JP5629418B2 - ガス警報器及びガス警報器の警報濃度出力設定方法 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス検知素子を備えるとともに、そのガス検知素子のガス検知に基づくガス検知出力を得るガス検知機構、及び、前記ガス検知出力が警報濃度出力を超えたときに警報を発する警報機構を備えたガス警報器及び、その警報濃度出力設定方法に関する。このようなガス警報器は、被検知ガスに対するガス検知出力が警報濃度出力を超えたときに、警報機構により警報を発する様に設定される。これにより、前記ガス警報器は、その雰囲気のガスを検知対象ガスとし、その検知対象ガス中に含まれる水素ガス、メタンガス、一酸化炭素ガス等の被検知ガスが警報を要する濃度に達していないかどうかを検知して、その周辺にいる人にその被検知ガスが高濃度に存在している場合に警報を発することができるのである。
ここで、前記ガス検知素子は通常被検知ガスとの特異な反応性により、他のガスと区別してその被検知ガスを選択的に検知できるように作製されるのであるが、その反応性は製造条件その他によりばらつくため、ガス検知素子の搭載されたガス警報器は、所定濃度の被検知ガス検知に基づくガス検知出力が一定になるよう、個々に出力が設定される。

【従来の技術】
従来、上述のようなガス警報器の前記警報濃度出力は、通常、前記ガス検知素子からの出力を可変に増幅するボリューム調整器の出力増幅率を調節変更することにより設定される。
この際、前記ボリューム調整器を調整する際には、前記ガス検知素子を警報動作時の濃度の被検知ガスに晒した状態で、警報動作をしはじめるように設定する必要があるため、ガス警報器による警報を要する所定濃度の被検知ガスが内部に封入されたチャンバに前記ガス警報器を導入し、その状態でボリューム調整器を調節して、前記警報機構が動作する最低出力増幅率あるいは前記警報機構が動作しない最高出力増幅率を手作業で調節し、そのボリューム調整器の出力増幅率によって、その被検知ガス濃度における警報濃度出力を設定していた。
また、被検知ガスが一酸化炭素ガス、悪臭ガス等の有害なものである場合には、前記チャンバに封入するガスとして、前記ガス検知素子が検知可能な他のガスを、前記所定濃度の前記被検知ガスに対する出力と同程度の出力が得られる濃度として用いられる場合がある。

【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の方法によれば、警報器個別に手作業でボリューム調整する必要があるため、生産性があまり高くならないという現状がある。また、ボリューム調整はドライバ等の物理的接触によって行われるために、作業者による個人差、調節作業時の衝撃等によって調節精度に影響がでる虞がある。
また、近年一つのガス警報器で複数の警報や、多段階の警報を行えるものが使用される傾向にあり、このような場合、上述の調節作業にかかる時間と労力が増大し、さらに前記ガス警報器の生産性を低下させる原因となるとともに、ボリューム調整精度の低下する要因が増え、信頼性が低下することが懸念される。

従って、本発明の目的は、上記実状に鑑み、ガス警報器の警報濃度出力の設定を容易にかつ精度良く行えるガス警報器及びその警報濃度出力設定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】
被検知ガスとの反応性が異なるガス検知素子について、被検知ガス濃度と各ガス検知素子からの出力との関係を示すグラフを比較すると、ある濃度における各ガス検知素子からの出力同士の関係は、何れの濃度においても、各ガス検知素子の被検知ガスとの反応性によらず、ほぼ出力軸方向に所定の比率となる事に着目し、所定濃度のガスに対する出力が分かれば、警報濃度に対応する出力を逆算できるものと考え、本発明に想到した。
そこで、この目的を達成するための本発明の特徴構成は、
被検知ガスを検知するガス検知素子と、
前記ガス検知素子からの出力を得るガス検知機構と、
前記被検知ガスの濃度が所定の警報濃度を超えたときに警報を発する警報機構と、を備え、
前記ガス検知機構に、記憶部、演算部、及び、警報濃度記憶部を備え、
前記記憶部は、前記濃度と前記出力との依存性を示す出力相関テーブルを予め記憶し、
前記演算部は、清浄空気に対して前記ガス検知素子が実際に出力した第一基準出力に基づいて、前記出力が前記第一基準出力のときに前記濃度がゼロとなるように、前記出力相関テーブルを校正し、かつ、前記清浄空気とは別の所定濃度の基準出力測定用ガスに対して前記ガス検知素子が実際に出力した基準出力と、校正後の前記出力相関テーブルにおける前記所定濃度に対応する前記出力との比率を演算し、かつ、校正後の前記出力相関テーブルにおける前記警報濃度に対応する出力に前記比率を乗じて、前記警報濃度の被検知ガスに対して前記ガス検知素子が実際に出力するであろう警報濃度出力を演算し、
前記警報濃度記憶部は、前記警報濃度出力を記憶する点にあり、
前記基準出力測定用ガスは前記被検知ガスであり、かつ、前記所定濃度は、前記警報濃度とは別の警報濃度であることが望ましい。

また、本発明のガス警報器の警報出力設定方法の特徴構成は、
被検知ガスを検知するガス検知素子と、前記ガス検知素子からの出力を得るガス検知機構と、を備え、前記被検知ガスの濃度が警報濃度を超えたときに警報を発するガス警報器の警報濃度出力設定方法であって、
前記濃度と前記出力との依存性を示す出力相関テーブルを予め記憶し、
清浄空気を測定して、前記ガス検知素子が出力した第一基準出力を記憶し、
前記第一基準出力に基づいて、前記出力が前記第一基準出力のときに前記濃度がゼロとなるように、前記出力相関テーブルを校正し、
前記清浄空気とは別の所定濃度の基準出力測定用ガスを測定して、前記ガス検知素子が出力した基準出力を記憶し、
前記基準出力と、校正後の前記出力相関テーブルにおける前記所定濃度に対応する前記出力との比率を演算し、
校正後の前記出力相関テーブルにおける前記警報濃度に対応する出力に前記比率を乗じて、前記警報濃度の被検知ガスに対して前記ガス検知素子が実際に出力するであろう警報濃度出力を演算し、
前記警報濃度出力を記憶する点にある。
また、前記清浄空気を測定して第一基準出力を記憶した後、基準出力測定用ガスを測定する前に、ガス検知機構を一旦停止させることが好ましく、
さらに、前記基準出力測定用ガスを前記被検知ガスとし、かつ、前記所定濃度は、前記警報濃度とは別の警報濃度とすることが好ましい。

〔作用効果〕
本構成であれば、前記第一基準出力に基づいて、前記出力が前記第一基準出力のときに前記濃度がゼロとなるように、前記出力相関テーブルを校正するので、清浄空気中ではガス検知出力が０となるべきところが、何らかの要因でずれてしまっているというような場合に、正確に被検知ガス濃度と前記ガス検知素子からの出力との関係を把握できるようになる。また、前記ガス検知素子が所定濃度の基準出力測定用ガスを検知したときの基準出力を測定することにより、前記演算部が、前記基準出力と、校正後の前記出力相関テーブルにおける前記所定濃度に対応する前記出力との関係、及び、校正後の前記出力相関テーブルにおける前記警報濃度に対応する出力に基づいて、前記出力相関テーブルから被検知ガスの警報濃度に対する警報濃度出力を求めることができる。このようにして警報濃度出力を求めると、ドライバ等による物理的な接触なしに警報濃度出力を設定することができるので、精度の低下をきたすことなく警報濃度出力の設定調節をすることができる。
このようにして求められた、前記警報濃度出力を警報濃度出力記憶部に記憶しておけば、ガス検知素子からの出力をその警報濃度出力記憶部に記憶された前記警報濃度出力と比較することによって、ガス警報器の雰囲気に存在する被検知ガスが警報する必要がある程度に高濃度か否かを判断することができるようになる。

つまり、清浄空気及び被検知ガスを用いて、出力相関テーブルをもとに、被検知ガス濃度と前記ガス検知素子からの出力との関係を、ゼロ点を含めた２点で決めるので、出力軸方向でその関係を拡縮する校正に加えて、清浄空気中ではガス検知出力が０となるように校正を行えて、正確に被検知ガス濃度と前記ガス検知素子からの出力との関係を把握できるようになる。

また、前記警報出力が、複数段階設けられているような場合には、前記基準出力測定用ガスが、複数段階に設けられたうち一つの前記警報出力を出力可能な別の警報濃度の被検知ガスであるので、その基準出力測定用ガスの出力がそのまま複数段階に設けられたうち一つの前記警報出力として採用され、さらに、その警報出力から別の段階の警報出力を演算して設定することができる。即ち、少ない工程で、多段階の出力の設定が、同時にかつ非接触で自動的に決定されることになる。その結果、一つの工程で複数の設定が同時にできるから、容易に効率よくガス警報器の設定作業を行え、非接触で行えるから、精度良く警報出力が定められ、信頼性の高いガス警報器を提供することができた。

また、清浄空気を測定して第一基準出力を記憶した後、基準出力測定用ガスを測定するまで、ガス検知機構を一旦停止させると、ガス検知機構が一旦停止された後のガス検知素子は、清浄空気に対する出力を得るときに昇温等により活性があがってしまっていても、通常のガス検知時の活性に戻っているから、基準出力を、通常のガス検知時の環境と同等の環境で得られる。

【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明のガス警報器は、ガス検知素子１０を内装するとともに、前記ガス検知素子１０をブリッジ回路１２に組み込んで構成してある。前記ブリッジ回路１２は、前記ガス検知素子１０に、固定抵抗Ｒ２を直列に接続するとともに、このガス検知素子１０と固定抵抗Ｒ２との合成抵抗に対して固定抵抗Ｒ０と固定抵抗Ｒ１との合成抵抗を、前記ガス検知素子１０と固定抵抗Ｒ１、固定抵抗Ｒ０と固定抵抗Ｒ２が対向するように並列に接続する。また、前記ガス検知素子１０と固定抵抗Ｒ２の間と、前記固定抵抗Ｒ０と固定抵抗Ｒ１との間との電位差を出力１３ａとして取出す出力部１３を接続してある。

前記ガス検知素子１０としては、図２に示すように、白金等の貴金属線からなる貴金属線コイル１０ａに酸化スズを主成分とする感応層１０ｂを設けてある熱線型半導体式ガス検知素子を用いる。

前記出力部１３から得られた出力１３ａは、ガス検知機構１８により、比較演算部１５において記憶部１６に記憶されている警報濃度出力１７ａと比較され、警報機構としての報知部１４において、ブザーを鳴動させたり、ランプを点灯、点滅させるなどして検知結果を報知可能に構成する。
また、前記記憶部１６は、前記ガス検知素子１０の被検知ガス検知に基づくガス検知出力の濃度依存性を示す出力相関テーブルを記憶すると共に、演算部１６によって演算された警報濃度出力１７ａを記憶する警報濃度出力記憶部を兼ねる。

出力相関テーブルは、図３に実線で示すように、被検知ガスの濃度と出力との関係をグラフとして記憶されており、基準濃度での高い出力が得られるガス検知素子のグラフと低い出力が得られるガス検知素子のグラフとから、基準濃度（本発明に係る「所定濃度」）において得られた基準出力を呈するガス検知素子のグラフ（破線）を求められるように構成してある。

また、警報濃度出力１７ａは、以下に示す手順で測定し、記憶部１６に記憶される。
＜１＞清浄空気中でガス警報器の電源を投入し、ガス検知素子から第一基準出力を得る。
＜２＞第一基準出力を記憶部１６に記憶し、出力相関テーブルの０点とする。
＜３＞ガス警報器を被検知ガスの第二警報濃度（本発明に係る「所定濃度」）の雰囲気下にセットする。
＜４＞ガス警報器の電源を切り、すぐに再投入する。
＜５＞電源を再投入してから所定時間（約２分３０秒）経過しているのを確認し、このときの出力を前記記憶部に第二警報濃度出力（本発明に係る「基準出力」）として記憶する。
＜６＞第二警報濃度出力と出力相関テーブルから、被検知ガスの第一警報濃度の出力に対応する第一警報濃度出力を求め、記憶部１６に記憶する。
＜７＞複数種の被検知ガスに対する検知を行う場合、＜３＞〜＜６＞の操作を繰り返す。

尚、上述の例では出力相関テーブルを２本のグラフとして備えた例を示したが、データの記憶の仕方は特にこれに限るものではなく、例えば、１本のグラフであっても良く、前記演算部で、基準濃度において得られた基準出力を呈するガス検知素子の出力相関グラフを求められる構成であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ガス警報器の概略図
【図２】
ガス検知素子の部分断面斜視図
【図３】
出力相関グラフ
【符号の説明】
１０ ガス検知素子
１８ ガス検知機構
１４ 警報機構
１６ 記憶部
１７ 演算部
１６ 警報濃度出力記憶部

Claims (5)

1. 被検知ガスを検知するガス検知素子と、
   前記ガス検知素子からの出力を得るガス検知機構と、
   前記被検知ガスの濃度が所定の警報濃度を超えたときに警報を発する警報機構と、を備え、
   前記ガス検知機構に、記憶部、演算部、及び、警報濃度記憶部を備え、
   前記記憶部は、前記濃度と前記出力との依存性を示す出力相関テーブルを予め記憶し、
   前記演算部は、清浄空気に対して前記ガス検知素子が実際に出力した第一基準出力に基づいて、前記出力が前記第一基準出力のときに前記濃度がゼロとなるように、前記出力相関テーブルを校正し、かつ、前記清浄空気とは別の所定濃度の基準出力測定用ガスに対して前記ガス検知素子が実際に出力した基準出力と、校正後の前記出力相関テーブルにおける前記所定濃度に対応する前記出力との比率を演算し、かつ、校正後の前記出力相関テーブルにおける前記警報濃度に対応する出力に前記比率を乗じて、前記警報濃度の被検知ガスに対して前記ガス検知素子が実際に出力するであろう警報濃度出力を演算し、
   前記警報濃度記憶部は、前記警報濃度出力を記憶するガス警報器。
   
2. 前記基準出力測定用ガスは前記被検知ガスであり、かつ、前記所定濃度は、前記警報濃度とは別の警報濃度である請求項１に記載のガス警報器。
   
3. 被検知ガスを検知するガス検知素子と、前記ガス検知素子からの出力を得るガス検知機構と、を備え、前記被検知ガスの濃度が警報濃度を超えたときに警報を発するガス警報器の警報濃度出力設定方法であって、
   前記濃度と前記出力との依存性を示す出力相関テーブルを予め記憶し、
   清浄空気を測定して、前記ガス検知素子が出力した第一基準出力を記憶し、
   前記第一基準出力に基づいて、前記出力が前記第一基準出力のときに前記濃度がゼロとなるように、前記出力相関テーブルを校正し、
   前記清浄空気とは別の所定濃度の基準出力測定用ガスを測定して、前記ガス検知素子が出力した基準出力を記憶し、
   前記基準出力と、校正後の前記出力相関テーブルにおける前記所定濃度に対応する前記出力との比率を演算し、
   校正後の前記出力相関テーブルにおける前記警報濃度に対応する出力に前記比率を乗じて、前記警報濃度の被検知ガスに対して前記ガス検知素子が実際に出力するであろう警報濃度出力を演算し、
   前記警報濃度出力を記憶するガス警報器の警報濃度出力設定方法。
   
4. 前記清浄空気を測定して第一基準出力を記憶した後、基準出力測定用ガスを測定する前に、ガス検知機構を一旦停止させる請求項３に記載のガス警報器の警報濃度出力設定方法。
   
5. 前記基準出力測定用ガスは前記被検知ガスであり、かつ、前記所定濃度は、前記警報濃度とは別の警報濃度である請求項３または４に記載のガス警報器の警報濃度出力設定方法。
   

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