JP5573591B2

JP5573591B2 - Flow sensor and infrared gas analyzer

Info

Publication number: JP5573591B2
Application number: JP2010238115A
Authority: JP
Inventors: 康彦古山; 宣之西居; 稔樫原; 一之渡邉
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: JP2012093099A

Description

本発明は、フローセンサおよび赤外線ガス分析計に関し、さらに詳しくは、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制しうるフローセンサおよび赤外線ガス分析計に関する。 The present invention relates to a flow sensor and an infrared gas analyzer, and more particularly to a flow sensor and an infrared gas analyzer that can sufficiently suppress noise due to the influence of infrared rays.

従来、ガス流の中に置かれる抵抗体の抵抗値の変化によりガス流を検知するフローセンサが知られている（特許文献１参照。）。
また、ガスに赤外線を照射することにより生じたガス流の中に置いたフローセンサによりガス流を検知し、ガス中の赤外線吸収物質を分析する赤外線ガス分析計が知られている（特許文献２，特許文献３参照。）。 Conventionally, a flow sensor that detects a gas flow by changing a resistance value of a resistor placed in the gas flow is known (see Patent Document 1).
Further, an infrared gas analyzer is known in which a gas flow is detected by a flow sensor placed in a gas flow generated by irradiating the gas with infrared rays, and an infrared absorbing substance in the gas is analyzed (Patent Document 2). , See Patent Document 3).

特開２００１−６６２７２号公報JP 2001-66272 A 特開２００２−１０７２９８号公報JP 2002-107298 A 特開２００３−６５９５４号公報JP 2003-65954 A

フローセンサの抵抗体に赤外線が当ると、抵抗体の温度が上昇して抵抗値が変動し、ノイズの原因になるため、好ましくない。
このため、上記従来の赤外線ガス分析装置では、赤外線が直接的に入射することが無い位置にフローセンサを配置している。
しかし、ガス連通路の壁面などで反射してきた赤外線がフローセンサに間接的に入射してくることがあり、ノイズの抑制が十分でない問題点があった。特に、ガス流路に沿って複数の抵抗体を配置し、それら抵抗体の抵抗値の変化をブリッジ回路により検出する方式の赤外線ガス分析装置では、ガス流路の上流側の抵抗体に間接的に入射する赤外線の強さと下流側の抵抗体に間接的に入射する赤外線の強さが不均等になるため、ブリッジ回路の平衡が崩れて、ガス流による信号と区別できない信号として検知され、これがノイズとなる問題点があった。
そこで、本発明の目的は、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制しうるフローセンサおよび赤外線ガス分析計を提供することにある。 If infrared rays hit the resistor of the flow sensor, the temperature of the resistor rises and the resistance value fluctuates, causing noise, which is not preferable.
For this reason, in the said conventional infrared gas analyzer, the flow sensor is arrange | positioned in the position where infrared rays do not enter directly.
However, the infrared rays reflected by the wall surface of the gas communication path may enter the flow sensor indirectly, and there is a problem that noise is not sufficiently suppressed. In particular, in an infrared gas analyzer of a type in which a plurality of resistors are arranged along a gas flow path and a change in the resistance value of the resistors is detected by a bridge circuit, the resistor is indirectly connected to the resistor upstream of the gas flow path. The intensity of the infrared light incident on the light source and the intensity of the infrared light incident indirectly on the downstream resistor are uneven, so that the bridge circuit is unbalanced and detected as a signal that cannot be distinguished from the gas flow signal. There was a problem that caused noise.
Therefore, an object of the present invention is to provide a flow sensor and an infrared gas analyzer that can sufficiently suppress noise due to the influence of infrared rays.

第１の観点では、本発明は、ガス流の中に置かれる抵抗体（１ａ，１ｂ）の抵抗値の変化によりガス流を検知するフローセンサにおいて、前記抵抗体（１ａ，１ｂ）に赤外線が入射するのを防止または抑制する遮光板（１３，１４，１８，１９，２０，２１，２２）を具備することを特徴とするフローセンサ（１０１〜１０５）を提供する。
上記第１の観点によるフローセンサ（１０１〜１０５）では、フローセンサの一部として遮光板（１３，１４，１８，１９，２０，２１，２２）を備えたため、赤外線が抵抗体（１ａ，１ｂ）に入射してくることを十分に抑制することが出来る。従って、赤外線ガス分析装置に用いた場合に、フローセンサ（１０１）の抵抗体（１ａ，１ｂ）に赤外線が当って抵抗体（１ａ，１ｂ）の温度が上昇し抵抗値が変動してノイズが発生することを十分に抑制できる。 In a first aspect, the present invention provides a flow sensor that detects a gas flow by a change in a resistance value of a resistor (1a, 1b) placed in the gas flow, and infrared rays are applied to the resistor (1a, 1b). Provided is a flow sensor (101 to 105) comprising a light shielding plate (13, 14, 18, 19, 20, 21, 22) that prevents or suppresses incidence.
In the flow sensor (101 to 105) according to the first aspect, since the light shielding plate (13, 14, 18, 19, 20, 21, 22) is provided as a part of the flow sensor, the infrared ray is the resistor (1a, 1b). ) Can be sufficiently suppressed. Therefore, when used in an infrared gas analyzer, infrared rays hit the resistor (1a, 1b) of the flow sensor (101), the temperature of the resistor (1a, 1b) rises, the resistance value fluctuates, and noise is generated. Generation | occurrence | production can fully be suppressed.

第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるフローセンサ（１０１〜１０３）において、前記遮光板（１３，１８，１９，２２）は、ガス流が通る１以上の微細孔（１３ａ，１３ｂ，２２ａ）または流通孔（１８ａ，１９ａ）が穿設された赤外線不透過板であり、前記微細孔（１３ａ，１３ｂ，２２ａ）または流通孔（１８ａ，１９ａ）を通った後のガス流の中に前記抵抗体（１ａ，１ｂ）が置かれ、前記微細孔（１３ａ，１３ｂ，２２ａ）または流通孔（１８ａ，１９ａ）は、該微細孔（１３ａ，１３ｂ，２２ａ）または流通孔（１８ａ，１９ａ）を通して赤外線が前記抵抗体（１ａ，１ｂ）に入射しないような位置および大きさであることを特徴とするフローセンサ（１０１〜１０３）を提供する。上記第２の観点によるフローセンサ（１０１〜１０３）では、赤外線不透過板により赤外線の入射を抑制し、微細孔（１３ａ，１３ｂ，２２ａ）または流通孔（１８ａ，１９ａ）によりガスの流れを確保することが出来る。 In a second aspect, the present invention relates to the flow sensor (101 to 103) according to the first aspect, wherein the light shielding plate (13, 18, 19, 22) has one or more fine holes (13a) through which a gas flow passes. , 13b, 22a) or a through-hole (18a, 19a) infra-red opaque plate, and the gas flow after passing through the fine holes (13a, 13b, 22a) or the through-holes (18a, 19a) The resistor (1a, 1b) is placed in the micropore (13a, 13b, 22a) or the flow hole (18a, 19a). The microhole (13a, 13b, 22a) or the flow hole (18a) , 19a) to provide a flow sensor (101 to 103) having a position and size so that infrared rays do not enter the resistor (1a, 1b). In the flow sensor (101 to 103) according to the second aspect, the incidence of infrared rays is suppressed by the infrared opaque plate, and the gas flow is ensured by the fine holes (13a, 13b, 22a) or the flow holes (18a, 19a). I can do it.

第３の観点では、本発明は、前記第１の観点によるフローセンサ（１０４）において、外部からガス流を取入れる取入通気孔（８）を有し、前記取入通気孔（８）の後のガス流の中に前記抵抗体（１ａ，１ｂ）が置かれ、前記遮光板（２０，２１）は、前記取入通気孔（８）の一部に隙間（２０ａ，２１ａ）を空けて前記取入通気孔（８）を塞ぐ少なくとも２枚の赤外線不透過板であり、前記遮光板（２０，２１）のそれぞれの前記隙間（２０ａ，２１ａ）は、赤外線が前記抵抗体（１ａ，１ｂ）に入射しないように位置をずらして設けられることを特徴とするフローセンサ（１０４）を提供する。
上記第３の観点によるフローセンサ（１０４）では、赤外線不透過板により赤外線の入射を抑制し、隙間（２０ａ，２１ａ）によりガスの流れを確保することが出来る。 In a third aspect, the present invention provides the flow sensor (104) according to the first aspect, further comprising an intake vent hole (8) for taking in a gas flow from the outside, wherein the intake vent hole (8) The resistor (1a, 1b) is placed in the subsequent gas flow, and the light shielding plate (20, 21) has a gap (20a, 21a) in a part of the intake vent (8). It is at least two infrared opaque plates that block the intake vent (8), and the gaps (20a, 21a) of the light shielding plates (20, 21) are configured to transmit infrared rays to the resistors (1a, 1b). The flow sensor (104) is provided with a position shifted so as not to be incident on the sensor.
In the flow sensor (104) according to the third aspect, it is possible to suppress the incidence of infrared rays by the infrared opaque plate and to secure the gas flow by the gaps (20a, 21a).

第４の観点では、本発明は、前記第１の観点によるフローセンサ（１０５）において、前記遮光板（１４）は、前記抵抗体（１ａ，１ｂ）のガス流により抵抗値が変化する部分に赤外線を入射させず且つ周囲をガス流が通るように設置された赤外線不透過板であることを特徴とするフローセンサ（１０５）を提供する。
上記第４の観点によるフローセンサ（１０５）では、赤外線不透過板により赤外線の入射を抑制し、赤外線不透過板の周囲を通してガスの流れを確保することが出来る。 In a fourth aspect, the present invention provides the flow sensor (105) according to the first aspect, wherein the light-shielding plate (14) is a portion where the resistance value changes due to the gas flow of the resistors (1a, 1b). Provided is a flow sensor (105), which is an infrared opaque plate installed so that infrared gas is not incident and a gas flow passes therethrough.
In the flow sensor (105) according to the fourth aspect, it is possible to suppress the incidence of infrared rays by the infrared impervious plate and ensure the flow of gas through the periphery of the infrared impervious plate.

第５の観点では、本発明は、前記第１から前記第４のいずれかの観点によるフローセンサ（１０１〜１０５）を具備したことを特徴とする赤外線ガス分析計（２０１）を提供する。
上記第５の観点による赤外線ガス分析計（２０１）では、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制することが出来る。 In a fifth aspect, the present invention provides an infrared gas analyzer (201) comprising the flow sensor (101 to 105) according to any one of the first to fourth aspects.
In the infrared gas analyzer (201) according to the fifth aspect, noise due to the influence of infrared rays can be sufficiently suppressed.

第６の観点では、本発明は、ガス流が通る通路（７３）の中に抵抗体（１ａ，１ｂ）の抵抗値の変化によりガス流を検知するフローセンサ（１００）が置かれた赤外線ガス分析計において、前記通路（７３）に赤外線が入射するのを防止または抑制する遮光板（２３）を具備することを特徴とする赤外線ガス分析計（２０２）を提供する。
上記第６の観点による赤外線ガス分析計（２０２）では、通路（７３）を通じてフローセンサ（１００）に赤外線が入射するのを、遮光板（２３）により抑制できる。このため、遮光板を備えていない従来のフローセンサ（１００）を用いた場合でも、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制することが出来る。 In a sixth aspect, the present invention relates to an infrared gas in which a flow sensor (100) for detecting a gas flow is placed in a passage (73) through which the gas flow passes to detect a change in the resistance value of the resistors (1a, 1b). In the analyzer, an infrared gas analyzer (202) is provided, comprising a light shielding plate (23) that prevents or suppresses infrared rays from entering the passage (73).
In the infrared gas analyzer (202) according to the sixth aspect, infrared rays can be prevented from entering the flow sensor (100) through the passage (73) by the light shielding plate (23). For this reason, even when the conventional flow sensor (100) not provided with the light shielding plate is used, noise due to the influence of infrared rays can be sufficiently suppressed.

本発明のフローセンサおよび赤外線ガス分析計によれば、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制することが出来る。 According to the flow sensor and infrared gas analyzer of the present invention, noise due to the influence of infrared rays can be sufficiently suppressed.

実施例１に係るフローセンサを示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a flow sensor according to a first embodiment. 実施例１に係るフローセンサを示す平面図である。1 is a plan view showing a flow sensor according to Embodiment 1. FIG. 実施例１に係るフローセンサの、下流感光性ガラス板を除去した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which removed the downstream photosensitive glass plate of the flow sensor which concerns on Example 1. FIG. 実施例１に係るフローセンサの、下流感光性ガラス板および上流感光性ガラス板を除去した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which removed the downstream photosensitive glass plate and the upstream photosensitive glass plate of the flow sensor which concerns on Example 1. FIG. 実施例１に係るフローセンサを示す底面図である。1 is a bottom view showing a flow sensor according to Embodiment 1. FIG. 実施例２に係るフローセンサを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a flow sensor according to a second embodiment. 実施例２に係るフローセンサを示す底面図である。FIG. 6 is a bottom view showing a flow sensor according to a second embodiment. 実施例３に係る赤外線ガス分析計を示す底面図である。6 is a bottom view showing an infrared gas analyzer according to Example 3. FIG. ガスの差圧に対する信号強度を本発明のフローセンサと遮光板を備えていない従来のフローセンサとで比較した実施例４に係るグラフである。It is the graph which concerns on Example 4 which compared the signal strength with respect to the differential pressure | voltage of gas with the conventional flow sensor which is not equipped with the flow sensor of this invention, and the light-shielding plate. 赤外線に対する信号強度を本発明のフローセンサと遮光板を備えていない従来のフローセンサとで比較した実施例４に係るグラフである。It is the graph which concerns on Example 4 which compared the signal intensity with respect to infrared rays with the conventional flow sensor which is not equipped with the flow sensor of this invention, and the light-shielding plate. 実施例５に係るフローセンサを示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a flow sensor according to a fifth embodiment. 実施例５に係るフローセンサを示す底面図である。FIG. 10 is a bottom view showing a flow sensor according to a fifth embodiment. 実施例６に係るフローセンサを示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a flow sensor according to a sixth embodiment. 実施例６に係るフローセンサを示す底面図である。FIG. 10 is a bottom view showing a flow sensor according to a sixth embodiment. 実施例７に係るフローセンサを示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a flow sensor according to a seventh embodiment. 実施例７に係るフローセンサを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating a flow sensor according to a seventh embodiment. 実施例７に係るフローセンサの、下流感光性ガラス板を除去した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which removed the downstream photosensitive glass plate of the flow sensor which concerns on Example 7. FIG. 実施例７に係るフローセンサの、下流感光性ガラス板および上流感光性ガラス板を除去した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which removed the downstream photosensitive glass plate and the upstream photosensitive glass plate of the flow sensor which concerns on Example 7. FIG. 実施例７に係るフローセンサの、下流感光性ガラス板および上流感光性ガラス板および遮光板を除去した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which removed the downstream photosensitive glass plate, the upstream photosensitive glass plate, and the light-shielding plate of the flow sensor which concerns on Example 7. FIG. 実施例７に係るフローセンサを示す底面図である。FIG. 10 is a bottom view showing a flow sensor according to a seventh embodiment. 実施例８に係る赤外線ガス分析計を示す要部断面図である。10 is a cross-sectional view of a main part showing an infrared gas analyzer according to Example 8. FIG.

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.

−実施例１−
図１は、実施例１に係るフローセンサ１０１を示す断面図である。
このフローセンサ１０１は、上流薄膜抵抗体１ａを上面に形成すると共に上流通気孔７ａを中央に穿設した上流感光性ガラス板５ａと、下流薄膜抵抗体１ｂを上面に形成すると共に下流通気孔７ｂを中央に穿設した下流感光性ガラス板５ｂと、取入通気孔８を中央に穿設したセラミック基板６と、セラミック基板６の上面の四隅に立設され上流感光性ガラス板５ａと下流感光性ガラス板５ｂとを保持したピン２と、取入通気孔８の出口近傍に設置された遮光板１３と、取入通気孔８から流入したガス流を上流通気孔７ａに導くためにセラミック基板６の上面と上流感光性ガラス板５ａの下面の間をシールするシールリング１７とを具備している。 Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a flow sensor 101 according to the first embodiment.
The flow sensor 101 has an upstream thin film resistor 1a formed on the upper surface and an upstream photosensitive glass plate 5a having an upstream vent hole 7a formed in the center thereof, and a downstream thin film resistor 1b formed on the upper surface and the downstream vent hole 7b. Is formed at the four corners of the upper surface of the ceramic substrate 6 and the downstream photosensitive glass plate 5a and the downstream photosensitive glass plate 5b. A ceramic substrate for guiding the gas flow flowing from the intake vent 8 to the upstream vent 7a, the pin 2 holding the porous glass plate 5b, the light shielding plate 13 installed in the vicinity of the outlet of the intake vent 8. 6 and a seal ring 17 for sealing between the upper surface of 6 and the lower surface of the upstream photosensitive glass plate 5a.

遮光板１３は、孔径０．４ｍｍの微細孔１３ａ，１３ｂが穿設されている金属板である。微細孔１３ａ，１３ｂの中心間距離は１．４ｍｍである。微細孔１３ａ，１３ｂの各断面積は約０．１３平方ｍｍであり、合計断面積は約０．２５平方ｍｍである。なお、遮光板１３は、金属に限らず、セラミックやＩＲカットフィルタのようなガラス材料などを用いてもよい。 The light shielding plate 13 is a metal plate having fine holes 13a and 13b having a hole diameter of 0.4 mm. The distance between the centers of the fine holes 13a and 13b is 1.4 mm. Each cross-sectional area of the fine holes 13a and 13b is about 0.13 square mm, and the total cross-sectional area is about 0.25 square mm. The light shielding plate 13 is not limited to a metal, and a glass material such as a ceramic or an IR cut filter may be used.

ガスは、取入通気孔８から入り、遮光板１３の微細孔１３ａ，１３ｂを通り、上流通気孔７ａを通り、下流通気孔７ｂを通って出て行く。 The gas enters through the intake vent hole 8, passes through the fine holes 13a and 13b of the light shielding plate 13, passes through the upstream vent hole 7a, and exits through the downstream vent hole 7b.

図２は、フローセンサ１０１を示す平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ’断面に相当する。
下流通気孔７ｂを跨いでいる下流薄膜抵抗体１ｂの部分が、ガス流により抵抗値が変化する下流薄膜抵抗体１ｂの部分である。
下流通気孔７ｂからは遮光板１３が見えるが、遮光板１３の微細孔１３ａ，１３ｂは下流通気孔７ｂから見えない位置にある。これは、微細孔１３ａ，１３ｂを通って入ってきた赤外線が、下流通気孔７ｂを跨いでいる下流薄膜抵抗体１ｂの部分に当らないようにするためである。 FIG. 2 is a plan view showing the flow sensor 101. FIG. 1 corresponds to the AA ′ cross section of FIG.
The portion of the downstream thin film resistor 1b straddling the downstream vent hole 7b is the portion of the downstream thin film resistor 1b whose resistance value changes due to the gas flow.
Although the light shielding plate 13 can be seen from the downstream vent hole 7b, the micro holes 13a and 13b of the light shielding plate 13 are in a position where they cannot be seen from the downstream vent hole 7b. This is to prevent the infrared rays that have entered through the fine holes 13a and 13b from striking the portion of the downstream thin film resistor 1b that straddles the downstream vent hole 7b.

図３は、下流感光性ガラス板１ｂを除去したフローセンサ１０１の状態を示す平面図である。
上流通気孔７ａを跨いでいる上流薄膜抵抗体１ａの部分が、ガス流により抵抗値が変化する上流薄膜抵抗体１ａの部分である。
上流通気孔７ａからは遮光板１３が見えるが、遮光板１３の微細孔１３ａ，１３ｂは上流通気孔７ａから見えない位置にある。これは、微細孔１３ａ，１３ｂを通って入ってきた赤外線が、上流通気孔７ａを跨いでいる上流薄膜抵抗体１ａの部分に当らないようにするためである。 FIG. 3 is a plan view showing a state of the flow sensor 101 with the downstream photosensitive glass plate 1b removed.
The portion of the upstream thin film resistor 1a straddling the upstream vent hole 7a is the portion of the upstream thin film resistor 1a whose resistance value changes due to the gas flow.
Although the light shielding plate 13 can be seen from the upstream vent hole 7a, the micro holes 13a and 13b of the light shielding plate 13 are in a position where they cannot be seen from the upstream vent hole 7a. This is to prevent the infrared rays that have entered through the fine holes 13a and 13b from hitting the portion of the upstream thin film resistor 1a that straddles the upstream vent hole 7a.

図４は、下流感光性ガラス板１ｂおよび上流感光性ガラス板１ａを除去したフローセンサ１０１の状態を示す平面図である。
微細孔１３ａ，１３ｂを有する遮光板１３が、取入通気孔８の出口近傍に嵌め込まれている。
シールリング１７は、取入通気孔８を取り囲んでいる。 FIG. 4 is a plan view showing the state of the flow sensor 101 with the downstream photosensitive glass plate 1b and the upstream photosensitive glass plate 1a removed.
A light shielding plate 13 having fine holes 13 a and 13 b is fitted in the vicinity of the outlet of the intake vent hole 8.
The seal ring 17 surrounds the intake vent hole 8.

図５は、フローセンサ１０１を示す底面図である。
微細孔１３ａ，１３ｂを通じてはガス流により抵抗値が変化する上流薄膜抵抗体１ａの部分を直視できないように、微細孔１３ａ，１３ｂが配置されている。これは、赤外線が、微細孔１３ａ，１３ｂを通じて上流通気孔７ａを跨いでいる上流薄膜抵抗体１ａの部分に当らないようにするためである。 FIG. 5 is a bottom view showing the flow sensor 101.
Through the fine holes 13a and 13b, the fine holes 13a and 13b are arranged so that the portion of the upstream thin film resistor 1a whose resistance value changes due to the gas flow cannot be seen directly. This is to prevent infrared rays from striking the portion of the upstream thin film resistor 1a straddling the upstream vent hole 7a through the micro holes 13a and 13b.

−実施例２−
図６は、実施例２に係るフローセンサ１０２を示す断面図である。
図７は、フローセンサ１０２を示す底面図である。なお、図６は、図７のＢ−Ｂ’断面に相当する。 -Example 2-
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the flow sensor 102 according to the second embodiment.
FIG. 7 is a bottom view showing the flow sensor 102. 6 corresponds to the BB ′ cross section of FIG.

フローセンサ１０２は、実施例１のフローセンサ１０１における遮光板１３の代わりに遮光板２２を用いた以外は、実施例１のフローセンサ１０１と同様の構成である。
遮光板２２は、孔径０．６ｍｍの微細孔２２ａが穿設されている金属板である。すなわち、遮光板２２は、実施例１のフローセンサ１０１における遮光板１３の微細孔１３ｂを省略し、微細孔１３ａの孔径を０．６ｍｍに広げた構成である。微細孔２２ａの断面積は約０．２８平方ｍｍである。 The flow sensor 102 has the same configuration as the flow sensor 101 of the first embodiment, except that the light shielding plate 22 is used instead of the light shielding plate 13 in the flow sensor 101 of the first embodiment.
The light shielding plate 22 is a metal plate in which fine holes 22a having a hole diameter of 0.6 mm are formed. That is, the light shielding plate 22 has a configuration in which the fine holes 13b of the light shielding plate 13 in the flow sensor 101 of Example 1 are omitted and the hole diameter of the fine holes 13a is increased to 0.6 mm. The cross-sectional area of the fine hole 22a is about 0.28 square mm.

−実施例３−
図８は、実施例３に係る赤外線ガス分析計２０１を示す要部断面図である。
この赤外線ガス分析計２０１は、チョッパによりパルス状に赤外光を出射する光源部５０と、試料ガスを流す測定セル部６０と、試料ガスによる赤外線の吸収を検出する検出部７０とからなっている。 -Example 3-
FIG. 8 is a cross-sectional view of a principal part showing an infrared gas analyzer 201 according to the third embodiment.
The infrared gas analyzer 201 includes a light source unit 50 that emits infrared light in a pulse form by a chopper, a measurement cell unit 60 that flows sample gas, and a detection unit 70 that detects absorption of infrared rays by the sample gas. Yes.

検出部７０は、検出ガスを充填した前室７１および後室７２と、前室７１と後室７２とを連通する連通路７３と、連通路７３の途中に設置されたフローセンサ１０１またはフローセンサ１０２とを具備している。 The detection unit 70 includes a front chamber 71 and a rear chamber 72 filled with a detection gas, a communication path 73 that communicates the front chamber 71 and the rear chamber 72, and a flow sensor 101 or a flow sensor installed in the middle of the communication path 73. 102.

前室７１における検出ガスの赤外線吸収と後室７２における検出ガスの赤外線吸収の差によりガスの差圧を生じ、前室７１から後室７２への連通路７３を通じたガス流が生じる。このガス流をフローセンサ１０１またはフローセンサ１０２で検出する。 The difference between the infrared absorption of the detection gas in the front chamber 71 and the infrared absorption of the detection gas in the rear chamber 72 causes a gas differential pressure, and a gas flow through the communication path 73 from the front chamber 71 to the rear chamber 72 occurs. This gas flow is detected by the flow sensor 101 or the flow sensor 102.

−実施例４−
図９は、本発明に係る種々のフローセンサを用いた場合のガスの差圧に対する信号強度を比較したグラフである。
横軸は、ガス流入路の最小部の断面積である。例えばフローセンサ１０１では微細孔１３ａ，１３ｂの合計断面積であり、フローセンサ１０２では微細孔２２ａの断面積であり、従来のフローセンサでは上流通気孔７ａの断面積である。
ａは、フローセンサ１０１の信号強度を示している（合計断面積約０．２５平方ｍｍ）。
ｂは、フローセンサ１０２の信号強度を示している（合計断面積約０．２８平方ｍｍ）。
ｃは、実施例２のフローセンサ１０２における微細孔２２ａの孔径を０．８ｍｍとした場合である（断面積約０．５０平方ｍｍ）。
ｄは、実施例１のフローセンサ１０１における微細１３ａ，１３ｂの孔径を０．６ｍｍにした場合である（合計断面積約０．５７平方ｍｍ）。
ｅは、実施例１のフローセンサ１０１における微細孔１３ｂを省略して微細孔１３ａだけとした場合である（合計断面積約０．１３平方ｍｍ）。
ｆは、遮光板を備えていない従来のフローセンサの信号強度を示している（断面積約３．２平方ｍｍ）。
ガスの差圧に対する信号強度は、ａ〜ｄでは遮光板を設けてもほとんど低下していないが、ｅではやや低下しているので、微細孔の合計断面積は約０．２５平方ｍｍ以上にすることが好ましい。 Example 4
FIG. 9 is a graph comparing signal intensities with respect to gas differential pressures when various flow sensors according to the present invention are used.
The horizontal axis is the cross-sectional area of the minimum part of the gas inflow path. For example, the flow sensor 101 has the total cross-sectional area of the fine holes 13a and 13b, the flow sensor 102 has the cross-sectional area of the fine hole 22a, and the conventional flow sensor has the cross-sectional area of the upstream vent hole 7a.
a indicates the signal intensity of the flow sensor 101 (total cross-sectional area of about 0.25 square mm).
b represents the signal intensity of the flow sensor 102 (total cross-sectional area of about 0.28 square mm).
c is a case where the hole diameter of the fine hole 22a in the flow sensor 102 of Example 2 is 0.8 mm (cross-sectional area is about 0.50 square mm).
d is the case where the hole diameters of the fines 13a and 13b in the flow sensor 101 of Example 1 are 0.6 mm (total cross-sectional area of about 0.57 square mm).
e is a case where the fine holes 13b in the flow sensor 101 of Example 1 are omitted and only the fine holes 13a are provided (total cross-sectional area of about 0.13 square mm).
f indicates the signal intensity of a conventional flow sensor not provided with a light shielding plate (cross-sectional area is about 3.2 square mm).
The signal intensity with respect to the differential pressure of gas hardly decreases even when a light shielding plate is provided in a to d, but slightly decreases in e, so that the total cross-sectional area of the fine holes is about 0.25 square mm or more. It is preferable to do.

図１０は、本発明に係る種々のフローセンサを用いた場合の赤外線に対する信号強度を比較した図である。
ａは、フローセンサ１０１の信号強度を示している（合計断面積約０．２５平方ｍｍ）。
ｂは、フローセンサ１０２の信号強度を示している（合計断面積約０．２８平方ｍｍ）。
ｃは、実施例２のフローセンサ１０２における微細孔２２ａの孔径を０．８ｍｍとした場合である（断面積約０．５０平方ｍｍ）。
ｄは、実施例１のフローセンサ１０１における微細１３ａ，１３ｂの孔径を０．６ｍｍにした場合である（合計断面積約０．５７平方ｍｍ）。
ｅは、実施例１のフローセンサ１０１における微細孔１３ｂを省略して微細孔１３ａだけとした場合である（合計断面積約０．１３平方ｍｍ）。
ｆは、遮光板を備えていない従来のフローセンサの信号強度を示している（断面積約３．２平方ｍｍ）。
赤外線に対する信号強度は、ａ，ｂ，ｅではほとんど無くなっているが、ｃ，ｄではややあるので、微細孔の合計断面積は約０．５０平方ｍｍ以下にすることが好ましい。 FIG. 10 is a diagram comparing signal intensities with respect to infrared rays when various flow sensors according to the present invention are used.
a indicates the signal intensity of the flow sensor 101 (total cross-sectional area of about 0.25 square mm).
b represents the signal intensity of the flow sensor 102 (total cross-sectional area of about 0.28 square mm).
c is a case where the hole diameter of the fine hole 22a in the flow sensor 102 of Example 2 is 0.8 mm (cross-sectional area is about 0.50 square mm).
d is the case where the hole diameters of the fines 13a and 13b in the flow sensor 101 of Example 1 are 0.6 mm (total cross-sectional area of about 0.57 square mm).
e is a case where the fine holes 13b in the flow sensor 101 of Example 1 are omitted and only the fine holes 13a are provided (total cross-sectional area of about 0.13 square mm).
f indicates the signal intensity of a conventional flow sensor not provided with a light shielding plate (cross-sectional area is about 3.2 square mm).
The signal intensity for infrared rays is almost lost in a, b, and e, but somewhat in c and d. Therefore, the total cross-sectional area of the micropores is preferably about 0.50 square mm or less.

−実施例５−
図１１は、実施例５に係るフローセンサ１０３を示す断面図である。
図１２は、フローセンサ１０３の底面図である。なお、図１１は、図１２のＣ−Ｃ’断面図に相当する。
フローセンサ１０３は、実施例１のフローセンサ１０１における遮光板１３の代わりに遮光板１８，１９を用いたこと以外は、実施例１のフローセンサ１０１と同様の構成である。 -Example 5
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the flow sensor 103 according to the fifth embodiment.
FIG. 12 is a bottom view of the flow sensor 103. 11 corresponds to a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.
The flow sensor 103 has the same configuration as the flow sensor 101 of the first embodiment, except that the light shielding plates 18 and 19 are used instead of the light shielding plate 13 in the flow sensor 101 of the first embodiment.

流通孔１８ａを穿設した遮光板１８は、取入通気孔８の入口近傍に取り付けられている。
また、流通孔１９ａを穿設した遮光板１９は、流通孔１８ａと流通孔１９ａの位置をずらせて、取入通気孔８の出口近傍に取り付けられている。これは、赤外線が、流通孔１８ａおよび１９ａを通じて上流通気孔７ａを跨いでいる上流薄膜抵抗体１ａの部分に当らないようにするためである。 The light shielding plate 18 provided with the circulation hole 18 a is attached in the vicinity of the inlet of the intake vent hole 8.
Further, the light shielding plate 19 provided with the flow hole 19a is attached in the vicinity of the outlet of the intake vent hole 8 by shifting the positions of the flow hole 18a and the flow hole 19a. This is to prevent infrared rays from striking the portion of the upstream thin film resistor 1a that straddles the upstream vent hole 7a through the flow holes 18a and 19a.

−実施例６−
図１３は、実施例６に係るフローセンサ１０４を示す断面図である。
図１４は、フローセンサ１０４の底面図である。なお、図１３は、図１４のＤ−Ｄ’断面図に相当する。
フローセンサ１０４は、実施例１のフローセンサ１０１における遮光板１３の代わりに遮光板２０，２１を用いたこと以外は、実施例１のフローセンサ１０１と同様の構成である。 -Example 6
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the flow sensor 104 according to the sixth embodiment.
FIG. 14 is a bottom view of the flow sensor 104. 13 corresponds to the DD ′ cross-sectional view of FIG.
The flow sensor 104 has the same configuration as the flow sensor 101 of the first embodiment, except that the light shielding plates 20 and 21 are used instead of the light shielding plate 13 in the flow sensor 101 of the first embodiment.

半月状の遮光板２０は、取入通気孔８の入口近傍に隙間２０ａを空けて取り付けられている。
また、半月状の遮光板２１は、取入通気孔８の出口近傍に、隙間２０ａと位置をずらせた隙間２１ａを空けて取り付けられている。これは、赤外線が、隙間２０ａおよび２１ａを通じて上流通気孔７ａを跨いでいる上流薄膜抵抗体１ａの部分に当らないようにするためである。 The half-moon shaped light shielding plate 20 is attached in the vicinity of the inlet of the intake vent hole 8 with a gap 20a.
Further, the half-moon shaped light shielding plate 21 is attached in the vicinity of the outlet of the intake vent hole 8 with a gap 21a shifted in position from the gap 20a. This is to prevent infrared rays from hitting the portion of the upstream thin film resistor 1a straddling the upstream vent hole 7a through the gaps 20a and 21a.

−実施例７−
図１５は、実施例７に係るフローセンサ１０５を示す断面図である。
このフローセンサ１０５は、上流薄膜抵抗体１ａを上面に形成すると共に上流通気孔７ａを中央に穿設した上流感光性ガラス板５ａと、下流薄膜抵抗体１ｂを上面に形成すると共に下流通気孔７ｂを中央に穿設した下流感光性ガラス板５ｂと、取入通気孔８を中央に穿設したセラミック基板６と、セラミック基板６の上面の四隅に立設され上流感光性ガラス板２ａと下流感光性ガラス板２ｂとを保持したピン２と、セラミック基板６の上面にパッド１５を介して設置された遮光板１４と、ガスが上流通気孔７ａへ向かわずに逃げるのを防止するためのシール材１６とを具備している。 -Example 7-
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the flow sensor 105 according to the seventh embodiment.
This flow sensor 105 has an upstream thin film resistor 1a formed on the upper surface, an upstream photosensitive glass plate 5a having an upstream vent hole 7a formed in the center thereof, and a downstream thin film resistor 1b formed on the upper surface and the downstream vent hole 7b. Downstream photosensitive glass plate 5b formed in the center, ceramic substrate 6 provided with intake vents 8 in the center, and upstream photosensitive glass plate 2a and downstream photosensitive plates standing at the four corners of the upper surface of the ceramic substrate 6. Pin 2 holding the porous glass plate 2b, the light shielding plate 14 installed on the upper surface of the ceramic substrate 6 via the pad 15, and a sealing material for preventing the gas from escaping without going to the upstream vent hole 7a 16.

遮光板１４は、金属板である。なお、遮光板１４は、金属に限らず、セラミックやＩＲカットフィルタのようなガラス材料などを用いてもよい。 The light shielding plate 14 is a metal plate. The light shielding plate 14 is not limited to metal, and may be a glass material such as ceramic or an IR cut filter.

図１５に矢印で示すように、ガスは、取入通気孔８から入り、パッド１５により形成された遮光板１４の下の隙間から遮光板１４の周囲を通り、上流感光性ガラス板２ａの下面と遮光板１４の上面の間の隙間を通り、上流通気孔７ａを通り、下流通気孔７ｂを通って出て行く。 As shown by the arrows in FIG. 15, the gas enters through the intake vent hole 8, passes through the periphery of the light shielding plate 14 from the gap below the light shielding plate 14 formed by the pad 15, and then the lower surface of the upstream photosensitive glass plate 2a. And the upper surface of the light shielding plate 14, passes through the upstream vent 7 a, and exits through the downstream vent 7 b.

図１６は、フローセンサ１０５を示す平面図である。なお、図１５は、図１６のＥ−Ｅ’断面に相当する。
下流通気孔７ｂを跨いでいる下流薄膜抵抗体１ｂの部分が、ガス流により抵抗値が変化する下流薄膜抵抗体１ｂの部分である。
遮光板１４で遮られて、下流通気孔７ｂからは取入通気孔８が見えない。 FIG. 16 is a plan view showing the flow sensor 105. FIG. 15 corresponds to a cross section taken along line EE ′ of FIG.
The portion of the downstream thin film resistor 1b straddling the downstream vent hole 7b is the portion of the downstream thin film resistor 1b whose resistance value changes due to the gas flow.
The intake vent hole 8 cannot be seen from the downstream vent hole 7 b because it is blocked by the light shielding plate 14.

図１７は、下流感光性ガラス板１ｂを除去したフローセンサ１０５の状態を示す平面図である。
上流通気孔７ａを跨いでいる上流薄膜抵抗体１ａの部分が、ガス流により抵抗値が変化する上流薄膜抵抗体１ａの部分である。
遮光板１４で遮られて、上流通気孔７ａからは取入通気孔８が見えない。 FIG. 17 is a plan view showing the state of the flow sensor 105 with the downstream photosensitive glass plate 1b removed.
The portion of the upstream thin film resistor 1a straddling the upstream vent hole 7a is the portion of the upstream thin film resistor 1a whose resistance value changes due to the gas flow.
The intake vent hole 8 cannot be seen from the upstream vent hole 7 a because it is blocked by the light shielding plate 14.

図１８は、下流感光性ガラス板１ｂおよび上流感光性ガラス板１ａを除去したフローセンサ１０５の状態を示す平面図である。
遮光板１４により、取入通気孔８が隠されている。 FIG. 18 is a plan view showing the state of the flow sensor 105 with the downstream photosensitive glass plate 1b and the upstream photosensitive glass plate 1a removed.
The intake air vent 8 is hidden by the light shielding plate 14.

図１９は、下流感光性ガラス板１ｂおよび上流感光性ガラス板１ａおよび遮光板１４を除去したフローセンサ１０５の状態を示す平面図である。
遮光板１４を支持するためのパッド１５が４カ所に設けられている。 FIG. 19 is a plan view showing a state of the flow sensor 105 from which the downstream photosensitive glass plate 1b, the upstream photosensitive glass plate 1a, and the light shielding plate 14 are removed.
Pads 15 for supporting the light shielding plate 14 are provided at four locations.

図２０は、フローセンサ１０５を示す底面図である。
取入通気孔８を通じてはガス流により抵抗値が変化する上流薄膜抵抗体１ａの部分を直視できないように、遮光板１４の位置とサイズが設定されている。これにより、赤外線が、取入通気孔８を通じて、上流通気孔７ａを跨いでいる上流薄膜抵抗体１ａの部分に当らないようになっている。 FIG. 20 is a bottom view showing the flow sensor 105.
The position and size of the light shielding plate 14 are set so that the portion of the upstream thin film resistor 1a whose resistance value changes due to the gas flow cannot be seen directly through the intake vent hole 8. As a result, infrared rays do not strike the portion of the upstream thin-film resistor 1a straddling the upstream vent hole 7a through the intake vent hole 8.

−実施例８−
図２１は、実施例８に係る赤外線ガス分析計２０２を示す要部断面図である。
この赤外線ガス分析計２０２は、チョッパによりパルス状に赤外光を出射する光源部５０と、試料ガスを流す測定セル部６０と、試料ガスによる赤外線の吸収を検出する検出部７０とからなっている。 -Example 8-
FIG. 21 is a cross-sectional view of a principal part showing the infrared gas analyzer 202 according to the eighth embodiment.
The infrared gas analyzer 202 includes a light source unit 50 that emits infrared light in a pulse form by a chopper, a measurement cell unit 60 that flows sample gas, and a detection unit 70 that detects absorption of infrared rays by the sample gas. Yes.

検出部７０は、検出ガスを充填した前室７１および後室７２と、前室７１と後室７２とを連通する連通路７３と、連通路７３の途中に設置されたフローセンサ１００と、連通路７３のガス流入口を塞ぐように前室７１の底面に設置された遮光板２３と、前室７１の底面と遮光板２３の下面の間をシールするシールリング１７ａとを具備している。 The detection unit 70 includes a front chamber 71 and a rear chamber 72 filled with a detection gas, a communication path 73 that connects the front chamber 71 and the rear chamber 72, a flow sensor 100 that is installed in the middle of the communication path 73, The light shielding plate 23 is provided on the bottom surface of the front chamber 71 so as to block the gas inlet of the passage 73, and the seal ring 17 a that seals between the bottom surface of the front chamber 71 and the bottom surface of the light shielding plate 23.

前室７１における検出ガスの赤外線吸収と後室７２における検出ガスの赤外線吸収の差によりガスの差圧を生じ、前室７１から後室７２への連通路７３を通じたガス流が生じる。このガス流は、遮光板２３の微細孔２３ａ，２３ｂを通って連通路７３に流れ込み、フローセンサ１００で検出される。 The difference between the infrared absorption of the detection gas in the front chamber 71 and the infrared absorption of the detection gas in the rear chamber 72 causes a gas differential pressure, and a gas flow through the communication path 73 from the front chamber 71 to the rear chamber 72 occurs. This gas flow flows into the communication path 73 through the fine holes 23 a and 23 b of the light shielding plate 23 and is detected by the flow sensor 100.

実施例８の赤外線ガス分析計２０２では、連通路７３を通じてフローセンサ１００に赤外線が入射するのを、遮光板２３により抑制できる。このため、遮光板を備えていない従来のフローセンサ１００を用いた場合でも、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制することが出来る。 In the infrared gas analyzer 202 according to the eighth embodiment, the light shielding plate 23 can suppress infrared rays from entering the flow sensor 100 through the communication path 73. For this reason, even when the conventional flow sensor 100 that does not include a light shielding plate is used, noise due to the influence of infrared rays can be sufficiently suppressed.

本発明のフローセンサおよび赤外線ガス分析計は、二酸化炭素の検出などに利用できる。 The flow sensor and infrared gas analyzer of the present invention can be used for detecting carbon dioxide and the like.

１ａ上流薄膜抵抗体
１ｂ下流薄膜抵抗体
２ピン
５ａ上流感光性ガラス板
５ｂ下流感光性ガラス板
６セラミック基板
７ａ上流通気孔
７ｂ下流通気孔
８取入通気孔
１３，１４，１８〜２３遮光板
１３ａ，１３ｂ，２２ａ，２３ａ，２３ｂ微細孔
１８ａ，１９ａ流通孔
２０ａ，２１ａ隙間
１５パッド
１６シール材
１７シールリング
７３連通路
１００〜１０５フローセンサ
２００赤外線ガス分析計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Upstream thin film resistor 1b Downstream thin film resistor 2 Pin 5a Upstream photosensitive glass plate 5b Downstream photosensitive glass plate 6 Ceramic substrate 7a Upstream ventilation hole 7b Downstream ventilation hole 8 Intake ventilation hole 13, 14, 18-23 Light-shielding plate 13a , 13b, 22a, 23a, 23b Fine hole 18a, 19a Flow hole 20a, 21a Clearance 15 Pad 16 Seal material 17 Seal ring 73 Communication path 100-105 Flow sensor 200 Infrared gas analyzer

Claims

In a flow sensor for detecting a gas flow by a change in resistance value of a resistor (1a, 1b) placed in the gas flow, a light shielding plate for preventing or suppressing the incidence of infrared rays on the resistor (1a, 1b) The flow sensor (104) having (13, 14, 18, 19 , 20, 21, 22) has an intake vent hole (8) for taking in a gas flow from the outside, and the intake vent hole (8 ), The resistor (1a, 1b) is placed in the gas flow, and the light shielding plate (20, 21) has a gap (20a, 21a) in a part of the intake vent (8). There are at least two infrared-opaque plates that are open and block the intake vent (8), and the gaps (20a, 21a) of the light-shielding plates (20, 21) are configured to transmit infrared rays to the resistor (1a). , 1b) can be shifted so that it is not incident on Flow and wherein the sensor (104).

An infrared gas analyzer (201) comprising the flow sensor (104) according to claim 1.