JP3873848B2 - CO alarm - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼機器の不完全燃焼により発生する一酸化炭素を検知するCO警報機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のCO警報機に用いられているガスセンサは半導体式、熱線半導体式、個体電解質式など種々の方式、形状のものが提案されている。一例として固体電解質式は図7に示すように板状の固体電解質1の両面に一対の白金電極33を形成し、両面を板状のガス選択透過体4、5で覆い、片方のガス選択透過体4の表面にヒータ6を形成するとともに、その上に酸化触媒層7を設置したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般にガスセンサは一酸化炭素、メタン、プロパン、水素などに選択的に感応し、ガス洩れ警報機や、CO警報機などの用途に用途に用いられている。したがって最終安全装置として高感度であること、応答が速いこと、信頼性が高いこと選択性が高いこと、さらに消費電力が低いことが要求される。
【0004】
しかしながら図7に示す従来のガスセンサは個体電解質1、ガス選択透過体4、酸化触媒層7は板状のチップの熱容量が大きいためセンサを動作温度に保持するためには大きな電力が必要であり、そのために商用電源が必要であった。したがって電源コンセントを常時占有することになり、一般家庭では台所等のごく限られた場所に設置されるのが普通である。しかし、暖房機、給湯器等の室内燃焼機の燃焼不良による不幸な事故が相変わらずなくならない現状や、住宅の高気密高断熱化に伴うセントラル暖房の普及を考えると、CO警報機を普及させる必要がある。ただし、電気製品が溢れている家庭内において電源コンセントを占有することは非常に不便であり、設置性を改良することが望まれる。
【0005】
このような課題を解決するために図8の構成の薄膜ガスセンサが提案されている(特開2001−194339公報)。この薄膜ガスセンサは、基板8上に形成されたヒータ9の上面に電気絶縁層10を介して形成された酸素イオン導電性を有する固体電解質薄膜11と、個体電解質薄膜11上に形成された一対の電極12薄膜と、前記一対の電極12の一方の電極12’上に設けられた酸化触媒層13よりなる構成としている。この構成により熱容量を小さくしてパルス駆動を可能としており、その結果大幅な省電力化が可能となり電池駆動が可能となることが示されている。しかし、半導体式、熱線半導体式、固体電解質式等は、いずれもヒータで所定の温度に加熱するため、電池容量を長期間保持するためパルス間隔を大きくとる必要があった。
【0006】
しかし、パルス間隔が大きい場合は、緊急時にCOが急激に発生する場合は、COの検出が遅れる危険性もある。これを解決するために、図9に示されるようなヒータの駆動方法が示されている(特開2001−194339公報)。これは、加熱手段は間欠的に動作するとともに、COセンサの出力が第一の設定値より高い時(h2)のパルス間隔(th2)を第一の設定値より低い時(h1)のパルス間隔(th1)よりも短くすることによって、緊急時にCOを早く検知するものである。しかし、この方法でも、通常COセンサの出力が第一の設定値より低いときははパルス間隔を長くして動作しているため、CO発生の初期段階ではCO検出が遅れる場合がある。
【0007】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、COが発生した時に早期にCOを検知することができ、かつ省電力で電池駆動可能なCO警報機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のCO警報機は、COセンサをパルス的に駆動させるとともに、前記COセンサは通信手段によってガスメータと接続し、前記ガスメータからの制御信号によってCOセンサのパルス間隔を変化させる構成としたものである。ガスメータからの信号によってCOセンサのパルス間隔を変化させることにより、電池電源で駆動させた場合の電池寿命を長くするともに、異常時に、COセンサの検知のタイミングを変化させることにより、早期に異常を検知することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、パルス的に駆動するCOセンサにおいて、前記COセンサは通信手段によってガスメータと接続し、前記ガスメータからの制御信号によってCOセンサのパルス間隔を変化させる構成とし、ガスメータでガス流量の変動パターンを記憶または学習し、前記ガス流量が所定値以上となることが予想されるときは通信手段で接続したCOセンサのパルス間隔を短くさせ、前記ガス流量が所定値以下となることが予想されるときは通信手段で接続したCOセンサのパルス間隔を長くさせる制御信号を送信する構成としているので、通常の生活において、ガスが使用されることが予想されるときのみCOセンサのパルス間隔を短くさせ、ガスがあまり使用されないと予想されるときはCOセンサのパルス間隔を長くさせることにより、無駄な電力の消費を避け、省電力化を図ることができる。
【0019】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1におけるCO警報機のブロック図を示すものである。図1において14はCO警報機で、内部にCOセンサ15が収納されている。16は電源で、一次電池もしくは二次電池により制御手段17へ電力を供給する。制御手段17はCOセンサ15の制御を行うとともに、COセンサ15の出力信号処理を行い、信号の状態によって警報装置18を鳴動させる等の処理を行う。19はパルス間隔制御手段で、パルス的に駆動しているCOセンサ15のパルス間隔の出力に応じて変更する。20は通信手段で、ガスメータ21の通信手段22からの制御信号を受信し、その制御信号をパルス間隔制御手段に送信して、必要に応じてCOセンサ15のパルス間隔を変化させる。
【0020】
次に、COセンサ15の構成について図2を用いて説明する。
【0021】
図2において、15はCOセンサである。COセンサ15としては、半導体式、熱線半導体式、固体電解質式、定電位電解式など種々の方式があるが、本実施例では固体電解質式を用いている。31は耐熱性で低熱伝導性の基板で、ここでは約2mm×2mm×0.3mmの石英ガラスを用いている。32は白金のヒータでスパッタ法、電子線蒸着法などによって所定の温度になるように抵抗値を設定している。33は絶縁膜でアルミナ、シリカ、窒化珪素などの絶縁材料の薄膜をスパッタ法、電子線蒸着法などによってヒータ32を覆うように形成している。34は絶縁膜33上に絶縁膜33より小さな面積に形成された固体電解質膜であり、酸素イオン導電性を有する固体電解質(8%イットリア安定化ジルコニア)をスパッタ法で約0.4mm×0.6mmの大きさに形成している。固体電解質としては酸素イオン導電性を有するすべての固体電解質を使用することができるがジルコニアに少量のイットリアを混合して焼成したイットリア安定化ジルコニア(YSZ)が比較的安価で入手も簡単である。35a、35bは電極で、白金をスパッタ法で感応膜上に形成している。白金に一部パラジウム、ルテニウム、ロジウムなどの貴金属を混入させても良い。その他、一般に固体電解質型に用いる電極材料すべてが使用可能である。36は片方の電極35a上に設定された触媒で、触媒36は測定対象ガスを酸化分解するものであれば良いが、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムなどの貴金属やバナジウム、マンガン等の酸化物あるいはこれらの混合物をアルミナなどに担持したものをスクリーン印刷法で形成する。本実施例では電極35a、35bに白金を用い、一方の電極35a上に触媒36を設定する構成としたが、触媒36を用いず、電極を異種のペロブスカイト型複合酸化物とするか、ペロブスカイト型複合酸化物と金で構成しても良い。37はヒータ32から延長されたヒータ端子である。38a、38bは電極35a、35bの間で検出した出力を取り出すための電極リードで検出回路(図示せず)出力信号を送出するための電極端子39a、39bが接続されている。電極と電極リードと電極端子(35aと38aと39aおよび35bと38bと39b)はそれぞれ同一材料で一体的に形成されている。また電極リード38と電極端子39は固体電解質膜34の領域外に形成されている。
【0022】
以上の構成において電源(図示せず)からヒータ端子37、を介してヒータ32に電力を供給し固体電解質34を所定温度(300℃〜500℃)に加熱する。固体電解質膜34が所定の温度に達すると電極35a、35bと固体電解質膜34と空気の界面で電子の授受が行われ、酸素イオンが発生する。ここで、空気中にCOが存在すると、酸化触媒36の乗った電極35aではCOは酸化触媒36によって酸化され、電極35aまでCOは到達しない。もう一方の電極35bではCOは電極35b表面でCO2に酸化される。この酸化反応には固体電解質膜34内の酸素イオンが使われ、その結果両電極間の電極反応に差が生じ、固体電解質酸素イオンの平衡が崩れ、両電極間に電位差が発生する。この電位差を検出することによりCO濃度を検出することができる。基板31に用いている石英ガラスは熱伝導率が1.5W/mKと絶縁膜16(35〜45W/mK)や固体電解質膜34(6W/mK)に対して小さく、したがってヒータ32で加熱した場合に、基板31の温度はほとんど上昇することなくヒータ32の直上の固体電解質膜34の領域およびその近傍のみの温度を上昇させることができるので、加熱のための消費電力を大幅に低減することができる。また、熱衝撃強度も大きいので短時間で所定の温度まで昇温することが可能である。
【0023】
上記構成では15mWsecの電力量で450℃までの昇温が可能であった。固体電解質膜34は所定の温度で酸素イオン導電性が生じる。すなわち固体電解質が所定の温度になればCOの検知が可能である。本実施例では、基板31に熱伝導率の小さな石英ガラスを用い、固体電解質も薄膜で形成しているので瞬時に固体電解質膜34を所定の温度し昇温することが可能で、ヒータ32をパルス的に駆動させて大幅に消費電力が低減できるため、電池電源での駆動が可能である。本実施例の構成では、10msecのヒータ32への通電で450℃までの昇温が可能であり、ヒータ32への通電停止後約0.5secで室温まで復帰した。したがって、パルス間隔は、0.5secから通常の測定には問題の無い30sec程度までパルス間隔は任意に設定可能である。また、パルス間隔0.5secもCOセンサをさらに小型化すれば0.5sec以下に設定することも可能になる。
【0024】
パルス的に駆動することは半導体式や、熱線半導体式でも可能であるが、これらの方式では、半導体表面に吸着する水分の影響を大きく受け、パルス間隔が大きいときは吸着水の影響で出力が低下し、水分除去のために長時間の加熱が必要になるために、パルス間隔を任意に設定することは困難である。
【0025】
本実施例は固体電解質式のパルス間隔を任意に設定できるという特徴を活かし、異常を早期に確実に検出して逃げ送れなどの不幸な事態を極力避け得るCO警報機を提供するものであり、以下にその動作について説明する。
【0026】
(実施例2)
図3に本発明の実施例2のCO警報機の動作方法を示す。
【0027】
ガスメータ21で測定したガス流量が所定値V1以上のガス流量を検知したときに、ガスメータ21の通信手段22から送信された流量情報をCO警報機14の通信手段20で受信する。通常はCOセンサ15パルス間隔t1で駆動するが、流量情報が所定値V1以上となったとき、パルス間隔をt2と短くする。V1は任意の値に設定可能で、ガスが流れたらパルス間隔をt1からt2に変更する方法をとっても良い。この方法により、ガスが所定値以上流れたときに、ガス燃焼器が使用されたと判断し、COが発生する危険性があると判断し、COセンサ15のパルス間隔を短くして、検知タイミングを早くし、COが発生した場合、危険を早期に察知することができる。また、ガスの使用を停止してガスメータ21で所定値V1以下のガス流量を検知したときに、通信手段20流量情報を受信し、COセンサ15のパルス間隔を長くする、あるいはパルス間隔を所定値t1にする構成としている。ガスメータ21で所定値V1以下のガス流量との場合に、COの発生の危険性が少ないと判断し、COセンサのパルス間隔を長くする、あるいはパルス間隔を所定値t1にすることにより、無駄な電力の消費を避け、省電力化を図ることができ、電池電源を使用しても長期間の使用が可能となる。
【0028】
(実施例3)
図4に本発明の実施例3のCO警報機の動作方法を示す。
【0029】
ガスメータ21で測定したガス流量が通常の使用量と考えられる所定値V2以上の異常なガス流量を検知したときに、ガスメータ21の通信手段22から送信された流量情報をCO警報機14の通信手段20で受信する。通常はCOセンサ15パルス間隔t1で駆動するが、流量情報が所定値V2以上となったとき、パルス間隔をt3と短くする。この方法により、ガスが通常使用量以上流れたときに、COが発生する危険性が高いと判断し、COセンサ15のパルス間隔を短くして、検知タイミングを早くし、COが発生した場合、危険を早期に察知することができる。通常はパルス間隔をt1と長くしているので、電源として電池を使用した場合でも、電池寿命を長く保つことができる。パルス間隔は実施例2との組み合わせで設定してもよく、その場合は、t1≫t2≧t3とすればよい。
【0030】
また、ガスメータ21でガス流量が所定値V2以下となり、異常を検知しなくなったときに、通信手段22から送信された流量情報をCO警報機14の通信手段20で受信し、COの発生の危険性が少ないと判断し、COセンサ15のパルス間隔を長くする、あるいはパルス間隔を所定値t2もしくはt1にする制御信号を送信する構成としている。これにより、無駄な電力の消費を避け、省電力化を図ることができ、電池電源を使用しても長期間の使用が可能となる。
【0031】
(実施例4)
図5に本発明の実施例4のCO警報機の動作方法を示す。
【0032】
ガスメータでガス弁を遮断したとき、またはその直前に、通信手段で接続したCOセンサのパルス間隔を短くさせる制御信号を送信する構成としている。ガスメータ21で測定したガス流量がガス弁(図示せず)を遮断しなければならないような非常に異常な使用状態と考えられる所定値V3以上のガス流量を検知したとき、ガスメータ21を遮断後、または遮断前に、通信手段22から送信された遮断情報、もしくは流量情報をCO警報機14の通信手段20で受信する。通常はCOセンサ15パルス間隔t1で駆動するが、流量情報が所定値V3以上の時、パルス間隔をt4と短くする。この方法により、ガスが異常に通常使用量以上流れたときに、COが発生する危険性が高いと判断し、COセンサ15のパルス間隔を短くして、検知タイミングを早くし、COが発生した場合、危険を早期に察知することができる。図5の実施例ではガス弁の遮断を流量の所定値V3以上のガス流量で行っているが、少流量でも長時間ガスが流れた場合でも同様である。パルス間隔は実施例2、実施例3との組み合わせで設定してもよく、その場合は、t1≫t2≧t3≧t4とすればよい。
【0033】
また、ガスメータ21でガス弁の遮断が復帰された時、通信手段22から送信された復帰情報をCO警報機14の通信手段20で受信し、COの発生の危険性が少ないと判断し、COセンサ15のパルス間隔を長くする、あるいはパルス間隔を所定値t1にする制御信号を送信する構成としている。これにより、無駄な電力の消費を避け、省電力化を図ることができ、電池電源を使用しても長期間の使用が可能となる。
【0034】
(実施例5)
図6に本発明の実施例5のCO警報機の動作方法を示す。
【0035】
ガスメータ21でガス流量の変動パターンを記憶または学習し、ガス流量が所定値V1以上となることもしくはガスが使用されることが予想されるときは通信手段22から送信された制御情報をCO警報機14の通信手段20で受信し、COセンサ15のパルス間隔をt2と短くする。また、前記ガス流量が所定値以下V1となることもしくはガスの使用が停止されることが予想されるときは通信手段22から送信された制御情報をCO警報機14の通信手段20で受信し、COセンサのパルス間隔を長くする、あるいはパルス間隔を所定値t1にする制御信号を送信する。通常の生活において、ガスが使用されることが予想されるときのみCOセンサのパルス間隔を短くさせ、ガスが使用されないと予想されるときはCOセンサのパルス間隔を長くさせることにより、無駄な電力の消費を避け、省電力化を図ることができる。
【0036】
以上の実施例では、ガスメータ21とCO警報機が1台の場合について説明したが、CO警報機が複数台ある場合でも同様である。また通信手段で制御すべき対象がCO警報機以外に存在する場合(例えば、ガス漏れ警報機、火災警報機、防犯設備等)はこれらの情報をコントロールする情報端末装置(図示せず)でガスメータ21からの制御信号を受信し、情報端末装置からCO警報機へ制御情報を送信する構成をとることもできる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、パルス的に駆動するCOセンサのパルス間隔を通信手段を介してガスメータからの制御信号によって変化させることにより、通常はパルス間隔を長くしておき、ガスが使用されたり、ガス流量が異常となった時にCOが発生する危険性があると判断し、パルス間隔を短くして、COセンサを駆動することにより、CO発生などの危険な状態の時に、早期に確実に検知して報知することができる。また、パルス間隔を通常は長くすることにより、電池を電源とする場合でも無駄な電力の消費を避け、長期間の使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1におけるCO警報機のブロック図
【図2】同本発明の実施例1におけるCOセンサの組み立て斜視図
【図3】同本発明の実施例2におけるCO警報機の動作図
【図4】同本発明の実施例3におけるCO警報機の動作図
【図5】同本発明の実施例4におけるCO警報機の動作図
【図6】同本発明の実施例5におけるCO警報機の動作図
【図7】従来例のガスセンサの要部斜視図
【図8】従来例の別のガスセンサの要部斜視図
【図9】従来例のガスセンサの動作図
【符号の説明】
14 CO警報機
15 COセンサ
17 制御手段
19 パルス間隔制御手段
20 通信手段
21 ガスメータ
22 通信手段
31 基板
32 ヒータ
33 絶縁膜
34 固体電解質膜
35a、35b 電極
36 触媒
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a CO alarm that detects carbon monoxide generated by incomplete combustion of a combustion device.
[0002]
[Prior art]
Gas sensors used in conventional CO alarm devices have been proposed in various systems and shapes such as a semiconductor type, a heat ray semiconductor type, and a solid electrolyte type. As an example, in the solid electrolyte type, as shown in FIG. 7, a pair of platinum electrodes 33 are formed on both sides of a plate-like solid electrolyte 1 and both sides are covered with plate-like gas selective permeators 4 and 5 and one gas is selectively permeated. A heater 6 is formed on the surface of the body 4 and an oxidation catalyst layer 7 is provided thereon.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In general, gas sensors are selectively sensitive to carbon monoxide, methane, propane, hydrogen, and the like, and are used in applications such as gas leak alarms and CO alarms. Therefore, it is required that the final safety device has high sensitivity, quick response, high reliability, high selectivity, and low power consumption.
[0004]
However, in the conventional gas sensor shown in FIG. 7, the solid electrolyte 1, the gas selective permeate 4, and the oxidation catalyst layer 7 have a large heat capacity of the plate-like chip, so that a large amount of electric power is required to maintain the sensor at the operating temperature. Therefore, a commercial power source was necessary. Therefore, the power outlet is always occupied, and it is usually installed in a very limited place such as a kitchen in a general household. However, considering the current situation in which unfortunate accidents due to poor combustion in indoor combustors such as heaters and water heaters will continue, and the widespread use of central heating due to high airtightness and high thermal insulation in houses, it is necessary to disseminate CO alarms. There is. However, it is very inconvenient to occupy a power outlet in a home full of electrical products, and it is desirable to improve the installation.
[0005]
In order to solve such a problem, a thin film gas sensor having the configuration of FIG. 8 has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-194339). The thin film gas sensor includes a solid electrolyte thin film 11 having oxygen ion conductivity formed on an upper surface of a heater 9 formed on a substrate 8 via an electrical insulating layer 10 and a pair of solid electrolyte thin films 11 formed on the solid electrolyte thin film 11. The electrode 12 is composed of a thin film and an oxidation catalyst layer 13 provided on one electrode 12 ′ of the pair of electrodes 12. This configuration makes it possible to reduce the heat capacity and perform pulse driving, and as a result, it has been shown that significant power saving is possible and battery driving is possible. However, all of the semiconductor type, the hot wire semiconductor type, the solid electrolyte type, and the like are heated to a predetermined temperature with a heater, and thus it is necessary to increase the pulse interval in order to maintain the battery capacity for a long period of time.
[0006]
However, when the pulse interval is large, there is a risk that the detection of CO may be delayed if CO occurs suddenly in an emergency. In order to solve this problem, a heater driving method as shown in FIG. 9 is disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-194339). This is because the heating means operates intermittently and the pulse interval (th2) when the output of the CO sensor is higher than the first set value (h2) is lower than the first set value (h1). By making it shorter than (th1), CO is detected early in an emergency. However, even with this method, when the output of the normal CO sensor is lower than the first set value, the operation is performed with a longer pulse interval, and therefore CO detection may be delayed in the initial stage of CO generation.
[0007]
The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a CO alarm that can detect CO at an early stage when CO occurs and can be driven by batteries with low power consumption.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the CO alarm device of the present invention drives a CO sensor in a pulse manner, and the CO sensor is connected to a gas meter by communication means, and a pulse interval of the CO sensor is controlled by a control signal from the gas meter. It is set as the structure which changes. By changing the pulse interval of the CO sensor according to the signal from the gas meter, the battery life when driven by the battery power source is lengthened, and at the time of abnormality, the detection timing of the CO sensor is changed, so that the abnormality is detected early. Can be detected.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 is a pulse-driven CO sensor, wherein the CO sensor is connected to a gas meter by communication means, and the pulse interval of the CO sensor is changed by a control signal from the gas meter. When the gas flow rate fluctuation pattern is memorized or learned and the gas flow rate is expected to be greater than or equal to a predetermined value, the pulse interval of the CO sensor connected by communication means is shortened, and the gas flow rate is less than or equal to the predetermined value. Since it is configured to transmit a control signal for increasing the pulse interval of the CO sensor connected by the communication means when it is expected to be, the CO sensor is only used when gas is expected to be used in normal life. The pulse interval of the CO sensor can be shortened, and the CO sensor pulse interval can be increased when less gas is expected to be used. By, avoiding the wasteful consumption of power, it is possible to achieve power saving.
[0019]
Example 1
FIG. 1 shows a block diagram of a CO alarm device in Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a CO alarm, in which a CO sensor 15 is housed. A power source 16 supplies power to the control means 17 by a primary battery or a secondary battery. The control means 17 controls the CO sensor 15, performs output signal processing of the CO sensor 15, and performs processing such as sounding the alarm device 18 according to the signal state. Reference numeral 19 denotes a pulse interval control means which changes according to the output of the pulse interval of the CO sensor 15 driven in a pulse manner. A communication unit 20 receives a control signal from the communication unit 22 of the gas meter 21, transmits the control signal to the pulse interval control unit, and changes the pulse interval of the CO sensor 15 as necessary.
[0020]
Next, the configuration of the CO sensor 15 will be described with reference to FIG.
[0021]
In FIG. 2, 15 is a CO sensor. As the CO sensor 15, there are various types such as a semiconductor type, a heat ray semiconductor type, a solid electrolyte type, and a constant potential electrolytic type. In this embodiment, a solid electrolyte type is used. Reference numeral 31 denotes a heat-resistant and low-thermal-conductivity substrate, and here, quartz glass of about 2 mm × 2 mm × 0.3 mm is used. A platinum heater 32 has a resistance value set to a predetermined temperature by sputtering, electron beam evaporation or the like. Reference numeral 33 denotes an insulating film, which is formed of a thin film of an insulating material such as alumina, silica, or silicon nitride so as to cover the heater 32 by sputtering or electron beam evaporation. 34 is a solid electrolyte film formed on the insulating film 33 in a smaller area than the insulating film 33, and a solid electrolyte having oxygen ion conductivity (8% yttria-stabilized zirconia) is sputtered to about 0.4 mm × 0.00 mm. It is formed in a size of 6 mm. Any solid electrolyte having oxygen ion conductivity can be used as the solid electrolyte, but yttria-stabilized zirconia (YSZ) obtained by mixing a small amount of yttria with zirconia and calcining is relatively inexpensive and easily available. 35a and 35b are electrodes, and platinum is formed on the sensitive film by sputtering. Part of platinum may be mixed with a noble metal such as palladium, ruthenium, or rhodium. In addition, all electrode materials generally used for the solid electrolyte type can be used. Reference numeral 36 denotes a catalyst set on one electrode 35a. The catalyst 36 may be any catalyst that oxidizes and decomposes the gas to be measured. However, noble metals such as platinum, palladium, ruthenium and rhodium, oxides such as vanadium and manganese, A mixture of these mixtures supported on alumina or the like is formed by a screen printing method. In this embodiment, platinum is used for the electrodes 35a and 35b and the catalyst 36 is set on one of the electrodes 35a. However, the catalyst 36 is not used and the electrode is made of a different perovskite type complex oxide or a perovskite type. You may comprise a complex oxide and gold. Reference numeral 37 denotes a heater terminal extended from the heater 32. 38a and 38b are electrode leads for taking out the output detected between the electrodes 35a and 35b, and are connected to electrode terminals 39a and 39b for sending out a detection circuit (not shown) output signal. The electrodes, electrode leads, and electrode terminals (35a, 38a, 39a and 35b, 38b, 39b) are integrally formed of the same material. The electrode lead 38 and the electrode terminal 39 are formed outside the region of the solid electrolyte membrane 34.
[0022]
In the above configuration, power is supplied from a power source (not shown) to the heater 32 via the heater terminal 37 to heat the solid electrolyte 34 to a predetermined temperature (300 ° C. to 500 ° C.). When the solid electrolyte membrane 34 reaches a predetermined temperature, electrons are transferred at the interface between the electrodes 35a and 35b, the solid electrolyte membrane 34, and the air, and oxygen ions are generated. Here, if CO exists in the air, CO is oxidized by the oxidation catalyst 36 at the electrode 35a on which the oxidation catalyst 36 is mounted, and the CO does not reach the electrode 35a. In the other electrode 35b, CO is oxidized to CO2 on the surface of the electrode 35b. In this oxidation reaction, oxygen ions in the solid electrolyte membrane 34 are used. As a result, a difference occurs in the electrode reaction between the two electrodes, the balance of the solid electrolyte oxygen ions is lost, and a potential difference is generated between the two electrodes. By detecting this potential difference, the CO concentration can be detected. The quartz glass used for the substrate 31 has a thermal conductivity of 1.5 W / mK, which is smaller than that of the insulating film 16 (35 to 45 W / mK) and the solid electrolyte film 34 (6 W / mK). In this case, the temperature of the substrate 31 can be increased almost without increasing the temperature of the solid electrolyte membrane 34 immediately above the heater 32 and the vicinity thereof, so that the power consumption for heating can be greatly reduced. Can do. Further, since the thermal shock strength is high, the temperature can be raised to a predetermined temperature in a short time.
[0023]
With the above configuration, the temperature could be raised to 450 ° C. with an electric power of 15 mWsec. The solid electrolyte membrane 34 has oxygen ion conductivity at a predetermined temperature. That is, CO can be detected when the solid electrolyte reaches a predetermined temperature. In this embodiment, quartz glass having a low thermal conductivity is used for the substrate 31, and the solid electrolyte is also formed of a thin film. Therefore, the temperature of the solid electrolyte film 34 can be instantaneously raised to a predetermined temperature, and the heater 32 is provided. Since it can be driven in a pulsed manner and power consumption can be significantly reduced, it can be driven by a battery power source. In the configuration of this example, the temperature could be raised to 450 ° C. by energizing the heater 32 for 10 msec, and the temperature returned to room temperature in about 0.5 sec after the energization of the heater 32 was stopped. Therefore, the pulse interval can be arbitrarily set from 0.5 sec to about 30 sec, which is not problematic for normal measurement. The pulse interval of 0.5 sec can also be set to 0.5 sec or less if the CO sensor is further downsized.
[0024]
Although it is possible to drive in a pulsed manner with a semiconductor type or a heat ray semiconductor type, these methods are greatly affected by moisture adsorbed on the semiconductor surface, and when the pulse interval is large, the output is affected by the adsorbed water. It is difficult to set the pulse interval arbitrarily because it decreases and requires heating for a long time to remove moisture.
[0025]
This embodiment utilizes the feature that the pulse interval of the solid electrolyte type can be arbitrarily set, and provides a CO alarm device that can reliably detect an abnormality early and avoid unfortunate situations such as escape. The operation will be described below.
[0026]
(Example 2)
FIG. 3 shows a method for operating the CO alarm according to the second embodiment of the present invention.
[0027]
When the gas flow rate measured by the gas meter 21 detects a gas flow rate equal to or higher than the predetermined value V 1, the flow rate information transmitted from the communication means 22 of the gas meter 21 is received by the communication means 20 of the CO alarm device 14. Normally, the CO sensor 15 is driven with a pulse interval t 1 , but when the flow rate information is equal to or greater than the predetermined value V 1 , the pulse interval is shortened to t 2 . V 1 can be set to an arbitrary value, and when gas flows, the pulse interval may be changed from t 1 to t 2 . By this method, when the gas flows over a predetermined value, it is determined that the gas combustor is used, it is determined that there is a risk of CO generation, the pulse interval of the CO sensor 15 is shortened, and the detection timing is set. If CO is generated early, the danger can be detected early. When the gas flow is stopped and the gas meter 21 detects a gas flow rate equal to or lower than the predetermined value V 1 , the communication unit 20 receives flow rate information and lengthens the pulse interval of the CO sensor 15 or sets the pulse interval to a predetermined value. It has been configured to the value t 1. When the gas flow rate of the gas meter 21 is equal to or less than the predetermined value V 1 , it is determined that there is little risk of CO generation, and the pulse interval of the CO sensor is increased or the pulse interval is set to the predetermined value t 1 . It is possible to avoid wasteful power consumption, save power, and use a battery power source for a long time.
[0028]
(Example 3)
FIG. 4 shows a method for operating the CO alarm according to the third embodiment of the present invention.
[0029]
The flow rate information transmitted from the communication means 22 of the gas meter 21 when the gas flow rate measured by the gas meter 21 detects an abnormal gas flow rate greater than or equal to a predetermined value V 2 considered to be a normal usage amount is communicated by the CO alarm device 14. Received by means 20. Normally, the CO sensor 15 is driven at a pulse interval t 1 , but when the flow rate information is equal to or greater than a predetermined value V 2 , the pulse interval is shortened to t 3 . By this method, when the gas flows more than the normal usage amount, it is determined that there is a high risk of CO generation, the pulse interval of the CO sensor 15 is shortened, the detection timing is advanced, and CO is generated, The danger can be detected early. Usually, since the pulse interval is made long as t 1 , the battery life can be kept long even when a battery is used as a power source. The pulse interval may be set in combination with the second embodiment. In that case, t 1 >> t 2 ≧ t 3 may be set.
[0030]
Further, when the gas flow rate becomes equal to or less than the predetermined value V 2 in the gas meter 21 and no abnormality is detected, the flow rate information transmitted from the communication unit 22 is received by the communication unit 20 of the CO alarm device 14 to generate CO. It is determined that the risk is low, and the pulse interval of the CO sensor 15 is lengthened, or a control signal for transmitting the pulse interval to a predetermined value t 2 or t 1 is transmitted. As a result, wasteful power consumption can be avoided and power saving can be achieved, and long-term use is possible even when a battery power source is used.
[0031]
Example 4
FIG. 5 shows a method of operating the CO alarm according to the fourth embodiment of the present invention.
[0032]
When the gas valve is shut off by the gas meter, or immediately before that, a control signal for shortening the pulse interval of the CO sensor connected by the communication means is transmitted. When the gas flow rate measured by the gas meter 21 detects a gas flow rate of a predetermined value V 3 or more which is considered to be a very abnormal use state where the gas valve (not shown) must be shut off, the gas meter 21 is shut off. Alternatively, before the interruption, the communication means 20 of the CO alarm device 14 receives the interruption information or the flow rate information transmitted from the communication means 22. Is usually driven by the CO sensor 15 pulse intervals t 1, but when the flow rate information is equal to or greater than a predetermined value V 3, to shorten the pulse interval between t 4. By this method, it is judged that there is a high risk of CO generation when the gas abnormally flows over the normal usage amount, the pulse interval of the CO sensor 15 is shortened, the detection timing is advanced, and CO is generated. If so, the danger can be detected early. In the embodiment of FIG. 5, the gas valve is shut off at a gas flow rate equal to or higher than the predetermined flow rate value V 3 , but the same is true even when the gas flows for a long time even at a low flow rate. The pulse interval may be set in combination with the second and third embodiments. In this case, t 1 >> t 2 ≧ t 3 ≧ t 4 may be set.
[0033]
When the gas meter 21 returns to the shut-off state of the gas valve, the return information transmitted from the communication means 22 is received by the communication means 20 of the CO alarm device 14, and it is determined that the risk of CO generation is small. The sensor 15 is configured to transmit a control signal that lengthens the pulse interval or sets the pulse interval to a predetermined value t 1 . As a result, wasteful power consumption can be avoided and power saving can be achieved, and long-term use is possible even when a battery power source is used.
[0034]
(Example 5)
FIG. 6 shows a method for operating the CO alarm according to the fifth embodiment of the present invention.
[0035]
When the gas flow rate fluctuation pattern is stored or learned by the gas meter 21 and the gas flow rate is expected to exceed the predetermined value V 1 or the gas is expected to be used, the control information transmitted from the communication means 22 is sent to the CO alarm. Is received by the communication means 20 of the machine 14, and the pulse interval of the CO sensor 15 is shortened to t2. Further, when it is expected that the gas flow rate becomes V 1 or less or the use of gas is stopped, the control information transmitted from the communication means 22 is received by the communication means 20 of the CO alarm device 14. A control signal for increasing the pulse interval of the CO sensor or setting the pulse interval to a predetermined value t 1 is transmitted. In normal life, wasteful power is generated by shortening the pulse interval of the CO sensor only when the gas is expected to be used and increasing the pulse interval of the CO sensor when the gas is not expected to be used. Power consumption can be avoided.
[0036]
In the above embodiment, the case where there is one gas meter 21 and one CO alarm is described, but the same applies to the case where there are a plurality of CO alarms. In addition, when there is an object to be controlled by the communication means other than the CO alarm (for example, a gas leak alarm, a fire alarm, a crime prevention facility, etc.), an information terminal device (not shown) for controlling these pieces of information is used as a gas meter. The control signal from 21 can be received and the control information can be transmitted from the information terminal device to the CO alarm device.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pulse interval of the CO sensor driven in a pulsed manner is changed by the control signal from the gas meter via the communication means, so that the pulse interval is usually increased and the gas is used. It is judged that there is a risk that CO will be generated when the gas flow rate becomes abnormal, and the pulse interval is shortened and the CO sensor is driven, so that in the case of a dangerous state such as CO generation, early It is possible to reliably detect and notify. In addition, by increasing the pulse interval normally, even when a battery is used as a power source, useless power consumption can be avoided and long-term use is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a CO alarm device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an assembled perspective view of a CO sensor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an operation diagram of a CO alarm device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is an operation diagram of a CO alarm device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of the main part of a conventional gas sensor. FIG. 8 is a perspective view of the main part of another gas sensor of the conventional example. FIG. 9 is an operation diagram of the gas sensor of the conventional example. ]
14 CO alarm 15 CO sensor 17 Control means 19 Pulse interval control means 20 Communication means 21 Gas meter 22 Communication means 31 Substrate 32 Heater 33 Insulating film 34 Solid electrolyte membrane 35a, 35b Electrode 36 Catalyst

Claims (1)

パルス的に駆動するCOセンサと、前記COセンサの制御手段と、前記制御手段に接続された通信手段と、前記通信手段と接続されたガスメータからの制御信号によって前記COセンサのパルス間隔を変化させるパルス間隔制御手段を有するCO警報機において、前記ガスメータでガス流量の変動パターンを記憶または学習し、前記ガス流量が所定値以上となることが予想されるときは前記通信手段で接続した前記COセンサのパルス間隔を短くさせ、前記ガス流量が所定値以下となることが予想されるときは前記通信手段で接続した前記COセンサのパルス間隔を長くさせる制御信号を送信するCO警報機。A pulse interval of the CO sensor is changed by a control signal from a CO sensor driven in a pulsed manner, a control means of the CO sensor, a communication means connected to the control means, and a gas meter connected to the communication means. In a CO alarm device having a pulse interval control means, a gas flow rate fluctuation pattern is stored or learned by the gas meter, and the CO sensor connected by the communication means when the gas flow rate is expected to exceed a predetermined value. A CO alarm device that transmits a control signal that shortens the pulse interval of the CO sensor and increases the pulse interval of the CO sensor connected by the communication means when the gas flow rate is expected to be a predetermined value or less .
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