JP4825596B2 - ガス警報器およびガス警報方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス警報器およびガス警報方法に関し、特に、一酸化炭素を検出して警報を発生するガス警報器およびガス警報方法に関するものである。

従来、不完全燃焼時に発生する一酸化炭素（以下、ＣＯという）や都市ガス漏れ時のメタン等のガスをガスセンサで検出し、ガス濃度が異常である旨の警報を発するガス警報器がある。このようなガス警報器では、色々な構造、タイプのガスセンサが使用され、ガス濃度が警報設定点以上となった時に警報を発し、警報解除設定点以下になったときに警報を停止している。

また、ＣＯは、燃焼器具を正常な状態で使用しても発生することが知られており、特に、鍋、やかん等の調理器具を用いて、お湯を沸かす場合に、冷たい調理器具が暖まるまでの間にＣＯが発生するので、従来のガス警報器では、ＣＯ濃度が警報設定点を超えてもすぐには警報の発生を行わず、予め定めた遅延時間経過後も警報設定点を越えている状態が継続した場合に、警報を発生するようにしているものもある（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００１−０１４５７３号公報

ところで、ＣＯを検出するガスセンサとしては、一般的には、半導体式ガスセンサが用いられているが、これは、ガスを精度良く検出するためにガス検出時に常温以上の高温になるように加熱する必要がある。一方、最近では、電池で駆動できると共に加熱することなく常温でガス検出ができる電気化学式ガスセンサを採用したガス警報器も開発されている。

図１０は、上述の電気化学式センサの構造例を示す図である。電気化学式センサ１は、水タンク２、ワッシャ３、センサ素子４、ガスケット８および活性炭フィルタ９からなる。

水タンク２には、蒸留水１１が貯留されている。ワッシャ３は、水タンク２の上方に形成された凹部２ａに支持され、水蒸気供給口３ａが形成されている。センサ素子４は、バッキング レイヤ（対極）５、固体電解質膜である高分子プロトン導電体６およびバッキングレイヤ（検知極）７の積層構造からなり、ワッシャ３の上に配置されている。活性炭フィルタ９は、内部に活性炭１０が充填されると共に、上部にガス入口９ａ、底部にガス拡散口９ｂが形成されており、水タンク２の凹部２ａの上方をパッキングするガスケット８にはめ込まれている。

上述の構成を有する電気化学式センサ１において、雰囲気中にＣＯが存在すると、センサ素子４の検知極７および対極５において、それぞれ下記の反応が起こる。
検知極 ＣＯ＋Ｈ₂ Ｏ→ＣＯ₂ ＋２Ｈ⁺ ＋２ｅ^- ・・・（１）
対極 ２Ｈ⁺ ＋Ｏ₂ ／２＋２ｅ^- →Ｈ₂ Ｏ・・・（２）

拡散制御用のピンホール（ガス拡散口９ｂ）および透過性のバッキング レイヤ７，５を設けているため、電気化学式センサ１の出力（検知極７から対極５へ流れる電流）Ｉは、式（３）で表される。
Ｉ＝Ｆ×（Ａ／σ）×Ｄ×Ｃ×Ｎ・・・（３）

ここで、Ｆはファラデー定数、Ａは拡散膜（高分子プロトン導電体）の表面積、Ｄはガス拡散係数、Ｃはガス濃度、σは拡散膜（高分子プロトン導電体）の厚み、Ｎは反応電子数である。

これらのガスセンサを用いたガス警報器では、ガスセンサの構造、内蔵されているガスセンサにガスを導くケース構造等に起因する機械的な検出遅れ要因や、検出回路構成に起因する電気的な検出遅れ要因などにより、警報設定点以上の濃度のガスが周囲に発生していても、ガス警報器の測定濃度は、警報設定点以上にならず直ぐに警報開始できなかったり、周囲のガス濃度が警報解除設定点以下に下がっても、警報器の測定濃度は、依然として警報解除設定点以上のままでなかなか下がらず、その間警報を続けてしまい警報解除ができなかったりするという問題があった。

特に、上述の電気化学式センサにおいては、ガス入口９ａおよびガス拡散口９ｂが小さく形成されているために、他のタイプのガスセンサに比べて検出遅れ時間が非常に大きいという問題があった。そこで、このような検出遅れ時間に関する問題を早急に解決することが要求されている。

本発明は、上述した課題に鑑み、検出遅れ時間の影響を軽減した警報解除を行うことができるガス警報器およびガス警報方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、ガスセンサ１により所定の測定タイミング毎にガスの濃度を検出し、検出したガスの測定濃度が、警報設定点以上になったときに警報を発生し、警報発生中に警報解除設定点未満になったときに警報解除を行うガス警報器であって、前記警報発生中に、前記測定濃度が前記警報解除設定点より高く予め設定された警報解除判定開始設定点未満になったか否かを判定する第１の判定手段１２ａ−１と、前記第１の判定手段１２ａ−１により前記測定濃度が前記警報解除判定開始設定点未満になったと判定された場合、この判定時の測定タイミング以降の測定タイミングと隣り合う次の測定タイミングとにおける測定濃度の濃度比を算出する算出手段１２ａ−２と、前記算出手段１２ａ−２で算出された前記濃度比が予め設定された第１の濃度比しきい値未満か否かを判定する第２の判定手段１２ａ−３と、前記第２の判定手段１２ａ−３で前記濃度比が前記第１の濃度比しきい値未満と判定された場合、前記警報解除を行う警報解除手段１２ａ−４とを備えていることを特徴とする。

請求項１記載の発明においては、ガス警報器は、ガスセンサ１により所定の測定タイミング毎に一酸化炭素の濃度を検出し、検出した一酸化炭素の濃度が警報設定点以上になったときに警報を発生し、警報発生中に警報解除設定点未満になったときに警報解除を行う。また、ガス警報器は、第１の判定手段１２ａ−１、算出手段１２ａ−２、第２の判定手段１２ａ−３および警報解除手段１２ａ−４を備えている。第１の判定手段１２ａ−１は、警報発生中に、測定濃度が警報解除設定点より高く予め設定された警報解除判定開始設定点未満になったか否かを判定する。算出手段１２ａ−２は、第１の判定手段１２ａ−１により測定濃度が警報解除判定開始設定点未満になったと判定された場合、この判定時の測定タイミング以降の測定タイミングと隣り合う次の測定タイミングとにおける測定濃度の濃度比を算出する。第２の判定手段１２ａ−３は、算出手段１２ａ−２で算出された濃度比が予め設定された第１の濃度比しきい値未満か否かを判定する。警報解除手段１２ａ−４は、第２の判定手段１２ａ−３で濃度比が第１の濃度比しきい値未満と判定された場合、警報解除を行う。それにより、ガス警報器の検出遅れ時間の影響を軽減した警報解除を行うことができる。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、請求項１記載のガス警報器において、警報解除手段１２ａ−４による警報解除後の測定タイミングにおいて、第２の判定手段１２ａ−３で濃度比が第１の濃度比しきい値未満ではないと判定された場合、警報の発生を再開させる警報再開手段１２ａ−５をさらに備えていることを特徴とする。

請求項２記載の発明においては、ガス警報器は、さらに警報再開手段１２ａ−５を備え、警報解除手段１２ａ−４による警報解除後の測定タイミングにおいて、第２の判定手段１２ａ−３で濃度比が第１の濃度比しきい値未満ではないと判定された場合、警報の発生を再開させるそれにより、警報解除後でも、測定濃度の減少具合により警報発生を再開させることができる。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、請求項１記載のガス警報器において、前記警報解除手段１２ａ−４による警報解除時の測定タイミング以降の隣り合う２つの測定タイミングにおける前記測定濃度の濃度比が前記第１の濃度比しきい値より大きく予め設定された第２の濃度比しきい値未満か否かを判定する第３の判定手段１２ａ−６と、前記第３の判定手段１２ａ−６で前記濃度比が前記第２の濃度比しきい値未満ではないと判定された場合、前記警報の発生を再開させる警報再開手段１２ａ−５とをさらに備えていることを特徴とする。

請求項３記載の発明においては、ガス警報器は、さらに、第３の判定手段１２ａ−６と、警報再開手段１２ａ−５とを備えている。第３の判定手段１２ａ−６は、警報解除手段１２ａ−４による警報解除時の測定タイミング以降の隣り合う２つの測定タイミングにおける測定濃度の濃度比が第１の濃度比しきい値より大きく予め設定された第２の濃度比しきい値未満か否かを判定する。警報再開手段１２ａ−５は、第３の判定手段１２ａ−６で濃度比が第２の濃度比しきい値未満ではないと判定された場合、警報の発生を再開させる。それにより、警報解除後の再警報が警報解除よりも緩い条件で行われるので、風等の外乱により誤って再警報されにくくなる。

上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、請求項２または３記載のガス警報器において、前記警報解除手段１２ａ−４による警報解除の実施時点からの経過時間が、予め設定された制限時間しきい値を超えたか否かを判定する第４の判定手段１２ａ−７と、前記第４の判定手段１２ａ−７により前記経過時間が前記制限時間しきい値を超えたと判定された場合、前記測定濃度が前記警報解除設定点未満になったか否かを判定する第５の判定手段１２ａ−８とをさらに備え、前記警報再開手段１２ａ−５は、前記第５の判定手段１２ａ−８で前記測定濃度が前記警報解除設定点未満になっていないと判定された場合、前記警報の発生を再開させることを特徴とする。

請求項４記載の発明においては、ガス警報器は、さらに、第４の判定手段１２ａ−７および第５の判定手段１２ａ−８を備えている。第４の判定手段１２ａ−７は、警報解除手段１２ａ−４による警報解除の実施時点からの経過時間が、予め設定された制限時間しきい値を超えたか否かを判定する。第５の判定手段１２ａ−８は、第４の判定手段１２ａ−７により経過時間が前記制限時間しきい値を超えたと判定された場合、測定濃度が警報解除設定点未満になったか否かを判定する。警報再開手段１２ａ−５は、第５の判定手段１２ａ−８で測定濃度が警報解除設定点未満になっていないと判定された場合、警報の発生を再開させる。それにより、換気に問題があるなどして測定濃度が警報解除設定点までなかなか下がらない場合に、再警報することができ、警報解除状態を維持してしまった結果として警報解除設定点以上の高濃度ＣＯの中に人体が長い間暴露され、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度（ＣＯＨｂ）が高くなり危険な状態になってしまうことを防ぐことができる。

上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、ガスセンサにより所定の測定タイミング毎にガスの濃度を検出し、検出したガスの測定濃度が、警報設定点以上になったときに警報を発生し、警報発生中に警報解除設定点未満になったときに警報解除を行うガス警報方法であって、前記警報発生中に、前記測定濃度が前記警報解除設定点より高く予め設定された警報解除判定開始設定点未満になったか否かを判定し、前記測定濃度が前記警報解除判定開始設定点未満になったと判定された場合、この判定時の測定タイミング以降の測定タイミングと隣り合う次の測定タイミングとにおける測定濃度の濃度比を算出し、算出された前記濃度比が予め設定された第１の濃度比しきい値未満か否かを判定し、前記濃度比が前記第１の濃度比しきい値未満と判定された場合、警報解除を行うことを特徴とする。

請求項５記載の発明においては、ガスセンサにより所定の測定タイミング毎にガスの濃度を検出し、検出したガスの測定濃度が、警報設定点以上になったときに警報を発生し、警報発生中に警報解除設定点未満になったときに警報解除を行う。また、警報発生中に、測定濃度が警報解除設定点より高く予め設定された警報解除判定開始設定点未満になったか否かを判定する。そして、測定濃度が警報解除判定開始設定点未満になったと判定された場合、この判定時の測定タイミング以降の測定タイミングと隣り合う次の測定タイミングとにおける測定濃度の濃度比を算出し、算出された濃度比が予め設定された第１の濃度比しきい値未満か否かを判定し、濃度比が第１の濃度比しきい値未満と判定された場合、警報解除を行う。それにより、ガス警報器の検出遅れ時間の影響を軽減した警報解除を行うことができる。

請求項１記載の発明のガス警報器によれば、ガスの測定濃度の降下具合を推測して警報解除設定点に至る前に警報解除するので、測定濃度ガス警報器で使用されるガスセンサの種類、構造、ガス警報器のケース構造などに起因する検出遅れ時間の影響を軽減した警報解除を行うことができる。

請求項２記載の発明のガス警報器によれば、ガスの測定濃度の降下具合を推測して警報解除設定点に至る前に警報解除した場合でも、その後の測定濃度の降下具合によっては警報を再開することができるので、安全なガス警報器を実現することができる。

請求項３記載の発明のガス警報器によれば、再警報判定のための第２の濃度比しきい値を警報解除のための第１の濃度比しきい値よりも高い値とすることにより、警報解除後の再警報が警報解除よりも緩い条件で行われるので、風等の外乱により誤って再警報されにくくなり、誤動作の少ないガス警報器を実現することができる。

請求項４記載の発明のガス警報器によれば、ガスの測定濃度の降下具合を推測して警報解除設定点に至る前に警報解除した場合、その後あまり長い間測定濃度が警報解除設定点まで下がらない場合は、再警報するので、警報解除設定点以上の高濃度ＣＯの中に人体が長い間暴露され、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度（ＣＯＨｂ）が高くなり危険な状態になってしまうことを防ぐことができる。

請求項５記載の発明のガス警報方法によれば、ガスの測定濃度の降下具合を推測して警報解除設定点に至る前に警報解除するので、測定濃度ガス警報器で使用されるガスセンサの種類、構造、ガス警報器のケース構造などに起因する検出遅れ時間の影響を軽減した警報解除を行うことができる。

以下、本発明のガス警報器の実施の形態について説明する。

（第１の実施形態）図２は、本発明のガス警報方法を実施するガス警報器の第１の実施形態を示す回路図である。図に示すように、ガス警報器は、ガスセンサ１、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１２、スピーカ１３および音声警報出力回路１４から構成される。

ガスセンサ１は、たとえば、上述の図１０に示す電気化学式センサであり、ＣＯ濃度に応じて発生する電流を電圧に変換して、マイコン１２に出力する。

マイコン１２は、処理プログラムに従って各種の処理を行うＣＰＵ１２ａと、ＣＰＵ１２ａが行う処理のプログラムなどを格納した読出専用のメモリであるＲＯＭ１２ｂと、ＣＰＵ１２ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ記憶エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１２ｃとを有し、これらがバスラインによって接続されている。ＲＯＭ１２ｂは、予め設定された、警報設定点、警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）、警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）、第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１および第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２が格納された記憶手段として働く。

ＣＰＵ１２ａは、第１の判定手段１２ａ−１、算出手段１２ａ−２、第２の判定手段１２ａ−３、警報解除手段１２ａ−４、警報再開手段１２ａ−５、第３の判定手段１２ａ−６、第４の判定手段１２ａ−７および第５の判定手段１２ａ−８に相当する。

上述の構成において、ＣＰＵ１２ａは、ガスセンサ１の出力を取り込んでＣＯ濃度を検出する。ＣＰＵ１２ａは、検出したＣＯ濃度が警報設定点以上になると、音声警報出力回路１４を制御して警報手段としてのスピーカ１３から警報を発する。また、ＣＰＵ１２ａは、検出したＣＯ濃度が、警報解除設定点より高く予め設定された警報解除判定開始設定点以下になると、警報解除設定点に達する前に所定の条件が満たされた時に警報解除するか、または警報解除設定点以下になった時に、音声警報出力回路１４を制御してスピーカ１３からの警報発生を解除する。

以下、本発明におけるガス警報器の警報解除について、図３および図４を参照して説明する。図３は、従来のガス警報器における警報解除を説明するための経過時間と警報器測定濃度の関係を示すグラフであり、図４は、本発明の第１の実施形態における警報解除を説明するための経過時間と警報器測定濃度の関係を示すグラフである。

従来のガス警報器では、ガスセンサの検出信号を所定の測定タイミング毎に測定し、ガス濃度が警報設定点以上になった場合に警報を発し、警報解除設定点未満になった場合に警報解除を行っている。

すなわち、図３において、警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）以上の測定濃度においては、測定タイミングは時間Ｔ１毎とし、警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）未満の測定濃度においては、測定タイミングは時間Ｔ２（＞Ｔ１）毎としている。

このような測定タイミングでガス濃度を測定しているとき、測定濃度が、時刻ｔ１では警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）以上、時刻ｔ２〜ｔ４では警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ））と警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）の間、時刻ｔ５では警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）未満となった場合、従来のガス警報器は、時刻Ｔ１以前から発生している警報を時刻ｔ４に至るまで継続し、時刻ｔ５で警報を解除する。しかし実際には、ガス警報器の周囲のガス濃度は、ガス警報の発生時点からたとえば換気扇の使用等により、時刻ｔ５よりも早く警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）未満になっており、ガス警報器において検出遅れ時間が発生している。

これに対して、本発明では、ガスセンサ１の検出信号を所定の測定タイミング毎に測定し、検出したガス濃度が警報設定点以上になった場合に警報を発生し、警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）未満になった場合、所定の条件が満たされると警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）に達する前に警報解除を行う。

以下、警報解除の動作について詳述する。たとえば図３と同様に、図４において、測定濃度が、時刻ｔ１では警報解除判定開始設定点Ｌ１以上、時刻ｔ２〜ｔ４では警報解除判定開始設定点Ｌ１と警報解除設定点Ｌ２の間、時刻ｔ５では警報解除設定点Ｌ２未満となった場合において、ＣＰＵ１２ａは、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）以上の場合、測定タイミングを時間Ｔ１毎とし、ガス濃度を監視している。また、ＣＰＵ１２ａは、測定タイミング毎に、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回ったか否かという測定濃度降下判定を行っている。そして、ＣＰＵ１２ａは、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回った（すなわち、Ｌ１未満）と判定した場合、測定タイミングを時間Ｔ２（時間Ｔ１より大きい値、たとえば２Ｔ１）に切り替える。たとえば、時間Ｔ１およびＴ２は共に数十秒オーダーに設定される。

ＣＰＵ１２ａは、測定濃度が警報設定点以上になって警報を発生している状態において、測定濃度降下判定時に測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回ったと判定した測定タイミング（図３では時刻ｔ２）以降の次の測定タイミングにおいて、警報解除判定を行う。

すなわち、ＣＰＵ１２ａは、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回ったと判定した測定タイミング（図４では時刻ｔ２）以降の次の測定タイミング（時刻ｔ３）において、警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回った時刻ｔ２の測定濃度Ｂ（ｐｐｍ）と、時刻ｔ３の測定濃度Ｃ（ｐｐｍ）の比を算出する。算出した濃度比（＝Ｃ／Ｂ）が予め設定された第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を下回っていたら（Ｃ／Ｂ＜Ｄｔｈ１）、ＣＰＵ１２ａは、音声警報出力回路１４を制御してスピーカ１３からの警報発生を解除する。算出した濃度比（＝Ｃ／Ｂ）が予め設定された第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１（＜１）を下回っていなければ（Ｃ／Ｂ≧Ｄｔｈ１）、ＣＰＵ１２ａは、スピーカ１３からの警報発生を継続させる。

なお、第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１は、ガス警報器が設置されている部屋における警報発生後の換気状況に応じて設定される。換気により減少する測定濃度は、Ａ・ε^-Bt の指数関数で表すことができることが実験的に確かめられている。ここで、Ａは初期値を表す係数、Ｂは換気率により決まる係数、ｔは換気開始からの経過時間である。係数Ｂは、一般的には、ガス警報器が設置されている部屋の大きさとそこに取り付けられている換気装置（たとえば、換気扇）の換気率によって決定される。そこで、濃度しきい値Ｄｔｈ１は、たとえば、Ａ＝１とし、換気扇のあるモデルキッチンにガス警報器を設置した場合の部屋の大きさと換気率で決まる係数Ｂとに基づき、時間Ｔ２毎の測定タイミングにおける濃度下降率が、ε^-BT2で求められるので、この値とほぼ一致するように設定する。

以下、測定タイミングｔ３以降も同様の濃度比を算出し、算出した濃度比が第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を下回っていなければ、警報解除せず、警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回るまで警報状態を維持し、警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回った測定タイミングｔ５で警報解除する。

一方、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）と警報解除設定点Ｌ２の間にあるうちに警報解除された場合は、警報解除を行った測定タイミングの次の測定タイミングから再警報を行うか否かの再警報判定を行う。たとえば、時刻ｔ３で警報解除と判定された場合、測定タイミングＴ３における測定濃度Ｃ（ｐｐｍ）とその次の測定タイミングｔ４における測定濃度Ｄ（ｐｐｍ）の濃度比を算出し、算出した濃度比（＝Ｄ／Ｃ）が第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を下回っていたら（Ｄ／Ｃ＜Ｄｔｈ１）、警報解除を維持する。算出した濃度比（＝Ｄ／Ｃ）が第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１以上になっていれば（Ｄ／Ｃ≧Ｄｔｈ１）、ＣＰＵ１２ａは、音声警報出力回路１４を制御して、再びスピーカ１３からの警報を発生させる再警報を行う。以降、警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回るまで警報状態を維持する。

次に、上述の警報解除処理動作を図５のフローチャートを参照して説明する。測定濃度が警報設定点以上になって警報を発生している状態において、まず、警報解除判定を開始するかの判定（測定濃度降下判定）を行う。すなわち、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回ったか否かを判定し（ステップＳ１）。下回っていなければ、次に警報状態を維持し（ステップＳ３）、次いでステップＳ１に戻る。
下回っていれば、次に、次回の測定タイミングにおいて、警報を解除するかの判定（警報解除判定）を行う。すなわち、前回の警報解除判定開始時の測定タイミングにおける測定濃度Ｂ（ｐｐｍ）と当該測定タイミングにおける測定濃度Ｃ（ｐｐｍ）の濃度比を算出し、算出した濃度比（Ｃ／Ｂ）が第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１（＜１）を下回ったか否かを判定する（ステップＳ５）。

下回っていれば、警報解除を実施する（ステップＳ７）。すなわち、ＣＰＵ１２ａは、音声警報出力回路１４を制御してスピーカ１３からの警報発生を解除する。次に、それ以降の測定タイミングにおいて、再警報を行うかの判定（再警報判定）を行う。すなわち、当該測定タイミングにおける測定濃度と前回の測定タイミングにおける濃度の濃度比が第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を下回ったか否かを判定する（ステップＳ９）。

下回っていれば、次に、警報解除を維持し（ステップＳ１１）、次いでステップＳ９に戻る。下回っていなければ、再警報を実施し、すなわち、音声警報出力回路１４を制御して再びスピーカ１３からの警報を発生させ（ステップＳ１３）、次いで、ステップＳ１５に進む。

一方、ステップＳ５において濃度比が第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を下回っていなければ、次に、当該測定タイミングにおける測定濃度が警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回ったか否かを判定する（ステップＳ１５）。下回っていなければ、次に、警報状態もしくは再警報状態を維持し（ステップＳ１７）、次いでステップＳ１５に戻る。下回っていれば、次に、警報解除を実施する（ステップＳ１９）。すなわち、ＣＰＵ１２ａは、音声警報出力回路１４を制御してスピーカ１３からの警報発生を解除する。

このように、本発明の第１の実施形態によれば、測定濃度の下がり具合をみて、換気が正常に行われているかどうかを判断し、換気が正常に行われていると判断したら、その時点で警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）以上のガス濃度があっても、時間がたてば（数分後に）警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）まで減少することを予想して、警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）に達する前に警報解除するので、検出遅れ時間の影響が軽減された警報解除を行うことができる。

（第２の実施形態）次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

上述の第１の実施形態では、第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を、Ａ・ε^-Bt の指数関数で表される測定濃度の下降曲線に基づいて決定している。しかしながら、測定濃度の下降は、必ずしも上記の指数関数で表される理想的な特性にはならず、風やその他の外乱により乱されることがある。そのため、全体的には、上記の指数関数で測定濃度が下降するものの、局所的にはそうならない場合がある。このような場合、理想的には測定濃度の下降は指数関数であるので同じ比で減少していくはずであるが、測定濃度が低くなるにつれて比は同じでも下降量は小さくなるので、風等の外乱要因により測定結果が乱れてしまう。そのため、第１の実施形態のように警報解除判定を行うための濃度比しきい値と再警報判定のための濃度比しきい値とを同じＤｔｈ１としている場合、一度警報解除を行っても、外乱によりその後の再警報判定時において測定した濃度比が第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を超えてしまい、本来再警報の必要がないほどの一時的な乱れであるにもかかわらず、再警報が行われてしまうことがある。

そこで、第２の実施形態では、再警報判定のための濃度比しきい値を、警報解除判定のための第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１と異なる値であって、外乱があっても誤って再警報を行いにくい値に設定することを特徴とする。すなわち、再警報判定のための第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２を、Ｄｔｈ１＜Ｄｔｈ２≦１の関係になるように設定する。

このように再警報判定のための第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２を設定した場合、図４における再警報判定時、算出した濃度比（＝Ｄ／Ｃ）が第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２を下回っていたら（Ｄ／Ｃ＜Ｄｔｈ２）、警報解除を維持する。算出した濃度比（＝Ｄ／Ｃ）が第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２以上になっていれば（Ｄ／Ｃ≧Ｄｔｈ２）、ＣＰＵ１２ａは、音声警報出力回路１４を制御して、再びスピーカ１３からの警報を発生させる再警報を行う。以降、警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回るまで警報状態を維持する。

次に、上述の第２の実施形態における警報解除処理動作を図６のフローチャートを参照して説明する。図６のフローチャートでは、図５のフローチャートにおけるステップＳ９以外のステップは同一の作業を行い、ステップＳ９に代わるステップＳ９′で再警報判定の作業を行う。すなわち、ステップＳ９′において、当該測定タイミングにおける測定濃度と前回の測定タイミングにおける濃度の濃度比が、Ｄｔｈ１＜Ｄｔｈ２≦１の関係となるように予め設定された第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２を下回ったか否かを判定する。下回っていれば、次に、警報解除を維持し（ステップＳ１１）、下回っていなければ、再警報を実施する（ステップＳ１３）。

以上説明したように第２の実施形態によれば、再警報判定のための第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２を警報解除判定のための第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１よりも１に近い値に設定することにより、外乱の影響により誤って再警報が行われるのを軽減することができる。

（第３の実施形態）次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

上述の第２の実施形態では、外乱の影響を軽減するため、再警報判定のための第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２を、警報解除判定のための第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１よりも１に近い緩い値に設定した。しかし、このように設定した場合、万が一換気状況に問題があって、外乱のせいではなく実際に周囲のＣＯ濃度の下降が遅れている場合でも、再警報が行われず警報解除状態を維持してしまい、結果として警報解除設定点以上の高濃度ＣＯの中に人体が長い間暴露され、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度（ＣＯＨｂ）が高くなり危険な状態になってしまうことがあり得る。

そこで、第３の実施形態では、第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１に基づく警報解除判定による警報解除後、第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２に基づく再警報判定を行うが、警報解除後、予め設定された制限時間経過後も、測定濃度が警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回らない場合は、換気状況に問題有りと推測して再警報を行うために、再警報判定時に制限時間判定も合わせて行うように設定する。

すなわち、図７に示すように、第３の実施形態では、制限時間判定のための制限時間しきい値Ｔｔｈを、警報解除判定の結果警報解除となった時刻からの経過時間として設定する。この制限時間しきい値Ｔｔｈは、たとえば、上述の警報解除のための第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を設定する根拠とした指数関数ε^-BT2において、警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）から警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）の半分（Ｌ２／２）の濃度に到達するまでの経過時間にほぼ一致する時間（数分オーダーの値）に設定される。

このように制限時間しきい値Ｔｔｈを設定した場合、以下のように動作する。すなわち、ＣＰＵ１２ａは、警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回った時刻ｔ２の測定濃度Ｂ（ｐｐｍ）と、その次の測定タイミング（時刻ｔ３）の測定濃度Ｃ（ｐｐｍ）の比を算出する。算出した濃度比（＝Ｃ／Ｂ）が予め設定された第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１を下回っていたら（Ｃ／Ｂ＜Ｄｔｈ１）、ＣＰＵ１２ａは、音声警報出力回路１４を制御してスピーカ１３からの警報発生を解除する。次の測定タイミング（時刻ｔ４）において、算出した濃度比（＝Ｄ／Ｃ）が再警報判定のための第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２以上なら再警報を行い、以降、測定濃度が警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回るまで警報状態を維持する。

一方、上述の時刻ｔ３における警報解除判定による警報解除後、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）と警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）の間にあるうちは、上述のように再警報判定が繰り返し行われるが、ＣＰＵ１２ａは、時刻ｔ３における警報解除後、制限時間しきい値Ｔｔｈに相当する時間が経過した時点の測定タイミングｔ６になっても、測定濃度が警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）以上になっている場合は、異常と判断し、音声警報出力回路１４を制御して、再びスピーカ１３からの警報を発生させる再警報を行う。以降、警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回るまで警報状態を維持する。

次に、上述の第３の実施形態における警報解除処理動作を図８のフローチャートを参照して説明する。図８のフローチャートでは、図６のフローチャートにおけるステップＳ９′とステップＳ１１の間に制限時間判定を行うステップＳ１０およびＳ１２を追加し、それ以外のステップは同一の作業を行う。すなわち、ステップＳ１０において、警報解除の実施後制限時間しきい値Ｔｔｈに相当する時間が経過したか否かを判定する。経過していなければ、次に、警報解除を維持し（ステップＳ１１）、経過していれば、次に、経過した時点の測定タイミングにおける測定濃度が警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回ったか否かを判定する（ステップＳ１２）。下回っていなければ、次に、ステップＳ１３に進み、再警報を実施し、下回っていれば、次にステップＳ１９に進み、警報解除を実施する。

以上説明したように第３の実施形態によれば、検出遅れ時間を考慮した警報解除を行った場合でも、人体が危険に至る前に再警報を行い、歯止めをかけることができるより安全なガス警報器が実現できる。

（第４の実施形態）次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

上述の第１〜３の実施形態では、測定濃度降下判定時に測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回ったと判定した測定タイミング（図４では時刻ｔ２）以降の次の測定タイミング（図４では時刻ｔ３）において、警報解除判定を１回だけ行っている。このため、警報解除判定の測定タイミング（図４では時刻ｔ３）の時点で、測定濃度の局所的な変化が生じ、算出した濃度比（図４ではＣ／Ｂ）が予め設定された第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１（＜１）を下回っていなければ（Ｃ／Ｂ≧Ｄｔｈ１）、たとえ換気を正常に行っていても警報解除は行われず、測定濃度が警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回るまで警報発生を続けてしまう。

そこで、第４の実施形態では、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）と警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）の間にあるうちは、測定タイミング毎に警報解除判定を行う。

また、警報発生後、測定濃度が、一度警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）以上から警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）未満に下がったと判定された後、再び警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）以上になり、そこから警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）未満に下がったと判定された場合も、警報解除判定に移行する。

次に、上述の警報解除処理動作を図９のフローチャートを参照して説明する。測定濃度が警報設定点以上になって警報を発生している状態において、まず、警報解除判定を開始するかの判定（測定濃度降下判定）を行う。すなわち、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を下回ったか否かを判定し（ステップＳ１）、下回っていなければ、次に警報状態を維持し（ステップＳ３）、次いでステップＳ１に戻り、下回っていれば、次いで、ステップＳ５とＳ１５に進む。

ステップＳ５で、次回の測定タイミングにおいて、警報を解除するかの判定（警報解除判定）を行う。すなわち、前回の警報解除判定開始時の測定タイミングにおける測定濃度Ｂ（ｐｐｍ）と当該測定タイミングにおける測定濃度Ｃ（ｐｐｍ）の濃度比を算出し、算出した濃度比（Ｃ／Ｂ）が第１の濃度比しきい値Ｄｔｈ１（＜１）を下回ったか否かを判定する。

ステップＳ５において、下回っていなければ、次にステップＳ５に戻り、下回っていれば、次に、警報解除を実施する（ステップＳ７）。すなわち、ＣＰＵ１２ａは、音声警報出力回路１４を制御してスピーカ１３からの警報発生を解除する。次に、それ以降の測定タイミングにおいて、再警報を行うかの判定（再警報判定）を行う。すなわち、当該測定タイミングにおける測定濃度と前回の測定タイミングにおける濃度の濃度比が第２の濃度比しきい値Ｄｔｈ２を下回ったか否かを判定する（ステップＳ９′）。

下回っていれば、次に、警報解除を維持し（ステップＳ１１）、次いでステップＳ９に戻る。下回っていなければ、再警報を実施し、すなわち、音声警報出力回路１４を制御して再びスピーカ１３からの警報を発生させ（ステップＳ１３）、次いで、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ１５において、当該測定タイミングにおける測定濃度が警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）を下回ったか否かを判定する。下回っていなければ、次に、警報状態を維持し（ステップＳ１７）、次いでステップＳ１５に戻る。下回っていれば、次に、警報解除を実施する（ステップＳ１９）。すなわち、ＣＰＵ１２ａは、音声警報出力回路１４を制御してスピーカ１３からの警報発生を解除する。

以上説明したように第４の実施形態によれば、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）と警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）の間にあるうちは、測定タイミング毎に警報解除判定を行うので、検出遅れ時間の影響が軽減した警報解除を確実に行うことができる。

以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。

たとえば、上述の各実施形態において、警報発生時に、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を超えていなければ、警報解除判定へは移行せず、警報解除設定点Ｌ２（ｐｐｍ）未満となるまで、警報解除せずに警報し続け、ただし、警報発生時点で、測定濃度が警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）未満であっても、その後、警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）を超えてから再び警報解除判定開始設定点Ｌ１（ｐｐｍ）未満に下がった場合は、警報解除判定へ移行するように構成しても良い。

また、上述の実施形態では、ガスセンサ１として電気化学式センサを用いているが、これに限らず他のタイプのガスセンサを用いることができる。

また、上述の実施形態では、ＣＯ用のガス警報器に適用した場合について説明したが、これに限らず、他の種類のガス用のガス警報器に適用することができる。

（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明のガス警報器の構成を示す基本構成図である。 本発明のガス警報器の第１の実施形態を示す回路図である。（第１の実施形態） 従来のガス警報器における警報解除を説明するための経過時間と警報器測定濃度の関係を示すグラフである。（第１の実施形態） 本発明の第１の実施形態における警報解除を説明するための経過時間と警報器測定濃度の関係を示すグラフである。（第１の実施形態） 本発明の第１の実施形態における警報解除処理動作を説明するフローチャートである。（第１の実施形態） 本発明の第２の実施形態における警報解除処理動作を説明するフローチャートである。（第２の実施形態） 本発明の第３の実施形態における警報解除を説明するための経過時間と警報器測定濃度の関係を示すグラフである。（第３の実施形態） 本発明の第３の実施形態における警報解除処理動作を説明するフローチャートである。（第３の実施形態） 本発明の第４の実施形態における警報解除処理動作を説明するフローチャートである。（第４の実施形態） ガス警報器に使用されるガスセンサとしての電気化学式ガスセンサの構造例を示す図である。

符号の説明

１ ガスセンサ
１２ マイクロコンピュータ
１２ａ ＣＰＵ
１２ａ−１ 第１の判定手段
１２ａ−２ 算出手段
１２ａ−３ 第２の判定手段
１２ａ−４ 警報解除手段
１２ａ−５ 警報再開手段
１２ａ−６ 第３の判定手段
１２ａ−７ 第４の判定手段
１２ａ−８ 第５の判定手段
１２ｂ ＲＯＭ
１２ｃ ＲＡＭ
１３ スピーカ
１４ 音声警報出力回路

Claims (5)

1. ガスセンサ１により所定の測定タイミング毎にガスの濃度を検出し、検出したガスの測定濃度が、警報設定点以上になったときに警報を発生し、警報発生中に警報解除設定点未満になったときに警報解除を行うガス警報器であって、
   前記警報発生中に、前記測定濃度が前記警報解除設定点より高く予め設定された警報解除判定開始設定点未満になったか否かを判定する第１の判定手段と、
   前記第１の判定手段により前記測定濃度が前記警報解除判定開始設定点未満になったと判定された場合、この判定時の測定タイミング以降の測定タイミングと隣り合う次の測定タイミングとにおける測定濃度の濃度比を算出する算出手段と、
   前記算出手段で算出された前記濃度比が予め設定された第１の濃度比しきい値未満か否かを判定する第２の判定手段と、
   前記第２の判定手段で前記濃度比が前記第１の濃度比しきい値未満と判定された場合、前記警報解除を行う警報解除手段とを備えていることを特徴とするガス警報器。
2. 請求項１記載のガス警報器において、
   前記警報解除手段による警報解除後の測定タイミングにおいて、前記第２の判定手段で前記濃度比が前記第１の濃度比しきい値未満ではないと判定された場合、前記警報の発生を再開させる警報再開手段をさらに備えていることを特徴とするガス警報器。
3. 請求項１記載のガス警報器において、
   前記警報解除手段による警報解除時の測定タイミング以降の隣り合う２つの測定タイミングにおける前記測定濃度の濃度比が前記第１の濃度比しきい値より大きく予め設定された第２の濃度比しきい値未満か否かを判定する第３の判定手段と、
   前記第３の判定手段で前記濃度比が前記第２の濃度比しきい値未満ではないと判定された場合、前記警報の発生を再開させる警報再開手段とをさらに備えていることを特徴とするガス警報器。
4. 請求項２または３記載のガス警報器において、
   前記警報解除手段による警報解除の実施時点からの経過時間が、予め設定された制限時間しきい値を超えたか否かを判定する第４の判定手段と、
   前記第４の判定手段により前記経過時間が前記制限時間しきい値を超えたと判定された場合、前記測定濃度が前記警報解除設定点未満になったか否かを判定する第５の判定手段とをさらに備え、
   前記警報再開手段は、前記第５の判定手段で前記測定濃度が前記警報解除設定点未満になっていないと判定された場合、前記警報の発生を再開させることを特徴とするガス警報器。
5. ガスセンサにより所定の測定タイミング毎にガスの濃度を検出し、検出したガスの測定濃度が、警報設定点以上になったときに警報を発生し、警報発生中に警報解除設定点未満になったときに警報解除を行うガス警報方法であって、
   前記警報発生中に、前記測定濃度が前記警報解除設定点より高く予め設定された警報解除判定開始設定点未満になったか否かを判定し、
   前記測定濃度が前記警報解除判定開始設定点未満になったと判定された場合、この判定時の測定タイミング以降の測定タイミングと隣り合う次の測定タイミングとにおける測定濃度の濃度比を算出し、
   算出された前記濃度比が予め設定された第１の濃度比しきい値未満か否かを判定し、
   前記濃度比が前記第１の濃度比しきい値未満と判定された場合、警報解除を行うことを特徴とするガス警報方法。

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