JP5844556B2 - 熱伝導式ガスセンサの出力補正方法およびガス検知器 - Google Patents
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Description
しかしながら、例えば、原油タンカーのタンク内の可燃性ガスを検出する場合などにおいては、同一のタンク内であってもベースガス種が変化することがあるため、その都度、校正作業が必要となって相当に手間がかかると共に、ベースガス種に応じた校正用ガスを常時用意しておくことは実際上困難であるため、可燃性ガスの濃度測定を高い精度で行うことが困難である、という問題があった。
また、本発明の他の目的は、熱伝導式ガスセンサを具えたものにおいて、可燃性ガスのガス濃度測定を精確に、かつ、高い信頼性で行うことのできるガス検知器を提供することにある。
前記熱伝導式ガスセンサのゼロ点出力校正を、排ガスイナートをバランスガスとするゼロ点出力校正用ガスを含む、互いにバランスガスの種類が異なる2種類のゼロ点出力校正用ガスを用いて行うことにより、当該熱伝導式ガスセンサについての2つのゼロ点出力を予め取得しておき、
一方のゼロ点出力(X1 )に係るゼロ点出力校正用ガスに含まれる酸素濃度をY1 、他方のゼロ点出力(X2 )に係るゼロ点出力校正用ガスに含まれる酸素濃度をY2 、被検ガス中の酸素濃度をY0 とするとき、
被検ガスである取得された熱伝導式ガスセンサのセンサ出力を補正すべき出力補正量ΔXを下記式1に基づいて算出することを特徴とする。
前記濃度算出機構は、前記熱伝導式ガスセンサより得られるセンサ出力を補正すべき出力補正量ΔXを、前記酸素センサのゼロ点出力校正に際して用いられる酸素センサゼロ点出力校正用ガスに含まれる酸素濃度をY1 、前記熱伝導式ガスセンサのゼロ点出力校正に際して用いられる、排ガスイナートをバランスガスとする熱伝導式ガスセンサゼロ点出力校正用ガスに含まれる酸素濃度をY2 、検出された被検ガス中の酸素濃度をY0 とするとき、上記式1に基づいて、算出することを特徴とする。
従って、熱伝導式ガスセンサのセンサ出力に対して上記の出力補正が行われることにより可燃性ガスの濃度測定が行われる本発明のガス検知器によれば、広い濃度範囲にわたる可燃性ガスの濃度測定を、熱伝導式ガスセンサのみによって、精確に、かつ、高い信頼性で行うことができる。また、被検ガスにおけるベースガス種に応じた校正用ガスを常時用意しておく必要がないので、所期のガス濃度測定を容易に行うことができる。
図1は、本発明のガス検知器の一例における構成の概略を示すブロック図である。
この実施の形態に係るガス検知器は、可燃性ガス検出用の熱伝導式ガスセンサ10と、酸素検出用の酸素センサ20と、これらのガスセンサを含む各構成部に適宜の動作指令信号を発する制御手段30と、測定結果を表示する表示手段45とを備えている。酸素センサ20としては、例えばガルバニ電池式酸素センサを用いることができる。
ここに、メモリ31に記録されたデータとしては、後述するように、熱伝導式ガスセンサ10および酸素センサ20の各々についての校正作業の実施によって取得されたセンサ出力に係るデータ(基準センサ出力データ)、熱伝導式ガスセンサ10のセンサ出力と可燃性ガスのガス濃度との関係を示す出力特性データ(検量線データ)などを挙げることができる。
先ず、規定濃度(Y1 %)の酸素をバランスガスとする酸素センサゼロ点出力校正用ガスによって、酸素センサ20のゼロ点出力校正を行い、この酸素センサゼロ点出力校正用ガスについての熱伝導式ガスセンサ10のセンサ出力を第1の基準ゼロ点出力X1 として取得しメモリ31に記録する。
また、バランスガスの酸素濃度がY2 〔%〕である熱伝導式ガスセンサゼロ点出力校正用ガスによって、熱伝導式ガスセンサ10のゼロ点出力校正を行い、当該熱伝導式ガスセンサ10のセンサ出力を第2の基準ゼロ点出力X2 として取得しメモリ31に記録する。 さらに、規定濃度(例えば100vol%)の可燃性ガス(検知対象ガス)を含む熱伝導式ガスセンサスパン校正用ガスによって、熱伝導式ガスセンサ10のスパン校正を行うことにより得られる熱伝導式ガスセンサ10のセンサ出力を基準スパン出力X3 として取得しメモリ31に記録する。
そして、熱伝導式ガスセンサゼロ点出力校正用ガスのバランスガスについての出力特性データ(図2における直線(イ))を、第2の基準ゼロ点出力X2 と基準スパン出力X3 とに基づいて取得すると共に、酸素センサゼロ点出力校正用ガスのバランスガスについての出力特性データ(直線(ロ))を、第1の基準ゼロ点出力X1 と基準スパン出力X3 とに基づいて取得する。
このようにして取得された補正センサ出力(X−ΔX)を、予め取得されてメモリ31に記録された熱伝導式ガスセンサゼロ点出力校正用ガスにおけるバランスガスについての出力特性データ(ロ)に対照することにより被検ガス中の可燃性ガスのガス濃度Sを算出する処理がガス濃度算出部39によって行われ、これにより得られた可燃性ガスのガス濃度Sに応じた動作指令信号が出力部40から表示手段45に出力されて濃度測定結果が表示される。
従って、熱伝導式ガスセンサ10のセンサ出力に対して上記の出力補正が行われることにより可燃性ガスの濃度測定が行われる上記構成のガス検知器によれば、広い濃度範囲にわたる可燃性ガスの濃度測定を、例えば従来の可燃性ガス検出器において好適に用いられている低濃度の可燃性ガス検出用の接触燃焼式ガスセンサを用いることなく、熱伝導式ガスセンサ10のみによって、精確に、かつ、高い信頼性で行うことができる。
そして、タンク内の可燃性ガスの濃度測定が開始されると、HCの濃度は例えば100vol%に至るまで経時的に変化する(濃度測定領域B)。このとき、被検ガスにおけるバランスガスは、排ガスイナートである。ここに、排ガスイナートは、例えば湿度が80%RH程度、酸素濃度が8%以下であり、例えば二酸化炭素などが含まれるものである。 タンク内の原油は、排ガスイナートをタンク内に充填しながら抜かれることとなる。このとき、タンク内雰囲気に係るバランスガスは排ガスイナートであり、HCの濃度が100vol%から例えば1vol%程度まで経時的に変化する(濃度測定領域C)。そして、原油をタンク内から抜き終わった後に、HC濃度が1vol%以下であることが確認されることにより空気がタンク内に入れられる。このとき、タンク内雰囲気におけるバランスガスは空気(酸素濃度が例えば20.9%)である。
例えば、熱伝導式ガスセンサの出力補正を行うに際して用いられる被検ガスの酸素濃度Y0 は、ガス検知器それ自体が有する酸素センサにより検出された値であっても、別個の酸素濃度検出手段によって検出された値が入力されたものであってもよく、従って、ガス検知器それ自体が酸素センサを具備する構成とされている必要はないが、例えばタンカーにおけるタンク内の濃度測定を行う場合などのように、ベースガス種が経時的に変化する場合には、ガス検知器が酸素センサを具備した構成とされていることが好ましい。
そして、ガス検知器が酸素センサを有さない構成とされている場合には、互いにベースガス種の異なる2種類のゼロ点出力校正用ガスについての熱伝導式ガスセンサのゼロ点出力を予め取得してメモリに記録しておけばよい。
20 酸素センサ
30 制御手段
31 メモリ
35 濃度算出機構
36 酸素濃度算出部
37 出力補正量算出部
38 補正出力算出部
39 ガス濃度算出部
40 出力部
45 表示手段
Claims (2)
- 被検ガスであるタンカーにおけるタンク内のガスについて、可燃性ガス検出用の熱伝導式ガスセンサより得られるセンサ出力を当該被検ガス中の酸素濃度に基づいて補正する熱伝導式ガスセンサの出力補正方法であって、
前記熱伝導式ガスセンサのゼロ点出力校正を、排ガスイナートをバランスガスとするゼロ点出力校正用ガスを含む、互いにバランスガスの種類が異なる2種類のゼロ点出力校正用ガスを用いて行うことにより、当該熱伝導式ガスセンサについての2つのゼロ点出力を予め取得しておき、
一方のゼロ点出力(X1 )に係るゼロ点出力校正用ガスに含まれる酸素濃度をY1 、他方のゼロ点出力(X2 )に係るゼロ点出力校正用ガスに含まれる酸素濃度をY2 、被検ガス中の酸素濃度をY0 とするとき、
被検ガスである取得された熱伝導式ガスセンサのセンサ出力を補正すべき出力補正量ΔXを下記式1に基づいて算出することを特徴とする熱伝導式ガスセンサの出力補正方法。
- 可燃性ガス検出用の熱伝導式ガスセンサと、酸素検出用の酸素センサと、当該酸素センサより得られるセンサ出力に基づいて被検ガスであるタンカーにおけるタンク内のガス中の酸素濃度を算出すると共に当該被検ガスについて得られた前記熱伝導式ガスセンサによるセンサ出力を、当該被検ガス中の酸素濃度に基づいて補正して、当該被検ガス中の可燃性ガスのガス濃度を算出する機能を有する濃度算出機構と、前記酸素センサのゼロ点出力校正時における前記熱伝導式ガスセンサのゼロ点出力X 1 と、前記熱伝導式ガスセンサのゼロ点出力校正時における当該熱伝導式ガスセンサのゼロ点出力X 2 とが記録されたメモリとを具えてなり、
前記濃度算出機構は、前記熱伝導式ガスセンサより得られるセンサ出力を補正すべき出力補正量ΔXを、前記酸素センサのゼロ点出力校正に際して用いられる酸素センサゼロ点出力校正用ガスに含まれる酸素濃度をY 1 、前記熱伝導式ガスセンサのゼロ点出力校正に際して用いられる、排ガスイナートをバランスガスとする熱伝導式ガスセンサゼロ点出力校正用ガスに含まれる酸素濃度をY 2 、検出された被検ガス中の酸素濃度をY 0 とするとき、下記式1に基づいて、算出することを特徴とするガス検知器。
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