JPH1114546A - ガス検知装置、ガス警報装置、燃焼装置および自動車の安全装置 - Google Patents
ガス検知装置、ガス警報装置、燃焼装置および自動車の安全装置Info
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- JPH1114546A JPH1114546A JP9167575A JP16757597A JPH1114546A JP H1114546 A JPH1114546 A JP H1114546A JP 9167575 A JP9167575 A JP 9167575A JP 16757597 A JP16757597 A JP 16757597A JP H1114546 A JPH1114546 A JP H1114546A
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- concentration
- sensor
- carbon monoxide
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】信頼性の高いガス濃度検出を実現する。
【解決手段】測定雰囲気中の一酸化炭素ガスに反応し、
その濃度と時間によって変色程度が変化するガスセンサ
30が使用され、このガスセンサの変色度を測定する光
検出センサ11が設けられる。光検出センサからの検出
電流が濃度検知手段としての可変発振器20に供給され
て、ガス濃度が発振周波数の変化に変換される。これが
制御部32に供給されて規定のガス濃度以上のときトラ
ンジスタQ3がオンして警報器34が作動する。生体模
倣型化学センサをガスセンサとして使用することで、ガ
ス濃度とガス発生時間にほぼ関連したセンサ出力が得ら
れる。生体模倣型化学センサは可逆的であるため、ガス
の吸収、放散特性の経時、経年変化による変動が少な
い。
その濃度と時間によって変色程度が変化するガスセンサ
30が使用され、このガスセンサの変色度を測定する光
検出センサ11が設けられる。光検出センサからの検出
電流が濃度検知手段としての可変発振器20に供給され
て、ガス濃度が発振周波数の変化に変換される。これが
制御部32に供給されて規定のガス濃度以上のときトラ
ンジスタQ3がオンして警報器34が作動する。生体模
倣型化学センサをガスセンサとして使用することで、ガ
ス濃度とガス発生時間にほぼ関連したセンサ出力が得ら
れる。生体模倣型化学センサは可逆的であるため、ガス
の吸収、放散特性の経時、経年変化による変動が少な
い。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は室内などの一酸化
炭素ガス(COガス)濃度を計測するガス検知装置、こ
れを使用したガス警報装置、燃焼装置および自動車の安
全装置に関する。詳しくは、可逆反応を起こす一酸化炭
素ガス検知センサを使用して測定雰囲気中のガス濃度が
基準の濃度以上になったときを検知するようにしたもの
で、安定した、信頼性の高いガス検知装置などに関す
る。
炭素ガス(COガス)濃度を計測するガス検知装置、こ
れを使用したガス警報装置、燃焼装置および自動車の安
全装置に関する。詳しくは、可逆反応を起こす一酸化炭
素ガス検知センサを使用して測定雰囲気中のガス濃度が
基準の濃度以上になったときを検知するようにしたもの
で、安定した、信頼性の高いガス検知装置などに関す
る。
【0002】
【従来の技術】ガスを用いた暖房機(ガスストーブや暖
炉など)、ガス風呂、湯沸器などの燃焼装置は屋内で使
用されることから、不完全燃焼による一酸化炭素中毒が
問題となっている。このガス中毒を未然に防止するため
にはガス検知装置の使用が必要不可欠である。
炉など)、ガス風呂、湯沸器などの燃焼装置は屋内で使
用されることから、不完全燃焼による一酸化炭素中毒が
問題となっている。このガス中毒を未然に防止するため
にはガス検知装置の使用が必要不可欠である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ガス検知装置としては
既に市販はされているが、検知精度が充分ではなくバラ
ツキが多い。また検知精度に経時、経年変化が伴い、時
間の経過と共に検知精度が劣化してしまう。
既に市販はされているが、検知精度が充分ではなくバラ
ツキが多い。また検知精度に経時、経年変化が伴い、時
間の経過と共に検知精度が劣化してしまう。
【0004】そこでこの発明では信頼性の高いガス検知
装置およびこれを使用した燃焼装置等を提案するもので
ある。
装置およびこれを使用した燃焼装置等を提案するもので
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明に係るガス濃度検知装置では、測定雰囲気
中の一酸化炭素ガスに反応し、その濃度と時間によって
変色程度が変化するガスセンサが使用され、このガスセ
ンサの変色度を測定する光検出センサが設けられると共
に、上記光検出センサからの検出電流が濃度検知手段に
供給されて、上記測定雰囲気中の一酸化炭素ガス濃度が
検知されるようになされたことを特徴とする。
め、この発明に係るガス濃度検知装置では、測定雰囲気
中の一酸化炭素ガスに反応し、その濃度と時間によって
変色程度が変化するガスセンサが使用され、このガスセ
ンサの変色度を測定する光検出センサが設けられると共
に、上記光検出センサからの検出電流が濃度検知手段に
供給されて、上記測定雰囲気中の一酸化炭素ガス濃度が
検知されるようになされたことを特徴とする。
【0006】また、この発明に係る警報装置では、ガス
濃度に対応した発振周波数や検出電圧がマイコン制御部
に供給されて測定中の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以
上になったとき警報するようにしたことを特徴とする。
濃度に対応した発振周波数や検出電圧がマイコン制御部
に供給されて測定中の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以
上になったとき警報するようにしたことを特徴とする。
【0007】この発明に係る燃焼装置では、ガス濃度に
対応した発振周波数や検出電圧がマイコン制御部に供給
されて測定中の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上にな
ったとき生ガス供給用のガス制御弁が閉じられるように
なされたことを特徴とするものである。
対応した発振周波数や検出電圧がマイコン制御部に供給
されて測定中の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上にな
ったとき生ガス供給用のガス制御弁が閉じられるように
なされたことを特徴とするものである。
【0008】さらに、この発明に係る自動車の安全装置
では、ガスセンサが自動車の車内に設置されて車内の一
酸化炭素ガスの濃度が検知され、ガス濃度に対応した発
振周波数や検出電圧ががマイコン制御部に供給されて自
動車内の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上になったと
き、自動車のエンジンを停止させるようにしたことを特
徴とするものである。
では、ガスセンサが自動車の車内に設置されて車内の一
酸化炭素ガスの濃度が検知され、ガス濃度に対応した発
振周波数や検出電圧ががマイコン制御部に供給されて自
動車内の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上になったと
き、自動車のエンジンを停止させるようにしたことを特
徴とするものである。
【0009】この発明では、生体模倣型化学センサをガ
スセンサとして使用することで、ガス濃度とガス発生時
間にほぼ関連したセンサ出力が得られる。このセンサ出
力の変化を周波数や電圧の変化として捉えることによっ
て、測定(検知)雰囲気中の一酸化炭素ガス濃度および
検知時間に関連した検知出力(周波数変化出力や電圧変
化出力)が得られる。この検知出力によってCOガスの
濃度を容易に検知できるから、この出力を利用すれば警
報を鳴らしたり、ガス供給弁を閉じたりすることができ
る。
スセンサとして使用することで、ガス濃度とガス発生時
間にほぼ関連したセンサ出力が得られる。このセンサ出
力の変化を周波数や電圧の変化として捉えることによっ
て、測定(検知)雰囲気中の一酸化炭素ガス濃度および
検知時間に関連した検知出力(周波数変化出力や電圧変
化出力)が得られる。この検知出力によってCOガスの
濃度を容易に検知できるから、この出力を利用すれば警
報を鳴らしたり、ガス供給弁を閉じたりすることができ
る。
【0010】生体模倣型化学センサは可逆的であるた
め、ガスの吸収(取り込み)と離散(放出)特性の経
時、経年変化による変動が少ない。
め、ガスの吸収(取り込み)と離散(放出)特性の経
時、経年変化による変動が少ない。
【0011】
【発明の実施の形態】続いて、この発明に係るガス検知
装置等についてその一実施形態を図面を参照して詳細に
説明する。
装置等についてその一実施形態を図面を参照して詳細に
説明する。
【0012】この発明で用いられる一酸化炭素ガスセン
サ(COセンサ)は生体模倣化学センサであるので、ま
ず最初にこのCOセンサについて説明する。このCOセ
ンサはバイオデクノロジーをモノキュラートエンジニア
リングと組み合わせることによって誕生した生体模倣型
化学センサである。
サ(COセンサ)は生体模倣化学センサであるので、ま
ず最初にこのCOセンサについて説明する。このCOセ
ンサはバイオデクノロジーをモノキュラートエンジニア
リングと組み合わせることによって誕生した生体模倣型
化学センサである。
【0013】COセンシングの原理は次のようになる。
生体内の血液中には酸素を運ぶヘモグロビンがあり、こ
のヘモグロビンは肺で酸素を吸収して体内の筋肉に運
ぶ。このヘモグロビンはCOガスに対しては酸素の約2
50倍もの親和性があるためにCOガスの濃度の高いと
ころでは中毒症状を起こす。
生体内の血液中には酸素を運ぶヘモグロビンがあり、こ
のヘモグロビンは肺で酸素を吸収して体内の筋肉に運
ぶ。このヘモグロビンはCOガスに対しては酸素の約2
50倍もの親和性があるためにCOガスの濃度の高いと
ころでは中毒症状を起こす。
【0014】このヘモグロビンの中で、酸素と結合した
り、離したりする役目を果たしているのはボルフィリン
という物質であり、ボルフィリンは酸素と結合している
時と結合していない時とでは光の吸収波長が異なるとい
う性質がある。すなわち、酸素と結合したヘモグロビン
は鮮やかな赤色をしているが、そうでないヘモグロビン
は黒色となる。
り、離したりする役目を果たしているのはボルフィリン
という物質であり、ボルフィリンは酸素と結合している
時と結合していない時とでは光の吸収波長が異なるとい
う性質がある。すなわち、酸素と結合したヘモグロビン
は鮮やかな赤色をしているが、そうでないヘモグロビン
は黒色となる。
【0015】この発明で使用するCOセンサはこのボル
フィリンの機能(生体化学反応)を応用したものであ
る。COセンサのベース材料はシクロデキストリンで、
これがCOガスをキャッチするキーホールの役目をな
す。COガスを取り込んだシクロデキストリンと、CO
ガスを取り込んでいないシクロデキストリンとを区別す
るために、クロモフォアという発色団を組み合わせるこ
とによって、色の変化でCOガスが取り込まれいるか否
かを区別する。さらに、シクロデキストリンとクロモフ
ァオを透明で多孔質な酸化シリコンベースの酸素表面
に、水素結合で繋げることによってCOセンサが構成さ
れる。
フィリンの機能(生体化学反応)を応用したものであ
る。COセンサのベース材料はシクロデキストリンで、
これがCOガスをキャッチするキーホールの役目をな
す。COガスを取り込んだシクロデキストリンと、CO
ガスを取り込んでいないシクロデキストリンとを区別す
るために、クロモフォアという発色団を組み合わせるこ
とによって、色の変化でCOガスが取り込まれいるか否
かを区別する。さらに、シクロデキストリンとクロモフ
ァオを透明で多孔質な酸化シリコンベースの酸素表面
に、水素結合で繋げることによってCOセンサが構成さ
れる。
【0016】COセンサは生体化学反応を応用している
ので、一定濃度の雰囲気の中にこのCOセンサを置くと
一定の反応色を維持し続けるというものではない。つま
り、一定濃度のCO雰囲気中にCOセンサを放置する
と、その雰囲気中のCOガスと順次反応して変色が進
み、COガスの供給が継続する限り、ガス濃度のいかん
にかかわらず、最大変色まで進行する。しかしながら、
濃度の低い所ではシクロデキストリンがCOガスを離す
ように反応するために、ガス吸着、分離のバランスによ
り反応しないように見える分岐点が存在する。
ので、一定濃度の雰囲気の中にこのCOセンサを置くと
一定の反応色を維持し続けるというものではない。つま
り、一定濃度のCO雰囲気中にCOセンサを放置する
と、その雰囲気中のCOガスと順次反応して変色が進
み、COガスの供給が継続する限り、ガス濃度のいかん
にかかわらず、最大変色まで進行する。しかしながら、
濃度の低い所ではシクロデキストリンがCOガスを離す
ように反応するために、ガス吸着、分離のバランスによ
り反応しないように見える分岐点が存在する。
【0017】つまり、COガスに反応して変色しようと
するものと、逆に酸素と反応してもとに戻ろうとする反
応が同時に進行することになるから、結果的に、COガ
ス濃度によって、半透明色から灰色を経て黒色に変化す
る変色反応時間が異なることになる。この変色速度の変
位を計測することによって、COセンサが置かれている
雰囲気中のCOガス濃度がどのくらいであるかを計測で
きる。
するものと、逆に酸素と反応してもとに戻ろうとする反
応が同時に進行することになるから、結果的に、COガ
ス濃度によって、半透明色から灰色を経て黒色に変化す
る変色反応時間が異なることになる。この変色速度の変
位を計測することによって、COセンサが置かれている
雰囲気中のCOガス濃度がどのくらいであるかを計測で
きる。
【0018】この変化速度や変化量は、シクロデキスト
リンの添加量によって、ある程度自由に設定できる。因
みに、日本の規格は、浴室と居間、キッチンとにより違
うが、同一センサで両方を網羅するように、50ppm
では検知しないように、200ppmでは15分以内に
検知するように、550ppmでは5分以内に検知する
ようにしたCOセンサが使用されることになる。このよ
うな規格を満足するCOセンサとしては、Quontum会社
製の「S50S」(型式)ガスセンサなどを挙げること
ができる。
リンの添加量によって、ある程度自由に設定できる。因
みに、日本の規格は、浴室と居間、キッチンとにより違
うが、同一センサで両方を網羅するように、50ppm
では検知しないように、200ppmでは15分以内に
検知するように、550ppmでは5分以内に検知する
ようにしたCOセンサが使用されることになる。このよ
うな規格を満足するCOセンサとしては、Quontum会社
製の「S50S」(型式)ガスセンサなどを挙げること
ができる。
【0019】COガスの取り込みと放出を繰り返しなが
ら、COセンサ内のCOガス濃度が徐々に高まってい
く。図3は200ppmのCOガス雰囲気中にCOセン
サを置いたときのセンサ透過率を測定したグラフであっ
て、時間の経過と共に透過率が下がる。これはCOガス
の取り込みによって変色するためである。
ら、COセンサ内のCOガス濃度が徐々に高まってい
く。図3は200ppmのCOガス雰囲気中にCOセン
サを置いたときのセンサ透過率を測定したグラフであっ
て、時間の経過と共に透過率が下がる。これはCOガス
の取り込みによって変色するためである。
【0020】同図では15分経過するとほぼ1/3にそ
の透過率が低下する。15分経過後開放してCOセンサ
を空気中に放置すると、取り込まれたCOガスが次第に
放出され、所定時間経過後にはほぼ元の透過率まで回復
する。したがって、COセンサはCOガスに対する結
合、遊離が可逆的であることが判る。元の透過率まで回
復するので、光透過率は経年、経時による影響をあまり
受けない。そのため、濃度計測特性の著しい劣化がな
い。
の透過率が低下する。15分経過後開放してCOセンサ
を空気中に放置すると、取り込まれたCOガスが次第に
放出され、所定時間経過後にはほぼ元の透過率まで回復
する。したがって、COセンサはCOガスに対する結
合、遊離が可逆的であることが判る。元の透過率まで回
復するので、光透過率は経年、経時による影響をあまり
受けない。そのため、濃度計測特性の著しい劣化がな
い。
【0021】図4は550ppmのCOガス雰囲気中に
COセンサを置いたときのグラフであって、200pp
mの場合よりも時間当たりの透過率の変化が大きい。そ
して、一定の透過率となるまでに要する時間が短くな
る。そして空気中に戻ると再びもとの透過率に回復す
る。
COセンサを置いたときのグラフであって、200pp
mの場合よりも時間当たりの透過率の変化が大きい。そ
して、一定の透過率となるまでに要する時間が短くな
る。そして空気中に戻ると再びもとの透過率に回復す
る。
【0022】一方、COガス濃度が非常に低く、例えば
50ppm位であると、図5のように一酸化炭素ガスガ
ス取り込みが行われて一時的に光透過率が低下するもの
の、取り込んだCOガスの放出(遊離)も行われること
から、COガスの取り込みと放出ガスが交互に行われて
全体としてみた場合光透過率は殆ど変化しないことが判
る。
50ppm位であると、図5のように一酸化炭素ガスガ
ス取り込みが行われて一時的に光透過率が低下するもの
の、取り込んだCOガスの放出(遊離)も行われること
から、COガスの取り込みと放出ガスが交互に行われて
全体としてみた場合光透過率は殆ど変化しないことが判
る。
【0023】このようなことから光透過率の変動と一酸
化炭素ガスガス濃度と相関性を利用することで、間接的
ではあるが屋内のCOガス濃度をほぼ正確に検知でき
る。
化炭素ガスガス濃度と相関性を利用することで、間接的
ではあるが屋内のCOガス濃度をほぼ正確に検知でき
る。
【0024】透過率の変動の検出の仕方は種々考えられ
る。透過率の変動を電圧や電流の変動として捉えること
もできれば、周波数の変動として捉えることもできる。
る。透過率の変動を電圧や電流の変動として捉えること
もできれば、周波数の変動として捉えることもできる。
【0025】図1に示すこの発明に係るガス検知装置1
0の実施の形態は光透過率の変動を発振周波数の変動と
して捉えるようにしたものである。
0の実施の形態は光透過率の変動を発振周波数の変動と
して捉えるようにしたものである。
【0026】このガス検知装置10にあって、電源+B
と接地間には光センサ11として機能する発光素子12
と受光素子18が接続される。発光素子12として図で
は発光ダイオードが使用され、受光素子18として受光
ダイオードが使用されている。発光ダイオード12と電
源+Bとの間には定電流源14が設けられ、発光ダイオ
ード12に流れる電流を一定にしてその発光量が常時一
定となるようにしている。同図では電界効果トランジス
タQ1とその電流値をコントロールする可変抵抗器16
とで構成される。
と接地間には光センサ11として機能する発光素子12
と受光素子18が接続される。発光素子12として図で
は発光ダイオードが使用され、受光素子18として受光
ダイオードが使用されている。発光ダイオード12と電
源+Bとの間には定電流源14が設けられ、発光ダイオ
ード12に流れる電流を一定にしてその発光量が常時一
定となるようにしている。同図では電界効果トランジス
タQ1とその電流値をコントロールする可変抵抗器16
とで構成される。
【0027】発光ダイオード12と受光ダイオード18
との間の光路上にはその光路を遮るように上述したCO
センサ30が配される。COセンサ30は特にこれを構
成する半透明な酸化シリコンベースが光路に対して直交
するように置かれる。外光を遮断するため光検出センサ
11を構成するシールドケース(図示はしない)内にこ
のCOセンサ30が配置されている。
との間の光路上にはその光路を遮るように上述したCO
センサ30が配される。COセンサ30は特にこれを構
成する半透明な酸化シリコンベースが光路に対して直交
するように置かれる。外光を遮断するため光検出センサ
11を構成するシールドケース(図示はしない)内にこ
のCOセンサ30が配置されている。
【0028】受光ダイオード18の電流路内には可変発
振器20が設けられる。可変発振器20は図示するよう
に受光ダイオード18と接地間に接続された充放電用コ
ンデンサ22と、その充電電圧を検出し、一定電圧以上
になったときハイレベルの検出信号を出力する電圧検出
手段24と、コンデンサ22の両端に接続され検出信号
によってそのオンオフが制御される制御トランジスタQ
2とで構成される。
振器20が設けられる。可変発振器20は図示するよう
に受光ダイオード18と接地間に接続された充放電用コ
ンデンサ22と、その充電電圧を検出し、一定電圧以上
になったときハイレベルの検出信号を出力する電圧検出
手段24と、コンデンサ22の両端に接続され検出信号
によってそのオンオフが制御される制御トランジスタQ
2とで構成される。
【0029】コンデンサ22の両端から得られる発振周
波数に対応した電圧(発振電圧)はマイコンで構成され
た制御部32に供給される。
波数に対応した電圧(発振電圧)はマイコンで構成され
た制御部32に供給される。
【0030】受光ダイオード18に到達する透過光量は
COセンサ30を構成するシリコンベースの変色の程度
によって相違する。そして、受光ダイオード18を流れ
る電流は、COセンサ30を透過して受光ダイオード1
8に到達した透過光量によって変化する。ダイオード電
流はコンデンサ22に流れ込むので、透過光量の多少に
よってコンデンサ22に対する充電時間が変わる。
COセンサ30を構成するシリコンベースの変色の程度
によって相違する。そして、受光ダイオード18を流れ
る電流は、COセンサ30を透過して受光ダイオード1
8に到達した透過光量によって変化する。ダイオード電
流はコンデンサ22に流れ込むので、透過光量の多少に
よってコンデンサ22に対する充電時間が変わる。
【0031】ダイオード電流によってコンデンサ22の
両端電圧が上昇する。コンデンサ22の両端電圧が規定
の電圧まで上昇すると、電圧検出手段24からハイレベ
ルの検出出力が得られる。この検出出力でトランジスタ
Q2がオンする。トランジスタQ2がオンするとコンデ
ンサ22が急速に放電される。コンデンサ22が放電す
ると、コンデンサ22の両端電圧がゼロになる。両端電
圧がゼロになると、これが電圧検出手段24で検出さ
れ、検出出力はローレベルに反転し、トランジスタQ2
がオフになって、再びコンデンサ22の充電状態とな
る。
両端電圧が上昇する。コンデンサ22の両端電圧が規定
の電圧まで上昇すると、電圧検出手段24からハイレベ
ルの検出出力が得られる。この検出出力でトランジスタ
Q2がオンする。トランジスタQ2がオンするとコンデ
ンサ22が急速に放電される。コンデンサ22が放電す
ると、コンデンサ22の両端電圧がゼロになる。両端電
圧がゼロになると、これが電圧検出手段24で検出さ
れ、検出出力はローレベルに反転し、トランジスタQ2
がオフになって、再びコンデンサ22の充電状態とな
る。
【0032】この充放電動作が繰り返されることから発
振状態となり、コンデンサ22の両端電圧は図2実線L
aのようにのこぎり波状に変化する。COセンサ30の
未使用状態(ガス濃度が50ppm以下の測定雰囲気
中)のときはシリコンベースが変色していないため、そ
のときの透過光量が最も多い。このCOセンサ30が置
かれたガス雰囲気が50ppm以下のガス濃度のときの
充放電によって例えば1KHzの周波数faで発振する
ように可変電流源14の電流値がコントロールされる。
この値は任意である。そしてこのとき図2実線Laのよ
うな電圧変化波形が得られるものとする。
振状態となり、コンデンサ22の両端電圧は図2実線L
aのようにのこぎり波状に変化する。COセンサ30の
未使用状態(ガス濃度が50ppm以下の測定雰囲気
中)のときはシリコンベースが変色していないため、そ
のときの透過光量が最も多い。このCOセンサ30が置
かれたガス雰囲気が50ppm以下のガス濃度のときの
充放電によって例えば1KHzの周波数faで発振する
ように可変電流源14の電流値がコントロールされる。
この値は任意である。そしてこのとき図2実線Laのよ
うな電圧変化波形が得られるものとする。
【0033】COセンサ30はCOガスと反応するとそ
の濃度に応じて酸化シリコンベースが変色して光透過率
が低下するため、受光ダイオード18に届く透過光量が
減少する。そうすると、電圧検出手段24の電圧検出レ
ベルVx(図2参照)までコンデンサ22が充電される
までの時間が長くなるので、結果として可変発振器20
の発振周波数が低くなり(=fb)、そのときのコンデ
ンサ両端電圧は図2鎖線Lbのようになる。したがって
基準の電圧レベルVxに至るまでの時間Ta、Tbが相
違することになる。
の濃度に応じて酸化シリコンベースが変色して光透過率
が低下するため、受光ダイオード18に届く透過光量が
減少する。そうすると、電圧検出手段24の電圧検出レ
ベルVx(図2参照)までコンデンサ22が充電される
までの時間が長くなるので、結果として可変発振器20
の発振周波数が低くなり(=fb)、そのときのコンデ
ンサ両端電圧は図2鎖線Lbのようになる。したがって
基準の電圧レベルVxに至るまでの時間Ta、Tbが相
違することになる。
【0034】例えば時間Taが図5に示す50ppm以
下のガス濃度であるときの透過光量に対応した発振周波
数がfaであり、この発振周波数faを電圧に変換した
ときの規定値Vxに至るまでの時間がTaであるものと
し、図4に示す550ppmのガス濃度であるときの透
過光量に対応した発振周波数がfbであり、この発振周
波数fbを電圧に変換したときの規定値Vxに至るまで
の時間がTbであるものとしたときで、計測時間TがT
b未満ではまだ危険なガス濃度にはなっていないものと
判断できる。計測時間TがTb以上になったときには、
ガス濃度が規定のガス濃度以上になっていると推測でき
るので、この計測時間Tによって測定雰囲気中でのガス
濃度をほぼ確実に検知できることになる。
下のガス濃度であるときの透過光量に対応した発振周波
数がfaであり、この発振周波数faを電圧に変換した
ときの規定値Vxに至るまでの時間がTaであるものと
し、図4に示す550ppmのガス濃度であるときの透
過光量に対応した発振周波数がfbであり、この発振周
波数fbを電圧に変換したときの規定値Vxに至るまで
の時間がTbであるものとしたときで、計測時間TがT
b未満ではまだ危険なガス濃度にはなっていないものと
判断できる。計測時間TがTb以上になったときには、
ガス濃度が規定のガス濃度以上になっていると推測でき
るので、この計測時間Tによって測定雰囲気中でのガス
濃度をほぼ確実に検知できることになる。
【0035】制御部32ではこの基準電圧レベルVxに
至るまでの時間Ta、Tbを計測する。そして、計測時
間TがTb以上になったときにはハイレベルの制御信号
SQが出力され、これで制御トランジスタQ3がオンし
て、ガス警報装置として使用する場合には、ブザーなど
の警報装置34が作動する。警報装置34が作動するこ
とによって、ユーザの注意を喚起できる。
至るまでの時間Ta、Tbを計測する。そして、計測時
間TがTb以上になったときにはハイレベルの制御信号
SQが出力され、これで制御トランジスタQ3がオンし
て、ガス警報装置として使用する場合には、ブザーなど
の警報装置34が作動する。警報装置34が作動するこ
とによって、ユーザの注意を喚起できる。
【0036】図6はガス器具に設けられた燃焼器の燃料
バルブを閉じて燃焼を強制停止させるようにした燃焼装
置に適用した実施の形態であって、この例では燃料バル
ブが電磁弁として構成され、この電磁弁制御用のリレー
36が駆動されて燃料バルブが閉じるように制御され
る。これによってCOガスの発生を抑制できる。
バルブを閉じて燃焼を強制停止させるようにした燃焼装
置に適用した実施の形態であって、この例では燃料バル
ブが電磁弁として構成され、この電磁弁制御用のリレー
36が駆動されて燃料バルブが閉じるように制御され
る。これによってCOガスの発生を抑制できる。
【0037】この他に、この発明は瞬間湯沸かし器、フ
ァンヒーター、ガス風呂釜、自動車などに応用できる。
ァンヒーター、ガス風呂釜、自動車などに応用できる。
【0038】図7は瞬間湯沸かし器などの燃焼装置40
にこの発明を適用した場合であって、湯沸かし器本体4
2内にはバーナー44が設けられ、これにはガス管46
から生ガスが供給される。バーナー44の直上には熱交
換器48が配され、その外周には配水管50が取り付け
られ、吸水された水が温水となって吐出される。
にこの発明を適用した場合であって、湯沸かし器本体4
2内にはバーナー44が設けられ、これにはガス管46
から生ガスが供給される。バーナー44の直上には熱交
換器48が配され、その外周には配水管50が取り付け
られ、吸水された水が温水となって吐出される。
【0039】バーナー44には点火器52と、燃焼状態
を監視するフレームロッド54がそれぞれ設けられてい
る。配水管50には流水スイッチ64が設けられ、ある
程度以下の水量になると吸水が停止するようになされて
いる。
を監視するフレームロッド54がそれぞれ設けられてい
る。配水管50には流水スイッチ64が設けられ、ある
程度以下の水量になると吸水が停止するようになされて
いる。
【0040】ガス管46には何れも電磁弁構成の第1と
第2の開閉弁66,68が設けられ、そのうちこの例で
は第1の開閉弁66が上述したリレー36によって弁開
閉が制御される。第2の開閉弁68は第2のリレー70
によって制御される。
第2の開閉弁66,68が設けられ、そのうちこの例で
は第1の開閉弁66が上述したリレー36によって弁開
閉が制御される。第2の開閉弁68は第2のリレー70
によって制御される。
【0041】これらの制御は何れも制御装置60によっ
て行われ、ここには上述したCPUよりなる制御部32
が搭載されている。制御装置60は電池電源(3ボルト
以上)62によって駆動される。交流電源に代えてこの
ような電池電源62を使用すると感電などを起こすこと
はなくなる。
て行われ、ここには上述したCPUよりなる制御部32
が搭載されている。制御装置60は電池電源(3ボルト
以上)62によって駆動される。交流電源に代えてこの
ような電池電源62を使用すると感電などを起こすこと
はなくなる。
【0042】図8は受光ダイオード18を流れる電流を
電圧に変換してガス濃度を検知するようにした実施形態
である。同図のように受光ダイオード18に対して直列
に電流・電圧変換手段である抵抗器80が接続され、こ
の抵抗器80の両端電圧が制御部32に供給される。こ
の制御部32に両端電圧をディジタル変換したりしてそ
の電圧値が計測される。
電圧に変換してガス濃度を検知するようにした実施形態
である。同図のように受光ダイオード18に対して直列
に電流・電圧変換手段である抵抗器80が接続され、こ
の抵抗器80の両端電圧が制御部32に供給される。こ
の制御部32に両端電圧をディジタル変換したりしてそ
の電圧値が計測される。
【0043】COセンサ30の置かれたガス濃度が薄い
場合には、COセンサ30を殆ど透過するので、このと
きは大きなダイオード電流が流れるためそのときの抵抗
器80の両端電圧は高い。これに対してガス濃度が高く
なると透過光量が減少し、それに伴ってダイオード電流
が流れにくくなるから、そのときの抵抗器80の両端電
圧は低下する。したがって両端電圧を検出することによ
ってガス濃度を検知できる。ガス濃度が規定値以上にな
ったときには、制御トランジスタQ3がオンになって警
報装置32が作動する。
場合には、COセンサ30を殆ど透過するので、このと
きは大きなダイオード電流が流れるためそのときの抵抗
器80の両端電圧は高い。これに対してガス濃度が高く
なると透過光量が減少し、それに伴ってダイオード電流
が流れにくくなるから、そのときの抵抗器80の両端電
圧は低下する。したがって両端電圧を検出することによ
ってガス濃度を検知できる。ガス濃度が規定値以上にな
ったときには、制御トランジスタQ3がオンになって警
報装置32が作動する。
【0044】図9に示す燃焼装置では電磁弁の開閉をコ
ントロールするリレー36が制御されてガスの供給が遮
断される。これによってCOガスの発生を止めることが
できる。
ントロールするリレー36が制御されてガスの供給が遮
断される。これによってCOガスの発生を止めることが
できる。
【0045】図10は自動車の車内のCOガス濃度を検
出して、危険濃度になったら、自動車が停止中に限りエ
ンジンを停止したりして排気を止めるなどの制御を行う
安全装置90に適用した場合である。図10の実施形態
は、図6の回路構成を応用したもので、この実施形態
は、自動車のイグニッション回路82に対する電源路に
制御スイッチ84が設けられ、この制御スイッチ84が
リレー86によって制御されるようになされた場合を示
す。
出して、危険濃度になったら、自動車が停止中に限りエ
ンジンを停止したりして排気を止めるなどの制御を行う
安全装置90に適用した場合である。図10の実施形態
は、図6の回路構成を応用したもので、この実施形態
は、自動車のイグニッション回路82に対する電源路に
制御スイッチ84が設けられ、この制御スイッチ84が
リレー86によって制御されるようになされた場合を示
す。
【0046】何らかの原因で、車内のCO濃度が異常に
上がり、致死量を越えると危険である。そのため、車内
の適当な位置に上述したCOセンサ30を有する光セン
サ11が設置される。
上がり、致死量を越えると危険である。そのため、車内
の適当な位置に上述したCOセンサ30を有する光セン
サ11が設置される。
【0047】エンジンがかけられた状態で、車内のガス
濃度が基準値(致死量に至る前の任意のガス濃度)を越
えたときには、制御部32からの判定出力SQによって
制御トランジスタQ3がオンするので、これによってリ
レー86が付勢されて制御スイッチ(常閉スイッチ)8
4がオフすることで、イグニッション回路82の動作が
停止する。これで、エンジンを強制的に停止させること
ができるから、車内のガス濃度がガス検知時点(致死量
に至る前の任意のガス濃度)より高まることがない。つ
まり、安全装置として作動する。
濃度が基準値(致死量に至る前の任意のガス濃度)を越
えたときには、制御部32からの判定出力SQによって
制御トランジスタQ3がオンするので、これによってリ
レー86が付勢されて制御スイッチ(常閉スイッチ)8
4がオフすることで、イグニッション回路82の動作が
停止する。これで、エンジンを強制的に停止させること
ができるから、車内のガス濃度がガス検知時点(致死量
に至る前の任意のガス濃度)より高まることがない。つ
まり、安全装置として作動する。
【0048】回路の電源路を強制的に切断する他に、例
えばイグニッション回路82そのものの動作が停止する
ように強制停止回路(図示はしない)を設け、この強制
停止回路を上述したトランジスタQ3で制御するように
構成することもできる。したがって上述した実施形態は
一例に過ぎない。
えばイグニッション回路82そのものの動作が停止する
ように強制停止回路(図示はしない)を設け、この強制
停止回路を上述したトランジスタQ3で制御するように
構成することもできる。したがって上述した実施形態は
一例に過ぎない。
【0049】図11は図9の回路構成を応用した自動車
の安全装置90の実施形態を示す。この場合もリレー8
6によって常閉式の制御スイッチ84が制御されて、イ
グニッション回路82の動作状態が制御されるようにな
っている。したがって基準値以上のガス濃度が検出され
ると、図10と同様な動作によって制御スイッチ84が
オフするから、イグニッション回路82の動作が止ま
り、エンジンを強制的に停止させることができる。
の安全装置90の実施形態を示す。この場合もリレー8
6によって常閉式の制御スイッチ84が制御されて、イ
グニッション回路82の動作状態が制御されるようにな
っている。したがって基準値以上のガス濃度が検出され
ると、図10と同様な動作によって制御スイッチ84が
オフするから、イグニッション回路82の動作が止ま
り、エンジンを強制的に停止させることができる。
【0050】以上説明した実施の形態はあくまで一例に
過ぎず、考えられられるあらゆるガス器具などにこの発
明は適用できる。
過ぎず、考えられられるあらゆるガス器具などにこの発
明は適用できる。
【0051】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るガス検知
装置では、生体模倣化学センサを一酸化炭素ガスセンサ
として使用し、一酸化炭素ガス濃度を周波数変化や電圧
変化として変換した状態で検知するようにしたものであ
る。
装置では、生体模倣化学センサを一酸化炭素ガスセンサ
として使用し、一酸化炭素ガス濃度を周波数変化や電圧
変化として変換した状態で検知するようにしたものであ
る。
【0052】これによれば、一酸化炭素ガスを安定して
検知できるようになるため、このガス検知装置をガス警
報装置、燃焼装置、自動車の安全装置などに使用する場
合には、予め定められたガス濃度を正確に検知して対応
する処理を行うことができる特徴を有する。
検知できるようになるため、このガス検知装置をガス警
報装置、燃焼装置、自動車の安全装置などに使用する場
合には、予め定められたガス濃度を正確に検知して対応
する処理を行うことができる特徴を有する。
【0053】また、このガスセンサは経年、経時変化に
よる検知精度への影響が比較的少ないため、検知精度の
劣化が少ない。そのため、非常に信頼性の高い警報装
置、燃焼装置、自動車の安全装置を実現できる特徴を有
する。
よる検知精度への影響が比較的少ないため、検知精度の
劣化が少ない。そのため、非常に信頼性の高い警報装
置、燃焼装置、自動車の安全装置を実現できる特徴を有
する。
【図1】この発明に係るガス検知装置の一実施形態を示
す系統図(その1)である。
す系統図(その1)である。
【図2】その動作説明図である。
【図3】ガス濃度(200ppm)での透過率の変化を
示す曲線図である。
示す曲線図である。
【図4】ガス濃度(550ppm)での透過率の変化を
示す曲線図である。
示す曲線図である。
【図5】ガス濃度(50ppm)での透過率の変化を示
す曲線図である。
す曲線図である。
【図6】この発明に係るガス検知装置の一実施形態を示
す系統図(その2)である。
す系統図(その2)である。
【図7】この発明に係る燃焼装置の一実施形態を示す系
統図である。
統図である。
【図8】この発明に係るガス検知装置の一実施形態を示
す系統図(その3)である。
す系統図(その3)である。
【図9】この発明に係るガス検知装置の一実施形態を示
す系統図(その4)である。
す系統図(その4)である。
【図10】この発明に係る自動車の安全装置の一実施形
態を示す系統図(その1)である。
態を示す系統図(その1)である。
【図11】この発明に係る自動車の安全装置の一実施形
態を示す系統図(その2)である。
態を示す系統図(その2)である。
10 ガス検知装置 11 光センサ 12 発光ダイオード 18 受光ダイオード 20 可変発振器 22 充放電用コンデンサ 24 電圧検出手段 30 COセンサ 32 制御部 34 警報器 36 リレー 80 電圧検出手段 90 安全装置 Q1〜Q3 制御トランジスタ
Claims (12)
- 【請求項1】 測定雰囲気中の一酸化炭素ガスに反応
し、その濃度と時間によって変色程度が変化するガスセ
ンサが使用され、このガスセンサの変色度を測定する光
検出センサが設けられると共に、 上記光検出センサからの検出電流が濃度検知手段に供給
されて、上記測定雰囲気中の一酸化炭素ガス濃度が検知
されるようになされたことを特徴とするガス検知装置。 - 【請求項2】 上記濃度検知手段として可変発振器が使
用され、この可変発振器に上記光検出センサからの検出
電流が供給されて、この検出電流に応じて変化する発振
周波数に基づいて上記一酸化炭素ガス濃度が検知される
ようになされたことを特徴とする請求項1記載のガス検
知装置。 - 【請求項3】 上記発振周波数がマイコン制御部に供給
されて測定中の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上にな
ったとき警報するようにしたことを特徴とするガス警報
装置。 - 【請求項4】 上記ガスセンサが自動車の車内に設置さ
れて車内の一酸化炭素ガスの濃度が検知され、 上記発振周波数がマイコン制御部に供給されて自動車内
の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上になったとき、自
動車のエンジンを停止させるようにしたことを特徴とす
る自動車の安全装置。 - 【請求項5】 上記エンジンのイグニッション回路の電
源路に電源スイッチが設けられ、この電源スイッチが上
記ガス検知出力に基づいて制御されるようになされたこ
とを特徴とする請求項4記載の自動車の安全装置。 - 【請求項6】 上記発振周波数がマイコン制御部に供給
されて測定中の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上にな
ったとき生ガス供給用のガス制御弁が閉じられるように
なされたことを特徴とする燃焼装置。 - 【請求項7】 上記濃度検知手段として電流・電圧変換
手段が使用され、その検出電圧に基づいて上記一酸化炭
素ガス濃度が検知されるようになされたことを特徴とす
る請求項1記載のガス検知装置。 - 【請求項8】 上記検出電圧がマイコン制御部に供給さ
れて測定中の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上になっ
たとき警報するようにしたことを特徴とするガス警報装
置。 - 【請求項9】 上記ガスセンサが自動車の車内に設置さ
れて車内の一酸化炭素ガスの濃度が検知され、 上記検出電圧がマイコン制御部に供給され、自動車内の
一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上になったとき、自動
車のエンジンを停止させるようにしたことを特徴とする
自動車の安全装置。 - 【請求項10】 上記エンジンのイグニッション回路の
電源路に電源スイッチが設けられ、この電源スイッチが
上記ガス検知出力に基づいて制御されるようになされた
ことを特徴とする請求項9記載の自動車の安全装置。 - 【請求項11】 上記検出電圧がマイコン制御部に供給
されて測定中の一酸化炭素ガス濃度が基準濃度以上にな
ったとき生ガス供給用のガス制御弁が閉じられるように
なされたことを特徴とする燃焼装置。 - 【請求項12】 上記燃焼装置は、室内に配置される瞬
間湯沸器やガス風呂であることを特徴とする請求項6若
しくは請求項11記載の燃焼装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9167575A JPH1114546A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ガス検知装置、ガス警報装置、燃焼装置および自動車の安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9167575A JPH1114546A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ガス検知装置、ガス警報装置、燃焼装置および自動車の安全装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1114546A true JPH1114546A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15852295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9167575A Pending JPH1114546A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | ガス検知装置、ガス警報装置、燃焼装置および自動車の安全装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1114546A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7305995B2 (en) | 2002-07-25 | 2007-12-11 | Kao Corporation | Hair holder |
US7500487B2 (en) | 2001-07-19 | 2009-03-10 | Kao Corporation | Hair treating implement |
CN110033592A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-19 | 青岛海尔智能家电科技有限公司 | 一氧化碳传感器报警的方法、装置及计算机存储介质 |
CN111322189A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-06-23 | 浙江锋龙电气股份有限公司 | 一种具有机油保护和一氧化碳报警防篡改的点火*** |
CN111486042A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-08-04 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 基于co报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机 |
JP2020147180A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 國富株式会社 | 潜水用送気管理システム |
CN112780473A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 浙江锋龙电气股份有限公司 | 具有复合保护功能的汽油机点火装置 |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP9167575A patent/JPH1114546A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7500487B2 (en) | 2001-07-19 | 2009-03-10 | Kao Corporation | Hair treating implement |
US7305995B2 (en) | 2002-07-25 | 2007-12-11 | Kao Corporation | Hair holder |
JP2020147180A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 國富株式会社 | 潜水用送気管理システム |
CN110033592A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-19 | 青岛海尔智能家电科技有限公司 | 一氧化碳传感器报警的方法、装置及计算机存储介质 |
CN110033592B (zh) * | 2019-04-29 | 2022-08-19 | 青岛海尔智能家电科技有限公司 | 一氧化碳传感器报警的方法、装置及计算机存储介质 |
CN111322189A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-06-23 | 浙江锋龙电气股份有限公司 | 一种具有机油保护和一氧化碳报警防篡改的点火*** |
CN111322189B (zh) * | 2019-12-25 | 2022-02-15 | 浙江锋龙电气股份有限公司 | 一种具有机油保护和一氧化碳报警防篡改的点火*** |
CN111486042A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-08-04 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 基于co报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机 |
CN111486042B (zh) * | 2020-04-13 | 2022-03-11 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 基于co报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机 |
CN112780473A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 浙江锋龙电气股份有限公司 | 具有复合保护功能的汽油机点火装置 |
CN112780473B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-19 | 浙江锋龙电气股份有限公司 | 具有复合保护功能的汽油机点火装置 |
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