JP6746406B2 - ガス警報器及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス警報器及びその制御方法に関する。

従来、酸化スズの粉体を焼成して焼結し触媒を添加したものをガス感応体とし、ガス感応体が検知対象ガスに曝されたときの抵抗値の変化に応じた信号を出力する半導体式ガスセンサを備えたガス警報器が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。

このガス警報器では、シロキサン等の被毒物質によりガス感応体の表面が不活性化され、空気雰囲気におけるセンサ値（エアベース値）が低下してしまう。これにより、検知対象ガス（都市ガスにおいてはメタン、ＬＰガスにおいてはプロパンやブタン）の警報濃度は、鋭敏化傾向に推移してしまう。このため、上記ガス警報器では、エアベース値の初期値に対する変動比率を示すエアベース比率を算出し、算出したエアベース比率に基づいて、警報が鳴り難くなるように警報点を変更したり、故障と判断したりしている。

さらに、このようなエアベース比率に応じて、センサ値自体を補正するものも提案されている（例えば特許文献３参照）。

特許第４９２１２５６号公報 特許第５１４８５５１号公報 特開２００２−２２８６１３号公報

ここで、特許文献１〜３に記載のガス警報器では、エアベース比率に基づいて警報点の変更、故障判断及びセンサ値の補正等の処理を行うことから、エアベース比率の算出精度が高いことが好ましい。

なお、エアベース比率は、半導体式ガスセンサを備えるガス警報器に限らず、接触燃焼式ガスセンサなどの他のガスセンサを備えるガス警報器においても算出精度が高いことが好ましい。

本発明は、このような問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、エアベース比率の算出精度をより向上させることが可能なガス警報器及びその制御方法を提供することにある。

本発明のガス警報器は、ガス感応体が検知対象ガスに曝されたときの抵抗値の変化に応じた信号を出力するガスセンサと、前記ガスセンサの空気雰囲気におけるセンサ値の初期値に対する変動比率であるエアベース比率を算出するエアベース比率算出手段と、前記エアベース比率算出手段により算出されたエアベース比率に基づいて、処理を実行する処理手段と、前記ガスセンサのセンサ値に基づいて警報状態であるか判断し、警報状態であると判断した場合に警報出力部から警報を出力させる警報制御手段と、を備えたガス警報器であって、前記エアベース比率算出手段は、第１所定期間内において所定時間ごとに得られる前記ガスセンサのＬ（Ｌは３以上の整数）個のセンサ値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第１候補値を算出する第１候補値算出手段と、前記第１所定期間をＭ（Ｍは３以上の整数）個含む第２所定期間において得られるＭ個の第１候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第２候補値を算出する第２候補値算出手段と、前記第２所定期間をＮ（Ｎは３以上の整数）個含む第３所定期間において得られるＮ個の第２候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて更新候補値を算出する更新候補値算出手段と、を有し、前記更新候補値算出手段により算出された更新候補値と前記初期値とに基づいて前記エアベース比率を算出することを特徴とする。

このガス警報器によれば、Ｌ個のセンサ値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第１候補値を算出し、Ｍ個の第１候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第２候補値を算出し、Ｎ個の第２候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて更新候補値を算出し、更新候補値と初期値とに基づいてエアベース比率を算出する。このように、ノイズによって極値的なセンサ値が得られていたとしても、第１候補値の算出によって、このような値による影響を緩和すると共に、第２候補値及び更新候補値の算出においても同様にこのような値による影響を緩和することができる。よって、３段階によるノイズ除去を行ったうえで得られる更新候補値に基づいてエアベース比率を算出することとなり、エアベース比率の算出精度をより向上させることができる。

また、このガス警報器において、前記エアベース比率算出手段は、前記第１候補値算出手段が、所定時間ごとに得られる前記ガスセンサのＬ個のセンサ値のうち、前記警報出力部により警報が出力されているときのセンサ値を前記第１候補値の算出に用いずに、前記エアベース比率を算出することが好ましい。

このガス警報器によれば、警報が出力されているときのセンサ値を第１候補値の算出に用いずにエアベース比率を算出するため、空気雰囲気におけるセンサ値であるか否かの専用処理を必要とせず、既存の警報判断を利用して空気雰囲気であることを特定してエアベース比率を算出することができる。

また、本発明のガス警報器において、前記第２所定期間は、日単位の期間であり、前記更新候補値算出手段は、Ｎ個の第２候補値のうち２番目からＮ−１番目に大きいセンサ値のいずれか１つを更新候補値とすることが好ましい。

このガス警報器によれば、第２所定期間は日単位の期間であり、Ｎ個の第２候補値のうち２番目からＮ−１番目に大きいセンサ値のいずれか１つを更新候補値とするため、１日かけて室内を清掃してスプレーを使用した場合など、警報は出力されないが日単位でセンサ値が全体的に変動する場合などにおいても、そのような日の第２候補値は１番目又はＮ番目に大きいセンサ値となり易く、このような値が更新候補値とされないことから、エアベース比率の算出精度をより一層向上させることができる。

また、本発明のガス警報器の制御方法は、ガス感応体が検知対象ガスに曝されたときの抵抗値の変化に応じた信号を出力するガスセンサの空気雰囲気におけるセンサ値の初期値に対する変動比率であるエアベース比率を算出するエアベース比率算出工程と、前記エアベース比率算出工程において算出されたエアベース比率に基づいて、処理を実行する処理工程と、前記ガスセンサのセンサ値に基づいて警報状態であるか判断し、警報状態であると判断した場合に警報出力部から警報を出力させる警報制御工程と、を備えたガス警報器の制御方法であって、前記エアベース比率算出工程は、第１所定期間内において所定時間ごとに得られる前記ガスセンサのＬ（Ｌは３以上の整数）個のセンサ値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第１候補値を算出する第１候補値算出工程と、前記第１所定期間をＭ（Ｍは３以上の整数）個含む第２所定期間において得られるＭ個の第１候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第２候補値を算出する第２候補値算出工程と、前記第２所定期間をＮ（Ｎは３以上の整数）個含む第３所定期間において得られるＮ個の第２候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて更新候補値を算出する更新候補値算出工程と、を有し、前記更新候補値算出工程において算出された更新候補値と前記初期値とに基づいて前記エアベース比率を算出することを特徴とする。

このガス警報器の制御方法によれば、Ｌ個のセンサ値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第１候補値を算出し、Ｍ個の第１候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第２候補値を算出し、Ｎ個の第２候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて更新候補値を算出し、更新候補値と初期値とに基づいてエアベース比率を算出する。このように、ノイズによって極値的なセンサ値が得られていたとしても、第１候補値の算出によって、このような値による影響を緩和すると共に、第２候補値及び更新候補値の算出においても同様にこのような値による影響を緩和することができる。よって、３段階によるノイズ除去を行ったうえで得られる更新候補値に基づいてエアベース比率を算出することとなり、エアベース比率の算出精度をより向上させることができる。

本発明によれば、エアベース比率の算出精度をより向上させることが可能なガス警報器及びその制御方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るガス警報器の構成を示すブロック図である。 図１に示した制御部の機能ブロック図である。 図２に示した第１候補値算出部の処理の概要を示す図である。 図２に示した第２候補値算出部の処理の概要を示す図である。 図２に示した更新候補値算出部の処理の概要を示す図である。 図２に示したエアベース比率算出部により算出されるエアベース比率の一例を示すグラフである。 図６に示した被毒の進行状態におけるセンサ値の推移を示すグラフである。 図７に示したセンサ値をエアベース比率で補正したときの補正センサ値の推移を示すグラフである。 図６に示した被毒の進行状態における警報点の推移を示すグラフである。 図７に示したセンサ値をエアベース比率で補正したときの警報点の推移を示すグラフである。 比較例に係るエアベース比率による補正の様子を示す図である。 本実施形態に係るガス警報器の制御方法を示すフローチャートであって、エアベース比率の算出処理を示している。 本実施形態に係るガス警報器の制御方法を示すフローチャートであって、警報判断処理を示している。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す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において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態に係るガス警報器の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ガス警報器１は、検知対象ガスの濃度が所定濃度以上であると判断した場合に警報出力するものであって、ガスセンサ１０と、制御部２０と、警報音発生部（警報出力部）３０と、表示部（警報出力部）４０とを備えて構成されている。

ガスセンサ１０は、検知対象ガスの濃度に応じた信号を出力するものであって、いわゆる半導体式ガスセンサや接触燃焼式ガスセンサが採用されている。これらのセンサは、ガス感応体が検知対象ガスに曝されたときの抵抗値の変化に応じた信号を出力するものである。

具体的に半導体式ガスセンサは、酸化スズの粉体を焼成して焼結し触媒を添加したものをガス感応体とし、検知対象ガスである還元性ガス（例えばメタンガス）に曝されたときに抵抗値が低下するものである。一方、接触燃焼式ガスセンサは、酸化触媒をアルミナなどの担体とともに焼結した検知素子をガス感応体とし、検知対象である可燃性ガス（例えばメタン）に曝されたときに抵抗値が上昇するものである。これらのセンサは、ヒータによって所定温度に保たれたり、２以上の温度間で温度変化させられたり、オンオフされたりして、駆動されている。

なお、以下においてガスセンサ１０は、半導体式ガスセンサであるものとして説明をすると共に、ガスセンサ１０のセンサ値は、ガスセンサ１０から出力された信号を抵抗値換算した値（すなわちセンサ抵抗値）であるものとして説明する。

制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されるプログラムを実行して、ガスセンサ１０のセンサ値に基づいて警報状態であるかを判断するものである。警報音発生部３０は、例えばスピーカと音声出力回路とによって構成され、制御部２０により警報状態であると判断された場合に、警報音を出力するものである。表示部４０は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）と点灯回路とによって構成され、制御部２０により警報状態であると判断された場合に、点灯出力又は点滅出力するものである。

図２は、図１に示した制御部２０の機能ブロック図である。図２に示すように、制御部２０は、ＲＯＭに記憶されるプログラムを実行することで、エアベース比率算出部（エアベース比率算出手段）２１と、センサ値補正部（処理手段）２２と、警報制御部（警報制御手段）２３とが機能する。

エアベース比率算出部２１は、ガスセンサ１０の空気雰囲気（清浄状態の空気雰囲気）におけるセンサ値の初期値に対する変動比率であるエアベース比率を算出するものである。このエアベース比率算出部２１は、後述する更新候補値を初期値で除することで、エアベース比率を算出する。ここで、半導体式ガスセンサにおいてエアベース値（清浄状態の空気雰囲気におけるセンサ抵抗値）は、長期使用された場合の被毒の影響によって初期値よりも低下する傾向にある。よって、エアベース比率算出部２１は、後述する更新候補値を初期値で除することで、１以下のエアベース比率を算出することとなる。

センサ値補正部２２は、エアベース比率算出部２１により算出されたエアベース比率に基づいて、処理を実行するものである。ここでの処理とは、ガスセンサ１０のセンサ値を補正する処理であって、具体的にはガスセンサ１０のセンサ値をエアベース比率で除する処理である。なお、センサ値を補正する処理に代えて、警報点を変更したり、センサ故障を判断したりする処理であってもよい。

警報制御部２３は、ガスセンサ１０のセンサ値に基づいて（本実施形態ではセンサ値補正部２２により補正されたセンサ値から）警報状態であるかを判断するものであり、警報状態であると判断した場合には、警報音発生部３０から警報音を出力させ、表示部４０を点灯又は点滅させるものである。

ここで、上記の如く、センサ値補正部２２は、エアベース比率に基づいてセンサ値を補正することから、エアベース比率の算出精度は高ければ高いほど好ましいといえる。そこで、本実施形態に係るエアベース比率算出部２１は、第１候補値算出部（第１候補値算出手段）２１ａと、第２候補値算出部（第２候補値算出手段）２１ｂと、更新候補値算出部（更新候補値算出手段）２１ｃとを備えている。

第１候補値算出部２１ａは、第１所定期間内において所定時間毎に得られるガスセンサ１０のＬ（Ｌは３以上の整数）個のセンサ値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第１候補値を算出するものである。

第２候補値算出部２１ｂは、第１所定期間をＭ（Ｍは３以上の整数）個含む第２所定期間において得られるＭ個の第１候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第２候補値を算出するものである。本実施形態において第２所定期間は例えば１日や２日や３日（日単位の期間の一例）などである。

更新候補値算出部２１ｃは、第２所定期間をＮ（Ｎは３以上の整数）個含む第３所定期間において得られるＮ個の第２候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて更新候補値を算出するものである。

そして、エアベース比率算出部２１は、更新候補値算出部２１ｃにより算出された更新候補値を初期値で除することで、エアベース比率を算出する。なお、初期値は、予め記憶された値であってもよいし、ガス警報器１の設置直後のセンサ値から求められる値であってもよい。

このように、上記のエアベース比率算出部２１は、最大値及び最小値の少なくとも一方を除く第１候補値の算出によって、たとえノイズによって極値的なセンサ値が得られていたとしても、このような極値的なセンサ値による影響を緩和すると共に、第２候補値及び更新候補値の算出においても同様に極値的なセンサ値による影響を緩和することができる。すなわち、３段階によるノイズ除去を行ったうえで得られる更新候補値に基づいてエアベース比率を算出することとなり、エアベース比率の算出精度をより向上させることができる。

次に、図面を参照してエアベース比率算出部２１の具体的な処理を説明する。図３は、図２に示した第１候補値算出部２１ａの処理の概要を示す図である。図３に示すように、第１候補値算出部２１ａは、所定時間Ｔ毎にガスセンサ１０から得られる信号を抵抗値換算してセンサ値を求め、このセンサ値を記憶保存していく。そして、記憶保存したセンサ値がＬ個となった場合、すなわち第１所定期間Ｐ１が経過した場合、Ｌ個のセンサ値のうち、最大値と最小値とを除き、（Ｌ−２）個のセンサ値の平均値を第１候補値として算出する。

なお、エアベース比率を算出するための更新候補値については、空気雰囲気のセンサ値に基づいて得られた値である必要がある。このため、第１候補値算出部２１ａは、警報音発生部３０及び表示部４０から警報出力されているときのセンサ値を第１候補値の算出に用いないこととする。

例えば、Ｌ個のセンサ値のうち、２つのセンサ値が警報出力時のものである場合、第１候補値算出部２１ａは、まずＬ個のセンサ値のうち警報出力時のセンサ値を除いて（Ｌ−２）個とし、（Ｌ−２）個のセンサ値の最大値と最小値とを除いた（Ｌ−４）個のセンサ値の平均値を第１候補値として算出する。また、所定時間Ｔ毎の検出タイミングにおけるセンサ値が警報出力時のものである場合、第１候補値算出部２１ａは、警報出力が解除されるまで待機し、解除されたときのセンサ値を所定時間Ｔ毎のセンサ値の１つとしてもよい。この場合、待機時間分だけ第１所定期間Ｐ１が延長されてもよいし、延長されなくともよい。

このようにすることで、エアベース比率算出部２１は、空気雰囲気におけるセンサ値であるか否かを判断するための専用処理を必要とせず、既存の警報判断を利用して空気雰囲気であることを判断してエアベース比率を算出することができる。

図４は、図２に示した第２候補値算出部２１ｂの処理の概要を示す図である。図４に示すように、第２候補値算出部２１ｂは、第１所定期間Ｐ１毎に第１候補値算出部２１ａにより算出される第１候補値を記憶保存していく。そして、記憶保存した第１候補値がＭ個となった場合、すなわち第２所定期間Ｐ２が経過した場合、第２候補値算出部２１ｂは、Ｍ個の第１候補値のうち２番目〜（Ｍ−１）番目に高い値を示す第１候補値のいずれか１つを第２候補値として算出する。

例えば、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞・・・・・＞Ａ９＞Ａ１０という第１候補値が得られていた場合、第２候補値算出部２１ｂは、Ａ２〜Ａ９のいずれか１つの第１候補値を第２候補値とする。

図５は、図２に示した更新候補値算出部２１ｃの処理の概要を示す図である。図５に示すように、更新候補値算出部２１ｃは、第２所定期間Ｐ２毎に第２候補値算出部２１ｂにより算出される第２候補値を記憶保存していく。そして、記憶保存した第２候補値がＮ個となった場合、すなわち第３所定期間Ｐ３が経過した場合、更新候補値算出部２１ｃは、Ｎ個の第２候補値のうち２番目〜（Ｎ−１）番目に高い値を示す第２候補値のいずれか１つを更新候補値として算出する。

例えば、Ｂ１＞Ｂ２＞Ｂ３＞・・・・・＞Ｂ９＞Ｂ１０という第２候補値が得られていた場合、第２候補値算出部２１ｂは、Ｂ２〜Ｂ９のいずれか１つの第２候補値を更新候補値とする。

ここで、第２候補値算出部２１ｂは、２番目に高い値を示す第１候補値を第２候補値として算出することが好ましい。同様に、更新候補値算出部２１ｃは、２番目に高い値を示す第２候補値を更新候補値として算出することが好ましい。これにより、極力エアベース比率に基づく補正を行わない方向で処理を実行することができるためである。すなわち、第２候補値が大きいと更新候補値が大きくなり、更新候補値が大きいと初期値との変動比率も小さくなることから、センサ値の補正度合いについても小さくすることができるからである。

なお、第１候補値算出部２１ａによる平均値の算出処理（第１候補値の算出処理）を、第２候補値の算出処理や更新候補値の算出処理に適用してもよい。同様に、第２候補値算出部２１ｂによる２番目を採用する処理（第２候補値の算出処理）や更新候補値算出部２１ｃによる２番目を採用する処理（更新候補値の算出処理）を、第１候補値の算出処理に適用してもよい。

再度、図２を参照する。エアベース比率算出部２１は、上記のようにして得られる更新候補値を初期値で除することで、エアベース比率を算出する。

図６は、図２に示したエアベース比率算出部２１により算出されるエアベース比率の一例を示すグラフである。更新候補値はガス感応体の被毒によって低下していく傾向がある。このため、エアベース比率算出部２１により算出されるエアベース比率についても被毒が進行すると低い値となる。

図６に示す例においては、１００日及び２００日経過時点におけるエアベース比率が約０．８強となっており、３００日経過時点におけるエアベース比率が約０．７強となっており、４００日経過時点におけるエアベース比率が約０．５強となっている。

再度、図２を参照する。センサ値補正部２２は、ガスセンサ１０のセンサ値を、エアベース比率算出部２１により算出されたエアベース比率で除することで、センサ値を補正するものである。ここで、センサ値補正部２２は、エアベース比率算出部２１により算出されたエアベース比率が所定範囲（例えば０．２＜エアベース比率≦０．９）内に収まる場合のみに、センサ値を補正する。

図７は、図６に示した被毒の進行状態におけるセンサ値の推移を示すグラフである。図７に示すように、検知対象ガスの濃度が０ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ、及び３５００ｐｐｍの全ての場合において、被毒が進行していくと（日数が経過していくと）、センサ値（Ｒｓ／ｋΩ）が低下していく傾向にある。

図８は、図７に示したセンサ値をエアベース比率で補正したときの補正センサ値の推移を示すグラフである。図８に示すように、エアベース比率で補正すると、検知対象ガスの濃度が０ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ、及び３５００ｐｐｍの全ての場合において、補正センサ値（Ｒｓ／ｋΩ）は略横這いとなっている。

このため、警報制御部２３は、補正センサ値により警報状態を判断することで、ガス感応体の被毒時においても、より正確に警報状態を判断することができる。

図９は、図６に示した被毒の進行状態における警報点の推移を示すグラフである。図９に示すように、０日（初期）において、第１段警報点は３０００ｐｐｍとなっており、第２段警報点は３５００ｐｐｍとなっている。すなわち、初期においては、検知対象ガスが３０００ｐｐｍであるときに第１段警報が発せられ、検知対象ガスが３５００ｐｐｍであるときに第２段警報が発せられる。

しかし、１００日経過すると、第１段警報点は約２０００ｐｐｍとなっており、第２段警報点は約２５００ｐｐｍとなっている。このため、１００日経過時点においては、検知対象ガスが２０００ｐｐｍしかない環境下において第１段警報が発せられ、検知対象ガスが２５００ｐｐｍしかない環境下において第２段警報が発せられてしまう。

また、２００日経過すると、第１段警報点は約１３００ｐｐｍとなっており、第２段警報点は約１７００ｐｐｍとなっており、３００日経過すると、第１段警報点は約１０００ｐｐｍとなっており、第２段警報点は約１４００ｐｐｍとなっている。このため、２００日経過時点や３００日経過時点では、これらの検知対象ガスしかない環境下において第１又は第２段警報が発せられてしまう。特に、４００日経過すると、第１段警報点及び第２段警報点は共に１０００ｐｐｍを下回ってしまう。すなわち、検定下限レベルを下回る結果となってしまう。

図１０は、図７に示したセンサ値をエアベース比率で補正したときの警報点の推移を示すグラフである。図１０に示すように、センサ値をエアベース比率で補正することで、第１段警報点及び第２段警報点の低下を抑えることができ、４００日経過時点において検定下限レベルを下回ることがないようになっている。すなわち、警報の鋭敏化を食い止める結果となっている。

さらに、上記したように、第２所定期間Ｐ２は日単位の期間であり、更新候補値算出部２１ｃは、Ｎ個の第２候補値のうち２番目からＮ−１番目に大きいセンサ値のいずれか１つを更新候補値とすることから、１日かけて室内を清掃してスプレーを使用した場合などにおいても適切な更新候補値が算出される。

図１１は、比較例に係るエアベース比率による補正の様子を示す図である。なお、図１１に示す例では、第３所定期間Ｐ３が無く、第２所定期間Ｐ２が１日であり、Ｍ個の第１候補値のうち２番目に大きい値が更新候補値とされる例を示している。

比較例においては、第３所定期間Ｐ３が無く、第２所定期間Ｐ２が１日であることから、１日毎にエアベース比率が算出されることとなる。このため、例えば２日目に、１日かけて台所を清掃してスプレーを使用したとする。この場合、スプレーの影響によりセンサ値が１日中低下し続けることがある。このような場合、低下したセンサ値から更新候補値が算出されてしまい、エアベース比率についても小さい値となってしまう。このため、３日目には、小さいエアベース比率に基づいてセンサ値が補正されることとなり、警報の鈍化を招いてしまう。

ところが、本実施形態に係るガス警報器１では、日単位の第２所定期間Ｐ２が採用されることから、第３所定期間Ｐ３については少なくとも３日以上となり、３日以上の結果から上記の如くエアベース比率が算出されることから、図１１に示すような警報の鈍化についても防止されている。

次に、本実施形態に係るガス警報器１の制御方法について説明する。図１２は、本実施形態に係るガス警報器１の制御方法を示すフローチャートであって、エアベース比率の算出処理を示している。なお、図１２に示す処理はガス警報器１の電源がオフされるまで、繰り返し実行される。

図１２に示すように、制御部２０は、まず所定時間Ｔが経過したか否かを判断する（Ｓ１）。所定時間Ｔが経過していないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、所定時間Ｔが経過したと判断するまで、この処理が繰り返される。

所定時間Ｔが経過したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、第１候補値算出部２１ａは、ガスセンサ１０からの信号に基づくセンサ値を記憶する（Ｓ２）。次に、第１候補値算出部２１ａは、第１所定期間Ｐ１が経過したかを判断する（Ｓ３）。第１所定期間Ｐ１が経過していないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。

一方、第１所定期間Ｐ１が経過したと判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、第１候補値算出部２１ａは、ステップＳ２において記憶したセンサ値のうち、警報時のセンサ値を除外すると共に、除外したセンサ値のうち、最大値と最小値とを除き、センサ値の平均値を第１候補値として算出し記憶する（Ｓ４）。

次いで、第２候補値算出部２１ｂは、第２所定期間Ｐ２が経過したかを判断する（Ｓ５）。第２所定期間Ｐ２が経過し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、第２所定期間Ｐ２が経過したと判断した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、第２候補値算出部２１ｂは、ステップＳ４にて算出して記憶された第１候補値のうち、２番目に大きい値を第２候補値として算出し記憶する（Ｓ６）。その後、更新候補値算出部２１ｃは、第３所定期間Ｐ３が経過したかを判断する（Ｓ７）。

第３所定期間Ｐ３が経過していないと判断した場合（Ｓ７：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、第３所定期間Ｐ３が経過したと判断した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、更新候補値算出部２１ｃは、ステップＳ６にて算出して記憶された第２候補値のうち、２番目に大きい値を更新候補値として算出する（Ｓ８）。

その後、エアベース比率算出部２１は、ステップＳ８にて算出された更新候補値を初期値で除することで、エアベース比率を算出する（Ｓ９）。その後、図１２に示す処理は終了する。

図１３は、本実施形態に係るガス警報器１の制御方法を示すフローチャートであって、警報判断処理を示している。なお、図１３に示す処理はガス警報器１の電源がオフされるまで、繰り返し実行される。

図１３に示すように、まず制御部２０は、ガスセンサ１０からの信号に基づくセンサ値を算出する（Ｓ１０）。次に、制御部２０は、現在のエアベース比率（図１２のステップＳ９で算出されたエアベース比率）が所定範囲であるか（例えば０．２＜エアベース比率≦０．９であるか）を判断する（Ｓ１１）。所定範囲内でないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１３に移行する。

一方、所定範囲内であると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、センサ値補正部２２は、ステップＳ１０にて算出したセンサ値を、エアベース比率により除することで、補正センサ値を算出する（Ｓ１２）。

その後、警報制御部２３は、ステップＳ１２にて算出された補正センサ値、又は、ステップＳ１０にて算出したセンサ値に基づいて警報状態であるかを判断する（Ｓ１３）。このとき、警報制御部２３は、補正センサ値又はセンサ値と第１段警報点及び第２段警報点とを比較して警報状態であるかを判断する。すなわち、警報制御部２３は、補正センサ値又はセンサ値が第１段警報点以下となると警報状態であると判断し、更に第２段警報点以下となるとより緊急度が高い警報状態であると判断する。

警報状態でないと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、図１３に示す処理は終了する。一方、警報状態であると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、警報制御部２３は、警報音発生部３０及び表示部４０から警報出力させる（Ｓ１４）。なお、ここでの警報出力の内容は、第１段警報点以下であるか、第２段警報点以下であるかによって変化させられる。その後、図１３に示す処理は終了する。

このようにして、本実施形態に係るガス警報器１及びその制御方法によれば、Ｌ個のセンサ値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第１候補値を算出し、Ｍ個の第１候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第２候補値を算出し、Ｎ個の第２候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて更新候補値を算出し、更新候補値と初期値とに基づいてエアベース比率を算出する。このように、ノイズによって極値的なセンサ値が得られていたとしても、第１候補値の算出によって、このような値による影響を緩和すると共に、第２候補値及び更新候補値の算出においても同様にこのような値による影響を緩和することができる。よって、３段階によるノイズ除去を行ったうえで得られる更新候補値に基づいてエアベース比率を算出することとなり、エアベース比率の算出精度をより向上させることができる。

また、警報が出力されているときのセンサ値を第１候補値の算出に用いずにエアベース比率を算出するため、空気雰囲気におけるセンサ値であるか否かの専用処理を必要とせず、既存の警報判断を利用して空気雰囲気であることを特定してエアベース比率を算出することができる。

また、第２所定期間Ｐ２は日単位の期間であり、Ｎ個の第２候補値のうち２番目からＮ−１番目に大きいセンサ値のいずれか１つを更新候補値とするため、１日かけて室内を清掃してスプレーを使用した場合など、警報は出力されないが日単位でセンサ値が全体的に変動する場合などにおいても、そのような日の第２候補値は１番目又はＮ番目に大きいセンサ値となり易く、このような値が更新候補値とされないことから、エアベース比率の算出精度をより一層向上させることができる。

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し、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。

例えば、上記においては、検知対象となる還元性ガスがメタンガスである都市ガス向けのガス警報器１を例に説明したが、これに限らず、検知対象となるガスがプロパンガスやブタンガスなどであるＬＰガス向けのガス警報器であってもよい。また、ガス警報器１は、火災警報機能を更に有するガス火災警報器として構成されてもよい。

さらに、上記実施形態ではガスセンサ１０として半導体式ガスセンサを備えるガス警報器１を例に説明したが、ガスセンサ１０は半導体式ガスセンサに限られるものではなく、エアベース値の変動時にセンサ値が変動する接触燃焼式ガスセンサなど、他のセンサであってもよい。

加えて、上記では、ガスセンサ１０から電圧信号を抵抗値換算した値をセンサ値としたが、これに限らず、電圧信号そのものをセンサ値としてもよい。この場合、上記説明においてセンサ値の大小関係の概念が逆になるなど、適宜処理内容が変わることはいうまでもない。また、センサ値は抵抗値や電圧信号に限らず、電圧信号を濃度換算した値であってもよい。すなわち、センサ値とは、出力される信号そのもの、又はその信号から求められる値であれば、特に上記に限られるものではない。

１ ：ガス警報器
１０ ：ガスセンサ
２０ ：制御部
２１ ：エアベース比率算出部（エアベース比率算出手段）
２１ａ ：第１候補値算出部（第１候補値算出手段）
２１ｂ ：第２候補値算出部（第２候補値算出手段）
２１ｃ ：更新候補値算出部（更新候補値算出手段）
２２ ：センサ値補正部（処理手段）
２３ ：警報制御部（警報制御手段）
３０ ：警報音発生部（警報出力部）
４０ ：表示部（警報出力部）

Claims (4)

1. ガス感応体が検知対象ガスに曝されたときの抵抗値の変化に応じた信号を出力するガスセンサと、
   前記ガスセンサの空気雰囲気におけるセンサ値の初期値に対する変動比率であるエアベース比率を算出するエアベース比率算出手段と、
   前記エアベース比率算出手段により算出されたエアベース比率に基づいて、処理を実行する処理手段と、
   前記ガスセンサのセンサ値に基づいて警報状態であるか判断し、警報状態であると判断した場合に警報出力部から警報を出力させる警報制御手段と、を備えたガス警報器であって、
   前記エアベース比率算出手段は、
   第１所定期間内において所定時間ごとに得られる前記ガスセンサのＬ（Ｌは３以上の整数）個のセンサ値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第１候補値を算出する第１候補値算出手段と、
   前記第１所定期間をＭ（Ｍは３以上の整数）個含む第２所定期間において得られるＭ個の第１候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第２候補値を算出する第２候補値算出手段と、
   前記第２所定期間をＮ（Ｎは３以上の整数）個含む第３所定期間において得られるＮ個の第２候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて更新候補値を算出する更新候補値算出手段と、を有し、
   前記更新候補値算出手段により算出された更新候補値と前記初期値とに基づいて前記エアベース比率を算出する
   ことを特徴とするガス警報器。
2. 前記エアベース比率算出手段は、前記第１候補値算出手段が、所定時間ごとに得られる前記ガスセンサのＬ個のセンサ値のうち、前記警報出力部により警報が出力されているときのセンサ値を前記第１候補値の算出に用いずに、前記エアベース比率を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のガス警報器。
3. 前記第２所定期間は、日単位の期間であり、
   前記更新候補値算出手段は、Ｎ個の第２候補値のうち２番目からＮ−１番目に大きいセンサ値のいずれか１つを更新候補値とする
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のガス警報器。
4. ガス感応体が検知対象ガスに曝されたときの抵抗値の変化に応じた信号を出力するガスセンサの空気雰囲気におけるセンサ値の初期値に対する変動比率であるエアベース比率を算出するエアベース比率算出工程と、
   前記エアベース比率算出工程において算出されたエアベース比率に基づいて、処理を実行する処理工程と、
   前記ガスセンサのセンサ値に基づいて警報状態であるか判断し、警報状態であると判断した場合に警報出力部から警報を出力させる警報制御工程と、を備えたガス警報器の制御方法であって、
   前記エアベース比率算出工程は、
   第１所定期間内において所定時間ごとに得られる前記ガスセンサのＬ（Ｌは３以上の整数）個のセンサ値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第１候補値を算出する第１候補値算出工程と、
   前記第１所定期間をＭ（Ｍは３以上の整数）個含む第２所定期間において得られるＭ個の第１候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて第２候補値を算出する第２候補値算出工程と、
   前記第２所定期間をＮ（Ｎは３以上の整数）個含む第３所定期間において得られるＮ個の第２候補値のうち、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて更新候補値を算出する更新候補値算出工程と、を有し、
   前記更新候補値算出工程において算出された更新候補値と前記初期値とに基づいて前記エアベース比率を算出する
   ことを特徴とするガス警報器の制御方法。

Images