JPS63157037A - Gas concentration detector - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、ガス濃度検出装置に関し、さらに詳細にい
えば、被検出ガスの吸収波長域に検出感度を有する赤外
線検出器を用いて、被検出ガスの１度を検出するガス濃
度検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a gas concentration detection device, and more specifically, the present invention relates to a gas concentration detection device, and more specifically, the present invention relates to a gas concentration detection device. The present invention relates to a gas concentration detection device that detects one degree of detection gas.
〈従来の技術〉
従来、ガス濃度検出装置としては、例えば被検出ガスを
導入する試料セルおよび参照ガスを充填した参照セルに
、それぞれ赤外線光源から放射される赤外線を透過させ
、両セルを透過した赤外線の光量の差を赤外線検出器で
検出してガスの濃度を検出するようにしたものが知られ
ている。<Conventional technology> Conventionally, gas concentration detection devices have been used, for example, to transmit infrared rays emitted from an infrared light source through a sample cell into which a gas to be detected is introduced and a reference cell filled with a reference gas. A device is known in which the concentration of gas is detected by detecting the difference in the amount of infrared light with an infrared detector.
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、上記の装置にあっては、突発的なガス漏
れ等の異常を検出するためには、赤外線光源および赤外
線検出器に常時電流を流しておく必要があるので、消費
電力量が多くなり、また光源の劣化も速くなるという問
題があった。<Problems to be solved by the invention> However, in the above device, in order to detect abnormalities such as sudden gas leaks, it is necessary to constantly supply current to the infrared light source and the infrared detector. Therefore, there were problems in that power consumption increased and the light source deteriorated more quickly.
〈発明の目的〉
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
消費電力量が少なく、装置の寿命が長いガス濃度検出装
置を提供することを目的としている。<Object of the invention> This invention was made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide a gas concentration detection device that consumes less power and has a long device life.
く問題点を解決するための手段〉
上記の目的を達成するためのこの発明のガス濃度検出装
置は、赤外線検出器を用いて、赤外線光源との間に介在
する被検出ガスの濃度を検出するガス濃度検出装置にお
いて、可燃性ガスを酸化させる触媒と、酸化したガスの
反応熱を検出する赤外線検出素子とを設けている常時作
動用のガス検出器と、ガス検出器の検出信号に基づいて
上記赤外線検出器および赤外線光源の電源を投入する通
電制御手段とを具備するものである。Means for Solving the Problems> A gas concentration detection device of the present invention for achieving the above object uses an infrared detector to detect the concentration of a gas to be detected interposed between the gas and the infrared light source. In a gas concentration detection device, a constantly operating gas detector is equipped with a catalyst that oxidizes combustible gas and an infrared detection element that detects the reaction heat of the oxidized gas, and a gas detector based on the detection signal of the gas detector. The apparatus is equipped with energization control means for turning on the power of the infrared detector and the infrared light source.
また、上記赤外線検出器が、所望の被検出ガスの吸収波
長域に透過域をもつ光学フィルタを備えたものであり、
通電制御手段が、電源投入後所定時間経過までに赤外線
検出器からの出力がなかった場合に通電を遮断する通電
遮断手段をも有するものであってもよい。Further, the infrared detector is equipped with an optical filter having a transmission range in the absorption wavelength range of the desired gas to be detected,
The energization control means may also include an energization cutoff means that cuts off the energization when there is no output from the infrared detector within a predetermined period of time after the power is turned on.
く作用〉
以上のガス濃度検出装置によれば、ガス検出器に設けら
れた触媒が何らかの可燃性ガスに触れると、触媒作用に
よって可燃性ガスに酸化反応を起こさせるので、その酸
化熱を赤外線検出素子で検出することによって、可燃性
ガスの検出を行なうことができる。その結果、ガス検出
器から検出信号が出力されるので、この検出信号に基づ
いて通電制御手段を作動させて、赤外線検出器および光
源に電源を投入することができる。したがって、ガス検
出器のみに常時通電しておけば、必要時に、自動的に赤
外線検出器を働かせてガス濃度検出を行なうことができ
る。According to the above gas concentration detection device, when the catalyst installed in the gas detector comes into contact with some kind of flammable gas, the oxidation reaction is caused in the combustible gas by the catalytic action, and the heat of oxidation is detected by infrared detection. Combustible gas can be detected by detecting it with the element. As a result, a detection signal is output from the gas detector, and the energization control means can be operated based on this detection signal to turn on the power to the infrared detector and the light source. Therefore, if only the gas detector is always energized, the infrared detector can be automatically activated to detect the gas concentration when necessary.
また、上記赤外線検出器が光学フィルタを備え、通電制
御手段が通電遮断手段をも有するものである場合、以下
の作用を得ることができる。すなわち、光学フィルタに
よって、所望のガスのみを赤外線検出器で選択的に検出
することが可能となるが、ガス検出器に設けられた赤外
線検出素子にはガス選択性がないので、所望の被検出ガ
スと異なるガスがガス検出器に入ってきた場合にも、ガ
ス検出器から検出信号が出力され、通電制御手段が作動
してしまうことになり、電力が無駄に消費されてしまう
。そこで、電源投入後、所定時間経過までに赤外線検出
器からの出力がなかった場合、所望のガスがないものと
みなして電源を遮断することができる。Furthermore, when the infrared detector is equipped with an optical filter and the energization control means also has energization cutoff means, the following effects can be obtained. In other words, the optical filter allows the infrared detector to selectively detect only the desired gas, but since the infrared detection element installed in the gas detector does not have gas selectivity, only the desired gas can be selectively detected. Even when a gas different from the gas enters the gas detector, a detection signal is output from the gas detector, and the energization control means is activated, resulting in wasted power consumption. Therefore, if there is no output from the infrared detector within a predetermined period of time after the power is turned on, it is assumed that the desired gas is not present, and the power can be shut off.
〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。<Example> Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing examples.
第１図は、ガス濃度検出装置の一実施例を示す概略図で
ある。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a gas concentration detection device.
ガス１度検出装置は、ケーシング（１４）内に、赤外線
検出素子（１１）を設けるとともに、被検出ガスの吸収
波長に透過域をもつ光学フィルタ（１２）を前面に取付
けている第１の赤外線検出器（１）、この吸収波長域を
含む波長域に赤外線放射特性を有する赤外線光源Ｏ１お
よび２つの赤外線検出素子（２４）、（２５）を有する
第２の赤外線検出器のを設けている。The gas one-time detection device includes an infrared detection element (11) inside a casing (14), and a first infrared detection element (12) that has an optical filter (12) having a transmission range in the absorption wavelength of the gas to be detected. A detector (1), an infrared light source O1 having infrared radiation characteristics in a wavelength range including this absorption wavelength range, and a second infrared detector having two infrared detection elements (24) and (25) are provided.
赤外線光源■としては、例えば、ニクロム線ヒータ、水
銀ランプ等が使用可能である。As the infrared light source (2), for example, a nichrome wire heater, a mercury lamp, etc. can be used.
また、装置内部には、赤外線検出器（１）を設置するガ
ス導入室０）を構成するための仕切り（１５）が設けで
ある。この仕切り（１５）には、第１の赤外線検出器（
１）の視野を絞る穴があけてあり、この穴には、ガスの
流通を阻止する赤外線透過窓（ｌＯ）が形成されている
。また装置内部には、第２の赤外線検出器■の視野を絞
る穴をあけた仕切り（１３）が設けられている。そして
、第２の赤外線検出器■およびガス導入室■には、ガス
導入管（４）、■およびガス排出管■、■がそれぞれ接
続されている。Furthermore, a partition (15) is provided inside the apparatus to configure a gas introduction chamber 0) in which an infrared detector (1) is installed. This partition (15) has a first infrared detector (
1) A hole is made to narrow down the field of view, and an infrared transmitting window (lO) is formed in this hole to prevent gas flow. Further, inside the device, there is provided a partition (13) with a hole for narrowing the field of view of the second infrared detector (2). The second infrared detector (2) and the gas introduction chamber (2) are connected to a gas introduction pipe (4), (2) and a gas exhaust pipe (4), (2), respectively.
第２の赤外線検出器のは、第２図に示すように、金属製
のステム（２０）、金属製のステム（２０）を被覆し密
閉するキャップ（２１）、キャップ（２１）に形成され
た光入射用の開口（２１ａ）を封じている赤外線透過怠
（２２）、連続出力を得るためのチョッパ部（２３）、
ガス検出器（２９）を構成する変換回路（２７）と赤外
線検出素子（２４）、参照用赤外線検出器を構成する赤
外線検出素子（２５）等を内部に有している。As shown in Figure 2, the second infrared detector has a metal stem (20), a cap (21) that covers and seals the metal stem (20), and a cap (21) formed on the metal stem (20). an infrared transmitting hole (22) that seals the aperture (21a) for light incidence; a chopper section (23) for obtaining continuous output;
It has inside it a conversion circuit (27) and an infrared detection element (24) which constitute a gas detector (29), an infrared detection element (25) which constitutes a reference infrared detector, and the like.
赤外線検出素子（２４）はタンタル酸リチウム、チタン
酸鉛等の焦電材料からなり、金属製のステム（２０）に
取り付けられている。赤外線検出素子（２４）の表面に
は可燃性ガスを酸化する白金、バナジウム等の触媒（２
８）が形成されている。可燃性ガスとしては、例えば、
メタン、プロパン、アセチレン、エチレン、ＣＯ５Ｎｏ
等のガスをあげることができる。赤外線検出素子（２４
）には、金属製のリード線（２６）が接続されており、
リード線（２６）の他端は、アルミナ製の基盤に設けら
れた、外部回路に信号を取出すための変換回路（２７）
に接続されている。The infrared detection element (24) is made of pyroelectric material such as lithium tantalate or lead titanate, and is attached to a metal stem (20). The surface of the infrared detection element (24) is coated with a catalyst (2) such as platinum or vanadium that oxidizes combustible gas.
8) is formed. Examples of flammable gases include:
Methane, propane, acetylene, ethylene, CO5No
You can give gas such as Infrared detection element (24
) is connected to a metal lead wire (26),
The other end of the lead wire (26) is connected to a conversion circuit (27) provided on an alumina base for extracting signals to an external circuit.
It is connected to the.
変換回路（２７）はＦＥＴと高抵抗（１０９〜１０１１
Ω）からなり、赤外線検出素子（２４）の内部抵抗が高
抵抗であるため、外部とのインピーダンスマツチング用
に設けられているものである。変換回路り出される。The conversion circuit (27) is a FET and a high resistance (109 to 1011
Ω), and since the internal resistance of the infrared detection element (24) is high, it is provided for impedance matching with the outside. The conversion circuit is taken out.
赤外線検出素子（１１）、（２５）としては、装置の小
型化を図るうえで、焦電形のものが好適であるが、サー
モパイル形、半導体形などにても実施できる。The infrared detecting elements (11) and (25) are preferably of pyroelectric type in order to miniaturize the device, but thermopile type, semiconductor type, etc. can also be used.
なお、赤外線検出器（１）、■における赤外線検出素子
（１１）、（２５）の信号処理回路は公知であるので記
載を省略する。Note that the signal processing circuits of the infrared detection elements (11) and (25) in the infrared detector (1) and (2) are well known, so their description will be omitted.
赤外線検出器（１）のチョッパ部（２３）は、赤外線検
出素子（２５）の前面に配置された２枚の圧電振動体（
２３ａ）と、圧電振動体（２３ａ）の一端に赤外線検出
素子（２５）と対向するように固定された２枚のスリッ
ト板（２３ｂ） 、およびこれらを支持する支持台（２
３ｃ）からなっている。なお、チョッパ部（２３）は主
電源ＯＦＦ時には常に光遮断状態になるように設定され
ており、主電源ＯＦＦ時に外部からの赤外線の影響を受
けないようになっている。The chopper part (23) of the infrared detector (1) consists of two piezoelectric vibrators (
23a), two slit plates (23b) fixed to one end of the piezoelectric vibrator (23a) so as to face the infrared detection element (25), and a support base (23b) that supports them.
3c). Note that the chopper section (23) is set to always be in a light-blocking state when the main power source is OFF, so that it is not affected by infrared rays from the outside when the main power source is OFF.
また、第２の赤外線検出器■に接続されたガス導入管（
４）付近には、グラスウール等から形成されたガス拡散
部（３０）が設けられており、ガスが第２の赤外線検出
器■の内部に均等に導入されるようになっている。In addition, the gas introduction pipe (
4) A gas diffusion section (30) made of glass wool or the like is provided nearby, so that the gas is evenly introduced into the second infrared detector (2).
さらに、赤外線検出素子（２４）は赤外線透過窓（２２
）を通して入射する赤外線を感知しない位置に取り付け
られており、外部からの赤外線は赤外線検出素子（２５
）のみで感知する。Further, the infrared detecting element (24) has an infrared transmitting window (22).
) is installed in a position that does not detect infrared rays that enter through the infrared detection element (25
) is sensed only.
第１の赤外線検出器（１）は、光学フィルタを有してい
る点およびガス検出器（２９）に相当するものを備えて
いないという点を除けば、第２の赤外線検出器のと同じ
構造を有している。The first infrared detector (1) has the same structure as the second infrared detector, except that it has an optical filter and does not have the equivalent of a gas detector (29). have.
ガス検出器（２９）の検出信号および赤外線検出素子（
２５）の検出信号は、検出回路（１０５）に対して互い
に並列に入力される。検出回路（１０５）においては、
検出信号がガス検出器（２９）から出たものか、赤外線
検出素子（２５）から出たものかどうかを、極性の正負
により区別できるようになっており、区別された信号は
、それぞれ通電制御手段としての通電制御回路（１００
）および比較器（１０Ｂ）に人力されるようになってい
る。The detection signal of the gas detector (29) and the infrared detection element (
The detection signals 25) are input to the detection circuit (105) in parallel with each other. In the detection circuit (105),
Whether the detection signal comes from the gas detector (29) or the infrared detection element (25) can be distinguished by the positive or negative polarity, and the differentiated signals are controlled by energization control respectively. Energization control circuit as a means (100
) and comparator (10B).
変換回路（２７）、検出回路（１０５）および通電制御
回路（１００）には、補助電源（１０４）により常時電
力が供給されている。その電力はμＷオーダーであり、
極めて少ないものである。The conversion circuit (27), the detection circuit (105), and the energization control circuit (100) are constantly supplied with power by an auxiliary power source (104). The power is on the μW order,
This is extremely rare.
また、第１の赤外線検出器（１）の出力は、検出回路（
１０２）を通して通電制御回路（１００）および比較器
（１０Ｂ）に人力される。比較６ （ｔｏｅ）において
は、両赤外線検出器（１）、■の検出信号を比較し、外
部に出力する。Further, the output of the first infrared detector (1) is output from the detection circuit (
102) to the energization control circuit (100) and comparator (10B). In comparison 6 (toe), the detection signals of both infrared detectors (1) and (2) are compared and output to the outside.
通電制御回路（１００）は、主電源（１０１） 、赤外
線光ａｉｉｊ（３）、検出回路（１０５） 、検出回路
（１０２） 、比較回路（１０Ｂ） 、および赤外線検
出器（１）、■に接続されており、上記検出回路（１０
５）からの信号を受け、主電源（Ｌｏｔ）の電源を投入
し、赤外線光源Ｇ）、検出回路（１０５） 、検出回路
（１０２） 、比較回路（１０Ｂ）、および赤外線検出
器（１）、■にそれぞれ作動用電源を供給するものであ
る。The energization control circuit (100) is connected to the main power supply (101), the infrared light aiij (3), the detection circuit (105), the detection circuit (102), the comparison circuit (10B), and the infrared detector (1). The above detection circuit (10
5), the main power supply (Lot) is turned on, and the infrared light source G), the detection circuit (105), the detection circuit (102), the comparison circuit (10B), and the infrared detector (1), (2) It supplies operating power to each of the two.
以下に、ガス濃度検出装置の動作について説明する。The operation of the gas concentration detection device will be explained below.
ガス導入管（４）より第２の赤外線検出器■内に可燃性
ガス例えばメタンガスが導入されると、ガス検出器（２
９）は検出信号を発する。この検出信号は、検出回路（
１０５）を経て通電制御回路（１０（１）に送られる。When a flammable gas such as methane gas is introduced into the second infrared detector (2) through the gas introduction pipe (4), the gas detector (2
9) emits a detection signal. This detection signal is transmitted to the detection circuit (
105) to the energization control circuit (10(1)).
その結果、主電源（１０１）が駆動され、電源が投入さ
れる。そして、この主電源（ｌｏｔ）から、赤外線光源
■、検出回路（１０５） 、検出回路（１０２）、比較
回路（１０Ｂ） 、および赤外線検出器（１）、■に電
力が供給される。その結果、赤外線光源０は赤外線を発
し、第２の赤外線検出器のは赤外線光源■からの赤外線
を感知し、その検出信号は検出回路（１０５）を経て、
比較回路（１０Ｂ）に加えられる。As a result, the main power source (101) is driven and the power is turned on. Power is supplied from this main power source (lot) to the infrared light source (1), the detection circuit (105), the detection circuit (102), the comparison circuit (10B), and the infrared detector (1). As a result, the infrared light source 0 emits infrared rays, the second infrared detector senses the infrared rays from the infrared light source 2, and the detection signal passes through the detection circuit (105).
It is added to the comparison circuit (10B).
一方、光学フィルタ（１２）は、赤外線光源Ｏからの赤
外線のうち、例えば被検出ガスがメタンガスの場合、３
．３μ−の波長のものだけを透過させる。On the other hand, the optical filter (12) detects 3 of the infrared rays emitted from the infrared light source O when the gas to be detected is methane gas, for example.
．． Only wavelengths of 3 μ- are transmitted.
透過された赤外線は、第１の赤外線検出器（１）で検出
され、検出回路（１０２）を通して比較回路＜１０８）
に入力される。比較回路（１０６）では、両信号の差を
とることによって、ガス濃度に比例したレベルを有する
信号を取り出すことができる。The transmitted infrared rays are detected by the first infrared detector (1) and passed through the detection circuit (102) to the comparison circuit <108).
is input. The comparison circuit (106) can extract a signal having a level proportional to the gas concentration by taking the difference between the two signals.
また、この装置において、例えば被検出ガスがメタンガ
スのとき、吸収波長域の異なる他の可燃性ガス、例えば
プロパンガスが第２の赤外線検出器のに導入されると、
ガス検出器（２９）は作動するが、第１の赤外線検出器
（１）に設けられた光学フィルタ（１２）はメタンガス
の吸収波長と一致させであるため、プロパンガスの波長
は吸収せず、出力変化は生じない。しかし、この場合に
も、ガス検出器（２９）により、通電制御回路（１００
）が作動され、主電源（ｌｏｔ）が駆動されるので、電
力が供給される。そこで通電制御回路（１００）にタイ
マー（１０３）を設けることにより、無駄な電力の消費
を防ぐことができる。すなわち、通電制御手段（１００
）による電源投入後所定時間経過までに第１の赤外線検
出器（１）からの出力がなかった場合、所望のガスがな
いものとみなして、ａ電制御回路（１００）により電源
を遮断することとすれば、無駄な電力の消費を防げるこ
ととなる。この場合、通電制御回路（１００）は通電遮
断回路として動作することになる。In addition, in this device, when the gas to be detected is methane gas, for example, if another combustible gas with a different absorption wavelength range, such as propane gas, is introduced into the second infrared detector,
The gas detector (29) operates, but since the optical filter (12) provided in the first infrared detector (1) matches the absorption wavelength of methane gas, it does not absorb the wavelength of propane gas. No output change occurs. However, in this case as well, the gas detector (29) detects the energization control circuit (100).
) is activated and the main power supply (lot) is activated, so power is supplied. Therefore, by providing a timer (103) in the energization control circuit (100), unnecessary power consumption can be prevented. That is, the energization control means (100
) If there is no output from the first infrared detector (1) within a predetermined period of time after the power is turned on, it is assumed that the desired gas is not present, and the power is cut off by the a control circuit (100). This will prevent unnecessary power consumption. In this case, the energization control circuit (100) will operate as an energization cutoff circuit.
なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えばガス検出器（２９）を、赤外線検出器のと分
離して設けてもよく、要するに、ガス検出器（２９）を
被検出ガスと接触可能な位置に配置すればよい。また、
赤外線検出素子（２５）は、他の電気的制御手段によっ
て赤外線光源Ｏの光量を一定に保つことができれば、必
ずしも必要なものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and for example, the gas detector (29) may be provided separately from the infrared detector. In short, the gas detector (29) may be provided separately from the infrared detector. It may be placed in a position where it can come into contact with the gas. Also,
The infrared detection element (25) is not necessarily necessary as long as the amount of light from the infrared light source O can be kept constant by other electrical control means.
その他この考案の要旨を変更しない範囲内において、種
々の設計変更を施すことが可能である。Various other design changes can be made without changing the gist of the invention.
〈発明の効果〉
以上のようにこの発明は、長期間の可燃性ガス検出を行
う際、可燃性ガスが導入されたときに、触媒および赤外
線検出素子から構成されるガス検出器により可燃性ガス
を検出して、装置全体の主電源を立ち上げ、被検出ガス
濃度の測定を行なえるので、赤外線光源等装置全体に常
時電流を流しておく必要はなく、消費電力量の節減およ
び赤外線光源の劣化の防止を実現することができるとい
う特許の効果を奏する。<Effects of the Invention> As described above, in the present invention, when combustible gas is introduced during long-term combustible gas detection, the gas detector consisting of a catalyst and an infrared detection element detects the combustible gas. It is possible to detect this, turn on the main power supply for the entire device, and measure the gas concentration to be detected.Therefore, there is no need to constantly supply current to the entire device, such as the infrared light source, which reduces power consumption and reduces the power consumption of the infrared light source. The patented effect of being able to prevent deterioration is achieved.
第１図はこの発明のガス濃度検出装置を示す概略図、
第２図はガス検出器等の構造を示す概略図。
（１）・・・赤外線検出器、■・・・赤外線光源、（１
２）・・・光学フィルタ、（２４）・・・赤外線検出素
子、（２８）・・・触媒、（２９）・・・ガス検出器、
（１００）・・・通電制御回路２通電遮断回路。FIG. 1 is a schematic diagram showing a gas concentration detection device of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a gas detector, etc. (1)...Infrared detector, ■...Infrared light source, (1
2)...Optical filter, (24)...Infrared detection element, (28)...Catalyst, (29)...Gas detector,
(100)... Energization control circuit 2 energization cutoff circuit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61304772A JPS63157037A (en) | 1986-12-20 | 1986-12-20 | Gas concentration detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61304772A JPS63157037A (en) | 1986-12-20 | 1986-12-20 | Gas concentration detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63157037A true JPS63157037A (en) | 1988-06-30 |
Family
ID=17937036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61304772A Pending JPS63157037A (en) | 1986-12-20 | 1986-12-20 | Gas concentration detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63157037A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012150095A (en) * | 2010-12-27 | 2012-08-09 | Horiba Ltd | Gas concentration measuring device |
-
1986
- 1986-12-20 JP JP61304772A patent/JPS63157037A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012150095A (en) * | 2010-12-27 | 2012-08-09 | Horiba Ltd | Gas concentration measuring device |
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