JP3161792B2 - ガス漏れ警報器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭内等で使われる燃
焼用ＬＰガスの漏洩を検出するためのガス漏れ警報器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、燃焼用ＬＰガスの漏洩を
検出するガス漏れ警報器が広く使われている。このガス
漏れ警報器は、通常、接触燃焼式または半導体式のガス
センサを用い、このガスセンサの出力信号を増幅器で増
幅した後に比較器に導入し、この比較器において警報レ
ベルと比較し、入力信号が警報レベルを越えているとき
に表示回路やブザ−回路からなる警報系を動作させるよ
うに構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
構成された従来のガス漏れ警報器にあっては、次のよう
な問題があった。すなわち、最近では家庭内等におい
て、スプレ−タイプの殺虫剤が多用されている。これら
の殺虫剤は、ＬＰガスを主成分としたものが多い。この
ため、ガスセンサ設置場所の近くでスプレ−タイプの殺
虫剤を使用すると、このスプレーガスに感応してガス漏
れ警報器が誤警報を発することが往々にしてある。この
ような誤警報はガス漏れ警報器の信頼性を低下させるば
かりか、ガス漏れ警報器の出力でガス遮断弁を遮断する
ようにシステムを構成した場合には、誤警報の度にガス
遮断弁に対する復帰操作を行なう必要があるなどの不便
を生じる。本発明は、このような問題を解決できるガス
漏れ警報器を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るガス漏れ警報器は、ガスセンサと、こ
のガスセンサの出力信号レベルが警報レベルを越えたと
きに出力信号を発生する第１の判定手段と、この第１の
判定手段の出力信号に従って動作する警報手段と、第１
の判定手段と警報手段との間に設けられたスイッチング
手段と、ガスセンサの出力信号の時間変化率パターンを
解析し、該時間変化率パターンが、該出力信号が立ち上
がった時点から前記警報レベルに至る前に一定時間以上
の正の時間変化率を示す区間が到来し、その後に零の時
間変化率を示す時点が到来し、続いて負の時間変化率を
示す区間が到来するパターンであるとき、該出力信号の
レベルとは無関係に前記スイッチング手段を一定期間に
亘ってオフにする第２の判定手段とを具備してなること
を特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明は、燃焼用ＬＰガスの漏洩時とスプレ−
タイプの殺虫剤使用時とでは、ガスセンサ設置場所での
ガス濃度の時間変化率パターンに著しい特徴的な差があ
るという知見に基いている。

【０００６】まず、この知見から説明する。ガスセンサ
は、通常、床上30cm程度の高さに設けられる。実際に燃
焼用ＬＰガスが漏れた場合、ガスセンサ設置場所でのガ
ス濃度は、通常、図１中にＥで示すように、ほぼ一定の
変化率で緩やかに直線的に増加する。これに対して、Ｌ
Ｐガスを主成分とするスプレータイプの殺虫剤をガスセ
ンサ設置場所の近くで使用した場合、ガスセンサ設置場
所でのガス濃度は使用条件によって図１中にＦ₁ ，
Ｆ₂ ，Ｆ₃ ，…で示すように変化する。

【０００７】この図から判るように、スプレータイプの
殺虫剤を使用したときには、いずれの場合も燃焼用ＬＰ
ガスが漏れた場合に較べてはるかに大きい時間変化率で
ガス濃度が急激に増加し、最大濃度に達した後に徐々に
濃度が減少する傾向を示す。このように、両者は経過時
間に対するガス濃度変化が大きく異なっている。この両
者の異なりは再現性が高い。図１から判るように、警報
濃度レベルがＫ₀ に設定されているとき、殺虫剤のスプ
レ−に起因してＦ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ で示すように、ガスセ
ンサ設置場所での濃度レベルがＫ₀ を越えたときには警
報系が動作することになる。このいわゆる誤動作を防止
するには、ガスセンサで検知されたガスが燃焼用ＬＰガ
スであるか、ＬＰガスを主成分とする殺虫剤であるかを
何等かの手段で識別する必要がある。

【０００８】この識別に当たって、本発明では、燃焼用
ＬＰガスが漏れたときにおけるガス濃度の時間変化率パ
ターンとＬＰガスを主成分とする殺虫剤を使用したとき
におけるガス濃度の時間変化率パターンとが全く異なっ
ていることに着目し、この時間変化率パターンを利用し
ている。

【０００９】すなわち、図２(a) にはＬＰガスを主成分
とする殺虫剤が使用されたときのガスセンサ出力Ｖの経
過時間に対するレベル変化の一例が示されている。この
ガスセンサ出力Ｖを周期ΔＴでサンプリングし、得られ
たサンプリングデータ間の差ΔＶをΔＴで除して時間変
化率を求めると、図２(b) 中にＧで示す分布が得られ
る。

【００１０】この時間変化率パターンＧから明らかなよ
うに、ＬＰガスを主成分とする殺虫剤が使用されたとき
には、ガスセンサ出力Ｖが立上がった時点からある期間
経過した時点ｔ₁ において時間変化率が正の最大値とな
り、この時点ｔ₁ からある期間経過した時点ｔ₂ におい
て時間変化率が零となり、以後は時間変化率が負とな
る。一方、燃焼用ＬＰガスが漏れた場合には、図１中に
Ｅで示したようにガス濃度がほぼ一定の変化率で緩やか
に増加するので、ガスセンサ出力Ｖの時間変化率は、図
２(b) 中にＨで示すように、正のほぼ一定値となる。す
なわち、この場合には時間変化率が零になったり、負に
なったりすることはない。

【００１１】そこで、本発明では、ガスセンサ出力Ｖの
時間変化率パターンを解析することによって、燃焼用Ｌ
ＰガスかＬＰガスを主成分とする殺虫剤かの識別を行う
ようにしている。識別に当たっては、たとえば図２(b)
に示すように、ガスセンサ出力Ｖの時間変化率が予め定
められた正の値を越えた時点でフラグＡをセットし、時
間変化率がほぼ零になった時点でフラグＢをセットし、
時間変化率が負になったある時点でフラグＣをセットす
る手法を用いている。

【００１２】ＬＰガスを主成分とする殺虫剤が使用され
たときには、図２(b) から判るように、必ずフラグがＡ
→Ｂ→Ｃの順序でセットされることになる。しかし、燃
焼用ＬＰガスが漏れたときには、フラグＡはセットされ
ることがあっても、フラグＢ，Ｃはセットされない。た
だし、ガス漏れ警報器の動作を確認するための点検ガス
が連続して吹付けられた場合には、濃度が飽和してフラ
グＢがセットされることがある。したがって、フラグの
セットのされ方によって燃焼用ＬＰガスか、ＬＰガスを
主成分とする殺虫剤かを識別することができる。

【００１３】本発明では、上述した手法を応用し、第２
の判定手段でガスセンサ出力Ｖの時間変化率パターンを
解析し、時間変化率パターンが予め登録されている時間
変化率パターン、つまりフラグをＡ→Ｂ→Ｃの順序でセ
ットさせるパターンのときだけガスセンサの出力レベル
とは無関係にスイッチング手段を一定期間に亘ってオフ
制御するようにしている。したがって、スプレ−タイプ
のガス製品が使用されたときに起こり易い誤警報の発生
を防止することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図３には本発明の一実施例に係るガス漏れ警報器の
ブロック構成図が示されている。

【００１５】図中１はガス濃度に比例したレベルの信号
を出力する接触燃焼式または半導体式のガスセンサを示
している。このガスセンサ１の出力信号は増幅器２で増
幅され、この増幅器２の出力信号Ｖは第１の判定手段を
構成する比較器３に導入される。この比較器３は、予め
設定されている警報レベルＶ₀ と入力信号のレベルとを
比較し、入力信号のレベルがＶ₀ を越えているとき出力
信号を送出する。この出力信号は、スイッチング手段と
してのスイッチ回路４を介して警報系５に与えられる。

【００１６】スイッチ回路４は、常時はオン状態に保持
されており、後述する第２の判定手段としてのパターン
解析器１１からオフ制御信号Ｊが与えられると、この信
号Ｊが与えられている期間だけオフ状態に切替わるよう
に構成されている。

【００１７】警報系５は、ランプ６と、ブザー７と、こ
れらを駆動する駆動回路８と、外部出力回路９とで構成
されている。したがって、スイッチ回路４がオン状態に
保持されているときに比較器３から出力信号が送出され
ると、駆動回路８が動作してランプ６が点滅するととも
にブザー７が鳴動し、同時に外部出力回路９から信号が
出力される。この信号は、たとえばガス遮断弁の遮断指
令信号として与えられる。増幅器２の出力信号は、他方
においてはサンプリング周期ΔＴで動作するＡ／Ｄ変換
器１０を介してパターン解析器１１に導入される。

【００１８】パターン解析器１１は、実際にはマイクロ
プロセッサで構成されており、機能ブロックとして表示
すると、図４に示すように構成されている。すなわち、
パターン解析器１１は、Ａ／Ｄ変換器１０の出力を共通
に入力するフラグＡセット系１２と、フラグＢセット系
１３と、フラグＣセット系１４とを備えている。

【００１９】フラグＡセット系１２は、Ａ／Ｄ変換器１
０から出力されたサンプリングデータ間の差ΔＶをサン
プリング周期ΔＴで除して時間変化率ΔＶ／ΔＴを求
め、この時間変化率ΔＶ／ΔＴがガス濃度換算で0.1 以
上で、かつ符号が正のときにフラグＡをセットし、同時
に信号Ｓ₁ および信号Ｒ₁ を出力する。フラグＢセット
系１３は、信号Ｒ₁ が出力された条件下で時間変化率Δ
Ｖ／ΔＴを求め、この時間変化率ΔＶ／ΔＴがガス濃度
換算で0.005 以下、つまりほぼ零のときにフラグＢをセ
ットし、同時に信号Ｓ₂ および信号Ｒ₂ を出力する。一
方、フラグＣセット系１４は、信号Ｒ₂ が出力された条
件下で時間変化率ΔＶ／ΔＴを求め、この時間変化率Δ
Ｖ／ΔＴがガス濃度換算で0.05以下で、かつ符号が負の
ときにフラグＣをセットし、同時に信号Ｓ₃ を出力す
る。

【００２０】フラグＡセット系１２の出力信号Ｓ₁ は、
タイマ１５およびタイマ１６の駆動指令として与えられ
る。この例の場合、タイマ１５は信号Ｓ₁ が与えられる
と、時限Ｔ₁ （＝20秒間）に亘って出力信号を送出し、
タイマ１６は時限Ｔ₂ （＝5秒間）に亘って出力信号を
送出する。そして、タイマ１５の出力はインバータ１７
を介してアンドゲート１８の一方の入力端に導入され
る。また、タイマ１６の出力はアンドゲート１９の一方
の入力端に導入される。アンドゲート１９の他方の入力
端にはフラグＢセット系１３の出力信号Ｓ₂ が導入さ
れ、このアンドゲート１９の出力はタイマ２０の駆動指
令として与えられる。タイマ２０は駆動指令が与えられ
ると、時限Ｔ₃ （＝15秒間）に亘って出力信号を送出
し、この出力信号はアンドゲート２１の一方の入力端に
導入される。アンドゲート２１の他方の入力端にはフラ
グＣセット系１４の出力信号Ｓ₃ が導入され、このアン
ドゲート２１の出力はタイマ２２の駆動指令として与え
られる。タイマ２２は駆動指令が与えられると、時限Ｔ
₄ （＝30秒間）に亘って出力信号を送出し、この出力信
号はインバータ２３を介してアンドゲート１８の他方の
入力端に導入される。そして、アンドゲート１８の出力
がインバータ２４を介して前述したスイッチ回路４への
オフ制御信号Ｊとして与えられる。

【００２１】ここで、警報レベルＶ₀ とフラグＡのセッ
ト条件との関係およびタイマ１５，１６，２０，２２に
設定される時限Ｔ₁ ，Ｔ₂ ，Ｔ₃ ，Ｔ₄ について説明す
る。

【００２２】図２(a) に示すように、ＬＰガスを含む殺
虫剤のスプレーでガスセンサ出力Ｖが警報レベルＶ₀ を
越えるような場合、ΔＶ／ΔＴが正の最大値を示す時点
ｔ₁は、一般にガスセンサ出力Ｖが警報レベルＶ₀ に至
る前後に到来する。この関係を考慮に入れて、警報レベ
ルＶ₀ を越える前にフラグＡがセットされるように、フ
ラグＡのセット基準となるΔＶ／ΔＴ値が設定される。

【００２３】一方、ＬＰガスを含む殺虫剤の使用でガス
センサ出力Ｖが変化した場合、時間変化率ΔＶ／ΔＴが
最大になる時点ｔ₁ から出力Ｖが最大レベル、つまりΔ
Ｖ／ΔＴがほぼ零になる時点ｔ₂ までの時間は経験的に
5 秒以内程度である。そこで、時限Ｔ₂ については、た
とえば5 秒程度に設定される。時限Ｔ₃ は、ガスセンサ
出力Ｖが最大レベルになった時点からあるレベルまで低
下するまでの時間に対応するもので、経験的に15秒程度
に設定される。時限Ｔ₁ については時限Ｔ₂ ，Ｔ₃ を加
算して得られる20秒程度に、時限Ｔ₄ については時限Ｔ
₂ ，Ｔ₃ を加算した値の２倍程度、たとえば30〜40秒程
度に設定される。すなわち、燃焼用ＬＰガスが漏れたと
きに、ガスセンサ出力Ｖが立上ってから警報レベルＶ₀
に達するまでに要する時間をＴ₅ としたとき、Ｔ₂ ＋Ｔ
₃ ＋Ｔ₄ の値がＴ₅ より短くなるように設定される。次
に、上記のように構成されたガス漏れ警報器の動作を図
５乃至図７を適宜参照しながら説明する。

【００２４】図５に示すように、スタート指令を与える
と、フラグＡ，Ｂ，Ｃをリセットするとともにタイマ１
６，２０，２２をリセットする（ｆ₁ ）。次に、Ａ／Ｄ
変換器１０の出力Ｖ_n をフラグＡセット系１２のメモリ
Ｍ₁ に取込む（ｆ₂ ）。続いて、メモリＭ₁ に格納され
た値Ｖ_n からメモリＭ₂ に格納されている１つ前の値Ｖ
_n-1 を減算してΔＶを求める（ｆ₃ ）。次に、メモリＭ
₁ の内容をメモリＭ₂に書込む（ｆ₄ ) 。

【００２５】次に、フラグＡがセットされているか否か
を確認する（ｆ₅ ）。そして、フラグＡがセットされて
いないときには、ΔＶをサンプリング周期ΔＴで除し、
その値がフラグＡのセット条件を満たしているか否かを
確認する（ｆ₆ ）。

【００２６】フラグＡのセット条件を満たしていないと
きには、サンプリング周期ΔＴを決定するタイマがサン
プリングパルスを送出したことを確認（ｆ₇ ）してステ
ップｆ₂ へと進む。もし、フラグＡのセット条件を満た
しているときには、フラグＡをセット（ｆ₈ ) し、続い
てタイマ１５，１６をスタートさせる。これから判るよ
うに、フラグＡのセット条件を満たしていないときに
は、ステップｆ₂ からステップｆ₇ までの一連の処理を
繰り返す。

【００２７】ステップｆ₅ において、フラグＡがセット
されていることを確認すると、図６に示すように、タイ
マ１６の経過時間を確認（ｆ₁₀）する。そして、タイマ
１６の時限Ｔ₂ ＝5 秒を越えているときには前述したス
テップｆ₁ に進み、5 秒以内のときにはフラグＢがセッ
トされているか否かを確認する（ｆ₁₁）。フラグＢがセ
ットされていないときには、フラグＢのセット条件が満
たされているか否かを確認（ｆ₁₂) する。もし、フラグ
Ｂのセット条件が満たされていないときには図５に示し
たステップｆ₇ へと進む。また、フラグＢのセット条件
が満たされているときには、フラグＢをセット（ｆ₁₃）
し、図４のアンドゲート１９を開いてタイマ２０をスタ
ート（ｆ₁₄）させた後にステップｆ₇ へと進む。

【００２８】ステップｆ₁₀の条件が存在しているので、
ステップｆ₁₂での確認期間はタイマ１６の時限Ｔ₂ ＝5
秒の範囲内に限られる。したがって、タイマ１６の時限
内にフラグＢのセット条件が満たされないときにはタイ
マ２０はスタートせず、時限以内にフラグＢのセット条
件が満たされたときだけタイマ２０がスタートすること
になる。

【００２９】ステップｆ₁₁において、フラグＢがセット
されていることが確認されると、図７に示すように、タ
イマ２０の経過時間を確認（ｆ₁₅）する。そして、タイ
マ２０の時限Ｔ₃ ＝15秒を越えているときには前述した
ステップｆ₁ へと進み、15秒以内のときにはフラグＣの
セット条件が満たされているか否かを確認（ｆ₁₆) す
る。もし、フラグＣのセット条件が満たされていないと
きには図５に示したステップｆ₇ へと進む。また、フラ
グＣのセット条件が満たされているときには、フラグＣ
をセット（ｆ₁₇）し、図４のアンドゲート２１を開いて
タイマ２２をスタート（ｆ₁₈）させる。

【００３０】ステップｆ₁₅の条件が存在しているので、
ステップｆ₁₆での確認期間はタイマ２０の時限Ｔ₃ ＝15
秒の範囲内に限られる。したがって、タイマ２０の時限
内にフラグＣのセット条件が満たされないときにはタイ
マ２２はスタートせず、時限以内にフラグＣのセット条
件が満たされたときだけタイマ２２がスタートすること
になる。

【００３１】ステップｆ₁₈においてタイマ２２がスター
トとした時点からの経過時間を確認し、タイマ２２の時
限Ｔ₄ ＝30秒が経過したことを確認（ｆ₁₉）した後にス
テップｆ₁ へと進む。

【００３２】上記動作から判るように、パターン解析器
１１から出力されるオフ制御信号Ｊは、フラグＡがセッ
トされない限り、論理値で“０”に保たれる。このた
め、スイッチ回路４はオン状態に保たれる。したがっ
て、図８(a) 中にＶ₁ で示すように、ガスセンサ出力Ｖ
がほぼ直線状に緩やかに上昇するような場合、つまり燃
焼用ＬＰガスが漏れた場合には、フラグＡのセットされ
る機会が全くないので、スイッチ回路４はオン状態に保
たれる。そして、図８(b) に示すように、ガスセンサ出
力Ｖが警報レベルＶ₀ を越えた時点ｔ₆ で比較器３の出
力がスイッチ回路４を介して警報系５へ与えられ、この
時点ｔ₆ から警報系５が動作する。

【００３３】一方、図８(a) 中にＶ₂ で示すように、ガ
スセンサ出力Ｖが警報レベルＶ₀ を越えるレベルまで急
激に増大し、最大値に達した後に減少するような場合、
つまりスプレータイプの殺虫剤に感応したときには、時
点ｔ₁₁でフラグＡがセットされ、時点ｔ₂ でフラグＢが
セットされ、時点ｔ₃ でフラグＣがセットされる。この
ため、図８(c) に示すように、時点ｔ₁₁からタイマ２２
の設定時限Ｔ₄ が経過する時点ｔ₅ までの間だけオフ制
御信号Ｊが論理値で“０”に保たれる。したがって、時
点ｔ₁₁から時点ｔ₅ までの間は、スイッチ回路４がオフ
状態に保持され、ガスセンサ出力Ｖが警報レベルＶ₀ を
越えても警報系５が動作するようなことはない。時点ｔ
₅ においてスイッチ回路４がオン状態に切替わるが、こ
の時点ではガスセンサ出力Ｖが警報レベルＶ₀ より低い
レベルに低下しているので、警報系が動作するようなこ
とはない。このように、スプレータイプの殺虫剤に感応
したときには警報系５を動作させることはない。

【００３４】さらに、図８(a) 中にＶ₃ で示すように、
ガスセンサ出力Ｖが警報レベルＶ₀を越えるレベルまで
急激に増大し、継続して警報レベルＶ₀ を越えているよ
うな場合、つまりガス漏れ警報器を点検するために点検
ガスを強制的に長い時間に亘って吹き付けたような場合
には、時点ｔ₁₂においてフラグＡがセットされるが、そ
の後にフラグＢがセットされる機会がない。この場合に
は、フラグＡがセットされた時点ｔ₁₂からタイマ１５の
設定時限Ｔ₁ が経過した時点ｔ₄ まで間だけオフ制御信
号Ｊが論理値で“１”に保たれる。したがって、時点ｔ
₁₂から時点ｔ₄までの間は、スイッチ回路４がオフ状態
に保持される。しかし、この場合にはフラグＢがセット
されないので、時点ｔ₄ においてオフ制御信号Ｊが論理
値で“０”に切替わる。この結果、スイッチ回路４がオ
ン状態に切替わり、比較器３の出力がスイッチ回路４を
介して警報系５に与えられる。つまり、この場合には、
図８(d) に示すように、時点ｔ₄ から警報系５が警報動
作を行うことになる。なお、点検ガスを吹付けた場合、
フラグＡがセットされた後に、ガス濃度が飽和してフラ
グＢがセットされることがあるが、タイマ２０の時限内
にフラグＣがセットされないので、タイマ１５の時限が
経過した時点でスイッチ回路４がオン状態に切替わり、
この時点から警報系が動作することになる。したがっ
て、点検ガスを使って点検する場合に、必要以上の時間
を要することはない。

【００３５】以上の動作から判るように、予め登録され
ている時間変化率パターン、つまりスプレータイプの殺
虫剤に感応したときは警報系５の動作を禁止することが
でき、いわゆる誤動作を防止することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ガスセ
ンサの出力信号の時間変化率パターンを解析し、この時
間変化率パターンが予め登録されている時間変化率パタ
ーンに近似しているときには一定の期間に亘ってガスセ
ンサの出力信号のレベルとは無関係に警報系を動作させ
ないようにしているので、予めＬＰガスを含んだ殺虫剤
等の場合の時間変化率パターンを登録しておくことによ
って誤警報や遮断弁の誤閉を回避でき、ガス漏れ警報器
の信頼性向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス漏れ警報器の原理を説明する
ための図、

【図２】同じく本発明に係るガス漏れ警報器の原理を説
明するための図、

【図３】本発明の一実施例に係るガス漏れ警報器のブロ
ック構成図、

【図４】同ガス漏れ警報器におけるパターン解析器の機
能ブロック図、

【図５】同ガス漏れ警報器の動作を説明するための流れ
線図、

【図６】同じく同ガス漏れ警報器の動作を説明するため
の流れ線図、

【図７】同じく同ガス漏れ警報器の動作を説明するため
の流れ線図、

【図８】各種ガス漏れ形態と警報動作との関係を説明す
るための図。

【符号の説明】

１…ガスセンサ、 ２…増幅器、３…
比較器、 ４…スイッチ回路、５
…警報系、 １０…Ａ／Ｄ変換器、
１１…パターン解析器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08B 19/00 - 21/24 F23N 5/24 102

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスセンサと、 前記ガスセンサの出力信号レベルが警報レベルを越えた
   ときに出力信号を発生する第１の判定手段と、 前記第１の判定手段の出力信号に従って動作する警報手
   段と、 前記第１の判定手段と前記警報手段との間に設けられた
   スイッチング手段と、 前記ガスセンサの出力信号の時間変化率パターンを解析
   し、該時間変化率パターンが、該出力信号が立ち上がっ
   た時点から前記警報レベルに至る前に一定時間以上の正
   の時間変化率を示す区間が到来し、その後に零の時間変
   化率を示す時点が到来し、続いて負の時間変化率を示す
   区間が到来するパターンであるとき、該出力信号のレベ
   ルとは無関係に前記スイッチング手段を一定期間に亘っ
   てオフにする第２の判定手段とを具備してなることを特
   徴とするガス漏れ警報器。