JPS63285454A - Detection of city gas leaked from buried pipe - Google Patents
Detection of city gas leaked from buried pipeInfo
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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、都市ガスの内、製造ガス（ＬＰＧ、天然ガ
スは含まれない）の埋設管からの漏洩を検知する検知方
法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a detection method for detecting leakage of manufactured gas (LPG, not including natural gas) from buried pipes among city gases. .
（従来の技術）
地下工事現場、あるいはガス管理股部表層近辺において
、地中に埋設したガス管から都市ガスが洩れたものであ
るか、または地中で自然発生したメタンガスによるもの
であるかを識別することはガス洩れ対策上非常に重要で
ある。(Prior technology) At an underground construction site or near the surface of a gas management section, it is possible to determine whether city gas is leaking from a gas pipe buried underground, or whether it is methane gas naturally occurring underground. Identification is very important in preventing gas leaks.
本発明者は先に「都市ガス用ガス洩れ探知方法」を提案
した（特公昭５４−１４５１７号公報参照）。従来の接
触燃焼式ガス検知器では水素・−酸化炭素、メタンなど
に応動するようにガス検知素子の使用温度を５５０℃〜
６００℃程度にしてガス検知を行っていたが、これでは
地中に埋設されたガス管からガス洩れした都市ガスであ
るのか、または地中から自然発生したメタンガスである
のかこの両者を識別して検知することができなかった点
にかんがみ、上記光に提案した発明では白金触媒を使用
したガス検知素子が使用温度により都市ガス成分である
メタン、水素、−酸化炭素に対して感度差を有し、しか
も温度を１５０ｔ〜２５０℃に低く限定することにより
、メタンにはほとんど応答せず、水素、−酸化炭素には
応答する特性を有することを見出し、これを利用したも
のであった。The present inventor previously proposed a "method for detecting gas leaks for city gas" (see Japanese Patent Publication No. 14517/1983). In conventional catalytic combustion type gas detectors, the operating temperature of the gas detection element is set at 550℃ to respond to hydrogen, carbon oxide, methane, etc.
Gas detection was carried out at around 600 degrees Celsius, but it was difficult to distinguish whether it was city gas leaking from underground gas pipes or methane gas naturally occurring underground. In consideration of the fact that it could not be detected, in the invention proposed in the above light, a gas detection element using a platinum catalyst has a sensitivity difference to city gas components methane, hydrogen, and carbon oxide depending on the operating temperature. Moreover, it was discovered that by limiting the temperature to a low range of 150 t to 250° C., it had a characteristic of hardly responding to methane but responding to hydrogen and carbon oxide, and this was utilized.
他の一般的な都市ガス用ガス洩れ検知方法としてはＦＩ
Ｄ（水素炎イオン化検出器）による方法が行われている
。ＦＩＤとは高温の水素炎中で有機化合物がイオン化し
、炎中に入れた電場のかかっている電極間の電気伝導度
が増加することを利用した検出器である。このＦＩＤで
は、炭素を含む化合物（有機化合物）には敏感であるが
、Ｃ０１Ｈ２ガスに感じない。また、Ｃｏガスは通常Ｎ
ｉ触媒を用いＣＨ４に変換して（メタナイザーという）
ＦＩＤで検出することができる。しかし、水素ガスを検
出することはできないものであった。Another common gas leak detection method for city gas is FI.
D (flame ionization detector) method is used. FID is a detector that takes advantage of the fact that organic compounds are ionized in a high-temperature hydrogen flame, and the electrical conductivity between electrodes placed in the flame increases where an electric field is applied. This FID is sensitive to carbon-containing compounds (organic compounds) but is not sensitive to CO1H2 gas. Also, Co gas is usually N
Convert to CH4 using i catalyst (referred to as methanizer)
It can be detected by FID. However, hydrogen gas could not be detected.
（発明が解決しようとする問題点〕
前記「都市ガス用ガス洩れ探知方法」に用いた接触燃焼
式ガス検知器では、都市ガスと自然発生したメタンガス
とを選別することはできるものの、高濃度ガス吸引後の
安定性がよくない。すなわち、ガス洩れ検知器は、ガス
洩れ箇所の近傍で使用するため素子に到着するガス濃度
がかなり高濃度になる可能性があり、高濃度ガスを吸引
した場合、大きくゼロ点が移動し、スパンも変化する。(Problems to be solved by the invention) Although the catalytic combustion gas detector used in the above-mentioned "methane gas leak detection method for city gas" can distinguish between city gas and naturally occurring methane gas, Stability after suction is poor.In other words, gas leak detectors are used near the gas leak point, so the gas concentration reaching the element may be quite high, and if high concentration gas is suctioned, , the zero point moves significantly and the span also changes.
これは高濃度ガスにより素子温度が上昇し、ブリッジバ
ランスが崩れるためである。また、白金線も触媒作用を
持つため高温酸化され、抵抗値が高くなることも考えら
れる。いずれにしても接触燃焼式ガス洩れ検知器は、高
濃度ガスに出会ったとき不安定であり、他の半導体式ガ
スセンサ、固体熱伝伝導式ガスセンサ等に比較して感度
が低いという問題点があった。This is because the high concentration gas increases the element temperature and disrupts the bridge balance. Furthermore, since the platinum wire also has a catalytic effect, it is likely to be oxidized at high temperatures, resulting in a higher resistance value. In any case, catalytic combustion type gas leak detectors are unstable when encountering high concentration gas, and have lower sensitivity than other semiconductor type gas sensors, solid heat conduction type gas sensors, etc. Ta.
一方、ＦＩＤはメタン等有機化合物には高感度であるが
水素ガスを検出することはできない。またＦＩＤは大型
で、常に水素ボンベを必要とし、車′に搭載していなく
てはならない。しかも価格が高額である。さらに、前記
のように、炭素を含むガスを検出するものである。On the other hand, FID is highly sensitive to organic compounds such as methane, but cannot detect hydrogen gas. Furthermore, FID is large and always requires a hydrogen cylinder, which must be installed in the vehicle. Moreover, the price is high. Furthermore, as mentioned above, gas containing carbon is detected.
この発明は、前記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、簡単、確実な都市ガスのガス澗れ検知方法
を提供することを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a simple and reliable method for detecting gas stagnation in city gas.
この発明に係る都市ガスのガス洩れ検知方法は、都市ガ
スと自然発生したメタンガスとを分別してそのガス洩れ
を検知するに際し、水素選択性センサを用いて都市ガス
中の水素を検出することにより都市ガスと推定し、水素
を含まない自然発生したメタンガスと分別して都市ガス
を検出するものである。The city gas leak detection method according to the present invention detects hydrogen in city gas using a hydrogen selectivity sensor when separating city gas from naturally occurring methane gas and detecting the gas leak. The system detects city gas by separating it from naturally occurring methane gas, which does not contain hydrogen.
この発明においては、都市ガス中に含まれている水素に
着目し、水素選択性センサを用いて前記水素を検出する
ことによって、都市ガスのガス洩れと推定する。In this invention, by focusing on hydrogen contained in city gas and detecting the hydrogen using a hydrogen selectivity sensor, it is estimated that there is a gas leak of city gas.
はじめに、この発明の検知対象である都市ガスについて
説明する。First, city gas, which is the detection target of this invention, will be explained.
都市ガスは天然ガス（ＬＮＧ）と製造ガスに大別できる
。製造ガスは石炭ガス（コークスガス）、石油ガス（ナ
フサガス）およびＬＰＧ変成ガスに分類できる。ガスの
組成については、各ガス会社により異なるが、天然ガス
を使用しているものにあってはＣＨ４が約８８％で、そ
の他に炭素数２〜４の炭素水素を約１０％程合むものが
多い。製造ガスにあっては、発熱量も異なりまた石炭ガ
ス、石油ガス等により、その成分組成はまちまちである
が、５０００Ｋｃａｌ／ｒｎ’の都市ガスの組成として
大量、Ｈ２３２〜４６．ＣＨ４１８〜２２、ＣＯ５〜１
０．Ｃ１，ｌＨ，（中度化水素）４〜１０％残りはＮ２
０２ｃｏ、である。故に製造ガスではＨ２ガスが大量に
含まれていることが分る。City gas can be broadly divided into natural gas (LNG) and manufactured gas. Manufactured gas can be classified into coal gas (coke gas), petroleum gas (naphtha gas), and LPG converted gas. The composition of the gas varies depending on each gas company, but those using natural gas contain approximately 88% CH4, and approximately 10% carbon hydrogen with 2 to 4 carbon atoms. many. Manufactured gases have different calorific values and compositions vary depending on coal gas, oil gas, etc., but the composition of city gas of 5000Kcal/rn' is large, H232-46. CH418~22, CO5~1
0. C1, lH, (moderate hydrogen) 4-10% remaining N2
02co. Therefore, it can be seen that the manufactured gas contains a large amount of H2 gas.
このＨ２（水素ガス）は他の分子に比較して最も軽く、
しかも分子が小さいために拡散し易く、また、軽いので
地表に出易い。この発明は、このＨ２を検知することに
より、都市ガスのガス洩れを効率よく検知しようとする
ものである。This H2 (hydrogen gas) is the lightest compared to other molecules,
Furthermore, because the molecules are small, they can easily diffuse, and because they are light, they can easily reach the surface of the earth. This invention attempts to efficiently detect a city gas leak by detecting this H2.
次に、この発明の実施例について説明する。Next, embodiments of the invention will be described.
この発明の実施に用いられる水素選択性センサの一例を
第１図に示す。Ｒ１は熱線型半導体式の水素選択性セン
サ、１はヒータ、２はＡ１□０３（アルミナ）により形
成された基板、３は前記基板２上にプリントされた一対
の平面状のくし型のｐｔ（白金）蒸着膜、４は前記基板
２とｐｔ蒸着膜３上にコーティングされた金属酸化物で
ある５ｎｏ２ （酸化錫）焼結体である。５は５ｉ０２
膜でＳｎＯ□焼結体４の表面近傍を埋めて緻密で一様な
薄膜として形成したものである（特公昭６１−３１４２
２号公報参照）。An example of a hydrogen-selective sensor used in carrying out the present invention is shown in FIG. R1 is a hot-wire type semiconductor hydrogen selectivity sensor, 1 is a heater, 2 is a substrate made of A1□03 (alumina), and 3 is a pair of planar comb-shaped PTs printed on the substrate 2 ( The platinum (platinum) vapor deposited film 4 is a sintered body of 5NO2 (tin oxide), which is a metal oxide, coated on the substrate 2 and the PT vapor deposited film 3. 5 is 5i02
The film is formed by filling the vicinity of the surface of the SnO
(See Publication No. 2).
このようにして形成されたＳｔＯ□膜５は、Ｈ２分子程
度の小さい半径をもつ分子が容易に通過するが、それよ
り大きい半径をもつ分子は通過しにくい特性を有するの
で、高感度の水素選択センサが得られる。The StO□ film 5 formed in this manner has a characteristic that molecules with a radius as small as an H2 molecule can easily pass through it, but molecules with a larger radius are difficult to pass through, so it can be used for highly sensitive hydrogen selection. A sensor is obtained.
第２図は測定回路を示す図である。この図において、水
素選択性センサＲ３はガス通路に設置され、ＲＯ，Ｒ１
，Ｒ２は抵抗器、Ｅは電源、ＶＲは可変抵抗器、■は電
圧計である。FIG. 2 is a diagram showing the measurement circuit. In this figure, hydrogen selectivity sensor R3 is installed in the gas passage, and RO, R1
, R2 is a resistor, E is a power supply, VR is a variable resistor, and ■ is a voltmeter.
このように水素選択性センサＲ１と３個の抵抗器Ｒ８，
Ｒ，、Ｒ，とによりブリッジ回路を形成し、水素選択性
センサＲ１へのガス吸着による検知辺の抵抗値変化によ
り出力電圧を取り出す。In this way, the hydrogen selectivity sensor R1 and the three resistors R8,
A bridge circuit is formed by R, , R, and an output voltage is obtained by a change in the resistance value of the detection side due to gas adsorption to the hydrogen selectivity sensor R1.
第３図は、この発明を実施する測定装置のブロック図で
、水素選択性センサＲ５からの出力は、アンプＡＭＰで
増幅され、指示計Ｍで表示されると共に、コンパレータ
ＣＯＭを通ってランプまたはブザーの点滅またはブザー
断続音等の警報をディスプレイＤＰから発することがで
きる。なお、ｐｗは電源、ｐｓは定電圧回路、Ｇｉはガ
ス吸入口、ＧＯはガス排出口、Ｐはポンプである。FIG. 3 is a block diagram of a measuring device implementing the present invention, in which the output from the hydrogen selectivity sensor R5 is amplified by an amplifier AMP, displayed on an indicator M, and passed through a comparator COM to a lamp or buzzer. An alarm such as flashing or an intermittent buzzer can be issued from the display DP. In addition, pw is a power supply, ps is a constant voltage circuit, Gi is a gas inlet, GO is a gas outlet, and P is a pump.
第４図は水素選択性センサＲ５を使用して、水素ガス、
メタンガスを測定した図で、水素ガス５０ｐｐｍで２０
０１Ｙ１． Ｖ以上の出力があり、メタンガス５０ｐｐ
ｍで約１０ｍＶの出力があり、両者の比較から、この発
明に用いる水素選択性センサＲ８は水素ガスの選択性が
きわめて大きいことがわかる。Figure 4 shows hydrogen gas, using hydrogen selectivity sensor R5.
This figure shows methane gas measured at 50 ppm of hydrogen gas.
01Y1. It has an output of V or more, and 50pp of methane gas.
It has an output of about 10 mV at m, and a comparison between the two shows that the hydrogen selectivity sensor R8 used in the present invention has extremely high selectivity for hydrogen gas.
第１表はＦＩＤ方式と水素選択性センサとの測定例を示
すものである。Table 1 shows measurement examples using the FID method and the hydrogen selectivity sensor.
ＦＩＤ方式によるものは、第１表に示す都市ガス（６Ｃ
）組成によればＣＨ４（メタン）を検出するものであり
、メタン組成率１８〜２２％であり、この発明によるも
のはＨ２（水素）を検出するものであり、組成率は３２
〜４６％である。また、前述のように水素は軽くて粒径
が小さく、拡散し易いので、地表面に出易いのでガス濃
度が薄い状態でも感度が高く、出力値が高い。The FID method uses city gas (6C) shown in Table 1.
) According to the composition, it detects CH4 (methane), and the methane composition rate is 18 to 22%, and the one according to the present invention detects H2 (hydrogen), and the composition rate is 32%.
~46%. Further, as mentioned above, hydrogen is light, has a small particle size, and is easily diffused, so it is easily exposed to the earth's surface, so even when the gas concentration is low, the sensitivity is high and the output value is high.
第ｌ衣
〔発明の効果）
以北説明したように、この発明は、都市ガスと地中から
自然発生したメタンガスとを分別してそのガス洩れを検
知するに際し、水素選択性センサを用いて都市ガス中の
水素を検出することにより都市ガスと推定し水素を含ま
ない自然発生したメタンガスと分別して都市ガスを検出
するものであるので、地下工事現場あるいはガス管理股
部表層近辺における都市ガスのガス洩れを、水素を検出
ｒることで行うので、高感度で検出することができる。Part 1 [Effects of the Invention] As explained above, this invention uses a hydrogen selectivity sensor to separate city gas from methane gas naturally generated underground and detect gas leaks. By detecting the hydrogen in the gas, it is presumed to be city gas and separated from naturally occurring methane gas that does not contain hydrogen. Since this is done by detecting hydrogen, it can be detected with high sensitivity.
このように都市ガスが石油・石炭より生成されたもので
ある場合に水素が大量に含まれているので、水素を検知
することにより都市ガスのガス洩れを低濃度のガスもれ
でも発見できる。また、水素ガスは分子が小さく、拡散
し易いので、都市ガスのガス洩れがあった場合、水素ガ
スは最初に検知され易く、水素選択性センサで検知する
ｈ法が特に有効で早期発見に役立つものである。In this way, when city gas is produced from oil or coal, it contains a large amount of hydrogen, so by detecting hydrogen, it is possible to detect gas leaks even at low concentrations. In addition, hydrogen gas has small molecules and is easily diffused, so if there is a city gas leak, hydrogen gas is likely to be detected first, and the h-method, which detects it with a hydrogen-selective sensor, is particularly effective and useful for early detection. It is something.
そして従来のＦＩＤのように常に水素ボンベを搭載しな
りればならず、高価で、重量も大きく、装置が犬がかり
になるのにくらべ、この発明で使用用する水素選択性セ
ンサは小型、軽量、小電力で出力が大きく、応答速度も
早い。したがって、携帯用穆動用に用いる機器のセンサ
としては非常に優れており、簡単な増幅回路で表示可能
であり、小型で携帯に便利であり、片手で操作できるの
で、ガス管を埋設または設置しである場所で片手しか入
らない所でも検知できる等の極めて優れた特徴を有する
。And compared to conventional FIDs, which must always carry a hydrogen cylinder and are expensive, heavy, and bulky, the hydrogen selectivity sensor used in this invention is smaller and lighter. , low power consumption, large output, and fast response speed. Therefore, it is very good as a sensor for equipment used for portable electric power, as it can be displayed using a simple amplification circuit, is small and convenient to carry, and can be operated with one hand, so it does not require the use of buried or installed gas pipes. It has extremely excellent features such as being able to detect objects even in places where only one hand can enter.
第１図はこの発明に用いる水素選択性センサの断面図、
第２図はこの発明の実施に用いる回路の一例を示す図、
第３図はこの発明を実施する測定装置のブロック図、第
４図はこの発明の水素選択性センサを使用して水素ガス
、メタンガスを測定した図である。
図中、Ｒ８は水素選択性センサ、Ｐはポンプ、Ｇｉはガ
ス吸入口、ＧＯはガス排出口、ＰＷは電源、ｐｓは定電
圧回路、ＡＭＰはアンプ、ＣＯＭはコンパレータ、Ｍは
指示計、ＤＰはディスプレイである。
第１図
第２図
第３図
第４図
−ガス濃度 （ｐｐｍ）FIG. 1 is a cross-sectional view of the hydrogen selectivity sensor used in this invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit used for carrying out this invention,
FIG. 3 is a block diagram of a measuring device implementing the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing hydrogen gas and methane gas measured using the hydrogen selectivity sensor of the present invention. In the figure, R8 is a hydrogen selectivity sensor, P is a pump, Gi is a gas inlet, GO is a gas outlet, PW is a power supply, ps is a constant voltage circuit, AMP is an amplifier, COM is a comparator, M is an indicator, DP is a display. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 - Gas concentration (ppm)
Claims (1)
とを分別してそのガス洩れを検知するに際し、水素選択
性センサを用いて前記都市ガス中の水素を検出すること
により都市ガスと推定し、水素を含まない前記自然発生
したメタンガスと分別して都市ガスを検出することを特
徴とする埋設管より漏洩した都市ガスの検知方法。When separating city gas containing hydrogen from methane gas naturally generated underground and detecting gas leaks, a hydrogen-selective sensor is used to detect hydrogen in the city gas, inferring that it is city gas, and detecting hydrogen. A method for detecting city gas leaking from a buried pipe, the method comprising detecting city gas by separating it from the naturally occurring methane gas that does not contain methane gas.
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|---|---|---|---|
| JP11901887A JPS63285454A (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Detection of city gas leaked from buried pipe |
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|---|---|
| JP (1) | JPS63285454A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05288702A (en) * | 1992-04-10 | 1993-11-02 | Unisia Jecs Corp | Hydrogen gas detector |
| JPH07501891A (en) * | 1992-02-13 | 1995-02-23 | バカラック・インコーポレイテッド | Multiple K factor selection type gas detector |
| US5708190A (en) * | 1996-04-02 | 1998-01-13 | Ssi Technologies, Inc. | Gas concentration sensor |
| JP2015068802A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 国立大学法人 岡山大学 | Thin film-type hydrogen gas sensor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5414517A (en) * | 1977-06-29 | 1979-02-02 | Nippon Kayaku Co Ltd | Miticidal composition |
| JPS6131422A (en) * | 1984-07-24 | 1986-02-13 | Nippon Polyurethan Kogyo Kk | Preparation of water-dispersible blocked isocyanate |
-
1987
- 1987-05-18 JP JP11901887A patent/JPS63285454A/en active Pending
Patent Citations (2)
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