JPH0352823B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気体検出器に関係する。

〔従来の技術〕

気体検出器は既知であり、一種類以上の選択し
た気体の存在に応答してその電気特性を変化さ
せ、この特性を電気的に監視することにより環境
中の選択した気体の存在と濃度の検出を可能とす
る変換器を具備する。変換器、電気監視回路、局
部電源を有する計器と共に計器用の表示部も提供
されるのが普通であり、従つて選択した気体の存
在及び／又は濃度が選定環境下で容易に決定可能
である。このような計器は特に精度が必要で低濃
度、100万分の１程度のものを測定しようとする
時に高価となり、かつ堅牢ではない。

〔発明の目的と要旨〕

本発明は比較的安価で、特に一酸化炭素とメタ
ンの低濃度気体を検出するのに好適な気体検出器
を提供することであり、地下鉱山作業での火災や
危険状態の存在の検出に特に好適である。

本発明の一態様によると、ハウジングと、ハウ
ジング内の選択した気体の濃度の変化により電気
特性を変化させるように応答するハウジングに取
付けた気体セル変換器と、遠隔の制御部より電源
を受取り気体の濃度を指示する監視信号を制御部
へ送るよう配置したハウジングに支持されセルに
結合された電気監視回路とを有し、監視信号は気
体の濃度が所定の最小値のとき最大値を有し、気
体濃度が所定の最大値に向つて増加していくにつ
れその値を減じていく信号である気体検出器が提
供される。

本発明の他の態様によると、鉱山の地下作業の
ような環境下で気体の存在を監視する選択気体濃
度監視装置において、複数個の気体検出器であつ
て、各検出器はハウジングに取付けられかつハウ
ジング内の気体の濃度変化によりその電気的特性
を変化させるように応答する気体セル変換器とハ
ウジングに支持された電気監視回路とを含む前記
気体検出器と、各検出器へ給電し又各検出器から
各ハウジング中の気体の濃度を指示する監視信号
を受信するため各検出器に電気的に接続された制
御部とを有し、監視信号が所定の最小値のとき最
大値を有し、気体濃度が所定の最大値に向つて増
加していくにつれその値が減じていく信号であ
る、鉱山の地下作業のような環境下で気体の存在
を監視する選択気体濃度監視装置が提供される。

気体セル変換器は一酸化炭素又はメタンのよう
な単一の選択気体に応答するよう配置されている
か、又は２種以上の気体及びその混合物に応答す
る。

各検出器のハウジングは気体がポートを通して
入ることを可能とする壁のポートを有するセルを
取囲む囲いを含む。このようなハウジングは、空
気流がハウジングの外側を迅速に移動していく位
置にハウジングがある時でもポートに流入する気
体がその内側でゆつくりと渦巻くように配置され
ていることが望ましい。

セル変換器は容易に取替可能に配置され、例え
ば交換用部材を設けることが望ましい。これはセ
ル変換器の動作寿命が短い、例えば数カ月の場合
にもセル変換器を必要に応じて容易に交換可能で
あることを意味する。

本発明による一酸化炭素気体検出器を以下に一
例として添附図面を参照して説明する。

〔実施例〕

図面を参照すると、第１図で気体検出器９は内
部囲い１２と外部囲い１４とを含むハウジング１
０を有し、各囲いは互いに整合していない６個の
ガス流入用スロツトを有している。これは、空気
がハウジング１０を比較的迅速に流れていく時、
空気の一部がスロツトを介して囲い１２の内側へ
漸次流入し、ここで渦巻くことを意味する。気体
セル変換器１６は囲い１２に取付けられ、一酸化
炭素の存在と濃度に応答してその電気的特性を変
化させる。電子回路１８は変換器１６の上の室２
０に取付けカプセル化され、変換器１６と電気的
に結合される。３本の線２２，２４，２６が回路
１８と端子ブロツク２７とに接続される。

ハウジング１０は支持輪部３０を備えたふた２
８を有しているため、検出器９を容易に選択位置
に吊下げ可能である。

使用時に検出器９は地下作業の選択位置に配置
され、地下作業区域の各適所の多数の同様な検出
器と関係づけられる。全ての検出器には中央制御
部から給電され、又各検出器の範囲の一酸化炭素
の濃度を指示する監視信号が検出器から中央制御
部へ送られる。

第２図で、この検出器は小さなフアン３２がふ
た２８の内側にはめられていることを除いては第
１図の検出器と同様である。フアン３２は線３６
を介して制御部から給電される。フアン３２は囲
い１２，１４の壁のスロツトを介して室２０へ空
気を流入させる。フアン３２を設けることによ
り、検出器９がたとえ空気流が殆んど又は全然な
い所に取付けられたとしても一酸化炭素濃度の変
化に有効かつ迅速に応答可能となる。通常鉱山作
業では、検出器が主空気路又はその近くに配置さ
れている時には、従来の強制換気が検出器を通過
する適当な循環流を与える。しかしながら、検出
器９が比較的空気循環のない所に配配置された
り、又は換気が保守のためオフとなつたり、又は
故障のため動作しないこともありうる。このよう
な場合、フアン３２は適当な空気流があることを
保証するため、空気は囲い１２から流入して変換
器１６が応答して一酸化炭素の検出を行なうこと
を可能とする。

第３図で、この回路は線２２，２６間で中央制
御部から−15Vの直流電源を受電する給電回路を
含む。安定化回路４０はこの電圧を−12Vに下げ
て増幅器４２を含む分割回路へ供給して共通零位
を与えると共に、回路の残りの部分に＋6Vと−
6V出力を与える。

気体セル変換器１６は抵抗４６をその帰還回路
として整合増幅器４４へ接続され、その出力は増
幅器４８を介して温度補正帰還を含む別の増幅器
５０へ接続される。さらに増幅器５２，５４，５
６が直列に電流ドライバ５８に接続され、その出
力は線２４に接続される。

増幅器５２，２４の入力は各回路の零設定と範
囲域を変更するため調節可能である。増幅器５６
の入力は回路の全体出力のオフセツトを与えるた
め調節可能である。

上述の回路では、一酸化炭素濃度を指示する線
２４上の出力が選択されているため、一酸化炭素
の濃度が零の時、電流ドライバ５８の出力は
1mAである。これは増幅器５４での零出力に対
応しているため増幅器５６のオフセツト入力は
1Vでなければならない。

回路の零設定は増幅器５２への入力を変更する
ことにより調節される。この調節可能な入力は一
酸化炭素がない時に変換器１６を流れる小電流を
平衡させるために必要である。

選定した検出範囲は増幅器５４への入力により
制御され又は調節され、一酸化炭素の100万分の
100に対して零となるよう選定されており、この
範囲は又必要に応じて抵抗４６の抵抗値を変更す
ることによつても調節可能である。回路の初期設
定の後、変換器１６を既知濃度の一酸化炭素にさ
らすことにより検出器を試験し、選択した範囲に
合うようにスパンを調節する。

通常上述した調節の各々は、室２０の回路のカ
プセル化を損う又は干渉することなく例えばネジ
回しを用いて調整可能な適当な可変抵抗の設置に
より実行可能である。

使用時に、変換器１６は一酸化炭素の存在に応
答してその電気的特性を変化させるため、増幅器
４８への入力は不平衡となり、電流ドライバ５８
の出力電流は適当に減少する。鉱山作業の監視に
は、選択した範囲は上述したように100万分の100
であるため、濃度がこのレベルまで上昇すると電
流ドライバ５８の出力電流は1mMから零へ減少
する。

他の回路配置が設置可能であるし、他の設定も
回路中で使用できることが認められる。しかしな
がら、気体濃度の上昇につれての減少電流出力の
使用はこれがフエイルセイフの機能を導入するも
のであるため望ましい。又、記録、特にチヤー
ト・レコーダによる記録を行なう場合、零気体濃
度での全範囲又は最大偏向は有利である。

変換器１６はハウジング１０の適所にプラグ挿
入される。これは変換器１６を容易に交換するこ
とを可能とする。現在市販の適切な変換器は鉱山
環境下では６から18カ月の作動寿命を有してお
り、従つて通常６から12カ月毎に交換しなければ
ならない。認められるように、上述の回路は交換
変換器を最初にハウジング１０にプラグ挿入した
時又必要に応じて他の時に各交換変換器を校正し
回路を調節することを可能とする。

フアン３２は取付けた時第３図の破線で示すよ
うに線２６に接続される。

上述したように、検出器は地下作業の区域を通
して選択した異なる位置に適切に配置され、中央
制御部は通常かつ便宜上鉱山地表に配置される。
制御部では各々が各検出器に接続されて一酸化炭
素の濃度の変化を監視する多数のチヤート・レコ
ーダを有することが望ましい。チヤート・レコー
ダは各々警報回路と関連されて、濃度が所定レベ
ルまで上昇した時音声及び／又は視覚警報を与え
るように配置される。各検出器の室２０のカプセ
ル化された上述の電気回路に含まれる警報回路又
は追加回路を設けてこのような警報信号を発生で
きる。さらに、地表の検出器又は警報回路は一酸
化炭素の変化速度に応答してこの速度が所定速度
を越えた時に別の警報信号を発生する別の回路装
置を設けてもよい。

遠隔測定装置を用いて電流ドライバ５８の出力
電流の大きさを中央制御部へ通信可能である。こ
のような場合遠隔測定リンクを用いて検出器の電
気回路と各検出器に設けた遠隔測定回路に電力を
供給する。

〔発明の効果〕

一酸化炭素の監視は特に石炭鉱山で発生するよ
うな地下火災又は火災危険状態の存在又は発生の
開始の検出に特に有利である。だが、他の気体、
例えば二酸化炭素も使用される。しかしながら、
火災又は火災危険がなくとも鉱山中の比較的高濃
度の周辺二酸化炭素の存在は火災を指示する変化
が正常の安全状態から容易には区別できないこと
を意味している。一酸化炭素、メタン、又はその
混合物の存在を監視することにより、このような
気体の小濃度の開始と増加は火災又は他の危険状
態の突発を迅速に検出するための一般により信頼
できより容易に識別できる状態である。

地下区域での気体の濃度を監視する装置の上述
の各検出器は局所電源を必要とせず、例えばチヤ
ート・レコーダのような遠隔の指示器を有してい
るため、各検出器は比較的安価に作製可能であ
る。さらに、遠隔部所は火災の早期指示を容易に
与えるのみならず、気体濃度の中央監視は故障又
は不動作検出器を識別可能であるという別の利点
を有する。これはその出力監視信号の非特性的な
変化を観察することにより、又は同一区域の近傍
に配置された検出器から送られる信号と比較する
ことにより成される。

本装置は又、火災又は火災危険とは必ずしも関
係しないが健康上の危険状態に関連する鉱山又は
長い道路トンネルでの危険気体濃度の存在又は発
生を監視するのにも使用できる。

中央監視部はイオン化型煙検出器に既に用いら
れている型式のものであることが望ましい。さら
に、このような煙検出器に対して用いられ現在利
用可能なものと同一の検出器用ハウジングが有利
に使用できる。これは煙検出器のハウジングを生
産するものと同じ機械を用いて気体検出器を大量
に生産可能とする。加えて、同一地域に分配した
多数の煙検出器と多数の一酸化炭素検出器を同時
に必要に応じて監視する装置に気体検出器を必要
に応じて含ませることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は２個の同様な検出器の断面
図であり、第３図及び４図は検出器の概略回路図
である。 ９……気体検出器、１０……ハウジング、１
２，１４……囲い、１６……セル変換器、１８…
…電子回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと、ハウジング中の選択した気体
   の濃度変化によりその電気的特性を変化させるよ
   うに応答するハウジング中に取付けた気体セル変
   換器と、遠隔制御部から給電を受け気体の濃度を
   指示する監視信号を遠隔制御部へ送るよう配置さ
   れた気体セル変換器に電気的に結合され、ハウジ
   ングに支持された電気監視回路と、を有し、監視
   信号は気体の濃度が所定の最小値のとき最大値を
   有し、気体濃度が所定の最大値に向つて増加して
   いくにつれその値を減じていく信号である、こと
   を特徴とする気体検出器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の気体検出器にお
   いて、気体セル変換器はハウジング中の一酸化炭
   素濃度の変化に応答するよう配置されている気体
   検出器。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の気体
   検出器において、ハウジングは気体が流入口を介
   して流入することを可能とする壁部の流入口を有
   するセル変換器を取囲む囲いを含むことを特徴と
   する気体検出器。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の気体検出器にお
   いて、ハウジングは一方が他方の内側の２つの囲
   いを含み、その壁部の流入口は整合しておらず、
   セル変換器を取囲む内部囲いの内側へ入る空気の
   渦巻路を与えることを特徴とする気体検出器。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第４項記載の気体
   検出器において、セル変換器がハウジングに取外
   し可能に支持されていることを特徴とする気体検
   出器。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第５項記載の気体
   検出器において、セル変換器へ向けて検出器中へ
   空気を引込むよう配置されたハウジングに取付け
   たフアンを含むことを特徴とする気体検出器。 ７ 特許請求の範囲第１項乃至第６項記載の気体
   検出器において、前記監視信号はアナログ電流信
   号であることを特徴とする気体検出器。 ８ 鉱山の地下作業のような環境下で気体の存在
   を監視する選択気体濃度監視装置であつて、 複数個の気体検出器にして、各気体検出器はハ
   ウジングに取付けられかつハウジング内の気体の
   濃度変化によりその電気的特性を変化させるよう
   に応答する気体セル変換器とハウジングに支持さ
   れた電気監視回路とを含む前記複数個の気体検出
   器と、 各検出器へ給電し又各検出器から各ハウジング
   中の気体の濃度を指示する監視信号を受信するた
   め各検出器に電気的に接続された遠隔制御部と、 を有し、監視信号は気体の濃度が所定の最小値の
   とき最大値を有し、気体濃度が所定の最大値に向
   つて増加していくにつれその値が減じていく信号
   である、ことを特徴とする選択気体濃度監視装
   置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の選択気体濃度監
   視装置において、前記監視信号はアナログ電流信
   号であることを特徴とする選択気体濃度監視装
   置。