JPH1114572A - ガス分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で安価でありながらガスの分析を良好に
行うことができるガス分析装置を提供する。 【解決手段】 小型で安価でありながら高感度なセンサ
として知られている既存の熱式の流速センサ２０ａ，２
０ｂを用いて、測定用ガスＡの分析を比較対照用ガスＢ
との比較により行う。具体的には、流速センサ２０ａ，
２０ｂにより、流路１６ａ，１６ｂ内におけるガスの温
度差の変化を測定すると共に、制御部２１が、温度差の
変化の測定値と比較対照用ガスＢの固有値Ｋ_B とに基づ
いて、測定用ガスＡの固有値Ｋ_A を演算し、この演算し
た固有値Ｋ_A に基づいて測定用ガスの種類の判別を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種ガス（気体）
の分析を行うガス分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ガス配管工事を行って新規にガ
スの導通を行う場合や、既に配管中に何らかのガスが供
給されている場合にその配管中の既存のガスを別のガス
に切り換える場合等においては、配管中のガスが新たな
ガスに完全に置換されたか否かを判別する必要がある。
このガスの置換状態の判別方法としては、臭気検査やガ
スの燃焼テストを行うという方法が知られているが、そ
の他にもガスの種類をガス分析装置で具体的に分析する
ことにより判別を行うという方法がある。

【０００３】図９は、ガスの置換状態の判別を行う場合
に用いられる従来のガス分析装置の一構成例を示す図で
ある。図９に示した従来のガス分析装置１００は、配管
１０１に接続されて配管１０１中のガスの分析を行うこ
とにより、ガスの置換状態を判別するものであり、例え
ばブタンエアガス１０２が天然ガス１０３へ置換された
か否かを判別するものである。

【０００４】ここで、従来のガス分析装置１００は、例
えばガスの比重を測定することにより、ガスの分析を行
うものである。例えば、天然ガス１０２とブタンエアガ
ス１０３とでは、比重に約２倍の差があるので、ガス分
析装置１００により、配管１０１の内部のガスの比重の
変化を測定することで、ブタンエアガス１０３から天然
ガス１０２への置換状態を判定することができる。

【０００５】また、図９では、一つの配管１０１中のガ
スの分析を行う例について示したが、複数の配管中に供
給される複数のガスの分析を行うようなガス分析装置も
ある。ここで、複数のガスが供給される配管設備を有す
るものとしては、例えば、医療施設における配管設備が
ある。医療施設においては、治療用に複数のガスを用い
る場合があるため、その複数のガスを供給するための配
管設備がなされている。この設備は、複数のガスを供給
するための配管が並列的に複数設置されているものであ
り、例えば複数の配管中を酸素、亜酸化窒素（笑気ガ
ス；Ｎ₂ Ｏ）、空気等の複数のガスが独立して供給され
るようになっている。このような配管設備においては、
各配管中に所定のガスが正確に供給されているか否かを
判別することが医療ミスを防止する上でも重要であり、
そのためにガス分析装置が用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガス分析装置は、使用目的や適用箇所に応じて異なる構
成を採っており、装置も大型で高価であるという問題が
あった。例えば、新規にガスの導通を行う場合において
は、空気が所定のガスに置換されたことを判定するだけ
でよいため、単純に空気かその他のガスであるかを判別
するような簡便な装置であればよいのだが、従来では、
そのような簡便な装置が用いられていなかった。また、
例えば、医療施設で用いられるような複数のガスを供給
するための配管設備に対応したガス分析装置は、更に構
成が複雑であった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、小型で安価でありながらガスの分析
を良好に行うことができるガス分析装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のガス分析
装置は、熱伝導率を含むガスの固有値が未知の測定用ガ
スを供給する第１の供給路と、この第１の供給路から供
給された測定用ガスの比較の対照となり、熱伝導率を含
むガスの固有値が既知の比較対照用ガスを供給する第２
の供給路と、第１の供給路および第２の供給路から供給
される測定用ガスおよび比較対照用ガスの流量が等しく
なるよう調整する流量調整手段と、この流量調整手段に
より流量が調整された測定用ガスおよび比較対照用ガス
が通過する少なくとも１つのガス流路と、測定用ガスお
よび比較対照用ガスの各々がガス流路内を通過する際に
生ずるガス流路内における各々の温度差の変化を測定す
る測定手段と、この測定手段により測定された測定値と
比較対照用ガスの固有値とに基づいて、測定用ガスの固
有値を求める演算手段と、この演算手段により求められ
た固有値に基づいて測定用ガスの種類を判別する判別手
段とを備えている。

【０００９】このガス分析装置では、測定手段により、
測定用ガスおよび比較対照用ガスの各々のガス流路内に
おける温度差の変化が測定されると共に、演算手段によ
り、測定手段で測定された測定値と比較対照用ガスの固
有値とに基づいて、測定用ガスの固有値が求められる。
また、判別手段により、演算手段で求められた固有値に
基づいて測定用ガスの種類が判別される。

【００１０】請求項２記載のガス分析装置は、請求項１
記載のガス分析装置において、更に、測定用ガスおよび
比較対照用ガスの各々をガス流路内に通過させるか否か
を切り換える切換手段を備えている。

【００１１】このガス分析装置では、切換手段により、
測定用ガスおよび比較対照用ガスの各々をガス流路内に
通過させるか否かが切り換えられる。

【００１２】請求項３記載のガス分析装置は、請求項２
記載のガス分析装置において、更に、切換手段の切り換
えに応じて比較対照用ガスがガス流路内を通過し、比較
対照用ガスの温度差の変化が測定された場合に、その測
定値を記憶する記憶手段を備えている。

【００１３】このガス分析装置では、記憶手段により、
切換手段の切り換えに応じてガス流路内を通過した比較
対照用ガスの温度差の変化の測定値が記憶される。

【００１４】請求項４記載のガス分析装置は、請求項１
記載のガス分析装置において、測定手段が、ガス流路内
を通過する測定用ガスおよび比較対照用ガスの各々を加
熱する加熱手段と、この加熱手段により加熱されること
により、ガス流路内を通過する際に測定用ガスおよび比
較対照用ガスに生ずる各々の温度差の変化を検出する温
度センサとを含んで構成されている。

【００１５】このガス分析装置では、加熱手段で加熱さ
れることにより生じた測定用ガスおよび比較対照用ガス
の各々のガス流路内における温度差の変化が、温度セン
サにより検出される。

【００１６】請求項５記載のガス分析装置は、請求項１
記載のガス分析装置において、更に、判別手段による測
定用ガスの判別結果を通知する通知手段を備えている。

【００１７】このガス分析装置では、通知手段により、
測定用ガスの判別結果が通知される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１９】［第１の実施の形態］まず、本発明の第１
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１
の実施の形態に係るガス分析装置の構成を表すものであ
る。

【００２０】本実施の形態に係るガス分析装置１は、熱
伝導率等のガスの固有値が未知の測定用ガスＡを分析す
るものであり、例えば、地中に埋設されている配管（図
示せず）とガスメータ（図示せず）とを結ぶ配管２の途
中に装着されて、配管２を流れる測定用ガスＡのガスの
種類を分析するようになっている。このガスの分析は、
測定用ガスＡを、あらかじめ各種のガスの固有値が既知
である比較対照用ガスＢと比較することにより行われ
る。なお、測定用ガスＡの対照となる比較対照用ガスＢ
は、例えば酸素や天然ガス等が充填されたガスボンベ３
から供給される。

【００２１】ガス分析装置１は、配管２に接続されて測
定用ガスＡを装置内に供給する接続管１２ａと、ガスボ
ンベ３に接続されて比較対照用ガスＢを装置内に供給す
る接続管１２ｂと、これらの接続管１２ａ，１２ｂから
供給された測定用ガスＡおよび比較対照用ガスＢの流量
を調整する流量調整弁１３ａ，１３ｂと、この流量調整
弁１３ａ，１３ｂを通過した後の測定用ガスＡおよび比
較対照用ガスＢの流圧を検出する圧力検出器１４ａ，１
４ｂと、これら流量調整弁１３ａ，１３ｂおよび圧力検
出器１４ａ，１４ｂを介して測定用ガスＡおよび比較対
照用ガスＢが流入する流入口１５ａ，１５ｂと、この流
入口１５ａ，１５ｂから流入した測定用ガスＡおよび比
較対照用ガスＢが通過する流路１６ａ，１６ｂと、この
流路１６ａ，１６ｂを通過した後の測定用ガスＡおよび
比較対照用ガスＢを排出するための流出口１７ａ，１７
ｂとを備えている。また、ガス分析装置１は、流路１６
ａ，１６ｂ中に配置された流速センサ２０ａ，２０ｂ
と、この流速センサ２０ａ，２０ｂに接続された制御部
２１と、この制御部２１に接続された表示部２２および
音声出力部２３とを備えている。

【００２２】ここで、接続管１２ａ，１２ｂは、例えば
ゴム管あるいはビニル管で構成されるものであり、接続
管１２ｂが、本発明における第１の供給路に対応し、接
続管１２ａが、本発明における第２の供給路に対応す
る。

【００２３】また、流速センサ２０ａ，２０ｂは、測定
用ガスＡおよび比較対照用ガスＢの各々が流路１６ａ，
１６ｂ内を通過する際に生ずる流路１６ａ，１６ｂ内に
おける各々の温度差の変化を測定可能に構成されてお
り、例えば、熱式の流速センサにより構成される。な
お、熱式の流速センサは、一般的には、各種の流体の流
量を求めるため等に用いられるものであり、小型で安価
でありながら高感度なセンサとして知られているもので
ある。例えば、流量を求める場合には、流路内における
熱の移動が流路内を流れる流体の流速と関係することを
利用して流速を求め、この流速から流量が求められるよ
うになっている。ここで、流速センサ２０ａ，２０ｂが
本発明における測定手段に対応する。

【００２４】図２は、流速センサ２０ａ，２０ｂの一構
成例を示すものである。流速センサ２０ａ，２０ｂは、
流路１６ａ，１６ｂ内を通過する測定用ガスＡおよび比
較対照用ガスＢの各々を加熱するヒータ２４と、このヒ
ータ２４の両側に配置され、流路１６ａ，１６ｂ内を通
過する際に測定用ガスＡおよび比較対照用ガスＢに生ず
る各々の温度差の変化を検出する温度センサ２５Ａ，２
５Ｂとを備えている。この流速センサ２０ａ，２０ｂが
備えるヒータ２４および温度センサ２５Ａ，２５Ｂは、
例えば薄膜抵抗で構成される。

【００２５】流速センサ２０ａ，２０ｂ内では、ヒータ
２４および温度センサ２５Ａ，２５Ｂは、ガスの流れ方
向に沿って、温度センサ２５Ａ、ヒータ２４および温度
センサ２５Ｂの順番で配置されている。すなわち、温度
センサ２５Ａは、ガスＡ，Ｂの流れの上流側に配置さ
れ、温度センサ２５Ｂは、ガスＡ，Ｂの流れの下流側に
配置される。従って、流速センサ２０ａ，２０ｂは、ガ
スＡ，Ｂの流れ方向に沿ってガスＡ，Ｂの温度差の変化
を検出するようになっている。

【００２６】ヒータ２４は、温度センサ２５Ａ，２５Ｂ
が流路１６ａ，１６ｂ内の上流側と下流側において検出
可能な温度差をガスＡ，Ｂに対して生じさせるものであ
る。ここで、ヒータ２４が本発明における加熱手段に対
応する。

【００２７】図３は、ガス分析装置１における制御系の
構成を示すブロック図である。ガス分析装置１の制御系
は、ガス分析装置１の全体制御を行う制御部２１と、こ
の制御部２１に接続された前述の圧力検出器１４ａ，１
４ｂ、表示部２２、音声出力部２３、流速センサ２０
ａ，２０ｂ、および駆動回路２６とを備えて構成され
る。

【００２８】ここで、駆動回路２６は、流量調整弁１３
ａ，１３ｂに接続されて流量調整弁１３ａ，１３ｂを駆
動するものである。

【００２９】また、制御部２１は、ＣＰＵ（中央処理装
置）３１、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）３２、Ｒ
ＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３３、および入出
力ポート３５を備えており、これらを互いにバス３６に
よって接続して構成されている。ここで、入出力ポート
３５は、圧力検出器１４ａ，１４ｂ、表示部２２、音声
出力部２３、流速センサ２０ａ，２０ｂおよび駆動回路
２６を制御部２１に接続するためのものである。

【００３０】また、制御部２１は、ＲＡＭ３３をワーキ
ングエリアとして、ＲＯＭ３２に格納された各種プログ
ラムをＣＰＵ３１が実行することによって、ガスの分析
に必要な種々の機能を実現するようになっている。例え
ば、制御部２１は、圧力検出器１４ａ，１４ｂにおいて
検出されたガスの流圧に基づいて測定用ガスＡおよび比
較対照用ガスＢの流量を判断すると共に、この流量に応
じて、駆動回路２６を介して流量調整弁１３ａ，１３ｂ
を制御し、測定用ガスＡおよび比較対照用ガスＢの流量
の調整を行うような機能を有している。ここで、流量調
整弁１３ａ，１３ｂ、制御部２１、駆動回路２６が本発
明における流量調整手段に対応する。

【００３１】また、制御部２１は、測定手段としての流
速センサ２０ａ，２０ｂにより測定された測定値と、比
較対照用ガスＢの固有値とに基づいて、測定用ガスＡの
固有値を求める演算を行うと共に、この演算により求め
た測定用ガスＡの固有値に基づいて測定用ガスＡの種類
を判別するような機能を有している。ここで、制御部２
１が、本発明における演算手段および判別手段に対応す
る。なお、この演算手段および判別手段としての制御部
２１が行う演算および判別の手法については、後に詳述
する。

【００３２】表示部２２および音声出力部２３は、それ
ぞれＬＥＤ（発光ダイオード）および音声ブザー等で構
成されることにより、判別手段としての制御部２１によ
って判別された測定用ガスＡの判別結果を外部に通知す
ることが可能となっている。ここで、この表示部２２お
よび音声出力部２３が、本発明における通知手段に対応
する。

【００３３】図４は、本実施の形態に係るガス分析装置
１の機能を示す機能ブロック図である。この図に示すよ
うに、ガス分析装置１は、第１の供給路としての接続管
１２ｂおよび第２の供給路としての接続管１２ａから供
給される測定用ガスＡおよび比較対照用ガスＢの流量が
等しくなるよう調整する流量調整手段４１と、この流量
調整手段４１により流量が調整された測定用ガスＡおよ
び比較対照用ガスＢが流路１６ａ，１６ｂを通過する際
に生ずる流路１６ａ，１６ｂ内における各々の温度差の
変化を測定する測定手段４２と、この測定手段４２によ
り測定された測定値と比較対照用ガスＢの固有値とに基
づいて、測定用ガスＡの固有値を求める演算手段４３
と、この演算手段４３により求められた固有値に基づい
て測定用ガスＡの種類を判別する判別手段４４と，この
判別手段４４の判別結果を外部に通知する通知手段４５
とを備えている。

【００３４】なお、前述のように、流量調整手段４１は
流量調整弁１３ａ，１３ｂ、制御部２１および駆動回路
２６によって実現され、測定手段４２は流速センサ２０
ａ，２０ｂによって実現される。また、演算手段４３お
よび判別手段４４は、制御部２１によって実現され、通
知手段４５は表示部２２および音声出力部２３によって
実現される。

【００３５】次に、演算手段および判別手段としての制
御部２１において行われる測定用ガスＡの固有値の演算
および測定用ガスＡの種類の判別手法について説明す
る。

【００３６】まず、流路１６ｂ内の上流側と下流側にお
いて流速センサ２０ｂの温度センサ２５Ａ，２５Ｂによ
って測定された比較対照用ガスＢの温度が、それぞれＴ
_B1，Ｔ_B2であったとすると、流路１６ｂ内における比較
対照用ガスＢの温度差は、（Ｔ_B1−Ｔ_B2）であり、流路
１６ｂ内における比較対照用ガスＢの流量Ｑ_B は、以下
の式（１）で表される。なお、式（１）において、Ｋ_B
は、比較対照用ガスＢの温度差の変化を流量に変換させ
るための変換値であり、例えば熱伝導率や比熱を含む比
較対照用ガスＢの種類に応じた固有値である。本実施の
形態では、比較対照用ガスＢの種類があらかじめ分かっ
ているため、この固有値Ｋ_B の値は既知のものである。

【００３７】 Ｑ_B ＝Ｋ_B ×（Ｔ_B1−Ｔ_B2） ・・・（１）

【００３８】一方、流路１６ａ内の上流側と下流側にお
いて流速センサ２０ａの温度センサ２５Ａ，２５Ｂによ
って測定された測定用ガスＡの温度が、それぞれＴ_A1，
Ｔ_A2であったとすると、流路１６ａ内における測定用ガ
スＡの温度差の変化は、（Ｔ_A1−Ｔ_A2）であり、流路１
６ａ内における測定用ガスＡの流量Ｑ_A は、以下の式
（２）で表される。なお、式（２）において、Ｋ_Aは、
測定用ガスＡの温度差の変化を流量に変換させるための
変換値であり、例えば熱伝導率や比熱を含む測定用ガス
Ａの種類に応じた固有値である。本実施の形態では、測
定用ガスＡの種類はあらかじめ分かっていないため、こ
の固有値Ｋ_A の値は未知のものである。

【００３９】 Ｑ_A ＝Ｋ_A ×（Ｔ_A1−Ｔ_A2） ・・・（２）

【００４０】ここで、本実施の形態では、前述のように
流路１６ａ，１６ｂを通過する測定用ガスＡおよび比較
対照用ガスＢの流量は互いに等しくなるように流量調整
されるので、流量Ｑ_A と流量Ｑ_B の値は等しくなり、式
（１）および式（２）から、以下の式（３）が成立す
る。

【００４１】 Ｋ_A ×（Ｔ_A1−Ｔ_A2）＝Ｋ_B ×（Ｔ_B1−Ｔ_B2） ・・・（３）

【００４２】従って、測定用ガスＡの固有値Ｋ_A は以下
の式（４）で表される。

【００４３】 Ｋ_A ＝Ｋ_B ×（Ｔ_B1−Ｔ_B2）／（Ｔ_A1−Ｔ_A2） ・・・（４）

【００４４】ここで、この式（４）において、測定用ガ
スＡの温度差の変化（Ｔ_A1−Ｔ_A2）をＴ_Aとし、比較対
照用ガスＢの温度差の変化（Ｔ_B1−Ｔ_B2）をＴ_Bとする
と、以下の式（５）が算出される。

【００４５】 Ｋ_A ＝Ｋ_B ×Ｔ_B ／Ｔ_A ・・・（５）

【００４６】この式（５）から分かるように、測定用ガ
スＡの固有値Ｋ_A は、測定用ガスＡと比較対照用ガスＢ
との温度差の変化の比Ｔ_B ／Ｔ_A と、比較対照用ガスＢ
の固有値Ｋ_B との積により求められる。演算手段として
の制御部２１は、以上のような演算を行うことにより測
定用ガスＡの固有値Ｋ_A を演算することができる。

【００４７】また、以上のような演算により求められる
固有値Ｋ_A は、ガスの種類によって異なるので、判別手
段としての制御部２１は、この固有値Ｋ_A の値を求める
ことによってガスの種類を判別することができる。ここ
で、判別手段としての制御部２１が行うガスの種類の判
別は、測定用ガスＡの種類を具体的に判別するようにし
てもよいし、また、例えば、新規にガスの導通を行うよ
うな場合においては、単に空気が所定のガスに置換され
たことを判定するだけでよいため、単に測定用ガスＡと
比較対照用ガスＢとが同一のガスであるか否かを判別す
るだけでもよい。この場合には、比較対照用ガスＢとし
ては、空気または置換される所定のガスが用いられるこ
ととなる。

【００４８】次に、図５に示す流れ図を参照しつつ、本
実施の形態に係るガス分析装置１により行われるガスの
分析の動作について説明する。

【００４９】本実施の形態に係るガス分析装置１により
ガスの分析を行う場合には、まず、分析しようとする測
定用ガスＡが流れる配管２に接続管１２ａを接続すると
共に、測定用ガスＡの比較の対照となる比較対照用ガス
Ｂが充填されたガスボンベ３に接続管１２ｂを接続する
ことにより、測定用ガスＡおよび比較対照用ガスＢを接
続管１２ａ、接続管１２ｂから装置内に供給する（ステ
ップＳ１０１）。装置内に供給された測定用ガスＡおよ
び比較対照用ガスＢは、流量調整弁１３ａ，１３ｂが開
口されることにより、圧力検出器１４ａ，１４ｂを介し
て流入口１５ａ，１５ｂより流路１６ａ，１６ｂ内を通
過する。そして、流路１６ａ，１６ｂを通過した後のガ
スＡ，Ｂは流出口１７ａ，１７ｂより外部へ排出され
る。

【００５０】装置内に測定用ガスＡおよび比較対照用ガ
スＢが供給されると、次に、制御部２１は、圧力検出器
１４ａ，１４ｂにおいて検出されたガスの流圧が同一で
あるか否かを判断することにより、流路１６ａ，１６ｂ
内に流入した測定用ガスＡおよび比較対照用ガスＢの流
量が同一であるか否かを判断する（ステップＳ１０
２）。ここで、制御部２１が双方の流量が同一でない判
断した場合には（ステップＳ１０２；Ｎ）、流量調整弁
１３ａ，１３ｂにより、測定用ガスＡおよび比較対照用
ガスＢの流量の調整が行われ（ステップＳ１０３）、再
びステップＳ１０２のステップを繰り返す。

【００５１】一方、ステップＳ１０２において、制御部
２１が双方の流量が同一あると判断した場合には（ステ
ップＳ１０２；Ｙ）、流速センサ２０ａ，２０ｂによっ
て流路１６ａ，１６ｂ内における測定用ガスＡおよび比
較対照用ガスＢの温度差の変化を測定する（ステップＳ
１０４）。そして、制御部２１は、流速センサ２０ａ，
２０ｂによる温度差の変化に関する測定値に基づいて、
前述の方法で測定用ガスＡの固有値Ｋ_Aを演算する（ス
テップＳ１０５）。続いて、制御部２１は、演算した固
有値Ｋ_Aに基づいて、測定用ガスＡの種類を判別し（ス
テップＳ１０６）、最後に、この判別結果の通知を、表
示部２２への表示または、音声出力部２３による音声の
出力により行う（ステップＳ１０７）。

【００５２】以上説明したように、本実施の形態に係る
ガス分析装置１によれば、小型で安価でありながら高感
度なセンサとして知られている既存の熱式の流速センサ
２０ａ，２０ｂを用いて、測定用ガスＡの分析を比較対
照用ガスＢとの比較により行うことができる。具体的に
は、流速センサ２０ａ，２０ｂにより、流路１６ａ，１
６ｂ内におけるガスの温度差の変化を測定すると共に、
制御部２１が、温度差の変化の測定値と比較対照用ガス
Ｂの固有値Ｋ_B とに基づいて、測定用ガスＡの固有値Ｋ
_A を演算し、この演算した固有値Ｋ_A に基づいて測定用
ガスの種類の判別を行う。これにより、小型で安価であ
りながら、ガスの分析を良好に行うことができる。

【００５３】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第２
の実施の形態に係るガス分析装置の構成図である。な
お、以下の説明において、上記第１の実施の形態に係る
ガス分析装置１と同一構成部分については同一の符号を
付してその説明は省略する。

【００５４】本実施の形態に係るガス分析装置６０は、
圧力検出器１４ａ，１４ｂと流路１６ａ，１６ｂとの間
に設けられたガス切換器６１を備えて構成される。この
ガス切換器６１は、測定用ガスＡおよび比較対照用ガス
Ｂを流路１６ａ，１６ｂへ通過させるか否かを任意に切
り換えることが可能に構成されている。このガス切換器
６１の切り換え動作は、制御部２１の制御の基で行われ
るようにしてもよいし、手動で行われるようにガス切換
器６１を構成してもよい。

【００５５】また、本実施の形態に係るガス分析装置６
０は、ガス切換器６１の切り換えに応じて、比較対照用
ガスＢが流路１６ｂを通過した場合における比較対照用
ガスＢの温度差の変化の測定値を制御部２１のＲＡＭ３
３に記憶させることが可能となっている。ここで、制御
部２１のＲＡＭ３３が、本発明における記憶手段に対応
する。

【００５６】本実施の形態に係るガス分析装置６０は、
以上のように構成されていることにより、上記第１の実
施の形態に係るガス分析装置１と同様に測定用ガスＡと
比較対照用ガスＢとを同時に装置内に供給して測定用ガ
スＡの分析を行うことが可能であると共に、測定用ガス
Ａと比較対照用ガスＢとを別々に装置内に供給して測定
用ガスＡの分析を行うことが可能となっている。

【００５７】次に、図７に示す流れ図を参照しつつ、本
実施の形態に係るガス分析装置６０により行われるガス
の分析の動作について説明する。なお、以下の説明で
は、測定用ガスＡと比較対照用ガスＢとを別々に装置内
に供給して分析を行う場合についてのみ説明する。

【００５８】本実施の形態に係るガス分析装置６０で
は、まず、上記第１の実施の形態に係るガス分析装置１
の場合と同様に、接続管１２ａ、接続管１２ｂを配管２
およびガスボンベ３に接続する。そして、ガス切換器６
１を切り換えて、流路１６ｂに比較対照用ガスＢを供給
する（ステップＳ２０１）。次に、流速センサ２０ｂに
よって流路１６ｂ内における比較対照用ガスＢの温度差
の変化を測定し（ステップＳ２０２）、この測定値を制
御部２１がＲＡＭ３３に記憶させる（ステップＳ２０
３）。また、このとき、制御部２１は、圧力検出器１４
ｂにおいて検出された比較対照用ガスＢの流圧値も同時
にＲＡＭ３３に記憶させる。

【００５９】次に、ガス切換器６１を切り換えて、流路
１６ｂに測定用ガスＡを供給する（ステップＳ２０
４）。そして、制御部２１は、圧力検出器１４ａにおい
て検出された測定用ガスＡの流圧値と、ＲＡＭ３３に記
憶させた比較対照用ガスＢの流圧値とが同一であるか否
かを判断することにより、流路１６ａ内を通過した測定
用ガスＡの流量と、先に流路１６ｂを通過した比較対照
用ガスＢの流量が同一であるか否かを判断する（ステッ
プＳ２０５）。ここで、制御部２１が双方の流量が同一
でない判断した場合には（ステップＳ２０５；Ｎ）、流
量調整弁１３ａにより、測定用ガスＡの流量の調整が行
われ（ステップＳ２０６）、再びステップＳ２０５のス
テップを繰り返す。

【００６０】一方、ステップＳ２０５において、制御部
２１が双方の流量が同一あると判断した場合には（ステ
ップＳ２０５；Ｙ）、流速センサ２０ａによって流路１
６ａ内における測定用ガスＡの温度差の変化を測定する
（ステップＳ２０７）。そして、制御部２１は、測定用
ガスＡの温度差の変化に関する測定値と、先にＲＡＭ３
３に記憶させた比較対照用ガスＢの温度差の変化に関す
る測定値とに基づいて、前述の方法で測定用ガスＡの固
有値Ｋ_A を演算する（ステップＳ２０８）。続いて、制
御部２１は、演算した固有値Ｋ_A に基づいて、測定用ガ
スＡの種類を判別し（ステップＳ２０９）、最後に、こ
の判別結果の通知を、表示部２２への表示または、音声
出力部２３による音声の出力により行う（ステップＳ２
１０）。

【００６１】以上説明したように、本実施の形態による
ガス分析装置６０によれば、ガス切換器６１を設けて測
定用ガスＡと比較対照用ガスＢとを流路１６ａ，１６ｂ
へ通過させるか否かを切換え可能とすると共に、比較対
照用ガスＢの温度差の変化の測定値を制御部２１のＲＡ
Ｍ３３に記憶させることを可能としたので、測定用ガス
Ａと比較対照用ガスＢとを別々に装置内に供給して測定
用ガスＡの分析を行うことができる。これにより、一
旦、比較対照用ガスＢの温度差の変化の測定値をＲＡＭ
３３に記憶した後は、測定用ガスＡの供給を行うだけ
で、測定用ガスＡの分析を行うことができる。従って、
例えば、測定用ガスＡの分析を繰り返し行うような場合
には、測定用ガスＡの分析時間の短縮化を図ることがで
きる。また、上記第１の実施の形態に係るガス分析装置
１と同様に測定用ガスＡと比較対照用ガスＢとを同時に
装置内に供給して測定用ガスＡの分析を行うことが可能
であるから、状況に応じて測定用ガスＡの分析の態様を
選択することができる。なお。その他の効果は上記第１
の実施の形態と同様である。

【００６２】［第３の実施の形態］次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。図８は、本発明の第３
の実施の形態に係るガス分析装置の構成図である。な
お、以下の説明において、上記第１の実施の形態に係る
ガス分析装置１と同一構成部分については同一の符号を
付してその説明は省略する。

【００６３】本実施の形態に係るガス分析装置８０は、
圧力検出器１４ａ，１４ｂの後段に設けられたガス切換
器７１と、このガス切換器７１の後段に設けられ、ガス
切換器７１の切り換えに応じて測定用ガスＡおよび比較
対照用ガスＢのいずれか一方のガスが通過する流路７２
と、この流路７２を通過した後の測定用ガスＡおよび比
較対照用ガスＢを排出するための流出口７３とを備えて
いる。また、ガス分析装置８０は、流路７２中に配置さ
れ制御部２１に接続された流速センサ７４を備えてい
る。

【００６４】ガス切換器７１は、測定用ガスＡおよび比
較対照用ガスＢのいずれを流路７２へ通過させるように
するかを任意に切り換えることが可能に構成されてい
る。このガス切換器７１の切り換え動作は、制御部２１
の制御の基で行われるようにしてもよいし、手動で行わ
れるようにガス切換器７１を構成してもよい。

【００６５】流速センサ７４は、上記第１の実施の形態
における流速センサ２０ａ，２０ｂと同様の構成を採る
ものであり、測定用ガスＡおよび比較対照用ガスＢの各
々が流路７２内を通過する際に生ずる流路７２内におけ
る各々の温度差の変化を測定可能に構成されている。

【００６６】また、本実施の形態に係るガス分析装置８
０は、ガス切換器７１の切り換えに応じて、比較対照用
ガスＢが流路７２を通過した場合における比較対照用ガ
スＢの温度差の変化の測定値を制御部２１のＲＡＭ３３
に記憶させることが可能となっている。

【００６７】本実施の形態に係るガス分析装置８０は、
以上のように構成されていることにより、測定用ガスＡ
と比較対照用ガスＢとを別々に装置内に供給して測定用
ガスＡの分析を行うようになっている。すなわち、ガス
分析装置８０で測定用ガスＡの分析を行う場合には、ま
ず、ガス切換器７１を切り換えて、流路７２に比較対照
用ガスＢのみを供給し、流速センサ７４によって流路７
２内における比較対照用ガスＢの温度差の変化を測定す
る。そして、この測定値を制御部２１がＲＡＭ３３に記
憶させると共に、圧力検出器１４ｂにおいて検出された
比較対照用ガスＢの流圧値も同時にＲＡＭ３３に記憶さ
せる。

【００６８】次に、ガス切換器７１を切り換えて、流路
７２に測定用ガスＡのみを供給し、制御部２１により、
圧力検出器１４ａにおいて検出された測定用ガスＡの流
圧値と、ＲＡＭ３３に記憶させた比較対照用ガスＢの流
圧値とが同一であると判断された場合に、流速センサ７
４によって流路７２内における測定用ガスＡの温度差の
変化が測定される。そして、制御部２１は、測定用ガス
Ａの温度差の変化に関する測定値と、先にＲＡＭ３３に
記憶させた比較対照用ガスＢの温度差の変化に関する測
定値とに基づいて、前述の方法で測定用ガスＡの固有値
Ｋ_Aを演算すると共に、演算した固有値Ｋ_Aに基づいて、
測定用ガスＡの種類を判別し、最後に、この判別結果の
通知を、表示部２２への表示または、音声出力部２３に
よる音声の出力により行う。

【００６９】以上説明したように、本実施の形態による
ガス分析装置８０によれば、ガス切換器７１を設けて測
定用ガスＡおよび比較対照用ガスＢのいずれを流路７２
へ通過させるようにするかを切り換え可能にすると共
に、比較対照用ガスＢの温度差の変化の測定値を制御部
２１のＲＡＭ３３に記憶させることを可能としたので、
測定用ガスＡと比較対照用ガスＢとを別々に装置内に供
給して測定用ガスＡの分析を行うことができる。これに
より、一旦、比較対照用ガスＢの温度差の変化の測定値
をＲＡＭ３３に記憶した後は、測定用ガスＡの供給を行
うだけで、測定用ガスＡの分析を行うことができる。従
って、例えば、測定用ガスＡの分析を繰り返し行うよう
な場合には、測定用ガスＡの分析時間の短縮化を図るこ
とができる。また、ガス分析装置８０は、１つの流路７
２に設けられた１つの流速センサ７４により、測定用ガ
スＡおよび比較対照用ガスＢの温度差の変化の測定を行
うので、上記第１の実施の形態に係るガス分析装置１よ
りも流路の構成数を減らすことができ、更に小型で安価
な装置構成にすることができる。なお、その他の効果は
第１の実施の形態と同様である。

【００７０】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば、上
記実施の形態では、比較対照用ガスＢの供給手段として
酸素や天然ガス等が充填されたガスボンベ３を用いた
が、このガスボンベ３の代わりに、外気（空気）を吸入
するための吸入ポンプを使用してもよい。なお、比較対
照用ガスＢは、熱伝導率等のガスの固有値が既知のもの
であれば、酸素や空気に限定されず、その他の任意のガ
スを用いることが可能である。

【００７１】更に、上記実施の形態では、測定用ガスＡ
は、１つの配管２から供給される場合について示した
が、測定用ガスＡが複数の配管から供給される場合であ
っても本発明は適用される。この場合には、複数の測定
用ガスＡに対応して接続管１２ａ等が複数になるよう構
成するとよい。これにより、例えば、医療施設における
複数のガスが供給されるような配管設備に対応した良好
なガスの分析が可能となる。

【００７２】また、上記実施の形態では、測定用ガスＡ
の種類を判別するための固有値Ｋ_Aとして、温度差の変
化を流量に変換するための変換値を使用したが、温度差
の変化を流速に変換するための変換値や、単に比熱や熱
伝導率そのものの値を使用するようにしてもかまわな
い。

【００７３】また、上記第２および第３の実施の形態に
おいては、制御部２１の内部のＲＡＭ３３に比較対照用
ガスＢの温度差の変化の測定値を記憶するようにした
が、この記憶を制御部２１に外付される記憶手段により
行ってもよい。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項５のいずれかに記載のガス分析装置によれば、測定用
ガスおよび比較対照用ガスの各々のガス流路内における
温度差の変化の測定値と比較対照用ガスの固有値とに基
づいて、測定用ガスの固有値を求め、更に、この固有値
に基づいて測定用ガスの種類を判別するようにしたの
で、測定用ガスの分析を比較対照用ガスとの比較により
行うことができる。これにより、例えば、新規にガスの
導通を行う場合等において利用されるガスの置換状態の
判別用のガス分析装置を、複雑な構成を採ることなく提
供できる。また、測定手段としては、最低限ガス流路内
における温度差の変化を測定できるようなものであれば
よいため、小型で安価でありながら高感度なセンサとし
て知られている既存の熱式の流速センサ等を利用するこ
とが可能である。これにより、小型で安価でありなが
ら、ガスの分析を良好に行うことができるガス分析装置
を提供できるという効果を奏する。

【００７５】特に、請求項２記載のガス分析装置によれ
ば、切換手段により、測定用ガスおよび比較対照用ガス
の供給の切り換えが可能となるので、請求項１記載のガ
ス分析装置の効果に加え、測定用ガスおよび比較対照用
ガスの供給を別々に行うことができるという効果を奏す
る。

【００７６】また、特に、請求項３記載のガス分析装置
によれば、記憶手段により、ガス流路内を通過した比較
対照用ガスの温度差の変化の測定値の記憶が可能となる
ので、請求項２記載のガス分析装置の効果に加え、一
旦、比較対照用ガスの測定値を記憶した後は、測定用ガ
スの供給を行うだけで、測定用ガスの分析を行うことが
できる。従って、例えば、測定用ガスの分析を繰り返し
行うような場合には、測定用ガスの分析時間の短縮化を
図ることができる。また、温度差の変化の測定用のガス
流路の構成数を減らすことができるため、より小型で安
価な構成のガス分析装置を提供できるという効果を奏す
る。

【００７７】特に、請求項５記載のガス分析装置によれ
ば、通知手段により、測定用ガスの判別結果の通知が行
われるので、請求項１記載のガス分析装置の効果に加
え、装置の外部において判別結果を容易に知ることがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るガス分析装置
の構成図である。

【図２】図１における流速センサの詳細な構成を示す説
明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係るガス分析装置
の制御系の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るガス分析装置
の機能を説明するためのブロック図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係るガス分析装置
の動作を説明するための流れ図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るガス分析装置
の構成図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係るガス分析装置
の動作を説明するための流れ図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態に係るガス分析装置
の構成図である。

【図９】従来のガス分析装置の構成例を表す図である。

【符号の説明】

１，６０，８０ ガス分析装置 ２ 配管 ３ ガスボンベ １２ａ，１２ｂ 接続管 １３ａ，１３ｂ 流量調整弁 １４ａ，１４ｂ 圧力検出器 １６ａ，１６ｂ 流路 ２０ａ，２０ｂ 流速センサ ２１ 制御部 ２２ 表示部 ２３ 音声出力部 ２４ ヒータ ２５Ａ，２５Ｂ 温度センサ ６１，７１ ガス切換器 Ａ 測定用ガス Ｂ 比較対照用ガス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱伝導率を含むガスの固有値が未知の測
   定用ガスを供給する第１の供給路と、 この第１の供給路から供給された測定用ガスの比較の対
   照となり、熱伝導率を含むガスの固有値が既知の比較対
   照用ガスを供給する第２の供給路と、 前記第１の供給路および第２の供給路から供給される測
   定用ガスおよび比較対照用ガスの流量が等しくなるよう
   調整する流量調整手段と、 この流量調整手段により流量が調整された前記測定用ガ
   スおよび比較対照用ガスが通過する少なくとも１つのガ
   ス流路と、 前記測定用ガスおよび比較対照用ガスの各々が前記ガス
   流路内を通過する際に生ずる前記ガス流路内における各
   々の温度差の変化を測定する測定手段と、 この測定手段により測定された測定値と前記比較対照用
   ガスの固有値とに基づいて、前記測定用ガスの固有値を
   求める演算手段と、 この演算手段により求められた固有値に基づいて前記測
   定用ガスの種類を判別する判別手段とを備えたことを特
   徴とするガス分析装置。
2. 【請求項２】 更に、前記測定用ガスおよび比較対照用
   ガスの各々を前記ガス流路内に通過させるか否かを切り
   換える切換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
   のガス分析装置。
3. 【請求項３】 更に、前記切換手段の切り換えに応じて
   前記比較対照用ガスが前記ガス流路内を通過し、前記比
   較対照用ガスの温度差の変化が測定された場合に、その
   測定値を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請
   求項２記載のガス分析装置。
4. 【請求項４】 前記測定手段は、前記ガス流路内を通過
   する前記測定用ガスおよび比較対照用ガスの各々を加熱
   する加熱手段と、この加熱手段により加熱されることに
   より、前記ガス流路内を通過する際に前記測定用ガスお
   よび比較対照用ガスに生ずる各々の温度差の変化を検出
   する温度センサとを含んで構成されていることを特徴と
   する請求項１記載のガス分析装置。
5. 【請求項５】 更に、前記判別手段による測定用ガスの
   判別結果を通知する通知手段を備えたことを特徴とする
   請求項１記載のガス分析装置。