JPH02284046A - Gas detector and gas detecting method - Google Patents

(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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガスの検知装置に係り、より詳しくは、パイプ
ラインの天然ガスと、パイプライン以外からのメタン　
プロパン、ガソリン蒸気との識別を可能にする赤外線の
吸収率に基づいて作動する天然ガス検知装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a gas detection device, and more specifically, detects natural gas in a pipeline and methane from outside the pipeline.
The present invention relates to a natural gas detection device that operates based on the absorption rate of infrared rays, which enables discrimination between propane and gasoline vapor.

（従来技術及び解決すべき問題点） 天然ガスの流通設備には、ガス供給ラインの維持に用い
る信頼性の高い携帯型のガス漏れ検知器が必要とされて
いる。従来の天然ガス検知器は、高価で感度が高くかつ
非識別式のものか、若しくは低価格で感度が低く非識別
式のもののいずれかである。非識別式ガス検知器はどの
ような可燃ガスにも反応する。選別ガス検知器は炭化水
素ガスの検知に専ら用いられる。現在量も用いられてい
る２つの検知器は水素炎電離に基づいたものか、若しく
は熱線接触反応に基づいたものであり、炭化水素の種類
は識別することができない。しかしながら、炭化水素の
種類を識別してガソリン蒸気若しくは下水若しくは沼地
のガスとパイプラインのガスとを識別し、偽警報による
ガス漏れ検査時間を短縮することが必要とされている。(Prior Art and Problems to be Solved) Natural gas distribution facilities require highly reliable portable gas leak detectors for use in maintaining gas supply lines. Conventional natural gas detectors are either expensive, highly sensitive, and non-discriminating, or inexpensive, low-sensitivity, and non-discriminating. Non-discriminating gas detectors respond to any combustible gas. Selected gas detectors are used exclusively for the detection of hydrocarbon gases. The two detectors currently in use are either based on flame ionization or hot wire catalytic reactions, and cannot distinguish between hydrocarbon types. However, there is a need to identify hydrocarbon types to distinguish between gasoline vapor or sewage or swamp gas and pipeline gas to reduce gas leak inspection time due to false alarms.

エタン含有量を計測することができれば、これによって
、パイプラインガスと障害となっている下水若しくは沼
地ガスとを識別することができる。これは値は様々であ
るが、パイプラインガスがエタンを含んでいるのに対し
、後者のガスは事実上エタンを全く含んでいないからで
ある。従来の器具を用いた場合、ガソリン蒸気及びプロ
パン（ＬＰガス）もまた偽警報を発生させる。しかしな
がら、それらのガスの赤外線吸収率はメタンの赤外線吸
収率に対して変位する。後述されるようにこのことが偽
警報の発生を防止する本発明の基礎となっている。If the ethane content can be measured, it can be used to distinguish between pipeline gas and obstructing sewage or swamp gas. This is because pipeline gas contains ethane, although the values vary, whereas the latter gas contains virtually no ethane. Gasoline vapor and propane (LP gas) also generate false alarms when using conventional equipment. However, the infrared absorption of those gases is displaced relative to that of methane. As will be explained later, this is the basis of the present invention to prevent the occurrence of false alarms.

米国特許第４，５０７，５５８号では、可燃ガス検知器
を用いると共に天然ガスのメタン／エタン比率の特性を
計測することにより、低濃度の天然ガスとその他のメタ
ン系ガスとを識別する天然ガスの検知器が開示されてい
る。この検知器は、もう一つの非特定可燃ガス検知器と
組み合わせて用いられ、メタンとエタンとの赤外線吸収
率に基づいて、非特定のいかなる可燃ガスでも検知する
。U.S. Pat. No. 4,507,558 uses a combustible gas detector and measures the methane/ethane ratio characteristics of natural gas to identify natural gas at low concentrations from other methane-based gases. A detector is disclosed. This detector is used in combination with another non-specific combustible gas detector, and detects any non-specific combustible gas based on the infrared absorption rate of methane and ethane.

すなわちこの天然ガス検知器は、非分散型赤外線検知器
と、熱線接触反応可燃物質検知器等の非特定可燃物質検
知器とを含む２種類の検知器を用いている。検知器は、
検知器の正面に配置された吸収セルを用いて、その他の
ガスの濃度に関係なくメタン若しくはエタンの両方の濃
度を測定する。That is, this natural gas detector uses two types of detectors including a non-dispersive infrared detector and a non-specific combustible substance detector such as a hot-ray contact reaction combustible substance detector. The detector is
An absorption cell placed in front of the detector measures the concentration of both methane or ethane, independent of the concentration of other gases.

この検知器は、３．３２ミクロン前後に集中された光を
発する発光ダイオードと、この帯域外部の光波長で光を
発する関連光源とををしている。この構成によって様々
な種類の炭化水素を識別することができるが、しかしな
がら熱線接触反応可燃物質検知器が必要とされるので、
装置がより高価につくと共に複雑化し、また消費電力も
増加する。The detector includes a light emitting diode that emits light concentrated around 3.32 microns and an associated light source that emits light at optical wavelengths outside this band. Although this configuration allows different types of hydrocarbons to be identified, a hot wire catalytic combustibles detector is required;
The equipment becomes more expensive and complex, and consumes more power.

様々な種類の炭化水素を識別可能であり、その状況にお
ける可燃ガスの量及び種類について使用者に情報を供給
することができる天然ガス検知器が所望されている。What is desired is a natural gas detector that is capable of identifying different types of hydrocarbons and providing information to the user regarding the amount and type of combustible gas in the situation.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、より改良さ
れた天然ガス検知器を提供することを目的とする。The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a more improved natural gas detector.

本発明は更に、炭化水素の種類を識別可能な天然ガス検
知器を提供することを別の目的とする。Another object of the present invention is to provide a natural gas detector capable of identifying types of hydrocarbons.

本発明は更に、その状況における可燃ガスの量及び種類
について使用者に情報を供給する天然ガス検知器を提供
することを目的とする。It is a further object of the present invention to provide a natural gas detector that provides information to the user about the amount and type of combustible gas in the situation.

本発明はまた、簡単で応答時間が短く、従来の天然ガス
識別検知器よりも低価格であることを特徴とする天然ガ
ス検知器を提供することを目的とする。The invention also aims to provide a natural gas detector which is simple, has a short response time and is less expensive than conventional natural gas identification detectors.

本発明は、プロパンの漏出、若しくはガソリン蒸気、若
しくは沼地や下水のガスを認識可能な天然ガス検知器を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a natural gas detector capable of recognizing propane leaks or gasoline vapors or swamp or sewage gases.

更に本発明は、表示ユニットに対して分布領域切り換え
を必要とせずに可燃ガスの分布領域全体に亙って検知を
行う天然ガス検知器を提供することを目的とする。A further object of the present invention is to provide a natural gas detector that detects combustible gas over the entire distribution area without requiring the display unit to switch the distribution area.

上記の目的及びその他の目的を達成するために本発明の
一実施例は、ガスサンプル中の炭化水素の濃度及び種類
若しくは平均的種類を、ガスサンプルの赤外線の吸収率
に基づいて測定するガス検知装置を提供する。このガス
検知装置は、ガスサンプルに赤外線を通過させる赤外線
通過手段と、ガスサンプルを通過した赤外線を検知する
と共にガスサンプルに吸収された第１の波長を示す第１
の測定信号を第１信号チャネルにおいて発生し、またガ
スサンプルに吸収された第２の波長を示す第２の測定信
号を第２信号チャネルにおいて発生する赤外線検知手段
と、前記第１の測定信号に応答してガスサンプル中の炭
化水素の第１の全濃度に相当する第１の出力信号を発生
する第１の回路及び、前記第２の測定信号に応答してガ
スサンプル中の炭化水素の第２の全濃度に相当する第２
の出力信号を発生する第２の回路を有する分析回路と、
前記第１の出力信号を受信して第１の出力信号の自然対
数に相当し、かつガスサンプルの前記第１の波長の赤外
線の吸収を表示する第１の吸収信号を発生する第１の関
数発生回路と、前記第２の出力信号を受信して同第２の
出力信号の自然対数に相当し、かつガスサンプルの前記
第２の波長の赤外線の吸収を表示する第２の吸収信号を
発する１２の関数発生回路と、前記第１及び第２の吸収
信号に応答して、第１の吸収信号と第２の吸収信号との
比率信号を発生して、ガスサンプル中の炭化水素の種類
若しくは平均的な種類を表示する比率測定手段と、前記
第１の吸収信号及び前記比率信号に応答してガスサンプ
ル中の炭化水素の濃度及び種類若しくは平均的な種類を
各々表示する表示手段とを有することを特徴とする。To achieve the above and other objects, one embodiment of the present invention provides a gas sensor that measures the concentration and type or average type of hydrocarbons in a gas sample based on the infrared absorbance of the gas sample. Provide equipment. This gas detection device includes an infrared passing means for passing infrared rays through the gas sample, and a first infrared passing means that detects the infrared rays that have passed through the gas sample and indicates a first wavelength absorbed by the gas sample.
an infrared sensing means for generating a measurement signal in a first signal channel and a second measurement signal in a second signal channel indicative of a second wavelength absorbed by the gas sample; a first circuit responsive to generating a first output signal corresponding to a first total concentration of hydrocarbons in the gas sample; The second corresponding to the total concentration of 2
an analysis circuit having a second circuit for generating an output signal;
a first function receiving the first output signal and generating a first absorption signal corresponding to the natural logarithm of the first output signal and indicative of absorption of infrared radiation at the first wavelength of the gas sample; a generating circuit for receiving the second output signal and emitting a second absorption signal corresponding to the natural logarithm of the second output signal and indicative of absorption of infrared radiation at the second wavelength of the gas sample; 12 function generating circuits, responsive to the first and second absorption signals, generating a ratio signal of the first absorption signal and the second absorption signal to determine the type or type of hydrocarbon in the gas sample; ratio measuring means for displaying the average type; and display means for displaying the concentration and type or average type of hydrocarbons in the gas sample, respectively, in response to the first absorption signal and the ratio signal. It is characterized by

全稼働すなわち主吸収チャネルが、炭化水素における炭
素−水素結合による光エネルギーの赤外線吸収率を用い
ており、炭化水素の構造すなわち鎖の長さが変化するに
伴って特徴的に赤外線吸収率の強度が変化する。これら
の変化は基本のＣ−Ｈ励磁では３．０ないし３．８ミク
ロンの範囲内で、また第１の融合励磁では１．６ミクロ
ン前後において発生する。The full operation, or main absorption channel, uses the infrared absorption rate of light energy due to carbon-hydrogen bonds in hydrocarbons, and the intensity of the infrared absorption rate characteristically increases as the structure of the hydrocarbon, that is, the chain length changes. changes. These changes occur in the range of 3.0 to 3.8 microns for the basic C-H excitation and around 1.6 microns for the first fused excitation.

本発明の別の実施例では、比率測定手段が前記第１及び
第２の出力信号に応答して、同第１及び第２の出力信号
の比率に相当し、かつ炭化水素の種類若しくは平均的な
種類を表示する比率信号を発し、また表示手段が前記第
２の出力信号及び前記比率信号に応答してガスサンプル
中の炭化水素の濃度及び種類、若しくは平均的な種類を
各々表示する。In another embodiment of the invention, the ratio measuring means is responsive to said first and second output signals to determine the ratio of said first and second output signals and to determine the type or average of hydrocarbons. and display means responsive to said second output signal and said ratio signal to respectively display the concentration and type, or average type, of hydrocarbons in the gas sample.

これらの変化は、Ｃ−Ｈ励磁では約３．０ないし３８ミ
クロンの範囲内で、第１の融合励磁では１．６ミクロン
前後で発生する。全稼働すなわち主吸収チャネルは炭化
水素中の炭素−水素結合による光エネルギーの赤外線吸
収率を用いており、炭化水素の構造すなわち鎖の長さが
変化するに伴って赤外線吸収はその強度が特徴的に変化
する。These changes occur within the range of approximately 3.0 to 38 microns for the C-H excitation and around 1.6 microns for the first fused excitation. The full operation, or main absorption channel, uses the infrared absorption rate of light energy due to carbon-hydrogen bonds in hydrocarbons, and the intensity of infrared absorption changes as the hydrocarbon structure, or chain length, changes. Changes to

本発明は特定の新たな特徴及び構造上の詳細部分を有し
て成り立っており、これらは以下で完全に説明されると
共に添付図面において図示され、添付のクレームにおい
て特定的に指摘されており、本発明の主旨から外れるこ
となく、若しくは本発明の利点を犠牲にすることなく、
細部における種々の変更が可能であることは勿論である
。The invention consists in certain novel features and structural details, which are hereinafter fully described and illustrated in the accompanying drawings, and which are particularly pointed out in the appended claims. Without departing from the spirit of the invention or sacrificing its advantages,
Of course, various changes in details are possible.

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明を理解する目的で添付図面において本発明の実施
例が図示されており、これらの図を参照すれば以下の説
明と関連して考察する場合に、本発明の構造及び作動と
、その多くの利点が容易に理解されるであろう。Embodiments of the invention are illustrated in the accompanying drawings for purposes of understanding the invention, and reference to these drawings will explain the structure and operation of the invention, as well as many aspects thereof when considered in conjunction with the following description. The advantages will be easily understood.

第１図で示すように、本発明の実施例によって作られた
天然ガス検知装置は、光学セル１２によって形成された
ガスサンプルチャンバを通ってガスサンプルが圧送され
るときに、ガスサンプルの赤外線エネルギーの吸収に基
づいて作動する。天然ガス検知器１０が、例えばガスサ
ンプル中の炭化水素の全濃度等のガス濃度と、例えば沼
地若しくハ下水ガス、天然ガス、プロノくン、ガソリン
蒸気。As shown in FIG. 1, a natural gas sensing device made in accordance with an embodiment of the present invention utilizes infrared energy in the gas sample as it is pumped through the gas sample chamber formed by optical cell 12. It operates based on the absorption of The natural gas detector 10 detects gas concentrations, such as the total concentration of hydrocarbons in a gas sample, such as sewage gas, natural gas, gas, gasoline vapor, etc.

その他等のガスの種類とを測定するガス検知構造を有し
ている。ガスサンプル光線経路長を測定する光学セル１
２と、赤外線光源１４と、回転可能なチョッパホイール
１８を間に備えた赤外線検知器１６とを用いてガスサン
プルが分析される。毎分約２リツタの速度でサンプルガ
スが光学セル１２を通過するように、ポンプ２０がサン
プルガスを圧送する。チョッパホイール１８を駆動して
いるモータ２１によってポンプ２０もまた駆動されてい
る。チョッパホイール１８及びポンプ２０を共通のモー
タ２１で駆動することにより、天然ガス検知器１０の電
力消費を軽減させることになる。It has a gas detection structure that measures other types of gas. Optical cell 1 for measuring gas sample ray path length
2, an infrared light source 14, and an infrared detector 16 with a rotatable chopper wheel 18 therebetween. A pump 20 pumps the sample gas through the optical cell 12 at a rate of approximately 2 liters per minute. The motor 21 driving the chopper wheel 18 also drives the pump 20 . By driving the chopper wheel 18 and pump 20 with a common motor 21, the power consumption of the natural gas detector 10 is reduced.

長時間作動を可能にする１２ポルト（若しくは２５ポル
ト）の充電可能なニッケルカドミウムバッテリーを有す
るバッテリーによってガス検知器１０に電力が供給され
る。ガス検知器は、１ワツトのポンプ２０を含むたった
４ワツトを消費するだけである。Gas detector 10 is powered by a battery having a 12 port (or 25 port) rechargeable nickel cadmium battery that allows long-term operation. The gas detector consumes only 4 watts, including the 1 watt pump 20.

赤外線検知器１６が選択された帯域の赤外線を検知して
、サンプル中のガスに吸収された波長で電気ヨリ定値信
号、すなわちサンプルを構成するガスを表示する信号を
発する。光線式、磁気式、若しくは容量式装置である非
接触型ピックアップ１９によって、測定信号を処理する
のに用いられるタイミング信号が発生する。An infrared detector 16 detects infrared radiation in a selected band and generates an electrical constant value signal at the wavelength absorbed by the gas in the sample, ie, a signal indicative of the gas making up the sample. A non-contact pickup 19, which may be an optical, magnetic, or capacitive device, generates the timing signals used to process the measurement signals.

検知器１６及びピックアップ１９によって発生する信号
が符号２５で通常示される分析回路に供給される。分析
回路２５が、増幅・復調回路２６と、比率回路２７と、
一対のアナログメータ３０゜３２の駆動信号を送る表示
器駆動回路２８とを有している。予め選択されｔ；ガス
濃度レベルに達するか若しくはこのレベルを超過した場
合には、警報回路３３が警報表示を発生する。The signals generated by detector 16 and pickup 19 are fed to an analysis circuit, generally indicated at 25. The analysis circuit 25 includes an amplification/demodulation circuit 26, a ratio circuit 27,
It has a display drive circuit 28 that sends drive signals for a pair of analog meters 30 and 32. If a preselected gas concentration level is reached or exceeded, the alarm circuit 33 generates an alarm indication.

本発明の一特徴により、炭化水素ガスの濃度及び種類を
測定するために、天然ガス検知器が３゜２ミクロン及び
３．４ミクロンの２つの赤外線の波長を選択して用いて
いる。ガス濃度が吸収率に関して分析されて表示され、
誤差を最小にする。In accordance with one feature of the present invention, a natural gas detector selectively uses two infrared wavelengths, 3.2 microns and 3.4 microns, to measure the concentration and type of hydrocarbon gas. The gas concentration is analyzed and displayed in terms of absorption rate,
Minimize error.

メータ３０によってガス濃度が表示される。ガスの種類
を示すためにガス検知装置１０の分析回路２５が吸収率
を計算して、空気中の炭化水素ガスの種類を示すと共に
ガス濃度とは関係のない信号を邊る。この情報はメータ
３２によって表示される。A meter 30 displays the gas concentration. In order to indicate the type of gas, the analysis circuit 25 of the gas detection device 10 calculates the absorption rate and generates a signal that indicates the type of hydrocarbon gas in the air and is unrelated to the gas concentration. This information is displayed by meter 32.

ガス検知装置１０をより詳細に考えた場合、光学セル１
２の長さは２５ｃｍないし１００ｃｍであり、望ましく
は５０ｃｍである。光学セル１２の内表面が金の皮膜を
有しており、これに向けられた放射線を内部に反射する
。入口４１を通って光学セル内へとガスサンプルを吸引
し、かつ出口４２を通って光学セルからガスサンプルを
排出するポンプ２０の吸引作動を介して、分析を受ける
ガスのサンプルを光学セルが収容する。赤外線光源から
の光が反射器４３によって光学的に平行化され、内部方
向に反射する光学セル１２を通って進められ、更に赤外
線検知器１６の前方に位置決めされたパラボラ状の非映
像集中器４４によって集中される。光学セル１２の各端
に設けられ、反射器４３と集中器４４とのパラボラ状の
面に対して密封された窓４５及び４６を光学セルが有し
ている。光学セル１２の入口４１に取り付けられた検知
器サンプル棒（図示せず）によってガスサンプルが光学
セルに供給される。出口４２とポンプ２０との間を適宜
の出口ホース（図示せず）が接続している。Considering the gas detection device 10 in more detail, the optical cell 1
2 has a length of 25 cm to 100 cm, preferably 50 cm. The inner surface of the optical cell 12 has a gold coating that reflects radiation directed at it internally. The optical cell receives a sample of gas to be analyzed through the suction operation of pump 20 which draws the gas sample into the optical cell through an inlet 41 and expels the gas sample from the optical cell through an outlet 42. do. Light from an infrared light source is optically collimated by a reflector 43 and directed through an inwardly reflecting optical cell 12 and a parabolic non-imaging concentrator 44 positioned in front of an infrared detector 16. concentrated by. The optical cell has windows 45 and 46 at each end of the optical cell 12 and sealed to the parabolic surfaces of the reflector 43 and concentrator 44 . A gas sample is supplied to the optical cell by a detector sample rod (not shown) attached to the inlet 41 of the optical cell 12. A suitable outlet hose (not shown) connects between outlet 42 and pump 20.

赤外線光源１４はタングステンのサブミニチュア電球を
有している。感度を高めるために、チョッパホイール１
８の作動によって５０ヘルツないし１０００ヘルツ（３
００ヘルツが望ましい）において光源の出力が機械的に
中断される。The infrared light source 14 includes a tungsten subminiature bulb. To increase sensitivity, chopper wheel 1
50 Hz to 1000 Hz (3
00 hertz), the output of the light source is mechanically interrupted.

第１図及び第３図で示されるように、ポンプ２０を駆動
しているのと同じモータ２１によってチョッパホイール
１８が駆動されている。チョッパホイル１８は、一つの
実施例では光線軸とチョッパホイール軸とが例えば４分
の１インチ（６，３５ｍｍ）離れている直径１インチ（
２，５４ｃｍ）のディスクをチョッパホイールが有して
いても構わない。２つの波長３，２ミクロン及び３，４
ミクロンのフィルターと、参照波長が２，９ミクロン若
しくは３．９ミクロンのフィルターとを備えた、複数の
狭い帯域の干渉フィルター１８ａをチョッパホイール１
８が有しており、これらのフィルターは赤外線検知器１
６に対して３．２ミクコン。As shown in FIGS. 1 and 3, chopper wheel 18 is driven by the same motor 21 that drives pump 20. The chopper wheel 18 is, in one embodiment, 1 inch (1 inch) in diameter, with the beam axis and the chopper wheel axis separated by, for example, 1/4 inch (6.35 mm).
The chopper wheel may have a disc of 2.54 cm). Two wavelengths 3,2 microns and 3,4
A plurality of narrowband interference filters 18a, including a micron filter and a filter with a reference wavelength of 2.9 microns or 3.9 microns, are connected to the chopper wheel 1.
8, and these filters are connected to the infrared detector 1.
6 to 3.2 Mikucon.

３．４ミクロン、２．９ミクロン（若しくは３９ミクロ
ン）の波長でしか赤外線を通過させない。It allows infrared rays to pass only at wavelengths of 3.4 microns and 2.9 microns (or 39 microns).

非接触型ビックアンプ１９が、これら３つの周波帯の関
門すなわち位相タイミング信号を発生して検知信号を復
調する。A non-contact type big amplifier 19 generates a barrier or phase timing signal for these three frequency bands and demodulates the detection signal.

赤外線検知器１６の信号出力が増幅・復調回路２６に供
給され、増幅・復調回路の出力が比率回路２７によって
分析されて吸収を表示する信号と吸収の比率を表示する
信号とを発する。これらの信号は表示器駆動回路２８へ
と送られる。表示するために対数値を使用することによ
り、表示される情報を圧縮して、アナログ表示メータの
領域切り換えを不要にする二七ができる。The signal output of the infrared detector 16 is fed to an amplification/demodulation circuit 26, and the output of the amplification/demodulation circuit is analyzed by a ratio circuit 27 to provide a signal indicative of absorption and a signal indicative of the ratio of absorption. These signals are sent to display drive circuit 28. The use of logarithmic values for display compresses the displayed information and eliminates the need for range switching on analog display meters.

第３図ではガスサンプルチヤンバが省略され簡略化され
た形の天然ガス検知器Ｒ１Ｏを図示しており、この図を
参照すると赤外線検知器１６によって検知された信号が
、バッファ増幅器７１と同期復調回路７２ないし７４と
を有する増幅・復３１回路２６の入力へ供給されている
。バッファ増幅器７１の出力が復調回路７２ないし７４
の入力に共通して接続されている。ピックアップ１９及
びこれに結合された論理１９ａによって発生される位相
照会信号を受ける照会入力を同期の復調回路７２．７３
．７４が有している。チョッパホイール１８がガス検知
器に３００ヘルツの作動速度を発生させている。同期の
復調回路７２，７３．７４が、３．２ミクロンと２．９
ミクロン（若しくは３．９ミクロン）と３．４ミクロン
の波長の検知を各々±０．１ミクロンの差異で表示する
検知器出力信号を供給する。同期の復調回路からの出力
。FIG. 3 shows a simplified version of the natural gas detector R1O with the gas sample chamber omitted. Referring to this figure, the signal detected by the infrared detector 16 is synchronously demodulated by the buffer amplifier 71. Amplification/demultiplexing circuit 26 having circuits 72 to 74 is supplied to the input thereof. The output of the buffer amplifier 71 is transmitted to the demodulation circuits 72 to 74.
are commonly connected to the inputs of the Demodulation circuit 72.73 synchronized with an interrogation input which receives a phase interrogation signal generated by pickup 19 and logic 19a coupled thereto.
．． 74 has. A chopper wheel 18 generates a 300 hertz operating speed for the gas detector. Synchronous demodulation circuits 72, 73, and 74 are 3.2 micron and 2.9 micron
A detector output signal is provided that indicates the detection of micron (or 3.9 micron) and 3.4 micron wavelengths, each with a difference of ±0.1 micron. Output from a synchronous demodulator.

が比率回路２７へ道られる。is routed to the ratio circuit 27.

比率回路２７は、関数発生回路７６と、関数発生回路７
７と、対数回９８１．８２とを有している。比率回路２
７が２つの信号チャネル８３，８４を形成しており、こ
れらによって波長３．２ミクロン及び３．４ミクロンに
相当し、かつ各々ガスサンプル中の炭化水素の全濃度を
表示する測定信号を発生させる。加算回路８５．８６に
よって各信号チャネル内にＤＣオフセット信号が送り込
まれてもよい。The ratio circuit 27 includes a function generation circuit 76 and a function generation circuit 7.
7 and logarithmic times of 981.82. ratio circuit 2
7 form two signal channels 83, 84, which generate measurement signals corresponding to wavelengths 3.2 microns and 3.4 microns and respectively indicating the total concentration of hydrocarbons in the gas sample. . A DC offset signal may be introduced into each signal channel by a summing circuit 85,86.

関数発生回路７６が、３．２ミクロンの検知器信号と２
．９ミクロン（若しくは３．９ミクロン）の参照信号と
の商に相当する信号を発生させる。A function generator circuit 76 generates a 3.2 micron detector signal and a
．． A signal corresponding to the quotient of a 9 micron (or 3.9 micron) reference signal is generated.

関数発生回路７７が、３．４ミクロンの検知信号と２．
９ミクロン（若しくは３．９ミクロン）の参照信号との
商に相当する信号を発生させる。関数発生回路７６によ
って発生された信号出力が対数回路８１に送られて、対
数回路８１が入力信号の自然対数に相当する信号を発生
させる。同様に、関数発生回路７７によって発生されＩ
；信号の対数が対数回路８２によって得られる。A function generating circuit 77 generates a 3.4 micron detection signal and 2.
A signal corresponding to the quotient of a 9 micron (or 3.9 micron) reference signal is generated. The signal output generated by function generation circuit 76 is sent to logarithm circuit 81, which generates a signal corresponding to the natural logarithm of the input signal. Similarly, the function generation circuit 77 generates I
; the logarithm of the signal is obtained by the logarithm circuit 82;

３．２ミクロン前後の波長の信号チャネルが送信を測定
する：　（ｔ）Ｉ／Ｉｏ−ｅｘｐ　（−ｋｐｃ）＝ｅｘ
ｐ　（−ｘ）において、Ｉｏが光線軸に炭化水素が存在
しない強度、■が光線軸に炭化水素が存在する強度、（
１−Ｉ　ｏ　）　／　Ｉ　ｏが吸収に等しく、またｋが
吸収率、Ｘが吸収作用、ｐがセンチメータによる光線軸
の長さ、Ｃが百万分の１単位（ｐｐｍ）の濃度である。A signal channel with a wavelength around 3.2 microns measures the transmission: (t) I/Io-exp (-kpc) = ex
In p (-x), Io is the intensity where no hydrocarbon is present on the ray axis, ■ is the intensity where hydrocarbon is present on the ray axis, (
1-I o ) / I o is equal to the absorption, and k is the absorption rate, X is the absorption effect, p is the length of the ray axis in centimeters, and C is the concentration in parts per million (ppm). .

すなわち、＃数回路８１．８２によって発生された信号
が吸収作用を示している。信号チャネル８３．８４にお
いて吸収作用がまとめられて分析され、これによって低
濃度での堆積を最小限にすると共に高濃度における直線
性を最大限にする。That is, the signals generated by the # number circuits 81 and 82 exhibit an absorption effect. Absorption effects are analyzed together in signal channels 83, 84, thereby minimizing deposition at low concentrations and maximizing linearity at high concentrations.

３．２ミクロン及び３．４ミクロンを用いることにより
、異なる炭化水素間の識別とそれらの炭化水素同士の共
通性との間の均衡をとることができ、これによって炭化
水素の全濃度がチャネル８３から得られ、まＩ；チャネ
ル８３の信号に対するチャネル８４の信号の比率を得る
ことによって炭化水素の種類を測定するためにチャネル
８４が用いられる。すなわち、信号チャネル８３におい
て制御された信号がガス濃度を示す。信号チャネル８４
は、減算回路８８と、関数発生回路８９と、オフセット
ファクター１／に１を形成する可変抵抗９０ａを有する
オフセット系統９０とを更に有している。一実施例では
、オノセットファクター！／Ｋｌの値が０．３７であっ
た。信号チャネル８４において、信号チャネル８３にお
いて制御された信号が可変抵抗９０ａを通って減算回路
８８の反転入力へと送られ、減算回路がチャネル８４の
信号をその非反転入力において受信する。減算回路８８
の信号出力が関数発生回路８９へと送られ、関数発生回
路が、チャネル８４の信号とチャネル８３の信号との商
に相当し、かつサンプルガス中に存在する炭化水素ガス
の種類を表示する出力信号Ｓを供給する。By using 3.2 microns and 3.4 microns, a balance can be struck between the discrimination between different hydrocarbons and the commonalities among those hydrocarbons, thereby reducing the total concentration of hydrocarbons to channel 83. Channel 84 is used to determine the type of hydrocarbon by obtaining the ratio of the signal in channel 84 to the signal in channel 83. That is, the signal controlled in signal channel 83 indicates the gas concentration. signal channel 84
further includes a subtraction circuit 88, a function generation circuit 89, and an offset system 90 having a variable resistor 90a forming an offset factor of 1/1. In one example, Onoset Factor! /Kl value was 0.37. In signal channel 84, the signal controlled in signal channel 83 is passed through variable resistor 90a to the inverting input of subtraction circuit 88, which receives the signal of channel 84 at its non-inverting input. Subtraction circuit 88
is sent to a function generating circuit 89 which generates an output corresponding to the quotient of the signal in channel 84 and the signal in channel 83 and indicative of the type of hydrocarbon gas present in the sample gas. A signal S is supplied.

関数発生回路８９による吸収比率の計算が信号を発生さ
せ、この信号は第４図で示すように空気中の炭化水素ガ
スの種類若しくは平均的な種類を示し、かつガス濃度に
は影響されない。The calculation of the absorption ratio by the function generating circuit 89 generates a signal that is indicative of the type or average type of hydrocarbon gas in the air, as shown in FIG. 4, and is independent of gas concentration.

チャネル８３の吸収信号が、メータ３０の駆動信号を発
する対数回路９１へと送られる。同様に、関数発生回路
８９によって発せられた吸収率を示す信号Ｓが、メータ
３２の駆動信号を発生させる対数回路９２へと渚られる
。信号の対数値を用いることにより、メータ３０．３２
の駆動信号を圧縮して領域切り換えを不要にする。信号
Ｓの微少な値は本来的にメタンの存在を示している。メ
タンに対して信号Ｓがゼロにほぼ等しくなるようにオフ
セットファクターに１の値が選択される。炭化水素がわ
ずかに高い方に増加する（Ｃ２ないしＣ６若しくはより
高く）ことにより信号Ｓの測定値が増加する。これはこ
れらの炭化水素の吸収の変化がより波長が長くなる傾向
があるからである。The absorption signal of channel 83 is sent to logarithmic circuit 91 which provides the drive signal for meter 30. Similarly, a signal S indicating the absorption rate generated by the function generating circuit 89 is fed to a logarithmic circuit 92 which generates a drive signal for the meter 32. By using the logarithm value of the signal, the meter 30.32
compresses the drive signal to eliminate the need for region switching. A small value of the signal S inherently indicates the presence of methane. A value of 1 is chosen for the offset factor so that for methane the signal S is approximately equal to zero. A slight increase in hydrocarbons (from C2 to C6 or higher) increases the measured value of the signal S. This is because the absorption changes of these hydrocarbons tend to become longer wavelengths.

Ｃ１における目盛りの小さな値表示は沼地ガスを示して
いる。Ｃ１の近くで、かつＣ１と０２との間の中間の目
盛り表示は天然ガスを示している。The small value displayed on the scale at C1 indicates swamp gas. The scale markings near C1 and intermediate between C1 and 02 indicate natural gas.

目盛り中央を越えるＣ３における表示はプロパンを示し
ている。Ｃ６における目盛り上限近くの表示はガソリン
蒸気を示している。The display at C3, which is beyond the center of the scale, indicates propane. The display near the upper limit of the scale at C6 indicates gasoline vapor.

ガス検知装置１０は１０ｐｐｍから１０’ｐｐｍまでの
メタンの濃度領域全体に亙って測定し、メータ３０．３
２の領域を切り換えることなくその結果を表示する。第
２図では、メタンからヘクタンへ濃度が変化し、オフセ
ットファクターがゼロに等しい場合と、オフセットファ
クターが０゜３７に等しい場合との、分子当たりの炭素
原子の数量が１から６へと増加するときの信号Ｓの測定
結果を図示している。＄４図の図表では信号チャネル８
４において得られた信号がガスの分量若しくは濃度にで
はなくガスの種類に符合しているのを図示している。The gas detection device 10 measures over the entire methane concentration range from 10 ppm to 10'ppm, and the meter 30.3
The results are displayed without switching the second area. In Figure 2, as the concentration changes from methane to hectane, the number of carbon atoms per molecule increases from 1 to 6 when the offset factor is equal to zero and when the offset factor is equal to 0°37. The measurement results of the signal S at the time are shown in the figure. In the $4 diagram, signal channel 8
4 shows that the signal obtained in FIG. 4 corresponds to the type of gas rather than to the amount or concentration of the gas.

警報回路は比較回路９５を有しており、同比較回路はチ
ャネル８３の信号の振幅と参照系統９６によって確立さ
れた参照値とを比較して、手動で操作されるスイッチ９
９が設定されたときの機能として音声警報装置９７若し
くは視覚警報装置９８を駆動する。ｐｐｍによる測定さ
れｔ：濃度が参照系統によって確立された許容上限を越
える場合に、警報回路３３が音声若しくは視覚警報を発
する。これによって、使用者がメータ３０及び３２を継
続して監視していなくともよく、サンプル収集の過程に
注意を集中できる。The alarm circuit has a comparator circuit 95 which compares the amplitude of the signal on channel 83 with a reference value established by a reference system 96 and which compares the amplitude of the signal on channel 83 with a reference value established by a reference system 96.
When 9 is set, the function is to drive the audio warning device 97 or the visual warning device 98. If the concentration, measured in ppm, exceeds the permissible upper limit established by the reference system, the alarm circuit 33 issues an audible or visual alarm. This eliminates the need for the user to continuously monitor the meters 30 and 32, allowing the user to focus their attention on the sample collection process.

第５図を参照すると、本発明に係る別の実施例が取り付
けられＩ；天然ガス検知袋ｆｉｌｏ’が、光学セル１２
′によって形成されたガスサンプルチャンバを通って圧
送されたガスサンプルによる赤外線（ＩＲ）二不ルギー
の吸収に基づいて作動している。天然ガス検知装置１０
’は、長さ５０センチメータのガスサンプル光線経路を
形成する適宜の光学セル１２’と、赤外線光源１３′と
、赤外線検知回路１４’と、分析回路１５′と、アナロ
グメータＭ１．Ｍ２を備えた表示器ユニット１６’と、
警報回路１７’とを用いて、ガスの濃度が測定される検
知構造を有している。Referring to FIG. 5, another embodiment of the present invention is installed in which a natural gas sensing bag filo' is attached to the optical cell 12.
It operates based on the absorption of infrared (IR) radiation by a gas sample pumped through a gas sample chamber formed by a gas sample chamber. Natural gas detection device 10
' includes a suitable optical cell 12' forming a gas sample beam path of length 50 centimeters, an infrared light source 13', an infrared detection circuit 14', an analysis circuit 15', and an analog meter M1. a display unit 16' comprising M2;
It has a detection structure in which the concentration of gas is measured using an alarm circuit 17'.

本発明の一つの特徴により、天然ガス検知装置１０’は
、周囲環境の可燃性ガスの量及び種類を測定するために
、メタン及びエタンの吸収量を測定する際に２つの信号
チャネル１９’、２０’と２つの赤外線の波長とを用い
ている。実施例では、一つの波長が３．２ミクロン上０
．１ミクロンであり、もう一つの波長が３．４ミクロン
±０．１ミクロンである。波長２．９（若しくは３．９
）ミクロン±Ｏ，ｌミクｑンの参照信号が第２のチャネ
ル２１’内に供給される。３０．２ミクロン及び３．４
ミクロンの２つのチャネルの測定波長が選択され、一つ
の赤外線吸収チャネル１９’（３゜２ミクロンの）が、
ガスサンプル中のエタンとメタンとその他の炭化水素の
全濃度すなわち合計濃度に相当する測定信号を発生する
。もう一つの赤外線吸収チャネル２０’　（３，４ミク
ロンの）がガスサンプル中の炭化水素の全濃度の第２の
測定値を供給する。ガス混合物が空気、メタン、エタン
だけを含有している場合、分析回路１５′はこのような
擬天然ガス中のエタンのパーセンテージを測定する。真
の天然ガスの場合には検知装置が、一方においてガスサ
ンプル中の全ての炭化水素濃度の合計を示す第１の出力
信号を発生し、また他方ではガスサンプル中の沼地若し
くは下水ガスと、天然ガス若しくはプロパンとの存在を
示す第２の出力信号を発生する。出力信号が表示器ユニ
ット１６′へと送られる。天然ガス検知装置Ｒ１ｏ’に
よって表示されたガス測定情報は、メタン及びエタンを
含み第１のメータＭ１によって表示される、全ての炭化
水素の合計によって示されるガスの全濃度と、第２のメ
ータＭ２によって表示される、例えはメタン（下水）ガ
ス、パイプライン（天然）ガス、若しくはプロパンガス
若しくはガソリン蒸気等のガスの種類若しくは平均的な
ガスの種類とを含んでいる。According to one feature of the invention, the natural gas sensing device 10' includes two signal channels 19' in measuring the amount of methane and ethane absorbed to determine the amount and type of combustible gas in the surrounding environment; 20' and two infrared wavelengths. In the example, one wavelength is 3.2 microns above 0
．． 1 micron, and the other wavelength is 3.4 microns±0.1 micron. Wavelength 2.9 (or 3.9
) A reference signal of microns ±O,l microns is fed into the second channel 21'. 30.2 micron and 3.4
The measurement wavelengths of the two channels in microns are selected, one infrared absorption channel 19' (3°2 microns)
A measurement signal is generated that corresponds to the total or total concentration of ethane, methane, and other hydrocarbons in the gas sample. Another infrared absorption channel 20' (3.4 microns) provides a second measurement of the total concentration of hydrocarbons in the gas sample. If the gas mixture contains only air, methane, and ethane, the analysis circuit 15' measures the percentage of ethane in such simulated natural gas. In the case of true natural gas, the sensing device generates a first output signal indicating, on the one hand, the sum of all hydrocarbon concentrations in the gas sample and, on the other hand, in the case of swamp or sewage gas in the gas sample, and on the other hand, A second output signal is generated indicative of the presence of gas or propane. The output signal is sent to indicator unit 16'. The gas measurement information displayed by the natural gas detection device R1o' includes the total concentration of the gas represented by the sum of all hydrocarbons, including methane and ethane, and displayed by the first meter M1, and the second meter M2. , for example, methane (sewage) gas, pipeline (natural) gas, or propane gas or gasoline vapor, or average gas types.

より詳しくは、光学セル１２’は、赤外線光源１３′と
赤外線検知回路１４′との間に配置され、かつ光学セル
端部に近接する位置にガス人口３１’と、また対向する
端部に近接する位置にガス出口３２′とを有している。More specifically, the optical cell 12' is disposed between the infrared light source 13' and the infrared sensing circuit 14', and has a gas population 31' adjacent to an end of the optical cell and a gas population 31' adjacent to the opposite end. It has a gas outlet 32' at a position.

赤外線光源が、例えばタングステンのサブミニチュア電
球であっても構わない。The infrared light source may be, for example, a tungsten subminiature light bulb.

赤外線検知回路１４’は、赤外線吸収チャネル１９′と
連結されＩ；検知器３５′と、赤外線吸収チャネル２０
′と連結された検知器３６′と、両方の赤外線吸収チャ
ネル１９’、２０’と連結された参照検知器３７′七を
有している。検知器３５′ないし３７′が各々Ｐｂ５ｅ
検知器を有していても構わない。赤外線吸収チャネル１
９′内の信号が、全ガス濃度、看しくは空気中のメタン
。The infrared detection circuit 14' is connected to the infrared absorption channel 19';
1, and a reference detector 37' connected to both infrared absorption channels 19', 20'. The detectors 35' to 37' each contain Pb5e.
It does not matter if it has a detector. Infrared absorption channel 1
The signal inside 9' is the total gas concentration, or rather the methane in the air.

エタン、その他の炭化水素の量を示す表示を行うアナロ
グメータＭｌへと送られる。赤外線吸収チャネル１９’
内の信号が赤外線吸収チャネル２０′内の信号と結合さ
れて、検査中のガスサンプル中の炭化水素の種類を表示
するアナログメータＭ２によって表示される出力を行い
、この場合に微量値の表示は沼地若しくは下水ガスを表
し、低い値から目盛り中央までの表示は天然ガスを表し
、目盛り中央の表示はプロパンを表し、目盛り限度近く
の表示はガソリン蒸気を表している。本発明の特性によ
り、メータＭｌ、Ｍ２が対数目盛りを有しているので領
域切り換えは不要である。It is sent to an analog meter Ml which displays the amount of ethane and other hydrocarbons. Infrared absorption channel 19'
The signal in is combined with the signal in the infrared absorption channel 20' to produce an output displayed by analog meter M2 indicating the type of hydrocarbon in the gas sample under test, in which case the trace value display is Represents swamp or sewer gas, readings from the low end to the middle of the scale represent natural gas, readings in the middle of the scale represent propane, and readings near the limit of the scale represent gasoline vapor. Due to the characteristics of the invention, the meters M1, M2 have logarithmic scales, so that no area switching is necessary.

第６図を参照すると、ここでは３．４ミクロンの吸収信
号の比率の関数としての燃料ガスサンプル中のエタンの
パーセンテージと、３．２ミクロンの吸収信号の比率の
関数としてのエタンのパーセンテージとの関連を図示し
ている。目盛りが対数となっているので、データが直線
状に示される。Referring to FIG. 6, the percentage of ethane in the fuel gas sample as a function of the ratio of the absorption signal at 3.4 microns and the percentage of ethane as a function of the ratio of the absorption signal at 3.2 microns are plotted here. Illustrates relationships. Since the scale is logarithmic, the data is shown in a straight line.

第７図を参照してより詳細に天然ガス検知装置１０′の
回路について考えると、赤外線検知回路１４′が更に３
つの作動増幅回路４１’、４２’４３′を備えており、
これら３つの回路が減算回路として作動するために復調
回路４４′、復調回路４５′９発振回路４６′、スイッ
チ４７′と各々接続されている。Considering the circuit of the natural gas detection device 10' in more detail with reference to FIG.
It is equipped with two operational amplifier circuits 41', 42' and 43',
These three circuits are connected to a demodulation circuit 44', a demodulation circuit 45', an oscillation circuit 46', and a switch 47' to operate as a subtraction circuit.

分析回路１５’は、下位通過フィルタ４８′と、下位通
過フィルタ４９′と、比率測定回路５０′と、電圧計５
２′を有する参照回路５１′と、減算回路として作動す
るように接続された作動増幅回路５３′とを有している
。The analysis circuit 15' includes a lower pass filter 48', a lower pass filter 49', a ratio measuring circuit 50', and a voltmeter 5.
2', and a differential amplifier circuit 53' connected to operate as a subtraction circuit.

表示器ユニット１６′は、メータＭ２に結合され！二対
数増幅器５４′と、メータＭ１に結合された対数増幅器
５５′とを更に有している。Indicator unit 16' is coupled to meter M2! It further includes a dilogarithmic amplifier 54' and a logarithmic amplifier 55' coupled to meter M1.

増幅回路４１′は、参照電圧源ＶＲＥＦに接続された非
反転入力と、参照検知器３７′の出力に接続された反転
入力とを有している。赤外線光源１３′がスイッチ４７
′によって増幅回路４１′の出力と直列に接続されてい
る。発振回路４６′が、スイッチ４７′の作動を制御す
るｌＯヘベルの信号を発生させ、これ１こよって赤外線
光源１３′を有するタングステンランプを１０ヘルツで
断続的に駆動させる。Amplifier circuit 41' has a non-inverting input connected to reference voltage source VREF and an inverting input connected to the output of reference detector 37'. The infrared light source 13' is connected to the switch 47.
' is connected in series with the output of the amplifier circuit 41'. An oscillator circuit 46' generates a lO Hebel signal that controls the operation of a switch 47', which intermittently drives a tungsten lamp with an infrared light source 13' at 10 hertz.

赤外線吸収チャネル１９′は、減算回路として作動する
ように接続された増幅回路４２′と、復調回路４５′と
、下位通過フィルタ４９′と、対数増幅器５５′とを有
している。増幅回路４３′は、検知器３５′の出力に接
続された非反転入力と、参照検知器３７′の出力に接続
された反転入力とを有している。増幅回路４３′の出力
が、発振回路４６′からの１０ヘルツの位相信号を受信
する復調回路４５′に接続されている。復調回路４５′
からの信号出力は、１ヘルツに設定されている下位通過
フィルタ４９′を通過されて１０ヘルツ駆動のパルスの
影響を除去し、ＤＣ出力信号を発生させて同出力信号が
対数増幅器５５′へと送られる。対数増幅器５５′が応
答的に、空気中のメタン及びエタンの濃度を示す出力信
号を発生させる。対数増幅器５５′の信号出力が駆動信
号としてアナログメータＭ１へと送られる。The infrared absorption channel 19' includes an amplifier circuit 42' connected to operate as a subtraction circuit, a demodulation circuit 45', a low pass filter 49', and a logarithmic amplifier 55'. Amplifier circuit 43' has a non-inverting input connected to the output of detector 35' and an inverting input connected to the output of reference detector 37'. The output of the amplifier circuit 43' is connected to a demodulator circuit 45' which receives a 10 hertz phase signal from an oscillator circuit 46'. Demodulation circuit 45'
The signal output from is passed through a low pass filter 49' set at 1 Hz to remove the effects of the 10 Hz driven pulse and generate a DC output signal which is passed to a logarithmic amplifier 55'. Sent. Logarithmic amplifier 55' responsively generates an output signal indicative of the concentration of methane and ethane in the air. The signal output of logarithmic amplifier 55' is sent as a drive signal to analog meter M1.

赤外線吸収チャネル２０′は、減算回路として作動する
ように接続された作動増幅回路４２′と、復調回路４４
′と、下位通過フィルタ４８′と、比率測定回路５０′
と、参照回路５１′の作動増幅器５３′と、対数増幅器
５４′とを有している。The infrared absorption channel 20' includes a differential amplifier circuit 42' connected to operate as a subtraction circuit, and a demodulation circuit 44.
', a lower pass filter 48', and a ratio measuring circuit 50'
, a differential amplifier 53' of a reference circuit 51', and a logarithmic amplifier 54'.

増幅回路４３′は、検知器３６′の出力に接続された非
反転入力と、参照検知器３７′の出力に接続された反転
入力とを有している。増幅回路４２′の出力か、発振回
路４６′からの１０ヘルツの位相信号を受信する復調回
路４４′の入力に接続されている。復調回路４４′の信
号出力が１ヘルツを上回る波長を減衰させる下位通過フ
ィルタ４８′を通過されて、ＤＣ出力信号を発生させる
。比率測定回路５０′が、チャネル１９′の信号に対す
るチャネル２０′の信号の商、すなわち比率に相当する
比率信号Ｓ′を形成する。比率測定回路５０′によって
発せられｔ；比率信号が、反転入力においてオフセット
信号１／ｋｌを受信する減算回路５３′の非反転入力へ
と送られる。ガスサンプルがメタンである場合には比率
信号Ｓ′の値がゼロとなるようにオフセットの値が選択
される。代表となる実施例ではに１の値が１．３３３で
あつた。増幅回路５３′の信号出力が対数回路５４′へ
と送られ、第８図で示すようにガスの濃度に影響されな
い、炭化水素ガスの種類若しくは平均的な種類を表す信
号を表示するメータＭ２の駆動信号を対数回路５４′が
発生する。メータＭ２の目盛りが３つに形成された領域
Ａ、Ｂ、Ｃを有しており、これらの領域は沼地ガス、天
然ガス、プロパン／ガソリン蒸気をそれぞれ表している
。Amplifier circuit 43' has a non-inverting input connected to the output of detector 36' and an inverting input connected to the output of reference detector 37'. The output of amplifier circuit 42' is connected to the input of demodulation circuit 44' which receives the 10 hertz phase signal from oscillation circuit 46'. The signal output of demodulator circuit 44' is passed through a low pass filter 48' that attenuates wavelengths above 1 Hertz to generate a DC output signal. A ratio measuring circuit 50' forms a ratio signal S' corresponding to the quotient, or ratio, of the signal of channel 20' to the signal of channel 19'. The ratio signal issued by the ratio measuring circuit 50' is sent to the non-inverting input of a subtraction circuit 53' which receives the offset signal 1/kl at its inverting input. The value of the offset is selected such that the value of the ratio signal S' is zero if the gas sample is methane. In a representative example, the value of 1 was 1.333. The signal output of the amplifier circuit 53' is sent to a logarithmic circuit 54', which is connected to a meter M2 which displays a signal representative of the type or average type of hydrocarbon gas, which is independent of the concentration of the gas, as shown in FIG. A drive signal is generated by a logarithmic circuit 54'. The scale of meter M2 has three regions A, B, and C representing swamp gas, natural gas, and propane/gasoline vapor, respectively.

警報回路１７’は、比較回路６１′と、音声警報装置６
２′と、通常比較回路６１′の出力に接続されている視
覚警報装置６３′とを有している。The alarm circuit 17' includes a comparison circuit 61' and an audio alarm device 6.
2' and a visual alarm device 63' which is normally connected to the output of the comparison circuit 61'.

比較回路６１’は、電圧計６４′によって発生された参
照信号を受信するためにワイパー６４ａ′に接続された
反転入力と、吸収チャネル２０′の比率測定回路５０′
の出力に接続された非反転入力とを有している。天然ガ
ス検知装置１０’によってエタンかほんの少量でも検知
された場合には警報を発するように、電圧計６４′を調
節して参照レベルが設定される。The comparator circuit 61' has an inverting input connected to the wiper 64a' to receive the reference signal generated by the voltmeter 64', and a ratio measuring circuit 50' of the absorption channel 20'.
and a non-inverting input connected to the output of. A reference level is set by adjusting the voltmeter 64' to provide an alarm if even a small amount of ethane is detected by the natural gas detection device 10'.

第７図を参照すると、使用中、赤外線光源１３′を備え
たタングステンライトが１０ヘルツで発振回路４６′に
よって駆動される。検査中のガスサンプルがサンプルチ
ャンバ（光学セル）１２’を通ってその入口３１′から
出口３２′へ向かうようにポンプ供給される。光の出力
が、分析されるガスサンプルを収容している光学セル１
２′を通るように方向付けられる（第５図）。増幅回路
４１′と赤外線の参照検知器３７′とが補償回路を形成
して、増幅回路４１′に信号を送ると共に増幅回路４２
′の反転入力へも信号を供給し、これ１こよって赤外線
光源１３′によって発せられた赤外線中の変化の補償を
行う。復調回路４４’、４５′が、ガスサンプルの赤外
線の吸収の赤外線検知器３５′ないし３７′による測定
を、赤外線光源を有するタングステンランプのタイムに
「合うように」同期させる。赤外線の検知器３５’、３
６’　　３７’が、波長３．２ミクロン、３．４ミクロ
ン、２．９ミクロン（若しくは３．９ミクロン）におけ
る赤外線の吸収を表す測定信号を各々発生する。下位通
過フィルタ４９′及び４８′は、信号チャネル１９′及
び２０′の検知信号における赤外線光源１３′のｌＯヘ
ベル部分の電子的欠落の影響を除去する。赤外線吸収チ
ャネル１９′において、下位通過フィルタ４９′を通過
した、ガスサンプル中のメタンとエタンとの合計を表す
ＤＣ信号が対数増幅器５５′へ送られる。対数増幅器５
５′によって測定信号の対数が得られ、この対数がＰＰ
Ｍで濃度を表示するメータＭ１に送られる。Referring to FIG. 7, in use, a tungsten light with an infrared light source 13' is driven at 10 hertz by an oscillator circuit 46'. The gas sample under test is pumped through the sample chamber (optical cell) 12' from its inlet 31' to its outlet 32'. The light output is directed to an optical cell 1 containing a gas sample to be analyzed.
2' (FIG. 5). The amplifier circuit 41' and the infrared reference detector 37' form a compensation circuit that sends a signal to the amplifier circuit 41' and the amplifier circuit 42.
A signal is also provided to the inverting input of 1, which compensates for changes in the infrared light emitted by the infrared light source 13'. A demodulation circuit 44', 45' synchronizes the measurement of the infrared absorption of the gas sample by the infrared detectors 35' to 37' to the time of the tungsten lamp with the infrared light source. Infrared detector 35', 3
6'37' generate measurement signals representing the absorption of infrared radiation at wavelengths 3.2 microns, 3.4 microns, and 2.9 microns (or 3.9 microns), respectively. The lower pass filters 49' and 48' remove the effects of the electronic dropout of the 10 Hebel portion of the infrared light source 13' in the sensed signals of the signal channels 19' and 20'. In the infrared absorption channel 19', a DC signal representative of the sum of methane and ethane in the gas sample that has passed through the low pass filter 49' is sent to a logarithmic amplifier 55'. Logarithmic amplifier 5
5' gives the logarithm of the measured signal, and this logarithm is PP
It is sent to meter M1 which displays the concentration at M.

赤外線吸収チャネル２０′において、ガスサンプル中の
メタン及びエタンの濃度の差異を表すＤＣ信号である、
下位通過フィルタ４８′を通過した測定信号が、赤外線
吸収チャネル１９’で測定信号もまた受信する比率測定
回路５０′へと送られる。赤外線吸収チャネル２０′に
おける測定信号が、赤外線吸収チャネル１９’の測定信
号によって割られ、その終結比率信号がガスサンプル中
の炭化水素の種類を表している。減算回路５３′によっ
て比率信号から７アクタ１／に１が減算される。対数増
幅器５４′によって終結比率信号の対数か得られ、メー
タＭ２に送られる。パネルメータＭ２でＯないしＯ１１
パーセントの小さな表示はガスサンプルが沼地若しくは
下水ガスであることを示している。１ないし１０パーセ
ントの中間の表示はガスサンフルが天然ガスであること
を示している。２０パーセント若しくは３０パーセント
を越える表示は、ガスサンプルがプロパン若しくはガソ
リン蒸気の濃度を含有していることを示している。in the infrared absorption channel 20', a DC signal representative of the difference in concentration of methane and ethane in the gas sample;
The measurement signal passed through the lower pass filter 48' is sent to a ratio measurement circuit 50' which also receives the measurement signal in an infrared absorption channel 19'. The measurement signal in the infrared absorption channel 20' is divided by the measurement signal in the infrared absorption channel 19', and the resulting ratio signal is representative of the type of hydrocarbon in the gas sample. A subtraction circuit 53' subtracts 1 to 7 actors 1/ from the ratio signal. The logarithm of the terminal ratio signal is obtained by a logarithmic amplifier 54' and sent to meter M2. O to O11 on panel meter M2
A small percentage indicates that the gas sample is swamp or sewer gas. Intermediate readings of 1 to 10 percent indicate that the gas samphir is natural gas. A reading of greater than 20 or 30 percent indicates that the gas sample contains a concentration of propane or gasoline vapor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明に係る実施例によって作られた天然ガ
ス検知器の簡略化された説明図、第２図は、ガスサンプ
ル中の炭化水素の異なるが個別の種類に対する、ガス検
知器表示の種類若しくは平均的な種類の信号出力との関
係を表す図表、 第３図は、不発ＰＡＩこ係る天然ガス検知器のブロック
図、 第４図は、別個のガス濃度に対する検知器のガスの種類
表示の図表、 第５図は、本発明に係る別の実施例によって作られた天
然ガス検知器の簡略化したブロック図、第６図は、異な
る波長における赤外線吸収信号の比率と比較したメタン
と混合したエタン濃度を示す図表、 第７図は本発明に係る天然ガス検知器の詳細なブロック
図、 第８図は別個のガス濃度に対する検知器のガスの種類表
示を示す図表である。 ｌＯ：天然ガス検知装置、１２：光学セル、１４：赤外
線光源、１６：赤外線検知器、１８：チョッパホイール
、１８ａ：干渉フィルタ、１９；ビックア７グ、１９ａ
：論理、２０：ポンプ、２１：モータ、２２：バッテリ
、２５：分析回路、２６：増幅・復調回路、２７：比率
回路、２８：表示器駆動回路、３０：アナログメータ、
３２：アナログメータ、３３：警報回路、４１：（光学
セル）入口、４２：　（光学セル）出口、４３：反射器
。 ４４：非映像集中器、４５，４６：窓、７１：バッファ
増幅器、７２，７３，７４：同期復調回路。 ７６．７７；関数発生回路、８１，８２：対数回路、８
３．８４：信号チャネル、８５，８６：加算回路、８８
・減算回路、８９：関数発生回路９０：オフセット系統
、９０ａ：可変抵抗、９１゜９２：対数回路、９５：比
較回路、９６：参照系統、９７：音声警報装置、９８：
視覚警報装置。 ９９、スインチ、１０′・天然ガス検知装置。 １２′：光学セル、１３’；赤外線光源、１４′：赤外
線検知回路、１５’：分析回路、１６’：表示器ユニン
ト、１７’：警報回路、１９′２０′：赤外線吸収チャ
ネル、２１’：信号チャネル、３１’：入口、３２’：
出口、３５′３６′：検知器、３７’：参照検知器、４
１′４２’、４３’　：増幅回路、４４’、４５’：復
調回路、４６’：発振回路、４７’：スイノチ。 ４８’、４９’　：下位通過フィルタ、５０’：比率測
定回路、５１’：参照回路、５２’：電圧計。 ５３′；増幅回路、５４’、５５’：対数増幅器。 ６１′：比較器、６２’：音声警報装置、６３′：視覚
警報装置、６４’：Ｔｌｌｌ針圧計４ａ　　：ワイパー Ｍｌ、Ｍ２ ・メータ。 ｌうど５ ’Ｃ２Ｈ６が僻だス甲めゴクシ Ｃ−’、９７ｒｔｐｐｙノ 手 続 補 正 書 １、事件の表示 平成２年特訂願第３１３１１号 ２、発明の名称 ガス検知装置及びその方法 ３゜ 補正有する者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称　　ガス・リサーチ・インスティチュート４、代
理人 住所 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 ５゜ 補正の対象 出願人の代表者芯を記載した願書 委任状及訳文 適正な図面FIG. 1 is a simplified illustration of a natural gas detector made in accordance with embodiments of the present invention; FIG. 2 is a gas detector display for different but discrete types of hydrocarbons in a gas sample; FIG. 3 is a block diagram of a natural gas detector for unexploded PAI; FIG. Display Diagrams: FIG. 5 is a simplified block diagram of a natural gas detector made in accordance with another embodiment of the present invention; FIG. 6 is a diagram showing methane and FIG. 7 is a detailed block diagram of the natural gas detector according to the present invention; FIG. 8 is a diagram showing the gas type indication of the detector for the individual gas concentrations. lO: Natural gas detection device, 12: Optical cell, 14: Infrared light source, 16: Infrared detector, 18: Chopper wheel, 18a: Interference filter, 19; Big A7, 19a
: logic, 20: pump, 21: motor, 22: battery, 25: analysis circuit, 26: amplification/demodulation circuit, 27: ratio circuit, 28: display drive circuit, 30: analog meter,
32: analog meter, 33: alarm circuit, 41: (optical cell) inlet, 42: (optical cell) outlet, 43: reflector. 44: Non-video concentrator, 45, 46: Window, 71: Buffer amplifier, 72, 73, 74: Synchronous demodulation circuit. 76.77; Function generation circuit, 81, 82: Logarithmic circuit, 8
3.84: Signal channel, 85, 86: Adder circuit, 88
・Subtraction circuit, 89: Function generation circuit 90: Offset system, 90a: Variable resistor, 91° 92: Logarithmic circuit, 95: Comparison circuit, 96: Reference system, 97: Audio alarm device, 98:
Visual alarm device. 99, Sinch, 10'・Natural gas detection device. 12': optical cell, 13'; infrared light source, 14': infrared detection circuit, 15': analysis circuit, 16': display unit, 17': alarm circuit, 19'20': infrared absorption channel, 21': Signal channel, 31': Inlet, 32':
Exit, 35'36': Detector, 37': Reference detector, 4
1'42', 43': amplifier circuit, 44', 45': demodulation circuit, 46': oscillation circuit, 47': Suinochi. 48', 49': Lower pass filter, 50': Ratio measurement circuit, 51': Reference circuit, 52': Voltmeter. 53'; amplifier circuit; 54', 55': logarithmic amplifier. 61': Comparator, 62': Audio alarm device, 63': Visual alarm device, 64': Tlll stylus pressure gauge 4a: Wiper Ml, M2 Meter. 1 Udo 5 'C2H6 is remote, Kume Gokusi C-', 97rtppy procedural amendment 1, indication of the case 1990 special application No. 31311 2, title of invention gas detection device and its method 3゜amended Patent applicant address: Gas Research Institute 4, agent address: 2-2-1-5 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Application form stating the representative of the applicant subject to amendment Power of attorney and translated text and appropriate drawings