JPS63214660A - 自動較正付酸素濃度警報器 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は通常の室内の酸素濃度を監視し、もし室内の酸
素濃度が低下して規定の濃度を下回るような状態になれ
ば表示を出し酸素欠乏による重大な事故に至らないよう
に監視する酸素濃度警報器の改良に関するものである。

従来の技術 酸素濃度を検出するセンサとして一般に利用されている
ものに、ガルバニ電池式のセンサがある。

このセンサの原理は、ガルバニ電池に流れる電流が酸素
濃度に比例することを利用したちのであるが、このセン
サには多少の欠点があり、製作時のちょっとした電極反
応面積の違いが出力の違いとなって現れ、同じロットの
製品であっても出力にバラツキを生じる。このため、そ
のままではセンサ同志の互換性はないのが普通である。

また、製作されたセンサは、経時変化により出力が徐々
に低下していく傾向がある。したがって、センサの出力
を処理する酸素Ｓ度警報器の回路の中に、センサの特性
のバラツキや経時変化を補正するための調整回路が必ず
必要とされる。

センサの出力の違いを更正する調整は製作時にメーカが
行うので特に問題となることはないが、経時変化に対す
る更正は、ユーザの手に渡ってから行わなければならな
いことなので、できるだけ簡単に調整できるようにする
必要がある。

このため、このような更正を一般ユーザが簡単に行える
ような回路が色々と考案され実用化されている。

その一つは、自然界の酸素１１度が約２１％であること
から、新鮮な大気中におけるセンサの出力を記憶保持し
、その記憶した出力の値の何割かを減じた値を基準値と
して、もし測定される室内の酸素濃度が低下しセンサの
出力が基準値よりも小さくなれば警報を発するようにし
た回路である。

この回路においては、更正のきっかけすなわちセンサの
出力を記憶保持するきっかけは、センサの交換時の運転
再開と同時または、経年変化に対しては任意のタイミン
グにおいてユーザが簡単に外部から接点信号により与え
ることができる。

発明が解決しようとする問題点 従来の回路でもユーザサイドにおいて簡単に更正が行え
るが、更正を行うタイミングが本当に適当な時期である
かという問題がある。つまり、２１％の酸素濃度で更正
したつもりが実際にはそれよりも低い酸素濃度で更正し
てしまう恐れがある。

仮に、酸素濃度が１８％以下になれば警報を発するよう
に回路が組まれているものとすれば、正常な使われ方で
は酸素濃度２１％のときにセンサの出力を記憶する。そ
の記憶保持した値を基準にしてセンサの出力が１８／２
１の割合よりも低下した時に警報を発する。しかし、誤
ってセンサ周辺の酸素濃度が１９％の時に更正してしま
ったとすると、警報を発するのは、更正を行った１９％
の時の出力を基準として１８／２ｊの割合、つまり絶対
濃度でいえば１９Ｘ　１８／２１％よりも低下した状態
になって始めて警報を発することになる。これでは、予
定していた１８％酸素濃度よりもかなり下回らないと警
報を発しないことになる。

したがって、せっかくの警報器もその調整方法を誤ると
何の意味もなさなくなり、またその効果を信用している
とかえって危険な目に合う恐れも出て来る。

問題点を解決するための手段 酸素センサの出力を演算増幅器で増幅し、その出力信号
を減衰させるべく抵抗器群およびスイッチ群との組合せ
によるアッテネータに入力し、それらのスイッチ群の入
り切りの組合せを変えることによってアッテネータの減
衰度合を変化させ、演梼増幅器のアッテネータを介した
出力を可変できるようにした。この演算増幅器の７ツテ
ネータを介した出力を可変することによって酸素センサ
の出力のバラツキや経時変化による出力の低下の更正を
でさるようにした。そして、それらのスイッチの入り切
りの制御は、カウンタと比較器とで構成し、自動化を図
った。

その制御方法は、演算増幅器のアッテネータを介した出
力と第一の基１［圧とを比較して、この出力が第一の基
準電圧よりも大きければスイッチを順次変化させて、第
一の基準電圧と等しいかあるいはそれよりも小さくなる
まで増幅度を下げるようにした。したがって、低い酸素
濃度で更正をしても、その後で酸素濃度が高濃度になれ
ばその時点で再更正されるので、一般のユーザが更正を
やり直そうと思えばいつでも可能である。

警報出力に対しては、演算増幅器のアッテネータを介し
た出力と第二の基準電圧とを比較し、この出力が第二の
基準電圧よりも小さければ警報を発するようにしている
。

実施例 本発明自動更正付酸素１１度警報器の回路の一例を第１
図に示す。酸素センサ１は電流出力なので、まず抵抗器
１１にその電流を流してＱ素センサの出力を電圧出力に
変換する。抵抗器１１の両端に現われる電圧は、酸素濃
度に比例して変化するので、それを演算増幅器２に入力
して増幅する。１２はアッテネータであり、抵抗器３と
抵抗器群４が直列接続され、その接点から出力信号を取
出す。

第２〜第４図に抵抗器群４の構成例を示し、第２図は抵
抗器とスイッチとを並列に接続したものを多数個直列に
接続した組合せにより構成した場合を示したもの、第３
図は抵抗器とスイッチを直列に接続したものを多数個並
列に接続した組合せにより構成した場合を示したもの、
第４図は複数の抵抗器とスイッチを梯子状に組合せて構
成した場合を示したものである。本発明は、このような
アッテネータ１２を介在させ、さらに以下に説明するＩ
制御を行うことで自動更正が可能となるようにした。

抵抗器群４のスイッチの入り切りは、その抵抗値が大き
な値から小さな値へ順次変化するようにした。その方法
を第２図を用いて説明すると、抵抗器群４は６個の抵抗
器＜Ａ−Ｆ）と６個のスイッチ（Ｓｌ−８ａ　）とから
なっており、６個の抵抗器の関係は、抵抗器Ｂは抵抗器
Ａの２倍の抵抗値、抵抗器Ｃは抵抗器Ｂの２倍の抵抗値
というように抵抗値の倍率が２で順次大きくなるように
選んだ。

したがって、抵抗器Ａを１にオームとすると、抵抗器Ｂ
は２にオームとなり抵抗器Ｃ，Ｄ、Ｅ。

Ｆはそれぞれ４．８．１６．３２にオームとなる。そし
て、それぞれの抵抗器に並列に接続されているスイッチ
Ｓ＋−８ｓが総て開いていると抵抗器群４としての抵抗
値は６３にオームとなる。

最初は、スイッチ５Ｉ−８ａが総て開いている状態から
始め、その次に抵抗器△と並列に接続されているスイッ
チＳＩ＠−閉じると抵抗器群４の抵抗値は８２にオーム
となる。その次にスイッチＳｌを開いてスイッチＳ２を
閉じると抵抗器群４の抵抗値は６１にオームとなる。そ
の次にスイッチＳ２は閉じたままでスイッチＳ＋　を閉
じると抵抗器群４の抵抗値は６０にオームとなる。

つまり、スイッチＳｌ〜Ｓ６をバイナリ信号に応じて小
さい重みの抵抗器から順次閏じたり開いたりすることに
よって抵抗値を大きい値から小さな値へと順次変化させ
ることができ、抵抗器３が固定値でありアッテネータ１
２の出力信号はバイナリ信号に応じて順次減衰すること
になる。

スイッチＳ＋−８ｅの開閉を制御するスィッチ１ｉＩＩ
１１１回路５はバイナリ・カウンタの出力を利用したも
ので、バイナリ・カウンタと発信回路とゲート回路から
構成されており、発信回路の出力のクロックをゲートを
介してバイナリ・カウンタへ入力するようにし、クロッ
クを１個入力する毎にバイナリ信号が一つ変り、それを
開開信号としたものである。そして、スイッチ制御回路
５のもう一つの機能は発信回路の出力のクロックを比較
器６の出力に応じてゲートを通過させるか阻止するか制
御し、バイナリ・カウンタの出力を進めるかそのまま保
持するかを制御する。

アッテネータ１２の出力信号は、比較Ｂ６と比較器７に
接続されており、比較器６では単にアッテネータ１２の
出力信号と基準電圧８とを比較し、基準電圧８よりもア
ッテネータ１２の出力信号が大きいときには演算増幅器
２の増幅度を下げるようにスイッチ制御回路５のバイナ
リ・カウンタのカウント値を進めるようにスイッチ制御
回路のゲートに信号を送り、逆にアッテネータ１２の出
力信号が基準電圧８よりも小さくなったときにはスイッ
チ制御回路５のゲートに信号を送り、バイナリ・カウン
タの値をそのまま保持するように指示する。

比較Ｍ７では、アッテネータ１２の出力信号と基準電圧
９とを比較し、アッテネータ１２の出力信号が基準電圧
９よりも小さくなった場合に酸素１１度の低下として警
報回路１０に信号を送って警報表示を行うようにしてい
る。

発明の効果 本発明自動更正付酸素ｇ度警報器では、ｍ素センサの出
力がいろいろと変化したとき、その中で最大の値が２１
％の酸素濃度として考えて増幅度を１！！するので、ユ
ーザが誤って２１％よりも低い酸素１１度の時に更正を
しても、その後酸素ｍ１度が上昇して２１％になったと
きに自動的に２１％に再更正が行われて装置としては正
常に動作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明自動更正付！酸素濃度警報器の回路の一
例を示す図、第２〜第４図は本発明に用いる抵抗器群の
構成例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、酸素センサと、該酸素センサの出力を増幅する演算
   増幅器と、該演算増幅器の出力信号を減衰させるべく接
   続される抵抗器群およびスイッチ群の組合せによるアッ
   テネータと、該スイッチの入り切りを制御する制御回路
   と、該アッテネータの出力信号と第一の基準電圧とを比
   較して該スイッチ制御回路の出力を順次変化させるかど
   うかを判断する第一の比較器および第二の基準電圧と比
   較して該アッテネータの出力信号が第二の基準電圧より
   も小さければ警報を発する第二の比較器とからなり、酸
   素濃度が規定値以下に低下すれば警報を発するとともに
   周辺の酸素濃度の変動に対して、一番高い酸素濃度のレ
   ベルに自動的に更正されることを特徴とする自動更正付
   酸素濃度警報機。