JP3448175B2 - レーザを用いた計測装置の安全装置 - Google Patents
レーザを用いた計測装置の安全装置Info
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザを用いた計測
装置の安全装置に関し、レーザを着火源とした爆発を防
止して安全性を確保するように企図したものである。な
お、レーザを用いた計測装置としては、レーザを用いて
（レーザを被計測ガスに照射することにより）ガス濃度
を計測するガス濃度計測装置や、レーザを用いて（レー
ザを被計測ガスに照射することにより）ガス中に含まれ
る粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する計測装置等が
ある。
装置の安全装置に関し、レーザを着火源とした爆発を防
止して安全性を確保するように企図したものである。な
お、レーザを用いた計測装置としては、レーザを用いて
（レーザを被計測ガスに照射することにより）ガス濃度
を計測するガス濃度計測装置や、レーザを用いて（レー
ザを被計測ガスに照射することにより）ガス中に含まれ
る粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する計測装置等が
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、発電プラント等でのガス濃度の計
測においては、主要ガス成分はガスクロマトグラフィー
等でガス組成をオンラインで計測することが可能であ
る。しかし、微量なガス成分及びガス中に含まれる粉体
の組成については、ガス及び粉体を吸引した後に分析し
ているため、オンラインでの監視は困難であった。
測においては、主要ガス成分はガスクロマトグラフィー
等でガス組成をオンラインで計測することが可能であ
る。しかし、微量なガス成分及びガス中に含まれる粉体
の組成については、ガス及び粉体を吸引した後に分析し
ているため、オンラインでの監視は困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザを用
いて（レーザを被計測ガスに照射することにより）ガス
濃度を計測するガス濃度計測装置、または、レーザを用
いて（レーザを被計測ガスに照射することにより）ガス
中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する計
測装置を、発電プラントに設置することにより、微量な
ガス成分及び粉体組成等についても、オンラインでの監
視が可能となる。
いて（レーザを被計測ガスに照射することにより）ガス
濃度を計測するガス濃度計測装置、または、レーザを用
いて（レーザを被計測ガスに照射することにより）ガス
中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する計
測装置を、発電プラントに設置することにより、微量な
ガス成分及び粉体組成等についても、オンラインでの監
視が可能となる。
【０００４】しかしながら、レーザを用いて計測をする
該計測装置においては、レーザを被計測ガスに照射して
被計測ガス中にプラズマを発生させるため、被計測ガス
に酸素と可燃性ガスが含まれている場合には、プラズマ
が着火源となり、爆発的な反応を引き起こす可能性があ
る。
該計測装置においては、レーザを被計測ガスに照射して
被計測ガス中にプラズマを発生させるため、被計測ガス
に酸素と可燃性ガスが含まれている場合には、プラズマ
が着火源となり、爆発的な反応を引き起こす可能性があ
る。
【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、被計測ガ
スに酸素と可燃性ガスが含まれている場合であっても、
レーザを用いてガス濃度を計測するガス濃度計測装置、
または、レーザを用いてガス中に含まれる粉体の発熱量
或いは粉体組成を計測する計測装置の安全性を確保する
ことのできる、レーザを用いた計測装置の安全装置を提
供することを目的とする。
スに酸素と可燃性ガスが含まれている場合であっても、
レーザを用いてガス濃度を計測するガス濃度計測装置、
または、レーザを用いてガス中に含まれる粉体の発熱量
或いは粉体組成を計測する計測装置の安全性を確保する
ことのできる、レーザを用いた計測装置の安全装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、流通する被計測ガスにレーザを照射するこ
とにより、被計測ガスのガス濃度やガス中に含まれる粉
体の発熱量或いは粉体組成を計測する計測装置に備える
安全装置であって、前記被計測ガスの流通方向に関し
て、前記計測装置を設置した部分によりも上流側に設置
されており、流通する被計測ガスの濃度を検知すると共
に検知したガス濃度を示すガス濃度検知信号を出力する
ガス濃度検知器と、前記ガス濃度検知信号が入力されて
おり、ガス濃度検知信号で示すガス濃度が、予め設定し
た一定値よりも大きいときには、前記計測装置からのレ
ーザの出力を停止させる制御装置と、を有することを特
徴とする。
明の構成は、流通する被計測ガスにレーザを照射するこ
とにより、被計測ガスのガス濃度やガス中に含まれる粉
体の発熱量或いは粉体組成を計測する計測装置に備える
安全装置であって、前記被計測ガスの流通方向に関し
て、前記計測装置を設置した部分によりも上流側に設置
されており、流通する被計測ガスの濃度を検知すると共
に検知したガス濃度を示すガス濃度検知信号を出力する
ガス濃度検知器と、前記ガス濃度検知信号が入力されて
おり、ガス濃度検知信号で示すガス濃度が、予め設定し
た一定値よりも大きいときには、前記計測装置からのレ
ーザの出力を停止させる制御装置と、を有することを特
徴とする。
【０００７】また本発明の構成は、可燃性ガスを含んで
流通している被計測ガスにレーザを照射することによ
り、被計測ガスのガス濃度やガス中に含まれる粉体の発
熱量或いは粉体組成を計測する計測装置に備える安全装
置であって、前記被計測ガスの流通方向に関して、前記
計測装置を設置した部分によりも上流側に設置されてお
り、流通する被計測ガス中の酸素濃度を検知すると共に
検知した酸素濃度を示す酸素濃度検知信号を出力する酸
素濃度検知器と、前記酸素濃度検知信号が入力されてお
り、酸素濃度検知信号で示す酸素濃度が、予め設定した
一定値よりも大きいときには、前記計測装置からのレー
ザの出力を停止させる制御装置と、を有することを特徴
とする。
流通している被計測ガスにレーザを照射することによ
り、被計測ガスのガス濃度やガス中に含まれる粉体の発
熱量或いは粉体組成を計測する計測装置に備える安全装
置であって、前記被計測ガスの流通方向に関して、前記
計測装置を設置した部分によりも上流側に設置されてお
り、流通する被計測ガス中の酸素濃度を検知すると共に
検知した酸素濃度を示す酸素濃度検知信号を出力する酸
素濃度検知器と、前記酸素濃度検知信号が入力されてお
り、酸素濃度検知信号で示す酸素濃度が、予め設定した
一定値よりも大きいときには、前記計測装置からのレー
ザの出力を停止させる制御装置と、を有することを特徴
とする。
【０００８】また本発明の構成は、酸素を含んで流通し
ている被計測ガスにレーザを照射することにより、被計
測ガスのガス濃度やガス中に含まれる粉体の発熱量或い
は粉体組成を計測する計測装置に備える安全装置であっ
て、前記被計測ガスの流通方向に関して、前記計測装置
を設置した部分によりも上流側に設置されており、流通
する被計測ガス中の可燃性ガス濃度を検知すると共に検
知した可燃性ガス濃度を示す可燃性ガス濃度検知信号を
出力する可燃性ガス濃度検知器と、前記可燃性ガス濃度
検知信号が入力されており、可燃性ガス濃度検知信号で
示す可燃性ガス濃度が、予め設定した一定値よりも大き
いときには、前記計測装置からのレーザの出力を停止さ
せる制御装置と、を有することを特徴とする。
ている被計測ガスにレーザを照射することにより、被計
測ガスのガス濃度やガス中に含まれる粉体の発熱量或い
は粉体組成を計測する計測装置に備える安全装置であっ
て、前記被計測ガスの流通方向に関して、前記計測装置
を設置した部分によりも上流側に設置されており、流通
する被計測ガス中の可燃性ガス濃度を検知すると共に検
知した可燃性ガス濃度を示す可燃性ガス濃度検知信号を
出力する可燃性ガス濃度検知器と、前記可燃性ガス濃度
検知信号が入力されており、可燃性ガス濃度検知信号で
示す可燃性ガス濃度が、予め設定した一定値よりも大き
いときには、前記計測装置からのレーザの出力を停止さ
せる制御装置と、を有することを特徴とする。
【０００９】
【００１０】［作用］本発明では、レーザを用いてガス
濃度を計測するガス濃度計測装置、または、レーザを用
いてガス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計
測する計測装置において、被計測ガス中に酸素濃度検知
器或いは可燃性ガス濃度検知器を設置し、被計測ガス中
の所定のガス成分が一定濃度以下であることを、該計測
装置の計測開始許可条件とし、かつ該計測装置が計測中
の場合には信号により速やかにレーザ出力を停止するこ
とによって、該計測装置のレーザを着火源とした爆発を
防止し、安全を確保することができる。
濃度を計測するガス濃度計測装置、または、レーザを用
いてガス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計
測する計測装置において、被計測ガス中に酸素濃度検知
器或いは可燃性ガス濃度検知器を設置し、被計測ガス中
の所定のガス成分が一定濃度以下であることを、該計測
装置の計測開始許可条件とし、かつ該計測装置が計測中
の場合には信号により速やかにレーザ出力を停止するこ
とによって、該計測装置のレーザを着火源とした爆発を
防止し、安全を確保することができる。
【００１１】本発明により、レーザを用いてガス濃度を
検出するガス濃度計測装置またはガス中に含まれる粉体
の発熱量或いは粉体組成の計測装置の安全性が確保さ
れ、該計測装置の信頼性の向上に寄与する。
検出するガス濃度計測装置またはガス中に含まれる粉体
の発熱量或いは粉体組成の計測装置の安全性が確保さ
れ、該計測装置の信頼性の向上に寄与する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づき詳細に説明する。
づき詳細に説明する。
【００１３】まずはじめに、図１を参照して、本発明に
かかる安全装置を適用する（本安全装置が設置され
る）、レーザを用いてガス濃度を計測するガス濃度計測
装置またはレーザを用いてガス中に含まれる粉体の発熱
量或いは粉体組成を計測する計測装置を説明する。
かかる安全装置を適用する（本安全装置が設置され
る）、レーザを用いてガス濃度を計測するガス濃度計測
装置またはレーザを用いてガス中に含まれる粉体の発熱
量或いは粉体組成を計測する計測装置を説明する。
【００１４】図１に示すように、可燃性ガスを輸送する
（流通させる）配管１には、パージ５を備えた光学窓６
が取り付けられている。上述したタイプのレーザを用い
た計測装置１６では、プラズマ用レーザ装置３から出力
されたプラズマ用レーザ３ａは、レンズ４及び光学窓６
を通過して、配管１内の被計測場２に集光される。この
ため、集光されたプラズマ用レーザ３ａにより、被計測
場２にプラズマが生起し、被計測場２に存在する気体，
液体，固体をプラズマ化させる。
（流通させる）配管１には、パージ５を備えた光学窓６
が取り付けられている。上述したタイプのレーザを用い
た計測装置１６では、プラズマ用レーザ装置３から出力
されたプラズマ用レーザ３ａは、レンズ４及び光学窓６
を通過して、配管１内の被計測場２に集光される。この
ため、集光されたプラズマ用レーザ３ａにより、被計測
場２にプラズマが生起し、被計測場２に存在する気体，
液体，固体をプラズマ化させる。
【００１５】また、成分励起用レーザ装置７から出力さ
れた成分励起用レーザ７ａは、ミラー８で反射され、レ
ンズ４及び光学窓６を通過して、レーザ誘起されたプラ
ズマ中に入射される。なお、成分励起用レーザ７ａは、
物質中の被測定成分の励起波長に対応する波長を有する
レーザである。なお、成分励起用レーザ７ａは、プラズ
マ用レーザ３ａに同期して出力されている。
れた成分励起用レーザ７ａは、ミラー８で反射され、レ
ンズ４及び光学窓６を通過して、レーザ誘起されたプラ
ズマ中に入射される。なお、成分励起用レーザ７ａは、
物質中の被測定成分の励起波長に対応する波長を有する
レーザである。なお、成分励起用レーザ７ａは、プラズ
マ用レーザ３ａに同期して出力されている。
【００１６】プラズマ発光用レーザ３ａによりプラズマ
化し、成分励起用レーザ７ａにより励起された被測定成
分が発する蛍光は、ミラー９を介してレンズ１０で集光
され、分光器１１に入射される。分光器１１は入射され
た光を分光し、分光された光はＣＣＤカメラ１２にてそ
れぞれ検出される。それぞれの（各周波数成分毎の）検
出信号はコンピュータ１３に転送され、このコンピュー
タ１３は、プラズマ発光に応じた各周波数成分信号よ
り、被測定場２の成分組成並びに、プラズマ温度を求
め、その情報から蛍光強度の補正を行い、被測定場２に
存在する微量成分の濃度を算出する。
化し、成分励起用レーザ７ａにより励起された被測定成
分が発する蛍光は、ミラー９を介してレンズ１０で集光
され、分光器１１に入射される。分光器１１は入射され
た光を分光し、分光された光はＣＣＤカメラ１２にてそ
れぞれ検出される。それぞれの（各周波数成分毎の）検
出信号はコンピュータ１３に転送され、このコンピュー
タ１３は、プラズマ発光に応じた各周波数成分信号よ
り、被測定場２の成分組成並びに、プラズマ温度を求
め、その情報から蛍光強度の補正を行い、被測定場２に
存在する微量成分の濃度を算出する。
【００１７】なお、プラズマ用レーザ装置３及び成分励
起用レーザ装置７のレーザ発振と、ＣＣＤカメラ１２の
撮影動作は、ライン１４を介して同期動作が確保されて
いる。
起用レーザ装置７のレーザ発振と、ＣＣＤカメラ１２の
撮影動作は、ライン１４を介して同期動作が確保されて
いる。
【００１８】次に、本発明の第１実施例にかかるレーザ
を用いた計測装置の安全装置を、図２を参照して説明す
る。本安全装置は、レーザを用いた計測装置１６（図１
に示す装置）の安全性を確保するために用いられるもの
である。
を用いた計測装置の安全装置を、図２を参照して説明す
る。本安全装置は、レーザを用いた計測装置１６（図１
に示す装置）の安全性を確保するために用いられるもの
である。
【００１９】可燃性ガスを輸送する（流通させる）可燃
性ガス配管１５には、図１に示したのと同様な構成とな
っているレーザを用いた計測装置１６が設置されてい
る。可燃性ガスとしては、例えば、石炭ガス化炉の排ガ
スがあり、この排ガスは、ガスタービンで燃焼させるガ
スなので主成分は窒素と可燃性ガス（主に一酸化炭素）
であり、通常の場合には酸素は含まれていない。
性ガス配管１５には、図１に示したのと同様な構成とな
っているレーザを用いた計測装置１６が設置されてい
る。可燃性ガスとしては、例えば、石炭ガス化炉の排ガ
スがあり、この排ガスは、ガスタービンで燃焼させるガ
スなので主成分は窒素と可燃性ガス（主に一酸化炭素）
であり、通常の場合には酸素は含まれていない。
【００２０】前記計測装置１６は、可燃性ガス配管１５
中の被計測場２にレーザを入射して、ガス濃度またはガ
ス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する
ものである。また、前記可燃性ガスに、ある濃度以上の
酸素が含まれてしまうと、レーザを着火源として爆発し
てしまうおそれがあるので、本安全装置を設置して、安
全を図るものである。
中の被計測場２にレーザを入射して、ガス濃度またはガ
ス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する
ものである。また、前記可燃性ガスに、ある濃度以上の
酸素が含まれてしまうと、レーザを着火源として爆発し
てしまうおそれがあるので、本安全装置を設置して、安
全を図るものである。
【００２１】そこで、本実施例では、被計測場２よりも
上流側に酸素濃度検知器１７を設置している。前記酸素
濃度検知器１７は、可燃性ガス配管１５中の酸素濃度を
検知しており、検知した濃度を示す酸素濃度信号Ｓo を
出力する。
上流側に酸素濃度検知器１７を設置している。前記酸素
濃度検知器１７は、可燃性ガス配管１５中の酸素濃度を
検知しており、検知した濃度を示す酸素濃度信号Ｓo を
出力する。
【００２２】計測装置１６には、レーザ装置３，７（図
１参照）によるレーザ３ａ，７ａの出力を開始させた
り、出力しているレーザ３ａ，７ａの出力を停止させる
制御をする制御部５０が配置されている。この制御部５
０は、酸素濃度検知信号Ｓo が入力されることにより、
可燃性ガス配管１５中の可燃性ガスに含まれている酸素
濃度を検知する。
１参照）によるレーザ３ａ，７ａの出力を開始させた
り、出力しているレーザ３ａ，７ａの出力を停止させる
制御をする制御部５０が配置されている。この制御部５
０は、酸素濃度検知信号Ｓo が入力されることにより、
可燃性ガス配管１５中の可燃性ガスに含まれている酸素
濃度を検知する。
【００２３】前記制御部５０は、可燃性ガスに含まれて
いる酸素濃度が、予め設定した一定濃度以上になった場
合には、プラズマ用レーザ装置３からプラズマ用レーザ
３ａを出力しないように、制御をする。即ち、 プラズマ用レーザ３ａが出力されていない状態の時
に、検出酸素濃度が予め設定した一定濃度以上になった
ことを検出したら、たとえ、計測開始をさせる指令が入
力されても、プラズマ用レーザ装置３からプラズマ用レ
ーザ３ａを出力するのを強制的に禁止するよう制御す
る。 プラズマ用レーザ３ａが既に出力されている状態の時
に、検出酸素濃度が予め設定した一定濃度以上になった
ことを検出したら、直ちに、プラズマ用レーザ装置３か
らプラズマ用レーザ３ａを出力するのを強制的に禁止し
て、プラズマ化を停止させる。
いる酸素濃度が、予め設定した一定濃度以上になった場
合には、プラズマ用レーザ装置３からプラズマ用レーザ
３ａを出力しないように、制御をする。即ち、 プラズマ用レーザ３ａが出力されていない状態の時
に、検出酸素濃度が予め設定した一定濃度以上になった
ことを検出したら、たとえ、計測開始をさせる指令が入
力されても、プラズマ用レーザ装置３からプラズマ用レ
ーザ３ａを出力するのを強制的に禁止するよう制御す
る。 プラズマ用レーザ３ａが既に出力されている状態の時
に、検出酸素濃度が予め設定した一定濃度以上になった
ことを検出したら、直ちに、プラズマ用レーザ装置３か
らプラズマ用レーザ３ａを出力するのを強制的に禁止し
て、プラズマ化を停止させる。
【００２４】プラズマ用レーザ３ａは被計測場２におい
てプラズマを発生して着火源となりうるので、上述した
ように本安全装置では、検出酸素濃度が予め設定した一
定濃度以上になったら、プラズマ用レーザ３ａの出力を
停止している。このため、レーザを着火源とした爆発を
防止して安全性を確保することができる。なお、上記
の場合には、酸素濃度検知器１７の設置位置、即ち、被
計測場２よりも上流側位置で、酸素濃度が一定値以上に
なったら、直ちにプラズマ用レーザ３ａの出力を停止し
ているので、酸素濃度が一定値以上になっている可燃性
ガスが、被計測場２に達した時には、プラズマ用レーザ
３ａの出力はすでに停止されており、安全性が確保され
るのである。
てプラズマを発生して着火源となりうるので、上述した
ように本安全装置では、検出酸素濃度が予め設定した一
定濃度以上になったら、プラズマ用レーザ３ａの出力を
停止している。このため、レーザを着火源とした爆発を
防止して安全性を確保することができる。なお、上記
の場合には、酸素濃度検知器１７の設置位置、即ち、被
計測場２よりも上流側位置で、酸素濃度が一定値以上に
なったら、直ちにプラズマ用レーザ３ａの出力を停止し
ているので、酸素濃度が一定値以上になっている可燃性
ガスが、被計測場２に達した時には、プラズマ用レーザ
３ａの出力はすでに停止されており、安全性が確保され
るのである。
【００２５】なお、成分励起用レーザ７ａは着火源とな
る危険性はないが、安全性をより向上させるために、プ
ラズマ用レーザ３ａと同様に、検出酸素濃度が予め設定
した一定濃度以上になったことを検出したら、直ちに、
成分励起用レーザ７ａの出力を停止するようにしてもよ
い。
る危険性はないが、安全性をより向上させるために、プ
ラズマ用レーザ３ａと同様に、検出酸素濃度が予め設定
した一定濃度以上になったことを検出したら、直ちに、
成分励起用レーザ７ａの出力を停止するようにしてもよ
い。
【００２６】また制御部５０は、検出酸素濃度が一定値
に達していないことを検出している時には、計測開始を
させる指令が入力されることを条件に、プラズマ用レー
ザ装置３からプラズマ用レーザ３ａが出力されるのを許
容する。
に達していないことを検出している時には、計測開始を
させる指令が入力されることを条件に、プラズマ用レー
ザ装置３からプラズマ用レーザ３ａが出力されるのを許
容する。
【００２７】次に、本発明の第２実施例にかかるレーザ
を用いた計測装置の安全装置を、図３を参照して説明す
る。本安全装置は、レーザを用いた計測装置１６（図１
に示す装置）の安全性を確保するために用いられるもの
である。
を用いた計測装置の安全装置を、図３を参照して説明す
る。本安全装置は、レーザを用いた計測装置１６（図１
に示す装置）の安全性を確保するために用いられるもの
である。
【００２８】燃焼ガスを輸送する（流通させる）燃焼ガ
ス配管１８には、図１に示したのと同様な構成となって
いるレーザを用いた計測装置１６が設置されている。燃
焼ガスとしては、例えば、ボイラ及び加圧流動床ボイラ
の排ガスがあり、この排ガスは、完全燃焼後のガスなの
で少量の酸素を含み、通常の場合、可燃性ガス成分は含
んでいない。
ス配管１８には、図１に示したのと同様な構成となって
いるレーザを用いた計測装置１６が設置されている。燃
焼ガスとしては、例えば、ボイラ及び加圧流動床ボイラ
の排ガスがあり、この排ガスは、完全燃焼後のガスなの
で少量の酸素を含み、通常の場合、可燃性ガス成分は含
んでいない。
【００２９】前記計測装置１６は、燃焼ガス配管１８中
の被計測場２にレーザを入射して、ガス濃度またはガス
中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計測するも
のである。また、前記燃焼ガスに、ある濃度以上の可燃
性ガス（一酸化炭素等）成分が含まれてしまうと、レー
ザにより爆発してしまうおそれがあるので、本安全装置
を設置して、安全を図るものである。
の被計測場２にレーザを入射して、ガス濃度またはガス
中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計測するも
のである。また、前記燃焼ガスに、ある濃度以上の可燃
性ガス（一酸化炭素等）成分が含まれてしまうと、レー
ザにより爆発してしまうおそれがあるので、本安全装置
を設置して、安全を図るものである。
【００３０】そこで、本実施例では、被計測場２よりも
上流側に可燃性ガス濃度検知器１９を設置している。こ
の可燃性ガス濃度検知器１９は、燃焼ガス配管１８中の
可燃性ガス濃度を検知しており、検知した濃度を示す可
燃性ガス濃度信号Ｓg を出力する。
上流側に可燃性ガス濃度検知器１９を設置している。こ
の可燃性ガス濃度検知器１９は、燃焼ガス配管１８中の
可燃性ガス濃度を検知しており、検知した濃度を示す可
燃性ガス濃度信号Ｓg を出力する。
【００３１】計測装置１６には、レーザ装置３，７（図
１参照）によるレーザ３ａ，７ａの出力を開始させた
り、出力しているレーザ３ａ，７ａの出力を停止させる
制御をする制御部５１が配置されている。この制御部５
１は、可燃性ガス濃度検知信号Ｓg が入力されることに
より、燃焼ガス配管１８中の燃焼ガスに含まれている可
燃性ガス濃度を検知する。
１参照）によるレーザ３ａ，７ａの出力を開始させた
り、出力しているレーザ３ａ，７ａの出力を停止させる
制御をする制御部５１が配置されている。この制御部５
１は、可燃性ガス濃度検知信号Ｓg が入力されることに
より、燃焼ガス配管１８中の燃焼ガスに含まれている可
燃性ガス濃度を検知する。
【００３２】前記制御部５１は、燃焼ガスに含まれてい
る可燃性ガス濃度が、予め設定した一定濃度以上になっ
た場合には、プラズマ用レーザ装置３からプラズマ用レ
ーザ３ａを出力しないように、制御をする。即ち、 プラズマ用レーザ３ａが出力されていない状態の時
に、検出可燃性ガス濃度が予め設定した一定濃度以上に
なったことを検出したら、たとえ、計測開始をさせる指
令が入力されても、プラズマ用レーザ装置３からプラズ
マ用レーザ３ａを出力するのを強制的に禁止するよう制
御する。 プラズマ用レーザ３ａが既に出力されている状態の時
に、検出可燃性ガス濃度が予め設定した一定濃度以上に
なったことを検出したら、直ちに、プラズマ用レーザ装
置３からプラズマ用レーザ３ａを出力するのを強制的に
禁止して、プラズマ化を停止させる。
る可燃性ガス濃度が、予め設定した一定濃度以上になっ
た場合には、プラズマ用レーザ装置３からプラズマ用レ
ーザ３ａを出力しないように、制御をする。即ち、 プラズマ用レーザ３ａが出力されていない状態の時
に、検出可燃性ガス濃度が予め設定した一定濃度以上に
なったことを検出したら、たとえ、計測開始をさせる指
令が入力されても、プラズマ用レーザ装置３からプラズ
マ用レーザ３ａを出力するのを強制的に禁止するよう制
御する。 プラズマ用レーザ３ａが既に出力されている状態の時
に、検出可燃性ガス濃度が予め設定した一定濃度以上に
なったことを検出したら、直ちに、プラズマ用レーザ装
置３からプラズマ用レーザ３ａを出力するのを強制的に
禁止して、プラズマ化を停止させる。
【００３３】プラズマ用レーザ３ａは被計測場２におい
てプラズマを発生して着火源となりうるので、上述した
ように本安全装置では、検出燃焼ガス濃度が予め設定し
た一定濃度以上になったら、プラズマ用レーザ３ａの出
力を停止している。このため、レーザを着火源とした爆
発を防止して安全性を確保することができる。なお、上
記の場合には、可燃性ガス濃度検知器１９の設置位
置、即ち、被計測場２よりも上流側位置で、可燃性ガス
濃度が一定値以上になったら、直ちにプラズマ用レーザ
３ａの出力を停止しているので、可燃性ガス濃度が一定
値以上になっている燃焼ガスが、被計測場２に達した時
には、プラズマ用レーザ３ａの出力はすでに停止されて
おり、安全性が確保されるのである。
てプラズマを発生して着火源となりうるので、上述した
ように本安全装置では、検出燃焼ガス濃度が予め設定し
た一定濃度以上になったら、プラズマ用レーザ３ａの出
力を停止している。このため、レーザを着火源とした爆
発を防止して安全性を確保することができる。なお、上
記の場合には、可燃性ガス濃度検知器１９の設置位
置、即ち、被計測場２よりも上流側位置で、可燃性ガス
濃度が一定値以上になったら、直ちにプラズマ用レーザ
３ａの出力を停止しているので、可燃性ガス濃度が一定
値以上になっている燃焼ガスが、被計測場２に達した時
には、プラズマ用レーザ３ａの出力はすでに停止されて
おり、安全性が確保されるのである。
【００３４】なお、成分励起用レーザ７ａは着火源とな
る危険性はないが、安全性をより向上させるために、プ
ラズマ用レーザ３ａと同様に、検出燃焼ガス濃度が予め
設定した一定濃度以上になったことを検出したら、直ち
に、成分励起用レーザ７ａの出力を停止するようにして
もよい。
る危険性はないが、安全性をより向上させるために、プ
ラズマ用レーザ３ａと同様に、検出燃焼ガス濃度が予め
設定した一定濃度以上になったことを検出したら、直ち
に、成分励起用レーザ７ａの出力を停止するようにして
もよい。
【００３５】また制御部５１は、検出可燃性ガス濃度が
一定値に達していないことを検出している時には、計測
開始をさせる指令が入力されることを条件に、プラズマ
用レーザ装置３からプラズマ用レーザ３ａが出力される
のを許容する。
一定値に達していないことを検出している時には、計測
開始をさせる指令が入力されることを条件に、プラズマ
用レーザ装置３からプラズマ用レーザ３ａが出力される
のを許容する。
【００３６】なお、酸素濃度検知器１７を用いる図２示
す安全装置は、次に示す（３）のプラント（被計測ガス
成分に可燃性のガスが含まれているプラント）におい
て、防爆防止手段として機能する安全装置として、利用
することができる。また図３に示す安全装置は、次に示
す（１），（２）の各プラント（被計測ガスに酸素が含
まれているプラント）において、防爆防止手段として機
能する安全装置として利用することができる。
す安全装置は、次に示す（３）のプラント（被計測ガス
成分に可燃性のガスが含まれているプラント）におい
て、防爆防止手段として機能する安全装置として、利用
することができる。また図３に示す安全装置は、次に示
す（１），（２）の各プラント（被計測ガスに酸素が含
まれているプラント）において、防爆防止手段として機
能する安全装置として利用することができる。
【００３７】（１）ボイラ設備と、ボイラから発生する
蒸気により発電を行う蒸気タービン発電設備を有する発
電プラントで、ボイラからの排煙ダクトにレーザを用い
たガス濃度計測装置またはガス中に含まれる粉体の発熱
量或いは粉体組成の計測装置を設置した発電プラント。 （２）加圧流動床ボイラ設備と、加圧流動床ボイラから
発生する高温・高圧の燃焼ガスを膨張させ発電を行うガ
スタービン設備を有し、ガスタービンの排気ガスを熱源
として蒸気を発生する廃熱回収ボイラ、廃熱回収ボイラ
から発生する蒸気により発電を行う蒸気タービン発電設
備を有する複合発電プラントで、高温燃焼ガス配管部に
レーザを用いたガス濃度計測装置またはガス中に含まれ
る粉体の発熱量或いは粉体組成の計測装置を設置した複
合発電プラント。 （３）軽油等の油系燃料、ＬＮＧ等のガス系燃料、石炭
をガス化し脱塵・脱硫をした石炭ガス燃料、高炉等製鉄
設備から発生するガス燃料及び石油精製プラントから発
生するガス燃料を燃焼させて発電を行うガスタービン設
備を有し、ガスタービンの排気ガスを熱源として蒸気を
発生する廃熱回収ボイラ、廃熱回収ボイラから発生する
蒸気により発電を行う蒸気タービン発電設備を有する複
合発電プラントで、ガスタービン設備入口の燃料配管部
にレーザを用いたガス濃度計測装置またはガス中に含ま
れる粉体の発熱量或いは粉体組成の計測装置を設置した
複合発電プラント。
蒸気により発電を行う蒸気タービン発電設備を有する発
電プラントで、ボイラからの排煙ダクトにレーザを用い
たガス濃度計測装置またはガス中に含まれる粉体の発熱
量或いは粉体組成の計測装置を設置した発電プラント。 （２）加圧流動床ボイラ設備と、加圧流動床ボイラから
発生する高温・高圧の燃焼ガスを膨張させ発電を行うガ
スタービン設備を有し、ガスタービンの排気ガスを熱源
として蒸気を発生する廃熱回収ボイラ、廃熱回収ボイラ
から発生する蒸気により発電を行う蒸気タービン発電設
備を有する複合発電プラントで、高温燃焼ガス配管部に
レーザを用いたガス濃度計測装置またはガス中に含まれ
る粉体の発熱量或いは粉体組成の計測装置を設置した複
合発電プラント。 （３）軽油等の油系燃料、ＬＮＧ等のガス系燃料、石炭
をガス化し脱塵・脱硫をした石炭ガス燃料、高炉等製鉄
設備から発生するガス燃料及び石油精製プラントから発
生するガス燃料を燃焼させて発電を行うガスタービン設
備を有し、ガスタービンの排気ガスを熱源として蒸気を
発生する廃熱回収ボイラ、廃熱回収ボイラから発生する
蒸気により発電を行う蒸気タービン発電設備を有する複
合発電プラントで、ガスタービン設備入口の燃料配管部
にレーザを用いたガス濃度計測装置またはガス中に含ま
れる粉体の発熱量或いは粉体組成の計測装置を設置した
複合発電プラント。
【００３８】即ち、上記各プラントにおいて、検知器
（酸素濃度検知器や可燃性ガス濃度検知器）により、検
知した濃度が、予め設定した一定値以上になったときに
は、レーザ出力の停止をして、安全性を確保しているの
である。
（酸素濃度検知器や可燃性ガス濃度検知器）により、検
知した濃度が、予め設定した一定値以上になったときに
は、レーザ出力の停止をして、安全性を確保しているの
である。
【００３９】次に、本発明の第３実施例にかかるレーザ
を用いた計測装置の安全装置を、図４を参照して説明す
る。本安全装置は、レーザを用いた計測装置１６（図１
に示す装置）の安全性を確保するために用いられるもの
である。
を用いた計測装置の安全装置を、図４を参照して説明す
る。本安全装置は、レーザを用いた計測装置１６（図１
に示す装置）の安全性を確保するために用いられるもの
である。
【００４０】図４に示すように、ガス配管６０内には、
可燃性ガスや燃焼ガス等の被計測ガスが流通している。
計測室６１は、導入ライン６２を介して、ガス配管６０
中を流通している（メインフローとなっている）被計測
ガスが導入され、導入された被計測ガスを、戻しライン
６３を介して、ガス配管６０に戻すようにしている。前
記導入ライン６２には、開閉弁６２ａが介装されてお
り、前記戻しライン６３には開閉弁６３ａが介装されて
いる。また導入ライン６２の入口は、戻しライン６０の
出口よりも上流側に位置している。
可燃性ガスや燃焼ガス等の被計測ガスが流通している。
計測室６１は、導入ライン６２を介して、ガス配管６０
中を流通している（メインフローとなっている）被計測
ガスが導入され、導入された被計測ガスを、戻しライン
６３を介して、ガス配管６０に戻すようにしている。前
記導入ライン６２には、開閉弁６２ａが介装されてお
り、前記戻しライン６３には開閉弁６３ａが介装されて
いる。また導入ライン６２の入口は、戻しライン６０の
出口よりも上流側に位置している。
【００４１】緊急放出弁６４ａが介装された緊急放出ラ
イン６４は、その一端が計測室６１に連通し、その他端
が大気開放されている。
イン６４は、その一端が計測室６１に連通し、その他端
が大気開放されている。
【００４２】また計測室６１には、レーザを用いた計測
装置１６（図１に示す装置）が設置されている。この計
測装置１６は、計測室６１の被計測場２ａにレーザを入
射して、ガス濃度またはガス中に含まれる粉体の発熱量
或いは粉体組成を計測するものである。
装置１６（図１に示す装置）が設置されている。この計
測装置１６は、計測室６１の被計測場２ａにレーザを入
射して、ガス濃度またはガス中に含まれる粉体の発熱量
或いは粉体組成を計測するものである。
【００４３】計測室６１内には、異常検知センサ６５が
設置されている。この異常検知センサ６５は、計測室６
１内で爆発が生じたときの温度上昇や圧力上昇を異常と
して検知するセンサである。
設置されている。この異常検知センサ６５は、計測室６
１内で爆発が生じたときの温度上昇や圧力上昇を異常と
して検知するセンサである。
【００４４】制御部５２は、異常検知センサ６５に接続
されており、また、前記弁６２ａ、６３ａ，６４ａの開
閉を制御する。即ち、異常検知センサ６５により異常が
検知されていないときには、制御部５２は、開閉弁６２
ａ，６２ｂを開とすると共に緊急放出弁６４ａを閉とす
る。このため、爆発の無い正常時には、計測装置１６に
より、計測室６１の被計測場２ａにレーザを入射して、
ガス濃度またはガス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉
体組成を計測することができる。
されており、また、前記弁６２ａ、６３ａ，６４ａの開
閉を制御する。即ち、異常検知センサ６５により異常が
検知されていないときには、制御部５２は、開閉弁６２
ａ，６２ｂを開とすると共に緊急放出弁６４ａを閉とす
る。このため、爆発の無い正常時には、計測装置１６に
より、計測室６１の被計測場２ａにレーザを入射して、
ガス濃度またはガス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉
体組成を計測することができる。
【００４５】一方、計測室６１内で爆発が発生し、異常
検知センサ６５により異常が検知された場合には、制御
部５２は、開閉弁６２ａ，６２ｂを直ちに閉とすると共
に緊急放出弁６４ａを直ちに開とする。このため、メイ
ンローであるガス配管６０に爆発が伝搬することを防止
できるとともに、爆発により高温・高圧となったガスを
緊急放出ライン６４を介して放出することができ、計測
室６１の圧力上昇を防止することができる。
検知センサ６５により異常が検知された場合には、制御
部５２は、開閉弁６２ａ，６２ｂを直ちに閉とすると共
に緊急放出弁６４ａを直ちに開とする。このため、メイ
ンローであるガス配管６０に爆発が伝搬することを防止
できるとともに、爆発により高温・高圧となったガスを
緊急放出ライン６４を介して放出することができ、計測
室６１の圧力上昇を防止することができる。
【００４６】かくして、安全性を確保しつつ、ガス濃度
またはガス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を
計測することができる。
またはガス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を
計測することができる。
【００４７】なお、図４に示す実施例では、緊急放出弁
６４ａが介装された緊急放出ライン６４を、計測室６１
に連通しているが、緊急放出ライン６４を設置（連通）
する代わりに、計測室６１にラプチャーディスクを設置
するようにしてもよい。ラプチャーディスクとは、何ら
かの原因で計測室６１内の圧力が上昇した場合に、計測
室６１自体の破損を避けるために、優先的に破損するデ
ィスク状の薄い金属板である。
６４ａが介装された緊急放出ライン６４を、計測室６１
に連通しているが、緊急放出ライン６４を設置（連通）
する代わりに、計測室６１にラプチャーディスクを設置
するようにしてもよい。ラプチャーディスクとは、何ら
かの原因で計測室６１内の圧力が上昇した場合に、計測
室６１自体の破損を避けるために、優先的に破損するデ
ィスク状の薄い金属板である。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、レーザを用いた計測装
置よりも上流側位置にて、被計測ガス中のガス濃度（酸
素濃度あるいは可燃性ガス濃度）を検知し、検知濃度が
予め設定した一定値よりも大きくなったときに、レーザ
の出力を停止するようにしたので、安全性が確保され、
レーザを用いた計測装置の信頼性の向上に寄与する。即
ち、被計測ガス中の所定のガス成分が爆発濃度（一定濃
度）以下の時のみ、計測を行うようになったため、安全
性が確保され、該計測装置の信頼性の向上に寄与するの
である。
置よりも上流側位置にて、被計測ガス中のガス濃度（酸
素濃度あるいは可燃性ガス濃度）を検知し、検知濃度が
予め設定した一定値よりも大きくなったときに、レーザ
の出力を停止するようにしたので、安全性が確保され、
レーザを用いた計測装置の信頼性の向上に寄与する。即
ち、被計測ガス中の所定のガス成分が爆発濃度（一定濃
度）以下の時のみ、計測を行うようになったため、安全
性が確保され、該計測装置の信頼性の向上に寄与するの
である。
【００４９】また、被計測ガスのメインフローの一部を
分岐して計測室に導き、この計測室にて、レーザを用い
た計測装置により計測をし、爆発が生じたときには、計
測室とメインフローとを遮断するようにしたので、安全
性が確保されると共に、計測装置の信頼性の向上に寄与
する。
分岐して計測室に導き、この計測室にて、レーザを用い
た計測装置により計測をし、爆発が生じたときには、計
測室とメインフローとを遮断するようにしたので、安全
性が確保されると共に、計測装置の信頼性の向上に寄与
する。
【図１】レーザを用いてガス濃度またはガス中に含まれ
る粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する計測装置を示
す構成図。
る粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する計測装置を示
す構成図。
【図２】本発明の第１実施例を示す構成図。
【図３】本発明の第２実施例を示す構成図。
【図４】本発明の第３実施例を示す構成図。
１ 配管
２，２ａ 被計測場
３ プラズマ用レーザ装置
３ａ プラズマ用レーザ
４ レンズ
５ パージ
６ 光学窓
７ 成分励起用レーザ装置
７ａ 成分励起用レーザ
８，９ ミラー
１０ レンズ
１１ 分光器
１２ ＣＣＤカメラ
１３ コンピュータ
１４ ライン
１５ 可燃性ガス配管
１６ レーザを用いた計測装置
１７ 酸素濃度検知器
１８ 燃焼ガス配管
１９ 可燃性ガス濃度検知器
５０，５１，５２ 制御部
６０ ガス配管
６１ 計測室
６２ 導入ライン
６２ａ 開閉弁
６３ 戻しライン
６３ａ 開閉弁
６４ 緊急放出ライン
６４ａ 緊急放出弁
６５ 異常検知センサ
Ｓo 酸素濃度検知信号
Ｓg 可燃性ガス濃度検知信号
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/00 - 21/61
G05B 9/00 - 9/15
実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 流通する被計測ガスにレーザを照射する
ことにより、被計測ガスのガス濃度やガス中に含まれる
粉体の発熱量或いは粉体組成を計測する計測装置に備え
る安全装置であって、 前記被計測ガスの流通方向に関して、前記計測装置を設
置した部分によりも上流側に設置されており、流通する
被計測ガスの濃度を検知すると共に検知したガス濃度を
示すガス濃度検知信号を出力するガス濃度検知器と、 前記ガス濃度検知信号が入力されており、ガス濃度検知
信号で示すガス濃度が、予め設定した一定値よりも大き
いときには、前記計測装置からのレーザの出力を停止さ
せる制御装置と、を有することを特徴とするレーザを用
いた計測装置の安全装置。 - 【請求項２】 可燃性ガスを含んで流通している被計測
ガスにレーザを照射することにより、被計測ガスのガス
濃度やガス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を
計測する計測装置に備える安全装置であって、 前記被計測ガスの流通方向に関して、前記計測装置を設
置した部分によりも上流側に設置されており、流通する
被計測ガス中の酸素濃度を検知すると共に検知した酸素
濃度を示す酸素濃度検知信号を出力する酸素濃度検知器
と、 前記酸素濃度検知信号が入力されており、酸素濃度検知
信号で示す酸素濃度が、予め設定した一定値よりも大き
いときには、前記計測装置からのレーザの出力を停止さ
せる制御装置と、を有することを特徴とするレーザを用
いた計測装置の安全装置。 - 【請求項３】 酸素を含んで流通している被計測ガスに
レーザを照射することにより、被計測ガスのガス濃度や
ガス中に含まれる粉体の発熱量或いは粉体組成を計測す
る計測装置に備える安全装置であって、 前記被計測ガスの流通方向に関して、前記計測装置を設
置した部分によりも上流側に設置されており、流通する
被計測ガス中の可燃性ガス濃度を検知すると共に検知し
た可燃性ガス濃度を示す可燃性ガス濃度検知信号を出力
する可燃性ガス濃度検知器と、 前記可燃性ガス濃度検知信号が入力されており、可燃性
ガス濃度検知信号で示す可燃性ガス濃度が、予め設定し
た一定値よりも大きいときには、前記計測装置からのレ
ーザの出力を停止させる制御装置と、を有することを特
徴とするレーザを用いた計測装置の安全装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34973496A JP3448175B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | レーザを用いた計測装置の安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34973496A JP3448175B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | レーザを用いた計測装置の安全装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185819A JPH10185819A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3448175B2 true JP3448175B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=18405749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34973496A Expired - Lifetime JP3448175B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | レーザを用いた計測装置の安全装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448175B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5193177B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2013-05-08 | 三菱重工業株式会社 | ガス中の煤塵濃度及びガス組成の計測装置及び方法 |
| WO2011143240A1 (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-17 | Zolo Technologies, Inc. | Time-synchronized tdlas measurements of pressure and temperature in a gas turbine engine |
| DE112016000305T5 (de) | 2015-01-09 | 2017-09-28 | Avl Test Systems, Inc. | System und verfahren zum detektieren einer leckage in einer abgasprobenentnahmevorrichtung |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP34973496A patent/JP3448175B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10185819A (ja) | 1998-07-14 |
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