JPS6056248A - ガス検出装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は都市カスや００ガス等のカスの洩れや発生を検
出するガス検出装置に関するものである。

特には、ガスセンサの温度を高精度に保たなければなら
ないガスセン→ノを備えたガス検出装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

例えば、都市ガス警報器のガスセンサは５ｎ０２の焼結
体中にヒータと電極を埋設したものが多々用いられてい
る。ヒータとＷｉ極との間の電圧を検出するように設け
、ガスセッサが可燃性ガスに接触することで電気（云導
性が増大することを利用してガスを検出するようにして
いる。またガスに対する感度を−Ｆげるためにガスセン
サを所定の高温に加熱している。カスセッサの加熱はヒ
ータと。

ヒータと電極との間を流れる電流で行なわれる。

ガスセンサの温度が変化すると、メタン、アルコール、
水素に対する感度比が変１ヒし９次のような誤報を生ず
る。即ち、ガスセン→）の温度が低１した場合にはアル
コールに月する感度が増太し、アルコールをメタンとし
て％１報を発することになり、誤警報となる。一方ガス
センサの潟ＩＷが■くなると、経時的に水素に対する感
度が註（なり、誤警報を生ずるようになる。また同一ガ
スに対しても、温度変化によってガス濃度に対する出力
が変１ヒするため、ガス漏れの濃度に対応して例えば３
段階に警報を出力するもの等では正確な報知ができない
。

このガスセンサの温度に影響を与える大さな要因として
は、加熱する商用電源の電圧ＲＩＵｔと１周囲温度の変
１１Ｓがある。

前者の電圧変動に対しては、定電圧化すれば良いが、ヒ
ータへの電源の電圧は一般にＩＶ程度であり、半導体で
直接定電圧１ヒすると半導体の順方向電圧の降下で効率
が悪い。

以上は都市ガス用セッサについて説明したが、ガスセン
サの特性とカス検出装置として要求される精度との関係
に、しって、他のガスを検出するガスセンサでも同様に
問題を有している。

〔発明の目的〕

本発明の第１の目的はカスセンサのヒータに印加する電
圧に直流分がないようにする二とにある。

本発明の第２目的は電源電圧の変動に対して変動を小さ
くすると共に消費電力を小さくすることにある。

〔発明の概要〕

本発明はカスセンサを加熱するヒータの電源を出力する
トランスの１次巻線に直列に第１のブリッジダイオード
を設け、第１のプリツノダイオードの出力側にパワー１
〜ランジスタを設け、トランスの２次巻線に直列に第２
のブリ・ノンダイオードを設け、第２のブリッジダイオ
ードの出力を第１の抵抗とコンデンサの並列回路を介し
てツェナダイオードのカソード側に接続し、ヒータ魯二
ｎ］加する電圧に直流分がないようにしたものである。

また、第１のブリッジダイオードの出力を第２の抵抗を
介してツェナダイオードのカッ−１ζ（Ｉｌｌこ接続し
、ツェナダイオードの出力によってｚｆワートランジス
タのベース電流を制御するように設は、印加電圧の変動
を小さく、省費電力を小さく（］たものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図に示す一実施例一よ１）説、明す
る。１は商用交流電源、トランス２１ｉ１次巻線３、定
電圧回路用の２次巻線４等とからなる。

定電圧回路はブリノンダイオード１Ｏ１ｌ】、／（’ソ
ートランジスタ１２、抵抗１３．１４、コンチン→Ｌ１
５．トランジスタ１６、ツェナーダイオード１７．抵抗
１８゜１９　、２０、コンデンサ２１、抵抗ｎとからな
る。

３１はガスセンサであり、一方の電極と兼用するヒータ
３１　ａ及び他方の電極３１　ｂをＳｎｏｗの焼結体３
１　ｃに埋設して構成している。ヒータ３１　ａには例
えば、１、ＩＶの交流を印加する。電極３１　ｂはガス
検出回路３２に接続されている。おけ抵抗である。讃は
ダイオード、３５はコンデンサであり、ガス検出回路３
２の直流電源を構成している。

次に上記構１戊の動作について記述する。トランス２の
１次巻線３に電源端子１、トランジスタ１２、ブリッジ
タイオードｌＯをスｍして交流電唾が供給される。この
ためトラノス２の２次巻線４に電圧が生じる。これはブ
リッジタイオード１１で整流され。

抵抗１９　、２０で分圧され、ツェナータイオード１７
に印加される。またブリッジタイオード１１の出力はコ
ンデン→）２１を介しても与えられる。またツェナータ
イオード１７には抵抗ηを介しても与えられる。

ツェナーダイオード１７は規定重圧以上をクランプする
。ツェナータイオード１７への電圧が低いとき（即ち、
一般に電源端子１の電圧が低いとき）は。

トランジスタ１６のベース電流が小さく、パワートラン
ジスタ１２へのベース電流が増大し、電源端子１から供
給された電圧のパワートランジスタ臣での電圧降下分が
誠少する。このため１次巻線３の電圧は上昇する。一方
、ツエナーダオード１７への電圧が高いとき（即ち、一
般に電源端子ｌの電圧が高いとき）は、トランジスタ１
６のベースα流が大きく、パワートランジスタ１２への
ベース電流力減少し、１次巻線３の電圧は低下する。従
って、結果として第２図のＤに示す如く１次巻線３の電
圧は正弦波の一部がほぼ一定電圧でクランプされた波形
となる。この一定電圧はトランス２の他の巻線にも発生
する。

従って、ヒータ３１　ａへの巻線からの電圧、電極３１
　ｂ及びガス検出回路３２への電圧はおのおの定電圧と
なる。

第２図において、Ａは電源端子の交流電源の電圧波形を
示し、Ｂはツェナーダイオード１７の電流波形を示し、
Ｃはパワートランジスタ１２の制御電圧の波形を示し、
Ｄは１次巻線３の印加電圧の波形を示すものである。

なお、電源投入時トランス２の２次側からはパワートラ
ンジスタＩ２にベース電流が供給されていないため、こ
のままではトランジスタ１２が導】ｍせず、定電圧回路
が作動を始めない。二のため抵抗１３によりパワートラ
ンジスタ１２のベース電流を供給し１回路を始ｎυノさ
せる。

次に、コンデンサ２１、抵抗ηの作用効果について説明
する。

先ず、コンテ′ノナ２１、抵抗ｎを設けない場合につい
て説明する。この場合の各部の電圧波形を第３図に示す
。第３図のＯ，Ｄは第２図のＯ，Ｄに相等する。また、
抵抗＋３　、１４、コンデンサ１５．トランジスタ１６
、ツェナーダイオード１７、抵抗１８．１９　、２０か
らなる回路をパワートランジスタ１２のベース電流制御
回路という。この場合、コンデンサ１５によってベース
化がＬ制御回路の位相遅れを補償し、発振を防止してい
る。しかし？ｒＳ３図のＤのＭに示すように波形歪が夕
５Σる。このため、ｉＥ負の波形に差が生じて、実効値
電圧に直流分が発生する。

この直流分はガスセンサの出力特性に大きな悪影響をお
よぼすことを′Ｊム見した。

また１発振等の問題からトランジスタ１６のゲインを大
きくできないため、抵抗１３を介してパワートランジス
タ１２のベース電流に直接きくので、商用電源１の変動
に対して安定性に欠けていた。

本発明の場合、コンデンサ２１による制御信号の遣損作
用により、第２図のＣの如くパワートランジスタ１２の
制御電圧波形に歪は無（なっている。

従って、正負の波形に歪がなく、直流分がなく、ガスセ
ンサの特性に悪影響を与えないようになるものである。

また、抵抗ｎによる負帰環作用により、第２図示 のＤのＮ部にｔす如く、商用電源１の変動に対して過補
償ぎみにパワートランジスタ校の出力を絞り込み、１次
巻線３への印加電圧を押えている。

このため、安定性が著しく改善されるものである。

また、これにより、トランス２への印加電圧を増加する
ことができるため、パワートランジスタ１２の消費電力
を低減できるものである。

例えば、１５％の商用電源工の変動に対して、２％の変
動に押えることができ、パワートランジスタ臣の消費電
力を約ＩＷ低減できるものである。

以上の如く本発明によれば、直流分がな４なりガスセン
サへの悪影響がな（なるものである。また商用電源の変
「ｕ〕に対する安全性がよくなるものである。

以上の如（、複雑な回路の追加を必要とせず、コンデン
サと抵抗のみで構成できるため、非常に安価で極めて信
頼性が高いものである。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、ガスセンサのヒータに印
加する交流波形に直流分をな（すことができ、ガスセン
サへの悪影響を防止できるものである。また商用電源の
変動に対する安定性がよいと共に省費電力を低減できる
ものである。これらは極めて簡単な構成であり安価にで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のカス警報装置の回路図、第
２図は第１図の各部の波形図、第３図は本発明と比較す
るための従前の波形図である。 １　商用交流電源、２・　トランス、１０　、１１・・
　ブリッジダイオード、１２　パワートランジスタ、１
７・・・・ツェナダイオ−１−，３１・・ガスセンサ、
３１ａ　・　ヒータ、３１　ｂ−電極、３２−・　カス
検出回路 ゛−−５・ ’ＩＴ　１図 １″２図 八 １・３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ガスセンサを加熱するヒータの電源を出力すルトラ
   ンスの１次巻線に直列に第１のブリッジダイオードを設
   け、第１のブリッジダイオードの出力側にパワートラン
   ジスタを設け、トランス（７）　２　次巻線に直列に第
   ２のブリッジダイオードを設け、第２のブリッジダイオ
   ードの出力抵抗とコンデンサの並列回路を介してツェナ
   ダイオードのカソード側に接続しツェナダイオ−トノ出
   力によってパワートランジスタのベース電流を制御する
   ように設けたことを特徴とするガス検出装置。 ２　ガスセンサを加熱するヒータの電源を出力するトラ
   ンスの１次巻線に直列に第１のブリッジダイオードを設
   け、第１のブリッジダイオードの出力側にパワートラン
   ジスタを設け、トランスの２次巻線に直列に第２のブリ
   ッジダイオードを設け、第２のブリッジダイオードの出
   力を第１の抵抗を介してツェナダイオードのカソード側
   に接続し、第１のブリノンダイオードの出力を第２の抵
   抗を介してツェナダイオードのカソード側に接継し、第
   １のブリッジグイ２−ドの出力を第２抵抗を介してツェ
   ナダイオードのカソード側に接続し、ツェナタイオード
   の出力によってパワートランジスタのベース電流を制御
   するように設けたことを特徴とするガス検出装置。