JPWO2012105423A1 - Battery-powered gas alarm and its control device - Google Patents
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Abstract
警報レベルである第1基準濃度よりも低い閾値である第2基準濃度を設け、ガス濃度が第2基準濃度以下の場合には(S3,NO)センサ駆動周期は45秒であるが、第2基準濃度を超えた場合には(S3,YES)センサ駆動周期を短周期(20秒)に設定する。When a second reference concentration that is a threshold lower than the first reference concentration that is an alarm level is provided and the gas concentration is equal to or lower than the second reference concentration (S3, NO), the sensor drive cycle is 45 seconds, but the second If the reference concentration is exceeded (S3, YES), the sensor driving cycle is set to a short cycle (20 seconds).
Description
本発明は、ガス器具やガス配管から漏れた都市ガスやLPガスなどの可燃性ガスを検知して警報を発するガス漏れ警報器に係わり、特に電池を電源とする電池式ガス警報器に関する。 The present invention relates to a gas leak alarm device that issues a warning by detecting a combustible gas such as city gas or LP gas leaked from a gas appliance or gas pipe, and more particularly to a battery-type gas alarm device using a battery as a power source.
ガス器具やガス配管からのガス漏れを検知し、音声やブザーなどで警報を発し、ガス使用者にガス漏れを知らせるガス警報器が知られている。 Gas alarms are known that detect gas leaks from gas appliances and gas pipes, issue alarms with sounds and buzzers, etc., and inform gas users of gas leaks.
ガス警報器は、ガスセンサなどのガス検知素子により検知対象ガスを検出し、検知対象ガスのガス濃度が所定のガス濃度を超えている場合、警報音や警報表示により警報を行うようになっている。 The gas alarm device detects a detection target gas by a gas detection element such as a gas sensor, and when the gas concentration of the detection target gas exceeds a predetermined gas concentration, an alarm is sounded by an alarm sound or an alarm display. .
ガス警報器においては、都市ガスやLPガスなどの検知対象ガスを検知するためにガスセンサが用いられている。ガスセンサは、例えばヒータ抵抗とセンサ抵抗を有する。センサ抵抗は、検知対象ガスとの反応によりその抵抗値が変化する。ヒータ抵抗によって加熱した状態でセンサ抵抗の抵抗値を測定することで、ガス検知を行っている。例えば、ガスセンサのヒータ抵抗に電圧を印加してヒータ温度をたとえば400℃などの所定温度に加熱した状態にして、上記センサ抵抗の抵抗値(実際にはこの抵抗値を示す電圧等)の変化を測定することにより、ガス検知を行っている。 In the gas alarm device, a gas sensor is used to detect a detection target gas such as city gas or LP gas. The gas sensor has, for example, a heater resistance and a sensor resistance. The resistance value of the sensor resistance changes due to the reaction with the detection target gas. Gas detection is performed by measuring the resistance value of the sensor resistance while being heated by the heater resistance. For example, a voltage is applied to the heater resistance of the gas sensor so that the heater temperature is heated to a predetermined temperature such as 400 ° C., and the resistance value of the sensor resistance (actually, a voltage or the like indicating this resistance value) is changed. Gas detection is performed by measuring.
ガスセンサのヒータ温度を所定温度にする駆動方法には、直流電圧を印加する方法やパルス的に電圧を印加する方法があるが、特に電池で駆動する電池式ガス警報器では、消費電力を低減するために所定の駆動周期でヒータをパルス通電する方法が行われている(特許文献1、特許文献2)。
There are two methods of driving the gas sensor heater temperature to a predetermined temperature: a method of applying a DC voltage or a method of applying a voltage in a pulsed manner. Particularly in battery-operated gas alarms driven by batteries, power consumption is reduced. For this purpose, a method of applying a pulse current to the heater at a predetermined drive cycle is performed (
図8にパルス通電によるセンサ駆動の一例を示す。センサ駆動周期45秒毎に100ms間だけガスセンサにパルス通電を行い、パルス通電の最終タイミングでガス検知を行っている。省電力のために、パルス通電時間(ガスセンサへの電圧印加時間;本例では100ms)を短くして短時間でガス検出ができるようにしているとともに、駆動周期を長くして省電力でセンサ駆動が行えるようにしている。 FIG. 8 shows an example of sensor driving by pulse energization. The gas sensor is pulse-energized for 100 ms every 45 seconds of the sensor driving period, and gas detection is performed at the final timing of pulse energization. In order to save power, the pulse energization time (voltage application time to the gas sensor; in this example, 100 ms) is shortened to enable gas detection in a short time, and the drive cycle is lengthened to drive the sensor with power saving. Can be done.
ガス警報器は、高濃度(12500ppm)のガス中試験では、ガス漏れ発生から60秒以内に当該ガス漏れ発生を検知して警報を発する必要がある(特許文献3)。 In a high concentration (12,500 ppm) in-gas test, the gas alarm device needs to detect the gas leak occurrence and issue an alarm within 60 seconds after the gas leak occurrence (Patent Document 3).
これに対して、上述したように、電池駆動式のガス警報器では、省電力のために所定の駆動周期でパルス通電する方法が行われている。しかし、これは所定の駆動周期タイミングのみでのガス検知となっており、随時ガス検知を行っていないため、60秒以内でガスを検知して警報を発することが困難になっている。 On the other hand, as described above, in the battery-driven gas alarm device, a method of applying a pulse with a predetermined driving cycle is performed to save power. However, this is gas detection only at a predetermined drive cycle timing, and gas detection is not performed at any time. Therefore, it is difficult to detect gas and issue an alarm within 60 seconds.
また、コードレス化による取付性向上や機器小型化などの理由から、電池駆動によるガス警報器が望まれているが、検知対象ガスを検出するにあたりガスセンサのヒータ温度を400℃程度にしなければならず大きな電力が必要となっている。このため、ガス警報器の有効期限である5年間を電池で駆動できるように省電力でセンサ駆動を行うことが課題となっている。
上述したように、電池式のガス警報器では、所定の駆動周期タイミングでのみガス検知動作を行っており、随時の(常時の)ガス検知を行っていないため、急激なガス濃度上昇に対して、検知時間の遅れなく早期にガスを検知して警報を発することが、困難になっている。 As described above, in the battery-type gas alarm device, the gas detection operation is performed only at a predetermined drive cycle timing, and the gas detection at any time (always) is not performed. It has become difficult to detect gas early and issue an alarm without delay in detection time.
特許文献1,2は検知遅れを考慮しておらず、特許文献3では20秒周期でのパルス駆動の例が記載されているが、電池消耗が非常に大きくなる。パルス通電の駆動周期を短くしてガス検知タイミングを多くすれば、上記課題は解決できるが、ガスセンサの通電時にはヒータの温度を400℃程度に加熱するために大きな電力を必要としており電池消耗が非常に大きくなる(例えば、駆動周期45秒を5秒周期にすると、ガスセンサで消費する電力は9倍に増加することになる)。
従って、電池式ガス警報器においては、パルス通電の駆動周期をできるだけ長くしたいが、駆動周期を長くしすぎると、駆動周期以外のタイミングではガスの検知を行わないためにガスの検知が遅れてしまい、本来は早期に警報発報をしなければならないにも関わらず、警報が遅れ安全な状態での警報が行えない問題が発生してしまう。(例えば、駆動周期45秒を90秒周期にすれば、ガスセンサで消費する電力は1/2になるが、ガスの検知を90秒毎にしか行わないので、90秒の間にガス濃度が大きく上昇した場合、本来検知したいガス濃度を大きく超えてからのガス検知となる可能性もあり、安全上の不安が発生することになる。)
また、周囲のガス濃度を検知するためのガスセンサ内部のガス濃度は、警報器本体の構造やガスセンサ構造、雑ガスを除去するために設けられているフィルタ構成などに影響を受けて、即時に周囲ガス濃度と同一とはならず、周囲ガス濃度に遅れて徐々に周囲ガス濃度に近づくことになる。従って、センサの駆動周期のみではなく、警報器の構造によるガス濃度の検出遅れも考慮して駆動周期を決定しなければならない。Therefore, in a battery-type gas alarm device, it is desired to make the drive period of pulse energization as long as possible. In spite of the fact that the alarm must be issued at an early stage, there is a problem that the alarm is delayed and the alarm cannot be performed in a safe state. (For example, if the driving cycle of 45 seconds is changed to a 90-second cycle, the power consumed by the gas sensor is halved. However, since gas detection is performed only every 90 seconds, the gas concentration increases during 90 seconds. If it rises, there is a possibility that the gas will be detected after greatly exceeding the gas concentration that you would like to detect, which will cause safety concerns.)
In addition, the gas concentration inside the gas sensor for detecting the surrounding gas concentration is immediately affected by the structure of the alarm unit, the gas sensor structure, the filter configuration provided to remove miscellaneous gases, etc. It is not the same as the gas concentration, and gradually approaches the ambient gas concentration with a delay to the ambient gas concentration. Therefore, the driving cycle must be determined in consideration of not only the sensor driving cycle but also the gas concentration detection delay due to the structure of the alarm device.
本発明の課題は、電池を電源とする電池式ガス警報器において、省電力化を実現して電池消耗を抑えつつ、検知対象ガスの検出遅れなく早期にガス漏れ警報を発することができる信頼性の高い電池式ガス警報器、その制御装置等を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery-type gas alarm device that uses a battery as a power source, and is capable of generating a gas leak alarm early without delaying detection of a detection target gas while realizing power saving and suppressing battery consumption. High battery-powered gas alarm, its control device and the like.
本発明のガス警報器は、検知対象ガスのガス濃度に応じて電気的特性が変化するガスセンサの出力に基づいてガス漏れ検知する、電池を電源とする電池式ガス警報器であって、以下の構成を有する。 The gas alarm device of the present invention is a battery-type gas alarm device using a battery as a power source for detecting gas leakage based on the output of a gas sensor whose electrical characteristics change according to the gas concentration of the detection target gas. It has a configuration.
すなわち、任意の駆動周期でパルス通電することで前記ガスセンサを駆動する手段であって通常時は第1の駆動周期で前記ガスセンサを駆動するセンサ駆動手段と、該駆動時の前記ガスセンサの出力に基づいてガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、該算出したガス濃度が所定の第1閾値を超えたときに警報を行う警報手段とを有する。 That is, based on the means for driving the gas sensor by energizing the pulse with an arbitrary driving cycle, which normally drives the gas sensor with the first driving cycle, and the output of the gas sensor during the driving. Gas concentration calculating means for calculating the gas concentration, and alarm means for issuing an alarm when the calculated gas concentration exceeds a predetermined first threshold value.
更に、前記ガス濃度算出手段が算出したガス濃度が、前記第1閾値よりも低い閾値である第2閾値を超えたか否かを判定し、ガス濃度が該第2閾値を超えた場合には前記センサ駆動手段に前記第1の駆動周期よりも短い第2の駆動周期で前記ガスセンサを駆動させる駆動周期変更手段を有する。 Further, it is determined whether or not the gas concentration calculated by the gas concentration calculating means exceeds a second threshold that is a threshold lower than the first threshold, and if the gas concentration exceeds the second threshold, The sensor drive means has drive cycle changing means for driving the gas sensor at a second drive cycle shorter than the first drive cycle.
上記本発明のガス警報器では、通常時は比較的長い駆動周期(第1の駆動周期)でガスセンサを駆動して周囲ガスの検知を行っており、ガス濃度が第1閾値より低い閾値である第2閾値を超えた場合に、センサ駆動周期を短くして(第2の駆動周期)周囲ガスの検知を行うようにしている。このため、省電力化を実現して電池消耗を抑えつつ、急激なガス濃度上昇に対しても検知遅れなく早期にガス漏れ警報を発することができる。 In the above-described gas alarm device of the present invention, the gas sensor is driven at a relatively long driving cycle (first driving cycle) to detect ambient gas, and the gas concentration is a threshold value lower than the first threshold value. When the second threshold value is exceeded, the sensor driving cycle is shortened (second driving cycle) to detect ambient gas. For this reason, it is possible to issue a gas leak alarm early without delay in detection even when a sudden gas concentration rises while realizing power saving and suppressing battery consumption.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明によるガス警報器の実施形態の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a gas alarm device according to the present invention.
図示のガス警報器10は、ガス器具やガス配管から漏れた都市ガスやLPガスなどの可燃性ガスを検知して警報を発するガス漏れ警報器であって、特に電池を電源とする電池式ガス警報器である。
The illustrated
図示の例のガス警報器10は、ガスセンサ11、制御回路部12、警報部13、周囲温度検出部14、電池部15等と、更に負荷抵抗R、トランジスタスイッチSW1、トランジスタスイッチSW2等から成る図示の回路を有している。尚、以下、トランジスタスイッチSW1,トランジスタスイッチSW2は、省略して、スイッチSW1、スイッチSW2と記すものとする。
The illustrated
検知対象ガスを検出するガスセンサ11は、ガス濃度を検出するためのセンサ抵抗11aと、これを加熱するためのヒータ抵抗11bとを備える。既に従来で説明したように、センサ抵抗11aは周囲ガスの濃度に応じた抵抗値となるものであり、上記所定の駆動周期で行うガス漏れ検出処理の際には、ヒータ抵抗11bを例えば400℃等に加熱して、センサ抵抗11aの抵抗値(抵抗値に相当する電圧値等)を測定することになる。尚、検知対象ガスは、都市ガスであってもよいしLPガスであってもよいし、他のガスであってもよいが、当然、検知対象ガスの種類に応じたガスセンサを用いることになる。 The gas sensor 11 for detecting the detection target gas includes a sensor resistor 11a for detecting a gas concentration and a heater resistor 11b for heating the sensor resistor 11a. As already described in the related art, the sensor resistance 11a has a resistance value corresponding to the concentration of the surrounding gas, and the heater resistance 11b is set to, for example, 400 ° C. during the gas leak detection process performed in the predetermined driving cycle. The resistance value of the sensor resistor 11a (voltage value corresponding to the resistance value, etc.) is measured. The detection target gas may be city gas, LP gas, or other gas, but naturally, a gas sensor corresponding to the type of detection target gas is used. .
電池部15は、本例では3ボルトの電源を供給し、図1に示す回路全体の電力を供給する。すなわち、電池部15からの電圧を、ガスセンサ11内のヒータ抵抗11bとセンサ抵抗11a、負荷抵抗R、スイッチSW1、SW2等からなるガス検出手段であるセンサ系回路に供給する。また、制御回路部12にも電池部15から電力供給している。
The
制御回路部12は、ガス警報器10全体の動作を制御するマイコン(CPU等)であり、不図示の内蔵メモリに予め記憶されているアプリケーションプログラムを実行することにより、上記制御の処理や、後述する図3に示すフローチャートの処理等を実行する。
The
制御回路部12は、出力端子OUT1、OUT2、入力端子AD1,AD2等の各端子を有している。出力端子OUT1はスイッチSW1のベースに接続しており、出力端子OUT1からの出力信号によってスイッチSW1をON/OFF制御する。出力端子OUT2はスイッチSW2のベースに接続しており、出力端子OUT2からの出力信号によってスイッチSW2をON/OFF制御する。尚、入力端子AD1,AD2を、特に、AD変換入力端子AD1、AD2等と呼ぶ場合もあり、その理由は後述する。
The
上記所定の駆動周期で行うガス漏れ検出処理の際には、制御回路部12は、出力端子OUT1、OUT2からの出力信号によってスイッチSW1およびスイッチSW2をオンすることで、ガスセンサ11(そのヒータ抵抗11b、センサ抵抗11a)、負荷抵抗Rからなるセンサ系回路に電力供給させて動作させる。
In the gas leak detection process performed in the predetermined driving cycle, the
尚、図示の通り、スイッチSW2とセンサ抵抗11aと負荷抵抗Rとが直列に接続して成る直列回路と、スイッチSW1とヒータ抵抗11bとが直列に接続してなる直列回路とが、並列に設けられている。各直列回路には上記電池部15による電源電圧(3V)が印加される。
As shown in the figure, a series circuit in which the switch SW2, the sensor resistor 11a and the load resistor R are connected in series and a series circuit in which the switch SW1 and the heater resistor 11b are connected in series are provided in parallel. It has been. A power supply voltage (3 V) from the
また、センサ抵抗11aと負荷抵抗Rとの間の電圧値V1が、AD(アナログ−ディジタル)変換入力端子AD1を介して、制御回路部12に入力している。負荷抵抗Rの抵抗値は任意でよいが固定であり、センサ抵抗11aの抵抗値が変化すると、電圧値V1が変化することになる。つまり、電圧値V1はセンサ抵抗11aの抵抗値に相当するものである。
A voltage value V1 between the sensor resistor 11a and the load resistor R is input to the
このように制御回路部12は、入力端子AD1を介してガスセンサ11のセンサ出力(電圧値V1;センサ抵抗11aの抵抗値)を検出し、例えばセンサ出力が所定のガス濃度(後述する第1基準濃度(警報レベル))に対応する値を超えたか否かを判定することにより、ガス漏れ検出を行う。この事自体は従来と略同様であると考えてよいが、本例では更に第1基準濃度よりも低い閾値である第2基準濃度が設定されており、これを用いてセンサ駆動周期の変更等の処理も行う。詳しくは後述する。
In this way, the
尚、AD変換入力端子AD1,AD2には、入力端子だけでなく、入力端子に入力されるアナログ信号(電圧値V1等)をディジタル値に変換する機能(AD(アナログ−ディジタル)コンバータ)も含まれているものとする。よって、制御回路部12は、入力端子AD1を介して、電圧値V1のディジタル値を入力することになる。
The AD conversion input terminals AD1 and AD2 include not only the input terminal but also a function (AD (analog-digital) converter) for converting an analog signal (voltage value V1 or the like) input to the input terminal into a digital value. It shall be assumed. Therefore, the
警報部13は、警報音出力部13a、警報表示部13b、外部警報出力部13cを備える。警報音出力部13aは、警報音等の音を発する部分であり、例えばスピーカやブザーなどで構成される。警報音出力部13aは、制御回路部12からの制御に基づいて、音声メッセージや電子音でガス漏れ状態を報知する。警報表示部13bは、LED(発光ダイオード)等で構成されており、制御回路部12は警報時には、LEDを点滅や点灯させて警報状態をLEDで表示させて、ガス漏れ状態を報知する。また、制御回路部12は、警報時には外部警報出力部13cを介してガスメータや集中監視盤等の外部機器へ、警報信号の出力を行うようにしてもよい。
The
尚、周囲温度検出部14は、本発明には関係ないので詳細な説明は省略するが、AD変換入力端子AD2を介して周囲温度値を制御回路部12に入力し、制御回路部12に周囲温度に基づくガス濃度の温度補正計算などを実施させる為の構成である。
The ambient temperature detection unit 14 is not related to the present invention and will not be described in detail. However, the ambient temperature value is input to the
ここで、本実施形態によるセンサ駆動について、図2のタイムチャートを用いて説明する。 Here, the sensor driving according to the present embodiment will be described with reference to the time chart of FIG.
制御回路部12は、センサ駆動周期Ta、センサ駆動時間(上記パルス通電時間に相当)Tbで、ガスセンサ11を駆動することで、周期Ta毎のガス検知を行う。本手法では、このセンサ駆動周期Taが一時的に変更される場合がある。詳しくは後述する。
The
本実施形態では、通常時は、一例として例えば、センサ駆動周期Ta=45秒、センサ駆動時間Tb=100ms(ミリ秒)で、ガスセンサ11を駆動するものとする。具体的には制御回路部12の内部タイマ(不図示)による制御に基づいてセンサ駆動周期Ta毎に以下の動作を実行する。
In the present embodiment, the gas sensor 11 is driven at a normal time, for example, with a sensor driving cycle Ta = 45 seconds and a sensor driving time Tb = 100 ms (milliseconds). Specifically, the following operation is executed for each sensor driving cycle Ta based on control by an internal timer (not shown) of the
上記センサ駆動周期Taによるセンサ駆動タイミングになる毎に、制御回路部12は、出力端子OUT1、OUT2からの出力信号によってスイッチSW1とスイッチSW2をオンすることで、ガスセンサ11内のヒータ抵抗11bとセンサ抵抗11aに電源電圧を印加する。ヒータ抵抗11bは電源電圧を印加することで例えば400℃等に加熱される。
The
制御回路部12は、上記センサ駆動タイミングから100ms経過すると(例えば内部タイマで100ms経過を判定)、AD1端子からガスセンサ出力電圧V1を読み込みする。制御回路部12は、読み込んだセンサ出力電圧V1をガス濃度に換算し、このガス濃度を所定の閾値(警報レベル)と比較することで、所定のガス濃度を超えているか否かの判定を行う。
The
尚、センサ出力電圧V1をガス濃度に換算する処理自体は、既存の一般的なものであり、ここでは特に説明しない。更に、上記換算したガス濃度(測定したガス濃度)を所定の警報レベルと比較する処理自体も既存技術であるが、本手法では更に別の閾値を追加している。つまり、従来では閾値が1種類であったのに対して、本手法では2種類の閾値を設けている。 Note that the process itself for converting the sensor output voltage V1 into the gas concentration is an existing general one, and is not particularly described here. Furthermore, the process itself of comparing the converted gas concentration (measured gas concentration) with a predetermined alarm level is an existing technique, but in this method, another threshold is added. That is, in the past, the threshold value was one type, but in this method, two types of threshold values are provided.
すなわち、本手法では、図2に示すように、第1基準濃度(第1の閾値)、第2基準濃度(第2の閾値)の2種類の閾値を設けている。第1基準濃度は、例えば、上記警報レベルに相当するものと考えてもよく、上記換算したガス濃度(測定したガス濃度)が第1基準濃度を超えた場合には、ガス漏れ警報を発することになる。一方、第2基準濃度は、第1基準濃度よりも低い閾値である(第1基準濃度>第2基準濃度)。ガス漏れが発生した場合(特にガス濃度が濃い場合)、上記測定ガス濃度は、基本的には、まず第2の閾値を超え、その後に第1の閾値を超えることになる。 That is, in this method, as shown in FIG. 2, two types of threshold values, ie, a first reference density (first threshold value) and a second reference density (second threshold value) are provided. For example, the first reference concentration may be considered to correspond to the alarm level, and if the converted gas concentration (measured gas concentration) exceeds the first reference concentration, a gas leak alarm is issued. become. On the other hand, the second reference density is a threshold value lower than the first reference density (first reference density> second reference density). When a gas leak occurs (especially when the gas concentration is high), the measured gas concentration basically exceeds the second threshold value and then exceeds the first threshold value.
そして、本手法では、測定ガス濃度が第2の閾値を超えた場合には(且つ第1の閾値は超えていない場合には)、センサ駆動周期Taを変更する。これは、上記通常時のセンサ駆動周期(=45秒)よりも短くするように変更し、本例では例えばTa=20秒とするが、当然、この例に限らない。その後、測定ガス濃度が第1の閾値を超えた場合には、従来と同様、上記警報部13を制御してガス漏れ報知動作を行う。
In this method, when the measured gas concentration exceeds the second threshold value (and the first threshold value is not exceeded), the sensor driving cycle Ta is changed. This is changed so as to be shorter than the normal sensor driving cycle (= 45 seconds). In this example, for example, Ta = 20 seconds, but this is not limited to this example. Thereafter, when the measured gas concentration exceeds the first threshold value, the
ここで、図2の「ガス濃度」欄には、上記第1基準濃度、第2基準濃度、測定ガス濃度の具体例を示している。そして、「センサ駆動」欄、「警報表示」欄には、「ガス濃度」欄の例に応じたセンサ駆動タイミング、報知・発報タイミングを示している。 Here, the “gas concentration” column in FIG. 2 shows specific examples of the first reference concentration, the second reference concentration, and the measurement gas concentration. The “sensor driving” column and the “alarm display” column show the sensor driving timing and the notification / reporting timing according to the example of the “gas concentration” column.
図2に示す例では、初回から3回目までのガス検知では、測定ガス濃度は第2基準濃度(第2の閾値)を超えていないため、周囲にガスがない状態であると判定し警報は行わず、センサ駆動周期Taも45秒のままで継続される。 In the example shown in FIG. 2, in the gas detection from the first time to the third time, the measured gas concentration does not exceed the second reference concentration (second threshold), so it is determined that there is no gas around and the alarm is Without being performed, the sensor driving cycle Ta is also continued for 45 seconds.
4回目のガス検知では、測定ガス濃度が第2基準濃度を超えているため、周囲にガスがある状態であると判定し、センサ駆動周期Taを短くする(本例では通常の45秒周期から20秒周期に変更する)。また、このとき、測定ガス濃度は、警報レベル濃度である第1基準濃度を超えていないのでガス漏れ警報は行わない。 In the fourth gas detection, since the measured gas concentration exceeds the second reference concentration, it is determined that there is a gas around and the sensor drive cycle Ta is shortened (in this example, from the normal 45-second cycle). Change to 20-second period). At this time, since the measured gas concentration does not exceed the first reference concentration which is the alarm level concentration, the gas leak alarm is not performed.
センサ駆動周期Taが変更(短周期に)されたことで、5回目のガス検知は、4回目のガス検知から20秒後に実施されるが、“測定ガス濃度は第2基準濃度を超えているが第1基準濃度以下であり、且つ、検知回数(=2回目)が所定回数(5回)未満である”ため、センサ駆動周期Ta=20秒が継続される。尚、検知回数が所定回数(5回)以上となった場合の処理については、後に説明する。 Since the sensor driving cycle Ta is changed (short cycle), the fifth gas detection is performed 20 seconds after the fourth gas detection, but “the measured gas concentration exceeds the second reference concentration”. Is less than or equal to the first reference concentration and the number of detection times (= second time) is less than the predetermined number (5 times) ”, the sensor driving cycle Ta = 20 seconds is continued. The processing when the number of detections is equal to or greater than the predetermined number (5 times) will be described later.
但し、上記“検知回数が所定回数未満である”という条件は、必ずしも必須の条件ではない。よって、例えば、上記“測定ガス濃度は第2基準濃度を超えているが第1基準濃度以下である”条件が満たされる限りは、検知回数に関係なくセンサ駆動周期Ta=20秒が継続されるようにしてもよい。 However, the condition “the number of detection times is less than the predetermined number” is not necessarily an essential condition. Therefore, for example, as long as the above condition “the measurement gas concentration exceeds the second reference concentration but is not more than the first reference concentration” is satisfied, the sensor driving cycle Ta = 20 seconds is continued regardless of the number of detections. You may do it.
さらに、6回目のガス検知では、測定ガス濃度が上昇して警報レベル濃度である第1基準濃度を超えているので、音声によるガス漏れ警報発報やLED表示による警報表示を行う。また、ガス漏れ警報を行うと、目的である早期ガス検知は満足されるので、センサ駆動周期Taを通常の45秒周期に復帰してその後のガス検知を継続して行う(7回目以降のガス検知)。但し、これも必ずしも必須の条件ではない。よって、例えば、警報発報や警報表示等を行った後も、45秒周期に復帰せずに、センサ駆動周期Ta=20秒が継続されるようにしてもよい。 Furthermore, in the sixth gas detection, since the measured gas concentration increases and exceeds the first reference concentration which is the alarm level concentration, a gas leak alarm is generated by voice and an alarm is displayed by LED display. In addition, if the gas leak alarm is performed, the target early gas detection is satisfied, the sensor drive cycle Ta is returned to the normal 45-second cycle and the subsequent gas detection is continued (the seventh and subsequent gas detections). Detection). However, this is not necessarily an essential condition. Thus, for example, the sensor drive cycle Ta = 20 seconds may be continued without returning to the 45-second cycle even after the warning is issued or the alarm display is performed.
上述したように、本例のガス警報器10は、通常時は比較的長周期の検知動作(例えば45秒周期動作)により省電力化を実現して電池消耗を抑えつつ、急激なガス濃度上昇に対しても比較的短周期の検知動作(例えば20秒周期動作)に変更することで検知遅れなく早期にガス漏れ検知できるようになり、信頼性の高いガス警報器を提供することができる。
As described above, the
また、図2のタイムチャートには示していないが、下記のように動作させてもよい。 Further, although not shown in the time chart of FIG. 2, the following operation may be performed.
すなわち、基本的には上記のように測定ガス濃度が第2基準濃度を超えた後には20秒周期で本処理(ガス漏れ判定)を実行するが、所定回数(本例では5回)連続して「第2基準濃度<測定したガス濃度<第1基準濃度」(図3のステップS2がNOでステップS3がYES)となった場合には、センサ駆動周期Taを通常の45秒周期に復帰させることが望ましい。すなわち、この様な場合、つまり周囲にガスがある状態となってから所定時間経過しても第1基準濃度を超えない場合には、ガス濃度の上昇は緩やかであり緊急性はないと判断できるため、20秒周期でのセンサ駆動周期をやめて通常のセンサ駆動周期である45秒周期に戻し、以って無駄な電力消費を抑制する。 That is, basically, as described above, after the measurement gas concentration exceeds the second reference concentration, the main processing (gas leak determination) is executed in a cycle of 20 seconds, but it continues for a predetermined number of times (in this example, five times). When “second reference concentration <measured gas concentration <first reference concentration” (step S2 in FIG. 3 is NO and step S3 is YES), the sensor drive cycle Ta is returned to the normal 45-second cycle. It is desirable to make it. That is, in such a case, that is, when the first reference concentration does not exceed the first reference concentration even after a predetermined time has passed since the surrounding gas is present, it can be determined that the increase in gas concentration is gradual and not urgent. Therefore, the sensor driving cycle in the 20-second cycle is stopped and returned to the 45-second cycle that is the normal sensor driving cycle, thereby suppressing wasteful power consumption.
尚、上記所定回数や比較的短周期のセンサ駆動周期の値は、検出したいガス濃度変化により適宜最適な値に決定されるものであり、上記の値(5回や20秒)に限定されるものではない。 The value of the predetermined number of times and the relatively short cycle of the sensor driving cycle is appropriately determined depending on the gas concentration change to be detected, and is limited to the above value (5 times or 20 seconds). It is not a thing.
図3は、一実施形態によるセンサ駆動の駆動周期を決定する処理のフローチャート図である。このフローチャート図の処理は、図1の制御回路部12(マイコン等)によって、Ta周期でセンサ駆動を実行する毎に繰り返し行われるものであって、例えばセンサパルス駆動の最終タイミング(100ms経過時等)に実施される。また、駆動するセンサは、当然、上記ガスセンサ11である。 FIG. 3 is a flowchart of processing for determining a driving period of sensor driving according to an embodiment. The processing in the flowchart is repeatedly performed every time the sensor driving is executed in the Ta cycle by the control circuit unit 12 (microcomputer or the like) in FIG. 1. For example, the final timing of the sensor pulse driving (such as when 100 ms elapses) ). Of course, the sensor to be driven is the gas sensor 11.
まず、図1の制御回路部12は、その不図示の内部タイマによる制御に基づいて、センサ駆動周期Taでセンサ駆動時間Tbずつのセンサ駆動を行い、センサ駆動の終了時にAD変換入力端子AD1を介してガスセンサ11のセンサ出力電圧V1を読み込む。制御回路部12は、読み込んだセンサ出力電圧V1に基づいてガス濃度を算出する(ステップS1)。尚、上記の通り本例では通常時のTaは45秒であり、またTbは常に100msである。
First, the
次に、算出した現在のガス濃度(測定ガス濃度)が、警報レベル濃度である第1基準濃度(第1の閾値)を超えているか否か(測定ガス濃度>第1基準濃度?)を判定する(ステップS2)。 Next, it is determined whether or not the calculated current gas concentration (measured gas concentration) exceeds a first reference concentration (first threshold) that is an alarm level concentration (measured gas concentration> first reference concentration?). (Step S2).
測定ガス濃度が第1基準濃度を超えている場合は(ステップS2,YES)、短周期検知カウンタ値を強制的に‘5’とし(ステップS10)、さらに、センサ駆動周期Taを通常の周期(本例では45秒)として(ステップS11)、所定の警報処理(ステップS12)を行い、本処理を終了する。尚、ステップS12は上述した警報部13による警報処理である。
When the measured gas concentration exceeds the first reference concentration (step S2, YES), the short cycle detection counter value is forcibly set to “5” (step S10), and the sensor drive cycle Ta is set to a normal cycle ( In this example, 45 seconds) (step S11), a predetermined alarm process (step S12) is performed, and this process ends. Step S12 is an alarm process by the
ここで、本手法では、「第2基準濃度<測定したガス濃度<第1基準濃度」の状態のときには通常の駆動周期(本例では45秒)よりも短い駆動周期(本例では20秒)でセンサ駆動を行うが、短周期検知カウンタとは、20秒周期のセンサ駆動の回数をカウントするカウンタである。このカウント値が所定値(本例では‘5’)以上となった場合には、センサ駆動周期Taを、短周期(20秒)から通常の駆動周期(45秒)に戻す(後述するステップS4がYESでS9)。 Here, in this method, when “second reference concentration <measured gas concentration <first reference concentration”, the drive cycle (20 seconds in this example) is shorter than the normal drive cycle (45 seconds in this example). The short period detection counter is a counter that counts the number of times the sensor is driven with a period of 20 seconds. If this count value is equal to or greater than a predetermined value ('5' in this example), the sensor drive cycle Ta is returned from the short cycle (20 seconds) to the normal drive cycle (45 seconds) (step S4 described later). Is YES and S9).
但し、測定ガス濃度が第1基準濃度を超えた場合には、現在のカウント値に関係なく強制的に短周期検知カウンタを‘5’とする。これによって、測定ガス濃度が第1基準濃度を超えた場合には、短周期でのセンサ駆動を止めるようにしている。これは、図3の例では、測定ガス濃度が第1基準濃度を超えた後には、例えば多少の変動等によって再び「第2基準濃度<測定したガス濃度<第1基準濃度」の状態になっても、後述するステップS4の判定がYESとなることから、通常の駆動周期(45秒)が維持されるものである。但し、この例に限るものではない。 However, when the measured gas concentration exceeds the first reference concentration, the short cycle detection counter is forcibly set to “5” regardless of the current count value. As a result, when the measurement gas concentration exceeds the first reference concentration, the sensor driving in a short cycle is stopped. In the example of FIG. 3, after the measured gas concentration exceeds the first reference concentration, the state of “second reference concentration <measured gas concentration <first reference concentration” again occurs due to, for example, some fluctuation. However, since the determination in step S4, which will be described later, is YES, the normal driving cycle (45 seconds) is maintained. However, the present invention is not limited to this example.
この様に、本例では、短周期でのセンサ駆動の回数を出来るだけ減らすようにすることで、消費電流の増加を最小限に抑えつつ、早期にガス漏れの警報を発することができるようにする。 In this way, in this example, by reducing the number of times the sensor is driven in a short cycle as much as possible, an alarm for gas leakage can be issued early while minimizing an increase in current consumption. To do.
一方、測定ガス濃度が第1基準濃度以下である場合には(ステップS2,NO)、続いて、測定ガス濃度が、第1基準濃度より低い閾値である第2基準濃度(第2の閾値)を超えているか否か(測定ガス濃度>第2基準濃度?)を判定する(ステップS3)。 On the other hand, when the measured gas concentration is equal to or lower than the first reference concentration (step S2, NO), the second reference concentration (second threshold value), in which the measured gas concentration is lower than the first reference concentration, is subsequently obtained. (Measured gas concentration> second reference concentration?) Is determined (step S3).
測定ガス濃度が第2基準濃度以下であれば(ステップS3,NO)、周囲にガスが無いと判定して、短周期検知カウンタをクリアし(カウンタ値を初期値=1とする)(ステップS8)、センサ駆動周期Taを通常駆動の45秒にセットして(ステップS9)、更に、警報無し状態として(警報中であれば警報解除して)(ステップS7)、本処理を終了する。 If the measured gas concentration is less than or equal to the second reference concentration (step S3, NO), it is determined that there is no gas in the surroundings, and the short cycle detection counter is cleared (counter value is set to initial value = 1) (step S8). ), The sensor driving cycle Ta is set to 45 seconds of the normal driving (step S9), and further, the state is set to no alarm (the alarm is canceled if the alarm is in effect) (step S7), and this process is terminated.
また、測定ガス濃度が、第1基準濃度以下であり、かつ、第2基準濃度を超えている場合は(S2がNOでS3がYES)、まず、短周期検知カウンタが5回以上となっているかを判定する(ステップS4)。 If the measured gas concentration is equal to or lower than the first reference concentration and exceeds the second reference concentration (S2 is NO and S3 is YES), first, the short cycle detection counter becomes 5 times or more. (Step S4).
短周期検知カウンタが5回以上となっている場合には(ステップS4,YES)、すなわち短周期(20秒)でのセンサ駆動回数が所定回数に達した場合には、、センサ駆動周期Taを通常駆動の45秒周期に戻す(ステップS9)。これは、既に述べた理由により、既に必要な短周期での検知回数が終了しているためである。 When the short cycle detection counter is 5 times or more (step S4, YES), that is, when the number of times of sensor driving in the short cycle (20 seconds) reaches a predetermined number, the sensor driving cycle Ta is set. It returns to the period of 45 seconds of normal driving (step S9). This is because the necessary number of detections in a short cycle has already been completed for the reasons already described.
一方、短周期検知カウンタが5回未満の場合には(ステップS4,NO)、センサ駆動周期を20秒にセットし(既に20秒の場合はそのままとする;短周期での検知を継続する)(ステップS5)、短周期検知カウンタをカウントアップして(ステップS6)、上記ステップS7の処理を行って、本処理を終了する。 On the other hand, when the short cycle detection counter is less than 5 times (step S4, NO), the sensor drive cycle is set to 20 seconds (if it is already 20 seconds, it is left as it is; detection in the short cycle is continued). (Step S5), the short cycle detection counter is counted up (Step S6), the processing of Step S7 is performed, and this processing is terminated.
以上説明したようにして、本実施形態では、ガス漏れの疑いがある状況になったら(測定ガス濃度>第2基準濃度になったら)通常のセンサ駆動周期(45秒)よりも短いセンサ駆動周期(20秒)に切り替えて、通常時よりも早いセンサ駆動間隔でガス検知を行うようにするため、省電力化を実現して電池消耗を抑えつつ、ガス濃度が急激に増加する場合でも検出遅れが生じることなく早期にガス漏れを検知して警報を発することができるようになる。 As described above, in the present embodiment, when there is a suspicion of gas leakage (when measured gas concentration> second reference concentration), the sensor driving cycle shorter than the normal sensor driving cycle (45 seconds). Switch to (20 seconds) and perform gas detection at a sensor drive interval that is faster than normal, so power saving is achieved and battery consumption is reduced, and detection delays even when the gas concentration increases rapidly It becomes possible to detect a gas leak at an early stage without generating a warning and to issue an alarm.
特に「高濃度(12500ppm)のガス中試験において、ガス漏れを60秒以内に検知して警報を発する」という要求を、省電力化を実現して電池消耗を抑えつつ実現させることができる(後に図4、図5を参照して説明する)。 In particular, in a high concentration (12,500 ppm) in-gas test, a request to detect a gas leak within 60 seconds and issue an alarm can be realized while saving power and suppressing battery consumption (later This will be described with reference to FIGS.
また、本実施形態では、上記S10とS11あるいはS4とS9の処理によって、短周期(20秒)のセンサ駆動の回数に制約を掛けて、無駄な電力消費を抑制することができる。すなわち、測定ガス濃度が第1基準濃度を超えた後には(警報を発した後には)、センサ駆動周期Taを通常駆動の45秒周期に戻すことで、無駄な電力消費を抑制することができる。あるいは、短周期(20秒)でセンサ駆動を行う状態になってから、測定ガス濃度が第1基準濃度を超えないまま駆動回数(検知回数)が所定回数に達した場合には、センサ駆動周期Taを、短周期(20秒)から通常の駆動周期(45秒)に戻すことで、無駄な電力消費を抑制することができる。 In the present embodiment, wasteful power consumption can be suppressed by restricting the number of times the sensor is driven in a short cycle (20 seconds) by the processes of S10 and S11 or S4 and S9. In other words, after the measured gas concentration exceeds the first reference concentration (after issuing an alarm), it is possible to suppress wasteful power consumption by returning the sensor driving cycle Ta to the 45-second cycle of normal driving. . Alternatively, if the number of times of driving (the number of times of detection) reaches the predetermined number of times while the sensor gas is driven in a short cycle (20 seconds) and the measured gas concentration does not exceed the first reference concentration, the sensor driving cycle By returning Ta to a normal driving cycle (45 seconds) from a short cycle (20 seconds), wasteful power consumption can be suppressed.
次に、図4、図5を参照しながら、本実施例で動作させたときの一例を示す。 Next, an example when operating in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図4は、高濃度(12500ppm)のガス中に従来のガス警報器を曝したときのガスセンサ11内のガス濃度変化と基準濃度との関係を表している。図5は本例のガス警報器10の場合のガス濃度変化(図4と同じ)と2つの基準濃度との関係を表している。
FIG. 4 shows the relationship between the gas concentration change in the gas sensor 11 and the reference concentration when a conventional gas alarm is exposed to a high concentration (12500 ppm) gas. FIG. 5 shows the relationship between the gas concentration change (same as FIG. 4) and two reference concentrations in the case of the
ガスセンサ11内のガス濃度は、警報器10本体のセンサ室構造やガスセンサ構造、雑ガスを除去するためのフィルタなどの影響により、すぐには周囲のガス濃度と同一にならず、徐々に周囲のガス濃度に近づくことになる。高濃度ガス中にガス警報器10を入れると、図示の通り、ガスセンサ11内のガス濃度が徐々に上昇して、周囲のガス濃度に近づくことになる。尚、高濃度ガス中にガス警報器10を入れた時点を、ガス漏れ発生時点と見做すことができる。
The gas concentration in the gas sensor 11 is not immediately equal to the surrounding gas concentration due to the influence of the sensor chamber structure of the
尚、本例では、図示の通り、ガス漏れ発生から34秒経過時点でガスセンサ11内のガス濃度(つまり、計測されるガス濃度)が、第1基準濃度(警報レベル)を超えるものとする。 In this example, as shown in the figure, it is assumed that the gas concentration in the gas sensor 11 (that is, the measured gas concentration) exceeds the first reference concentration (alarm level) when 34 seconds elapse from the occurrence of the gas leak.
上記のような条件で急激にガス濃度が上昇する場合には、1分以内にガス漏れ警報を発する必要がある。しかし、通常の45秒周期でのセンサ駆動のみの場合では、センサ駆動タイミングによっては、ガス漏れ発生時から1分以内にガス漏れ警報を発することができないことがある。具体的には、図4のT2の区間にセンサ駆動タイミングとなった場合には、1分以内にガス漏れ警報を発することができない。以下、詳細に説明する。 When the gas concentration rapidly increases under the above conditions, it is necessary to issue a gas leak alarm within one minute. However, in the case of only sensor driving in a normal 45-second cycle, depending on the sensor driving timing, it may not be possible to issue a gas leak alarm within one minute from the time of gas leak occurrence. Specifically, when the sensor drive timing is reached in the section T2 in FIG. 4, a gas leak alarm cannot be issued within one minute. Details will be described below.
まず、通常のセンサ駆動周期(=45秒)で、図4のT1の区間内(0〜15秒)にセンサ駆動タイミングとなった場合を考えると、T1区間では、第1基準濃度を超えていないためガス漏れ警報は行わない。そして、センサ駆動周期は45秒周期であるので次のセンサ駆動タイミングは今回の駆動時から45秒後となり、図4のT4区間内(45〜60秒)に次のセンサ駆動タイミングとなる。T4区間では、ガス濃度は第1基準濃度を超えているため、ガス漏れ警報を発する。従って、通常のセンサ駆動周期(45秒)の場合でもT1区間内にセンサ駆動タイミングがあれば、次の駆動タイミングはガス漏れ発生時点から60秒以内となり次の駆動タイミングで第1基準濃度を超えたガス濃度を検出することができるため、1分以内でガス漏れ警報を発することができる。 First, considering the case where the sensor drive timing comes within the T1 interval (0 to 15 seconds) in FIG. 4 in the normal sensor drive cycle (= 45 seconds), the first reference concentration is exceeded in the T1 interval. Because there is no gas leak warning. Since the sensor driving cycle is 45 seconds, the next sensor driving timing is 45 seconds after the current driving time, and the next sensor driving timing is within the T4 section (45 to 60 seconds) in FIG. In the T4 section, since the gas concentration exceeds the first reference concentration, a gas leak alarm is issued. Therefore, even in the normal sensor drive cycle (45 seconds), if there is a sensor drive timing within the T1 interval, the next drive timing will be within 60 seconds from the point of occurrence of gas leakage and will exceed the first reference concentration at the next drive timing. Since the gas concentration can be detected, a gas leak alarm can be issued within one minute.
次に、通常のセンサ駆動周期(=45秒)で、図4のT3の区間内(34〜45秒)にセンサ駆動タイミングとなった場合を考えると、このタイミングでのガス検知では、ガスセンサ11内のガス濃度は既に第1基準濃度を超えており、ガス漏れ警報を即時に発することができる。 Next, considering the case where the sensor drive timing is reached within the period T3 (34 to 45 seconds) in FIG. 4 in the normal sensor drive cycle (= 45 seconds), the gas sensor 11 is used for gas detection at this timing. The gas concentration in the gas already exceeds the first reference concentration, and a gas leak alarm can be issued immediately.
最後に、通常のセンサ駆動周期(=45秒)で、図4のT2の区間内(15〜34秒)にセンサ駆動タイミングとなった場合を考えると、そのときのガス濃度は第1基準濃度を超えておらず、従ってガス漏れ警報は行われない。そして、そのままセンサ駆動周期45秒とすると、次のセンサ駆動タイミングは、T5(60〜79秒)となり、図示の例では約6000ppmを超えており(当然、ガス濃度は既に第1基準濃度を超えており)、ガス漏れ警報を発することになるが、これはガス漏れ発生から60秒経過後にガス漏れ警報を発することになり、1分以内に警報を発するという要求を満足できない。 Finally, considering the case where the sensor drive timing is reached within the period T2 (15 to 34 seconds) in FIG. 4 in the normal sensor drive cycle (= 45 seconds), the gas concentration at that time is the first reference concentration. And therefore no gas leak warning is provided. If the sensor driving period is 45 seconds as it is, the next sensor driving timing is T5 (60 to 79 seconds), which exceeds about 6000 ppm in the illustrated example (naturally, the gas concentration has already exceeded the first reference concentration). However, this will issue a gas leak alarm after 60 seconds from the occurrence of the gas leak, and cannot satisfy the requirement to issue an alarm within one minute.
一方、上記条件を本例のガス警報器10に適用すると、図5に示すようにどの様な場合でも1分以内にガス漏れ警報を行えるようになる。尚、本例のガス警報器10の場合も、上記T1やT3の区間内にセンサ駆動タイミングとなった場合には、当然、従来と同様に1分以内でガス漏れ警報を発することができる。そして、本例のガス警報器10の場合には、更に、上記T2の区間内にセンサ駆動タイミングとなった場合でも、1分以内にガス漏れ警報を発することができる。
On the other hand, when the above condition is applied to the
尚、図5に示す例では、計測されるガス濃度変化は図4の例と同じであり、警報レベル(第1基準濃度)も図4の例と同じである。そして、本手法のガス警報器10では、警報レベル(第1基準濃度)よりも低い閾値(第2基準濃度)も設定されており、図5に示す例ではガス漏れ発生から15秒経過時点(T2区間の始まり)で計測ガス濃度が第2基準濃度を超えている。
In the example shown in FIG. 5, the measured gas concentration change is the same as in the example of FIG. 4, and the alarm level (first reference concentration) is also the same as in the example of FIG. In the
以下、図5に示す例に沿って上記T2の区間内にセンサ駆動タイミングとなった場合について説明する。 Hereinafter, the case where the sensor driving timing is reached in the section T2 will be described with reference to the example shown in FIG.
まず、従来と同様に通常のセンサ駆動周期(=45秒)でT2区間内にセンサ駆動タイミングとなった場合、計測ガス濃度は第2基準濃度を超えているので、ここでセンサ駆動周期が上記通常周期(45秒周期)から短周期(20秒周期)に変更される。検出周期(駆動周期)が20秒となるため、次のセンサ駆動タイミングは図5のT6区間内(35〜54秒)となる。よって、次のセンサ駆動タイミングでは、測定ガス濃度が第1基準濃度を超えているので、1分以内でのガス漏れ警報を行うことができる。 First, as in the conventional case, when the sensor driving timing is reached within the T2 interval in the normal sensor driving cycle (= 45 seconds), the measured gas concentration exceeds the second reference concentration, so the sensor driving cycle is the above-mentioned time. The normal cycle (45-second cycle) is changed to a short cycle (20-second cycle). Since the detection cycle (drive cycle) is 20 seconds, the next sensor drive timing is within the period T6 (35 to 54 seconds) in FIG. Therefore, at the next sensor driving timing, since the measured gas concentration exceeds the first reference concentration, a gas leak alarm can be performed within one minute.
上述したように、本例のガス警報器10のセンサ駆動方法では、通常時は45秒周期であり、余分な電力を消費することなくガスセンサの駆動ができるため、電池使用量を低減することができる。そして、ガス漏れの可能性がある場合(第2基準濃度を超えた場合)のみ、通常の駆動周期(45秒周期)から短い駆動周期(20秒周期)に切り替えを行い、通常よりも早いセンサ駆動間隔でガス検知を行うようにする。この様にするため、消費電流の増加を最小限に抑えつつ、早期にガス漏れの警報を発することができる。特に1分以内にガス漏れ警報を発することが要求される状態において、電力消費を抑えつつ1分以内に確実にガス漏れ警報を発することができるようになり、信頼性の高い警報器の提供が可能となる。
As described above, in the sensor driving method of the
尚、図4、図5のメタンガス濃度と経過時間の関係は一例であり、警報器本体のセンサ室構造やガスセンサ構造、ガスセンサのフィルタ種類などによりガス濃度と経過時間との関係は異なるものであり、通常よりも短い駆動周期の時間や短周期駆動の回数は、これらの関係により設計者等が適宜に決定するものである。 The relationship between the methane gas concentration and the elapsed time in FIGS. 4 and 5 is an example, and the relationship between the gas concentration and the elapsed time differs depending on the sensor chamber structure of the alarm device body, the gas sensor structure, the filter type of the gas sensor, and the like. The designer or the like appropriately determines the time of the drive cycle shorter than usual and the number of times of short cycle drive based on these relationships.
ここで、図6に、ガス濃度が緩やかに増加する場合におけるセンサ駆動のタイムチャート図を示す。 Here, FIG. 6 shows a time chart for driving the sensor when the gas concentration gradually increases.
図示の通り、この場合には、計測ガス濃度が第2基準濃度を超えてから5回計測しても(短周期検知カウンタ≧5となっても)第1基準濃度を超えていないので、45秒周期に戻り、その後、第1基準濃度を超えた時点で警報を発することになる。尚、上記のように60秒以内のガス漏れ検知は、高濃度(12500ppm)のガス中試験における条件であり、図6のような例(ガス濃度が緩やかに増加する)では関係ない。よって、図6の例では60秒以内のガス漏れ検知が行えていないが、特に問題はない。 As shown in the figure, in this case, even if the measurement gas concentration exceeds the second reference concentration and is measured five times (even if the short cycle detection counter ≧ 5), the first reference concentration does not exceed 45. After returning to the second cycle, an alarm is issued when the first reference concentration is exceeded. As described above, detection of gas leakage within 60 seconds is a condition in a high concentration (12500 ppm) in-gas test, and is not relevant in the example as shown in FIG. 6 (the gas concentration gradually increases). Therefore, in the example of FIG. 6, the gas leak detection within 60 seconds cannot be performed, but there is no particular problem.
また、図7は、S10,S11を実行しない変形例におけるセンサ駆動のタイムチャート図である。 FIG. 7 is a time chart of sensor driving in a modification in which S10 and S11 are not executed.
すなわち、図3に示す処理例は、一例であり、この例に限らない。例えば、S10,S11を実行しないようにしてもよい。この場合、S10,S11の代わりに、S4,S5,S6,S9と同じ処理を実行する。つまり、第1基準濃度を超えたら直ちに45秒周期に戻るのではなく、計測ガス濃度が第2基準濃度を超えてから所定回数分(短周期検知カウンタ=5)、短周期(20秒)駆動するようにしてもよい。換言すれば、第2基準濃度を超えた場合には、その後に第1基準濃度を超えたか否かに関係なく必ず、所定の複数回分(短周期検知カウンタ=5)、短周期(20秒)駆動するようにしてもよい。 That is, the processing example shown in FIG. 3 is an example, and is not limited to this example. For example, S10 and S11 may not be executed. In this case, the same processing as S4, S5, S6 and S9 is executed instead of S10 and S11. That is, when the first reference concentration is exceeded, the cycle does not immediately return to the 45 second cycle, but is driven for a predetermined number of times (short cycle detection counter = 5) for a short cycle (20 seconds) after the measurement gas concentration exceeds the second reference concentration. You may make it do. In other words, when the second reference concentration is exceeded, it is always a predetermined multiple times (short cycle detection counter = 5) and short cycle (20 seconds) regardless of whether or not the first reference concentration is exceeded. You may make it drive.
以上、変形例として一例を示したが、他の変形例であってもよい。何れにしても、本発明は、上述した図1〜図5に示す一実施形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although an example was shown as a modification, other modifications may be sufficient. In any case, the present invention is not limited to the embodiment shown in FIGS.
このように本発明の警報器は、通常時ではガス検出の為のパルス通電の駆動周期を長くして電池使用量を低減しつつ、検出対象ガスのガス濃度が、警報レベル未満の所定の濃度(第2基準濃度)を超えた場合に、センサ駆動周期を短くして早期のガス検出を実現させる。尚、センサ駆動周期を短くするのは、所定の複数回までとするようにしてもよい。また、ガス濃度が警報レベルを超えた場合には直ちにセンサ駆動周期を元に戻すようにしてもよい。このようにすることにより、消費電流の増加を最小限に抑えつつ、早期にガス漏れの警報を発することができる。 As described above, the alarm device of the present invention has a predetermined concentration at which the gas concentration of the detection target gas is less than the alarm level while reducing the battery usage by extending the drive period of pulse energization for gas detection in normal times. When (second reference concentration) is exceeded, the sensor drive cycle is shortened to realize early gas detection. The sensor driving cycle may be shortened up to a predetermined number of times. Further, when the gas concentration exceeds the alarm level, the sensor driving cycle may be immediately restored. By doing so, an alarm for gas leakage can be issued at an early stage while minimizing an increase in current consumption.
急激なガス濃度変化に対して検知遅れすることなく、所定のガス濃度において、警報を発することができるようになり、信頼性の高いガス警報器を提供することができる。 An alarm can be issued at a predetermined gas concentration without delaying detection with respect to a rapid gas concentration change, and a highly reliable gas alarm device can be provided.
余分な電力を消費することなく、ガスセンサの駆動ができるため、電池使用量を低減することができ、電池本数の削減によるコスト抑制や機器の小型化・軽量化が可能となる。 Since the gas sensor can be driven without consuming extra power, the battery usage can be reduced, and the cost can be reduced by reducing the number of batteries, and the size and weight of the device can be reduced.
尚、上記制御回路部12が上記アプリケーションプログラム等を実行することにより、本例のガス警報器10は、以下に記す各種機能部を備えるものと言うこともできる。
In addition, it can also be said that the
すなわち、検知対象ガスのガス濃度に応じて電気的特性が変化するガスセンサの出力に基づいてガス漏れ検知する、電池を電源とする電池式ガス警報器である上記ガス警報器10は、以下の各種機能部を備える。
That is, the
すなわち、まず、任意の駆動周期でパルス通電することでガスセンサを駆動する機能部であって、通常時は第1の駆動周期でガスセンサを駆動するセンサ駆動機能部を有する。 That is, first, a functional unit that drives the gas sensor by energizing the pulse with an arbitrary driving cycle, and normally has a sensor driving functional unit that drives the gas sensor with the first driving cycle.
また、該センサ駆動時のガスセンサの出力に基づいてガス濃度を算出するガス濃度算出機能部と、該算出したガス濃度が所定の第1閾値を超えたときに警報を行う警報機能部とを有する。 A gas concentration calculation function unit that calculates a gas concentration based on an output of the gas sensor when the sensor is driven; and an alarm function unit that issues an alarm when the calculated gas concentration exceeds a predetermined first threshold value. .
更に、ガス濃度算出機能部が算出したガス濃度(測定ガス濃度)が、第1閾値よりも低い閾値である第2閾値を超えたか否かを判定し、測定ガス濃度が該第2閾値を超えた場合にはセンサ駆動機能部に第1の駆動周期よりも短い第2の駆動周期でガスセンサを駆動させる駆動周期変更機能部を有する。 Further, it is determined whether or not the gas concentration (measurement gas concentration) calculated by the gas concentration calculation function unit exceeds a second threshold that is a threshold lower than the first threshold, and the measured gas concentration exceeds the second threshold. In this case, the sensor drive function unit has a drive cycle change function unit that drives the gas sensor at a second drive cycle shorter than the first drive cycle.
また、例えば、上記駆動周期変更機能部は、第2の駆動周期でのガスセンサの駆動回数が予め設定される所定回数に達した場合、または測定ガス濃度が第1閾値を超える前に第2の駆動周期でのガスセンサの駆動回数が予め設定される所定回数に達した場合には、センサ駆動機能部のセンサ駆動周期を第1の駆動周期に戻すようにしてもよい。 Further, for example, the drive cycle changing function unit may perform the second operation when the number of times the gas sensor is driven in the second drive cycle reaches a predetermined number set in advance or before the measured gas concentration exceeds the first threshold. When the number of driving times of the gas sensor in the driving cycle reaches a predetermined number set in advance, the sensor driving cycle of the sensor driving function unit may be returned to the first driving cycle.
また、例えば、上記駆動周期変更機能部は、測定ガス濃度が第1閾値を超えた場合には、センサ駆動機能部の駆動周期を第1の駆動周期に戻すようにしてもよい。 For example, the drive cycle changing function unit may return the drive cycle of the sensor drive function unit to the first drive cycle when the measured gas concentration exceeds the first threshold.
本発明の電池式ガス警報器、その制御装置等によれば、電池を電源とする電池式ガス警報器において、省電力化を実現して電池消耗を抑えつつ、急激なガス濃度上昇に対しても検知遅れなく早期にガス漏れ警報を発することができる。
According to the battery-type gas alarm device of the present invention, its control device, etc., in the battery-type gas alarm device using a battery as a power source, it achieves power saving and suppresses battery consumption, while preventing a sudden increase in gas concentration. In addition, a gas leak warning can be issued early without any detection delay.
Claims (4)
任意の駆動周期でパルス通電することで前記ガスセンサを駆動する手段であって、通常時は第1の駆動周期で前記ガスセンサを駆動するセンサ駆動手段と、
該駆動時の前記ガスセンサの出力に基づいてガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、
該算出したガス濃度が所定の第1閾値を超えたときに警報を行う警報手段と、
前記ガス濃度算出手段が算出したガス濃度が、前記第1閾値よりも低い閾値である第2閾値を超えたか否かを判定し、ガス濃度が該第2閾値を超えた場合には前記センサ駆動手段に前記第1の駆動周期よりも短い第2の駆動周期で前記ガスセンサを駆動させる駆動周期変更手段と、
と有することを特徴とする電池式ガス警報器。A battery-type gas alarm device using a battery as a power source, which detects gas leakage based on the output of a gas sensor whose electrical characteristics change according to the gas concentration of the detection target gas,
Means for driving the gas sensor by energizing a pulse at an arbitrary drive cycle, and normally a sensor drive unit for driving the gas sensor at a first drive cycle;
Gas concentration calculating means for calculating a gas concentration based on the output of the gas sensor during the driving;
Alarm means for issuing an alarm when the calculated gas concentration exceeds a predetermined first threshold;
It is determined whether or not the gas concentration calculated by the gas concentration calculating means exceeds a second threshold that is a threshold lower than the first threshold. If the gas concentration exceeds the second threshold, the sensor drive is performed. Drive period changing means for causing the means to drive the gas sensor at a second drive period shorter than the first drive period;
And a battery-type gas alarm device.
任意の駆動周期でパルス通電することで前記ガスセンサを駆動する手段であって、通常時は第1の駆動周期で前記ガスセンサを駆動するセンサ駆動手段と、
該駆動時の前記ガスセンサの出力に基づいてガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、
該算出したガス濃度が所定の第1閾値を超えたときに警報を行わせる警報制御手段と、
前記ガス濃度算出手段が算出したガス濃度が、前記第1閾値よりも低い閾値である第2閾値を超えたか否かを判定し、ガス濃度が該第2閾値を超えた場合には前記センサ駆動手段に前記第1の駆動周期よりも短い第2の駆動周期で前記ガスセンサを駆動させる駆動周期変更手段と、
と有することを特徴とする電池式ガス警報器における制御装置。
A control device in a battery-type gas alarm device using a battery as a power source, which detects gas leakage based on the output of a gas sensor whose electrical characteristics change according to the gas concentration of the detection target gas,
Means for driving the gas sensor by energizing a pulse at an arbitrary drive cycle, and normally a sensor drive unit for driving the gas sensor at a first drive cycle;
Gas concentration calculating means for calculating a gas concentration based on the output of the gas sensor during the driving;
Alarm control means for issuing an alarm when the calculated gas concentration exceeds a predetermined first threshold;
It is determined whether or not the gas concentration calculated by the gas concentration calculating means exceeds a second threshold that is a threshold lower than the first threshold. If the gas concentration exceeds the second threshold, the sensor drive is performed. Drive period changing means for causing the means to drive the gas sensor at a second drive period shorter than the first drive period;
And a control device for a battery type gas alarm.
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