JPS62289753A - ガス濃度検出装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はガス濃度検出装置に係り、狛にデータ処理部を
備え、ガス濃度の異畠゛を判定りるのに好適なガス濃度
検出装置に関する。

（従来の技術） 従来のガス濃度検出装置は第８図のガス１度検出グラフ
に示すように、１１．１間ｔととしに検出されるガス）
１度ｄのふ１１定カーブＧ８があらかじめ設定した限界
値ｄ　　を超える溌麿に達したかど゛）か、ｍａ× あるいは第９図の濃度検出グラフに示すように、ガス濃
度のヨ１１定カーブＧ９の変化１１△ｄが一定の絶間以
上かどうかを判定して行なうのが一般的で６５　つ　ｊ
こ　。

ところが、かかる方式では、ガス濃度ｄが異常に至る前
の緩やかなガス濃度の上界兆候の検出が困難であり、ま
た人為的な要因あるいは既知で無害な要因により瞬時あ
るいは一時的にガス濃度変化が発（Ｌした場合にも異常
と判定され、異常通報のための警報が発せられたりりる
という問題がある。

第１０図は炭鉱の坑内にＪ３ける一酸化炭素（Ｇｏ）ガ
ス濃度の変化状況の一例を示づガス濃度変化グラフであ
る。第１０図においＣ，ＣＯガス３２麿の測定カーブＧ
１０が一時的に上昇しているのは、坑内で掘削のために
ダイナマイトが爆破されたためＴ：おる。これは人為的
に行なった作業により一時的に上昇したものであり、坑
内火災のために上昇したのではない。ところが、従来の
ガス濃度検出方式では、この場合にもガス濃度が限界値
超過異常と判定されたり、ガス濃度変化幅が規定値以上
ということで異常と判定されたりしＣ１誤った警報がＲ
ｕられるごとになる。

第１０図のグラフにおいて、破線のカーブＧ１００はダ
イツマイト爆破によるＣＯガス１１１度の増加分を除い
たＣＯガス温度のベース値を示している。この場合、緩
やかではあるがベース値は明らかに増加傾向にある。ど
ころが従来のガス濃度検出方式では、緩やかなガス濃度
異常の場合、危険と判定される限界（直に達づる前に責
常兆１挨を検出することができ４【いという問題点があ
った。

（発明が解決しようとづる問題点） 本発明は上記従来技術の問題点を考慮してなされたもの
で、ガス濃度をデータ処理により判定することによって
、ガスａｉの異常兆候の検出に当たり不必要な誤認異常
判定を行なうことなく、しかも判定基準値の変更が容易
なガス温良検出装置を提供りることを「１的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決ザるための手段） 本発明のガス濃度検出装置は、第１の周期でガス濃度を
サンプリング吊子化づ−る入力手段と、この入力手段か
らの量子化データを第２の周期で処理してガス濃度の判
定値を演算する処理手段と、この処理手段で得られた判
定値が所定の限界値を超える′ｊＳ態が前記第２の周！
ｇ１で予め定められｔこ限界回数以上連続して出現した
場合にガス濃度異常と判２する判定手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

（作　用） 上記構成によれば、検出されたガス濃度の絶対値あるい
は変化量が予め定められた限界値を超える場合が連続し
て一定の回数以上発生した場合に）“シ常検出を行なう
ため、誤警報の頻発を抑止することができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明りる。

第１図）ま本発明の一実施例に係るガス３；１宴検出装
置のブロック図である。同図に示すように、信号入力部
１１（ユ図示していないガスセンリからガス濃Ｉｆ、を
信号ｄを入力し、ガス澗は５′〜畠判定を行なうアーク
処理部１２に送出する。なお、信号入力部１１　ｉ、！
第４図のグラフに示すように、入力されたガス濃度（＋
Ｉ　”ｊ　ｄを一定周期ΔｔＣサンプリング量子化し、
ガス淵１室リンプルＩ＋ｆ＋　ｄ　ｋとしてデータ処理
部１２に与える。データ処理部１２で判だされたガス濃
度に関する情報や異常通報情報はＣＲＴ表示装置１３、
プリンタ１４、ベル、ブ（アー、ヂセイムなどの警報装
置１５に送出される。

なお、データ設定装置１６はガス濃度のザンブリング周
１！ＩＪ−１′）ｌ’ｆ報レベル等の各種定数゛１′）
条件の設定を１’Ｆなう。

第２図および第３図は第１図に示したデータ処１１１部
１２の異常判定方法の概念を示リーフ１−１−チャート
で必る。

さて、第１図の構成にＪ３いて、信号入力部１１で取込
まれたガス濶度信罵ｄはデータＩＪ　ＩＩ］１部１２で
第２図よたｔユ第３図のフローチャートに承り方法ぐ処
理され、ガス濃度異常と判定された場合はＣＲＴ表示装
ｆ７１３、プリンタ１４および警報装置１５のうらの少
なくとも一゛つにより異“営通報が行イｇねれる。

第２図および第３図のフローチセートに示した異常判定
方法を説明すると以下のようになる。まず、ガス濃度ｄ
、は第５図のグラフに示すように、データ設定装置６に
よりガス′Ｑ度ｄのサンプル値（１ｋ、あるいはチェッ
ク周期ΔＣ内にＪ３ける１ナンブル値ｄｋの最小値ｄｋ
□のいずれかの形でデータ処理部］２内で処理される。

ガス濃度の異常判定の方法としては、第２図および第３
図に示すように２種類ある。

まず、第２図の絶対値７１７９６式では、ガス濃度ｄ　
がｎ　　回連続して設定限界（１６ｄ　　をＳ　　　　
　ｍａＸ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ｍａＸ超えた場合にガス濃度異常と判定する。つまり
、ステップ２１で回数ｎを初期設定し、ステップ２２で
ガス＆１度ｄ　を読込み、これがｄ　　を椙ｓ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　ｍａｘえたか否かをス
テップ２３で判定する。判定の結果、ｄ　　＞ｄ　　　
の場合、ステップ２４で回数ｎｓ　　　　　　ｎ＋ａｘ を１だけインクリメントし、そうでなければステップ２
５で回数ｎを０″とする。このようにしてステップ２２
以下の動作を繰返し、その結果ステップ２６で回数ｒ）
が予め定められた回数ｎｍａｘに達づるとステップ２７
に移行しく５゛４常通報を行なうこととなる。

また、第３図の変化量チェック方式では、ガスｆＪ度ｄ
Ｓの前回値ｄＳ１からの変化ωΔ（」がｍヨａ８回連続
して変化量限界１直ｄ１を超えた場合にガスｉｌａ麿異
常と判定Ｊる。つまり、ステップ３１゜３２で回数ｍお
よびガス濃度変化量Δｄを初１１１］設定し、ステップ
３３でガス′ｃｉ＋１．を読込み、ステップ３４でガス
濃度検出の前回値ｄｓｐを引き算してガス潤度変化（ｄ
Δｄを９出する。このガスＯコ度変化吊Δｄが変化量限
界値ｄ、を超えていないかどうかを次のステップ３５で
判定し、超えている場合はステップ３６で回数ｍをイン
クリメントし、そうでなければステップ３７　ｒ回数ｍ
を“Ｏ″とする。このようにしてステップ３３以下の動
作を繰返し、その結果ステップ３８′ｃ回数ｍが予め定
められた回数限界値ｍｍａｘに達すると、ステップ３９
に移行して異常通報を行なうこととなる。

なお、ガス濃度限界値ｄ　　、変化量限界値ｍａ× ｄ　１チエツクｊム１朋ΔＣ１およびガス濃度ｄの号ン
プル周期Δｔは、データ設定装置６によりあらかじめ設
定しておく。これらのパラメータの調整により対象のプ
ロセスや環境に最も適したガス濃度の異１信検出を実現
することがぐぎる。

第６図は第１図の構成を炭鉱の坑内における一酸化炭素
（Ｃｏ）ガス８口度の異常検出に適用した揚台を説明す
るためのガス濃度変化グラフＧ６を示すものである。こ
こでは、ＣＯガス園度ｄのリンブリング周期を１１１．
Ｎｉ間とし、ヂ」ツク周］ｔｌＪΔＣを８時間に設定す
る。ここで、濃度異常検出は第３図の変化量チェックｈ
式により行なうムのとし、ガス濃度の変化Ｉｉが連続２
回制限値ｄ０を、帛えた場合に異常と判定づるしのとづ
る。一方、ガス濃度データ（」　は各チェック！９１　
ｔ８１ΔＣ１〜Δｃｃにおけるガス温度リンプル値ｄｋ
の最小値ｄｓ１〜ｄ、６を用いる。これにより、ダイナ
マイト爆破による一時的な淵曵上界は無視されることに
なる。

第６図の例では、チェツク１！１１間ΔＣ５とΔＣ６に
おいてガス０度の変化：１１Δ（１、Δｄ６がそれそれ
変化量限界値ｄ、を超えるため、ガス濃度異常と判定さ
れる。このようにしで１ダイナマイト爆破による一時的
な濃度上品に影響されることなく、長時間にわたる坑内
での自然発火による緩やかなＣＯガス濃度の上昇兆候を
検出覆ることができる。

第７図は第１図の構成をメタン（ＣＨ４）ガスの濃度異
常検出に適用した場合を説明りるだめのガス濃度変化グ
ラフＧ７を示すものである。ここで（よ、ガス淵１臭の
１）′ンブル周朋を１５炒とし、第２図の絶対値７１７
９６式を用いた場合を説明ザる。−ｈ、ヂ１ツク周１す
１しリンプル囚！１１１１ｉｉｌ様１５′）秒とする。

第７図において【よｄ　　が異常判定のｍａＸ ガス濃度限界（＋＋’ｊであり、連袂３回以上メタンガ
ス濃度がｄ　　を超えた１易合にガス濃度異常と判定ａ
ｘ 覆る。

この場合、チェック「、）点ｔ１と１４において、ガス
′ｆＡ度がｄ　　を超えているが、次のチェックｍａ× 時点ｔ　ど先　においては限界値ｄ　　を下回つ２　　
５　　　　　　　　　　ｍａｘ ているため異′帛と判定されない。しかし、時点ｔ　以
降、ガス濃度が限界値ｄ　　を連続して超７　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｍａｘえてい
るため、連続３回目のチェック時点ｔ９にガス濃度異常
と判定され、警報が発せられる。ちな、みに、第７図に
おいてｄ。はメタンガス濃度危険値を示しており、した
がって、この例では危険値に至る４５秒はど前にガス濃
度異常が検出される。しかし連続３＠という条件を与え
ているので、何らかの要因でたまたま濃度が限界値ｄ　
　を超ｌｌ１ａ× えた場合には異常と判定されず、誤警報が頻発するとい
うような事態を抑制することができる。

なお、第２図および第３図の構成において、信号入力部
１１に取込むガスａ度信号ｄ、としては、検出対象の信
号の特徴に合わｌ！で低周波ディジクルフィルタにより
高周波成分を取除いたり、チェック周期内でリンプル値
の小さい順にいくつかの平均値をとった伯を用いたりづ
′ることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガス濃度が危険な状ｆさに達づる前に
ガス濃度の異常を検出づることができ、人為的要因など
による無害で一時的なガス濃度の上ティまでを異常と判
定す°ることがなく、したがってガス濃度異常の誤警報
のν１発を抑止でき、またガス濃度異１；（゛検出のた
めの限界値Ａゝ）条件を使用対象や目的によって容易に
設定、変更することを可能としたガス濶爪検出装置を提
供ターることが（′きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るガス淵１変検出装置の
ブロック図、第２図、第３図は第１図のデータ処理部ぐ
行なわれるガス濃度異常検出の）？・τｇる三方式の概
念を示すフローブヤート、第４図は第１図の信号入力部
からデータ処理部へのデータを示すグラフ、第５図はガ
ス濃度とそのナンブルＭ４Ｊ３よびヂ１ツク期間内のり
°ンプル値の最小値の関係を示すグラフ、第６図は炭鉱
の坑内における一酸化炭素ガスの濃度異常を変化量で検
出する場合を説明するだめのグラフ、第７図はメタンガ
スの温度異常を絶対値で検出づる場合を説明するための
グラフ、第８図は一般的なガス′ｆ５度検出グラフ、第
９図はガス濃度とその変化量の関係を示すグラフ、第１
０図は炭鉱の坑内における一酸化炭素ガス：農度の変化
状況の一例を一般的に承りグラフである。 １・・・信号入力部、２・・・データ処理部、３・・・
ＣＲ１−表示装置、４・・・プリンタ、５・・・警報装
置、６・・・データ設定装置。 出へ１人代理人　　佐　　必　　−雌 范６区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の周期でガス濃度をサンプリング量子化する入
   力手段と、この入力手段からの量子化データを第２の周
   期で処理してガス濃度の判定値を演算する処理手段と、
   この処理手段で得られた判定価が所定の限界値を超える
   事態が前記第２の周期で予め定められた限界回数以上連
   続して出現した場合にガス濃度異常と判定する判定手段
   とを備えたことを特徴とするガス濃度検出装置。 ２、処理手段は第２の周期内の量子化データの最小値を
   判定値として送出することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のガス温度検出装置。 ３、処理手段は第２の周期内の量子化データの変化量を
   判定値として送出することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のガス濃度検出装置。 ４、第１の周期と第２の周期が同一であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載のガス濃度検出装置。