JP2002298247A

JP2002298247A - ガス漏れ警報器

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Publication number: JP2002298247A
Application number: JP2001102571A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayama; 誠端山; Ichiro Endo; 一郎遠藤; Sadataka Yuji; 定隆湯地; Atsushi Manmoto; 敦万本
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-11
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP3603040B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス検出素子の異常を監視等することのでき
る、ガス漏れ警報器を提供することを課題とする。【解決手段】本発明にかかるガス漏れ警報器は、ガス
検出素子１６と、このガス検出素子１６を少なくとも第
１の検出温度または第２の検出温度に加熱するヒータ１
７と、ガス検出素子１６の出力に基づいてガス漏れの有
無を判定するガス信号処理部１８とを備えて構成される
ガス漏れ警報器において、第１の検出温度に加熱された
ガス検出素子１６の第１の電圧値と、第２の検出温度に
加熱されたガス検出素子１６の第２の電圧値との差異に
基づいて、ガス検出素子１６に関連する異常の有無を判
断する異常判定部２２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス検出素子を複
数の温度に切り替え加熱し、各温度に加熱された際のガ
ス検出素子の出力に基づいてガス漏れの有無を判定等す
るガス漏れ警報器に関し、特に、ガス検出素子の異常を
監視等することのできるガス漏れ警報器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般住宅等において、ガス漏れを検出し
て警報を発するガス漏れ警報器が広く利用されている。
一般的に、このガス漏れ警報器は、ガス検出素子を備え
ており、このガス検出素子の出力変化に基づいて、ガス
漏れの有無を判定するように構成されている。特に、近
年では、機器のコスト低減等のため、複数種類のガスの
ガス漏れを、１つのガス検出素子で検出できるようにし
たガス漏れ警報器も提案されている。このようなガス漏
れ警報器においては、ガス検出素子を、各種類のガスの
検出に適した複数の温度に切り替え加熱し、各温度に加
熱されたガス検出素子の出力変化に基づいて、ガス漏れ
の有無を判定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ガス漏れ警報
器は、一般住宅等の安全性を監視するという極めて重要
な役割を担うものであるため、その機能に異常が生じた
場合には、これを検出してユーザ等に報知することが必
要になる。特に、ガス検出素子は、上述のようにガス漏
れ検出機能の中核をなしており、その断線、短絡、抵抗
値異常等の異常を監視することが好ましい。しかしなが
ら、従来のガス漏れ警報器には、ガス検出素子の上記異
常を監視する機能がなかったので、ガス検出素子の異常
を発見等することが困難であった。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、ガス検出素子の異常を監視等することのできる、ガ
ス漏れ警報器を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、請求項１に記載のガス漏れ警報器は、ガス検出
素子と、当該ガス検出素子を少なくとも第１の検出温度
または当該第１の検出温度より高い第２の検出温度に加
熱する加熱制御手段と、当該ガス検出素子の出力に基づ
いてガス漏れの有無を判定するガス漏れ判定手段とを備
えて構成されるガス漏れ警報器において、上記第１の検
出温度に加熱された上記ガス検出素子の第１の電圧値
と、上記第２の検出温度に加熱された上記ガス検出素子
の第２の電圧値との差異に基づいて、上記ガス検出素子
に関連する異常の有無を判断する異常判定手段を備えた
ことを特徴とする。

【０００６】この警報器によれば、第１の電圧値と第２
の電圧値との差異に基づいて、ガス検出素子に関連する
異常の有無が判断される。したがって、ガス漏れ検出機
能の中核をなすガス検出素子の異常を監視することがで
き、ガス漏れ警報器の信頼性を一層向上させることがで
きる。

【０００７】また、請求項２に記載のガス漏れ警報器
は、請求項１に記載のガス漏れ警報器において、上記異
常判定手段は、上記第１の電圧値と上記第２の電圧値と
が相互に等しい場合には、上記ガス検出素子が短絡また
は断線していると判断することを特徴とする。

【０００８】これは、異常判定の内容を一層具体的に示
したものである。この警報器によれば、第１の電圧値と
上記第２の電圧値とが相互に等しい場合には、ガス検出
素子が短絡または断線していると判断される。したがっ
て、ガス検出素子の短絡または断線の有無を監視するこ
とができる。

【０００９】また、請求項３に記載のガス漏れ警報器
は、請求項１または２に記載のガス漏れ警報器におい
て、上記異常判定手段は、上記第２の電圧値が上記第１
の電圧値よりも大きい場合には、上記ガス検出素子に抵
抗値異常が発生していると判断することを特徴とする。

【００１０】これは、異常判定の内容を一層具体的に示
したものである。この警報器によれば、第２の電圧値が
第１の電圧値よりも大きい場合には、ガス検出素子に抵
抗値異常が発生していると判断される。したがって、ガ
ス検出素子の抵抗値異常の有無を監視することができ
る。

【００１１】また、請求項４に記載のガス漏れ警報器
は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のガス漏れ警報
器において、上記異常判定手段は、上記第１の電圧値が
上記第２の電圧値よりも大きい場合において、これら第
１の電圧値と第２の電圧値との差異が所定範囲外である
場合には、上記ガス検出素子に異常が発生していると判
断することを特徴とする。

【００１２】これは、異常判定の内容を一層具体的に示
したものである。この警報器によれば、第１の電圧値と
第２の電圧値との差異が所定範囲外である場合には、ガ
ス検出素子に異常が発生していると判断される。したが
って、短絡、断線、および、抵抗値異常以外の異常の有
無を監視することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかるガス漏れ
警報器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるもの
ではない。

【００１４】（警報器の構成）まず、警報器の構成につ
いて説明する。図１は警報器の全体斜視図、図２は警報
器の要部構成を示すブロック図である。この警報器１
は、火災発生およびガス漏れを検出して警報を行う、火
災ガス漏れ警報器である。この警報器１によって検出さ
れるガスは、ＣＯガスおよび炭化水素ガスである。この
警報器１では、概略的に、後述するガス検出素子１６の
温度を、ＣＯガス検出用の第１の検出温度Ｔ₁と、炭化
水素ガス検出用の第２の検出温度Ｔ₂（＞Ｔ₁）とに、周
期的に自動で切り替える。

【００１５】次に、警報器１の外観構成を説明する。図
１に示すように、警報器１は、略方形の筐体２に、火災
検出部３、ガス検出部４、スピーカ５、電源ランプ６、
火災警報ランプ７、ＣＯ警報ランプ８、および、炭化水
素ガス警報ランプ９を備えて構成されている。このう
ち、火災検出部３は、例えば、サーミスタ式あるいは散
乱光式の火災検出手段である。また、ガス検出部４は、
ガス検出素子１６により、ＣＯガスまたは炭化水素ガス
を検出するガス検出手段である。また、スピーカ５は、
後述する音声メッセージ等を出力する出力手段である。
また、電源ランプ６、火災警報ランプ７、ＣＯ警報ラン
プ８、および、炭化水素ガス警報ランプ９は、所定時に
点灯または点滅されることにより、警報器１の機能状態
または検出状態をユーザ等に報知する報知手段である。

【００１６】次に、警報器１の電気的構成を説明する。
図２に示すように、警報器１は、検出回路部１０、ＣＰ
Ｕ(Central Processing Unit)１１、記憶部１２、表示
部１３、および、音声出力部１４を備えて構成されてい
る（なお、図２においては、火災検出機能のみに関する
構成要素を省略する）。

【００１７】このうち、検出回路部１０は、ガスセンサ
１５、検出抵抗Ｒ_L、Ｒ_H、トランジスタＴＲ₁、ＴＲ₂、
および、その他の回路要素を図示の如く接続して構成さ
れている。このうち、ガスセンサ１５は、ＣＯガスまた
は炭化水素ガスを検出するもので、ガス検出素子１６お
よびヒータ１７を備える。このヒータ１７は、ガス検出
素子１６を、第１の検出温度Ｔ₁または第２の検出温度
Ｔ₂に加熱する加熱手段である。また、検出抵抗Ｒ_LはＣ
Ｏガス検出、検出抵抗Ｒ_Hは炭化水素ガス検出に応じた
抵抗値をそれぞれ有し、ガス検出素子１６に対して上記
温度の切り替えに伴って切り替え接続される。また、ト
ランジスタＴＲ₁は、ヒータ１７をONまたはOFFに切り替
えてガス検出素子１６の加熱状態を調整し、トランジス
タＴＲ₂は、検出抵抗Ｒ_L、Ｒ_Hを選択的にガス検出素子
１６に接続する。

【００１８】また、ＣＰＵ１１は、警報器１の機能を制
御する制御手段である。このＣＰＵ１１は、機能概念的
に、ガス信号処理部１８、ヒータコントロール部１９、
タイマー２０、演算部２１、および、異常判定部２２を
備えて構成されている。このうち、ガス信号処理部１８
は、ガス検出素子１６の出力を受け、これを所定の閾値
と比較することにより、ガス漏れの有無を判定するガス
漏れ判定手段である。また、ヒータコントロール部１９
は、トランジスタＴＲ₁をスイッチング制御することに
よってヒータ１７を制御する。また、タイマー２０は、
ガス検出等の各種処理のタイミングを制御する。また、
演算部２１は、ガス検出等の各種処理の演算を行なう。
また、異常判定部２２は、第１の検出温度Ｔ₁に加熱さ
れたガス検出素子１６の電圧値（以下、第１の電圧値）
と、第２の検出温度Ｔ₂に加熱されたガス検出素子１６
の電圧値（以下、第２の電圧値）との差異に基づいて、
ガス検出素子１６に関連する異常の有無を判断する異常
判定手段である。

【００１９】また、記憶部１２は、ガス検出等の各種処
理に必要なプログラムやパラメータ等を記憶する記憶手
段であり、特に、本実施の形態においては、ガス検出素
子１６に関する異常の有無を判定するための抵抗異常閾
値と、取得された第１の電圧値および第２の電圧値を不
揮発的に記憶する。また、表示部１３は、図１の電源ラ
ンプ６、火災警報ランプ７、ＣＯ警報ランプ８、およ
び、炭化水素ガス警報ランプ９に接続され、これら各ラ
ンプ６〜９を点灯または点滅させる。また、音声出力部
１４は、スピーカ５に接続され、スピーカ５から音声メ
ッセージ等を出力させる。

【００２０】（処理の内容）次に、このように構成され
た警報器１のガス漏れおよび火災監視処理の内容につい
て説明する。図３は、この処理のフローチャートである
（なお、図３においては、火災検出機能のみに関する処
理を省略する）。

【００２１】まず、ヒータコントロール部１９は、ガス
検出素子１６の温度を所定時間間隔で検出温度Ｔ₁また
は第２の検出温度Ｔ₂の所定の一方に切り替え（ステッ
プＳＡ−１）、ＣＯガスまたは炭化水素ガスの一方の検
出を行なう。すなわち、ヒータコントロール部１９によ
ってトランジスタＴＲ₁を制御することにより、ヒータ
１７をＯＮ／ＯＦＦし、ガス検出素子１６を加熱して温
度切り替えを行なう。例えば、ＣＯガス検出用の第１の
温度Ｔ₁は約８０℃、炭化水素ガス検出用の第２の温度
Ｔ₂は約４２０℃である。また、この時、トランジスタ
ＴＲ₂を制御することによって、ガス検出素子１６に直
列接続する検出抵抗を切り替える。ここでは、例えば、
ＣＯガス検出時には検出抵抗Ｒ_Lを用い、炭化水素ガス
検出時には検出抵抗Ｒ_Hを用いる。

【００２２】このように切り替えられた第１の検出温度
Ｔ₁または第２の検出温度Ｔ₂を、所定時間維持して、温
度状態の安定化を図る（ステップＳＡ−２）。例えば、
第１の検出温度Ｔ₁は１５秒間程度、第２の検出温度Ｔ₂
は５秒間程度維持する。この時間経過は、タイマー２０
を用いて計時する。そして、この温度状態が安定した
後、ガス検出素子１６からの出力（第１の電圧値または
第２の電圧値）をガス信号処理部１８に取り込み、この
出力を所定の閾値と比較して、ガス漏れ発生の有無を判
定する（ステップＳＡ−３）。

【００２３】ここで、ガス漏れの発生が検出された場合
には、ガス信号処理部１８から表示部１３および音声出
力部１４に制御信号を出力し、ガス警報表示を行う（ス
テップＳＡ−４）。例えば、ＣＯガス検出時にはＣＯ警
報ランプ８を点灯し、炭化水素ガス検出時には炭化水素
ガス警報ランプ９を点灯し、また、スピーカ５から音声
警報を出力する。一方、ガス漏れの発生が検出されない
場合には、後述するガス検出素子１６の異常判定処理を
行う（ステップＳＡ−５）。ここで、ガス検出素子１６
の異常が発見された場合には、火災警報ランプ７、ＣＯ
警報ランプ８、または、炭化水素ガス警報ランプ９を所
定の組み合わせで点灯または点滅させることによって、
異常表示を行う（ステップＳＡ−６、ＳＡ−７）。一
方、異常が発見されない場合には、ステップＳＡ−１に
戻り、ガス検出素子１６の温度を検出温度Ｔ₁または検
出温度Ｔ₂の他方に切り替えて、ＣＯガスまたは炭化水
素ガスの他方のガス検出を上記と同様に行なう。以降、
このような温度切り替えとガス検出とを連続的に繰り返
す。

【００２４】次に、ステップＳＡ−５におけるガス検出
素子１６の異常判定処理について説明する。この処理の
フローチャートを図４に示す。この処理は、異常判定部
２２によって行われる。ここでは、まず、第１の電圧値
と第２の電圧値が取得される（ステップＳＢ−１）。具
体的には、検出温度Ｔ₁に切り替えている状態において
は、その時のガス検出素子１６の出力（第１の電圧値）
を取得すると共に、その直近に検出温度Ｔ₂に切り替え
た状態で取得されたガス検出素子１６の出力（第２の電
圧値）を記憶部１２から読み出す。あるいは、検出温度
Ｔ₂に切り替えている状態においては、その時のガス検
出素子１６の出力（第２の電圧値）を取得すると共に、
その直近に検出温度Ｔ₁に切り替えた状態で取得された
ガス検出素子１６の出力（第１の電圧値）を記憶部１２
から読み出す。

【００２５】そして、これら第１の電圧値と第２の電圧
値とを相互に比較する（ステップＳＢ−２）。ここで、
電源電圧Ｖ₀＝５ｖ、検出抵抗Ｒ_L＝１０ｋΩ、検出抵抗
Ｒ_H＝１ｋΩ、第１の検出温度Ｔ₁に加熱された際のガス
検出素子１６の抵抗Ｒ_L＝１ＭΩ、第２の検出温度Ｔ₂に
加熱された際のガス検出素子１６の抵抗Ｒ_H＝１０ｋΩ
とする。

【００２６】この時、第１の検出温度Ｔ₁下において、
正常時でかつＣＯガスが存在しない場合、第１の電圧値
＝Ｖ₀×（Ｒ_GL／（Ｒ_GL＋Ｒ_L））＝５ｖ×（１ＭΩ／
（１０ｋΩ＋１ＭΩ））＝４．９５ｖになる。一方、第
２の検出温度Ｔ₂下においては、正常時でかつ炭化水素
ガスが存在しない場合、第２の電圧値＝Ｖ₀×（Ｒ_GH／
（Ｒ_GH＋Ｒ_H））＝５ｖ×（１０ｋΩ／（１ｋΩ＋１０
ｋΩ））＝４．５５ｖになる。このことからガス検出素
子１６が正常に機能している状態、すなわち、ガス検出
素子１６の抵抗値異常が生じておらず、かつ、ガス検出
素子１６が短絡や断線していない場合には、第１の電圧
値＞第２の電圧値になることがわかる。

【００２７】一方、ガス検出素子１６が短絡している場
合、第１の電圧値＝第２の電圧値＝０ｖになる。また、
ガス検出素子１６が断線している場合、第１の電圧値＝
第２の電圧値＝５ｖになる。すなわち、短絡や断線時に
は、第１の電圧値＝第２の電圧値になることがわかる。
また、ガス検知素子１６が何らかの外的要因（例えば、
雑ガスによる被毒）によって組成変化を起こし、温度変
化に伴う抵抗変化が鈍くなり、あたかもガス検知素子１
６の抵抗値が固定されてしまったようになった場合を考
える。例えば、ガス検出素子１６の抵抗Ｒ_L＝抵抗Ｒ_H＝
１００ｋΩ程度に固定された場合、第１の電圧値＝４．
５５ｖ、第２の電圧値＝４．９５ｖになる。また、ガス
検出素子１６の抵抗Ｒ_L＝抵抗Ｒ_H＝１０ｋΩ程度に固定
された場合、第１の電圧値＝２．５０ｖ、第２の電圧値
＝４．５５ｖになる。すなわち、抵抗値異常の場合に
は、第１の電圧値＜第２の電圧値になることがわかる。

【００２８】これらのことから、ステップＳＢ−１にお
いて取り込んだ第１の電圧値と第２の電圧値とが、「第
１の電圧値＞第２の電圧値」の関係にあれば、ガス検出
素子１６が基本的に正常であると判断してステップＳＢ
−４に移行し、「第１の電圧値＝第２の電圧値」の場
合、または、「第１の電圧値＜第２の電圧値」の場合に
は、ガス検出素子１６に短絡、断線、または、抵抗値異
常が生じていると判断して、火災警報ランプ７、ＣＯ警
報ランプ８、または、炭化水素ガス警報ランプ９を所定
の組み合わせで点灯または点滅させることによって、異
常表示を行う（ステップＳＢ−３）。なお、ここでは、
第１の電圧値または第２の電圧値に基づいて、短絡、断
線、または、抵抗値異常を完全に識別して、その識別結
果に応じた警報等を出力するようにしてもよい。

【００２９】ここで、上記のように、「第１の電圧値＞
第２の電圧値」の関係にあれば、ガス検出素子１６は基
本的に正常であると判断することができる。しかしなが
ら、この場合においても、ガス検出素子１６の正常性に
疑問が生ずる場合がある。すなわち、上記のようにガス
検出素子１６の抵抗値は、第１の検出温度Ｔ₁に加熱さ
れた時に数ＭΩ、第２の検出温度Ｔ₂に加熱された時に
数１０ｋΩになるため、第１の電圧値と第２の電圧値と
の差異は０．１〜０．５ｖであると考えられる。したが
って、第１の電圧値と第２の電圧値との差異が、このよ
うな正常範囲を外れている場合には、ガス検出素子１６
に何らかの異常が生じていると考えることができる。

【００３０】このため、ステップＳＢ−４においては、
第１の電圧値と第２の電圧値との差異を、記憶部１２か
ら読み出した抵抗異常閾値と比較し、差異が抵抗異常閾
値を超えている場合には、ステップＳＢ−３に移行して
異常表示を行う。なお、ここで用いる抵抗異常閾値は、
誤作動を防止するため、上述の正常値０．１〜０．５ｖ
に対して上下両側に若干余裕を持って設定しておくこと
が好ましく、例えば、０．０５〜１．０ｖの範囲にする
ことができる。その後、ステップＳＢ−４において異常
がないと判断された場合には、その時点の第１の電圧値
または第２の電圧値を、次の判断に使用するために記憶
部１２に更新記憶する。これにてガス検出素子１６の異
常判定処理が終了する。

【００３１】（他の実施の形態）さて、これまで本発明
の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した
実施の形態以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技
術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて
実施されてよいものである。例えば、上記の実施の形態
においては、本発明を火災ガス漏れ警報器に適用した例
を示すが、少なくともガス漏れの検出機能を有する任意
の警報器について同様に適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、第１の電圧値と第２の電圧値との差異に基づいて、
ガス検出素子に関連する異常の有無が判断される。した
がって、ガス漏れ検出機能の中核をなすガス検出素子の
異常を監視することができ、ガス漏れ警報器の信頼性を
一層向上させることができる。

【００３３】また、本発明によれば、第１の電圧値と上
記第２の電圧値とが相互に等しい場合には、ガス検出素
子が短絡または断線していると判断される。したがっ
て、ガス検出素子の短絡または断線の有無を監視するこ
とができる。

【００３４】また、本発明によれば、第２の電圧値が第
１の電圧値よりも大きい場合には、ガス検出素子に抵抗
値異常が発生していると判断される。したがって、ガス
検出素子の抵抗値異常の有無を監視することができる。

【００３５】また、本発明によれば、第１の電圧値と第
２の電圧値との差異が所定範囲外である場合には、ガス
検出素子に異常が発生していると判断される。したがっ
て、短絡、断線、および、抵抗値異常以外の異常の有無
を監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における警報器の全体斜視
図である。

【図２】警報器の要部構成を示すブロック図である。

【図３】警報器のガス漏れおよび火災監視処理のフロー
チャートである。

【図４】ガス検出素子の異常判定処理のフローチャート
である。

【符号の説明】

１警報器２筐体３火災検出部４ガス検出部５スピーカ６電源ランプ７火災警報ランプ８ＣＯ警報ランプ９炭化水素ガス警報ランプ１０検出回路部１１ＣＰＵ２２異常判定部１２記憶部１３表示部１４音声出力部１５ガスセンサ１６ガス検出素子１７ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者湯地定隆東京都品川区上大崎二丁目10番43号ホーチキ株式会社内 (72)発明者万本敦東京都品川区上大崎二丁目10番43号ホーチキ株式会社内Ｆターム(参考） 2G046 AA11 AA18 DB05 DC09 DC10 DC12 2G060 AA02 AB08 AB16 AB19 AE11 AF07 HB07 HC07 HC10 HC15 HD01 HD02 HD08 5C086 AA02 BA01 CA02 CA04 DA03 DA08 DA12 EA11 EA13 EA45 FA06 FA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス検出素子と、当該ガス検出素子を少
なくとも第１の検出温度または当該第１の検出温度より
高い第２の検出温度に加熱する加熱制御手段と、当該ガ
ス検出素子の出力に基づいてガス漏れの有無を判定する
ガス漏れ判定手段とを備えて構成されるガス漏れ警報器
において、上記第１の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の第
１の電圧値と、上記第２の検出温度に加熱された上記ガ
ス検出素子の第２の電圧値との差異に基づいて、上記ガ
ス検出素子に関連する異常の有無を判断する異常判定手
段、を備えたことを特徴とするガス漏れ警報器。
【請求項２】上記異常判定手段は、上記第１の電圧値
と上記第２の電圧値とが相互に等しい場合には、上記ガ
ス検出素子が短絡または断線していると判断すること、を特徴とする請求項１に記載のガス漏れ警報器。
【請求項３】上記異常判定手段は、上記第２の電圧値
が上記第１の電圧値よりも大きい場合には、上記ガス検
出素子に抵抗値異常が発生していると判断すること、を特徴とする請求項１または２に記載のガス漏れ警報
器。
【請求項４】上記異常判定手段は、上記第１の電圧値
が上記第２の電圧値よりも大きい場合において、これら
第１の電圧値と第２の電圧値との差異が所定範囲外であ
る場合には、上記ガス検出素子に異常が発生していると
判断すること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のガス
漏れ警報器。