JPS6326437B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス漏れ警報器に関するものである。

近年、プロパンガス及び都市ガスの使用量の増
加に伴い、爆発等のガス漏れによる事故は規模が
大きくなり、各方面でガス漏れ事故防止の努力が
重ねられている。中でもガス漏れ警報器は事故防
止の最後の砦として注目され、普及の努力がなさ
れている。

本発明は以上のような重要な使命を持つガス漏
れ警報器の性能及び信頼性をより一層向上させる
ことを目的とするものである。本発明は特にセン
サ抵抗値の検出に関するものである。

従来例を第１図，第２図に基づいて説明する。
まず、第１図は直流電圧１０１がガスセンサ１０
２の感応体１０３と抵抗１０４及び基準電圧を与
える温度補償回路１０５と抵抗１０６よりなるブ
リツジ回路へ供給され、センサ出力電圧Ｓと基準
電圧ｒを電圧比較器１０７で比較し警報してい
る。１０８は感応体１０３を高温に保つヒータ
で、感応体１０３とでガスセンサ１０８を構成し
ている。しかしこのような構成のガス漏れ警報器
においては、高温高湿等の劣悪な環境条件下での
経時特性に、直流電圧の印加による感応体抵抗値
に極性の発生等が見られ、警報濃度の変化が大き
いことがわかつている。また、第２図では感応体
１０３には交流電圧１０９が印加され、直列抵抗
１１０，１１１で分割され、ダイオード１１２と
コンデンサ１１３で整流平滑され基準電圧と比較
しているが、本回路構成では交流電圧１０９が変
動した場合、センサ出力が比例して変動し、警報
濃度の電源電圧変動時の変化が大きい不具合があ
る。

本発明は以上のような直流印加による変化及び
電圧変動による変化をなくしたガスセンサ感応体
の抵抗値検出回路を具備したガス漏れ警報器を提
供するものである。

以下、第３図に基づいて本発明の一実施例を説
明する。第３図はガスセンサとしてＮ型金属酸化
物半導体（酸化鉄系複合酸化物半導体）を感応体
にした傍熱型ヒータタイプを採用したガス漏れ警
報器の構成図である。今、電源１が投入されると
電源トランス４の出力よりダイオードブリツジ５
に交流電圧が印加され、このダイオードブリツジ
５で整流され、コンデンサ６で平滑された直流電
圧が回路に供給される。この直流電圧は安定化回
路４０で安定化される。このとき抵抗４７を介し
てコンデンサ４８に充電される間、ガスセンサ２
５の初期通電時に生ずる抵抗値低下による初期警
報を防止するタイマ（以下初期タイマと呼ぶ）が
コンパレータ４９が反転する迄働き、この間、通
電表示用発光ダイオード（以下LEDと呼ぶ）６
２は発振回路５７及びLED駆動回路５８により
点滅し、初期タイマの作動状態であることを表示
するが、警報用ブザー６３は動作しない。そし
て、コンデンサ４８に充電されコンパレータ４９
が反転すると初期タイマは終了し、正常監視状態
となる。尚、抵抗４５とダイオード４６は電源
OFF時にコンデンサ４８の電荷を放電する時間
を決定するためのものである。

一方、電源１が投入されるとトランス４の２次
側ａ点にも交流電圧が供給され、ヒータ２４の電
圧は抵抗３３ａ，３３ｂで分割されてコンデンサ
３９を介して２乗回路４２に入力され、この２乗
回路４２の出力はコンデンサ５０により平均さ
れ、誤差増巾器５２により基準電圧と比較され
る。この誤差増巾器５２の出力はコンデンサ５０
の電圧と基準電圧の差によつて変化する。ま
た、上記ａ点の交流電圧は抵抗１５，１６により
分割され、コンデンサ３８を介して同期信号を作
るゼロクロス回路４１に入力され、本ゼロクロス
回路４１は入力の交流信号が零を通過するとき出
力をＯにし、コンデンサ５６の電圧を放電し、そ
の後コンデンサ５６には安定化電源から抵抗５５
を介して充電される。このコンデンサ５６の充放
電している電圧Ｃと誤差増巾器５２出力ｉをコン
パレータ６０で比較し、ｃ点の電圧がｉより大き
い時にコンパレータ６０の出力は“Ｌ”レベルと
なり、抵抗１０，３７を介してトランジスタ８及
び１４を駆動する。このときａ点の電圧が正のと
きにはトランジスタ８がONし、ガスセンサ２５
のヒータ２４に電圧が印加される。このときトラ
ンジスタ１１はトランジスタ８から抵抗９を介し
てベース電流が供給されるが、ダイオード１２が
あるためONしない。上記ダイオード１２とダイ
オード１３はトランジスタ１１，１４がOFFし
ているときのベース・エミツタを保護する役割を
持つている。一方、ａ点の電圧が負のときにはト
ランジスタ１４はOFFし、トランジスタ１１が
ONし、ヒータ２４のｄ点が負になるよう電圧を
印加する。このようにヒータ電圧の２乗平均を一
定にすべく各回路が動作し、ヒータ２４の電圧実
効値、すなわち電力を一定に保つ位相制御方式の
電圧安定回路となつている。第４図ａ〜ｄに第３
図における電圧安定化時の各部ａ〜ｄの電圧波形
を示している。第４図ａ〜ｄにおいてイが電源電
圧が高い場合、ロが低い場合であり、斜線を入れ
ている部分がヒータ２４に電圧が印加されている
場合である。尚、第４図におけるｂ点の図はコン
デンサ５０で平均しない場合の波形を示した。

このようにガスセンサ２５のヒータには実効電
圧が安定化され供給されるため、ガスセンサ２５
の感応体２３は常に安定な温度に保持される。
今、警報基準レベルは抵抗１９，２０とサーミス
タ２１よりなる温度補償回路と抵抗２２で定ま
り、また本ガスセンサ２５に高濃度のガスが触れ
ると感応体２３が自己発熱により熱暴走を起し劣
化する恐れがあるため、感応体抵抗値が一定値以
下になるとヒータ電圧をオフとし、劣化を防止す
る高濃度保護レベルは同様に抵抗１７，１８で定
まり、それぞれ基準レベル設定抵抗と感応体２３
と抵抗２６はブリツジ回路を構成している。本ブ
リツジ回路にはａ点の交流電圧が印加されるが、
ガスセンサ出力ｌ、警報濃度基準ｋ及び高濃度保
護基準ｊは、ダイオード２７，２８，２９で整流
され、それぞれ抵抗３０，３１，３２とコンデン
サ３４，３５，３６で平滑され、コンパレータ４
３，４４へ入力される。ｊ，ｋ，ｌの各点の電圧
はブリツジ回路であるため、交流電圧ではあるが
電源電圧の変動により変化しない。

今、可燃性ガスがガスセンサ２５に触れると感
応体２３の抵抗値が低下し、ｌ点の交流電圧及び
整流平滑された出力電圧は上昇し、警報基準電
圧出力ｎを超えるとコンパレータ４４が反転し、
発振回路５７、LED駆動回路５８を作動させ、
LED６２は点滅を開始するとともに遅延タイマ
回路６１を起動させ、さらに外部出力回路６４を
約6Vの正常状態から12V以上のガス検知状態に
し出力する。上記遅延タイマ回路６１の動作が終
了するとブザー駆動回路５９が働きブザー６３を
駆動し、警報する。ここで、遅延タイマ回路６１
は一過性のガスによる誤報低減用のタイマであ
る。

さらに、ガス濃度が高くなり点の電圧が高濃
度保護基準のｍ点の電圧より高くなると、コンパ
レータ４３が反転し、ヒータ電圧制御用のコンパ
レータ６０の動作を停止させ、ヒータ電圧をオフ
にし感応体２３の劣化を防止する。そして、ヒー
タ電圧オフにより感応体２３の抵抗値が高くなる
と自動的に復帰し、上記動作を繰り返す。また、
高濃度保護状態ではヒータ電圧は下つているた
め、復帰時にはヒータ電圧が高い電圧が加わるの
で、この対策として、高濃度保護回路動作時には
２乗回路４２の出力ｂを抵抗５１で下げヒータ電
圧が高い状態と等しくし、復帰時にヒータ電圧が
低い電圧から徐々に戻るようにしている。

今、仮にヒータ電圧制御系に故障等の異常が発
生すると、ガス漏れ警報器としての正常な働きは
期待できず、本警報器ではヒータ制御系が電流も
大きく故障の可能性が考えられるため、誤差増巾
器５２の出力ｉ点の電圧がｇ，ｈで設定された電
圧範囲超えた場合はコンパレータ５３，５４で検
出し、LED駆動回路５８をOFFとしLED６２を
消して故障通告する。本回路は電源電圧が異常に
低下し、ヒータ電圧安定化回路が正常でも基準電
圧に満たない場合も働く。但し高濃度保護回路が
作動し、ヒータ電圧をオフにしている場合は作動
しない。

また、バリスタ３及びダイオード７は、雷サー
ジ等の異常電圧吸収用であり、２はヒユーズであ
る。

以上のように本発明は構成されているものであ
り、下記の通りの効果を有する。

(1) 電圧変動に対して警報濃度が安定している。

(2) 高温高湿等の劣悪な環境下でもガスセンサの
特性を維持でき、警報精度が良好なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図はそれぞれ従来例におけるガス
漏れ警報器の回路図、第３図は本発明に係るガス
漏れ警報器の一実施例を示す回路図、第４図ａ，
ｂ，ｃ，ｄは第３図の各部の電圧波形図である。 １７，１８…高濃度保護開始レベルを定める抵
抗網、１９，２０，２１，２２…警報開始ガス濃
度を定める抵抗網（抵抗、サーミスタ）、２３…
感応体、２４…ヒータ、２５…ガスセンサ、２６
…抵抗、２７，２８，２９…ダイオード、３０，
３１，３２…平滑用抵抗、３４，３５，３６…平
滑用コンデンサ、４３，４４…コンパレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可燃性ガスの存在により抵抗値の変化する、
   ヒータにより高温に保たれたＮ型金属酸化物半導
   体からなる感応体の抵抗値変化によりガス濃度を
   判別し警報する構成を具備し、上記感応体と直列
   に抵抗を接続し、警報開始ガス濃度を定める抵抗
   網及び上記感応体の高濃度ガスによる劣化防止の
   ための高濃度保護開始レベルを定める抵抗網をブ
   リツジ回路を構成すべく並列に接続し、このブリ
   ツジ回路の両端に交流電圧を印加し、上記感応体
   と抵抗の接続点及び上記抵抗網の各々の基準点に
   ダイオードを接続するとともに抵抗、コンデンサ
   を並列に平滑すべく接続し、それぞれの平滑出力
   をコンパレータで比較して警報または保護を開始
   することを特徴とするガス漏れ警報器。