JPH0783786A

JPH0783786A - ガス漏洩点及び漏洩量の推定方法

Info

Publication number: JPH0783786A
Application number: JP25013193A
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: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】ガスフラックスを最大限に活用してガス漏洩
点とガス漏洩量とを推定する方法を提供する。【構成】複数のガス検知器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と
を処理して各ガス検知器位置の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ガス漏洩点
とガス漏洩量を求め、各ガス検知器に対応するガス漏洩
量が互いに一致する点をガス漏洩点と判断することによ
り、早期に、かつ正確にガス漏洩点及び漏洩量を推定す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス漏洩に於けるガス
漏洩点及びガス漏洩量をガス検知器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
有機溶剤の蒸気等のガス漏洩の可能性がある各種屋外プ
ラントに於けるガス漏洩の早期対処に有用なガス漏洩点
及び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、ガス漏洩に於けるガス漏洩点は少
なくとも３ヶ所のガス検知器からの漏洩ガスのガス濃度
データに基づいてその濃度勾配からガス漏洩点を推定す
る方法（特開昭６１−１５５９３２号公報）が工業化さ
れているが、通常の方法で配置された３ヶ所以上のガス
検知器でガスが検知されるまでにはかなりの時間を要す
るという問題があった。

【０００３】また、ガス検知器に於て漏洩ガスが検知さ
れた場合に風の影響が大きい場合は風向風速データの過
去の履歴からガス漏洩領域を推定し、風の影響が無視で
きる場合はガス漏洩が単純に四方に拡散するとして漏洩
ガスが検知されたガス検知器を中心として隣接するガス
検知器との中間点付近を通る円の内側をガス漏洩領域と
する方法（特開平１−２１９５３３号公報）も提案され
ている。この場合、ガス漏洩量は等濃度線で囲まれる領
域の面積と風速との実験的相関式に基づいて推定してい
るが、このようにガス検知器の近傍、または同一場所で
ない離れた位置の過去の風向風速データの履歴からガス
漏洩領域を推定すると誤差が大きくなるという問題があ
った。

【０００４】更に、ガス検知器に於て漏洩ガスが検知さ
れた場合に風速が一定の限界を超える場合は、風向風速
データの過去の一定時間内の平均値に基づく拡散幅に風
向の振幅を加えた角度をもつ２直線を該ガス検知器を中
心とする風上側に引いて漏洩候補領域を求め、同様の２
直線を漏洩ガスを検知していないガス検知器について引
いて漏洩候補領域からこの部分を除外したガス取扱い領
域を推定されるガス漏洩領域とし、風速が一定の限界以
下の場合は漏洩ガスが検知されたガス検知器を中心とし
て隣接するガス検知器との中間点付近を通る長方形の内
側のガス取扱い領域をガス漏洩領域とする方法（特開平
２−４７５２７号公報）も提案されているが、このよう
な空間的に広がりをもった推定方法で推定される漏洩領
域は広すぎるという問題があった。

【０００５】加えて、２個のガス検知器に於て漏洩ガス
が検知された場合に漏洩ガス濃度と距離との相関式に２
個の漏洩ガス濃度を代入し、ガス漏洩源候補を通る平均
風向と直交する水平線からそれぞれのガス検知器までの
距離を求め、平均風向の変化した時点で同様の計算を行
い新たな距離を求め、これら２つの距離に対応するガス
漏洩源候補を通る平均風向と直交する水平線同士の交点
付近を推定されるガス漏洩場所とし、ガス漏洩量に関す
る同様の相関式からガス漏洩量を推定する方法（特開平
２−１９０７３４号公報）も提案されているが、このよ
うにガス検知器の近傍、または同一場所でない離れた位
置の風向風速データを２個のガス検知器に適用し、デー
タの時系列的な変化を考慮せずに各時点での瞬間的なデ
ータのみからガス漏洩領域の推定計算を進めるのは時間
が掛かり過ぎるという問題があった。

【０００６】一方、近年ガス検知器の感度が向上してい
るが、警報ガス濃度設定値を下げると、遠くのプラント
の保守作業で発生するガス、塗装時の溶剤の蒸発による
ガス、タンクから発生する可燃性蒸気等、漏洩ガス発生
源の態様を識別できないためにいたずらに警報が鳴るこ
とになり、高感度ガス検知器を活用することができなか
った。

【０００７】他方、良く知られているガスの拡散を表す
坂上の式やサットンの式からも分かるように漏洩ガスの
ガス濃度は風速一定のような場合以外は漏洩ガス量に比
例しない量である。即ち、ガス濃度が低くても風速が高
ければ問題があることから、風速とガス濃度とを掛け合
わせて求められるガスフラックスによりガスの漏洩を判
断することが望ましい。

【０００８】以下の説明は漏洩ガスの拡散による漏洩ガ
ス濃度と、風速、ガス漏洩量、位置関係及び気象条件に
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
はサットンの式（昭和５６年８月発行の通商産業省立地
公害局監修「新訂公害防止の技術と法規（大気編）」
４版参照）をベースにする。云うまでもなく、サットン
の式の代わりに坂上の式または他の論理式、実験式等を
用いても良い。

【０００９】サットンの式から、風向と気象条件によっ
て定まる拡散パラメータが一定で単位時間当たりの漏洩
ガス量が一定であればガスフラックスが一定となる。サ
ットンの式は通常ガス濃度に関して解かれた形になって
いるが変形してガスフラックスを表す形としてある。

【００１０】

【数１】

【００１１】ここで、ガス漏洩点からガス検知器までの
上部空間に架台等の上下方向の拡散を妨げる水平障害物
がない場合、

【００１２】

【数２】

【００１３】となり、またガス漏洩点からガス検知器ま
での上部空間に架台等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、

【００１４】

【数３】となる。

【００１５】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。Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）：ガス漏洩点の座標を（０，０，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）に於けるガスフラックスの値。Ｃ（ｘ，ｙ，ｚ）：ガス漏洩点の座標を（０，０，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）に於けるガス濃度。Ｑ（０，０，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が架台等の床がある
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等
の上下方向の拡散を妨げる水平障害物がある場合に於け
る上下の水平障害物（地面を含む）間の距離。ｍ：反射の回数で、通常ｍ＝−２〜２をとれば充分に良
い近似となる。Ｃ_y，Ｃ_z，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、Ｃ_y＝０．２１（ｍ^1/8）、Ｃ_z＝０．１２
（ｍ^1/8）である。

【００１６】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（上式に於てｙ＝０の時）ガスフラックスの
値が最大となるので、ガスフラックスの値が最大となる
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。

【００１７】通常、漏洩ガス量は時間的に急激に変わら
ないのに、風向と風速は時間と共に変化するのでそれに
対応してガスフラックスの大きさと向きが変わる。過去
の一定時間、例えば過去１時間のガスフラックスの値の
時系列上の最大値とその向きとをベクトルとして更新し
つつ求めれば、この最大値の風向きの逆方向にあるガス
漏洩源が分かる。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
列上の最大値の風向きをガス検知器を通るように延長
し、それらの交点を求め、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。

【００１８】しかしながら、時間と共に風向が変わって
も丁度ガス漏洩源の方向から吹かない場合もあるので、
常に上記のガスフラックスの値の時系列上の最大値の向
きの逆方向にガス漏洩源があるとは限らないことにな
る。

【００１９】

【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なされたものであり、風向風
速計からの風向風速データ及び各ガス検知器の漏洩ガス
濃度データから漏洩量に比例する漏洩ガスのガスフラッ
クス（漏洩ガス濃度×風速：単位時間、単位面積当たり
に流れている漏洩ガスの量。ガスフラックスは風向の向
きを有し、漏洩ガス濃度×風速の値をスカラーとするベ
クトルである。）を算出し、これを最大限に活用してガ
ス漏洩点とガス漏洩量とを推定する方法を提供すること
を目的とする。

【００２０】

【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、一定地域内にある複数のガス検知器からのガス
濃度データ及び該ガス検知器の近傍に設置された風向風
速計からの風向風速データからガス漏洩点とガス漏洩量
とを推定するための方法であって、前記ガス濃度データ
及び風速データを掛け合わせて前記各ガス検知器毎にガ
スフラックスの値を求め、過去の所定時間内の前記ガス
フラックスの値の最大値を大きさとし、かつそのときの
風向を向きとするベクトルを前記各ガス検知器毎に更新
しつつ求め、前記ベクトルを有する２つの特定ガス検知
器を選定し、前記選択された各ガス検知器に対応する前
記各ベクトルをそのガス検知器を通るように延長した線
及びその交点を求め、前記交点がガス漏洩点であり、か
つ選択された各ガス検知器が丁度ガス漏洩点の風下にあ
ると仮定して、ガス検知器に於けるガス濃度、風速及び
気象条件によって定まるパラメータと、ガス漏洩点とガ
ス検知器との間の位置関係と、前記パラメータと前記位
置関係との間の関係とを表現するガス拡散式から得られ
るガス漏洩量の推定値を各々求め、前記各ガス漏洩量の
推定値が互いに一致する場合には前記交点を真のガス漏
洩点と判断し、前記各ガス漏洩量の推定値が互いに一致
しない場合には前記各ガス漏洩量の推定値のうちの大き
い方の値に対応する特定ガス検知器と前記交点とを結ぶ
線上に真のガス漏洩点があるとして該線上の各点で該点
がガス漏洩点であると仮定して前記選択された各ガス検
知器に対応するガス漏洩量の推定値を各々求め、選択さ
れた各ガス検知器に対応するガス漏洩量の推定値が互い
に一致する点を真のガス漏洩点と判断することを特徴と
するガス漏洩点及び漏洩量の推定方法、または前記交点
近傍にガス漏洩点があると判断して、前記交点近傍にて
選択された各ガス検知器に於けるガス濃度、風速及び気
象条件によって定まるパラメータと、ガス漏洩点とガス
検知器との間の位置関係と、前記パラメータと前記位置
関係との間の関係とを表現するガス拡散式から得られる
各ガス漏洩量の推定値の互いに一致する曲線を求め、前
記選択された各ガス検知器にて更に所定時間経過後に更
新された前記ベクトル若しくは記憶されている過去の前
記ベクトル若しくは現在のガスフラックスの値を大きさ
とし、かつ現在の風向を向きとするベクトルから前記同
様に各ガス漏洩量の推定値の互いに一致する曲線を求
め、前記各曲線の交点を真のガス漏洩点と判断すること
を特徴とするガス漏洩点及び漏洩量の推定方法を提供す
ることにより達成される。特に、前記最初に求められた
曲線及び所定時間経過後に求められた曲線が各々２本ず
つあり、その交点が２つある場合、更に所定時間経過後
に更新された前記ベクトル若しくは記憶されている過去
の前記ベクトル若しくは現在のガスフラックスの値を大
きさとし、かつ現在の風向を向きとするベクトルから前
記同様に各ガス漏洩量の推定値の互いに一致する曲線を
求め、前記最初に求められた曲線、２度目に求められた
曲線及び３度目に求められた曲線が共に交差する側の交
点を真のガス漏洩点と判断すると良い。

【００２１】

【作用】まず、（１）式をＱについて解いた形に変形す
ると、

【００２２】

【数４】となる。

【００２３】ここで、ｉ番目のガス検知器について、漏
洩ガス濃度をＣ_i、風速をＵ_i、ガス漏洩点を通り、かつ
風向きと直交する水平直線に対して、このｉ番目のガス
検知器を通る風向きと平行な直線を交差させ、その交点
までのガス検知器からの距離、即ちガス漏洩点を通り、
かつ風向きと直交する水平直線に対するガス検知器から
の距離をＬ_i、上記交点からガス漏洩点までの距離を
Ｗ_i、床面からの高さをＺ_iとして表し、このときに
（４）式により得られるガス漏洩量をＱ_iとしている。

【００２４】図１に示すような点Ｐ₁に示す位置にある
ガス検知器についてガスフラックスの値の時系列上の最
大値のときの対応するガス検知器を通る風向と平行な延
長線を引き交点Ｒ₁が得られた場合、点Ｒ₁をガス漏洩点
と仮定して点Ｐ₁についての拡散パラメータをＣ_y、
Ｃ_z、ｎ、漏洩ガス濃度Ｃ₁、風速Ｕ₁、距離Ｌ₁、距離Ｗ
₁（＝０）、高さＺ₁を上式に代入して値Ｑ₁を算出し、
同様に点Ｐ₂に示す位置にあるガス検知器についても値
Ｑ₂を算出する。この場合、２つのガス検知器の平均の
高さを近似的にガス漏洩点の高さＨとする。

【００２５】また、高さ方向にガスフラックスを数点測
定し、高さ方向の最大値を与える高さＺ_mと、風向きと
平行な距離Ｘ_mが得られるならば、次のようにしてより
正確なガス漏洩点の高さＨを算出できる。

【００２６】即ち、（１）式及び（２）式からガスフラ
ックスの値の高さ方向の最大値を与える高さをＺ_mとす
ると、

【００２７】

【数５】

【００２８】

【数６】

【００２９】が得られる。従って（５）式及び（６）式
の２式にＺ_m及びＸ_mを代入して試行法などにより解けば
Ｈが得られる。また、（１）式及び（３）式についても
同様に解くことかできる。

【００３０】このようにして算出されたＱ₁、Ｑ₂が、も
しＱ₁＝Ｑ₂ならば点Ｒ₁はガス漏洩点を示し、Ｑ₁＝Ｑ₂
となるＱはガス漏洩量を示している。この場合は点Ｐ₁
とＰ₂がガス漏洩点の丁度風下になるように風向きが変
化したことになる。

【００３１】一方、Ｑ₁≠Ｑ₂でＱ₁＞Ｑ₂とした場合には
以下のようにしてＱ₁＝Ｑ₂となるガス漏洩点を点Ｐ₁と
交点Ｒ₁との間に見出すことができる。

【００３２】まず、（４）式からＬ_iが減少するとＱ_iも
減少することから、図１に示すように点Ｒ₁と点Ｐ₁との
間の距離Ｌ₁より小さな距離Ｌ₁₁をもつ点Ｒ₂をガス漏洩
点と仮定してＱ₁を算出すれば先に算出したＱ₁より小さ
なＱ₁が得られる。

【００３３】また、点Ｒ₂をガス漏洩点と仮定すると、
図１に示すように、点Ｒ₂を通り、かつ点Ｐ₂でのガスフ
ラックスの時系列上の最大値のときの風向きと平行な水
平直線と、点Ｒ₂を通り、かつ上記風向きと直交する水
平直線とを交差させることにより、その交点Ｒ₂₁までの
点Ｐ₂からの距離Ｌ₂₁が得られ、更に上記交点Ｒ₂₁から
点Ｒ₂までの距離Ｗ₂₁が得られる。これらＬ₂₁、Ｗ₂₁を
上式に代入してＱ₂を算出すればｅｘｐ（Ｗ₂₁ ²／Ｃ_y ²Ｌ
_i ^2-n）がＷ₂₁と共に指数的に増大するので先に算出した
Ｑ₂より大きなＱ₂が得られＱ₁＝Ｑ₂となるような点Ｒ₂
を見出すことができる。また、上記と同様な方法で図１
に於ける点Ｒ₁と点Ｐ₁とを結ぶ線を延長した線上にＱ₁
＝Ｑ₂となるもう１つの点Ｒ₃（図示せず）を見出すこと
ができる。

【００３４】上記した作業を追加されたデータについて
複数回行うことによりこの２つの点Ｒ₂、Ｒ₃の一方側に
はガス漏洩点の候補が集中するようになる。このような
点がガス漏洩点を示し、Ｑ₁＝Ｑ₂となるＱはガス漏洩量
を示している。ここで、Ｑ₁＜Ｑ₂であれば上記の点Ｐ₂
と点Ｐ₁とを入れ替えれば良い。

【００３５】ガス漏洩点及びガス漏洩量が分かれば任意
の風向風速に対して漏洩ガス濃度分布等を計算でき安全
対策に役立てることができる。また、上記に於てもし気
象条件が不明の場合は気象条件をパラメータとしてサッ
トンの拡散パラメータを変えてガス漏洩点及びガス漏洩
量を求めても良い。

【００３６】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
拡散からはずれるが、まず理想的な状態でのガス漏洩点
及びガス漏洩量を推定し、次に機器の周りの流線を想定
する等このずれを補正することにより実際の状態に近づ
けることができる。

【００３７】本発明のガス漏洩点及び漏洩量の推定方法
に於てはガス濃度データと風速データとがそれぞれ測定
可能下限値以上の範囲にある場合はガス濃度と風速を掛
け合わせてガスフラックスの値を求め、いずれかが測定
可能下限値未満の場合はそれぞれの測定可能下限値を用
いて形式的にガスフラックスの値を計算し表示するが以
下のガス漏洩点とガス漏洩量の推定は行わないようにす
ると良い。

【００３８】

【実施例】本発明の好適実施例を図２及び図３に基づい
て詳しく説明する。

【００３９】本発明のガス漏洩点及び漏洩量の推定方法
を実現するシステム例は、図２に示すように、Ｍ（≧
２）個のガス検知器Ｇ（１）〜Ｇ（Ｍ）と、Ｎ（≧１）
個の風向風速計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。

【００４０】また、データ処理装置３にはガスフラック
ス警報設定値、ガス検知器及び風向風速計の位置データ
等を入力したり各種操作を行うためのキーボード４、ガ
ス検知器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、ガス検知器の番号毎のガスフラックス、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時間分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。

【００４１】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向
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、各ガス検知器からのガス濃度データ
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。

【００４２】この場合、１個のガス検知器に対し複数の
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良い。通常ＮはＭ
の２０分の１以上望ましくは１０分の１以上でＭを超え
ない数である。

【００４３】また、ガス検知器と風向風速計とを一体化
して同一場所の空気の風向と風速とガス濃度とを同時に
計れるようにしても良く、この場合これらの個数Ｍ、Ｎ
はＭ＝Ｎとなる。

【００４４】本システムに於ては常時送信されるガス検
知器と風向風速計と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３秒間の風向と風速との
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。

【００４５】ガス濃度データ収集記憶装置１は、ガス検
知器からの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するようになってい
る。また、同様に風向風速データ収集記憶装置２は、風
向風速計からの風向データ及び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。

【００４６】データ処理装置３は、ガス濃度データをガ
ス濃度データ収集記憶装置１から取り出し、また各ガス
検知器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、これらのガス濃度データ及
び風速データがそれぞれ測定可能範囲にある場合にはこ
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には測定可能下限値の風
速にガス濃度を掛け合わせてガスフラックスを算出し、
ガス濃度データが測定可能範囲より低い場合には測定可
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。ここで、一般にガス検
知器は風向風速計より応答特性が悪いことから、これを
調整するために、本システムに於ては各ガス検知器と対
応する風向風速計との間の検出応答特性による検出遅れ
に相当する時間差だけ遡ったガス濃度データにて上記処
理を行うようになっている。

【００４７】図３は、ＣＲＴ表示装置８による表示画面
の例であり、プラントの中の１部である長方形をなす架
台部分を示し、架台に設置されている主要機器は想像線
で示している。また、各ガス検知器Ｇ（１）〜Ｇ（１
２）はマトリックス状に配置されている。この例では、
四隅のガス検知器Ｇ（１）、Ｇ（４）、Ｇ（９）、Ｇ
（１２）が風向風速計Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、
Ｂ（４）と一体化されており、ガス検知器の風向風速は
四隅にある風向風速計からの風向風速データを内挿して
求めるようになっている。ここで、図３にはマトリック
ス状に配置された各ガス検知器の位置に対応した点を中
心とするガスフラックスの現在値とその向きとを図４に
説明する表示記号を用いて表示してある。即ち、ガス濃
度データ及び風向風速データが測定可能な範囲の場合、
ガス検知器を中心点、ガスフラックスの大きさを長さ、
風向を向きとするベクトルとして矢印でガスフラックス
を表示している。また、現在のガスフラックスを細い矢
印で表示し、この表示に重層して過去の一定時間例えば
過去１時間内のガスフラックスの時系列上の最大のガス
フラックスを太い矢印で表示するようになっており、こ
れらの表示は常に更新される。一方、風速は測定可能範
囲であるが、ガス濃度データが測定可能範囲より低い場
合、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し、ガスフラックスの大きさを半径
とする円で表示し、風向を矢印で示している。更に、風
速が測定可能範囲より低い場合にはガス濃度に測定可能
下限値の風速を掛け合わせてガスフラックスを算出し、
ガスフラックスの大きさを半径とする円のみを表示して
いる。

【００４８】ガスフラックスが警報設定値を超えた場合
にはガス濃度が測定可能範囲より低い場合を除いて警報
を発し、発報したガス検知器に対してその後はこの最大
値とその向きの表示を例えば赤色に変えて点滅させる。
また、ガス濃度のみが一定値を超えた場合も警報を発
し、対応するガス検知器に対する表示を例えばオレンジ
色に変えて点滅させるようになっており、従来の警報も
併用している。

【００４９】一方、ＣＲＴ表示装置８にはガス濃度デー
タ及び風向風速データが共に測定可能な範囲にあるガス
検知器に対して矢印ｍ、ｎをその向きの逆方向にそれら
の交点Ｒまで延長し（線ｏ、ｐ）、データ処理装置３に
於て交点Ｒの座標位置が演算により求められるようにな
っている。

【００５０】次にデータ処理装置３に於て作用で示した
（１）式〜（６）式の演算を行い、ガス漏洩点とガス漏
洩量Ｑを求めるようになっており、ＣＲＴ表示装置８に
ガス漏洩点をＸ、Ｘ′印で表示し、更にガス漏洩量Ｑと
ガス漏洩位置座標を画面上部に表示するようになってい
る。

【００５１】以下に数値例を示すと、図３に示す地域は
高さ４ｍの架台とその上３ｍの位置にある架台に挟まれ
た空間であり、ガス検知器Ｇ（１）とガス検知器Ｇ
（２）との間の距離は２０ｍであり、床からそれぞれ
０．５ｍの位置にある。即ち、Ｔ＝３（ｍ）、Ｚ₁＝
０．５（ｍ）、Ｚ₂＝０．５（ｍ）、Ｈ＝０．５
（ｍ）、Ｃｙ＝０．２１、Ｃｚ＝０．１２、ｎ＝１／４
である。また、濃度１００％のエチレンが漏洩し、ガス
検知器Ｇ（１）及びＧ（２）の過去１時間のガスフラッ
クスの値の時系列上の最大値Ｆ₁及びＦ₂が次のように計
測されたこととする。また、ガスフラックスの向きは図
３または図１の通りとする。

【００５２】Ｕ₁＝２（ｍ／ｓ）Ｃ₁＝２００×１０^-6（ｍ³／ｍ³）Ｆ₁＝４００×１０^-6（ｍ³／ｍ²・ｓ）Ｕ₂＝３（ｍ／ｓ）Ｃ₂＝１００×１０^-6（ｍ³／ｍ³）Ｆ₂＝３００×１０^-6（ｍ³／ｍ²・ｓ）

【００５３】図３の交点からＬ₁＝３１．３（ｍ）、Ｌ₂
＝１６．９（ｍ）と求られる。これらを（４）式に代入
すると、Ｑ₁＝７．１×１０^-3（ｍ³／ｓ）、Ｑ₂＝２．
１×１０^-3（ｍ³／ｓ）となる。ここで、Ｑ₁≠Ｑ₂なの
でＱ₁＝Ｑ₂になる２つの点を求める。

【００５４】Ｌ₁₁＝２７．２（ｍ）Ｗ₁₁＝０（ｍ）Ｌ₂₁＝１３．６（ｍ）Ｗ₂₁＝２．４（ｍ）Ｑ₁＝Ｑ₂＝５．６６×１０^-3（ｍ³／ｓ）または、Ｌ₁₂＝３６．９（ｍ）Ｗ₁₂＝０（ｍ）Ｌ₂₂＝２１．５（ｍ）Ｗ₂₂＝３．２（ｍ）Ｑ₁＝Ｑ₂＝８．９７×１０^-3（ｍ³／ｓ）

【００５５】図３に、Ｇ（１）を原点にとり、Ｇ（４）
の方向にＸ軸、Ｇ（９）の方向にＹ軸をとるときの位置
座標を示し、漏洩量Ｑは単位を時間当たりの流量として
示している。

【００５６】この漏洩点はガス検知器Ｇ（１）が丁度風
下にあると仮定したときに得られる点であるが、丁度風
下にない場合でもＱ₁＝Ｑ₂を満足する点を上記と同様に
求めることができ、この点の軌跡は上記漏洩点Ｘ、Ｘ′
を通る曲線となり、上記の場合その部分を漏洩推定線
ｑ、ｑ′として図３に併せて示している。

【００５７】更に、一定時間後例えば３０秒後にガス検
知器Ｇ（１）及び／またはガス検知器Ｇ（２）のガスフ
ラックスの値の最大値とその向きとが更新されている場
合、上記と同様の方法で上記で得られた曲線とは別のＱ
₁、Ｑ₂が一致する点の軌跡である漏洩推定線ｑ、ｑ′を
求め、これらの漏洩推定線の交点を推定されるガス漏洩
点とし、該交点のガス漏洩量Ｑを推定されるガス漏洩量
とする。

【００５８】また、この一定時間後にガスフラックスの
値の最大値とその向きとが更新されていない場合には、
ガス検知器Ｇ（１）またはガス検知器Ｇ（２）のガスフ
ラックスの値の現在値とその向き若しくは記憶されてい
る過去のガスフラックスの値とその向きとに基づいて、
上記と同様の方法で上記で得られた曲線とは別のＱ₁、
Ｑ₂が一致する点の軌跡である漏洩推定線ｑ、ｑ′を求
め、これらの漏洩推定線の交点を推定されるガス漏洩点
とし、該交点のガス漏洩量Ｑを推定されるガス漏洩量と
する。

【００５９】上記の図３に示した例に基づいて以下に数
値例を示す。前例から３０秒後にガスフラックスの値の
最大値とその向きとが変わらず更新されていないとする
と、ガス検知器Ｇ（１）のガスフラックスの現在値は、Ｕ₁＝２（ｍ／ｓ）Ｃ₁＝１５０×１０^-6（ｍ³／ｍ³）Ｆ₁＝３００×１０^-6（ｍ³／ｍ²・ｓ）であり、その向き（図５に示す）及びガス検知器Ｇ
（２）のガスフラックスの値の最大値とその向きとに基
づいて上記と同様の方法で漏洩推定線を求め図５にｑ₂
で示した。図３の漏洩推定線ｑ、ｑ′は図５ではｑ₁、
ｑ₁′で示している。

【００６０】ｑ₁とｑ₂との交点Ｘ及びｑ₁′とｑ₂′との
交点Ｘ′は推定されるガス漏洩点であり、この点の位置
座標とこの位置座標から得られるガス漏洩量Ｑは図５に
示すようになっている。

【００６１】次に、上記の２つのガス漏洩点Ｘ、Ｘ′の
何れが真のガス漏洩点であるかはもう１つのデータによ
り判別できる。これを図５に示した例に基づいて以下に
数値例を示す。

【００６２】前例から更に３０秒後にガスフラックスの
値の最大値とその向きが変わらず更新されていないとす
ると、ガス検知器Ｇ（２）の記憶されている過去のデー
タの１つであるガスフラックスの値は、Ｕ₂＝１（ｍ／ｓ）Ｃ₂＝１００×１０^-6（ｍ³／ｍ³）Ｆ₂＝１００×１０^-6（ｍ³／ｍ²・ｓ）であり、その向き（図６に示す）及びガス検知器Ｇ
（１）のガスフラックスの値の最大値とその向きに基づ
いて上記と同様の方法で漏洩推定線を求め、図６に
ｑ ₃、ｑ₃′で示した。図６の漏洩推定線ｑ₁、ｑ₁′及び
ｑ₂、ｑ₂′は図５と同じである。

【００６３】交点Ｘ及び交点Ｘ′のうち一方の交点Ｘは
ｑ₃が通過し、ｑ₁、ｑ₂及びｑ₃が１点で交わっているの
に対し、他方の交点Ｘ′はｑ₃′が通過せず大きく外れ
ている。この３つの漏洩推定線が１点に交わる点Ｘが推
定される真のガス漏洩点であり、この点の位置座標とこ
の位置座標から得られるガス漏洩量Ｑは図６に示すよう
になる。計算の前提の成立する理想的な場合には真のガ
ス漏洩点は１点であるが、実際にはデータの揺らぎによ
りガス漏洩点は時間の経過と共に増加するので、漏洩推
定線ｑ、ｑ′はガス漏洩点が一定数以上、例えば３個以
上になったら表示せず、ガス漏洩点Ｘのみ重ねて表示
し、ガス漏洩点座標とガス漏洩量の平均値を表示するよ
うにすると良い。

【００６４】図５及び図６に示した方法はガス検知器Ｇ
（１）及びガス検知器Ｇ（２）のいずれもガス漏洩点の
丁度風下にない場合のガス漏洩点及び漏洩量を求める方
法であり、図３に示す方法よりも一般化された方法であ
る。

【００６５】上記したように求められた漏洩推定点がプ
ラントの架台の内部または近辺にある場合は、ガスフラ
ックスの警報設定値を超える警報が発報されていなくて
も違う音色で警報を鳴らし、漏洩推定点の表示を点滅さ
せるようになっている。

【００６６】また、漏洩推定点がプラントの架台から遠
方にある場合は、遠くのプラントの保守作業で発生する
ガス、塗装時の溶剤の蒸発によるガス、タンクから発生
する可燃性蒸気等を検出している可能性があり、推定さ
れるガス漏洩源位置が遠くにあることが直ちに判別でき
るので、線ｏ、ｐに相当する線は同一画面上のガス検知
器に対しガスフラックスの時系列上の最大値の中でも最
大の値をもつガス検知器とそれに次ぐ値をもつガス検知
器に対する２本の線のみを表示し、警報は特に鳴らさな
いようになっている。

【００６７】このようにして感度の高いガス検知器を使
用してもいたずらに警報を発するような煩わしさから解
放され、危険に対してはガス検知器の感度を最大限に生
かして早期にガス漏洩源を推定できる。

【００６８】

【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明によるガス漏洩点及び漏洩量の推定方法によれば、
複数のガス検知器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とを処理して
各ガス検知器位置の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ガス漏洩点とガス漏洩
量を求め、各ガス検知器に対応するガス漏洩量が互いに
一致する点をガス漏洩点と判断することにより、早期
に、かつ正確にガス漏洩点及び漏洩量を推定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス検知器とガス漏洩点の位置関係を示す図で
ある。

【図２】本発明が適用されたガス漏洩監視システムの構
成を示すブロック図である。

【図３】ガス漏洩点推定に於けるＣＲＴ表示装置への表
示例を示す図である。

【図４】図３の表示記号を説明する図である。

【図５】ガス漏洩点推定に於けるＣＲＴ表示装置への表
示例を示す図である。

【図６】ガス漏洩点推定に於けるＣＲＴ表示装置への表
示例を示す図である。

【符号の説明】

１ガス濃度データ収集記憶装置２風向風速データ収集記憶装置３データ処理装置４キーボード５ガス検知器位置記憶装置６外部記憶装置７警報器８ＣＲＴ表示装置９プリンタＧ（１）〜Ｇ（１２）ガス検知器Ｂ（１）〜Ｂ（４）風向風速計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定地域内にある複数のガス検知器か
らのガス濃度データ及び該ガス検知器の近傍に設置され
た風向風速計からの風向風速データからガス漏洩点とガ
ス漏洩量とを推定するための方法であって、前記ガス濃度データ及び風速データを掛け合わせて前記
各ガス検知器毎にガスフラックスの値を求め、過去の所定時間内の前記ガスフラックスの値の最大値を
大きさとし、かつそのときの風向を向きとするベクトル
を前記各ガス検知器毎に更新しつつ求め、前記ベクトルを有する２つのガス検知器を選択し、前記選択された各ガス検知器に対応する前記各ベクトル
をそのガス検知器を通るように延長した線及びその交点
を求め、前記交点がガス漏洩点であり、かつ選択された各ガス検
知器が丁度ガス漏洩点の風下にあると仮定して、ガス検
知器に於けるガス濃度、風速及び気象条件によって定ま
るパラメータと、ガス漏洩点とガス検知器との間の位置
関係と、前記パラメータと前記位置関係との間の関係と
を表現するガス拡散式から得られるガス漏洩量の推定値
を各々求め、前記各ガス漏洩量の推定値が互いに一致する場合には前
記交点を真のガス漏洩点と判断し、前記各ガス漏洩量の推定値が互いに一致しない場合には
前記各ガス漏洩量の推定値のうちの大きい方の値に対応
する特定ガス検知器と前記交点とを結ぶ線上に真のガス
漏洩点があるとして該線上の各点で該点がガス漏洩点で
あると仮定して前記選択された各ガス検知器に対応する
ガス漏洩量の推定値を各々求め、選択された各ガス検知器に対応するガス漏洩量の推定値
が互いに一致する点を真のガス漏洩点と判断することを
特徴とするガス漏洩点及び漏洩量の推定方法。
【請求項２】一定地域内にある複数のガス検知器か
らのガス濃度データ及び該ガス検知器の近傍に設置され
た風向風速計からの風向風速データからガス漏洩点とガ
ス漏洩量とを推定するための方法であって、前記ガス濃度データ及び風速データを掛け合わせて前記
各ガス検知器毎にガスフラックスの値を求め、過去の所定時間内の前記ガスフラックスの値の最大値を
大きさとし、かつそのときの風向を向きとするベクトル
を前記各ガス検知器毎に更新しつつ求め、前記ベクトルを有する２つの特定ガス検知器を選定し、前記選択された各ガス検知器に対応する前記各ベクトル
をそのガス検知器を通るように延長した線及びその交点
を求め、前記交点近傍にガス漏洩点があると判断して、前記交点
近傍にて選択された各ガス検知器に於けるガス濃度、風
速及び気象条件によって定まるパラメータと、ガス漏洩
点とガス検知器との間の位置関係と、前記パラメータと
前記位置関係との間の関係とを表現するガス拡散式から
得られる各ガス漏洩量の推定値の互いに一致する曲線を
求め、前記選択された各ガス検知器にて更に所定時間経過後に
更新された前記ベクトル若しくは記憶されている過去の
前記ベクトル若しくは現在のガスフラックスの値を大き
さとし、かつ現在の風向を向きとするベクトルから前記
同様に各ガス漏洩量の推定値の互いに一致する曲線を求
め、前記各曲線の交点を真のガス漏洩点と判断することを特
徴とするガス漏洩点及び漏洩量の推定方法。
【請求項３】前記最初に求められた曲線及び所定時
間経過後に求められた曲線が各々２本ずつあり、その交
点が２つある場合、更に所定時間経過後に更新された前
記ベクトル若しくは記憶されている過去の前記ベクトル
若しくは現在のガスフラックスの値を大きさとし、かつ
現在の風向を向きとするベクトルから前記同様に各ガス
漏洩量の推定値の互いに一致する曲線を求め、前記最初に求められた曲線、２度目に求められた曲線及
び３度目に求められた曲線が共に交差する側の交点を真
のガス漏洩点と判断することを特徴とする請求項２に記
載のガス漏洩点及び漏洩量の推定方法。【０００１】