JP4091572B2 - Gas component selection unit, calorific value calculation formula generation unit, and calorific value calculation device - Google Patents

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Description

本発明は、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出式を生成する際に、前記接触燃焼式ガスセンサによって測定すべきガス成分を選定するガス成分選定ユニット、その発熱量算出式を生成する発熱量算出式生成ユニット、及び、接触燃焼式ガスセンサが出力するセンサ出力に基づいて混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置に関するものである。   The present invention provides a gas component selection unit that selects a gas component to be measured by the catalytic combustion gas sensor when generating a calorific value calculation formula for calculating a calorific value of a mixed gas composed of a plurality of types of gas components, The present invention relates to a calorific value calculation formula generation unit that generates the calorific value calculation formula, and a calorific value calculation device that calculates a calorific value of a mixed gas based on a sensor output output from a catalytic combustion type gas sensor.

都市ガスの原料は、従来の石油系から長期に安定した価格で輸入できる液化天然ガス（以下、ＬＮＧという）への転換が着実に進み、全国的には都市ガス原料の大部分がＬＮＧとなっている。また、地方都市ガス事業者においてもＬＮＧへの転換が進んでいる。   As for the raw material of city gas, the transition to liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG) that can be imported from a conventional petroleum system at a stable price for a long time has steadily progressed, and most of the city gas raw material has become LNG nationwide. ing. In addition, local city gas operators are making a switch to LNG.

ＬＮＧを都市ガスとして供給する方法は、大都市でも中小都市でも基本的には同一であり、空温式または海水加熱式等の気化器でガス化した後に、液化プロパンガス（ＬＰＧ）で約４６ＭＪ／Ｎｍ3に増熱調整して高カロリーガスとして供給している。そして、供給ガスの発熱量は、ガスクロマトグラフにより混合ガス中に含まれるガス成分と濃度を測定して算出している。 The method of supplying LNG as city gas is basically the same in large cities and small and medium-sized cities. After gasifying with an air temperature or seawater heating type vaporizer, about 46 MJ with liquefied propane gas (LPG). / Nm 3 is adjusted to increase heat and supplied as high calorie gas. The calorific value of the supply gas is calculated by measuring the gas component and the concentration contained in the mixed gas using a gas chromatograph.

ここで、ガスクロマトグラフは、適当な充填物が均一に詰まったカラム内で、ガス試料、気化した液体、固体試料をキャリアガスで展開させ、試料を化学変化させることなくガス状で通過させて各成分を分離する装置である。   Here, in the gas chromatograph, a gas sample, a vaporized liquid, and a solid sample are developed with a carrier gas in a column uniformly packed with an appropriate packing, and the sample is allowed to pass in a gaseous state without being chemically changed. An apparatus for separating components.

一般的なガスクロマトグラフの検出器で用いられるものに、熱伝導度型（Thermal conductivity detector，ＴＣＤ）があり、気体の熱伝導の差を利用するもので、サーミスタの電気抵抗の差として検出する。特徴としては構造が単純でキャリアガス以外なら何でも検出できるが、感度が低いという欠点がある。   A thermal conductivity type (Thermal conductivity detector, TCD) is used in a general gas chromatograph detector, which utilizes the difference in thermal conductivity of gas and detects the difference in electrical resistance of the thermistor. Characteristically, the structure is simple and anything other than the carrier gas can be detected, but there is a drawback that the sensitivity is low.

また、最小検出量が小さく、再現性のよい測定が可能なガスクロマトグラフが提案されている。このガスクロマトグラフによれば、容積の微小なＴＣＤを用い、さらにキャピラリーカラムの一端をＴＣＤ内に配置することにより、キャピラリーカラムとＴＣＤとの間のデッドボリュームを実質上なくすように構成することで、ＴＣＤに供給するキャリアガスと同種のガスの流量を低減し、最小検出量が小さく、再現性の良い測定を可能としている（特許文献１参照）。
特開２００２−２２８６４７号公報 （第３−４頁、第１図） In addition, a gas chromatograph has been proposed in which a minimum detection amount is small and measurement with good reproducibility is possible. According to this gas chromatograph, a TCD having a small volume is used, and one end of the capillary column is arranged in the TCD, so that the dead volume between the capillary column and the TCD is substantially eliminated, thereby enabling the TCD. The flow rate of the same kind of gas as the carrier gas to be supplied is reduced, the minimum detection amount is small, and measurement with good reproducibility is possible (see Patent Document 1).
JP 2002-228647 A (page 3-4, FIG. 1)

通常のＬＮＧはその主成分がメタンガスであることは分かるものの、その他の副成分はエタン、プロパン、ブタン等のガス成分であり、その成分、比率等はＬＮＧにより異なるため、ガスクロマトグラフにより混合ガス中に含まれるガス成分と濃度を測定する必要があった。特に、生産地から輸入したＬＮＧを都市ガスの原料として用いる場合、輸入ＬＮＧの混合ガスの成分及び比率は生産地毎に異なるため、ガスクロマトグラフにより混合ガス中に含まれるガス成分と濃度を測定する必要があった。   Although it can be seen that the main component of normal LNG is methane gas, other subcomponents are gas components such as ethane, propane, butane, etc., and the components, ratios, etc. differ depending on LNG. It was necessary to measure the gas components and concentrations contained in the. In particular, when LNG imported from a production area is used as a raw material for city gas, the components and ratios of the mixed gas of imported LNG vary from production area to production area, so the gas components and concentrations contained in the mixed gas are measured by gas chromatography. There was a need.

しかしながら、上述したガスクロマトグラフは装置自体が高価なため、ガスクロマトグラフで供給ガスの発熱量を測定する場合は、その測定に費用が嵩んでしまうという問題が生じていた。また、ガスクロマトグラフはキャピラリーカラム等のカラムを用いていることから、１０〜３０分ごとの不連続な測定しかできないため、発熱量の測定に時間がかかってしまうという問題も生じていた。   However, since the above-described gas chromatograph is expensive, when the calorific value of the supply gas is measured by the gas chromatograph, there is a problem that the measurement is expensive. In addition, since a gas chromatograph uses a column such as a capillary column, only a discontinuous measurement can be performed every 10 to 30 minutes, which causes a problem that it takes time to measure a calorific value.

ところで、接触燃焼式ガスセンサは、ガスの燃焼反応を利用しており、理論的には発熱量に比例した出力が得られることから、炭化水素系ガスに対する接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力と発熱量とは比例関係になるため、周知である接触燃焼式ガスセンサを用いて混合ガスの発熱量を、ガスクロマトグラフを用いずに簡易かつ安価な構成で連続計測することができる。   By the way, the catalytic combustion type gas sensor uses the combustion reaction of gas, and since the output proportional to the calorific value is theoretically obtained, the sensor output and the calorific value of the catalytic combustion type gas sensor for hydrocarbon gases Therefore, the calorific value of the mixed gas can be continuously measured with a simple and inexpensive configuration without using a gas chromatograph by using a well-known catalytic combustion type gas sensor.

図１２は各ガス成分に対する接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力と発熱量との関係を示すグラフであり、このグラフにおける縦軸はセンサ出力（ｍＶ）、横軸は発熱量（ＭＪ／Ｎｍ3）をそれぞれ示している。そして、図１２中のグラフＧ６は、ＬＮＧの成分であるメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタンに対する近似直線であり、このグラフＧ６からセンサ出力に対する発熱量を算出することができる。 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor and the calorific value for each gas component. In this graph, the vertical axis represents the sensor output (mV), and the horizontal axis represents the calorific value (MJ / Nm 3 ). Each is shown. A graph G6 in FIG. 12 is an approximate line for methane, ethane, propane, butane, and pentane, which are components of LNG, and the calorific value with respect to the sensor output can be calculated from this graph G6.

ところが、各ガス成分の発熱量とセンサ出力の間には完全な相関関係がなく、この相関関係が良いほど発熱量の算出精度（測定精度）を向上することができる。そこで、未知成分の混合ガスに対して発熱量を精度良く算出するためには、その混合ガスを構成している何種類かのガス成分により近似式を求め、それを発熱量算出式にすることが望ましい。   However, there is no perfect correlation between the calorific value of each gas component and the sensor output, and the better the correlation, the better the calorific value calculation accuracy (measurement accuracy). Therefore, in order to accurately calculate the calorific value for a mixed gas of unknown components, an approximate expression is obtained from several types of gas components that make up the mixed gas, and this is used as the calorific value calculation formula. Is desirable.

また、発熱量の測定精度をより向上させるには、測定する際の雰囲気に適した発熱量算出式を用いることが望ましいが、混合ガスを測定する同一環境で複数のガス成分に基づいた発熱量算出式を求めようとすると、複数のガス成分毎の測定を行わなければならないため、それらの一連の測定を考慮すると、混合ガスの測定に時間がかかってしまうという問題が生じていた。   In order to further improve the measurement accuracy of the calorific value, it is desirable to use a calorific value calculation formula suitable for the atmosphere at the time of measurement, but the calorific value based on multiple gas components in the same environment where the mixed gas is measured If the calculation formula is to be obtained, measurement for each of a plurality of gas components must be performed. Therefore, when such a series of measurements is taken into account, there is a problem that it takes time to measure the mixed gas.

そして、複数種類の混合ガスを連続して測定する場合、混合ガスには主成分が既知であるものと未知であるものが存在するため、複数種類の混合ガス毎にそのガス成分を測定して発熱量算出式を算出しようとすると、その測定すべきガス成分の種類に応じて測定時間が掛かってしまい、短時間で混合ガスの発熱量を算出することができないという問題が生じていた。   And when measuring multiple types of mixed gas continuously, there are those whose main component is known and unknown in mixed gas, so measure the gas component for each of multiple types of mixed gas. When trying to calculate the calorific value calculation formula, it takes a measurement time depending on the type of gas component to be measured, and there is a problem that the calorific value of the mixed gas cannot be calculated in a short time.

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、接触燃焼式ガスセンサを用いた混合ガスの発熱量を精度良く迅速に測定するためのガス成分選定ユニット、発熱量算出式生成ユニット、及び、発熱量算出装置を提供することを課題としている。   Therefore, in view of the above-described problems, the present invention provides a gas component selection unit, a calorific value calculation formula generation unit, and a calorific value calculation for quickly and accurately measuring the calorific value of a mixed gas using a catalytic combustion type gas sensor. An object is to provide an apparatus.

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載のガス成分選定ユニットは、図１の基本構成図に示すように、被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサ１０が出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなるの混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出式を生成する際に、前記接触燃焼式ガスセンサ１０によって測定すべき前記ガス成分を選定するガス成分選定ユニットであって、前記複数種類のガス成分に対する前記接触燃焼式ガスセンサ１０が出力したセンサ出力を、当該ガス成分に対応させて取り込む選定用センサ出力取込手段３１ａ１１と、前記選定用センサ出力取込手段３１ａ１１が取り込んだセンサ出力に対応する前記発熱量を、前記センサ出力に対応する前記ガス成分の発熱量を特定することが可能な予め定められた発熱量特定情報に基づいて特定する選定用発熱量特定手段３１ａ１２と、予め定められた前記混合ガスの主成分ガスに対応する前記選定用センサ出力取込手段３１ａ１１が取り込んだセンサ出力と該センサ出力に対応して前記選定用発熱量特定手段３１ａ１２が特定した発熱量との関係を示す主成分点を通り、前記主成分ガス以外の他のガス成分に対応して前記選定用センサ出力取込手段３１ａ１１が取り込んだセンサ出力と該センサ出力に対応して前記選定用発熱量特定手段３１ａ１２が特定した発熱量との関係を示す前記ガス成分に対応する１つのガス成分点を通る直線式を前記他のガス成分に対応して生成する直線式生成手段３１ａ１３と、前記直線式生成手段３１ａ１３が生成した直線式の中から、前記直線式が示す直線から該直線式に対応しない各々の前記ガス成分点までの距離の和が最小となる前記直線式を選定し、該選定した直線式に対応する前記他のガス成分と前記主成分ガスを、前記主成分ガスの既知の混合ガスに対応する前記発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分として選定する既知用ガス成分選定手段３１ａ１４と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the gas component selection unit according to claim 1 according to the present invention includes a detection element sensitive to a test substance in a test gas and the test target as shown in a basic configuration diagram of FIG. Based on the sensor output indicating the thermal balance between the detection element and the comparison element output from the catalytic combustion type gas sensor 10 having a comparison element that is insensitive to the test substance in the gas, the gas is composed of a plurality of types of gas components. A gas component selection unit that selects the gas component to be measured by the catalytic combustion gas sensor 10 when generating a calorific value calculation formula for calculating the calorific value of the mixed gas, wherein the plurality of types of gas components Sensor output capturing means 31a11 for capturing the sensor output from the catalytic combustion gas sensor 10 corresponding to the gas component, and the sensor output for selection For selecting the heat generation amount corresponding to the sensor output taken in by the loading means 31a11 based on predetermined heat generation amount specifying information capable of specifying the heat generation amount of the gas component corresponding to the sensor output A heat output specifying means 31a12 and a sensor output taken in by the selection sensor output take-in means 31a11 corresponding to a predetermined main component gas of the mixed gas, and the heat generation amount specifying means for selection corresponding to the sensor output The sensor output taken in by the selection sensor output take-in means 31a11 corresponding to the gas component other than the main component gas and the sensor output passing through the principal component point indicating the relationship with the calorific value specified by 31a12 and the sensor output. Correspondingly, a linear equation passing through one gas component point corresponding to the gas component indicating the relationship with the calorific value specified by the selection calorific value specifying means 31a12 is given as Each of the gas components that do not correspond to the linear expression from the straight line indicated by the linear expression out of the linear expression generated by the linear expression generating means 31a13 corresponding to other gas components and the linear expression generated by the linear expression generating means 31a13 The linear equation that minimizes the sum of the distances to the points is selected, and the other gas component and the main component gas corresponding to the selected linear equation are selected from the corresponding mixed gas of the main component gas. And a known gas component selection means 31a14 for selecting as a measurement gas component to be measured when generating the calorific value calculation formula.

上記請求項１に記載した本発明のガス成分選定ユニットによれば、複数種類のガス成分に対して接触燃焼式ガスセンサ１０が出力したセンサ出力が、当該ガス成分に対応させて選定用センサ出力取込手段３１ａ１１によって取り込まれると、該センサ出力に対応するガス成分の発熱量が、発熱量特定情報に基づいて選定用発熱量特定手段３１ａ１２によって特定される。そして、主成分ガスに対応するガス成分とその発熱量との関係を示す主成分点を通り、主成分ガス以外の他のガス成分に対応するセンサ出力とその発熱量との関係を示すガス成分点を通る直線式が、他のガス成分に対応して直線式生成手段３１ａ１３によって生成されると、既知用ガス成分選定手段３１ａ１４によって、それらの直線式の中から、直線式が示す直線から直線式に対応しない各ガス成分点までの距離の和が最小となる直線式が選定され、該直線式に対応する他のガス成分と主成分ガスが、主成分ガスが既知の混合ガスに対する測定ガス成分として選定される。   According to the gas component selection unit of the present invention described in claim 1 above, the sensor output output from the contact combustion type gas sensor 10 for a plurality of types of gas components corresponds to the gas component, and the sensor output for selection is obtained. When taken in by the insertion means 31a11, the heat generation amount of the gas component corresponding to the sensor output is specified by the selection heat generation amount specifying means 31a12 based on the heat generation amount specifying information. A gas component indicating a relationship between a sensor output corresponding to a gas component other than the main component gas and its calorific value, passing through a main component point indicating a relationship between the gas component corresponding to the main component gas and its calorific value. When the straight line expression passing through the points is generated by the straight line generation means 31a13 corresponding to the other gas components, the known gas component selection means 31a14 generates a straight line from the straight line indicated by the straight line expression. A linear equation that minimizes the sum of the distances to the gas component points that do not correspond to the equation is selected, and the other gas components corresponding to the linear equation and the main component gas are measured gases with respect to a mixed gas whose main component gas is known. Selected as an ingredient.

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載のガス成分選定ユニットにおいて、前記選定用センサ出力取込手段３１ａ１１が取り込んだセンサ出力と該センサ出力に対応して前記選定用発熱量特定手段３１ａ１２が特定した発熱量との関係を示す前記ガス成分に対応するガス成分点に対する近似直線式を生成する近似直線式生成手段３１ａ１５と、前記近似直線式生成手段３１ａ１５が生成した近似直線式が示す近似直線に対する距離が近くのガス成分点を選定するための予め定められた選定条件を満たす２つの前記ガス成分点を、複数の前記ガス成分点の中から選定し、該選定したガス成分点に対応する前記ガス成分を、前記主成分ガスが未知の混合ガスに対応する前記発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分として選定する未知用ガス成分選定手段３１ａ１６と、をさらに備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 2 is characterized in that, as shown in the basic configuration diagram of FIG. 1, in the gas component selection unit according to claim 1, the selection sensor output capturing means 31a11 is Approximate linear expression generation for generating an approximate linear expression for the gas component point corresponding to the gas component indicating the relationship between the captured sensor output and the calorific value specified by the selection calorific value specifying means 31a12 corresponding to the sensor output Means 31a15 and two gas component points satisfying a predetermined selection condition for selecting a gas component point having a short distance from the approximate straight line indicated by the approximate straight line expression generated by the approximate straight line generation means 31a15, The gas component corresponding to the selected gas component point is selected from a plurality of the gas component points, and the heat generation corresponding to the mixed gas in which the main component gas is unknown Unknown gas component selection unit 31a16 to select a measurement gas component to be measured in generating a calculation formula, and further comprising a.

上記請求項２に記載した本発明のガス成分選定ユニットによれば、選定用発熱量特定手段３１ａ１２によるガス成分の発熱量の特定に応じて、複数種類のガス成分に対応するセンサ出力とその発熱量との関係を示すガス成分点に対する近似直線式が近似直線式生成手段３１ａ１５によって生成されると、未知用ガス成分選定手段３１ａ１６によって該近似直線式に対する距離が近く、例えば、近似直線上に位置する２つのガス成分点、近似直線に近い上位２つのガス成分点等を選定する選定条件に基づいて２つのガス成分点が複数の中から選定され、そのガス成分点に対応するガス成分が、成分、比率等の未知の混合ガスに対応する測定ガス成分として選定される。   According to the gas component selection unit of the present invention described in claim 2, the sensor output corresponding to a plurality of types of gas components and the heat generation thereof according to the specification of the heat generation amount of the gas component by the selection heat generation amount specifying means 31a12. When the approximate linear equation for the gas component point indicating the relationship with the quantity is generated by the approximate linear equation generating unit 31a15, the unknown gas component selecting unit 31a16 is close to the approximate linear equation, for example, positioned on the approximate line. Two gas component points are selected from among a plurality of gas component points based on the selection conditions for selecting the two gas component points, the upper two gas component points that are close to the approximate straight line, etc., and the gas component corresponding to the gas component point is It is selected as a measurement gas component corresponding to an unknown mixed gas such as component and ratio.

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項３記載の発熱量算出式生成ユニットは、図１の基本構成図に示すように、被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサ１０が出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出式を生成する発熱量算出式生成ユニットであって、請求項１又は２に記載のガス成分選定ユニット３００の既知用ガス成分選定手段３１ａ１４が選定した測定ガス成分を前記混合ガスの主成分が既知である場合とし、前記未知用ガス成分選定手段３１ａ１６が選定した測定ガス成分を前記混合ガスの主成分が未知である場合とした、測定すべき前記ガス成分を示す測定ガス成分情報を記憶する測定ガス成分情報記憶手段３４と、前記混合ガスの主成分が既知であるか否かの識別が可能な成分識別情報を取り込む成分識別情報取込手段３１ａ２１と、前記成分識別情報取込手段３１ａ２１が取り込んだ成分識別情報に対応する前記ガス成分を、前記測定ガス成分情報記憶手段３４が記憶している測定ガス成分情報から特定するガス成分特定手段３１ａ２２と、前記ガス成分特定手段３１ａ２２が特定したガス成分に対応して前記接触燃焼式ガスセンサ１０が出力するセンサ出力を取り込む生成用センサ出力取込手段３１ａ２３と、前記生成用センサ出力取込手段３１ａ２３が取り込んだセンサ出力に対応する前記ガス成分の発熱量を、前記センサ出力に対応する前記ガス成分の発熱量を特定することが可能な予め定められた発熱量特定情報に基づいて特定する生成用発熱量特定手段３１ａ２４と、前記生成用センサ出力取込手段３１ａ２３が取り込んだセンサ出力と前記生成用発熱量特定手段３１ａ２４が特定した前記ガス成分の発熱量との関係式を算出する関係式算出手段３１ａ２５と、前記関係式算出手段３１ａ２５が算出した関係式に基づいて前記発熱量算出式を生成する発熱量算出式生成手段３１ａ２６と、を備えることを特徴とする。   The calorific value calculation formula generation unit according to claim 3, which is made according to the present invention to solve the above-described problem, includes a detection element sensitive to a test substance in a test gas, as shown in a basic configuration diagram of FIG. Based on a sensor output indicating a thermal balance between the detection element and the comparison element output from the catalytic combustion gas sensor 10 having a comparison element that is insensitive to the test substance in the test gas, a plurality of types of gas components are used. A calorific value calculation formula generation unit for generating a calorific value calculation formula for calculating a calorific value of the mixed gas, wherein the known gas component selection means 31a14 of the gas component selection unit 300 according to claim 1 or 2 includes: The selected measurement gas component is a case where the main component of the mixed gas is known, and the main component of the mixed gas is unknown as the measurement gas component selected by the unknown gas component selection means 31a16. Measurement gas component information storage means 34 for storing measurement gas component information indicating the gas component to be measured, and component identification information for identifying whether or not the main component of the mixed gas is known From the measurement gas component information stored in the measurement gas component information storage means 34, the component identification information acquisition means 31a21 to be acquired and the gas component corresponding to the component identification information acquired by the component identification information acquisition means 31a21 are stored. Gas component specifying means 31a22 for specifying, sensor output acquiring means 31a23 for generating the sensor output output from the catalytic combustion gas sensor 10 corresponding to the gas component specified by the gas component specifying means 31a22, and the generating The calorific value of the gas component corresponding to the sensor output captured by the sensor output capturing means 31a23 corresponds to the sensor output. The generation calorific value specifying means 31a24 specified based on the predetermined calorific value specifying information capable of specifying the calorific value of the gas component, and the sensor output taken in by the generating sensor output taking-in means 31a23 Relational expression calculation means 31a25 for calculating a relational expression with the calorific value of the gas component specified by the generation calorific value specifying means 31a24, and the calorific value calculation formula based on the relational expression calculated by the relational expression calculation means 31a25. And a calorific value calculation formula generating means 31a26 for generating.

上記請求項３に記載した本発明の発熱量算出式生成ユニットによれば、測定ガス成分情報記憶手段３４には、ガス成分選定ユニット３００の既知用ガス成分選定手段３１ａ１４が選定したガス成分を主成分が既知である場合とし、ガス成分選定ユニット３００の未知用ガス成分選定手段３１ａ１６が選定したガス成分を主成分が未知である場合とした測定ガス成分情報が記憶される。そして、成分識別情報取込手段３１ａ２１によって成分識別情報が取り込まれると、該成分識別情報に対応するガス成分が測定ガス成分情報記憶手段３４が記憶している測定ガス成分情報からガス成分特定手段３１ａ２２によって特定される。そして、そのガス成分に対応して接触燃焼式ガスセンサ１０が出力するセンサ出力が生成用センサ出力取込手段３１ａ２３によって取り込まれると、そのセンサ出力に対応するガス成分の発熱量が発熱量特定情報に基づいて生成用発熱量特定手段３１ａ２４によって特定される。そして、特定された発熱量と対応するセンサ出力との関係式が関係式算出手段３１ａ２５によって算出され、該関係式に基づいて発熱量算出式が発熱量算出式生成手段３１ａ２６にって生成される。   According to the calorific value calculation formula generation unit of the present invention described in claim 3 above, the gas component selected by the known gas component selection unit 31a14 of the gas component selection unit 300 is mainly stored in the measurement gas component information storage unit 34. The measured gas component information is stored in the case where the component is known and the main component of the gas component selected by the unknown gas component selection means 31a16 of the gas component selection unit 300 is unknown. Then, when the component identification information is captured by the component identification information capturing unit 31a21, the gas component corresponding to the component identification information is determined from the measured gas component information stored in the measured gas component information storage unit 34. Specified by. When the sensor output output from the catalytic combustion type gas sensor 10 corresponding to the gas component is captured by the generation sensor output capturing means 31a23, the calorific value of the gas component corresponding to the sensor output becomes the calorific value specifying information. Based on the generated heat generation amount specifying means 31a24 based on this. Then, a relational expression between the specified calorific value and the corresponding sensor output is calculated by the relational expression calculating means 31a25, and a calorific value calculation formula is generated by the calorific value calculation formula generating means 31a26 based on the relational expression. .

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項４記載の発熱量算出装置は、図１の基本構成図に示すように、被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサ１０が出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置であって、前記請求項３に記載の発熱量算出式生成ユニット３０Ａと、前記接触燃焼式ガスセンサ１０が出力した前記混合ガスに対応する前記センサ出力を取り込む混合ガス用センサ出力取込手段３１ａ３１と、前記混合ガス用センサ出力取込手段３１ａ３１が取り込んだセンサ出力と前記発熱量算出式生成装置３０Ａの前記発熱量算出式生成手段３１ａ２６が生成した発熱量算出式とに基づいて、前記混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出手段３１ａ３２と、前記発熱量算出手段３１ａ３２が算出した発熱量を示す発熱量情報を通知するために出力する発熱量情報出力手段３１ａ３３と、を備え、前記発熱量算出式生成ユニット３０Ａの成分識別情報取込手段３１ａ２１は、測定すべき前記混合ガスに対応する前記成分識別情報を取り込むことを特徴とする。   The calorific value calculation device according to claim 4, which is made according to the present invention to solve the above-described problems, includes a detection element sensitive to a test substance in a test gas and the test target as shown in a basic configuration diagram of FIG. 1. Based on a sensor output indicating a thermal balance between the detection element and the comparison element output from the catalytic combustion type gas sensor 10 having a comparison element that is insensitive to a test substance in the gas, a mixture composed of a plurality of types of gas components A calorific value calculation device for calculating the calorific value of gas, wherein the calorific value calculation formula generating unit 30A according to claim 3 and the sensor output corresponding to the mixed gas output by the catalytic combustion type gas sensor 10 are provided. Mixed gas sensor output capturing means 31a31, sensor output captured by the mixed gas sensor output capturing means 31a31, and the calorific value of the calorific value calculation formula generating device 30A Based on the calorific value calculation formula generated by the equation generating means 31a26, the calorific value calculation means 31a32 for calculating the calorific value of the mixed gas, and the calorific value information indicating the calorific value calculated by the calorific value calculation means 31a32 And a calorific value information output means 31a33 for outputting for notification, and the component identification information capturing means 31a21 of the calorific value calculation formula generating unit 30A captures the component identification information corresponding to the mixed gas to be measured. It is characterized by that.

上記請求項４に記載した本発明の発熱量算出装置によれば、発熱量算出式生成ユニット３０Ａの成分識別情報取込手段３１ａ２３によって測定すべき混合ガスに対応する成分識別情報が取り込まれると、発熱量算出式生成ユニット３０Ａにて混合ガスに対応した発熱量算出式が生成される。そして、接触燃焼式ガスセンサ１０が出力した混合ガスに対応するセンサ出力はセンサ出力取込手段３１ａ２１によって取り込まれ、該センサ出力と発熱量算出式生成ユニット３０Ａの発熱量算出式生成手段３１ａ２６が生成した発熱量算出式とに基づいて、混合ガスの発熱量が発熱量算出手段３１ａ３２によって算出され、その発熱量を示す発熱量情報が発熱量情報出力手段３１ａ３３によって例えば表示装置、通信装置等に出力されることで、混合ガスの発熱量が通知される。   According to the calorific value calculation device of the present invention described in claim 4 above, when the component identification information corresponding to the mixed gas to be measured is captured by the component identification information capturing means 31a23 of the calorific value calculation formula generation unit 30A, The calorific value calculation formula generation unit 30A generates a calorific value calculation formula corresponding to the mixed gas. The sensor output corresponding to the mixed gas output from the catalytic combustion type gas sensor 10 is captured by the sensor output capturing means 31a21, and the sensor output and the calorific value calculation formula generating means 31a26 of the calorific value calculation formula generating unit 30A are generated. Based on the calorific value calculation formula, the calorific value of the mixed gas is calculated by the calorific value calculation means 31a32, and the calorific value information indicating the calorific value is output by the calorific value information output means 31a33 to, for example, a display device, a communication device or the like. As a result, the heat generation amount of the mixed gas is notified.

以上説明したように請求項１に記載した本発明のガス成分選定ユニットによれば、複数種類のガス成分に対応する接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力を取り込み、それらのセンサ出力とその発熱量との関係を示すガス成分点に対し、主成分ガスに対応する主成分点を通り、主成分ガス以外の他のガス成分に対応したガス成分点を通る直線式を他のガス成分ガスに対応して生成し、それらの直線式の中から混合ガスの副成分の比率等の違いによる誤差を低減する直線式を選定し、その直線式に対応する他のガス成分と主成分ガスとを、主成分ガスが既知の混合ガスに対応する測定ガス成分として選定することから、混合ガスの発熱量算出式を生成する際に、その混合ガスの主成分が既知である場合は、選定した２つのガス成分を指定すれば良くなり、発熱量算出式の算出のために要するガス成分の測定時間の短縮を図ることができる。従って、混合ガスに適した発熱量算出式を短時間で算出することが可能となり、混合ガスの発熱量を測定する際に、装置の校正を兼ねて発熱量算出式を測定する形態であっても測定時間の短縮を図ることができるため、接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力から精度良く迅速に発熱量を算出することができる。   As described above, according to the gas component selection unit of the present invention described in claim 1, the sensor outputs of the catalytic combustion type gas sensors corresponding to a plurality of types of gas components are taken in, and the sensor output and the calorific value thereof are calculated. Corresponding to other gas component gases, a linear equation that passes through the main component points corresponding to the main component gas and passes through the gas component points corresponding to other gas components other than the main component gas, with respect to the gas component points indicating the relationship. Generate a linear equation that reduces the error due to the difference in the ratio of subcomponents of the mixed gas from the linear equations, and select other gas components corresponding to the linear equation and the main component gas as the main components. Since the gas is selected as a measurement gas component corresponding to a known mixed gas, when the principal component of the mixed gas is known when generating the calorific value calculation formula of the mixed gas, the two selected gas components Should be specified Ri, it is possible to shorten the measurement time of the gas components necessary for the calculation of the calorific value calculation formula. Accordingly, a calorific value calculation formula suitable for the mixed gas can be calculated in a short time, and when the calorific value of the mixed gas is measured, the calorific value calculation formula is also measured while calibrating the apparatus. Since the measurement time can be shortened, the calorific value can be calculated quickly and accurately from the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor.

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、複数種類のガス成分に対応する接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力を取り込み、そのセンサ出力とその発熱量との関係を示すガス成分点にする近似直線式を生成し、この近似直線式と複数のガス成分点に基づいて、成分、比率等が未知の混合ガスに対する測定ガス成分を選定することから、混合ガスの発熱量算出式を生成する際に、その混合ガスの主成分が未知であっても、選定した２つのガス成分を指定すれば良くなるため、ガスクロマトグラフ等により未知のガス成分を分析する必要もなくなり、発熱量算出式の算出のために要するガス成分の測定時間の短縮を図ることができる。   According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor corresponding to a plurality of types of gas components is taken in, and the sensor output and the calorific value thereof are calculated. A gas mixture point is generated by generating an approximate straight line expression that indicates a gas component point indicating the relationship, and a measurement gas component for a mixed gas whose component, ratio, etc. are unknown is selected based on the approximate straight line expression and a plurality of gas component points. When generating the calorific value calculation formula, even if the principal component of the mixed gas is unknown, it is only necessary to specify the two selected gas components, so it is necessary to analyze the unknown gas components using a gas chromatograph, etc. Thus, the measurement time of the gas component required for calculating the calorific value calculation formula can be shortened.

以上説明したように請求項３に記載した本発明の発熱量算出式生成ユニットによれば、ガス成分選定ユニットにて選定された測定ガス成分を混合ガスの主成分が未知と既知との場合に対応させて記憶し、成分識別情報に取り込みに応じて当該成分識別情報に対応する測定ガス成分を特定し、その測定ガス成分に対応したセンサ出力を接触燃焼式ガスセンサから取り込み、そのセンサ出力と該センサ出力に対応する発熱量との関係を示す関係式を算出し、その関係式から発熱量算出式を生成していることから、測定すべき混合ガスの主成分が未知か既知かを指定し、該指定に対応する２つの測定ガス成分に対する接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力を測定するだけで、混合ガスに適した発熱量算出式を迅速に算出することができる。従って、２つのガス成分を測定するだけで発熱量算出式を算出することができるため、混合ガスの発熱量測定する際に発熱量算出式を生成するようにしても、測定時間の短縮を図ることができ、高価なガスクロマトグラフを用いる必要もないので、安価な構成で混合ガスの発熱量の精度良く迅速に測定することができる。   As described above, according to the calorific value calculation formula generation unit of the present invention described in claim 3, the measurement gas component selected by the gas component selection unit is used when the main component of the mixed gas is unknown and known. The measurement gas component corresponding to the component identification information is specified in accordance with the incorporation into the component identification information, the sensor output corresponding to the measurement gas component is captured from the contact combustion gas sensor, the sensor output and the Since a relational expression showing the relationship with the calorific value corresponding to the sensor output is calculated and the calorific value calculation formula is generated from the relational expression, specify whether the main component of the mixed gas to be measured is unknown or known. The calorific value calculation formula suitable for the mixed gas can be quickly calculated only by measuring the sensor output of the contact combustion type gas sensor for the two measurement gas components corresponding to the designation. Therefore, since the calorific value calculation formula can be calculated only by measuring two gas components, even when the calorific value calculation formula is generated when measuring the calorific value of the mixed gas, the measurement time is shortened. In addition, since it is not necessary to use an expensive gas chromatograph, the calorific value of the mixed gas can be measured quickly and accurately with an inexpensive configuration.

以上説明したように請求項４に記載した本発明の発熱量算出装置によれば、測定すべき混合ガスに対応する成分識別情報に指定された主成分が未知か既知かに適した発熱量算出式を発熱量算出式生成ユニットが生成し、該発熱量算出式とその混合ガスに対応して接触燃焼式ガスセンサが出力したセンサ出力とに基づいて混合ガスの発熱量を算出することから、主成分が未知の混合ガスであっても、高価なガスクロマトグラフを用いることなく、測定すべき混合ガスの主成分が未知か既知かを指定し、該指定に対応する２つの測定ガス成分に対する接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力を測定するだけで、混合ガスに適した発熱量算出式を迅速に算出することができる。従って、２つのガス成分を測定するだけで発熱量算出式を算出することができるため、混合ガスの発熱量測定する際に発熱量算出式を生成するようにしても、測定時間の短縮を図ることができ、高価なガスクロマトグラフを用いる必要もないので、安価な構成で混合ガスの発熱量の精度良く迅速に測定することができる。特に、各混合ガスに適した発熱量算出式により発熱量を算出することができるため、複数種類の混合ガスの発熱量を連続して測定する場合に最適である。   As described above, according to the calorific value calculation device of the present invention described in claim 4, the calorific value calculation suitable for whether the principal component specified in the component identification information corresponding to the mixed gas to be measured is unknown or known. The calorific value calculation formula generating unit generates the formula, and the calorific value of the mixed gas is calculated based on the calorific value calculation formula and the sensor output output from the catalytic combustion type gas sensor corresponding to the mixed gas. Designate whether the main component of the gas mixture to be measured is unknown or known without using an expensive gas chromatograph, even if the gas mixture is unknown, and contact combustion for two gas components corresponding to the designation Only by measuring the sensor output of the gas sensor, a calorific value calculation formula suitable for the mixed gas can be quickly calculated. Therefore, since the calorific value calculation formula can be calculated only by measuring two gas components, even when the calorific value calculation formula is generated when measuring the calorific value of the mixed gas, the measurement time is shortened. In addition, since it is not necessary to use an expensive gas chromatograph, the calorific value of the mixed gas can be measured quickly and accurately with an inexpensive configuration. In particular, since the calorific value can be calculated by a calorific value calculation formula suitable for each mixed gas, it is optimal when continuously measuring the calorific value of a plurality of types of mixed gas.

以下、本発明に係るガス成分選定ユニット及び発熱量算出式生成ユニットを組み込んだ発熱量算出装置を備える発熱量測定システムの一実施の形態を、図２〜図１１の図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of a calorific value measurement system including a calorific value calculation device incorporating a gas component selection unit and a calorific value calculation formula generation unit according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. .

ここで、図２は本発明に関する発熱量測定システムの概略構成の一例を示す構成図であり、図３は接触燃焼式ガスセンサの一例を説明するための図であり、図４は図３の検知素子の構成の一例を説明するための図であり、図５は本発明に係る発熱量算出装置の概略構成を示す構成図であり、図６は混合ガスの主成分が未知の場合の近似直線式の生成を説明するためのグラフであり、図７は混合ガスの主成分が既知の場合の直線式の生成を説明するためのグラフであり、図８は図５の発熱量算出装置のＣＰＵが実行するガス成分選定処理の一例を示すフローチャートであり、図９は図５の発熱量算出装置のＣＰＵが実行するセンサ出力測定処理の一例を示すフローチャートであり、図１０は混合ガスの発熱量算出式の生成を説明するためのグラフであり、図１１は図５の発熱量算出装置のＣＰＵが実行する発熱量算出処理の一例を示すフローチャートである。   Here, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a calorific value measurement system according to the present invention, FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a catalytic combustion type gas sensor, and FIG. 4 is a detection of FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the configuration of an element, FIG. 5 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a calorific value calculation device according to the present invention, and FIG. 6 is an approximate straight line when the main component of the mixed gas is unknown FIG. 7 is a graph for explaining the generation of the equation, FIG. 7 is a graph for explaining the generation of the linear equation when the main component of the mixed gas is known, and FIG. 8 is the CPU of the calorific value calculation device of FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an example of sensor output measurement processing executed by the CPU of the calorific value calculation device of FIG. 5, and FIG. 10 is a calorific value of the mixed gas. A graph to explain the generation of the calculation formula , And the FIG. 11 is a flowchart showing an example of a calorific value calculation process executed by a CPU of the calorific value calculation device of FIG.

発熱量測定システムは、図２に示すように、混合ガスである供給ガスを収容する容器１と、該容器１に接続している流路２と、該流路２に介在して混合ガスを被検ガスに希釈する（例えば、１〜５％ガス）希釈部３と、該希釈部３の下流側の流路２に接続している切替コック４と、該切替コック４に接続される流路２ａに介在して前記被検ガス等が流入するチャンバー等の測定槽５と、該測定槽５内の被検ガスの濃度に応じて出力が変化する接触燃焼式ガスセンサ（以降、ガスセンサという）１０と、該ガスセンサ１０の出力に基づいて被検ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置３０と、を有する。   As shown in FIG. 2, the calorific value measurement system includes a container 1 that contains a supply gas that is a mixed gas, a flow path 2 that is connected to the container 1, and a mixed gas that is interposed in the flow path 2. A dilution section 3 that dilutes into a test gas (for example, 1 to 5% gas), a switching cock 4 connected to the flow path 2 on the downstream side of the dilution section 3, and a flow connected to the switching cock 4 A measurement tank 5 such as a chamber into which the test gas flows through the passage 2a, and a contact combustion gas sensor whose output changes depending on the concentration of the test gas in the measurement tank 5 (hereinafter referred to as a gas sensor). 10 and a calorific value calculation device 30 that calculates the calorific value of the test gas based on the output of the gas sensor 10.

また、切替コック４には、混合ガスをガス成分と成り得る、例えば、メタン、プロパン等の複数の校正用ガスが流れる成分用流路６の一方を接続しており、その他方には成分用流路６に流出させる複数の校正用ガスを切り替える成分切替コック７を接続している。   Further, the switching cock 4 is connected to one of the component flow paths 6 through which a plurality of calibration gases such as methane and propane can flow, which can be mixed gas as a gas component, and the other is used for the component. A component switching cock 7 for switching a plurality of calibration gases that flow out to the flow path 6 is connected.

この成分切替コック７には、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン等の複数のガス成分を収容する成分容器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅを接続している。なお、図２では、５つの成分容器のみを記載しているが、その本数はこれに限定するものではなく、他の校正用ガスを収容する成分容器を追加するなど種々異なる実施の形態とすることもできる。   The component switching cock 7 is connected to component containers 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e that contain a plurality of gas components such as methane, ethane, propane, butane, and pentane. In FIG. 2, only five component containers are shown, but the number is not limited to this, and various embodiments such as adding a component container containing other calibration gas are used. You can also.

切替コック４と成分切替コック７との間の成分用流路６には、成分切替コック７にて切り替えられて流入するガス成分等の圧力を測定槽５における測定条件で示された圧力となるように調整（減圧）する圧力調整器９が介在している。そして、流路２及び成分用流路６の各々には、そこを流れる流量を計測する流量計Ｍが介在している。   In the component flow path 6 between the switching cock 4 and the component switching cock 7, the pressure of the gas component or the like that is switched by the component switching cock 7 and flows in is the pressure indicated by the measurement conditions in the measurement tank 5. A pressure regulator 9 for adjusting (reducing pressure) is interposed. Each of the flow path 2 and the component flow path 6 has a flow meter M for measuring the flow rate flowing therethrough.

また、上述した成分切替コック７にはさらに、エアーを収容するエアー容器８ｆを接続している。そして、混合ガス、校正用ガス（ガス成分）等の測定を開始する前に、作業員等が切替コック４及び成分切替コック７の切替操作を行うことで、清浄大気中のセンサ出力を計測するために、測定槽５内部にエアーを流入されてエアベース調整を行うことが可能な構成となっている。   Further, an air container 8f for storing air is further connected to the above-described component switching cock 7. Then, before starting measurement of the mixed gas, calibration gas (gas component), etc., an operator or the like performs the switching operation of the switching cock 4 and the component switching cock 7, thereby measuring the sensor output in the clean atmosphere. Therefore, the air base can be adjusted by flowing air into the measurement tank 5.

次に、ガスセンサ１０は、図３に示すように、測定槽５内に充填された供給ガス、校正用ガス等の被検ガスに感応する検知素子１１ａを有している。この検知素子１１ａは、図４に示すように、抵抗線として機能する白金線の中央部にコイル形状部１１を形成し、このコイル形状部１１を、例えば、酸化アルミニウム粉体の担体にパラジウム等の適宜の酸化触媒を含有した粉体で覆って球状に形成している。   Next, as shown in FIG. 3, the gas sensor 10 includes a detection element 11 a that is sensitive to a gas to be detected such as a supply gas and a calibration gas filled in the measurement tank 5. As shown in FIG. 4, the detection element 11a is formed with a coil-shaped portion 11 at the center of a platinum wire functioning as a resistance wire, and this coil-shaped portion 11 is made of, for example, palladium on a carrier of aluminum oxide powder. It is formed into a spherical shape by covering with a powder containing an appropriate oxidation catalyst.

ガスセンサ１０はさらに、温度等周囲環境による測定値への影響を排除するための比較素子１１ｂを有しており、この比較素子１１ｂは、燃焼触媒を有しない他は検知素子１１ａと同様に構成されている。これら素子の白金線は、センサ基台１４を貫通する一対のピン１２ａ、１２ｂに接続され、これら素子からの出力値は、センサ基台１４の裏面側から突出したピン１２ａ、１２ｂの先端部に接続されるリード線１６を介してセンサハウジング外へ出力される。   The gas sensor 10 further includes a comparison element 11b for eliminating the influence of the ambient environment such as temperature on the measurement value. The comparison element 11b is configured in the same manner as the detection element 11a except that it does not have a combustion catalyst. ing. The platinum wires of these elements are connected to a pair of pins 12a and 12b penetrating the sensor base 14, and the output values from these elements are applied to the tips of the pins 12a and 12b protruding from the back side of the sensor base 14. It is output to the outside of the sensor housing through the connected lead wire 16.

また、ガスセンサ１０には、検知素子１１ａ及び比較素子１１ｂが互いに干渉しないようにこれらの間に干渉防止板１３が設けられ、これらはステンレス製２重金網、多孔質の焼結合金等で形成しているキャップ１５及びセンサ基台１４から構成されるセンサハウジング内に収納されて保護されている。   Further, the gas sensor 10 is provided with an interference prevention plate 13 between the detection element 11a and the comparison element 11b so that they do not interfere with each other, and these are formed of a stainless steel double wire mesh, a porous sintered alloy, or the like. The cap 15 and the sensor base 14 are housed and protected in a sensor housing.

キャップ１５は、筒形状に形成されていて周壁及び頂壁を有している。そして、被検ガスがキャップ１５に当たると、被検ガスが染み込むようにしてキャップ１５内部に入り込み、入り込むときの被検ガスの流速は殆どない状態になる。   The cap 15 is formed in a cylindrical shape and has a peripheral wall and a top wall. When the test gas hits the cap 15, the test gas permeates into the cap 15 so that the flow rate of the test gas hardly enters when entering the cap 15.

そして、上述した構成において、検知素子１１ａ及び比較素子１１ｂはリード線１６、ピン１２ａ、１２ｂを介しての通電により所望のセンサ駆動温度（例えば、約４００℃など）に加熱された状態で、被検ガスが検知素子１１ａに接触すると、触媒による接触燃焼反応が生じ、この反応により検知素子１１ａの温度が上昇して電気抵抗が大きくなり、接触燃焼反応を起こさない比較素子１１ｂとの抵抗バランスが崩れ、この抵抗バランスの崩れに応じてガスセンサ１０の後述する抵抗ブリッジ回路から取り出される電圧の変化が生じ、その変化に基づいて被検物質の濃度の検出が可能となる。   In the configuration described above, the detection element 11a and the comparison element 11b are heated to a desired sensor driving temperature (for example, about 400 ° C.) by energization through the lead wire 16 and the pins 12a and 12b. When the detected gas comes into contact with the detection element 11a, a catalytic combustion reaction is caused by the catalyst, and this reaction raises the temperature of the detection element 11a to increase the electrical resistance, and the resistance balance with the comparison element 11b that does not cause the catalytic combustion reaction. In response to the breakdown of the resistance balance, a change in voltage taken out from a resistance bridge circuit (to be described later) of the gas sensor 10 occurs, and the concentration of the test substance can be detected based on the change.

次に、上述した発熱量算出装置３０は、図５に示すように、ガスセンサ１０の検知素子１１ａと比較素子１１ｂに通電を行うセンサ駆動部２１と、検知素子１１ａと比較素子１１ｂとの熱的バランスを示すセンサ出力を出力するセンサ出力部２２と、予め定められたプログラムに従って動作するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）３０と、作業者等に各種入力を行わせる操作部４０と、μＣＯＭ３０から指示に応じて各種表示を行う表示部５０と、を有して構成している。   Next, as shown in FIG. 5, the calorific value calculation device 30 described above includes a sensor drive unit 21 that energizes the detection element 11 a and the comparison element 11 b of the gas sensor 10, and thermal detection between the detection element 11 a and the comparison element 11 b. A sensor output unit 22 that outputs a sensor output indicating a balance, a microcomputer (μCOM) 30 that operates according to a predetermined program, an operation unit 40 that allows an operator to perform various inputs, and in response to instructions from the μCOM 30 And a display unit 50 for performing various displays.

μＣＯＭ３０の出力ポートにはセンサ駆動部２１及び表示部５０、入力ポートにはセンサ出力部２２及び操作部４０をそれぞれ接続している。そして、センサ駆動部２１は、μＣＯＭ３０からの要求に応じて、ガスセンサ１０がセンサ駆動温度、若しくは混合ガス測定温度となるように駆動／停止を制御する。そして、μＣＯＭ３０はＡ／Ｄ変換されてセンサ出力部２２が出力したセンサ出力を収集し、それらのセンサ出力に基づいて混合ガスの発熱量を算出する。また、表示部５０は、μＣＯＭ３０から表示を要求された各種情報の表示を行う。   The sensor drive unit 21 and the display unit 50 are connected to the output port of the μCOM 30, and the sensor output unit 22 and the operation unit 40 are connected to the input port, respectively. And the sensor drive part 21 controls a drive / stop so that the gas sensor 10 may become sensor drive temperature or mixed gas measurement temperature according to the request | requirement from microCOM30. Then, the μCOM 30 collects sensor outputs that are A / D converted and output from the sensor output unit 22, and calculates the heat generation amount of the mixed gas based on the sensor outputs. The display unit 50 displays various information requested to be displayed by the μCOM 30.

μＣＯＭ３０は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）３１、ガスセンサ（検知素子１１ａ及び比較素子１１ｂ）１０に対する通電、停止の制御、センサ出力部２２が出力したセンサ出力の取り込み、発熱量の算出等の各種処理をＣＰＵ３１に実行させるための各種プログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３２、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ３１の処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ３３等を有して構成している。   As is well known, the μCOM 30 controls the energization and stop of the central processing unit (CPU) 31 and the gas sensor (the detection element 11a and the comparison element 11b) 10 that perform various processes and controls according to a predetermined program, and sensor output. The ROM 32, which is a read-only memory storing various programs for causing the CPU 31 to execute various processes such as taking in the sensor output output by the unit 22 and calculating the calorific value, stores various data, and processes the CPU 31 The RAM 33 is a readable / writable memory having areas necessary for the above.

また、μＣＯＭ３０の入出力ポートには、装置本体がオフ状態の間も記憶内容の保持が可能な電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３４を接続している。このＥＥＰＲＯＭ３４には、混合ガスの成分となり得る複数種類のガス成分に対応し、ガスセンサ１０が出力したセンサ出力に対応する発熱量を求めるための発熱量テーブル（発熱量特定情報）、混合ガスに対するガスセンサ１０が出力したセンサ出力に基づいて混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出情報等を記憶する。   Further, an electrically erasable / rewritable read-only memory (EEPROM) 34 capable of holding stored contents even when the apparatus main body is in an off state is connected to the input / output port of the μCOM 30. The EEPROM 34 corresponds to a plurality of types of gas components that can be components of the mixed gas, and generates a calorific value table (heat generation amount specifying information) for obtaining a calorific value corresponding to the sensor output output by the gas sensor 10, and a gas sensor for the mixed gas The calorific value calculation information or the like for calculating the calorific value of the mixed gas based on the sensor output output by the memory 10 is stored.

なお、本最良の形態では、発熱量特定情報に相当するガス成分に対応した発熱量テーブルを参照して、センサ出力に対応する発熱量を特定する場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、ガス成分に対応してセンサ出力に基づいた発熱量を算出するための算出式を示すガス成分用の発熱量算出情報を発熱量特定情報とするなど種々異なる実施の形態とすることができる。   In the best mode, the case where the heat generation amount corresponding to the sensor output is specified with reference to the heat generation amount table corresponding to the gas component corresponding to the heat generation amount specifying information will be described, but the present invention is not limited to this. For example, the heat generation amount calculation information for the gas component indicating the calculation formula for calculating the heat generation amount based on the sensor output corresponding to the gas component is used as the heat generation amount specifying information. It can be.

ＥＥＰＲＯＭ３４はさらに、主成分ガスが未知と既知の各々に対応し、混合ガスに対応する発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分を示す測定ガス成分情報を記憶する。例えば、測定ガス成分情報は、主成分が未知の場合に測定する２つのガス成分と、主成分が既知の場合に測定する２つのガス成分と、を備える。   The EEPROM 34 further stores measurement gas component information indicating the measurement gas component to be measured when generating the calorific value calculation formula corresponding to each of the unknown and known main component gases and corresponding to the mixed gas. For example, the measurement gas component information includes two gas components that are measured when the main component is unknown, and two gas components that are measured when the main component is known.

なお、本最良の形態では、主成分が既知の場合、主成分になる可能性がある全てのガス成分毎に２つのガス成分を記憶するようになっており、指定された主成分に対応するガス成分を取得するようにしている。   In the best mode, when the main component is known, two gas components are stored for every gas component that may become the main component, and corresponds to the designated main component. The gas component is acquired.

次に、混合ガスの発熱量算出式を算出する際に測定するガス成分の選定方法の一例を、図６及び図７の図面を参照して説明する。なお、図６、７において、縦軸はセンサ出力（ｍＶ）、発熱量（ＭＪ／Ｎｍ3）をそれぞれ示し、各ガス濃度が３０００ｐｐｍのときの結果を示している。 Next, an example of a method for selecting a gas component to be measured when calculating the calorific value calculation formula of the mixed gas will be described with reference to the drawings of FIGS. 6 and 7, the vertical axis indicates the sensor output (mV) and the calorific value (MJ / Nm 3 ), respectively, and shows the results when each gas concentration is 3000 ppm.

メタン、エタン、プロパン、ブタンの各ガス成分に対応してガスセンサ１０が出力したセンサ出力と該センサ出力に対応する発熱量との関係は、図６及び図７に示すように、ガス成分点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で表すことができる。   The relationship between the sensor output output from the gas sensor 10 corresponding to each gas component of methane, ethane, propane, and butane and the calorific value corresponding to the sensor output is as shown in FIG. 6 and FIG. , P2, P3, P4.

主成分が未知の混合ガスに対しては、図６に示すように、ガス成分点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対する近似直線Ｇ１を示す近似直線式を生成する。そして、近似直線Ｇ１から各ガス成分点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４までの距離を算出する。なお、距離の算出方法としては、各点からの近似直線Ｇ１に対する垂線の長さや、各点の発熱量を近似直線式に代入して算出したセンサ出力と実際のセンサ出力との差等から算出する。   For a mixed gas whose principal component is unknown, as shown in FIG. 6, an approximate straight line expression indicating an approximate straight line G1 for the gas component points P1, P2, P3, and P4 is generated. Then, the distance from the approximate straight line G1 to each gas component point P1, P2, P3, P4 is calculated. In addition, as a calculation method of the distance, it is calculated from the difference between the sensor output calculated by substituting the heat generation amount at each point into the approximate linear equation and the actual sensor output, etc. To do.

近似直線式が示す近似直線Ｇ１に対する距離が近くのガス成分点を選定するための予め定められた選定条件を満たす２つのガス成分点を、前記算出した距離に基づいてガス成分点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の中から選定し、該選定したガス成分点に対応するガス成分を、主成分ガスが未知の混合ガスに対応する発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分として選定する。   Based on the calculated distance, two gas component points P1, P2, and two gas component points that satisfy a predetermined selection condition for selecting a gas component point that is close to the approximate straight line G1 indicated by the approximate straight line equation are shown. Select from P3 and P4 and select the gas component corresponding to the selected gas component point as the measurement gas component to be measured when generating the calorific value calculation formula corresponding to the mixed gas whose principal component gas is unknown To do.

なお、本最良の形態では、例えば、選定条件を近似直線Ｇ１から各ガス成分点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の距離が近い上位２つの点を選定する選定条件とし、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶している。   In the best mode, for example, the selection condition is set as a selection condition for selecting the upper two points that are close to each of the gas component points P1, P2, P3, and P4 from the approximate straight line G1, and is stored in the EEPROM 34.

また、主成分がメタンガスであると主成分が既知の混合ガスに対しては、図７に示すように、メタンガスのガス成分点Ｐ１が主成分点となり、該ガス成分点Ｐ１を通り、主成分ガス以外の他のガス成分に対応する１つのガス成分点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を通る直線Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を示す直線式を他のガス成分に対応して生成する。   When the main component is methane gas, as shown in FIG. 7, the gas component point P1 of the methane gas becomes the main component point, and passes through the gas component point P1 as shown in FIG. A linear expression showing straight lines G2, G3, G4 passing through one gas component point P2, P3, P4 corresponding to another gas component other than gas is generated corresponding to the other gas component.

生成した直線式の中から、直線式が示す直線から該直線式に対応しない各ガス成分点までの距離の和が最小となる直線式を選定する。そして、選定した直線式に対応する他のガス成分と主成分ガスを、主成分ガスの既知の混合ガスに対応する発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分として選定する。   From the generated linear equations, a linear equation that minimizes the sum of the distances from the straight line indicated by the linear equation to each gas component point not corresponding to the linear equation is selected. Then, another gas component corresponding to the selected linear equation and the main component gas are selected as measurement gas components to be measured when generating a calorific value calculation equation corresponding to a known mixed gas of the main component gas.

例えば、上述した主成分が未知の場合で説明したように、直線Ｇ２に対するガス成分点Ｐ３、Ｐ４の距離を算出して和を求め、直線Ｇ３に対するガス成分点Ｐ２，Ｐ４の距離を算出して和を求め、直線Ｇ４に対するガス成分点Ｐ２，Ｐ３の距離を算出して和を求める。この場合、直線Ｇ３に対する和が最小となることから、直線Ｇ３を示す直線式に対応するプロパンガス（他のガス成分）とメタンガス（主成分ガス）を測定ガス成分として選定する。   For example, as described in the case where the principal component is unknown, the distance between the gas component points P3 and P4 with respect to the straight line G2 is calculated to obtain a sum, and the distance between the gas component points P2 and P4 with respect to the straight line G3 is calculated. The sum is obtained, and the distance is calculated between the gas component points P2 and P3 with respect to the straight line G4 to obtain the sum. In this case, since the sum with respect to the straight line G3 is minimized, propane gas (other gas components) and methane gas (main component gas) corresponding to the straight line expression indicating the straight line G3 are selected as measurement gas components.

以上のように、混合ガスの主成分が未知及び既知の各々に対応した測定ガス成分に基づいて、前記測定ガス成分情報を生成し、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。よって、本最良の形態では、ＥＥＰＲＯＭ３４が特許請求の範囲に記載の測定ガス成分情報記憶手段として機能している。   As described above, the measurement gas component information is generated based on the measurement gas components corresponding to the unknown and known main components of the mixed gas, and stored in the EEPROM 34. Therefore, in the best mode, the EEPROM 34 functions as the measurement gas component information storage means described in the claims.

次に、本最良の形態では、測定ガス成分を選定する機能を発熱量測定装置３０が備えることから、そのＣＰＵ３１が実行するガス成分選定処理の一例を、図８及び図９のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、ガス成分選定処理及びセンサ出力測定処理の各プログラムはＲＯＭ３２に記憶している。   Next, in the present best mode, the calorific value measuring device 30 has a function of selecting a measurement gas component, so an example of the gas component selection process executed by the CPU 31 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Will be described below. Each program of the gas component selection process and the sensor output measurement process is stored in the ROM 32.

作業者等からの要求に応じて、ＣＰＵ３１によって図８に示すガス成分選定処理が実行されると、ステップＴ１において、作業者等に測定するガス成分の指定させる、センサ出力の収集の終了を要求させる等のメニュー画面を表示部５０に表示させるためのメニュー画面情報が表示部５０に出力されることで、表示部５０にメニュー画面が表示され、その後ステップＴ２に進む。   When the CPU 31 executes the gas component selection process shown in FIG. 8 in response to a request from an operator or the like, in step T1, the operator is requested to specify the gas component to be measured and to end collection of sensor outputs. The menu screen information for causing the display unit 50 to display a menu screen such as for displaying is displayed on the display unit 50, whereby the menu screen is displayed on the display unit 50, and then the process proceeds to step T2.

ステップＴ２において、メニュー画面の表示に応じた操作部４０からの入力データに基づいて、ガス成分が指定されたか否かが判定される。指定されていないと判定された場合は（Ｔ２でＮ）、ステップＴ６に進む。一方、指定されていると判定された場合は（Ｔ２でＹ）、ステップＴ３に進む。   In step T2, it is determined whether or not a gas component has been designated based on input data from the operation unit 40 corresponding to the display on the menu screen. If it is determined that it is not specified (N in T2), the process proceeds to step T6. On the other hand, if it is determined that it is designated (Y in T2), the process proceeds to step T3.

ステップＴ３（選定用センサ出力取込手段）において、作業者等に指定されたガス成分の識別が可能なガス成分識別データがＥＥＰＲＯＭ３４に記憶され、そのガス成分に対するセンサ出力を測定するために、前記ガス成分識別データが指定されてセンサ出力測定処理が実行され、その処理の終了に応じてステップＴ４に進む。   In step T3 (selection sensor output capturing means), gas component identification data capable of identifying a gas component designated by an operator or the like is stored in the EEPROM 34, and the sensor output for the gas component is measured in order to measure the sensor output. The sensor component measurement data is designated and the sensor output measurement process is executed, and the process proceeds to step T4 when the process ends.

ここで、ＣＰＵ３１が実行するセンサ出力測定処理の一例を、図９に示すフローチャートを参照して説明する。図９に示すセンサ出力測定処理は呼び出されると、指定されたガス成分識別データがＲＡＭ３３に格納され、ステップＳ５１において、予め定められたサンプリング時間（例えば、５分など）が経過するとタイムアウトするサンプリングタイマがスタートされ、ステップＳ５２において、駆動開始がセンサ駆動部２１に指示されることでガスセンサ１０が駆動され、その後ステップＳ５３に進む。   Here, an example of the sensor output measurement process executed by the CPU 31 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the sensor output measurement process shown in FIG. 9 is called, the designated gas component identification data is stored in the RAM 33, and in step S51, a sampling timer that times out when a predetermined sampling time (for example, 5 minutes) elapses. Is started, and in step S52, the gas sensor 10 is driven by instructing the sensor driving unit 21 to start driving. Then, the process proceeds to step S53.

ステップＳ５３において、センサ出力部２２からセンサ出力が取り込まれ、その後ステップＳ５４において、そのセンサ出力は上述したガス成分識別データに関連付けられて時系列的にＲＡＭ３３に記憶され、その後ステップＳ５５に進む。そして、ステップＳ５５において、サンプリングタイマがタイムアウトしたか否かが判定される。タイムアウトしていないと判定された場合は（Ｓ５５でＮ）、ステップＳ５３に戻り、一連の処理が繰り返されることで、センサ出力が時系列的に収集されることになる。   In step S53, the sensor output is taken from the sensor output unit 22, and then in step S54, the sensor output is stored in the RAM 33 in time series in association with the above-described gas component identification data, and then proceeds to step S55. In step S55, it is determined whether or not the sampling timer has timed out. If it is determined that the time-out has not occurred (N in S55), the process returns to step S53, and a series of processing is repeated, so that sensor outputs are collected in time series.

一方、ステップＳ５５でタイムアウトしたと判定された場合は（Ｓ５５でＹ）、ステップＳ５６において、収集された複数のセンサ出力中にガスの注入開始、センサ出力の最大値等が解析され、その後ステップＳ５７において、前記解析にて検出されたガス注入時点前の約１分間に収集されたセンサ出力の平均が平均値ＡＶＥ１としてＲＡＭ３３に算出され、その後ステップＳ５８に進む。   On the other hand, if it is determined in step S55 that a time-out has occurred (Y in S55), in step S56, the start of gas injection, the maximum value of the sensor output, etc. are analyzed during the collected sensor outputs, and then step S57. The average of the sensor outputs collected for about one minute before the gas injection time detected in the analysis is calculated as the average value AVE1 in the RAM 33, and then the process proceeds to step S58.

ステップＳ５８において、前記解析にて検出されたセンサ出力の最大値以降の約１分間に収集されたセンサ出力の平均が平均値ＡＶＥ２としてＲＡＭ３３に算出され、ステップＳ５９において、平均値ＡＶＥ２と平均値ＡＶＥ１との差がセンサ出力として算出され、ステップＳ６０において、算出されたセンサ出力が前記ガス成分識別データに関連付けられてＲＡＭ３３の所定領域に記憶され、その後呼び出し元に復帰する。   In step S58, the average of the sensor outputs collected for about one minute after the maximum value of the sensor output detected in the analysis is calculated as the average value AVE2 in the RAM 33. In step S59, the average value AVE2 and the average value AVE1 are calculated. Is calculated as a sensor output. In step S60, the calculated sensor output is stored in a predetermined area of the RAM 33 in association with the gas component identification data, and then returned to the caller.

このようにセンサ出力測定処理を実行することで、指定した測定対象に対応するセンサ出力を収集し、その最大値が検出された以降に収集したセンサ出力の平均値をセンサ出力として算出しているので、ガスセンサ１０の特性や、微妙な雰囲気温度の違いにより出力が安定するのに差が生じても、本発明では、センサ出力の最大値以降は安定するという特性に基づいて、その安定したセンサ出力の平均値をセンサ出力とすることで、センサ出力の精度を向上させている。   By executing the sensor output measurement process in this way, the sensor output corresponding to the specified measurement target is collected, and the average value of the sensor outputs collected after the maximum value is detected is calculated as the sensor output. Therefore, even if a difference occurs in the output due to the characteristic of the gas sensor 10 or a subtle difference in ambient temperature, the present invention is based on the characteristic that the sensor output is stabilized after the maximum value after the maximum value. By using the average output value as the sensor output, the accuracy of the sensor output is improved.

次に、図８に示すステップＴ４（選定用発熱量特定手段）において、ＥＥＰＲＯＭ３４のガス成分用の発熱量テーブル（発熱量特定情報）に基づいて測定されたセンサ出力に対応する発熱量が特定され、ステップＴ５において、その発熱量とガス成分識別データとセンサ出力が関連付けられてＥＥＰＲＯＭ３４に記憶され、その後ステップＴ６に進む。   Next, in step T4 (selection heat generation amount specifying means) shown in FIG. 8, the heat generation amount corresponding to the sensor output measured based on the gas component heat generation amount table (heat generation amount specifying information) in the EEPROM 34 is specified. In step T5, the calorific value, gas component identification data, and sensor output are associated with each other and stored in the EEPROM 34. Thereafter, the process proceeds to step T6.

ステップＴ６において、操作部４０からの入力データに基づいて、収集終了が要求されたか否かが判定される。収集終了が要求されていないと判定された場合は（Ｔ６でＮ）、ステップＴ２に戻り、一連の処理が繰り返され、他に指定されたガス成分に対するセンサ出力が測定されることで、ＥＥＰＲＯＭ３４にはセンサ駆動温度に対応して各ガス成分毎のセンサ出力が収集されて記憶される。また、収集終了が要求されたと判定された場合は（Ｔ６でＹ）、測定すべきガス成分のセンサ出力を収集したと見なされ、その後ステップＴ７に進む。   In step T <b> 6, it is determined based on input data from the operation unit 40 whether or not collection termination is requested. When it is determined that the collection end is not requested (N in T6), the process returns to step T2, a series of processes are repeated, and the sensor output for the other designated gas component is measured. The sensor output for each gas component is collected and stored corresponding to the sensor driving temperature. On the other hand, when it is determined that the collection end is requested (Y in T6), it is considered that the sensor output of the gas component to be measured is collected, and then the process proceeds to Step T7.

ステップＴ７（近似直線式生成手段）において、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶している各ガス成分毎のセンサ出力と発熱量とからそれらの関係を示す前記ガス成分点に基づいて、上述した図６に示すような近似直線Ｇ１を示す近似直線式が生成され、該近似直線式を示す近似直線式情報がＲＡＭ３３に記憶され、ステップＴ８に進む。   In step T7 (approximate linear expression generating means), as shown in FIG. 6 described above, based on the gas component points indicating the relationship between the sensor output and the calorific value for each gas component stored in the EEPROM 34. An approximate straight line expression indicating the approximate straight line G1 is generated, and approximate straight line information indicating the approximate straight line expression is stored in the RAM 33, and the process proceeds to Step T8.

ステップＴ８（未知ガス用ガス成分選定手段）において、近似直線式が示す近似直線から各ガス成分点までの距離が算出され、それらの距離からＥＥＰＲＯＭ３４の選定条件を満たす距離に対応する２つのガス成分点が選定され、それらのガス成分点に対応するガス成分を示すガス成分データが、主成分ガスが未知の混合ガスに対応する発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分としてＲＡＭ３３に記憶され、その後ステップＴ９に進む。   In step T8 (unknown gas gas component selection means), the distance from the approximate straight line indicated by the approximate straight line formula to each gas component point is calculated, and the two gas components corresponding to the distance satisfying the selection condition of the EEPROM 34 from these distances. The RAM 33 is selected as the measurement gas component to be measured when the gas component data indicating the gas components corresponding to these gas component points is selected and the calorific value calculation formula corresponding to the mixed gas whose principal component gas is unknown is generated. And then proceeds to step T9.

ステップＴ９（直線式生成手段）において、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶している各ガス成分毎のセンサ出力と発熱量とから、それらの関係を示す前記ガス成分点に基づいて、予め定められた主成分ガスに対応するガス成分点が主成分点とされ、該主成分点を通り、主成分ガス以外の他のガス成分に対応する１つのガス成分点を通る直線式（図７参照）が、他のガス成分に対応して生成され、それらの直線式を示す直線式情報がＲＡＭ３３に記憶され、ステップＴ１０に進む。   In step T9 (linear generation means), a predetermined main component gas is determined based on the gas component point indicating the relationship between the sensor output and the calorific value of each gas component stored in the EEPROM 34. A corresponding gas component point is set as a principal component point, and a linear equation (see FIG. 7) passing through the principal component point and passing through one gas component point corresponding to another gas component other than the main component gas is another gas. Linear equation information generated corresponding to the components and indicating those linear equations is stored in the RAM 33, and the process proceeds to step T10.

ステップＴ１０（既知用ガス成分選定手段）において、直線式が示す直線から該直線式に対応しない各ガス成分点までの距離の和が各直線式に対応して算出され、それらの和の中から最小となる直線式が選定され、その直線式に対応する他のガス成分と主成分ガスを示すガス成分データが、主成分ガスの既知の混合ガスに対応する発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分としてＲＡＭ３３に記憶され、その後ステップＴ１１に進む。   In step T10 (known gas component selection means), the sum of the distances from the straight line indicated by the linear equation to each gas component point not corresponding to the linear equation is calculated corresponding to each linear equation. When the minimum linear equation is selected and the gas component data indicating the other gas components corresponding to the linear equation and the main component gas generates a calorific value calculation equation corresponding to the known mixed gas of the main component gas The measurement gas component to be measured is stored in the RAM 33, and then the process proceeds to step T11.

ステップＴ１１において、ＲＡＭ３３に記憶された混合ガスの主成分が未知及び既知の各々に対応したガス成分データ（測定ガス成分）に基づいて、前記測定ガス成分情報が生成されてＥＥＰＲＯＭ３４に記憶され、処理が終了される。   In step T11, the measurement gas component information is generated based on the gas component data (measurement gas component) corresponding to the unknown and known principal components of the mixed gas stored in the RAM 33, stored in the EEPROM 34, and processed. Is terminated.

以上説明したように、発熱量算出装置３０がガス成分選定機能を備えることで、例えば、発熱量算出装置３０の設置時、点検時等に装置の校正を兼ねて複数種類のガス成分をガスセンサ１０を用いて測定し、そのガスセンサ１０のセンサ出力に基づいて、混合ガスの主成分が未知及び既知の双方に対応する測定ガス成分を選定することから、発熱量算出装置３０に適した測定ガス成分を選定することができる。   As described above, since the calorific value calculation device 30 has the gas component selection function, for example, when the calorific value calculation device 30 is installed or inspected, a plurality of types of gas components are combined with the gas sensor 10 for calibration of the device. The measurement gas component suitable for the calorific value calculation device 30 is selected based on the sensor output of the gas sensor 10 and the measurement gas component corresponding to both the unknown and known main components of the mixed gas is selected. Can be selected.

なお、本最良の形態では、本発明のガス成分選定ユニットを発熱量算出装置３０で実現する場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、ガス成分選定ユニットを単独の装置として構成し、そこで選定した測定ガス成分を発熱量算出装置３０のＥＥＰＲＯＭ３４等に記憶するなど種々異なる実施の形態とすることができる。   In the best mode, the case where the gas component selection unit of the present invention is realized by the calorific value calculation device 30 will be described. However, the present invention is not limited to this, and the gas component selection unit is a single device. The measurement gas component selected there may be stored in the EEPROM 34 or the like of the calorific value calculation device 30 and various other embodiments may be employed.

また、混合ガスの主成分と成り得る主成分が複数存在する場合は、上述したガス成分選定処理において、ステップＴ９及びＴ１０をその主成分の数に応じて繰り返させ、ステップＴ１０がその主成分ガスに対応させて測定すべきガス成分を記憶させるようにすることで対応することができる。   Further, when there are a plurality of main components that can be the main components of the mixed gas, in the gas component selection process described above, steps T9 and T10 are repeated according to the number of the main components, and step T10 is the main component gas. It is possible to cope with this by storing the gas component to be measured corresponding to the above.

次に、ガス成分選定機能によって選定された測定ガス成分に対応するガスセンサ１０のセンサ出力に基づいて、混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出式の算出方法の一例を、図１０の図面を参照して説明する。なお、図１０において、縦軸はセンサ出力（ｍＶ）、発熱量（ＭＪ／Ｎｍ3）をそれぞれ示し、各ガス濃度が３０００ｐｐｍのときの結果を示している。 Next, an example of a calculation method of a calorific value calculation formula for calculating the calorific value of the mixed gas based on the sensor output of the gas sensor 10 corresponding to the measurement gas component selected by the gas component selection function is shown in FIG. The description will be given with reference. In FIG. 10, the vertical axis indicates the sensor output (mV) and the calorific value (MJ / Nm 3 ), respectively, and shows the result when each gas concentration is 3000 ppm.

混合ガスに対応する発熱量算出式を算出する際に測定すべき測定ガス成分が、メタンガスとプロパンガスと選定されると、それらのガス成分に対応するガスセンサ１０のセンサ出力を測定し、そのセンサ出力に対応する発熱量を特定する。そして、図１０に示すように、メタンガスとプロパンガスとのそれぞれに対応し、センサ出力と発熱量との関係を示すガス成分点Ｐ１、Ｐ３を通る直線Ｇ５を示す直線式を算出し、該直線式に基づいて発熱量算出式を生成する。   When the measurement gas components to be measured when calculating the calorific value calculation formula corresponding to the mixed gas are selected as methane gas and propane gas, the sensor output of the gas sensor 10 corresponding to these gas components is measured, and the sensor Specify the amount of heat generation corresponding to the output. Then, as shown in FIG. 10, a linear equation indicating a straight line G5 corresponding to each of methane gas and propane gas and passing through gas component points P1 and P3 indicating the relationship between the sensor output and the calorific value is calculated. A calorific value calculation formula is generated based on the formula.

つまり、直線Ｇ５を示す直線式は、センサ出力をＹ、発熱量をＸ、定数である傾き、切片をａ，ｂとすると、
Ｙ＝ａＸ＋ｂ …（式１）
となり、センサ出力から発熱量を算出するための発熱量算出式は、
Ｘ＝（Ｙ−ｂ）／ａ …（式２）
となり、この式２のＹにセンサ出力を代入することで発熱量を算出することができる。 In other words, the linear equation representing the straight line G5 is expressed as follows: sensor output Y, calorific value X, constant slope, and intercepts a and b.
Y = aX + b (Formula 1)
The calorific value calculation formula for calculating the calorific value from the sensor output is
X = (Y−b) / a (Formula 2)
Thus, the calorific value can be calculated by substituting the sensor output for Y in Equation (2).

なお、本最良の形態では、上述した（式２）の算術式を示す算出プログラムをＲＯＭ３２に記憶しておき、その傾きａ，切片ｂを上述したＥＥＰＲＯＭ３４の発熱量算出情報に格納しておき、算出プログラムが発熱量算出情報の傾きａ，切片ｂを参照するようにしている。   In the best mode, a calculation program indicating the arithmetic expression of (Equation 2) described above is stored in the ROM 32, and its inclination a and intercept b are stored in the calorific value calculation information of the EEPROM 34 described above. The calculation program refers to the slope a and intercept b of the calorific value calculation information.

次に、上述した発熱量算出式を生成するために発熱量測定装置３０のＣＰＵ３１が実行する発熱量算出処理の一例を、図１１のフローチャートを参照して以下に説明する。   Next, an example of the calorific value calculation process executed by the CPU 31 of the calorific value measuring device 30 to generate the calorific value calculation formula described above will be described below with reference to the flowchart of FIG.

作業者等からの要求に応じて、ＣＰＵ３１によって図１１に示す発熱量算出処理が実行されると、ステップＳ１１（成分識別情報取込手段）において、作業者等に測定すべき混合ガスの主成分ガスをしてさせる主成分指定画面を表示部５０に表示させるための主成分指定画面情報が表示部５０に出力されることで、表示部５０に主成分指定画面が表示される。そして、主成分指定画面の表示に応じた操作部４０からの入力データが、混合ガスの主成分が既知であるか否かの識別が可能な成分識別情報としてＲＡＭ３３に取り込まれて記憶され、その後ステップＳ１２に進む。   When the CPU 31 executes the calorific value calculation process shown in FIG. 11 in response to a request from the worker or the like, the main component of the mixed gas to be measured by the worker or the like in step S11 (component identification information fetching means). The principal component designation screen information for causing the display unit 50 to display the principal component designation screen for causing gas to be output is output to the display unit 50, whereby the principal component designation screen is displayed on the display unit 50. Then, input data from the operation unit 40 according to the display of the principal component designation screen is taken in and stored in the RAM 33 as component identification information that can identify whether or not the principal component of the mixed gas is known, and thereafter Proceed to step S12.

ステップＳ１２において、ＲＡＭ３３の成分識別情報に基づいて、主成分が指定されたか否かが判定される。主成分が指定された、つまり、混合ガスの主成分は既知であると判定された場合は（Ｓ１２でＹ）、ステップＳ１３（ガス成分特定手段）において、指定された主成分に対応する２つの測定ガス成分がＥＥＰＲＯＭ３４の測定ガス成分情報に基づいて特定され、それらの測定ガス成分を示すガス成分データが測定すべきガス成分としてＥＥＰＲＯＭ３４に記憶され、その後ステップＳ１５に進む。   In step S12, based on the component identification information in the RAM 33, it is determined whether or not a principal component has been designated. When the principal component is designated, that is, when it is determined that the principal component of the mixed gas is known (Y in S12), in step S13 (gas component identification means), the two corresponding to the designated principal component are determined. The measurement gas component is specified based on the measurement gas component information in the EEPROM 34, and the gas component data indicating the measurement gas component is stored in the EEPROM 34 as the gas component to be measured, and then the process proceeds to step S15.

また、ステップＳ１２で主成分が指定されていない、つまり、混合ガスの主成分が未知であると判定された場合は（Ｓ１２でＮ）、ステップＳ１４（ガス成分特定手段）において、ＥＥＰＲＯＭ３４の測定ガス成分情報が有する主成分が未知に対応する２つの測定ガス成分が特定され、それらの測定ガス成分を示すガス成分データが測定すべきガス成分としてＥＥＰＲＯＭ３４に記憶され、その後ステップＳ１５に進む。   If it is determined in step S12 that the main component is not specified, that is, it is determined that the main component of the mixed gas is unknown (N in S12), the measurement gas in the EEPROM 34 is determined in step S14 (gas component specifying means). Two measurement gas components whose component information has an unknown principal component are specified, gas component data indicating these measurement gas components is stored in the EEPROM 34 as gas components to be measured, and then the process proceeds to step S15.

ステップＳ１５（生成用センサ出力取込手段）において、ＥＥＰＲＯＭ３４の測定すべきガス成分の一方を示す測定ガス成分情報が表示部５０に出力されることで、表示部５０に測定すべき一方のガス成分が表示され、その測定すべき一方のガス成分を示す前記ガス成分識別データが指定されてセンサ出力測定処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ１６に進む。なお、センサ出力測定処理による処理については、その対象が異なるだけで、上述した図９に示すフローチャートと同一であることから詳細な説明は省略する。そして、センサ出力測定処理が実行されることで、ＲＡＭ３３には一方の測定すべきガス成分に対応するセンサ出力が記憶される。   In step S15 (sensor output capturing means for generation), the measurement gas component information indicating one of the gas components to be measured in the EEPROM 34 is output to the display unit 50, so that one of the gas components to be measured on the display unit 50 is displayed. Is displayed, the gas component identification data indicating one of the gas components to be measured is designated, the sensor output measurement process is executed, and when the process ends, the process proceeds to step S16. Note that the process by the sensor output measurement process is the same as the flowchart shown in FIG. By executing the sensor output measurement process, the RAM 33 stores the sensor output corresponding to one of the gas components to be measured.

ステップＳ１６（生成用センサ出力取込手段）において、ＥＥＰＲＯＭ３４の測定すべきガス成分の他方を示す測定ガス成分情報が表示部５０に出力されることで、表示部５０に測定すべき他方のガス成分が表示され、その測定すべき他方のガス成分を示す前記ガス成分識別データが指定されてセンサ出力測定処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ１７に進む。なお、ステップＳ１５でも述べたように、センサ出力測定処理による処理については、その対象が異なるだけで、上述した図９に示すフローチャートと同一であることから詳細な説明は省略する。そして、センサ出力測定処理が実行されることで、ＲＡＭ３３には他方の測定すべきガス成分に対応するセンサ出力が記憶される。   In step S16 (sensor output capturing means for generation), measurement gas component information indicating the other of the gas components to be measured in the EEPROM 34 is output to the display unit 50, so that the other gas component to be measured on the display unit 50 is output. Is displayed, the gas component identification data indicating the other gas component to be measured is designated, the sensor output measurement process is executed, and when the process ends, the process proceeds to step S17. As described in step S15, the processing by the sensor output measurement process is the same as the flowchart shown in FIG. By executing the sensor output measurement process, the RAM 33 stores the sensor output corresponding to the other gas component to be measured.

ステップＳ１７（生成用発熱量特定手段、関係式算出手段、発熱量算出式生成手段）において、ＲＡＭ３３に記憶された一方及び他方のガス成分に対応する２つのセンサ出力の各々に対応する発熱量がＥＥＰＲＯＭ３４の発熱量テーブルに基づいて特定され、それらの発熱量とセンサ出力と基づいて、上述した（式１）である直線式が算出され、この直線式に基づいて、接触燃焼式ガスセンサ１０が出力する混合ガスに対応したセンサ出力から当該混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出式（式２）が生成され、その傾きａ、切片ｂを有する発熱量算出情報がＥＥＰＲＯＭ３４に記憶され、その後ステップＳ１８に進む。   In step S17 (generation heat generation amount specifying means, relational expression calculation means, heat generation amount calculation expression generation means), the heat generation amount corresponding to each of the two sensor outputs corresponding to one and the other gas components stored in the RAM 33 is obtained. It is specified based on the calorific value table of the EEPROM 34, and based on the calorific value and the sensor output, the above-described linear equation (Equation 1) is calculated, and based on this linear equation, the contact combustion type gas sensor 10 outputs. The calorific value calculation formula (formula 2) for calculating the calorific value of the mixed gas is generated from the sensor output corresponding to the mixed gas to be generated, and the calorific value calculation information having the inclination a and the intercept b is stored in the EEPROM 34. Thereafter, the process proceeds to step S18.

ステップＳ１８において、作業者等に混合ガスの測定が可能になったことを通知する通知画面を表示部５０に表示させるための通知画面情報が表示部５０に出力されることで、表示部５０に通知画面が表示され、その後ステップＳ１９に進む。   In step S <b> 18, notification screen information for causing the display unit 50 to display a notification screen for notifying the operator or the like that measurement of the mixed gas is possible is output to the display unit 50. A notification screen is displayed, and then the process proceeds to step S19.

ステップＳ１９において、通知画面の表示に応じた操作部４０からの入力データに基づいて、混合ガスの測定要求を受けたか否かが判定される。測定要求を受けていないと判定された場合は（Ｓ１９でＮ）、ステップＳ２４に進む。一方、測定要求を受けたと判定された場合は（Ｓ１９でＹ）、ステップＳ２０に進む。   In step S <b> 19, it is determined whether or not a mixed gas measurement request has been received based on input data from the operation unit 40 corresponding to the display of the notification screen. If it is determined that a measurement request has not been received (N in S19), the process proceeds to step S24. On the other hand, if it is determined that a measurement request has been received (Y in S19), the process proceeds to step S20.

ステップＳ２０（混合ガス用センサ出力取込手段）において、混合ガスに対するセンサ出力測定処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ２１に進む。なお、センサ出力測定処理の測定については、その測定対象が上述したステップＳ１５，１６と異なり混合ガスになるだけで、その測定については上述した図９に示すフローチャートと同一であることから詳細な説明は省略する。そして、センサ出力測定処理が実行されることで、ＲＡＭ３３には混合ガス成分に対応するセンサ出力が記憶される。   In step S20 (mixed gas sensor output capturing means), a sensor output measurement process for the mixed gas is executed, and when the process ends, the process proceeds to step S21. Note that the measurement of the sensor output measurement process is a detailed description because the measurement object is the same as the flow chart shown in FIG. 9 described above except that the measurement object is a mixed gas unlike the steps S15 and S16 described above. Is omitted. And the sensor output corresponding to the mixed gas component is memorize | stored in RAM33 by performing a sensor output measurement process.

ステップＳ２１（発熱量算出手段）において、上記発熱量算出式（式２）のＹにＲＡＭ３３の混合ガスに対応するセンサ出力、定数ａ，ｂにＥＥＰＲＯＭ３４の発熱量算出情報の傾きａ，切片ｂの各々が代入されて算出されることで、混合ガスに対応する発熱量が上記発熱量算出式（式２）により算出され、ステップＳ２２において、その発熱量をＭＪ／Ｎｍ3で表示するように換算され、その発熱量を示す発熱量情報が生成されてＥＥＰＲＯＭ３４に記憶され、その後、ステップＳ２３に進む。 In step S21 (heat generation amount calculation means), Y in the heat generation amount calculation formula (formula 2) is the sensor output corresponding to the mixed gas in the RAM 33, constants a and b are the inclination a and the intercept b of the heat generation amount calculation information of the EEPROM 34. By calculating by substituting each, the calorific value corresponding to the mixed gas is calculated by the calorific value calculation formula (formula 2), and in step S22, the calorific value is converted to be displayed as MJ / Nm 3. Then, the calorific value information indicating the calorific value is generated and stored in the EEPROM 34, and then the process proceeds to step S23.

ステップＳ２３（発熱量情報出力手段）において、その発熱量情報が表示部５０に出力されることで、表示部５０に発熱量が表示され、その後ステップＳ２４に進む。なお、発熱量情報の出力については、装置構成に通信部を設けて送信する場合はその通信部に出力するなど種々異なる実施の形態とすることができる。   In step S23 (heat generation amount information output means), the heat generation amount information is output to the display unit 50, whereby the heat generation amount is displayed on the display unit 50, and then the process proceeds to step S24. In addition, about the output of calorific value information, when providing a communication part in an apparatus configuration and transmitting, it can be set as various different embodiments, such as outputting to the communication part.

ステップＳ２４において、操作部４０からの入力データに基づいて終了要求を受けたか否かが判定される。終了要求を受けていないと判定された場合は（ステップＳ２４でＮ）、ステップＳ１９に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、終了要求を受けたと判定された場合は（ステップＳ２４でＹ）、処理が終了される。   In step S <b> 24, it is determined whether an end request has been received based on input data from the operation unit 40. If it is determined that an end request has not been received (N in step S24), the process returns to step S19, and a series of processes is repeated. On the other hand, if it is determined that an end request has been received (Y in step S24), the process ends.

上述したフローチャートにおいて、ステップＳ１１〜Ｓ１７の一連の処理で発熱量算出式を生成していることから、本発明の発熱量算出式生成ユニットの各種手段に相当している。よって、本最良の形態において、発熱量算出式生成ユニットを組み込んだ発熱量算出装置３０のＣＰＵ３１は、特許請求の範囲に記載の成分識別情報取込手段、ガス成分特定手段、生成用センサ出力取込手段、生成用発熱量特定手段、関係式算出手段、発熱量算出式生成手段、混合ガス用センサ出力取込手段、発熱量算出手段、及び、発熱量情報出力手段として機能している。   In the above-described flowchart, the calorific value calculation formula is generated by the series of processes in steps S11 to S17, and thus corresponds to various means of the calorific value calculation formula generation unit of the present invention. Therefore, in this best mode, the CPU 31 of the calorific value calculation device 30 incorporating the calorific value calculation formula generation unit, the component identification information acquisition means, gas component identification means, and generation sensor output acquisition described in the claims. It functions as a loading means, a generation calorific value specifying means, a relational expression calculating means, a calorific value calculation formula generating means, a mixed gas sensor output taking means, a calorific value calculating means, and a calorific value information output means.

次に、上述した本発明に係る発熱量算出装置３０を用いた発熱量測定システムの本最良の形態の動作（作用）の一例を、以下に説明する。   Next, an example of the operation (action) of the best mode of the calorific value measurement system using the calorific value calculation device 30 according to the present invention will be described below.

図２において、発熱量算出装置３０が起動されると、その表示部５０には主成分指定画面が表示され、作業者等は測定すべき混合ガスの主成分が既知である場合は、操作部４０により主成分ガスを指定し、未知である場合は、未知であることを指定する。そして、発熱量算出装置３０は、作業者等の指示に対応した既知用若しくは未知用の測定ガス成分として、一方をメタンガス、他方をプロパンガスとして測定ガス成分を特定し、その一方の測定ガス成分情報（メタンガス）を表示部５０に表示させる。   In FIG. 2, when the calorific value calculation device 30 is activated, a main component designation screen is displayed on the display unit 50. When the main component of the mixed gas to be measured is known to the operator, the operation unit The main component gas is designated by 40, and if unknown, it is designated unknown. Then, the calorific value calculation device 30 specifies the measurement gas component as one of the methane gas and the other as the propane gas as the known or unknown measurement gas component corresponding to the instruction from the operator, and the one measurement gas component. Information (methane gas) is displayed on the display unit 50.

表示部５０に表示を参照した作業者等は、まず、成分切替コック７をエアー容器８ｆに切り替え、切替コック４の切替操作を行うことで、測定槽５内部にエアーを流入させてエアベース調整を行う。そして、成分切替コック７をメタンガスの成分容器８ａに切り替え、切替コック４の切替操作が行われることで、測定槽５内にガス成分としてメタンガスが注入される。   An operator who refers to the display on the display unit 50 first switches the component switching cock 7 to the air container 8f and performs switching operation of the switching cock 4, thereby allowing air to flow into the measurement tank 5 and adjusting the air base. I do. Then, the component switching cock 7 is switched to the methane gas component container 8a, and the switching cock 4 is switched, whereby methane gas is injected into the measuring tank 5 as a gas component.

発熱量算出装置３０は、ガスセンサ１０を駆動させ、そのガスセンサ１０が出力したセンサ出力を取り込み、それをメタンガスのセンサ出力としてＲＡＭ３３に記憶すると、表示部５０の表示内容を、次に測定すべき他方の測定ガス成分を示す測定ガス成分情報（プロパンガス）に切り替えて表示させる。   The calorific value calculation device 30 drives the gas sensor 10, takes in the sensor output output from the gas sensor 10, and stores it in the RAM 33 as the sensor output of methane gas. The measurement gas component information (propane gas) indicating the measurement gas component is switched and displayed.

表示部５０に表示された他方の測定ガス成分情報を参照した作業者等は、成分切替コック７をエアー容器８ｆに切り替え、切替コック４の切替操作を行うことで、測定槽５内部にエアーを流入させてエアベース調整を行う。そして、成分切替コック７をプロパンガスの成分容器８ｃに切り替え、切替コック４の切替操作が行われることで、測定槽５内にガス成分としてプロパンガスが注入される。   An operator who refers to the other measurement gas component information displayed on the display unit 50 switches the component switching cock 7 to the air container 8f and performs the switching operation of the switching cock 4, thereby supplying air into the measurement tank 5. Let the air flow in and adjust the air base. And the propane gas is inject | poured in the measurement tank 5 as a gas component by switching the component switching cock 7 to the component container 8c of propane gas, and switching operation of the switching cock 4 is performed.

発熱量算出装置３０は、ガスセンサ１０を駆動させ、そのガスセンサ１０が出力したセンサ出力を取り込み、それをプロパンガスのセンサ出力としてＲＡＭ３３に記憶すると、各センサ出力とその発熱量とに基づいて図１０の直線Ｇ５に示す直線式を算出し、この直線式に基づいて発熱量算出式を生成し、その発熱量算出情報をＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。すると、混合ガスの測定が可能になったことを通知する通知画面を表示部５０に表示させる。   The calorific value calculation device 30 drives the gas sensor 10 and takes in the sensor output output by the gas sensor 10 and stores it in the RAM 33 as the sensor output of propane gas. The linear equation shown in the straight line G5 is calculated, a calorific value calculation formula is generated based on this linear formula, and the calorific value calculation information is stored in the EEPROM 34. Then, a notification screen for notifying that the measurement of the mixed gas is possible is displayed on the display unit 50.

表示部５０に表示された通知画面を参照した作業者等は、切替コック４を流路２に切り替えることで、３０００ｐｐｍに希釈された被検ガス（混合ガス）を測定槽５内に注入させる。そして、発熱量算出装置３０は、操作部４０に対する操作により測定要求が発生すると、ガスセンサ１０を駆動させ、そのガスセンサ１０が出力したセンサ出力を取り込み、このセンサ出力とＥＥＰＲＯＭ３４の発熱量算出情報とに基づいて混合ガスの発熱量を算出し、この発熱量を示す発熱量情報を表示部５０に表示させることで、作業者等は表示部５０ににより混合ガスの発熱量を認識する。   An operator who refers to the notification screen displayed on the display unit 50 switches the switching cock 4 to the flow path 2 to inject the test gas (mixed gas) diluted to 3000 ppm into the measurement tank 5. Then, when a measurement request is generated by an operation on the operation unit 40, the calorific value calculation device 30 drives the gas sensor 10, captures the sensor output output by the gas sensor 10, and uses this sensor output and the calorific value calculation information of the EEPROM 34 as the sensor output. Based on this, the calorific value of the mixed gas is calculated, and the calorific value information indicating the calorific value is displayed on the display unit 50, so that the operator recognizes the calorific value of the mixed gas on the display unit 50.

以上説明したように、発熱量算出装置３０は、測定すべき混合ガスに対応する成分識別情報に指定された主成分が未知か既知かに適した発熱量算出式を生成し、この発熱量算出式とその混合ガスに対応してガスセンサ１０が出力したセンサ出力とに基づいて混合ガスの発熱量を算出することから、主成分が未知の混合ガスであっても、高価なガスクロマトグラフを用いることなく、測定すべき混合ガスの主成分が未知か既知かを指定し、該指定に対応する２つの測定ガス成分に対する接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力を測定するだけで、混合ガスに適した発熱量算出式を迅速に算出することができる。   As described above, the calorific value calculation device 30 generates a calorific value calculation formula suitable for whether the principal component specified in the component identification information corresponding to the mixed gas to be measured is unknown or known, and calculates the calorific value. Since the calorific value of the mixed gas is calculated based on the equation and the sensor output output by the gas sensor 10 corresponding to the mixed gas, an expensive gas chromatograph should be used even if the main component is an unknown mixed gas And specify whether the main component of the mixed gas to be measured is unknown or known, and measure the sensor output of the contact combustion type gas sensor for the two measured gas components corresponding to the specification, and the calorific value suitable for the mixed gas The calculation formula can be calculated quickly.

従って、２つのガス成分を測定するだけで発熱量算出式を算出することができるため、混合ガスの発熱量測定する際に発熱量算出式を生成するようにしても、測定時間の短縮を図ることができ、高価なガスクロマトグラフを用いる必要もないので、安価な構成で混合ガスの発熱量の精度良く迅速に測定することができる。   Therefore, since the calorific value calculation formula can be calculated only by measuring two gas components, even when the calorific value calculation formula is generated when measuring the calorific value of the mixed gas, the measurement time is shortened. In addition, since it is not necessary to use an expensive gas chromatograph, the calorific value of the mixed gas can be measured quickly and accurately with an inexpensive configuration.

なお、上述した最良の形態では、本発明の発熱量算出式生成ユニットを発熱量算出装置３０に組み込んだ形態について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、発熱量算出式生成ユニットによって算出した発熱量算出式とその混合ガス測定温度を発熱量に算出装置に記憶しておき、ガス成分については混合ガスの測定の度に測定しない実施の形態など種々異なる形態とすることができる。   In the best mode described above, the embodiment in which the heat generation amount calculation formula generation unit of the present invention is incorporated in the heat generation amount calculation device 30 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the heat generation amount calculation formula generation unit. The calorific value calculation formula calculated by the above and its mixed gas measurement temperature are stored in the calculation device as the calorific value, and the gas component can be in various forms such as an embodiment in which measurement is not performed every time the mixed gas is measured. .

本発明のガス成分選定ユニット、発熱量算出式生成ユニット、及び、発熱量算出装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the gas component selection unit of this invention, the emitted-heat amount calculation formula production | generation unit, and the emitted-heat amount calculation apparatus. 本発明に関する発熱量測定システムの概略構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of schematic structure of the calorific value measuring system regarding this invention. 接触燃焼式ガスセンサの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a contact combustion type gas sensor. 図３の検知素子の構成の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a structure of the detection element of FIG. 本発明に係る発熱量算出装置の概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the emitted-heat amount calculation apparatus which concerns on this invention. 混合ガスの主成分が未知の場合の近似直線式の生成を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the production | generation of the approximate linear type | formula in case the main component of mixed gas is unknown. 混合ガスの主成分が既知の場合の直線式の生成を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the production | generation of a linear type in case the main component of mixed gas is known. 図５の発熱量算出装置のＣＰＵが実行するガス成分選定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the gas component selection process which CPU of the calorific value calculation apparatus of FIG. 5 performs. 図５の発熱量算出装置のＣＰＵが実行するセンサ出力測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the sensor output measurement process which CPU of the calorific value calculation apparatus of FIG. 5 performs. 混合ガスの発熱量算出式の生成を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the production | generation of the emitted-heat amount calculation formula of mixed gas. 図５の発熱量算出装置のＣＰＵが実行する発熱量算出処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the emitted-heat amount calculation process which CPU of the emitted-heat amount calculation apparatus of FIG. 5 performs. 各ガス成分に対する接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力と発熱量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the sensor output of a contact combustion type gas sensor with respect to each gas component, and the emitted-heat amount.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 接触燃焼式ガスセンサ
２１ａ 駆動制御手段（センサ駆動部）
２１ｂ 混合ガス用駆動制御手段（センサ駆動部）
３０ 発熱量算出装置
３１ａ１１ 選定用センサ出力取込手段（ＣＰＵ）
３１ａ１２ 選定用発熱量特定手段（ＣＰＵ）
３１ａ１３ 近似直線式生成手段（ＣＰＵ）
３１ａ１４ 未知用ガス成分選定手段（ＣＰＵ）
３１ａ１５ 直線式生成手段（ＣＰＵ）
３１ａ１６ 既知用ガス成分選定手段（ＣＰＵ）
３１ａ２１ 成分識別情報取込手段（ＣＰＵ）
３１ａ２２ ガス成分特定手段（ＣＰＵ）
３１ａ２３ 生成用センサ出力取込手段（ＣＰＵ）
３１ａ２４ 生成用発熱量特定手段（ＣＰＵ）
３１ａ２５ 関係式生成手段（ＣＰＵ）
３１ａ２６ 発熱量算出式生成手段（ＣＰＵ）
３１ａ３１ 混合ガス用センサ出力取込手段（ＣＰＵ）
３１ａ２５ 発熱量算出手段（ＣＰＵ）
３１ａ２５ 発熱量情報出力手段（ＣＰＵ）
３４ 測定ガス情報記憶手段（ＥＥＰＲＯＭ） 10 catalytic combustion type gas sensor 21a drive control means (sensor drive unit)
21b Mixed gas drive control means (sensor drive unit)
30 Calorific value calculation device 31a11 Selection sensor output capturing means (CPU)
31a12 Selection calorific value specifying means (CPU)
31a13 Approximate linear expression generating means (CPU)
31a14 Unknown gas component selection means (CPU)
31a15 Linear generation means (CPU)
31a16 Known gas component selection means (CPU)
31a21 Component identification information fetching means (CPU)
31a22 Gas component identification means (CPU)
31a23 Generating sensor output capturing means (CPU)
31a24 Generation calorific value specifying means (CPU)
31a25 Relational expression generation means (CPU)
31a26 Calorific value calculation formula generating means (CPU)
31a31 Mixed gas sensor output capturing means (CPU)
31a25 Heat generation amount calculation means (CPU)
31a25 Heat generation amount information output means (CPU)
34 Measuring gas information storage means (EEPROM)

Claims (4)

被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサが出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなるの混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出式を生成する際に、前記接触燃焼式ガスセンサによって測定すべき前記ガス成分を選定するガス成分選定ユニットであって、
前記複数種類のガス成分に対する前記接触燃焼式ガスセンサが出力したセンサ出力を、当該ガス成分に対応させて取り込む選定用センサ出力取込手段と、
前記選定用センサ出力取込手段が取り込んだセンサ出力に対応する前記発熱量を、前記センサ出力に対応する前記ガス成分の発熱量を特定することが可能な予め定められた発熱量特定情報に基づいて特定する選定用発熱量特定手段と、
予め定められた前記混合ガスの主成分ガスに対応する前記選定用センサ出力取込手段が取り込んだセンサ出力と該センサ出力に対応して前記選定用発熱量特定手段が特定した発熱量との関係を示す主成分点を通り、前記主成分ガス以外の他のガス成分に対応して前記選定用センサ出力取込手段が取り込んだセンサ出力と該センサ出力に対応して前記選定用発熱量特定手段が特定した発熱量との関係を示す前記ガス成分に対応する１つのガス成分点を通る直線式を前記他のガス成分に対応して生成する直線式生成手段と、
前記直線式生成手段が生成した直線式の中から、前記直線式が示す直線から該直線式に対応しない各々の前記ガス成分点までの距離の和が最小となる前記直線式を選定し、該選定した直線式に対応する前記他のガス成分と前記主成分ガスを、前記主成分ガスの既知の混合ガスに対応する前記発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分として選定する既知用ガス成分選定手段と、
を備えることを特徴とするガス成分選定ユニット。 A thermal balance between the detection element and the comparison element output from the catalytic combustion type gas sensor having a detection element sensitive to the test substance in the test gas and a comparison element not sensitive to the test substance in the test gas The gas component to be measured by the catalytic combustion type gas sensor is selected when generating a calorific value calculation formula for calculating the calorific value of the mixed gas composed of a plurality of types of gas components based on the sensor output indicating Gas component selection unit
Sensor output capturing means for selection that captures sensor outputs output by the catalytic combustion type gas sensor for the plurality of types of gas components in correspondence with the gas components;
The calorific value corresponding to the sensor output captured by the selection sensor output capturing means is based on predetermined calorific value specifying information capable of identifying the calorific value of the gas component corresponding to the sensor output. A calorific value identifying means for selection
The relationship between the sensor output taken in by the selection sensor output take-in means corresponding to the predetermined main component gas of the mixed gas and the heat generation quantity specified by the selection heat generation quantity specifying means corresponding to the sensor output The sensor output taken in by the selection sensor output take-in means corresponding to gas components other than the main component gas, and the heat generation amount specifying means for selection corresponding to the sensor output A linear expression generating means for generating a linear expression that passes through one gas component point corresponding to the gas component indicating the relationship with the calorific value specified by
From the linear formulas generated by the linear formula generating means, select the linear formula that minimizes the sum of the distances from the straight line indicated by the linear formula to each of the gas component points not corresponding to the linear formula, The other gas component corresponding to the selected linear equation and the main component gas are selected as measurement gas components to be measured when generating the calorific value calculation equation corresponding to the known mixed gas of the main component gas. A known gas component selection means;
A gas component selection unit comprising: 前記選定用センサ出力取込手段が取り込んだセンサ出力と該センサ出力に対応して前記選定用発熱量特定手段が特定した発熱量との関係を示す前記ガス成分に対応するガス成分点に対する近似直線式を生成する近似直線式生成手段と、
前記近似直線式生成手段が生成した近似直線式が示す近似直線に対する距離が近くのガス成分点を選定するための予め定められた選定条件を満たす２つの前記ガス成分点を、複数の前記ガス成分点の中から選定し、該選定したガス成分点に対応する前記ガス成分を、前記主成分ガスが未知の混合ガスに対応する前記発熱量算出式を生成する際に測定すべき測定ガス成分として選定する未知用ガス成分選定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のガス成分選定ユニット。 Approximate straight line for the gas component point corresponding to the gas component indicating the relationship between the sensor output captured by the selection sensor output capturing means and the heat generation amount specified by the selection heat generation amount specifying means corresponding to the sensor output An approximate linear expression generating means for generating an expression;
Two gas component points that satisfy a predetermined selection condition for selecting a gas component point that is close to the approximate straight line indicated by the approximate straight line equation generated by the approximate straight line equation generating means are a plurality of the gas component components. The gas component corresponding to the selected gas component point is selected as a measurement gas component to be measured when generating the calorific value calculation formula corresponding to the unknown mixed gas. An unknown gas component selection means to be selected;
The gas component selection unit according to claim 1, further comprising: 被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサが出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出式を生成する発熱量算出式生成ユニットであって、
請求項１又は２に記載のガス成分選定ユニットの既知用ガス成分選定手段が選定した測定ガス成分を前記混合ガスの主成分が既知である場合とし、前記未知用ガス成分選定手段が選定した測定ガス成分を前記混合ガスの主成分が未知である場合とした、測定すべき前記ガス成分を示す測定ガス成分情報を記憶する測定ガス成分情報記憶手段と、
前記混合ガスの主成分が既知であるか否かの識別が可能な成分識別情報を取り込む成分識別情報取込手段と、
前記成分識別情報取込手段が取り込んだ成分識別情報に対応する前記ガス成分を、前記測定ガス成分情報記憶手段が記憶している測定ガス成分情報から特定するガス成分特定手段と、
前記ガス成分特定手段が特定したガス成分に対応して前記接触燃焼式ガスセンサが出力するセンサ出力を取り込む生成用センサ出力取込手段と、
前記生成用センサ出力取込手段が取り込んだセンサ出力に対応する前記ガス成分の発熱量を、前記センサ出力に対応する前記ガス成分の発熱量を特定することが可能な予め定められた発熱量特定情報に基づいて特定する生成用発熱量特定手段と、
前記生成用センサ出力取込手段が取り込んだセンサ出力と前記生成用発熱量特定手段が特定した前記ガス成分の発熱量との関係式を算出する関係式算出手段と、
前記関係式算出手段が算出した関係式に基づいて前記発熱量算出式を生成する発熱量算出式生成手段と、
を備えることを特徴とする発熱量算出式生成ユニット。 Thermal balance between the detection element and the comparison element output from the catalytic combustion type gas sensor having a detection element sensitive to the test substance in the test gas and a comparison element not sensitive to the test substance in the test gas A calorific value calculation formula generating unit that generates a calorific value calculation formula for calculating a calorific value of a mixed gas composed of a plurality of types of gas components based on a sensor output indicating:
The measurement gas component selected by the known gas component selection means of the gas component selection unit according to claim 1 or 2 is a measurement gas component selected by the unknown gas component selection means when the main component of the mixed gas is known. Measurement gas component information storage means for storing measurement gas component information indicating the gas component to be measured when the gas component is a case where the main component of the mixed gas is unknown,
Component identification information capturing means for capturing component identification information capable of identifying whether or not the main component of the mixed gas is known;
A gas component identification unit that identifies the gas component corresponding to the component identification information captured by the component identification information capture unit from the measurement gas component information stored in the measurement gas component information storage unit;
A sensor output capturing means for generation that captures a sensor output output from the catalytic combustion gas sensor in response to the gas component specified by the gas component specifying means;
Predetermined calorific value identification capable of identifying the calorific value of the gas component corresponding to the sensor output captured by the generating sensor output capturing means and the calorific value of the gas component corresponding to the sensor output A generation calorific value identifying means for identifying based on the information;
A relational expression calculating means for calculating a relational expression between the sensor output captured by the generating sensor output capturing means and the calorific value of the gas component specified by the generating calorific value specifying means;
A calorific value calculation formula generating means for generating the calorific value calculation formula based on the relational formula calculated by the relational formula calculating means;
A calorific value calculation formula generation unit comprising: 被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサが出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置であって、
前記請求項３に記載の発熱量算出式生成ユニットと、
前記接触燃焼式ガスセンサが出力した前記混合ガスに対応する前記センサ出力を取り込む混合ガス用センサ出力取込手段と、
前記混合ガス用センサ出力取込手段が取り込んだセンサ出力と前記発熱量算出式生成装置の前記発熱量算出式生成手段が生成した発熱量算出式とに基づいて、前記混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出手段と、
前記発熱量算出手段が算出した発熱量を示す発熱量情報を通知するために出力する発熱量情報出力手段と、
を備え、
前記発熱量算出式生成ユニットの成分識別情報取込手段は、測定すべき前記混合ガスに対応する前記成分識別情報を取り込む
ことを特徴とする発熱量算出装置。
A thermal balance between the detection element and the comparison element output from the catalytic combustion type gas sensor having a detection element sensitive to the test substance in the test gas and a comparison element not sensitive to the test substance in the test gas A calorific value calculation device for calculating a calorific value of a mixed gas composed of a plurality of types of gas components based on a sensor output indicating:
The calorific value calculation formula generation unit according to claim 3,
A mixed gas sensor output capturing means for capturing the sensor output corresponding to the mixed gas output by the catalytic combustion gas sensor;
The calorific value of the mixed gas is calculated based on the sensor output captured by the mixed gas sensor output capturing means and the calorific value calculation formula generated by the calorific value calculation formula generating means of the calorific value calculation formula generating device. A calorific value calculation means for
A calorific value information output means for outputting the calorific value information indicating the calorific value calculated by the calorific value calculating means;
With
The calorific value calculation device, wherein the component identification information capturing means of the calorific value calculation formula generation unit captures the component identification information corresponding to the mixed gas to be measured.
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