(57)【要約】      （修正有）【課題】酸化タングステンの光吸収特性を利用して、光学的に水素ガス漏洩を検知する光学式水素ガス検知装置を提供する。【解決手段】光学式水素ガス検知装置Ｘ１は、酸化タングステン薄膜９を含む水素ガス検知素子Ｚ１へ可視光Ｒを入射し、水素ガス検知素子Ｚ１を透過した可視光Ｒ１の強度を電気信号ｆ１に変換する。電気信号ｆ１の変化を判別し、判別結果に基づいて水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を判断するものである。【選択図】図１
0003170398.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水素ガス検知素子と、
前記水素ガス検知素子へ可視光を入射する発光手段と、
前記水素ガス検知素子を透過した前記可視光を受光して、該可視光の強度を電気信号に変換して出力する受光手段と、
前記受光手段から前記電気信号を入力して、前記電気信号の変化を判別する判別手段と、
を備え、
前記水素ガス検知素子は、
前記可視光を透過させる透過基板と、
前記透過基板上に形成され、単斜晶（００１）面に結晶配向してなる酸化タングステン薄膜と、
前記酸化タングステン薄膜の表面上に担持され、分子状の水素ガスを吸着して水素原子に解離する解離する触媒金属薄膜と、
を含んで構成されることを特徴とする光学式水素ガス検知装置。
【請求項２】
水素ガス検知素子と、
前記水素ガス検知素子へ可視光を入射する発光手段と、
前記水素ガス検知素子で反射された前記可視光を受光して、該可視光の強度を電気信号に変換して出力する受光手段と、
前記受光手段から前記電気信号を入力して、前記電気信号の変化を判別する判別手段と、
を備え、
前記水素ガス検知素子は、
前記可視光を透過させる透過基板と、
前記透過基板上に形成され、単斜晶（００１）面に結晶配向してなる酸化タングステン薄膜と、
前記酸化タングステン薄膜の表面上に担持され、分子状の水素ガスを吸着して水素原子に解離する解離する触媒金属薄膜と、
を含んで構成されることを特徴とする光学式水素ガス検知装置。
【請求項３】
水素ガス検知素子と、
前記水素ガス検知素子へ可視光を入射する発光手段と、
前記水素ガス検知素子で反射された前記可視光を受光して、該可視光の強度を電気信号に変換して出力する受光手段と、
前記受光手段から前記電気信号を入力して、前記電気信号の変化を判別する判別手段と、
を備え、
前記水素ガス検知素子は、
前記可視光を透過させる透過基板と、
前記透過基板上に配置され、前記透過基板を透過した前記可視光を反射させる反射体と、
前記反射体と反対側の前記透過基板上に形成され、単斜晶（００１）面に結晶配向してなる酸化タングステン薄膜と、
前記酸化タングステン薄膜の表面上に担持され、分子状の水素ガスを吸着して水素原子に解離する触媒金属薄膜と、を含んで構成され、
前記発光手段は、
前記水素ガス検知素子の前記触媒金属薄膜へ前記可視光を入射し、
前記受光手段は、
前記水素ガス検知素子の前記反射体で反射された前記可視光を受光する、
ことを特徴とする光学式水素ガス検知装置。
【請求項４】
前記判別手段は、前記受光手段からの前記電気信号の変化を判別して、前記判別の結果に基づいて警報信号を出力し、
前記判別手段から前記警報信号を入力して、警報を発する警報手段を備えてなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光学式水素ガス検知装置。
【請求項５】
前記発光手段は、
前記可視光を出射する発光素子と、
前記可視光を前記水素ガス検知素子へ入射する発光側光ファイバ素子で構成され、
前記受光手段は、
前記可視光を受光して、該可視光の強度を電気信号に変換して出力する受光素子と、
前記可視光を入力して前記受光素子へ伝送する受光側光ファイバ素子で構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光学式水素ガス検知装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水素ガス漏洩の監視及び検知に関するもので、酸化タングステン薄膜の光吸収特性を利用して、光学的に水素ガス漏洩を検知する光学式水素ガス検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス、鉄鋼、化学物質、燃料電池又は半導体等の製造工場においては、半導体等の製造工程で水素ガスを使用し、又は製造工程において水素ガスが発生することがある。水素ガスは、酸素雰囲気で爆発する危険性を有し、取扱いに注意する必要があり、水素ガス漏洩を監視、検知する必要がある。
【０００３】
水素漏洩を監視、検知する技術として、特許文献１に開示する技術は、半導体等を利用する水素ガスセンサを開示する。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示する技術は、水素ガスセンサに電気を通電して、水素ガス漏洩を検知するので、水素ガスと電気が接触して爆発する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４６０９１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は、酸化タングステン薄膜の光吸収特性を利用して、光学的に水素ガス漏洩を検知することができ、水素ガス爆発の危険性を抑制できる光学式水素ガス検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案に係る請求項１は、水素ガス検知素子と、前記水素ガス検知素子へ可視光を入射する発光手段と、前記水素ガス検知素子を透過した前記可視光を受光して、該可視光の強度を電気信号に変換して出力する受光手段と、前記受光手段から前記電気信号を入力して、前記電気信号の変化を判別する判別手段と、を備え、前記水素ガス検知素子は、前記可視光を透過させる透過基板と、前記透過基板上に形成され、単斜晶（００１）面に結晶配向してなる酸化タングステン薄膜と、前記酸化タングステン薄膜の表面上に担持され、分子状の水素ガスを吸着して水素原子に解離する触媒金属薄膜と、を含んで構成されることを特徴とする光学式水素ガス検知装置である。
【０００８】
本考案に係る請求項２は、水素ガス検知素子と、前記水素ガス検知素子へ可視光を入射する発光手段と、前記水素ガス検知素子で反射された前記可視光を受光して、該可視光の強度を電気信号に変換して出力する発光手段と、前記発光手段から前記電気信号を入力して、前記電気信号の変化を判別する判別手段と、を備え、前記水素ガス検知素子は、前記可視光を透過させる透過基板と、前記透過基板上に形成され、単斜晶（００１）面に結晶配向してなる酸化タングステン薄膜と、前記酸化タングステン薄膜の表面上に担持され、分子状の水素ガスを吸着して水素原子に解離する触媒金属薄膜と、と含んで構成されることを特徴とする光学式水素ガス検知装置である。
【０００９】
本考案に係る請求項３は、水素ガス検知素子と、前記水素ガス検知素子へ可視光を入射する発光手段と、前記水素ガス検知素子で反射された前記可視光を受光して、該可視光の強度を電気信号に変換して出力する発光手段と、前記発光手段から前記電気信号を入力して、前記電気信号の変化を判別する判別手段と、を備え、前記水素ガス検知素子は、前記可視光を透過させる透過基板と、前記透過基板上に配置され、前記透過基板を透過した前記可視光を反射させる反射体と、前記反射体と反対側の前記透過基板上に形成され、単斜晶（００１）面に結晶配向してなる酸化タングステン薄膜と、前記酸化タングステン薄膜の表面上に担持され、分子状の水素ガスを吸着して水素原子に解離する触媒金属薄膜と、含んで構成され、前記発光手段は、前記水素ガス検知素子の前記触媒金属薄膜へ前記可視光を入射し、前記受光手段は、前記水素ガス検知素子の前記反射体で反射される前記可視光を受光する、ことを特徴とする光学式水素ガス検知装置である。
【００１０】
本考案に係る請求項４は、前記判別手段は、前記受光手段からの前記電子信号の変化を判別して、前記判別の結果に基づいて警報信号を出力し、前記判別手段から前記警報信号を入力して、警報を発する警報手段を備えてなる、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光学式水素ガス検知装置である。
【００１１】
本考案に係る請求項５は、前記発光手段は、前記可視光を出射する発光素子と、前記可視光を前記水素ガス検知素子へ入射する発光側光ファイバ素子で構成され、前記受光手段は、前記可視光を受光して、該可視光の強度を電気信号に変換して出力する受光素子と、前記可視光を入力して前記受光素子へ伝送する受光側光ファイバ素子で構成されことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光学式水素ガス検知装置である。
【考案の効果】
【００１２】
本考案に係る請求項１では、水素ガス検知素子において、酸化タングステン薄膜を含んで構成し、酸化タングステン薄膜を単斜晶（００１）面に結晶配向している。酸化タングステン薄膜は、室温で水素ガス雰囲気に曝されると、光学的な光透過率が減少する光吸収特性を有する。酸化タングステン薄膜では、水素原子吸着前の光透過率を基準（１００％）とすると、水素原子吸着後の光透過率を５０％以下に減少でき、水素ガス非漏洩及び水素ガス漏洩において、水素ガス検知素子を透過した可視光の強度を相異させることが可能となる。そして、判別手段において、可視光の強度を電気信号に変換して、電気信号の変化を判別することで、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を検知できる。
これにより、本考案に係る請求項１によれば、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を光学的に検知でき、水素ガス爆発の危険性を抑制して安全に水素ガス漏洩を検知できる。
また、酸化タングステン薄膜を、単斜晶（００１）面に結晶配向することで、水素ガスの検知濃度範囲を広くでき、しかも水素ガスを検知する応答時間を速くでき、水素ガス漏洩を短時間で検知可能であり、水素ガス爆発を未然に防止できる。
【００１３】
本考案に係る請求項２では、水素ガス検知素子において、酸化タングステン薄膜を含んで構成し、酸化タングステン薄膜を単斜晶（００１）面に結晶配向している。酸化タングステン薄膜は、室温で水素ガス雰囲気に曝されると、光学的な光透過率が減少する光吸収特性を有する。酸化タングステン薄膜では、水素原子吸着前の光透過率を基準（１００％）とすると、水素原子吸着後の光透過率を５０％以下に減少でき、水素ガス非漏洩及び水素ガス漏洩において、水素ガス検知素子で反射させる可視光の強度を相異させることが可能となる。そして、判別手段において、可視光の強度を電気信号に変換して、電気信号の変化を判別することで、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を検知できる。
これにより、本考案に係る請求項２によれば、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を光学的に検知でき、水素ガス爆発の危険性を抑制して安全に水素ガス漏洩を検知できる。
また、酸化タングステン薄膜を、単斜晶（００１）面に結晶配向することで、水素ガスの検知濃度範囲を広くでき、しかも水素ガスを検知する応答時間を速くでき、水素ガス漏洩を短時間で検知可能であり、水素ガス爆発を未然に防止できる。
【００１４】
本考案に係る請求項３では、水素ガス検知素子において、酸化タングステン薄膜を含んで構成し、酸化タングステン薄膜を単斜晶（００１）面に結晶配向している。酸化タングステン薄膜は、室温で水素ガス雰囲気に曝されると、光学的な光透過率が減少する光吸収特性を有する。酸化タングステン薄膜では、水素原子吸着前の光透過率を基準（１００％）とすると、水素原子吸着後の光透過率を５０％以下に減少でき、水素ガス非漏洩及び水素ガス漏洩において、水素ガス検知素子の反射体で反射させる可視光の強度を相異させることが可能となる。そして、判別手段において、可視光の強度を電気信号に変換して、電気信号の変化を判別することで、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を検知できる。
これにより、本考案に係る請求項３によれば、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を光学的に検知でき、水素ガス爆発の危険性を抑制して安全に水素ガス漏洩を検知できる。
また、酸化タングステン薄膜を、単斜晶（００１）面に結晶配向することで、水素ガスの検知濃度範囲を広くでき、しかも水素ガスを検知する応答時間を速くでき、水素ガス漏洩を短時間で検知可能であり、水素ガス爆発を未然に防止できる。
【００１５】
本考案に係る請求項４によれば、水素ガス漏洩を警報することで、水素ガス爆発の危険性を報知できる。
【００１６】
本考案に係る請求項５によれば、発光側光ファイバ素子及び受光側光ファイバ素子は水素ガス漏洩を監視する水素ガス監視領域に配置し、発光素子、受光素子、判別手段及び警報手段は水素ガス監視領域以外に配置できる。水素ガス監視領域は、水素ガス漏洩で爆発の危険性がある。発光該光ファイバ素子及び受光側光ファイバ素子を水素ガス監視領域に配置して延設することで、水素ガス監視領域から離れた安全な領域で水素ガス漏洩を監視、検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の光学式水素ガス検知装置を示す図であって、水素ガス非漏洩状態を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態の光学式水素ガス検知装置を示す図であって、水素ガス漏洩状態を示す概略構成図である。
【図３】水素ガス検知素子を示す拡大斜視図である。
【図４】第２実施形態の光学式水素ガス検知装置を示す図であって、水素ガス非漏洩状態を示す概略構成図である。
【図５】第２実施形態の光学式水素ガス検知装置を示す図であって、水素ガス漏洩状態を示す概略構成図である。
【図６】第３実施形態の光学式水素ガス検知装置を示す図であって、水素ガス非漏洩状態を示す概略構成図である。
【図７】第３実施形態の光学式水素ガス検知装置を示す図であって、水素ガス漏洩状態を示す図である。
【図８】水素ガス検知素子を示す拡大斜視図である。
【図９】第４実施形態の光学式水素ガス検知装置を示す概略構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
本考案に係る光学式水素ガス検知装置について、図１乃至図９を参照して説明する。
なお、光学式水素ガス検知装置の具体的形態として、第１〜第４実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）〜（Ｘ４）について説明する。
【００１９】
＜第１実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）＞
第１実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２０】
図１及び図２において、第１実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１：以下「光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）」と称する）は、装置本体（１）を備えている。装置本体（１）は、Ｘ方向において、発光空間（１Ａ）、検知空間（１Ｂ）及び受光空間（１Ｃ）を区画している。発光空間（１Ａ）及び検知空間（１Ｂ）は、透明部材の入射光窓（１ａ）を通して光学的に連通され、検知空間（１Ｂ）及び受光空間（１Ｃ）は、透明部材の受光窓（１ｂ）を通して光学的に連通されている。検出空間（１Ｂ）は、複数のガス導入口（１ｃ）を通して装置本体（１）外側に連通されている。なお、光学的に連結とは、水素ガス（Ｈ２）等の流体の流れを遮断して、可視光のみを透過する意味である。
【００２１】
光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）は、図１乃至図３に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）、発光手段（２）、受光手段（３）、判別手段（５）、信号増幅手段（６）及び警報手段（７）を備えて構成されている。
【００２２】
水素ガス検知素子（Ｚ１）は、図１乃至図３に示すように、透過基板（８）、酸化タングステン薄膜（９）及び触媒金属薄膜（１０）を含んで構成される。
【００２３】
透過基板（８）は、４００ｎｍ以上の可視光（Ｒ）を透過する。透過基板（８）は、可視光（Ｒ）に対し透明であって、例えば、非晶質の石英ガラス基板を使用できる。なお、透過基板（８）としては、ガラス基板、酸化アルミニウム基板、又はセラミックス基板等を使用できる。
【００２４】
酸化タングステン薄膜（９）は、図１乃至図３に示すように、透過基板（８）の入射側表面（８Ａ）上に形成され、単斜晶（００１）面に強く結晶配向してなる。
酸化タングステン薄膜（９）は、室温（２０℃程度）で水素ガス（Ｈ２）雰囲気に曝されると、光学的な光透過率（α）が減少する光吸収特性を有する。酸化タングステン薄膜（９）において、水素原子吸着前の光透過率（α１：薄緑色）を基準（１００％）とすると、水素原子吸着後の光透過率（α２：濃青色）を５０％以下に減少させる［光透過率（α１）＞光透過率（α２）］。酸化タングステン薄膜（９）は、図３に示すように、透過基板（８）の入射側表面（８Ａ）に直交する方向（Ｘ方向）に結晶成長の揃った高配向性とされ、単斜晶（００１）面に強く結晶配向している。単斜晶（００１）面に結晶配向すると、水素原子吸着前後で光透過率（α１）、（α２）を５０％以上変化できる。
酸化タングステン薄膜（９）は、アルゴン及び酸素の減圧酸化雰囲気において、金属タングステンをスパッタリング（例えば、高周波マグネトロンスパッタリング法）して、透過基板（８）の入射側表面（８Ａ）上に堆積（担持）する。スパッタリングにおいて、単斜晶（００１）面に強く結晶配向させるには、透過基板（８）の温度、及び堆積速度を制御する。例えば、透過基板（８）の温度：４００℃〜７００℃、堆積速度：０．３μｍ／ｈ〜０．８μｍ／ｈとする。堆積速度（μｍ／ｈ）とは、単位時間当りに酸化タングステン薄膜（９）の堆積される速度を意味する。また、堆積速度（μｍ／ｈ）は、スパッタリングの際、スパッタリング電力、透過基板（８）及びターゲット（金属タングステン）間の距離、減圧酸化雰囲気のアルゴン圧及び酸素圧等に基づいて決定される。
【００２５】
触媒金属薄膜（１０）は、図１乃至図３に示すように、酸化タングステン薄膜（９）の表面上に担持（堆積）され、分子状の水素ガス（Ｈ２）を吸着して水素原子に解離する。触媒金属薄膜（１０）としては、白金、パラジウム、ニッケル、ロジウム又はイリジウム等を使用できる。触媒金属薄膜（１０）の担持（堆積）は、高周波スパッタリング法、直流スパッタリング法、分子線エピタキシ法、又は真空蒸着法で実行でき、例えば、膜厚：３０ｎｍ〜５０ｎｍの透明薄膜として酸化タングステン薄膜（９）の表面上に密着させる。
【００２６】
水素ガス検知素子（Ｚ１）は、図１及び図２に示すように、装置本体（１）の検知空間（１Ｂ）内に配置される。水素ガス検知素子（Ｚ１）は、図１乃至図３に示すように、Ｘ方向の光軸線（ａ）に直交して、Ｙ方向及びＺ方向に延設される。
水素ガス検知素子（Ｚ）において、触媒金属薄膜（１０）は装置本体（１）の入射光窓（１ａ）に対峙され、透過基板（８）は受光窓（１ｂ）に対峙される。
【００２７】
発光手段（２）は、図１及び図２に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）へ可視光（Ｒ）を入射する。発光手段（２）は、４００ｎｍ以上の可視光（Ｒ）を出射する発光素子（１１）を含んで構成され、ヘリウムネオンレーザ、半導体レーザ、高輝度発光ダイオード、高輝度フォトダイオード等を使用できる。
発光手段（２）の発光素子（１１）は、図１及び図２に示すように、装置本体（１）の発光空間（１Ａ）内に配置される。
発光素子（１１）は、入射光窓（１ａ）を通して、水素ガス検知素子（Ｚ１）の触媒金属薄膜（１０）に対峙され、可視光（Ｒ）の光軸（ｒ１）を光軸線（ａ）に一致させている。
【００２８】
受光手段（３）は、図１及び図２に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）を透過した透過可視光（Ｒ１）、（Ｒ２）を受光する。受光手段（３）は、透過可視光（Ｒ１）、（Ｒ２）を受光する受光素子（１２）を含んで構成され、受光素子（１２）は透過可視光（Ｒ１）、（Ｒ２）の強度を電気信号（ｆ１）、（ｆ２）に変換する。
受光手段（３）の受光素子（１２）は、図１及び図２に示すように、装置本体（１）の受光空間（１Ｃ）内に配置される。受光素子（１２）は、受光窓（１ｂ）を通して、水素ガス検知素子（Ｚ１）の透過基板（８）に対峙され、光軸線（ａ）上に位置している。
【００２９】
判別手段（５）は、図１及び図２に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ１）、（ｆ２）を入力して、電気信号（ｆ１）、（ｆ２）の変化を判別する。判別手段（５）は、記憶素子（５Ａ）及び判別制御回路（５Ｂ）を含んで構成され、記憶素子（５Ａ）は基準信号値（ｆａ）を格納記憶する。判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ１）、（ｆ２）を入力すると、記憶素子（５Ａ）から基準信号値（ｆａ）を読出して、電気信号（ｆ１）、（ｆ２）及び基準信号値（ｆａ）の差分値（Δｆ）を演算する。判別制御回路（５Ｂ）は、差分値（Δｆ）に基づいて電気信号（ｆ１）、（ｆ２）の変化を判別し、更に、電気信号（ｆ１）、（ｆ２）変化の判別結果に基づいて、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を判断する。基準信号値（ｆａ）は、水素ガス非漏洩において、水素ガス検知素子（Ｚ１）を透過した透過可視光の強度を示す値であって、予め計測して基準信号値（ｆａ）に変換して記憶素子（５Ａ）に格納記憶する。判別手段（５）の判別制御回路（５Ｂ）は、水素ガス漏洩と判断すると、警報信号（ｆｆ）を出力する。
判別手段（５）は、図１及び図２に示すように、装置本体（１）の受光空間（１Ｃ）内に配置される。
【００３０】
信号増幅手段（６）は、図１及び図２に示すように、受光手段（３）から入力する電気信号（ｆ１）、（ｆ２）を増幅して、判別手段（５）に出力する。信号増幅手段（７）は、装置本体（１）の受光空間（１Ｃ）内に配置され、受光素子（１２）及び判別制御回路（５Ｂ）に夫々電気接続されている。
【００３１】
警報手段（７）は、図１及び図２に示すように、判別手段（５）から警報信号（ｆｆ）を入力して、警報を発する。警報手段（７）は、警笛、ベル又は表示灯等を使用でき、判別手段（５）の判別制御回路（５Ｂ）に電気接続されている。
【００３２】
＜水素ガス漏洩の監視、検知＞
次に、光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）による、水素ガス（Ｈ２）漏洩の監視、検知について、図１及び図２を参照して説明する。
【００３３】
図１及び図２において、光学式水素ガス検知装置（Ｘ）は、例えば、工場の水素ガス管（Ｙ）近傍に設置される。水素ガス管（Ｙ）は、分子状の水素ガス（Ｈ２）を運搬、流通する。光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）において、装置本体（１）のガス導入口（１ｃ）を水素ガス管（Ｙ）に対峙する。
【００３４】
光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）において、発光手段（２）の発光素子（１１）は、図１及び図２に示すように、可視光（Ｒ）を光軸線（ａ）に沿って出射し、水素ガス検知素子（Ｚ１）の触媒金属薄膜（１０）へ可視光（Ｒ）を入射する。
【００３５】
図１において、水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）内を流通し、漏洩しない状態にある（以下、「水素ガス非漏洩」と称する）。
水素ガス非漏洩において、水素ガス検知素子（Ｚ１）は、図１に示すように、水素ガス（Ｈ２）雰囲気に曝されていない。これにより、酸化タングステン薄膜（９）は、光透過率（α１：薄緑色）の光吸収特性を有する。
水素ガス検知素子（Ｚ１）へ入射する可視光（Ｒ：以下「入射可視光（Ｒ）」と称する）は、図１に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）を光透過率（α１）で透過して、受光手段（３）側へ透過可視光（Ｒ１）として出射する。透過可視光（Ｒ１）の強度及び入射可視光（Ｒ）の強度は、透過可視光（Ｒ１）＜入射可視光（Ｒ）の関係になる。
【００３６】
水素ガス非漏洩において、受光手段（３）の受光素子（１２）は、図１に示すように、透過可視光（Ｒ１）を受光して、透過可視光（Ｒ１）の強度を電気信号（ｆ１）に変換する。発光素子（１２）は、電気信号（ｆ１）を信号増幅手段（６）に出力し、信号増幅手段（６）は、電気信号（ｆ１）を増幅して、判別手段（５）に出力する。
【００３７】
水素ガス非漏洩において、判別手段（５）は、図１に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ１）を入力すると、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ１）及び基準信号値（ｆａ）の差分値（Δｆ）を演算する。
水素ガス非漏洩において、電気信号（ｆ１）＝基準信号値（ｆａ）の関係であり、差分値（Δｆ）は零となるので、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ１）の変化：「無」と判別する。判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ１）変化：「無」の判別結果に基づいて、水素ガス非漏洩と判断し、警報信号（ｆｆ）を警報手段（７）に出力しない。
【００３８】
水素非漏洩において、警報手段（７）は、図１に示すように、判別手段（５）から警報信号（ｆｆ）を入力しないので、警報を発しない。
【００３９】
図２において、水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）から漏洩する状態（以下、「水素ガス漏洩」と称する）にある。
水素ガス漏洩において、分子状の水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）から流出し、装置本体（１）のガス導入口（１ｃ）から検知空間（１Ｂ）内に流入する。
水素ガス検知素子（Ｚ１）は、水素ガス（Ｈ２）雰囲気に曝され、触媒金属薄膜（１０）は水素ガス（Ｈ２）を吸着して水素原子に解離する。水素原子は、触媒金属薄膜（１０）から酸化タングステン薄膜（９）に拡散される。酸化タングステン薄膜（９）は、還元反応（還元作用）によって、化学式：ＷＯ３（薄緑色）から化学式：ＨＸＷＯ３（濃青色）となり、更に単斜晶（００１）の結晶配向から正方晶面の結晶配向になる。この結果、酸化タングステン薄膜（９）は、光透過率：α２の光吸収特性を有する。なお、光透過率（α２）＜光透過率（α１）である。
入射可視光（Ｒ）は、図２に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）を光透過率（α２）で透過して、受光手段（３）側へ透過可視光（Ｒ２）として出射する。透過可視光（Ｒ２）の強度及び入射可視光（Ｒ）の強度は、透過可視光（Ｒ２）＜入射可視光（Ｒ）の関係になり、透過可視光（Ｒ２）の強度及び透過可視光（Ｒ１）の強度は、透過可視光（Ｒ２）＜透過可視光（Ｒ１）の関係になる。
【００４０】
水素ガス漏洩において、受光手段（３）の受光素子（１２）は、図２に示すように、透過可視光（Ｒ２）を受光して、透過可視光（Ｒ２）の強度を電気信号（ｆ２）に変換する。発光素子（１２）は、電気信号（ｆ２）を信号増幅手段（６）に出力し、信号増幅手段（６）は、電気信号（ｆ２）を増幅して、判別手段（５）に出力する。
【００４１】
水素ガス漏洩において、判別手段（５）は、図２に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ２）を入力すると、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ２）及び基準信号値（ｆａ）の差分値（Δｆ）を演算する。
水素ガス漏洩において、電気信号（ｆ２）＜基準信号値（ｆａ）の関係であり、差分値（Δｆ）は零とならないので、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ２）の変化：「有」と判別する。判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ２）変化：「有」の判別結果に基づいて、水素ガス漏洩と判断し、警報信号（ｆｆ）を警報手段（７）に出力する。
【００４２】
水素ガス漏洩において、警報手段（７）は、図２に示すように、判別手段（５）から警報信号（ｆｆ）を入力すると、警報を発する。
【００４３】
＜第２実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ２）＞
第２実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ２）について、図３乃至図５を参照して説明する。
なお、図４及び図５において、図１乃至図３と同一符号は、同一手段、構成を示すので、詳細な説明は省略する。
【００４４】
図４及び図５において、第２実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ２：以下「光学式水素ガス検知装置（Ｘ２）」と称する）は、装置本体（２１）を備えている。装置本体（２１）は、Ｘ方向において、検知空間（２１Ｂ）、発光空間（２１Ａ）及び受光空間（２１Ｃ）を区画している。検知空間（２１Ｂ）は、複数のガス導入口（２１ｃ）を通して装置本体（２１）外側に連結されている。発光空間（２１Ａ）及び受光空間（２１Ｃ）は、Ｘ方向に直交するＹ方向に区画され、Ｘ方向において、検知空間（２１Ｂ）に並設されている。検知空間（２１Ｃ）及び発光空間（２１Ａ）は、透明部材の入射光窓（２１ａ）を通して光学的に連通され、検知空間（２１Ｃ）及び受光空間（２１Ｃ）は、透明部材の受光窓（２１ｂ）を通して光学的に連通されている。
【００４５】
光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）は、図４及び図５に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）、発光手段（２）、受光手段（３）、判別手段（５）、信号増幅手段（６）及び警報手段（７）を備えて構成されている。
【００４６】
水素ガス検知素子（Ｚ１）は、図４及び図５に示すように、装置本体（２１）の検知空間（２１Ｂ）内に配置される。水素ガス検知素子（Ｚ１）は、図３乃至図５に示すように、Ｘ方向の基軸線（ｂ）に直交して、Ｙ方向及びＺ方向に延設されている。
水素ガス検知素子（Ｚ１）において、触媒金属薄膜（１０）は、入射光窓（２１ａ）及び受光窓（２１ｂ）に対峙される。
【００４７】
発光手段（２）の発光素子（１１）は、図４及び図５に示すように、装置本体（２１）の発光空間（２１Ａ）内に配置される。
発光素子（１１）は、入射光窓（２１ａ）を通して、水素ガス検知素子（Ｚ１）の触媒金属薄膜（１０）に対峙され、可視光（Ｒ）の光軸（ｒ２）を入射光軸（ｃ）に一致させている。入射光軸線（ｒ２）は、基軸線（ｂ）及び酸化タングステン薄膜（９）の交差点（ｄ）を基点として、Ｙ方向の上方側に入射角度（β）、傾斜する直線である。
発光素子（１１）は、入射角度（β）の可視光（Ｒ）を水素ガス検出素子（Ｚ１）へ入射する。
【００４８】
受光手段（３）は、図４及び図５に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）で反射された反射可視光（Ｒ３）、（Ｒ４）を受光する。受光手段（３）の発光素子（１２）は、反射可視光（Ｒ３）、（Ｒ４）の強度を電気信号（ｆ３）、（ｆ４）に変換する。
受光手段（３）の受光素子（１２）は、装置本体（２１）の受光空間（２１Ｃ）内に配置される。受光素子（１２）は、受光窓（２１ｂ）を通して、水素ガス検知素子（Ｚ１）の触媒金属薄膜（１０）に対峙され、受光軸線（ｅ）上に設置している。受光軸線（ｅ）は、交差点（ｄ）を基点として、Ｙ方向の下方側に出射角度（β）、傾斜する直線である。
【００４９】
判別手段（５）は、図４及び図５に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ３）、（ｆ４）を入力して、電気信号（ｆ３）、（ｆ４）の変化を判別する。
判別手段（５）の記憶素子（５Ａ）は、基準信号値（ｆｂ）を格納記憶する。判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ３）、（ｆ４）を入力すると、記憶素子（５Ｂ）から基準信号値（ｆｂ）を読出して、電気信号（ｆ３）、（ｆ４）及び基準信号値（ｆｂ）の差分値（Δｆ）を演算する。判別制御回路（５Ｂ）は、差分値（Δｆ）に基づいて電気信号（ｆ３）、（ｆ４）の変化を判別し、更に電気信号（ｆ３）、（ｆ４）変化の判別結果に基づいて、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を判断する。基準信号値（ｆｂ）は、水素ガス非漏洩において、水素ガス検知素子（Ｚ１）で反射された反射可視光の強度を示す値であって、予め計測して基準信号値（ｆｂ）に変換して記憶素子（５Ａ）に格納記憶する。判別手段（５）の判別制御回路（５Ｂ）は、水素ガス漏洩と判断すると、警報信号（ｆｆ）を出力する。
判別手段（５）は、装置本体（２１）の検知空間（２１Ｃ）内に配置される。
【００５０】
信号増幅手段（６）は、図４及び図５に示すように、受光手段（３）から入力する電気信号（ｆ３）、（ｆ４）を増幅して、判別手段（５）に出力する。信号増幅手段（６）は、装置本体（２１）の受光空間（２１Ｃ）内に配置され、受光素子（１２）及び判別制御回路（５Ｂ）に夫々電気接続されている。
【００５１】
＜水素ガス（Ｈ２）の監視、検知＞
次に、光学式水素ガス検知装置（Ｘ２）による、水素ガス（Ｈ２）漏洩の監視、検知について、図４及び図５を参照して説明する。
【００５２】
図４及び図５において、光学式水素ガス検知装置（Ｘ２）は、例えば、工場の水素ガス管（Ｙ）近傍に設置され、装置本体（２１）のガス導入口（２１ｃ）を水素ガス管（Ｙ）に対峙する。
【００５３】
図４において、水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）内を流通し、漏洩しない状態にある（以下、「水素ガス非漏洩」と称する）。
水素ガス非漏洩において、水素ガス検知素子（Ｚ１）は、図４に示すように、水素ガス（Ｈ２）雰囲気に曝されていない。これにより、酸化タングステン薄膜（９）は、光透過率（α１：薄緑色）の光吸収特性を有する。
水素ガス検知素子（Ｚ１）へ入射角度（β）で入射する入射可視光（Ｒ）は、図４に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）を光透過率（α１）で透過し、更に入射可視光（Ｒ）の一部は酸化タングステン薄膜（９）の交差点（ｄ）で反射されて、受光手段（３）側へ反射可視光（Ｒ３）として出射する。反射可視光（Ｒ３）の強度及び入射可視光（Ｒ）の強度は、反射可視光（Ｒ３）＜入射可視光（Ｒ）の関係になる。
【００５４】
水素ガス非漏洩において、受光手段（３）の受光素子（１２）は、図４に示すように、反射可視光（Ｒ３）を受光して、反射可視光（Ｒ３）の強度を電気信号（ｆ３）に変換する。発光素子（１２）は、電気信号（ｆ３）を信号増幅手段（６）に出力し、信号増幅手段（６）は、電気信号（ｆ３）を増幅して、判別手段（５）に出力する。
【００５５】
水素ガス非漏洩において、判別手段（５）は、図４に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ３）を入力すると、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ３）及び基準信号値（ｆｂ）の差分値（Δｆ）を演算する。
水素ガス非漏洩において、電気信号（ｆ３）＝基準信号値（ｆｂ）の関係であり、差分値（Δｆ）は零となるので、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ３）の変化：「無」と判別する。判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ３）変化：「無」の判別結果に基づいて、水素ガス非漏洩と判断し、警報信号（ｆｆ）を警報手段（７）に出力しない。
【００５６】
水素ガス非漏洩において、警報手段（７）は、図１に示すように、判別手段（５）から警報信号（ｆｆ）を入力しないので、警報を発しない。
【００５７】
図５において、水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）から漏洩する状態（以下「水素ガス漏洩」と称する）にある。
水素ガス漏洩において、分子状の水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）から流出し、装置本体（２１）のガス導入口（２１ｃ）から検知空間（２１Ｂ）内に流入する。
水素ガス検知素子（Ｚ１）において、酸化タングステン薄膜（９）は、図２の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）と同様に、光透過率（α２：濃青色）の光吸収特性を有する。
入射可視光（Ｒ）は、図５に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）を光透過率（α２）で透過し、更に入射可視光（Ｒ）の一部は酸化タングステン薄膜（９）の交差点（ｄ）で反射されて、受光手段（３）側へ反射可視光（Ｒ４）として出射する。反射可視光（Ｒ４）の強度及び入射可視光（Ｒ）の強度は、反射可視光（Ｒ４）＜入射可視光（Ｒ）の関係になり、反射可視光（Ｒ４）の強度及び反射可視光（Ｒ３）の強度は、反射可視光（Ｒ４）＞反射可視光（Ｒ３）の関係になる。
【００５８】
水素ガス漏洩において、受光手段（３）の受光素子（１２）は、図５に示すように、反射可視光（Ｒ４）を受光して、反射可視光（Ｒ４）の強度を電気信号（ｆ４）に変換する。発光素子（１２）は、電気信号（ｆ４）を信号増幅手段（６）に出力し、信号増幅手段（６）は、電気信号（ｆ４）を増幅して、判別手段（５）に出力する。
【００５９】
水素ガス漏洩において、判別手段（５）は、図５に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ４）を入力すると、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ４）及び基準信号値（ｆｂ）の差分値（Δｆ）を演算する。
水素ガス漏洩において、電気信号（ｆ４）＞基準信号値（ｆｂ）の関係であり、差分値（Δｆ）は零とならないので、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ４）の変化：「有」と判別する。判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ４）変化：「有」の判別結果に基づいて、水素ガス漏洩と判断し、警報信号（ｆｆ）を警報手段（７）に出力する。
【００６０】
水素ガス漏洩において、警報手段（７）は、図５に示すように、判別手段（５）から警報信号（ｆｆ）を入力すると、警報を発する。
【００６１】
＜第３実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ３）＞
第３実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ３）について、図６乃至図８を参照して説明する。
なお、図６乃至図８において、図１乃至図５と同一符号は、同一手段、構成を示すので、詳細な説明は省略する。
【００６２】
図６及び図７において、第３実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ３：以下「光学式水素ガス検知装置（Ｘ３）」と称する）は、図４及び図５の光学式水素ガス検知装置（Ｘ３）と同一構成の装置本体（２１）を備え、装置本体（２１）は、Ｘ方向において、検知空間（２１Ｂ）、発光空間（２１Ａ）及び受光空間（２１Ｃ）を区画している。
【００６３】
光学式水素ガス検知装置（Ｘ３）は、図６乃至図８に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ２）、発光手段（２）、受光手段（３）、判別手段（５）、信号増幅手段（６）及び警報手段（７）を備えて構成される。
【００６４】
水素ガス検知素子（Ｚ２）は、図６乃至図８に示すように、透過基板（８）、反射体（３８）、酸化タングステン薄膜（９）及び触媒金属薄膜（１０）を含んで構成される。
反射体（３８）は、板状に形成し、透過基板（８）の出射側表面（８Ｂ）に一体配置されて、触媒金属薄膜（１０）、酸化タングステン薄膜（９）及び透過基板（８）を透過した透過可視光（Ｒａ）、（Ｒｂ）を反射させる。
酸化タングステン薄膜（９）は、反射体（３８）と反対側であって、透過基板（８）の入射側表面（８Ａ）に形成されている。
触媒金属薄膜（１０）は、酸化タングステン薄膜（９）の表面上に担持（堆積）される。
【００６５】
水素ガス検知素子（Ｚ２）は、図６及び図７に示すように、装置本体（２１）の検知空間（２１Ｂ）内に配置される。水素ガス検知素子（Ｚ２）は、図８に示すように、Ｘ方向の基軸線（ｇ）に直交して、Ｙ方向及びＺ方向に延設されている。
水素ガス検知素子（Ｚ２）において、触媒金属薄膜（１０）は、入射光窓（２１ａ）及び受光窓（２１ｂ）に対峙される。
【００６６】
発光手段（２）の発光素子（１１）は、図６及び７に示すように、装置本体（２１）の発光空間（２１Ａ）内に配置される。
発光素子（１１）は、入射光窓（２１ａ）を通して、水素ガス検知素子（Ｚ２）の触媒金属薄膜（１０）に対峙され、可視光（Ｒ）の光軸（ｒ３）を入射光軸（ｈ）に一致させている。入射光軸（ｈ）は、基軸線（ｇ）及び反射体（３８）の交差点（ｉ）を基点として、Ｙ方向の上方側に入射角度（γ）、傾斜する直線である。
発光素子（１１）は、入射角度（γ）の可視光（Ｒ）を水素ガス検知素子（Ｚ２）へ入射する。
【００６７】
受光手段（３）の受光素子（１２）は、図６及び図７に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ１）の反射体（３８）で反射された反射可視光（Ｒ５）、（Ｒ６）を受光する。受光手段（３）の受光素子（１２）は、反射可視光（Ｒ５）、（Ｒ６）の強度を電気信号（ｆ５）、（ｆ６）に変換する。
受光手段（３）の受光素子（１２）は、装置本体（２１）の受光空間（２１Ｃ）内に配置される。受光素子（１２）は、受光窓（２１ｂ）を通して、水素ガス検知素子（Ｚ２）の触媒金属薄膜（１０）に対峙され、受光軸線（ｊ）上に配置している。受光軸線（ｊ）は、交差点（ｉ）を基点として、Ｙ方向の下方側に出射角度（γ）、傾斜する直線である。
【００６８】
判別手段（５）は、図６及び図７に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ５）、（ｆ６）を入力して、電気信号（ｆ５）、（ｆ６）の変化を判別する。
判別手段（５）の記憶素子（５Ａ）は、基準信号値（ｆｃ）を格納記憶する、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ５）、（ｆ６）を入力すると、記憶素子（５Ａ）から基準信号値（ｆｃ）を読出して、電気信号（ｆ５）、（ｆ６）及び基準信号値（ｆｃ）の差分値（Δｆ）を演算する。判別制御回路（５Ｂ）は、差分値（Δｆ）に基づいて電気信号（ｆ５）、（ｆ６）の変化を判別し、更に電気信号（ｆ５）、（ｆ６）変化の判別結果に基づいて、水素ガス非漏洩／水素ガス漏洩を判断する。基準信号値（ｆｃ）は、水素ガス非漏洩において、水素ガス検知素子（Ｚ２）の反射体（３８）で反射された反射可視光の強度を示す値であって、予め計測して基準信号値（ｆｃ）に変換して記憶素子（５Ａ）に格納記憶する。判別手段（５）の判別制御回路（５Ｂ）は、水素ガス漏洩と判断すると、警報信号（ｆｆ）を出力する。
判別手段（５）は、装置本体（２１）の検知空間（２１Ｂ）内に配置される。
【００６９】
信号増幅手段（６）は、図６及び図７に示すように、受光手段（３）から入力する電気信号（ｆ５）、（ｆ６）を増幅して、判別手段（５）に出力する。信号増幅手段（６）は、装置本体（２１）の受光空間（２１Ｃ）内に配置され、受光素子（１２）及び判別制御回路（５Ｂ）に夫々電気接続されている。
【００７０】
＜水素ガス（Ｈ２）漏洩の監視、検知＞
図６及び図７において、光学式水素ガス検知装置（Ｘ３）は、例えば、工場の水素ガス管（Ｙ）近傍に設置され、装置本体（２１）のガス導入口（２１ｃ）を水素ガス管（Ｙ）に対峙する。
【００７１】
図６において、水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）内を流通し、漏洩しない状態（以下「水素ガス非漏洩」と称する）にある。
水素ガス非漏洩において、水素ガス検知素子（Ｚ２）は、図６に示すように、水素ガス（Ｈ２）雰囲気に曝されていない。これにより、酸化タングステン薄膜（９）は、光透過率（α１：薄緑色）の光吸収特性を有する。
水素ガス検知素子（Ｚ２）へ入射角度（γ）で入射する入射可視光（Ｒ）は、図６に示すように、触媒金属薄膜（１０）、酸化タングステン薄膜（９）及び透過基板（８）を光透過率（α１）で透過し、この透過可視光（Ｒａ）は反射板（３８）の交差点（ｉ）で反射されて、受光手段（３）側へ反射可視光（Ｒ５）として出射する。反射可視光（Ｒ５）の強度及び入射可視光（Ｒ）の強度は、反射可視光（Ｒ５）＜入射可視光（Ｒ）の関係になる。
【００７２】
水素ガス非漏洩において、受光手段（３）の受光素子（１２）は、図６に示すように、反射可視光（Ｒ５）を受光して、反射可視光（Ｒ５）の強度を電気信号（ｆ５）に変換する。発光素子（１２）は、電気信号（ｆ５）を信号増幅手段（６）に出力し、信号増幅手段（６）は、電気信号（ｆ５）を増幅して、判別手段（５）に出力する。
【００７３】
水素ガス非漏洩において、判別手段（５）は、図６に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ５）を入力すると、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ５）及び基準信号値（ｆｃ）の差分値（Δｆ）を演算する。
水素ガス非漏洩において、電気信号（ｆ５）＝基準信号値（ｆｃ）の関係であり、差分値（Δｆ）は零となるので、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ５）の変化：「無」と判別する。判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ５）変化：「無」の判別結果に基づいて、水素ガス非漏洩と判断し、警報信号（ｆｆ）を警報手段（７）に出力しない。
【００７４】
水素ガス非漏洩において、警報手段（７）は、図６に示すように、判別手段（５）から警報信号（ｆｆ）を入力しないので、警報を発しない。
【００７５】
図７において、水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）から漏洩する状態（以下「水素ガス漏洩」と称する）にある。
水素ガス漏洩において、分子状の水素ガス（Ｈ２）は、水素ガス管（Ｙ）から流出し、装置本体（２１）のガス導入口（２１ｃ）から検知空間（２１Ｂ）内に流入する。
水素ガス検知素子（Ｚ２）において、酸化タングステン薄膜（９）は、図２の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）と同様に、光透過率（α２：濃青色）の光吸収特性を有する。
入射可視光（Ｒ）は、図７に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ２）の触媒金属薄膜（１０）、酸化タングステン薄膜（９）及び透過基板（８）を光透過率（α２）で透過し、この透過可視光（Ｒｂ）は反射体（３８）の交差点（ｉ）で反射されて、受光手段（３）側へ反射可視光（Ｒ６）として出射する。反射可視光（Ｒ６）の強度及び入射可視光（Ｒ）の強度は、反射可視光（Ｒ６）＜入射可視光（Ｒ）の関係になり、反射可視光（Ｒ６）の強度及び反射可視光（Ｒ５）の強度は、反射可視光（Ｒ６）＜反射可視光（Ｒ５）の関係になる。
【００７６】
水素ガス漏洩において、受光手段（３）の受光素子（１２）は、図７に示すように、反射可視光（Ｒ６）を受光して、反射可視光（Ｒ６）の強度を電気信号（ｆ６）に変換する。発光素子（１２）は、電気信号（ｆ６）を信号増幅手段（６）に出力し、信号増幅手段（６）は、電気信号（ｆ６）を増幅して、判別手段（５）に出力する。
【００７７】
水素ガス漏洩において、判別手段（５）は、図７に示すように、受光手段（３）から電気信号（ｆ６）を入力すると、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ６）及び基準信号値（ｆｃ）の差分値（Δｆ）を演算する。
水素ガス漏洩において、電気信号（ｆ６）＜基準信号値（ｆｃ）の関係であり、差分値（Δｆ）は零とならないので、判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ６）の変化：「有」と判別する。判別制御回路（５Ｂ）は、電気信号（ｆ６）変化：「有」の判別結果に基づいて、水素ガス漏洩と判断し、警報信号（ｆｆ）を警報手段（７）に出力する。
【００７８】
水素ガス漏洩において、警報手段（７）は、図７に示すように、判別手段（５）から警報信号（ｆｆ）を入力すると、警報を発する。
【００７９】
＜第４実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ４）＞
第４実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ４）について、図９を参照して説明する。なお、図９において、図１乃至図８と同一符号は、同一の手段、構成を示すので、詳細な説明は省略する。
【００８０】
図９において、第４実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ４：以下「光学式水素ガス検知装置（Ｘ４）」と称する）は、装置本体（３１）を備え、装置本体（３１）は、Ｘ方向と直交するＹ方向に、発光空間（３１Ａ）及び受光空間（３１Ｃ）を区画している。
【００８１】
光学式水素ガス検知装置（Ｘ４）は、図９に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ２）、発光手段（４２）、受光手段（４３）、判別手段（５）、信号増幅手段（６）及び警報手段（７）を備えて構成されている。
【００８２】
発光手段（４２）は、図９に示すように、発光素子（１１）及び発光側光ファイバ素子（４５）を含んで構成され、発光素子（１１）は、装置本体（３１）の発光空間（３１Ａ）内に配置されている。
発光側光ファイバ素子（４５）は、ガラスファイバ、ポリファイバ等を使用できる。光ファイバ素子（４５）は、発光空間（３１Ａ）内において、発光素子（１１）に電気接続され、装置本体（３１）外側に延設される。発光側光ファイバ素子（４５）は、発光素子（１１）の出射する可視光（Ｒ）を水素ガス検知素子（Ｚ２）へ入射する。発光側光ファイバ素子（４５）は、例えば、金属製の筒部材（４７）内に挿入することで保護されている。
【００８３】
受光手段（４３）は、図９に示すように、受光素子（１２）及び受光側光ファイバ素子（４６）を含んで構成され、受光素子（１２）は、装置本体（３１）の受光空間（３１Ｃ）内に配置されている。
受光側光ファイバ素子（４６）は、ガラスファイバ、ポリファイバ等を使用できる。受光側光ファイバ素子（４６）は、受光空間（３１Ｃ）内において、受光素子（１２）に電気接続され、装置本体（３１）外側に延設されている。受光側光ファイバ素子（４６）は、水素ガス検知素子（Ｚ２）の反射体（３８）で反射された反射可視光（Ｒ５）、（Ｒ６）を入力して、受光素子（１２）へ伝送する。受光側光ファイバ素子（４６）は、例えば、金属製の筒部材（４８）内に挿入することで保護されている。
【００８４】
判別手段（５）及び信号増幅器（７）は、図９に示すように、装置本体（３１）の受光空間（３１Ｃ）内に配置され、判別手段（５）は信号増幅器（７）に電気接続されている。信号増幅器（７）は、受光素子（１２）に電気接続されている。
警報手段（６）は、図９に示すように、判別手段（５）に電気接続されている。
【００８５】
光学式水素ガス検知装置（Ｘ４）は、図９に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ２）を水素ガス監視領域（Ｙ）の水素ガス管（Ｙ１）近傍に配置する。
水素ガス検知素子（Ｚ２）は、図８及び図９に示すように、Ｘ方向の基軸線（ｇ）に直交して、Ｙ方向及びＺ方向に延設されている。
【００８６】
発光側光ファイバ素子（４５）及び受光側光ファイバ素子（４６）は、装置本体（３１）から水素ガス検知素子（Ｚ２）近傍まで延設される。
発光側光ファイバ素子（４５）は、図９に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ２）の触媒金属（１０）に間隔を隔てて対峙され、入射光軸線（ｈ）に沿って配置される。
受光側光ファイバ素子（４６）は、図９に示すように、水素ガス検知素子（Ｚ２）の触媒金属（１０）に間隔を隔てて対峙され、受光軸線（ｊ）に沿って配置される。
これにより、発光素子（１１）から出射した入射可視光（Ｒ）は、発光側光ファイバ素子（４５）を通して、水素ガス検出素子（Ｚ２）の触媒金属（１０）へ入射する。そして、水素ガス検知素子（Ｚ２）の反射体（１５）の交差点（ｉ）で反射された反射可視光（Ｒ５）、（Ｒ６）は、受光側光ファイバ素子（４６）に入力され、受光素子（１２）へ伝送される。
【００８７】
光学式水素ガス検出装置（Ｘ４）において、水素ガス（Ｈ２）漏洩の監視、検出は、第３実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ３）と同様である。
【００８８】
第１実施形態、及び第２実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）、（Ｘ２）では、光学式水素ガス検知装置（Ｘ４）と同様にして、発光手段（２）を発光素子（１１）及び発光側光ファイバ素子（４５）を含んで構成し、受光手段（３）を受光素子（１２）及び受光側光ファイバ素子（４６）を含んで構成できる。
第１実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）では、図１に示すように、Ｘ方向の直線（ａ）に沿って、発光側光ファイバ素子（４５）及び受光側光ファイバ素子（４６）を延設する。第２実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ２）では、図３に示すように、発光側光ファイバ素子（４５）を入射光直線（ｄ）に沿って延設し、受光側光ファイバ素子（４６）を受光直線（ｅ）に沿って延設する。
【００８９】
第１〜第４実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）〜（Ｘ４）では、工場の水素ガス管（Ｙ）の水素ガス漏洩を監視、検知することについて説明したが、これに限定されず、水素ガス漏洩を監視する領域、水素ガス貯蔵タンク、水素ガス燃料を使用する領域等に設置して、水素ガス漏洩を監視できる。
【００９０】
第１〜第４実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）〜（Ｘ４）において、酸化タングステン薄膜（９）は、水素ガス漏洩を検知した後、酸化反応（酸化作用）によって、光透過率（α２：濃青色）から光透過率（α１：薄緑色）の光吸収特性に復元でき、正方晶面から単斜晶（００１）面に結晶配向して復元でき、繰り返して、水素ガス漏洩を検知できる。
【００９１】
第１実施形態〜第３実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）〜（Ｘ３）では、水素ガス検知素子（Ｚ１）、（Ｚ２）、発光手段（２）、受光手段（３）、判別手段（５）及び信号増幅手段（６）を装置本体（１）、（２１）内に配置している。装置本体（１）、（２１）を水素ガス爆発に耐え得る材料（圧板鉄鋼等）で構成することで、水素ガス爆発から水素ガス検知素材（Ｚ１）、（Ｚ２）等を保護できる。
第４実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ４）では、発光素子（１１）、受光素子（１２）、判別手段（５）及び信号増幅手段（６）を装置本体（３１）内に配置している。装置本体（３１）を水素ガス爆発に耐え得る材料（圧板鉄鋼等）で構成することで、水素ガス爆発から発光素子（１１）等を保護できる。
【００９２】
第１実施形態及び第２実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）、（Ｘ２）では、透過基板（８）の入射側表面（８Ａ）上に酸化タングステン薄膜（９）を形成することについて説明したが、これに限定されず、酸化タングステン薄膜（９）は、透過基板（８）の入射側表面（８Ａ）上に加えて、Ｘ方向において、入射側表面（８Ｂ）と反対側の出射側表面上にも形成することができる。このとき、透過基板（８）の出射側表面上に形成した酸化タングステン薄膜において、酸化タングステン薄膜の表面上に触媒金属薄膜を担持（堆積）する。
【００９３】
第実施形態１及び第２実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）、（Ｘ２）では、水素ガス検知素子（Ｚ１）の触媒金属薄膜（１０）へ可視光（Ｒ）を入射することについて説明したが、これに限定されない。第１実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ１）では、水素ガス検知素子（Ｚ１）の透過基板（８）を入射光窓（１ａ）に間隔を隔てて対峙することで、水素ガス検知素子（Ｚ１）の透過基板（８）へ可視光（Ｒ１）を入射できる。第２実施形態の光学式水素ガス検知装置（Ｘ２）では、水素ガス検知素子（Ｚ１）の透過基板（８）を入射光窓（２１ａ）及び受光窓（２１ｂ）に間隔を隔てて対峙することで、水素ガス検知素子（Ｚ１）の透過基板（８）へ可視光（Ｒ）を入射できる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本考案は、水素ガス漏洩を監視する水素ガス監視領域等において、水素ガス漏洩を検出するのに好適である。
【符号の説明】
【００９５】
Ｘ１〜Ｘ４  光学式水素ガス検知装置
Ｚ１、Ｚ２  水素ガス検知素子
Ｒ  可視光（入射可視光）
Ｒ１、Ｒ２  可視光（透過可視光）
Ｒ３〜Ｒ６  可視光（反射可視光）
Ｈ２  分子状の水素ガス
２  発光手段
１１  発光素子
３  受光手段
１２  受光素子
５  判別手段
６  信号増幅手段
７  警報手段
８  透過基板
９  酸化タングステン薄膜
１０  触媒金属薄膜
３８  反射体
４５  発光側光ファイバ素子
４６  受光側光ファイバ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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