JPS62145151A - ガス検知装置 - Google Patents

ガス検知装置

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JPS62145151A
JPS62145151A JP28552885A JP28552885A JPS62145151A JP S62145151 A JPS62145151 A JP S62145151A JP 28552885 A JP28552885 A JP 28552885A JP 28552885 A JP28552885 A JP 28552885A JP S62145151 A JPS62145151 A JP S62145151A
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JP
Japan
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gas
detection
gas sensor
time
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP28552885A
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English (en)
Inventor
Makoto Oda
織田 誠
Isao Nemoto
功 根本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPS62145151A publication Critical patent/JPS62145151A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は還元性ガスを検知するガス検知装置にかかわり
、特に、長期にわたって高4g頼反の検知を行うのに好
適なガス検知装置に関する。
〔発明の背景〕
可燃性ガスのガス検知装置については、従来からI々の
提案がなされているが、被検知ガス以外の例えばアルコ
ール等の性ガスにより誤動作、誤報を生じやすい問題が
あり、さらに、長期の使用中にガスセンサの固有抵抗値
が低下してくるため、あらかじめ定めた警報レベルのま
まで使用していると、次第に設定時より低い屑度でも警
報を発するようになり、見掛は上はガスセンサの感度が
鋭敏になったのと同等になり、艮vA安定性および信頼
性の面で間鴨があった。
これらの問題の解決屯として、特公昭5B−7940号
公報、特公昭58−47665  号公報に開示されて
いるように、雑ガス酸化フィルタを用いる方墳や特公昭
57−53551号公報に開示されているように、榎数
のガスセンサを用いることによってガスセンサの経時変
化を相殺する方暇が用いられてきている。。しかし、こ
れらの方はを実用化することにより、初期特性は改善さ
れてきているが、まだ十分とはいえず、簡匣で、しかも
長期にわたり信頼性のあるガス検知装態すなわち、ガス
センサ自体の特性変化(劣化)が検知でき、自己補正が
可能な、高信頼度を有するガス検知装置が求められてい
た。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ガスセンサ自体の特性変化にかかわら
ず、長期にわたり高信頼度、高精度の横細ができるガス
検知装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本願発明者らは、ガスセンサ性能の経時変化について種
々検討した結果、ガスセンサに性能劣化が生じてくると
、該ガスセンサの出力信号に発掘現象が生じることを新
たに見いだした。
本発明は、この現象を利用してなされたものである。こ
の現象について、以下に詳説する。
長期使用によりガスセンサの性能劣化が非常に進行して
(ると、還元性ガスの存在しない空気雰囲気中における
ガスセンサの出力信号が、定格動作温度で発振現象を生
じる。そして、このガスセンサの出力信号の発振現象は
、ガスセンサの動作温度によって変化し、動作温度を定
格動作温度よりさらに高温にすると消滅することを新た
に見いだした。またさらに、このガスセンサの出力信号
の発振現象の生じる動作温度が、ガスセンサ性能の経時
変化による性能劣化程度と関係があり、性能劣化が少な
いガスセンサでは動作温度が低温時に発振が発生するが
、定格動作温度への昇温過程で消滅する。すなわち、ガ
スセンサの経時劣化の程度と、ガスセンサの空気雰囲気
中における発振現象が消滅する動作温度との間に、相関
関係があることを新たに見いだした。
本1頼発明者らは、先に特願昭60−203355号に
おいて、上記の現象を利用したガス検知装置を提案した
。これは、ヒータ部の動作温度を変化させる手段と、ガ
スセンサの出力信号の発掘の有無を検知する手段とを設
け、ヒータ部の動作温度を変化させてガスセンサの出力
信号の発振の発生または消滅を検知したときの動作温度
に応じて、検知レベルをあらかじめ定めた値の1つに再
設定するもので、特に、定められた時間ごとに、ヒータ
部の動作温度をあらかじめ定めた温度に段階的に変化さ
せるように構成することによって、ガスセンサの性能劣
化の自己補正を可能とし、長期にわたって高信順性と高
精度が得られろように図ったものである。
本発明は、上記の装置を改良し、発振検出動作時にガス
漏れが発生した場合に、ガスセンサの出力信号が一定時
間以上継続しである検知レベル以上となったとき、ガス
検知の動作に戻してガス漏れに対処できるようにしたも
のである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明によるガス検知装置の一実施例を、第1図
〜第41九より説明する。第1図は該実施例の装置の構
成を示すブロック図、第2図は本発明の装置に用いられ
るガスセンサの性MQ特性の一例を示す特性図、第3図
および第4図は該実施例の装置の動作を示すタイムチャ
ートである。
第1図に8いて、1は半導体式のガスセンサ、2は該ガ
スセンサ1の還元性ガス横矧用の感ガス部、3は該感ガ
ス部2を、710熱するためのヒータ部、4は前記ガス
センサ1の感ガス特性を計測するための出力抵抗、5は
前記ガスセンサ1のヒータ部6の動作温度を制仰するた
めのヒータ制御部、6は前記ガスセンサ1の使用開始か
ら一定時間経過するごとに、該ヒータ制御部5により前
記ヒータ部3の動作温度をあらかじめ定めた温度に変化
させる制御用信号を送るためのタイマ部、7は定格・幼
作温度状、襟における前記ガスセンサ1の出力信号を検
出するための信号検出部、8はヒータ部3の動作温度を
変化させたときのガスセンサ1の出力信号のQfflの
有無を検出するための発掘検出部、9はガスセンサ10
発撮停止時におけるヒータ部3の動作温度(ヒータ磁流
またはヒータ電圧の信号による)に応じて、還元性ガス
の検知レベルをあらかじめ定めであるレベルに変更させ
るための検知レベル制御部、10は前記信号検出部7の
出力信号の信号レベルと、前記検−I3]L/ベル制御
部9により新たに設定された検知レベルとを比較し、信
号レベルが検知レベルを越えたとき信号を出力する比較
部、11は該比較部10の出力信号により、ガス漏れを
表示したり、警報を発したり、あるいはガス配管の元栓
を閉止する等、曲の機器を制御したりするためのMJ御
部である。
第2図は、半導体式ガスセンサの抵抗の経時変化の割合
(一定濃度の還元性ガス雰囲気中における劣化前の初期
値を100とした相対値で示しである)と、空気雰囲気
中におけるガスセンサの出力信号の発振か消滅するどさ
の動作温度(e対温度の逆数で示しである)との関係を
示す特性線の一例を示したもので、このような関係は新
たに見いだした現象である。一般に、n形の半導体式ガ
スセンサの感ガス性能の経時変化(性能劣化)は、被検
知用還元性ガスの一定一度雰囲気中に16けるガスセン
サの抵抗値の低下となって現われるが、この抵抗値の低
下は、見掛は上、ガス検知レベルが被検知ガスの低濃度
側へ移行したのと同等であり、あらかじめ設定した検知
レベルに対応するガス濃度より低濃度でも、ガス漏れと
して制御部が動作し、誤動作となるので好ましくない。
このガスセンサ抵抗の経時変化(感ガス性能の経時変化
)が、ガスセンサを定@動作温度より低い温度で動作さ
せた場合に生ずるガスセンサの出力信号の極低周波(1
0−”〜10”Hz)の発振現象と相関関係があり、動
作温度を低温から高温へと変化させた場曾に、ガスセン
サの出力信号の発振現象が消滅する動作温度(絶対温度
で表わす)の逆数と相関関係を有することを、第2図は
示している。すなわち、空気雰囲気中にあるガスセンサ
を、低湿から高温へと動作温度を変化させ、ガスセンサ
の出力信号の発振現象が消滅するときの動作温度を求め
ることにより、ガスセンサの1江時変化の程度を仰るこ
とができることが判明した。そこで、実使用時のガスセ
ンサの経時変化の程度を、ガスセンサの出力信号の発振
現象が消滅する動作温度から求めることにより、ガスセ
ンサの経時変化分(性能劣化分)を自己補正することが
できる。第2図に示した特性を利用してガスセンサの経
時変化を自己補正する方法としては、種々のものが使用
可能であるが、第1図に構成を示した本実施例では、被
検矧ガス4度の検知レベルを自動補正する方法を用いた
例を示しである。
以下、第1図に示した本発明によるガス検知装置の動作
を、第3図および第4図のタイムチャートにより説明す
る。まず、ヒータ制御部5により、ガスセンサ1のヒー
タ部6を定@動作温度TS(K)で動作させる。また、
還元性ガスの検知レベルは、検知レベル制御部9により
、還元性ガスの検知すべきガス濃度に対応して、あらか
じめ検知レベルL1に設定しである。このとき、還元性
ガスの、検知すべき濃度以下のガス漏れが生じ、還元性
ガス検出信号出力vIが生じた場合には、vz<Lsで
あるので、比較部10は信号を出力せず、制御部11も
信号を出力せず、従って表示や4IJF報等の動作は生
じない。次に、ガスセ/す10使用時間が、タイマ部6
にあらかじめ設定してあった時VUt+(例えば、数十
〜数百時間)に到達すると、タイマ部6からヒータ制御
部5および発掘検出部8へ、それぞれ制御信号が時間1
1(例えば数分間)ごとに送出され、ヒータ制御部°5
は、ヒータ部3の動作温度を、時間t、ごとに′烏→T
、→T、→T、→Ta(ただし、TI< Tt< Ts
< T4< TI ) ヘトv化s セ、同時ニ、発振
検出部8は、時間t2間隔で、ガスセンサ1の出力信号
の発振の有無を検出する。いま、動作温度T1で発振を
検出し、動作温度T、以降では発振を検出しなかったと
すると、ガスセンサ1の特性劣化は少ないと判定し、還
元性ガス検知レベルはLlのままで変更させない。つい
で、還元性ガスの、検知すべき濃度以上のガス漏れが生
じ、還元性ガス検出信号出力V、が生じると、■、≧L
1であるので、比較部1oおよび制御部11は信号を出
力し、表示や警報により異常を報知する。続いて、経時
時間がさらに時間t、に到達すると、上記と同様に、タ
イマ部6からヒータ7ff[I両部5および発蛋検出部
8へそれぞれ制御信号が送出され、ヒータ部3の動作温
度がT、からT、へと、時間t、ごとに変化する。この
とき、ガスセンサ1の特性劣化に応じて、動作温度TI
およびT、で発振を検出し、動作温度T、以降では発振
を検出しなかったとすると、検知レベル制御部9は、還
元性ガス検知レベルを、ガスセンサ1の特性劣化(抵抗
値の低下)の程度に応じて、あらかじめ設定しである検
知レベルL、 (Lt> Ll)に変更する。その後、
検知濃度以下のガス漏れが生じ、還元性ガス検出信号出
力V、が生じたとする。また、このV、は、ガスセンサ
1の劣化による抵抗値の低下のために、検知濃度以下の
ガス漏れにもかかわらず、前記した検知濃度以下のガス
漏れ時のガス演出信号出力vtと同等の出力であったと
する。しかし、この場合、ガスセンサ1の特注劣化の程
度に応じて、検知レベルがLlカらLt (Lt> L
s ) ’ic再設定されており、かつvs<Lsであ
るので、比較部10は信号を出力せず、制御部11も信
号を出力せず、従って、経時変化による横用誤差を適正
できたことになる。
ついで、検知濃度以下のガス漏れにより、再設だされた
検知レベルL!より大きい検出信号出力もが生じると、
比較部10を介して制御部11は信号を出力し、表示、
発報等により異常な凡らせる。
次に、長期間の使用によりガスセンサ1の特性劣化がさ
らに進行し、動作温度T、〜T4で発振を検出し、動作
温度T、で発掘を検出しなかったときは、還元性ガス検
gVベルをさらにLs(Ls。
〉L、)に変更して、還元性ガス横用を続行する。
なお、ヒータ部の動作温度が定格動作温度に近いT4に
おいても発根が消滅しない場合は、このガスセンサが寿
命に到達したとして、ガスセンサ交換用の信号を出力し
て、表示または警報を発するようにしてもよい。
次に、発掘検出部8が発振検出時にガス漏れが生じた場
合の動作について、第4図により説明する。あらかじめ
設定しておいた時間t1に到達すると、上記と同様に、
タイマ部6からヒータ制御部5および見損検出部8へ制
御信号が時間t、ごとに送出され、ヒータ制御部5はヒ
ータ部3の動作温度をT、→′心→T、→T4→T、へ
と時間t!ごとに変化させ、同時に、発振検出部8はガ
スセンサ1の出力信号の発掘の有無を時間t、間隔で検
出する。また同時に、時間t、に到達すると、還元性ガ
ス検知レベルを、第1の検知レベル(前記り、、 L、
等)から、あらかじめ定めである第2の検知レベルMに
切り換える。この第2の検知レベルMは、正常動作時の
検知レベルである第1の検知レベルL1、L、、 L、
より小さい値に設定してあり、発振検出部8が発振検出
時にガス漏れが生じた場合の検知用のものである。
すなわち、例えば動作温度T、で発報を検出し、動作温
度T、で発振を検出中にガス漏れが生じた場合、還元性
ガス検出信号出力V、が生じ、V、2Mであるとすると
、ヒータ制御部5は比較部1゜からの信号により、発振
検出動作に関係なく優先的に、ヒータ部の動作ユ度を還
元性ガス横用時の定格動作温度T、に帰復させると同時
に、還元性ガス検知レベルを第1の検知レベルに復帰さ
せる。このとき、還元性ガス検出信号出力V6が、第1
の検知レベル(例えばLt)を越えていれば、比較部1
0は信号を出力し、制御部11も信号を出力し、表示、
警報等により異常を知らせる。
なお、上記実施例では、発掘検出時におけるガス漏れ検
出用の第2の検知レベルを、ヒータ部の動作温度を段階
的に変化させているにもかかわらず、−足のレベルMと
した場合について説明したが、発振検出時のヒータ部の
動作温度の段階的変化に対応した検知レベルをそれぞれ
設定してもよいことは言うまでもない。
また、上記実施例では、ヒータ制御部によるヒータ部の
動作温度を低温側から高温側へ(Tg→T、→T、→T
4→T、)時間t、ごとに変化させ、ガスセンサの出力
信号の発振の消滅を検知する方式について説明したが、
逆に、ヒータ部の動作温度を定格動作温度に近い高温側
から低温側へ(Ts→T4→T、→T、→Tt )時間
t、ごとに変化させ、ガスセンサの出力信号の発振の発
生を検知する方式を用いても、上記実施例の場合と同様
にガスセンサの特注劣化を自動補正できることは明らか
である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ガス検知g装置において、実使用状態
のままで、ガスセンサの性能劣化を任意の一定時間ごと
に自己チェックし、特性劣化の程度に応じた補正を自動
的に行わせることができるので、長期にわたり高信頼度
、高精度を有し、誤動作の生じないガス検知装置が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるガス検知1M層の一実施例の構成
を示すブロック図、第2図は本発明の装置に用いられる
ガスセンサの性能特性の一例を示す特性図、第3図およ
び第4図は第1図の装置の動作を示すタイムチャートで
ある。 符号の説明 1・・・ガスセンサ、2・・・感ガス部、3・・・ヒー
タ部、4・・・出力抵抗、5・・・ヒータ制御部、6・
・・タイマ部、7・・・信号検出部、8・・・発成検出
部、9・・・検知レベル制御部、10・・・比較部、1
1・・・制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 感ガス部および該感ガス部を加熱するヒータ部を有する
    半導体式のガスセンサと、該ガスセンサの出力信号を検
    出する信号検出部と、該信号検出部からの検出信号を設
    定された検知レベルと比較し、その結果により、表示ま
    たは発報もしくは他の機器を制御するための制御部に信
    号を出力する比較部とで構成される還元性ガス用のガス
    検知装置において、前記ヒータ部の動作温度を変化させ
    る手段と、前記ガスセンサの出力信号の発振の有無を検
    出する手段とを設け、ヒータ部の動作温度を変化させて
    該ガスセンサの出力信号の発振の発生または消滅を検出
    したときの当該動作温度に応じて、前記検知レベルをあ
    らかじめ定めた第1の検知レベルの一つに再設定すると
    ともに、前記ガスセンサの出力信号の発振検出動作時に
    、該ガスセンサの出力信号が一定時間以上継続してあら
    かじめ定めた第2の検知レベル以上となる場合に、前記
    ヒータ部の動作温度を発振検出時の動作温度から還元性
    ガス検知時の動作温度に復帰させる手段を設けたことを
    特徴とするガス検知装置。
JP28552885A 1985-12-20 1985-12-20 ガス検知装置 Pending JPS62145151A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8496818B2 (en) 2004-10-07 2013-07-30 Waters Technologies Corporation HPLC capillary column device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8496818B2 (en) 2004-10-07 2013-07-30 Waters Technologies Corporation HPLC capillary column device
US9446330B2 (en) 2004-10-07 2016-09-20 Waters Technologies Corporation HPLC capillary column device

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