JPS6076656A - 気体検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔背景技術〕

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、従って選択した気体
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、１０
０万分の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。

本発明は比較的安価で、特に−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具備する気体
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って、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がら
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具備
す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（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っくりと渦巻くよ
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。

〔発明の実施態様〕

図面を参照すると、第１図で気体検出器９は内部囲い１
２と外部囲い１４とを含むハウジング１０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ットを
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、空気の一部がスロットを介して囲い
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、−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２０に取付はカ
プセル化され、変換器１６と′電気的に結合される。６
本の！２２，２４．２６が回路１８と端子ブロック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２８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ｔ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ァン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。ファン３２は線３６を介して制御部から給
電される。ファン３２は囲い１２．１４の壁のスロット
を介して室２０へ空気を流入させる。ファン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
体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
所に配置されたり、又は換気が保守のためオフとなった
り、又は故障のため動作しないこともあり５る。このよ
うな場合、ファン３２は適当な空気流があることを保証
するため、空気は２朋い１２がら流入して変換器１６が
応答して一酸化炭素の検出を行な５ことを可能とする。

第６図で、この回路は線２２，２６間で中央制御部から
一１５Ｖの直流電源を受電する給電回路を含む。安定化
回路４ｏはこの電圧を一１２Ｖ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＋６■と一６■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た整
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　。

５６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５２．５４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
全体出力のオフセットを与えるため調節可能である。

−Ｅ述の回路では、−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、−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での苓出力に対応しているため増幅器５６の
オフセット入力は１■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一１′賃化炭素が
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、−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、この範囲は又必要忙応
じて抵抗４６の抵抗値を変更することによっても調節可
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一 通常上述した調節の各々は、室２００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１ｍ
Ａ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７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、特にチャート・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
力月の作動寿命を有しており、従って通常６から１２力
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。

ファン３２は取付けた時第６図の破線で示すように線２
６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ｌ
」度の変化を監視する多数のチャート・レコーダを有す
ることが望ましい。チャート・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／又は視覚訃報を与えるように配置される。各検出器
の室２００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５な魯報信号を発
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。

一酸化炭素の監視は特に石炭鉱山で発生するよ５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。−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、例えばチャート・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しさらに、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６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、１２゜１
４・・・囲い、１６・・・セル変換器、１８・・・電子
回路。 代理人　浅　村　皓 第１頁の続き ０発　明　者　ニコラース　トヤール ト　パン　デル　パル 南アフリカ国トランスバール、モンデオー、キブラーハ
イツ、デントン　プレース　２１ 手続補正書（方式） ％式％ ］、事件の表示 昭和Ｊデ年特ｒ［ρ第１８／ρρ号 ２、発明の名称 ）んイ・４・鋏寸ス２１を− ３、補正をする者 °Ｉ＋件との関係　特、１′１出にゾ１人４代理人 ５、補正命令の日イ・」 昭和４７年７９月、３ｏＦ３ ６、補ｉＥにより増加する発明の数 明細書の第１４頁上から第１０行目の「＠３図」を「第
６図及び第４図」に訂正する。 以上

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制
   御部へ送るよう配置されたセルに結合されハウジングに
   支持された電気監視回路と、を含む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）・ウジフ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６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ァンを含むこ
   とを特徴とする気体検出器。 （７）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
   出器であって、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含む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ことを特徴とする選択
   気体濃度監視装置ｆｔ０