JP4532693B2 - 気体供給管内の異物検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体供給管内の異物検出装置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、例えば医療用の酸素供給装置においては、酸素供給管内にガスセンサを設け、酸素が正常に供給されているか否かを検出するようにしている。しかしながら、このガスセンサは気体か煙等を検出することはできるが、粒子状物質や油分等の液状物質などの微量の異物を検出することはできない。
【０００３】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物質などの異物を容易に検出することができる装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の気体供給管内の異物検出装置は、一端が医療用の酸素供給装置の気体供給管に接続され、他端に吸入ファンを有する検出ハウジングと、該検出ハウジング内に設けられ、複数の電極板からなるコンデンサと、一方の電極板が接地され、他方の電極板に可変コンデンサを介して接続される高周波発振部とを備え、前記高周波発振部に、規定の周波数のみが通過する狭帯域フィルタ、高周波増幅部、高周波検波部、直流電圧リニア増幅部、可変抵抗器、直流電圧比較部、警報作動部および警報装置を接続し、前記気体供給管内に粒状物質や液状物質などの異物が無い状態での発振周波数を前記可変コンデンサで調整して規定値にセットし、前記発振周波数の変化により異物を検出し、警報装置により警報を発することを特徴とする。
以上
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明における気体供給管内の異物検出装置の１実施形態を示す全体構成図である。
【０００６】
気体供給管１には分岐管２が設けられ、分岐管２にジョイント３を介して検出ハウジング４が接続され、検出ハウジング４の他側には吸入ファン５が設けられている。検出ハウジング４の内部には、金属材からなる複数の電極板６、７からなるコンデンサ８が設けられている。コンデンサ８を形成する一方の電極板６は、接続端子６Ａを介して接地され、他方の電極板７は、接続端子７Ａを介して異物検出回路９に接続されている。
【０００７】
異物検出回路９は、可変コンデンサ１１、高周波発振部１２、クリスタル発振子１２ａ、狭帯域フィルタ１３、高周波増幅部１４、高周波検波部１５、直流電圧リニア増幅部１６、可変抵抗器１７、直流電圧比較部１８、警報作動部１９、警報装置２０から構成される回路である。直流電圧比較部１８には端子１８Ａからマイナス電流が印加される。
【０００８】
図２は、図１の検出ハウジング４の構造を示し、図２（Ａ）においては、検出ハウジング４を角型管を採用し角形管内に電極板６、７からなるコンデンサ８を配設している。図２（Ｂ）においては円筒管を採用し、円筒管内に電極板６、７からなるコンデンサ８を配設している。
【０００９】
上記構成からなる本発明の異物検出方法について説明する。検出ハウジング４内の気体に異物が混入していない高周波誘電体損失がゼロの時に、コンデンサ８と可変コンデンサ１１との組み合わせによる直列静電容量でクリスタル発振子１２ａの発振周波数を調整して、規定の発振周波数にするが、この場合、可変コンデンサ１１を調整して規定の発振周波数にセットする。規定の発振周波数は、高周波発振部１２に接続されている狭帯域フィルタ１３で規定の周波数のみが通過し、この狭帯域フィルタ１３を通過した発振周波数の高周波電圧が次段の高周波増幅部１４で増幅される。狭帯域フィルタ１３の通過周波数帯域は、中心周波数の±１０ＫＨｚ、−３ｄＢ点で±６０ｄＢ減衰特性を有するので、中心周波数より外れた周波数は減衰されて、次段に接続されている高周波増幅部１４には、微小な高周波電圧しか与えられない特性を有している。
【００１０】
次に、高周波増幅部１４で増幅された発振周波数は、次段に接続された高周波検波部１５で検波されてプラス直流電圧となり、次段の直流電圧リニア増幅部１６において、検波されたプラス直流電圧を入力に比例して直線的に増幅させる。増幅されたプラス直流電圧を、次段の可変抵抗器１７において、次段の直流電圧比較部１８に入力されているマイナス直流電圧値と比較して、直流電圧比較部１８の出力電圧がゼロになるように調整する。このとき、直流電圧比較部１８の出力電圧がゼロなので、警報作動部１９は作動しない。
【００１１】
吸入ファン５を駆動し、気体供給管１内の気体を検出ハウジング４内に導入する。吸入された気体の内部に異物が存在していない場合には、気体の高周波誘電体損失はゼロなので、検出ハウジング４内部のコンデンサ８を構成している電極板６、７間の高周波誘電率に変化は生じない。したがって、高周波発振部１２の発振周波数は既定値を示す。すなわち、高周波発振部１２に接続されているクリスタル発振子１２ａの発振周波数が可変コンデンサ１１とコンデンサ８との直列容量値で調整されているので、電極板６、７の間の静電容量が変化しないかぎり、クリスタル発振子１２ａの発振周波数は変化しない。
【００１２】
気体供給管１内に油類、埃類その他の異物が混入している場合には、電極板６、７間の誘電率が変化し、コンデンサ８と可変コンデンサ１１との直列静電容量が変化し、クリスタル発振子１２ａの発振周波数が変化するので、高周波発振部１２からの変化した発振周波数は次段に接続された狭帯域フィルタ１３で減衰され、高周波増幅部１４で増幅されても、高周波検波部１５で検波されたプラス直流電圧値が低い場合には、直流電圧比較部１８でマイナス電圧値の方が高くなり、電圧値のアンバランスが生じるので、直流電圧比較部１８により警報作動部１９が作動して警報装置２０が警報を発することになる。
【００１３】
従って、電極板６、７間に誘電率が異なるか又は高周波誘電体損失を伴う異物が通過した場合には、電極板６、７間の静電容量値が変化またはコンデンサとしての機能を停止させることになるので、高周波発振部１２の発振周波数が変化または発振が停止することになる。
【００１４】
なお、高周波発振部１２での変化は周囲温度−１０℃〜８０℃間では変化しない特性を有する。発振周波数、１００ＭＨｚ±１０ＫＨｚの特性の狭帯域フィルタ１３での誘電率が２の場合には、１００ＭＨｚから大幅に周波数がずれて９０ＭＨｚ近くの周波数にされ、狭帯域フィルタ１３の許容範囲を超えることになり、警報装置２０が作動することになる。従って、初期周波数が±１０ＫＨｚ変化した場合でも、異物の混入は１００ｐｐｍを示す。まして、高周波誘電体損失がある異物では、発振が停止することになり警報装置２０が作動する。
【００１５】
本発明が適用される気体の誘電率を以下に示す（温度または気圧で多少は変化する）
酸素 ４．９４（２０℃）
窒素 ５．４７（２０℃）
水素 ２．７２（０℃）
ヘリウム ０．７（０℃）
二酸化炭素 ９．２２（２２℃）
アンモニア ７１（１℃）
水蒸気 ６０（１００℃）
二酸化硫黄 ８２（２２℃）
エチルアルコール ７８（１００℃）
気体の誘電率は赤外線近くの高い周波数まで変化がないので、希望の気体に他の気体が混入すると、管内の誘電率が増加するので、コンデンサ８との直列静電容量が増えることになり、発振周波数が低くなる。粉体のような異物は、物質によるが、金属系では誘電率と発信回路のＱが共に変化して、発振周波数が変化または発振が停止する。気体の誘電率は赤外線近くまで変化がないが、異物が混入すると、コンデンサ８の容量が変化するので警報装置が作動する。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物質などの異物を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における気体供給管内の異物検出装置の１実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１の検出ハウジングの構造を示す図である。
【符号の説明】
１…気体供給管
４…検出ハウジング
５…吸入ファン
６、７…電極板
８…コンデンサ
１１…可変コンデンサ
１２…高周波発振部
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体供給管内の異物検出装置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、例えば医療用の酸素供給装置においては、酸素供給管内にガスセンサを設け、酸素が正常に供給されているか否かを検出するようにしている。しかしながら、このガスセンサは気体か煙等を検出することはできるが、粒子状物質や油分等の液状物質などの微量の異物を検出することはできない。
【０００３】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物質などの異物を容易に検出することができる装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の気体供給管内の異物検出装置は、一端が医療用の酸素供給装置の気体供給管に接続され、他端に吸入ファンを有する検出ハウジングと、該検出ハウジング内に設けられ、複数の電極板からなるコンデンサと、一方の電極板が接地され、他方の電極板に可変コンデンサを介して接続される高周波発振部とを備え、前記高周波発振部に、規定の周波数のみが通過する狭帯域フィルタ、高周波増幅部、高周波検波部、直流電圧リニア増幅部、可変抵抗器、直流電圧比較部、警報作動部および警報装置を接続し、前記気体供給管内に粒状物質や液状物質などの異物が無い状態での発振周波数を前記可変コンデンサで調整して規定値にセットし、前記発振周波数の変化により異物を検出し、警報装置により警報を発することを特徴とする。
以上
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明における気体供給管内の異物検出装置の１実施形態を示す全体構成図である。
【０００６】
気体供給管１には分岐管２が設けられ、分岐管２にジョイント３を介して検出ハウジング４が接続され、検出ハウジング４の他側には吸入ファン５が設けられている。検出ハウジング４の内部には、金属材からなる複数の電極板６、７からなるコンデンサ８が設けられている。コンデンサ８を形成する一方の電極板６は、接続端子６Ａを介して接地され、他方の電極板７は、接続端子７Ａを介して異物検出回路９に接続されている。
【０００７】
異物検出回路９は、可変コンデンサ１１、高周波発振部１２、クリスタル発振子１２ａ、狭帯域フィルタ１３、高周波増幅部１４、高周波検波部１５、直流電圧リニア増幅部１６、可変抵抗器１７、直流電圧比較部１８、警報作動部１９、警報装置２０から構成される回路である。直流電圧比較部１８には端子１８Ａからマイナス電流が印加される。
【０００８】
図２は、図１の検出ハウジング４の構造を示し、図２（Ａ）においては、検出ハウジング４を角型管を採用し角形管内に電極板６、７からなるコンデンサ８を配設している。図２（Ｂ）においては円筒管を採用し、円筒管内に電極板６、７からなるコンデンサ８を配設している。
【０００９】
上記構成からなる本発明の異物検出方法について説明する。検出ハウジング４内の気体に異物が混入していない高周波誘電体損失がゼロの時に、コンデンサ８と可変コンデンサ１１との組み合わせによる直列静電容量でクリスタル発振子１２ａの発振周波数を調整して、規定の発振周波数にするが、この場合、可変コンデンサ１１を調整して規定の発振周波数にセットする。規定の発振周波数は、高周波発振部１２に接続されている狭帯域フィルタ１３で規定の周波数のみが通過し、この狭帯域フィルタ１３を通過した発振周波数の高周波電圧が次段の高周波増幅部１４で増幅される。狭帯域フィルタ１３の通過周波数帯域は、中心周波数の±１０ＫＨｚ、−３ｄＢ点で±６０ｄＢ減衰特性を有するので、中心周波数より外れた周波数は減衰されて、次段に接続されている高周波増幅部１４には、微小な高周波電圧しか与えられない特性を有している。
【００１０】
次に、高周波増幅部１４で増幅された発振周波数は、次段に接続された高周波検波部１５で検波されてプラス直流電圧となり、次段の直流電圧リニア増幅部１６において、検波されたプラス直流電圧を入力に比例して直線的に増幅させる。増幅されたプラス直流電圧を、次段の可変抵抗器１７において、次段の直流電圧比較部１８に入力されているマイナス直流電圧値と比較して、直流電圧比較部１８の出力電圧がゼロになるように調整する。このとき、直流電圧比較部１８の出力電圧がゼロなので、警報作動部１９は作動しない。
【００１１】
吸入ファン５を駆動し、気体供給管１内の気体を検出ハウジング４内に導入する。吸入された気体の内部に異物が存在していない場合には、気体の高周波誘電体損失はゼロなので、検出ハウジング４内部のコンデンサ８を構成している電極板６、７間の高周波誘電率に変化は生じない。したがって、高周波発振部１２の発振周波数は既定値を示す。すなわち、高周波発振部１２に接続されているクリスタル発振子１２ａの発振周波数が可変コンデンサ１１とコンデンサ８との直列容量値で調整されているので、電極板６、７の間の静電容量が変化しないかぎり、クリスタル発振子１２ａの発振周波数は変化しない。
【００１２】
気体供給管１内に油類、埃類その他の異物が混入している場合には、電極板６、７間の誘電率が変化し、コンデンサ８と可変コンデンサ１１との直列静電容量が変化し、クリスタル発振子１２ａの発振周波数が変化するので、高周波発振部１２からの変化した発振周波数は次段に接続された狭帯域フィルタ１３で減衰され、高周波増幅部１４で増幅されても、高周波検波部１５で検波されたプラス直流電圧値が低い場合には、直流電圧比較部１８でマイナス電圧値の方が高くなり、電圧値のアンバランスが生じるので、直流電圧比較部１８により警報作動部１９が作動して警報装置２０が警報を発することになる。
【００１３】
従って、電極板６、７間に誘電率が異なるか又は高周波誘電体損失を伴う異物が通過した場合には、電極板６、７間の静電容量値が変化またはコンデンサとしての機能を停止させることになるので、高周波発振部１２の発振周波数が変化または発振が停止することになる。
【００１４】
なお、高周波発振部１２での変化は周囲温度−１０℃〜８０℃間では変化しない特性を有する。発振周波数、１００ＭＨｚ±１０ＫＨｚの特性の狭帯域フィルタ１３での誘電率が２の場合には、１００ＭＨｚから大幅に周波数がずれて９０ＭＨｚ近くの周波数にされ、狭帯域フィルタ１３の許容範囲を超えることになり、警報装置２０が作動することになる。従って、初期周波数が±１０ＫＨｚ変化した場合でも、異物の混入は１００ｐｐｍを示す。まして、高周波誘電体損失がある異物では、発振が停止することになり警報装置２０が作動する。
【００１５】
本発明が適用される気体の誘電率を以下に示す（温度または気圧で多少は変化する）
酸素 ４．９４（２０℃）
窒素 ５．４７（２０℃）
水素 ２．７２（０℃）
ヘリウム ０．７（０℃）
二酸化炭素 ９．２２（２２℃）
アンモニア ７１（１℃）
水蒸気 ６０（１００℃）
二酸化硫黄 ８２（２２℃）
エチルアルコール ７８（１００℃）
気体の誘電率は赤外線近くの高い周波数まで変化がないので、希望の気体に他の気体が混入すると、管内の誘電率が増加するので、コンデンサ８との直列静電容量が増えることになり、発振周波数が低くなる。粉体のような異物は、物質によるが、金属系では誘電率と発信回路のＱが共に変化して、発振周波数が変化または発振が停止する。気体の誘電率は赤外線近くまで変化がないが、異物が混入すると、コンデンサ８の容量が変化するので警報装置が作動する。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、気体供給管内の粒子状物質や油分等の液状物質などの異物を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における気体供給管内の異物検出装置の１実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１の検出ハウジングの構造を示す図である。
【符号の説明】
１…気体供給管
４…検出ハウジング
５…吸入ファン
６、７…電極板
８…コンデンサ
１１…可変コンデンサ
１２…高周波発振部
Claims (1)
- 一端が医療用の酸素供給装置の気体供給管に接続され、他端に吸入ファンを有する検出ハウジングと、
該検出ハウジング内に設けられ、複数の電極板からなるコンデンサと、
一方の電極板が接地され、他方の電極板に可変コンデンサを介して接続される高周波発振部とを備え、
前記高周波発振部に、規定の周波数のみが通過する狭帯域フィルタ、高周波増幅部、高周波検波部、直流電圧リニア増幅部、可変抵抗器、直流電圧比較部、警報作動部および警報装置を接続し、
前記気体供給管内に粒状物質や液状物質などの異物が無い状態での発振周波数を前記可変コンデンサで調整して規定値にセットし、前記発振周波数の変化により異物を検出し、警報装置により警報を発することを特徴とする気体供給管内の異物検出装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234258A JP4532693B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 気体供給管内の異物検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234258A JP4532693B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 気体供給管内の異物検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002048748A JP2002048748A (ja) | 2002-02-15 |
| JP4532693B2 true JP4532693B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=18726649
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000234258A Expired - Fee Related JP4532693B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 気体供給管内の異物検出装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4532693B2 (ja) |
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-
2000
- 2000-08-02 JP JP2000234258A patent/JP4532693B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002048748A (ja) | 2002-02-15 |
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