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  • 法律状态
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    • 专利摘要:
    Eine Gaserfassungsvorrichtung umfasst eine Lichtquelle (1), ein Lichtsensorelement (2) und eine Abschirmungsplatte (4), die in einem einzigen Gehäuse (9) untergebracht sind. Die Abschirmungsplatte (4) schützt das Lichtsensorelement (2) vor Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle (1) direkt zu dem Lichtsensorelement (2) gelangen. Die Gaserfassungsvorrichtung umfasst eine Reflektorplatte (6), die so angeordnet ist, dass von der Lichtquelle (1) emittierte Lichtstrahlen von der Reflektorplatte (6) reflektiert werden und zu dem Lichtsensorelement (2) gelangen. Das Lichtsensorelement (2) erfasst einen Grad der Lichtabsorption durch das Gas, das sich in einem Raum zwischen der Reflektorplatte (6), der Lichtquelle (1) und dem Lichtsensorelement (2) befindet.
    公开号:DE102004014727A1
    申请号:DE200410014727
    申请日:2004-03-25
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Yasutoshi Kariya Suzuki；Hisanori Kariya Yokura；Takahiko Kariya Yoshida
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:G01N21-35
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Gaserfassungsvorrichtung geringerGröße.
    [0002] während dervergangenen Jahre hat die Notwendigkeit, Gase wie etwa Kohlenmonoxid,Kohlendioxid, Stickstoff, Wasserdampf, Stickstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffezu erfassen, zugenommen. Zur Erfassung solcher Gase wird eine Infrarot-Gaserfassungsvorrichtungverwendet. Die Infrarot-Gaserfassungsvorrichtung erfasst eine bestimmteGasart, indem eine fürdas jeweilige Gas charakteristische Eigenschaft ausgenutzt wird,Infrarotstrahlen einer bestimmten Wellenlänge zu absorbieren.
    [0003] EinBeispiel solcher Gaserfassungsvorrichtungen ist in 2 gezeigt. Bei dieser Vorrichtung wirdein Gas in einen Raum zwischen einer im Infrarotbereich emittierendenVorrichtung (im Folgenden kurz als "Infrarotstrahler" bezeichnet) 21 und einem für Infrarotstrahlungempfindlichen Sensor (im Folgenden kurz als "Infrarotsensor" bezeichnet) 22 über Luftlöcher 25 einesGehäuse 24 eingeleitet.Wenn das Gas in den Raum eingeleitet wird, während der Infrarotstrahler 21 Infrarotstrahlenaussendet, werden die Infrarotstrahlen einer bestimmten Wellenlänge durchdas Gas absorbiert. Durch Messung des Absorptionsgrades mit Hilfedes Infrarotsensors 22 und einer elektrischen Schaltung 23 wirddie Konzentration des Gases bestimmt.
    [0004] Dader Infrarotstrahler 21 und der Infrarotsensor 22 einandergegenüberliegendangeordnet sind, kann die Gesamtgröße der Vorrichtung nicht verringertwerden. Darüberhinaus kann die Länge vonDrähtenzwischen der elek trischen Schaltung 23 und dem Infrarotstrahler 21 bzw.dem Infrarotsensor 22 nicht verkürzt werden.
    [0005] Umdieses Problem zu lösen,wird in der JP-A-9 184803 eineandere Gaserfassungsvorrichtung vorgeschlagen, die in 3 gezeigt ist. Bei dieserVorrichtung sind ein Infrarotstrahler 31 und ein Infrarotsensor 32 ineinem ersten Gehäuse 33 bzw.in einem zweiten Gehäsue 34 untergebracht.Das erste Gehäuse 33 unddas zweite Gehäuse 34 sindauf eine elektrische Leiterplatte 35 montiert.
    [0006] Einzu untersuchendes Gas wird in einen Raum zwischen dem Infrarotstrahler 31,dem Infrarotsensor 32 und einer Reflektorplatte 36 durchLuftlöcher 38 einesGehäuses 37 eingeleitet.wenn das Gas in den Raum eingeleitet wird, während der Infrarotstrahler 31 Infrarotstrahlenemittiert, werden die Infrarotstrahlen einer bestimmten Wellenlänge durch dasGas absorbiert. Durch Messen eines Absorptionsgrades mittels desInfrarotsensors 32 und der elektrischen Schaltung 35 wirddie Konzentration des Gases bestimmt. Da sich der Infrarotstrahler 31 und derInfrarotsensor 32 in den getrennten Gehäusen 33 bzw. 34 befinden,liefert die Vorrichtung nicht wesentlich verkleinern.
    [0007] EinZiel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Gaserfassungsvorrichtunggeringer Größe bereitzustellen.Eine Gaserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindungumfasst eine Lichtquelle und ein Lichtsensorelement in einem einzigen Gehäuse. DieEinheit umfasst eine Abschirmungsplatte in ihrem Innenraum, um Lichtstrahlenvon der Lichtquelle zu blockieren, die das Lichtsensorelement direkterreichen würden.
    [0008] DieLichtquelle und das Lichtsensorelement sind getrennt in einem einzigenGehäusemit der Abschirmungs platte angeordnet. Somit kann die Größe der Vorrichtungreduziert werden, währenddas Lichtsensorelement vor Lichtstrahlen geschützt ist, die von der emittierendenVorrichtung (Lichtquelle) direkt zu dem Lichtsensorelement gelangenwürden.Um eine korrekte Erfassung von Gasen zu gewährleisten, sind die Lichtquelleund das Lichtempfangselement vorzugsweise ein Infrarotstrahler bzw.ein Infrarotsensorelement.
    [0009] Dasoben genannte sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegendenErfindung werden ersichtlich aus der nachfolgenden ausführlichenBeschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
    [0010] Inden Zeichnungen sind:
    [0011] 1 eine schematische Ansichteiner Gaserfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegendenErfindung;
    [0012] 2 eine schematische Ansichteiner Gaserfassungsvorrichtung nach dem Stand der Technik, die Infrarotstrahlenverwendet; und
    [0013] 3 eine schematische Ansichteines in der JP-A-9-184803 vorgeschlagenenInfrarotgasanalysegeräts.
    [0014] Nachfolgendist die bevorzugte Ausführungsformder vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnungerläutert.
    [0015] MitBezug auf 1, umfassteine Gaserfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung einn Infrarotstrahler 1,ein Infrarotsensorelement 2, einen Mikroschaltungsbaustein 3,eine Abschirmungsplatte 4, ein für Infrarotstrahlung durchlässiges Fenster 5, eineReflektorplatte 6, Luftlöcher 7, ein Bandpassfilter 8,und ein Gehäuse 9.Der Infrarotstrahler 1 ist eine Lichtquelle, und das Infrarotsensorelement 2 ist einfür Infrarotstrahlenempfindlicher Sensor. Die Abschirmumgsplatte 4 blockiertInfrarotstrahlen (Lichtstrahlen), die von dem Infrarotstrahler 1 kommend dasInfrarotsensorelement 2 direkt erreichen würden.
    [0016] DasFenster 5 ist ein Fenster des Gehäuses 9, das angeordnetist, um Infrarotstrahlen von dem Infrarotstrahler 1 zuder Reflektorplatte 6 passieren zu lassen. Die Reflektorplatte 6 istso angeordnet, dass die Infrarotstrahlen von der Reflektorplatte 6 zu demInfrarotsensorelement 2 reflektiert werden. Das Bandpassfilter 8 istein Infrarotsensorfenster, das für Infrarotstrahleneiner vorbestimmten Wellenlänge derGesamtheit der an der Reflektorplatte 6 reflektierten Infrarotstrahlendurchlässigist.
    [0017] DerInfrarotstrahler 1, das Infrarotsensorelement 2 unddie Abschirmungsplatte 4 sind in dem Gehäuse 9 untergebracht.Infrarotstrahlen, die von dem Infrarotstrahler 1 emittiertund an der Reflektorplatte 6 reflektiert werden, gelangenzu dem Infrarotsensorelement 2. Ein Gas wird in einen Raumzwischen der Reflektorplatte 6, dem Infrarotstrahler 1 unddem Infrarotsensorelement 2 zur Messung eingeleitet. Das Infrarotsensorelement 2 erfasstden Grad der Absorption der Infrarotstrahlung durch das Gas.
    [0018] DerInfrarotstrahler 1 und das Infrarotsensorelement 2 sindauf den Mikroschaltungsbaustein 3 montiert und mit demMikroschaltungsbaustein 3 über Drähte 10 und 11 verbunden.Der Infrarotstrahler 1, der von Schaltungselementen, diein dem Mikroschaltungsbaustein 3 enthalten sind, gesteuert wird,emittiert Infrarotstrahlen, wenn er von einem (nicht gezeigten)Heizelement erwärmtwird. Die von dem Infrarotstrahler 1 emittierten Infrarotstrahlen werdenvon der Abschirmungsplatte 4 blockiert, so dass sie nichtdirekt zu dem Infrarotsensorelement 2 gelangen können. DieInfrarotstrahlen gelangen durch das Fenster 5 zu der Reflektorplatte 6,werden an der Reflektorplatte 6 reflektiert und treffenauf das Infrarotsensorelement 2. Die Reflektorplatte 6 istoptisch so konzipiert, dass sie die Infrarotstrahlen wirksam zudem Infrarotsensorelement 2 lenkt.
    [0019] Diean der Reflektorplatte 6 reflektierten Infrarotstrahlenwerden von dem Bandpassfilter gefiltert, und die Infrarotstrahlenmit einer vorbestimmten Wellenlängetreten in das Gehäuse 9 ein.Nur die Infrarotstrahlen der vorbestimmten Wellenlänge erreichensomit das Infrarotsensorelement 2, und die Intensität der Infrarotstrahlenwird mit dem Infrarotsensorelement 2 gemessen. Die vorbestimmteWellenlängeist auf 4,26 μmeingestellt, um Kohlendioxidgas zu erfassen.
    [0020] EineGasatmosphärewird überdie Luftlöcher 7 ineinen Raum zwischen dem Gehäuse 9 und derReflektorplatte 6 geleitet. Wenn sich in dem Raum keineAtmosphärebefindet, erreichen alle Infrarotstrahlen das Infrarotsensorelement 2.Wenn jedoch in dem Raum eine Atmosphäre existiert, werden die Infrarotstrahlenin der Atmosphäreentsprechend der Konzentration des Gases absorbiert. Demzufolgewird die Intensitätder Infrarotstrahlung, die das Infrarotsensorelement 2 erreichen,abgeschwächt.Das Infrarotsensorelement 2 erfasst den Absorptionsgradder Infrarotstrahlung durch das Gas auf der Grundlage der Abnahmeder Intensitätder Infrarotstrahlung. Die Gasmenge wird auf der Grundlage der reduziertenIntensitätder Infrarotstrahlung bestimmt bzw. die Konzentration des Gases wirdauf der Grundlage des Grades der Absorption der Infrarotstrahlenbestimmt.
    [0021] Beider obigen Konfiguration sind der Infrarotstrahler 1 unddas Infrarotsensorelement 2 in dem einzigen Gehäuse 9 untergebracht.Somit ist die Gesamtgröße der Gaserfassungsvorrichtungim Vergleich zu der in 3 gezeigtenGaserfassungsvorrichtung verringert. Darüber hinaus wird die vorbestimmteWellenlängeaus den Infrarotstrahlen ausgefiltert und zu der Erfassungsvorrichtung 2 geleitet. Somitkann eine bestimmte Gasart korrekt erfasst werden.
    [0022] Dievorliegende Erfindung ist nicht auf die oben diskutierte und inder Figur gezeigte Ausführungsformbegrenzt, sondern kann auf verschiedene Weise ausgeführt sein,ohne den Geist der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann dievorbestimmte Wellenlängeauf eine Wellenlängeeingestellt werden, bei der Kohlendioxidgas die Infrarotstrahlen nichtabsorbiert, wie zum Beispiel bei einer Wellenlänge von 3,4 μm und 4,0 μm, um dieGenauigkeit der Gaserfassungsvorrichtung zu erhöhen. Der Infrarotstrahler 1 unddas Infrarotsensorelement 2 können auf getrennte Mikroschaltungsbausteinemontiert sein.
    [0023] Umandere Gasarten zu erfassen, wird die Wellenlänge, die das Bandpassfilter 8 passiert,auf die Wellenlängeder Infrarotstrahlen eingestellt, die von dem Gas absorbiert wird.Das Bandpassfilter kann fürdas Fenster 5 oder sowohl für das Fenster 5 alsauch das Fenster 8 vorgesehen sein.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Gaserfassungsvorrichtung mit: – einerLichtquelle (1) zur Emission von Lichtstrahlen; – einemLichtsensorelement (2) zur Erfassung der von der Lichtquelle(1) emittierten Lichtstrahlen; – einer Abschirmungsplatte(4) zur Reduzierung von Lichtstrahlen, die das Lichtsensorelement(2) direkt erreichen; – einem Gehäuse (9) zur Aufnahmeder Lichtquelle (1) und des Lichtsensorelements (2);und – einerReflektorplatte (6), die angeordnet ist, um die von derLichtquelle (1) emittierten Lichtstrahlen zu dem Lichtsensorelement(2) zu reflektieren, dadurch gekennzeichnet,dass – dasGehäuse(9) die Lichtquelle (1), das Lichtsensorelement(2) und die Abschirmungsplatte (4) aufnimmt; und – das Lichtsensorelement(2) einen Grad des durch ein Gas absorbierten Lichts erfasst,das sich in einem Raum zwischen der Reflektorplatte (6),der Lichtquelle (1) und dem Lichtsensorelement (2)befindet.
    [2] Gaserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) eine im Infrarotbereichemittierende Lichtquelle (1) ist und das Lichtsensorelement(2) ein Infrarotsensorelement (2) ist.
    [3] Gaserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) ein Lichtquellenfenster(5) umfasst, um von der Lichtquelle (1) emittierteLichtstrahlen zu der Reflektorplatte (6) passieren zu lassen,und ein Lichtsensorfenster (8) umfasst, um Licht, das ander Reflektorplatte (6) in Richtung des Lichtsensorelements(2) reflektiert wird, zu dem Lichtsensorelement (2)passieren zu lassen.
    [4] Gaserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, dass wenigstens entweder die Lichtquellenfenster(5) oder das Lichtsensorfenster (8) ein Bandpassfilter(8) aufweist, um nur Lichtstrahlen einer vorbestimmtenWellenlängepassieren zu lassen.
    [5] Gaserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) unddas Lichtsensorelement (2) auf einen einzigen Mikroschaltungsbaustein(3) montiert sind.
    [6] Gaserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) unddas Lichtsensorelement (2) auf getrennten Mikroschaltungsbausteinen(3) montiert sind.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-01-20| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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