JP4823020B2 - Gas concentration monitoring system, fixed station and mobile station, and gas concentration measuring method - Google Patents

Gas concentration monitoring system, fixed station and mobile station, and gas concentration measuring method Download PDF

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Description

本発明は、天然ガスプラント、天然ガスパイプライン、化学プラントなどのガスを発生または排出する可能性のある施設及びその周辺、地下駐車場、トンネル、渋滞道路、高速道路の料金所、或いは温室効果ガスの地中処分対象領域等の天候の影響を受ける野外の広いガス異常監視区域において、大気中の異常ガスのガス濃度を分析し監視するガス濃度モニタリングシステム、レーザ光受光用の固定局及び移動局、並びにガス濃度計測方法に関する。   The present invention is a natural gas plant, a natural gas pipeline, a chemical plant, and other facilities that may generate or emit gas, and the vicinity thereof, an underground parking lot, a tunnel, a congested road, a highway toll gate, or a greenhouse gas. Concentration monitoring system that analyzes and monitors the gas concentration of abnormal gas in the atmosphere in a wide field of abnormal gas monitoring areas affected by the weather, such as areas subject to underground disposal, fixed and mobile stations for receiving laser light And a gas concentration measurement method.

なお、大気(空気)中の異常ガスとは、二酸化炭素、メタン、ハロカーボン、地上オゾン、一酸化炭素等の温室効果ガス(GHG)のみならず、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸化硫黄、アンモニア、その他の可燃性ガス、亜酸化窒素、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、パーフルオロカーボン(PFC)、六フッ化硫黄(SF6)、車両或いは各種のプラントから排出される排ガス等の、通常の大気には含まれないガス、或いは通常の大気の成分より割合が多いガス等をいう。   In addition, abnormal gases in the atmosphere (air) include not only greenhouse gases (GHG) such as carbon dioxide, methane, halocarbons, ground ozone, and carbon monoxide, but also nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, sulfur dioxide, and ammonia. , Other combustible gases, nitrous oxide, hydrofluorocarbon (HFC), perfluorocarbon (PFC), sulfur hexafluoride (SF6), exhaust gas discharged from vehicles or various plants, etc. Gas that has a higher proportion than normal atmospheric components.

本願の出願人は、図15、図16に図示の近赤外波長を使用した可変半導体レーザ吸収分光(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)法(以下、近赤外波長TDLAS法という)を利用したガス濃度計測装置を提案した。(例えば、特許文献1。)
なお、このガス濃度計測装置については、三菱重工技報 Vol.41 No.4(2004−7)、208−211頁にも記載されている。(例えば、非特許文献1。)
The applicant of the present application uses the Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (hereinafter referred to as the near infrared wavelength TDLAS method) method using the near infrared wavelength shown in FIGS. A measuring device was proposed. (For example, Patent Document 1)
The gas concentration measuring device is described in Mitsubishi Heavy Industries Technical Report Vol. 41 no. 4 (2004-7), pages 208-211. (For example, Non-Patent Document 1)

この従来のガス濃度計測装置は、図15、図16に図示のように、光源ユニット20にレーザ発振器が設けられている。
このレーザ発振器は、LDモジュール21と、LDモジュール21から発振されたレーザ光を反射するミラー22aと、ミラー22aで反射されたレーザ光の一部を光学窓25に向けて反射するとともに一部を透過させるハーフミラー22bと、ハーフミラー22bを透過したレーザ光を参照セル23に向けて反射するミラー22cとを備えている。
In this conventional gas concentration measuring apparatus, a laser oscillator is provided in the light source unit 20 as shown in FIGS.
The laser oscillator includes an LD module 21, a mirror 22 a that reflects the laser light oscillated from the LD module 21, a part of the laser light reflected by the mirror 22 a toward the optical window 25 and a part of the laser light. A half mirror 22b that transmits light and a mirror 22c that reflects the laser light transmitted through the half mirror 22b toward the reference cell 23 are provided.

また、受光部の光学窓の近傍には、計測用フォトダイオード45及び背景光用フォトダイオード46が設けられている。
計測用フォトダイオード45は、レーザ光軸上に配置されると共に、計測域の上方を通過したレーザ光を受光するようになっている。
背景光用フォトダイオード46は、レーザ光軸から外れたところに配置されると共に、計測域の背景光(バックグラウンド)を受光するようになっている。
これら計測用フォトダイオード45,背景光用フォトダイオード46は、計測ユニット27を経由してAD変換器ADに受光信号をそれぞれ送るように接続されている。
AD変換器ADは中央制御監視装置10に接続され、さらに中央制御監視装置10はディスプレイを備えた表示装置に接続されている。
Further, a measurement photodiode 45 and a background light photodiode 46 are provided in the vicinity of the optical window of the light receiving unit.
The measurement photodiode 45 is arranged on the laser optical axis and receives the laser light that has passed above the measurement area.
The background light photodiode 46 is disposed away from the laser optical axis and receives background light (background) in the measurement area.
The measurement photodiode 45 and the background light photodiode 46 are connected so as to send a light reception signal to the AD converter AD via the measurement unit 27.
The AD converter AD is connected to the central control monitoring device 10, and the central control monitoring device 10 is further connected to a display device having a display.

従来のガス濃度計測装置は、上述のごとく構成されており、LDモジュール21から発振されたレーザ光は、ハーフミラー22bで2つに分けられる。
このうち透過光は、参照セル23を通り、参照用フォトダイオード24で受光され、ガス濃度の検定と波長安定化とに用いられる。
一方、反射光は、計測域へ光学窓25を介して導入され、計測域を通過した後に計測用フォトダイオード45により受光される。
The conventional gas concentration measuring apparatus is configured as described above, and the laser light oscillated from the LD module 21 is divided into two by the half mirror 22b.
Of these, the transmitted light passes through the reference cell 23 and is received by the reference photodiode 24, and is used for gas concentration verification and wavelength stabilization.
On the other hand, the reflected light is introduced into the measurement area via the optical window 25 and is received by the measurement photodiode 45 after passing through the measurement area.

更に、計測用レーザ光の光軸から外れたところに配置された背景光用フォトダイオード46により計測域から発される背景光を受光する。
これら参照用フォトダイオード24、計測用フォトダイオード45,背景光用フォトダイオード46からの電気信号を計測ユニット27で処理する。
計測ユニット27は処理したアナログデータをAD変換器ADに送り、これをAD変換器ADはデジタルデータに変換し、これを中央制御監視装置10に送る。
中央制御監視装置10は、送られてきたデータをメモリに保存するとともに、これを数値化又はグラフ化して表示装置(図示せず)の画面に表示している。
さらに、中央制御監視装置10は、計測用フォトダイオード45で受光した光(レーザ光+背景光)の強度と背景光用フォトダイオード46で受光した光(背景光)の強度との差分を演算により求め、これも表示装置の画面に表示するようになっている。
Further, the background light emitted from the measurement region is received by the background light photodiode 46 disposed at a position off the optical axis of the measurement laser light.
The measurement unit 27 processes electrical signals from the reference photodiode 24, the measurement photodiode 45, and the background light photodiode 46.
The measurement unit 27 sends the processed analog data to the AD converter AD, which converts the analog data into digital data, which is sent to the central control and monitoring device 10.
The central control and monitoring device 10 stores the sent data in a memory, and digitizes or graphs this data and displays it on the screen of a display device (not shown).
Further, the central control monitoring device 10 calculates the difference between the intensity of the light received by the measurement photodiode 45 (laser light + background light) and the intensity of the light received by the background light photodiode 46 (background light). This is also displayed on the screen of the display device.

なお、図16中の、80はランプ波発生器、81、82はサイン波発生器、83は加算器、84は増幅器、85、86、88は位相敏感検波器、87はローパスフィルタ、89はアンプ/ローパスフィルタである。   In FIG. 16, 80 is a ramp wave generator, 81 and 82 are sine wave generators, 83 is an adder, 84 is an amplifier, 85, 86 and 88 are phase sensitive detectors, 87 is a low-pass filter, and 89 is It is an amplifier / low-pass filter.

しかしながら、特許文献1或いは非特許文献1には、天候の影響を受ける野外の広い領域においてどのようにして大気中の異常ガスのガス濃度を分析し監視するかについては何等開示されていない。   However, Patent Document 1 or Non-Patent Document 1 does not disclose how to analyze and monitor the gas concentration of abnormal gas in the atmosphere in a wide outdoor field affected by the weather.

また、本願の出願人は、図17、図18に図示のガス濃度モニタリングシステムを提案した。(例えば、特許文献2。)
図17に図示の特許文献2には、温室効果ガス地下処分場の貯留対象域の地表側において温室効果ガスの濃度を検出し、該温室効果ガス地下処分場貯留対象域103から地表に漏れ出してくる温室効果ガスを監視するガス濃度モニタリングシステムであって、前記温室効果ガス地下処分場貯留対象域103に立てたポール上に設けられ、計測対象となる温室効果ガス種に固有な吸収波長のレーザ光を前記温室効果ガス地下処分場貯留対象域103の地表近傍に存在する大気に向けて発振する少なくとも1つの光源部100と、移動体102に搭載されて移動可能に設けられ、前記温室効果ガス地下処分場貯留対象域103の地表近傍に存在する大気中を通過した前記光源部から発振されたレーザ光を受光する少なくとも1つの受光部101と、前記光源部100から発振されるレーザ光の発振波長を変調し、前記受光部101で受光した信号の中から変調された信号を復調し、復調信号に基いて前記計測対象温室効果ガス種の濃度を求める波長可変半導体レーザ吸収分光手段と、を具備したものが記載されている。
また、特許文献2には、図18に図示のように、貯留対象域103に、反射部104を固定配置したものも記載されている。
The applicant of the present application has proposed the gas concentration monitoring system shown in FIGS. (For example, Patent Document 2)
In Patent Document 2 shown in FIG. 17, the concentration of the greenhouse gas is detected on the surface side of the storage target area of the greenhouse gas underground disposal site, and leaks from the greenhouse gas underground disposal site storage target area 103 to the ground surface. A gas concentration monitoring system for monitoring incoming greenhouse gases, which is provided on a pole set up in the greenhouse gas underground disposal site storage target area 103 and has an absorption wavelength specific to the greenhouse gas species to be measured. At least one light source unit 100 that oscillates laser light toward the atmosphere existing in the vicinity of the ground surface of the greenhouse gas underground disposal site storage target area 103 and the movable body 102 are provided so as to be movable, and the greenhouse effect is provided. At least one light receiving unit 101 that receives the laser light oscillated from the light source unit that has passed through the atmosphere existing near the ground surface of the gas underground disposal site storage target area 103; Modulating the oscillation wavelength of the laser light oscillated from the light source unit 100, demodulating the modulated signal from the signals received by the light receiving unit 101, and the concentration of the greenhouse gas species to be measured based on the demodulated signal And a wavelength tunable semiconductor laser absorption spectroscopic means for obtaining the above.
Further, Patent Document 2 also describes a configuration in which the reflecting portion 104 is fixedly arranged in the storage target area 103 as illustrated in FIG.

しかしながら、図17、図18に図示のものでは、天候の影響を受ける野外においては、地表に漏れ出した温室効果ガスが風等によって移動するため、温室効果ガスの噴出位置を特定するためには更なる改善が必要である。   However, in the case shown in FIGS. 17 and 18, since the greenhouse gas leaked to the ground surface is moved by the wind or the like in the field affected by the weather, in order to specify the emission position of the greenhouse gas. Further improvements are needed.

なお、図17に図示のものでは、野外の広い領域において常時監視するためには常に移動体102を可動させる必要があり、計測作業が煩雑になる。
また、図18に図示のものでは、例えば半径2kmの野外の広い貯留対象域103においてガス濃度をモニタリングする場合、漏れ出してくる温室効果ガスの位置を特定するためには、例えば、100mピッチで反射部104を配置する場合、合計数百個の反射部104が必要である。
In the case shown in FIG. 17, it is necessary to always move the moving body 102 in order to constantly monitor in a wide outdoor field, and the measurement work becomes complicated.
Further, in the case shown in FIG. 18, for example, when the gas concentration is monitored in a wide storage target area 103 having a radius of 2 km, in order to specify the position of the leaking greenhouse gas, for example, at a pitch of 100 m In the case of disposing the reflection portion 104, a total of several hundred reflection portions 104 are necessary.

一方、図19に図示のように、可燃性ガスの貯蔵設備等を備えた地域において、複数のタンク110の中央に検出ユニット111を配置し、エリア周辺に反射鏡112を設けて、複数の往復計測光路113を設定して、1組のユニットで赤外線レーザの投光方向を順次切換えて、ガス漏洩を検出するものが提案されている。(例えば、特許文献3。)
しかしながら、図19に図示のものも、風等により漏洩した可燃性ガスが移動するため、天候(特に風)によっては可燃性ガスが漏洩した位置を正確に特定することは困難となる。
On the other hand, as shown in FIG. 19, in an area equipped with a combustible gas storage facility or the like, a detection unit 111 is arranged at the center of a plurality of tanks 110 and a reflecting mirror 112 is provided around the area, so It has been proposed to detect the gas leakage by setting the measurement optical path 113 and sequentially switching the projection direction of the infrared laser with one set of units. (For example, Patent Document 3)
However, since the combustible gas leaked by wind or the like moves also in the one shown in FIG. 19, it is difficult to accurately specify the position where the combustible gas leaks depending on the weather (especially wind).

特開2001−74653公報JP 2001-74653 A 特開2004−219379公報JP 2004-219379 A 特開昭56−147034号公報Japanese Patent Laid-Open No. 56-147034 三菱重工技報 Vol.41 No.4(2004−7)、208−211頁Mitsubishi Heavy Industries Technical Report Vol. 41 no. 4 (2004-7), pp. 208-211

本発明は、このような問題点を解決すべく提案されたものであり、大気(空気)中の異常ガスのガス濃度を、天候による影響を考慮して分析し監視することのできるガス濃度モニタリングシステム、レーザ光受光用の固定局及び移動局、並びにガス濃度計測方法を提供することを課題とする。   The present invention has been proposed to solve such problems, and gas concentration monitoring that can analyze and monitor the concentration of abnormal gas in the atmosphere (air) in consideration of the influence of the weather. It is an object to provide a system, a fixed station and a mobile station for receiving laser light, and a gas concentration measurement method.

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、特許請求の範囲に記載された各発明は、ガス濃度モニタリングシステム、これに使用されるレーザ光受光用の固定局及び移動局、並びにガス濃度計測方法として、それぞれ以下に述べる各手段を採用したものである。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and each of the inventions described in the claims includes a gas concentration monitoring system, a fixed station and a mobile station for receiving a laser beam used in the system, As the gas concentration measuring method, each means described below is adopted.

(1)第1の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、
ガス異常監視区域に配置され計測対象となるガスに固有な吸収波長のレーザ光を前記ガス異常監視区域に向けて発光するLDモジュールを有する少なくとも1つの光源ユニットと、
前記光源ユニットが発光する前記レーザ光の投光方向及び仰角を制御する旋回傾斜機構と、
前記ガス異常監視区域内の前記光源ユニットの周囲に配置され前記光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオードを有するとともに、照度計および前記照度計にて計測された照度が所定値を超えた場合に閉じるシャッターを有する複数の固定局と、
前記固定局に設けられた風向風速計と、
前記固定局の前記計測用フォトダイオードにて計測されたレーザ光計測値に基づき前記光源ユニットと前記固定局との間の大気中のガス濃度を演算するガス濃度演算器及び、前記風向風速計にて計測された風向計測値及び風速計測値に基づき、演算された前記ガス濃度のガス噴出想定範囲を演算する重畳表示作成器を有する中央制御監視装置と、
前記計測値及び演算結果を記憶する記憶器と、
その演算結果を表示する表示器と
を備えたことを特徴とする。
(1) The gas concentration monitoring system according to the first means is:
At least one light source unit having an LD module which is arranged in the gas abnormality monitoring area and emits laser light having an absorption wavelength specific to the gas to be measured toward the gas abnormality monitoring area;
A turning and tilting mechanism for controlling a light projection direction and an elevation angle of the laser light emitted from the light source unit;
It has a measurement photodiode that is arranged around the light source unit in the gas abnormality monitoring area and receives the laser light emitted from the light source unit , and the illuminance measured by the illuminance meter and the illuminance meter is a predetermined value. A plurality of fixed stations having shutters that close when exceeding
An anemometer installed in the fixed station;
A gas concentration calculator for calculating a gas concentration in the atmosphere between the light source unit and the fixed station based on a laser beam measurement value measured by the measurement photodiode of the fixed station, and an anemometer A central control monitoring device having a superimposed display creation device for calculating a gas ejection assumed range of the gas concentration calculated based on the measured wind direction value and the measured wind velocity value;
A storage device for storing the measurement value and the calculation result;
And a display for displaying the calculation result.

(2)第2の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第1の手段において、
前記光源ユニットは、
前記LDモジュールと、
計測対象となるガスが所定のガス濃度で封入されると共に前記LDモジュールから発光の一部を透過させる参照セルと、
前記参照セルを透過した透過光を受光する参照用フォトダイオードとを有し、
前記固定局は、
前記計測用フォトダイオードから離れた位置に背景光用フォトダイオードを有していることを特徴とする。
(2) The gas concentration monitoring system according to the second means is the first means,
The light source unit is
The LD module;
A reference cell that encloses a gas to be measured at a predetermined gas concentration and transmits a part of light emission from the LD module;
A reference photodiode that receives the transmitted light transmitted through the reference cell;
The fixed station is
A background light photodiode is provided at a position away from the measurement photodiode.

(3)第3の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第2の手段において、
前記固定局は、
前記計測用フォトダイオード、前記背景光用フォトダイオード、前記風向風速計にて計測された各計測値を収集し、計測値送信信号を作成し発信させる制御監視装置と、
各機器の調整、故障原因の表示が可能な表示器付き操作パネルと、
を有していることを特徴とする。
(3) The gas concentration monitoring system according to the third means is the second means,
The fixed station is
A control monitoring device that collects each measurement value measured by the measurement photodiode, the background light photodiode, and the anemometer, and generates and transmits a measurement value transmission signal;
An operation panel with indicator that can adjust each device and display the cause of failure,
It is characterized by having.

(4)第4の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第2又は3の手段において、
前記中央制御監視装置の前記ガス濃度演算器は、次式により前記大気中のガス濃度Cを求めるものであることを特徴とする、
大気中のガス濃度C={(レーザ光計測値DX−背景光計測値DN)/参照ガス濃度計測値Do}×(参照セル長さLo/計測区間距離L)×参照セル内ガス濃度Co、
但し、
レーザ光計測値DX:計測用フォトダイオードによる計測値、
背景光計測値DN:背景光用フォトダイオードによる計測値、
参照ガス濃度計測値Do:参照用フォトダイオードによる計測値、
参照セル長さLo:参照セルの長さ、
計測区間距離L:光源ユニットから計測用フォトダイオード迄の距離、
参照セル内ガス濃度Co:参照セル内に封入されたガスの濃度。
(4) The gas concentration monitoring system according to the fourth means is the second or third means,
The gas concentration calculator of the central control and monitoring device is to obtain the gas concentration C in the atmosphere by the following equation:
Atmospheric gas concentration C = {(laser light measurement value DX−background light measurement value DN) / reference gas concentration measurement value Do} × (reference cell length Lo / measurement section distance L) × reference cell gas concentration Co,
However,
Laser beam measurement value DX: Measurement value by measurement photodiode,
Background light measurement value DN: Measurement value by a background light photodiode,
Reference gas concentration measurement value Do: measurement value by reference photodiode,
Reference cell length Lo: length of reference cell,
Measurement section distance L: distance from the light source unit to the measurement photodiode,
Reference cell gas concentration Co: concentration of gas sealed in the reference cell.

(5)第5の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第1〜4のいずれかの手段において、
前記中央制御監視装置は、前記固定局の設置位置と前記光源ユニットの設置位置とから前記光源ユニットの向き及び仰角を演算して光源ユニットを前記固定局に向け、その後、光源ユニットの向き及び仰角を設定された所定の走査幅及び走査高さの範囲内で走査し、前記固定局の計測用フォトダイオードからのレーザ光計測値が最大となる位置を特定する特定位置演算器を有していることを特徴とする。
(5) The gas concentration monitoring system according to the fifth means is any one of the first to fourth means,
The central control and monitoring device calculates the direction and elevation angle of the light source unit from the installation position of the fixed station and the installation position of the light source unit, and directs the light source unit toward the fixed station, and then the orientation and elevation angle of the light source unit. And a specified position calculator for specifying a position where the measured value of the laser beam from the measurement photodiode of the fixed station is maximized, within a predetermined scanning width and scanning height range. It is characterized by that.

(6)第6の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第5の手段において、
前記中央制御監視装置は、前記所定の走査幅及び走査高さの範囲及びこれより小さな所定の走査幅及び走査高さの範囲にて、前記特定位置演算器による位置の特定を少なく共2回行なうものであることを特徴とする。
(6) The gas concentration monitoring system according to the sixth means is the fifth means,
The central control monitoring device performs position specification by the specific position calculator at least twice in the predetermined scanning width and scanning height range and in a predetermined scanning width and scanning height range smaller than the predetermined scanning width and scanning height. It is characterized by being.

(7)第7の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第1〜6のいずれかの手段において、
前記中央制御監視装置の重畳表示作成器は、任意の計測地点において演算された前記ガス濃度が複数個ある場合に、風上側の前記固定局での前記ガス濃度を選定するものであることを特徴とする。
(7) The gas concentration monitoring system according to the seventh means is any one of the first to sixth means,
The superimposed display creation device of the central control monitoring device selects the gas concentration at the fixed station on the windward side when there are a plurality of the gas concentrations calculated at an arbitrary measurement point. And

(8)第8の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第1〜7のいずれかの手段において、
前記固定局は、
電力を発生させる太陽電池と、電力を蓄える二次電池と、太陽電池で発生した電力を二次電池に充電すると共に固定局内の各種の装置に電力を供給する充放電盤とを有していることを特徴とする。
(8) The gas concentration monitoring system according to the eighth means is any one of the first to seventh means,
The fixed station is
It has a solar cell for generating electric power, a secondary battery for storing electric power, and a charge / discharge board for charging the secondary battery with electric power generated by the solar cell and supplying electric power to various devices in the fixed station It is characterized by that.

(9)第9の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第1〜8のいずれかの手段において、
前記固定局は、
前記光源ユニットからのレーザ光を集光させる凹面鏡及び前記凹面鏡より小さい反射鏡を有していることを特徴とする。
(9) The gas concentration monitoring system according to the ninth means is any one of the first to eighth means,
The fixed station is
It has a concave mirror which condenses the laser beam from the said light source unit, and a reflective mirror smaller than the said concave mirror.

(10)第10の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第2〜9のいずれかの手段において、
更に、前記ガス異常監視区域に移動可能に配置され、前記光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオード、前記計測用フォトダイオードから離れた位置に設置された背景光用フォトダイオード及び風向風速計を有するレーザ光受光用の移動局を備えたことを特徴とする。
(10) The gas concentration monitoring system according to the tenth means is any one of the second to ninth means,
Further, a measurement photodiode that is movably disposed in the gas abnormality monitoring area and receives the laser beam emitted from the light source unit, a background light photodiode installed at a position away from the measurement photodiode, and A mobile station for receiving laser light having an anemometer is provided.

11)第11の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第10の手段において、
前記移動局は、
前記光源ユニットからのレーザ光を集光させる凹面鏡及び前記凹面鏡より小さい反射鏡と、
風向風速計と、
前記光源ユニットの方位を探知する無線方位探知機用パラボラアンテナ及び無線方位探知機と、
を有していることを特徴とする。
( 11 ) The gas concentration monitoring system according to the eleventh means comprises the tenth means,
The mobile station
A concave mirror for condensing the laser light from the light source unit and a reflective mirror smaller than the concave mirror;
An anemometer,
A parabolic antenna for detecting a direction of the light source unit and a wireless direction detector;
It is characterized by having.

12)第12の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第10又は11の手段において、
前記移動局は、
前記移動局の設置位置を計測するGPS用アンテナ及びGPS受信機を有していることを
特徴とする。
( 12 ) The gas concentration monitoring system according to the twelfth means is the tenth or eleventh means,
The mobile station
It has a GPS antenna and a GPS receiver for measuring the installation position of the mobile station.

13)第13の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第12の手段において、
前記移動局は、
前記計測用フォトダイオード、前記背景光用フォトダイオード、前記風向風速計及びGPS受信機にて計測された各計測値を収集し、計測値送信信号を作成し発信させる制御監視装置と、
各機器の調整、故障原因の表示が可能な表示器付き操作パネルと、
を有していることを特徴とする。
( 13 ) The gas concentration monitoring system according to the thirteenth means is the twelfth means,
The mobile station
A control monitoring device that collects each measurement value measured by the measurement photodiode, the background light photodiode, the anemometer and the GPS receiver, and creates and transmits a measurement value transmission signal;
An operation panel with indicator that can adjust each device and display the cause of failure,
It is characterized by having.

(14)第14の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第10〜13のいずれかの手段において、
前記中央制御監視装置の前記ガス濃度演算器は、前記移動局について、次式により前記大気中のガス濃度を求めるものであることを特徴とする。
大気中のガス濃度C={(レーザ光計測値DX−背景光計測値DN)/参照ガス濃度計測値Do}×(参照セル長さLo/計測区間距離L)×参照セル内ガス濃度Co、
但し、
レーザ光計測値DX:計測用フォトダイオードによる計測値、
背景光計測値DN:背景光用フォトダイオードによる計測値、
参照ガス濃度計測値Do:参照用フォトダイオードによる計測値、
参照セル長さLo:参照セルの長さ、
計測区間距離L:光源ユニットから計測用フォトダイオード迄の距離、
参照セル内ガス濃度Co:参照セル内に封入されたガスの濃度。
(14) In the gas concentration monitoring system according to the fourteenth means, in any one of the tenth to thirteenth means,
The gas concentration calculator of the central control and monitoring device obtains the gas concentration in the atmosphere from the following equation for the mobile station.
Atmospheric gas concentration C = {(laser light measurement value DX−background light measurement value DN) / reference gas concentration measurement value Do} × (reference cell length Lo / measurement section distance L) × reference cell gas concentration Co,
However,
Laser beam measurement value DX: Measurement value by measurement photodiode,
Background light measurement value DN: Measurement value by a background light photodiode,
Reference gas concentration measurement value Do: measurement value by reference photodiode,
Reference cell length Lo: length of reference cell,
Measurement section distance L: distance from the light source unit to the measurement photodiode,
Reference cell gas concentration Co: concentration of gas sealed in the reference cell.

15)第15の手段に係るガス濃度モニタリングシステムは、第1014のいずれかの手段において、
前記中央制御監視装置の前記特定位置演算器は、前記移動局の設置位置と前記光源ユニットの設置位置とから前記光源ユニットの向き及び仰角を演算して光源ユニットを前記移動局にも向け、その後、光源ユニットの向き及び仰角を設定された所定の走査幅及び走査高さの範囲内で走査し、前記レーザ光受光用の移動局の計測用フォトダイオードからのレーザ光計測値が最大となる位置を特定するものであることを特徴とする。
( 15 ) The gas concentration monitoring system according to the fifteenth means is any one of the tenth to fourteenth means,
The specific position calculator of the central control monitoring device calculates the direction and elevation angle of the light source unit from the installation position of the mobile station and the installation position of the light source unit, and directs the light source unit to the mobile station, and then The position at which the laser beam measurement value from the measurement photodiode of the mobile station for receiving the laser beam is maximized by scanning within the range of the predetermined scanning width and scanning height in which the direction and elevation angle of the light source unit are set It is characterized by specifying.

16)第16の手段に係るレーザ光受光用の固定局は、
光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオードと、
前記光源ユニットからのレーザ光を集光させる凹面鏡及び前記凹面鏡より小さい反射鏡と、
前記計測用フォトダイオードから離れた位置に設置された背景光用フォトダイオードと、
周囲の風向風速を計測する風向風速計と、
照度計と、
前記照度計にて計測された照度が所定値を超えた場合に閉じるシャッターと、
前記計測用フォトダイオード、前記背景光用フォトダイオード、前記風向風速計にて計測された各計測値を収集し、計測値送信信号を作成し発信させる制御監視装置と、
電力を発生させる太陽電池と、
電力を蓄える二次電池と、
太陽電池で発生した電力を二次電池に充電すると共に固定局内の各種の装置に電力を供給する充放電盤と、
各機器の調整、故障原因の表示が可能な表示器付き操作パネルと、
を備えたことを特徴とする。
( 16 ) The fixed station for receiving laser light according to the sixteenth means is
A measurement photodiode that receives the laser light emitted by the light source unit;
A concave mirror for condensing the laser light from the light source unit and a reflective mirror smaller than the concave mirror;
A background light photodiode installed at a position away from the measurement photodiode;
An anemometer that measures the wind speed of the surrounding wind direction,
A luminometer,
A shutter that closes when the illuminance measured by the illuminometer exceeds a predetermined value;
A control monitoring device that collects each measurement value measured by the measurement photodiode, the background light photodiode, and the anemometer, and generates and transmits a measurement value transmission signal;
A solar cell that generates electric power;
A secondary battery for storing electric power;
A charging / discharging panel for charging the power generated by the solar cell to the secondary battery and supplying power to various devices in the fixed station;
An operation panel with indicator that can adjust each device and display the cause of failure,
It is provided with.

17)第17の手段に係るレーザ光受光用の移動局は、
光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオードと、
前記光源ユニットからのレーザ光を集光させる凹面鏡及び前記凹面鏡より小さい反射鏡と、
前記計測用フォトダイオードから離れた位置に設置された背景光用フォトダイオードと、
周囲の風向風速を計測する風向風速計と、
照度計と、
前記照度計にて計測された照度が所定値を超えた場合に閉じるシャッターと、
設置位置を計測するGPS用アンテナ及びGPS受信機と、
前記計測用フォトダイオードの向き及び仰角を制御する傾斜旋回駆動装置と、
前記計測用フォトダイオード、前記背景光用フォトダイオード、前記風向風速計、GPS受信機にて計測された各計測値を収集し、計測値送信信号を作成し発信させる制御監視装置と、
各機器の調整、故障原因の表示が可能な表示器付き操作パネルと、
を備えたことを特徴とする。
( 17 ) The laser beam receiving mobile station according to the seventeenth means is
A measurement photodiode that receives the laser light emitted by the light source unit;
A concave mirror for condensing the laser light from the light source unit and a reflective mirror smaller than the concave mirror;
A background light photodiode installed at a position away from the measurement photodiode;
An anemometer that measures the wind speed of the surrounding wind direction,
A luminometer,
A shutter that closes when the illuminance measured by the illuminometer exceeds a predetermined value;
A GPS antenna and GPS receiver for measuring the installation position;
A tilt-slewing drive device for controlling the direction and elevation angle of the measurement photodiode;
A control monitoring device that collects each measurement value measured by the measurement photodiode, the background light photodiode, the anemometer, and a GPS receiver, and creates and transmits a measurement value transmission signal;
An operation panel with indicator that can adjust each device and display the cause of failure,
It is provided with.

18)第18の手段に係るガス濃度計測方法は、
ガス異常監視区域に配置され計測対象となるガスに固有な吸収波長のレーザ光を前記ガス異常監視区域に向けて発光するLDモジュールを有する少なくとも1つの光源ユニットと、
前記光源ユニットが発光する前記レーザ光の投光方向及び仰角を制御する旋回傾斜機構と、
前記ガス異常監視区域内の前記光源ユニットの周囲に配置され前記光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオード及び風向風速計を有するとともに、照度計および前記照度計にて計測された照度が所定値を超えた場合に閉じるシャッターを有する複数のレーザ光受光用の固定局と、
前記ガス異常監視区域に移動可能に配置され、前記光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオード及び風向風速計を有するレーザ光受光用の移動局とを備え、
常時、前記固定局により前記ガスの異常を計測し、
ガス異常が検出されたときに、ガス異常が検出された前記固定局の風上側につき前記移動局により前記ガスの異常を計測することを特徴とする。
( 18 ) The gas concentration measuring method according to the eighteenth means is
At least one light source unit having an LD module which is arranged in the gas abnormality monitoring area and emits laser light having an absorption wavelength specific to the gas to be measured toward the gas abnormality monitoring area;
A turning and tilting mechanism for controlling a light projection direction and an elevation angle of the laser light emitted from the light source unit;
It has a measurement photodiode and an anemometer that are arranged around the light source unit in the gas abnormality monitoring area and receives the laser light emitted from the light source unit, and is measured by an illuminometer and the illuminometer. A plurality of fixed stations for receiving laser light having a shutter that closes when the illuminance exceeds a predetermined value ;
A mobile station for receiving laser light, which is movably disposed in the gas abnormality monitoring area and has a measurement photodiode for receiving the laser light emitted by the light source unit and an anemometer, and
Always measure the gas abnormality by the fixed station,
When a gas abnormality is detected, the abnormality of the gas is measured by the mobile station on the windward side of the fixed station where the gas abnormality is detected.

特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の各手段を採用しているので、大気(空気)中の異常ガスのガス濃度を、天候、特に風向風速による影響を考慮して分析し監視することができる。   Since the invention according to each claim described in the claims employs each of the above means, the gas concentration of the abnormal gas in the atmosphere (air) is considered in consideration of the influence of the weather, particularly the wind direction and wind speed. Can be analyzed and monitored.

本発明の第1の実施の形態を図1〜図11に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムの全体配置図である。
図2は、図1に図示の光源ユニット20を備えたガス投入・監視センター6の模式図である。
図3は、図1に図示のレーザ光受信用の固定局8の模式図である。
図4は、図1に図示のレーザ光受信用の移動局9の模式図である。
図5は、図2に図示の中央制御監視装置10における固定局8による計測の場合の制御ブロック図である。
図6は、図5に図示の特定位置の特定の詳細制御ブロック図である。
図7は、図5に図示のガス濃度の検出・演算の詳細制御ブロック図である。
図8は、図2に図示の中央制御監視装置10における移動局9による計測の場合の制御ブロック図である。
図9は、図6に図示の特定位置を特定する方法を示す図である。
図10は、図2に図示の表示器12の表示例を示す図である。
図11は、本発明の第1の実施の形態に係る漏洩ガスの位置を特定する方法を示す模式図である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an overall layout diagram of a gas concentration monitoring system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of the gas input / monitoring center 6 including the light source unit 20 shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram of the fixed station 8 for receiving laser light shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram of the mobile station 9 for receiving laser light shown in FIG.
FIG. 5 is a control block diagram in the case of measurement by the fixed station 8 in the central control monitoring apparatus 10 shown in FIG.
FIG. 6 is a specific detailed control block diagram of the specific position shown in FIG.
FIG. 7 is a detailed control block diagram of the gas concentration detection / calculation shown in FIG.
FIG. 8 is a control block diagram in the case of measurement by the mobile station 9 in the central control monitoring apparatus 10 shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating a method for specifying the specific position illustrated in FIG. 6.
FIG. 10 is a diagram showing a display example of the display 12 shown in FIG.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a method for specifying the position of the leaked gas according to the first embodiment of the present invention.

〔第1の実施の形態における全体の構成〕
先ず、図1に基づき、本発明の第1の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムの全体の構成につき説明する。
図1に図示のものは、大気(空気)中の異常ガスの一つであるCOガスを地中に貯留するCOガス地中処分プラントの例である。
図1に図示のように、天候の影響を受ける野外の広い、例えば半径が2kmのCOガス地中処分プラントの貯留対象域であるガス異常監視区域4の適所には鋼管杭等からなる複数の貯留投入ポート5が地中深くに打ち込まれている。
[Overall Configuration in the First Embodiment]
First, the overall configuration of the gas concentration monitoring system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The example shown in FIG. 1 is an example of a CO 2 gas underground disposal plant that stores CO 2 gas, which is one of the abnormal gases in the atmosphere (air), in the ground.
As shown in FIG. 1, there are a plurality of steel pipe piles or the like at appropriate places in the gas abnormality monitoring area 4 which is a storage target area of a CO 2 gas underground disposal plant having a radius of 2 km, for example, which is wide in the field affected by the weather. The storage input port 5 is driven deep into the ground.

貯留投入ポート5の下端は、地下数百メートルから数キロメートルに存在する閉塞帯水層1または準化石塩水層2に達している。
貯留投入ポート5には、図示略のCO分離回収装置(図示せず)、ガス圧入機が連通し、COガスが貯留投入ポート5を介して閉塞帯水層1または準化石塩水層2に所定の圧力で圧入されるようになっている。
閉塞帯水層1に圧入されたCOガスは、CO超臨界流体の形態で貯留される。
また、準化石塩水層2に圧入されたCOガスは、塩淡境界を超えて海中3に流入し、海水成分と反応して固定化される。
The lower end of the storage input port 5 reaches the closed aquifer 1 or the quasi-fossil salt water layer 2 existing several hundred meters to several kilometers underground.
An unillustrated CO 2 separation and recovery device (not shown) and a gas press-fitting machine communicate with the storage input port 5, and the CO 2 gas passes through the storage input port 5 through the closed aquifer 1 or the quasi-fossil salt water layer 2. Is press-fitted with a predetermined pressure.
The CO 2 gas injected into the closed aquifer 1 is stored in the form of a CO 2 supercritical fluid.
In addition, the CO 2 gas injected into the semifossil salt water layer 2 flows into the sea 3 beyond the salt boundary and is immobilized by reacting with seawater components.

ガス異常監視区域4の中央或いは適宜箇所には、ガス投入・監視センター6が設置されている。
このガス投入・監視センター6上にはポール或いは鉄塔が設置され、鉄塔の頂部にはレーザ光送光局7の光源ユニット20が設置されている。
また、ガス投入・監視センター6内には、後述する中央制御監視装置10、記憶器11、表示器12(図2参照)、上述のCO分離回収装置、ガス圧入機、ガス圧入機制御盤等も設置されている。
なお、ポール或いは鉄塔及び光源ユニット20をガス異常監視区域4の全範囲が見渡せるような場所に設置し、ガス投入・監視センター6を交通の便利な場所に、分離して設置するようにしても良い。
A gas input / monitoring center 6 is installed at the center of the gas abnormality monitoring area 4 or at an appropriate place.
A pole or a steel tower is installed on the gas input / monitoring center 6, and a light source unit 20 of the laser light transmitting station 7 is installed on the top of the steel tower.
Further, in the gas input / monitoring center 6, a central control monitoring device 10, a storage device 11, a display device 12 (see FIG. 2), a CO 2 separation and recovery device, a gas press-in machine, and a gas press-in machine control panel described later Etc. are also installed.
The pole or steel tower and the light source unit 20 may be installed in a place where the entire range of the gas abnormality monitoring area 4 can be seen, and the gas input / monitoring center 6 may be installed separately in a convenient place for traffic. good.

ガス異常監視区域4の周縁の適宜箇所には、レーザ光受光用の固定局8が設置されている。
また、ガス異常監視区域4においてCOが滞留しやすい窪んだ箇所、低い箇所等には、必要に応じて適宜、レーザ光受光用の固定局8が設置されている。
更に、車両等に搭載されたレーザ光受光用の移動局9を少なくとも1台備えている。
A fixed station 8 for receiving a laser beam is installed at an appropriate location on the periphery of the gas abnormality monitoring area 4.
Further, a fixed station 8 for receiving a laser beam is appropriately installed in a depressed portion or a low portion where CO 2 tends to stay in the gas abnormality monitoring area 4 as necessary.
Furthermore, at least one mobile station 9 for receiving a laser beam mounted on a vehicle or the like is provided.

〔レーザ光送光局の構成〕
次に、図2に基づき、光源ユニット20、ガス投入・監視センター6等により構成されたレーザ光送光局7の構成につき詳細に説明する。
なお、図2において、図15、図16と同じ符号のものは同一の部材であり、先に提案した特許文献1(図15、図16参照)に記載の近赤外波長TDLAS法を利用したガス濃度計測装置を使用している。
[Configuration of laser beam transmission station]
Next, the configuration of the laser beam transmitting station 7 constituted by the light source unit 20, the gas input / monitoring center 6 and the like will be described in detail with reference to FIG.
In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIGS. 15 and 16 are the same members, and the near infrared wavelength TDLAS method described in Patent Document 1 (see FIGS. 15 and 16) previously proposed is used. A gas concentration measuring device is used.

図2に図示のように、レーザ光送光局7において、ガス投入・監視センター6上のポール28の頂部には、旋回傾斜機構30を介して光源ユニット20が設置されている。
この旋回駆動機構30は、光源ユニット20の向きを上下左右に駆動するものであり、ポール28の頂部に旋回可能に設けられたターンテーブル34、旋回軸33、ターンテーブル34を左右に旋回駆動するブレーキ付きギヤーモータ等の旋回用駆動機36、光源ユニット20の下部に設けられた垂直部材32、垂直部材32とターンテーブル34とを連結する水平軸31、及び光源ユニット20を上下方向に駆動(傾斜駆動)するブレーキ付きギヤーモータ等の傾斜用駆動機35とにより構成されている。
As shown in FIG. 2, in the laser beam transmission station 7, the light source unit 20 is installed on the top of the pole 28 on the gas input / monitoring center 6 via a turning and tilting mechanism 30.
The turning drive mechanism 30 drives the direction of the light source unit 20 up, down, left, and right, and turns the turntable 34, the turning shaft 33, and the turntable 34 that are turnably provided on the top of the pole 28. Driving device 36 for turning such as a gear motor with a brake, vertical member 32 provided in the lower part of the light source unit 20, a horizontal shaft 31 connecting the vertical member 32 and the turntable 34, and the light source unit 20 are driven in an up-and-down direction (inclination). And a tilting drive unit 35 such as a gear motor with a brake to be driven.

(光源ユニット)
光源ユニット20内には、図15、図16に図示のものと同様に、LDモジュール21と、LDモジュール21から発振されたレーザ光を反射するミラー22aと、ミラー22aで反射されたレーザ光の一部を光学窓25に向けて反射するとともに一部を透過させるハーフミラー22bと、ハーフミラー22bを透過したレーザ光を参照セル23に向けて反射するミラー22cと、参照セル23を透過したレーザ光を受光する参照用フォトダイオード24が設けられている。
参照セル23は所定の参照セル長さLoを有しており、参照セル23内には、計測対象であるCOが所定のガス濃度Coで封入されている。
参照用フォトダイオード24にて検出された参照ガス濃度計測値Doは、図16に図示のように、計測ユニット27に入力されてガス濃度の検定と波長安定化とに用いられる。
(Light source unit)
15 and 16, in the light source unit 20, the LD module 21, the mirror 22a that reflects the laser light oscillated from the LD module 21, and the laser light reflected by the mirror 22a A half mirror 22b that partially reflects toward the optical window 25 and partially transmits, a mirror 22c that reflects laser light that has passed through the half mirror 22b toward the reference cell 23, and a laser that has passed through the reference cell 23 A reference photodiode 24 for receiving light is provided.
The reference cell 23 has a predetermined reference cell length Lo, and CO 2 to be measured is enclosed in the reference cell 23 at a predetermined gas concentration Co.
The reference gas concentration measurement value Do detected by the reference photodiode 24 is input to the measurement unit 27 and used for gas concentration verification and wavelength stabilization, as shown in FIG.

なお、光源としてのLDモジュール21は、例えば、半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の温度調節を行うためのペルチェ素子等を備えている。
この半導体レーザ素子は、これに限定されるものではなく、その他の波長変調が可能なレーザ発振器のすべてに適用可能であり、さらに、レーザ以外の光・電磁波の場合も、波長変調が可能な場合には、すべて適用可能である。
これに加えて、光源ユニット20の前面には、光源ユニット20が向いている方向の照度を計測する照度計44pが設けられている。
Note that the LD module 21 as a light source includes, for example, a semiconductor laser element, a Peltier element for adjusting the temperature of the semiconductor laser element, and the like.
This semiconductor laser device is not limited to this, and can be applied to all other laser oscillators that can perform wavelength modulation. Furthermore, in the case of light and electromagnetic waves other than lasers, wavelength modulation is also possible. All are applicable.
In addition, an illuminance meter 44p that measures the illuminance in the direction in which the light source unit 20 faces is provided on the front surface of the light source unit 20.

更に、光源ユニット20の上部には、後述する移動局9が光源ユニット20の方向を探知するために、無線方位探知用電波を発信する無線方位探知用電波発信アンテナ38が設けられている。
なお、無線方位探知用電波発信アンテナ38及び後述する無線方位探知用電波発信器39は、必ずしも必要なものではなく、後述するデータ送受信用アンテナ41p及び無線送受信機42pから発信される電波を利用して、移動局9が光源ユニット20の方向を探知するようにしても良い。
Furthermore, a radio direction detection radio wave transmitting antenna 38 that transmits a radio direction detection radio wave is provided above the light source unit 20 so that the mobile station 9 described later detects the direction of the light source unit 20.
Note that the radio direction detection radio wave transmission antenna 38 and the radio direction detection radio wave transmitter 39 described later are not necessarily required, and use radio waves transmitted from the data transmission / reception antenna 41p and the radio transceiver 42p described later. Thus, the mobile station 9 may detect the direction of the light source unit 20.

(ガス投入・監視センター)
ガス投入・監視センター6内には、各種計測器にて計測されたデータを処理すると共に旋回傾斜機構30等を制御する中央制御監視装置10、各種計測器にて計測されたデータ及び演算された各種のデータを記憶する記憶器11、表示器12、キーボード13が設けられている。
また、ガス投入・監視センター6には、図1に図示のレーザ光受光用の固定局8又は移動局9と交信するデータ送受信用アンテナ41p及び無線送受信機42p、無線送受信機42pにて受信した信号を変換して後述する計測ユニット27にデータを送信するためのDA変換器DAが設けられている。
(Gas input / monitoring center)
In the gas input / monitoring center 6, the data measured by various measuring instruments and the central control monitoring device 10 for controlling the turning tilt mechanism 30 and the like, the data measured by various measuring instruments and the calculation are calculated. A storage device 11 for storing various data, a display device 12 and a keyboard 13 are provided.
In addition, the gas input / monitoring center 6 receives the data transmission / reception antenna 41p, the wireless transceiver 42p, and the wireless transceiver 42p that communicate with the laser light receiving fixed station 8 or the mobile station 9 shown in FIG. A DA converter DA is provided for converting the signal and transmitting data to the measurement unit 27 described later.

更に、ガス投入・監視センター6には、風向風速計40p、温度計43p、及び中央制御監視装置10に送信するデータを変換するAD変換器ADも設けられている。
そして、風向風速計40p、温度計43pにより計測された光源ユニット20近傍の風向計測値WDo、風速計測値WVo、温度Toは、AD変換器ADを介して中央制御監視装置10に送信される。
中央制御監視装置10では、これらのデータを、データ番号j及び計測年月日時間TMjと共に、記憶器11の所定のメモリエリアに記憶する。
Further, the gas input / monitoring center 6 is also provided with an anemometer 40p, a thermometer 43p, and an AD converter AD that converts data to be transmitted to the central control monitoring device 10.
Then, the wind direction measurement value WDo, the wind speed measurement value WVo, and the temperature To in the vicinity of the light source unit 20 measured by the wind direction anemometer 40p and the thermometer 43p are transmitted to the central control monitoring device 10 via the AD converter AD.
The central control and monitoring device 10 stores these data in a predetermined memory area of the storage device 11 together with the data number j and the measurement date / time TMj.

ガス投入・監視センター6内には、中央制御監視装置10からの送信開始信号に基づき、無線方位探知用電波発信アンテナ38に無線方位探知用電波を発信する無線方位探知用電波発信器39も設けられている。
ガス投入・監視センター6内には、傾斜用駆動機35、旋回用駆動機36を制御する旋回傾斜制御装置37も設けられている。
また、ガス投入・監視センター6内には、光源ユニット20内の照度計44pにて計測された照度の信号を変換するAD変換器ADも設けられている。
In the gas input / monitoring center 6, a radio azimuth detecting radio wave transmitter 39 that transmits radio azimuth detecting radio waves to the radio azimuth detecting radio wave transmitting antenna 38 based on a transmission start signal from the central control monitoring device 10 is also provided. It has been.
In the gas input / monitoring center 6, there is also provided a turning inclination control device 37 for controlling the inclination driving machine 35 and the turning driving machine 36.
Further, an AD converter AD for converting an illuminance signal measured by the illuminance meter 44 p in the light source unit 20 is also provided in the gas input / monitoring center 6.

ガス投入・監視センター6内には、図15、図16に図示のものと同様に、LDドライバユニット26、計測ユニット27、AD変換器ADも設けられている。
LDドライバユニット26は、光源ユニット20内のLDモジュール21に接続されており、LDモジュール21の温度設定、電流設定を行い、レーザ光の発信波長を設定するようになっている。
In the gas input / monitoring center 6, an LD driver unit 26, a measuring unit 27, and an AD converter AD are also provided in the same manner as shown in FIGS. 15 and 16.
The LD driver unit 26 is connected to the LD module 21 in the light source unit 20, and sets the temperature and current of the LD module 21 and sets the transmission wavelength of the laser light.

(計測ユニット)
計測ユニット27には、光源ユニット20内の参照用フォトダイオード24にて計測された参照ガス濃度計測値Doが入力される。
更に、計測ユニット27には、データ送受信用アンテナ41p、無線送受信機42p、DA変換器DAを介して、後述するレーザ光受光用の固定局8内の計測用フォトダイオード45f及び背景光用フォトダイオード46fにて計測されたレーザ光計測値DXj及び背景光計測値DNj、或いは、後述する移動局9内の計測用フォトダイオード45m及び背景光用フォトダイオード46mにて計測されたレーザ光計測値DXj及び背景光計測値DNjが入力される。
(Measurement unit)
A reference gas concentration measurement value Do measured by the reference photodiode 24 in the light source unit 20 is input to the measurement unit 27.
Further, the measurement unit 27 includes a measurement photodiode 45f and a background light photodiode in a fixed station 8 for receiving laser light, which will be described later, via a data transmission / reception antenna 41p, a wireless transceiver 42p, and a DA converter DA. The laser light measurement value DXj and the background light measurement value DNj measured at 46f, or the laser light measurement value DXj measured by the measurement photodiode 45m and the background light photodiode 46m in the mobile station 9 described later, and The background light measurement value DNj is input.

そして、入力された参照ガス濃度計測値Do、レーザ光計測値DXj及び背景光計測値DNjは、計測ユニット27内のローパスフィルタ87にて高周波成分が除去された後、AD変換器ADにてデジタル信号に変換されて、中央制御監視装置10に送信される。
中央制御監視装置10では、これらのデータを、データ番号j及び計測年月日時間TMjと共に、記憶器11の所定のメモリエリアに記憶する。
The input reference gas concentration measurement value Do, laser light measurement value DXj, and background light measurement value DNj are digitally output by the AD converter AD after the high-frequency component is removed by the low-pass filter 87 in the measurement unit 27. It is converted into a signal and transmitted to the central control and monitoring device 10.
The central control and monitoring device 10 stores these data in a predetermined memory area of the storage device 11 together with the data number j and the measurement date / time TMj.

(記憶器)
記憶器11には、次のデータが記憶されるメモリエリアを有している。
a)共通データ(キーボード13により修正可能)
ガス異常監視区域4の地形図、参照セル長さLo、光源ユニット20の位置Po(緯度xo、経度yo、標高Ho)、レーザ光受光用の固定局8の番号i及び位置情報Pi(番号i、緯度xi、経度yi、標高Hi、固定局8迄の距離Li):但しi=1〜n。
(Memory)
The storage device 11 has a memory area in which the following data is stored.
a) Common data (can be modified with keyboard 13)
The topographic map of the gas abnormality monitoring area 4, the reference cell length Lo, the position Po of the light source unit 20 (latitude xo, longitude yo, altitude Ho), the number i of the fixed station 8 for receiving laser light and the position information Pi (number i) , Latitude xi, longitude yi, altitude Hi, distance Li to the fixed station 8), where i = 1 to n.

b)レーザ光受光用の固定局8用或いは移動局9用のデータ
・データ番号j、計測年月日時刻TMj、参照ガス濃度計測値Doj
・計測した固定局8或いは移動局9の位置情報Pj(計測した固定局8の番号i、或いは計測した位置の緯度xj、経度yj、標高Hj、固定局8或いは移動局9迄の計測区間距離Lj)
・固定局8或いは移動局9における風向計測値WDj、風速計測値WVj、温度Tj
・ガス投入・監視センター6における風向計測値WDoj、風速計測値WVoj、温度Toj
・レーザ光計測値DXj、背景光計測値DNj、演算した大気中のガス濃度Cj
b) Data / data number j for fixed station 8 or mobile station 9 for laser beam reception, measurement date / time TMj, reference gas concentration measurement value Doj
-Position information Pj of the measured fixed station 8 or mobile station 9 (number i of the measured fixed station 8 or latitude xj, longitude yj, altitude Hj of the measured position, measurement section distance to the fixed station 8 or mobile station 9 Lj)
Wind direction measurement value WDj, wind speed measurement value WVj, temperature Tj at fixed station 8 or mobile station 9
・ Wind direction measurement value WDoj, wind speed measurement value WVoj, temperature Toj at the gas input / monitoring center 6
Laser light measurement value DXj, background light measurement value DNj, calculated atmospheric gas concentration Cj

なお、固定局8用のデータ番号i及び移動局9用のデータ番号jは、重複しない一貫番号とする。
また、本明細書、図面において、符号中のiは、固定局8の通し番号であり、また、符号中のjは、固定局8或いは移動局9にて計測したときの計測データ群の一貫番号であり、明細書、図面中において省略することもある。
本明細書において、各種の計測値、演算された値の符号は、高周波成分が除去された後のもの、AD変換器前(アナログ信号)のもの、AD変換後(デジタル信号)のもの、等、同じ符号を使用するものとする。
The data number i for the fixed station 8 and the data number j for the mobile station 9 are consistent numbers that do not overlap.
In the present specification and drawings, i in the code is a serial number of the fixed station 8, and j in the code is a consistent number of the measurement data group measured by the fixed station 8 or the mobile station 9. And may be omitted in the specification and drawings.
In this specification, the various measured values and the sign of the calculated value are those after high frequency components are removed, those before the AD converter (analog signal), those after the AD conversion (digital signal), etc. The same reference numerals are used.

記憶器11に記憶されているデータは、キーボード13から入力された指令に基づき、最新の計測値の表示のみならず、ある特定位置における過去から現在迄の大気中のガス濃度Cjの推移も、中央制御監視装置10を介して、表示器12に表示できるようになっている。
固定局8を増設、廃止する場合には、キーボード13により、増設した固定局8の上記データを追加し、廃止した固定局8のデータを削除できるようになっている。
The data stored in the storage device 11 is not only the display of the latest measurement value based on the command input from the keyboard 13, but also the transition of the gas concentration Cj in the atmosphere from the past to the present at a specific position. It can be displayed on the display 12 via the central control monitoring device 10.
When the fixed station 8 is added or abolished, the above-mentioned data of the added fixed station 8 can be added and the data of the abandoned fixed station 8 can be deleted by the keyboard 13.

(中央制御監視装置)
中央制御監視装置10は、地形図照合器14、ガス濃度演算器15、特定位置走査器16、重畳表示作成器17等の演算サブブロックを備えている。
そして、中央制御監視装置10により、計測された各種のデータの管理、記憶器11への書き込み、読出し、表示器12への表示等が行なわれるが、その詳細は後述する。
また、中央制御監視装置10は、大型コンピュータの形態をなしており、中央制御監視装置10には、ガス圧入機制御盤としての機能も演算プログラムとして組み込まれている。
しかしながら、中央制御監視装置10を、ガス濃度モニタリングシステム専用のコンピュータとしても良い。
(Central control monitoring device)
The central control and monitoring apparatus 10 includes calculation sub-blocks such as a topographic map collator 14, a gas concentration calculator 15, a specific position scanner 16, and a superimposed display creator 17.
The central control and monitoring device 10 manages various measured data, writes the data to the storage device 11, reads it out, displays it on the display device 12, etc., details of which will be described later.
The central control and monitoring device 10 is in the form of a large computer, and the central control and monitoring device 10 also incorporates a function as a gas press-fitting machine control panel as a calculation program.
However, the central control monitoring device 10 may be a computer dedicated to the gas concentration monitoring system.

〔レーザ光受信用の固定局の構成〕
次に、図3に基づき、レーザ光受光用の固定局8の構成につき詳細に説明する。
なお、図3に図示のものは、先に提案した特許文献1(図15、図16参照)に記載の近赤外波長TDLAS法を利用したガス濃度計測装置における受光部を備えている。
[Configuration of fixed station for laser beam reception]
Next, the configuration of the fixed station 8 for receiving laser light will be described in detail with reference to FIG.
3 includes a light receiving unit in a gas concentration measuring apparatus using the near infrared wavelength TDLAS method described in Patent Document 1 (see FIGS. 15 and 16) previously proposed.

レーザ光受光用の固定局8は、図1に図示のように、ガス異常監視区域4の周縁、或いはCOが滞留しやすい窪んだ箇所、低い箇所等に、各々前面が光源ユニット20に向くように適宜設置されている。
図3に図示のように、固定局8には、固定局8内の各種の計測器からの各計測値の収集、各機器の制御、計測値送信信号の作成、レーザ光送光局7との交信の制御を行なう制御監視装置47fが設けられている。
As shown in FIG. 1, the fixed station 8 for receiving laser light has its front face directed to the light source unit 20 at the periphery of the gas abnormality monitoring area 4, or at a depressed place or a low place where CO 2 tends to stay. It is installed as appropriate.
As shown in FIG. 3, the fixed station 8 includes a collection of each measurement value from various measuring instruments in the fixed station 8, control of each device, creation of a measurement value transmission signal, and a laser beam transmission station 7. A control monitoring device 47f for controlling the communication is provided.

固定局8には、図1、図2に図示のガス投入・監視センター6と交信するデータ送受信用アンテナ41f及び無線送受信機42fが設けられている。
更に、固定局8には、風向風速計40f、温度計43f、照度計44f、及び制御監視装置47fに送信するデータを変換するAD変換器ADが設けられている。
そして、風向風速計40f、温度計43f、或いは照度計44fにより計測された固定局8近傍の風向計測値WDj、風速計測値WVj、温度Tj、或いは照度は、AD変換器ADを介して制御監視装置47fに送信される。
The fixed station 8 is provided with a data transmission / reception antenna 41f and a radio transceiver 42f that communicate with the gas input / monitoring center 6 shown in FIGS.
Further, the fixed station 8 is provided with an AD converter AD that converts data to be transmitted to the anemometer 40f, the thermometer 43f, the illuminometer 44f, and the control monitoring device 47f.
The wind direction measurement value WDj, wind speed measurement value WVj, temperature Tj, or illuminance in the vicinity of the fixed station 8 measured by the wind direction anemometer 40f, the thermometer 43f, or the illuminance meter 44f is controlled and monitored via the AD converter AD. It is transmitted to the device 47f.

固定局8内には、図15或いは図16に図示のものと同様の、計測用フォトダイオード45f、背景光用フォトダイオード46fも設けられている。
なお、背景光用フォトダイオード46fは、計測用レーザ光Rの光軸(或いは、計測用フォトダイオード45)からできるだけ離れたところに、計測用フォトダイオード45fと同じ向きに向くように配置されている。
また、計測用フォトダイオード45fの前方には、光源ユニット20から出射されたレーザ光Rを集光するために、中央部にレーザ光通過用の孔の空いた大きな凹面鏡51と、凹面鏡51より前方の小さな反射鏡52(凸面鏡或いは平面鏡)とが設けられている。
計測用フォトダイオード45f、背景光用フォトダイオード46fにて計測されたレーザ光計測値DXj及び背景光計測値DNjは、AD変換器ADを介して制御監視装置47fに送信される。
In the fixed station 8, a measurement photodiode 45f and a background light photodiode 46f similar to those shown in FIG. 15 or FIG. 16 are also provided.
The background light photodiode 46f is disposed as far as possible from the optical axis of the measurement laser light R (or the measurement photodiode 45) so as to face the same direction as the measurement photodiode 45f. .
Further, in front of the measurement photodiode 45f, a large concave mirror 51 having a hole for passing laser light at the center and a front side of the concave mirror 51 in order to collect the laser light R emitted from the light source unit 20. And a small reflecting mirror 52 (convex mirror or flat mirror).
The laser light measurement value DXj and the background light measurement value DNj measured by the measurement photodiode 45f and the background light photodiode 46f are transmitted to the control monitoring device 47f via the AD converter AD.

また、北向き以外の固定局8の内、太陽光が凹面鏡51及び凹面鏡51より集光して計測用フォトダイオード45f当たる可能性のあるものについては、固定局8の前面に、必要に応じてシャッター48及びシャッター駆動装置49が設けられている。
なお、固定局8の前面には、日や雨を防ぐために庇70が設けられている。
そして、照度計44fにより計測された照度が所定値を超えた場合、制御監視装置47fからの指令に基づき自動的にシャッター駆動装置49によりシャッター48を閉鎖するようになっている。
Further, among the fixed stations 8 that are not facing north, the sun light that may be collected from the concave mirror 51 and the concave mirror 51 and hit the measurement photodiode 45f may be placed on the front surface of the fixed station 8 as necessary. A shutter 48 and a shutter driving device 49 are provided.
In addition, a fence 70 is provided in front of the fixed station 8 to prevent sun and rain.
When the illuminance measured by the illuminance meter 44f exceeds a predetermined value, the shutter 48 is automatically closed by the shutter driving device 49 based on a command from the control monitoring device 47f.

また、固定局8には、固定局8内の各種の装置の駆動用電源として、電力を発生させる太陽電池53、電力を蓄える二次電池55、太陽電池53で発生した電力を二次電池55に充電すると共に固定局8内の各種の装置に電力を供給する充放電盤54が設けられている。
なお、この駆動用電源は、ガス投入・監視センター6等から電力供給電線により供給するようにしても良い。
Further, the fixed station 8 includes a solar battery 53 that generates power, a secondary battery 55 that stores power, and power generated by the solar battery 53 as a power source for driving various devices in the fixed station 8. And a charge / discharge board 54 for charging the various devices in the fixed station 8 and supplying power to the various devices in the fixed station 8.
The driving power source may be supplied from the gas input / monitoring center 6 or the like by a power supply wire.

制御監視装置47fは、固定局8内の各種の機器の故障診断機能、二次電池55の電圧異常低下判定機能等も備えており、機器の故障、電圧異常低下、シャッター48遮蔽中の場合は、固定局異常と判定するようになっている。
そして、レーザ光送光局7からのデータ送信要求に応じて、制御監視装置47fは、レーザ光計測値DXj、背景光計測値DNj、風向計測値WDj、風速計測値WVj、温度Tj、及び固定局異常のデータを、無線送受信機42f及びデータ送受信用アンテナ41fを介してレーザ光送光局7に送信する。
The control / monitoring device 47f also includes a failure diagnosis function for various devices in the fixed station 8, a function for determining a decrease in voltage abnormality of the secondary battery 55, and the like. The fixed station is determined to be abnormal.
Then, in response to a data transmission request from the laser beam transmission station 7, the control monitoring device 47f, the laser beam measurement value DXj, the background light measurement value DNj, the wind direction measurement value WDj, the wind speed measurement value WVj, the temperature Tj, and the fixed The station abnormality data is transmitted to the laser light transmitting station 7 through the wireless transceiver 42f and the data transmitting / receiving antenna 41f.

また、固定局8の側壁には、表示器付き操作パネル66fが備えられている。
この表示器付き操作パネル66fにより、機側にて固定局8内の各機器の調整、故障原因の分析、表示等ができるようになっている。
An operation panel 66f with a display is provided on the side wall of the fixed station 8.
The operation panel 66f with a display unit allows adjustment of each device in the fixed station 8, analysis of the cause of failure, display, and the like on the machine side.

〔レーザ光受信用の移動局の構成〕
次に、図4に基づき、レーザ光受光用の移動局9の構成につき詳細に説明する。
レーザ光受光用の移動局9は、基本的にレーザ光受光用の固定局8のものと同じ装置を供えている。
固定局8と異なる点は、GPS用アンテナ56、GPS受信機57、無線方位探知機用パラボラアンテナ58、無線方位探知機59、傾斜軸60、傾斜軸駆動機61、旋回軸62、旋回駆動機63、及び傾斜旋回駆動装置64を備えている点にある。
そして、移動局9は、ガス異常監視区域4において任意の箇所に、移動体69(車両等)に搭載して移動、或いは人が持ち運びできるようになっている。
[Configuration of mobile station for laser light reception]
Next, the configuration of the mobile station 9 for receiving laser light will be described in detail with reference to FIG.
The mobile station 9 for receiving laser light is basically provided with the same device as that of the fixed station 8 for receiving laser light.
The difference from the fixed station 8 is that a GPS antenna 56, a GPS receiver 57, a radio direction detector parabolic antenna 58, a radio direction detector 59, an inclination axis 60, an inclination axis drive 61, a turning axis 62, and a turning drive machine. 63, and the inclination turning drive device 64 is provided.
The mobile station 9 is mounted on a moving body 69 (vehicle or the like) at an arbitrary location in the gas abnormality monitoring area 4 and can be moved or carried by a person.

電源については、固定局8(図3参照)のように、太陽電池53、充放電盤54及び二次電池55を必ずしも設ける必要はなく、搭載する移動体69等から電源用コネクタ67を介して電力を供給するようにしても良いが、固定局8と同様に太陽電池53、充放電盤54及び二次電池55、或いは別置き型の電池を設けても良い。
また、移動局9は、操作員が操作するため、必ずしも図3に図示のシャッター駆動装置49、レーザ光透過板50を設ける必要はないが、誤操作時或いは移動中に、太陽光が集光しないようにシャッター駆動装置49、レーザ光透過板50を設けても良い。
As for the power source, unlike the fixed station 8 (see FIG. 3), it is not always necessary to provide the solar cell 53, the charge / discharge panel 54, and the secondary battery 55. Although electric power may be supplied, a solar battery 53, a charge / discharge board 54 and a secondary battery 55, or a separate battery may be provided in the same manner as the fixed station 8.
Further, since the mobile station 9 is operated by an operator, it is not always necessary to provide the shutter driving device 49 and the laser light transmitting plate 50 shown in FIG. 3, but sunlight is not collected during an erroneous operation or during movement. As described above, the shutter driving device 49 and the laser light transmitting plate 50 may be provided.

図4に図示のように、移動局9には、移動局9内の各種の計測器からの各計測値の収集、各機器の制御、計測値送信信号の作成、レーザ光送光局7との交信の制御を行なう制御監視装置47fが設けられている。
また、移動局9には、キャブタイヤケーブル、信号線用コネクタを介して表示器付き操作パネル66mが接続されている。
この表示器付き操作パネル66mにより、機側にて移動局9内の各機器の調整、操作を行なえるようになっている。
なお、移動局9の前面には、日や雨を防ぐために庇70が設けられている。
As shown in FIG. 4, the mobile station 9 includes a collection of each measurement value from various measuring instruments in the mobile station 9, control of each device, creation of a measurement value transmission signal, and a laser beam transmission station 7. A control monitoring device 47f for controlling the communication is provided.
The mobile station 9 is connected to an operation panel 66m with a display via a cabtyre cable and a signal line connector.
The operation panel 66m with a display can adjust and operate each device in the mobile station 9 on the machine side.
In addition, a fence 70 is provided in front of the mobile station 9 to prevent sun and rain.

移動局9には、図4に図示のように、図1、図2に図示のガス投入・監視センター6と交信するデータ送受信用アンテナ41m及び無線送受信機42mが設けられている。
更に、移動局9には、風向風速計40m、温度計43m、照度計44m、及び制御監視装置47mに送信するデータを変換するAD変換器ADが設けられている。
そして、風向風速計40m、温度計43m、或いは照度計44mにより計測された移動局9近傍の風向計測値WD、風速計測値WV、温度T、或いは照度は、AD変換器ADを介して制御監視装置47mに送信される。
As shown in FIG. 4, the mobile station 9 is provided with a data transmission / reception antenna 41m and a radio transceiver 42m that communicate with the gas injection / monitoring center 6 shown in FIGS.
Further, the mobile station 9 is provided with an AD converter AD that converts data to be transmitted to the anemometer 40m, the thermometer 43m, the illuminance meter 44m, and the control monitoring device 47m.
Then, the wind direction measurement value WD, the wind speed measurement value WV, the temperature T, or the illuminance in the vicinity of the mobile station 9 measured by the wind direction anemometer 40m, the thermometer 43m, or the illuminance meter 44m is controlled and monitored via the AD converter AD. It is transmitted to the device 47m.

そして、移動局9内には、図15、図16に図示のものと同様の、計測用フォトダイオード45m及び背景光用フォトダイオード46mが設けられている。
また、計測用フォトダイオード45mの前方には、光源ユニット20から出射されたレーザ光を集光するために、中央部にレーザ光通過用の孔の空いた大きな凹面鏡51と、凹面鏡51より前方の小さな反射鏡52(凸面鏡或いは平面鏡)とが設けられている。
計測用フォトダイオード45m、或いは背景光用フォトダイオード46mにて計測されたレーザ光計測値DXj或いは背景光計測値DNjは、AD変換器ADを介して制御監視装置47mに送信される。
In the mobile station 9, a measurement photodiode 45m and a background light photodiode 46m similar to those shown in FIGS. 15 and 16 are provided.
In addition, a large concave mirror 51 having a hole for passing a laser beam in the center and a front part of the concave mirror 51 are disposed in front of the measurement photodiode 45m in order to collect the laser light emitted from the light source unit 20. A small reflecting mirror 52 (a convex mirror or a plane mirror) is provided.
The laser beam measurement value DXj or the background light measurement value DNj measured by the measurement photodiode 45m or the background light photodiode 46m is transmitted to the control monitoring device 47m via the AD converter AD.

また、移動局9には、GPS用アンテナ56及びGPS受信機57が設けられており、移動局9を設置した場所の位置(緯度x、経度y)を計測できるようになっている。
なお、GPS用アンテナ56及びGPS受信機57は、移動局9とは切り離して設け、計測した位置を表示器付き操作パネル66mから入力するようにしても良い。
Further, the mobile station 9 is provided with a GPS antenna 56 and a GPS receiver 57 so that the position (latitude x, longitude y) of the place where the mobile station 9 is installed can be measured.
The GPS antenna 56 and the GPS receiver 57 may be provided separately from the mobile station 9 and the measured position may be input from the operation panel 66m with a display.

移動局9には、無線方位探知機用パラボラアンテナ58及び無線方位探知機59が設けられている。
また、移動局9の下部には、傾斜軸60、傾斜軸駆動機61、旋回軸62、旋回駆動機63、及び傾斜旋回駆動装置64が備えられている。
The mobile station 9 is provided with a parabolic antenna 58 for a radio direction finder and a radio direction detector 59.
In addition, below the mobile station 9, an inclined shaft 60, an inclined shaft driving device 61, a turning shaft 62, a turning driving device 63, and an inclined turning drive device 64 are provided.

上述の構成の移動局9を計測したい場所に移動し設置する。
そして、無線方位探知機用パラボラアンテナ58及び無線方位探知機59により、光源ユニット20に設けられた無線方位探知用電波発信アンテナ38から発信される無線方位探知用電波を受信する。
次に、傾斜旋回駆動装置64により傾斜軸駆動機61及び旋回駆動機63を駆動して、無線方位探知用電波が最も強くなる方向(光源ユニット20の方向)に、凹面鏡51、反射鏡52及び計測用フォトダイオード45mを向ける。
移動局9の設置及び凹面鏡51、反射鏡52及び計測用フォトダイオード45mの向きの設定が完了したら、制御監視装置47mによる計測を開始する。
The mobile station 9 having the above-described configuration is moved and installed at a place where measurement is desired.
Then, the radio direction finding radio wave transmitted from the radio direction finding radio wave transmitting antenna 38 provided in the light source unit 20 is received by the radio direction finding parabolic antenna 58 and the wireless direction finding detector 59.
Next, the tilt axis driving device 61 and the swing driving device 63 are driven by the tilting and turning drive device 64, and the concave mirror 51, the reflecting mirror 52, and the reflecting mirror 52 and the reflecting mirror 52 Direct the measurement photodiode 45m.
When the installation of the mobile station 9 and the setting of the direction of the concave mirror 51, the reflecting mirror 52, and the measurement photodiode 45m are completed, measurement by the control monitoring device 47m is started.

そして、制御監視装置47mは、移動局9を設置した場所の位置(緯度xi、経度yi)、レーザ光計測値DXj及び背景光計測値DNj、風向計測値WDj、風速計測値WVj、及び温度Tjのデータを、無線送受信機42m及びデータ送受信用アンテナ41mを介してレーザ光送光局7に送信する。   Then, the control monitoring device 47m detects the position (latitude xi, longitude yi) of the place where the mobile station 9 is installed, the laser light measurement value DXj and the background light measurement value DNj, the wind direction measurement value WDj, the wind speed measurement value WVj, and the temperature Tj. Is transmitted to the laser light transmitting station 7 through the wireless transceiver 42m and the data transmitting / receiving antenna 41m.

〔中央制御監視装置における制御〕
図5〜図7、及び図9〜図11に基づいて、中央制御監視装置10により、固定局8を用いて計測する場合の制御につき説明する。
[Control in central control monitoring device]
Based on FIG. 5 to FIG. 7 and FIG. 9 to FIG. 11, the control when the central control monitoring device 10 performs measurement using the fixed station 8 will be described.

(固定局による計測)
図5に図示のように、例えば1日に1回等、定期的に(或いはキーボード13から入力された指令に基づき)、固定局8による計測を開始する(ステップS0)。
なお、この時点で、記憶器11から、光源ユニット20の位置Po(緯度xo、経度yo、標高Ho)を読み出しておく。
先ず、計測すべき固定局番号iを0(ゼロ)とし(ステップS1)、固定局番号iをi=i+1とする(ステップS2)。
次に、記憶器11から、i番目の固定局8(以下、固定局8iと称する)の位置情報Pi(緯度xi、経度yi、標高Hi、計測区間距離Li)を読み出す(ステップS3)。
(Measurement by fixed station)
As shown in FIG. 5, measurement by the fixed station 8 is started periodically (or based on a command input from the keyboard 13), for example, once a day, for example (step S0).
At this time, the position Po (latitude xo, longitude yo, altitude Ho) of the light source unit 20 is read from the storage device 11.
First, the fixed station number i to be measured is set to 0 (zero) (step S1), and the fixed station number i is set to i = i + 1 (step S2).
Next, position information Pi (latitude xi, longitude yi, altitude Hi, measurement section distance Li) of the i-th fixed station 8 (hereinafter referred to as fixed station 8i) is read from the storage device 11 (step S3).

なお、計測区間距離Liは必ずしも必要なものではなく、光源ユニット20の位置情報Po(緯度xo、経度yo、標高Ho)と固定局8iの位置情報Pi(緯度xi、経度yi、標高Hi)とから算出するようにしても良い。
また、計測区間距離Lを演算する場合、参照セル長さLoが数十cmであるのに対し、計測区間距離Lは数百m〜数kmであり、計測区間距離Lの計測起点(或いは後述するLm)がLDモジュール21の出口であっても光学窓25の出口であっても、これによる誤差は1%以下である。
Note that the measurement section distance Li is not always necessary, and the position information Po (latitude xo, longitude yo, altitude Ho) of the light source unit 20 and the position information Pi (latitude xi, longitude yi, altitude Hi) of the fixed station 8i It may be calculated from
Further, when the measurement section distance L is calculated, the reference cell length Lo is several tens of centimeters, whereas the measurement section distance L is several hundred meters to several kilometers, and the measurement origin of the measurement section distance L (or will be described later). Even if Lm) is the exit of the LD module 21 or the exit of the optical window 25, the error due to this is 1% or less.

次に、データ送受信用アンテナ41p、無線送受信機42pを介して、固定局8iに計測開始信号を発信する(ステップS4)。
そして、所定時間、固定局8iより準備完了信号を待つ。
もし、所定時間経過しても固定局8iからの応答が無かったり、固定局8iから固定局異常の信号を受信した場合(ステップS5)は、固定局8i異常と判定し、固定局8iでの計測を終了し(ステップS16)、ステップS2に戻る。
固定局8iが正常な場合、固定局8iからデータ送受信用アンテナ41p及び無線送受信機42pを介して、レーザ光計測値DXj、背景光計測値DNj、風向計測値WDj、風速計測値WVj及び温度Tjを受信する(ステップS5)。
Next, a measurement start signal is transmitted to the fixed station 8i through the data transmission / reception antenna 41p and the wireless transceiver 42p (step S4).
Then, it waits for a preparation completion signal from the fixed station 8i for a predetermined time.
If there is no response from the fixed station 8i even after a predetermined time has elapsed, or if a fixed station abnormality signal is received from the fixed station 8i (step S5), it is determined that the fixed station 8i is abnormal. Measurement ends (step S16), and the process returns to step S2.
When the fixed station 8i is normal, the laser light measurement value DXj, the background light measurement value DNj, the wind direction measurement value WDj, the wind speed measurement value WVj, and the temperature Tj are transmitted from the fixed station 8i via the data transmission / reception antenna 41p and the wireless transceiver 42p. Is received (step S5).

光源ユニット20の位置Po(緯度xo、経度yo、標高Ho)と固定局8iの位置Pi(緯度xi、経度yi、標高Hi)とから、光源ユニット20の初期の向き及び仰角を演算する(ステップS6)。
この場合、光源ユニット20と固定局8iとは、約2km離れているものもあり、上記の演算された向き及び仰角により光源ユニット20の向き及び仰角を制御したのみでは、光源ユニット20から送光された計測用レーザ光Rが固定局8iで受光できるとは限らない。
From the position Po (latitude xo, longitude yo, altitude Ho) of the light source unit 20 and the position Pi (latitude xi, longitude yi, altitude Hi) of the fixed station 8i, the initial direction and elevation angle of the light source unit 20 are calculated (step) S6).
In this case, some of the light source unit 20 and the fixed station 8i are separated by about 2 km, and light is transmitted from the light source unit 20 only by controlling the direction and elevation angle of the light source unit 20 by the calculated direction and elevation angle. The measured measurement laser beam R is not necessarily received by the fixed station 8i.

そこで、特定位置走査器16(図2参照)により、上記の演算された初期の向き及び仰角を基準として、計測用フォトダイオード45fにて計測されたレーザ光計測値DXが最大となる特定位置への向き及び仰角が走査され、特定位置が特定され、光源ユニット20の前面が固定局8iの方向に向くように、旋回傾斜制御装置37を介して傾斜用駆動機35及び旋回用駆動機36が駆動される(第1の位置走査ステップS7a、第2の位置走査ステップS7b)。   Therefore, the specific position scanner 16 (see FIG. 2) moves to the specific position where the laser beam measurement value DX measured by the measurement photodiode 45f is maximized with reference to the calculated initial direction and elevation angle. The tilting drive device 35 and the turning drive device 36 are connected via the turning inclination control device 37 so that the specific position is specified and the front surface of the light source unit 20 faces the fixed station 8i. Driven (first position scanning step S7a, second position scanning step S7b).

第1の位置走査ステップS7aでは、図6に図示のように、先ず、上記の初期の向き及び仰角を中心とした、所定の横方向の走査幅b、高さ方向走査幅a、高さ方向ピッチΔHを設定する(ステップS41)。
なお、横方向の走査幅b、高さ方向の走査高さa、高さ方向ピッチΔHは、プログラムに定数として設定しても良く、記憶器11に記憶しておき記憶器11から読み出すようにしても良い。
また、第1の位置走査ステップS7aにおいては、例えば、横方向の走査幅b=10m、高さ方向の走査高さa=10m、高さ方向ピッチΔH=1mが設定される。
In the first position scanning step S7a, as shown in FIG. 6, first, a predetermined horizontal scanning width b, a height scanning width a, and a height direction centered on the initial orientation and elevation angle described above. A pitch ΔH is set (step S41).
Note that the horizontal scanning width b, the height scanning height a, and the height direction pitch ΔH may be set as constants in the program, stored in the storage device 11 and read out from the storage device 11. May be.
In the first position scanning step S7a, for example, the horizontal scanning width b = 10 m, the height scanning height a = 10 m, and the height direction pitch ΔH = 1 m are set.

次に、走査開始の範囲の高さを、最大のH+aとする(ステップS42)。
そして、この高さHにおいて、旋回軸33を駆動(ステップS43)して横方向走査幅=±bの範囲における横方向走査を行い(ステップS44)、固定局8の計測用フォトダイオード45fにて計測されたレーザ光計測値DXを入手する(ステップS45)。
Next, the height of the scanning start range is set to the maximum H + a (step S42).
Then, at this height H, the turning shaft 33 is driven (step S43), and the horizontal scanning in the range of the horizontal scanning width = ± b is performed (step S44), and the measurement photodiode 45f of the fixed station 8 is used. The measured laser beam measurement value DX is obtained (step S45).

次に、水平軸31を駆動して走査開始の範囲の高さH=H−高さ方向ピッチΔHとする(ステップS46)。
そして、走査開始の範囲の高さH<H−aか否かを判定し、否の場合にはステップS43に戻り、次の高さにおけるレーザ光計測値DXを入手する(ステップS43〜S47)。
Next, the horizontal axis 31 is driven to set the height H = H−the height direction pitch ΔH in the scanning start range (step S46).
Then, it is determined whether or not the height H <Ha of the scanning start range. If not, the process returns to step S43 to obtain the laser beam measurement value DX at the next height (steps S43 to S47). .

走査開始の範囲の高さH<H−aと判断した場合には、走査を終了し、図9に図示のようなグラフ或いはデータを得る。
そして、レーザ光計測値DXが最大となる特定位置の横方向位置(x,y)及び高さH(即ち、向き及び仰角)を演算する(ステップS48)。
この特定位置へ水平軸31及び旋回軸33を駆動して(ステップS49)、第1の位置走査(ステップS7a)を終了する。
When it is determined that the height H <Ha of the scanning start range, the scanning is terminated, and a graph or data as shown in FIG. 9 is obtained.
Then, the lateral position (x, y) and the height H (that is, the direction and the elevation angle) of the specific position where the laser beam measurement value DX is maximized are calculated (step S48).
The horizontal shaft 31 and the turning shaft 33 are driven to this specific position (step S49), and the first position scanning (step S7a) is completed.

この第1の位置走査は、高さ方向ピッチΔH=1mでありピッチが荒い。
そこで、次に範囲を絞って、図6に図示のように、第2の走査を行なう(第2の位置走査ステップS7b)。
第2の位置走査ステップS7bにおいては、例えば、横方向の走査幅b=1.5m、高さ方向の走査高さa=1.5m、高さ方向ピッチΔH=0.3mが設定される。
そして、再度図6に図示のように、ステップS41〜ステップS49により特定位置が演算される。
このようにして、光源ユニット20の前面は、正確に固定局8iに向けられる。
This first position scan has a pitch in the height direction ΔH = 1 m and a rough pitch.
Therefore, the range is narrowed down and the second scanning is performed as shown in FIG. 6 (second position scanning step S7b).
In the second position scanning step S7b, for example, the horizontal scanning width b = 1.5 m, the height scanning height a = 1.5 m, and the height direction pitch ΔH = 0.3 m are set.
Then, as shown in FIG. 6 again, the specific position is calculated in steps S41 to S49.
In this way, the front surface of the light source unit 20 is accurately directed to the fixed station 8i.

次に、図5に図示のように、計測を開始し、固定局8iからデータ送受信用アンテナ41p及び無線送受信機42pを介して、レーザ光計測値DX、背景光計測値DN、風向計測値WD、風速計測値WV及び温度Tを受信する。
そして、ガス濃度演算器15(図2参照)により、レーザ光計測値DX、背景光計測値DNと、参照ガス濃度計測値Doと、計測区間距離Lと、記憶器11からの参照セル長さLoとに基づき、大気中のガス濃度Cが演算され、データ番号j、計測年月日時刻TMjと共に記憶器11に記憶される(ステップS8)。
Next, as shown in FIG. 5, the measurement is started, and the laser beam measurement value DX, the background light measurement value DN, and the wind direction measurement value WD are started from the fixed station 8i via the data transmission / reception antenna 41p and the wireless transceiver 42p. The wind speed measurement value WV and the temperature T are received.
Then, by the gas concentration calculator 15 (see FIG. 2), the laser light measurement value DX, the background light measurement value DN, the reference gas concentration measurement value Do, the measurement section distance L, and the reference cell length from the storage unit 11 are stored. Based on Lo, the gas concentration C in the atmosphere is calculated and stored in the storage device 11 together with the data number j and the measurement date / time TMj (step S8).

ステップS8では、図7に図示のように、先ず、光源ユニット20の参照用フォトダイオード24からの参照ガス濃度計測値Doを入手する(ステップS51)。
これと並行或いは前後して、固定局8iから計測用フォトダイオード45fにて計測されたレーザ光計測値DX及び背景光用フォトダイオード46fにて計測された背景光計測値DN、風向計測値WD、風速計測値WV及び温度Tを入手する(ステップS52)。
In step S8, as shown in FIG. 7, first, the reference gas concentration measurement value Do from the reference photodiode 24 of the light source unit 20 is obtained (step S51).
In parallel or before and after this, the laser light measurement value DX measured by the measurement photodiode 45f from the fixed station 8i, the background light measurement value DN measured by the background light photodiode 46f, the wind direction measurement value WD, The wind speed measurement value WV and the temperature T are obtained (step S52).

これらのデータに基づき、次式により大気中のガス濃度Cが演算される(ステップS53)。
大気中のガス濃度C={(レーザ光計測値DX−背景光計測値DN)/参照ガス濃度計測値Do}×(参照セル長さLo/計測区間距離L)×参照セル内ガス濃度Co
Based on these data, the gas concentration C in the atmosphere is calculated by the following equation (step S53).
Atmospheric gas concentration C = {(laser light measurement value DX−background light measurement value DN) / reference gas concentration measurement value Do} × (reference cell length Lo / measurement section distance L) × reference cell gas concentration Co

例えば、図10に図示の例では、レーザ光送光局7と各固定局8iとを結ぶ計測線M1の濃度Di=0.1%、レーザ光送光局7と各固定局8i+1とを結ぶ計測線M2の濃度Di+1=0.2%、レーザ光送光局7と各固定局8i+2とを結ぶ計測線M3の濃度Di+2=0.15%、レーザ光送光局7と各固定局8i+3とを結ぶ計測線M4の濃度Di+3=0.1%、レーザ光送光局7と各固定局8i+4とを結ぶ計測線M5の濃度Di+4=0.1%という値が演算される。   For example, in the example shown in FIG. 10, the density Di of the measurement line M1 connecting the laser light transmitting station 7 and each fixed station 8i is 0.1%, and the laser light transmitting station 7 is connected to each fixed station 8i + 1. The density Di + 1 of the measuring line M2 = 0.2%, the density Di + 2 of the measuring line M3 connecting the laser beam transmitting station 7 and each fixed station 8i + 2, and 0.15%, and the laser beam transmitting station 7 and each fixed station 8i + 3 The values of the concentration Di + 3 = 0.1% of the measurement line M4 connecting and the concentration Di + 4 = 0.1% of the measurement line M5 connecting the laser beam transmitting station 7 and each fixed station 8i + 4 are calculated.

その後、データ番号j、計測年月日時刻TMjと共に、固定局8の位置Pi(固定局8の番号i、或いは計測した位置の緯度xi、経度yi、標高Hi、固定局8迄の計測区間距離Li)、レーザ光計測値DXj(=DX)、背景光計測値DNj(=DN)、演算した大気中のガス濃度Cj(=C)、風向計測値WDj(=WD)、風速計測値WVj(=WV)及び温度Tj(=T)が、記憶器11に記憶される(ステップS54)。   Thereafter, the position Pi of the fixed station 8 (the number i of the fixed station 8, the latitude xi, the longitude yi, the altitude Hi, and the measurement section distance to the fixed station 8 together with the data number j and the measurement date TMj. Li), laser light measurement value DXj (= DX), background light measurement value DNj (= DN), calculated atmospheric gas concentration Cj (= C), wind direction measurement value WDj (= WD), wind speed measurement value WVj ( = WV) and temperature Tj (= T) are stored in the storage 11 (step S54).

そして、記憶器11に記憶されたデータに基づき、図10に図示のように、表示器12に、レーザ光送光局7と固定局8i(i=i〜i+4)とを結ぶ計測線M1〜M5における大気中の各ガス濃度Ci(i=i〜i+4)(i=j−α)が表示される(ステップS9)。   And based on the data memorize | stored in the memory | storage device 11, as shown in FIG. 10, the measurement line M1 which connects the laser beam transmitting station 7 and the fixed station 8i (i = i-i + 4) to the display device 12 is shown. Each gas concentration Ci (i = i to i + 4) (i = j−α) in M5 is displayed (step S9).

全ての固定局8iにつき、計測が終了(i=n)したか否かを判定し(ステップS10)、否の場合はステップS2に戻り、次の固定局8iにつき、ステップS2〜S9にて大気中のガス濃度Cを演算し、結果を表示器12に追加表示する。
そして、ガス濃度Ciが異常な固定局8iが有るか否かを判定し(ステップS11)、なかった場合には、計測を終了する(ステップS12)。
It is determined whether or not the measurement has been completed (i = n) for all the fixed stations 8i (step S10). If not, the process returns to step S2, and the atmosphere is determined in steps S2 to S9 for the next fixed station 8i. The gas concentration C is calculated and the result is additionally displayed on the display 12.
Then, it is determined whether or not there is a fixed station 8i having an abnormal gas concentration Ci (step S11). If there is no fixed station 8i, the measurement is terminated (step S12).

一方、ガス濃度が異常な固定局8iが有ると判定(ステップS11)された場合には、重畳表示作成器17(図2参照)により、ガス濃度Cjが異常な固定局8iの風向計測値WDj、風速計測値WVj、温度Tjのデータに基づき、計測した濃度のガス噴出想定範囲Ziが演算される。
即ち、図10に図示の例では、固定局8i+1、固定局8i+2が規定値異常と判定される。
そして、固定局8i+1、固定局8i+2における、風速計測値WVi+1、風速計測値WVi+2から、その濃度の風上側の上限線M8、M9を得る。
また、また、風向計測値WDi+1、風向計測値WDi+2から、周囲の限界線M6、M7を得る。
On the other hand, if it is determined that there is a fixed station 8i having an abnormal gas concentration (step S11), the superimposed display creating device 17 (see FIG. 2) measures the wind direction measurement value WDj of the fixed station 8i having an abnormal gas concentration Cj. Based on the data of the wind speed measurement value WVj and the temperature Tj, the estimated gas ejection range Zi of the measured concentration is calculated.
That is, in the example illustrated in FIG. 10, it is determined that the fixed station 8i + 1 and the fixed station 8i + 2 are abnormal in the specified value.
Then, from the wind speed measurement value WVi + 1 and the wind speed measurement value WVi + 2 at the fixed station 8i + 1 and the fixed station 8i + 2, the upper limit lines M8 and M9 on the windward side of the concentration are obtained.
Further, surrounding limit lines M6 and M7 are obtained from the wind direction measurement value WDi + 1 and the wind direction measurement value WDi + 2.

このようにして、ガス濃度Ci=0.2%のガス噴出想定範囲Zi+1は、レーザ光送光局7と各固定局8i+1とを結ぶ計測線M2、レーザ光送光局7と各固定局8iとを結ぶ計測線M1、上限線M8、限界線M6で囲まれた範囲となる。
また、ガス濃度Ci+1=0.15%のガス噴出想定範囲Zi+2は、レーザ光送光局7と固定局8i+2とを結ぶ計測線M3、レーザ光送光局7と固定局8i+1とを結ぶ計測線M2、上限線M9、限界線M7で囲まれた範囲となる(ステップS13)。
In this way, the expected gas ejection range Zi + 1 with the gas concentration Ci = 0.2% is the measurement line M2 connecting the laser beam transmitting station 7 and each fixed station 8i + 1, the laser beam transmitting station 7 and each fixed station 8i. Is a range surrounded by a measurement line M1, an upper limit line M8, and a limit line M6.
Further, the expected gas ejection range Zi + 2 with the gas concentration Ci + 1 = 0.15% is a measurement line M3 connecting the laser light transmission station 7 and the fixed station 8i + 2, and a measurement line connecting the laser light transmission station 7 and the fixed station 8i + 1. The range is surrounded by M2, the upper limit line M9, and the limit line M7 (step S13).

このとき、レーザ光送光局7と固定局8i+1とを結ぶ計測線M2のレーザ光送光局7付近は、ガス濃度=0.15%のガス噴出想定範囲Zi+2にも入っているが、重複した範囲については、風上側のガス濃度Ciを選定する。   At this time, the vicinity of the laser beam transmitting station 7 of the measurement line M2 connecting the laser beam transmitting station 7 and the fixed station 8i + 1 is also included in the gas ejection assumed range Zi + 2 where the gas concentration = 0.15%. For the range, the gas concentration Ci on the windward side is selected.

計測線M1、計測線M2、上限線M8及び限界線M6で囲まれたガス濃度が0.2%のガス噴出想定範囲i+1、計測線M2、計測線M3、上限線M9及び限界線M7で囲まれたガス濃度が0.15%のガス噴出想定範囲Zi+2は、図10に図示のように、重複した範囲については風上側のガス濃度Ciが選定されて表示器12に重畳表示され(ステップS14)、移動局9による計測に移行する(ステップS15)。
なお、図10に図示のものは、ガス異常監視区域4の一部を示したものであるが、ガス異常監視区域4を中心として周囲の全て(n個)の固定局8を表示するようにしても良く、或いは全体表示と部分表示とを選択し表示するようにしても良い。
Surrounded by the expected gas ejection range i + 1 with a gas concentration of 0.2% surrounded by the measurement line M1, the measurement line M2, the upper limit line M8 and the limit line M6, the measurement line M2, the measurement line M3, the upper limit line M9 and the limit line M7 In the assumed gas ejection range Zi + 2 with a gas concentration of 0.15%, as shown in FIG. 10, the gas concentration Ci on the windward side is selected for the overlapped range and is superimposed on the display 12 (step S14). ), And shifts to measurement by the mobile station 9 (step S15).
10 shows a part of the gas abnormality monitoring area 4, but all (n) fixed stations 8 around the gas abnormality monitoring area 4 are displayed. Alternatively, the entire display and the partial display may be selected and displayed.

(移動局による計測)
次に、ガス濃度の異常が検出された場合には、図8に図示のように、車両等の移動体69にレーザ光受光用の移動局9を搭載してガス濃度の計測を開始する(ステップS20)。
先ず、レーザ光送光局7から、無線方位探知用電波発信アンテナ38及び無線方位探知用電波発信器39により無線方位探知用電波を発信する(ステップS21)。
一方、移動局9は、計測の準備が完了したら、移動局9の位置P(緯度x、経度y)、計測の準備が完了したとの情報を送信する。
(Measurement by mobile station)
Next, when an abnormality in the gas concentration is detected, as shown in FIG. 8, a mobile station 9 for receiving laser light is mounted on a moving body 69 such as a vehicle and measurement of the gas concentration is started ( Step S20).
First, a radio direction detecting radio wave is transmitted from the laser beam transmitting station 7 by the radio direction detecting radio wave transmitting antenna 38 and the radio direction detecting radio wave transmitter 39 (step S21).
On the other hand, when the preparation for measurement is completed, the mobile station 9 transmits information indicating that the position P (latitude x, longitude y) of the mobile station 9 and preparation for measurement are completed.

レーザ光送光局7の中央制御監視装置10は、移動局9から位置P(緯度x、経度y)、計測の準備が完了したとの情報を、データ送受信用アンテナ41p及び無線送受信機42pを介して受信する(ステップS22)。   The central control and monitoring apparatus 10 of the laser beam transmitting station 7 sends information indicating that the position P (latitude x, longitude y) and measurement preparation are completed from the mobile station 9 to the data transmission / reception antenna 41p and the wireless transceiver 42p. (Step S22).

レーザ光送光局7の中央制御監視装置10では、記憶器11に記憶された地形図に基づき、地形図照合器14(図2参照)にて、受信した移動局9の位置P(緯度x、経度y)における高さH(標高)を演算する。
そして、移動局9の位置P(緯度x、経度y、標高H)と、光源ユニット20の位置情報Po(緯度xo、経度yo、標高Ho)との関係から、移動局9迄の距離L、向き及び仰角を演算する(ステップS23)。
その後、固定局8の場合と同様に、第1の位置走査ステップS24a、第2の位置走査ステップS24b(詳細処理内容は図6に同じ)により、移動局9の計測用フォトダイオード45mのデータが最大となる特定位置への向き及び仰角を演算し、光源ユニット20の前面が特定位置に正確に向くように、傾斜用駆動機35及び旋回用駆動機36を駆動する。
In the central control and monitoring apparatus 10 of the laser beam transmission station 7, the received position P (latitude x) of the mobile station 9 is received by the topographic map collator 14 (see FIG. 2) based on the topographic map stored in the storage unit 11. , The height H (elevation) at longitude y) is calculated.
Then, from the relationship between the position P (latitude x, longitude y, altitude H) of the mobile station 9 and the position information Po (latitude xo, longitude yo, altitude Ho) of the light source unit 20, the distance L to the mobile station 9, The direction and the elevation angle are calculated (step S23).
Thereafter, as in the case of the fixed station 8, the data of the measurement photodiode 45m of the mobile station 9 is obtained by the first position scanning step S24a and the second position scanning step S24b (detailed processing is the same as in FIG. 6). The direction to the maximum specific position and the elevation angle are calculated, and the tilting drive unit 35 and the turning drive unit 36 are driven so that the front surface of the light source unit 20 is accurately directed to the specific position.

次に、図8に図示のように、計測を開始し、移動局9からデータ送受信用アンテナ41p及び無線送受信機42pを介して、レーザ光計測値DX、背景光計測値DN、風向計測値WD、風速計測値WV及び温度Tを受信する。
そして、レーザ光計測値DX、背景光計測値DNと、光源ユニット20の参照用フォトダイオード24からの参照ガス濃度計測値Doと、記憶器11からの参照セル長さLo及び計測区間距離Lとに基づき、大気中のガス濃度Cが演算され、記憶器11に記憶される(ステップS25)。
Next, as shown in FIG. 8, the measurement is started, and the laser beam measurement value DX, the background light measurement value DN, and the wind direction measurement value WD are started from the mobile station 9 via the data transmission / reception antenna 41p and the wireless transceiver 42p. The wind speed measurement value WV and the temperature T are received.
Then, the laser beam measurement value DX, the background light measurement value DN, the reference gas concentration measurement value Do from the reference photodiode 24 of the light source unit 20, the reference cell length Lo and the measurement section distance L from the storage device 11 Based on the above, the atmospheric gas concentration C is calculated and stored in the storage device 11 (step S25).

即ち、固定局8の場合と同様に、図7に図示のステップS51〜S54の処理により、次式により大気中のガス濃度Ciが演算される。
大気中のガス濃度C={(レーザ光計測値DX−背景光計測値DN)/参照ガス濃度計測値Do}×(参照セル長さLo/計測区間距離L)×参照セル内ガス濃度Co
That is, as in the case of the fixed station 8, the gas concentration Ci in the atmosphere is calculated by the following equation by the processing in steps S51 to S54 shown in FIG.
Atmospheric gas concentration C = {(laser light measurement value DX−background light measurement value DN) / reference gas concentration measurement value Do} × (reference cell length Lo / measurement section distance L) × reference cell gas concentration Co

その後、新たなデータ番号j、計測年月日時刻TMjと共に、移動局9の位置Pj(計測した位置の緯度x、経度y、標高H、計測区間距離L)、レーザ光計測値DXj(=DX)、背景光計測値DNj(=DN)、演算した大気中のガス濃度Cj(=C)、風向計測値WDj(=WD)、風速計測値WVj(=WV)及び温度Tj(=T)が、記憶器11に記憶される。
計測が終了すると、計測が終了した旨の信号を、無線送受信機42p、データ送受信用アンテナ41pを介して移動局9に発信する(ステップS26)。
After that, the position Pj of the mobile station 9 (latitude x, longitude y, altitude H, measurement section distance L) of the mobile station 9, laser beam measurement value DXj (= DX) together with the new data number j and measurement date / time TMj ), Background light measurement value DNj (= DN), calculated atmospheric gas concentration Cj (= C), wind direction measurement value WDj (= WD), wind speed measurement value WVj (= WV), and temperature Tj (= T). And stored in the memory 11.
When the measurement is completed, a signal indicating that the measurement is completed is transmitted to the mobile station 9 via the wireless transceiver 42p and the data transmission / reception antenna 41p (step S26).

そして、記憶器11に記憶されたデータに基づき、図10に図示のように、表示器12に、レーザ光送光局7と移動局9とを結ぶ計測線M10における大気中のガス濃度Cが追加表示される(ステップS27)。
そして、移動局9における、風速計測値WVjから、その濃度の風上側の上限線M12を得る。
また、また、風向計測値WDjから、周囲の限界線M11を得る。
なお、図10に図示の例では、ガス濃度が0.15%の上限線M12は、ガス濃度が0.1%の計測線M1より風上にあるので使用しない。
Then, based on the data stored in the storage device 11, as shown in FIG. 10, the gas concentration C in the atmosphere in the measurement line M <b> 10 connecting the laser light transmission station 7 and the mobile station 9 is displayed on the display device 12. An additional display is made (step S27).
Then, from the wind speed measurement value WVj in the mobile station 9, an upwind upper limit line M12 of the concentration is obtained.
Moreover, the surrounding limit line M11 is obtained from the wind direction measurement value WDj.
In the example illustrated in FIG. 10, the upper limit line M12 having a gas concentration of 0.15% is not used because it is upstream of the measurement line M1 having a gas concentration of 0.1%.

このようにして、ガス濃度=0.2%のガス噴出想定範囲から、移動局9での計測によるガス濃度=0.15%のガス噴出想定範囲が除かれる(ガス濃度=0.2%のガス噴出想定範囲が絞り込まれる)(ステップS28)。
この演算結果は、図10に図示のように、表示器12に重畳表示される(ステップS29)。
そして、計測が終了したか否かを判定し(ステップS30)、否の場合は、レーザ光受光用の移動局9を次の計測場所に移動させ、ステップS22に戻る。
そして、次の計測場所につき、ステップS22〜S29にて、新たに大気中のガス濃度Cを演算する。
計測が終了したら、記憶器11に記憶された諸データに基づきガス濃度分布状況を演算、表示し(ステップS31)、終了する(ステップS32)。
In this way, the expected gas ejection range of gas concentration = 0.15% measured by the mobile station 9 is excluded from the expected gas ejection range of gas concentration = 0.2% (gas concentration = 0.2%). The expected gas ejection range is narrowed) (step S28).
The calculation result is superimposed and displayed on the display 12 as shown in FIG. 10 (step S29).
Then, it is determined whether or not the measurement is finished (step S30). If not, the laser light receiving mobile station 9 is moved to the next measurement location, and the process returns to step S22.
Then, a new gas concentration C in the atmosphere is calculated at steps S22 to S29 for the next measurement location.
When the measurement is completed, the gas concentration distribution state is calculated and displayed based on various data stored in the storage device 11 (step S31), and the process is ended (step S32).

このガス噴出地点の、レーザ光送光局7から放射方向における探査状況を図11に示す。
図11に図示のように、レーザ光送光局7と固定局8との間にガス噴出地点がある場合、先ず、固定局8にてガス濃度の異常が検出される。
そこで、移動局9により、レーザ光送光局7から固定局8に向かって移動しつつ計測を行なうと、レーザ光送光局7近傍ではガス濃度の異常は検出されない。
そして、ガス噴出地点に近づくとガス濃度が高くなり、ガス噴出地点を過ぎると、次第にガス濃度が低くなっていく。
このようにして、ガス噴出地点は特定される。
FIG. 11 shows the state of exploration in the emission direction from the laser beam transmission station 7 at this gas ejection point.
As shown in FIG. 11, when there is a gas ejection point between the laser beam transmitting station 7 and the fixed station 8, first, an abnormality in the gas concentration is detected at the fixed station 8.
Therefore, when the mobile station 9 performs measurement while moving from the laser beam transmission station 7 toward the fixed station 8, no abnormality in the gas concentration is detected in the vicinity of the laser beam transmission station 7.
And when it approaches the gas ejection point, the gas concentration increases, and after passing the gas ejection point, the gas concentration gradually decreases.
In this way, the gas ejection point is specified.

〔本発明の第2の実施の形態におけるレーザ光送光局の構成〕
次に、図12に基づき、本発明の第2の実施の形態における光源ユニット20a、ガス投入・監視センター6等により構成されたレーザ光送光局7の構成につき詳細に説明する。
図12は、本発明の第2の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムにおける光源ユニットを備えたガス投入・監視センターの模式図である。
なお、図12において、本発明の第1の実施の形態(図2等参照)のものと同じ符号のものは同一の部材である。
[Configuration of Laser Light Transmitting Station in Second Embodiment of the Present Invention]
Next, based on FIG. 12, the configuration of the laser beam transmitting station 7 constituted by the light source unit 20a, the gas injection / monitoring center 6 and the like in the second embodiment of the present invention will be described in detail.
FIG. 12 is a schematic diagram of a gas input / monitoring center provided with a light source unit in a gas concentration monitoring system according to a second embodiment of the present invention.
In FIG. 12, the same reference numerals as those in the first embodiment (see FIG. 2 etc.) of the present invention are the same members.

本発明の第1の実施の形態のものと異なる点は、光源ユニット20aを旋回駆動する旋回傾斜機構30(図2等参照)に加えて、更に、微駆動用の旋回傾斜機構30aを追加した点にある。
即ち、レーザ光受信用の固定局8(或いは、移動局9)の凹面鏡51の直径は1〜2m前後である。
そして、例えば2km先に設置された直径が1〜2mの凹面鏡51、並びにレーザ光透過板50、計測用フォトダイオード45f、45mに、光源ユニット20aから発光するレーザ光Rを当てるためには、高精度な位置調整が必要となる。
The difference from the first embodiment of the present invention is that, in addition to the turning tilt mechanism 30 for turning the light source unit 20a (see FIG. 2 and the like), a turning tilt mechanism 30a for fine driving is further added. In the point.
That is, the diameter of the concave mirror 51 of the fixed station 8 (or mobile station 9) for receiving laser light is about 1 to 2 m.
For example, in order to apply the laser beam R emitted from the light source unit 20a to the concave mirror 51 having a diameter of 1 to 2 m, the laser beam transmitting plate 50, and the measurement photodiodes 45f and 45m, which are installed 2 km away, Accurate position adjustment is required.

そこで、本発明の第1の実施の形態(図2等参照)のものと同様に光源ユニット20aとポール28との間に旋回傾斜機構30を設置すると共に、これに加えてミラー22cの向き及び仰角をかえるための旋回傾斜機構30aが設けられている。
全方向用の旋回傾斜機構30は、ガス異常監視区域4の全域に向くように光源ユニット20aを旋回、傾斜駆動する。
微駆動(或いは走査)用の旋回傾斜機構30aは、例えば、固定局8或いは移動局9における上述の横方向の走査幅b=10m、高さ方向の走査高さa=10mの2倍の範囲内でミラー22cを旋回、傾斜駆動する。
Therefore, as in the first embodiment of the present invention (see FIG. 2 etc.), a turning and tilting mechanism 30 is installed between the light source unit 20a and the pole 28, and in addition to this, the orientation of the mirror 22c and A turning and tilting mechanism 30a for changing the elevation angle is provided.
The turning tilt mechanism 30 for all directions turns and tilts the light source unit 20a so as to face the entire region of the gas abnormality monitoring area 4.
The fine tilting mechanism 30a for driving (or scanning) is, for example, a range twice as long as the horizontal scanning width b = 10 m and the vertical scanning height a = 10 m in the fixed station 8 or the mobile station 9. The mirror 22c is swiveled and tilted.

上述の全方向用の旋回傾斜機構30と微駆動(或いは走査)用の旋回傾斜機構30aとを兼ね備えた本発明の第2の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムによれば、次の計測点(固定局8或いは移動局9)への旋回駆動は全方向用の旋回傾斜機構30により高速で行われ、特定位置における走査は微駆動(或いは走査)用の旋回傾斜機構30aにより高精度に行なわれる。   According to the gas concentration monitoring system according to the second embodiment of the present invention having both the above-described omnidirectional turning tilt mechanism 30 and the fine driving (or scanning) turning tilt mechanism 30a, the following measurement points are provided. The turning drive to the fixed station 8 or the mobile station 9 is performed at high speed by the turning tilt mechanism 30 for all directions, and the scanning at a specific position is performed with high precision by the turning tilt mechanism 30a for fine driving (or scanning). It is.

〔本発明の第3の実施の形態におけるレーザ光送光局の構成〕
次に、図13に基づき、本発明の第3の実施の形態における光源ユニット20b、ガス投入・監視センター6等により構成されたレーザ光送光局7の構成につき詳細に説明する。
図13は、本発明の第3の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムにおける光源ユニットを備えたガス投入・監視センターの模式図である。
なお、図13において、本発明の第1の実施の形態(図2等参照)のものと同じ符号のものは同一の部材である。
[Configuration of Laser Light Transmitting Station in the Third Embodiment of the Present Invention]
Next, based on FIG. 13, the configuration of the laser beam transmitting station 7 constituted by the light source unit 20b, the gas injection / monitoring center 6 and the like in the third embodiment of the present invention will be described in detail.
FIG. 13 is a schematic diagram of a gas input / monitoring center provided with a light source unit in a gas concentration monitoring system according to a third embodiment of the present invention.
In FIG. 13, the same reference numerals as those in the first embodiment (see FIG. 2 etc.) of the present invention are the same members.

本発明の第1の実施の形態のものと異なる点は、光源ユニット20を旋回駆動する旋回傾斜機構30(図2等参照)に代えて、微駆動用の旋回傾斜機構30bを設けた点にある。
即ち、光源ユニット20bは、ポール28上に直に取り付けられている。
そして、レーザ光Rを照射させるためのミラー22cを、ガス異常監視区域4の全域に向くように旋回、傾斜駆動する微駆動用の旋回傾斜機構30bが、光源ユニット20b内に設けられている。
The difference from the first embodiment of the present invention is that a turning tilt mechanism 30b for fine driving is provided in place of the turning tilt mechanism 30 (see FIG. 2 and the like) that drives the light source unit 20 to turn. is there.
That is, the light source unit 20b is directly mounted on the pole 28.
A fine tilting tilt mechanism 30b is provided in the light source unit 20b for rotating and tilting the mirror 22c for irradiating the laser beam R so as to face the entire gas abnormality monitoring area 4.

上述の全方向用の旋回傾斜機構30bを備えた本発明の第3の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムによれば、次の計測点(固定局8或いは移動局9)への旋回駆動は遅くなるものの、本発明の第2の実施の形態のものと同様に、特定位置における走査は微駆動(或いは走査)用の旋回傾斜機構30aにより高精度に行なわれる。
なお、本発明の第3の実施の形態のものは、照度計44pが不要の場合であるが、照度計44pが必要な場合には、別途、照度計旋回駆動機構を設ける必要がある。
According to the gas concentration monitoring system according to the third embodiment of the present invention including the above-described omnidirectional turning tilt mechanism 30b, the turning drive to the next measurement point (fixed station 8 or mobile station 9) is performed. Though slow, the scanning at the specific position is performed with high precision by the turning tilt mechanism 30a for fine driving (or scanning) as in the case of the second embodiment of the present invention.
In the third embodiment of the present invention, the illuminance meter 44p is not necessary. However, when the illuminance meter 44p is necessary, it is necessary to separately provide an illuminance meter turning drive mechanism.

〔本発明の第4の実施の形態における全体の構成〕
次に、本発明の第4の実施の形態を図14に基づいて説明する。
図14は、本発明の第4の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムの全体配置図である。
本発明の第4の実施の形態のものは、本発明の第1の実施の形態のものに対し、移動局9は設けず、固定局8のみをガス異常監視区域4内に配置したものである。
[Overall Configuration in the Fourth Embodiment of the Present Invention]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is an overall layout diagram of a gas concentration monitoring system according to the fourth embodiment of the present invention.
The fourth embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention in that the mobile station 9 is not provided and only the fixed station 8 is arranged in the gas abnormality monitoring area 4. is there.

図14に図示のように、ガス異常監視区域4の中央或いは適宜箇所には、光源ユニット20(20a,20b)を有するレーザ光送光局7aが、少なくとも1組配置されている。
このレーザ光送光局7aは、第1〜3の実施の形態(図2、図12、図13参照)におけるレーザ光送光局7と同様に、光源ユニット20、旋回傾斜機構30(及び/又は旋回傾斜機構30a、旋回傾斜機構30b)、旋回傾斜制御装置37、ポール28、LDドライバユニット26、計測ユニット27、無線方位探知用電波発信アンテナ38、無線方位探知用電波発信器39、風向風速計40p、データ送受信用アンテナ41p、無線送受信機42p、温度計43p、照度計44p、AD変換器AD、DA変換器DA等を備えている。
As shown in FIG. 14, at least one set of laser light transmission stations 7 a having light source units 20 (20 a, 20 b) is arranged at the center of the gas abnormality monitoring area 4 or at an appropriate place.
This laser beam transmission station 7a is similar to the laser beam transmission station 7 in the first to third embodiments (see FIGS. 2, 12, and 13), and includes a light source unit 20, a turning tilt mechanism 30 (and / or Or turning tilt mechanism 30a, turning tilt mechanism 30b), turning tilt control device 37, pole 28, LD driver unit 26, measurement unit 27, radio direction detecting radio wave transmitting antenna 38, radio direction detecting radio wave transmitter 39, wind direction and wind speed. It includes a total of 40p, a data transmission / reception antenna 41p, a wireless transceiver 42p, a thermometer 43p, an illuminance meter 44p, an AD converter AD, a DA converter DA, and the like.

本発明の第1の実施の形態のものと同様に、ガス異常監視区域4の周縁の適宜箇所には、レーザ光受光用の固定局8が設置されている。
また、ガス異常監視区域4においてCOが滞留しやすい窪んだ箇所、低い箇所等には、必要に応じて適宜、レーザ光受光用の固定局8が設置されている。
また、ガス異常監視区域4の周縁、或いは、貯留ガスの受け入れ箇所には、ガス投入・監視センター6aが設置されている。
このガス投入・監視センター6aには、図2に図示の、ガス濃度演算器15、特定位置走査器16及び重畳表示作成器17を有する中央制御監視装置10、記憶器11、表示器12、及びキーボード13が備えられている。
As in the first embodiment of the present invention, a fixed station 8 for receiving laser light is installed at an appropriate position on the periphery of the gas abnormality monitoring area 4.
Further, a fixed station 8 for receiving a laser beam is appropriately installed in a depressed portion or a low portion where CO 2 tends to stay in the gas abnormality monitoring area 4 as necessary.
In addition, a gas input / monitoring center 6a is installed at the periphery of the gas abnormality monitoring area 4 or at the location where the stored gas is received.
The gas input / monitoring center 6a includes a central control monitoring device 10 having a gas concentration calculator 15, a specific position scanner 16, and a superimposed display generator 17, as shown in FIG. 2, a storage device 11, a display device 12, and A keyboard 13 is provided.

上述の本発明の第4の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムによれば、本発明の第1の実施の形態のものに対して精度は粗くなるものの、本発明の第1の実施の形態のものと同様にガス濃度演算器15、特定位置走査器16及び重畳表示作成器17を有しているため、大気(空気)中の異常ガスのガス濃度を、天候、特に風向風速による影響を考慮して分析し監視することができる。   According to the gas concentration monitoring system according to the fourth embodiment of the present invention described above, the accuracy is coarser than that of the first embodiment of the present invention, but the first embodiment of the present invention. Since the gas concentration calculator 15, the specific position scanner 16, and the superimposed display generator 17 are included, the abnormal gas concentration in the atmosphere (air) is affected by the weather, particularly the wind direction and the wind speed. It can be analyzed and monitored with consideration.

なお、レーザ光送光局7を図14に図示のように、2組設けることにより、ガス噴出地点をより正確に特定することが可能となる。
但し、この場合、各固定局8は、レーザ光透過板50、凹面鏡51、反射鏡52、計測用フォトダイオード45f、背景光用フォトダイオード46f等を2組設ける必要があるものの、制御監視装置47f、太陽電池53、充放電盤54、二次電池55、GPS用アンテナ56、GPS受信機57、無線方位探知機用パラボラアンテナ58、無線方位探知機59等を共有することができる。
As shown in FIG. 14, two sets of laser light transmitting stations 7 can be provided to specify the gas ejection point more accurately.
However, in this case, each fixed station 8 needs to provide two sets of the laser light transmitting plate 50, the concave mirror 51, the reflecting mirror 52, the measurement photodiode 45f, the background light photodiode 46f, etc., but the control monitoring device 47f The solar battery 53, the charging / discharging board 54, the secondary battery 55, the GPS antenna 56, the GPS receiver 57, the radio direction detector parabolic antenna 58, the radio direction detector 59, and the like can be shared.

〔本発明の第5の実施の形態における送受信データの構成〕
次に、ガス投入・監視センター6(6a)と、固定局8或いは移動局9との送受信データの構成につき説明する。
上述のごとく、固定局8からガス投入・監視センター6(6a)へは、
計測用フォトダイオード45fにて計測されたレーザ光計測値DX、背景光用フォトダイオード46fにて計測された背景光計測値DN、風向風速計40fにて計測された風向計測値WD及び風速計測値WV、温度計43fにて計測された温度T、及び故障の有無の信号が各々送信される。
また、移動局9からガス投入・監視センター6(6a)へは、
計測用フォトダイオード45mにて計測されたレーザ光計測値DX、背景光用フォトダイオード46mにて計測された背景光計測値DN、風向風速計40mにて計測された風向計測値WD及び風速計測値WV、温度計43mにて計測された温度T、GPS受信機57にて計測された移動局9を設置した場所の位置(緯度x、経度y)が各々送信される。
[Configuration of transmission / reception data in the fifth embodiment of the present invention]
Next, the configuration of transmission / reception data between the gas input / monitoring center 6 (6a) and the fixed station 8 or the mobile station 9 will be described.
As described above, from the fixed station 8 to the gas input / monitoring center 6 (6a),
Laser light measurement value DX measured by measurement photodiode 45f, background light measurement value DN measured by background light photodiode 46f, wind direction measurement value WD and wind speed measurement value measured by wind direction anemometer 40f WV, temperature T measured by the thermometer 43f, and a signal indicating the presence or absence of a failure are transmitted.
In addition, from the mobile station 9 to the gas input / monitoring center 6 (6a),
Laser light measurement value DX measured by measurement photodiode 45m, background light measurement value DN measured by background light photodiode 46m, wind direction measurement value WD and wind speed measurement value measured by wind direction anemometer 40m The WV, the temperature T measured by the thermometer 43m, and the position (latitude x, longitude y) of the place where the mobile station 9 is measured, measured by the GPS receiver 57, are transmitted.

この場合、各種のデータを時間分割により一つの共通する送信信号に纏めるようにしても良い。
この送信信号は、次のような構成となる。
a)送信信号の開始フラグ
b)レーザ光計測値DX
c)背景光計測値DN
d)風向計測値WD
e)風速計測値WV
f)温度T
g)故障の有無(移動局9の場合はブランク)
h)緯度x(固定局8の場合はブランク)
i)経度y(固定局8の場合はブランク)
j)送信信号の終了フラグ
In this case, various data may be combined into one common transmission signal by time division.
This transmission signal has the following configuration.
a) Transmission signal start flag b) Laser beam measurement value DX
c) Background light measurement value DN
d) Wind direction measurement value WD
e) Wind speed measurement value WV
f) Temperature T
g) Existence of failure (blank for mobile station 9)
h) Latitude x (blank for fixed station 8)
i) Longitude y (blank for fixed station 8)
j) Transmission signal end flag

このように、固定局8或いは移動局9からガス投入・監視センター6(6a)への送信信号を共通のフォーマットにすることにより、データの管理、運営が簡素になる。   As described above, by making the transmission signal from the fixed station 8 or the mobile station 9 to the gas input / monitoring center 6 (6a) into a common format, the management and operation of data are simplified.

〔その他の実施の形態〕
以上、本発明の実施の各形態に係るガス濃度モニタリングシステムについて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
[Other Embodiments]
The gas concentration monitoring system according to each embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are made to the specific structure within the scope of the present invention. Needless to say, it is good.

例えば、固定局8或いは移動局9とガス投入・監視センター6(6a)との交信は、無線に限定されるものではなく、有線(電線又は光ファイバケーブル)を介して行なうようにしても良い。
また、固定局及び移動局には、計測用フォトダイオード45f及び背景光用フォトダイオード46fを設けず反射鏡のみとし、光源ユニット20に、計測用フォトダイオード45f及び背景光用フォトダイオード46fを設けるようにしても良い。
For example, communication between the fixed station 8 or the mobile station 9 and the gas input / monitoring center 6 (6a) is not limited to wireless communication, and may be performed via a wire (electric wire or optical fiber cable). .
The fixed station and the mobile station are not provided with the measurement photodiode 45f and the background light photodiode 46f, but are provided with only a reflecting mirror, and the light source unit 20 is provided with the measurement photodiode 45f and the background light photodiode 46f. Anyway.

本発明の第1の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムの全体配置図である。1 is an overall layout diagram of a gas concentration monitoring system according to a first embodiment of the present invention. 図1に図示の光源ユニット20を備えたガス投入・監視センターの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a gas input / monitoring center including the light source unit 20 illustrated in FIG. 1. 図1に図示のレーザ光受光用の固定局の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a fixed station for receiving laser light illustrated in FIG. 1. 図1に図示のレーザ光受光用の移動局の模式図である。It is a schematic diagram of the mobile station for laser beam reception shown in FIG. 図2に図示の中央制御監視装置における固定局による計測の場合の制御ブロック図である。It is a control block diagram in the case of measurement by the fixed station in the central control monitoring apparatus shown in FIG. 図5に図示の特定位置の特定の詳細制御ブロック図である。It is a specific detailed control block diagram of the specific position shown in FIG. 図5に図示のガス濃度の検出・演算の詳細制御ブロック図である。FIG. 6 is a detailed control block diagram of the gas concentration detection / calculation shown in FIG. 5. 図2に図示の中央制御監視装置における移動局による計測の場合の制御ブロック図である。It is a control block diagram in the case of the measurement by the mobile station in the central control monitoring apparatus shown in FIG. 図6に図示の特定位置を特定する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of pinpointing the specific position shown in FIG. 図2に図示の表示器の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the indicator shown in FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る漏洩ガスの位置を特定する方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the method of pinpointing the position of the leakage gas which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムにおける光源ユニットを備えたガス投入・監視センターの模式図である。It is a schematic diagram of the gas supply and monitoring center provided with the light source unit in the gas concentration monitoring system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムにおける光源ユニットを備えたガス投入・監視センターの模式図である。It is a schematic diagram of the gas supply and monitoring center provided with the light source unit in the gas concentration monitoring system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係るガス濃度モニタリングシステムの全体配置図である。It is a whole layout figure of the gas concentration monitoring system concerning a 4th embodiment of the present invention. 従来のガス濃度計測装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the conventional gas concentration measuring apparatus. 図15に図示のガス濃度計測装置の要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of the gas concentration measuring apparatus shown in FIG. 従来の移動体によるガス濃度モニタリングシステムを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the gas concentration monitoring system by the conventional mobile body. 従来の周囲に反射部を設置したガス濃度モニタリングシステムを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the gas concentration monitoring system which installed the reflection part around the conventional. 従来のガス漏洩検出装置をLNG貯蔵基地に適用した場合の概念図である。It is a conceptual diagram at the time of applying the conventional gas leak detection apparatus to an LNG storage base.

符号の説明Explanation of symbols

1 閉塞帯水層
2 準化石塩水層
3 海洋
4 ガス異常監視区域
5 ガス投入配管
6、6a ガス投入・監視センター
7、7a レーザ光送光局
8 (レーザ光受信用の)固定局
9 (レーザ光受信用の)移動局
10 中央制御監視装置
11 記憶器
12 表示器
13 キーボード
14 地形図照合器
15 ガス濃度演算器
16 特定位置走査器
17 重畳表示作成器
20,20a,20b 光源ユニット
21 LDモジュール
22a ミラー
22b ハーフミラー
22c ミラー
23 参照セル
24 参照用フォトダイオード
25 光学窓
26 LDドライバユニット
27 計測ユニット
28 ポール
30、30a、30b 旋回傾斜機構
31 水平軸
32 垂直部材
33 旋回軸
34 ターンテーブル
35 傾斜用駆動機
36 旋回用駆動機
37 旋回傾斜制御装置
38 無線方位探知用電波発信アンテナ
39 無線方位探知用電波発信器
40p、40f、40m 風向風速計
41p、41f、41m データ送受信用アンテナ
42p、42f、42m 無線送受信機
43p、43f、43m 温度計
44p、44f、44m 照度計
45、45f、45m 計測用フォトダイオード
46、46f、46m 背景光用フォトダイオード
47f、47m 制御監視装置
48 シャッター
49 シャッター駆動装置
50 レーザ光透過板
51 凹面鏡
52 反射鏡
53 太陽電池
54 充放電盤
55 二次電池
56 GPS用アンテナ
57 GPS受信機
58 無線方位探知機用パラボラアンテナ
59 無線方位探知機
60 傾斜軸
61 傾斜軸駆動機
62 旋回軸
63 旋回駆動機
64 傾斜旋回駆動装置
66f、66m 表示器付き操作パネル
67 電源用コネクタ
68 信号線用コネクタ
69 移動体
70 庇
AD AD変換器
DA DA変換器
R 計測用レーザ光
Lo 参照セル長さ
L 計測区間距離
Lo 参照セル長さ
Do 参照ガス濃度計測値
j データ番号
TM 計測年月日時刻
P 固定局の位置情報
i 固定局の番号
x 固定局の緯度
y 固定局の経度
H 固定局の標高
xo 光源ユニットの緯度
yo 光源ユニットの経度
Ho 光源ユニットの標高
WDo ガス投入・監視センターにおける風向計測値
WVo ガス投入・監視センターにおける風速計測値
To ガス投入・監視センターにおける温度
WD 固定局或いは移動局における風向計測値
WV 固定局或いは移動局における風速計測値
T 固定局或いは移動局における温度
C 大気中のガス濃度
Co 参照セル内ガス濃度
DX レーザ光計測値
DN 背景光計測値
M1〜M5 計測線
M6、M7 限界線
M8、M9 上限線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blocking aquifer 2 Quasi-fossil salt water layer 3 The ocean 4 Gas abnormality monitoring area 5 Gas injection piping 6, 6a Gas injection / monitoring center 7, 7a Laser beam transmitting station 8 (for receiving laser beam) Fixed station 9 Mobile station for optical reception 10 Central control and monitoring device 11 Storage device 12 Display device 13 Keyboard 14 Topographic map collator 15 Gas concentration calculator 16 Specific position scanner 17 Superimposed display generator 20, 20a, 20b Light source unit 21 LD module 22a mirror 22b half mirror 22c mirror 23 reference cell 24 reference photodiode 25 optical window 26 LD driver unit 27 measuring unit 28 pole 30, 30a, 30b turning tilt mechanism 31 horizontal shaft 32 vertical member 33 turning shaft 34 turntable 35 for tilting Drive unit 36 Drive unit 37 for turning 37 38 Radio direction detection radio wave transmission antenna 39 Radio direction detection radio wave transmission device 40p, 40f, 40m Wind direction anemometer 41p, 41f, 41m Data transmission / reception antenna 42p, 42f, 42m Wireless transceiver 43p, 43f, 43m Thermometer 44p, 44f, 44m Illuminance meter 45, 45f, 45m Measuring photodiode 46, 46f, 46m Background light photodiode 47f, 47m Control monitoring device 48 Shutter 49 Shutter driving device 50 Laser light transmitting plate 51 Concave mirror 52 Reflecting mirror 53 Solar cell 54 Charging / discharging panel 55 Secondary battery 56 GPS antenna 57 GPS receiver 58 Parabolic antenna for wireless azimuth detector 59 Wireless azimuth detector 60 Inclined shaft 61 Inclined axis driving device 62 Rotating shaft 63 Rotating driving device 64 Inclined slewing driving device 66f, 66m display Operation panel with power supply 67 Connector for power supply 68 Connector for signal line 69 Moving body 70 AD AD AD converter DA DA converter R Laser beam for measurement Lo Reference cell length L Measurement interval distance Lo Reference cell length Do Reference gas concentration measurement value j Data number TM Measurement date P Location information of fixed station i Fixed station number x Fixed station latitude y Fixed station longitude H Fixed station altitude xo Light source unit latitude yo Light source unit longitude Ho Light source unit altitude Measured wind direction at the WDo gas injection / monitoring center Measured wind speed at the WVO gas injection / monitoring center Toe Temperature at the gas injection / monitoring center WD Measured wind direction at the fixed station or mobile station WV Measured wind speed at the fixed station or mobile station T Fixed Temperature at the station or mobile station C Gas concentration in the atmosphere Co Gas in the reference cell Concentration DX laser light measurements DN background light measurement value M1~M5 measurement lines M6, M7 limit line M8, M9 upper line

Claims (18)

ガス異常監視区域に配置され計測対象となるガスに固有な吸収波長のレーザ光を前記ガス異常監視区域に向けて発光するLDモジュールを有する少なくとも1つの光源ユニットと、
前記光源ユニットが発光する前記レーザ光の投光方向及び仰角を制御する旋回傾斜機構と、
前記ガス異常監視区域内の前記光源ユニットの周囲に配置され前記光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオードを有するとともに、照度計および前記照度計にて計測された照度が所定値を超えた場合に閉じるシャッターを有する複数の固定局と、
前記固定局に設けられた風向風速計と、
前記固定局の前記計測用フォトダイオードにて計測されたレーザ光計測値に基づき前記光源ユニットと前記固定局との間の大気中のガス濃度を演算するガス濃度演算器及び、前記風向風速計にて計測された風向計測値及び風速計測値に基づき、演算された前記ガス濃度のガス噴出想定範囲を演算する重畳表示作成器を有する中央制御監視装置と、
前記計測値及び演算結果を記憶する記憶器と、
その演算結果を表示する表示器と
を備えたことを特徴とするガス濃度モニタリングシステム。
At least one light source unit having an LD module which is arranged in the gas abnormality monitoring area and emits laser light having an absorption wavelength specific to the gas to be measured toward the gas abnormality monitoring area;
A turning and tilting mechanism for controlling a light projection direction and an elevation angle of the laser light emitted from the light source unit;
It has a measurement photodiode that is arranged around the light source unit in the gas abnormality monitoring area and receives the laser light emitted from the light source unit , and the illuminance measured by the illuminance meter and the illuminance meter is a predetermined value. A plurality of fixed stations having shutters that close when exceeding
An anemometer installed in the fixed station;
A gas concentration calculator for calculating a gas concentration in the atmosphere between the light source unit and the fixed station based on a laser beam measurement value measured by the measurement photodiode of the fixed station, and an anemometer A central control monitoring device having a superimposed display creation device for calculating a gas ejection assumed range of the gas concentration calculated based on the measured wind direction value and the measured wind velocity value;
A storage device for storing the measurement value and the calculation result;
A gas concentration monitoring system comprising a display for displaying the calculation result.
前記光源ユニットは、
前記LDモジュールと、
計測対象となるガスが所定のガス濃度で封入されると共に前記LDモジュールから発光の一部を透過させる参照セルと、
前記参照セルを透過した透過光を受光する参照用フォトダイオードとを有し、
前記固定局は、
前記計測用フォトダイオードから離れた位置に背景光用フォトダイオードを有していることを特徴とする請求項1に記載のガス濃度モニタリングシステム。
The light source unit is
The LD module;
A reference cell that encloses a gas to be measured at a predetermined gas concentration and transmits a part of light emission from the LD module;
A reference photodiode that receives the transmitted light transmitted through the reference cell;
The fixed station is
The gas concentration monitoring system according to claim 1, further comprising a background light photodiode at a position away from the measurement photodiode.
前記固定局は、
前記計測用フォトダイオード、前記背景光用フォトダイオード、前記風向風速計にて計測された各計測値を収集し、計測値送信信号を作成し発信させる制御監視装置と、
各機器の調整、故障原因の表示が可能な表示器付き操作パネルと、
を有していることを特徴とする請求項2に記載のガス濃度モニタリングシステム。
The fixed station is
A control monitoring device that collects each measurement value measured by the measurement photodiode, the background light photodiode, and the anemometer, and generates and transmits a measurement value transmission signal;
An operation panel with indicator that can adjust each device and display the cause of failure,
The gas concentration monitoring system according to claim 2, comprising:
前記中央制御監視装置の前記ガス濃度演算器は、次式により前記大気中のガス濃度Cを求めるものであることを特徴とする請求項2又は3に記載のガス濃度モニタリングシステム、
大気中のガス濃度C={(レーザ光計測値DX−背景光計測値DN)/参照ガス濃度計測値Do}×(参照セル長さLo/計測区間距離L)×参照セル内ガス濃度Co、
但し、
レーザ光計測値DX:計測用フォトダイオードによる計測値、
背景光計測値DN:背景光用フォトダイオードによる計測値、
参照ガス濃度計測値Do:参照用フォトダイオードによる計測値、
参照セル長さLo:参照セルの長さ、
計測区間距離L:光源ユニットから計測用フォトダイオード迄の距離、
参照セル内ガス濃度Co:参照セル内に封入されたガスの濃度。
The gas concentration monitoring system according to claim 2 or 3, wherein the gas concentration calculator of the central control monitoring device calculates the gas concentration C in the atmosphere by the following equation:
Atmospheric gas concentration C = {(laser light measurement value DX−background light measurement value DN) / reference gas concentration measurement value Do} × (reference cell length Lo / measurement section distance L) × reference cell gas concentration Co,
However,
Laser beam measurement value DX: Measurement value by measurement photodiode,
Background light measurement value DN: Measurement value by a background light photodiode,
Reference gas concentration measurement value Do: measurement value by reference photodiode,
Reference cell length Lo: length of reference cell,
Measurement section distance L: distance from the light source unit to the measurement photodiode,
Reference cell gas concentration Co: concentration of gas sealed in the reference cell.
前記中央制御監視装置は、前記固定局の設置位置と前記光源ユニットの設置位置とから前記光源ユニットの向き及び仰角を演算して光源ユニットを前記固定局に向け、その後、光源ユニットの向き及び仰角を設定された所定の走査幅及び走査高さの範囲内で走査し、前記固定局の計測用フォトダイオードからのレーザ光計測値が最大となる位置を特定する特定位置演算器を有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガス濃度モニタリングシステム。   The central control and monitoring device calculates the direction and elevation angle of the light source unit from the installation position of the fixed station and the installation position of the light source unit, and directs the light source unit toward the fixed station, and then the orientation and elevation angle of the light source unit. And a specified position calculator for specifying a position where the measured value of the laser beam from the measurement photodiode of the fixed station is maximized, within a predetermined scanning width and scanning height range. The gas concentration monitoring system according to any one of claims 1 to 4, wherein: 前記中央制御監視装置は、前記所定の走査幅及び走査高さの範囲及びこれより小さな所定の走査幅及び走査高さの範囲にて、前記特定位置演算器による位置の特定を少なく共2回行なうものであることを特徴とする請求項5に記載のガス濃度モニタリングシステム。   The central control monitoring device performs position specification by the specific position calculator at least twice in the predetermined scanning width and scanning height range and in a predetermined scanning width and scanning height range smaller than the predetermined scanning width and scanning height. 6. The gas concentration monitoring system according to claim 5, wherein the gas concentration monitoring system is one. 前記中央制御監視装置の重畳表示作成器は、任意の計測地点において演算された前記ガス濃度が複数個ある場合に、風上側の前記固定局での前記ガス濃度を選定するものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のガス濃度モニタリングシステム。   The superimposed display creation device of the central control monitoring device selects the gas concentration at the fixed station on the windward side when there are a plurality of the gas concentrations calculated at an arbitrary measurement point. The gas concentration monitoring system according to any one of claims 1 to 6. 前記固定局は、
電力を発生させる太陽電池と、電力を蓄える二次電池と、太陽電池で発生した電力を二次電池に充電すると共に固定局内の各種の装置に電力を供給する充放電盤とを有していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のガス濃度モニタリングシステム。
The fixed station is
It has a solar cell for generating electric power, a secondary battery for storing electric power, and a charge / discharge board for charging the secondary battery with electric power generated by the solar cell and supplying electric power to various devices in the fixed station The gas concentration monitoring system according to any one of claims 1 to 7.
前記固定局は、
前記光源ユニットからのレーザ光を集光させる凹面鏡及び前記凹面鏡より小さい反射鏡を有していることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のガス濃度モニタリングシステム。
The fixed station is
The gas concentration monitoring system according to claim 1, further comprising a concave mirror for condensing the laser light from the light source unit and a reflecting mirror smaller than the concave mirror.
更に、前記ガス異常監視区域に移動可能に配置され、前記光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオード、前記計測用フォトダイオードから離れた位置に設置された背景光用フォトダイオード及び風向風速計を有するレーザ光受光用の移動局を備えたことを特徴とする請求項2〜9のいずれかに記載のガス濃度モニタリングシステム。 Further, a measurement photodiode that is movably disposed in the gas abnormality monitoring area and receives the laser beam emitted from the light source unit, a background light photodiode installed at a position away from the measurement photodiode, and The gas concentration monitoring system according to claim 2, further comprising a mobile station for receiving laser light having an anemometer. 前記移動局は、
前記光源ユニットからのレーザ光を集光させる凹面鏡及び前記凹面鏡より小さい反射鏡と、
風向風速計と、
前記光源ユニットの方位を探知する無線方位探知機用パラボラアンテナ及び無線方位探知機と、
を有していることを特徴とする請求項10に記載のガス濃度モニタリングシステム。
The mobile station
A concave mirror for condensing the laser light from the light source unit and a reflective mirror smaller than the concave mirror;
An anemometer,
A parabolic antenna for detecting a direction of the light source unit and a wireless direction detector;
The gas concentration monitoring system according to claim 10 , comprising:
前記移動局は、
前記移動局の設置位置を計測するGPS用アンテナ及びGPS受信機を有していることを特徴とする請求項10又は11に記載のガス濃度モニタリングシステム。
The mobile station
The gas concentration monitoring system according to claim 10 or 11 , further comprising a GPS antenna and a GPS receiver for measuring an installation position of the mobile station.
前記移動局は、
前記計測用フォトダイオード、前記背景光用フォトダイオード、前記風向風速計及びGPS受信機にて計測された各計測値を収集し、計測値送信信号を作成し発信させる制御監視装置と、
各機器の調整、故障原因の表示が可能な表示器付き操作パネルと、
を有していることを特徴とする請求項12に記載のガス濃度モニタリングシステム。
The mobile station
A control monitoring device that collects each measurement value measured by the measurement photodiode, the background light photodiode, the anemometer and the GPS receiver, and creates and transmits a measurement value transmission signal;
An operation panel with indicator that can adjust each device and display the cause of failure,
The gas concentration monitoring system according to claim 12 , comprising:
前記中央制御監視装置の前記ガス濃度演算器は、前記移動局について、次式により前記大気中のガス濃度を求めるものであることを特徴とする請求項10〜13のいずれかに記載のガス濃度モニタリングシステム。
大気中のガス濃度C={(レーザ光計測値DX−背景光計測値DN)/参照ガス濃度計測値Do}×(参照セル長さLo/計測区間距離L)×参照セル内ガス濃度Co、
但し、
レーザ光計測値DX:計測用フォトダイオードによる計測値、
背景光計測値DN:背景光用フォトダイオードによる計測値、
参照ガス濃度計測値Do:参照用フォトダイオードによる計測値、
参照セル長さLo:参照セルの長さ、
計測区間距離L:光源ユニットから計測用フォトダイオード迄の距離、
参照セル内ガス濃度Co:参照セル内に封入されたガスの濃度。
The gas concentration according to any one of claims 10 to 13, wherein the gas concentration calculator of the central control monitoring device obtains the gas concentration in the atmosphere from the following equation for the mobile station. Monitoring system.
Atmospheric gas concentration C = {(laser light measurement value DX−background light measurement value DN) / reference gas concentration measurement value Do} × (reference cell length Lo / measurement section distance L) × reference cell gas concentration Co,
However,
Laser beam measurement value DX: Measurement value by measurement photodiode,
Background light measurement value DN: Measurement value by a background light photodiode,
Reference gas concentration measurement value Do: measurement value by reference photodiode,
Reference cell length Lo: length of reference cell,
Measurement section distance L: distance from the light source unit to the measurement photodiode,
Reference cell gas concentration Co: concentration of gas sealed in the reference cell.
前記中央制御監視装置の前記特定位置演算器は、前記移動局の設置位置と前記光源ユニットの設置位置とから前記光源ユニットの向き及び仰角を演算して光源ユニットを前記移動局にも向け、その後、光源ユニットの向き及び仰角を設定された所定の走査幅及び走査高さの範囲内で走査し、前記レーザ光受光用の移動局の計測用フォトダイオードからのレーザ光計測値が最大となる位置を特定するものであることを特徴とする請求項1014のいずれかに記載のガス濃度モニタリングシステム。 The specific position calculator of the central control monitoring device calculates the direction and elevation angle of the light source unit from the installation position of the mobile station and the installation position of the light source unit, and directs the light source unit to the mobile station, and then The position at which the laser beam measurement value from the measurement photodiode of the mobile station for receiving the laser beam is maximized by scanning within the range of the predetermined scanning width and scanning height in which the direction and elevation angle of the light source unit are set The gas concentration monitoring system according to any one of claims 10 to 14 , wherein the gas concentration monitoring system is specified. 光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオードと、
前記光源ユニットからのレーザ光を集光させる凹面鏡及び前記凹面鏡より小さい反射鏡と、
前記計測用フォトダイオードから離れた位置に設置された背景光用フォトダイオードと、
周囲の風向風速を計測する風向風速計と、
照度計と、
前記照度計にて計測された照度が所定値を超えた場合に閉じるシャッターと、
前記計測用フォトダイオード、前記背景光用フォトダイオード、前記風向風速計にて計測された各計測値を収集し、計測値送信信号を作成し発信させる制御監視装置と、
電力を発生させる太陽電池と、
電力を蓄える二次電池と、
太陽電池で発生した電力を二次電池に充電すると共に固定局内の各種の装置に電力を供給する充放電盤と、
各機器の調整、故障原因の表示が可能な表示器付き操作パネルと、
を備えたことを特徴とするレーザ光受光用の固定局。
A measurement photodiode that receives the laser light emitted by the light source unit;
A concave mirror for condensing the laser light from the light source unit and a reflective mirror smaller than the concave mirror;
A background light photodiode installed at a position away from the measurement photodiode;
An anemometer that measures the wind speed of the surrounding wind direction,
A luminometer,
A shutter that closes when the illuminance measured by the illuminometer exceeds a predetermined value;
A control monitoring device that collects each measurement value measured by the measurement photodiode, the background light photodiode, and the anemometer, and generates and transmits a measurement value transmission signal;
A solar cell that generates electric power;
A secondary battery for storing electric power;
A charging / discharging panel for charging the power generated by the solar cell to the secondary battery and supplying power to various devices in the fixed station;
An operation panel with indicator that can adjust each device and display the cause of failure,
A fixed station for receiving laser light.
光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオードと、
前記光源ユニットからのレーザ光を集光させる凹面鏡及び前記凹面鏡より小さい反射鏡と、
前記計測用フォトダイオードから離れた位置に設置された背景光用フォトダイオードと、
周囲の風向風速を計測する風向風速計と、
照度計と、
前記照度計にて計測された照度が所定値を超えた場合に閉じるシャッターと、
設置位置を計測するGPS用アンテナ及びGPS受信機と、
前記計測用フォトダイオードの向き及び仰角を制御する傾斜旋回駆動装置と、
前記計測用フォトダイオード、前記背景光用フォトダイオード、前記風向風速計、GPS受信機にて計測された各計測値を収集し、計測値送信信号を作成し発信させる制御監視装置と、
各機器の調整、故障原因の表示が可能な表示器付き操作パネルと、
を備えたことを特徴とするレーザ光受光用の移動局。
A measurement photodiode that receives the laser light emitted by the light source unit;
A concave mirror for condensing the laser light from the light source unit and a reflective mirror smaller than the concave mirror;
A background light photodiode installed at a position away from the measurement photodiode;
An anemometer that measures the wind speed of the surrounding wind direction,
A luminometer,
A shutter that closes when the illuminance measured by the illuminometer exceeds a predetermined value;
A GPS antenna and GPS receiver for measuring the installation position;
A tilt-slewing drive device for controlling the direction and elevation angle of the measurement photodiode;
A control monitoring device that collects each measurement value measured by the measurement photodiode, the background light photodiode, the anemometer, and a GPS receiver, and generates and transmits a measurement value transmission signal;
An operation panel with indicator that can adjust each device and display the cause of failure,
A mobile station for receiving laser light.
ガス異常監視区域に配置され計測対象となるガスに固有な吸収波長のレーザ光を前記ガス異常監視区域に向けて発光するLDモジュールを有する少なくとも1つの光源ユニットと、
前記光源ユニットが発光する前記レーザ光の投光方向及び仰角を制御する旋回傾斜機構と、
前記ガス異常監視区域内の前記光源ユニットの周囲に配置され前記光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオード及び風向風速計を有するとともに、照度計および前記照度計にて計測された照度が所定値を超えた場合に閉じるシャッターを有する複数のレーザ光受光用の固定局と、
前記ガス異常監視区域に移動可能に配置され、前記光源ユニットが発光する前記レーザ光を受光する計測用フォトダイオード及び風向風速計を有するレーザ光受光用の移動局とを備え、
常時、前記固定局により前記ガスの異常を計測し、
ガス異常が検出されたときに、ガス異常が検出された前記固定局の風上側につき前記移動局により前記ガスの異常を計測することを特徴とするガス濃度計測方法。
At least one light source unit having an LD module which is arranged in the gas abnormality monitoring area and emits laser light having an absorption wavelength specific to the gas to be measured toward the gas abnormality monitoring area;
A turning and tilting mechanism for controlling a light projection direction and an elevation angle of the laser light emitted from the light source unit;
It has a measurement photodiode and an anemometer that are arranged around the light source unit in the gas abnormality monitoring area and receives the laser light emitted from the light source unit, and is measured by an illuminometer and the illuminometer. A plurality of fixed stations for receiving laser light having a shutter that closes when the illuminance exceeds a predetermined value ;
A mobile station for receiving laser light, which is movably disposed in the gas abnormality monitoring area and has a measurement photodiode for receiving the laser light emitted by the light source unit and an anemometer, and
Always measure the gas abnormality by the fixed station,
A gas concentration measurement method comprising: measuring an abnormality of the gas by the mobile station for an upwind side of the fixed station where a gas abnormality is detected when a gas abnormality is detected.
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