JP2018128318A - Gas detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas detector with which it is possible to easily obtain the aptitude information of gas detection with high accuracy.SOLUTION: A gas detector T0 includes an imaging device DU and an absorber OE. The imaging device DU forms an infrared image of a subject and detects, from the infrared image, a gas that is the object to be detected in the subject. The absorber OE has an infrared absorption characteristic that corresponds to the gas. The imaging device DU forms information that indicates the aptitude of gas detection on the basis of a difference between a first infrared image acquired by imaging via the absorber OE and a second infrared image acquired by imaging without going through the absorber OE, and outputs the resultant information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はガス検知装置に関するものであり、例えば、赤外線カメラで得た赤外線画像からガスを検知するガス検知装置に関するものである。   The present invention relates to a gas detection device, for example, a gas detection device that detects gas from an infrared image obtained by an infrared camera.

石油化学プラント,ガス製造工場,発電所等のガス消費場所では、ガス漏れ事故の発生を未然に防止するため、ガス漏れを速やかに検知して対処することが求められる。漏洩ガスを検知する技術としては、従来より様々なタイプのもの知られている。例えば特許文献1では、赤外線カメラでガスを可視化して検知する技術が提案されている。そのガス検知技術によれば、ガスが漏れている様子をリアルタイムで動画表示できるので、直感的にガス漏れの位置を把握することができる。   In gas consumption places such as petrochemical plants, gas manufacturing factories, and power plants, it is required to detect and deal with gas leaks promptly in order to prevent gas leak accidents. Conventionally, various types of techniques for detecting leaked gas have been known. For example, Patent Document 1 proposes a technique for visualizing and detecting gas with an infrared camera. According to the gas detection technology, the state of gas leakage can be displayed in real time, so that the position of gas leakage can be grasped intuitively.

特開2013−122389号公報JP 2013-122389 A

赤外線カメラによるガス検知の適性(ガス検知性能)は、撮影環境における様々な要因(背景物体,気象条件等)で大きく変化する。そのため、赤外線カメラの設置にあたっては、所望のガス検知性能が得られているかどうかを確認する必要がある。しかし、前記要因が複雑であるため精度の高いシミュレーションは困難であり、実際にガスを噴出させて確認を行おうとしても撮像エリア全てで行うことは現実的ではなく、検知対象ガスが可燃ガス又は毒ガスである場合には危険でもある。   The suitability (gas detection performance) of gas detection by an infrared camera varies greatly depending on various factors (background objects, weather conditions, etc.) in the shooting environment. Therefore, when installing the infrared camera, it is necessary to confirm whether or not a desired gas detection performance is obtained. However, since the above factors are complicated, it is difficult to perform a high-precision simulation. Even if gas is actually ejected and confirmation is performed, it is not practical to perform it in the entire imaging area. When it is poisonous gas, it is dangerous.

また、赤外線カメラによるガス検知技術がまだ十分に普及していないことから、前記ガス検知性能が大きく変化することはあまり知られておらず、ガス検知性能を診断するという概念自体存在しない。そのため、特許文献1に記載されているような従来のガス検知装置では、実際にガス漏れが発生しない限り、所望のガス検知性能が得られているかどうかを確認することはできない。   In addition, since gas detection technology using an infrared camera has not yet become widespread, it is not well known that the gas detection performance changes greatly, and the concept of diagnosing gas detection performance does not exist. Therefore, in the conventional gas detection apparatus as described in Patent Document 1, it is impossible to confirm whether or not a desired gas detection performance is obtained unless gas leakage actually occurs.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、ガス検知の適性情報を高い精度で簡単に得ることの可能なガス検知装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the gas detection apparatus which can obtain the suitability information of gas detection easily with high precision.

上記目的を達成するために、第1の発明のガス検知装置は、被写体の赤外線画像を形成し、その赤外線画像から前記被写体において検知対象となるガスを検知する撮像装置と、前記ガスに対応する赤外線吸収特性を有する吸収体と、を備えたガス検知装置であって、
前記撮像装置が、前記吸収体を介した撮影により取得した第1の赤外線画像と、前記吸収体を介さない撮影により取得した第2の赤外線画像と、の差異に基づいて、ガス検知の適性を示す情報を形成して出力することを特徴とする。
To achieve the above object, a gas detection device according to a first aspect of the invention corresponds to an imaging device that forms an infrared image of a subject and detects a gas to be detected in the subject from the infrared image, and the gas. An absorber having infrared absorption characteristics; and a gas detection device comprising:
Based on the difference between the first infrared image acquired by the imaging device through imaging through the absorber and the second infrared image acquired through imaging without the absorber, the suitability of gas detection is improved. The information to be shown is formed and output.

第2の発明のガス検知装置は、上記第1の発明において、前記吸収体を介した撮影では、前記撮像装置の撮影画角内の全て又は一部をカバーするように、前記吸収体が前記撮像装置の被写体側に配置されていることを特徴とする。   The gas detector according to a second aspect of the present invention is the gas detector according to the first aspect, wherein the absorber is configured so as to cover all or part of the imaging angle of view of the imaging device during imaging via the absorber. It is arranged on the subject side of the imaging device.

第3の発明のガス検知装置は、上記第1又は第2の発明において、前記撮像装置自身の反射像が被写体の赤外線画像に重ならない角度に、前記吸収体が設置されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the gas detector according to the first or second aspect, wherein the absorber is installed at an angle at which a reflected image of the imaging device itself does not overlap an infrared image of a subject. To do.

第4の発明のガス検知装置は、上記第3の発明において、気温になじんだ状態の黒体板を更に有し、前記黒体板の反射像が被写体の赤外線画像に重なる角度に、前記吸収体が気温になじんだ状態で設置されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the gas detector according to the third aspect, further comprising a black body plate in a state adapted to the temperature, wherein the absorption image is formed at an angle where the reflected image of the black body plate overlaps the infrared image of the subject. It is characterized by being installed in a state where the body is adapted to the temperature.

第5の発明のガス検知装置は、上記第1〜第4のいずれか1つの発明において、前記吸収体が、ガスセルと、そのガスセルに封入されているガスと、で構成されており、前記ガスセルに封入されているガスが前記検知対象となるガスと同じガスであることを特徴とする。   A gas detector according to a fifth aspect of the present invention is the gas detector according to any one of the first to fourth aspects, wherein the absorber is composed of a gas cell and a gas sealed in the gas cell. The gas sealed in is the same gas as the gas to be detected.

第6の発明のガス検知装置は、上記第1〜第5のいずれか1つの発明において、前記第2の赤外線画像が、ガスの封入されていないガスセルを介した撮影により取得した赤外線画像であることを特徴とする。   In the gas detection device according to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the second infrared image is an infrared image acquired by photographing through a gas cell in which no gas is sealed. It is characterized by that.

第7の発明のガス検知装置は、上記第5又は第6の発明において、前記ガスセルを構成する材料のうち赤外線が透過する部分の透過率が、前記ガスの赤外吸収波長帯において30%以上であることを特徴とする。   The gas detector according to a seventh aspect of the present invention is the gas detector according to the fifth or sixth aspect, wherein the transmittance of the portion through which infrared rays are transmitted in the material constituting the gas cell is 30% or more in the infrared absorption wavelength band of the gas. It is characterized by being.

第8の発明のガス検知装置は、上記第5の発明において、前記ガスセルに封入されているガスの種類,濃度又は厚みが、前記検知対象となるガスの種類,濃度又は厚みに対応するように、複数設定されていることを特徴とする。   In the gas detector of the eighth invention according to the fifth invention, the type, concentration or thickness of the gas sealed in the gas cell corresponds to the type, concentration or thickness of the gas to be detected. A plurality of settings are set.

第9の発明のガス検知装置は、上記第8の発明において、前記ガスセルに封入されているガスの濃度又は厚みを段階的に変更して前記第1の赤外線画像の取得を行い、前記ガス検知の適性を示す情報として検知下限の濃度又は厚みを算出することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the gas detection device according to the eighth aspect, wherein the first infrared image is acquired by changing the concentration or thickness of the gas sealed in the gas cell in stages, and the gas detection is performed. It is characterized in that the concentration or thickness at the lower limit of detection is calculated as information indicating the suitability of the detection.

第10の発明のガス検知装置は、上記第1〜第9のいずれか1つの発明において、前記ガス検知の適性を示す情報が、第1,第2の赤外線画像の輝度値から算出されるS/N比であることを特徴とする。   In the gas detection device according to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the information indicating the suitability of the gas detection is calculated from the luminance values of the first and second infrared images. / N ratio.

第11の発明のガス検知装置は、上記第1〜第10のいずれか1つの発明において、前記ガス検知の適性を示す情報が、マップ表示で出力されることを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the gas detector according to any one of the first to tenth aspects, wherein information indicating the suitability of the gas detection is output in a map display.

第12の発明のガス検知装置は、上記第1〜第11のいずれか1つの発明において、前記吸収体を介した撮影時と前記吸収体を介さない撮影時との間で前記吸収体を移動させる駆動機構を更に有することを特徴とする。   A gas detector according to a twelfth aspect of the present invention is the gas detector according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the absorber is moved between the time of photographing through the absorber and the time of photographing not through the absorber. It further has a drive mechanism.

第13の発明のガス検知装置は、上記第1〜第12のいずれか1つの発明において、前記第1,第2の赤外線画像が、それぞれ5フレーム以上の平均画像であることを特徴とする。   The gas detector according to a thirteenth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to twelfth aspects, the first and second infrared images are average images of 5 frames or more.

第14の発明のガス検知装置は、上記第1〜第13のいずれか1つの発明において、前記第1,第2の赤外線画像が交互に取得され、それぞれ2回以上の平均画像の差異に基づいて、前記ガス検知の適性を示す情報を形成することを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the gas detector according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the first and second infrared images are alternately acquired and each is based on a difference between the average images of two or more times. Thus, information indicating suitability of the gas detection is formed.

本発明によれば、撮像装置に吸収体を組み合わせた簡易な構成でありながら、ガス検知の適性情報を高い精度で簡単に得ることが可能である。これにより、撮像装置の設置場所の選定や導入可否の判断を容易に行うことができる。また、検知対象となるガスの種類,濃度又は厚みに対応するように吸収体の赤外線吸収特性を設定すれば、どのようなガスがどの濃度まで検知可能かを推定することができる。   According to the present invention, it is possible to easily obtain suitability information for gas detection with high accuracy while having a simple configuration in which an absorber is combined with an imaging device. Thereby, selection of the installation place of an imaging device and determination of whether introduction is possible can be easily performed. Further, if the infrared absorption characteristics of the absorber are set so as to correspond to the type, concentration or thickness of the gas to be detected, it is possible to estimate what kind of gas can be detected up to which concentration.

ガス検知装置の実施の形態を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows embodiment of a gas detection apparatus. ガス検知装置の実施の形態による測定手順の具体例を示すフローチャート。The flowchart which shows the specific example of the measurement procedure by embodiment of a gas detection apparatus. ガス検知装置の第1の実施の形態を示す概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of a gas detection device. ガス検知装置の第2の実施の形態を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows 2nd Embodiment of a gas detection apparatus. ガス検知装置の第3の実施の形態を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows 3rd Embodiment of a gas detection apparatus. ガス検知装置の実施の形態における撮像エリアと吸収体エリアとの関係を示す平面図。The top view which shows the relationship between the imaging area and absorber area in embodiment of a gas detection apparatus. ガス検知装置の実施の形態によるS/N比マップの一例を示す画像図。The image figure which shows an example of the S / N ratio map by embodiment of a gas detection apparatus.

以下、本発明を実施したガス検知装置等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。   Hereinafter, the gas detection apparatus etc. which implemented this invention are demonstrated, referring drawings. In addition, the same code | symbol is mutually attached | subjected to the part which is the same in each embodiment etc., and the corresponding part, and duplication description is abbreviate | omitted suitably.

図1に、本発明の実施の形態に係るガス検知装置T0の概略断面構造を模式的に示す。このガス検知装置T0は、図1に示すように、撮像装置DU,吸収体OE等で構成されている。撮像装置DUは、絶対温度が零度以上の被写体表面(物体表面)が放射又は反射する電磁波のうち、特定波長帯の電磁波に対して感度を有し、特定波長帯の電磁波からなる被写体像を輝度情報として取得するものである。また、撮像装置DUの視野の前方に配置されている吸収体OEは、特定波長帯の電磁波に対して、検知対象ガスと同等の吸収特性を有するものである。   FIG. 1 schematically shows a schematic cross-sectional structure of a gas detection device T0 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the gas detection device T0 includes an imaging device DU, an absorber OE, and the like. The imaging device DU has sensitivity to an electromagnetic wave in a specific wavelength band among electromagnetic waves radiated or reflected by a subject surface (object surface) having an absolute temperature of zero degrees or more, and brightness of a subject image including the electromagnetic wave in the specific wavelength band It is acquired as information. The absorber OE disposed in front of the field of view of the imaging device DU has an absorption characteristic equivalent to that of the detection target gas with respect to electromagnetic waves in a specific wavelength band.

上記特定波長帯の電磁波として代表的なものは赤外線であり、撮像装置DUの具体例としては赤外線撮像装置(つまり、赤外線波長域に感度を持つ赤外線カメラ)が挙げられる。したがって、ガス検知装置T0の具体例としては、被写体の赤外線画像を形成し、その赤外線画像から被写体において検知対象となるガスを検知する撮像装置DUと、その検知対象ガスに対応する赤外線吸収特性を有する吸収体OEと、を備えたガス検知システムが挙げられる。撮像装置DUの更なる具体例としては、波長1〜16μmの波長帯の少なくとも一部の波長を検知できる赤外線撮像装置が挙げられ、例えば、8〜16μmを検知する非冷却型遠赤外線撮像装置、3〜5μmを検知する冷却型中赤外線撮像装置等が挙げられる。つまり、観測対象や利用目的に合わせて特定波長域を設定し、その特定波長域において検知感度がある撮像装置DUを選択すればよい。   A typical example of the electromagnetic waves in the specific wavelength band is infrared rays, and a specific example of the imaging device DU is an infrared imaging device (that is, an infrared camera having sensitivity in the infrared wavelength region). Therefore, as a specific example of the gas detection device T0, an imaging device DU that forms an infrared image of a subject and detects a gas to be detected in the subject from the infrared image, and an infrared absorption characteristic corresponding to the detection target gas are provided. And an absorber OE having a gas detection system. As a further specific example of the imaging device DU, an infrared imaging device capable of detecting at least a part of wavelengths in a wavelength band of 1 to 16 μm is exemplified. For example, an uncooled far-infrared imaging device that detects 8 to 16 μm, A cooling-type mid-infrared imaging device that detects 3 to 5 μm is included. That is, a specific wavelength range may be set according to the observation target and the purpose of use, and an imaging device DU having detection sensitivity in the specific wavelength range may be selected.

吸収体OEの例としては、検知対象ガスを封入したガスセルが挙げられる。つまり、検知対象ガスと同じガスをガスセルに封入することにより、吸収体OEを構成することができる。ガスセルの表面は、ガラス板,プラスチック板,光学フィルム等の材料で構成され、特定波長域に対して高い透過率を有するものが望ましい。例えば、ガスセルを構成する材料のうち赤外線が透過する部分(例えば、ガスの被写体側と撮像装置側の各部分)の透過率が、検知対象ガスの赤外吸収波長帯において30%以上であることが望ましい。なお、吸収体OEはガスセルに限らない。例えば、検知対象ガスと同等の吸収特性を有する光学素子を吸収体OEとして用いてもよい。   As an example of the absorber OE, a gas cell in which a detection target gas is sealed can be cited. That is, the absorber OE can be configured by enclosing the same gas as the detection target gas in the gas cell. The surface of the gas cell is preferably made of a material such as a glass plate, a plastic plate, or an optical film, and has a high transmittance for a specific wavelength region. For example, the transmittance of the portion of the material constituting the gas cell that transmits infrared rays (for example, each portion on the subject side and imaging device side of the gas) is 30% or more in the infrared absorption wavelength band of the detection target gas. Is desirable. The absorber OE is not limited to a gas cell. For example, an optical element having absorption characteristics equivalent to the detection target gas may be used as the absorber OE.

撮像装置DUは、被写体の静止画撮影や動画撮影のために、被写体像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力するレンズユニットLUを備えている。レンズユニットLUは、物体(被写体)側から順に、物体の光学像(被写体像)を形成する撮像レンズLN(AX:光軸)と、その撮像レンズLNにより形成された光学像を、被写体の赤外線画像として電気的な信号に変換する撮像センサーSRと、を備えている。   The imaging device DU includes a lens unit LU that optically captures a subject image and outputs it as an electrical signal for still image shooting and moving image shooting of the subject. The lens unit LU, in order from the object (subject) side, picks up an imaging lens LN (AX: optical axis) that forms an optical image (subject image) of the object and an optical image formed by the imaging lens LN from the infrared of the subject. And an imaging sensor SR that converts an electrical signal as an image.

撮像装置DUは、レンズユニットLUの他に、信号処理部1,演算制御部2,メモリー3,操作部4,表示部5等を備えている。撮像センサーSRで生成した信号は、信号処理部1で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー3(半導体メモリー,光ディスク等)に記録されたり、ケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして、通信機能により他の機器に伝送される。演算制御部2はマイクロコンピューターからなっており、輝度情報処理機能,撮影機能,画像再生機能等の機能の制御;撮像レンズLNや吸収体OEの移動機構の制御等を集中的に行う。操作部4は、操作ボタン等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を演算制御部2に伝達する。表示部5は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像センサーSRによって変換された画像信号や記録画像情報を用いて画像表示(ガス漏れ報知等の情報表示,ガス検知適性の情報表示等)を行う。   In addition to the lens unit LU, the imaging device DU includes a signal processing unit 1, an operation control unit 2, a memory 3, an operation unit 4, a display unit 5, and the like. The signal generated by the image sensor SR is subjected to predetermined digital image processing, image compression processing, and the like as required by the signal processing unit 1 and recorded as a digital video signal in the memory 3 (semiconductor memory, optical disk, etc.) Via a cable or converted into an infrared signal or the like, it is transmitted to another device by a communication function. The arithmetic control unit 2 is composed of a microcomputer, and centrally performs control of functions such as a luminance information processing function, a photographing function, and an image reproduction function; and control of a moving mechanism of the imaging lens LN and the absorber OE. The operation unit 4 is a part including operation members such as operation buttons, and transmits information input by the operator to the calculation control unit 2. The display unit 5 includes a display such as a liquid crystal monitor, and displays an image using the image signal and recorded image information converted by the image sensor SR (information display such as gas leak notification, information display of gas detection suitability). I do.

撮像装置DU中のレンズユニットLU以外の部分は、中央監視室における制御端末装置,パーソナルコンピュータ(据え置き型,可搬型等),携帯機器(スマートフォン,タブレット端末,タッチパッド等)等のデジタル機器において、CPU(Central Processing Unit),RAM(Random Access Memory),ROM(Read Only Memory),HDD(Hard Disk Drive)等によって、その少なくとも一部が容易に構成可能である。そして、HDDに格納されているガス検知適性の情報処理プログラムをCPUが読み出し、RAMに展開して実行することによって、各部の機能を実現することができる。   The parts other than the lens unit LU in the imaging device DU are in a digital device such as a control terminal device, a personal computer (stationary type, portable type, etc.), a portable device (smart phone, tablet terminal, touch pad, etc.) in the central monitoring room. At least a part thereof can be easily configured by a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a hard disk drive (HDD), and the like. Then, the CPU reads out an information processing program suitable for gas detection stored in the HDD, develops it in the RAM, and executes it, thereby realizing the functions of the respective units.

赤外線カメラによるガス検知の適性(ガス検知性能)は、前述したように背景物体や気象条件等、撮影環境における様々な要因で大きく変化する。そのため、赤外線カメラの設置にあたっては、所望のガス検知性能が得られているかどうかを確認する必要がある。そこで、ガス検知装置T0では、赤外撮影画像を用いたガス検知を行う撮像装置DUが、吸収体OEを介した撮影により取得した第1の赤外線画像と、吸収体OEを介さない撮影により取得した第2の赤外線画像と、の差異に基づいて、ガス検知の適性を示す情報を形成して出力する構成になっている。   The suitability of gas detection by an infrared camera (gas detection performance) varies greatly depending on various factors in the photographing environment such as background objects and weather conditions as described above. Therefore, when installing the infrared camera, it is necessary to confirm whether or not a desired gas detection performance is obtained. Therefore, in the gas detection device T0, the imaging device DU that performs gas detection using infrared imaging images acquires the first infrared image acquired by imaging through the absorber OE and the imaging not through the absorber OE. Based on the difference from the second infrared image, information indicating the suitability of gas detection is formed and output.

図2に、ガス検知装置T0による測定手順の具体例を示す。吸収体OEの温度はガス検知の適性を示す情報の測定に大きく影響するため、測定開始(#10)の際には、まず吸収体OEの温度を気温と同じになるようにする。例えば、測定開始後、所定の時間が経過するまで待機することにより、吸収体OEの温度が気温と同じになるようにする。この所定の時間は、吸収体OEの熱容量,吸収体OEの表面積等を考慮し、予め計算シミュレーション又は実験により求めておいたものである。あるいは、測定開始後、吸収体OEの温度の経時変化が許容範囲内(温度変化ゼロ近傍)に収まるまで待機することにより、吸収体OEの温度が気温と同じになるようにする。吸収体OEの温度測定は、例えば、熱電対等の温度計測機を用いて行う。   In FIG. 2, the specific example of the measurement procedure by gas detection apparatus T0 is shown. Since the temperature of the absorber OE greatly affects the measurement of information indicating the suitability for gas detection, the temperature of the absorber OE is first made equal to the temperature at the start of measurement (# 10). For example, after the measurement is started, the temperature of the absorber OE is made equal to the air temperature by waiting until a predetermined time elapses. This predetermined time is obtained in advance by calculation simulation or experiment in consideration of the heat capacity of the absorber OE, the surface area of the absorber OE, and the like. Alternatively, after the measurement is started, the temperature of the absorber OE is made equal to the air temperature by waiting until the change with time in the temperature of the absorber OE falls within an allowable range (near the temperature change of zero). The temperature measurement of the absorber OE is performed using, for example, a temperature measuring device such as a thermocouple.

測定手順の具体例において、吸収体OEが気温と同じ温度になるようになじんだら(#10)、吸収体OEを介した撮影により第1の赤外線画像を取得し(#20)、吸収体OEを介さない撮影により第2の赤外線画像を取得する(#30)。取得した第1の赤外線画像と第2の赤外線画像との差異に基づいて、ガス検知の適性を示す情報を形成して出力し(#40)、測定を終了する(#50)。このガス検知装置T0は、撮像装置DUに吸収体OEを組み合わせた簡易な構成でありながら、ガス検知の適性情報を高い精度で簡単に得ることを可能としている。これにより、撮像装置DUの設置場所の選定や導入可否の判断を容易に行うことが可能となる。なお、第1の赤外線画像の取得と第2の赤外線画像の取得とは順序が逆になっても構わない。   In a specific example of the measurement procedure, when the absorber OE is adjusted so as to have the same temperature as the air temperature (# 10), a first infrared image is acquired by photographing through the absorber OE (# 20), and the absorber OE is obtained. A second infrared image is acquired by photographing without passing through (# 30). Based on the difference between the acquired first and second infrared images, information indicating the suitability of gas detection is formed and output (# 40), and the measurement is terminated (# 50). Although this gas detection device T0 has a simple configuration in which the imaging device DU is combined with the absorber OE, the gas detection aptitude information can be easily obtained with high accuracy. This makes it possible to easily select the installation location of the imaging device DU and determine whether or not to introduce the imaging device DU. Note that the order of obtaining the first infrared image and obtaining the second infrared image may be reversed.

吸収体OEを介した撮影により第1の赤外線画像を取得し(#20)、吸収体OEを介さない撮影により第2の赤外線画像を取得する(#30)ために、被写体からの赤外線が吸収体OEを通る光路と通らない光路を構成する必要がある。そのための更に具体的な構成として、第1〜第3の実施の形態に相当するガス検知装置T1〜T3を図3〜図5にそれぞれ示す。   In order to acquire a first infrared image by imaging through the absorber OE (# 20) and acquire a second infrared image by imaging without the absorber OE (# 30), infrared rays from the subject are absorbed. It is necessary to configure an optical path that does not pass through the body OE and an optical path that does not pass through the body OE. As a more specific configuration for that purpose, gas detectors T1 to T3 corresponding to the first to third embodiments are shown in FIGS.

図3に示すガス検知装置T1は、撮像装置DUの視野内への吸収体OEの挿入と(図3(A))、撮像装置DUの視野外への吸収体OEの退避と(図3(B))、の切り替えを行うための挿抜機構10を備えている。この挿抜機構10は、吸収体OEを介した撮影時と吸収体OEを介さない撮影時との間で吸収体OEを移動させる駆動機構である。挿抜機構10の例としては、吸収体OEを直線状に移動させるものが挙げられる。また、回動部材に吸収体OEを配置し、回動部材を回転させることにより、吸収体OEを撮像装置DUの視野に入れたり視野から外したりするものが挙げられる。   The gas detection device T1 shown in FIG. 3 inserts the absorber OE into the field of view of the imaging device DU (FIG. 3A) and retracts the absorber OE outside the field of view of the imaging device DU (FIG. 3 ( B)), the insertion / extraction mechanism 10 for switching is provided. The insertion / removal mechanism 10 is a drive mechanism that moves the absorber OE between photographing through the absorber OE and photographing without using the absorber OE. An example of the insertion / extraction mechanism 10 is one that moves the absorber OE in a straight line. Moreover, the absorber OE is arrange | positioned at a rotation member, and what rotates the rotation member and puts the absorber OE in the visual field of the imaging device DU is mentioned.

図3(A)に示すように撮像装置DUの視野内に吸収体OEを挿入すると、吸収体OEは撮像装置DUの視野を完全に覆うため、吸収体OEを通して被写体像を形成して、第1の赤外線画像を取得することができる。図3(B)に示すように撮像装置DUの視野外へ吸収体OEを退避させると、吸収体OEは撮像装置DUの視野から完全に外れるため、吸収体OEを通さずに被写体像を形成して、第2の赤外線画像を取得することができる。   When the absorber OE is inserted into the field of view of the imaging device DU as shown in FIG. 3A, the absorber OE completely covers the field of view of the imaging device DU, so that a subject image is formed through the absorber OE. 1 infrared image can be acquired. As shown in FIG. 3B, when the absorber OE is retracted out of the field of view of the imaging device DU, the absorber OE is completely out of the field of view of the imaging device DU, so that a subject image is formed without passing through the absorber OE. Thus, the second infrared image can be acquired.

図4に示すガス検知装置T2は、撮像装置DUの視野内への吸収体OEの挿入と(図4(A))、撮像装置DUの視野外への吸収体OEの取り外しと(図4(B))、を手動又は自動で行う構成になっている。ガス検知装置T0,T1(図1,図3)では吸収体OEが光軸AXに対して垂直(つまり、赤外線を透過させる光学面の法線が光軸AXに対して平行)に配置されているが、そのような配置では、吸収体OEの表面の透過率が理想的な100%でない限り、吸収体OEの表面の反射像が撮像されてしまう。そこで、ガス検知装置T2では、撮像装置DU自身の反射像を撮像してしまうナルシサス効果を防ぐため、図4(A)に示すように吸収体OEは傾きをつけて配置されている(ここでは傾き角度を45度としている。)。つまり、吸収体OEは撮像装置DU自身の反射像が被写体の赤外線画像に重ならない角度に設置されている。したがって、より一層精度の良い測定が可能となる。   4 includes insertion of the absorber OE into the field of view of the imaging device DU (FIG. 4A), and removal of the absorber OE outside the field of view of the imaging device DU (FIG. 4 ( B)) is performed manually or automatically. In the gas detectors T0 and T1 (FIGS. 1 and 3), the absorber OE is arranged perpendicular to the optical axis AX (that is, the normal of the optical surface that transmits infrared rays is parallel to the optical axis AX). However, in such an arrangement, unless the transmittance of the surface of the absorber OE is ideal 100%, a reflection image of the surface of the absorber OE is captured. Therefore, in the gas detection device T2, the absorber OE is disposed with an inclination as shown in FIG. 4A in order to prevent a narcissus effect that captures a reflected image of the imaging device DU itself (here, The inclination angle is 45 degrees.) That is, the absorber OE is installed at an angle at which the reflected image of the imaging device DU itself does not overlap the infrared image of the subject. Therefore, it is possible to perform measurement with higher accuracy.

上記のように吸収体OEを傾けて配置すると、吸収体OEの周囲から電磁波が入射してくるおそれがある。そこで、吸収体OEの周囲から入射してくる電磁波を遮るため、吸収体OEの表面反射先に黒体板B1を配置することが望ましい。このとき、黒体板B1の反射像が被写体の赤外線画像に重なる角度に、吸収体OEが設置されていることが更に望ましい。つまり、ここでは吸収体OEの傾き角度を45度にすることにより、黒体板B1を被写体とともに撮像している。なお、前述したように吸収体OEは気温になじんだ状態で設置されていることが望ましいので、黒体板B1も同様、十分に気温になじんだ状態で設置されていることが望ましい。   When the absorber OE is inclined as described above, electromagnetic waves may enter from the periphery of the absorber OE. Therefore, in order to block electromagnetic waves incident from the periphery of the absorber OE, it is desirable to dispose the black body plate B1 at the surface reflection destination of the absorber OE. At this time, it is further desirable that the absorber OE is installed at an angle at which the reflected image of the black body plate B1 overlaps the infrared image of the subject. That is, here, the black body plate B1 is imaged together with the subject by setting the inclination angle of the absorber OE to 45 degrees. As described above, it is desirable that the absorber OE be installed in a state in which it is adapted to the temperature. Similarly, it is desirable that the black body plate B1 is also installed in a state that is sufficiently adapted to the temperature.

吸収体OEを介した撮影では、撮像装置DUの撮影画角内(つまり視野内)の全て又は一部をカバーするように、吸収体OEが撮像装置DUの被写体側に配置されていることが望ましい。ガス検知装置T1では、撮像装置DUの撮影画角内の全てをカバーするように、吸収体OEが撮像装置DUの被写体側に配置されているが、必要に応じて特定のエリアのみをカバーするようにしてもよい。   In imaging through the absorber OE, the absorber OE is disposed on the subject side of the imaging device DU so as to cover all or part of the imaging field angle (that is, in the field of view) of the imaging device DU. desirable. In the gas detection device T1, the absorber OE is arranged on the subject side of the imaging device DU so as to cover the entire imaging field angle of the imaging device DU, but covers only a specific area as necessary. You may do it.

図6に、撮像エリアA0と吸収体エリアA1との関係を示す。図6(A)は吸収体OEが撮影画角の全範囲をカバーした状態を示しており、図6(B)は吸収体OEが撮影画角の一部をカバーした状態(撮像エリアA0の中心部分に吸収体エリアA1が位置する状態)を示している。ガス検知装置T2では、吸収体OEの大きさや形状を変更するだけで、撮影画角の一部のみを吸収体OEでカバーすることができ、その部分についてのみ第1の赤外線画像を得ることができる。   FIG. 6 shows the relationship between the imaging area A0 and the absorber area A1. 6A shows a state where the absorber OE covers the entire range of the shooting angle of view, and FIG. 6B shows a state where the absorber OE covers a part of the shooting angle of view (in the imaging area A0). The state in which the absorber area A1 is located in the center portion) is shown. In the gas detection device T2, only the size and shape of the absorber OE can be changed, so that only a part of the shooting angle of view can be covered with the absorber OE, and the first infrared image can be obtained only for that portion. it can.

図5に示すガス検知装置T3は、撮像装置DUの視野内への吸収体OEの挿入と(図5(A))、撮像装置DUの視野内への空のガスセルGCの挿入と(図5(B))、の切り替えを手動又は自動で行う構成になっている。吸収体OEは、ガスセルGCと、そのガスセルGCに封入されているガスGSと、で構成されている。ガスセルGCに封入されているガスGSは、検知対象となるガスと同じガスである。また、ガスセルGCにおいてガスGSの被写体側と撮像装置DU側のそれぞれに位置する材料は、ガスGSの赤外吸収波長帯において赤外線を30%以上を透過させるものであることが望ましい。   The gas detection device T3 shown in FIG. 5 includes insertion of the absorber OE into the field of view of the imaging device DU (FIG. 5A), and insertion of an empty gas cell GC into the field of view of the imaging device DU (FIG. 5). (B)) is switched manually or automatically. The absorber OE is composed of a gas cell GC and a gas GS enclosed in the gas cell GC. The gas GS enclosed in the gas cell GC is the same gas as the gas to be detected. In the gas cell GC, it is desirable that the materials located on the subject side and the imaging device DU side of the gas GS transmit at least 30% of infrared rays in the infrared absorption wavelength band of the gas GS.

ガス検知装置T3では、ガス検知装置T2と同様、撮像装置DU自身の反射像を撮像してしまうナルシサス効果を防ぐため、撮像装置DU自身の反射像が被写体の赤外線画像に重ならない角度(傾き角度:45度)に、吸収体OE(図5(A))及びガスセルGC(図5(B))が配置されている。また、黒体板B1もガス検知装置T2と同様に配置されている。   In the gas detection device T3, similarly to the gas detection device T2, an angle (inclination angle) at which the reflected image of the imaging device DU itself does not overlap the infrared image of the subject in order to prevent a narcissus effect that captures a reflected image of the imaging device DU itself. : 45 degrees), the absorber OE (FIG. 5A) and the gas cell GC (FIG. 5B) are arranged. Also, the black body plate B1 is arranged in the same manner as the gas detection device T2.

ガス検知装置T2では、撮像装置DUの視野外へ吸収体OEを取り外した状態での撮影により第2の赤外線画像が取得されるが、ガス検知装置T3では、撮像装置DUの視野内へ空のガスセルGCを挿入した状態での撮影により第2の赤外線画像が取得される。つまり、ガス検知装置T3で用いる第2の赤外線画像は、ガスGSの封入されていないガスセルGCを介した撮影により取得した赤外線画像となる。ガスGSの封入されていないガスセルGCを用いると、ガスGSの有無以外の条件が同じになるため、ガスセルGC表面の反射像の影響等をキャンセルすることが可能となる。したがって、ガス検知の適性情報をより一層高い精度で得ることができる。   In the gas detection device T2, the second infrared image is acquired by photographing with the absorber OE removed outside the field of view of the imaging device DU. In the gas detection device T3, the second infrared image is empty in the field of view of the imaging device DU. A second infrared image is acquired by photographing with the gas cell GC inserted. That is, the second infrared image used in the gas detection device T3 is an infrared image acquired by photographing through the gas cell GC in which the gas GS is not sealed. When the gas cell GC in which the gas GS is not enclosed is used, the conditions other than the presence or absence of the gas GS are the same, so that the influence of the reflected image on the surface of the gas cell GC can be canceled. Therefore, suitability information for gas detection can be obtained with higher accuracy.

ガスセルGCに封入されているガスGSの種類,濃度又は厚みは、検知対象となるガスの種類,濃度又は厚みに対応するように、複数設定されていることが望ましい。それにより、様々なガスの種類,濃度又は厚みに対するガス検知の適性情報を容易に得ることができる。つまり、検知対象となるガスGSの種類,濃度又は厚みに対応するように吸収体OEの赤外線吸収特性を設定することにより、どのようなガスGSがどの濃度まで検知可能かを推定することができる。したがって、ガスセルGCに封入されているガスGSの濃度又は厚みを段階的に変更して(例えば、各濃度に相当する厚みを変えたものを使って複数回測定する。)、第1の赤外線画像の取得を行い、ガス検知の適性を示す情報として検知下限の濃度又は厚みを算出するが望ましい。いくつかの濃度又は厚みを測定すれば、他の濃度又は厚みも推定できる。例えば、アルゴリズムでS/N比3以上で検知可能であれば、S/N比3に相当する濃度が検知下限濃度となる。   It is desirable that a plurality of types, concentrations or thicknesses of the gas GS enclosed in the gas cell GC are set so as to correspond to the types, concentrations or thicknesses of the gas to be detected. Thereby, the suitability information of the gas detection with respect to various gas types, concentrations or thicknesses can be easily obtained. In other words, by setting the infrared absorption characteristics of the absorber OE so as to correspond to the type, concentration, or thickness of the gas GS to be detected, it is possible to estimate what concentration of gas GS can be detected. . Therefore, the first infrared image is obtained by changing the concentration or thickness of the gas GS enclosed in the gas cell GC in a stepwise manner (for example, measuring a plurality of times using a gas having a thickness corresponding to each concentration). It is desirable to calculate the concentration or thickness at the lower limit of detection as information indicating the suitability of gas detection. If several concentrations or thicknesses are measured, other concentrations or thicknesses can be estimated. For example, if detection is possible with an S / N ratio of 3 or more by an algorithm, the density corresponding to the S / N ratio of 3 is the detection lower limit density.

上述したガス検知装置T1〜T3において、吸収体OEを介した撮影により第1の赤外線画像を取得し(図2の#20)、吸収体OEを介さない撮影により第2の赤外線画像を取得する際(図2の#30)、第1の赤外線画像と第2の赤外線画像との誤差を低減するため、第1,第2の赤外線画像は、それぞれ5フレーム以上の平均画像であることが望ましい。また、タイムドリフトの影響を低減するため、第1,第2の赤外線画像が交互に取得され、それぞれ2回以上の平均画像の差異に基づいて、ガス検知の適性を示す情報を形成することが望ましい。   In the gas detection devices T1 to T3 described above, a first infrared image is acquired by imaging through the absorber OE (# 20 in FIG. 2), and a second infrared image is acquired by imaging not through the absorber OE. At that time (# 30 in FIG. 2), in order to reduce an error between the first infrared image and the second infrared image, the first and second infrared images are preferably average images of 5 frames or more. . Moreover, in order to reduce the influence of time drift, the first and second infrared images are alternately acquired, and information indicating the suitability of gas detection can be formed based on the difference between the average images of two or more times. desirable.

ガス検知装置T1〜T3では、前述したように第1の赤外線画像と第2の赤外線画像との差異に基づいてガス検知の適性を示す情報を得るが(図2の#40)、その際、得られた第1,第2の赤外線画像の各画素において、第1の赤外線画像と第2の赤外線画像との輝度情報の差分を算出する。この情報の差分の絶対値は、ガス検知の適性を示す情報であり、値が大きいほどガス検知の適性が良いことを示すものである。   In the gas detection devices T1 to T3, as described above, information indicating the suitability of gas detection is obtained based on the difference between the first infrared image and the second infrared image (# 40 in FIG. 2). In each pixel of the obtained first and second infrared images, a difference in luminance information between the first infrared image and the second infrared image is calculated. The absolute value of the difference in information is information indicating the suitability of gas detection, and the larger the value, the better the suitability of gas detection.

ガス検知の適性を示す情報は、第1,第2の赤外線画像の輝度値から算出されるS/N比であることが望ましく、また、マップ表示で出力されることが望ましい。例えば、S/N比でマップ表示することにより、ガス検知の適性を更に分かり易く出力することが可能である。S/N比は以下の式(F1)で算出される。
S/N比=|S1−S2|/N …(F1)
S1:第1の赤外線画像の輝度値、
S2:第2の赤外線画像の輝度値、
N:NETD(Noise Equivalent Temperature Difference)輝度値、
である。なお、輝度値Nはカタログ値を使用してもよいし、実測して求めてもよい。輝度値S1,S2及びNは輝度値をそのまま使用してもよいし、温度値に換算して使用してもよい。
The information indicating the suitability for gas detection is preferably the S / N ratio calculated from the luminance values of the first and second infrared images, and is preferably output in a map display. For example, by displaying a map with the S / N ratio, it is possible to output the suitability of gas detection more easily. The S / N ratio is calculated by the following formula (F1).
S / N ratio = | S1-S2 | / N (F1)
S1: Luminance value of the first infrared image,
S2: luminance value of the second infrared image,
N: NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) luminance value,
It is. The brightness value N may be a catalog value or may be obtained by actual measurement. The luminance values S1, S2 and N may be used as they are, or may be used after being converted into temperature values.

ガス検知をアルゴリズムで自動化している場合、そのアルゴリズムで検知可能なS/N比の下限値が分かっていれば、検知可能なエリアと検知不可能なエリアを表示することも可能である。例えば、アルゴリスムで検知可能なS/N比の閾値が3であれば、S/N比3以上のエリアは検知可能であり、S/N比3未満のエリアは検知不可能であることが分かる。   When gas detection is automated by an algorithm, if the lower limit value of the S / N ratio that can be detected by the algorithm is known, it is possible to display a detectable area and an undetectable area. For example, if the threshold of the S / N ratio that can be detected by the algorithm is 3, it can be seen that an area with an S / N ratio of 3 or more can be detected and an area with an S / N ratio of less than 3 cannot be detected. .

各画素で算出されたS/N比をカラースケール又はグレースケールでマップ表示することにより、ユーザーは容易かつ直感的に撮像エリアA0(図6)内の全て又は所望の一部のガス検知の適性を知ることができる。図7に、S/N比マップの一例を示す。ここでは、以下に挙げるような装置構成を想定している。   By displaying the S / N ratio calculated for each pixel in a color scale or gray scale, the user can easily and intuitively detect the suitability of gas detection for all or a part of the imaging area A0 (FIG. 6). Can know. FIG. 7 shows an example of the S / N ratio map. Here, the following apparatus configuration is assumed.

例えば、検知対象ガスはメタンガスとし、検知対象濃度は爆発下限値の10分の1、すなわち0.5%とする(メタンの爆発下限値は5%)。上述したガス検知装置T1〜T3のようなシステムで検知できるのは濃度厚み積(濃度×厚み)となるため、濃度厚み積は0.5%・m(0.5%のガスが1mの厚みで存在するのと等価)とする。メタンガスは3.2μmから3.4μmの波長域に吸収特性を持っており、その波長域の信号を撮像する。吸収体OEとしてガスGSの封入されたガスセルGCを用いる場合、ガスセルGCの表面にはその波長域を透過する光学フィルム(フロンケミカル製 FEPフィルムNR0538−03)を用いる。ガスセルGCの厚みは、0.5%・mと等価となるように3.5mmとする(45度傾けて光路長5mm)。   For example, the detection target gas is methane gas, and the detection target concentration is one tenth of the lower explosion limit, that is, 0.5% (the lower explosion limit of methane is 5%). Since it is the concentration thickness product (concentration × thickness) that can be detected by a system such as the gas detection devices T1 to T3 described above, the concentration thickness product is 0.5% · m (0.5% gas is 1 m thick). Equivalent to exist). Methane gas has an absorption characteristic in the wavelength region of 3.2 μm to 3.4 μm, and images a signal in that wavelength region. When the gas cell GC in which the gas GS is sealed is used as the absorber OE, an optical film (an FEP film NR0538-03 manufactured by Freon Chemical) that transmits the wavelength region is used on the surface of the gas cell GC. The thickness of the gas cell GC is set to 3.5 mm so as to be equivalent to 0.5% · m (inclined by 45 degrees and the optical path length is 5 mm).

以上の説明から分かるように、上述した各実施の形態には以下の特徴的な構成(C1)〜(C3)等が含まれている。   As can be understood from the above description, each of the above-described embodiments includes the following characteristic configurations (C1) to (C3) and the like.

(C1):被写体の赤外線画像を形成し、その赤外線画像から前記被写体において検知対象となるガスを検知する撮像装置と、前記ガスに対応する赤外線吸収特性を有する吸収体と、を備えたガス検知装置であって、
前記撮像装置が、前記吸収体を介した撮影により取得した第1の赤外線画像と、前記吸収体を介さない撮影により取得した第2の赤外線画像と、の差異に基づいて、ガス検知の適性を示す情報を形成して出力することを特徴とするガス検知装置。
(C1): Gas detection including an imaging device that forms an infrared image of a subject and detects a gas to be detected in the subject from the infrared image, and an absorber having infrared absorption characteristics corresponding to the gas. A device,
Based on the difference between the first infrared image acquired by the imaging device through imaging through the absorber and the second infrared image acquired through imaging without the absorber, the suitability of gas detection is improved. A gas detector characterized by forming and outputting information to be displayed.

(C2):被写体の赤外線画像から前記被写体において検知対象となるガスを検知する際のガス検知の適性を診断するための方法であって、
前記ガスに対応する赤外線吸収特性を有する吸収体を介した撮影と前記吸収体を介さない撮影とにより第1,第2の赤外線画像を取得し、前記第1の赤外線画像と前記第2の赤外線画像との差異に基づいて、ガス検知の適性を示す情報を形成して出力することを特徴とするガス検知適性診断方法。
(C2): A method for diagnosing the suitability of gas detection when detecting a gas to be detected in the subject from an infrared image of the subject,
First and second infrared images are acquired by photographing through an absorber having infrared absorption characteristics corresponding to the gas and photographing without using the absorber, and the first infrared image and the second infrared image are obtained. A gas detection suitability diagnostic method comprising forming and outputting information indicating suitability of gas detection based on a difference from an image.

(C3):被写体の赤外線画像から前記被写体において検知対象となるガスを検知する際のガス検知の適性を診断するためのプログラムであって、
前記ガスに対応する赤外線吸収特性を有する吸収体を介した撮影により第1の赤外線画像を取得する処理と、前記吸収体を介さない撮影により第2の赤外線画像を取得する処理と、前記第1の赤外線画像と前記第2の赤外線画像との差異に基づいて、ガス検知の適性を示す情報を形成して出力する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするガス検知適性診断プログラム。
(C3): A program for diagnosing the suitability of gas detection when detecting a gas to be detected in the subject from an infrared image of the subject,
A process of acquiring a first infrared image by imaging through an absorber having infrared absorption characteristics corresponding to the gas, a process of acquiring a second infrared image by imaging without passing through the absorber, and the first A gas detection aptitude diagnosis program that causes a computer to execute a process of forming and outputting information indicating the suitability of gas detection based on a difference between the infrared image and the second infrared image.

上述した各実施の形態から分かるように、ガス検知装置の実施の形態によれば、撮像装置DUに吸収体OEを組み合わせた簡易な構成でありながら、ガス検知の適性情報を高い精度で簡単に得ることが可能である。これにより、撮像装置DUの設置場所の選定や導入可否の判断を容易に行うことができる。また、検知対象となるガスGSの種類,濃度又は厚みに対応するように吸収体OEの赤外線吸収特性を設定すれば、どのようなガスGSがどの濃度まで検知可能かを推定することができる。これらの効果は、上記ガス検知適性診断方法やガス検知適性診断プログラムを用いた場合でも同様に得ることができる。   As can be seen from each of the above-described embodiments, according to the embodiment of the gas detection device, the gas detection aptitude information can be easily obtained with high accuracy while the imaging device DU is combined with the absorber OE. It is possible to obtain. This makes it easy to select the installation location of the imaging device DU and determine whether or not to introduce the imaging device DU. In addition, if the infrared absorption characteristics of the absorber OE are set so as to correspond to the type, concentration, or thickness of the gas GS to be detected, it is possible to estimate what concentration of gas GS can be detected. These effects can be similarly obtained even when the gas detection suitability diagnosis method or the gas detection suitability diagnosis program is used.

T0,T1,T2,T3 ガス検知装置
OE 吸収体
GC ガスセル
GS ガス
DU 撮像装置
LU レンズユニット
LN 撮像レンズ
SR 撮像センサー
AX 光軸
A0 撮像エリア
A1 吸収体エリア
B1 黒体板
1 信号処理部
2 演算制御部
3 メモリー
4 操作部
5 表示部
10 挿抜機構(駆動機構)
T0, T1, T2, T3 Gas detection device OE Absorber GC Gas cell GS Gas DU Imaging device LU Lens unit LN Imaging lens SR Imaging sensor AX Optical axis A0 Imaging area A1 Absorber area B1 Black body plate 1 Signal processing unit 2 Operation control Part 3 Memory 4 Operation part 5 Display part 10 Insertion / extraction mechanism (drive mechanism)

Claims (14)

被写体の赤外線画像を形成し、その赤外線画像から前記被写体において検知対象となるガスを検知する撮像装置と、前記ガスに対応する赤外線吸収特性を有する吸収体と、を備えたガス検知装置であって、
前記撮像装置が、前記吸収体を介した撮影により取得した第1の赤外線画像と、前記吸収体を介さない撮影により取得した第2の赤外線画像と、の差異に基づいて、ガス検知の適性を示す情報を形成して出力することを特徴とするガス検知装置。
A gas detection apparatus comprising: an imaging device that forms an infrared image of a subject and detects a gas to be detected in the subject from the infrared image; and an absorber having infrared absorption characteristics corresponding to the gas. ,
Based on the difference between the first infrared image acquired by the imaging device through imaging through the absorber and the second infrared image acquired through imaging without the absorber, the suitability of gas detection is improved. A gas detector characterized by forming and outputting information to be displayed.
前記吸収体を介した撮影では、前記撮像装置の撮影画角内の全て又は一部をカバーするように、前記吸収体が前記撮像装置の被写体側に配置されていることを特徴とする請求項1記載のガス検知装置。   The imaging device via the absorber is characterized in that the absorber is arranged on the subject side of the imaging device so as to cover all or part of the imaging field angle of the imaging device. The gas detector according to 1. 前記撮像装置自身の反射像が被写体の赤外線画像に重ならない角度に、前記吸収体が設置されていることを特徴とする請求項1又は2記載のガス検知装置。   The gas detector according to claim 1 or 2, wherein the absorber is installed at an angle at which a reflected image of the imaging device itself does not overlap an infrared image of a subject. 気温になじんだ状態の黒体板を更に有し、前記黒体板の反射像が被写体の赤外線画像に重なる角度に、前記吸収体が気温になじんだ状態で設置されていることを特徴とする請求項3記載のガス検知装置。   It further has a black body plate that is adapted to the temperature, and the absorber is installed at an angle at which the reflected image of the black body plate overlaps the infrared image of the subject in a state that is adapted to the temperature. The gas detector according to claim 3. 前記吸収体が、ガスセルと、そのガスセルに封入されているガスと、で構成されており、前記ガスセルに封入されているガスが前記検知対象となるガスと同じガスであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス検知装置。   The absorber is composed of a gas cell and a gas sealed in the gas cell, and the gas sealed in the gas cell is the same gas as the gas to be detected. Item 5. The gas detection device according to any one of Items 1 to 4. 前記第2の赤外線画像が、ガスの封入されていないガスセルを介した撮影により取得した赤外線画像であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のガス検知装置。   The gas detection apparatus according to claim 1, wherein the second infrared image is an infrared image acquired by photographing through a gas cell in which no gas is sealed. 前記ガスセルを構成する材料のうち赤外線が透過する部分の透過率が、前記ガスの赤外吸収波長帯において30%以上であることを特徴とする請求項5又は6記載のガス検知装置。   7. The gas detection device according to claim 5, wherein a transmittance of a portion of the material constituting the gas cell that transmits infrared light is 30% or more in an infrared absorption wavelength band of the gas. 前記ガスセルに封入されているガスの種類,濃度又は厚みが、前記検知対象となるガスの種類,濃度又は厚みに対応するように、複数設定されていることを特徴とする請求項5記載のガス検知装置。   6. The gas according to claim 5, wherein a plurality of types, concentrations or thicknesses of the gas sealed in the gas cell are set so as to correspond to the types, concentrations or thicknesses of the gas to be detected. Detection device. 前記ガスセルに封入されているガスの濃度又は厚みを段階的に変更して前記第1の赤外線画像の取得を行い、前記ガス検知の適性を示す情報として検知下限の濃度又は厚みを算出することを特徴とする請求項8記載のガス検知装置。   Obtaining the first infrared image by stepwise changing the concentration or thickness of the gas sealed in the gas cell, and calculating the concentration or thickness of the detection lower limit as information indicating the suitability of the gas detection The gas detection device according to claim 8, wherein 前記ガス検知の適性を示す情報が、第1,第2の赤外線画像の輝度値から算出されるS/N比であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のガス検知装置。   10. The gas according to claim 1, wherein the information indicating suitability of the gas detection is an S / N ratio calculated from luminance values of the first and second infrared images. Detection device. 前記ガス検知の適性を示す情報が、マップ表示で出力されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のガス検知装置。   The gas detection device according to claim 1, wherein information indicating suitability of the gas detection is output in a map display. 前記吸収体を介した撮影時と前記吸収体を介さない撮影時との間で前記吸収体を移動させる駆動機構を更に有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のガス検知装置。   12. The driving mechanism according to claim 1, further comprising a drive mechanism that moves the absorber between the time of shooting through the absorber and the time of shooting not through the absorber. Gas detector. 前記第1,第2の赤外線画像が、それぞれ5フレーム以上の平均画像であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のガス検知装置。   The gas detection device according to any one of claims 1 to 12, wherein the first and second infrared images are average images of 5 frames or more, respectively. 前記第1,第2の赤外線画像が交互に取得され、それぞれ2回以上の平均画像の差異に基づいて、前記ガス検知の適性を示す情報を形成することを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のガス検知装置。   The first and second infrared images are alternately acquired, and information indicating suitability of the gas detection is formed based on a difference between the average images of two or more times. The gas detection device according to any one of claims.
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