JP2016212013A

JP2016212013A - Gas density measuring device

Info

Publication number: JP2016212013A
Application number: JP2015097401A
Authority: JP
Inventors: 俊樹森田; Toshiki Morita; 敏邦黒川; Toshikuni Kurokawa; 加藤　毅彦; Takehiko Kato; 毅彦加藤
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2035-05-12
Also published as: JP6563683B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas density measuring device that can detect breakage of a first optical fiber or a second optical fiber.SOLUTION: A gas density measuring device 200 comprises: a light source 11; a light receiving element 12; an optical fiber 13a that guides infrared light emitted from the light source 11 to a combustion chamber; an optical fiber 13b that guides the infrared light passed through the combustion chamber to the light receiving element 12; and a PC 14 that calculates the density of gas on the basis of a result of detection from the light receiving element 12. The PC 14 displays, on a display, a power spectrum obtained through FFT of a result of detection from the light receiving element 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ガス濃度計測装置に関する。 The present invention relates to a gas concentration measuring device.

従来、内燃機関の燃焼室内における被検出ガスの濃度を計測するガス濃度計測装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a gas concentration measurement device that measures the concentration of a gas to be detected in a combustion chamber of an internal combustion engine is known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１のガス濃度計測装置は、燃焼室内の被検出ガスに光を入射し、その被検出ガスを通過した光を取り出し、その光の強度から被検出ガスの濃度を検出するように構成されている。このガス濃度計測装置は、レーザから出射された光を燃焼室内に導く入射光ファイバ（第１光ファイバ）と、燃焼室内に設けられた鏡で反射された光を光強度検出器に導く出射光ファイバ（第２光ファイバ）とを備えている。これら入射光ファイバおよび出射光ファイバは、内燃機関の点火プラグに設けられた光ファイバロッド内に挿入されている。 The gas concentration measuring device of Patent Document 1 is configured to make light incident on a gas to be detected in a combustion chamber, take out the light that has passed through the gas to be detected, and detect the concentration of the gas to be detected from the intensity of the light. ing. The gas concentration measuring apparatus includes an incident optical fiber (first optical fiber) that guides light emitted from a laser into a combustion chamber, and an emitted light that guides light reflected by a mirror provided in the combustion chamber to a light intensity detector. And a fiber (second optical fiber). These incident optical fiber and outgoing optical fiber are inserted into an optical fiber rod provided in a spark plug of the internal combustion engine.

特開２００４−１８４１７５号公報JP 2004-184175 A

しかしながら、上記した従来のガス濃度計測装置では、入射光ファイバおよび出射光ファイバが光ファイバロッド内に挿入されているため、入射光ファイバおよび出射光ファイバの外観を確認することができない。これにより、入射光ファイバまたは出射光ファイバに折損が発生した場合に、その折損を発見することが困難である。また、入射光ファイバまたは出射光ファイバに折損が発生した場合には、光強度検出器によって検出される光量が低下するが、その光量の低下が折損に起因するものであるか、被検出ガスの濃度変化に起因するものであるかを判断することが困難である。 However, in the conventional gas concentration measuring apparatus described above, since the incident optical fiber and the outgoing optical fiber are inserted into the optical fiber rod, the appearance of the incident optical fiber and the outgoing optical fiber cannot be confirmed. Thereby, when a breakage occurs in the incident optical fiber or the outgoing optical fiber, it is difficult to find the breakage. In addition, when the incident optical fiber or the outgoing optical fiber is broken, the amount of light detected by the light intensity detector is decreased, but the decrease in the amount of light is caused by the breakage, or the gas to be detected It is difficult to determine whether it is caused by density change.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、第１光ファイバまたは第２光ファイバの折損を検出することが可能なガス濃度計測装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas concentration measuring device capable of detecting breakage of the first optical fiber or the second optical fiber. It is.

本発明によるガス濃度計測装置は、光を出射する光源と、光を検出する受光素子と、光源から出射された光を、内燃機関の燃焼室に導く第１光ファイバと、内燃機関の燃焼室を通過した光を、受光素子に導く第２光ファイバと、受光素子の検出結果に基づいて、内燃機関の燃焼室内のガス濃度を算出する算出手段とを備える。そして、ガス濃度計測装置は、受光素子の検出結果をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段により得られたパワースペクトルを表示する表示手段とを備える。 A gas concentration measuring apparatus according to the present invention includes a light source that emits light, a light receiving element that detects light, a first optical fiber that guides light emitted from the light source to a combustion chamber of the internal combustion engine, and a combustion chamber of the internal combustion engine. The second optical fiber that guides the light that has passed through the light receiving element to the light receiving element, and calculation means for calculating the gas concentration in the combustion chamber of the internal combustion engine based on the detection result of the light receiving element. The gas concentration measuring apparatus includes a Fourier transform unit that Fourier-transforms the detection result of the light receiving element, and a display unit that displays a power spectrum obtained by the Fourier transform unit.

ここで、第１光ファイバおよび第２光ファイバに折損が発生していない場合には、受光素子の検出結果をフーリエ変換したパワースペクトルにピークが現れるのに対し、第１光ファイバまたは第２光ファイバに折損が発生した場合には、ノイズによってパワースペクトルのピークが現れなくなることを実験データの蓄積によって本願発明者らは見出した。そこで、フーリエ変換手段により得られたパワースペクトルを表示し、そのパワースペクトルにノイズによりピークが現れなくなった場合には、第１光ファイバまたは第２光ファイバに折損が発生していると判断することができる。したがって、第１光ファイバまたは第２光ファイバの折損を容易に検出することができる。 Here, when no breakage occurs in the first optical fiber and the second optical fiber, a peak appears in the power spectrum obtained by Fourier-transforming the detection result of the light receiving element, whereas the first optical fiber or the second light The inventors of the present application have found that the peak of the power spectrum does not appear due to noise when the fiber breaks, by accumulating experimental data. Therefore, when the power spectrum obtained by the Fourier transform means is displayed and no peak appears in the power spectrum due to noise, it is determined that the first optical fiber or the second optical fiber is broken. Can do. Therefore, the breakage of the first optical fiber or the second optical fiber can be easily detected.

上記ガス濃度計測装置において、フーリエ変換手段により得られたパワースペクトルが、ノイズによってピークが現れない場合に、第１光ファイバまたは第２光ファイバに折損が発生していると判定する判定手段を備えていてもよい。 In the gas concentration measuring device, the power spectrum obtained by the Fourier transform unit includes a determination unit that determines that the first optical fiber or the second optical fiber is broken when a peak does not appear due to noise. It may be.

このように構成すれば、第１光ファイバまたは第２光ファイバの折損を自動的に検出することができる。 If comprised in this way, breakage of the 1st optical fiber or the 2nd optical fiber can be detected automatically.

上記ガス濃度計測装置において、第１光ファイバおよび第２光ファイバに折損が発生していないときに、パワースペクトルに現れるピークの周波数帯域を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された周波数帯域のパワースペクトルを抽出して逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段とを備え、算出手段は、逆フーリエ変換手段の算出結果に基づいて、内燃機関の燃焼室内のガス濃度を算出するように構成されていてもよい。 In the gas concentration measuring apparatus, when no breakage occurs in the first optical fiber and the second optical fiber, a storage means for storing a peak frequency band appearing in the power spectrum, and a frequency band stored in the storage means An inverse Fourier transform unit that extracts a power spectrum and performs an inverse Fourier transform, and the calculation unit is configured to calculate a gas concentration in a combustion chamber of the internal combustion engine based on a calculation result of the inverse Fourier transform unit. Also good.

このように構成すれば、第１光ファイバまたは第２光ファイバに折損が発生した場合にも、ガス濃度を計測することができる。 If comprised in this way, even when breakage generate | occur | produces in the 1st optical fiber or the 2nd optical fiber, gas concentration can be measured.

本発明のガス濃度計測装置によれば、第１光ファイバまたは第２光ファイバの折損を検出することができる。 According to the gas concentration measuring apparatus of the present invention, it is possible to detect breakage of the first optical fiber or the second optical fiber.

本発明の第１実施形態によるガス濃度計測装置が適用されるエンジンの一例を示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an engine to which a gas concentration measurement device according to a first embodiment of the present invention is applied. 第１実施形態のガス濃度計測装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the gas concentration measuring apparatus of 1st Embodiment. 図２のガス濃度計測装置のＰＣを示したブロック図である。It is the block diagram which showed PC of the gas concentration measuring apparatus of FIG. 第１実施形態のガス濃度計測装置において正常時の受光光量の一例を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically an example of the amount of received light at the time of normal in the gas concentration measuring device of a 1st embodiment. 図４の受光光量に基づいて算出されたガス濃度を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically the gas concentration calculated based on the received light quantity of FIG. 図４の受光光量をＦＦＴしたパワースペクトルを模式的に示したグラフである。5 is a graph schematically showing a power spectrum obtained by performing FFT on the amount of received light in FIG. 4. 第１実施形態のガス濃度計測装置において折損時の受光光量の一例を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically an example of the received light quantity at the time of breakage in the gas concentration measuring device of a 1st embodiment. 図７の受光光量をＦＦＴしたパワースペクトルを模式的に示したグラフである。8 is a graph schematically showing a power spectrum obtained by performing FFT on the amount of received light in FIG. 7. 第１実施形態のガス濃度計測装置におけるガス濃度の算出動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating calculation operation | movement of the gas concentration in the gas concentration measuring apparatus of 1st Embodiment. 第２実施形態のガス濃度計測装置におけるガス濃度の算出動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating calculation operation | movement of the gas concentration in the gas concentration measuring apparatus of 2nd Embodiment. 第３実施形態のガス濃度計測装置におけるガス濃度の算出動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the calculation operation | movement of the gas concentration in the gas concentration measuring apparatus of 3rd Embodiment. 図８のパワースペクトルの周波数帯域Ｂを抽出してＩＦＦＴすることによって得られた受光光量を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically the received light quantity obtained by extracting the frequency band B of the power spectrum of FIG. 8, and performing IFFT.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、エンジン（内燃機関）の燃焼室内における燃料ガスの濃度を計測するガス濃度計測装置に本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the case where the present invention is applied to a gas concentration measuring device that measures the concentration of fuel gas in the combustion chamber of an engine (internal combustion engine) will be described.

（第１実施形態）
−エンジン−
まず、図１を参照して、エンジン１００の一例について説明する。 (First embodiment)
-Engine-
First, an example of the engine 100 will be described with reference to FIG.

エンジン１００は、図１に示すように、シリンダブロック１およびシリンダヘッド２と、シリンダブロック１内に設けられるピストン３とを備えている。シリンダヘッド２とピストン３との間には、燃焼室４が形成されている。 As shown in FIG. 1, the engine 100 includes a cylinder block 1 and a cylinder head 2, and a piston 3 provided in the cylinder block 1. A combustion chamber 4 is formed between the cylinder head 2 and the piston 3.

エンジン１００の燃焼室４には、吸気通路５および排気通路６が接続されている。吸気通路５と燃焼室４との間には吸気バルブ７が設けられ、排気通路６と燃焼室４との間には排気バルブ８が設けられている。吸気通路５には、スロットルバルブ（図示省略）などが設けられ、排気通路６には、三元触媒（図示省略）などが設けられている。また、燃焼室４には、インジェクタ（燃料噴射弁）９および点火プラグ１０が配置されている。 An intake passage 5 and an exhaust passage 6 are connected to the combustion chamber 4 of the engine 100. An intake valve 7 is provided between the intake passage 5 and the combustion chamber 4, and an exhaust valve 8 is provided between the exhaust passage 6 and the combustion chamber 4. The intake passage 5 is provided with a throttle valve (not shown) and the exhaust passage 6 is provided with a three-way catalyst (not shown). In addition, an injector (fuel injection valve) 9 and a spark plug 10 are disposed in the combustion chamber 4.

そして、エンジン１００では、インジェクタ９から燃料が噴射されることにより、燃焼室４内に燃料ガス（混合気）が形成され、その燃料ガスが点火プラグ１０によって点火される。このため、燃料ガスが燃焼・爆発されることにより、ピストン３が往復運動するようになっている。 In the engine 100, fuel is injected from the injector 9 to form fuel gas (air mixture) in the combustion chamber 4, and the fuel gas is ignited by the spark plug 10. For this reason, the piston 3 reciprocates when the fuel gas is burned and exploded.

−ガス濃度計測装置−
次に、図２〜図８を参照して、第１実施形態のガス濃度計測装置２００について説明する。 -Gas concentration measuring device-
Next, the gas concentration measuring apparatus 200 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

ガス濃度計測装置２００は、エンジン１００の燃焼室４内における燃料ガスの濃度を計測するように構成されている。このガス濃度計測装置２００では、燃料ガスによって吸収される波長の光を燃焼室４内に照射し、その光の透過率から燃料ガスの濃度を計測するようになっている。具体的には、ガス濃度計測装置２００は、図２に示すように、光源１１と、受光素子１２と、光ファイバ１３ａおよび１３ｂと、解析用のパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という）１４とを備えている。 The gas concentration measuring device 200 is configured to measure the concentration of fuel gas in the combustion chamber 4 of the engine 100. In this gas concentration measuring device 200, light having a wavelength absorbed by the fuel gas is irradiated into the combustion chamber 4, and the concentration of the fuel gas is measured from the light transmittance. Specifically, as shown in FIG. 2, the gas concentration measuring apparatus 200 includes a light source 11, a light receiving element 12, optical fibers 13 a and 13 b, a personal computer for analysis (hereinafter referred to as “PC”) 14, and It has.

光源１１は、たとえば、燃料ガスに含まれる炭化水素に吸収される赤外光を出射するレーザである。受光素子１２は、燃焼室４内を通過した赤外光を検出するために設けられている。 The light source 11 is, for example, a laser that emits infrared light that is absorbed by hydrocarbons contained in the fuel gas. The light receiving element 12 is provided to detect infrared light that has passed through the combustion chamber 4.

光ファイバ１３ａおよび１３ｂは、光源１１から出射された赤外光を伝送可能であり、たとえばフッ化物ファイバである。光ファイバ１３ａは、光源１１から出射された赤外光を燃焼室４に導くために設けられ、光ファイバ１３ｂは、燃焼室４を通過した赤外光を受光素子１２に導くために設けられている。なお、光ファイバ１３ａおよび１３ｂは、それぞれ、本発明の「第１光ファイバ」および「第２光ファイバ」の一例である。 The optical fibers 13a and 13b can transmit infrared light emitted from the light source 11, and are, for example, fluoride fibers. The optical fiber 13 a is provided for guiding the infrared light emitted from the light source 11 to the combustion chamber 4, and the optical fiber 13 b is provided for guiding the infrared light that has passed through the combustion chamber 4 to the light receiving element 12. Yes. The optical fibers 13a and 13b are examples of the “first optical fiber” and the “second optical fiber” in the present invention, respectively.

光ファイバ１３ａおよび１３ｂは、点火プラグ１０に設けられている。点火プラグ１０には、長手方向に延びるように貫通孔１０ａおよび１０ｂが形成されている。なお、点火プラグ１０は、先端１０ｃが燃焼室４に臨むように配置されている。 The optical fibers 13 a and 13 b are provided in the spark plug 10. The spark plug 10 has through holes 10a and 10b extending in the longitudinal direction. Note that the spark plug 10 is disposed so that the tip 10 c faces the combustion chamber 4.

貫通孔１０ａには、金属製または樹脂製の管体（図示省略）が挿入され、その管体に光ファイバ１３ａが挿入されている。貫通孔１０ｂには、金属製または樹脂製の管体（図示省略）が挿入され、その管体に光ファイバ１３ｂが挿入されている。なお、貫通孔１０ａに挿入される管体は、光ファイバ１３ａを保護するために設けられ、貫通孔１０ｂに挿入される管体は、光ファイバ１３ｂを保護するために設けられている。 A metal or resin tube (not shown) is inserted into the through hole 10a, and an optical fiber 13a is inserted into the tube. A metal or resin tube (not shown) is inserted into the through hole 10b, and an optical fiber 13b is inserted into the tube. The tube inserted into the through hole 10a is provided to protect the optical fiber 13a, and the tube inserted into the through hole 10b is provided to protect the optical fiber 13b.

また、点火プラグ１０には、貫通孔１０ａおよび１０ｂの先端１０ｃ側に、貫通孔１０ａおよび１０ｂを塞ぐように耐熱ガラス１５が設けられている。この耐熱ガラス１５は、赤外光を透過するように構成され、高温高圧になる燃焼室４からの影響を光ファイバ１３ａおよび１３ｂが受けるのを抑制する機能を有する。 Further, the spark plug 10 is provided with a heat resistant glass 15 on the tip 10c side of the through holes 10a and 10b so as to close the through holes 10a and 10b. The heat-resistant glass 15 is configured to transmit infrared light, and has a function of suppressing the optical fibers 13a and 13b from being affected by the combustion chamber 4 that becomes high temperature and pressure.

また、点火プラグ１０の先端１０ｃには、燃焼室４側に延びるアーム１０ｄが形成されるとともに、そのアーム１０ｄの先端にミラー１６が形成されている。このミラー１６は、耐熱ガラス１５に対向するように平行に配置されている。ミラー１６は、光ファイバ１３ａから燃焼室４内に出射された赤外光ＩＲを反射して光ファイバ１３ｂに入射させるために設けられている。 An arm 10d extending toward the combustion chamber 4 is formed at the tip 10c of the spark plug 10, and a mirror 16 is formed at the tip of the arm 10d. The mirror 16 is arranged in parallel so as to face the heat-resistant glass 15. The mirror 16 is provided to reflect the infrared light IR emitted from the optical fiber 13a into the combustion chamber 4 so as to enter the optical fiber 13b.

ＰＣ１４は、受光素子１２の検出結果に基づいて燃料ガスのガス濃度を算出するように構成されている。このＰＣ１４は、図３に示すように、ＣＰＵ１４ａと、ＲＯＭ１４ｂと、ＲＡＭ１４ｃと、バックアップＲＡＭ１４ｄと、入出力インターフェース１４ｅとを備えている。なお、ＰＣ１４は、本発明の「算出手段」および「フーリエ変換手段」の一例であり、ＣＰＵ１４ａがＲＯＭ１４ｂに記憶されたプログラムを実行することによりこれらが実現される。 The PC 14 is configured to calculate the gas concentration of the fuel gas based on the detection result of the light receiving element 12. As shown in FIG. 3, the PC 14 includes a CPU 14a, a ROM 14b, a RAM 14c, a backup RAM 14d, and an input / output interface 14e. The PC 14 is an example of the “calculation unit” and “Fourier transform unit” of the present invention, and these are realized by the CPU 14a executing a program stored in the ROM 14b.

ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂに記憶された各種制御プログラムやマップなどに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ１４ｂには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭ１４ｃは、ＣＰＵ１４ａによる演算結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ１４ｄは、ＰＣ１４をオフする際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。 The CPU 14a executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM 14b. The ROM 14b stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The RAM 14c is a memory that temporarily stores a calculation result by the CPU 14a. The backup RAM 14d is a nonvolatile memory that stores data to be saved when the PC 14 is turned off.

入出力インターフェース１４ｅには、光源１１、受光素子１２、ディスプレイ１４１および入力機器１４２などが接続されている。ディスプレイ１４１は、ＰＣ１４での解析結果などを表示するために設けられている。なお、ディスプレイ１４１は、本発明の「表示手段」の一例である。入力機器１４２は、たとえばキーボードやマウスなどを含み、ＰＣ１４を操作するために設けられている。 The input / output interface 14e is connected to the light source 11, the light receiving element 12, the display 141, the input device 142, and the like. The display 141 is provided for displaying the analysis result on the PC 14. The display 141 is an example of the “display unit” in the present invention. The input device 142 includes, for example, a keyboard and a mouse, and is provided for operating the PC 14.

ＰＣ１４には、光源１１から出射光量に関する情報が入力される。なお、ＰＣ１４が光源１１に対して出射光量を指示するようにしてもよいし、出射光量に関する情報が入力機器１４２から入力されてもよい。また、ＰＣ１４には、受光素子１２の検出結果が入力される。ＰＣ１４では、受光素子１２の検出結果を、時間軸上の受信信号としてＲＡＭ１４ｃまたはバックアップＲＡＭ１４ｄに記憶する。 Information relating to the amount of emitted light is input from the light source 11 to the PC 14. Note that the PC 14 may instruct the light source 11 on the amount of emitted light, or information regarding the amount of emitted light may be input from the input device 142. Further, the detection result of the light receiving element 12 is input to the PC 14. In the PC 14, the detection result of the light receiving element 12 is stored in the RAM 14c or the backup RAM 14d as a reception signal on the time axis.

そして、ガス濃度計測装置２００では、図２に示すように、光源１１から赤外光が出射されると、その出射された赤外光が光ファイバ１３ａを介して燃焼室４に入射される。燃焼室４に入射された赤外光ＩＲは、ミラー１６で反射されて光ファイバ１３ｂに入射される。光ファイバ１３ｂに入射された赤外光は、受光素子１２に導かれて検出される。 In the gas concentration measuring apparatus 200, as shown in FIG. 2, when infrared light is emitted from the light source 11, the emitted infrared light enters the combustion chamber 4 via the optical fiber 13a. The infrared light IR incident on the combustion chamber 4 is reflected by the mirror 16 and incident on the optical fiber 13b. The infrared light incident on the optical fiber 13b is guided to the light receiving element 12 and detected.

ここで、赤外光ＩＲが燃焼室４内を通過するときに、その赤外光ＩＲが燃料ガスの炭化水素で吸収されることから、炭化水素の濃度が高くなるほど、受光素子１２で検出される光量が低くなる。このため、ＰＣ１４では、受光素子１２の検出結果に基づいて燃料ガス（炭化水素）の濃度を算出することが可能である。 Here, when the infrared light IR passes through the combustion chamber 4, the infrared light IR is absorbed by the hydrocarbon of the fuel gas, so that the higher the concentration of the hydrocarbon, the more the light is detected by the light receiving element 12. The amount of light is low. For this reason, the PC 14 can calculate the concentration of the fuel gas (hydrocarbon) based on the detection result of the light receiving element 12.

具体的には、ＰＣ１４は、光源１１から出射された出射光量Ｌａと、受光素子１２により受光された受光光量Ｌｃとに基づいて吸収光量Ｌｂを算出する。この吸収光量Ｌｂは、出射光量Ｌａから受光光量Ｌｃを減算することによって求められる。正常時（光ファイバ１３ａおよび１３ｂに折損が発生していないとき）における受光光量Ｌｃの一例を模式的に図４に示した。図４の例では、出射光量Ｌａが一定に保たれており、各時間における出射光量Ｌａと受光光量Ｌｃとの差が吸収光量Ｌｂになる。 Specifically, the PC 14 calculates the absorbed light amount Lb based on the emitted light amount La emitted from the light source 11 and the received light amount Lc received by the light receiving element 12. The absorbed light amount Lb is obtained by subtracting the received light amount Lc from the emitted light amount La. FIG. 4 schematically shows an example of the amount of received light Lc at normal times (when no breakage occurs in the optical fibers 13a and 13b). In the example of FIG. 4, the emitted light amount La is kept constant, and the difference between the emitted light amount La and the received light amount Lc at each time is the absorbed light amount Lb.

そして、ガス濃度が高くなるほど吸収光量が多くなることから、ＰＣ１４は、算出された吸収光量に基づいてガス濃度を算出する。たとえば、図４に示すような受光素子１２での検出結果が得られていた場合には、図５に示すようなガス濃度が算出される。 Since the amount of absorbed light increases as the gas concentration increases, the PC 14 calculates the gas concentration based on the calculated amount of absorbed light. For example, when the detection result by the light receiving element 12 as shown in FIG. 4 is obtained, the gas concentration as shown in FIG. 5 is calculated.

また、第１実施形態のガス濃度計測装置２００は、折損時（光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生したとき）に、その折損の発生を検知可能に構成されている。具体的には、ＰＣ１４において、受光素子１２の検出結果をＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）し、その算出結果であるパワースペクトルをディスプレイ１４１に表示することによって利用者が折損の有無を判定可能である。なお、ＦＦＴは、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する処理である。 Moreover, the gas concentration measuring apparatus 200 of 1st Embodiment is comprised so that detection of the generation | occurrence | production of breakage is possible at the time of breakage (when breakage has generate | occur | produced in the optical fiber 13a or 13b). Specifically, in the PC 14, the detection result of the light receiving element 12 is subjected to FFT (Fast Fourier Transform), and the power spectrum that is the calculation result is displayed on the display 141, so that the user determines whether or not there is breakage. Is possible. Note that FFT is a process of converting a time domain signal into a frequency domain signal.

図４に示すような正常時の検出結果をＦＦＴすると、図６に示すようなパワースペクトルが算出される。このパワースペクトルでは、受光光量の変動成分（ガス濃度に起因する変動成分）の周波数帯域Ｂにピークが現れる。 When the normal detection result as shown in FIG. 4 is FFTed, a power spectrum as shown in FIG. 6 is calculated. In this power spectrum, a peak appears in the frequency band B of the fluctuation component of the received light amount (fluctuation component caused by the gas concentration).

これに対して、折損時には、光源１１から出射された赤外光が受光素子１２に到達するまでに、燃料ガスによる吸収に加えて、折損による損失が発生する。折損時における受光光量の一例を模式的に図７に示した。図７に示すような折損時の検出結果をＦＦＴすると、図８に示すようなパワースペクトルが算出される。このパワースペクトルでは、ノイズによって周波数帯域Ｂのピークが現れなくなっている。すなわち、折損によりホワイトノイズが発生した。このように、折損時のＦＦＴ結果にピークが現れなくなることは、本願発明者らが実験データの蓄積によって見出した。 On the other hand, at the time of breakage, a loss due to breakage occurs in addition to absorption by the fuel gas before the infrared light emitted from the light source 11 reaches the light receiving element 12. An example of the amount of received light at the time of breakage is schematically shown in FIG. When the detection result at the time of breakage as shown in FIG. 7 is FFTed, a power spectrum as shown in FIG. 8 is calculated. In this power spectrum, the peak of the frequency band B does not appear due to noise. That is, white noise occurred due to breakage. Thus, the inventors of the present application have found that no peak appears in the FFT result at the time of breakage by accumulating experimental data.

そこで、ガス濃度計測装置２００では、ＰＣ１４が受光素子１２の検出結果をＦＦＴし、得られたパワースペクトルをディスプレイ１４１に表示することによって、そのパワースペクトルにノイズによってピークが現れなくなった場合に、第１光ファイバまたは第２光ファイバに折損が発生していると判定することが可能である。 Therefore, in the gas concentration measuring apparatus 200, when the PC 14 performs FFT on the detection result of the light receiving element 12 and displays the obtained power spectrum on the display 141, when the peak does not appear in the power spectrum due to noise, It can be determined that breakage has occurred in the first optical fiber or the second optical fiber.

−ガス濃度の算出動作−
次に、図９を参照して、第１実施形態のガス濃度計測装置２００におけるガス濃度の算出動作について説明する。 -Gas concentration calculation operation-
Next, with reference to FIG. 9, the gas concentration calculation operation in the gas concentration measuring apparatus 200 of the first embodiment will be described.

まず、図９のステップＳ１において、光源１１から赤外光を出射し、その出射された赤外光を受光素子１２で受光する。そして、受光素子１２の検出結果がＰＣ１４に入力される。ＰＣ１４では、受光素子１２の検出結果を、時間軸上の受信信号としてＲＡＭ１４ｃまたはバックアップＲＡＭ１４ｄに記憶する。 First, in step S <b> 1 of FIG. 9, infrared light is emitted from the light source 11, and the emitted infrared light is received by the light receiving element 12. Then, the detection result of the light receiving element 12 is input to the PC 14. In the PC 14, the detection result of the light receiving element 12 is stored in the RAM 14c or the backup RAM 14d as a reception signal on the time axis.

また、ＰＣ１４には、光源１１から出射光量に関する情報が入力される。なお、ＰＣ１４が光源１１に対して出射光量を指示するようにしてもよいし、出射光量に関する情報が入力機器１４２から入力されてもよい。 In addition, information related to the amount of emitted light is input from the light source 11 to the PC 14. Note that the PC 14 may instruct the light source 11 on the amount of emitted light, or information regarding the amount of emitted light may be input from the input device 142.

次に、ステップＳ２において、ＰＣ１４により受光素子１２の検出結果がＦＦＴされる。これにより、パワースペクトルが得られる。 Next, in step S2, the detection result of the light receiving element 12 is FFTed by the PC. Thereby, a power spectrum is obtained.

そして、ステップＳ３において、ＰＣ１４によりパワースペクトルがディスプレイ１４１に表示される。その後、その表示結果からパワースペクトルにピークがあるか否かが利用者により判断される。そして、利用者により判断されたピークの有無に関する情報が入力機器１４２を介してＰＣ１４に入力される。 In step S <b> 3, the power spectrum is displayed on the display 141 by the PC 14. Thereafter, the user determines from the display result whether there is a peak in the power spectrum. Information regarding the presence or absence of a peak determined by the user is input to the PC 14 via the input device 142.

次に、ステップＳ４において、ＰＣ１４により、入力機器１４２からの入力結果に基づいて、パワースペクトルにピークがあるか否かが判断される。パワースペクトルにピークがある場合（たとえば、図６参照）には、ステップＳ５に移り、パワースペクトルにピークがない場合（たとえば、図８参照）には、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生していることから、エンドに移る。なお、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生している場合には、利用者により光ファイバ１３ａまたは１３ｂの交換が行われる。 Next, in step S <b> 4, the PC 14 determines whether there is a peak in the power spectrum based on the input result from the input device 142. If there is a peak in the power spectrum (for example, see FIG. 6), the process proceeds to step S5. From there, move to the end. When the optical fiber 13a or 13b is broken, the user replaces the optical fiber 13a or 13b.

パワースペクトルにピークがある場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）には、光ファイバ１３ａおよび１３ｂに折損が発生していないことから、ステップＳ５において、ＰＣ１４によりガス濃度が算出される。具体的には、光源１１から出射された出射光量と受光素子１２により受光された受光光量とに基づいて吸収光量が算出され、その吸収光量に基づいてガス濃度が算出される。その後、エンドに移る。 When there is a peak in the power spectrum (step S4: Yes), since no breakage has occurred in the optical fibers 13a and 13b, the gas concentration is calculated by the PC 14 in step S5. Specifically, the amount of absorbed light is calculated based on the amount of emitted light emitted from the light source 11 and the amount of received light received by the light receiving element 12, and the gas concentration is calculated based on the amount of absorbed light. Then go to the end.

なお、ＰＣ１４によりステップＳ２が実行されることによって本発明の「フーリエ変換手段」が実現され、ＰＣ１４によりステップＳ５が実行されることによって本発明の「算出手段」が実現される。 The “Fourier transform unit” of the present invention is realized by executing step S2 by the PC 14, and the “calculation unit” of the present invention is realized by executing step S5 by the PC 14.

−効果−
第１実施形態では、上記のように、受光素子１２の検出結果をＦＦＴし、それにより得られたパワースペクトルにピークが現れていない場合に、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生したと判定する。このように構成することによって、光ファイバ１３ａまたは１３ｂの折損を容易に検出することができる。したがって、光ファイバ１３ａ（１３ｂ）が折損した場合には、その折損した光ファイバ１３ａ（１３ｂ）を適切に交換することができるので、ガス濃度の計測の際における折損によるノイズの混入を抑制することができる。その結果、ガス濃度の計測精度の向上を図ることができる。 -Effect-
In the first embodiment, as described above, when the detection result of the light receiving element 12 is FFTed and no peak appears in the obtained power spectrum, it is determined that the optical fiber 13a or 13b is broken. . With this configuration, it is possible to easily detect breakage of the optical fiber 13a or 13b. Therefore, when the optical fiber 13a (13b) is broken, the broken optical fiber 13a (13b) can be appropriately replaced, so that noise contamination due to breakage at the time of gas concentration measurement is suppressed. Can do. As a result, it is possible to improve the measurement accuracy of the gas concentration.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態によるガス濃度計測装置２００について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と異なり、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生しているか否かをＰＣ１４が判断するようになっている。 (Second Embodiment)
Next, the gas concentration measuring apparatus 200 according to the second embodiment will be described. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the PC 14 determines whether or not the optical fiber 13a or 13b is broken.

第２実施形態のＰＣ１４（図３参照）は、パワースペクトルにピークが現れない場合に、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生していると判定するように構成されている。ピークの有無の判定基準は、たとえば、実験結果などに基づいて予め設定されている。 PC14 (refer FIG. 3) of 2nd Embodiment is comprised so that it may determine with the optical fiber 13a or 13b having broken when the peak does not appear in a power spectrum. The criterion for determining the presence or absence of a peak is set in advance based on, for example, experimental results.

なお、ＰＣ１４は、本発明の「算出手段」、「フーリエ変換手段」および「判定手段」の一例であり、ＣＰＵ１４ａがＲＯＭ１４ｂに記憶されたプログラムを実行することによりこれらが実現される。 The PC 14 is an example of the “calculation unit”, “Fourier transform unit”, and “determination unit” of the present invention, and these are realized by the CPU 14a executing a program stored in the ROM 14b.

−ガス濃度の算出動作−
次に、図１０を参照して、第２実施形態のガス濃度計測装置２００におけるガス濃度の算出動作について説明する。なお、図１０のステップＳ１１およびＳ１２は、それぞれ、上記したステップＳ１およびＳ２と同様であるため説明を省略する。 -Gas concentration calculation operation-
Next, with reference to FIG. 10, the gas concentration calculation operation in the gas concentration measuring apparatus 200 of the second embodiment will be described. Note that steps S11 and S12 in FIG. 10 are the same as steps S1 and S2 described above, respectively, and thus description thereof is omitted.

図１０のステップＳ１３において、ＰＣ１４によりパワースペクトルにピークがあるか否かが判断される。パワースペクトルにピークがある場合（たとえば、図６参照）には、ステップＳ１４に移り、パワースペクトルにピークがない場合（たとえば、図８参照）には、ステップＳ１５に移る。 In step S13 of FIG. 10, the PC 14 determines whether or not there is a peak in the power spectrum. If there is a peak in the power spectrum (for example, see FIG. 6), the process proceeds to step S14. If there is no peak in the power spectrum (for example, see FIG. 8), the process proceeds to step S15.

パワースペクトルにピークがある場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）には、光ファイバ１３ａおよび１３ｂに折損が発生していないことから、ステップＳ１４において、ＰＣ１４によりガス濃度が算出される。具体的には、光源１１から出射された出射光量と受光素子１２により受光された受光光量とに基づいて吸収光量が算出され、その吸収光量に基づいてガス濃度が算出される。その後、エンドに移る。 If there is a peak in the power spectrum (step S13: Yes), since no breakage has occurred in the optical fibers 13a and 13b, the gas concentration is calculated by the PC 14 in step S14. Specifically, the amount of absorbed light is calculated based on the amount of emitted light emitted from the light source 11 and the amount of received light received by the light receiving element 12, and the gas concentration is calculated based on the amount of absorbed light. Then go to the end.

パワースペクトルにピークがない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）には、ステップＳ１５において、ＰＣ１４により、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生していると判定され、エンドに移る。 If there is no peak in the power spectrum (step S13: No), in step S15, the PC 14 determines that the optical fiber 13a or 13b is broken, and moves to the end.

なお、ＰＣ１４によりステップＳ１２が実行されることによって本発明の「フーリエ変換手段」が実現され、ＰＣ１４によりステップＳ１４が実行されることによって本発明の「算出手段」が実現され、ＰＣ１４によりステップＳ１５が実行されることによって本発明の「判定手段」が実現される。 The “Fourier transform unit” of the present invention is realized by executing step S12 by the PC 14, the “calculating unit” of the present invention is realized by executing step S14 by the PC 14, and step S15 is performed by the PC 14. When executed, the “determination means” of the present invention is realized.

−効果−
第２実施形態では、上記のように、パワースペクトルのピークの有無をＰＣ１４が判断することによって、光ファイバ１３ａまたは１３ｂの折損の検出を自動化することができる。 -Effect-
In the second embodiment, as described above, the PC 14 determines the presence or absence of the peak of the power spectrum, so that the detection of the breakage of the optical fiber 13a or 13b can be automated.

なお、第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the first embodiment.

（第３実施形態）
次に、第３実施形態によるガス濃度計測装置２００について説明する。第３実施形態では、第２実施形態と異なり、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生している場合でもガス濃度を計測するようになっている。 (Third embodiment)
Next, the gas concentration measuring apparatus 200 according to the third embodiment will be described. In the third embodiment, unlike the second embodiment, the gas concentration is measured even when the optical fiber 13a or 13b is broken.

第３実施形態のＰＣ１４（図３参照）は、折損時に、受光光量の変動成分（ガス濃度に起因する変動成分）の周波数帯域Ｂのパワースペクトルを抽出してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）し、その算出結果に基づいてガス濃度を算出するように構成されている。なお、ＩＦＦＴは、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する処理である。 The PC 14 (see FIG. 3) of the third embodiment extracts the power spectrum of the frequency band B of the fluctuation component of the received light amount (fluctuation component caused by the gas concentration) at the time of breakage, and performs IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) Fourier transform), and the gas concentration is calculated based on the calculation result. Note that IFFT is a process of converting a frequency domain signal into a time domain signal.

なお、ＰＣ１４は、本発明の「算出手段」、「フーリエ変換手段」、「判定手段」および「逆フーリエ変換手段」の一例であり、ＣＰＵ１４ａがＲＯＭ１４ｂに記憶されたプログラムを実行することによりこれらが実現される。また、バックアップＲＡＭ１４ｄは、本発明の「記憶手段」の一例である。 The PC 14 is an example of the “calculation unit”, “Fourier transform unit”, “determination unit”, and “inverse Fourier transform unit” of the present invention, and the CPU 14a executes these programs stored in the ROM 14b. Realized. The backup RAM 14d is an example of the “storage unit” in the present invention.

−ガス濃度の算出動作−
次に、図１１および図１２を参照して、第３実施形態のガス濃度計測装置２００におけるガス濃度の算出動作について説明する。なお、図１１のステップＳ２１〜Ｓ２３は、それぞれ、上記したステップＳ１１〜Ｓ１３と同様であるため説明を省略する。 -Gas concentration calculation operation-
Next, with reference to FIG. 11 and FIG. 12, the gas concentration calculation operation in the gas concentration measuring apparatus 200 of the third embodiment will be described. Note that steps S21 to S23 in FIG. 11 are the same as steps S11 to S13 described above, and a description thereof will be omitted.

パワースペクトルにピークがある場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）には、光ファイバ１３ａおよび１３ｂに折損が発生していないことから、ステップＳ２４において、ＰＣ１４により、ピークの周波数帯域Ｂ（図６参照）が記憶される。この周波数帯域Ｂは、正常時における受光光量の変動成分の周波数帯域である。なお、周波数帯域ＢはたとえばバックアップＲＡＭ１４ｄに記憶される。 If there is a peak in the power spectrum (step S23: Yes), since no breakage has occurred in the optical fibers 13a and 13b, the peak frequency band B (see FIG. 6) is stored by the PC 14 in step S24. Is done. This frequency band B is a frequency band of the fluctuation component of the received light amount at the normal time. The frequency band B is stored in the backup RAM 14d, for example.

その後、ステップＳ２５において、ＰＣ１４によりガス濃度が算出される。具体的には、光源１１から出射された出射光量と受光素子１２により受光された受光光量とに基づいて吸収光量が算出され、その吸収光量に基づいてガス濃度が算出される。その後、エンドに移る。 Thereafter, in step S25, the gas concentration is calculated by the PC. Specifically, the amount of absorbed light is calculated based on the amount of emitted light emitted from the light source 11 and the amount of received light received by the light receiving element 12, and the gas concentration is calculated based on the amount of absorbed light. Then go to the end.

パワースペクトルにピークがない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）には、ステップＳ２６において、ＰＣ１４により、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生していると判定される。 When there is no peak in the power spectrum (step S23: No), in step S26, the PC 14 determines that the optical fiber 13a or 13b is broken.

次に、ステップＳ２７において、ＰＣ１４により、バックアップＲＡＭ１４ｄに記憶された周波数帯域Ｂ（図８参照）のパワースペクトルが抽出され、その抽出されたパワースペクトルがＩＦＦＴされる。これにより、図１２に示すように、補正後の受光光量を得ることができる。すなわち、正常時における受光光量の変動成分の周波数帯域Ｂを抽出して逆変換することにより、折損に起因する変動を除去して補正後の受光光量を得ることができる。 Next, in step S27, the power spectrum of the frequency band B (see FIG. 8) stored in the backup RAM 14d is extracted by the PC 14, and the extracted power spectrum is subjected to IFFT. Thereby, as shown in FIG. 12, the light-receiving amount after correction | amendment can be obtained. That is, by extracting and inversely converting the frequency band B of the fluctuation component of the received light amount at normal time, it is possible to remove the fluctuation caused by breakage and obtain the corrected received light amount.

その後、ステップＳ２５において、ＰＣ１４によりガス濃度が算出される。具体的には、光源１１から出射された出射光量とステップＳ２７で算出された受光光量とに基づいて吸収光量が算出され、その吸収光量に基づいてガス濃度が算出される。その後、エンドに移る。 Thereafter, in step S25, the gas concentration is calculated by the PC. Specifically, the absorbed light amount is calculated based on the emitted light amount emitted from the light source 11 and the received light amount calculated in step S27, and the gas concentration is calculated based on the absorbed light amount. Then go to the end.

なお、ＰＣ１４によりステップＳ２２が実行されることによって本発明の「フーリエ変換手段」が実現され、ＰＣ１４によりステップＳ２５が実行されることによって本発明の「算出手段」が実現される。また、ＰＣ１４によりステップＳ２６が実行されることによって本発明の「判定手段」が実現され、ＰＣ１４によりステップＳ２７が実行されることによって本発明の「逆フーリエ変換手段」が実現される。 The “Fourier transform unit” of the present invention is realized by executing step S22 by the PC 14, and the “calculation unit” of the present invention is realized by executing step S25 by the PC 14. Further, the “determination means” of the present invention is realized by executing step S26 by the PC 14, and the “inverse Fourier transform means” of the present invention is realized by executing step S27 by the PC 14.

−効果−
第３実施形態では、上記のように、折損時に周波数帯域Ｂのパワースペクトルを抽出してＩＦＦＴし、その算出結果に基づいてガス濃度を算出する。このように構成することによって、光ファイバ１３ａまたは１３ｂに折損が発生した場合にも、燃料ガスの濃度を計測することができる。 -Effect-
In the third embodiment, as described above, the power spectrum in the frequency band B is extracted at the time of breakage, IFFT is performed, and the gas concentration is calculated based on the calculation result. With this configuration, the fuel gas concentration can be measured even when the optical fiber 13a or 13b is broken.

また、第３実施形態では、ピークの周波数帯域Ｂを記憶することによって、折損時に周波数帯域Ｂのパワースペクトルを抽出してＩＦＦＴすることにより、折損に起因する変動を除去した受光光量を算出することができる。 In the third embodiment, the peak frequency band B is stored, the power spectrum of the frequency band B is extracted at the time of breakage, and IFFT is performed, thereby calculating the received light amount from which fluctuation due to breakage is removed. Can do.

なお、第３実施形態のその他の効果は、第２実施形態と同様である。 The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the second embodiment.

（他の実施形態）
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 (Other embodiments)
In addition, embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

たとえば、第１〜第３実施形態では、ガス濃度計測装置が燃料ガスの濃度を計測する例を示したが、これに限らず、被検出ガスがその他のガスであってもよい。 For example, in the first to third embodiments, an example in which the gas concentration measuring device measures the concentration of the fuel gas has been shown. However, the present invention is not limited to this, and the detected gas may be another gas.

また、第１〜第３実施形態では、光源１１が赤外光を出射する例を示したが、これに限らず、被検出ガスに応じて光源がその他の光を出射するようにしてもよい。 In the first to third embodiments, the example in which the light source 11 emits infrared light has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the light source may emit other light according to the gas to be detected. .

また、第１〜第３実施形態では、光ファイバ１３ａおよび１３ｂがフッ化物ファイバである例を示したが、これに限らず、伝送される光に応じてその他のファイバを用いてもよい。 Moreover, although the optical fiber 13a and 13b showed the example which is a fluoride fiber in 1st-3rd embodiment, not only this but another fiber may be used according to the transmitted light.

また、第１実施形態のフローチャートでは、ガス濃度の算出動作に折損の検出動作が組み込まれる例を示したが、これに限らず、ガス濃度を算出することなく、折損の検出のみを行うようにしてもよい。すなわち、ガス濃度を算出するモードと、折損を検出するモードとを切り替え可能に構成し、折損を検出するモードでは、ステップＳ４およびＳ５を行うことなく、ステップＳ１〜Ｓ３だけを行うようにしてもよい。 In the flowchart of the first embodiment, an example in which a breakage detection operation is incorporated in the gas concentration calculation operation is shown. However, the present invention is not limited to this, and only breakage detection is performed without calculating the gas concentration. May be. That is, the mode for calculating the gas concentration and the mode for detecting breakage can be switched, and in the mode for detecting breakage, only steps S1 to S3 are performed without performing steps S4 and S5. Good.

また、第３実施形態のフローチャートにおいて、ステップＳ１４で周波数帯域Ｂを記憶した場合に、その後フローチャートが実行される際にステップＳ１４を省略するようにしてもよい。すなわち、各実施形態のフローチャートは、一例であってその手順に限定されるものではない。 Further, in the flowchart of the third embodiment, when the frequency band B is stored in step S14, step S14 may be omitted when the flowchart is subsequently executed. That is, the flowchart of each embodiment is an example and is not limited to the procedure.

また、第２および第３実施形態において、光ファイバ１３ａまたは１３ｂが折損したと判定した場合に、折損したことをディスプレイ１４１に表示するなどして、利用者に報知するようにしてもよい。 In the second and third embodiments, when it is determined that the optical fiber 13a or 13b is broken, the fact that the optical fiber 13a or 13b is broken may be displayed on the display 141 to notify the user.

また、第３実施形態では、パワースペクトルのピークの有無をＰＣ１４により判定する例を示したが、これに限らず、パワースペクトルのピークの有無を利用者により判定するようにしてもよい。 In the third embodiment, an example in which the presence / absence of a power spectrum peak is determined by the PC 14 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the presence / absence of a power spectrum peak may be determined by a user.

本発明は、内燃機関の燃焼室内における被検出ガスの濃度を計測するガス濃度計測装置に利用可能である。 The present invention is applicable to a gas concentration measuring device that measures the concentration of a gas to be detected in a combustion chamber of an internal combustion engine.

４燃焼室
１１光源
１２受光素子
１３ａ光ファイバ（第１光ファイバ）
１３ｂ光ファイバ（第２光ファイバ）
１４ＰＣ
１００エンジン（内燃機関）
１４１ディスプレイ（表示手段）
２００ガス濃度計測装置 4 Combustion chamber 11 Light source 12 Light receiving element 13a Optical fiber (first optical fiber)
13b Optical fiber (second optical fiber)
14 PC
100 engine (internal combustion engine)
141 Display (display means)
200 Gas concentration measuring device

Claims

A light source that emits light;
A light receiving element for detecting light;
A first optical fiber that guides light emitted from the light source to a combustion chamber of an internal combustion engine;
A second optical fiber that guides light that has passed through the combustion chamber of the internal combustion engine to the light receiving element;
A gas concentration measuring device comprising: a calculating means for calculating a gas concentration in a combustion chamber of the internal combustion engine based on a detection result of the light receiving element;
Fourier transform means for Fourier transforming the detection result of the light receiving element;
A gas concentration measuring apparatus comprising: display means for displaying a power spectrum obtained by the Fourier transform means.

In the gas concentration measuring device according to claim 1,
The power spectrum obtained by the Fourier transform means comprises determination means for determining that a breakage has occurred in the first optical fiber or the second optical fiber when no peak appears due to noise. Gas concentration measuring device.

In the gas concentration measuring device according to claim 1 or 2,
Storage means for storing a peak frequency band appearing in a power spectrum when no breakage occurs in the first optical fiber and the second optical fiber;
Inverse Fourier transform means for extracting and inverse Fourier transforming the power spectrum of the frequency band stored in the storage means,
The gas concentration measuring device, wherein the calculating means is configured to calculate a gas concentration in a combustion chamber of the internal combustion engine based on a calculation result of the inverse Fourier transform means.