(57)【要約】【課題】適合している防爆規格以上のガスが発生している危険地帯では、防爆型無線通信端末の電源を強制的に遮断して着火、爆発の危険性をなくす。また、付近で作業を行っている他の防爆型無線通信端末の安全性も同時に向上させる。【解決手段】防爆型無線通信端末１は、適合している防爆規格の上限に近い濃度のガスをガスセンサが検知した際に、危険である旨を警告するとともに、ガス情報と位置情報とを基地局のパソコン６へ自動的に送信した後、電源を強制的に遮断する。また、基地局は、受信したガス情報および位置情報と、他の各防爆型無線通信端末２〜４の位置情報とに基づき、他の各防爆型無線通信端末２〜４が現在位置するそれぞれの場所の危険度を求め、その危険度に応じて、他の各防爆型無線通信端末２〜４に対して危険度を告知する信号、あるいは、強制的に電源を遮断する信号を送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
危険雰囲気が発生している状態を検知してガス情報を出力するガスセンサとＧＰＳ衛星からの情報に基づき位置情報を出力するＧＰＳ受信部とを有するセンサユニットと、同一防爆規格に適合しかつ前記センサユニットをそれぞれ備えた複数台の防爆型無線通信端末と、防爆が必要でない安全地帯に配置された基地局とから構成される防爆システムであって、
前記防爆型無線通信端末は、適合している防爆規格の上限に近い濃度のガスを前記ガスセンサが検知した際に、危険である旨を警告するとともに、前記ガス情報と前記位置情報とを前記基地局へ自動的に送信した後、電源を強制的に遮断し、
前記基地局は、受信した前記ガス情報および前記位置情報と、他の各防爆型無線通信端末からの位置情報とに基づき、他の各防爆型無線通信端末が現在位置するそれぞれの場所の危険度を求め、その危険度に応じて、他の各防爆型無線通信端末に対して危険度を告知する信号、あるいは、強制的に電源を遮断する信号を送信することを特徴とする防爆システム。
【請求項２】
危険雰囲気が発生している状態を検知してガス情報を出力するガスセンサと、ＧＰＳ衛星からの情報に基づき位置情報を出力するＧＰＳ受信部とを有するセンサユニットを備えた防爆型無線通信端末であって、
前記防爆型無線通信端末は、適合している防爆規格の上限に近い濃度のガスを前記ガスセンサが検知した際に、危険である旨を警告するとともに、前記ガス情報と前記位置情報とを基地局へ自動的に送信した後、電源を強制的に遮断する手段を備えたことを特徴とする防爆型無線通信端末。
【請求項３】
前記防爆型記無線通信端末は、前記基地局から送信された危険度を告知する信号、または、強制的に電源を遮断する信号を受信した時は、現在位置する場所が危険である旨の警報を発し、または、電源を強制的に遮断するように構成したことを特徴とする請求項２記載の防爆型無線通信端末。
【請求項４】
前記センサユニットのガスセンサは、前記防爆型記無線通信端末の防爆規格で定められているガスよりも危険度の高い数種類のガスに対応できるものであることを特徴とする請求項１記載の防爆システムまたは請求項２記載の防爆型無線通信端末。
【請求項５】
前記センサユニットは、防爆構造体として構成されていることを特徴とする請求項１記載の防爆システムまたは請求項２記載の防爆型無線通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油化学工場等の爆発性雰囲気を生成する恐れのある現場環境での操作、監視、点検、保全などの現場作業の安全性の向上を図るための防爆システムおよび防爆型無線通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
爆発性の高い危険ガスを扱う石油化学工場等の構内の危険場所において、電気機器を使用する場合、日本国内では、労働安全衛生法で定められた「電気機械器具防爆構造規格」の型式検定に合格した「検定合格証」が機器に貼付されていなければ、その機器を危険場所では使用することができないという法律がある。
【０００３】
この防爆規格の型式検定に合格していない非防爆電気機器を危険ガス雰囲気中で使用すると、機器の電気エネルギー、熱、静電気等により着火、爆発する虞がある。そのため、防爆規格では、危険ガス中においても着火、爆発しないような機器の設計と適合評価試験を要求している。また、現在の防爆規格は、ガスの種類を爆発等級や着火温度でクラス分けされており、防爆電気機器は、適合しているクラス内のガスに対して、着火、爆発を防止することができる。
【０００４】
また、防爆構造規格には、耐圧防爆、内圧防爆、本質安全防爆などの技術的要求事項があるが、携帯型の無線通信端末のようなモバイル機器の場合、携帯性の観点から耐圧防爆、内圧防爆に比べ小型、軽量化の比較的容易な本質安全防爆規格への適合が必要になる。この本質安全防爆規格は、特に、電気回路の動作電圧や電流を制限することにより、危険雰囲気で着火する電気エネルギーレベルを本質的に抑制する防爆構造である。しかし、電圧制限や電流制限を目的とした一般的な構成は、回路規模の増大や部品点数の増加による機器の寸法、重量の増大および製品コストを上げる要因となっている。
【０００５】
上述したような課題を解消するための１つの方法として、防爆型の携帯無線通信機のピーク電流値を抑制する技術手段が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１に開示されている携帯無線通信機に適用されている技術手段によれば、着信報知時の発光報知動作と発音報知動作とが重ならないように構成している。このように構成することによって、着信報知時の発光報知動作と発音報知動作に要する電流を時間的に分散させることができる。この結果、着信報知処理時において流れる電流の平滑化が可能となり、過大なピーク電流の発生を抑制した防爆構造を構成している。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７８３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述したような従来の防爆型無線通信端末にあっては、ガスの種類が未特定な状況、あるいは、成分が不明なガスが発生しうる可能性のある場所（例えば、災害などの有事の際に使用する場合）では、適合している防爆規格以上のガス環境の中で防爆型無線通信端末を使用してしまう可能性がある。このような適合外のガス環境では、その使用した防爆型無線通信端末の内部ショートなどの原因で、着火、爆発する危険性がある。
【０００９】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、適合している防爆規格以上のガスが発生している危険地帯へ防爆型無線通信端末を動作状態のまま移動させた場合においても、ガスの濃度が着火、爆発する恐れのある濃度に達する前に、防爆型無線通信端末の電源を強制的に遮断して着火、爆発を未然に回避し、安全性の向上を図るとともに、付近で作業を行っている他の防爆型無線通信端末の安全性も同時に向上することができる防爆システムおよび防爆型無線通信端末を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の防爆システムにおいては、危険雰囲気が発生している状態を検知してガス情報を出力するガスセンサとＧＰＳ衛星からの情報に基づき位置情報を出力するＧＰＳ受信部とを有するセンサユニットと、同一防爆規格に適合しかつ前記センサユニットをそれぞれ備えた複数台の防爆型無線通信端末と、防爆が必要でない安全地帯に配置された基地局とから構成される防爆システムであって、前記防爆型無線通信端末は、適合している防爆規格の上限に近い濃度のガスを前記ガスセンサが検知した際に、危険である旨を警告するとともに、前記ガス情報と前記位置情報とを前記基地局へ自動的に送信した後、電源を強制的に遮断し、前記基地局は、受信した前記ガス情報および前記位置情報と、他の各防爆型無線通信端末からの位置情報とに基づき、他の各防爆型無線通信端末が現在位置するそれぞれの場所の危険度を求め、その危険度に応じて、他の各防爆型無線通信端末に対して危険度を告知する信号、あるいは、強制的に電源を遮断する信号を送信することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の防爆型無線通信端末は、上記の目的を達成するために、危険雰囲気が発生している状態を検知してガス情報を出力するガスセンサと、ＧＰＳ衛星からの情報に基づき位置情報を出力するＧＰＳ受信部とを有するセンサユニットを備えた防爆型無線通信端末であって、前記防爆型無線通信端末は、適合している防爆規格の上限に近い濃度のガスを前記ガスセンサが検知した際に、危険である旨を警告するとともに、前記ガス情報と前記位置情報とを基地局へ自動的に送信した後、電源を強制的に遮断する手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明は、上記防爆システムおよび防爆型無線通信端末において、以下の態様の発明をも提供するものである。
【００１３】
すなわち、前記防爆型記無線通信端末は、前記基地局から送信された危険度を告知する信号、または、強制的に電源を遮断する信号を受信した時は、現在位置する場所が危険である旨の警報を発し、または、電源を強制的に遮断するようにしたことを構成したことを特徴としている。
【００１４】
また、前記センサユニットのガスセンサは、前記防爆型記無線通信端末の防爆規格で定められているガスよりも危険度の高い数種類のガスに対応できるものであることを特徴としている。
【００１５】
さらに、前記センサユニットは、防爆構造体として構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、適合している防爆規格以上のガスが発生している危険地帯へ防爆型無線通信端末を動作状態のまま移動させた場合においても、ガスの濃度が着火、爆発する恐れのある濃度に達する前に、防爆型無線通信端末の電源を強制的に遮断することができるため、着火、爆発を未然に回避することができ、安全性の向上を図ることができる。
【００１７】
また、電源が強制的に遮断される前に、適合している防爆規格以上のガスが検知されてことを使用者に警報するとともに、ガスの種類や現在位置等の情報を基地局へ送信するように構成したことにより、防爆型無線通信端末の使用者および基地局に対し、状況を正確かつ確実に知らせることができ、安全性の向上を図ることができる。
【００１８】
さらに、基地局は、防爆型無線通信端末から送られてくるガス情報および位置情報に基づき、適合している防爆規格以上のガスが発生している危険地帯を高い精度で特定することができ、付近で作業を行っている他の防爆型無線通信端末に対して、危険度に応じて危険な状態にあることを告知する信号、または、強制的に電源を遮断する信号を送信するように構成したことにより、付近で作業を行っている他の防爆型無線通信端末の安全性も、同時に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る防爆型無線通信端末を用いた防爆システムの概略構成を示す説明図、図２は、本発明に係る防爆型無線通信端末およびセンサユニットの処理動作を説明するためのフローチャート、図３は、基地局に設置されたパソコンの処理動作を説明するためのフローチャート、図４は、防爆型無線通信端末を使用している場所におけるガス情報に基づき危険度の判定を行う際に用いるガス危険度判定表の一例を示す説明図である。
【００２０】
図１は、本実施の形態の係る防爆システムであって、同一の防爆規格に適合した複数台の防爆型無線通信端末１〜４と、防爆が必要でない安全地帯に配置された基地局のパソコン６とによって構成されている。また、この複数台の防爆型無線通信端末１〜４と基地局のパソコン６の間は、相互に交信可能な無線通信機能を備えている。
【００２１】
また、各防爆型無線通信端末１〜４には、ガスセンサ（図示しない）と、ＧＰＳ（図示しない）と、データ送信部（図示しない）とを備えたセンサユニット５がそれぞれ個別に電気的に接続されている。
【００２２】
この各センサユニット５は、ガスセンサで検知されたガス情報と、ＧＰＳで検出された位置情報の各データ情報をデータ送信部を通じて防爆型無線通信端末１〜４へそれぞれ出力するように構成されている。なお、ガスセンサは、ここで使用する各防爆型無線通信端末１〜４の防爆規格で定められているガスよりも、危険度の高い数種類のガスに対応することが可能な性能を有するものを用いている。
【００２３】
次に、上述した本実施の形態の係る防爆システムにおける処理動作の概要について説明する。
【００２４】
石油化学工場等の爆発性雰囲気を生成する恐れのある現場環境において、複数台の防爆型無線通信端末１〜４の内、例えば、防爆型無線通信端末１のセンサユニット５が適合規格の上限に近い濃度のガスを検知したときは、センサユニット５から送出される強制電源オフ信号により、防爆型無線通信端末１の電源を強制的に遮断することで、適合外のガス環境の中で、防爆型無線通信端末１が着火、爆発の要因となることを防いでいる。
【００２５】
また、防爆型無線通信端末１の電源を強制的に遮断する前に、防爆型無線通信端末１のスピーカ（図示しない）から、「危険です」等の音声警報を発し、使用者に対して危険地帯に入ることを知らせる。また、これと同時に、センサユニット５のガスセンサが検知したガスの種類等のガス情報、およびＧＰＳが検知した現在位置情報の各データ情報を基地局のパソコン６へ自動的に送信する。
【００２６】
基地局のパソコン６は、受信したガス情報から得たガスの着火度、温度等級、爆発等級の各データ情報に対して、図４の（ａ）に示す「着火度」（クラスＧ１−危険度数５〜クラスＧ５−危険度数１）と、図４の（ｂ）に示す「温度等級」（クラスＴ１−危険度数６〜クラスＴ６−危険度数１）と、図４の（ｃ）に示す「爆発等級」（クラス１−危険度３〜クラス３−危険度数１）に基づき、それぞれ、危険度数を付与する。
【００２７】
例えば、「着火度」は、（クラスＧ２−危険度数４）、また、「温度等級」は、（クラスＴ３−危険度数４）、また、「爆発等級」は、（クラス２−危険度２）というように、各データ情報の着火度、温度等級、爆発等級に対して、危険度数の付与をおこなう。
【００２８】
一方、同時に作業をおこなっている他の各防爆型無線通信端末２〜４に備えた各センサユニット５から送信されたＧＰＳの位置情報に基づき、他の各防爆型無線通信端末２〜４の現在位置と、適合した防爆規格の上限に近い濃度のガスを検知した防爆型無線通信端末１の位置（計測地点）との差をとり、計測地点までの距離を求める。
【００２９】
これらの値、すなわち、各危険度数と計測地点からの距離とに基づき、他の各防爆型無線通信端末２〜４の現在位置における危険度を基地局のパソコン６によって算出する。
【００３０】
このガス危険度の算出は、例えば、「ガス危険度＝着火度の危険度数×温度等級の危険度数×爆発等級の危険度数／計測地点までの距離」の式によって求めることができる。
【００３１】
基地局のパソコン６は、算出して求めた他の各防爆型無線通信端末２〜４の危険度に応じて、「この付近は、危険です」というような音声警告の信号、あるいは電源を強制的に遮断する強制電源オフ信号を送信し、同時に作業をする他の各防爆型無線通信端末２〜４の安全性の向上を図るように構成している。
【００３２】
次に、図２に基づいて、防爆型無線通信端末１と、そのセンサユニット５を例に挙げ、その処理手順について説明する。
【００３３】
センサユニット５のガスセンサがあるガス環境において、ガスを検知（ステップＳ１）すると、次のステップＳ２へ進み、検知されたガスが適合している防爆規格の上限に近い濃度のガスか否かを判定する。
【００３４】
判定の結果、適合している防爆規格の上限に近い濃度のガスの場合は、「ＹＥＳ」で、防爆型無線通信端末１のスピーカから，「危険です」等の音声警告を発し（ステップＳ３）、使用者に対して危険地帯に入ることを知らせる。
【００３５】
また、これと同時に、センサユニット５のガスセンサが検知したガスの種類等のガス情報、およびＧＰＳが検知した現在の位置情報の各データ情報を基地局のパソコン６へ自動的に送信する（ステップＳ４）。一方、ステップＳ２において、検知されたガスが、適合している防爆規格の上限に至らない極めて低い濃度の適合ガスの場合は、「ＮＯ」で、「ＳＴＡＲＴ」へ戻る。
【００３６】
ステップＳ４において、基地局のパソコン６へガス情報と位置情報のデータ情報の送信が完了すると、センサユニット５から防爆型無線通信端末１に対して強制電源オフ信号が送出され（ステップＳ５）、防爆型無線通信端末１の電源が強制的に遮断される。このように、ガス情報と位置情報を基地局のパソコン６へ自動的に送信した後、電源を強制的に遮断することによって、適合外のガス環境の中で、防爆型無線通信端末１が着火、爆発の要因となることを未然に防止している。
【００３７】
次に、図３に基づき、基地局に設置されたパソコン６の処理手順について説明する。
【００３８】
まず、各防爆型無線通信端末１〜４より送信されてきたＧＰＳの位置情報をそれぞれ取得する（ステップＳ１１）。
【００３９】
また、次のステップＳ１２では、適合している防爆規格の上限に近い濃度のガスを検知したセンサユニット５を備えた防爆型無線通信端末１からのガス情報の受信の有無で、適合外ガスを検知したか否かを確認する。ガス情報の受信を確認した場合は、「ＹＥＳ」で、防爆型無線通信端末１のガス情報を取得する（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２において、ガス情報を受信していない場合は、「ＮＯ」で、「ＳＴＡＲＴ」へ戻る。
【００４０】
ステップＳ１４では、ステップＳ１１で取得したＧＰＳの位置情報に基づき、防爆規格の上限に近い濃度のガスを検知した防爆型無線通信端末１の位置（計測地点）と、他の各防爆型無線通信端末２〜４の現在位置との差をとり、計測地点までの距離を求める。
【００４１】
また、これと同時に、ステップＳ１５では、ステップＳ１３で取得したガス情報に基づくガスの着火度、温度等級、爆発等級の各データ情報に対応させて、パソコン６内のデータベースを呼び出し、例えば、図４の（ａ）に示す「着火度」（クラスＧ１−危険度数５〜クラスＧ５−危険度数１）と、図４の（ｂ）に示す「温度等級」（クラスＴ１−危険度数６〜クラスＴ６−危険度数１）と、図４の（ｃ）に示す「爆発等級」（クラス１−危険度３〜クラス３−危険度数１）を呼び出し、それぞれ、危険度数を与える。
【００４２】
例えば、「着火度」は、（クラスＧ２−危険度数４）、また、「温度等級」は、（クラスＴ３−危険度数４）、また、「爆発等級」は、（クラス２−危険度２）というように、各データ情報の着火度、温度等級、爆発等級に対して、危険度数を与える。
【００４３】
次のステップＳ１６では、これらの値、すなわち、各危険度数と計測地点からの距離とに基づき、他の各防爆型無線通信端末２〜４の現在位置における危険度を基地局のパソコン６によって算出する。
【００４４】
上記危険度は、次の３つに区分されている。「危険度＝ＨＩＧＨレベル」（適合外で、着火、爆発の危険性大／爆発性雰囲気が連続して、または、長時間存在する領域）と、「危険度＝ＭＩＤＬＥレベル」（適合内で、着火、爆発の危険性ややあり／爆発性雰囲気が通常状態で発生する場合がある領域）と、「危険度＝ＬＯＷレベル」（適合内で、着火、爆発の危険性低い／爆発雰囲気が通常状態で発生する可能性が低く、存在しても短時間である領域）とに区分されている。
【００４５】
したがって、ステップＳ１６による危険度の計算結果が「危険度＝ＨＩＧＨレベル」に該当する場合は、該当する防爆型無線通信端末２へ強制電源オフ信号を送信する（ステップＳ１９）。また、計算結果が「危険度＝ＭＩＤＬＥレベル」の場合は、該当する防爆型無線通信端末３へ「この付近は、危険です」等の音声警告信号を送信する（ステップＳ１８）。さらに、計算結果が「危険度＝ＬＯＷレベル」の場合は、該当する防爆型無線通信端末４へは、特に、信号等を送信しない。このことにより、同時に作業をする他の防爆型無線通信端末２〜４の安全性も向上する。
【００４６】
上述した本実施の形態によれば、適合している防爆規格以上のガスが発生している危険地帯へ防爆型無線通信端末１を動作状態のまま移動させた場合においても、ガスの濃度が爆発する恐れのある濃度に達する前に、センサユニット５が適合している防爆規格外のガスが発生している危険地帯へ接近したことを感知し、そのセンサユニット５から出力される強制電源オフ信号によって、防爆型無線通信端末１の電源を強制的に遮断することができるため、着火、爆発を未然に回避することができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、爆発する恐れのある危険な場所を高い精度で特定するとともに、その場所におけるガス情報および位置情報を基地局へ送信した後、電源を強制的に遮断して着火、爆発の危険性をなくすことができるとともに、基地局は、防爆型無線通信端末１から送信され、受信したガス情報および位置情報と、他の各防爆型無線通信端末２〜４の位置情報とに基づき、他の各防爆型無線通信端末２〜４が現在位置するそれぞれの場所の危険度を求め、その危険度に応じて、他の各防爆型無線通信端末２〜４に対して危険度を告知する信号、あるいは強制的に電源を遮断する信号を送信するように構成したことにより、付近で作業を行っている他の防爆型無線通信端末２〜４の安全性も同時に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る防爆型無線通信端末を用いた防爆システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る防爆型無線通信端末の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明に係る基地局に設置されたパソコンの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】防爆型無線通信端末を使用している場所におけるガス情報に基づき危険度の判定を行う際に用いるガス危険度判定表の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１、２、３、４      防爆型無線通信端末
５      センサユニット
６      基地局に設置されたパソコン
【図１】
2009265777.tif 000003
【図２】
2009265777.tif 000004
【図３】
2009265777.tif 000005
【図４】
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