Top > Search of Japanese Patents > GAS CONCENTRATION MEASURING METHOD AND GAS CONCENTRATION MEASURING DEVICE

GAS CONCENTRATION MEASURING METHOD AND GAS CONCENTRATION MEASURING DEVICE

Patent code P150012375
File No. 13946
Posted date Oct 16, 2015
Application number P2014-032672
Publication number P2015-158403A
Patent number P6351060
Date of filing Feb 24, 2014
Date of publication of application Sep 3, 2015
Date of registration Jun 15, 2018
Inventor
  • (In Japanese)平林 勝
  • (In Japanese)荒 邦章
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
Title GAS CONCENTRATION MEASURING METHOD AND GAS CONCENTRATION MEASURING DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas concentration measuring method capable of instantaneously identifying the type and concentration of gas.
SOLUTION: A gas concentration measuring method for measuring a gas concentration and a temperature in a measuring environment by an ultrasonic wave, comprises: gas concentration measuring means identifying the gas temperature by measuring propagation time of the ultrasonic wave transmitted in the measuring environment with respect to a preset first distance; and temperature measuring means identifying the temperature by measuring propagation time of the ultrasonic wave transmitted in the measuring environment with respect to a preset second distance. The measuring target gas is hydrogen, and the ultrasonic wave for measuring the gas concentration and the ultrasonic wave for measuring the temperature are assumed to be emitted from ultrasonic generators synchronized during transmission or from an identical ultrasonic generator.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、クリーンエネルギーとして水素利用社会の普及が言われ始め、自動車や家庭用燃料電池などの研究開発や実用化に伴い、水素利用関連技術の実用化研究開発が進められている。水素は、空気中に於いて4%強以上の濃度で爆発することが知られている。水素利用社会を実現するためには水素センサーが不可欠であり、各種水素センサーが研究され、実用化されてきつつある。

従来の水素センサーは、半導体式、接触燃焼式など各種の検出方法が取られているが、応答時間が遅く、また、水素の検出が吸着による場合が多く、検出後の水素除去に時間がかかるなどの欠点があり、瞬時の水素検出には限界があった。

これらの改良技術として、超音波を利用した水素測定技術が、特許文献2、非特許文献1、2に開示されている。

この技術は、音波が気体の種類によって、さらには気体の濃度によって伝搬速度が変化することを利用したもので、超音波を所定の距離間に発信させ、該超音波の発信から受信するまでの時間を測定し、音速を演算することで、超音波が伝播した雰囲気の気体の種類及びその濃度を測定するようにしたものである。

ただ、気体の音速は、温度に非常に敏感であり、気体の温度を瞬時に把握し、その温度による気体の音速を補正しないことには正確な気体の音速を測定できず、ひいては気体の種類ならびに気体の濃度を正確に測定できない状況となっていた。
特に、瞬時に環境温度を測定し、その測定した環境温度を利用した超音波の音速を補正することで、精度のよい気体の種類、ならびに気体の濃度を測定する技術を安価に、かつ簡素に実現することが必要であった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、超音波を利用したガス濃度の測定技術に関する。詳細には、超音波のガス中の伝播時間を測定し、該ガス中の超音波の音速を検出すると同時に、環境の温度による音速の補正を行うことによって、当該ガスの濃度を特定する技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
超音波によって測定環境のガス濃度並びに温度の測定を行なうガス濃度測定方法であって、
測定環境において発信させた超音波の、あらかじめ定められた第一の距離に対する伝播時間を測定することによって前記ガス濃度を特定するガス濃度測定工程と、
測定環境において発信させた超音波の、温度測定用金属棒中におけるあらかじめ定められた第二の距離に対する伝播時間を測定することによって前記温度を特定する温度測定工程と、
を有することを特徴とするガス濃度測定方法。

【請求項2】
 
前記ガスが水素であり、前記ガス濃度の特定は、測定した伝播時間とあらかじめ定められた水素濃度に対する伝播時間との比較によって特定する、
ことを特徴とする請求項1に記載のガス濃度測定方法。

【請求項3】
 
前記ガス濃度測定のための超音波と、温度測定のための超音波は、発信時に同期を取る/あるいは同一の超音波発信装置であることを特徴とする請求項1乃至2に記載のガス濃度測定方法。

【請求項4】
 
超音波によって測定環境のガス濃度並びに温度の測定を行なうガス濃度測定装置であって、
測定環境において発信させた超音波の、あらかじめ定められた第一の距離に対する伝播時間を測定することによって前記ガス濃度を特定するガス濃度測定手段と、
測定環境において発信させた超音波の、温度測定用金属棒中におけるあらかじめ定められた第二の距離に対する伝播時間を測定することによって前記温度を特定する温度測定手段と、
を有することを特徴とするガス濃度測定装置。

【請求項5】
 
前記ガスが水素であり、前記ガス濃度の特定は、測定した伝播時間とあらかじめ定められた水素濃度に対する伝播時間との比較によって特定する、
ことを特徴とする請求項4に記載のガス濃度測定装置。

【請求項6】
 
前記ガス濃度測定のための超音波と、温度測定のための超音波は、発信時に同期を取る/あるいは同一の超音波発信装置であることを特徴とする請求項4乃至5に記載のガス濃度測定装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2014032672thum.jpg
State of application right Registered
(In Japanese)ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close