀釋率20%稀釋，從而獲得稀釋后樣品氣體51ZB。另外，稀釋氣體使用相對于紅外光而言不活潑的氣體，例如可使用氬氣、氙氣、
氮?dú)獾?。非稀釋?cè)氣室60ZB中，在非稀釋側(cè)氣室60ZB的一端側(cè)設(shè)置有用于向非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB內(nèi)導(dǎo)入樣品氣體50Z的氣體導(dǎo)入部62Z，在非稀釋側(cè)氣室60ZB的另一端側(cè)設(shè)置有用于將導(dǎo)入至非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB內(nèi)的樣品氣體50Z向外部排出的氣體排出部63Z。 光源部20Z包括如下部件而構(gòu)成框體25Z，其與稀釋側(cè)氣室IOZB及非稀釋側(cè)氣室60ZB接合；紅外光源21Z，其配置于框體25Z內(nèi)；開口部26Z，其形成于框體25Z內(nèi)的與紅外光源21Z相對的部位，且用于將紅外光源21Z所放射的紅外光引導(dǎo)至框體25Z的外部；及窗構(gòu)件23Z，其覆蓋開口部26Z。自紅外光源21Z放射的紅外光穿過窗構(gòu)件23Z并導(dǎo)入至稀釋側(cè)氣室IOZB內(nèi)及非稀釋側(cè)氣室60ZB內(nèi)。此處，紅外光源21Z使用放射4. 2 ii nT4. 3um的波段的光的光源。另外，窗構(gòu)件23Z由相對于紅外線具有較高的透過性的材料而構(gòu)成。受光部30Z包括如下部件而構(gòu)成參照光接收元件31Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“參照光接收單元”)及信號光接收元件32Z(相當(dāng)于權(quán)利要求中的“信號光接收單元”)，其配置于基板35Z上；蓋36Z，其覆蓋參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z ;間隔壁37Z，其自蓋36Z延伸至參照光接收元件31Z與信號光接收元件32Z之間的區(qū)域；開口部38Z，其分別形成于蓋36Z上的與參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z相對的部位；及帶通濾波器39Z，其覆蓋開口部38Z。參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z將所接收的紅外光的能量值輸出至計(jì)算電路3Z。帶通濾波器39Z使用僅使4. 2 u nT4. 3 u m的波段的光透過的帶通濾波器。另外，參照光接收元件31Z與稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB的另一端相對，信號光接收元件32Z與非稀釋側(cè)氣室60ZB的另一端相對。另外，雖未圖示，但在未將帶通濾波器39Z設(shè)置于圖17所示的位置的情況下，也可在圖17的窗構(gòu)件23Z的位置上設(shè)置帶通濾波器。即，帶通濾波器的配置位置只要是配置于光源部20Z與受光部30Z之間的光路上，則沒有特別的限定。通過以上的構(gòu)成，自紅外光源21Z放射的紅外光中的入射至參照光接收元件31Z的紅外光，穿過稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)的經(jīng)稀釋的稀釋后樣品氣體51ZB。入射至信號光接收元件32Z的紅外光穿過非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB內(nèi)的樣品氣體50Z。如此，與信號光接收元件32Z所接收的紅外光相比，參照光接收元件31Z所接收的紅外光穿過濃度通過稀釋氣體而被稀釋的稀釋后樣品氣體51ZB。即，參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z可同時(shí)接收因樣品氣體50Z(50Z、51ZB)的濃度不同而使通過樣品氣體50Z (50Z.51ZB)中的二氧化碳所吸收的量不同的紅外光。再者，稀釋后樣品氣體51ZB相對于樣品氣體50Z濃度較低，當(dāng)紅外光穿過時(shí)，由二氧化碳引起的吸收量較少。因此，參照光接收元件31Z與信號光接收元件32Z相比，接收更高的能量值的紅外光。(儲存部4Z的儲存信息)繼而，對儲存部4Z所儲存的信息進(jìn)行說明。儲存部4Z中預(yù)先儲存有表示二氧化碳的濃度與參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z所接收的紅外光的能量值的比的相關(guān)關(guān)系的近似式。一般而言，若將來自光源的紅外線能量值設(shè)為Itl、將到達(dá)受光單元的紅外線能量值設(shè)為I、將自光源直至受光單元為止的光路長度設(shè)為I、將對象氣體的濃度設(shè)為C、將吸收系數(shù)設(shè)為U，則根據(jù)Lambert-Beer定律，以下的式⑴所示的關(guān)系成立。I=I0exp (- U C I) (I) 基于上述關(guān)系,使用Lambert-Beer定律,根據(jù)導(dǎo)入至稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB及非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB的樣品氣體50Z內(nèi)的每個(gè)二氧化碳的濃度C，預(yù)先計(jì)算參照光接收元件31Z所接收的能量值A(chǔ)及信號光接收元件32Z所接收的能量值B。在計(jì)算信號光接收元件32Z所受光的能量值B的情況下，通過將已知的Ic^ U、C、I代入至上述式(I)中求出I，而計(jì)算能量值B。此處，在上述式(I)中，濃度C表示樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度。繼而，關(guān)于參照光接收元件31Z所受光的能量值A(chǔ)，也針對上述式(I)根據(jù)樣品氣體50Z中的每個(gè)二氧化碳的濃度C進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)，參照光接收元件31Z所接收的紅外光穿過稀釋后樣品氣體51ZB。因此，根據(jù)樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C，計(jì)算稀釋后樣品氣體51ZB中的二氧化碳的濃度C4。通過將所計(jì)算出的濃度C4及已知的I。、U、I代入至上述式(I)中求出I，而計(jì)算能量值A(chǔ)。由此，當(dāng)將二氧化碳的濃度C的樣品氣體50Z導(dǎo)入至稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)的情況下，可使用式(I)計(jì)算參照光接收元件31Z所接收的能量值A(chǔ)。再者，在第7實(shí)施方式中，稀釋后樣品氣體51ZB是將樣品氣體50Z以稀釋率20%進(jìn)行稀釋后所得的氣體。因此，樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C也以稀釋率20%進(jìn)行稀釋。如此，通過使用稀釋率，可根據(jù)樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度C，通過計(jì)算而求出稀釋后樣品氣體5IZB中的二氧化碳的濃度C4。進(jìn)而，計(jì)算能量值B與能量值A(chǔ)的比(B/A)。使這些所計(jì)算出的值與樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度相對應(yīng)，如圖18所示制成表示二氧化碳的濃度與能量值的比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫。進(jìn)而，根據(jù)圖18所示的數(shù)據(jù)庫而得出圖19所示的表示二氧化碳的濃度與能量值的比的相關(guān)關(guān)系的圖表，并且計(jì)算能量值的比(B/A)與二氧化碳的濃度的近似式(例如，濃度=f (比))。所計(jì)算出的近似式預(yù)先儲存于儲存部4Z。再者，在圖18的數(shù)據(jù)庫中，為了方便制成數(shù)據(jù)庫，以樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度為零PPm時(shí)的能量值A(chǔ)、B成為I的方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。因參照光接收元件31Z所接收的能量值A(chǔ)與信號光接收元件32Z所接收的能量值B的比與樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度相對應(yīng)，故可使用所計(jì)算的近似式，基于參照光接收元件31Z與信號光接收元件32Z實(shí)際所接收的光的能量值的比來計(jì)算樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度。(二氧化碳的濃度計(jì)算處理)繼而，對于計(jì)算電路3Z根據(jù)參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z所接收的光的能量值而計(jì)算二氧化碳的濃度的處理流程進(jìn)行說明。再者，計(jì)算電路3Z是包括CPU等而構(gòu)成的電路。圖15是表示二氧化碳濃度計(jì)算處理的流程的流程圖。在步驟S IOlZ中，計(jì)算電路3Z獲取由參照光接收元件31Z所接收的光的能量值A(chǔ)及由信號光接收元件32Z所接收的光的能量值B。繼而，在步驟S102Z中，計(jì)算電路3Z計(jì)算所獲取的能量值B與能量值A(chǔ)的比(B/A)。在步驟S103Z中，計(jì)算電路3Z使用儲存于儲存部4Z的近似式，且根據(jù)步驟S102Z中所計(jì)算出的比(B/A)來計(jì)算二氧化碳的濃度。通過使用近似式來計(jì)算濃度，可容易地進(jìn)行計(jì)
算處理。在步驟S104Z中，計(jì)算電路3Z將表示所計(jì)算出的二氧化碳的濃度的信號輸出至未圖示的控制裝置等中。表示二氧化碳的濃度的信號例如利用于控制裝置中空調(diào)的控制等中。 (第I實(shí)施方式的作用 效果)
在第7實(shí)施方式中，參照光接收元件31Z接收穿過稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB的紅外光。信號光接收元件32Z接收穿過非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB的紅外光。另外，將稀釋氣體自稀釋氣體導(dǎo)入部14Z導(dǎo)入至稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)并對樣品氣體50Z進(jìn)行稀釋，從而獲得稀釋后樣品氣體51ZB。由此，稀釋后樣品氣體51ZB內(nèi)的二氧化碳的濃度與非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB內(nèi)的樣品氣體50Z內(nèi)的二氧化碳的濃度成為彼此不同的濃度。因此，通過參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z，可同時(shí)測定穿過二氧化碳的濃度不同的導(dǎo)入空間(稀釋側(cè)導(dǎo)入空間11ZB、非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB)內(nèi)的紅外光、即由二氧化碳引起的吸收量不同的紅外光。另外，氣體濃度計(jì)算裝置IZB是不會(huì)如引用文獻(xiàn)I中所記載的氣體濃度計(jì)算裝置那樣使用封入有與被測定氣體種類相同但因飽和狀態(tài)而表現(xiàn)出不同變化特性的氣體的比較氣體室等，而可測定吸收量不同的紅外光的構(gòu)成。特別是向稀釋側(cè)氣室IOZB及非稀釋側(cè)氣室60ZB中導(dǎo)入相同的樣品氣體50Z且轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度，而并非如引用文獻(xiàn)I所述從最初開始準(zhǔn)備不同的變化特性的氣體(比較氣體室內(nèi)的氣體)。因此，即使在紅外光源2IZ的光量或溫度等存在變動(dòng)的情況下，由于稀釋后樣品氣體5IZB與樣品氣體50Z雖濃度不同但為相同的氣體，因此參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z中的測定值的變化特性也相同。如此，由于參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z中的測定值的變化特性相同，因此基于這些測定值，可容易地使因紅外光源21Z的光量或溫度等而產(chǎn)生的測定值的變動(dòng)相互抵消，從而可更高精度地計(jì)算氣體濃度。再者，由于稀釋氣體相對于自紅外光源21Z放射的紅外光為不活潑，因此即使在光源的光量或溫度等存在變動(dòng)的情況下，也不會(huì)對參照光接收元件31Z中的測定值的變化特性造成影響。另外，為了使光路長度變化而不伴隨振動(dòng)等，從而不存在因該振動(dòng)所致的位置偏離或附帶的噪聲等，因此可防止氣體濃度測量模塊的光檢測精度的下降。另外，由于向稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)導(dǎo)入有稀釋氣體，因此與非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間6IZB內(nèi)的樣品氣體50Z相比，稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)的稀釋后樣品氣體5IZB中的二氧化碳的濃度變低。如此，通過將稀釋氣體導(dǎo)入至稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)，可容易地將稀釋側(cè)導(dǎo)入空間IlZB內(nèi)的稀釋后的樣品氣體51ZB中的二氧化碳的濃度與非稀釋側(cè)導(dǎo)入空間61ZB內(nèi)的樣品氣體50Z中的二氧化碳的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。
另外，通過使用氬氣、氙氣、氮?dú)庾鳛橄♂寶怏w，可利用當(dāng)紅外光穿過這些氣體中時(shí)不衰減的現(xiàn)象進(jìn)行稀釋，而不會(huì)使樣品氣體50Z的特性發(fā)生變化。另外，通過帶通濾波器39Z，可使參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z分別所接收的光成為相同波長，從而可防止因參照光接收元件31Z及信號光接收元件32Z分別所接收的光的波長不同而引起的光檢測精度的下降。另外，因紅外光源21Z放射紅外線，故可利用當(dāng)紅外線穿過樣品氣體50Z及稀釋后樣品氣體51ZB時(shí)因二氧化碳而使能量衰減的現(xiàn)象，來計(jì)算樣品氣體50Z及稀釋后樣品氣體5IZB中的二氧化碳的濃度。另外，可利用當(dāng)紅外光穿過樣品氣體50Z及稀釋后樣品氣體51ZB中的二氧化碳時(shí)能量衰減的現(xiàn)象，來計(jì)算樣品氣體50Z及稀釋后樣品氣體51ZB中的二氧化碳的濃度。另外，通過預(yù)先在儲存部4Z內(nèi)儲存近似式，可基于近似式高精度地計(jì)算對象氣體 的濃度。本發(fā)明的另一個(gè)方面并不限定于上述的第5 第7實(shí)施方式。例如，在圖15的步驟S103Z中，計(jì)算電路3Z使用近似式來計(jì)算二氧化碳的濃度，但也可不使用近似式而計(jì)算二氧化碳的濃度。在此情況下，預(yù)先將使圖13、圖18所示的數(shù)據(jù)庫表格化后所得的表格儲存于儲存部4Z。計(jì)算電路3Z也可將所獲取的能量值A(chǔ)及能量值B與儲存于儲存部4Z的表格進(jìn)行比較，根據(jù)該表格直接計(jì)算濃度。在此情況下，當(dāng)然可根據(jù)圖13、圖18所示的數(shù)據(jù)庫計(jì)算能量的比(B/A)與二氧化碳的濃度之間的近似式，但也可使用表格計(jì)算濃度。再者，在上述的第5 第I實(shí)施方式中，對于通過氣體濃度計(jì)算裝置1Z、1ZA、IZB計(jì)算二氧化碳的濃度的情況進(jìn)行說明，但當(dāng)然可計(jì)算除此以外的氣體的濃度。另外，根據(jù)欲測定濃度的氣體而適當(dāng)變更光源或帶通濾波器的種類或稀釋氣體的種類等，由此可計(jì)算氣體的濃度。另外，關(guān)于第5、第6實(shí)施方式中的通過加熱器進(jìn)行升溫的溫度、或第7實(shí)施方式中的對樣品氣體50Z進(jìn)行稀釋的稀釋率等，可根據(jù)欲測定濃度的氣體的測定范圍或精度等適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行最優(yōu)化。另外，氣體濃度計(jì)算裝置1Z、1ZA、1ZB所計(jì)算出的氣體的濃度，除了空調(diào)的控制以夕卜，也可適用于計(jì)算氣體的濃度的各種設(shè)備中。另外，在第5實(shí)施方式及第6實(shí)施方式中，使用加熱器(15Z、15ZA、65ZA)對樣品氣體50Z進(jìn)行升溫來轉(zhuǎn)換樣品氣體50Z的濃度，但除此以外例如也可通過冷卻器對樣品氣體50Z進(jìn)行冷卻而轉(zhuǎn)換濃度。
權(quán)利要求
1.一種氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 其是具備氣體濃度測量模塊及氣體濃度計(jì)算模塊且計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置， 所述氣體濃度測量模塊具備 氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的導(dǎo)入空間； 光源，其配置于所述氣室的一端； 信號光接收單元及參照光接收單元，其配置于所述氣室的另一端，且接收自所述光源放射的光 '及 不活潑氣體室，其配置于所述導(dǎo)入空間內(nèi)的所述光源與所述參照光接收單元之間的光路中，且封入有相對于自所述光源放射的光而言不活潑的不活潑氣體， 所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述氣體濃度測量模塊的所述信號光接收單元所接收的所述光的能量值與所述參照光接收單元所接收的所述光的能量值的比來計(jì)算所述對象氣體的所述濃度。
2.如權(quán)利要求I所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述不活潑氣體為包含氬、氙、氮中的至少任意一種的氣體。
3.一種氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 其是具備氣體濃度測量模塊及氣體濃度計(jì)算模塊且計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置， 所述氣體濃度測量模塊具備 氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的導(dǎo)入空間； 光源，其配置于所述氣室的一端；及 信號光接收單元及參照光接收單元，其在所述氣室的另一端側(cè)接收自所述光源放射的光，且配置于自所述光源放射的光穿過所述導(dǎo)入空間內(nèi)的距離不同的位置， 所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述氣體濃度測量模塊的所述信號光接收單元所接收的所述光的能量值與所述參照光接收單元所接收的所述光的能量值的比來計(jì)算所述對象氣體的所述濃度。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 進(jìn)一步具備帶通濾波器，該帶通濾波器配置于所述光源與所述受光單元之間的光路上，且僅使規(guī)定波長的光通過。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述光源為放射紅外線的光源。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述對象氣體為二氧化碳。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 進(jìn)一步具備儲存單元，該儲存單元預(yù)先儲存表示所述對象氣體的所述濃度與所述比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫或近似式， 所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述數(shù)據(jù)庫或所述近似式來計(jì)算與所述比相對應(yīng)的所述濃度。
8.如權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于，具備 所述氣體濃度測量模塊，其具備多個(gè)所述對象氣體不同的所述受光單元；及 多個(gè)所述氣體濃度計(jì)算模塊，其與多個(gè)所述受光單元相對應(yīng)。
9.一種氣體濃度測量模塊，其特征在于， 其是計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中的氣體濃度測量模塊， 具備 氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的導(dǎo)入空間； 光源，其配置于所述氣室的一端； 信號光接收單元及參照光接收單元，其配置于所述氣室的另一端，且接收自所述光源放射的光 '及 不活潑氣體室，其配置于所述導(dǎo)入空間內(nèi)的所述光源與所述參照光接收單元之間的光路中，且封入有相對于自所述光源放射的光而言不活潑的不活潑氣體。
10.一種氣體濃度測量模塊，其特征在于， 其是計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中的氣體濃度測量模塊， 具備 氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的導(dǎo)入空間； 光源，其配置于所述氣室的一端； 信號光接收單元及參照光接收單元，其在所述氣室的另一端側(cè)接收自所述光源放射的光，且配置于自所述光源放射的光穿過所述導(dǎo)入空間內(nèi)的距離不同的位置。
11.一種光檢測器，其特征在于， 其是具備分別接收不同的光路上的光的多個(gè)受光元件的光檢測器， 具備 遮蔽單元，其將I個(gè)所述受光元件所接收的光與其它所述受光元件所接收的光遮蔽， 所述多個(gè)受光元件在I個(gè)受光元件芯片上鄰接地形成。
12.如權(quán)利要求11所述的光檢測器，其特征在于， 所述受光元件被載置所述受光元件的封裝基板與封裝蓋包圍，該封裝蓋在與所述受光元件相對的位置上形成有封裝蓋開口部且自所述封裝基板延伸并覆蓋所述受光元件，所述遮蔽單元配置于所述封裝蓋與所述受光元件之間， 所述遮蔽單元由內(nèi)側(cè)蓋和內(nèi)側(cè)蓋間隔板構(gòu)成， 所述內(nèi)側(cè)蓋在與所述受光元件相對的位置上形成有內(nèi)側(cè)蓋開口部，且自所述封裝基板延伸并覆蓋所述受光元件， 所述內(nèi)側(cè)蓋間隔板自所述內(nèi)側(cè)蓋的與所述受光元件相對的面延伸至所述多個(gè)受光元件之間的區(qū)域。
13.如權(quán)利要求11所述的光檢測器，其特征在于， 所述受光元件被載置所述受光元件的封裝基板與封裝蓋包圍，該封裝蓋在與所述受光元件相對的位置上形成有封裝蓋開口部、且自所述封裝基板延伸并覆蓋所述受光元件，所述遮蔽單元由間隔板構(gòu)成，該間隔板自所述封裝蓋的與所述受光元件相對的面延伸至所述多個(gè)受光元件之間的區(qū)域。
14.如權(quán)利要求11所述的光檢測器，其特征在于，所述受光元件被載置所述受光元件的封裝基板與封裝蓋包圍，該封裝蓋在與所述受光元件相對的位置上形成有封裝蓋開口部、且自所述封裝基板延伸并覆蓋所述受光元件， 所述遮蔽單元配置于所述封裝蓋與所述受光元件之間，且由載置于所述受光元件上的筒狀蓋構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的光檢測器，其特征在于， 進(jìn)一步具備帶通濾波器，該帶通濾波器僅使規(guī)定波長的光通過且覆蓋所述封裝蓋開口部。
16.—種光檢測器,其特征在于， 其是檢測穿過對象氣體的不同的光路上的光并計(jì)算所述對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中的光檢測器， 所述光檢測器具備 多個(gè)受光元件，其分別接收所述不同的光路上的光；及 遮蔽單元，其將I個(gè)所述受光元件所接收的光與其它所述受光元件所接收的光遮蔽， 所述多個(gè)受光元件在I個(gè)受光元件芯片上鄰接地形成。
17.一種氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 其是具備氣體濃度測量模塊及氣體濃度計(jì)算模塊且計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置， 所述氣體濃度測量模塊具備 第I氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的第I導(dǎo)入空間； 第2氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的第2導(dǎo)入空間； 光源，其配置于所述第I氣室及第2氣室的一端； 參照光接收單元，其配置于所述第I氣室的另一端，接收自所述光源放射且穿過所述第I導(dǎo)入空間的光； 信號光接收單元，其配置于所述第2氣室的另一端，接收自所述光源放射且穿過所述第2導(dǎo)入空間的光；及 濃度轉(zhuǎn)換單元，其將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度， 所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述氣體濃度測量模塊的所述信號光接收單元所接收的所述光的能量值與所述參照光接收單元所接收的所述光的能量值的比來計(jì)算所述對象氣體的所述濃度。
18.如權(quán)利要求17所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述濃度轉(zhuǎn)換單元具備附設(shè)于所述第I氣室的第I加熱器，通過所述第I加熱器對所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體進(jìn)行升溫，由此將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。
19.如權(quán)利要求17所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述濃度轉(zhuǎn)換單元具備附設(shè)于所述第I氣室的第I加熱器及附設(shè)于所述第2氣室的第2加熱器，將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體升溫至不同的溫度，由此將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。
20.如權(quán)利要求18或19所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述氣體濃度測量模塊進(jìn)一步具備隔熱構(gòu)件，該隔熱構(gòu)件配置于所述第I氣室與所述第2氣室之間。
21.如權(quán)利要求17所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述濃度轉(zhuǎn)換單元進(jìn)一步具備不活潑氣體供給部，該不活潑氣體供給部將相對于自所述光源放射的光而言不活潑的不活潑氣體導(dǎo)入至所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)， 通過將所述不活潑氣體自所述不活潑氣體供給部導(dǎo)入至所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)，從而將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。
22.如權(quán)利要求21所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述不活潑氣體為含有氬、氙、氮、氧、氫中的至少任意一種的氣體。
23.如權(quán)利要求17至22中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 進(jìn)一步具備帶通濾波器，該帶通濾波器配置于所述光源與所述受光單元之間的光路上，且僅使規(guī)定波長的光通過。
24.如權(quán)利要求17至23中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述光源為放射紅外線的光源。
25.如權(quán)利要求17至24中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 所述對象氣體為二氧化碳。
26.如權(quán)利要求17至25中任一項(xiàng)所述的氣體濃度計(jì)算裝置，其特征在于， 進(jìn)一步具備儲存單元，該儲存單元預(yù)先儲存表示所述對象氣體的所述濃度與所述比的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫或近似式， 所述氣體濃度計(jì)算模塊基于所述數(shù)據(jù)庫或所述近似式來計(jì)算與所述比相對應(yīng)的所述濃度。
27.一種氣體濃度測量模塊，其特征在于， 其是計(jì)算對象氣體的濃度的氣體濃度計(jì)算裝置中的氣體濃度測量模塊， 具備 第I氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的第I導(dǎo)入空間； 第2氣室，其形成導(dǎo)入所述對象氣體的第2導(dǎo)入空間； 光源，其配置于所述第I氣室及第2氣室的一端； 參照光接收單元，其配置于所述第I氣室的另一端，接收自所述光源放射且穿過所述第I導(dǎo)入空間的光； 信號光接收單元，其配置于所述第2氣室的另一端，接收自所述光源放射且穿過所述第2導(dǎo)入空間的光；及 濃度轉(zhuǎn)換單元，其將所述第I導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度與所述第2導(dǎo)入空間內(nèi)的所述對象氣體的濃度轉(zhuǎn)換成彼此不同的濃度。
全文摘要
氣體濃度測量模塊(2X)具備氣室(10X)，其形成導(dǎo)入樣品氣體(50X)的導(dǎo)入空間(11X)；紅外光源(21X)，其配置于氣室(10X)的一端；參照光接收元件(31X)及信號光接收元件(32X)，其配置于氣室(10X)的另一端，且接收自紅外光源(21X)放射的紅外光；及不活潑氣體室(40X)，其配置于導(dǎo)入空間(11X)內(nèi)的紅外光源(21X)與參照光接收元件(31X)之間的光路中，且封入有相對于自紅外光源(21X)放射的紅外光而言不活潑的不活潑氣體。計(jì)算電路(3X)基于氣體濃度測量模塊(2X)的參照光接收元件(31X)所接收的光的能量值與信號光接收元件(32X)所接收的紅外光的能量值的比來計(jì)算樣品氣體(50X)中的二氧化碳的濃度。
文檔編號G01N21/35GK102762975SQ20118000977
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者井澤利之, 山本晃永 申請人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社