JP2013050756A - 携行用ガス濃度検出器及びそのガス濃度報知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】警報音のみでもユーザにガス濃度を報知することが可能な携行用ガス濃度検出器及びそのガス濃度報知方法を提供する。
【解決手段】携行用ガス濃度検出器１は、一酸化炭素の濃度に応じた信号を出力するガスセンサ１０と、ガスセンサ１０により出力された信号に基づいて、警報音の出力を制御する制御部２０と、を備えている。制御部２０は、ガスセンサ１０により出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携行用ガス濃度検出器及びそのガス濃度報知方法に関する。

従来、工事現場や坑道などにおいて一酸化炭素のガス濃度を測定する携行用ガス濃度検出器が提案されている。この検出器では、電気化学式センサを用い、一酸化炭素濃度がある一定値以上であるとＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）による報知を行う構成となっている（特許文献１参照）。

また、ブザーがほぼ最大の音圧出力を発生する主周波数と、その周波数における音圧出力よりも１０ｄＢ以上低い音圧出力を与える副周波数とを選択可能なブザー警報器が提案されている。この警報器によれば、警報時における音量を変更することができる（特許文献２参照）。

特開２００７−２４８２１０号公報 特開２００３−５８１６５号公報

ここで、特許文献１に記載の携行用ガス濃度検出器は、ある一定以上の一酸化炭素濃度が検出されるとブザー音を発する構成となっているが、その濃度についてはＬＣＤ表示するのみであるため、表示内容を参照しなければ濃度確認を行うことができない。

そこで、特許文献２に記載のブザー警報器の技術を適用することで、濃度を音にて知らせることが可能となるかのように思えるが、この技術では警報音量を変更可能となっているのみであり、音のみで濃度を直感的にユーザに伝えることは困難である。なお、上記問題は、被検出対象ガスが一酸化炭素に限らず、他の種類のガスであっても共通する問題である。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、警報音のみでもユーザにガス濃度を報知することが可能な携行用ガス濃度検出器及びそのガス濃度報知方法を提供することにある。

本発明の携行用ガス濃度検出器は、ガス濃度に応じた信号を出力するガスセンサと、ガスセンサにより出力された信号に基づいて、警報音の出力を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、ガスセンサにより出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させることを特徴とする。

この携行用ガス濃度検出器によれば、ガスセンサにより出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させる。このため、ガス濃度に応じた多種多様な警報音を実現することができ、広範囲に亘る濃度についても警報音で表現することができる。従って、警報音のみでもユーザにガス濃度を報知することができる。

また、本発明の携行用ガス濃度検出器において、制御手段は、検出濃度が高くなるに従って、警報間隔を短くすると共に警報周波数を高くしていくことが好ましい。

この携行用ガス濃度検出器によれば、検出濃度が高くなるに従って、警報間隔を短くすると共に警報周波数を高くしていくため、ガス濃度の高まりに応じて緊急性を表現することができ、ユーザに対してガス濃度を的確に表現することができる。

また、本発明の携行用ガス濃度検出器において、制御手段は、検出濃度が多段階に設定される閾値のうち最小の閾値以上となると警報音を出力させ、検出濃度が最小の閾値よりも高く設定される他の閾値以上となる毎に、警報間隔を順次短くしていくことが好ましい。

この携行用ガス濃度検出器によれば、制御手段は、検出濃度が多段階に設定される閾値のうち最小の閾値以上となると警報音を出力させ、多段階に設定される他の閾値以上となる毎に、警報間隔を短くしていく。このため、検出濃度が次第に高まっていき新たな閾値以上となる場合には、警報間隔が切り替わることとなり、徐々に警報間隔を変更する場合と比較して、ガス濃度の高まりを明確に表現することができる。従って、ユーザに対してガス濃度を的確に表現することができる。

また、本発明の携行用ガス濃度検出器において、制御手段は、検出濃度が多段階に設定される閾値のうち最小の閾値以上となると警報音を出力させ、検出濃度が最小の閾値よりも高く設定される他の閾値以上となる毎に、警報周波数を順次高くしていくことが好ましい。

この携行用ガス濃度検出器によれば、検出濃度が多段階に設定される閾値のうち最小の閾値以上となると警報音を出力させ、多段階に設定される他の閾値以上となる毎に、警報周波数を短くしていく。このため、検出濃度が次第に高まっていき新たな閾値以上となる場合には、警報周波数が順次高くなることとなり、ガス濃度の高まりに応じて緊急性を表現することができる。従って、ユーザに対してガス濃度を的確に表現することができる。

また、本発明の携行用ガス濃度検出器において、制御手段は、検出濃度が最小の閾値以上となった場合に、複数の半導体発光素子を発光させると共に、検出濃度が他の閾値以上となる毎に発光間隔を順次短くしていくことが好ましい。

この携行用ガス濃度検出器によれば、検出濃度が最小の閾値以上となった場合に、複数の半導体発光素子を発光させると共に、検出濃度が他の閾値以上となる毎に発光間隔を順次短くしていく。このため、ガス濃度が高まるに従って半導体発光素子が頻繁に発光することとなり迅速な確認が必要なガス濃度を直感的にユーザに報知することができる。さらには、ＬＣＤを用いないため、ＬＣＤ及びそのドライバを必要とせず、消費電力の低減、部品点数の削減及び小型化等によるコスト減にも寄与することができる。

また、本発明の携行用ガス濃度検出器のガス濃度報知方法は、ガス濃度に応じた信号を出力するガスセンサにより出力された信号に基づいて、警報音の出力を制御する制御工程を備え、制御工程では、ガスセンサにより出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させることを特徴とする。

この携行用ガス濃度検出器のガス濃度報知方法によれば、ガスセンサにより出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させる。このため、ガス濃度に応じた多種多様な警報音を実現することができ、広範囲に亘る濃度についても警報音で表現することができる。従って、警報音のみでもユーザにガス濃度を報知することができる。

本発明の携行用ガス濃度検出器及びそのガス濃度報知方法によれば、警報音のみでもユーザにガス濃度を報知することができる。

本実施形態に係る携行用ガス濃度検出器の構成の概略を示すブロック図である。 図１に示した第１及び第２の半導体発光素子を示す概略構成図である。 本実施形態に係る携行用一酸化炭素濃度検出器のガス濃度報知方法を示すフローチャートである。 図３に示したステップＳ３における警報音等の決定内容の詳細を示す図である。 図１に示したブザーの周波数特性を示すグラフである。

以下、本発明に係る携行用ガス濃度検出器の実施形態について説明する。なお、以下では被検出対象ガスとして一酸化炭素を例に説明するが、被検出対象ガスは一酸化炭素に限られるものではない。

図１は、本実施形態に係る携行用ガス濃度検出器の構成の概略を示すブロック図である。図１に示す携行用ガス濃度検出器１は、ユーザにより携帯可能な大きさで形成されたものであって、ケーシング内にガスセンサ１０、制御部（制御手段）２０、ブザー３０、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を備えている。

ガスセンサ１０は、周囲の一酸化炭素濃度を検出するものであり、一酸化炭素の濃度に応じた信号を出力するものである。このガスセンサ１０は、電気化学式ＣＯセンサであって、例えばアノード電極、カソード電極、及び固体電解質膜を有しており、アノード電極に曝された一酸化炭素の濃度に応じてアノード電極及びカソード電極間に流れる電流を出力とするものである。

なお、ガスセンサ１０は、電気化学式のものに限られないが、電気化学式のＣＯセンサを用いることにより、安定した出力特性を得ることができ、広範囲における一酸化炭素濃度を取得する点で有利である。

制御部２０は、ガスセンサ１０により出力された信号に基づいて、ブザー３０からの警報音の出力を制御すると共に、２つの半導体発光素子４１，４２の発光制御を行うものである。なお、制御部２０は、例えば上記制御内容を実行するプログラムを組み込んだＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成されている。

ブザー３０は、制御部２０による制御によって発音するものである。このブザー３０は、例えば圧電ブザーにより構成されている。第１及び第２の半導体発光素子４１，４２は、制御部２０による制御によって発光するものである。なお、本実施形態に係る携行用ガス濃度検出器１は、ＬＣＤを備えておらず、小型化が可能となっている。

図２は、図１に示した第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を示す概略構成図である。図２に示すように、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２は、ケーシングの角部にそれぞれ１つずつ設けられている。具体的に、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２は、赤色に発光するようになっている。なお、これらの色、大きさ及び配置については適宜変更可能である。

また、図２から明らかなように、ケーシングは音声出力部５０及びガス導入部６０を有しており、ブザー３０からの警報音は音声出力部５０を介して出力され、濃度の検出対象となる一酸化炭素はガス導入部６０を介してガスセンサ１０に至るようになっている。

再度、図１を参照する。本実施形態において制御部２０は、ガスセンサ１０により出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させる構成となっている。ここで決定される警報音の内容とは、例えば「ポ・ポ」「ピ・ピ」など聴覚として違いを認識できる音の種類である。また、決定される警報間隔とは、例えば１秒から１０秒程度の時間である。さらに、決定される警報周波数は、ブザー３０の種類によって異なるが、例えば０．８ｋＨｚから４ｋＨｚ程度の周波数である。

以上のように、本実施形態に係る携行用一酸化炭素濃度検知器１は、一酸化炭素濃度に応じて、警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を複合的に組み合わせて多種多様の状況をユーザに報知することを可能とし、警報音のみでもユーザに一酸化炭素濃度を報知することができる構成となっている。

また、制御部２０は多段階に閾値を記憶しており、本実施形態では第１閾値（最小の閾値）、第１閾値よりも高い第２閾値（他の閾値）、第２閾値よりも高い第３閾値（他の閾値）、及び第３閾値よりも高い第４閾値（他の閾値）を記憶している。制御部２０は、ガスセンサ１０により検出された検出濃度が第１閾値以上である場合に、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を発光させる。このとき、制御部２０は、第１の半導体発光素子４１を１２５ｍｓだけ点灯させた後に、第２の半導体発光素子４２を１２５ｍｓだけ点灯させる。また、制御部２０は、上記１２５ｍｓ毎の点灯を１０秒周期で行う。

さらに、制御部２０は、検出濃度が第２〜４閾値以上となると、点灯周期を順次短くしていく。例えば、制御部２０は、検出濃度が第２閾値以上となると、点灯周期を５秒とし、検出濃度が第３閾値以上となると、点灯周期を３秒とする。さらに、制御部２０は、検出濃度が第４閾値以上となると、点灯周期を１秒とするか、又は、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を常時点灯させる。

なお、制御部２０は、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を発光させるにあたり、ダイナミック点灯を行って、携行用一酸化炭素濃度検知器１の消費電力の低減を図っている。具体的に制御部２０は、１２５ｍｓの点灯にあたり、５ｍｓの通電を行った後に、約１０ｍｓだけ非通電とし、これを繰り返すことにより、ダイナミック点灯を行う。

次に、制御部２０の制御内容の詳細、すなわち本実施形態に係る携行用一酸化炭素濃度検出器１のガス濃度報知方法について説明する。図３は、本実施形態に係る携行用一酸化炭素濃度検出器１のガス濃度報知方法を示すフローチャートである。

図３に示すように、まず制御部２０は、ガスセンサ１０からの信号に基づいて一酸化炭素濃度を検出する（Ｓ１）。次に、制御部２０は、ステップＳ１にて検出された一酸化炭素の検出濃度が第１閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ２）。検出濃度が第１閾値以上でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。

一方、検出濃度が第１閾値以上であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部２０は、ステップＳ１にて検出した検出濃度に基づいて、警報音の内容、警報間隔（ブザー間隔）及び警報周波数（鳴動周波数）を決定する（Ｓ２）。この際、制御部２０は、検出濃度に応じて「ポ・ポ」や「ピ・ピ」などの警報音の内容を決定すると共に、１秒から１０秒までの警報間隔を決定し、且つ、０．８ｋＨｚから４ｋＨｚまでの警報周波数を決定する。さらに、制御部２０は、検出濃度が第１〜第４閾値以上となるかに基づいて、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２の点灯周期等を決定する。

次いで、制御部２０は、ステップＳ３にて決定された警報音の内容等に基づく信号をブザー３０及び第１及び第２の半導体発光素子４１，４２に出力する（Ｓ４）。これにより、ブザー３０は警報音を出力すると共に、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２が発光することとなる。

その後、制御部２０は、携行用一酸化炭素濃度検出器１の電源がオフされたか否かを判断する（Ｓ５）。電源がオフされていないと判断した場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、電源がオフされたと判断した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、図３に示す処理は終了する。

図４は、図３に示したステップＳ３における警報音等の決定内容の詳細を示す図である。図４に示すように、時刻０〜時刻ｔ１において検出濃度は第１閾値（例えば１５０ｐｐｍ）に達していない。このため、ブザー３０は発音せず半導体発光素子４１，４２についても発光していない。

次いで、時刻ｔ１において検出濃度が第１閾値に達したとする。この場合、制御部２０は、警報音の内容を「ポ・ポ」に決定し、ブザー間隔を１０秒に決定し、鳴動周波数を０．８ｋＨｚに決定する。さらに、制御部２０は、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を１０秒周期で発光させると決定する。

また、時刻ｔ２に示すように、検出濃度が第２閾値（例えば５００ｐｐｍ）に達したとする。この場合、制御部２０は、警報音の内容を「ポ・ポ」に決定し、ブザー間隔を５秒に決定し、鳴動周波数を１．３ｋＨｚに決定する。さらに、制御部２０は、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を５秒周期で発光させると決定する。

その後、時刻ｔ３において検出濃度が第３閾値（例えば１０００ｐｐｍ）に達したとする。この場合、制御部２０は、警報音の内容を「ピ・ピ」に決定し、ブザー間隔を３秒に決定し、鳴動周波数を３ｋＨｚに決定する。さらに、制御部２０は、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を３秒周期で発光させると決定する。

また、時刻ｔ４に示すように、検出濃度が第４閾値（例えば２０００ｐｐｍ）に達したとする。この場合、制御部２０は、警報音の内容を「ピ・ピ」に決定し、ブザー間隔を１秒に決定し、鳴動周波数を４ｋＨｚに決定する。さらに、制御部２０は、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を１秒周期で発光させるか、又は、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を常時発光させると決定する。

このように、制御部２０は、検出濃度が高くなるに従って、ブザー間隔を短くすると共に鳴動周波数を高くしていく。このため、一酸化炭素濃度の高まりに応じて緊急性を表現することができ、ユーザに対して一酸化炭素濃度を的確に表現することができる。

なお、制御部２０が決定する警報音の内容等は図４に示すものに限られず、種々の変更が可能である。

図５は、図１に示したブザー３０の周波数特性を示すグラフである。図５に示すように、ブザー３０は、印加電圧が３Ｖであるか６Ｖであるかによって音圧が異なり、印加電圧が６Ｖである方が音圧が高くなる傾向にある。ここで、図４を参照して説明したように、ブザー３０の鳴動周波数は、０．８ｋＨｚ、１．３ｋＨｚ、３ｋＨｚ、及び４ｋＨｚとなっている。このため、図５から明らかなように、携行用一酸化炭素濃度検出器１は、８０ｄＢ／５ｃｍを下回ることなく、ブザー３０から警報音を出力することとなる。

このようにして、本実施形態に係る携行用ガス濃度検出器１及びそのガス濃度報知方法によれば、ガスセンサ１０により出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させる。このため、一酸化炭素濃度に応じた多種多様な警報音を実現することができ、広範囲に亘る濃度についても警報音で表現することができる。従って、警報音のみでもユーザに一酸化炭素濃度を報知することができる。

また、検出濃度が高くなるに従って、警報間隔を短くすると共に警報周波数を高くしていくため、一酸化炭素濃度の高まりに応じて緊急性を表現することができ、ユーザに対して一酸化炭素濃度を的確に表現することができる。

また、制御部２０は、検出濃度が多段階に設定される閾値のうち最小の第１閾値以上となると警報音を出力させ、多段階に設定される他の第２〜第４閾値以上となる毎に、警報間隔を短くしていく。このため、検出濃度が次第に高まっていき新たな閾値以上となる場合には、警報間隔が切り替わることとなり、徐々に警報間隔を変更する場合と比較して、一酸化炭素濃度の高まりを明確に表現することができる。従って、ユーザに対して一酸化炭素濃度を的確に表現することができる。

また、制御部２０は、検出濃度が多段階に設定される閾値のうち最小の第１閾値以上となると警報音を出力させ、多段階に設定される他の第２〜第４閾値以上となる毎に、警報周波数を短くしていく。このため、検出濃度が次第に高まっていき新たな閾値以上となる場合には、警報周波数が順次高くなることとなり、ガス濃度の高まりに応じて緊急性を表現することができる。従って、ユーザに対して一酸化炭素濃度を的確に表現することができる。

また、制御部２０は、検出濃度が最小の第１閾値以上となった場合に、第１及び第２の半導体発光素子４１，４２を発光させると共に、検出濃度が他の第２〜第４閾値以上となる毎に発光間隔を順次短くしていく。このため、ガス濃度が高まるに従って第１及び第２の半導体発光素子４１，４２が頻繁に発光することとなり迅速な確認が必要な一酸化炭素濃度を直感的にユーザに報知することができる。さらには、ＬＣＤを用いないため、ＬＣＤ及びそのドライバを必要とせず、消費電力の低減、部品点数の削減及び小型化等によるコスト減にも寄与することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態において携行用ガス濃度検出器１及びそのガス濃度報知方法では、例として図４に示すような報知例を挙げたが、報知の方法は、図４に示す例に限らず、適宜変更可能である。

また、本実施形態では第１〜第４閾値を有し、これら閾値を基準に報知方法を変更しているが、これに限らず、閾値が２つ、３つ、又は５つ以上あり、これらの閾値に応じて報知方法を変更してもよい。さらに、本実施形態では第１〜第４閾値を基準にＬＥＤの発光を変化させているが、これに限らず、特にＬＥＤを有しなくとも、ユーザに濃度を報知可能である。

１ 携行用ガス濃度検出器
１０ ガスセンサ
２０ 制御部（制御手段）
３０ ブザー
４１，４２ 半導体発光素子

Claims (6)

1. ガス濃度に応じた信号を出力するガスセンサと、
   前記ガスセンサにより出力された信号に基づいて、警報音の出力を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記ガスセンサにより出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させる
   ことを特徴とする携行用ガス濃度検出器。
2. 前記制御手段は、前記検出濃度が高くなるに従って、警報間隔を短くすると共に警報周波数を高くしていく
   ことを特徴とする請求項１に記載の携行用ガス濃度検出器。
3. 前記制御手段は、前記検出濃度が前記多段階に設定される閾値のうち最小の閾値以上となると警報音を出力させ、前記検出濃度が前記最小の閾値よりも高く設定される他の閾値以上となる毎に、前記警報間隔を順次短くしていく
   ことを特徴とする請求項２に記載の携行用ガス濃度検出器。
4. 前記制御手段は、前記検出濃度が前記多段階に設定される閾値のうち最小の閾値以上となると警報音を出力させ、前記検出濃度が前記最小の閾値よりも高く設定される他の閾値以上となる毎に、前記警報周波数を順次高くしていく
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の携行用ガス濃度検出器。
5. 前記制御手段は、前記検出濃度が前記最小の閾値以上となった場合に、複数の半導体発光素子を発光させると共に、前記検出濃度が前記他の閾値以上となる毎に発光間隔を順次短くしていく
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の携行用ガス濃度検出器。
6. ガス濃度に応じた信号を出力するガスセンサにより出力された信号に基づいて、警報音の出力を制御する制御工程を備え、
   前記制御工程では、前記ガスセンサにより出力された信号が示す検出濃度に応じた警報音の内容、警報間隔及び警報周波数を決定し、決定された警報音の内容、警報間隔及び警報周波数にて警報音を出力させる
   ことを特徴とする携行用ガス濃度検出器のガス濃度報知方法。

Images