JPH03189549A - Ｃｏガス検知装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体式センサよりのセンサ出力を判定して
ＣＯガスを検知するＣＯガス検知装置に係り、特に風呂
用湯沸器などのように間欠的に使用する燃焼器具による
ＣＯガスを検知するＣＯガス検知装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

現在、ＬＰＧ用または都市ガス用としてガス警報器が市
販されているが、正常に動作しているものであってもＣ
Ｏガスに対しては感度が低く、更にＣＯガス検知器また
はＣＯセンサとして市販されているものであっても、ガ
ス弁別性または経時安定性などの面で充分ではない。

そこで、上記ガス検知器に備えたガス検出素子（センサ
）として、半導体式センサを用いたちのがある。該半導
体式センサはＣＯガス等の被検知ガスを半導体表面に吸
着させ、ガスの吸着による半導体の電気抵抗をガス濃度
として検出するものである。

第５図はこのような半導体式センサを備えたガス検知装
置を示し、１はヒータＲ，と感知部にとからなる半導体
式センサであり、該半導体センサ１と直列に電流電圧変
換用の電流検出抵抗Ｒ３が接続されている。■、は動作
電源、■２はヒータ電源である。第６図は第５図の装置
の特性を示し、電源■ｚよりヒータＲ３に電流を流し、
半導体センサ１をｉ　ｏ　ｏ　’ｃ付近に加熱して連続
的に使用したときの特性である。同図から明らかなよう
に、清浄大気中のセンサ出力（以下エアベースという）
が経時的に上昇し、またＣＯガスに対するセンサ出力（
以下ＣＯガス感度という）は経時的に下降する。従って
、ＣＯガス検知器として安定に使用することができない
。これは半導体式センサ１が加熱温度によってガスの吸
着性が大きく変化したり、ガスの種類によって加熱温度
と化学吸着特性（活性度）が大きく変わってしまうため
であり、例えば最大吸着特性を示す温度は低い方から順
にＣＯ，アルコール、水素、ブタン、プロパン、メタン
の如く並んでいる。

そこで本出願人は、特公昭５　Ｂ−６２１号公報（名称
＝ＣＯガス警報器）において改良されたガス検知装置を
提案した。第７図は上記公報で提案した装置の概略構成
を示し、■３は高温加熱用電源、ＳＷｌはスイッチであ
り、その他の構成は第６図と同様である。第８図は第７
図の装置の特性を示し、通電開始時（感知部Ｋに動作電
源■１を印加したとき）、及び数１０分に１回の割合で
数１０秒間電源■２から■３に切り換えることにより、
半導体センサ１を高温加熱（以下ヒートアップという）
すると、エアベース及びＣＯガス感度とも経時的に安定
させることができる。

〔発明が解決しようとする課題］ 上述の装置では、消費電力が通常２Ｗ〜４Ｗとなり、携
帯用の用途も含めて乾電池などによる動作する装置に使
用することは消費電力の面から不可能である。また風呂
場用湯沸器などのように間欠的に使用する燃焼器具によ
るＣＯガスを検知する場合にも燃焼器具が燃焼状態とな
る都度ヒートアップしなければならず、消費電力が大き
くなって乾電池などにより動作することができない。

よって本発明は、半導体式センサよりのセンサ出力を判
定して風呂用湯沸器などのように間欠的に使用する燃焼
器具によるＣＯガスを検知するものにおいて、動作の安
定性を損なうことなく低消費電力化を図って乾電池など
の使用を可能にしたＣＯガス検知装置を提供することを
課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明により成されたＣＯガス
検知装置は、半導体式センサよりのセンサ出力を判定し
て風呂用湯沸器などのように間欠的に使用する燃焼器具
によるＣＯガスを検知するＣＯガス検知装置において、
前記半導体式センサに動作電源を供給する電源供給手段
と、該電源供給手段により半導体センサに電源が供給さ
れた直通開始時に該電源供給手段よりの電源にて動作し
該半導体センサを加熱してこれをクリーニングするヒー
トアップ発生手段と、燃焼器具の燃焼状態を検出する温
度センサと、該温度センサの燃焼状態検出時から検出終
了時までの期間及び該検出終了時から所定時間までの期
間連続して前記電源供給手段を駆動せしめる電源供給制
御手段とを備え、前記半導体式センサは燃焼状態検出時
にヒートアップ発生手段にてクリーニングされた後、該
検出時から前記所定時間の期間まで連続して動作電源が
供給されるようにしたことを特徴とする。

〔作　用〕

以上の構成において、温度センサにて燃焼器具が燃焼状
態となったことを検出すると、電源供給制御手段は電源
供給手段に対して半導体式センサとヒートアップ発生手
段に動作電源を供給するように制御する。該ヒートアッ
プ発生手段は半導体センサの通電開始時に該半導体式セ
ンサを加熱し、これをクリーニングする。これにより半
導体式センサはＣＯガスが発生するとセンサ出力を判定
してＣＯガスを検知する。その後、前記燃焼器具の燃焼
状態が終了すると、温度センサは燃焼状態であることの
検出を終了するが、電源供給手段が半導体センサに動作
電源を供給するように制御する。

従って、前記所定時間の期間中に燃焼器具が再度燃焼状
態となってもヒートアップ発生回路は動作せずに半導体
式センサが引き続きＣＯガス検知状態となっている。

（実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明によるＣＯガス検知装置の一実施例を示
す図であり、同図において、ｌは半導体式センサ、２は
バッテリ回路、３はサーミスタを含み、センサ出力の補
正を行う温度補償回路、４はエアレベル判定回路、５は
判定回路４からの出力にてヒートアップを発生させるヒ
ートア・７プ発生回路、６はセンサ出力判定回路、７は
表示回路、８は警報回路、９は打消回路、１０はタイマ
回路、１１はバッテリ２の電圧降下を検出する電圧降下
検出回路である。上記半導体式センサｌ乃至電圧降下検
出回路１１により検知装置本体Ａが構成されている。

上記半導体式センサ１は、スズの塩を焼成して得られる
酸化第２スズに増感剤としてパラジウム等の貴金属を担
持させ、これを感度調整用アルミナを適量配合してセン
サ材料とした後、該材料をペースト化し、厚さ０．３８
ｍ及び３Ｉｆｆ１１１角のアルミナチップ上へスクリー
ン印刷することで形成される。また裏面には酸化金属の
ヒータを印刷により形成しておき、このようにして得ら
れたものを適当にエージング処理してセンサとして使用
する。

上記半導体センサ１は通常は加熱せずに常温で使用する
。従ってバッテリ回路２は例えばアルカリ電池の単３×
４本にて構成し、携帯用検知装置としても使用できるよ
うにする。また打消回路９はヒートアップによりセンサ
出力が過度応答し、センサ出力判定回路６がＣＯガスの
発生を誤判別するのを防止するために設けている。

エアレベル判定回路４はセンサｌにバッテリ回路２より
動作電源が供給される通電開始時及びＣＯガス検出時に
センサ出力が上昇することを判定してヒートアップ発生
回路５を駆動し、センサ１をヒートアンプさせる。

またタイマ回路１０は、ヒートアップによりセンサ出力
がエアレベル判定回路４の判定レベルを上下するので、
該ヒートアップ後は所定時間ヒートアンプしないように
遅延させると共に、センサ出力のエアレベルが常にエア
レベル判定回路４の判定レベル以上のときに、所定時間
後にヒートアップを繰り返し行わせるために設けられた
ものである。更に表示回路７及び警報回路８は、センサ
１がＣＯガスを検知したときに、異常状態を表示及びブ
ザー等により警報するものであり、警報回路８はこの他
に電圧降下検出回路１１によりバッテリ回路２が所定電
圧まで降下したときにこれを警報する機能も備えている
。

また、１２は風呂場用湯沸器などの燃焼器具の燃焼状態
を検出する温度センサ、１３は該温度センサ１２よりの
センサ出力にて動作し、バッテリ回路２に制御信号を出
力するホールド回路である。

該ホールド回路１３は温度センサ１２が燃焼器具の燃焼
状態を検出するとバッテリ回路２に制御信号を出力して
半導体式センサ１やヒートアップ発生回路５などからな
る本体Ａに対して動作電源を供給すると共に、温度セン
サ１２により検出される燃焼器具の連続燃焼時間を蓄積
し、該蓄積時間に応じた所定時間の期間燃焼状態の終了
時から連続して制御信号を出力し、バッテリ回路２より
動作電源を供給するように作用する。なお、温度センサ
１２はサーミスタ等から構成され、例えば風呂場用湯沸
器のフィン上に設置する。

ホールド回路１３は例えばアップダウンカウンタと、ア
ップ及びダウンパルス発生回路とを備え、温度センサ１
２が燃焼状態を検出するとアップパルス発生回路よりの
アップパルスにてカウンタがアップカウントし、該カウ
ント値が「１」以上のときに制御信号する。そして燃焼
状態が終了するとダウンパルス発生回路よりのダウンパ
ルスにてカウンタがダウンカウントし、該カウント値が
「０」になると制？′ｌ［ｌ信号の出力を停止するよう
に構成し、例えば３０分間燃焼すると燃焼時間も含めて
６０分間制制御分を出力し、１５分間燃焼すると３０分
間出力する。

以上の構成においてその動作を第２図（ａ）〜（ｆ）の
タイミングチャートと共に説明する。

同図の現象■は同図（ｆ）の如くＣＯガスが発生してい
ない正常状態の特性を示し、現象■は燃焼器具よりＣＯ
ガスが発生した状態を示す。まず現象Ｉについて説明す
ると、燃焼器具が燃焼状態になり、温度センサ１２が時
刻ｔ０にて所定温度（例えば５０°Ｃ）以上であること
を検出すると該センサ出力が第２図（ａ）の如くＨレベ
ルとなる。ホールド回路１３は温度センサ１２がＨレベ
ルになると、第２図（ｂ）の如く内蔵したアップパルス
発生回路を駆動してアップパルスを発生させ、内蔵した
カウントにより該パルスをアップカウントし、上記温度
センサ１２の出力がＨレベルである時間を計測する。

またホールド回路１３はカウント値が「１」以上となる
から同図（Ｃ）の如く温度センサ１２の出力がＨレベル
になることによって制御信号を出力する。該制御信号に
よって検出器本体Ａは同図（ｄ）の如くバッテリ回路２
より動作電源が供給され、ＣＯガスを検知することがで
きる状態となる。上記エアレベル判定回路４はエアレベ
ルを常時監視しており、所定レベル（ヒートアップ判定
レベル）になるとヒートアップ発生回路５を駆動し、セ
ンサ１を加熱して高温（例えば４００°Ｃ）にヒートア
ップする。

ここで、時刻り。で本体Ａに電源が供給されるとエアレ
ベルが上昇するため、ヒートアップ判定レベル以上とな
り、エアレベル判定回路４によりヒートアップ発生回路
５が数１０秒間（例えば６０秒）動作して半導体式セン
サ１をヒートアップし、該センサｌをクリーニングする
。これにより半導体式センサ１の出力は同図（ｅ）の如
く一時的に上昇するが、このとき打消回路９の動作によ
りセンサ出力判定回路６からはＣＯガスの検出出力は発
生しない。そしてその後急速に減少して再び当初のエア
レベルとなる。

時刻Ｌ０以後、燃焼器具の燃焼が終了し、温度センサ１
２の検出温度が時刻Ｌ１にて所定値以下になると、該温
度センサ１２の出力はＬレベルとなるが、ホールド回路
１３はカウンタのカウント値により１．−１．の燃焼状
態時間をＭ積（計測）しており、この時間が例えば３０
分間であるとすると、ダウンパルス発生回路よりのダウ
ンパルスにてカウンタがダウンカウントし、カウント値
が「０」となるまでその後連続して３０分間制御信号を
出力する。すなわち、ｔｏ　　Ｌ＋が３０分間であれば
、第２図（Ｃ）の如く６０分間制制御分を出力し、これ
によってバッテリ回路２は同図（ｄ）の如く連続して６
０分間半導体式センサ１などの本体Ａに動作電源を供給
する。

従って、この６０分間の期間中に燃焼器具が再び燃焼状
態となり、例えば第２図（ａ）の時刻ｔ２　（Ｌ、から
２０分後）で温度センサ１２が再びＨレベルとなっても
、半導体式センサ１には時刻ｔ。

より引き続き動作電源が供給されているので、通電開始
時のヒートアップ発生回路５によるヒートアップ動作は
行われない。

またホールド回路１３のカウンタはこのＨレベルにより
再度アップカウントし、蓄積動作を開始する。これによ
ってバッテリ回路２の電力消費を制御することができる
。

またｔ２から５分後の時刻Ｌ３で再度燃焼状態が終了し
、温度センサ１２の検出出力がＬレベルとなると、ホー
ルド回路１３はこのｔｚ　　　Ｌ３の燃焼状態時間を蓄
積し、その後カウンタがカウントダウンする。更に２０
分後の時刻ｔ４で燃焼状態となり、５分後の時刻り、で
終了すると、ホールド回路１３はこのｔａ　　　Ｌｓ待
時間蓄積し、カウンタは該時間中アンプカウントするの
で、時刻ｔ、で燃焼状態が終了しても時刻り、以後ホー
ルド回路１３のカウンタがカウントダウンし、カウント
値が「０」となるまで更に連続して所定時間（１０分間
）半導体式センサ１に動作電源が供給される。すなわち
、第２図の如く時刻ｔ０で燃焼状態となってから、３０
分間燃焼状態となり、１０分後に再度５分間燃焼し、２
０分後に更に５分間燃焼したとすれば、ｔｏから８０分
経過後の時刻Ｌ６に動作電源の供給が終了し、ｔｏ−ｔ
ｂまでは連続して本体Ａに動作電源が供給される。

従って、燃焼器具として例えば風呂場用湯沸器を用いた
とすると、通電開始時に長時間（第２図のｔｏ−ｔ、時
間）燃焼状態となり、その後間欠的に短時間（第２図の
Ｌｘ　　ｔｓ、ｔａ　　ｔｓ待時間追いたきしたような
場合には、通電開始時のみ半導体センサ１がヒートアッ
プし、以後連続して本体ＡがＣＯガス検知状態となって
いるため追いたき時にはヒートアップされないので、電
力消費が抑制される。

また現象■はＣＯガスが発生した場合を示し、時刻ｔ０
で通電が開始すると上記の如くまず半導体式センサ１を
ヒートアップし、半導体センサ１をクリーニングするが
、ＣＯガス発生時には第２図（３）の如くセンサ出力が
上昇し、時刻（、にてヒートアップ判定レベル以上にな
るとヒートアップ発生回路５が動作して半導体式センサ
１をヒートアップする。このヒートアップにより半導体
式センサ１がクリーニングされるが、その後もセンサ出
力はＣＯガスの存在によって上昇し、ヒートアップ判定
レベル以上となるため、ヒートアップ発生回路５よりの
出力でタイマ回路１０が作動し、１〜２分間程度の短時
間で繰り返しヒートアップが行われ、センサ出力判定回
路６により時刻も。

にて所定のＣＯガス判定レベルに達すると、警報回路８
及び表示回路７を駆動してＣＯガスの発生を外部に知ら
せる。

なお、上記ホールド回路１３はＲＣ積分回路により構成
し、燃焼状態の期間中に充電動作し、燃焼終了状態の期
間中に放電動作をするようにして、この積分出力が所定
値以上のときにバッテリ回路２が動作電源を供給するよ
うにしてもよい。

第３図は本発明の他の実施例を示し、第１図のホールド
回路１３に代わり、タイマ回路１４を設け、バッテリ回
路１３にはタイマ回路１４と温度センサ１２によりの出
力が供給されるようにしたものであり、その他の構成は
第１図と同様である。

タイマ回路１４は温度センサ１２が所定温度以上を検出
した後、該温度以下になると動作を開始して所定時間（
例えば１５分間）動作を継続すると共に、動作中に温度
センサｌが所定温度以上を検出すると、前記所定時間以
内であってもリセットされる。またバッテリ回路２は温
度センサ１２が所定温度以上を検出しているときに該温
度センサ１２より制御信号が与えられると共に、タイマ
回路１４が動作しているときに該タイマ回路１４より制
御信号が与えられる。

以上の構成において、その動作を第４図（ａ）〜（ｅ）
のタイミングチャートと共に説明する。現象Ｉの通常状
態において、燃焼器具が燃焼状態となり、第４図（ａ）
の如く時刻ｔ０で温度センサ１２の検出温度が所定温度
以上になると、該温度センサ１２の出力がＩ］レベルと
なり、同図（Ｃ）の如くバッテリ回路２に制御信号が供
給されて本体Ａに動作電源が供給される。これにより半
導体式センサｌがヒートアップ発生回路５によりヒート
アップされクリーニングされる。

その後燃焼状態が終了して３０分経過した時刻も、に温
度センサ１２の検出温度が所定値以下になると、該温度
センサ１２の出力がＬレベルとなり、同図（ｂ）の如く
タイマ回路１４が所定時間（例えば１５分間）動作する
。このタイマ出力によってバッテリ回路２には同図（Ｃ
）の如く引き続き制御信号が供給され、本体Ａは連続し
て動作電源が供給される。タイマ回路１４の動作中に再
度燃焼器具が燃焼状態になり、時刻ｔｚ　　Ｃｔ＋から
１０分後）にて温度センサ１２の検出出力がＨレベルに
なると、該温度センサ１２の出力にてタイマ回路１４が
リセットされると共に、バッテリ回路２に引き続き制御
信号が供給され、本体Ａに動作電源が供給される。

以下Ｃｍ　　　Ｌ３の５分間と、ｔ３から１０分後のｔ
、−ｔｓの５分間に各々燃焼状態になると、該期間中は
温度センサ１２よりの出力にてバッテリ回路２に制御信
号が供給され、ｔ３−、ｔ４の期間中はタイマ回路１４
よりの出力にて制御信号が供給される。そして時刻ｔ５
で燃焼状態が終了すると、タイマ回路１４が所定時間動
作した後時刻Ｌ６でその動作が終了する。

従って、上記のようなタイミングで燃焼状態が繰り返さ
れると、第４図（Ｃ）の如＜ｔｏ　　　Ｌｈまでの７５
分間バッテリ回路２より本体Ａに連続して動作電源が供
給される。

なお、同図（ｄ）　、　（ｅ）は各々半導体式センサｌ
の検出出力、及びＣＯガス濃度を示し、第２図（ｅ）　
、　（ｆ）と同様である。また現象■のＣＯガス発生時
についても第２図と同様である。

また各実施例の現象Ｉの通常状態において通電開始以降
にエアベースがヒートアップ判定レベル以上になれば、
エアレベル判定回路４がこれを判定してヒートアップ発
生回路５を動作し、半導体式センサ１をヒートアップし
、クリーニングする。

また上記各実施例において、例えばバッテリ回路２にア
ルカリ電池型３×４本を用い、１日２回通電開始動作を
行ってヒートアップを行い、１日１時間本体本体動作さ
せると、約３８０日使用可能となる。

〔効　果〕

以上説明したように本発明によれば、燃焼器具の燃焼状
態が終了すると、温度センサは燃焼状態であることの検
出を終了するが、電源供給手段が半導体センサに動作電
源を供給するように制御し、所定時間の期間中に燃焼器
具が再度燃焼状態となってもヒートアップ発生手段は動
作せずに半導体式センサが引き続きＣＯガス検知状態と
なっているので、半導体式センサのヒートアップ回数が
減らされ、ＣＯガスの検出感度を低下させることなく、
消費電力を少なくすることができる。

本発明による装置はまた商用電源のない所でも使用でき
、更に既存の検知装置本体に若干の手段を追加するだけ
で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＣＯガス検知装置の実施例を示す
ブロック図、 第２図は第１図の装置における各部の出力のタイミング
チャートを示す図、 第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第４図
は第３図の装置における各部のタイミングチャートを示
す図、 第５図は従来の装置を示す図、 第６図は第５図の装置におけるセンサ温度とセンサ出力
特定を示す図、 第７図は従来の他の装置を示す図、 第８図は第７図の装置におけるセンサ温度とセンサ出力
特性を示す図である。 １・・・半導体式センサ、２・・・バッテリ回路（電源
供給手段）、５・・・ヒートアップ発生回路（ヒートア
ップ発生手段）、１２・・・温度センサ、１３・・・ホ
ールド回路（電源供給制御手段）、１４・・・タイマ回
路（電源供給制御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体式センサよりのセンサ出力を判定して風呂用湯
   沸器などのように間欠的に使用する燃焼器具によるＣＯ
   ガスを検知するＣＯガス検知装置において、 前記半導体式センサに動作電源を供給する電源供給手段
   と、 該電源供給手段により半導体センサに電源が供給された
   通電開始時に該電源供給手段よりの電源にて動作し該半
   導体センサを加熱してこれをクリーニングするヒートア
   ップ発生手段と、 燃焼器具の燃焼状態を検出する温度センサと、該温度セ
   ンサの燃焼状態検出時から検出終了時までの期間及び該
   検出終了時から所定時間までの期間連続して前記電源供
   給手段を駆動させる電源供給制御手段とを備え、 前記半導体式センサは燃焼状態検出時にヒートアップ発
   生手段にてクリーニングされた後、該検出時から前記所
   定時間の期間まで連続して動作電源が供給されるように
   した、 ことを特徴とするＣＯガス検知装置。