JPH01219997A - Detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば半導体ガスセンサ等を使用してガスの
漏洩等の異常事態を検知する検知装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a detection device that detects abnormal situations such as gas leakage using, for example, a semiconductor gas sensor.
(従来の技術)
この種の検知装置の一例として、漏洩ガスを検知するガ
ス警報装置がある。このガス警報装置は周囲に漏洩した
ガスの濃度の増加に応じて抵抗が変化する半導体ガスセ
ンサを使用している。第4図はこのような従来のガス警
報装置の回路図である。(Prior Art) An example of this type of detection device is a gas alarm device that detects leaked gas. This gas alarm device uses a semiconductor gas sensor whose resistance changes as the concentration of gas leaking into the surrounding area increases. FIG. 4 is a circuit diagram of such a conventional gas alarm device.
第4図において、半導体ガスセンサ203はヒータコイ
ル202を内蔵しており、このヒータコイル202には
定電圧回路201によって定電圧が印加されている。半
導体ガスセンサ203は抵抗204と直列に接続されて
電圧■1の電源を供給され、抵抗204との接続点はコ
ンパレータ207の一方の入力に接続されている。該コ
ンパレータ207の他方の入力には、電圧■1の電源に
直列接続され分圧回路を構成している抵抗205゜20
6間の接続点が接続されている。コンパレータ207の
出力には警報手段を構成するスピーカ208が接続され
ている。In FIG. 4, a semiconductor gas sensor 203 has a built-in heater coil 202, and a constant voltage is applied to the heater coil 202 by a constant voltage circuit 201. The semiconductor gas sensor 203 is connected in series with a resistor 204 and supplied with power at a voltage 1, and the connection point with the resistor 204 is connected to one input of a comparator 207. The other input of the comparator 207 is connected to a resistor 205°20 connected in series to the power supply of voltage 1 and forming a voltage dividing circuit.
The connection points between 6 are connected. A speaker 208 constituting an alarm means is connected to the output of the comparator 207.
このような構成において、半導体ガスセンサ203は、
第5図に示すように、周囲に漏洩するガスの濃度、例え
ばCOガスの濃度の増加に応じて抵抗値R1l+が変化
する。この半導体ガスセンサ203の抵抗値Rgの変化
は半導体ガスセンサ203および抵抗204に流れる電
流の変化として現れ、この電流の変化は抵抗204の両
端の電圧降下からなる漏洩ガス111度検知電圧として
コンパレータ207の一方の入力に供給され、該コンパ
レータ207の他方の入力に供給されている抵抗205
.206の分圧回路からの基準電圧と比較される。そし
て、漏洩ガス濃度検知電圧が基準電圧より大きくなると
、コンパレータ207はスピーカ208を作動し、警報
を発生するようになっている。In such a configuration, the semiconductor gas sensor 203 is
As shown in FIG. 5, the resistance value R1l+ changes as the concentration of gas leaking into the surroundings increases, for example, the concentration of CO gas. This change in the resistance value Rg of the semiconductor gas sensor 203 appears as a change in the current flowing through the semiconductor gas sensor 203 and the resistor 204, and this change in current is applied to one side of the comparator 207 as a leak gas 111 degree detection voltage consisting of a voltage drop across the resistor 204. and the other input of the comparator 207.
.. 206 is compared with a reference voltage from a voltage divider circuit. When the leakage gas concentration detection voltage becomes higher than the reference voltage, the comparator 207 operates the speaker 208 to generate an alarm.
このような動作において、半導体ガスセンサ203の抵
抗値Rgの変化は第5図に示すように変化するが、この
変化に対して抵抗204の両端から漏洩ガス濃度検知電
圧として発生する出力電圧Vdは、次式(1)で示すよ
うに、電源電圧■1を半導体ガスセンサ203の抵抗値
RQと抵抗204の抵抗値RI04とによって分圧して
得られるものであって、第6図に示すように変化する。In such an operation, the resistance value Rg of the semiconductor gas sensor 203 changes as shown in FIG. As shown in the following equation (1), it is obtained by dividing the power supply voltage 1 by the resistance value RQ of the semiconductor gas sensor 203 and the resistance value RI04 of the resistor 204, and changes as shown in FIG. .
l04
Vd =V+ ・−−一一−−−−−−・・・(1)
RQ 十R+ 04
(発明が解決しようとする課題)
上述した従来の検知装置では、半導体ガスセンサ203
の抵抗の変化に応じて得られる漏洩ガス濃度検知電圧V
dが上式(1)のように抵抗104の抵抗値RI04の
影響があるため、第6図に示すように変化分が小さい。l04 Vd = V+ ・−−11−−−−−− (1)
RQ 10R+ 04 (Problem to be solved by the invention) In the conventional detection device described above, the semiconductor gas sensor 203
The leakage gas concentration detection voltage V obtained according to the change in resistance of
Since d is influenced by the resistance value RI04 of the resistor 104 as shown in the above equation (1), the amount of change is small as shown in FIG.
特に、例えば石油ストーブ用のCOガスセンサの警報レ
ベルに相当するガス濃度2001)l)mを含む高濃度
ガスに対する変化が著しく小さいため、ガス濃度検知分
解能が著しく悪く、結果として誤動作し、適確な検知動
作を行なうことができないという問題がある。In particular, for example, changes in high concentration gases, including gas concentrations (2001)l)m, which correspond to the alarm level of CO gas sensors for kerosene stoves, are extremely small, resulting in extremely poor gas concentration detection resolution, resulting in malfunctions and accurate detection. There is a problem that a detection operation cannot be performed.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、大きなガス濃度検知分解能をもって適確な
検知動作を行なうことができる検知装置を提供すること
にある。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a detection device capable of performing an accurate detection operation with a large gas concentration detection resolution.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するため、本発明の検知装置は、抵抗の
変化により異常事態を検知する検知装置であって、前記
抵抗の変化に反比例した電流を、 発生する電流発生
手段と、該電流発生手段から発生した電流の変化に基づ
いて異常事態を検知する検知手段とを有することを要旨
とスル。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the detection device of the present invention is a detection device that detects an abnormal situation by a change in resistance, and in which the detection device detects an abnormal situation by a change in resistance. The gist of the present invention is to include a current generating means for generating a current, and a detecting means for detecting an abnormal situation based on a change in the current generated from the current generating means.
(作用)
本発明の検知装置では、抵抗の変化に反比例した電流を
発生し、該電流の変化に基づいて異常事態を検知してい
る。(Function) The detection device of the present invention generates a current that is inversely proportional to a change in resistance, and detects an abnormal situation based on the change in the current.
(実施例) 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
第1図は本発明の一実施例に係る検知装置の回路図であ
る。同図に示す検知装置は、例えば漏洩ガスを検知し、
この漏洩ガス濃度が所定の濃度以上となったとき、警報
を発生する所謂ガス警報装置を構成しており、漏洩ガス
を検知するのに半導体ガスセンサ3を使用するとともに
、また警報を発生するのにスピーカ8を使用している。FIG. 1 is a circuit diagram of a detection device according to an embodiment of the present invention. The detection device shown in the figure detects leakage gas, for example,
It constitutes a so-called gas alarm device that generates an alarm when the leakage gas concentration exceeds a predetermined concentration, and uses the semiconductor gas sensor 3 to detect the leakage gas and also to generate the alarm. I am using speaker 8.
半導体ガスセンサ3はヒータコイル2を内蔵し、このヒ
ータコイル2にはトランジスタ15..16および抵抗
17.18からなる電圧源1から定電圧が供給され、こ
れにより高温下で作動するようになっている。半導体ガ
スセンサ3は、第5図で示したように、検知したガス濃
度、例えばCOガス濃度が高くなるにつれて、抵抗値R
Qが低くなるようになっている。The semiconductor gas sensor 3 has a built-in heater coil 2, and the heater coil 2 includes a transistor 15. .. A constant voltage is supplied from a voltage source 1 consisting of a resistor 16 and a resistor 17, 18, which enables operation at high temperatures. As shown in FIG. 5, the semiconductor gas sensor 3 increases the resistance value R as the detected gas concentration, for example, the CO gas concentration increases.
The Q is now lower.
半導体ガスセンサ3の一端は電圧■1の電源に接続され
、他端はトランジスタ10のエミッタに接続されている
。該トランジスタ10のコレクタは抵抗4を介してアー
ス等の基準電位に接続されるとともに、コンパレータ7
の一方の入力端子に接続されている。また、電源電圧■
1と基準電位との間にはツェナダイオード11および抵
抗12からなる直列回路および抵抗5および6からなる
分圧回路が接続され、ツェナダイオード11および抵抗
12の接続点はトランジスタ10のベースに接続され、
抵抗5および6の接続点はコンパレータ7の他方の入力
端子に接続されている。One end of the semiconductor gas sensor 3 is connected to a power supply of voltage 1, and the other end is connected to the emitter of a transistor 10. The collector of the transistor 10 is connected to a reference potential such as ground via a resistor 4, and is also connected to a comparator 7.
is connected to one input terminal of the In addition, the power supply voltage
A series circuit consisting of a Zener diode 11 and a resistor 12 and a voltage dividing circuit consisting of resistors 5 and 6 are connected between the Zener diode 11 and the reference potential, and a connection point between the Zener diode 11 and the resistor 12 is connected to the base of the transistor 10. ,
The connection point between resistors 5 and 6 is connected to the other input terminal of comparator 7.
以上のように構成されたものにおいて、エミッタに半導
体ガスセンサ3が接続されているトランジスタ10のベ
ースには、詳しくは該ベースと牛導体ガスセンサ3の他
端との間には、ツェナダイオード11が接続され、ツェ
ナダイオード11の定電圧が供給されている。従って、
半導体ガスセンサ3の両端には、ツェナダイオード11
の定電圧からトランジスタ10のベース−エミッタ間電
圧Vbeを引いた一定電圧v3が印加されている。In the structure as described above, a Zener diode 11 is connected to the base of the transistor 10 whose emitter is connected to the semiconductor gas sensor 3, specifically between the base and the other end of the conductive gas sensor 3. A constant voltage of the Zener diode 11 is supplied. Therefore,
Zener diodes 11 are connected to both ends of the semiconductor gas sensor 3.
A constant voltage v3 obtained by subtracting the base-emitter voltage Vbe of the transistor 10 from the constant voltage is applied.
トランジスタ10のベース−エミッタ間の電圧Vbeは
ツェナダイオード11の定電圧に比較して無視し得る程
かなり小さく、またその変動もかなり小さいので、半導
体ガスセンサ3の両端に印加されている電圧■3はほぼ
定電圧である。この結果、半導体ガスセンサ3には定電
圧■3を半導体ガスセンサ3の抵抗値Paで割った次式
(2)で示す電流IOが流れる。The voltage Vbe between the base and emitter of the transistor 10 is negligibly small compared to the constant voltage of the Zener diode 11, and its fluctuation is also very small, so the voltage 3 applied across the semiconductor gas sensor 3 is Almost constant voltage. As a result, a current IO shown by the following equation (2), which is the constant voltage (3) divided by the resistance value Pa of the semiconductor gas sensor 3, flows through the semiconductor gas sensor 3.
10=V3/R(J ・・・(2)従
って、漏洩ガス濃度に応じて半導体ガスセンサ3の抵抗
値Rqが第5図に示すように変化すると、この変化に反
比例した電流IOが半導体ガスセンサ3に流れる。10=V3/R(J...(2) Therefore, when the resistance value Rq of the semiconductor gas sensor 3 changes as shown in FIG. flows to
そして、この電流loは半導体ガスセンサ3からトラン
ジスタ10のエミッタ電流として流れ、このエミッタ電
流にほぼ相方するコレクタ電流ICがトランジスタ10
から抵抗4に流れる。このコレクタ電流1cは電流1o
からトランジスタ10のベース電流を引いたものに等し
いが、ベース電流は無祝し得る程非常にわずかであるの
で、半導体ガスセンサ3から流れる電流IOにほぼ等し
いとして計算すると、抵抗4の両端に発生する電圧vO
は抵抗4の抵抗値をR4とすると、次のようになる。This current lo flows from the semiconductor gas sensor 3 as an emitter current of the transistor 10, and a collector current IC almost opposite to this emitter current flows through the transistor 10.
Flows from to resistor 4. This collector current 1c is a current 1o
is equal to the base current of the transistor 10 minus the base current of the transistor 10. However, since the base current is so small that it can be ignored, if it is calculated as being approximately equal to the current IO flowing from the semiconductor gas sensor 3, it will be generated across the resistor 4. Voltage vO
If the resistance value of resistor 4 is R4, then the following equation is obtained.
VO=IO・R4
= V3 ・R4/ Rf3 ”−(
3)すなわち、この式において電圧V3は定電圧であり
、また抵抗値R4も一定であるので、抵抗4の両端の電
圧vOは半導体ガスセンザ3の抵抗値R17に反比例し
て変化する。第2図はこの電圧VOをCOガス濃度に対
して示すグラフであるが、前述した第6図に示す従来の
漏洩ガス濃度検知電圧Vdに比較して大きく変化し、分
解能が大きくなっている。従って、この電圧■0を漏洩
ガス濃度検知電圧としてコンパレータ7の一方の入力に
供給し、他方の入力に供給されている抵抗5.6からな
る分圧岨路からの基準電圧Vrと比較することにより大
きな分解能をもって適確な検知動作が行なわれる。VO=IO・R4=V3・R4/Rf3”-(
3) That is, in this equation, the voltage V3 is a constant voltage and the resistance value R4 is also constant, so the voltage vO across the resistor 4 changes in inverse proportion to the resistance value R17 of the semiconductor gas sensor 3. FIG. 2 is a graph showing this voltage VO with respect to the CO gas concentration, which shows a large change and higher resolution than the conventional leakage gas concentration detection voltage Vd shown in FIG. 6 described above. Therefore, this voltage (0) is supplied to one input of the comparator 7 as the leakage gas concentration detection voltage, and compared with the reference voltage Vr from the voltage dividing circuit consisting of the resistor 5.6, which is supplied to the other input. Therefore, an accurate detection operation can be performed with greater resolution.
第3図は本発明の他の実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.
同図の実施例は、前述した第1図の実施例においてトラ
ンジスタ10の代わりとしてNPN型トランジスタ11
0を使用し、半導体ガスセンサ3と抵抗4の位置を電圧
に対して逆に接続するとともに、またツェナダイオード
11および抵抗12からなる定電圧回路の代わりとして
トランジスタ111および抵抗112,113.114
からなる定電圧回路を使用した点が異なるのみで、その
他の構成および作用・効果は第1図の実施例と同じであ
る。In the embodiment shown in FIG. 1, an NPN transistor 11 is used instead of the transistor 10 in the embodiment shown in FIG.
0, the positions of the semiconductor gas sensor 3 and the resistor 4 are connected inversely to the voltage, and a transistor 111 and resistors 112, 113, 114 are used instead of the constant voltage circuit consisting of the Zener diode 11 and the resistor 12.
The only difference is that a constant voltage circuit consisting of the following is used, and the other configurations, functions, and effects are the same as those of the embodiment shown in FIG.
[発明の効果]
以上説明したように・、本発明によれば、抵抗の変化に
反比例した電流を発生し、該電流の変化に基づいて異常
事態を検知しているので、抵抗の変化を直接電流の変化
として取り出すことができ、従来のように直列接続され
た抵抗の影響がないため、ガス温度検知分解能が従来に
比較して大きく、適確な検知動作を行なうことができる
。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a current that is inversely proportional to a change in resistance is generated, and an abnormal situation is detected based on the change in the current, so that changes in resistance can be directly detected. Since it can be extracted as a change in current and is not affected by the resistors connected in series as in the conventional case, the gas temperature detection resolution is higher than in the conventional case, and an accurate detection operation can be performed.
第1図は本発明の一実施例に係る検知装置の回路図、第
2図は第1図の検知装置における検知ガス濃度に対する
漏洩ガス濃度検知電圧■0の変化を示すグラフ、第3図
は本発明の他の実施例の回路図、第4図は従来の検知装
置の回路図、第5図は半導体ガスセンサの検知ガス11
度に対する抵抗値の変化を示すグラフ、第6図は第4図
の検知装置における検知ガス濃度に対する漏洩ガス濃度
検知電圧Vdの変化を示すグラフである。
3・・・半導体ガスセンリ
4・・・抵抗
7・・・コンパレータ
11・・・ツェナダイオードFIG. 1 is a circuit diagram of a detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing changes in leakage gas concentration detection voltage 0 with respect to detected gas concentration in the detection device of FIG. 1, and FIG. A circuit diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional detection device, and FIG. 5 is a detection gas 11 of a semiconductor gas sensor.
FIG. 6 is a graph showing changes in leakage gas concentration detection voltage Vd with respect to detected gas concentration in the detection device of FIG. 4. 3... Semiconductor gas sensor 4... Resistor 7... Comparator 11... Zener diode
Claims (1)
、前記抵抗の変化に反比例した電流を発生する電流発生
手段と、該電流発生手段から発生した電流の変化に基づ
いて異常事態を検知する検知手段とを有することを特徴
とする検知装置。A detection device that detects an abnormal situation based on a change in resistance, comprising a current generating means that generates a current that is inversely proportional to the change in resistance, and a detection device that detects an abnormal situation based on the change in the current generated from the current generating means. A detection device comprising means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4424288A JPH01219997A (en) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | Detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4424288A JPH01219997A (en) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | Detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01219997A true JPH01219997A (en) | 1989-09-01 |
Family
ID=12686066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4424288A Pending JPH01219997A (en) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | Detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01219997A (en) |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP4424288A patent/JPH01219997A/en active Pending
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