JP2009211172A - ガス警報器及びガス警報方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＯ濃度の小幅な変動も反映可能であり、人体に対する危険状態をより的確に検知することができるガス警報技術を提供する。
【解決手段】検出されたＣＯ濃度を用いて警報を行うガス警報器において、警報の要否判定の基準となる警報基準値について、初期値から当該警報基準値までの間を複数の区間に分割し、分割された各区間において単位検出時間当たりの変化量を算出することにより前記区間毎に導出された一酸化炭素濃度−単位検出時間当たりの変化量関係を定める変化量算出曲線を格納部４１に格納すると共に、この変化量算出曲線に基づいて、検出されたＣＯ濃度から対応する変化量を算出する変化量算出部３２と、算出された変化量を積算して変化量積算値を算出する積算部３３と、変化量積算値が警報基準値に達したときに要警報と判定する警報判定部３５と、要警報判定に基づいて警報を行う警報部３６とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、一酸化炭素濃度を検出し、検出された一酸化炭素濃度を用いて警報の要否を判定し、当該要警報判定に基づいて警報を行うガス警報技術に関する。

この種の機能を備えたガス警報器として、例えば、危険濃度よりも低い濃度のＣＯガスが室内に漏れたときにおいても、ＣＯガスの漏れ具合に応じて危険状態を検知し、安全動作を行わせることができる燃焼安全装置が知られている（特許文献１参照）。この燃焼安全装置は、ＣＯセンサによって検出される一酸化炭素ガスの検出濃度に対応する値を異常燃焼の有無に拘わらず累積するＣＯ濃度累積演算部と、このＣＯ濃度累積演算部により所定のサンプリング期間中の累積演算値が設定基準値に至ったときに警報信号を出力する警報出力部とを備えて構成されている。

この一酸化炭素ガスの検出濃度に対応する値としては、検出濃度をそのレベルに応じてポイント化した値が用いられており、例として、ＣＯ検出濃度を段階的に区分し、０〜２００ｐｐｍ未満にはポイント０、２００〜５００ｐｐｍ未満にはポイント１、５００〜１０００ｐｐｍ未満にはポイント２、１０００ｐｐｍ以上にはポイント３が付与されている。また、ＣＯ濃度の大きさに応じて予め係数を与えておき、取り込みデータの大きさにその係数を掛けて重み付けを行うことや、検出データの加工を行わずにそのまま累積することも提案されている。

実登第２６０１６００号公報

しかしながら、一酸化炭素ガスの検出濃度に対応する値として、上述のような段階的に区分されたＣＯ検出濃度に対して一定のポイント値を用いたのでは、ＣＯ検出濃度の小幅な変動は反映されないという問題がある。

一方、ＣＯ濃度の大きさに応じて予め係数を与えておき、取り込みデータの大きさにその係数を掛けて重み付けを行うことや、検出データの加工を行わずにそのまま累積することも提案されているが、用いる係数についての具体的な開示もなく、また単にそのまま累積したのでは、ＣＯ濃度の特性により人体に与える影響を十分に反映していないという問題がある。

本発明は、かかる問題点に着目して成されたものであり、その目的は、ＣＯ濃度の小幅な変動も反映可能であり、人体に対する危険状態をより的確に検知することができるガス警報技術を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るガス警報器は、一酸化炭素濃度を検出するガス検出部と、検出された一酸化炭素濃度を用いて警報の要否を判定する警報判定部と、前記警報判定部による要警報判定に基づいて警報を行う警報部とを備えたガス警報器において、警報の要否判定の基準となる警報基準値について、初期値から当該警報基準値までの間を複数の区間に分割し、分割された各区間において単位検出時間当たりの変化量を算出することにより前記区間毎に導出された一酸化炭素濃度−単位検出時間当たりの変化量関係を定める変化量算出曲線を格納すると共に、前記変化量算出曲線に基づいて、前記検出された一酸化炭素濃度から対応する前記変化量を算出する変化量算出部と、前記算出された変化量を積算して変化量積算値を算出する積算部とを備え、前記警報判定部は、前記変化量積算値が前記警報基準値に達したときに要警報と判定するものとした。

ここで、上記の変化量算出曲線は、一酸化炭素濃度を入力値として、単位検出時間（一酸化炭素濃度の検出間隔）当たりの変化量を出力値として得る滑らか且つ連続的な関数であり、単に数式のみならず変換テーブルもこれに含まれるものである。そして、この変化量算出曲線は、警報の要否判定の基準となる警報基準値と初期値との間を複数の区間に分割し、分割された各区間において単位検出時間当たりの変化量を算出することにより区間毎に導出されるものである。従って、導出された変化量算出曲線は、各区間における特性を反映したものとすることができる。

このように、滑らか且つ連続的な関数であり、警報基準値に至る各区間の特性を反映した変化量算出曲線を用いることにより、ＣＯ濃度の小幅な変動も反映し、危険状態をより的確に検知することができるガス警報器を実現することができる。

検出される一酸化炭素濃度が低くなった場合、一般的に危険度は低下するが、このような状況で変化量積算値を維持したままでは、その後の変化量の積算により、警報に至る時間が短くなり、警報が早く発せられるなどの不都合が生じる。そこで、本発明の好適な実施形態の一つでは、血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度の減衰曲線における初期濃度値を所定の変化量積算値に置換することにより生成された減算曲線を格納すると共に、前記ガス検出部により検出される一酸化炭素濃度が所定値以下となった場合、前記減算曲線に基づいて変化量積算値の減算を行う減算部を備えている。

特に、労働者が室内で作業を行う場合、その労働時間には上限値があり、これを過ぎると既に室内にいないことが予想される。このような室内にガス警報器を設置する場合、労働時間の最大値（上限値）において変化量積算値がリセットされることが好ましい。そこで、本発明の好適な実施形態の一つでは、前記減算曲線は、ガス警報器が設置される室内について規定された労働時間の最大値において０となるように修正され、前記減算部は、当該修正された減算曲線を用いて変化量積算値の減算を行うものとしている。このような修正された減算曲線としては種々のものが考えられるが、例えば、前記修正された減算曲線が階段状の折れ線で表されるものが挙げられる。

また、上述した変化量算出曲線についても、警報基準値や単位検出時間当たりの変化量の定め方により種々のものが考えられる。本発明の好適な実施形態の一つでは、前記警報基準値が一酸化炭素の濃度値に応じて規定される警報に至る時間に付与された警報ポイント値であり、当該警報ポイント値に至るまでの間に注意ポイント値を複数設定することにより前記複数の区間を形成し、前記単位検出時間当たりの変化量がポイント値を用いて表される。

この他にも、前記警報基準値が血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度の警報濃度値であり、当該警報濃度値に至るまでの間に注意濃度値を複数設定することにより前記複数の区間を形成し、所定の酸素濃度値において一酸化炭素の濃度値に応じて規定される血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度−曝露時間関係を定める濃度変化曲線を前記複数の区間毎に直線で近似し、前記単位検出時間当たりの変化量が、前記区間毎の直線の傾きを用いて表されるものとしても良い。

上述したガス警報器に加え、ガス警報方法も本発明の権利範囲に含まれるものである。すなわち、本発明に係るガス警報方法は、検出された一酸化炭素濃度を用いて警報の要否を判定し、当該要警報判定に基づいて警報を行うガス警報方法において、警報の要否判定の基準となる警報基準値について、初期値から当該警報基準値までの間を複数の区間に分割し、分割された各区間において単位検出時間当たりの変化量を算出することにより前記区間毎に導出された一酸化炭素濃度−単位検出時間当たりの変化量関係を定める変化量算出曲線に基づいて、前記検出された一酸化炭素濃度から対応する前記変化量を算出するステップと、前記算出された変化量を積算して変化量積算値を算出するステップと、前記変化量積算値が前記警報基準値に達したときに要警報と判定するステップと、当該要警報判定に基づいて警報を行うステップとを有する。

また、検出される一酸化炭素濃度が所定値以下となった場合、血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度の減衰曲線における初期濃度値を所定の変化量積算値に置換することにより生成された減算曲線に基づいて変化量積算値の減算を行うステップをさらに有するようにしても良い。

上述したガス警報方法も、もちろん、上記のガス警報器と同様の作用効果を伴うものであり、上述した種々の付加的な特徴構成を備えることもできる。

〔システム構成〕
図１に、本実施形態におけるガス警報器の具体的なシステム構成を示す。このガス警報器１は、一酸化炭素濃度（以下、ＣＯ濃度と称する）を検出するＣＯセンサとしてのガス検出部２と、検出されたＣＯ濃度を用いて警報を行う際の各種処理を行う制御部３と、制御部３における処理に用いる各種データを格納している格納部４と、聴覚的或いは視覚的に警報を行うためのスピーカ５やランプ６を備えて構成されている。

制御部３は、検出されたＣＯ濃度を取得する濃度取得部３１と、格納部４に格納された変化量算出曲線に基づいて、このＣＯ濃度から対応する変化量を算出する変化量算出部３２と、算出された変化量を積算して変化量積算値を算出する積算部３３と、検出されるＣＯ濃度が所定値以下となった場合、格納部４に格納された減算曲線に基づいて、変化量積算値の減算を行う減算部３４と、変化量積算値が警報の要否判定の基準となる警報基準値に達しているか否か判定する警報判定部３５と、警報判定部３５による要警報判定に基づいて警報を行う警報部３６とを有している。

また、格納部４は、上述した制御部３における処理に用いられる変化量算出曲線を格納する変化量算出曲線格納部４１と、減算曲線を格納する減算曲線格納部４２とを有している。以下に、本実施形態において用いられる変化量算出曲線及び減算曲線について説明する。

〔変化量算出曲線〕
変化量算出曲線は、ＣＯ濃度−単位検出時間当たりの変化量関係を規定するものであり、警報の要否判定の基準となる警報基準値について、初期値から当該警報基準値までの間を複数の区間に分割し、分割された各区間において単位検出時間当たりの変化量を算出することにより区間毎に導出される。本実施形態においては、警報基準値をＣＯ濃度に応じて規定される警報に至る時間に付与された警報ポイント値とし、当該警報ポイント値に至るまでの間に注意ポイント値を複数設定することにより複数の区間を形成し、ＣＯ濃度の検出間隔である単位検出時間当たりの変化量がポイント値を用いて表される形態を採用している。

以下、本実施形態における変化量算出曲線の導出方法について説明する。まず、図２に示す「業務用厨房不完全燃焼警報センサ検査規程」（財団法人日本ガス機器検査協会）に記載された値（以下、ＪＩＡ規程値）に基づいて、次のようにして警報に至る時間ＴｋをＣＯ濃度毎に算出する。最初に、ＣＯ濃度が１０００ｐｐｍにおける警報に至る時間Ｔｋを、ＪＩＡ規程値の４分と９分の中間値を取り６．５分と決定する。次に、５００ｐｐｍにおける警報に至る時間Ｔｋを、ＣＯ濃度に反比例するように６．５分を２倍にして１３分と決定する。さらに、２００ｐｐｍにおける警報に至る時間Ｔｋを、ＪＩＡ規程値の３０分を２倍にして６０分と決定する。そして、これらの値を用いてＣＯ濃度と警報に至る時間Ｔｋとの関係を定める回帰曲線を求める。図３（ａ）には得られた回帰曲線が示されている。この回帰曲線からＣＯ濃度毎に警報に至る時間Ｔｋを算出することができ、図３（ｂ）には所定のＣＯ濃度に対して算出された警報に至る時間Ｔｋが示されている。

次に、このＣＯ濃度に応じて規定される警報に至る時間Ｔｋに警報ポイント値を付与する。ここでは、警報ポイント値として１００ポイント（ｐｔ）を付与する。また、ＣＯ濃度０に相当する初期ポイント値０ｐｔから警報ポイント値１００ｐｔに至るまでの間に注意ポイント値を複数設定して、複数の区間を形成する。ここでは、図４に示すように、第１注意ポイント値として２５ｐｔを、第２注意ポイント値として５０ｐｔを設定し、複数の区間として０〜２５ｐｔまでの第１区間、２５〜５０ｐｔまでの第２区間、５０〜１００ｐｔまでの第３区間の計３区間を設定するが、付与するポイントの値や設定する区間の数はこれに限定されるわけではない。

この第１及び第２注意ポイント値に対応する注意すべき時間（以下、第１、第２注意時間と称する）は次のようにして決定される。まず、図３（ｂ）における５００ｐｐｍから１５００ｐｐｍの高濃度ＣＯガスの場合は、警報に至る時間Ｔｋが短めなので、各々のＣＯ濃度においてこれを単純に半分にした値を第２注意時間Ｔｃ２とする。一方、５００ｐｐｍ未満については、まず２００ｐｐｍにおける図１のＪＩＡ規程値の３０分を半分にした１５分を２００ｐｐｍにおける第２注意時間Ｔｃ２とし、２００ｐｐｍから５００ｐｐｍまでの間は内挿値を求めて、各ＣＯ濃度における第２注意時間Ｔｃ２とする。また、各ＣＯ濃度における第１注意時間Ｔｃ１については、各々の第２注意時間Ｔｃ２を半分にして、これより１０秒だけ短い値として決定する。このようにして得られた第１及び第２注意時間Ｔｃ１，Ｔｃ２を図５に示す。

警報に至る時間と注意すべき時間、及び、これらに対応する警報ポイント値と注意ポイント値が決定されると、これらの値を用いて以下の式（１）〜（３）から各ＣＯ濃度における単位検出時間当たりの変化量が各区間毎に算出される。なお、ここでは単位検出時間、すなわちガス検出部２によるＣＯ濃度の検出間隔を１０秒として設定しており、また計算に際して警報に至る時間Ｔｋ、第１及び第２注意時間Ｔｃ１，Ｔｃ２については秒を単位として用いている。
[数１]
第１区間（０〜２５ｐｔ）：〔２５ｐｔ／Ｔｃ１〕×１０ （１）
第２区間（２５〜５０ｐｔ）：〔２５ｐｔ／[Ｔｃ２−Ｔｃ１]〕×１０（２）
第３区間（５０〜１００ｐｔ）：〔５０ｐｔ／[Ｔｋ−Ｔｃ２]〕×１０（３）

算出結果を図６に示す。なお、図６において変化量はポイント値として表されている。これらの値を用いて、第１〜第３の各区間について、ＣＯ濃度−単位検出時間当たりの変化量との関係を規定する回帰曲線を算出することができ、算出された回帰曲線を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。このようにして得られた回帰曲線が上述した変化量算出曲線であり、入力値としてのＣＯ濃度が得られれば出力値として対応する変化量を算出することができる。なお、変化量算出曲線はメモリ容量節約のため数式として格納しても良いし、演算負荷軽減のために変換テーブルの形で格納しても良い。

ここで、図８（ａ）に、上述した変化量算出曲線から得られる曝露時間−積算ポイント値の関係式を示す。この関係式は、まず、ＣＯ濃度を一定とし、当該ＣＯ濃度に対応する単位検出時間当たりの変化量（ここでは１０秒当たりのポイント増加量）を第１〜第３区間毎に算出し、各区間において算出された変化量を積算していくことにより得られる。一方、図８（ｂ）には、「家庭用ガス器具の低換気率室内での燃焼（酸欠燃焼）の危険性」（安全工学Vol.19 No.4（1980））に記載されている血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度（以下、ＣＯＨｂ濃度と称する）の算出式（以下、安全工学の式と称する）において、酸素濃度を２０％とした場合の曝露時間−ＣＯＨｂ濃度の関係式が示されている。これらの図を対比すると、両者は類似していることが見て取れる。特に積算ポイント値は、同じ曝露時間の時のＣＯＨｂ濃度の約５倍に相当しており、積算ポイント値から凡そのＣＯＨｂ濃度を推定することができる。なお、ＣＯＨｂ濃度は、ＣＯ濃度と曝露時間とを組合せた値であり、ＣＯ中毒の危険性を判定する際には、より好適なものである。従って、上述した変化量算出曲線は、人体に対する危険状態をより的確に反映したものとなっている。

〔減算曲線〕
減算曲線は、ガス検出部２により検出されるＣＯ濃度が所定値以下となった場合、減算部が変化量積算値の減算を行う際に用いる曲線である。本実施形態における減算曲線について説明する前に、まずＣＯＨｂ濃度と清浄大気に曝される時間（以下、回復時間と称する）との関係を定めるＣＯＨｂ濃度の減衰曲線について説明する。ＣＯＨｂ濃度は清浄大気中で４〜６時間程度でその濃度が半減するため、半減期を４〜６時間とした減衰曲線として表すことができる。図９には、半減期を４時間とした場合のＣＯＨｂ濃度の減衰曲線が示されている。図９から、仮に蓄積されたＣＯＨｂ濃度が２０％の場合、ＣＯＨｂ濃度がほとんど０％となるのは２４時間後であり、ＣＯ曝露により一旦ＣＯＨｂ濃度が上昇するとそのＣＯＨｂ濃度が消失するまでには長時間を要することが分かる。

ここで、上述したように曝露時間−ポイント値の関係式と曝露時間−ＣＯＨｂ濃度の関係式とが類似することから、本実施形態においてはこのＣＯＨｂ濃度の減衰曲線に着目し、変化量積算値である積算ポイント値を減算する減算曲線を導出するに当って、これを利用することにする。具体的には、ＣＯＨｂ濃度の減衰曲線における初期濃度値を所定の変化量積算値、ここでは警報ポイント値に置換することにより、減算曲線を生成する。すなわち、図９の縦軸のＣＯＨｂ濃度をポイント値に置換し、ＣＯＨｂ濃度２０％に警報ポイント値である１００ｐｔを対応させる。このようにして生成された曲線が図１０（ａ）に示されている。さらに、この図１０（ａ）の縦軸と横軸を入れ替えることにより、図１０（ｂ）に示す減算曲線が得られる。

この減算曲線を用いた積算ポイント値の減算方法について説明する。減算前の積算ポイント値をＰ、減算周期をΔＴ、減算後の積算ポイント値をＰ’とする。まず、減算曲線に
積算ポイント値Ｐを入力することにより、対応する見かけの回復時間Ｔｓｐを算出することができる（図１０（ｂ）参照）。このとき積算ポイント値Ｐは、警報ポイント値１００であるｐｔに達した後、清浄大気中にＴｓｐ時間曝されていた状態と見なすことができる。そして、この見かけの回復時間に減算周期を加算したＴｓｐ＋ΔＴを、減算曲線に代入
することにより、減算された積算ポイント値Ｐ’を得ることができる（図１０（ａ）参照）。

なお、減算曲線は、図１０のような滑らかな曲線だけでなく、図１１に示すように各半減期間を直線で近似したものとしても良い。このような減算曲線を用いることで、演算負荷を軽減することができる。例えば、０〜４時間までの間における減算ポイント値ΔＰ（
＝Ｐ−Ｐ’）は、以下の式（４）により間単に求めることができる。
[数２]
ΔＰ＝（Ｐ／２）／４ × ΔＴ(hr) （４）

〔ガス警報処理の流れ〕
次に、ガス警報処理の流れについて図１２のフローチャートを用いて説明する。まず、ガス警報器を監視状態にセットし（＃０１）、１０秒毎にＣＯ濃度の検出を行なう（＃０２）。検出されたＣＯ濃度について１００ｐｐｍを超えるか否かの判定が行われ（＃０３）、１００ｐｐｍ以下であれば＃０１に戻る（＃０３Ｎｏ分岐）。一方、検出されたＣＯ濃度が１００ｐｐｍを超える場合（＃０３Ｙｅｓ分岐）、続いて２０００ｐｐｍ未満か否かの判定が行われる（＃０４）。検出されたＣＯ濃度が２０００ｐｐｍ未満であると（＃０４Ｙｅｓ分岐）、検出されたＣＯ濃度を変化量算出曲線に入力することにより、対応する変化量が算出される（＃０５）。なお、本実施形態においては、図７の変化量算出曲線が変化量算出曲線格納部４１に格納されており、＃０５において変化量算出部３２は、図７（ａ）の変化量算出曲線を用いて変化量の算出を行う。なお、算出された変化量はポイント値として得られる。また、この段階では、積算されているポイント値は０であり、算出されたポイント値は０ポイントに積算される（＃０６）。

そして、１０秒後に再びＣＯ濃度の検出が行われ（＃０７）、検出されたＣＯ濃度に対して上述した＃０３，＃０４と同様の判定が行われ（＃０８，＃１０）、１００ｐｐｍを超えて２０００ｐｐｍ未満の場合には（＃１０Ｙｅｓ分岐）、上述した＃０５，＃０６と同様にして対応するポイント値の算出及び算出されたポイント値の積算が行われる（＃１１，＃１２）。また、この間に後述する減算１分タイマーのリセットも行われる（＃０９）。このようなＣＯ濃度の検出からポイント値の積算に亘るステップ＃０７〜＃１２が、積算ポイント値が１００ｐｔに達するまで繰り返し行われる（＃１３Ｎｏ分岐）。なお、これらのステップにおけるポイント値の算出に際して、変化量算出部３２は、積算ポイント値が第１区間から第３区間のいずれの区間にあるかにより、図７（ａ）から（ｂ）のいずれの変化量算出曲線を用いて算出するか判断を行っている。

そして、積算ポイント値が１００ｐｔ以上となった場合（＃１３Ｙｅｓ分岐）、スピーカ５やランプ６により警報が行われる（＃１４）。なお、検出されたＣＯ濃度が２０００ｐｐｍ以上の場合には、上述したポイント値の算出・積算ステップを省略して直ちに警報が行われる（＃０４Ｎｏ分岐，＃１０Ｎｏ分岐）。なお、警報後、積算ポイント値は１００ｐｔでホールドされる。

一方、検出されるＣＯ濃度が所定値以下となった場合、以下に説明するように積算ポイント値の減算が行われる。すなわち、ポイント値の積算が開始された後、検出されるＣＯ濃度が１００ｐｐｍ以下となった場合（＃０８Ｎｏ分岐）、減算１分タイマーをカウントし（＃２１）、１分が経過したか否かの判定が行われ（＃２２）、１分が経過していれば減算曲線から得られる値に積算ポイント値が減算される（＃２３）。１分が経過していない場合（＃２２Ｎｏ分岐）、或いは、減算された積算ポイント値が２．５ｐｔ以上である場合（＃２４Ｙｅｓ分岐）、続いて検出されるＣＯ濃度が７５ｐｐｍ以下か否かの判定が行われる（＃２５）。ＣＯ濃度が７５ｐｐｍ以下の場合（＃２５Ｙｅｓ分岐）、或いは、ＣＯ濃度が７５ｐｐｍを超えていても積算ポイント値が９９ｐｔ以下の場合（＃２５Ｎｏ分岐、＃２６Ｙｅｓ分岐）、警報が停止されると共に監視状態とされ（＃２７）、再び＃０７に戻る。また、検出されるＣＯ濃度が７５ｐｐｍを超え、かつ積算ポイント値も９９ｐｔを超える場合（＃２５Ｎｏ分岐、＃２６Ｎｏ分岐）、そのまま＃０７に戻る。なお、減算された積算ポイント値が２．５ｐｔ未満の場合（＃２４Ｎｏ分岐）、積算ポイント値及び減算１分タイマーがリセットされ（＃２８）、＃０１の監視状態に戻る。

〔変化量算出曲線の別形態〕
上述した実施形態においては、変化量算出曲線における変化量としてポイント値を用いて表す形態としたが、もちろんその他の形態を用いても良い。例えば、上述した安全工学の式からその近似式を求め、その傾きを利用する形態としても良い。この別形態においては、警報基準値をＣＯＨｂ濃度の警報濃度値とし、当該警報濃度値に至るまでの間に注意濃度値を複数設定することにより複数の区間を形成し、所定の酸素濃度値においてＣＯの濃度値に応じて規定されるＣＯＨｂ濃度−曝露時間関係を定める濃度変化曲線を複数の区間毎に直線で近似し、単位検出時間当たりの変化量が区間毎の直線の傾きを用いて表されるものである。

この別形態についてより詳しく説明すると、まず、安全工学の式から所定の酸素濃度値におけるＣＯＨｂ濃度−曝露時間関係を規定する濃度変化曲線をＣＯ濃度値毎に導出する。上述した、酸素濃度値が２０％における濃度変化曲線がＣＯ濃度値毎に示されている図８（ｂ）が、その一例である。次に、ＣＯＨｂ濃度の警報濃度値を２０％に設定すると共に、第１注意濃度値として５％を、第２注意濃度値として１０％を設定する。これにより、警報濃度値に至るまでの間に複数の区間として０〜５％の第１区間、５〜１０％の第２区間、１０〜２０％の第３区間の３区間が形成される。もちろん、警報濃度値、第１及び第２注意濃度値としては別の数値を用いても良いし、設定する区間をより多く設定するようにしても良い。

そして、図１３（ａ）に示すように、各区間において濃度変化曲線を直線式で近似し、これにより各区間における直線の傾きを算出することができる（図１３（ｂ）参照）。この傾きから単位検出時間当たりの変化量、ここではＣＯ濃度の検出間隔におけるＣＯＨｂ濃度の増加量が求められる。これらの値から、第１〜第３の各区間について、ＣＯ濃度−単位検出時間当たりの変化量との関係を規定する回帰曲線を算出することができる。図１４には、第１区間において算出された回帰曲線が示されている。このようにして得られた回帰曲線が、別形態における変化量算出曲線であり、入力値としてのＣＯ濃度が得られれば出力値として対応する変化量を算出することができる。

なお、この別形態における変化量算出曲線は酸素濃度毎に規定される。従って、この変化量算出曲線を格納したガス警報器においては、ガス検出部にＣＯセンサと共に酸素センサも備えるようにすれば良い。基本的なシステム構成は図１と同様であるので省略するが、この別形態においては、変化量算出部３２は、検出された酸素濃度及びＣＯ濃度に応じて変化量算出曲線格納部４１から対応する変化量算出曲線を読み出して変化量の算出を行っている。

また、警報処理の流れについては、単位検出時間当たりの変化量としてポイント値に代えてＣＯＨｂ濃度の増加量を用いていること、その積算値が２０（％）となった時点で警報が行われる点を除いて、基本的に図１２と同様なので、ここでは説明を省略する。

〔減算曲線の別形態〕
ガス警報器が設置される室内の業務環境などに応じて、上述した減算曲線を次のように修正しても良い。すなわち、ガス警報器が設置される室内において単数或いは複数の人間が作業を行う場合、当該室内について規定された労働時間の最大値において０となるように減算曲線を修正するのである。このように減算曲線を修正することで、例えば労働時間として８時間が規定されていれば、８時間後に変化量積算値をリセットすることができる。これは、規定された労働時間が経過すれば労働者は室外に出るため変化量積算値をリセットしても良く、逆に変化量積算値をリセットせずにそのままにしておくと警報に至る時間が短くなり、警報が早く発せられるなどの不都合が生じるためである。

このように修正された減算曲線（以下、修正減算曲線と称する）の一例を図１５に示す。図１５においては、労働時間を８時間とし、元の減算曲線は半減期が４時間のものである。図１５において、修正減算曲線は、元の減算曲線の０時間における値と４時間後における値とを通る直線として得られ、８時間後にはポイント値が０となっている。

さらに、室内での労働時間が短い、或いは労働者の交替が多い場合に好適な修正減算曲線の別形態を図１６に示す。図１６では、規定された労働時間を４時間とした場合であり、このような場合に図１５のような修正減算曲線を用いたのでは、元の減算曲線よりも大きな傾きで減算されるので、特に減算開始の初期において安全性に改善の余地がある。

かかる場合には、減算曲線を次のように修正する。まず、０〜１時間の間は元の減算曲線と同じ減算とする（図１６の線分ＡＢ）。次に、元の減算曲線における１時間の時のポイント値Ｂと、その半分のポイント値Ｃとを直線で結ぶ（線分ＢＣ）。次に、４時間の時にポイント値Ｃが半分となるような傾きの直線をＣから伸ばし、１〜２時間の範囲にある当該直線を修正減算曲線の一部とする（線分ＣＤ）。以下、同様の作業を繰り返すことにより、図１６に示すような階段状の折れ線で表される修正減算曲線を得ることができる。この修正減算曲線を用いることにより、ＣＯ濃度の変動が大きい場合でも減算開始から最初の１時間は必ず元の減算曲線と同じように減算されていくため、より安全で且つ誤報の少ないガス警報器を構成することができる。

次に、この図１６の修正減算曲線を用いた場合のガス警報処理の流れについて、図１７のフローチャートを用いて説明する。なお、＃０１〜＃１４までの各ステップについては、図１２と同様なのでここでは省略し、減算ステップについて説明する。また、図１２と同様に変化量はポイント値を用いるものとする。ポイント値の積算が開始された後、検出されるＣＯ濃度が１００ｐｐｍ以下となった場合（＃０８Ｎｏ分岐）、減算１分タイマーをカウントし（＃３１）、１分が経過したか否かの判定が行われ（＃３２）、１分が経過していれば減算曲線から得られる値に積算ポイント値が減算される（＃３３）。なお、積算ポイント値の減算は図１０或いは図１１で説明した方法と同様の方法により行うことができる。

続いて減算された積算ポイント値が２．５ｐｔ以上か否かの判定が行われ（＃３４）、２．５ｐｔ以上の場合（＃３４Ｙｅｓ分岐）、減算６０分タイマーのカウントが行われる（＃３５）。次に６０分が経過したか否かの判定が行われ（＃３６）、６０分が経過している場合（＃３６Ｙｅｓ分岐）、減算された積算ポイント値が半分にされる（＃３７）。そして、検出されるＣＯ濃度が７５ｐｐｍ以下か否かの判定が行われる（＃３８）。なお、＃３２において１分が経過していない場合（＃３２Ｎｏ分岐）、或いは、＃３６において６０分が経過していない場合（＃３６Ｎｏ分岐）も、同様に検出されるＣＯ濃度が７５ｐｐｍ以下か否かの判定が行われる。

ＣＯ濃度が７５ｐｐｍ以下の場合（＃３８Ｙｅｓ分岐）、或いは、ＣＯ濃度が７５ｐｐｍを超えていても積算ポイント値が９９ｐｔ以下の場合（＃３８Ｎｏ分岐、＃３９Ｙｅｓ分岐）、警報が停止されると共に監視状態とされ（＃４０）、再び＃０７に戻る。また、検出されるＣＯ濃度が７５ｐｐｍを超え、かつ積算ポイント値も９９ｐｔを超える場合（＃３８Ｎｏ分岐、＃３９Ｎｏ分岐）、そのまま＃０７に戻る。なお、減算された積算ポイント値が２．５ｐｔ未満の場合（＃３４Ｎｏ分岐）、ポイント及び減算１分タイマーがリセットされ（＃４１）、＃０１の監視状態に戻る。なお、＃０９では、減算１分タイマー或いは減算６０分タイマーのリセットが行われる。

図１６の階段状の修正減算曲線としては、これ以外の形態ももちろん可能で、１時間毎の階段部分をより細かくしても良いし、１時間毎に値を半分の値に減少するのではなく、その他の値に減少するようにするなどしても良い。

〔その他の実施形態〕
（１）上述した実施形態において、警報に加え、変化量積算値が注意ポイント値や注意濃度値に達したときに注意報を発するような形態としても良い。注意報はスピーカやランプなどにより行うことができ、特に複数の注意ポイント値や注意濃度値が設定されている場合には、各々のレベルに応じてランプの点滅間隔や色を変更するなど注意報の形態を変えると好適である。
（２）上述した実施形態においてはＣＯ濃度の検出時間を１０秒、減算周期を１分、ＣＯ濃度が１０１ｐｐｍから変化量の積算開始などとしたが、図１２や図１７における各値は適宜変更可能である。
（３）上述した実施形態においては、減算部を備える形態としたが、これを省略して簡易な構成としても良い。

本実施形態におけるガス警報器の機能ブロック図 ＪＩＡ検査規程を示す図 ＣＯ濃度と警報に至る時間との関係を示す図 警報ポイント値、注意ポイント値を示す図 ＣＯ濃度と第１及び第２注意時間との関係を示す図 各区間におけるＣＯ濃度と単位検出時間当たりの変化量との関係を示す図 変化量算出曲線を示す図 曝露時間−ポイント値の関係式 ＣＯＨｂ濃度の減衰曲線 減算曲線を示す図 減算曲線の別形態を示す図 ガス警報処理のフローチャート 近似された濃度変化曲線を示す図 別実施形態における変化量算出曲線を示す図 修正減算曲線を示す図 修正減算曲線の別形態を示す図 図１６の修正減算曲線を用いたガス警報処理のフローチャート

符号の説明

１ ガス警報器
２ ガス検出部
３ 制御部
４ 格納部
５ スピーカ
６ ランプ
３１ 濃度取得部
３２ 変化量算出部
３３ 積算部
３４ 減算部
３５ 警報判定部
３６ 警報部
４１ 変化量算出曲線格納部
４２ 減算曲線格納部

Claims (8)

1. 一酸化炭素濃度を検出するガス検出部と、検出された一酸化炭素濃度を用いて警報の要否を判定する警報判定部と、前記警報判定部による要警報判定に基づいて警報を行う警報部とを備えたガス警報器において、
   警報の要否判定の基準となる警報基準値について、初期値から当該警報基準値までの間を複数の区間に分割し、分割された各区間において単位検出時間当たりの変化量を算出することにより前記区間毎に導出された一酸化炭素濃度−単位検出時間当たりの変化量関係を定める変化量算出曲線を格納すると共に、
   前記変化量算出曲線に基づいて、前記検出された一酸化炭素濃度から対応する前記変化量を算出する変化量算出部と、
   前記算出された変化量を積算して変化量積算値を算出する積算部とを備え、
   前記警報判定部は、前記変化量積算値が前記警報基準値に達したときに要警報と判定するガス警報器。
2. 血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度の減衰曲線における初期濃度値を所定の変化量積算値に置換することにより生成された減算曲線を格納すると共に、
   前記ガス検出部により検出される一酸化炭素濃度が所定値以下となった場合、前記減算曲線に基づいて変化量積算値の減算を行う減算部を備えた請求項１に記載のガス警報器。
3. 前記減算曲線は、ガス警報器が設置される室内について規定された労働時間の最大値において０となるように修正され、
   前記減算部は、当該修正された減算曲線を用いて変化量積算値の減算を行う請求項２に記載のガス警報器。
4. 前記修正された減算曲線が階段状の折れ線で表される請求項３に記載のガス警報器。
5. 前記警報基準値が一酸化炭素の濃度値に応じて規定される警報に至る時間に付与された警報ポイント値であり、
   当該警報ポイント値に至るまでの間に注意ポイント値を複数設定することにより前記複数の区間を形成し、
   前記単位検出時間当たりの変化量がポイント値を用いて表される請求項１から４のいずれか一項に記載のガス警報器。
6. 前記警報基準値が血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度の警報濃度値であり、
   当該警報濃度値に至るまでの間に注意濃度値を複数設定することにより前記複数の区間を形成し、
   所定の酸素濃度値において一酸化炭素の濃度値に応じて規定される血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度−曝露時間関係を定める濃度変化曲線を前記複数の区間毎に直線で近似し、
   前記単位検出時間当たりの変化量が、前記区間毎の直線の傾きを用いて表される請求項１から４のいずれか一項に記載のガス警報器。
7. 検出された一酸化炭素濃度を用いて警報の要否を判定し、当該要警報判定に基づいて警報を行うガス警報方法において、
   警報の要否判定の基準となる警報基準値について、初期値から当該警報基準値までの間を複数の区間に分割し、分割された各区間において単位検出時間当たりの変化量を算出することにより前記区間毎に導出された一酸化炭素濃度−単位検出時間当たりの変化量関係を定める変化量算出曲線に基づいて、前記検出された一酸化炭素濃度から対応する前記変化量を算出するステップと、
   前記算出された変化量を積算して変化量積算値を算出するステップと、
   前記変化量積算値が前記警報基準値に達したときに要警報と判定するステップと、
   当該要警報判定に基づいて警報を行うステップとを有するガス警報方法。
8. 検出される一酸化炭素濃度が所定値以下となった場合、
   血中一酸化炭素ヘモグロビン濃度の減衰曲線における初期濃度値を所定の変化量積算値に置換することにより生成された減算曲線に基づいて変化量積算値の減算を行うステップをさらに有する請求項７に記載のガス警報方法。

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