JP2002372544A - ガス濃度分布測定装置およびガス発生防止装置 - Google Patents

ガス濃度分布測定装置およびガス発生防止装置

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JP2002372544A
JP2002372544A JP2001181604A JP2001181604A JP2002372544A JP 2002372544 A JP2002372544 A JP 2002372544A JP 2001181604 A JP2001181604 A JP 2001181604A JP 2001181604 A JP2001181604 A JP 2001181604A JP 2002372544 A JP2002372544 A JP 2002372544A
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gas concentration
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harmful gas
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Masahiko Mitsuda
匡彦 満田
Toshihito Uchida
敏仁 内田
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N2001/021Correlating sampling sites with geographical information, e.g. GPS

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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 産業廃棄物の埋め立て地等における有害ガス
の発生状況を、安全衛生上の問題を招くことなく、簡易
に精度良く調べることのできるガス濃度分布測定装置を
提供する。 【解決手段】 ガスセンサ11とその計測データを送信
する通信装置14を搭載した自走式移動体3(移動局1
0)と、自走式移動体の位置を求めるGPS受信機(位
置検出手段)16と、自走式移動体から送信された計測
データを受信する通信装置(受信機)21、受信した計
測データと自走式移動体の位置とから計測対象領域にお
けるガス濃度の分布を求めるモニタリング装置(分布計
測手段)22を備えた固定局20とからなる。またセン
サを上下動可能に設け、地表面からのガス濃度の計測高
さ位置を変化させることでガス濃度の3次元分布を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば一般廃棄物
や産業廃棄物の埋め立て地における有害ガスの発生状況
を調べて、高濃度の有害ガス発生地域に有害ガス発生防
止材を散布する等の対策を講じるに有用なガス濃度分布
測定装置およびガス発生防止装置に関する。
【0002】
【関連する背景技術】廃棄物の最終処分場である埋め立
て地等においては、廃棄物層内部から硫化水素ガス等の
有害ガスが発生することがある。そこで有害ガスの発生
地域に、有害ガス発生防止材を散布し、有害ガスの拡散
を防止することが提唱されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、本発明者らは、
種々の実験により、上述した有害ガス発生防止材として
埋め立て地等の地表面に所定の被覆層を形成するものを
用いることで、有害ガスの発生を防止し得ることを見出
した。しかしながら有害ガスの発生が懸念される地域の
全てに有害ガス発生防止材を散布したり被覆層を形成す
るには、多大な経費が掛かることが否めない。そこで有
害ガスの発生地域にだけ上記被覆層を形成することが考
えられるが、その計測対象領域(地域)に立ち入って網
羅的に有害ガスの発生状況(ガス濃度)を調べるには、
安全衛生上問題があり、危険である。
【0004】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、廃棄物の埋め立て地等における
有害ガスの発生状況を簡易に、しかも精度良く調べるこ
とができ、安全衛生上の問題も招来することのないガス
濃度分布測定装置を提供することにある。また本発明
は、埋め立て地等における有害ガスの発生領域に、経済
的に、しかも効果的に有害ガス発生防止材を散布するこ
とのできる有害ガス発生防止装置を提供することを目的
としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係るガス濃度分布測定装置は、有害ガスの
濃度を計測するガスセンサ、およびこのガスセンサによ
る計測データを送信する通信装置を搭載した、例えば遠
隔操縦可能な自走式移動体と、前記ガスセンサによる計
測対象領域における上記自走式移動体の位置を求める位
置検出手段と、前記自走式移動体から送信された計測デ
ータを受信する受信機、および受信した計測データと前
記位置検出手段にて求められた前記自走式移動体の位置
とから前記計測対象領域におけるガス濃度の分布を求め
る分布計測手段を備えた固定局とからなることを特徴と
している。
【0006】ちなみに上記位置検出手段は、例えば前記
自走式移動体に搭載されて地表面における自己の位置座
標を検出するGPS(衛星を利用した地表座標位置計測
システム)受信機からなり、前記通信装置においては上
記GPS受信機にて検出される自走式移動体の位置(位
置座標)を、前記ガスセンサによる計測データと共に前
記固定局に送信するように構成される。
【0007】好ましくは前記自走式移動体は、例えば前
記ガスセンサを上下動させて該ガスセンサによるガス濃
度測定位置の高さを変化させる手段を備え、この測定高
さの情報を前記計測データと共に前記固定局に送信する
ことで、前記分布計測手段においては前記自走式移動体
の位置(測定位置)と上記測定高さの情報とに従ってガ
ス濃度の3次元分布を求めることを特徴としている。
【0008】また前記自走式移動体は、有害ガス発生防
止材を散布する薬剤散布車からなる。そして計測された
ガス濃度の分布に従って上記有害ガス発生防止材を散布
するように、その動作が制御される。また本発明に係る
ガス発生防止装置は、ガス濃度を計測するガスセンサ、
このガスセンサによる計測データを送信する通信装置、
および有害ガス発生防止材散布機を搭載した薬剤散布車
と、この薬剤散布車から送信された計測データを受信す
る受信機、および受信した計測データに基づいて前記有
害ガス発生防止材散布機に対して有害ガス発生防止材の
散布を指示する手段を備えた固定局とを具備したことを
特徴としている。
【0009】即ち、埋め立て地等を無人で自走する薬剤
散布車により有害ガスの発生領域が検出されたとき、上
記薬剤散布車に対して固定局側から有害ガス発生防止材
の散布を即時指示することで、その有害ガスの発生地域
に速やかにする有害ガス発生防止材を散布して有害ガス
の発生を抑えることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係るガス濃度分布測定装置について説明す
る。このガス濃度分布測定装置は、図1にその概略構成
を示すように移動局10と固定局20とにより構成され
る。移動局10は、クローラ1により駆動されるキャタ
ピラ2を走行機構として備えた自走式移動体3に設けら
れ、後述するように無線により遠隔操縦制御されて有害
ガスの発生が懸念されるガス濃度計測対象領域を無人で
走行する。
【0011】ちなみに上記自走式移動体3は、合成樹脂
や合成ゴム等の接着型接合剤、ベント内と、カオリン等
のクレー、または石膏を開繊した故紙等の繊維、ヒドロ
キシエチルセルロース等の水溶性ポリマ、鉄塩等の有害
ガスと反応する化合物等を含有する有害ガス発生防止材
を散布して地表面に被覆層を形成する薬剤散布機5を搭
載した薬剤散布車からなる。そしてこの自走式移動体
(薬剤散布車)3の走行とその操舵は、前記固定局20
からの無線による指令に従って走行制御部6により制御
される。また前記薬剤散布機5による有害ガス発生防止
材の散布もまた、前記固定局20からの無線による指令
に従って散布制御部7により制御される。
【0012】しかして移動局10は、基本的には硫化水
素ガス等の有害ガスの濃度を検出するガスセンサ11と
そのガス流量を計測する流量センサ12とを備え、CP
U13の管理の下で上記センサ11,12により検出し
た計測データ(ガス濃度とガス流量)を通信装置14を
介して固定局20に送信するように構成されている。
尚、前記センサ11,12は、例えば昇降機構(図示せ
ず)に支持されて上下動自在に設けられており、高さ制
御部15の制御により地表からの高さが、例えば0〜3
mの範囲において可変設定されるようになっている。
【0013】またこの移動局10には、人工衛星を利用
した地表座標位置計測システム(GPS;Global Posit
ioning System)の電波を受信して前記自走式移動体3
の地表座標位置(センサ11,12による計測位置)を
求めるGPS受信機(位置検出手段)16が搭載されて
いる。そしてこのGPS受信機16にて求められた地表
座標位置(計測位置)の情報も、前記センサ11,12
による計測データと共に前記通信装置14を介して固定
局20に送信されるようになっている。
【0014】即ち、この移動局10は、無線により走行
制御されて、産業廃棄物等の最終処分場である埋め立て
地等の有害ガスの発生が懸念されるガス濃度計測対象領
域を無人で走行し、GPS受信機16を用いて自己の地
表座標位置(センサ11,12による計測位置)を検出
しながら、その位置における有害ガスの濃度とその流量
とを前記センサ11,12を用いて検出し、その計測デ
ータ(ガス濃度とガス流量)を上記計測位置や計測高さ
の情報と共に、通信装置14を介して固定局20に送信
するように構成されている。
【0015】これに対して固定局20は、前記移動局1
0との間で無線により計測データ等を通信する通信装置
21と、この通信装置21を介して受信される計測デー
タおよび計測位置と計測高さの情報を取り込んで前記ガ
ス濃度計測対象領域における有害ガスの濃度分布を求め
るモニタリング装置(分布計測手段)22を備えてい
る。このモニタリング装置22は、基本的には前記移動
局10が走行した軌跡上の複数の位置においてそれぞれ
計測されたガス濃度を地図上にプロットすることで、ガ
ス濃度の2次元分布データを作成する機能を備える。
【0016】この際、前述したようにセンサ11,12
の高さを上下に変化させて、地表面からの高さに応じた
ガス濃度をそれぞれ計測した場合には、ガス濃度の3次
元分布データを作成するようにしても良い。また各計測
座標位置において地表面からの高さを異ならせて計測さ
れるガス濃度値の最も高い値を、その計測座標位置での
ガス濃度として代表させたり、各計測座標位置でのガス
濃度の平均値を求める等してガス濃度の2次元分布デー
タを作成することも可能である。
【0017】またガス濃度の計測座標位置に対する検出
精度を高めるべく当該固定局20にもGPS受信機23
を設け、この固定局20に設けたGPS受信機23によ
る計測位置データと、前記移動局10に搭載されたGP
S受信機16による計測位置データとから、いわゆるG
PSD方式によりガス濃度を計測した位置の検出精度を
高めるようにしても良い。このようなGPSD方式を採
用することで、その位置測定精度を1cm以下の誤差範
囲に抑えることが可能となり、ガス濃度分布の計測精度
を高めることが可能となる。
【0018】尚、この固定局20には、前記通信装置2
1を介して前記移動局10(自走式移動体3)の走行制
御部6に対して制御指令を与える運転操作部24や、前
記高さ制御部15に対してセンサ11,12の高さ位置
を指定したり、CPU13に対してセンサ11,12に
よるガス濃度計測のタイミングを指定する計測指令部2
5が設けられている。更にこの固定局20には、前記散
布制御部7に対して有害ガス発生防止材の散布指令を与
える散布指示部26が設けられている。
【0019】このような遠隔制御機能を備えた固定局2
0側より、前記移動局10(自走式移動体3)における
各部の作動を遠隔制御することで、例えば図2にその計
測処理の概念を示すように、前記移動局10を無人でガ
ス濃度計測対象領域A内を走行させながら該ガス濃度計
測対象領域A内の各位置での有害ガスの濃度をそれぞれ
計測し、その計測データを固定局20に収集して上記ガ
ス濃度計測対象領域Aの全域に亘る有害ガスの濃度分布
データを求めることが可能となる。そしてこの有害ガス
の濃度分布データに従い、ガス濃度の高い領域に薬剤散
布車(自走式移動体)3を移動させて前述した有害ガス
発生防止材を散布し、その地表面に被覆層を形成すれ
ば、これによって廃棄物層から発生する有害ガスの拡散
を防止することが可能となる。特にガス濃度の高い領域
に有害ガス発生防止材を繰り返し散布して被覆層を十分
に厚く形成する必要がある場合、非常に有用である。
【0020】尚、濃度の高い有害ガスの発生が検出され
た場合、固定局20からの指示の下で、即時、その有害
ガスの発生領域に有害ガス発生防止材を散布するように
すれば、計測対象領域Aの全体に亘るガス濃度の分布を
把握する前に適応的に当該領域での有害ガスの発生を抑
えることができる。この場合には、有毒ガスの発生が懸
念される地域の全体に有害ガス発生防止材を散布する場
合に比較して、経済的に、且つ効果的に有毒ガスの発生
を防止することが可能となる。更には予め有害ガスの発
生の虞のある地域全体に有害ガス発生防止材を散布して
いた場合においても、例えばその被覆層の厚みが不十分
であったり、或いは破れが生じている部分が存在するよ
うなとき、その不具合箇所を補修する上で有用である。
【0021】かくして上述した如く構成されたガス濃度
分布測定装置によれば、有害ガスの発生が懸念されるガ
ス濃度計測対象領域Aに出向くことなく、無人の自走式
移動体(薬剤散布車)3の運転を遠隔制御して上記ガス
濃度計測対象領域A内を走行させることで、該ガス濃度
計測対象領域Aから離れた固定局20において上記ガス
濃度計測対象領域A内の各部での有害ガスの発生状況
(ガス濃度)を測定することができる。従って人体(計
測者)に対する有害ガスによる安全衛生上の問題が生じ
ることがなく、その作業環境の大幅な改善を図ることが
できる。
【0022】また前記ガス濃度計測対象領域A内のガス
濃度分布を2次元的に、または3次元的に求めることが
できるので、有害ガスの発生地域(発生源)を容易に、
しかも正確に特定(検出)することができ、有害ガス発
生防止材を散布してその地表面に被覆層を形成する等の
対策を効果的に講じることができる等の効果が奏せられ
る。特にセンサ11,12によるガス濃度の計測高さ位
置を上下に変化させることで地表面からの高さが異なる
位置でのガス濃度をそれぞれ検出するので、有害ガスの
発生状況のより詳細な分析が可能となる等の利点もあ
る。
【0023】特にこのようにして有害ガスの発生状況を
上述したガス濃度の分布として求めておけば、有害ガス
発生防止材を複数回に亘って繰り返し散布する必要があ
る場合や、その後、被覆層のメンテナンスを行う場合等
に非常に有用である。即ち、一度有害ガスが発生した箇
所においては、被覆層の下の地中において有害ガスの通
り道が出来易く、その周辺部から再び有毒ガスが噴出す
る虞がある。従って、このような有毒ガスの噴出に対処
するべく、有毒ガスの発生箇所を座標データとして保持
しておけば、次回に有毒ガス発生防止剤を散布する際、
その地域を特定する上で非常に有効である。
【0024】尚、移動局10から固定局20に対する計
測データ等の送信は、例えば図3に示すような通信フォ
ーマットに従って、計測の日時a、ガス濃度の測定デー
タb、ガスの流量データc、更には緯度・経度からなる
位置座標データx、計測高さ位置データy等をシリアル
通信するようにすれば十分である。またここでは有害ガ
スとして硫化水素ガスを検出するものとして説明した
が、その他の有害ガス成分を検出するように構成するこ
とも勿論可能である。また複数種の有害ガスをそれぞれ
検出することも可能であり、この場合には各ガス成分を
それぞれ検出するための複数のガスセンサを移動局10
に搭載し、これらの各センサにより検出された計測デー
タを所定の順序に従って固定局20に送信するようにす
れば良い。
【0025】また実施形態においては、GPS受信機1
6を用いて移動局10の位置座標を検出するものとした
が、ガス濃度計測対象領域Aが見通しの良い場合には、
該ガス濃度計測対象領域Aを見渡し得る複数の地点から
レーザ測長機を用いて移動局10(自走式移動体3)ま
での距離をそれぞれ計測し、三角測量法に従って上記移
動局10(自走式移動体3)の位置を求めるようにして
も良い。また移動局10(自走式移動体3)を遠隔操縦
して無人走行させるに際しては、該移動局10(自走式
移動体3)の位置座標をモニタしながらその走行を制御
したり、移動局10(自走式移動体3)に搭載したカメ
ラを用いてその走行環境を画像としてモニタしながら走
行制御するようにすれば良い。
【0026】更には移動局10と固定局20との無線通
信は、電波を用いた全二重方式のみならず、変調レーザ
光等を用いた光通信により実現することも可能である。
またガス濃度計測対象領域Aが狭いような場合には、前
述した無線通信に代えて、ケーブルや光ファイバを用い
て移動局10と固定局20との間で通信するようにして
も良い。またガスセンサを搭載した自走式移動体と、薬
剤散布種とが別々のものであっても良いが、実用的な観
点においては実施形態として示したように一体である方
が好ましい。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、有
害ガスの発生が懸念されるガス濃度計測対象領域に無人
の自走式移動体を走行させ、該自走式移動体に搭載され
たガスセンサを用いて計測されるガス濃度を通信装置を
介して固定局に収集すると共に、上記自走式移動体の位
置座標を検出することで前記ガス濃度計測対象領域にお
けるガス濃度の分布を求めるので、安全衛生上の問題を
招来することなしに有害ガスの発生状況を簡易に、しか
も精度良く調べることができる。
【0028】またガスセンサを上下動させて地表面から
のガス濃度の検出高さ位置を変えるので、有害ガスの発
生状況を3次元分布としてより詳細に捉えることが可能
である等の効果も奏せられ、その実用的利点が多大であ
る。更には有害ガスの発生が検出されたとき、即時、そ
の領域に有害ガス発生防止材を散布することで、経済的
にしかも効率的に有害ガスの発生を防止することができ
る等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るガス濃度分布測定装
置の概略構成を示す図。
【図2】図1に示すガス濃度分布測定装置によるガス濃
度計測対象領域のガス濃度分布の計測処理概念を示す
図。
【図3】図1に示すガス濃度分布測定装置における移動
局から固定局への計測データ等の通信フォーマットの例
を示す図。
【符号の説明】
3 自走式移動体(薬剤散布車) 10 移動局 11 ガスセンサ 12 流量センサ 13 CPU 14 通信装置 15 高さ制御部 16 GPS受信機(位置検出手段) 20 固定局 21 通信装置 22 モニタリング装置(分布計測手段) 23 GPS受信機
【手続補正書】
【提出日】平成13年6月21日(2001.6.2
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】ちなみに上記自走式移動体3は、合成樹脂
や合成ゴム等の接着型接合剤、ベントナイト、カオリン
等のクレー、石膏、開繊した故紙等の繊維、ヒドロキシ
エチルセルロース等の水溶性ポリマ、鉄塩等の有害ガス
と反応する化合物等を含有する有害ガス発生防止材を散
布して地表面に被覆層を形成する薬剤散布機5を搭載し
た薬剤散布車からなる。そしてこの自走式移動体(薬剤
散布車)3の走行とその操舵は、前記固定局20からの
無線による指令に従って走行制御部6により制御され
る。また前記薬剤散布機5による有害ガス発生防止材の
散布もまた、前記固定局20からの無線による指令に従
って散布制御部7により制御される。
───────────────────────────────────────────────────── 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) // G05D 1/02 G08C 17/00 A Fターム(参考) 2F073 AA01 AA19 AA21 AA32 AB02 BB01 BC02 CC01 CC05 CC20 GG01 GG06 2G058 AA03 GA00 GD00 2G060 AA06 AB00 AE19 KA01 5H301 AA03 AA10 BB02 CC03 CC06 DD07 DD15 FF08 FF11 5J062 BB01 BB08 CC07 DD12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス濃度を計測するガスセンサ、および
    このガスセンサによる計測データを送信する通信装置を
    搭載した自走式移動体と、 前記ガスセンサによる計測対象領域における上記自走式
    移動体の位置を求める位置検出手段と、 前記自走式移動体から送信された計測データを受信する
    受信機、および受信した計測データと前記位置検出手段
    にて求められた前記自走式移動体の位置とから前記計測
    対象領域におけるガス濃度の分布を求める分布計測手段
    を備えた固定局とを具備したことを特徴とするガス濃度
    分布測定装置。
  2. 【請求項2】 前記自走式移動体は、前記ガスセンサに
    よるガス濃度測定位置の高さを変化させる手段を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載のガス濃度分布測定装
    置。
  3. 【請求項3】 前記自走式移動体は、有害ガス発生防止
    材を散布する薬剤散布車からなる請求項1に記載のガス
    濃度分布測定装置。
  4. 【請求項4】 ガス濃度を計測するガスセンサ、このガ
    スセンサによる計測データを送信する通信装置、および
    有害ガス発生防止材散布機を搭載した薬剤散布車と、 前記薬剤散布車から送信された計測データを受信する受
    信機、および受信した計測データに基づいて前記有害ガ
    ス発生防止材散布機に対して有害ガス発生防止材の散布
    を指示する手段を備えた固定局とを具備したことを特徴
    とするガス発生防止装置。
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