JPH053904B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、加熱された状態で煙、ガス等にさ
らされると電気的抵抗が変化する酸化物半導体等
の検出物質を利用した検出器に関する。

〔従来の技術〕 従来の煙、ガス等の検出器は、第２図に示す検
出素子を使つて第３図に示すように接続して構成
されていた。先ず、第２図において、１は煙、ガ
ス等の検出素子で、酸化物半導体等の検出物質２
とこの検出物質２の中に互いに所定距離離して埋
め込まれた一対のヒータ兼電極３ａ，３ｂとによ
り構成されている。ところでこの第２図に示す検
出素子においては、煙、ガス等の検出素子として
の機能を果たすためには、酸化物半導体等の検出
物質２は、それ自体の温度分布が全体的に一様に
なるように加熱されなければならない。そのため
に酸化物半導体等の検出物質２を一対のヒータ兼
電極３ａ，３ｂにより加熱するのである。また、
酸化物半導体等の検出物質２は煙、ガス等にさら
されてない時には電気的に高抵抗であり、煙、ガ
ス等にさらされてそれを吸収すると電気的抵抗が
下がる特性を有し、この抵抗の変化を検出するこ
とにより、煙、ガス等の検出ができる。

第３図は従来の煙、ガス等を検出する検出器の
具体的回路構成を示す図であり、同図において、
４はトランスであり、このトランス４の２次巻線
４ａ，４ｂは一対のヒータ兼電極３ａ，３ｂへ給
電してこれらヒータ兼電極３ａ，３ｂを発熱させ
この発熱によつて酸化物半導体等の検出物質２を
加熱するためのものであるが、両電極３ａ，３ｂ
間の検出物質２の電気抵抗を検出する必要がある
ため、これら２次巻線４ａ，４ｂは２つに分離さ
れ高絶縁状態に保持されている。４ｃはトランス
４の１次巻線、５は直流電源、６は検出素子１に
近接して設けられたサーミスタ、７，８は抵抗で
ある。

この第２図に示す従来の検出器において、一対
のヒータ兼電極３ａ，３ｂはトランスの２次巻線
４ａ，４ｂから給電されると発熱するので、この
発熱によつて酸化物半導体等の検出物質２は加熱
され、検出物質２の温度は全体的に一様な所定の
加熱状態になる。この加熱状態の検出物質２が
煙、ガス等にさらされると、酸化物半導体等の検
出物質２の電気抵抗が低下するので、直流電源５
−ヒータ兼電極３ａ−低抵抗となつた検出物質２
−ヒータ兼電極３ｂ−抵抗８の直流回路に電流が
流れ、従つて、抵抗８の電圧降下を検出すること
によつて煙、ガス等の検出ができる。一方、上記
のように検出物質２がヒータ兼電極３ａ，３ｂに
よつて加熱されていると、検出物質２に近接して
設けられているサーミスタ６も加熱されるので、
サーミスタ６の抵抗は小さい。一方、ヒータ兼電
極３ａ，３ｂの少なくとも一方が断線した場合に
は、酸化物半導体等の検出物質２の温度が下が
り、従つてサーミスタ６の温度も下がるので、サ
ーミスタ６の抵抗が大きくなる。このように、ヒ
ータ兼電極３ａ，３ｂが断線した場合と断線して
いない場合とでサーミスタ６の抵抗が異なるの
で、このサーミスタ６と直列をなす抵抗７の電圧
降下を検出することによりヒータ兼電極３ａ，３
ｂの断線を検出できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記第３図に示す回路構成の従
来の検出器では、一対のヒータ兼電極３ａ，３ｂ
の通電中に双方のヒータ兼電極３ａ，３ｂが断線
した場合でも、断線してから一定時間経過しない
と酸化物半導体等の検出物質２の温度は下がらな
いので断線をすぐ検知することができず、まして
やヒータ兼電極３ａ，３ｂの一方のみが断線した
場合には他方のヒータ兼電極は通電されているの
で、酸化物半導体等の検出物質２の温度が下がる
までに相当時間がかかる。従つて、ヒータ兼電極
３ａ，３ｂへの通電を開始し、煙、ガス等の検出
を行なう少し前にヒータ兼電極３ａ，３ｂが断線
したような場合には、抵抗７による断線検出がで
きるまでに抵抗８の電圧降下をもつて煙、ガス等
の有無判断をする場合もあり、その場合には、
煙、ガス等が有るのに無いと判断してしまう危険
性があつた。また、両ヒータ兼電極３ａ，３ｂ間
が短絡しても、酸化物半導体等の検出物質２の温
度は高いため、上記短絡を検出することはできな
かつた。またサーミスタ６を必要とし、しかもサ
ーミスタ６を検出物質２に近接して設けなければ
ならなかつた。

また、サーミスタを使用しないでヒータ兼電極
の断線を検出する断線検出回路もいくつか提案さ
れているが、何れも回路が複雑で高価となり、し
かも煙、ガス等の検出とは別にヒータ兼電極間の
短絡を検出できるものはなかつた。

この発明はこのような従来の煙、ガス等の検出
をする検出器の欠点を除去するためになされたも
ので、サーミスタを使用する必要がなく、しかも
対をなすヒータ兼電極が断線したり短絡したりす
ると、遅滞なくこれらを検出することができる、
簡単な回路構成で安価な煙、ガス等の検出器を提
供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による煙、ガス等を検出する検出器
は、電源から給電される対をなすヒータ兼電極間
に介在した検出物質の煙、ガス等の存否による抵
抗変化を検出する第１の回路、及び上記ヒータ兼
電極と直列に接続されたスイツチとこのスイツチ
のオン・オフにより上記電源からの通電が制御さ
れるヒータ電流検出回路とを有した第２の回路を
備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、第１の回路における対を
なすヒータ兼電極に通電して加熱された酸化物半
導体等の検出物質が煙、ガス等にさらされると上
記検出物質の電気抵抗が変化し、この電気抵抗の
変化によつて煙、ガス等が検出される。一方、ヒ
ータ兼電極と直列に接続されたスイツチとこのス
イツチのオン・オフにより上記電源からの通電が
制御されるヒータ電流検出回路とを有した第２の
回路を設けてあるので、ヒータ兼電極が断線して
ない場合と断線した場合とでヒータ電流検出回路
への通電状況が断線と同時に変わり、ヒータ兼電
極の断線が遅滞なく即座に検出される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を示す電気的接続
図であり、同図において、第２図及び第３図と同
一符号は同一又は相当部品を示し、９は第１のス
イツチ、１０は第２のスイツチ、１１は定電流回
路、１２はヒータ電流検出回路である。直流電源
５には直列に、一方のヒータ兼電極３ａ、第１の
スイツチ９、他方のヒータ兼電極３ｂが順に接続
されており、また、他方のヒータ兼電極３ｂには
第２のスイツチ１０、定電流回路１１、ヒータ電
流検出回路１２の直列回路と検出抵抗８とを並列
に接続した回路が接続されている。１３は直流電
源５、ヒータ兼電極３ａ、酸化物半導体等の検出
物質２、ヒータ兼電極３ｂ、及び抵抗８を直列接
続して構成された第１の回路で、両ヒータ兼電極
３ａ，３ｂ間の検出物質２の抵抗変化を検出抵抗
８で検出するものである。１４は直流電源５、一
方のヒータ兼電極３ａ、第１のスイツチ９、他方
のヒータ兼電極３ｂ、第２のスイツチ１０、定電
流回路１１、及びヒータ電流検出回路１２を直列
接続して構成された第２の回路で、ヒータ兼電極
３ａ，３ｂの断線を検出するための回路である。

次に第１図の動作について説明する。

第１のスイツチ９と第２のスイツチ１０とを共
にオンにすると、一対のヒータ兼電極３ａ，３ｂ
は定電流回路１１により規定された電流によつて
発熱する。この通電状態において、一対のヒータ
兼電極３ａ，３ｂの少なくとも一方が断線する
と、ヒータ電流検出回路１２には電流が流れなく
なるので、即ちヒータ電流検出回路１２には電流
が流れるべき時に電流が流れなくなることから、
一対のヒータ兼電極３ａ，３ｂの少なくとも一方
の断線を検知できる。しかも一対のヒータ兼電極
３ａ，３ｂの少なくとも一方が断線すると、上記
第３図の従来のもののように遅滞することなく断
線と同時に断線を検出することができる。また、
煙、ガス等の検出を行なう場合には、上記のよう
に第１及び第２のスイツチ９，１０を所定時間の
間オンにして酸化物半導体等の検出物質２を充分
に加熱した後、第１及び第２のスイツチ９，１０
を共にオフにして検出抵抗８の両端の電位差によ
り、煙、ガス等の検出を行なう。即ち、煙、ガス
等が存在すれば、第２図、第３図でも説明したよ
うに、酸化物半導体等の検出物質２の電気抵抗が
急激に低下し、検出抵抗８に大きな電圧降下が生
じるので、煙、ガス等の検出ができる。また、第
１及び第２のスイツチ９，１０が故障した場合に
は、両スイツチ９，１０をオフにしても、オンの
状態を保持しているのでヒータ電流検出回路１２
に電流が流れることになる。逆に、第１及び第２
のスイツチ９，１０をオフにした時にヒータ電流
検出回路１２に電流が流れてなければ、両スイツ
チ９，１０が正常に動作していることになる。従
つて両スイツチ９，１０が正常に動作しているか
否かの確認も、ヒータ電流検出回路１２によつて
行なえる。更に、第１及び第２のスイツチ９，１
０の双方をオンにして両ヒータ兼電極３ａ，３ｂ
に通電しているときに両ヒータ兼電極３ａ，３ｂ
間に短絡した場合には、ヒータ兼電極３ａ，３ｂ
のインピータンス低下（インピーダンスの低下度
合は短絡した位置に依存する）によつてヒータ電
流検出回路１２に大きな電流が流れるので、ヒー
タ電流検出回路１２で電流を検出することによつ
て一対のヒータ兼電極３ａ，３ｂ間の短絡も検出
できる。なお、ヒータ兼電極３ａ，３ｂ間の短絡
は、第１のスイツチ９をオフにしている場合であ
つても、第２のスイツチ１０をオンにすることに
よつて検出することができる。即ち、第１のスイ
ツチ９がオフの状態の場合、ヒータ兼電極３ａ，
３ｂ間が短絡していなければ、両電極３ａ，３ｂ
間の酸化物半導体２が高絶縁状態を維持している
限り、第２のスイツチ１０をオンにしてもヒータ
電流検出回路１２に電流は流れないが、ヒータ兼
電極３ａ，３ｂ間が短絡すればヒータ電流検出回
路１２に電流が流れるので、ヒータ電流検出回路
１２で電流を検出することによつてヒータ兼電極
３ａ，３ｂ間の短絡を検出できるのである。

以上、要するに、第１図に示すこの発明の一実
施例においては次の利点がある。

(1) ヒータ兼電極３ａ，３ｂの断線の検出が、そ
の断線と同時に行なわれる。

(2) スイツチ９，１０が確実に動作しているかを
ヒータ電流検出回路１２により容易に確認でき
る。

(3) 一対のヒータ兼電極３ａ，３ｂ間が短絡して
いないかどうかを、ヒータ電流検出回路１２に
より容易に確認できる。

(4) 従来のように、サーミスタ６を使用する必要
がなく、従つてサーミスタ６を、煙、ガス等の
検出素子１に近接して取り付ける必要もない。

〔発明の効果〕

この発明は以上のように、対をなすヒータ兼電
極に通電して上記対をなすヒータ兼電極間の検出
物質を加熱し、加熱された状態の上記検出物質の
煙、ガス等にさらされることによる抵抗の変化を
検出して煙、ガス等を検出する検出器において、
電源が上記対をなすヒータ兼電極のそれぞれの一
端に検出抵抗を介して接続され、上記電源から給
電される上記対をなすヒータ兼電極間に介在した
上記検出物質の煙、ガス等の存在による抵抗変化
を検出する第１の回路、及び上記ヒータ兼電極の
それぞれと、これらヒータ兼電極の他端間に接続
された第１のスイツチと、上記第１の回路の検出
抵抗に並列に接続された第２のスイツチとヒータ
電流検出回路の直列回路とを直列に接続した第２
の回路を備え、上記第１、第２のスイツチを、上
記ヒータ兼電極加熱時及び断線検出時に共にオン
とし、煙、ガス等の検出時に共にオフとするよう
にしたので、上記第１の回路によつて煙、ガス等
の検出ができるのは勿論のこと、上記第２の回路
によつてヒータ兼電極の断線及びこれら電極間の
短絡を遅滞なく即座に検出できるので、上記第１
の回路による煙、ガス等の検出は正確に行なえ、
しかも、回路構成が極めて簡単で安価で、従来の
ように断線検出のためのサーミスタを設ける必要
はなく、ましてや、サーミスタを煙、ガス等の検
出素子に近接して取り付ける必要もない、等の効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す接続図、第
２図は煙、ガス等の検出素子の概略構造を示す斜
視図、第３図は従来の煙、ガス等の検出器を示す
接続図である。 図において、１は検出素子、２は検出物質、３
ａ，３ｂはヒータ兼電極、５は電源、８は検出抵
抗、９は第１のスイツチ、１０は第２のスイツ
チ、１２はヒータ電流検出回路、１３は第１の回
路、１４は第２の回路である。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対をなすヒータ兼電極に通電して上記対をな
   すヒータ兼電極間の検出物質を加熱し、加熱され
   た状態の上記検出物質の煙、ガス等にさらされる
   ことによる抵抗の変化を検出して煙、ガス等を検
   出する検出器において、電源が上記対をなすヒー
   タ兼電極のそれぞれの一端に検出抵抗を介して接
   続され、上記電源から給電される上記対をなすヒ
   ータ兼電極間に介在した上記検出物質の煙、ガス
   等の存在による抵抗変化を検出する第１の回路、
   及び上記ヒータ兼電極のそれぞれと、これらヒー
   タ兼電極の他端間に接続された第１のスイツチ
   と、上記第１の回路の検出抵抗に並列に接続され
   た第２のスイツチとヒータ電流検出回路の直列回
   路とを直列に接続した第２の回路を備え、上記第
   １、第２のスイツチを、上記ヒータ兼電極加熱時
   及び断線検出時に共にオンとし、煙、ガス等の検
   出時に共にオフとするようにしたことを特徴とす
   る検出器。