JP6928342B2 - 気体濃度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、気体の濃度を測定するセンサを備えた気体濃度測定装置に関するものである。

本発明にかかる気体濃度測定装置は、例えば、作物の栽培施設等に設置され、施設内の炭酸ガス等の気体の濃度を測定するために用いるものであり、従来、この種の気体濃度測定装置として、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載のものが知られている。一般に、この種の気体濃度測定装置は、気体の濃度を算出する際の基準濃度となる測定基準値が記憶されており、この測定基準値を基にして、センサが取得した測定データから測定結果である測定値を算出する仕組みとなっている。そして、経時的にこの測定基準値に誤差が生じることから、測定値の正確性を維持するため、定期的に、所定濃度の標準ガスを測定することにより測定基準値を校正する必要がある。

特開平７−２１８４３３号公報 特開平１１−３２６２０４号公報

しかし、従来の気体濃度測定装置は、測定基準値を校正する際、所定濃度の標準ガスをセンサの周囲に充満させて、標準ガス濃度環境を作る必要がある。そのため、例えば、作物の栽培施設等に設置された気体濃度測定装置は、校正の度に利用者が気体濃度測定装置を回収して、標準ガス濃度環境下で校正を行い、校正後に気体濃度測定センサを栽培施設に再設置する必要があった。その結果、従来の気体濃度測定装置によれば、利用者は、校正の都度、回収や再設置などの煩雑な作業を強いられるとともに、迅速な校正ができないという問題があった。特に、気体濃度測定装置を、農業用の目的で作物の栽培施設内等に設置する場合、栽培環境をより詳細に把握するためには、気体濃度測定装置を栽培施設内に複数設置することが好ましく、この問題は顕著であった。

また、校正に係る気体が二酸化炭素等の空気中に存在する気体の場合、校正を簡便なものとするために、気体濃度測定センサを設置したまま、センサの周囲の空気によって校正する方法も知られているが、空気中の二酸化炭素等の気体濃度は、センサ外部の環境により常に変動しているため、この方法においては、校正の精度が低くなるという問題があった。

したがって、本発明は、校正に関する利用者の作業負担を軽減するとともに、簡便かつ迅速に測定基準値を校正することができる気体濃度測定装置の提供を目的とするものである。

本発明のかかる目的は、気体の濃度を測定する気体濃度測定センサと、前記気体濃度測定センサを収容するセンサボックスと、前記センサボックス内に配設され、気体を前記気体濃度測定センサに導く校正用気体供給管とを備え、前記校正用気体供給管の一端部は、前記センサボックスの内部と外部とを連通するとともに、校正用気体が充填された校正用機具と接続可能とし、接続時に前記校正用機具から校正用気体の供給を受けるための接続部を備え、他端部は、前記校正用機具から前記接続部を介して供給された校正用気体を前記センサボックス内に噴出するための噴出口を備え、前記噴出口は前記気体濃度測定センサに対向するように配置されたことを特徴とする気体濃度測定装置によって達成される。

本発明によれば、校正用気体供給管の一端部である接続部に校正用機具が接続されると、校正用機具から供給された校正用気体が、センサボックス内に配設された校正用気体供給管に流入し、さらに、校正用気体供給管の端部に気体濃度測定センサに対向するように配置された噴出口から、気体濃度測定センサに向けて集中的に供給されるように構成されているから、容易に所定濃度の標準ガスを気体濃度測定センサの周囲に充満させることができ、測定基準値の校正の精度を担保することができる。

したがって、本発明によれば、利用者は、校正用機具を校正用気体供給管の接続部に接続するだけで、気体濃度測定センサの校正が可能となり、校正に関する作業負担が軽減するとともに、気体濃度測定装置を設置したまま、簡便かつ迅速に測定基準値を校正することができる。

また、本発明によれば、校正用気体供給管がセンサボックスの外部と内部とを連通させており、校正用気体供給管の端部に気体濃度測定センサに対向するように噴出口が形成されているので、通常の気体濃度測定時においては、センサボックスの内部構造にかかわらず、気体濃度測定センサにセンサボックスの外部の空気を効率よく供給でき、気体濃度測定センサの測定精度を損なうことがない。

さらに、本発明によれば、校正用気体供給管の噴出口が気体濃度測定センサに対向するように校正用気体供給管の端部に形成されているため、標準ガスを気体濃度測定センサへ効率よく供給し、気体濃度測定センサの周囲に充満できるので、従来よりも少量の標準ガスを用いて、高精度の校正が可能であり、かつ、きわめて高価な標準ガスを節約できるので経済的である。

本発明の好ましい実施態様においては、前記接続部は、前記校正用機具の接続を検出する接続検出手段を備え、前記接続検出手段によって前記校正用機具の接続が検出されると、測定基準値の校正を開始するよう構成した制御部とを備えていることを特徴とする。

本発明のこの好ましい実施態様によれば、接続検出手段によって校正用機具の接続が検出されると、接続後に、制御部によって測定基準値の校正が開始されるので、円滑に校正を行なうことができ、利用者の手間を軽減し、さらに簡便かつ迅速に校正できる。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記校正用気体供給管は、前記接続部から前記噴出口へと向かう中途部に管路を屈曲させた屈曲部を有することを特徴とする。

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、校正用気体供給管が接続部から噴出口へと向かう中途部に管路を屈曲させた屈曲部を有することによって、校正用機具の接続時における校正用気体の噴出口からの噴出風圧を減殺することで、気体濃度測定センサの風圧による故障を防止できるとともに、施設内に散布された農薬が、校正用気体供給管に流入しても、先に校正用気体供給管内部に付着して飛散しにくくなり、気体濃度測定センサに直接農薬が付着することを防止できる。これにより、気体濃度測定センサの感度や製品寿命が低下することも生じにくくなるため、利便性が向上する。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記センサボックスは、外気を筐体内部へ取り込むための貫通孔を有することを特徴とする。

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、気体濃度測定装置は、センサボックスが有する貫通孔により外気を筐体内部へ取り込むように構成されているため、これにより、校正時における簡便さと迅速さを損なうことなく、通常の測定時における気体濃度測定センサの測定精度を高めることができるため利便性が向上する。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記校正用気体供給管は、その内部の気圧を検出する気体圧力検出部を備え、前記制御部は、前記気体圧力検出部から検出情報を取得する構成とするとともに、前記校正用機具が前記接続部と接続され、かつ、前記校正用気体供給管内部の気圧が大気圧以上であることを条件として、測定基準値の校正を開始することを特徴とする。

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、校正用機具が接続部と接続され、かつ、校正用気体供給管内部の気圧が大気圧以上であることを条件として、制御部が、気体圧力検出部から検出情報を取得することにより、気体濃度測定装置に校正用機具が接続され、かつ、校正用気体供給管内に正常に校正用気体が供給された場合に、気体濃度測定センサが校正を開始するので、より正確な校正が可能になる。すなわち、校正用機具内の標準ガスが空であったり、接続時の不具合が発生したりした場合に、気体濃度測定センサは校正を開始しないことで、正しく標準ガスの濃度を測定できない状況下で校正を開始する事態を防止できる。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記気体濃度測定装置は、所望の目標測定値を前記制御部に設定するための操作部を備え、前記制御部は、設定された目標測定値と前記気体濃度測定センサにより測定された気体濃度の測定値との差分を取得し、取得した差分に基づいて測定基準値を校正可能としたことを特徴とする。

本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、気体濃度測定装置が所望の目標測定値を制御部に設定するための操作部を備え、制御部が設定された目標測定値と気体濃度測定センサにより測定された気体濃度の測定値との差分を取得し、取得した差分に基づいて測定基準値を校正可能であることにより、気体濃度測定装置が隣接して複数設置されている場合には、一つの気体濃度測定装置が既に校正されていれば、その気体濃度測定装置に隣接して設けられているためほとんど同じ気体濃度の範囲内にあると考えられる他の気体濃度測定装置を、既に校正されている気体濃度測定装置による気体濃度の測定値に基づいて手動で校正することができる。
したがって、校正された気体濃度測定装置の地点からみて気体濃度が一定と見込まれる範囲内に設置されている気体濃度測定装置の数だけ、校正の手間や、校正により消費される標準ガスの量を節約することができる。

また、本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、手動により測定基準値の変更が可能になるから、利用者が制御部に目標測定値として設定した任意の数値を、測定基準値として校正できるので、様々な濃度の標準気体を使用して校正が可能となり、気体濃度測定装置の利便性が向上する。

本発明によれば、校正に関する利用者の作業負担を軽減するとともに、簡便かつ迅速に測定基準値を校正することができる気体濃度測定装置を提供できる。

図１（ａ）は、本発明の実施態様に係る気体濃度測定装置におけるセンサボックスの外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、センサボックスの内部構造を示す縦断面図である。 図２は、図１に示された本発明の実施態様に係る気体濃度測定装置における制御部の電気系統を示すブロックダイアグラムである。 図３（ａ）は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置に設けられた校正用機具の側面図であり、図３（ｂ）は、その要部断面図である。 図４は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置のセンサボックス内に配設された校正用気体供給管の接続部に、図３に示された校正用機具の接続端子が挿し込まれている状態を示す要部拡大断面図である。 図５（ａ）は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置のセンサボックスと校正用機具とが接続された状態を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、そのときの内部構造を示す縦断面図である。 図６は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置における気体濃度測定センサの校正の制御を示すフローチャートである。 図７は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置における気体濃度測定センサのマニュアル校正の制御を示すフローチャートである。 図８は、本発明の他の実施態様に係る気体濃度測定装置におけるセンサボックスの内部構造を示す縦断面図である。 図９は、図８に示された気体濃度測定装置における気体濃度測定センサの校正の制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施態様につき、図面を参照しながら説明する。

図１（ａ）は、本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置におけるセンサボックスの外観を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、センサボックスの内部構造を示す縦断面図である。以下の説明では、図１（ａ）におけるセンサボックスの図面右側に位置する側面を正面と呼び、図面左側に位置する側面を左面、左面と対向する面を右面と呼ぶ。

図１（ａ）に示されるように、センサボックス１０は、直方体状の筐体であり、内部にセンサ等の小型の電子機器類を収容することができる空間を有し、センサボックス１０の上部に取り付けられた紐状の吊下部材１８によって、例えば、作物の栽培施設内に配設されたパイプ等に吊下げて設置可能に構成されている。また、後述のように、センサボックス１０の内部には校正用気体供給管（図示せず）が配設されている。

校正用気体供給管はセンサボックス１０の内部と外部とを連通するものであり、センサボックス１０の正面には、校正用気体供給管の接続部１５が取り付けられ、さらに、ＬＥＤを備えた発光部３０が設けられている。センサボックス１０の左面及び右面には、貫通孔である複数の通気孔１９が設けられている。

また、センサボックス１０の左面の上部には、測定値表示部５０が設けられており、測定値表示部５０は、数値等が表示可能な液晶パネル５１を備えている。また、液晶パネル５１の下方に操作部として、校正ボタン５２と、操作ボタン５３とを有している。後述のように、センサボックス１０内には、気体濃度を測定する気体濃度測定センサが設けられており、液晶パネル５１は、気体濃度測定センサが測定した気体濃度を所定時間間隔で表示させるように構成されている。センサボックス１０に測定値表示部５０が設けられているため、利用者が目視により容易に気体濃度測定装置１が設置されている位置の気体濃度を確認することができる。

校正用気体供給管の接続部１５は、後述する校正用機具に設けられた接続端子と接続可能に構成されており、接続時に、校正用機具に設けられた校正用気体カートリッジから、その内部に充填された校正用気体の供給を受けるように構成されている。

通気孔１９は、センサボックス１０の壁面に設けられた貫通孔である。多数の通気孔１９が設けられているため、センサボックス１０の筐体内外の通気性を確保することができ、したがって、筐体内に気体濃度測定用のセンサを収容した場合にも、筐体外の気体濃度をより正確に測定することができる。

図１（ｂ）に示されるように、センサボックス１０の内部には、小型の電子機器類を取り付けるための基板１６が設けられている。基板１６には、制御部１４と、気体の濃度を測定するための気体濃度測定センサ１１と、通信部１７とが取り付けられている。制御部１４には、配線用ケーブル１３ａを介して接続検出部１３が、配線用ケーブル３０ａを介して発光部３０が、配線用ケーブル５４を介して測定値表示部５０（図示せず）が、それぞれ電気的に接続されている。

また、図１（ｂ）に示されるように、センサボックス１０の内部には、校正用気体を気体濃度測定センサ１１へ供給するための校正用気体供給管１２が配設されている。

校正用気体供給管１２は、その内部を気体が流れることができるように管状に形成されている。また、校正用気体供給管１２は、校正用気体の入口となる始端部に接続部１５が設けられており、終端部に校正用気体の出口となる噴出口１２ｃが設けられている。校正用気体供給管１２はさらに、接続部１５と噴出口１２ｃの間の校正用気体供給管１２には、略９０度折り曲げられた屈曲部１２ａを有し、噴出口１２ｃは、気体濃度測定センサ１１に対向するように設けられている。

校正用気体供給管１２に、校正用機具に設けられた接続端子と接続可能な接続部１５が設けられているので、校正用機具に設けられた校正用気体カートリッジから、校正用気体供給管１２の内部に、校正用気体を供給させることができ、さらに、校正用気体供給管１２によって校正用気体供給管１２の内部に流入した校正用気体を気体濃度測定センサ１１に向けて導くことができる。

さらに、校正用気体供給管１２の気体濃度測定センサ１１に対向する端部には、噴出口１２ｃが気体濃度測定センサ１１に対向するように設けられているので、校正用気体カートリッジから接続部１５に供給され、噴出口１２ｃより噴出される校正用気体を、その濃度が低下する前に、気体濃度測定センサ１１へ集中的に供給することが可能になる。これによって、気体濃度測定センサ１１は、校正の際に、校正用気体カートリッジに充填されている所定濃度に設定された標準ガスの濃度を精度よく測定することが可能になるとともに、標準ガスの濃度の環境下での校正を簡便に行うことができる。

また、噴出口１２ｃが気体濃度測定センサ１１に対向するように設けられており、かつ、校正用気体供給管１２によって、センサボックス１０の外部と内部とが連通しているため、接続部１５に校正用気体カートリッジが接続されていない状態では、校正用気体供給管１２から外部の空気がセンサボックス１０内に流れ込み、噴出口１２ｃから気体濃度測定センサ１１に外気が供給される。
そのため、通常の気体濃度測定時において、気体濃度測定センサ１１は、センサボックス１０外で測定した場合と比べ測定精度を損なうことなく、良好に測定することができる。

図１（ｂ）に示されるように、接続部１５との位置から、屈曲部１２ａの間の校正用気体供給管１２の内壁には、凸状部材１２ｂが取り付けられている。凸状部材１２ｂは、環状の弾性部材によって構成され、取付位置において、校正用気体供給管１２の内径を所定幅だけ狭めるように構成されている。

このように、校正用気体供給管１２の内壁に凸状部材１２ｂが取り付けられているため、校正用機具に設けられた接続端子の先端部に爪を設け、その接続端子を接続部１５から校正用気体供給管１２に挿し込むことによって、接続端子の爪を凸状部材１２ｂの凸部に引っかけて、接続端子を校正用気体供給管１２に挿し込まれた状態で掛止することができる。

気体濃度測定センサ１１は、気体濃度測定センサ１１の周囲に存在する二酸化炭素などの特定の気体の濃度を測定することができるセンサであり、測定した気体の濃度を制御部１４に送信するように構成されている。

接続検出部１３は、校正用気体供給管１２に設けられた接触センサであり、接続部１５から所定の接続端子が挿入され、校正用気体供給管１２内の所定の位置に達したことを検出することができるように構成されている。

図２は、本発明の実施態様に係る気体濃度測定装置１における制御部１４の電気系統を示すブロックダイアグラムである。

図２に示されるように、気体濃度測定センサ１１、接続検出部１３、通信部１７および発光部３０は、それぞれ制御部１４に電気的に接続されている。

制御部１４は、ＣＰＵ、記憶装置、記録装置、プログラム（いずれも図示せず）等を有する電子制御機構であり、気体濃度測定センサ１１を制御することができ、発光部３０の発光を制御し、また、接続検出部１３からの接続情報を取得することができるように構成されている。制御部１４の記録装置には、あらかじめ設定された標準ガスの濃度がデータとして記録されている。

気体濃度測定センサ１１は、測定した気体の濃度を制御部１４に送信するように構成されている。

接続検出部１３は、接続部１５から校正用気体供給管１２内に校正用機具に設けられた接続端子が挿入され、凸状部材１２ｂの凸部に掛止されているか否かを検出するものである。

通信部１７は、無線通信を可能とする無線通信媒体（図示せず）を有しており、無線通信は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮの方式で行われる。これにより、制御部１４は、気体濃度測定センサ１１が測定した測定値に関する情報を、通信部１７を介して、受信手段を備えた外部の装置に送信可能であり、かつ、送信手段を備えた外部の装置から指令を、通信部１７を介して、受信可能に構成されている。

気体濃度測定装置１が設置されている施設内には、利用者が操作可能な電子演算装置である制御盤４０が設けられている。制御盤４０は、送受信手段を備えており、通信部１７を介して制御部１４と情報の送受信が可能に構成されている。制御部１４と制御盤４０とが、互いに情報の送受信を可能としていることによって、利用者が、制御盤４０から制御部１４に遠隔的に指令を発して、気体濃度測定装置１の制御をしたり、気体濃度測定装置１の情報を取得したりすることができる。

図３（ａ）は、本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置１に設けられた校正用機具の側面図であり、図３（ｂ）は、その要部断面図（ｂ）である。

図３（ａ）に示されるように、校正用機具２０は、校正用気体カートリッジ２５と、校正用気体カートリッジ２５の先に取り付けられた減圧弁２６と、減圧弁２６が連結され、流量計２３ａを有するレギュレータ２３と、レギュレータ２３から接続部１５（図示せず）に延びる接続用チューブ２２と、接続用チューブ２２の先に設けられ、接続部１５（図示せず）に接続挿入することができる接続端子２２ａを備えている。

接続用チューブ２２は、可撓性を有する中空のチューブであり、その内部に気体を流すことができ、レギュレータ２３と接続端子２２ａとを連通させるように構成されている。したがって、レギュレータ２３から接続端子２２ａへ気体を送ることができ、また、接続端子２２ａを、接続用チューブ２２の長さの範囲内で自由に位置させることができる。

接続端子２２ａは、所定の径を有する硬質樹脂製の管状体であり、接続用チューブ２２が接続されている一端部に、管の径が太くなっている把持部２２ｂを有し、他の一端部に管の径が細くなっている先端部２２ｃを有している。さらに、先端部２２ｃの端部には、管の外面が山型に盛り上がっている爪部２２ｄが設けられている。また、接続端子２２ａは、管状体であるため、接続用チューブ２２から送られる気体を、先端部２２ｃから噴出することができる。

先端部２２ｃは、その端部から管の軸方向に沿って、所定の長さの複数の切れ込みが形成されており、先端部２２ｃの端部に力をかけることで、わずかに撓ませることができるように構成されている。先端部２２ｃの端部がこのように構成されていることにより、先端部２２ｃが管の中心に向けて押圧されると、先端部２２ｃの端部は、管の径が細くなるように変形し、押圧力がなくなった状態では、元の形状に戻ることができる。

図３（ｂ）に示されるように、校正用気体カートリッジ２５には、校正用気体２１が所定の圧力（例えば、５ＭＰａ）で封入されており、校正用気体カートリッジ２５とレギュレータ２３とが減圧弁２６によって連通されているため、レギュレータ２３を介して接続用チューブ２２内に校正用気体２１を送ることができるように構成されている。

レギュレータ２３は、気体の圧力及び流出量を調節可能な調節弁である。レギュレータ２３が閉じている状態では、校正用気体２１は校正用気体カートリッジ２５から接続用チューブ２２内へ流出することがなく、レギュレータ２３の弁が開かれている状態では、校正用気体２１は校正用気体カートリッジ２５から接続用チューブ２２内へと流出可能である。

減圧弁２６は、流入する校正用気体２１の圧力を低減可能な弁である。減圧弁２６が校正用気体カートリッジ２５とレギュレータ２３との間に設けられていることによって、校正用気体カートリッジ２５に封入されている校正用気体２１が、極めて高圧であっても、校正用気体２１の圧力をレギュレータ２３の耐圧性能を超えない圧力（例えば、０．０１ＭＰａ）に低減させて、レギュレータ２３に供給することができるため、レギュレータ２３の破損を確実に防止することができる。

また、レギュレータ２３及び減圧弁２６が設けられているため、校正用気体カートリッジ２５から流出する校正用気体２１を、減圧して接続用チューブ２２に供給することができ、したがって、接続用チューブ２２として、耐圧性が高いチューブを用いる必要がなく、廉価なチューブを用いることができ、経済的である。さらに、レギュレータ２３及び減圧弁２６を設けることによって、校正用気体２１が先端部２２ｃから勢いよく噴出し、それに伴って、急激な断熱膨張が発生し、校正用気体カートリッジ２５が低温化して、利用者が校正用気体カートリッジ２５を素手で把持することが困難になるという事態が発生することを防止することができる。

流量計２３ａは、レギュレータ２３を通過する校正用気体２１の流量を測定するもので、レギュレータ２３を通過する校正用気体２１の圧力を目視により確認可能な圧力計２３ｂを備えている。流量計２３ａ及び圧力計２３ｂを設けることによって、利用者が校正用気体２１の供給状況を目視により把握することができ、校正用気体２１の流量および圧力が適切な範囲内にあるかどうかを判断することができる。

また、校正用気体カートリッジ２５は交換可能に構成されており、校正用気体カートリッジ２５に封入されている校正用気体２１を放出し、使い切った場合には、減圧弁２６から校正用気体カートリッジ２５を取り外し、減圧弁２６に新たな校正用気体カートリッジ２５を取り付けることができる。したがって、校正用機具２０を再使用することによって、コストを低減させることができ、経済的である。

図４は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置１のセンサボックス１０内に配設された校正用気体供給管１２に、接続部１５を介して図３に示された校正用機具２０の接続端子２２ａが挿し込まれている状態を示す要部拡大断面図である。

図４に示されるように、接続端子２２ａは、把持部２２ｂより先の部分が、接続部１５から校正用気体供給管１２に差し込むことができ、先端部２２ｃが校正用気体供給管１２の凸状部材１２ｂに嵌まり込むように構成されている。ここに、接続端子２２ａの爪部２２ｄは、山型に盛り上がっている部分の径が、校正用気体供給管１２の凸状部材１２ｂが設けられた部分の内径よりも太くなるように設定されている。

爪部２２ｄおよび凸状部材１２ｂが設けられているため、接続端子２２ａを校正用気体供給管１２に挿し込んだ際に、爪部２２ｄが凸状部材１２ｂに当接する。このとき、接続端子２２ａを所定以上の力で、校正用気体供給管１２内に押し込むことにより、爪部２２ｄが凸状部材１２ｂから管の中心に向けて押圧されるので、複数の切れ込みが設けられた先端部２２ｃが撓むことで先端部２２ｃの径が細くなり、接続端子２２ａを奥まで挿し込むことができる。

さらに、爪部２２ｄが設けられているため、校正用気体供給管１２の奥まで挿し込まれた接続端子２２ａを、校正用気体供給管１２から引き抜くには、所定以上の力で引き抜くが必要で、所定未満の力では接続端子２２ａを引き抜くことができないため、校正用気体供給管１２内に挿し込まれた接続端子２２ａが、利用者の意図せぬタイミングで引き抜かれることを防止することができる。

さらに、図４に示されるように、接続検出部１３が、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２に挿入されたことを検出可能に構成されているため、校正用気体供給管１２に接続端子２２ａが挿し込まれると、接続検出部１３が接続端子２２ａの挿入を検出して、その旨の情報を、配線ケーブル１３ａを通じて制御部１４（図示せず）に送信する。このように、接続検出部１３が制御部１４に、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２に挿入された旨の情報を送信することによって、制御部１４は、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２に挿入された場合に必要な指令を、気体濃度測定センサ１１及び発光部３０（いずれも図示せず）に出力することができる。

また、校正用気体供給管１２に挿し込まれた接続端子２２ａが引き抜かれると、接続検出部１３が、接続端子２２ａが引き抜かれたことを検出して、その旨の情報を、配線ケーブル１３ａを通じて制御部１４（図示せず）に送信する。このように、接続検出部１３が制御部１４に、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２から引き抜かれた旨の情報を送信することによって、制御部１４は、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２から引き抜かれた場合に必要な指令を、気体濃度測定センサ１１及び発光部３０（いずれも図示せず）に出力することができる。

図５（ａ）は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置１のセンサボックス１０と校正用機具２０とが接続された状態を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、そのときの内部構造を示す縦断面図である。

図５（ａ）に示されるように、気体濃度測定装置１において、測定基準値の校正を行うときは、校正用機具２０の接続端子２２ａが、センサボックス１０の正面に取り付けられている接続部１５から校正用気体供給管１２（図示せず）内に挿し込まれ、センサボックス１０と校正用機具２０とが接続される。

図５（ｂ）に示されるように、センサボックス１０と校正用機具２０とが接続された状態で、レギュレータ２３が開かれると、校正用気体カートリッジ２５内の校正用気体２１が、接続用チューブ２２を通って接続端子２２ａに送られ、接続端子２２ａからセンサボックス１０の校正用気体供給管１２内に送り込まれる。接続端子２２ａからセンサボックス１０の校正用気体供給管１２内に送り込まれた校正用気体２１は、屈曲部１２ａを通過した後、噴出口１２ｃから校正用気体供給管１２の外に噴出される。噴出口１２ｃは気体濃度測定センサ１１に対向して設けられているため、噴出口１２ｃから噴出された校正用気体２１は、気体濃度測定センサ１１へ集中的に供給される。

校正用気体２１が気体濃度測定センサ１１へ集中的に供給されることによって、気体濃度測定センサ１１は、校正用気体２１の気体濃度を正確に測定することができ、測定した校正用気体２１の気体濃度を基準として気体濃度測定センサ１１の校正をすることが可能になる。

また、屈曲部１２ａが略９０度折り曲げられているため、校正用気体供給管１２を通過する校正用気体２１は屈曲部１２ａで進行方向が略９０度曲げられ、校正用気体２１の流速が低くなるので、噴出口１２ｃから噴出された校正用気体２１が噴出口１２ｃから気体濃度測定センサ１１に、高流速で噴出されることが防止され、校正用気体２１の風圧によって気体濃度測定センサ１１に故障を生じることを防ぐことができる。

なお、噴出口１２ｃから噴出された校正用気体２１は、通気孔１９からセンサボックス１０の外へ拡散するので、測定基準値の校正が終了して、校正用気体２１の供給が止まると、所定時間経過後に、気体濃度測定センサ１１の周囲の気体濃度は大気の気体濃度と平衡な状態に復帰するから、校正終了から所定時間経過した後は、校正用気体２１が気体濃度測定センサ１１の測定に影響を及ぼすことがない。

また、校正を行っていないときに、農薬が施設内に散布されて校正用気体供給管１２に流入しても、屈曲部１２ａが略９０度折り曲げられていることにより、農薬を含む外部の空気が噴出口１２ｃから噴出する前に、農薬が校正用気体供給管１２内部に付着して飛散しにくくなり、気体濃度測定センサに直接農薬が付着して故障や劣化を生じることを防ぐことができる。

図６は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置１における気体濃度測定センサ１１の校正の制御を示すフローチャートである。

本実施態様にかかる気体濃度測定装置１においては、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２に挿入された場合、制御部１４により通常の気体濃度の測定が中断されて、センサの校正が所定時間にわたって行なわれ、その後、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２から引き抜かれた場合、制御部１４により通常の気体濃度の測定が再開されるように制御される。

まず、制御部１４により、気体濃度の測定が開始され、気体濃度測定センサ１１によって、所定の時間間隔で、気体濃度が測定され、測定信号が制御部１４に送られ、記憶部に格納される（ステップＳ１）。

気体濃度測定センサ１１による気体濃度の測定が行われている間に、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２に挿し込まれると、接続検出部１３が接続端子２２ａの挿入を検出し、その旨の情報が制御部１４に出力される。接続端子２２ａの挿入が検出されなければ、気体濃度測定センサ１１による気体濃度の測定が継続される（ステップＳ２）。

制御部１４は、接続検出部１３から接続端子２２ａの挿入を検出した旨の情報を受け取ると、利用者に校正の開始が可能なタイミングであることを報知するため、発光部３０のＬＥＤを青色に点滅させる（ステップＳ３）。

このとき、利用者によって校正ボタン５２が押されると、制御部１４に、校正開始の信号が出力される。制御部１４は、校正開始の信号を受け取ると、気体濃度測定センサ１１による気体濃度の測定を中止させた（ステップＳ４）上で、記録部からあらかじめ設定された標準ガスの濃度を取得して気体濃度測定センサ１１に送り、気体濃度測定センサ１１に校正を開始するよう指令を出す（ステップＳ５）。

気体濃度測定センサ１１は、校正開始の指令を受け取ると、所定時間の間、気体濃度の測定を行うと共に、所定の時間間隔で、現在の測定値が標準ガスの濃度と一致するように測定基準値の書き換えを行い、さらに、気体濃度の測定値を制御部１４に出力する。

このとき、制御部１４は、気体濃度の測定値を受け取とるたびに、その値を測定値表示部５０に表示する。測定値表示部５０に気体濃度の測定値が表示され、所定の時間間隔で更新されることにより、利用者が校正の様子を目視で確認することができる。

制御部１４は、校正開始から所定時間が経過すると（ステップＳ６）、気体濃度測定センサ１１に校正を終了するよう指令を出す（ステップＳ７）。気体濃度測定センサ１１は、校正終了の指令を受け取ると、気体濃度の測定、測定基準値の書き換え、および制御部１４への測定値の出力を中止し、校正が完了した旨の信号を制御部１４に出力する。

制御部１４は、気体濃度測定センサ１１から校正が完了した旨の信号を受け取ると、点滅している発光部３０のＬＥＤを消灯させる（ステップＳ８）。これにより、利用者が校正の完了を視認することができる。

その後、校正用気体供給管１２から接続端子２２ａが引き抜かれると、接続検出部１３が接続端子２２ａの引き抜きを検出し、その旨の情報が制御部１４に出力される（ステップＳ９）。制御部１４は、その旨の情報を受け取ると、気体濃度測定センサ１１に測定を再開するよう指令を出し、気体濃度の測定が再び開始される（ステップＳ１０）。

図７は、図１に示された本発明の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置１における気体濃度測定センサ１１のマニュアル校正の制御を示すフローチャートである。

マニュアル校正とは、利用者が目標測定値として設定した任意の数値を制御部１４に送り、気体濃度測定センサ１１が測定した気体濃度の測定値とその数値との差分に基づいて、測定基準値を校正できるようにするものである。例えば、利用者が予め目標測定値を４００Ｐｐｐｍと設定しており、気体濃度測定センサ１１が測定した気体濃度の測定値が３９０ｐｐｍであった場合、気体濃度測定センサ１１の測定値が３９０ｐｐｍから４００ｐｐｍとなるように測定基準値が校正される。

本実施態様にかかる気体濃度測定装置１においては、制御部１４は、利用者が手動で数値入力することにより校正を行うことができるようにするマニュアル校正プログラムを有している。

以下、マニュアル校正プログラムの制御の流れを説明する。
利用者が、校正ボタン５２を長押しする（例えば３秒間押し続ける）と、手動での数値入力が開始される旨の信号が制御部１４に送られる（ステップＳ１１）。制御部１４は、この信号を受け取ると、測定値表示部５０の液晶パネル５１に、マニュアル校正プログラムの実行または中止が選択可能なメニュー画面を表示させる（ステップＳ１２）。

液晶パネル５１にメニュー画面が表示されている状態で、利用者により、メニュー画面からマニュアル校正プログラムの実行の項目が選択され、校正ボタン５２が押されると、制御部１４にマニュアル校正プログラムの実行が選択された旨の信号が送られる。制御部１４は、その旨の信号を受け取ると、マニュアル校正プログラムを呼び出し実行する。一方、マニュアル校正プログラムの中止の項目が選択され、校正ボタン５２が押されると、制御部１４にマニュアル校正プログラムの中止が選択された旨の信号が送られ、制御部１４は、その旨の信号を受け取ると、マニュアル校正プログラムを終了させる（ステップＳ１３）。

マニュアル校正プログラムが実行されると、制御部１４は、測定値表示部５０の液晶パネル５１に表示されている数字を点滅させ、操作ボタン５３により液晶パネル５１の数字を操作可能にする。このとき、利用者は、液晶パネル５１の数字を操作することにより任意の目標測定値を入力することができる。この状態で、校正ボタン５２が押されると、目標測定値を設定する旨の信号およびこの時点で液晶パネル５１に表示されている数値が制御部１４に送られる（ステップＳ１４）。

制御部１４が、この目標測定値を設定する旨の信号およびこの時点で液晶パネル５１に表示されている数値を受け取ると、その液晶パネル５１に表示されている数値と直前の気体濃度の測定値との差分を取り、その値の分だけ測定基準値をずらすように気体濃度測定センサ１１に指令を出す。気体濃度測定センサ１１は、この指令を受け取ると、測定基準値を変更し、変更が完了したらその旨の信号を制御部１４に出力する（ステップＳ１５）。制御部１４は、気体濃度測定センサ１１から、気体濃度測定センサ１１の測定基準値が変更された旨の信号を受け取ると、マニュアル校正プログラムを終了させる（ステップＳ１６）。

制御部１４がマニュアル校正プログラムを有していることにより、利用者が気体濃度測定装置１が設置されている位置の気体濃度の数値を正確に把握できている場合には、その値と気体濃度測定センサ１１の測定値とを比較して差分をとることで、気体濃度測定装置１の測定基準値のずれを精度よく修正することができる。

このことは、とりわけ、気体濃度測定装置１が同一施設に複数設置されている場合に利点となる。 すなわち、一つの気体濃度測定装置１を校正した後、その気体濃度測定装置１に隣接して設けられているほぼ同じ気体濃度の範囲内にあると考えられる他の気体濃度測定装置１を、既に校正されている気体濃度測定装置１による気体濃度の測定値と同じ値となるようマニュアル校正プログラムによって校正することで、校正を簡易に行うことができるとともに、校正により消費される標準ガスの量を節約することができる。

また、制御部１４がマニュアル校正プログラムを有していることにより、手動により測定基準値の変更が可能になるから、利用者が、任意の数値を測定基準値として設定でき、様々な濃度の標準気体を使用しての校正が可能となるので、気体濃度測定装置１の利便性が向上する。

図８は、本発明の他の好ましい実施態様に係る気体濃度測定装置のセンサボックスの内部構造を示す縦断面図である。

図８に示されるように、本実施態様においては、校正用気体供給管１２の噴出口１２ｃ近傍に気体圧力検出部１３ｂが設けられている。気体圧力検出部１３ｂは、校正用気体供給管１２の噴出口１２ｃの直前に、校正用気体供給管１２から気体を引き込み、その圧力を検出する圧力センサを備えており、校正用気体供給管１２内に流入して、噴出口１２ｃから噴出される気体の圧力を測定することができるように構成されている。

図８に示されるように、本実施態様においては、気体圧力検出部１３ｂは配線用ケーブル１３ｃの一端部に接続され、配線用ケーブル１３ｃの他端部は制御部１４に電気的に接続されている。気体圧力検出部１３ｂは、圧力センサによって測定された校正用気体供給管１２内の気体の圧力が、大気圧以上であることを検出すると、気体の圧力が大気圧以上であったことを示す検出信号を、制御部１４に出力するように構成されている。

気体圧力検出部１３ｂが設けられているため、制御部１４は、接続検出部１３から接続端子２２ａの挿入を検出した旨の情報を受け取り、かつ、気体圧力検出部１３ｂから校正用気体２１の流入があった旨の情報を受け取ることによって、気体濃度測定センサ１１が校正を開始するように制御することができる。そのため、校正用機具２０内の校正用気体２１が空であったり、接続端子２２ａの挿入時に不具合が発生したりして、正しく校正用気体２１の濃度を測定できない状況で、校正が開始されることを防止することができる。

図９は、図８に示された気体濃度測定装置１における気体濃度測定センサ１１の校正の制御を示すフローチャートである。

図９に示されるように、本実施態様においては、まず、制御部１４により、気体濃度の測定が開始され、気体濃度測定センサ１１によって、所定の時間間隔で、気体濃度が測定され、測定信号が制御部１４に送られ、記憶部に格納される（ステップＳ２１）。

気体濃度測定センサ１１による気体濃度の測定が行われている間に、接続端子２２ａが校正用気体供給管１２に挿し込まれると、接続検出部１３が接続端子２２ａの挿入を検出し、その旨の情報が制御部１４に出力される。接続端子２２ａの挿入が検出されなければ、気体濃度測定センサ１１による気体濃度の測定が継続される（ステップＳ２２）。

その後、制御部１４は、所定時間、待機する。その間に、利用者によってレギュレータ２３が開かれると、校正用気体カートリッジ２５内の校正用気体２１が、接続用チューブ２２を介して、接続端子２２ａに送られ、さらに、校正用気体供給管１２を介して、噴出口１２ｃに達し、校正用気体２１の圧力が気体圧力検出部１３ｂによって測定される。気体圧力検出部１３ｂが、測定した気体の圧力が大気圧以上であることを検出すると、気体圧力検出部１３ｂから制御部１４に、校正用気体２１の流入があった旨の情報が出力される（ステップＳ２２ａ）。

制御部１４が所定時間内に校正用気体２１の流入があった旨の情報を受け取ると、制御部１４は、発光部３０のＬＥＤを青色に点滅させる（ステップＳ２３）。

一方、制御部１４が所定時間内に校正用気体２１の流入があった旨の情報を受け取らない場合、制御部１４は、通信部１７を介して制御盤４０に、その旨の情報を受け取らなかった旨を報知する信号を出力し、かつ、発光部３０のＬＥＤを所定時間、赤色に点灯させ、その後、接続端子２２ａの挿入を検出した旨の情報を破棄し、気体濃度の測定を継続させる（ステップＳ２２ｂ）。制御部１４が、制御盤４０に検出信号がなかった旨を報知し、発光部３０のＬＥＤを赤色に点灯させることにより、利用者が、気体濃度測定センサ１１の校正が開始されなかったことを確認することができる。

制御部１４は、発光部３０のＬＥＤを青色に点滅させると、さらに、気体濃度測定センサ１１による気体濃度の測定を中止させた（ステップＳ２４）上で、記録部からあらかじめ設定された標準ガスの濃度を取得して気体濃度測定センサ１１に送り、気体濃度測定センサ１１に校正を開始するよう指令を出す（ステップＳ２５）。

気体濃度測定センサ１１は、校正開始の指令を受け取ると、所定時間の間、気体濃度の測定を行うと共に、所定の時間間隔で、現在の測定値が標準ガスの濃度と一致するように測定基準値の書き換えを行い、さらに、測定値を制御部１４に出力する。

制御部１４は、校正開始から所定時間が経過すると（ステップＳ２６）、気体濃度測定センサ１１に校正を終了するよう指令を出す（ステップＳ２７）。気体濃度測定センサ１１は、校正終了の指令を受け取ると、気体濃度の測定、測定基準値の書き換え、および制御部１４への測定値の出力を中止し、校正が完了した旨の信号を制御部１４に出力する。

制御部１４は、気体濃度測定センサ１１から校正が完了した旨の信号を受け取ると、点滅している発光部３０のＬＥＤを消灯させる（ステップＳ２８）。これにより、利用者が校正の完了を視認することができる。

その後、校正用気体供給管１２から接続端子２２ａが引き抜かれると、接続検出部１３が接続端子２２ａの引き抜きを検出し、その旨の情報が制御部１４に出力される（ステップＳ２９）。制御部１４は、その旨の情報を受け取ると、気体濃度測定センサ１１に測定を再開するよう指令を出し、気体濃度の測定が再び開始される（ステップＳ３０）。

本実施態様においては、気体濃度測定装置１に気体圧力検出部１３ｂが設けられているので、気体濃度測定センサ１１の校正の制御をするにあたり、校正用気体供給管１２に校正用気体２１が流入しているか否かを、気体濃度測定センサ１１の校正開始の条件として加えることができ、かつ、校正用気体２１の流入が無ければ校正を中止することができるので、気体濃度測定センサ１１が校正をしている間、校正用気体２１だけを測定することができ、したがって、より正確な校正が可能になる。

本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、図１ないし図７に示された実施態様ならびに図８および図９に示された実施態様のいずれにおいても、気体濃度測定装置１の外部装置として制御盤４０を設けているが、制御盤４０に加えて、通信部１７と通信して情報の送受信をすることができ、液晶ディスプレイを有し、持ち運び可能に形成された小型の電子演算機器である携帯型表示機を設けてもよい。

また、前記実施態様においては、校正の制御は、制御部１４が接続検出部１３から接続端子２２ａの挿入を検出した旨の情報を受け取り、利用者に校正の開始が可能なタイミングであることを報知するため、発光部３０のＬＥＤを青色に点滅させた後、利用者によって校正ボタン５２が押されると、制御部１４に、校正開始の信号が出力されるように制御されているが、制御部１４が接続検出部１３から接続端子２２ａの挿入を検出した旨の情報を受け取ると、制御部１４は、この信号を校正開始の信号として処理するようにしてもよい。

また、前記実施態様においては、通気孔１９は円形状をなしているが、通気孔１９を円形状に形成することは必ずしも必要でなく、センサボックス１０の筐体内外の通気性を確保することができれば、例えば、スリット状であってもよく、通気孔１９の形状は、とくに限定されない。

また、前記実施態様においては、校正用気体２１が校正用気体カートリッジ２５に、５ＭＰａの圧力で封入されているが、校正用気体２１の封入圧力は５ＭＰａに限定されるものではなく、特に限定されないが、１ＭＰａないし１０ＭＰａであることが好ましい。

１ 気体濃度測定装置
１０ センサボックス
１１ 気体濃度測定センサ
１２ 校正用気体供給管
１２ａ 屈曲部
１２ｂ 凸状部材
１２ｃ 噴出口
１３ 接続検出部
１３ａ 配線用ケーブル
１３ｂ 気体圧力検出部
１３ｃ 配線用ケーブル
１４ 制御部
１５ 接続部
１６ 基板
１７ 通信部
１８ 吊下部材
１９ 通気孔
２０ 校正用機具
２１ 校正用気体
２２ 接続用チューブ
２２ａ 接続端子
２２ｂ 把持部
２２ｃ 先端部
２２ｄ 爪部
２３ レギュレータ
２３ａ 流量計
２５ 校正用気体カートリッジ
２６ 減圧弁
３０ 発光部
３０ａ 配線用ケーブル
４０ 制御盤
５０ 測定値表示部
５１ 液晶パネル
５２ 校正ボタン
５３ 操作ボタン
５４ 配線用ケーブル

Claims (6)

1. 気体の濃度を測定する気体濃度測定センサと、前記気体濃度測定センサを収容するセンサボックスと、前記気体濃度測定センサに校正用気体を供給する校正用気体供給管と、前記校正用気体が充填された校正用機具とを備え、
   前記センサボックスは、多数の通気孔が設けられて、前記センサボックス内外の通気性を確保するよう構成され、
   前記校正用気体供給管は、前記センサボックス内に配設され、
   その始端部に、前記センサボックス外から前記校正用機具を接続可能とするとともに、前記校正用機具の接続によって前記校正用気体の供給を受ける接続部を備え、かつ、
   その終端部に、前記校正用機具から供給を受けた前記校正用気体を前記気体濃度測定センサに向けて噴出する噴出口を備え、
   前記噴出口は、前記気体濃度測定センサに近接して対向するよう配設されて、前記校正用気体を前記気体濃度測定センサの周囲に局所的に供給するよう構成されたことを特徴とする気体濃度測定装置。
2. 前記気体濃度測定センサによる測定基準値の校正の開始及び終了を制御する制御部を備え、
   前記接続部は、前記校正用機具の接続を検出する接続検出手段を備え、
   前記制御部は、前記気体濃度測定センサに、前記接続検出手段によって前記校正用機具の接続が検出されたことを条件として校正を開始させ、かつ、
   校正の開始から所定時間経過したことを条件として校正を終了させ、かつ、
   校正の終了後に前記接続検出手段によって前記校正用機具の接続の解除が検出されたことを条件として、気体濃度の測定を再開させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の気体濃度測定装置。
3. 前記校正用気体供給管は、前記接続部から前記噴出口へと向かう中途部に管路を屈曲させた屈曲部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の気体濃度測定装置。
4. 前記校正用機具は、前記校正用気体が充填されたカートリッジと、前記接続部に接続自在な接続端子と、前記カートリッジから前記校正用気体の供給を受け、これを前記接続端子へと送る接続用チューブと、前記接続用チューブへ供給される前記校正用気体を減圧する減圧弁とを備え、
   前記カートリッジは、交換可能に構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の気体濃度測定装置。
5. 前記校正用気体供給管は、その内部の気圧を検出する気体圧力検出部を備え、
   前記制御部は、前記気体圧力検出部から検出情報を取得する構成とするとともに、
   前記校正用機具が前記接続部と接続され、かつ、前記校正用気体供給管内部の気圧が大気圧以上であることを条件として、測定基準値の校正を開始することを特徴とする請求項２に記載の気体濃度測定装置。
6. 所望の目標測定値を前記制御部に設定するための操作部を備え、
   前記制御部は、設定された目標測定値と前記気体濃度測定センサにより測定された気体濃度の測定値との差分を取得し、取得した差分に基づいて測定基準値を校正可能としたことを特徴とする請求項２または請求項５に記載の気体濃度測定装置。

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