JP7239479B2 - センサ装置および気体監視システム - Google Patents

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Description

本開示は、地中に漏洩した気体を検出するセンサ装置および気体監視システムに関する。
近年、水素社会の実現に向けた取組みが様々な分野で精力的に行われている。特に、水素を燃料として用いる燃料電池車および水素ステーション等も市場に導入され、それに伴い水素を供給するパイプライン等のインフラも整備されつつある。このような状況のなかで、水素社会の安全安心を担保するものとして、水素の漏洩を検知するセンサの重要性が増している。
例えば、特許文献１に記載のセンサシステムでは、地中（コンクリート中）に、あらかじめ複数のセンサが配置されている。複数のセンサは、気体、および、気体以外の環境に関する複数のパラメータをモニタリングし、モニタリングしたパラメータをプロセシングした後、無線によりセンサ外部に出力する。
特表２００４－５１５７５７号公報
従来の気体検出システムは、コンクリート中にあらかじめセンサが配置されるため、交換および点検を行うことができない。したがって、気体の漏洩を常時監視する気体監視用には適用することができないといった課題がある。
本開示は、気体の漏洩を常時監視することができるセンサ装置および気体監視システムを提供する。
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るセンサ装置は、地中における気体の漏洩を検出するセンサ装置であって、気体を検出する第１センサを有するセンサモジュールと、前記第１センサから出力された検出結果を処理する処理回路と、前記センサモジュールと通信し、かつ、前記処理回路で処理された情報を前記センサ装置の外部に送信する通信モジュールと、前記センサモジュールの電力源である第１電源と、前記通信モジュールの電力源である第２電源と、を有し、前記センサモジュールは、さらに、前記第１センサを収容し、下方に尖る錐状の密閉空間を有する筐体と、前記筐体内の前記第１センサの下方において前記密閉空間を上下の空間に分離するように取り付けられた防水フィルタまたは防塵フィルタとを有している。
また、本開示の一態様に係る気体監視システムは、地中における気体の漏洩を検出する気体監視システムであって、前記気体を検出し、検出結果を出力する少なくとも一つのセンサ装置と、前記検出結果を受信するゲートウェイとを備え、前記センサ装置は、気体を検出する第１センサを有するセンサモジュールと、前記第１センサから出力された検出結果を処理する処理回路と、前記センサモジュールと通信し、かつ、前記処理回路で処理された情報を前記センサ装置の外部に送信する通信モジュールと、前記センサモジュールの電力源である第１電源と、前記通信モジュールの電力源である第２電源と、を有し、前記センサモジュールは、さらに、前記第１センサを収容する錐状の筐体と、前記筐体内の前記第１センサの下方に防水フィルタまたは防塵フィルタを有しており、前記センサモジュールは、少なくとも一部が地中に埋設されたハンドホールに形成された水抜き穴に栓として配置されている。
本開示によれば、気体の漏洩を常時監視することができるセンサ装置および気体監視システムを提供することができる。
図１は、実施の形態１に係る気体監視システムの全体図である。 図２は、実施の形態１に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。 図３Ａは、実施の形態１に係るセンサ装置の構成を示す斜視図である。 図３Ｂは、図３Ａに示すIIIB-IIIB線におけるセンサ装置の断面図である。 図４は、実施の形態１に係るセンサ回路の構成を示すブロック図である。 図５は、実施の形態１に係る通信モジュールの構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態１に係るセンサモジュールと通信モジュールの配置を示す図である。 図７は、実施の形態１に係るセンサモジュールと通信モジュールの接続を示す図である。 図８は、実施の形態１に係る気体監視システムの動作を説明するための図である。 図９は、実施の形態１に係る気体監視システムによる漏洩箇所の特定手順を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態２に係るセンサモジュールの構成を示す断面図である。 図１１は、実施の形態２に係るセンサモジュールと通信モジュールの接続を示す図である。 図１２は、実施の形態３に係る気体監視システムの全体図である。 図１３は、実施の形態３に係るセンサモジュールと通信モジュールの配置を示す図である。 図１４は、実施の形態６に係るセンサ装置の他の例を示す図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、以下において記述される数値、材料、組成、形状、成膜方法、構成要素間の接続関係などは、すべて本開示の実施の形態を具体的に説明するための単なる例示であり、本開示はこれらに限定されない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（実施の形態１）
［１．気体監視システムの構成］
図１は、本実施の形態に係る気体監視システム１の全体図である。気体監視システム１は、地面２に埋設されたパイプライン３により供給される気体の漏洩を常時検出するシステムである。以下では、パイプライン３により供給される気体を水素含有ガスとして、水素の漏洩を検出する気体監視システム１について説明する。水素含有ガスとは、水素原子を有する分子からなる気体の総称であり、一例として、水素、メタン、アルコールなどを含み得る。
図１に示すように、気体監視システム１は、地面２に埋設された少なくとも一つのセンサ装置１０と、ゲートウェイ２０とで構成されている。センサ装置１０は、例えば、水素含有ガスの運搬経路であるパイプライン３の上方に配置されている。センサ装置１０は、パイプライン３から漏洩した水素含有ガスを検出する。センサ装置１０の構成については、後に詳述する。
また、センサ装置１０は、ゲートウェイ２０とデータの送信および受信を行う。例えば、センサ装置１０で検出された気体の漏洩の情報と気体の漏洩位置とに関する情報が、センサ装置１０からゲートウェイ２０に送信される。
ゲートウェイ２０は、基地局およびルーター等の中継装置である。ゲートウェイ２０には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）モジュールが配置されている。ゲートウェイ２０は、ＧＰＳモジュールを用いて気体の漏洩位置を検出する。
ゲートウェイ２０に送信された気体の漏洩の情報は、ゲートウェイ２０からクラウドシステム６を通じてメンテナンスサービス７に通達される。これにより、メンテナンスサービス７は、気体の漏洩および漏洩位置を知ることができるので、気体の漏洩に対する措置を行うことができる。
［２．センサ装置の構成］
図２は、本実施の形態に係るセンサ装置１０の構成を示すブロック図である。センサ装置１０は、図１および図２に示すように、センサモジュール１００と通信モジュール１１０とを備えている。センサモジュール１００と通信モジュール１１０の構成については、後に詳述する。
センサモジュール１００および通信モジュール１１０は、例えば、図１に示したように、地面２に埋設されたハンドホール１３０内に設置されている。ハンドホール１３０は、内部に、開口から手を挿入して操作を行うことができる程度の空間を有している。また、ハンドホール１３０の上方には、ハンドホール１３０の開口を覆うよう蓋１４０が配置されている。つまり、地面２の表面には、蓋１４０が配置される構成となっている。
［２－１．センサモジュールの構成］
以下、センサモジュール１００の構成について説明する。図３Ａは、本実施の形態に係るセンサ装置１０の構成を示す斜視図である。図３Ｂは、図３Ａに示すIIIB-IIIB線におけるセンサ装置１０の断面図である。図４は、本実施の形態に係るセンサ回路１０２の構成を示すブロック図である。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、センサモジュール１００は、筐体１０１と、センサ回路１０２と、フィルタ１０３とを有している。
筐体１０１は、例えばアルミニウム合金で構成され、図３Ａに示すように、円錐状の形状を有している。なお、センサ装置１０は、後述するように、ハンドホール１３０の水抜き穴に水抜き栓として配置されるため、筐体１０１の形状は円錐状の形状となっている。しかし、筐体１０１の形状はこれに限らず、角錐状の形状やその他の形状としてもよい。
また、筐体１０１の円錐状の形状の底面には、センサ回路１０２が配置されている。センサ回路１０２は、図４に示すように、検出部１０５と電源部１０６とを有している。検出部１０５は、ガスセンサ１０５ａと、温度センサ１０５ｂと、Ａ／Ｄコンバータ１０５ｃと、プロセッサ１０５ｄと、メモリ１０５ｅとを有している。
ガスセンサ１０５ａは、水素分子を検出する水素センサである。本実施の形態において、ガスセンサ１０５ａは第１センサである。ガスセンサ１０５ａは、対向する２つの電極と、当該２つの電極の間に配置された金属酸化物層とを備えている。
２つの電極のうちの一方は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、またはパラジウム（Ｐｄ）、若しくは、これらのうちの少なくとも１つを含む合金など、水素原子を有する気体分子から水素原子を解離する触媒作用を有する材料で構成されている。
また２つの電極うちの他方は、例えば、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）など、金属酸化物を構成する金属と比べて標準電極電位が低い材料で構成されている。なお、標準電極電位は、その値が高いほど酸化しにくい特性を表す。また、他方の電極は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、またはパラジウム（Ｐｄ）、若しくは、これらのうちの少なくとも１つを含む合金など、水素原子を有する気体分子から水素原子を解離する触媒作用を有する材料で構成されてもよい。
金属酸化物層は、例えば遷移金属を始めとする複数の酸化状態をとることができる金属と、錫と、アルミニウムとからなる群から選択される１つの金属を含有する酸化物から構成される。当該金属の酸化物の母体金属は、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、バナジウム（Ｖ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）等の遷移金属と、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）とから少なくとも１つ選択されてもよい。
なお、金属酸化物層は１層であってもよいし、酸素含有度の異なる２つの金属酸化物層からなる２層構造であってもよい。また、金属酸化物層は、酸素不足型の金属酸化物を含んでもよい。
温度センサ１０５ｂは、センサ装置１０が配置された周辺環境に関する少なくとも一つのパラメータとして、温度を検出するセンサである。本実施の形態において、温度センサ１０５ｂは第２センサである。温度センサ１０５ｂには、例えば熱電対が用いられる。温度センサ１０５ｂを備えることにより、検出部１０５は、センサ装置１０の周辺環境の温度変化から、水素含有ガスの漏洩または他の故障を検出することができる。
なお、第２センサは、温度センサに限らず、例えば、温度センサ、湿度センサおよび圧力センサの少なくともいずれかで構成されていてもよい。また、温度センサ、湿度センサおよび圧力センサを組み合わせたものであってもよい。また、第２センサは、後述するように、センサ装置１０の水没を検出する水没センサであってもよい。
温度センサ１０５ｂは、ガスセンサ１０５ａの下部に配置されている。これにより、ガスセンサ１０５ａで異常が検知される前に温度センサ１０５ｂで検出される温度変化から異常を検知することができるため、ガスセンサ１０５ａが異常により破壊されるのを抑制することができる。また、温度センサ１０５ｄに限らず、湿度センサ、圧力センサおよび水没センサ等についても、温度センサ１０５ｄと同様に、ガスセンサ１０５ａの下部に配置されるとしてもよい。例えば、水没センサをガスセンサ１０５ａの下部に配置した場合、センサモジュール１００が水没しガスセンサ１０５ａが水没して故障するのを防止することができる。なお、水没センサの場合には、筐体１０１の頂点に近い位置に配置されるのが好ましい。
Ａ／Ｄコンバータ１０５ｃは、ガスセンサ１０５ａおよび温度センサ１０５ｂとプロセッサとの間で、アナログ信号とデジタル信号とを相互に変換するコンバータである。本実施の形態において、Ａ／Ｄコンバータ１０５ｃは処理回路である。Ａ／Ｄコンバータ１０５ｃは、例えば、ガスセンサ１０５ａで検出された水素検出量および温度センサ１０５ｂで検出された温度等のアナログデータを、デジタルデータに変換してプロセッサ１０５ｄに供給する。
プロセッサ１０５ｄは、ガスセンサ１０５ａおよび温度センサ１０５ｂで検出された水素検出力および温度等の検出結果を処理し、センサモジュール１００の外部に出力する。プロセッサ１０５ｄは、ガスセンサ１０５ａおよび温度センサ１０５ｂでの検出結果を暗号化し、暗号化した検出結果をセンサモジュール１００の外部に出力する。例えば、後述するように、センサモジュール１００は通信モジュール１１０と通信配線により接続されており、プロセッサ１０５ｄは、暗号化した検出結果を、通信配線を介して通信モジュール１１０に発信する。このとき、プロセッサ１０５ｄは、通信モジュール１１０に検出結果を１回のみ発信してもよいし、複数回発信してもよい。
メモリ１０５ｅは、プロセッサ１０５ｄから出力された、ガスセンサ１０５ａおよび温度センサ１０５ｂでの検出結果を保存する記憶部である。本実施の形態において、メモリ１０５ｅは第１メモリである。メモリ１０５ｅは、プロセッサ１０５ｄにおいて暗号化されたガスセンサ１０５ａおよび温度センサ１０５ｂでの検出結果を保存してもよい。メモリ１０５ｅに保存された検出結果は、プロセッサ１０５ｄにより読み出され、通信モジュール１１０に出力される。このとき、センサモジュール１００は、すべての検出結果を通信モジュール１１０に出力してもよいし、一部の検出結果のみ、例えば水素含有ガスを検出したときの検出結果のみを通信モジュール１１０に出力してもよい。
また、センサ回路１０２において、電源部１０６は、検出部１０５に電力を供給するための電力源である。本実施の形態において、電源部１０６は第１電源である。電源部１０６は、バッテリ１０６ａと、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０６ｂとを有している。
バッテリ１０６ａは、電力を供給する電池である。ＤＣ－ＤＣコンバータ１０６ｂは、バッテリ１０６ａから出力された直流電圧を所定の直流電圧に変換して検出部１０５に供給する。
また、フィルタ１０３は、センサモジュール１００に水が入りこむのを防止するための防水フィルタである。フィルタ１０３は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜で構成されている。フィルタ１０３は、センサモジュール１００において、センサ回路１０２よりも下部に、所定の厚さで配置されている。これにより、地面２に接している筐体１０１の円錐状の頂点側からセンサ回路１０２に水が浸入するのを抑制することができる。よって、センサ回路１０２が故障するのを抑制することができる。なお、フィルタ１０３は防水フィルタに限らず、防塵フィルタであってもよい。
［２－２．通信モジュールの構成］
次に、通信モジュール１１０の構成について説明する。図５は、本実施の形態に係る通信モジュール１１０の構成を示すブロック図である。
通信モジュール１１０は、通信部１１２と、電源部１１３とを有している。
通信部１１２は、アンテナ１１２ａと、通信回路１１２ｂと、メモリ１１２ｃとを有している。通信回路１１２ｂは、アンテナ１１２ａを介してゲートウェイ２０に信号を送信および受信する。また、通信回路１１２ｂは、上述した通信配線を介して、センサモジュール１００から出力されたガスセンサ１０５ａおよび温度センサ１０５ｂでの検出結果を受信する。
メモリ１１２ｃは、センサモジュール１００から受信した検出結果を保存するメモリである。本実施の形態において、メモリ１１２ｃは第２メモリである。メモリ１１２ｃに保存された検出結果は、通信回路１１２ｂにより読み出され、ゲートウェイ２０に送信される。
電源部１１３は、通信部１１２に電力を供給するための電力源である。本実施の形態において、電源部１１３は第２電源である。電源部１１３は、バッテリ１１３ａとＤＣ－ＤＣコンバータ１１３ｂとを有している。電源部１１３の構成は、上述した電源部１０６と同様のため、詳細な説明は省略する。
［２－３．センサモジュールと通信モジュールの配置］
ここで、センサモジュール１００と通信モジュール１１０の配置関係について説明する。図６は、本実施の形態に係るセンサモジュール１００と通信モジュール１１０の配置を示す図である。
上述したように、センサモジュール１００と通信モジュール１１０とは、ハンドホール１３０の内部に配置されている。
図６に示すように、ハンドホール１３０は、内部に、空間を有している。また、ハンドホール１３０の上方には、開口が設けられている。ハンドホール１３０の開口を覆うように蓋１４０が配置される。また、ハンドホール１３０の底部には、ハンドホール１３０の内部に入り込んだ水を外部に排出するための水抜き穴１３１が設けられている。
センサ装置１０は、ハンドホール１３０の内部に、一つの前記通信モジュール１１０と、当該通信モジュール１１０に対応する一つのセンサモジュール１００とを有している。なお、センサ装置１０は、一つの通信モジュール１１０と当該通信モジュール１１０に対応する複数のセンサモジュール１００を有していてもよい。
センサモジュール１００と通信モジュール１１０とは、分離して配置されている。センサモジュール１００と通信モジュール１１０とが分離して配置されていることにより、センサモジュール１００または通信モジュール１１０が故障した場合には、故障したセンサモジュール１００または通信モジュール１１０のみを交換することができる。
センサモジュール１００は、ハンドホール１３０の底部に設けられた水抜き穴１３１に配置されている。より具体的には、センサモジュール１００は、錐状の筐体１０１の頂点近傍がハンドホール１３０の内部から水抜き穴１３１の外側に向かうように配置されている。これにより、センサモジュール１００は、ハンドホール１３０の水抜き栓としての機能も果たすことができる。
なお、センサモジュール１００は、水抜き穴１３１以外の場所に配置されてもよい。例えば、ハンドホール１３０の内部に、センサモジュール１００の設置のための専用の穴を設け、当該穴にセンサモジュール１００を配置してもよい。
通信モジュール１１０は、センサモジュール１００の上方に配置されている。例えば、通信モジュール１１０は、図６に示すように、蓋１４０の、ハンドホール１３０の内部に向かう側の面に設置されている。これにより、通信モジュール１１０は、センサモジュール１００の上方に配置されている。したがって、センサモジュール１００は、通信モジュール１１０よりもパイプライン３に近い位置に配置される。よって、感度よく水素含有ガスの検出を精度よく行うことができる。
なお、センサモジュール１００と通信モジュール１１０とは、分離して配置されてもよいし、後述するように一体となるように配置されていてもよい。
図７は、本実施の形態に係るセンサモジュール１００と通信モジュール１１０の接続を示す図である。図７に示すように、センサモジュール１００と通信モジュール１１０とは、通信配線１５０により接続されている。上述したように、センサモジュール１００は、ハンドホール１３０の底部に設けられた水抜き穴１３１に配置されている。通信モジュール１１０は、ハンドホール１３０の底部と対向する蓋１４０に配置されている。通信配線１５０は、図７に示すように、センサモジュール１００と通信モジュール１１０とを接続してハンドホール１３０の内部の側面に沿って配置されている。なお、通信配線１５０は、ハンドホール１３０の壁内に埋設されてもよい。
また、後述するように、センサモジュール１００と通信モジュール１１０とは、それぞれ無線通信部を有し、無線により接続される構成としてもよい。
［３．気体監視システムの動作］
ここで、気体監視システム１を用いた水素含有ガスの検出動作について説明する。図８は、本実施の形態に係る気体監視システム１の動作を説明するための図である。図９は、実施の形態１に係る気体監視システム１による漏洩箇所の特定手順を示すフローチャートである。本実施の形態では、一例として、図８に示すように、１つのゲートウェイ２０によって５つのセンサ装置１０が対応している場合について説明する。
なお、複数のセンサ装置１０が設けられているので、複数のセンサモジュール１００のうちの少なくとも一つが故障した場合であっても、水素含有ガスの漏洩位置を他のセンサモジュール１００により検出することができる。
なお、複数のセンサ装置１０は、図１に示したように、地面２に配置されたパイプライン３の上方に、パイプライン３に沿って等間隔で一直線に配置されていてもよいし、パイプライン３の上方に非等間隔で非一直線に配置されていてもよい。以下では、より汎用的な例として、複数のセンサ装置１０が非等間隔で非一直線に配置された場合の気体監視システム１の動作について説明する。なお、複数のセンサ装置１０の配置位置は、水平方向の一の方向をｘ方向、水平方向であってかつｘ方向と直交する方向をｙ方向、ｘ方向およびｙ方向と直交する方向をｚ方向として、ｘ、ｙおよびｚ方向の座標で示している。また、ｔは時間である。
各センサ装置１０は、それぞれゲートウェイ２０と通信を行い、水素含有ガスの検出結果をゲートウェイ２０に送信する。例えばセンサ装置１０とゲートウェイ２０との通信は、時間Δｔの間隔で行われる。つまり、ゲートウェイ２０は、時間Δｔごとにセンサ装置１０から水素含有ガスの検出結果を受信する（ステップＳ１０）。このとき、各センサ装置１０からゲートウェイ２０には同じタイミングで通信が行われてもよいし、順次通信が行われてもよい。
少なくとも１つのセンサ装置１０で水素含有ガスの漏洩が検出された場合（ステップＳ１１においてＹｅｓ）、ゲートウェイ２０は水素含有ガスの漏洩情報として、水素含有ガスの検出結果とともに、センサ装置１０の位置情報を受信する（ステップＳ１２）。センサ装置１０の位置情報とは、例えば上述したｘ、ｙおよびｚ方向の座標で表される情報である。例えば、図８に示すＰ１の位置に配置されたセンサ装置１０で水素含有ガスの漏洩が検出された場合、ゲートウェイ２０は、Ｐ１の位置の座標と漏洩が検出された時間（ｘ１，ｙ１，ｚ１，ｔ１）とを受信する。
なお、センサ装置１０は、位置情報に代えてＩＤ情報を送付してもよい。この場合、ゲートウェイ２０は、各センサ装置１０のＩＤ情報と位置情報とをあらかじめ対応付けて基地局に保存しているとしてもよい。
また、複数のセンサ装置１０で水素含有ガスの漏洩が検出されていない場合（ステップＳ１１においてＮｏ）、ゲートウェイ２０は、時間Δｔの間隔で再びセンサ装置１０から水素含有ガスの検出結果を受信する。
また、他のセンサ装置１０においても水素含有ガスの漏洩が発生している場合（ステップＳ１３においてＹｅｓ）、ゲートウェイ２０は、他のセンサ装置１０における水素ガスの漏洩情報として、水素含有ガスの検出結果およびセンサ装置１０の位置情報を受信する。例えば、図８に示すＰｎの位置に配置されたセンサ装置１０で水素含有ガスの漏洩が検出された場合、ゲートウェイ２０は、Ｐｎの位置の座標と漏洩が検出された時間（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ，ｔｎ）とを受信する。そして、Ｐ１の位置に配置されたセンサ装置１０で水素含有ガスの漏洩が検出された時間ｔ１とＰｎの位置に配置されたセンサ装置１０で水素含有ガスの漏洩が検出された時間ｔｎとの時間差ｔから、水素含有ガスの漏洩位置を検出する。
時間差ｔが所定の設定時間ｔｌｉｍｔを超えていない場合（ステップＳ１４においてＹｅｓ）には、ゲートウェイ２０は、水素含有ガスの漏洩箇所を算出する（ステップＳ１６）。このとき、ゲートウェイ２０は、ＧＰＳモジュールを用いて水素含有ガスの漏洩位置を検出する。ＧＰＳモジュールでは、４個の衛星と水素含有ガスの漏洩箇所Ｐとの各距離により、漏洩箇所Ｐの座標を計算することができる。このとき、反復による逐次計算法（ニュートン法）により漏洩位置の計算が行われる。具体的な計算については、周知の計算方法であるため省略する。
ＧＰＳを用いた計算により、ゲートウェイ２０は、Ｐ１の位置に近いパイプライン３の位置において、水素含有ガスが漏洩していると判断する。
また、時間差ｔが、所定の設定時間ｔｌｉｍｔを超えていない場合には（ステップＳ１４においてＮｏ）、ゲートウェイ２０は、Ｐ１の位置に近いパイプライン３の位置において、水素含有ガスが漏洩していない、すなわち誤報であると判断する（ステップＳ１５）。
また、他のセンサ装置１０においても水素含有ガスの漏洩が発生していない場合（ステップＳ１３においてＮｏ）にも、ゲートウェイ２０は、誤報であると判断する（ステップＳ１５）。
このようにして、水素含有ガスの漏洩箇所が検出される。さらに、水素含有ガスの漏洩位置がゲートウェイ２０からクラウドシステム６を介してメンテナンスサービス７に伝達される。
なお、センサ装置１０とゲートウェイ２０との通信間隔は、センサモジュール１００における水素含有ガスの検出間隔と同一であってもよいし、異なる間隔であってもよい。センサ装置１０とゲートウェイ２０との通信間隔と、センサモジュール１００における水素含有ガスの検出間隔とが異なる場合、センサ装置１０においてセンサモジュール１００または通信モジュール１１０は、上述したように、水素含有ガスの検出結果を一旦メモリ１０５ｅまたは１１２ｃに保存し、通信タイミングに合わせてメモリ１０５ｅまたは１１２ｃから読み出してゲートウェイ２０に送信してもよい。
また、センサ装置１０は、所定期間ごとに水素含有の検出結果をゲートウェイ２０に送信してもよいし、水素含有ガスを検出したときにのみゲートウェイ２０に検出結果を送信するとしてもよい。
［４．効果等］
以上、本実施の形態に係る気体監視システム１およびセンサ装置１０によると、センサモジュール１００で検出された水素含有ガスの検出結果を、通信モジュール１１０を用いてゲートウェイ２０に送信することができる。また、水素含有ガスの検出結果を、ゲートウェイ２０からクラウドシステム６を介してメンテナンスサービス７に通知することができる。また、センサ装置１０はハンドホール１３０内に配置されているので、メンテナンスサービス７は、センサ装置１０を点検およびメンテナンスを行うことができる。また、センサ装置１０が故障した場合には、メンテナンスサービス７は、センサ装置１０を交換することができる。したがって、本実施の形態に係る気体監視システム１により、メンテナンスサービス７は、気体の漏洩を常時監視することができる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る気体監視システム１について説明する。
本実施の形態に係る気体監視システム１が実施の形態１に示した気体監視システム１と異なる点は、センサモジュール１００ａが通信モジュール１１０と無線通信を行うための通信回路１０９を有している点である。
図１０は、本実施の形態に係るセンサモジュール１００ａの構成を示す断面図である。図１０に示すように、本実施の形態に係るセンサモジュール１００ａは、センサ回路１０２ａと、電源１０７および１０８と、通信回路１０９とを有している。
センサ回路１０２ａは、実施の形態１に示したセンサ回路１０２の検出部１０５と同様の構成をしている。センサ回路１０２ａは、電源部１０６を有しておらず、センサ回路１０２ａの外部に配置された電源１０７から電力を供給されることにより動作している。つまり、本実施の形態において、電源１０７は第１電源である。センサ回路１０２ａは、配線により電源１０７に接続されている。電源１０７の構成は、実施の形態１に示した電源部１０６の構成と同様であるため、説明を省略する。
また、センサモジュール１００ａは通信モジュール１１０と通信を行うための通信配線に代えて、通信回路１０９を有している。通信回路１０９は、センサモジュール１００ａが通信モジュール１１０と無線通信を行うための通信回路である。通信回路１０９は、センサモジュール１００ａから送信された検出結果をアンテナ（図示せず）で受信し、さらに通信モジュール１１０に出力する。
また、通信回路１０９は、実施の形態１に示した通信モジュール１１０のように、通信回路１０９を有しておらず、通信回路１０９の外部に配置された電源１０８から電力を供給されることにより動作している。つまり、本実施の形態において、電源１０８は第２電源である。通信回路１０９は、配線により電源１０８に接続されている。電源１０８の構成は、上述した電源１０７と同様であるため、説明を省略する。
図１１は、本実施の形態に係るセンサモジュール１００ａと通信モジュール１１０の接続を示す図である。上述したように、センサモジュール１００ａは、ハンドホール１３０の底部に設けられた水抜き穴１３１に配置されている。通信モジュール１１０は、ハンドホール１３０の底部と対向する蓋１４０に配置されている。このとき、センサモジュール１００ａと通信モジュール１１０との距離は、センサモジュール１００ａと通信モジュール１１０とが無線通信を行うことができる距離であれば、どのような距離であってもよい。
このように、センサモジュール１００ａと通信モジュール１１０との通信は、無線通信で行ってもよい。これにより、通信配線を用意する必要がないため、センサモジュール１００ａと通信モジュール１１０との配置位置の自由度を上げることができる。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る気体監視システム１について説明する。
本実施の形態に係る気体監視システム１が実施の形態１に示した気体監視システム１と異なる点は、センサ装置１０が道路鋲２４０に配置されている点である。
図１２は、本実施の形態に係る気体監視システム１の全体図である。図１３は、本実施の形態に係るセンサモジュール１００と通信モジュール１１０の配置を示す図である。
本実施の形態に係る気体監視システム１では、センサ装置１０は道路鋲２４０に配置されている。道路鋲２４０とは、道路の区分などを示すための鋲であり、一部が地面２に埋設されている。例えば、道路鋲２４０は、所定の間隔で車道の中央線および車道と側道との境界線等に配置されている。道路鋲２４０は、金属またはポリカーボネート樹脂等で形成されており、道路鋲２４０において地面２に埋設されている部分には、図１２に示すように、センサ装置１０を構成するセンサモジュール１００と通信モジュール１１０とが配置されている。
道路鋲２４０は、図１３に示すように、本体部２４１と、足部２４２と、反射板２４３とを有している。足部２４２は、本体部２４１の下方に設けられており、地面２に埋設される。本体部２４１は、地面２の表面に配置される。反射板２４３は、本体部２４１において、車道および側道を走行および歩行する運転手および歩行者から見えやすい位置に配置されている。
センサモジュール１００は、道路鋲２４０の足部２４２の先端において、錐形状の先端部分が足部２４２から突出するように設けられている。これにより、センサモジュール１００の先端部分は、地面２に埋設されたときに地面２に接触するように配置されている。また、センサ装置１０の通信モジュール１１０は、センサモジュール１００よりも地表側の足部２４２に配置されている。なお、通信モジュール１１０は、本体部２４１に配置されていてもよい。
これにより、センサモジュール１００は、通信モジュール１１０よりも水素含有ガスが運搬されるパイプライン３に近い位置に配置される。また、通信モジュール１１０は、センサモジュール１００よりも地表側に配置されるので、ゲートウェイ２０と通信しやすい構成となっている。センサモジュール１００と通信モジュール１１０とは、実施の形態１に示したセンサ装置１０と同様、通信配線により接続され、通信配線により通信を行う構成としてもよいし、無線により通信を行う構成としてもよい。
なお、センサモジュール１００および通信モジュール１１０は、両方が道路鋲２４０に配置されていてもよいし、センサモジュールのみが道路鋲２４０に配置されていてもよい。また、センサモジュール１００および通信モジュール１１０は、一体となって道路鋲２４０に配置されてもよいし、図１３に示したように、道路鋲２４０の足部２４２の先端側と足部２４２の地表側または本体部２４１とに分離して配置されてもよい。また、道路鋲２４０の形状は、図１３に示したものに限らず、他の形状としてもよい。
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る気体監視システム１について説明する。
本実施の形態に係る気体監視システム１が実施の形態１に示した気体監視システム１と異なる点は、センサモジュール１００および通信モジュール１１０の少なくとも一方の故障を検出する点である。
センサモジュール１００と通信モジュール１１０とは、所定の時間間隔で通信を行い、センサモジュール１００で水素含有ガスが検出されたか否かの検出結果をセンサモジュール１００から通信モジュール１１０へと送信している。
ここで、センサモジュール１００は、通信モジュール１１０と一定時間通信できない場合、通信モジュール１１０が故障していると判断する。通信モジュール１１０が故障していると判断した場合、センサモジュール１００は、水素含有ガスの検出結果をメモリ１０５ｅに蓄積する。そして、通信モジュール１１０の故障が解消され、センサモジュール１００と通信モジュール１１０との通信が回復したときに、センサモジュール１００は、メモリ１０５ｅに保存された水素含有ガスの検出結果を通信モジュール１１０に送信する。このとき、センサモジュール１００は、水素含有ガスが検出された場合の検出結果情報のみを通信モジュール１１０に送信してもよいし、すべての検出結果を通信モジュール１１０に送信してもよい。
また、通信モジュール１１０は、センサモジュール１００と一定時間通信できない場合、センサモジュール１００が故障していると判断する。そして、通信モジュール１１０は判断結果をゲートウェイ２０に送信する。さらに、当該判断結果は、ゲートウェイ２０からクラウドシステム６を介してメンテナンスサービス７に通信される。これにより、メンテナンスサービス７は、センサモジュール１００の異常を検知することができる。
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係る気体監視システム１について説明する。
本実施の形態に係る気体監視システムが実施の形態１に示した気体監視システム１と異なる点は、センサモジュール１００が第２センサとして湿度センサを有している点である。
湿度センサは、図示を省略するが、センサモジュール１００の錐状の筐体１０１の頂点近傍に設けられている。センサモジュール１００の筐体１０１の頂点近傍は、地面２に接しているため、地面２の湿度を検出することができる。
ここで、センサモジュール１００は、湿度センサによる検出湿度が９０％以上の場合に、センサモジュール１００が水没していると判断する。これにより、センサモジュール１００は、センサモジュール１００が完全に水没（湿度１００％）する前に、センサモジュール１００の異常を検出することができる。したがって、メンテナンスサービス７は事前にセンサモジュール１００の水没を検出することができるので、センサモジュール１００が故障するのを事前に防止することができる。
なお、本実施の形態では、湿度センサによる検出湿度が９０％以上の場合を水没と判断したが、水没と判断する湿度は９０％に限らず、センサモジュール１００が配置される環境に応じて適宜変更してもよい。
（実施の形態６）
次に、実施の形態６に係る気体監視システム１について説明する。
本実施の形態に係る気体監視システムが実施の形態１に示した気体監視システム１と異なる点は、センサモジュール１００および通信モジュール１１０の電力源として発電装置を有する点である。発電装置は、例えば太陽光発電を利用した発電用パネルである。
図１４は、本実施の形態に係るセンサ装置１０の他の例を示す図である。図１４に示すように、本実施の形態に係るセンサ装置１０は、蓋１４０の上面に複数の太陽光発電用の複数のパネル１４０ａを有している。複数のパネル１４０ａは、蓋１４０の下面すなわちハンドホール１３０の内部側に配置された通信モジュール１１０のバッテリ１１３ａに蓄電される。これにより、通信モジュール１１０は、太陽光発電により生成された電力を用いてゲートウェイ２０への通信を行うことができる。なお、通信モジュール１１０は、太陽光発電により生成された電力を、センサモジュール１００との通信に用いてもよい。
なお、太陽光発電により生成された電力は、通信モジュール１１０のバッテリ１１３ａに蓄電されることに限らず、センサモジュール１００のバッテリ１０６ａに蓄電されてもよい。また、バッテリ１０６ａおよびバッテリ１１３ａに代えて、太陽光発電により生成された電力を蓄電するための他の蓄電装置が設けられていてもよい。
なお、センサモジュールおよび通信モジュールの電力源は、太陽光発電装置に限らず、例えば振動を利用した発電装置など他の発電装置であってもよい。
また、センサモジュール１００および通信モジュール１１０の両方の電力源が発電装置を有するものであってもよいし、センサモジュール１００および通信モジュール１１０のいずれかが発電装置を有するものであってもよい。また、センサモジュール１００と通信モジュール１１０とで同一の発電装置を兼用してもよいし、異なる発電装置を有していてもよい。
（その他の実施の形態）
以上、本開示のいくつかの態様に係る気体センサおよび気体検出システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および各々の実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態が、本開示の範囲内に含まれてもよい。
例えば、上述した気体センサは、水素含有ガスを検出する水素センサとしたが、水素含有ガス以外の気体を検出する気体センサとしてもよい。
また、上述したセンサ装置は、ハンドホールに限らず、例えば人間が入ることができるマンホールに配置されていてもよい。
また、第２のセンサ装置は、温度センサ、湿度センサ、圧力センサおよび水没センサに限らず、センサ装置の破壊を予防するために有用な他のパラメータを検出するセンサであってもよい。
また、ゲートウェイはＧＰＳモジュールを有しているため、気体監視システムは、第２センサによりパラメータを検出するセンサモジュールを、ＧＰＳにより特定してもよい。
また、センサ装置の形状は、上述した円錐または角錐の形状に限らず、他の形状であってもよい。
本開示に係る気体センサは、気体の漏洩を常時監視することが必要な水素搬送経路、例えば、水素ガスを供給するパイプライン等からの水素の漏洩を検出する水素センサとして有用である。
１ 気体監視システム
２ 地面
３ パイプライン（運搬経路）
６ クラウドシステム
７ メンテナンスサービス
１０ センサ装置
２０ ゲートウェイ
１００、１００ａ センサモジュール
１０１ 筐体
１０２、１０２ａ センサ回路
１０３ フィルタ
１０５ 検出部
１０５ａ ガスセンサ（第１センサ）
１０５ｂ 温度センサ（第２センサ）
１０５ｃ Ａ／Ｄコンバータ（処理回路）
１０５ｄ プロセッサ
１０５ｅ メモリ（第１メモリ）
１０６ 電源部（第１電源）
１０６ａ、１１３ａ バッテリ
１０６ｂ ＤＣ－ＤＣコンバータ
１０７ 電源回路（第１電源）
１０８ 電源回路（第２電源）
１０９、１１２ｂ 通信回路
１１０ 通信モジュール
１１２ 通信部
１１２ａ アンテナ
１１２ｃ メモリ（第２メモリ）
１１３ 電源部（第２電源）
１１３ｂ ＤＣ－ＤＣコンバータ
１３０ ハンドホール
１３１ 水抜き穴
１５０ 通信配線
１４０ 蓋
１４０ａ パネル（発電装置）
２４０ 道路鋲（鋲）
２４１ 本体部
２４２ 足部
２４３ 反射板

Claims (37)

  1. 地中における気体の漏洩を検出するセンサ装置であって、
    気体を検出する第１センサを有するセンサモジュールと、
    前記第１センサから出力された検出結果を処理する処理回路と、
    前記センサモジュールと通信し、かつ、前記処理回路で処理された情報を前記センサ装置の外部に送信する通信モジュールと、
    前記センサモジュールの電力源である第１電源と、
    前記通信モジュールの電力源である第２電源と、を有し、
    前記センサモジュールは、さらに、前記第１センサを収容し、下方に尖る錐状の密閉空間を有する筐体と、前記筐体内の前記第１センサの下方において前記密閉空間を上下の空間に分離するように取り付けられた防水フィルタまたは防塵フィルタとを有している
    センサ装置。
  2. 前記センサモジュールは、
    筐体と、
    前記筐体に配置された前記第１センサと、
    前記処理回路と、
    前記第１センサおよび前記処理回路に電力を供給する前記第１電源とを有する
    請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 前記第１センサは、水素分子を検出する水素センサである
    請求項１または２に記載のセンサ装置。
  4. 前記センサ装置の周辺環境に関する少なくとも一つのパラメータを検出する第２センサをさらに有する
    請求項１～３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  5. 前記第２センサは、前記第１センサの下方に配置されている
    請求項４に記載のセンサ装置。
  6. 前記第２センサは、温度センサ、湿度センサおよび圧力センサの少なくともいずれかである
    請求項４または５に記載のセンサ装置。
  7. 前記第２センサは、前記センサモジュールが水没していることを検出する水没センサである
    請求項４または５に記載のセンサ装置。
  8. 前記第２センサは湿度センサであり、
    前記センサモジュールは、前記湿度センサによる検出湿度が９０％以上の場合に、前記センサモジュールが水没していると判断する
    請求項４または５に記載のセンサ装置。
  9. 前記筐体の少なくとも一部は、円錐または角錐の形状を有している
    請求項２に記載のセンサ装置。
  10. 前記通信モジュールは、前記センサモジュールの上方に配置されている
    請求項１～９のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  11. 一の前記通信モジュールと、当該通信モジュールに対応する一の前記センサモジュールとを有する
    請求項１～１０のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  12. 一の前記通信モジュールと、当該通信モジュールに対応する複数の前記センサモジュールとを有する
    請求項１～１０のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  13. 前記センサモジュールと前記通信モジュールとは、一体となるように配置されている
    請求項１～１２のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  14. 前記センサモジュールと前記通信モジュールとは、分離して配置されている
    請求項１～１２のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  15. 前記センサモジュールと前記通信モジュールとは、通信配線により接続されている
    請求項１４に記載のセンサ装置。
  16. 前記センサモジュールと前記通信モジュールとは、無線により接続される
    請求項１４に記載のセンサ装置。
  17. 前記センサモジュールは、前記通信モジュールに前記検出結果を複数回発信する
    請求項１～１６のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  18. 前記センサモジュールは、すべての前記検出結果を前記通信モジュールに出力する
    請求項１～１６のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  19. 前記センサモジュールは、気体を検出したときの前記検出結果のみを前記通信モジュールに出力する
    請求項１～１８のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  20. 前記センサモジュールは、前記検出結果を暗号化し、暗号化した前記検出結果を前記通信モジュールに出力する
    請求項１～１９のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  21. 前記センサモジュールによる前記気体の検出間隔と、前記センサモジュールから前記通信モジュールへの前記検出結果の送信間隔とは異なる
    請求項１～２０のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  22. 前記センサモジュールは、前記検出結果を保存する第１メモリを有し、前記検出結果を暗号化して前記第１メモリに保存する
    請求項１～２１のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  23. 前記通信モジュールは、前記検出結果を保存する第２メモリを有し、前記センサモジュールから受信した前記検出結果を前記第２メモリに保存する
    請求項１～２２のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  24. 前記第１電源および前記第２電源の少なくともいずれかは、発電装置を有する
    請求項１～２３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  25. 地中における気体の漏洩を検出する気体監視システムであって、
    前記気体を検出し、検出結果を出力する少なくとも一つのセンサ装置と、
    前記検出結果を受信するゲートウェイとを備え、
    前記センサ装置は、
    気体を検出する第１センサを有するセンサモジュールと、
    前記第１センサから出力された検出結果を処理する処理回路と、
    前記センサモジュールと通信し、かつ、前記処理回路で処理された情報を前記センサ装置の外部に送信する通信モジュールと、
    前記センサモジュールの電力源である第１電源と、
    前記通信モジュールの電力源である第２電源と、を有し、
    前記センサモジュールは、さらに、前記第１センサを収容する錐状の筐体と、前記筐体内の前記第１センサの下方に防水フィルタまたは防塵フィルタを有しており、
    前記センサモジュールは、少なくとも一部が地中に埋設されたハンドホールに形成された水抜き穴に栓として配置されている
    気体監視システム。
  26. 前記第１センサは、水素分子を検出する水素センサである
    請求項２５に記載の気体監視システム。
  27. 前記センサモジュールは、少なくとも一部が地中に埋設された鋲に設置されている
    請求項２５または２６に記載の気体監視システム。
  28. 前記センサモジュールは、地中における前記気体の運搬経路の上方に配置されている
    請求項２５～２７のいずれか１項に記載の気体監視システム。
  29. 前記センサモジュールを複数備え、複数の前記センサモジュールは、非等間隔または非一直線に配置されている
    請求項２５～２８のいずれか１項に記載の気体監視システム。
  30. 前記センサモジュールを複数備え、複数の前記センサモジュールにおける前記気体の検出時間の差より前記気体の漏洩位置を算出する
    請求項２５～２９のいずれか１項に記載の気体監視システム。
  31. ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）モジュールをさらに備え、当該ＧＰＳモジュールを用いて前記気体の漏洩位置を算出する
    請求項２５～３０のいずれか１項に記載の気体監視システム。
  32. 前記ＧＰＳモジュールは、前記ゲートウェイに配置されている
    請求項３１に記載の気体監視システム。
  33. 前記センサモジュールは、前記センサ装置の周辺環境に関する少なくとも一つのパラメータを検出する第２センサをさらに有し、
    前記第２センサにより前記パラメータを検出する前記センサモジュールを、前記ＧＰＳモジュールにより特定する
    請求項３１または３２に記載の気体監視システム。
  34. 前記センサモジュールと前記通信モジュールとが一定時間通信できない場合、前記通信モジュールは、前記センサモジュールが故障していると判断する
    請求項２５～３３のいずれか１項に記載の気体監視システム。
  35. 前記通信モジュールは、前記センサモジュールが故障していると判断したときに、判断結果を前記ゲートウェイに送信する
    請求項３４に記載の気体監視システム。
  36. 前記センサモジュールと前記通信モジュールとが一定時間通信できない場合、前記センサモジュールは前記通信モジュールが故障していると判断する
    請求項２５～３５のいずれか１項に記載の気体監視システム。
  37. 前記センサモジュールを複数備え、少なくとも一つの前記センサモジュールが故障した場合であっても前記気体の漏洩位置を算出する
    請求項２５～３６のいずれか１項に記載の気体監視システム。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7365288B2 (ja) * 2020-04-10 2023-10-19 株式会社東芝 センサ及びセンサモジュール
JP7340489B2 (ja) 2020-04-10 2023-09-07 株式会社東芝 センサ及びセンサモジュール

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116268A (ja) 2000-10-05 2002-04-19 Nichiei Denki Kogyo Kk 海象データ観測システム
JP2008141234A (ja) 2006-11-29 2008-06-19 Kenwood Corp 携帯局装置、その位置管理システムおよびその位置修正情報の提供方法
WO2013002211A1 (ja) 2011-06-30 2013-01-03 Kurata Sakuji 自家発電機能付き配管センサ、災害検知システム、及び自家発電機能付き配管付属装置
JP6160199B2 (ja) 2013-04-18 2017-07-12 日産自動車株式会社 電気自動車の制動制御装置

Family Cites Families (85)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2658434A (en) * 1951-06-21 1953-11-10 Donald B Miller Gas leakage test box
US2951764A (en) * 1957-01-25 1960-09-06 Kenneth J Chase Signal device for food package
US3220259A (en) * 1961-01-25 1965-11-30 Stuart E Beyer Thaw indicator
US3531264A (en) * 1967-10-03 1970-09-29 Frank J Greipel Safety leak detector
US3597973A (en) * 1969-09-08 1971-08-10 Illinois Tool Works Combined level indicator and hydrometer
US3695903A (en) * 1970-05-04 1972-10-03 American Standard Inc Time/temperature indicators
US3754275A (en) * 1971-09-17 1973-08-21 Amf Inc Method and apparatus for correlating a pipeline inspection record to known external locations
US4020697A (en) * 1975-11-10 1977-05-03 Jander Berthold R Gas sampling probe
US4083229B2 (en) * 1976-09-28 1984-09-11 Method and apparatus for detecting and locating fluid leaks
US4305068A (en) * 1980-02-07 1981-12-08 Klein William T Detector system
US4455863A (en) * 1982-03-29 1984-06-26 Consolidated Natural Gas Service Company Sonic detection of gas leaks in underground pipes
US4452091A (en) * 1982-06-23 1984-06-05 Cities Service Company Soil gas probe
US4725551A (en) * 1983-11-29 1988-02-16 Tracer Research Corporation Rapid leak detection system
US4709577A (en) * 1983-11-29 1987-12-01 Tracer Research Corporation System for continuously monitoring for leaks in underground storage tanks
US4728941A (en) * 1984-02-13 1988-03-01 Emhart Industries, Inc. Fluid detection system
JPS6160199A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 富士通株式会社 検針メ−タ異常検出方式
US4644354A (en) * 1985-06-24 1987-02-17 Emhart Industries, Inc. Fluid detector
US4754136A (en) * 1986-01-17 1988-06-28 Veral, Ltd. Method of detecting underground tank leak
JPS62115352A (ja) * 1986-08-18 1987-05-27 Koatsu Gas Hoan Kyokai ガス検知装置
US4770028A (en) * 1987-09-21 1988-09-13 Flippo Jr W J B Hydrocarbon tank leak detection system
US5301632A (en) * 1989-01-09 1994-04-12 Jean-Luc Berry Control sample of a deep-frozen product or a product, whose keeping temperature must be checked
US5003813A (en) * 1990-02-20 1991-04-02 Hayes Separations, Inc. Method and apparatus for monitoring storage tank leakage
US5744700A (en) * 1994-09-20 1998-04-28 Technofirst Device for detecting and locating fluid leaks
JPH0989705A (ja) * 1995-09-20 1997-04-04 Mitsui Constr Co Ltd 地中埋設物の状態検知装置
US5889217A (en) * 1996-05-13 1999-03-30 Rossabi; Joseph Process and apparatus for obtaining samples of liquid and gas from soil
US5767390A (en) * 1996-06-14 1998-06-16 Environmental Fuel Systems, Inc. System and method for storage system leak detection
US20010002970A1 (en) * 1996-12-09 2001-06-07 Domenico Pizzorni Device for treating the soil in the vicinity of buried structures
JPH10283586A (ja) 1997-04-08 1998-10-23 Hayashi:Kk ガスメーター・システム
US5974862A (en) * 1997-05-06 1999-11-02 Flow Metrix, Inc. Method for detecting leaks in pipelines
US5922974A (en) * 1997-07-03 1999-07-13 Davison; J. Lynne Geochemical soil sampling for oil and gas exploration
JPH11101705A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Osaka Gas Co Ltd ガス漏洩検知装置
JPH11201858A (ja) * 1998-01-19 1999-07-30 Osaka Gas Co Ltd 相関法を用いる管路系の振動測定方法
US6262659B1 (en) 1998-03-03 2001-07-17 General Electric Company Telemetry of diagnostic messages from a mobile asset to a remote station
US6236941B1 (en) * 1998-03-30 2001-05-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Cone tipped cylindrical probe for use in groundwater testing
US6891838B1 (en) * 1998-06-22 2005-05-10 Statsignal Ipc, Llc System and method for monitoring and controlling residential devices
US6914533B2 (en) * 1998-06-22 2005-07-05 Statsignal Ipc Llc System and method for accessing residential monitoring devices
CA2344000C (en) 2000-04-28 2009-07-14 General Electric Company Telemetry of diagnostic messages from a mobile asset to a remote station
JP2002157666A (ja) 2000-11-17 2002-05-31 Konic Corp 状況情報告知システム
DE10060976B4 (de) * 2000-12-06 2005-06-23 Framatome Anp Gmbh Vorrichtung zur Leckageerkennung und Leckageortung
US6796187B2 (en) 2000-12-08 2004-09-28 The Johns Hopkins University Wireless multi-functional sensor platform, system containing same and method for its use
JP2003065910A (ja) * 2001-08-28 2003-03-05 Toshiba Corp 地面の汚染探知装置
EP1469294A4 (en) * 2001-12-14 2006-09-06 Mitsui Mining & Smelting Co DEVICE FOR DETECTING LIQUID LEAKAGE IN A RESERVOIR
DE60207520T2 (de) * 2002-01-29 2006-08-10 Ingenjörsfirman Geotech AB Sondierungsvorrichtung mit Mikrowellenübertragung
DE10208074C1 (de) * 2002-02-25 2003-09-25 Draegerwerk Ag Elektrochemischer Gassensor mit nicht planarer Diffusionsmembran und Elektrodenanordnung
US6978794B2 (en) * 2002-05-22 2005-12-27 University Of Florida Research Foundation, Inc. Automatic control method and system for irrigation
US6679070B1 (en) * 2002-08-29 2004-01-20 Winterlab Method for identifying thawed and refrozen products
US7788970B2 (en) * 2002-10-28 2010-09-07 Digital Sun, Inc. Wireless sensor probe
WO2004042355A2 (en) * 2002-10-31 2004-05-21 Dakota Technologies, Inc. Semipermeable membrane-based sampling systems
US6975236B2 (en) * 2003-01-19 2005-12-13 Blue Clover Design, Llc Wireless soil moisture meter network
US6725705B1 (en) * 2003-05-15 2004-04-27 Gas Technology Institute Enhanced acoustic detection of gas leaks in underground gas pipelines
KR200323744Y1 (ko) * 2003-05-30 2003-08-19 김주영 계량기 원격검침시스템용 숫자휠 회전수 계수장치
JP3912599B2 (ja) 2003-06-27 2007-05-09 横河電機株式会社 防爆型端末機器
TWI277317B (en) 2003-07-07 2007-03-21 Hsiang-Tsung Kung Methods and systems for operating a logical sensor network
US7110779B2 (en) * 2004-01-29 2006-09-19 Harris Corporation Wireless communications system including a wireless device locator and related methods
US7187299B2 (en) * 2004-03-17 2007-03-06 Battelle Energy Alliance, Llc Systems and methods for measuring a parameter of a landfill including a barrier cap and wireless sensor systems and methods
KR20050106900A (ko) * 2004-05-06 2005-11-11 정보영 도로 표지병
US10085393B2 (en) * 2005-02-04 2018-10-02 The Toro Company Long range, battery powered, wireless environmental sensor interface devices
CA2507354A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-18 David A. Risk Probe, measurement system and method for measuring concentrations of gaseous components of soil air, and rates of gas transport in soil
JP2006349629A (ja) 2005-06-20 2006-12-28 Kyocera Chemical Corp ガスセンサー装置の製造方法、ガスセンサー封止用樹脂シート及びガスセンサー装置
US7310047B2 (en) 2005-12-14 2007-12-18 Saudi Arabian Oil Company Gas alarm system with wind direction indicator
US7965180B2 (en) 2006-09-28 2011-06-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wireless sensor device
JP5103860B2 (ja) 2006-10-13 2012-12-19 横河電機株式会社 電源装置
JP2008102811A (ja) 2006-10-20 2008-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス制御システム
JP2009174895A (ja) 2008-01-22 2009-08-06 Ricoh Elemex Corp ガスメータシステム
JP2009238040A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Hitachi Ltd モジュール間連携支援方法、モジュール間連携支援プログラム、モジュール間連携支援システム
AU2008365226B2 (en) * 2008-12-15 2015-05-28 Eosense Inc. Method of measuring the flux of a soil gas
CN201741262U (zh) * 2009-12-04 2011-02-09 西安交通大学 一种矿井无线监控系统
CN202204804U (zh) * 2011-05-23 2012-04-25 常熟市智胜信息技术有限公司 一种便携式无线井下气体检测仪
CA2835442C (en) * 2011-06-01 2017-07-18 Volk Enterprises, Inc. Internal temperature indicator
GB201110757D0 (en) 2011-06-24 2011-08-10 Gassecure As Wireless sensor networks
US8707762B2 (en) * 2011-11-04 2014-04-29 John Gardner Pfanstiehl Low cost humidity and mold indicator for buildings
JP5673593B2 (ja) * 2012-04-11 2015-02-18 日本電気株式会社 漏水検知方法および漏水検知装置
CN202903160U (zh) * 2012-09-29 2013-04-24 西安元智系统技术有限责任公司 基于物联网的文物微变接触无线传感装置
JP6252102B2 (ja) * 2013-10-25 2017-12-27 横河電機株式会社 電子機器および電子機器用モジュール
CN203849605U (zh) * 2014-05-14 2014-09-24 锦瀚智慧管网技术有限公司 一种智慧管网
US20170268954A1 (en) * 2014-09-28 2017-09-21 Rheidiant, Inc. Pipeline Wireless Sensor Network
WO2016187318A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 Saudi Arabian Oil Company Sampling techniques to detect hydrocarbon seepage
US10754360B2 (en) * 2015-06-01 2020-08-25 Vidtek Associates Inc. Wireless leak alarm, and wireless valve, apparatus, system and a method thereof
CN108112263B (zh) * 2015-08-28 2020-11-03 松下半导体解决方案株式会社 气体传感器以及燃料电池汽车
US10732065B2 (en) * 2015-12-04 2020-08-04 Instrumar Limited Apparatus and method of detecting breaches in pipelines
CN107091717B (zh) * 2016-02-18 2021-01-12 太阳能安吉科技有限公司 用于气密性测试的方法和设备、通风塞
JP6761764B2 (ja) * 2016-03-18 2020-09-30 パナソニックセミコンダクターソリューションズ株式会社 水素センサ及び燃料電池自動車、並びに水素検出方法
US10060578B2 (en) * 2016-05-16 2018-08-28 International Business Machines Corporation Automated gas detection and reporting system
US11048279B2 (en) * 2016-05-31 2021-06-29 Pointwatch Systems Llc Liquid handling system monitoring systems and methods
US11561137B1 (en) * 2021-10-12 2023-01-24 University Of Sharjah Apparatus for thaw detection of a frozen item and method of manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116268A (ja) 2000-10-05 2002-04-19 Nichiei Denki Kogyo Kk 海象データ観測システム
JP2008141234A (ja) 2006-11-29 2008-06-19 Kenwood Corp 携帯局装置、その位置管理システムおよびその位置修正情報の提供方法
WO2013002211A1 (ja) 2011-06-30 2013-01-03 Kurata Sakuji 自家発電機能付き配管センサ、災害検知システム、及び自家発電機能付き配管付属装置
JP6160199B2 (ja) 2013-04-18 2017-07-12 日産自動車株式会社 電気自動車の制動制御装置

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