JPH0354786B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、酸欠計、酸素富化装置、或は麻酔装
置等において使用される酸素計に関し、更に詳し
く述べれば、校正操作を自動化し、酸素計セルの
寿命を自動的に予知或は検知できる酸素計に関す
る。

＜従来の技術＞ 前記酸欠計、酸素富化装置、麻酔装置等におい
て、例えばガルバニ電池式酸素計が用いられる。
この酸素計は、ガス透過性隔膜を通して電解槽中
に拡散吸収された酸素が電極表面上で還元される
際に生ずる還元プラトー電流より試料ガス中の酸
素濃度を検知するもので、小型、軽量で、それ自
身電気信号を発生する為、前記した装置等におい
て広く使用されている。

このような酸素計は連続して使用されることは
まれで、通常はバツジ使用される。使用時には空
気による校正を行つてから使用される。即ち、空
気中には既知量（約21％）の酸素が存在する為、
これを基準ガスとして酸素計の校正を行う。この
校正操作は測定精度を保つうえで必要であるが、
操作は手動で行わなければならない為面倒であ
り、時には校正操作を忘れることがあつた。

また従来装置において、酸素計セルの寿命を一
般の酸素計使用者が予知することは非常に難しか
つた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明の解決しようとする第１の技術的課題
は、前記酸素計において、手動による校正操作を
不要とし、酸素計を使用する際自動的に校正が行
われるようにすることにあり、本発明の解決しよ
うとする第２の技術的課題は前記酸素計セルの寿
命を予知乃至は検知し、これを自動的に表示出来
るようにすることにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の第１の発明は、入力に酸素計セルから
の検出信号が与えられた加算器と、一方の入力に
既知量の酸素に対応した基準電圧が印加され、他
方の入力に前記加算器の出力電圧が印加された比
較器と、装置電源が投入されたときリセツトさ
れ、リセツト解除後、後出の発振回路から与えら
れるクロツクをカウントし、この回路が発振を停
止したときそのときの値をラツチするカウンタ
と、前記比較器の所定の出力レベルに応じた発振
を開始並びに停止する発振回路と、前記酸素計セ
ルからの検出信号に関連した電圧が電源端子に印
加され、前記カウンタの出力をデイジタル・アナ
ログ変換し、これを前記加算器へ加算入力として
印加するＤ／Ａ変換器と、前記加算器の出力信号
を表示する手段とより構成されている。

本発明の第２の発明の構成は、前記第１の発明
の構成に加え、前記カウンタの出力が与えられ、
カウント値が所定値以上になつたとき警報信号を
発生するチエツク回路を設けたことにある。

＜作用＞ 前記第１の発明は次のように作用する。即ち、
前記酸素計セルを既知量の酸素を含む雰囲気に置
き、装置電源を投入する毎に、前記加算器の出力
電圧を前記比較器の基準電圧に一致させる電気的
校正動作を行い、この動作によつて特定された係
数を保持せしめ、以後次の校正迄この係数を用い
て前記検出信号に比例した出力信号を発生させる
ようにした。

前記第２の発明は次のように作用する。即ち、
前記第１の発明の作用に加え、前記チエツク回路
の出力信号を前記表示手段に与え前記酸素計セル
の寿命表示を行うようにした。

＜実施例＞ 以下図面に従い本発明の実施例を説明する。第
１図は本発明実施例装置を示すブロツク線図であ
る。図中、１は例えばガルバニ電池式酸素計等の
酸素計セル、２は酸素計セル１からの出力電圧
Viを増幅する前置増幅器、３は加算器で、非反
転入力端に増幅器２の出力電圧Voが与えられて
いる。

一点鎖線で囲まれた部分Ａは出力電圧の係数を
自動調整する校正回路部分で、このうち、４は一
方の入力に例えば空気中の酸素量に対応する基準
電圧Vsが与えられ、他方の入力に加算器３の出
力電圧VO′が与えられた比較器、５はこの比較器
の出力の状態に応じてセツト、リセツトされるフ
リツプ・フロツプ、６は発振回路で、フリツプ・
フロツプ５の出力に基づき発振の開始並びに停止
を行う。７は発振回路６から与えられるクロツク
パルスをカウントし、発振回路６の発振が停止し
たときそのときの値をラツチするカウンタ、８は
装置電源投入と同時にリセツトパルスを発生する
リセツト回路で、出力パルスはフリツプ・フロツ
プ５及びカウンタ７のリセツト端子に与えられて
いる。９は増幅器２の出力電圧Voが電源端子に
与えらたＤ／Ａ変換器で、カウンタ７の出力をデ
イジタル・アナログ変換し、出力Vbを加算器３
の反転入力端に与える。

１０は加算器３の出力電圧Vo′をデイジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器、１１はＡ／Ｄ変換器
１０の出力の内容をデイジタル表示する表示部で
ある。

１２はカウンタ７の出力が与えられ、カウント
値が所定値以上になつたとき、酸素計セル１の寿
命に関する警報信号を発生するチエツク回路であ
る。

第２図は、第１図に示す本発明実施例装置にお
けるチエツク回路１２並びにＤ／Ａ変換器９部分
の具体構成を示す回路図である。カウンタ７に
は、例えば８ビツトのバイナリ・カウンタが用い
られ、クロツク端子CKに発振回路６からのクロ
ツクパルスが与えられている。Ｄ／Ａ変換器９に
は、電源端子Vrefに増幅器２の出力電圧Voが与
えられ、入力にカウンタ７からの出力が与えられ
た８ビツトのＤ／Ａ変換器９ａが用いられ、イン
バータ９ｂを介しこの変換器の反転出力が加算器
３の反転入力端に与えられている。チエツク回路
１２には、カウンタ７の上位４ビツトが与えられ
たアンドゲート１２ａ、このカウンタの下位４ビ
ツトが与えられたアンドゲート１２ｂと、これら
ゲート回路の出力が与えられたアンドゲート１２
ｃとが含まれる。

このように構成された本発明実施例装置の動作
を第３図のタイミング・チヤートに従い説明を行
う。第３図において、図ａは装置電源電圧、図ｂ
は加算器３の出力電圧Vo′、図ｃはリセツト回路
８からのリセツトパルス、図ｄは比較器４の出力
電圧、図ｅはフリツプ・フロツプの出力、図ｆは
発振回路６から与えられるクロツクパルス、図ｇ
はＤ／Ａ変換器９の出力Vbを夫々表わす。

酸素計セル１を空気雰囲気に置き、装置電源を
投入する。装置電源の投入と同時にリセツト回路
からリセツトパルスが発生され（図ｃ）、フリツ
プ・フロツプ５並びにカウンタ７はこれによつて
リセツトされる。

これにより、Ｄ／Ａ変換器９の出力Vbは零と
なり、加算器３の出力Vo′には増幅器２の出力
Voがそのまま出力される（Vo′＝Vo）。

比較器４において、基準値Vsに対し加算器３
の出力Vo′が、Vo′＜Vsにある間、出力はＨレベ
ルとなる（図ｄ）。

この状態において、リセツトが解除されると、
フリツプ・フロツプ５の出力により（図ｅ）、発
振回路６が発振を開始し（図ｆ）、カウンタ７は
カウントアツプを開始する。

カウンタ７の出力はＤ／Ａ変換器９により電圧
信号Vbに変換され、加算器３においてVoに加算
される（図ａ）。加算器３の出力 Vo′＝Vo＋Vb ……(1) で表わされ、この値が基準値Vsより大きくなる
と、比較器４の出力は反転し、発振回路６の発振
は停止する。発振回路６の発振が停止すると、カ
ウンタ７はこのときの値をラツチし、これによつ
て校正動作が完了する。

即ち、Ｄ／Ａ変換器９ａでは、フルスケールを
Ｎカウント、ラツチされたカウンタ７の出力をＭ
カウントとした場合、出力Voに対し、 α＝Ｍ／Ｎの重み付けを行い、出力α・Voを
発生する。この出力は更にインバータ９ｂで反転
され、出力Vb＝−α・Voとして加算器３の反転
入力端に加えられる。

この結果、加算器３において、 Vo′＝（１＋α）・Vo ……(2) なる演算が行われ、以後、酸素計セル１が試料ガ
ス中に配置されれば、検出信号Voに係数（１＋
α）を乗じた（校正された）出力Vo′を発生す
る。この信号電圧はＡ／Ｄ変換器１０を経て表示
部１１に与えられ、前記試料ガスの酸素濃度とし
て表示される。

このような校正動作は装置電源を投入する毎に
行われ、酸素計セル１の状態に応じてαが変更さ
れ、空気点での校正が自動的に行われる。

一方、チエツク回路１２では、例えばカウンタ
７の出力のうち上位４ビツトがＨレベルのとき校
正限界直前の状態と判断し、この状態を表わす出
力、即ちゲート１２ａの出力を表示部１１に与
え、また、全てのビツトがＨレベルになつたとき
これを校正限界と判断し、この状態を表わすゲー
ト１２ｃの出力を表示部１１に与え、校正限界予
告（酸素計セル１の寿命予告）並びに校正限界
（酸素計セル１の寿命）の表示を行う。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、酸素計の校正が自動的に行
え、また酸素計セルの寿命を自動的に予知乃至検
知することが出来る。

尚、これまでの本発明の実施例の説明では基準
ガスに空気を用いる場合であつたが、これに限ら
ず、濃度100％の酸素ガス、或は酸素量既知のガ
スを用いても、比較器４の基準電圧Vsを前記基
準ガスの酸素濃度に合せて変更することで、同様
に校正を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例装置を示すブロツク線
図、第２図は第１図の本発明実施例装置における
部分の具体構成を示す回路図、第３図は第１図の
本発明実施例装置の動作を説明する為のタイミン
グ・チヤートである。 １……酸素計セル、３……加算器、４……比較
器、６……発振回路、７……カウンタ、９……
Ｄ／Ａ変換器、１１……表示部、１２……チエツ
ク回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力に酸素計セルからの検出信号が与えられ
   た加算器と、一方の入力に既知量の酸素に対応し
   た基準電圧が印加され、他方の入力に前記加算器
   の出力電圧が印加された比較器と、装置電源が投
   入されたときリセツトされ、リセツト解除後、後
   出の発振回路から与えられるクロツクをカウント
   し、この回路が発振を停止したときそのときの値
   をラツチするカウンタと、前記比較器の所定の出
   力レベルに応じ発振を開始並びに停止する発振回
   路と、前記酸素計セルからの検出信号に関連した
   電圧が電源端子に印加され、前記カウンタの出力
   をデイジタル・アナログ変換し、これを前記加算
   器へ加算入力として印加するＤ／Ａ変換器と、前
   記加算器の出力信号を表示する手段とを備え、前
   記酸素計セルを既知量の酸素を含む雰囲気に置
   き、装置電源をオンする毎に、前記加算器の出力
   電圧を前記比較器の基準電圧に一致させる校正を
   行い、以後このとき保持した係数に基づき出力信
   号を発生させるようにしたことを特徴とする酸素
   計。 ２ 入力に酸素計セルからの検出信号が与えられ
   た加算器と、一方の入力に既知量の酸素に対応し
   た基準電圧が印加され、他方の入力に前記加算器
   の出力電圧が印加された比較器と、装置電源が投
   入されたときリセツトされ、リセツト解除後、後
   出の発振回路から与えられるクロツクをカウント
   し、この回路が発振を停止したときそのときの値
   をラツチするカウンタと、前記比較器の出力レベ
   ルに応じ発振を開始並びに停止する発振回路と、
   前記酸素計セルからの検出信号に関連した電圧が
   電源端子に印加され、前記カウンタの出力をデイ
   ジタル・アナログ変換し、前記加算器へ加算入力
   として印加するＤ／Ａ変換器と、前記加算器の出
   力信号を表示する手段と、前記カウンタの出力が
   与えられ、カウント値が所定値以上になつたとき
   警報信号を発生するチエツク回路とを備え、前記
   酸素計セルを既知量の酸素を含む雰囲気に置き、
   装置電源をオンする毎に、前記加算器の出力電圧
   を前記比較器の基準電圧に一致させる校正を行
   い、以後このとき保持した係数に基づき出力信号
   を発生させるようにすると共に、前記チエツク回
   路の出力信号を前記表示手段に与え前記酸素計セ
   ルの寿命表示を行うようにしたことを特徴とする
   酸素計。