ガス警報器
【課題】ガスセンサに供給される駆動電圧が変動しても警報濃度が変動しないガス警報器を提供する。
【解決手段】ガスセンサ１が、検出対象ガスのガス濃度に応じたセンサ出力Ｖｓを出力する。このガスセンサ１には、電圧源２から駆動電圧Ｖｄが供給されている。ＣＰＵ３１が、ガスセンサ１からのセンサ出力Ｖｓが警報値以上となったときに警報ブザー４１及び警報ランプ４２を用いて警報を発生する。駆動電圧検出回路２０が、ガスセンサ１に供給される駆動電圧Ｖｄを検出する。ＣＰＵ３１が、駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに基づいて警報値を設定する。
【解決手段】ガスセンサ１が、検出対象ガスのガス濃度に応じたセンサ出力Ｖｓを出力する。このガスセンサ１には、電圧源２から駆動電圧Ｖｄが供給されている。ＣＰＵ３１が、ガスセンサ１からのセンサ出力Ｖｓが警報値以上となったときに警報ブザー４１及び警報ランプ４２を用いて警報を発生する。駆動電圧検出回路２０が、ガスセンサ１に供給される駆動電圧Ｖｄを検出する。ＣＰＵ３１が、駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに基づいて警報値を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス警報器に係り、特に、検出対象ガスのガス濃度を検出するガスセンサと、前記ガスセンサに駆動電圧を供給して前記ガスセンサを駆動させる電源手段と、前記ガスセンサにより検出されたガス濃度が警報値以上のときに警報を発生する警報発生手段と、を備えたガス警報器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述したガスセンサの一例として、接触燃焼式が知られている（例えば特許文献１、２）。図１２に示すように、接触燃焼式のガスセンサ１は、センサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒを有している。上記センサ素子Ｒｓは、検出対象ガスとの燃焼を促進する触媒（例えばパラジウム（Ｐｄ））を担持した担体（例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3））から成る触媒担体１１と、この触媒担体１１に覆われた白金ヒータ１２と、から構成されている。レファ素子Ｒｒは、検出対象ガスに対して不感となる担体１３と、この担体１３に覆われた白金ヒータ１４と、から構成されている。
【０００３】
上記センサ素子Ｒｓの白金ヒータ１２と、レファ素子Ｒｒの白金ヒータ１４とは、検出対象ガスのない空気中（エアベース）では等しい抵抗値になるように設けられている。上述したセンサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒは、固定抵抗Ｒ１、Ｒ２と共にブリッジ回路Ｂを構成している。このブリッジ回路Ｂには、電源手段としての電圧源２から駆動電圧（例えば２．０Ｖ）が供給されている。駆動電圧が供給されると、センサ素子Ｒｓが加熱されて検出対象ガスが燃焼する。
【０００４】
以上の構成によれば、ブリッジ回路Ｂは、エアベースでは平衡状態となり、中点電位差Ｖ０が０となる。これに対して、検出対象ガスを含む空気中では検出対象ガスとの燃焼熱によりセンサ素子Ｒｓの温度が上昇し、これに伴ってセンサ素子Ｒｓの白金ヒータ１２の抵抗値が増加する。一方、レファ素子Ｒｒは検出対象ガスと燃焼しないため、センサ素子Ｒｓの温度より低くなる。このため、ブリッジ回路Ｂは不平衡状態となり、中点電位差Ｖ０が発生する。電圧計３は、上記中点電位差Ｖ０を検出して、検出対象ガスの濃度に応じたセンサ出力Ｖｓとして出力する。ガス警報器は、このセンサ出力Ｖｓが警報値（例えば０．２５Ｖ）以上になった場合に警報を発生するように構成されている。
【０００５】
ところで、上述した電圧源２により供給される駆動電圧は変動が生じることがある。今、駆動電圧２．０Ｖに対して±０．５Ｖの範囲で変動すると仮定する。上述したエアベースにおけるセンサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が例えば１０Ωで同一であれば、図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）に示すように、駆動電圧が±０．５Ｖの範囲で変動してもセンサ出力が変動することはない。よって、図１５（Ａ）に示すように、駆動電圧が変動してもガス警報器から警報が発生するときのガス濃度である警報濃度（％）は一定となる。
【０００６】
しかしながら、センサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値は、全く同じにすることが難しく、若干異なっている場合が多い。このようにセンサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が異なると、図１３（Ｂ）及び（Ｃ）、図１４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、エアベース時のセンサ出力が０から大きくズレ、さらに駆動電圧の変動によりセンサ出力も変動する。
【０００７】
よって、従来のように警報値が例えば０．２５Ｖで一定である場合、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、駆動電圧の変動に応じて警報濃度（％）が変動してしまう。即ち、図１５（Ｂ）に示すように、センサ素子Ｒｓ＝１０Ω、レファ素子Ｒｒ＝７Ωの場合、駆動電圧が大きくなるに従って警報濃度（％）が高くなる。また、図１５（Ｃ）に示すように、センサ素子Ｒｓ＝７Ω、レファ素子Ｒｒ＝１０Ωの場合、駆動電圧が大きくなるに従って警報濃度（％）が低くなる。このため、高い精度の警報を行うことができない、という問題があった。
【０００８】
また、上述した接触燃焼式のガスセンサ１としては、図１６に示すような構成も知られている。図１６において、上述した図１２について既に説明したガスセンサ１と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。同図に示すように、ガスセンサ１のブリッジ回路Ｂは、上述したセンサ素子Ｒｓ、レファ素子Ｒｒ、固定抵抗Ｒ１及びＲ２に加えて可変抵抗ＶＲを備えている。この可変抵抗ＶＲを設けることにより、センサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が同一でなくても、例えば２Ｖの駆動電圧が供給されているときのセンサ出力Ｖｓが０になるように調整することができる。
【０００９】
この場合、図１７及び図１８に示すように、２Ｖの駆動電圧に対するセンサ出力Ｖｓのバラツキは抑えられているが、駆動電圧の変動に対するセンサ出力Ｖｓの変動は改善されていない。よって、図１２に示すガスセンサ１を用いたガス警報器と同様に、図１９に示すように、駆動電圧の変動に応じて警報濃度（％）が変動するため、高い精度の警報を行うことができない、という問題があった。また、ガスセンサ１としては、接触燃焼式に限らず、半導体式や限界電流式であっても駆動電圧の変動に応じてセンサ出力Ｖｓが変動することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−８４７８７号公報
【特許文献２】特開平７−３０１６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、ガスセンサに供給される駆動電圧が変動しても警報濃度が変動しないガス警報器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、検出対象ガスのガス濃度に応じたセンサ出力を出力するガスセンサと、前記ガスセンサに駆動電圧を供給して前記ガスセンサを駆動させる電源手段と、前記ガスセンサから出力されたセンサ出力が警報値以上のときに警報を発生する警報発生手段と、を備えたガス警報器において、前記電源手段により供給される前記駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段と、前記駆動電圧検出手段により検出された前記駆動電圧に応じて前記警報値を設定する警報値設定手段と、をさらに備えたことを特徴とするガス警報器に存する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、予め測定した複数の大きさの駆動電圧に対するエアベース時の前記ガスセンサのセンサ出力が格納された格納手段をさらに備え、前記格納手段に格納された複数のセンサ出力に基づいて、前記駆動電圧に対するエアベース時のセンサ出力に基準警報値を加算した警報値を示す１次関数式を算出する関係式算出手段と、を備え、前記警報値設定手段が、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を前記関係式算出手段により算出された１次関数式に代入した値を警報値として設定することを特徴とする請求項１に記載のガス警報器に存する。
【００１４】
請求項３記載の発明は、予め測定した所定の駆動電圧に対するエアベース時の前記ガスセンサのセンサ出力のデータが格納された格納手段と、前記格納手段に格納されたセンサ出力を前記所定の駆動電圧で除した値を傾きとした前記駆動電圧に対するエアベース時のセンサ出力に基準警報値を加算した警報値を示す１次関数式を算出する関係式算出手段と、を備え、前記警報値設定手段が、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を前記関係式算出手段により算出された１次関数式に代入した値を警報値として設定することを特徴とする請求項１に記載のガス警報器に存する。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧に基づいて前記電源手段の異常を検出する異常検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載のガス警報器に存する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように請求項１及び２記載の発明によれば、警報値設定手段が、駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧に応じて警報値を設定するので、ガスセンサに供給される駆動電圧が変動しても警報濃度が変動しない。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、ガスセンサに供給する駆動電圧を変化させて、複数の駆動電圧に対するエアベース時のガスセンサのセンサ出力を予め測定する必要がないので、製造コストを抑えることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を流用して電源手段の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のガス警報器の一実施形態を示す回路図である。
【図２】ＲＡＭ内に格納される駆動電圧Ｖｄ＝１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖに対するセンサ出力Ｖｓのデータの一例を示す表である。
【図３】ＲＡＭ内に格納される駆動電圧Ｖｄ＝１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖに対する警報値の一例を示す表である。
【図４】第１実施形態における駆動電圧に対するセンサ出力及び警報値を示すグラフである。
【図５】図１のガス警報器を構成するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明のガス警報器における駆動電圧に対する警報濃度を示すグラフである。
【図７】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１に示すガスセンサのセンサ出力を示す表である。
【図８】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１に示すガスセンサのセンサ出力を示すグラフである。
【図９】駆動電圧２．０Ｖに対するセンサ出力Ｖｓと、駆動電圧に対するセンサ出力を示す１次関数式の傾きＡと、の関係を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態における駆動電圧に対するセンサ出力及び警報値を示すグラフである。
【図１１】電圧源として電源トランスを用いたときのガスセンサを示す回路図である。
【図１２】接触燃焼式のガスセンサの一例を示す図である。
【図１３】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１２に示すガスセンサのセンサ出力を示す表である。
【図１４】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１２に示すガスセンサのセンサ出力を示すグラフである。
【図１５】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する従来のガス警報器の警報濃度を示すグラフである。
【図１６】可変抵抗を設けた接触燃焼式のガスセンサの一例を示す図である。
【図１７】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１６に示すガスセンサのセンサ出力、を示す表である。
【図１８】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１６に示すガスセンサのセンサ出力を示すグラフである。
【図１９】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１６に示すガスセンサを用いた従来のガス警報器の警報濃度、を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、ガス警報器１０は、ガスセンサ１と、駆動電圧検出手段としての駆動電圧検出回路２０と、マイクロコンピュータ（以下μＣＯＭ）３０と、警報ブザー４１と、警報ランプ４２と、を備えている。上記ガスセンサ１は、センサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒと、固定抵抗Ｒ１及びＲ２と、電源手段としての電圧源２と、電圧計３と、から構成されている。上記センサ素子Ｒｓは、触媒担体１１と、白金ヒータ１２と、から構成されている。触媒担体１１は、検出対象ガスとの燃焼を促進する触媒（例えばパラジウム（Ｐｄ））を担持した担体（アルミナ（Ａｌ2Ｏ3））から成る。白金ヒータ１２は、温度に応じて抵抗値が変化する測温抵抗体であり、上記触媒担体１１に覆われている。
【００２１】
上記レファ素子Ｒｒは、担体１３と、白金ヒータ１４と、から構成されている。担体１３は、検出対象ガスに対して不感となる上記担体のみで構成されている。白金ヒータ１４は、温度に応じて抵抗値が変化する測温抵抗体であり、上記担体１３に覆われている。上記センサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒは、固定抵抗Ｒ１及びＲ２と共にブリッジ回路Ｂを構成している。上記電圧源２は、上記レファ素子Ｒｒ及び固定抵抗Ｒ１の接続点と、センサ素子Ｒｓ及び固定抵抗Ｒ２の接続点と、の間に駆動電圧Ｖｄを供給して、ガスセンサ１を駆動する。また、固定抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点と、レファ素子Ｒｒ及びセンサ素子Ｒｓの接続点と、の間に発生する中点電位差Ｖ０は、電圧計３に接続されている。この電圧計３は、接続された中点電位差Ｖ０を検出してセンサ出力Ｖｓとして出力する。電圧計３からのセンサ出力Ｖｓのアナログ値は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジタル値に変換された後に後述するμＣＯＭ３０に供給される。
【００２２】
駆動電圧検出回路２０は、ＯＰアンプ２１から構成されている。ＯＰアンプ２１は、−入力端が出力端に接続されるボルテージフォロアである。このＯＰアンプ２１の＋入力端は、電圧源２から供給される駆動電圧Ｖｄが入力される。そして、ＯＰアンプ２１は、上記＋入力端に入力された駆動電圧Ｖｄを増幅率１で増幅して出力する。ＯＰアンプ２１から出力された駆動電圧Ｖｄのアナログ値は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジタル値に変換された後に後述するμＣＯＭ３０に供給される。
【００２３】
上記μＣＯＭ３０は、ガス警報器１０全体の制御を司るコンピュータであり、ガスセンサ１からのセンサ出力Ｖｓが警報値Ｖｗ以上になったときに後述する警報ブザー４１及び警報ランプ４２を制御して警報を発生する。また、μＣＯＭ３０は、駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに応じて上記警報値Ｖｗを設定し直す。
【００２４】
上記μＣＯＭ３０は、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）３１と、ＣＰＵ３１が行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３２と、ＣＰＵ３１での各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ３３と、を有している。上記警報ブザー４１は、μＣＯＭ３０の制御に従ってブザー音（警報音）を発生する装置である。上記警報ランプ４２は、μＣＯＭ３０の制御に従って発光する発光素子である。
【００２５】
次に、上述した構成のガス警報器１０の動作について説明する。まず、ガス警報器１０の製造工程において、製造者は、ガスセンサ１に対して供給する駆動電圧Ｖｄを例えば１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖと変化させる。製造者は、そのときのエアベースにおけるセンサ出力Ｖｓのデータを測定し、設定器などを用いて格納手段としてのＲＡＭ３３などに格納する。これにより、ＲＡＭ３３内には、３つの大きさの駆動電圧Ｖｄ（１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖ）に対するエアベース時のセンサ出力Ｖｓのデータが格納される。例えば、センサ素子Ｒｓ＝１０Ω、レファ素子Ｒｒ＝７Ωであった場合は、図２に示すようなセンサ出力Ｖｓが測定されて、ＲＡＭ３３内に格納される。
【００２６】
図２に示すようなセンサ出力Ｖｓのデータが格納されると、ＣＰＵ３１は、格納された各センサ出力Ｖｓにそれぞれ基準警報値としての０．２５Ｖを加算して、その加算した値を警報値ＶｗとしてＲＡＭ３３内に格納する。例えば、図２に示すようなセンサ出力Ｖｓのデータが格納されていた場合、図３に示すようにこれらセンサ出力Ｖｓ＝−０．１３１Ｖ、−０．１７６Ｖ、−０．２２１Ｖに０．２５Ｖを加算した値０．１１９Ｖ（−０．１３１Ｖ＋０．２５Ｖ）、０．０７４Ｖ（−０．１７６Ｖ＋０．２５Ｖ）、０．０２９Ｖ（−０．２２１Ｖ＋０．２５Ｖ）が各駆動電圧Ｖｄに応じた警報値Ｖｗとして格納される。
【００２７】
その後、ＣＰＵ３１は、関係式算出手段として働き、ＲＡＭ３３内に格納した上記警報値Ｖｗのデータから任意の駆動電圧Ｖｄに対する警報値Ｖｗを示す１次関数式である警報値ラインＬ１（図４）を求める。具体的には、図３に示すようにＲＡＭ３３内に格納された（駆動電圧Ｖｄ、警報値Ｖｗ）＝（１．５Ｖ、０．１１９Ｖ）、（２．０Ｖ、０．０７４Ｖ）、（２．５Ｖ、０．０２９Ｖ）の３点を通る１次関数式（Ｖｗ＝０．０８８×Ｖｄ＋０．２５）を警報値ラインＬ１とする。この警報値ラインＬ１は、図４からも明らかなように任意の駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力ラインＬ２に対して平行に引かれ、警報値ラインＬ１とセンサ出力Ｌ２との差分は常に基準警報値＝０．２５Ｖとなる。
【００２８】
上述したガス警報器１０を出荷して、家庭内に設置した後に電源を投入すると、ＣＰＵ３１は、図５に示すような動作を開始する。まず、ＣＰＵ３１は、ガスセンサ１を制御して検出対象ガスのガス濃度を検出させ、そのガス濃度に応じたセンサ出力Ｖｓを取り込む（ステップＳ１）。さらに、ＣＰＵ３１は、駆動電圧検出回路２０から出力される駆動電圧Ｖｄを取り込む（ステップＳ２）。次に、ＣＰＵ３１は、警報値設定手段として働き、上述したように求めた警報値ラインＬ１の１次関数式（Ｖｗ＝０．０８８×Ｖｄ＋０．２５）にステップＳ２で取り込んだ駆動電圧Ｖｄを代入した値を警報値Ｖｗを設定する（ステップＳ３）。その後、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１で取り込んだセンサ出力ＶｓがステップＳ３で設定した警報値Ｖｗ以上か否かを判定する（ステップＳ４）。
【００２９】
センサ出力Ｖｓが警報値よりも下回っていれば（ステップＳ４でＮ）、ＣＰＵ３１は、再びステップＳ１に戻る。一方、センサ出力Ｖｓが警報値Ｖｗ以上であれば（ステップＳ４でＹ）、ＣＰＵ３１は、ガス漏れが生じていると判断して、警報発生手段として働き、警報ブザー４１及び警報ランプ４２による警報を開始する（ステップＳ５）。その後、ＣＰＵ３１は、再びセンサ出力Ｖｓの取り込み（ステップＳ６）、駆動電圧Ｖｄの取り込み（ステップＳ７）、警報値Ｖｗの設定（ステップＳ８）を行って、ステップＳ６で取り込んだセンサ出力ＶｓがステップＳ８で設定した警報値Ｖｗを下回ると（ステップＳ９でＮ）、警報ブザー４１及び警報ランプ４２による警報を停止した後（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻る。
【００３０】
上述したガス警報器１０によれば、ＣＰＵ３１が、駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに応じて警報値Ｖｗを設定するので、センサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が異なっているときにガスセンサ１に供給される駆動電圧Ｖｄが変動しても図６に示すように警報濃度（％）が変動しない。
【００３１】
なお、上述した第１実施形態では、警報値ラインＬ１を求めるために３つの駆動電圧に対するセンサ出力Ｖｓを予め測定してＲＡＭ３３内に格納していたが、本発明はこれに限ったものではない。警報値ラインＬ１を示す１次関数を求めるには少なくとも２つの駆動電圧に対するセンサ出力Ｖｓを予め測定してＲＡＭ３３内に格納していればよい。
【００３２】
また、上述した第１実施形態では、警報値ラインＬ１を求めて、この警報値ラインＬ１から駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに応じて警報値を設定していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、単に図３に示すような駆動電圧Ｖｄと警報値Ｖｗとのテーブルから駆動電圧Ｖｄに応じた警報値Ｖｗを設定するようにしてもよい。
【００３３】
第２実施形態
次に、第２実施形態における本発明のガス警報器１０を説明する。なお、第２実施形態におけるガス警報器１０の構成は、第１実施形態と同様であるためここでは詳細な説明は省略する。次に、第２実施形態のガス警報器１０の動作について説明する。
【００３４】
上記駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力Ｖｓは下記の式（１）で表すことができる。
Ｖｓ＝Ｖｄ×Ｒｒ／（Ｒｓ＋Ｒｒ）−Ｖｄ／２ …（１）
よって、例えばセンサ素子Ｒｓ、レファ素子Ｒｒの抵抗値が（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωの場合、各駆動電圧Ｖｄ＝１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖに対するセンサ出力Ｖｓを上記式（１）を用いて求めると図７及び図８に示されたようになる。
【００３５】
よって、（Ａ）〜（Ｃ）におけるセンサ出力ラインＬ２の１次関数式は、図８に示すように、（Ａ）Ｖｓ＝０×Ｖｄ、（Ｂ）Ｖｓ＝−０．０８８×Ｖｄ、（Ｃ）Ｖｓ＝０．０８８×Ｖｄ、となる。即ち、センサ出力ラインＬ２の１次関数式の傾きＡは、（Ａ）が０、（Ｂ）が−０．０８８、（Ｃ）が０．０８８となる。
【００３６】
上述したように駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力ＶｓはＶｓ＝Ａ×Ｖｄの１次関数で表すことができる。よって、１つの駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力Ｖｓを測定すれば、下記の式（２）から、そのガスセンサ１のセンサ出力ラインＬ２の傾きＡを得ることができる。
Ａ＝１／Ｖｄ×Ｖｓ …（２）
【００３７】
例えば、駆動電圧Ｖｄ＝２．０Ｖのときのセンサ出力Ｖｓに対する傾きＡの関係は、図９に示すように下記の式（３）で表すことができる。
Ａ＝１／２．０×Ｖｓ＝０．５×Ｖｓ …（３）
【００３８】
そこで、ガス警報器１０の製造工程において、製造者は、ガスセンサ１に対して供給する駆動電圧Ｖｄを例えば２．０Ｖに設定し、そのときのエアベースにおけるセンサ出力Ｖｓのデータを測定し、設定器などを用いて格納手段としてＲＡＭ３３などに格納する。これにより、ＲＡＭ３３内には所定の駆動電圧Ｖｄ＝２．０Ｖに対するエアベース時のガスセンサ１のセンサ出力Ｖｓのデータが格納される。例えば、センサ素子Ｒｓ＝１０Ω、レファ素子Ｒｒ＝７Ωのときは、センサ出力Ｖｓとして−０．１７６Ｖが測定される。
【００３９】
上記センサ出力Ｖｓのデータが格納されると、ＣＰＵ３１は、関係式算出手段として働き、格納されたセンサ出力Ｖｓ＝−０．１７６Ｖを対応する駆動電圧Ｖ＝２．０Ｖで除した値（−０．１７６Ｖ／２．０Ｖ）＝−０．０８８を駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力Ｖｓを示す１次関数式であるセンサ出力ラインＬ２の傾きとして求める。さらに、求めたセンサ出力ラインＬ２の１次関数式Ｖｓ＝−０．０８８×Ｖｄに基準警報値である０．２５Ｖを加算した値を警報値ラインＬ１の１次関数式Ｖｗ＝−０．０８８×Ｖｄ＋０．２５として設定する。
【００４０】
上述したガス警報器１０を出荷して、家庭内に設置した後に電源を投入すると、ＣＰＵ３１は、第１実施形態とほぼ同等の動作を開始する。なお、ＣＰＵ３１は、ステップＳ３では、ステップＳ２で取り込んだ駆動電圧Ｖｄを上述した求めた警報値ラインＬ１の１次関数式Ｖｗ＝−０．０８８×Ｖｄ＋０．２５に代入して求めた警報値Ｖｋとして設定する。
【００４１】
上述したガス警報器１０によれば、ＣＰＵ３１が、駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに応じて警報値Ｖｗを設定するので、センサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が異なっているときにガスセンサ１に供給される駆動電圧Ｖｄが変動しても図６に示すように警報濃度（％）が変動しない。
【００４２】
また、上述したガス警報器１０によれば、製造時に駆動電圧Ｖｄ＝２．０Ｖに対するセンサ出力Ｖｓを測定するだけでよく、第１実施形態のように駆動電圧Ｖｄを変化させて、複数の駆動電圧Ｖｄに対するエアベース時のガスセンサ１のセンサ出力Ｖｓを測定する必要がないので、製造コストを抑えることができる。
【００４３】
なお、上述した実施形態では、ブリッジ回路Ｂをセンサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒと、固定抵抗Ｒ１及びＲ２で構成していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図１６に示すように、可変抵抗ＶＲを用いても良い。
【００４４】
また、上述した実施形態では、ガスセンサ１として接触燃焼式のものを用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。ガスセンサ１としては駆動電圧Ｖｄの変動に対してセンサ出力Ｖｓが変動するものであれば半導体式でも限界電流式でも適用することができる。
【００４５】
なお、上述した第１及び第２実施形態では、警報値Ｖｗを設定するためだけに駆動電圧Ｖｄを検出していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、駆動電圧Ｖｄに上限しきい値、下限しきい値を設けて、ＣＰＵ３１が、異常検出手段として働き、駆動電圧Ｖｄが上限しきい値を超えたり、下限しきい値を下回ったときに、電圧源２の故障（異常）を検出するようにしてもよい。例えば、図１に示すように電源トランスＴの１次側電圧を直接変圧してガスセンサ１に交流電圧を印加するタイプのガス警報器１０ではトランスＴの故障（例えばトランス巻線の断線やショート）などの異常を検出することができる。また、ＡＣ９０Ｖ以下やＡＣ１１０Ｖ異常で使用された場合（例えば誤って国外で使用された場合）、駆動電圧Ｖｄの異常として捕らえ、異常検出することができる。
【００４６】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ ガスセンサ
２ 電圧源（電源手段）
２０ 駆動電圧検出回路（駆動電圧検出手段）
３１ ＣＰＵ（警報発生手段、警報値設定手段、関係式算出手段）
３３ ＲＡＭ（格納手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス警報器に係り、特に、検出対象ガスのガス濃度を検出するガスセンサと、前記ガスセンサに駆動電圧を供給して前記ガスセンサを駆動させる電源手段と、前記ガスセンサにより検出されたガス濃度が警報値以上のときに警報を発生する警報発生手段と、を備えたガス警報器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述したガスセンサの一例として、接触燃焼式が知られている（例えば特許文献１、２）。図１２に示すように、接触燃焼式のガスセンサ１は、センサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒを有している。上記センサ素子Ｒｓは、検出対象ガスとの燃焼を促進する触媒（例えばパラジウム（Ｐｄ））を担持した担体（例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3））から成る触媒担体１１と、この触媒担体１１に覆われた白金ヒータ１２と、から構成されている。レファ素子Ｒｒは、検出対象ガスに対して不感となる担体１３と、この担体１３に覆われた白金ヒータ１４と、から構成されている。
【０００３】
上記センサ素子Ｒｓの白金ヒータ１２と、レファ素子Ｒｒの白金ヒータ１４とは、検出対象ガスのない空気中（エアベース）では等しい抵抗値になるように設けられている。上述したセンサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒは、固定抵抗Ｒ１、Ｒ２と共にブリッジ回路Ｂを構成している。このブリッジ回路Ｂには、電源手段としての電圧源２から駆動電圧（例えば２．０Ｖ）が供給されている。駆動電圧が供給されると、センサ素子Ｒｓが加熱されて検出対象ガスが燃焼する。
【０００４】
以上の構成によれば、ブリッジ回路Ｂは、エアベースでは平衡状態となり、中点電位差Ｖ０が０となる。これに対して、検出対象ガスを含む空気中では検出対象ガスとの燃焼熱によりセンサ素子Ｒｓの温度が上昇し、これに伴ってセンサ素子Ｒｓの白金ヒータ１２の抵抗値が増加する。一方、レファ素子Ｒｒは検出対象ガスと燃焼しないため、センサ素子Ｒｓの温度より低くなる。このため、ブリッジ回路Ｂは不平衡状態となり、中点電位差Ｖ０が発生する。電圧計３は、上記中点電位差Ｖ０を検出して、検出対象ガスの濃度に応じたセンサ出力Ｖｓとして出力する。ガス警報器は、このセンサ出力Ｖｓが警報値（例えば０．２５Ｖ）以上になった場合に警報を発生するように構成されている。
【０００５】
ところで、上述した電圧源２により供給される駆動電圧は変動が生じることがある。今、駆動電圧２．０Ｖに対して±０．５Ｖの範囲で変動すると仮定する。上述したエアベースにおけるセンサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が例えば１０Ωで同一であれば、図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）に示すように、駆動電圧が±０．５Ｖの範囲で変動してもセンサ出力が変動することはない。よって、図１５（Ａ）に示すように、駆動電圧が変動してもガス警報器から警報が発生するときのガス濃度である警報濃度（％）は一定となる。
【０００６】
しかしながら、センサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値は、全く同じにすることが難しく、若干異なっている場合が多い。このようにセンサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が異なると、図１３（Ｂ）及び（Ｃ）、図１４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、エアベース時のセンサ出力が０から大きくズレ、さらに駆動電圧の変動によりセンサ出力も変動する。
【０００７】
よって、従来のように警報値が例えば０．２５Ｖで一定である場合、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、駆動電圧の変動に応じて警報濃度（％）が変動してしまう。即ち、図１５（Ｂ）に示すように、センサ素子Ｒｓ＝１０Ω、レファ素子Ｒｒ＝７Ωの場合、駆動電圧が大きくなるに従って警報濃度（％）が高くなる。また、図１５（Ｃ）に示すように、センサ素子Ｒｓ＝７Ω、レファ素子Ｒｒ＝１０Ωの場合、駆動電圧が大きくなるに従って警報濃度（％）が低くなる。このため、高い精度の警報を行うことができない、という問題があった。
【０００８】
また、上述した接触燃焼式のガスセンサ１としては、図１６に示すような構成も知られている。図１６において、上述した図１２について既に説明したガスセンサ１と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。同図に示すように、ガスセンサ１のブリッジ回路Ｂは、上述したセンサ素子Ｒｓ、レファ素子Ｒｒ、固定抵抗Ｒ１及びＲ２に加えて可変抵抗ＶＲを備えている。この可変抵抗ＶＲを設けることにより、センサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が同一でなくても、例えば２Ｖの駆動電圧が供給されているときのセンサ出力Ｖｓが０になるように調整することができる。
【０００９】
この場合、図１７及び図１８に示すように、２Ｖの駆動電圧に対するセンサ出力Ｖｓのバラツキは抑えられているが、駆動電圧の変動に対するセンサ出力Ｖｓの変動は改善されていない。よって、図１２に示すガスセンサ１を用いたガス警報器と同様に、図１９に示すように、駆動電圧の変動に応じて警報濃度（％）が変動するため、高い精度の警報を行うことができない、という問題があった。また、ガスセンサ１としては、接触燃焼式に限らず、半導体式や限界電流式であっても駆動電圧の変動に応じてセンサ出力Ｖｓが変動することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−８４７８７号公報
【特許文献２】特開平７−３０１６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、ガスセンサに供給される駆動電圧が変動しても警報濃度が変動しないガス警報器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、検出対象ガスのガス濃度に応じたセンサ出力を出力するガスセンサと、前記ガスセンサに駆動電圧を供給して前記ガスセンサを駆動させる電源手段と、前記ガスセンサから出力されたセンサ出力が警報値以上のときに警報を発生する警報発生手段と、を備えたガス警報器において、前記電源手段により供給される前記駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段と、前記駆動電圧検出手段により検出された前記駆動電圧に応じて前記警報値を設定する警報値設定手段と、をさらに備えたことを特徴とするガス警報器に存する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、予め測定した複数の大きさの駆動電圧に対するエアベース時の前記ガスセンサのセンサ出力が格納された格納手段をさらに備え、前記格納手段に格納された複数のセンサ出力に基づいて、前記駆動電圧に対するエアベース時のセンサ出力に基準警報値を加算した警報値を示す１次関数式を算出する関係式算出手段と、を備え、前記警報値設定手段が、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を前記関係式算出手段により算出された１次関数式に代入した値を警報値として設定することを特徴とする請求項１に記載のガス警報器に存する。
【００１４】
請求項３記載の発明は、予め測定した所定の駆動電圧に対するエアベース時の前記ガスセンサのセンサ出力のデータが格納された格納手段と、前記格納手段に格納されたセンサ出力を前記所定の駆動電圧で除した値を傾きとした前記駆動電圧に対するエアベース時のセンサ出力に基準警報値を加算した警報値を示す１次関数式を算出する関係式算出手段と、を備え、前記警報値設定手段が、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を前記関係式算出手段により算出された１次関数式に代入した値を警報値として設定することを特徴とする請求項１に記載のガス警報器に存する。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧に基づいて前記電源手段の異常を検出する異常検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載のガス警報器に存する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように請求項１及び２記載の発明によれば、警報値設定手段が、駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧に応じて警報値を設定するので、ガスセンサに供給される駆動電圧が変動しても警報濃度が変動しない。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、ガスセンサに供給する駆動電圧を変化させて、複数の駆動電圧に対するエアベース時のガスセンサのセンサ出力を予め測定する必要がないので、製造コストを抑えることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を流用して電源手段の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のガス警報器の一実施形態を示す回路図である。
【図２】ＲＡＭ内に格納される駆動電圧Ｖｄ＝１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖに対するセンサ出力Ｖｓのデータの一例を示す表である。
【図３】ＲＡＭ内に格納される駆動電圧Ｖｄ＝１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖに対する警報値の一例を示す表である。
【図４】第１実施形態における駆動電圧に対するセンサ出力及び警報値を示すグラフである。
【図５】図１のガス警報器を構成するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明のガス警報器における駆動電圧に対する警報濃度を示すグラフである。
【図７】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１に示すガスセンサのセンサ出力を示す表である。
【図８】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１に示すガスセンサのセンサ出力を示すグラフである。
【図９】駆動電圧２．０Ｖに対するセンサ出力Ｖｓと、駆動電圧に対するセンサ出力を示す１次関数式の傾きＡと、の関係を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態における駆動電圧に対するセンサ出力及び警報値を示すグラフである。
【図１１】電圧源として電源トランスを用いたときのガスセンサを示す回路図である。
【図１２】接触燃焼式のガスセンサの一例を示す図である。
【図１３】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１２に示すガスセンサのセンサ出力を示す表である。
【図１４】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１２に示すガスセンサのセンサ出力を示すグラフである。
【図１５】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する従来のガス警報器の警報濃度を示すグラフである。
【図１６】可変抵抗を設けた接触燃焼式のガスセンサの一例を示す図である。
【図１７】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１６に示すガスセンサのセンサ出力、を示す表である。
【図１８】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１６に示すガスセンサのセンサ出力を示すグラフである。
【図１９】（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωのときの駆動電圧に対する図１６に示すガスセンサを用いた従来のガス警報器の警報濃度、を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、ガス警報器１０は、ガスセンサ１と、駆動電圧検出手段としての駆動電圧検出回路２０と、マイクロコンピュータ（以下μＣＯＭ）３０と、警報ブザー４１と、警報ランプ４２と、を備えている。上記ガスセンサ１は、センサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒと、固定抵抗Ｒ１及びＲ２と、電源手段としての電圧源２と、電圧計３と、から構成されている。上記センサ素子Ｒｓは、触媒担体１１と、白金ヒータ１２と、から構成されている。触媒担体１１は、検出対象ガスとの燃焼を促進する触媒（例えばパラジウム（Ｐｄ））を担持した担体（アルミナ（Ａｌ2Ｏ3））から成る。白金ヒータ１２は、温度に応じて抵抗値が変化する測温抵抗体であり、上記触媒担体１１に覆われている。
【００２１】
上記レファ素子Ｒｒは、担体１３と、白金ヒータ１４と、から構成されている。担体１３は、検出対象ガスに対して不感となる上記担体のみで構成されている。白金ヒータ１４は、温度に応じて抵抗値が変化する測温抵抗体であり、上記担体１３に覆われている。上記センサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒは、固定抵抗Ｒ１及びＲ２と共にブリッジ回路Ｂを構成している。上記電圧源２は、上記レファ素子Ｒｒ及び固定抵抗Ｒ１の接続点と、センサ素子Ｒｓ及び固定抵抗Ｒ２の接続点と、の間に駆動電圧Ｖｄを供給して、ガスセンサ１を駆動する。また、固定抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点と、レファ素子Ｒｒ及びセンサ素子Ｒｓの接続点と、の間に発生する中点電位差Ｖ０は、電圧計３に接続されている。この電圧計３は、接続された中点電位差Ｖ０を検出してセンサ出力Ｖｓとして出力する。電圧計３からのセンサ出力Ｖｓのアナログ値は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジタル値に変換された後に後述するμＣＯＭ３０に供給される。
【００２２】
駆動電圧検出回路２０は、ＯＰアンプ２１から構成されている。ＯＰアンプ２１は、−入力端が出力端に接続されるボルテージフォロアである。このＯＰアンプ２１の＋入力端は、電圧源２から供給される駆動電圧Ｖｄが入力される。そして、ＯＰアンプ２１は、上記＋入力端に入力された駆動電圧Ｖｄを増幅率１で増幅して出力する。ＯＰアンプ２１から出力された駆動電圧Ｖｄのアナログ値は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジタル値に変換された後に後述するμＣＯＭ３０に供給される。
【００２３】
上記μＣＯＭ３０は、ガス警報器１０全体の制御を司るコンピュータであり、ガスセンサ１からのセンサ出力Ｖｓが警報値Ｖｗ以上になったときに後述する警報ブザー４１及び警報ランプ４２を制御して警報を発生する。また、μＣＯＭ３０は、駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに応じて上記警報値Ｖｗを設定し直す。
【００２４】
上記μＣＯＭ３０は、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）３１と、ＣＰＵ３１が行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３２と、ＣＰＵ３１での各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ３３と、を有している。上記警報ブザー４１は、μＣＯＭ３０の制御に従ってブザー音（警報音）を発生する装置である。上記警報ランプ４２は、μＣＯＭ３０の制御に従って発光する発光素子である。
【００２５】
次に、上述した構成のガス警報器１０の動作について説明する。まず、ガス警報器１０の製造工程において、製造者は、ガスセンサ１に対して供給する駆動電圧Ｖｄを例えば１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖと変化させる。製造者は、そのときのエアベースにおけるセンサ出力Ｖｓのデータを測定し、設定器などを用いて格納手段としてのＲＡＭ３３などに格納する。これにより、ＲＡＭ３３内には、３つの大きさの駆動電圧Ｖｄ（１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖ）に対するエアベース時のセンサ出力Ｖｓのデータが格納される。例えば、センサ素子Ｒｓ＝１０Ω、レファ素子Ｒｒ＝７Ωであった場合は、図２に示すようなセンサ出力Ｖｓが測定されて、ＲＡＭ３３内に格納される。
【００２６】
図２に示すようなセンサ出力Ｖｓのデータが格納されると、ＣＰＵ３１は、格納された各センサ出力Ｖｓにそれぞれ基準警報値としての０．２５Ｖを加算して、その加算した値を警報値ＶｗとしてＲＡＭ３３内に格納する。例えば、図２に示すようなセンサ出力Ｖｓのデータが格納されていた場合、図３に示すようにこれらセンサ出力Ｖｓ＝−０．１３１Ｖ、−０．１７６Ｖ、−０．２２１Ｖに０．２５Ｖを加算した値０．１１９Ｖ（−０．１３１Ｖ＋０．２５Ｖ）、０．０７４Ｖ（−０．１７６Ｖ＋０．２５Ｖ）、０．０２９Ｖ（−０．２２１Ｖ＋０．２５Ｖ）が各駆動電圧Ｖｄに応じた警報値Ｖｗとして格納される。
【００２７】
その後、ＣＰＵ３１は、関係式算出手段として働き、ＲＡＭ３３内に格納した上記警報値Ｖｗのデータから任意の駆動電圧Ｖｄに対する警報値Ｖｗを示す１次関数式である警報値ラインＬ１（図４）を求める。具体的には、図３に示すようにＲＡＭ３３内に格納された（駆動電圧Ｖｄ、警報値Ｖｗ）＝（１．５Ｖ、０．１１９Ｖ）、（２．０Ｖ、０．０７４Ｖ）、（２．５Ｖ、０．０２９Ｖ）の３点を通る１次関数式（Ｖｗ＝０．０８８×Ｖｄ＋０．２５）を警報値ラインＬ１とする。この警報値ラインＬ１は、図４からも明らかなように任意の駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力ラインＬ２に対して平行に引かれ、警報値ラインＬ１とセンサ出力Ｌ２との差分は常に基準警報値＝０．２５Ｖとなる。
【００２８】
上述したガス警報器１０を出荷して、家庭内に設置した後に電源を投入すると、ＣＰＵ３１は、図５に示すような動作を開始する。まず、ＣＰＵ３１は、ガスセンサ１を制御して検出対象ガスのガス濃度を検出させ、そのガス濃度に応じたセンサ出力Ｖｓを取り込む（ステップＳ１）。さらに、ＣＰＵ３１は、駆動電圧検出回路２０から出力される駆動電圧Ｖｄを取り込む（ステップＳ２）。次に、ＣＰＵ３１は、警報値設定手段として働き、上述したように求めた警報値ラインＬ１の１次関数式（Ｖｗ＝０．０８８×Ｖｄ＋０．２５）にステップＳ２で取り込んだ駆動電圧Ｖｄを代入した値を警報値Ｖｗを設定する（ステップＳ３）。その後、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１で取り込んだセンサ出力ＶｓがステップＳ３で設定した警報値Ｖｗ以上か否かを判定する（ステップＳ４）。
【００２９】
センサ出力Ｖｓが警報値よりも下回っていれば（ステップＳ４でＮ）、ＣＰＵ３１は、再びステップＳ１に戻る。一方、センサ出力Ｖｓが警報値Ｖｗ以上であれば（ステップＳ４でＹ）、ＣＰＵ３１は、ガス漏れが生じていると判断して、警報発生手段として働き、警報ブザー４１及び警報ランプ４２による警報を開始する（ステップＳ５）。その後、ＣＰＵ３１は、再びセンサ出力Ｖｓの取り込み（ステップＳ６）、駆動電圧Ｖｄの取り込み（ステップＳ７）、警報値Ｖｗの設定（ステップＳ８）を行って、ステップＳ６で取り込んだセンサ出力ＶｓがステップＳ８で設定した警報値Ｖｗを下回ると（ステップＳ９でＮ）、警報ブザー４１及び警報ランプ４２による警報を停止した後（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻る。
【００３０】
上述したガス警報器１０によれば、ＣＰＵ３１が、駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに応じて警報値Ｖｗを設定するので、センサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が異なっているときにガスセンサ１に供給される駆動電圧Ｖｄが変動しても図６に示すように警報濃度（％）が変動しない。
【００３１】
なお、上述した第１実施形態では、警報値ラインＬ１を求めるために３つの駆動電圧に対するセンサ出力Ｖｓを予め測定してＲＡＭ３３内に格納していたが、本発明はこれに限ったものではない。警報値ラインＬ１を示す１次関数を求めるには少なくとも２つの駆動電圧に対するセンサ出力Ｖｓを予め測定してＲＡＭ３３内に格納していればよい。
【００３２】
また、上述した第１実施形態では、警報値ラインＬ１を求めて、この警報値ラインＬ１から駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに応じて警報値を設定していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、単に図３に示すような駆動電圧Ｖｄと警報値Ｖｗとのテーブルから駆動電圧Ｖｄに応じた警報値Ｖｗを設定するようにしてもよい。
【００３３】
第２実施形態
次に、第２実施形態における本発明のガス警報器１０を説明する。なお、第２実施形態におけるガス警報器１０の構成は、第１実施形態と同様であるためここでは詳細な説明は省略する。次に、第２実施形態のガス警報器１０の動作について説明する。
【００３４】
上記駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力Ｖｓは下記の式（１）で表すことができる。
Ｖｓ＝Ｖｄ×Ｒｒ／（Ｒｓ＋Ｒｒ）−Ｖｄ／２ …（１）
よって、例えばセンサ素子Ｒｓ、レファ素子Ｒｒの抵抗値が（Ａ）Ｒｓ＝Ｒｒ＝１０Ω、（Ｂ）Ｒｓ＝１０Ω、Ｒｒ＝７Ω、（Ｃ）Ｒｓ＝７Ω、Ｒｒ＝１０Ωの場合、各駆動電圧Ｖｄ＝１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖに対するセンサ出力Ｖｓを上記式（１）を用いて求めると図７及び図８に示されたようになる。
【００３５】
よって、（Ａ）〜（Ｃ）におけるセンサ出力ラインＬ２の１次関数式は、図８に示すように、（Ａ）Ｖｓ＝０×Ｖｄ、（Ｂ）Ｖｓ＝−０．０８８×Ｖｄ、（Ｃ）Ｖｓ＝０．０８８×Ｖｄ、となる。即ち、センサ出力ラインＬ２の１次関数式の傾きＡは、（Ａ）が０、（Ｂ）が−０．０８８、（Ｃ）が０．０８８となる。
【００３６】
上述したように駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力ＶｓはＶｓ＝Ａ×Ｖｄの１次関数で表すことができる。よって、１つの駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力Ｖｓを測定すれば、下記の式（２）から、そのガスセンサ１のセンサ出力ラインＬ２の傾きＡを得ることができる。
Ａ＝１／Ｖｄ×Ｖｓ …（２）
【００３７】
例えば、駆動電圧Ｖｄ＝２．０Ｖのときのセンサ出力Ｖｓに対する傾きＡの関係は、図９に示すように下記の式（３）で表すことができる。
Ａ＝１／２．０×Ｖｓ＝０．５×Ｖｓ …（３）
【００３８】
そこで、ガス警報器１０の製造工程において、製造者は、ガスセンサ１に対して供給する駆動電圧Ｖｄを例えば２．０Ｖに設定し、そのときのエアベースにおけるセンサ出力Ｖｓのデータを測定し、設定器などを用いて格納手段としてＲＡＭ３３などに格納する。これにより、ＲＡＭ３３内には所定の駆動電圧Ｖｄ＝２．０Ｖに対するエアベース時のガスセンサ１のセンサ出力Ｖｓのデータが格納される。例えば、センサ素子Ｒｓ＝１０Ω、レファ素子Ｒｒ＝７Ωのときは、センサ出力Ｖｓとして−０．１７６Ｖが測定される。
【００３９】
上記センサ出力Ｖｓのデータが格納されると、ＣＰＵ３１は、関係式算出手段として働き、格納されたセンサ出力Ｖｓ＝−０．１７６Ｖを対応する駆動電圧Ｖ＝２．０Ｖで除した値（−０．１７６Ｖ／２．０Ｖ）＝−０．０８８を駆動電圧Ｖｄに対するセンサ出力Ｖｓを示す１次関数式であるセンサ出力ラインＬ２の傾きとして求める。さらに、求めたセンサ出力ラインＬ２の１次関数式Ｖｓ＝−０．０８８×Ｖｄに基準警報値である０．２５Ｖを加算した値を警報値ラインＬ１の１次関数式Ｖｗ＝−０．０８８×Ｖｄ＋０．２５として設定する。
【００４０】
上述したガス警報器１０を出荷して、家庭内に設置した後に電源を投入すると、ＣＰＵ３１は、第１実施形態とほぼ同等の動作を開始する。なお、ＣＰＵ３１は、ステップＳ３では、ステップＳ２で取り込んだ駆動電圧Ｖｄを上述した求めた警報値ラインＬ１の１次関数式Ｖｗ＝−０．０８８×Ｖｄ＋０．２５に代入して求めた警報値Ｖｋとして設定する。
【００４１】
上述したガス警報器１０によれば、ＣＰＵ３１が、駆動電圧検出回路２０により検出された駆動電圧Ｖｄに応じて警報値Ｖｗを設定するので、センサ素子Ｒｓとレファ素子Ｒｒとの抵抗値が異なっているときにガスセンサ１に供給される駆動電圧Ｖｄが変動しても図６に示すように警報濃度（％）が変動しない。
【００４２】
また、上述したガス警報器１０によれば、製造時に駆動電圧Ｖｄ＝２．０Ｖに対するセンサ出力Ｖｓを測定するだけでよく、第１実施形態のように駆動電圧Ｖｄを変化させて、複数の駆動電圧Ｖｄに対するエアベース時のガスセンサ１のセンサ出力Ｖｓを測定する必要がないので、製造コストを抑えることができる。
【００４３】
なお、上述した実施形態では、ブリッジ回路Ｂをセンサ素子Ｒｓ及びレファ素子Ｒｒと、固定抵抗Ｒ１及びＲ２で構成していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図１６に示すように、可変抵抗ＶＲを用いても良い。
【００４４】
また、上述した実施形態では、ガスセンサ１として接触燃焼式のものを用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。ガスセンサ１としては駆動電圧Ｖｄの変動に対してセンサ出力Ｖｓが変動するものであれば半導体式でも限界電流式でも適用することができる。
【００４５】
なお、上述した第１及び第２実施形態では、警報値Ｖｗを設定するためだけに駆動電圧Ｖｄを検出していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、駆動電圧Ｖｄに上限しきい値、下限しきい値を設けて、ＣＰＵ３１が、異常検出手段として働き、駆動電圧Ｖｄが上限しきい値を超えたり、下限しきい値を下回ったときに、電圧源２の故障（異常）を検出するようにしてもよい。例えば、図１に示すように電源トランスＴの１次側電圧を直接変圧してガスセンサ１に交流電圧を印加するタイプのガス警報器１０ではトランスＴの故障（例えばトランス巻線の断線やショート）などの異常を検出することができる。また、ＡＣ９０Ｖ以下やＡＣ１１０Ｖ異常で使用された場合（例えば誤って国外で使用された場合）、駆動電圧Ｖｄの異常として捕らえ、異常検出することができる。
【００４６】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ ガスセンサ
２ 電圧源（電源手段）
２０ 駆動電圧検出回路（駆動電圧検出手段）
３１ ＣＰＵ（警報発生手段、警報値設定手段、関係式算出手段）
３３ ＲＡＭ（格納手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象ガスのガス濃度に応じたセンサ出力を出力するガスセンサと、前記ガスセンサに駆動電圧を供給して前記ガスセンサを駆動させる電源手段と、前記ガスセンサから出力されたセンサ出力が警報値以上のときに警報を発生する警報発生手段と、を備えたガス警報器において、
前記電源手段により供給される前記駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段と、
前記駆動電圧検出手段により検出された前記駆動電圧に応じて前記警報値を設定する警報値設定手段と、
をさらに備えたことを特徴とするガス警報器。
【請求項２】
予め測定した複数の大きさの駆動電圧に対するエアベース時の前記ガスセンサのセンサ出力が格納された格納手段をさらに備え、
前記格納手段に格納された複数のセンサ出力に基づいて、前記駆動電圧に対するエアベース時のセンサ出力に基準警報値を加算した警報値を示す１次関数式を算出する関係式算出手段と、を備え、
前記警報値設定手段が、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を前記関係式算出手段により算出された１次関数式に代入した値を警報値として設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス警報器。
【請求項３】
予め測定した所定の駆動電圧に対するエアベース時の前記ガスセンサのセンサ出力のデータが格納された格納手段と、
前記格納手段に格納されたセンサ出力を前記所定の駆動電圧で除した値を傾きとした前記駆動電圧に対するエアベース時のセンサ出力に基準警報値を加算した警報値を示す１次関数式を算出する関係式算出手段と、を備え、
前記警報値設定手段が、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を前記関係式算出手段により算出された１次関数式に代入した値を警報値として設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス警報器。
【請求項４】
前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧に基づいて前記電源手段の異常を検出する異常検出手段を
さらに備えたことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載のガス警報器。
【請求項１】
検出対象ガスのガス濃度に応じたセンサ出力を出力するガスセンサと、前記ガスセンサに駆動電圧を供給して前記ガスセンサを駆動させる電源手段と、前記ガスセンサから出力されたセンサ出力が警報値以上のときに警報を発生する警報発生手段と、を備えたガス警報器において、
前記電源手段により供給される前記駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段と、
前記駆動電圧検出手段により検出された前記駆動電圧に応じて前記警報値を設定する警報値設定手段と、
をさらに備えたことを特徴とするガス警報器。
【請求項２】
予め測定した複数の大きさの駆動電圧に対するエアベース時の前記ガスセンサのセンサ出力が格納された格納手段をさらに備え、
前記格納手段に格納された複数のセンサ出力に基づいて、前記駆動電圧に対するエアベース時のセンサ出力に基準警報値を加算した警報値を示す１次関数式を算出する関係式算出手段と、を備え、
前記警報値設定手段が、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を前記関係式算出手段により算出された１次関数式に代入した値を警報値として設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス警報器。
【請求項３】
予め測定した所定の駆動電圧に対するエアベース時の前記ガスセンサのセンサ出力のデータが格納された格納手段と、
前記格納手段に格納されたセンサ出力を前記所定の駆動電圧で除した値を傾きとした前記駆動電圧に対するエアベース時のセンサ出力に基準警報値を加算した警報値を示す１次関数式を算出する関係式算出手段と、を備え、
前記警報値設定手段が、前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧を前記関係式算出手段により算出された１次関数式に代入した値を警報値として設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス警報器。
【請求項４】
前記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧に基づいて前記電源手段の異常を検出する異常検出手段を
さらに備えたことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載のガス警報器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−２５０５３８（Ｐ２０１０−２５０５３８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９８９０９（Ｐ２００９−９８９０９）
【出願日】平成２１年４月１５日（２００９．４．１５）
【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２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１５日（２００９．４．１５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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