JPS6133377B2

JPS6133377B2 -

Info

Publication number: JPS6133377B2
Application number: JP7851479A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ashizawa; Koichi Koga
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1979-06-20
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1986-08-01
Also published as: JPS562541A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、半導体ガス検知素子を用いたガス
検知装置に関するものである。

〔背景技術〕

この種のガス検知装置にあつては、普通開始直
後のガス検知素子が安定するまでの間ガスの有無
に関係なく半導体ガス検知素子からガス検知の場
合と同様のまぎらわしい擬似信号が発生するとい
う難点である。

このような欠点を解消するため、通電開始時の
前述のような擬似信号を排除し誤動作を回避する
ようにしたガス検知装置の従来例がある。この従
来例には、タイマ回路によつて電源投入後の一定
時間警報回路を不能動化するものと、電源投入後
の擬似信号の消滅を検出して警報回路を動作可能
にするものとがある。

ところが、前者の場合、警報回路が動作しない
時間が一定であり、長時間使用せず擬似信号が消
滅するまでに時間を要する場合において初期の鳴
動を起こすことがないようにタイマ回路の設定時
間を比較的に長く設定していたため、一時的に停
電しただけで擬似信号が消滅するまでの間が短い
あるいは擬似信号が出ない場合にもすぐには警戒
状態に入れないという問題があつた。

また、後者の場合、擬似信号が消滅するとすみ
やかに警戒状態に入ることができるが、短時間の
停電で擬似信号が出ない場合やガスの存在する雰
囲気中で通電開始した場合には、警戒状態に入れ
ず、ガスを検知しても警報回路が作動しないとい
う問題があつた。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、通電開始直後に発生する擬
似信号に対しては応動せず、擬似信号に消滅後お
よび擬似信号が出ない場合にすみやかに警戒状態
に入ることができ、しかもガスの存在する雰囲気
中で通電開始した場合にも確実に警報を発するこ
とができるガス検知装置を提供することができ
る。

〔発明の開示〕

この発明のガス検知装置は、半導体ガス検知素
子の出力が所定ガス濃度に対応する基準電圧を越
えるとき「Ｈ」出力を得る比較回路と、通電直後
に速やかに充電されて「Ｈ」レベルに達するとと
もに充電停止後緩かに放電する充放電回路と、通
電後所定時間経過後に前記充放電回路の充電を停
止させる充電停止回路と、前記比較回路の「Ｌ」
出力に応答して前記充放電回路に急激な放電を開
始させる放電回路と、前記充放電回路の出力を反
転させる反転回路と、この反転回路の出力と前記
比較回路の出力のアンド出力に応動する警報回路
とを備えている。

この発明の構成によれば、通電直後に速やかに
「Ｈ」レベルに達する充放電回路の充電を充電停
止回によつて通電後所定時間経過後に停止させ、
比較回路の「Ｌ」出力に応答して充放電回路を急
速放電させる構成であるため、擬似信号が消滅し
て比較回路の出力が「Ｌ」となつたときにはじめ
て警戒状態となり、この後ガスをを感知して信号
ａが出力されたとき警報回路を作動させることが
でき、通電直後に発生する擬似信号に対しては応
答しないようにできる。しかも比較回路の出力が
「Ｌ」となつたときに放電回路によつて充放電回
路を急激に放電させるため、擬似信号の消滅後お
よび一時的な停電によつて擬似信号が出ない場合
に速やかに警戒状態に入ることができる。

しかも、充放電回路は放電回路が作動しなくて
も充電が停止すれば緩かに放電するため、放電回
路が作動した場合と同様に警報回路が作動し、ガ
スの存在する雰囲気中で通電開始した場合にも確
実に警報を発することができる。

実施例この発明の第１の実施例を第１図に示す。すな
わち、このガス検知装置は、交流電源１より変圧
器２を介し供給される電力でヒータ加熱されるよ
うに接続したガス検知素子３の次段にこのガス検
知素子３の出力を平滑化する平滑回路４を接続す
る。この平滑回路４は、その出力と、電源回路５
より供給される直流電圧を抵抗６，７で分圧して
得られる基準電圧とを比較してその出力が基準電
圧を越えるときに「Ｈ」出力を得るOPアンプ８
で構成した比較回路９に接続する。

前記電源回路５は、交流電源１より変圧器２を
介して得られる降下電圧を整流して得るように構
成する。また、前記基準電圧は、所定のガス濃度
に対応して発生するガス検知素子３の出力を前記
平滑回路により平滑化した出力のレベルに等しく
なるように設定する。

前記比較回路９の出力端子は２つに分岐し、一
方を抵抗１０、ダイオード１１を介して後述の充
放電回路１２に、他方を抵抗１３を介してトラン
ジスタ１４に接続する。

前記充放電回路１２は、通電開始と同時に
「Ｈ」出力を出す後述の充電停止回路１５の出力
を受けて、抵抗１６およびコンデンサ１７で定ま
る時定数により通電直後できるだけ迅速に「Ｈ」
レベルに達するように構成する。

前記充電停止回路１５は、電源回路５による電
圧を抵抗１８，１９で分圧して得られる基準電圧
と、抵抗２５、コンデンサ２６によつて構成され
る充電回路２７の充電々圧とをOPアンプ２８に
より比較して、通電開始と同時に「Ｈ」信号を出
力し、充電回路２７の充電々圧が基準電圧を越え
ると「Ｌ」信号に反転して出力するように構成
し、この出力の「Ｈ」から「Ｌ」への反転により
前記充放電回路１２への充電を停止するようにし
ている。なお、前記充電回路２７の時定数は、こ
の充電々圧が基準電圧のレベルに達する時点が、
前記ガス検知素子３による擬似信号発生期間中に
来るように設定してある。

また、前記比較回路９の出力端子に接続される
ダイオード１１、抵抗１０により前記充放電回路
１２の１つの放電回路２１を構成し、比較回路９
の出力が「Ｈ」から「Ｌ」に反転したとき、前記
ダイオード１１により抵抗１０を経て充放電回路
１２が比較回路９の出力側に急激な放電を開始す
るように、抵抗１６≪抵抗１０≪抵抗２０の大小
関係を与えてある。

前記充電回路１２の出力側には、この出力電圧
と、前記抵抗１８，１９の分圧による比較基準電
圧とを比較して、この充放電回路１２の出力がこ
の基準電圧以下に降下すると「Ｈ」出力を発生す
るようにOPアンプが構成した反転回路２２を接
続し、この反転回路２２の「Ｈ」出力を受けて導
通可能状態となるトランジスタ２３と、先述の比
較回路９の「Ｈ」出力も受けて導通可能の状態と
なるトランジスタ１４とを直列に接続し、これら
の２つのトランジスタ１４，２３に直列に警報回
路２４を接続し、前記比較回路９の「Ｈ」出力と
前記反転回路２２の「Ｈ」出力とのアンド出力に
応動して警報回路２４がガス検知警報を発するよ
うに構成する。

このガス検知装置の通常の場合の動作につい
て、第１図と第３図を参照し以下に説明する。す
なわち、通電開始後、ある時間の間にはガスの存
在の有無に無関係にガス検知素子３より擬似信号
が出力され、平滑回路４により平滑化されたこの
擬似信号a′は第３図Ａに示すように第１図におけ
る抵抗６，７で定まる基準電圧ｂと比較され、比
較回路９により第３図Ｂに示すような前記擬似信
号a′に対応する出力c′が得られる。

一方、第１図に示す充電停止回路１５では、抵
抗２５、コンデンンサ２６で定まる時定数により
通電開始と同時に第３図Ｃの充電曲線ｄに示すよ
うに充電が開始され、この充電々圧ｄと、第１図
における抵抗１８，１９で定まる基準電圧ｅとが
比較され、第３図Ｄに示すように充電々圧ｄが基
準電圧ｅを越える時点T₁（前記比較回路の出力
c′ぱ存在する期間内に来るように設定される）を
境に充電停止回路１５の出力ｆが「Ｈ」から
「Ｌ」に反転する。そして、この時点T₁までの間
に充電停止回路１５の「Ｈ」出力により充電を維
持してきた充放電回路１２の出力ｇは、充電停止
回路の出力ｆの「Ｈ」から「Ｌ」への反転により
第１図中の抵抗２０を経て第３図Ｅに示すような
ゆるやかな放電曲線ｇを描いて放電を開始する。
なお、前記充電停止回路１５の出力ｆが「Ｈ」か
ら「Ｌ」に反転する時点T₁では、すでに比較回
路９においては擬似信号a′の存在により出力c′を
得ており、この時点で充放電回路１２が放電回路
２１を経て放電することはない。

以上の状能において、前述の擬似信号が消える
と、前記比較回路９の出力c′が立下がり、充放電
回路１２では放電回路２１の経路より急激な放電
が開始され、第３図Ｅに示すようにこの時点T₂
以後充放電回路１２の出力ｇは急降下する。従つ
て、抵抗１８，１９で分圧供給される基準電圧ｅ
とこの充放電回路１２の出力ｇとを比較する反転
回路２２の出力ｈは、出力ｇのレベルが基準電圧
ｅ以下になる時点でそれまでの「Ｌ」出力から
「Ｈ」出力に変わる。そしてこの反転回路２２の
「Ｈ」出力ｈはトランジスタ２３のベースに印加
されるが、このときすでに比較回路９では前記擬
似信号の消滅により出力c′が存在しないのでトン
ジスタ１４のベースには「ｈ」出力が印加され
ず、トランジスタ１４，２３の直列回路は導通せ
ず、警報回路２４は駆動しない。

したがつて、被検知ガスの有無に関係なく通電
開始直後に発生する擬似信号によつても、このガ
ス検知装置は、誤動作せず警報を発することはな
い。

そして、前記擬似信号の消滅以後、ガス検知素
子が検知信号を発するとき、すなわち実際の被検
知ガスを感知したときには、この信号は平滑回路
４により平滑され第３図Ａに示す信号ａとなり、
比較回路９で基準電圧ｂと比較されて第３図Ｂに
示すような出力ｃが得られる。この出力ｃがトラ
ンジスタ１４のベースに印加されトランジスタ１
４は導通可能に状態にされるが、他のトランジス
タ２３は前述の如く擬似信号の消滅以後、反転回
路２２の「Ｈ」出力によつてすでに導通可能の状
態にあるので、トランジスタ１４，２３が導通
し、第３図Ｆに示すように反転回路２２の出力ｈ
と比較回路９の出力ｃのアンド出力ｋによつて警
報回路２４が駆動してガスの存在を知らせる警報
が発せられる。

なお、一時的な停電の後再通電したときには、
平滑回路４の出出力信号a′は第３図Ａにおいて一
点鎖線で示すようになつて基準電圧ｂを越えない
場合がある。この場合は、電源投入直後において
擬似信号を発生しないことになる。このときに
は、放電回路２１が動作状態にあり充電停止回路
１５の出力ｆが立下がつた時点で充放電回路１２
が急激に放電され、その出力g′は第３図Ｅおいて
一点鎖線で示すようになる。したがつて、反転回
路２２の出力h′は同図Ｅにおいて一点鎖線で示す
ようになる。この結果、充電停止回路１５が出力
ｆが立下がつた時点からただちに警戒状態に入る
ことになる。

また、一時点な停電の時間が上記より少し長く
て、電源投入直後にごく短い時間だけ擬似信号が
発生する場合にも、その擬似信号がなくなけれ
ば、ただちに警戒状態に入ることになる。

次に、このガス検知装置を被検知ガスの存在す
る雰囲気中で通電開始する場合の動作について、
第１図と第４図を参照し以下に説明する。すなわ
ち、このような雰囲気中で通電開始すると、通電
直後よりガス検知素子３はガス検知に伴なう出力
を発するため、平滑回路４を経て出力される信号
は第４図Ａに示すａの波形を呈し、第３図Ａに示
すような先述の擬似信号a′が完全に実際のガス検
知信号中に紛れてしまう。

したがつて、比較回路９では前記検知信号ａと
基準電圧ｂとを比較して第４図Ｂに示すような出
力ｃを得る。この出力ｃは実際のガスの存在に基
づくものであるため、第３図Ｂの信号c′のように
所定時間後立下がることはない。そのため充電回
路２７の充電々圧ｄと基準電圧ｅを比較する充電
停止回路１５の出力ｆが立下がりによつて、充放
電回路１２が抵抗２０を経るゆるやかな放電を開
始した後は、ダイオード１１、抵抗１０によつて
構成される放電回路２１を経る急激な放電が行な
われることなく、第４図Ｅに示すように充放電回
路１２の出力ｇが基準電圧ｅにレベルに降下する
までのこのゆるやかな放電が続き、出力ｇが基準
電圧ｅのレベルに達すると反転回路２２の出力ｈ
は第４図Ｅに示すようにそれまでの「Ｌ」から
「Ｈ」に反転する。

この反転回路２２の「Ｈ」出力Ｈによりトラン
ジスタ２３が導通可能となる一方、比較回路９の
最前からの「Ｈ」出力ｃによりすでにトランジス
タ１４は導通可能の状態にあるから、この時点
T′₂よりトランジスタ１４，２３の直列回路が導
通し、第４図Ｆに示すように出力ｃと出力ｈのア
ンド出力ｋを得て警報回路２４が駆動しガス検知
の警報が発せられる。

このように、このガス検知装置は、被検知ガス
の存否に関係なく通電開始直後にガス検知素子３
より出力される擬似信号によつて誤動作を起すこ
となく、この擬似信号の消滅直後よりただちに被
検知ガスの存在を検知する警戒態勢をとることが
できるばかりでなく、被検知ガスの存在する雰囲
気中で通電開始した場合にも、前記擬似信号によ
る誤動作を排除する機能との間に何ら不都合を生
じることなく通電開始より所定期間経過後確実に
ガス検知の警報を発することができる。また、一
時的に停電した後に再通電される場合などにおい
て、擬似信号が出力されない場合にも、速やかに
警戒状態に入ることができる。

この発明の第２の実施例を第２図に示す。すな
わち、このガス検知装置は、第１図に示す前記第
１の実施例においてOPアンプを用いて構成した
充電停止回路１５および反転回路２２をインバー
タを用いて構成し、第１の実施例において抵抗１
８，１９の分圧によつて得ていた基準電圧ｅを、
インバータの動作電圧に置きかえたものである。

このように構成したため、このガス検知装置で
は、充電停止回路１５および反転回路２２をOP
アンプに比してより安価なインバータによつて構
成できるだけでなく、基準電圧ｅを得るために特
別な回路を構成する必要がないため、回路の構成
が簡略化でき、装置ものもののコストを低減化で
きる。その他の作用については、第１の実施例と
同様である。

なお、前記第２の実施例におけるインバータの
代用として、ナンドゲート、ノアゲートあるいは
トランジスタを用いて構成し、また比較回路９は
OPアンプで構成するほのに限らず所定ガス濃度
に対応する設定レベルで動作するシユミツト回路
などのスイツチ回路で構成してもよい。

また、このほか第１および第２の実施例ににお
いて、 (1) 通電開始時点から反転回路２２の出力ｈが反
転する時点T₂の区間と、反転した後の区間と
をLEDなどの表示手段により区別して表示
し、誤動作回避時間とガス警戒時間とを識別す
ること。

(2) 第３図におけるＯ〜T₂区間・T₂〜T₃区間・
T₃〜T₄区間をLEDなどの表示手段で区別し
て、誤報回避時・警戒時・警報時を識別できる
ようにすること。

(3) 高濃度ガスでは短時間に、低濃度ガスでは長
時間かかつて動作する反限時特性を持つ回路を
組合わせること。

など種々の付加機能を与えることは容易に可能で
ある。

〔発明の効果〕

この発明のガス検知装置よれば、通電直後に速
やかに「Ｈ」レベルに達する充放電回路の充電を
充電停止回路によつて通電後所定時間経過後に停
止させ、比較回路の「Ｌ」出力に応答して充放電
回路を急激放電させる構成であるため、擬似信号
が消滅して比較回路の出力が「Ｌ」となつたとき
にはじめて警戒状態となり、この後ガスを感知し
て信号ａが出力されたとき警報回路を作動させる
ことができ、通電直後に発生する擬似信号に対し
ては応答しないようにできる。しかも比較回路の
出力が「Ｌ」となつたときに放電回路によつて充
放電回路を急激に放電させるため、擬似信号の消
滅後および一時的な停電によつて擬似信号が出な
い場合に速やかに警戒状態に入ることができる。

しかも、充放電回路が作動しなくても充電が停
止すれば緩かに放電するため、放電回路が作動し
た場合と同様に警報回路が作動し、ガスの存在す
る雰囲気中で通電開始した場合にも確実に警報を
発することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す回路
図、第２図はこの発明の第２の実施例を示す回路
図、第３図は第１の実施例の通常の場合の動作説
明図、第４図は第１の実施例の特殊な場合の動作
説明図である。３…ガス検知素子、４…平滑回路、９…比較回
路、１２…充放電回路、１５…充電停止回路、２
１…放電回路、２２…反転回路、１４，２３…ト
ランジスタ、２４…警報回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１半導体ガス検知素子の出力が所定ガス濃度に
対応する基準電圧を越えるとき「Ｈ」出力を得る
比較回路と、通電直後に速やかに充電されて
「Ｈ」レベルに達するとともに充電停止後緩かに
放電する充放電回路と、通電後所定時間経過後に
前記充放電回路の充電を停止させる充電停止回路
と、前記比較回路の「Ｌ」出力に応答して前記充
放電回路に急激な放電を開始させる放電回路と、
前記充放電回路の出力を反転させる反転回路と、
この反転回路の出力と前記比較回路の出力のアン
ド出力に応動する警報回路とを備えたガス検知装
置。