JPH0431059B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0431059B2
JPH0431059B2 JP17263484A JP17263484A JPH0431059B2 JP H0431059 B2 JPH0431059 B2 JP H0431059B2 JP 17263484 A JP17263484 A JP 17263484A JP 17263484 A JP17263484 A JP 17263484A JP H0431059 B2 JPH0431059 B2 JP H0431059B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
detection
concentration
signal
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP17263484A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6150052A (ja
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP17263484A priority Critical patent/JPS6150052A/ja
Publication of JPS6150052A publication Critical patent/JPS6150052A/ja
Publication of JPH0431059B2 publication Critical patent/JPH0431059B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0062General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/122Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、COガス検出方法の改良に関する。
〔従来技術〕 特公昭53−43320号は、金属酸化物半導体の抵
抗値の変化を利用したガスセンサを、高温域と低
温域とに交互に周期的に加熱し、低温域における
ガスセンサの出力からCOガスを検出する技術を
開示している。この技術は、高温加熱を利用して
センサの劣化を防止するとともに、低温域におけ
るセンサの特性を利用してCOを選択的に検出す
るものである。
しかし、特公昭53−43320号の技術は、得られ
たガスセンサの出力をどのように処理すべきかを
開示していない。
〔発明の課題〕
この発明は、CO濃度とその持続時間との双方
で定まる検出出力を得ることを課題とする。CO
の危険性、とりわけ人体への危険性は、CO濃度
の瞬時値ではなくその時間積分値で定まる。CO
濃度の瞬時値で検出を行うと、低濃度のCOが長
時間存在する場合に検出が行われないことにな
る。これに対応して検出レベルを低下させると、
不必要な誤報が生ずることになる。この問題を解
決するには、CO濃度を時間的に積算し、COの危
険性に対応した検出出力を得ることが必要であ
る。
この発明の第2の課題は、CO濃度が低い場合
に、積算出力が充分に大きくとも検出負荷を作動
させないようにすることに有る。積算出力は過去
のCO濃度に支配され、現実にはCOが存在しない
場合にも大きな出力を発することが有る。そこで
CO濃度が低いときに、検出負荷の動作を留保す
ることが必要となる。
この発明の第3の課題は、積算出力の適当なリ
セツト方法を提供することに有る。リセツトに関
する方法を確立しないと、積算出力は発散する。
しかしCO濃度がたまたま一時的に低下したこと
をとらえてリセツトを行うのは、危険である。こ
の問題は、低濃度でしかも濃度のゆらぎが大きい
COを検出する際に、特に重要となる。
この発明の第4の課題は、検出負荷の動作時の
検出のデツドタイムの短縮に有る。ガスセンサの
高温加熱とその後の過渡現象の生ずる期間は、検
出のデツドタイムとなる。このことは検出負荷の
動作により充分な対策がとられてCO濃度が低下
した場合にも、なおも検出負荷が動作し続けるこ
とを意味する。従つて検出負荷の動作時に、検出
のデツドタイムを短縮することが必要となる。
〔発明の構成〕
この発明では、金属酸化物半導体の抵抗値の変
化を利用したガスセンサを、高温域と低温域とに
交互に周期的に加熱する。低温域におけるガスセ
ンサの出力をデジタル量に変換して、積算を行
い、積算出力によりブザー等の検出負荷を作動さ
せる。ここでCO濃度の瞬時値が低い場合には、
検出負荷の動作を留保し、誤報をさける。また
CO濃度が長期間充分に低い場合には、積算出力
をリセツトする。検出負荷の動作時には、ガスセ
ンサを低温域にホールドし、サンプリング間隔を
短縮して検出のデツドタイムを小さくする。
〔実施例〕
第1図と第2図とにより、実施例を説明する。
図において2は例えば150秒周期で動作するタイ
マで、例えば周期の最初の60秒間ヒートクリーニ
ング信号THを発し、周期の終了直前にサンプリ
ング信号T1を、次に15秒間隔のサンプリング信
号T2を、さらにクロツクパルスCPを発する。
4はアナログスイツチで、6は二段階出力の出力
可変安定化電源からなるヒータコントローラであ
る。
8はセンサ回路、10はガスセンサでSnO2
In2O3、ZnO等のガスにより抵抗値が変化する金
属酸化物半導体12をヒータ14により加熱する
ようにしたものである。この実施例では、金属酸
化物半導体12としてSnO2にその1g当り1〜
15mgの貴金属触媒を添加したものを用いる。金属
酸化物半導体12の温度をヒートクリーニング信
号THによりコントロールし、ヒートクリーニン
グ時には例えば300℃に、他の時には例えば80℃
に加熱する。R1は保護抵抗で、16はガスセン
サの電気伝導度をとり出すための演算増幅器、1
8は信号の極性を反転させるためのユニイテイゲ
インアンプである。このようにして、ガスセンサ
10の電気伝導度に比例した出力を取り出す。
次に20は二乗回路で、3乗、4乗等の他のべ
き乗回路や指数増幅回路等に代えても良い。
22はADコンバータで、比較回路24、アン
ド回路26、カウンタ28、およびDAコンバー
タ30とからなる遂次比較型のものである。AD
コンバータ22は図示のものに限られることな
く、センサ回路8の出力をデジタル量に変換し得
るものであれば良い。またADコンバータ22
は、少くとも2ビツト以上のものを用いることと
する。さらに二乗回路20には種々の変形が可能
で、DAコンバータ30と比較回路24との間に
平方根回路を設けても同じ機能が得られるし、
ADコンバータ22の出力を二乗して、積算する
ようにしても良い。さてADコンバータ22は、
オア回路32の信号S1によりセンサ回路8の出
力をサンプリングする。そしてアンド回路26の
出力S2を、アナログスイツチ34を介して、サ
ンプリング信号T1のあるときにカウンタ36に
入力する。またカウンタ28の出力F1を外部出
力(Vowt)として取り出し、例えばCO濃度の
瞬時値の表示に用いる。カウンタ28の出力F2
を、リセツト回路38にサンプリング信号T1に
より読みこむ。このリセツト回路38は、例えば
12ビツトのシフトレジスタ40と、シフトレジス
タ40の出力がすべてlowの時にリセツト信号Re
を発するオア回路42とからなる。最後にカウン
タ28の出力F3をエネイブル信号として、アン
ド回路44に加える。
36は例えば8ビツトのカウンタからなる積算
回路で、46はそのオーバーフロー防止回路であ
る。積算回路は、図示のものに限らず、ADコン
バータ22の出力を積算し得るものであれば任意
のものを用い得る。44はアンド回路で、48は
検出負荷としてのブザーで有る。ブザー48に代
えて、換気扇や発光ダイオード、あるいは燃料の
供給を遮断してCOの発生を停止させる電磁弁等
のものも、用い得る。
アンド回路44の出力をホールド信号S3とし
て用い、インバータ50を介してアナログスイツ
チ4をオフさせるとともに、アナログスイツチ5
2を介してサンプリング信号T2をオア回路32
に加えるようにする。
実施例の動作を説明する。ガスセンサ10は、
最初の60秒間ヒートクリーニング信号THにより
300℃に保たれ、次の90秒間80℃に保つた後に、
サンプリング信号T1により、サンプリングが行
われる。ここで90秒待つのは、ヒートクリーニン
グ後の過渡現象の終了に約30秒を要することと、
COへの応答の終了とを待つためである。
ガスセンサ10の出力がCO濃度にほぼ比例す
ることと、二乗回路20とを用いることのため、
ADコンバータ22にはCO濃度の二乗に対応す
る信号が加えられる。ADコンバータ22は、信
号S1によりサンプリングを行う。信号S1の論
理式は、 S1=T1+S3・T2(S3;ホールド信号)で与え
られる。ADコンバータ22の出力は信号S2と
して、サンプリング信号T1によりカウンタ36
に加算される。このようにして、カウンタ36
に、∫Pco2・dtに対応する出力を得る。ところで
COの人体への影響は、CO濃度のべき乗、あるい
は指数と、時間との積で定まるので、カウンタ3
6の出力はCOの人体への影響に対応したものと
なる。
ここでADコンバータ22での変換基準と、カ
ウンタ36の検出レベルとについて説明する。変
換はCO濃度50ppmをスレツシユホールドレベル
とし、50ppm強で出力が1、以下濃度の二乗に従
つて出力が増大し、500ppm強で出力が100となる
ようにする。スレツシユホールドレベルは、CO
の長時間平均への許容レベルを意味し、好ましい
変形範囲は20〜120ppmで、より好ましくは30〜
100ppmである。カウンタ36の検出レベルは、
CO濃度の瞬時値への許容レベルを意味し、その
レベルをここでは500ppm、(カウンタ36の出力
としては100)、とするが、300〜1000ppmであれ
ば好ましく変形でき、より好ましくは400〜
700ppmとする。
ところで、カウンタ36の出力はCO濃度が低
下しても検出レベル以上であることがある。そこ
でアンド回路44にエネイブル信号F3を加え
て、CO濃度の低下時にブザー48の動作を留保
させる。なおここではエネイブルレベルを50ppm
とする。
次にCO濃度が12回続けて50ppm以下に低下す
ると、リセツト信号Reを取り出し、カウンタ3
6をリセツトする。リセツトはカウンタ36の出
力をOとすることが好ましいが、検出レベル以下
の値までの部分的リセツトでも良い。リセツトを
行うための条件として、ここでは12回続けてCO
濃度が充分低いことを用いたが、例えば6〜32回
の範囲で変形し得る。
なおこの実施例では、カウンタ36への加算の
スレツシユホールドレベルとエネイブルレベル、
リセツトレベルを全て共通としたが、別個のもの
としても良い。またCO濃度がエネイブルレベル
やリセツトレベル以上かどうかの検出は、センサ
回路8から直接に行つても良い。
ブザー48の動作時にはホールド信号S3によ
り、ヒートクリーニング信号THをカツトすると
ともに、信号T2により15秒間隔でサンプリング
を行い、CO濃度の低下をすみやかに検出して不
要なブザーの動作を除くようにする。
〔第2の実施例〕 第3図に変形例のADコンバータ122を示
す。これは動作速度と精度とを犠性にして、構成
を簡単にしたもので、まず信号S1により単安定
マルチバイブレータ124とアナログスイツチ1
26を動作させ、二乗回路20の出力S4をパル
ス的にコンデンサ128に加える。コンデンサ1
28が放電するまでの間比較回路130を動作さ
せ、その間のクロツクパルスCPをS2信号とし
て、カウンタ36に加える。つぎに、単安定マル
チバイブレータ132により、比較回路130の
動作を検出し、DF−F型のフリツプフロツプ回
路134に記憶させ、その出力をエネイブル信号
やリセツト回路38への入力に用いる。
〔第3の実施例〕 第4図と第5図とに、1つのガスセンサ10で
メタンやイソブタン等の可燃性ガスとCOの双方
を検出するようにした実施例を示す。この実施例
の特徴は、センサ10の加熱温度を80℃と300℃
と450℃との3種とすることと、CO検出信号S3
やCH4検出信号S6によりセンサ10の温度を80
℃や450℃にホールドする点に有る。
この実施例では、タイマ202で2つのヒート
クリーニング信号TH1,TH2を取り出し、信号TH1
によりセンサ10を300℃に40秒加熱し、信号
TH2により450℃に20秒加熱する。そして信号TH2
の終了直前にメタン用のサンプリング信号T3を
発生させる。またこれに伴つて、ヒータコントロ
ーラ206を3段階型の出力可変安定化電源とす
る。このようにするのは、メタンへの感度を充分
大きくするのには450℃程度の加熱温度が適当で
あるが、450℃への加熱温度を長くすると消費電
力が増大しまたセンサ10が熱劣化する恐れが有
るためである。
次にCOの検出はゲート信号G1により行い、
その論理式は、 G1=T1・6+T2・S3 で与えられる。またメタンの検出はゲート信号G
2により行い、その論理式は、 G2=T3・3+T2・S6 で与えられる。これは通常は150秒周期の信号T
1,T3でCOやメタンを検出するが、CO検出信
号S3やメタン検出信号S6により検出間隔を15
秒に短縮させることを意味する。
信号G1により演算増幅器216を介してCO
濃度に対応する出力を得、信号G2により演算増
幅器260によりメタン濃度に対応する信号を
得、二乗回路20を介してADコンバータ222
に入力する。ADコンバータ222は信号G1、
あるいは信号G2のいずれかで動作し、CO検出
時の出力S2を信号T1によりカウンタ236に
加算する。ADコンバータ222では、カウンタ
228にメタン検出用の出力F5を設け、DF−
F型のフリツプフロツプ回路262に読みこむ。
フリツプフロツプ回路262からのメタン検出信
号S6をオア回路266に加え、ブザー48を動
作させる。またCO用のエネイブル信号S5はDF
−F型のフリツプフロツプ回路264に記憶させ
るようにする。
次にCO検出信号S3により、信号TH1,TH2
カツトし、センサ10の温度を80℃にホールド
し、ゲート信号G1の間隔を15秒に変更して、検
出のデツドタイムを小さくする。メタン検出信号
S6でも同様にして、センサ10の温度を450℃
に固定し、ゲート信号G2の間隔を短縮し、検出
のデツトタイムを小さくする。
このようにして、1つのガスセンサ10でCO
とメタン等の可燃性ガスを検出し、センサ10の
劣化の防止と、検出時のデツドタイムの短縮とを
行う。
〔発明の効果〕
この発明では、CO濃度の積算出力を用いてCO
の危険性にに対応した検出を行うことができ、
CO濃度が一時的に低下した後に再度COが発生し
た場合や低濃度のCOが長時間存在する場合に特
に有効な検出ができる。
またCO濃度の瞬時値がエネイブルレベル以下
である時に検出負荷の作動を停止し、積算出力の
利用に伴う誤報を除くことができる。
さらに、CO濃度が長時間リセツトレベル以下
に低下し前回発生したCOの影響が解消された時
にリセツトし、積算出力を的確にリセツトするこ
とができる。
最後に、検出負荷の動作時にガスセンサを低温
域にホールドし、検出のデツドタイムを短縮する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例に用いる電気回路のブロツク図
で、第2図はその動作を示すフローチヤート、第
3図は他の実施例の要部の電気回路図、第4図は
さらに他の実施例に用いる電気回路のブロツク図
で、第5図はその動作を示すフローチヤートであ
る。 2,202…タイマ、6,206…ヒータコン
トローラ、10…ガスセンサ、20…二乗回路、
22,122,222…ADコンバータ、36,
236…カウンタ、48…ブザー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属酸化物半導体の抵抗値の変化を利用した
    ガスセンサを、高温域と低温域とに交互に周期的
    に加熱し、低温域におけるガスセンサの出力から
    COガスを検出する方法において、 低温域におけるガスセンサの出力を間欠的にサ
    ンプリングし、 サンプリングした出力をCO濃度の瞬時値に対
    応するデジタル出力に変換し、 このデジタル出力を積算して積算出力とし、 所定回数続けてCO濃度の瞬時値が、リセツト
    レベル以下であるときに、前記の積算出力をリセ
    ツトし、 前記の積算出力が検出レベル以上で、かつCO
    濃度の瞬時値がエネイブルレベル以上であるとき
    に、検出負荷を動作させ、 検出負荷の動作時には、ガスセンサを低温域に
    ホールドするとともに、ガスセンサの出力のサン
    プリング間隔を短縮する、 ことを特徴とするCOガス検出方法。
JP17263484A 1984-08-20 1984-08-20 Coガス検出方法 Granted JPS6150052A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17263484A JPS6150052A (ja) 1984-08-20 1984-08-20 Coガス検出方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17263484A JPS6150052A (ja) 1984-08-20 1984-08-20 Coガス検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6150052A JPS6150052A (ja) 1986-03-12
JPH0431059B2 true JPH0431059B2 (ja) 1992-05-25

Family

ID=15945513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17263484A Granted JPS6150052A (ja) 1984-08-20 1984-08-20 Coガス検出方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6150052A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2517228B2 (ja) * 1986-04-10 1996-07-24 フイガロ技研株式会社 ガス検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6150052A (ja) 1986-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01292242A (ja) ガス検出方法及びその装置
JP4718844B2 (ja) 火災警報器
JPH0431059B2 (ja)
CN110533871A (zh) 烟雾监测方法、装置、计算机设备和存储介质
CN203232537U (zh) 基于单片机的火灾报警装置
AU665917B2 (en) Fire detecting apparatus
JP3253058B2 (ja) ガス・火災検出装置
JPH0435030B2 (ja)
JP2517228B2 (ja) ガス検出装置
JP2019070608A (ja) ガス検知器
CN113974567B (zh) 睡眠过程的代谢率的计算方法
KR0145095B1 (ko) 화재감지기
JPH06100560B2 (ja) ガス検出装置
CN106093136B (zh) 一种半导体气体传感器的处理方法
JP2622118B2 (ja) 火災警報装置
JPS59208692A (ja) 火災報知装置
JP2919874B2 (ja) オゾン検出装置
JPH0648833Y2 (ja) 半導体工業での有機溶剤蒸気の検出装置
JPH0325266Y2 (ja)
JPH1073552A (ja) Coセンサ
JPH0330953Y2 (ja)
JPS5983081A (ja) ガス検出機能付クロツク
JP5629418B2 (ja) ガス警報器及びガス警報器の警報濃度出力設定方法
CN121875709A (zh) 一种用于煤田灭火超前探钻孔的智能测温方法及相关装置
JP2645563B2 (ja) ガス検出装置