JP2007286035A - 電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】周辺に電波が存在していても、内蔵する電気化学式ＣＯセンサを用いて、周辺雰囲気中の対象ガスの濃度を正確に把握し、対象ガスの濃度に関する警報の出力を的確に行えるようにする。
【解決手段】内部に水を収容した容器を金属缶で構成し、この金属缶に電気的に接続される対極３２においてプロトンの還元反応を起こすプロトン導電体膜３の、周辺雰囲気中のＣＯが酸化反応を起こす検知極３１と、検知極３１から対極３２に流れるＣＯ濃度に応じた電流を電圧変換し増幅してＣＯ濃度信号とする信号処理回路２０の接地電位（０Ｖ）箇所との間に、＋を検知極３１側にしてコンデンサＣを接続し、周辺の電波により金属缶に流れる高周波の誘導電流を、信号処理回路２０側でなくコンデンサＣ経由で接地電位（０Ｖ）箇所に流すようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロトン導電体膜を用いた電気化学式ガスセンサを内蔵したガス警報器に関するものである。

燃焼機器の不完全燃焼等によるＣＯガスを検出し警報するＣＯ警報器として、従来から、電気化学式ＣＯセンサを内蔵したものが知られている。

図７に断面図で示すように、この電気化学式ＣＯセンサ１Ａは、内部に水５が収容された樹脂製の容器２Ａの上部開口４にプロトン導電体膜３を設置して、その対極３２を容器２Ａ内に露出させると共に、反対側の検知極３１にガス吸着フィルタ８ｃを内蔵した樹脂製のキャップ８Ａを重ねて容器２Ａの上部開口４にかしめ固定して構成されている。

上述した構成の電気化学式ＣＯセンサ１Ａでは、周辺雰囲気中のＣＯが、キャップ８Ａの導入孔８ａから内部に導入されて、活性炭やシリカゲル、ゼオライト等からなるガス吸着フィルタ８ｃや導出孔８ｂ、そして、キャップ８Ａとプロトン導電体膜３との間に介設した拡散防止板７Ａの拡散制御孔７ａを通過して検知極３１に到達し、ここで、対極３２側からプロトン導電体膜３に供給される容器２Ａ内の水５の水分を利用した酸化反応を起こして、検知極３１にプロトン（２Ｈ⁺）と電子（２ｅ^-）を発生させる。

検知極３１に発生した電子（２ｅ^-）はプロトン導電体膜３の内部を通過できないので検知極３１に滞留し、一方、プロトン（２Ｈ⁺）は、プロトン導電体膜３の内部を通過して対極３２に移動し、ここで、容器２内の酸素と還元反応を起こして、対極３２に水（Ｈ₂Ｏ）を生成する。

したがって、検知極３１と対極３２との間に負荷（図示せず）を接続すると、検知極３１に滞留した電子（２ｅ^-）の対極３２に向かう流れが負荷に生じ、これにより対極３２から負荷を経て検知極３１に向かう短絡電流の流れが生じるので、この負荷に流れる短絡電流を電流−電圧変換することで、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた電圧値のＣＯ濃度信号が得られる（例えば特許文献１，２）。

このような検出原理の構成による電気化学式ＣＯセンサ１Ａは、それ自身では、ＣＯ濃度信号の元となる、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた大きさの短絡電流を発生させるために、外部からの電力供給を必要としないことから、電池によって長期間駆動する必要のあるＣＯ警報器での利用に適している。
特開２００４−１７０１０１号公報 特開２００４−２７９２９３号公報

ところで、上述した電気化学式ＣＯセンサ１Ａにおいては、検知極３１に発生する電子（２ｅ^-）が僅かであり、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じたＣＯ濃度信号が非常に微弱なものであることから、周辺に電波が存在すると、それによる高周波の誘導電流が、短絡電流の流れるラインに重畳して流れ、重畳後の短絡電流から電流−電圧変換して生成されるＣＯ濃度信号の波形に乱れを生じて、ＣＯ濃度の検出精度を低下させることになってしまう。

そのため、電気化学式ＣＯセンサ１Ａを用いてＣＯ濃度を監視、警報する電池式のＣＯ警報器においては、電気化学式ＣＯセンサ１Ａに対する周辺の電波の影響を排除することが、周辺雰囲気中のＣＯ濃度を正確に把握し、ひいては、ＣＯ濃度に関する警報の出力を的確に行う上で重要である。

そして、以上に説明した問題点は、ＣＯ警報器においてのみ発生し得るものではなく、電気化学式のガスセンサの検知極と対極との間に発生する、周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた大きさの電流を、信号処理回路により電圧値のガス濃度信号により、周辺雰囲気中の対象ガスの濃度を測定する場合に、広く起こり得るものである。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、周辺に電波が存在していても、内蔵する電気化学式ガスセンサを用いて、周辺雰囲気中の対象ガスの濃度を正確に把握し、ひいては、対象ガスの濃度に関する警報の出力を的確に行えるようにすることができるガス警報器を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器は、内部に水が収容された容器の上部開口に固定されたプロトン導電体膜の検知極で発生する、前記容器の周辺雰囲気中に存在する対象ガスの酸化反応と、前記プロトン導電体膜の対極で発生する、前記酸化反応によって発生したプロトンの還元反応とにより、前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた大きさの電流を、前記検知極と前記対極との間に発生する電気化学式ガスセンサと、前記検知極及び前記対極に接続されて前記電流を前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた電圧値のガス濃度信号に変換する信号処理回路とをケースに内蔵し、前記ガス濃度信号によって示される前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度が警報レベルに到達した時に警報を出力するガス警報器であって、前記ケースと前記容器との間に、該容器を覆う金属シールド部材を配置し、前記金属シールド部材を、コンデンサを介して前記信号処理回路の接地電位箇所に接続したことを特徴とする。

請求項２に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器は、請求項１に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器において、前記容器が、前記金属シールド部材を兼ねる金属缶によって構成されており、該金属缶に前記対極が電気的に接続されて、該対極側のターミナルを前記金属缶が構成しており、該金属缶２がコンデンサＣを介して前記信号処理回路２０の接地電位箇所に接続されているものとした。

請求項３に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器は、請求項２に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器において、前記金属缶の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度の測定中に開放状態から閉成状態に切り換えられるスイッチを、前記金属缶と前記信号処理回路との間に有しており、前記スイッチと前記金属缶との間が、前記コンデンサを介して前記信号処理回路の接地電位箇所に接続されているものとした。

前記目的を達成するため請求項４に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器は、内部に水が収容された容器の上部開口に固定されたプロトン導電体膜の検知極で発生する、前記容器の周辺雰囲気中に存在する対象ガスの酸化反応と、前記プロトン導電体膜の対極で発生する、前記酸化反応によって発生したプロトンの還元反応とにより、前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた大きさの電流を、前記検知極と前記対極との間に発生する電気化学式ガスセンサと、前記検知極及び前記対極に接続されて前記電流を前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた電圧値のガス濃度信号に変換する信号処理回路とをケースに内蔵し、前記ガス濃度信号によって示される前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度が警報レベルに到達した時に警報を出力するガス警報器であって、前記ケースと前記容器との間に配置して前記容器を覆い且つ前記対極が電気的に接続される金属シールド部材と、前記金属シールド部材に対向するように前記シールド部材と前記ケースとの間に介在して接地される金属部材と、前記金属シールド部材と前記金属部材との間を絶縁するように介在する絶縁部材と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器によれば、ガス警報器の周辺に電波が存在すると、検知極や対極と信号処理回路とを接続するライン上に誘導電流が流れて、検知極と対極との間に発生する容器の周辺雰囲気中のガス濃度に応じた大きさの電流に重畳され、この電流を電流−電圧変換して得られるガス濃度信号の波形に乱れが生じて、ガス濃度信号によって示される容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度が警報レベルに到達した時に出力される警報の誤出力の要因となる。

しかし、ケースと容器との間に配置されて容器を覆う金属シールド部材により電波が遮断され、しかも、電波による高周波の誘導電流は、コンデンサを通って金属シールド部材からその接続先である信号処理回路の接地電位箇所に流れ、一方、容器の周辺雰囲気中のガス濃度に応じて検知極と対極との間に発生する電流は直流でコンデンサを通らないことから、電波による誘導電流の重畳されていない正しい波形のガス濃度信号を取り出して、周辺雰囲気中の対象ガスの濃度を正確に把握し、ひいては、対象ガスの濃度に関する警報の出力を的確に行えるようにすることができる。

また、請求項２に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器によれば、請求項１に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器において、プロトン導電体膜の対極に電気的に接続されて対極側のターミナルを構成する金属缶が、金属シールド部材を兼ねて容器を構成し、かつ、コンデンサＣを介して信号処理回路２０の接地電位箇所に接続されることから、対極側のターミナルとして機能する金属缶をそのまま電波遮断用の金属シールド部材として活用して、構成の効率化を図ることができる。

さらに、請求項３に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器によれば、請求項２に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器において、金属缶の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度の非測定時に、その間電源供給が断たれる信号処理回路側を電気化学式ガスセンサから切り離すためのスイッチよりも電気化学式ガスセンサ側が、コンデンサを介して信号処理回路の接地電位箇所に接続される。

このため、スイッチが開放状態にある対象ガスの濃度の非測定時であっても、金属缶の周辺に存在する電波により発生する高周波の誘導電流を信号処理回路の接地電位箇所に流し、金属缶に滞留してスイッチの閉成時に信号処理回路側に流れないようにすることができる。

請求項４に記載した本発明の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器によれば、ケースと容器との間に配置されて容器を覆う金属シールド部材により電波が遮断され、しかも、金属シールド部材と金属部材との間に絶縁部材を設けることで、金属シールド部材と金属部材間に静電容量を形成されるため、電波による高周波の誘導電流は、金属シールド部材及び金属部材から信号処理回路の接地電位箇所に流れ、一方、容器の周辺雰囲気中のガス濃度に応じて検知極と対極との間に発生する電流は直流で金属シールド部材から金属部材に流れない、つまり、構造上の浮遊容量を利用したノイズ対策ができることから、電波による誘導電流の重畳されていない正しい波形のガス濃度信号を取り出して、周辺雰囲気中の対象ガスの濃度を正確に把握し、ひいては、対象ガスの濃度に関する警報の出力を的確に行えるようにすることができる。さらに、コンデンサを用いることなくノイズ対策を行うことができることから、電気化学式センサが薄い箱型の形状の場合、若しくは、配線板がフレキシブル配線板の場合に有効である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器を採用した電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器の斜視図であり、図１中引用符号１００で示す本実施形態の電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器（請求項中のガスセンサ内蔵ガス警報器に相当、以下、「ＣＯ警報器」と略記する。）は、予め設置先の壁面（図示せず）に取着される取付部材２００のフック２１０に樹脂製のケース１１０を吊り下げて使用される。

前記ケース１１０の内部には、図２に断面図で示す電気化学式ＣＯセンサ１や、図３に電気的構成の回路図で示す電池Ｂ、定電圧回路１０、信号処理回路２０、ベース電圧発生回路３０、第１及び第２スイッチ回路ＩＣ１，ＩＣ２、電源スイッチＳＷ、マイクロコンピュータ（以下、「μＣＯＭ」と略記する。）４０、音声ＩＣ５０、インジケータ６０、スピーカ７０、及び、コンデンサＣが内蔵されている。

このうち、図２に示す本実施形態の電気化学式ＣＯセンサ１は、従来技術の欄で説明した図７の電気化学式ＣＯセンサ１Ａの容器２Ａと拡散防止板７Ａとキャップ８Ａを、それぞれ金属缶２（請求項中の容器に相当）と金属製の拡散防止板７と金属キャップ８に変更している点で、図７の電気化学式ＣＯセンサ１Ａとは構成を異にしているが、その他の構成及び動作原理は図７の電気化学式ＣＯセンサ１Ａと同じである。

このため、本実施形態の電気化学式ＣＯセンサ１では、拡散防止板７を介してプロトン導電体膜３の対極３２に電気的に接続された金属缶２が、対極３２側のターミナルとして機能し、プロトン導電体膜３の検知極３１に接触する金属キャップ８が、検知極３１側のターミナルとして機能することになる。

したがって、検知極３１側のターミナルである金属キャップ８と対極３２側のターミナルである金属缶２との間に負荷（図示せず）を接続すると、検知極３１に滞留した電子（２ｅ- ）の対極３２に向かう流れが負荷に生じ、これにより対極３２から負荷を経て検知極３１に向かう短絡電流の流れが生じるので、この負荷に流れる短絡電流を電流−電圧変換することで、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた電圧値のＣＯ濃度信号が得られる。

図３に示す前記定電圧回路１０は、電池Ｂの電圧を定電圧化するものであり、前記信号処理回路２０は、電気化学式ＣＯセンサ１の金属キャップ８と金属缶２との間に接続されて、プロトン導電体膜３の対極３２から金属缶２及び信号処理回路２０を経て金属キャップ８乃至検知極３１に向かう短絡電流を電圧に変換、増幅し、ＣＯ濃度（請求項中の対象ガスの濃度に相当）に応じた電圧のＣＯ濃度信号（請求項中のガス濃度信号に相当）として出力するものである。

前記ベース電圧発生回路３０は、信号処理回路２０におけるＣＯ濃度信号の増幅時のゲインを定めるベース電圧を生成し、プロトン導電体膜３の検知極３１側のターミナルである金属キャップ８と信号処理回路２０とに供給するものである。

尚、信号処理回路２０及びベース電圧発生回路３０は、ＣＯ警報器１の周辺雰囲気中のＣＯ濃度を測定する際にＯＮされる電源スイッチＳＷの投入中に、定電圧回路１０からの定電圧を電源として作動するものであり、ベース電圧発生回路３０が電気化学式ＣＯセンサ１の金属キャップ８と信号処理回路２０とに出力する、信号処理回路２０内のアンプ（図示せず）のゲインを定めるベース電圧（レファレンス電圧）は、電源スイッチＳＷがＯＮしているＣＯ濃度の測定時は、定電圧回路１０から供給される定電圧電源から作られた例えば２．７Ｖとなり、電源スイッチＳＷがＯＦＦしているＣＯ濃度の非測定時は、定電圧回路１０から定電圧電源が供給されないので０Ｖとなる。

前記第１スイッチ回路ＩＣ１は、検知極３１側のターミナルである金属キャップ８と対極３２側のターミナルである金属缶２との間を、電源スイッチＳＷがＯＦＦしているＣＯ濃度の非測定時にショートさせるものであり、前記第２スイッチ回路ＩＣ２（請求項中のスイッチに相当）は、電源スイッチＳＷがＯＦＦしているＣＯ濃度の非測定時に信号処理回路２０から電気化学式ＣＯセンサ１を切り離すものである。

尚、第１スイッチ回路ＩＣ１は、電源スイッチＳＷのＯＮ、ＯＦＦに関係なく常時、定電圧回路１０からの定電圧電源の供給を受けて作動し、第２スイッチ回路ＩＣ２は、ＣＯ警報器１の周辺雰囲気中のＣＯ濃度を測定する際にＯＮされる電源スイッチＳＷの投入中に、定電圧回路１０からの定電圧を電源として作動するものである。

前記μＣＯＭ４０は、電源スイッチＳＷのＯＮ、ＯＦＦに関係なく常時、定電圧回路１０からの定電圧電源の供給を受けて作動するもので、電源スイッチＳＷや第１及び第２スイッチ回路ＩＣ１，ＩＣ２のＯＮ、ＯＦＦを制御すると共に、信号処理回路２０から入力されるＣＯ濃度信号に基づいて、ＣＯ警報器１の周辺雰囲気中のＣＯ濃度が警報レベルに達しているか否かの判定を行い、達している場合に、インジケータ６０を点灯させると共に、「ピッポピッポ、空気が汚れて危険です。窓を開けて換気をして下さい。」等の音声メッセージを音声ＩＣ５０から読み出してスピーカ７０により鳴動（音声出力）させる。

ちなみに、電池Ｂの−側、定電圧回路１０、信号処理回路２０、ベース電圧発生回路３０、第１及び第２スイッチ回路ＩＣ１，ＩＣ２、及び、μＣＯＭ４０は、いずれも接地（０Ｖ）されている。

そして、前記コンデンサＣの＋側は、プロトン導電体膜３の対極３２側のターミナルである金属缶２に接続されており、−側は接地（０Ｖ）されている。

このような構成のＣＯ警報器１００において、周辺に電波が存在すると、それによる高周波の誘導電流が電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２に流れて、電源スイッチＳＷがＯＮしているＣＯ濃度の測定時に金属缶２から信号処理回路２０を経て金属キャップ８に流れる、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた大きさの短絡電流の流れに、高周波の誘導電流が重畳して流れる。

しかし、コンデンサＣを通過できる高周波の誘導電流成分は、インピーダンスの高い信号処理回路２０側よりもむしろコンデンサＣ側に流れるので、信号処理回路２０側に流れるのは、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた大きさの短絡電流成分のみとなる。

よって、信号処理回路２０に流れる電流を電流−電圧変換及び増幅したＣＯ濃度信号の波形に乱れが生じず、ＣＯ濃度を精度よく検出して、周辺雰囲気中のＣＯ濃度が警報レベルに達した旨のインジケータ６０やスピーカ７０による警報の表示や鳴動を、的確に行わせることができる。

尚、コンデンサＣの＋側の接続箇所は、例えば、ＣＯ濃度の測定時に閉成されて信号処理回路２０を電気化学式ＣＯセンサ１に接続する第１スイッチ回路ＩＣ１と信号処理回路２０との間であってもよい。

しかし、本実施形態のように、第２スイッチ回路ＩＣ２と電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２との間にコンデンサＣの＋側を接続する構成とすることで、第２スイッチ回路ＩＣ２が開放状態となるＣＯ濃度の非測定時においても、対極３２側のターミナルである金属缶２をコンデンサＣの＋側に接続された状態として、金属缶２に発生した誘導電流を接地電位（０Ｖ）の箇所に流し、金属缶２に滞留して第２スイッチ回路ＩＣ２のＯＮ時に信号処理回路２０に流れないようにすることができるので、有利である。

また、電気化学式ＣＯセンサ１を周辺に発生した電波から遮断する金属シールド部材は、本実施形態のような、水５を収容する容器として用いる金属缶２でなく、非金属製の水５の容器（例えば図７の容器２Ａ）とＣＯ警報器１００のケース１１０との間に配置されて水５の容器を覆う専用の金属シールド部材であってもよいし、ケース１１０自身を金属材で構成して金属シールド部材として機能させる構成としてもよい。

その場合、水５の容器が非金属製となりこの容器を介して金属シールド部材が対極３２から絶縁されるので、金属シールド部材を接地（０Ｖ）するのに当たって直流絶縁用のコンデンサＣを介設する必要はなくなる。

しかし、本実施形態のように水５を収容する容器として用いる金属缶２を金属シールド部材として利用する構成とすれば、直流絶縁用のコンデンサＣを介設する必要が生じるものの、プロトン導電体膜３の対極３２のターミナルとして利用される金属缶２をそのまま電波遮断用の金属シールド部材として活用することができ、結果、構成の簡略化による効率化を図ることができるので、有利である。

さらに、金属缶２等の容器の内部に収容される水は、ゲル状のものであってもよい。

次に、実施例２では、上述したコンデンサＣを用いずに、ノイズ対策を行う実施形態について説明する。なお、基本構成は実施例１と同一であるため、実施例１のところで説明したものと同一あるいは相当する部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略し、異なる部分のみを以下に説明する。

図１に示す実施例２に係る電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器（請求項中のガスセンサ内蔵ガス警報器に相当、以下、「ＣＯ警報器」と略記する。）１００のケース１１０の内部には、上述したように、図２に示す電気化学式ＣＯセンサ１と、図３に示す電池Ｂ、定電圧回路１０、信号処理回路２０、ベース電圧発生回路３０、第１及び第２スイッチ回路ＩＣ１，ＩＣ２、電源スイッチＳＷ、μＣＯＭ４０、音声ＩＣ５０、インジケータ６０、スピーカ７０等が設けられた配線板１２０と、電気化学式ＣＯセンサ１と配線板１２０との間に介在する絶縁部材１４０と、が内蔵されている。そして、第１実施例との相違点は、ノイズ対策用のコンデンサＣが図３に示す回路構成から削除されている点である。

電気化学式ＣＯセンサ１は、実施例１と同様に、拡散防止板７を介してプロトン導電体膜３の対極３２に電気的に接続された金属缶２が、対極３２側のターミナルとして機能し、プロトン導電体膜３の検知極３１に接触する金属キャップ８が、検知極３１側のターミナルとして機能することになる。即ち、金属缶２が請求項中の金属シールド部材として機能しており、金属缶２が請求項中の容器を兼ねている。

配線板１２０は、図４〜図６に示すように、端子１２１，１２２が植設されており、それぞれ検知極３１、対極３２として機能している。そして、端子１２１，１２２によって電気化学式ＣＯセンサ１は、配線板１２０の一面と対向するように位置付けられて固定されている。

配線板１２０は、電気化学式ＣＯセンサ１と対向する表面に、銅箔等のＧＮＤベタパターン１３０が形成されており、該ＧＮＤベタパターンはケース１１０との間に介在して信号処理回路２０の接地電位箇所に接続されている。つまり、実施例２では、ＧＮＤベタパターン１３０を請求項中の金属部材として機能させていることから、ＧＮＤベタパターン１３０は、電気化学式ＣＯセンサ１の外形と略同一の形状となるように形成することが好ましい。

なお、本実施例２では、請求項中の金属部材を配線板１２０のＧＮＤベタパターン１３０とする場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、金属板等を金属缶２と対向するようにケース１１０内に組み付け且つその金属板等を接地するなど種々異なる実施形態とすることもできる。

絶縁部材１４０は、金属缶２とＧＮＤベタパターン１３０とをお互いに絶縁させる絶縁シート等となっている、つまり、誘電体として機能している。そして、本実施形態では、絶縁部材１４０がＧＮＤベタパターン１３０を覆い隠すように、絶縁部材１４０を配線板１２０に貼付している。なお、絶縁部材１４０については、配線板の表面にレジスト膜として形成するなど金属缶２とＧＮＤベタパターン１３０とを絶縁できるものであれば、種々異なる部材を用いることができる。

電気化学式ＣＯセンサ１は、配線板１２０のＧＮＤベタパターン１３０と対向し且つその間に絶縁部材１３０が介在するように配線板１２０に実装される。つまり、電気化学式ＣＯセンサ１のケース１１０内において、絶縁部材１４０が誘電体として機能させることで、金属缶２とＧＮＤベタパターン１３との間に静電容量を形成することができる。

以上の説明からも明らかなようにＣＯ警報器１００は、前記金属シールド部材に相当する金属缶２と、前記金属部材に相当するＧＮＤベタパターン１３０と、絶縁部材１４０とを有している。なお、上述した実施例１では電気化学式ＣＯセンサ１が円柱状である場合について説明したが、実施例２では、薄い箱型等の形状に形成して、配線板１２０のＧＮＤベタパターン１３０との対向する表面積が多くなるように、電気化学式ＣＯセンサ１の外形は、薄い箱型の形状であることが好ましい。

このような実施例２に係るＣＯ警報器１００によれば、金属シールド部材である電気化学式ＣＯセンサ１の容器を形成する金属缶２により電波が遮断され、しかも、金属缶２と金属部材であるＧＮＤベタパターン１３０との間に絶縁部材１４０を設けることで、金属缶２とＧＮＤベタパターン１３０間に静電容量を形成されるため、電波による高周波の誘導電流は、金属缶２及びＧＮＤベタパターン１３０から信号処理回路２０の接地電位箇所に流れ、一方、金属缶２の周辺雰囲気中のガス濃度に応じて検知極３１と対極３２との間に発生する電流は直流で金属缶２からＧＮＤベタパターン１３０に流れない、つまり、構造上の浮遊容量を利用したノイズ対策ができることから、電波による誘導電流の重畳されていない正しい波形のガス濃度信号を取り出して、周辺雰囲気中の対象ガスの濃度を正確に把握し、ひいては、対象ガスの濃度に関する警報の出力を的確に行えるようにすることができる。さらに、実施例１のコンデンサＣを用いることなくノイズ対策を行うことができることから、電気化学式ＣＯセンサ１が薄い箱型の形状の場合、若しくは、配線板１２０がフレキシブル配線板の場合に有効である。

また、実施例２のような構成とすることで、細い回路パターンによって配線板１２０内を引き回し、チップコンデンサを介して接地するよりも、さらに安定してノイズに対する耐性を向上させることができる。

そして、上述した本実施形態では電気化学式ＣＯセンサ１を用いてＣＯ濃度の測定及び警報動作を行うＣＯ警報器を例に取って説明したが、本発明はＣＯに限らず、酸素や二酸化炭素等、電気化学式のガスセンサで対象ガスのガス濃度を測定する場合に広く適用可能であることは、言うまでもない。

本発明が適用される電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器の一実施形態を示す斜視図である。 図１の電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器に内蔵される電気化学式ＣＯセンサの構成を示す断面図である。 図１の電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器に内蔵される電気的構成の回路図である。 実施例２の電気化学式ＣＯセンサと配線板と関係を説明するための図である。 図４中の金属缶とＧＮＤベタパターンと絶縁部材との関係を説明するための一部断面模式図である。 図４中の矢印で示す方向Ｘの側面図である。 一般的な電気化学式ＣＯセンサの構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 電気化学式ＣＯセンサ（電気化学式ガスセンサ）
２ 金属缶（容器）
３ プロトン導電体膜
３１ 検知極
３２ 対極
４ 上部開口
５ 水
８ 金属キャップ（キャップ）
２０ 信号処理回路
１００ 電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器（電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器）
１１０ ケース
１２０ 配線板
１３０ ＧＮＤベタパターン（金属部材）
１４０ 絶縁部材
Ｃ コンデンサ
ＩＣ２ 第２スイッチ回路（スイッチ）

Claims (4)

1. 内部に水が収容された容器の上部開口に固定されたプロトン導電体膜の検知極で発生する、前記容器の周辺雰囲気中に存在する対象ガスの酸化反応と、前記プロトン導電体膜の対極で発生する、前記酸化反応によって発生したプロトンの還元反応とにより、前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた大きさの電流を、前記検知極と前記対極との間に発生する電気化学式ガスセンサと、前記検知極及び前記対極に接続されて前記電流を前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた電圧値のガス濃度信号に変換する信号処理回路とをケースに内蔵し、前記ガス濃度信号によって示される前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度が警報レベルに到達した時に警報を出力するガス警報器であって、
   前記ケースと前記容器との間に、該容器を覆う金属シールド部材を配置し、
   前記金属シールド部材を前記信号処理回路の接地電位箇所に接続した、
   ことを特徴とする電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器。
2. 前記容器は、前記金属シールド部材を兼ねる金属缶によって構成されており、該金属缶に前記対極が電気的に接続されて、該対極側のターミナルを前記金属缶が構成しており、該金属缶がコンデンサを介して前記信号処理回路の接地電位箇所に接続されている請求項１記載の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器。
3. 前記金属缶の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度の測定中に開放状態から閉成状態に切り換えられるスイッチを、前記金属缶と前記信号処理回路との間に有しており、前記スイッチと前記金属缶との間が、前記コンデンサを介して前記信号処理回路の接地電位箇所に接続されている請求項２記載の電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器。
4. 内部に水が収容された容器の上部開口に固定されたプロトン導電体膜の検知極で発生する、前記容器の周辺雰囲気中に存在する対象ガスの酸化反応と、前記プロトン導電体膜の対極で発生する、前記酸化反応によって発生したプロトンの還元反応とにより、前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた大きさの電流を、前記検知極と前記対極との間に発生する電気化学式ガスセンサと、前記検知極及び前記対極に接続されて前記電流を前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度に応じた電圧値のガス濃度信号に変換する信号処理回路とをケースに内蔵し、前記ガス濃度信号によって示される前記容器の周辺雰囲気中の対象ガスの濃度が警報レベルに到達した時に警報を出力するガス警報器であって、
   前記ケースと前記容器との間に配置して前記容器を覆い且つ前記対極が電気的に接続される金属シールド部材と、
   前記金属シールド部材に対向するように前記シールド部材と前記ケースとの間に介在して接地される金属部材と、
   前記金属シールド部材と前記金属部材との間を絶縁するように介在する絶縁部材と、
   を有することを特徴とする電気化学式ガスセンサ内蔵ガス警報器。

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