JPH03150456A - ガス漏れ検知装置 - Google Patents

ガス漏れ検知装置

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JPH03150456A
JPH03150456A JP2246789A JP24678990A JPH03150456A JP H03150456 A JPH03150456 A JP H03150456A JP 2246789 A JP2246789 A JP 2246789A JP 24678990 A JP24678990 A JP 24678990A JP H03150456 A JPH03150456 A JP H03150456A
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JP
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heater wire
gas
heating
voltage
current
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JP2246789A
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Mikio Mochizuki
望月 幹夫
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Nohmi Bosai Ltd
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Nohmi Bosai Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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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】 本発明はガス漏れ検知装置に係り、特にヒータ線加熱の
ためにパルス電源を使うとともにヒータ線に電圧を印加
している期間と印加していない期間にわたり、常にヒー
タ線の断線を検出可能としたものである。
従来からCo、メタン、LPG、水素並びにその他の可
燃性ガスを感知する物質として−03゜SnO,ZnO
等の還元型半導体とCoo、 Nip、 Cu2O等の
酸化型半導体と称する(以下これ等を金属酸化物半導体
と総称する)ものが知られており、ガスイオンを吸着し
たときに生ずるこれ等金属酸化物半導体の導電度或は抵
抗値の変化による電気変化を利用して下記の構成のよう
にガス検知素子を単体として作成し警報装置と組合せガ
ス漏れ警報装置に用いられている。このガス検知素子と
しては、通常第1図に示ずようにヒータ線1aを磁器製
管1b内に貫通せしめて更にこの磁器製管1bの外側面
に金属酸化物半導体層或は抵抗体層ICを設けその上に
電極1d+ 、1d2を間隔をおいて対峙ぜしめた所謂
傍熱型素子と第2図に路線図で示すようにヒータ線が1
対の電極の一方1d3を兼ねた直熱型素子とが用いられ
ている。又ガス検知素子1としては第1図の場合の変形
としてヒータ線1aを磁器製管lb内を通すことなく半
導体層または抵抗体層1cの外側に設けることもできる
尚、これ等ガス検知素子にヒータ線を使用するのは、通
常前述の半導体を100℃〜400℃の高温度に加熱す
るとガスの吸着反応が促進されるので微量のガスを感知
できるようにガスの検出感度をあげるためであるが、な
かには通常はヒータ線を加熱せず低い温度状態でガスを
吸着せしめることにより、その導電度が変えることを利
用する場合もあり、この場合はガスを素子から脱着する
ためにヒータ線を用いるのであるが、(例えば特開昭4
990197号公報)、本発明装置は後者のヒータ線を
間欠的に加熱するタイプに関するものである。このよう
なガス検知素子を用いたガス漏れ警報装置では常に正常
な動作態勢を必要とするが、しばしば断線事故が起こる
ため、ガス検知素子を加熱するヒータ線に流れる電流を
監視して断線を検出したり半導体にけずれたり傷がつい
たり電極の接触不良つまり、ガス検知素子の破損に起因
するガス検知素子の出力の有無を監視して断線を検出し
たりすることが提案されている。しかもガス検知素子は
比較的寿命が短いため常にガス検知素子の動作には監視
が必要であり、ガス検知素子の故障によるガス漏れ時の
不作動の事故による危険を防止することは重要である。
このような点を考慮して本発明はガス検知素子のヒータ
線の断線を検出表示することができるガス漏れ警報装置
を提供するものである。
更に本発明では、ヒータ線の加熱電源としてパルス発生
器よりのパルス電圧を用いたちのて、これにより検知素
子を高温状態と低温状態つまり加熱期間と加熱停止期間
をもなぜることになり、ガス検知素子の特性であるガス
検出とガス脱着とを円滑に行うものである。
尚パルス電圧を用いることによりガス検知素子を低温に
するためにヒータ線に電圧を印加しない期間をこれにあ
てることになるが、これはヒータに電流が流れない点で
は断線と同じ現象をもつことになる。
本発明ではこのようなヒータに電圧を印加していない期
間においてもガス検知素子のヒータ線における断線を確
実に検出するものである。
次に本発明の一実施例回路構成図について第3図て説明
する。尚、第4図は第3図における主要部分のパルスジ
ェネレータの波形に応じた時間線図である。
図ではPGはパルスジェネレータ、1は第1図で示すガ
ス検知素子であり、ヒータ線1aと半導体1c(正確に
は電極1d、とld2間に接続される半導体の導電度或
は抵抗値)とを監視回路接続に含んでいる。パルスジェ
ネレータPGにダイオードDをへて接続する側のヒータ
線1aは十電源より直列抵抗Rl、 R2をへて接続さ
れ、抵抗R1とR2の接続部は1ヘランジスタQ1のベ
ースに接続される。ヒータ線1aの他端は抵抗R3をへ
て接地されるとともに抵抗R1をへてトランジスタQ2
のベースに接続される。ガス検知素子1の半導体ICの
1方電極側は抵抗R3をへて接地されるとともに比較器
COM、の+側入力端子と比較器C0M2の一側入力端
子に接続され、他方電極側は十電源端子B1に接続され
る。トランジスタQ1のコレクタは抵抗R7をへて接地
されるとともにノア回路NORの一方端子に接続され、
トランジスタQ2のコレクタは抵抗R6をへて十電源端
子B、に接続されるとともに、インバータINVをへて
ノア回路NORの他端子に接続される。比較器COM、
の−個入力端子は抵抗R8をへて十電源端子B1に、又
抵抗R5をへて接地Eする。又比較器COM、の出力側
は抵抗R1゜。
R11をへて接地されるとともに、抵抗R1oとRの接
続部はトランジスタ(又はサイリスタのようなゲート極
付半導体)Q3のゲート極に結ばれ、このトランジスタ
Q3のアノードは警報表示灯LED、抵抗R32をへて
警報表示用端子B2に接続され、トランジスタQ3のカ
ソードは接地Eされる。又ノア回路NORの出力側は抵
抗R13をへて、比較器C0M2の+側入力端子に接続
され、又この+側入力端子は抵抗R14をへて」−電源
端子Btに接続される。比較器C0M2の出力側は抵抗
R,,,R,6をへて接地されるとともに、抵抗R15
とR16の接続部がトランジスタ(又はサイリスタのよ
うなグー1〜極付半導体)Q、のゲートに結ばれ、トラ
ンジスタQ4のアノードは故障表示灯LED2をへて故
障表示端子B3に接続され、トランジスタQ、のカソー
ドは接地される。第4図はパルスジェネレータPGのパ
ルス電圧に対しヒータ線1a、抵抗R5の電圧降下、ト
ランジスタQ、、Q、のオンオフ、インバータ回路IN
Vの反転状況、ノア回路N0R1比較器C0M2の出力
差ひにトランジスタQ、の出力に関する波形を示してい
る。
なお、本実施例では、抵抗R3とトランジスタを、抵抗
R,,R2とトランジスタQ1とダイオードDが第2の
電流検出手段を、インバータINVとノア回路NORで
なる論理回路がヒータ断線判別手段を、それぞれ構成し
ている。
次に第3図に関して第4図と関連づけて本発明装置の動
作説明を行う。まずガス検知素子1が正常な場合、パル
スジェネレータPGよりのパルス電圧に従ってヒータ線
1aに電圧が印加される期間には抵抗R3の電圧降下が
発生し、トランジスタQ2はオンとなるが、トランジス
タQ1はオフとなり、ノア回路NORのトランジスタロ
1側の入力はL(ロー)となり、又トランジスタロ2側
はオンで、インバータ回路INVをへてノア回路NOR
の他方の入力はH(ハイ)となり、ノア回路NORの出
力はして比較器C0M2の+側入力端子には電源電圧を
抵抗R14とR33で分割した電圧が加わる。又比較器
C0M2の一側入力端子には半導体1cに流れる電流が
正常であれば、予め抵抗R5の電圧降下が+側入力端子
電圧より高く設定されていて比較器C0M2は出力をだ
さず、トランジスタQ、はオフて故障表示灯L E D
 2は点灯しない。又パルスジェネレータPGよりのパ
ルス電圧に従ってヒータ線1aに電圧が印加されない期
間には抵抗R3の電圧降下はなくて、トランジスタQ2
はオフてインバータ回路INVをへてノア回路NORの
一端にはLが与えられる。又トランジスタQ1は、パル
スジェネレータPGが出力を生じない時には抵抗R,に
生じる電圧降下によりオンとなり、ノア回路NORの他
端にHが与えられ、ノア回路NORの出力はしてこの場
合も、比較回路C0M2は出力をださずトランジスタQ
、をオフにしたま\であり、故障表示灯LED2も点灯
しない。
しかし検知素子1のヒータ線1aが断線した場合、トラ
ンジスタQ、、Q2は共にオフとなり、ノア回路NOR
の出力がHとなって比較器C0M2の+側入力端子電圧
が高くなり、比較器COM 2は出力をとりだし、トラ
ンジスタQ、のゲートに電圧が加えられてトランジスタ
Q、はオンとなり、故障表示灯LED2は点灯し故障を
知らせるとともに故障信号を外部の受信機側に与える。
又検知素子1の半導体1cが断線した場合、抵抗R5の
電圧降下ははゾ0■て比較器COM、は働かないが、比
較器COM 2の一側入力端子は低下し→−一側入力端
子抵抗R1,とR,、:lによる分割電圧より低くなる
ので比較器COM 2の出力がとりだされ、トランジス
タQ、のゲート電圧を適当にあけるので、これをオンと
し、故障表示灯LED2を点灯して、故障表示を行う。
尚ガス検知素子1のガス検知にあたっては半導体1cの
抵抗値が変わり減じることにより、流れる電流は増して
抵抗R7の電圧降下が大となり、比較器COM、の−側
入力端子に加わる」−出電源端子より抵抗R8をへた電
圧より大となり比較器COM、は出力をとりだしトラン
ジスタQ3のゲート電圧を上昇せしめて、これをオンと
し警報表示灯LED、を点灯するとともに警報信号を受
信機側に与えるのである。
第5図はガス検知素子のヒータと電極の一方を兼用せし
めた場合の実施例回路構成図で、第3図0 のように受信機送出タイプと異なりガス探知器タイプの
ものであるが、勿論受信機送出タイプに用いることもて
きる。
第5図で1は第2図で示すタイプのガス検知素子でld
3がヒータ兼1方電極、]、 d 2は他方電極で間に
半導体1cを介在せしめるものであり、パルスジェネレ
ータPG、比較器c OM 、 、C0M2、ノア回路
N0R1警報表示灯LED1、故障表示灯LED2は便
宜上第3図と同じ符号を使用するものとする。まずパル
スジェネレータPGよりダイオードDをへてガス検知素
子1のヒータ兼一方電1Ff11 d、をへて抵抗R2
,より電源E、の+側端子に接続され抵抗R21の素子
1側の接続点は抵抗R2,をへてトランジスタQ6のベ
ースに与えられる。又パルスジェネレータPGよりダイ
オードDをへてトランジスタQ5のエミッタに、更にダ
イオードDをへて抵抗R,,,R,,をへて接地され、
抵抗R18とR1,の接続点はトランジスタQ5のベー
スに接続され、トランジスタQ5のコレクタは抵抗R2
゜をへて接地されるとともにノア回路NOR1 の1方入力端子に接続される。
ガス検知素子1の他方電極1d2は、抵抗R22をへて
接地されるとともに比較器COM、の十入力端子、比較
器C0M2の一人力に接続される。
トランジスタQ6のコレクタは抵抗R24をへて接地さ
れるとともにノア回路NORの他方端子に接続される。
ノア回路NOHの出力は抵抗R3oをへて比較器C0M
2の+側入力端子に与えられ、電源E1の電圧が直列抵
抗R25,R26の両端に与えられ、抵抗R2,とR2
6の接続部は比較器COMの一側入力端子に接続される
。比較器COM、の出力は抵抗R27,R2,をへて接
地され、抵抗R27とR2Bの接続部はトランジスタ又
はSCRのようなゲト極付半導体Q7のゲト極に接続さ
れ、トランジスタQ7のアノードは警報表示灯LED、
抵抗R2,をへて電源E1の子端子に同カソードは接地
される。比較器C0M2の+側入力端子は、+電源端子
より抵抗R81をへて与えられ、比較器C0M2の出力
側は抵抗R32をへて故障表示灯LED2より接地に結
ばれる。その他E2はパル2 スジエネレータPGの電源である。又、第6図は第5図
におけるパルスジェネレータPGに対するヒータ線兼電
[11dr、lヘランリスタQ5.Q6、ノア回路N0
R1比較器C0M2、故障表示灯LED2の応動波形線
図である。なお、本実施例では、抵抗R21とトランジ
スタQ6が第1の電流検出手段を、抵抗R18+ R,
、とトランジスタQ5とダイオードDが第2の電流検出
手段を、ノア回路NORでなる論理回路がヒータ断線判
別手段を、それぞれ構成している。次に第5図における
本実装置の実施例の動作説明を行うと、まずガス検知素
子1が正常な場合ヒータにパルスジェネレータPGより
パルス電圧が印加されている期間には、抵抗R1aには
電圧降下が生じないなめにトランジスタQ5はオフにさ
れて抵抗R2oつよりノア回路NORの一方の入力はL
(ロー)となるが、トランジスタQ6のベースには抵抗
R21の電圧降下により所定の電圧が与えられてオンと
なり、ノア回路NOHの他方入力はHとなり、ノア回路
NORの出力はしてあり、比較器C0M2の+側入力端
3 子には電源電圧を抵抗R31とR3oで分割した電圧が
加わっており、−側入力端子に加わる抵抗R22の両端
電圧は+側入力端子電圧より高く設定されていて、比較
器C0M2は出力をとりださず故障表示灯LED2を点
灯しない。又パルスジェネレータPGがパルス出力を生
じていない時、つまりヒータに電圧が印加されていない
期間にはトランジスタQ6はオフでノア回路NORの一
方入力端子にはLが加わるが、トランジスタQ5は抵抗
R1eに生じる電圧降下によりオンとなりノア回路NO
Rの他方入力端子にはHが加わり、ノア回路NORの出
力はLで前述と同様故障表示灯LED2は点灯しない。
次にヒータ線1d3が断線した場合、トランジスタQ9
.Qsはともにオフとなり、ノア回路NOHの2人力に
Lが加わって出力は11となり、比較器C0M2の出力
がとりだされ故障表示灯LED2は点灯して故障を知ら
せる。又、ガス検知素子の半導体1cが断線すると抵抗
R22の両端電圧ははゾ0となり、比較器C0M2の一
側入力端子は当然+側入力端子より低くなって比較4 器C0M2は出力をとりだし、故障表示灯LED。
を点灯して故障を知らせる。又ガス検知素子が正常状態
にあってガス吸着が行われると、半導体1Cの抵抗値か
減じて電流か増し、抵抗R22の電圧降下は増して比較
器COM、の1−側入力端子に加わる電圧か大となって
比較器COM、より出力をとりだし、トランジスタQ7
のゲート電圧をあげてこれをオンとし、警報表示灯L 
E D 、を点灯することになり、ガス検出を知らせる
ことができる。
以上のようにこの発明によれば、パルス電源によりガス
検知素子を低温と高温とに交互に加熱するガス漏れ検知
装置において、ガス検知素子のヒータ線に電圧を印加し
ている期間においても印加していない期間においても、
ガス検知素子のヒータ線の断線を確実に検出することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図42図は、本発明に用いるガス検知素子の1実施
例斜面図と他の実施例路線図、第3図、第5図は本発明
の異なる実施例の回路構成図、第4図、胆(ロ)ト第6
図は同第3図、第5図の該当部のパルスジェネレータに
対する応動波形線図である。 図て1はガス検知素子、la、]、d:+はヒータ線、
1cは半導体、COM、、COM+は比較器、PGはパ
ルスジェネレータ、Q1〜Q7は1〜ランジスタ、R1
−R32は抵抗、LED、、LED2は表示灯、INV
はインバータ、NORはノア回路、Dはダイオード、E
lは電源、E2はパルスジェネレータ用電源。 鬼2図 3 ld2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)パルス電源によりヒータ線の加熱期間と加熱停止
    期間を設け、前記加熱停止期間のヒータ線を加熱せず低
    温状態でガスを吸着せしめることにより、金属酸化物半
    導体の導電度又は抵抗値の変化を利用してガス漏れ検出
    を行い、前記加熱期間のヒータ線の加熱により前記ガス
    を素子より脱着するタイプのガス検知素子を警報装置と
    組合せてガス漏れ検出警報を行うガス漏れ検知装置にお
    いて、 前記ヒータ線を通じて流れる加熱用電流を検出する第1
    の電流検出手段と、 前記パルス電源による加熱停止期間に、前記ヒータ線に
    断線検出用の電流を供給するとともに、該供給電流を検
    出する第2の電流検出手段と、前記第1の電流検出手段
    と第2の電流検出手段とのいずれもが電流を検出しなく
    なった時に前記ヒータ線の断線を判別して断線信号を出
    力するヒータ断線判別手段と、 を設けてなることを特徴とするガス漏れ検知装置。
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