JP2005537488A - ガス供給アダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】 ガスセンサを較正するアダプタを提供する。
【解決手段】 少なくとも１つのガスセンサ（３４）を備え、ガスが吸入口においてその１つのセンサと接触できるガス吸入口（３０）を持つガス検出器（３２）にガスを供給する一体構造のアダプタ（１０）であって、内面（１８）とガス検出器（３２）のガス吸入口の全体に適合するようにリム（２２）によって形成された開口とを持つチャンバ（２４）と、開口を横切る方向にチャンバ内にガスを供給する吸入口ダクト（１４）と、チャンバ内からガスを排出するための排出口（１６）とを備える。チャンバの内面（１８）が、堅くて非吸収性の材料の第１モールディング（１２）と柔軟な材料の第２モールディング（２０）とから形成される。第２モールディングが、アダプタ（１０）と検出器（３２）との間に気密なシールを提供するリム（２２）を形成する。

Description

本発明は、ガスセンサの較正に関し、特に、ガスセンサを較正するアダプタに関し、とりわけ、携帯型ガス検出器のガスセンサに関する（その用語は、ガス又は蒸気を検出又は分析するための機器に対して用いる）。しかし、本発明は、さらに、固定された装置のガス検出器用の較正アダプタにも関連し、また、大気に存在するガス、特に毒性のガス及び酸素の分析又は検出のためのセンサにガスのサンプルを供給するアダプタにも関連する。

ガス検出器は、危険性のあるガス又は蒸気、例えば、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び一酸化窒素さらに酸素を例えば検出又は分析するために用いられており、また、そのような機器が正確な測定値を出力するように正確に較正されることが重要である。

電気化学的方法によるガスセンサを含むガス検出器は、危険性のある環境、例えば、鉱山、トンネル、下水道等の閉ざされた環境を監視するものとして公知である。そのような検出器は、一般に、そのような環境からのガスが拡散して検出器内の１又は２以上のセンサと接触するタイプのものである。そのような検出器内の電子機器は、各センサからの出力信号を、検出したガスの量の測定値に変換する。そのセンサの出力信号は、そのセンサを長く使用すると、それとともに徐々に変化することがあり、その結果、検出した出力値の正確さを保証するために周期的な較正が必要となる。

安全規則は、検出器内のセンサが危険性のある環境に置かれるごとにその検出器をテストすることと、製造者の提案に応じて周期的に較正することとを要求している。最近、そのようなガス検出器は、パイプラインを経由して規定の流速で加圧ガス容器から既知の成分の較正ガスをその検出器のガスの吸入口、つまり、監視を行っている環境からのガスが拡散してセンサに接触することのできる吸入口の全体を覆うアダプタまで通過させることによって較正されている。一般に、余分な較正ガスがアダプタに供給され、そのアダプタ内の圧力が上昇することを防ぐために大気への排出口が設けられている。

較正ガスの例が米国特許第４，８５４，１５３号に開示されており、そこには、較正アダプタに押し付けられていて、Ｏリングによってそれとの間がシールされているガス検出器が示されている。ガスは、その検出器のガス吸入口に接触しているアダプタ内のチャンバに送られる。排出口もそのチャンバから提供されている。

英国特許第２３４５３４０号は、隔離された環境を提供するための壁取付けタイプのガス検出器を囲むフードを開示しており、その環境に較正ガスが供給される。

欧州特許第０３１９９３３号は、呼吸ガスシステム内の酸素センサ用の較正バルブを開示する。

米国特許第４，７４２，７０８号は、フック及びループ繊維、例えば、Ｖｅｌｃｒｏ（商標）繊維によってセンサに取り付けられた較正キャップを開示する。

米国特許第６，２８２，９４０号は、一酸化炭素センサをテストするための装置を開示しており、その装置は、その一酸化炭素センサの全体に適合する透明プラスチックから作られたハウジングを含む。

較正アダプタは、解放された環境を監視したときに検出器の通常の作動状態の間に発生するガスの拡散に可能な限り似せた方法で、較正ガスをセンサに対し供給しなければならない。

較正アダプタに関連する１つの問題として、較正アダプタは、ガス検出器に対し良好なシールを提供するように柔軟な材料を用いて無関係な大気中のガスが較正アダプタ内のチャンバに入り込むことを防ぐようにしなければならないということがある。一方、柔軟な材料、例えば、天然ゴムは、較正ガスの成分を吸収する（それにより、較正ガスのその成分の量を減少させる）ことがあり、また、較正ガスのある成分によって劣化することがある。不活性の柔軟な材料が知られているが、それは一般に高価である。

本発明によると、少なくとも１つのガスセンサを備え、ガスが吸入口においてその１つのセンサと接触できるガス吸入口を持つガス検出器にガスを供給する一体構造のアダプタを提供する。そのアダプタは、
内面とガス検出器のガス吸入口の全体に適合する開口とを持つチャンバと、
開口を横切る方向にチャンバ内にガスを供給する吸入口ダクトと、
チャンバ内からガスを排出するための排出口とを備え、
チャンバの内面が、堅くて非吸収性の材料の第１モールディングと柔軟な材料の第２モールディングとから形成され、また、第２モールディングが、開口を囲む面の一部を形成する。

第１モールディングと第２モールディングとの間の境界部分を、ガス検出器と係合させて、チャンバを周囲の環境から分離するシールを形成するように配置してもよい。

弾性材料が開口を囲む内面の下方の部分の周囲のみに提供されるので、チャンバの内面において第１モールディングから小さな突起を形成するが、第２モールディングの非常に限定した量だけがチャンバ内の較正ガスにさらされ、また、望ましくは、第１モールディングと第２モールディングとの間の部分のエッジのみがチャンバ内のガスにさらされる。したがって、アダプタのチャンバの内面のかなりの部分は、第１モールディングの堅くて非吸収性を有するプラスチック材料によって形成され、その結果、柔軟な材料に吸収される可能性のあるガスの量、又は柔軟な材料を劣化させる可能性のある量を最小にすることができる。加えて、その柔軟な材料は、単に、ガス検出器上にアダプタを載せるだけで、そのアダプタに圧力を加えなくても、良好な気密なシールを提供して、アダプタをガス検出器に接触させておくことができる。

較正に加えて、アダプタは、ガスのサンプルを、監視している環境からガス検出器に提供するためにも用いることができる。

望ましくは、ガス吸入口ダクトとガス排出口とが互いに一列に並んでいて、バッフルが、吸入口と排出口との間に設けられていてガスが直接に吸入口から排出口まで通過することを防ぐ。

アダプタのチャンバ内の圧力が上昇することを防ぐために、排出口の断面積が吸入口ダクトの断面積よりも大きいことが望ましい。排出口は、大気への単純な開口でよく、又は、可能であれば毒性のある物質を除去して、ガス検出器を囲む周囲の大気が毒性のある較正ガスによって満たされることを防ぐダクトでもよい。

柔軟な材料の第２モールディングは、アダプタの外側表面の全体を覆うように広がることが望ましく、また、アダプタは、第２モールディングによって第１モールディングの上にモールドされるように形成されることが望ましい。

本発明はまたアダプタを用いてガスを検出器に供給する方法も提供する。

以下、例示としてのみ示す添付図面を参照しながら、本発明に係る較正アダプタを説明する。

図１は、アダプタ１０の概略断面図を示しており、それは、ガスを吸収しない不活性の堅いプラスチック、例えばＡＢＳから形成された第１モールディング（太い実線で示すもの）を含む。それは、構成ガス用の吸入口１４及び排出口１６を含む。第１モールディング１２はスカートを備える。

第１モールディング１２はさらにモールドされ、第２モールディング２０がその第１モールディングの周囲に形成されている。その第２モールディングは、第１モールディングの外面を囲み、アダプタの底部リム２２を形成し、さらに、スカート１８の内面の上方に向って経路の一部を延ばしている。

つまり、アダプタは、吸入口１４から較正ガスが供給されて排出口１６から排気される内部チャンバ２４を持つ。チャンバ２４内で圧力が上昇することを防ぐために、排出口１６の断面積は吸入口１４の断面積よりも大きい。吸入口１４は、一定量のガスの流れを提供するためのバルブ（図示せず）を介して加圧較正ガス源にホースによって接続される。吸入口及び排出口１４，１６は、リム２２によって形成されているアダプタの開放底面を横断するように直線上に配置されている。そのようにその吸入口及び排出口は一列に設けられているが、直接吸入口から排出口にガスが流れることを防ぐために、バッフル２６を設けて、吸入口を通過したガスがチャンバ２４内を循環して、較正センサに拡散するようにしてある。詳細は後述する。

較正キャップ１０は、ハウジング３２内のガス検出器のガス開口３０の全体に適合するように設計されている。そのガス開口によって、検出器内の印刷回路基板３６上に置かれたセンサ３４に気体が接触できる状態にあり、印刷回路基板３６は、そのセンサから信号を受け取ってそれを処理して、そのセンサによって検出されたガスの量に応じた出力を提供する。

スカート１８の内面は、検出器ハウジング３２の全体に適合するように設計されている。リム２２を形成してスカート１８の内面の上方に向かって経路の一部を延ばしている第２モールディングは、検出器ハウジング３２に気密性の高いガスシールを行って、アダプタ１０に外部から圧力を加えなくてもよいようにしている。しかし、必要に応じて、検出器ハウジング３２にアダプタ１０をしっかりと固定させておくためにクリップや他の器具を用いてもよい。

第２モールディング２０のエッジ２３のみが、較正ガスを収容するチャンバ２４内の環境と接するので、第２モールディングの柔らかい弾性ゴムは較正ガスを吸収する性質をほとんど持たない。そうでなければ、較正ガスと接触するチャンバ２４の内面を、較正ガスを吸収することのない第１モールディング１２によって形成するようにする。

アダプタを図２乃至５に示しており、そこでは、第１モールディングを灰色で示し、第２モールディングを黒色で示す。図２からわかるように、吸入口及び排出口１４，１６は、第１モールディングから形成されるが、そうでなければ、アダプタの外面の全体は、矢印４０は別として、第２モールディングから形成されており、その矢印は、アダプタ内においてガスが吸入口１４から排出口１６まで流れる方向を示す。アダプタの内部を図３に示す。それからわかるように、第２モールディングは第１モールディングの側壁１８の上に広がっている。第２モールディングのエッジ２９は検出器ハウジング３２の上に載せられることになるので、そのモールディングのエッジ２９のみが較正ガスにさらされることになる。また、バッフル２６が吸入口１４と排出口１６との間に見える。

吸入口１４及び排出口１６は第１モールディングの堅いプラスチック材料によって作られているので、管類を吸入口及び排出口に押して取り付けることは比較的容易である。

較正ガスに毒性があるときには、排出口１６に取り付けられた管類が、そのガスを確実な方法で廃棄するために離れたところに導く。

図５からわかるように、チャンバ２４から出た較正ガスの規制されていない流れは、較正の結果に影響を与えると考えられるチャンバ内の圧力の上昇を防ぐようにするため、排出口１６の直径を、吸入口１４の直径よりも実質的に大きくしてある。

図４及び図５に示すモールディングの部分は、それらは上記の通り二重モールド工程によって作られているので、けっして単独では存在しないことを理解すべきである。

第１モールディングとして堅いプラスチックを用いており、それは較正アダプタにスケルトンを与えるので、較正アダプタは、その形状を十分に維持して、較正の間に、検出器に堅実なシールを提供する。スケルトン構造は、また、検出器の取り扱いを容易にする。一方、柔軟性、弾力性のある第２モールディングは検出器ハウジングに対し柔軟なシールを提供し、また、検出器ハウジング内でのわずかな寸法の変化に対応することもできる。さらに、柔軟な第２モールディングによって、アダプタを取付け又は取外す際に、検出器ハウジングに機械的な損傷を与えたり傷をつけたりすることはない。

図１は、本発明に係るアダプタの動作を示す概略図である。 図２は、本発明に係るアダプタの斜視図である。 図３は、図２のアダプタの内部を示す斜視図である。 図４は、図２及び図３のアダプタを構成するモールディングの２つの部品の斜視図である。 図５は、図４と同様の斜視図であるが、そのモールディングの部品の内の１つは内部を示す。

符号の説明

１０：アダプタ
１２：第１モールディング
１４：吸入口
１６：排出口
１８：内壁
２０：第２モールディング
２２：リム
２４：チャンバ
２６：バッフル
３０：開口
３２：ガス検出器
３４：ガスセンサ
３６：印刷回路基板

Claims (11)

1. 少なくとも１つのガスセンサを備え、ガスが吸入口においてその１つのセンサと接触するガス吸入口を持つガス検出器にガスを供給する一体構造のアダプタであって、
   内面とガス検出器のガス吸入口の全体に適合する開口とを持つチャンバと、
   前記開口を横切る方向に前記チャンバ内にガスを供給する吸入口ダクトと、
   前記チャンバ内からガスを排出するための排出口とを備え、
   前記チャンバの内面が、堅くて非吸収性の材料の第１モールディングと柔軟な材料の第２モールディングとから形成され、また、前記第２モールディングが、前記開口を囲む面の一部を形成する、一体構造のアダプタ。
2. 請求項１のアダプタにおいて、チャンバの内壁上における前記第１モールディングと前記第２モールディングとの間の境界部分が、前記ガス検出器と係合して、前記チャンバを周囲の環境から分離するシールを形成するように配置された、アダプタ。
3. 請求項１又は２のいずれかのアダプタにおいて、前記第１モールディングと前記第２モールディングとの間の部分が、前記チャンバ内のガスにさらされる、アダプタ。
4. 請求項１乃至３のいずれかのアダプタにおいて、前記ガス吸入口ダクトと前記ガス排出口とが互いに一列に並んでおり、バッフルが、前記吸入口ダクトと前記排出口との間に設けられていてガスが直接に前記吸入口から前記排出口まで通過することを防ぐ、アダプタ。
5. 請求項１乃至４のいずれかのアダプタにおいて、前記排出口の断面積が前記吸入口ダクトとの断面積よりも大きい、アダプタ。
6. 請求項１乃至５のいずれかのアダプタにおいて、柔軟な材料の前記第２モールディングが、前記吸入口ダクトと前記排出口とを除いて、該アダプタの外側表面の全体を実質的に覆うように広がる、アダプタ。
7. 請求項１乃至６のいずれかのアダプタにおいて、前記第２モールディングが、第１モールディング上のモールディングである、アダプタ。
8. 少なくとも１つのガスセンサを備え、ガスが吸入口においてその１つのセンサと接触するガス吸入口を持つガス検出器にガスを供給する方法であって、
   開口、ガス吸入口ダクト及び排出口を持つチャンバを備えるアダプタを提供する工程と、該アダプタの前記開口を前記ガス検出器のガス吸入口の全体にわたって配置して前記アダプタと前記検出器との間にシールを形成し、それにより周囲の環境から前記チャンバを分離する工程とを含み、前記チャンバの内面が堅くて非吸収性の材料の第１モールディングと柔軟な材料の第２モールディングとによって形成され、前記第２モールディングが前記開口を囲む面の一部を形成する、方法。
9. 請求項８の方法において、前記チャンバの内面上における前記第１モールディングと前記第２モールディングとの間の部分が前記ガス検出器と係合して、前記チャンバを前記周囲の環境から分離するシールを形成する、方法。
10. 請求項９の方法において、前記第１モールディングと前記第２モールディングとの間の境界部分のエッジのみが、前記チャンバ内のガスにさらされる、方法。
11. 請求項８から１０までのいずれかの方法において、前記ガス吸入口ダクトと前記ガス排出口とが互いに一列に並んでおり、バッフルが、前記吸入口ダクトと前記排出口との間に設けられていて、ガスが直接に前記吸入口から前記排出口まで通過することを防ぐ、方法。
    
    

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