JPH06103253B2 - ガスセンサのガス検知部構造 - Google Patents

ガスセンサのガス検知部構造

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JPH06103253B2
JPH06103253B2 JP7297989A JP7297989A JPH06103253B2 JP H06103253 B2 JPH06103253 B2 JP H06103253B2 JP 7297989 A JP7297989 A JP 7297989A JP 7297989 A JP7297989 A JP 7297989A JP H06103253 B2 JPH06103253 B2 JP H06103253B2
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賢 大橋
稔 矢野
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、被濃度(圧力)検出ガスの吸収スペクトルに
対応した波長の光が被濃度(圧力)検出ガスを透過した
とき、被濃度(圧力)検出ガスにより上記光が吸収され
る吸収率に応じて上記ガスの濃度(圧力)を検出するガ
スセンサのガス検知部構造に関する。
[従来の技術] 従来、ガスの濃度(圧力)を検出するガスセンサは、被
濃度(圧力)検出ガスをガスセルと称する光透過可能な
筒に導き、このガスセルに導かれたガスに被濃度(圧
力)検出ガスの吸収スペクトルに対応した波長の光を透
過させることにより、同光の吸収率に応じて上記ガスの
濃度(圧力)を検出するものである。
第2図は、上記従来のガスセンサのガス検知部構造を具
体的に示したもので、メインパイプ21には例えばメタン
ガス(CH4)が流れており、上記メインパイプ21から小
径のバイパス管22、23を介してガスセル24にメタンガス
が導かれている。ガスセル24は軸方向に光を透過させる
ことができるように形成されており、ガスセル24の入光
口にはレンズ25が配設される一方、ガスセル24の出光口
には同様のレンズ26が配設される。
上記レンズ25は、図示していないガスセンサ本体部の発
光素子から発光され、光ファイバ27により伝送された
光、即ちメタンガス吸収スペクトル帯の1.33マイクロメ
ータの波長帯を有する赤外光を受けてビーム状に偏向
し、この光線をガスセル24に透過させる。ガスセル24を
透過され、メタンガス吸収スペクトルの中心波長の1.33
12マイクロメータの波長光がメタンガスの濃度(圧力)
に応じてメタンガスに吸収されたあとの透過光は、レン
ズ26により集光され、光ファイバ29を介してガスセンサ
本体部の受光素子により受光される。この受光素子によ
り受光された光は光電変換されたあと、メタンガスによ
り吸収される1.3312マイクロメータ波長の光と、上記1.
3312マイクロメータ波長から例えば6ナノメータずれた
メタンガスにより吸収されない1.3372マイクロメータ波
長光とのそれぞれの光量に対応した電気信号に基いて、
1.3312マイクロメータ波長光の吸収率を演算したうえ、
この吸収率からメタンガスの濃度(圧力)を演算し、そ
れを表示するものであった。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来のガスセンサにおけるガス検知部構造は、メイ
ンパイプ21から小径のバイパス管22、23を介してガスセ
ル24内にメタンガスを導く構造になっているため、ガス
セル24はメインパイプ21に対して袋状になっている。そ
のため、ガスセル24内に導かれたメタンガスが均一に分
布されるとは限らず、メインパイプ21からガスセル24内
に導かれるメタンガスの濃度(圧力)がメインパイプ21
内のメタンガスの濃度(圧力)と同じにならない場合
は、ガスセル24内のメタンガスの濃度(圧力)を検出し
ても、その濃度(圧力)がメインパイプ21内のメタンガ
ス濃度(圧力)と一致しないという問題があった。
そこで、本発明ではメインパイプ等の管内のガスを管か
ら外に導くこと無しに直接検知できる構造にし、管内の
ガスの濃度(圧力)を正確に検出できるようにすること
を解決すべき技術的課題とするものである。
[課題を解決するための手段] 上記課題解決のための技術手段は、濃度及び圧力が検出
される被濃度(圧力)検出ガスが滞留あるいは通流され
る管の相対するそれぞれの位置に開口部を設け、各開口
部には前記被濃度(圧力)検出ガスの圧力に耐えること
が可能な耐圧ガラスを取り付けるとともに、一方の耐圧
ガラスの外側位置には、リモート位置から発光された被
濃度(圧力)検出ガスの吸収スペクトルに対応した波長
の光が光ファイバを介して入光されたとき同光をビーム
状に偏向する入光側のレンズが取着され、他方の耐圧ガ
ラスの外側位置には、前記入光側のレンズによりビーム
状に偏向されて前記耐圧ガラスを透過した前記光を集光
させ、この集光した光を光ファイバを介してリモート位
置に設けられたガラス濃度(圧力)検出装置に伝送させ
る出光側のレンズを取着したガス検知部構造を、前記被
濃度(圧力)検出ガスが露点以下の低温度である場合に
前記耐圧ガラスの外側と前記入光側のレンズ及び出光側
のレンズとに霜が付着して同耐圧ガラス及び同二つのレ
ンズが曇ることを防止するため、前記入光側のレンズと
前記一方の耐圧ガラスとの間の入光側の空間、及び前記
出光側のレンズと前記他方の耐圧ガラスとの間の出光側
の空間とを連通する管路を設け、前記入光側もしくは出
光側の一方の空間から前記管路を介して他方の空間に曇
り防止用のガスを通流させ、そのガスを前記二つの耐圧
ガラスの外面側と前記二つのレンズとに吹き付けるため
の曇り防止手段を設けた構成にすることである。
[作用] 上記構成のガスセンサのガス検知部構造によると、被濃
度(圧力)検出ガスが滞留あるいは通流されている管
を、入光側のレンズから出光側のレンズに対して被濃度
(圧力)検出ガスの吸収スペクトルに対応した波長の光
が横断すると、この光は管内部の被濃度(圧力)検出ガ
スの濃度(圧力)に応じて吸収されるため、出光側のレ
ンズからは吸収されたあとの光が光ファイバを介してリ
モート位置に設けられたガス濃度(圧力)検出装置に伝
送されることから、ガス濃度(圧力)検出装置におい
て、この光の吸収率に基づいて被濃度(圧力)検出ガス
の濃度(圧力)が演算されるとともに、それが表示され
る。
一方、被濃度(圧力)検出ガスが低温である場合の耐圧
ガラスとレンズとが曇ることを防止するため、曇り防止
用ガス吹きつけ手段により、耐圧ガラスとレンズに対し
てガスが吹きつけられる。
[実施例] 次に、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
第1図は、ガスセンサのガス検知部の構成を説明するた
めの略体系統図である。
例えば、LNG(液化天然ガス)プラント等における定期
検査時に、通常メタンが通っているパイプ1のパージを
する場合、最初、メタンガスが充満しているパイプ1に
N2ガスを送入し、メタンガスの濃度を下げていき、パイ
プ1中のメタンガスの濃度が許容濃度以下になった状態
でパージ完了とする。
第1図は、上記パージ行程において、パイプ1中のメタ
ンガスの濃度が許容濃度以下になったことを確認するた
めの本発明に基づくガスセンサのガス検知部をパイプ1
に取付けた状態を示したものである。
パイプ1には、本パイプ1を横断するように光導管2
と、光導管3とがパイプ1の軸を中心とし、図面上で上
下対称の位置に取付けられている。光導管2には耐圧ガ
ラス7が取付けられる一方、光導管3には耐圧ガラス8
が取付けられている。そして、レンズ4、レンズ5それ
ぞれが前記耐圧ガラス7及び耐圧ガラス8の外側位置に
光軸を一致させた状態で配設されている。なお、上記レ
ンズ4,5及び耐圧ガラス7,8が低温のLNGの影響により、
曇ってしまうことを防止するため、N2ガスをレンズ4,5
及び耐圧ガラス7,8に吹き付けるためのN2ガス管路6
が、前記光導管2,3に取付けられており、このN2ガス管
路6に上記レンズ4,5が取付けられている。
前記レンズ4には、リモート位置に設けられたガス濃度
演算表示装置20の発光部9からの光をレンズ4まで伝送
させ、この光をレンズ4に入射させるための光ファイバ
10が接続されている。上記光は、レンズ4に入射される
と、ビーム状に偏向され、耐圧ガラス8を介してレンズ
5に入光される。レンズ5に入光された上記光線は、レ
ンズ5により集光され、レンズ5に接続された光ファイ
バ11に入射され、この光ファイバ11によりガス濃度演算
表示装置20の受光部13まで伝送され、受光される。
前記発光部9から発光された光がパイプ1を透過する過
程で、メタンガスの濃度(圧力)に応じてメタンガスの
吸収スペクトル対応の波長光が吸収される。そのため、
受光部13で受光された光の光電変換された電気信号は、
制御部14においてメタンガスにより吸収される1.3312マ
イクロメータ波長の光と、上記1.3312マイクロメータ波
長から例えば6ナノメータずれたメタンガスにより吸収
されない1.3372マイクロメータ波長光とのそれぞれの光
量に対応した電気信号に分離され、それぞれの電気信号
の比に基いて、1.3312マイクロメータ波長光の吸収率を
演算したうえ、この吸収率からメタンガスの濃度(圧
力)を演算し、それを表示部15に表示するものである。
従って、表示部15に表示されたメタンガスの濃度が許容
濃度以下になったときに、パイプ1の中のメタンガスが
パージされたものとして次の作業に入る。
以上のようにしてメタンガスの濃度を検出するときに、
前記実施例のようにLNGプラントのパイプ1のほかに、L
NGタンクに前記実施例と同様にガス検知部を取付け、LN
Gタンクの中のメタンガスの濃度を検出することもでき
る。
また、アンローディングアームと受入れパイプとを介し
て、LNGタンカーから陸上LNGタンクにLNGを受入れると
きに、予めアンローディングアームの中に満たされてい
たN2ガスをメタンガスでパージし、N2ガスがメタンガス
で十分にパージされ、メタンガスの濃度がほぼ100%に
なったことを確認するため、前記実施例と同様の手段で
メタンガスの濃度を検出する。そして、上記濃度確認の
後にLNGタンカーからLNGを受入れる作業に入り、同受入
れ作業を終了したあと、アンローディングアームには再
びN2ガスが満たされるため、前記実施例と同様の手段で
メタンガスの濃度が許容濃度以下になることを確認す
る。
あるいはまた、LNGタンカーからのLNGを受入れたLNGタ
ンクからタンクローリ車にLNGを積込む場合、LNGタンク
とタンクローリ車とを接続するLNG積込用パイプライン
も予めN2ガスにより満されているため、前記実施例と同
様にメタンガスでN2ガスをパージし、メタンガスの濃度
がほぼ100%になったことを確認したあと、LNGタンクか
らタンクローリ車にLNGを積込む。そしてLNG積込後は再
びLNG積込用パイプラインにN2ガスを満たしておくた
め、前記実施例と同様の手段でメタンガスの濃度が許容
濃度以下になることを確認する。
以上のように、パイプあるいはタンク等の内部における
ガスの濃度(圧力)を検出する場合、第1図に示すよう
な構成のガス検知部により、被濃度(圧力)検出ガス
に、被濃度(圧力)検出ガスの吸収スペクトルに対応し
た波長帯の光を直接透過することができるため、被濃度
(圧力)検出ガスの濃度(圧力)を正確に検知すること
ができる。また、被濃度(圧力)検出ガスの吸収スペク
トルに対応した光の波長を変えることにより、任意のガ
スを検出することができる。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、被濃度(圧力)検出ガス
が滞留あるいは通流される管の相対するそれぞれの位置
に開口部を設け、各開口部に前記被濃度(圧力)検出ガ
スの圧力に耐えることが可能な耐圧ガラスを取着したこ
とにより、被濃度(圧力)検出ガスの濃度は勿論、圧力
も検知することができるとともに、曇り防止用ガス吹き
つけ手段を設けたため、被濃度(圧力)検出ガスが低温
である場合でも、耐圧ガラスとレンズとが曇ることを防
止することができることから、正確な濃度(圧力)を検
知することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体的な構成を説明するた
めの構成系統図である。また、第2図は、従来の技術を
説明するための説明図である。 1……パイプ 2,3……光導管 4,5……レンズ 6……N2ガス管路 7,8……耐圧ガラス 9……発光部 10,11……光ファイバ 13……受光部 14……制御部 15……表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 稔 愛知県知多市南浜町23 東邦瓦斯株式会社 知多LNG共同基地内 (72)発明者 鈴木 賀津人 愛知県知多市南浜町23 東邦瓦斯株式会社 知多LNG共同基地内 (56)参考文献 特開 昭60−238746(JP,A) 特開 昭60−13246(JP,A) 実開 昭57−144063(JP,U) 実公 昭60−11487(JP,Y2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】濃度及び圧力が検出される被濃度(圧力)
    検出ガスが滞留あるいは通流される管の相対するそれぞ
    れの位置に開口部を設け、各開口部には前記被濃度(圧
    力)検出ガスの圧力に耐えることが可能な耐圧ガラスを
    取り付けるとともに、一方の耐圧ガラスの外側位置に
    は、リモート位置から発光された被濃度(圧力)検出ガ
    スの吸収スペクトルに対応した波長の光が光ファイバを
    介して入光されたとき同光をビーム状に偏向する入光側
    のレンズが取着され、他方の耐圧ガラスの外側位置に
    は、前記入光側のレンズによりビーム状に偏向されて前
    記耐圧ガラスを透過した前記光を集光させ、この集光し
    た光を光ファイバを介してリモート位置に設けられたガ
    ス濃度(圧力)検出装置に伝送させる出光側のレンズを
    取着したガス検知部構造において、 前記被濃度(圧力)検出ガスが露点以下の低温度である
    場合に前記耐圧ガラスの外側及び前記レンズに霜が付着
    して同耐圧ガラス及び同レンズが曇ることを防止するた
    め、前記入光側のレンズと前記一方の耐圧ガラスとの間
    の入光側の空間及び前記出光側のレンズと前記他方の耐
    圧ガラスとの間の出光側の空間とを連通する管路を設
    け、前記入光側もしくは出光側の一方の空間から前記管
    路を介して他方の空間に曇り防止用のガスを通流させ、
    そのガスを前記二つの耐圧ガラスの外面側と前記二つの
    レンズとに吹き付けるための曇り防止手段を設けたこと
    を特徴とするガス検知部構造。
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