JPH03150455A - ガス漏れ検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス漏れ検知装置に係り、特にヒータ線の加熱
のためにパルス電源を使うとともに少なくともし−タ線
に電圧を印加している期間においてヒータ線の断線を検
出可能とするものである。

従来からＣＯ、メタン、ＬＰＧ、水素並びにその他の可
燃性ガスを感知する物質として−０３゜ＳｎＯＺｎＯ等
の還元型半導体とＣｏｄ、　Ｎｉｐ、　Ｃｕ２Ｏ等の酸
化型半導体と称する（以下これ等を金属酸化物半導体と
総称する）ものが知られており、ガスを吸着したときに
生ずるこれ等金属酸化物半導体の導電度或は抵抗値の変
化による電気変化を利用して下記の構成のようにガス検
知素子を単体として作成し警報装置と組合せカス漏れ警
報装置に用いられている。このカス検知素子としては、
通常第１図に示すようにヒータ線１ａを磁器製管１１）
内に貫通せしめて、更にこの磁器製管１ｂの外側面に金
属酸化物半導体層或は抵抗体層１ｃを設けてその上に電
極１ｄ＋　、ｌｄ２を間隔をおいて対峙せしめた所謂傍
熱型素子と第２図に路線図で示すようにヒータ線が１対
の電極の一方１ｄ３を兼ねた直熱型素子とが用いられて
いる。又ガス検知素子１としては第１図の場合の変形と
してヒータ線１ａを磁器製管ｌｂ内を通すことなく半導
体層又は抵抗体層１ｃの外側に設けることもできる。

尚、これ等ガス検知素子にヒータ線を使用するのは、通
常前述の半導体を１００°Ｃ〜４００℃の高温度に加熱
するとガスイオンの吸着反応が促進されるので微量のガ
スを感知てきるようにガスの検出感度をあげるためであ
るが、なかには通常はヒータ線を加熱せず低い温度状態
でガスを吸着せしめることにより、その導電度が変るこ
とを利用する場合もあり、この場合はこの吸着ガスを素
子から脱着するためにヒータ線を用いるのであるが、本
発明装置は後者のヒータ線を間欠的に加熱するタイプに
関するものである。

このようなガス検知素子を用いたガス漏れ警報装置では
常に正常な動作態勢を必要とするが、しばしば断線事故
が起こるためガス検知素子を加熱するヒータ線に流れる
電流を監視して断線を検出しなり金属酸化物半導体に傷
がついたり電極の接触不良等のガス検知素子の破損に起
因するガス検知素子の出力の有無を監視して断線を検出
したりすることが提案されているが、電極の断線とガス
検知素子の破損の検出を同時に検出表示することは考え
られなかった。しかもガス検知素子は比較的寿命が短い
ため常にガス検知素子の動作には監視が必要であり、ガ
ス検知素子の故障によるガス漏れ時の不作動の事故によ
る危険を防止することは重要である。

このような点を考慮して本発明ではガス検知素をパルス
加熱するガス漏れ検知装置において、ガス検知素子のヒ
ータ線の断線を確実に検出することができるガス漏れ検
知装置を提供するものである。

更に本発明ではヒータ線の加熱電源としてパルス発生器
よりのパルスを用いたもので、これにより検知素子を高
温状態と低温状態つまり交互にヒータ線の加熱と加熱停
止とをガス検知素子の特性であるガス検出期間とガス排
出期間にあわせて円滑に行うものにおいて、ヒータ線を
加熱している期間にヒータ線に流れる電流を利用するこ
とによりヒータ線の断線を確実に検出するようにしたも
のである。このために、ヒータ線を加熱していない期間
には前述のパルスジェネレータの出力によりヒータ線の
断線検出を禁止するようにしたものである。

次に図面により本発明の実施例装置について説明する。

第３図はヒータ線を加熱しない期間にパルスジェネレー
タの出力によりヒータ線の断線検出を禁止する場合を示
した回路構成図、第４図は第３図にもとづいてパルスジ
ェネレータＰＧの波形に応じて働くヒータ線１ａ、イン
バータＩＮＶ、抵抗Ｒ２、トランジスタＱ２、比較器Ｃ
０Ｍ２、トランジスタＱ３の夫々応動線図である。

図でＰＧはパルスジェネレータ、１は第１図で示すガス
検知素子てあり、ヒータ線１ａと半導体ｌｃ（正確には
電極１ｄ、と１ｄ２間に接続される半導体の導電度或は
抵抗値）とを監視のための回路接続に含んでいる。パル
スジェネレータｌ）　Ｇに接続するヒータ線１ａの一端
はインバータＩＮＶより抵抗Ｒ１ダイオードり１　をへ
てトランジスタＱ２のベースに接続される。又ヒータ線
１ａの他端側は抵抗Ｒ２をへて接地されるとともに抵抗
Ｒ３をへてトランジスタＱ２のベースに接続される。

又ガス検知素子１の半導体１ｃの一端は一方の電極を介
して抵抗Ｒ４をへて接地されるとともに比較器ＣＯＭ、
の」−個入力端子と比較器ＣＯＭ、の個入力端子に接続
され、半導体１ｃの他端側は他方の電極を介して十電源
端子Ｂ１に接続される。

又十電源端子Ｂ、は抵抗Ｒｓ　、　Ｒ６をへて接地され
、抵抗Ｒ５とＲ６の接続部分が比較器ＣＯＭ。

の−側入力端子に接続され、比較器ＣＯＭ、の出力側は
抵抗Ｒｔ　、　Ｒ８をへて接地され、抵抗Ｒ７とＲ８の
接続部がトランジスタ又はサイリスクのようなゲート極
付半導体Ｑ、のゲート端子に接続される。ｌ・ランシス
タＱ、のアノードは警報表示灯Ｌ　Ｅ　Ｄ　、より抵抗
Ｒ３をへて警報信号端子Ｂ２に接続され、トランジスタ
Ｑ１のカソードは接地される。又十電源端子Ｂ、より抵
抗Ｒｌｏ＋　Ｒ，、をへてトランジスタＱ２のコレクタ
に接続され、トランジスタＱ２のエミッタは接地され、
抵抗Ｒ１゜とＲ１１の接続部は比較器Ｃ０Ｍ２の＋側入
力端子に接続され、比較器Ｃ０Ｍ２の出力側は抵抗Ｒ１
２とＲ９３をへて接地され、抵抗Ｒ１２とＲ１３の接続
部はトランジスタ又はサイリスクのようなゲート極付半
導体Ｑ３のゲート端子に接続され、トランジスタＱ、の
カソードは接地され、トランジスタＱ、のアノード側は
故障表示灯Ｌ　Ｅ　Ｄ　２より抵抗Ｒ１４をへて故障信
号端子Ｂ、に接続される。尚、第３図は図示しない受信
機につないで外部に警報信号と故障信号を送出するタイ
プを示したが、家庭で使われるガ漏れ検知機としても勿
論適用可である。

次に第３図について第４図の波形を参照して動作説明を
する。今ガス検知素子が正常な場合、ヒータ線１ａにも
半導体１ｃにも所定の電流が流れるもので、ヒータ線に
パルス電圧■が与えられている期間にはヒータ線１ａを
流れる電流による抵抗Ｒ２の電圧降下がトランジスタＱ
２のベースに加わり、トランジスタＱ２はオンとなり、
比較器ＣＯＭ　２の＋側入力端子には接地Ｅに対する十
Ｂ電源端子よりの電源電圧を抵抗Ｒ１ｏとＲＩｌで分割
した電圧が加わっており、比較器Ｃ０Ｍ２の一側入力端
子には、半導体１ｃを流れる電流による抵抗Ｒ４の電圧
降下が加わっており、比較器Ｃ０Ｍ２の＋側入力端子に
印加する電圧が正常では予め一側入力端子に印加する電
圧より低く設定されているので比較器Ｃ０Ｍ２より出力
はとりだされず、トランリスクＱ３はオフて故障表示灯
１．、ＥＤ２は点灯されない。又ヒータ線１ａに電圧が
印加されていない期間にはパルスジェネレータＰＧの出
力をインバータＩＮＶて反転した電圧がタイオー１〜Ｉ
）１　をへてＩ−ランリスクＱ２のベースに加えられ、
ヒータ線１ａに電圧が印加されている場合と同じくトラ
ンジスタＱ２はオンのま＼てあり前述同様比較器ＣｏＭ
２は出力をなさず、故障表示灯ＬＥ［］２は点灯ぜず誤
検出が行われることはない。次にヒータ線１ａか断線し
た場合は、ヒータ線１ａに流れる電流はなく抵抗Ｒ２の
電圧降下がなくなり、トランジスタＱ２はオフどなって
比較器ｃＯＭ２の＋側入力端子には＋１３　、電源端子
よりの接地Ｅに対する電源電圧が直接前わることとなっ
て比較器Ｃ０Ｍ２の一側入力端子に加わる電圧より高く
なり、出力をとりだすのて抵抗Ｒ１□、Ｒ４３にもとづ
くゲート電圧がトランジスタＱ３のゲートに与えられる
こととなり、トランジスタＱ３はオンとなって故障表示
灯ＬＥＤ、は点灯し、又故障信号端子Ｂ３より故障信号
をとりだして図示しない受信機をへて外部に知らせるこ
とができる。又半導体１ｃ側が断線或は接触不良をもた
らした場合は半導体１ｃに流れる電流がなくなり、抵抗
Ｒイによる電圧降下は激減し比較器Ｃ０Ｍ２の一側入力
端子に加わる電圧が＋側入力端子に加わる電圧に比して
減少することにより比較器Ｃ０Ｍ２より出力をとりだす
結果となり、トランジスタＱ３にゲート電圧を与え故障
表示灯Ｌ　Ｅ　Ｄ　２を点灯し、又故障信号を外部に送
出することとなる。又ガス検知素子１に漏れたガスが吸
着された場合は半導体ＩＣは抵抗値を減少して抵抗Ｒ４
における電圧降下が上昇して比較器ＣＯＭ、の＋側入力
端子に加わる電圧が一側入力端子の電圧より上がって比
較器ＣＯＭ、より出力をとりだすので抵抗Ｒ？、Ｒ。

を介してトランジスタＱ１のゲート端子に電圧か加わっ
てトランジスタＱ１をオンとし、警報表示灯ＬＥＤ、を
点灯するとともに端子Ｂ２より警報信号を送出して図示
しない受信機をへて外部に知らせることができる。

このようにして第３図の実施例てはガス検知素０ 子１のヒータ線１ａ並びに半導体１ｃによる素子の断線
や破損を検出てきるとともに、ヒータ線１ａの加熱にパ
ルス電圧を与えることによりヒータ線の加熱期間と加熱
停止期間とを交互にもたせ、又ヒータ線の加熱期間にヒ
ータ線の故障検出を行い、加熱停止期間にはパルスジェ
ネレータ出力を利用してヒータ線の断線検出を禁止して
疑似的な断線出力を阻止するものである。

以上の説明かられかるように、本発明では、ヒータ線加
熱電源にパルス電源を用いて加熱停止期間と加熱期間を
ヒータ線に交互に与えることにより低温状態てガス吸着
動作を行い、高温状態でガスを脱着するガス検知素子の
特性にあわぜな動作を行うガス漏れ検知装置において、
ヒータ加熱期間にのみ、ヒータに流れる電流を利用して
ヒータ線の断線を判別するようにしたので、ヒータ加熱
停止期間における疑似的な断線現象による誤報を防止し
て、確実に断線検出を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明に使用される１実施例のガス検
知素子の斜面図と他の実施例素子の路線図、第３図は本
発明の異なる実施例装置の主要部構成結線図、第４図は
第３図における各部の動作波形線図である。 図で１はガス検知素子、１ａはヒータ線、ＩＣは半導体
、ＰＧはパルスジェネレータ、Ｃ０ＭＣ０Ｍ２は比較器
、ＩＮＶはインバータ、ＬＥＤ　、は警報表示灯、ＬＥ
Ｄ２は故障表示灯、Ｒ１−Ｒ１４は抵抗、Ｑ１〜Ｑ、は
トランジスタ、ＮＯＲはノア回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）パルス電源によりヒータ線の加熱期間と加熱停止
   期間を設け、前記加熱停止期間のヒータ線を加熱しない
   低温状態でガスを吸着せしめることにより、金属酸化物
   半導体の導電度又は抵抗値の変化を利用してガス漏れ検
   出を行い、前記加熱期間のヒータ線の加熱により前記ガ
   スを素子より脱着するタイプのガス検知素子を警報装置
   と組合せてガス漏れ検出警報を行うガス漏れ検知装置に
   おいて、 前記ヒータ線を通じて流れる加熱用電流を検出する電流
   検出手段と、前記電流検出手段が加熱用電流を検出しな
   くなった時に前記ヒータ線の断線を判別して断線信号を
   出力するヒータ断線判別手段と、前記パルス電源による
   前記加熱停止期間を検出して、該加熱停止期間の間、前
   記ヒータ断線判別手段の動作を禁止させる禁止手段と、
   を設けてなることを特徴とするガス漏れ検知装置。
2. （２）ヒータ線の加熱停止期間には、パルスジェネレー
   タの出力によりヒータ線の断線検出を禁止するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス漏
   れ検知装置。
3. （３）ヒータ線の加熱停止期間には、ヒータ線の断線検
   出を禁止するために、パルスジェネレータ出力をインバ
   ータを介して第１のトランジスタに与えることにより、
   ヒータ線の断線検出を阻止するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載又は第２項記載のガス漏
   れ検知装置。