JPH0197850A - 自動更正付酸素濃度警報器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は通常の室内の酸素ｍｔ＊を監視し、もし室内の
酸素濃度が低下して規定の濃度を下回るような状態にな
れば表示を出し酸素欠乏による重大な事故に至らないよ
うに監視する酸素ｍ度警報器の改良に関するものである
。

従来の技術 酸素Ｉｌｌを検出するセンサとして一般に利用されてい
るものに、ガルバニ電池式のセンサがある。

このセンサの原理は、ガルバニ電池に流れる電流が酸素
濃度に比例することを利用したものであるが、このセン
サには多少の欠点があり、製作時のちょっとした電極反
応面積の違いが出力の違いとなって現れ、同じロットの
製品であっても出力にバラツキを生じる。このため、そ
のままではセンサ同志の互換性はないのが普通である。

また、製作されたセンサは、経時変化により出力が徐々
に低下していく傾向がある。したがって、センサの出力
を処理する酸素ｍｓ警報器の回路の中に、センサの特性
のバラツキや経時変化を補正するための調整回路が必ず
必要とされる。

センサの出力の違いを更正する調整は製作時にメーカに
おいても可能であるが、経時変化に対する更正は、ユー
ザの手に渡ってから行わなければならないことなので、
できるだけ簡単に調整できるＪ：うにする必要がある。

このため、このような更正を一般ユーザが簡単に行える
ような回路が色々と考案され実用化されている。

その一つは、自然界の酸素濃度が約２１％であることか
ら、新鮮な大気中におけるセンサの出りを記憶保持し、
その記憶した出力の値の何割かを減じた値を基準値とし
て、もし測定される室内の酸素Ｉｆｆが低下しセンサの
出力が基準値よりも小さくなれば警報を発するようにし
た回路である。

この回路においては、更正のきつかけずなわちセ゛ンサ
の出力を記憶保持するきっかけは、センサの交換時の運
転再開と同時または、経年変化に対しては任意のタイミ
ングにおいてユーザが簡単に外部から接点信号により与
えることができる。しかし、この方法の場合、更正を行
う時は必ず酸素センサを新鮮な大気中に置く必要があり
、もし誤って酸素濃度が低下している時に更正を行うと
なかなか警報が出ないようになり、問題があるといえる
。

上記の事柄を解決する別の方法として、自然Ｗのｆｉ！
素８１痕が約２１％でありそれ以上にはけりしてならな
いことから、酸素センサからの出力を常に監視していて
、以前よりも大きな出力となる時は、それは２１％酸素
濃度によるものとして考え、更正回路の更正をヤリ直す
ようにした方法がある。この場合、もし酸素濃度が低濃
度の時に更正のやり直しく初期化）を指示しても、常に
高濃度の酸素８１度に対しての更正を行うので、誤った
更正をすることはない。

発明が解決しようとする問題点 従来の回路ではユーザが経時変化による酸素センサの出
力の低下度合を経験的に、あるいは取扱説明書に書かれ
ている注意事項などを基にして判断し、適当な時１１に
更正を行うようにしていた。

従って、酸素濃度警報器を正常に動作させようとするに
は、常日頃酸素センサの劣化の程度を考慮しておく必要
があり、もしそれを怠って長期間更正しないでいると、
何れは酸素濃度がそれほど低下していないにもかかわら
ず酸素濃度が低下したといつ、た誤情報を発する恐れが
ある。

問題点を解決するための手段および作用酸素センサの出
力を増幅し酸素濃度に比例した出力に変換する変換部と
、ｉ！ｌｌ素センサの出力が最大となった時の値を酸素
Ｓａが２１％として変換部の出力を更正する更正回路と
、変換部で増幅した出力と基準値とを比較する比較器と
、比較した結果、変換部の出力の方が小さければ警報を
発する警報部とからなる酸素濃度警報器において、酸素
センサのＲ時変化による出力の低下を更正するために、
更正回路の初期化を定期的に行わせるタイマ回路を付加
した。

このような構成にすることにより、酸素センサの経時変
化による出力の低下を更正する方法としてこれまでユー
ザが手動で行っていたが、それを全く自動的に更正でき
るようになる。

実施例 本発明自動更正付酸素ｍ痕警報器の回路の一例を第１図
に示す。酸素センサ１は電流出力なので、まず抵抗器１
１にその電流を流して酸素センサの出力を電圧出力に変
換する。抵抗器１１の両端に現われる電圧は、！ｌ素濃
度に比例して変化するので、それを演算増幅器２に入力
して増幅する。演算増幅器２の増幅度は抵抗Ｎ３と抵抗
ｍ４との抵抗値の比率によって決り、それは次式のよう
に表せる。

増幅度−１＋（４の抵抗値）÷（３の抵抗１）演算増幅
器２の増幅度を可変するには抵抗群４の抵抗値を可変す
るか抵抗器３の抵抗値を可変すればよいので、本発明で
は抵抗群４を、第２図に示すように抵抗器とスイッチを
並列に接続したものを多数個直列に接続した構成とし、
複数のスイッチの入り切りの組み合せによってその抵抗
値が変るようにした。

抵抗群４のスイッチの入り切りは、その抵抗１ｎが大き
な値から小さな値へ順次変化するようにした。その方法
をｍ２図を用いて説明すると、抵抗群４は６個の抵抗１
ａ（Ａ〜Ｆ）と６個のスイッチ（Ｓｓ　〜Ｓｓ　）とか
らなっており、６個の抵抗器の関係は、抵抗器Ｂは抵抗
器Ａの２倍の抵抗値、抵抗ＩＣは抵抗３１Ｂの２倍の抵
抗値というように抵抗値の倍率が２で順次大きくなるよ
うに選んだ。

したがって、抵抗器へを１にオームとすると、抵抗器Ｂ
は２にオームとなり抵抗器Ｃ，Ｄ、Ｅ。

Ｆはそれぞれ４　、８　、１６．３２にオームとなる。

そして、それぞれの抵抗器に並列に接続されているスイ
ッチ８１〜Ｓ６が総て開いていると抵抗群４としての抵
抗値は６３にオームとなる。

最初は、スイッチ８１〜Ｓ６が総てｆｆｆｌいている状
態から始め、その次に抵抗器Ａと並列に接続されている
スイッチＳ１を関しると抵抗群４の抵抗値は６２にオー
ムとなる。その次にスイッチＳ１を開いてスイッチＳ２
を閉じると抵抗群４の抵抗値は６１にオームとなる。そ
の次にスイッチＳ２は閉じたままでスイッチＳ１を閉じ
ると抵抗群４の抵抗値は６０にオームとなる。

つまり、スイッチＳ＋−８ａをバイナリ信号に応じて小
さい重みの抵抗器から順次閉じたり開いたりすることに
よって抵抗値を大きい値から小さな値へと順次変化させ
ることができる。

スイッチ８１〜Ｓ６の開閉を制御するスイッチ制御回路
５はバイナリ・カウンタ１３の出力を利用したもので、
バイナリ・カウンタ１３と発信回路とゲート回路から構
成されており、発信回路の出力のクロックをゲートを介
してバイナリ・カウンタ１３へ入力するようにし、クロ
ックを１個入力する毎にバイナリ信号が一つ変り、それ
を開閉信号としたものである。そして、スイッチ制御回
路５のもう一つの機能は発信回路の出力のクロックを比
較器６の出力に応じてゲートを通過させるか阻止するか
の制御をし、バイナリ・カウンタの出力を進めるかその
まま保持するかを制御する。

演算増幅器２の出力は、比較器６と比較器７に接続され
ており、比較器６では単に演算増幅器２の出力と基準電
圧８とを比較し、基準電圧８よりも演算増幅器２の出力
が大きいときには演算増幅器２の増幅度を下げるように
スイッチ制御回路５のバイナリ・カウンタ１３のカウン
ト値を進めるようにスイッチ制御回路のゲートに信号を
送り、逆に演算増幅器２の出力が基準電圧８よりも小さ
くなったときにはスイッチ制御回路５のゲートに信号を
送り、バイナリ・カウンタ１３の値をそのまま保持する
ように指示する。比較器７では、演算増幅器２の出力と
基準電圧９とを比較し、演鐸増幅Ｂ２の出力が基準電圧
９よりも小さくなった場合に酸素濃度の低下として警報
回路１０に信号を送って警報表示を行うようにしている
。以上が変換部である。

警報部では、比較器７で、演算増幅ＰＪ２の出力と基準
電圧９とを比較し、演算増幅器２の出力が基準電圧９よ
りも小さくなった場合に酸素濃度の低下として警報回路
１０に信号を送って警報表示を行うようにしている。

次に、定期的に更正回路の再更正を行わせるタイマ回路
１２について説明する。

変換部のバイナリ・カウンタ１３はカウントアツプする
と抵抗群４の抵抗値は小さくなり、増幅度は先の式で示
されているように小さくなる。また、バイナリ・カウン
タ１３は一度カウントアップす葛とそのままでは元に戻
らないので、この状態で、酸素センサ１の出力が経時変
化により低下すると酸素濃度低下の誤警報を出す恐れが
ある。酸素センサ１の経時変化による出力低下を補うに
は演算増幅器２の増幅度を大きくする必要があり、バイ
ナリ・カウンタ１３のカウント値を少くしなければなら
ない。本発明では、バイナリ・カウンタ１３のリセット
端子に定期的にタイマ回路１２よりリセット信号を与え
カウント値をゼロにリセットして再度カウント１ぬを進
めるようにしている。

タイマ回路１２は定期的にパルス状のリセット信号を発
生させる回路である。

発明の効果 従来のｍ素濃度警報器では人が手動で更正を行っていた
が、手動のため更正のし忘れがあり、酸素センサの経時
変化による出力低下と酸素１１度の低下による出力低下
との区別がつかずに警報が出ることがあった。しかし本
発明では、タイマ回路から更正回路へ定期的に再更正す
るための初期化信号を与えることにより、酸素センサの
経時変化に対する更正が行えるので、酸素センサの経時
変化による誤警報が出ないようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明自動更正材Ｍ索濃度警報器の回路の一例
を示す図、第２は本発明に用いる抵抗群の構成例を示す
図である。 １・・・酸素センサ、２・・・演算増幅器、３・・・抵
抗器、４・・・抵抗Ｆ、Ｙ、５・・・スイッヂ制御回路
、６．７・・・比較器、８，９・・・基準電圧、１０・
・・警報回路、１１・・・抵抗器、１２・・・タイマ回
路、１３・・・バイナリ・カウンタ手続補正書く方式） ％式％ ４、補正命令の日付（発進口） 昭和６３年７月２６日 ５、補正の対象 明細Ｓの「図面の簡単な説明」のｖａ。 ６、補正の内容 明細書第１１頁第２行「第２はＪとあるのを「第２図は
」に訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、酸素センサと、該酸素センサの出力を増幅し酸素濃
   度に比例した出力に変換する変換部と、該変換部の出力
   を所定の酸素濃度のときに所定の値に更正する更正回路
   と、該変換部で増幅した出力が基準値と比較してそれ以
   下であれば情報を発する警報部とからなる酸素濃度警報
   器において、該更正回路の初期化を定期的に行わせるタ
   イマ回路を付加したことを特徴とする自動更正付酸素濃
   度警報器。