JPH0510879A - Gas detecting network - Google Patents

Gas detecting network

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Publication number
JPH0510879A
JPH0510879A JP16254491A JP16254491A JPH0510879A JP H0510879 A JPH0510879 A JP H0510879A JP 16254491 A JP16254491 A JP 16254491A JP 16254491 A JP16254491 A JP 16254491A JP H0510879 A JPH0510879 A JP H0510879A
Authority
JP
Japan
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light
optical fiber
gas
intensity
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP16254491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Nakajima
利郎 中島
Mitsuhito Kamei
光仁 亀井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP16254491A priority Critical patent/JPH0510879A/en
Publication of JPH0510879A publication Critical patent/JPH0510879A/en
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a gas detector reduced in its scale by realizing gas detection parts arranged at a plurality of places using an optical system simple in constitution. CONSTITUTION:The light from a light source 1 synchronized to the absorption wavelength of gas is made to enter an optical fiber 3 and a plurality of gas detection parts arranged so as to propagate light through the gap provided between the optical fiber 3 and an optical fiber 7. A mirror 14 is arranged at the end surface of a final optical fiber and, further a judging circuit 12 operating the ratio of the monitor intensity of the light source and the intensity of the emitted light from the optical fiber is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はガスによる光の吸収現
象を利用してガス検出を行うもので、特に光ファイバー
を利用して遠隔で多点測定を行うガス検出ネットワーク
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to gas detection utilizing the phenomenon of absorption of light by gas, and more particularly to a gas detection network for remote multipoint measurement using optical fibers.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光ファイバーを利用し遠隔でガス
検出を行う装置として、1点の測定箇所を対象としたガ
ス検出装置がある。例えば図8は特開昭60ー9833
4号公報に示された従来のガス検出装置の構成図であ
り、図において71は発光源、72は光結合器、73は
光ファイバー、74は測定セル、74a,74bは測定
セルにに取り付けられた光結合器、75は光ファイバ
ー、76は光結合器、77はビームスプリッター、7
8,80,82,83は各箇所において分岐された光
束、81はビームスプリッター、79,84,85は狭
帯域波長フィルター、86,87,88は光検出器、8
9,90,91は増幅器、92は信号処理回路、93は
表示回路を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for remotely detecting a gas by using an optical fiber, there is a gas detection device for one measuring point. For example, FIG. 8 shows JP-A-60-9833.
It is a block diagram of the conventional gas detection apparatus shown by the 4th publication, 71 is a light emission source, 72 is an optical coupler, 73 is an optical fiber, 74 is a measurement cell, 74a, 74b is attached to the measurement cell. Optical coupler, 75 is an optical fiber, 76 is an optical coupler, 77 is a beam splitter, 7
Reference numerals 8, 80, 82 and 83 denote light beams branched at respective points, 81 denotes a beam splitter, 79, 84 and 85 denote narrow band wavelength filters, 86, 87 and 88 denote photodetectors, and 8
9, 90 and 91 are amplifiers, 92 is a signal processing circuit, and 93 is a display circuit.

【0003】次に動作について説明する。光源71から
出た光は、光結合器72を通り光ファイバー73により
伝送されて測定セル74へ送られる。測定セル内に送ら
れた光は光結合器74aを通り、セル空間中を伝番した
後、光結合器74bを経て光伝送路75により伝送され
る。このときセル内に対象ガスがあると伝播した光は吸
収され強度が減少する。光結合器76を透過した光はビ
ームスプリッター7によって2つに分岐される。分岐さ
れた一方の光束78はガスの吸光波長を含む狭帯域波長
フィルター79を通過し光検出器16によって受光され
る。一方、ビームスプリッター77を透過した光束80
はビームスプリッター81によってさらに2つの光束に
分岐される。分岐された1つの光束82は狭帯域波長フ
ィルター79とは波長の異なる同一ガスの吸光波長を透
過中心波長とする狭帯域波長フィルター84を透過し光
検出器87によって受光される。ビームスプリッター8
1を透過した光束83は2つの狭帯域フィルター79,
84と異なりガスによる光の吸収の影響を受けない波長
を透過中心波長とする狭帯域フィルター85を透過し光
検出器88によって受光される。光検出器76,77,
78からの出力信号はそれぞれ増幅器89,90,91
によって増幅され信号処理回路92に入力される。信号
処理回路92では2つの光検出器76,78からの出力
信号の比と2つの光検出器77と光検出器78からの演
算し、それぞれの比の値から検出対象ガスの有無を判定
するもので、この結果を表示回路93に表示する。
Next, the operation will be described. The light emitted from the light source 71 passes through the optical coupler 72, is transmitted by the optical fiber 73, and is sent to the measurement cell 74. The light sent into the measurement cell passes through the optical coupler 74a, is transmitted in the cell space, and then is transmitted by the optical transmission line 75 via the optical coupler 74b. At this time, if the target gas is present in the cell, the propagated light is absorbed and the intensity is reduced. The light transmitted through the optical coupler 76 is split into two by the beam splitter 7. One of the branched light beams 78 passes through a narrow band wavelength filter 79 containing the absorption wavelength of gas and is received by the photodetector 16. On the other hand, the luminous flux 80 transmitted through the beam splitter 77
Is further split into two light beams by the beam splitter 81. One branched light beam 82 is transmitted through a narrow band wavelength filter 84 whose transmission center wavelength is the absorption wavelength of the same gas having a wavelength different from that of the narrow band wavelength filter 79, and is received by the photodetector 87. Beam splitter 8
The light flux 83 that has passed through 1 has two narrow band filters 79,
Unlike 84, the light passes through a narrow band filter 85 having a transmission center wavelength that is not affected by the absorption of light by a gas, and is received by a photodetector 88. Photodetectors 76, 77,
The output signals from 78 are amplifiers 89, 90 and 91, respectively.
Is amplified by and input to the signal processing circuit 92. In the signal processing circuit 92, the ratio of the output signals from the two photodetectors 76 and 78 and the calculation from the two photodetectors 77 and 78 are calculated, and the presence or absence of the gas to be detected is determined from the respective ratio values. The result is displayed on the display circuit 93.

【0004】この種のガス検出装置の測定箇所を1点か
ら多点へ展開する手段として、各測定箇所に上記ガス検
出装置を1台ずつ設置し、各検出装置からの出力を中央
で制御する方式が、もっとも容易に構成可能であると考
えられる。
As a means for expanding the measurement points of this type of gas detection apparatus from one point to multiple points, one gas detection apparatus is installed at each measurement point and the output from each detection apparatus is centrally controlled. The scheme is considered to be the easiest to configure.

【0005】また、多点の測定箇所に対する他のガス検
出手段として、センサとして半導体ガスセンサを用い、
各測定箇所にセンサを設置しこれらの出力を中央にて監
視するガス検出システムがプラント点検システムとして
開発されている。
Further, a semiconductor gas sensor is used as a sensor as another gas detecting means for a plurality of measurement points,
A gas detection system has been developed as a plant inspection system in which a sensor is installed at each measurement point and these outputs are centrally monitored.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の多点ガス検出装
置は、上記のように構成されていたので、測定箇所が増
大するとともに、センサからの出力信号を伝送する光フ
ァイバー及び信号線の数が膨大となり、システムの規模
が大きくなるとともに、センサからの出力信号をまとめ
るためのコントローラに高機能性が要求され、装置コス
トが増大するという問題点があった。また、半導体セン
サはガスの選択性が悪く、検出対象外のガスにも反応す
ることから、誤動作が多いという問題点があった。
Since the conventional multipoint gas detection device is constructed as described above, the number of measurement points is increased and the number of optical fibers and signal lines for transmitting the output signal from the sensor is increased. There has been a problem that the system becomes huge and the scale of the system becomes large, and the controller for collecting the output signals from the sensors is required to have high functionality, and the device cost increases. Further, the semiconductor sensor has a poor gas selectivity and reacts with a gas other than the gas to be detected, which causes a problem of frequent malfunction.

【0007】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、複数の測定箇所におけるガス検出を一
本の光ファイバーで実現でき装置構成が簡単なガス検出
ネットワークを得ることを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a gas detection network which can realize gas detection at a plurality of measurement points with a single optical fiber and has a simple apparatus configuration. To do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係るガス検
出ネットワークは、ガスの吸収波長に同調した光を光フ
ァイバーに入射させる投光手段、測定箇所においてファ
イバー間の間隙を光ビームが透過するよう構成したガス
検出部、各検出部を光ファイバーで連結した光伝送手
段、光ファイバーからの出射光の強度変化を検出する信
号処理手段を備えたものである。
In the gas detection network according to the first aspect of the present invention, a light projection means for making light tuned to the absorption wavelength of gas incident on an optical fiber, and a light beam is transmitted through a gap between the fibers at a measurement point. It comprises a gas detector configured as described above, an optical transmission means in which each detector is connected by an optical fiber, and a signal processing means for detecting a change in intensity of light emitted from the optical fiber.

【0009】また、第2の発明は上記光ファイバーネッ
トワークの最終出射側端面を光が反射できるよう加工
し、入射端面側で投受光可能とした光学手段を備えたも
のである。
A second aspect of the present invention is provided with an optical means in which the end surface of the optical fiber network on the final emission side is processed so that light can be reflected, and the incident end surface side can project and receive light.

【0010】第3の発明は、上記光ファイバーネットワ
ークにおいて、ガス検出用に周波数変調された光を光フ
ァイバーに入射する投光手段、測定箇所において半導体
センサ等の他のガスセンサを設置し、その出力信号を測
定箇所に対応して周波数変調された光信号に変換後光フ
ァイバーに入射させるセンサ信号入力手段、出射側にお
いて光信号の変調周波数及び強度を分離し検出できる受
光手段を備えたものである。
In a third aspect of the present invention, in the above optical fiber network, a light projecting means for injecting frequency-modulated light for gas detection into the optical fiber and another gas sensor such as a semiconductor sensor are installed at a measuring point, and an output signal thereof is provided. It is provided with a sensor signal input means for converting a frequency-modulated optical signal corresponding to a measurement location to be incident on the optical fiber, and a light receiving means for separating and detecting the modulation frequency and intensity of the optical signal on the emission side.

【0011】第4の発明は、上記光ファイバーネットワ
ークにおいて、ガスの吸収波長に同調した単色光を光パ
ルスとして光ファイバーに入射させる投光手段、光ファ
イバー入射側で各測定箇所のファイバー端面からの反射
光を受光する受光手段、受光した光パルス列の強度を検
出する信号処理手段を備えたものである。
In a fourth aspect of the present invention, in the above optical fiber network, light projecting means for making monochromatic light tuned to the absorption wavelength of gas into the optical fiber as an optical pulse, and reflected light from the fiber end face of each measurement point on the optical fiber incident side. It is provided with a light receiving means for receiving light and a signal processing means for detecting the intensity of the received light pulse train.

【0012】第5の発明は、上記光ファイバーネットワ
ークにおいて、波長の異なる複数の単色光を各波長に対
応した周波数で変調した後、各光を重畳させてファイバ
ーに入射させる投光手段、ファイバーからの出射光を受
光する受光手段、受光手段からの出力信号を変調周波数
毎に分離し各波長の強度変化を検出する信号処理手段を
備えたものである。
In a fifth aspect of the present invention, in the above optical fiber network, a plurality of monochromatic lights having different wavelengths are modulated at a frequency corresponding to each wavelength, and then the respective lights are superposed and incident on the fiber. It is provided with a light receiving means for receiving the emitted light, and a signal processing means for separating the output signal from the light receiving means for each modulation frequency and detecting the intensity change of each wavelength.

【0013】第6の発明は、上記光ファイバーネットワ
ークにおいて、連続波長を有する白色光をファイバーに
入射させる投光手段、ファイバーからの出射光を波長分
離素子を用いて各波長成分毎に分離し受光する受光手
段、受光手段より得られた出力信号の変化を検出する信
号処理手段を備えたものである。
In a sixth aspect of the present invention, in the above optical fiber network, a light projecting means for causing white light having a continuous wavelength to enter the fiber, and light emitted from the fiber are separated and received for each wavelength component by using a wavelength separating element. The light receiving means and the signal processing means for detecting a change in the output signal obtained from the light receiving means are provided.

【0014】[0014]

【作用】第1の発明では、測定箇所において検出対象の
ガスが存在する場合、検出部において光が吸収され、光
ファイバーを透過した光の強度は減少する。
According to the first aspect of the invention, when the gas to be detected is present at the measurement point, the light is absorbed in the detection section and the intensity of the light transmitted through the optical fiber is reduced.

【0015】第2の発明では、入射された光は光ファイ
バーの最終出射端面において反射され、入射光路と同じ
経路を通り、光ファイバーの入射端面から出射される。
このとき、いずれかの検出部において検出対象ガスが存
在する場合、出射光の強度が減少する。
In the second aspect of the invention, the incident light is reflected by the final emitting end face of the optical fiber, passes through the same path as the incident optical path, and is emitted from the incident end face of the optical fiber.
At this time, if the detection target gas is present in any of the detection units, the intensity of the emitted light is reduced.

【0016】第3の発明では、いずれかの検出部におい
てガスが発生すると、ファイバーを透過した光は、ガス
検出用に変調された光信号の強度のみがガスの濃度に応
じて減少するとともに、測定箇所の位置に対応した周波
数による変調信号が検出される。
In the third aspect of the invention, when gas is generated in any one of the detection sections, only the intensity of the light signal modulated for gas detection in the light transmitted through the fiber decreases in accordance with the gas concentration, and A modulated signal with a frequency corresponding to the position of the measurement point is detected.

【0017】第4の発明では、単一の光パルスを光ファ
イバーに入射させると、検出部の光ファイバー端面によ
って一部が反射し、検出部間の距離に対応した間隔をも
つ光パルス列が光ファイバーの入射端から出射される。
検出部でガスが発生すると、発生箇所に対応した光パル
ス以降のパルス強度がガスの濃度に対応して減少する。
According to the fourth aspect of the invention, when a single optical pulse is incident on the optical fiber, a part of the optical pulse is reflected by the end face of the optical fiber of the detecting section, and an optical pulse train having an interval corresponding to the distance between the detecting sections is incident on the optical fiber. It is emitted from the edge.
When gas is generated in the detection unit, the pulse intensity after the light pulse corresponding to the generation position decreases corresponding to the gas concentration.

【0018】第5の発明では、ガスが発生すると、光フ
ァイバーを透過した光はガスに対応した波長の光の強度
のみが減少する。
In the fifth aspect of the invention, when gas is generated, the intensity of the light transmitted through the optical fiber is reduced only at the wavelength corresponding to the gas.

【0019】第6の発明では、ガスが発生すると、光フ
ァイバーを透過した光はガスに対応した波長成分の強度
のみが減少する。
In the sixth invention, when gas is generated, the intensity of the wavelength component corresponding to the gas in the light transmitted through the optical fiber is reduced.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

実施例1.第1の発明について、その一実施例を図につ
いて説明する。図1は本発明の一実施例の装置構成を示
すもので、図において、1は光源、2はレンズ、3は光
ファイバー、4はコリメートレンズ、5は集光レンズ、
6は検出箇所を固定するケース、7,8は光ファイバ
ー、9は集光用レンズ、10は光検出器、11は増幅
器、12は受光レベル変化を検出しガスの有無判定を行
う判定回路、100はハーフミラー、101は光検出
器、102は増幅器を示す。
Example 1. An embodiment of the first invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an apparatus configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a light source, 2 is a lens, 3 is an optical fiber, 4 is a collimating lens, 5 is a condenser lens,
Reference numeral 6 is a case for fixing the detection location, 7 and 8 are optical fibers, 9 is a condenser lens, 10 is a photodetector, 11 is an amplifier, 12 is a determination circuit for detecting a change in the received light level and determining the presence or absence of gas, 100 Is a half mirror, 101 is a photodetector, and 102 is an amplifier.

【0021】次に、動作について説明する。ガスの吸光
波長に同調させた単色光源1から出た光はレンズ2を用
いて光ファイバー3の入射端面に絞り込むとともに、ハ
ーフミラー100によって一部分岐し光検出器101で
モニターされる。光ファイバーに入射された光は光ファ
イバー3を伝播し、検出部へ送られる。光ファイバー3
の出射端から出た光はコリメートレンズ4によって平行
ビームに変換され検出部の間隙を伝播した後、集光レン
ズ5によって光ファイバー7の入射端面上に絞り込まれ
る。以降ネットワーク上に設置された複数の検出部にお
いて同様の動作を繰り返し、最終端の光ファイバー8の
出射端から出射される。出射された光は集光レンズ9に
よって光検出器10上に集光される。増幅器11は光検
出器によって光電変換された受光強度信号を増幅し、判
定回路12に入力する。光ファイバーからの透過光強度
はガスの発生がない場合一定レベルを保持するが、検出
部においてガスが発生するとその濃度に応じて受光強度
が減少する。また、光検出器101によって受光された
モニター強度信号は増幅器102によって増幅され判定
回路12に入力される。判定回路12では、光ファイバ
ーの透過光強度とモニター強度との比を演算し、ガスの
発生による演算結果の変化を検知しガス発生の有無を判
定する。
Next, the operation will be described. The light emitted from the monochromatic light source 1 tuned to the absorption wavelength of the gas is narrowed down to the incident end face of the optical fiber 3 using the lens 2, and is partially branched by the half mirror 100 and monitored by the photodetector 101. The light incident on the optical fiber propagates through the optical fiber 3 and is sent to the detection unit. Optical fiber 3
The light emitted from the exit end of the light is converted into a parallel beam by the collimator lens 4 and propagates through the gap of the detection unit, and then is converged by the condenser lens 5 onto the incident end surface of the optical fiber 7. After that, the same operation is repeated in a plurality of detectors installed on the network, and the light is emitted from the emission end of the optical fiber 8 at the final end. The emitted light is condensed on the photodetector 10 by the condenser lens 9. The amplifier 11 amplifies the received light intensity signal photoelectrically converted by the photodetector and inputs it to the determination circuit 12. The intensity of the transmitted light from the optical fiber maintains a constant level when no gas is generated, but when the gas is generated in the detector, the intensity of the received light decreases according to the concentration of the gas. The monitor intensity signal received by the photodetector 101 is amplified by the amplifier 102 and input to the determination circuit 12. The determination circuit 12 calculates the ratio between the transmitted light intensity of the optical fiber and the monitor intensity, detects the change in the calculation result due to the generation of gas, and determines the presence or absence of gas generation.

【0022】実施例2.第2の発明について、その一実
施例を図について説明する。図2は本発明の一実施例の
装置構成図であり、図において、1は光源、2はレン
ズ、3は光ファイバー、4はコリメートレンズ、5は集
光レンズ、6は検出箇所を固定するケース、7,8は光
ファイバー、9は集光用レンズ、10は光検出器、11
は増幅器、12は受光レベル変化を検出しガスの有無判
定を行う判定回路、13はハーフミラー、14はミラ
ー、100はハーフミラー、101は光検出器、102
は増幅器を示す。
Example 2. An embodiment of the second invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a device configuration diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a light source, 2 is a lens, 3 is an optical fiber, 4 is a collimating lens, 5 is a converging lens, and 6 is a case for fixing the detection position. , 7 and 8 are optical fibers, 9 is a condenser lens, 10 is a photodetector, and 11
Is an amplifier, 12 is a determination circuit for determining the presence or absence of gas by detecting a change in received light level, 13 is a half mirror, 14 is a mirror, 100 is a half mirror, 101 is a photodetector, 102
Indicates an amplifier.

【0023】次に動作について説明する。ガスの吸光波
長に同調させた単色光源1から出た光をレンズ2を用い
て光ファイバー3の入射端面に絞り込むとともに、ハー
フミラー100によって一部分岐し光検出器101でモ
ニターされる。入射された光は光ファイバー3を伝播
し、検出部に送られる。光ファイバー3の出射端から出
た光はコリメートレンズ4によって平行ビームに変換さ
れ検出部の間隙を伝播し集光レンズ5によって光ファイ
バー7の入射端面上に絞り込まれる。以降ネットワーク
上に設置された各検出部において同様の動作を繰り返
し、最終の光ファイバー8を伝播し出射端に到達する。
出射端にはミラー14が設置されており、伝播してきた
光はここで反射され、同じ光ファイバーを通り入射側に
向かって伝播する。光ファイバー3の入射側から出てき
た光はハーフミラー13によって分岐され、光検出器1
0上に集光される。増幅器11は光検出器によって光電
変換された受光強度信号を増幅し、判定回路12に入力
する。また、光検出器101によって受光されたモニタ
ー強度信号は増幅器102によって増幅され判定回路1
2に入力される。光ファイバーからの透過光強度はガス
の発生がない場合は一定レベルを保持するが、検出部に
おいてガスが発生するとその濃度に応じて受光強度が減
少する。判定回路12では光ファイバーの透過光強度と
モニター強度との比を演算し、ガスの発生による演算結
果の変化を検知しガス発生の有無を判定する。
Next, the operation will be described. The light emitted from the monochromatic light source 1 tuned to the absorption wavelength of the gas is narrowed down to the incident end face of the optical fiber 3 by using the lens 2, and is partially branched by the half mirror 100 and monitored by the photodetector 101. The incident light propagates through the optical fiber 3 and is sent to the detector. The light emitted from the emission end of the optical fiber 3 is converted into a parallel beam by the collimator lens 4, propagates through the gap of the detection section, and is focused on the incident end face of the optical fiber 7 by the condenser lens 5. After that, the same operation is repeated in each detection unit installed on the network, and propagates through the final optical fiber 8 to reach the emission end.
A mirror 14 is installed at the emitting end, and the propagating light is reflected here and propagates toward the incident side through the same optical fiber. The light emitted from the incident side of the optical fiber 3 is branched by the half mirror 13, and the photodetector 1
It is focused on 0. The amplifier 11 amplifies the received light intensity signal photoelectrically converted by the photodetector and inputs it to the determination circuit 12. In addition, the monitor intensity signal received by the photodetector 101 is amplified by the amplifier 102, and the determination circuit 1
Entered in 2. The intensity of the transmitted light from the optical fiber maintains a constant level when no gas is generated, but when the gas is generated in the detector, the intensity of the received light decreases according to the concentration of the gas. The determination circuit 12 calculates the ratio between the transmitted light intensity of the optical fiber and the monitor intensity, detects the change in the calculation result due to the generation of gas, and determines the presence or absence of gas generation.

【0024】実施例3.第3の発明に関して、一実施例
を図について説明する。図3は本発明の一実施例の装置
構成図であり、図において、1は光源、2はレンズ、3
は光ファイバー、4はコリメートレンズ、5は集光レン
ズ、6は検出箇所を固定するケース、7,8は光ファイ
バー、9は集光用レンズ、10は光検出器、11は増幅
器、12は受光レベル変化を検出しガスの有無判定を行
う判定回路、15は光源1を周波数変調する変調回路、
16は半導体ガスセンサ、17はガスセンサ16からの
出力信号を測定箇所の位置に対応した周波数で変調しそ
の出力信号で光源を駆動する駆動回路、18は発光素
子、19は検波回路、20、21、22、23は設定さ
れた周波数で検波した信号のレベルを検出する出力レベ
ル検出回路、100はハーフミラー、101は光検出
器、102は増幅器を示す。
Example 3. An embodiment of the third invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a device configuration diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a light source, 2 is a lens, and 3 is a lens.
Is an optical fiber, 4 is a collimating lens, 5 is a condenser lens, 6 is a case for fixing the detection position, 7 and 8 are optical fibers, 9 is a condenser lens, 10 is a photodetector, 11 is an amplifier, and 12 is a light receiving level. A determination circuit that detects a change and determines the presence or absence of gas, 15 is a modulation circuit that frequency-modulates the light source 1,
Reference numeral 16 is a semiconductor gas sensor, 17 is a drive circuit that modulates an output signal from the gas sensor 16 at a frequency corresponding to the position of a measurement point and drives a light source with the output signal, 18 is a light emitting element, 19 is a detection circuit, 20, 21, 22 and 23 are output level detection circuits for detecting the level of a signal detected at a set frequency, 100 is a half mirror, 101 is a photodetector, and 102 is an amplifier.

【0025】次に動作について説明する。変調回路は周
波数f1で光源1からでた光を周波数変調させる。光源
から出た光はレンズ2によって光ファイバー3の入射端
面上に絞り込まれるとともに、ハーフミラー100によ
って一部分岐し光検出器101でモニターされる。光フ
ァイバーに入射された光は光ファイバー3を伝播し、検
出部に送られる。光ファイバー3の出射端から出た光は
コリメートレンズ4によって平行ビームに変換され検出
部の間隙を伝播し集光レンズ5によって光ファイバー7
の入射端面上に絞り込まれる。以降ネットワーク上に設
置された各検出部において同様の動作を繰り返し、最終
の光ファイバー8を伝播し出射端に到達する。検出部に
は半導体ガスセンサなどのガスセンサが並んで設置され
ており、ガスの発生がある場合、半導体ガスセンサ16
は信号を発生する。この出力信号にたいし駆動回路17
は予め設定された周波数f2で変調し、発光素子18を
駆動する。発光素子から出射された光は検出部における
ファイバーの入射端面に入射され、光ファイバー中を伝
播するガス検出用の光に重畳される。各検出部において
同様の半導体ガスセンサが設置されており、検出部の位
置に対応して異なった周波数(f3,・・・,fn)で
変調する。光ファイバーから出射された光はレンズ9に
よって光検出器10上に集光される。光検出器10から
の出力信号は増幅器11によって増幅され、検波器19
に入力される。検波器19は入力された信号を予め設定
した周波数(f1,f2,・・・,fn)で検波し、得
られた各周波数成分を対応するレベル検出回路20,2
1,22,23に出力する。ガス検出用の周波数成分を
検知するレベル検出回路では、得られた信号レベルとモ
ニター強度との比を演算し、その変化からガスの有無を
判定する。一方、半導体ガスセンサの出力信号の変調周
波数成分を検知するレベル検出回路では、各周波数成分
の信号の有無を検知し、出力のある周波数を同定する事
により、ガスの発生位置を検出する。
Next, the operation will be described. The modulation circuit frequency-modulates the light emitted from the light source 1 at the frequency f1. The light emitted from the light source is narrowed down by the lens 2 onto the incident end face of the optical fiber 3, and is partially branched by the half mirror 100 and monitored by the photodetector 101. The light incident on the optical fiber propagates through the optical fiber 3 and is sent to the detection unit. The light emitted from the emitting end of the optical fiber 3 is converted into a parallel beam by the collimator lens 4, propagates through the gap of the detecting portion, and is converged by the condenser lens 5 into the optical fiber 7.
Is focused on the incident end face of. After that, the same operation is repeated in each detection unit installed on the network, and propagates through the final optical fiber 8 to reach the emission end. A gas sensor such as a semiconductor gas sensor is installed side by side in the detection unit. When gas is generated, the semiconductor gas sensor 16
Generates a signal. This output signal is driven by the drive circuit 17
Drives the light emitting element 18 by modulating at a preset frequency f2. The light emitted from the light emitting element is incident on the incident end surface of the fiber in the detection unit and is superimposed on the gas detection light propagating in the optical fiber. The same semiconductor gas sensor is installed in each detection unit, and modulation is performed at different frequencies (f3, ..., Fn) corresponding to the position of the detection unit. The light emitted from the optical fiber is focused on the photodetector 10 by the lens 9. The output signal from the photodetector 10 is amplified by the amplifier 11, and the detector 19
Entered in. The detector 19 detects the input signal at a preset frequency (f1, f2, ..., Fn), and detects the obtained frequency components from the corresponding level detection circuits 20 and 2.
It outputs to 1, 22, 23. A level detection circuit that detects a frequency component for gas detection calculates the ratio between the obtained signal level and monitor intensity, and determines the presence or absence of gas from the change. On the other hand, in the level detection circuit that detects the modulation frequency component of the output signal of the semiconductor gas sensor, the presence or absence of the signal of each frequency component is detected, and the output frequency is identified, thereby detecting the gas generation position.

【0026】実施例4.次に第4の発明に関して、一実
施例を図について説明する。図4は本発明の一実施例の
装置構成図であり、図5は光ファイバーへの入射光及び
ファイバーからの反射光の光波形を示す図である。図に
おいて、1は光源、2はレンズ、3は光ファイバー、4
はコリメートレンズ、5は集光レンズ、6は検出箇所を
固定するケース、7,8は光ファイバー、10は光検出
器、11は増幅器、13はハーフミラー、24は光源を
駆動するための駆動回路、25は検出部における光ファ
イバー出射端面に塗布された無反射コーテイング部、2
6は検出部における光ファイバー入射端面に塗布された
反射コーテイング部、27は光源から出射された光の強
度波形、28はガスの発生がない場合に光ファイバーの
入射端面から出てくる光の強度波形、29はガスの発生
がある場合に光ファイバーの入射端面から出てくる光の
強度波形、30は反射されてきた光パルスによるパルス
信号をそれぞれ時系列的に分離するパルス分離回路、3
1はクロック発振回路、32,33,34は分離された
パルス信号のピーク値を保持するピークホールド回路、
35,36,37はピークホールドされた値をデジタル
信号に変換するA/D回路、38はそれぞれのA/D回
路からの出力信号を基にガス発生の有無、及びガス発生
箇所を特定する判定回路、100はハーフミラー、10
1は光検出器、102は増幅器、104は光パルスのピ
ーク値をデジタル化するA/D回路を示す。
Example 4. Next, one embodiment of the fourth invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a device configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing optical waveforms of incident light to an optical fiber and reflected light from the fiber. In the figure, 1 is a light source, 2 is a lens, 3 is an optical fiber, and 4
Is a collimator lens, 5 is a condenser lens, 6 is a case for fixing the detection position, 7 and 8 are optical fibers, 10 is a photodetector, 11 is an amplifier, 13 is a half mirror, and 24 is a drive circuit for driving a light source. , 25 are non-reflective coating parts applied to the output end face of the optical fiber in the detection part, 2
6 is a reflection coating part applied to the optical fiber incident end face in the detection part, 27 is the intensity waveform of the light emitted from the light source, 28 is the intensity waveform of the light emitted from the incident end face of the optical fiber when no gas is generated, Reference numeral 29 is an intensity waveform of light emitted from the incident end face of the optical fiber when gas is generated, 30 is a pulse separation circuit for separating the pulse signals of the reflected light pulses in time series, 3
1 is a clock oscillation circuit, 32, 33 and 34 are peak hold circuits for holding the peak values of the separated pulse signals,
Reference numerals 35, 36, and 37 are A / D circuits that convert the peak-held values into digital signals, and 38 is a determination that determines the presence or absence of gas generation and the gas generation location based on the output signals from the respective A / D circuits. Circuit, 100 is a half mirror, 10
Reference numeral 1 is a photodetector, 102 is an amplifier, and 104 is an A / D circuit for digitizing the peak value of an optical pulse.

【0027】次に動作について説明する。駆動回路24
は出射光が27のようなパルス状にに点灯するよう光源
1を駆動する。光源1からの出射光はレンズ2によって
光ファイバー3の入射端面上に絞り込まれるとともに、
ハーフミラー100によって一部分岐し光検出器101
でモニターされる。光ファイバーに入射した光は光ファ
イバー3の中を伝播する。光ファイバー3を伝播した光
は検出部において光ファイバー3から出射され、コリメ
ートレンズ4によって平行ビームに変換され、検出部の
空間中を伝播した後、集光レンズ5によって光ファイバ
ー7の入射端面上に絞り込まれる。この時光ファイバー
3の出射端面25には光が反射しないよう無反射コーテ
イングし、一方、光ファイバー7の入射端面26には若
干の反射率を持つようコーテイングを施す。この結果、
検出部を透過した光のうち一部が出射端面25で入射側
に反射され、光ファイバー3の入射端面から出射されハ
ーフミラー13を介して光検出器10に入射される。こ
の動作が各検出部において繰り返され、一つの入射光パ
ルス27に対して各検出部から入射光の一部が反射さ
れ、光ファイバーから戻ってくる光は、28に示すよう
にパルス列として観測される。この時は各パルスは各検
出部間の距離に対応する間隔をもって発生し、ガスがな
い場合各パルスのピーク値は光ファイバーの端面の反射
率及び光ファイバー中の伝播による減衰によって、光フ
ァイバーの入射端面から遠くの検出部からの反射光にな
るにつれて波形28に示す様に規則的に減衰する。一
方、いずれかの検出部においてガスが発生した場合、ガ
スによって光が吸収されることから、ガスの発生があっ
た測定箇所から反射した光パルスのピーク値が減少し、
この箇所より以遠からの光パルスも減少する。増幅器1
1は光検出器からのパルス列信号を増幅し、パルス分離
回路30に入力する。クロック発振回路31は光源の発
光パルスに同期したクロックを発生し、パルス分離器3
0、ピークホールド回路32,33,34に入力する。
パルス分離回路は入力されてきたパルス列を時系列的に
分離し、それぞれのパルスを順番にピークホールド回路
32,33,34に入力する。ピークホールド回路では
各パルスのピーク値を保持し、それぞれA/D回路3
5,36,37に入力しデジタル信号に変換した後、判
定回路38へ出力する。また、判定回路38には、入射
光パルスのピーク強度のモニター結果も入力される。判
定回路38では、各パルスのピーク値をモニター結果に
よって補正を行い、この補正値と予め求めておいたガス
の発生がない場合のピーク値とを比較し、それぞれのパ
ルスについて両者のピーク値に差があるかどうかを常に
観測する。ピーク値に差が発生した場合、発生したパル
スの順番により発生箇所の特定を行うとともに、その差
の値によりガスの発生濃度を算出する。
Next, the operation will be described. Drive circuit 24
Drives the light source 1 so that the emitted light is pulsed like 27. The light emitted from the light source 1 is narrowed down by the lens 2 onto the incident end face of the optical fiber 3, and
The photodetector 101 is partially branched by the half mirror 100.
Be monitored at. The light incident on the optical fiber propagates in the optical fiber 3. The light that has propagated through the optical fiber 3 is emitted from the optical fiber 3 in the detection unit, converted into a parallel beam by the collimator lens 4, propagated in the space of the detection unit, and then focused by the condenser lens 5 onto the incident end face of the optical fiber 7. . At this time, the exit end face 25 of the optical fiber 3 is non-reflection coated so that light is not reflected, while the entrance end face 26 of the optical fiber 7 is coated so as to have a slight reflectance. As a result,
Part of the light that has passed through the detection unit is reflected to the incident side by the emission end face 25, emitted from the incident end face of the optical fiber 3, and incident on the photodetector 10 via the half mirror 13. This operation is repeated in each detection unit, a part of the incident light is reflected from each detection unit with respect to one incident light pulse 27, and the light returning from the optical fiber is observed as a pulse train as shown by 28. . At this time, each pulse is generated with an interval corresponding to the distance between the detectors, and in the absence of gas, the peak value of each pulse is reflected from the end face of the optical fiber and is attenuated by propagation in the optical fiber from the incident end face of the optical fiber. As the reflected light from the distant detection portion becomes regular, it attenuates as shown by the waveform 28. On the other hand, when gas is generated in any of the detection units, the light is absorbed by the gas, so the peak value of the light pulse reflected from the measurement point where gas was generated decreases.
The light pulses from this point and beyond are also reduced. Amplifier 1
1 amplifies the pulse train signal from the photodetector and inputs it to the pulse separation circuit 30. The clock oscillation circuit 31 generates a clock synchronized with the light emission pulse of the light source, and the pulse separator 3
0, and input to the peak hold circuits 32, 33, 34.
The pulse separation circuit separates the input pulse train in time series, and inputs the respective pulses to the peak hold circuits 32, 33, 34 in order. The peak hold circuit holds the peak value of each pulse, and the A / D circuit 3
It is input to 5, 36 and 37, converted into a digital signal, and then output to the determination circuit 38. The monitoring result of the peak intensity of the incident light pulse is also input to the determination circuit 38. The determination circuit 38 corrects the peak value of each pulse based on the monitoring result, compares this correction value with the peak value obtained in advance when no gas is generated, and determines the peak values of both pulses for each pulse. Always observe if there is a difference. When a difference occurs in the peak value, the generation position is specified by the order of the generated pulses, and the generated gas concentration is calculated from the difference value.

【0028】実施例5.次に第5の発明に関して、一実
施例を図について説明する。図6は本発明の一実施例の
装置構成図であり、図において、1,42,44は光
源、3は光ファイバー、4はコリメートレンズ、5は集
光レンズ、6は検出箇所を固定するケース、7,8は光
ファイバー、9は集光用レンズ、10,52,56は光
検出器、11,53,57は増幅器、12,54,58
は受光レベル変化を検出しガスの有無判定を行う判定回
路、39,43,45はコリメートレンズ、40,41
はハーフミラー、46は集光レンズ、47はコリメート
レンズ、48,49はダイクロイックミラー、50,5
1,55は集光レンズ、100はハーフミラー、101
は光検出器、102は増幅器、104,107はハーフ
ミラー、105,108は光検出器、106,109は
増幅器、110は検波回路、111,112,113は
レベル検出器を示す。
Example 5. Next, one embodiment of the fifth invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a device configuration diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, 1, 42 and 44 are light sources, 3 are optical fibers, 4 is a collimating lens, 5 is a converging lens, and 6 is a case for fixing the detection location. , 7, 8 are optical fibers, 9 is a condenser lens, 10, 52, 56 are photodetectors, 11, 53, 57 are amplifiers, 12, 54, 58.
Is a determination circuit for detecting a change in the received light level and determining the presence or absence of gas, 39, 43 and 45 are collimating lenses, and 40 and 41.
Is a half mirror, 46 is a condenser lens, 47 is a collimating lens, 48 and 49 are dichroic mirrors, and 50 and 5
1, 55 is a condenser lens, 100 is a half mirror, 101
Is a photodetector, 102 is an amplifier, 104 and 107 are half mirrors, 105 and 108 are photodetectors, 106 and 109 are amplifiers, 110 is a detection circuit, and 111, 112 and 113 are level detectors.

【0029】次に動作について説明する。光源1,4
2,44の波長はそれぞれ異なる対象ガスが持つ吸光波
長λ1,λ2,λ3に同調させるとともに、各波長に対
応して異なった周波数(f1,f2,f3)で変調させ
る。各光源から出射された光はコリメートレンズ39,
43,45によって平行ビームに変化された後、ハーフ
ミラー40、41を介して一本のビームに重畳させ、集
光レンズ46によって光ファイバー3の入射端面上に絞
り込まれるとともに、各波長λ1,λ2,λ3毎にそれ
ぞれハーフミラー100,104,108によって一部
分岐し各光検出器、102、106,109によって増
幅され、判定回路12,58,54に入力される。入射
された光は光ファイバー3を伝播し、検出部に送られ
る。光ファイバー8から出射された光はレンズ9によっ
て光検出器10上に集光される。光検出器10からの出
力信号は増幅器11によって増幅され、検波器110に
入力される。検波器110は入力された信号を予め設定
した周波数(f1,f2,f3)で検波し、得られた各
周波数成分を対応するレベル検出回路111,112,
113に出力する。レベル検出回路では、変調周波数に
対応する各波長毎に得られた信号レベルとモニター強度
との比を演算し、その変化からガスの有無を判定する。
光ファイバーからの透過光強度はガスの発生がない場合
は一定レベルを保持するが、検出部においてガスが発生
するとその濃度に応じて受光強度が減少する。
Next, the operation will be described. Light source 1,4
The wavelengths 2, 44 are tuned to the absorption wavelengths λ1, λ2, λ3 of the different target gases, and are modulated at different frequencies (f1, f2, f3) corresponding to the respective wavelengths. The light emitted from each light source is collimated by a collimator lens 39,
After being converted into parallel beams by 43 and 45, they are superimposed on one beam through the half mirrors 40 and 41, narrowed down on the incident end face of the optical fiber 3 by the condensing lens 46, and each wavelength λ1, λ2. The light beams are partially branched by the half mirrors 100, 104, and 108 for each λ3, amplified by the photodetectors, 102, 106, and 109, and input to the determination circuits 12, 58, and 54. The incident light propagates through the optical fiber 3 and is sent to the detector. The light emitted from the optical fiber 8 is focused on the photodetector 10 by the lens 9. The output signal from the photodetector 10 is amplified by the amplifier 11 and input to the detector 110. The detector 110 detects the input signal at a preset frequency (f1, f2, f3), and detects each frequency component obtained by the corresponding level detection circuit 111, 112,
Output to 113. In the level detection circuit, the ratio between the signal level obtained for each wavelength corresponding to the modulation frequency and the monitor intensity is calculated, and the presence or absence of gas is determined from the change.
The intensity of the transmitted light from the optical fiber maintains a constant level when no gas is generated, but when the gas is generated in the detector, the intensity of the received light decreases according to the concentration of the gas.

【0030】実施例6.次に第6の発明に関して、一実
施例を図について説明する。第7図は本発明の一実施例
の装置構成図であり、図において、1は光源、2はレン
ズ、3は光ファイバー、4はコリメートレンズ、5は集
光レンズ、6は検出箇所を固定するケース、7,8は光
ファイバー、9は集光用レンズ、59はスリット、60
は回折格子、61はラインセンサ、62はラインセンサ
駆動回路、63はA/D回路、64は波形比較回路を示
す。
Example 6. Next, one embodiment of the sixth invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a device configuration diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a light source, 2 is a lens, 3 is an optical fiber, 4 is a collimating lens, 5 is a condenser lens, and 6 is a detection position. Case, 7, 8 are optical fibers, 9 is a condenser lens, 59 is a slit, 60
Is a diffraction grating, 61 is a line sensor, 62 is a line sensor drive circuit, 63 is an A / D circuit, and 64 is a waveform comparison circuit.

【0031】次に動作について説明する。連続波長を有
する光源1から出射された光をレンズ2を用いて光ファ
イバー3の入射端面に絞り込む。入射された光は光ファ
イバー3を伝播し、検出部における光ファイバー3の出
射端から出た光はコリメートレンズ4によって平行ビー
ムに変換され検出部の間隙を伝播し集光レンズ5によっ
て光ファイバー7の入射端面上に絞り込まれる。以降ネ
ットワーク上に設置された各検出部において同様の動作
を繰り返し、最後端の光ファイバー8の出射端から出射
される。出射された光はレンズ9によってスリット59
上に絞り込まれ、回折格子60上に照射される。入射さ
れた光は回折格子60によって分散され、回折格子の焦
点面上に設置されたラインセンサ61上に光の波長の順
に結像される。ラインセンサからの出力信号はファイバ
ーの透過光強度の波長分布を反映しており、波形比較回
路64に入力される。波形比較回路64では、入力され
た透過光強度の波長分布と予め求められたガスのない場
合の波長分布との比較を行い、両者において強度に差が
発生している波長の値によって発生したガスの種類を、
強度差の値によってガスの濃度をそれぞれ検出する。
Next, the operation will be described. The light emitted from the light source 1 having a continuous wavelength is narrowed down to the incident end face of the optical fiber 3 using the lens 2. The incident light propagates through the optical fiber 3, and the light emitted from the emitting end of the optical fiber 3 in the detecting portion is converted into a parallel beam by the collimating lens 4 and propagates through the gap of the detecting portion and the incident end surface of the optical fiber 7 by the condensing lens 5. Narrowed down. After that, the same operation is repeated in each detection unit installed on the network, and the light is emitted from the emission end of the last optical fiber 8. The emitted light is slit 59 by the lens 9.
The diffraction grating 60 is narrowed down and is irradiated. The incident light is dispersed by the diffraction grating 60 and imaged in the order of the wavelength of the light on the line sensor 61 installed on the focal plane of the diffraction grating. The output signal from the line sensor reflects the wavelength distribution of the transmitted light intensity of the fiber and is input to the waveform comparison circuit 64. The waveform comparison circuit 64 compares the wavelength distribution of the input transmitted light intensity with the previously determined wavelength distribution in the case of no gas, and the gas generated by the value of the wavelength at which there is a difference in intensity between them. The type of
The concentration of each gas is detected by the value of the intensity difference.

【0032】[0032]

【発明の効果】第1の発明においては、ガスの吸光現象
を利用して、複数の測定箇所を一本の光ファイバーで連
結し、最終の光ファイバーの透過光強度変化を検知する
事によりガス検出を行えるよう構成したことから、複数
箇所のガス検出を簡単な構成で実現可能となった。
According to the first aspect of the present invention, gas absorption is utilized to detect a gas by connecting a plurality of measurement points with one optical fiber and detecting the change in transmitted light intensity of the final optical fiber. Since it is configured so that it can be performed, gas detection at a plurality of points can be realized with a simple configuration.

【0033】第2の発明は、上記ガス検出ネットワーク
において、光ファイバーの最終端に光を反射するよう構
成した事から、光ファイバーの入射側において投受光が
可能となり、装置の小型化を実現した。
In the second aspect of the invention, in the above-mentioned gas detection network, since the light is reflected on the final end of the optical fiber, it is possible to project and receive light on the incident side of the optical fiber, thus realizing the miniaturization of the device.

【0034】第3の発明は、測定箇所において半導体ガ
スセンサを併設しその出力信号を光信号としてファイバ
ー内に入射できる構成としたことから、ガスの有無と発
生場所の同時検出が可能となった。
According to the third aspect of the invention, since a semiconductor gas sensor is provided at the measurement location and the output signal of the semiconductor gas sensor can be incident on the fiber as an optical signal, the presence or absence of gas and the generation location can be detected simultaneously.

【0035】第4の発明は、光パルスを光ファイバーに
入射し、測定箇所におけるファイバー端面からの反射光
を受光できるよう光学系を構成し、受光した光パルス列
の各パルスのピーク値を検出できるよう信号処理系を構
成したことから、他のガスセンサの併設が不要な簡単な
構成でガスの有無と発生場所の同時検出が可能となっ
た。
According to a fourth aspect of the present invention, an optical system is configured so that an optical pulse is incident on an optical fiber and the reflected light from the fiber end face at a measurement point can be received, and the peak value of each pulse of the received optical pulse train can be detected. Since the signal processing system is configured, it is possible to simultaneously detect the presence or absence of gas and the generation location with a simple configuration that does not require the installation of other gas sensors.

【0036】第5の発明は、種類の異なる複数のガスの
吸光波長に同調させた複数の光を光ファイバーに入射さ
せるとともに、光ファイバーを出射した光を上記各波長
にそれぞれ分離し各波長の透過光強度を検出できるよう
構成したため、実時間で複数のガスを検出可能となっ
た。
In a fifth aspect of the invention, a plurality of lights tuned to the absorption wavelengths of a plurality of different kinds of gases are made incident on the optical fiber, and the light emitted from the optical fiber is separated into each of the above wavelengths to transmit the transmitted light of each wavelength. Since it is configured to detect the intensity, it is possible to detect multiple gases in real time.

【0037】第6の発明は、連続する発光スペクトルを
有する光を光ファイバーに入射し、出射側において、各
波長成分に分離し、各波長の透過光強度を検出できるよ
う構成したことから、実時間で複数のガスを検出可能と
なった。
In the sixth aspect of the invention, light having a continuous emission spectrum is made incident on the optical fiber, and is separated into wavelength components on the output side so that the transmitted light intensity of each wavelength can be detected. Now it is possible to detect multiple gases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。
FIG. 1 is a device configuration diagram of an embodiment relating to a first invention.

【図2】第2の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。
FIG. 2 is a device configuration diagram of an embodiment relating to a second invention.

【図3】第3の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。
FIG. 3 is a device configuration diagram of an embodiment relating to a third invention.

【図4】第4の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。
FIG. 4 is a device configuration diagram of an embodiment relating to a fourth invention.

【図5】入射光パルスと反射光光パルス列との関係を示
す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between an incident light pulse and a reflected light pulse train.

【図6】第5の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。
FIG. 6 is a device configuration diagram of an embodiment relating to a fifth invention.

【図7】第6の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。
FIG. 7 is a device configuration diagram of an embodiment relating to a sixth invention.

【図8】従来装置に関する装置構成図である。FIG. 8 is a device configuration diagram of a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 3,7,8 光ファイバー 10 光検出器 11 増幅器 12 判定回路 13 ハーフミラー 14 ミラー 15 変調回路 16 半導体ガスセンサ 17 駆動回路 18 発光素子 19 検波回路 20,21,22,23, 出力レベル検出回路 24 光源駆動回路 30 パルス分離回路 32,33,34 ピークホールド回路 38 判定回路 42,44 光源 110 検波回路 111,112,113 レベル検出回路 40,41,104,107 ハーフミラー 105 光検出器 108 光検出器 60 回折格子 61 ラインセンサ 62 ラインセンサ駆動回路 64 波形比較回路 1 light source 3,7,8 optical fiber 10 Photodetector 11 amplifier 12 Judgment circuit 13 Half mirror 14 mirror 15 Modulation circuit 16 Semiconductor gas sensor 17 Drive circuit 18 Light emitting element 19 Detection circuit 20, 21, 22, 23, output level detection circuit 24 Light source drive circuit 30 pulse separation circuit 32, 33, 34 Peak hold circuit 38 Judgment circuit 42,44 light source 110 detection circuit 111, 112, 113 level detection circuit 40, 41, 104, 107 Half mirror 105 photo detector 108 Photodetector 60 diffraction grating 61 line sensor 62 line sensor drive circuit 64 waveform comparison circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスの吸収波長に同調した光を光ファイ
バーに入射させるとともに一部を分岐し強度をモニター
する投光手段、測定箇所においてファイバー間に間隙を
設けその間を光ビームが透過するよう構成した複数のガ
ス検出部、各検出部を光ファイバーで連結した光伝送手
段、光ファイバーからの出射光の強度とモニター強度と
の比の変化を検出する信号処理手段を備えたことを特徴
とするガス検出ネットワーク。
1. A light projecting means for allowing light tuned to the absorption wavelength of gas to enter an optical fiber and splitting a part of the light to monitor the intensity, and a gap is provided between the fibers at a measurement point so that the light beam is transmitted between them. A plurality of gas detecting units, an optical transmission unit in which each detecting unit is connected by an optical fiber, and a signal processing unit for detecting a change in the ratio of the intensity of the light emitted from the optical fiber to the monitor intensity. network.
【請求項2】 ガスの吸収波長に同調した光を光ファイ
バーに入射させるとともに一部を分岐し強度をモニター
する投光手段、測定箇所においてファイバー間に間隙を
設けその間を光ビームが透過するよう構成した複数のガ
ス検出部、各検出部を光ファイバーで連結した光伝送手
段、光ファイバーの最終端面において光を反射する反射
手段、光ファイバーからの出射光の強度とモニター強度
との比の変化を検出する信号処理手段を備えたことを特
徴とするガス検出ネットワーク。
2. A light projecting means for allowing light tuned to the absorption wavelength of gas to enter an optical fiber and splitting a part of the light to monitor the intensity, and a gap is provided between the fibers at a measurement point so that the light beam is transmitted between them. A plurality of gas detection units, an optical transmission unit that connects each detection unit with an optical fiber, a reflection unit that reflects light at the final end face of the optical fiber, a signal that detects a change in the ratio of the intensity of light emitted from the optical fiber and the monitor intensity. A gas detection network comprising a processing means.
【請求項3】 ガスの吸光波長に同調しガス検出用に周
波数変調された光を光ファイバーに入射させるととも
に、一部を分岐し強度をモニターする投光手段、測定箇
所においてファイバー間に間隙を設けその間を光ビーム
が透過するよう構成した複数のガス検出部、各検出部を
光ファイバーで連結した光伝送手段、測定箇所において
半導体センサ等の他のガスセンサを設置し、その出力信
号を測定箇所に対応した周波数で変調した光信号に変換
した後光ファイバーに入射させるセンサ信号入力手段、
出射側において検出された出力信号を変調周波数毎に分
離し各信号の強度を検出するとともに、各変調周波数毎
にファイバーの透過光強度とモニター強度との比を演算
しその変化を検出する信号処理手段を備えたことを特徴
とするガス検出ネットワーク。
3. A light projecting means for irradiating an optical fiber with frequency-modulated light for gas detection, which is tuned to the absorption wavelength of the gas, and for branching a part of the light for monitoring the intensity, and providing a gap between the fibers at a measuring point. A plurality of gas detectors configured to transmit a light beam between them, an optical transmission means connecting each detector with an optical fiber, and another gas sensor such as a semiconductor sensor at the measurement location are installed, and the output signal corresponds to the measurement location. Sensor signal input means for converting into an optical signal modulated at
Signal processing that separates the output signal detected at the output side for each modulation frequency and detects the intensity of each signal, and also calculates the ratio of the transmitted light intensity of the fiber and the monitor intensity for each modulation frequency and detects the change A gas detection network comprising means.
【請求項4】 ガスの吸収波長に同調した単色光を光パ
ルスとして光ファイバーに入射させるとともに、一部を
分岐し強度をモニターする投光手段、測定箇所において
ファイバー間に間隙を設けその間を光ビームが透過する
よう構成した複数のガス検出部、各検出部を光ファイバ
ーで連結した光伝送手段、光ファイバー入射側で各測定
箇所のファイバー端面からの反射光を受光する受光手
段、受光した光パルス列を各パルス毎に分離しそのピー
ク強度を検出するとともに得られたピーク強度をモニタ
ー強度によって補正し、各パルスのピーク強度の時系列
的な発生状況から発生ガスの濃度及び発生位置の特定を
行う信号処理手段を備えたことを特徴とするガス検出ネ
ットワーク。
4. A light projecting means for allowing monochromatic light tuned to the absorption wavelength of gas to enter an optical fiber as an optical pulse, and branching a part of the light to monitor the intensity, and a gap between the fibers at a measurement point to provide a light beam between them. A plurality of gas detectors configured to pass through, an optical transmitter that connects the detectors with an optical fiber, a light receiver that receives the reflected light from the fiber end face of each measurement point on the optical fiber entrance side, and a received optical pulse train. Signal processing that separates each pulse, detects the peak intensity, corrects the obtained peak intensity with the monitor intensity, and specifies the concentration and position of the generated gas from the time-series occurrence of the peak intensity of each pulse. A gas detection network comprising means.
【請求項5】 複数のガスの吸光波長に同調させるとと
もに、各波長に対応した周波数で変調させた複数の単色
光を重畳させてファイバーに入射させるとともに一部分
岐し、各波長の発光強度をモニターする投光手段、測定
箇所においてファイバー間に間隙を設けその間を光ビー
ムが透過するよう構成した複数のガス検出部、各検出部
を光ファイバーで連結した光伝送手段、ファイバーから
の出射光を受光する受光手段、受光手段からの出力信号
を変調周波数毎に分離し、各波長の強度を検出するとと
もにモニター強度との比を演算しその変化を検出する信
号処理手段を備えたことを特徴とするガス検出ネットワ
ーク。
5. The emission intensity of each wavelength is monitored by tuning the absorption wavelengths of a plurality of gases, superposing a plurality of monochromatic lights modulated at frequencies corresponding to the respective wavelengths, and making them incident on a fiber, and branching them partially. A plurality of gas detection units configured to form a gap between the fibers at the measurement point so that the light beam is transmitted between them, an optical transmission unit in which each detection unit is connected by an optical fiber, and light emitted from the fiber is received. A gas comprising a light receiving means, a signal processing means for separating an output signal from the light receiving means for each modulation frequency, detecting the intensity of each wavelength, calculating a ratio with the monitor intensity, and detecting the change. Detection network.
【請求項6】 連続波長を有する光をファイバーに入射
させる投光手段、測定箇所においてファイバー間に間隙
を設けその間を光ビームが透過するよう構成した複数の
ガス検出部、各検出部を光ファイバーで連結した光伝送
手段、光ファイバーからの出射光を波長分離素子を用い
て各波長成分毎に分離し受光する受光手段、受光手段よ
り得られた出力信号の変化を検出する信号処理手段を備
えたことを特徴とするガス検出ネットワーク。
6. A light projecting means for injecting light having continuous wavelengths into the fiber, a plurality of gas detection portions configured so that a light beam is transmitted between the fibers at measurement points with a gap between the fibers, and each detection portion is an optical fiber. The optical transmission means connected, the light receiving means for separating the light emitted from the optical fiber into each wavelength component by using the wavelength separating element and receiving the light, and the signal processing means for detecting the change of the output signal obtained from the light receiving means are provided. Gas detection network characterized by.
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