JPS6029642A - メタンガス濃度測定法およびその装置 - Google Patents

メタンガス濃度測定法およびその装置

Info

Publication number
JPS6029642A
JPS6029642A JP58136727A JP13672783A JPS6029642A JP S6029642 A JPS6029642 A JP S6029642A JP 58136727 A JP58136727 A JP 58136727A JP 13672783 A JP13672783 A JP 13672783A JP S6029642 A JPS6029642 A JP S6029642A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wavelength
band
methane gas
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP58136727A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0220935B2 (ja
Inventor
Akio Shinohara
篠原 彰男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP58136727A priority Critical patent/JPS6029642A/ja
Priority to DE19833334264 priority patent/DE3334264A1/de
Priority to US06/536,051 priority patent/US4567366A/en
Publication of JPS6029642A publication Critical patent/JPS6029642A/ja
Publication of JPH0220935B2 publication Critical patent/JPH0220935B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08Optical fibres; light guides

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

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LNGタンカー、LNGタンク、さらには炭
鉱坑道内などの測定地点が遠く離れてい゛る箇所でのメ
タンガスの濃度の測定に好適なメタンガス濃度測定法お
よびその測定装置に関づる。
メタンガスは燃料用ガスとして極めて重要なものであり
、天然ガスなどに多量に含まれている。
特に近年都市ガスの高カロリー化に伴って都市ガスに天
然ガスを利用することが多くなっている。
したがって、都市ガスの漏出によるガス爆発等を未然に
防止するために地下街、高層ビル等の特定地域における
メタンガスの漏出を確実に、迅速に検知し、警報を発す
る安全システムの開発が急務とされている。
また、メタンカスは炭鉱内に発生する炭鉱ガスの主成分
であり、炭鉱ガスによるガス爆発あるいはこれが引き金
となる炭塵爆発を未然に防止(るためにも、同様のシス
テムが必要とされている。
しかしながら、従来から用いられている接触燃焼式、熱
伝導式、半導体式などのメタンガスセンリーは、その動
作原理からしてカス選択性、応答性が不十分で周囲の共
存ガスおよび温度、湿度によって影響を受【プやすく、
信頼性に不満があった。
そのため、測定条件の厳しい採掘現場等には不適であり
、また実時間測定し回動である。しかも、遠隔監視、遠
隔測定の場合電気信号が送受されることから電vA誘導
による誤報やケーブル損傷による事故誘発などの危険性
も無視することができないなどの問題かある。
このような問題を解決するために、本発明者は先に、メ
タンガスが1.6μm帯、1.3μm帯に特性吸収を有
することおよび1.6μm帯、1.3μm帯の光は、一
般の通信用石英系光ファイバの最も伝送損失の小さい帯
域であることに塁づいたメタンガス濃度測定法およびそ
の装置を特願昭57−166836号と特願昭58−8
6770として提案した。これらの測定法は、1.6μ
m帯と 1.3μm帯の光の少くとも1つ以上の波長域
において伝送損失か小さい光ファイバによって雰囲気ガ
スが流出入する測定セルに伝送し、測定セルでメタンガ
スの特性吸収波長である1、666μmと1,331μ
mの少くとも1つ以上の波長での吸収がなされた後の光
を1.6μm帯と1.3μm帯の少くとも1つ以上の波
長域において伝送損失が小さい光ファイバによって帯域
透過フィルタに送り、上記メタンガスの吸収波長く測定
波長)とそれ以外の波長(参照波長)との光に分光し、
これら測定波長と参照波長の光をそれぞれ光検出器に送
り、これら光の強度比をめ、これによって上記測定セル
中のメタンガス濃度を測定するものである。
しかしなから、この測定法によれば、上記問題点は解決
されるものの得られた測定値がより信頼性のあるメタン
ガス濃度を表示しているかどうか判断がつかない場合が
あった。
ずなわら、被測定ガス中にメタン以外の炭化水素系カス
、例えばプロパン等が微mk:混在した場合、これら炭
化水素系カスは1.6μm (4近または1.3μm 
(り近に特性吸収を有しているため、得られる測定値か
らは被測定ガス中にメタン以外の炭化水素系ガスが存在
ゼずメタンガスのみの濃度を測定しているのかあるいは
上記炭化水素系カスが混入しメタン以外の炭化水素系ガ
スとの混合物の濃度を測定しているのか判断がつかない
ことがあった。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、参照波長
の光を複数採り、測定波長の光との比を複数個とること
によって信頼性を増そうとづるものであつC1厳しい測
定条件下でも信頼性が高く、実時間測定ができ、かつ極
めて遠隔の監視J3よび測定が行え、事故誘発等の危険
性がなく、さらにメタン以外の炭化水素系ガスの妨害の
有無を判断づることのできるメタンカスil1度測定法
およびその装置を提供することを目的とするものである
以下、図面を参照しながらこの発明の詳細な説明する。
この発明は、近年光通信用に開光された、例えば石英系
光ファイバのような光ファイバが、波長1.0〜1.8
μmで極めて伝送損失が低く、また、この波長域内の1
.3μm付近および1.6μm付近にメタンガスの特性
吸収があり、さらに 1.3μmおよび1.6μmのメ
タンガスの特性吸収帯の附近には水蒸気(1−40)お
よび二酸化炭素(CO2)による吸収がほとんどないと
いう知見に基づいてなされたものである。
第1図は石英系光ファイバの波長0.6μm1〜1.8
μmの波長域における伝送損失を示すグラフである。こ
のグラフから明らかなように波長1.1〜1.1μmで
は伝送損失は1dB/km以下であり、特に 1.6μ
m付近では0.26B/kmと言う超低損失を示してい
る。このような超低損失の光ファイバを光伝送路とすれ
ば、遠隔地に存在するメタンガスの濃度を吸光光度法に
よって測定できる可能性の生じることがわかる。
第2図おにび第3図は、この発明の対象どなるメタンガ
スの14性吸収を示づもので、第2図のグラフはメタン
カスの1.33μn1帯の特性吸収を示し、1.331
μ01に強度の強い吸収バンドがあるこがわかる。第3
図のグラフはメタンカスの1.66μn1帯の特性吸収
を示し、 1,666μn1に比較的強度の強いブロー
ドな吸収バンドのあることがわかる。イして、これらの
2つの吸収バンドのイ」近には1イ20.CO2の特性
吸収帯がほとんど存在しないことが別の測定によって確
められた。
しかし、」二連のように 1.6μm 4t’tあるい
は 1.3μm帯にはメタン以外の炭化水素系ガスの特
性吸収帯が存在覆ることがわかっている。
したがって、例えば石英系光ファイバを光伝送路どし、
波長1.G6C1μmど 1.33171mのメタンカ
ス特性吸収波長く測定波長)を少くとも1つ利用づれば
、遠隔地にあるメタンガスを共存H20、CO2の影響
をほとんど受()ることなく高精度で測定でき、しかも
、測定波長とは別に、測定波長の近傍で、かつ測定波長
くメタンガスの特性吸収波長)ではなく、又、1」20
やCO2の吸収が(Jどlυど生じない波長の光を少く
とも2つ双子参照波長として選び、例えば1.331μ
mの測定波長を選/υだ時は参照波長として、その前後
の波長である1、30μ川と1.34μmの2つを、又
、測定波長として1,331μmと1,666μ口1を
選んだ時は参照波長として1,30μmと 1.02μ
n1を)がぶなど、少くとも2つ以上の参照波長を選択
づることによって1.666μmでの吸光比あるいは 
L33?μn1での吸光比あるいはその両波長での吸光
比において少くとも2つ以上の比をめ、1.666μm
で測定されたメタン濃度と 1.331μmで測定され
たメタン濃度とを比較J゛ることにより、あるいは、1
つの測定波長(例えば1.331μm)に対して、参照
波長を2つ以上とするため、測定波長での光の強度と参
照波長での光の強度との比は複数個得られ、これら複数
個を比較することにより、他の炭化水素系ガスによる妨
害の有無を知ることができることになる。
次に、波長1.3μm 15よび1.6μmの近赤外域
の光を発光づる光源について説明する。この波長域の光
源としては、従来より周知のガスマントル、グローバー
燈、ネルンストランプ、タングステン電球、キセノンラ
ンプ、加熱電線などの光源も使用することができるが、
取扱いの簡便性、耐久性、消費電力等の点から半導体レ
ザーダイオード(LD) 、発光ダイオード<LL:D
)等が用いられる。
LDは高出力が得られるが温度、電源電圧によって発光
波長が変動しゃすく、かつ単色性が高いので、このよう
な用途に利用するには高度な技術を必要とする。これに
対してLEDは出力は低いものの、発光スペクトルがや
やブロードであるため波長の安定性かよく、特性吸収波
長をカバーすることが簡単で使用し′Ibずく対象とな
る気体の検出範囲によっては存分利用T−宍乙−1.h
口。
LEDを光源とした場合には、発光スペクトルがブロー
ドであるため、波長選択か必要となる。波長選択には種
々のタイプがあるがここでは安価な帯域透過フィルタを
用いることにした。
ここで、帯域透過フィルタの透過幅は一般に広く 1〜
数nm程度であり、測定物のスペクトル線がこの幅より
も狭い場合には効率的に不利となる。
しかし、メタンガスの1.331μo1やi、[iGμ
mのように相当に幅が広い場合には、このにうな帯域透
過フィルタを用いても測定系全体の検出効率の改善に十
分役立つことを以下に具体的に検i’J シ見出した。
第4図は、中心波長1.6661μm11、半(1a幅
211mで透過特性がガウス分布型の帯域透過フィルタ
を用い、このフィルタを透過した後の光の強度分イli
を示づもので、実線はメタンガスが光路長50 c m
の測定セル内に201−orrの圧力で含まれている場
合を表わし、点線はメタンカスが存在しない場合を表わ
している。この両曲線の面積の差を点線で囲まれた面積
で割ればメタンガスによる吸光化をめ得ることが理解で
きる。
第5図は、中心波長が1.6661 μm (A>、1
.6666 μm (B )および1.6656 tt
m (C)で半値幅が2%mの3種の帯域透過フィルタ
を用いてメタンガスの1.f3G6μmの吸収スペクト
ル線の吸光比をメタン濃度を変化させて測定した時のグ
ラフを示したものである。メタンガスと空気との混合気
体の圧力は1気圧とし、その内のメタンガスの分圧(T
orr)を変化させた。グラフより明らかなようにフィ
ルタの中心波長が異なればメタンカスが周一分圧であっ
ても吸光比は変化し、中心波長 1,6661μmのフ
ィルり<A)が最も高い吸光比を与えることがわかる。
また、第6図は、中心波長1.6661μmで、半値幅
が1.5%m (E )、2.0%m (F )およヒ
2.5nm(G)の3種の帯域透過フィルタを第5図に
示したものと同一条件で用いてメタンガスの吸光比をめ
!ζものである。これにより、例えば空気中の3T o
rrのメタンカス(爆発下限界の約6%の濃度に相当す
る。)を検出するためには半値幅2.5%m (G )
のフィルタを用いて約1.5%の吸光比、すなわち光強
度の減少を測定づればよいことがわかる。(ただし、第
6図からは(E)のフィルタが最も高感度となることが
わかるが、半値幅の狭いものはやや高価であり、また(
G)のフィルタでも充分使用できるため、(G)のフィ
ルタを選択した。)さらに、同様の検問をメタンカスが
含まれる都市ガスについても行った。第7図は、20%
のメタンガスを含む都市カスと空気との混合気体を試料
とし、混合気体中の都市ガス量を変化させて吸光比を測
定したときのグラフである。帯域透過フィルタには中心
波長+、6661μm1半値幅2.Onmのものを用い
ている。
以上の検討結果から、光源に小型のしEDを用い、波長
選択に帯域透過フィルタを用いてもメタンガス濃度を定
量しうろことがわかった。また、メタンガスの特性吸収
波長である1、6f36μmと1.331μmの少くと
も1つ以上の測定波長と複数の参照波長との吸光比とか
らメタン刀ス′a痕を測定することにより、メタンガス
以外の炭化水素系ガスの妨害の検知が可能となる。ずな
わら、メタン以外の炭化水素系ガスも1.6μm帯およ
び1.3μ■1帯に特性吸収帯を有するものがあるが、
1.666μmにおける分子吸光係数と1.331μm
における分子吸光係数とが異なるため、又測定波長近傍
においても複数の参照波長を採ることによって炭化水素
系ガスの分子吸光係数が異なるため被測定ガス中にメタ
ン以外の炭化水素系ガスが混在していると、1.666
μmでめられたメタン濃度と 1.331μmでめられ
たメタン濃度が一致しなくなり、あるいは1つの測定波
長の光においても参照波長の光との吸光比が異なって、
したがってメタンm度が一致しなくなりこの不一致によ
ってメタン以外の炭化水素系ガスによる妨害が確認でき
る。
第8図に示づものは、以上の知見に基づいて構成された
メタンガス測定装置の一例である。図中符@1は発光ダ
イオード<LEO)よりなる光源である。この光源1で
発光された 1.3μm帯とは光結合器2を経て光信4
送路である低伝送損失の光ファイバ、例えば石英系光フ
ァイバ3に送られる。石英系光ファイバ3は第1図に示
すような伝送特性を有し、1.1〜1.7μmで極めて
低損失のものであり、したがってその長さを数km〜1
0km程度としてもさしつかえない。石英系光ファイバ
3からの光は光結合器4bを経て測定セル4に送り込ま
れる。この測定セル4は円筒状の筒体4aの両端部にそ
れぞれ光結合器4b、4b’ が設【プられており、筒
体4aは測定ガスの自然流出入を可能とするように多孔
性焼結金属や連続気孔構造のプラスチックフA−ムなど
から形成されている。そして、セル内で光結合器4bか
ら4b’ へ光が伝達する間に特定波長の光が吸収され
るセルである。また、この測定セル4の光路長(光結合
器4b、旧)′間の距前)は、特に限定されることがな
いが一例どして50〜100c+nとされることが多い
。また、メタンガスが低濃度の場合には周知の多重光路
型吸収セルを用いることもできる。測定セル4から出た
光は、光ば石英系光ファイバ5に送られる。この石英系
光ファイバ5も同様に低損失のものが使用される。
光ファイバ5を通過した光は光結合器6からハーフミラ
−で構成された第1のビームスプリッタ 1に送られ、
ここでまず2つの光束に分けられる。
第1の光束8は第1の帯域透過フィルタ9に送られ、第
2の光束10は第2のビームスプリッタ11に送られ、
ここでさらに2つの光束:第3の光束12および第4の
光束13に分けられる。第3の光束12は第2の帯域透
過フィルタ14に送られ、第4の光束13は、第3の帯
域透過フィルタ15にそれぞれ送られる。
これらフィルタ9.14.15はいずれも薄膜による光
の干渉作用を利用した干渉フィルタであり、多層膜干渉
フィルタなどがりY適に用いられ、中心波長での透過率
ができるだけ高く、半値幅が1.0〜2.0nlllと
狭いものが望ましい。そして、第1のフィルタ9の中心
波長は1.3312μmとされ、第2のフィルタ14の
中心波長はメタンの吸収波長以外の波長で、H2O,C
O2でも特性吸収をほとんど示さない1.30μmとさ
れる。
また、第3のフィルタ15も参照波長用であって、その
中心波長は1.34μmとされる。これによって、第1
のフィルタ 9を透過した光は、メタンガスでの吸収に
よって強度の低下した 1.3312μmを中心とする
透過波長分布がガウス形の光となり、また第2、第3の
フィルタ14.15を透過した光は、メタンガスの吸収
には無関係で、しかもメタンの吸収波長1.331μm
の近傍にいずれも中心波長を持も、波長分布がガウス形
の光となる。これらの光は、それぞれアバランシェフォ
トダイオード(APD)やフォトダイオード(PD)(
例えばQe半導体)などで構成された第1、第2、第3
の光検出器16.17.18に送られ、電気信号に変換
され、増幅器19,20.21にて増幅されたのち、マ
イクロコンピュータなどから構成された信号処理装置2
2に送られる。
信号処理装置22においては、第1の光検出器16で検
出された電気信号と、第2の光検出器17で検出された
電気信号とが比較され、波長1.3312μmと波長1
.30μ川における光の強度比からメタンの吸光比Aが
められ、予め標準メタンガスでめた吸光比Aとメタンガ
ス濃度との関係を用いて演綽処理等が行われ、測定セル
4内に存在する気体中のメタンガスの1.3312μm
でのJjす定濃度がめられる。これと同時に、第1の光
検出器1Gで検出された電気信号と第3の光検出器18
で検出された電気信号とが比較され、波長1.3312
μmと波長1.34μmにJ5 tjる光の強度比から
メタンの吸光比A′がめられ、同様にして、測定濃度が
められる。そして、これら二つの測定濃度は、ざらに相
nに比較され、両省が誤差範囲内で同一の場合はその結
果が測定セル4内の気体のメタンガスmeとして表示器
23に表示される。また、両者の間に所定値以上の差が
ある場合には、測定セル4内の気体にはメタン以外の炭
化水素系ガスが含まれているか、あるいは測定装置の光
結合器6以降の部分:ビームスプリツタ7.11.帯域
透過フィルタ9.14.15.光検出器16.17.1
8増幅器19.20.21に異常が生じlこことを意味
するので、その旨の表示が表示器23に示される。なお
、光結合器6と第1のビームスプリッタ 7との間にデ
スト用発光源を設け、上記異常時に光結合器6からの光
を遮断し、上記テスト用発光源を発光させて測定装置自
体の異常を判断できるJ、うにづれば、メタン以外の炭
化水素系ガスによる妨害が確認できる。
第9図は、この発明の測定装置の他の例を示すもので、
第8図に示したものと同一構成部分には同一符号を付し
てそのび2明は省略−する。この例では、測定セル4を
出た光はたとえば石英系光ファイバのような低損失の光
フッフィバ5を通り、光分岐路24によって3つの光束
に分りられ、それぞれ光結合器25,26.27からチ
ョッパ28を経て、第1のフィルタ9、第2のフィルタ
14、第3のフィルタ15に送り込まれる点と、第1の
光検出器16と第2の光検出器11とからの電気信号が
増幅器29に送られ、第1の光検出器16と第3の光検
出器18とからの電気信号が増幅器30に送られる点が
前例と異るところである。この例ではチョッパ28によ
って光検出器16,17.18からの電気信号が交流と
なり、増幅等が容易である利点がある。
なお、上記例に限られず、光源1がらの光を光分岐路で
複数の光に分割し、これら光を別々の石英系光ファイバ
3で複数の測定セル4・・・に送り込み、複数の地点で
のメタンカスを同時に測定覆るように構成ブることもで
きる。
以上説明したように、この発明のメタンガス濃度測定法
および測定装置ににれば、メタンガスの特性吸収帯に、
光ファイバの最も低損失な波長領域であり、かつCO2
、l−120の吸収帯がほとんど存在しない 1.33
μm帯と 1.66μm ?+)の少くとも1つ以上の
吸収帯を選び、光伝送路に低損失の光ファイバを、波長
選択に小型で安価な帯域透過フィルタを用い、1.33
μmと1666μ印の1つ以上の波長41をと少くとも
2つ以上の参照波長とににつて吸光比をめてメタンカス
の定量を行うものであるので、alす定セルを極めて遠
隔の地点に設置することができ、電磁誘導を受cノたり
、ケーブル断線時の知略事故を生ずることがなく、した
がって炭鉱の坑道ガス中のメタンカス濃度の、’II!
I定や地下街等の広い地域に複数の測定セルを設置し、
1個所で集中監視する場合などに好適である。また、測
定ガス中に存在するt」20.CO2の影響をほとんど
受けないので、精度も高い。ざらに、測定波長に1.3
31μmまたは1.666μmあるいはその両者を用い
、参照波長も複数とづることによって、個々にメタンガ
ス濃度をめるようにしているので、これらの測定値を比
較することにより、被測定カス中にメタン以外の炭化水
素系ガスが混在しているか否かを知ることができるとと
もに測定装置自体の異常をも知ることができ、さらには
測定値そのものの信頼性も高められる。また、吸光光度
法であるので、実時間測定が可能であり、メタン温度変
動に対して迅速な対応が可能となる。さらに、波長選択
に帯域透過フィルタを用いているので装置を小型化かつ
安価とすることができる。さらに、小型、低電力で冷却
などを必要としない小出力の発光ダイオードを用いても
メタンの爆発限界より下のレベルの高感度の検出を達成
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に用いられる石英系光ファイバの伝送
損失を示すグラフ、第2図はメタンガスの1.33μm
帯の吸収スペクトル、第3図はメタンガスの1.66μ
m帯のスペクトル、第4図はガウス分布型の帯域透過フ
ィルタを透過した光の強度分布を示すグラフ、第5図は
中心波長の異なる3種の帯域透過フィルタを用いた時の
メタンガスの濃度と吸光比との関係を示づグラフ、第6
図は半値幅の異なる3種の帯域透過フィルタを用いた時
のメタンガスのm度と吸光比との関係を示すグラフ、第
7図は帯域透過フィルタを用いて空気中の都市ガス濃度
と吸光比の関係を都市ガス中のメタンガス濃度によって
めlζグラフ、第8図おにび第9図はいずれもこの発明
のメタンガス測定装置の例を示す概略構成図である。 1・・・光源 3・・・石英系光ファイバ4・・・測定
セル 5・・・石英系光ファイバ、6・・・光結合器 7・・・第1のビームスプリッタ q・・・舘1の棗Vi迭過フィルタ 11・・・第2のビームスプリッタ 14・・・第2の帯域透過フィルタ 15・・・・・・第3の帯域透過フィルタ16、17.
18・・・光検出器 +9.20.21・・・増幅器、 22・・・信号処理装置 23・・・表示器24・・・
光分岐路 28・・・チョッパ。 出 願 人 昭和電工株式会社 代 理 人 菊 地 精 − 第5図 LOCr(PGH4) (Tart−)PQH+ +P
a1r−1at′rIl第6図 PCH4+Patr−ro−tm 第7図 Pgas+Pa1r=1cttrn。 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 1.6μm帯と1.3μm帯の少くとも1つ以上の
    波長帯を含む光を、これらの波長帯において伝送損失が
    小さい光ファイバによって雰囲気ガスが流出入する測定
    セルに伝送し、この測定セルでメタンガスの特性吸収波
    長である1、666μmと1.331μmの少くとも一
    つ以上の波長で吸収された後の光を、1.6μm帯と1
    .3μm帯の少くとも1つ以上の波長帯において伝送損
    失が小さい光ファイバによって帯域透過フィルタに送り
    、上記少くとも1つ以上のメタンガスでの吸収波長の光
    −測定波長−とそれ以外の少くとも2つ以上の波長−参
    照波長−の光に分光し、これら測定波長の光の強度と参
    照波長の光の強度との比をめ、これによって上記測定セ
    ル中のメタンガス濃度を測定することを特徴とするメタ
    ンガス濃度測定法。 ■ 1.6μm帯と1.3μm帯の少くとも1つ以上の
    波長帯を含む光を発券する発光源と、この光を、伝送す
    るこれら波長帯で伝送損失の小さい光ファイバと、雰囲
    気ガスが流出入する測定セルと、測定セルでメタンガス
    の特性吸収波長である1、666μmと1.331μm
    の少くとも1つ以上の波長で吸収の行なわれた光を、上
    記少くとも1つ以上のメタンガスでの吸収波長の光とそ
    れ以外の少くとも2つ以上の波長の光とに分光する帯1
    8!透過フィルタと、これらの光を検出する光検出器と
    、光検出器で検出された信号を処理する演算処理装置と
    を具備してなるメタンガス濃度測定装置。
JP58136727A 1982-09-25 1983-07-28 メタンガス濃度測定法およびその装置 Granted JPS6029642A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58136727A JPS6029642A (ja) 1983-07-28 1983-07-28 メタンガス濃度測定法およびその装置
DE19833334264 DE3334264A1 (de) 1982-09-25 1983-09-22 Verfahren und messgeraet zum messen der methan-konzentration in einem gasgemisch
US06/536,051 US4567366A (en) 1982-09-25 1983-09-26 Method and apparatus for measuring methane concentration in gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58136727A JPS6029642A (ja) 1983-07-28 1983-07-28 メタンガス濃度測定法およびその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6029642A true JPS6029642A (ja) 1985-02-15
JPH0220935B2 JPH0220935B2 (ja) 1990-05-11

Family

ID=15182086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58136727A Granted JPS6029642A (ja) 1982-09-25 1983-07-28 メタンガス濃度測定法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6029642A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04151546A (ja) * 1990-10-15 1992-05-25 Anritsu Corp ガス検出装置
JP2013205113A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 National Institute Of Information & Communication Technology 多波長測定装置
WO2014109126A1 (ja) * 2013-01-11 2014-07-17 富士電機株式会社 レーザ式ガス分析計

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04151546A (ja) * 1990-10-15 1992-05-25 Anritsu Corp ガス検出装置
JP2013205113A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 National Institute Of Information & Communication Technology 多波長測定装置
WO2014109126A1 (ja) * 2013-01-11 2014-07-17 富士電機株式会社 レーザ式ガス分析計
US9310295B2 (en) 2013-01-11 2016-04-12 Fuji Electric Co., Ltd. Laser-type gas analyzer
JP5907442B2 (ja) * 2013-01-11 2016-04-26 富士電機株式会社 レーザ式ガス分析計
JPWO2014109126A1 (ja) * 2013-01-11 2017-01-19 富士電機株式会社 レーザ式ガス分析計

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0220935B2 (ja) 1990-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4567366A (en) Method and apparatus for measuring methane concentration in gas
CA2540395C (en) Method and device for detecting water vapor within natural gas
NO824027L (no) Maaling av konsentrasjonen av gassformig hydrogenfluorid
CN106872403B (zh) 煤自燃多组分指标气体激光光谱动态监测装置
CN101619807A (zh) 机载天然气管道泄漏监测系统及监测方法
CA2620151A1 (en) Two line gas spectroscopy calibration
US20030089854A1 (en) Apparatus and method for remotely sensing hydrocarbons and other pollutants in vehicle emissions
CN105044033B (zh) 一种强度解调型光纤气体传感装置及其传感方法
CN103196852B (zh) 一种具有自动线性校正功能的激光气体检测方法
JPH04151546A (ja) ガス検出装置
CN102346133A (zh) 煤矿瓦斯监测装置和监测方法
JPS6029642A (ja) メタンガス濃度測定法およびその装置
EP0447931A2 (en) Infrared laser fibre optics gas detection device
JPWO2019116725A1 (ja) トンネル内火災時制御システム
JPS6311840A (ja) ブタンガス濃度の測定方法およびその装置
CN207850903U (zh) 甲烷气体浓度检测装置
JPH0220934B2 (ja)
JPH0220056B2 (ja)
GB2215038A (en) Improvements relating to optical sensing arrangements
Thomas et al. Instruments for methane gas detection
JPH0220936B2 (ja)
JP5336982B2 (ja) ガス検知装置及び火災検知装置
JPH0220938B2 (ja)
He et al. Study on mash gas monitoring with distributed multipoint fiber optic sensors system in coal mine
JPH045939B2 (ja)