JPH0521498B2

JPH0521498B2 -

Info

Publication number: JPH0521498B2
Application number: JP61133507A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamashita; Hiroshi Juki; Kazuo Hasumi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-06-09
Filing date: 1986-06-09
Publication date: 1993-03-24
Also published as: JPS62289753A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はガス濃度検出装置に係り、特にデータ
処理部を備え、ガス濃度の異常を判定するのに好
適なガス濃度検出装置に関する。

（従来の技術）従来のガス濃度検出装置は第８図のガス濃度検
出グラフに示すように、時間ｔとともに検出され
るガス濃度ｄの測定カーブＧ８があらかじめ設定
した限界値d_naxを超える濃度に達したかどうか、
あるいは第９図の濃度検出グラフに示すように、
ガス濃度の測定カーブＧ９の変化量Δdが一定の
範囲以上かどうかを判定して行なうのが一般的で
あつた。

ところが、かかる方式では、ガス濃度ｄが異常
に至る前の緩やかなガス濃度の上昇兆候の検出が
困難であり、また人為的な要因あるいは既知で無
害な要因により瞬時あるいは一時的にガス濃度変
化が発生した場合にも異常と判定され、異常通報
のための警報が発せられたりするという問題があ
る。

第１０図は炭鉱の坑内における一酸化炭素
（CO）ガス濃度の変化状況の一例を示すガス濃度
変化グラフである。第１０図において、COガス
濃度の測定カーブＧ１０が一時的に上昇している
のは、坑内で掘削のためにダイナマイトが爆破さ
れたためである。これは人為的に行なつた作業に
より一時的に上昇したものであり、坑内火災のた
めに上昇したのではない。ところが、従来のガス
濃度検出方式では、この場合にもガス濃度が限界
値超過異常と判定されたり、ガス濃度変化幅が規
定値以上ということで異常と判定されたりして、
誤つた警報が発せられることになる。

第１０図のグラフにおいて、破線のカーブＧ１
００はダイナマイト爆破によるCOガス濃度の増
加分を除いたCOガス濃度のベース値を示してい
る。この場合、緩やかではあるがベース値は明ら
かに増加傾向にある。ところが従来のガス濃度検
出方式では、緩やかなガス濃度増加の場合、危険
と判定される限界値に達する前に異常兆候を検出
することができないという問題点があつた。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は上記従来技術の問題点を考慮してなさ
れたもので、ガス濃度をデータ処理により判定す
ることによつて、ガス濃度の異常兆候の検出に当
たり不必要な誤認異常判定を行なうことなく、し
かも判定基準値の変更が容易なガス濃度検出装置
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明のガス濃度検出装置は、第１の周期てガ
ス濃度をサンプリング量子化する入力手段と、こ
の入力手段からの量子化データを第２の周期で処
理して１周期内の量子化データの最小値をその周
期のガス濃度の判定値として出力する処理手段
と、この処理手段で得られた判定値が所定の限界
値を超える事態が第２の周期で予め定められた限
界回数以上連続して出現した場合にガス濃度異常
と判定する判定手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

さらに本発明は、第１の周期でガス濃度をサン
プリング量子化する入力手段と、この入力手段か
らの量子化データを第２の周期で処理し、今回の
第２の周期内の量子化データの最小値と前回の第
２の周期内の量子化データの最小値とを比較して
その差を各周期ごとにガス濃度の判定値として出
力する処理手段と、この処理手段で得られた判定
値が所定の限界値を超える事態が第２の周期で予
め定められた限界回数以上連続して出現した場合
にガス濃度異常と判定する判定手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。

（作用）上記構成によれば、検出されたガス濃度の絶対
値あるいは変化量が予め定められた限界値を超え
る場合が連続して一定の回数以上発生した場合に
異常検出を行なうため、誤警報の頻発を抑制する
ことができる。

（実施例）以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係るガス濃度検出
装置のブロツク図である。同図に示すように、信
号入力部１１は図示していないガスセンサからガ
ス濃度信号ｄを入力し、ガス濃度異常判定を行な
うデータ処理部１２に送出する。なお、信号入力
部１１は第４図のグラフに示すように、入力され
たガス濃度信号ｄを一定周期（第１の周期）Δt
でサンプリング量子化し、ガス濃度サンプル値d_k
としてデータ処理部１２に与える。データ処理部
１２で判定されたガス濃度に関する情報や異常通
報情報はCRT表示装置１３、プリンタ１４、ベ
ル、ブザー、チヤイムなどの警報装置１５に送出
される。なお、データ設定装置１６はガス濃度の
サンプリング周期や警報レベル等の各種定数や条
件の設定を行なう。

第２図および第３図は第１図に示したデータ処
理部１２の異常判定方法の概念を示すフローチヤ
ートである。

さて、第１図の構成において、信号入力部１１
で取込まれたガス濃度信号ｄはデータ処理部１２
で第２図または第３図のフローチヤートに示す方
法で処理され、ガス濃度異常と判定された場合は
CRT表示装置１３、プリンタ１４および警報装
置１５のうちの少なくとも一つにより異常通報が
行なわれる。

第２図および第３図のフローチヤートに示した
異常判定方法を説明すると以下のようになる。ま
ず、ガス濃度d_Sは第５図のグラフに示すように、
データ設定装置１６によりチエツク周期（第２の
周期）ΔC内における複数個のサンプル値d_Kのう
ちの最小値d_knの形でデータ処理部１２内で処理
される。

ガス濃度の異常判定の方法としては、第２図お
よび第３図に示すように２種類ある。

まず、第２図の絶対値チエツク方式では、ガス
濃度d_Sがn_nax回連続して設定限界値d_naxを超えた
場合にガス濃度異常と判定する。つまり、ステツ
プ21で回数ｎを初期設定し、ステツプ22でガス濃
度d_Sを読込み、これがd_naxを超えたか否かをステ
ツプ23で判定する。判定の結果、d_S＞d_naxの場
合、ステツプ24で回数ｎを１だけインクリメント
し、そうでなければステツプ25で回数ｎを“０”
とする。このうよにしてステツプ22以下の動作を
繰返し、その結果ステツプ26で回数ｎが予め定め
られた回数n_naxに達するとステツプ27に移行して
異常通報を行なうこととなる。

また、第３図の変化量チエツク方式では、ガス
濃度d_Sの前回値d_S1からの変化量Δdがm_nax回連続
して変化量限界値d_lを超えた場合にガス濃度異常
と判定する。つまり、ステツプ31，32で回数ｍお
よびガス濃度変化量Δdを初期設定し、ステツプ
33でガス濃度d_Sを読込み、ステツプ34でガス濃度
検出の前回値d_spを引き算してガス濃度変化量Δd
を算出する。このガス濃度変化量Δdが変化量限
界値d_lを超えていないかどうかを次のステツプ35
で判定し、超えている場合はステツプ36で回数ｍ
をインクリメントし、そうでなければステツプ37
で回数ｍを“０”とする。このようにしてステツ
プ33以下の動作を繰返し、その結果ステツプ38で
回数ｍが予め定められた回数限界値m_naxに達す
ると、ステツプ39に移行して異常通報を行なうこ
ととなる。

なお、ガス濃度限界値d_nax、変化量限界値d_l、
チエツク周期ΔC、およびガス濃度ｄのサンプル
周期Δtは、データ設定装置１６によりあらかじ
め設定しておく。これらのパラメータの調整によ
り対象のプロセスや環境に最も適したガス濃度の
異常検出を実現することができる。

第６図は第１図の構成を炭鉱の坑内における一
酸化炭素（CO）ガス濃度の異常検出に適用した
場合を説明するためのガス濃度変化グラフＧ６を
示すものである。ここでは、COガス濃度ｄのサ
ンプリング周期を１時間とし、チエツク周期ΔC
を８時間に設定する。ここで、濃度異常検出は第
３図の変化量チエツク方式により行なうものと
し、ガス濃度の変化量が連続２回制限値d_lを超え
た場合に異常と判定するものとする。一方、ガス
濃度データd_Sは各チエツク機関ΔC₁〜ΔC₆におけ
るガス濃度サンプル値d_Kの最小値d_S1〜d_S6を用い
る。これにより、ダイナマイト爆破による一時的
な濃度上昇は無視されることになる。

第６図の例では、チエツク期間ΔC₅とΔC₆にお
いてガス濃度の変化量Δd₅，Δd₆がそれぞれ変化
量限界値d_lを超えるため、ガス濃度異常と判定さ
れる。このようにして、ダイナマイト爆破による
一時的な濃度上昇に影響されることなく、長時間
にわたる坑内での自然発火による緩やかなCOガ
ス濃度の上昇兆候を検出することができる。

第７図は第１図の構成をメタン（CH₄）ガスの
濃度異常検出に適用した場合を説明するためのガ
ス濃度変化グラフＧ７を示すものである。ここで
は、ガス濃度のサンプル周期を15秒とし、第２図
の絶対値チエツク方式を用いた場合を説明する。
一方、チエツク周期もサンプル周期同様15秒とす
る。第７図においてはd_naxが異常判定のガス濃度
限界値であり、連続３回以上メタンガス濃度が
d_naxを超えた場合にガス濃度異常と判定する。

この場合、チエツク時点t₁とt₄において、ガス
濃度がd_naxを超えているが、次のチエツク時点t₂
とt₅においては限界値d_naxを下回つているため異
常と判定されない。しかし、時点t₇以降、ガス濃
度が限界値d_naxを連続して超えているため、連続
３回目のチエツク時点t₉にガス濃度異常と判定さ
れ、警報が発せられる。ちなみに、第７図におい
てd_Cはメタンガス濃度危険値を示しており、した
がつて、この例では危険値に至る45秒ほど前にガ
ス濃度異常が検出される。しかも連続３回という
条件を与えているので、何らかの要因でたまたま
濃度が限界値d_naxを超えた場合には異常と判定さ
れず、誤警報が頻発するというような事態を抑制
することができる。

なお、第２図および第３図の構成において、信
号入力部１１に取込むガス濃度信号d_Sとしては、
検出対象の信号の特徴に合わせて低周波デイジタ
ルフイルタにより高周波成分を取除いたり、チエ
ツク周期内でサンプル値の小さい順にいくつかの
平均値をとつた値を用いたりすることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガス濃度が危険な状態に達す
る前にガス濃度の異常を検出することができ、人
為的要因などによる無害で一時的なガス濃度の上
昇までを異常と判定することがなく、したがつて
ガス濃度異常の誤警報の頻発を抑止でき、またガ
ス濃度異常検出のための限界値や条件を使用対象
や目的によつて容易に設定したり、変更したりす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るガス濃度検出
装置のブロツク図、第２図、第３図は第１図のデ
ータ処理部で行なわれるガス濃度異常検出の異な
る二方式の概念を示すフローチヤート、第４図は
第１図の信号入力部からデータ処理部へのデータ
を示すグラフ、第５図はガス濃度とそのサンプル
値およびチエツク期間内のサンプル値の最小値の
関係を示すグラフ、第６図は炭鉱の坑内における
一酸化炭素ガスの濃度異常を変化量で検出する場
合を説明するためのグラフ、第７図はメタンガス
の濃度異常を絶対値で検出する場合を説明するた
めのグラフ、第８図は一般的なガス濃度検出グラ
フ、第９図はガス濃度とその変化量の関係を示す
グラフ、第１０図は炭鉱の坑内における一酸化炭
素ガス濃度の変化状況の一例を一般的に示すグラ
フである。１１……信号入力部、１２……データ処理部、
１３……CRT表示装置、１４……プリンタ、１
５……警報装置、１６……データ設定装置。

Claims

【特許請求の範囲】１第１の周期でガス濃度をサンプリング量子化
する入力手段と、この入力手段からの量子化デー
タを第２の周期で処理して１周期内の量子化デー
タの最小値をその周期のガス濃度の判定値として
出力する処理手段と、この処理手段で得られた判
定値が所定の限界値を超える事態が前記第２の周
期で予め定められた限界回数以上連続して出現し
た場合にガス濃度異常と判定する判定手段とを備
えたことを特徴とするガス濃度検出装置。２第１の周期でガス濃度をサンプリング量子化
する入力手段と、この入力手段からの量子化デー
タを第２の周期で処理し、今回の第２の周期内の
量子化データの最小値と前回の第２の周期内の量
子化データの最小値とを比較してその差を各周期
ごとにガス濃度の判定値として出力する処理手段
と、この処理手段で得られた判定値が所定の限界
値を超える事態が前記第２の周期で予め定められ
た限界回数以上連続して出現した場合にガス濃度
異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴と
するガス濃度検出装置。