JPS6295457A - ガルバニ電池式酸素濃度検知装置 - Google Patents

ガルバニ電池式酸素濃度検知装置

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JPS6295457A
JPS6295457A JP60235620A JP23562085A JPS6295457A JP S6295457 A JPS6295457 A JP S6295457A JP 60235620 A JP60235620 A JP 60235620A JP 23562085 A JP23562085 A JP 23562085A JP S6295457 A JPS6295457 A JP S6295457A
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galvanic cell
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type oxygen
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Yuko Fujita
藤田 雄耕
Hisashi Kudo
工藤 寿士
Takashi Yoshida
隆 吉田
Tomoharu Hasegawa
長谷川 知治
Hiroshi Yamaguchi
博志 山口
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Mitsubishi Electric Corp
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Japan Storage Battery Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気中の酸素温度を常時正確に検知するガル
バニ電池式飯素濃度検知装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は9例えば月刊「計装J (555年9月号)に
示された従来のガルバニ電池式酸素濃度検知装置の構成
回路図であり9図に8いて(1+はガルバニ電池、(2
)はサーミスタ、(3)は固定抵抗器、(4)は増幅器
、(5)は酸素濃度メータである。ここで。
ガルバニ電池(1)サーミスタ(2)、固定抵抗器(3
)でもって構成されたがガルバニ電池式酸素センサーの
一般的特性について簡単に説明する。ガルバニ電池(l
lに温度補償用のサーミスタ(2)や固定−抵抗器(3
)を接続して閉回路にすると、この回路に流れる電流が
周囲の雰囲気の酸素濃度と比例関係にあり。
従ってサーミスタ(2)や固定抵抗器(3)の外部抵抗
器の両端電圧、つまりガルバニ電池式酸素センサの出力
−圧は常時空気中の酸素濃度に応じて直線的に父化し、
酸素濃度が犬になると出力′電圧は上昇する。従って第
3図の構成回路図において、ガルバニ電池(1)、サー
ミスタF2)、 lil定抵抗器(3)でもって構成さ
れたガルバニ電池式酸素センサの出力電圧を、増幅器(
4)で増幅したのち酸素濃度メータ(5)に入力し、酸
素凸度メータ(5)を駆動させる。以上のシーケンス動
作でもって、空気中の酸素濃度を酸素濃度メータ(5)
の指示値で判断する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが従来のガルバニ電池式酸素濃度検知装置は、空
気中の酸素濃度を検知するガルバニ電池(1)、サーミ
スタ(2)、固定抵抗器(3)でもって構成されるガル
バニ電池式酸素センサの出力′電圧が、第4図の濃度特
性に示すとおり経時劣化により例えば酸素濃度20.6
 (大気中)〜18.o%(危険値〕の変化に対し、初
期品の場合Vo〜V1(mv)、経時劣化品の場合はv
o′〜V1’ (mv)と変化し、直線の傾きが変動し
たり、また第5図の温度特性に示すとおり温度変化によ
り例えば−20℃の場合Va(mv)、  5℃の場合
■b(mv)となりその出方電圧が変化する。従って面
記ガルバニ屯池式?m’Aiセンサは、経時変化や温度
変化を受けることにより酸素濃度メータ(5)の指示値
の信頼度が低くなるという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので+ +ITJ記ガルバニ゛屯池式酸素センサ
本体が、経時変化や温度変化を受けてもを気中の酸素濃
度を正確に検知する高信頼度を有するガルバニ電池式酸
素濃度検知装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るガルバニ電池式酸素濃度検知装置は酸素
濃度に対応した出力電圧を発生するガルバニ電池式酸素
センサ本体と、このセンサ本体の周囲温度を検出する温
度検出手段と、この検出温度によりガルバニ電池式酸素
センサの出力電圧を補正する温度補正手段と、測定開始
時の初期値と測定2回以降の値との比を出す演算手段と
この比と予め設定された基準値とを比較し、この比が設
定基準値に対し所定条件になったとき出力を出す出力信
号発生手段とで構成されたものである。
〔作 用〕
この発明におけるガルバニ電池式酸素センサ本体は酸素
濃度に対応して出力電圧を発生するが、その出力電圧は
周囲温度や経年劣化によって変化するので、温度補正手
段は、センサ本体の周囲温度を検知した温度検出手段の
出力によって補正し。
かつ演算手段はガルバニ電池式酸素センサ本体が出力し
温度補正手段によって補正された最初の値と2回目以降
のガルバニ電池式酸素センサ本体の出力補正値との比を
演算し、さらにこの演算結果が予め定められた値に対し
所定条件になったときに出力を発生させているので経年
劣化による出力電圧の変化や周囲温度による出カ′L冠
圧の変化に影魯されず正確な酸素濃度を検出し、危険値
になった場合出力を発生する。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す<h成回路図であり
、この図において+11〜(4)は従来のガルバニ′屯
池弐版素濃度検知装置の各部品と同一である。
(6)は上記増幅器(4)で増幅されたアナログ出力を
ディジタル信号に変換するアナログ自ディジタル変換器
、(力はこのアナログ・ディジタル変換器の出力を記憶
する第1の記憶回路、(8)は上記ガルバニ電池(11
の近傍に設けられた温度検出手段、(9)はこの温度検
出手段からの信号により温度を計測する温度計測u路、
凹は予め、各温度に対応した補正係数を記憶し、温度計
測回路(9)からの出方にょリ、その温度に対応した補
正係数を出力する第2の記憶回路、αυは中央演算処理
回路で第2の記憶回路alからの補正係数と上記第1の
記憶回路(7)からの出力値とを乗算する温度補正手段
や、この温度補正手段の出力を記憶する第3の記憶回路
αりからの記憶値を呼び出し、初期値と2回目以降との
値との比を演算する演算手段や、この装置の全回路を総
括制御する制御手段等を有している。α旧ま中央演算処
理回路αυからの初期値と2回目以降との比を入力し、
予め設定した基準値と比較し、与えられた条件となった
とき出力を発生するディジタル信号出力回路、u4はこ
のディジタル信号出力回路の出力信号により動作する警
報ブザ−、σ9は同じくこのディジタル信号出力回路α
3からの信号により動作するソリッドステートリレーで
、このリレーにより例えば酸素使用燃焼懺器の動作を停
止したり、換気扇などの新鮮な空気が供給−器を動作さ
せたりする。
ますガルバニ電池(1)、サーミスタ(2)、固定抵抗
(3)で形成されるガルバニ電池式酸素センサ本体の経
年劣化特性および温度特性について述べる。このガルバ
ニ電池式酸素センサ本体は第4図に示すように周囲温度
が一定であっても劣化するに従い同−酸素濃度に対する
出力電圧は低下する。ところがこの特性はv=aOで表
わされる直線であるため初期品における酸素濃度20,
6%の出力電圧VOと危険な酸素濃度18.01mにお
けるVlとの比■1/vo=aO1/aOoと劣化品に
おける酸素濃度20.6%の出力電圧vo′と危険酸素
濃度18.0(至)におけるV1’/Vo’= a01
/a00とは同じ値となる。
従って測定の都度最初に計測した出力電圧値(大気中に
おける20.6%の酸素濃度とみなしている)とその後
に計測した出力電圧値との比をみれば初期品、劣化品の
出力電圧の変化にかかわらず正価な濃度が計jilJで
きる。
また酸素濃度が一定のとき周囲温度の変化による出力電
圧値の変化を示したものが第5図である。
この第5図より、5〜40°Cの温度範囲における出力
電圧はほぼ一定であり、−20〜5°Cの温度範囲にお
ける出力電圧は変化が大きい。
従って基準温度を5°Cにした場合、この基準温度にお
ける出力電圧値に対するセンサ本体周辺の温度における
出力電圧値の比を求めて補正係数とし、この係数で補正
すれば出力電圧の変動は吸収できる。この補正係数は実
験の結果、第1表に示すとおりである。
第1表 さて9以上のように構成されたガルバニ電池式酸素濃度
検知装置の動作を第1図、第2図を参照しながら説明す
る。まず電源を入れると各記憶装置M、(7)叫、 a
zのRAMをステップCDでクリアする。
モしてガルバニ電池(1)、サーミスタ(2)、固定抵
抗(3ンで形成されるガルバニ電池式酸素センサ本体で
空気中の酸素濃度を検出し、その濃度に応じた電圧を出
力する。この出力電圧を増幅器(4)で増幅したのち、
アナログ・ディジタル変換器(6)でもってディジタル
信号に変換する。このディジタル信号をステップりで第
1の記憶回路(7)に記憶して2(。
一方Ii′Ij記ガルバニ電池式酸素センサの近傍に配
した温度センサ(8)により、@記ガルバニ電池式酸素
センサの鳩囲温度を検知し、これを温度計測回路(9)
で計測し、この計測温度値が第2の記憶回路α〔に入力
される。第2の記憶回路CIlには予め各温度に対応し
た上述第1表の如き補正係数αが記tαされて3す、入
力された計aiiJ温度値に対応する補正1if、数が
ステップので読み出される。
中央演算処理回路αυはステップQ4で第2の記憶回路
σOからの補正係数αと第1の記憶回路(力からの出力
Vとを乗算し、この乗算値をステップ(ハ)で第3の記
憶回路Q3に記憶しておく。
つぎに令弟3の記憶回路q2に書き込んだものが第1回
目のものか否かをステップ(4)で中央演算装置αυに
より判疋し、第1回目のものであればステツブ額に進み
、初期値としてセットする。そして再びステップ@に戻
り、ガルバニ電池式酸素センサ本体周辺の温度によりス
テップC4で袖正し、第3の記憶回路σ2に記憶する。
そして同様に今記憶したものが第1回目のものか否かを
ステップ(ハ)で中央演算装置aυが判定する。
これは第2回目のものであるからステップ(至)に進み
、この第2回目の書き込んだ値V 2 /と第1回目の
書き込みvo′との比k = V2’ / VD’を中
央演算装置が演算し、このkと予め記憶されている大気
中の酸素濃度20.6(Jに対応にするVOと危険な酸
素濃度18.0%に対応するvlとの比V1/v(1=
にとをステップので比較し、k<Kであれば出力信号発
生回路u3から出力信号を発生し、ステップ(至)、6
υで警報ブザーα瘤やソリッドステートリレーα9をオ
ンする。
ステップのでk>KであればステップC2に進みソリッ
ドステートリレーαりはオフしたま−でステップ四に戻
る。
このように2回目以降はステップ@〜(至)、(2)。
(至)の動作を行い酸素濃度を監視し、危険値になった
ら警報Iやリレー(l!9を動作させる。
以上のように上記実施例によれば電源スィッチを入れる
と同時に検出されるガルバニ電池式酸素濃度計のセンサ
一部の出力電圧を基準酸素濃度に相当する電圧として自
動設定しているので経年劣化や温度変化に対する出力電
圧の変動に影響されず、酸素濃度を正確に検知できる。
なお当然のことながら、予め設定される基準値は大気中
の酸素濃度20.6%に対応するVoと危険酸素濃度1
8.0%に対応するvlとの比をVo/V1= Kとし
、比較する値をVo’/V1’ = kとしてもよいも
のであり、このときはk>Kとなれば出力信号発生回路
0国から出力信号を発生するようにしてもよい。
本発明のガルバニ電池式酸素濃度検知装置は。
例えば前記ガルバニ電池式酸素センサが経時変化を起こ
して濃度特性が変動したり、また室内で暖房器を運転さ
せ、温度が除々に上昇して酸素濃度が低下する雰囲気下
および自動車の如き狭い空間で暖房して人間の呼吸によ
って酸素濃度か低下する雰囲気下に前記ガルバニ電池式
酸素濃度検知装置が設置された場合でも、正確に空気中
の酸素濃度を検知して、警報ブザーα荀やソリッドステ
ートリレーα1を駆動させ、アラーム警報を発すること
が可能である。
なお、誤動作防止のためディジタル信号出力回路a3へ
前記ガルバニ電池式酸素センサの出力電圧を初期セット
する際、出力電圧を複数回書き込んで、その値が一致し
たら初期値として書き込みするとか、またその後の書き
込みにおいても複数回書き込んで、その値の一致により
最終的に警報ブザーa4やソリッドステートリレー0!
9を駆動させるなどの処理をさせてもよい。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によるガルバニ電池式酸素濃度検
知Wtによれば、ガルバニ電池式酸素センサ本体の出力
電圧を周囲温度に応じて温度補正するとともに、検知開
始時の最初の値を大気中の酸素濃度とし、この値と2回
目以降の値との比を演算し、この比か予め設定された基
準値に対し所定条件になったとき出力信号を発生してい
るので経年劣化や温度良化に対する出力電圧の変動に影
響されず、酸素濃度を正確に検知し精度の高いものが得
られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すガルバニ゛屯池式酸
索日度検知装置の構成回路図、第2図のその動作を示す
フローチャート、第3図は従来のガルバニ電池式酸素濃
度計の構成回路図、第4図はガルバニ電池式酸素センサ
の経年劣化特性図、第5図は同じく温度特性図である。 図において、(1)はガルバニ屯池、X2)はサーミス
タ、(3)は固定抵抗器、(4)は増幅器、(5)は酸
素濃度メータ、(6)はアナログ鳴ディジタル変換器、
(7)は第1の記憶l!!l!llS、(8)は温度セ
ンサ、(9)は温度計jliJu路、 CIは第2の記
憶回路、α0は中央演算処理回路、 13は第3の記憶
回路、αJはディジタル信号出力回路、Q4)は警報ブ
ザー、αSはソリッドステートリレーである。 なお、各図中同一符号は、同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)空気中の酸素濃度に応じた電圧を出力とするガル
    バニ電池式酸素センサ本体と、このガルバニ電池式酸素
    センサ本体の近傍に配し、センサ本体の周囲温度を検出
    する温度検出手段と、この検出温度に応じて上記ガルバ
    ニ電池式酸素センサの出力電圧を補正する温度補正手段
    と、この温度補正手段の出力電圧値を初期値として記憶
    する記憶手段と、上記ガルバニ電池式酸素センサの2回
    目以降の出力電圧を温度検出手段の検出温度に応じて温
    度補正手段で温度補正した値を記憶するとともに上記初
    期値に対する比を演算する手段と、この演算値と予め設
    定された基準値とを比較し、上記演算値が上記基準設定
    値に対し、所定条件になつたとき出力を発生する出力信
    号発生手段とを備えたことを特徴とするガルバニ電池式
    酸素濃度検知装置。
  2. (2)上記ガルバニ電池式酸素センサ本体はガルバニ電
    池と並列にサーミスタと抵抗の直列回路が接続されて構
    成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のガルバニ電池式酸素濃度検知装置。
  3. (3)上記温度補正手段に用いられる温度補正係数はガ
    ルバニ電池式酸素センサの温度変化に対する出力電圧の
    変化が小さい時の温度を基準温度とし、この基準温度に
    おける出力電圧値に対する他温度の出力電圧値との比と
    なつていることを特徴とする特許請求の範囲第1項また
    は第2項記載のガルバニ電池式酸素濃度検知装置。
JP60235620A 1985-10-22 1985-10-22 ガルバニ電池式酸素濃度検知装置 Granted JPS6295457A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018155179A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 三菱電機株式会社 エンジン制御装置およびエンジン制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018155179A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 三菱電機株式会社 エンジン制御装置およびエンジン制御方法
US10458355B2 (en) 2017-03-17 2019-10-29 Mitsubishi Electric Corporation Engine control device and engine control method

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