JP6830769B2

JP6830769B2 - Gas alarm and its control method

Info

Publication number: JP6830769B2
Application number: JP2016132284A
Authority: JP
Inventors: 尚史小澤; 奥野　辰行; 辰行奥野; 良春名川; 敏行土井
Original assignee: Yazaki Energy System Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Yazaki Energy System Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2036-07-04
Also published as: JP2018005594A

Description

本発明は、ガス警報器及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a gas alarm and a control method thereof.

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１参照）。 Conventionally, a semiconductor in which tin oxide powder is calcined, sintered, and a catalyst is added is used as a gas sensitive body, and a signal is output according to a change in resistance value when the gas sensitive body is exposed to a gas to be detected. A gas alarm equipped with a type gas sensor has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

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、故障を判断している。 In this gas alarm, the surface of the gas sensitive body is inactivated by a toxic substance such as siloxane, and the sensor value (air base value) in the air atmosphere is lowered. As a result, the alarm concentration of the detection target gas (methane for city gas, propane or butane for LP gas) tends to become more sensitive. Therefore, in the gas alarm, the air base ratio indicating the fluctuation ratio of the air base value with respect to the initial value is calculated, and the failure is determined based on the calculated air base ratio.

特許第５１４８５５１号公報Japanese Patent No. 5148551

ここで、特許文献１に記載のガス警報器は、エアベース比率のみに基づいて故障判断を行うことから、外来因子によってエアベース比率の算出精度が低下してしまい故障判断精度が低下してしまうことがあった。 Here, since the gas alarm described in Patent Document 1 makes a failure judgment based only on the air base ratio, the calculation accuracy of the air base ratio is lowered due to the exogenous factor, and the failure judgment accuracy is lowered. There was something.

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、半導体式ガスセンサの故障判断精度を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。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a gas alarm device capable of improving the failure determination accuracy of a semiconductor gas sensor and a control method thereof. There is.

本発明のガス警報器は、金属酸化物半導体が還元性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と、前記半導体式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、前記半導体式ガスセンサのセンサ値を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補正するセンサ値補正手段と、前記センサ値補正手段により補正されたセンサ値と予め定められた警報状態を判断するための警報閾値との比較結果から警報状態であるかを判断し、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、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、及び、前記センサ値補正手段により補正される前の前記半導体式ガスセンサのセンサ値と前記警報閾値との比較結果に基づいて、前記半導体式ガスセンサの故障を判断する故障判断手段と、を備えることを特徴とする。 The gas alarm of the present invention includes a semiconductor gas sensor that outputs a signal according to a change in resistance value when a metal oxide semiconductor is exposed to a reducing gas, and an initial sensor value in the air atmosphere of the semiconductor gas sensor. An air base ratio calculating means for calculating the air base ratio, which is a fluctuation ratio with respect to the value, and a sensor value correcting means for correcting the sensor value of the semiconductor gas sensor based on the air base ratio calculated by the air base ratio calculating means. , It is determined from the comparison result between the sensor value corrected by the sensor value correcting means and the alarm threshold for determining the predetermined alarm state, and if it is determined that the alarm state is present, an alarm is given. The alarm control means for outputting an alarm from the output unit, the air base ratio calculated by the air base ratio calculation means, and the sensor value and the alarm threshold of the semiconductor gas sensor before being corrected by the sensor value correction means. It is characterized by providing a failure determination means for determining a failure of the semiconductor gas sensor based on the comparison result with the above.

このガス警報器によれば、エアベース比率、及び、補正される前の半導体式ガスセンサのセンサ値と警報閾値との比較結果に基づいて、故障を判断する。このため、エアベース比率のみならず、補正前のセンサ値と警報閾値との比較結果に基づいて故障が判断されることとなる。特に、半導体式ガスセンサが大きく劣化すると、エアベース比率に影響を与えるだけでなく、補正前のセンサ値が示すガス濃度が大きくなる。よって、エアベース比率と補正前のセンサ値とから故障を判断することで、半導体式ガスセンサの故障判断精度を向上させることができる。 According to this gas alarm, a failure is determined based on the air base ratio and the comparison result between the sensor value of the semiconductor gas sensor before correction and the alarm threshold value. Therefore, the failure is determined based not only on the air base ratio but also on the comparison result between the sensor value before correction and the alarm threshold value. In particular, when the semiconductor gas sensor is significantly deteriorated, not only the air base ratio is affected, but also the gas concentration indicated by the sensor value before correction becomes large. Therefore, the failure determination accuracy of the semiconductor gas sensor can be improved by determining the failure from the air base ratio and the sensor value before correction.

また、このガス警報器において、前記センサ値補正手段は、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が所定範囲内である場合に、前記半導体式ガスセンサのセンサ値を当該エアベース比率に基づいて補正し、前記警報制御手段は、前記センサ値補正手段により補正されたセンサ値が示すガス濃度が、予め定められた警報状態の前段階である予備警報状態を判断するための予備警報閾値が示すガス濃度以上であると判断した場合に予備警報状態であると判断して警報出力部に所定の動作を行わせ、前記故障判断手段は、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が前記半導体式ガスセンサの劣化方向に前記所定範囲を外れており、前記センサ値補正手段により補正される前の前記半導体式ガスセンサのセンサ値が示すガス濃度が、前記予備警報閾値が示すガス濃度以上であると判断した場合、前記所定の動作を禁止することが好ましい。 Further, in this gas alarm, the sensor value correction means sets the sensor value of the semiconductor gas sensor to the air base ratio when the air base ratio calculated by the air base ratio calculation means is within a predetermined range. The alarm control means corrects based on the above, and the alarm control means determines a preliminary alarm state in which the gas concentration indicated by the sensor value corrected by the sensor value correction means determines a preliminary alarm state which is a stage prior to a predetermined alarm state. When it is determined that the gas concentration is equal to or higher than the gas concentration indicated by, it is determined that the state is in a preliminary alarm state, and the alarm output unit is made to perform a predetermined operation, and the failure determination means is an air base calculated by the air base ratio calculation means. ratio is outside the predetermined range in the degradation direction of the semiconductor gas sensor, the gas concentration indicated by the sensor value of the semiconductor gas sensor before being corrected by the sensor value correcting means, gas concentration indicated by the preliminary alarm threshold When it is determined that the above is the case, it is preferable to prohibit the predetermined operation.

このガス警報器によれば、補正されたセンサ値が示すガス濃度が、予備警報閾値が示すガス濃度以上であると判断した場合に予備警報状態であると判断して警報出力部に所定の動作を行わせるため、警報状態の前段階であることを報知することができる。また、エアベース比率が半導体式ガスセンサの劣化方向に所定範囲を外れ、補正される前のセンサ値が示すガス濃度が、予備警報閾値が示すガス濃度以上であると判断した場合、所定の動作を禁止するため、半導体式ガスセンサの劣化により予備警報状態であると判断された可能性があるときには、所定の動作を禁止して誤報知を防止することができる。 According to this gas alarm, when it is determined that the gas concentration indicated by the corrected sensor value is equal to or higher than the gas concentration indicated by the preliminary alarm threshold, it is determined that the alarm output unit is in a preliminary alarm state and a predetermined operation is performed on the alarm output unit. It is possible to notify that the alarm state is in the previous stage. If the air base ratio deviates from the predetermined range in the deterioration direction of the semiconductor gas sensor and it is determined that the gas concentration indicated by the sensor value before correction is equal to or higher than the gas concentration indicated by the preliminary alarm threshold value, the predetermined operation is performed. Therefore, when there is a possibility that the preliminary alarm state is determined due to the deterioration of the semiconductor gas sensor, a predetermined operation can be prohibited to prevent erroneous notification.

また、このガス警報器において、前記故障判断手段は、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が前記所定範囲を前記半導体式ガスセンサの劣化方向に外れた後に、前記所定範囲内に復帰した場合、前記半導体式ガスセンサの故障であると判断することが好ましい。 Further, in this gas alarm, the failure determining means returns to the predetermined range after the air base ratio calculated by the air base ratio calculating means deviates from the predetermined range in the deterioration direction of the semiconductor gas sensor. If so, it is preferable to determine that the semiconductor gas sensor has failed.

このガス警報器によれば、エアベース比率が所定範囲を半導体式ガスセンサの劣化方向に外れた後に、所定範囲内に復帰した場合、半導体式ガスセンサの故障であると判断する。ここで、本件発明者らは、半導体式ガスセンサの劣化が進行すると、エアベース比率が所定範囲を外れた後に復帰する方向に向かうことを見出した。このため、たとえ補正前のセンサ値が示すガス濃度が、警報閾値が示すガス濃度以上とならない場合であっても半導体式ガスセンサの故障を判断することができる。 According to this gas alarm, if the air base ratio deviates from the predetermined range in the deterioration direction of the semiconductor gas sensor and then returns to the predetermined range, it is determined that the semiconductor gas sensor has failed. Here, the present inventors have found that as the deterioration of the semiconductor gas sensor progresses, the air base ratio tends to return after the deviation from the predetermined range. Therefore, even if the gas concentration indicated by the sensor value before correction does not exceed the gas concentration indicated by the alarm threshold value, it is possible to determine the failure of the semiconductor gas sensor.

また、本発明のガス警報器の制御方法は、金属酸化物半導体が還元性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、前記半導体式ガスセンサのセンサ値を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補正するセンサ値補正工程と、前記センサ値補正工程において補正されたセンサ値と予め定められた警報状態を判断するための警報閾値との比較結果から警報状態であるかを判断し、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、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、及び、前記センサ値補正工程において補正される前の前記半導体式ガスセンサのセンサ値と前記警報閾値との比較結果に基づいて、前記半導体式ガスセンサの故障を判断する故障判断工程と、を有することを特徴とする。 Further, in the control method of the gas alarm of the present invention, the initial value of the sensor value in the air atmosphere of the semiconductor gas sensor that outputs a signal according to the change in the resistance value when the metal oxide semiconductor is exposed to the reducing gas. An air base ratio calculation step for calculating the air base ratio, which is a fluctuation ratio with respect to, and a sensor value correction step for correcting the sensor value of the semiconductor gas sensor based on the air base ratio calculated in the air base ratio calculation step. It is determined whether the sensor value is in the alarm state from the comparison result between the sensor value corrected in the sensor value correction step and the alarm threshold for determining the alarm state determined in advance, and if it is determined to be in the alarm state, an alarm output is obtained. The alarm control step for outputting an alarm from the unit, the air base ratio calculated in the air base ratio calculation step, and the sensor value and the alarm threshold of the semiconductor gas sensor before being corrected in the sensor value correction step. It is characterized by having a failure determination step of determining a failure of the semiconductor gas sensor based on the comparison result of the above.

本発明によれば、半導体式ガスセンサの故障判断精度を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。 According to the present invention, it is possible to provide a gas alarm device capable of improving the failure determination accuracy of the semiconductor gas sensor and a control method thereof.

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。It is a block diagram which shows the structure of the gas alarm which concerns on embodiment of this invention. 図１に示した制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control unit shown in FIG. 図２に示したエアベース比率算出部によるエアベース比率の算出処理の概要を示す図であり、第１段階目の処理を示している。It is a figure which shows the outline of the calculation process of the air base ratio by the air base ratio calculation part shown in FIG. 2, and shows the process of the 1st stage. 図２に示したエアベース比率算出部によるエアベース比率の算出処理の概要を示す図であり、第２段階目の処理を示している。It is a figure which shows the outline of the calculation process of the air base ratio by the air base ratio calculation part shown in FIG. 2, and shows the process of the 2nd stage. 図２に示したエアベース比率算出部によるエアベース比率の算出処理の概要を示す図であり、第３段階目の処理を示している。It is a figure which shows the outline of the calculation process of the air base ratio by the air base ratio calculation part shown in FIG. 2, and shows the process of the 3rd stage. 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。It is a graph which shows an example of the air base ratio calculated by the air base ratio calculation part shown in FIG. 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。It is a graph which shows the transition of the alarm point in the progress state of poisoning shown in FIG. 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。It is a graph which shows the transition of the alarm point when the sensor value shown in FIG. 7 is corrected by the air base ratio. 半導体式ガスセンサの使用経過年数と、エアベース比率及びセンサ値との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation between the age of use of the semiconductor type gas sensor, the air base ratio and the sensor value. 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。It is a flowchart which shows the control method of the gas alarm which concerns on this embodiment, and shows the calculation process of the air base ratio. 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、警報故障判断処理を示している。It is a flowchart which shows the control method of the gas alarm which concerns on this embodiment, and shows the alarm failure determination process.

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。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to preferred embodiments. The present invention is not limited to the embodiments shown below, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. Further, in the embodiments shown below, some parts of the configuration are omitted from the illustration and description, but the details of the omitted technology are within the range where there is no contradiction with the contents described below. Needless to say, publicly known or well-known techniques are appropriately applied.

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、半導体式ガスセンサ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。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a gas alarm according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the gas alarm 1 outputs an alarm when it is determined that the concentration of the gas to be detected is equal to or higher than a predetermined concentration, and the semiconductor gas sensor 10, the control unit 20, and the alarm sound. It is configured to include a generation unit (alarm output unit) 30 and a display unit (alarm output unit) 40.

半導体式ガスセンサ１０は、金属酸化物半導体をガス感応体として有し、ガス感応体が還元性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１０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、例えば還元性ガスであるメタンガスに曝されたときの抵抗値の低下に応じた信号を出力する。この半導体式ガスセンサ１０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。 The semiconductor type gas sensor 10 has a metal oxide semiconductor as a gas sensitive body, and outputs a signal corresponding to a change in resistance value when the gas sensitive body is exposed to a reducing gas. Specifically, the semiconductor gas sensor 10 uses a gas sensor obtained by firing tin oxide powder, sintering it, and adding a catalyst to it, for example, to reduce the resistance value when exposed to methane gas, which is a reducing gas. Output the corresponding signal. The semiconductor gas sensor 10 is driven by being kept at a predetermined temperature by a heater, being changed in temperature between two or more temperatures, and being turned on and off.

なお、以下において半導体式ガスセンサ１０のセンサ値は、半導体式ガスセンサ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。 In the following description, the sensor value of the semiconductor gas sensor 10 will be described as a value obtained by converting the signal output from the semiconductor gas sensor 10 into a resistance value (that is, a sensor resistance value).

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、半導体式ガスセンサ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。 The control unit 20 is composed of a CPU (Central Processing Unit), executes a program stored in a ROM (Read Only Memory), and determines whether or not it is in an alarm state based on the sensor value of the semiconductor gas sensor 10. Is. The alarm sound generation unit 30 is composed of, for example, a speaker and a voice output circuit, and outputs an alarm sound when the control unit 20 determines that it is in an alarm state. The display unit 40 is composed of, for example, an LED (Light Emitting Diode) and a lighting circuit, and outputs a lighting output or a blinking output when the control unit 20 determines that it is in an alarm state.

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（センサ値補正手段）２２と、警報制御部（警報制御手段）２３と、故障判断部（故障判断手段）２４とが機能する。 FIG. 2 is a functional block diagram of the control unit 20 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the control unit 20 executes a program stored in the ROM to execute an air base ratio calculation unit (air base ratio calculation means) 21 and a sensor value correction unit (sensor value correction means) 22. The alarm control unit (alarm control means) 23 and the failure determination unit (fault determination means) 24 function.

エアベース比率算出部２１は、半導体式ガスセンサ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。 The air base ratio calculation unit 21 calculates the air base ratio, which is the fluctuation ratio of the sensor value to the initial value in the air atmosphere (clean air atmosphere) of the semiconductor gas sensor 10. The air base ratio calculation unit 21 calculates the air base ratio by dividing the update candidate value described later by the initial value. Here, in the semiconductor gas sensor, the air base value (sensor value in a clean air atmosphere) tends to be lower than the initial value due to the influence of poisoning when used for a long period of time. Therefore, the air base ratio calculation unit 21 calculates the air base ratio of 1 or less by dividing the update candidate value described later by the initial value.

図３〜図５は、図２に示したエアベース比率算出部２１によるエアベース比率の算出処理の概要を示す図であり、図３は第１段階目の処理を示し、図４は第２段階目の処理を示し、図５は第３段階目の処理を示している。 3 to 5 are diagrams showing an outline of the air base ratio calculation process by the air base ratio calculation unit 21 shown in FIG. 2, FIG. 3 shows the first stage process, and FIG. 4 shows the second stage process. The processing of the third stage is shown, and FIG. 5 shows the processing of the third stage.

まず、エアベース比率算出部２１は、図３に示すように、所定時間Ｔ毎に半導体式ガスセンサ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（Ｌは３以上の整数）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。 First, as shown in FIG. 3, the air base ratio calculation unit 21 converts the signal obtained from the semiconductor gas sensor 10 into a resistance value every predetermined time T to obtain a sensor value, and stores and stores this sensor value. .. Then, when the number of stored and stored sensor values becomes L (L is an integer of 3 or more), that is, when the first predetermined period P1 has elapsed, the maximum value and the minimum value of the L sensor values are excluded. , (L-2) The average value of the sensor values is calculated as the first candidate value.

次に、エアベース比率算出部２１は、図４に示すように、第１所定期間Ｐ１毎に算出した第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（Ｍは３以上の整数）となった場合、すなわち第２所定期間Ｐ２が経過した場合、エアベース比率算出部２１は、Ｍ個の第１候補値のうち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。 Next, as shown in FIG. 4, the air base ratio calculation unit 21 stores and saves the first candidate value calculated for each first predetermined period P1. Then, when the number of stored first candidate values becomes M (M is an integer of 3 or more), that is, when the second predetermined period P2 has elapsed, the air base ratio calculation unit 21 performs M first candidates. The first candidate value showing the second highest value among the values is calculated as the second candidate value.

ここで、第２候補値には、Ｍ個の第１候補値のうち２番目に高い値を示す第１候補値が採用されているが、２番目に限らず、最大値及び最小値を除いたいずれか１つの第１候補値が採用されてもよい。 Here, as the second candidate value, the first candidate value indicating the second highest value among the M first candidate values is adopted, but it is not limited to the second value, except for the maximum value and the minimum value. Any one of the first candidate values may be adopted.

次いで、エアベース比率算出部２１は、図５に示すように、第２所定期間Ｐ２毎に算出した第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（Ｎは３以上の整数）となった場合、すなわち第３所定期間Ｐ３が経過した場合、エアベース比率算出部２１は、Ｎ個の第２候補値のうち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。 Next, as shown in FIG. 5, the air base ratio calculation unit 21 stores and saves the second candidate value calculated for each second predetermined period P2. Then, when the number of the second candidate values stored and stored becomes N (N is an integer of 3 or more), that is, when the third predetermined period P3 has elapsed, the air base ratio calculation unit 21 has N second candidates. The second candidate value showing the second highest value among the values is calculated as the update candidate value.

ここで、更新候補値には、Ｎ個の第２候補値のうち２番目に高い値を示す第２候補値が採用されているが、２番目に限らず、最大値及び最小値を除いたいずれか１つの第２候補値が採用されてもよい。 Here, as the update candidate value, the second candidate value indicating the second highest value among the N second candidate values is adopted, but it is not limited to the second value, and the maximum value and the minimum value are excluded. Any one of the second candidate values may be adopted.

エアベース比率算出部２１は、上記のようにして更新候補値を算出する。そして、エアベース比率算出部２１は、算出し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。 The air base ratio calculation unit 21 calculates the update candidate value as described above. Then, the air base ratio calculation unit 21 calculates the air base ratio by dividing the calculated update candidate value by the initial value. The initial value may be a value stored in advance or a value obtained from the sensor value immediately after the installation of the gas alarm 1.

ここで、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、エアベース比率算出部２１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。 Here, the update candidate value for calculating the air base ratio needs to be a value obtained based on the sensor value of the air atmosphere. Therefore, the air base ratio calculation unit 21 does not use the sensor value when the alarm is output from the alarm sound generation unit 30 and the display unit 40 to calculate the first candidate value.

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、エアベース比率算出部２１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、エアベース比率算出部２１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。 For example, when two of the L sensor values are those at the time of alarm output, the air base ratio calculation unit 21 first excludes the sensor values at the time of alarm output from the L sensor values ( The average value of (L-4) sensor values excluding the maximum value and the minimum value of (L-2) sensor values is calculated as the first candidate value. Further, when the sensor value at the detection timing for each predetermined time T is the one at the time of alarm output, the air base ratio calculation unit 21 waits until the alarm output is released, and sets the sensor value at the time of release for the predetermined time. It may be one of the sensor values for each T. In this case, the first predetermined period P1 may or may not be extended by the waiting time.

再度、図２を参照する。センサ値補正部２２は、半導体式ガスセンサ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に基づいて補正するものである。具体的にセンサ値補正部２２は、エアベース比率が所定範囲（０．２を超え０．９以下）内に収まる場合に、半導体式ガスセンサ１０のセンサ値をエアベース比率で除することでセンサ値を補正する。なお、センサ値補正部２２は、エアベース比率が所定範囲外である場合には、半導体式ガスセンサ１０のセンサ値を補正しないこととなる。 See FIG. 2 again. The sensor value correction unit 22 corrects the sensor value of the semiconductor gas sensor 10 based on the air base ratio calculated by the air base ratio calculation unit 21. Specifically, the sensor value correction unit 22 divides the sensor value of the semiconductor gas sensor 10 by the air base ratio when the air base ratio falls within a predetermined range (more than 0.2 and 0.9 or less). Correct the value. The sensor value correction unit 22 does not correct the sensor value of the semiconductor gas sensor 10 when the air base ratio is out of the predetermined range.

警報制御部２３は、センサ値補正部２２により補正されたセンサ値と、予め定められた警報閾値（後述の第２段警報点）との比較結果から警報状態であるかを判断するものである。この警報判断部２３は、補正されたセンサ値が示す検知対象ガスのガス濃度が、警報閾値が示すガス濃度以上となると判断した場合に警報状態であると判断する。また、警報判断部２３は、警報状態であると判断した場合、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。 The alarm control unit 23 determines whether or not the alarm state is in the alarm state from the comparison result between the sensor value corrected by the sensor value correction unit 22 and a predetermined alarm threshold value (second stage alarm point described later). .. The alarm determination unit 23 determines that the alarm state is set when it is determined that the gas concentration of the detection target gas indicated by the corrected sensor value is equal to or higher than the gas concentration indicated by the alarm threshold value. Further, when the alarm determination unit 23 determines that it is in an alarm state, the alarm sound generation unit 30 outputs an alarm sound and lights or blinks the display unit 40.

さらに、警報制御部２３は、補正されたセンサ値が示す検知対象ガスのガス濃度が、予備警報閾値（後述の第１段警報点）が示すガス濃度以上となると判断した場合に、警報状態の前段階である予備警報状態であると判断する。また、警報判断部２３は、予備警報状態であると判断した場合、表示部４０を点滅させる（所定の動作の一例）ものである。 Further, when the alarm control unit 23 determines that the gas concentration of the detection target gas indicated by the corrected sensor value is equal to or higher than the gas concentration indicated by the preliminary alarm threshold value (first stage alarm point described later), the alarm control unit 23 is in an alarm state. It is judged that the preliminary alarm state is the previous stage. Further, the alarm determination unit 23 blinks the display unit 40 (an example of a predetermined operation) when it is determined that the alarm determination unit 23 is in the preliminary alarm state.

なお、センサ値補正部２２は、エアベース比率が所定範囲外である場合には、半導体式ガスセンサ１０のセンサ値を補正しない。この場合、警報制御部２３は、補正されていないセンサ値に基づいて、警報状態や予備警報状態と判断することとなる。 The sensor value correction unit 22 does not correct the sensor value of the semiconductor gas sensor 10 when the air base ratio is out of the predetermined range. In this case, the alarm control unit 23 determines the alarm state or the preliminary alarm state based on the uncorrected sensor value.

次に、センサ値の補正の様子を説明する。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。 Next, the state of correction of the sensor value will be described. FIG. 6 is a graph showing an example of the air base ratio calculated by the air base ratio calculation unit 21 shown in FIG. The renewal candidate value tends to decrease due to poisoning of the gas sensitive body. Therefore, the air base ratio calculated by the air base ratio calculation unit 21 also becomes a low value as the poisoning progresses.

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。 In the example shown in FIG. 6, the air base ratio after 100 days and 200 days has passed about 0.8, and the air base ratio at 300 days has passed about 0.7, 400. The air base ratio at the time of passing the day is about 0.5 or more.

図７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７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（すなわち表示部４０が点滅させられ）、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（すなわち警報音発生部３０から警報音を出力させられ、表示部４０が点灯又は点滅させられる）。 FIG. 7 is a graph showing the transition of the alarm points in the progress state of poisoning shown in FIG. As shown in FIG. 7, on the 0th day (initial stage), the first stage alarm point is 3000 ppm, and the second stage alarm point is 3500 ppm. That is, in the initial stage, the first stage alarm is issued when the detection target gas is 3000 ppm (that is, the display unit 40 is blinked), and the second stage alarm is issued when the detection target gas is 3500 ppm (that is, the display unit 40 is blinked). That is, the alarm sound is output from the alarm sound generating unit 30, and the display unit 40 is lit or blinked).

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。 However, after 100 days, the first-stage alarm point is about 2000 ppm, and the second-stage alarm point is about 2500 ppm. Therefore, after 100 days have passed, the first-stage alarm is issued in an environment where the detection target gas is only 2000 ppm, and the second-stage alarm is issued in an environment where the detection target gas is only 2500 ppm.

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。 Further, after 200 days, the first stage alarm point is about 1300 ppm, the second stage alarm point is about 1700 ppm, and after 300 days, the first stage alarm point is about 1000 ppm. The second stage alarm point is about 1400 ppm. Therefore, at the time when 200 days have passed or 300 days have passed, the first or second stage alarm is issued in an environment where there are only these detection target gases. In particular, after 400 days, both the first-stage alarm point and the second-stage alarm point fall below 1000 ppm. That is, the result is below the lower limit of the test.

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警報点の推移を示すグラフである。図８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。 FIG. 8 is a graph showing the transition of the alarm points when the sensor value shown in FIG. 7 is corrected by the air base ratio. As shown in FIG. 8, by correcting the sensor value with the air base ratio, it is possible to suppress the decrease of the first stage alarm point and the second stage alarm point, and it may fall below the lower limit of the verification level after 400 days. There is no such thing. That is, the result is that the sensitization of the alarm is stopped.

以上のように、センサ値のエアベース比率で補正することにより、警報が鳴り易くなってしまう事態を防止している。 As described above, by correcting with the air base ratio of the sensor value, the situation where the alarm is likely to sound is prevented.

再度、図２を参照する。故障判断部２４は、半導体式ガスセンサ１０の故障を判断するものである。ここで、図６等に示したように、エアベース比率は、半導体式ガスセンサ１０のガス感応体の被毒が進行するに従って低下していく傾向がある。このため、故障判断部２４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半導体式ガスセンサ１０の故障を判断することができる。 See FIG. 2 again. The failure determination unit 24 determines the failure of the semiconductor gas sensor 10. Here, as shown in FIG. 6 and the like, the air base ratio tends to decrease as the poisoning of the gas sensitive body of the semiconductor gas sensor 10 progresses. Therefore, the failure determination unit 24 can determine the failure of the semiconductor gas sensor 10 based on the air base ratio calculated by the air base ratio calculation unit 21.

さらに、本実施形態において故障判断部２４は、エアベース比率のみならず、センサ値補正部２２により補正される前の半導体式ガスセンサ１０のセンサ値と警報閾値との比較結果に基づいて、故障を判断する。半導体式ガスセンサ１０の劣化が進行すると、エアベース比率に影響を与えるだけでなく、補正前のセンサ値が大きく低下して補正前のセンサ値が示すガス濃度が大きくなる傾向がある。このため、補正前のセンサ値は警報閾値以下となる傾向がある。 Further, in the present embodiment, the failure determination unit 24 determines the failure based on not only the air base ratio but also the comparison result between the sensor value of the semiconductor gas sensor 10 and the alarm threshold value before being corrected by the sensor value correction unit 22. to decide. As the deterioration of the semiconductor gas sensor 10 progresses, not only the air base ratio is affected, but also the sensor value before correction tends to decrease significantly and the gas concentration indicated by the sensor value before correction tends to increase. Therefore, the sensor value before correction tends to be equal to or less than the alarm threshold value.

よって、本実施形態では、エアベース比率のみならず、補正前のセンサ値と警報閾値との比較結果に基づいて故障を判断することで、エアベース比率のみで故障を判断する場合よりも、半導体式ガスセンサ１０の故障判断精度を向上させることとしている。 Therefore, in the present embodiment, the failure is determined not only based on the air base ratio but also based on the comparison result between the sensor value before correction and the alarm threshold value, so that the failure is determined based on the air base ratio alone. The failure determination accuracy of the type gas sensor 10 is to be improved.

図９は、半導体式ガスセンサ１０の使用経過年数と、エアベース比率及びセンサ値との相関を示すグラフである。なお、図９において縦軸についてはエアベース比率のみを示し、センサ値の値については図示を省略している。 FIG. 9 is a graph showing the correlation between the age of use of the semiconductor gas sensor 10 and the air base ratio and the sensor value. In FIG. 9, only the air base ratio is shown on the vertical axis, and the sensor value is not shown.

まず、図６を参照して説明したように、エアベース比率は被毒が進行するほど低い値となる。また、図９に示すように、補正前のセンサ値についても被毒が進行するほど低い値を示す。 First, as described with reference to FIG. 6, the air base ratio becomes lower as the poisoning progresses. Further, as shown in FIG. 9, the sensor value before correction also shows a value lower as the poisoning progresses.

具体的にエアベース比率は、経過年数が約３年で所定範囲の下限以下となる。一方、この時点において補正前のセンサ値は警報閾値以下となっていない。このため、本実施形態に係る故障判断部２４は、経過年数が約３年時点において半導体式ガスセンサ１０が故障していると判断しない。 Specifically, the air base ratio will be below the lower limit of the predetermined range after the elapsed years are about 3 years. On the other hand, at this point, the sensor value before correction is not below the alarm threshold. Therefore, the failure determination unit 24 according to the present embodiment does not determine that the semiconductor gas sensor 10 has failed when the elapsed years are about 3 years.

一方、経過年数が３年と４年との間の時刻ｔ１となり、補正前のセンサ値が警報閾値以下になったとする。この時点において本実施形態に係る故障判断部２４は、半導体式ガスセンサ１０が故障していると判断することとなる。 On the other hand, it is assumed that the elapsed years are the time t1 between 3 years and 4 years, and the sensor value before correction becomes equal to or less than the alarm threshold value. At this point, the failure determination unit 24 according to the present embodiment determines that the semiconductor gas sensor 10 has failed.

さらに本実施形態に係る故障判断部２４は以下の機能も備えている。まず、図９に示すように、エアベース比率は経過年数が３年半辺りから上昇している。また、図９においては経過年数が５年までしか図示していないが、経過年数が５年以降においてもエアベース比率は上昇する傾向にある。このように、本件発明者らは、半導体式ガスセンサ１０の劣化が進行すると、エアベース比率が所定範囲を外れた後に復帰する方向に向かうことを見出した。 Further, the failure determination unit 24 according to the present embodiment also has the following functions. First, as shown in FIG. 9, the air base ratio has been increasing since about three and a half years. Further, although FIG. 9 shows only the elapsed years up to 5 years, the air base ratio tends to increase even after the elapsed years are 5 years or later. As described above, the present inventors have found that as the deterioration of the semiconductor gas sensor 10 progresses, the air base ratio tends to return after the deviation from the predetermined range.

よって、本実施形態に係る故障判断部２４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以下となった後に（所定範囲を半導体式ガスセンサ１０の劣化方向に外れた後に）、所定範囲内に復帰した場合においても、半導体式ガスセンサ１０の故障であると判断する。これにより、たとえ補正前のセンサ値が警報閾値以下とならない場合であっても半導体式ガスセンサ１０の故障を判断することができるからである。すなわち、図９に示すように、補正前のセンサ値は、時刻ｔ１〜ｔ２までの短い期間でしか警報閾値以下となっていない。このため、被毒の状況や半導体式ガスセンサ１０の個体差によっては、補正前のセンサ値が警報閾値以下にならない可能性もある。よって、故障判断部２４が上記の如く判断することで、より精度の高い故障判断につなげることができる。 Therefore, the failure determination unit 24 according to the present embodiment is after the air base ratio calculated by the air base ratio calculation unit 21 is equal to or less than a predetermined range (after the predetermined range is deviated from the deterioration direction of the semiconductor gas sensor 10 ). Even when the gas sensor returns within the predetermined range, it is determined that the semiconductor gas sensor 10 has failed. This is because the failure of the semiconductor gas sensor 10 can be determined even when the sensor value before correction does not fall below the alarm threshold value. That is, as shown in FIG. 9, the sensor value before correction is below the alarm threshold only in a short period from time t1 to t2. Therefore, the sensor value before correction may not be equal to or less than the alarm threshold value depending on the poisoning situation and individual differences of the semiconductor gas sensor 10. Therefore, if the failure determination unit 24 determines as described above, it is possible to lead to more accurate failure determination.

加えて、本実施形態に係る故障判断部２４は以下の機能も更に備えている。上記したように、警報判断部２３は、エアベース比率が所定範囲内である場合には補正後のセンサ値が予備警報閾値以下となるとき、エアベース比率が所定範囲外である場合には補正されていないセンサ値が予備警報閾値以下となるときに、予備警報状態であると判断して、表示部４０を点滅させていた。 In addition, the failure determination unit 24 according to the present embodiment further has the following functions. As described above, the alarm determination unit 23 corrects when the corrected sensor value is equal to or less than the preliminary alarm threshold value when the air base ratio is within the predetermined range, and when the air base ratio is outside the predetermined range. When the sensor value that has not been set is equal to or lower than the preliminary alarm threshold value, it is determined that the preliminary alarm state is reached, and the display unit 40 is blinked.

ところが、本実施形態に係る故障判断部２４は、エアベース比率が所定範囲の下限以下であり、補正前のセンサ値が予備警報閾値以下であると判断した場合、表示部４０を点滅させる動作（所定の動作の一例）を禁止させる。すなわち、半導体式ガスセンサ１０の劣化が進行している場合においては、鋭敏化の影響を受けて誤って予備警報状態であると判断し易くなることから、表示部４０を点滅させる動作を禁止する。これにより、誤報を防止するようにしている。 However, the failure determination unit 24 according to the present embodiment blinks the display unit 40 when it determines that the air base ratio is equal to or less than the lower limit of the predetermined range and the sensor value before correction is equal to or less than the preliminary alarm threshold value. Prohibit an example of a predetermined operation). That is, when the semiconductor type gas sensor 10 is deteriorating, it is easy to mistakenly determine that it is in the preliminary alarm state due to the influence of sensitization. Therefore, the operation of blinking the display unit 40 is prohibited. This prevents false alarms.

次に、本実施形態に係るガス警報器１の制御方法を説明する。図１０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１０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。 Next, a control method of the gas alarm 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a flowchart showing a control method of the gas alarm 1 according to the present embodiment, and shows the calculation process of the air base ratio. The process shown in FIG. 10 is repeatedly executed until the power of the gas alarm 1 is turned off.

図１０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。 As shown in FIG. 10, the control unit 20 first determines whether or not the predetermined time T has elapsed (S1). When it is determined that the predetermined time T has not elapsed (S1: NO), this process is repeated until it is determined that the predetermined time T has elapsed.

所定時間Ｔが経過したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、エアベース比率算出部２１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、エアベース比率算出部２１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。 When it is determined that the predetermined time T has elapsed (S1: YES), the air base ratio calculation unit 21 stores the sensor value based on the signal from the gas sensor 10 (S2). Next, the air base ratio calculation unit 21 determines whether or not the first predetermined period P1 has elapsed (S3). When it is determined that the first predetermined period P1 has not elapsed (S3: NO), the process proceeds to step S1.

一方、第１所定期間Ｐ１が経過したと判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、エアベース比率算出部２１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）。 On the other hand, when it is determined that the first predetermined period P1 has elapsed (S3: YES), the air base ratio calculation unit 21 excludes and excludes the sensor value at the time of alarm from the sensor values stored in step S2. Of the sensor values, the maximum value and the minimum value are excluded, and the average value of the sensor values is calculated and stored as the first candidate value (S4).

次いで、エアベース比率算出部２１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。 Next, the air base ratio calculation unit 21 determines whether or not the second predetermined period P2 has elapsed (S5). When it is determined that the second predetermined period P2 has not elapsed (S5: NO), the process proceeds to step S1.

一方、第２所定期間Ｐ２が経過したと判断した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、エアベース比率算出部２１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、エアベース比率算出部２１は、第３所定期間Ｐ３が経過したかを判断する（Ｓ７）。 On the other hand, when it is determined that the second predetermined period P2 has elapsed (S5: YES), the air base ratio calculation unit 21 has the second largest value among the first candidate values calculated and stored in step S4. Is calculated and stored as the second candidate value (S6). After that, the air base ratio calculation unit 21 determines whether or not the third predetermined period P3 has elapsed (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）、エアベース比率算出部２１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）。 When it is determined that the third predetermined period P3 has not elapsed (S7: NO), the process proceeds to step S1. On the other hand, when it is determined that the third predetermined period P3 has elapsed (S7: YES), the air base ratio calculation unit 21 has the second largest value among the second candidate values calculated and stored in step S6. Is calculated as an update candidate value (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１０に示す処理は終了する。 After that, the air base ratio calculation unit 21 calculates the air base ratio by dividing the update candidate value calculated in step S8 by the initial value (S9). After that, the process shown in FIG. 10 ends.

図１１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、警報故障判断処理を示している。なお、図１１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。 FIG. 11 is a flowchart showing a control method of the gas alarm device 1 according to the present embodiment, and shows an alarm failure determination process. The process shown in FIG. 11 is repeatedly executed until the power of the gas alarm 1 is turned off.

図１１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１０のステップＳ９で算出されたエアベース比率）が所定範囲内であるか（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。 As shown in FIG. 11, the control unit 20 first calculates a sensor value based on a signal from the gas sensor 10 (S10). Next, the control unit 20 determines whether the current air base ratio (air base ratio calculated in step S9 of FIG. 10) is within a predetermined range (for example, 0.2 <air base ratio ≤ 0.9). ) Is determined (S11). If it is determined that the range is not within the predetermined range (S11: NO), the process proceeds to step S13.

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）。 On the other hand, when it is determined that the value is within the predetermined range (S11: YES), the sensor value correction unit 22 calculates the correction sensor value by dividing the sensor value calculated in step S10 by the air base ratio (S11: YES). S12).

その後、故障判断部２４は、現在のエアベース比率が所定範囲を劣化方向に外れ、且つ、ステップＳ１０にて算出されたセンサ値が警報閾値以下であるかに基づいて、半導体式ガスセンサ１０が故障であるかを判断する（Ｓ１３）。故障であると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、警報判断部２３は、警報音発生部３０及び表示部４０を介して半導体式ガスセンサ１０が故障である旨を報知する（Ｓ１４）。そして、図１１に示す処理は終了する。 After that, the failure determination unit 24 fails the semiconductor gas sensor 10 based on whether the current air base ratio deviates from the predetermined range in the deterioration direction and the sensor value calculated in step S10 is equal to or less than the alarm threshold value. Is determined (S13). When it is determined that the failure has occurred (S13: YES), the alarm determination unit 23 notifies through the alarm sound generation unit 30 and the display unit 40 that the semiconductor gas sensor 10 has a failure (S14). Then, the process shown in FIG. 11 ends.

一方、現在のエアベース比率が所定範囲を劣化方向に外れておらず、又は、ステップＳ１０にて算出されたセンサ値が警報閾値以下でない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、故障判断部２４は、半導体式ガスセンサ１０が故障していないと判断する。そして、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（Ｓ１５）。このとき、警報制御部２３は、補正センサ値又はセンサ値と警報閾値とを比較して警報状態であるかを判断する。 On the other hand, when the current air base ratio does not deviate from the predetermined range in the deterioration direction, or the sensor value calculated in step S10 is not equal to or less than the alarm threshold value (S13: NO), the failure determination unit 24 is a semiconductor type. It is determined that the gas sensor 10 has not failed. Then, the alarm control unit 23 determines whether the alarm state is in the alarm state based on the correction sensor value calculated in step S12 or the sensor value calculated in step S10 (S15). At this time, the alarm control unit 23 compares the correction sensor value or the sensor value with the alarm threshold value to determine whether or not the alarm state is in the alarm state.

警報状態であると判断した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、警報制御部２３は、第２段警報を出力させる（Ｓ１６）。すなわち、警報制御部２３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。そして、図１１に示す処理は終了する。 When it is determined that the alarm state is present (S15: YES), the alarm control unit 23 outputs a second-stage alarm (S16). That is, the alarm control unit 23 outputs an alarm sound from the alarm sound generation unit 30, and turns on or blinks the display unit 40. Then, the process shown in FIG. 11 ends.

警報状態でないと判断した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、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予備警報状態であるかを判断する（Ｓ１７）。このとき、警報制御部２３は、補正センサ値又はセンサ値と予備警報閾値とを比較して予備警報状態であるかを判断する。 When it is determined that the alarm is not in the alarm state (S15: NO), the alarm control unit 23 determines whether the alarm control unit 23 is in the preliminary alarm state based on the correction sensor value calculated in step S12 or the sensor value calculated in step S10. Judgment (S17). At this time, the alarm control unit 23 compares the correction sensor value or the sensor value with the preliminary alarm threshold value to determine whether or not it is in the preliminary alarm state.

予備警報状態でないと判断した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、図１１に示す処理は終了する。予備警報状態であると判断した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、警報制御部２３は、故障判断部２４により表示部４０を点滅させる動作の禁止状態とされているかを判断する（Ｓ１８）。なお、故障判断部２４は、現在のエアベース比率が所定範囲を劣化方向に外れ、且つ、ステップＳ１０にて算出されたセンサ値が予備警報閾値以下であるかに基づいて、表示部４０を点滅させる動作を禁止すべきか否かを判断している。 When it is determined that the preliminary alarm state is not set (S17: NO), the process shown in FIG. 11 ends. When it is determined that it is in the preliminary alarm state (S17: YES), the alarm control unit 23 determines whether the operation of blinking the display unit 40 is prohibited by the failure determination unit 24 (S18). The failure determination unit 24 blinks the display unit 40 based on whether the current air base ratio deviates from the predetermined range in the deterioration direction and the sensor value calculated in step S10 is equal to or less than the preliminary alarm threshold value. It is judged whether or not the operation to cause is prohibited.

禁止状態とされていると判断した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、図１１に示す処理は終了する。禁止状態とされていないと判断した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、警報制御部２３は、第１段警報を出力させる（Ｓ１９）。すなわち、警報制御部２３は、表示部４０を点滅させる。そして、図１１に示す処理は終了する。 When it is determined that the prohibited state is set (S18: YES), the process shown in FIG. 11 ends. When it is determined that the prohibited state is not set (S18: NO), the alarm control unit 23 outputs the first stage alarm (S19). That is, the alarm control unit 23 blinks the display unit 40. Then, the process shown in FIG. 11 ends.

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、エアベース比率、及び、補正される前の半導体式ガスセンサ１０のセンサ値と警報閾値との比較結果に基づいて、故障を判断する。このため、エアベース比率のみならず、補正前のセンサ値と警報閾値との比較結果に基づいて故障が判断されることとなる。特に、半導体式ガスセンサ１０が大きく劣化すると、エアベース比率に影響を与えるだけでなく、補正前のセンサ値が示すガス濃度が大きくなる。よって、エアベース比率と補正前のセンサ値とから故障を判断することで、半導体式ガスセンサ１０の故障判断精度を向上させることができる。 In this way, according to the gas alarm 1 and the control method thereof according to the present embodiment, based on the air base ratio and the comparison result between the sensor value of the semiconductor gas sensor 10 before correction and the alarm threshold value. , Judge the failure. Therefore, the failure is determined based not only on the air base ratio but also on the comparison result between the sensor value before correction and the alarm threshold value. In particular, when the semiconductor gas sensor 10 is significantly deteriorated, not only the air base ratio is affected, but also the gas concentration indicated by the sensor value before correction becomes large. Therefore, the failure determination accuracy of the semiconductor gas sensor 10 can be improved by determining the failure from the air base ratio and the sensor value before correction.

また、補正されたセンサ値が示すガス濃度が、予備警報閾値が示すガス濃度以上であると判断した場合に予備警報状態であると判断して警報出力部に所定の動作を行わせるため、警報状態の前段階であることを報知することができる。また、エアベース比率が半導体式ガスセンサ１０の劣化方向に所定範囲を外れ、補正される前のセンサ値が示すガス濃度が、予備警報閾値が示すガス濃度以上であると判断した場合、所定の動作を禁止するため、半導体式ガスセンサ１０の劣化により予備警報状態であると判断された可能性があるときには、所定の動作を禁止して誤報知を防止することができる。 Further, when it is determined that the gas concentration indicated by the corrected sensor value is equal to or higher than the gas concentration indicated by the preliminary alarm threshold value, it is determined that the alarm is in the preliminary alarm state and the alarm output unit is made to perform a predetermined operation. It is possible to notify that it is a pre-stage of the state. Further, when the air base ratio deviates from the predetermined range in the deterioration direction of the semiconductor gas sensor 10 and it is determined that the gas concentration indicated by the sensor value before correction is equal to or higher than the gas concentration indicated by the preliminary alarm threshold value, a predetermined operation is performed. Therefore, when there is a possibility that the state of the preliminary alarm is determined due to the deterioration of the semiconductor gas sensor 10, a predetermined operation can be prohibited to prevent erroneous notification.

また、エアベース比率が所定範囲を半導体式ガスセンサ１０の劣化方向に外れた後に、所定範囲内に復帰した場合、半導体式ガスセンサ１０の故障であると判断する。ここで、本件発明者らは、半導体式ガスセンサ１０の劣化が進行すると、エアベース比率が所定範囲を外れた後に復帰する方向に向かうことを見出した。このため、たとえ補正前のセンサ値が示すガス濃度が、警報閾値が示すガス濃度以上とならない場合であっても半導体式ガスセンサ１０の故障を判断することができる。 Further, when the air base ratio deviates from the predetermined range in the deterioration direction of the semiconductor gas sensor 10 and then returns to the predetermined range, it is determined that the semiconductor gas sensor 10 has failed. Here, the present inventors have found that as the deterioration of the semiconductor gas sensor 10 progresses, the air base ratio tends to return after the deviation from the predetermined range. Therefore, even if the gas concentration indicated by the sensor value before correction does not exceed the gas concentration indicated by the alarm threshold value, it is possible to determine the failure of the semiconductor gas sensor 10.

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。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and changes may be made without departing from the spirit of the present invention. Techniques may be combined.

例えば、本実施形態に係るガス警報器１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警報器として説明したが、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。 For example, the gas alarm 1 according to the present embodiment has been described as an alarm for city gas in which the reducing gas to be detected is methane gas, but the present invention is not limited to this, and the gas to be detected is propane gas or butane gas. It may be an alarm device for LP gas such as. Further, the gas alarm 1 may be configured as a gas fire alarm having a fire alarm function.

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。 In addition, in the above, the value obtained by converting the voltage signal from the gas sensor 10 into the resistance value is used as the sensor value, but the sensor value is not limited to this, and the voltage signal may be used as the sensor value. In this case, it goes without saying that the processing content changes as appropriate, such as the concept of the magnitude relationship of the sensor values being reversed in the above description. Further, the sensor value is not limited to the resistance value and the voltage signal, and may be a value obtained by converting the voltage signal into a concentration. That is, the sensor value is not particularly limited to the above as long as it is the output signal itself or a value obtained from the signal.

１：ガス警報器
１０：半導体式ガスセンサ
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）
２２：センサ値補正部（センサ値補正手段）
２３：警報制御部（警報制御手段）
２４：故障判断部（故障判断手段）
３０：警報音発生部（警報出力部）
４０：表示部（警報出力部） 1: Gas alarm 10: Semiconductor type gas sensor 20: Control unit 21: Air base ratio calculation unit (air base ratio calculation means)
22: Sensor value correction unit (sensor value correction means)
23: Alarm control unit (alarm control means)
24: Failure judgment unit (fault judgment means)
30: Alarm sound generator (alarm output unit)
40: Display unit (alarm output unit)

Claims

A semiconductor gas sensor that outputs a signal according to the change in resistance when a metal oxide semiconductor is exposed to a reducing gas,
An air base ratio calculating means for calculating an air base ratio, which is a fluctuation ratio of a sensor value in an air atmosphere of the semiconductor gas sensor with respect to an initial value,
A sensor value correction means for correcting the sensor value of the semiconductor gas sensor based on the air base ratio calculated by the air base ratio calculation means, and a sensor value correction means.
It is determined whether the sensor value is in the alarm state from the comparison result between the sensor value corrected by the sensor value correction means and the alarm threshold value for determining the alarm state determined in advance, and when it is determined that the alarm state is in the alarm state, an alarm output An alarm control means that outputs an alarm from the unit,
The air base ratio calculated by the air-based ratio calculation means, and, based on a comparison result between the sensor value and the alarm threshold value of the semiconductor gas sensor before being corrected by the sensor value correcting means, the semiconductor gas sensor Failure judgment means to judge the failure of
A gas alarm characterized by being equipped with.

When the air base ratio calculated by the air base ratio calculating means is within a predetermined range, the sensor value correcting means corrects the sensor value of the semiconductor gas sensor based on the air base ratio.
In the alarm control means, the gas concentration indicated by the sensor value corrected by the sensor value correction means is equal to or higher than the gas concentration indicated by the preliminary alarm threshold value for determining the preliminary alarm state, which is a stage prior to the predetermined alarm state. When it is determined that the alarm output unit is in a preliminary alarm state, the alarm output unit is made to perform a predetermined operation.
In the failure determining means, the air base ratio calculated by the air base ratio calculating means is out of the predetermined range in the deterioration direction of the semiconductor gas sensor , and the semiconductor type before being corrected by the sensor value correcting means. The gas alarm according to claim 1, wherein when it is determined that the gas concentration indicated by the sensor value of the gas sensor is equal to or higher than the gas concentration indicated by the preliminary alarm threshold, the predetermined operation is prohibited.

When the air base ratio calculated by the air base ratio calculating means deviates from the predetermined range in the deterioration direction of the semiconductor gas sensor and then returns to the predetermined range, the failure determining means of the semiconductor gas sensor . The gas alarm according to claim 2, wherein the gas alarm is determined to be a failure.

An air base that calculates the air base ratio, which is the fluctuation ratio of the sensor value to the initial value in the air atmosphere of a semiconductor gas sensor that outputs a signal according to the change in resistance value when the metal oxide semiconductor is exposed to the reducing gas. Ratio calculation process and
A sensor value correction step of correcting the sensor value of the semiconductor gas sensor based on the air base ratio calculated in the air base ratio calculation step, and a sensor value correction step.
It is determined whether the sensor value is in the alarm state from the comparison result between the sensor value corrected in the sensor value correction step and the alarm threshold for determining the alarm state determined in advance, and if it is determined to be in the alarm state, an alarm output is obtained. The alarm control process that outputs an alarm from the unit,
The air base ratio air base ratio calculated in the calculation step, and, based on a comparison result between the sensor value and the alarm threshold value of the semiconductor gas sensor before being corrected at said sensor value correction process, the semiconductor gas sensor Failure judgment process to judge the failure of
A method of controlling a gas alarm, which comprises having.