JP2018132457A - Flame monitoring method, flame monitoring device, and gas handling facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火炎の発生を監視する技術に関し、より詳しくは、燃料電池自動車に水素ガスを供給する水素供給ステーションや、水素ガスまたは炭化水素ガスを製造・利用する化学工場などのガス取扱施設における火炎の発生の監視に適している火炎監視方法、火炎監視装置と、かかる火炎監視装置を設置したガス取扱施設に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for monitoring the occurrence of a flame. More specifically, the present invention relates to a hydrogen supply station that supplies hydrogen gas to a fuel cell vehicle and a gas handling facility such as a chemical factory that produces and uses hydrogen gas or hydrocarbon gas. The present invention relates to a flame monitoring method, a flame monitoring apparatus, and a gas handling facility in which such a flame monitoring apparatus is installed.
水素ガスの燃焼の際に生ずる火炎は無色透明であり、また、メタン、プロパン、ブタンなどの炭化水素ガスの燃焼の際に生ずる火炎は主に薄青色であって、肉眼で視認することが難しい場合が多い。したがって、例えば水素ガスや炭化水素ガスの取扱施設においてガスの漏出を伴う火災が生じた場合には、肉眼で視認するよりも早く火災の発生を検出することで、早期の消火活動に繋げられることが望ましい。
かかる要請に応じ、本発明の出願人は、無色透明の水素火炎を画像処理によって可視化する技術の研究開発に努め、例えば、特許文献1(特開2013−36974号公報)および特許文献2(特開2006−267097号公報)に記載された水素火炎可視化装置を提案した。
The flame generated during the combustion of hydrogen gas is colorless and transparent, and the flame generated during the combustion of hydrocarbon gases such as methane, propane, and butane is mainly light blue and difficult to see with the naked eye. There are many cases. Therefore, for example, when a fire with a gas leak occurs in a hydrogen gas or hydrocarbon gas handling facility, it can be connected to early fire extinguishing activities by detecting the occurrence of the fire earlier than with the naked eye. Is desirable.
In response to such a request, the applicant of the present invention has worked on research and development of a technique for visualizing a colorless and transparent hydrogen flame by image processing. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-36974) and Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-36974). No. 2006-267097), a hydrogen flame visualization device was proposed.
特許文献1に記載の水素火炎可視化装置は、930〜950nmの範囲で設定された波長を含む近赤外線画像および熱線(遠赤外線)画像に、同時に同位置に近赤外線波長および熱線波長が検知された領域を水素火炎領域と判定し、水素火炎の画像を作成し、可視光線画像からなる背景画像に重畳させて表示することで水素火炎を可視化するものである。
In the hydrogen flame visualization device described in
また、特許文献2に記載の水素火炎可視化装置は、水素火炎の発する紫外線(309nm)や近赤外線(950nm)をCCDカメラで撮像し、これらの特定波長の画像と近接する波長の画像との差分画像を抽出することで水素火炎の画像を作成し、紫外線背景画像や近赤外線背景画像と重畳させて表示することで、水素火炎を可視化するものである。 Moreover, the hydrogen flame visualization apparatus described in Patent Document 2 captures ultraviolet rays (309 nm) and near infrared rays (950 nm) emitted by a hydrogen flame with a CCD camera, and the difference between these specific wavelength images and adjacent wavelength images. By extracting an image, an image of a hydrogen flame is created, and the hydrogen flame is visualized by superimposing it on an ultraviolet background image or a near infrared background image.
しかし、これら特許文献1および2に記載された水素火炎可視化措置には、次の(a)〜(c)に示すような問題がある。
However, the hydrogen flame visualization measures described in
(a) 特許文献1および2に記載に記載された水素火炎可視化装置は、いずれも930〜950nmの波長領域の近赤外線画像を撮像するものであるが、水素火炎が発する光に含まれる930〜950nmの近赤外線の光量は少ない。しかも、水素火炎が発する同波長領域の近赤外線だけを検知するには、太陽光に多く含まれる同波長領域に近接する波長の近赤外線を取り除く必要があるが、そのために、水素火炎の発する近赤外線だけを透過させる光学バンドパスフィルターを使用すると、そのバンド幅(透過波長の範囲)は極めて狭いものとなるため、太陽光の近赤外線の光量だけでなく、水素火炎の近赤外線の光量までもが減少してしまい、小さな水素火炎など発光強度が低い火炎を検知することが難しくなるという問題がある。
(A) The hydrogen flame visualization devices described in
(b) 水素火炎可視化装置が使用される水素取扱施設では、水素ガスの漏出事故に備えて、水素供給装置、水素輸送配管あるいは水素貯蔵タンクなどが存在する一定の区域について、発火源となり得るものを設置することができない「防爆区域」が設けてある。
したがって、例えば、特許文献1および2に記載の水素火炎可視化装置では、電源を使用する水素火炎撮像用のCCDカメラなどは発火源となり得るので、防爆区域内に設置することができず、監視対象領域から相当に離れた非防爆区域内に設置せざるを得なかった。そのため、小さな水素火炎の検知が難しく、また火災などによって煙が生じた場合には、水素火炎の発する光が煙で遮られ検知できなくなるといった問題がある。
(B) In hydrogen handling facilities where hydrogen flame visualization equipment is used, in preparation for hydrogen gas leakage accidents, certain areas where hydrogen supply equipment, hydrogen transport pipes, hydrogen storage tanks, etc. may become ignition sources There is an “explosion-proof area” where it cannot be installed.
Therefore, for example, in the hydrogen flame visualization apparatus described in
また逆に、電源を使用するCCDカメラなどを防爆区域内に設置したい場合には、CCDカメラなどに厚い金属製のフードを取り付けたりして防爆仕様にする必要があり、装置が大型化して価格が高くなるという問題がある。 Conversely, if you want to install a CCD camera that uses a power supply in an explosion-proof area, you must attach a thick metal hood to the CCD camera, etc. to make it an explosion-proof specification, which increases the size and price of the device. There is a problem that becomes high.
(c) 水素火炎可視化装置が使用される水素取扱施設は、事故の発生を未然に防ぐために、水素火炎の発生のみならず、不審者の侵入などの異常を検知するための連続監視手段が必要とされている。
不審者の侵入を連続監視する汎用の侵入者監視装置は、その多くの機種において概ね800〜950nmの波長領域を含む近赤外線画像を撮像する近赤外線画像撮像機と、同波長領域の近赤外線を照射する近赤外線照射機を備えている。その理由は、800〜950nmの比較的波長が短い近赤外線であれば、近赤外線検知機として汎用の安価なCCDカメラを用いることができるため、侵入者監視装置の価格を低く抑えることができるからである。
(C) Hydrogen handling facilities where hydrogen flame visualization equipment is used require continuous monitoring means to detect not only hydrogen flames but also abnormalities such as suspicious person intrusions in order to prevent accidents. It is said that.
A general-purpose intruder monitoring device that continuously monitors the intrusion of a suspicious person has a near-infrared image pickup device that picks up a near-infrared image including a wavelength region of approximately 800 to 950 nm and a near-infrared ray in the same wavelength region in many models. A near infrared irradiator for irradiating is provided. The reason is that a near-infrared ray having a relatively short wavelength of 800 to 950 nm can use a general-purpose and inexpensive CCD camera as a near-infrared detector, so that the price of the intruder monitoring device can be kept low. It is.
ここで、特許文献1および2に記載の水素火炎可視化装置は930〜950nmの波長領域の近赤外線画像を撮像するものであるから、上記の汎用の侵入者監視装置の近赤外線照射機による照射光やその反射光を、水素火炎による近赤外線と誤検知する恐れがある。したがって、このような水素火炎可視化装置は、汎用の侵入者監視装置と併用することができないという問題がある。
Here, since the hydrogen flame visualization apparatus described in
そこで、本発明は、火炎が無色透明あるいは薄青色であって肉眼で視認することが難しい水素ガスや炭化水素ガスの火炎を検出でき、特に、太陽光や自動車のヘッドライトの反射光などが存在する環境下でも、火炎を高精度で検出できる火炎監視方法および火炎監視装置を提供することを課題とする。
また、ガスが漏出する恐れのある防爆区域内において、監視対象領域を間近で監視でき、しかも小型でコスト性に優れた火炎監視装置を提供することを課題とする。
さらに、汎用の近赤外線照射機を備えた侵入者監視装置から照射される近赤外線を誤検知することなく、かかる侵入者監視装置と併用することができる火炎監視装置を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention can detect a flame of hydrogen gas or hydrocarbon gas that is difficult to see with the naked eye because the flame is colorless and transparent or light blue, and in particular, there is sunlight or reflected light of a headlight of an automobile. It is an object of the present invention to provide a flame monitoring method and a flame monitoring apparatus that can detect a flame with high accuracy even in an environment where the above is performed.
It is another object of the present invention to provide a flame monitoring device that can monitor the monitoring target area in the explosion-proof area where gas may leak, and that is small in size and excellent in cost.
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a flame monitoring device that can be used in combination with such an intruder monitoring device without erroneously detecting near infrared rays emitted from the intruder monitoring device equipped with a general-purpose near infrared irradiator. .
また、本発明は、ガスが漏出する恐れのある防爆区域内において監視対象領域を監視できる火炎監視装置が設置されたガス取扱施設を提供することを課題とする。
さらに、汎用の近赤外線照射機を備えた侵入者監視装置と、火炎監視装置の両方が設置されたガス取扱施設を提供することを課題とする。
It is another object of the present invention to provide a gas handling facility provided with a flame monitoring device that can monitor a monitoring target area in an explosion-proof area where gas may leak.
It is another object of the present invention to provide a gas handling facility in which both an intruder monitoring apparatus equipped with a general-purpose near infrared irradiator and a flame monitoring apparatus are installed.
上記課題は以下の手段により解決された。
[1] 分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎を検出する火炎監視方法であって、監視対象領域から発せられる下記表1の「近赤外線の発光強度」のA1、B1、A2およびB2の各々について1つ以上を測定し、得られた測定値を、横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおける座標として表し、近似直線を算出することによって、下記表2の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定して警報を発することを特徴とする火炎監視方法。
[1] A flame monitoring method for detecting a flame of a gas containing a hydrogen atom in an atom constituting a molecule, wherein A1, B1, A2 of “Near-infrared emission intensity” of Table 1 below emitted from a monitored region, and One or more of each of B2 is measured, and the obtained measurement values are expressed as coordinates in a graph in which the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is emission intensity, and an approximate line is calculated. A flame monitoring method comprising: determining that the flame is present and issuing an alarm when a "pattern" occurs.
[2] 分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎を検出する火炎監視装置であって、監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる上記表1の「近赤外線の発光強度」のA1、B1、A2およびB2の各々について1つ以上を測定する近赤外線検知手段とを備える検知部、及び、該検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値を記録する記憶装置と、上記の測定値を、横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおける座標として表し、近似直線を算出することによって、上記表1の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定する演算装置と、該演算装置によって上記火炎が存在すると判定された場合に警報を発する警報装置とを備える情報処理部、を具備することを特徴とする火炎監視装置。 [2] A flame monitoring apparatus for detecting a flame of a gas containing hydrogen atoms in atoms constituting a molecule, a light collecting means for taking in light emitted from a monitored region, and light collected in the light collecting means Near-infrared detection means provided with a near-infrared detection means for measuring one or more of each of A1, B1, A2, and B2 of “Near-infrared emission intensity” of Table 1 included above, and the near-by obtained The storage device that records the measured value of the emission intensity of infrared rays, and the measured value are expressed as coordinates in a graph in which the horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the emission intensity, and an approximate straight line is calculated. An information processing unit comprising: an arithmetic device that determines that the flame is present when an "approximate straight line pattern" occurs, and an alarm device that issues an alarm when the arithmetic device determines that the flame is present Flame monitoring device, characterized in that.
[3] 集光手段は発火源を有しないものであって、光伝送ケーブルを介して近赤外線検知手段と接続されていることを特徴とする上記[2]に記載の火炎監視装置。 [3] The flame monitoring device according to the above [2], wherein the condensing means has no ignition source and is connected to the near-infrared detecting means via an optical transmission cable.
[4] 集光手段は発火源を有しないものであって複数個備えられ、該集光手段毎に設けられた光伝送ケーブルを介して入光切替え手段と接続されており、各光伝送ケーブルによって伝送される光が、入光切替え手段により適宜に選択されて近赤外線検知手段に導かれるように構成されていることを特徴とする上記[2]に記載の火炎監視装置。 [4] The light collecting means does not have an ignition source, and a plurality of light collecting means are provided. The light collecting means is connected to the light incident switching means via an optical transmission cable provided for each light collecting means. The flame monitoring device according to the above [2], wherein the light transmitted by is appropriately selected by the incident light switching means and guided to the near infrared detection means.
[5] 近赤外線検知手段が防爆仕様であることを特徴とする上記[2]に記載の火炎監視装置。 [5] The flame monitoring apparatus according to [2], wherein the near infrared detection means is explosion-proof.
[6] 検知部には、監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる遠赤外線の波長領域内で設定された波長を含む遠赤外線を検知する遠赤外線検知手段とが備えられ、情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む遠赤外線が検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって、上記の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定することを特徴とする上記[2]から上記[5]のいずれかに記載の火炎監視装置。 [6] The detector is configured to emit light from a gas condensing unit that captures light emitted from the region to be monitored, and a gas flame that contains hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules contained in the light captured by the condensing unit. And a far-infrared detecting means for detecting far-infrared light including a wavelength set within the far-infrared wavelength region, and the arithmetic unit of the information processing unit receives far-infrared light including the set wavelength in the detection unit. It is determined that the flame is present when the "approximate straight line pattern" is generated by the measurement value of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit when detected. The flame monitoring device according to any one of [2] to [5] above.
[7] 検知部には、監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる紫外線の波長領域内で設定された波長を含む紫外線を検知する紫外線検知手段とが備えられ、情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む紫外線が検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって、上記の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定することを特徴とする上記[2]から上記[5]のいずれかに記載の火炎監視装置。 [7] The detector is configured to emit light from a gas condensing unit that captures light emitted from the region to be monitored, and a gas flame containing hydrogen atoms in the atoms included in the light included in the light condensing unit. And an ultraviolet ray detecting means for detecting ultraviolet rays including a wavelength set within a wavelength range of the ultraviolet rays to be detected, and the arithmetic unit of the information processing unit is configured to detect the ultraviolet ray including the set wavelength in the detection unit. And, when the above-mentioned “approximate straight line pattern” is generated by the measured value of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit, it is determined that the flame is present. 2] to the flame monitoring device according to any one of the above [5].
[8] 検知部には、監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる遠赤外線の波長領域内で設定された波長を含む遠赤外線を検知する遠赤外線検知手段と、上記集光手段に取り込まれた光に含まれる、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる紫外線の波長領域内で設定された波長を含む紫外線を検知する紫外線検知手段とが備えられ、情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む遠赤外線および上記の設定された波長を含む紫外線が同時に検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって、上記の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定することを特徴とする上記[2]から上記[5]のいずれかに記載の火炎監視装置。 [8] The detection unit emits light from a gas condensing unit that captures light emitted from the region to be monitored, and a gas flame containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules contained in the light captured by the condensing unit. A far-infrared detecting means for detecting far-infrared light having a wavelength set within the far-infrared wavelength region, and a gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules contained in the light taken into the light collecting means. And an ultraviolet ray detecting means for detecting ultraviolet rays including a wavelength set within a wavelength region of ultraviolet rays emitted from a flame, and the arithmetic unit of the information processing unit includes far infrared rays including the set wavelength in the detection unit and When the ultraviolet ray including the set wavelength is detected at the same time, and the measured value of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit, the “approximate straight line pattern” is not generated. Case, the flame monitoring apparatus according to any one of [5] [2], wherein determining that the flame is present.
[9] 遠赤外線検知手段には集光手段が光伝送ケーブルを介して接続されており、該集光手段は発火源を有しないことを特徴とする上記[6]または上記[8]に記載の火炎監視装置。 [9] The above-mentioned [6] or [8], wherein the far-infrared detecting means is connected to the light collecting means via an optical transmission cable, and the light collecting means has no ignition source. Flame monitoring device.
[10] 紫外線検知手段には集光手段が光伝送ケーブルを介して接続されており、該集光手段は発火源を有しないことを特徴とする上記[7]または上記[8]のいずれかに記載の火炎監視装置。 [10] Either of the above [7] or [8], wherein the ultraviolet ray detection means is connected to the light collection means via an optical transmission cable, and the light collection means has no ignition source. The flame monitoring device described in 1.
[11] 紫外線の集光手段は、紫外線を可視光線に変換する波長変換器を備えることを特徴とする上記[10]に記載の火炎監視装置。 [11] The flame monitoring device according to [10], wherein the ultraviolet light condensing means includes a wavelength converter that converts ultraviolet light into visible light.
[12] 防爆区域と非防爆区域が設けられ、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの取扱施設であって、上記[3]、上記[4]、上記[9]、上記[10]または上記[11]のいずれかに記載の火炎監視装置が設置されており、火炎監視装置の構成要素のうち、集光手段が防爆区域内に配置され、該集光手段と光伝送ケーブルを介して接続された近赤外線検知手段、入光切替え手段、紫外線検知手段または遠赤外線検知手段を含む他の構成要素が非防爆区域内に配置されていることを特徴とするガス取扱施設。 [12] Explosion-proof area and non-explosion-proof area are provided, and the facility for handling gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule, [3], [4], [9], [10] Alternatively, the flame monitoring device according to any one of the above [11] is installed, and among the constituent elements of the flame monitoring device, the light collecting means is disposed in the explosion-proof area, and the light collecting means and the optical transmission cable are interposed therebetween. A gas handling facility characterized in that other components including a near-infrared detection means, an incident light switching means, an ultraviolet detection means, or a far-infrared detection means connected to each other are arranged in a non-explosion-proof area.
[13] 上記[2]から上記[11]のいずれかに記載の火炎監視装置と侵入者監視装置とが設置された、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの取扱施設であって、火炎監視装置の監視対象領域と侵入者監視装置の監視対象領域の少なくとも一部が重複しており、侵入者監視装置は、1320nm未満の波長領域内で設定された波長を含む近赤外線であって、かつ、火炎監視装置の近赤外線検知手段によって検知される近赤外線の波長領域と実質的に重ならない波長領域の近赤外線を照射する近赤外線照射機を備えることを特徴とするガス取扱施設。 [13] A gas handling facility including a hydrogen atom in an atom constituting a molecule, wherein the flame monitoring device and the intruder monitoring device according to any one of [2] to [11] are installed, At least a part of the monitoring target area of the flame monitoring apparatus and the monitoring target area of the intruder monitoring apparatus overlaps, and the intruder monitoring apparatus is a near infrared ray including a wavelength set in a wavelength range of less than 1320 nm. A gas handling facility comprising a near-infrared irradiator that irradiates near-infrared rays in a wavelength region that does not substantially overlap with the near-infrared wavelength region detected by the near-infrared detector of the flame monitoring device.
本発明における上記[1]に記載の火炎監視方法は、分子を構成する原子に水素原子を含む、水素ガスやメタンガス、プロパンガス、ブタンガス等の炭化水素ガス等を燃焼させた際に発生する近赤外線が、約1320〜約1464nmの波長領域では、波長に対応した発光強度の変化が特徴的な起伏パターンを示すことを利用して火炎を検出する火炎監視方法である。 The flame monitoring method according to the above [1] in the present invention is a method that is generated when a hydrocarbon gas such as hydrogen gas, methane gas, propane gas, or butane gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules is burned. In the infrared wavelength range of about 1320 to about 1464 nm, this is a flame monitoring method for detecting a flame by utilizing the characteristic undulation pattern of the change in emission intensity corresponding to the wavelength.
例えば、図5のグラフにおける曲線P1は、1分間当り1.0Lの量の水素ガスをノズルから噴出させて燃焼させた際に、水素ガスの火炎から発せられる近赤外線の波長(横軸:単位nm)に対応した発光強度(縦軸:任意単位)を示しているところ、約1338nmの波長a1および約1388nmの波長a2では、発光強度が低く曲線P1における谷部となっており、約1351nmの波長b1および約1437nmの波長b2では、発光強度が高く曲線P1における山部となっており、波長の変化に応じて谷部と山部とが交互に現れている。 For example, the curve P1 in the graph of FIG. 5 shows the wavelength of near infrared rays emitted from the flame of hydrogen gas (horizontal axis: unit) when hydrogen gas of 1.0 L per minute is ejected from a nozzle and burned. In the case of the wavelength a1 of about 1338 nm and the wavelength a2 of about 1388 nm, the emission intensity is low and becomes a valley portion in the curve P1. At the wavelength b1 and the wavelength b2 of about 1437 nm, the emission intensity is high and becomes a peak in the curve P1, and valleys and peaks appear alternately according to the change in wavelength.
このような、波長の変化に応じて発光強度の低・高が交互に現われるという特徴的なパターンは、水素原子が燃焼して水分子(H2O)が生ずる際に火炎から発せられる近赤外線の特徴であり、そのため、水素ガスのみならず、分子を構成する原子に水素原子を含むメタンガス、プロパンガス、ブタンガス等の炭化水素ガス等の火炎から発せられる近赤外線の発光強度についても同様の起伏パターンが現れる。 Such a characteristic pattern in which low and high emission intensities appear alternately according to changes in wavelength is a near infrared ray emitted from a flame when hydrogen atoms are burned to generate water molecules (H 2 O). For this reason, not only hydrogen gas but also the near-infrared emission intensity emitted from the flames of hydrocarbon gases such as methane gas, propane gas, butane gas, etc. that contain hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule is similar. A pattern appears.
ここで、図5の曲線P1において、上記谷部の約1338nmの波長a1の発光強度は任意単位で約1001であり、かかる波長a1を含む約1320nm〜約1340nmの波長領域において、発光強度は約1001〜約1209の範囲(A1の範囲)を示している。
また、同じく上記谷部の約1388nmの波長a2の発光強度は約1309であり、かかる波長a2を含む約1386nm〜約1394nmの波長領域において、発光強度は約1309〜約1655の範囲(A2の範囲)を示している。
Here, in the curve P1 of FIG. 5, the light emission intensity of the valley at the wavelength a1 of about 1338 nm is about 1001 in an arbitrary unit, and the light emission intensity is about 1320 nm to about 1340 nm including the wavelength a1. The range of 1001 to about 1209 (the range of A1) is shown.
Similarly, the emission intensity of the valley at the wavelength a2 of about 1388 nm is about 1309. In the wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm including the wavelength a2, the emission intensity is in the range of about 1309 to about 1655 (A2 range). ).
さらに、曲線P1において、上記山部の約1351nmの波長b1の発光強度は任意単位で約2935であり、かかる波長b1を含む約1345nm〜約1362nmの波長領域において、発光強度は約2554〜約2935の範囲(B1の範囲)を示している。
また、同じく上記山部の約1437nmの波長b2の発光強度は約3110であり、かかる波長b2を含む約1399nm〜約1464nmの波長領域において、発光強度は約2080〜約3110の範囲(B2の範囲)を示している。
Further, in the curve P1, the emission intensity at the wavelength b1 of about 1351 nm of the peak is about 2935 in an arbitrary unit, and the emission intensity is about 2554 to about 2935 in the wavelength region of about 1345 nm to about 1362 nm including the wavelength b1. (B1 range) is shown.
Similarly, the emission intensity of the peak at the wavelength b2 of about 1437 nm is about 3110. In the wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm including the wavelength b2, the emission intensity is in the range of about 2080 to about 3110 (the range of B2 ).
このように、上記谷部の波長a1を含む約1320nm〜約1340nmの波長領域、および波長a2を含む約1386nm〜約1394nmの波長領域の発光強度は、いずれも、上記山部の波長b1を含む約1345nm〜約1362nmの波長領域、および波長b2を含む約1399nm〜約1464nmの波長領域の発光強度に比べて大幅に低く、重複する範囲は存在しない。 Thus, the emission intensities in the wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm including the wavelength a1 of the valley and the wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm including the wavelength a2 all include the wavelength b1 of the peak. Compared to the emission intensity in the wavelength region of about 1345 nm to about 1362 nm and the wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm including the wavelength b2, there is no overlapping range.
また、約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線は、地上に届く太陽光中には極めて少量しか含まれていない。例えば、図5のグラフにおける曲線Qは、香川県高松市において2015年4月8日の15時30分頃(天候は晴れ)に測定した、太陽光の白壁への反射光の波長に対応した発光強度を示しているところ、約1320nm〜約1464nmの波長領域における発光強度は、水素火炎の発光強度(曲線P1,P2)よりも相当に低い値となっている。したがって、約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線によって火炎を検出する場合には、太陽光の反射光を火炎と誤検出してしまう可能性が極めて低いといえる。 In addition, near infrared rays in a wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm are contained in a very small amount in sunlight reaching the ground. For example, the curve Q in the graph of FIG. 5 corresponds to the wavelength of the reflected light on the white wall of sunlight measured at around 15:30 on April 8, 2015 (weather is fine) in Takamatsu City, Kagawa Prefecture. When the emission intensity is shown, the emission intensity in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm is considerably lower than the emission intensity of the hydrogen flame (curves P1, P2). Therefore, when a flame is detected by near infrared rays in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm, it can be said that there is an extremely low possibility that reflected light of sunlight is erroneously detected as a flame.
また、図7のグラフにおける曲線Rは、白色LEDを光源とする自動車用ヘッドライトから発せられる近赤外線の波長(横軸:単位nm)に対応した発光強度(縦軸:任意単位)を示しているところ、約1320nm〜約1464nmの波長領域において、白色LEDの発光強度(曲線R)の方が水素火炎の発光強度(曲線P5)よりも高い部分が存在する。例えば、約1338nmの波長(a1)と約1388nmの波長(a2)においては、白色LEDの発光強度の方が、水素火炎の発光強度よりも高くなっている。 Moreover, the curve R in the graph of FIG. 7 shows the light emission intensity (vertical axis: arbitrary unit) corresponding to the wavelength of the near infrared ray (horizontal axis: unit nm) emitted from the headlight for automobiles using white LEDs as the light source. However, in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm, there is a portion where the emission intensity of the white LED (curve R) is higher than the emission intensity of the hydrogen flame (curve P5). For example, at a wavelength (a1) of about 1338 nm and a wavelength (a2) of about 1388 nm, the emission intensity of the white LED is higher than the emission intensity of the hydrogen flame.
しかし、白色LEDの波長に対応した発光強度の変化は、曲線Rに示すとおり起伏が少ないなだらかな曲線となるため、この白色LEDと水素火炎の近赤外線が同時に検知された場合(曲線P5と曲線Rを足し合わせた場合)の波長に対応した発光強度は、曲線P6に示すとおり、水素火炎の発光強度の変化の特徴的な起伏パターンがそのまま残存した曲線となる。
つまり、水素火炎の、約1338nmの波長(a1)および約1388nmの波長(a2)では発光強度が低くなり、約1351nmの波長(b1)および約1437nmの波長(b2)では、発光強度が高くなるという特徴は、水素火炎と共に白色LED光が検出された場合(曲線6)でも失われない。したがって、約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線によって火炎を検出する場合には、自動車用ヘッドライトなどから発せられる白色LED光を火炎と誤検出してしまう可能性が極めて低いといえる。
However, since the change in the emission intensity corresponding to the wavelength of the white LED is a gentle curve with few undulations as shown by the curve R, when the near infrared rays of the white LED and the hydrogen flame are detected simultaneously (curve P5 and the curve The emission intensity corresponding to the wavelength (when R is added) is a curve in which the characteristic undulation pattern of the change in the emission intensity of the hydrogen flame remains as shown in the curve P6.
That is, the emission intensity of the hydrogen flame is low at the wavelength (a1) of about 1338 nm and the wavelength (a2) of about 1388 nm, and the emission intensity is high at the wavelength (b1) of about 1351 nm and the wavelength (b2) of about 1437 nm. This feature is not lost even when white LED light is detected along with the hydrogen flame (curve 6). Therefore, when a flame is detected by near infrared rays in a wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm, it can be said that there is a very low possibility that white LED light emitted from an automobile headlight or the like is erroneously detected as a flame.
本発明における上記[1]に記載の火炎監視方法は、上記のような、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる近赤外線の波長に対応した発光強度の変化が、特徴的な起伏パターンを示すことを利用して火炎を検出する火炎監視方法である。
すなわち、監視対象領域から発せられる上記表1の「近赤外線の発光強度」のA1、B1、A2およびB2の各々について1つ以上を測定し、得られた測定値を、横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおける座標として表し、近似直線を算出することによって、上記表2の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定して警報を発するものである。
The flame monitoring method according to [1] in the present invention is characterized by a change in emission intensity corresponding to the wavelength of near infrared rays emitted from a gas flame containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule as described above. This is a flame monitoring method for detecting a flame by using a typical undulation pattern.
That is, one or more of each of A1, B1, A2 and B2 of “Near-infrared emission intensity” in Table 1 emitted from the monitored region is measured, and the obtained measurement values are plotted with the horizontal axis being the wavelength. The axis is expressed as coordinates in the graph of emission intensity, and by calculating an approximate line, when the “approximate straight line pattern” in Table 2 occurs, it is determined that the flame exists and an alarm is issued.
なお、上記の近赤外線の発光強度の測定値をグラフにおける座標として表し近似直線を算出するには、実際に視認できるグラフを作成したり、座標に基づく近似直線を作成したりする必要はなく、例えば、CPUなどの演算装置によって計算データの状態で算出すれば良い。また、上記表2の「近似直線のパターン」によって上記火炎が存在すると判定する場合も、実際に視認できる近似直線のパターンを作成する必要はなく、例えば、CPUなどの演算装置によって計算データの状態で判定すれば良い。 In addition, in order to calculate the approximate line by expressing the measured value of the near-infrared emission intensity as coordinates in the graph, it is not necessary to create a graph that can be actually visually recognized or to create an approximate line based on the coordinates, For example, it may be calculated in the state of calculation data by an arithmetic device such as a CPU. Further, even when it is determined that the flame is present based on the “approximate straight line pattern” in Table 2, it is not necessary to create an approximate straight line pattern that can be actually visually recognized. Judgment is sufficient.
したがって、上記[1]に記載の火炎監視方法によれば、火炎が無色透明あるいは薄青色であって肉眼で視認することが難しい水素ガスや炭化水素ガスなどの火炎を検出でき、特に、太陽光の反射光や自動車用ヘッドライトの白色LED光などが存在する環境下においても、火炎を高精度で検出して警報を発することができるため、火災の早期発見に資することができる。 Therefore, according to the flame monitoring method described in [1] above, it is possible to detect a flame such as hydrogen gas or hydrocarbon gas that is difficult to see with the naked eye because the flame is colorless and transparent or light blue. Even in an environment where there is a reflected light or white LED light of an automobile headlight, a flame can be detected with high accuracy and an alarm can be issued, which can contribute to early detection of a fire.
本発明における上記[2]に記載の火炎監視装置は、監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる上記表1の「近赤外線の発光強度」のA1、B1、A2およびB2の各々について1つ以上を測定する近赤外線検知手段とを備える検知部を具備するので、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる近赤外線の約1320〜約1464nmの波長領域における波長に対応した発光強度の特徴的な変化を検知することができる。 The flame monitoring apparatus according to the above [2] in the present invention is a condensing unit that captures light emitted from a monitoring target region, and “near infrared light emission” in Table 1 included in the light captured by the condensing unit. And a near-infrared detecting means for measuring one or more of each of A1, B1, A2 and B2 of “intensity”, so that a near-emission emitted from a flame of a gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule A characteristic change in emission intensity corresponding to the wavelength in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm of infrared rays can be detected.
また、上記火炎監視装置は、記憶装置、演算装置および警報装置を備える情報処理部を具備するので、記憶装置によって、検知部で得られた近赤外線の発光強度の各測定値データを記録することができ、演算装置によって、上記の各測定値を、横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおける座標として表し近似直線を作成し、上記表2の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、火炎が存在すると判定することができる。
さらに、演算装置により火炎が存在すると判定された場合に、警報装置によって警報を発することができる。警報は、警報音を発し、または警報燈を点灯させても良く、あるいは、モニター画面に警報表示を行うものであっても良い。
また、演算装置により火炎が存在すると判定された場合に、記憶装置に火炎発生の前後にわたる所定時間の近赤外線の発光強度の測定値データを保存するように構成することができる。
Moreover, since the said flame monitoring apparatus is equipped with the information processing part provided with a memory | storage device, a calculating device, and an alarm device, each measured value data of the near-infrared light emission intensity obtained in the detection part is recorded with a memory | storage device. When the above-mentioned measured values are represented by coordinates in the graph in which the horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the emission intensity, the approximate straight line is created by the arithmetic unit, and the “approximate straight line pattern” in Table 2 is generated. It can be determined that there is a flame.
Furthermore, when it is determined by the arithmetic device that a flame is present, an alarm device can issue an alarm. The alarm may emit an alarm sound or turn on an alarm lamp, or may display an alarm on a monitor screen.
Further, when the arithmetic unit determines that a flame is present, the storage device can be configured to store measured data of near-infrared emission intensity for a predetermined time before and after the occurrence of the flame.
したがって、上記[2]に記載の火炎監視装置によれば、肉眼で視認することが難しい水素ガスや炭化水素ガスなどの火炎を検出でき、特に、太陽光の反射光や自動車用ヘッドライトの白色LED光などが存在する環境下においても、火炎を高精度で検出して警報を発することができるため、火災の早期発見に資することができる。 Therefore, according to the flame monitoring device described in [2] above, it is possible to detect flames such as hydrogen gas and hydrocarbon gas that are difficult to see with the naked eye. Even in an environment where LED light or the like exists, a flame can be detected with high accuracy and an alarm can be issued, which can contribute to early detection of a fire.
また、近赤外線を検知するタイプの汎用の侵入者監視装置は、その多くの機種において約800nm〜約950nmの波長領域の近赤外線を照射する近赤外線照射機を備えているところ、上記[2]に記載の火炎監視装置の近赤外線検知手段は、約1320nm〜約1464nmの波長領域内の特定波長の近赤外線を検知するものであるから、約800nm〜約950nmの波長領域の近赤外線は検知しない。したがって、上記[2]に記載の火炎監視装置によれば、上記の汎用の侵入者監視装置の近赤外線照射機から照射される近赤外線やその反射光を、火炎の発光と誤検知する恐れがないため、上記の汎用の侵入者監視装置と併用することが可能であり便利である。 Further, general-purpose intruder monitoring devices of the type that detect near infrared rays include a near infrared irradiator that irradiates near infrared rays in a wavelength region of about 800 nm to about 950 nm in many of the models. The near-infrared detection means of the flame monitoring device described in the above section detects near-infrared light having a specific wavelength in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm, and therefore does not detect near-infrared light in the wavelength region of about 800 nm to about 950 nm. . Therefore, according to the flame monitoring device described in [2] above, there is a risk of misdetecting near-infrared light or reflected light emitted from the near-infrared irradiator of the general-purpose intruder monitoring device as flame emission. Therefore, it can be used together with the above-mentioned general-purpose intruder monitoring device, which is convenient.
本発明における上記[3]に記載の火炎監視装置は、上記[2]に記載の水素火炎監視装置において、集光手段は電源など発火源となり得るものを有しておらず、その集光手段と近赤外線検知手段とが光伝送ケーブルを介して接続されているため、火炎監視装置から集光手段だけを離して、発火源となり得るものを配置できないような場所に配置することができる。
したがって、例えば、防爆区域と非防爆区域が設けられたガス取扱施設に上記[3]に記載の火炎監視装置を設置する場合には、集光手段を防爆区域内に配置することができるため、ガスが漏出する恐れのある箇所の近傍に集光手段を配置することによって、火炎の検知を高精度で行うことができる。
The flame monitoring device according to the above [3] in the present invention is the hydrogen flame monitoring device according to the above [2], wherein the condensing means does not have anything that can be an ignition source such as a power source, and the condensing means. And the near-infrared detection means are connected via an optical transmission cable, it is possible to dispose only the condensing means away from the flame monitoring device and place it in a place where it is not possible to place anything that can be an ignition source.
Therefore, for example, when installing the flame monitoring device according to [3] above in a gas handling facility provided with an explosion-proof area and a non-explosion-proof area, the light collecting means can be arranged in the explosion-proof area. By disposing the light collecting means in the vicinity of a place where gas may leak, the flame can be detected with high accuracy.
さらに、防爆区域内に配置された集光手段と光伝送ケーブルを介して接続された近赤外線検知手段を含む他の構成要素を非防爆区域内に配置することができるため、火炎監視装置の構成要素のうち、電源を使用するため発火源となり得る近赤外線検知手段などを防爆仕様とする必要がなく、火炎監視装置を小型でコスト性に優れたものとすることができる。
また、集光手段は、例えば集光のためのレンズと、そのレンズと光伝送ケーブルを繋ぐ部材だけで構成することができるため、その場合には、集光手段を極めて小さく形成することができ、狭い場所に設置することが可能となる。
In addition, since other components including a near-infrared detection means connected via a light transmission cable and a light collecting means arranged in the explosion-proof area can be arranged in the non-explosion-proof area, the configuration of the flame monitoring device Among the elements, it is not necessary to make the near-infrared detection means that can be an ignition source because the power source is used, and the flame monitoring apparatus can be made small and excellent in cost.
In addition, since the condensing means can be composed of, for example, a lens for condensing light and a member connecting the lens and the optical transmission cable, the condensing means can be formed extremely small in that case. It becomes possible to install in a narrow place.
本発明における上記[4]に記載の火炎監視装置は、上記[2]に記載の火炎監視装置において、集光手段を複数個備えており、これらの集光手段毎に設けられた光伝送ケーブルを介して入光切替え手段と接続されているので、各光伝送ケーブルによって伝送される光を、入光切替え手段によって適宜に選択して近赤外線検知手段に導くことができる。したがって、1つの近赤外線検知手段によって複数箇所の火炎を監視することができ、火炎監視装置を小型でコスト性に優れたものとすることができる。 The flame monitoring device according to the above [4] in the present invention is the flame monitoring device according to the above [2], comprising a plurality of light collecting means, and an optical transmission cable provided for each of these light collecting means. Therefore, the light transmitted by each optical transmission cable can be appropriately selected by the incident light switching means and guided to the near infrared detection means. Accordingly, a plurality of flames can be monitored by one near infrared detection means, and the flame monitoring device can be made small and excellent in cost.
また、複数個備えられた集光手段は、電源のように発火源となり得るものを有しておらず、その集光手段と入光切替え手段とが光伝送ケーブルを介して接続されているため、火炎監視装置から集光手段だけを離して、発火源となり得るものを配置できないような場所に配置することができる。
したがって、例えば、防爆区域と非防爆区域が設けられたガス取扱施設に上記[4]に記載の火炎監視装置を設置する場合には、集光手段を防爆区域内に配置することができるため、ガスが漏出する恐れのある箇所の近傍に集光手段を配置することによって、火炎の検出を高精度で行うことができる。
Further, the plurality of condensing means do not have anything that can be an ignition source unlike a power source, and the condensing means and the light incident switching means are connected via an optical transmission cable. By separating only the light condensing means from the flame monitoring device, it can be placed in a place where anything that can be a source of ignition cannot be placed.
Therefore, for example, when installing the flame monitoring device described in [4] above in a gas handling facility provided with an explosion-proof area and a non-explosion-proof area, the light collecting means can be arranged in the explosion-proof area. By arranging the light condensing means in the vicinity of a place where gas may leak, flame detection can be performed with high accuracy.
さらに、防爆区域内に配置された集光手段と光伝送ケーブルを介して接続された入光切替え手段を含む他の構成要素を非防爆区域内に配置することができるため、火炎監視装置の構成要素のうち、電源を使用するため発火源となり得る入光切替え手段や近赤外線検知手段などを防爆仕様とする必要がなく、火炎監視装置を小型でコスト性に優れたものとすることができる。 Furthermore, since other components including the light incident switching means connected via the light transmission cable and the light collecting means arranged in the explosion-proof area can be arranged in the non-explosion-proof area, the configuration of the flame monitoring device Among the elements, it is not necessary to make the incident light switching means and the near-infrared detecting means, which can be an ignition source because of the use of the power source, have an explosion-proof specification, and the flame monitoring device can be made small and cost-effective.
本発明における上記[5]に記載の火炎監視装置は、上記[2]に記載の水素火炎監視装置において、集光手段および近赤外線検知手段が防爆仕様であるため、例えば、防爆区域と非防爆区域が設けられたガス取扱施設に上記[5]に記載の火炎監視装置を設置する場合には、集光手段および近赤外線検知手段を防爆区域内に配置することができる。そのため、ガスが漏出する恐れのある監視対象領域を間近で監視することができ、火炎の検出を高精度で行うことができる。 The flame monitoring apparatus according to [5] of the present invention is the hydrogen flame monitoring apparatus according to [2], wherein the light collecting means and the near infrared detection means are explosion-proof specifications. When the flame monitoring device according to [5] is installed in a gas handling facility provided with an area, the light collecting means and the near infrared detecting means can be arranged in the explosion-proof area. For this reason, it is possible to monitor the monitoring target area where the gas may leak out, and to detect the flame with high accuracy.
本発明における上記[6]に記載の火炎監視装置は、上記[2]から[5]のいずれかに記載の火炎監視装置において、検知部には、監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる遠赤外線の波長領域内で設定された波長を含む遠赤外線を検知する遠赤外線検知手段が備えられているため、上記火炎の発する遠赤外線を検知することができる。 In the flame monitoring device according to [6] in the present invention, in the flame monitoring device according to any one of [2] to [5], the detection unit collects light emitted from the monitored region. And far-infrared light having a wavelength set in a wavelength range of far-infrared emitted from a flame of a gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule contained in the light captured by the light collecting means. Since the far-infrared detecting means is provided, it is possible to detect far-infrared rays emitted by the flame.
そして、情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む遠赤外線が検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって上記表2の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定するため、火炎を高精度で検出することができる。
例えば、遠赤外線検知手段が、火炎以外の原因による監視対象領域の温度上昇を火炎によるものと誤検知してしまった場合においても、さらに、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値が上記表2の「近似直線のパターン」を示す場合にのみ、火炎が存在すると判定するように構成されているため、上記[6]に記載の火炎監視装置は、誤検知が極めて少なく、火炎を高精度で検出できるものである。
The arithmetic unit of the information processing unit is a case where far infrared rays including the set wavelength are detected by the detection unit, and the measured value of the near infrared emission intensity obtained by the detection unit. When the “approximate straight line pattern” in Table 2 occurs, it is determined that the flame exists, so that the flame can be detected with high accuracy.
For example, even when the far-infrared detection means erroneously detects that the temperature rise in the monitoring target area due to a cause other than the flame is due to the flame, the measurement of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit is further performed. Since the flame monitoring device according to [6] is configured to determine that a flame exists only when the value indicates the “approximate straight line pattern” in Table 2, the flame monitoring device according to the above [6] has very few false detections, The flame can be detected with high accuracy.
本発明における上記[7]に記載の火炎監視装置は、上記[2]から[5]のいずれかに記載の火炎監視装置において、検知部には、監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる紫外線の波長領域内で設定された波長を含む紫外線を検知する紫外線検知手段が備えられているため、上記火炎の発する紫外線を検知することができる。 The flame monitoring device according to the above [7] in the present invention is the flame monitoring device according to any one of the above [2] to [5], wherein the detection unit collects light emitted from the monitored region. UV detection that detects ultraviolet rays including a wavelength set in a wavelength region of ultraviolet rays emitted from a flame of a gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule, included in the light captured by the light collecting means Since the means is provided, the ultraviolet rays emitted from the flame can be detected.
そして、情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む紫外線が検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって上記表2の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定するため、火炎を高精度で検出することができる。
例えば、紫外線検知手段が、太陽光に含まれる紫外線を火炎によるものと誤検知してしまった場合においても、さらに、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値が上記表2の「近似直線のパターン」を示す場合にのみ、火炎が存在すると判定するように構成されているため、上記[7]に記載の火炎監視装置は、誤検知が極めて少なく、火炎を高精度で検出できるものである。
The arithmetic unit of the information processing unit is a case where ultraviolet rays including the set wavelength are detected in the detection unit, and the measurement value of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit is When the “approximate straight line pattern” in Table 2 occurs, it is determined that the flame is present, so that the flame can be detected with high accuracy.
For example, even when the ultraviolet ray detection means erroneously detects that the ultraviolet ray contained in sunlight is due to a flame, the measured value of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit is as shown in Table 2 above. Since the flame monitoring device described in [7] is configured so as to determine that a flame exists only when an “approximate straight line pattern” is indicated, the flame monitoring device according to the above [7] has very few false detections and detects the flame with high accuracy. It can be done.
本発明における上記[8]に記載の火炎監視装置は、上記[2]から[5]のいずれかに記載の火炎監視装置において、検知部には、監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる遠赤外線の波長領域内で設定された波長を含む遠赤外線を検知する遠赤外線検知手段が備えられているため、上記火炎の発する遠赤外線を検知することができる。
また、上記集光手段に取り込まれた光に含まれる、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる紫外線の波長領域内で設定された波長を含む紫外線を検知する紫外線検知手段が備えられているため、上記火炎の発する紫外線を検知することができる。
The flame monitoring device according to [8] in the present invention is the light monitoring device according to any one of [2] to [5], wherein the detection unit collects light emitted from the region to be monitored. And far-infrared light having a wavelength set in a wavelength range of far-infrared emitted from a flame of a gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule contained in the light captured by the light collecting means. Since the far-infrared detecting means is provided, it is possible to detect far-infrared rays emitted by the flame.
In addition, an ultraviolet ray detection means for detecting an ultraviolet ray including a wavelength set in a wavelength region of an ultraviolet ray emitted from a gas flame containing a hydrogen atom in an atom constituting a molecule contained in the light taken into the light collecting means. Therefore, the ultraviolet rays emitted from the flame can be detected.
そして、情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む遠赤外線および上記の設定された波長を含む紫外線が同時に検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって上記表2の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定するため、火炎を高精度で検出することができる。 Then, the arithmetic unit of the information processing unit is a case in which far infrared rays including the set wavelength and ultraviolet rays including the set wavelength are simultaneously detected in the detection unit, and obtained by the detection unit. When the “approximate straight line pattern” shown in Table 2 is generated by the measured value of the near-infrared emission intensity, it is determined that the flame exists, so that the flame can be detected with high accuracy.
本発明における上記[9]に記載の火炎監視装置は、上記[6]または上記[8]に記載の火炎監視装置において、遠赤外線検知手段には集光手段が光伝送ケーブルを介して接続されており、集光手段は発火源を有しないため、火炎監視装置から集光手段だけを離して、発火源となり得るものを配置できないような場所に配置することができる。
したがって、例えば、防爆区域と非防爆区域が設けられたガス取扱施設に上記[9]に記載の火炎監視装置を設置する場合には、遠赤外線の集光手段を防爆区域内に配置することができるため、ガスが漏出する恐れのある箇所の近傍に集光手段を配置することによって、火炎を高精度で検出することができる。
The flame monitoring device according to [9] in the present invention is the flame monitoring device according to [6] or [8], wherein the far-infrared detecting means is connected to a condensing means via an optical transmission cable. In addition, since the light collecting means does not have an ignition source, it is possible to dispose only the light collecting means from the flame monitoring device and place it in a place where it is not possible to place anything that can be an ignition source.
Therefore, for example, when installing the flame monitoring device according to [9] above in a gas handling facility having an explosion-proof area and a non-explosion-proof area, it is possible to dispose the far-infrared light collecting means in the explosion-proof area. Therefore, the flame can be detected with high accuracy by disposing the light collecting means in the vicinity of the portion where the gas may leak.
さらに、防爆区域内に配置された集光手段と光伝送ケーブルを介して接続された遠赤外線検知手段を含む他の構成要素を非防爆区域内に配置することができるため、火炎監視装置の構成要素のうち、電源を使用するため発火源となり得る遠赤外線検知手段などを防爆仕様とする必要がなく、火炎監視装置を小型でコスト性に優れたものにすることができる。
また、集光手段は、例えば集光のためのレンズと、そのレンズと光伝送ケーブルを繋ぐ部材だけで構成することができるため、その場合には、集光手段を極めて小さく形成することができ、狭い場所にも設置することが可能となる。
Furthermore, since other components including a far-infrared detection means connected via a light transmission cable and a light collecting means arranged in the explosion-proof area can be arranged in the non-explosion-proof area, the configuration of the flame monitoring device Of the elements, it is not necessary to make the far-infrared detection means, which can be an ignition source because of the use of a power source, an explosion-proof specification, and the flame monitoring device can be made small and excellent in cost.
In addition, since the condensing means can be composed of, for example, a lens for condensing light and a member connecting the lens and the optical transmission cable, the condensing means can be formed extremely small in that case. It can be installed in a narrow place.
本発明における上記[10]に記載の火炎監視装置は、上記[7]または上記[8]に記載の火炎監視装置において、紫外線検知手段には集光手段が光伝送ケーブルを介して接続されており、集光手段は発火源を有しないため、火炎監視装置から集光手段だけを離して、発火源となり得るものを配置できないような場所に配置することができる。
したがって、例えば、防爆区域と非防爆区域が設けられたガス取扱施設に上記[10]に記載の火炎監視装置を設置する場合には、紫外線の集光手段を防爆区域内に配置することができるため、ガスが漏出する恐れのある箇所の近傍に集光手段を配置することによって、火炎を高精度で検出することができる。
The flame monitoring device according to [10] in the present invention is the flame monitoring device according to [7] or [8], wherein the ultraviolet ray detection means is connected to the light collecting means via an optical transmission cable. In addition, since the condensing means does not have an ignition source, it is possible to dispose only the condensing means away from the flame monitoring device, and to arrange the condensing means in a place where it cannot be arranged.
Therefore, for example, when the flame monitoring device according to [10] is installed in a gas handling facility provided with an explosion-proof area and a non-explosion-proof area, the ultraviolet light collecting means can be arranged in the explosion-proof area. Therefore, the flame can be detected with high accuracy by disposing the light collecting means in the vicinity of the place where the gas may leak.
さらに、防爆区域内に配置された集光手段と光伝送ケーブルを介して接続された紫外線検知手段を含む他の構成要素を非防爆区域内に配置することができるため、火炎監視装置の構成要素のうち、電源を使用するため発火源となり得る紫外線検知手段などを防爆仕様とする必要がなく、火炎監視装置を小型でコスト性に優れたものにすることができる。
また、集光手段は、例えば集光のためのレンズと、そのレンズと光伝送ケーブルを繋ぐ部材だけで構成することができるため、その場合には、集光手段を極めて小さく形成することができ、狭い場所にも設置することが可能となる。
In addition, other components including the ultraviolet light detecting means connected via the optical transmission cable and the light collecting means arranged in the explosion-proof area can be arranged in the non-explosion-proof area, so that the components of the flame monitoring device Among them, it is not necessary to make the ultraviolet ray detection means that can be an ignition source because the power source is used as an explosion-proof specification, and the flame monitoring device can be made small and excellent in cost.
In addition, since the condensing means can be composed of, for example, a lens for condensing light and a member connecting the lens and the optical transmission cable, the condensing means can be formed extremely small in that case. It can be installed in a narrow place.
本発明における上記[11]に記載の火炎監視装置は、上記[10]に記載の火炎監視装置において、紫外線の集光手段が、紫外線を可視光線に変換する波長変換器を備えるため、集光手段に取り込まれた監視対象領域からの紫外線を可視光線に変換することができる。したがって、集光手段と紫外線検知手段とを接続する光伝送ケーブルとして、高価な紫外線伝送用の専用品ではなく、安価な可視光線伝送用の汎用品を使用することが可能となり、火炎監視装置をコスト性に優れたものにすることができる。 The flame monitoring device according to [11] in the present invention is the flame monitoring device according to [10], since the ultraviolet ray condensing means includes a wavelength converter that converts ultraviolet rays into visible rays. It is possible to convert ultraviolet rays from the monitoring target area taken into the means into visible light. Therefore, it is possible to use an inexpensive general-purpose product for visible light transmission instead of an expensive dedicated product for ultraviolet transmission as an optical transmission cable for connecting the light collecting means and the ultraviolet detection means. The cost can be improved.
本発明における上記[12]に記載のガス取扱施設は、防爆区域と非防爆区域が設けられ、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの取扱施設であって、上記[3]、[4]、[9]、[10]または[11]のいずれかに記載の火炎監視装置が設置されており、火炎監視装置の構成要素のうち、集光手段が防爆区域内に配置され、該集光手段と光伝送ケーブルを介して接続された近赤外線検知手段、入光切替え手段、紫外線検知手段または遠赤外線検知手段を含む他の構成要素が非防爆区域内に配置されているので、防爆区域内に配置された集光手段によって、水素ガスの漏出の恐れがある箇所の近傍において火炎の検出を行うことができる。
したがって、上記[12]に記載のガス取扱施設では、小さな火炎であっても検出できるので、ガスの漏出を伴う火災が発生した場合には、消火作業を早期かつ的確に行うことが可能となる。
The gas handling facility according to the above [12] in the present invention is a gas handling facility provided with an explosion-proof zone and a non-explosion-proof zone and containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule. ], [9], [10] or [11] is installed, and among the components of the flame monitoring apparatus, the light collecting means is disposed in the explosion-proof area, and the Explosion-proof area because other components including near-infrared detection means, incident light switching means, ultraviolet detection means or far-infrared detection means connected to the optical means via an optical transmission cable are arranged in the non-explosion-proof area The condensing means arranged inside can detect a flame in the vicinity of a portion where hydrogen gas may leak.
Therefore, in the gas handling facility described in [12] above, even a small flame can be detected, so that when a fire with a gas leak occurs, fire extinguishing work can be performed quickly and accurately. .
また、上記[12]に記載のガス取扱施設は、火炎監視装置の構成要素のうち、電源を使用するなど発火源となり得る構成要素を非防爆区域に配置してあるので、かかる構成要素を防爆仕様にする必要がないためコスト性に優れており、また、漏出した水素ガスへの着火による火災が生じ難く安全性に優れている。 Further, in the gas handling facility described in [12] above, components that can be ignition sources such as using a power source among the components of the flame monitoring device are arranged in the non-explosion-proof area. Since it is not necessary to make specifications, it is excellent in cost, and it is highly safe because it does not easily cause a fire due to ignition of the leaked hydrogen gas.
本発明における上記[13]に記載のガス取扱施設は、上記[2]から上記[11]のいずれかに記載の火炎監視装置と侵入者監視装置とが設置された、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの取扱施設であって、火炎監視装置の監視対象領域と侵入者監視装置の監視対象領域の少なくとも一部が重複しており、侵入者監視装置は、1320nm未満の波長領域内で設定された波長を含む近赤外線であって、かつ、火炎監視装置の近赤外線検知手段によって検知される近赤外線の波長領域と実質的に重ならない波長領域の近赤外線を照射する近赤外線照射機を備えるので、上記[13]に記載の火炎監視装置は、汎用の侵入者監視装置の近赤外線照射機から照射される近赤外線やその反射光を、火炎の発する近赤外線であると誤検知することはない。
したがって、火炎監視装置と共に汎用の安価な侵入者監視装置を設置して、両装置によって同時に同じ監視対象区域を監視することができるため、便利でありコスト性にも優れている。
In the gas handling facility according to the above [13] in the present invention, the atom constituting the molecule in which the flame monitoring device and the intruder monitoring device according to any one of [2] to [11] are installed. It is a facility for handling gas containing hydrogen atoms, and at least a part of the monitoring target region of the flame monitoring device and the monitoring target region of the intruder monitoring device overlaps, and the intruder monitoring device is within a wavelength region of less than 1320 nm. A near-infrared irradiator that irradiates near-infrared rays including a wavelength set in
Therefore, a general-purpose inexpensive intruder monitoring device can be installed together with the flame monitoring device, and the same monitoring target area can be monitored simultaneously by both devices, which is convenient and excellent in cost.
なお、火炎監視装置の近赤外線検知手段が検知する近赤外線の波長領域と、侵入者監視装置の近赤外線照射機が照射する近赤外線の波長領域とが「実質的に重ならない」とは、たとえ両者に一部重なる波長領域があったとしても、それが、侵入者監視装置の近赤外線照射機から発せられた近赤外線を、火炎監視装置が火炎から発せられた近赤外線であると誤検知しない範囲内であれば、両波長領域は「実質的に重ならない」状態と解する趣旨である。 Note that the near infrared wavelength region detected by the near infrared detecting means of the flame monitoring device and the near infrared wavelength region irradiated by the near infrared irradiator of the intruder monitoring device do not substantially overlap. Even if there is a wavelength region that overlaps both, it does not mistakenly detect the near infrared ray emitted from the near infrared irradiator of the intruder monitoring device as the near infrared ray emitted from the flame by the flame monitoring device. If it is within the range, the two wavelength regions are understood to be in a state of “substantially not overlapping”.
≪火炎監視方法≫
まず、本発明の火炎監視方法を説明する。
本発明の火炎監視方法は、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる近赤外線が、約1320nm〜約1464nmの波長領域では、波長に対応した発光強度の変化について特徴的な起伏パターンを示すことを利用して火炎を検出する火炎監視方法である。
≪Flame monitoring method≫
First, the flame monitoring method of the present invention will be described.
The flame monitoring method of the present invention is characterized by a change in emission intensity corresponding to the wavelength in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm of near infrared rays emitted from a gas flame containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule. This is a flame monitoring method for detecting a flame by using a relief pattern.
図5のグラフにおける曲線P1は、1分間当り1.0Lの水素ガスをノズルから噴出させて燃焼させた際の火炎から発せられる近赤外線の波長に対応した発光強度を示しているところ、約1338nmの波長(a1)および約1388nmの波長(a2)では、発光強度が低く曲線P1における谷部となっており、約1351nmの波長(b1)および約1437nmの波長(b2)では、発光強度が高く曲線P1における山部となっており、波長が長くなるにつれてこれらの谷部と山部とが交互に現われている。 The curve P1 in the graph of FIG. 5 shows the emission intensity corresponding to the wavelength of near infrared rays emitted from the flame when hydrogen gas of 1.0 L per minute is ejected from the nozzle and burned, and is about 1338 nm. In the wavelength (a1) and the wavelength (a2) of about 1388 nm, the emission intensity is low and becomes a valley in the curve P1, and in the wavelength (b1) of about 1351 nm and the wavelength (b2) of about 1437 nm, the emission intensity is high. It is a peak in the curve P1, and these valleys and peaks appear alternately as the wavelength increases.
図5のグラフにおける曲線P2は、1分間当り0.3Lの体積の水素ガスをノズルから噴出させて燃焼させた際の水素ガスの火炎から発せられる近赤外線の波長に対応した発光強度を示しており、約1338nm〜約1437nmの波長領域において、水素ガスの噴出量がより多い1分間当り1.0Lの場合(曲線P1)よりも発光強度が低くなっている。しかし、曲線P2において発光強度の大きな谷部と山部が生じている波長は、曲線P1の場合と略同じ波長である。 Curve P2 in the graph of FIG. 5 shows the emission intensity corresponding to the wavelength of near infrared rays emitted from the flame of hydrogen gas when hydrogen gas having a volume of 0.3 L per minute is ejected from the nozzle and burned. In the wavelength region of about 1338 nm to about 1437 nm, the emission intensity is lower than that in the case of 1.0 L per minute (curve P1) in which the amount of hydrogen gas ejected is larger. However, the wavelength at which valleys and peaks with high emission intensity occur in the curve P2 is substantially the same wavelength as in the curve P1.
なお、曲線P1およびP2から明らかなとおり、水素ガスの噴出量(燃焼量)に応じて火炎から発せられる近赤外線の発光強度が変化する。したがって、発光強度の測定値によって水素ガスの燃焼量を推定することが可能である。 Note that, as is apparent from the curves P1 and P2, the near-infrared emission intensity emitted from the flame changes in accordance with the hydrogen gas ejection amount (combustion amount). Therefore, it is possible to estimate the combustion amount of hydrogen gas from the measured value of the emission intensity.
上記のとおり、図5の曲線P1では、上記谷部の約1338nmの波長a1を含む約1320nm〜約1340nmの波長領域、および約1388nmの波長a2を含む約1386nm〜約1394nmの波長領域の発光強度は、いずれも、上記山部の約1351nmの波長b1を含む約1345nm〜約1362nmの波長領域、および約1437nmの波長b2を含む約1399nm〜約1464nmの波長領域の発光強度に比べて大幅に低く、重複する範囲は存在しない。 As described above, in the curve P1 of FIG. 5, the emission intensity in the wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm including the wavelength a1 of about 1338 nm and the wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm including the wavelength a2 of about 1388 nm is shown. Are significantly lower than the emission intensity in the wavelength range of about 1345 nm to about 1362 nm including the wavelength b1 of about 1351 nm and the wavelength range of about 1399 nm to about 1464 nm including the wavelength b2 of about 1437 nm. There is no overlapping range.
また、図5の曲線P2において、上記谷部の約1338nmの波長a1の発光強度は任意単位で約877であり、かかる波長a1を含む約1320nm〜約1340nmの波長領域において、発光強度は約877〜約1035の範囲(A1の範囲)を示している。
同じく上記谷部の約1388nmの波長a2の発光強度は約885であり、かかる波長a2を含む約1386nm〜約1394nmの波長領域において、発光強度は約885〜約1157の範囲(A2の範囲)を示している。
Further, in the curve P2 of FIG. 5, the emission intensity at the wavelength a1 of about 1338 nm of the valley is about 877 in arbitrary units, and the emission intensity is about 877 in the wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm including the wavelength a1. To about 1035 (A1 range).
Similarly, the light emission intensity of the valley at the wavelength a2 of about 1388 nm is about 885. In the wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm including the wavelength a2, the light emission intensity is in the range of about 885 to about 1157 (range of A2). Show.
さらに、曲線P2において、上記山部の約1351nmの波長b1の発光強度は任意単位で約2125であり、かかる波長b1を含む約1345nm〜約1362nmの波長領域において、発光強度は約1755〜約2125の範囲(B1の範囲)を示している。
また、同じく上記山部の約1437nmの波長b2の発光強度は約2125であり、かかる波長b2を含む約1399nm〜約1464nmの波長領域において、発光強度は約1396〜約2125の範囲(B2の範囲)を示している。
Further, in the curve P2, the emission intensity at the wavelength b1 of about 1351 nm of the peak is about 2125 in an arbitrary unit, and the emission intensity is about 1755 to about 2125 in the wavelength region of about 1345 nm to about 1362 nm including the wavelength b1. (B1 range) is shown.
Similarly, the emission intensity of the peak at the wavelength b2 of about 1437 nm is about 2125, and the emission intensity is in the range of about 1396 to about 2125 (the range of B2) in the wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm including the wavelength b2. ).
このように、曲線P1(1分間当り水素ガス1.0Lを燃焼)の場合よりも燃焼する水素ガスの量が少ない曲線P2(1分間当り水素ガス0.3Lを燃焼)においても、曲線P1と同様に、上記谷部の波長a1を含む約1320nm〜約1340nmの波長領域、および波長a2を含む約1386nm〜約1394nmの波長領域の発光強度は、いずれも、上記山部の波長b1を含む約1345nm〜約1362nmの波長領域、および波長b2を含む約1399nm〜約1464nmの波長領域の発光強度に比べて大幅に低く、重複する範囲は存在しない。 Thus, even in the curve P2 (combustion of 0.3 L of hydrogen gas per minute) in which the amount of hydrogen gas burned is smaller than in the case of the curve P1 (combustion of 1.0 L of hydrogen gas per minute), the curve P1 and Similarly, the emission intensities in the wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm including the wavelength a1 of the valley and the wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm including the wavelength a2 are both about the wavelength b1 of the peak. Compared with the emission intensity in the wavelength region of 1345 nm to about 1362 nm and the wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm including the wavelength b2, there is no overlapping range.
また、約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線は、地上に届く太陽光中には極めて少量しか含まれていない(図5のグラフの曲線Qを参照)。したがって、約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線によって火炎の存在を検出する場合には、太陽光の反射光を火炎と誤検出してしまう可能性が極めて低い。 In addition, near infrared rays in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm are contained in an extremely small amount in sunlight reaching the ground (see curve Q in the graph of FIG. 5). Therefore, when the presence of a flame is detected by near infrared rays in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm, the possibility of erroneously detecting reflected sunlight as a flame is extremely low.
図6のグラフにおける曲線P3は、図5の曲線P1と曲線Qの発光強度の和を表した曲線であり、図6の曲線P4は、図5の曲線P2と曲線Qの発光強度の和を表した曲線である。つまり、曲線P3およびP4は、水素火炎と太陽光の反射光とに含まれる近赤外線が同時に検知された場合の、1300nm〜1600nmの波長領域における発光強度を示すものであり、曲線P3は、水素火炎の発光強度が1.0L/分の水素ガスを燃焼させた場合であり、曲線P4は、水素火炎の発光強度が0.3L/分の水素ガスを燃焼させた場合である。 A curve P3 in the graph of FIG. 6 is a curve representing the sum of the emission intensities of the curves P1 and Q of FIG. 5, and a curve P4 of FIG. 6 represents the sum of the emission intensities of the curves P2 and Q of FIG. It is the curve represented. That is, the curves P3 and P4 show the emission intensity in the wavelength region of 1300 nm to 1600 nm when near infrared rays included in the hydrogen flame and the reflected light of sunlight are simultaneously detected. This is a case where hydrogen gas having a light emission intensity of 1.0 L / min is burned, and a curve P4 is a case where hydrogen gas having a light emission intensity of 0.3 L / min is burned.
図6から明らかなとおり、太陽光の反射光に含まれる約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線の発光強度は極めて低いため、水素火炎と太陽光の反射光との近赤外線が同時に検知された場合でも、曲線P3およびP4に示すとおり、波長に対応した発光強度の変化における起伏パターンは、曲線P1およびP2に表される水素火炎の発光強度の変化における起伏パターンと近似したものとなる。 As is clear from FIG. 6, the near-infrared emission intensity in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm contained in the reflected sunlight is extremely low, so the near-infrared of the hydrogen flame and the reflected sunlight is detected simultaneously. Even in this case, as shown by the curves P3 and P4, the undulation pattern in the change in the emission intensity corresponding to the wavelength is approximate to the undulation pattern in the change in the emission intensity of the hydrogen flame represented by the curves P1 and P2.
つまり、水素火炎の発光強度が、約1338nmの波長a1を含む約1320nm〜約1340nmの波長領域、および約1388nmの波長a2を含む約1386nm〜約1394nmの波長領域で低くなり、約1351nmの波長b1を含む約1345nm〜約1362nmの波長領域、および約1437nmの波長b2を含む約1399nm〜約1464nmの波長領域で高くなるという変化の起伏パターンは、同時に太陽光の反射光が存在する場合でも失われない。したがって、約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線によって火炎を検出する場合には、太陽光の反射光を火炎と取り違えて誤検出してしまう可能性は極めて低い。 That is, the emission intensity of the hydrogen flame decreases in the wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm including the wavelength a1 of about 1338 nm, and in the wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm including the wavelength a2 of about 1388 nm, and the wavelength b1 of about 1351 nm. The undulation pattern of the change that increases in the wavelength region of about 1345 nm to about 1362 nm including the wavelength region and the wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm including the wavelength b2 of about 1437 nm is lost even in the presence of reflected sunlight at the same time. Absent. Therefore, when a flame is detected by near infrared rays in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm, the possibility of misdetecting the reflected light of sunlight as a flame is extremely low.
また、図7のグラフにおける曲線Rは、自動車用ヘッドライトの白色LEDから発せられる近赤外線の波長に対応した発光強度を示しており、約1320nm〜約1464nmの波長領域において、白色LEDの発光強度(曲線R)の方が水素火炎の発光強度(曲線P5)よりも高い部分が存在する。 Moreover, the curve R in the graph of FIG. 7 has shown the light emission intensity | strength corresponding to the wavelength of the near infrared rays emitted from the white LED of the headlight for cars, and the light emission intensity of the white LED in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm. There is a portion where (curve R) is higher than the emission intensity of the hydrogen flame (curve P5).
しかし、白色LEDの波長に対応した発光強度の変化は、曲線Rに示すとおり約1320nm〜約1464nmの波長領域において起伏が少ないなだらかな曲線となるため、この白色LEDと水素火炎との近赤外線が同時に検知された場合でも、曲線P6に示すとおり、波長に対応した発光強度の変化における起伏パターンは、曲線P5に表される水素火炎の発光強度の変化における起伏パターンと近似したものとなる。 However, since the change in emission intensity corresponding to the wavelength of the white LED is a gentle curve with less undulations in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm as shown by the curve R, the near infrared light of the white LED and the hydrogen flame is Even when detected simultaneously, the undulation pattern in the change in emission intensity corresponding to the wavelength is approximated to the undulation pattern in the change in emission intensity of the hydrogen flame represented by the curve P5, as shown in the curve P6.
つまり、水素火炎の発光強度が、約1338nmの波長a1を含む約1320nm〜約1340nmの波長領域、および約1388nmの波長a2を含む約1386nm〜約1394nmの波長領域で低くなり、約1351nmの波長b1を含む約1345nm〜約1362nmの波長領域、および約1437nmの波長b2を含む約1399nm〜約1464nmの波長領域で高くなるという変化の起伏パターンは、同時に白色LED光が存在する場合でも失われない。したがって、約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線によって火炎を検出する場合には、自動車用ヘッドライトなどから発せられる白色LED光を火炎と取り違えて誤検出してしまう可能性は極めて低い。 That is, the emission intensity of the hydrogen flame decreases in the wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm including the wavelength a1 of about 1338 nm, and in the wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm including the wavelength a2 of about 1388 nm, and the wavelength b1 of about 1351 nm. The undulation pattern of the increase in the wavelength region of about 1345 nm to about 1362 nm including, and the wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm including the wavelength b2 of about 1437 nm is not lost even in the presence of white LED light at the same time. Therefore, when a flame is detected by near infrared rays in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm, the possibility of misdetecting white LED light emitted from a headlight for an automobile as a flame is extremely low.
本発明の火炎監視方法は、上記のような、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎から発せられる近赤外線の発光強度の変化における起伏パターンを利用した火炎監視方法であり、その実施手順は、まず、監視対象領域から発せられる上記表1の「近赤外線の発光強度」のA1、B1、A2およびB2の各々について1つ以上を測定する。 The flame monitoring method of the present invention is a flame monitoring method using an undulation pattern in a change in near-infrared emission intensity emitted from a gas flame containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule as described above. In the procedure, first, one or more of each of A1, B1, A2, and B2 of “Near-infrared emission intensity” of Table 1 emitted from the monitored region is measured.
上記表1の「近赤外線の発光強度」のA1、B1、A2およびB2は、それぞれ図5、図6および図7の各グラフに示す、約1320nm〜約1340nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度(A1)、約1345nm〜約1362nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度(B1)、約1386nm〜約1394nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度(A2)、および約1399nm〜約1464nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度(B2)であり、各々について1つ以上の波長を設定して発光強度を測定する必要がある。 A1, B1, A2, and B2 of “Near-infrared emission intensity” in Table 1 were arbitrarily set within a wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm shown in the graphs of FIGS. 5, 6, and 7, respectively. The emission intensity (A1) of the wavelength, the emission intensity (B1) of the wavelength arbitrarily set within the wavelength range of about 1345 nm to about 1362 nm, and the emission intensity (A2) of the wavelength arbitrarily set within the wavelength range of about 1386 nm to about 1394 nm ), And emission intensity (B2) of a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm, and it is necessary to set the emission intensity by setting one or more wavelengths for each.
その理由として、下記の次工程において、近赤外線の発光強度の各測定値を、横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおける座標として表し、例えば、A1の座標とB1の座標の間の発光強度の変化を示す近似直線を作成する場合には、A1およびB1として各々少なくとも1つ以上の波長における発光強度の座標が存在する必要があるからである。
その際、A1およびB1の座標の数が多いほど、作成する近似直線が、A1からB1における発光強度の実際の変化の状態に近いものとなる。また、A1とB1との間の波長領域(約1341nm〜約1344nm)内についても、発光強度を測定して座標として表すことが望ましい。かかる波長領域内でも座標の数が多いほど、作成する近似直線が、A1からB1における発光強度の実際の変化の状態に近いものとなるからである。このように、座標の数が多いほど好ましいことは、B1とA2の座標間およびA2とB2の座標間においても同様である。
なお、近似直線は、最小二乗法などの一般的な方法によって作成することができる。
The reason for this is that in the following step, each measured value of near-infrared emission intensity is represented as coordinates in a graph with the horizontal axis being the wavelength and the vertical axis being the emission intensity. For example, between the coordinates of A1 and B1 This is because, when creating an approximate straight line indicating a change in emission intensity, coordinates of emission intensity at at least one or more wavelengths must exist as A1 and B1, respectively.
At that time, as the number of coordinates of A1 and B1 increases, the approximate straight line to be created becomes closer to the actual change state of the emission intensity from A1 to B1. In addition, it is desirable to measure the emission intensity in the wavelength region between A1 and B1 (about 1341 nm to about 1344 nm) and express it as coordinates. This is because, as the number of coordinates increases in such a wavelength region, the approximate straight line to be created becomes closer to the actual change state of the emission intensity from A1 to B1. As described above, it is preferable that the number of coordinates is larger as well between the coordinates B1 and A2 and between the coordinates A2 and B2.
The approximate straight line can be created by a general method such as a least square method.
次に、得られた近赤外線の発光強度の各測定値を、横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおける座標として表し、これらの座標に基づく近似直線を算出する。その場合に上記表2の「近似直線のパターン」が生ずると、火炎が存在すると判定して警報を発する。 Next, each measured value of the obtained near-infrared emission intensity is expressed as coordinates in a graph in which the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is emission intensity, and an approximate straight line based on these coordinates is calculated. In this case, if the “approximate straight line pattern” in Table 2 occurs, it is determined that a flame is present and an alarm is issued.
ここで、横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおいて、「近似直線の比例定数が正」であれば、近似直線が右上がりの状態であり、逆に「近似直線の比例定数が負」であれば、近似直線が右下がりの状態である。
したがって上記表2の「近似直線のパターン」を示す場合には、A1とB1の座標間の近似直線が右上がりとなり、B1とA2の座標間の近似直線が右下がりとなり、A2とB2の座標間の近似直線が右上がりとなる。
このように、A1、B1、A2およびB2の各座標間に近似直線を作成し、その傾きの状態、つまり近似直線の比例定数の正負の状態を確認するだけで、火炎の存否を容易かつ正確に判定することができる。
Here, in the graph where the horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the emission intensity, if “the proportional constant of the approximate line is positive”, the approximate line is in a state of rising to the right, and conversely, “the proportional constant of the approximate line is negative. ", The approximate straight line is in a downward-sloping state.
Therefore, when the “approximate straight line pattern” in Table 2 is shown, the approximate straight line between the coordinates of A1 and B1 goes up to the right, the approximate straight line between the coordinates of B1 and A2 goes down to the right, and the coordinates of A2 and B2 The approximate straight line between them rises to the right.
In this way, an approximate straight line is created between the coordinates A1, B1, A2 and B2, and the presence or absence of a flame can be easily and accurately determined by checking the inclination state, that is, the positive / negative state of the proportionality constant of the approximate line. Can be determined.
なお、上記の近赤外線の発光強度の測定値をグラフにおける座標として表し近似直線を算出するには、実際に視認できるグラフを作成したり、座標に基づく近似直線を作成したりする必要はなく、例えば、CPUなどの演算装置によって計算データの状態で算出すれば良い。また、上記表2の「近似直線のパターン」によって上記火炎が存在すると判定する場合も、実際に視認できる近似直線のパターンを作成する必要はなく、例えば、CPUなどの演算装置によって計算データの状態で判定すれば良い。 In addition, in order to calculate the approximate line by expressing the measured value of the near-infrared emission intensity as coordinates in the graph, it is not necessary to create a graph that can be actually visually recognized or to create an approximate line based on the coordinates, For example, it may be calculated in the state of calculation data by an arithmetic device such as a CPU. Further, even when it is determined that the flame is present based on the “approximate straight line pattern” in Table 2, it is not necessary to create an approximate straight line pattern that can be actually visually recognized. Judgment is sufficient.
図8の表は、図5および図6のグラフにおける各曲線上の所定座標間の近似直線の比例定数を示している。すなわち、曲線P1(水素1.0L/分の火炎)、曲線P2(水素0.3L/分の火炎)、曲線P3(P1+Q太陽光の反射光)および曲線P4(P2+Q太陽光の反射光)における、A1とB1の座標間(A1−B1)、B1とA2の座標間(B1−A2)、およびA2とB2の座標間(A2−B2)の近似直線の比例定数を算出したものである。 The table of FIG. 8 shows proportional constants of approximate straight lines between predetermined coordinates on the curves in the graphs of FIGS. 5 and 6. That is, in curve P1 (flame of hydrogen 1.0L / min), curve P2 (flame of hydrogen 0.3L / min), curve P3 (reflected light of P1 + Q sunlight) and curve P4 (reflected light of P2 + Q sunlight) , The proportional constants of the approximate straight lines between the coordinates of A1 and B1 (A1-B1), between the coordinates of B1 and A2 (B1-A2), and between the coordinates of A2 and B2 (A2-B2).
各比例定数の算出は、最小二乗法により行った。
その際、各比例定数の算出のために、A1−B1からA2−B2までの各座標間において、約1.65nmの波長毎に座標を選択した。つまり、各比例定数の算出に使用した上記発光強度A1は1個、A1とB1の間(A1およびB1を含まず。)は5個、B1は9個、B1とA2の間(B1およびA2は含まず、)は16個、A2は4個、A2とB2の間(A2およびB2を含まず。)は4個、およびB2は22個である。
Each proportionality constant was calculated by the least square method.
At that time, coordinates were selected for each wavelength of about 1.65 nm between the coordinates from A1-B1 to A2-B2 in order to calculate each proportionality constant. That is, the light emission intensity A1 used for calculating each proportional constant is 1, the number between A1 and B1 (not including A1 and B1) is 5, the number B1 is 9, and the distance between B1 and A2 (B1 and A2). Is 16), A2 is 4, 4 are between A2 and B2 (excluding A2 and B2), and B2 is 22.
図8の表のP1欄およびP2欄のとおり、水素火炎から発せられる近赤外線は、約1320nm〜約1464nmの波長領域において、上記表2の「近似直線のパターン」を示している。さらに、P3欄およびP4欄のとおり、水素火炎と太陽光の反射光が同時に検出された場合においても、上記表2の「近似直線のパターン」を示している。 As shown in the P1 column and the P2 column in the table of FIG. 8, the near infrared rays emitted from the hydrogen flame show the “approximate straight line pattern” in Table 2 in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm. Further, as shown in the P3 column and the P4 column, the “approximate straight line pattern” in Table 2 is shown even when the hydrogen flame and the reflected sunlight are simultaneously detected.
これより、A1、B1、A2およびB2の各座標間に近似直線を作成し、その傾きの状態、つまり近似直線の比例定数の正負の状態を確認すれば、太陽光の反射光が存在する環境においても、水素火炎の存否を容易かつ正確に判定できることが解る。 Thus, if an approximate straight line is created between the coordinates of A1, B1, A2 and B2, and the state of the inclination, that is, the positive / negative state of the proportionality constant of the approximate straight line is confirmed, the environment where reflected light of sunlight exists It can also be seen that the presence or absence of a hydrogen flame can be easily and accurately determined.
したがって、本発明の火炎監視方法によれば、肉眼で視認することが難しい水素ガスや炭化水素ガスなどの火炎を検出でき、特に、太陽光の反射光や自動車用ヘッドライトの白色LED光などが存在する環境下でも、火炎を高精度で検出して警報を発することができるため、火災の初期消火に資することができる。 Therefore, according to the flame monitoring method of the present invention, it is possible to detect flames such as hydrogen gas and hydrocarbon gas that are difficult to see with the naked eye, and in particular, reflected light from sunlight, white LED light from automobile headlights, etc. Even in an existing environment, a flame can be detected with high accuracy and an alarm can be issued, which can contribute to the initial fire extinguishing.
≪火炎監視装置の第1実施形態≫
次に、本発明の火炎監視装置の第1実施形態を説明する。
図1に示す火炎監視装置1aは、検知部2aと情報処理部3を具備する。
検知部2aは、監視対象領域からの光を取り込む集光手段22と、集光手段22で取り込んだ光を伝送する光伝送ケーブル23と、光伝送ケーブル23によって伝送された光から、約1338nm〜約1437nmの波長領域を含む近赤外線を抽出し、上記表1の「近赤外線の発光強度」を測定する近赤外線検知手段21を備える。
<< First Embodiment of Flame Monitoring Apparatus >>
Next, a first embodiment of the flame monitoring apparatus of the present invention will be described.
The flame monitoring device 1a shown in FIG. 1 includes a detection unit 2a and an information processing unit 3.
The detection unit 2a is configured to collect light from the
情報処理部3は、記憶装置31、演算装置32および警報装置33を備える。
記憶装置31は、検知部2aで得られた近赤外線の発光強度の各測定値を記録する。また、演算装置32は、上記の各測定値を処理することによって火炎の存否を判定する。さらに、警報装置33は、演算装置32により火炎が存在すると判定された場合に警報を発する。
The information processing unit 3 includes a storage device 31, a calculation device 32, and an alarm device 33.
The storage device 31 records each measured value of near-infrared emission intensity obtained by the detection unit 2a. Moreover, the arithmetic unit 32 determines the presence or absence of a flame by processing each measured value. Further, the alarm device 33 issues an alarm when the arithmetic device 32 determines that a flame is present.
<検知部>
図1に示すとおり、集光手段22は、近赤外線検知手段21と光伝送ケーブル23を介して接続されており、集光手段22に備えられたレンズ(図示せず)に取り込まれた監視対象領域からの光が、光伝送ケーブル23を通過して近赤外線検知手段21へ導かれるように構成されている。
<Detector>
As shown in FIG. 1, the condensing means 22 is connected to the near-infrared detecting
集光手段22は、レンズおよびレンズと光伝送ケーブル23とを繋ぐ部材だけで構成できるため、発火源にならないものであり、また極めて小さく形成することができる。したがって、通常の電源を利用する近赤外線検知装置などの設置が困難な、発火源となり得るものを設置できない場所や、極めて狭い場所にも設置することができ、例えば、水素ガス供給ステーションの防爆区域内の蓄圧器室や圧縮機室などの狭隘部にも設置することができる。
The condensing means 22 can be configured only with a lens and a member that connects the lens and the
光伝送ケーブル23は、一本の光ファイバー素線からなるケーブル、複数本の光ファイバー素線を束ねた光ファイバーバンドルケーブル、または、複数本の光ファイバー素線を束ねて溶着させたイメージファイバーケーブルなどを使用することができる。
As the
近赤外線検知手段21は、集光手段22から光伝送ケーブル23によって導かれた光から、約1320nm〜約1464nmの波長領域を含む近赤外線を抽出し、上記表1の「近赤外線の発光強度」のA1、B1、A2およびB2の各々について1つ以上を測定するものである。
The near-infrared detecting
光伝送ケーブル23によって導かれた光から、約1320nm〜約1464nmの波長領域の近赤外線を抽出するには、近赤外線検知手段21に分光器などを装着すれば良い。分光器としては、Ocean Optics社のNIRQuest512などを好適に使用することができる。
さらに、上記表1の「近赤外線の発光強度」の所定の波長の発光強度を測定するには、近赤外線検知センサを使用すれば良く、例えば、浜松ホトニクス社製の炎センサUVtron(R9533)などを好適に使用することができる。
近赤外線検知手段21で測定された近赤外線の発光強度の測定値データは、情報処理部3に伝送される。
In order to extract near infrared rays in the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm from the light guided by the
Further, in order to measure the emission intensity of the predetermined wavelength of “Near-infrared emission intensity” in Table 1, a near-infrared detection sensor may be used, for example, a flame sensor UVtron (R9533) manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. Can be preferably used.
The measured value data of the near-infrared emission intensity measured by the near-
火炎監視装置1aが使用される水素ガス供給ステーションなどのガス取扱施設は、事故の発生を未然に防ぐために、水素火炎の発生のみならず、不審者の侵入などの異常を検知するための連続監視手段が必要とされている。
不審者の侵入を連続監視する汎用の侵入者監視装置は、その多くの機種において概ね800〜950nmの波長領域の近赤外線を検知する近赤外線検知機と、同波長領域の近赤外線を照射する近赤外線照射機を備えている。このように800〜950nmの比較的波長が短い近赤外線であれば、近赤外線検知機として汎用の安価なCCDカメラを用いることができるため、侵入者監視装置のコストを低く抑えることができるからである。
Gas handling facilities such as the hydrogen gas supply station where the flame monitoring device 1a is used continuously monitor not only the occurrence of hydrogen flames but also abnormalities such as intrusion of suspicious persons in order to prevent accidents. Means are needed.
A general-purpose intruder monitoring device that continuously monitors the intrusion of a suspicious person includes a near-infrared detector that detects a near-infrared ray in a wavelength region of approximately 800 to 950 nm and a near-infrared ray that emits a near-infrared ray in the same wavelength region. An infrared irradiator is provided. If near infrared rays having a relatively short wavelength of 800 to 950 nm are used as described above, a general-purpose inexpensive CCD camera can be used as a near-infrared detector, and the cost of the intruder monitoring device can be kept low. is there.
ここで、火炎監視装置1aの近赤外線検知手段21は、約1338nm〜約1437nmの波長領域内の波長の近赤外線を検知するものであるから、800〜950nmの波長領域の近赤外線は撮像しない。したがって、火炎監視装置1aによれば、上記の汎用の侵入者監視装置の近赤外線照射機から照射される近赤外線やその反射光を水素火炎の発光と誤検知することがないため、上記の汎用の侵入者監視装置と併用することが可能であり便利である。
Here, since the near-
<情報処理部>
情報処理部3はハードディスクなどの記憶装置31と、CPUなどの演算装置32と、ディスプレイ画面やスピーカーなどの警報装置33を備えており、例えば、パーソナルコンピュータにより構成することができる。
<Information Processing Department>
The information processing unit 3 includes a storage device 31 such as a hard disk, an arithmetic device 32 such as a CPU, and an alarm device 33 such as a display screen or a speaker, and can be configured by a personal computer, for example.
記憶装置31によって、検知部2aから伝送された近赤外線の発光強度の各測定値データを記録する。
記憶装置31は、平常時には、近赤外線の発光強度の測定値データを時系列で連続的に記録し、新しい測定値データを取り込む度に過去の古い測定値データを消去するようにしてある。ただし、水素火炎が検知された場合には、火炎検知の前後にわたる所定時間(例えば、火炎発生前後の24時間。)の測定値データを保存する。そうすることで、ガス遮断を行った後に、火炎発生の原因究明に役立てたりすることができるため便宜である。そのためには、水素火炎の検出後から所定時間の測定値データを取得しデータ更新を停止するか、火炎検出前後の所定時間の測定値データを別領域に移動し上書き不可とした上でデータ更新を継続するようにすればよい。
The storage device 31 records each measured value data of near-infrared emission intensity transmitted from the detection unit 2a.
The storage device 31 continuously records the measured value data of near-infrared emission intensity in time series, and erases the old measured value data every time new measured value data is loaded. However, when a hydrogen flame is detected, measurement value data for a predetermined time before and after the flame detection (for example, 24 hours before and after the flame occurrence) is stored. By doing so, it is convenient because it can be used for investigating the cause of the occurrence of flame after the gas is shut off. To do so, either acquire measurement data for a predetermined time after detection of a hydrogen flame and stop updating the data, or move the measurement data for a predetermined time before and after flame detection to another area and update the data after making it impossible to overwrite. Should be continued.
演算装置32は、上記の各測定値データを横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおける座標として表し、これらの座標に基づく近似直線を算出することによって、上記表2の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、火炎が存在すると判定する。
かかる演算装置32による処理は、検知部2aから伝送された測定値データに基づいて即時に行っても良く、また、記憶装置31に記録された測定値データを呼び出して処理するようにしても良い。
The calculation device 32 represents each measurement value data described above as coordinates in a graph in which the horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the emission intensity, and by calculating an approximate line based on these coordinates, When the “pattern” occurs, it is determined that there is a flame.
The processing by the arithmetic device 32 may be performed immediately based on the measurement value data transmitted from the detection unit 2a, or the measurement value data recorded in the storage device 31 may be called and processed. .
演算装置32により火炎が存在すると判定された場合には、警報装置33によって警報を発する。警報は、警報音を発し、または警報燈を点灯させても良く、あるいは、パーソナルコンピュータ、携帯用タブレットまたはスマートフォンなどのモニター画面に警報表示を行うものであっても良い。
また、演算装置32により火炎が存在すると判定された場合には、記憶装置31は、火炎発生の前後にわたる24時間の近赤外線の発光強度の測定値データを保存するように作動する。
If the arithmetic device 32 determines that a flame is present, the alarm device 33 issues an alarm. The alarm may emit an alarm sound or turn on an alarm lamp, or may display an alarm on a monitor screen such as a personal computer, a portable tablet, or a smartphone.
Further, when it is determined by the arithmetic unit 32 that a flame is present, the storage device 31 operates to store measured data of near-infrared emission intensity for 24 hours before and after the occurrence of the flame.
以上のとおり、第1実施形態の火炎監視装置1aによれば、肉眼で視認することが難しい水素ガスや炭化水素ガスなどの火炎を検出でき、特に、太陽光の反射光や自動車用ヘッドライトの白色LED光などが存在する環境下でも、火炎を高精度で検出して警報を発することができるため、火災の初期消火に資することができる。 As described above, according to the flame monitoring apparatus 1a of the first embodiment, it is possible to detect a flame such as hydrogen gas or hydrocarbon gas that is difficult to visually recognize, and particularly, the reflected light from sunlight or the headlight for automobiles. Even in an environment where white LED light or the like is present, a flame can be detected with high accuracy and an alarm can be issued, which can contribute to the initial extinction of a fire.
≪火炎監視装置の第2実施形態≫
次に、本発明の火炎監視装置の第2実施形態を説明する。
図2に示す火炎監視装置1bは、検知部2bと情報処理部3を具備する。
検知部2aは、監視対象領域からの光を取り込む2個の集光手段22,22と、各集光手段22,22で取り込んだ光を伝送する2本の光伝送ケーブル23,23と、各光伝送ケーブル23,23によって伝送された光のいずれか一方を選択する入光切替え手段24と、入光切替え手段24によって選択された光から約1338nm〜約1437nmの波長領域を含む近赤外線を抽出し、上記表1の「近赤外線の発光強度」を測定する近赤外線検知手段21を備える。
<< Second Embodiment of Flame Monitoring Apparatus >>
Next, a second embodiment of the flame monitoring apparatus of the present invention will be described.
The
The detection unit 2a includes two condensing
情報処理部3は、記憶装置31、演算装置32および警報装置33を備える。
記憶装置31は、検知部2aで得られた近赤外線の発光強度の各測定値を記録する。また、演算装置32は、上記の各測定値を処理することによって火炎の存否を判定する。さらに、警報装置33は、演算装置32により火炎が存在すると判定された場合に警報を発する。
The information processing unit 3 includes a storage device 31, a calculation device 32, and an alarm device 33.
The storage device 31 records each measured value of near-infrared emission intensity obtained by the detection unit 2a. Moreover, the arithmetic unit 32 determines the presence or absence of a flame by processing each measured value. Further, the alarm device 33 issues an alarm when the arithmetic device 32 determines that a flame is present.
火炎監視装置1bによれば、2本の光伝送ケーブル23,23によって伝送される光を、入光切替え手段24によって適宜に選択して近赤外線検知手段に導くことができる。例えば、2本の伝送ケーブル23,23によって伝送される光を、数秒毎に順次切り替えて近赤外線検知手段21に導くことなどが可能である。したがって、1つの近赤外線検知手段21によって2箇所の火炎を監視することができ、火炎監視装置を小型でコスト性に優れたものとすることができる。
入光切替え手段24の具体例としては、オプトハブ社製の光スイッチ(FAS0201MS02)などを好適に使用することができる。
According to the
As a specific example of the incident light switching means 24, an optical switch (FAS0201MS02) manufactured by Optohub, Inc. can be preferably used.
なお、火炎監視装置1bは、集光手段22が2個、光伝送ケーブル23が2本設けられ、入光切替え手段24が新たに設けられている点についてのみ、上記第1実施形態の火炎監視装置1aと構成上相違している。したがって、これらの相違点以外の火炎監視装置1bの構成部分については、上記火炎監視装置1aと同じであるため、ここでは説明を省略する。
Note that the
≪火炎監視装置の第3実施形態≫
次に、本発明の火炎監視装置の第3実施形態を説明する。
図3に示す火炎監視装置1cは、検知部2cと情報処理部3を具備する。
検知部2aは、監視対象領域からの光を取り込む集光手段22と、集光手段22で取り込んだ光から、約1320nm〜約1464nmの波長領域を含む近赤外線を抽出し、上記表1の「近赤外線の発光強度」を測定する近赤外線検知手段21を備える。
近赤外線検知手段21は、防爆ケース26に収納された防爆仕様となっている。また、集光手段22は、近赤外線検知手段21に直接備え付ければ良いが、集光手段22が発火源を有しない場合には、上記第1および第2実施形態の火炎監視装置1a,1bと同様に、光伝送ケーブル(図示せず。)を介して近赤外線検知手段21に繋ぐようにしても良い。
<< Third Embodiment of Flame Monitoring Apparatus >>
Next, a third embodiment of the flame monitoring apparatus of the present invention will be described.
The flame monitoring device 1 c shown in FIG. 3 includes a detection unit 2 c and an information processing unit 3.
The detection unit 2a extracts the near-infrared light including the wavelength region of about 1320 nm to about 1464 nm from the
The near-infrared detecting
情報処理部3は、記憶装置31、演算装置32および警報装置33を備える。
記憶装置31は、検知部2aで得られた近赤外線の発光強度の各測定値を記録する。また、演算装置32は、上記の各測定値を処理することによって火炎の存否を判定する。さらに、警報装置33は、演算装置32により火炎が存在すると判定された場合に警報を発する。
The information processing unit 3 includes a storage device 31, a calculation device 32, and an alarm device 33.
The storage device 31 records each measured value of near-infrared emission intensity obtained by the detection unit 2a. Moreover, the arithmetic unit 32 determines the presence or absence of a flame by processing each measured value. Further, the alarm device 33 issues an alarm when the arithmetic device 32 determines that a flame is present.
火炎監視装置1cは、集光手段22と近赤外線検知21が防爆仕様とされており、電源を使用するため発火する可能性がある近赤外線検知部21は、金属製の防爆ケースに収納されている。
したがって、火炎監視装置1cによれば、例えば、防爆区域と非防爆区域が設けられたガス取扱施設に火炎監視装置1cを設置する場合には、集光手段22および近赤外線検知手段21を防爆区域内に配置することができる。そのため、ガスが漏出する恐れのある監視対象領域を間近で監視することができ、火炎の検知を高精度で行うことができる。
In the flame monitoring device 1c, the light collecting means 22 and the near-
Therefore, according to the flame monitoring device 1c, for example, when the flame monitoring device 1c is installed in a gas handling facility provided with an explosion-proof area and a non-explosion-proof area, the condensing means 22 and the near-infrared detection means 21 are disposed in the explosion-proof area. Can be placed in. Therefore, it is possible to monitor the monitoring target area where the gas may leak, and to detect the flame with high accuracy.
なお、火炎監視装置1cは、近赤外線検知手段21が防爆ケース26に収納されている点において上記第1実施形態の火炎監視装置1aと構成上相違している。したがって、かかる相違点以外の火炎監視装置1cの構成部分については、上記火炎監視装置1aと同じであるため、ここでは説明を省略する。
The flame monitoring device 1c is structurally different from the flame monitoring device 1a of the first embodiment in that the near infrared detection means 21 is housed in the explosion-
≪火炎監視装置の第4実施形態≫
次に、本発明の火炎監視装置の第4実施形態を説明する。
図4に示す火炎監視装置10は、検知部4と情報処理部30を具備する。
<< Fourth Embodiment of Flame Monitoring Apparatus >>
Next, a fourth embodiment of the flame monitoring apparatus of the present invention will be described.
The
<検知部>
検知部4は、光伝送ケーブル23を介して集光手段22に接続された近赤外線検知手段21と、光伝送ケーブル45を介して集光手段43に接続された紫外線検知手段41と、光伝送ケーブル46を介して集光手段44に接続された遠赤外線検知手段42が設けられている。
なお、光伝送ケーブル23を介して集光手段22に接続された近赤外線検知手段21は、上記第1実施形態の火炎監視装置1aの検知部2aと同じ構成であるため、ここでは説明を省略する。
<Detector>
The detector 4 includes a near-
The near-infrared detection means 21 connected to the light collecting means 22 via the
集光手段43は、監視対象領域からの光を受け取るレンズ(図示せず)と、200〜400nmの波長領域の紫外線を可視光線に変換する波長変換器(図示せず)を備えており、紫外線検知手段41と光伝送ケーブル45を介して接続されている。かかる構成により、火炎が発する上記波長領域の紫外線がレンズに入射すると、波長変換器によって可視光線に変換されて光伝送ケーブル45を通過して紫外線検知手段41へと導かれる。
なお、光伝送ケーブル45で伝送された可視光線が微弱である場合には、増幅器(図示せず)によって増幅した後に紫外線検知手段41へと導くようにすればよい。
The condensing means 43 includes a lens (not shown) that receives light from the monitoring target area, and a wavelength converter (not shown) that converts ultraviolet light in the wavelength region of 200 to 400 nm into visible light. It is connected to the detection means 41 via the
When visible light transmitted through the
ここで、紫外線を可視光線に変換する理由は、紫外線をそのまま光伝送ケーブルで伝送するには、紫外線伝送用の専用品が必要であるが、可視光線に変換すれば、可視光線伝送用の安価な汎用品を使用することができるからである。
また、波長変換器は、例えば、蛍光物質を分散させたガラスからなり、その樹脂に入射した紫外線が蛍光物質を励起させて可視光線を生じさせることで、紫外線から可視光線への波長変換が行われるようになっている。
かかる可視光線変換器の具体例としては、住田光学ガラス社製の機能性蛍光ガラス「ルミラス」(型番ルミラス−G9)を好適に使用することができる。
Here, the reason for converting ultraviolet light to visible light is that a special product for ultraviolet light transmission is required to transmit ultraviolet light as it is with an optical transmission cable, but if it is converted to visible light, it is inexpensive for visible light transmission. This is because a general-purpose product can be used.
The wavelength converter is made of, for example, glass in which a fluorescent material is dispersed, and ultraviolet light incident on the resin excites the fluorescent material to generate visible light, thereby converting the wavelength from ultraviolet light to visible light. It has come to be.
As a specific example of such a visible light converter, functional fluorescent glass “Lumilas” (model number Lumilas-G9) manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd. can be preferably used.
集光手段43は、レンズ、波長変換器、およびこれらと光伝送ケーブル45とを繋ぐ部材だけで構成できるため、発火源にならないものであり、また小さく形成することができる。したがって、電源を利用する一般的な紫外線センサなどの設置が困難な、発火源となり得るものを設置できない場所や、極めて狭い場所にも設置することができ、例えば、水素ガス供給ステーションの防爆区域内の狭い蓄圧器室や圧縮機室などにも設置することができる。
Since the condensing means 43 can be composed of only a lens, a wavelength converter, and a member that connects these and the
紫外線検知手段41は、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎が発する200〜400nmの波長領域の紫外線を検知するセンサであるが、かかる紫外線は、集光手段43に備えられた波長変換器によって特定波長領域の可視光線に変換されるので、紫外線検知手段41に使用するセンサとしては、その特定波長領域の可視光線を検知できるものである必要がある。
したがって、紫外線検知手段41のセンサは、特定波長領域の可視光線にのみ感度を有する受光素子により構成することができ、また、特定領域の可視光線のみを透過させる光学バンドパスフィルターとフォトダイオードの組み合わせにより構成してもよい。
The ultraviolet ray detection means 41 is a sensor for detecting ultraviolet rays in a wavelength region of 200 to 400 nm emitted from a gas flame containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules. Since it is converted into visible light in a specific wavelength region by the converter, the sensor used for the ultraviolet ray detection means 41 needs to be able to detect visible light in the specific wavelength region.
Therefore, the sensor of the ultraviolet ray detection means 41 can be constituted by a light receiving element having sensitivity only to visible light in a specific wavelength region, and a combination of an optical bandpass filter and a photodiode that transmits only visible light in a specific region. You may comprise by.
分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎の発する紫外線は、285nm、306nmおよび309nmの波長に発光強度のピークが存在するため、これらのピークを示す波長のいずれかを含む波長領域を検知するように構成することが好ましい。例えば、309nmの波長の紫外線を検知したい場合には、かかる紫外線は集光手段43の波長変換器によって可視光線に変換されるので、かかる可視光線を紫外線検知手段41のセンサで検知できるようにすればよい。
かかる紫外線検知手段41の具体例としては、住田光学ガラス社製の紫外センサ(型番UV−200)を好適に使用することができる。
Ultraviolet rays emitted from gas flames containing hydrogen atoms in the molecules constituting the molecule have emission intensity peaks at wavelengths of 285 nm, 306 nm, and 309 nm, so a wavelength region including any one of the wavelengths indicating these peaks is detected. It is preferable to configure so as to. For example, when it is desired to detect ultraviolet light having a wavelength of 309 nm, the ultraviolet light is converted into visible light by the wavelength converter of the condensing means 43, so that the visible light can be detected by the sensor of the ultraviolet light detecting means 41. That's fine.
As a specific example of the ultraviolet detection means 41, an ultraviolet sensor (model number UV-200) manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd. can be preferably used.
次に、集光手段44は、監視対象領域からの光を受け取るレンズ(図示せず)を備えており、遠赤外線検知手段42と光伝送ケーブル46を介して接続されている。かかる構成により、レンズに入射した火炎が発する遠赤外線は、光伝送ケーブル46を通過して遠赤外線検知手段42へ導かれる。
集光手段44は、レンズおよびレンズと光伝送ケーブル46とを繋ぐ部材だけで構成できるため、発火源にならないものであり、また、極めて小さく形成することができる。したがって、防爆区域や極めて狭い場所にも設置することができる。
Next, the condensing
The condensing means 44 can be constituted only by a lens and a member that connects the lens and the
遠赤外線検知手段42は、火炎の熱に起因する遠赤外線を検知する手段であり、概ね7〜14μmの波長領域内で設定された波長を含む遠赤外線を検知できる遠赤外センサなどを使用することができる。
かかる遠赤外線検知手段42(遠赤外線センサ)の具体例としては、ニッタン社製の赤外線式炎検知器(型番:1RB−EW)を好適に使用することができる。
The far-infrared detection means 42 is a means for detecting a far-infrared ray caused by the heat of the flame, and uses a far-infrared sensor that can detect a far-infrared ray including a wavelength set in a wavelength range of approximately 7 to 14 μm. be able to.
As a specific example of the far-infrared detector 42 (far-infrared sensor), an infrared flame detector (model number: 1RB-EW) manufactured by NITTAN can be suitably used.
<情報処理部>
火炎監視装置10の情報処理部3は、記憶装置310と演算装置320と警報装置330を備えており、例えばパーソナルコンピュータによって構成することができる。
かかる演算装置320は、検知部4において、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎の発する波長の紫外線と、同火炎の発する波長の遠赤外線とを同時に検知した場合であって、かつ、上記検知部4で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって上記表2の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、火炎が存在すると判定するように構成されている。
<Information Processing Department>
The information processing unit 3 of the
The arithmetic device 320 is a case where the detection unit 4 simultaneously detects ultraviolet rays having a wavelength emitted by a gas flame containing hydrogen atoms in atoms constituting the molecule and far infrared rays having a wavelength emitted by the flame, and When the “approximate straight line pattern” in Table 2 is generated by the measured value of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit 4, it is determined that a flame is present.
そのため、火炎監視装置10は、分子を構成する原子に水素原子を含むガスの火炎の存在を高精度で検出できるものである。その理由は、例えば、紫外線検知手段41が太陽光に含まれる紫外線を火炎から発せられた紫外線と誤検知した場合や、遠赤外線検知手段42が火炎以外の原因による監視対象領域の温度上昇を火炎によるものと誤検知した場合においても、両検知手段41、42による火炎の検出が同時に行われ、かつ、近赤外線検知手段21で検知された近赤外線の発光強度に基づく火炎の検出が行われた場合にのみ、火炎が存在すると判定するからである。
また、火炎監視装置10は、演算装置320によって火炎が存在すると判定された場合に、警報装置330が作動して警報を発するように構成されている。
Therefore, the
The
なお、火炎監視装置10における近赤外線の発光強度に基づく火炎の検出手段については、上記第1実施形態の火炎監視装置1aと同じであるため、ここでは説明を省略する。
Note that the flame detection means based on the near-infrared emission intensity in the
≪水素取扱施設≫
次に、本発明の水素取扱施設を説明する。
図9に示すガス取扱施設5は、燃料電池自動車Cに水素ガスを充填するための水素供給ステーションであり、水素ガス供給装置53とその周辺に配置された図示しない水素ガス輸送配管や水素ガス貯蔵タンクなどの水素取扱機器を備え、さらに管理棟51とこれらを覆うキャノピー(屋根)52が設置されている。
ガス取扱施設5の水素ガス供給装置53の付近には、発火源となり得るものの設置が禁止されている防爆区域E1が設けられており、かかる防爆区域E1以外の区域は非防爆区域E2とされている。
≪Hydrogen handling facility≫
Next, the hydrogen handling facility of the present invention will be described.
The gas handling facility 5 shown in FIG. 9 is a hydrogen supply station for filling the fuel cell vehicle C with hydrogen gas, and includes a hydrogen
In the vicinity of the hydrogen
キャノピー52の下面側の防爆区域E1内には、火炎監視装置10の集光ユニット54が設置されており、集光ユニット54は光伝送ケーブルユニット55によって、非防爆区域E2内の管理棟1の中に配置された火炎監視装置10の本体部分と接続されている。
なお、集光ユニット54は、図2に示す3つの集光手段23、43および44を、まとめて1つの小さな筐体内に配置したものであり、また、光伝送ケーブルユニット55は、図2に示す3本の光伝送ケーブル25、45および46を一体に束ねて形成したケーブルである。
A condensing
The
また、キャノピー52の下面側の非防爆区域E2内には、近赤外線照射機を備えた侵入者監視装置56が設置されており、その侵入者監視装置56による監視対象領域(図示せず)は、火炎監視装置10の集光ユニット54による監視対象領域Sと、多くの範囲において重複している。
Further, an
ガス取扱施設5の監視対象領域Sにおいて水素火炎Fが発生した場合には、集光ユニット54が水素火炎Fからの光を捉え、光伝送ケーブルユニット55によって、検知部4の近赤外線検知手段21、紫外線検知手段41および遠赤外線検知手段42に伝送される。すると、近赤外線検知手段21が水素火炎から発せられる約1338〜約1437nmの波長領域の近赤外線を検知し、紫外線検知手段41が水素火炎の発する特定波長の紫外線を検知し、さらに、遠赤外線検知手段42が水素火炎の熱に起因する特定波長の遠赤外線を検知することで、演算手段320によって水素火炎が存在すると判定されて警報が発せされる。
また、近赤外線検知手段21、紫外線検知手段41および遠赤外線検知手段42によって検知されたデータは、記憶装置310に水素火炎Fの発生の前後にわたって24時間保存される。
When the hydrogen flame F occurs in the monitoring target area S of the gas handling facility 5, the
The data detected by the near infrared detection means 21, the ultraviolet detection means 41, and the far infrared detection means 42 is stored in the storage device 310 for 24 hours before and after the generation of the hydrogen flame F.
ここで、集光ユニット54は、発火源となり得るものを有しないので、防爆区域E1内に配置されて、監視対象領域Sの全体を、ほぼ5m以内の近距離から監視できるようにしてある。したがって、発光強度が低い小さな水素火炎であっても検出できる。
また、火炎監視装置10のうち、集光ユニット54と光伝送ケーブルユニット55以外の本体部分は、非防爆区域E2にある管理棟51内に配置されているので、かかる本体部分を防爆仕様にする必要がなく、ガス取扱施設5をコスト性に優れたものとすることができる。
Here, since the condensing
Further, in the
ガス取扱施設5の非防爆区域E2に設置された侵入者監視装置56は、概ね800〜950nmの波長領域を含む近赤外線画像を撮像する近赤外線画像撮像機と、同波長領域の近赤外線を照射する近赤外線照射機を備えている。
この侵入者監視装置56は、一般に普及している侵入者監視装置であり、侵入者を近赤外線画像撮像機で捉えて監視するものであるが、夜間は近赤外線照射機から概ね800〜950nmの波長領域の近赤外線を照射して、その反射光を近赤外線画像撮像機で捉えるようになっている。
The
The
ガス取扱施設5に設置されている水素火炎監視装置10は、近赤外線検知手段21を備えているが、約1338nm〜約1437nmの波長領域内の近赤外線を検知するものなので、侵入者監視装置56の近赤外線照射機から照射される800〜950nmの近赤外線は検知しない。
したがって、侵入者監視装置56の近赤外線照射機による照射光やその反射光を、水素火炎による近赤外線であると誤検知する恐れがないため、火炎監視装置10は、汎用の侵入者監視装置56と併用することができるものであり便利である。
Although the hydrogen
Therefore, the
本発明は、燃焼時に火炎が見え難い水素ガスや炭化水素ガスなどを扱うガス取扱施設における火炎の監視などに広く適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to monitoring of a flame in a gas handling facility that handles hydrogen gas, hydrocarbon gas, or the like where it is difficult to see a flame during combustion.
1a,1b,1c,10 ・・火炎監視装置
2a,2b,2c ・・検知部
21 ・・近赤外線検知手段
22 ・・集光手段
23 ・・光伝送ケーブル
24 ・・入光切替え手段
25 ・・電気ケーブル
26 ・・防爆ケース
3,30 ・・情報処理部
31,310 ・・記憶装置
32,320 ・・演算装置
33,330 ・・警報装置
4 ・・検知部
41 ・・紫外線検知手段
42 ・・遠赤外線検知手段
43,44 ・・集光手段
45,46 ・・光伝送ケーブル
5 ・・ガス取扱施設(水素ガス供給ステーション)
51 ・・管理棟
52 ・・キャノピー
53 ・・水素ガス供給装置
54 ・・集光ユニット
55 ・・光伝送ケーブルユニット
56 ・・侵入者監視装置
C ・・燃料電池自動車
F ・・水素火炎
E1 ・・防爆区域
E2 ・・非防爆区域
S ・・監視対象領域
1a, 1b, 1c, 10 .. Flame monitoring device 2a, 2b, 2c ..
51 ..
Claims (13)
〔近赤外線の発光強度〕
A1:約1320nm〜約1340nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度。
B1:約1345nm〜約1362nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度。
A2:約1386nm〜約1394nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度。
B2:約1399nm〜約1464nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度。
〔近似直線のパターン〕
A1およびB1の座標に基づく近似直線の比例定数が正であり、かつ、
B1およびA2の座標に基づく近似直線の比例定数が負であり、かつ、
A2およびB2の座標に基づく近似直線の比例定数が正である。 A flame monitoring method for detecting a flame of a gas containing a hydrogen atom in an atom constituting a molecule, which is 1 for each of A1, B1, A2, and B2 of the following “near-infrared emission intensity” emitted from a monitored region When the following “approximate straight line pattern” is generated by calculating the approximate straight line by measuring two or more and expressing the obtained measurement values as coordinates in the graph where the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is emission intensity. A flame monitoring method characterized by issuing an alarm upon determining that the flame is present.
[Near-infrared emission intensity]
A1: Light emission intensity at a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm.
B1: Light emission intensity at a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1345 nm to about 1362 nm.
A2: emission intensity at a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm.
B2: Emission intensity at a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm.
[Approximate line pattern]
The proportionality constant of the approximate line based on the coordinates of A1 and B1 is positive, and
The proportionality constant of the approximate line based on the coordinates of B1 and A2 is negative, and
The proportionality constant of the approximate line based on the coordinates of A2 and B2 is positive.
監視対象領域から発せられる光を取り込む集光手段と、該集光手段に取り込まれた光に含まれる下記の「近赤外線の発光強度」のA1、B1、A2およびB2の各々について1つ以上を測定する近赤外線検知手段とを備える検知部、及び、
該検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値を記録する記憶装置と、
上記の測定値を、横軸が波長で縦軸が発光強度のグラフにおける座標として表し、近似直線を算出することによって、下記の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定する演算装置と、該演算装置によって上記火炎が存在すると判定された場合に警報を発する警報装置とを備える情報処理部、
を具備することを特徴とする火炎監視装置。
〔近赤外線の発光強度〕
A1:約1320nm〜約1340nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度。
B1:約1345nm〜約1362nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度。
A2:約1386nm〜約1394nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度。
B2:約1399nm〜約1464nmの波長領域内で任意に設定した波長の発光強度。
〔近似直線のパターン〕
A1およびB1の座標に基づく近似直線の比例定数が正であり、かつ、
B1およびA2の座標に基づく近似直線の比例定数が負であり、かつ、
A2およびB2の座標に基づく近似直線の比例定数が正である。 A flame monitoring device for detecting a flame of a gas containing hydrogen atoms in atoms constituting a molecule,
Condensing means for capturing light emitted from the monitoring target area, and one or more of each of A1, B1, A2, and B2 of the following “near infrared emission intensity” included in the light captured by the condensing means A detection unit comprising a near-infrared detection means for measuring, and
A storage device for recording measured values of near-infrared emission intensity obtained by the detection unit;
The above measured values are expressed as coordinates in a graph in which the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is emission intensity, and by calculating an approximate line, it is determined that the above flame exists when the following "approximate straight line pattern" occurs. An information processing unit comprising: an arithmetic device that performs an alarm; and an alarm device that issues an alarm when the arithmetic device determines that the flame is present,
A flame monitoring device comprising:
[Near-infrared emission intensity]
A1: Light emission intensity at a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1320 nm to about 1340 nm.
B1: Light emission intensity at a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1345 nm to about 1362 nm.
A2: emission intensity at a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1386 nm to about 1394 nm.
B2: Emission intensity at a wavelength arbitrarily set within a wavelength region of about 1399 nm to about 1464 nm.
[Approximate line pattern]
The proportionality constant of the approximate line based on the coordinates of A1 and B1 is positive, and
The proportionality constant of the approximate line based on the coordinates of B1 and A2 is negative, and
The proportionality constant of the approximate line based on the coordinates of A2 and B2 is positive.
情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む遠赤外線が検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって、上記の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定することを特徴とする請求項2から請求項5のいずれかに記載の火炎監視装置。 The detection unit includes a condensing unit that captures light emitted from the monitoring target region, and a far-infrared ray that is emitted from a flame of a gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules included in the light captured by the condensing unit. And a far-infrared detecting means for detecting far-infrared rays including a wavelength set in the wavelength region of
The arithmetic unit of the information processing unit is a case where far-infrared rays including the set wavelength are detected in the detection unit, and the measured value of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit, 6. The flame monitoring apparatus according to claim 2, wherein when the “approximate straight line pattern” is generated, it is determined that the flame exists.
情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む紫外線が検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって、上記の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定することを特徴とする請求項2から請求項5のいずれかに記載の火炎監視装置。 The detection unit includes a condensing unit that captures light emitted from the monitoring target region, and an ultraviolet ray emitted from a gas flame containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules contained in the light captured by the condensing unit. An ultraviolet ray detection means for detecting ultraviolet rays including a wavelength set in the wavelength region;
The arithmetic unit of the information processing unit is a case where ultraviolet rays including the set wavelength are detected in the detection unit, and the measured value of the near-infrared emission intensity obtained by the detection unit, 6. The flame monitoring apparatus according to claim 2, wherein when the “approximate straight line pattern” occurs, it is determined that the flame is present.
情報処理部の演算装置は、検知部において上記の設定された波長を含む遠赤外線および上記の設定された波長を含む紫外線が同時に検知された場合であって、かつ、上記検知部で得られた近赤外線の発光強度の測定値によって、上記の「近似直線のパターン」が生ずる場合に、上記火炎が存在すると判定することを特徴とする請求項2から請求項5のいずれかに記載の火炎監視装置。 The detection unit includes a condensing unit that captures light emitted from the monitoring target region, and a far-infrared ray that is emitted from a flame of a gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules included in the light captured by the condensing unit. A far-infrared detecting means for detecting far-infrared light including a wavelength set within the wavelength region of the light, and a gas flame containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecules contained in the light captured by the light collecting means. An ultraviolet ray detecting means for detecting ultraviolet rays including a wavelength set within a wavelength region of the ultraviolet ray to be provided,
The arithmetic unit of the information processing unit is a case where the far infrared ray including the set wavelength and the ultraviolet ray including the set wavelength are simultaneously detected in the detection unit, and obtained by the detection unit The flame monitoring according to any one of claims 2 to 5, wherein when the "approximate straight line pattern" is generated based on a measured value of near-infrared emission intensity, it is determined that the flame is present. apparatus.
請求項3、請求項4、請求項9、請求項10または請求項11のいずれかに記載の火炎監視装置が設置されており、
火炎監視装置の構成要素のうち、集光手段が防爆区域内に配置され、
該集光手段と光伝送ケーブルを介して接続された近赤外線検知手段、入光切替え手段、紫外線検知手段または遠赤外線検知手段を含む他の構成要素が非防爆区域内に配置されていることを特徴とするガス取扱施設。 Explosion-proof area and non-explosion-proof area are provided, and it is a facility for handling gas containing hydrogen atoms in the atoms constituting the molecule,
The flame monitoring device according to any one of claims 3, 4, 9, 10, or 11 is installed,
Among the components of the flame monitoring device, the light collecting means is arranged in the explosion-proof area,
The other components including the near-infrared detecting means, the incident light switching means, the ultraviolet detecting means, or the far-infrared detecting means connected to the condensing means via the optical transmission cable are disposed in the non-explosion-proof area. Characteristic gas handling facility.
火炎監視装置の監視対象領域と侵入者監視装置の監視対象領域の少なくとも一部が重複しており、
侵入者監視装置は、1320nm未満の波長領域内で設定された波長を含む近赤外線であって、かつ、火炎監視装置の近赤外線検知手段によって検知される近赤外線の波長領域と実質的に重ならない波長領域の近赤外線を照射する近赤外線照射機を備えることを特徴とするガス取扱施設。
A facility for handling a gas containing hydrogen atoms in atoms constituting a molecule, wherein the flame monitoring device and the intruder monitoring device according to any one of claims 2 to 11 are installed,
At least part of the monitoring area of the flame monitoring device and the monitoring area of the intruder monitoring device overlap,
The intruder monitoring device is near infrared including a wavelength set within a wavelength region of less than 1320 nm, and does not substantially overlap with the near infrared wavelength region detected by the near infrared detecting means of the flame monitoring device. A gas handling facility comprising a near-infrared irradiator that emits near-infrared rays in the wavelength region.
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