JPH07260686A - 防爆型ガス検知部とその校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光等の媒体信号の通信により、ゼロ点調整及
びスパン調整等の操作を行う手段を備えた装置に備えら
れるフレームアレスタ構造を構成したセンサ室を有する
防爆型ガス検知部。 【構成】 ４枚以上の複数の編組金網を、網目が互いに
約４５°の偏位角を有するように重ね合わせた金網集合
体又は金網集合体をの接合面を融着して一体化した焼結
金網を通して、光等の媒体信号により防爆型ガス検知部
内の制御回路部と通信し得る発光素子及び受光素子を備
えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油化学コンビナー
ト、発電所等で使用されるガス監視装置において、光等
の媒体信号の通信により、ゼロ点調整及びスパン調整等
の操作を行う手段を備えた装置に備えられる火炎逸走阻
止エレメントを装着したフレームアレスタ構造を構成し
たセンサ室を有する防爆型ガス検知部に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の防爆型ガス検知部は光で通
信する場合は、図１４に示すように、表示窓１７ｂにガ
ラスＧを嵌入して設けて、その内側に発光素子８ｃ及び
受光素子９ｃを配置したセンサ室１２ｃに、外部から媒
体信号（光）をこの部分を通して行っている。本願出願
人による平成３年特許出願第２７６９６０号「集中監視
方法と装置」に開示されている防爆型ガス検知部の透明
窓は、強化ガラス製の透明板を嵌着してある。また、磁
気により防爆型ガス検知部内の電気回路を通して行って
いるものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、石油化学
コンビナート、発電所等で使用される従来のこの種防爆
型ガス検知部にあっては、爆発等の危険性のある場所に
設置されるために、防爆構造にしなければならないとい
う規定がある。さらに防爆構造の規定では、透明窓に用
いる透明板は次によるとしている。

【０００４】（１）透明板は、ＪＩＳ（Ｒ３２０６）に
規定する強化ガラス又はこれと同等以上の強度をもつ難
燃性物質を使用し、爆発の際、片面の温度上昇に十分耐
えるものでなければならない。 （２）透明板は、これを透明窓に取付けた状態で、質量
２００ｇの鋼球を２００ｃｍの高さから落下させても破
損しない強さをもたなければならない。 （３）透明板の取付けに当っては、これに危険な応力を
与えないようにしなければならない。 と規定している。

【０００５】すなわち、図１４に示す従来例のガス検知
器の要部断面図において、この規定に適合する従来の透
明板としては、ＪＩＳ（Ｒ３２０６）に適合する強化ガ
ラスＧが主に使用されるが、接合面の規定は、接合面の
スキの奥行きＬ及びスキＷについて、内容積２〜１００
ｃｍ^３においては前者１０ｍｍ以上、後者は０．１ｍｍ
以下となっている。この規定を満足させるには、強化ガ
ラスは現実には大きな寸法になり、また、そのような強
化ガラスＧを取り付けるセンサ室１２ｃ本体は大型で、
重量も大になって取り扱いに難点があり、コストも高価
になる嫌いがある。

【０００６】そのため、従来の防爆型ガス検知部では、
電気機器の防爆構造の規定に適合するように、専用の表
示窓１７ｂを設けて、光、磁気等の媒体信号によって通
信を行うことによって、検知作業を実施していたが、専
用の表示窓１７ｂを設けることは、コストの増大、大形
化を招くので、製品とした場合に不利であリ、また、磁
気による防爆型ガス検知部内の電気回路と通信する場合
は、回路構成が複雑になり、信頼性に欠けるという問題
があった。

【０００７】さらに、防爆構造にするためには、防爆型
ガス検知部のセンサ室１２ｃは、外部と接する部分の一
部の空隙を有する外壁の構造がフレームアレスタの規定
に適合する構造として、測定ガスの拡散が容易に可能な
ようにするとともに、このフレームアレスタは内部の爆
発によって損傷及び火炎の逸走しない構造とする必要が
あった。そして、このようなフレームアレスタ構造を具
備したセンサ室１２ｃには焼結金属を使用したものがあ
るが、空洞が極小で入り込んでいるので通気率が悪く、
目詰まりが甚だしいという実用上の欠点があった。

【０００８】そしてまた、従来の目詰まり検出は、実測
定ガスによってセンサの応答速度を測定して確認し、校
正しなければならないという余分な作業が必要であっ
た。

【０００９】そこで、本発明は、図１〜図１３に示すよ
うに、前記したような従来のセンサ室１２ｃが有してい
た課題を解決するために、４枚以上の金網を互いに偏位
角をもって重ね合わせた金網集合体２、又は前記金網集
合体２を融着して一体化した焼結金網１からなる火炎逸
走阻止エレメント１ａ（焼結金網）、１ｂ（焼結金網又
は金網集合体）を装着して、その内部にガスセンサ５を
収納したセンサ室１２とすることによって、前記の規定
に適合せしめるとともに、小型で、軽量で、コストの低
廉な防爆型ガス検出部３を提供しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記欠点を解決し、目的
を達成するための本発明の構成を、実施例に対応する図
１乃至図１３を用いて説明すると、本第１発明は、セン
サ室１２に内蔵したガスセンサ５並びに制御回路６に接
続され校正制御信号を受信する受光素子９及び信号を出
力する発光素子８の前面に、４枚以上の金網２を重ね合
わせ、その接合面を融着して一体化した焼結金網１から
なる火炎逸走阻止エレメント１ａ（焼結金網）、１ｂ
（焼結金網又は金網集合体）を装着し、校正用アダプタ
１１を、前記校正用アダプタ１１に内蔵した発光素子８
ａ及び受光素子９ａが、前記センサ室１２の受光素子９
及び発光素子８に、それぞれ相対配置するように着脱自
在に装着して、校正用信号設定器１０の発信する光通信
用の校正制御信号を送受信するとともに、防爆型ガス検
知部３の制御回路６からの校正結果の信号を発信して、
その結果を校正用信号設定器１０に内蔵する表示部１７
に表示させることを特徴とするセンサ室１２及び制御回
路６とからなる防爆型ガス検知部３である。

【００１１】また、第２発明は、前記防爆型ガス検知部
３のセンサ室１２に内蔵した受光素子９及び発光素子８
を、それぞれ連結素子１４，１４を介して配置し、その
前面に前記火炎逸走阻止エレメント１ａを装着して、着
脱自在の校正用アダプタ１１に内蔵した受光素子９ａ及
び発光素子８ａと相対配置した第１発明の防爆型ガス検
知部３である。

【００１２】さらに、第３発明は、火炎逸走阻止エレメ
ント１ｂを前面に装着したセンサ室１２に内蔵したガス
センサ５の制御回路６に、校正制御信号を受信する受光
素子９及び発光素子８と、着脱自在に装着して相対配置
した校正用アダプタ１１に内蔵した発光素子８ａ及び受
光素子９ａとの間において、校正用信号設定器１０の発
信する光通信用の校正制御信号を、伝導線１９を通し
て、前記校正用アダプタ１１の発光素子８ａから出力す
ることにより送信し、前記火炎逸走阻止エレメント１ｂ
を介して、センサ室１２に内蔵したガスセンサ５の制御
回路６に校正制御信号を受信入力する受光素子９に入力
して、前記防爆型ガス検知部３のゼロ調整、スパン校
正、リニアライズ校正等の校正操作を行い、防爆型ガス
検知部３のセンサ室１２に内蔵したガスセンサ５の制御
回路６からの校正結果の信号を、前記センサ室１２の発
光素子８から、前記火炎逸走阻止エレメントを介して、
前記校正用アダプタ１１の受光素子９ａに入力すること
により、前記校正用信号設定器１０に返信送信して、前
記校正信号設定器１０の表示部１７に表示させることを
特徴とするセンサ室１２と制御回路部６とからなる防爆
型ガス検知部３の校正方法である。

【００１３】第４発明は、前記火炎逸走阻止エレメント
１ｂを前面に装着したセンサ室１２に内蔵した発光素子
８及び受光素子９が、それぞれ連結素子１４，１４を介
して配置されたものである第３発明の防爆型ガス検知部
３の校正方法である。

【００１４】

【作用】本発明の防爆型ガス検知部３は、図９に構成の
装置に使用されるものであって、その機能は、防爆型ガ
ス検知部３と外部の校正信号設定器１０との間で媒体信
号の送受通信を行う。防爆型ガス検知部３は通常ガス濃
度を検出するものであるが、さらに校正信号設定機器１
０からの信号を受信して、ゼロ点、スパン校正、センサ
電圧調整、警報濃度設定、出力曲線のリニアライズを行
い、その結果を校正信号設定器１０に返信する。該校正
信号設定器１０は、この返信を受けてその内容を表示器
１７に表示する。

【００１５】校正信号設定器１０の校正アダプタ１１
は、防爆型ガス検知部３のガスセンサ室１２の受光素子
９及び発光素子８にそれぞれ相対する位置に、着脱自在
に嵌合し得るごとく焼結金網１を介して装着されるとと
もに、校正信号設定器１０の校正用アダプタ１１を、そ
の内蔵する発光素子８ｂ及び受光素子９ｂが、前記セン
サ室１２に着脱自在に嵌着できる形状として、ガス検知
部３からの返信を前記校正信号設定器１０の表示部１７
の表示により確認する。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。図中、図１乃至図１３は本発明の実施例をそ
れぞれ示す図であって、図１は防爆型ガス検知部３の内
部構造を示す平面断面図、図２は本発明のセンサ室１２
の要部断面図、図３はセンサ室１２の要部の縦断面図、
図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５はセンサ室１２の内部
構造と内蔵する制御回路６のブロック図及び校正用アダ
プタ１１の内部構造と結線関係を示す図、図６は別実施
例のセンサ室１２ｂの要部の縦断面図、図７は図６のＢ
−Ｂ断面図、図８は図６のセンサ室１２ｂの内部構造と
内蔵する制御回路６のブロック図及び校正用アダプタ１
１の内部構造と結線関係を示す図、図９は本発明のセン
サ室１２を使用した防爆型ガス検知部３のブロック図、
図１０はガスセンサ出力とガス濃度の補正前の特性を示
す図、図１１はガスセンサ出力とガス濃度の補正後の特
性を示す図、図１２は防爆規格に適合する火炎逸走阻止
エレメントを構成する金網を示す図、図１３は防爆規格
に適合する火炎逸走阻止エレメントの断面を示す図であ
る。

【００１７】焼結金網１の一例としては、０．１ｍｍ
φのステンレス線を、０．１５ｍｍの間隔で経緯方向
に、１００メッシュ相当に編組した金網を４枚、網目が
順次互いに３０°〜６０°（望ましくは４５°）の偏位
角を有するように重ねたものである。焼結金網１は、前
記の金網集合体を重錘で押圧し、電気炉で熔融温度近く
まで加熱して、網目は融着せず残存したまま、互いの接
合面を融着して一体に形成したものである。この焼結金
網１は、前記した耐圧防爆構造の透明窓に用いる透明板
と同じく防爆の火炎逸走防止方法の一つであり、取り付
け枠との接合面の規定のスキの奥行きＬとスキＷ（図１
４参照）に拘わらず「フレームアレスタ」の規定に適合
した構造として、その外形は強化ガラスＧよりはるかに
小さく形成できるので、取り扱いに便なるのみならず、
焼結金網１のコストも低廉であるので、装置全体のコス
トダウンに寄与するところも大きい利点がある。

【００１８】そして、前記一般用のガス検知部に使用さ
れる防塵金網は、防爆構造を採らないので、前記の「フ
レームアレスタ」の規定には適合しないが、火炎が逸走
するのを阻止する機能も有する通常の金網として使用さ
れる。

【００１９】また、このような構造の焼結金網１又は金
網２集合体は、塵埃等による目詰まりも容易かつ簡単に
除去することが可能で、通気率も常に最高の状態に保持
し易いので、ガス検出精度の確保に優れた利点がある。
図５にその構造を示すセンサ室１２は、ガスセンサ５と
ガスセンサ室１２内に発光素子８及び受光素子９を内蔵
した例で、図９のように校正信号設定器１０（ガスセン
サ５の感度を調整するためのテストガスを注入する部分
１３も含む）とセンサ室１２を焼結金網１又は金網２集
合体を通して光通信を行うものである。

【００２０】校正信号設定器１０から発する必要な情報
を、校正信号設定器１０側の発光素子８ａから検知部３
のセンサ室１２の受光素子９に焼結金網１又は金網２集
合体を通して信号を送る。検知部３のセン室１２側で受
光素子９により受光された光信号は、インタフェイスを
経由してＣＰＵにデータとして取り込まれ、校正信号設
定器１０から送られた情報に基づいて動作する。又逆
に、防爆型ガス検知部３からデータを受信する場合は、
センサ室１２側の発光素子ダイオード８から焼結金網１
又は金網２集合体を通して校正信号設定器１０側に送ら
れる。

【００２１】防爆型ガス検知部３が検出するガス濃度に
ついては、センサ室１２内のガスセンサ５の電圧出力が
増幅器により増幅され、Ａ／Ｄコンバータでディジタル
化されＣＰＵ１５に取り込まれる。図５はガスセンサ５
及び発光素子８、受光素子９を内蔵したセンサ室１２か
ら着脱可能な制御回路部６を組み合わせて一体にしたガ
ス検知部３を構成した例で、ガスセンサ５と同一室内に
発光素子８、受光素子９を備えた場合を示す。この発光
素子８、受光素子９から送受される信号はインタフェイ
スを経由してＣＰＵにデータとして取り込まれ、校正信
号設定器１０から送信された情報に基づいて動作する。

【００２２】而して、前記のセンサ室１２は、発光ダイ
オード等の発光素子８あるいは赤外線発光素子等を組み
込んで、媒体信号を発生可能にしてあり、校正信号設定
器１０には、前記媒体信号送信部なる発光素子８ａと信
号発信器１６との間は直接接続してある。

【００２３】図６は別実施例のセンサ室１２ｂの要部の
縦断面図で、その基本的構成は図３のセンサ室１２と変
わらないが、センサ室１２ｂ側の発光素子８、受光素子
９を制御回路部６に内蔵した例であって、センサ室１２
ｂの発光素子８、受光素子９までの間を連結素子１４，
１４により結合されたもので、機能としては前述と同一
である。図７は図６のセンサ室１２のＢ−Ｂ断面図、図
８は図６のセンサ室１２の内部構造と内蔵する制御回路
部６及びセンサ室１２ｂと制御回路部６を一体にしたガ
ス検知部３のブロック図及び校正用アダプタ１１の内部
構造と結線関係を示す図で、前記した図９のブロック構
成、作用によって、本発明のセンサ室部１２ｂを使用し
た防爆型ガス検知部３として同様に機能する。

【００２４】さらに図８はセンサ室１２ｂの内部にガス
センサ５と連結素子１４，１４を内蔵し、発光素子８、
受光素子９を内蔵した制御回路部６と組み合わせて、セ
ンサ室１２に、着脱可能な校正用アダプタ１１を備えた
構成とし、ガスセンサ５としては別の室（制御回路６）
内に発光素子８、受光素子９を備えた例を示す。

【００２５】ここで本発明防爆型ガス検知部を組み込ん
だガス濃度検出装置についてその機能を説明する。ま
ず、ガス調整の仕方について詳細に説明する。 ガスのない状態を確認して、校正信号設定器１０よ
りゼロ調整を指示する信号を送信する。 防爆型ガス検知部３よりゼロ調整終了を示す信号が
返送され、校正信号設定器１０の表示器１７に表示され
る。 前記を確認した後、校正アダプタ１１に所定濃度
のガスを注入し、センサ室１２に送る。 ガス濃度が安定した時点で、スパン調整を指示する
信号を送信する。 防爆型ガス検知部３よりスパン調整終了を示す信号
が返送され、校正信号設定器１０の表示器１７に表示さ
れる。 以上でガス濃度測定の調整が終了して、測定に入れる状
態となる。

【００２６】次にガス濃度−出力特性の補正の仕方を説
明する。図１０はガスセンサ出力とガス濃度の補正前の
特性を示す図、図１１はガスセンサ出力とガス濃度の補
正後の特性を示す図である。 あらかじめ測定しておいたガスセンサ濃度特性を元
に、ゼロ−フルスケール間の数ポイントのデータを前記
校正信号設定器１０により入力する。図１０はセンサ出
力とガス濃度の補正前の変化を示す。 入力したデータを元にして、出力カーブの補正を内
部ＣＰＵで行う。 補正終了の信号が防爆型ガス検知部３から返送され
てきて、図１１のように特性の補正ができたことを確認
できる。

【００２７】さらに焼結金網１の目詰まりを検知するに
は、ゼロ調整機能等を使って、光信号の返送の有無によ
って確認することができる。

【００２８】以上のゼロ調整のほかに、つぎのような調
整等の機能を必要に応じて付加することができる。セン
サ出力をアンプ回路で増幅した値を、ガスを検知した状
態において規定の出力に調整するスパン調整。個々互い
違う特性をもったガスセンサにおいて、ガス濃度−アン
プで増幅後のセンサ出力が比例するように行うリニアラ
イズ補正。ガス濃度に対して警報信号を出力する値の設
定を行うアラーム設定。センサの断線等の故障信号を出
力するモードの設定を行うトラブル設定。センサの種類
により印加電圧が異なるために行うセンサ電圧設定。点
検時にアラーム、トラブルの出力を解除するメインテナ
ンスモード。アンプで増幅後、センサ出力のピーク値を
維持するピークホールド。アナログ及びデジタルの出力
切り替え。リニアライズ処理をする前の値を出力するリ
ニアライズ解除。アンプ増幅、リニアライズの処理前の
値を出力するセンサの生出力の送信等である。

【００２９】以上本発明の代表的と思われる実施例につ
いて説明したが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造
のみに限定されるものではなく、本発明にいう前記の構
成要件を備え、かつ、本発明にいう目的を達成し、以下
にいう効果を有する範囲内において適宜改変して実施す
ることができるものである。

【００３０】

【発明の効果】本発明のセンサ室１２，１２ｂを有する
防爆型ガス検知部３は、内部に設けた媒体信号送受信部
の発光素子８、受光素子９と、外部の信号発信器１６の
出力を入力して送受信する校正用アダプタ１１との間
に、媒体信号の送受通信を行うことができる構造とした
ものである。

【００３１】ゼロ校正、スパン校正等の校正操作が簡便
に、かつ安全に行い得るので、装置の保守点検が容易に
行うことができるとともに、新たに専用の通信窓を設け
る必要がなく、小型でローコストな通信式のガス検知装
置を構成できるという効果をも併せて期待することが出
来るに至ったのである。

【００３２】さらにまた、光による通信の状態により、
ガスを検出するための金網集合体２や焼結金網１の汚れ
や目詰まりの検出ができるとともに、より信頼性の高い
検知が可能になるという従来のものには期待することが
出来ない顕著な効果を有するに至ったのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】防爆型ガス検知部の内部構造を示す平面断面図
である。

【図２】本発明のセンサ室１２の要部断面図である。

【図３】センサ室１２の要部の縦断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】センサ室１２の内部構造と内蔵する制御回路部
６のブロック図及び校正用アダプタ１１の内部構造と結
線関係を示す図である。

【図６】別実施例のセンサ室１２ｂの要部の縦断面図で
ある。

【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】図６のセンサ室１２ｂの内部構造と内蔵する制
御回路部６のブロック図及び校正用アダプタ１１の内部
構造と結線関係を示す図である。

【図９】本発明のセンサ室１２を使用した防爆型ガス検
知部３のブロック図である。

【図１０】ガスセンサ出力とガス濃度の補正前の特性を
示す図である。

【図１１】ガスセンサ出力とガス濃度の補正後の特性を
示す図である。

【図１２】防爆規格に適合する火炎逸走阻止エレメント
を構成する金網を示す図である。

【図１３】防爆規格に適合する火炎逸走阻止エレメント
の断面を示す図である。

【図１４】従来例のセンサ室の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 焼結金網 １ａ，１ｂ 火炎逸走阻止エレメント ２ 金網 ３ 防爆型ガス検知部 ５ ガスセンサ ６ 制御回路 ７ 端子部 ８ センサ室の発光素子 ８ａ 校正用アダプタの発光素子 ９ センサ室の受光素子 ９ａ 校正用アダプタの受光素子 １０ 校正信号設定器 １１ 校正用アダプタ １２ センサ室 １３ ガス注入口 １４ 連結素子 １５ ＣＰＵ １６ 信号発信器 １７ 表示部 １８ 信号設定部 １９ 伝導線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ室１２に内蔵したガスセンサ５並
   びに制御回路６に接続され校正制御信号を受信する受光
   素子９及び信号を出力する発光素子８の前面に、４枚以
   上の金網２を重ね合わせ、その接合面を融着して一体化
   した焼結金網１からなる火炎逸走阻止エレメント１ａを
   装着し、校正用アダプタ１１を、前記校正用アダプタ１
   １に内蔵した発光素子８ａ及び受光素子９ａが、前記セ
   ンサ室１２の受光素子９及び発光素子８に、それぞれ相
   対配置するように着脱自在に装着して、校正用信号設定
   器１０の発信する光通信用の校正制御信号を送受信する
   とともに、防爆型ガス検知部３の制御回路６からの校正
   結果の信号を発信して、その結果を校正用信号設定器１
   ０に内蔵する表示部１７に表示させることを特徴とする
   センサ室１２及び制御回路６とからなる防爆型ガス検知
   部３。
2. 【請求項２】 前記防爆型ガス検知部３のセンサ室１２
   に内蔵した受光素子９及び発光素子８を、それぞれ連結
   素子１４，１４を介して配置し、その前面に前記火炎逸
   走阻止エレメント１ａを装着して、着脱自在の校正用ア
   ダプタ１１に内蔵した受光素子９ａ及び発光素子８ａと
   相対配置した請求項１記載の防爆型ガス検知部３。
3. 【請求項３】 火炎逸走阻止エレメント１ｂを前面に装
   着したセンサ室１２に内蔵したガスセンサ５の制御回路
   ６に、校正制御信号を受信する受光素子９及び発光素子
   ８と、着脱自在に装着して相対配置した校正用アダプタ
   １１に内蔵した発光素子８ａ及び受光素子９ａとの間に
   おいて、校正用信号設定器１０の発信する光通信用の校
   正制御信号を、伝導線１９を通して、前記校正用アダプ
   タ１１の発光素子８ａから出力することにより送信し、
   前記火炎逸走阻止エレメント１ｂを介して、センサ室１
   ２に内蔵したガスセンサ５の制御回路６に校正制御信号
   を受信入力する受光素子９に入力して、前記防爆型ガス
   検知部３のゼロ調整、スパン校正、リニアライズ校正等
   の校正操作を行い、防爆型ガス検知部３のセンサ室１２
   に内蔵したガスセンサ５の制御回路６からの校正結果の
   信号を、前記センサ室１２の発光素子８から、前記火炎
   逸走阻止エレメント１ｂを介して、前記校正用アダプタ
   １１の受光素子９ａに入力することにより、前記校正用
   信号設定器１０に返信送信して、前記校正信号設定器１
   ０の表示部１７に表示させることを特徴とするセンサ室
   １２と制御回路部６とからなる防爆型ガス検知部３の校
   正方法。
4. 【請求項４】 前記火炎逸走阻止エレメント１ｂを前面
   に装着したセンサ室１２に内蔵した発光素子８及び受光
   素子９が、それぞれ連結素子１４，１４を介して配置さ
   れたものである請求項３に記載の防爆型ガス検知部３の
   校正方法。