JPH0411163Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （利用分野） 本考案はCO検知装置、特に、清浄空気中では
通電開始後一定時間（初期安定化時間）だけその
電気抵抗が極端に低下した後その電気抵抗が安定
する形式の半導体式ガスセンサを用いたCO検知
装置の異常検知装置に関するものである。

（従来技術及びその問題点） 半導体式ガスセンサを用いたCO検知装置では、
このセンサ素子をCO発生箇所に配置すると共に
このセンサ素子に所定の電圧を印加させて、初期
安定化時間経過後における、雰囲気中のCO値に
応じた前記センサ素子の抵抗変化に伴う電圧変化
によりCOを検知するようにしている。

また、この半導体式のガスセンサは、雰囲気温
度によつて検知性能が変化するため、ヒーターに
よりこのセンサを一定温度に加熱して検知性能の
安定化を図つている。

従つて、このヒータが断線した場合には十分な
検知性能を発揮しないこととなり、この種センサ
を用いるCO検知装置は作動しないこととなる。

かかる不都合を防止するため、ヒータ回路が断
線したか否かをチエツクできるようにしたものが
特公昭51−45810号公報として提案されている。

この従来のものでは、ヒータ断線による異常は
上記の如く検知可能であるが、センサ素子にひび
割れが生じた場合等、ヒータ断線に至らないセン
サ不良はチエツクできない。

上記ひび割れ等の不良においては、センサ性能
が著しく低下するもののヒータ断線にまで致ら
ず、ヒータ回路には異常が生じないからである。

（技術的課題） 本考案は、このように、半導体ガスセンサを用
いたCO検知装置において、ヒータ断線とは関連
のないセンサの異常を検知できるようにするた
め、センサ素子自体のひびわれ等の異常による変
化を検知できるようにすることをその課題とす
る。

（手段） 上記課題を解決するために講じた本考案の技術
的手段は『CO検知装置は、センサ素子への通電
開始から初期安定化時間経過後においてCO検知
状態となる構成とし、前記初期安定化時間内のセ
ンサ素子間電圧と比較用の基準電圧とを比較回路
１１に入力させ前記センサ素子間電圧が基準電圧
以上のときには異常検知出力状態となる異常検知
回路１と、この異常検知回路１の異常検知出力に
より作動する出力装置３と、上記初期安定化時間
内で少なくとも通電開始後設定時間経過時に前記
異常検知回路１を出力状態とするタイマー２とを
設け、通電開始後このタイマー２の設定時間経過
時における正常なセンサ素子に印加されるセンサ
素子間電圧より高い電圧を上記比較回路の基準電
圧とした』ことである。（第１図参照） （作用） 本考案の上記技術的手段は次のように作用す
る。

半導体ガスセンサ素子には、無通電で放置した
後、電圧を印加すると第２図の実線のように変化
する特性がある。すなわち、通電開始と同時に清
浄大気中での抵抗値は一旦急激に低下し、その後
雰囲気に対応した安定状態となる。

異常検知回路１はタイマー２により、この初期
安定化時間内で、少なくと通電開始後の設定時間
経過時には出力状態となるから、この時点でのセ
ンサ素子間電圧が基準電圧と比較される。このと
き、センサ素子が正常な場合にはセンサ素子間電
圧は基準電圧以下となるから、異常検知回路１の
出力は異常検知出力状態とは成らない。つまり、
出力装置３が動作しない。

逆に、センサ素子にひび割れ等の異常がある場
合にはセンサ素子の抵抗はその分大きくなるか
ら、前記所定時間経過時のセンサ間電圧は基準電
圧よりも大きくなり、異常検知回路からの出力は
異常検知出力状態となり、出力装置３が作動す
る。

（効果） センサ素子にひび割れ等の異常が生じた場合に
も、出力手段が動作するから、ヒータ断線に致ら
ないセンサ素子の異常が放置されたままになる不
都合が防止できる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を第３図に基づいて説明
する。

この実施例のCO検知装置は燃焼器具に組込ま
れるもので、半導体式ガスセンサ１０が器具の排
気通路Ａに設置され、排気中のCOを検知して不
完全燃焼状態において、器具の運転を停止させる
とともに、前記半導体式ガスサンサ１０に異常が
ある場合にも同様に器具を停止させるようにした
ものである。

従つて、既述の異常検知回路１とCO検知回路
６が共に始動スイツチ４により動作状態に置かれ
るようになつており、これらの回路の出力が、既
述のタイマー２に対応するタイマ２ａとCO検知
開始タイマー２ｂとにより所定の時間経過で出力
手段３としての元弁制御装置８に入力されるよう
になつている。

前記半導体式ガスセンサ１０は、第４，５図の
如く、ヒータ１０ａとセンサ素子１０ｂとの組み
合せからなるもので、センサ素子１０ｂ間電圧が
異常検知回路１における比較回路１１としての第
１コンパレータ１１ａに入力され、異常検知用の
第１基準電圧設定回路１３の基準電圧と比較され
る。この基準電圧は、通電開始後３〜５秒間経過
した時点における正常なセンサ素子間電圧よりわ
ずかに高い電圧に設定してある。

上記、第１コンパレータ１１ａの出力は、出力
手段３としての元弁制御装置８を挿入した第１出
力回路５ａのスイツチングトランジスタ５１のベ
ースに印加されており、さらに、この出力回路に
はタイマ２ａの常開出力接点２１ａが挿入される
とともにこのタイマの設定時間は既述の条件を満
足する値、例えば、３〜５秒程度に設定してあ
る。他方元弁制御装置８は種火バーナ８１により
加熱される熱電対回路８２に設けた励磁コイル８
３で元弁８４を制御する、いわゆる、熱電対式安
全器を利用するもので、熱電対回路８２に所定の
熱起電力が生じているときには元弁８４が開弁状
態に置かれ、前記熱起電力が一定以下となると閉
弁っする形式のものであり、上記第１出力回路５
ａの電圧が熱電対回路８２における励磁コイル８
３の負極側に印加されている。

尚、タイマ２ａにはセンサ素子回路と並列に設
けたヒータ１０ａの回路に挿入される常開出力接
点２１ｂを具備させてあり、この出力接点はタイ
マ２ａの設定時間（３〜５秒）だけON状態とな
る。

次に、CO検知装置６はCO検知用の第２基準電
圧設定回路１４の基準電圧と上記のセンサ素子１
０ｂ間電圧とが入力される第２コンパレータ１１
ｂを具備する構成としてあり、この第２コンパレ
ータ１１ｂからの出力が、既述の第１出力回路５
ａと並列に設けた第２出力回路５ｂの第２スイツ
チングトランジスタ５２のベースに印加されてお
り、この第２出力回路５ｂに挿入したCO検知開
始タイマ２ｂの常開出力接点２２がこのタイマの
設定時間経過時に閉成されるようになつている。

上記した実施例のものでは、始動スイツチ４の
閉成により、ヒータ１０ａ及び異常検知回路１が
ONとなり、センサ素子１０ｂはヒータ１０ａに
より加熱された状態でその抵抗が変化する。この
時、同時に主バーナ８５が燃焼状態となる。

センサ素子１０ｂに異常がある場合、既述の作
用でタイマ２ａの設定時間経過時においては第１
コンパレータ１１ａからの出力が高電位（以下
（Ｈ）という）となるとともにタイマ２ａの常開
出力接点２１ａがONとなることから、第１スイ
ツチングトランジスタ５１がONとなつて熱電対
回路８２に逆の電圧が印加され、励磁コイル８３
により開弁状態にホールドされていた元弁８４が
閉弁する。すなわち、元弁制御装置８が動作して
主バーナ８５の燃焼が停止せしめられる。逆に異
常がない場合には、第１コンパレータ１１ａから
の出力状態が低電位（以下（Ｌ）という）のまま
となり、第１出力回路５ａが非導通のままに置か
れてそのまま燃焼が持続する。

尚、この実施例では、初期における上記異常チ
エツクの間、ヒータ１０ａによりセンサ素子１０
ｂを加熱する方式をとる。従つて、異常チエツク
動作が確実であるとともに、電源電圧の低下、す
なわち、バツテリチエツクも可能となる。

すなわち、センサ素子１０ｂは所定の加熱条件
下におかれることによつてその抵抗が第２図の実
線の如く短時間で変化するものであり、ヒータ１
０ａによつて適正に加熱されない場合、例えば、
電源電圧が低下すると、第２図の破線のように抵
抗が変化し、この場合もセンサ素子１０ｂに異常
があつた場合と同様に動作する。また、排気によ
る加熱によつても加熱開始後センサ素子１０ｂの
抵抗は初期安定化時間において変化するが、排気
による加熱はヒータ加熱による場合にくらべて応
答が遅く、しかも、安定性に欠ける。ところが、
上記したように、この実施例ではヒータ加熱方式
であることから、センサ素子の初期安定化時間に
おける抵抗変化も一定する。従つて上記動作の確
実性が得られることとなるのである。

次いで、センサ素子１０ｂの初期安定化時間が
経過してCO検知開始タイマ２ｂの設定時間が経
過すると、このタイマの常開出力接点２２がON
となる第２コンパレータ１１ｂの出力に応じて元
弁制御装置８が動作する。従つて、CO検知状態
でも第２コンパレータ１１ｂの出力が（Ｈ）とな
つて第２スイツチグトランジスタ５２がONとな
り、熱電対回路８２に逆電圧が印加されて元弁８
４が閉となる。

このように、この実施例のものでは、ヒータ断
線、センサ素子１０ｂのひび割れ等の異常、電池
電圧が不十分な場合等の事態があると異常検知回
路１の出力によつて元弁８４が閉じられるととも
にCO検知状態でも元弁８４が閉じられる。従つ
て、燃焼異常に対応する安全動作はもちろんCO
検知装置の種々の異常に対しても安全動作するか
ら、器具の安全性が保たれる。

また、ヒータ１０ａの回路には短時間だけ通電
されるものであるから、電池の消耗も低く抑えら
れる利点がある。

尚、この実施例では各タイマとしてコンパレー
タ２４とコンデンサー２３の組み合せを採用し、
リレー２５の出力接点をタイマの出力接点とした
が、他の形式のタイマを利用することも可能であ
る。

さらに、出力手段３としては上記実施例以外に
警報器等の装置も使用できる。

以上の実施例はヒータによりセンサ素子を加熱
する構成としたが、ヒータを具備しない構成のガ
スセンサの場合にも本考案は実施可能である。こ
の場合、センサ素子の加熱は排気による加熱等の
外部加熱によるものとすればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の要部の概略説明図、第２図は
センサ素子の初期安定化時間の説明図、第３図は
本考案実施例の説明用回路図、第４，５図は本導
体式ガスセンサーの説明図であり、図中 １……異常検知回路、１１……比較回路、１１
ａ……第１コンパレータ、１１ｂ……第２コンパ
レータ、１３……第１基準電圧設定回路、２……
タイマー、２１ａ……常開出力接点、３……出力
手段、３１……警報装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 半導体式ガスセンサを用いたCO検知装置に
   おいて、CO検知装置は、センサ素子への通電
   開始から初期安定化時間経過後においてCO検
   知状態となる構成とし、前記初期安定化時間内
   のセンサ素子間電圧と比較用の基準電圧とを比
   較回路１１に入力させ前記センサ素子間電圧が
   基準電圧以上のときには異常検知出力状態とな
   る異常検知回路１と、この異常検知回路１の異
   常検知出力により作動する出力装置３と、上記
   初期安定化時間内で少なくとも通電開始後の設
   定時間経過時に前記異常検知回路１を出力状態
   とするタイマー２とを設け、通電開始後このタ
   イマー２の設定時間経過時における正常なセン
   サ素子に印加されるセンサ素子間電圧より高い
   電圧を上記比較回路の基準電圧としたCO検知
   装置の異常検知装置。 半導体式ガスセンサをセンサ素子加熱用のヒ
   ーターを具備するガスセンサとした実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載のCO検知装置の異
   常検知装置。 半導体式ガスセンサのヒーター回路を初期安
   定化時間内で、上記タイマー２の設定時間まで
   の間だけONとする様にした実用新案登録請求
   の範囲第２項に記載のCO検知装置の異常検知
   装置。