SE524663C2 - Gascell, ingående i gassensor för spektralanalys - Google Patents

Description

524 663 2 beroende därav låta utvärdera förekomsten av en eller flera valda gaser och/- eller en sådan gas uppvisande koncentration. lntet hindrar att låta utnyttja en eller flera av nämnda ljusmottagare som en referenssignal.

En display-enhet är ansluten till nämnda elektroniska kretsar, för att visuellt indi- kera gasförekomst och/eller gaskoncentration.

Gasceller av hithörande slag innefattar en, ljusreflekterande egenskaper upp- visande av väggpartier avgränsad, kavitet, avsedd att innesluta en, för själva mätningen avsedd, volym av nämnda gas eller gasblandning.

Gasceller av hithörande slag uppvisar även eller samverkar med en ljuskälla, företrädesvis en som alstrar ett inom det synliga frekvensområdet emitterande ljus eller, vid vissa tillämpningar, en IR-strålar emitterande ljuskälla, anpassad att låta emittera ett riktat ljusknippe, såsom riktat att reflekteras mellan kavitets- tillhöriga och motställda väggpartier.

Ljusknippet skall, med hjälp av erforderliga reflekterande medel, vara uppbyggt av divergerande ljusstrålar, som är riktade mot och blir reflekterade i ett konkavt krökt väggparti, för att med hjälp av nämnda väggparti vara anpassade att kunna konvergera mot en eller flera ljusmottagare.

En sådan ljusmottagare är då anpassad att via elektroniska kretsar låta avkän- na ljusintensiteten för sin utvalda ljusabsorberande våglängd eller våglängder inom ett mot gasen svarande ljusspektra, genom att utnyttja en för spektral- analys signifikativ reduktion av viss eller vissa för gasen signifikativa vågläng- der.

Ljusmottagare av hithörande slag är anslutna till elektroniska kretsar för att på känt sätt kunna avkänna dels intensiteten i de våglängder av ljusspektrat som blir föremål för en värdering, dels intensiteten för en som referens tjänande våglängd, relaterad till aktuell ljusintensitet relaterad till ljuskällan. 524 663 3 UPPFINNINGENS BAKGRUND Metoder och arrangemang, av ovan angiven beskaffenhet, är tidigare kända i ett flertal olika utföringsformer.

Såsom ett första exempel på teknikens bakgrund och det tekniska område till vilket uppfinningen hänför sig kan nämnas en, infraröd (lR) spektrometerteknik utnyttjande, gassensor, enligt den amerikanska patentpublikationen US-A-5 550 375.

Här visas och beskrives ett arrangemang som utnyttjar principen att en gas och/eller en gasen uppvisande koncentration kan detekteras selektivt genom att låta utnyttja en IR-spektrometer, genom att fastställa gasens specifika absorp- tionsvåglängder och utvärdera intensiteten i dessa gassignifikativa våglängder inom det infraröda spektralområdet.

Den här anvisade gassensorn är speciellt anpassad för att kontinuerligt kunna styra ett gasformigt flöde eller en kavitet fylld med gas, där sensor- eller cell- kroppen utgöres av en enda del och är framställd som en kropp med mikro- struktur.

Kaviteten i gascellen är formad med ett väggrelaterat spegelgitter, placerad mellan ingångs- och utgångsöppningar för IR-strålar.

Utföringsformen enligt figur 1B visar på att ett ljusknippe, med divergerande strålar, emitteras från ljuskällan (7) genom en spalt eller öppning (3) mot en första konkav spegelyta (5), reflekteras sedan snett mot en plan gitteryta (2) och därifrån reflekteras eller diffrakteras snett, som en ljusvåg, mot en intillvarande konkav andra spegelyta (8), för att som ett konvergerande ljusknippe kunna passera genom utgångsöppningen (4).

Här visas att kroppen eller en basplatta (1) för gascellen kan framställas via röntgen, litografisk etsning, elektroplätering och gjutning via "LlGA"-processen. 524 663 Som ett andra exempel på teknikens bakgrund och de tekniska området till vilket uppfinningen hänför sig kan nämnas en gassensor, visad och beskriven i den internationella patentpublikationen WO-A1-98/09152.

Här visas en gassensor (A), anpassad för att kunna utvärdera innehållet i ett gasprov, inneslutet i en kavitet (2) eller gascell.

Gascellen har här givits en form av ett block, där väggar och väggavsnitt för kaviteten uppvisar mycket hög ljusreflekterande förmåga och benämnes spe- gelytor (11A, 12A).

Kaviteten (2) har tilldelats en öppning (2a) för inkommande ljusstrålar och vilka skall reflekteras inom kaviteten ett på förhand valt antal gånger, för att därav låta definiera en erforderlig mätsträcka, innan ljusstrålarna passera en öppning (6) för utgående ljusstrålar.

Mera speciellt framgår utnyttjandet av tre motställda och konkava ljusreflekte- rande väggpartier (11, 12, 13) inom gascellen.

Ett första väggparti (11) är tilldelat en form anslutande sig en halv ellips eller ellipsoid.

Ett andra (12) och ett tredje (13) av dessa väggpartier har en likvärdig form anslutande sig till en del av en halv ellips eller ellipsoid.

Uppfinningen bygger på utnyttjandet av ett ”Littrow”-arrangemang, där en stor infallsvinkel mot en gitteryta kommer att se den dubbla diffraktionsvinkeln.

REDoGöRELsE FÖR FöREL/GGANDE uPPFlNN/NG TEKNISK T PROBLEM Beaktas den omständigheten att de tekniska överväganden som en fackman inom hithörande tekniskt område måste göra för att kunna erbjuda en lösning 524 663 5 på ett eller fler ställda tekniska problem är dels initialt en nödvändig insikt i de åtgärder och/eller den sekvens av åtgärder som skall vidtagas dels ett nödvän- digt val av det eller de medel som erfordras så torde, med anledning härav, de efterföljande tekniska problemen vara relevanta vid frambringandet av föreligg- ande uppfinningsföremål.

Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, torde det därför få ses som ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta skapa en gascell, ingående i eller kopp- lingsbar som en gassensor, som kan uppvisa de inledningsvis angivna förutsätt- ningarna och som kan ges en mycket kompakt form, men ändå kan erbjuda en tillräckligt lång optisk mätsträcka inom gascellens kavitet för att kunna genom- föra en noggrann spektralanalys, under utnyttjandet utav en eller flera aktuella absorptionsvåglängder, för en viss eller vissa valda gaser via elektroniska kret- Saf.

Det torde få ses som ett tekniskt problem att med enkla åtgärder och medel kunna skapa sådana förutsättningar att en önskad utvärdering av en eller flera gaser och/eller en eller flera gaskoncentrationer kan ske med hög upplösning och med hög verkningsgrad.

Det blir ävenledes ett tekniskt problem att kunna inse de åtgärder som krävs för att signifikant låta utöka mätsträckans längd och för detta ändamål i första hand låta utnyttja en reflektorkonstruktion för utnyttjad ljuskälla.

Det ligger därutöver ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att i första hand låta utnyttja en optisk mätsträcka uppträdande inom den för gasprovet och ljusreflektioner och diffraktioner av- sedda kaviteten och i andra hand låta utnyttja en ytterligare optisk mätsträcka uppträdande inom reflektorkonstruktionen.

Det ligger då ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelar- na förknippade med att låta skapa en sådan geometrisk form för en gascell, med en gasprovsavsedd och ljusreflektioner erbjudande kavitet, där den valda 524 6663 formen möjliggör att ett eller flera Ijusmottagare skall kunna bli placerade, dock sidorelaterat, framför en rundstrålande ljuskälla eller sidorelaterat, något fram- för, vid sidan eller något bakom, en reflekterad fiktiv eller virtuell ljuskälla.

Det ligger därutöver ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta placera ett valt antal, såsom i vart fall två, Ijusmottagare intill och utanför en reflektorkonstruktion och intill och utanför ett, via reflektorn för ljuskällan utsänt, konvergerande och/eller divergerande ljus- knippe.

Det ligger då ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelar- na förknippade med att låta ett kavitetsbildande konkavt krökta väggparti få vara anpassat att låta reflektera ett snett och under liten vinkel infallande och emotta- get divergerande ljusknippe från ljuskällan mot ett plant, gittertilldelat och kavi- tetstillhörlgt väggparti.

Det ligger då ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelar- na förknippade med att låta det plana väggpartiet och dess reflekterande och diffrakterande yta få uppvisa eller få vara strukturerat som ett, i och för sig tidigare känt, ”Littrow”-arrangemang.

Det ligger därutöver ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta den krökta ljusreflekterande ytan få vara tilldelad en form som ansluter sig till formen och krökningen för ett avsnitt av en parabellinje och därvid kunna inse att det plana, ljusreflekterande och gittertill- delade, väggpartiet skall bilda en vinkel, som skapar förutsättningar för att låta en diffrakterad vågfront få reflekteras.

Det ligger också ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och för- delarna förknippade med att inom kaviteten kunna skapa sådana förutsättningar att ljusknippet eller vågfronten skall vara anpassad att falla in mot nämnda plana väggparti under en vald vinkel, nämligen den som ligger nära en gittret tilldelad "B|aze"-vinkel. 524 7663 Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta en eller flera, mot den valda gasen eller gaserna sva- rande, våglängder inom ljusknippet få bringas att reflekteras och diffrakteras av nämnda plana väggparti i en ”rakt” motsatt riktning, för att som en diffrakterad vågfront ånyo reflekteras i nämnda krökta yta och därvid få reflektera vald våglängd eller valda våglängder i en riktning mot, dock något vid sidan om, nämnda ljuskälla.

Det ligger också ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och för- delarna förknippade med att låta nämnda krökta väggparti få ansluta sig till en del av den krökta form som bildas av en parabellinje eller parabelbåge.

Det torde därvid vara ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta nämnda del av den krökta formen få vara närbelägen en parabellinjes vertex och närbelägen nämnda parabellinjes fokus.

Det ligger därutöver ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta begränsa nämnda del av den krökta formen till en punkt eller ett avsnitt orienterat vinkelrät i förhållande till en parabellinjen tilldelad axel och genom ett därtill relaterat fokus eller brännpunkt.

Det ligger också ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och för- delarna förknippade med att låta bilden av en fysisk ljuskälla via en reflektor- konstruktion få vara virtuellt placerad eller uppträda i eller intill ett parabelfor- men tillhörigt fokus eller brännpunkt.

Det torde dessutom få ses som ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta nämnda kavitets krökta väggparti få utgöras av den del av en parabelbåge som blir orienterad enbart vid ena sidan om en parabelformen tillhörig axel.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta det plana gittertilldelade kavitetstillhöriga väggpartiet få 524 8663 vara tilldelat en gitterstruktur med en ”Blaze”-vinkel, för erbjudande av en reflek- tion och en diffraktion i en, dock tillnärmelsevis, rakt motsatt riktning.

Det ligger också ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och för- delarna förknippade med att låta gitterstrukturen och övriga åtgärder få vara anpassade för att kunna erbjuda enbart ett första ordningens diffraktionsgitter.

Det ligger därutöver ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta "Blaze"-vinkeln få vara vald mellan 50° och 60°.

Vidare torde det få ses som ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta en eller flera, för diffrakterade vågläng- der anpassade, ljusmottagare få vara placerade nära den fysiska ljuskällan och/eller nära den virtuella ljuskällan och med sina mottagningslober riktade mot tillhöriga ytavsnitt, inom den parabelformigt krökta ytan.

Det ligger därutöver ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att därvid kunna skapa sådana förutsättningar att ett flertal ljusmottagare kan få bli placerade intill ett fokus eller en brännpunkt för nämnda parabelform.

Det ligger också ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och för- delarna förknippade med att låta nämnda kavitet få vara bildad av två polymer- baserade replika, vilka behandlats för att tilldela utvalda väggpartier ljusreflek- terade egenskaper.

Det ligger också ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och för- delarna förknippade med att låta en utnyttjad ljuskälla få utgöras av en inkohe- rent ljuskälla, för alstrande av ett våglängdsspektra inom IR-området.

Det ligger vidare ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och för- delarna förknippade med att låta en fysisk ljuskälla eller en virtuell ljuskälla få 524 663 vara placerad i eller nära intill ett fokus eller en brännpunkt, tilldelad den para- belformigt konkavt krökta ytan.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta en eller flera ljusmottagare få vara placerade nära intill eller i en brännpunkt, tilldelad den parabelformigt konkavt krökta ytan.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta en fysisk ljuskällan få vara placerad i ena fokus eller brännpunkten för en ellipsform eller ellipsoidform och att i det andra fokus eller den andra brännpunken är placerad ett för detektorsystemet anpassat optiskt filter, i eller nära intill en där uppträdande virtuell ljuskälla.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta det optiska filtret få vara anpassat att tillåta en passage av ljusrelaterade våglängder inom ett för detektorsystemet gällande fritt spekt- ralområde.

Det ligger också ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och för- delarna förknippade med att låta nämnda optiska filter få vara anpassat att filtrera bort eller spärra våglängder kortare än de våglängder som är samord- nade inom det valda, för detektorsystemet gällande, fria spektralområdet.

LösN/NGEN Föreliggande uppfinning utgår därvid ifrån den inledningsvis anvisade kända tekniken, där en gassensor är anpassad för att fastställa förekomsten av en eller flera gaser och/eller är anpassad för att fastställa en gasema uppvisande koncentration.

Gassensorn kräver en gascell, innefattande en, ljusreflekterande egenskaper uppvisande av väggpartier avgränsad, kavitet, avsedd att innesluta en för en mätning avsedd första volym av nämnda gas, en ljuskälla, anpassad att emit- tera ett ljusknippe riktat att reflekteras mellan kavitetstillhöriga och motställda 524 663 10 väggpartier, där detta ljusknippe är bildat av b|.a. divergerande ljusstrålar, som, reflekterade i ett konkavt väggparti, är anpassade att riktas mot en eller flera ljusmottagare och vilka är anpassade att via elektroniska kretsar låta avkänna uppträdande ljusintensitet i en eller flera, mot gasen svarande, signifikanta absorptionsvåglängder.

För att kunna lösa ett eller flera av de ovan angivna tekniska problemen anvisar föreliggande uppfinning speciellt att den kända tekniken skall kompletteras med att nämnda konkavt krökta väggparti skall vara anpassat att låta reflektera ett snett emottaget ljusknippe från ljuskällan mot ett plant gittertilldelat kavitetstill- hörigt väggparti.

Det plana väggpartiet skall därvid uppvisa en reflekterande yta, uppvisande ett eller är strukturerat som ett ”Littrow"-arrangemang, och där ljusknippet är an- passat att falla in mot nämnda plana väggparti under en vinkel som ligger nära gittrets "B|aze”-vinkel.

Härigenom skapas förutsättningar för att låta en eller flera, mot den valda gasen svarande, absorptionsvåglängder inom ljusknippet få brlngas att reflekteras och diffrakteras av nämnda plana väggparti i en ”rakt” motsatt riktning, för att diffrak- terat ånyo reflekteras i nämnda krökta väggparti som en eller flera reflekterade våglängder, och få riktas mot nämnda ljusmottagare.

Såsom föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för föreliggande uppfin- nings grundidé, anvisas att nämnda krökta väggparti skall ansluta sig till den krökta form som är gällande för en parabelform.

En fysisk ljuskälla skall då, via en reflektor eller reflektorkonstruktion, virtuellt kunna uppträda och vara placerad i eller nära ett parabelformen tillhörigt fokus eller brännpunkt.

Nämnda krökta väggparti skall då utgöras av en del av en parabelbåge, oriente- rad på ena sidan om en parabelforms axel. 524 663 Mera speciellt anvisas att det plana gittertilldelade kavitetstillhöriga väggpartiet skall vara tilldelat en gitterstruktur med en ”Blaze”-vinkel för reflektion och/eller diffraktion i rakt motsatt riktning och där gitterstrukturen och övriga åtgärder med fördel skall vara anpassade för ett första, och möjligen ett andra, ord- ningens diffraktionsgitter.

Vidare anvisas att ”Blaze”-vinkeln bör vara vald mellan 50° och 60°.

Uppfinningen erbjuder också att en eller flera ljusmottagare skall kunna vara placerade nära ljuskällan och/eller en virtuell ljuskälla och där utnyttjade ljus- mottagares mottagningslober skall vara riktade mot den krökta ytan.

Mera speciellt anvisas att nämnda kavitet skall vara bildad av två polymerbase- rade replika, vilka behandlats för att tilldela utvalda väggpartier ljusreflekterade egenskaper.

Uppfinningen anvisar även att ljuskällan skall utgöras av en inkoherent ljuskälla för alstrande av ett våglängdsspektra inom IR-området.

Uppfinningen anvisar vidare att en fysisk ljuskälla eller en virtuell ljuskälla skall kunna vara placerad nära intill eller i en brännpunkt, tilldelad den konkavt krökta ytan, medan en eller flera ljusmottagare skall kunna vara placerade i eller nära intill nämnda brännpunkt.

Uppfinningen anvisar vidare att en fysisk ljuskälla skall vara placerad i ena brännpunkten eller fokus för en ellipsform eller en ellipsoidform och att i eller intill den andra brännpunken eller fokus, och den där uppträdande virtuella ljuskällan, är placerat ett optiskt filter.

Nämnda optiska filter skall vara anpassat att tillåta passage av ljusrelaterade våglängder inom ett för detektorsystemet gällande fritt spektralområde och mera speciellt är det fråga om att nämnda optiska filter skall vara anpassat att filtrera bort och blockera våglängder kortare än våglängder samordnade inom det fria spektralområdet. 52412663 FÖRDELAR De fördelar som främst kan få anses vara kännetecknande för föreliggande uppfinning och de därigenom anvisade speciella signifikativa kännetecknen är att härigenom har det skapats förutsättningar för att på ett enkelt sätt kunna erbjuda en framställning av en gasanpassad gascell, där en kavitet, en ljuskälla och en eller flera ljusmottagare är samordnade till en kompakt enhet och direkt anpassade till varandra för att utvärdera en eller flera valda gaser och/eller gasblandningar.

Ett parabelformat krökt ljusreflekterande väggparti inom kaviteten skall reflekte- ra ett inkommande divergerande ljusknippe som en vågfront mot ett plant gitter- tilldelat väggparti, som i sin tur diffrakterat reflekterar en vågfront med valda våglängder tillbaka till den krökta ytan, som i sin tur reflekterar diffrakterade våglängder mot en eller flera ljusmottagare, för att med hjälp av en utvärderad ljuslntensitet inom utvald eller utvalda absorptionsvåglängder kunna fastställa förekomst av en eller flera gaser och/eller gasens koncentration.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för föreliggande uppfinning anges i det efterföljande patentkravets 1 kännetecknande del.

KORT FIGURBESKRIVNING En för närvarande föreslagen utföringsform, uppvisande de med föreliggande uppfinning förknippade signifikativa kännetecknen, skall nu i ett exemplifierande syfte närmare beskrivas med en hänvisning till bifogad ritning, där; Figur 1 Figur 2 Figur 3 Figur 4 Figur 5 Figur 6 Figur 7 524 663 13 visar principiellt och i blockschemaform en gassensor, inne- fattande en, enligt uppfinningens anvisningar strukturerad och av en gas genomströmningsbar. gascell, med en ljuskälla och två ljusmottagare, anslutna till elektroniska kretsar med en display-enhet, visar i planvy en förstorad bild av gascellen med sin kavitets- uppbyggnad, en ljuskälla och två ljusmottagare, dock utan elektroniska kretsar för att driva ljuskällan och mottaga och värdera ljusintensiteten för relevant absorptionsvåglängd eller -våglängder relaterade till en vald gas, visar valet utav systemdesign och "Blaze"-vinkel, när dessa är valda med tanke på en uppträdande gitterstrukturi kristallint kisel, visar mera exakt en utnyttjad utföringsform utav ett "Littrow”- arrangegrnang, tilldelat ett plant, ljusreflekterande och våg- längdsdiffrakterande väggparti, visar i planvy gascellen enligt figur 2, där ljusreflektion och våglängds- eller ljusdiffraktion är inritad för en gascell, anpas- sad för att kunna utvärdera förekomsten av gasen C02 och aktuell koncentration därav, visar i en graf verkningsgradens variation med avseende på våglängden för ett ”Littrow”-arrangemang och visar i en graf detektorernas våglängdsrelaterade mottagning i relation till procent av ljuskällans emission. 524 663 BESKRIVNING ÖVER Nu FöREsLA GEN uTFöRlNGsFoRM Det skall då inledningsvis framhållas att i den efterföljande beskrivningen över en för närvarande föreslagen utföringsform, som uppvisar de med uppfinningen förknippade signifikativa kännetecknen och som tydliggöres genom de i de efterföljande ritningarna visade figurerna, har vi låtit välja termer och en speciell terminologi i den avsikten att därvid i första hand låta tydliggöra uppfinnings- idén.

Det skall emellertid i detta sammanhang beaktas att här valda uttryck inte skall ses som begränsande enbart till de här utnyttjade och valda termerna utan det skall underförstås att varje sålunda vald term skall tolkas så att den därutöver omfattar samtliga tekniska ekvivalenter som fungerar på samma eller väsent- ligen samma sätt för att därvid kunna uppnå samma eller väsentligen samma avsikt och/eller tekniska effekt.

Med en hänvisning till figur 1 visas således där schematiskt och principiellt grundförutsättningarna för föreliggande uppfinning och där de med uppfinningen förknippade signifikativa egenheterna generellt konkretiserat, genom en nu före- slagen och i det efterföljande närmare beskriven utföringsform.

Den principiella uppbyggnaden av en gassensor 1, enligt figur 1, är i och för sig tidigare känd.

Uppfinningen omfattar i första hand den utnyttjade gascellen 2, med en unik orientering av en fysisk ljuskälla 3 och en unik samordning av ett antal ljusmot- tagare, där utföringsexemplet visar på två sidorelaterade ljusmottagare 4 och 5.

En inom detta tekniska område insatt person inser att antalet ljusmottagare 4, 5 kan variera liksom ljusmottagarnas fysiska placering, allt i beroende av vald gas eller valda gaser alternativt en vald gasblandning och formen av kaviteten inom gascellen 2.

Enbart i ett förenklande syfte har därför den efterföljande beskrivningen över en föreslagen utföringsform illustrerats med två sidorelaterade ljusmottagare, där 524 663 15 den ena ljusmottagaren 4 är placerad och anpassad för en mot den valda gasen svarande absorptionsvåglängd medan den andra ljusmottagaren 5 är placerad och anpassad för att tjäna som en referensvåglängd.

Med hjälp av denna kan signalen i mottagaren 4 normeras till att bli väsentligen oberoende av ljuskällans 3 eventuellt varierande ljusintensitet, vilket i vart fall inträder vid ett åldrande.

Gascellen 2 innefattar för detta ändamål, enligt figur 1, en, ljusreflekterande egenskaper uppvisande av motställda väggpartier avgränsad, kavitet 2', be- gränsad schematiskt av ett första sidorelaterat väggparti 2a, ett andra sidorela- terat väggparti 2b, ett tredje sidorelaterat väggparti 2c och ett fjärde sidorela- terat väggparti 2d.

Nämnda sidorelaterade väggpartier 2a, 2b, 2c och 2d står i en samverkan med ett plant bottenparti 2e och ett plant takparti 2f, orienterade parallella till varand- ra.

Sålunda har för ljusreflekterande egenskaper behandlade väggpartier eller väggytor 2a, 2b tilldelats hänvisningsbeteckningar 2a', 2b' o.s.v. och kan i den efterföljande beskrivningen benämnas spegelytor 2a', 2b' o.s.v.

Principiellt krävs att en ljusstråle ”L” från ljuskällan 3 skall passera nämnda kavi- tet 2' och här förenklat reflekteras av spegelytan 2b' och riktas mot och motta- gas av ljusmottagaren 4 (eller 5) på i och för sig känt sätt. Ljusstrålen ”L” defi- nierar därmed en kavitetsinnesluten optiska mätsträcka genom ett inneslutet gasprov (G).

Olika gaser och olika gasblandningar kräver olika långa optiska mätsträckor och detta kan erbjudas genom en förstoring av kavitetens dimensioner eller skapa förutsättningar för ett flertal reflektionspartier eller -punkter mellan ljuskällan 3 och mottagare 4, 5. 524 663 16 Sålunda visar figur 1 i blockschemaform en för en gas ”G” genomströmningsbar gascell 2 och vilken gascell 2 kommer att innesluta ett för en elektronisk utvär- dering avsett gasprov (G).

Den enligt uppfinningen anvisade gascellen 2, enligt figur 2, är anpassad att som en enhet kunna samverka med elektroniska kretsar 6, för att med hjälp av dessa kunna driva en gascellstillhörig ljuskälla 3 och avkänna signaler uppträd- ande på en eller flera ljusmottagare 4, 5, för att därmed kunna utvärdera mo- mentan ljusintensitet, relaterad till en vald absorptionsvåglängd eller våglängder alternativt relaterad till en vald referensvåglängd eller referensvåglängder, och i beroende därav låta utvärdera förekomsten av en vald gas ”G” och/eller en så- dan gas uppvisande koncentration.

En display-enhet 7 är ansluten till nämnda elektroniska kretsar 6 för att visuellt på en display-yta eller bildskärm 7' låta indikera enbart gasförekomst eller en gasförekomster uppvisande koncentration.

Med en hänvisning till figur 2 visas där i planvy mera i detalj en gascell 2, i en- lighet med föreliggande uppfinning, och vars geometri och uppbyggnad närma- re skall beskrivas i det efterföljande.

Gascellen 2, enligt figur 2, har en rätt komplicerad form och definierar i första hand en för ett gasprov (G) anpassad kavitet 2' eller utrymme, vilket närmare skall beskrivas i det efterföljande.

Den egentliga optiska mätsträckan är i en första utföringsform utvecklad inom nämnda utrymme, betecknat ett andra utrymme ”K2”.

Kavitetens 2' samtliga inre väggpartier (dock ej väggpartierna 3d, 3e), med tillhörande bottenparti och takparti, är ytbehandlande på i och för sig känt sätt, för att därav uppvisa höga ljusreflekterande egenskaper. 524 663 17 Gascellen 2 med sin kavitet 2' skall betraktas tunn, i det att väggpartierna 2a, 2b, 2c och 2d är valda mycket smala och bottenpartiet 2e och takpartiet 2f är placerade nära varandra.

Höjddimensionen är för figur 2 vald att motsvara erforderlig höjd för ljuskällan 3, vilket kan beräknas till 3 till 5 mm.

Kaviteten 2' kan här betraktas bestå av två skilda utrymmen, ett första utrymme "K1”, med en fysisk ljuskälla 3 och en reflektor eller reflektorkonstruktion, och ett andra utrymme ””K2”, med funktionen att i första hand låta definiera en för gasprovet (G) avsedd mätkammare, Kaviteten 2' och dess andra utrymme ”K2” uppvisar här en första öppning 21 för ett tillträde av en för mätningen avsedd gas "G" och en andra öppning 22 för utträde eller utlopp av den för mätningen avsedda och utnyttjade gasen Det första utrymmet ”K1” är format för att innesluta en rundstrålande fysisk ljus- källa 3, anpassad att emittera ett riktat och konvergerande ljusknippe 3a, mot och genom en öppning 3b under utnyttjandet av en reflektor eller reflektorkonst- ruktion 3c_ Detta första utrymme ”K1 ” har som nämnda reflektor 3c ett delvis elliptiskt eller ellipsiodalt format delparti (K1') och ett anslutande delparti (K1"), som har en avsmalnande form.

Den rundstrålande fysiska ljuskällan 3 är placerad i ena fokus eller brännpunk- ten ”F1” för den ellipsformen kaviteten (K1'), varvid avdelade rundstrålande ljus- strålar från ljuskällan 3 kommer av reflektorn 3c att reflekteras mot ett andra fokus eller brännpunkt ”F2”, och bildar där en virtuell bild av den fysiska ljuskäl- lan, tilldelad hänvisningsbeteckningen (3').

Det andra eller anslutande delpartiet (K1”) visas här avgränsat av två konverge- rande väggpartier 3d och 3e. 524 663 Ljusstrålarna från |juskä||an 3 reflekteras dels i en elliptisk krökt spegelyta till- hörande reflektorn 3c mot fokus ”FZ” dels sker en direktutstrålning från |jus- källan 3 mot fokus ”F2".

Väggpartierna 3d och 3e är anpassade med en inbördes konvergerande form för att därmed definiera en öppningsvinkel ”a", för det första utrymmet "K1” och skall då vara formade eller behandlade för att undvika ljusreflektioner eller som ett alternativ låta uppvisa bristande reflekterande egenskaper.

Väggpartierna 3d, 3e kan i det senare fallet då vara ”landade” eller ”svarta”.

Ett ljusknippe 3a', med en divergeringsvinkel ”a”, kan nu anses eller betraktas utgå ifrån en punktformad virtuell ljuskälla (3') från brännpunkten eller fokus ”F2” och bildar därvid, inom det andra utrymmet ”K2”, divergerande ljusstrålar, som, snett reflekterade i ett konkavt väggparti 2b, med en behandlad väggyta eller spegelyta 2b'. Detta divergerande ljusknippe 3a' totalreflekteras i nämnda konkava spegelyta 2b' och blir därvid anpassat att som en vågfront kunna riktas mot ett motställt andra, ett plant, väggparti 2g, med en, för en diffraktion av mot- tagna ljusstrålar och våglängder, behandlad väggyta 2g', av en konstruktion som närmare skall beskrivas l det efterföljande.

En diffrakterat ljus med utvald våglängd eller våglängder uppvisande vågfront reflekteras från den plana väggytan 2g' mot den konkava väggytan eller spegel- yta 2b' för att därifrån riktas tillbaka mot den virtuella |juskä||an (3'), men med relevant absorptionsvåglängd alternativt absorptionsvåglängder riktade för att träffa en eller flera ljusmottagare, såsom ljusmottagarna 4 resp. 5, på ett sätt som närmare skall beskrivas i det efterföljande och med en hänvisning till figurerna 5, 6 och 7.

Ljusmottagaren 4 och varje annan utnyttja ljusmottagare (såsom ljusmottagaren 5 och andra ej visade ljusmottagare) är anpassad att låta mottaga och avkänna ljusintensiteten i den mot gasen svarande och diffrakterade absorptionsvågläng- den medan övriga ljusmottagare på samma sätt låter avkänna momentan ljusin- tensitet för sin tilldelade absorptionsvåglängd. 524 663 Den plana gittertilldelade kavitetstillhöriga väggytan 2g' uppvisar således en ljusreflekterande, ljusdiffrakterande eller våglängdsdiffrakterande, yta och där denna yta 2g" är strukturerad som ett känt ”Littrow”-arrangemang.

Den av väggytan 2b' totalreflekterade ljusvågen 3a”, med parallella ljusstrålar, är anpassad att falla in mot nämnda väggparti 29 och väggyta 2g' under en infallsvinkel som ligger nära gittrets ”Blaze"-vinkel.

I "Springer Series in Chemical Physics” volym 5 ”Laser Spectroscopy” definie- ras förutsättningarna för ett “Littrow"-arrangemang och en ”Blaze"-vinkel på sidorna 132 och 134.

När det gäller utrymmet "K2” och gasprovet (G) inneslutet i nämnda utrymme "K2” så kommer den optiska längden för ljusknippet 3a', den optiska längden för den reflekterade vågfronten 3a", den diffrakterade vågfronten (3a”), de reflekte- rade och diffrakterade ljusstrålarna från den konkava ytan 2b' bl.a. mot motta- garen 4, att utgöra den totala och effektiva optiska mätsträckan genom det innestängda gasprovet (G).

Enligt en föreslagen andra utföringsform av den uppfinningsenliga gascellen 2 kan mätsträckans längd utökas genom att även innefatta en optisk mätsträcka inom det första utrymmet ”K1” genom att tillåta gasen ”G” att dessutom få pas- sera in genom en öppning 21' och ut genom en öppning 22”.

Varje utvald våglängd inom ljusknippet 3a” och vågfronten 3a” bringas nu att reflekteras och diffrakteras av nämnda plana väggyta 2g' i en ”rakt” motsatt riktning som en diffrakterad ljusvåg med skilda våglängder, betecknad (3a”), för att sålunda våglängdseparerat reflekteras i nämnda krökta yta 2b' och därmed få passera, som ett absorptionsvågIängdsrelaterat ljusknippe 3f, mot nämnda ljusmottagare 4.

Med uttrycket ”rakt” motsatt riktning skall dock förstås en obetydlig skillnad och en reflektionsvinkel som endast något avviker från "noll". 524 663 20 Av betydelse här är att den valda absorptionsvåglängden, som skall mätas, inte kommer att uppträda i eller nära intill den virtuella ljuskällan (3').

Den krökta väggytans 2b' form, i figur 2, ansluter sig till den krökta form som gäller för en matematisk parabelfunktion.

Ljusstrålar mot och från reflektorn eller reflektorytan 3c konvergerar, via ett kon- vergerande ljusknippe 3a, mot fokuserings- eller brännpunkten "F2”, exponeran- de den virtuella ljuskällan (3') och denna skall kunna vara orienterad i eller hell- re nära intill en fokuseringspunkt eller brännpunkt "F3" för den parabelformat krökta väggytan 2b'.

Nämnda krökta väggyta 2b' utgöres således av ett parabelbågsformat väggparti (2b'), orienterat på ena sidan om en parabelforms axel 2b'”.

Gitterstrukturen 29” på väggytan 2g' är, tillika med andra åtgärder, anpassad som ett första ordningens diffraktionsgitter.

”B|aze”-vinkeln är därmed vald i beroende av vald absorptionsvåglängd och kommer i praktiken att uppvisa vinkelvärden mellan 50° och 60°.

Utföringsformen enligt figur 2 illustrerar att två något separerade ljusmottagare 4, 5 är placerade utanför det första utrymmet ”Kl” och nära den virtuella ljus- källan (3') och riktade med sina mottagningslober 3f resp. 3h mot den krökta ytan 2b' och väggpartiet (2b'), för att på så sätt kunna mottaga olika för gasen eller gaserna representativa absorptionsvåglängder.

Mera speciellt anvisar uppfinningen att nämnda kavitet 2' kan vara bildad av två polymerbaserade replika, vilka behandlats i en separat process för att tilldela väggpartierna och väggytorna goda ljusreflekterade egenskaper. 524 663 21 Ljuskällan 3 utgöres också av en inkoherent ljuskälla, för alstrande av ett våg- längdsspektra inom lR-området och därmed kan ljuskällan 3 tilldelas formen av en glödtråd 30, omsluten av ett kvartsglas 31.

Reflektorn 3c är i figur 2 formad längs en elliptisk formad linje 3c' som en plan elliptisk krökt yta, sträckande sig ett stycke förbi ena fokus ”F1”, ett avstånd svarande mot ett valt avstånd mellan, nämnda fokus "F1" och ett vertex, be- tecknat "V1 Den krökta ellipsformade linjen 3c' ansluter distalt till de två konvergerande plana väggpartierna 3d och 3e, vilka förbinder den krökta linjen 3c' med det andra fokus "F2”, för att där lämna en liten öppning 3g, (3b), säg ca 1,2 - 0,3 mm, såsom 0,6 mm.

Väggpartierna 3d och 3e är tilldelade en sågtandsform, för att därmed kunna absorbera eller reflektera bort icke önskvärda störningar, som faller utanför önskad öppningsvinkel ”a” för ljusknippet 3a', alstrade direkt av ljuskällan 3 och/eller via reflektioner av infallande ljus tillbaka till den elliptiskt krökta linjen 3c' eller ytan 3c.

Arrangemanget med den elliptiskt krökta plana ytan 3c och de konvergerande väggpartierna 3d och 3e är sinsemellan så dimensionerade att utsänt diverge- rande ljusknippe 3a' från öppningen 3g, med ett där applicerat optiskt filter 3g' får en divergerlngsvinkel ”a” av mellan 30° och 45°, såsom omkring 40°.

Ljusknippet 3a', lämnande öppningen 3g, är divergerande med kanttilldelade ljusstrålar tilldelade hänvisningsbeteckningarna 13a', 23a'.

Den krökta ytan 2b och spegelytan 2b” är anpassade som en parabellinje, med origo i en vertexpunkt ”V2” och med en axel 2b” orienterad genom eller i vart fall nära intill öppningen 3g och fokus eller brännpunkten "FZ". 524 663 22 Den krökta ytan 2b och spegelytan 2b' utgör en vald del eller väggparti (2b') av ena halvan av en parabellinje, med sin brännpunkt eller fokus tilldelad hänvis- ningsbeteckningen ”F3”.

Fokus ”F2” och fokus ”FS” skulle med fördel kunna sammanfalla i en utförings- form, men har i utföringsexemplet illustrerats något förskjutna från varandra längs axeln 2b”, vilket närmare skall beskrivas i det efterföljande.

Vågfronten 3a” från spegelytan 2b' reflekteras i gitterytan 2g” och diffrakteras för att återgå som en diffrakterad vågfront (3a”) mot spegelytan 2b', för att som bl.a. två diffrakterade ljusknippen 3f och 3h, med sina absorptionsvåglängder, reflekteras mot var sin ljusmottagare 4 och 5.

Reflektionsvinkeln "b" för ljusknippets 3a' första kantrelaterade ljusstråle 13a' bör väljas mellan 20° och 40°, företrädesvis mellan 25” och 35°, såsom omkring 30°.

Reflektionsvinkeln ”c” för ljusknippets 3a' andra kantrelaterade ljusstråle 23a' bör väljas mellan 40° och 80°, företrädesvis mellan 50° och 70°, såsom omkring 60°.

Mera speciellt är brännpunkten eller fokus ”F2” och öppningen 3g placerade närmare intill fokus ”F3”, dock i en riktning mot vertex ”V2”, medan öppningen 4a för mottagaren 4 för ljusknippet inom mottagningsloben 3f är placerad på andra sidan fokus "F3”.

Mottagaren 5, med sin öppning 5a, är anpassad för att mottaga selekterade ljusstrålar inom mottagningsloben 3h, med en vald frekvens, för att tjäna som en referenssignal i kretsen 6.

Med den ovan angivna beskrivningen över utföringsformen enligt figur 2 blir det uppenbart att ett flertal andra ljusmottagare, liknande mottagaren 4 och/eller mottagaren 5, kan fysiskt separeras och fördelas för att på så sätt låta detektera 524 663 23 olika absorptionsvåglängder eller -frekvenser, svarande mot och signifikativa för andra valda gaser. Även om ljusmottagarna 4 och 5 här placeras under det första utrymmet ”K1" är det intet som hindra att placera dessa över utrymmet ”K1”.

Med en hänvisning till figurerna 3 och 4 visas att valet av systemdesign och ”B|aze"-vinklar för den plana, gittertilldelade och kavitetstillhöriga, väggytan 2g" är gjort b|.a. med tanke på att gitterstrukturen i kristallint kisel bildar två olika kristallplan, med en inbördes vinkel av 70.6 °, vilket kan användas för att skapa ett diffraktionsgitter, med en naturligt "Blaze”-vinkel ”d” av 54.7°.

Härigenom erbjuds en möjlighet att på ett billigt och lätt producerbart sätt kunna skapa ett original, som behövs för en verktygsframställning och för att bilda en polymerbaserad replika.

Med en hänvisning till figur 3 visas således där, med hänvisningsbeteckningen en resist/oxid öppning och med hänvisningsbeteckningen ”Y” en resist/oxid- bfl/Qga- Värdet tilldelat hänvisningsbeteckningen ”U” är lika med Y/2 under etsningen och ”D” utgör ett värde för gitterkonstanten.

Med en hänvisning till figur 4 illustreras där mera i detalj ett ”Littrow”-arrange- mang och som då utgör en förstoring utav ett avgränsat delavsnitt för den plana ytan 2g' med gitterstrukturen 2g".

I ”Littrow”-arrangemang låter man en inkommande ljusvåg 3a” få falla in under en vinkel som är nära gittrets ”Blaze”-vinkel.

De ljustrålar inom ljusvågen 3a” som har en på förhand bestämd, av den valda gasen bestämd, absorptionsvåglängd och som är av betydelse för uppfinningen reflekteras diffrakterat i nästan rakt motsatt riktning och med en mycket liten ref- 524 663 lektionsvinkel och skapar därmed förutsättningar för ernåendet av en maximal verkningsgrad, vilket illustreras i figur 6.

För en första ordningens diffraktionsgitter blir våglängden lika med ”2D sin 55°" och detta ger nära 100% verkningsgrad i denna utföringsform, eftersom det inte finns någon högre ordning.

För sådan höga infallsvinklar uppträder inte heller några negativa ordningar.

Således skapas förutsättningar för att allt ljus, med en på förhand bestämd absorptionsvåglängd, skall kunna reflekteras tillbaka (3a") i en önskad riktning och vidare till en ljusmottagare 4 resp. 5.

När det gäller fokus ”F2” för ellipsformen och den absorptionsvåglängdsrelate- rade mottagningen, inom mottagarna 4 och 5, kan dessa inte tillåtas samman- falla utan här krävs ett litet avstånd mellan varandra, vilket kan regleras enligt utföringsformen exempelvis genom att låta placera fokus ”F2” på ena sidan fokus ”F32 och mottagarna 4 och 5 på andra sidan fokus "FS".

Skulle fokus ”F2” få sammanfalla med fokus “F3” krävs att den plana gitterytan 29” eller gitterkonstanten "D" vinklas något så att det diffrakterade ljusknippet (3a”) reflekteras i spegelytan 2b' snett och med resp. absorptionsvåglängd riktad mot mottagaren 4 eller 5.

Skulle mottagaren 4 eller 5 placeras i fokus "F3" krävs också att fokus ”F2” placeras vid sidan av fokus “F3”.

Således anvisas enligt uppfinningen att en ljuskälla 3 eller en virtuell ljuskälla (3') med fördel kan vara placerad i eller nära intill en brännpunkt eller fokus ”F3”, tilldelad den konkavt krökta ytan 2b'.

Alternativt kan en eller flera ljusmottagare 4, 5 vara placerade nära intill eller i en brännpunkt ”F3", tilldelad den konkavt krökta ytan 2b'. 524 663 25 Det optiska filtret 3g' är anpassat att tillåta en passage av Ijusrelaterade våg- längder inom ett för detektorsystemet gällande fritt spektralområde, varjämte nämnda filter är anpassat att filtrera bort våglängder kortare än våglängder samordnade inom det fria spektralområdet.

Med "fritt spektralområde” menas ett spektralområde som i en beräkningspunkt endast belyses av en spektralordning och därmed är fri från kortare och över- lappande våglängder av annan ordning.

Mera speciellt skall det optiska filtret skugga våglängder kortare än en vald lägsta våglängd.

Om högre ordningar av grundfrekvenser ävenledes kommer att mottagas i mot- tagarna 4, 5 så kommer dessa att uppfattas som brus. Åtgärder skall således med fördel vidtagas för att förhindra uppträdande av varje högre ordningens frekvenser.

Uppfinningen skall nu ytterligare förklaras vid en tillämpning enligt figur 5 där en speciellt formad och anpassad gascell 2 och en gassensor skall detektera C02- gasinnehållet i luft med en normal gasblandning. För andra gaser krävs andra anpassningar och en annan design för gascellen 2 och dess kavitet 2'.

Gasen "G" passerar inloppet 21, genom kavitetens 2' utrymme ”K2” och utlop- pet 22.

Som ljuskälla 3 väljes en vit ljuskälla, där bl.a. de våglängdsområden finns med som är karaktäristiska C02 absorptionsvåglängder. Även om det här föreslås en glödlampa eller annan termisk ljuskälla 3 faller inom uppfinningens ram utnyttjandet av lysdioder. 524 663 26 Den karaktäristika absorptionsvåglängden för C02 är 4,25 pm, vilken våglängd skall diffrakteras ut och mottagas i mottagaren 4, en annan kortare våglängd, säg 3,9 um, skall mottagas i mottagaren 5 och tjänar där som en referenssignal.

En andra ordningens våglängd blir då 2,12 um och nämnt filter 3g' är avsett för att filtrera bort dessa och kortare våglängder.

Kretsen 6 utvärderar ljusintensiteten i ljusmottagarna 4 och 5 och via jämföran- de kretsar 6a fastställes närvaro av COz-gasen samt aktuell koncentration som visas på display-ytan 7'.

Med en hänvisning till figur 5 visas där ljusspektrat och den optiska mätsträckan som blir gällande vid en utvärdering av C02 -gas i en gasblandning inom kaviteten eller utrymmet "K2". l figur 5 har även införts aktuella värden för aktuella våglängder.

Glödtråden 30 är omsluten av kvartsglas 31 och därmed definieras en övre gräns, säg 5,0 um.

Via det optiska filtret 3g' definieras den nedre gränsen, säg 3,0 um.

Vågfronten 3a” riktas mot den plana ytan 2g' med ”Littrow”-arrangemanget 2g" och därifrån diffrakteras (3a”) våglängderna 4,0 - 4,5 pm och 3,9 um och efter en reflektion i spegelytan 2b' mottages dessa av mottagaren 4 resp. mottagaren 5.

Figur 6 visar en graf över verkningsgradens förändring med avseende på våg- längden för ett ”Littrow”-arrangemang och där det framgår att för här aktuella våglängder är verkningsgraden hög. 524 663 27 Figur 7 visar i en graf detektorernas 4 resp. 5 våglängdsrelaterade mottagning i relation till procent av ljuskällans emission och från vilken graf framgår den höga mottagningen för våglängderna omkring 4,0 pm och 4,5 um.

Från figur 5 framgår vidare att det verksamma delpartiet (2b') för den krökta ytan 2b eller parabelformen, mellan ljusstrålarna 13a* och 23a', skall vara belä- get på ett avstånd från en parabellinjen tillhörig vertex "V2" och närbelägen nämnda parabellinjes fokus eller brännpunkt ”F3”.

Vidare är delpartiet (2b') begränsat till en punkt eller avsnitt orienterat vinkelrätt eller nära vinkelrätt i förhållande till en parabellinjen eller -funktionen tilldelad axel 2b” och genom ett därtill relaterat fokus eller brännpunkt ”F3”.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel angivna utföringsformen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppfinnings- tanken illustrerad i efterföljande patentkrav.

Claims (27)

524 663 28 PATENTKRAV

1. Gascell, ingående i en gassensor, anpassad för ett fastställande av före- komsten av en eller flera gaser och/eller för ett fastställande av en sådan gas uppvisande gaskoncentration, innefattande en, med ljusreflekterande egenska- per uppvisande av väggpartier avgränsad, kavitet (2'), avsedd att innesluta en volym av nämnda gas, en ljuskälla (3), anpassad att emittera ett ljusknippe (3a'), riktat att reflekteras mellan kavitetstillhöriga och motställda väggpartier, varvid ljusknippet är bildat av ljusstrålar, som, reflekterade i ett konkavt vägg- parti (2b), är anpassade att riktas mot en eller flera ljusmottagare (4,5), vilka eller vilken är anpassad att låta avkänna uppträdande ljusintensitet i en eller flera mot gasen svarande absorberande våglängd eller våglängder, känneteck- nad därav, att nämnda konkavt krökta väggparti (2b) är anpassat att låta ref- lektera (2b') ett snett emottaget divergerande ljusknippe (3a') från Ijuskällan ((3')) mot ett plant gittertilldelat kavitetstillhörigt väggparti (2g'), vars reflekte- rande yta (2g”) uppvisar ett eller är strukturerat som ett ”Littrow”-arrangemang, att ljusknippet (3a") är anpassat att falla in mot nämnda plana väggparti under en vinkel som ligger nära gittrets ”Blaze”-vinkel och att en eller flera, mot den valda gasen svarande, absorptionsvåglängder inom Ijusknippet (3a”) bringas att reflekteras och diffrakteras av nämnda plana väggparti (2g”) i en rakt motsatt riktning, för att våglängdsdiffrakterat reflekteras i nämnda krökta yta (2b') och riktas mot nämnda ljusmottagare (4,5).

2. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att nämnda krökta väggparti (2b') ansluter till en del ((2b')) av en krökt form representerande en parabel.

3. Gascell enligt patentkravet2, kännetecknad därav, att nämnda ljuskälla (3) uppträder virtuellt ((3')) i eller intill en parabelformen tillhörig brännpunkt (Fa).

4. Gascell enligt patentkravet 2 eller 3, kännetecknad därav, att nämnda 524 663 29 krökta väggparti (2b) har formen av en parabelbåge, orienterad på ena sidan om en parabelforms axel (2b").

5. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att det plana gittertill- delade kavitetstillhöriga väggpartiet (2g') är tilldelat en gitterstruktur (2g”) med en "Blaze"-vinkel för reflektion i en motsatt riktning.

6. Gascell enligt patentkravet 5, kännetecknad därav, att gitterstrukturen är anpassad för att skapa enbart ett första, och/eller ett andra, ordningens diffraktionsgitter.

7. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att "Baze”-vinkeln är vald mellan 50° och 60°.

8. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att en eller flera ljus- mottagare är placerade nära en virtuell ljuskälla och med sina mottagningslober riktade mot den krökta ytan (2b').

9. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att nämnda kavitet är bildad av minst en polymerbaserad replika, vilken behandlats för att tilldela väggpartierna ljusreflekterade egenskaper.

10. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att ljuskällan utgöres av en inkoherent ljuskälla, för alstrande av ett våglängdsspektra inom lR-områ- det.

11. Gascell enligt patentkravet1 eller8, kännetecknad därav, att en ljuskälla eller virtuell ljuskälla är placerad i eller nära intill en brännpunkt (F3), tilldelad den konkavt krökta ytan (2b).

12. Gascell enligt patentkravet 1, 8 eller 11, kännetecknad därav, att en eller flera ljusmottagare (4, 5) är placerade nära intill eller i en brännpunkt (F3), till- delad den konkavt krökta ytan (2b). 524 663 30

13. Gascell enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att en fysisk ljuskälla är placerad i ena brännpunkten för en ellipsform och att i den andra brännpunken (F2) uppträder en virtuell ljuskälla ((3')), placerad i en öpp- ning (3g) med ett optiskt filter (3g').

14. Gascell enligt patentkravet 13, kännetecknad därav, att det optiska flltret är anpassat för att tillåta passage av ljusrelaterade våglängder inom ett för de- tektorsystemet gällande fritt spektralområde.

15. Gascell enligt patentkravet 13 eller 14, kännetecknad därav, att nämnda optiska filter är anpassat att filtrera bort våglängder kortare än våglängder sam- ordnade inom det fria spektralområdet.

16. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att nämnda kavitet (2') är formad som två utrymmen ("K1”, ”K2”), där ett utrymme (”K1”) omfattar en fysisk ljuskälla och en reflektor.

17. Gascell enligt patentkravet 16, kännetecknad därav, att det andra utrym- met ("K2”) tjänar funktionen av en, ljusreflektioner erbjudande, mätkammare.

18. Gascell enligt patentkravet 16, kännetecknad därav, att det första utrym- met ("K1") har ett delvis elliptiskt format delparti (”K1”).

19. Gascell enligt patentkravet 18, kännetecknad därav, att det avslutande delpartiet ((K1”)) har en avsmalnande form.

20. Gascell enligt patentkravet 19, kännetecknad därav, att det andra delpar- tiet ((K1")) är avgränsat av två konvergerande väggpartier (3d,3e).

21. Gascell enligt patentkravet 20, kännetecknad därav, att nämnda väggpar- tier (3d,3e) är preparerade för eller formade för att uppvisa bristande reflekte- rande egenskaper. 524 663 31

22. Gascell enligt patentkravet 20, kännetecknad därav, att nämnda konver- gerande väggpartier (3d,3e) bildar en vinkel svarande mot en divergeringsvinkel eller öppningsvinkel (a) för ett utsänt ljusknippe (3a') från ljuskällan (3,3'),

23. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att ett antal ljusmotta- gare (4,5) är samordnade på ena sidan ett kavitetstillhörigt utrymme (”K1”).

24. Gascell enligt patentkravet 23, kännetecknad därav, att ett antal ljusmot- tagare är samordnade på motsatta sidan nämnda utrymme.

25. Gascell enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att det plana gittertill- delade kavitetstillhöriga väggpartiet (29) är tilldelat en riktning där en virtuell för- längning ansluter till eller passerar nära intill vertex (”V2”) för det konkavt rökta väggpartiet (2b).

26. Gascell enligt patentkravet 1, 16 eller 17, kännetecknad därav, att en mätkammaren tillhörig mätsträcka är förlängd genom att utnyttja en optisk mätsträcka inom det första utrymmet (”K1”).

27. Gascell enligt patentkravet 26, kännetecknad därav, att nämnda första utrymme ("K1”) är försett med ett inlopp (21 ') och ett utlopp (22') för den för mätningen avsedda gasen (G).