JPS63210652A

JPS63210652A - ガス検知装置

Info

Publication number: JPS63210652A
Application number: JP4356887A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kumagai; 登熊谷; Kazuo Mochizuki; 和男望月
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1988-09-01

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】［発明の目的１（産業上の利用分野）この発明は、−酸化炭素ＣＯ，アルコール。

水素Ｈ２等を検知するガス検知装置に関する。

（従来の技術）ガス漏れ警報器や調理器などに用いられ、−酸化炭素Ｃ
Ｏ，アルコール、水素Ｈ２等を検知するガス検知素子と
しては、たとえば第７図に示すものがある。

第７図において、ユはガス検知素子で、基台２を備え、
その基台２には複数本のリードビン３が植設されている
。そして、これらリードビンにそれぞれリード線４を介
して絶縁管５が接続される。

この絶縁管５は、内部にヒータを内蔵するとともに、外
周面に一対の電極を対向して設け、その各電極の上に感
ガス体を設けたもので、ヒータの両端および各電極が各
リードビン３に電気的に接続される。さらに、基台２に
被さるようにしてステンレスネット６およびカバー７が
設けられる。

すなわち、ヒータで絶縁管５を３００〜４００℃の高温
に熱した状態において、大気中のガスの濃度に応じて各
電橋間の感ガス体の抵抗値が変化し、それが出力として
取出されるようになっている。

ところで、このようなガス検知素子には温度依存性があ
り、周囲温度の影響を受けて感ガス特性にばらつきが生
じるという欠点がある。これは、ガス漏れ警報の誤動作
につながるものであり、非常に危険である。

そこで、従来、第８図に示すように、ガス検知素子に感
温抵抗素子を接続し、ガス検知素子の出力に対する温度
補償を行なうものがある。

第８図において、ガス検知素子１は各電極間の抵抗Ｒ１
およびヒータＨを有しており、抵抗Ｒは感温抵抗素子た
とえばサーミスタ１１と抵抗１２との並列回路を介して
端子Ｐ、Ｎに接続される。そして、端子Ｐ、Ｎ間に直流
電圧Ｖｄが印加される。

さらに、ガス検知素子１のヒータＨに対し、ヒータ電圧
ｖｈが印加される。

すなわち、ガス検知索子１は周囲の温度が高いと抵抗Ｒ
が小さくなるため、それをサーミスタ１１の抵抗値変化
で補償するようにしており、サーミスタ１１と抵抗１２
との並列回路に生じる電圧ｖＯが出力として取出される
。

（発明が解決しようとする問題点）ただし、上記の装置では、ガス検知素子１の抵抗Ｒの絶
対値そのものにばらつきがある場合、それが装置ごとの
出力のばらつきとなって現われてしまう。しかも、それ
を防ごうとすると、抵抗Ｒの絶対値のばらつきに合わせ
た抵抗値を有するサーミスタを選定しなければならない
という非常に面倒なこととなる。また、ガス検知素子１
とサーミスタ１１とが直列であるため、ガス検知素子１
の温度依存性とサーミスタ１１の温度特性とが互いに重
畳し合う形となり、回路設計が非常に難しいという問題
がある。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ガス検知素子の抵抗の絶対値
のばらつきにかかわらず、また回路設計の複雑化を招く
ことなく、周囲温度の影響を除去して常に安定かつ適正
な検知出力を１９ることができる信頼性にすぐれたガス
検知装置を提供することにある。

［発明の構成１（問題点を解決するための手段）ガスの濃度に応じて抵抗値が変化するガス検知素子と、
このガス検知素子の抵抗値変化に基づく出力を調節する
ための調節器と、この調節器を介して得られる出力を増
幅する増幅回路と、温度に応じて抵抗値が変化する感温
抵抗素子と、この感温抵抗素子の抵抗値変化により面記
増幅回路の出力を補正する手段とを設け、増幅回路の出
力を検知出力とする。

（作用）ガス検知装置の抵抗値の絶対値のばらつきが調節器によ
って吸収される。そして、感温抵抗素子の抵抗値変化に
基づく増幅回路の出力補正により、ガス検知素子の温度
依存性が補償される。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を毒照して説明
する。

第１図に示すように、ガス検知索子１の抵抗Ｒが調節器
であるところの可変抵抗器２１を介して端子Ｐ、Ｎに接
続される。可変抵抗器２１は、ガス検知素子１の抵抗Ｒ
に基づく出力を調節するためのものである。さらに、端
子Ｐ、Ｎに増幅回路３０が接続される。この増幅回路３
０は、抵抗３１．３２．３３、感温抵抗素子であるとこ
ろのサーミスタ（負特性）３４、および演算増幅器３５
からなり、抵抗３１．３２゜３３の抵抗値およびサーミ
スタ３４の抵抗値に基づく増幅率をもって上記可変抵抗
器２１に生じる電圧ＶＪ　　（以下、素子出力と称す）
を増幅するようになっている。そして、増幅回路３０の
出力電圧Ｖｓがガス検知装置としての検知出力となる。

なお、端子Ｐ、Ｎ間に直流電圧Ｖｄが印加される。さら
に、ガス検知素子１のヒータＨに対し、所定のヒータ電
圧ｖｈが印加される。

上記増幅回路３０の増幅率は、周囲温度が王のとき、（１＋Ｒｎ　（Ｔ）／Ｒ１）となる。

Ｒ１は抵抗３１の抵抗、Ｒｎ（Ｔ）は抵抗３２．３３と
サーミスタ３４の合成抵抗である。

よって、出力Ｖｓ　　（Ｔ）は、Ｖａ　　（Ｔ）　・（１＋Ｒｎ　（Ｔ）／Ｒ１）となる
。

つぎに、上記のような構成において作用を説明する。

まず、第２図はガス検知素子１の感ガス特性を示したも
ので、ガス濃度に応じて抵抗Ｒが対数変化する。

一方、第３図は相対湿度５０％のときのガス検知装買１
の温度依存性を示したもので、周囲温度が高いと抵抗Ｒ
が小さくなる。

また、第４図はサーミスタ３４の温度特性を示したもの
で、ガス検知素子１と同様に周囲温度が高いと抵抗が小
さくなる。

しかして、可変抵抗器２１の調節がたとえば製造工程に
おいてなされ、ガス検知素子１の抵抗Ｒの絶対値のばら
つきが吸収される。

そして、実際の使用状態において、ガス検知素子１はヒ
ータＨの発熱によって３００℃〜４００℃程度の高温に
熱せられ、−酸化炭素Ｃ○なとのガスに反応する。この
ときの素子出力■Ωは、増幅回路３０で増幅され、検知
出力Ｖｓとなる。

ところで、周囲温度が低くなると、それにヒータ発熱が
奪われ、ガス検知素子１の温度が低くなる。このとき、
ガス検知素子１の抵抗Ｒが大となって素子出力ｖｇが低
下し、そのままでは検知出力ｖＯが不要に低下すること
になる。ただし、この場合、増幅回路３０におけるサー
ミスタ３４の抵抗値も大となるので、増幅回路３０の増
幅率が増大し、検知出力ＶＯの不要な低下を防ぐことに
なる。つまり、周囲温度の低下にかかわらず適正な検知
を行なうことができる。

また、周囲温度が高くなると、それがヒータ発熱に加わ
り、ガス検知素子１の温度が高くなる。

このとき、ガス検知素子１の抵抗Ｒが小となって素子出
力Ｖｇが上昇し、そのままでは検知出力■０が不要に上
昇することになる。ただし、この場合、増幅回路３０に
おけるサーミスタ３４の抵抗値も小となるので、増幅回
路３０の増幅率が小さくなり、検知出力ＶＯの不要な上
昇を防ぐことになる。

つまり、周囲温度の上昇にかかわらず適正な検知を行な
うことができる。

このように、ガス検知素子１の抵抗Ｒの絶対値のばらつ
きを可変抵抗器２１によって吸収し、しかもガス検知素
子１の温度依存性をサーミスタ３４に基づく増幅率の補
正によって補償するようにしたので、常に安定かつ適正
な検知出力を得ることができる。すなわち、第５図に示
すように、検知出力Ｖｓが周囲温度の変化にかかわらず
ほぼ一定となる。

特に、ガス検知素子１とサーミスタ３４とが別系統の回
路となっているので、ガス検知素子１の温度依存性とサ
ーミスタ３４の温度特性、とが互いに重畳し合うような
ことがなく、回路設計が容易である。また、ガス検知素
子１の抵抗Ｒの絶対値のばらつきに合わせてサーミスタ
３４を選定するようなことも不要である。

なお、上記実施例では、温度依存性の補償をサーミスタ
に基づく増幅率の補正によって行なったが、それに限ら
ず、たとえば第６図に示すように増幅回路３０に変えて
差動増幅回路５０を設け、その差動増幅回路５０への入
力電圧の補正によって温度依存性を補償するようにして
もよい。

すなわち、第６図に示すように、抵抗４１．４２゜４３
と感温抵抗素子であるところのサーミスタ４４とが端子
Ｐ、Ｎに接続される。さらに、増幅回路３０に代えて差
動増幅回路５０が設けられる。この差動増幅回路５０は
、抵抗５１．５２．５３．５４および演算増幅器５５か
らなり、素子出力Ｖｇとサーミスタ４４の抵抗値変化に
基づく電圧Ｖｔとの差電圧を増幅し、検知出力Ｖｓを得
るものである。

この場合、ガス検知素子１の抵抗Ｒの絶対値のばらつき
が可変抵抗器２１によって吸収され、ガス検知素子１の
湿度依存性はサーミスタ４４に基づく入力電圧Ｖｔの補
正によって補償されることにな、る。

その他、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］以上述べたようにこの発明によれば、ガスの濃度に応じ
て抵抗値が変化するガス検知素子と、このガス検知素子
の抵抗値変化に基づく出力を調節するための調節器と、
この調節器を介して得られる出力を増幅する増幅回路と
、温度に応じて抵抗値が変化する感温抵抗素子と、この
感温抵抗素子の抵抗値変化により前記増幅回路の出力を
補正する手段とを設け、増幅回路の出力を検知出力とす
るようにしたので、ガス検知素子の抵抗の絶対値のばら
つきにかかわらず、また回路設計の複雑化を招くことな
く、周囲温度の影響を除去して常に安定かつ適正な検知
出力を得ることができる信頼性にすぐれたガス検知装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の電気回路の構成を示す図
、第２図は同実施例におけるガス検知素子の感ガス特性
を示す図、第３図は同実施例におけるガス検知素子の温
度依存性を示す図、第４図は同実施例におけるサーミス
タの温度特性を示す図、第５図は同実施例の作用を説明
するための図、第６図は同実施例の変形例の構成を示す
図、第７図は同実施例および一般のガス検知素子の概略
的な構成を示す図、第８図は従来装置の電気回路の構成
を示す図である。１・・・ガス検知素子、Ｒ・・・抵抗、Ｈ・・・ヒータ
、２１・・・可変抵抗器（調節器）、３０・・・増幅回
路、３４・・・サーミスタ（感温抵抗素子）。第１図かス遺演（ＰＰＭ）− 第２図浸度（”Ｃ）− 第３図 −　　　　肩圧逼Ｊ！！（’Ｃ）　− 第４図第５図Ｎ第６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

ガスの濃度に応じて抵抗値が変化するガス検知素子と、
このガス検知素子の抵抗値変化に基づく出力を調節する
ための調節器と、この調節器を介して得られる出力を増
幅する増幅回路と、温度に応じて抵抗値が変化する感温
抵抗素子と、この感温抵抗素子の抵抗値変化により前記
増幅回路の出力を補正する手段とを具備し、増幅回路の
出力を検知出力とすることを特徴とするガス検知装置。