(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脈動して発生する被検知ガスに反応して該被検知ガスの濃度の測定に供されるガスセンサーと、該ガスセンサーの出力中の直流成分及び低周波成分を除去する高域フィルター及び該高域フィルターの出力が供給される解析手段を含んで成る検出手段と、該検出手段から得られる上記解析手段による解析結果を表示する表示手段とを備え、上記解析手段が、上記測定の開始時点からの一定時間内において、上記高域フィルターの出力中に予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した部分が２回以上出現したとき、上記解析結果を上記表示手段に供給されるものとして出力するガス検出装置を用い、
要救助生存者が存在すると推定される空間に上記ガスセンサーを配置し、上記解析手段から上記解析結果が上記表示手段に供給されるものとして出力された状態をもって、要救助生存者の存在を検知することを特徴とする要救助生存者の検知方法。
【請求項２】
脈動して発生する被検知ガスに反応して該被検知ガスの濃度の測定に供されるガスセンサーと、該ガスセンサーの出力中の直流成分及び低周波成分を除去する高域フィルター及び該高域フィルターの出力が供給される解析手段を含んで成る検出手段と、該検出手段から得られる上記解析手段による解析結果を表示する表示手段とを備え、上記解析手段が、上記高域フィルターの出力中に、予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した最初の部分が出現した後、所定時間内に、上記予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した次の部分が出現したとき、上記解析結果を上記表示手段に供給されるものとして出力するガス検出装置を用い、
要救助生存者が存在すると推定される空間に上記ガスセンサーを配置し、上記解析手段から上記解析結果が上記表示手段に供給されるものとして出力された状態をもって、要救助生存者の存在を検知することを特徴とする要救助生存者の検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、炭酸ガス等のガスに反応するガスセンサーを備えたガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線領域の光源、被検知ガスを導入する測定セル，光電変換素子、及び、光フィルターから構成され、非分散型赤外線吸収法に基づく炭酸ガス検出装置が従来知られている。この炭酸ガス検出装置においては、光源から射出され、炭酸ガスが吸収する波長の赤外線を通過させる光フィルターを通した赤外線を、被検知ガスである炭酸ガスが導入された測定セルを通過させる。同時に、光源から射出され、炭酸ガスによる吸収が全くない波長の光を通過させる光フィルターを通した赤外線を測定セルを通過させる。そして、これらの２種類の赤外線の強度を光電変換素子で測定し、比較することによって、炭酸ガス濃度に応じた出力を得ることができる。この炭酸ガス検出装置の使用にあっては、チューブとガスポンプを用いて測定セルに炭酸ガスを導入する。
【０００３】
ところで、地震等の災害発生時には、倒壊した家屋等の瓦礫の下敷きになった要救助者を迅速に発見し救出することが必要とされるが、こうした要救助者を迅速に発見し救出するために、上述の従来知られた炭酸ガス検出装置を用いることが考えられる。
【０００４】
斯かる際、人間の呼気に含まれる炭酸ガス濃度は、通常、３〜４体積％と言われており、３５０〜４００ｐｐｍである大気中の炭酸ガス濃度と比べて非常に高いので、上述の炭酸ガス検出装置を使用すると、瓦礫内空間における大気をチューブとガスポンプとを用いて測定セルに導入し、炭酸ガス濃度を測定することにより、生存者存在の可能性がある一定の炭酸ガス濃度以上である状態をブザー音などで探査作業者に知らせることが可能であるとされている（例えば、文献：高橋哲  他；消研輯報，４５，１４（１９９１）参照）。
【０００５】
しかしながら、人間の呼気中の炭酸ガスは急速に大気中に拡散するし、瓦礫内空間においては、その容積、通気性、埋没後の経過時間等に応じて炭酸ガス濃度が変化し、実際に測定される炭酸ガス濃度は然程高くないのが一般的である。本願発明の発明者等の測定結果にあっては、人体近傍の雰囲気中でも４００〜６００ｐｐｍ程度である。また、上記文献では、３７０〜４１５ｐｐｍであると報告されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の炭酸ガス検出装置にあっては、チューブとガスポンプとを用いて測定セルに炭酸ガスを導入する。それ故、チューブ内を炭酸ガスが移動する間に拡散が促進されることになって、空間的な炭酸ガス濃度分布までは測定できないといった問題がある。さらに、それに加えて、ガスポンプの災害現場での使用は困難な場合が多いという問題もある。
【０００７】
炭酸ガスセンサーとして、固体電解質型炭酸ガスセンサーが知られている。この固体電解質型炭酸ガスセンサーにおいては、固体電解質を電極で挟んだときに各電極における反応量に差がでること、即ち、反応に関係するガスの分圧（濃度）に差が生じ、その差に応じた起電力が発生するという原理を利用している。これは、濃淡電池とも呼ばれ、一方の電極におけるガスの濃度を固定して基準とすれば、他方の電極における濃度に応じた起電力を得ることができる。しかしながら、固体電解質型炭酸ガスセンサーは、ヒータを用いて高温にして動作させるため、ヒータ通電開始直後の起電力が安定せず、短時間の経時的ドリフトが比較的大規模に発生することになり易い。
【０００８】
また、センサーの出力の温度ドリフトも比較的大きい。このようなもとで、低炭酸ガス濃度領域を高分解能で測定する必要があるが、センサーの出力の温度ドリフトは、濃度測定精度を低下させ、要救助者の探査に大きな影響を与えてしまう。更に、センサーの出力においては、長時間に亙る経時的なドリフトも発生するが、温度ドリフトと異なり、基準ガスを用いることなく、このような長時間に亙る経時的なドリフトを補正することは不可能である。
【０００９】
炭酸ガス濃度に関する建築物環境衛生管理基準では、構造物内の炭酸ガス濃度の基準は１０００ｐｐｍ以下となっているが、密閉性の高い構造物内部における炭酸ガス濃度は、大気中の炭酸ガス濃度よりも高い場合がある。このような密閉性の高い構造物が倒壊した場合、炭酸ガス濃度の高低についての情報だけでは、比較的高濃度の炭酸ガスが充満している瓦礫内空間における要救助者の呼気による炭酸ガス濃度上昇について、その判別を行い難いという問題がある。
【００１０】
また、ガス選択性の低いセンサーは、妨害ガスの影響を受けるため、炭酸ガスを選択的に透過させるガスフィルターを用いるなどの対策が必要となる。
【００１１】
斯かる点に鑑み、本願発明の目的は、簡素な構造を有したもとで、センサーの出力における温度ドリフトや経時的ドリフトの影響を抑制することができ、要救助者の呼気に起因した炭酸ガス濃度上昇等とされるガス濃度上昇についての判別を、例えば、雰囲気中の炭酸ガス濃度に影響されることなく、高い精度をもって確実に行うことができるものとされ、しかも、妨害ガスの影響を受け難いガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成する本願発明の第１の態様に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法は、脈動して発生する被検知ガスに反応して当該被検知ガスの濃度の測定に供されるガスセンサーと、ガスセンサーの出力中の直流成分及び低周波成分を除去する高域フィルター及び高域フィルターの出力が供給される解析手段を含んで成る検出手段と、検出手段から得られる解析手段による解析結果を表示する表示手段とを備え、解析手段が、被検知ガスの濃度の測定の開始時点からの一定時間内において、高域フィルターの出力中に予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した部分が２回以上出現したとき、解析結果を表示手段に供給されるものとして出力するガス検出装置を用い、要救助生存者が存在すると推定される空間にガスセンサーを配置し、解析手段から解析結果が表示手段に供給されるものとして出力された状態をもって、要救助生存者の存在を検知することを特徴とするものとされる。
【００１３】
また、上述の目的を達成する本願発明の第２の態様に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法は、脈動して発生する被検知ガスに反応して当該被検知ガスの濃度の測定に供されるガスセンサーと、ガスセンサーの出力中の直流成分及び低周波成分を除去する高域フィルター及び高域フィルターの出力が供給される解析手段を含んで成る検出手段と、検出手段から得られる解析手段による解析結果を表示する表示手段とを備え、解析手段が、高域フィルターの出力中に予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した最初の部分が出現した後、所定時間内に、予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した次の部分が出現したとき、解析結果を表示手段に供給されるものとして出力するガス検出装置を用い、要救助生存者が存在すると推定される空間にガスセンサーを配置し、解析手段から解析結果が表示手段に供給されるものとして出力された状態をもって、要救助生存者の存在を検知することを特徴とするものとされる。
【００１６】
一般に、ガスセンサーが反応する被検知ガスの濃度測定において、ガスセンサーが置かれた雰囲気中の被検知ガス濃度が階段状に変化する場合、ガスセンサーは、直ちに変化後の被検知ガス濃度に対応する出力を出力するわけではなく、或る時間の遅れを伴って出力する。このような遅れを、ガスセンサーのステップ対応遅れ期間ｔ1 と呼ぶ。
【００１７】
上述の本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の場合にも、斯かるガスセンサーのステップ対応遅れ期間ｔ1 は生じる。そして、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置にあっては、ガスセンサーが置かれた雰囲気中の被検知ガス濃度が階段状に変化する場合、ステップ対応遅れ期間ｔ1 が無いと仮定すると、ガスセンサーの出力（ＶOUT ）が供給される高域フィルターからの出力である交流成分（ガスセンサーの出力の微分値（∂ＶOUT ／∂ｔ）に相当する）はパルス状となるが、実際にはステップ対応遅れ期間ｔ1 が存在するので、高域フィルターからの出力である交流成分は時間の経過とともに山型あるいは谷型を成すレベル変化を示す。なお、ステップ対応遅れ期間ｔ1 は、ガスセンサーによって異なり、通常、数秒乃至数分である。ガスセンサーとして固体電解質型炭酸ガスセンサーを使用した場合には、通常、１０〜２０秒である。
【００１８】
ガスセンサーが置かれた雰囲気中の被検知ガス濃度が階段状に変化する場合として、以下の場合が挙げられる。
（イ）ガスセンサーが置かれた（例えば、挿入された）被検知ガス濃度を測定すべき空間あるいは要救助生存者が存在すると推定される空間（以下、被検空間と呼ぶ）における被検知ガス濃度とガスセンサーが被検空間に置かれる前に置かれていた大気中の被検知ガス濃度との間に濃度差が存在する場合。
（ロ）ガスセンサーが取り除かれる（例えば、引き抜かれる）前に置かれていた被検空間における被検知ガス濃度と被検空間から取り除かれたガスセンサーが置かれた大気中の被検知ガス濃度との間に濃度差が存在する場合。
（ハ）ガスセンサーが置かれた（例えば、挿入された）被検空間内に脈動して発生する被検知ガスの発生源である被検知ガス発生源（例えば、脈動して発生する炭酸ガスの発生源である要救助生存者）が存在する場合。
【００１９】
本願発明の第１の態様もしくは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置によって被検空間における被検知ガス濃度を測定する際には、以下の４つのケースが考えられる。
（ケース１）大気中の被検知ガス濃度と被検空間における被検知ガス濃度との間に濃度差が無く、被検空間内に被検知ガス発生源が存在しないとき。
（ケース２）大気中の被検知ガス濃度と被検空間における被検知ガス濃度との間に濃度差が有り、被検空間内に被検知ガス発生源が存在しないとき。
（ケース３）大気中の被検知ガス濃度と被検空間における被検知ガス濃度との間に濃度差が無く、被検空間内に被検知ガス発生源（例えば、要救助生存者）が存在するとき。
（ケース４）大気中の被検知ガス濃度と被検空間における被検知ガス濃度との間に濃度差が有り、被検空間内に被検知ガス発生源（例えば、要救助生存者）が存在するとき。
【００２０】
ここで、被検知ガス濃度の測定の開始から終了までの全測定期間をｔ0 ，ｔ0 からステップ対応遅れ期間ｔ1 を減じた期間をｔ2 （＝ｔ0 −ｔ1 ）とする。なお、被検知ガス濃度の測定の開始は、便宜上、ガスセンサーを被検空間内に置いた後とする。
【００２１】
ケース１のときにおいては、ガスセンサーの出力は、全測定期間ｔ0 に亙って、短時間の経時的ドリフトを呈し、緩やかに変化するだけである。従って、ガスセンサーの出力が供給される高域フィルターの出力である交流成分のレベルは、全測定期間ｔ0 に亙って略０となる。
【００２２】
ケース２のときにおいては、ステップ対応遅れ期間ｔ1 の間、上記（イ）の場合に応じて、ガスセンサーの出力は大きく変化する。従って、ガスセンサーの出力が供給される高域フィルターの出力である交流成分には、ステップ対応遅れ期間ｔ1 内に、予め設定された閾値レベル（０より大）を越えるレベルを有した部分が１回出現する。このような最初に出現する閾値レベルを越えるレベルを有した部分を、便宜上、第１のピークと呼ぶ。ステップ対応遅れ期間ｔ1 後の期間ｔ2 においては、ガスセンサーの出力は殆ど変化しない。従って、高域フィルターの出力である交流成分のレベルは、期間ｔ2 の全体に亙って略０となる。即ち、ケース２にあっては、測定期間ｔ0 において、高域フィルターの出力である交流成分中に第１のピークが出現することになる。
【００２３】
ケース３のときにおいては、ステップ対応遅れ期間ｔ1 の間、上記（ハ）の場合に応じて、ガスセンサーの出力は大きく変化する。従って、高域フィルターの出力である交流成分には、ステップ対応遅れ期間ｔ1 内に第１のピークが出現する。そして、ステップ対応遅れ期間ｔ1 後の期間ｔ2 においても、上記（ハ）の場合に応じて、ガスセンサーの出力は大きく変化する。それにより、高域フィルターの出力である交流成分には、期間ｔ2 内において、測定期間ｔ0 の開始時点、即ち、被検知ガスの濃度の測定の開始から一定時間Ｔが経過するまでに、あるいは、第１のピークが出現した後所定時間Ｔ2 が経過するまでに、予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した部分が少なくとも１回出現する。このようにして２回目に出現する閾値レベルを越えるレベルを有した部分を、便宜上、第２のピークと呼ぶ。即ち、ケース３にあっては、高域フィルターの出力である交流成分中に、被検知ガスの濃度の測定の開始からの一定時間Ｔ内において少なくとも第１のピーク及び第２のピークが出現すること、あるいは、高域フィルターの出力である交流成分中に、第１のピークが出現した後予め定められた所定時間Ｔ２内に第２のピークが出現することになる。
【００２４】
ケース４のときにおいては、ステップ対応遅れ期間ｔ1 の間、上記（イ）の場合及び（ハ）の場合に応じて、ガスセンサーの出力は、ケース３のときより一層大なる変化をする。従って、高域フィルターの出力である交流成分には、ステップ対応遅れ期間ｔ1 内に第１のピークが出現する。そして、ステップ対応遅れ期間ｔ1 後の期間ｔ2 においても、上記（ハ）の場合に応じて、ガスセンサーの出力は大きく変化する。それにより、高域フィルターの出力である交流成分には、期間ｔ2 内において、測定期間ｔ0 の開始時点、即ち、被検知ガスの濃度の測定の開始から一定時間Ｔが経過するまでに、あるいは、第１のピークが出現した後予め定められた所定時間Ｔ2 が経過するまでに、少なくとも第２のピークが出現する。即ち、ケース４にあっては、高域フィルターの出力である交流成分中に、被検知ガスの濃度の測定の開始からの一定時間Ｔ内において少なくとも第１のピーク及び第２のピークが出現すること、あるいは、高域フィルターの出力である交流成分中に、第１のピークが出現した後予め定められた所定時間Ｔ2 内に第２のピークが出現することになる。
【００２５】
従って、本願発明の第１の態様に係る要救助生存者の検知方法によれば、高域フィルターの出力である交流成分中に、被検知ガスの濃度の測定の開始からの一定時間Ｔ内において、少なくとも第１のピーク及び第２のピークが出現したとき、即ち、予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した部分が２回以上出現したとき、ガスセンサーが置かれた被検空間内に、脈動して発生する被検知ガスの発生源である被検知ガス発生源（例えば、脈動して発生する炭酸ガスの発生源である要救助生存者）が存在していることが検知される。なお、ステップ対応遅れ期間ｔ1 は、例えば、ガスセンサーとして固体電解質型炭酸ガスセンサーが用いられる場合は、１０〜２０秒とされるので、一定時間Ｔは、ｔ1 ＋２０秒以上、好ましくはｔ1 ＋４０秒以上、より一層好ましくはｔ1 ＋６０秒以上とされることが望ましい。
【００２６】
また、本願発明の第２の態様に係る要救助生存者の検知方法によれば、高域フィルターの出力である交流成分中に、第１のピークが出現した後予め定められた所定時間Ｔ2 内に第２のピークが出現したとき、即ち、予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した最初の部分が出現した後、所定時間Ｔ2 内に、予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した次の部分が出現したとき、ガスセンサーが置かれた被検空間内に、脈動して発生する被検知ガスの発生源である被検知ガス発生源（例えば、脈動して発生する炭酸ガスの発生源である要救助生存者）が存在していることが検知される。なお、斯かるもとにあって、所定時間Ｔ2 は、２０秒以上、好ましくは４０秒以上、より一層好ましくは６０秒以上とされることが望ましい。
【００２７】
このようなもとで、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法においては、上述のようにして、ガスセンサーが置かれた被検空間内に、脈動して発生する被検知ガスの発生源である被検知ガス発生源（例えば、脈動して発生する炭酸ガスの発生源である要救助生存者）が存在していることが検知されるとき、解析手段が、それにより得られる解析結果を表示手段に供給されるものとして出力し、それにより、被検空間内に被検知ガス発生源が存在することをあらわす解析結果が表示手段によって表示される。そして、解析手段から解析結果が表示手段に供給されるものとして出力される状態をもって、被検空間内における被検知ガス発生源の存在を検知することになる。
【００２８】
なお、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置にあっては、ガスセンサーが、炭酸ガスセンサー、より具体的には、固体電解質型炭酸ガスセンサーをもって構成されることが好ましい。固体電解質型炭酸ガスセンサーは、固体電解質粉末成型品の一方の面に参照電極を形成し、他方の面に作用電極を形成した構造を有する。固体電解質粉末成型品は、例えば、ケイ酸ジルコニウムとリン酸三ナトリウムとを出発原料として、焼成，粉砕，焼結，成型を行うことによって得られ、参照電極は、例えば、金をもって構成され、作用電極は、例えば、炭酸塩をもって構成される。参照電極側には、アルミナ基板を介してヒータが設けられる。そして、ヒータに直流電圧を印加して、固体電解質型炭酸ガスセンサーを約４５０℃に加熱して作動させ、作用電極と参照電極との間に発生する起電力を測定することによって、ガス濃度、具体的には、炭酸ガス濃度を測定することができる。
【００２９】
さらに、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置にあっては、ガスセンサーがケーシング内に格納される構成が取られることが望ましい。その際、ケーシングが、中空部を有した棒，杖あるいは伸縮自在の棒（以下、これらを総称して棒等と呼ぶ）の先端部に取り付けられ、ガスセンサーが、棒等の中空部を通された配線によって、棒等の後端部近傍に位置するハウジング内に格納された検出手段に電気的に接続される構成がとられることが望ましいが、斯かる構成に限定されるものではない。例えば、ガスセンサーの出力を、遠方の検出手段に電波や通信回線を介して伝達する構成とすることもできる。ケーシングと棒等の間には、首振り運動が可能な可撓性チューブが配設されていてもよい。
【００３０】
表示手段は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ），液晶表示装置（ＬＣＤ），ランプ，ブザー，スピーカー等をもって構成することができる。
【００３１】
ガスセンサーの出力が供給される高域フィルターは、例えば、カットオフ周波数が０．１２５Ｈｚに設定されたものとすることができる。ガスセンサーの出力中の直流成分及び低周波成分は、ガスセンサーの出力についての温度ドリフトや長時間あるいは短時間の経時的ドリフトを成すものであるので、高域フィルターのカットオフ周波数を適切に設定すして、ガスセンサーの出力中の直流成分及び低周波成分を取り除くことにより、温度ドリフトや長時間あるいは短時間の経時的ドリフトの影響を回避したもとで、ガスセンサーの出力中における被検知ガスの濃度変化に応じた変動成分を有効に抽出することが可能となる。
【００３２】
検出手段については、特に、ガスセンサーが、例えば、固体電解質型炭酸ガスセンサーをもって構成されるもとにおいて、ガスセンサーと高域フィルターとの間に配されるインピーダンス変換回路を含んでいることが好ましい。ガスセンサーが固体電解質型炭酸ガスセンサーをもって構成される場合、固体電解質型炭酸ガスセンサーの出力インピーダンスは比較的大であるので、ガスセンサーに高域フィルターを、インピーダンス変換回路を介すことなく直接的に接続すると、ガスセンサーの出力を高域フィルターに適正に伝達できない事態が生じる虞があるからである。
【００３３】
解析手段の構成としては、例えば、ピーク検出回路（高域フィルターの出力のレベルと閾値レベルとを比較するレベル比較器）とピーク数（高域フィルターの出力中の閾値レベルを越えるレベルを有した部分の数）を計数する演算回路との組合せ、あるいは、それと基準値を有した比較器（コンパレータ）との組合せを挙げることができる。
【００３４】
一般に、ガスセンサーが置かれた雰囲気における平均的なガス濃度をあらわす情報だけでは、被検知ガス発生源（例えば、要救助生存者）の存在を判別することができないが、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置によれば、ガスセンサーの出力が供給される高域フィルターの出力中における予め設定された閾値レベルを越えるレベルを有した部分を検出して、被検知ガス濃度の変動を観察することにより、被検知ガス発生源の存在を判別することができることになる。なお、チューブとガスポンプを用いて測定セルに被検知ガスを導入する従来の装置にあっては、チューブ内を被検知ガスが移動する間に拡散が促進される結果、空間的な被検知ガス濃度分布まではガスセンサーの出力に現れないが、本願発明の発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置によれば、ガスセンサーを直接に被検箇所に置くことによって、空間的な被検知ガス濃度分布をガスセンサーの出力に基づいて得ることが可能となる。
【００３５】
しかも、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置にあっては、ガスセンサーの出力の温度ドリフトや緩やかな経時的なドリフト成分は、高域フィルターによって除去されるので、斯かる温度ドリフトや緩やかな経時的なドリフトの影響を大幅に低減することができる。また、ガスセンサーが大気中に晒されているとき、大気を基準とした調整（零点補正）を自動的に行うことができるので、短時間の経時的なドリフトの影響も大幅に低減することができる。
【００３６】
更に、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置は、ガスセンサーのガス選択性が低いことになる場合においても、妨害ガスが被検知ガスと類似の空間的な濃度分布を示さない限り、被検知ガスの濃度を妨害ガスの影響を受けないものとして測定することができるので、特別な対策は不要である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、本願発明の実施の形態について、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法の夫々の実施例をもって、図面が参照されるもとで説明される。
【００３８】
図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の一例を示す。
【００３９】
図１の（Ａ）に示されるガス検出装置の例は、ケーシング１０と、中空部２１を有する伸縮自在の棒２０と、ハウジング３０とを備えて構成されている。棒２０の先端部は、ケーシング１０の後端部に着脱自在に取り付けられている。ケーシング１０内には、例えば、瓦礫中の要救助生存者が発生する炭酸ガスとされる、脈動して発生する被検知ガスに反応して、その被検知ガスの濃度の測定に供されるガスセンサー１３が、固体電解質型炭酸ガスセンサー（フィガロ技研株式会社製、ＴＧＳ４１６０）をもって構成されたものとして、周知の信号処理回路１４に取り付けられた状態で格納されている。また、ガスセンサー１３は、ケーシング１０に設けられた窓部１１を覆うようにケーシング１０に取り付けられた粉塵防止用金属メッシュ１２を通して、ケーシング１０外からケーシング１０内に侵入する被検知ガスに接し得るものとされている。更に、ガスセンサー１３が取り付けられた信号処理回路１４から伸びる配線１５が、棒２０の中空部２１を通じて、棒２０の後端部近傍に配されたハウジング３０内へと伸び、ハウジング３０に格納された検出手段４０に電気的に接続されている。
【００４０】
図１の（Ｂ）は、検出手段４０についてのブロック図を示す。このブロック図をもって示される検出手段４０は、ガスセンサー１３の出力が供給される、ガスセンサー１３の出力インピーダンスを変換するための周知のインピーダンス変換回路４１と、インピーダンス変換回路４１の出力が供給される、ガスセンサー１３の出力中の直流成分及び低周波成分を除去するための周知の高域フィルター４２（カットオフ周波数：０．１２５Ｈｚ）と、高域フィルター４２の出力である交流成分を解析するための周知の解析手段４３とを含んで構成されている。そして、解析手段４３の出力端は、解析手段４３により得られる解析結果を表示するための表示手段４４を成す表示装置に連結されている。
【００４１】
表示手段４４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）４５及び液晶表示装置（ＬＣＤ）４６から成り、これらはハウジング３０の外面に配設されている。解析手段４３は、高域フィルター４２の出力のレベルと予め設定された閾値レベルとを比較するレベル比較器であるピーク検出回路と、高域フィルター４２の出力中の閾値レベルを越えるレベルを有した部分の数であるピーク数を計数する演算回路と、の組合せによって構成される。
【００４２】
このような構成のもとで、一般に、固体電解質型炭酸ガスセンサーをもって構成されたガスセンサー１３は、出力インピーダンスが比較的大であるものとされる。しかしながら、ガスセンサー１３の出力インピーダンスがインピーダンス変換回路４１によって変換されることになるので、ガスセンサー１３の出力がインピーダンス変換回路４１を通じて高域フィルター４２に適正に伝達され、それにより、解析手段４３において高域フィルター４２の出力である交流成分についての正確な解析が行われる。また、高域フィルター４２のカットオフ周波数が適切に設定されることにより、ガスセンサー１３の出力中における抽出されるべき有効変動成分が適性に抽出される。ハウジング３０には、その他、各種のスイッチ類が配設されているが、これらの図示は省略されている。
【００４３】
上述のような本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の例にあっては、ガスセンサー１３が、脈動して発生する被検知ガス、例えば、瓦礫内の要救助生存者が発生する炭酸ガスが存在している可能性がある被検空間内におかれて、被検知ガスである炭酸ガスの濃度の測定が開始されると、ガスセンサー１３からの出力が得られる。図２の（Ａ）は、斯かるガスセンサー１３からの出力を示す。図２の（Ａ）における縦軸は、電圧レベルをあらわし、１目盛は５ｍＶに相当する。また、図２の（Ａ）における横軸は、時間をあらわしている。
【００４４】
図２の（Ａ）における白四角印をもって示される出力は、大気中に置かれたガスセンサー１３の出力である。この出力は、測定の開始後の時間経過に伴って徐々に低下しているが、これはガスセンサー１３の出力における短時間の経時的ドリフトを示している。斯かる白四角印をもって示される出力が得られる状態を、便宜上、「状態Ａ」と呼ぶ。
【００４５】
図２の（Ａ）における×印をもって示される出力は、ガスセンサー１３がおかれた被検空間（例えば、瓦礫内）の被検知ガスである炭酸ガスの濃度が大気中より大であるもとにおけるガスセンサー１３の出力である。斯かる×印をもって示される出力が得られる状態を、便宜上、「状態Ｂ」と呼ぶ。また、図２の（Ａ）における白丸印をもって示される出力は、被検知ガスである炭酸ガスの濃度が大気中より大である被検空間内（例えば、瓦礫内）に、脈動して発生する炭酸ガスの発生源である要救助生存者が存在しているもとにおけるガスセンサー１３の出力である。斯かる白丸印をもって示される出力が得られる状態を、便宜上、「状態Ｃ」と呼ぶ。
【００４６】
上述の「状態Ｃ」のもとでのガスセンサー１３の出力は、側面と上面に約５ｃｍ間隔で通気用の穴を開けた容積約１ｍ3 の箱内に被験者が入った状態のもとでの試験結果であり、また、上述の「状態Ｂ」のもとでのガスセンサー１３の出力は、容積約１ｍ3 の箱内に被験者が入ってから５５秒経過後に箱から出た直後の状態のもとでの試験結果である。
【００４７】
「状態Ｃ」のもとで得られる図２の（Ａ）における白丸印をもって示される出力にあっては、測定の開始直後に大規模な増大が見られ、その後、更に増大及び減少する変動が見られるが、このような変動が、被検空間内に要救助生存者が存在する場合の特徴である。それに対して、「状態Ｂ」のもとで得られる図２の（Ａ）における×印をもって示される出力にあっては、測定の開始直後に大規模な増大が見られ、その後、平坦となっている。このような平坦な部分が、被検空間内に要救助生存者が存在していない場合の特徴である。これよりして、ガスセンサー１３の出力に基づいて、被検空間内に要救助生存者が存在しているか否かを判断することが可能である。なお、図２の（Ａ）における白丸印をもって示される出力及び×印をもって示される出力の夫々における、測定の開始直後における大規模な増大の程度は、被検空間内の炭酸ガスの平均的濃度との相関があるので、斯かる測定の開始直後における大規模な増大の程度から被検空間内の炭酸ガスの平均的濃度を知ることができる。
【００４８】
ガスセンサー１３の出力は、インピーダンス変換回路４１を通じて高域フィルター４２に供給され、高域フィルター４２においてガスセンサー１３の出力中の直流成分及び低周波成分が除去されて、高域フィルター４２から、ガスセンサー１３の出力中の交流成分が出力として抽出される。図２の（Ｂ）は、高域フィルター４２の出力である交流成分を示す。この交流成分は、ガスセンサー１３の出力の時間に対する変化分であり、ガスセンサー１３の出力ＶOUT の微分値∂ＶOUT ／∂ｔに相当する。図２の（Ｂ）における縦軸は、電圧レベルをあらわし、１目盛は１ｍＶに相当する。また、図２の（Ｂ）における横軸は、時間をあらわしている。
【００４９】
図２の（Ｂ）における白四角印をもって示される出力は、「状態Ａ」のもとで図２の（Ａ）における白四角印をもって示される出力に基づいて得られる高域フィルター４２の出力であり、図２の（Ｂ）における×印をもって示される出力は、「状態Ｂ」のもとで図２の（Ａ）における×印をもって示される出力に基づいて得られる高域フィルター４２の出力であり、図２の（Ｂ）における白丸印をもって示される出力は、「状態Ｃ」のもとで図２の（Ａ）における白丸印をもって示される出力に基づいて得られる高域フィルター４２の出力である。
【００５０】
「状態Ａ」のもとで得られる図２の（Ｂ）における白四角印をもって示される出力は、測定の開始後、略０レベル（０ｍＶ）となる平坦なレベルを維持する。「状態Ｂ」のもとで得られる図２の（Ｂ）における×印をもって示される出力にあっては、測定の開始直後に、０レベルから立ち上がって約３ｍＶに達した後０レベルに戻るレベルを有した山型の部分が現れ、その後は、図２の（Ｂ）における白四角印をもって示される出力と同様に、略０ｍＶとなる平坦なレベルを維持する。そして、「状態Ｃ」のもとで得られる図２の（Ｂ）における白丸印をもって示される出力にあっては、測定の開始直後に、０レベルから立ち上がって約３．５ｍＶに達した後０レベルに戻るレベルを有した比較的大なる山型の部分が現れ、その後、更に０レベルから立ち上がって約０．７〜０．９ｍＶに達した後０レベルに戻るレベルを有した比較的小なる山型の部分が複数個現れている。
【００５１】
高域フィルター４２の出力である交流成分は、解析手段４３に供給され、解析手段４３において、表示手段４４における波形表示のため、さらには、ガスセンサー１３の出力に基づく解析結果が効率良く得られるようにするための処理を受ける。図３及び図４は、前述の「状態Ｃ」のもとで得られる図２の（Ｂ）における白丸印をもって示される出力が解析手段４３における処理を受けて得られる、高域フィルター４２の出力である交流成分を示す。図３及び図４の夫々における縦軸は、電圧レベルをあらわし、図３及び図４の夫々における横軸は、時間をあらわしている。また、図３及び図４の夫々におけるＣは、予め設定された閾値レベル（０レベルより大）をあらわしている。さらに、図３におけるＴは、測定の開始時点からの一定時間をあらわしていて、例えば、３０秒に設定され、図４におけるＴ2 は、後述される特定の時点からの所定時間をあらわしていて、例えば、２０秒に選定される。
【００５２】
図３に示される高域フィルター４２の出力である交流成分にあっては、測定の開始時点からの一定時間Ｔ内において、閾値Ｃを越えるレベルを有した部分が、時間経過に伴って３回現れている。このような閾値Ｃを越えるレベルを有した部分をピークと呼ぶこととすると、被検空間内に要救助生存者が存在していて、ガスセンサー１３から図２の（Ｂ）における白丸印をもって示される出力が得られるときには、測定の開始時点からの一定時間Ｔ内において、高域フィルター４２の出力である交流成分中にピークが３回出現していることになる。なお、図３に示される高域フィルター４２の出力である交流成分において、測定の開始時点からの一定時間Ｔの経過後に、下向きに大きな谷形の部分が出現しているが、これは、測定が終了して、被検空間からガスセンサー１３が取り除かれた（引き抜かれた）ときに出現した部分である。
【００５３】
本願発明の第１の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の例の場合には、解析手段４３が、図３に示されるように、測定の開始時点からの一定時間Ｔ内において、高域フィルター４２の出力である交流成分中にピークが２回以上出現したとき、例えば、当該図３に示される高域フィルター４２の出力である交流成分を、解析手段４３による解析結果として、表示手段４４に供給されるものとして出力する。それにより、表示手段４４において、解析手段４３による解析結果に基づいた、被検空間内に要救助生存者が存在していることをあらわす表示が行われる。その際、表示手段は、液晶表示装置４６による画像表示，発光ダイオード４５やランプの点灯，ブザーやスピーカーによる放音等を行う。
【００５４】
また、図４に示される高域フィルター４２の出力である交流成分は、図３に示される高域フィルター４２の出力である交流成分と同じものであって、その中にピークが３回出現しているが、図４においては、高域フィルター４２の出力である交流成分中に、最初のピークが出現した後における交流成分のレベルが閾値Ｃに戻った時点である特定の時点からの所定時間Ｔ2 内に、即ち、最初のピークが出現した後、所定時間Ｔ2 内に、次のピークが出現していることになる。なお、図４に示される高域フィルター４２の出力である交流成分においても、交流成分のレベルが閾値Ｃに戻った時点である特定の時点からの所定時間Ｔ2 の経過後に、下向きに大きな谷形の部分が出現しているが、これは、測定が終了して、被検空間からガスセンサー１３が取り除かれた（引き抜かれた）ときに出現した部分である。
【００５５】
本願発明の第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の例の場合には、解析手段４３が、図４に示されるように、高域フィルター４２の出力である交流成分中に、最初のピークが出現した後、所定時間Ｔ2 内に、次のピークが出現したとき、例えば、当該図４に示される高域フィルター４２の出力である交流成分を、解析手段４３による解析結果として、表示手段４４に供給されるものとして出力する。それにより、表示手段４４において、解析手段４３による解析結果に基づいた、被検空間内に要救助生存者が存在していることをあらわす表示が行われる。その際、表示手段は、液晶表示装置４６による画像表示，発光ダイオード４５やランプの点灯，ブザーやスピーカーによる放音等を行う。
【００５６】
次に、本願発明の第１の態様に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法の一例（実施例）にあっては、上述のガス検出装置のガスセンサー１３が、要救助生存者が存在すると推定される被検空間内（例えば、瓦礫内）に、例えば、その外部から差し込まれて配置され、被検空間内における瓦礫中の要救助生存者が発生する炭酸ガスである、脈動して発生する炭酸ガスの濃度の測定が行われる。
【００５７】
その際、ガス検出装置においては、解析手段４３が、図３に示されるように、測定の開始時点からの一定時間Ｔ内において、高域フィルター４２の出力である交流成分中にピークが２回以上出現したとき、例えば、当該図３に示される高域フィルター４２の出力である交流成分を、解析手段４３による解析結果として、表示手段４４に供給されるものとして出力し、それにより、表示手段４４において、解析手段４３による解析結果に基づいた、被検空間内に要救助生存者が存在していることをあらわす表示が行われる。従って、本願発明の第１の態様に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法の一例を実施する探査作業者は、ガス検出装置における解析手段４３から、それによる解析結果が表示手段４４に供給されるものとして出力された状態をもって、さらには、その結果、ガス検出装置における表示手段４４に応じて、被検空間内における要救助生存者の存在を、容易かつ確実に検知することができる。
【００５８】
さらに、本願発明の第２の態様に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法の一例（実施例）にあっても、上述のガス検出装置のガスセンサー１３が、要救助生存者が存在すると推定される被検空間内（例えば、瓦礫内）に、例えば、その外部から差し込まれて配置され、被検空間内における瓦礫中の要救助生存者が発生する炭酸ガスである、脈動して発生する炭酸ガスの濃度の測定が行われる。
【００５９】
その際、ガス検出装置においては、解析手段４３が、図４に示されるように、高域フィルター４２の出力である交流成分中に、最初のピークが出現した後、所定時間Ｔ2 内に、次のピークが出現したとき、例えば、当該図４に示される高域フィルター４２の出力である交流成分を、解析手段４３による解析結果として、表示手段４４に供給されるものとして出力し、それにより、表示手段４４において、解析手段４３による解析結果に基づいた、被検空間内に要救助生存者が存在していることをあらわす表示が行われる。従って、本願発明の第２の態様に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法の一例を実施する探査作業者は、ガス検出装置における解析手段４３から、それによる解析結果が表示手段４４に供給されるものとして出力された状態をもって、さらには、その結果、ガス検出装置における表示手段４４に応じて、被検空間内における要救助生存者の存在を、容易かつ確実に検知することができる。
【００６０】
上述においては、本願発明の実施の形態が、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法の夫々の実施例をもって説明されたが、本願発明に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法は、これら実施例に限定されるものではなく、前述のガス検出装置の全体の構成，構造，ガスセンサーの構成，検出手段の構成等は例示であって、適宜変更することができる。
【００６１】
例えば、ガスセンサー１３が収容されるケーシング１０内に、ガスセンサー１３及び信号処理回路１４に加えて、マイクロホンやスピーカーを収納して、探査作業者が、要救助生存者への呼び掛け、あるいは、要救助生存者との会話を行うことができる構成とすることもできる。また、ケーシング１０内に、例えば、ＣＣＤカメラを収納して、探査作業者が被検空間内を視認できる構成とすることもできる。また、前述の発明の実施の形態においては、専ら炭酸ガス（二酸化炭素ガス）を被検知ガスとして説明したが、本願発明に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置は、その他、被検空間内に存在する被検知ガス発生源から脈動して発生する被検知ガスの検出に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本願発明に係るガス検出装置を用いる要救助生存者の検知方法によれば、簡素な構造をもって、センサーの出力における温度ドリフトや経時的ドリフトの影響を抑制することができ、要救助生存者の呼気に起因した炭酸ガス濃度上昇等とされるガス濃度上昇についての判別を、例えば、雰囲気中の炭酸ガス濃度に影響されることなく、しかも、妨害ガスの影響を受け難い状態のもとで、高い精度をもって確実に行うことができるガス検出装置を用いて、その機能を有効に利用することにより、要救助生存者の検知及び探査を確実に行うことができ、その結果、要救助生存者についての救助活動を迅速かつ効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の一例を示す図である。
【図２】  本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の一例に備えられるガスセンサーからの出力、及び、本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の一例に備えられる高域フィルターの出力である交流成分を示す図である。
【図３】  本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の一例に備えられる解析手段による処理を受けた高域フィルターの出力である交流成分を示す図である。
【図４】  本願発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る要救助生存者の検知方法に用いられるガス検出装置の一例に備えられる解析手段による処理を受けた高域フィルターの出力である交流成分を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・ケーシング
１１・・・窓部
１２・・・粉塵防止用金属メッシュ
１３・・・ガスセンサー
１４・・・信号処理回路
１５・・・配線
２０・・・伸縮自在の棒
２１・・・中空部
３０・・・ハウジング
４０・・・検出手段
４１・・・インピーダンス変換回路
４２・・・高域フィルター
４３・・・解析手段
４４・・・表示手段
４５・・・発光ダイオード
４６・・・液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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