JPS5896243A - 可燃性気体濃度検出装置における質問方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、可燃性気体濃度検出装置における新しい質
問方法、およびその装置に関するものである。

各種の爆発力計が知られているが、大気中の可燃性気体
濃度は、白金フィラメント上の接触反応の燃焼を用いて
測定される。該燃焼には加熱効果があり、その為に抵抗
値が変化する。この抵抗値の変化は、直流電源から供給
され該フィラメントを挿入したホイートストーンブリッ
ジ抵抗値測定器において、電圧の不平衡を起こすのに使
用され、この電圧の不平衡が最終的に測定される。

多孔性かつ耐火性の材料で表面を覆ったひとつの金属フ
ィラメントで構成された可燃性気体濃度検出装置もまた
知られている。

これら各種の可燃性気体濃度検出装置において、特に自
動爆発力計では、断続的な質問方法が、一般的に用いら
れている。ある気体に対しては、特にメタン気体の場合
には、高濃度の気体（たとえば、気体濃度が該気体の性
質によって決定されるあるしきｈ値を越えている場合）
の大気中での検出においては、検出装置に対する質問の
結果は、検出装置から発せられる測定信号の逆転によっ
て、一般に構成される。この現象を得る為には、一般に
フィラメント固有の取り扱いが必要である。

この発明が解決すべき問題点について、以下に述べる。

即ち、検出装置から発せられる信号の逆転を用いて、大
気中の高濃度気体の濃度検出を行う場合、検出の確実性
は、完全に保障されない。

特に、断続的な質問検出装置になすようにした自動検出
装置では、この傾向が著しい。更に正確に述べれば、測
定信号の逆転という現象には再現性がなく、この為、あ
る検出装置では、新しい状態においても、不明瞭な表示
を行う可能性があることが指摘されてきた。

この発明の目的は、以上説明したような高濃度の可燃性
気体濃度検出の信頼性の問題を、完全かつ確実に解決す
ることにある。

この発明によれば、可燃性気体濃度の検出装置における
新しい質問方法が、大気中における可燃性気体濃度が、
事前に設定した敷居値よりも大きいか小さいかを、明瞭
に示すことが可能となる。

この発明によれば、その方法の本質的な特徴は以下の通
りである。質問シーケンスを行う時点零から時点【１ま
での第１段階において、検出装置には第１の電圧■１が
供給され、正の信号が検出された時点から、電圧■１の
供給は停止される。

次に、もしも検出装置から発せられた信号が、時点（１
まで負あるいは零であれば、質問シーケンスの時点【１
から時点ｔ２までの第２段階にお０て、検出装置には第
１の電圧■１よりも大きｌ／）第２の電圧■２が供給さ
れる。それから、時点ｔ２において、信号の最大振幅が
測定される。

この発明による高濃度の可燃性気体濃度検出に対する方
法の適用は、以下の通りである。今もしも、第１段階に
おいて、信号が正となれば、酸化が起っており、高濃度
の可燃性気体が大気中Ｉこ存在している。この場合、フ
ィラメントを使用した測定を持続することは必要ではな
い。もし、本発明方法の第１段階の間、信号が負あるい
は零のままであれば、結果が得られず、電圧■１よりも
大きな電圧■２により測定を持続することが必要である
。もしも、本発明方法の第２段階の間において測定され
た信号が負であれば、信号の逆転が発生し、可燃性気体
は高濃度であることがわかる。

逆に、もしも本発明方法の第２段階の最後に測定された
信号が正であれば、気体は低濃度であり、気体濃度は信
号の最大振幅により測定される。この測定により供給さ
れた量に応じて可燃性気体濃度の事前に設定したしきい
値と比較して、警告装置を作動させたりさせなかったり
する。

この発明の方法によれば、作用パラメーターｔ１、ｔ２
、ｖｌ、■２の選択は、考慮中の可燃性気体の性質に依
存しており、一般に以下に述べる使用者の２つの要求に
応じる。即ち、要求の１つは、質問を行う全期間【２が
長すぎてはいけないことであり、もう１つの要求は、あ
らゆる種類、型の検出装置に、本発明方法が適用でき、
またその方法が不明確な結果を決して導びかないことで
ある。

この発明において可燃性気体とは、例えば一方では１個
から４個の炭素原子を含む飽和炭化水素気体であり、他
方ではエチレン気体であると理解されたい。

メタン気体の場合、前述の要求を満足する為には、現在
使用されている検出装置では、以下に示すようなパラメ
ーターを選択することが望ましいことを、発明者は見出
した。即ち、時間【１は０゜５から０．７秒の間に、時
間【２は１．９から２秒の間に、電圧■１は０．９から
１．０ボルトの間に、電圧■２は１．２から１．４ボル
トの間に選択することが望ましい。

この発明によれば、０％から１００％までのいかなる可
燃性気体濃度に対しても、その方法は、大気中の可燃性
気体濃度の測定に関して、信頼性を完全に保障する。

またこの発明によれば、１種類の電圧■２による質問方
法と比較して、更に以下のような長所を持っている。実
際、１種類の電圧による質問方法では、高濃度可燃性気
体（例えば濃度３０％以上のメタン気体〕の濃度を繰り
返し測定すると、検出装置のフィラメント上に炭素の沈
殿物を生じる分解現象の発生の為、信号曲線の特徴が変
化していくことが知られている。この発明によれば、処
理の第１段階において、正の信号を一度発した検出装置
を、停止することにより、この寄生現象の発生が明確に
防止される。

最後に、この発明による方法は、広い範囲の適用が可能
であり、またフィラメントの性質には依存しない。

さらに測定ブリッジを用いる場合には、そのブリッジが
信号の逆転現象を呈するか否かに拘わらず、極性をもつ
、いかなる振幅の不平衡信号を供給するいかなる測定ブ
リッジにも適用できるものである。

この発明による方法は石炭鉱山でのメタン気体濃度検出
装置への適用が特に有益である。

またこの発明は上述の方法を実施するための雰囲気中に
おける可燃性ガスの濃度検出装置を提供するものである
。

以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明する。

第１図に示されているように、この装置は、−検出装置
４と、 一検出装置４から供給された極性を有する不平衡な信号
３の増幅装置５と、 一電源装置７から得られる２種類の電圧■１とｖ２を供
給する、一端はスイッチ２を介してアースされており、
他端はスイッチ３を介して検出装置４に接続されている
減圧回路１と、 −増幅装置５から出力された信号Ｓの符号および／また
は最大振幅により、スイッチ２を制御する弁別器６と、 一質問シーケンスを初期化しスイッチ３を作動させるこ
とができるタイムベース８を、備えている。

検出装置４は、例えば、検出用フィラメントＦと補償用
フィラメントＦ′と１つの抵抗、およびポテンショメー
ターに直列に接続された他の１つ抵抗により、４本の腕
が別々に形成されているホイースストーンブリッジ抵抗
値測定器により構成されている。ポテンショメーターの
零点調整は、可燃性気体のいかなる形跡も不在である状
態中において行なわれる。大気中において可燃性気体の
存在の検出期間中は、質問信号を受けたホイーストーン
ブリッジは、一般に１つの電圧である不平衡な信号Ｓを
発する。

増幅装置５は、直流電流増幅器であり、その電源は正の
電圧発生装置から供給される。その増幅装置５は信号Ｓ
をより大きな電圧である信号Ｓに増幅する。

電圧供給回路１は、正の電圧発生装置から供給された電
圧を、電圧■１あるいは■２のどちらかに選択して、減
圧することができる回路を含んでいる。電圧■１は■２
よりも小さい。正の電圧発生゛装置は、１つ以上の乾電
池、１つの蓄電池、あるいは商用電源から供給され、か
つ望ましくは安定回路を含む変圧器と整流器により構成
されてよい。スイッチ２と３は、公知のどのような型の
スイッチでもよいが、電子的なスイッチが有利である。

弁別器６は、論理演算を実行する回路により構成されて
おり、信号Ｓの符号と最大振幅により、あるいは信号Ｓ
の符号または最大振幅により、スイッチ２を制御する。

質問シーケンスを初期化するタイムベース８は、手動的
方法あるいは電気的方法により制御される。

この発明による装置には、以下に述べるような警告シス
テム９を付加してもよい。即ち、警告システム９は、信
号Ｓの符号および／または最大振幅により制御され、増
幅装置５に、あるいは第１図に示すように弁別器６に接
続される。警告は、聴覚的かつ視覚的方法、あるいは聴
覚的または視覚的方法のどちらでもよい。最後に、この
発明による装置には、更に増幅装置５に接続されており
、信号Ｓの最大振幅を可燃性気体濃度に変換することが
できる、該信号処理システムを付加してもよい。

この発明による装置は以下のような順序で作動する。即
ち、まず時点ｔ＝Ｑにおいて、質問ンーケンスの初期化
によって、前もって開にされていたスイッチ２と３が、
閉とされる。スイッチ３は電圧ｖ１の方へ閉じられる。

次に時点【１において、もしも信号Ｓが正であれば弁別
器６によりスイッチ２は開とされ、それに伴い警告信号
が発せられる。時点【１において、もしも信号Ｓか負あ
るいは零であれば、弁別器６によりスイッチ２は閉の状
態で維持され、タイムベース８は、スイッチ３を電圧■
２の方へ閉じ、このよ引こして、質問シーケンスの第２
段階が開始される。質問シーケンスの終了にあたる時点
【２におし）て、もしも信号Ｓが負あるいは零のままで
あれば、付加された警告システムが作動される。もしも
信号Ｓカ≦正であれが、信号Ｓの電圧が、事前に設定さ
れた可燃性気体濃度のしきい値に相当する電圧よりも大
きい場合のみ、付加された警告装置が作動する。

最後に、時点ｔ２において、弁別器６＆こよりスイッチ
２が開とされ、タイムベース８によりスイ゛ンチ３が開
とされる。以上に述べた作動のあらゆる場合において、
この発明による装置と協動する信号Ｓを処理するシステ
ムにより、検出された可燃性気体濃度を知ることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用される可燃性気体濃度検出装置
の一実施例のブロック図である。 １・・・減圧器、２．３・・・スイッチ、４・・・検出
装置、５・・・増幅装置、６・・・弁別器、７・・・電
源装置、８・・・タイムベース、９・・・警告システム
。 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和５７年特許願第　２０４４３３　　　　号２、発明
の名称 可燃性気体濃度検出製雪における質問方法および装置３
、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　　フランス国　エフ−７５００８パリ、アブニ
ュ・〜レシエ　９番名称　シャルボナージュ・ドウ・フ
ランヌ４代理人 ５、補正命令の日付　　自　発 ２１５−

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）極性を有する不平衡な信号を供給する可燃性気体
   濃度の検出装置に対する質問方法であって、質問を行う
   時点零から時点【ｌまでの第１段階において、上記検出
   装置に低電圧■１が供給され、正の信号が検出された時
   点で、その電圧供給は停止され、もしも検出装置から発
   せられた信号が、時点（１まで負あるいは零であれば、
   質問の反復の行う時点ｔ１から時点ｔ２までの第２段階
   において、検出装置には電圧■１よりも高い電圧■２が
   供給され、時点【２において、−信号の最大振幅が測定
   されることを特徴とする質゛開方法。
2. （２）時点【１は０．５と０．７秒の間に、時点ｔ２は
   １．９から２秒の間に、電圧■１は０．９がら１．０ボ
   ルトの間に、電圧ｖ２は１．２から１．４ボルトの間に
   あるようにした特許請求の範囲第１項に記載された質問
   方法。
3. （３）メタン気体濃度検出に適用されるものである特許
   請求の範囲第１項と第２項のいずれかに記載された質問
   方法。
4. （４）検出装置４と、該検出装置から供給され、極性を
   有する不平衡な信号Ｓ用の増幅装置５、および一方はス
   イッチ２を介してアースされ他方はスイッチ３を介して
   検出装置４に接続され、電源装置７から得られた２種類
   の電圧ｖ１と■２を供給する減圧回路１を備え、増幅装
   置５から出力された信号Ｓの符号と最大振幅により、あ
   るいは信号Ｓの符号または最大振幅によりスイッチ２を
   制御する弁別器６、および質問シーケンスで初期化を行
   いスイッチ３を作動させることができるタイムベース８
   をさらに含んでいることを特徴とする大気中の可燃性気
   体濃度の検出装置。
5. （５）信号Ｓ符号およＪまたは最大振幅により制御され
   る、増幅装置５に接続された警告装置を含んでいること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載された装置。
6. （６）信号Ｓの符号および／または最大振幅により制御
   される、弁別器６に接続された警報システムを含んでい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載された
   装置。
7. （７）増幅装置５に接続された、信号Ｓの最大振幅を可
   燃性気体濃度に変換することが可能な信号処理システム
   を、付加的に含んでいることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項ないし第６項のいずれかに記載された装置。
8. （８）信号Ｓの処理システムに接続された、可燃性気体
   濃度の表示システムを含んでいることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項に記載された装置。