ガス警報器
【課題】エアベースの変動に伴う誤動作を軽減することができるガス警報器を提供すること。
【解決手段】ガスセンサ３の検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、一定時間毎に前記ガスセンサ３のセンサ抵抗を測定し、測定されたセンサ抵抗のうちの最大値を記憶する測定・記憶手段１６４−１と、所定期間経過毎に、所定期間の経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値が、当該所定期間の１つ前の所定期間経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値より小さいか否かを判定する判定手段１６４−２と、当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値が当該所定期間の１つ前の所定期間のセンサ抵抗の最大値より小さいと判定された場合、当該所定期間のセンサ抵抗の最大値に応じて警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段１６４−３と、を備えている。
【解決手段】ガスセンサ３の検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、一定時間毎に前記ガスセンサ３のセンサ抵抗を測定し、測定されたセンサ抵抗のうちの最大値を記憶する測定・記憶手段１６４−１と、所定期間経過毎に、所定期間の経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値が、当該所定期間の１つ前の所定期間経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値より小さいか否かを判定する判定手段１６４−２と、当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値が当該所定期間の１つ前の所定期間のセンサ抵抗の最大値より小さいと判定された場合、当該所定期間のセンサ抵抗の最大値に応じて警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段１６４−３と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス漏れを検出して警報を報知するガス警報器に関し、特に、エアベース変動に起因する誤動作の軽減に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス漏れを検出して警報を報知するガス警報器は、ガスの検出に半導体式ガスセンサまたは接触燃焼式ガスセンサを用いている。ガス漏れ検出の対象となるガスは、ＬＰＧの場合、プロパンガス、ブタンガスであり、都市ガスの場合、メタンガスである。通常、ガス漏洩時には、爆発下限界（ＬＥＬ）の１／１００〜１／４で警報設定されているが、空気汚れの監視の意味も踏まえ、本警報より以前にＬＥＤの点滅等で警報を事前にお知らせする機能（予備警報機能）を持った警報器が実用化されている。ただし、経年変化によるガスセンサの検出感度の鋭敏化により、わずかな空気汚れのみで警報を報知してしまう場合や、都市ガスセンサの場合は、アルコールカット用のフィルタとして活性炭等を用いており、そのフィルタに吸着したＶＯＣガスの影響で誤作動を起こしている場合等が発生している。
【０００３】
図７は、ガス警報器で使用される半導体式ガスセンサにおけるセンサ素子の構造を示す図である。半導体式ガスセンサのセンサ素子１は、酸化錫（ＳｎＯ2 ）等の金属酸化物を主体に形成され、ガスが存在した場合に抵抗変化を示す感ガス体１ａと、白金（Ｐｔ）等の金属抵抗体で形成されたコイル等からなり感ガス体１ａを加熱するヒータ１ｂと、ヒータ１ｂから素子外部に導出されたヒータ電極１ｂ１および１ｂ２と、感ガス体１ａの抵抗変化をヒータ電極との間で検出するためのセンサ電極１ｃとを有する。
【０００４】
図８は、図７のセンサ素子を内蔵する半導体式ガスセンサの構造を示す略断面図である。半導体式ガスセンサ３は、樹脂製のベース４と、ベース４に支持された電極ピン５と、電極ピン５にヒータ電極１ｂ１，１ｂ２およびセンサ電極１ｃを介して電気的に接続されたセンサ素子１と、上部に開口部６ａを有しベース４に冠着されたセンサカバー６と、センサカバー６内に設けられた活性炭等からなるフィルタ７とから構成されている。フィルタ７は、センサ素子１に対して悪影響を及ぼす検知対象ガス以外の雑ガス、たとえばＶＯＣ（揮発性有機化合物）ガス等を吸着もしくは吸収させるためのものである。
【特許文献１】特開２００３−１５６４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示す半導体式ガスセンサ３では、フィルタ７に吸着された高濃度のＶＯＣガス等が周囲環境の変化（たとえば、温度または湿度の変化）により離脱してセンサ素子１に付着することによってセンサ素子１が被毒した場合、半導体式ガスセンサ３のエアベース抵抗値は低下する。ここで、エアベース抵抗値とは、周囲に何らの検知対象ガスも存在しないときの半導体式ガスセンサ３のセンサ抵抗値である。
【０００６】
図９は、ＶＯＣガス等にて被毒した場合の半導体式ガスセンサのメタン警報濃度特性値とセンサエアベース抵抗値の関係例を示す図である。図９では、センサエアベース抵抗値が被毒により低下すると、それに伴い、メタン警報濃度の鋭敏化傾向が発生することが示されている。たとえば、２段目警報濃度、すなわち高濃度側警報濃度は、被毒のない場合の３０００ｐｐｍから被毒が増すにつれて１５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、５００ｐｐｍまで下がってしまい、検出感度が鋭敏化する傾向となる。１段目警報濃度、すなわち、低濃度側警報濃度も同様の傾向となる。
【０００７】
このようなエアベースの変動に伴う検出感度の鋭敏化により、従来のガス警報器は、ガスセンサの検出電圧が初期設定された警報濃度設定レベルに達する前に、誤警報を報知してしまうという誤動作を起こす場合があった。
【０００８】
そこで本発明は、上述した課題に鑑み、エアベースの変動に伴う誤動作を軽減することができるガス警報器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、ガスセンサ３の検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、一定時間毎に前記ガスセンサのセンサ抵抗を測定し、測定された前記センサ抵抗のうちの最大値を記憶する測定・記憶手段１６４−１と、所定期間経過毎に、前記測定・記憶手段１６４−１で所定期間の経過時に記憶された前記センサ抵抗の最大値が、当該所定期間の１つ前の所定期間経過時に記憶された前記センサ抵抗の最大値より小さいか否かを判定する判定手段１６４−２と、前記判定手段１６４−２で当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値が当該所定期間の１つ前の所定期間の前記センサ抵抗の最大値より小さいと判定された場合、当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値に応じて前記警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段１６４−３と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、ガスセンサ３の検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、一定時間毎に周囲温度を検出する温度検出手段１６３と、一定時間毎に前記ガスセンサ３のセンサ抵抗を測定し、測定された前記センサ抵抗を前記温度検出手段１６３で検出された前記周囲温度とセットで記憶する測定・記憶手段１６４−４と、所定期間経過毎に、前記測定・記憶手段１６４−４で前記所定期間内に記憶された前記センサ抵抗のうちの前記周囲温度の最低値とセットになっている前記センサ抵抗が、当該所定期間の前の所定期間内に記憶された前記センサ抵抗のうちの前記周囲温度の最低値とセットになっている前記センサ抵抗より小さいか否かを判定する判定手段１６４−５と、前記判定手段１６４−５で当該所定期間内の前記センサ抵抗が当該所定期間の前の所定期間内の前記センサ抵抗より小さいと判定された場合、当該所定期間の前記センサ抵抗に応じて前記警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段１６４−６と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のガス警報器において、前記ガス警報器１０は、前記ガスセンサ３の検出電圧が高濃度側警報濃度設定レベルより低く設定された低濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に予備的警報を報知すると共に、前記高濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に本警報を報知するガス警報器であり、前記警報濃度設定レベル変更手段１６４−３（１６４−６）は、前記低濃度側警報濃度設定レベルのみを変更することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、請求項３記載のガス警報器において、前記警報濃度設定レベル変更手段１６４−３（１６４−６）は、前記高濃度側警報濃度設定レベルを超えないレベルの範囲内で、前記低濃度側警報濃度設定レベルを変更することを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のガス警報器において、前記所定期間は、２４時間以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、所定期間の経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値が、当該所定期間の１つ前の所定期間経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値より小さい場合に、当該所定期間のセンサ抵抗の最大値に応じて警報濃度設定レベルを変更するので、エアベース変動に起因する誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、２４時間内に測定・記憶されたセンサ抵抗のうちの周囲温度の最低値とセットになっているセンサ抵抗が、当該２４時間前の２４時間内に記憶されたセンサ抵抗のうちの周囲温度の最低値とセットになっているセンサ抵抗より小さい場合に、当該所定期間のセンサ抵抗に応じて警報濃度設定レベルを変更するので、エアベース変動に起因する誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、ガスセンサの検出電圧が高濃度側警報濃度設定レベルより低く設定された低濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に予備的警報を報知すると共に、高濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に本警報を報知するガス警報器において、低濃度側警報濃度設定レベルのみを変更するので、本警報の報知に影響を与えないで、エアベース変動に起因する誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、高濃度側警報濃度設定レベルを超えないレベルの範囲内で、低濃度側警報濃度設定レベルを変更するので、本警報の報知に影響を与えないで、エアベース変動に起因する予備警報側の誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、所定期間は、２４時間以上であるので、ガス警報器を一般家庭への台所等へ設置した場合に、人の生活習慣を考慮した補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）図２は、本発明の第１の実施形態に係るガス警報器を示す回路図である。ガス警報器１０は、半導体式ガスセンサ３、加熱駆動回路１４、動作モード制御回路１６および警報回路１８を有する。
【００２１】
半導体式ガスセンサ３は、図７および図８に示す構造を有し、検知対象ガスとしてのメタンおよび一酸化炭素を検出するセンサである。半導体式ガスセンサ３のヒータ１ｂは、その一端が加熱駆動回路１４のｐｎｐ型トランジスタＱ１のコレクタに接続されると共に、他端が接地されている。センサ電極１ｃは、ＣＰＵ１６４の入力ポートＰ３に接続されている。感ガス体１ａがガスに接触すると、ガスの濃度の上昇に反応してセンサ抵抗値が低下し、検出電圧は下がり始め、この検出電圧が、センサ電極１ｃに接続されたＣＰＵ１６４の入力ポートＰ３に印加される。
【００２２】
加熱駆動回路１４は、エミッタが電源Ｖｃｃに接続され、コレクタがガスセンサ３のヒータ１ｂに接続されたｐｎｐ型トランジスタＱ１と、トランジスタＱ１のエミッタとベース間に接続された抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１のベースとＣＰＵ１６４の出力ポートＰ４間に接続された抵抗Ｒ２とからなる。
【００２３】
加熱駆動回路１４は、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ４からの加熱制御信号に応じて、図３に示すように、高電圧および低電圧とに交互にパルス的にレベル変化するヒータ電圧をヒータ１ｂに供給して、半導体式ガスセンサ３の温度が、所定期間（たとえば、１０〜２０秒）だけ８０〜１２０℃程度の低温域（好適には、１００℃）になりかつ所定期間（たとえば、３〜５秒）だけ３５０〜４５０℃程度の高温域（好適には、４００℃）になるように、加熱制御する。
【００２４】
動作モード制御回路１６は、測定・記憶手段１６４−１と、判定手段１６４−２と、警報濃度設定レベル変更手段１６４−３として働くＣＰＵ１６４を中心にして構成されており、さらに、第１ガスとしてのメタンガスに対する警報を発生する基準濃度としての第１ガス高濃度側警報濃度に対応する基準電圧レベルとしての第１ガス高濃度側警報濃度設定レベルを設定するための第１基準電圧生成部と、第２ガスとしての一酸化炭素ガスに対する警報を発生する基準濃度としての第２ガス高濃度側警報濃度に対応する基準電圧レベルとしての第２ガス高濃度側警報濃度設定レベルを設定するための第２基準電圧生成部とを有する。
【００２５】
第１基準電圧生成部は、電源Ｖｃｃと接地間に直列接続された抵抗Ｒ７と、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ７からの制御信号で可変制御されるボリュームＶＲ１とから構成されている。第１ガス高濃度側警報濃度設定レベルは、このボリュームＶＲ１を調節して得られるＶＲ１の抵抗値と抵抗Ｒ７の抵抗値との分圧比（すなわち、ＶＲ１／（ＶＲ１＋Ｒ７）によって決定され、ＣＰＵ１６４の入力ポートＰ１に出力される。
【００２６】
同様に、第２基準電圧生成部は、電源電圧Ｖｃｃと接地間に直列接続された抵抗Ｒ９と、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ７からの制御信号で可変制御されるボリュームＶＲ２とから構成されている。第２ガス高濃度側警報濃度設定レベルは、このボリュームＶＲ２を調節して得られるＶＲ２の抵抗値と抵抗Ｒ９の抵抗値との分圧比（すなわち、ＶＲ２／（ＶＲ２＋Ｒ９）によって決定され、ＣＰＵ１６４の入力ポートＰ２に出力される。
【００２７】
動作モード制御回路１６は、前述の高温域で、メタンガスの検出ポイントＡ部で取り込んだ半導体式ガスセンサ３の検出電圧にてメタンガスの濃度を検出し、検出された濃度が第１ガス高濃度側警報濃度に達した際に、メタンガスの濃度が異常となった旨の警報を報知する機能を有する。
【００２８】
さらに、動作モード制御回路１６は、前述の低温域で、一酸化炭素ガスの検出ポイントＢ部で取り込んだ半導体式ガスセンサ３の検出電圧にて一酸化炭素ガスの濃度を検出し、検出された濃度が第２ガス高濃度側警報濃度に達した際に、一酸化炭素ガスの濃度が異常となった旨の警報を報知する機能を有する。
【００２９】
動作モード制御回路１６に設けられたセンサ制御部１６２は、エミッタが電源Ｖｃｃに接続されかつコレクタが抵抗Ｒ４を介して負荷としてのセンサ電極１ｃに接続されているｐｎｐ型トランジスタＱ２と、電源ＶｃｃとトランジスタＱ２のベース間に接続された抵抗Ｒ５と、トランジスタＱ２のベースとＣＰＵ１６４の出力ポートＰ５間に接続された抵抗Ｒ６と、センサ電極１ｃにバイアス電流を与えるために電源Ｖｃｃとセンサ電極１ｃ間に接続された抵抗Ｒ３とから構成されている。
【００３０】
センサ制御部１６２は、図３に示すメタン検出ポイントのＡ部と、一酸化炭素検出ポイントのＢ部とで、ガスセンサ３におけるガス濃度の検出電圧の生成を命令するためのイネーブル信号を生成する機能を有する。
【００３１】
ＣＰＵ１６４は、出力ポートＰ５からイネーブル制御信号を出力してトランジスタＱ２を制御することにより、センサ電極１ｃからのガス濃度の検出電圧を入力端子Ｐ３から取り込んでいる。
【００３２】
動作モード制御回路１６に設けられた温度検出部１６３は、温度検出手段として働き、電源Ｖｃｃと接地間に直列接続されたサーミスタＴＨと抵抗Ｒ１０の分圧回路からなり、周囲温度の変化に応じてサーミスタＴＨの抵抗が変化することにより変化する分圧電圧が、温度検出信号としてＣＰＵ１６４の入力ポートＰ１０に供給される。
【００３３】
警報回路１８は、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ６にベースが接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ３と、トランジスタＱ３のコレクタ負荷としてコレクタと電源Ｖｃｃ間に接続されたブザー（ＢＺ）１８２と、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ９にベースが接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ４と、トランジスタＱ４のコレクタ負荷としてコレクタと電源Ｖｃｃ間に接続された発光ダイオード（ＬＥＤ）１８３とから構成されている。
【００３４】
図４は、警報回路１８の警報タイミングを説明する図である。図４において、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２は、第１ガス高濃度側警報濃度設定レベルまたは第２ガス高濃度側警報濃度設定レベルに相当し、低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１は、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２より所定値だけ低い濃度に対応するようにＣＰＵ１６４内で設定された設定レベルである。
【００３５】
都市ガス用警報器は、通常、可燃性ガスの検出時には、ＬＥＬ（爆発下限界）の１／２００〜１／４の範囲で警報させる必要があるため、この範囲内に予備警報を行うための低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１と、本警報を行うための高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を持っている。一般的には、低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１は、ＬＥＬの１／５０〜１／１００付近、メタンの場合０．０５〜０．１％に設定され、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２は、ＬＥＬの約１／２０である０．３％付近に設定される。また、不完全燃焼ガスである一酸化炭素ガスについては、低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１は、５０〜２００ｐｐｍ、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２は、５５０ｐｐｍ以下（通常、３００ｐｐｍ）に設定される。
【００３６】
図４に示すように、警報回路１８のＬＥＤ１８３は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１を超える検出値、たとえばメタン検出ポイントにおける検出電圧値Ｖｋになった場合、ＣＰＵ１６４の制御により点滅する。このＬＥＤ１８３の点滅により、メタンの濃度が危険な濃度の少し手前の濃度に達していることが予備的に警報される。
【００３７】
また、ＬＥＤ１８３は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超える検出値、たとえばメタン検出ポイントにおける検出電圧値Ｖｋ＋１になった場合、ＣＰＵ１６４の制御により点滅から点灯に切り替わる。このＬＥＤ１８３の点灯により、メタンの濃度が危険な濃度に達していることを表す本警報が報知される。そして、ＬＥＤ１８３は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超えない検出値、たとえばメタン検出ポイントにおける検出電圧値Ｖｋ＋２になった場合、ＣＰＵ１６４の制御により消灯する。
【００３８】
警報回路１８のブザー１８２は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超える検出値、たとえばメタン検知ポイントにおける検出値Ｖｋ＋１になった場合、ＣＰＵ１６４の制御により警報音の鳴動を開始し、ＬＥＤ１８３の点灯と共に、メタンの濃度が危険な濃度に達していることを表す本警報を報知する。また、ブザー１８２は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超えない検出値、たとえばメタン検出ポイントにおける検出電圧値Ｖｋ＋２になった場合、ＣＰＵ１６４の制御により鳴動を停止する。
【００３９】
なお、上述の警報動作は、メタンガスの検出の場合について説明したが、一酸化炭素の検出の場合も同様の動作となるので、説明を省略する。
【００４０】
本発明では、ガス漏れ検出動作で用いられる警報濃度設定レベルがエアベースの変動の影響を受けることから、上述の課題を解決するために、エアベース変動に対する補正を行う処理を行っている。
【００４１】
エアベース変動に対する補正をするために、半導体式ガスセンサ３のエアベース監視を開始し、一定時間（たとえば、１時間）毎のセンサ抵抗を測定し、測定されたセンサ抵抗のうちの最大値を常に更新しながらエアベースデータとしてＣＰＵ１６４の記憶手段としてのメモリ部に記憶する。それと共に、時間計測を並行して実施し、所定期間（たとえば、２４時間）経過したかどうかを確認する。
【００４２】
活性炭フィルタ７等へのＶＯＣの吸着は短時間では発生しないことおよび料理等でガス機器を使用したり、みりん等のアルコールを含む調味料等を使用したりした場合ガスセンサのエアベース抵抗値が一時的に低下すること等が考えられるが、２４時間監視した中でセンサエアベース抵抗値の最大値を更新しながら記憶することで、上述のような原因による一時的なエアベースの低下等を無視し、経年的に常時ガスセンサに影響を与えている原因（被毒等）のみによるセンサエアベース抵抗値の変動を計測できる。
【００４３】
そして、２４時間経過毎に、２４時間経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値が、その２４時間の前の２４時間経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値より低ければ、すなわち、計測したセンサエアベース抵抗値が初期エアベース抵抗値より低抵抗化していった場合、警報濃度設定レベルをある一定の演算式で変更する。
【００４４】
ただし、この変更は、高濃度側警報濃度設定レベルの変更は行わず、低濃度側警報濃度設定レベルの変更のみとする。たとえば、センサエアベース抵抗値Ｒｓより導かれる係数ａ等を用いて、初期の低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ０を低抵抗化側（すなわち、より低い濃度側）へシフトさせた低濃度側警報設定レベルＡｒ１に変更する補正を行う。また、低濃度側低濃度側設定レベルの変更は、本警報側である高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超えないレベルの範囲内で行う。
【００４５】
その理由は、通常ある一定レベルの換気率状態であれば、一定のガス漏れが２４時間も継続すれば、ガス濃度は飽和状態となるが、万が一、２４時間（所定期間）以上かかって少しずつガス漏洩量が増加する場合まで考慮すると、本警報を行う高濃度警報濃度側まで補正を行うことができないからである。
【００４６】
図５は、ＣＰＵ１６４が実行する上述のエアベース変動に対する補正処理動作を示すフローチャートである。まず、ガス警報器の台所等への設置後、電源投入により、センサ抵抗の計測を開始する（ステップＳ１）。次に、一定時間毎、たとえば１時間毎に半導体式ガスセンサ３のメタン検出ポイントにおけるセンサ抵抗値を計測し、計測したセンサ抵抗値の最大値をセンサエアベース抵抗値としてＣＰＵ１６４のメモリ部に常に更新しながら記憶する（ステップＳ２）。
【００４７】
次に、センサ抵抗計測開始からの計測時間ｔが所定期間、たとえば２４時間、以上経過したか否かを判定する（ステップＳ３）。計測時間ｔが２４時間以上経過していなければ（ステップＳ３のＮＯ）、次いでステップＳ２に戻り、計測時間ｔが２４時間以上経過していれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、次いで、２４時間経過時点でメモリ部に格納されているセンサ抵抗の最大値Ｒｓと、その前の２４時間経過時点でメモリ部に格納されているセンサ抵抗の最大値Ｒｓ０とを読み出して、センサ抵抗の最大値ＲｓがＲｓ０より小さいか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、この判定は、電源投入後の１回目の処理においては、現時点の前の２４時間で測定・記憶されたセンサ抵抗の最大値データは格納されていないので、不揮発性のメモリ部に予め格納されている初期のセンサエアベース抵抗値より小さいか否かを判定する。
【００４８】
センサ抵抗の最大値ＲｓがＲｓ０より小さくなければ（ステップＳ４のＮＯ）、次いでステップＳ２に戻る。センサ抵抗の最大値ＲｓがＲｓ０より小さければ（ステップＳ５のＹＥＳ）、次いで、低濃度側警報濃度設定レベルを変更する（ステップＳ５）。
【００４９】
この変更は、予め測定されメモリ部に格納されている、センサエアベース抵抗値Ｒｓとこのセンサエアベース抵抗値Ｒｓの変動値に応じて変化する係数ａの参照テーブルを参照して、センサ抵抗値Ｒｓに対応する係数ａを読み出し、前回計測・記憶されたセンサ抵抗の最大値Ｒｓ０に対応して設定された低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ０に乗算することにより、初期設定の低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ０より高い濃度側（すなわち、低抵抗化側）へシフトさせる補正を行うものである。ステップＳ５の処理後、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１〜Ｓ５の処理が繰り返される。
【００５０】
このように、２４時間で計測されたセンサ抵抗の最大値Ｒｓと、その前の２４時間で計測されたセンサ抵抗の最大値Ｒｓ０とが比較され、ＲｓがＲｓ０より小さい場合のみ、初期設定の低濃度側警報濃度Ａｒ０より高い濃度側に低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１を補正するので、本警報側に影響を与えることなく、エアベース変動に起因する予備警報側の誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００５１】
そして、メタン検出ポイントにおいて測定された検出電圧が、上述のように補正された低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１を超えると、警報回路１８のＬＥＤ１８３が点滅して、メタンの濃度が危険な濃度の少し手前の濃度に達していることが予備的に警報され、検出電圧が、初期設定された高濃度側警報濃度を超えると、警報回路１８のＬＥＤ１８３が点滅から点灯に切り替わると共にブザー１８２が鳴動して、メタンの濃度が危険な濃度に達していることが警報される。
【００５２】
なお、一酸化炭素の場合、低濃度側での長時間漏洩（発生）が継続すると、人体に対し影響が出る可能性があるので、上述のような補正は行わない。メタン側は、低濃度側で警報しなくても高濃度側警報で担保できる。
【００５３】
（第２の実施形態）次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、エアベース変動に対する補正をするために、まず温度検出部１６３で、周囲温度を定期的に計測する。通常、一般家庭内でのガス警報器のガスセンサのエアベース抵抗値をモニタリングすると、室温が最も低下した時（朝方で、ガス機器の使用がなく、また人の活動のない時間帯）が、半導体式ガスセンサ３の場合、高抵抗側へシフトする。すなわち、定期的に計測した温度が、所定期間（たとえば、２４時間）経過した場合の最低値の時のエアベースを計測してエアベースデータとしてＣＰＵ１６４の記憶手段としてのメモリ部に格納し、計測したエアベースが前回計測したエアベースより低ければ、格納されているエアベースを更新する。
【００５４】
そして、計測したセンサエアベース抵抗値が、初期エアベース抵抗値より低抵抗化していった場合、第１の実施形態と同様に低濃度側警報濃度をある一定の演算式で変更する。
【００５５】
この第２の実施形態では、動作モード制御回路１６のＣＰＵ１６４は、測定・記憶手段１６４−４と、判定手段１６４−５と、警報濃度設定レベル変更手段１６４−６として働く。
【００５６】
図６は、第２の実施形態においてＣＰＵ１６４が実行する上述のエアベース変動に対する補正処理動作を示すフローチャートである。まず、ガス警報器の台所等への設置後、センサ抵抗の計測を開始する（ステップＳ１１）。次に、一定時間毎、たとえば１時間毎の周囲温度計測を行う（ステップＳ１２）。この１時間毎の温度計測は、温度検出部１６３からの温度検出信号を１時間毎にＣＰＵ１６４に取り込むことにより行われ、計測した周囲温度と、その時のたとえばメタン検出ポイントにおけるセンサ抵抗値とが、セットでＣＰＵ１６４のメモリ部に格納される。
【００５７】
次に、センサ抵抗計測開始からの計測時間ｔが所定期間、たとえば２４時間、以上経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。計測時間ｔが２４時間以上経過していなければ（ステップＳ１３のＮＯ）、次いでステップＳ２に戻り、計測時間ｔが２４時間以上経過していれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、次いで、メモリ部に格納されている２４時間分の周囲温度およびセンサ抵抗値のセットから最低温度時のセンサ抵抗Ｒｓを読み出す（ステップＳ１４）。
【００５８】
次に、読み出した最低温度時のセンサ抵抗値Ｒｓ′が、その前の２４時間経過時点でメモリ部に格納されている最低温度時のセンサ抵抗Ｒｓ０′より小さいか否かを判定する（ステップＳ１５）。なお、この判定は、電源投入後の１回目の処理においては、現時点の前の２４時間で測定・記憶された査定温度時のセンサ抵抗のデータは格納されていないので、不揮発性のメモリ部に予め格納されている初期のセンサエアベース抵抗値より小さいか否かを判定する。
【００５９】
センサ抵抗Ｒｓ′がＲｓ０′より小さくなければ（ステップＳ１５のＮＯ）、次いでステップＳ１２に戻る。センサ抵抗Ｒｓ′がＲｓ０′より小さければ（ステップＳ１５のＹＥＳ）、次いで、低濃度側警報濃度設定レベルを変更する（ステップＳ１６）。この変更は、第１の実施形態と同様に行われる。
【００６０】
ステップＳ１６の処理後、ステップＳ１１に戻り、再びステップＳ１１〜Ｓ１６の処理が繰り返される。
【００６１】
このように、所定期間、たとえば２４時間、内に計測された最低温度時のセンサ抵抗Ｒｓ′と、その前の２４時間内で計測された最低温度時のセンサ抵抗Ｒｓ０′とが比較され、Ｒｓ′がＲｓ０′より小さい場合のみ、初期設定の低濃度側警報濃度Ａｒ０より高い濃度側に低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１を補正するので、本警報側に影響を与えることなく、エアベース変動に起因する予備警報側の誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００６２】
以上の通り、本発明の最良の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００６３】
たとえば、温度検出回路１６３のサーミスタＴＨは、ガスセンサに内蔵されて温度補正等で用いられている温度センサ等を用いても良い。
【００６４】
また、上述の実施の形態では、所定期間を２４時間としているが、それ以上の時間としても良い。すなわち、所定期間を２４時間またはそれ以上の時間とすることで、ガス警報器を一般家庭への台所等へ設置した場合に、人の生活習慣を考慮した補正を行うことができる。
【００６５】
また、上述の実施の形態では、半導体式ガスセンサを用いている場合について説明したが、本発明は、接触燃焼式ガスセンサを用いたガス警報器にも適用可能である。
【００６６】
また、本発明は、上述の実施の形態で説明したメタンおよび一酸化炭素ガス等の多種類のガスを検出するガス警報器に限らず、一種類のガスを検出するガス警報器や、火災警報器を組み合わせた複合型警報器等にももちろん適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明のガス警報器の基本構成図である。
【図２】本発明のガス警報器を示す回路図である。（第１の実施形態）
【図３】半導体式ガスセンサのヒータ電圧とガス検出ポイントのタイミングチャートである。（第１の実施形態）
【図４】警報回路の警報タイミングを説明する図である。（第１の実施形態）
【図５】図２のガス警報器のＣＰＵが実行するエアベース変動に対する補正処理動作を示すフローチャートである。（第１の実施形態）
【図６】図２のガス警報器のＣＰＵが実行するエアベース変動に対する補正処理動作を示すフローチャートである。（第２の実施形態）
【図７】半導体式ガスセンサにおけるセンサ素子の構造を示す図である。
【図８】図７のセンサ素子を内蔵する半導体式ガスセンサの構造を示す略断面図である。
【図９】ＶＯＣガス等にて被毒した場合の半導体式ガスセンサのメタン警報濃度特性値とセンサエアベース抵抗値の関係例を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
３ 半導体式ガスセンサ
１６３ 温度検出部（温度検出手段）
１６４−１ 測定・記憶手段（ＣＰＵ）
１６４−２ 判定手段（ＣＰＵ）
１６４−３ 警報濃度設定レベル変更手段（ＣＰＵ）
１６４−４ 測定・記憶手段（ＣＰＵ）
１６４−５ 判定手段（ＣＰＵ）
１６４−６ 警報濃度設定レベル変更手段（ＣＰＵ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス漏れを検出して警報を報知するガス警報器に関し、特に、エアベース変動に起因する誤動作の軽減に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス漏れを検出して警報を報知するガス警報器は、ガスの検出に半導体式ガスセンサまたは接触燃焼式ガスセンサを用いている。ガス漏れ検出の対象となるガスは、ＬＰＧの場合、プロパンガス、ブタンガスであり、都市ガスの場合、メタンガスである。通常、ガス漏洩時には、爆発下限界（ＬＥＬ）の１／１００〜１／４で警報設定されているが、空気汚れの監視の意味も踏まえ、本警報より以前にＬＥＤの点滅等で警報を事前にお知らせする機能（予備警報機能）を持った警報器が実用化されている。ただし、経年変化によるガスセンサの検出感度の鋭敏化により、わずかな空気汚れのみで警報を報知してしまう場合や、都市ガスセンサの場合は、アルコールカット用のフィルタとして活性炭等を用いており、そのフィルタに吸着したＶＯＣガスの影響で誤作動を起こしている場合等が発生している。
【０００３】
図７は、ガス警報器で使用される半導体式ガスセンサにおけるセンサ素子の構造を示す図である。半導体式ガスセンサのセンサ素子１は、酸化錫（ＳｎＯ2 ）等の金属酸化物を主体に形成され、ガスが存在した場合に抵抗変化を示す感ガス体１ａと、白金（Ｐｔ）等の金属抵抗体で形成されたコイル等からなり感ガス体１ａを加熱するヒータ１ｂと、ヒータ１ｂから素子外部に導出されたヒータ電極１ｂ１および１ｂ２と、感ガス体１ａの抵抗変化をヒータ電極との間で検出するためのセンサ電極１ｃとを有する。
【０００４】
図８は、図７のセンサ素子を内蔵する半導体式ガスセンサの構造を示す略断面図である。半導体式ガスセンサ３は、樹脂製のベース４と、ベース４に支持された電極ピン５と、電極ピン５にヒータ電極１ｂ１，１ｂ２およびセンサ電極１ｃを介して電気的に接続されたセンサ素子１と、上部に開口部６ａを有しベース４に冠着されたセンサカバー６と、センサカバー６内に設けられた活性炭等からなるフィルタ７とから構成されている。フィルタ７は、センサ素子１に対して悪影響を及ぼす検知対象ガス以外の雑ガス、たとえばＶＯＣ（揮発性有機化合物）ガス等を吸着もしくは吸収させるためのものである。
【特許文献１】特開２００３−１５６４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示す半導体式ガスセンサ３では、フィルタ７に吸着された高濃度のＶＯＣガス等が周囲環境の変化（たとえば、温度または湿度の変化）により離脱してセンサ素子１に付着することによってセンサ素子１が被毒した場合、半導体式ガスセンサ３のエアベース抵抗値は低下する。ここで、エアベース抵抗値とは、周囲に何らの検知対象ガスも存在しないときの半導体式ガスセンサ３のセンサ抵抗値である。
【０００６】
図９は、ＶＯＣガス等にて被毒した場合の半導体式ガスセンサのメタン警報濃度特性値とセンサエアベース抵抗値の関係例を示す図である。図９では、センサエアベース抵抗値が被毒により低下すると、それに伴い、メタン警報濃度の鋭敏化傾向が発生することが示されている。たとえば、２段目警報濃度、すなわち高濃度側警報濃度は、被毒のない場合の３０００ｐｐｍから被毒が増すにつれて１５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、５００ｐｐｍまで下がってしまい、検出感度が鋭敏化する傾向となる。１段目警報濃度、すなわち、低濃度側警報濃度も同様の傾向となる。
【０００７】
このようなエアベースの変動に伴う検出感度の鋭敏化により、従来のガス警報器は、ガスセンサの検出電圧が初期設定された警報濃度設定レベルに達する前に、誤警報を報知してしまうという誤動作を起こす場合があった。
【０００８】
そこで本発明は、上述した課題に鑑み、エアベースの変動に伴う誤動作を軽減することができるガス警報器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、図１（Ａ）の基本構成図に示すように、ガスセンサ３の検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、一定時間毎に前記ガスセンサのセンサ抵抗を測定し、測定された前記センサ抵抗のうちの最大値を記憶する測定・記憶手段１６４−１と、所定期間経過毎に、前記測定・記憶手段１６４−１で所定期間の経過時に記憶された前記センサ抵抗の最大値が、当該所定期間の１つ前の所定期間経過時に記憶された前記センサ抵抗の最大値より小さいか否かを判定する判定手段１６４−２と、前記判定手段１６４−２で当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値が当該所定期間の１つ前の所定期間の前記センサ抵抗の最大値より小さいと判定された場合、当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値に応じて前記警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段１６４−３と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、図１（Ｂ）の基本構成図に示すように、ガスセンサ３の検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、一定時間毎に周囲温度を検出する温度検出手段１６３と、一定時間毎に前記ガスセンサ３のセンサ抵抗を測定し、測定された前記センサ抵抗を前記温度検出手段１６３で検出された前記周囲温度とセットで記憶する測定・記憶手段１６４−４と、所定期間経過毎に、前記測定・記憶手段１６４−４で前記所定期間内に記憶された前記センサ抵抗のうちの前記周囲温度の最低値とセットになっている前記センサ抵抗が、当該所定期間の前の所定期間内に記憶された前記センサ抵抗のうちの前記周囲温度の最低値とセットになっている前記センサ抵抗より小さいか否かを判定する判定手段１６４−５と、前記判定手段１６４−５で当該所定期間内の前記センサ抵抗が当該所定期間の前の所定期間内の前記センサ抵抗より小さいと判定された場合、当該所定期間の前記センサ抵抗に応じて前記警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段１６４−６と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のガス警報器において、前記ガス警報器１０は、前記ガスセンサ３の検出電圧が高濃度側警報濃度設定レベルより低く設定された低濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に予備的警報を報知すると共に、前記高濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に本警報を報知するガス警報器であり、前記警報濃度設定レベル変更手段１６４−３（１６４−６）は、前記低濃度側警報濃度設定レベルのみを変更することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、請求項３記載のガス警報器において、前記警報濃度設定レベル変更手段１６４−３（１６４−６）は、前記高濃度側警報濃度設定レベルを超えないレベルの範囲内で、前記低濃度側警報濃度設定レベルを変更することを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のガス警報器において、前記所定期間は、２４時間以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、所定期間の経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値が、当該所定期間の１つ前の所定期間経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値より小さい場合に、当該所定期間のセンサ抵抗の最大値に応じて警報濃度設定レベルを変更するので、エアベース変動に起因する誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、２４時間内に測定・記憶されたセンサ抵抗のうちの周囲温度の最低値とセットになっているセンサ抵抗が、当該２４時間前の２４時間内に記憶されたセンサ抵抗のうちの周囲温度の最低値とセットになっているセンサ抵抗より小さい場合に、当該所定期間のセンサ抵抗に応じて警報濃度設定レベルを変更するので、エアベース変動に起因する誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、ガスセンサの検出電圧が高濃度側警報濃度設定レベルより低く設定された低濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に予備的警報を報知すると共に、高濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に本警報を報知するガス警報器において、低濃度側警報濃度設定レベルのみを変更するので、本警報の報知に影響を与えないで、エアベース変動に起因する誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、高濃度側警報濃度設定レベルを超えないレベルの範囲内で、低濃度側警報濃度設定レベルを変更するので、本警報の報知に影響を与えないで、エアベース変動に起因する予備警報側の誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、所定期間は、２４時間以上であるので、ガス警報器を一般家庭への台所等へ設置した場合に、人の生活習慣を考慮した補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）図２は、本発明の第１の実施形態に係るガス警報器を示す回路図である。ガス警報器１０は、半導体式ガスセンサ３、加熱駆動回路１４、動作モード制御回路１６および警報回路１８を有する。
【００２１】
半導体式ガスセンサ３は、図７および図８に示す構造を有し、検知対象ガスとしてのメタンおよび一酸化炭素を検出するセンサである。半導体式ガスセンサ３のヒータ１ｂは、その一端が加熱駆動回路１４のｐｎｐ型トランジスタＱ１のコレクタに接続されると共に、他端が接地されている。センサ電極１ｃは、ＣＰＵ１６４の入力ポートＰ３に接続されている。感ガス体１ａがガスに接触すると、ガスの濃度の上昇に反応してセンサ抵抗値が低下し、検出電圧は下がり始め、この検出電圧が、センサ電極１ｃに接続されたＣＰＵ１６４の入力ポートＰ３に印加される。
【００２２】
加熱駆動回路１４は、エミッタが電源Ｖｃｃに接続され、コレクタがガスセンサ３のヒータ１ｂに接続されたｐｎｐ型トランジスタＱ１と、トランジスタＱ１のエミッタとベース間に接続された抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１のベースとＣＰＵ１６４の出力ポートＰ４間に接続された抵抗Ｒ２とからなる。
【００２３】
加熱駆動回路１４は、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ４からの加熱制御信号に応じて、図３に示すように、高電圧および低電圧とに交互にパルス的にレベル変化するヒータ電圧をヒータ１ｂに供給して、半導体式ガスセンサ３の温度が、所定期間（たとえば、１０〜２０秒）だけ８０〜１２０℃程度の低温域（好適には、１００℃）になりかつ所定期間（たとえば、３〜５秒）だけ３５０〜４５０℃程度の高温域（好適には、４００℃）になるように、加熱制御する。
【００２４】
動作モード制御回路１６は、測定・記憶手段１６４−１と、判定手段１６４−２と、警報濃度設定レベル変更手段１６４−３として働くＣＰＵ１６４を中心にして構成されており、さらに、第１ガスとしてのメタンガスに対する警報を発生する基準濃度としての第１ガス高濃度側警報濃度に対応する基準電圧レベルとしての第１ガス高濃度側警報濃度設定レベルを設定するための第１基準電圧生成部と、第２ガスとしての一酸化炭素ガスに対する警報を発生する基準濃度としての第２ガス高濃度側警報濃度に対応する基準電圧レベルとしての第２ガス高濃度側警報濃度設定レベルを設定するための第２基準電圧生成部とを有する。
【００２５】
第１基準電圧生成部は、電源Ｖｃｃと接地間に直列接続された抵抗Ｒ７と、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ７からの制御信号で可変制御されるボリュームＶＲ１とから構成されている。第１ガス高濃度側警報濃度設定レベルは、このボリュームＶＲ１を調節して得られるＶＲ１の抵抗値と抵抗Ｒ７の抵抗値との分圧比（すなわち、ＶＲ１／（ＶＲ１＋Ｒ７）によって決定され、ＣＰＵ１６４の入力ポートＰ１に出力される。
【００２６】
同様に、第２基準電圧生成部は、電源電圧Ｖｃｃと接地間に直列接続された抵抗Ｒ９と、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ７からの制御信号で可変制御されるボリュームＶＲ２とから構成されている。第２ガス高濃度側警報濃度設定レベルは、このボリュームＶＲ２を調節して得られるＶＲ２の抵抗値と抵抗Ｒ９の抵抗値との分圧比（すなわち、ＶＲ２／（ＶＲ２＋Ｒ９）によって決定され、ＣＰＵ１６４の入力ポートＰ２に出力される。
【００２７】
動作モード制御回路１６は、前述の高温域で、メタンガスの検出ポイントＡ部で取り込んだ半導体式ガスセンサ３の検出電圧にてメタンガスの濃度を検出し、検出された濃度が第１ガス高濃度側警報濃度に達した際に、メタンガスの濃度が異常となった旨の警報を報知する機能を有する。
【００２８】
さらに、動作モード制御回路１６は、前述の低温域で、一酸化炭素ガスの検出ポイントＢ部で取り込んだ半導体式ガスセンサ３の検出電圧にて一酸化炭素ガスの濃度を検出し、検出された濃度が第２ガス高濃度側警報濃度に達した際に、一酸化炭素ガスの濃度が異常となった旨の警報を報知する機能を有する。
【００２９】
動作モード制御回路１６に設けられたセンサ制御部１６２は、エミッタが電源Ｖｃｃに接続されかつコレクタが抵抗Ｒ４を介して負荷としてのセンサ電極１ｃに接続されているｐｎｐ型トランジスタＱ２と、電源ＶｃｃとトランジスタＱ２のベース間に接続された抵抗Ｒ５と、トランジスタＱ２のベースとＣＰＵ１６４の出力ポートＰ５間に接続された抵抗Ｒ６と、センサ電極１ｃにバイアス電流を与えるために電源Ｖｃｃとセンサ電極１ｃ間に接続された抵抗Ｒ３とから構成されている。
【００３０】
センサ制御部１６２は、図３に示すメタン検出ポイントのＡ部と、一酸化炭素検出ポイントのＢ部とで、ガスセンサ３におけるガス濃度の検出電圧の生成を命令するためのイネーブル信号を生成する機能を有する。
【００３１】
ＣＰＵ１６４は、出力ポートＰ５からイネーブル制御信号を出力してトランジスタＱ２を制御することにより、センサ電極１ｃからのガス濃度の検出電圧を入力端子Ｐ３から取り込んでいる。
【００３２】
動作モード制御回路１６に設けられた温度検出部１６３は、温度検出手段として働き、電源Ｖｃｃと接地間に直列接続されたサーミスタＴＨと抵抗Ｒ１０の分圧回路からなり、周囲温度の変化に応じてサーミスタＴＨの抵抗が変化することにより変化する分圧電圧が、温度検出信号としてＣＰＵ１６４の入力ポートＰ１０に供給される。
【００３３】
警報回路１８は、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ６にベースが接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ３と、トランジスタＱ３のコレクタ負荷としてコレクタと電源Ｖｃｃ間に接続されたブザー（ＢＺ）１８２と、ＣＰＵ１６４の出力ポートＰ９にベースが接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ４と、トランジスタＱ４のコレクタ負荷としてコレクタと電源Ｖｃｃ間に接続された発光ダイオード（ＬＥＤ）１８３とから構成されている。
【００３４】
図４は、警報回路１８の警報タイミングを説明する図である。図４において、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２は、第１ガス高濃度側警報濃度設定レベルまたは第２ガス高濃度側警報濃度設定レベルに相当し、低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１は、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２より所定値だけ低い濃度に対応するようにＣＰＵ１６４内で設定された設定レベルである。
【００３５】
都市ガス用警報器は、通常、可燃性ガスの検出時には、ＬＥＬ（爆発下限界）の１／２００〜１／４の範囲で警報させる必要があるため、この範囲内に予備警報を行うための低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１と、本警報を行うための高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を持っている。一般的には、低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１は、ＬＥＬの１／５０〜１／１００付近、メタンの場合０．０５〜０．１％に設定され、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２は、ＬＥＬの約１／２０である０．３％付近に設定される。また、不完全燃焼ガスである一酸化炭素ガスについては、低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１は、５０〜２００ｐｐｍ、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２は、５５０ｐｐｍ以下（通常、３００ｐｐｍ）に設定される。
【００３６】
図４に示すように、警報回路１８のＬＥＤ１８３は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１を超える検出値、たとえばメタン検出ポイントにおける検出電圧値Ｖｋになった場合、ＣＰＵ１６４の制御により点滅する。このＬＥＤ１８３の点滅により、メタンの濃度が危険な濃度の少し手前の濃度に達していることが予備的に警報される。
【００３７】
また、ＬＥＤ１８３は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超える検出値、たとえばメタン検出ポイントにおける検出電圧値Ｖｋ＋１になった場合、ＣＰＵ１６４の制御により点滅から点灯に切り替わる。このＬＥＤ１８３の点灯により、メタンの濃度が危険な濃度に達していることを表す本警報が報知される。そして、ＬＥＤ１８３は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超えない検出値、たとえばメタン検出ポイントにおける検出電圧値Ｖｋ＋２になった場合、ＣＰＵ１６４の制御により消灯する。
【００３８】
警報回路１８のブザー１８２は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超える検出値、たとえばメタン検知ポイントにおける検出値Ｖｋ＋１になった場合、ＣＰＵ１６４の制御により警報音の鳴動を開始し、ＬＥＤ１８３の点灯と共に、メタンの濃度が危険な濃度に達していることを表す本警報を報知する。また、ブザー１８２は、半導体式ガスセンサ３の検出電圧が、高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超えない検出値、たとえばメタン検出ポイントにおける検出電圧値Ｖｋ＋２になった場合、ＣＰＵ１６４の制御により鳴動を停止する。
【００３９】
なお、上述の警報動作は、メタンガスの検出の場合について説明したが、一酸化炭素の検出の場合も同様の動作となるので、説明を省略する。
【００４０】
本発明では、ガス漏れ検出動作で用いられる警報濃度設定レベルがエアベースの変動の影響を受けることから、上述の課題を解決するために、エアベース変動に対する補正を行う処理を行っている。
【００４１】
エアベース変動に対する補正をするために、半導体式ガスセンサ３のエアベース監視を開始し、一定時間（たとえば、１時間）毎のセンサ抵抗を測定し、測定されたセンサ抵抗のうちの最大値を常に更新しながらエアベースデータとしてＣＰＵ１６４の記憶手段としてのメモリ部に記憶する。それと共に、時間計測を並行して実施し、所定期間（たとえば、２４時間）経過したかどうかを確認する。
【００４２】
活性炭フィルタ７等へのＶＯＣの吸着は短時間では発生しないことおよび料理等でガス機器を使用したり、みりん等のアルコールを含む調味料等を使用したりした場合ガスセンサのエアベース抵抗値が一時的に低下すること等が考えられるが、２４時間監視した中でセンサエアベース抵抗値の最大値を更新しながら記憶することで、上述のような原因による一時的なエアベースの低下等を無視し、経年的に常時ガスセンサに影響を与えている原因（被毒等）のみによるセンサエアベース抵抗値の変動を計測できる。
【００４３】
そして、２４時間経過毎に、２４時間経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値が、その２４時間の前の２４時間経過時に記憶されたセンサ抵抗の最大値より低ければ、すなわち、計測したセンサエアベース抵抗値が初期エアベース抵抗値より低抵抗化していった場合、警報濃度設定レベルをある一定の演算式で変更する。
【００４４】
ただし、この変更は、高濃度側警報濃度設定レベルの変更は行わず、低濃度側警報濃度設定レベルの変更のみとする。たとえば、センサエアベース抵抗値Ｒｓより導かれる係数ａ等を用いて、初期の低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ０を低抵抗化側（すなわち、より低い濃度側）へシフトさせた低濃度側警報設定レベルＡｒ１に変更する補正を行う。また、低濃度側低濃度側設定レベルの変更は、本警報側である高濃度側警報濃度設定レベルＡｒ２を超えないレベルの範囲内で行う。
【００４５】
その理由は、通常ある一定レベルの換気率状態であれば、一定のガス漏れが２４時間も継続すれば、ガス濃度は飽和状態となるが、万が一、２４時間（所定期間）以上かかって少しずつガス漏洩量が増加する場合まで考慮すると、本警報を行う高濃度警報濃度側まで補正を行うことができないからである。
【００４６】
図５は、ＣＰＵ１６４が実行する上述のエアベース変動に対する補正処理動作を示すフローチャートである。まず、ガス警報器の台所等への設置後、電源投入により、センサ抵抗の計測を開始する（ステップＳ１）。次に、一定時間毎、たとえば１時間毎に半導体式ガスセンサ３のメタン検出ポイントにおけるセンサ抵抗値を計測し、計測したセンサ抵抗値の最大値をセンサエアベース抵抗値としてＣＰＵ１６４のメモリ部に常に更新しながら記憶する（ステップＳ２）。
【００４７】
次に、センサ抵抗計測開始からの計測時間ｔが所定期間、たとえば２４時間、以上経過したか否かを判定する（ステップＳ３）。計測時間ｔが２４時間以上経過していなければ（ステップＳ３のＮＯ）、次いでステップＳ２に戻り、計測時間ｔが２４時間以上経過していれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、次いで、２４時間経過時点でメモリ部に格納されているセンサ抵抗の最大値Ｒｓと、その前の２４時間経過時点でメモリ部に格納されているセンサ抵抗の最大値Ｒｓ０とを読み出して、センサ抵抗の最大値ＲｓがＲｓ０より小さいか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、この判定は、電源投入後の１回目の処理においては、現時点の前の２４時間で測定・記憶されたセンサ抵抗の最大値データは格納されていないので、不揮発性のメモリ部に予め格納されている初期のセンサエアベース抵抗値より小さいか否かを判定する。
【００４８】
センサ抵抗の最大値ＲｓがＲｓ０より小さくなければ（ステップＳ４のＮＯ）、次いでステップＳ２に戻る。センサ抵抗の最大値ＲｓがＲｓ０より小さければ（ステップＳ５のＹＥＳ）、次いで、低濃度側警報濃度設定レベルを変更する（ステップＳ５）。
【００４９】
この変更は、予め測定されメモリ部に格納されている、センサエアベース抵抗値Ｒｓとこのセンサエアベース抵抗値Ｒｓの変動値に応じて変化する係数ａの参照テーブルを参照して、センサ抵抗値Ｒｓに対応する係数ａを読み出し、前回計測・記憶されたセンサ抵抗の最大値Ｒｓ０に対応して設定された低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ０に乗算することにより、初期設定の低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ０より高い濃度側（すなわち、低抵抗化側）へシフトさせる補正を行うものである。ステップＳ５の処理後、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１〜Ｓ５の処理が繰り返される。
【００５０】
このように、２４時間で計測されたセンサ抵抗の最大値Ｒｓと、その前の２４時間で計測されたセンサ抵抗の最大値Ｒｓ０とが比較され、ＲｓがＲｓ０より小さい場合のみ、初期設定の低濃度側警報濃度Ａｒ０より高い濃度側に低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１を補正するので、本警報側に影響を与えることなく、エアベース変動に起因する予備警報側の誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００５１】
そして、メタン検出ポイントにおいて測定された検出電圧が、上述のように補正された低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１を超えると、警報回路１８のＬＥＤ１８３が点滅して、メタンの濃度が危険な濃度の少し手前の濃度に達していることが予備的に警報され、検出電圧が、初期設定された高濃度側警報濃度を超えると、警報回路１８のＬＥＤ１８３が点滅から点灯に切り替わると共にブザー１８２が鳴動して、メタンの濃度が危険な濃度に達していることが警報される。
【００５２】
なお、一酸化炭素の場合、低濃度側での長時間漏洩（発生）が継続すると、人体に対し影響が出る可能性があるので、上述のような補正は行わない。メタン側は、低濃度側で警報しなくても高濃度側警報で担保できる。
【００５３】
（第２の実施形態）次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、エアベース変動に対する補正をするために、まず温度検出部１６３で、周囲温度を定期的に計測する。通常、一般家庭内でのガス警報器のガスセンサのエアベース抵抗値をモニタリングすると、室温が最も低下した時（朝方で、ガス機器の使用がなく、また人の活動のない時間帯）が、半導体式ガスセンサ３の場合、高抵抗側へシフトする。すなわち、定期的に計測した温度が、所定期間（たとえば、２４時間）経過した場合の最低値の時のエアベースを計測してエアベースデータとしてＣＰＵ１６４の記憶手段としてのメモリ部に格納し、計測したエアベースが前回計測したエアベースより低ければ、格納されているエアベースを更新する。
【００５４】
そして、計測したセンサエアベース抵抗値が、初期エアベース抵抗値より低抵抗化していった場合、第１の実施形態と同様に低濃度側警報濃度をある一定の演算式で変更する。
【００５５】
この第２の実施形態では、動作モード制御回路１６のＣＰＵ１６４は、測定・記憶手段１６４−４と、判定手段１６４−５と、警報濃度設定レベル変更手段１６４−６として働く。
【００５６】
図６は、第２の実施形態においてＣＰＵ１６４が実行する上述のエアベース変動に対する補正処理動作を示すフローチャートである。まず、ガス警報器の台所等への設置後、センサ抵抗の計測を開始する（ステップＳ１１）。次に、一定時間毎、たとえば１時間毎の周囲温度計測を行う（ステップＳ１２）。この１時間毎の温度計測は、温度検出部１６３からの温度検出信号を１時間毎にＣＰＵ１６４に取り込むことにより行われ、計測した周囲温度と、その時のたとえばメタン検出ポイントにおけるセンサ抵抗値とが、セットでＣＰＵ１６４のメモリ部に格納される。
【００５７】
次に、センサ抵抗計測開始からの計測時間ｔが所定期間、たとえば２４時間、以上経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。計測時間ｔが２４時間以上経過していなければ（ステップＳ１３のＮＯ）、次いでステップＳ２に戻り、計測時間ｔが２４時間以上経過していれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、次いで、メモリ部に格納されている２４時間分の周囲温度およびセンサ抵抗値のセットから最低温度時のセンサ抵抗Ｒｓを読み出す（ステップＳ１４）。
【００５８】
次に、読み出した最低温度時のセンサ抵抗値Ｒｓ′が、その前の２４時間経過時点でメモリ部に格納されている最低温度時のセンサ抵抗Ｒｓ０′より小さいか否かを判定する（ステップＳ１５）。なお、この判定は、電源投入後の１回目の処理においては、現時点の前の２４時間で測定・記憶された査定温度時のセンサ抵抗のデータは格納されていないので、不揮発性のメモリ部に予め格納されている初期のセンサエアベース抵抗値より小さいか否かを判定する。
【００５９】
センサ抵抗Ｒｓ′がＲｓ０′より小さくなければ（ステップＳ１５のＮＯ）、次いでステップＳ１２に戻る。センサ抵抗Ｒｓ′がＲｓ０′より小さければ（ステップＳ１５のＹＥＳ）、次いで、低濃度側警報濃度設定レベルを変更する（ステップＳ１６）。この変更は、第１の実施形態と同様に行われる。
【００６０】
ステップＳ１６の処理後、ステップＳ１１に戻り、再びステップＳ１１〜Ｓ１６の処理が繰り返される。
【００６１】
このように、所定期間、たとえば２４時間、内に計測された最低温度時のセンサ抵抗Ｒｓ′と、その前の２４時間内で計測された最低温度時のセンサ抵抗Ｒｓ０′とが比較され、Ｒｓ′がＲｓ０′より小さい場合のみ、初期設定の低濃度側警報濃度Ａｒ０より高い濃度側に低濃度側警報濃度設定レベルＡｒ１を補正するので、本警報側に影響を与えることなく、エアベース変動に起因する予備警報側の誤警報等の誤動作を軽減することができる。
【００６２】
以上の通り、本発明の最良の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００６３】
たとえば、温度検出回路１６３のサーミスタＴＨは、ガスセンサに内蔵されて温度補正等で用いられている温度センサ等を用いても良い。
【００６４】
また、上述の実施の形態では、所定期間を２４時間としているが、それ以上の時間としても良い。すなわち、所定期間を２４時間またはそれ以上の時間とすることで、ガス警報器を一般家庭への台所等へ設置した場合に、人の生活習慣を考慮した補正を行うことができる。
【００６５】
また、上述の実施の形態では、半導体式ガスセンサを用いている場合について説明したが、本発明は、接触燃焼式ガスセンサを用いたガス警報器にも適用可能である。
【００６６】
また、本発明は、上述の実施の形態で説明したメタンおよび一酸化炭素ガス等の多種類のガスを検出するガス警報器に限らず、一種類のガスを検出するガス警報器や、火災警報器を組み合わせた複合型警報器等にももちろん適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明のガス警報器の基本構成図である。
【図２】本発明のガス警報器を示す回路図である。（第１の実施形態）
【図３】半導体式ガスセンサのヒータ電圧とガス検出ポイントのタイミングチャートである。（第１の実施形態）
【図４】警報回路の警報タイミングを説明する図である。（第１の実施形態）
【図５】図２のガス警報器のＣＰＵが実行するエアベース変動に対する補正処理動作を示すフローチャートである。（第１の実施形態）
【図６】図２のガス警報器のＣＰＵが実行するエアベース変動に対する補正処理動作を示すフローチャートである。（第２の実施形態）
【図７】半導体式ガスセンサにおけるセンサ素子の構造を示す図である。
【図８】図７のセンサ素子を内蔵する半導体式ガスセンサの構造を示す略断面図である。
【図９】ＶＯＣガス等にて被毒した場合の半導体式ガスセンサのメタン警報濃度特性値とセンサエアベース抵抗値の関係例を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
３ 半導体式ガスセンサ
１６３ 温度検出部（温度検出手段）
１６４−１ 測定・記憶手段（ＣＰＵ）
１６４−２ 判定手段（ＣＰＵ）
１６４−３ 警報濃度設定レベル変更手段（ＣＰＵ）
１６４−４ 測定・記憶手段（ＣＰＵ）
１６４−５ 判定手段（ＣＰＵ）
１６４−６ 警報濃度設定レベル変更手段（ＣＰＵ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサの検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、
一定時間毎に前記ガスセンサのセンサ抵抗を測定し、測定された前記センサ抵抗のうちの最大値を記憶する測定・記憶手段と、
所定期間経過毎に、前記測定・記憶手段で所定期間の経過時に記憶された前記センサ抵抗の最大値が、当該所定期間の１つ前の所定期間経過時に記憶された前記センサ抵抗の最大値より小さいか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値が当該所定期間の１つ前の所定期間の前記センサ抵抗の最大値より小さいと判定された場合、当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値に応じて前記警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段と、
を備えていることを特徴とするガス警報器。
【請求項２】
ガスセンサの検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、
一定時間毎に周囲温度を検出する温度検出手段と、
一定時間毎に前記ガスセンサのセンサ抵抗を測定し、測定された前記センサ抵抗を前記温度検出手段で検出された前記周囲温度とセットで記憶する測定・記憶手段と、
所定期間経過毎に、前記測定・記憶手段で前記所定期間内に記憶された前記センサ抵抗のうちの前記周囲温度の最低値とセットになっている前記センサ抵抗が、当該所定期間の前の所定期間内に記憶された前記センサ抵抗のうちの前記周囲温度の最低値とセットになっている前記センサ抵抗より小さいか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で当該所定期間内の前記センサ抵抗が当該所定期間の前の所定期間内の前記センサ抵抗より小さいと判定された場合、当該所定期間の前記センサ抵抗に応じて前記警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段と、
を備えていることを特徴とするガス警報器。
【請求項３】
請求項１または２記載のガス警報器において、
前記ガス警報器は、前記ガスセンサの検出電圧が高濃度側警報濃度設定レベルより低く設定された低濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に予備的警報を報知すると共に、前記高濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に本警報を報知するガス警報器であり、
前記警報濃度設定レベル変更手段は、前記低濃度側警報濃度設定レベルのみを変更することを特徴とするガス警報器。
【請求項４】
請求項３記載のガス警報器において、
前記警報濃度設定レベル変更手段は、前記高濃度側警報濃度設定レベルを超えないレベルの範囲内で、前記低濃度側警報濃度設定レベルを変更することを特徴とするガス警報器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のガス警報器において、
前記所定期間は、２４時間以上であることを特徴とするガス警報器。
【請求項１】
ガスセンサの検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、
一定時間毎に前記ガスセンサのセンサ抵抗を測定し、測定された前記センサ抵抗のうちの最大値を記憶する測定・記憶手段と、
所定期間経過毎に、前記測定・記憶手段で所定期間の経過時に記憶された前記センサ抵抗の最大値が、当該所定期間の１つ前の所定期間経過時に記憶された前記センサ抵抗の最大値より小さいか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値が当該所定期間の１つ前の所定期間の前記センサ抵抗の最大値より小さいと判定された場合、当該所定期間の前記センサ抵抗の最大値に応じて前記警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段と、
を備えていることを特徴とするガス警報器。
【請求項２】
ガスセンサの検出電圧が警報濃度設定レベルを超えた場合に警報を報知するガス警報器であって、
一定時間毎に周囲温度を検出する温度検出手段と、
一定時間毎に前記ガスセンサのセンサ抵抗を測定し、測定された前記センサ抵抗を前記温度検出手段で検出された前記周囲温度とセットで記憶する測定・記憶手段と、
所定期間経過毎に、前記測定・記憶手段で前記所定期間内に記憶された前記センサ抵抗のうちの前記周囲温度の最低値とセットになっている前記センサ抵抗が、当該所定期間の前の所定期間内に記憶された前記センサ抵抗のうちの前記周囲温度の最低値とセットになっている前記センサ抵抗より小さいか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で当該所定期間内の前記センサ抵抗が当該所定期間の前の所定期間内の前記センサ抵抗より小さいと判定された場合、当該所定期間の前記センサ抵抗に応じて前記警報濃度設定レベルを変更する警報濃度設定レベル変更手段と、
を備えていることを特徴とするガス警報器。
【請求項３】
請求項１または２記載のガス警報器において、
前記ガス警報器は、前記ガスセンサの検出電圧が高濃度側警報濃度設定レベルより低く設定された低濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に予備的警報を報知すると共に、前記高濃度側警報濃度設定レベルを超えた場合に本警報を報知するガス警報器であり、
前記警報濃度設定レベル変更手段は、前記低濃度側警報濃度設定レベルのみを変更することを特徴とするガス警報器。
【請求項４】
請求項３記載のガス警報器において、
前記警報濃度設定レベル変更手段は、前記高濃度側警報濃度設定レベルを超えないレベルの範囲内で、前記低濃度側警報濃度設定レベルを変更することを特徴とするガス警報器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のガス警報器において、
前記所定期間は、２４時間以上であることを特徴とするガス警報器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−９２６３（Ｐ２００９−９２６３Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６８５８１（Ｐ２００７−１６８５８１）
【出願日】平成１９年６月２７日（２００７．６．２７）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２７日（２００７．６．２７）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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