(57)【要約】【課題】混合ガスの発熱量を簡易かつ安価な構成で連続計測して算出することができる発熱量算出装置を提供する。【解決手段】接触燃焼式ガスセンサ１０が出力する検知素子と比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置であって、接触燃焼式ガスセンサ１０が出力した混合ガスに対応するセンサ出力に基づいて、混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出情報を記憶する発熱量算出情報記憶手段３４と、センサ出力取込手段３１ａが取り込んだ混合ガスに対応するセンサ出力と発熱量算出情報記憶手段３４の発熱量算出情報とに基づいて発熱量を算出する発熱量算出手段３１ｂと、発熱量算出手段３１ｂが算出した発熱量を示す発熱量情報を通知するために出力する発熱量情報出力手段３１ｃと、を備える。【選択図】図１
2005201647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサが出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置であって、
前記接触燃焼式ガスセンサが出力した前記混合ガスに対応する前記センサ出力に基づいて、前記混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出情報を記憶する発熱量算出情報記憶手段と、
前記接触燃焼式ガスセンサが出力する前記センサ出力を取り込むセンサ出力取込手段と、
前記センサ出力取込手段が取り込んだ前記混合ガスに対応する前記センサ出力と前記発熱量算出情報記憶手段が記憶している発熱量算出情報とに基づいて前記発熱量を算出する発熱量算出手段と、
前記発熱量算出手段が算出した発熱量を示す発熱量情報を通知するために出力する発熱量情報出力手段と、
を備えることを特徴とする発熱量算出装置。
【請求項２】
前記センサ出力取込手段が取り込んだ前記複数のガス成分に対応する前記センサ出力の中の少なくとも２つの前記ガス成分に対応する前記センサ出力と該センサ出力に対応する発熱量との関係を示す算出式に基づいて前記発熱量算出情報を生成する前記発熱量算出情報生成手段をさらに備え、
前記発熱量算出情報記憶手段は、前記発熱量算出情報生成手段が生成した前記発熱量算出情報を記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載の発熱量算出装置。
【請求項３】
前記発熱量算出情報生成手段は、前記少なくとも２つの前記ガス成分のうち一方を前記混合ガスの主成分となる前記ガス成分として前記生成を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の発熱量算出装置。
【請求項４】
前記センサ出力取込手段は、予め定められた所定時間内に時系列的に取り込んだ複数の前記センサ出力の中から最大となる前記センサ出力を検出すると、該検出したセンサ出力以降に取り込んだ前記センサ出力の平均を算出し、当該平均値を前記センサ出力とする
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の発熱量算出装置。
【請求項５】
被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサが出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出方法であって、
前記接触燃焼式ガスセンサが出力した前記混合ガスに対応する前記センサ出力を取り込む過程と、
前記混合ガスに対応する前記センサ出力に基づいて前記混合ガスの発熱量を算出するために予め記憶している発熱量算出情報と前記取り込んだセンサ出力とに基づいて前記発熱量を算出する過程と、
前記算出した発熱量を示す発熱量情報を通知するために出力する過程と、
を備えることを特徴とする発熱量算出方法。
【請求項６】
前記接触燃焼式ガスセンサが出力した前記複数のガス成分に対応するセンサ出力の中の少なくとも２つの前記ガス成分に対応する前記センサ出力と該センサ出力に対応する発熱量との関係を示す算出式に基づいて前記発熱量算出情報を生成する過程と、
前記生成した発熱量算出情報を記憶する過程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の発熱量算出方法。
【請求項７】
前記発熱量算出情報を生成する過程は、前記少なくとも２つの前記ガス成分のうち一方を前記混合ガスの主成分となる前記ガス成分として前記生成を行う
ことを特徴とする請求項６に記載の発熱量算出方法。
【請求項８】
前記センサ出力を取り込む過程は、時系列的に収集した複数の前記センサ出力の中から最大となる前記センサ出力を検出し、該検出されたセンサ出力以降に収集した前記センサ出力の平均を算出し、当該平均値を前記センサ出力とする
ことを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の発熱量算出方法。
【請求項９】
複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を測定する発熱量測定システムであって、
被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有し、前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力を出力する接触燃焼式ガスセンサと、請求項１〜４の何れかに記載の発熱量算出装置と、を備え、
前記発熱量算出装置の前記センサ出力取込手段は、前記接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力を取り込む
ことを特徴とする発熱量測定システム。
【請求項１０】
前記接触燃焼式ガスセンサは、３０００〜７０００ｐｐｍの範囲内で予め定められた濃度の前記被検ガスに対する前記センサ出力を出力する
ことを特徴とする請求項９に記載の発熱量測定システム。
【請求項１１】
前記接触燃焼式ガスセンサは、多孔質の焼結合金で形成しているキャップにて前記検知素子と前記比較素子を覆っている
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の発熱量測定システム。
【請求項１２】
前記接触燃焼式ガスセンサは、前記センサ出力の感度が少なくとも２０％低下するように予め通電したものを用いる
ことを特徴とする請求項９〜１１の何れかに記載の発熱量測定システム。
【請求項１３】
前記接触燃焼式ガスセンサは、炭化水素系のガスを予め定められた期間に亘って接触させたものを用いる
ことを特徴とする請求項９〜１２の何れかに記載の発熱量測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱量算出装置及びその方法、並びに発熱量測定システムに関し、より詳細には、被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサが出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置及びその方法、並びに、発熱量算出装置を備える発熱量測定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ガスの原料は、従来の石油系から長期に安定した価格で輸入できる液化天然ガス（以下、ＬＮＧという）への転換が着実に進み、全国的には都市ガス原料の大部分がＬＮＧとなっている。また、地方都市ガス事業者においてもＬＮＧへの転換が進んでいる。
【０００３】
ＬＮＧを都市ガスとして供給する方法は、大都市でも中小都市でも基本的には同一であり、空温式または海水加熱式等の気化器でガス化した後に、液化プロパンガス（ＬＰＧ）で約４６ＭＪ／Ｎｍ3に増熱調整して高カロリーガスとして供給している。そして、この供給ガス（混合ガス）の発熱量は、ガスクロマトグラフにより混合ガス中に含まれるガス成分と濃度を測定して算出している。
【０００４】
ここで、ガスクロマトグラフは、適当な充填物が均一に詰まったカラム内で、ガス試料、気化した液体、固体試料をキャリアガスで展開させ、試料を化学変化させることなくガス状で通過させて各成分を分離する装置である。
【０００５】
一般的なガスクロマトグラフの検出器で用いられるものに、熱伝導度型（Thermal conductivity detector，ＴＣＤ）があり、気体の熱伝導の差を利用するもので、サーミスタの電気抵抗の差として検出する。特徴としては構造が単純でキャリアガス以外なら何でも検出できるが、感度が低いという欠点がある。
【０００６】
また、最小検出量が小さく、再現性のよい測定が可能なガスクロマトグラフが提案されている。このガスクロマトグラフによれば、容積の微小なＴＣＤを用い、さらにキャピラリーカラムの一端をＴＣＤ内に配置することにより、キャピラリーカラムとＴＣＤとの間のデッドボリュームを実質上なくすように構成することで、ＴＣＤに供給するキャリアガスと同種のガスの流量を低減し、最小検出量が小さく、再現性の良い測定を可能としている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２８６４７号公報  （第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したガスクロマトグラフは装置自体が高価なため、ガスクロマトグラフで供給ガスの発熱量を測定する場合は、その測定に費用が嵩んでしまうという問題が生じていた。また、ガスクロマトグラフはキャピラリーカラム等のカラムを用いていることから、１０〜３０分ごとの不連続な測定しかできないため、発熱量の測定に時間がかかってしまうという問題も生じていた。
【０００８】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、混合ガスの発熱量を簡易かつ安価な構成で連続計測して算出することができる発熱量算出装置及びその方法、並びに発熱量測定システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の発熱量算出装置は、図１の基本構成図に示すように、被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサ１０が出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置であって、前記接触燃焼式ガスセンサ１０が出力した前記混合ガスに対応する前記センサ出力に基づいて、前記混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出情報を記憶する発熱量算出情報記憶手段３４と、前記接触燃焼式ガスセンサ１０が出力する前記センサ出力を取り込むセンサ出力取込手段３１ａと、前記センサ出力取込手段３１ａが取り込んだ前記混合ガスに対応する前記センサ出力と前記発熱量算出情報記憶手段３４が記憶している発熱量算出情報とに基づいて前記発熱量を算出する発熱量算出手段３１ｂと、前記発熱量算出手段３１ｂが算出した発熱量を示す発熱量情報を通知するために出力する発熱量情報出力手段３１ｃと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の発熱量算出装置において、前記センサ出力取込手段３１ａが取り込んだ前記複数のガス成分に対応する前記センサ出力の中の少なくとも２つの前記ガス成分に対応する前記センサ出力と該センサ出力に対応する発熱量との関係を示す算出式に基づいて前記発熱量算出情報を生成する前記発熱量算出情報生成手段３１ｄをさらに備え、前記発熱量算出情報記憶手段３４は、前記発熱量算出情報生成手段３１ｄが生成した前記発熱量算出情報を記憶することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項２に記載の発熱量算出装置において、前記発熱量算出情報生成手段３１ｄは、前記少なくとも２つの前記ガス成分のうち一方を前記混合ガスの主成分となる前記ガス成分として前記生成を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１〜３の何れかに記載の発熱量算出装置において、前記センサ出力取込手段３１ａは、予め定められた所定時間内に時系列的に取り込んだ複数の前記センサ出力の中から最大となる前記センサ出力を検出すると、該検出したセンサ出力以降に取り込んだ前記センサ出力の平均を算出し、当該平均値を前記センサ出力とすることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項５記載の発熱量算出装置は、被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有する接触燃焼式ガスセンサが出力する前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力に基づいて、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出方法であって、前記接触燃焼式ガスセンサが出力した前記混合ガスに対応する前記センサ出力を取り込む過程と、前記混合ガスに対応する前記センサ出力に基づいて前記混合ガスの発熱量を算出するために予め記憶している発熱量算出情報と前記取り込んだセンサ出力とに基づいて前記発熱量を算出する過程と、前記算出した発熱量を示す発熱量情報を通知するために出力する過程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、請求項５に記載の発熱量算出方法において、前記接触燃焼式ガスセンサが出力した前記複数のガス成分に対応するセンサ出力の中の少なくとも２つの前記ガス成分に対応する前記センサ出力と該センサ出力に対応する発熱量との関係を示す算出式に基づいて前記発熱量算出情報を生成する過程と、前記生成した発熱量算出情報を記憶する過程と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項７記載の発明は、請求項６に記載の発熱量算出方法において、前記発熱量算出情報を生成する過程は、前記少なくとも２つの前記ガス成分のうち一方を前記混合ガスの主成分となる前記ガス成分として前記生成を行うことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項８記載の発明は、請求項５〜７の何れかに記載の発熱量算出方法において、前記センサ出力を取り込む過程は、時系列的に収集した複数の前記センサ出力の中から最大となる前記センサ出力を検出し、該検出されたセンサ出力以降に収集した前記センサ出力の平均を算出し、当該平均値を前記センサ出力とすることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項９記載の発熱量測定システムは、図１の基本構成図に示すように、複数種類のガス成分からなる混合ガスの発熱量を測定する発熱量測定システムであって、被検ガス中の被検物質に感応する検知素子と前記被検ガス中の被検物質に感応しない比較素子とを有し、前記検知素子と前記比較素子との熱的バランスを示すセンサ出力を出力する接触燃焼式ガスセンサ１０と、請求項５〜９の何れかに記載の発熱量算出装置３０と、を備え、前記発熱量算出装置３０の前記センサ出力取込手段３１ａは、前記接触燃焼式ガスセンサ１０のセンサ出力を取り込むことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項１０記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項９に記載の発熱量算出システムにおいて、前記接触燃焼式ガスセンサ１０は、３０００〜７０００ｐｐｍの範囲内で予め定められた濃度の前記被検ガスに対する前記センサ出力を出力することを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた請求項１１記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項９又は１０に記載の発熱量算出システムにおいて、前記接触燃焼式ガスセンサ１０は、多孔質の焼結合金で形成しているキャップにて前記検知素子と前記比較素子を覆っていることを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた請求項１２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項９〜１１の何れかに記載の発熱量算出システムにおいて、前記接触燃焼式ガスセンサ１０は、前記センサ出力の感度が少なくとも２０％低下するように予め通電したものを用いることを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた請求項１３記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項９〜１２の何れかに記載の発熱量算出システムにおいて、前記接触燃焼式ガスセンサ１０は、炭化水素系のガスを予め定められた期間に亘って接触させたものを用いることを特徴とする。
【００２２】
本発明の発熱量算出装置によれば、接触燃焼式ガスセンサ１０が出力した前記混合ガスに対応するセンサ出力がセンサ出力取込手段３１ａによって取り込まれると、このセンサ出力と発熱量算出情報記憶手段３４が記憶している発熱量算出情報とに基づいて混合ガスの発熱量が発熱量算出手段３１ｂによって算出され、その発熱量を示す発熱量情報が発熱量情報出力手段３１ｃによって例えば表示装置、通信装置等に出力されることで、混合ガスの発熱量が通知される。
【００２３】
発熱量算出装置によれば、センサ出力取込手段３１ａによって取り込まれた複数のガス成分に対応するセンサ出力の中の少なくとも２つのガス成分に対応するセンサ出力とそのセンサ出力に対応する発熱量との関係を示す算出式に基づいて発熱量算出情報が発熱量算出情報生成手段３１ｄによって生成され、その発熱量算出情報は発熱量算出情報記憶手段３４に記憶される。
【００２４】
発熱量算出装置によれば、センサ出力取込手段３１ａによって取り込まれた混合ガスの主成分となるガス成分とその他のガス成分に対応するセンサ出力とそのセンサ出力に対応する発熱量との関係を示す算出式に基づいて発熱量算出情報が発熱量算出情報生成手段３１ｄによって生成され、その発熱量算出情報は発熱量算出情報記憶手段３４に記憶される。
【００２５】
発熱量算出装置によれば、センサ出力取込手段３１ａは、予め定められた所定時間内に時系列的に複数の前記センサ出力を取り込み、そのセンサ出力の中から最大となるセンサ出力を検出すると、この検出したセンサ出力が取り込まれた以降のセンサ出力の平均を算出し、その平均値をセンサ出力とする。
【００２６】
また、本発明の発熱量測定システムによれば、接触燃焼式ガスセンサ１０が混合ガスに対応するセンサ出力を出力すると、発熱量算出装置はそのセンサ出力を取り込み、センサ出力と発熱量算出情報とに基づいて混合ガスの発熱量を算出し、その発熱量を示す発熱量情報を例えば表示装置、通信装置等に出力することで、混合ガスの発熱量を通知する。
【００２７】
発熱量測定システムによれば、３０００〜７０００ｐｐｍの範囲内で予め定められた濃度の前記被検ガスに対する前記センサ出力が接触燃焼式ガスセンサ１０によって出力される。
【００２８】
発熱量測定システムによれば、接触燃焼式ガスセンサの検知素子及び比較素子は、多孔質の焼結合金で形成されたキャップで覆われることで、そのセンサ出力は、風速、ガスの循環等の影響を受けにくくなる。
【００２９】
発熱量測定システムによれば、接触燃焼式ガスセンサ１０には、センサ出力の感度が少なくとも２０％低下するように予め通電されてものを用いることで、接触燃焼式ガスセンサの通電開始からの劣化し易い期間の使用が回避される。
【００３０】
発熱量測定システムによれば、接触燃焼式ガスセンサ１０には、炭化水素系のガスを予め定められた期間に亘って接触させたものを用いることで、接触燃焼式ガスセンサの素子に被検ガスが接触することによる感度劣化の影響が使用開始直後から回避される。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように請求項１に記載した本発明の発熱量算出装置によれば、接触燃焼式ガスセンサが出力する混合ガスに対応するセンサ出力に基づいて混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出情報を記憶しておき、この発熱量算出情報と取り込んだ混合ガスに対応するセンサ出力とに基づいて発熱量の算出ができるので、成分及び比率が不明な混合ガスであっても、その発熱量を容易かつ迅速に測定することができる。従って、供給ガスの発熱量を測定する際に、高価なガスクロマトグラフを用いる必要がなくなるため、その供給システムの簡単化及びコストダウンを図ることができるという効果を奏する。また、連続計測が可能となるため、発熱量の測定を短時間で行うことができるという効果も奏する。なお、このことは、請求項５に記載した本発明の発熱量算出方法についても同様に言える。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、少なくとも２つのガス成分に対応するセンサ出力とそのセンサ出力に対応する発熱量との関係を示す算出式に基づいて発熱量算出情報を生成しているので、少なくとも２つのガス成分に対応するセンサ出力を取り込むことで発熱量算出情報を生成することができる。従って、接触燃焼式ガスセンサが出力した混合ガスに対応するセンサ出力からより正確な発熱量を算出することができるという効果を奏する。なお、このことは、請求項６に記載した本発明の発熱量算出方法についても同様に言える。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、例えば、混合ガスが液化天然ガスの場合、その主成分はメタンガスであることから、少なくとも２つのガス成分のうち一方は混合ガスの主成分となるガス成分とすることで、主成分と他の成分とに基づいた算出式は測定対象となる混合ガスに適した式となるため、より一層正確な発熱量算出情報を生成することができる。従って、接触燃焼式ガスセンサが出力した混合ガスに対応するセンサ出力からより正確な発熱量を算出することができるという効果を奏する。なお、このことは、請求項７に記載した本発明の発熱量算出方法についても同様に言える。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れかに記載の発明の効果に加え、接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力は、そのセンサの特性や微妙な雰囲気の違いにより出力が安定する時間に差が生じるが、所定時間内においてセンサ出力が最大となるとそれ以降は安定することから、センサ出力の中から最大となるセンサ出力を検出し、それ以降に取り込んだセンサ出力の平均をセンサ出力とすることで、より正確なセンサ出力を取り込むことができる。従って、正確なセンサ出力を取り込んでいることから、そのセンサ出力と発熱量算出情報とに基づいて算出する発熱量の精度を向上させることができるという効果を奏する。なお、このことは、請求項８に記載した本発明の発熱量算出方法についても同様に言える。
【００３５】
以上説明したように請求項９に記載した本発明の発熱量測定システムによれば、混合ガスに対応するセンサ出力を出力する接触燃焼式ガスセンサと、その出力した混合ガスに対応するセンサ出力と発熱量算出情報とに基づいて混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置と、を備えて発熱量測定システムを構成しているので、成分及び比率が不明な混合ガスであっても、その発熱量を容易かつ迅速に測定することができる。従って、供給ガスの発熱量を測定する際に、高価なガスクロマトグラフを用いる必要がなくなるため、その供給システムの簡単化及びコストダウンを図ることができるという効果を奏する。また、連続計測が可能となるため、発熱量の測定を短時間で行うことができるという効果も奏する。
【００３６】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明の効果に加え、３０００〜７０００ｐｐｍの範囲内の測定濃度の被検ガスを接触燃焼式ガスセンサ１０で測定しているので、温度や測定上の誤差によりセンサ出力の精度の低下を防止することができる。また、被検ガスがメタンであると、メタンに対する接触燃焼式ガスセンサ１０のセンサ出力は１０００ｐｐｍで６ｍｖ弱と小さいが、３０００〜７０００ｐｐｍに測定濃度を設定することで、１５ｍＶ前後のセンサ出力を得ることができる。従って、温度や測定上の誤差によるセンサ出力の精度の低下を防止することができるので、センサ出力からより正確な発熱量を算出することができるという効果を奏する。
【００３７】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項９又は１０に記載の発明の効果に加え、多孔質の焼結合金でキャップを形成することで、接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力は、風速、ガスの循環等の影響を受けにくくなるので、センサ出力のバラツキが小さくなり、その精度を向上させることができる。従って、接触燃焼式ガスセンサのセンサ出力の精度を向上させているため、そのセンサ出力からより正確な発熱量を算出することができるという効果を奏する。
【００３８】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項９〜１１の何れかに記載の発明の効果に加え、接触燃焼式ガスセンサは通電開始から例えば５日程度が最も劣化し易いが、予め所定期間（例えば５日間以上など）に亘って通電し、その感度が２０％程度劣化させたもの用いるので、最初から正確なセンサ出力を得ることができる。従って、使用開始時から正確なセンサ出力を得ることが可能となり、接触燃焼式ガスセンサの劣化の影響を受けることなく、そのセンサ出力からより正確な発熱量を算出することができるという効果を奏する。
【００３９】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項９〜１２の何れかに記載の発明の効果に加え、接触燃焼式ガスセンサの通電開始に応じて素子に被検ガスが接触すると、使用開始から最初の２日間で感度が大きく劣化するが、その後ある程度のカーボン吸着によりセンサ出力が安定するため、メタンガスなどの炭化水素系のガスの中で予め定められた期間通電した接触燃焼式ガスセンサを用いることで、使用開始によりセンサ出力の劣化が発生することを防止することができる。従って、使用開始時しても接触燃焼式ガスセンサが出力するセンサ出力は劣化しないので、そのセンサ出力からより正確な発熱量を算出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係る発熱量算出装置を適用した発熱量測定システムの最良の形態の一例を、図２〜図１４の図面を参照して説明する。
【００４１】
ここで、図２は本発明の発熱量測定システムの概略構成の一例を示す構成図であり、図３は接触燃焼式ガスセンサの一例を説明するための図であり、図４は図３の検知素子の構成の一例を説明するための図であり、図５は焼結合金キャップと従来の網キャップに対するセンサエアベース出力と経過時間の関係を示すグラフであり、図６は電圧印加後のセンサ出力と経過時間の関係を示すグラフであり、図７はメタンガス中で通電したときのセンサ出力と経過時間の関係を示すグラフであり、図８は本発明に係る発熱量算出装置の概略構成を示す構成図であり、図９は各ガス成分のセンサ出力と発熱量との関係を示すグラフであり、図１０はメタンとプロパンとに基づいた発熱量算出式を示すグラフであり、図１１は各ガス成分毎のセンサ出力とガス濃度との関係を示すグラフであり、図１２は図７のＣＰＵが実行する処理概要の一例を示すフローチャートであり、図１３は図１２中のセンサ出力測定処理の一例を示すフローチャートであり、図１４はセンサ出力の測定方法の一例を説明するために図である。
【００４２】
発熱量測定システムは、図２に示すように、混合ガスである供給ガスを収容する容器１と、該容器１に接続している流路２と、該流路２に介在して混合ガスを被検ガスに希釈する（例えば、１〜５％ガス）希釈部３と、該希釈部３の下流側の流路２に接続している切替コック４と、該切替コック４に接続される流路２ａに介在して前記被検ガス等が流入するチャンバー等の測定槽５と、該測定槽５内の被検ガスの濃度に応じて出力が変化する接触燃焼式ガスセンサ（以降、ガスセンサという）１０と、該ガスセンサ１０の出力に基づいて被検ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置３０と、を有する。
【００４３】
また、切替コック４には、混合ガスをガス成分と成り得る、例えば、メタン、プロパン等の複数の校正用ガスが流れる成分用流路６の一方を接続しており、その他方には複数の校正用ガスの成分容器８ａ，８ｂから成分用流路６に流出させる校正用ガスを切り替える成分切替コック７を接続している。
【００４４】
この成分切替コック７には、メタンガスを収容する成分容器８ａ、プロパンガスを収容する成分容器８ｂを接続している。なお、図２では、２つの成分容器のみを記載しているが、その本数はこれに限定するものではなく、例えば、エタン、ブタン等の他の校正用ガスを収容する成分容器を追加するなど種々異なる実施の形態とすることもできる。
【００４５】
切替コック４と成分切替コック７との間の成分用流路６には、成分切替コック７にて切り替えられて流入する校正用ガスの圧力を測定槽５における測定条件で示された圧力となるように調整（減圧）する圧力調整器９が介在している。そして、流路２及び成分用流路６の各々には、そこを流れる流量を計測する流量計Ｍが介在している。
【００４６】
また、上述した成分切替コック７にはさらに、エアーを収容するエアー容器８ｃを接続している。そして、混合ガス、校正用ガス（ガス成分）等の測定を開始する前に、作業員等が切替コック４及び成分切替コック７の切替操作を行うことで、清浄大気中のセンサ出力を計測するために、測定槽５内部にエアーを流入されてエアベース調整を行うことが可能な構成となっている。
【００４７】
次に、ガスセンサ１０は、図３に示すように、測定槽５内の被検ガスに感応する検知素子１１ａを有している。この検知素子１１ａは、図４に示すように、抵抗線として機能する白金線の中央部にコイル形状部１１を形成し、このコイル形状部１１を、例えば、酸化アルミニウム粉体の担体にパラジウム等の適宜の酸化触媒を含有した粉体で覆って球状に形成している。
【００４８】
ガスセンサ１０はさらに、温度等周囲環境による測定値への影響を排除するための比較素子１１ｂを有しており、この比較素子１１ｂは、燃焼触媒を有しない他は検知素子１１ａと同様に構成されている。これら素子の白金線は、センサ基台１４を貫通する一対のピン１２ａ、１２ｂに接続され、これら素子からの出力値は、センサ基台１４の裏面側から突出したピン１２ａ、１２ｂの先端部に接続されるリード線１６を介してセンサハウジング外へ出力される。
【００４９】
また、ガスセンサ１０には、検知素子１１ａ及び比較素子１１ｂが互いに干渉しないようにこれらの間に干渉防止板１３が設けられ、これらは多孔質の焼結合金で形成しているキャップ１５及びセンサ基台１４から構成されるセンサハウジング内に収納されて保護されている。
【００５０】
キャップ１５は、筒形状に形成されていて周壁及び頂壁を有している。そして、被検ガスが焼結合金であるキャップ１５に当たると、被検ガスが染み込むようにしてキャップ１５内部に入り込み、入り込むときの被検ガスの流速は殆どない状態になる。
【００５１】
そして、上述した構成において、検知素子１１ａ及び比較素子１１ｂはリード線１６、ピン１２ａ、１２ｂを介しての通電により所定の温度（例えば、約４００℃など）に加熱された状態で、被検ガスが検知素子１１ａに接触すると、触媒による接触燃焼反応が生じ、この反応により検知素子１１ａの温度が上昇して電気抵抗が大きくなり、接触燃焼反応を起こさない比較素子１１ｂとの抵抗バランスが崩れ、この抵抗バランスの崩れに応じてガスセンサ１０の後述する抵抗ブリッジ回路から取り出される電圧の変化が生じ、その変化に基づいて被検物質の濃度の検出が可能となる。
【００５２】
本発明のように焼結合金で形成したキャップ１５を用いたガスセンサ１０と、従来のように網キャップを用いた従来ガスセンサとを通常雰囲気中（エア中）で放置したとき、つまり、エアベースの測定時における各センサ出力の変動は図５に示すようになる。なお、図５では本発明のガスセンサ１０と従来ガスセンサのガス中の出力のふらつき量を測定した結果を示している（ふらつきが多いと測定誤差が大きくなる）。
【００５３】
ここで、図５の縦軸はセンサ出力（ｍＶ）、横軸は経過時間（秒）をそれぞれ示し、実線が焼結合金のキャップ１５を用いた本発明のガスセンサ１０、破線が従来の網キャップを用いた従来ガスセンサのセンサエアベース出力と経過時間とのそれぞれの関係を示している。
【００５４】
図５に示すように、ガスセンサ１０のセンサ出力は０ｍＶ付近で安定しているのに対し、従来ガスセンサのセンサ出力では０ｍＶ付近に安定していることもあるが、大半は０ｍＶから約０．５〜１ｍＶの範囲で変動している。つまり、従来ガスセンサは、そのセンサ出力は風速、ガスの循環等の影響を受けやすいが、本発明のガスセンサ１０はそれらの影響を受けにくいことが分かる。
【００５５】
よって、焼結合金でキャップ１５を形成することで、ガスセンサ１０のセンサ出力は風速、ガスの循環等の影響を受けにくくなるので、センサ出力のバラツキが小さくなり、その精度を向上させることができる。また、キャップ１５の内壁から検知素子１１ａ及び比較素子１１ｂまでの距離を十分に確保することで、センサ出力の精度をより一層向上させることができる。
【００５６】
また、メタンガスに対するガスセンサ１０のセンサ出力を電圧印加後３ヶ月間に亘って測定すると、図６の測定１〜４のグラフに示すように、ガスセンサ１０はその使用開始時にはセンサ出力が２０ｍＶ付近だったのが、約５日が経過するとそのセンサ出力は１６ｍＶまで低下する。そして、５日を過ぎるとセンサ出力の低下も小さくなり、センサ出力が安定した状態となる。このようなセンサ出力の初期低下は炭化水素系ガスの測定をする場合に発生する問題である。
【００５７】
本発明のガスセンサ１０は、通電開始から例えば５日程度が最も劣化し易いことから、予めガスセンサ１０を所定期間（例えば５日間以上など）に亘って通電し、その感度が２０％程度劣化させたものを本発明の発熱量測定システムに用いていることで、測定精度の向上を図っている。このようなガスセンサの初期における感度の劣化は、ガス警報器に用いる場合には問題とならないが、発熱量を測定する上では使用開始時からセンサ出力にバラツキが生じることは好ましくなく、予め通電したものを用いることで、最初から正確なセンサ出力を得ることが可能となり、そのセンサ出力に基づいて算出する発熱量の精度を向上させることができる。
【００５８】
また、ガスセンサ１０を警報装置に用いる場合とは異なり、発熱量測定システムに用いる場合、継続的かつ定期的にガスセンサ１０は被検ガスと接触するため、そのセンサ感度が大きく劣化することが考えられる。そこで、ガスセンサ１０を数日間に亘ってメタンガス中で通電した場合のセンサ出力と経過日数との関係は、図７の測定１〜７のグラフに示すようになる。
【００５９】
図７において、ガスセンサ１０はその使用開始時にはセンサ出力が１８ｍＶ付近だったのが、約２日が経過するとそのセンサ出力は１２ｍＶまで低下する。そして、使用開始から１０日が経過すると、センサ出力も１０ｍＶ付近で安定する。このガスセンサ１０の感度低下は、継続的な燃焼によって素子表面にカーボンを吸着するためであると考えられる。
【００６０】
よって、ガスセンサ１０は、使用開始から最初の２日間で感度が大きく劣化し、その後の変化量は減少することから、最初の２日間である程度カーボン吸着による感度劣化が落ち着き、その後は安定したセンサ出力となるため、本発明の発熱量計測システムには、予めメタンガス中で２日間通電させたガスセンサ１０を用いることで、最初から正確なセンサ出力を得ることを可能とし、そのセンサ出力に基づいて発熱量を算出することで、その精度を向上させている。
【００６１】
次に、上述した発熱量算出装置３０は、図８に示すように、ガスセンサ１０の検知素子１１ａと比較素子１１ｂに通電を行うセンサ駆動部２１と、検知素子１１ａと比較素子１１ｂとの熱的バランスを示すセンサ出力を出力するセンサ出力部２２と、予め定められたプログラムに従って動作するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）３０と、作業者等に各種入力を行わせる操作部４０と、μＣＯＭ３０から指示に応じて各種表示を行う表示部５０と、を有して構成している。
【００６２】
μＣＯＭ３０の出力ポートにはセンサ駆動部２１及び表示部５０、入力ポートにはセンサ出力部２２及び操作部４０をそれぞれ接続している。そして、μＣＯＭ３０からの要求に応じて、センサ駆動部２１はガスセンサ１０の駆動／停止を制御し、表示部５０は各種表示を行う。また、μＣＯＭ３０はＡ／Ｄ変換されてセンサ出力部２２が出力したセンサ出力を収集し、それらのセンサ出力に基づいて混合ガスの発熱量を算出する。
【００６３】
μＣＯＭ３０は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）３１、ガスセンサ（検知素子１１ａ及び比較素子１１ｂ）１０に対する通電、停止の制御、センサ出力部２２が出力したセンサ出力の取り込み、発熱量の算出等の各種処理をＣＰＵ３１に実行させるための各種プログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３２、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ３１の処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ３３等を有して構成している。
【００６４】
また、本最良の形態では、発熱量算出装置３０のＣＰＵ３１を、特許請求の範囲に記載のセンサ出力取込手段、発熱量算出手段、発熱量情報出力手段、並びに発熱量算出情報生成手段として機能させるための各種プログラムを、ＲＯＭ３２に記憶している。
【００６５】
さらに、μＣＯＭ３０の入出力ポートには、装置本体がオフ状態の間も記憶内容の保持が可能な電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３４を接続している。このＥＥＰＲＯＭ３４には、混合ガスの成分となり得る複数種類のガス成分に対応してガスセンサ１０が出力したセンサ出力に基づいて混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出情報等を記憶している。
【００６６】
よって、本最良の形態では、ＥＥＰＲＯＭ３４が請求項中の発熱量算出情報記憶手段に相当する。なお、発熱量算出情報記憶手段はこれに限定するものではなく、発熱量算出情報をＲＯＭ３２に記憶すれば、そのＲＯＭ３２が発熱量算出情報記憶手段となる。
【００６７】
次に、供給ガスの発熱量の算出の一例について、図９〜図１１の図面を参照して説明する。ここで、図９及び図１０において、縦軸はセンサ出力（ｍＶ）、横軸は発熱量（ＭＪ／Ｎｍ3）をそれぞれ示している。
【００６８】
接触燃焼式ガスセンサ１０は、ガスの燃焼反応を利用しているため、理論的には発熱量に比例した出力が得られる。しかし、各ガス成分の濃度が３０００ｐｐｍのときにガスセンサ１０が出力したセンサ出力から発熱量を算出すると、図９に示すように、液化天然ガス（ＬＮＧ）の成分であるメタン、エタン、プロパン、ブタン等のガス成分のセンサ出力と発熱量の関係は、ある程度の比例関係はあるものの近似直線Ｇ１は原点を通らず、単純にセンサ出力の単位出力が発熱量にならないことが分かる。
【００６９】
そこで、ＬＮＧの主成分であるメタンと、その他のガス成分である近似直線Ｇ１に最も近い値となっているプロパンとの２種類のガス成分で校正して図１０に示す検量線Ｇ２を引くことで、この検量線を用いて一定濃度に希釈された未知のＬＮＧの発熱量を測定することができる。
【００７０】
つまり、検量線Ｇ２はセンサ出力をＹ、発熱量をＸ、定数をａ，ｂとすると、以下の式で表すことができ、
Ｙ＝ａＸ＋ｂ  …（式１）
センサ出力から発熱量を算出するための発熱量算出式は、
Ｘ＝（Ｙ−ｂ）／ａ  …（式２）
となり、この式２のＹにセンサ出力を代入することで発熱量を算出することができる。
【００７１】
例えば、各ガス濃度が３０００ｐｐｍのときに、メタンのセンサ出力が１７．５ｍＶとすると発熱量は３９．８４ＭＪ／Ｎｍ3、プロパンのセンサ出力が２８．２ｍＶとすると発熱量は９９．２２ＭＪ／Ｎｍ3となる。そして、それらの値から検量線Ｇ２は、
Ｙ＝０．１８７３Ｘ＋９．９６１３  …（式１）’
となる。よって、ガスセンサ１０が出力した混合ガスに対応するセンサ出力が２０ｍＶの場合は、（式１）’のＹに２０を代入することで、５３．７１ＭＪ／Ｎｍ3という発熱量を算出することができる。
【００７２】
なお、本最良の形態では、上述した（式２）の算術式を示す算出プログラムをＲＯＭ３２に記憶しておき、その定数ａ，ｂを上述したＥＥＰＲＯＭ３４の発熱量算出情報に格納しておき、算出プログラムが発熱量算出情報の定数ａ，ｂを参照するようにしている。しかしながら、発熱量算出情報はこれに限定するものではなく、定数ａ，ｂも予め定められているときは、算出プログラム自体が発熱量算出情報となる。
【００７３】
また、図１１において、縦軸はセンサ出力（ｍＶ）、横軸はガス濃度（ｐｐｍ）をそれぞれ示し、このグラフはメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタンの各ガス成分のセンサ出力と濃度の関係を示している。そして、グラフからメタンに関しては７０００ｐｐｍ程度までの近似直線となっているが、その他のガス成分に関しては濃度が高くなるに従ってその特性は悪くなる傾向にある。
【００７４】
通常のＬＮＧの主成分はメタンであり、エタン等のガス成分は１０％以下であるため、５００〜１０００ｐｐｍまでの近似直線があれば測定精度には問題はない。しかしながら、メタンに対するガスセンサ１０のセンサ出力は１０００ｐｐｍで６ｍＶ弱と小さく、測定濃度が低すぎると、温度や測定上の誤差により精度が低下する。そのため、通常、ガスセンサ１０を使用する場合、１５ｍＶ前後のセンサ出力が得られるように設定しており、メタンの濃度では３０００ｐｐｍに相当する。よって、上記理由から混合ガスの発熱量を精度良く測定するためには、測定濃度を３０００〜７０００ｐｐｍの範囲内で設定することが好ましい。
【００７５】
次に、発熱量算出装置のＣＰＵ３１が実行する本発明に係る処理概要の一例を図１２のフローチャートを参照して以下に説明する。
【００７６】
ＣＰＵ３１は起動されると、ステップＳ１１において、操作部４０からの入力データに基づいて設定要求を受けたか否かが判定される。設定要求を受けていないと判定された場合は（ステップＳ１１でＮ）、ステップＳ１６に進む。一方、設定要求を受けたと判定された場合は（ステップＳ１１でＹ）、ステップＳ１２において、メタンガスに対するセンサ出力測定処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ１３に進む。
【００７７】
ここで、ＣＰＵ３１が実行するセンサ出力測定処理の一例を図１３のフローチャートと、図１４のセンサ出力と経過時間の関係を示すグラフを参照して以下に説明する。なお、図１４において縦軸がセンサ出力（ｍＶ）、横軸が経過時間（秒）をそれぞれ示している。
【００７８】
請求項中のセンサ出力取込手段に相当する図１３に示すセンサ出力測定処理は、測定対象が指定されて呼び出されると、指定された測定対象を示す混合ガス、メタンガス、プロパンガス等の識別が可能な識別データがＲＡＭ３３に格納され、ステップＳ５１において、予め定められたサンプリング時間（例えば、５分など）が経過するとタイムアウトするサンプリングタイマがスタートされ、ステップＳ５２において、センサ駆動２１が駆動され、その後ステップＳ５３に進む。
【００７９】
ステップＳ５３において、センサ出力部２２からセンサ出力が取り込まれ、その後ステップＳ５４において、そのセンサ出力は上述した識別データに関連付けられて時系列的にＲＡＭ３３に記憶され、その後ステップＳ５５に進む。そして、ステップＳ５５において、サンプリングタイマがタイムアウトしか否かが判定される。タイムアウトしていないと判定された場合は（ステップＳ５５でＮ）、ステップＳ５３に戻り、一連の処理が繰り返されることで、センサ出力が時系列的に収集されることになる。
【００８０】
一方、ステップＳ５５でタイムアウトしたと判定された場合は（ステップＳ５５でＹ）、ステップＳ５６において、収集された複数のセンサ出力中にガスの注入開始、センサ出力の最大値等が解析され、その後ステップＳ５７において、前記解析にて検出されたガス注入時点前の約１分間に収集されたセンサ出力の平均が平均値１としてＲＡＭ３３に算出され、その後ステップＳ５８に進む。
【００８１】
ステップＳ５８において、前記解析にて検出されたセンサ出力の最大値以降の約１分間に収集されたセンサ出力の平均が平均値２としてＲＡＭ３３に算出され、ステップＳ５９において、平均値２と平均値１との差がセンサ出力として算出され、ステップＳ６０において、算出されたセンサ出力が前記識別データに関連付けられてＲＡＭ３３の所定領域に記憶され、その後呼び出し元に復帰する。
【００８２】
このようにセンサ出力測定処理を実行することで、指定した測定対象に対応するセンサ出力を収集し、その最大値が検出された以降に収集したセンサ出力の平均値をセンサ出力として算出しているので、ガスセンサ１０の特性や、微妙な雰囲気温度の違いにより出力が安定するのに差が生じても、本発明では、センサ出力の最大値以降は安定するという特性に基づいて、その安定したセンサ出力の平均値をセンサ出力とすることで、センサ出力の精度を向上させている。
【００８３】
図１２のステップＳ１３において、他方ガスであるプロパンガスに対するセンサ出力測定処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ１４に進む。なお、センサ出力測定処理の測定については、その測定対象がステップＳ１２と異なるだけで、その測定についてはほぼ同一であるため、詳細な説明は省略する。そして、センサ出力測定処理が実行されることで、プロパンガスに対応するセンサ出力がＲＡＭ３３の前記所定領域に記憶される。
【００８４】
ステップＳ１４（発熱量算出情報生成手段）において、ＲＡＭ３３の前記所定領域に記憶されたメタンガス、プロパンガスに対応するセンサ出力に基づいてそれぞれの発熱量が算出され、それらのセンサ出力とそれぞれの発熱量とに基づいて上記発熱量算出式（式２）が算出され、その後ステップＳ１５において、算出された発熱量算出式の定数ａ，ｂを有する発熱量算出情報が生成されてＥＥＰＲＯＭ３４に記憶され、その後ステップＳ１６に進む。
【００８５】
ステップＳ１６において、操作部４０からの入力データに基づいて混合ガスの測定要求を受けたか否かが判定される。測定要求を受けていないと判定された場合は（ステップＳ１６でＮ）、ステップＳ２１に進む。一方、測定要求を受けたと判定された場合は（ステップＳ１６でＹ）、ステップＳ１７に進む。
【００８６】
ステップＳ１７において、混合ガスに対するセンサ出力測定処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ１８に進む。なお、センサ出力測定処理の測定については、その測定対象がステップＳ１２と異なるだけで、その測定についてはほぼ同一であるため、詳細な説明は省略する。そして、センサ出力測定処理が実行されることで、混合ガスに対応するセンサ出力がＲＡＭ３３の前記所定領域に記憶される。
【００８７】
ステップＳ１８（発熱量算出手段）において、上記発熱量算出式（式２）のＹにＲＡＭ３３の混合ガスに対応するセンサ出力、定数ａ，ｂにＥＥＰＲＯＭ３４の発熱量算出情報の定数ａ，ｂの各々が代入されて算出されることで、混合ガスに対応する発熱量が上記発熱量算出式（式２）により算出され、ステップＳ１９において、その発熱量をＭＪ／Ｎｍ3で表示するように換算され、その発熱量を示す発熱量情報が生成されてＲＡＭ３３に記憶され、その後、ステップＳ２０に進む。
【００８８】
ステップＳ２０（発熱量情報出力手段）において、その発熱量情報が表示部５０に出力されることで、表示部５０に発熱量が表示され、その後ステップＳ２１に進む。なお、発熱量情報の出力については、装置構成に通信部を設けて送信する場合はその通信部に出力するなど種々異なる実施の形態とすることができる。
【００８９】
ステップＳ２１において、操作部４０からの入力データに基づいて終了要求を受けたか否かが判定される。終了要求を受けていないと判定された場合は（ステップＳ２１でＮ）、ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、終了要求を受けたと判定された場合は（ステップＳ２１でＹ）、処理が終了される。
【００９０】
よって、上述した本最良の形態において発熱量算出装置３０のＣＰＵ３１は、特許請求の範囲に記載のセンサ出力取込手段、発熱量算出手段、発熱量情報出力手段、並びに発熱量算出情報生成手段として機能している。
【００９１】
次に、上述した本発明に係る発熱量算出装置３０を用いた発熱量測定システムの本最良の形態の動作（作用）の一例を、以下に説明する。
【００９２】
図２において、成分切替コック７をエアー容器８ｃに切り替え、切替コック４の切替操作が行われることで、測定槽５内部にエアーが流入させてエアベース調整が行われる。そして、成分切替コック７をメタンガスの成分容器８ａに切り替え、切替コック４の切替操作が行われることで、測定槽５内にガス成分としてメタンガスが注入される。
【００９３】
この状態で、発熱量算出装置３０の操作部４０によりメタンガスの測定開始が操作されると、発熱量算出装置３０はガスセンサ１０に対する通電を開始し、そのガスセンサ１０が出力したセンサ出力を取り込み、それをメタンガスのセンサ出力として記憶する。
【００９４】
上述したエアベース調整が行われた後、成分切替コック７をプロパンガスの成分容器８ｂに切り替え、切替コック４の切替操作が行われることで、測定槽５内にガス成分としてプロパンガスが注入される。この状態で、発熱量算出装置３０の操作部４０によりプロパンガスの測定開始が操作されると、発熱量算出装置３０はガスセンサ１０に対する通電を開始し、そのガスセンサ１０が出力したセンサ出力を取り込み、それをプロパンガスのセンサ出力として記憶する。
【００９５】
２つのガス成分のセンサ出力が終了し、操作部４０により発熱量算出式の算出が要求されると、発熱量算出装置３０はメタンガスとプロパンガスに対応するセンサ出力に基づいて上記発熱量算出式（式２）を算出し、この発熱量算出式の定数ａ，ｂを有する発熱量算出情報を生成してＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。
【００９６】
上述したエアベース調整が行われた後、切替コック４を流路２に切り替えられることで、３０００ｐｐｍに希釈された被検ガス（混合ガス）が測定槽５内に注入される。そして、操作部４０に対する操作により測定要求が発生すると、発熱量算出装置３０はガスセンサ１０に対する通電を開始し、そのガスセンサ１０が出力したセンサ出力を取り込み、このセンサ出力とＥＥＰＲＯＭ３４の発熱量算出情報とに基づいて発熱量が算出され、この発熱量を示す発熱量情報が表示部５０に出力されることで、表示部５０に発熱量が表示される。
【００９７】
以上説明したように、混合ガスに対応するセンサ出力を出力する接触燃焼式ガスセンサ１０と、その出力した混合ガスに対応するセンサ出力と発熱量算出情報とに基づいて混合ガスの発熱量を算出する発熱量算出装置３０と、を備えて発熱量測定システムを構成しているので、成分及び比率が不明な混合ガスであっても、その発熱量を容易かつ迅速に測定することができる。従って、供給ガスの発熱量を測定する際に、高価なガスクロマトグラフを用いる必要がなくなるため、その供給システムの簡単化及びコストダウンを図ることができる。さらに、連続計測が可能となるため、発熱量の測定を短時間で行うことができる。
【００９８】
また、発熱量算出装置３０は、接触燃焼式ガスセンサ１０が出力する混合ガスに対応するセンサ出力に基づいて混合ガスの発熱量を算出するための発熱量算出情報をＥＥＰＲＯＭ３４に記憶しておき、この発熱量算出情報と取り込んだ混合ガスに対応するセンサ出力とに基づいて発熱量の算出ができるので、成分及び比率が不明な混合ガスであっても、その発熱量を容易かつ迅速に測定することができる。
【００９９】
さらに、混合ガスが液化天然ガスの場合、その主成分はメタンガスであることから、少なくとも２つのガス成分のうち、一方は混合ガスの主成分であるメタンガスをガス成分とし、メタンガス（主成分）とプロパンガス（他の成分）とに基づいて近似式である上記式１（算出式）を算出していることから、混合ガスに対するセンサ出力は上記式１上にのるようになり、上記式１に基づいて算出する発熱量の誤差は小さくなることから、上記式１は液化天然ガス（混合ガス）に適した算出式となるため、より一層正確な発熱量算出情報を生成することができる。従って、接触燃焼式ガスセンサが出力した混合ガスに対応するセンサ出力からより正確な発熱量を算出することができる。
【０１００】
なお、上述した本最良の形態では、２つのガス成分に対応したセンサ出力から発熱量算出情報を生成してＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、発熱量算出情報を予めＥＥＰＲＯＭ３４に記憶しておき、上述した図２の構成から、成分流路側の構成を削除し、測定槽５には容器１からの被検ガス（混合ガス）のみを注入するようにするなど種々異なる実施の形態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の発熱量算出装置及び発熱量測定システムの基本構成を示す図である。
【図２】本発明の発熱量測定システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図３】接触燃焼式ガスセンサの一例を説明するための図である。
【図４】図３の検知素子の構成の一例を説明するための図である。
【図５】焼結合金キャップと従来の網キャップに対するセンサエアベース出力と経過時間の関係を示すグラフである。
【図６】電圧印加後のセンサ出力と経過時間の関係を示すグラフである。
【図７】メタンガス中で通電したときのセンサ出力と経過時間の関係を示すグラフである。
【図８】本発明に係る発熱量算出装置の概略構成を示す構成図である。
【図９】各ガス成分のセンサ出力と発熱量との関係を示すグラフである。
【図１０】メタンとプロパンとに基づいた発熱量算出式を示すグラフである。
【図１１】各ガス成分毎のセンサ出力とガス濃度との関係を示すグラフである。
【図１２】図７のＣＰＵが実行する処理概要の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１２中のセンサ出力測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】センサ出力の測定方法の一例を説明するために図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０          接触燃焼式ガスセンサ
３０          発熱量算出装置
３１ａ        センサ出力取込手段（ＣＰＵ）
３１ｂ        発熱量算出手段（ＣＰＵ）
３１ｃ        発熱量情報出力手段（ＣＰＵ）
３１ｄ        発熱量算出情報生成手段（ＣＰＵ）
３４          発熱量算出情報記憶手段（ＥＥＰＲＯＭ）
【図１】
2005201647.tif 000003
【図２】
2005201647.tif 000004
【図３】
2005201647.tif 000005
【図４】
2005201647.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005201647.tif 000008
【図７】
2005201647.tif 000009
【図８】
2005201647.tif 000010
【図９】
2005201647.tif 000011
【図１０】
2005201647.tif 000012
【図１１】
2005201647.tif 000013
【図１２】
2005201647.tif 000014
【図１３】
2005201647.tif 000015
【図１４】
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