JPH07333097A

JPH07333097A - ガス漏洩領域の推定方法

Info

Publication number: JPH07333097A
Application number: JP14858994A
Authority: JP
Inventors: Haruo Nishino; 晴生西野
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd; Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1994-06-06
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】一定地域内において任意の位置に配置された
１つ以上のガス検出点をもつガス検出装置について、そ
れぞれほぼ同一時刻に対して得られた任意のガス検出装
置からの４つの平均ガス濃度データとこれに対応する風
向風速データからガス漏洩領域、ガス漏洩点位置および
ガス漏洩量とを推定するための方法を提供する。【構成】ガス検出装置の各ガス検出点におけるガス濃
度を該各ガス検出点とガス漏洩点との間の位置関係と、
風速、ガス漏洩量および気象条件によって定まるパラメ
ータとの間の関係として表現するガス拡散式に基づき、
ガス漏洩点及びガス漏洩量の推定値を求める。複数点か
ら平均ガス濃度を測定すれば、１台のガス検出装置によ
っても、ガス漏洩点位置およびガス漏洩量を推定するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス漏洩におけるガス
漏洩領域およびガス漏洩量をガス検知装置からのガス濃
度データ及び風向風速計からの風向風速データから推定
する方法に関し、主として可燃性ガス、毒性ガス、各種
油及び有機溶剤の蒸気などのガス漏洩の可能性がある各
種屋外プラントにおけるガス漏洩の早期対処に有用なガ
ス漏洩領域、ガス漏洩点及びガス漏洩量の推定方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、推定されるガス漏洩点の範囲が広
すぎたり、見当違いだったりするというという問題点が
あったが、これはガス漏洩領域、ガス漏洩点及びガス漏
洩量を推定するための確実な数理論的方法がなかったた
めである。他方、坂上の式やサットンの式のように漏洩
ガスの拡散による漏洩ガス濃度と風速、ガス漏洩量、位
置関係、気象条件によって定まるパラメータとの関係を
表現する式についてはよく知られている。例えばサット
ンの式はよく知られており通商産業省立地公害局監修
「新訂公害防止の技術と法規（大気編）」４版、昭和
５６年８月発行にもあるように広く公害物質の拡散の計
算に用いられている。本発明を以下に説明するのにサッ
トンの式をベースにするが、もちろんサットンの式の代
わりに坂上の式または他の理論式、実験式などを用いて
もよいし、場所によってはこれらを使い分けても良い。

【０００３】サットンの拡散式は漏洩ガスが濃度１００
％のときの任意の３次元位置の漏洩ガス濃度を次式で表
している。

【０００４】

【数１】

【０００５】ガス漏洩点からガス検知器までの上部空間
に架台などの上下方向の拡散を妨げる水平障害物がない
場合、

【０００６】

【数２】

【０００７】となり、ガス漏洩点からガス検知器までの
上部空間に架台などの上下方向の拡散を妨げる水平障害
物がある場合で上下の水平障害物（地面を含む）による
漏洩ガスの反復反射がある場合には、

【０００８】

【数３】となる。

【０００９】上記の式に含まれる記号をプラントを考慮
して説明すると、Ｃ（x,y,z）：ガス漏洩点の座標を（O,O,H）とし、風向
きの方向にｘ軸をとったときの、任意の位置座標（x,y,
z）におけるガス濃度。Ｑ（O,O,H）：単位時間当たりの漏洩ガス量。Ｕ：風速。Ｈ：漏洩点の地表からの高さである。架台な
どの床がある場合は床面からの高さとす
る。zも同じ床面からの任意の高さとなる。Ｔ：ガス漏洩点からガス検知器までの上部空
間に架台などの上下方向の拡散を妨げる
水平障害物がある場合、上下の水平障害物（地面
を含む）の間の距離。ｍ：反射の回数で、通常ｍ＝−２〜２をとれ
ば充分良い近似になる。Ｃy，Ｃz，ｎ：Ｈと気象条件によって定まるサットンの
拡散パラメータ。上下に水平障害物（地面を含む）があ
る場合、この間の大気の温度勾配は小さいので中立層を
なすと考えられる。ｎは１／５〜１／２の数値をとり、
中立層では１／４である。また高さ１０ｍ以下の中立層
の場合、Ｃy＝0.21（m^1/8），Ｃz＝0.12（m^1/8）であ
る。

【００１０】漏洩点の推定に関しても上式から分かるよ
うに、単位時間当たりの漏洩ガス量が一定であるとき、
丁度ガス検知器が漏洩点の風下にあるように風が吹いて
いるならば（上式においてｙ＝０のとき）ガス濃度と風
速を乗じたガスフラックスの値が極大となるので、ガス
フラックスの値が極大となるような（風）向きの逆方向
が漏洩点の方向を示すこととなる。

【００１１】本発明者はこのことを利用して一定地域内
にある少なくとも２点のガスフラックスの値の時系列上
の極大値の向きの逆方向に線を引き交点を求め、この点
を囲む領域をガス漏洩源の位置として推定する方法を特
許出願した。また、１つのガス検出器の位置における２
つのガスフラックスの値から、ガス漏洩領域とガス漏洩
量を推定する方法を特許出願した。以上の方法では複数
のガス検出点の平均ガス濃度を含むデータからガス漏洩
量域、ガス漏洩源位置及びガス漏洩量を推定することが
できなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発
明の主な目的は、一定地域内において任意の位置に配置
された１つ以上のガス検出点をもつガス検出装置につい
て、それぞれほぼ同一時刻に対して得られた任意のガス
検出装置からの４つの平均ガス濃度データとこれに対応
する風向風速データからガス漏洩領域、ガス漏洩点位置
およびガス漏洩量とを推定するための方法を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した課題は本発明に
よれば、一定地域内において任意の位置に配置された１
つまたは複数のガス検出点をもつ特定ガス検出装置につ
いて、ほぼ同一時刻に対して得られた該ガス検出点の平
均ガス濃度データと該平均ガス濃度データの得られた時
刻とほぼ同一時刻の風向風速データからガス漏洩領域を
推定するための方法であって、該ガス検出装置の各ガス
検出点におけるガス濃度を該各ガス検出点とガス漏洩点
との間の位置関係と、風速、ガス漏洩量および気象条件
によって定まるパラメーターとの間の関係として表現す
るガス拡散式から、該各ガス検出点について得られた平
均ガス濃度との関係を表す新たな式を作成し、該各ガス
検出点の高さの近傍の任意の高さをもつ水平面上の点に
ガス漏洩点があると仮定し、該ガス漏洩点から第１およ
び第２の平均ガス濃度データに対する２つの風向の方位
上に引いた線にそれぞれ該各ガス検出点から垂線を引い
て該ガス漏洩点と該各ガス検出点との間の位置関係を求
め、これらの位置関係と第１および第２の該平均ガス濃
度データから前記の新たな式に基いてガス漏洩点がある
と仮定した点について得られるガス漏洩量の推定値をそ
れぞれ求め、前記各ガス漏洩量の推定値が互いに一致す
る点の軌跡を求め、該軌跡を、推定されるガス漏洩領域
とすることを特徴とするガス漏洩領域の推定方法を提供
することにより達成される。

【００１４】また、所望に応じて、前記ガス検出装置が
複数のガス検出点を有し、これらのガス検出点について
重み係数を掛けて加算して前記平均ガス濃度データを求
め、かつこの平均ガス濃度データを略同一時刻に必要な
数得ることができる。

【００１５】

【作用】まず、（１）式に基づいてｋ番目の風向に対し
てｉ番目のガス検出装置においてｊ番目の位置に配置さ
れたガス検出点のガス濃度をＣ_i,j,kとし、これに重み
係数ρ_i,jを掛けて加算した平均ガス濃度をＣ_ai,kとす
ると次式が得られる。

【００１６】

【数４】ここで、

【００１７】

【数５】

【００１８】

【数６】

【００１９】（４）式はｊが１以上Ｊまでの検出点をも
つガス検出装置の平均ガス濃度を与える式である。
（４）式を次式のようにＱについて解いた形にし、必ず
しもガス漏洩点でない点を仮定して測定された平均ガス
濃度および風向風速を与えると、これらから正しいガス
漏洩点を求めるために必要なＱ_i,kを計算することがで
きる。

【００２０】

【数７】

【００２１】上式において風速と平均ガス濃度を掛け合
わせた数値は以下においてガスフラックス、Ｆ_i.kと呼
ぶことにする。

【００２２】ここで、真のガス漏洩点Ｐの３次元座標を
（Ｘ_S，Ｙ_S，Ｚ_S）とし、仮定したガス漏洩点Ｐ’の３
次元座標を（Ｘ，Ｙ，Ｈ）としてあらわすこととする。
図１から分かるようにＰ’からｋ番目の風向の方位α_k
に対し線を引き、ｉ番目のガス検出装置Ｇ_iのｊ番目の
ガス検出点の仮定した水平面上の位置Ｇ_i.j（Ｘ_i,j，Ｙ
_i,j，Ｈ）からこの線に垂線を引いて、（１）式に示さ
れるｘに相当するＬ_i.j,kと、ｙに相当するＷ_i.j,kを求
めている。

【００２３】前記（２）式は下側の水平障害物（地面を
含む）の１回反射を考慮した式であり、（３）式は上部
空間に架台などの上下方向の拡散を妨げる水平障害物が
ある場合で上下の水平障害物（地面を含む）による漏洩
ガスの反復反射がある場合の式である。

【００２４】また、上式においてＪが無限大のとき例え
ば２点間に無限大のガス検出点があるような場合を想定
すれば、赤外線を２点間に透過させてその間の平均濃度
を測定した場合などに相当し、（５）式を無限点に対応
するよう近似化して計算することができる。

【００２５】いま１番目と２番目の風向風速に対しｉ番
目とｉ’番目（ｉ＝ｉ’またはｉ≠ｉ’のいずれでもよ
い）のガス検出装置の平均ガス濃度が測定可能下限値以
上となり、２つのデータが得られたこととする。

【００２６】この場合ガス漏洩点Ｐ（Ｘ_S，Ｙ_S，Ｚ_S）
の高さが分からないので、これらのガス検出装置のガス
検出点近傍の任意の高さを仮定し、その高さの水平面上
の任意の点で２つのデータに対応したＱ_i,1とＱ_i'2とを
計算し、Ｑ_i,1＝Ｑ_i,2なる点の軌跡を試行計算により求
めることができる。この軌跡は、

【００２７】

【数８】として求めるとよい。

【００２８】この軌跡は対象とする地域を例えば一定間
隔の格子に分割し、格子の中の中央点においてＡ_1,2を
計算し、Ａ_1,2がプラスとなる点とマイナスとなる点を
色分けすれば、色の境目として容易に描くことができ
る。更に正確な軌跡は格子間隔を細かくするか、Ａ_1,2
がＯに収束するする点をＸまたはＹを変えて求めればよ
い。

【００２９】この軌跡はガス検出装置のガス検出点が複
数になると複雑な曲線となる。仮定した高さにガス漏洩
点があればこの曲線上に推定されるガス漏洩点があるは
ずであり、この曲線はガス漏洩の可能性のある領域（こ
こではガス漏洩領域と呼んでいる）を示している。Ａ
_1,2を求める段階でＱが異常に大きくなる領域がある
が、現実では起こり得ないとしてこの領域を考慮の対象
外としてもよい。

【００３０】同様に１番目または２番目のデータと３番
目の風向風速に対して得られたｉ”番目のガス検出装置
の平均ガス濃度データとから、ガス漏洩点の高さを前記
の高さに仮定してｉ番目とｉ’番目のデータについてと
同様の計算を行うと新たなガス漏洩領域が得られる。

【００３１】この場合ｉ”番目のガス検出装置は一般に
は任意に選べる、すなわちｉ＝ｉ”、ｉ≠ｉ”または
ｉ’＝ｉ”、ｉ’≠ｉ”のいずれでもよい。

【００３２】しかし、ガス検出装置のガス検出点が１つ
の場合には既に特許出願してあるように（特願平５−２
９２６０２号）、２つのデータまでは同じガス検出装置
すなわちｉ＝ｉ’のデータを使ってよいがそれ以上のデ
ータについては別のガス検出装置すなわちｉ”≠ｉ＝
ｉ’のデータでなければガス漏洩領域の交点がないため
ガス漏洩点を求めることができない。

【００３３】これに対しガス検出装置のガス検出点が２
つ以上の場合には３つ乃至４つのデータが同じガス検出
装置からの場合でもガス漏洩点を求めることができるこ
とがわかった。

【００３４】前記の説明においてデータの順番は時系列
的である必要はなく大きさの順にするなど任意に決める
ことができるのはもちろんである。

【００３５】以上のような３つのデータに基づき得られ
たガス漏洩領域の交点はそれぞれの交点において３つの
データに基づくガス漏洩量が等しくなりガス漏洩点の候
補となる点の近似的２次元位置を与えている。

【００３６】同様に１番または３番目のデータと４番目
の風向風速に対して得られたｉ^3'番目のガス検知器の平
均ガス濃度データとから、ガス漏洩点の高さを前記の高
さに仮定して同様の計算を行うと新たなガス漏洩領域が
得られる。

【００３７】この新たなガス漏洩領域が前記のガス漏洩
点の近似的２次元位置と互いに交わりそれぞれのガス漏
洩量が一致すればこの点がガス漏洩点の３次元位置であ
り、一致しない場合にはガス漏洩点の高さを仮定し直し
て再計算し、ガス漏洩領域の交点においてそれぞれのガ
ス漏洩量が一致する点を推定されるガス漏洩点の３次元
位置とする。

【００３８】前記のようにガス漏洩領域を求めながらガ
ス漏洩点とガス漏洩量を求めるのではなく、一気にこれ
らを求める方法を以下に示す。

【００３９】すなわち、４つの風向風速データと平均ガ
ス濃度データから３次元的に仮定したガス漏洩点に対す
る４つのガス漏洩量を前記した方法で計算し、これらが
一致する点を求め、これを推定されるガス漏洩点の３次
元位置とすればよい。

【００４０】このため、

【数９】

【００４１】

【数１０】（９）および（１０）式でＢを定義すると、Ｂは３次元
的に仮定したガス漏洩点に対して４つのガス漏洩量が等
しいとき限りなく０に近づく。

【００４２】ここで上記２式におけるｉはｉ番目のガス
検出装置に限定されるものではなく、ｋに対し任意のガ
ス検出装置を指定できる。

【００４３】したがって、例えば対象とする地域につい
ての水平面格子点についてガス漏洩点の高さを仮定して
Ｂを計算し、Ｂの最小点が一定の値例えば１０^-2以下と
なる１つ以上の点を求めてガス漏洩点の３次元位置とす
ればよい。

【００４４】上記２式では基準となるガス漏洩量として
平均値を使用したが最小値、最大値または特定ガス検出
装置の値を使用してもよい。

【００４５】漏洩ガスは大気の乱流により拡散していく
ので、例え正確に測定したとしてもガス濃度、風向、風
速のデータには必然的に揺らぎがありばらついている。

【００４６】したがって、１つ以上のガス検出点をもつ
ガス検出装置に対し平均ガス濃度データに風速を掛けて
得られるガスフラックスの対数を、ガス検出点の数を上
回らない数の極大値をもつ風向の方位に関する多項式や
フーリエ級数などの回帰式で回帰分析するなどのデータ
処理を行うことが望ましい。

【００４７】ガス検出点の数を上回らない数の極大値を
もつ関数を使う理由は、ガス漏洩点がガス検出装置に近
い場合に丁度風向がガス検出点の方向を向いたときに平
均ガス濃度データが極大値をもち、その極大値の数がガ
ス検出点の数を上回らないからである。

【００４８】この場合同じ水平座標をもつ２つ以上のガ
ス検出点は１つとして数えられる。

【００４９】ガス漏洩点がガス検出装置から遠い場合に
は２つのガス検出点間のガス濃度差が小さくなるので風
向の方位に関して極大値と極小値の差は小さくなる。

【００５０】また、赤外線を２点間に透過させてその間
の平均濃度を測定した場合には風向の方位に関してガス
フラックスの対数が台形に近い形状になる。

【００５１】ガス検出装置のガス検出点が３つ以上ある
場合に例えばこれを一直線上に等間隔に配置するとガス
漏洩点がこの直線に並行にガス検出点の間隔だけ移動し
ても同じ平均ガス濃度を与える場合があり、前記の推定
方法ではこれを識別できず複数のガス漏洩点が得られる
ことになるので、ガス検出点の間隔はランダムに配置す
るとよい。

【００５２】また、ガス検出点の水平位置を同じにして
上下に配置したガス検出装置においては中間を横断する
水平な対称面の上下にガス漏洩点が計算上あらわれ、前
記の推定方法ではいずれがゴーストかを識別できないの
で上下同じ配置にならないようにするとよい。

【００５３】また、データの揺らぎによる差を見るため
に、それぞれについて標準偏差などでデータの幅を求
め、これらのデータにより前記の演算を行い、幅のある
ガス漏洩領域を求めることができる。

【００５４】また、ガス漏洩点およびガス漏洩量が分か
れば任意の風向風速にたいして漏洩ガス濃度分布などを
計算でき安全対策に役立てることができる。

【００５５】上記において、もし気象条件が不明の場合
もしくは確定できない場合は気象条件を変数としてサッ
トンの拡散パラメーターを変えてガス漏洩領域、ガス漏
洩点およびガス漏洩量を求めてもよい。

【００５６】実際のプラントでは機器などによる気流の
乱れがあり、ここに示したような理想的な状態でのガス
拡散からはズレるが、先ず理想的な状態でのガス漏洩点
およびガス漏洩量を推定し、次に機器の周りの流線を想
定するなどズレを補正することにより実際の状態に近付
けることができる。

【００５７】

【実施例】

実施例１本発明の好適実施例を図２〜図３に基づいて詳しく説明
する。

【００５８】本発明のガス漏洩点とガス漏洩量の推定方
法を実現するシステム例は図２に示すようにＭ（≧１）
個のガス検知器Ｇ（１）〜Ｇ（Ｍ）と、Ｎ（≧１）個の
風速計Ｂ（１）〜Ｂ（Ｎ）とを有し、データ処理装置３
に接続されたガス濃度データ収集記憶装置１及び風向風
速データ収集記憶装置２に平均ガス濃度データ及び風向
風速データを入力するようになっている。

【００５９】また、データ処理装置３にはガスフラック
ス警報設定値、各ガス検知装置のガス検出点データ及び
風向風速計位置データ等を入力したり、各種操作を行う
ためのキーボード４、ガス検出点を含むガス検知装置Ｇ
（１）〜Ｇ（Ｍ）及び風向風速計Ｂ（１）〜Ｂ（Ｎ）の
番号とその位置を記憶する計器位置記憶装置５、ガス検
知装置の番号毎のガスフラックス、平均ガス濃度、風
向、風速等を必要な時間間隔で過去の一定時間例えば過
去１時間、時系列的に記憶する外部記憶装置６、警報器
７、ＣＲＴ表示装置８及びプリンタ９が接続されてい
る。

【００６０】各ガス検知器Ｇ（１）〜Ｇ（Ｍ）に対し
て、それぞれの位置での風向風速の近似値を与える風速
計としてその近傍にある風向風速計Ｂ（１）〜Ｂ（Ｎ）
が選択され、各ガス検出装置からの平均ガス濃度データ
と風向風速データとが１対１に対応するようになってい
る。

【００６１】この場合１個のガス検知装置に対し複数の
風向風速計を選びそれらの風向風速データをその位置関
係により内挿または外挿して用いてもよい。通常ＮはＭ
の５０分の１以上、望ましくは２０分の１以上でＭを超
えない数である。また、ガス検知装置と風向風速計とを
一体化して同一場所の空気の風向風速とガス濃度とを同
時に計れるようにしてもよく、この場合これらの個数
Ｍ，ＮはＭ＝Ｎとなる。

【００６２】本システムに於いては常時送信されるガス
検知装置と風向風速計の測定データはデジタル信号とし
て変換され、データ処理装置３にてデータの選択、記
憶、演算等がなされるようになっている。また、風向風
速は時間的に変化が早いので風向風速計の応答特性が良
すぎる場合には必要に応じ例えば１０秒間の風向と風速
の平均値を風向と風速データとすることができるように
なっている。

【００６３】ガス濃度データ収集記憶装置１は、ガス検
知装置からの平均ガス濃度データを過去のデータを更新
しながら一定時間間隔で時系列的に収集記憶するように
なっている。同様に風向風速データ収集記憶装置２は、
風向風速計からの風速データを更新しながら収集記憶す
るようになっている。

【００６４】データ処理装置３は、平均ガス濃度データ
をガス濃度データ収集記憶装置１から、また、各ガス検
出装置に対応する風向と風速データを風向風速データ収
集記憶装置２から取り出し、これらの平均ガス濃度デー
タと風速データがそれぞれ測定可能範囲にある場合はこ
れらを掛け合わせてガスフラックスを算出し、風速デー
タが測定可能範囲より低い場合は測定可能下限値の風速
に平均ガス濃度を掛け合わせてガスフラックスを算出
し、平均ガス濃度データが測定可能範囲より低い場合は
測定可能下限値のガス濃度に風速を掛け合わせてガスフ
ラックスを算出するようになっている。

【００６５】図３は本発明のＣＲＴ表示装置８による表
示例であり、プラントのなかの一部である長方形をなす
敷地部分を示し、敷地に設置されている機器の表示はこ
こでは省略されている。

【００６６】敷地の左下角を原点として図３のように
Ｘ，Ｙ軸をとるときにガス検出装置Ｇ（１）〜Ｇ（１
０）は敷地の周囲に配置されている。

【００６７】Ｇ（１）、Ｇ（２）、Ｇ（９）、Ｇ（１
０）は図３に黒点で示す２つのガス検出点を持ち、それ
以外は図３に黒点で示す１つのガス検出点を持つ。

【００６８】風向風向計Ｂ（１）は敷地中央部に設置さ
れている。

【００６９】図３には平均ガス濃度データと風向風速デ
ータがそれぞれ測定可能範囲にあるガス検知装置Ｇ
（１）に対して、作用の項で説明した回帰分析に基づき
ガス漏洩領域を計算し表示している。

【００７０】以下に数値例によって示すと、図３に示す
地域は敷地とその上６ｍの位置にある水平架台に挟まれ
た空間であり、濃度１００％のエチレンが漏洩し、最初
にガス検出装置Ｇ（１）が平均ガス濃度データと風向風
速データがそれぞれ測定可能範囲にあるデータを検出し
た。

【００７１】ガス検出装置の敷地からの高さは全て２．
５ｍであり、最初はガス漏洩点の高さが不明なのでとり
あえずガス検知器の高さと同じとする。即ち、

【００７２】Ｇ_1,1（５，０，２．５），Ｇ_1,2（１５，
０，２．５），Ｃｙ＝０．２１Ｃｚ＝０．１２，ｎ＝１／４，Ｈ＝２．５（ｍ），Ｔ＝
６（ｍ）

【００７３】最初の２分間に１０秒間隔で１２個のデー
タが得られ、これらについて４次式による回帰分析の結
果得られた回帰式から以下のような測定された範囲内の
４つの風向の方位とガスフラックスの値を選択した。即
ち、

【００７４】Ｆ_1,1＝８０×１０^-6（ｍ³／ｍ²・ｓ），
α₁＝６５π／１８０Ｆ_1,2＝１４０×１０^-6（ｍ³／ｍ²・ｓ），α₂＝６０π
／１８０Ｆ_1,3＝１７９×１０^-6（ｍ³／ｍ²・ｓ），α₃＝７０π
／１８０Ｆ_1,4＝２３５×１０^-6（ｍ³／ｍ²・ｓ），α₄＝８０π
／１８０

【００７５】上記の最初の２つのガスフラックスと方位
から作用の項で説明した方法で求めたガス漏洩領域を図
３に実線で示すｑ１２で表示している。

【００７６】次に１番目と３番目のデータから同様に破
線で示すｑ１３が得られた。

【００７７】図３に表示したようにｑ１２とｑ１３は座
標（１９．８，２０．３，２．５）に於て１つの交点を
もち、この点に於てガス漏洩量が等しいのでガス漏洩点
の候補となる点の近似的２次元位置を与えている。交点
が１つであることからガス漏洩点の候補ではなくまさに
近似的２次元位置であると考えて良い。ガス漏洩量が等
しい交点が２つ以上ある時にはどちらかが真のガス漏洩
点の近似的２次元位置であるかの判別は難しい。このよ
うなことはガス検出装置のガス検出点が等間隔で一直線
に並んだときなどに出易い。

【００７８】次に１番目と４番目のデータから同様にｑ
１４が得られ（図示されていない）、前記ガス漏洩点の
近似的２次元位置の近傍でｑ１２及びｑ１３と交わる
が、近似的２次元位置を通らなかったので、ガス漏洩的
の高さを仮定し直して再計算したところ、座標（２０．
０，２０．０，１．０）に於て３つのガス漏洩領域が互
いに交わり、それぞれのガス漏洩量が７２（ｍ³／ｈ）
で一致したのでこの点を推定されるガス漏洩点の３次元
位置とした。

【００７９】実施例２上記実施例１に於てＧ（３）から次の１分間に１０秒間
隔で６個のデータが得られ、これらについての２次式に
よる回帰分析の結果得られた回帰式から以下のような測
定された範囲内の２つの風向の方位とガスフラックスの
値を選択した。即ち、

【００８０】Ｆ_3,5＝３６×１０^-6（ｍ³／ｍ²・Ｓ），
α₅＝４０π／１８０Ｆ_3,6＝１９９×１０^-6（ｍ³／ｍ²・Ｓ），α₆＝３５π
／１８０

【００８１】上記の２つのガスフラックスと方位から作
用の項で説明した方法で求めたガス漏洩領域を図４にｑ
５６で表示している。また、図４には図３に於けるｑ１
２を表示しており、ｑ５６とは３点で交わる。この場合
３つの交点のうち中央の交点に於けるｑ１２及びｑ５６
のガス漏洩量が３つのなかで一番一致するのでガス漏洩
点の候補となる点の近似的２次元位置として図４に表示
した。ガス漏洩点の高さを仮定し直して再計算したとこ
ろ、実施例１と同じ結果が得られた。

【００８２】実施例３上記実施例２に於てガス漏洩領域を求めないで直接ガス
漏洩点を求めるために対象とする地域を格子状に分割
し、格子点のＢを（９）式により計算した。格子の間隔
は最初５ｍとし、次にＢ値が１０以下の領域については
前の１／５の格子間隔とし、更にＢ値が１以下の領域に
ついては前の１／５の格子間隔として同じ点の重複計算
がないように計算した。各格子点を囲む正方形をＢ値が
大きい所は安全色の緑としＢ値が小さくなるにしたがっ
て段々危険色である赤色となるようにして表示した。ま
た、Ｂ値が０．１以下の領域は点滅するようにした。

【００８３】ここでは以上の様子を説明するために図５
にこのようにして計算された各Ｘ値に対するＹ方向のＢ
の最小値の常用対数値を示した。図５から分かるように
仮定した高さＨは２．５，１．５，１（ｍ）の３つであ
り、１（ｍ）の高さのときＢは１０^-2以下となる点があ
り、この点の座標及びガス漏洩量は実施例１及び２と同
じ結果となった。

【００８４】

【発明の効果】上記した説明から明らかなように、本発
明による複数点の平均ガス濃度を含むガス検出システム
に於けるガス漏洩領域、ガス漏洩点及びガス漏洩量の推
定方法によれば、ガス検出装置からの測定データとその
近傍または同じ場所にある風向風速計からの測定データ
を処理してガスフラックスの値を算出し、このガスフラ
ックスとその向きとからデータの揺らぎを考慮したガス
漏洩領域、３次元ガス漏洩点及びガス漏洩量を数理的に
確実な方法で正確に推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス検知装置のガス検出点とガス漏洩点の位置
関係を示す図。

【図２】本発明が適用されたガス漏洩検出システムの構
成を示すブロック図。

【図３・４】ガス漏洩領域、ガス漏洩点の近似的位置お
よびガス漏洩量推定におけるＣＲＴ表示装置への表示
例。

【図５】ガス漏洩点を一気に求める方法を説明する図。

【符号の説明】

１ガス濃度データ収集記憶装置２風速風向データ収集記憶装置３データ処理装置４キーボード５計器位置記憶装置６外部記憶装置７警報器８ＣＲＴ表示装置９プリンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定地域内において任意の位置に配置
された１つまたは複数のガス検出点をもつ特定ガス検出
装置について、ほぼ同一時刻に対して得られた該ガス検
出点の平均ガス濃度データと該平均ガス濃度データの得
られた時刻とほぼ同一時刻の風向風速データからガス漏
洩領域を推定するための方法であって、該ガス検出装置の各ガス検出点におけるガス濃度を該各
ガス検出点とガス漏洩点との間の位置関係と、風速、ガ
ス漏洩量および気象条件によって定まるパラメーターと
の間の関係として表現するガス拡散式から、該各ガス検
出点について得られた平均ガス濃度との関係を表す新た
な式を作成し、該各ガス検出点の高さの近傍の任意の高さをもつ水平面
上の点にガス漏洩点があると仮定し、該ガス漏洩点から第１および第２の平均ガス濃度データ
に対する２つの風向の方位上に引いた線にそれぞれ該各
ガス検出点から垂線を引いて該ガス漏洩点と該各ガス検
出点との間の位置関係を求め、これらの位置関係と第１および第２の該平均ガス濃度デ
ータから前記の新たな式に基いてガス漏洩点があると仮
定した点について得られるガス漏洩量の推定値をそれぞ
れ求め、前記各ガス漏洩量の推定値が互いに一致する点の軌跡を
求め、該軌跡を、推定されるガス漏洩領域とすることを特徴と
するガス漏洩領域の推定方法。
【請求項２】一定地域内において任意の位置に配置
された１つまたは複数のガス検出点をもつ特定ガス検出
装置について、ほぼ同一時刻に対して得られた該ガス検
出点の平均ガス濃度データと該平均ガス濃度データの得
られた時刻とほぼ同一時刻の風向風速データからガス漏
洩領域或いはガス漏洩点の候補となる点の近似的２次元
位置としてのガス漏洩領域を推定するための方法であっ
て、該ガス検出装置の各ガス検出点におけるガス濃度を該各
ガス検出点とガス漏洩点との間の位置関係と、風速、ガ
ス漏洩量および気象条件によって定まるパラメーターと
の間の関係として表現するガス拡散式から、該各ガス検
出点について得られた平均ガス濃度との関係を表す新た
な式を作成し、該各ガス検出点の高さの近傍の任意の高さをもつ水平面
上の点にガス漏洩点があると仮定し、該ガス漏洩点から第１〜第３の平均ガス濃度データから
選ばれた２つの平均ガス濃度データに対する２つの風向
の方位上に引いた線にそれぞれ該各ガス検出点から垂線
を引いて該ガス漏洩点と該各ガス検出点との間の位置関
係を求め、これらの位置関係と、対応する平均ガス濃度データから
前記の新たな式に基いてガス漏洩点があると仮定した点
について得られるガス漏洩量の推定値をそれぞれ求め、前記各ガス漏洩量の推定値が互いに一致する点の軌跡を
求め、前記第１〜第３の平均ガス濃度データから選ばれた更に
もう１組の異なる２つの平均ガス濃度データについて同
様な演算を行い、前記と同様な軌跡を更にもう１つ求
め、これらの軌跡が交わり、それぞれのガス漏洩量が一致す
る点を、推定されるガス漏洩領域或いはガス漏洩点の候
補となる点の近似的２次元位置とすることを特徴とする
ガス漏洩領域の推定方法。
【請求項３】一定地域内において任意の位置に配置
された１つまたは複数のガス検出点をもつ特定ガス検出
装置について、ほぼ同一時刻に対して得られた該ガス検
出点の平均ガス濃度データと該平均ガス濃度データの得
られた時刻とほぼ同一時刻の風向風速データからガス漏
洩領域或いはガス漏洩点の３次元位置としてのガス漏洩
領域を推定するための方法であって、該ガス検出装置の各ガス検出点におけるガス濃度を該各
ガス検出点とガス漏洩点との間の位置関係と、風速、ガ
ス漏洩量および気象条件によって定まるパラメーターと
の間の関係として表現するガス拡散式から、該各ガス検
出点について得られた平均ガス濃度との関係を表す新た
な式を作成し、該各ガス検出点の高さの近傍の任意の高さをもつ水平面
上の点にガス漏洩点があると仮定し、該ガス漏洩点から第１〜第４の平均ガス濃度データから
選ばれた２つの平均ガス濃度データに対する２つの風向
の方位上に引いた線にそれぞれ該各ガス検出点から垂線
を引いて該ガス漏洩点と該各ガス検出点との間の位置関
係を求め、これらの位置関係と、対応する平均ガス濃度データから
前記の新たな式に基いてガス漏洩点があると仮定した点
について得られるガス漏洩量の推定値をそれぞれ求め、前記各ガス漏洩量の推定値が互いに一致する点の軌跡を
求め、前記第１〜第４の平均ガス濃度データから選ばれた更に
もう２組の異なる２つの平均ガス濃度データについて同
様な演算を行い、前記と同様な軌跡を更にもう２つ求
め、これらの軌跡が同一点で互いに交わりそれぞれのガス漏
洩量が一致すればこの点がガス漏洩点の３次元位置であ
り、一致しない場合にはガス漏洩点の高さを仮定し直して再
計算し、それぞれのガス漏洩量が一致する点を推定されるガス漏
洩点の３次元位置とすることを特徴とするガス漏洩領域
の推定方法。
【請求項４】前記ガス拡散式からガス漏洩量を求め
る過程を更に有することを特徴とする請求項３に記載の
ガス漏洩領域の推定方法。
【請求項５】前記ガス検出装置が、少なくとも前記
データ数に等しい数をもって配置されること特徴とする
請求項１乃至４のいずれかに記載のガス漏洩領域の推定
方法。
【請求項６】前記ガス検出装置が複数のガス検出点
を有し、これらのガス検出点について重み係数を掛けて
加算して前記平均ガス濃度データを求め、かつこの平均
ガス濃度データを略同一時刻に必要な数得ること特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載のガス漏洩領域の
推定方法。
【請求項７】１つ以上のガス検出点をもつ前記ガス
検出装置に対して、その平均ガス濃度データに風速を掛けて得られるガスフ
ラックスの対数を、ガス検出点の数を上回らない数の、
上に凸な極値をもつ風向の方位に関する関数で近似でき
るとして回帰分析し、得られた回帰式に基づいて推定に
必要なデータを得ることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載の方法。
【請求項８】前記ガス検出装置の各検出点が３つ以
上の場合にこれらを３次元的に配置するに当たって各検
出点が同じ水平面上の一直線上に等間隔に並ばないよう
に、また、上下にこれらを配置するに当たって同じ水平
座標とならないように配置することを特徴とする請求項
１若しくは７のいずれかに記載の方法。