JPH11160277A - 携帯型ガス計測器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作及び表示が簡単で、一般の人にも容易に
利用できるガス計測器を提供する。 【解決手段】 人間が着用するガスマスク形状のケース
１の目の部分にＬＣＤ表示器２、口の部分にガス入口３
を設ける。ガス入口３より導入された試料ガス中の特定
成分の濃度が高まるに伴い、ＬＣＤ表示器２上の表示は
「笑う」、「普通」、「泣く」を表現する表情に切り替
わる。これにより、子供から老人まで成分濃度の高低を
直感的に理解できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は大気等のガス中の特
定成分の濃度を測定するガス計測器に関し、特に、持ち
運び自在の携帯型のガス計測器に関する。本発明に係る
携帯型ガス計測器は、簡易的な環境測定、ガス漏れ検
知、工事保安・作業監視等に利用できるほか、環境保護
教育等、幅広い分野に利用が可能である。

【０００２】

【従来の技術】道路、工場周辺等の任意の場所において
大気中の窒素酸化物、二酸化硫黄、一酸化炭素等、各種
特定成分の濃度を簡易的に測定するには、持ち運びが容
易であって且つ価格も比較的安価なハンディタイプのガ
ス計測器が有用である。

【０００３】従来のこの種の携帯型ガス計測器は、ガス
センサ、ガス吸引用のポンプ、電気回路及び電池等の部
品を小型のケース内に収容し、そのケースの外面に表示
部と操作部とを備えている。使用者が操作部にて所定の
操作を行なうと、ポンプによりガス吸引口を通して試料
ガスがケース内部に吸引され、ガスセンサに送られた
後、測定済みの試料ガスはガス出口から排出される。試
料ガスに晒されたガスセンサの検出信号は電気回路に送
られ、該検出信号に基づき特定成分の濃度が計算され
る。そして、その結果が、例えばｐｐｍ等を単位とした
数値又はバーグラフ等でもって表示部の画面上に表示さ
れるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のガス
計測器は、専門家や取扱いの訓練を受けた者が使用する
ことを前提としており、そのため、操作が複雑であって
一般の人が使用することは困難であった。また、例えば
窒素酸化物等の大気中の有害成分の濃度が数値又はグラ
フでもって表示されても、一般の人にとってその多少を
感覚的に理解することは殆ど不可能であった。

【０００５】一方で、近年、環境問題に対する一般の人
の関心も増大しており、自らの周囲の環境状態を簡単に
測定するために、専門家以外の一般の人にも容易に使用
でき、又その結果を直感的に理解できるようなガス計測
器の要望が高まっている。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その目的とするところは、操作や表示の理解
が一般の人にも極めて容易であって、しかも任意の場所
に持ち運びが可能な携帯型ガス計測器を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る携帯型ガス計測器は、 a)人物若しくは擬人的な生物又は物体の、顔若しくは顔
を含む身体の一部又は全部を形取ったケースと、 b)該ケースの一部に設けられたガス入口と、 c)該ガス入口に供給された試料ガスを検出するガスセン
サと、 d)前記ケースの顔の部分に設けられた、人物若しくは擬
人的な生物又は物体の複数の表情を表現可能な表示手段
と、 e)前記ガスセンサにて検出された試料ガスの濃度を判定
して前記表示手段上の表情を決定する処理手段と、を備
えることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る携帯型ガス計測器で
は、ガス入口に特定成分を含む試料ガスが吹きかけられ
ると、ガスセンサは該ガス入口から導入された試料ガス
中の上記特定成分を検出し、該成分の量又は濃度に対応
した検出信号を処理手段に送る。処理手段は、例えば予
め既知の濃度の該特定成分を測定した結果に基づいて作
成され内部に記憶されている判定基準を参照することに
より、上記検出信号に対応するガス濃度が複数のガス濃
度範囲のいずれに属するのかを判定する。その各ガス濃
度範囲には表示手段上に表示する表情がそれぞれ予め対
応付けられて定められており、そのときのガス濃度範囲
に応じて表示すべき表情を選択する。これにより、表示
手段の画面上には、試料ガス中の特定成分の濃度のレベ
ルに応じた表情が表示される。

【０００９】具体的には、その表情は例えば「笑う」
「普通」「泣く」等の喜怒哀楽を表現するものとし、特
定成分の濃度が相対的に低いときには「笑う」等の喜び
を表わす表情、逆に特定成分の濃度が相対的に高いとき
には「泣く」又は「怒る」といった悲しみ又は怒りを表
わす表情とすると、一般の人が直感的に理解し易い。

【００１０】また、これらの表情は通常、目のみでもっ
て表わすことができるので、上記表示手段は、人物若し
くは擬人的な生物又は物体の顔の中の目の部分を画面と
して表示するものとするとよい。更に、その顔の中で口
は呼吸をする部分であるので、上記ガス入口はその人物
若しくは擬人的な生物又は物体の顔の中の口の部分に設
けるとよい。

【００１１】

【発明の効果】このように本発明に係る携帯型ガス計測
器によれば、試料ガス中の特定成分の濃度のレベルが人
物若しくは擬人的な生物又は物体の顔の中の段階的な表
情をもって表示されるので、一般の人にとってもその濃
度のレベルの高低が感覚的に容易に理解できる。また、
特に子供等の興味を引く表示であるので、自動車の排ガ
ス測定実験等の環境教育を行なう際に、教育的効果も大
きい。また、測定を行なうのに複雑な操作を要せずガス
入口を試料ガスに晒せばよいだけなので、子供から老人
まで簡単に使用することができる。

【００１２】更に、本発明に係る携帯型ガス計測器では
ポンプ等の機械的駆動部を有しないので、ガスセンサと
して定電位電解式ガスセンサ等の小型センサを使用する
ことにより、極めて小形且つ軽量化が図れ、ポケット等
に入れて気軽に持ち運びができ、様々な場所での測定が
行なえる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例による携帯型ガス計
測器を図１〜図４により説明する。図１は本実施例の携
帯型ガス計測器の外観を示す正面図（ａ）及び側面図
（ｂ）、図２は図１中のＬＣＤ表示器の表示パターンを
示す模式図、図３は本実施例のガス計測器の電気系の構
成図、図４は本実施例のガス計測器の動作を説明するた
めの図である。

【００１４】図１に示すように、本実施例の携帯型ガス
計測器は、人間が着用するガスマスク形状を有し樹脂か
ら成る手のひら程度の大きさのケース１を備え、ケース
１の上部には適宜のチェーンや紐を通すための孔を有す
る突起部１ａが形成されている。ケース１の目に相当す
る箇所には図形を表示可能なＬＣＤ表示器２が設けられ
ており、口に相当する箇所は膨出部１ｂを形成してお
り、その中央に円形状のガス入口３が設けられている。
ガス入口３には、ゴミ等が入り込むことを防止するため
に適宜の大きさのメッシュから成るフィルタが取り付け
られている。その膨出部１ｂ外周にはセンサキャップ５
が着脱自在に嵌合すべく用意されており、該センサキャ
ップ５はケース１の下部に連結部４を介して固着されて
いる。更に、ケース１の背面には電源スイッチ６が設け
られている。

【００１５】上記ＬＣＤ表示器２の表示パターンは予め
図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の３種類（各表示パター
ンをそれぞれパターンＡ、パターンＢ及びパターンＣと
する）が用意されており、それぞれガスマスクを着用し
た人間の顔の表情が「笑う」、「普通」及び「泣く」に
対応するようになっている。

【００１６】また、本実施例の携帯型ガス計測器は、図
３に示すように、上記ＬＣＤ表示器２と、各種特定成分
を検出するガスセンサ７と、検出された特定成分の濃度
に応じて所定の表示信号をＬＣＤ表示器２に送る信号処
理部１０と、ガスセンサ７、ＬＣＤ表示器２及び信号処
理部１０に電力を供給する電池８とから構成される。信
号処理部１０は、ガスセンサ７からの検出信号を受けて
不所望の周波数帯域の信号成分を除去するフィルタ１１
と、フィルタ１１の出力信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換部１２と、そのデジタル検出信号に対し後記
の判定処理を実行して、その特定成分の濃度が予め決め
られたいずれの濃度範囲に属するのかを判定する判定処
理部１３と、該判定処理部１３に付設され判定の基準と
なるゼロ点及びスパン点を決めるゼロ・スパン調整部１
４と、判定結果に応じてＬＣＤ表示器２に適当な表示を
させるＬＣＤ駆動部１６とから構成されている。なお、
信号処理部１０は例えば比較的安価な１チップマイクロ
コンピュータ等により実現することができる。

【００１７】ガスセンサ７としては、小型で且つ感度や
安定性の点で優れている定電位電解式ガスセンサを用い
るが、他の種類のガスセンサを用いてもよい。定電位電
解式ガスセンサは、電解液と被測定ガスとの接触面にガ
ス透過性の隔膜が設けられ、その隔膜の電解液側には作
用極（検知極ともいう）が形成され、作用極に対し電解
液を介して対極と参照極が配置され、参照極の電位を基
準としてこれに対する作用極の電位が一定に保たれ、対
極と作用極との間の電流により被測定ガス中の特定成分
濃度が検出されるものである。特に、被測定ガスが隔膜
を通過して作用極に至るガス拡散が反応系の律速段階で
ある場合、検出される電流値は成分濃度に比例する。検
出可能な成分は、主として、一酸化窒素（ＮＯ）、一酸
化炭素（ＣＯ）、二酸化硫黄（ＳＯ₂）、塩化水素（Ｈ
Ｃｌ）、メルカプタン、アルデヒド、アルコールなどで
あり、これら特定成分がガス入口３より導入されるとガ
スセンサ７の検出信号が得られる。

【００１８】次に、上記構成の携帯型ガス計測器の動作
を説明する。まず、上記判定処理部１３における処理動
作を図４を用いて説明する。上述のように、特定成分の
濃度とガスセンサ７の検出値はほぼ比例する。このた
め、予め既知の濃度の特定成分を含むガス及び該成分を
含まないガスを用いてそれぞれスパン点及びゼロ点を決
めると、その間に検量線を引くことができる。スパン点
とゼロ点との間の検出値及びスパン点より大きい検出値
は、その検量線に照らして成分濃度を概略的に求めるこ
とができる。ゼロ点及びスパン点を決めるゼロ・スパン
調整の方法については後述する。

【００１９】一方、本実施例では、ＮＯ濃度を基準にし
て表示を決めるようにし、成分濃度の範囲とそのときの
表示方法を以下のように対応付けることとする。 (1)成分濃度０〜０．８ｐｐｍ ： パターンＡ点灯 (2)成分濃度０．８〜１．２ｐｐｍ ： パターンＡとパターンＢとのフリッ カ (3)成分濃度１．２〜８ｐｐｍ ： パターンＢ (4)成分濃度８〜１２ｐｐｍ ： パターンＢとパターンＣとのフリッ カ (5)成分濃度１２ｐｐｍ以上 ： パターンＣ 上述のように検量線を参照してガスセンサ７の検出値か
ら成分濃度がわかるから、判定処理部１３では、検量線
を参照して、そのときの検出値に対応する成分濃度が上
記(1)〜(5)のいずれの濃度範囲に属するのかを直接判定
することができる。

【００２０】この携帯型ガス計測器では、例えば工場出
荷前の生産ラインの最終工程においてゼロ・スパン調整
が実行される。ゼロ・スパン調整方法の一例は次の通り
である。まず、上記ガス計測器を気密の調整室等に収容
し、標準的な大気等をゼロガスとしてガス入口３に導入
する。そして、この状態で電源スイッチ６をＯＮにす
る。ゼロ・スパン調整部１４は電源が投入されると、そ
の直後の所定時間（例えば３秒）内に読み込んだ検出値
ａをゼロ点として記憶する（ゼロ校正）。次に、既知の
濃度（１２ｐｐｍ）のＮＯを含むガスをスパンガスとし
てガス入口３に導入する。この特定成分に対応してガス
センサ７から検出値ｂが得られるから、調整者が調整用
可変抵抗１５を調整することにより、このときにＬＣＤ
表示器２上の表示がパターンＢとパターンＣとのフリッ
カ表示となるようにする。これによりスパン点が決まり
（スパン校正）、ガスセンサ７の感度のばらつき等が補
正される。

【００２１】なお、上記の特定成分に対してガスセンサ
７の検出感度は必ずしも同一ではないから、特定成分と
してＮＯを用いてゼロ・スパン調整を行なった場合に
は、他の特性成分に対しては１２ｐｐｍの成分濃度でパ
ターンＢとパターンＣとのフリッカ表示になるとは限ら
ない。従って、必要に応じて他の特定成分を用いてゼロ
・スパン調整を行なってもよい。

【００２２】使用者がこの携帯型ガス計測器を用いてガ
ス計測を行なう際には、まず通常の大気中でガス計測器
の電源スイッチ６をＯＮする。これにより、ゼロ・スパ
ン調整部１４は、このときの大気に対する検出値ｃをゼ
ロ点として記憶する。通常の大気であれば上記特定成分
の濃度は殆ど０ｐｐｍであるので、検出値ａと検出値ｃ
とはほぼ同じ値となる。そこで、これを０ｐｐｍと看做
すこととする。

【００２３】その後、使用者は試料ガスの排出源（例え
ば自動車の排気管の出口、ガス湯沸かし器の直上等）に
ガス入口３を向けて保持する。すると、試料ガスがガス
入口３より導入されて、試料ガスに含まれる上記特定成
分（例えばＮＯ）がガスセンサ７により検出される。こ
のときの検出値が判定処理部１３に入力されると、判定
処理部１３はゼロ・スパン調整部１４において得られて
いる図４中に示すような検量線を参照して、そのときの
検出値がいずれの成分濃度範囲に属するのかを判定す
る。そして、その判定結果をＬＣＤ駆動部１６へと送
る。ＬＣＤ駆動部１６は、この判定結果に応じてＬＣＤ
表示器２を表示させる。

【００２４】例えば、ガスセンサ７からの検出信号が図
４に示す検出値ｄである場合、判定処理部１３はこの検
出値ｄが上記(4)の成分濃度８〜１２ｐｐｍの濃度範囲
に属すると判定する。従って、ＬＣＤ表示器２にはパタ
ーンＢとパターンＣ、つまり「普通」の顔と「泣く」顔
とのフリッカ表示がなされる。使用者は、この表示を見
て成分濃度が比較的高いことを直感的に理解できる。

【００２５】非計測時にはセンサキャップ５をケース１
の膨出部１ｂに嵌合しておくことにより、ガスセンサ７
の機械的又は化学的な損傷を防止できる。

【００２６】なお、上記判定処理部１３では、Ａ／Ｄ変
換部１２より入力される検出値を順次判定し、その判定
結果に応じて表示を変化させているが、例えば一旦高い
成分濃度の表示に変化したならば、たとえ成分濃度が低
下しても表示を所定時間保持するように構成してもよ
い。これによれば、例えば、瞬間的に高い成分濃度が検
出されたことを使用者が確実に知ることができる。

【００２７】また、上記実施例では、ＬＣＤ表示器２の
みにより成分濃度の測定結果を知らしめるようにしてい
たが、例えば「泣き声」と「笑い声」の音源及び小型ス
ピーカをケース１に内蔵しておき、泣き顔のときには
「泣き声」、笑い顔のときには「笑い声」を発生させる
ようにしてもよい。このようにすれば、成分濃度の高低
の理解が一層容易になる。

【００２８】また、上記実施例ではガス計測器の外観形
状を人間の顔に装着するガスマスク形状としたが、擬人
化した動物やその他の架空のキャラクタ等、表情によっ
て喜怒哀楽を表現できるようなものを使用することがで
きることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による携帯型ガス計測器の
外観を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）。

【図２】 図１中のＬＣＤ表示器の表示パターンを示す
模式図。

【図３】 本実施例のガス計測器の電気系の構成図。

【図４】 本実施例のガス計測器の動作を説明するため
の図。

【符号の説明】

１…ケース ２…ＬＣＤ表示器 ３…ガス入口 ５…センサキャップ ７…ガスセンサ ８…電池 １０…信号処理部 １１…フィルタ １２…Ａ／Ｄ変換部 １３…判定処理部 １４…ゼロ・スパン
調整部 １５…調整用可変抵抗 １６…ＬＣＤ駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 a)人物若しくは擬人的な生物又は物体
   の、顔若しくは顔を含む身体の一部又は全部を形取った
   ケースと、 b)該ケースの一部に設けられたガス入口と、 c)該ガス入口に供給された試料ガスを検出するガスセン
   サと、 d)前記ケースの顔の部分に設けられた、人物若しくは擬
   人的な生物又は物体の複数の表情を表現可能な表示手段
   と、 e)前記ガスセンサにて検出された試料ガスの濃度を判定
   して前記表示手段上の表情を決定する処理手段と、 を備えることを特徴とする携帯型ガス計測器。