JPH0510879A

JPH0510879A - ガス検出ネツトワーク

Info

Publication number: JPH0510879A
Application number: JP16254491A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Nakajima; 利郎中島; Mitsuhito Kamei; 光仁亀井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の箇所におけるガス検出を簡単な構成の
光学系で実現し、装置規模を低減したガス検出装置を提
供する。【構成】ガスの吸光波長に同調させた光源１からの光
を光ファイバー３に入射させる。光ファイバー３と光フ
ァイバー７の間に間隙を設けその間を光が伝播するよう
構成したガス検出部を複数設置する。最終の光ファイバ
ー端面にミラー１４を設置する。さらに、光源のモニタ
ー強度と光ファイバーからの出射光の強度との比を演算
し、その変化を検出する判定回路１２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はガスによる光の吸収現
象を利用してガス検出を行うもので、特に光ファイバー
を利用して遠隔で多点測定を行うガス検出ネットワーク
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバーを利用し遠隔でガス
検出を行う装置として、１点の測定箇所を対象としたガ
ス検出装置がある。例えば図８は特開昭６０ー９８３３
４号公報に示された従来のガス検出装置の構成図であ
り、図において７１は発光源、７２は光結合器、７３は
光ファイバー、７４は測定セル、７４ａ，７４ｂは測定
セルにに取り付けられた光結合器、７５は光ファイバ
ー、７６は光結合器、７７はビームスプリッター、７
８，８０，８２，８３は各箇所において分岐された光
束、８１はビームスプリッター、７９，８４，８５は狭
帯域波長フィルター、８６，８７，８８は光検出器、８
９，９０，９１は増幅器、９２は信号処理回路、９３は
表示回路を示す。

【０００３】次に動作について説明する。光源７１から
出た光は、光結合器７２を通り光ファイバー７３により
伝送されて測定セル７４へ送られる。測定セル内に送ら
れた光は光結合器７４ａを通り、セル空間中を伝番した
後、光結合器７４ｂを経て光伝送路７５により伝送され
る。このときセル内に対象ガスがあると伝播した光は吸
収され強度が減少する。光結合器７６を透過した光はビ
ームスプリッター７によって２つに分岐される。分岐さ
れた一方の光束７８はガスの吸光波長を含む狭帯域波長
フィルター７９を通過し光検出器１６によって受光され
る。一方、ビームスプリッター７７を透過した光束８０
はビームスプリッター８１によってさらに２つの光束に
分岐される。分岐された１つの光束８２は狭帯域波長フ
ィルター７９とは波長の異なる同一ガスの吸光波長を透
過中心波長とする狭帯域波長フィルター８４を透過し光
検出器８７によって受光される。ビームスプリッター８
１を透過した光束８３は２つの狭帯域フィルター７９，
８４と異なりガスによる光の吸収の影響を受けない波長
を透過中心波長とする狭帯域フィルター８５を透過し光
検出器８８によって受光される。光検出器７６，７７，
７８からの出力信号はそれぞれ増幅器８９，９０，９１
によって増幅され信号処理回路９２に入力される。信号
処理回路９２では２つの光検出器７６，７８からの出力
信号の比と２つの光検出器７７と光検出器７８からの演
算し、それぞれの比の値から検出対象ガスの有無を判定
するもので、この結果を表示回路９３に表示する。

【０００４】この種のガス検出装置の測定箇所を１点か
ら多点へ展開する手段として、各測定箇所に上記ガス検
出装置を１台ずつ設置し、各検出装置からの出力を中央
で制御する方式が、もっとも容易に構成可能であると考
えられる。

【０００５】また、多点の測定箇所に対する他のガス検
出手段として、センサとして半導体ガスセンサを用い、
各測定箇所にセンサを設置しこれらの出力を中央にて監
視するガス検出システムがプラント点検システムとして
開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の多点ガス検出装
置は、上記のように構成されていたので、測定箇所が増
大するとともに、センサからの出力信号を伝送する光フ
ァイバー及び信号線の数が膨大となり、システムの規模
が大きくなるとともに、センサからの出力信号をまとめ
るためのコントローラに高機能性が要求され、装置コス
トが増大するという問題点があった。また、半導体セン
サはガスの選択性が悪く、検出対象外のガスにも反応す
ることから、誤動作が多いという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、複数の測定箇所におけるガス検出を一
本の光ファイバーで実現でき装置構成が簡単なガス検出
ネットワークを得ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るガス検
出ネットワークは、ガスの吸収波長に同調した光を光フ
ァイバーに入射させる投光手段、測定箇所においてファ
イバー間の間隙を光ビームが透過するよう構成したガス
検出部、各検出部を光ファイバーで連結した光伝送手
段、光ファイバーからの出射光の強度変化を検出する信
号処理手段を備えたものである。

【０００９】また、第２の発明は上記光ファイバーネッ
トワークの最終出射側端面を光が反射できるよう加工
し、入射端面側で投受光可能とした光学手段を備えたも
のである。

【００１０】第３の発明は、上記光ファイバーネットワ
ークにおいて、ガス検出用に周波数変調された光を光フ
ァイバーに入射する投光手段、測定箇所において半導体
センサ等の他のガスセンサを設置し、その出力信号を測
定箇所に対応して周波数変調された光信号に変換後光フ
ァイバーに入射させるセンサ信号入力手段、出射側にお
いて光信号の変調周波数及び強度を分離し検出できる受
光手段を備えたものである。

【００１１】第４の発明は、上記光ファイバーネットワ
ークにおいて、ガスの吸収波長に同調した単色光を光パ
ルスとして光ファイバーに入射させる投光手段、光ファ
イバー入射側で各測定箇所のファイバー端面からの反射
光を受光する受光手段、受光した光パルス列の強度を検
出する信号処理手段を備えたものである。

【００１２】第５の発明は、上記光ファイバーネットワ
ークにおいて、波長の異なる複数の単色光を各波長に対
応した周波数で変調した後、各光を重畳させてファイバ
ーに入射させる投光手段、ファイバーからの出射光を受
光する受光手段、受光手段からの出力信号を変調周波数
毎に分離し各波長の強度変化を検出する信号処理手段を
備えたものである。

【００１３】第６の発明は、上記光ファイバーネットワ
ークにおいて、連続波長を有する白色光をファイバーに
入射させる投光手段、ファイバーからの出射光を波長分
離素子を用いて各波長成分毎に分離し受光する受光手
段、受光手段より得られた出力信号の変化を検出する信
号処理手段を備えたものである。

【００１４】

【作用】第１の発明では、測定箇所において検出対象の
ガスが存在する場合、検出部において光が吸収され、光
ファイバーを透過した光の強度は減少する。

【００１５】第２の発明では、入射された光は光ファイ
バーの最終出射端面において反射され、入射光路と同じ
経路を通り、光ファイバーの入射端面から出射される。
このとき、いずれかの検出部において検出対象ガスが存
在する場合、出射光の強度が減少する。

【００１６】第３の発明では、いずれかの検出部におい
てガスが発生すると、ファイバーを透過した光は、ガス
検出用に変調された光信号の強度のみがガスの濃度に応
じて減少するとともに、測定箇所の位置に対応した周波
数による変調信号が検出される。

【００１７】第４の発明では、単一の光パルスを光ファ
イバーに入射させると、検出部の光ファイバー端面によ
って一部が反射し、検出部間の距離に対応した間隔をも
つ光パルス列が光ファイバーの入射端から出射される。
検出部でガスが発生すると、発生箇所に対応した光パル
ス以降のパルス強度がガスの濃度に対応して減少する。

【００１８】第５の発明では、ガスが発生すると、光フ
ァイバーを透過した光はガスに対応した波長の光の強度
のみが減少する。

【００１９】第６の発明では、ガスが発生すると、光フ
ァイバーを透過した光はガスに対応した波長成分の強度
のみが減少する。

【００２０】

【実施例】

実施例１．第１の発明について、その一実施例を図につ
いて説明する。図１は本発明の一実施例の装置構成を示
すもので、図において、１は光源、２はレンズ、３は光
ファイバー、４はコリメートレンズ、５は集光レンズ、
６は検出箇所を固定するケース、７，８は光ファイバ
ー、９は集光用レンズ、１０は光検出器、１１は増幅
器、１２は受光レベル変化を検出しガスの有無判定を行
う判定回路、１００はハーフミラー、１０１は光検出
器、１０２は増幅器を示す。

【００２１】次に、動作について説明する。ガスの吸光
波長に同調させた単色光源１から出た光はレンズ２を用
いて光ファイバー３の入射端面に絞り込むとともに、ハ
ーフミラー１００によって一部分岐し光検出器１０１で
モニターされる。光ファイバーに入射された光は光ファ
イバー３を伝播し、検出部へ送られる。光ファイバー３
の出射端から出た光はコリメートレンズ４によって平行
ビームに変換され検出部の間隙を伝播した後、集光レン
ズ５によって光ファイバー７の入射端面上に絞り込まれ
る。以降ネットワーク上に設置された複数の検出部にお
いて同様の動作を繰り返し、最終端の光ファイバー８の
出射端から出射される。出射された光は集光レンズ９に
よって光検出器１０上に集光される。増幅器１１は光検
出器によって光電変換された受光強度信号を増幅し、判
定回路１２に入力する。光ファイバーからの透過光強度
はガスの発生がない場合一定レベルを保持するが、検出
部においてガスが発生するとその濃度に応じて受光強度
が減少する。また、光検出器１０１によって受光された
モニター強度信号は増幅器１０２によって増幅され判定
回路１２に入力される。判定回路１２では、光ファイバ
ーの透過光強度とモニター強度との比を演算し、ガスの
発生による演算結果の変化を検知しガス発生の有無を判
定する。

【００２２】実施例２．第２の発明について、その一実
施例を図について説明する。図２は本発明の一実施例の
装置構成図であり、図において、１は光源、２はレン
ズ、３は光ファイバー、４はコリメートレンズ、５は集
光レンズ、６は検出箇所を固定するケース、７，８は光
ファイバー、９は集光用レンズ、１０は光検出器、１１
は増幅器、１２は受光レベル変化を検出しガスの有無判
定を行う判定回路、１３はハーフミラー、１４はミラ
ー、１００はハーフミラー、１０１は光検出器、１０２
は増幅器を示す。

【００２３】次に動作について説明する。ガスの吸光波
長に同調させた単色光源１から出た光をレンズ２を用い
て光ファイバー３の入射端面に絞り込むとともに、ハー
フミラー１００によって一部分岐し光検出器１０１でモ
ニターされる。入射された光は光ファイバー３を伝播
し、検出部に送られる。光ファイバー３の出射端から出
た光はコリメートレンズ４によって平行ビームに変換さ
れ検出部の間隙を伝播し集光レンズ５によって光ファイ
バー７の入射端面上に絞り込まれる。以降ネットワーク
上に設置された各検出部において同様の動作を繰り返
し、最終の光ファイバー８を伝播し出射端に到達する。
出射端にはミラー１４が設置されており、伝播してきた
光はここで反射され、同じ光ファイバーを通り入射側に
向かって伝播する。光ファイバー３の入射側から出てき
た光はハーフミラー１３によって分岐され、光検出器１
０上に集光される。増幅器１１は光検出器によって光電
変換された受光強度信号を増幅し、判定回路１２に入力
する。また、光検出器１０１によって受光されたモニタ
ー強度信号は増幅器１０２によって増幅され判定回路１
２に入力される。光ファイバーからの透過光強度はガス
の発生がない場合は一定レベルを保持するが、検出部に
おいてガスが発生するとその濃度に応じて受光強度が減
少する。判定回路１２では光ファイバーの透過光強度と
モニター強度との比を演算し、ガスの発生による演算結
果の変化を検知しガス発生の有無を判定する。

【００２４】実施例３．第３の発明に関して、一実施例
を図について説明する。図３は本発明の一実施例の装置
構成図であり、図において、１は光源、２はレンズ、３
は光ファイバー、４はコリメートレンズ、５は集光レン
ズ、６は検出箇所を固定するケース、７，８は光ファイ
バー、９は集光用レンズ、１０は光検出器、１１は増幅
器、１２は受光レベル変化を検出しガスの有無判定を行
う判定回路、１５は光源１を周波数変調する変調回路、
１６は半導体ガスセンサ、１７はガスセンサ１６からの
出力信号を測定箇所の位置に対応した周波数で変調しそ
の出力信号で光源を駆動する駆動回路、１８は発光素
子、１９は検波回路、２０、２１、２２、２３は設定さ
れた周波数で検波した信号のレベルを検出する出力レベ
ル検出回路、１００はハーフミラー、１０１は光検出
器、１０２は増幅器を示す。

【００２５】次に動作について説明する。変調回路は周
波数ｆ１で光源１からでた光を周波数変調させる。光源
から出た光はレンズ２によって光ファイバー３の入射端
面上に絞り込まれるとともに、ハーフミラー１００によ
って一部分岐し光検出器１０１でモニターされる。光フ
ァイバーに入射された光は光ファイバー３を伝播し、検
出部に送られる。光ファイバー３の出射端から出た光は
コリメートレンズ４によって平行ビームに変換され検出
部の間隙を伝播し集光レンズ５によって光ファイバー７
の入射端面上に絞り込まれる。以降ネットワーク上に設
置された各検出部において同様の動作を繰り返し、最終
の光ファイバー８を伝播し出射端に到達する。検出部に
は半導体ガスセンサなどのガスセンサが並んで設置され
ており、ガスの発生がある場合、半導体ガスセンサ１６
は信号を発生する。この出力信号にたいし駆動回路１７
は予め設定された周波数ｆ２で変調し、発光素子１８を
駆動する。発光素子から出射された光は検出部における
ファイバーの入射端面に入射され、光ファイバー中を伝
播するガス検出用の光に重畳される。各検出部において
同様の半導体ガスセンサが設置されており、検出部の位
置に対応して異なった周波数（ｆ３，・・・，ｆｎ）で
変調する。光ファイバーから出射された光はレンズ９に
よって光検出器１０上に集光される。光検出器１０から
の出力信号は増幅器１１によって増幅され、検波器１９
に入力される。検波器１９は入力された信号を予め設定
した周波数（ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎ）で検波し、得
られた各周波数成分を対応するレベル検出回路２０，２
１，２２，２３に出力する。ガス検出用の周波数成分を
検知するレベル検出回路では、得られた信号レベルとモ
ニター強度との比を演算し、その変化からガスの有無を
判定する。一方、半導体ガスセンサの出力信号の変調周
波数成分を検知するレベル検出回路では、各周波数成分
の信号の有無を検知し、出力のある周波数を同定する事
により、ガスの発生位置を検出する。

【００２６】実施例４．次に第４の発明に関して、一実
施例を図について説明する。図４は本発明の一実施例の
装置構成図であり、図５は光ファイバーへの入射光及び
ファイバーからの反射光の光波形を示す図である。図に
おいて、１は光源、２はレンズ、３は光ファイバー、４
はコリメートレンズ、５は集光レンズ、６は検出箇所を
固定するケース、７，８は光ファイバー、１０は光検出
器、１１は増幅器、１３はハーフミラー、２４は光源を
駆動するための駆動回路、２５は検出部における光ファ
イバー出射端面に塗布された無反射コーテイング部、２
６は検出部における光ファイバー入射端面に塗布された
反射コーテイング部、２７は光源から出射された光の強
度波形、２８はガスの発生がない場合に光ファイバーの
入射端面から出てくる光の強度波形、２９はガスの発生
がある場合に光ファイバーの入射端面から出てくる光の
強度波形、３０は反射されてきた光パルスによるパルス
信号をそれぞれ時系列的に分離するパルス分離回路、３
１はクロック発振回路、３２，３３，３４は分離された
パルス信号のピーク値を保持するピークホールド回路、
３５，３６，３７はピークホールドされた値をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ回路、３８はそれぞれのＡ／Ｄ回
路からの出力信号を基にガス発生の有無、及びガス発生
箇所を特定する判定回路、１００はハーフミラー、１０
１は光検出器、１０２は増幅器、１０４は光パルスのピ
ーク値をデジタル化するＡ／Ｄ回路を示す。

【００２７】次に動作について説明する。駆動回路２４
は出射光が２７のようなパルス状にに点灯するよう光源
１を駆動する。光源１からの出射光はレンズ２によって
光ファイバー３の入射端面上に絞り込まれるとともに、
ハーフミラー１００によって一部分岐し光検出器１０１
でモニターされる。光ファイバーに入射した光は光ファ
イバー３の中を伝播する。光ファイバー３を伝播した光
は検出部において光ファイバー３から出射され、コリメ
ートレンズ４によって平行ビームに変換され、検出部の
空間中を伝播した後、集光レンズ５によって光ファイバ
ー７の入射端面上に絞り込まれる。この時光ファイバー
３の出射端面２５には光が反射しないよう無反射コーテ
イングし、一方、光ファイバー７の入射端面２６には若
干の反射率を持つようコーテイングを施す。この結果、
検出部を透過した光のうち一部が出射端面２５で入射側
に反射され、光ファイバー３の入射端面から出射されハ
ーフミラー１３を介して光検出器１０に入射される。こ
の動作が各検出部において繰り返され、一つの入射光パ
ルス２７に対して各検出部から入射光の一部が反射さ
れ、光ファイバーから戻ってくる光は、２８に示すよう
にパルス列として観測される。この時は各パルスは各検
出部間の距離に対応する間隔をもって発生し、ガスがな
い場合各パルスのピーク値は光ファイバーの端面の反射
率及び光ファイバー中の伝播による減衰によって、光フ
ァイバーの入射端面から遠くの検出部からの反射光にな
るにつれて波形２８に示す様に規則的に減衰する。一
方、いずれかの検出部においてガスが発生した場合、ガ
スによって光が吸収されることから、ガスの発生があっ
た測定箇所から反射した光パルスのピーク値が減少し、
この箇所より以遠からの光パルスも減少する。増幅器１
１は光検出器からのパルス列信号を増幅し、パルス分離
回路３０に入力する。クロック発振回路３１は光源の発
光パルスに同期したクロックを発生し、パルス分離器３
０、ピークホールド回路３２，３３，３４に入力する。
パルス分離回路は入力されてきたパルス列を時系列的に
分離し、それぞれのパルスを順番にピークホールド回路
３２，３３，３４に入力する。ピークホールド回路では
各パルスのピーク値を保持し、それぞれＡ／Ｄ回路３
５，３６，３７に入力しデジタル信号に変換した後、判
定回路３８へ出力する。また、判定回路３８には、入射
光パルスのピーク強度のモニター結果も入力される。判
定回路３８では、各パルスのピーク値をモニター結果に
よって補正を行い、この補正値と予め求めておいたガス
の発生がない場合のピーク値とを比較し、それぞれのパ
ルスについて両者のピーク値に差があるかどうかを常に
観測する。ピーク値に差が発生した場合、発生したパル
スの順番により発生箇所の特定を行うとともに、その差
の値によりガスの発生濃度を算出する。

【００２８】実施例５．次に第５の発明に関して、一実
施例を図について説明する。図６は本発明の一実施例の
装置構成図であり、図において、１，４２，４４は光
源、３は光ファイバー、４はコリメートレンズ、５は集
光レンズ、６は検出箇所を固定するケース、７，８は光
ファイバー、９は集光用レンズ、１０，５２，５６は光
検出器、１１，５３，５７は増幅器、１２，５４，５８
は受光レベル変化を検出しガスの有無判定を行う判定回
路、３９，４３，４５はコリメートレンズ、４０，４１
はハーフミラー、４６は集光レンズ、４７はコリメート
レンズ、４８，４９はダイクロイックミラー、５０，５
１，５５は集光レンズ、１００はハーフミラー、１０１
は光検出器、１０２は増幅器、１０４，１０７はハーフ
ミラー、１０５，１０８は光検出器、１０６，１０９は
増幅器、１１０は検波回路、１１１，１１２，１１３は
レベル検出器を示す。

【００２９】次に動作について説明する。光源１，４
２，４４の波長はそれぞれ異なる対象ガスが持つ吸光波
長λ１，λ２，λ３に同調させるとともに、各波長に対
応して異なった周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）で変調させ
る。各光源から出射された光はコリメートレンズ３９，
４３，４５によって平行ビームに変化された後、ハーフ
ミラー４０、４１を介して一本のビームに重畳させ、集
光レンズ４６によって光ファイバー３の入射端面上に絞
り込まれるとともに、各波長λ１，λ２，λ３毎にそれ
ぞれハーフミラー１００，１０４，１０８によって一部
分岐し各光検出器、１０２、１０６，１０９によって増
幅され、判定回路１２，５８，５４に入力される。入射
された光は光ファイバー３を伝播し、検出部に送られ
る。光ファイバー８から出射された光はレンズ９によっ
て光検出器１０上に集光される。光検出器１０からの出
力信号は増幅器１１によって増幅され、検波器１１０に
入力される。検波器１１０は入力された信号を予め設定
した周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）で検波し、得られた各
周波数成分を対応するレベル検出回路１１１，１１２，
１１３に出力する。レベル検出回路では、変調周波数に
対応する各波長毎に得られた信号レベルとモニター強度
との比を演算し、その変化からガスの有無を判定する。
光ファイバーからの透過光強度はガスの発生がない場合
は一定レベルを保持するが、検出部においてガスが発生
するとその濃度に応じて受光強度が減少する。

【００３０】実施例６．次に第６の発明に関して、一実
施例を図について説明する。第７図は本発明の一実施例
の装置構成図であり、図において、１は光源、２はレン
ズ、３は光ファイバー、４はコリメートレンズ、５は集
光レンズ、６は検出箇所を固定するケース、７，８は光
ファイバー、９は集光用レンズ、５９はスリット、６０
は回折格子、６１はラインセンサ、６２はラインセンサ
駆動回路、６３はＡ／Ｄ回路、６４は波形比較回路を示
す。

【００３１】次に動作について説明する。連続波長を有
する光源１から出射された光をレンズ２を用いて光ファ
イバー３の入射端面に絞り込む。入射された光は光ファ
イバー３を伝播し、検出部における光ファイバー３の出
射端から出た光はコリメートレンズ４によって平行ビー
ムに変換され検出部の間隙を伝播し集光レンズ５によっ
て光ファイバー７の入射端面上に絞り込まれる。以降ネ
ットワーク上に設置された各検出部において同様の動作
を繰り返し、最後端の光ファイバー８の出射端から出射
される。出射された光はレンズ９によってスリット５９
上に絞り込まれ、回折格子６０上に照射される。入射さ
れた光は回折格子６０によって分散され、回折格子の焦
点面上に設置されたラインセンサ６１上に光の波長の順
に結像される。ラインセンサからの出力信号はファイバ
ーの透過光強度の波長分布を反映しており、波形比較回
路６４に入力される。波形比較回路６４では、入力され
た透過光強度の波長分布と予め求められたガスのない場
合の波長分布との比較を行い、両者において強度に差が
発生している波長の値によって発生したガスの種類を、
強度差の値によってガスの濃度をそれぞれ検出する。

【００３２】

【発明の効果】第１の発明においては、ガスの吸光現象
を利用して、複数の測定箇所を一本の光ファイバーで連
結し、最終の光ファイバーの透過光強度変化を検知する
事によりガス検出を行えるよう構成したことから、複数
箇所のガス検出を簡単な構成で実現可能となった。

【００３３】第２の発明は、上記ガス検出ネットワーク
において、光ファイバーの最終端に光を反射するよう構
成した事から、光ファイバーの入射側において投受光が
可能となり、装置の小型化を実現した。

【００３４】第３の発明は、測定箇所において半導体ガ
スセンサを併設しその出力信号を光信号としてファイバ
ー内に入射できる構成としたことから、ガスの有無と発
生場所の同時検出が可能となった。

【００３５】第４の発明は、光パルスを光ファイバーに
入射し、測定箇所におけるファイバー端面からの反射光
を受光できるよう光学系を構成し、受光した光パルス列
の各パルスのピーク値を検出できるよう信号処理系を構
成したことから、他のガスセンサの併設が不要な簡単な
構成でガスの有無と発生場所の同時検出が可能となっ
た。

【００３６】第５の発明は、種類の異なる複数のガスの
吸光波長に同調させた複数の光を光ファイバーに入射さ
せるとともに、光ファイバーを出射した光を上記各波長
にそれぞれ分離し各波長の透過光強度を検出できるよう
構成したため、実時間で複数のガスを検出可能となっ
た。

【００３７】第６の発明は、連続する発光スペクトルを
有する光を光ファイバーに入射し、出射側において、各
波長成分に分離し、各波長の透過光強度を検出できるよ
う構成したことから、実時間で複数のガスを検出可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。

【図２】第２の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。

【図３】第３の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。

【図４】第４の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。

【図５】入射光パルスと反射光光パルス列との関係を示
す特性図である。

【図６】第５の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。

【図７】第６の発明に関する一実施例の装置構成図であ
る。

【図８】従来装置に関する装置構成図である。

【符号の説明】

１光源３，７，８光ファイバー１０光検出器１１増幅器１２判定回路１３ハーフミラー１４ミラー１５変調回路１６半導体ガスセンサ１７駆動回路１８発光素子１９検波回路２０，２１，２２，２３，出力レベル検出回路２４光源駆動回路３０パルス分離回路３２，３３，３４ピークホールド回路３８判定回路４２，４４光源１１０検波回路１１１，１１２，１１３レベル検出回路４０，４１，１０４，１０７ハーフミラー１０５光検出器１０８光検出器６０回折格子６１ラインセンサ６２ラインセンサ駆動回路６４波形比較回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスの吸収波長に同調した光を光ファイ
バーに入射させるとともに一部を分岐し強度をモニター
する投光手段、測定箇所においてファイバー間に間隙を
設けその間を光ビームが透過するよう構成した複数のガ
ス検出部、各検出部を光ファイバーで連結した光伝送手
段、光ファイバーからの出射光の強度とモニター強度と
の比の変化を検出する信号処理手段を備えたことを特徴
とするガス検出ネットワーク。
【請求項２】ガスの吸収波長に同調した光を光ファイ
バーに入射させるとともに一部を分岐し強度をモニター
する投光手段、測定箇所においてファイバー間に間隙を
設けその間を光ビームが透過するよう構成した複数のガ
ス検出部、各検出部を光ファイバーで連結した光伝送手
段、光ファイバーの最終端面において光を反射する反射
手段、光ファイバーからの出射光の強度とモニター強度
との比の変化を検出する信号処理手段を備えたことを特
徴とするガス検出ネットワーク。
【請求項３】ガスの吸光波長に同調しガス検出用に周
波数変調された光を光ファイバーに入射させるととも
に、一部を分岐し強度をモニターする投光手段、測定箇
所においてファイバー間に間隙を設けその間を光ビーム
が透過するよう構成した複数のガス検出部、各検出部を
光ファイバーで連結した光伝送手段、測定箇所において
半導体センサ等の他のガスセンサを設置し、その出力信
号を測定箇所に対応した周波数で変調した光信号に変換
した後光ファイバーに入射させるセンサ信号入力手段、
出射側において検出された出力信号を変調周波数毎に分
離し各信号の強度を検出するとともに、各変調周波数毎
にファイバーの透過光強度とモニター強度との比を演算
しその変化を検出する信号処理手段を備えたことを特徴
とするガス検出ネットワーク。
【請求項４】ガスの吸収波長に同調した単色光を光パ
ルスとして光ファイバーに入射させるとともに、一部を
分岐し強度をモニターする投光手段、測定箇所において
ファイバー間に間隙を設けその間を光ビームが透過する
よう構成した複数のガス検出部、各検出部を光ファイバ
ーで連結した光伝送手段、光ファイバー入射側で各測定
箇所のファイバー端面からの反射光を受光する受光手
段、受光した光パルス列を各パルス毎に分離しそのピー
ク強度を検出するとともに得られたピーク強度をモニタ
ー強度によって補正し、各パルスのピーク強度の時系列
的な発生状況から発生ガスの濃度及び発生位置の特定を
行う信号処理手段を備えたことを特徴とするガス検出ネ
ットワーク。
【請求項５】複数のガスの吸光波長に同調させるとと
もに、各波長に対応した周波数で変調させた複数の単色
光を重畳させてファイバーに入射させるとともに一部分
岐し、各波長の発光強度をモニターする投光手段、測定
箇所においてファイバー間に間隙を設けその間を光ビー
ムが透過するよう構成した複数のガス検出部、各検出部
を光ファイバーで連結した光伝送手段、ファイバーから
の出射光を受光する受光手段、受光手段からの出力信号
を変調周波数毎に分離し、各波長の強度を検出するとと
もにモニター強度との比を演算しその変化を検出する信
号処理手段を備えたことを特徴とするガス検出ネットワ
ーク。
【請求項６】連続波長を有する光をファイバーに入射
させる投光手段、測定箇所においてファイバー間に間隙
を設けその間を光ビームが透過するよう構成した複数の
ガス検出部、各検出部を光ファイバーで連結した光伝送
手段、光ファイバーからの出射光を波長分離素子を用い
て各波長成分毎に分離し受光する受光手段、受光手段よ
り得られた出力信号の変化を検出する信号処理手段を備
えたことを特徴とするガス検出ネットワーク。