CN110741419A - 传感器装置及气体监视系统 - Google Patents

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铃木良一
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Abstract

气体监视系统(1)具备检测气体并输出检测结果的至少一个传感器装置(10)、和接收检测结果的网关(20)；传感器装置(10)具有：传感器模块(100)，具有检测气体的气体传感器(105a)；A/D变换器(105c)，对从气体传感器(105a)输出的检测结果进行处理；通信模块(110)，与传感器模块(100)进行通信，并将由A/D变换器(105c)处理后的信息向传感器装置(10)的外部发送；电源部(106)，是传感器模块(100)的电力源；以及电源部(113)，是通信模块的电力源。

Description

传感器装置及气体监视系统
技术领域
本发明涉及对泄漏到地下的气体进行检测的传感器装置及气体监视系统。
背景技术
近年来，在各种领域中有力地进行面向氢能社会的实现的努力。特别是，使用氢作为燃料的燃料电池车及氢站等也被导入到市场，与此相伴，供给氢的管线等基础设施也正在被完善。在这样的状况下，作为确保氢能社会的安全安心的机构，检测氢的泄漏的传感器的重要性增加。
例如，在专利文献1所记载的传感器系统中，在地下(混凝土中)预先配置有多个传感器。多个传感器对与气体及气体以外的环境有关的多个参数进行监视，在将监视的参数进行处理后，通过无线输出至传感器外部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2004－515757号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往的气体检测系统在混凝土中预先配置传感器，所以不能进行更换及检修。因而，有不能应用于总是监视气体的泄漏的气体监视的问题。
本发明的目的是提供一种能够总是监视气体的泄漏的传感器装置及气体监视系统。
用来解决课题的手段
为了解决上述课题，有关本发明的一技术方案的传感器装置，是检测地下的气体的泄漏的传感器装置，具有：传感器模块，具有检测气体的第1传感器；处理电路，对从上述第1传感器输出的检测结果进行处理；通信模块，与上述传感器模块进行通信，并且将由上述处理电路处理后的信息向上述传感器装置的外部发送；第1电源，是上述传感器模块的电力源；以及第2电源，是上述通信模块的电力源。
此外，有关本发明的一技术方案的气体监视系统，是检测地下的气体的泄漏的气体监视系统，具备：至少一个传感器装置，检测上述气体，输出检测结果；以及网关，接收上述检测结果；上述传感器装置具有：传感器模块，具有检测气体的第1传感器；处理电路，对从上述第1传感器输出的检测结果进行处理；通信模块，与上述传感器模块进行通信，并将由上述处理电路处理后的信息向上述传感器装置的外部发送；第1电源，是上述传感器模块的电力源；以及第2电源，是上述通信模块的电力源。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够总是监视气体的泄漏的传感器装置及气体监视系统。
附图说明
图1是有关实施方式1的气体监视系统的整体图。
图2是表示有关实施方式1的传感器装置的结构的框图。
图3A是表示有关实施方式1的传感器装置的结构的立体图。
图3B是图3A所示的IIIB－IIIB线的传感器装置的剖视图。
图4是表示有关实施方式1的传感器电路的结构的框图。
图5是表示有关实施方式1的通信模块的结构的框图。
图6是表示有关实施方式1的传感器模块和通信模块的配置的图。
图7是表示有关实施方式1的传感器模块与通信模块的连接的图。
图8是用来说明有关实施方式1的气体监视系统的动作的图。
图9是表示有关实施方式1的气体监视系统的泄漏部位的确定次序的流程图。
图10是表示有关实施方式2的传感器模块的结构的剖视图。
图11是表示有关实施方式2的传感器模块与通信模块的连接的图。
图12是有关实施方式3的气体监视系统的整体图。
图13是表示有关实施方式3的传感器模块和通信模块的配置的图。
图14是表示有关实施方式6的传感器装置的另一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
另外，在图中，对于实质上表示相同的结构、动作及效果的要素赋予相同的标号而省略说明。此外，以下记述的数值、材料、组成、形状、成膜方法、构成要素间的连接关系等都是用来具体地说明本发明的实施方式的单纯的例示，本发明并不限定于这些。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素而进行说明。
(实施方式1)
[1.气体监视系统的结构]
图1是有关本实施方式的气体监视系统1的整体图。气体监视系统1是总是检测由埋设于地面2的管线3供给的气体的泄漏的系统。以下，设由管线3供给的气体为含氢气体，对检测氢的泄漏的气体监视系统1进行说明。含氢气体是指由具有氢原子的分子构成的气体的总称，作为一例，可以包括氢、甲烷、乙醇等。
如图1所示，气体监视系统1由埋设于地面2的至少一个传感器装置10和网关20构成。传感器装置10例如配置在作为含氢气体的输送路径的管线3的上方。传感器装置10检测从管线3泄漏的含氢气体。关于传感器装置10的结构在后面详细叙述。
此外，传感器装置10与网关20进行数据的发送及接收。例如，从传感器装置10向网关20发送由传感器装置10检测到的气体的泄漏的信息和关于气体的泄漏位置的信息。
网关20是基站及路由器等中继装置。在网关20配置有GPS(GlobalPositioningSystem：全球定位系统)模块。网关20使用GPS模块检测气体的泄漏位置。
被发送至网关20的气体的泄漏的信息从网关20经由云系统6传递至维护服务7。由此，维护服务7能够知道气体的泄漏及泄漏位置，所以能够进行对气体的泄漏的措施。
[2.传感器装置的结构]
图2是表示有关本实施方式的传感器装置10的结构的框图。传感器装置10如图1及图2所示，具备传感器模块100和通信模块110。关于传感器模块100和通信模块110的结构在后面详细说明。
传感器模块100及通信模块110例如如图1所示，被设置在埋设于地面2的探孔(hand hole)130内。探孔130在内部具有能够从开口插入手而进行操作的程度的空间。此外，在探孔130的上方配置有盖140，以将探孔130的开口覆盖。即为在地面2的表面配置盖140的结构。
[2－1.传感器模块的结构]
以下，对传感器模块100的结构进行说明。图3A是表示有关本实施方式的传感器装置10的结构的立体图。图3B是图3A所示的IIIB－IIIB线的传感器装置10的剖视图。图4是表示有关本实施方式的传感器电路102的结构的框图。
如图3A及图3B所示，传感器模块100具有壳体101、传感器电路102和过滤器103。
壳体101例如由铝合金构成，如图3A所示，具有圆锥状的形状。另外，传感器装置10如后述那样，作为排水栓而配置于探孔130的排水孔，所以壳体101的形状呈圆锥状的形状。但是，壳体101的形状并不限于此，也可以为角锥状的形状或其他形状。
此外，在壳体101的圆锥状的形状的底面配置有传感器电路102。传感器电路102如图4所示，具有检测部105和电源部106。检测部105具有气体传感器105a、温度传感器105b、A/D变换器105c、处理器105d和存储器105e。
气体传感器105a是检测氢分子的氢传感器。在本实施方式中，气体传感器105a是第1传感器。气体传感器105a具备对置的2个电极和配置在该2个电极之间的金属氧化物层。
2个电极中的一方例如由铂(Pt)、铱(Ir)或钯(Pd)、或含有它们中的至少1种的合金等，具有从具有氢原子的气体分子将氢原子解离的触媒作用的材料构成。
此外，2个电极中的另一方例如由钨(W)、镍(Ni)、钽(Ta)、钛(Ti)、铝(Al)、氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)等，标准电极电位比构成金属氧化物的金属低的材料构成。另外，标准电极电位呈现其值越高则越难以氧化的特性。此外，另一方的电极例如也可以由铂(Pt)、铱(Ir)或钯(Pd)、或者含有它们中的至少1种的合金等具有从具有氢原子的气体分子将氢原子解离的触媒作用的材料构成。
金属氧化物层由含有从以下群中选择的1种金属的氧化物构成，上述群例如由以过渡金属为代表的能够取多个氧化状态的金属、锡和铝构成。该金属的氧化物的母体金属也可以从钽(Ta)、铪(Hf)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钨(W)、镍(Ni)、铁(Fe)、铬(Cr)、钴(Co)、锰(Mn)、钒(V)、铈(Ce)、铜(Cu)等过渡金属、和锡(Sn)、铝(Al)中选择至少1种。
另外，金属氧化物层既可以是1层，也可以是由含氧度不同的2个金属氧化物层构成的2层构造。此外，金属氧化物层也可以包含氧不足型的金属氧化物。
温度传感器105b是作为与配置有传感器装置10的周边环境有关的至少一个参数而检测温度的传感器。在本实施方式中，温度传感器105b是第2传感器。温度传感器105b中例如使用热电偶。通过具备温度传感器105b，检测部105可以根据传感器装置10的周边环境的温度变化来检测含氢气体的泄漏或其他故障。
另外，第2传感器并不限于温度传感器，例如也可以由温度传感器、湿度传感器及压力传感器的至少一个构成。此外，也可以将温度传感器、湿度传感器及压力传感器组合。此外，第2传感器也可以如后述那样是检测传感器装置10的淹没的淹没传感器。
温度传感器105b配置在气体传感器105a的下部。由此，能够在由气体传感器105a检测到异常之前根据由温度传感器105b检测到的温度变化来检测异常，所以能够抑制气体传感器105a因异常而被破坏。此外，并不限于温度传感器105d，关于湿度传感器、压力传感器及淹没传感器等，也可以与温度传感器105d同样配置在气体传感器105a的下部。例如，在将淹没传感器配置在气体传感器105a的下部的情况下，能够防止传感器模块100淹没而气体传感器105a淹没并故障。另外，在淹没传感器的情况下，优选的是配置于与壳体101的顶点近的位置。
A/D变换器105c是在气体传感器105a及温度传感器105b与处理器之间相互交换模拟信号和数字信号的变换器。在本实施方式中，A/D变换器105c是处理电路。A/D变换器105c例如将由气体传感器105a检测出的氢检测量及由温度传感器105b检测出的温度等的模拟数据变换为数字数据并向处理器105d供给。
处理器105d对由气体传感器105a及温度传感器105b检测出的氢检测量及温度等的检测结果进行处理，向传感器模块100的外部输出。处理器105d将气体传感器105a及温度传感器105b中的检测结果加密，将加密的检测结果向传感器模块100的外部输出。例如，如后述那样，传感器模块100通过通信布线与通信模块110连接，处理器105d将加密的检测结果经由通信布线向通信模块110发送。此时，处理器105d既可以向通信模块110仅发送1次检测结果，也可以发送多次。
存储器105e是保存从处理器105d输出的、气体传感器105a及温度传感器105b中的检测结果的存储部。在本实施方式中，存储器105e是第1存储器。存储器105e也可以将在处理器105d中加密后的气体传感器105a及温度传感器105b中的检测结果保存。保存在存储器105e中的检测结果被处理器105d读出，被向通信模块110输出。此时，传感器模块100既可以将全部的检测结果向通信模块110输出，也可以仅将一部分的检测结果、例如仅将检测到含氢气体时的检测结果向通信模块110输出。
此外，在传感器电路102中，电源部106是用来向检测部105供给电力的电力源。在本实施方式中，电源部106是第1电源。电源部106具有电池106a和DC－DC变换器106b。
电池106a是供给电力的电池。DC－DC变换器106b将从电池106a输出的直流电压变换为规定的直流电压并向检测部105供给。
此外，过滤器103是用来防止水进入到传感器模块100的防水过滤器。过滤器103例如由聚四氟乙烯(PTFE)多孔质膜构成。过滤器103在传感器模块100中以规定的厚度配置在比传感器电路102靠下部的位置。由此，能够抑制水从与地面2接触的壳体101的圆锥状的顶点侧向传感器电路102渗入。因此，能够抑制传感器电路102故障。另外，过滤器103并不限于防水过滤器，也可以是防尘过滤器。
[2－2.通信模块的结构]
接着，对通信模块110的结构进行说明。图5是表示有关本实施方式的通信模块110的结构的框图。
通信模块110具有通信部112和电源部113。
通信部112具有天线112a、通信电路112b和存储器112c。通信电路112b经由天线112a向网关20发送及接收信号。此外，通信电路112b经由上述的通信布线接收从传感器模块100输出的气体传感器105a及温度传感器105b中的检测结果。
存储器112c是保存从传感器模块100接收到的检测结果的存储器。在本实施方式中，存储器112c是第2存储器。保存在存储器112c中的检测结果被通信电路112b读出并向网关20发送。
电源部113是用来向通信部112供给电力的电力源。在本实施方式中，电源部113是第2电源。电源部113具有电池113a和DC－DC变换器113b。电源部113的结构由于与上述的电源部106是同样的，所以详细的说明省略。
[2－3.传感器模块和通信模块的配置]
这里，对传感器模块100与通信模块110的配置关系进行说明。图6是表示有关本实施方式的传感器模块100和通信模块110的配置的图。
如上述那样，传感器模块100和通信模块110被配置在探孔130的内部。
如图6所示，探孔130在内部具有空间。此外，在探孔130的上方设有开口。以将探孔130的开口覆盖的方式配置盖140。此外，在探孔130的底部，设有用来将进入到探孔130的内部的水向外部排出的排水孔131。
传感器装置10在探孔130的内部具有一个上述通信模块110和对应于该通信模块110的一个传感器模块100。另外，传感器装置10也可以具有一个通信模块110和对应于该通信模块110的多个传感器模块100。
传感器模块100和通信模块110被分离配置。通过传感器模块100和通信模块110被分离配置，在传感器模块100或通信模块110故障的情况下，能够仅将故障的传感器模块100或通信模块110更换。
传感器模块100配置在设于探孔130的底部的排水孔131。更具体地讲，传感器模块100以锥状的壳体101的顶点附近从探孔130的内部朝向排水孔131的外侧的方式配置。由此，传感器模块100还能够起到作为探孔130的排水栓的功能。
另外，传感器模块100也可以配置在排水孔131以外的地方。例如，也可以在探孔130的内部设置用于传感器模块100的设置的专用的孔，在该孔中配置传感器模块100。
通信模块110配置在传感器模块100的上方。例如，通信模块110如图6所示，设置于盖140的朝向探孔130的内部的一侧的面。由此，通信模块110配置在传感器模块100的上方。因而，传感器模块100配置在比通信模块110靠近管线3的位置。因此，能够灵敏度良好地高精度地进行含氢气体的检测。
另外，传感器模块100和通信模块110既可以分离配置，也可以如后述那样以成为一体的方式配置。
图7是表示有关本实施方式的传感器模块100与通信模块110的连接的图。如图7所示，传感器模块100和通信模块110通过通信布线150连接。如上述那样，传感器模块100配置在设于探孔130的底部的排水孔131。通信模块110配置于与探孔130的底部对置的盖140。通信布线150如图7所示，将传感器模块100与通信模块110连接并沿着探孔130的内部的侧面配置。另外，通信布线150也可以埋设在探孔130的壁内。
此外，如后述那样，传感器模块100和通信模块110也可以为分别具有无线通信部、通过无线连接的结构。
[3.气体监视系统的动作]
这里，对使用气体监视系统1的含氢气体的检测动作进行说明。图8是用来说明有关本实施方式的气体监视系统1的动作的图。图9是表示有关实施方式1的气体监视系统1的泄漏部位的确定次序的流程图。在本实施方式中，作为一例，对如图8所示由1个网关20对应于5个传感器装置10的情况进行说明。
另外，由于设有多个传感器装置10，所以即使在多个传感器模块100中的至少一个故障的情况下，也能够由其他的传感器模块100检测含氢气体的泄漏位置。
另外，多个传感器装置10既可以如图1所示在配置于地面2的管线3的上方沿着管线3以等间隔配置为一直线，也可以在管线3的上方以非等间隔配置为非一直线。以下，作为更通用的例子，对多个传感器装置10以非等间隔配置为非一直线的情况下的气体监视系统1的动作进行说明。另外，多个传感器装置10的配置位置将水平方向的一方向设为x方向，将作为水平方向且与x方向正交的方向设为y方向，将与x方向及y方向正交的方向设为z方向，用x、y及z方向的坐标表示。此外，t是时间。
各传感器装置10分别与网关20进行通信，将含氢气体的检测结果向网关20发送。例如传感器装置10与网关20的通信以时间Δt的间隔进行。即，网关20每隔时间Δt从传感器装置10接收含氢气体的检测结果(步骤S10)。此时，既可以从各传感器装置10向网关20以相同的定时进行通信，也可以依次进行通信。
在由至少1个传感器装置10检测到含氢气体的泄漏的情况下(在步骤S11中是)，网关20将传感器装置10的位置信息与含氢气体的检测结果一起作为含氢气体的泄漏信息来接收(步骤S12)。传感器装置10的位置信息例如是由上述的x、y及z方向的坐标表示的信息。例如，在由配置在图8所示的P1的位置的传感器装置10检测到含氢气体的泄漏的情况下，网关20接收P1的位置的坐标和检测到泄漏的时间(x1，y1，z1，t1)。
另外，传感器装置10也可以代替位置信息而发送ID信息。在此情况下，网关20也可以将各传感器装置10的ID信息和位置信息预先建立对应而保存到基站中。
此外，在没有由多个传感器装置10检测到含氢气体的泄漏的情况下(在步骤S11中否)，网关20以时间Δt的间隔再次从传感器装置10接收含氢气体的检测结果。
此外，其他的传感器装置10中也在发生含氢气体的泄漏的情况下(在步骤S13中是)，网关20将含氢气体的检测结果及传感器装置10的位置信息作为其他的传感器装置10中的氢气的泄漏信息来接收。例如，在由配置在图8所示的Pn的位置的传感器装置10检测到含氢气体的泄漏的情况下，网关20接收Pn的位置的坐标和检测到泄漏的时间(xn，yn，zn，tn)。并且，根据由配置在P1的位置的传感器装置10检测到含氢气体的泄漏的时间t1与由配置在Pn的位置的传感器装置10检测到含氢气体的泄漏的时间tn的时间差t，检测含氢气体的泄漏位置。
在时间差t不超过规定的设定时间tlimt的情况下(在步骤S14中是)，网关20计算含氢气体的泄漏部位(步骤S16)。此时，网关20使用GPS模块检测含氢气体的泄漏位置。在GPS模块中，可以根据4个卫星与含氢气体的泄漏部位P的各距离来计算泄漏部位P的坐标。此时，通过反复的逐次计算法(牛顿法)进行泄漏位置的计算。关于具体的计算，由于是周知的计算方法，所以省略。
通过使用GPS的计算，网关20判断为在距P1的位置较近的管线3的位置处含氢气体泄漏。
此外，在时间差t没有超过规定的设定时间tlimt的情况下(在步骤S14中否)，网关20判断为在距P1的位置较近的管线3的位置处含氢气体没有泄漏，即是误报(步骤S15)。
此外，在其他的传感器装置10中也没有发生含氢气体的泄漏的情况下(在步骤S13中否)，网关20也判断为是误报(步骤S15)。
这样，检测含氢气体的泄漏部位。进而，含氢气体的泄漏位置从网关20经由云系统6传递至维护服务7。
另外，传感器装置10与网关20的通信间隔既可以与传感器模块100的含氢气体的检测间隔相同，也可以是不同的间隔。在传感器装置10和网关20的通信间隔与传感器模块100的含氢气体的检测间隔不同的情况下，在传感器装置10中，传感器模块100或通信模块110也可以如上述那样，将含氢气体的检测结果暂且保存到存储器105e或112c中，匹配于通信定时而从存储器105e或112c读出并向网关20发送。
此外，传感器装置10既可以按照规定期间将含氢的检测结果向网关20发送，也可以仅在检测到含氢气体时向网关20发送检测结果。
[4.效果等]
以上，根据有关本实施方式的气体监视系统1及传感器装置10，能够将由传感器模块100检测到的含氢气体的检测结果使用通信模块110向网关20发送。此外，能够将含氢气体的检测结果从网关20经由云系统6向维护服务7通知。此外，由于传感器装置10配置在探孔130内，所以维护服务7能够对传感器装置10进行检修及维护。此外，在传感器装置10故障的情况下，维护服务7能够将传感器装置10更换。因而，通过有关本实施方式的气体监视系统1，维护服务7能够总是监视气体的泄漏。
(实施方式2)
接着，对有关实施方式2的气体监视系统1进行说明。
有关本实施方式的气体监视系统1与实施方式1所示的气体监视系统1不同的点，是传感器模块100a具有用来与通信模块110进行无线通信的通信电路109这一点。
图10是表示有关本实施方式的传感器模块100a的结构的剖视图。如图10所示，有关本实施方式的传感器模块100a具有传感器电路102a、电源107及108和通信电路109。
传感器电路102a具有与实施方式1所示的传感器电路102的检测部105同样的结构。传感器电路102a不具有电源部106，通过由配置在传感器电路102a的外部的电源107供给电力而动作。即，在本实施方式中，电源107是第1电源。传感器电路102a通过布线连接于电源107。电源107的结构由于与实施方式1所示的电源部106的结构是同样的，所以省略说明。
此外，传感器模块100a代替用来与通信模块110进行通信的通信布线而具有通信电路109。通信电路109是传感器模块100a用来与通信模块110进行无线通信的通信电路。通信电路109将从传感器模块100a发送的检测结果用天线(未图示)接收，进而向通信模块110输出。
此外，通信电路109如实施方式1所示的通信模块110那样，不具有通信电路109，通过由配置在通信电路109的外部的电源108供给电力而动作。即，在本实施方式中，电源108是第2电源。通信电路109通过布线连接于电源108。电源108的结构由于是与上述电源107同样的，所以省略说明。
图11是表示有关本实施方式的传感器模块100a与通信模块110的连接的图。如上述那样，传感器模块100a配置在设置于探孔130的底部的排水孔131。通信模块110配置于与探孔130的底部对置的盖140。此时，传感器模块100a与通信模块110的距离只要是传感器模块100a与通信模块110能够进行无线通信的距离，是怎样的距离都可以。
这样，传感器模块100a与通信模块110的通信也可以以无线通信进行。由此，不需要准备通信布线，所以能够提高传感器模块100a和通信模块110的配置位置的自由度。
(实施方式3)
接着，对有关实施方式3的气体监视系统1进行说明。
有关本实施方式的气体监视系统1与实施方式1所示的气体监视系统1不同的点，是传感器装置10配置于道钉(road rivet)240这一点。
图12是有关本实施方式的气体监视系统1的整体图。图13是表示有关本实施方式的传感器模块100和通信模块110的配置的图。
在有关本实施方式的气体监视系统1中，传感器装置10配置于道钉240。道钉240是用来表示道路的区分等的铆钉，一部分被埋设于地面2中。例如，道钉240以规定的间隔配置在车道的中央线及车道与侧道的边界线等处。道钉240由金属或聚碳酸酯树脂等形成，在道钉240的埋设于地面2的部分，如图12所示配置有构成传感器装置10的传感器模块100和通信模块110。
道钉240如图13所示，具有主体部241、脚部242和反射板243。脚部242设置在主体部241的下方，埋设于地面2。主体部241配置在地面2的表面。反射板243在主体部241中配置于从在车道及侧道中行驶及步行的驾驶员及步行者容易看到的位置。
传感器模块100在道钉240的脚部242的前端以锥形状的前端部分从脚部242突出的方式设置。由此，传感器模块100的前端部分被配置为，当被埋设到地面2中时与地面2接触。此外，传感器装置10的通信模块110配置在比传感器模块100靠地表侧的脚部242。另外，通信模块110也可以配置于主体部241。
由此，传感器模块100配置在比通信模块110距输送含氢气体的管线3更近的位置。此外，通信模块110由于配置在比传感器模块100靠地表侧，所以为容易与网关20通信的结构。传感器模块100和通信模块110既可以为与实施方式1所示的传感器装置10同样通过通信布线连接而通过通信布线进行通信的结构，也可以为通过无线进行通信的结构。
另外，传感器模块100及通信模块110既可以是两者都配置于道钉240，也可以是仅传感器模块配置于道钉240。此外，传感器模块100及通信模块110既可以成为一体而配置于道钉240，也可以如图13所示分离配置于道钉240的脚部242的前端侧和脚部242的地表侧或主体部241。此外，道钉240的形状并不限于图13所示，也可以是其他的形状。
(实施方式4)
接着，对有关实施方式4的气体监视系统1进行说明。
有关本实施方式的气体监视系统1与实施方式1所示的气体监视系统1不同的点是检测传感器模块100及通信模块110的至少一方的故障这一点。
传感器模块100和通信模块110以规定的时间间隔进行通信，从传感器模块100向通信模块110发送是否由传感器模块100检测到含氢气体的检测结果。
这里，传感器模块100在一定时间不能与通信模块110进行通信的情况下，判断为通信模块110故障。在判断为通信模块110故障的情况下，传感器模块100将含氢气体的检测结果储存到存储器105e中。并且，当通信模块110的故障被消除而传感器模块100与通信模块110的通信恢复时，传感器模块100将保存在存储器105e中的含氢气体的检测结果向通信模块110发送。此时，传感器模块100既可以仅将检测到含氢气体的情况下的检测结果信息向通信模块110发送，也可以将全部的检测结果向通信模块110发送。
此外，通信模块110在一定时间不能与传感器模块100进行通信的情况下，判断为传感器模块100故障。并且，通信模块110将判断结果向网关20发送。进而，将该判断结果从网关20经由云系统6向维护服务7通信。由此，维护服务7能够检测出传感器模块100的异常。
(实施方式5)
接着，对有关实施方式5的气体监视系统1进行说明。
有关本实施方式的气体监视系统与实施方式1所示的气体监视系统1不同的点是传感器模块100中作为第2传感器而具有湿度传感器这一点。
关于湿度传感器，省略了图示，但设置在传感器模块100的锥状的壳体101的顶点附近。由于传感器模块100的壳体101的顶点附近接触到地面2，所以能够检测地面2的湿度。
这里，传感器模块100在由湿度传感器得到的检测湿度是90％以上的情况下，判断为传感器模块100淹没。由此，传感器模块100能够在传感器模块100完全淹没(湿度100％)之前，检测传感器模块100的异常。因而，维护服务7能够事前检测到传感器模块100的淹没，所以能够事前防止传感器模块100故障。
另外，在本实施方式中，将由湿度传感器得到的检测湿度是90％以上的情况判断为淹没，但判断为淹没的湿度并不限于90％，也可以根据传感器模块100被配置的环境而适当变更。
(实施方式6)
接着，对有关实施方式6的气体监视系统1进行说明。
有关本实施方式的气体监视系统与实施方式1所示的气体监视系统1不同的点是作为传感器模块100及通信模块110的电力源而具有发电装置这一点。发电装置例如是利用太阳能发电的发电用面板。
图14是表示有关本实施方式的传感器装置10的另一例的图。如图14所示，有关本实施方式的传感器装置10在盖140的上表面具有多个太阳能发电用的多个面板140a。多个面板140a向在盖140的下表面即探孔130的内部侧配置的通信模块110的电池113a蓄电。由此，通信模块110能够使用通过太阳能发电生成的电力进行向网关20的通信。另外，通信模块110也可以将通过太阳能发电生成的电力用于与传感器模块100的通信。
另外，通过太阳能发电生成的电力并不限于被蓄电在通信模块110的电池113a中，也可以被蓄电在传感器模块100的电池106a中。此外，也可以代替电池106a及电池113a而设置用来将通过太阳能发电生成的电力进行蓄电的其他蓄电装置。
另外，传感器模块及通信模块的电力源并不限于太阳能发电装置，例如也可以是利用振动的发电装置等其他发电装置。
此外，既可以是传感器模块100及通信模块110双方的电力源具有发电装置，也可以是传感器模块100及通信模块110中的某一个具有发电装置。此外，也可以由传感器模块100和通信模块110兼用相同的发电装置，也可以具有不同的发电装置。
(其他的实施方式)
以上，基于实施方式对有关本发明的几个形态的气体传感器及气体检测系统进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式施以本领域技术人员想到的各种变形后的形态、以及将各个实施方式的构成要素组合而构建的形态也可以包含在本发明的范围内。
例如，上述的气体传感器设为了检测含氢气体的氢传感器，但也可以为检测含氢气体以外的气体的气体传感器。
此外，上述的传感器装置并不限于配置于探孔，例如也可以配置于人能够进入的人孔。
此外，第2传感器装置并不限于温度传感器、湿度传感器、压力传感器及淹没传感器，也可以是检测为了预防传感器装置的破坏而有用的其他参数的传感器。
此外，网关具有GPS模块，所以气体监视系统也可以通过GPS确定由第2传感器检测参数的传感器模块。
此外，传感器装置的形状并不限于上述的圆锥或角锥的形状，也可以是其他的形状。
产业上的可利用性
有关本发明的气体传感器作为检测从需要总是检测气体的泄漏的氢输送路径、例如供给氢气的管线等的氢的泄漏的氢传感器是有用的。
标号说明
1气体监视系统
2地面
3管线(输送路径)
6云系统
7维护服务
10传感器装置
20网关
100、100a传感器模块
101壳体
102、102a传感器电路
103过滤器
105检测部
105a气体传感器(第1传感器)
105b温度传感器(第2传感器)
105c A/D变换器(处理电路)
105d处理器
105e存储器(第1存储器)
106电源部(第1电源)
106a、113a电池
106b DC－DC变换器
107电源电路(第1电源)
108电源电路(第2电源)
109、112b通信电路
110通信模块
112通信部
112a天线
112c存储器(第2存储器)
113电源部(第2电源)
113b DC－DC变换器
130探孔
131排水孔
150通信布线
140盖
140a面板(发电装置)
240道钉(铆钉)
241主体部
242脚部
243反射板

Claims (40)

1.一种传感器装置，检测地下的气体的泄漏，其中，具有：
传感器模块，具有检测气体的第1传感器；
处理电路，对从上述第1传感器输出的检测结果进行处理；
通信模块，与上述传感器模块进行通信，并且将由上述处理电路进行处理后的信息发送到上述传感器装置的外部；
第1电源，其是上述传感器模块的电力源；以及
第2电源，其是上述通信模块的电力源。
2.如权利要求1所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块具有：
壳体；
上述第1传感器，配置于上述壳体；
上述处理电路；以及
上述第1电源，向上述第1传感器及上述处理电路供给电力。
3.如权利要求1或2所述的传感器装置，其中，
上述第1传感器是检测氢分子的氢传感器。
4.如权利要求1～3中任一项所述的传感器装置，其中，
还具有第2传感器，该第2传感器检测与上述传感器装置的周边环境有关的至少一个参数。
5.如权利要求4所述的传感器装置，其中，
上述第2传感器配置在上述第1传感器的下方。
6.如权利要求4或5所述的传感器装置，其中，
上述第2传感器是温度传感器、湿度传感器及压力传感器中的至少某一个。
7.如权利要求4或5所述的传感器装置，其中，
上述第2传感器是检测上述传感器模块淹没的情况的淹没传感器。
8.如权利要求4或5所述的传感器装置，其中，
上述第2传感器是湿度传感器；
上述传感器模块在上述湿度传感器的检测湿度是90％以上的情况下，判断为上述传感器模块淹没。
9.如权利要求2所述的传感器装置，其中，
上述壳体的至少一部分具有圆锥或角锥的形状。
10.如权利要求2所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块还具有防水过滤器或防尘过滤器。
11.如权利要求1～10中任一项所述的传感器装置，其中，
上述通信模块配置在上述传感器模块的上方。
12.如权利要求1～11中任一项所述的传感器装置，其中，
具有一个上述通信模块和对应于该通信模块的一个上述传感器模块。
13.如权利要求1～11中任一项所述的传感器装置，其中，
具有一个上述通信模块和对应于该通信模块的多个上述传感器模块。
14.如权利要求1～13中任一项所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块与上述通信模块被配置成一体。
15.如权利要求1～13中任一项所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块与上述通信模块相分离地配置。
16.如权利要求15所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块与上述通信模块通过通信布线连接。
17.如权利要求15所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块与上述通信模块通过无线连接。
18.如权利要求1～17中任一项所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块向上述通信模块多次发送上述检测结果。
19.如权利要求1～17中任一项所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块将全部的上述检测结果输出给上述通信模块。
20.如权利要求1～19中任一项所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块仅将检测到气体时的上述检测结果输出给上述通信模块。
21.如权利要求1～20中任一项所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块将上述检测结果加密，将加密后的上述检测结果输出给上述通信模块。
22.如权利要求1～21中任一项所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块对上述气体的检测间隔与从上述传感器模块向上述通信模块发送上述检测结果的发送间隔不同。
23.如权利要求1～22中任一项所述的传感器装置，其中，
上述传感器模块具有保存上述检测结果的第1存储器，将上述检测结果加密并保存到上述第1存储器。
24.如权利要求1～23中任一项所述的传感器装置，其中，
上述通信模块具有保存上述检测结果的第2存储器，将从上述传感器模块接收到的上述检测结果保存到上述第2存储器。
25.如权利要求1～24中任一项所述的传感器装置，其中，
上述第1电源及上述第2电源中的至少某一个具有发电装置。
26.一种气体监视系统，检测地下的气体的泄漏，其中，具备：
至少一个传感器装置，检测上述气体，输出检测结果；以及
网关，接收上述检测结果；
上述传感器装置具有：
传感器模块，具有检测气体的第1传感器；
处理电路，对从上述第1传感器输出的检测结果进行处理；
通信模块，与上述传感器模块进行通信，并且将由上述处理电路进行处理后的信息向上述传感器装置的外部发送；
第1电源，其是上述传感器模块的电力源；以及
第2电源，其是上述通信模块的电力源。
27.如权利要求26所述的气体监视系统，其中，
上述第1传感器是检测氢分子的氢传感器。
28.如权利要求26或27所述的气体监视系统，其中，
上述传感器模块的一部分设置于至少一部分被埋设在地下的探孔的内部。
29.如权利要求28所述的气体监视系统，其中，
上述传感器模块配置在形成于上述探孔的排水孔。
30.如权利要求26或27所述的气体监视系统，其中，
上述传感器模块设置于至少一部分被埋设在地下的铆钉。
31.如权利要求26～30中任一项所述的气体监视系统，其中，
上述传感器模块配置在地下的上述气体的输送路径的上方。
32.如权利要求26～31中任一项所述的气体监视系统，其中，
具备多个上述传感器模块，多个上述传感器模块以非等间隔或非一直线配置。
33.如权利要求26～32中任一项所述的气体监视系统，其中，
具备多个上述传感器模块，根据多个上述传感器模块中的上述气体的检测时间的差来计算上述气体的泄漏位置。
34.如权利要求26～33中任一项所述的气体监视系统，其中，
还具备全球定位系统模块即GPS模块，使用该GPS模块计算上述气体的泄漏位置。
35.如权利要求34所述的气体监视系统，其中，
上述GPS模块配置于上述网关。
36.如权利要求34或35所述的气体监视系统，其中，
上述传感器模块还具有第2传感器，该第2传感器检测与上述传感器装置的周边环境有关的至少一个参数；
由上述GPS模块确定通过上述第2传感器检测上述参数的上述传感器模块。
37.如权利要求26～36中任一项所述的气体监视系统，其中，
在上述传感器模块与上述通信模块有一定时间不能通信的情况下，上述通信模块判断为上述传感器模块故障。
38.如权利要求37所述的气体监视系统，其中，
上述通信模块在判断为上述传感器模块故障时，将判断结果发送给上述网关。
39.如权利要求26～38中任一项所述的气体监视系统，其中，
在上述传感器模块与上述通信模块有一定时间不能通信的情况下，上述传感器模块判断为上述通信模块故障。
40.如权利要求26～39中任一项所述的气体监视系统，其中，
具备多个上述传感器模块，即使在至少一个上述传感器模块故障的情况下也计算上述气体的泄漏位置。
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