JP2015219101A - ガス検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置が容易なガス検出装置を提供する。
【解決手段】検査光を発する検査光源１と、検査光を受光する検出器２と、検出器２で受光された検査光における赤外域における光量に基づき、検査光が通過した空間における測定対象ガス種の濃度を算出する濃度算出部を備えるＣＰＵ３００と、照明器具のソケットに挿入可能な導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと、備え、検査光源１、検出器２、及び濃度算出部を備えるＣＰＵ３００が、導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを介して、照明器具から電力を供給される、ガス検出装置。
【選択図】図１

Description

本発明は環境評価技術に関し、ガス検出装置に関する。

例えば日本においては、ビルの中の人の居住空間の二酸化炭素濃度は１０００ｐｐｍ以下にすることとされている。また、工場等においても、二酸化炭素濃度を所定の値に管理する例がある。そのため、部屋に二酸化炭素検出装置が設けられ、部屋の内部の二酸化炭素濃度を監視する例がある（例えば、特許文献１参照。）。二酸化炭素検出装置は、例えば、非分散赤外線吸収法（ＮＤＩＲ：Ｎｏｎ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）により、二酸化炭素濃度を計測する。この方法は、二酸化炭素が赤外域の特定の波長帯（４．３μｍ付近の波長帯）の光を吸収する特性を利用する。すなわち、二酸化炭素に吸収される赤外域の特定の波長帯を含む光を測定対象の気体に照射し、測定対象の気体に含まれる二酸化炭素によって吸収された赤外域の光の量を計測することによって、二酸化炭素濃度を計測する（例えば、特許文献２参照。）。なお、非分散赤外線吸収法が計測対象とするガス種は、二酸化炭素に限られない（例えば、特許文献３、４参照。）。一酸化炭素濃度を計測する際には、波長４．７μｍ付近における光の吸収を計測する。二酸化硫黄濃度を計測する際には、波長８．５〜８．８μｍの光の吸収を計測する。一酸化窒素を計測する際には、波長５．３μｍ付近における光の吸収を計測する。

特開２０１２−２３７５３６号公報 特表２０００−５１７０５５号公報 特許第３９９０７３３号公報 特許第４７２６９５４号公報

本発明は、設置が容易なガス検出装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の態様によれば、（ａ）検査光を発する検査光源と、（ｂ）検査光を受光する検出器と、（ｃ）検出器で受光された検査光における赤外域における光量に基づき、検査光が通過した空間における測定対象ガス種の濃度を算出する濃度算出部と、（ｄ）照明器具のソケットに挿入可能な導電部材からなる留め具と、を備え、（ｅ）検査光源、検出器、及び濃度算出部が、導電部材からなる留め具を介して、照明器具から電力を供給される、ガス検出装置が提供される。

また、本発明の態様によれば、（ａ）検査光を発する検査光源と、（ｂ）検査光を受光する検出器と、（ｃ）検出器で受光された検査光における赤外域における光量に基づき、検査光が通過した空間における測定対象ガス種の濃度を算出する濃度算出部と、（ｄ）照明器具のソケットに挿入可能な留め具と、を備え、（ｅ）検査光源、検出器、及び濃度算出部が、電池から電力を供給される、ガス検出装置が提供される。

本発明によれば、設置が容易なガス検出装置を提供可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るガス検出装置の模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係るガス検出装置の模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係るガス検出装置の模式図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係るガス検出装置は、図１に示すように、検査光を発する検査光源１と、検査光を受光する検出器２と、検出器２で受光された検査光における赤外域における光量に基づき、検査光が通過した空間における測定対象ガス種の濃度を算出する濃度算出部を備える中央演算処理装置（ＣＰＵ）３００と、照明器具のソケットに挿入可能な導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと、を備える。第１の実施の形態に係るガス検出装置は、例えば直管型蛍光灯照明器具に配置可能であり、検査光源１、検出器２、及び濃度算出部を備えるＣＰＵ３００が、導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを介して、直管型蛍光灯照明器具から電力を供給される。

少なくとも検査光源１及び検出器２が、例えばセル３に格納されている。濃度算出部を備えるＣＰＵ３００もセル３に格納されてよい。セル３の内部の空間における気体が、検出対象ガス種の濃度の測定対象となる。セル３の大きさ及び形状は、直管型蛍光灯の大きさ及び形状の規格に従っており、管径は例えば１６ｍｍ、２５ｍｍ、２８ｍｍ、３２．５ｍｍ、又は３８ｍｍである。ただし、セル３の大きさ及び形状は、第１の実施の形態に係るガス検出装置が直管型蛍光灯照明器具に配置可能である限り、これらに限定されない。例えば、セル３には、外部からセル３内部に測定対象ガス種を通気させる通気口が設けられている。ガス検出装置は、セル３の通気口に設けられたフィルタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃを更に備えていてもよい。

第１の実施の形態に係るガス検出装置は、非分散赤外線吸収法により、検出対象ガス種の濃度を計測する。すなわち、ガス検出装置は、二酸化炭素等の検出対象ガス種が赤外域の特定の波長帯の光を吸収する特性を利用し、セル３内部の検出対象ガス種に吸収されることによる光の減衰量を計測することによって、検出対象ガス種の濃度を計測する。検出対象ガス種は、二酸化炭素に限られず、一酸化炭素、二酸化硫黄、及び一酸化窒素等も含む。

検査光源１は、少なくとも検出対象ガス種に吸収される特定の波長帯の赤外域を含む検査光を発する。検査光源１としては、赤外線ランプ及び発光ダイオード（ＬＥＤ）等が使用可能である。検査光源１は、参照用に、検出対象ガス種によって吸収されない波長帯の参照光を、検出対象ガス種に吸収される特定の波長帯の赤外域の光と共に発してもよい。なお、当該参照用の、検出対象ガス種によって吸収されない波長帯の参照光を発することは任意であり、検査光源１は、検出対象ガス種に吸収される特定の波長帯の赤外域を含む検査光のみを発してもよい。

検出器２は、例えば、検査光源１に対向して配置されている。検出器２は、例えば、少なくとも検出対象ガス種に吸収される特定の波長帯の赤外域の検査光を検出可能な受光部を備える。検出器２は、さらに、検出対象ガス種に吸収されない波長帯の参照光を検出可能な受光部を備えていてもよい。なお、検出対象ガス種に吸収されない波長帯の参照光を検出可能な受光部を備えることは任意であり、検出器２は、検出対象ガス種に吸収される特定の波長帯の赤外域の検査光を検出可能な受光部のみを備えていてもよい。

濃度算出部を備えるＣＰＵ３００は、検出器２に電気的に接続されている。ＣＰＵ３００は、例えば検出対象ガス種が二酸化炭素である場合、０ｐｐｍ、２０００ｐｐｍ等、基準となるガス濃度の気体がセル３内部に存在する際、検出器２が受光する検査光の強度の値を基準値として記憶装置に記憶している。検出器２が受光する検査光の強度は、セル３内部に存在する気体に含まれる検出対象ガス種の濃度が上昇するにつれて低下する。したがって、ＣＰＵ３００の濃度算出部は、検出器２が受光した検査光の強度の実測値と、基準値と、の差分に基づいて、セル３内部の気体の検出対象ガス種の濃度を算出する。

なお、検査光源１が、参照用に、検出対象ガス種によって吸収されない波長帯の赤外域の参照光を、検出対象ガス種に吸収される特定の波長帯の赤外域の検査光と共に発した場合、ＣＰＵ３００の濃度算出部は、検出器２による検出対象ガス種によって吸収されない波長帯の赤外域の参照光の受光強度によって、バックグラウンドノイズの除去や、検出対象ガス種の吸収による検査光の減衰以外の光の減衰（例えば、光源の発光量の減衰、及び反射鏡の反射率の低下）等を補正してもよい。

第１の実施の形態に係るガス検出装置は、さらに、ＣＰＵ３００の濃度算出部が算出した検出対象ガス種の濃度を表示する表示装置を備えていてもよい。表示装置としては、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ、及びデジタル表示器等が使用可能である。

導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、蛍光灯の口金と同じ又は同様の形状を有している。蛍光灯の口金としては、Ｇ５、Ｇ１３、Ｒ１７ｄ、及びＲｘ１７ｄ等の規格がある。導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、蛍光灯の口金に対応するソケットに挿入可能である。そのため、第１の実施の形態に係るガス検出装置は、蛍光灯の口金に対応するソケットを有する蛍光灯照明器具に設置することが可能である。

第１の実施の形態に係るガス検出装置は、導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを介して入力電力を受け、検査光源１、検出器２、及び濃度算出部を備えるＣＰＵ３００等に出力電力を供給する電源回路を更に備えていてもよい。あるいは、照明器具に、導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを介して検査光源１、検出器２、及び濃度算出部を備えるＣＰＵ３００等に出力電力を供給する電源回路が設けられてもよい。蛍光灯照明器具は、スイッチを入れると瞬間的に高電圧を発生させる。しかし、ガス検出装置には、定電圧の電力が好適な場合がある。そのため、上記電源回路は、検査光源１、検出器２、及び濃度算出部を備えるＣＰＵ３００等に、定電圧の出力電力を供給する。

従来、照明器具に設置可能なガス検出装置はない。従来のガス検出装置を部屋に設置する場合には、例えば、治具によって、ガス検出装置を壁面に固定している。この際、例えば、壁の裏に配線を通し、ガス検出装置を固定する壁の部分に穴をあけて配線を部屋の中に取り出し、ガス検出装置に電力を供給することが一般的である。しかし、ガス検出装置が設置される部屋に既に入居者がいる場合には、壁に穴をあける工事をすることは容易ではない。また、壁の裏に配線をすることができない場合は、壁の表に沿って配線をする必要があるが、部屋の中に配線が露出することは、美観上好ましくない場合がある。これに対し、第１の実施の形態に係るガス検出装置は、照明器具に設置可能であるため、照明器具が存在するところであれば、どこでも設置することが可能である。また、第１の実施の形態に係るガス検出装置が照明器具に設置される照明灯と同じ形状を有している場合は、ガス検出装置を目立たなくすることも可能である。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るガス検出装置は、図２に示すように、セル３を覆うカバー４を更に備える。第２の実施の形態においては、セル３の大きさ及び形状は、直管型蛍光灯の大きさ及び形状よりも一回り小さく、カバー４の大きさ及び形状が、直管型蛍光灯の大きさ及び形状の規格に従っている。例えば、カバー４には、外部からセル３内部に測定対象ガス種を通気させる通気口が設けられている。ガス検出装置は、カバー４の通気口に設けられたフィルタ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを更に備えていてもよい。第２の実施の形態に係るガス検出装置のその他の構成要素は、第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係るガス検出装置は、図３に示すように、導電部材からなる留め具３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを介して照明器具から電力を供給される、照明光源１０を更に備える。照明光源１０は、直管型蛍光灯の大きさ及び形状の規格に従っているカバー４の内部に配置されている。照明光源１０としては、ＬＥＤ等が使用可能である。照明光源１０は、第３の実施の形態に係るガス検出装置が配置された室内に照明光を発する。蛍光灯の代わりに第１及び第２の実施の形態に係るガス検出装置を照明器具に配置すると、室内が暗くなる場合がある。これに対し、第３の実施の形態に係るガス検出装置は、照明光源１０を備えるため、蛍光灯の代わりに照明器具に配置されても、部屋が暗くなることを抑制することが可能となる。

（その他の実施の形態）
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、ガス検出装置が配置される照明器具は、発光ダイオードランプ照明器具であってもよい。この場合、セル、カバー及び導電部材からなる留め具の大きさ及び形状は、発光ダイオードランプの大きさ及び形状の規格に従う。また、ガス検出装置は、電池駆動であってもよい。この場合、留め具は、導電部材からなっていてもよいし、樹脂等の非導電部材からなっていてもよい。電池駆動式のガス検出装置において、検査光源、検出器、濃度算出部、及び照明光源等は、電池から電力を供給される。電池駆動とすることにより、照明器具のスイッチが切られた後も、ガスの検出を続けることが可能となる。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。

１ 検査光源
２ 検出器
３ セル
４ カバー
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ フィルタ
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ フィルタ
１０ 照明光源
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ 留め具

Claims (16)

1. 検査光を発する検査光源と、
   前記検査光を受光する検出器と、
   前記検出器で受光された前記検査光における赤外域における光量に基づき、前記検査光が通過した空間における測定対象ガス種の濃度を算出する濃度算出部と、
   照明器具のソケットに挿入可能な導電部材からなる留め具と、
   を備え、
   前記検査光源、前記検出器、及び前記濃度算出部が、前記導電部材からなる留め具を介して、前記照明器具から電力を供給される、ガス検出装置。
2. 検査光を発する検査光源と、
   前記検査光を受光する検出器と、
   前記検出器で受光された前記検査光における赤外域における光量に基づき、前記検査光が通過した空間における測定対象ガス種の濃度を算出する濃度算出部と、
   照明器具のソケットに挿入可能な留め具と、
   を備え、
   前記検査光源、前記検出器、及び前記濃度算出部が、電池から電力を供給される、ガス検出装置。
3. 前記照明器具が発光ダイオードランプ照明器具である、請求項１又は２に記載のガス検出装置。
4. 少なくとも前記検査光源及び前記検出器を格納するセルを更に備える、請求項３に記載のガス検出装置。
5. 前記セルの大きさが、発光ダイオードランプの大きさの規格に従う、請求項４に記載のガス検出装置。
6. 前記照明器具が蛍光灯照明器具である、請求項１又は２に記載のガス検出装置。
7. 少なくとも前記検査光源及び前記検出器を格納するセルを更に備える、請求項６に記載のガス検出装置。
8. 前記セルの大きさが、蛍光灯の大きさの規格に従う、請求項７に記載のガス検出装置。
9. 前記セルに測定対象ガス種を通気させる通気口が設けられている、請求項４、５、７、及び８のいずれか１項に記載のガス検出装置。
10. 前記通気口に設けられたフィルタを更に備える、請求項９に記載のガス検出装置。
11. 前記検出器が、前記測定対象ガス種に吸収される特定の波長帯の赤外域の光を受光する受光部と、前記測定対象ガス種に吸収されない波長帯の光を受光する受光部と、を備える、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のガス検出装置。
12. 前記検出器が、前記測定対象ガス種に吸収される特定の波長帯の赤外域の光を受光する受光部を備える、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のガス検出装置。
13. 前記導電部材からなる留め具を介して前記照明器具から電力を供給される、照明光を発する照明光源を更に備える、請求項１に記載のガス検出装置。
14. 前記導電部材からなる留め具を介して入力電力を受け、前記検査光源に出力電力を供給する電源回路を更に備える、請求項１に記載のガス検出装置。
15. 前記導電部材からなる留め具を介して前記検査光源に出力電力を供給する、照明器具に設けられた電源回路を更に備える、請求項１に記載のガス検出装置。
16. 前記電池から電力を供給される、照明光を発する照明光源を更に備える、請求項２に記載のガス検出装置。

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