JP2004157914A

JP2004157914A - ガス漏れ警報装置

Info

Publication number: JP2004157914A
Application number: JP2002325058A
Authority: JP
Inventors: Makiko Shibata; 真紀子柴田; Takashi Ozawa; 崇小澤; Hajime Matsui; 肇松井
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】安全性を保ちつつ、取り付けられた環境に応じて、最も適切に警報を発生することができるガス漏れ警報装置に存する。
【解決手段】交流ブリッジ２が、接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２を含む。ＣＰＵ５が、交流ブリッジ２の出力が第１警報判定値を超えたときと、第１警報判定値より小さい第２警報判定値を超えたときとに警報を発生する。ＣＰＵ５はさらに、交流ブリッジ２の出力を監視し、電源投入後の所定時間に行われた監視結果に基づき、第１警報判定値を補正し、以後補正を行わない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス漏れ警報装置に係わり、特に、ガス漏れ等のガス濃度増大の異常を検知して警報を与えるガス漏れ警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス漏れ警報装置に含まれる接触燃焼式ガスセンサＬは、図４に示すように線径２０〜５０μｍの白金コイルＣＬ上に触媒ＣＹを塗布して形成する。接触燃焼式ガスセンサＬは、燃焼ガスが触れることにより電気抵抗が変化する。このような構成の接触燃焼式ガスセンサＬは、図５に示すように交流ブリッジの一辺に接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２が接続され、接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２の各対向辺に抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続されてセンサ手段が構成される。そして交流ブリッジの一方の両端に交流電圧が印加され、他方の両端からセンサ出力Ｖが取り出される。
【０００３】
接触燃焼式ガスセンサＬ１は実際に検知ガスにさらされる検知素子であり、接触燃焼式ガスセンサＬ２は検知ガスから遮断されて温度補償などを行う基準素子として使用される。このような構成の交流ブリッジにおいて、燃焼ガスを検知しない間は、各接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値が同等となり、交流ブリッジは平衡状態を保つため、センサ出力Ｖは発生しない。
【０００４】
しかし、交流ブリッジは電源を投入したとき、検知素子としての接触燃焼式ガスセンサＬ１は周囲に燃焼ガスが存在しなくても、センサ出力は短時間に例えば３５ｍＶ以上に上昇し、その後時間の進行とともに徐々に低下し、その後、例えば２０ｍＶに安定する。接触燃焼式ガスセンサＬ１の周囲に燃焼ガスが存在しないときに出力されるセンサ出力の値を空気ベースという。
【０００５】
ガス漏れ警報装置において、ガス漏れの警報判定値は「空気ベース＋α（ｖ）」というように設定される。αはセンサ出力の性能によって任意に定められた値である。
空気ベースは接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２の経年変化や、外部要因に起因して変化するため、空気ベースの変化に伴って警報判定値を更新して補正する必要がある。
【０００６】
また、一般的に、ガス漏れ警報装置は、第１警報判定値及び第２警報判定値（＜第１警報判定値）の２つ警報判定値が設定され、センサ出力Ｖが第１及び第２警報判定値を超える毎に警報を発生する２段階警報を行っている。第１警報判定値としては、爆発の危険性がある下限濃度である下限危険レベルの約１／４以下のガス濃度に相当するよう設定されている。第２警報判定値としては、下限危険レベルの約１／１００のガス濃度に相当するように設定されている。
【０００７】
このような２段階警報を行うガス漏れ警報装置においては、安全面を考慮して、第１警報判定値の空気ベース補正は行わず、第２警報判定値のみ空気ベース補正を行っている。つまり、センサ出力が第１警報判定値を超えるということは、かなりの濃度のガス漏れが生じていることであり、危険度が非常に高い。また、空気ベース補正は、空気ベースの変動に遅れて補正されるものである。
【０００８】
このため、空気ベースが高くなって、空気ベース補正により第１警報判定値を高い値に補正した後、突然、空気ベースが低くなるような場合にガス漏れが生じると、実際の空気ベースが低くなっているにも拘わらず、補正が間に合わず第１警報判定値が高い値に設定されたままとなってしまうからである。このような、警報判定値の補正を行うガス漏れ警報装置として、特許文献１に記載されたガス警報装置が挙げられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−４９７７８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した空気ベースは、センサ手段が故障したり、経年変化していなくても、出荷前に空気ベースを測定した状態とは異なる状況で、台所などに取り付けた場合、設置時からすでに実際の空気ベースと第１及び第２警報判定値に用いられている空気ベースとがずれることがある。上述したように第１警報判定値については空気ベース補正が行われない。このため、ガス漏れ警報装置が取り付けられた環境によって二段目の警報時期に誤差が生じてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、安全性を保ちつつ、取り付けられた環境に応じて、最も適切に警報を発生することができるガス漏れ警報装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、接触燃焼式ガス検出素子を含むセンサ手段と、前記センサ手段の出力が第１警報判定値を超えたときと、前記第１警報判定値より小さい第２警報判定値を超えたときとに警報を発生する警報発生手段とを備えたガス漏れ警報装置において、前記センサ手段の出力を監視する監視手段と、電源投入後の所定時間に行われた前記監視手段による監視結果に基づき、前記第１警報判定値を補正し、以後補正を行わない第１補正手段とをさらに備えたことを特徴とするガス漏れ警報装置に存する。
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、センサ手段が、接触燃焼式ガス検出素子を含む。警報発生手段が、センサ手段の出力が第１警報判定値を超えたときと、第１警報判定値より小さい第２警報判定値を超えたときとに警報を発生する。監視手段が、センサ手段の出力を監視する。第１補正手段が、電源投入後の所定時間に行われた監視手段による監視結果に基づき、第１警報判定値を補正し、以後補正を行わない。
【００１４】
従って、電源投入後、つまり、ガス漏れ警報装置が取り付けられた後の所定時間に行われた監視結果に基づき、第１警報判定値を補正することにより、取り付けられた環境に応じて、第１警報判定値がばらつくことがなくなる。しかも、以後補正を行わないことにより、安全性を確保することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のガス漏れ警報装置であって、定期的に、前記監視手段による監視結果に基づき、前記第２警報判定値を補正する第２補正手段をさらに備えたことを特徴とするガス漏れ警報装置に存する。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、第２補正手段が、定期的に、監視手段による監視結果に基づき、第２警報判定値を補正する。従って、第２補正手段により、空気ベースの経時変化を補正した適切な第２警報判定値を用いて警報を行うことができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のガス漏れ警報装置であって、前記監視手段による監視結果に基づき、周囲に燃焼ガスが存在しないときの前記センサ手段の出力である空気ベースを補正する空気ベース補正手段と、前記空気ベース補正手段が補正した空気ベースが予め定めた補正範囲を逸脱したとき、前記接触燃焼式ガス検出素子の異常を検出する異常検出手段とをさらに備え、前記第１補正手段は、該補正した空気ベースと所定値とを加算した値を、補正した前記第１警報判定値とすることにより、前記第１警報判定値の補正を行うことを特徴とするガス漏れ警報装置に存する。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、空気ベース補正手段が、監視手段による監視結果に基づき、周囲に燃焼ガスが存在しないときのセンサ手段の出力である空気ベースを補正する。第１補正手段が、補正した空気ベースと所定値とを加算した値を、補正した第１警報判定値とすることにより、第１警報判定値の補正を行う。異常検出手段が、空気ベース補正手段が補正した空気ベースが予め定めた補正範囲を逸脱したとき、接触燃焼式ガス検出素子の異常を検出する。従って、補正した空気ベースを流用して、センサ手段の異常を検出することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、ガス漏れ警報装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
同図において、１は例えば商用交流電源ＡＣ１００Ｖを１次電圧とする変圧器、２は変圧器１の２次側に設けられ、降圧した交流電圧を電源とする交流ブリッジである。交流ブリッジ２には、一辺に燃焼ガスが触れることにより電気抵抗が変化する接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２（接触燃焼式ガス検出素子に相当）が接続され、他の辺に抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続されてセンサ手段が構成されている。この交流ブリッジ２の一方の出力端子は接地されている。
【００２０】
３は交流ブリッジ２の出力を増幅する演算増幅器であり、この演算増幅器３の反転入力端子−には交流ブリッジ２の他方の出力端子が接続され、非反転入力端子＋は接地されている。演算増幅器３は図示しない直流電源から電源電圧が供給されている。４は演算増幅器３の交流出力電圧（センサ出力）を直流化する整流回路であり、この整流回路４は交流出力電圧を整流するダイオードＤ、整流された出力電圧を平滑するコンデンサＣ、抵抗Ｒ３を含んでいる。平滑された出力電圧は最終的にセンサ出力Ｖとしてマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）５に入力される。
【００２１】
ＣＰＵ５は予め定められた制御プログラムを格納したＲＯＭと各種データを書き込んだり読み出したりするＲＡＭを内蔵すると共に、整流回路４で整流平滑されたセンサ出力Ｖを入力する入力ポートＩＰ、ガス漏れ警報音を発するブザーが接続される出力ポートＯＰ、入力されたセンサ出力Ｖをデジタル変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）を備える。
【００２２】
次に、ＣＰＵ５が予め定められた制御プログラムに従って行う処理を図２及び図３のフローチャートに沿って説明する前に、ガス漏れ警報判定処理の概要について説明する。
ＣＰＵ５は電源投入時に初期化を行い、ＲＯＭに予め格納してある２つの固定値を読み出し、一方の固定値を第１警報判定値Ｖ_１、他方の固定値を第２警報判定値Ｖ_２として、ＲＡＭに格納する。電源投入から１分が経過すると、ＣＰＵ５は、警報発生手段として働き、センサ出力ＶをＡ／Ｄ変換器でデジタル変換して順次読み込み、この読み込んだセンサ出力ＶとＲＡＭ内に格納された第１、第２警報判定値を比較し、第２警報判定値を越えている時に第１段目の警報を、第１警報判定値を越えている時に第２段目の警報をそれぞれ発するガス漏れ警報動作を行う。この警報動作は、出力ポートＯＰに異なる周期で、Ｈ，Ｌ信号を交互に出力し、ブザー６に高低２種類の音を発生させることによって行うことができる。
【００２３】
このように、ガス漏れ警報判定を行う際に、先ず、入力したセンサ出力Ｖと第２警報判定値Ｖ_２とを比較するのであるが、燃焼ガスが存在していないときに出力されるセンサ出力Ｖである空気ベースは接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２の経年的、あるいは外部要因により変動する。そのため、ガス漏れ判定精度を維持するには経年変化、あるいは、外部要因に起因した空気ベースの変動分を補正した第２警報判定値Ｖ_２に更新する必要がある。
【００２４】
また、ガス漏れ警報判定を行う際に、入力したセンサ出力と第１警報判定値Ｖ_１とも比較するのであるが、空気ベースはガス漏れ警報装置の取り付け環境により変動する。そのため、ガス漏れ判定精度を維持するには、取り付け環境に応じた空気ベースの変動分を補正した第１警報判定値Ｖ_１に更新する必要がある。
【００２５】
第１及び第２警報判定値Ｖ_１、Ｖ_２を更新して補正する際、空気ベースの変動範囲（＝変動範囲）を把握する必要がある。補正範囲を把握しておけば、空気ベースの値が補正範囲に収まっているか否かを判定し、補正範囲を逸脱したときにセンサ異常を判定することができるからである。
【００２６】
ここで、補正範囲とは、空気ベースの初期値と接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２の経年劣化を判定するために予め空気ベースの初期値に基づいて設定された判定値との間に設定された範囲を示す。そして、この判定値とは、接触燃焼式ガスセンサＬ１、Ｌ２を例えば５年間に亘って使用した場合の経年劣化により、空気ベースが初期値より低下した値を示す。
【００２７】
以下、ガス漏れ警報装置の第１及び第２警報判定値の補正及びセンサ異常判定の処理方法を図２及び図３に示すＣＰＵ５の処理手順を示すフローチャートを参照して説明する。
まず、ＣＰＵ５は、電源投入に応じて初期補正処理を開始する。初期補正処理において、ＣＰＵ５は、まず、タイマをスタートさせる（ステップＳ１）。次に、センサ出力Ｖが第２警報判定値Ｖ_２より大きいか否かを判断する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２で用いられている第２警報判定値Ｖ_２としては、ＲＯＭに予め格納してあった固定値が用いられている。
【００２８】
センサ出力Ｖが第２警報判定値Ｖ_２より大きいとき（ステップＳ２でＹ）、点検ガスによる点検が行われていると判断し、ＣＰＵ５は、タイマをリセットした後（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。一方、センサ出力Ｖが第２警報判定値Ｖ_２より小さいとき（ステップＳ２でＮ）、点検ガスによる点検が行われていないと判断し、ＣＰＵ５は、次に、タイマスタートから１０分経過したか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００２９】
タイマスタートから１０分経過していない場合（ステップＳ４でＮ）、再びステップＳ２に戻る。一方、タイマスタートから１０分経過していれば（ステップＳ４でＹ）、ＣＰＵ５は、センサ出力Ｖが安定したと判断して、次のステップＳ５に進む。
【００３０】
ステップＳ１〜Ｓ４におけるＣＰＵ５の動作によれば、電源投入後、点検ガスによる点検が行われなかった場合、電源投入後センサ出力Ｖが安定するまでの時間である１０分待機した後、ステップＳ５に進むこととなる。また、電源投入後１０分以内に点検ガスによる点検が行われた場合、点検終了後センサ出力Ｖが安定するまでの時間である１０分待機した後、ステップＳ５に進む。
【００３１】
ステップＳ５において、ＣＰＵ５は、監視手段として働き、第１センサ出力監視処理を行う。第１センサ出力監視処理において、ＣＰＵ５は、１秒毎にセンサ出力Ｖを読み取り、読み取ったセンサ出力ＶをＲＡＭ内に格納する動作を１５分間（請求項１の所定時間に相当）繰り返す。この第１センサ出力監視処理により、ＲＡＭ内に格納されるセンサ出力Ｖのデータ数は１５×６０＝９００となる。次に、ＣＰＵ５は、上述した第１センサ出力監視処理によりＲＡＭ内に格納したセンサ出力の平均を算出する（ステップＳ６）。
【００３２】
そして、ＣＰＵ５は、空気ベース補正手段として働き、算出した平均を、補正した空気ベースＶ_ＡＢとしてＲＡＭ内に格納する（ステップＳ７）。次に、ＣＰＵ５は、異常検出手段として働き、ステップＳ７でＲＡＭ内に格納した補正空気ベースＶ_ＡＢを読み出し、読み出した補正空気ベースＶ_ＡＢが上述したように定めた補正範囲に収まっているか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００３３】
収まっていれば（ステップＳ８でＹ）、ＣＰＵ５は、第１及び第２補正手段として働き、補正空気ベースＶ_ＡＢに所定値αを加算した値を第１警報判定値Ｖ_１としてＲＡＭ内に格納すると共に、補正空気ベースＶ_ＡＢに所定値βを加算した値を第２警報判定値Ｖ_２としてＲＡＭ内に格納した後（ステップＳ９）、初期補正処理を終了する。
【００３４】
一方、補正空気ベースＶ_ＡＢが補正範囲を逸脱していれば（ステップＳ８でＮ）、ＣＰＵ５は、交流ブリッジ２に異常が発生したと判断して、その旨の警報を発生した後（ステップＳ１０）、初期補正処理を終了する。ステップＳ８の動作によれば、補正空気ベースＶ_ＡＢを流用して交流ブリッジ２の異常を検出することができる。また、上述したように初期補正処理では第１及び第２警報判定値Ｖ_１、Ｖ_２両者の補正を行っている。
【００３５】
上記初期補正処理を終了すると、ＣＰＵ５は、定期補正処理を開始する。定期補正処理において、ＣＰＵ５は、まず、補正空気ベースＶ_ＡＢをゼロリセットした後（ステップＳ１１）、再び監視手段として働いて、第２センサ出力監視処理を行う（ステップＳ１２）。第２センサ出力監視処理において、ＣＰＵ５は、１０分毎にセンサ出力を読み取り、読み取ったセンサ出力ＶをＲＡＭ内に格納する動作を１時間繰り返す。この第２センサ出力監視処理により、ＲＡＭ内に格納されるセンサ出力のデータ数は６となる。次に、ＣＰＵ５は、上述した第２センサ出力監視処理によりＲＡＭ内に格納したセンサ出力の平均Ｖ_ＡＶＥを算出する（ステップＳ１３）。
【００３６】
次に、ＣＰＵ５は、補正空気ベースＶ_ＡＢがゼロリセットされた状態か否かを判断する（ステップＳ１４）。ゼロリセットされた状態であれば（ステップＳ１４でＹ）、ＣＰＵ５は、ステップＳ１３で算出した平均Ｖ_ＡＶＥを補正空気ベースＶ_ＡＢとしてＲＡＭ内に格納した後（ステップＳ１６）、ステップＳ１７に進む。
【００３７】
一方、ゼロリセットされていない状態であれば（ステップＳ１４でＮ）、ＣＰＵ５は、ステップＳ１３で算出した平均Ｖ_ＡＶＥがＲＡＭ内に格納されている補正空気ベースＶ_ＡＢより小さいか否かを判断する（ステップＳ１５）。小さければ（ステップＳ１５でＹ）、ＣＰＵ５は、ステップＳ１６に進んだ後、ステップＳ１７に進む、これに対して、大きければ（ステップＳ１５でＮ）、ステップＳ１６に進むことなく直ちにステップＳ１７に進む。
【００３８】
ステップＳ１７において、ＣＰＵ５は、ステップＳ１１において補正空気ベースＶ_ＡＢがゼロリセットされてから予め定めた更新時間が経過したか否か判断する。更新時間経過しなければ（ステップＳ１７でＮ）、ＣＰＵ５は再びステップＳ１２に戻る。一方、更新時間が経過していれば（ステップＳ１７でＹ）、次のステップＳ１８に進む。このステップＳ１８に進んだ時点で補正空気ベースＶ_ＡＢとして格納される値は、更新時間内にステップＳ１３が繰り返された結果、算出された複数の平均値Ｖ_ＡＶＥのうちの最小値である。
【００３９】
ステップＳ１８において、ＣＰＵ５は、再び異常検出手段として働き、ＲＡＭ内に格納されている補正空気ベースＶ_ＡＶＥを読み出し、読み出した補正空気ベースＶ_ＡＶＥが補正範囲に収まっているか否かを判断する。
【００４０】
収まっていれば（ステップＳ１８でＹ）、ＣＰＵ５は、第２補正手段として働き、補正空気ベースＶ_ＡＢに所定値βを加算した値を第２警報判定値Ｖ_２としてＲＡＭ内に格納した後（ステップＳ１９）、ステップＳ１１に戻る。一方、補正空気ベースＶ_ＡＢが補正範囲を逸脱していれば（ステップＳ１８でＮ）、ＣＰＵ５は、交流ブリッジ２に異常が発生したと判断して、その旨の警報を発生した後（ステップＳ２０）、ステップＳ１１に戻る。この定期補正処理では、第１警報判定値Ｖ_１の補正は行われない。
【００４１】
上述した動作によれば、初期補正処理において、電源投入後、つまり、ガス漏れ警報装置が取り付けられた後に行われる第１センサ出力監視処理の監視結果に基づき、第１警報判定値Ｖ_１を補正される。これにより、取り付けられた環境に応じて、第１警報判定値Ｖ_１がばらつくことがなくなる。しかも、第１警報判定値Ｖ_１の補正が行われる初期補正処理は、電源投入後１回行われ、以降繰り返し行われず、安全性を確保することができる。
【００４２】
一方、第２警報判定値Ｖ_２は、電源投入後、初期補正処理により補正された後、定期補正処理により更新時間毎に補正することができる。このため、空気ベースの経時変化を補正した適切な第２警報判定値を用いて警報を行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、電源投入後、つまり、ガス漏れ警報装置が取り付けられた後の所定時間に行われた監視結果に基づき、第１警報判定値を補正することにより、取り付けられた環境に応じて、第１警報判定値がばらつくことがなくなる。しかも、以後補正を行わないことにより、安全性を確保することができるので、安全性を保ちつつ、取り付けられた環境に応じて、適切に警報を発生することができるガス漏れ警報装置を得ることができる。
【００４４】
請求項２記載の発明によれば、第２補正手段により、空気ベースの経時変化を補正した適切な第２警報判定値を用いて警報を行うことができるので、より一層、適切に警報を発生することができるガス漏れ警報装置を得ることができる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、補正した空気ベースを流用して、センサ手段の異常を検出することができるので、コストダウンを図ったガス漏れ警報装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス漏れ警報装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のガス漏れ警報装置を構成するＣＰＵ５の初期補正処理における処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図１のガス漏れ警報装置を構成するＣＰＵ５の定期補正処理における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】接触燃焼式ガスセンサＬの構成を示す図である。
【図５】図４の接触燃焼式ガスセンサＬを用いて構成した交流ブリッジを示す図である。
【符号の説明】
Ｌ１、Ｌ２接触燃焼式ガスセンサ（接触燃焼式ガス検出素子）
２交流ブリッジ（センサ手段）
Ｖ_１第１警報判定値
Ｖ_２第２警報判定値
５ＣＰＵ（警報発生手段、監視手段、第１補正手段、第２補正手段、空気ベース補正手段、異常検出手段）
α 所定値

Claims

接触燃焼式ガス検出素子を含むセンサ手段と、前記センサ手段の出力が第１警報判定値を超えたときと、前記第１警報判定値より小さい第２警報判定値を超えたときとに警報を発生する警報発生手段とを備えたガス漏れ警報装置において、
前記センサ手段の出力を監視する監視手段と、
電源投入後の所定時間に行われた前記監視手段による監視結果に基づき、前記第１警報判定値を補正し、以後補正を行わない第１補正手段と
をさらに備えたことを特徴とするガス漏れ警報装置。
請求項１記載のガス漏れ警報装置であって、
定期的に、前記監視手段による監視結果に基づき、前記第２警報判定値を補正する第２補正手段を
さらに備えたことを特徴とするガス漏れ警報装置。
請求項１又は２記載のガス漏れ警報装置であって、
前記監視手段による監視結果に基づき、周囲に燃焼ガスが存在しないときの前記センサ手段の出力である空気ベースを補正する空気ベース補正手段と、
前記空気ベース補正手段が補正した空気ベースが予め定めた補正範囲を逸脱したとき、前記接触燃焼式ガス検出素子の異常を検出する異常検出手段とをさらに備え、
前記第１補正手段は、該補正した空気ベースと所定値とを加算した値を、補正した前記第１警報判定値とすることにより、前記第１警報判定値の補正を行う
ことを特徴とするガス漏れ警報装置。