JP3757082B2 - Gas alarm and gas alarm method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不完全燃焼時の一酸化炭素(CO)や都市ガス漏れ時のメタン(CH4)等のガスを1つのガスセンサで検出し、ガス濃度が警報点濃度以上となったときにガス濃度が異常である旨の警報を警報音、警報ランプ、外部出力等で報知するガス警報器及びガス警報方法に関し、特に、COガス発生に対する実使用上の誤報を軽減し、且つCOガスの人体への影響状況に応じたガス警報を行うことができるガス警報器及びガス警報方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一酸化炭素ガス警報器用のセンサとしては、一般的に半導体式ガスセンサが用いられており、この半導体式ガスセンサは、図6に示すような感度特性を有する。図6において、横軸はセンサの素子温度であり、縦軸はセンサ抵抗である。図6からもわかるように、一酸化炭素は低温側でセンサ抵抗が小さく、半導体式ガスセンサは、低温側で一酸化炭素を選択的に得られる特性を持つ。
【0003】
しかし、ガスセンサを低温度で常時使用すると、ガスセンサに水分等が吸着して一酸化炭素の濃度を精度良く検知することができない。このため、ガスセンサを定期的に高温に保持し、水分を除去することによって、安定したセンサ出力が得られることが知られている。
【0004】
この場合には、図7に示すように、ガスセンサを低温域(例えば、100℃)と高温域(例えば、400℃)とに周期的に交互に駆動させるヒートサイクルが用いられる。低温域では、90秒間だけセンサ温度100℃を維持し、CO検出ポイント(図7中の黒丸印)において一酸化炭素ガス濃度を検出し、高温域では、60秒間だけセンサ温度400℃を維持し、メタンガス濃度を検出している。このため、1サイクルのCO検出には、150秒(2.5分)の時間がかかっていた。
【0005】
また、一酸化炭素に対する応答性能は、日ガス検検定規定でCOHb25%以内で検知できるように、CO51〜200ppmの濃度に関しては15分以内、550ppmの濃度に関しては5分以内で検知することが決められている。従来のガスセンサを用いる場合に、前述した検知サイクルの関係上、CO51〜200ppmの低濃度に関しては、ガス濃度がガス警報点以上になった時から警報を遅延させるための遅延時間を最大で5〜7.5分だけ設けることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガスセンサにあっては、550ppmの高濃度に関しては、前記遅延時間を設けることができない状態であった。これは、1サイクルが2.5分であり、この1サイクル中にガス検出ができなかった場合には、次のサイクルでガス検出を行うことになり、最悪でガス検出に5分かかり、高濃度に関しては、遅延時間を設けることができなくなるからである。
【0007】
また、実使用上、一酸化炭素は正常燃焼機器を正常状態で使用しても発生することが知られている。特に、鍋、やかん等の調理器具を用いて、お湯を沸かす場合に、燃焼部が一時的に冷却され、調理器具が暖まるまでの一時的に一酸化炭素ガスが発生する。このため、図8に示すように、センサ出力が時刻t11に警報点(CO設定点)以上になった場合には、その時刻t11から遅延時間(例えば5分)経過後の時刻t12に警報音を鳴らす。
【0008】
そして、ガスセンサ出力が時刻t13に警報点(CO設定点)未満になった場合には、その時刻t13に警報音を停止する。すなわち、COガスが過渡的に発生した場合でも、警報を発生するため、誤報を起こすことになり、実使用上の不具合を生じていた。
【0009】
さらに、不完全燃焼事態で且つ不安定な状態で燃焼を起こすため、一時的に一酸化炭素ガスが減少した場合に、従来のガス警報器にあっては、ガス検知タイミングによっては、警報がリセットされたり、あるいは警報ができないこともあった。例えば、図9に示すように、センサ出力が時刻t21にCO設定点以上になった場合に、その時刻t21から警報のための遅延時間のカウントが開始する。
【0010】
しかし、遅延時間(例えば5分)経過する前の時刻t22に、ガスセンサ出力がCO設定点未満になった場合には、遅延時間のカウントがリセットされ、その後、センサ出力が時刻t24にCO設定点以上になった場合には、その時刻t24から警報のための遅延時間のカウントが開始する。
【0011】
このため、警報のタイミングが延長されたことになり、また、センサ出力がCO設定点未満となることが何回も繰り返されると、警報がかなり遅れることになる。警報がかなり遅れると、発生した多量の一酸化炭素ガスに気が付かず、多量の一酸化炭素が人体の血中に入り込み、人体を害することになる。このように、従来のガスセンサにあっては、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報ができていないという問題点があった。
【0012】
そこで、本発明は、不完全燃焼時の一酸化炭素を検出する場合に、実使用上の誤報を軽減し、且つ一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報を行うことができるガス警報器及びガス警報方法を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、以下の構成とした。請求項1の発明は、ガスセンサの温度を低温域と高温域に周期的に交互に変化させて、低温域で一酸化炭素ガス濃度を検出し、検出された一酸化炭素ガス濃度が設定点以上となった際に一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知するガス警報器において、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上となった時からカウントを開始し、カウント値が所定値になったときに前記警報を報知する遅延手段と、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上となった後に、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満となった時から予め定められたタイマ設定時間を計時する計時手段と、この計時手段で計時されたタイマ設定時間以内に、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上になった場合には前記遅延手段のカウント値をリセットせず、前記タイマ設定時間以内に前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満を継続している場合には前記遅延手段のカウント値をリセットして前記遅延手段に対して前記警報を停止させるリセット手段とを備えることを特徴とする。
【0014】
請求項1の発明のガス警報器によれば、遅延手段は、一酸化炭素ガス濃度が設定点以上となった時からカウントを開始し、カウント値が所定値になったときに警報を報知する。計時手段は、一酸化炭素ガス濃度が設定点以上となった後に、一酸化炭素ガス濃度が設定点未満となった時から予め定められたタイマ設定時間を計時し、リセット手段は、計時手段で計時されたタイマ設定時間以内に、一酸化炭素ガス濃度が設定点以上になった場合には遅延手段のカウント値をリセットせず、タイマ設定時間以内に一酸化炭素ガス濃度が設定点未満を継続している場合には遅延手段のカウント値をリセットして遅延手段に対して警報を停止させる。すなわち、タイマ設定時間以内に、一酸化炭素ガス濃度が設定点以上になった場合には遅延手段のカウント値をリセットしないため、遅延手段は、カウントを継続し、カウント値が所定値になったときに警報を報知することができる。従って、一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報が確実にできる。
【0015】
請求項2の発明のガス警報器の前記リセット手段は、前記計時手段で計時されたタイマ設定時間以内に、前記一酸化炭素ガス濃度の検出周期で1回だけ前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満となった場合には、前記遅延手段のカウント値をリセットせず、連続して前記一酸化炭素ガス濃度の検出周期で2回以上、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満となった場合には、前記遅延手段のカウント値をリセットすることを特徴とする。
【0016】
請求項2の発明のガス警報器によれば、リセット手段は、計時手段で計時されたタイマ設定時間以内に、一酸化炭素ガス濃度の検出周期で1回だけ一酸化炭素ガス濃度が設定点未満となった場合には、遅延手段のカウント値をリセットせず、連続して一酸化炭素ガス濃度の検出周期で2回以上、一酸化炭素ガス濃度が設定点未満となった場合には、遅延手段のカウント値をリセットするため、一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報がさらに確実にできる。
【0017】
請求項3の発明は、ガスセンサの温度を低温域と高温域に周期的に交互に変化させて、低温域で一酸化炭素ガス濃度を検出し、検出された一酸化炭素ガス濃度が設定点以上となった際に一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知するガス警報方法において、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上となった時からカウントを開始し、カウント値が所定値になったときに前記警報を報知する遅延ステップと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上となった後に、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満となった時から予め定められたタイマ設定時間を計時する計時ステップと、計時されたタイマ設定時間以内に、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上になった場合には前記カウント値をリセットせず、前記タイマ設定時間以内に前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満を継続している場合には前記カウント値をリセットして前記警報を停止させるリセットステップとを含むことを特徴とする。
【0018】
請求項4の発明のガス警報方法の前記リセットステップは、前記計時されたタイマ設定時間以内に、一酸化炭素ガス濃度の検出周期で1回だけ前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満となった場合には、前記カウント値をリセットせず、連続して一酸化炭素ガス濃度の検出周期で2回以上、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満となった場合には、前記カウント値をリセットすることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガス警報器及びガス警報方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0020】
図1は本発明の実施の形態のガス警報器の回路構成図である。図2は実施の形態のガス警報器におけるガスセンサの温度のタイミングチャートである。図3は実施の形態のガス警報器により実現されるガス警報方法を説明するための各部のタイミングチャートである。図4及び図5は図3のガス警報方法におけるCO警報判定を説明するためのフローチャートである。
【0021】
図1に示すガス警報器において、ガスセンサ1は、ヒータ2及びセンサ素子3を有する。中央処理装置(CPU)11は、ヒータ2を駆動するための低温域用電圧0.2V用ヒータ駆動信号と高温域用電圧0.9V用ヒータ駆動信号を交互にトランジスタTr1に出力する。
【0022】
トランジスタTr1は、低温域用電圧0.2V用ヒータ駆動信号によりオフとなり、抵抗R4の電位を約0.2Vに設定し、高温域用電圧0.9V用ヒータ駆動信号によりオンとなり、抵抗R1,抵抗R2とを短絡させて抵抗R4の電位を約0.9Vに設定する。
【0023】
集積回路(IC)1は、非反転入力端子に抵抗R4の電位を入力し、反転入力端子にガスセンサ1の電位を入力し、抵抗R4の電位が約0.2VであるときにトランジスタTr2にLレベルを出力し、抵抗R4の電位が約0.9VであるときにトランジスタTr2にHレベルを出力する。
【0024】
トランジスタTr2及び抵抗R5は、ガスセンサ1内部のヒータ2を駆動するヒータ駆動部5を構成する。トランジスタTr2は、抵抗R4の電位が約0.2Vであるときに入力されたLレベルによりヒータ2に比較的小電流を流すことでヒータ温度を低温域とし、抵抗R4の電位が約0.9Vであるときに入力されたHレベルによりヒータ2に比較的大電流を流すことでヒータ温度を高温域としている。
【0025】
このため、CPU11は、図2に示すように、ガスセンサ1の温度を低温域(100℃)と高温域(400℃)とに周期的に交互に変化させている。また、CPU11は、低温域では、15秒間だけセンサ温度100℃を維持し、CO検出ポイント(図2中の黒丸印)において、センサ素子3からのガスセンサ入力により、一酸化炭素のガス濃度を検出し、高温域では、5秒間だけセンサ温度400℃を維持し、メタン検出ポイント(図2中の黒丸印)においてメタンガスの濃度を検出している。
【0026】
このガス警報器によれば、CO検出ポイントのサイクルが20秒となり、従来の150秒よりも大幅に短くなる。このため、日ガス検検定規定及び実使用上の誤報を考慮した場合、CO51〜200ppmの濃度に関しての遅延時間は、13分〜4分、550ppmの濃度に関しての遅延時間を3分〜4分だけ設けることができる。すなわち、遅延時間を従来よりも長く設けることができ、これによって、実使用上の誤報を軽減することができる。
【0027】
また、CPU11は、検出抵抗駆動信号をトランジスタTr3に出力し、トランジスタTr3をオン/オフさせる。トランジスタTr3がオフのときには、ガスセンサ1に接続される抵抗は、R6のみであり、トランジスタTr3がオンのときには、ガスセンサ1に接続される抵抗は、R6とR7との並列抵抗となる。
【0028】
さらに、電源Vccと大地との間には直列に接続された抵抗R12,ボリュームVR及び抵抗R13が設けられ、ボリュームVRからCPU11にCO設定点(CO警報点)入力が取り込まれるようになっている。電源Vccと大地との間には直列に接続された抵抗R11及びガスセンサ温度補正用のサーミスタTH1が設けられ、サーミスタTH1からCPU11にサーミスタ入力が取り込まれるようになっている。
【0029】
また、CPU11には一酸化炭素やメタン等のガスのガス濃度の異常を示す警報を報知する警報器としてのスピーカ19が接続される。また、ガス警報器には、電源のオン/オフを示すLED21a,一酸化炭素のガス濃度の異常を示す警報を報知するLED21b,メタンのガス濃度の異常を示す警報を報知するLED21cを有する。
【0030】
また、CPU11は、警報点判定部13、計時手段としてのタイマ15、遅延手段としての遅延カウンタ17、リセット手段としてのリセットカウンタ18を有して構成される。警報点判定部13は、COガス濃度がCO設定点以上になったかどうかを判定する。
【0031】
遅延カウンタ17は、警報点判定部13によりCOガス濃度がCO設定点になったと判定された場合に、CO設定点になった時からカウントを開始し、カウント値が所定値(例えば所定値に対応する遅延時間が13分)になった時に警報を報知する。
【0032】
タイマ15は、COガス濃度がCO設定点以上になった後に、COガス濃度がCO設定点未満になった時から所定のタイマ設定時間(例えば、20秒〜40秒)を計時する。
【0033】
リセットカウンタ18は、タイマ15で設定されたタイマ設定時間以内に、COガス濃度がCO設定点以上になった場合には遅延カウンタ17のカウント値をリセットせず、タイマ15で設定されたタイマ設定時間以内にCOガス濃度がCO設定点未満を継続している場合には遅延カウンタ17のカウント値をリセットする。遅延カウンタ17は、リセットカウンタ18からのリセット信号によりカウント値をリセットするとともに、警報を停止する。
【0034】
次に、このように構成された実施の形態のガス警報器の動作、すなわちガス警報方法を図3に示すタイミングチャート、図4及び図5のフローチャートを参照して説明する。
【0035】
まず、CPU11は、ボリュームVRにおける電位によりCO設定点入力を取り込み(ステップS11)、サーミスタTH1における電位によりサーミスタ入力を取り込み(ステップS13)、ガスセンサ1からガスセンサ入力を取り込む(ステップS15)。
【0036】
次に、CPU11は、取り込んだガスセンサ入力に基づきCO抵抗値を計算し(ステップS17)、サーミスタ入力に基づきCO温度補正係数を計算し(ステップS19)、算出されたCO温度補正係数を用いてCO抵抗値に対して温度補正を行う(ステップS21)。さらに、温度補正されたCO抵抗値に基づきCO電圧値を計算する(ステップS23)。
【0037】
その後、CO警報判定を行う(ステップS25)。すなわち、図5に示すフローチャートの処理が行われる。なお、この処理は、図3のタイミングチャートに従って行われる。
【0038】
まず、時刻t1において処理を開始する。この場合、ガスセンサ1は、ヒートアップ、ヒートダウンが周期的に繰り返され、COガス濃度は、20秒毎に検出される。そして、警報点判定部13は、CO電圧値(COガス濃度に対応した電圧)がCO設定点を超えているかどうかを判定する(ステップS31)。
【0039】
時刻t2で、CO電圧値がCO設定点を超えるため、その時刻t2から遅延カウンタ17は、カウントを開始する(ステップS33)。そして、警報点判定部13は、CO電圧値がCO設定点未満になったかどうかを判定する(ステップS35)。
【0040】
時刻t3で、CO電圧値がCO設定点未満になるため、その時刻t3からタイマ15による計時が開始される(ステップS37)。このタイマ15によるタイマ設定時間は、20秒〜40秒である。
【0041】
次に、警報点判定部13は、タイマ15で設定されたタイマ設定時間以内に、CO電圧値がCO設定点以上になったかどうかを判定する(ステップS39)。タイマ15で設定されたタイマ設定時間以内に、COガス濃度がCO設定点以上になった場合には、リセットカウンタ18は、遅延カウンタ17のカウント値をリセットせず、遅延カウンタ17のカウントが継続する(ステップS41)。
【0042】
時刻t3からタイマ設定時間である20秒〜40秒以内では、ポイントP2,P3において、CO電圧値は、CO設定点を超えているので、遅延カウンタ17のカウントが継続する。
【0043】
その後、CO電圧値は、CO設定点を超えているため、時刻t2から13分が経過し(ステップS43)、そのときの時刻t4において、スピーカ19により警報を行う(ステップS45)。
【0044】
その後、ステップS39に戻り、タイマ15で設定されたタイマ設定時間以内に、CO電圧値がCO設定点以上になったかどうかを判定する(ステップS39)。時刻t5からタイマ15で設定されたタイマ設定時間以内のポイントP12,P13においては、CO電圧値がCO設定点未満を継続しているため、タイマ設定時間経過時である時刻t6において、リセットカウンタ18は、遅延カウンタ17のカウント値をリセットする(ステップS47)。
【0045】
そして、遅延カウンタ17は、リセットカウンタ18からのリセット信号によりカウント値をリセットするとともに、警報を停止する(ステップS49)。
【0046】
このように、実施の形態のガス警報器によれば、遅延カウンタ17は、CO電圧値が設定点以上となった時からカウントを開始し、カウント値が所定値になったときに警報を報知する。タイマ15は、CO電圧値が設定点以上となった後に、CO電圧値が設定点未満となった時から予め定められたタイマ設定時間を計時し、リセットカウンタ18は、タイマ15で計時されたタイマ設定時間以内に、CO電圧値が設定点以上になった場合には遅延カウンタ17のカウント値をリセットせず、タイマ設定時間以内にCO電圧値が設定点未満を継続している場合には遅延カウンタ17のカウント値をリセットして遅延カウンタ17に対して警報を停止させる。
【0047】
すなわち、従来のガス警報器にあっては、CO電圧値が設定点未満になった場合には、その時点でカウント値がリセットされて、警報がかなり遅れるため、多量に発生した一酸化炭素が人体を害していたが、実施の形態のガス警報器によれば、CO電圧値が設定点未満になった後のタイマ設定時間以内に、CO電圧値が設定点以上になった場合には遅延カウンタ17のカウント値をリセットしないため、遅延カウンタ17は、カウントを継続し、カウント値が所定値になったときに警報を報知することができる。従って、一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報が確実にできる。
【0048】
また、検知サイクルを20秒としたときの遅延時間及び前述したタイマ設定時間を設けたことで、実使用上誤報を軽減し、且つ一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報が確実にできる。
【0049】
なお、本発明は、前述した実施の形態のガス警報器に限定されるものではない。実施の形態では、タイマ設定時間以内にCO電圧値がCO設定点を超えたか、あるいは、CO設定点未満を継続しているかによって、遅延カウンタ17をリセットするかしないかを決定したが、この機能にさらに、タイマ設定時間以内に、連続して2回以上、CO電圧値がCO設定点未満となった場合には、リセットカウンタ18は、遅延カウンタ17のカウント値をリセットし、1回だけCO電圧値がCO設定点未満となった場合には、リセットカウンタ18は、遅延カウンタ17のカウント値をリセットしないようにしてもよい。このようにすれば、一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報がより確実にできる。
【0050】
また、実施の形態では、遅延時間として、13分設定したが、これに限定されるものではなく、遅延時間として、その他の時間を設定しても良い。また、ガスセンサ1の低温域と高温域との1サイクルを20秒としたが、これに限定されるものでなく、例えば、1サイクルは、30秒、40秒、1分であってもよい。このほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【0051】
【発明の効果】
請求項1の発明のガス警報器、請求項3の発明のガス警報方法によれば、一酸化炭素ガス濃度が設定点以上となった時からカウントを開始し、カウント値が所定値になったときに警報を報知し、一酸化炭素ガス濃度が設定点以上となった後に、一酸化炭素ガス濃度が設定点未満となった時から予め定められたタイマ設定時間を計時し、計時されたタイマ設定時間以内に、一酸化炭素ガス濃度が設定点以上になった場合には遅延手段のカウント値をリセットせず、タイマ設定時間以内に一酸化炭素ガス濃度が設定点未満を継続している場合にはカウント値をリセットして警報を停止させる。
【0052】
すなわち、タイマ設定時間以内に、一酸化炭素ガス濃度が設定点以上になった場合にはカウント値をリセットしないため、カウントを継続し、カウント値が所定値になったときに警報を報知することができる。従って、一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報が確実にできる。
【0053】
請求項2の発明のガス警報器、請求項4の発明のガス警報方法によれば、計時されたタイマ設定時間以内に、一酸化炭素ガス濃度の検出周期で1回だけ一酸化炭素ガス濃度が設定点未満となった場合には、カウント値をリセットせず、連続して一酸化炭素ガス濃度の検出周期で2回以上、一酸化炭素ガス濃度が設定点未満となった場合には、カウント値をリセットするため、一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報がさらに確実にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のガス警報器の回路構成図である。
【図2】実施の形態のガス警報器におけるガスセンサの温度のタイミングチャートである。
【図3】実施の形態のガス警報器により実現されるガス警報方法を説明するための各部のタイミングチャートである。
【図4】図3のガス警報方法におけるCO警報判定を説明するためのフローチャートである。
【図5】図3のガス警報方法におけるCO警報判定を説明するためのフローチャートである。
【図6】半導体式ガスセンサの感度特性を示す図である。
【図7】従来のガス警報器におけるガスセンサの温度のタイミングチャートである。
【図8】従来のガス警報器が一時的に発生した一酸化炭素により誤報を起こす様子を説明する図である。
【図9】従来のガス警報器が一時的に発生した一酸化炭素の減少により警報ができない様子を説明する図である。
【符号の説明】
1 ガスセンサ
2 ヒータ
3 センサ素子
5 ヒータ駆動部
11 CPU
13 警報点判定部
15 タイマ
17 遅延カウンタ
18 リセットカウンタ
19 スピーカ
21a,21b,21c LED
Tr1 トランジスタ
TH1 サーミスタ
IC1 集積回路
VR ボリューム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention detects a gas such as carbon monoxide (CO) at the time of incomplete combustion or methane (CH 4 ) at the time of city gas leakage with one gas sensor, and gas is detected when the gas concentration is equal to or higher than the alarm point concentration. The present invention relates to a gas alarm device and a gas alarm method for notifying an alarm that the concentration is abnormal with an alarm sound, an alarm lamp, an external output, etc., and in particular, reducing false reports on actual use for CO gas generation and CO gas human body The present invention relates to a gas alarm device and a gas alarm method capable of performing a gas alarm according to an influence state on the gas.
[0002]
[Prior art]
As a carbon monoxide gas alarm sensor, a semiconductor type gas sensor is generally used, and this semiconductor type gas sensor has sensitivity characteristics as shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents the element temperature of the sensor, and the vertical axis represents the sensor resistance. As can be seen from FIG. 6, carbon monoxide has a low sensor resistance on the low temperature side, and the semiconductor gas sensor has a characteristic that carbon monoxide can be selectively obtained on the low temperature side.
[0003]
However, if the gas sensor is always used at a low temperature, moisture or the like is adsorbed on the gas sensor, and the concentration of carbon monoxide cannot be detected accurately. For this reason, it is known that a stable sensor output can be obtained by periodically holding the gas sensor at a high temperature and removing moisture.
[0004]
In this case, as shown in FIG. 7, a heat cycle is used in which the gas sensor is periodically and alternately driven in a low temperature region (for example, 100 ° C.) and a high temperature region (for example, 400 ° C.). In the low temperature range, the sensor temperature is maintained at 100 ° C. for 90 seconds, and the carbon monoxide gas concentration is detected at the CO detection point (black circle in FIG. 7). In the high temperature range, the sensor temperature is maintained at 400 ° C. for only 60 seconds. The methane gas concentration is detected. For this reason, it took 150 seconds (2.5 minutes) to detect CO in one cycle.
[0005]
In addition, the response performance to carbon monoxide is determined to be detected within 15 minutes for CO51-200 ppm concentration and within 5 minutes for CO51-200 ppm concentration so that it can be detected within 25% of COHb according to the Japanese Gas Inspection Regulations. It has been. When using a conventional gas sensor, the delay time for delaying the alarm from the time when the gas concentration becomes equal to or higher than the gas alarm point is set to a maximum of 5 for the low concentration of CO51 to 200 ppm due to the aforementioned detection cycle. Only 7.5 minutes can be provided.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional gas sensor, the delay time cannot be provided for a high concentration of 550 ppm. This is because one cycle is 2.5 minutes, and if gas detection cannot be performed during this one cycle, gas detection is performed in the next cycle. In the worst case, gas detection takes 5 minutes. This is because no delay time can be provided for the concentration.
[0007]
In actual use, carbon monoxide is known to be generated even when a normal combustion device is used in a normal state. In particular, when boiling hot water using a cooking utensil such as a pan or a kettle, the combustion section is temporarily cooled, and carbon monoxide gas is temporarily generated until the cooking utensil is warmed. Therefore, as shown in FIG. 8, when the sensor output exceeds the alarm-point time t 11 (CO setpoint), the time t 12 the time t 11 delay time (e.g., 5 minutes) has elapsed Sound an alarm.
[0008]
When the gas sensor output becomes less than the alarm point at time t 13 (CO setpoint) stops the alarm sound at that time t 13. That is, even when CO gas is transiently generated, an alarm is generated, so that a false alarm is generated, causing a problem in actual use.
[0009]
Furthermore, in order to cause combustion in an incomplete combustion situation and in an unstable state, when carbon monoxide gas temporarily decreases, the alarm is reset depending on the gas detection timing in the conventional gas alarm device. There were also cases where it was not possible to be alerted. For example, as shown in FIG. 9, when the sensor output is equal to or greater than CO setpoint at time t 21, the delay time of the count for the alarm from the time t 21 is started.
[0010]
However, at time t 22 before the lapse of the delay time (e.g., 5 minutes), when the gas sensor output becomes less than CO setpoint counts the delay time is reset, then the sensor output at time t 24 CO if it becomes more than the set point, the delay time of the count for the alarm from the time t 24 is started.
[0011]
For this reason, the alarm timing is extended, and if the sensor output becomes less than the CO set point many times, the alarm will be delayed considerably. If the alarm is delayed considerably, the generated large amount of carbon monoxide gas will not be noticed, and a large amount of carbon monoxide will enter the blood of the human body and harm the human body. As described above, the conventional gas sensor has a problem that the gas alarm corresponding to the influence state of carbon monoxide on the human body cannot be performed.
[0012]
Therefore, when detecting carbon monoxide during incomplete combustion, the present invention can reduce false alarms in actual use and can provide a gas alarm according to the effect of carbon monoxide gas on the human body. It is an object to provide a gas alarm device and a gas alarm method.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. According to the first aspect of the present invention, the temperature of the gas sensor is periodically changed alternately between a low temperature region and a high temperature region, and the carbon monoxide gas concentration is detected in the low temperature region, and the detected carbon monoxide gas concentration is equal to or higher than the set point. In the gas alarm device that notifies an alarm indicating an abnormality in the carbon monoxide gas concentration when the gas concentration becomes, the counting starts when the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point, and the count value reaches a predetermined value. A delay means for informing the alarm when it becomes, and a predetermined timer from when the carbon monoxide gas concentration becomes less than the set point after the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point. When the carbon monoxide gas concentration is equal to or higher than the set point within the timer set time counted by the time measuring means, and the time measuring means for measuring the set time, the count value of the delay means is not reset, The timer Reset means for resetting the count value of the delay means and stopping the alarm for the delay means when the carbon monoxide gas concentration continues below the set point within a predetermined time. It is characterized by.
[0014]
According to the gas alarm device of the first aspect of the invention, the delay means starts counting when the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point, and notifies the alarm when the count value reaches a predetermined value. . The time measuring means measures a predetermined timer setting time from the time when the carbon monoxide gas concentration becomes less than the set point after the carbon monoxide gas concentration exceeds the set point, and the reset means is the time measuring means. If the carbon monoxide gas concentration exceeds the set point within the timed timer setting time, the delay means count value is not reset and the carbon monoxide gas concentration continues below the set point within the timer setting time. If so, the count value of the delay means is reset to stop the alarm for the delay means. That is, when the carbon monoxide gas concentration exceeds the set point within the timer set time, the delay means does not reset the count value of the delay means, so the delay means continues counting and the count value reaches a predetermined value. Sometimes alarms can be reported. Therefore, the gas alarm according to the influence state of the carbon monoxide gas on the human body can be surely performed.
[0015]
The reset means of the gas alarm device according to claim 2 is configured such that the carbon monoxide gas concentration is set only once in the detection period of the carbon monoxide gas concentration within a timer setting time counted by the time measuring means. When the value is less than the point, the count value of the delay means is not reset, and the carbon monoxide gas concentration becomes less than the set point continuously twice or more in the detection period of the carbon monoxide gas concentration. In the case of a failure, the count value of the delay means is reset.
[0016]
According to the gas alarm device of the second aspect of the invention, the reset means has the carbon monoxide gas concentration less than the set point only once in the detection period of the carbon monoxide gas concentration within the timer set time counted by the time measuring means. In this case, the count value of the delay means is not reset, and if the carbon monoxide gas concentration becomes less than the set point at least twice in the detection cycle of the carbon monoxide gas concentration, the delay is delayed. Since the count value of the means is reset, a gas alarm corresponding to the influence state of the carbon monoxide gas on the human body can be further ensured.
[0017]
The invention of claim 3 detects the carbon monoxide gas concentration in the low temperature range by periodically changing the temperature of the gas sensor between a low temperature range and a high temperature range, and the detected carbon monoxide gas concentration is equal to or higher than a set point. In the gas alarm method for informing an alarm indicating an abnormality in the carbon monoxide gas concentration when the gas concentration becomes, the counting is started when the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point, and the count value is set to a predetermined value. A delay step for notifying the alarm when it becomes, and a predetermined timer from when the carbon monoxide gas concentration becomes lower than the set point after the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point. When the carbon monoxide gas concentration is equal to or higher than the set point within the measured timer setting time and the time measuring step for measuring the set time, the count value is not reset, but within the timer set time. If the serial carbon monoxide gas concentration continues being lower than the set point is characterized in that it comprises a reset step of stopping said alarm and resets the count value.
[0018]
The reset step of the gas alarm method according to the invention of claim 4 is configured such that the carbon monoxide gas concentration becomes less than the set point only once in the detection period of the carbon monoxide gas concentration within the timed timer set time. If the carbon monoxide gas concentration is less than the set point, the count value is not reset, and the carbon monoxide gas concentration is less than the set point. Is reset.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a gas alarm device and a gas alarm method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a gas alarm device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a timing chart of the temperature of the gas sensor in the gas alarm device of the embodiment. FIG. 3 is a timing chart of each part for explaining a gas alarm method realized by the gas alarm device of the embodiment. 4 and 5 are flowcharts for explaining the CO alarm determination in the gas alarm method of FIG.
[0021]
In the gas alarm device shown in FIG. 1, the gas sensor 1 has a heater 2 and a sensor element 3. The central processing unit (CPU) 11 alternately outputs a heater driving signal for a low temperature region voltage 0.2V and a high temperature region voltage 0.9V heater driving signal for driving the heater 2 to the transistor Tr1.
[0022]
The transistor Tr1 is turned off by the heater driving signal for the low temperature region voltage 0.2V, the potential of the resistor R4 is set to about 0.2V, and the transistor Tr1 is turned on by the heater driving signal for the high temperature region voltage 0.9V. The resistor R2 is short-circuited to set the potential of the resistor R4 to about 0.9V.
[0023]
In the integrated circuit (IC) 1, the potential of the resistor R4 is input to the non-inverting input terminal, the potential of the gas sensor 1 is input to the inverting input terminal, and when the potential of the resistor R4 is about 0.2 V, L is applied to the transistor Tr2. A level is output, and an H level is output to the transistor Tr2 when the potential of the resistor R4 is about 0.9V.
[0024]
The transistor Tr2 and the resistor R5 constitute a
[0025]
For this reason, as shown in FIG. 2, the
[0026]
According to this gas alarm device, the cycle of the CO detection point is 20 seconds, which is significantly shorter than the conventional 150 seconds. For this reason, when taking into account the provisions for daily gas inspection and misinformation in actual use, the delay time for CO51 to 200 ppm concentration is 13 minutes to 4 minutes, and the delay time for 550 ppm concentration is only 3 minutes to 4 minutes. Can be provided. In other words, the delay time can be set longer than that in the past, and this can reduce false alarms in actual use.
[0027]
Further, the
[0028]
Further, a resistor R12, a volume VR, and a resistor R13 connected in series are provided between the power source Vcc and the ground, and a CO set point (CO alarm point) input is taken into the
[0029]
Further, the
[0030]
The
[0031]
When the alarm
[0032]
The timer 15 measures a predetermined timer set time (for example, 20 seconds to 40 seconds) from the time when the CO gas concentration becomes less than the CO set point after the CO gas concentration becomes equal to or higher than the CO set point.
[0033]
The
[0034]
Next, the operation of the gas alarm device of the embodiment configured as described above, that is, the gas alarm method will be described with reference to the timing chart shown in FIG. 3 and the flowcharts of FIGS.
[0035]
First, the
[0036]
Next, the
[0037]
Thereafter, a CO alarm determination is performed (step S25). That is, the process of the flowchart shown in FIG. 5 is performed. This process is performed according to the timing chart of FIG.
[0038]
First, processing is started at time t 1 . In this case, the gas sensor 1 is periodically heated up and down, and the CO gas concentration is detected every 20 seconds. Then, the alarm
[0039]
At time t 2, since the CO voltage value exceeds the CO setpoint, the delay counter 17 from the time t 2 starts counting (step S33). Then, the alarm
[0040]
Since the CO voltage value becomes less than the CO set point at time t 3 , time measurement by the timer 15 is started from time t 3 (step S 37). The timer set time by the timer 15 is 20 to 40 seconds.
[0041]
Next, the alarm
[0042]
Within 20 to 40 seconds is a timer set time from the time t 3, at the point P2, P3, CO voltage value, since exceeding the CO setpoint, the count of the
[0043]
Then, CO voltage is beyond the CO setpoint elapsed from
[0044]
Thereafter, the process returns to step S39, and it is determined whether or not the CO voltage value has become equal to or higher than the CO set point within the timer set time set by the timer 15 (step S39). In point P12, P13 within the timer setting time set by the timer 15 from the time t 5, since the CO voltage value continues being lower than the CO setpoint at time t 6 is a time timer setting time, reset The
[0045]
Then, the
[0046]
As described above, according to the gas alarm device of the embodiment, the delay counter 17 starts counting when the CO voltage value becomes equal to or higher than the set point, and notifies the alarm when the count value reaches a predetermined value. To do. The timer 15 measures a predetermined timer setting time from the time when the CO voltage value becomes less than the set point after the CO voltage value becomes equal to or higher than the set point, and the
[0047]
That is, in the conventional gas alarm device, when the CO voltage value becomes less than the set point, the count value is reset at that time and the alarm is considerably delayed, so that a large amount of carbon monoxide is generated. Although the human body was harmed, according to the gas alarm device of the embodiment, if the CO voltage value becomes equal to or higher than the set point within the timer setting time after the CO voltage value becomes lower than the set point, a delay occurs. Since the count value of the
[0048]
In addition, by providing the delay time when the detection cycle is 20 seconds and the timer setting time described above, false alarms are reduced in actual use, and a gas alarm corresponding to the influence state of carbon monoxide gas on the human body is provided. You can be sure.
[0049]
In addition, this invention is not limited to the gas alarm device of embodiment mentioned above. In the embodiment, whether or not to reset the
[0050]
In the embodiment, the delay time is set to 13 minutes. However, the present invention is not limited to this, and other time may be set as the delay time. In addition, although one cycle of the low temperature region and the high temperature region of the gas sensor 1 is 20 seconds, it is not limited to this. For example, one cycle may be 30 seconds, 40 seconds, and 1 minute. In addition, it is needless to say that various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.
[0051]
【The invention's effect】
According to the gas alarm device of the invention of claim 1 and the gas alarm method of the invention of claim 3, counting is started when the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than a set point, and the count value becomes a predetermined value. An alarm is sometimes issued, and after the carbon monoxide gas concentration exceeds the set point, a predetermined timer setting time is counted from when the carbon monoxide gas concentration becomes less than the set point, and the timed timer If the carbon monoxide gas concentration exceeds the set point within the set time, the delay means count value is not reset, and the carbon monoxide gas concentration continues below the set point within the timer set time. To reset the count value and stop the alarm.
[0052]
That is, if the carbon monoxide gas concentration exceeds the set point within the timer set time, the count value is not reset, so the count is continued and an alarm is notified when the count value reaches a predetermined value. Can do. Therefore, the gas alarm according to the influence state of the carbon monoxide gas on the human body can be surely performed.
[0053]
According to the gas alarm device of the invention of claim 2 and the gas alarm method of the invention of claim 4, the carbon monoxide gas concentration is detected only once in the detection period of the carbon monoxide gas concentration within the set timer time. When the carbon monoxide gas concentration falls below the set point, the count value is continuously reset twice or more during the carbon monoxide gas concentration detection cycle. Since the value is reset, a gas alarm corresponding to the influence state of the carbon monoxide gas on the human body can be further ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a gas alarm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart of the temperature of the gas sensor in the gas alarm device of the embodiment.
FIG. 3 is a timing chart of each part for explaining a gas alarm method realized by the gas alarm device of the embodiment.
4 is a flowchart for explaining CO alarm determination in the gas alarm method of FIG. 3; FIG.
5 is a flowchart for explaining CO alarm determination in the gas alarm method of FIG. 3; FIG.
FIG. 6 is a diagram showing sensitivity characteristics of a semiconductor type gas sensor.
FIG. 7 is a timing chart of the temperature of a gas sensor in a conventional gas alarm device.
FIG. 8 is a diagram for explaining how a conventional gas alarm device causes a false alarm due to temporarily generated carbon monoxide.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which an alarm cannot be performed due to a decrease in carbon monoxide temporarily generated by a conventional gas alarm device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor 2 Heater 3
13 Alarm point determination unit 15
Tr1 Transistor TH1 Thermistor IC1 Integrated circuit VR Volume
Claims (4)
前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上となった時からカウントを開始し、カウント値が所定値になったときに前記警報を報知する遅延手段と、
前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上となった後に、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満となった時から予め定められたタイマ設定時間を計時する計時手段と、
この計時手段で計時されたタイマ設定時間以内に、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上になった場合には前記遅延手段のカウント値をリセットせず、前記タイマ設定時間以内に前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満を継続している場合には前記遅延手段のカウント値をリセットして前記遅延手段に対して前記警報を停止させるリセット手段と、
を備えることを特徴とするガス警報器。The gas sensor temperature is changed alternately between the low temperature range and the high temperature range periodically to detect the carbon monoxide gas concentration in the low temperature range, and when the detected carbon monoxide gas concentration exceeds the set point, monoxide is oxidized. In a gas alarm device that notifies an alarm indicating an abnormal carbon gas concentration,
Delay means for initiating counting from when the carbon monoxide gas concentration is equal to or higher than the set point, and notifying the alarm when the count value reaches a predetermined value;
Time measuring means for measuring a predetermined timer setting time from when the carbon monoxide gas concentration becomes less than the set point after the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point;
If the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point within the timer set time counted by the time measuring means, the count value of the delay means is not reset, and the monoxide monoxide is within the timer set time. Resetting means for resetting the count value of the delay means and stopping the alarm for the delay means when the carbon gas concentration continues below the set point;
A gas alarm device comprising:
前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上となった時からカウントを開始し、カウント値が所定値になったときに前記警報を報知する遅延ステップと、
前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上となった後に、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満となった時から予め定められたタイマ設定時間を計時する計時ステップと、
計時されたタイマ設定時間以内に、前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点以上になった場合には前記カウント値をリセットせず、前記タイマ設定時間以内に前記一酸化炭素ガス濃度が前記設定点未満を継続している場合には前記カウント値をリセットして前記警報を停止させるリセットステップと、
を含むことを特徴とするガス警報方法。The gas sensor temperature is changed alternately between the low temperature range and the high temperature range periodically to detect the carbon monoxide gas concentration in the low temperature range, and when the detected carbon monoxide gas concentration exceeds the set point, monoxide is oxidized. In a gas alarm method for informing an alarm indicating an abnormality in the carbon gas concentration,
A delay step of starting counting when the carbon monoxide gas concentration is equal to or higher than the set point, and notifying the alarm when the count value reaches a predetermined value;
A time measuring step for measuring a predetermined timer setting time from when the carbon monoxide gas concentration becomes less than the set point after the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point;
The count value is not reset when the carbon monoxide gas concentration becomes equal to or higher than the set point within the timed timer set time, and the carbon monoxide gas concentration is within the set time within the timer set time. A reset step for resetting the count value and stopping the alarm when continuing less than,
A gas alarm method comprising:
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