JPH04504618A - 可燃性ガス用検知器に質問するための擬似連続プロセス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 可燃性ガス用検知器に質問す るための擬似連続プロセス 本発明は、空気のようなガス状媒体中の可燃性ガスの検知に関係する。

空気中の可燃性ガスを検知する周知の方法では、通常白金フィラメントをジュー ル効果で加熱する、換言すれば電流を通した一般に触媒フィラメント型爆発計（ ｅｘｐｌｏｓｉｍｅｔｅｒ）と呼ばれるセンサー装置を使用している。

周囲の空気中に含まれる可燃性ガスは、フィラメントと接触して触媒作用で酸化 されて、フィラメントの温度が上昇する。その結果フィラメントの抵抗が増大す るのでこれを直接、または間接に測定して、空気中の可燃性ガス濃度を決定して いる。

本出願者が１９６５年５月４日に出願したフランス特許第１４４４７７１号では 、検知器フィラメントと補償器フィラメントに平行に１個ずつの抵抗器を接続し て、このうちの一つの抵抗器を可変にした抵抗ブリッジを構成してこれにガスを 流し、対角線の端子間の電圧を測定して、試料の採取と空気中のガスを測定する 装置な一実施例として提案している。

本出願者はまた１９６８年５月２２日出願のフランス特許第１５７７４４８号で 、フイラメンｉ・の抵抗を補償器フィラメントの抵抗に等しく保ったときに、検 知器フィラメントに供給した電力を測定して、問題の変数値を算出する、ガス状 媒体中の変数特性値を測定する方法と装置を提案している。

さらに本出願者は１９６８年６月６日出願のフランス特許第１５７６５７６号で 、フィラメントの摩耗、または可燃性ガスの存在によって抵抗が変化しても、フ ィラメント両端間の電圧を実質上一定に保って、可燃性ガスを測定する方法と装 置を提案している。

同様に本出願者は１９６８年３月２１日出願のフランス特許第１５７９５３５号 で、測定用フ・イラメントへ実質上一定電圧を供給するために、電圧安定器回路 の使用を開示している。

最近になって本出願者は、１９８２年１２月１４日出願のフランス特許第２５３ ７７２２号で、空気中での可燃性ガスの拡散による効果を除去し、ガスによる酸 化熱の違いによる効果の除去をも可能にする目的で設計した測定方法と装置を提 案した。この目的のために、フィラメント抵抗を一定に保つように電力の供給を 調節して、フィラメントへの供給電力を代表する変動する変数値を測定している 。

メタンの燃焼時に触媒作用を発揮させる目的でフィラメントを使用すると、坑内 でのメタンの存在を極めて正確に監視することが可能であるが、今日まで使用さ れてきた電力供給と測定用装置では、老化が比較的迅速なうえに電力消費量が比 較的多いのが欠点で、そのために使用が断続的になろう＾に、真の応答時間が長 くなった。

これらの欠点を軽減する目的で、白金をアルミナでドオービング被覆して小形の 真珠に似せた、金属製検知器からなるビード触媒をベースにした装置も現れてい る。

これらのビード触媒を使用すると燃焼温度が低下するために、これとリンクして 老化が緩慢になるので、可燃性ガスのレベル監視が連続的に実施できるようにな った。しかしこれらのビードは感度のずれ（ドリフト）が著しいうえに、安定性 が低下して、フィラメントよりも応答時間が長くなる等の欠点が現れてくる。

本発明の目的は上述の欠点を軽減しで、電力消費量が少ないうえに老化が緩慢で 、擬似的な連続使用が可能な、換言すれば、使用者が感知できる限りでは連続的 な使用が可能なうえに、質問サイクルの時間が、センサーの応答時間よりも遥か に短い、新しいフィラメント質問方法を提供するにある。

本目的のために、本発明はガス媒体中の既知の可燃性ガス濃度を測定する一方法 を提供するもので、本方法によるときは、触媒作用のある表面をもつか、あるい はガス媒体中の可燃性ガス濃度の変動を感知する抵抗エレメントをガス媒体中で 電気的に加熱して、ガス濃度を代表する変数値を検知し、前辺て校正によって描 いた検量線を用いて、これからガス媒体中の可燃性ガス濃度を推論するものであ って、予め定めた質問周期のもとに、三つの相からなるサイクルで電力を抵抗エ レメントへ供給することを特徴とする。すなわち 第１相では、抵抗エレメントの触媒作用のある表面を、可燃性ガスの燃焼に触媒 作用を発揮する、予め定めた設定温度まで、予め定めた時間内に加熱するのに適 した加熱電流を抵抗エレメントへ供給し、 第２相では、抵抗エレメントへさらに予め定めた調整期間電流を流し、その間抵 抗エレメントの温度が設定した温度に保たれるように電流値を調節して、抵抗エ レメントの両端間の電圧ｕ０が安定したとき、ガス濃度を代表する変数値を測定 してこれから可燃性ガス濃度を推定するが、この第２相中を流れる電流の電力を 、平均として加熱用電流の電力より実質上低く保ち、 第３相では、抵抗エレメントの加熱用電力を減少させてエレメントを冷却して、 温度が静止する点まで移行させるこの第３相の期間中は、電力の供給を切断する のが有利である。

ガス濃度を代表する変数には、検知器の抵抗をとるのが好ましい。

このように大電力を用いてスタートすると、熱ロスは減少し、特に抵抗エレメン トの支持体、またはエレメント自体による伝導に起因するロスが減少する。

本発明の方法は、抵抗フィラメントは高電流を流しても損傷を受けずに耐えられ ることと、ガスとの触媒反応が極めて短時間（約ｏ、１５秒）で進行すると言う 出願者の発見をベースにしている。

本方法によるときは、ガスの酸化に必要な温度に極めて速やかに到達して周囲へ の熱ロスが制限されるので、電力消費量が著しく減少することになる。

さらに本性によるときは、ガスが酸化されてもセンサーと環境との熱平衡はなん ら変化を受けないので、応答時間が短縮される。その結果センサーの作動は各質 問に対して、高温下にさらに短時間になって、その結果サービス寿命が長くなる 。従って質問頻度を増加して、例えば３秒毎、またはこれより短い時間間隔で測 定することが可能になる本発明の好ましい特徴をあげれば次のとおりである。

（１）最大の質問期間は４秒である。

第１と第２相の継続時間の合計は３００ｍ５以内である。

（２）第１相の継続時間は２００ｍ５以内である。

（３）設定した温度は、少なくともガスが抵抗エレメント、あるいは抵抗エレメ ントが担持するエレメントと反応し初める温度に等しい。

（４）白金をベースにした触媒作用をもつ抵抗エレメントの場合、メタンに対す る設定温度は５７０〜１１００”Ｃ５好ましくは９００〜１１００℃である。

（５）設定温度は実質上１０００”Ｃに等しい。

（６ン加熱電力の平均値は、第２相の電力の整数倍に等しい値の間にあって、本 整数倍が抵抗エレメントの耐久性と両立し得るものであって（実際上は１０以下 ）、この比が１〜３の間にあるのが好ましい。

（７）電力供給の強度は、加熱相の間は一定にとるのが好ましい。

抵抗エレメントの温度を一定に維持する第２相は、各種の方法で通電することが できる。すなわち、以下に詳述する通り、抵抗を一定に保つ方法。

（１）第２相の間の温度と関連する抵抗と、静止温度（第３相）と関連する抵抗 との比を、ある与えられた一定値の、例えば１．１〜４の間に保つ方法、あるい は（２）加熱用電流の調節を可能にする本温度を調節するいずれかの方法を採用 する。

本発明の好ましい一実施態様にあっては、抵抗エレメントが熱平衡に達するまで の時間を測定し、空気の各種の可能な比較湿度値と、各種の可能なガスとに対し て、抵抗エレメントが熱平衡に達するまでの時間と、関連するガス濃度間につい て予めめておいた相関を基にしてガスの性質を決定する。

本発明の目的、特徴、および勝れている点は、添付図面を参照しつつ実施例を用 いて以下に行う説明から明らかになる通りである。

第１図は本発明の測定方法を実施するための装置を示す一般的な概要図である。

第２図は本装置に含まれる、検知器の調節装置の概要図である。

第３図は第２図の一変形を示す。

第４図は検知器へ供給した電流ＩＤと電圧ｔｌｏとを、−質問サイクルの時間に 対してプロットした図表である。

第５図はフィラメント質問と冷却相の間の時間の関数として、フィラメントの抵 抗を示す図表である。

第６．７図はシグナル電圧、ガスが存在する場合の空気−電圧間の電圧値（ｖｏ ｌｔａｇｅ　ｉｎ　ａｉｒ−ｖｏｌｔａｇｅ）を可燃性ガス濃度（二つの別なフ ィラメント）に対してプロットした図表である。

第８図は直径が８０μｍのフィラメントの場合に、検知器の応答（ｍＶ）と、５ 種類のガスの実際濃度との関係を、乾燥空気（四角）と、比較湿度が８５〜９０ ％（クロス）の場合について図示したものである。

第９図は同じタイプのフィラメントと同じガスについて、検知器の応答（ｍＶ） と、乾燥空気中でのガス濃度を爆発下限界に対する％で示したときの相関を示す 図表である。

第１０図は同じタイプのフィラメントと同じガスについて、検知器が熱平衡に達 するまでの時間と、乾燥空気中のこれらのガスの実際濃度との相関を示す図表で ある。

第１１図は湿潤空気を用いたときの第１０図と同じ図表を示す。

第１２図は同じタイプのフィラメントと同じガスについて、検知器が熱平衡に達 するまでの時間と、乾燥空気（四角）と湿潤空気（クロス）の場合に、これらの ガス濃度を爆発下限界に対する％で示したときの相関を示す図表である。

第１３図は同じタイプのフィラメントと同じガスについて、検知器が熱平衡に達 するまでの時間と、乾燥空気（四角）と湿潤空気（クロス）の場合の、検知器の 応答（ｍＶ）との相関を示す図表である。

第１図は、例えば外部へ開口した測定用セル３内に収容して、テストするガス媒 体中へ配置できるように設計した、検知器を形成する白金ベース（例示）の触媒 表面をもつ抵抗エレメント２を含む、可燃性ガスの検知装置１を示したものであ る。

抵抗エレメントは白金フィラメントであって、実際には断面直径が８０ｔＬｍ、 長さが１　ｃｍのフィラメントをスパイラル状に巻いたものである。あるいはこ れの代りに（図示していない）、抵抗エレメントをビード触媒に作ることもでき る。抵抗エレメントの触媒表面を、抵抗エレメントの残部の材料と異なる材料で 作るのが便利である。

抵抗エレメント２の両端子へ、抵抗を一定に維持するために、エレメント２への 供給電力を調節できる、周知の調節器４なつける。

検知器を構成する抵抗エレメント２には白金ベースで、エレメント２と同じ第２ 抵抗エレメント５を付属させるのが好ましく、この場合にも両端子間に調節器４ と同じ機能をもつ、同じ種類の調節器６を接続する。第２抵抗エレメント２をテ ストするガス媒体に類似したガス媒体中に配置するが、この場合には可燃性ガス を含まない媒体を第２測定用セルフへ密封して、セル３の近くに配置する点が異 なる。この第２抵抗エレメントは、外温の影響とフィラメント（これも同時に変 化する）の摩耗を除去する補償器の役目を果す。

また適当な周知タイプの操作用増幅器１０を付属させて、検知器抵抗エレメント ２と、補償器抵抗エレメント５の端子間にかかるそれぞれの電圧００とＩＣ間の 差Ｕ（増倍係数Ａで支配される）を計算する。もしこの差Ｕが予め定めた限界値 （ここでは表示せず）を超過すると、オシロスコープ、送信器、一時的記憶装置 等の表示器、またはアラームの引金を引くのに適した比較器へこの差Ｕを送る。

調節器４．６へは、従来からある通常の電圧発送器Ｊ２（抵抗エレメントと補償 器エレメントへ５Ｖ、増幅器へは１５Ｖを供給）からなる動力供給ユニット１１ から電力を供給し、各質問の時間と、所要周期での二つの質問間の静止時間との プログラミングを行うために、ｒ　Ｗａｖｅｔｅｋ　８０１型パルス発生器」タ イプの順位規制器（５ｅｑｕｅｎｃｅｒ　）　１３をこれに先行させる。

第２図には非制限的な実施例を示す目的から、調節器４．６の線図を示した。各 調節器には、点Ａ、Ｂ間に接続されて、点Ａに少なくともｌＶの電圧を供給する 、順位規制器１３でトランジスタ経由通電される抵抗ブリッジが含まれている。

第２図で各構成要素に沿って記入した数値は、長さ１ｃｍ、直径８０ＬＬｍの通 常の白金フィラメントに対する値である。

この場合所要の温度に達するまで、フィラメントには高電圧がかかるので、本シ ステムではフィラメントの加熱が加速されることが分かる。

通常の差動回路（ｄｉｆｆｅｒｓｎｔｉａｌ　ｃｉｒｃｕｉｔ）には操作用の増 幅器Ａ、０．３を使用し、差動回路にあるコンデンサＣ３が１１周波数が５Ｈｚ 以上の擬似シグナルを除去する働きをする。

２個ある調節器は同じものである。次に最初の調節器の作動状況を説明する。

高レベル（Ａにシグナルがないとき）ではトランジスタＴ１が人になる。トラン ジスタＴ２．Ｔ３は従って断になって、フィラメントには電流が流れない。

Ａが低レベルになるとＴ１が断になる。Ａ、０．１で調節されるＴ２とＴ３が、 抵抗ブリッジ（ＰＬ、Ｒ６，Ｒ７、Ｒ９，ＲＤ）中の電流を調節して、ＲＤが（ Ｒ９ＸＲ７）　／　（Ｐ　１　＋Ｒ６）の値に等しくなるようにする。電位差計 Ｐ１がこの値を変える。Ｒ８と０１が、フィラメントがもつ熱慣性に起因する振 動を除去する。

検知器と補償器フィラメントの端子間と、抵抗器Ｒ９とＲ１７間にかかる電圧を 測定するためにオシロスコープを使用する。測定値は記録装置へ送る。

抵抗器間の電圧は、検知器と補償器を流れる電流測定に使用する。補償器間の電 圧が分かると、フィラメントの抵抗、従ってフィラメント温度を推論することが できる。空気中にあるときは、操作用増幅器Ａ、０．３の出力を０にセットして 、メタンが存在する場合の２個の調節器間の差が測定できるようにする。当業者 にとっては、質問時刻と、所定周期での二つの質問間の静止時間のプログラム作 成用に、フィラメントに質問する装置の使用方法は周知のはずである。

第３図は調節器４．６の一代案を示したものである。これが第２図の調節器と異 なる点は、電流が温度上昇相中を通して一定に保たれ、しかも第２図に示した電 気回路で生ずるよりも高電流が流れることである。この目的のために、電力の供 給を分割して、一つは抵抗エレメント（３，５Ｖ）へ、他は全回路（６Ｖ）へ供 給できるようにする。

また構成要素５と、これの調節器を省略して、抵抗エレメント２にかかる電圧を 監視することもできる。

本発明によるときは、第１図の装置を使用して、検知器２（設置されているとき は補償器５も）を二相で加熱する。すなわち 第１相では、抵抗エレメント２（設置されているときはエレメント５も）が予め 定めた設定温度に達するまで、高加熱電流が流れるようにする６ 第２相では、電流を調節して、抵抗エレメントが設定温度に保たれるようにする （例えば、抵抗エレメントの抵抗を、設定温度と関連したある値、例えば長さが １．ａｍ、直径が８０μｍのフィラメントの場合には、１０００℃で１゜２Ωに とる）。

加熱用電流の強度は、第２相用の平均強度よりも著しく高く選定する（実際上は 本平均強度の２〜３倍の間にとるのカ好ましい）、その結果時間が節約されるほ かに、伝導による熱ロスが低下するので、所要電力量が軽減される。

また次の質問の前の冷却時間がこのために短縮される。加熱強度はほぼ一定にと るのが有利であるが、多少とも調節された形のより高いエネルギーパルスも同じ ように使用することができる。

もし可燃性ガスが、検知器の抵抗エレメント２と接触して酸化されると、ガスは 熱エネルギーをエレメントへ移して、エレメントの温度が上昇傾向になる。これ を補償するために、調節器４がエレメントへの電流を少なくして、電気エネルギ ーの供給を減少させる。その結果エレメントにかかる電圧は低下し、第２相で安 定化したあと、この値がガス濃度を表示することになる。

長さが１ｃｍ、直径が８０ＡＬｒｎの白金フィラメントの場合には、設定温度を 約１０００℃にとるのが有利である。理論上から言えば、温度を５７０℃にとれ ばメタン（石炭坑内で監視すべきクラシックなガスの場合）の触媒反応には十分 であるが、このときはシグナルを増幅するために電子回路を使用すると大変コス トがかかる。これより僅か高温（６００〜８００℃）にしても、この欠点は一部 軽減されるが、関連する電子部品のコストはもとの高いままである。さらに高温 （１２００℃以上）にすると、今度はフィラメントの摩耗が極度に早くなる。従 って８００〜１２００℃、さらによいことには９００〜１１００℃にとるのが、 オーバオールのサイズ、コスト、および耐久性の見地から見て最適な妥協となる 。例えば１０００℃と１２００℃は、それぞれ抵抗エレメントにかかる電圧で約 ０．７６Ｖと０．９Ｖに相当する。

電力が供給されている全時間（二つの相の組みあわせは先に説明した通り）を減 少させ、従ってこれに続く冷却期間の持続時間を減少させて、その結果測定プロ セスが連続的と見える点まで質問頻度を増加するためには、加熱相の終点後出来 るだけ迅速に、第２相での供給電圧を弱める必要がある。この目的のために、関 係するフィラメントの固有の特性値と、監視すべきガスの性質、および監視すべ き濃度範囲を適合させるために、もし必要なら第２図の構成要素の０１とＲ５の 値を調節することもできる。第２および３図に示した値は、メタン濃度が０〜３ ％、白金フィラメントの長さが１ｃｍ、断面直径が８０１．Ｌｍで、Ｃｈａｒｃ ｈａｒのライセンスのもとに、Ｏ１ｄｈａｍ社が製作したものに相当する値であ る。

外見上連続測定プロセスである目的を満たすために、質問サイクルの反復周期を 約４秒以内にとるのが有利であり、３秒か、または３秒以内にとるのが好ましい 。

設定温度を９００〜１２００’Ｃにとった場合、各質問サイクルの持続期間は４ ００ｍ５以内にとるのが有利で、３００ｍ５（またはこれ以内）にとって、加熱 に２００ｍ５と測定前の安定化に１００ｍ５とに分割するのが好ましい、加熱強 度は１〜２Ａ（例えば１．３Ａ）にとるのが有利であり、一方調節安定化相の平 均強度は０．６５〜０．７５Ａ　（例えば０．７Ａ）にとるのが有利である。

第４．５図はそれぞれ電流強度Ｉｎ、電圧ＵＯ（第４図）と抵抗ＲＤ　（第５図 ）を、検知器の作動時間に対してプロットしたものである。質問期間を４秒にと ると、白金フィラメント（長さｌ　ｃｍ、直径８０４ｍ）を１０００℃の設定温 度（１，３Ωの抵抗に相当する）に保った場合、加熱相は約２００ｍ５、調節相 は約Ｌｏｏｍｓになる。

第１相の間は、強度Ｔｏは約１．３Ａで、電圧ＵＤは０，４７〜１．３７Ｖの間 を接線形に変動する。調節相の間は、強度は０．６Ａ付近で変動するが、Ｕｏは メタン濃度に特有な値（０，７６Ｖ以下）で安定する。

通電を中断したあとは、２秒後に抵抗は最初の値Ｒ＋ｎ＋ｔ＋ａ＋に極めて接近 した値Ｒへもどる。

本性がもつ各種の利点は、フィラメントにかかる作業上のストレスの減少に起因 する。すなわち、電力消費量が１７２、または１／３に減少すること、応答時間 が減少すること、 質問頻度が増大すること、 フィラメントの寿命がのびることである。

このようにして、通常の方法で断続的に質問される白金フィラメントセンサーに 対して、フィラメントに０．７６Ｖをかけると、４秒間に０．８Ａが流れるので 、消費されたエネルギーＥ＝Ｖ・１−ｔ＝２．４ジユール、動力消費量Ｐ＝Ｅ／ ｌ＝６００ｍＷになる。

本発明の新方法で通電されるフィラメントセンサーに対しては、フィラメントを 作動温度まで加熱するのに、フィラメントへ１．３Ａの一定電流を２００＋ｎｓ 流し、次に一定温度（と抵抗）で、約０．７６Ｖの電圧を１００ｍｓかける温度 は上昇しているが、平均抵抗は０．８Ω（温度は線形で上昇し、従って抵抗も線 形で増加することになる）。

一定温変相の間の抵抗は１．３Ωである。

従って消費されたエネルギーは Ｅ＝Ｒ１・■２　・ｔ＋　＋　（Ｖ”　／Ｒ２）ｔｚＥ　＝　０．８　ｘ　］、 ６９ｘ　０１１９＋　（０，５７７６／１．３　）　ｘＯ，ＩＥ＝３００ｍＪ Ｐ＝７５ｍＷ（測定頻度は４秒毎に１回）温度上昇相の電流が２Ａであると、持 続時間は僅かに６０ｍ５である。この場合のエネルギー消費量は次のように減少 する。

Ｅ＝２００ｍＪ、Ｐ＝５００ｍＷ 第６，７図を見ると、爆発性ガスの濃度が低い場合（０〜３％）は、シグナルは 線形を示すので、爆発計として使用するためには、シグナル処理が簡素化できる 。

測定をフィラメント（検知器、または補償器）の端子に接続した高速度記録装置 を使用して行い、空気中でＯに設定した操作用増幅器Ａの出力が、可燃性ガスの 存在下での、２個の調節装置の出力電圧差を示すことになる。検量線は普通の方 法で作ることができる。

第８〜１２図は可燃性ガスをまず認識し、ついで定量分析を行うための本発明の 適用を示す。

ここで再度第４図を見ると、時刻ｔ、とｔ２の間で、フィラメントは時刻ｔ２と ｔ、の間で保たれていた熱平衡に達することが分かる。

熱平衡に達するための時間ｔｚ−ｔ＋は、フィラメント（これの性質と形状）と 、熱交換に貢献するガスの性質に依存する。

第８図は検知器の応答（ｍＶ）を、５種類の実際のガス濃度に対してプロットし たものである。ガスの種類は２種類の湿度（乾燥空気と、比較湿度が８５〜９０ ％の湿潤空気）のもとてのメタン、プロパン、ブタン、エチレン、および水素で ある。

第９図は爆発下限界（ＬＥＬ）に対する％でガス濃度を示した場合の、濃度に対 する検知器の応答を示したものである。この図表で７６０ｍＶのシグナルに相当 する％は、それぞれ爆発性ガスがメタン、またはエチレンである場合の爆発下限 界にたいして５４％、または３０％に相当することを示している。この種の誤差 は二つの方法で訂正できるが、いずれも満足すべきものではない。

装置は検知すべき特定のガスに対して校正できるが、異なるガスを測定するには 再校正が必要である。

その代りに検知器の感度が最も劣るガス（本例ではメタン）に対しても、本装置 は校正が可能であるが、その際はこれ以外の感度の低いほかのガスと関連する実 際の危険について、特別な予防措置をとる必要がある。

検知器が熱平衡に達するまでの時間を、ガスの性質を同定するのに使用できて、 その場合使用者は実際の爆発の危険に警戒を怠ってはならない。

検知器が熱平衡に達するまでの時間を、シグナル全体としての最大（ピーク）を 同定する、従来のシグナル処理技術を用いて測定することもできる。

時刻ｔ２に特有な急激な電圧降下は、マイクロコントローラーの入力を活性化す る電子式比較器を用いて検知できる。

第１０．１１図は乾燥と湿潤状態にある５種類のガスの実際濃度と、熱平衡に達 するまでの時間との関係を示す。

この方法によって各ガスを特徴づけることも可能であることが分かる。

第１２図は熱平衡に達するまでの時間と、乾燥空気と湿潤空気中での各種ガスの 、爆発下限界に対する％で示した検知器の応答との関係を示し、検知器が熱平衡 に達するまでの時間に及ぼす、空気中の湿分の影響の僅かなことに注目されたい 。

熱平衡に達するまでの時間と、フィラメントに現れるシグナル（ｍＶ）を測定し ても、ガスの同定が可能である（第１３図）、この対になった値は、もしそのガ スがマイクロコントローラーのプログラムがカバーする家族の一員であるどきは 、これら曲線の一つの上の一点に相当するはずである。

本技術の使用は、マイクロコントローラーによる情報の処理を伴うものである。

フィラメントにかかる電圧シグナ国際調査報告 国際調査報告 ＦＲ９０００２４２ ＳＡ　３６５１５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．触媒作用のある表面をもつか、あるいはガス状媒体中の可燃性ガス濃度の変 化に鋭敏な、ガス状媒体中に配置した抵抗エレメントを電気的に加熱して、ガス 濃度を代表する変数値を検知して、前以て検定して作成した検量線を用いて、ガ ス媒体中の可燃性ガス濃度を推論する、ガス媒体中の既知の可燃性ガス濃度を測 定する方法において、予め定めた質問周期で抵抗エレメントヘ、次の３相からな るサイクル、すなわち 第１相では、予め定めた加熱時間内に、予め定めた設定温度まで加熱するのに適 した電流を抵抗エレメントへ流して、抵抗エレメントの触媒作用のある表面が、 可燃性ガスの燃焼に触媒作用を発揮するようにすることと、第２相では、抵抗エ レメントヘさらに予め定めた調整時間電流を流し、その間抵抗エレメントの温度 を設定温度に維持するために電流強度を調節し、抵抗エレメントにかかる電圧Ｕ Ｄが安定したら、ガス濃度を代表する変数値を測定し、これから可燃性ガス濃度 の測定値を推論し、その際この第２相の間流れる電流の電力を、平均して実質上 加熱電流の電力より少なく保つことと、 第３相では、抵抗エレメントの加熱電力を減少させて、静止温度まで冷却するこ との各サイクルで、抵抗エレメントへ電流を供給することを特徴とする可燃性ガ スの分析法。２．質問期間が４秒を超えないことを特徴とする請求の範囲第１項 の方法。 ３．第１と第２相の全持続時間が３００ｍｓ以内であることを特徴とする請求の 範囲第２項の方法。 ４．第１相の持続時間が２００ｍｓ以内であることを特徴とする請求の範囲第３ 項の方法。 ５．抵抗エレメント（２）が白金ベースの、それ自体が触媒であって、メタン用 の設定温度が５７０〜１１００℃であることを特徴とする請求の範囲第１項から 第４項までのいずれか一つによる方法。 ６．設定温度が実質上１０００℃に等しいことを特徴とする請求の範囲第５項の 方法。 ７．平均的な加熱電力が、第２相の電力の１〜３倍の間にあることを特徴とする 請求の範囲第１〜６項のいずれか一つによる方法。 ８．電力の供給強度が加熱相の間一定であることを特徴とする請求の範囲第１〜 ７項のいずれか一つによる方法。 ９．電力の供給を第３相の間に中断することを特徴とする請求の範囲第１項から 第８項までのいずれか一つによる方法。 １０．第２相の温度対第３層の温度の比が、１．１〜４の間にあることを特徴と する請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一つによる方法。 １１．ガス濃度を代表する変数が抵抗エレメントの抵抗値であることを特徴とす る請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか一つによる方法。 １２．抵抗エレメントが熱平衡に達するまでの時間を測定し、各種の可能性のあ る空気の比較湿度値と、各種の可能性のあるガスに対して、抵抗エレメントが熱 平衡に達するまでの時間と、該当するガス濃度間について予め求めた相関を参照 して、ガスの性質を決定することを特徴とする請求の範囲第１項から第１１項ま でのいずれか一つによる方法。