JP2000346796A - ガス可視化装置及びガス可視化方法 - Google Patents
ガス可視化装置及びガス可視化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス漏洩個所を赤外線カメラ装置で監視、測
定し、ガス漏洩個所を二次元走査しながら可視化表示す
る。 【解決手段】 赤外線カメラ装置４を二次元的に走査
し、ガス漏洩個所を監視する際に、アクティブ法を用い
て背景２に照射する赤外光源照射装置３からのレーザ赤
外光１２を赤外線カメラ装置の水平及び垂直方向の走査
に同期して間歇的又は連続的に照射する様にして、赤外
光源照射装置であるレーザ発振器３の小容量化を図る。
定し、ガス漏洩個所を二次元走査しながら可視化表示す
る。 【解決手段】 赤外線カメラ装置４を二次元的に走査
し、ガス漏洩個所を監視する際に、アクティブ法を用い
て背景２に照射する赤外光源照射装置３からのレーザ赤
外光１２を赤外線カメラ装置の水平及び垂直方向の走査
に同期して間歇的又は連続的に照射する様にして、赤外
光源照射装置であるレーザ発振器３の小容量化を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタンク等からのガス
の漏洩を赤外線を利用して検知し、二次元表示させる様
に成したガス可視化装置に関する。
の漏洩を赤外線を利用して検知し、二次元表示させる様
に成したガス可視化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ガスの漏洩を赤外光を用いて
二次元的にガス漏洩個所の特定やガス濃度測定を行なう
方法としてパッシブ法及びアクティブ法と呼ばれる方法
が提案されている。
二次元的にガス漏洩個所の特定やガス濃度測定を行なう
方法としてパッシブ法及びアクティブ法と呼ばれる方法
が提案されている。
【０００３】パッシブ法は赤外線カメラ装置を用いて、
観測対象を監視し、ガス背景から放射される赤外光が漏
洩されたガスによって吸収されて赤外線カメラ装置に入
射する赤外光強度が、ガスが存在する部分と存在しない
部分で変化することを利用してガスの存在を検知する様
になしたものである。
観測対象を監視し、ガス背景から放射される赤外光が漏
洩されたガスによって吸収されて赤外線カメラ装置に入
射する赤外光強度が、ガスが存在する部分と存在しない
部分で変化することを利用してガスの存在を検知する様
になしたものである。
【０００４】一方、アクティブ法は図５に示す様に、観
測対象のガス１或はガス漏洩の発生し得る監視対象の背
景２に赤外光源照射装置３を用いて赤外光を照射して、
その反射光の光強度Ｉ1 及びＩ2 の分布を赤外線カメラ
装置４で検出する方法であり、パッシブ法に比べて、赤
外線カメラ装置４に入射する赤外線強度が大きくなるた
め検出感度が向上する。
測対象のガス１或はガス漏洩の発生し得る監視対象の背
景２に赤外光源照射装置３を用いて赤外光を照射して、
その反射光の光強度Ｉ1 及びＩ2 の分布を赤外線カメラ
装置４で検出する方法であり、パッシブ法に比べて、赤
外線カメラ装置４に入射する赤外線強度が大きくなるた
め検出感度が向上する。
【０００５】この様なアクティブ法を用いたガス可視化
装置が特開平６−２８８８５８号公報に開示されてい
る。
装置が特開平６−２８８８５８号公報に開示されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の特開平６−２８
８８５８号公報には背景に赤外線光源照射装置から赤外
光を照射する赤外光源照射装置３として大型のパワーレ
ーザを使用しなければならないため赤外光源照射装置３
の電力消費を減少させるために、パッシブ表示モードと
アクティブ表示モードを切換可能にしたガス可視化装置
が開示されているが、この構成では依然として広範囲に
赤外線を照射するため、大型のパワーレーザ源を必要と
し、赤外光照射装置３の小型化が図れなかった。
８８５８号公報には背景に赤外線光源照射装置から赤外
光を照射する赤外光源照射装置３として大型のパワーレ
ーザを使用しなければならないため赤外光源照射装置３
の電力消費を減少させるために、パッシブ表示モードと
アクティブ表示モードを切換可能にしたガス可視化装置
が開示されているが、この構成では依然として広範囲に
赤外線を照射するため、大型のパワーレーザ源を必要と
し、赤外光照射装置３の小型化が図れなかった。
【０００７】又、ガスに吸収される赤外線放射量或は吸
収後の赤外線放射量は、経過時間によって変化するの
で、赤外線の照射タイミングと赤外カメラ装置の測定タ
イミングの同期がとれていないと、定量的に再現性のあ
る測定が出来なかった。
収後の赤外線放射量は、経過時間によって変化するの
で、赤外線の照射タイミングと赤外カメラ装置の測定タ
イミングの同期がとれていないと、定量的に再現性のあ
る測定が出来なかった。
【０００８】更に、赤外光源照射装置３から照射される
赤外光がガス或は監視対象の背景２に対し一様な赤外強
度で照射されないとガスによる赤外線の吸収を考慮する
ことでガス検知を行なうアクティブ法ではガス検知が困
難となる。上述の特開平８−２８８８５８号公報では赤
外線照射面積変更手段を設けて、照射される検出用赤外
線の領域面積を変えられる様にしているが面順次的な照
射であるため、赤外光照射装置の赤外線光源（パワーレ
ーザ源）は大型化されざるを得なかった。
赤外光がガス或は監視対象の背景２に対し一様な赤外強
度で照射されないとガスによる赤外線の吸収を考慮する
ことでガス検知を行なうアクティブ法ではガス検知が困
難となる。上述の特開平８−２８８８５８号公報では赤
外線照射面積変更手段を設けて、照射される検出用赤外
線の領域面積を変えられる様にしているが面順次的な照
射であるため、赤外光照射装置の赤外線光源（パワーレ
ーザ源）は大型化されざるを得なかった。
【０００９】本発明は叙上の課題を解消するために成さ
れたもので、発明が解決しようとする課題は被測定領域
の各走査ポイントに一定出力で均等に赤外光を照射可能
なガス可視化装置及びガス可視方法を提供しようとする
ものである。
れたもので、発明が解決しようとする課題は被測定領域
の各走査ポイントに一定出力で均等に赤外光を照射可能
なガス可視化装置及びガス可視方法を提供しようとする
ものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のガス可視化装置
は、赤外光源照射手段３で被測定領域２を照射し、赤外
線カメラ手段４を介して、ガスを二次元的に検出し、検
出したガスを可視化する様に成したガス可視化装置に於
いて、赤外線カメラ手段４の赤外線検出部５と水平及び
垂直走査機構部６及び７の光路間に配設した光学部材８
に設けた透孔９を介して水平及び垂直走査機構部６及び
７を通して被測定領域２に照射される様に成された上記
赤外光源照射手段３と、赤外線カメラ手段４の上記水平
及び垂直走査機構６及び７の２次元走査に同期して間歇
的又は連続的に赤外光源照射手段３から赤外光を照射
し、赤外光を検出する検出手段５と、この検出手段５に
より検出したガスの存在部分と存在しない部分の赤外放
射のガス濃度を演算する演算手段１０と、この演算手段
１０のガス濃度を二次元表示する表示手段１１とを具備
して成るものである。
は、赤外光源照射手段３で被測定領域２を照射し、赤外
線カメラ手段４を介して、ガスを二次元的に検出し、検
出したガスを可視化する様に成したガス可視化装置に於
いて、赤外線カメラ手段４の赤外線検出部５と水平及び
垂直走査機構部６及び７の光路間に配設した光学部材８
に設けた透孔９を介して水平及び垂直走査機構部６及び
７を通して被測定領域２に照射される様に成された上記
赤外光源照射手段３と、赤外線カメラ手段４の上記水平
及び垂直走査機構６及び７の２次元走査に同期して間歇
的又は連続的に赤外光源照射手段３から赤外光を照射
し、赤外光を検出する検出手段５と、この検出手段５に
より検出したガスの存在部分と存在しない部分の赤外放
射のガス濃度を演算する演算手段１０と、この演算手段
１０のガス濃度を二次元表示する表示手段１１とを具備
して成るものである。
【００１１】本発明ガス可視化方法は、赤外光源照射手
段３で被測定領域２を照射し、赤外線カメラ手段４を介
して、ガスを二次元的に検出し、検出したガスを可視化
する様に成したガス可視化方法において、赤外線カメラ
手段４の赤外線検出部５と水平及び垂直走査機構部６及
び７の光路間に配設した光学部材８に設けた透孔９を介
して水平及び垂直走査機構部６及び７を通して被測定領
域２に照射される様に成された赤外光源照射手段３を有
し、赤外線カメラ手段４の水平及び垂直走査機構６及び
７の２次元走査に同期して間歇的又は連続的に赤外光源
照射手段３から赤外光を照射して赤外光を検出し、検出
したガスの存在部分と存在しない部分の赤外放射からガ
ス濃度を演算して、この演算したガス濃度を二次元表示
する様に成したものである。
段３で被測定領域２を照射し、赤外線カメラ手段４を介
して、ガスを二次元的に検出し、検出したガスを可視化
する様に成したガス可視化方法において、赤外線カメラ
手段４の赤外線検出部５と水平及び垂直走査機構部６及
び７の光路間に配設した光学部材８に設けた透孔９を介
して水平及び垂直走査機構部６及び７を通して被測定領
域２に照射される様に成された赤外光源照射手段３を有
し、赤外線カメラ手段４の水平及び垂直走査機構６及び
７の２次元走査に同期して間歇的又は連続的に赤外光源
照射手段３から赤外光を照射して赤外光を検出し、検出
したガスの存在部分と存在しない部分の赤外放射からガ
ス濃度を演算して、この演算したガス濃度を二次元表示
する様に成したものである。
【００１２】本発明のガス可視化装置及びガス可視化方
法によれば被測定対象領域の背景の各走査ポイントに一
定出力で均等に赤外光源照射装置から赤外光を照射可能
なものが得られる。
法によれば被測定対象領域の背景の各走査ポイントに一
定出力で均等に赤外光源照射装置から赤外光を照射可能
なものが得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガス可視化装置及
びガス可視化方法を図１乃至図４を用いて説明する。
びガス可視化方法を図１乃至図４を用いて説明する。
【００１４】図１は本発明のガス可視化装置の系統図、
図２は本発明のガス可視化装置及びガス可視化方法の赤
外光照射方法の説明図、図３は本発明のガス可視化装置
の他の系統図、図４は本発明の水平、垂直走査機構部と
赤外光源照射装置との関係を示す説明図であり、以下、
図５との対応部分には同一符号を付して説明する。
図２は本発明のガス可視化装置及びガス可視化方法の赤
外光照射方法の説明図、図３は本発明のガス可視化装置
の他の系統図、図４は本発明の水平、垂直走査機構部と
赤外光源照射装置との関係を示す説明図であり、以下、
図５との対応部分には同一符号を付して説明する。
【００１５】図１に於いて、測定対象領域である背景２
は工場内に於けるガスタンク、配管、道路や家庭内のガ
スの漏洩を監視或は特定するため必要な個所であり、ガ
ス濃度を測定するガスの種類としては二酸化炭素（ＣＯ
2 ）、メタン（ＣＨ4 ）、酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒
素（ＮＯ2 ）等の可燃性ガス１を監視するものとする。
は工場内に於けるガスタンク、配管、道路や家庭内のガ
スの漏洩を監視或は特定するため必要な個所であり、ガ
ス濃度を測定するガスの種類としては二酸化炭素（ＣＯ
2 ）、メタン（ＣＨ4 ）、酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒
素（ＮＯ2 ）等の可燃性ガス１を監視するものとする。
【００１６】これら可燃性ガス１の赤外線による吸収は
分子を構成する原子の振動及び回転によって起こり、そ
の吸収波長は原子の質量や結合の種類で決定され、例と
してＣＨ4 では吸収ピーク波長が１．７，３．４，７．
０μｍに、ＣＯ2 では２．０，２．７，４．３，１５μ
ｍに、ＮＯでは２．７，５．３μｍに、ＮＯ2 では１．
４，１．９，２．７，６．３，２０μｍにあることが知
られている。
分子を構成する原子の振動及び回転によって起こり、そ
の吸収波長は原子の質量や結合の種類で決定され、例と
してＣＨ4 では吸収ピーク波長が１．７，３．４，７．
０μｍに、ＣＯ2 では２．０，２．７，４．３，１５μ
ｍに、ＮＯでは２．７，５．３μｍに、ＮＯ2 では１．
４，１．９，２．７，６．３，２０μｍにあることが知
られている。
【００１７】又、赤外光源照射装置３の赤外線光源とし
てはガスの吸収波長帯域に合わせて発振するレーザ発振
器が用いられている（以下赤外光源照射装置３をレーザ
発振器と記す）。
てはガスの吸収波長帯域に合わせて発振するレーザ発振
器が用いられている（以下赤外光源照射装置３をレーザ
発振器と記す）。
【００１８】一般にガスのある部分を赤外光が通過する
時の通過前と通過後の光強度の関係はランバート・ベー
ルの法則によって、厚みと濃度の関係が求められる。ラ
ンバート・ベールの式は（１）式で表される。 即ち、厚みｄと濃度ｃが大きければ赤外光は多く吸収さ
れることになり、透過率２は（２）式で求められる。 Ｚ＝Ｉ／Ｉ0 ‥‥（２） ガス濃度は（１）式のガス濃度とガス層の厚みｄを乗算
したガス積分濃度として求められるが、一般にはＣＨ4
等のガスの厚みｄに関係のない特定の場所の体積比を示
すガス体積濃度（ｖ％）で表す様になされている。
時の通過前と通過後の光強度の関係はランバート・ベー
ルの法則によって、厚みと濃度の関係が求められる。ラ
ンバート・ベールの式は（１）式で表される。 即ち、厚みｄと濃度ｃが大きければ赤外光は多く吸収さ
れることになり、透過率２は（２）式で求められる。 Ｚ＝Ｉ／Ｉ0 ‥‥（２） ガス濃度は（１）式のガス濃度とガス層の厚みｄを乗算
したガス積分濃度として求められるが、一般にはＣＨ4
等のガスの厚みｄに関係のない特定の場所の体積比を示
すガス体積濃度（ｖ％）で表す様になされている。
【００１９】本例に用いるレーザ発振器は半導体レーザ
ー或は赤外線レーザ等のパルスレーザ光源からＣＨ4 等
の被測定対象のガス分子に強く吸収される波長を発振す
るものが選択される。
ー或は赤外線レーザ等のパルスレーザ光源からＣＨ4 等
の被測定対象のガス分子に強く吸収される波長を発振す
るものが選択される。
【００２０】赤外線カメラ装置４内には通常の構成と同
様の水平及び垂直走査用のガルバノミラー等から構成し
た水平走査部６及び垂直走査部７で背景２を水平及び垂
直方向に走査して赤外線検知器５に赤外光を反射ミラー
等の光学部材８を介して取り込み、マイクロコンピュー
タ（以下ＣＰＵ）１０で構成された制御処理部１０を介
して熱画像信号をＣＲＴ等の表示装置１１に表示する様
に成されている。
様の水平及び垂直走査用のガルバノミラー等から構成し
た水平走査部６及び垂直走査部７で背景２を水平及び垂
直方向に走査して赤外線検知器５に赤外光を反射ミラー
等の光学部材８を介して取り込み、マイクロコンピュー
タ（以下ＣＰＵ）１０で構成された制御処理部１０を介
して熱画像信号をＣＲＴ等の表示装置１１に表示する様
に成されている。
【００２１】本発明のガス可視化装置及びガス可視化方
法では反射ミラー８の中心部にピンホール状の透孔９を
穿ち、レーザ発振器３と赤外線カメラ装置４の光路が同
軸となる様に配置する。
法では反射ミラー８の中心部にピンホール状の透孔９を
穿ち、レーザ発振器３と赤外線カメラ装置４の光路が同
軸となる様に配置する。
【００２２】即ち、水平及び垂直走査機構部と赤外線検
知器５の光路間の反射ミラー８の透孔９を通過したレー
ザ赤外光１２は赤外カメラ装置４の水平走査部６及び垂
直走査部７の光路と同軸的に測定対象領域の背景２に照
射される様に成されている。
知器５の光路間の反射ミラー８の透孔９を通過したレー
ザ赤外光１２は赤外カメラ装置４の水平走査部６及び垂
直走査部７の光路と同軸的に測定対象領域の背景２に照
射される様に成されている。
【００２３】本例の赤外線カメラ装置４による赤外光源
照射装置であるレーザ発振器３からの照射タイミングは
図２に示す様に、赤外線カメラ装置４が測定対象領域で
ある背景２を水平走査Ｈ及び垂直走査Ｖを行なう際に所
定の二次元走査面の各走査領域ＨＶ1 ，ＨＶ2 ，ＨＶ3
‥‥に水平及び垂直走査される毎にレーザ発振器３から
レーザ赤外光１２を時分割的に照射し、赤外線カメラ装
置は各走査領域ＨＶ1，ＨＶ2 ，ＨＶ3 ‥‥の領域毎の
赤外光を検知する受信を行う様に同期を合わせた測定が
行なわれる。
照射装置であるレーザ発振器３からの照射タイミングは
図２に示す様に、赤外線カメラ装置４が測定対象領域で
ある背景２を水平走査Ｈ及び垂直走査Ｖを行なう際に所
定の二次元走査面の各走査領域ＨＶ1 ，ＨＶ2 ，ＨＶ3
‥‥に水平及び垂直走査される毎にレーザ発振器３から
レーザ赤外光１２を時分割的に照射し、赤外線カメラ装
置は各走査領域ＨＶ1，ＨＶ2 ，ＨＶ3 ‥‥の領域毎の
赤外光を検知する受信を行う様に同期を合わせた測定が
行なわれる。
【００２４】本発明では上述の様にレーザ赤外光１２を
背景２の走査面全体に照射する場合に比べて各走査領域
ＨＶ1 ，ＨＶ2 ‥‥毎に一定出力で均等にレーザ赤外光
１２を小容量の半導体レーザ等で照射することができ
て、ガス検出をより正確に行うことができる様になる。
背景２の走査面全体に照射する場合に比べて各走査領域
ＨＶ1 ，ＨＶ2 ‥‥毎に一定出力で均等にレーザ赤外光
１２を小容量の半導体レーザ等で照射することができ
て、ガス検出をより正確に行うことができる様になる。
【００２５】図３及び図４は本発明の他の形態例を示す
ガス可視化装置の系統図と水平、垂直走査機構部と赤外
光源照射装置との関係を示すもので、本例では、レーザ
発振器３を赤外線カメラ装置４に内蔵させて、小型化を
図った構成としたものである。
ガス可視化装置の系統図と水平、垂直走査機構部と赤外
光源照射装置との関係を示すもので、本例では、レーザ
発振器３を赤外線カメラ装置４に内蔵させて、小型化を
図った構成としたものである。
【００２６】図３に於いて、４は全体として、赤外線カ
メラ装置を示すもので、ＡＣアダプタ１３からの電源電
圧は電源制御部１４を介して赤外カメラ装置４内のレー
ザ発振部３、レーザ制御部１５、ＣＰＵ等で構成された
メインの制御処理部１０等に供給される。
メラ装置を示すもので、ＡＣアダプタ１３からの電源電
圧は電源制御部１４を介して赤外カメラ装置４内のレー
ザ発振部３、レーザ制御部１５、ＣＰＵ等で構成された
メインの制御処理部１０等に供給される。
【００２７】ＣＰＵ１０はメモリカード等の記録部１
６、ＣＲＴ或はＬＣＤ等の表示部１１並びに操作部１８
とバス等で相互に接続されている。
６、ＣＲＴ或はＬＣＤ等の表示部１１並びに操作部１８
とバス等で相互に接続されている。
【００２８】記録部１６は赤外光の測定データの書き込
み、読み出しを行なって、ＣＰＵ１０内の演算手段を介
して、赤外光のガス濃度を検出して、表示部１１上にガ
ス濃度画像を可視化表示する。勿論、通常の背景の熱温
度分布画像の表示も可能になされている。
み、読み出しを行なって、ＣＰＵ１０内の演算手段を介
して、赤外光のガス濃度を検出して、表示部１１上にガ
ス濃度画像を可視化表示する。勿論、通常の背景の熱温
度分布画像の表示も可能になされている。
【００２９】ＣＰＵ１０は赤外カメラ制御部１９を介し
て、通常の赤外線カメラ装置４の水平走査部６及び垂直
走査部７、対物レンズ２０、フィルタ２５、チョッパ２
１を制御し、赤外光２３を背景２から取り込みＭＣＴ等
の検知部５で得たガス濃度に対応した赤外光２３を検出
し、赤外カメラ制御部１９を介してＣＰＵ１０内に取り
込み、ガスの存在部分と、ガスの存在しない部分の赤外
放射の差からガス濃度を演算手段で演算して、表示部１
７に可視化表示する。
て、通常の赤外線カメラ装置４の水平走査部６及び垂直
走査部７、対物レンズ２０、フィルタ２５、チョッパ２
１を制御し、赤外光２３を背景２から取り込みＭＣＴ等
の検知部５で得たガス濃度に対応した赤外光２３を検出
し、赤外カメラ制御部１９を介してＣＰＵ１０内に取り
込み、ガスの存在部分と、ガスの存在しない部分の赤外
放射の差からガス濃度を演算手段で演算して、表示部１
７に可視化表示する。
【００３０】ＣＰＵ１０で制御されるレーザ制御部１５
はレーザ発振器３を駆動制御し、前記した反射ミラー等
から構成された結合光学部８の透孔９を介して水平、垂
直走査部６，７の光路と同軸にレーザ発振器３から背景
２にレーザ赤外光１２を照射する。
はレーザ発振器３を駆動制御し、前記した反射ミラー等
から構成された結合光学部８の透孔９を介して水平、垂
直走査部６，７の光路と同軸にレーザ発振器３から背景
２にレーザ赤外光１２を照射する。
【００３１】図１及び図２では背景２を水平方向及び垂
直方向に各走査領域ＨＶ1 ，ＨＶ2，ＨＶ3 ‥‥毎に時
分割し、レーザ赤外光２１の照射を行なった後に赤外線
カメラ装置４の受信を交互に行なったが、図２の場合は
レーザ赤外光は水平及び垂直走査期間中、常時、レーザ
発振器３から連続的に照射する様にレーザ制御部１５が
制御している。
直方向に各走査領域ＨＶ1 ，ＨＶ2，ＨＶ3 ‥‥毎に時
分割し、レーザ赤外光２１の照射を行なった後に赤外線
カメラ装置４の受信を交互に行なったが、図２の場合は
レーザ赤外光は水平及び垂直走査期間中、常時、レーザ
発振器３から連続的に照射する様にレーザ制御部１５が
制御している。
【００３２】図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で図４（Ａ）
は水平（Ｈ）及び垂直（Ｖ）走査部６及び７の平面図、
図４（Ｂ）は正面図、図４（Ｃ）は側面図を示すもので
ある。
は水平（Ｈ）及び垂直（Ｖ）走査部６及び７の平面図、
図４（Ｂ）は正面図、図４（Ｃ）は側面図を示すもので
ある。
【００３３】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に於いて、６ａ及
び７ａはＨガルバノミラー駆動部及びＶガルバノミラー
駆動部を示し、水平及び垂直用のＨガルバノミラー６ｂ
及びＶガルバノミラー７ｂを所定回動範囲回動させて、
水平及び垂直走査を行なって、赤外線カメラ装置４の窓
部２４からＶガルバノミラー７ｂ→Ｈガルバノミラー６
ｂ→反射ミラー８→対物レンズ２０→フィルタ２５→チ
ョッパ２１（図３参照）→検出部５の光路を介して赤外
光２３を取り込むと共にレーザ発振器３からレーザ赤外
光１２を放射し、反射ミラー８の透孔９を通過し、Ｈガ
ルバノミラー６ｂ→Ｖガルバノミラー７ｂ→窓部２４を
介して、レーザ赤外光１２を背景２に連続的或は時分割
的に間歇的に照射する様に成されている。
び７ａはＨガルバノミラー駆動部及びＶガルバノミラー
駆動部を示し、水平及び垂直用のＨガルバノミラー６ｂ
及びＶガルバノミラー７ｂを所定回動範囲回動させて、
水平及び垂直走査を行なって、赤外線カメラ装置４の窓
部２４からＶガルバノミラー７ｂ→Ｈガルバノミラー６
ｂ→反射ミラー８→対物レンズ２０→フィルタ２５→チ
ョッパ２１（図３参照）→検出部５の光路を介して赤外
光２３を取り込むと共にレーザ発振器３からレーザ赤外
光１２を放射し、反射ミラー８の透孔９を通過し、Ｈガ
ルバノミラー６ｂ→Ｖガルバノミラー７ｂ→窓部２４を
介して、レーザ赤外光１２を背景２に連続的或は時分割
的に間歇的に照射する様に成されている。
【００３４】本発明のガス可視化装置及びガス可視化方
法では背景２のＣＨ4 等の可燃性のガス１等が存在しな
い赤外光２３によって観測された出力値を基準にし、こ
の時の（２）式で示した透過率を１００％とし、ＣＨ4
によって赤外光２３が吸収されて赤外線カメラ装置４に
到達した赤外光２３が減少した画像の濃淡の減算式は除
算をＣＰＵ１０の演算手段で行ない空間的な透過率分布
を表示部１１のＣＲＴ等に色表示する様に成しているの
でレーザ光を走査面全体に照射する場合に比べ、各走査
ポイントに一定出力で均等に照射することができるた
め、ガス検出をより正確に行うことができる。
法では背景２のＣＨ4 等の可燃性のガス１等が存在しな
い赤外光２３によって観測された出力値を基準にし、こ
の時の（２）式で示した透過率を１００％とし、ＣＨ4
によって赤外光２３が吸収されて赤外線カメラ装置４に
到達した赤外光２３が減少した画像の濃淡の減算式は除
算をＣＰＵ１０の演算手段で行ない空間的な透過率分布
を表示部１１のＣＲＴ等に色表示する様に成しているの
でレーザ光を走査面全体に照射する場合に比べ、各走査
ポイントに一定出力で均等に照射することができるた
め、ガス検出をより正確に行うことができる。
【００３５】上述の場合はＣＲＴ等の表示部１１上にガ
ス漏洩部のガス濃度画像を可視表示する場合を説明した
が赤外線カメラ装置で得た通常の熱赤外画像にガス濃度
画像を重畳表示することで、ガス濃度位置が判断し易い
ガス可視化装置及びガス可視化方法が提供可能となる。
ス漏洩部のガス濃度画像を可視表示する場合を説明した
が赤外線カメラ装置で得た通常の熱赤外画像にガス濃度
画像を重畳表示することで、ガス濃度位置が判断し易い
ガス可視化装置及びガス可視化方法が提供可能となる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば次の各項に示す効果が得
られる。 （１）従来の様に広い範囲に亘って赤外光源照射装置か
らレーザ赤外光を照射する場合に比べて小容量のレーザ
発振器を用いることができて消費電力を小さくすること
ができる。 （２）レーザ光を走査面全体に照射する場合に比べ、各
走査ポイントに一定出力で均等に照射することができる
ため、ガス検出をより正確に行える。 （３）通常の熱赤外画像にガス濃度画像を重ねて表示す
る事により、ガス濃度の位置が判断し易くなる。
られる。 （１）従来の様に広い範囲に亘って赤外光源照射装置か
らレーザ赤外光を照射する場合に比べて小容量のレーザ
発振器を用いることができて消費電力を小さくすること
ができる。 （２）レーザ光を走査面全体に照射する場合に比べ、各
走査ポイントに一定出力で均等に照射することができる
ため、ガス検出をより正確に行える。 （３）通常の熱赤外画像にガス濃度画像を重ねて表示す
る事により、ガス濃度の位置が判断し易くなる。
【図１】本発明のガス可視化装置の１形態例を示す系統
図である。
図である。
【図２】本発明の赤外光照射方法の説明図である。
【図３】本発明のガス可視化装置の他の形態例を示す系
統図である。
統図である。
【図４】本発明のガス可視化装置に用いる水平、垂直走
査機構部と赤外光源照射装置との関係を示す説明図であ
る。
査機構部と赤外光源照射装置との関係を示す説明図であ
る。
【図５】従来のガス検知方法の説明図である。
１‥‥ガス、２‥‥背景、３‥‥赤外光源照射装置（レ
ーザ発振器）、４‥‥赤外線カメラ装置、８‥‥反射ミ
ラー（結合光学部）、９‥‥透孔、１０‥‥制御処理部
（ＣＰＵ）、１７‥‥表示部
ーザ発振器）、４‥‥赤外線カメラ装置、８‥‥反射ミ
ラー（結合光学部）、９‥‥透孔、１０‥‥制御処理部
（ＣＰＵ）、１７‥‥表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 21/35 Ｇ０１Ｎ 21/35 Ｚ (72)発明者 伊藤 雅一 東京都小平市天神町１−57 エヌイーシー 三栄株式会社内 (72)発明者 笠井 豊 東京都小平市天神町１−57 エヌイーシー 三栄株式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB01 CC04 CC05 CC20 EE01 FF01 FF06 GG01 GG08 HH01 HH06 JJ02 JJ11 JJ13 JJ15 JJ24 KK01 MM01 MM05 MM10 PP04 2G067 AA02 BB17 CC04 DD17 3E072 AA03 GA30
Claims (6)
- 【請求項１】 赤外光源照射手段で被測定領域を照射
し、赤外線カメラ手段を介して、ガスを二次元的に検出
し、検出したガスを可視化する様に成したガス可視化装
置に於いて、 上記赤外線カメラ手段の赤外線検出部と水平及び垂直走
査機構部の光路間に配設した光学部材に設けた透孔を介
して、該水平及び垂直走査機構部を通して上記被測定領
域に照射される様に成された上記赤外光源照射手段と、 上記赤外線カメラ手段の上記水平及び垂直走査機構の２
次元走査に同期して間歇的又は連続的に上記赤外光源照
射手段から赤外光を照射し、該赤外光を検出する検出手
段と、 上記検出手段により、検出したガスの存在部分と存在し
ない部分の赤外放射のガス濃度を演算する演算手段と、 上記演算手段のガス濃度を二次元表示する表示手段とを
具備して成ることを特徴とするガス可視化装置。 - 【請求項２】 前記赤外光源照射手段からの前記二次元
走査面の各走査ポイントの赤外線照射を前記赤外線カメ
ラ手段の受信タイミングを同期させ、該赤外線照射と該
赤外線カメラ手段の受信を交互に行なう様に間歇的に照
射及び受信を行う様に成したことを特徴とする請求項１
記載のガス可視化装置。 - 【請求項３】 前記赤外光源照射手段からの前記二次元
走査面への赤外線照射を前記赤外線カメラの前記水平及
び垂直走査期間に同期して連続的に照射及び受信を行う
様に成したことを特徴とする請求項１記載のガス可視化
装置。 - 【請求項４】 前記ガスの存在部分とガスの存在しない
部分の差分又は除算した値より前記ガス濃度を演算して
なることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいず
れか１項記載のガス可視化装置。 - 【請求項５】 前記表示手段には演算手段で演算したガ
ス濃度と前記赤外線カメラ手段で撮像した赤外二次元画
像を重畳して表示して成ることを特徴とする請求項１乃
至請求項３記載のいずれか１項記載のガス可視化装置。 - 【請求項６】 赤外光源照射手段で被測定領域を照射
し、赤外線カメラ手段を介して、ガスを二次元的に検出
し、検出したガスを可視化する様に成したガス可視化方
法に於いて、 上記赤外線カメラ手段の赤外線検出部と水平及び垂直走
査機構部の光路間に配設した光学部材に設けた透孔を介
して該水平及び垂直走査機構部を通して上記被測定領域
に照射される様に成された上記赤外光源照射手段を有
し、 上記赤外線カメラ手段の上記水平及び垂直走査機構の２
次元走査に同期して間歇的又は連続的に上記赤外光源照
射手段から赤外光を照射して該赤外光を検出し、 上記検出したガスの存在部分と存在しない部分の赤外放
射からガス濃度を演算して、 上記演算したガス濃度を二次元表示する様に成したこと
を特徴とするガス可視化方法。
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| JP15531099A JP4286970B2 (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | ガス可視化装置及びガス可視化方法 |
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-
1999
- 1999-06-02 JP JP15531099A patent/JP4286970B2/ja not_active Expired - Fee Related
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