JPH03233699A - 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】 Ｅ産業上の利用分野〕 本発明はガスを検知するガス検知装置に関するものであ
る。

［従来の技術〕 ガス検知装置として、例えばガスセンサを加熱すること
により可焼性ガスを検知し、該ガスが発生すると外部に
対して警報を行うガス漏れ警報器がある。このようなガ
ス検知装置は通常３〜５Ｗｈの消費電力を必要とするた
め、−ｉに商用交流電源により駆動される。

［発明が解決しようとする課題〕 従来の装置は上述のように消費電力が比較的大きいため
、携帯用の用途も含めて乾電池などで動作させることが
できない。また消費電力を軽減するには、ガスセンサを
小型化することが考えられるが、ガスセンサの製造が難
しく、実用には至っていない。

よって本発明は、乾電池などにおいても長時間連続して
動作できるように、消費電力の軽減を図ったガス検知装
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威され大ガス検知
装置は、ガスセンサと、該ガスセンサ苓通常状態におい
て断続的に加熱する加熱手段と、前記加熱手段によるガ
スセンサの加熱時における前記ガスセンサの過渡出力を
検出し、該ガスセンサの過渡出力が所定値以上となった
ときに、前記加熱手段によるガスセンサの加熱を断続的
加熱力ら連続的加熱に切り替えるセンサ出力検出手段と
該ガスセンサが連続的に加熱されているときのガスセン
サの出力により被検知ガスを検出するガス検出手段とを
備えることを特徴としている。

〔作　用〕

上記構成において、通常状態ではガスセンサは加熱手段
により断続的に加熱されている。このとき被検知ガスが
発生すると、ガスセンサよりの出力はその加熱時に過渡
的に増大する。そこでセンサ出力検出手段はガスセンサ
の加熱時における該ガスセンサの出力を検出し、被検知
ガスが発生してセンサ出力が過渡的に増大して所定値以
上となったことを検出すると、ガスセンサは加熱手段に
より連続的に加熱される。そしてガス検出手段はこのと
きのガスセンサの出力より被検知ガスを検出する。

〔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図は本発明によるガス検知装置の一実施例を示すブ
ロック図であり、同図において、１は乾電池（例えばア
ルカリ電池単３０４本）によるバッテリ、２は半導体式
ガスセンサ、３は半導体式ガスセンサ２のヒータを加熱
するヒータ駆動回路、４．５はヒータ駆動回路３に対し
て加熱時間と無加熱時間をそれぞれ与えてこれを制御す
るタイマ回路、６は半導体式ガスセンサ２の加熱時にお
ける半導体式ガスセンサ２の内部抵抗の過渡的な変化を
検出し、該検出出力に応してヒータ駆動回路３を制御す
るヒータ判定回路、７はヒータ駆動回路３がヒータ判定
回路６により制御されているときに半導体式ガスセンサ
２の内部抵抗変化を検出し、被検知ガスの有無を判定す
る検出判定回路、８及び９は検出判定回路７の検出出力
によってそれぞれ動作する表示回路及び警報回路である
。

上記半導体弐センサ２及びヒータ駆動回路３は第２図に
示すように構成される。すなわち、半導体弐センサ２は
ヒータＲ１と感知部にとから構成され、感知部には厚さ
０．３８　ｔｒｒｍ及び３ＩＩＩＩ１１角のアル藁ナチ
ソブ上にスクリーン印刷によりガス感知材としてＳ。０
２系金属酸化物を膜厚約３０ｕｍで設シすることによっ
て形成されている。またヒータＲ１は上記感知部にの裏
面にＲｕＯｚを感知材同様にスクリーン印刷にて設ける
ことによって形成される。上記感知部にばヒータＲ１に
て加熱した状態において被検知ガスが存在すると、゛そ
の内部抵抗が低下する特性を有する。

上記ヒータ駆動回路３はヒータＲ，に直列接続されたヒ
ータ電源ｖ２及びスイッチＳＷより構成され、スイッチ
ＳＷはタイマ回路４，５及びヒータ判定回Ｂ６の各出力
によりそのオンオフ動作が制御される。またＲ２は半導
体式ガスセンサ２と直列接続された電流検出抵抗であり
、その端子電圧がヒータ判定回路６及び検出判定回路７
に人力される。更にＶ、は動作電源であり、ヒータ電源
Ｖ２と共にバッテリ１から供給される。

以上の構成において、まず半導体式ガスセンサ２の作用
について説明する。第３図は半導体式ガスセンサ２を約
３５０°Ｃで１秒、３秒、５秒、１０秒間断続的に加熱
したときのセンサ出力特性を示し、実線で示す特性Ａが
半導体式ガスセンサ２を清浄空気中で加熱した場合であ
り、点線で示す特性Ｂがイソブタンガス１００００ｐｐ
Ｉ中で加熱した場合である。同図から、ガスの有無によ
り半導体式ガスセンサ２の感知部ＫＯ加熱時内部抵抗が
変化し、半導体式ガスセンサ２を短時間継続的に加熱す
ることにより、被検知ガスの有無に応じてそのセンサ出
力の過渡的応答特性に相違が見られることが分かる。そ
こでこれを判定することにより被検知ガスの有無の判定
が可能となる。

また第４図は各種の被検知ガスに対する１０秒間加熱し
たときのセンサ出力特性を示し、第５図は５秒間加熱し
たときの各種ガスの濃度に対するセンサ出力特性を示す
。

次に第１図の実施例の動作について、第６図のタイ狗ン
グチャート図を参照して説明する。ここで、タイマ回路
４は５秒間ガスセンサ２を加熱し、タイマ回路５は５分
間無加熱とする。またヒータ判定回路６の判定レベルを
ＩＶ、検出判定回路７の検出判定レベルを１■とする。

現象■は清浄空気中の状態を示し、同図（ａ）のように
被検知ガスは存在しない。この通常状態ではヒータ駆動
回路３のスイッチＳＷはタイマ回路４及び５の出力によ
り連続的に５秒間オンし、５秒間オフするため、ヒータ
電ｔｉ　Ｖ　２は同図（Ｃ）に示すように半導体式ガス
センサ２のヒータＲ０に対して上記の時間で断続的に供
給される。従って、電流検出抵抗Ｒ２の端子電圧より得
られるセンサ出力電圧は同図ω）のようにヒータ判定レ
ベル（ＩＶ）及び検出判定レベル（ＩＶ）以下となり、
検出判定回路７からは同図（ｄ）に示すようにガス検出
出力が発生しない。

次に現象■は被検知ガス（例えばイソブタンガス）が発
生した状態を示し、同図（ａ）に示すように上記ガスが
発生すると、上述のように半導体式ガスセンサ２の内部
抵抗が低下し、センサ出力は同図（ｂ）のように加熱時
における過渡的応答出力が増大し、ヒータ判定レベル以
上となる。ヒータ判定回路６は該レベル以上であること
を判定するとヒータ駆動回路３のスイッチＳＷを常時オ
ン状態にし、同図（Ｃ）のようにヒータＲ１に対してヒ
ータ電圧Ｖ２を連続的に供給し、感知部Ｋを連続的に加
熱する。検出判定回路７はこの連続加熱状態における被
検知ガスによる半導体式ガスセンサ２の感知部にの内部
抵抗変化（減少）を検出し、ガスセンサ出力（電流検出
抵抗Ｒ２の端子電圧）が同図（ｂ）のように検出判定レ
ベル以上になると検出判定回路７より同図（ｄ）のよう
に警報出力を発生する。

この警報出力により表示回路８や警報回路９が動作し、
外部に警報を与える。

また被検知ガスが存在しなくなり、半導体式ガスセンサ
２の感知部にの内部抵抗が増大して、ガスセンサ出力（
電流検出抵抗Ｒ２の端子電圧）がヒータ判定レベル以下
になるとヒータ判定回路６は元の断続的な加熱を行うよ
うにヒータ駆動回路３を制御する。

なお上記実施例において、通常状態におけるヒータＲ３
の加熱及び無加熱時間は例えばそれぞれ１〜１０秒、１
〜１０分の範囲で設定すればガスを検知することができ
、また各判定レベルも半導体式ガスセンサ２により任意
に設定してよい。例えば上記実施例において、通常状態
におけるヒータＲ，の加熱時の消費電流は約１５０ｍＡ
ｈ、無加熱時では約１００μＡｈであり、ヒータ加熱時
間を３秒、無加熱時間を５分に設定すると、単１アルカ
リ電池（約７．５　Ａ　ｈ　）を使用すれば約１９０日
間連続して使用することができる。

またガスセンサとして半導体式の代わりに接触燃焼式ガ
スセンサを用いることもできる。この接触燃焼式ガスセ
ンサは例えば検知素子として線径２０〜５０μｍの白金
抵抗線を巻装してコイルを構成し、この周囲にパラジウ
ム−アルミナ、または白金−アルミナ等の触媒を塗布し
た後焼成し、１００メツシユの２重金網を被せて構成し
たものである。また比較素子も検知素子と同様にして構
成し、シールキャップを被せた密閉型とする。

第７図及び第８図はこのような接触燃焼式ガスセンサに
よる各種被検知ガスに対する１０秒間加熱したときのセ
ンサ出力特性及び５秒間加熱したときのガス濃度に対す
るセンサ出力特性をそれぞれ示す。同図において、エタ
ノールガスに対してのみ過渡応答特性が異なるため、ガ
ス濃度に対してリニアリティがなく過渡応答出力が高く
なるが、本発明では過渡的出力を検出した後に連続的に
ガスセンサを加熱するようにしているので、ＬＰＧガス
検知器や都市ガス検知器に適用したときでもエタノール
との弁別は可能である。

この接触燃焼式ガスセンサを第１図の装置のガスセンサ
として用いた場合においても、その動作は半導体式ガス
センサによるものと同様であり、これにより被検知ガス
を検知することができる。

第９図はガスセンサとして接触燃焼式ガスセンサを用い
たときの第１図の装置におけるタイミングチヤード図を
示し、その内容は半導体式センサを用いたときの第６図
のタイミングチャート図と同様である。

なお、同図では、タイマ回路４及び５によりガスセンサ
を５秒間加熱し、５分間無加熱するようにし、ヒータ判
定レヘルを２０ｍＶ、検知判定レヘルを２０ｍＶに設定
している。ただし、タイマ回路４及び５により加熱時間
を１〜１０秒、無加熱時間を１〜１０分の範囲で可変し
ても検出することができ、各判定レヘルもガスセンサに
応じて任意に設定することができる。

５効　果〕 以上説明したように本発明によれば、ガスセンサの断続
的加熱時におけるガスセンサの出力が過渡的に増大して
所定値以上となったことを検出すると、ガスセンサを連
続的に加熱してこのときのガスセンサの出力より被検知
ガスを検出するようにしているため、消費電力を軽減す
ることができ、乾電池等により長時間動作させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガス検知装置の一実施例を示すブ
ロック図、 第２図は第１図の半導体式ガスセンサとヒータ駆動回路
の具体例を示す図、 第３図は半導体式ガスセンサの加熱時間に対するセンサ
出力特性を示す図、 第４図は半導体式ガスセンサの各種ガスに対するセンサ
出力特性を示す図、 第５図は半導体式ガスセンサの各種ガスの濃度に対する
センサ出力特性を示す図、 第６図は第１図の装置の各部の波形を示す図、第７図は
接触燃焼式ガスセンサの各種ガスに対するセンサ出力特
性を示す図、 第８図は接触燃焼式ガスセンサの各種ガスの濃度に対す
るセンサ出力特性を示す図、 第９図は第１図の装置の他の実施例における各部の波形
を示す図である。 １・・・バッテリ、２・・・半導体式ガスセンサ、接触
燃焼式ガスセンサ、３・・・ヒータ駆動回路（加熱手段
）、４．５・・・タイマ回路、６・・・ヒータ判定回路
（センサ出力検出手段）、７・・・検出判定回路（ガス
検出手段）、８・・・表示回路、９・・・警報回路、Ｒ
・・・ヒータ、Ｋ・・・感知部、■２・・・ヒータ電源
、ＳＷ・・・スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ガスセンサと、 該ガスセンサを通常状態において断続的に加熱する加熱
   手段と、 前記加熱手段によるガスセンサの加熱時における前記ガ
   スセンサの過渡出力を検出し、該ガスセンサの過渡出力
   が所定値以上となったときに、前記加熱手段によるガス
   センサの加熱を断続的加熱から連続的加熱に切り替える
   センサ出力検出手段と 該ガスセンサが連続的に加熱されているときのガスセン
   サの出力により被検知ガスを検出するガス検出手段とを
   備える、 ことを特徴とするガス検知装置。