JP2000002682A - ガス分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサの交換や、保守を行うときの作業
性および信頼性を向上できるガス分析装置を提供する。 【解決手段】 ガス分析装置１のセンサ３を分析装置本
体２に接続するケーブル４の途中に、校正係数ユニット
５を介在させ、この校正係数ユニット５が少なくとも対
応するセンサ３の校正曲線を生成するのに必要な校正係
数を含む情報を記憶した不揮発性メモリ６を有し、さら
に、校正係数ユニット５と分析装置本体２を接続するケ
ーブル４にコネクタ４ａを設けて、センサ３および校正
係数ユニット５をセンサユニットＵとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス分析装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のガス分析装置２０の全体
構成を示すブロック図であり、分析装置本体２１と、セ
ンサ３と、ケーブル４とからなっており、分析装置本体
２１は、前記センサ３の出力を増幅するプリアンプ２２
と、処理部２３と、メモリ２４とを有している。また、
センサ３には寿命があるから、一般的にケーブル４には
コネクタ４ａが設けられており、このコネクタ４ａを取
り外すことにより、センサ３を交換可能にしていた。

【０００３】ところで、センサ３に固有の校正係数は、
標準ガスを測定してセンサ３に特有の校正曲線を計算す
ることによって求めることができる。したがって、図２
に示すように、分析装置本体２１とセンサ３が一体でな
いガス分析装置２０においては、前述の校正を行った
後、本体のメモリにセンサの校正曲線を生成するのに必
要な校正係数を記憶し、分析装置本体２１とそれに対応
するセンサ３はペアで使用するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ガス分析装置２０の校正では、センサ３を交換するごと
に、新しいセンサ３に特有の校正曲線を求めるために、
再び標準ガスを測定して校正し、校正曲線を生成するの
に必要な校正係数をメモリ２４に記憶し直す必要があっ
た。これは、ガス分析装置２０の使用者にとって煩わし
いだけでなく、センサ３の種類によってはガス配管に埋
め込む物もあり、標準ガスによる校正作業が容易に行え
ないものもあった。このため、センサ３の交換時に多く
の手間と時間を必要としていた。

【０００５】本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなさ
れたものであって、その目的とするところは、センサの
交換や、保守を行うときの作業性および信頼性を向上で
きるガス分析装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガス分析装置は、ガス分析装置のセンサを
分析装置本体に接続するケーブルの途中に、校正係数ユ
ニットを介在させ、この校正係数ユニットが少なくとも
対応するセンサの校正曲線を生成するのに必要な校正係
数を含む情報を記憶した不揮発性メモリを有し、さら
に、校正係数ユニットと分析装置本体を接続するケーブ
ルにコネクタを設けて、センサおよび校正係数ユニット
をセンサユニットとしたことを特徴としている。

【０００７】したがって、本発明のガス分析装置は、セ
ンサユニットを交換したときに校正係数ユニットに記憶
された校正係数に基づいて各センサに独特の校正曲線を
生成できる。したがって、センサの交換時や保守時にセ
ンサの校正作業を再び行う必要がなく、短時間で作業が
完了する。そして、前記校正係数ユニットはケーブルの
途中に設けられるものであるから、センサが高温多湿等
の劣悪な条件のもとに設置される場合であっても、校正
係数ユニットに悪影響を与えることがない。

【０００８】また、前記校正係数ユニットおよび分析装
置本体が、前記ケーブルに前記情報を変調して重畳さ
せ、復調してこれを取り出すことにより情報の送受信を
行う変復調回路を有する場合には、校正曲線の生成およ
び測定値の校正は分析装置本体が行うので、本発明の分
析装置本体が既存のセンサを用いたり、既存の分析装置
本体が本発明のセンサユニットを用いてもよく、ケーブ
ルなどの仕様も従来と変える必要がない。そして、校正
係数ユニットは各センサに固有の校正情報を記憶し、こ
れを送信できれば良いので、その構成を可及的に簡素化
でき、安価にて形成できる。

【０００９】さらに、前記校正係数ユニットが、センサ
に供給する電源の変化に伴って、センサまたは不揮発性
メモリを選択的にケーブルに接続する切替回路を有する
場合には、上述した既存のガス分析装置との組み合わせ
ができるだけでなく、複雑な回路を一切必要としないの
で、生産コストを可及的に抑えることができる。

【００１０】また、前記不揮発性メモリに記憶する情報
として、センサの種類を示すＩＤ情報を有する場合に
は、分析装置本体は接続されたセンサの種類を認識で
き、これに伴って測定信号の処理の方法を変えることが
できる。

【００１１】さらに、前記不揮発性メモリに記憶する情
報として、センサの種類に応じた測定値の処理の方法を
記載したプログラムを有する場合には、分析装置本体は
接続されたセンサの種類に応じて適切な信号の処理を行
うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明のガス分析装置１の
第１実施例を示す図である。図１において、２は分析装
置本体、３はセンサ、４は分析装置本体２とセンサ３を
接続するケーブルである。４ａ，４ｂはケーブル４上に
設けられたコネクタであり、両コネクタ４ａ，４ｂの間
に校正係数ユニット５が接続されている。すなわち、本
例のガス分析装置１はセンサ３を分析装置本体２に接続
するケーブル４の途中に校正係数ユニット５を介在させ
るものであり、コネクタ４ａによって分離される部分
が、センサユニットＵである。

【００１３】前記校正係数ユニット５は、対応するセン
サの校正曲線を生成するのに必要な校正係数やセンサ３
の種類等の情報を記憶した不揮発性メモリ６と、変復調
回路７を有している。また、分析装置本体２は、ケーブ
ル４上の信号線から入力される信号を増幅するプリアン
プ８と、これを処理する処理部９と、メモリ１０と、前
記変復調回路７との通信を行う変復調回路１１とを設け
ている。

【００１４】前記変復調回路７，１１によるデータの送
受信は例えばケーブル４を構成する配線のうちの電源ラ
インにデータを重畳することによって行われ、前記処理
部９から不揮発性メモリ６に対するデータの書き込み、
および、読み出しを可能としている。すなわち、前記処
理部９はセンサ３によって標準ガスを測定したときの測
定結果から校正係数の計算をして、不揮発性メモリ６に
対する校正係数の書き込み回路と、不揮発性メモリ６か
らの校正係数の読み出しを行って、これから校正曲線を
算出する演算回路とを備えており、例えば、マイクロコ
ンピュータによって構成される。

【００１５】上記構成のガス分析装置１を用いて前記セ
ンサ３の校正を行う場合には、前記センサ３によって標
準ガスを分析し、センサ３に特有の校正曲線を求めた後
に、この校正曲線を生成するのに必要な校正係数を、変
復調回路１１、ケーブル４、変復調回路７を介して前記
不揮発性メモリ６に書き込む。このとき、例えば、セン
サ３の種類を示すＩＤ情報などの付加情報を加えて記憶
することができる。このような情報を不揮発性メモリ６
に記憶させておくことにより、分析装置本体２は、接続
されたセンサ３の種類に従った測定値の処理を行うこと
ができる。

【００１６】なお、本発明は不揮発性メモリ６に書き込
む情報としてＩＤ情報を付加することに限定するもので
はない。すなわち、不揮発性メモリ６に書き込む情報は
少なくとも対応するセンサの校正曲線を生成するのに必
要な校正係数を含むものであればよいから、校正係数の
みを記憶するようにしてもよい。

【００１７】また、センサ３の種類に応じた測定値の処
理の方法を分析装置本体２で実行できるプログラムとし
て記憶しておき、センサ３を交換したときに、前記プロ
グラムを前記変復調回路７、ケーブル４、変復調回路１
１を介してダウンロードするようにしてもよい。この場
合、ｐＨ計などの特殊な処理を必要とするセンサであっ
てもＮＯｘ計やＣＯ計等のセンサと互換性を持たせるこ
とができる。そして、何れの場合においても、校正係数
ユニット５内の不揮発性メモリ６は情報を記憶するだけ
でよいので、例えばワンチップの不揮発性メモリを搭載
するだけで構成でき、この構造は極めて簡素である。

【００１８】校正係数としては、例えば、校正曲線を近
似する四次関数の各係数を保存する場合には、少ない情
報でほゞ正確に校正することができるが、本発明は校正
曲線を生成するのに必要な校正係数の種類を限定するも
のではない。例えば、校正曲線が単純な形状をしている
場合には、これを近似する関数をもっと簡単にして三次
以下の関数で近似することもできる。また、校正曲線が
複雑な形状をしている場合には、五次以上の関数を用い
てもよい。さらには、校正曲線上の複数点の測定値と標
準値との関係を校正係数として記憶するようにしてもよ
い。

【００１９】上述の校正作業はセンサ３の製造時にこれ
を出荷する前にメーカー側で行うことにより、本発明の
ガス分析装置１の利用者は新しいセンサユニットＵを取
り付けたときに、センサ３の交換と同時に新センサ３の
固有情報も交換できる。したがって、取り替え後のセン
サ３の校正作業を一切行う必要がなく、校正曲線を正確
に再現できるので、センサ３の取り替え作業が極めて簡
単になる。特に、センサ３をガス配管に埋め込む場合の
ように、センサ３を取り付けた状態で標準ガスを測定す
ることが不可能である場合にセンサ３の取替作業を飛躍
的に簡略化できる。

【００２０】さらに、前記校正係数ユニット５はセンサ
３を分析装置本体２に接続するケーブル４の途中に設け
られるものであり、センサ３とは離れた位置に配置され
るので、センサ３が例えば８００℃程度の高温であった
り多湿の環境に曝されるものであっても、校正係数ユニ
ット５が誤動作したり破損することがない。

【００２１】また、本例のように構成されたガス分析装
置１はケーブル４に前記情報を変調して重畳させ、復調
してこれを取り出すことにより情報の送受信を行う変復
調回路７，１１を設けているので、必要であればセンサ
３によって測定を行っている途中に前記情報の交換を行
うことも可能である。

【００２２】加えて、本例のように構成することによ
り、前記校正係数などの情報を送受信するために別途の
信号線を設ける必要がなく、前記センサユニットＵと従
来のセンサ３との間に互換性を持たせることができる。
すなわち、上述の分析装置本体２に従来のセンサ３を取
り付けた場合、校正係数の読み出しを行うことはできな
くても、通常のセンサ３としてガス分析を行うことがで
きる。逆に、本発明のセンサユニットＵを従来の分析装
置本体２１に取り付けたとしても、校正係数の送信をす
ることはないが通常のセンサ３としてガス分析を行うこ
とができる。

【００２３】なお、上述の例ではケーブルの電源線に前
記情報を重畳する例を説明しているが、本発明はこれに
限られるものではなく、その他の信号線に周波数を変え
て前記情報を重畳するようにしてもよい。また、複数の
信号線を用いて不揮発性メモリ６との情報交換をパラレ
ルまたはシリアルに行えるようにするなど、様々な変形
が可能である。

【００２４】図２は本発明の第２実施例を示す図であ
る。図２において、図１と同じ符号を付した部材は同一
または同等の部材であるので、その詳細な説明を省略す
る。本例において、１２はケーブル４を切り替えてセン
サ３または不揮発性メモリ６の何れか一方に接続するス
イッチ（切替回路）であり、本例では例えば電源線に供
給される電圧の極性によって切り替えられる。１３はス
イッチ１２と同時に切り替えられるスイッチであり、１
４は前記電源線に電力を供給する電源である。

【００２５】上記構成のガス分析装置１において、セン
サ３を校正するときは、まず、電源１４からケーブル４
に正の電圧を印加し、センサ３がケーブル４を介してプ
リアンプ８に接続されるように接続する。そして、標準
ガスを測定した後に、前記処理部９は校正曲線とこの校
正曲線を生成するのに必要な校正係数を計算し、電源１
４に命令を与えて、その極性を切り替えさせる。このと
き、ダイオードＤに電流が流れなのでスイッチ１２のリ
レーコイル１２ａの状態が切り替わり、スイッチ１２が
切り替わると共に、電源１４の制御によってスイッチ１
３が切り替わって、不揮発性メモリ６が処理部９に接続
されて、不揮発性メモリ６への読み書きが可能となり、
前記校正係数が不揮発性メモリ６へ書き込まれる。すな
わち、処理部９が不揮発性メモリ６の読み書き回路とな
る。

【００２６】なお、本例では前記電源電圧によるスイッ
チ１２，１３の切替は電源電圧の極性切替によって行っ
ているが、本発明はこれに限られるものではない。すな
わち、電源電圧や特定の信号線に印加する（供給する）
電圧の大きさをある値と比較することによって切り替え
るようにするなど、センサに供給する電源の変化に伴っ
て前記ケーブルを切り替える構成としては様々な変形が
可能である。また、スイッチ１２，１３によって複数の
信号線を同時に切り替える信号線の数は任意に選択でき
る。つまり、第１実施例と同様に不揮発性メモリ６と処
理部９との情報のやり取りはパラレル、シリアルの様々
な通信方法で行うことができる。

【００２７】前記センサユニットＵを交換したときに
は、分析装置本体２は交換後のセンサユニットＵの校正
係数ユニット５より前記校正係数を読み取る。読み取り
時は送出時と同様にケーブル４の接続を切り替えて行う
ことがきる。すなわち、本発明のガス分析装置１により
センサ３の交換と同時にセンサ３に固有の情報も交換で
き、接続線４も従来のセンサ３単体時と互換性を保つこ
とができる。

【００２８】また、本例のようにセンサ３に供給する電
源の変化に伴って前記ケーブル４を切り替えて、センサ
３または不揮発性メモリ６を選択的にケーブル４に接続
することにより前記情報の送受信を行う切替回路１２，
１３を設けた場合には、不揮発性メモリ６と処理部９と
の接続がより簡素化されるので、生産コストを引き下げ
ることができる。

【００２９】なお、上述した各例において、図１，２に
は、ケーブル４に含まれる各信号線（電源線やセンサ３
からの信号線、分析計本体２からの制御信号線等）を個
別に図示することを省略している。すなわち、校正係数
ユニット５内の各部材７，１０，１２，１３が取り付け
られる信号線の種類や本数を限定するものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサユニットを交換したときに校正係数を共に交換す
ることができ、センサの交換時や保守時にセンサの校正
作業を再び行う必要がなくなる。そして、前記校正係数
ユニットはケーブルの途中に設けられるものであり、セ
ンサが取り付けられる場所の環境が、校正係数ユニット
に悪影響を与えることがない。

【００３１】また、前記ケーブルに前記情報を変調して
重畳させ、復調してこれを取り出すことにより情報の送
受信を行う変復調回路を有する場合には、校正曲線の生
成および測定値の校正は分析装置本体が行うので、本発
明の分析装置本体が既存のセンサを用いたり、既存の分
析装置本体が本発明のセンサユニットを用いてもよく、
ケーブルなどの仕様も従来と互換性がある。そして、校
正係数ユニットは各センサに固有の校正情報を記憶し、
これを送信できれば良いので、その構成を可及的に簡素
化でき安価にて形成できる。

【００３２】さらに、前記センサに供給する電源の変化
に伴って、センサまたは不揮発性メモリを選択的にケー
ブルに接続する切替回路を有する場合には、上述した既
存のガス分析装置との組み合わせが任意に選択できるだ
けでなく、複雑な回路を一切必要としないので、生産コ
ストを可及的に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス分析装置の第１実施例を示す図で
ある。

【図２】本発明のガス分析装置の第２実施例を示す図で
ある。

【図３】従来のガス分析装置の構成を示す図である。

【符号の説明】 １…ガス分析装置、２…分析装置本体、３…センサ、Ｕ
…センサユニット、４…ケーブル、４ａ…コネクタ、５
…校正係数ユニット、６…不揮発性メモリ、７，１１…
変復調回路、１２，１３…切替回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス分析装置のセンサを分析装置本体に
   接続するケーブルの途中に、校正係数ユニットを介在さ
   せ、この校正係数ユニットが少なくとも対応するセンサ
   の校正曲線を生成するのに必要な校正係数を含む情報を
   記憶した不揮発性メモリを有し、さらに、校正係数ユニ
   ットと分析装置本体を接続するケーブルにコネクタを設
   けて、センサおよび校正係数ユニットをセンサユニット
   としたことを特徴とするガス分析装置。
2. 【請求項２】 前記校正係数ユニットおよび分析装置本
   体が、前記ケーブルに前記情報を変調して重畳させ、復
   調してこれを取り出すことにより情報の送受信を行う変
   復調回路を有する請求項２に記載のガス分析装置。
3. 【請求項３】 前記校正係数ユニットが、センサに供給
   する電源の変化に伴って、センサまたは不揮発性メモリ
   を選択的にケーブルに接続する切替回路を有する請求項
   ２に記載のガス分析装置。
4. 【請求項４】 前記不揮発性メモリに記憶する情報とし
   て、センサの種類を示すＩＤ情報を有する請求項１〜３
   の何れかに記載のガス分析装置。
5. 【請求項５】 前記不揮発性メモリに記憶する情報とし
   て、センサの種類に応じた測定値の処理の方法を記載し
   たプログラムを有することを特徴とする請求項１〜４の
   何れかに記載のガス分析装置。