JP2015105892A - ガス濃度測定設備及び測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な機器構成により、検知対象ガスの濃度測定を、略連続的に且つ高い精度を持って安全に行い得るガス濃度測定設備及びその測定方法を提案する。
【解決手段】被検査気体が送気される送気路と、送気路内の被検査気体に含まれる検知対象ガスの濃度を光学式センサによって測定するガス濃度測定装置と、送気路内に圧縮空気又は圧縮窒素を導入することで上記被検査気体を送気するエゼクタを備えた送気装置を具備する。係る構成によれば、送気路内を略一定の速度で流れる被検査気体中の検知対象ガスの濃度を略連続的に且つ正確に測定することができることから、濃度測定の精度及び信頼性に優れたガス濃度測定設備を提供できる。
【選択図】 図1
【解決手段】被検査気体が送気される送気路と、送気路内の被検査気体に含まれる検知対象ガスの濃度を光学式センサによって測定するガス濃度測定装置と、送気路内に圧縮空気又は圧縮窒素を導入することで上記被検査気体を送気するエゼクタを備えた送気装置を具備する。係る構成によれば、送気路内を略一定の速度で流れる被検査気体中の検知対象ガスの濃度を略連続的に且つ正確に測定することができることから、濃度測定の精度及び信頼性に優れたガス濃度測定設備を提供できる。
【選択図】 図1
Description
本願発明は、空気等の被検査気体中に含まれる可燃性ガス等を検知し、あるいは可燃性ガス等の濃度を測定するためのガス濃度測定設備及び測定方法に関するものである。
空気中には、自然現象により、あるいは環境の特性(例えば、各種のガスを扱う工場環境等)に基づいて各種のガス成分が含まれているが、この空気中に含まれたガス成分は、その種類及び濃度によっては、当該環境に在る人間の健康維持に悪影響を及ぼすとか、特にそのガス成分が可燃性ガスである場合には爆発の危険性に晒される、等の看過し難い問題の発生が懸念される。
係る問題の発生を回避するには、空気中に含まれるガス成分の濃度を常時測定してこれを監視することが必要であり、係る観点から、従来から各種のガス濃度測定手法が提案されている(特許文献1〜3 参照)。
特許文献1には、メタンガス等の可燃性ガスの濃度測定を、接触燃焼式ガスセンサを用いて行うようにした濃度測定装置が示されている。この濃度測定装置は、被測定ガスの濃度が所定の濃度となるように希釈用空気で希釈してゆき、特定濃度となったときの希釈倍率から被測定ガスの濃度を求めるものである。
なお、ここで使用される接触燃焼式ガスセンサは、コイル状の白金フィラメントに触媒をコーティングしたガス検知素子を備え、このガス検知素子を加熱しておき、ここに可燃性ガスを接触させて触媒作用による反応熱を発生させる。この反応熱によって上記フィラメントの温度が上昇するとその電気抵抗が増大するため、このフィラメントの電気抵抗を計測することで、該電気抵抗に対応するガス濃度を検知するものである。
なお、ここで使用される接触燃焼式ガスセンサは、コイル状の白金フィラメントに触媒をコーティングしたガス検知素子を備え、このガス検知素子を加熱しておき、ここに可燃性ガスを接触させて触媒作用による反応熱を発生させる。この反応熱によって上記フィラメントの温度が上昇するとその電気抵抗が増大するため、このフィラメントの電気抵抗を計測することで、該電気抵抗に対応するガス濃度を検知するものである。
特許文献2には、制電性樹脂材料からなるハウジング内に、接触燃焼式のガスセンサ、ガス吸引ポンプ、ポンプ駆動モータ等を収納して構成される防爆型可搬式のガス検知装置が示されている。
特許文献3には、赤外線の吸収スペクトルを計測して検知対象ガスの濃度を測定する光学式センサを用いたガス分析装置が示されている。
ところが、特許文献1に示される濃度測定装置によれば、上記接触燃焼式ガスセンサが、ガス検知素子を加熱し、これに可燃性ガスを接触させて反応熱を発生させる構成であって、この加熱機構は可燃性ガスの爆発を引き起こす着火源となり得るものであって、濃度測定の安全性という面において問題がある。
また、化学反応により生じる熱によるフィラメントの温度変化に伴う電気抵抗の変化を利用して濃度測定を行う方式であるため、フィラメントへの可燃性ガスの接触時点と、実際に該フィラメントの温度が変化して電気抵抗の変化として現れるまでのタイムラグによってガス濃度の変化に対する追従性が緩慢となり、その結果、ガス濃度をリアルタイムに、且つ正確に測定することは困難である。
特許文献2に示される防爆型可搬式のガス検知装置では、制電性樹脂材料からなるハウジング内に、接触燃焼式のガスセンサ、ガス吸引ポンプ、ポンプ駆動モータ等を収納することで防爆構造としているものの、上記接触燃焼式のガスセンサ、ガス吸引ポンプ及びポンプ駆動モータは、可燃性ガスの着火源となり得るものであって、防爆に対する信頼性はさほど高くない。
また、防爆構造とすべく、上記ハウジング内に、接触燃焼式のガスセンサ、ガス吸引ポンプ、ポンプ駆動モータ等を収納した結果、該ガス検知装置の機器構成が複雑で且つ大型となり、コストアップを招来することになる。
特許文献3に示されるガス分析装置では、ガス濃度の測定に使用できる光学式センサを具備するものであって、検知対象ガスを吸引するための2台のポンプとして「1モータ2ヘッドポンプ」を例示している。しかし、係るポンプのモータ部分は可燃性ガスの着火源となり得るものであることから、安全性の確保という点から可燃性ガスの濃度測定設備には適用することはできない。
そこで本願発明は、簡単な機器構成により、被検査気体中における検知対象ガスの濃度測定を、略連続的に且つ高い精度を持って安全に行い得るようにしたガス濃度測定設備及びその測定方法を提案することを目的としてなされたものである。
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
本願の第1の発明に係るガス濃度測定設備では、被検査気体を吸入する吸気口と検査終了後の被検査気体を排出する排気口を備えた送気路と、上記送気路内を送気される被検査気体に含まれる検知対象ガスの濃度を光学式センサによって測定するガス濃度測定装置と、上記送気路内に圧縮空気又は圧縮窒素を導入することで上記被検査気体を送気するエゼクタを備えた送気装置を具備することを特徴としている。
本願の第2の発明では、上記第1の発明に係るガス濃度測定設備において、上記光学式センサを、被検査気体に照射したレーザー光の作用によって出射されるラマン散乱光を計測して検知対象ガスの濃度を測定するように構成したことを特徴としている。
本願の第3の発明では、上記第1の発明に係るガス濃度測定設備において、上記光学式センサを、被検査気体に照射した紫外線又は赤外線の吸収スペクトルを計測して検知対象ガスの濃度を測定するように構成したことを特徴としている。
本願の第4の発明に係るガス濃度測定方法では、被検査気体を吸入する吸気口と検査終了後の被検査気体を排出する排気口を備えた送気路内にエゼクタにより圧縮空気又は圧縮窒素を導入して上記被検査気体を送気しながら、該被検査気体に含まれる検知対象ガスの濃度を光学式センサによって測定することを特徴としている。
(a)本願の第1の発明に係るガス濃度測定設備によれば、エゼクタにより送気路内に圧縮空気又は圧縮窒素を導入することで被検査気体を送気するようにしているので、例えば、ダイヤフラムポンプを用いた送気のような脈動を生じることなく、略一定速度で送気することができる。
また、被検査気体に含まれる検知対象ガスの濃度測定を光学式センサで行うようにしているところ、この光学式センサは、例えば、化学反応を利用した接触式センサに比して、検知対象ガスの濃度変化に対する反応速度が高いという特徴がある。
したがって、これらの相乗効果として、被検査気体中の検知対象ガスの濃度を、途切れることなく、あるいは数秒間隔で略連続的に且つ正確に測定することができ、延いては検知対象ガスの濃度の継時的変化を、リアルタイムで監視したり、高精度に分析したりすることができるなど、濃度測定の精度及び信頼性、並びに利用形態の多様化への適用性に優れたガス濃度測定設備を提供できる。
また、このガス濃度測定設備では、送気路内には光学式センサとエゼクタが配置されるのみで、点火源となり得る構造を有していないことから、検知対象ガスが可燃性ガスであったとしても送気路内において爆発が発生する恐れがなく、この結果、当該設備の高度の安全性が確保されるとともに、当該設備全体を非防爆仕様として設備コストを低く抑えることができる。
さらに、このガス濃度測定設備では、濃度検査終了後の被検査気体を、エゼクタによって導入される圧縮空気又は圧縮窒素で希釈した状態で排出する構成であることから、例えば、検知対象ガスが可燃性ガスとか有害ガスであったとしても比較的安全な状態として排出することができるなど、安全性に優れたガス濃度測定設備を提供できる。
(b)本願の第2の発明に係るガス濃度測定設備によれば、上記(a)に記載の効果に加えて、以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記光学式センサを、被検査気体に照射したレーザー光の作用によって出射されるラマン散乱光を計測して検知対象ガスの濃度を測定するように構成したので、例え検知対象ガスが紫外線を吸収しない水素ガス等であってもその濃度を測定することができるなど、検知対象ガスの種類に対する適用性の高いガス濃度測定設備を提供できる。
また、このガス濃度測定設備では、例えば、ラマン散乱光の受光器に、可変式の光学バンドパスフィルタを採用すれば、一つの設備で複数種類の検知対象ガスの濃度測定ができるなど汎用性に優れたガス濃度測定設備を提供できる。
(c)本願の第3の発明に係るガス濃度測定設備によれば、上記(a)に記載の効果に加えて、以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記光学式センサを、被検査気体に照射した紫外線又は赤外線の吸収スペクトルを計測して検知対象ガスの濃度を測定するように構成しているので、例えば、高価で比較的大きなレーザー光の生成装置を必要とせず、設備全体を安価且つ小型にすることができる。
(d)本願の第4の発明に係るガス濃度測定方法によれば、被検査気体を吸入する吸気口と検査終了後の被検査気体を排出する排気口を備えた送気路内にエゼクタにより圧縮空気又は圧縮窒素を導入して上記被検査気体を送気しながら、該被検査気体に含まれる検知対象ガスの濃度を光学式センサによって測定することから、略連続的な濃度測定が可能であり、例えば、検知対象ガスの濃度の継時的変化を、リアルタイムで監視したり、高精度に分析したりすることができる。
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
A:第1の実施形態
図1には、本願発明の第1の実施形態に係るガス濃度測定設備Z1を示している。このガス濃度測定設備Z1は、例えば、工場建屋の作業空間52内の空気中に含まれる可燃性ガスの濃度を測定するものであって、作業空間52内の空気A(即ち、特許請求の範囲中の「被検査気体」に該当する)を採集して送気する送気路1と、該各送気路1内の空気Aに含まれる検知対象ガスの濃度を測定するガス濃度測定装置2と、上記空気Aを上記送気路1を通して送気する送気装置4を備えて構成される。
図1には、本願発明の第1の実施形態に係るガス濃度測定設備Z1を示している。このガス濃度測定設備Z1は、例えば、工場建屋の作業空間52内の空気中に含まれる可燃性ガスの濃度を測定するものであって、作業空間52内の空気A(即ち、特許請求の範囲中の「被検査気体」に該当する)を採集して送気する送気路1と、該各送気路1内の空気Aに含まれる検知対象ガスの濃度を測定するガス濃度測定装置2と、上記空気Aを上記送気路1を通して送気する送気装置4を備えて構成される。
「送気路1」
上記送気路1は、天井51を挟んで上記作業空間52の上方に隣接する天井裏空間53内に配置されるが、この実施形態ではこの送気路1を三本備えており、これら各送気路1の上流端に位置する各吸気口11は、それぞれ個別に上記作業空間52の上部空間に臨んで開口している。また、これら三本の送気路1は、それぞれ後述の光学式センサ22(又は光学式センサ32)と流量調整弁5を備えるとともに、上記各流量調整弁5よりも下流側において一本に集合して集合路1aとされる。そして、この集合路1aの中間位置に後述のエゼクタ3が介設されるとともに、その下流端に位置する排気口12は排気ダクト13に接続されている。
上記送気路1は、天井51を挟んで上記作業空間52の上方に隣接する天井裏空間53内に配置されるが、この実施形態ではこの送気路1を三本備えており、これら各送気路1の上流端に位置する各吸気口11は、それぞれ個別に上記作業空間52の上部空間に臨んで開口している。また、これら三本の送気路1は、それぞれ後述の光学式センサ22(又は光学式センサ32)と流量調整弁5を備えるとともに、上記各流量調整弁5よりも下流側において一本に集合して集合路1aとされる。そして、この集合路1aの中間位置に後述のエゼクタ3が介設されるとともに、その下流端に位置する排気口12は排気ダクト13に接続されている。
なお、図1では作図の便宜上、上記各送気路1の各吸気口11を接近状態で示しているが、実際的には、これら各送気路1は適度に離間させて配置されるとか、それぞれ別の作業空間52に分離して配置されるなど、その設置位置は任意に設定されるものである。
「ガス濃度測定装置2」
上記ガス濃度測定装置2は、次述する光学式センサ22又は光学式センサ32と電子機器8で構成される。
上記ガス濃度測定装置2は、次述する光学式センサ22又は光学式センサ32と電子機器8で構成される。
「光学式センサ」
光学式センサは、上記送気路1の途中に介設されて上記空気Aに含まれる検知対象ガスの濃度に関する情報を取得するものであって、ラマン散乱光学系の光学式センサ22と光吸収光学系の光学式センサ32が知られているが、ここではこれら各光学式センサの構造等を簡単に説明する。
光学式センサは、上記送気路1の途中に介設されて上記空気Aに含まれる検知対象ガスの濃度に関する情報を取得するものであって、ラマン散乱光学系の光学式センサ22と光吸収光学系の光学式センサ32が知られているが、ここではこれら各光学式センサの構造等を簡単に説明する。
「ラマン散乱光学系の光学式センサ22」
図4に示す光学式センサ22は、ラマン散乱光学系の光学式センサであって、受光側光ファイバー42に接続されたフェルール24Aとその直前に位置するマイクロレンズ24Bからなる一対の受光側ユニット24と、入射側光ファイバー41に接続されたフェルール26Aとその直前に位置するマイクロレンズ26Bからなる入射側ユニット26を備えている。また、この一対の受光側ユニット24と入射側ユニット26は、上記入射側ユニット26の左右両側に上記一対の受光側ユニット24をそれぞれ位置させるとともに、上記一対の受光側ユニット24の軸線が上記入射側ユニット26の軸線上で交差するようにその取付角度が設定された状態で、マイクロ光学ベンチ28上に固定されている。そして、この光学式センサ22を、上記送気路1の途中に介設されたガスセル21内に収納している。
図4に示す光学式センサ22は、ラマン散乱光学系の光学式センサであって、受光側光ファイバー42に接続されたフェルール24Aとその直前に位置するマイクロレンズ24Bからなる一対の受光側ユニット24と、入射側光ファイバー41に接続されたフェルール26Aとその直前に位置するマイクロレンズ26Bからなる入射側ユニット26を備えている。また、この一対の受光側ユニット24と入射側ユニット26は、上記入射側ユニット26の左右両側に上記一対の受光側ユニット24をそれぞれ位置させるとともに、上記一対の受光側ユニット24の軸線が上記入射側ユニット26の軸線上で交差するようにその取付角度が設定された状態で、マイクロ光学ベンチ28上に固定されている。そして、この光学式センサ22を、上記送気路1の途中に介設されたガスセル21内に収納している。
なお、上記光学式センサ22は、図1に示すように、上記入射側光ファイバー41及び受光側光ファイバー42によって接続された電子機器8とともにガス濃度測定装置2を構成する。また、上記電子機器8には、レーザー生成装置と受光器が含まれ、該レーザー生成装置で生成されたレーザー光を上記入射側ユニット26から照射させるとともに、上記受光側ユニット24で受光したラマン散乱光を上記受光器にて受光するようになっている。なお、図1では、作図の便宜上、上記入射側光ファイバー41と受光側光ファイバー42をまとめて光ファイバー9として表示している(次述の光吸収光学系の光学式センサにおいても同様)。
したがって、このガス濃度測定装置2では、上記ガスセル21内に上記送気路1から空気Aを導入した状態で、上記光学式センサ22の上記入射側ユニット26から該空気Aに向けてレーザー光を照射し、このレーザー光の作用によって出射されるラマン散乱光を上記一対の受光側ユニット24により受光し、これを上記電子機器8の受光器に伝送する。この伝送データを受けて、上記受光器ではラマン散乱光の強度から検知対象ガスの濃度を求め、これをガス濃度の測定結果として出力する。
「光吸収光学系の光学式センサ32」
図5に示す光学式センサ32は、光吸収光学系の光学式センサであって、入射側光ファイバー43に接続されたフェルール34Aとその直前に位置するマイクロレンズ34Bからなる入射側ユニット34と、受光側光ファイバー44に接続されたフェルール36Aとその直前に位置するマイクロレンズ36Bからなる受光側ユニット36を、所定の交差角をもってマイクロ光学ベンチ33上に配置するとともに、これら入射側ユニット34の軸線と受光側ユニット36の軸線の略交点位置にマイクロミラー38を配置している。そして、この光学式センサ32を、上記送気路1の途中に介設されたガスセル31内に収納している。
図5に示す光学式センサ32は、光吸収光学系の光学式センサであって、入射側光ファイバー43に接続されたフェルール34Aとその直前に位置するマイクロレンズ34Bからなる入射側ユニット34と、受光側光ファイバー44に接続されたフェルール36Aとその直前に位置するマイクロレンズ36Bからなる受光側ユニット36を、所定の交差角をもってマイクロ光学ベンチ33上に配置するとともに、これら入射側ユニット34の軸線と受光側ユニット36の軸線の略交点位置にマイクロミラー38を配置している。そして、この光学式センサ32を、上記送気路1の途中に介設されたガスセル31内に収納している。
また、図1に示すように、上記光学式センサ32と上記電子機器8によって上記ガス濃度測定装置2が構成されるが、この場合における上記電子機器8には、紫外線又は赤外線の光源と分光器が含まれ、該光源からの紫外線又は赤外線を上記入射側ユニット34から空気Aに向けて照射するとともに、その反射光を上記受光側ユニット36で受光し、これを上記分光器に伝送する。上記分光器では、反射光の吸収スペクトルを測定し、検知対象ガスの濃度をもとめ、これをガス濃度の測定結果として出力する。
「送気装置4」
上記送気装置4は、上記各送気路1の集合路1aに介設されたエゼクタ3により構成される。このエゼクタ3は、従来周知であって、絞り部を持つ主流路3aと、該主流路3aの絞り部の直前位置に連通する副流路3bを備える。そして、上記エゼクタ3の上記主流路3aの上流端には、送風路10を介してエアチャンバー又はアキュムレーター等の蓄圧器6が接続されており、該主流路3aには該蓄圧器6を介してコンプレッサ7によって生成された圧縮空気が導入される。
上記送気装置4は、上記各送気路1の集合路1aに介設されたエゼクタ3により構成される。このエゼクタ3は、従来周知であって、絞り部を持つ主流路3aと、該主流路3aの絞り部の直前位置に連通する副流路3bを備える。そして、上記エゼクタ3の上記主流路3aの上流端には、送風路10を介してエアチャンバー又はアキュムレーター等の蓄圧器6が接続されており、該主流路3aには該蓄圧器6を介してコンプレッサ7によって生成された圧縮空気が導入される。
また、上記エゼクタ3の副流路3bには上記集合路1aの上流側部分が接続される一方、上記主流路3aの下流端には上記集合路1aの下流側部分が接続されている。したがって、上記エゼクタ3の主流路3aに上記蓄圧器6から圧縮空気が導入されると、この圧縮空気の絞りに伴う負圧吸引力が上記副流路3b部分に作用し(いわゆるエゼクタ効果)、上記作業空間52側の空気Aは、上記吸気口11から上記送気路1内に吸入されたのち、上記エゼクタ3の副流路3b及び主流路3aを経て上記排気口12側へ送気される。
なお、上記エゼクタ3の主流路3aに導入される気体としては、上記圧縮空気が一般的であるが、これに代えて不活性ガスである圧縮窒素を導入することも可能である。
なお、上記エゼクタ3の主流路3aに導入される気体としては、上記圧縮空気が一般的であるが、これに代えて不活性ガスである圧縮窒素を導入することも可能である。
なお、上記コンプレッサ7は、上記天井裏空間53とは異なる非防爆エリア50に設置されており、該コンプレッサ7が防爆仕様でなくとも、上記天井裏空間53側の防爆性には何ら影響はない。また、上記電子機器8も、上記コンプレッサ7と同様に、上記作業空間52とは異なる非防爆エリア50に設置されている。
さらに、上記送気路1の上記光学式センサ22又は光学式センサ32ccよりも下流側位置に流量調整弁5が設けられているが、この流量調整弁5は主として上記送気路1を通って送気される空気Aの送気量を調整するものであり、防爆性を考慮して、例えば、エアアクチュエータにより駆動させるようになっている。
「作動説明」
続いて、上記ガス濃度測定設備Z1の作動等について説明する。
続いて、上記ガス濃度測定設備Z1の作動等について説明する。
上記送気装置4のエゼクタ3に送風路10を介して上記蓄圧器6から圧縮空気が導入されると、エゼクタ効果によって上記送気路1に負圧吸引力が作用し、上記作業空間52側の空気Aは、その吸気口11から吸入され、上記ガス濃度測定装置2の光学式センサ22又は光学式センサ32を通り、さらに上記エゼクタ3を通って上記排気口12から上記排気ダクト13側へ排出される。
そして、上記各送気路1の各光学式センサ22又は光学式センサ32においてラマン散乱光又は吸収スペクトルが取得され、この取得情報に基づき上記電子機器8において検知対象ガスの濃度が求められる。即ち、上記ガス濃度測定装置2による濃度測定が実行される。そして、上記ガス濃度測定装置2での濃度測定が終了した空気Aは、上記エゼクタ3を通って上記排気口12から上記排気ダクト13側へ排出される。
上述のように構成されたガス濃度測定設備Z1においては、以下のような特有の作用効果が奏せられる。
(イ)このガス濃度測定設備Z1では、上記エゼクタ3のエゼクタ効果を利用して上記作業空間52側から空気Aを吸入しこれを上記ガス濃度測定装置2側へ送気する構成であることから、例えば、ダイヤフラムポンプを用いた送気のような脈動を生じることなく、略一定速度で送気することができ、上記光学式センサ22又は光学式センサ32による安定した測定が可能となる。
また、被検査気体である上記空気Aに含まれる検知対象ガスの濃度測定を、ラマン散乱光学系の光学式センサ22又は光吸収光学系の光学式センサ32を用いて行うようにしているが、このような光学式センサ22又は光学式センサ32では、例えば、化学反応を利用した接触式センサに比して、検知対象ガスの濃度変化に対する反応速度が高く、空気A中の検知対象ガスの濃度を、途切れることなく、あるいは数秒間隔で略連続的に且つ正確に測定することができる。
これら両者の相乗効果として、例えば、検知対象ガスの濃度の継時的変化を、リアルタイムで監視したり、高精度に分析したりすることができるなど、濃度測定の精度及び信頼性、並びに利用形態の多様化への適用性に優れたガス濃度測定設備を得ることができる。
(ロ)このガス濃度測定設備Z1では、上記各送気路1内には上記光学式センサ22又は光学式センサ32と上記エゼクタ3が配置されるのみで、点火源となり得る構造を有していないことから、例えば、検知対象ガスが可燃性ガスであったとしても上記送気路1内において爆発が発生するような恐れが皆無である。この結果、当該設備の高度の安全性が確保されその信頼性が高められるとともに、該ガス濃度測定設備Z1の全体を非防爆仕様として設備コストを低く抑えることができる。
(ハ)このガス濃度測定設備Z1では、濃度検査終了後の空気Aを、上記エゼクタ3において圧縮空気で希釈して排出する構成であることから、例えば、検知対象ガスが可燃性ガスとか有害ガスであったとしても比較的安全な状態として排出することができるなど、濃度検査終了後においても高い安全性及び信頼性が確保されるものである。
(ニ)このガス濃度測定設備Z1では、光学式センサとして、ラマン散乱光学系の光学式センサ22又は光吸収光学系の光学式センサ32を用いるようにしており、例えば、ラマン散乱光学系の光学式センサ22を採用した場合には、例え検知対象ガスが紫外線を吸収しない水素ガス等であってもその濃度を測定することができるなど、検知対象ガスの種類に対する適用性が高められ、また光吸収光学系の光学式センサ32を採用した場合には、例えば、高価で比較的大きなレーザー光の生成装置を必要としないことから、設備全体を安価且つ小型にすることができる。
さらに、ラマン散乱光学系の光学式センサ22を採用した場合には、例えば、ラマン散乱光の受光器に、可変式の光学バンドパスフィルタを採用すれば、一つの設備で複数種類の検知対象ガスの濃度測定ができるなど汎用性が向上する。
(ホ)この実施形態のガス濃度測定設備Z1では、三本の送気路1における送気を単一のエゼクタ3によって行うようにしてあり、さらに該各送気路1には流量調整弁5が設置されているので、該各送気路1における送気速度の均一化が容易であり、延いては上記各ガス濃度測定装置2間における濃度測定値のバラツキを可及的に抑えることができ、測定精度の信頼性が向上する。
B:第2の実施形態
図2には、本願発明の第2の実施形態に係るガス濃度測定設備Z2を示している。このガス濃度測定設備Z2は、上記第1の実施形態に係るガス濃度測定設備Z1の変形例であって、これと異なる点は、上記三本の送気路1毎に上記エゼクタ3を備えた点である。
図2には、本願発明の第2の実施形態に係るガス濃度測定設備Z2を示している。このガス濃度測定設備Z2は、上記第1の実施形態に係るガス濃度測定設備Z1の変形例であって、これと異なる点は、上記三本の送気路1毎に上記エゼクタ3を備えた点である。
このように、上記各送気路1毎に専用のエゼクタ3を設けた場合には、該各送気路1にそれぞれ作用する送気作用(負圧吸引作用)が独立し、他の送気路1における送気作用の影響を受けることがないことから、例えば、該送気路1の吸気口11の設置位置が大きく離れているような場合(したがって、上記送気路1の通路長さが異なり、それに対応して通路抵抗に大きな差があるような場合)でも、その影響を最小限に抑えて、信頼性の高い濃度測定を実現することができる。
なお、上記以外の作用効果については上記第1の実施形態の場合と同様であるので、これを援用し、ここでの説明を省略する。
C:第3の実施形態
図3には、本願発明の第3の実施形態に係るガス濃度測定設備Z3を示している。このガス濃度測定設備Z3では、三本の上記送気路1のそれぞれに上記エゼクタ3と流量調整弁5を配置する一方、上記各流量調整弁5の下流側においてこれら三本の送気路1を集合させて集合路1aとし、この集合路1aに上記光学式センサ22又は光学式センサ32を配置している。また、上記各エゼクタ3の主流路3aの上流端には上記送風路10を介して上記蓄圧器6が接続されている。
図3には、本願発明の第3の実施形態に係るガス濃度測定設備Z3を示している。このガス濃度測定設備Z3では、三本の上記送気路1のそれぞれに上記エゼクタ3と流量調整弁5を配置する一方、上記各流量調整弁5の下流側においてこれら三本の送気路1を集合させて集合路1aとし、この集合路1aに上記光学式センサ22又は光学式センサ32を配置している。また、上記各エゼクタ3の主流路3aの上流端には上記送風路10を介して上記蓄圧器6が接続されている。
そして、このガス濃度測定設備Z3では、上記各送気路1にそれぞれ設けた上記流量調整弁5の開閉によって、該各送気路1を択一的に上記光学式センサ22又は光学式センサ32に接続するようにしている。
即ち、このガス濃度測定設備Z3は、単一の上記光学式センサ22又は光学式センサ32によって上記各送気路1内を流れる空気Aの濃度測定を択一的に行うものであって、比較的高価な上記光学式センサ22又は光学式センサ32の設置個数を減らすことで低コスト化を図ったものである。
なお、上記以外の作用効果については上記第1の実施形態の場合と同様であるので、これを援用し、ここでの説明を省略する。
「その他」
上記各実施形態では上記送気路1を三本備えたものを例にとって説明したが、この送気路1の設置個数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて任意に設定できるものである。
上記各実施形態では上記送気路1を三本備えたものを例にとって説明したが、この送気路1の設置個数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて任意に設定できるものである。
本願発明に係るガス濃度測定設備及び測定方法は、例えば可燃性ガスとか有害ガスを扱う設備において、環境雰囲気中に含まれるガス成分の濃度測定において利用される。
1 ・・送気路
2 ・・ガス濃度測定装置
3 ・・エゼクタ
4 ・・送気装置
5 ・・流量調整弁
6 ・・蓄圧器
7 ・・コンプレッサ
8 ・・電子機器
9 ・・光ファイバー
10 ・・送風路
11 ・・吸気口
12 ・・排気口
13 ・・排気ダクト
Z1〜Z3・・ガス濃度測定設備
2 ・・ガス濃度測定装置
3 ・・エゼクタ
4 ・・送気装置
5 ・・流量調整弁
6 ・・蓄圧器
7 ・・コンプレッサ
8 ・・電子機器
9 ・・光ファイバー
10 ・・送風路
11 ・・吸気口
12 ・・排気口
13 ・・排気ダクト
Z1〜Z3・・ガス濃度測定設備
Claims (4)
- 被検査気体を吸入する吸気口と検査終了後の被検査気体を排出する排気口を備えた送気路と、
上記送気路内を送気される被検査気体に含まれる検知対象ガスの濃度を光学式センサによって測定するガス濃度測定装置と、
上記送気路内に圧縮空気又は圧縮窒素を導入することで上記被検査気体を送気するエゼクタを備えた送気装置を具備することを特徴とするガス濃度測定設備。 - 請求項1において、
上記光学式センサが、被検査気体に照射したレーザー光の作用によって出射されるラマン散乱光を計測して検知対象ガスの濃度を測定するように構成されたことを特徴とするガス濃度測定設備。 - 請求項1において、
上記光学式センサが、被検査気体に照射した紫外線又は赤外線の吸収スペクトルを計測して検知対象ガスの濃度を測定するように構成されたことを特徴とするガス濃度測定設備。 - 被検査気体を吸入する吸気口と検査終了後の被検査気体を排出する排気口を備えた送気路内にエゼクタにより圧縮空気又は圧縮窒素を導入して上記被検査気体を送気しながら、該被検査気体に含まれる検知対象ガスの濃度を光学式センサによって測定することを特徴とするガス濃度測定方法。
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019179046A (ja) * | 2017-09-01 | 2019-10-17 | ウシオ電機株式会社 | マイクロプレートリーダーユニット |
JP7154934B2 (ja) | 2018-10-16 | 2022-10-18 | 東京ガスエンジニアリングソリューションズ株式会社 | 未燃ガス検出装置 |
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-
2013
- 2013-11-29 JP JP2013248677A patent/JP2015105892A/ja active Pending
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