JP2002048748A - 気体供給管内の異物検出装置 - Google Patents
気体供給管内の異物検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物質
などの異物を容易に検出する。 【解決手段】一端が気体供給管１に接続され他端に吸入
ファン５を有する検出ハウジング４と、該検出ハウジン
グ内に設けられ、複数の電極板からなるコンデンサ８
と、一方の電極板６が接地され、他方の電極板７に可変
コンデンサ１１を介して接続される高周波発振部とを備
え、気体供給管内に異物が無い状態での発振周波数を前
記可変コンデンサ１１で調整して規定値にセットし、前
記発振周波数の変化により異物を検出する。
などの異物を容易に検出する。 【解決手段】一端が気体供給管１に接続され他端に吸入
ファン５を有する検出ハウジング４と、該検出ハウジン
グ内に設けられ、複数の電極板からなるコンデンサ８
と、一方の電極板６が接地され、他方の電極板７に可変
コンデンサ１１を介して接続される高周波発振部とを備
え、気体供給管内に異物が無い状態での発振周波数を前
記可変コンデンサ１１で調整して規定値にセットし、前
記発振周波数の変化により異物を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体供給管内の異
物検出装置装置に関する。
物検出装置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、例えば医療用の酸素供給装置においては、酸素供給
管内にガスセンサを設け、酸素が正常に供給されている
か否かを検出するようにしている。しかしながら、この
ガスセンサは気体か煙等を検出することはできるが、粒
子状物質や油分等の液状物質などの微量の異物を検出す
ることはできない。
来、例えば医療用の酸素供給装置においては、酸素供給
管内にガスセンサを設け、酸素が正常に供給されている
か否かを検出するようにしている。しかしながら、この
ガスセンサは気体か煙等を検出することはできるが、粒
子状物質や油分等の液状物質などの微量の異物を検出す
ることはできない。
【０００３】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物
質などの異物を容易に検出することができる装置を提供
することを目的とする。
であって、気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物
質などの異物を容易に検出することができる装置を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の気体供給管内の異物検出装置は、一端が気
体供給管に接続され他端に吸入ファンを有する検出ハウ
ジングと、該検出ハウジング内に設けられ、複数の電極
板からなるコンデンサと、一方の電極板が接地され、他
方の電極板に可変コンデンサを介して接続される高周波
発振部とを備え、気体供給管内に異物が無い状態での発
振周波数を前記可変コンデンサで調整して規定値にセッ
トし、前記発振周波数の変化により異物を検出すること
を特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記高周波発振部に、狭帯域フィルタ、高周波増幅
部、高周波検波部、直流電圧リニア増幅部、可変抵抗
器、直流電圧比較部、警報作動部および警報装置を接続
したことを特徴とする。
に、本発明の気体供給管内の異物検出装置は、一端が気
体供給管に接続され他端に吸入ファンを有する検出ハウ
ジングと、該検出ハウジング内に設けられ、複数の電極
板からなるコンデンサと、一方の電極板が接地され、他
方の電極板に可変コンデンサを介して接続される高周波
発振部とを備え、気体供給管内に異物が無い状態での発
振周波数を前記可変コンデンサで調整して規定値にセッ
トし、前記発振周波数の変化により異物を検出すること
を特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記高周波発振部に、狭帯域フィルタ、高周波増幅
部、高周波検波部、直流電圧リニア増幅部、可変抵抗
器、直流電圧比較部、警報作動部および警報装置を接続
したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、本発明における気体供
給管内の異物検出装置の１実施形態を示す全体構成図で
ある。
を参照しつつ説明する。図１は、本発明における気体供
給管内の異物検出装置の１実施形態を示す全体構成図で
ある。
【０００６】気体供給管１には分岐管２が設けられ、分
岐管２にジョイント３を介して検出ハウジング４が接続
され、検出ハウジング４の他側には吸入ファン５が設け
られている。検出ハウジング４の内部には、金属材から
なる複数の電極板６、７からなるコンデンサ８が設けら
れている。コンデンサ８を形成する一方の電極板６は、
接続端子６Ａを介して接地され、他方の電極板７は、接
続端子７Ａを介して異物検出回路９に接続されている。
岐管２にジョイント３を介して検出ハウジング４が接続
され、検出ハウジング４の他側には吸入ファン５が設け
られている。検出ハウジング４の内部には、金属材から
なる複数の電極板６、７からなるコンデンサ８が設けら
れている。コンデンサ８を形成する一方の電極板６は、
接続端子６Ａを介して接地され、他方の電極板７は、接
続端子７Ａを介して異物検出回路９に接続されている。
【０００７】異物検出回路９は、可変コンデンサ１１、
高周波発振部１２、クリスタル発振子１２ａ、狭帯域フ
ィルタ１３、高周波増幅部１４、高周波検波部１５、直
流電圧リニア増幅部１６、可変抵抗器１７、直流電圧比
較部１８、警報作動部１９、警報装置２０から構成され
る回路である。直流電圧比較部１８には端子１８Ａから
マイナス電流が印加される。
高周波発振部１２、クリスタル発振子１２ａ、狭帯域フ
ィルタ１３、高周波増幅部１４、高周波検波部１５、直
流電圧リニア増幅部１６、可変抵抗器１７、直流電圧比
較部１８、警報作動部１９、警報装置２０から構成され
る回路である。直流電圧比較部１８には端子１８Ａから
マイナス電流が印加される。
【０００８】図２は、図１の検出ハウジング４の構造を
示し、図２（Ａ）においては、検出ハウジング４を角型
管を採用し角形管内に電極板６、７からなるコンデンサ
８を配設している。図２（Ｂ）においては円筒管を採用
し、円筒管内に電極板６、７からなるコンデンサ８を配
設している。
示し、図２（Ａ）においては、検出ハウジング４を角型
管を採用し角形管内に電極板６、７からなるコンデンサ
８を配設している。図２（Ｂ）においては円筒管を採用
し、円筒管内に電極板６、７からなるコンデンサ８を配
設している。
【０００９】上記構成からなる本発明の異物検出方法に
ついて説明する。検出ハウジング４内の気体に異物が混
入していない高周波誘電体損失がゼロの時に、コンデン
サ８と可変コンデンサ１１との組み合わせによる直列静
電容量でクリスタル発振子１２ａの発振周波数を調整し
て、規定の発振周波数にするが、この場合、可変コンデ
ンサ１１を調整して規定の発振周波数にセットする。規
定の発振周波数は、高周波発振部１２に接続されている
狭帯域フィルタ１３で規定の周波数のみが通過し、この
狭帯域フィルタ１３を通過した発振周波数の高周波電圧
が次段の高周波増幅部１４で増幅される。狭帯域フィル
タ１３の通過周波数帯域は、中心周波数の±１０ＫＨ
ｚ、−３ｄＢ点で±６０ｄＢ減衰特性を有するので、中
心周波数より外れた周波数は減衰されて、次段に接続さ
れている高周波増幅部１４には、微小な高周波電圧しか
与えられない特性を有している。
ついて説明する。検出ハウジング４内の気体に異物が混
入していない高周波誘電体損失がゼロの時に、コンデン
サ８と可変コンデンサ１１との組み合わせによる直列静
電容量でクリスタル発振子１２ａの発振周波数を調整し
て、規定の発振周波数にするが、この場合、可変コンデ
ンサ１１を調整して規定の発振周波数にセットする。規
定の発振周波数は、高周波発振部１２に接続されている
狭帯域フィルタ１３で規定の周波数のみが通過し、この
狭帯域フィルタ１３を通過した発振周波数の高周波電圧
が次段の高周波増幅部１４で増幅される。狭帯域フィル
タ１３の通過周波数帯域は、中心周波数の±１０ＫＨ
ｚ、−３ｄＢ点で±６０ｄＢ減衰特性を有するので、中
心周波数より外れた周波数は減衰されて、次段に接続さ
れている高周波増幅部１４には、微小な高周波電圧しか
与えられない特性を有している。
【００１０】次に、高周波増幅部１４で増幅された発振
周波数は、次段に接続された高周波検波部１５で検波さ
れてプラス直流電圧となり、次段の直流電圧リニア増幅
部１６において、検波されたプラス直流電圧を入力に比
例して直線的に増幅させる。増幅されたプラス直流電圧
を、次段の可変抵抗器１７において、次段の直流電圧比
較部１８に入力されているマイナス直流電圧値と比較し
て、直流電圧比較部１８の出力電圧がゼロになるように
調整する。このとき、直流電圧比較部１８の出力電圧が
ゼロなので、警報作動部１９は作動しない。
周波数は、次段に接続された高周波検波部１５で検波さ
れてプラス直流電圧となり、次段の直流電圧リニア増幅
部１６において、検波されたプラス直流電圧を入力に比
例して直線的に増幅させる。増幅されたプラス直流電圧
を、次段の可変抵抗器１７において、次段の直流電圧比
較部１８に入力されているマイナス直流電圧値と比較し
て、直流電圧比較部１８の出力電圧がゼロになるように
調整する。このとき、直流電圧比較部１８の出力電圧が
ゼロなので、警報作動部１９は作動しない。
【００１１】吸入ファン５を駆動し、気体供給管１内の
気体を検出ハウジング４内に導入する。吸入された気体
の内部に異物が存在していない場合には、気体の高周波
誘電体損失はゼロなので、検出ハウジング４内部のコン
デンサ８を構成している電極板６、７間の高周波誘電率
に変化は生じない。したがって、高周波発振部１２の発
振周波数は既定値を示す。すなわち、高周波発振部１２
に接続されているクリスタル発振子１２ａの発振周波数
が可変コンデンサ１１とコンデンサ８との直列容量値で
調整されているので、電極板６、７の間の静電容量が変
化しないかぎり、クリスタル発振子１２ａの発振周波数
は変化しない。
気体を検出ハウジング４内に導入する。吸入された気体
の内部に異物が存在していない場合には、気体の高周波
誘電体損失はゼロなので、検出ハウジング４内部のコン
デンサ８を構成している電極板６、７間の高周波誘電率
に変化は生じない。したがって、高周波発振部１２の発
振周波数は既定値を示す。すなわち、高周波発振部１２
に接続されているクリスタル発振子１２ａの発振周波数
が可変コンデンサ１１とコンデンサ８との直列容量値で
調整されているので、電極板６、７の間の静電容量が変
化しないかぎり、クリスタル発振子１２ａの発振周波数
は変化しない。
【００１２】気体供給管１内に油類、埃類その他の異物
が混入している場合には、電極板６、７間の誘電率が変
化し、コンデンサ８と可変コンデンサ１１との直列静電
容量が変化し、クリスタル発振子１２ａの発振周波数が
変化するので、高周波発振部１２からの変化した発振周
波数は次段に接続された狭帯域フィルタ１３で減衰さ
れ、高周波増幅部１４で増幅されても、高周波検波部１
５で検波されたプラス直流電圧値が低い場合には、直流
電圧比較部１８でマイナス電圧値の方が高くなり、電圧
値のアンバランスが生じるので、直流電圧比較部１８に
より警報作動部１９が作動して警報装置２０が警報を発
することになる。
が混入している場合には、電極板６、７間の誘電率が変
化し、コンデンサ８と可変コンデンサ１１との直列静電
容量が変化し、クリスタル発振子１２ａの発振周波数が
変化するので、高周波発振部１２からの変化した発振周
波数は次段に接続された狭帯域フィルタ１３で減衰さ
れ、高周波増幅部１４で増幅されても、高周波検波部１
５で検波されたプラス直流電圧値が低い場合には、直流
電圧比較部１８でマイナス電圧値の方が高くなり、電圧
値のアンバランスが生じるので、直流電圧比較部１８に
より警報作動部１９が作動して警報装置２０が警報を発
することになる。
【００１３】従って、電極板６、７間に誘電率が異なる
か又は高周波誘電体損失を伴う異物が通過した場合に
は、電極板６、７間の静電容量値が変化またはコンデン
サとしての機能を停止させることになるので、高周波発
振部１２の発振周波数が変化または発振が停止すること
になる。
か又は高周波誘電体損失を伴う異物が通過した場合に
は、電極板６、７間の静電容量値が変化またはコンデン
サとしての機能を停止させることになるので、高周波発
振部１２の発振周波数が変化または発振が停止すること
になる。
【００１４】なお、高周波発振部１２での変化は周囲温
度−１０℃〜８０℃間では変化しない特性を有する。発
振周波数、１００ＭＨｚ±１０ＫＨｚの特性の狭帯域フ
ィルタ１３での誘電率が２の場合には、１００ＭＨｚか
ら大幅に周波数がずれて９０ＭＨｚ近くの周波数にさ
れ、狭帯域フィルタ１３の許容範囲を超えることにな
り、警報装置２０が作動することになる。従って、初期
周波数が±１０ＫＨｚ変化した場合でも、異物の混入は
１００ｐｐｍを示す。まして、高周波誘電体損失がある
異物では、発振が停止することになり警報装置２０が作
動する。
度−１０℃〜８０℃間では変化しない特性を有する。発
振周波数、１００ＭＨｚ±１０ＫＨｚの特性の狭帯域フ
ィルタ１３での誘電率が２の場合には、１００ＭＨｚか
ら大幅に周波数がずれて９０ＭＨｚ近くの周波数にさ
れ、狭帯域フィルタ１３の許容範囲を超えることにな
り、警報装置２０が作動することになる。従って、初期
周波数が±１０ＫＨｚ変化した場合でも、異物の混入は
１００ｐｐｍを示す。まして、高周波誘電体損失がある
異物では、発振が停止することになり警報装置２０が作
動する。
【００１５】本発明が適用される気体の誘電率を以下に
示す（温度または気圧で多少は変化する） 酸素 ４．９４（２０℃） 窒素 ５．４７（２０℃） 水素 ２．７２（０℃） ヘリウム ０．７（０℃） 二酸化炭素 ９．２２（２２℃） アンモニア ７１（１℃） 水蒸気 ６０（１００℃） 二酸化硫黄 ８２（２２℃） エチルアルコール ７８（１００℃） 気体の誘電率は赤外線近くの高い周波数まで変化がない
ので、希望の気体に他の気体が混入すると、管内の誘電
率が増加するので、コンデンサ８との直列静電容量が増
えることになり、発振周波数が低くなる。粉体のような
異物は、物質によるが、金属系では誘電率と発信回路の
Ｑが共に変化して、発振周波数が変化または発振が停止
する。気体の誘電率は赤外線近くまで変化がないが、異
物が混入すると、コンデンサ８の容量が変化するので警
報装置が作動する。
示す（温度または気圧で多少は変化する） 酸素 ４．９４（２０℃） 窒素 ５．４７（２０℃） 水素 ２．７２（０℃） ヘリウム ０．７（０℃） 二酸化炭素 ９．２２（２２℃） アンモニア ７１（１℃） 水蒸気 ６０（１００℃） 二酸化硫黄 ８２（２２℃） エチルアルコール ７８（１００℃） 気体の誘電率は赤外線近くの高い周波数まで変化がない
ので、希望の気体に他の気体が混入すると、管内の誘電
率が増加するので、コンデンサ８との直列静電容量が増
えることになり、発振周波数が低くなる。粉体のような
異物は、物質によるが、金属系では誘電率と発信回路の
Ｑが共に変化して、発振周波数が変化または発振が停止
する。気体の誘電率は赤外線近くまで変化がないが、異
物が混入すると、コンデンサ８の容量が変化するので警
報装置が作動する。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物
質などの異物を容易に検出することができる。
によれば、気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物
質などの異物を容易に検出することができる。
【図１】本発明における気体供給管内の異物検出装置の
１実施形態を示す全体構成図である。
１実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１の検出ハウジングの構造を示す図である。
１…気体供給管 ４…検出ハウジング ５…吸入ファン ６、７…電極板 ８…コンデンサ １１…可変コンデンサ １２…高周波発振部
Claims (2)
- 【請求項１】一端が気体供給管に接続され他端に吸入フ
ァンを有する検出ハウジングと、該検出ハウジング内に
設けられ、複数の電極板からなるコンデンサと、一方の
電極板が接地され、他方の電極板に可変コンデンサを介
して接続される高周波発振部とを備え、気体供給管内に
異物が無い状態での発振周波数を前記可変コンデンサで
調整して規定値にセットし、前記発振周波数の変化によ
り異物を検出することを特徴とする気体供給管内の異物
検出装置。 - 【請求項２】前記高周波発振部に、狭帯域フィルタ、高
周波増幅部、高周波検波部、直流電圧リニア増幅部、可
変抵抗器、直流電圧比較部、警報作動部および警報装置
を接続したことを特徴とする請求項１記載の気体供給管
内の異物検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234258A JP4532693B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 気体供給管内の異物検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234258A JP4532693B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 気体供給管内の異物検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002048748A true JP2002048748A (ja) | 2002-02-15 |
| JP4532693B2 JP4532693B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=18726649
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000234258A Expired - Fee Related JP4532693B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 気体供給管内の異物検出装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4532693B2 (ja) |
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-
2000
- 2000-08-02 JP JP2000234258A patent/JP4532693B2/ja not_active Expired - Fee Related
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