JPH07181097A - Method for detecting new leak source under track leak gas atmosphere - Google Patents

Method for detecting new leak source under track leak gas atmosphere

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JPH07181097A
JPH07181097A JP32722393A JP32722393A JPH07181097A JP H07181097 A JPH07181097 A JP H07181097A JP 32722393 A JP32722393 A JP 32722393A JP 32722393 A JP32722393 A JP 32722393A JP H07181097 A JPH07181097 A JP H07181097A
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gas
sensor
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leak
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明 細沼
Toshihiro Okuma
俊宏 大熊
Saburo Takahashi
三郎 高橋
Masahiko Tsuchiya
雅彦 土屋
Itsupeita Kishiguchi
一平太 岸口
Yoshio Kawauchi
陽志生 川内
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Toyo Engineering Corp
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Toyo Engineering Corp
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Abstract

PURPOSE:To detect a new leak source accurately by a method wherein the statistic properties of a trace leak gas BGL is extracted and the BGL concentration estimated therefrom is removed from the concentration data or the variation thereof is monitored. CONSTITUTION:The time series data of BGL concentration measured by a plurality of high sensitivity sensors 20 set in a plant 40 is processed statistically along with the time series data of the speed and direction of wind measured by a wind speed/wind direction measuring apparatus 30 thus extracting the temporal/spatial properties of BGL inherent to the plant 40. The gas concentration estimated from the statistic properties is then subtracted from a gas sensor data sampled every moment and the time series of the difference is monitored or the statistic properties of BGL themselves are monitored thus detecting a new leakage. Furthermore, trade-off between the error rate and the missing rate can be managed rationally and reduced sufficiently through the simulation leak test of actual plant.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガス状、液体状または
固体状で、可燃性または有毒な物質を取り扱うプラント
において該プラントの装置、設備から漏洩したガス、蒸
気等の気体状物質を検知する検知システムに関し、プラ
ントに固有な微少漏洩ガス(BGL)環境下でも新規に
発生した異常漏洩を低い誤報率および欠報率で発見する
ための方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a gaseous substance such as a gas or a vapor leaked from an apparatus or equipment of the plant in a plant handling a combustible or toxic substance in a gaseous, liquid or solid state. The present invention relates to a detection system for detecting abnormal leakage that newly occurs even in a very small leak gas (BGL) environment unique to a plant with a low false alarm rate and a missing rate.

【0002】[0002]

【従来の技術】化学工業、石油精製等の産業を規制する
「高圧ガス取締法」においては、可燃性ガス取り扱い施
設の外縁に20m間隔以下となるようにガスセンサーを
設置し、ガスセンサーは爆発限界の4分の1以上の濃度
を示す可燃性ガスを検知できる検知性能を有することを
規定しており、これに対応する検知器として接触燃焼式
可燃性ガス検知器が一般に使用されてきた。因みに可燃
性ガス検知器の標準的指標物質であるイソブタンの法定
設定濃度は4500ppmであり、エチレンでは675
0ppmである。近年、可燃性ガス検知器の種類として
接触燃焼式より検知感度の高い熱線半導体式が使用され
始めている。半導体式可燃性ガス検知器は、可燃性ガス
の内、例えばエチレン、イソブタンに対し、1ppm程
度の濃度で指示値の変化を確認できるが、実際のプラン
トヤード内にはその他のバックグランド濃度が高いため
に、折角の高感度計測能力を有しながら、数ppm程度
の微少漏洩発見には利用されていなかった。
2. Description of the Related Art In the "High Pressure Gas Control Law" which regulates industries such as chemical industry and petroleum refining, gas sensors are installed at the outer edge of a facility handling combustible gas at intervals of 20 m or less, and the gas sensor explodes. It is specified that it has a detection performance capable of detecting a combustible gas showing a concentration equal to or higher than a quarter of the limit, and a catalytic combustion type combustible gas detector has been generally used as a detector corresponding to this. By the way, the legally set concentration of isobutane, which is a standard indicator substance for combustible gas detectors, is 4500 ppm, and for ethylene, it is 675
It is 0 ppm. In recent years, a hot wire semiconductor type, which has a higher detection sensitivity than the contact combustion type, has begun to be used as a type of combustible gas detector. The semiconductor flammable gas detector can confirm the change in the indicated value at a concentration of about 1 ppm for flammable gases such as ethylene and isobutane, but other background concentrations are high in the actual plant yard. Therefore, it has not been used for the detection of minute leaks of about several ppm while having a high-sensitivity measurement capability.

【0003】バックグランド濃度の原因としては、
(i)建設後長い年月にわたって運転されてきたプラン
トのなかには、法定設定濃度を越えない程度の微少漏洩
が常に存在し、数PPMくらいのオーダーで変動してい
ること、および(ii)また可燃性ガスのほとんど存在
しない状態でも、大気温度/湿度の変化によって5〜1
0ppm相当の「零点」変動が存在することによる。
The cause of the background density is
(I) In plants that have been operated for many years after construction, there is always a minute leakage that does not exceed the legally set concentration, and it fluctuates on the order of several PPM, and (ii) also flammable. 5 to 1 depending on atmospheric temperature / humidity change
This is because there is a “zero point” variation equivalent to 0 ppm.

【0004】以上のような問題のため、赤外線分光光度
法あるいはガスクロマトグラフ法等の高価な装置を除く
と、これまでには、工業用ガス検知器を使用した早期微
少漏洩検知法は存在しなかった。従って、通常時の微少
漏洩ガス雰囲気下で異常漏洩を識別するための方法には
公表されたものが無い。
Due to the above-mentioned problems, there is no method for detecting early minute leaks using industrial gas detectors, except for expensive equipment such as infrared spectrophotometry or gas chromatography. It was Therefore, there is no published method for identifying abnormal leakage in the normal minute leakage gas atmosphere.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】建設から長い年月を経
過したプラントでは、法規で定められたガス検知器発報
基準(爆発下限界濃度の1/4)以下の濃度ではある
が、常時微少量の漏洩ガス(以下BGL:バックグラン
ド漏洩と呼ぶ)が存在する。この様なBGL環境下で
は、配管フランジやバルブグランド部のガスケット破損
などで新規に発生する異常漏洩によるガス濃度の上昇が
明確に現われないため、これが大漏洩に進展するまで発
見されない可能性が高かった。
In a plant that has been built for a long time, the concentration is lower than the gas detector reporting standard (1/4 of the lower explosion limit concentration) specified by law, but it is always small. There is a small amount of leak gas (hereinafter referred to as BGL: background leak). Under such a BGL environment, the increase in gas concentration due to abnormal leakage that newly occurs due to damage to the gasket of the pipe flange or valve gland is not clearly seen, so there is a high possibility that it will not be discovered until it develops into a large leak. It was

【0006】一般に、誤報率と欠報率とは互いに相矛盾
する性質を有しており、欠報を防止するために警報設定
を下げると誤報が、また誤報防止のため警報設定を高め
ると欠報がそれぞれ増加してしまう。本発明の目的は、 誤報率と欠報率の両方を合理的にバランスし、BGL
環境下でも新規に発生する異常漏洩を識別して警報を発
し、 また、ガス検知システムが検知しようとするBGL濃
度範囲は高感度ガスセンサーの大気温度および湿度変化
による零点ドリフトの影響をまともに受けてしまうた
め、この影響を補正し該センサーの精度向上方法を提供
することにある。
In general, the false alarm rate and the false alarm rate have mutually contradictory properties. If the alarm setting is lowered to prevent the false alarm, false alarm will occur, and if the alarm setting is increased to prevent false alarm, the false alarm rate will be lost. The information will increase. The purpose of the present invention is to reasonably balance both the false alarm rate and the false alarm rate.
Even in the environment, a new abnormal leak is identified and an alarm is issued, and the BGL concentration range that the gas detection system is trying to detect is directly affected by zero-point drift due to changes in atmospheric temperature and humidity of the high-sensitivity gas sensor. Therefore, it is to provide a method for improving the accuracy of the sensor by correcting this influence.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明に示
す、微少量の漏洩ガス(BGL)が常時存在する可燃性
または有害な物質を取り扱うプラントにおいてプラント
から漏洩するガスを検知するための高感度ガスセンサー
群と、風速・風向計と、これらのセンサー信号を処理す
るデータ処理システムとから構成されるシステムを用
い、通常時に複数のセンサーで観測されるBGL濃度
の時系列データと風向風速の時系列データとからBGL
の統計的性質を抽出し、この統計的性質に基づいて推
定されたBGL濃度を、観測された濃度データから除去
するか、またはその統計的性質自身の変化を監視するこ
とによって、新規漏洩源の検知方法を適用することによ
って解決できる。
The above object is to detect gas leaking from a plant in a plant handling combustible or harmful substances in which a very small amount of leaked gas (BGL) is always present, as shown in the present invention. Using a system consisting of a group of high-sensitivity gas sensors, an anemometer and a wind direction meter, and a data processing system that processes these sensor signals, time series data of BGL concentration and wind direction wind speed observed by multiple sensors during normal operation From time series data of BGL
Of the new leakage source by extracting the statistical properties of BGL concentration and removing the BGL concentration estimated based on this statistical property from the observed concentration data, or by monitoring the changes in the statistical properties themselves. It can be solved by applying the detection method.

【0008】ガスセンサーの時系列データを統計的に処
理し、BGLの性質を抽出する方法としては、次に示す
三つの方法がある。 (A)マクロマスバランス法(対象ヤード内のBGL総
量を推定する方法) BGL濃度が不規則に変動する理由の一つは、ある時間
内に無風あるいは0.5m/sec以下の微風状態でヤード内に
ガスが滞留したり、そのガスが次の時間区間において移
動することなどが影響を及ぼしていると考えられる。こ
の方法は、風向風速変化によって時々刻々変化するヤー
ド内BGL総量を、過去のBGL濃度データを反映する
ように定義して新規漏洩を識別しようとするものであ
る。
There are the following three methods for statistically processing the time series data of the gas sensor and extracting the properties of BGL. (A) Macromass balance method (method of estimating the total amount of BGL in the target yard) One of the reasons why the BGL concentration fluctuates irregularly is that there is no wind or a slight breeze of 0.5 m / sec or less within the yard within a certain time. It is considered that the gas is retained in the room and that the gas moves in the next time interval. This method defines a total amount of BGL in the yard that changes momentarily due to a change in the wind direction and wind speed, and attempts to identify a new leak by defining the past BGL concentration data.

【0009】外部からの新たな湧き出しや外部からの侵
入がないと仮定すると、対象ヤード内に存在するガスが
減少する割合は、その時点におけるガスの存在量自体η
(m3)、風速v(m/sec)、及びヤード外に到達するま
でのガスの平均移動距離(疑似ヤード半径)L(m)を
用いて次の様に表すことができる。
Assuming that there is no new outflow or intrusion from the outside, the rate of decrease of the gas existing in the target yard is determined by the amount of gas itself η at that time.
(M 3 ), the wind speed v (m / sec), and the average moving distance (pseudo yard radius) L (m) of the gas until reaching the outside of the yard can be expressed as follows.

【0010】 dη/dt=ー(v/L)η ......................(1) 式(1)より、基準時刻t=0でのガス量をη0とする
と、 η=η0ー(v/L)t .................................(2) 一方、t=0からt=Tまでの時間区間で新たに発生す
るガス量をφ(m3/sec)として、この時間に発生したガ
スがt=Tの時点で残っている分は (L/v)φ(1ーeー(v/L)T) .......................(3) 従って、データをT秒毎の区間で考えると、ηN(m3
のガスはT秒後には、(2)(3)を用いて ηn+1
なる。
Dη / dt = − (v / L) η (1) From the equation (1), the reference time t = 0 When gas amount eta 0 in, η = η 0 e chromatography (v / L) t ............................ ..... (2) On the other hand, when the amount of gas newly generated in the time section from t = 0 to t = T is φ (m 3 / sec), the gas generated at this time is t = T The remaining amount is (L / v) φ (1-e- (v / L) T ) ....................... (3) Therefore, when considering the data in intervals of T seconds, η N (m 3 )
The gas becomes η n + 1 after T seconds by using (2) and (3).

【0011】 ηn+1=ηnー(v/L)T+(L/v)φ(1ーeー(v/L)T) ....(4) 疑似ヤード半径は、平面的なプラントについては、L=
(S/π)1/2、立体的なプラントについてはL=
(3V/4π)1/3で決定される。但しSはプラント
面積、Vはプラント容積を示す。十分大きいTにわたる
時間平均に対しては、式(4)は次のように表せる。
Η n + 1 = η n e- (v / L) T + (L / v) φ (1-e- (v / L) T ) .... (4) The pseudo yard radius is a plane For a typical plant, L =
(S / π) 1/2, for a three-dimensional plant L =
(3V / 4π) 1/3 is determined. However, S shows a plant area and V shows a plant volume. For a time average over a sufficiently large T, equation (4) can be expressed as:

【0012】 ηAV=(L/vAV)φAV .............................(4)’ これより全センサー平均BGL濃度CAVは、これまでの
定義を用いて、 CAV=μ(L/vAVV)φAV ...........................(5) μ:判定のための補正係数 と表現される。実際に観測される全センサーの平均値か
ら予想BGL濃度
Η AV = (L / v AV ) φ AV ........................ (4) ' The sensor average BGL concentration C AV is C AV = μ (L / v AV V) φ AV ..................... (5) μ: Expressed as a correction coefficient for judgment. Expected BGL concentration from the average value of all sensors actually observed

【0013】[0013]

【外1】 を差し引いた補正センサーデータを監視することで新規
の異常漏洩を検知する。即ち、
[Outer 1] A new abnormal leak is detected by monitoring the corrected sensor data after subtracting. That is,

【0014】[0014]

【数1】 ならば、新規漏洩無し。[Equation 1] Then, there is no new leak.

【0015】[0015]

【数2】 ならば、新規漏洩発生。[Equation 2] Then, a new leak occurs.

【0016】δCは、適切に設定されたしきい値パラメ
ータである。ここで平均時間Tの取り方は、当該システ
ム設置場所に固有な気象条件の変化などに合わせて決定
される。 (B)空間相関法 ある一定サンプル時間間隔での各ガスセンサーのBGL
時間平均値相互間の相関関係を調べると、時刻に依らな
いある一定の関係が存在し、これが対象プラント固有の
空間的な特性を表していることが分かった。常時プラン
トの中を浮遊しているBGLガスは短期的には、その時
刻における風向風速データに従って変化するが、一定時
間にわたる時間平均を取ると、BGLガスのセンサーデ
ータ間の関係は、機器が多数密集したプラントの中のガ
ス移動経路に関連したなんらかのパターンを表現するも
のと考えられる。
ΔC is an appropriately set threshold parameter. Here, how to take the average time T is determined in accordance with changes in the weather conditions peculiar to the system installation place. (B) Spatial correlation method BGL of each gas sensor at a certain sampling time interval
When the correlation between the time averages was examined, it was found that there was a certain relation that did not depend on the time, and that this represented the spatial characteristics peculiar to the target plant. In the short term, the BGL gas that is constantly floating in the plant changes according to the wind direction and wind speed data at that time, but if the time average is taken over a certain period of time, the relationship between the BGL gas sensor data will vary depending on the equipment. It is thought to represent some pattern associated with gas transfer paths in a dense plant.

【0017】今、対象ヤード内の総漏洩量をφ(m3)
とすると、全センサー平均のBGL濃度Cmは、φに比
例するとすると、 Cm=Kφ .......................................(6) 従って、N個のセンサーのBGL濃度の合計は、一定と
なる。
Now, the total amount of leakage in the target yard is φ (m3)
Then, if the average BGL concentration Cm of all sensors is proportional to φ, then Cm = Kφ. ........... (6) Therefore, the total of the BGL concentrations of the N sensors is constant.

【0018】[0018]

【数3】 ここで、仮にC1が0.5*C1に変化した時、同時に隣接す
るC2とC3とが1.2*C2、1.3*C3にそれぞれ変わること
が有りうるかもしれない。そこで適当な重み係数a=
(a1、a2、......、aN)を導入しても(7)式の総
和一定は成立すると考えられる。
[Equation 3] Here, if C 1 changes to 0.5 * C 1 , there is a possibility that C 2 and C 3 adjacent to each other may change to 1.2 * C 2 and 1.3 * C 3 , respectively. Therefore, an appropriate weighting factor a =
Even if (a 1 , a 2 , ..., A N ) is introduced, it is considered that the sum total constant of the equation (7) holds.

【0019】 [ai][CjT=一定 (Σai*Ci=K) ..........(8) [ai]はBGL分布のパターンに影響を及ぼす空間ベ
クトルと考えられる。式(8)よりi番目のBGL値を
表すと
[A i ] [C j ] T = constant (Σa i * C i = K) ... (8) [a i ] is a space that affects the pattern of the BGL distribution Considered as a vector. Representing the i-th BGL value from equation (8)

【0020】[0020]

【数4】 これを書き直すと、[Equation 4] If you rewrite this,

【0021】[0021]

【数5】 センサーiのBGL濃度が、それ以外のセンサーが示す
BGL濃度の線形和プラス定数項で表せる。ここで係数
j’はセンサーiとセンサーjとの間に存在する空間的
な相関を表わす係数である。過去に採取されたBGL濃
度の時系列データがあるとすれば、これを用いて回帰分
析を行うと各センサーのBGL推定値
[Equation 5] The BGL concentration of the sensor i can be expressed by the linear sum of the BGL concentrations of other sensors plus a constant term. Here, the coefficient a j 'is a coefficient representing the spatial correlation existing between the sensor i and the sensor j. If there is time series data of BGL concentration collected in the past, BGL estimated value of each sensor when regression analysis is performed using this.

【0022】[0022]

【外2】 を求める式(9)’が作成される。新たに観測されたセ
ンサーiの濃度Ciと、これまでの空間相関係数を用いて
推定されたセンサーiとの差に注目すれば次のようにし
て新規の漏洩を検知することができる。
[Outside 2] Formula (9) 'for calculating is created. Focusing on the difference between the newly observed concentration C i of the sensor i and the sensor i estimated using the spatial correlation coefficient up to this point, a new leak can be detected as follows.

【0023】[0023]

【数6】 なら新規漏洩なし。[Equation 6] Then there is no new leak.

【0024】[0024]

【数7】 なら新規漏洩あり。但し、kは1からnの整数。φは1
か0かの値をとる2値変数である。
[Equation 7] Then there is a new leak. However, k is an integer from 1 to n. φ is 1
It is a binary variable that takes a value of 0 or 0.

【0025】[0025]

【数8】 の時、φi=1 の時、φi=0、 Δは適切なしきい値である。 (C)統計的検定による方法 ガスセンサーにて測定されたBGLの時刻歴の変動パタ
ーン(基準データブロック)とある時間区間で採取され
た最新のデータ時系列(カレントブロック)とのマッチ
ングを統計的に行う方法(ノンパラメトリック検定)と
して、例えば連検定(Run Test)あるいは、Man-Whitney
のU検定などがある。
[Equation 8] When, when φ i = 1, φ i = 0, Δ is the appropriate threshold. (C) Method by statistical test Matching between the fluctuation pattern of BGL time history measured by the gas sensor (reference data block) and the latest data time series (current block) collected in a certain time interval is statistically performed. As a method (non-parametric test) to be performed on, for example, run test or Man-Whitney
There is a U test.

【0026】ここでは、U検定を用いた新規漏洩の有無
の判定法について述べる。今、先のマクロマスバランス
法で定義したBGL総量φを各時刻において計算して、
φの時系列データを作成しておく。カレントブロックの
BGL総量時系列データ数をN1、基準ブロックのBG
L総量時系列データ数N2とする。合計N1+N2個存在
する両方のBGL総量データを大きい順に並べ、その内
カレントブロックに属するBGL総量データの順位を合
計し、これをR1とする。この時、 U = N1N2+N1(N1+1)/2 - R1 E = N1N2/2 , V = N1N2(N1+N2+1)/12 Z = (U-E)V/2 で求められるZが、設定した回数以上連続してU検定の
しきい値を上回った場合、漏洩ありと判断する。
Here, a method of judging the presence or absence of new leakage using the U test will be described. Now, calculate the BGL total amount φ defined by the previous macro mass balance method at each time,
Create φ time series data. The number of BGL total time series data of the current block is N 1 , and the BG of the reference block is BG
Let L be the total amount of time-series data, N 2 . Both of the N 1 + N 2 total BGL total amount data are arranged in descending order, and the ranks of the BGL total amount data belonging to the current block are summed, and this is designated as R 1 . In this, U = N 1 N 2 + N 1 (N 1 +1) / 2 - R 1 E = N 1 N 2/2, V = N 1 N 2 (N 1 + N 2 +1) / 12 Z = If (Z) obtained by (UE) V / 2 exceeds the threshold of U-test continuously for a set number of times or more, it is determined that there is a leak.

【0027】Zの判定しきい値は検定の有意水準に応じ
て決定される。例えば、発明者らの実際の検証試験では
以下のように決定し、新規漏洩量がBGL総量の倍以上
であれば、20分以内の検知確率が95%以上、誤報率
は15%以下の成績であった。 新規漏洩識別周
期 : 1分 漏洩検知に必要な連続検定回数: 20回 U検定のしきい値 : 90 %有意水準 Z
=1.65 95 %有意水準 Z=1.96 99 %有意水準
Z=2.57 99.8 %有意水準 Z=3.09 また請求項3に述べる高感度ガス検知器の大気温度およ
び湿度変化による影響の補正は以下による。 ある一つの温度および湿度条件で測定した大気中の可
燃性ガス濃度とセンサーの指示値の関係(以下「基準検
量線」と呼ぶ)を知っておく。 異なる温度および湿度条件における可燃性ガス濃度が
「零」の時のセンサー指示(以下「零点」と呼ぶ)と、
この「零点」と「基準検量線」の「零点」の差分をその
条件下における可燃性ガス測定時のセンサー指示から差
し引く。(以下「補正指示値」と呼ぶ)「補正指示値」
を「基準検量線」に当てはめ、可燃性ガスの測定値の補
正値を得る。 可燃性ガス検知対象施設においては固定点に設置した
センサーは測定時においては、何等かの漏洩が発生して
いるかも知れず、そのため「零点」を示しているとは限
らない。このため、測定点とほぼ同じ温度および湿度条
件で可燃性ガスの殆ど存在しない条件で「零点」を測定
する必要がある。しかるに、固定点に設置したセンサー
を日間の「零点」変動に追従して、頻繁にそれらの条件
下に置くのは困難である。そこで施設内のセンサーを代
表して「零点」を常時測定するための独立のセンサー
(以下「補正用センサー」と呼ぶ)を設置し、その「零
点」の変動を他のセンサーの変動の補正に用いる。
The determination threshold of Z is determined according to the significance level of the test. For example, in the actual verification test by the inventors, the following determination was made, and if the new leakage amount is more than twice the total BGL amount, the detection probability within 20 minutes is 95% or more, and the false alarm rate is 15% or less. Met. New leak identification cycle: 1 minute Number of consecutive tests required for leak detection: 20 times U-test threshold: 90% Significance level Z
= 1.65 95% significance level Z = 1.96 99% significance level
Z = 2.57 99.8% significance level Z = 3.09 Further, the correction of the influence of atmospheric temperature and humidity change of the high sensitivity gas detector described in claim 3 is as follows. Know the relationship between the concentration of combustible gas in the atmosphere measured under a certain temperature and humidity condition and the indicated value of the sensor (hereinafter referred to as "reference calibration curve"). Sensor indication when the flammable gas concentration is "zero" under different temperature and humidity conditions (hereinafter called "zero point"),
The difference between the "zero point" and the "zero point" of the "reference calibration curve" is subtracted from the sensor instruction when measuring the flammable gas under the conditions. (Hereinafter referred to as "correction instruction value") "correction instruction value"
Is applied to the “reference calibration curve” to obtain a correction value for the measured value of flammable gas. A sensor installed at a fixed point in a facility subject to detection of flammable gas may have some leakage at the time of measurement, and therefore does not always indicate a "zero point". For this reason, it is necessary to measure the "zero point" under the conditions of almost the same temperature and humidity as the measurement point and in the presence of almost no combustible gas. However, it is difficult for a sensor installed at a fixed point to track the "zero point" fluctuations of a day and to be frequently under those conditions. Therefore, on behalf of the sensors in the facility, an independent sensor for constantly measuring the "zero point" (hereinafter referred to as "correction sensor") is installed, and the fluctuation of the "zero point" is used to correct the fluctuations of other sensors. To use.

【0028】可燃性ガス検知対象施設の近傍の温度およ
び湿度条件が同等に近く、かつ可燃性ガスの殆ど来ない
場所を選び、高感度センサーを設置し「補正用センサ
ー」とする。これらの条件を完全に満たす理想的な場所
は存在しがたいが、不完全な条件下でも本発明の補正効
果が皆無になるという訳ではない。これらの条件を補う
ために、大気中の水分のみを選択的に透過させる特殊な
樹脂膜などでセンサーを覆う方法、及びセンサーのガス
検知部に通過する大気中の可燃性ガスのみを補足する吸
着剤の使用も考えられる。
Select a location near the combustible gas detection target facility where the temperature and humidity conditions are nearly equal and almost no combustible gas comes, and install a high-sensitivity sensor as a "correction sensor". Although it is difficult to find an ideal place that completely satisfies these conditions, the correction effect of the present invention does not disappear even under incomplete conditions. In order to compensate for these conditions, a method of covering the sensor with a special resin film that selectively permeates only moisture in the atmosphere, and adsorption that supplements only the flammable gas in the atmosphere that passes through the gas detection part of the sensor The use of agents is also conceivable.

【0029】「補正用センサー」は他のセンサーの基準
となるものであるから、コストの制約の範囲内で、故障
に対する配慮と測定値の信頼性を考慮して待機冗長セン
サーの設置が望ましい。しかし補正用センサーからの零
点ドリフトの情報は、他のすべてのセンサーについて適
用されるので、機能上は1台あればよい。これらの手段
による新規漏洩の検知精度は、誤報(新規漏洩がない時
に発報)と欠報(新規漏洩時に発報しないこと)の発生
率によって評価される。BGL総量Qm3/hrとした場
合、本発明はその1.5倍程度の漏洩量の新規漏洩を、1
0%以下の誤報率および欠報率(新規漏洩継続時間と発
報時間との時間比率で定義したもの)で発見できる。但
し、目標とする限界誤報率および欠報率はプラント運転
員の心理的反応に合わせて調整が可能である。
Since the "correction sensor" serves as a reference for other sensors, it is desirable to install a standby redundant sensor in consideration of failure and reliability of measured values within the scope of cost constraint. However, since the information on the zero point drift from the correction sensor is applied to all the other sensors, only one functionally needs to be used. The accuracy of detecting a new leak by these means is evaluated by the incidences of false alarms (reporting when there is no new leak) and missing reports (not reporting when there is a new leak). When the total amount of BGL is Qm3 / hr, the present invention provides a new leakage of about 1.5 times as much as 1 leakage.
It can be found with a false alarm rate and missing rate of 0% or less (defined by the time ratio of the new leakage continuation time and the reporting time). However, the target marginal false alarm rate and missing alarm rate can be adjusted according to the psychological reaction of the plant operator.

【0030】即ち、前者のマクロマスバランス法では補
正センサデータに対するしきい値(実測値から予想BG
L濃度を差し引いたもの)、後者の空間相関法ではパラ
メータk(n個のセンサの内k個以上がしきい値を超え
た時に新規漏洩と見做す)などの取り方によって調整が
可能である。前者ではしきい値を上げるほど、また後者
ではパラメータkを上げるほど、誤報は減少するが、一
方欠報も上昇する。従って、アラーム発生の方法も画一
的な扱いをしないで、まず若干の誤報はあっても低い欠
報率となるようなパラメータを設定し注意報を発し、そ
の後の追加情報を参考にして、より誤報の低いパラメー
タによる警報を発するような二段階方式とすることも現
実的な対応策である。
That is, in the former macro mass balance method, the threshold value for the corrected sensor data (from the actual measurement value to the predicted BG
In the latter spatial correlation method, it is possible to make adjustments by taking parameters such as parameter k (when more than k out of n sensors exceed the threshold value, it is considered as a new leak). is there. In the former case, the higher the threshold value and in the latter case, the higher the parameter k is, the more false alarms decrease, but the false alarm increases. Therefore, do not treat alarms in a uniform manner, first set a parameter that produces a low miss rate even if there are some false alarms, issue a caution, and then refer to additional information after that. It is also a practical countermeasure to adopt a two-step method that issues an alarm with a parameter with a lower false alarm.

【0031】[0031]

【作用】建設以来長い年月の運転を経過したプラント
は、配管ガスケットやポンプ軸封部などの経年劣化部品
からの可燃性ガスの漏洩による火災や爆発事故の可能性
が高いため、早期に微少量のガス拡散を検知したいとい
うニーズがある。そのために、法規制による警報設定値
である爆発下限界濃度の1/4をはるかに下回る低濃度
領域まで検知することのできる熱線半導体式などの工業
用ガスセンサーが市販されるようになり、これらの高感
度センサーが耐用年数の過ぎた旧式のセンサーと交替し
つつある。
[Operation] A plant that has been in operation for a long time since construction has a high possibility of fire or explosion due to leakage of flammable gas from aged deterioration parts such as piping gaskets and pump shaft sealing parts, so early There is a need to detect small amounts of gas diffusion. Therefore, industrial gas sensors such as hot-wire semiconductor type sensors that can detect low concentration regions far below the lower limit concentration of explosion, which is an alarm set value by law, have come to be marketed. Sensitive sensors are replacing older sensors that have reached the end of their useful life.

【0032】しかしながら、実際の既設プラントにおい
ては、常時極く微少のBGLが存在しているために、せ
っかく高感度ガスセンサーを設置しても、新規の異常漏
洩の兆候となる信号が、このBGLの中に埋もれてしま
い、上記のニーズを達成できなかった。また、このよう
なBGL環境下で新規漏洩を検出する際には、本来発報
せねばならない時に発報しないエラー(欠報)と、発報
してはならない時に発報してしまうエラー(誤報)とい
う、互いに相反する二つのエラーモードをいかにして合
理的にトレードオフするかという問題に直面する。
However, in an actual existing plant, since very small BGLs are always present, even if a high-sensitivity gas sensor is installed, a signal that is a sign of a new abnormal leak is generated by this BGL. It was buried in the inside and could not achieve the above needs. In addition, when detecting a new leak under such a BGL environment, an error (not reported) that is not issued when originally required to be issued and an error that is issued when not issued (misreport) I face the problem of how to reasonably trade off two conflicting error modes.

【0033】本発明は、プラント内に複数設置された高
感度センサーで測定されたBGL濃度の時系列データ、
並びにその時の風速・風向の時系列データを統計的に処
理し、当該プラントに特有のBGLの時間的・空間的な
性質を抽出して、そのその統計的性質から推定されるガ
ス濃度値を、時々刻々採取されるガスセンサーデータか
ら差し引いた時系列を監視するか、またはBGLの統計
的性質そのものを監視することによって、新規漏洩を検
出することを可能とする。実プラントにおける模擬漏洩
試験により、本発明で提案する発見法は、上記の誤報率
および欠報率のトレードオフを合理的に管理でき、とも
に充分使用に耐えるまでに低減させることが確認されて
いる。
The present invention provides time-series data of BGL concentration measured by a plurality of high-sensitivity sensors installed in the plant,
And, the time series data of the wind speed and the wind direction at that time are statistically processed, the temporal and spatial properties of BGL peculiar to the plant are extracted, and the gas concentration value estimated from the statistical properties is calculated. It is possible to detect new leaks by monitoring the time series subtracted from the gas sensor data taken from moment to moment, or by monitoring the statistical nature of BGL itself. It has been confirmed by a simulated leakage test in an actual plant that the discovery method proposed in the present invention can reasonably manage the tradeoff between the false alarm rate and the missing rate, and reduce both until it is sufficiently used. .

【0034】更に、BGL環境下における新規漏洩の発
見を有効に活用するために、本発明はガスセンサー自身
の温度湿度変化による零点ドリフトを常時自動的に補正
する方法を提案している。これにより微少なガス濃度変
化から新規漏洩の兆候を、より顕著に識別することが可
能となる。
Further, in order to effectively utilize the discovery of a new leak under the BGL environment, the present invention proposes a method for always automatically correcting the zero point drift due to the temperature and humidity changes of the gas sensor itself. This makes it possible to more markedly identify the sign of new leakage from a slight change in gas concentration.

【0035】[0035]

【実施例】次に、「ガス、蒸気等の漏洩検知システム、
風向風速測定装置(特開平05ー231979)」の実
施例にしめす設備に対して、本発明を適用した実施例に
ついて図面を参照して説明する。但し、本発明は以下に
述べる多点サンプリングモジュールを用いた実施例にの
み限定されるものではなく、従来の点監視方式のガス検
知システムにおいても高感度センサーを微少漏洩ガス雰
囲気下で使用する場合には適用可能である。対象とした
プラント:図1は、本発明の一実施例の漏洩地点及びガ
ス漏洩検知システムが設置されたプラントの平面図であ
る。本実施例は液化エチレン製造プラントに適用された
一実施例で、図1に示すように、L1XL2=80mX
50mのプラントヤード40内にサンプリングモジュー
ル10とセンサーモジュール20からなる8セットのモ
ジュールセットM1、M2、M3、M4、M5、M6、M7
8が設置されている。サンプリングモジュール10、
およびセンサーモジュール20は特開平05−2319
79のものと同一のものを用いた。
[Example] Next, "leak detection system for gas, steam, etc.,
An embodiment in which the present invention is applied to the equipment shown in the embodiment of the wind direction and wind speed measuring device (Japanese Patent Laid-Open No. 05-231979) will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiment using the multi-point sampling module described below, and in the case of using a high-sensitivity sensor in a minute leak gas atmosphere even in the conventional point monitoring type gas detection system. Is applicable to. Target Plant: FIG. 1 is a plan view of a plant in which a leak point and a gas leak detection system according to an embodiment of the present invention are installed. This example is an example applied to a liquefied ethylene production plant, and as shown in FIG. 1, L1XL2 = 80 mX
Eight sets of module sets M 1 , M 2 , M 3 , M 4 , M 5 , M 6 , M 7 , consisting of the sampling module 10 and the sensor module 20 in a plant yard 40 of 50 m.
M 8 is installed. Sampling module 10,
Also, the sensor module 20 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-2319.
The same as 79 was used.

【0036】サンプリングモジュール10は地上2ー3
mの高さに配置され、ねじがガス管の側面に2m間隔で
取付けられ、両端が開いた20個の空気導管と、空気導
管と接続され、雨水の侵入を防ぐために先端に多孔板が
取付けられている円錐形の空気サンプラーとからなり、
ガス管は中央部からセンサーモジュールを経て吸引ポン
プに接続されている。
The sampling module 10 is 2-3 above the ground.
It is placed at a height of m, screws are attached to the side of the gas pipe at intervals of 2 m, 20 air conduits open at both ends and connected to the air conduit, and a perforated plate is attached to the tip to prevent rainwater from entering. Conical air sampler
The gas pipe is connected to the suction pump from the center through the sensor module.

【0037】サンプリングモジュール10で収集された
空気はサンプル空気入り口ノズルから筐体内に導入さ
れ、筐体の片半部分に入り、バッフル板によって隔てら
れた空間を上昇し、パンチプレートの円筒側面に開けら
れた複数の穴からセンサー内部に入り、ガスセンサーの
周囲を流れて筐体の片半部分を下降し、サンプル空気出
口ノズルから吸引ポンプに引かれ、ポンプ出口から大気
に放出される。ガスセンサーはこの場合、エチレンガス
の検知センサーである。一般的に本発明をプラントに適
用する場合は、そのプラントで取り扱う物質のセンサー
を使用するが、現時点で最も望ましい機種は熱線半導体
式のセンサーであり、多種のものが市販されている。検
知感度は高い程よいが、1ー10ppm程度が望ましい。
検知された信号は信号線を経てデータ処理装置へ送られ
る。各センサーモジュール20で検知された、各サンプ
リングモジュール10で収集された大気中のガス濃度
と、風向風速測定装置30で測定されたデータはデータ
処理装置に伝送される。高感度センサーの温度および湿
度補正:図2は熱線半導体式ガスセンサーのエチレンに
対する検量線を示す。これより見るとセンサー指示値
は、相対湿度の差によっては逆転する場合もあるが、絶
対湿度に対しては正の相関があることが判る。従ってあ
る程度の誤差を許容すれば絶対湿度を用いた指示値の補
正は可能である。本発明にかかる熱線半導体式ガスセン
サーの測定誤差補正法の原理を図3に示す。
The air collected by the sampling module 10 is introduced into the housing from the sample air inlet nozzle, enters one half of the housing, rises in the space separated by the baffle plate, and is opened on the cylindrical side surface of the punch plate. The gas enters the inside of the sensor through a plurality of holes provided, flows around the gas sensor, moves down one half of the housing, is drawn by the suction pump from the sample air outlet nozzle, and is discharged to the atmosphere from the pump outlet. The gas sensor is in this case a detection sensor for ethylene gas. Generally, when the present invention is applied to a plant, a sensor for a substance handled in the plant is used, but the most preferable model at the present time is a hot wire semiconductor type sensor, and various types are commercially available. The higher the detection sensitivity, the better, but about 1-10 ppm is desirable.
The detected signal is sent to the data processing device via the signal line. The atmospheric gas concentration collected by each sampling module 10 detected by each sensor module 20 and the data measured by the wind direction and wind speed measuring device 30 are transmitted to a data processing device. Temperature and humidity correction of high sensitivity sensor: FIG. 2 shows the calibration curve for ethylene of the hot wire semiconductor gas sensor. From this, it can be seen that the sensor indicated value may be reversed depending on the difference in relative humidity, but has a positive correlation with absolute humidity. Therefore, if some error is allowed, the indicated value can be corrected using the absolute humidity. FIG. 3 shows the principle of the measurement error correction method for the hot wire semiconductor gas sensor according to the present invention.

【0038】本発明者らは「検量線」を代数式で近似す
ることを検討した。その結果以下の3つの式を得た。 1)エチレン濃度が5ppm以下の時 I=kC+I0 .....................................(10) 2)エチレン濃度が5ppm以上の時 I=a(logC)n+c ..................................(11) または I=a’(logC)2+b’(logC)+c’ .......(12) ここで、各文字は以下を示す。
The present inventors examined the approximation of the “calibration curve” with an algebraic expression. As a result, the following three formulas were obtained. 1) When ethylene concentration is 5ppm or less I = kC + I 0 ..................... (10) 2) When the ethylene concentration is 5 ppm or more I = a (logC) n + c .............................. .... (11) or I = a '(logC) 2 + b' (logC) + c '... (12) Here, each character shows the following.

【0039】 I :センサーの指示値(上限値に対する%) I0 :センサーの「零点」指示値(上限値に対する%) C :エチレン濃度(ppm) k、a、n、c、a’、b’、c’:代数式の各係数 さらに、図2よりエチレン濃度が低い範囲では温度およ
び湿度条件の異なる各「検量線」がほぼ平行であること
から、温度/湿度条件の相違による半導体式ガスセンサ
ーの「検量線」を縦軸方向へ移動すると互いにほぼ重な
ることが判明した。
I: Sensor indicated value (% to upper limit) I 0 : Sensor “zero point” indicated value (% to upper limit) C: Ethylene concentration (ppm) k, a, n, c, a ′, b ', C': Coefficients of algebraic formula Further, as shown in Fig. 2, since the "calibration curves" under different temperature and humidity conditions are almost parallel in the range where the ethylene concentration is low, the semiconductor gas sensor due to the difference in temperature / humidity conditions It was found that when the "calibration curves" of (1) were moved in the direction of the vertical axis, they almost overlap each other.

【0040】ある一つの温度および湿度条件で測定した
大気中の可燃性ガス濃度とセンサー指示値の関係ー「基
準検量線」が得られているが、実際には使用中に温度お
よび湿度の影響によりこの検量線が変動する。そのため
に、先に述べた「補正用センサー」によって温湿度の影
響による「零点」の変動分ΔIを知れば、センサー指示
値Iを(IーΔI)に置き換えて検量線に代入すれば、
その濃度が10ppm以下の領域ではかなりよい近似として
温度および湿度の補正後のガス濃度を知ることができ
る。 1)エチレン濃度が5ppm以下の時 IーΔI=kC+I0 ............................(10)’ 2)エチレン濃度が5ppm以上の時 IーΔI=a(logC)n+c ....................(11)’ または IーΔI=a’(logC)2+b’(logC)+c’..(12)’ また、以上の方法によるセンサー補正の頻度はなるべく
頻繁なことが望ましいが、測定データの通信、演算に用
いる装置の能力と価格を考慮して1分から1時間に1回
の範囲が妥当である。日本国内の気象条件では5分から
20分の範囲が望ましい。
[0040] The relationship between the concentration of combustible gas in the atmosphere measured under a certain temperature and humidity condition and the sensor indicated value-a "standard calibration curve" has been obtained, but in reality, the influence of temperature and humidity during use This causes the calibration curve to change. Therefore, if the change amount ΔI of the “zero point” due to the influence of temperature and humidity is known by the “correction sensor” described above, if the sensor indication value I is replaced with (I−ΔI) and substituted into the calibration curve,
In the region where the concentration is 10 ppm or less, the gas concentration after temperature and humidity correction can be known as a fairly good approximation. 1) When the ethylene concentration is 5 ppm or less I-ΔI = kC + I0 ............ (10) '2) Ethylene concentration Is 5ppm or more I-ΔI = a (logC) n + c (11) 'or I-ΔI = a' (logC) 2 + b ' (LogC) + c '.. (12)' Also, it is desirable that the frequency of sensor correction by the above method is as frequent as possible, but considering the capacity and price of the device used for communication of measurement data and calculation, 1 to 1 A range of once per hour is reasonable. The range of 5 to 20 minutes is desirable under the weather conditions in Japan.

【0041】図1のプラントではプラント外縁から50
mの距離にある事務所のプラント側の反対の屋外に1台
の同種のセンサーを設置し「補正用センサー」とした。
この「補正用センサー」の周辺で大気をポリウレタン樹
脂製のガスサンプルバッグに採取し、温度/湿度の影響
を正しく評価するため、採取後20分以内に、この大気
で全センサーの「零点」を測定した。確認のために、こ
の大気のガスクロマトグラフ法による分析を行ない、同
ガスには水素及び炭化水素が混入していないことを確認
した。表1は異なった大気条件のもとで測定した「零
点」の指示値である。次に、これと同じ50リットルの
大気をガスサンプルバッグに採取し、99.9%以上の
エチレンを注入希釈して調整したエチレン濃度が0、
5、20、50、200ppmの試料ガスを用いて、各
センサーの指示値を記録し、検量線を決定する。表2
は、その結果えられた前述の式(11)〜(12)の係
数である。表3と表4に示すように、上記の補正をしな
かった場合と補正をした場合の測定濃度の差異は10pp
m以下の低濃度領域ではかなり低減されていることが判
る。BGL環境下での新規漏洩検知:上記の補正を施し
たセンサーデータを監視しているとプラント内に存在す
る10ppm以下のBGLが検知可能となる。このよう
なBGL環境下で人為的に模擬漏洩を発生させた時、サ
ンプリングモジュールで観測されたデータは、図4に示
すように、新規漏洩がいつ始まって、いつ終了したかと
いうことについて、そのままでは明瞭な情報を与えてく
れない。
In the plant of FIG. 1, 50 from the outer edge of the plant.
One sensor of the same type was installed outdoors, opposite the plant side of the office at a distance of m, and was used as a "correction sensor".
Atmosphere around this "correction sensor" was sampled in a polyurethane resin gas sample bag, and in order to accurately evaluate the effect of temperature / humidity, the "zero point" of all sensors was measured within 20 minutes after sampling. It was measured. For confirmation, this atmosphere was analyzed by gas chromatography and it was confirmed that hydrogen and hydrocarbon were not mixed in the gas. Table 1 shows the "zero point" readings measured under different atmospheric conditions. Next, the same 50 liters of atmospheric air was sampled in a gas sample bag, and ethylene concentration adjusted by injecting and diluting 99.9% or more of ethylene was 0,
Using the sample gas of 5, 20, 50 and 200 ppm, the indicated value of each sensor is recorded and the calibration curve is determined. Table 2
Is the coefficient of the above-mentioned formulas (11) to (12) obtained as a result. As shown in Tables 3 and 4, the difference in the measured concentration between the case without the above correction and the case with the above correction is 10 pp.
It can be seen that it is considerably reduced in the low concentration region of m or less. New leakage detection under BGL environment: Monitoring sensor data with the above correction enables detection of BGL of 10 ppm or less existing in the plant. When artificial leakage is artificially generated in such a BGL environment, the data observed by the sampling module is, as shown in FIG. 4, the same as to when the new leakage started and when it ended. Does not give clear information.

【0042】そこで先に述べた二つの方法(マクロマス
バランス法あるいは空間相関法)を用い、BGL環境下
で新規漏洩の判別を行なった。運転中の実プラントでは
安全上の理由から、模擬漏洩量を無制限に増やす訳には
いかないため、定期修理時(BGLの無い環境)に実施
した漏洩量5m3/hrの実験で観測したセンサーデー
タを比例倍して、5m3/hr以上の模擬漏洩試験のデ
ータ(BGLの無い環境)を作成した。これらのデータ
に、気象条件が定期修理時と類似した日のBGLデータ
を重ね合わせることによって、BGL環境下での模擬漏
洩実験データを作成することが可能である。
Therefore, the above-described two methods (macro mass balance method or spatial correlation method) were used to determine the new leakage under the BGL environment. For safety reasons, it is not possible to increase the simulated leak amount indefinitely at the actual plant in operation. Therefore, the sensor data observed in the experiment with a leak amount of 5 m 3 / hr performed at the time of regular repair (environment without BGL) Was proportionally multiplied to prepare data of a simulated leak test of 5 m 3 / hr or more (environment without BGL). By superimposing BGL data on a day when the weather condition is similar to that at the time of regular repair, it is possible to create simulated leak test data under the BGL environment.

【0043】これらの模擬漏洩実験データに対して、上
記の二つの方法がどの程度の新規漏洩検知精度を有し、
あるいはBGL環境下で最低どれくらいの新規漏洩量ま
で検知可能かを評価するため、誤報率及び欠報率を次の
ように定義した。
With respect to these simulated leak test data, how much new leak detection accuracy the above two methods have,
Alternatively, in order to evaluate at least how much new leak amount can be detected under the BGL environment, the false alarm rate and the missed report rate are defined as follows.

【0044】誤報率:データ収集時間内で、新規漏洩が
無い時間に占める発報時間の割合。
False alarm rate: The ratio of alarm time to the time when there is no new leakage within the data collection time.

【0045】欠報率:データ収集時間内で、新規漏洩継
続時間に占める発報しなかった時間割合。
Missing alarm rate: The ratio of the time during which no alarm is reported to the new leakage duration within the data collection time.

【0046】このような定義で本発明で提案する方法を
評価すると、図5(空間相関法)、図6(マクロマスバ
ランス法)に示すような成績であった。誤報率及び欠報
率は一方を改善すると、他方が悪化する傾向から逃れよ
うがない。当然ながら、新規漏洩量が大きいほど判定が
明瞭になってくる。今、仮に判定の許容基準を「誤報
率、欠報率ともに10%以下」とすれば、二つの方法の
検知成績は次の通りであった。この時のBGL総量はお
およそ5ー10m3/hr程度である。
When the method proposed in the present invention was evaluated with such a definition, the results were as shown in FIG. 5 (spatial correlation method) and FIG. 6 (macro mass balance method). When one of the false alarm rate and the missed report rate improves, the other tends to worsen. Of course, the larger the new leakage amount, the clearer the judgment becomes. Now, assuming that the acceptance criterion for determination is “both false alarm rate and missed report rate are 10% or less”, the detection results of the two methods are as follows. The total amount of BGL at this time is about 5-10 m 3 / hr.

【0047】 空間相関法 マクロマスバランス法 (1)最小新規漏洩量 12m3/hr 6ー10m3/hr (2)推奨発報基準 全モジュール中の6 しきい値4.0-4.5ppm パラメータ ないし7個が発報。 Spatial correlation method Macromass balance method (1) Minimum new leak amount 12m 3 / hr 6-10m 3 / hr (2) Recommended reporting standard 6 thresholds in all modules 4.0-4.5ppm parameters or 7 Is issued.

【0048】ここで仮定した判定の許容基準「誤報率、
欠報率共に10%以下」の妥当性は、プラント運転者の
主観によって変わりうる。ここで述べた実施例の結果を
すべて一般化することは難しいが、15m3/hr程度
の新規漏洩に対してはかなり低い誤報および欠報率で判
定が可能である。
The permissible criterion for the determination assumed here is the "false alarm rate,
The adequacy of “both miss rates are 10% or less” may vary depending on the subjectivity of the plant operator. Although it is difficult to generalize all the results of the examples described here, it is possible to make a judgment with a considerably low false alarm and missing rate for a new leakage of about 15 m 3 / hr.

【0049】[0049]

【表1】 異なった大気条件で測定した熱線半導体式ガスセンサー
の「零点」指示値を示す表である。
[Table 1] It is a table | surface which shows the "zero point" indication value of the heat ray semiconductor type gas sensor measured on different atmospheric conditions.

【0050】[0050]

【表2】 熱線半導体式ガスセンサーの「基準検量線」の係数を示
す表である。
[Table 2] It is a table which shows the coefficient of the "standard calibration curve" of a heat ray semiconductor type gas sensor.

【0051】[0051]

【表3】 [Table 3]

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明は、BGL変動の統計的性質を抽
出し、これを用いて得られた推定BGLをガスセンサー
から除去したものを監視しているため以下の効果があ
る。 法規で定める発報基準以下であるが、実際のプラント
ヤードに常時存在する微少漏洩によるBGL環境下で
も、新規漏洩の発報が容易に行える。 微少漏洩によるBGL環境下でも低い誤報率および欠
報率で、新規漏洩の判定が可能となる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has the following effects because the statistical property of BGL fluctuation is extracted and the estimated BGL obtained by using it is monitored from the gas sensor. Although it is less than the reporting standard defined by law, it is possible to easily report a new leakage even in a BGL environment due to a minute leakage that always exists in the actual plant yard. Even in a BGL environment due to a minute leak, it is possible to determine a new leak with a low false alarm rate and a low miss rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の検知システムが適用されたプ
ラントの平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a plant to which a detection system according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】熱線半導体式ガスセンサーのエチレンガスに対
する検量線を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a calibration curve for a hot wire semiconductor gas sensor with respect to ethylene gas.

【図3】熱線半導体式ガスセンサーの測定誤差補正法の
原理を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the principle of a measurement error correction method for a hot wire semiconductor gas sensor.

【図4】BGL環境下での新規漏洩時のガスセンサー指
示値の例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a gas sensor indication value at the time of a new leak under a BGL environment.

【図5】空間相関法によるBGL環境下での新規漏洩検
知の誤報率および欠報率を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a false alarm rate and a false alarm rate of new leakage detection under a BGL environment by a spatial correlation method.

【図6】マクロマスバランス法によるBGL環境下での
新規漏洩検知の誤報および欠報率を示す図である。熱線
半導体式ガスセンサーの温度湿度補正の効果を示す表で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing false alarms and missing-report rates of new leak detection under the BGL environment by the macro mass balance method. It is a table showing the effect of temperature and humidity correction of the hot wire semiconductor gas sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜M7 モジュール 10 サンプリングモジュール 20 センサーモジュール 30 風向・風速測定装置 40 プラントヤードM 1 to M 7 module 10 Sampling module 20 Sensor module 30 Wind direction / speed measuring device 40 Plant yard

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 三郎 大阪府高石市高砂1丁目6番地 三井東圧 化学株式会社内 (72)発明者 土屋 雅彦 千葉県習志野市茜浜2−8−1 東洋エン ジニアリング株式会社内 (72)発明者 岸口 一平太 千葉県習志野市茜浜2−8−1 東洋エン ジニアリング株式会社内 (72)発明者 川内 陽志生 千葉県習志野市茜浜2−8−1 東洋エン ジニアリング株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Saburo Takahashi 1-6 Takasago, Takaishi, Osaka Prefecture Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Tsuchiya 2-8-1, Akanehama, Narashino, Chiba Toyo Engineering Ring Co., Ltd. (72) Inventor Ippanta Kishiguchi 2-8-1 Akanehama, Narashino-shi, Chiba Toyo Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Kawauchi 2-8-1 Akanehama, Narashino, Chiba Toyo Inside Engineering Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微少量の漏洩ガス(BGL)が常時存在
する可燃性または有害物質を取り扱うプラントにおい
て、プラントから漏洩するガスを検知するための高感度
センサー群と、風速風向計と、これらのセンサー信号を
処理するデータ処理システムとから構成されるシステム
を用い、以下のおよびを行なうことを特徴とする微
少漏洩ガス雰囲気下での新規漏洩源の検知方法。 通常時に複数のセンサーで観測されるBGL濃度の時
系列データと風向風速の時系列データとからBGLの統
計的性質を抽出し 上記の統計的性質に基づいて推定されたBGL濃度
を、観測された濃度データから除去したデータを監視す
るか、またはBGLの統計的性質そのものを監視するこ
とによって、新規に発生した異常漏洩を検知する。
1. In a plant that handles combustible or harmful substances in which a very small amount of leaked gas (BGL) is always present, a group of high-sensitivity sensors for detecting gas leaked from the plant, an anemometer, and these sensors. A method for detecting a new leak source in a minute leak gas atmosphere, characterized by performing the following by using a system composed of a data processing system for processing sensor signals. The statistical properties of BGL were extracted from the time-series data of the BGL concentration and the time-series data of the wind direction and wind speed that were normally observed by multiple sensors, and the BGL concentration estimated based on the above statistical properties was observed. A newly generated abnormal leakage is detected by monitoring the data removed from the concentration data or the statistical property of BGL itself.
【請求項2】 マクロマスバランス法、あるいは空間相
関法によりBGLモデルを利用することを特徴とする請
求項1記載の微少漏洩ガス雰囲気下での新規漏洩源の検
知方法。
2. The method for detecting a new leak source in a minute leak gas atmosphere according to claim 1, wherein a BGL model is used by a macro mass balance method or a spatial correlation method.
【請求項3】 下記(イ)(ロ)(ハ)の手順よりな
る、温度湿度変化によるガスセンサーの零点変動に対す
る自動零点補正方法。 (イ)一定の温度湿度条件で既知のサンプルガス濃度
と、これに対するセンサー指示値との相関関係を作成し
ておく。 (ロ)(イ)とは異なる温度湿度条件で測定されたセン
サー指示値を記憶しておく。 (ハ)ガスが実質上存在しないが(ロ)と同じ温度湿度
条件に置かれた、上記の(イ)および(ロ)で使用した
ものとは独立のガスセンサーにより、零点の温度湿度変
化による零点変動を測定し、これを用いて(ロ)のセン
サー指示値を補正する。
3. An automatic zero-point correction method comprising the following steps (a), (b) and (c), for zero-point fluctuations of a gas sensor due to temperature and humidity changes. (A) A correlation between a known sample gas concentration under constant temperature and humidity conditions and a sensor indication value for the sample gas concentration is created. (B) The sensor indication value measured under the temperature and humidity conditions different from (a) is stored. (C) Due to the temperature and humidity changes of the zero point by the gas sensor independent of the one used in (a) and (b) above, which is placed under the same temperature and humidity conditions as (b), but with virtually no gas. The zero point fluctuation is measured, and this is used to correct the sensor reading in (b).
【請求項4】 請求項3の自動零点補正方法をデータ処
理システムに含める請求項1または請求項2記載の新規
漏洩源の検知方法。
4. The method for detecting a novel leakage source according to claim 1, wherein the automatic zero correction method according to claim 3 is included in a data processing system.
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