JPH0793679A - ガス漏れ警報器 - Google Patents

ガス漏れ警報器

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JPH0793679A
JPH0793679A JP23397093A JP23397093A JPH0793679A JP H0793679 A JPH0793679 A JP H0793679A JP 23397093 A JP23397093 A JP 23397093A JP 23397093 A JP23397093 A JP 23397093A JP H0793679 A JPH0793679 A JP H0793679A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
heater
gas
comparator
gas leak
Prior art date
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Pending
Application number
JP23397093A
Other languages
English (en)
Inventor
Kimio Hatakeyama
喜美雄 畠山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】初期鳴動時間が短く始動容易なガス漏れ警報器
を得る。 【構成】ヒータ回路を設けてガス漏れ警報器に電源を投
入してから初期ヒータ時間が経過するまではヒータ電力
を増大し素子温度を定常温度よりも高くして初期鳴動時
間を短縮し、ガス漏れ警報器の始動を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はLPガス,都市ガス,
水素ガス等を検出するガス漏れ警報器に係り、特にガス
漏れ警報器に使用されるガスセンサのヒータ回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ガスセンサの一つとして酸化スズや酸化
亜鉛等の金属酸化物半導体を用いるものが知られてい
る。これら金属酸化物半導体は大気中において300な
いし500℃程度に加熱されると粒子表面に大気中の酸
素が活性化吸着し、高抵抗化するが還元性ガスである被
検ガス中では還元性ガスが吸着酸素を置換して金属酸化
物半導体に吸着され電気抵抗値が減少する。このような
金属酸化物半導体を用いるガスセンサがLPガスや都市
ガス等のガス漏れ警報器用に利用されている。
【0003】図4は従来の厚膜ガスセンサを示す平面図
である。図5は従来の厚膜ガスセンサを示す図4のC−
C矢視断面図である。従来の厚膜ガスセンサはアルミナ
等の絶縁性基板1の一主面上に感ガス層4と酸化燃焼層
3Aを積層して形成される。基板1の他の主面にはヒー
タ8が形成され厚膜ガスセンサを所定の温度に加熱す
る。感ガス層4は例えば酸化スズからなる層である。酸
化燃焼層3Aは酸化スズに白金のような貴金属触媒を担
持して形成される。この酸化燃焼層3Aは感ガス層4の
可燃性ガスに対する感度の経時的な安定性を高めるとと
もに、可燃ガスに対する選択性を高めてアルコール等に
対する感度を低減させる。感ガス層4およびヒータ8に
は電極2,2Aを介して商用電源が直接的に印加され
る。
【0004】図6は従来のガス漏れ警報器の初期鳴動特
性(ア)を示す線図である。上述のような厚膜ガスセン
サを内蔵するガス漏れ警報器においては通電を開始する
と、初めガス漏れ警報器の抵抗値が減少し次いで徐徐に
抵抗値が上昇する。そのため抵抗値が減少している間は
警報を発信する抵抗レベルにある。初期鳴動時間はその
警報を発する抵抗レベルにある時間を指す。従来の厚膜
ガスセンサにおいて初期鳴動時間が長くなる。その原因
は電源投入後に感ガス層の金属酸化物半導体が酸素を吸
着して電気抵抗値が増大するがこの酸素吸着に時間がか
かるためである。
【0005】図7は従来のガス漏れ警報器を駆動する電
気回路を示す結線図である。本図において11は商用電
源、12はフューズ、13はサージアブソーバ、14は
整流スタック、15,15a,15b,15c,15
d,15e,15f,15g,15hは抵抗、16,1
6aは定電圧ダイオード、17は厚膜ガスセンサ、18
はヒータ、19はトランジスタ、20はコンパレータ、
21,21aは電解コンデンサ、22はダイオード,I
hはヒータ電流である。
【0006】トランジスタ19のベース・エミッタ間に
は定電圧ダイオード16を介して定電圧が印加され、ト
ランジスタ19のコレクタに定電流が流れる。この定電
流はヒータ18を流れてガスセンサ17を所定の温度に
維持する。ガスセンサの抵抗値は一旦減少して再度上昇
するがこの抵抗値の減少している間はガス漏れ警報器が
可燃性ガスを検知したのと同一の状態になる。
【0007】電源投入と同時にコンデンサ21aの充電
が始まり、充電電圧V3 がコンパレータ20のマイナス
端子基準電圧V2 を越えると、コンパレータ20の出力
がLレベルからHレベルに転じる。ガスセンサ信号V1
とコンパレータ20のHレベル出力は図示しない警報出
力回路に入力される。警報出力回路はAND ゲートであ
り、ガスセンサ信号V1 とコンパレータ20のHレベル
出力の二つの入力がともに存在するときに警報出力を発
して例えばブザーを駆動する。
【0008】コンデンサ21aの充電が開始して充電電
圧V3 がコンパレータ20のマイナス端子基準電圧V2
を越えるまでの時間即ち電源投入後コンパレータ20が
Hレベルの出力を発信するまではガスセンサの信号V1
の如何にかかわらずガス漏れ警報器は警報を発しない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このようにして初期鳴
動時間中はガスセンサが警報を発しないように制御する
が、従来この初期鳴動時間が長くなるためにガスセンサ
の使用開始が手間取るという問題があった。この発明は
上述の点に鑑みてなされ、その目的はガス漏れ警報器の
初期鳴動時間を短縮するようにして始動容易なガス漏れ
警報器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の目的は金属酸化物
半導体の抵抗値の変化を利用してガスの有無を検出する
ヒータ付きガスセンサと、警報器を駆動する電気回路を
含むガス漏れ警報器であって、電気回路は(1)遅延回
路と、(2)警報出力回路と、(3)ヒータ回路を包含
し、遅延回路は遅延時間を規定して、ガス漏れ警報器に
電源投入後遅延時間が経過するまではガス漏れ警報器の
警報発信を防止するもので遅延時間は初期鳴動時間に等
しいか大なる値に設定され、警報出力回路は警報出力回
路はガスセンサの信号と前記遅延信号のAND ゲートであ
り、ヒータ回路はガス漏れ警報器に電源投入後初期ヒー
タ時間が経過するまではガスセンサのヒータ電力を増大
し、初期ヒータ時間の経過後はヒータ電力を定常値に設
定するものであるとすることにより達成される。
【0011】
【作用】ヒータ回路はガス漏れ警報器に電源投入後初期
ヒータ時間が経過するまではガスセンサのヒータ電力を
増大し、初期ヒータ時間の経過後はヒータ電力を定常値
に設定するものであるので、ヒータ電力を増大している
間はヒータの温度が定常温度よりも高くなり、金属半導
体に対する酸素の吸着速度が大きくなり、初期鳴動時間
が短縮される。この結果遅延時間を短くすることができ
始動開始が容易なガス漏れ警報器が得られる。
【0012】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1はこの発明の実施例に係るガス漏れ警報器の
電気回路を示すブロック図である。サージ保護回路30
と、全波整流回路31と、定電流回路32と、センサ回
路33と、通電表示灯34と、定電圧回路35と、電流
切換え回路38と、遅延回路36と、警報出力回路37
と、警報表示灯39と、ブザー回路40からなる。電流
切換え回路38が付加されている点が従来の電気回路と
異なる。定電流回路32はヒータに所定の定電流を流
す。センサ回路33はガスセンサとその負荷抵抗からな
る回路である。遅延回路36はガスセンサに電源を投入
後、所定の時間経過してから遅延信号を発信する。この
遅延信号が発信されない間はガス漏れ警報器は警報を発
しない。警報出力回路37はガスセンサの出力と遅延信
号の二つの出力が同時に存在するときに警報出力を発信
するAND ゲートである。
【0013】図2はこの発明の実施例に係るガス漏れ警
報器の電気回路を示す結線図である。従来と共通のもの
に対しては同一の符合を用いている。電流切換え回路3
8はエミッタの並列抵抗15i、コンパレータ20a、
基準電圧を決める抵抗15jと15kからなる。コンパ
レータ20aとコンパレータ20は集積されている。警
報出力回路と、警報表示灯と、ブザー回路は図示されな
い。
【0014】ヒータ回路は定電流回路と、定電流回路の
定電流を多段に切り換える電流切替え回路からなる。ヒ
ータ回路の内容と機能は以下の通りである。ガス漏れ警
報器に電源が投入されるとコンデンサ21aが充電を開
始し、充電電圧がコンパレータ20aのマイナス端子の
基準電圧V5 を越えるまではコンパレータ20aの出力
はLレベルとなり、ヒータ電流Ihはエミッタ抵抗15
bとバイパス抵抗15iを流れる。このときのヒータ電
流Ihは(1)式で与えられる。
【0015】
【数1】 Ih=V4 /〔エミッタ抵抗15b・バイパス抵抗15i/(エミッタ抵抗1 5b+バイパス抵抗15i)〕 (1) また充電電圧がコンパレータ20aのマイナス端子の基
準電圧V5 を越えるとコンパレータ20aの出力はHレ
ベルとなり、ヒータ電流Ihは(2)式で与えられる。
【0016】
【数2】 Ih=V4 /〔エミッタ抵抗15b〕 (2) 電圧V4 はツェナダイオード16により一定であるから
コンパレータ20aの出力がLレベルからHレベルに転
じるとヒータ電流Ihは増大電流から定常電流に変わ
る。
【0017】ヒータ18の抵抗は一定であるからヒータ
電力はヒータ電流Ihに比例しコンパレータ20aの出
力がLレベルからHレベルに転じることによりヒータ電
力は増大電力から定常電力に変わる。このようにして初
期ヒータ時間が経過するまではヒータ温度が定常温度よ
りも高くなりガスセンサの金属半導体に対する酸素ガス
の吸着速度が増大して初期鳴動時間が短縮される。
【0018】図3はこの発明の実施例に係るガス漏れ警
報器のヒータ電力と初期鳴動時間との関係を示す線図で
ある。特性線(イ)から明らかなようにヒータ電力の増
大に伴って初期鳴動時間が短縮することがわかる。ヒー
タ電力を30%大きくすると初期鳴動時間は約40%
(時間で80sに相当する。)短縮する。遅延時間はガ
ス漏れ警報器のウォームアップも考慮して初期鳴動時間
よりも大きくし通常3分に設定される。
【0019】なお上記実施例では電流によりヒータ電力
を制御しているが電圧によりヒータ電力を制御すること
も勿論可能である。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば金属酸化物半導体の抵
抗値の変化を利用してガスの有無を検出するヒータ付き
ガスセンサと、警報器を駆動する電気回路を含むガス漏
れ警報器であって、電気回路は(1)遅延回路と、
(2)警報出力回路と、(3)ヒータ回路を包含し、遅
延回路は遅延時間を規定して、ガス漏れ警報器に電源投
入後遅延時間が経過するまではガス漏れ警報器の警報発
信を防止するもので遅延時間は初期鳴動時間に等しいか
大なる値に設定され、警報出力回路はガスセンサの信号
と前記遅延信号のAND ゲートであり、ヒータ回路はガス
漏れ警報器に電源投入後初期ヒータ時間が経過するまで
はガスセンサのヒータ電力を増大し、初期ヒータ時間の
経過後はヒータ電力を定常値に設定するものであるとす
るのでヒータ電力を増大している間はヒータの温度が定
常温度よりも高くなり、金属半導体に対する酸素の吸着
速度が大きくなり、初期鳴動時間が短縮される。この結
果遅延時間を短くすることができ始動が容易なガス漏れ
警報器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係るガス漏れ警報器の電気
回路を示すブロック図
【図2】この発明の実施例に係るガス漏れ警報器の電気
回路を示す結線図
【図3】この発明の実施例に係るガス漏れ警報器のヒー
タ電力と初期鳴動時間との関係を示す線図
【図4】従来の厚膜ガスセンサを示す平面図
【図5】従来の厚膜ガスセンサを示す図4のC−C矢視
断面図
【図6】従来のガス漏れ警報器の初期鳴動特性を示す線
【図7】従来のガス漏れ警報器を駆動する電気回路を示
す結線図
【符号の説明】
1 基板 2 電極 2A 電極 3A 酸化燃焼層 4 感ガス層 7 リード線 8 ヒータ 9 リード線 11 商用電源 12 フューズ 13 サージアブソーバ 14 整流スタック 15 抵抗 15b エミッタ抵抗 15c 抵抗 15d 抵抗 15e 抵抗 15f 抵抗 15g 抵抗 15h 抵抗 15i バイパス抵抗 15j 抵抗 15k 抵抗 16 ツェナダイオード 16a ツェナダイオード 17 厚膜ガスセンサ 18 ヒータ 19 トランジスタ 20 コンパレータ 20a コンパレータ 21 電解コンデンサ 21a 電解コンデンサ 22 ダイオード 30 保護回路 31 全波整流回路 32 定電流回路 33 センサ回路 34 通電表示灯 35 定電圧回路 36 遅延回路 37 警報出力回路 38 電流切換え回路 39 警報表示灯 40 ブザー回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属酸化物半導体の抵抗値の変化を利用し
    てガスの有無を検出するヒータ付きガスセンサと、警報
    器を駆動する電気回路を含むガス漏れ警報器であって、
    電気回路は (1)遅延回路と、 (2)警報出力回路と、 (3)ヒータ回路を包含し、 遅延回路は遅延時間を規定して、ガス漏れ警報器に電源
    投入後遅延時間が経過するまではガス漏れ警報器の警報
    発信を防止するもので遅延時間は初期鳴動時間に等しい
    か大なる値に設定され、 警報出力回路はガスセンサの信号と前記遅延信号のAND
    ゲートであり、 ヒータ回路はガス漏れ警報器に電源投入後初期ヒータ時
    間が経過するまではガスセンサのヒータ電力を増大し、
    初期ヒータ時間の経過後はヒータ電力を定常値に設定す
    るものであることを特徴とするガス漏れ警報器。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のガス漏れ警報器におい
    て、ヒータ回路は定電流回路と定電流回路の定電流を多
    段に切り換える電流切替え回路とからなることを特徴と
    するガス漏れ警報器。
  3. 【請求項3】請求項2に記載のガス漏れ警報器におい
    て、定電流回路はツェナダイオードによりベース・エミ
    ッタ間に定電圧を印加したトランジスタ回路であり、電
    流切替え回路はコンパレータと、コンパレータを介して
    前記トランジスタのエミッタ抵抗に断続的に並列接続さ
    れるバイパス抵抗であることを特徴とするガス漏れ警報
    器。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のガス漏れ警報器におい
    て、コンパレータはRC回路のコンデンサ充電電圧と基
    準電圧とを比較し初期ヒータ時間を設定するものである
    ことを特徴とするガス漏れ警報器。
JP23397093A 1993-09-21 1993-09-21 ガス漏れ警報器 Pending JPH0793679A (ja)

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JP (1) JPH0793679A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020077156A (ja) * 2018-11-07 2020-05-21 矢崎エナジーシステム株式会社 警報器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020077156A (ja) * 2018-11-07 2020-05-21 矢崎エナジーシステム株式会社 警報器

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