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JPH0547066B2 - - Google Patents
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JPH0547066B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0547066B2
JPH0547066B2 JP62016343A JP1634387A JPH0547066B2 JP H0547066 B2 JPH0547066 B2 JP H0547066B2 JP 62016343 A JP62016343 A JP 62016343A JP 1634387 A JP1634387 A JP 1634387A JP H0547066 B2 JPH0547066 B2 JP H0547066B2
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JP
Japan
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sensor
measurement
temperature
value
reference value
Prior art date
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Application number
JP62016343A
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Japanese (ja)
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JPH01124753A (en
Inventor
Shutsuku Hansuyoohen
Jurian Airudeiru Piitaa
Jonson Aran
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draegerwerk AG and Co KGaA
Original Assignee
Draegerwerk AG and Co KGaA
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Publication date
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  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、実熱量および熱伝導法のいずれによ
つても動作でき、また測定信号に関して前もつて
定めた基準値より下では実熱量法での読取りだけ
を行なうようなインジケータ−ユニツトに適合す
る測定装置の助けを得て、空気中の混合気中の可
燃性ガスの割合いを検出する方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial Application The present invention can be operated both by the real heat method and by the heat conduction method, and below a predetermined reference value for the measurement signal, the real heat method is used. It relates to a method for detecting the proportion of combustible gases in an air mixture with the aid of a measuring device adapted to an indicator unit which only takes readings.

本発明はこの方法に適する測定装置にも関す
る。
The invention also relates to a measuring device suitable for this method.

従来技術 可燃性ガスの検出と測定のために、触媒を含
む、また特定の温度(例えば500℃)、即ち測定ガ
ス中に存在する酸素部分を消費しながらセンサー
の表面上でそのガスを触媒作用で燃やし、センサ
ーの温度を上昇させるような温度、に加熱され
た、ガスセンサーを備えつけることは望ましい。
燃焼反応の間に発生する実熱量効果は、試験が行
なわれる空気混合可燃性ガスの濃度に関する測定
信号としてのセンサー温度上昇によつて、分析さ
れまた表現される。これに用いられる測定装置は
1般に、ハーフアームブリツジ配置中のアクテイ
ブ(検出器)およびパツシブ(補償器)センサー
である。このブリツジは定電流または定電圧いず
れによつてでも供電される。この型式の測定装置
は空気中の可燃性ガスの100%LEL(最低爆発限
度)の濃度よりも高い時に十分に動作する。例え
ばメタンにおいては、この限度は体積比にして5
%である。
PRIOR ART For the detection and measurement of combustible gases, the gas is catalyzed on the surface of the sensor at a certain temperature (e.g. 500°C), i.e. consuming the oxygen fraction present in the gas to be measured. It is desirable to have the gas sensor heated to such a temperature that it burns at a temperature that increases the temperature of the sensor.
The actual calorific effects occurring during the combustion reaction are analyzed and expressed by the sensor temperature rise as a measurement signal regarding the concentration of the air-mixed combustible gas in which the test is carried out. The measuring devices used for this are generally active (detector) and passive (compensator) sensors in a half-arm bridge arrangement. This bridge is powered either by constant current or constant voltage. This type of measuring device works well when the concentration of flammable gases in the air is above the 100% LEL (Least Explosive Limit). For example, for methane, this limit is 5
%.

この値よりも上では、検出器中での温度上昇、
補償器中の残余活性、酸素減少およびガス混合気
中の熱伝導などの総ては、ガス濃度における非線
型測定信号を増加に導く。
Above this value, the temperature rise in the detector,
Residual activity in the compensator, oxygen depletion and heat conduction in the gas mixture all lead to an increase in the nonlinear measurement signal in gas concentration.

100%LELよりも高い範囲におけるガス濃度に
関しては、ブリツジ出力信号は明瞭なままではな
く、即ち2つのガス濃度が出力電圧値毎に発見さ
れる。
For gas concentrations in the range higher than 100% LEL, the bridge output signal remains unambiguous, ie, two gas concentrations are found for each output voltage value.

100%LELを越える濃度の明瞭な測定を達成す
るには、例えばホイートストンブリツジが別のア
ームに与えられる。これはまた、動作温度を低下
させた、例えば200℃の、ブリツジ配置において
センサー周囲におけるガス混合気の熱伝導度の変
化のみを測定することになる。
To achieve unambiguous measurements of concentrations above 100% LEL, a Wheatstone bridge, for example, is provided in a separate arm. This will also only measure the change in the thermal conductivity of the gas mixture around the sensor in a bridge arrangement with a reduced operating temperature, for example 200°C.

100%LELの範囲における熱伝導のための特定
のスレツシヨールド値に達した時、実熱量ホイー
トストンブリツジのゼロアームに接続されている
インジケーターは自動的に、適切な制御素子を通
してフルスケール読取りに切替わる。これは、ガ
ス試料が100%LELを越える可燃性ガス濃度を含
むという表示を与えるものである。
When a certain threshold value for heat transfer in the range of 100% LEL is reached, the indicator connected to the zero arm of the actual heat Wheatstone bridge automatically switches to full scale reading through the appropriate control element. This provides an indication that the gas sample contains a combustible gas concentration greater than 100% LEL.

熱伝導と実熱量測定の間の切替えによる測定装
置の型式と方法は、DE−05 16 73 306において
説明されている。
A type of measuring device and method with switching between heat conduction and actual calorimetry is described in DE-05 16 73 306.

既に知られている測定装置の場合には、例えば
空気中のメタンを測るため、1つのセンサーは
500℃付近の動作温度で実熱量ホイートストンブ
リツジ中に設けられ、また別のセンサーは例えば
2000℃の動作温度で熱伝導ホイートストンブリツ
ジ中に設けられる。
In the case of already known measuring devices, for example to measure methane in the air, one sensor can
At an operating temperature around 500°C, the actual heat value is installed in the Wheatstone bridge, and another sensor is e.g.
Installed in a thermally conductive Wheatstone bridge with an operating temperature of 2000°C.

100%LELまでの測定範囲では、実熱量ホイー
トストンブリツジ中のセンサーが明瞭な信号を与
える。
In the measurement range up to 100% LEL, the sensor in the real heat Wheatstone bridge gives a clear signal.

100%LELの限度を越えると、実熱量ホイート
ストンブリツジのゼロアームにおける測定計器は
フルスケール読取りに実際に切替えられるが、し
かし実熱量センサーへの電流または電圧供給は継
続されている。
When the 100% LEL limit is exceeded, the measuring instrument in the zero arm of the real heat Wheatstone bridge actually switches to a full scale reading, but the current or voltage supply to the real heat sensor continues.

もし、空気混合気中のメタン含有が100%LEL
を大きく越えて増加するなら、触媒実熱量センサ
ーの表面上の燃焼加熱は、それによつて結果的に
触媒床の熱破壊をきたすか、あるいは少なくとも
センサーが他の測定には使用上の制限を受けるよ
うにるまで拡大する。
If the methane content in the air mixture is 100% LEL
If increased significantly beyond , the combustion heating on the surface of the catalytic calorific value sensor may result in thermal breakdown of the catalytic bed, or at least limit the sensor's use for other measurements. Expand until it looks like this.

このような高い濃度においては、触媒燃焼は自
発的に行なわれるため、ガス濃度が低下するま
で、あるいは触媒が汚れるか、および/またはセ
ンサーが破損するまで継続されるものであり、セ
ンサーの動作温度を低下させるために加熱電流を
スイツチオフするためのポイントはない。
At these high concentrations, catalytic combustion is spontaneous and will continue until the gas concentration decreases or the catalyst becomes fouled and/or the sensor is damaged, depending on the operating temperature of the sensor. There is no point to switch off the heating current to reduce the heating current.

実熱量ホイートストンブリツジのゼロアームに
おけるインジケーターがフルスケール読取りに切
替つた後、空気混合気中に存在する実際的に検出
可能な、有害物質の濃度測定は、もはや不可能で
ある。
After the indicator in the zero arm of the real heat Wheatstone bridge switches to full scale reading, a practically detectable concentration measurement of harmful substances present in the air mixture is no longer possible.

既に知られている測定装置においては、2つの
ホイートストンブリツジには、同時にそして継続
的に電力を供給してやらねばならず、また特に、
ホイートストンブリツジ内の両方のセンサーが、
一定の測定準備を保証するために200℃または500
℃にまで加熱され続けていることが必要である。
In already known measuring devices, the two Wheatstone bridges must be supplied with power simultaneously and continuously, and in particular:
Both sensors in the Wheatstone Bridge are
200℃ or 500℃ to ensure constant measurement readiness
It is necessary to keep heating to ℃.

このことは、両方のセンサーが同時にそれらそ
れぞれの動作温度に維持されることが必要である
故に、電力消費が増加するということを意味して
いるのであるが、しかし実際の測定では、あるい
は測定計器をフルスケール読取りへと切替える時
間を設定するためには、それらのうちの1つだけ
が必要とされるに過ぎない。測定機器に必要なチ
ヤージ時間を与えるため、この増加された電力需
要は適切に容量増加された電源を要求し、また例
えば携帯用測定器の場合には、重く、そのため取
扱いの難しい電池を要求することとなる。
This means that power consumption increases because both sensors need to be maintained at their respective operating temperatures at the same time, but in actual measurements or Only one of them is needed to set the time to switch to full-scale reading. In order to provide the measuring equipment with the necessary charge time, this increased power demand requires suitably increased capacity power supplies and, in the case of portable measuring instruments, for example, batteries that are heavy and therefore difficult to handle. That will happen.

発明の目的 本発明が解決しようとしている問題は、可能な
限り低に電力消費で、体積比にして0から100%
の範囲の総合濃度であるような空気中の可燃性ガ
スの明瞭な測定を可能とするように、可燃性ガス
の既知の検出方法を改善することである。加え
て、最低爆発限界付近の低い測定範囲における測
定の精度は特に高いものである。改善された方法
による型式で動作することのできる測定計器は、
小さく、軽く、保守が容易でしかも部品点数も少
ない。検出素子の寿命もより長い。
OBJECT OF THE INVENTION The problem that the present invention seeks to solve is to reduce power consumption as low as possible, from 0 to 100% by volume.
It is an object of the present invention to improve known methods of detection of combustible gases so as to allow unambiguous measurements of combustible gases in air such that the total concentration is in the range of . In addition, the accuracy of the measurements in the low measurement range near the lowest explosive limit is particularly high. Measuring instruments capable of operating in a model with an improved method are:
It is small, light, easy to maintain, and has a small number of parts. The life of the sensing element is also longer.

発明の構成 この問題は、より高い温度で触媒的に活性して
いる単独のセンサー素子を用いることによつて特
徴づけられる方法によつて解決される。測定の開
始において、センサーは熱伝導測定に適している
初期温度T1にあるよう一定に保たれ、その結果
としての測定信号は基準値R1と比較され、そし
てそれが基準値R1よりも下にあるならばセンサ
ーの温度は、実熱量測定を可能とする第2の温度
T2にまで増加されてそこで一定に保たれ、さら
にセンサーから発散される測定信号はR1よりも
さらに高いガス濃度に相当する負荷限界値Gと比
較され、そしてその温度は測定信号が限界値Gを
越えるとすぐに温度T1にまで低下せられ、一定
に保たれる。
Configuring the Invention This problem is solved by a method characterized by the use of a single sensor element that is catalytically active at higher temperatures. At the beginning of the measurement, the sensor is kept constant at an initial temperature T 1 , which is suitable for heat transfer measurements, and the resulting measurement signal is compared with the reference value R 1 , and if it is lower than the reference value R 1 . If it is below the temperature of the sensor is a second temperature that allows measurement of the actual calorific value.
The measured signal emitted by the sensor, which is increased to T 2 and kept constant there, is compared with a load limit value G, which corresponds to an even higher gas concentration than R 1 , and whose temperature is increased until the measured signal reaches the limit value. As soon as the temperature exceeds G, the temperature is lowered to T1 and kept constant.

センサーが動作状態にある時、処理の第一段階
は可燃性ガスが少しでも存在するかどうかのチエ
ツクを行なうことである。
When the sensor is in operation, the first step in the process is to check if any combustible gas is present.

これは、極めて小さな電力を用いる、低い動作
温度T1おいて、熱伝導測定を行なうよう、セン
サーをセツトすることによつて実行される。
This is done by setting the sensor to take heat transfer measurements at a low operating temperature T 1 using very little power.

もし、その測定結果の信号が、可燃性ガスは
R1に相当する値よりも濃度において小さな値で
存在していることを示したならば、センサーの動
作モードは実熱量測定に切替えられ、またその動
作温度はT2にまで高められる。
If the measurement result signal is a combustible gas,
If it is shown to be present in a concentration smaller than the value corresponding to R 1 , the operating mode of the sensor is switched to real calorimetry and its operating temperature is increased to T 2 .

実熱量測定は熱伝導測定法よりもさらに正確に
実行でき、また空気混合気中の可燃ガスの濃度は
より正確に表示される。基準値R1はこうして、
可燃ガスの存在を示し、またガス混合気の最低爆
発限界に達する前に可燃性ガスのそのような低い
濃度が存在する時に、センサーに損傷を与えるこ
とのない、さらに正確な実熱量測定に、センサー
を適当な時期に切替えるための、スレツシヨール
ド値とみなすことができる。
Actual calorimetry can be performed more accurately than conductivity measurements, and the concentration of combustible gases in the air mixture is more accurately indicated. The reference value R 1 is thus:
For more accurate actual calorific value measurements that indicate the presence of combustible gas and do not damage the sensor when such low concentrations of flammable gas are present before the minimum explosive limit of the gas mixture is reached. It can be viewed as a threshold value for switching the sensor at an appropriate time.

センサーが実熱量測定動作モードに入ると、発
生される測定信号は負荷限界値Gと比較される。
When the sensor enters the actual heat measurement mode of operation, the measurement signal generated is compared with the load limit value G.

測定信号が限回値Gより下にある限り、センサ
ーは実熱量測定動モードにとどまる。例えば、ガ
スの濃度が上昇してこの限界値Gに達すると、セ
ンサーは熱伝導測定動作モードに、そしてより低
い動作温度T1に切替わる。さらにガスの濃度が
上昇しても、測定はこのモードにおいて継続実行
され、また測定値は、相当するガス濃度下の多義
性なく照合される。限界値Gを固定する目的は、
あらゆる電力供給を停止しても触媒燃焼の自己継
続が生じてセンサーを破壊または破損させる前
に、ガス濃度が上昇した時に、より低い温度T1
に切替えたいからである。より正確な実熱量測定
動作においては、可燃ガスの存在している中で、
センサーは制御されていない加熱を受けるのでな
く、望ましい温度T2において一定に保たれるこ
とは可能である。正しい時期に熱伝導測定動作モ
ードに切替えることは、可燃性ガスの濃度が上昇
した時に実熱量測定のために必要となる。センサ
ーの触媒表面を破壊から保護することとなる。こ
うして、センサーの寿命は延ばされ、また動作温
度を保つために必要とされる量の電力消費をも制
限できる。
As long as the measurement signal is below the limit value G, the sensor remains in the actual calorimetry operating mode. For example, when the concentration of the gas increases and reaches this limit value G, the sensor switches to the thermal conductivity measuring mode of operation and to the lower operating temperature T 1 . Even if the gas concentration increases further, measurements continue to be carried out in this mode and the measured values are checked without ambiguity under the corresponding gas concentration. The purpose of fixing the limit value G is
When the gas concentration rises, a lower temperature T 1 is required before self-continuation of catalytic combustion occurs and destroys or damages the sensor despite the removal of any power supply.
This is because I want to switch to In more accurate actual calorific value measurement operation, in the presence of combustible gas,
It is possible that the sensor is not subjected to uncontrolled heating, but is kept constant at the desired temperature T 2 . Switching to the thermal conductivity measurement operating mode at the correct time is necessary for actual calorific value measurement when the concentration of combustible gas increases. This will protect the sensor's catalyst surface from damage. In this way, the lifetime of the sensor is extended and also the amount of power consumption required to maintain operating temperature is limited.

基準値R1およびGは、100%LELおよび140%
LELの間の範囲に位置させることが妥当である。
こうしてて、この範囲より下の総ての測定値は、
実熱量測定方法において行なわれたものとなる。
Reference values R 1 and G are 100% LEL and 140%
It is reasonable to locate it in the range between LEL.
Thus, all measurements below this range are
This was done using the actual calorific value measurement method.

実熱量測定を実施するためになされる、変化す
る方方法は、測定信号が基準値R1およびR2の間
のウインドの中にある時のみ実行される。
The varying method taken to perform the actual calorimetry is carried out only when the measurement signal is within the window between the reference values R 1 and R 2 .

こうして、下側スレツシヨールド値が定めら
れ、それより下ではエネルギーが節約される熱伝
導測定が実行され、また基準値R2が越えられた
時のみ、より正確であるがエネルギー消費の大き
な実熱量測定に、センサーが切替えられる。
In this way, a lower threshold value is determined, below which energy-saving heat conduction measurements are carried out, and only when the reference value R 2 is exceeded, more accurate but energy-consuming actual heat measurements are carried out. , the sensor is switched.

この方法は特に、長い周期にわたつて実質濃度
において基準値R2より上の可燃性ガスの出現が
予想されない時に、有利である。
This method is particularly advantageous when the appearance of combustible gases in real concentrations above the reference value R 2 over long periods is not expected.

基準値R1または負荷限界値Gは最低爆発限界
(LEL)の100〜140%付近に設けられ、第2の基
準値R2はLELの2%および5%の間の範囲に設
けられる。
The reference value R 1 or load limit value G is provided around 100-140% of the lowest explosive limit (LEL), and the second reference value R 2 is provided in the range between 2% and 5% of the LEL.

こうして、処理においては、最低爆発限界より
下の範囲では、増加したセンサー動作温度T2
おいて正確な実熱量測定方法によつて実質的な濃
度を得るように、また最低爆発限界に達すると直
ちにセンサーがより低い動作温度T1において熱
伝導測定方法で動作するよう合理的に制御が調整
される。
Thus, in the process, in the range below the minimum explosive limit, the sensor is The control is rationally adjusted to operate with a thermal conductivity measurement method at a lower operating temperature T 1 .

可燃性ガスの濃度が最低爆発限界よりも下に落
ちると直ちに、センサーは自動的に実熱量測定方
法に戻るよう切替えられる。最低爆発限界より上
の増し加わつた濃度が現われる時、これは実熱量
測定モードで動作している時のセンサーを触媒燃
焼による損傷または破壊から保護することとなる
のは、その動作温度が適切な時に、より低い熱伝
導測定レベルに切替えられるからである。
As soon as the concentration of flammable gas falls below the minimum explosive limit, the sensor automatically switches back to the active calorimetry method. When increased concentrations above the lowest explosive limit appear, this will protect the sensor from damage or destruction due to catalytic combustion when operating in real calorimetry mode, as long as its operating temperature is adequate. This is because sometimes it is switched to a lower thermal conductivity measurement level.

こうして、これはまた高い濃度の可燃性ガスが
放散された時には実熱量測定モードにおいて再び
正確な測定を提供するよう仂くものである。
Thus, it is also intended to provide accurate measurements again in the actual calorimetry mode when high concentrations of combustible gases are dissipated.

危険が存在する時に識別するため、上方の測定
範囲においてはフルスケール読取りの表示器をト
リガすることが望ましい場合もある。
It may be desirable to trigger a full scale reading indicator in the upper measurement range to identify when a hazard is present.

これとは別に、第2の限界値が越えられた時
に、警報システムが動作されることもできる。
Apart from this, an alarm system can also be activated when the second limit value is exceeded.

この方法を実行するための適当な測定装置は、
制御可能な電流源によつて、前もつて定めた温
度、この温度は連続的に測定され、チエツクさ
れ、外周温度に対してバランスされる温度、に維
持される単一のセンサーを含むものである。コン
ピユータはセンサー信号を前もつて定めた基準値
R1,R2または負荷限界値Gと比較し、そして信
号のサイズに応じてセンサーが実熱量測定モード
においてか、あるいは熱伝導測定モードにおいて
かの、いずれで動作すべきかを決定する。適切な
信号が電流源に与えられる。
A suitable measuring device for carrying out this method is
It includes a single sensor maintained at a predetermined temperature by a controllable current source, which temperature is continuously measured, checked, and balanced against the ambient temperature. The computer converts the sensor signal to a predetermined reference value.
R 1 , R 2 or the load limit value G is compared and depending on the size of the signal it is determined whether the sensor should operate in the actual calorimetry mode or in the thermal conductivity measurement mode. A suitable signal is applied to the current source.

こうして、単一のセンサーのみによつて、可燃
性ガスの濃度を測定するための2つのモードを、
両方の動作モードに関する1つの測定回路を用い
ることによつて、実行することが可能である。
Thus, two modes for measuring the concentration of combustible gases by only a single sensor are possible.
This can be done by using one measuring circuit for both operating modes.

本発明の実施例の動作は図面に示されており、
以下にさらに詳細に説明される。
The operation of embodiments of the invention is illustrated in the drawings,
It will be explained in more detail below.

実施例 第1図においては、熱伝導および実熱量の測定
の両方に適しているセンサー1が、制御可能な電
流源2および負荷抵抗器3に接続されている。
EXAMPLE In FIG. 1, a sensor 1, suitable both for heat conduction and for measuring the actual amount of heat, is connected to a controllable current source 2 and a load resistor 3.

センサー1の両端のセンサー抵抗は増幅器4の
助けによつて測定され、コンピユータ5,6の中
で温度値に変換される。センサー測定信号は計測
器リード7を通して測定用増幅器8の正入力点に
到り、その出力点は信号リード9を通してコンピ
ユータ5に接続されている。リード10,11を
通して、コンピユータ5は基準値R1およびR2
たは負荷限界値Gを連続的にコンパレータ6に送
り出す。
The sensor resistance across the sensor 1 is measured with the aid of an amplifier 4 and converted into a temperature value in a computer 5,6. The sensor measurement signal reaches the positive input point of the measuring amplifier 8 through the instrument lead 7, and its output point is connected to the computer 5 through the signal lead 9. Through leads 10, 11, computer 5 continuously supplies reference values R 1 and R 2 or load limit value G to comparator 6.

センサー1の温度の高さ、および基準値R1
よびR2またはGに対しての測定された値の位置
に依存して、電流源2はポジテイブフイードバツ
ク12を通してコンパレータ6によつて制御され
ているが、これはセンサー1の温度を維持する
か、または熱熱伝導測定および実熱量測定に対す
る動作温度の間の切替えをするかの、いずれか必
要とされる強さの電流を、電流源がセンサー1に
供給するように制御されているのである。望まし
い値は、外周温度に依存する温度プローブを通し
て集められる。コンピユータ5によつて定められ
る測定された値は、表示ユニツト13によつて表
わされる。信号リード9からの測定信号が負荷限
界値Gを越えていれば、警報器14は、限界値が
越えられた時に可聴または可視の表示を与えるよ
うに動作する。
Depending on the height of the temperature of the sensor 1 and the position of the measured value with respect to the reference values R 1 and R 2 or G, the current source 2 is controlled by the comparator 6 through a positive feedback 12. The current source provides a current of the required strength either to maintain the temperature of sensor 1 or to switch between the operating temperatures for thermal conductivity measurements and actual calorimetry measurements. is controlled so that it is supplied to sensor 1. The desired value is collected through a temperature probe that depends on the ambient temperature. The measured values determined by the computer 5 are represented by the display unit 13. If the measured signal from the signal lead 9 exceeds the load limit value G, the alarm 14 is operative to provide an audible or visual indication when the limit value is exceeded.

第2図および詳細拡大図である第3図において
は、センサー1によつて測定されたメタンの2つ
の測定カーブが示されている。第1の測定カーブ
21は、体積に対するパーセントで表わした、空
気混合気中の可燃性ガスの濃度に依存した測定信
号USの過程である。
In FIG. 2 and in an enlarged detail in FIG. 3, two measurement curves for methane measured by sensor 1 are shown. The first measuring curve 21 is the course of the measuring signal US as a function of the concentration of combustible gas in the air mixture, expressed as a percentage of the volume.

これはセンサー1の実熱量測定動作モードに適
用される。その横座標との交点は原点と、体積
100%における点とである。その2点の間で、こ
のカーブは最大値を通過する。第2の測定カーブ
22は、熱伝導測定動作モードにおけるセンサー
1の測定信号の直線形信号過程を示している。こ
れは座標の原点で始まり、平坦な、負の傾きを示
している。基準値R1,R2および限界値Gは縦座
標上に記入されている。それらの、相当する測定
カーブとの交点は、23および24または25で
ある。
This applies to the actual calorific value measurement operating mode of sensor 1. Its intersection with the abscissa is the origin and the volume
and the point at 100%. Between those two points, the curve passes through a maximum value. The second measurement curve 22 shows the linear signal course of the measurement signal of the sensor 1 in the heat transfer measurement operating mode. It starts at the origin of the coordinates and shows a flat, negative slope. The reference values R 1 , R 2 and the limit value G are entered on the ordinate. Their intersections with the corresponding measurement curves are 23 and 24 or 25.

測定装置を動作開始させるために、センサー1
は初期的に、熱伝導測定に適当な動作温度T1
まで、電流源2により調節される。その測定され
た値は測定カーブ22の上にある。もし測定され
た値が限界値R1よりも低いものとしてコンピユ
ータ5に受取られたなら、コンピユータ5,6
は、より低い濃度の可燃性ガスが存在しているこ
とを識別して、センサーは実熱量測定モードで動
作することが可能な動作温度T2に移行する。
To start the measuring device, sensor 1
is initially regulated by a current source 2 to an operating temperature T 1 suitable for heat transfer measurements. The measured value lies on the measurement curve 22. If the measured value is received by the computer 5 as lower than the limit value R1 , the computers 5, 6
identifies that a lower concentration of combustible gas is present and moves to an operating temperature T 2 where the sensor can operate in real calorimetry mode.

実熱量測定で得られる、総ての測定の結果は測
定カーブ21の上にある。測定信号USが限界値
Gの下にあるかぎり、センサー1は実熱量測定動
作モードにとどまつている。
All measurement results obtained by actual calorimetry are above the measurement curve 21. As long as the measurement signal US remains below the limit value G, the sensor 1 remains in the actual heat measurement mode of operation.

しかし、測定信号が限界値Gを越えると直ち
に、コンピユータ5,6は可燃性ガスの濃度が、
例えば、体積比5%よりも上に達したと判断し、
そのため電流源2に対してセンサー1の動作温度
を下げさせるようにし、熱伝導測定動作モードに
必要なより低い動作温度T1に至らせる。
However, as soon as the measurement signal exceeds the limit value G, the computers 5, 6 determine that the concentration of combustible gas is
For example, it is determined that the volume ratio has reached more than 5%,
Therefore, the current source 2 is made to lower the operating temperature of the sensor 1 to reach the lower operating temperature T 1 required for the thermal conduction measurement mode of operation.

もし、可燃性ガスの濃度が増加すれば、その後
の測定は濃く描かれた範囲の測定カーブ22に沿
つて行なわれる。
If the concentration of combustible gas increases, subsequent measurements are performed along the measurement curve 22 in the darkened range.

もし、可燃性ガスの濃度が体積比にして5%よ
りもさらに低下すると、センサー1は再び実熱量
測定動作モードに切替わり、その後の測定結果は
測定カーブ21の太い線で描かれている範囲に沿
つて移動する。
If the concentration of combustible gas decreases further below 5% by volume, the sensor 1 switches back to the actual calorific value measurement operation mode, and the subsequent measurement results are in the range drawn by the thick line of the measurement curve 21. move along.

この方法によつて、可燃性ガスの濃度に依存し
て1つの動作モードから他へ交互的に切替えられ
る。
With this method, it is possible to switch alternately from one operating mode to another depending on the concentration of combustible gas.

もし、さらに別の値R2が越えられるなら、測
定装置は単に実熱量測定動作モードに切替えられ
るように動作は変化されるならば、コンパレータ
6はその測定結果の信号がR1とR2の間のウイン
ドウ内から来たものかどうかをチエツクする。
If a further value R 2 is exceeded, the operation is changed such that the measuring device is simply switched to the actual calorific value measuring mode of operation, the comparator 6 detects that the measurement result signal is equal to R 1 and R 2 . Checks if it came from within the window between.

第2図において、メタン測定の例が、一定の比
の割合いではなく、示されているが、ここでは体
積比における5%の濃度が100%最低爆発限界に
相当している。最高爆発限界は単に情報として、
そしてこれも1定の比の割合いではなく、示され
ている。
In FIG. 2, an example of methane measurement is shown, rather than a constant ratio, where a concentration of 5% by volume corresponds to a 100% minimum explosive limit. The maximum explosive limits are for information only.
And this is also shown not as a constant ratio.

他の可燃性ガスの測定も、類似の方法で行なわ
れる。
Measurements of other combustible gases are performed in a similar manner.

発明の効果 電力消費が少なく、構成素子数も少ない可燃性
ガスの濃度測定装置を提供することができる。し
かも本発明によれば爆発限界付近の濃度を高精度
に測定でき、しかもセンサーの寿命を延ばすこと
ができる。
Effects of the Invention It is possible to provide a combustible gas concentration measuring device with low power consumption and a small number of constituent elements. Moreover, according to the present invention, concentrations near the explosive limit can be measured with high precision, and the life of the sensor can be extended.

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

第1図は、本発明の方法を用いた測定装置のブ
ロツク図、第2図は、実熱量および熱伝導測定を
示す図、第3図は、第2図の原点付近を拡大した
図である。 1…センサー、2…電流源、3…抵抗器、4…
増幅器、5…コンピユータ、6…コンパレータ、
7…リード線、8…測定用増幅器、9,10,1
1…リード線、12…フイードバツク回路、13
…表示ユニツト、14…警報器、21…実熱量測
定カーブ、22…測定カーブ、23,24,25
…基準値、限界値と測定カーブの交点。
Figure 1 is a block diagram of a measuring device using the method of the present invention, Figure 2 is a diagram showing actual heat quantity and heat conduction measurement, and Figure 3 is an enlarged view of the vicinity of the origin of Figure 2. . 1...Sensor, 2...Current source, 3...Resistor, 4...
Amplifier, 5...Computer, 6...Comparator,
7... Lead wire, 8... Measuring amplifier, 9, 10, 1
1...Lead wire, 12...Feedback circuit, 13
...Display unit, 14...Alarm, 21...Actual calorific value measurement curve, 22...Measurement curve, 23, 24, 25
...The intersection of the reference value, limit value and measurement curve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 実熱量、および熱伝導方式の両方によつて動
作するインジケータユニツトに適合する測定装置
を用いて空気の混合気中における可燃性ガスの割
合いを検出する方法であつて、前記インジケータ
ユニツトは測定信号がプリセツトされた基準値を
下回ると実熱量方式−値のみを送出するようにし
た方法において、高い温度で触媒的に活性化する
1つの単独センサー素子1を用い、次のステツプ
(a)〜(d)を有する、即ち (a) 測定の開始においてはセンサー1は熱伝導測
定に十分な初期的温度T1において一定に保た
れ、 (b) 測定結果信号は基準値R1と比較され、 (c) もし、それが基準値R1より低いならば、セ
ンサー1の温度は、実熱量測定を開始させるこ
とのできる第2の温度T2まで上昇させられて、
そこで一定に保たれ、 (d) センサー1から発生する測定信号はR1より
さらに高いガス濃度に相当する負荷限界値Gと
比較され、測定信号が限界値Gを越えると直ち
に、センサー温度が温度T1まで低下させられ、
そして一定となる、 ステツプを有することを特徴とする検出方法。 2 基準値R1および負荷限界値Gの両方が近似
的には、最低爆発限界(LEL)の100%ないし
140%にあるような、特許請求の範囲第1項記載
の方法。 3 ステツプ(b)において、測定結果信号が基準値
R1よりも低いガスス濃度に相当する、第2の基
準値R2に比較され、測定信号が付加した基準値
R2を越えた時にセンサー1の温度が方法段階(c)
に従つて上昇させられることが付加されているよ
うな、特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 メタンの測定のために、基準値R1または負
荷限界値Gがおおよそ、可燃性ガスの100〜140%
LELにあり、また第2の基準値R2が2%および
5%LELの間の範囲に存在するような、特許請
求の範囲第3項記載の方法。 5 段階(d)において、センサー1が測定装置上の
インジケータユニツト13をフルスケール読取に
移行させるような、特許請求の範囲第1項または
第3項記載の方法。 6 警報システム14が動作するような、特許請
求の範囲第5項記載の方法。 7 実熱量、および熱伝導方式の両方によつて動
作するインジケータユニツトに適合する測定装置
を用いて空気の混合気中における可燃性ガスの割
合いを検出する方法であつて、前記インジケータ
ユニツトは測定信号がプリセツトされた基準値を
下回ると実熱量方式−値のみを送出するようにし
た方法を実施するための測定装置において、 1つの単独センサー1が制御可能な電流源2に
接続されており、その出力信号は測定用増幅器8
を通してコンピユータ5,6に達し、該コンピー
タはポジテイブフイードバツクユニツト12を通
して電流源に接続されて制御信号を、増幅器4で
測定されたセンサー抵抗とコンパレータ6中に収
容された基準値R1,R2または負荷限界値Gとの
間の比較に基づいて電流源に供給し、 該電流源は、測定の開始時に前記センサー1に
熱伝導測定を行うのに十分な第1の初期的温度
T1に維持する強度の電流を供給し、 第1の温度T1での測定の際に得られた測定信
号が基準値R1よりも低い場合、前記センサー1
に実熱量測定を行うのに十分な第2の温度T2
まで高めて維持する強度の電流を供給し、 前記センサー1から発生する測定信号が、基準
値R1によつて表されるガス濃度よりさらに高い
ガス濃度に相応する負荷限界値Gを越える場合、
前記センサー1は前記第の温度T1まで低下され、
当該温度に維持されることを特徴とする測定装
置。
[Scope of Claims] 1. A method for detecting the proportion of combustible gas in an air mixture using a measuring device compatible with an indicator unit that operates both by the actual heat amount and by the heat conduction method, comprising: , the indicator unit uses one single sensor element 1 which is catalytically activated at high temperatures, in such a way that it only sends out the actual calorific value when the measurement signal falls below a preset reference value. steps
(a) to (d), i.e. (a) at the beginning of the measurement the sensor 1 is kept constant at an initial temperature T 1 sufficient for the heat transfer measurement, (b) the measurement result signal is at the reference value R 1 (c) If it is lower than the reference value R 1 , the temperature of the sensor 1 is increased to a second temperature T 2 at which the actual calorimetry can be started;
(d) The measurement signal originating from sensor 1 is compared with a load limit value G, which corresponds to a gas concentration even higher than R 1 , and as soon as the measurement signal exceeds the limit value G, the sensor temperature increases. lowered to T 1 ,
and a detection method characterized by having a constant step. 2 Both the standard value R1 and the load limit value G are approximately 100% or 100% of the lowest explosive limit (LEL).
140%. 3 In step (b), the measurement result signal is the reference value.
A reference value to which the measurement signal is added, which is compared to a second reference value R 2 , corresponding to a gas concentration lower than R 1
When the temperature of sensor 1 exceeds R 2 , the temperature of sensor 1 reaches step (c)
2. A method according to claim 1, with the addition of being raised according to. 4. For the measurement of methane, the reference value R 1 or the load limit value G is approximately 100-140% of the flammable gas.
4. A method according to claim 3, wherein the LEL is at LEL and the second reference value R2 is in the range between 2% and 5% LEL. 5. A method according to claim 1 or 3, wherein in step (d) the sensor 1 causes the indicator unit 13 on the measuring device to take a full scale reading. 6. The method of claim 5, wherein the alarm system 14 is activated. 7. A method for detecting the proportion of combustible gas in an air mixture using a measuring device compatible with an indicator unit that operates both by the actual heat amount and by the heat conduction method, wherein the indicator unit In a measuring device for carrying out a method in which only the actual heat value is delivered when the signal falls below a preset reference value, one single sensor 1 is connected to a controllable current source 2, The output signal is sent to the measuring amplifier 8
through a positive feedback unit 12 to a computer 5, 6, which is connected to a current source through a positive feedback unit 12 and transmits the control signal to the sensor resistance measured by the amplifier 4 and the reference values R 1 , R stored in the comparator 6. 2 or a load limit value G, the current source supplying a first initial temperature sufficient to perform a thermal conduction measurement on said sensor 1 at the beginning of a measurement.
If the measurement signal obtained during the measurement at the first temperature T 1 is lower than the reference value R 1 , the sensor 1
supplying a current of an intensity to raise and maintain a second temperature T 2 sufficient to perform an actual calorific value measurement on the gas, such that the measurement signal generated by said sensor 1 is the gas represented by the reference value R 1 . If the load limit value G corresponding to a higher gas concentration is exceeded,
the sensor 1 is lowered to the second temperature T 1 ;
A measuring device that is maintained at the temperature.
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