JPH052939B2 - - Google Patents

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JPH052939B2
JPH052939B2 JP2246789A JP24678990A JPH052939B2 JP H052939 B2 JPH052939 B2 JP H052939B2 JP 2246789 A JP2246789 A JP 2246789A JP 24678990 A JP24678990 A JP 24678990A JP H052939 B2 JPH052939 B2 JP H052939B2
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JP
Japan
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heater wire
heating
current
gas
transistor
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JP2246789A
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Mikio Mochizuki
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Nohmi Bosai Ltd
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Nohmi Bosai Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

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
線加熱のためにパルス電源を使うとともにヒータ
線に電圧を印加している期間と印加していない期
間にわたり、常にヒータ線の断線を検出可能とし
たものである。
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Wo3
SnO、ZnO等の還元型半導体とCoO、NiO、
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、ガスイオン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ガス漏
れ警報装置に用いられている。このガス検知素子
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1b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を設けその上に電極1d1,1d2を間隔をお
いて対峙せしめた所謂傍熱型素子と第2図に略線
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1b内を通すことなく半導
体層または抵抗体層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℃〜400℃の高
温度に加熱するとガスの吸着反応が促進されるの
で微量のガスを感知で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、その導電度が変えることを利用する場
合もあり、この場合は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、(例えば特開
昭49−90197号公報)、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
検出したり半導体にけずれたり傷がついたり電極
の接触不良つまり、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。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はガス検知素子
のヒータ線の断線を検出表示することができるガ
ス漏れ警報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電圧を用いたもので、こ
れにより検知素子を高温状態と低温状態つまり加
熱期間と加熱停止期間をもたせることになり、ガ
ス検知素子の特性であるガス検出とガス脱着とを
円滑に行うものである。
尚パルス電圧を用いることによりガス検知素子
を低温にするためにヒータ線に電圧を印加しない
期間をこれにあてることになるが、これはヒータ
に電流が流れない点では断線と同じ現象をもつこ
とになる。
本発明ではこのようなヒータに電圧を印加して
いない期間においても検知素子のヒータ線におけ
る断線を確実に検出するものである。
次に本発明の一実施例回路構成図について第3
図で説明する。尚、第4図は第3図における主要
部分のパルスジエネレータの波形に応じた時間線
図である。
図ではPGはパルスジエネレータ、1は第1図
で示すガス検知素子であり、ヒータ線1aと半導
体1c(正確には電極1d1と1d2間に接続される
半導体の導電度或は抵抗値)とを監視回路接続に
含んでいる。パルスジエネレータPGにダイオー
ドDをへて接続する側のヒータ線1aは+電源よ
り直列抵抗R1,R2をへて接続され、抵抗R1とR2
の接続部はトランジスタQ1のベースに接続され
る。ヒータ線1aの他端は抵抗R3をへて接地さ
れるとともに抵抗R4をへてトランジスタQ2のベ
ースに接続される。ガス検知素子1の半導体1c
の1方電極側は抵抗R5をへて接地されるととも
に比較器COM1の+側入力端子と比較器COM2
−側入力端子に接続され、他方電極側は+電源端
子B1に接続される。トランジスタQ1のコレクタ
は抵抗R7をへて接地されるとともにノア回路
NORの一方端子に接続され、トランジスタQ2
コレクタは抵抗R6をへて+電源端子B1に接続さ
れるとともに、インバータINVをへてノア回路
NORの他端子に接続される。比較器COM1の−
側入力端子は抵抗R8をへて+電源端子B1に、又
抵抗R9をへて接地Eする。又比較器COM1の出力
側は抵抗R10,R11をへて接地されるとともに、
抵抗R10とR11の接続部はトランジスタ(又はサ
イリスタのようなゲート極付半導体)Q3のゲー
ト極に結ばれ、このトランジスタQ3のアノード
は警報表示灯LED1抵抗R12をへて警報表示用端
子B2に接続され、トランジスタQ3のカソードは
接地Eされる。又ノア回路NORの出力側は抵抗
R13をへて、比較器COM2の+側入力端子に接続
され、又この+側入力端子は抵抗R14をへて+電
源端子B1に接続される。比較器COM2の出力側は
抵抗R15,R16をへて接地されるとともに、抵抗
R15とR16の接続部がトランジスタ(又はサイリ
スタのようなゲート極付半導体)Q4のゲートに
結ばれ、トランジスタQ4のアノードは故障表示
灯LED2をへて故障表示端子B3に接続され、トラ
ンジスタQ4のカソードは接地される。第4図は
パルスジエネレータPGのパルス電圧に対しヒー
タ線1a、抵抗R3の電圧降下、トランジスタQ1
Q2のオンオフ、インバータ回路INVの反転状況、
ノア回路NOR、比較器COM2の出力並びにトラ
ンジスタQ4の出力に関する波形を示している。
なお、本実施例では、抵抗R3とトランジスタ
Q2が加熱用電流を検出する第1の電流検出手段
を、抵抗R1,R2とトランジスタQ1とダイオード
Dが第2の電流検出手段を、インバータINVと
ノア回路NORでなる論理回路がヒータ断線判別
手段を、それぞれ構成している。
次に第3図に関して第4図と関連づけて本発明
装置の動作説明を行う。まずガス検知素子1が正
常な場合、パルスジエネレータPGよりのパルス
電圧に従つてヒータ線1aに電圧が印加される期
間には抵抗R3の電圧降下が発生し、トランジス
タQ2はオンとなるが、トランジスタQ1はオフと
なり、ノア回路NORのトランジスタQ1側の入力
はL(ロー)となり、又トランジスタQ2側はオン
で、インバータ回路INVをへてノア回路NORの
他方の入力はH(ハイ)となり、ノア回路NORの
出力はLで比較器COM2の+側入力端子には電源
電圧を抵抗R14とR13で分割した電圧が加わる。
又比較器COM2の−側入力端子には半導体1cに
流れる電流が正常であれば、予め抵抗R5の電圧
降下が+側入力端子電圧より高く設定されていて
比較器COM2は出力をださず、トランジスタQ4
オフで故障表示灯LED2は点灯しない。又パルス
ジエネレータPGよりのパルス電圧に従つてヒー
タ線1aに電圧が印加されない期間には抵抗R3
の電圧降下はなくて、トランジスタQ2はオフで
インバータ回路INVをへてノア回路NORの一端
にはLが与えられる。又トランジスタQ1は、パ
ルスジエネレータPGが出力を生じない時には抵
抗R1,R2とR3を通じて流れるヒータを加熱する
に至らない断線検出用の少電流により抵抗R1
生じる電圧降下によりオンとなり、ノア回路
NORの他端にHが与えられ、ノア回路NORの出
力はLでこの場合も、比較回路COM2は出力をだ
さずトランジスタQ4をオフにしたまゝであり、
故障表示灯LED2も点灯しない。
しかし検知素子1のヒータ線1aが断線した場
合、トランジスタQ1,Q2は共にオフとなり、ノ
ア回路NORの出力がHとなつて比較器COM2
+側入力端子電圧が高くなり、比較器COM2は出
力をとりだし、トランジスタQ4のゲートに電圧
が加えられてトランジスタQ4はオンとなり、故
障表示灯LED2は点灯し故障を知らせるとともに
故障信号を外部の受信機側に与える。又検知素子
1の半導体1cが断線した場合、抵抗R5の電圧
降下はほゞ0Vで比較器COM1は働かないが、比
較器COM2の−側入力端子は低下し+側入力端子
の抵抗R14とR13による分割電圧より低くなるの
で比較器COM2の出力がとりだされ、トランジス
タQ4のゲート電圧を適当にあげるので、これを
オンとし、故障表示灯LED2を点灯して、故障表
示を行う。尚ガス検知素子1のガス検知にあたつ
ては半導体1cの抵抗値が変わり減じることによ
り、流れる電流は増して抵抗R5の電圧降下が大
となり、比較器COM1の−側入力端子に加わる+
出電源端子より抵抗R8をへた電圧より大となり
比較器COM1は出力をとりだしトランジスタQ3
ゲート電圧を上昇せしめて、これをオンとし警報
表示灯LED1を点灯するとともに警報信号を受信
機側に与えるのである。
第5図はガス検知素子のヒータと電極の一方を
兼用せしめた場合の実施例回路構成図で、第3図
のように受信機送出タイプと異なりガス探知器タ
イプのものであるが、勿論受信機送出タイプに用
いることもできる。
第5図で1は第2図で示すタイプのガス検知素
子で1d3がヒータ兼1方電極、1d2は他方電極
で間に半導体1cを介在せしめるものであり、パ
ルスジエネレータPG、比較器COM1,COM2
ノア回路NOR、警報表示灯LED1、故障表示灯
LED2は便宜上第3図と同じ符号を使用するもの
とする。まずパルスジエネレータPGよりダイオ
ードDをへてガス検知素子1のヒータ兼一方電極
1d3をへて抵抗R21より電源E1の+側端子に接続
され抵抗R21の素子1側の接続点は抵抗R23をへ
てトランジスタQ6のベースに与えられる。又パ
ルスジエネレータPGよりダイオードDをへてト
ランジスタQ5のエミツタに、更にダイオードD
をへて抵抗R18,R19をへて接地され、抵抗R18
R19の接続点はトランジスタQ5のベースに接続さ
れ、トランジスタQ5のコレクタは抵抗R20をへて
接地されるとともにノア回路NORの1方入力端
子に接続される。
ガス検知素子1の他方電極1d2は、抵抗R22
へて接地されるとともに比較器COM1の+入力端
子、比較器COM2の−入力に接続される。トラン
ジスタQ6のコレクタは抵抗R24をへて接地される
とともにノア回路NORの他方端子に接続される。
ノア回路NORの出力は抵抗R30をへて比較器
COM2の+側入力端子に与えられ、電源E1の電圧
が直列抵抗R25,R26の両端に与えられ、抵抗R25
とR26の接続部は比較器COM1の−側入力端子に
接続される。比較器COM1の出力は抵抗R27,R28
をへて接地され、抵抗R27とR28の接続部はトラ
ンジスタ又はSCRのようなゲト極付半導体Q7
ゲト極に接続され、トランジスタQ7のアノード
は警報表示灯LED1抵抗R29をへて電源E1の+端
子に同カソードは接地される。比較器COM2の+
側入力端子は、+電源端子より抵抗R31をへて与
えられ、比較器COM2の出力側は抵抗R32をへて
故障表示灯LED2より接地に結ばれる。その他E2
はパルスジエネレータPGの電源である。又、第
6図は第5図におけるパルスジエネレータPGに
対するヒータ線兼電極1d3、トランジスタQ5
Q6、ノア回路NOR、比較器COM2、故障表示灯
LED2の応動波形線図である。なお、本実施例で
は、抵抗R21とトランジスタQ6が第1の電流検出
手段を、抵抗R18,R19とトランジスタQ5とダイ
オードDが第2の電流検出手段を、ノア回路
NORでなる論理回路がヒータ断線判別手段を、
それぞれ構成している。次に第5図における本案
装置の実施例の動作説明を行うと、まずガス検知
素子1が正常な場合ヒータにパルスジエネレータ
PGよりパルス電圧が印加されている期間には、
抵抗R18には電圧降下が生じないためにトランジ
スタQ5はオフにされて抵抗R20つまりノア回路
NORの一方の入力はL(ロー)となるが、トラン
ジスタQ6のベースには抵抗R21の電圧降下により
所定の電圧が与えられてオンとなり、ノア回路
NORの他方入力はHとなり、ノア回路NORの出
力はLであり、比較器COM2の+側入力端子には
電源電圧を抵抗R31とR30で分割した電圧が加わ
つており、−側入力端子に加わる抵抗R22の両端
電圧は+側入力端子電圧より高く設定されてい
て、比較器COM2は出力をとりださず故障表示灯
LED2を点灯しない。又パルスジエネレータPGが
パルス出力を生じていない時、つまりヒータに電
圧が印加されていない期間にはトランジスタQ6
はオフでノア回路NORの一方入力端子にはLが
加わるが、トランジスタQ5は抵抗R21,R18,R19
を通じて流れるヒータを加熱するに至らない断線
検出用の少電流によつて抵抗R18に生じる電圧降
下によりオンとなりノア回路NORの他方入力端
子にはHが加わり、ノア回路NORの出力はLで
前述と同様故障表示灯LED2は点灯しない。次に
ヒータ線1d3が断線した場合、トランジスタQ5
Q6はともにオフとなり、ノア回路NORの2入力
にLが加わつて出力はHとなり、比較器COM2
出力がとりだされ故障表示灯LED2は点灯して故
障を知らせる。又、ガス検知素子の半導体1cが
断線すると抵抗R22の両端電圧はほゞ0となり、
比較器COM2の−側入力端子は当然+側入力端子
より低くなつて比較器COM2は出力をとりだし、
故障表示灯LED2を点灯して故障を知らせる。又
ガス検知素子が正常状態にあつてガス吸着が行わ
れると、半導体1cの抵抗値が減じて電流が増
し、抵抗R22の電圧降下は増して比較器COM1
+側入力端子に加わる電圧が大となつて比較器
COM1より出力をとりだし、トランジスタQ7のゲ
ート電圧をあげてこれをオンとし、警報表示灯
LED1を点灯することになり、ガス検出を知らせ
ることができる。
以上のようにこの発明によれば、パルス電源に
よりガス検知素子を低温と高温とに交互に加熱す
るガス漏れ検知装置において、ガス検知素子のヒ
ータ線に電圧を印加している期間においても印加
していない期間においても、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。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図は、本発明に用いるガス検知素
子の1実施例斜面図と他の実施例略線図、第3
図、第5図は本発明の異なる実施例の回路構成
図、第4図、第6図は同第3図、第5図の該当部
のパルスジエネレータに対する応動波形線図であ
る。 図で1はガス検知素子、1a,1d3はヒータ
線、1cは半導体、COM1,COM2は比較器、
PGはパルスジエネレータ、Q1〜Q7はトランジス
タ、R1〜R32は抵抗、LED1,LED2は表示灯、
INVはインバータ、NORはノア回路、Dはダイ
オード、E1は電源、E2はパルスジエネレータ用
電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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、前記加熱停止期間にヒータ線を
    加熱せず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
    する第1の電流検出手段と、 前記パルス電源による加熱停止期間に、前記ヒ
    ータ線に前記加熱用電流より少ない断線検出用の
    電流を供給するとともに、該供給電流を検出する
    第2の電流検出手段と、 前記第1の電流検出手段と第2の電流検出手段
    とのいずれもが電流を検出しなくなつた時に前記
    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、 を設けてなることを特徴とするガス漏れ検知装
    置。
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