KR200404389Y1 - 탄소 가스 감지기 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 탄소 가스 감지기에 관한 것으로서, CO가스 누설을 검출하는 탐지부와, 이 검출신호의 정확도를 기하기 위한 다단의 지연회로와, 1차 및 2차 경보회로, 4-20mA 변환회로, 시험회로를 이루는 수신부분을 분리구성하도록 하여 다른 가스에 의한 오동작을 효과적으로 방지함으로써 주차장이나 밀폐된 공간에서의 동작 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.

Description

탄소 가스 감지기{CARBON MONOXIDE DETECTOR}
본 고안은 탄소 가스 감지기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하 주차장에 잔존하는 일산화탄소(CO)를 감지하여 신속히 외부로 배출하기 위한 탄소가스 감지기가 오작동으로 인해 기능이 저하되는 것을 방지하기 위해 자체 검사가 가능하도록 한 가스 감지기에 관한 것이다.
일반적으로 가스 감지기는 주차장이나 밀폐된 공간 즉 가정, 공장 등에 누출된 일산화탄소(이하 CO가스라 한다)를 검출하여 사전에 알려줌으로서, 사고 발생을 미연에 방지하기 위한 것이다.
그러나, 종래 기술의 CO가스 감지기는 가스 센서 내부 저항의 급격한 변화로 인한 초기 오동작이 발생할 수 있었으며, 가스 센서 소자자체의 온도 변화 폭에 대한 저항 오차 뿐만 아니라 그 주변 소자의 작동 오차 등으로 인하여 CO가스의 오염도에 대한 정확한 감지가 이루어질 수 없었다.
본 고안은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 지하 주차장내에서 발생하는 CO가스를 보다 효율적으로 감지할 수 있도록 하여 장치의 동작 신뢰성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적은, 전원 공급을 위한 전원부와, 상기 전원이 입력되어지는 컨버터인 정전압 소자를 구비하는 제1 정전압부와, 상기 전원부의 출력을 DC-DC 컨버터인 정전압 소자에 입력되어 이루어지는 제2 정전압부와, 상기 제2 정전압부에서 작동한 장치결과를 초기 상태화 하기 위한 리셋회로부와, 상기 리셋회로부의 출력신호가 입력되는 마이크로 프로세서부 및 센서부와, 상기 마이크로 프로세서부의 디지털 신호를 아날로그 신호로 구동시키기 위한 아날로그 신호 구동부로 구성됨을 특징으로 하는 일산화탄소 가스 감지기를 통해 이룰 수 있게 된다.
이하, 본 고안의 구체적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
전원부(10)는 상용 AC로 부터 DC전원을 제공하도록 이루어진 휴즈(F)와 리드스위치(SW) 및 변압기(T), 다이오드(D1), 역류방지용 다이오드(D2)로 구성되며, 상기 전원이 입력되어지는 컨버터인 정전압소자(U7)와, 상기 DC전원이 입력되어지는 DC-DC컨버터인 정전압 소자(U8)를 포함하는 제1 정전압부(20)를 이룬다.
또한, 상기 전원부(10) 출력단에 정전압 소자(U2)를 포함하는 제2 정전압부(30)와, 상기 제2 정전압부(30)의 전원으로 구동되는 트랜지스터(Q2)의 베이스단자에 저항(R2)이 연결되고 상기 저항(R2)은 저항(R1)과 제너다이오드(ZD) 사이에 병렬 연결되며 상기 트랜지스터(Q2) 컬렉터단자에 시정수 콘덴서(C3)와 저항(R4)이 연결되어진 리셋회로부(40)와, 집적회로(IC)에서 핀(P22)은 상기 트랜지스터(Q2) 컬렉터단자와 연결되고 저항(R3)과 저항(R5)이 병렬로 핀(P15)에 연결되고 센서(S) 단자(2)는 핀(P2)에 연결되고 발광 다이오드(LED)는 핀(P12)에 연결되며 저항(R7)은 핀(P24)에 연결되고 서미스터(TH)는 핀(P3)에 연결되며 저항(R9)은 핀(P13)에 연결되어진 마이크로 프로세서부(50)와, 저항(R10)과 저항(R11)이 비교기(U9A)의 비반전입력단에 연결되고 상기 비교 출력은 궤한되어 반전 입력단에 연결되며, 다이오드(D4)는 비교기(U9A) 출력단에 연결되어진 아날로그 신호 구동부(60)와, 센서(S) 단자(3)에 트랜지스터(Q1) 컬렉터단자가 연결되고 단자(2)는 집적회로(IC)의 핀(P2)에 연결되며 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스단자에 저항(R6)과 저항(R3)이 연결되어 센서부(70)로 구성되는 탐지부(1)로 이루어진다.
그리고, CO가스 농도를 표시하기 위한 경보 농도 표시부(110)와, 구성된 회로의 이상을 확인하기 위한 회로시험부(80)와, 낮은 입력 전류에도 안정된 출력을 하기 위한 4-20mA 변환부(90)와, 이를 외부신호로 출력하는 외부출력부(100)를 이루고, CO가스가 검출되면 초기 경보하는 1차 경보부(120)와, 상기 1차 경보부(120)의 초기 작동시 경보구동을 지연하는 지연부(130)와, 상기 지연부(130)를 외부신호로 출력하는 외부출력부(140)를 이루고, 상기 1차 경보부(120)의 경보 후 계속되는 CO가스 검출시 경보하는 2차 경보부(150)와, 상기 2차 경보부(150) 출력으로 인한 부져(BZ) 구동되는 경보회로부(160)와, 이 경보회로부(160)를 외부신호로 출력하는 외부출력부(170)를 결합 구성하여 이루어진다.
한편, 상기 제1 정전압부(20)의 출력단자(CON2-1)는 제2 정전압부(30)의 입력단자(CON6-1)에 연결되고 탐지부(1)의 출력단자(CON6-2)는 농도 표시부(110)와 4-20mA 변환부(90)에 각각 입력되도록 입력단자(CON2-2)와 연결되며, 회로 시험부(80)의 접속단자(CON4-11)에는 별도의 전원 12V를 인가하여 테스트 하도록 접속단자(CON4-12)와 연결되어 이루어진다.
또한, 농도표시부(110)의 출력단자(CON4-7)는 1차 경보부(120)의 입력단자(CON4-7)에 연결되고 제1 정전압부(20)의 접속단자(CON4-14)와 접속단자(CON4-13) 사이에는 전원램프(미도시)가 연결되며, 지연부(130)의 접속단자(COM4-9)와 접속단자(CON4-10) 사이에는 1차 경보램프(미도시)가 연결되고 경보회로부(160)의 접속단자(CON4-5)와 접속단자(CON4-6) 사이에는 2차 경보램프(미도시)가 연결되며 경보회로부(160)의 접속단자(CON4-3)와 접속단자(CON4-4) 사이에는 부저스위치(미도시)가 연결되어지고 상기 외부출력부(100)의 출력단자(CON5-1)에는 4-20mA의 전류가 출력되도록 이루어진다.
저항(R14)과 저항(R13) 사이의 분배된 전압은 비교기(U3A)의 반전 입력단에 입력되고 저항(R12)과 저항(R16) 사이의 분배된 전압은 상기 비교기의 비반전 입력단에 입력되며 이 비교기(U3A) 출력단에 저항(R15)이 연결되며 다이오드(D5)가 포함하는 경보 농도표시부(110)로 이루어진다.
상기 경보 농도표시부(110)의 출력신호는 1차 경보부(120)에 입력된다. 가변저항(VR5)과 저항(R24) 및 콘덴서(C8)는 비교기(U5A) 반전 입력단에 연결되고 저항(R38)은 비반전 입력단에 연결되며 상기 비교기의 반전 입력단과 비반전 입력단 사이에 콘덴서(C9)가 연결되어 이루어진 1차 경보부(120)와, 상기 비교기(U5A) 출력단에는 저항(R24)에 병렬 연결한 다이오드(D9)와 콘덴서(C12)로 연결되어져 NAND게이트(U6A)가 입력단에 연결되고 상기 NAND게이트(U6A) 출력단은 NAND게이트(U6B) 입력단에 연결되며 상기 NAND게이트(U6B) 출력단에는 저항(R13)이 연결되어지고 상기 저항(R13)은 트랜지스터(Q5) 베이스단자에 연결되며 상기 트랜지스터(Q5) 이미터단자는 릴레이접점(Relay 1)에 연결되는 출력지연부(130)를 구성하며 상기 출력을 외부출력부(140)에 의해서 신호는 출력된다.
상기 1차경보부(120) 구동신호는 저항(R25)을 통해 비교기(U5B) 반전 입력단에 입력되고, 가변저항(VR6)과 콘덴서(C11) 및 저항(R26)은 비반전 입력단에 연결되며, 상기 비교기(U5B)의 반전, 비반전 입력단 사이에 콘덴서(C10)가 연결되어진 2차 경보부(150)와, 상기 비교기(U5B) 출력단과 NAND게이트(U6C) 입력단 사이에 저항(R28)이 연결되고 상기 NAND게이트(U6C) 출력단과 트랜지스터(Q3) 베이스단자 사이에 저항(R33)이 연결되며 상기 트랜지스터(Q3) 컬렉터단자에는 저항(R34)과 릴레이접점(Relay 2) 및 부져(BZ)로 연결되어지는 경보회로부(160)와, 상기 신호 출력은 외부출력부(170)를 통해 출력되도록 이루어진다.
상기 탐지부(1) 신호출력은 저항(R12)을 통해 입력되어지고 비교기(U4A)의 비반전 입력단에는 가변저항(VR1)이 연결되고 반전 입력단에는 전압을 분배하기 위한 저항(R17)과 가변저항(VR2)이 연결되며 상기 비교기(U4A) 출력단에는 저항(R18)이 연결된다.
상기 저항(R18)과 저항(R20)이 전압 분배하여 비교기(U4B)의 반전 입력단에 입력되고 상기 비교기(U4B) 비반전 입력단에는 저항(R19)과 가변저항(VR3)의 분배전압이 입력되며 상기 비교기(U4B) 출력단과 트랜지스터(Q4) 베이스단자 사이에 저항(R21)이 연결되고 상기 트랜지스터(Q4) 이미터단자에는 가변저항(VR4)이 연결되며 상기 트랜지스터(Q4) 컬렉터단자 사이에 저항(R21)이 연결되고 상기 트랜지스터(Q4) 이미터단자에는 가변저항(VR4)이 연결되며 상기 트랜지스터(Q4) 컬렉터단자에는 다이오드(D6)가 연결되어져 외부출력부(100)에 신호를 출력하도록 4-20mA 변환부(90)로 구성하여 이루어지며, 비교기(U3B)의 비반전 입력단에는 저항(R22,R23)과 다이오드(D7) 및 콘덴서(C7)가 연결되고 반전 입력단에는 상기 비교기 출력이 궤한되어 입력되며 비교기(U3B) 출력단에 다이오드(D8)가 연결 구성되는 회로 시험부(80)와, 이 회로시험부(80)는 상기 경보 농도 표시부(110)와 4-20mA 변환부(90)에 신호를 출력하도록 결합 구성하여 이루어진다.
이와 같은 회로의 연결구성을 이루는 본 고안의 CO가스 경보과정에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.
상용 교류전원을 인가하게 되면 전원부(10)는 안정된 DC전원을 출력하게 된다. 이 DC전원으로 탐지부(1)는 구동하게 되는데 이 탐지부는 DC-DC 컨버터인 정전압 소자(U2)로써 일정 전원을 제공받게 된다.
최초 감지소자가 안정상태에 이르기 전까지는 CO가스는 검출 출력 또는 오동작에 의한 출력을 제한하는 콘덴서(C12)에 의하여 비교기(U5A) 출력이 있더라도 초기 지연부(130)에 의해 NAND게이트(U6A) 출력은 지연되게 된다.
한편, CO가스 누설이 검출되지 아니하는 평상시에는 NAND게이트(U6A)는 H출력되어 NAND게이트(U6B)에 입력되어지고 이 NAND게이트(U6B)를 통해 반전된 L출력으로 인해 트랜지스터(Q5)는 턴오프된다.
그런데, CO가스가 누설됨이 검출되었을때는 CO가스 누설에 대응하는 출력을 발생하게 되며 이는 지연부(130)의 콘덴서(C12)에 의거 일시 지연되게 하여 오동작을 배제하며 지속적으로 검출될 때 NAND게이트(U6A,U6B)를 통해 트랜지스터(Q5)는 턴온되어 외부출력부(150)를 통해서 출력되게 한다.
이 트랜지스터(Q5)의 출력으로 통상의 감지장치는 원격감시 출력을 획득하게 된다.
한편, CO가스 누설이 지속적으로 검출될 때 비교기(U5B)에 비교 입력되게 되어 비교기 출력이 발생되면 NAND게이트(U6C)의 반전된 출력신호에 의해 트랜지스터(Q3)가 턴온되고 따라서 부저(BZ)역시 단소음을 경보하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 고안은, CO가스 누설을 검출하는 탐지부와, 이 검출신호의 정확도를 기하기 위한 다단의 지연회로와, 1차 및 2차 경보회로, 4-20mA 변환회로, 시험회로를 이루는 수신부분을 분리구성하도록 하여 다른 가스에 의한 오동작을 효과적으로 방지함으로써 주차장이나 밀폐된 공간에서의 동작 신뢰성을 향상시키는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 고안 가스 감지기의 개략적인 블럭 구성도.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 감지회로 상세도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 탐지부 10 : 전원부
20,30 : 정전압부 40 : 리셋회로부
50 : 마이크로 프로세서부 60 : 아날로그 신호 구동부
70 : 센서부 80 : 회로시험부
90 : 4-20mA 변환부 100,140,170 : 외부출력부
110 : 경보 농도 표시부 120 : 1차 경보부
130 : 지연부 150 : 2차 경보부
160 : 경보회로부

Claims (3)

  1. 전원 공급을 위한 전원부(10)와;
    상기 전원이 입력되어지는 컨버터인 정전압 소자(U7)를 구비하는 제1 정전압부(20)와;
    상기 전원부(10)의 출력을 DC-DC 컨버터인 정전압 소자(U2)에 입력되어 이루어지는 제2 정전압부(30)와;
    상기 제2 정전압부(30)에서 작동한 장치결과를 초기 상태화 하기 위한 리셋회로부(40)와;
    상기 리셋회로부(40)의 출력신호가 입력되는 마이크로 프로세서부(50) 및 센서부(70)와;
    상기 마이크로 프로세서부(50)의 디지털 신호를 아날로그 신호로 구동시키기 위한 아날로그 신호 구동부(60);로 구성됨을 특징으로 하는 일산화탄소 가스 감지기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 정전압부(30)와 리셋회로부(40), 마이크로 프로세서부(50), 신호 구동부(60) 및 센서부(70)로 탐지부(1)를 이루되, 탐지부(1)로 부터 출력신호를 입력받은 비교기(U3B)는 비반전 입력단에 저항(R22,R23) 및 다이오드(D7), 콘덴서(C7)가 연결되고, 반전 입력단에는 상기 비교기(U3B) 출력이 궤한하여 입력되는 회로시험부(80)와, 안정된 전류를 얻기 위한 비교기(U4B)를 포함하는 변환부(90)와, 상기 변환부(90) 출력을 외부신호로써 출력하는 외부출력부(100)가 구성됨을 특징으로 하는 일산화탄소 가스 감지기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원부(10)로 부터 구동전원을 획득하고, 회로시험부(80)로 부터 출력신호를 입력받아 가스 농도를 표시하는 농도 표시부(110)와, 상기 농도 표시부(110)의 출력을 입력받아 초기 작동 경보를 하는 1차 경보부(120)와, 상기 1차 경보부(120)의 초기 작동시 경보 구동을 지연하는 지연부(130)와, 상기 지연부(130)를 외부신호로 출력하는 외부출력부(140)와, 상기 1차 경보부(120) 후 일산화탄소 계속 검출시 다시 경보를 하는 2차 경보부(150)와, 상기 2차 경보부(150)의 구동출력으로 부져(BZ)를 구동시키는 경보회로부(160)와, 상기 경보회로부(160)의 출력을 외부 신호로써 출력하는 외부출력부(170)를 결합 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 가스 감지기.
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