JPH11304745A - Gas detecting device - Google Patents

Gas detecting device

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JPH11304745A
JPH11304745A JP10813298A JP10813298A JPH11304745A JP H11304745 A JPH11304745 A JP H11304745A JP 10813298 A JP10813298 A JP 10813298A JP 10813298 A JP10813298 A JP 10813298A JP H11304745 A JPH11304745 A JP H11304745A
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JP
Japan
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voltage
transistor
level
switching element
microcomputer
Prior art date
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Pending
Application number
JP10813298A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Okinaga
一夫 翁長
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FIS Inc
Original Assignee
FIS Inc
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Publication date
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Publication of JPH11304745A publication Critical patent/JPH11304745A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas detecting device which can prevent the disconnection of the built-in heater of a semiconductor gas detecting element even when the runaway of a microcomputer in charge of control and detection is generated. SOLUTION: When the runaway of a microcomputer 3 is generated due to an external noise, the output port 01 of the microcomputer 3 is fixed to an 'L' level. Then, the electric charge of a capacitor CO in a protective circuit 5 is discharged, and the voltage of the capacitor CO soon becomes less than the voltage of the connection point of resistances R6, R7. As a result, the output of a comparator CP is inverted from an 'H' level to the 'L' level, a transistor Q4 is turned on, the voltage of the base of a transistor Q1 is lifted up to a power-supply voltage, and the transistor Q1 is set forcibly to an OFF state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ガス検知素
子を用いてCOやCH4 のガスを検知するガス検知装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a gas detection device for detecting the CO and CH 4 gas by using a semiconductor gas sensing element.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のガス検知装置に用いる半導体ガ
ス検知素子にはヒータが内蔵され、制御回路により所定
周期でヒータの通電をオン, オフすることにより半導体
ガス検知素子の感ガス体表面のリフレッシュを図るよう
になっている。
2. Description of the Related Art A heater is built in a semiconductor gas detecting element used in this type of gas detecting device, and the power supply to the heater is turned on and off at a predetermined cycle by a control circuit, so that the surface of the gas-sensitive body of the semiconductor gas detecting element is exposed. It is designed to be refreshed.

【0003】一方半導体ガス検知素子を用いたガス検知
装置は前記ヒータの通電の制御を行う制御回路と、半導
体ガス検知素子の検知出力を取り込んで被検知ガスの有
無を判定する回路とを例えば4ビットのマイクロコンピ
ュータで構成して回路の簡素化を図っている。
On the other hand, a gas detection device using a semiconductor gas detection element includes a control circuit for controlling the energization of the heater and a circuit for taking in the detection output of the semiconductor gas detection element and determining the presence or absence of a gas to be detected. The circuit is simplified by using a bit microcomputer.

【0004】図3は従来のガス検知装置のヒータ通電部
分の回路例を示しており、この従来例では半導体ガス検
知素子1内のヒータ2を電源(例えば5Vの直流電源)
にPNP型のトランジスタQ1を介して接続し、半導体
ガス検知素子の感ガス体の検知出力端子を検知電圧印加
制御用のトランジスタQ2と負荷抵抗R1とを介して電
源に接続するとともに、マイクロコンピュータ3の入力
ポートに接続している。また前記トランジスタQ1のベ
ースをプルアップ用の抵抗R2を介して電源のプラス極
に接続するとともに抵抗R3を介してマイクロコンピュ
ータ3の出力ポートO1に接続している。またトランジ
スタQ2のベースをマイクロコンピュータ3の出力ポー
トO2に接続している。
FIG. 3 shows a circuit example of a heater energizing portion of a conventional gas detecting device. In this conventional example, a heater 2 in a semiconductor gas detecting element 1 is powered by a power supply (for example, a DC power supply of 5 V).
To the power supply via a transistor Q2 for controlling the detection voltage application and a load resistor R1, and to the microcomputer 3 via a PNP transistor Q1. Connected to the input port of The base of the transistor Q1 is connected to the positive pole of the power supply via a pull-up resistor R2 and to the output port O1 of the microcomputer 3 via a resistor R3. The base of the transistor Q2 is connected to the output port O2 of the microcomputer 3.

【0005】マイクロコンピュータ3はヒータ2の通電
をデュティ制御することにより、感ガス体の温度を高温
とする期間(例えば5sec)と低温とする期間(15
sec)とを設定するようになっている。例えば高温期
間では8msec周期でヒータ2の通電を300μse
cとし、低温期間では8msec周期でヒータ2の通電
を12μsecとするようになっている。ここでマイク
ロコンピュータ3は出力ポートO1を”L”にすること
により、トランジスタQ1をオンさせてヒータ2の通電
を行い、また”H”にすることにより、トランジスタQ
1をオフさせてヒータ2の通電を止めるヒータ2の通電
のデュティー制御を行う機能と、出力ポートO2を”
L”にすることにより、トランジスタQ2をオンさせて
感ガス体に検知電圧を印加し、この印加時に感ガス体の
両端電圧を入力ポートI1に取り込み、該電圧に基づい
て感ガス体の抵抗値を検知し、その抵抗値に基づいて被
検知ガスの有無を判定する検知機能とを備えており、感
ガス体の両端電圧の取り込み(サンプリング)は被検知
ガスがCOの場合には上記の低温期間において行うよう
にプログラムされている。尚被検知ガスがCH4 のよう
な可燃性ガスの場合には高温期間において感ガス体の両
端電圧の取り込みを行う。
The microcomputer 3 performs duty control of energization of the heater 2 so that the temperature of the gas-sensitive body is set to a high temperature (for example, 5 sec) and a low temperature (15 sec.).
sec). For example, during the high temperature period, the heater 2 is energized for 300 μ
In the low temperature period, the energization of the heater 2 is set to 12 μsec in a cycle of 8 msec. The microcomputer 3 turns on the transistor Q1 to turn on the transistor Q1 by turning the output port O1 to "L", and turns on the transistor Q1 by turning it to "H".
A function of performing duty control of energization of the heater 2 for turning off the heater 1 and stopping the energization of the heater 2;
L ", the transistor Q2 is turned on to apply a detection voltage to the gas-sensitive body. At this time, the voltage across the gas-sensitive body is taken into the input port I1, and the resistance value of the gas-sensitive body is determined based on the voltage. And a detection function for judging the presence or absence of the gas to be detected based on the resistance value thereof. The sampling (sampling) of the voltage between both ends of the gas sensing element is performed when the gas to be detected is CO. When the detected gas is a flammable gas such as CH 4 , the voltage between both ends of the gas sensitive body is taken in a high temperature period.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで前記のように
マイクロコンピュータ3を用いた場合、外部ノイズの影
響を受けてマイクロコンピュータ3が所謂暴走状態に陥
ることがある。この暴走状態から抜け出るためには電源
を一旦切って再投入すればマイクロコンピュータ3がリ
セットされ、正常動作に戻ることになるが、上述の半導
体ガス検知素子1の内蔵ヒータ2は上述のように通電す
る時間が極短時間であるため極低容量のものが使用され
ており、暴走により出力ポートO1が”L”レベルに固
定されヒータ2への通電時間が長くなると断線してしま
うという問題があった。
When the microcomputer 3 is used as described above, the microcomputer 3 may fall into a so-called runaway state under the influence of external noise. In order to escape from this runaway state, if the power supply is once turned off and then turned on again, the microcomputer 3 is reset and returns to the normal operation, but the built-in heater 2 of the semiconductor gas detecting element 1 is energized as described above. Since the output time is extremely short, the output port O1 is fixed at "L" level due to runaway and the power supply to the heater 2 becomes long. Was.

【0007】マイクロコンピュータ3の暴走対策として
はウオッチドッグタイマを用いることが考えられるが、
暴走検知を行うのに要する検知時間を短くするのには限
界があった。例えば4MHzのクロックで動作する4ビ
ットのマイクロコンピュータの場合には20msec程
度必要とし、この検知時間は上述の通電期間に比べて長
く、そのため検知時間中ヒータ2が通電されて断線して
しまうということがあり、ヒータ断線に対する対策とは
ならなかった。
As a measure against runaway of the microcomputer 3, it is conceivable to use a watchdog timer.
There was a limit to shortening the detection time required to perform runaway detection. For example, in the case of a 4-bit microcomputer operating at a clock of 4 MHz, about 20 msec is required, and the detection time is longer than the above-described energization period, so that the heater 2 is energized during the detection time and the wire is disconnected. However, there was no measure against disconnection of the heater.

【0008】本発明は、上述の問題点に鑑みて成された
もので、その目的するところは制御と検知をつかさどる
マイクロコンピュータの暴走があっても半導体ガス検知
素子の内蔵ヒータの断線を防止することができるガス検
知装置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to prevent disconnection of a built-in heater of a semiconductor gas detection element even when a microcomputer which controls and detects control runs away. It is to provide a gas detection device which can be used.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、ヒ
ータを内蔵した半導体ガス検知素子と、前記ヒータと電
源との間に挿入されたスイッチング素子と、前記スイッ
チング素子を所定周期でオン、オフさせる制御信号電圧
を出力ポートから前記スイッチング素子の制御端子に出
力する制御機能と半導体ガス検知素子の検知出力を取り
込み該検知出力に基づいて被検知ガスの有無を判定する
検知機能とを有するマイクロコンピュータを備えたガス
検知装置において、前記制御信号電圧が前記スイッチン
グ素子をオンさせる電圧となってから所定時間を超える
と前記スイッチング素子をオフさせるように前記スイッ
チング素子の制御端子への印加電圧をオフレベルに制御
する保護回路を付加したことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor gas detecting element having a built-in heater, a switching element inserted between the heater and a power supply, and the switching element being turned on at a predetermined cycle. A microcontroller having a control function of outputting a control signal voltage to be turned off from an output port to a control terminal of the switching element and a detection function of taking a detection output of a semiconductor gas detection element and determining the presence or absence of a gas to be detected based on the detection output. In a gas detection device provided with a computer, a voltage applied to a control terminal of the switching element is turned off so as to turn off the switching element when a predetermined time has elapsed since the control signal voltage became a voltage for turning on the switching element. A protection circuit for controlling the level is added.

【0010】請求項2の発明では,請求項1の発明にお
いて、前記スイッチング素子がPNP型トランジスタで
あって、前記保護回路には該トランジスタのベースに接
続されるマイクロコンピュータの出力ポートが”H”レ
ベルの期間中充電されるコンデンサと、該コンデンサの
電圧が所定レベル以下に達したときにオンして前記トラ
ンジスタのベース電位を”H”レベルに吊り上げるスイ
ッチング素子とを備え、前記出力ポートが”L”レベル
になっていから所定時間を超えるまでコンデンサの電圧
が所定レベル以下にならないように放電時定数を設定し
たことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the switching element is a PNP transistor, and the output port of the microcomputer connected to the base of the transistor is "H" in the protection circuit. And a switching element that is turned on when the voltage of the capacitor reaches a predetermined level or less and raises the base potential of the transistor to an “H” level. The discharge time constant is set so that the voltage of the capacitor does not fall below the predetermined level until the predetermined time has elapsed after the signal has reached the "level".

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下本発明を実施形態により説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments.

【0012】図1は本発明の一実施形態を示しており、
この図に示す回路では交流商用電源ACを降圧トランス
Trで降圧させ、その降圧させて電圧をダイオードブリ
ッジDB1,DB2でそれぞれ全波整流し、一方のダイ
オードブリッジDB2で整流された電圧を平滑コンデン
サC1で平滑した後、3端子レギュレータIC1で所定
電圧に安定化させ、半導体ガス検知素子1のヒータ2の
電圧及び検知電圧や、制御と検知をつかさどる4ビット
のマイクロコンピュータ3の電源を得ている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
In the circuit shown in this figure, the AC commercial power supply AC is stepped down by a step-down transformer Tr, the voltage is stepped down and full-wave rectified by diode bridges DB1 and DB2, respectively, and the voltage rectified by one diode bridge DB2 is smoothed by a smoothing capacitor C1. After that, the voltage is stabilized at a predetermined voltage by the three-terminal regulator IC1, and the voltage and the detection voltage of the heater 2 of the semiconductor gas detection element 1 and the power supply of the 4-bit microcomputer 3 for controlling and detecting are obtained.

【0013】半導体ガス検知素子1は、ヒータ2をPN
P型のトランジスタQ1を介して前記3端子レギュレー
タIC1の出力端に接続し、トランジスタQ1がオンし
たときにヒータ2に通電され、ヒータ2が発熱するよう
になっている。
The semiconductor gas detecting element 1 includes a heater 2 connected to a PN
It is connected to the output terminal of the three-terminal regulator IC1 via a P-type transistor Q1, and when the transistor Q1 is turned on, the heater 2 is energized and the heater 2 generates heat.

【0014】また半導体ガス検知素子1の感ガス体の検
知出力端子は、検知電圧印加制御用のトランジスタQ2
1と負荷抵抗R11との直列回路及び検知電圧印加制御
用のトランジスタQ22と負荷抵抗R12との直列回路
とダイオードD1を介して3端子レギュレータIC1の
出力端子に接続するとともに、マイクロコンピュータ3
の入力ポートI1に接続している。
The detection output terminal of the gas sensing element of the semiconductor gas detection element 1 is connected to a detection voltage application control transistor Q2.
1 and a series circuit of a load resistor R11, a series circuit of a detection voltage application control transistor Q22 and a load resistor R12, and a diode D1 connected to an output terminal of a three-terminal regulator IC1.
Is connected to the input port I1.

【0015】マイクロコンピュータ3は出力ポートO1
にトランジスタQ1のベースを、また出力ポートO2
1,O22にトランジスタQ21,Q22のベースを接
続している。さらに出力ポートO3〜O5にはそれぞれ
表示用発光ダイオードLED1〜LED3のカソードを
接続し、出力ポートO6,O7にはフォトカプラPH
1,PH2の発光ダイオードL1,L2のカソードを接
続してある。これら発光ダイオードLED1〜LED3
及びL1,L2のアノードは3端子レギュレータIC1
の出力端子に限流抵抗を介して接続してある。
The microcomputer 3 has an output port O1.
And the output port O2
The bases of the transistors Q21 and Q22 are connected to 1, O22. The output ports O3 to O5 are connected to cathodes of display light emitting diodes LED1 to LED3, respectively, and the output ports O6 and O7 are connected to photocouplers PH.
1, the cathodes of the light emitting diodes L1 and L2 of PH2 are connected. These light emitting diodes LED1 to LED3
And the anodes of L1 and L2 are three-terminal regulator IC1
Is connected via a current limiting resistor to the output terminal.

【0016】フォトカプラPH1,PH2は検知ガスの
濃度などに応じたガス検知信号を電圧信号として出力さ
せるためのスイッチ素子として用いられる。
The photocouplers PH1 and PH2 are used as switching elements for outputting a gas detection signal corresponding to the concentration of the detection gas or the like as a voltage signal.

【0017】直列制御型安定化回路4は前記電圧信号を
出力するための回路であり、前記ダイオードブリッジD
B1の整流出力を平滑する平滑コンデンサC2の両端に
接続され、直列制御用トランジスタQ3のベースに接続
される基準電圧をフォトカプラPH1,PH2のフォト
トランジスタPT1,PT2のオンオフにより切り換え
るようになっている。
The series control type stabilizing circuit 4 is a circuit for outputting the voltage signal.
The reference voltage connected to both ends of the smoothing capacitor C2 for smoothing the rectified output of B1 and connected to the base of the series control transistor Q3 is switched by turning on and off the phototransistors PT1 and PT2 of the photocouplers PH1 and PH2. .

【0018】基準電圧は平滑コンデンサC2の両端に抵
抗R4を介して接続したツエナーダイオードZDの両端
電圧を抵抗R11〜R13で分圧することにより得るよ
うなっており、フォトトランジスタPT1がオン時には
抵抗R11〜R13の直列回路の両端電圧、つまりツエ
ナーダイオードZDの両端電圧がトランジスタQ3のベ
ースに基準電圧として印加され、またフォトトランジス
タPT2がオン時には抵抗R11と、,R12とR13
の直列回路との分圧電圧がトランジスタQ3のベースに
基準電圧として印加され、それぞれの基準電圧に対応し
た電圧信号がガス検知信号として外部に出力される。
The reference voltage is obtained by dividing the voltage between both ends of a Zener diode ZD connected to both ends of a smoothing capacitor C2 via a resistor R4 by resistors R11 to R13. When the phototransistor PT1 is on, the resistors R11 to R11 are turned on. The voltage across the series circuit of R13, that is, the voltage across the Zener diode ZD is applied as a reference voltage to the base of the transistor Q3. When the phototransistor PT2 is on, the resistors R11, R12 and R13
Is applied as a reference voltage to the base of the transistor Q3, and a voltage signal corresponding to each reference voltage is output to the outside as a gas detection signal.

【0019】さて上記トランジスタQ1のエミッタ・ベ
ース間にはプルアップ用抵抗R2を接続するとともに、
該プルアップ用抵抗R2の両端にトランジスタQ4を接
続してある。
A pull-up resistor R2 is connected between the emitter and the base of the transistor Q1.
A transistor Q4 is connected to both ends of the pull-up resistor R2.

【0020】このトランジスタQ4は、コンパレータC
P等とともにヒータ2の保護回路5を構成するものであ
る。
The transistor Q4 is connected to the comparator C
This constitutes a protection circuit 5 for the heater 2 together with P and the like.

【0021】つまり保護回路5は抵抗R6,R7の直列
回路をダイオードD1を介して3端子レギュレータIC
1の出力端子に接続して、その出力電圧を分圧するとと
もに分圧点をコンパレータCPの反転入力端子に接続
し、一方マイクロコンピュータ3の出力ポートO1とグ
ランドの間に抵抗R8とコンデンサC0との直列回路を
接続してその直列回路の中点をコンパレータCPの非反
転出力端子に接続し、コンパレータCPの出力端子を抵
抗R9を介してトランジスタQ4のベースを接続してあ
る。
That is, the protection circuit 5 comprises a series circuit of the resistors R6 and R7 connected to the three-terminal regulator IC through the diode D1.
1 to divide the output voltage, connect the voltage dividing point to the inverting input terminal of the comparator CP, and connect the resistor R8 and the capacitor C0 between the output port O1 of the microcomputer 3 and the ground. The series circuit is connected, the midpoint of the series circuit is connected to the non-inverted output terminal of the comparator CP, and the output terminal of the comparator CP is connected to the base of the transistor Q4 via the resistor R9.

【0022】尚ブザー6は圧電ブザーであって、マイク
ロコンピュータ3の出力ポートO8,O9から交互に出
力される信号により,交互に出力を”L”,”H”とす
る2つのコンパレータCP1,CP2にて印加電圧の極
性が交互に反転され、警報音を発振出力するようになっ
ている。また図中7はマイクロコンピュータ3に基準ク
ロックを与えるための基準クロック発振回路、IC2は
電源投入時にマイクロコンピュータ3をリセットするた
めのリセットICである。
A buzzer 6 is a piezoelectric buzzer, and has two comparators CP1 and CP2 which alternately output "L" and "H" in response to signals output alternately from output ports O8 and O9 of the microcomputer 3. , The polarity of the applied voltage is alternately inverted, and an alarm sound is oscillated and output. In the drawing, reference numeral 7 denotes a reference clock oscillation circuit for supplying a reference clock to the microcomputer 3, and IC2 denotes a reset IC for resetting the microcomputer 3 when power is turned on.

【0023】しかして,通常時においては、マイクロコ
ンピュータ3の出力ポートO1が”H”レベルのときに
はコンデンサC0が抵抗R8を介して充電され、その充
電電圧が抵抗R6,R7の接続点の電圧を上回ってコン
パレータCPの出力が”H”レベルになり、トランジス
タQ4をオフ状態にしている。
Normally, when the output port O1 of the microcomputer 3 is at "H" level, the capacitor C0 is charged via the resistor R8, and the charged voltage is the voltage at the connection point between the resistors R6 and R7. The output of the comparator CP becomes "H" level when the output voltage exceeds the threshold, and the transistor Q4 is turned off.

【0024】そしてマイクロコンピュータ3の出力ポー
トO1から所定周期(8msec)で所定時間(例えば
高温期間では300μsec、低温期間では12μse
c)”L”レベルの制御信号が出力され,その所定時間
中トランジスタQ1がオンして半導体ガス検知素子1の
ヒータ2が通電される。一方マイクロコンピュータ3の
出力ポートO1が”L”レベルになると、保護回路5の
コンデンサC0の電荷が抵抗R8を介して放電され、そ
の両端電圧が低下するが、抵抗R8とコンデンサC0の
時定数により、前記所定時間が経過するまで、コンデン
サC0の電圧が抵抗R6,R7の接続点の電圧を下回る
ことがなく、そのため所定時間中においてもコンパレー
タCPの出力が”L”レベルにならず、トランジスタQ
4のオフ状態が維持される。
A predetermined period (8 msec) from the output port O1 of the microcomputer 3 for a predetermined period of time (for example, 300 μsec in a high temperature period, 12 μsec in a low temperature period)
c) An "L" level control signal is output, and during the predetermined time, the transistor Q1 is turned on and the heater 2 of the semiconductor gas detection element 1 is energized. On the other hand, when the output port O1 of the microcomputer 3 becomes "L" level, the charge of the capacitor C0 of the protection circuit 5 is discharged through the resistor R8, and the voltage across the capacitor C0 decreases. Until the predetermined time elapses, the voltage of the capacitor C0 does not become lower than the voltage of the connection point between the resistors R6 and R7. Therefore, even during the predetermined time, the output of the comparator CP does not become "L" level, and the transistor Q
4 is maintained in the off state.

【0025】さて通常時においては前記所定時間が終了
すると、マイクロコンピュータ3は出力ポートO1を”
H”レベルに戻してトランジスタQ1をオフさせる。こ
のオフにより、半導体ガス検知素子1のヒータ2の通電
が停止する。
In the normal state, when the predetermined time has elapsed, the microcomputer 3 sets the output port O1 to "".
The transistor Q1 is turned off by returning to the H "level. When the transistor Q1 is turned off, the energization of the heater 2 of the semiconductor gas detection element 1 is stopped.

【0026】このようにして所定周期で所定時間ヒータ
2を通電するデュティー制御を行うことにより、感ガス
体を高温とする高温期間(例えば5sec)と低温とす
る低温期間(例えば15sec)とを交互に設定するの
である。
By performing the duty control for energizing the heater 2 at a predetermined cycle for a predetermined time in this manner, a high-temperature period (for example, 5 sec) in which the temperature of the gas sensitive body is high and a low-temperature period (for example, 15 sec) in which the gas sensitive body is low are alternately performed. It is set to.

【0027】ここで被検知ガスがCOの場合には低温期
間において、マイクロコンピュータ3は出力ポートO2
1(又はO22を" L”レベル)としてトランジスタQ
21又はQ22をオンさせることにより、負荷抵抗R2
1(又はR22)を介して半導体ガス検知素子1の感ガ
ス体に検知電圧を印加し,その印加期間において半導体
ガス検知素子1の感ガス体の両端電圧を入力ポートI1
に取り込み被検知ガスの有無を判定するサンプリング動
作を行い、前記両端電圧から感ガス体の抵抗値を検知
し、その抵抗値から被検知ガスの有無を判定するととも
に濃度判定を行う。そして被検知ガスが所定濃度以上あ
ると出力ポートO8,O9の出力を交互に反転させてブ
ザー6を鳴動させて警報を発する。同時に検知濃度に応
じて出力ポートO3〜O5の何れかを”L”レベルに
し、それに接続されている発光ダイオードLED1〜L
ED3の何れかを点灯させる。また検知濃度に応じて出
力ポートO6又はO7を”L”レベルに設定して、対応
するフォトカプラPC1又はPC2をオンさせ、安定化
回路4より所定の電圧信号を外部へ出力させる。尚CH
4 のような可燃性ガスの場合には高温期間においてサン
プリングを行う。
Here, when the gas to be detected is CO, a low temperature period
In the meantime, the microcomputer 3 is connected to the output port O2
1 (or O22 at "L" level)
By turning on 21 or Q22, the load resistance R2
1 (or R22) to sense the gas of the semiconductor gas detecting element 1
A detection voltage is applied to the semiconductor body, and the semiconductor
The voltage across the gas sensing element of the gas detection element 1 is input to the input port I1.
Sampling to determine the presence or absence of the detected gas
Operation, and detects the resistance value of the gas-sensitive material from the voltage between both ends.
The presence or absence of the gas to be detected is determined based on the resistance value.
The density determination is performed. If the concentration of the detected gas is
Then, the outputs of the output ports O8 and O9 are alternately inverted and the
The user 6 is sounded and an alarm is issued. At the same time,
Any of the output ports O3 to O5 to "L" level
And the light-emitting diodes LED1 to L connected thereto.
One of ED3 is turned on. Also, depending on the detected density,
Set the output port O6 or O7 to "L" level to respond
Turn on photocoupler PC1 or PC2 to stabilize
The circuit 4 outputs a predetermined voltage signal to the outside. CH
FourIn the case of flammable gas such as
Do the pulling.

【0028】さてマイクロコンピュータ3が外部ノイズ
などにより暴走して、マイクロコンピュータ3の出力ポ
ートO1が”L”レベルに固定されると、保護回路5で
はコンデンサC0の電荷が放電されてやがてコンデンサ
C0の電圧が抵抗R6,R7の接続点の電圧を下回るこ
とになり、その結果コンパレータCPの出力が”H”レ
ベルから”L”レベルに反転してトランジスタQ4をオ
ンさせ、トランジスタQ1のベースの電圧を電源電圧に
吊り上げトランジスタQ1を強制的にオフ状態とする。
When the microcomputer 3 runs away due to external noise or the like and the output port O1 of the microcomputer 3 is fixed at the "L" level, the charge of the capacitor C0 is discharged in the protection circuit 5 and the capacitor C0 is eventually discharged. The voltage is lower than the voltage at the connection point between the resistors R6 and R7. As a result, the output of the comparator CP is inverted from the “H” level to the “L” level to turn on the transistor Q4 and reduce the base voltage of the transistor Q1. The lifting transistor Q1 is forcibly turned off at the power supply voltage.

【0029】したがってマイクロコンピュータ3が暴走
しても半導体ガス検知素子1のヒータ2には必要以上に
通電されることがなく、ヒータ2の断線を防止できる。
Therefore, even if the microcomputer 3 runs out of control, the heater 2 of the semiconductor gas detecting element 1 is not energized more than necessary and disconnection of the heater 2 can be prevented.

【0030】このように本実施形態ではコンデンサC0
と抵抗R8との時定数を適切に設定することで容易にマ
イクロコンピュータ3の暴走によるヒータ断線を防止で
きる。
As described above, in this embodiment, the capacitor C0
By appropriately setting the time constant of the resistor R8 and the resistor R8, the breakage of the heater due to the runaway of the microcomputer 3 can be easily prevented.

【0031】尚半導体ガス検知素子1の感ガス体に直列
に接続する負荷抵抗値の設定はトランジスタQ21又は
Q22の何れかを選択的にオンすることにより可能とな
っており、ガス検知装置が対象とする被検知ガス種に応
じて予め接続する負荷抵抗をプログラミングされてお
り、例えばCOの場合にはサンプリング時にトランジス
タQ21をオンして感ガス体に負荷抵抗R21を直列接
続し,CH4 の場合にはサンプリング時にトランジスタ
Q22をオンして感ガス体に負荷抵抗R22を直列接続
するようになっている。したがって本実施形態ではマイ
クロコンピュータ3の動作プログラムを変更することに
よりいずれかのガスを対象とする装置を構成すること
も、或いは両ガスを対象とする装置を構成することもで
きるようになっている。
The setting of the load resistance connected in series to the gas sensing element of the semiconductor gas detecting element 1 is enabled by selectively turning on either the transistor Q21 or Q22. to is programmed load resistance connected in advance in accordance with the detected gas type, a load resistance R21 connected in series to the gas-sensitive body by turning the transistor Q21 at the time of sampling, for example, in the case of CO, the case of CH 4 and The transistor Q22 is turned on at the time of sampling to connect the load resistor R22 to the gas-sensitive body in series. Therefore, in the present embodiment, it is possible to configure an apparatus for either gas by changing the operation program of the microcomputer 3, or to configure an apparatus for both gases. .

【0032】図1で示す実施形態の回路ではコンパレー
タCPを用いたものであるが、図2に示すようにトラン
ジスタQ4のエミッタ・ベースの閾値レベルを利用する
ようにすれば、コンパレータが不要となり回路構成の簡
単化が図れる。
The circuit of the embodiment shown in FIG. 1 uses the comparator CP. However, if the threshold level of the emitter / base of the transistor Q4 is used as shown in FIG. 2, the comparator becomes unnecessary and the circuit becomes unnecessary. The structure can be simplified.

【0033】[0033]

【発明の効果】請求項1の発明は、ヒータを内蔵した半
導体ガス検知素子と、前記ヒータと電源との間に挿入さ
れたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を所定
周期でオン、オフさせる制御信号電圧を出力ポートから
前記スイッチング素子の制御端子に出力する制御機能と
半導体ガス検知素子の検知出力を取り込み該検知出力に
基づいて被検知ガスの有無を判定する検知機能とを有す
るマイクロコンピュータを備えたガス検知装置におい
て、前記制御信号電圧が前記スイッチング素子をオンさ
せる電圧となってから所定時間を超えると前記スイッチ
ング素子をオフさせるように前記スイッチング素子の制
御端子への印加電圧をオフレベルに制御する保護回路を
付加したので、マイクロコンピュータの暴走が起きても
確実にヒータの通電を所定時間経過後に確実に停止させ
ることができ、ヒータの断線を防止できるという効果が
ある。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor gas detecting element having a built-in heater, a switching element inserted between the heater and a power supply, and a control signal for turning on and off the switching element at a predetermined cycle. A microcomputer having a control function of outputting a voltage from an output port to a control terminal of the switching element, and a detection function of receiving a detection output of the semiconductor gas detection element and determining the presence or absence of a gas to be detected based on the detection output. In the gas detection device, a voltage applied to a control terminal of the switching element is controlled to an off level so as to turn off the switching element when a predetermined time has elapsed since the control signal voltage became a voltage for turning on the switching element. A protection circuit has been added to ensure that the heater is energized even if the microcomputer runs out of control. Can reliably be stopped after a predetermined time has elapsed, there is an effect that can prevent disconnection of the heater.

【0034】請求項2の発明では,請求項1の発明にお
いて、前記スイッチング素子がPNP型トランジスタで
あって、前記保護回路には該トランジスタのベースに接
続されるマイクロコンピュータの出力ポートが”H”レ
ベルの期間中充電されるコンデンサと、該コンデンサの
電圧が所定レベル以下に達したときにオンして前記トラ
ンジスタのベース電位を”H”レベルに吊り上げるスイ
ッチング素子とを備え、前記出力ポートが”L”レベル
になっていから所定時間を超えるまでコンデンサの電圧
が所定レベル以下にならないように放電時定数を設定し
たので、保護回路を簡単な構成で実現できるという効果
がある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the switching element is a PNP transistor, and the output port of the microcomputer connected to the base of the transistor is "H" in the protection circuit. And a switching element that is turned on when the voltage of the capacitor reaches a predetermined level or less and raises the base potential of the transistor to an “H” level. Since the discharge time constant is set so that the voltage of the capacitor does not become lower than the predetermined level until the predetermined time has passed after the signal has reached the "level", the protection circuit can be realized with a simple configuration.

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

【図1】本発明の一実施形態の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention.

【図2】別の実施形態の要部を示す一部省略せる回路図
である。
FIG. 2 is a partially omitted circuit diagram showing a main part of another embodiment.

【図3】従来例の一部省略せる回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram in which a part of the conventional example can be omitted.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ガス検知素子 2 ヒータ 3 マイクロコンピュータ 5 保護回路 CP コンパレータ C0 コンデンサ R6〜R8 抵抗 Q1,Q4 トランジスタ O1 出力ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor gas detection element 2 Heater 3 Microcomputer 5 Protection circuit CP Comparator C0 Capacitor R6-R8 Resistance Q1, Q4 Transistor O1 Output port

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ヒータを内蔵した半導体ガス検知素子と、
前記ヒータと電源との間に挿入されたスイッチング素子
と、前記スイッチング素子を所定周期でオン、オフさせ
る制御信号電圧を出力ポートから前記スイッチング素子
の制御端子に出力する制御機能と半導体ガス検知素子の
検知出力を取り込み該検知出力に基づいて被検知ガスの
有無を判定する検知機能とを有するマイクロコンピュー
タを備えたガス検知装置において、前記制御信号電圧が
前記スイッチング素子をオンさせる電圧となってから所
定時間を超えると前記スイッチング素子をオフさせるよ
うに前記スイッチング素子の制御端子への印加電圧をオ
フレベルに制御する保護回路を付加したことを特徴とす
るガス検知装置。
A semiconductor gas detection element having a built-in heater;
A switching element inserted between the heater and a power supply, a control function of outputting a control signal voltage for turning on and off the switching element at a predetermined cycle from an output port to a control terminal of the switching element, and a semiconductor gas detection element. In a gas detection device provided with a microcomputer having a detection function of capturing a detection output and determining the presence or absence of a gas to be detected based on the detection output, a predetermined value is set after the control signal voltage becomes a voltage for turning on the switching element. A gas detection device, further comprising a protection circuit that controls an applied voltage to a control terminal of the switching element to an off level so that the switching element is turned off when a time is exceeded.
【請求項2】前記スイッチング素子がPNP型トランジ
スタであって、前記保護回路には該トランジスタのベー
スに接続されるマイクロコンピュータの出力ポートが”
H”レベルの期間中充電されるコンデンサと、該コンデ
ンサの電圧が所定レベル以下に達したときにオンして前
記トランジスタのベース電位を”H”レベルに吊り上げ
るスイッチング素子とを備え、前記出力ポートが”L”
レベルになっていから所定時間を超えるまでコンデンサ
の電圧が所定レベル以下にならないように放電時定数を
設定したことを特徴とする請求項1記載のガス検知装
置。
2. The switching element is a PNP transistor, and the protection circuit has an output port of a microcomputer connected to a base of the transistor.
A capacitor that is charged during the period of the H level, and a switching element that is turned on when the voltage of the capacitor reaches a predetermined level or less and raises the base potential of the transistor to the “H” level; "L"
2. The gas detection device according to claim 1, wherein the discharge time constant is set so that the voltage of the capacitor does not become lower than the predetermined level until the predetermined time has elapsed after the level has been reached.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7879211B2 (en) 2001-07-13 2011-02-01 Arkray, Inc. Analyzing instrument, lancet-integrated attachment for concentration measuring device provided with analyzing instrument, and body fluid sampling tool

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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