專利名稱：碳酸氣體濃度測量裝置、碳酸氣體濃度測量方法及其燃燒機器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為測量大氣中的碳酸氣體濃度所使用的碳酸氣體濃度測量裝置，用于測量大氣中的碳酸氣體濃度的碳酸氣體濃度測量方法及燃燒機器。
背景技術(shù)：
以往，作為利用燃燒熱獲得各種效果的多種燃燒機器，已經(jīng)是公知技術(shù)。作為這種燃燒機器，例如利用燃燒熱獲得供暖效果的供暖機器在世界范圍內(nèi)得到廣泛使用。作為這種供暖機器，公知的有具有對應(yīng)于使用地域的氣候等條件的供暖性能的各種類型的機器。關(guān)于這種供暖機器，近年來，除了原來的供暖功能以外，從安全基準或環(huán)境保護等觀點出發(fā)，人們還希望其具有新的功能。
作為一個例子，在歐洲，作為供暖機器，廣泛使用能夠利用青焰燃燒器或白焰的石油爐，這種供暖機器以在歐洲規(guī)模抑制地球變暖現(xiàn)象的加劇為目的，希望測量碳酸氣體(二氧化碳)的濃度。具有這種碳酸氣體濃度測量功能的供暖機器，根據(jù)需要測量大氣、即使用石油爐的室內(nèi)空氣中的碳酸氣體濃度，當該碳酸氣體濃度為規(guī)定值以上時，用戶隨時停止。
關(guān)于碳酸氣體濃度的測量機構(gòu)，以往，已經(jīng)知道一些技術(shù)。具體地說，例如，已知的測量機構(gòu)，利用碳酸氣體對紅外線的吸收特性、即碳酸氣體吸收固有波長域的紅外線的性質(zhì)，測量碳酸氣體濃度(例如專利文獻1及非專利文獻1)。這種碳酸氣體濃度的測量機構(gòu)，在受光元件(紅外線傳感器)中，對于從燈絲燈等的紅外線源(光源)放出到大氣中的紅外線進行受光，基于該紅外線的強度變化(從光源放出的紅外線放出強度和紅外線傳感器檢測的紅外線檢測強度的差異)，通過演算用回路，演算紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收率，測量大氣中的碳酸氣體濃度。上述碳酸氣體濃度測量機構(gòu)一般來說是使用干電池等的消耗型電源工作。作為碳酸氣體傳感器已經(jīng)商品化，這種碳酸氣體濃度測量機構(gòu)也并用于備有這種碳酸氣體傳感器的供暖機器中，并且也商品化。
專利文獻1特開平05-060687號公報非專利文獻1株式會社gastec主頁“二氧化碳CO2-103R互聯(lián)網(wǎng)<URLhttp//www.gastec.co.jp/seihin/sensa/red_sensa.htm>”但是，在供暖機器搭載有碳酸氣體濃度測量機構(gòu)的情況下，當然，為了高精度地測量碳酸氣體濃度，有必要確保該碳酸氣體濃度的測量精度。然而，以往的碳酸氣體濃度測量機構(gòu)中，例如，由于使用了干電池等消耗型電源的構(gòu)成方面的原因，帶來了碳酸氣體濃度的測量精度劣化的問題。具體地說，在以往的碳酸氣體測量機構(gòu)中，在紅外線源或演算回路等使用干電池工作的關(guān)系上，根據(jù)該干電池的消耗程度，紅外線的放出強度隨著時間變化，或者妨礙了演算回路的演算處理(演算回路不能正常實施演算處理)，結(jié)果，由于該紅外線的放出強度的變化或者對演算回路的演算處理的妨礙的原因，引起碳酸氣體濃度的測量結(jié)果產(chǎn)生誤差。
另外，關(guān)于以往的碳酸氣體濃度測量機構(gòu)，為了改善上述問題，例如，為了不會因紅外線的放出強度的變化或者對演算回路的演算處理的妨礙的原因引起碳酸氣體濃度的測量結(jié)果產(chǎn)生誤差，以不讓該紅外線的放出強度發(fā)生變化，而且不妨礙演算回路的演算處理的頻度交換干電池即可，但是，這種需要交換干電池的對策必須頻繁地交換干電池，這樣，既費時費力，也不經(jīng)濟。另外，除了上述之外，例如，預料到由于紅外線放出強度的變化或者對演算用回路的演算處理的妨礙的原因，肯定在碳酸氣體濃度的測量結(jié)果方面會產(chǎn)生誤差，為了消除誤差，雖然考慮使用補正演算用回路對碳酸氣體濃度的測量結(jié)果補正的對策，但是，使用這種補正演算用回路的對策必須搭載新的補正演算用回路，這又使得供暖機器的構(gòu)成復雜化，而且抬高了費用。
在確認前，關(guān)于搭載有碳酸氣體濃度測量機構(gòu)的供暖機器，為了不讓紅外線放出強度隨時間變化，而且不對演算用回路的演算處理造成妨礙，例如，最好是不使用干電池等消耗型電源使光源或演算用回路工作，而是使用插座等非消耗型電源使光源或演算用回路工作，但是，以上述石油爐為代表的移動型供暖機器、即根本不能使用插座的以自由移動地使用為前提的供暖機器顯然不限于在設(shè)置有插座的場所使用，因此，如上文所述，只要使用干電池等消耗型電源使光源或演算用回路工作，碳酸氣體濃度的測量結(jié)果就必然會產(chǎn)生誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題提出的，其第1目的在于提供一種能以高精度測量大氣中的碳酸氣體濃度的碳酸氣體濃度測量裝置或碳酸氣體濃度測量方法。
本發(fā)明的第2目的在于提供一種具有測量大氣中的碳酸氣體濃度的功能，并能以高精度測量該大氣中的碳酸氣體濃度的燃燒機器。
本發(fā)明的碳酸氣體濃度測量裝置利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象，測量大氣中的碳酸氣體濃度，包括利用燃燒熱發(fā)電的發(fā)電裝置；利用該發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作、檢測從紅外線源放出的紅外線強度的第1紅外線強度檢測裝置；利用發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作、至少基于第1紅外線強度檢測裝置的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度的演算裝置。
本發(fā)明的碳酸氣體濃度測量方法是利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象，測量大氣中的碳酸氣體濃度的方法，利用燃燒熱發(fā)電的同時，檢測從紅外線源放出的紅外線強度，基于該紅外線強度的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度。
本發(fā)明的碳酸氣體濃度測量裝置或碳酸氣體濃度的方法中，在利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象測量大氣中的碳酸氣體濃度的時候，由于利用燃燒熱產(chǎn)生電能，所以，在利用電能的同時，能夠?qū)嵤┨妓釟怏w濃度的測量處理(紅外線強度的檢測處理及碳酸氣體濃度的演算處理)。在這種情況下，與使用該干電池等消耗型電源實施碳酸氣體濃度的測量處理的情況不同，只要發(fā)電產(chǎn)生電能，紅外線放出強度即不隨時間變化，或者對演算用回路的演算處理沒有造成妨礙，所以，不會由于紅外線放出強度的變化或者對演算用回路的演算處理的妨礙的原因引起在碳酸氣體濃度的測量結(jié)果方面產(chǎn)生誤差，結(jié)果，提高了碳酸氣體濃度的測量精度。
本發(fā)明的燃燒機器具有利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象，測量大氣中的碳酸氣體濃度的碳酸氣體濃度測量功能，包括產(chǎn)生燃燒熱的燃燒熱發(fā)生裝置；利用燃燒熱發(fā)電的發(fā)電裝置；利用發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作，檢測從紅外線源放出的紅外線強度的紅外線強度檢測裝置；利用發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作，基于紅外線強度檢測裝置的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度的演算裝置。
本發(fā)明的燃燒機器在利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象測量大氣中的碳酸氣體濃度的時候，對利用在該燃燒熱發(fā)生裝置中產(chǎn)生的燃燒熱發(fā)電的電能加以使用，同時，實施碳酸氣體濃度的測量處理，因此，如上文所述，碳酸氣體濃度的測量結(jié)果不易產(chǎn)生誤差，結(jié)果，提高了該碳酸氣體濃度的測量精度。另外，所謂大氣是指燃燒機器的周圍空氣，即使用燃燒機器的室內(nèi)的空氣。
根據(jù)本發(fā)明的碳酸氣體濃度測量裝置或碳酸氣體濃度的方法，在利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象測量大氣中的碳酸氣體濃度的時候，由于對利用燃燒熱發(fā)電的電能加以使用，同時，實施碳酸氣體濃度的測量處理，基于此，碳酸氣體濃度的測量結(jié)果不易產(chǎn)生誤差，結(jié)果，提高了該碳酸氣體濃度的測量精度。進而，能以高精度測量大氣中的碳酸氣體濃度。從而，能得到使用該碳酸氣體濃度測量裝置或碳酸氣體濃度的方法，以高精度測量大氣中的碳酸氣體濃度的燃燒機器。
根據(jù)本發(fā)明的燃燒機器，在利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象測量大氣中的碳酸氣體濃度的時候，由于對利用燃燒熱發(fā)生裝置中產(chǎn)生的燃燒熱發(fā)電的電能加以使用，同時，實施碳酸氣體濃度的測量處理，基于此，提高了碳酸氣體濃度的測量精度，進而可獲得測量大氣中的碳酸氣體濃度的功能，以高精度測量該大氣中的碳酸氣體濃度。


圖1是模式地表示本發(fā)明第1實施方式的作為燃燒機器的供暖機器的外觀構(gòu)成的外觀圖。
圖2是模式地表示圖1所示供暖機器斷面構(gòu)成的斷面圖。
圖3是放大地表示圖1所示供暖機器主要部分斷面構(gòu)成的斷面圖。
圖4是表示供暖機器方框構(gòu)成的方框圖。
圖5是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第1變形例的斷面圖。
圖6是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第2變形例的斷面圖。
圖7是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第3變形例的斷面圖。
圖8是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第4變形例的斷面圖。
圖9是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第5變形例的斷面圖。
圖10是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第6變形例的斷面圖。
圖11是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第7變形例的斷面圖。
圖12是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第8變形例的斷面圖。
圖13是表示有關(guān)碳酸氣體傳感器構(gòu)成的第9變形例的斷面圖。
圖14是模式地表示本發(fā)明第2實施方式的作為燃燒機器的供暖機器的斷面構(gòu)成的斷面圖。
符號說明10是容器，110K、41K是導入口，11是燃料，12是旋鈕，13是氣化芯，20是外筒，21是內(nèi)焰板，22是窗口，23是上蓋，24是芯外筒，25是外焰板，26、47是控制回路，27是點火火花塞，28、46、51、52是溫度傳感器，30是防護板，40是碳酸氣體傳感器，40A是紅外線放出板，40B是測量單元，40C、40E、40G是發(fā)電機，40D、40E是光源，40F是反射板，41是外殼，42、44、142是濾波器，43、45、143是紅外線傳感器，48是蓄電池，49、54是發(fā)電元件，50是放熱機構(gòu)，53是光路筒，53K是通氣口，55是固定葉片，56是旋轉(zhuǎn)葉片，60是外氣流路，471是控制器，472是存儲器，473、475放大器，474、476是A/D變換器，477是蜂鳴器，C是碳酸氣體濃度，CS是基準濃度，D是圖表數(shù)據(jù)，F(xiàn)是火焰，G是大氣，H是放射率，J是旋轉(zhuǎn)軸，P是被吸收率，R、R1、R2是紅外線，S是檢測強度，SP是放出強度，T是溫度。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
第1實施方式首先，參照圖1及圖2，說明本發(fā)明第1實施方式的作為燃燒機器的供暖機器的構(gòu)成。圖1模式地示出了供暖機器的外觀結(jié)構(gòu)，圖2模式地示出了圖1所示供暖機器的斷面構(gòu)成。另外，本發(fā)明的“碳酸氣體濃度測量裝置”搭載在供暖機器上，同時本發(fā)明的“碳酸氣體濃度測量方法”是基于供暖機器的動作實現(xiàn)的，因此，以下對該“碳酸氣體濃度測量裝置”及“碳酸氣體濃度測量方法”同時進行說明。
本實施方式的供暖機器，測量大氣中的碳酸氣體濃度，更具體地說，具有利用碳酸氣體對紅外線的吸收現(xiàn)象測量大氣中的碳酸氣體濃度的功能，特別是具有不使用干電池等消耗型電源就能確保工作用電能的功能、即發(fā)電功能。該供暖機器是例如移動型石油爐，在產(chǎn)生燃燒熱的燃燒熱發(fā)生裝置上搭載有碳酸氣體傳感器40。具體地說，供暖機器的結(jié)構(gòu)如圖1及圖2所示，主要設(shè)置有防護板30，該防護板30圍繞著配置在容器10上的外筒20的周圍，在該防護板30上安裝有碳酸氣體傳感器40。在該外筒20上安裝有上蓋23。另外，在外筒20的內(nèi)部容納有用于使供暖用火焰F穩(wěn)定化的內(nèi)焰板21，芯外筒24及外焰板25。此外，在圖2中省略了防護板30的圖示。上述的“燃燒熱發(fā)生裝置”是供暖機器中除碳酸氣體傳感器40外的部分的統(tǒng)稱，也就是石油爐本體。
容器10是儲藏例如煤油等燃料11用的儲藏部件，同時，是用于支持外筒20的支持部件。在該容器10上，在下面設(shè)置有用于導入例如燃燒反應(yīng)中所使用的作為氧源的大氣G的導入口10K，同時，在表面上設(shè)置有刻度盤式旋鈕12，該旋鈕12是在用手動調(diào)整供暖機器的供暖能力(所謂火力)時使用。該供暖機器將氣化芯13的一端浸漬在例如儲藏于容器10中的燃料11中，同時，該氣化芯13的另一端延伸設(shè)置到內(nèi)焰板21的附近，對利用該氣化芯13氣化的燃料11點火，就能產(chǎn)生火焰F。另外，在容器10上還設(shè)置有例如供油口或油量表(任何一個在圖中都未示出)等。
外筒20是用于容納上述內(nèi)焰板21、芯外筒24及外焰板25的筒狀外裝部件，同時，是通過燃燒熱加熱的被加熱部件。在該外筒20上設(shè)置有例如可確認供暖機器燃燒狀態(tài)用的窗口22。另外，在外筒20中容納有例如內(nèi)筒及內(nèi)焰板壓板(任何一個在圖中都未示出)等。容納在該外筒20中的內(nèi)焰板21是穩(wěn)定地維持氣流、使火焰F穩(wěn)定化，從而使上述供暖機器的燃燒狀態(tài)穩(wěn)定化的燃燒穩(wěn)定化部件，同時，是通過燃燒熱被加熱的被加熱部件。
防護板30是用于防止使用供暖機器的使用者接觸外筒20用的防護部件。該防護板30具有通過2個環(huán)狀部件將例如沿著外筒20的延伸方向延伸的多個線狀部件固定在兩端附近的大致網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
碳酸氣體傳感器40是用于測量包含碳酸氣體的大氣G、即供暖機器周圍空氣(使用供暖機器的室內(nèi)的空氣)中的碳酸氣體濃度的碳酸氣體濃度測量裝置。該碳酸氣體傳感器40，通過例如基于供暖用火焰F的燃燒熱所進行的加熱，利用從紅外線源放出的紅外線，測量碳酸氣體濃度，具體地，為了測量碳酸氣體濃度，借助于用燃燒熱所進行的加熱，利用從后述的紅外線放出板40A(參照圖3)放出的紅外線。特別是碳酸氣體傳感器40具有上述的發(fā)電功能。另外，通過將碳酸氣體傳感器40安裝在例如防護板30上，對其進行支持，使其為根據(jù)需要可自由裝卸的結(jié)構(gòu)。
下面，參照圖1～圖3，說明供暖機器的主要部分的構(gòu)成。圖3放大地示出了圖1及圖2所示的碳酸氣體傳感器40及其周邊部分的斷面構(gòu)成。另外，在圖3中，為了簡化圖示內(nèi)容，只圖示了外筒20及碳酸氣體傳感器40，省略了其他的內(nèi)焰板21及防護板30等的圖示。
碳酸氣體傳感器40的構(gòu)成例如如圖1～圖3所示，包括借助于利用燃燒熱、具體地基于供暖機器中所產(chǎn)生的供暖用火焰F的燃燒熱所進行的加熱，不利用電能就能放出紅外線R的作為紅外線源的紅外線放出板40A；通過檢測從該紅外線放出板40A放出的紅外線R，測量碳酸氣體濃度的測量單元40B；及利用燃燒熱發(fā)電的發(fā)電機40C。在紅外線放出板40A與測量單元40B之間，設(shè)置有用于讓大氣G通過的大氣流路60，例如，利用室內(nèi)自然對流現(xiàn)象將大氣G導入大氣流路60。該大氣流路60的寬度，即紅外線放出板40A與測量單元40B之間的間隔只要是例如測量單元40B能充分檢測從紅外線放出板40A放出的紅外線R就可以自由地設(shè)定。另外，用于將大氣G導入大氣流路60的方法也不一定是自然對流，例如，在供暖機器具有吸氣·排氣機構(gòu)的情況下，還可以是利用該吸氣·排氣機構(gòu)且自然地或者機械地(強制地)將大氣導入大氣流路60。
紅外線放出板40A是例如安裝在外筒20的外壁面上的板狀紅外線放出部件。這種紅外線放出板40A例如通過粘結(jié)劑等貼在外筒20上，借助于利用燃燒熱的熱傳導現(xiàn)象、即燃燒熱經(jīng)由外筒20直接傳到紅外線放出板40A的現(xiàn)象所進行的加熱，放出紅外線R。紅外線放出板40A由例如以燃燒熱被加熱可放出紅外線R的材料構(gòu)成，具體地，由石墨、玻璃(硅氧化物)或者金屬氧化物等構(gòu)成。作為這種金屬氧化物，是例如鐵(Fe)、錳(Mn)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鈉(Na)或者鋰(Li)等的金屬氧化物。作為這種紅外線放出板40A的構(gòu)成材料，最好采用例如除了放射率高之外其放射率與波長之間的關(guān)系是已知的材料。特別是，作為紅外線放出板40A的立體結(jié)構(gòu)，可以是例如表面不平滑的凹凸結(jié)構(gòu)。另外，紅外線放出板40A也不一定非要安裝在外筒20上，例如，可以與外筒20有間隔地配置，利用燃燒熱的放熱現(xiàn)象，即利用燃燒熱經(jīng)由外筒20與紅外線放出板40A之間的空間間接地傳導的現(xiàn)象，對紅外線放出板40A進行加熱。
測量單元40B的構(gòu)成為在外殼41的內(nèi)部容納有對紅外線R進行波長分離的濾波器42；檢測該濾波器42中進行了波長分離的紅外線R(R1)強度的紅外線傳感器43；檢測紅外線放出板40A的溫度的溫度傳感器46；控制碳酸氣體傳感器40全體的控制回路47以及對發(fā)電機40C發(fā)電的電能進行蓄電的蓄電池48。該溫度傳感器46例如與濾波器42同樣，由對紅外線R進行波長分離的濾波器44和檢測該濾波器42中進行了波長分離的紅外線R(R2)的強度的紅外線傳感器45構(gòu)成。即是說，濾波器42、紅外線傳感器43、溫度傳感器46(濾波器44、紅外線傳感器45)、控制回路47以及蓄電池48是在例如一起容納在外殼41中、即在容納于外殼41的狀態(tài)下作為測量單元40B而單元化。
外殼41容納有包含紅外線傳感器43及控制回路47的一系列碳酸氣體濃度測量用的設(shè)備，是將該設(shè)備與周圍空間分離的容納部件，更具體地說，是用于防止包含紅外線傳感器43及控制回路47的一系列碳酸氣體濃度測量用的設(shè)備受周圍熱或光等的影響。在該結(jié)構(gòu)中，例如，如上述，在外殼41內(nèi)，在容納有紅外線傳感器43及控制回路47的同時，還一起容納有濾波器42、溫度傳感器46(濾波器44、紅外線傳感器45)及蓄電池48。在該外殼41上，設(shè)置有用于導入從紅外線放出板40A放出的紅外線R的開口(導入口)41K。所謂上述的“熱的影響”，是指例如因流過大氣流路60的大氣G的氣流影響，或者因從紅外線放出板40A以外的物體(例如外筒20)放出的不需要的紅外線引起的影響等。另外，所謂“光的影響”是指，例如，因火焰F的光引起的影響或者因使用供暖機器的室內(nèi)照明光引起的影響等。作為該外殼41的構(gòu)成材料，可以是例如除了熱傳導性低外光透過性也低的材料。特別是，在外殼41的表面上，例如，為了反射上述不需要的紅外線，可以施有鍍金等的涂敷處理。另外，為了防止該外殼41本身因加熱引起溫度上升，在該外殼41上還可以設(shè)有例如降溫機構(gòu)或輻射機構(gòu)。
濾波器42是光學濾波器(第1光學濾波器)，對于紅外線放出板40A放出的、經(jīng)由大氣流路60向測量單元40B導入的紅外線R以波長域W1(第1波長域)進行波長分離，換句話說，有選擇地讓紅外線R中的波長域W1的紅外線R1透過，并向紅外線傳感器43導引。該濾波器42由例如在波長域W1以外的波長域具有紅外線吸收特性的帶通濾波器構(gòu)成。上述的波長域W1是包含紅外線R全波長域中的很容易被碳酸氣體吸收的波長的波長域，例如是包含4.26μm或4.43μm某一波長的波長域。雖然這兩個波長域的任何一個都可以使用，但是，例如在兩個波長域之間比較紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收率時，由于包含4.26μm波長的波長域的該被吸收率高于包含4.43μm波長的波長域的該被吸收率，所以，一般來說，在碳酸氣體濃度為低濃度(例如1％以下)的情況下，最好使用包含4.26μm波長的波長域，在碳酸氣體濃度為高濃度(例如10％以上)的情況下，最好使用包含4.43μm波長的波長域。
紅外線傳感器43是用于檢測紅外線R強度的紅外線強度檢測裝置(第1紅外線強度檢測裝置)，具體地，用于檢測在濾波器42中以波長域W1進行波長分離的紅外線R1的強度。該紅外線傳感器43由例如溫差電堆等的溫差電動勢型元件、PZT(鋯酸鈦酸鉛)等的熱電元件或硒化鉛(PbSe)電池等的光敏元件構(gòu)成。
溫度傳感器46是通過檢測紅外線R的強度，檢測紅外線放出板40A的溫度的溫度檢測裝置(第1溫度檢測裝置)。濾波器44是光學濾波器(第2光學濾波器)，對于紅外線放出板40A放出的、經(jīng)由大氣流路60向測量單元40B導入的紅外線R以與上述波長域W1不同的波長域W2(第2波長域；W2≠W1)進行波長分離，換句話說，有選擇地讓紅外線R中的波長域W2的紅外線R2透過，并向紅外線傳感器45導引。該濾波器44由例如在波長域W2以外的波長域具有紅外線吸收特性的帶通濾波器構(gòu)成，具體地，由在5.50μm以上的波長域具有紅外線透過特性的低通濾波器構(gòu)成。上述的波長域W2是包含紅外線R全波長域中的不容易被碳酸氣體吸收的波長的波長域，特別是，作為波長域W2，例如最好是，包含除了上述不容易被碳酸氣體吸收之外也不容易被該碳酸氣體以外的其他吸收源(例如大氣中的水分等)吸收的波長的波長域，作為波長域W2的一個例子，例如是包含3.00μm的波長的波長域。另外，波長域W2并不一定限制于包含3.00μm的波長的波長域，在與波長域W1不重復的范圍內(nèi)，可以自由地設(shè)定。
紅外線傳感器45是通過檢測紅外線R的強度、檢測紅外線放出板40A的溫度所使用的紅外線強度檢測裝置(第2紅外線強度檢測裝置)，具體地，用于檢測在濾波器44中以波長域W2進行波長分離的紅外線R2的強度。該紅外線傳感器45由例如溫差電堆等的溫差電動勢型元件構(gòu)成。
控制回路47是用于控制碳酸氣體傳感器40全體的控制回路，特別是至少基于紅外線傳感器43的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度的演算裝置(演算用回路)。該控制回路47基于紅外線傳感器43的檢測結(jié)果以及溫度傳感器46(紅外線傳感器45)的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度。特別是控制回路47可利用發(fā)電機40C發(fā)電的電能、具體地儲蓄在蓄電池48中的電能工作。另外，并不限于控制回路47，例如，紅外線傳感器43及溫度傳感器46(紅外線傳感器45)也同樣，可利用發(fā)電機40C發(fā)電的電能工作。
蓄電池48由于可使碳酸氣體傳感器40不使用干電池等消耗型電源就能繼續(xù)工作，因此是蓄電發(fā)電機40C發(fā)電的電能的蓄電裝置。蓄電池48由例如二次電池或電氣雙層電容等蓄電設(shè)備構(gòu)成。
發(fā)電機40C是利用燃燒熱、具體地基于供暖機器中產(chǎn)生的供曖用火焰F的燃燒熱進行發(fā)電的發(fā)電裝置。該發(fā)電機40C例如將燃燒熱的熱能直接轉(zhuǎn)換成電能，具體講，其構(gòu)成包括安裝在外筒20外壁面上的發(fā)電元件49；以及安裝在該發(fā)電元件49上，即夾著發(fā)電元件49配置在與外筒20相反的一側(cè)的放熱機構(gòu)50。發(fā)電機40C的構(gòu)成包括上述發(fā)電元件49及放熱機構(gòu)50，同時，還包括例如DC(Direct Current)-DC整流器等電控制設(shè)備等，通過圖中未示的配線連接到控制回路47上。
發(fā)電元件49是由基于火焰F的燃燒熱被加熱而將熱能實質(zhì)上轉(zhuǎn)換成電能的元件。該發(fā)電元件49包括例如熱電元件，主要構(gòu)成是，將利用溫度差可發(fā)電的n型半導體及p型半導體通過電極交替地串聯(lián)連接在一起。作為構(gòu)成該發(fā)電元件49的n型半導體及p型半導體，例如，可根據(jù)使用溫度(通過燃燒熱被加熱時的溫度)使用各種各樣的半導體，具體地說，在250℃以下的條件下，使用鉍碲(Bi2Te3)等，在1000℃以下的條件下，使用硅鍺(Si1-xGex)及硅化鐵(FeSi2)等。另外，為了確保發(fā)電元件49的發(fā)電性能，最好是，例如上述n型半導體及p型半導體的組合為50組以上串聯(lián)連接。發(fā)電元件49的構(gòu)成也有例如替代熱電元件、包含熱光電動勢(TPV；Thermo Photo Voltaic)元件的情況。
放熱機構(gòu)50為了在發(fā)電元件49(n型半導體及p型半導體)中利用溫度差可以發(fā)電，對發(fā)電元件49的一端側(cè)、具體地發(fā)電元件49中的遠離外筒20的一側(cè)局部地放熱(所謂冷卻)，使發(fā)電元件49上產(chǎn)生溫度差。該放熱機構(gòu)50由例如冷卻翹片等放熱部件構(gòu)成。此外，放熱機構(gòu)50也有替代冷卻翹片而由熱管或蒸汽管或循環(huán)冷卻水的水冷系統(tǒng)等構(gòu)成的情況。
下文簡單說明發(fā)電機40C的發(fā)電原理。即是說，在供暖機器的運轉(zhuǎn)過程中，借助于基于火焰F的燃燒熱，通過外筒20對發(fā)電元件49加熱，使該發(fā)電元件49的溫度整體上升，但是，由于放熱機構(gòu)50的放熱作用使發(fā)電元件49局部冷卻，結(jié)果，在發(fā)電元件49中，在接近外筒20的一側(cè)和遠離外筒20的一側(cè)(接近放熱機構(gòu)50的一側(cè))之間產(chǎn)生溫度差。當發(fā)電元件49中產(chǎn)生溫度差時，n型半導體及p型半導體各自的內(nèi)部載流子從高溫側(cè)向低溫側(cè)移動，基于這種情況，由于在該n型半導體及p型半導體中產(chǎn)生相對溫度差為逆向的電位差，因此，利用該電位差可在發(fā)電機40C中發(fā)電。
下面，參照圖1～圖4，說明供暖機器的詳細構(gòu)成。圖4表示供暖機器的方框構(gòu)成。另外，圖4中，與下面說明的一系列構(gòu)成要素一起示出圖3所示的發(fā)電機40C、紅外線傳感器43、溫度傳感器46及蓄電池48。
構(gòu)成供暖機器中的碳酸氣體傳感器40的控制回路47例如如圖4所示，其構(gòu)成包括作為控制回路47的控制主體的控制器471；記憶各種信息的存儲器472；使紅外線傳感器43的輸出信號增幅的放大器473；將該紅外線傳感器43的輸出信號從模擬信號變換成數(shù)字信號的模擬/數(shù)字(A/D)變換器474；使溫度傳感器46的輸出信號增幅的放大器475；將該溫度傳感器46的輸出信號從模擬信號變換成數(shù)字信號的A/D變換器476以及發(fā)出警告音的蜂鳴器477。
控制器471根據(jù)需要從存儲器472讀出數(shù)據(jù)，基于紅外線傳感器43的檢測結(jié)果以及該數(shù)據(jù)演算碳酸氣體濃度C，例如由CPU(CentralProcessing Unit)等控制設(shè)備等構(gòu)成?？刂破?71例如如上述，基于紅外線傳感器43的檢測結(jié)果以及溫度傳感器46的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度C，具體講，基于溫度傳感器46檢測的紅外線放出板40A的溫度T，演算從該紅外線放出板40A放出的紅外線R的放出強度SP，基于該紅外線R的放出強度SP演算碳酸氣體濃度C。特別是，控制器471例如演算碳酸氣體濃度C時，將用于評價該碳酸氣體濃度C的基準值(基準濃度CS例如CS＝1％)和碳酸氣體濃度C進行比較，當碳酸氣體濃度C變成基準濃度CS以上(C≥CS)時，蜂鳴器477工作。
存儲器472記憶控制器471演算碳酸氣體濃度C所必需的數(shù)據(jù)，例如，由寄存器、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read OnlyMemory)或者EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory)等的記憶設(shè)備構(gòu)成。在該存儲器472中，記憶有例如上述的基準濃度CS、利用普朗克式演算紅外線R的放出強度SP所必需的紅外線放出板40A的放射率H、以及后述的表示紅外線R1的被吸收率P與碳酸氣體濃度C之間的關(guān)系的圖表數(shù)據(jù)D，并以這些作為初始常數(shù)。
蜂鳴器477基于從控制器471輸出的動作信號工作，根據(jù)需要發(fā)出警告音。
另外，供暖機器除了上述一系列構(gòu)成要素之外，其構(gòu)成還包括用于控制供暖機器燃燒狀態(tài)的控制回路26；點火用的點火火花塞27以及檢測大氣溫度的溫度傳感器28。
控制回路26可自動地控制供暖機器的燃燒狀態(tài)，換句話說，是自動調(diào)整供暖機器火力的火力調(diào)整裝置。該控制回路26例如，基于溫度傳感器28的檢測結(jié)果、即溫度傳感器28檢測的大氣G的溫度，把握設(shè)置有供暖機器的室內(nèi)氣氛溫度，借此，并基于使用者所設(shè)定的設(shè)定溫度，調(diào)整燃料11(參照圖2)的供給量，同時調(diào)整火焰F(參照圖2)的火力。另外，控制回路26例如，與構(gòu)成碳酸氣體傳感器40的控制回路47同樣，其構(gòu)成包括用于處理溫度傳感器28的輸出信號的放大器及A/D變換器(圖中均未示出)等。
點火火花塞27是利用發(fā)電機40C發(fā)電的電能、具體地利用儲蓄在蓄電池48的電能進行點火而產(chǎn)生火焰F的點火裝置。
溫度傳感器28是在控制回路26控制供暖機器的燃燒狀態(tài)的基礎(chǔ)上檢測必要的大氣G的溫度的大氣溫度檢測裝置，例如，由室內(nèi)溫度檢測用的一般溫度計構(gòu)成。另外，溫度傳感器28的設(shè)置位置可以自由地設(shè)定。
下面，參照圖1～圖4說明供暖機器的動作。下文主要涉及碳酸氣體濃度C的演算動作。另外，本發(fā)明的碳酸氣體濃度測量方法基于以下說明的供暖機器的動作實現(xiàn)。
在該供暖機器中，在構(gòu)成碳酸氣體傳感器40的紅外線放出板40A與測量單元40B(濾波器42、紅外線傳感器43、溫度傳感器46(濾波器44、紅外線傳感器45))之間，以下的光學原理成立。換句話說，對于利用氣化芯13氣化的燃料11點火，由此產(chǎn)生火焰F，基于該火焰F產(chǎn)生燃燒熱時，通過該燃燒熱對外筒20加熱，換句話說，燃燒熱經(jīng)由外筒20傳導，對紅外線放出板40A加熱，因此，從該紅外線放出板40A向測量單元40B放出紅外線R。從紅外線放出板40A放出的紅外線R經(jīng)由大氣流路60被導向測量單元40B，換句話說，將紅外線R通過導入口41K向外殼41內(nèi)的濾波器42導引時，對該紅外線R在濾波器42進行波長分離，因此，將紅外線R中的波長域W1的紅外線R1有選擇地向紅外線傳感器43導引。因此，在紅外線傳感器43中檢測紅外線R1的強度(檢測強度)S。另一方面，從紅外線放出板40A放出的紅外線R通過導入口41K被導向外殼41內(nèi)的濾波器44時，由于該紅外線R在濾波器44進行波長分離，所以，將紅外線R中的波長域W2的紅外線R2有選擇地向紅外線傳感器45導引。借此，在紅外線傳感器45中檢測紅外線R2的強度，所以，在溫度傳感器46中，基于紅外線R2的強度，檢測紅外線放出板40A的溫度T。
控制回路47的控制器471經(jīng)過以下順序，演算大氣G中的碳酸氣體濃度C。換句話說，首先，獲得在溫度傳感器46(紅外線傳感器45)中檢測的紅外線放出板40A的溫度T時，從存儲器472讀出紅外線放出板40A的放射率H，利用普朗克式并基于溫度T及放射率H演算紅外線R1的放出強度SP。該“放出強度SP”是從紅外線放出板40A放出的之后的紅外線R1的強度(初期強度)，換句話說，是被碳酸氣體吸收之前的紅外線R1的強度(最大強度)。接著，基于紅外線傳感器43中檢測的紅外線R1的檢測強度S和先前演算的放出強度SP，演算相對放出強度SP的檢測強度S的減少率、即紅外線R1被碳酸氣體吸收的被吸收率P。最后，從存儲器472中讀出圖表數(shù)據(jù)D，參照該圖表數(shù)據(jù)D，對于對應(yīng)于該被吸收率P的碳酸氣體濃度C進行特定。借此，基于紅外線傳感器43的檢測結(jié)果及溫度傳感器46(紅外線傳感器45)的檢測結(jié)果演算大氣G中的碳酸氣體濃度C。
演算碳酸氣體濃度C的控制器471從存儲器472中讀出基準濃度CS，并與碳酸氣體濃度C進行比較，當碳酸氣體濃度C變成基準濃度CS以上(C≥CS)時，蜂鳴器477工作。借此，由于蜂鳴器477發(fā)出警告音，所以，以該警告音為信號，使用者停止供暖機器。
另外，供暖機器利用基于發(fā)電功能發(fā)電的電能運轉(zhuǎn)。換句話說，隨著供暖機器的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生火焰F由此產(chǎn)生燃燒熱時，由于借助于該燃燒熱通過外筒20對發(fā)電機40C加熱，所以，發(fā)電機40C基于上述發(fā)電原理發(fā)電，產(chǎn)生電能，該電能蓄電到蓄電池48中。利用儲蓄到蓄電池48中的電能，紅外線傳感器43及溫度傳感器46(紅外線傳感器45)與控制回路47一起工作。
本實施方式的供暖機器中，由于利用燃燒熱發(fā)電，具體說，備有直接將基于供暖用火焰F的燃燒熱的熱能變換成電能進行發(fā)電的發(fā)電機40C，因此，利用在該發(fā)電機40C中發(fā)電的電能可使碳酸氣體傳感器40(紅外線傳感器43及控制回路47)工作。在這種情況下，與上述背景技術(shù)之項中的所說明的以往碳酸氣體濃度測量機構(gòu)、即使用干電池等消耗型電源工作的情況不同，只要通過發(fā)電機構(gòu)40C發(fā)電出電能，則紅外線R的放出強度即不隨著時間變化，而且，也不會阻礙控制回路47(控制器471)進行的演算處理，因此，不易因該紅外線R的放出強度的變化以及妨礙控制回路47的演算處理在碳酸氣體濃度C的測量結(jié)果方面產(chǎn)生誤差，結(jié)果，提高了碳酸氣體濃度C的測量精度。進而，在本實施方式中，由于備有測量大氣G中的碳酸氣體濃度C的功能，所以，能以高精度測量該大氣G中的碳酸氣體濃度C。
另外，在本實施方式中，利用紅外線R被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象測量大氣G中的碳酸氣體濃度C的碳酸氣體傳感器40中，利用基于供暖用火焰F的燃燒熱從紅外線放出板40A放出紅外線R，借此，并基于紅外線R的強度檢測結(jié)果(紅外線R1的強度變化)演算碳酸氣體濃度C，因此，將燃燒熱的熱能作為紅外線發(fā)生用的能量挪用，從而，從紅外線放出板40A放出紅外線R，換句話說，使用將熱能變換成光能的非電力消耗型的紅外線源(紅外線放出板40A)放出紅外線R。在這種情況下，與使用將電能變換成光能的電力消耗型的紅外線源(例如燈絲燈光源)的情況不同，例如，不易由于干電池的消耗等電氣變化的主要原因引起紅外線R的放出強度隨時間變化。進而，只要維持了燃燒熱的熱能，就可以使紅外線R的放出強度穩(wěn)定化，而且由于不易因上述電氣的變化的主要原因引起碳酸氣體濃度C方面產(chǎn)生誤差，因此，提高了該碳酸氣體濃度C的測量精度，結(jié)果，基于這種觀點，也能以高精度測量大氣G中的碳酸氣體濃度C。
另外，在本實施方式中，備有將從紅外線放出板40A放出紅外線R以波長域W1進行波長分離的濾波器42，利用該濾波器42的波長分離作用，將紅外線R中的波長域W1的紅外線R1選擇地導向紅外線傳感器43，因此，在該紅外線傳感器43中，可選擇地檢測為測量碳酸氣體濃度C所必需的波長域W1的紅外線R1。結(jié)果，在該紅外線傳感器43中，可穩(wěn)定地、容易地檢測紅外線R1的強度。
在這種情況下，特別是由于可基于上述的為測量碳酸氣體濃度C所必需的波長域W1、即被碳酸氣體吸收的被吸收性高的特定的波長域W1的紅外線R1的強度，演算碳酸氣體濃度C，因此，與基于被碳酸氣體吸收的被吸收性低的波長域的紅外線強度演算碳酸氣體濃度C的情況相比較，可提高基于被碳酸氣體吸收的被吸收性的紅外線R1的檢測靈敏度。結(jié)果，能以更高的精度測量碳酸氣體濃度C。
另外，在本實施方式中，由于紅外線傳感器43容納在外殼41內(nèi)，將該紅外線傳感器43與周圍在空間上進行分離，因此，基于該外殼41的存在，紅外線傳感器43不易受到周圍的熱或光的影響。在這種情況下，與紅外線傳感器43沒有容納在外殼41中而是露出的情況相比較，紅外線傳感器43的檢測結(jié)果不易產(chǎn)生因上述熱或光的影響引起的誤差，所以，可提高該紅外線傳感器43的檢測精度。進而，在紅外線傳感器43中，能以高精度檢測紅外線R1的強度。在這種情況下，例如如上述，如果在外殼41上進行為反射不需要的紅外線的涂敷處理，或者在外殼41上設(shè)置為防止溫度上升用的降溫機構(gòu)或輻射機構(gòu)，就能更進一步提高紅外線傳感器43的檢測精度。當然，關(guān)于與該紅外線傳感器43一起容納到外殼41中的溫度傳感器46(紅外線傳感器45)，也同樣能夠得到有關(guān)紅外線傳感器43的上述效果，從而，在溫度傳感器46(紅外線傳感器45)中，也能以高精度檢測紅外線放出板40A的溫度T。
再者，在本實施方式中，由于備有用于檢測紅外線放出板40A的溫度T的溫度傳感器46(紅外線傳感器45)，控制回路47的控制器471基于溫度傳感器46(紅外線傳感器45)的檢測結(jié)果(紅外線放出板40A的溫度T)以及該紅外線傳感器43的檢測結(jié)果(紅外線R1的檢測強度S)，演算碳酸氣體濃度C，因此，如上文所述，在碳酸氣體濃度C的演算過程中，利用普朗克式，基于紅外線傳感器43的溫度T，對紅外線R的放出強度SP進行特定，在這種情況下，不用附加溫度傳感器46(紅外線傳感器45)的檢測結(jié)果，只基于紅外線傳感器43的檢測結(jié)果，就能演算碳酸氣體濃度C，換句話說，與通過將從紅外線放出板40A放出的紅外線R的放出強度SP作為不變的常數(shù)處理而演算碳酸氣體濃度C的情況不同，即使紅外線R的放出強度SP基于例如供暖能力(所謂火力)的變化等變化，由于附加了該放出強度SP的變化演算碳酸氣體濃度C，所以，更進一步提高了碳酸氣體濃度C的測量精度。進而，能以更高的精度測量碳酸氣體濃度C。
在這種情況下，特別是，構(gòu)成溫度傳感器46，該溫度傳感器46包括以與波長域W1不同的波長域W2對從紅外線放出板40A放出的紅外線R進行波長分離的濾波器44，利用該濾波器44的波長分離作用，選擇地將紅外線R中的波長域W2的紅外線R2導向紅外線傳感器45，所以，在該紅外線傳感器45中可選擇地檢測用于測量碳酸氣體濃度C所必需的、波長域W1以外的波長域W2的紅外線R2。因此，基于相對碳酸氣體而言被吸收性低的波長域W2的紅外線R2檢測紅外線放出板40A的溫度T，因而，在溫度傳感器46(紅外線傳感器45)中檢測紅外線放出板40A的溫度T時，不易受相對碳酸氣體而言的被吸收性的影響。結(jié)果，在溫度傳感器46(紅外線傳感器45)中可穩(wěn)定、容易且高精度地檢測紅外線放出板40A的溫度T。
另外，在本實施方式中，如上述，由于利用基于供暖用火焰F的燃燒熱，從紅外線放出板40A放出紅外線R，例如，只在供暖機器點火時消耗電力，所以，與為了放出紅外線R而消耗電力的情況相比，能減少電力的消耗量。結(jié)果，基于電力消耗量的減少，例如，在搭載有干電池作為預備電源的情況下，由于減少了該干電池的更換頻率，所以，度過一個季節(jié)(所謂一冬期間)也不用進行干電池的更換，就能使供暖機器運轉(zhuǎn)，也即提高了與供暖機器的使用相關(guān)的便利性。
除上文所述之外，本實施方式的碳酸氣體測量裝置(碳酸氣體傳感器40)或者碳酸氣體濃度測量方法中，不僅能利用基于供暖用火焰F的燃燒熱發(fā)電，而且，能基于紅外線R強度的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度C，所以，如上文所述，提高了碳酸氣體濃度C測量精度，結(jié)果，能以高精度測量大氣G中的碳酸氣體濃度C，進而，由于使用該碳酸氣體測量裝置或者碳酸氣體濃度測量方法，所以，能得到以高精度測量大氣G中的碳酸氣體濃度C的供暖機器。
在本實施方式中，雖然構(gòu)成備有紅外線放出板40A的碳酸氣體傳感器40，該紅外線放出板40A作為紅外線源具有板狀外觀結(jié)構(gòu)，但是，并不限于此，紅外線源的外觀結(jié)構(gòu)可以自由地變更。具體地說，例如，紅外線源的外觀結(jié)構(gòu)可以是片狀，以代替上述的板狀，或者是在外筒20的表面涂敷的涂膜。不論是那種情況，都能獲得與上述實施方式同樣的效果。
在本實施方式中，發(fā)電機40C由基于供暖用火焰F的燃燒熱被加熱而發(fā)電，如圖2所示，該發(fā)電機40C安裝在外筒20的外壁面上，以此方式構(gòu)成碳酸氣體傳感器40，但是不必限于此，只要與安裝到外筒20的外壁面上的情況同樣，通過被加熱能使發(fā)電機40C發(fā)電，就可以自由地變更該發(fā)電機40C的安裝位置。具體地說，例如，如圖5所示，也可以代替外筒20，將發(fā)電機40C安裝在內(nèi)焰板21上構(gòu)成碳酸氣體傳感器40。在這種情況下，例如，構(gòu)成不包括放熱機構(gòu)50(參照圖3)、只包括發(fā)電元件49的發(fā)電機40C，同時，在內(nèi)焰板21與外筒20之間的間隙中設(shè)置發(fā)電機40C，因此，通過該內(nèi)焰板21與外筒20來夾持，可更好地支持發(fā)電機40C。特別是，可自由地設(shè)定發(fā)電機40C的設(shè)定個數(shù)，在圖5中，示出了例如夾著導入口10K配置在兩側(cè)的發(fā)電機40C設(shè)置有兩個的情況。在該碳酸氣體傳感器40中，基于供暖用火焰F的燃燒熱通過內(nèi)焰板21對發(fā)電機40C加熱，同時，借助于通過導入口10K導入的大氣G對外筒20冷卻，基于這種情況，可在發(fā)電元件49上產(chǎn)生溫度差，因此，可在發(fā)電機40C中發(fā)電，能得到與上述實施方式同樣的效果。另外，圖5所示的碳酸氣體傳感器40的相關(guān)的上述以外的構(gòu)成與圖2所示的情況相同。
另外，在本實施方式中，如圖3所示，雖然構(gòu)成具有放出紅外線R的紅外線源(紅外線放出板40A)的碳酸氣體傳感器40，但不必限于此，在能確保與該碳酸氣體傳感器40獨立的紅外線源的情況下，也可以構(gòu)成不具有該紅外線源的碳酸氣體傳感器40。
具體地說，第1如圖6所示，借助于基于供暖用火焰F的燃燒熱被加熱，從外筒20放出紅外線R，即得到外筒20作為紅外線源的功能，在這種情況下，可把該外筒20作為紅外線源使用。在該碳酸氣體傳感器40中，由于也能利用從外筒20放出的紅外線R，在測量單元40B中測量碳酸氣體濃度C，所以，能得到與上述實施方式同樣的效果。另外，圖6所示的碳酸氣體傳感器40的相關(guān)的上述以外的構(gòu)成與圖3所示的情況相同。
第2例如如圖7所示，借助于基于供暖用火焰F的燃燒熱被加熱，從內(nèi)焰板21放出紅外線，即得到內(nèi)焰板21作為紅外線源的功能，在這種情況下，可把該內(nèi)焰板21作為紅外線源使用。在把該內(nèi)焰板21作為紅外線源使用的情況下，為了例如能夠檢測從內(nèi)焰板21放出的紅外線，最好是將測量單元40B配置在導入口10K內(nèi)。在該碳酸氣體傳感器40中，由于利用從內(nèi)焰板21放出的紅外線，所以，在測量單元40B中可測量碳酸氣體濃度C，進而能得到與上述實施方式同樣的效果?；趨⒖?，在圖7中，示出的情況是例如將測量單元40B配置在導入口10K內(nèi)，結(jié)果是，與圖5所示的情況同樣，將2個發(fā)電機40C(發(fā)電元件49)設(shè)置在內(nèi)焰板21與外筒20之間的間隙中。此外，圖7所示的與碳酸氣體傳感器40有關(guān)的上述以外的構(gòu)成和圖3所示的情況同樣。
此外，在本實施方式中，雖然構(gòu)成具有紅外線放出板40A的碳酸氣體傳感器40，該紅外線放出板40A作為放出紅外線R的紅外線源，如圖3所示，基于供暖用火焰F的燃燒熱被加熱，不利用電能，就能放出紅外線R，但是不必限于此，例如，如圖8所示，也可以代替不利用電能而放出紅外線R的紅外線放出板40A，構(gòu)成具有利用電能放出紅外線R的光源40D的碳酸氣體傳感器40。該光源40D與控制回路47同樣，利用發(fā)電機40C發(fā)電的電能工作，是例如燈絲燈等。在該碳酸氣體傳感器40中，由于也可以利用光源40D放出的紅外線R，在測量單元40B中測量碳酸氣體的濃度C，所以能獲得與上述實施方式同樣的效果。此外，圖8所示的與碳酸氣體傳感器40有關(guān)的上述以外的構(gòu)成和圖3所示的情況同樣。
另外，在本實施方式中，雖然如圖3所示，構(gòu)成為了檢測相互不同的兩個波長域W1、W2的紅外線R1、R2的強度，設(shè)有與兩種紅外線R1、R2對應(yīng)的兩個濾波器42、44及兩個紅外線傳感器43、45的碳酸氣體傳感器40(測量單元40B)，借此，使用這兩個紅外線傳感器43、45，分別檢測紅外線R1、R2的強度，但是不必限于此。具體地，也可以代替圖3所示的兩個濾波器42、44及兩個紅外線傳感器43、45，構(gòu)成圖9所示的、具有一個濾波器142及一個紅外線傳感器143的碳酸氣體傳感器40，借此，使用這一個紅外線傳感器143一并檢測紅外線R1、R2的強度。濾波器142可由例如根據(jù)需要將波長分離的波長域(有選擇地透過的波長域)切換成彼此不同的多種波長域的可變?yōu)V波器構(gòu)成。具體地說，濾波器142是例如將紅外線R可變地進行波長分離，使其變成兩種波長域W1、W2的紅外線R1、R2的濾波器，，換句話說，承擔著上述實施方式中所說明的兩個濾波器42、44加在一起的功能。紅外線傳感器143檢測在濾波器142中進行了波長分離的紅外線R1、R2的強度，承擔著上述實施方式中所說明的紅外線傳感器43、45加在一起的功能。該紅外線傳感器143具有例如與紅外線傳感器45同樣的構(gòu)成。在具有該濾波器142及紅外線傳感器143的碳酸氣體傳感器40中，在設(shè)定該濾波器142的波長分離的波長域為波長域W1的狀態(tài)下引導紅外線R時，利用該濾波器142的波長分離作用，有選擇地將紅外線R中的波長域W1的紅外線R1導向紅外線傳感器143，在個該紅外線傳感器143中檢測紅外線R1的強度，同時，在將濾波器142波長分離的波長域從波長域W1向波長域W2轉(zhuǎn)換的狀態(tài)下引導紅外線R時，利用該濾波器142的波長分離作用，有選擇地將紅外線R中的波長域W2的紅外線R1導向紅外線傳感器143，在該紅外線傳感器143中檢測紅外線R2的強度。結(jié)果，在該碳酸氣體傳感器40中，也能檢測紅外線R1、R2的強度，因此，能獲得與上述實施方式同樣的效果。此外，圖9所示的與碳酸氣體傳感器40有關(guān)的上述以外的構(gòu)成和圖3所示的情況同樣。
基于參考，雖然參照附圖具體地進行了說明，但是，如圖9所示，在使用一個紅外線傳感器143同時檢測紅外線R1、R2的強度的情況下，例如，代替由上述可變?yōu)V波器構(gòu)成的濾波器142，也可以構(gòu)成設(shè)有轉(zhuǎn)塔式濾波器機構(gòu)的碳酸氣體傳感器40，該轉(zhuǎn)塔式濾波器機構(gòu)搭載有上述實施方式所說明的兩個濾波器42、44(參照圖3)，根據(jù)需要可交替地切換各濾波器42、43的位置，使其與紅外線傳感器143對峙。在這種情況下，由于使用濾波器機構(gòu)，切換濾波器42、44的位置，利用該濾波器42、44的波長分離作用，可在紅外線傳感器143中檢測紅外線R1、R2的強度，所以能獲得與上述實施方式同樣的效果。
另外，在本實施方式中，雖然如圖3所示，將溫度檢測用傳感器(溫度傳感器46)配置成離開紅外線放出板40A的結(jié)構(gòu)，換句話說，通過使用非接觸型溫度檢測用傳感器(溫度傳感器46)，在該非接觸型溫度檢測用傳感器(溫度傳感器46)中間接地檢測紅外線放出板40A的溫度T，但是不必限于此。具體地，也可以代替該非接觸型溫度檢測用傳感器(溫度傳感器46)，例如如圖10所示，也可以構(gòu)成備有接觸型溫度檢測用傳感器(溫度傳感器51)的碳酸氣體傳感器40(測量單元40B)，使用該接觸型溫度檢測用傳感器(溫度傳感器51)，直接檢測紅外線放出板40A的溫度T。該溫度傳感器51例如安裝在紅外線放出板40A的表面上，具體地，粘貼在紅外線放出板40A上。由熱敏電阻等可變電阻型元件或熱電耦等溫差電動勢型元件構(gòu)成。另外，當然在代替非接觸型溫度傳感器46而使用接觸型溫度傳感器51的情況下，不需要圖3所示的溫度傳感器46(濾波器44、紅外線傳感器45)。具有該溫度傳感器51的碳酸氣體傳感器40中，由于可以測量紅外線放出板40A的溫度T，所以，能獲得與上述實施方式同樣的效果。在確認之前，在圖10中，雖然沒有示出了將溫度傳感器51連接到控制回路47上用的配線，但是，該配線的連接方式可自由地設(shè)定。另外，圖10所示的碳酸氣體傳感器40有關(guān)的上述以外的構(gòu)成和圖3所示的情況同樣。
此外，在本實施方式中，如圖4所示，構(gòu)成備有蜂鳴器477的碳酸氣體傳感器40，當碳酸氣體濃度C為基準濃度CS以上時，控制回路47的控制器471使蜂鳴器477工作，提請使用者注意，但是，不必限于此，也可以是例如當碳酸氣體濃度C為基準濃度CS以上時，控制器471使蜂鳴器477工作之后，該控制器471強制地停止供暖機器。作為該控制器471強制地停止供暖機器的機構(gòu)，可以是例如，使用電氣信號處理，使促動器工作，氣化芯13下降(離開內(nèi)焰板21)，使供暖機器的燃燒動作停止，或者使用繼電器回路，使電動滅火機構(gòu)動作。在這種情況下，當碳酸氣體濃度C為基準濃度CS以上時，停止供暖機器，不再從供暖機器繼續(xù)產(chǎn)生碳酸氣體，所以，可防止大氣G中的碳酸氣體濃度C過度地增加。
此外，在本實施方式中，雖然如圖4所示，構(gòu)成具有碳酸氣體濃度C為基準濃度CS以上時進行工作的作為工作主體的蜂鳴器477的碳酸氣體傳感器40(測量單元40B)，通過讓該蜂鳴器477發(fā)出警告音，給使用者傳達碳酸氣體濃度C為基準濃度CS以上的旨意，但是不必限于此，只要能夠?qū)⑻妓釟怏w濃度C為基準濃度CS以上的旨意傳遞給使用者，上述工作主體可以自由的變更。具體地說，例如，代替蜂鳴器477，構(gòu)成具有燈或顯示面板的碳酸氣體傳感器40，當碳酸氣體濃度C為基準濃度CS以上時，讓燈發(fā)光或者在顯示面板上顯示出警告信息。該燈或顯示面板最好是例如安裝在外殼41的表面上，以便使用者容易目視地確認。在這種情況下，利用燈發(fā)光時產(chǎn)生的光或在顯示面板上顯示的警告信息，也可以將碳酸氣體濃度C為基準濃度CS以上的旨意傳遞給使用者。另外，在構(gòu)成具有顯示面板的碳酸氣體傳感器40情況下，例如，除了上述的在顯示面板上顯示的警告信息之外，也可以在該顯示面板上實時地顯示碳酸氣體濃度C。
此外，在本實施方式中，作為提高碳酸氣體濃度C測量精度的構(gòu)成例，如上述，雖然構(gòu)成備有用于檢測紅外線放出板40A的溫度T的溫度傳感器46的碳酸氣體傳感器40(測量單元40B)，基于該紅外線放出板40A的溫度T演算紅外線R的放出強度SP，加上該放出強度SP演算碳酸氣體濃度C，但是不必限于此，只要能滿足碳酸氣體濃度C的要求測量精度，可自由地變更碳酸氣體傳感器40的構(gòu)成。
具體地，第1，例如，如圖11所示，也可以構(gòu)成具有用于檢測紅外線傳感器43溫度的新的溫度傳感器52的碳酸氣體傳感器40，通過加上該溫度傳感器52中檢測的紅外線傳感器43的溫度，演算碳酸氣體濃度C。該溫度傳感器52如上文所述，是用于檢測紅外線傳感器43溫度的溫度檢測裝置(第2溫度檢測裝置)，具有例如與圖10所示的溫度傳感器51同樣的構(gòu)成。具有該溫度傳感器52的碳酸氣體傳感器40中，即使受供暖機器中產(chǎn)生的、基于供暖用火焰F的燃燒熱的影響被加熱，使紅外線傳感器43的溫度上升，由于該紅外線傳感器43的溫度上升的原因引起紅外線R1的檢測強度產(chǎn)生誤差，在這種情況下，如果把握溫度傳感器52中檢測的紅外線傳感器43的溫度和紅外線R1的檢測強度中所含的誤差之間的相關(guān)關(guān)系，就可以基于該相關(guān)關(guān)系，特定與紅外線傳感器43的溫度對應(yīng)的誤差，因此，可補正碳酸氣體濃度C，消除該誤差，從而提高了碳酸氣體濃度C的測量精度。另外，圖11所示的碳酸氣體傳感器40有關(guān)的上述以外的構(gòu)成和圖3所示的情況同樣。
基于參考，如圖11所示，在設(shè)置新的溫度傳感器的情況下，不一定限于用于檢測紅外線傳感器43的溫度的溫度傳感器52，也可以設(shè)置用于檢測該紅外線傳感器43以外的其他構(gòu)成要素的溫度的溫度傳感器。具體地，例如，也可以設(shè)置用于檢測控制回路47、外殼41或外殼41內(nèi)氣氛的溫度的溫度傳感器。在任何一種情況下，由于與圖11所示的情況同樣，可以補正碳酸氣體濃度C，以消除溫度上升引起的誤差，所以，能提高碳酸氣體濃度C的測量精度。
此外，第2，例如，如圖12所示，也可以構(gòu)成具有覆蓋從紅外線放出板40A放出的紅外線R的光路的光路筒53的碳酸氣體傳感器40(測量單元40B)。該光路筒53是通過覆蓋上述的紅外線R的光路，將該紅外線R的光路與周圍空間分離的包覆部件，由例如與外殼41的構(gòu)成材料同樣的材料構(gòu)成。在這種情況下，最好是例如，在構(gòu)成不包括放熱機構(gòu)50(參照圖3)、只包含發(fā)電元件49的發(fā)電機40C的同時，在外筒20上夾著紅外線放出板40A安裝有兩個發(fā)電機40C，借此，將光路筒53的一端側(cè)與外殼41連接，同時，將其另一端側(cè)與發(fā)電機40C連接，以此支持光路筒53。在光路筒53上，例如在與大氣流路60對應(yīng)的位置，設(shè)置有通過紅外線R的光路讓大氣G通過用的通氣口53K，換句話說，光路筒53兼作借助于通過通氣口53K的大氣G的冷卻，在發(fā)光元件49上產(chǎn)生溫度差的放熱機構(gòu)的功能。作為設(shè)置有該通氣口53K的光路筒53的結(jié)構(gòu)，最好是例如多孔結(jié)構(gòu)，該多孔結(jié)構(gòu)為了防止不需要的熱或光侵入光路筒53內(nèi)，并且通過大氣流路60能讓大氣G順利地通過，在對應(yīng)于大氣流路60的位置，讓大氣G相對于大氣流路60的延伸方向傾斜地通過。此外，通氣口53K也可以設(shè)置在光路筒53的整個周圍，或者設(shè)置在光路筒53周圍的一部分上。在備有光路筒53的碳酸氣體傳感器40中，基于光路筒53的存在，可防止從紅外線放出板40A放出的紅外線R經(jīng)由大氣流路60導向測量單元40B，并且防止不需要的熱或光通過大氣流路60導向測量單元40B，換句話說，可防止受上述不需要的熱或光的影響使紅外線傳感器43及溫度傳感器46(紅外線傳感器45)的檢測結(jié)果存在誤差。因而，在紅外線傳感器43中能以更高的精度檢測紅外線R1的強度，同時，在溫度傳感器46(紅外線傳感器45)中能以更高的精度檢測紅外線放出板40A的溫度T。此外，圖12所示的與碳酸氣體傳感器40有關(guān)的上述以外的構(gòu)成和圖3所示的情況同樣。
另外，在本實施方式中，如上文所述，雖然從高精度地測量碳酸氣體濃度C的觀點出發(fā)，代替電力消耗型的紅外線源(例如燈絲燈)，構(gòu)成只備有非電力消耗型的紅外線源(紅外線放出板40A)的碳酸氣體傳感器40，但是不必限于此。具體地，如圖13所示，除了利用基于供暖用火焰F的燃燒熱被加熱、不利用電能就能放出紅外線R的非電力消耗型的紅外線源(紅外線放出板40A)之外，也可以構(gòu)成備有利用電能放出紅外線R的電力消耗型的紅外線源(光源40E)的碳酸氣體傳感器40。該光源40E如上述是利用電能放出紅外線R的輔助紅外線源，例如由燈絲燈構(gòu)成，與測量單元40B并列地配置。在這種情況下，例如，為了將從光源40E向外筒20放出的紅外線R導向測量單元40B，最好是將反射板40F與紅外線放出板40A一起并列地粘貼在外筒20上。備有該光源40E及反射板40F的碳酸氣體傳感器40，在供暖機器運轉(zhuǎn)的情況下，換句話說，在從紅外線放出板40A放出紅外線R的情況下，紅外線傳感器43檢測從紅外線放出板40A放出紅外線R的強度，而在供暖機器停止的情況下，換句話說，在不從紅外線放出板40A放出紅外線R的情況下，代替該紅外線放出板40A，從光源40E放出紅外線R時，紅外線傳感器43檢測通過反射板40F引導的紅外線R的強度。在這種情況下，例如，由于當碳酸氣體濃度C為基準濃度CS以上時，使用者停止供暖機器，所以，在不從紅外線放出板40A放出紅外線R的情況下，通過從光源40E臨時地放出紅外線R，利用該紅外線R，可測量碳酸氣體濃度C，因此，使用者可以基于碳酸氣體濃度C判斷能否讓供暖機器再度運轉(zhuǎn)、即碳酸氣體濃度C是否達到基準濃度CS。具體地說，例如如上文所述，如果在外殼41上設(shè)置有顯示面板，在該顯示面板上實時地顯示碳酸氣體濃度C，則在讓供暖機器停止后，想讓供暖機器再度運轉(zhuǎn)的使用者，可基于顯示在該顯示面板上的碳酸氣體濃度C，判斷可否讓供暖機器再度運轉(zhuǎn)。另外，在使用光源40E作為電力消耗型紅外線源的情況下，不言而喻，雖然使用光源會消耗電力，但是，如上文所述，光源40E始終是作為為供暖機器停止情況下的預備紅外線源暫時使用的，所以，可顯著地降低隨著該光源40E的使用所導致的電力消耗量。
另外，基于確認補充時，上述實施方式中說明的碳酸氣體傳感器40的構(gòu)成以及有關(guān)碳酸氣體傳感器40的構(gòu)成，上述一系列的變形例也適用于單獨的碳酸氣體傳感器40或兩個以上組合的碳酸氣體傳感器40。
第2實施方式下面，說明本發(fā)明的第2實施方式圖14模式地示出了本實施方式的作為燃燒機器的供暖機器的斷面構(gòu)成，示出了在上述第1實施方式中作變形例說明的與圖7對應(yīng)的斷面構(gòu)成。在圖14中，與上述第1實施方式中說明的構(gòu)成要素相同的要素標有相同的符號。另外，本發(fā)明的“碳酸氣體濃度測量裝置”搭載在供暖機器上，同時，本發(fā)明的“碳酸氣體濃度測量方法”是基于供暖機器的動作實現(xiàn)的，因此，下文，對該“碳酸氣體濃度測量裝置”及“碳酸氣體濃度測量方法”一并進行說明。
本實施方式的供暖機器例如如圖14所示，代替將燃燒熱的熱能直接變換成電能的發(fā)電機40C，構(gòu)成備有利用基于該燃燒熱的熱能產(chǎn)生的大氣G的對流現(xiàn)象，將該燃燒熱的熱能間接地變換成電能的發(fā)電機40G的碳酸氣體傳感器40，同時，將構(gòu)成碳酸氣體傳感器40的測量單元40B的配置位置移位，除了這些方面外，具有與圖7所示的供暖機器同樣的構(gòu)成。
發(fā)電機40G與發(fā)電機40C同樣，是利用基于供暖機器中產(chǎn)生的供暖用火焰F的燃燒熱進行發(fā)電的發(fā)電裝置，如上文所述，利用大氣G的對流現(xiàn)象，將燃燒熱的熱能間接地變換成電能。該發(fā)電機40G例如配置在容器10上所設(shè)置的導入口10K處，其構(gòu)成包括發(fā)電元件54；支持該發(fā)電元件54的固定葉片55；及與發(fā)電元件54連接、同時與固定葉片55對峙地配置著的旋轉(zhuǎn)葉片56。該發(fā)電機40G通過圖中未示的配線連接到測量單元40B上。另外，在圖14中由于發(fā)電機40G配置在導入口10K處，所以，與圖7所示的情況不同，如上文所述，示出了測量單元40B上的配置位置向上方移位的情況。
發(fā)電元件54利用大氣G的對流現(xiàn)象，實質(zhì)上將熱能變換成電能，其構(gòu)成包括例如利用旋轉(zhuǎn)葉片56根據(jù)大氣G的對流現(xiàn)象作旋轉(zhuǎn)運動時的運動能量產(chǎn)生電能的風力發(fā)電元件。
固定葉片55具有相對大氣G的通過方向傾斜配置的多個葉板(圖中未示)，利用該葉板將旋轉(zhuǎn)運動賦予大氣。換句話說，固定葉片55是為了根據(jù)大氣G的對流現(xiàn)象使旋轉(zhuǎn)葉片56順利且穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)，控制通過導入口10K導入供暖機器中的大氣G的流動、即對氣流整流的。
旋轉(zhuǎn)葉片56根據(jù)大氣G的對流現(xiàn)象，以旋轉(zhuǎn)軸J為中心旋轉(zhuǎn)，具有例如螺旋槳狀的結(jié)構(gòu)。
下文，簡單地說明發(fā)電機40G的發(fā)電原理。即是說，在供暖機器運轉(zhuǎn)過程中，基于供暖用的火焰F產(chǎn)生燃燒熱時，基于該燃燒熱大氣G對流。這時，在將大氣G通過導入口10K導入供暖機器中之際，該大氣G在固定葉片55中經(jīng)過整流之后，到達旋轉(zhuǎn)葉片56處，從而利用該大氣G的對流現(xiàn)象使旋轉(zhuǎn)葉片56旋轉(zhuǎn)。借此，由于能將旋轉(zhuǎn)葉片56的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給發(fā)電元件54，所以利用該旋轉(zhuǎn)葉片56的旋轉(zhuǎn)運動可在發(fā)電機40G中發(fā)電。
本實施方式的供暖機器中，利用燃燒熱發(fā)電，具體說，備有發(fā)電機40G，該發(fā)電機40G利用基于供暖用火焰F的燃燒熱的熱能產(chǎn)生的大氣G的對流現(xiàn)象，將該燃燒熱的熱能間接地變換成電能，進行發(fā)電。因此，碳酸氣體傳感器40利用該發(fā)電機40G中發(fā)電的電能工作。進而，借助于與上述第1實施方式同樣的作用，不易因該紅外線R的放出強度的變化以及妨礙控制回路47的演算處理在碳酸氣體濃度C的測量結(jié)果方面產(chǎn)生誤差，結(jié)果，提高了碳酸氣體濃度C的測量精度，所以，能以高精度測量大氣G中的碳酸氣體濃度C。
本實施方式的供暖機器相關(guān)的上述以外的構(gòu)成、作用、效果、變形例以及碳酸氣體濃度測量裝置與碳酸氣體濃度測量方法的各種有關(guān)的效果等，與上述第1實施方式同樣。
上文，雖然列舉了幾個實施方式對本發(fā)明進行了說明，但是，本發(fā)明并不限于上述各實施方式，還可以作出各種變形。具體地，例如，在上述各實施方式中，為了利用基于供暖用火焰的燃燒熱產(chǎn)生電能，構(gòu)成包括熱電元件或風力發(fā)電元件的作為發(fā)電元件的發(fā)電機，但是不必限于此，只要能夠利用燃燒熱產(chǎn)生電能即可，所以，也可以構(gòu)成包括熱電元件或風力發(fā)電元件以外的發(fā)電元件的發(fā)電機。列舉一個例子，可以構(gòu)成包括熱光電動勢(TPV)元件等的發(fā)電機，其中，以熱光電動勢(TPV)元件作為代替上文所述的熱電元件的“其它發(fā)電元件”。構(gòu)成包括該其它發(fā)電元件的發(fā)電機的情況下，也能得到與上述各實施方式同樣的效果。
另外，例如，在上述各實施方式中，雖然說明了本發(fā)明的燃燒機器適用于石油爐等供暖機器的情況，但是不必限與此，發(fā)明的燃燒機器也適用于石油爐以外的其它供暖機器或供暖機器以外的其它機器。作為該“其它供暖機器”，例如，有石炭爐或暖爐等。此外，作為“其它機器”，例如，有鍋爐和礦石熔爐等。在適用于這些其它供暖機器或其它機器的情況下，也能得到與上述實施方式同樣的效果。
本發(fā)明的碳酸氣體濃度測量裝置或碳酸氣體濃度測量方法，可適用于例如供暖機器(例如石油爐)等的燃燒機器。
權(quán)利要求
1.一種碳酸氣體濃度測量裝置，利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象，測量大氣中的碳酸氣體濃度，其特征是，包括利用燃燒熱發(fā)電的發(fā)電裝置；利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作，檢測從紅外線源放出的紅外線強度的第1紅外線強度檢測裝置；及利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作，至少基于所述第1紅外線強度檢測裝置的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度的演算裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述發(fā)電裝置將所述燃燒熱的熱能直接變換成電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述發(fā)電裝置包括熱電元件及在該熱電元件上產(chǎn)生溫度差用的放熱機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述發(fā)電裝置利用基于所述燃燒熱的熱能產(chǎn)生的大氣對流現(xiàn)象，將該燃燒熱的熱能間接地變換成電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求4記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述發(fā)電裝置包括風力發(fā)電元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括將所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能蓄電的蓄電裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括有選擇地讓從所述紅外線源放出的紅外線中的第1波長域的紅外線透過，并導向所述第1紅外線強度檢測裝置的第1光學濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述第1光學濾波器有選擇地讓作為所述第1波長域的、包括4.26μm或4.43μm的波長的波長域的紅外線透過。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述紅外線源利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作，并放出紅外線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括所述紅外線源；所述發(fā)電裝置是所述第1紅外線強度檢測裝置及所述演算裝置安裝在產(chǎn)生所述燃燒熱的燃燒熱發(fā)生裝置上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述紅外線源由所述燃燒熱加熱，借此，不利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能而放出紅外線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述紅外線源是產(chǎn)生所述燃燒熱的燃燒熱發(fā)生裝置，所述發(fā)電裝置是所述第1紅外線強度檢測裝置及所述演算裝置安裝在所述燃燒熱發(fā)生裝置上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述燃燒熱是基于所述燃燒熱發(fā)生裝置中產(chǎn)生的火焰的燃燒熱，所述紅外線源是構(gòu)成所述燃燒熱發(fā)生裝置的一部分的同時由所述燃燒熱加熱的被加熱部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求11記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括所述紅外線源，所述發(fā)電裝置是所述第1紅外線強度檢測裝置及所述演算裝置安裝在產(chǎn)生所述燃燒熱的燃燒熱發(fā)生裝置上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述燃燒熱是基于所述燃燒熱發(fā)生裝置中產(chǎn)生的火焰的燃燒熱，所述紅外線源是安裝在構(gòu)成所述燃燒熱發(fā)生裝置的一部分的同時由所述燃燒熱加熱的被加熱部件上的紅外線放出部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求1～15任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，在所述紅外線源與所述第1紅外線強度檢測裝置之間設(shè)置有大氣可通過用的大氣流路，所述第1紅外線強度檢測裝置用于檢測經(jīng)由所述大氣流路導引的紅外線強度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1～16任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括檢測所述紅外線源溫度的第1溫度檢測裝置，所述演算裝置基于所述第1紅外線強度檢測裝置的檢測結(jié)果以及所述第1溫度檢測裝置的檢測結(jié)果，演算碳酸氣體濃度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述第1溫度檢測裝置包括用于檢測從所述紅外線源放出的紅外線強度的第2紅外線強度檢測裝置；以及有選擇地讓從所述紅外線源放出的紅外線中的、與所述第1紅外線強度檢測裝置中檢測的第1波長域不同的第2波長域的紅外線透過，并導向所述第2紅外線強度檢測裝置的第2光學濾波器。
19.根據(jù)權(quán)利要求1～18任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括檢測所述第1紅外線強度檢測裝置的溫度的第2溫度檢測裝置，所述演算裝置基于所述第1紅外線強度檢測裝置的檢測結(jié)果以及所述第2溫度檢測裝置的檢測結(jié)果，演算碳酸氣體濃度。
20.根據(jù)權(quán)利要求1～19任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括容納所述第1紅外線強度檢測裝置及所述演算裝置，將該第1紅外線強度檢測裝置及演算裝置與周圍空間分離的容納部件。
21.根據(jù)權(quán)利要求1～20任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括覆蓋從所述紅外線源放出的紅外線的光路，將該紅外線的光路與周圍空間分離的包覆部件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，在所述包覆部件上設(shè)置有通過紅外線光路讓大氣通過用的通氣口。
23.根據(jù)權(quán)利要求22記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，所述發(fā)電裝置包括熱電元件，所述包覆部件兼作借助于通過通氣口的大氣被冷卻、在所述熱電元件上產(chǎn)生溫度差的放熱機構(gòu)的功能。
24.根據(jù)權(quán)利要求11～23任一記載的碳酸氣體濃度測量裝置，其特征是，還包括通過所述燃燒熱的加熱，不利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能而放出紅外線的所述紅外線源；以及利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能放出紅外線的輔助紅外線源，所述第1紅外線強度檢測裝置在代替所述紅外線源而從所述輔助紅外線源放出紅外線時檢測從該輔助紅外線源放出的紅外線強度。
25.一種碳酸氣體濃度測量方法，利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象，測量大氣中的碳酸氣體濃度，其特征是，利用燃燒熱發(fā)電的同時，檢測從紅外線源放出的紅外線強度，基于該紅外線強度的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度。
26.一種燃燒機器，具有利用紅外線被碳酸氣體吸收的被吸收現(xiàn)象，測量大氣中的碳酸氣體濃度的碳酸氣體濃度測量功能，其特征是，包括產(chǎn)生燃燒熱的燃燒熱發(fā)生裝置；利用所述燃燒熱發(fā)電的發(fā)電裝置；利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作，檢測從紅外線源放出的紅外線強度的紅外線強度檢測裝置；及利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作，基于所述紅外線強度檢測裝置的檢測結(jié)果演算碳酸氣體濃度的演算裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26記載的燃燒機器，其特征是，所述燃燒熱是基于供暖用火焰的燃燒熱。
28.根據(jù)權(quán)利要求27記載的燃燒機器，其特征是，所述燃燒熱發(fā)生裝置包括利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能點火，產(chǎn)生所述火焰的點火裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28記載的燃燒機器，其特征是，所述燃燒熱發(fā)生裝置還包括檢測大氣溫度的大氣溫度檢測裝置；及利用所述發(fā)電裝置發(fā)電的電能工作，基于所述大氣溫度檢測裝置的檢測結(jié)果，調(diào)整所述火焰的火力的火力調(diào)整裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉提供一種能以高精度測量大氣中的碳酸氣體濃度的碳酸氣體濃度測量裝置或碳酸氣體濃度測量方法。備有利用燃燒熱發(fā)電、具體地將基于供暖用火焰的燃燒熱的熱能直接變換成電能、并進行發(fā)電的發(fā)電機(40C)，構(gòu)成搭載到供暖機器上的碳酸氣體傳感器(40)。由于碳酸氣體傳感器(40)利用發(fā)電機(40C)發(fā)電的電能工作，所以，與使用干電池等消耗型電源工作的以往情況不同，只要發(fā)電機(40C)發(fā)電產(chǎn)生電能，紅外線(R)的放出強度即不隨時間變化，或者，不會對控制回路(47)的演算處理造成妨礙，所以，不會由于紅外線(R)的放出強度的變化或者對控制回路(47)的演算處理的妨礙的原因引起在碳酸氣體濃度(C)的測量結(jié)果方面產(chǎn)生誤差。
文檔編號H01L35/32GK1704753SQ20051007540
公開日2005年12月7日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者麻谷崇史, 澀江明 申請人:Tdk株式會社