JPH0411164Y2 - - Google Patents

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JPH0411164Y2
JPH0411164Y2 JP1984167936U JP16793684U JPH0411164Y2 JP H0411164 Y2 JPH0411164 Y2 JP H0411164Y2 JP 1984167936 U JP1984167936 U JP 1984167936U JP 16793684 U JP16793684 U JP 16793684U JP H0411164 Y2 JPH0411164 Y2 JP H0411164Y2
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gas
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Description

【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本考案は金属酸化物半導体ガスセンサを用いた
ガス検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a gas detection device using a metal oxide semiconductor gas sensor.

<従来の技術> この種のガス検出装置としては従来例えば「セ
ンサ技術」1983年7月号、P70第5図に示されて
いるような家庭用ガス洩れ警報器等がある。
<Prior Art> As this type of gas detection device, there is a gas leak alarm for home use as shown in FIG. 5 of page 70 of "Sensor Technology", July 1983 issue.

かかるガス洩れ警報器の要部の構成及び作用を
第2図に基づいて簡単に説明する。
The structure and operation of the main parts of such a gas leak alarm will be briefly explained based on FIG. 2.

図において、1は金属酸化物半導体を利用した
ガス検出部としてのガスセンサで、例えばSoO2
焼結体内に一方の電極を兼ねるヒータ2と、該ヒ
ータ2に対応するもう1つの電極3とが埋設され
ている。尚、前記ヒータ2は焼結体温度の安定化
等のために設けられている。そして、ガス濃度に
応じてSoO2焼結体の導電性が変化するため、ヒ
ータ2と電極3との間の抵抗値が変化する。4
は、前記ガスセンサ1と直列に接続された分圧回
路で、抵抗R1,R2及び温度補償用のサーミスタ
RTHとで構成されている。5は非反転入力端子
(+側端子)側に比較電圧、即ちガスセンサ1と
分圧回路4とで分圧された電圧が入力し、反転入
力端子(−側端子)側に基準電圧VSが入力する
比較回路としてのコンパレータで、分圧電圧が基
準電圧VS以上になるとその出力が“H”レベル
となる。6はトランジスタ7が導通したとき点灯
する警報部としての発光ダイオードである。
In the figure, 1 is a gas sensor as a gas detection part using a metal oxide semiconductor, for example, S O 2
A heater 2 which also serves as one electrode, and another electrode 3 corresponding to the heater 2 are buried in the sintered body. The heater 2 is provided for stabilizing the temperature of the sintered body. Since the conductivity of the S O 2 sintered body changes depending on the gas concentration, the resistance value between the heater 2 and the electrode 3 changes. 4
is a voltage dividing circuit connected in series with the gas sensor 1, which includes resistors R 1 , R 2 and a thermistor for temperature compensation.
It is composed of R TH . In 5, the comparison voltage, that is, the voltage divided by the gas sensor 1 and the voltage dividing circuit 4, is input to the non-inverting input terminal (+ side terminal), and the reference voltage V S is input to the inverting input terminal (- side terminal). A comparator serves as an input comparison circuit, and when the divided voltage becomes equal to or higher than the reference voltage V S , its output becomes "H" level. Reference numeral 6 denotes a light emitting diode serving as an alarm unit that lights up when the transistor 7 becomes conductive.

かかる構成において、ガス洩れにより、ガスセ
ンサ1のSoO2焼結体内にガスが侵入すると、そ
の導電性が変化しヒータ2と電極3間の抵抗値を
RTとするとRTが小さくなる。これにより、前記
RTと分圧回路4の合成抵抗値RCとの分圧比で決
定される図中a点の電位が上昇し、基準電圧VS
以上になるとコンパレータ5の出力が“L”から
“H”に変わりトランジスタ7をONさせて発光
ダイオード6が点灯し、ガス洩れを知らせる。
In such a configuration, when gas enters the S o O 2 sintered body of the gas sensor 1 due to gas leakage, its conductivity changes and the resistance value between the heater 2 and the electrode 3 decreases.
R T becomes smaller . This allows the above
The potential at point a in the figure, which is determined by the voltage division ratio of R T and the combined resistance value R C of voltage divider circuit 4, increases, and the reference voltage V S
When the temperature exceeds this level, the output of the comparator 5 changes from "L" to "H", turning on the transistor 7 and lighting the light emitting diode 6 to notify the gas leak.

一方、ガス洩れのないときには、a点の分圧電
圧が基準電圧VSより低くなつているのでコンパ
レータ5の出力は“L”レベルであり、トランジ
スタ7がOFFで発光ダイオード6は消灯してい
る。
On the other hand, when there is no gas leak, the divided voltage at point a is lower than the reference voltage V S , so the output of comparator 5 is at "L" level, transistor 7 is OFF, and light emitting diode 6 is off. .

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところが、このようなガス検出装置の場合、例
えばヒータ2の断線等ガスセンサ1の故障でRT
が高過ぎたり電源電圧VDCの供給がなされていな
いときには、a点の電位がVS以上になることが
なく発光ダイオード6を消灯し、また分圧回路4
内の抵抗R1,R2やサーミスタRTHが断線したとき
には、a点の電位が基準電圧VSより低くならず
発光ダイオード6が点灯する。
<Problems to be solved by the invention> However, in the case of such a gas detection device, a failure of the gas sensor 1 such as a disconnection of the heater 2 causes the R T
is too high or the power supply voltage V DC is not supplied, the potential at point a will not exceed V S and the light emitting diode 6 will be turned off, and the voltage divider circuit 4 will turn off.
When the resistors R 1 and R 2 and the thermistor R TH are disconnected, the potential at point a does not become lower than the reference voltage V S and the light emitting diode 6 lights up.

このため、発光ダイオード6が点灯している場
合は、装置の故障に起因していてもガス洩れと判
断して対処することによりフエールセーフ機能を
有していると言えるが、発光ダイオード6が消灯
しているときには、装置の故障に起因していても
これが判らずガス洩れがないと判断してしまうと
いう問題があつた。
Therefore, if the light-emitting diode 6 is lit, it can be said that it has a fail-safe function by determining that there is a gas leak and taking measures even if it is caused by a device failure, but if the light-emitting diode 6 is turned off, However, there was a problem in that even if a malfunction occurred in the equipment, it could not be recognized and it was determined that there was no gas leak.

本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、
ガス検出装置に装置が正常か否かを診断する自己
診断機能を持たせることにより、ガス検出装置の
信頼性を高めることを目的とする。
This idea was made in view of the above circumstances.
The purpose of the present invention is to improve the reliability of a gas detection device by providing the gas detection device with a self-diagnosis function for diagnosing whether the device is normal or not.

<問題点を解決するための手段> このため本考案では、電源線と接地との間に、
ガス濃度の上昇に応じて抵抗値が減少するガス検
出部と、分圧回路とを順次直列に接続すると共
に、前記ガス検出部の抵抗値と分圧回路の抵抗値
とによつて分圧されガス検出部の抵抗値変化に応
じて変化するガス検出部と分圧回路との中間点電
圧を入力して予め設定した基準電圧と比較し前記
中間点電圧が基準電圧以上のとき出力する比較回
路と、該比較回路が出力したとき警報を発する警
報部とを備えたガス検出装置において、前記分圧
回路と接地との間に、当該分圧回路と接地間を周
期的に断線させることで前記中間点電圧レベルを
周期的に基準電圧以上に高めるスイツチング回路
を設けるようにした。
<Means for solving the problem> For this reason, in this invention, between the power line and the ground,
A gas detection section whose resistance value decreases as the gas concentration increases and a voltage dividing circuit are connected in series, and the pressure is divided by the resistance value of the gas detection section and the resistance value of the voltage dividing circuit. A comparator circuit that inputs the midpoint voltage between the gas detection unit and the voltage dividing circuit that changes according to a change in the resistance value of the gas detection unit, compares it with a preset reference voltage, and outputs an output when the midpoint voltage is equal to or higher than the reference voltage. and an alarm unit that issues an alarm when the comparator circuit outputs an output, the gas detection device is equipped with: a gas detection device that is equipped with an alarm unit that issues an alarm when the comparator circuit outputs an output; A switching circuit is provided to periodically raise the midpoint voltage level above the reference voltage.

<作用> これにより、ガス漏れがなくかつガス検出装置
が正常の場合、スイツチング回路の断・接動作に
同期して比較回路に入力する分圧電圧が基準電圧
を境にして上下し発光ダイオードを点滅させる。
また、装置の故障時にはスイツチング回路の断・
接動作に関係なく発光ダイオードは消灯又は点灯
のどちらかの状態になり、点滅しなくなるので、
装置が正常か否かを知ることができる。
<Function> As a result, when there is no gas leak and the gas detection device is normal, the divided voltage input to the comparator circuit rises and falls around the reference voltage in synchronization with the disconnection/connection operation of the switching circuit, causing the light emitting diode to rise and fall. Make it blink.
In addition, in the event of equipment failure, the switching circuit can be disconnected or
Regardless of the connection operation, the light emitting diode will be either off or on and will no longer blink.
You can know whether the device is normal or not.

<実施例> 以下本考案の一実施例を第1図に基づいて詳細
に説明する。尚、第2図と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。
<Example> An example of the present invention will be described in detail below with reference to FIG. Incidentally, the same parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

第1図において、8は分圧回路4と接地間に介
挿されたトランジスタ9と、該トランジスタ9の
ベースに所定の周期で出力を発する発振器10と
で構成されたスイツチング回路である。
In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a switching circuit composed of a transistor 9 inserted between the voltage dividing circuit 4 and ground, and an oscillator 10 which generates an output at a predetermined period to the base of the transistor 9.

次に作用を説明する。 Next, the effect will be explained.

まず、ガス検出装置が正常の場合について説明
する。
First, a case where the gas detection device is normal will be described.

トランスジスタ9は通常はON状態にあり、発
振器10からの出力によつて一定周期でOFF状
態となる。トランスジスタ9がON状態にあると
きは、分圧回路4が接地されるため、従来と同様
の回路構成となり電源から供給される電流はガス
センサ1及び分圧回路4を通つて接地に流れる。
このときのa点の電圧Vは次式で表される。
The transistor 9 is normally in an ON state, and is turned OFF at regular intervals by the output from the oscillator 10. When the transistor 9 is in the ON state, the voltage dividing circuit 4 is grounded, so the circuit configuration is the same as the conventional one, and the current supplied from the power source flows through the gas sensor 1 and the voltage dividing circuit 4 to the ground.
The voltage V at point a at this time is expressed by the following equation.

V=RC・VDC/(RT+RC)……(1) ここで、RTはガスセンサの電極間抵抗値、RC
は分圧回路の合成抵抗、VDCは電源電圧を示す。
また、トランスジスタ9がOFFになると電流は
ガスセンサ1,コンパレータ5を通つて接地に流
れる。このときのa点の電圧Vは次式で表され
る。
V=R C・V DC /(R T +R C )……(1) Here, R T is the interelectrode resistance value of the gas sensor, R C
is the combined resistance of the voltage divider circuit, and V DC is the power supply voltage.
Furthermore, when the transistor 9 is turned off, current flows through the gas sensor 1 and the comparator 5 to ground. The voltage V at point a at this time is expressed by the following equation.

V=Ri・VDC/(RT+Ri)……(2) ここで、Riはコンパレータの入力抵抗を示す。 V=R i ·V DC /(R T +R i )...(2) Here, R i represents the input resistance of the comparator.

従つて、ガス漏れがないときには、トランジス
タ9がON状態のときガスセンサ1の抵抗値RT
大きく(1)式によりV<VSとなり、コンパレータ
5の出力が“L”レベルとなりトランジスタ7が
OFFで発光ダイオード6は消灯している。また、
トランジスタ9がOFFになると(2)式においてコ
ンパレータ5の入力抵抗Riが大きいため、Vが上
昇しV>VSとなりコンパレタ5の出力が“L”
から“H”になりトランジスタ7がONとなり発
光ダイオードが点灯する。このように、ガス検出
装置が正常でガス洩れがない場合には、トランジ
スタ9のON−OFFに応じて発光ダイオード6が
点滅動作する。
Therefore, when there is no gas leak, the resistance value R T of the gas sensor 1 is large when the transistor 9 is in the ON state, and V<V S according to equation (1), and the output of the comparator 5 becomes "L" level and the transistor 7 is turned on.
When it is OFF, the light emitting diode 6 is turned off. Also,
When the transistor 9 turns OFF, in equation (2), since the input resistance R i of the comparator 5 is large, V increases and V>V S , and the output of the comparator 5 becomes “L”.
becomes “H”, transistor 7 turns on, and the light emitting diode lights up. In this manner, when the gas detection device is normal and there is no gas leak, the light emitting diode 6 blinks in response to the ON/OFF state of the transistor 9.

また、ガス洩れが発生しガスセンサ1がこれを
検出すると、ガスセンサ1の抵抗値RTが小さく
なり、Vが上昇する。そして、所定の濃度以上に
なると、トランジスタ9がON状態にあつてもV
>VSとなりコンパレータ5の出力が“L”から
“H”になり発光ダイオード6は点灯する。この
ように、ガス検出装置が正常の時にガス漏れが発
生した場合には、発光ダイオード6は連続点灯し
てガス洩れを知らせる。
Further, when a gas leak occurs and the gas sensor 1 detects this, the resistance value R T of the gas sensor 1 decreases and V increases. When the concentration exceeds a predetermined level, even if the transistor 9 is in the ON state, V
>V S , the output of the comparator 5 changes from "L" to "H" and the light emitting diode 6 lights up. In this manner, if a gas leak occurs while the gas detection device is operating normally, the light emitting diode 6 lights up continuously to notify the gas leak.

次に、ガス検出装置が故障した場合について説
明する。
Next, a case where the gas detection device fails will be explained.

例えばヒータ2の断線等によりガスセンサ1の
抵抗値RTが極めて高くなつた場合や電源電圧VDC
の供給がなされていないような故障時には、トラ
ンジスタ9のON−OFFとは関係なくa点の電圧
Vが大きく低下し、コンパレータ5の基準電圧
VS以上になることはなく発光ダイオード6は消
灯したままとなる。
For example, if the resistance value R T of the gas sensor 1 becomes extremely high due to a disconnection of the heater 2, or if the power supply voltage V DC
In the event of a failure where the voltage is not being supplied, the voltage V at point a will drop significantly regardless of whether transistor 9 is ON or OFF, and the reference voltage of comparator 5 will drop.
The voltage does not exceed V S and the light emitting diode 6 remains off.

また、分圧回路4の抵抗R1,R2やサーミスタ
RTHが断線しているときには分圧回路4の合成抵
抗RCが極めて大きくなるため、トランジスタ9
のON−OFFとは関係なく電圧Vは基準電圧VS
り常に大きくなり、発光ダイオード6は点灯した
ままとなる。更に、トランジスタ9や発振器10
が故障すれば発光ダイオード6はやはり点滅しな
い。このように、ガス検出装置に何らかの故障が
発生した場合には、発光ダイオード6が点灯又は
消灯のどちらかの状態に固定される。
In addition, the resistors R 1 and R 2 of voltage divider circuit 4 and thermistor
When R TH is disconnected, the combined resistance R C of voltage divider circuit 4 becomes extremely large, so transistor 9
The voltage V is always higher than the reference voltage V S regardless of whether it is ON or OFF, and the light emitting diode 6 remains lit. Furthermore, the transistor 9 and the oscillator 10
If the light emitting diode 6 fails, the light emitting diode 6 will not blink. In this way, when some kind of failure occurs in the gas detection device, the light emitting diode 6 is fixed to either a lit or unlit state.

このようにすれば、ガス検出装置が正常のとき
のみ、コンパレータ5の出力の反転が可能とな
り、発光ダイオード6の状態によつて判別でき
る。即ち、点滅していれば装置が正常でかつガス
洩れがないことが判り、消灯していれば装置が故
障しているのを知ることができ、点灯していれ
ば、装置が故障しているか又はガス洩れが発生し
ていると判断できる。
In this way, the output of the comparator 5 can be inverted only when the gas detection device is normal, and this can be determined based on the state of the light emitting diode 6. In other words, if the light is blinking, you know that the device is normal and there is no gas leak, if the light is off, you know that the device is malfunctioning, and if it is lit, you know that the device is malfunctioning. Or it can be determined that a gas leak has occurred.

<考案の効果> 以上述べたように本考案によれば、ガス検出装
置自体に自己診断機能を組み込み、その診断結果
を警報部で報知する構成としたので、警報部の状
態によつて、検出装置が正常でガス検出可能状態
にあるか、又は検出装置が故障しガス検出機能が
失われているかを知ることができ、ガス検出装置
の故障診断が行え検出装置の信頼性を大幅に高め
ることができる。
<Effects of the invention> As described above, according to the invention, the self-diagnosis function is built into the gas detection device itself, and the diagnosis result is notified by the alarm unit. It is possible to know whether the device is normal and capable of gas detection, or whether the detection device has failed and the gas detection function has been lost, and the failure diagnosis of the gas detection device can be performed, greatly increasing the reliability of the detection device. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す回路図、第2
図は従来例の回路図を示す。 1……ガスセンサ、4……分圧回路、5……コ
ンパレータ、6……発光ダイオード、7……トラ
ンジスタ、8……スイツチング回路、9……トラ
ンジスタ、10……発振器。
Figure 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention;
The figure shows a circuit diagram of a conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Gas sensor, 4... Voltage dividing circuit, 5... Comparator, 6... Light emitting diode, 7... Transistor, 8... Switching circuit, 9... Transistor, 10... Oscillator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 電源線と接地との間に、ガス濃度の上昇に応じ
て抵抗値が減少するガス検出部と、分圧回路とを
順次直列に接続すると共に、前記ガス検出部の抵
抗値と分圧回路の抵抗値とによつて分圧されガス
検出部の抵抗値変化に応じて変化するガス検出部
と分圧回路との中間点電圧を入力して予め設定し
た基準電圧と比較し前記中間点電圧が基準電圧以
上のとき出力する比較回路と、該比較回路が出力
したとき警報を発する警報部とを備えたガス検出
装置において、前記分圧回路と接地との間に、当
該分圧回路と接地間を周期的に断線させることで
前記中間点電圧レベルを周期的に基準電圧以上に
高めるスイツチング回路を設けたことを特徴とす
るガス検出装置。
A gas detection section whose resistance value decreases as the gas concentration increases and a voltage dividing circuit are connected in series between the power supply line and the ground, and the resistance value of the gas detection section and the voltage dividing circuit are connected in series. The midpoint voltage between the gas detection section and the voltage dividing circuit, which is divided by the resistance value and changes according to the change in the resistance value of the gas detection section, is input and compared with a preset reference voltage to determine the midpoint voltage. In a gas detection device that includes a comparison circuit that outputs when the voltage is equal to or higher than a reference voltage, and an alarm section that issues an alarm when the comparison circuit outputs an output, a 1. A gas detection device comprising a switching circuit that periodically increases the intermediate point voltage level to a reference voltage or higher by periodically disconnecting the voltage.
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JPS5842960A (en) * 1981-09-08 1983-03-12 Matsushita Electric Works Ltd Detection apparatus of combustible gas

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