JPS6031042A - ガス検出装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明＃′ｉカス検出装置に関するものである。

〔背景技術〕

カス濃度を測定する方法としてはガス個有の性質で定ま
る吸収スペクトルを利用する方法があるこの測定原理は
次の通りである。つまりＣ０１ＣＯｓ　、　Ｈ雪０　な
どの異種原子からなる分子は、赤外線領域にガス固有の
性質で定まる吸収スペクトルを有し、この吸収の強さは
ガス濃度に対応し、一般にＬａｍｂｅｒｔ　Ｂｅｅｒの
法則が成立する。

Ｉ＝Ｉｏ　ｅｘｐ　（−ａ　ｃ　Ｌ）・・・・・・・・
・・・・・・・■ここで、Ｉｏ：赤外線の入射光強度 ■　：赤外線の透過光強度 α　：吸収係数 Ｃ：ガス濃度 ｔ　：光路長さ そこで、特定波長の赤外線の吸収量を測定することによ
り、ガス濃度を選択的に検出することができるのである
。

第１図は各種ガスの赤外線吸収スペクトルを示す。

１ｇ２図は上述の原理を用いた従来の１波長２ビーム方
式のガス検出装置の概略構成図を示しており、図中ｉｌ
ｌは赤外線源、ｉ２１　ｔｄ赤外線源（１）より発射さ
れた赤外線ビームを反射して２つの赤外線ヒ−ムＢｉ　
、　Ｂｓ　Ｉ’ｌｌ：分けるための反射鏡である。１３
）は同期モータ（４）によって回転させられて、円板＋
５）ｌｃ設けである光学フィルタを各赤外線ビームＢｔ
、ＢＩＶｃ間欠的に挿入するチョッパである。光学フィ
ルタは被検出カスの吸収スペクＨｔｚ対応する波長の赤
外線を透過させるフィルタが用いられている。図中（６
ａ）、（６ｂ）は夫々試料セル、Ｉ標準セルで、両セル
共両端に透過窓を備え、夫々赤外線ビームＢｔ、Ｂ意を
通過できるようになっており、試料セル（６ａ）ＶＣは
被検出カスを、標準セル（６ｂ）には窒素ガスを封入し
である。

しつ・して両セル（６ａ）、（６ｂ）を通過した赤外線
ビームＢ＋、Ｂｓを夫々Ｐｌ）　ｓｅのような赤外線検
出器（７ａ）、（７ｂ）によって受光検出して受光レベ
ルに応じた電圧レベルの電気信号に変換し、更に両電気
信号のレベルの差を差動アンづ（８）によって検出して
その検出によってガス濃度を表示器（９）により算出表
示するのである。尚図中ｆｌｏｌ　ｔＩ′ｉ動作チェッ
ク、校正用くさびである。

ところで従来例では被検出ガスの流入部は閉構造の試料
セル（６ａ）で構成していたため、試料セル（６ａ）に
は被検出ガスの流出入孔が開口しているのみである几め
被検出カスの流入部の清掃する際には試料ｔル（６ａ）
を分解しなければならず、大変な労力を要すると共に、
再組立後に感一度ツヒ圭二が」辷も、　′ 変度化が生じやすいという問題があった。また更に窓の
汚れを極力抑えるために、試料セルに被検出力１ス−才
導入する前にフィルタで粗い塵埃を除いていた。また被
検出ガスを試料セル（６ａ）へ導入させるために一般に
ポジづを用いる必要があり、機械的寿命が短い。またボ
ンづの消費電力が他の回路に比べ相対的に大きい上に、
振動防止機構が必要であるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、第１発
明にあっては被検出ガス流入部の清掃が容易に行なえる
カス検出装置を提供することを目的とし、更に第２発明
πあっては、人体や、その他の熱線放射を行なう物体に
よる背景放射を防いで、集電効果型素子のような熱型の
赤外線検出素子の使用を可能としたガス検出装置を提供
することを目的とし、更に第３発明にあっては実際のガ
スを用いることなく、光学系を含めたガス検知器全体の
感度較正を行なえるカス検出装置を提供することを目的
とし、更Ｋまた第４発明にあっては自然対流によって被
検出ガス流入部に被検出ガスを導入できるガス検出装置
を提供することを目的とし、また更［＠５発明にあって
は建物タクトの気流を利用して被検出ガスの被検出ガス
流入部へ転をステラづモータで行なうことにより、駆動
部長寿命化が図れ、しかも消費電流が少なくすみ、回転
位置検出部も容易なガス検出装置を提供することを目印
Ｊとする。

（発明の開示ｊ 以下実施例によって説明する。第５図は一実施例のガス
検知器α◇の概略断面図を示している。図中Ｑつは検知
器本体で、この検知器本体（６）は上面（必要に応じて
側面も）開口した凹所を備え、との凹所によって被検出
ガス流入部（至）を構成し、更に被検出ガス流入部（至
）の両側の囲繞壁には開口窓（１４ａ）（１４ｂ）が夫
々開口しており、各開口窓Ｑ４ａ）（１４ｂ）には検知
器本体（２）内部を密閉するようにガラス等の透過性材
（１５ａ）（１５ｂ）が嵌込まれている。

６時はニクロームヒータのような赤外線源であって、第
り図の回路ブロックで示すように約５ｖの一定電圧を出
力する赤外線源用電源αηによって通電加熱され約４０
０℃に保たれるようになっており、この４００℃の赤外
線源ａ・から放射される赤外（ト）拡赤外線源α時から
放射され開口窓（１４ａ）を介して被検出ガス流入部ａ
葎に一旦入り、シかる後に開口窓（１４ｂ）を介して検
知器本体ａ環内に入った赤外線ビームＢを反射し、再び
被検出カス流入部σ場を介して赤外線源αＱを設けた側
の検知器本体α環内に戻すだめのものである。（１１は
光学フィルタ部で、この光学フィルタ部ａ傷は円板員の
中心に対して両側に（図においては上、下側）夫々光学
フィルタ（２１ａ　）（２１ｂ　）を埋込んだ孔を設け
、この円板−を回転させることにより夫々の光学フィル
タ（２１ａ）（２１ｂ）を反射赤外線ビームＢ′内に間
欠的に挿入させ、該赤外線ビームＢ′中の所定の赤外線
のみを通過させるだめのものである。光学フィルタ（２
１ａ）（２１ｂ）は透過波長が互いに僅かに異なってお
り、一方（２１ａ）は被検出ガス（実施例ではＣＯ，）
の吸収スペクトルに一致した４、８μｍの透過波長を有
し、他方（２１ｂ）は例えば４．０μｍの透過波長を有
する。勾は円板（ホ）を間欠的に駆動するスＩテッナ・
七−夕であり、このステップ七−夕に）は第４図の回路
ブロックで示すモータ駆動パルス発生回路（ハ）によっ
て駆動される。（ハ）は赤外線検出素子で、この赤外線
検出素子（ハ）は例えば焦電効果型素子からなり上述の
反射赤外線ヒーへＢ′中に光学フィルタ（２１ａ）又は
（２１ｂ）が挿入された際に透過する赤外線を受光検出
し、その受光レベルに応じた電圧信号を発生するもので
、その出力は増幅回路に）で増幅される。

しかして、本実施例では赤外線源Ｑゆ、反射鏡（至）、
光学フィルタ部α転パルス℃−夕に）、赤外線検出素子
（ハ）を検知器本体（６）内に密閉し、被検出ガス流入
部（至）は外部に対して開放しており、被検出ガス流入
部（至）の開口窓（１４ａ）（１４ｂ）の汚れが起きて
も検知器本体（２）を分解することなく容易に清掃する
ことができるのである。

次に第４図回路ブロックについて説明する。図において
破線で囲まれる部分は実際にはマイクロコンピュータの
ような演算手段（ホ）で構成されるブロックであるが、
機能的に回路をブロック化しである。まず図においてに
）は前記増幅回路（ハ）の増幅出力をい変換するだめの
の変換回路で、赤外デジタル信号をカウントすることに
よって前記赤外線レベル値を検出するためのものであり
、翰はこの赤外線レベル値を記憶するメモリ部である。

曽は赤外線レベル値によりガス濃度を算出すゐための演
算回路である。Ｈは比較回路で、この比較回路ｋｌ）は
予め設定しである設定濃度と検出濃度とを比較するため
のものである。（３匂は表示器で、この表示器０２は比
較回ｍ（ｉ（ｎでの比較結果の表示及び検出濃度のデジ
タル表示を行表うためのものである。關は反射型］オト
セｙすで、この反射型フォトセンサ關は円板（１）の回
転位置を検出するためのものであり、（財）は反射型フ
ォトセンサ（至）の発光タイオード駆動パルス発生器、
（至）はフォトセンサ關のフォトトランジスタからの信
号を入力して位置検出等の信号処理を行なう信号処理回
路であり、この信号処理回路−の出力に基いてモータ駆
動パルス発生回路に）を制御するのでちる。

第５図は上述の演算手段に）に４ピツトのマイクロコン
ピュータＣＰＵを用いた具体回路であって。

マイクロコンピュータＣＰＵ　ＯＤポートからはデー′
タバスＤＢを介して凸ピットのヤの変換回路に）のチｔ
７．７ネル選択信号を送シ出すと共に、ガス濃度算出デ
ータを表示器−のデータラッチ回１Ｋ３２ａＸ送り込ん
でラッチさせるようなっている。ゲータラッチ口幅）の
ラッチ出力はプ０ジラマプル０シックアレイ（、Ｔｈ）
′ｆｔ介してドライバ回歌会）に入力して液晶表示板等
のディスプレイ−を駆動しガス濃度を表示させるのであ
る。またステップモータに）の駆動データをデータバス
ＤＢを介してラッチ回路＠ηに入力して該ラッチ回路（
３ηを介してステップ七−タ勾を駆動するのである。關
はマイクロコンピュータＣＰＵと共に演算手段（ホ）を
構成するマイクロコンピュータＣＰＵの動作づ０ジラム
を内蔵記憶しているＲＯＭである。い偶はマイク０コン
ヒ１−タＣＰＵ％い変換回路（ロ）及び後述のＤ／Ａ変
換回路四にり０ツクを与えるための発振器である。

次に本発明カス検出装置の動作を第６図のタイムチャー
ト及び第５図の具体回路に基いて説明する。

まず測定モードに設定すると〜Φ変換回路（財）の入力
を赤外線検出素子（ハ）からの入力子ヤンネルＧｉｎと
なるようにマイクロコンピュータＣＰＵから第６図（ｊ
）に示すようにチャンネル選択信号を出力し、赤外線し
−ムＢ′を遮断した第７図（ａ）に示す初期状態での赤
外線検出素子（ハ）からの出力信号を取込むＮΦスター
ト信号を端子ＣＯＯより第６図（ｃ）に示すように出力
する。これによってい変換回路に）は赤外線検出素子（
財）からの検出信号を取込んで、８ピツトのダークに変
換して、上位、下位４ピツトずつ２回に分けてダークバ
スＤＢ、を介してマイクロコンピュータＣＰＵ０八ボー
トに出力するのである。第６図（ｂ）の出力信号ＩｒＱ
が対応する信号を示す。また第６図（ｄ）は上述の４ピ
ツトづつのダークを切換出力させるためのマイクロコン
ピュータＣＰＵの端子ＣＯＩからのい出力切換信号であ
る。

このい変換回路（イ）から出力された信号１ｒ、はマイ
クロコンピュータＣＰＵ内のメ七り部に記憶する。ヤ■
変換スタートから記憶するに至るまでの時間は約５０ｍ
５ｅｃである。この記憶が終了するとステップモータ（
イ）を駆動させるステ１ソ″ｊモータ駆動信号をまず５
パルス第６図（ｋ）に示すように出力する。

このパルス信号は１個でステップを−５（イ）を１８９
回転駆動するためのもので、５パルスで丁度９０＠回転
させるものでこの期間は約５０ｆｆｌｓｅｃである。

まずステップ七−夕（イ）が初期状態から９０＠回転す
ると光学フィルタ部ａ呻の円板に）に設けである光学フ
ィルタ（２１ｂ）が第７図（ｂ）に示すように反射鏡（
至）による反射赤外線じ−ムＢ′内に挿入されることに
なう１、該光学フィルタ（２１ｂ）を透過する赤外線は
４．０μｍの波長の赤外線となり、赤外線検出素子（ハ
）からはその受光レベル、つまりエネル甲量に応じた電
圧信号が発生することになり、その出力が最大となると
ころを測定するため所定のタイミングでシ勺スタート信
号を第６図（Ｃ）に示すように発生させる。後は上述の
出力信号Ｉｒｏを変換入力するときと同様に行なわれ、
第６図（ｂ）に示す４．０　／Ｗの赤外線検出出力信号
Ｉｒ、をマイクロコンピュータＣＰＵは内蔵メｔり部に
記憶する。この測定記憶後再びステップを−５に）を更
に９０°回転させるためのステップモータ駆動信号たる
パルス信号を５ＪＳルスマイクロコンピユータＣＰＵは
ス、テｊ・ツブ１−タに）に与える。ステップ七−夕（
支）が初期状態から１８０°回転すると、光学フィルタ
部Ｏｎの円板（ホ）の状態は第７図（Ｃ）のようになり
、赤外線検出素子（ハ）の入光は円板に）によって遮蔽
された状態となる。さてこの遮蔽状態において赤外線検
出素子（ハ）の出力が充分に安定するタイミングで出力
信号Ｉｒｅの測定と同様に赤外線を遮断した状態の出力
信号■ｍ。

を測定する。ここで出力信号Ｉｒ０とＩ−とを別々に測
定する理由は反射赤外線ビームＢ′を遮断している状態
で、赤外線検出素子（ハ）の出力が安定していない可能
性があるからである。

さて出力信号Ｉｆｒ１．を測定した後に４．８μｍの赤
外線を入力するために出力信号Ｉｎのときと同じように
して第６図（Ｋ）に示すようにパルスモータ駆動信号を
５パルス出力して初期状態から２７０°回転させ光学フ
ィルタ部０りの光学フィルタ（２１ａ）の状態を赤外線
検出素子（ハ）と対向した第７図（ａ）の状態とし、反
射赤外線じ−ムＢ′中の４．８μｍの波長の赤外線を当
該光学フィルタ（２１ａ）を介して赤外線検出素子（ハ
）に入光させ、４．８μｍの赤外線の受光レベル（エネ
ル甲量）に対応した受光出力を赤外線検出素子（財）よ
り発生させるのである。この発生信号は上述の出力信号
■ｒ、と同様にして〜巾変換回路に）によって出力信号
Ｉｍ、としてＮΦ変換される。この変換された出力信号
１ｍ、は上述の各信号と同様にマイクロコンピュータＣ
ＰＵの内蔵メモリ部に記憶される。この記憶後にマイク
ロコンピュータＣＰＵは更にステップモータ（イ）を９
０＠回転させるためにパルスを−９駆動信号を５パルス
発生させる。結果光学フィルタ部ａ呻の円板（ホ）は初
期状態に戻り、反射赤外線ビームＢ′が赤外線検出素子
（ハ）に受光されるのを遮断するのである。ここで反射
型フォトセンサーは円板−の周縁に第８図に示すように
該センサの発光タイオードからの光を照射してその照射
によって検出マーカ←１）から反射する光を受光するこ
とにより円板に）の回転位置を検出するもので、検出マ
ーカ（４１）は丁度円板（ホ）が第７図（ａ）の状態に
あるとき検出するようになっており、２７０゜の回転位
置から５パルス目のステップモータ駆動信号が出力した
タイミングでマーカの検出があると、光学フィルタ部０
呻の円板に）の位置が正しく初期状態に戻ったことをマ
イクロコンピュータＣＰＵは判定するのである。さて上
述の測定ｔ−ドのスタートから光学フィルタ部α９）の
円板に）の初期状態復帰までの時間は約１．５Ｅ１９Ｃ
で、この後約６，０ｓｅｃ経過するまで光学フィルタ部
Ｑ偽の回転駆動はなく静止状態に保持される。

さて上述の円板に）の初期状態復帰を検出するとマイク
ロコンピュータＣＰＵはυチャンネル選択信号を出力し
て、０変換回路（財）の入力チャンネルをＣＨＩに切換
え、零点調整手段たる可変抵抗器（４２）の両端電圧を
零調整用定数信号ＫｚとしてヤΦ変換回路（ロ）により
８ヒツトのデジタル信号に変換し、〜Φ出力切換信号の
入力によってマイクロコンピュータＣＰＵに４ヒツトづ
つ２回に分けて送出され、マイクロコンピュータＣＰＵ
の内蔵メ七り部に記憶される。この記憶終了後スパン調
整手段たる可変抵抗器（州の両端電圧をスパン調整用定
数信号ＫｓとしてＮ勺変換回路（イ）で変換させるため
にマイクロコンピュータＣＰＵはφチャンネル選択信号
を出力して〜Φ変換回路に）のチｐ、ｙネルをチＰシネ
ルＣＨ８に切換え、８ヒツトのスパン調整用定数信号Ｋ
ｓを得るのである。このスパン調整用定数信号Ｋｓは４
ヒツトづつ２回に分けてい出力切換信号によってマイク
ロコンピュータＣＰＵに転送され内蔵メモリ部に記憶さ
れる。

この後被検出ガス（実施例ではＣＯ，ガス）の濃度を得
るための演算をマイクロコンピュータＣＰＵにより行な
うのである。

つまり上述の測定によって参照波長（４，０μｍ）のエ
ネルギー量！ｒをＴ、、−Ｉｒｏよシ算出し、また測定
波長（４，８μｍ）のエネルギー量１ｍをＩｍ】−Ｉｍ
）よりめ、 更にこれらの値１ｒ、Ｉｍより被検出ガス濃度りを次式
よ請求めるのである。

ｒ Ｄ＝Ｋｓ１１ｉｎ　（（Ｋｚ＋０．５　）　−）１ｍ ところでスパン調整用定数信号Ｋｓ、及び零調整用定数
信号Ｋｚは第９図に示すように検出出力と濃度との直線
を出すときに必要な零点と、スパン点とを補正するため
の定数を設置する信号である。

しかしてマイクロコンピュータＣＰＵでＣＯ，ガス濃度
を得るための演算が終了すると、濃度表示制御のための
信号（第６図（１））を表示器−へ出力し、ゲイスプレ
ィ−によって算出したガス濃度をデジタル表示する。ま
た同時に測定濃度に応じた電流出力として測定濃度に対
応した第６図（−に示すダシタル信号を瑳値変換回路顛
にてＤ／Ａ変換し、更に４＾２０ｍＡの電流信号に変換
回路（財）で変換して得るのである。この電流出力は適
宜な制御信号として使用できるのである。また予め設定
値調整手段の可変抵抗器ｆ４ｆ９によって設定した基準
となるガス検出濃度をマイクロコンピュータＣＰＵはメ
モリ部に記憶しており、このカス検出濃度と、実測定の
ガス濃度とを比較し、この実測定のガスる丸めの異常信
号を発生させるのである。

このように測定上−ドにおいて紗Φ変換回路Ｑ◇を使用
し、各種入力データをいチｔ’ｙネル選択信号、ヤΦ出
力切換信号を用いることにより、マイクロコンピュータ
ＣＰＵがデータを受けとるため、同一のデータバスＤＢ
１を〜Φ変換回路（ロ）からのデータの入力線としても
各入力データは相互に影響を与えないのである。このよ
うにして本実施例では１回の測定時間を測定、演算を含
めて約１゜５秒とし、４．５秒程度の休止期間を設けて
測定間次に本実施例における設定値調整手段の可変抵抗
（社）を用いてカス検出濃度を設定するｔ−ドについて
説明する。まず設定値表示スイッチＳＷを投入するとマ
イクロコンピュータＣＰＵの端子５ＮＳＯの入力は第６
図（ａ）の′Ｉ　Ｈ“レベル状態から第１０図（ａ）の
ゝｌＬ＃レベル状態になりｅ−ド設定が為されるとマイ
クロコンピュータＣＰＵからφチャンネル選択信号が第
１０図（ｆ）に示すように出力してＡ／Ｄ変換回路に）
のチャンネルがＣ）１８に切換わり、〜のスタート信号
を第１０図（Ｃ）に示すようにマイクロコンピュータＣ
ＰＵから出力すると、第１０図（ｂ）に示す可変抵抗器
（４Ｉ１９の設定信号Ｋｔはヤの変換回路に）によって
〜Φ変換されて４ピツトずつ２回に分けられてマイクロ
コンピュータＣＰＵに取込まれ記憶されることになる。

この記憶した値は第１０図（ｅ）の制御信号によって濃
度表示制御データとして表示器（社）に送られ、設定値
がダイスプレイ−によって第１０図（ｇ）に示すタイ三
′Ｊジでデジタル表示される。この−回の設定信号Ｋｔ
の取込みに要する時間は約０．５ｓｅｃである。しかし
てこの設定値が上述のガス濃度検出時の比較基準値とな
るのであるさて第１１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は被検
出ガス流入部（至）に流入したガスが無い場合の各波長
の赤外線の検出レベル、ＣＯＩガスが流入した状態の各
波長の赤外線の検出レベル、また開口窓（１５ａ）（１
５ｂ）の汚れなどがあった場合でかつＣＯ，ガスが流入
しない場合を示す。尚各図中の斜線部分は吸収された部
分を示すところで上述の赤外線検出素子（ハ）に集電効
果型素子を用いた場合、人体、照明等の背景放射ノイズ
によっても出力が発生し誤測定の原因となるため、第１
２図に示すように赤外線検出素子■のケース（２４ａ）
の窓（２４ｂ）の前方にａｙジカットフィルターを設け
、波長４．８μｍよシ長波長側をｈッ卜するとよい。第
１３図は各種の赤外検出素子の分光感度を示し、図中（
イ）は焦電効果型素子の分光感度を、（０）はＰｂ５ｅ
の分光感度を、また０９は上記０シタカツトフイルター
の遮断波長を、また（：）は背景放射の波長分布を示す
。ｏ′Ｊタフイルタ鵠の替りに０、２１１１　／−０，
５１ｍ厚の石英ガラスで代用してもよい。

また赤外線検出素子（ハ）の窓に直接ｏ−Ｊジフイルタ
顛を付けてもよい。

第１４図（ａ）　（ｂ）は光学フィルタ部なりと、赤外
検出素子（ハ）と、赤外線源ａ・と、ステップモータ翰
と、反射型フォトセシサ（ト）とを金属ブロックＢｌに
一体的（１句 に組込んで、開口窓０４）に石英ガラスまたはフッ化△ カルシウムを嵌込み、周囲温度の影響を受けるようにし
たブロック化構成部材を示すもので、このブロック化さ
れたものを検知器本体（２）に組込んでもよい。

ところで設置現場−において感度較正を実際の被検出ガ
スを用いずに等測的に行なえるように光学フィルタ部０
呻に感度較正手段を設けてもよい。

つまり、円板（ホ）と同軸に互いに回転できるもう一枚
の円板姉を第１５図（ａ）に示すように取付けて、測定
波長（４，８μｆｒｌ）の赤外線を減衰させる減光手段
たる減衰フィルタ（４ηを１個と、測定波長及び参照波
長の両方を透過するフィルタ０（至）を８個とを等間隔
に設け、測定時においては第１５図（ｂ）　（ｃ）に示
すように光学フィルタ（２１ａ）（２１ｂ）の位置とフ
ィルター囮の位置とを対向させ、較正時においては較正
時には較正用円板げを第１５図（ｄ）に示すように９０
°回転させて、測定波長（４，８μｍ）のみ透過率を低
減させ、被検出ガスがある場合と等画表状態を創出する
ことができるのである。

第１６図は被検出カス流入部（至）を２字型の通路とし
、検知器本体０２の下面にガス流入孔−を、上面にガス
流出孔−を開口したもので、この被検出ガス流入部α埠
の内側壁の一方側に第１４図で示したブロック化した部
材を配設し、このブロック化部材のニクロムし−９から
なる赤外線源α・の発熱に伴なう金属ブロックＢｌの熱
で被検出カス流入部（至）内に上昇気流を発生させ、被
検出ガスの流入を上昇気流によって行なうようにした実
施例を示す。

また、第１７図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は建物のタクト
（２）υを利用した実施例で、タクト（ハ）υ内にタク
ト（５υに対して直角に筒体（５″４を挿入し、タクト
優り内の気流で、被検出カスを筒体（５２のタクト優り
の気流方向に対する前面に設けた流入口−から被検出ガ
スを筒体（ハ）４内に流入させ、更に粉じん除去フィル
タ（財）を介して、被検出ガス流入部（至）に流入させ
、再び粉じん除去フィルターを介して、別の筒体優四に
導入し、該筒体優四の先部よりタクト優り内に戻すので
ある。つまりかかる実施例はタクト値η内の気流を利用
してポンプなしに被検出ガスの被検出ガス流入部α葎へ
の流入を図ることができるのでちる。尚かかる上実施例
の検知器本体０埠の被検出カス流入部（至）の開口面は
壁体−の開口部の７）に粉じん除去フィルタ（財）を介
して対設され、気流の一部は壁体輪内に流れる。

尚図中（５１９は回路部分のプリント基板を示す。

ところで上記実施例回路ではマイクロコンビュ−夕ＣＰ
　Ｕ　Ｋ−ュータを取込むのにＮ勺変換回路（ロ）を用
いているが、Ｖ−Ｆ変換回路−を用いてもよい。第１ｇ
図はＶ−Ｆ変換回路イ９）を用いた実施例回路を示して
おｆｉ、Ｖ−Ｆ変換回路−の入力には増幅回路（ハ）の
出力を抵抗Ｒ８を介して接続し、更にマイクロコンピュ
ータＣＰＵのＣボートのｈ■の各出力をインバータＩＮ
、　、　ＩＮ、　、　ＩＮ、を介して零点調整用の可変
抵抗器（２、スパン調整用の可変抵抗器（至）、設定値
調整用の可変抵抗器〔四に夫々接続しである。そしてこ
れらの可変抵抗器■（ハ）←四の出力端はＶ−Ｆ変換回
路−の入力端に接続してあシ、対応するＣｏ１ｔ−トの
出力が”Ｈ＃リレルに落ちるとＶ−Ｆ変換回路−から電
流が流れ、両端に電圧を発生するように寿っている。つ
まｌ、Ｖ−Ｆ変換回路−は赤外線検出素子（ハ）の受光
検出出力及び、零点調整用定数倍ｆＫＺ％スバシ調整用
定数信号Ｋｓ、設定基準値信号Ｋｔを夫々Ｖ−Ｆ変換し
て１本の信号線でマイク０コンピユータＣＰＵヘデータ
を送り込むことを可能にしたものである。

またかかる実施例では光学フィルタ部０１の回転位置を
示すデータをＣボート■よ多出力する信号で駆動される
発光タイオードＬＥＤの光が入光することによって検出
マーカ（４１）を検出する本トトランジスタＰＨの検出
信号をＡボート■に入力することによってマイクロコン
ピュータＣＰＵは取込むようになっている。またＣホー
ド■＾■よシ夫々出力するパルス信号によってマイクロ
コンピュータＣＰＵはステップ七−夕に）を駆動制御す
るのである。Ｃボート■、０よシドライバ信号を、）Ｄ
ホード■〜■よりデジタル表示のためのガス濃度データ
を夫々表示器（３鴎に出力するようになっている０ しかして本実施例では測定モードはスイッチｓｗ。

を投入することにより、また設定調整モードはスイッチ
Ｓ町を投入することにより夫々設定でき、測定時におい
てはＣポート■〜■の出力をゝゝＬ“レベルに設定して
各可変抵抗器（４ａ　−ｈ＜に電流Ｉｃが流れないよう
にし、増幅回路（ハ）を介して入力する赤外線検出素子
（ハ）の検出出力のみをＶ−Ｆ変換回路（２））に入力
させるのである。つまり電流Ｉｓが抵抗Ｒ，に流れて両
端に電圧を発生させ、この両端電圧がＶ−Ｆ変換回路イ
９）に入力して電圧に応じた周波数信号を発生させる。

この周波数信号を端子５ＮＳＩに入力して受光した赤外
線エネル手をこの周波数＼　信号の周波数をシウントし
て上述した第７図回路の場合と同様に算出し、内蔵メ℃
り部に記憶するのである。測定時の動作は第５図回路の
場合と同様であるので省略する。さて赤外線測定データ
からカス濃度を演算に当ってはまず零点調整用信号Ｋｚ
を取込み、次いでスパン調整用信号Ｋｇを取込むのは第
５図回路の場合と同様であるが、本実施例回路の場合に
はＣポートの、■を順次所定のタイ三ンタでゝゝＬ“か
ら“Ｈ〃に変え、夫々の可変抵抗器＠２＠騰に電流ｉｃ
を流し、夫々の値をＶ−Ｆ変換回路（５９）を介して取
込むのである。設定調整℃−ドにおいてはスイッチＳＷ
、を投入するとマイクロコンピュータＣＰＵは所定のタ
イミシタでＣポート■の出力レベルを１ゝＬ＃からゝ−
Ｈ“に変え、可変抵抗器（４４）の電流ＩＣを流し、設
定基準値をＶ−Ｆ変換回路＆ｉ９）を介して読み込むの
である。尚表示器０２の１作は第５図実施例と同様に行
なわれ、また測定上−ド時において、仮定基準値音測定
したガス磁度が越えるとマイクロコンピュータＣＰＵは
Ｃホード■より１Ｈ′出力を発生し、警報表示？発光づ
イオートＬＥＤ、にて行なったり、外部出力リレー（図
示せず）金躯切する０Ｎ１０ＦＦ信号発生させる。図中
いｑｆ″ｉ、電源回路である。

〔発明の効果〕

本発明は、上述のように構成したガス検出装置において
、赤外線源と、光学フィルタ部及び赤外線検出素子を一
方■すに、他方［１１Ｕに反射鏡を配置して検知器本体
内に密閉収納し、赤外線源及び光学フィルタ部と反射鏡
との間に検知器本体内部に対して遮蔽され検知器本体外
部に対して露出した被検出ガス流入部？設け、該被検出
ガス流入部？囲む検知器本体壁部の一部ｖｃ、赤外線ビ
ームが赤外線源から反射鏡に１反射炉から光学フィルタ
部に夫々通過可能なように透明窓を設けであるので。

透明窓の汚ｆ９等があっても検知器本体？分解すること
なく、被検出ガス流入部から容易にかつ短時間で清掃す
ることができ、また従来のようなセル分解による感度変
化の怖れがなくなる上に、除塵フィルタが不必要になり
、そのため被検出ガス全ポジっで被検出ガス流入部に導
入する必惺がないというという効果？奏する。

また第２発明にあっては、被検出ガス固有の吸収スペク
トルより長波長側の背景放射ケ遮断するａｙジカットフ
イ１しりを赤外線検出素子の前面に付設しであるので、
照明や１人体からの背景放射が赤外線検出素子の受光検
出に影響を与えることがなくなり、従って安価な焦電効
果型素子のような熱型の赤外線検出素子が使用できると
いう効果？奏する。

また第３発明にあっては、測定波長の赤外線ビームを減
光させる減光手段ケ光学フィルタ部ＶＣ設は較正時に赤
外線ビーム中に挿入するようにしであるので、光学系を
含めた検出装置全体の感度較正を被検出ガス？用いるこ
となく行なえるという効果？奏する。

更に第４発明にあっては、検知器本体の下部にガス流入
孔？開口し、上部にカス流出孔？開口して両孔間に被検
出ガス流入部ケ設け、被検出ガス流入部の一方の側面１
ｌｌｌｌｖｃ赤外線源、光学フィルタ部、赤外線検出素
子からなるブロック？配投するとともに卸かの側面側に
反射鋳？配設しであるので、赤外線源の発熱に伴なって
被検出ガス流入部内に上昇気流牙発生させて、被検出ガ
スをホシづなしに被検出ガス流入部内に導入させること
ができ、ボンづの駆動電力がないため消費電力が少なく
て済む上に、＠械的故障も無く長寿命化が図れ、更に振
動防止機構が不要なため、構造が簡単になるという効果
？奏する。

また第５発明にあっては被検出ガス流入部の一端を建物
のタクト内に一端を挿入した第１の筒体の他端に連通さ
せるともに被検出ガス流入部の他端を建物のタクト内に
一端？挿入した第２の筒体の他＠に連通させて、タクト
、第１の筒体、被検出ガス流入部、第２の筒体、タクト
の流路にタクト内の気流で被検出ガスケ導入するように
しであるので、被検出ガス？タクト内の気流？利用して
被検出ガス流入部内に導入でき、第４発明と同様な効果
を奏する。

また第６発明にあっては、第１の光学フイ１ｂり及び第
２の光学フィルタ？同一円周上となるように円板Ｉて埋
込んで取付け、該円板？ステップトタにて間欠的に回動
させる光学フィルタ部？備えであるので、光学フィルタ
の赤外線ビーム中への挿入が間欠駆動によって行なえる
ため、連続回転による場合に比して消費電流が少なく、
また機械的寿命が延び長寿命化が図れるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種ガスの赤外線吸収スペクトルの波長−吸収
スベクトル関係説明図、第２図は従来のガス検出装置の
概略構成図、第５図は本発明の一実施例のガス検知器の
概略構成図、第４図は同上の電気回路の概略的づ口・リ
フ図、第５図は同上の具体回路図、第６図は同上の測定
モード時の＃ｊＪ作説明用のタイムチャート、第７図は
同上の光学フィルタ部の動作説明図、第８図は同上の位
置検出説明用の要部構成図、第９図は同上の検出出力と
ガス濃度との関係説明図、第１０図は同上の設定調整℃
−ド時の動作説明用のタイムチャート、第１１図は同上
の測定時の参照波長の検出レベルと、測定波長の検出レ
ベルとの関係説明図、籟１２図は第２発明の実施例とし
て用いる赤外線検出素子の断面図、第１凸図は同上の赤
外線検出素子の（ａ）、　（ｂ） 使用説明図、第１６図は第４発明に係る実施例の概略構
成図、第１７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（（りは第５
発明に係る実施例の断面図、装置の正面図、　［Ｉｌ！
１面図、第１８図は本発明に用いる回路の他例？示す具
体回路図であす、　＋ｌｌＮ−１ガス検知器、ｆ１２）
は検知器本体、αＪは被検出ガス流入部、　（１４ａ）
（１４ｂ）ｌｄ開口窓、（１５ａ　）（１５ｂ　）は透
過性材、・）８１は赤外線源、（国は反射炉％（１９＋
１１光学フイｌし夕都、蜘は円板、　（２１ａ）（２１
ｂ）は光学フィルタ、１２力はステ・ソづ七−タ、　＋
２４］は赤外線検出素子、陳は演算手段、迄ηはＡ／Ｄ
変換回路。 （４渇、（４り、（４つは可変抵抗器、□□□は表示器
、（４０は０シジカットフィルタ、（４７）ｉｊ減衰フ
ィルタ、　（４９）はガス流入孔、５ａＶｉガス流出孔
、　（５＋１はタクト、敏は筒体、（５６）ｔ：を筒体
、（５９）ＨＶ−Ｆｆ換回［Ｂ、ＢＢｌｄ赤外線ビーム
である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 １ に？ｔｓＬｇ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１１赤外線ビームを発射する赤外線源と、該赤外線源
   から発射された赤外線ビームを通過させる被検出ガス流
   入部と、該被検出ガス流入部を介して通過した赤外線ビ
   ームを反射させる反射鏡と、該反射鏡によって反射され
   て前記被検出ガス流入部を再度通過した赤外線ビーム中
   に、透過波長が被検出ガスの吸収スペクトルと一致し、
   該透過波長のビームを測定波長とする第１の光学フィル
   タと該第１の光学フィルタの透過波長と＃１カーに異な
   る透過波長を有し該透過波長を参照波長として通過させ
   る第２の光学フィルタとを交互に挿入する光学フィルタ
   部と、光学フィルタ部のｇｇｌの光学フィルタ若しくけ
   第２の光学フイＬりを通過した赤外線ビームを受光する
   赤外線検出素子とからガス検知器を構成し該赤外線検出
   素子で受光検出した第１の光学フィルタを通過した赤外
   線ビームの受光レベルと第２の光学つイシタを通過した
   赤外線ビームの受光レベルとの比をとって被検出ガス濃
   度を判定するようにしｆｃガス検出装＠Ｖｃおいて、赤
   外線源と、光学フィルタ部及び赤外線検出素子を一方ｌ
   ｌｔ！ＩＶζ、他方側に反射鏡を配置して検知器本体内
   に密閉収納し、赤外線源及び光学フィルタ部と反射鏡と
   の間に検知器本体内部に対して遮蔽され検知器本体外部
   に対して露出し九被検出ガス流入部を設け、該被検出ガ
   ス流入部を囲む検知器本体壁部の一部に、赤外線ビーム
   が赤外線源から反射鏡に、反射鏡から光学フィルタ部に
   夫々通過可能なように透明窓を設けて成ることを特徴と
   するガス検出装置。 （２）赤外線ビームを発射する赤外線源と、該赤外線源
   から発射された赤外線ビームを通過させる被検出ガス流
   入部と、該被検出ガス流入部を介して通過した赤外線ビ
   ームを反射させる反射鏡と、該反射鏡によって反射され
   て前記被検出ガス流入部を再度通過した赤外線ビーム中
   に、透過波長が被検出ガスの吸収スペクトルと一致し、
   該透過波長のビームを測定波長とする第１の光学フィル
   タと該第１の光学つイシタの透過波長と僅かに異なる透
   過波長を有し該透過波長を参照波長として通過させる第
   ２の光学フィルタとを交互に挿入する光学フィルタ部と
   、光学フィルタ部の第１の光学フィルタ若しくは＠２の
   光学フイ１し夕を通過した赤外線ビームを受光する赤外
   線検出素子とからガス検知器を簿成し、該赤外線検出素
   子で受光検出した第１の光学フィルタを通過した赤外線
   ビームの受光レベルと第２の光学フィルタを通過した赤
   外線ビームの受光レベルとの比をとって被検出ガス濃度
   を判定するようにし九ガス検出装置において、被検小月
   ス固有の吸収スペクトルより長波長側の背景放射な遮断
   するＯ：７ジカツトつイシタを赤外線検出素子の曲面に
   付設して成ることを特徴とするガス検出装置、 （３）前記Ｏ′Ｊタカットフィルタを０．２〜０，５ｍ
   厚の石英月ラスとして成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載のカス検出装置。 （４）前記赤外線検出素子の窓部に石英ガラスを設けて
   成ることを特徴とする特許請求の範囲＠２項記載のガス
   検出装置。 （５）赤外線ビームを発射する赤外線源と、該赤外線源
   から発射された赤外線ビームを通過させる被検出ガス流
   入部と、該被検出ガス流入部を介して通過した赤外線ビ
   ームを反射させる反射鏡と、該反射鏡によって反射され
   て前記被検出ガスＩＡε入部を再度通過した赤外線ビー
   ム中に、透過波長が被検出ガスの吸収スペクトレと一致
   し、該透過波長のビームを測定波長とする第１の光学フ
   ィルタと該第１の光学フィルタの透過波長と僅かに異な
   る透過波長を有し該透過波長を参照波長として通過させ
   る第２の光学フィルタとを交互に挿入する光学フィルタ
   部と、光学フィルタ部の第１の光学フィルタ若しｌｊ＠
   ２の光学フィルタを通過した赤外＃ｉＡビームを受光す
   る赤外線検出素子とからハス検知器を構成し、該赤外線
   検出素子で受光検出した第１の光学フィルタを通過した
   赤外線ビームの受光レベルと第２の光学フィルタを通過
   した赤外線じ−６の受光レベルとの比をとって被検出ガ
   ス濃度を判定するようにしたガス検出装置において、測
   定波長の赤外線ビームを減光させる減光手段を光学フィ
   ルタ部ＶＣ設は較正時に赤外線ビーム中に挿入するよう
   にして成ることを特徴とするガス検出装置。 Ｆ６１第１の光学フィルタと第２の光学フィルタとを円
   板に埋込んで取付けると共に前記円板に対して互いに回
   転できるように取付は穴開の円板に前記減光手段を設け
   ると共に該別の円板を前記円板に同期させて回転させる
   七−タを設け、較正１１１に減光手段を赤外線ビーム中
   に挿入するようにしてなる光学フィルタ部を備えた特許
   請求の範囲＠５項記載のハス検出装置。 （７）赤外線じ−ムを発射する赤外線源と、該赤外線側
   から発射された赤外線ビームを通過させる被検出ガス流
   入部と、該被検出ガス流入部を介して通過した赤外線ビ
   ームを反射させる反射鏡人、該反射鏡によって反射され
   て前記被検出ガス流入部を再度通過した赤外線ビーム中
   に、透過波長が被検出ガスの吸収スペクトルと一致し、
   該透過波長のビームを測定波長とする＠１の光学フィル
   タと該＠１の光学フィルタの透過波長と僅かに異なる透
   過波長を有し該透過波長を参照波長として通過させる第
   ２の光学フィルタとを交互に挿入する光学フィルタ部と
   、光学フィルタ部の第１の光学フィルタ若しくは第２の
   光学フィルタを通過した赤外線ビームを受光する赤外線
   検出素子とから検知器を構成し、該赤外線検出素子で受
   光検出した第１の光学フィルタを通過した赤外線ビーム
   の受光しベルと第２の光学フィルタを通過した赤外線ビ
   ームの受光しべんとの比をとって被検出ガス濃度を判定
   するようにしたガス検出装置において、検知器本体の下
   部にガス流入孔を開口し、上部にガス流出孔を開口して
   両孔間に被検出ガス流入部を設け、被検出ガス流入部の
   一方の画面側に赤外線源、光学フィルタ部、赤外線検出
   素子からなるブロックを配設するとともに他方の側面ｌ
   １ｌｌｌＩＫ反射鏡を配設して成ることを特徴とするカ
   ス検出装置。 （８）赤外線ビームを発射する赤外線源と、該赤外線源
   から発射された赤外線ビームを通過させる被検出ガス流
   入部と、該被検出カス流入部を介して通過した赤外線じ
   −ムを反射させる反射鏡と、該反射鏡によって反射され
   て前記被検出カス流入部を再度通過した赤外線ビーム中
   に、透過波長が被検出カスの吸収スペクトルと一致し、
   該透過波長のビームを測定波長とする＠１の光学フィル
   タと該第１の光学フィルタの透過波長と催かに異なる透
   過波長を有し該透過波長を参照波長として通過させる＠
   ２の光学フィルタとを交互に挿入する光学フィルタ部と
   、光学フィルタ部のＩｇｌの光学フィルタ若しくは第２
   の光学フィルタを通過した赤外線ビームを受光する赤外
   線検出素子とからガス検知器を構成し、該赤外線検出素
   子で受光検出した第１の光学フィルタを通過した赤外線
   ビームの受光レベルと＠２の光学フィルタを通過した赤
   外線ビームの受光レベルとの比をとって被検出ガス濃度
   を判定するようにしたガス検出装置において、被検出ガ
   ス流入部の一端を建物のタクト内に一端を挿入したｇｇ
   ｌの筒体の他端に連通させるとともに被検出カス流入部
   の他端を建物のタクト内に一端を挿入し喪第２の筒体の
   他端に連通させて、タクト、第１の筒体、被検出ガス流
   入部、第２の筒体、タクトの流路にタクト内の気流で被
   検出ガスを導入するようにして成ることを特徴とするハ
   ス検出装置。 （９）被検出ガス流入部の開口部分に粉じん除去フィル
   タを設けて成ることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   記載のガス検出装置。 （ｌα赤外線ビームを発射する赤外線源と、該赤外線源
   から発射された赤外線ビームを通過させる被検出ガス流
   入部と、該被検出ガス流入部を介して通過した赤外線ビ
   ームを反射させる反射鏡と、該反射鏡によって反射され
   て前記被検出カス流入部を再度通過した赤外線ビーム中
   に、透過波長が被検出ガスの吸収スペツクルと一致し、
   該透過波長のビームを測定波長とする第１の光学フィル
   タと該第１の光学フィルつの透過波長と僅かに異なる透
   過波長を有し該透過波長を参照波長として通過させる第
   ２の光学フィルタとを交互に挿入する光学フィルタ部と
   、光学フィルタ部の第１の光学フィルタ若しくは＠２の
   光学フィルタを通過した赤外線と一ムを受光する赤外線
   検出素子とからガス検知器を構成し、該赤外線検出素子
   で受光検出した第１の光学フィルタを通過した赤外線ビ
   ームの受光レベルと＠２の光学フィルタを通過した赤外
   線ビームの受光レベルとの比をとって被検出ガス濃度を
   判定するようにしたガス検出装置において、第１の光学
   フィルタ及び＠２の光学フィルタを同−円周上となるよ
   うに円板に埋込んで取付け、該円板をステップ七−夕に
   て間欠的に回動させる光学フィルタ部を備えて成ること
   を特徴とするハス検出装置。