JPS6250655A - 酸素濃度検知装置 - Google Patents
酸素濃度検知装置Info
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- JPS6250655A JPS6250655A JP60191119A JP19111985A JPS6250655A JP S6250655 A JPS6250655 A JP S6250655A JP 60191119 A JP60191119 A JP 60191119A JP 19111985 A JP19111985 A JP 19111985A JP S6250655 A JPS6250655 A JP S6250655A
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- Japan
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
乙の発明は、ガルベニ亀、゛上式酸素センサのような空
気中の酸素濃度に応じた１；圧・１χ生する酸素センサ
の出力によって、線素濃度が所定危険値に低下したこと
を検知する酸素濃度検知装置に関するものである。
気中の酸素濃度に応じた１；圧・１χ生する酸素センサ
の出力によって、線素濃度が所定危険値に低下したこと
を検知する酸素濃度検知装置に関するものである。
従来この皿の装置として、第４図、第５図に示すものが
あった。
あった。
第４図は、例えば月刊「計装」詔和５５年９月号に示さ
れた従来の酸素濃度検知装置を示すブロック線図で、図
において、１はガルバニ電池式酸素センサ、２は増幅器
、３ば電圧比較器、４は警報設定用基準電池、５は警報
ブザ−、Ｓはソリッドステートリレーである。
れた従来の酸素濃度検知装置を示すブロック線図で、図
において、１はガルバニ電池式酸素センサ、２は増幅器
、３ば電圧比較器、４は警報設定用基準電池、５は警報
ブザ−、Ｓはソリッドステートリレーである。
第５図はガルバニ電池式酸素センサ１の構造を示す側断
面図で、図において、７は正電極材、８は負Ｍ極材、９
は電解液、１０は温度補償用サー妃スタ、１１はホルダ
ー、１２は正極端子、１３は負極端子、１４は外部抵抗
である。
面図で、図において、７は正電極材、８は負Ｍ極材、９
は電解液、１０は温度補償用サー妃スタ、１１はホルダ
ー、１２は正極端子、１３は負極端子、１４は外部抵抗
である。
ガルバニ電池式酸素センサ１は第５図のように構成され
ており、正極端子１２と負極端子１３間に外部抵抗１４
を挿入することにより、外部抵抗１４の両端に電圧が発
生し、この電圧は空気中の酸素濃度に応じて変化する。
ており、正極端子１２と負極端子１３間に外部抵抗１４
を挿入することにより、外部抵抗１４の両端に電圧が発
生し、この電圧は空気中の酸素濃度に応じて変化する。
第６図はその特性の例を示し、空気中の酸素濃度が大に
なると端子電圧Ｖは上昇する。
なると端子電圧Ｖは上昇する。
ｅｊＪｔ−ｓ、ｖ＋は空中の正常酸素濃度である２０．
６％におけるセンサ１の出力電圧値、Ｖ工は危険酸素濃
度である１８．５％に結けるセンサ１の出力電圧値であ
る。
６％におけるセンサ１の出力電圧値、Ｖ工は危険酸素濃
度である１８．５％に結けるセンサ１の出力電圧値であ
る。
乙の空中の酸素濃度に応する出力電圧が酸素センサ１か
ら出力され、第４図増幅ｉ＃２で増幅され電圧比較器３
の一方の入力端に入力し、それの他方の入力欄に警報設
定用基準Ｔｉ池４からの電圧が印加されろ。
ら出力され、第４図増幅ｉ＃２で増幅され電圧比較器３
の一方の入力端に入力し、それの他方の入力欄に警報設
定用基準Ｔｉ池４からの電圧が印加されろ。
乙の基準電池４の電圧値は、上記■□と等しい値に設定
されており、従って被検知空気の酸素濃度が１８５％の
危険領域迄に下がるど、上記電圧比較器３の出力は反転
し、それにより、警報ブザー５及びソリッドステートリ
レー６が駆動され危険酸素濃度検知動作が行われる。
されており、従って被検知空気の酸素濃度が１８５％の
危険領域迄に下がるど、上記電圧比較器３の出力は反転
し、それにより、警報ブザー５及びソリッドステートリ
レー６が駆動され危険酸素濃度検知動作が行われる。
上記のような従来の酸素濃度検知装置では、ガルバニ電
池式酸素センサ１の上記特性は、経過変化により変動す
る。
池式酸素センサ１の上記特性は、経過変化により変動す
る。
第７図はこの特性変動の例を示す。
図中Ａは初期量の特性を、Ｂは経時変化で劣化したもの
の特性を示し、酸素濃度が正常値２０．６％から危険値
１８．５％迄の変化に対し、初期量の場合Ｖ、−ｅｖ工
、劣化量の場合’Ｊ、’−＋ １７．’となり直線の傾
きが変動し、危険濃度検出電圧もηからＶζへと減少す
る。
の特性を示し、酸素濃度が正常値２０．６％から危険値
１８．５％迄の変化に対し、初期量の場合Ｖ、−ｅｖ工
、劣化量の場合’Ｊ、’−＋ １７．’となり直線の傾
きが変動し、危険濃度検出電圧もηからＶζへと減少す
る。
従って、第４図の基準電池４の電圧を初期品用として竹
に設定しておくと、センサ１が劣化すると第７図で示す
ように、例えば２０．０％付近を酸欠の危険状態として
検知し、警報を発するという誤動作を招くという問題点
を有していた。
に設定しておくと、センサ１が劣化すると第７図で示す
ように、例えば２０．０％付近を酸欠の危険状態として
検知し、警報を発するという誤動作を招くという問題点
を有していた。
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
ので、ガルバニ式酸素センサ等の酸素センサの、正常酸
素濃度（２０，６％）における出力電圧Ｖに対する危険
酸素濃度（１８，５％）における出力電圧ηの比率が、
初期量も経時変化した劣化量も殆ど変わらない点に着目
し、この比率を酸素センサの出力を処理装置によって、
所定値、又はそれ以上、あるいはそれ以下に変化したこ
とを各々検知することによって、経時変化や、回路の接
触不良等によっても誤動作のない信頼性の高い酸素濃度
検知装置を提供することを目的とする。
ので、ガルバニ式酸素センサ等の酸素センサの、正常酸
素濃度（２０，６％）における出力電圧Ｖに対する危険
酸素濃度（１８，５％）における出力電圧ηの比率が、
初期量も経時変化した劣化量も殆ど変わらない点に着目
し、この比率を酸素センサの出力を処理装置によって、
所定値、又はそれ以上、あるいはそれ以下に変化したこ
とを各々検知することによって、経時変化や、回路の接
触不良等によっても誤動作のない信頼性の高い酸素濃度
検知装置を提供することを目的とする。
この発明に係わる酸素濃度検知装置は、空気中の酸素濃
度に応じた電圧を発生する酸素センサの出力を複数個の
電圧比較器の非反転側に入力する手段と、予め設定した
基準電圧値を、基準電圧発生回路よ抄前記電圧比較器の
反転側に入力する手段を備え、各々の比較結果に対応し
た表示手段を設けたものである。
度に応じた電圧を発生する酸素センサの出力を複数個の
電圧比較器の非反転側に入力する手段と、予め設定した
基準電圧値を、基準電圧発生回路よ抄前記電圧比較器の
反転側に入力する手段を備え、各々の比較結果に対応し
た表示手段を設けたものである。
この発明においては、空気中の酸素濃度に応じｔこ酸素
センサの出力により数段階に分けて、その酸素濃度を表
示する。
センサの出力により数段階に分けて、その酸素濃度を表
示する。
以下、本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例の概略構成を示すブロック
線図で、１はガルバニ電池式酸素センサ２は増幅器、５
１〜５５は電圧比較器、５日は基準電圧発生回路、５日
は・Ｊセット回路、５７はりＱツク回路、５Ｂは電圧下
限値回路、１５は電圧上限値針Ｉ絡、】Ｓは表示回路、
１７〜２０は分圧抵抗監、２１はＡＣ／ｌ）Ｃ変換ｌ路
である。
線図で、１はガルバニ電池式酸素センサ２は増幅器、５
１〜５５は電圧比較器、５日は基準電圧発生回路、５日
は・Ｊセット回路、５７はりＱツク回路、５Ｂは電圧下
限値回路、１５は電圧上限値針Ｉ絡、】Ｓは表示回路、
１７〜２０は分圧抵抗監、２１はＡＣ／ｌ）Ｃ変換ｌ路
である。
第２図ば、ガルバニ電池式酸素センサ１の回路構成図で
あり、３１はガルバニ電池、３２は補正抵抗、３３はサ
ーミスタである。
あり、３１はガルバニ電池、３２は補正抵抗、３３はサ
ーミスタである。
以上のように構成された本発明の一実施例である酸素濃
度検知装置の動作を第３図のプロチーヤードに従って説
明する。
度検知装置の動作を第３図のプロチーヤードに従って説
明する。
ガルバニ電池式酸素センサ１の出力電圧ｅ。が増幅ｖ＃
２を介して各電圧比較器５ｉ＝５５の非反転側に入力さ
れる。
２を介して各電圧比較器５ｉ＝５５の非反転側に入力さ
れる。
電圧比較器５１の反転側には、リセット回ｒｓ５日で開
始して、クロック回路５７により動作可能となる基準電
圧発生回路５日から、ステップ東北された出力電圧が入
力され、電圧比較′Ｊｌｊｓｉの出力側がＨ−Ｌの反転
特性に至った時点で、クロック回路５７が停止さｒＬ、
その時点の反転側入力電・圧を初期電圧として保持設定
する。
始して、クロック回路５７により動作可能となる基準電
圧発生回路５日から、ステップ東北された出力電圧が入
力され、電圧比較′Ｊｌｊｓｉの出力側がＨ−Ｌの反転
特性に至った時点で、クロック回路５７が停止さｒＬ、
その時点の反転側入力電・圧を初期電圧として保持設定
する。
又、電圧比較器５２．５３の反転側には、前記初期電圧
８Ｌが分圧抵抗器１７〜２０を介して入力され、入力電
圧は電圧比較器５２の場合ｅ＝、＝ ｅλ・θに、 （
■／Ｖ、）、電圧比較器５３の場合Ｃｉｚ”’ ８．ｉ
・θに、（ｖ、／ｖ１）である。
８Ｌが分圧抵抗器１７〜２０を介して入力され、入力電
圧は電圧比較器５２の場合ｅ＝、＝ ｅλ・θに、 （
■／Ｖ、）、電圧比較器５３の場合Ｃｉｚ”’ ８．ｉ
・θに、（ｖ、／ｖ１）である。
次に、電圧比較＠５４．５５の反転（ロ）にぽ、第２図
に示すとおり、ガルバニ電池式酸素センサ１において、
例えば、ガルバニ電池３１と補正抵抗３２とサーミスタ
３３の各個所の接触不良現象により、著しく大きいまた
は著しく小さい出力電圧Ｖ、、 Ｖ、、が発生し、正常
な濃度特性を示すことが不可能であることを考慮し、電
圧下限値回路５Ｂや電圧上限値回路１５より、前記出力
端圧入、鬼に相当した電圧が入力される。
に示すとおり、ガルバニ電池式酸素センサ１において、
例えば、ガルバニ電池３１と補正抵抗３２とサーミスタ
３３の各個所の接触不良現象により、著しく大きいまた
は著しく小さい出力電圧Ｖ、、 Ｖ、、が発生し、正常
な濃度特性を示すことが不可能であることを考慮し、電
圧下限値回路５Ｂや電圧上限値回路１５より、前記出力
端圧入、鬼に相当した電圧が入力される。
以上のような回路構成であるため、まず最初に空気中の
正常酸素濃度２０．６％におけるガルバニ電池式酸素セ
ンサ１の出力電圧ｅ。が増幅１１２を介して、各電圧比
較器５１〜５５の非反転側に入力され（ステップ３１，
３２，３５，３６，３８）、電圧比較器５１や基準電圧
発生回路５９より初期電圧ｅ４として保持設定し、表示
回路１６を駆動する。
正常酸素濃度２０．６％におけるガルバニ電池式酸素セ
ンサ１の出力電圧ｅ。が増幅１１２を介して、各電圧比
較器５１〜５５の非反転側に入力され（ステップ３１，
３２，３５，３６，３８）、電圧比較器５１や基準電圧
発生回路５９より初期電圧ｅ４として保持設定し、表示
回路１６を駆動する。
ガルバニ電池式酸素センサ１の出力電圧が、内部異常劣
化により前記Ｖ、、 ｖＭ相当の場合、電圧下限値回路
５Ｂや電圧上限回路１５でもって表示回ｌｌｌ５を停止
しくステップ３３，３４．３９）、次に空気中の酸素濃
度が徐々に低くなり、例えば１９．５％に達すると電圧
比較器５２の非反転側入力電圧ｅ０と反転側入力電圧ｅ
、、＝ ｅ；、 ・θに、 （ｖＬ／ ｖ、）が等しく
なり、表示回路１Ｂを駆動する（ステップ３５，３７，
３８，４０）。
化により前記Ｖ、、 ｖＭ相当の場合、電圧下限値回路
５Ｂや電圧上限回路１５でもって表示回ｌｌｌ５を停止
しくステップ３３，３４．３９）、次に空気中の酸素濃
度が徐々に低くなり、例えば１９．５％に達すると電圧
比較器５２の非反転側入力電圧ｅ０と反転側入力電圧ｅ
、、＝ ｅ；、 ・θに、 （ｖＬ／ ｖ、）が等しく
なり、表示回路１Ｂを駆動する（ステップ３５，３７，
３８，４０）。
空気中の酸素濃度がさらに低くなり、例えば１８５％に
達すると電圧比較１５３の非反転側入力電圧ｅ。と反転
側入力電圧ｅシｉｅＡ・θｋｚ （’Ａ ／ Ｖｉ ）
が等しくなり、表示回路１εを駆動する（ステップ３５
．３７，３８，４１，４２）。
達すると電圧比較１５３の非反転側入力電圧ｅ。と反転
側入力電圧ｅシｉｅＡ・θｋｚ （’Ａ ／ Ｖｉ ）
が等しくなり、表示回路１εを駆動する（ステップ３５
．３７，３８，４１，４２）。
従って、ガルバニ電池式酸素センサ１の初期品における
酸素濃度２０．６％と１９５％、１８５％に対応する出
力電圧の比■ユ／Ｖ、、Ｖ、ΔＶ、が、劣化量の前記出
力電圧の比ｖｔ ／ Ｖ’ ■； ７ Ｖ、’と等し
いため、電ｐ 圧比較Ｗｉｒ５１、基準電圧発生回路５９、クロック回
路５フ、分圧抵抗器１７〜２０のシーケンス回路手段で
もって、基準値１ （Ｖ２／、Ｖ、） 、 ２ （Ｖヴ
ｖ１）を保持設定することによって、正確に被検知空気
中の注意の危険酸素濃度を検知することができる。
酸素濃度２０．６％と１９５％、１８５％に対応する出
力電圧の比■ユ／Ｖ、、Ｖ、ΔＶ、が、劣化量の前記出
力電圧の比ｖｔ ／ Ｖ’ ■； ７ Ｖ、’と等し
いため、電ｐ 圧比較Ｗｉｒ５１、基準電圧発生回路５９、クロック回
路５フ、分圧抵抗器１７〜２０のシーケンス回路手段で
もって、基準値１ （Ｖ２／、Ｖ、） 、 ２ （Ｖヴ
ｖ１）を保持設定することによって、正確に被検知空気
中の注意の危険酸素濃度を検知することができる。
この発明は以上のように空気中の酸素濃度に応じた電圧
を発生ずる酸素センサの出力を複数個の電圧比較器に入
力させ、予め設定した必要とする機能を得るための基準
電圧値との比較を行い、各々の比較結果に対応して表示
ができる。。
を発生ずる酸素センサの出力を複数個の電圧比較器に入
力させ、予め設定した必要とする機能を得るための基準
電圧値との比較を行い、各々の比較結果に対応して表示
ができる。。
さらに、特許請求の範囲各項に照した特徴は次のとおり
である。
である。
（１） 酸素濃度に応じた複数ポイントの検知と表示
ができる。
ができる。
（２）周ｆＩ１１度の変化に追従したサーミスタ、補正
抵抗により、リニアーなセンサの酸素濃度−出力電圧特
性が得られるので、処理回路が簡単で精度がよい。
抵抗により、リニアーなセンサの酸素濃度−出力電圧特
性が得られるので、処理回路が簡単で精度がよい。
（３）人間の生活上安全限界酸素濃度は１８％を下限と
しているが、１９．５％での表示により、危険状態の予
告ができ、１８．５％で危険の防止をするための具体的
手段、例えば窓を開は換気するするとうの行為の警告が
でき、便利かつ使用上の誤りが少ない。
しているが、１９．５％での表示により、危険状態の予
告ができ、１８．５％で危険の防止をするための具体的
手段、例えば窓を開は換気するするとうの行為の警告が
でき、便利かつ使用上の誤りが少ない。
（４酸素センサが経時劣化や断線により、その出力電圧
が使用下限以下になったとき、その旨表示し、故障ある
いはセンサの変換修理を促すことができる。
が使用下限以下になったとき、その旨表示し、故障ある
いはセンサの変換修理を促すことができる。
（５）酸素センサに接続され、電気部品の接触不良現象
により生ずる異状電圧のうち、使用可能上限を検知、表
示できるので使用者に故障とその内容を伝えることがで
きる。
により生ずる異状電圧のうち、使用可能上限を検知、表
示できるので使用者に故障とその内容を伝えることがで
きる。
第１図は乙の発明の一実施例を示す酸素濃度検出装置の
概略ブロック図、第２図はガルバニ電池の構成図、第３
図は動作を説明するフローチャート図、第４図は従来の
ものを示すブロック図、第５図はガルバニ電池式酸素セ
ンサの構造図、第６図、第７図は動作特性図である。 １は酸素センサ、５１，５２，５３，５４，５５は電圧
比較器、１６は表示回路である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄（外２名） 第１図 牙２図 第３図 −！？４図 第５図 第６図 オフ図 ＊１．′Ｊ乃（（ツ２〕
概略ブロック図、第２図はガルバニ電池の構成図、第３
図は動作を説明するフローチャート図、第４図は従来の
ものを示すブロック図、第５図はガルバニ電池式酸素セ
ンサの構造図、第６図、第７図は動作特性図である。 １は酸素センサ、５１，５２，５３，５４，５５は電圧
比較器、１６は表示回路である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄（外２名） 第１図 牙２図 第３図 −！？４図 第５図 第６図 オフ図 ＊１．′Ｊ乃（（ツ２〕
Claims (5)
- （１）空気中の酸素濃度に応じた電圧を発生する酸素セ
ンサの出力を複数個の電圧比較器の非反転側に入力する
手段と、予め設定した基準電圧値を基準電圧発生回路よ
り前記電圧比較器の反転側に入力する手段を備え、各々
の比較結果に対応した表示手段を設けた酸素濃度検知装
置。 - （２）上記酸素センサにはガルバニ電池を使用し、温度
補償用のサーミスタや、補正抵抗が付加されていること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の酸素濃度
検知装置。 - （３）上記基準電圧値を酸素濃度２０．６％、１９．５
％および１８．５％における酸素センサの出力電圧にほ
ぼ等しくした事を特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の酸素濃度検知装置。 - （４）上記基準電圧を上記酸素センサの経時劣化等によ
る使用可能下限出力電圧以下に設定したことを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の酸素濃度検知装置。 - （５）上記基準電圧値を上記酸素センサに接続される電
気部品の接触不良現象により生ずる異状電圧のうち、使
用可能上限出力電圧値以上に設定したことを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の酸素濃度検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60191119A JPS6250655A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 酸素濃度検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60191119A JPS6250655A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 酸素濃度検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6250655A true JPS6250655A (ja) | 1987-03-05 |
| JPH045345B2 JPH045345B2 (ja) | 1992-01-31 |
Family
ID=16269179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60191119A Granted JPS6250655A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 酸素濃度検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6250655A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205950A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 電気化学式酸素センサ |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP60191119A patent/JPS6250655A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205950A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 電気化学式酸素センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH045345B2 (ja) | 1992-01-31 |
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