(57)【要約】【課題】電気化学式ガスセンサがコンデンサとして正常であるか否かを判定する。【解決手段】水を収容する水容器からの水蒸気または大気中の水蒸気と対象ガスとの反応によって前記対象ガス濃度に応じた電流を発生する電気化学式ガスセンサ１と、電気化学式ガスセンサ１に流れる前記電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路４０と、電気化学式ガスセンサ１に充電電流を供給して電気化学式ガスセンサ１を充電する電源３３と、電源３３から電気化学式ガスセンサ１に所定時間にわたって充電電流の供給を制御する充電制御手段１０ａ１と、前記制御によって充電が終了したときに電気化学式ガスセンサ１の等価回路が有するコンデンサＣの電気量の変化を、電流／電圧変換回路４０の電圧値に基づいて検出する電気量変化検出手段１０ａ２と、前記検出した電気量の変化に基づいて前記コンデンサＣが正常であるか否かを診断する自己診断手段１０ａ３と、を有する。【選択図】図１
2010266355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体又は液体の電解質と対象ガスとの反応によって前記対象ガス濃度に応じた電流を発生する電気化学式ガスセンサと、
前記電気化学式ガスセンサに流れる前記電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路と、
前記電気化学式ガスセンサに充電電流を供給して前記電気化学式ガスセンサを充電する電源と、
前記電源から前記電気化学式ガスセンサに所定時間にわたって充電電流の供給を制御する充電制御手段と、
前記充電制御手段の制御によって充電が終了したときに、前記電気化学式ガスセンサの等価回路が有するコンデンサの電気量の変化を、前記電流／電圧変換回路の電圧値に基づいて検出する電気量変化検出手段と、
前記電気量変化検出手段が検出した電気量の変化に基づいて、前記コンデンサが正常であるか否かを診断する自己診断手段と、
を有することを特徴とする一酸化炭素ガス計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の一酸化炭素ガス計測装置と、
前記一酸化炭素ガス計測装置によって計測された対象ガス濃度の異常を警報する警報手段と、
を有することを特徴とする警報器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象ガスの電気化学反応によって対象ガス濃度を検出する電気化学式ガスセンサの感度を補正する一酸化炭素ガス計測装置及び警報器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼機器の不完全燃焼等によるＣＯガスを検出し警報するＣＯ警報器のように、周辺雰囲気中のＣＯ濃度を測定する装置として、従来から、電気化学式ＣＯセンサ（＝ガスセンサ）を内蔵したものが知られている。
【０００３】
図８に断面図で示すように、この電気化学式ＣＯセンサ１は、内部に水５が収容された金属缶２（＝水容器）の上部開口４にプロトン導電体膜３を設置して、その対極３２を金属缶２内に露出させると共に、反対側の検知極３１にガス吸着フィルタ８ｃを内蔵した金属キャップ８を重ねて金属缶２の上部開口４にかしめ固定して構成されている。
【０００４】
上述した構成の電気化学式のＣＯセンサ１では、周辺雰囲気中のＣＯ（＝対象ガス）が、金属キャップ８の導入孔８ａから内部に導入されて、活性炭やシリカゲル、ゼオライト等からなるガス吸着フィルタ８ｃや導出孔８ｂ、そして、金属キャップ８とプロトン導電体膜３との間に介設した金属製の拡散制御板７の拡散制御孔７ａを通過して検知極３１に到達し、ここで、対極３２側からプロトン導電体膜３に供給される金属缶２内の水５の水分を利用した酸化反応を起こして、検知極３１にプロトン（２Ｈ+）と電子（２ｅ-）を発生させる。
【０００５】
検知極３１に発生した電子（２ｅ-）はプロトン導電体膜３の内部を通過できないので検知極３１に滞留し、一方、プロトン（２Ｈ+）は、プロトン導電体膜３の内部を通過して対極３２に移動し、ここで、金属缶２内の酸素と還元反応を起こして、対極３２に水（Ｈ2Ｏ）を生成する。
【０００６】
したがって、検知極３１と拡散制御板７を介して電気的に接続されてそのターミナルとして機能する金属キャップ８と、対極３２とワッシャー９を介して電気的に接続されてそのターミナルとして機能する金属缶２との間に電流／電圧変換回路（図示せず）を接続すると、検知極３１に滞留した電子（２ｅ-）の対極３２に向かう流れが電流／電圧変換回路の入力抵抗に生じ、これにより対極３２から上記入力抵抗を経て検知極３１に向かう電流の流れが生じるので、この電流を電流／電圧変換回路が、電流／電圧変換することで、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた電圧値のＣＯ濃度信号が得られる（例えば特許文献１，２）。
【０００７】
また、上記同様に水容器からの水蒸気と対象ガスとの反応を利用するガスセンサとして、２つの電極間にイオン伝導固体電解膜を備えるとともに、イオン伝導固体電解膜に一定の相対湿度を維持するように水を充填した水容器を備えたガスセンサがある（例えば特許文献３）。
【０００８】
前記ＣＯセンサ１は、それ自身では、周囲雰囲気中のＣＯ濃度に応じた電圧値のＣＯ濃度信号を生成するために外部からの電力供給を必要としないことから、電池によって長期間駆動する必要のあるＣＯ警報器での利用に適している。
【０００９】
ところで、上述したＣＯ警報器は、従来より、金属缶２中の水が減少する「水なし」、「断線」、「短絡」といった故障を検出する自己診断を行っている（例えば特許文献３）。ＣＯセンサ１の自己診断は、このＣＯセンサ１を一種のコンデンサとみなし、その放電時の電流波形が「水なし」、「断線」、「短絡」といった故障によって正常時とは異なることを利用して行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１７０１０１号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９２９３号公報
【特許文献３】特開２０００−１４６９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のＣＯ警報器等では、短絡、断線、水なし、水の枯渇までは判断していたが、ＣＯセンサ１がコンデンサとして正常に動作しているか否かまでの判定には至っていなかった。つまり、ＣＯセンサ１がコンデンサとして正常に動作していない場合は、その放電時の電流波形についても正確ではない可能性があるため、その電流波形に基づいて各種故障を判定すると、その判定精度が低下する可能性があった。
【００１２】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、電気化学式ガスセンサがコンデンサとして正常であるか否かを判定することができる一酸化炭素ガス計測装置及び警報器を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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の基本構成図に示すように、固体又は液体の電解質と対象ガスとの反応によって前記対象ガス濃度に応じた電流を発生する電気化学式ガスセンサ１と、前記電気化学式ガスセンサ１に流れる前記電流を電圧に変換する電流／電圧変換回路４０と、前記電気化学式ガスセンサ１に充電電流を供給して前記電気化学式ガスセンサ１を充電する電源３３と、前記電源３３から前記電気化学式ガスセンサ１に所定時間にわたって充電電流の供給を制御する充電制御手段１０ａ１と、前記充電制御手段１０ａ１の制御によって充電が終了したときに、前記電気化学式ガスセンサ１の等価回路が有するコンデンサの電気量の変化を、前記電流／電圧変換回路４０の電圧値に基づいて検出する電気量変化検出手段１０ａ２と、前記電気量変化検出手段１０ａ２が検出した電気量の変化に基づいて、前記コンデンサが正常であるか否かを診断する自己診断手段１０ａ３と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、充電制御手段１０ａ１の制御によって電源３３から電気化学式ガスセンサ１に所定時間にわたって充電電流の供給が終了すると、電気化学式ガスセンサ１の等価回路が有するコンデンサＣの電気量の変化を電気量変化検出手段１０ａ２によって検出する。そして、その電気量の変化に基づいて、コンデンサＣが正常であるか否かを自己診断手段１０ａ３によって診断することができる。
【００１５】
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の基本構成図に示すように、請求項１記載の一酸化炭素ガス計測装置２０と、前記一酸化炭素ガス計測装置によって計測された対象ガス濃度の異常を警報する警報手段５０と、を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の本発明によれば、一酸化炭素ガス計測装置によって計測された対象ガス濃度の異常を検出すると、警報手段によって警報を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように請求項１記載の本発明によれば、電源から電気化学式ガスセンサに所定時間にわたって充電電流の供給が終了すると、電気化学式ガスセンサの等価回路が有するコンデンサの電気量の変化を検出し、該電気量の変化に基づいてコンデンサが正常であるか否かを判定するようにしたことから、電気化学式ガスセンサがコンデンサとして正常に動作していないことを検出できるため、計測した対象ガス濃度の精度低下の防止に貢献することができる。また、電気化学式ガスセンサへの充電電流の供給が終了したときの電流／電圧変換回路の出力に基づいて診断するだけなので、定期的に自己診断を行うことが可能となり、電気化学式ガスセンサの異常を迅速に検出することができるため、メンテナンス性の向上を図ることができる。従って、電気化学式ガスセンサがコンデンサとして正常に動作していることを担保することができるため、電気化学式ガスセンサの精度向上に貢献することができる。
【００１８】
以上説明したように請求項２記載の本発明によれば、一酸化炭素ガス計測装置がコンデンサとして正常に動作している状態で計測した対象ガス濃度を判定し、その異常を警報するようにしたことから、電気化学式ガスセンサに故障が生じたままの状態で使用され続けることを防止できる。従って、一酸化炭素ガス計測装置の計測精度の低下を防止できるため、安全性の向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一酸化炭素ガス計測装置及び警報器の基本構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る警報器としてのガス警報器の一実施の形態を示す回路図である。
【図３】図２に示すガス警報器中の電気化学式ガスセンサの等価回路図である。
【図４】図３に示す電気化学式ガスセンサの充電した瞬間の等価回路図である。
【図５】電気化学式ガスセンサに電圧値と時間との関係を示すグラフである。
【図６】電気化学式ガスセンサにおけるコンデンサ容量の算出例を説明するための図である。
【図７】図２のＣＰＵが実行する自己診断処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る電気化学式ＣＯセンサの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る一酸化炭素ガス計測装置を有する警報器の一例を、図１〜図７の図面を参照して以下に説明する。なお、従来の技術のところで説明したものと同一あるいは相当する部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２１】
図２において、ガス警報器１００は、電気化学式ガスセンサ（以下、ＣＯセンサという）１と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１０と、自己診断回路３０と、電流／電圧変換回路４０と、抵抗Ｒ１と、音声警報出力部５０と、当該ガス警報器の各部に電力を供給する電池６０と、を有して構成している。
【００２２】
ＣＯセンサ１は、例えば前掲の図８に示す電気化学式ＣＯセンサ１となっている。ＣＯセンサ１は、水を収容する水容器からの水蒸気または大気中の水蒸気と対象ガスとの反応によって対象ガス濃度に応じた電流Ｉを発生し、該電流Ｉを電流／電圧変換回路４０に出力する。ＣＯセンサ１の検知極３１と、演算増幅器４１の−入力端との間には、抵抗Ｒ１が設けられている。
【００２３】
電流／電圧変換回路４０は、抵抗Ｒ１を介してＣＯセンサ１の検知極３１及び第１スイッチＳＷ１が−入力端に、対極３２及び電流源３３が＋入力端にそれぞれ接続された演算増幅器４１と、演算増幅器４１の−入力端及び出力端間に設けられた帰還抵抗Ｒ２とから構成されていて、電流Ｉに応じた電圧信号をマイコン１０に出力する。
【００２４】
マイコン１０は、処理プログラムに従って各種の処理を行うＣＰＵ１０ａと、ＣＰＵ１０ａが行う処理のプログラムなどを格納したＲＯＭ１０ｂと、ＣＰＵ１０ａ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記憶エリアなどを有するＲＡＭ１０ｃ、所定のレジスタに設定された時間の計測あるいは日時、時刻等を計測するためのタイマ１０ｄ等で構成されており、これらの各要素はバスラインによって接続されている。そして、マイコン１０は、所定のサンプリング周期により、電流／電圧変換回路４０から出力される電圧信号をサンプリングしてＣＯのガス濃度を計測し、そのガス濃度が警報設定点以上となった時に音声警報出力部５０から警報を発し、警報解除設定点以下になった時に警報を停止する。
【００２５】
なお、ＣＯは、燃焼器具を正常な状態で使用しても発生することが知られており、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、冷たい調理器具が暖まるまでの間にＣＯが発生するので、ＣＯ濃度（ガス濃度）が警報設定点を超えてもすぐには警報の発生を行わず、予め定めた遅延時間経過後も警報設定点を越えている状態が継続した場合に、警報を発生するようにしてもよい。
【００２６】
自己診断回路３０は、マイコン１０からの指示によりＣＯセンサ１の自己診断を実行する回路である。自己診断回路３０は、ＣＯセンサ１に充電電流を供給してＣＯセンサ１を充電するための請求項中の電源としての電流源３３と、電流源３３−ＣＯセンサ１間に設けられてＣＯセンサ１の充電及び放電を切り替える第１スイッチＳＷ１と、を有している。
【００２７】
ＣＯセンサ１は、電流源３３から充電されると、図３に示す等価回路となる。ＣＯセンサ１の等価回路は、電流源３３と抵抗Ｒ１と電気的に接続された直列抵抗（直列内部抵抗成分）Ｒｓと、該直列抵抗Ｒｓに直列接続された抵抗Ｒｐと、抵抗Ｒｐに並列接続されたコンデンサＣと、を有して構成している。そして、直列抵抗Ｒｓと抵抗Ｒｐとの関係は、抵抗Ｒｐ＞＞直列抵抗Ｒｓとなっている。なお、抵抗Ｒ１の抵抗値は１ｋΩ、帰還抵抗Ｒ２の抵抗値は１００ｋΩとする。
【００２８】
図５はＣＯセンサ１の電圧値と時間の関係を、充電及び放電に対応させて示している。なお、図５において、縦軸は電圧値、横軸は時間をそれぞれ示している。そして、自己診断動作では、ＣＯセンサ１に充電することにより電荷を貯め、それを放電する動作を行っている。定電流で一定時間充電される場合、そのコンデンサＣの容量によって貯まる電荷の量が変化する。つまり、そのＣＯセンサ１の充電終了時は、その容量成分の大きさにより電圧値が変化するため、本発明はその電圧値に着目することによりコンデンサＣの容量を診断する。
【００２９】
なお、本実施形態では、ＲＯＭ１０ｂに、上述した図１に示す請求項中の充電制御手段１０ａ１、電気量変化検出手段１０ａ２、自己診断手段１０ａ３、等の各種手段としてＣＰＵ１０ａを機能させるためのプログラムを記憶しており、その電気量変化検出手段１０ａ２がコンデンサＣの容量を算出している。
【００３０】
まず、充電開始時ＳＴは、過渡的にＣＯセンサ１の容量成分は無視でき、インピーダンスは０Ωと見なすことができる。すると、ＣＯセンサ１は、図４に示す等価回路と考えることができる。
【００３１】
図４における充電電流Ｉは、ＣＯセンサ１の直列抵抗Ｒｓに流れる電流Ｉａと抵抗Ｒ１に流れる電流Ｉｂとに分流される。よって、直列抵抗Ｒｓの抵抗値が大きくなればなるほど、１ｋΩの抵抗Ｒ１側に流れる電流は大きくなる。その電流Ｉｂが電流／電圧変換回路４０で電圧出力に変換されるので、その電圧値に基づいて、ＣＯセンサ１の直流抵抗Ｒｓの抵抗値を算出することができる。
【００３２】
例えば、上述した構成において、直流抵抗Ｒｓが５００Ω、充電電流Ｉが１μＡとする。このとき、直流抵抗Ｒｓと抵抗Ｒ１に流れる電流比は、５００Ω：１ｋΩ＝１：２から、直列抵抗Ｒｓ側の電流：抵抗Ｒ１側の電流＝２：１となる。そして、抵抗Ｒ１に流れる電流値をＸとして出力電圧を求める場合、１：２＝Ｘ：（１μＡ−Ｘ）となり、Ｘ＝１／３μＡとなる。
【００３３】
よって、電流／電圧変換回路４０の出力電圧は、１／３μＡ＊１００ｋΩ＝１００／３ｍＶ≒３３．３ｍＶとなる。即ち、上述した逆の計算を行うことで、直列抵抗Ｒｓの抵抗値を求めることができる。
【００３４】
例えば、電流／電圧変換回路４０の出力電圧が２５ｍＶとすると、２５ｍＶ／１００ｋΩ＝０．２５μＡとなり、０．２５μＡ：（１−０．２５）μＡ＝１：３となる。よって、１：３＝直列抵抗Ｒｓ：１ｋΩから、直列抵抗Ｒｓ＝１０００／３Ω＝３３３．３Ωと求めることができる。
【００３５】
抵抗Ｒ１は、電流／電圧変換回路４０の入力抵抗となっている。抵抗Ｒ１は、その一旦が電流源３３（電源）からＣＯセンサ１への供給路、且つ、他端が上述した演算増幅器４１の−入力端にそれぞれ電気的に接続されている。抵抗Ｒ１は、上述したＣＯセンサ１の等価回路における直列抵抗Ｒｓの抵抗値の増加（変化）に応じて電流源３３から流れ込む電流Ｉｂが増加（変化）する抵抗値に設定されている。
【００３６】
次に、コンデンサＣの容量成分の求め方の一例を、図６の図面を参照して以下に説明する。なお、図６中の電流／電圧変換回路４０は２つの増幅器を用いているが、基本構成については、上述した図２等と同一の構成となっている。
【００３７】
上述した自己診断回路３０では、充電開始時の過渡的な状態のときに直列抵抗Ｒｓを判定することについて説明した。そして、充電電流Ｉが例えば１μＡ前後の場合、充電開始時はコンデンサＣの両端の電圧が徐々に上昇していくのに伴って、抵抗Ｒ１側への電流が増加していく。そのため、充電時の時定数によりＣＯセンサ１の容量分を判定できるようにする。ただし、等価回路中の抵抗Ｒｐについては、２０ｋ〜４０ｋΩと仮定して考える。
【００３８】
仮に、直列抵抗Ｒｓを５００Ω、抵抗Ｒｐを４０ｋΩ、電源３３の電圧を２．４Ｖとした場合、直列抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒｐ、抵抗Ｒ１の合成抵抗を求めると、（５００＋４０ｋ）＊１０００／（５００＋４０ｋ）＋１０００＝９７５．９０４Ωとなる。そして、等価回路にてコンデンサＣがフル充電されたときに、電流／電圧変換回路４０の電圧を求めると、（２．４Ｖ−２．２Ｖ）／（９７５．９０４＋２００ｋ）＊９７５．９０４＝９７１．１６５μＶとなる。
【００３９】
今、出力電圧が１．５Ｖになったとすると、２．２−１．５＝０．７Ｖとなり、（０．７／１６）／６８＝６４３．３８２４μＶとなる。よって、６４３．３８２４μＶ＝９７１．１６５μＶ（１−ｅ(-5/C*1000)）となり、Ｃ＝−０．００５／ｌｎ（１−６４３．３８２４μＶ／９７１．１６５μＶ）＝４．６ｍＦと求めることができる。
【００４０】
以上のように、コンデンサＣの容量を求めることができるため、センサ故障として考えられる短絡、断線、水無し、枯渇時には、ＣＯセンサ１の容量成分は限りなく０に近くなるため、使用上問題のない範囲のＣＯセンサ１を故障と判定することを防止できる。
【００４１】
音声警報出力部５０は、図１に示す請求項中の警報手段に相当し、マイコン１０と電気的に接続されている。音声警報出力部５０は、ＣＰＵ１０ａからの要求に応じて例えば音声、表示、等による各種出力が可能な構成となっている。なお、本実施形態では、音声警報出力部５０が音声出力回路によって音声による通知、警報を行う場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、表示のみで通知するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００４２】
次に、ガス警報器１００のＣＰＵ１０ａが実行する本発明に係る自己診断処理の一例を、図７に示すフローチャートを参照して以下に説明する。なお、この処理は上位モジュールからの終了要求に応じて終了することを前提としている。
【００４３】
ＣＰＵ１０ａによってＲＯＭ１０ｂに記憶している自己診断処理プログラムが実行されると、ステップＳ１１において、タイマ１０ｄにより予め定められた診断タイミング（例えば、２４時間毎、１週間毎、等）であるか否かが判定される。診断タイミングではないと判定された場合（Ｓ１１でＮ）、この判定処理を繰り返すことで、診断タイミングを待つ。一方、診断タイミングであると判定された場合（Ｓ１１でＹ）、ステップＳ１２に進む。
【００４４】
ステップＳ１２において、第１スイッチＳＷ１がオンされ、ステップＳ１３において、タイマ１０ｄに基づいて、第１スイッチＳＷ１をＯＮしてから所定時間（例えば、ＣＯセンサ１の充電に必要な時間等）が経過したか否かが判定される。所定時間が経過していないと判定された場合（Ｓ１３でＮ）、この判定処理を繰り返すことで、所定時間の経過を待つ。一方、所定時間が経過していると判定された場合（Ｓ１３でＹ）、ステップＳ１４に進む。
【００４５】
ステップＳ１４において、演算増幅器４１から電圧信号が取り込まれ、その電圧値がＲＡＭ１０ｃに記憶され、ステップＳ１５において、上述したように電圧値に基づいてＣＯセンサ１の直列抵抗Ｒｓの抵抗値が算出されてＲＡＭ１０ｃに記憶され、その後ステップＳ１６に進む。
【００４６】
ステップＳ１６において、演算増幅器４１から電圧信号の電圧値に基づいて、上述したようにコンデンサＣの容量が各電圧値に基づいて算出され、コンデンサＣの電気量の変化が検出され、ステップＳ１７において、第１スイッチＳＷ１がオフされることでＣＯセンサ１が放電され、その後ステップＳ１８に進む。
【００４７】
ステップＳ１８において、検出された電気量の変化と予め定められた判定条件との比較結果に基づいて、コンデンサＣは正常であるか否かが判定される。コンデンサＣは正常であると判定された場合（Ｓ１８でＹ）、ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。
【００４８】
一方、コンデンサＣが正常ではない、つまり異常であると判定された場合（Ｓ１８でＮ）、ステップＳ１９において、コンデンサＣの異常を通知するための通知情報がＲＡＭ１０ｃに作成され、コンデンサＣの放電が終了した後、その通知情報が音声警報出力部５０に出力されることで、音声警報出力部５０によってコンデンサＣの異常が音声によって通知され、その後ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。
【００４９】
以上の説明からも明らかなように、ＣＰＵ１０ａが自己診断処理プログラムを実行することで、図１に示す請求項中の充電制御手段１０ａ１、電気量変化検出手段１０ａ２、自己診断手段１０ａ３として機能する。そして、図７中のステップＳ１２，Ｓ１７が充電制御手段１０ａ１、ステップＳ１６が電気量変化検出手段１０ａ２、ステップＳ１８が自己診断手段１０ａ３にそれぞれ相当している。
【００５０】
次に、上述したガス警報器１００の本発明に係る自己診断時における動作（作用）の一例を以下に説明する。
【００５１】
ガス警報器１００は、診断タイミングになると、第１スイッチＳＷ１をオンさせて、電流源３３から充電電流をＣＯセンサ１に供給することで、ＣＯセンサ１を充電する。また、その電流源３３から分流された電流は抵抗Ｒ１を介して電流／電圧変換回路４０に入力され、電流／電圧変換回路４０で電圧に変換して出力する。そして、ガス警報器１００は、その電流／電圧変換回路４０からの電圧値と抵抗Ｒ１とに基づいて、ＣＯセンサ１に充電を開始した瞬間の直列抵抗Ｒｓの抵抗値を算出し、演算増幅器４１から電圧信号の電圧値に基づいて、上述したようにコンデンサＣの容量を算出して、コンデンサＣの電気量の変化を検出する。
【００５２】
その後ガス警報器１００は、第１スイッチＳＷ１をオフさせることで、ＣＯセンサ１を放電させて、コンデンサＣの電気量の変化と判定条件との比較結果に基づいて、コンデンサＣが正常であるか否かを判定し、異常である場合はコンデンサＣの異常を音声警報出力部５０によって通知する。よって、その通知によって作業者等はＣＯセンサ１におけるコンデンサＣの異常を認識することができるため、感度調整等によって適切な対応を行うことができる。
【００５３】
以上説明したガス警報器１００によれば、電源３３からＣＯセンサ（電気化学式ガスセンサ）１に所定時間にわたって充電電流の供給が終了すると、ＣＯセンサ１の等価回路が有するコンデンサＣの電気量の変化を検出し、該電気量の変化に基づいてコンデンサＣが正常であるか否かを判定するようにしたことから、ＣＯセンサ１がコンデンサＣとして正常に動作していないことを検出できるため、計測した対象ガス濃度の精度低下の防止に貢献することができる。また、ＣＯセンサ１への充電電流の供給が終了したときの電流／電圧変換回路４０の出力に基づいて診断するだけなので、定期的に自己診断を行うことが可能となり、ＣＯセンサ１の異常を迅速に検出することができるため、メンテナンス性の向上を図ることができる。従って、ＣＯセンサ１がコンデンサＣとして正常に動作していることを担保することができるため、ＣＯセンサ１の精度向上に貢献することができる。
【００５４】
また、ガス警報器１００によれば、ＣＯセンサ１がコンデンサＣとして正常に動作している状態で計測した対象ガス濃度を判定し、その異常を警報するようにしたことから、ＣＯセンサ１に故障が生じたままの状態で使用され続けることを防止できる。従って、ガス警報器１００の計測精度の低下を防止できるため、安全性の向上に貢献することができる。
【００５５】
なお、上述した実施形態では、ガス警報器１００がコンデンサＣの容量を算出する前に、ＣＯセンサ１の直列抵抗Ｒｓの抵抗を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、直列抵抗Ｒｓの抵抗をＲＯＭ１０ｂ、メモリ（図示せず）等に予め記憶しておき、それを用いることで抵抗値の算出を省略することもできる。
【００５６】
また、上述した実施形態において、ガス警報器１００がコンデンサＣの異常を検出したときに通知を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、そのＣＯセンサ１の感度を補正するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００５７】
また、上述した実施形態では、本発明の一酸化炭素ガス計測装置を警報器１００に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、一酸化炭素ガス計測装置を燃焼器具、火災警報器、等の各種機器に組み込む、一酸化炭素ガス計測装置を単独の計測器具として用いるなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００５８】
さらに、上述した自己診断の方式は、水を収容する水容器からの水蒸気または大気中の水蒸気を電解質とし、該水蒸気と対象ガスとの反応によって前記対象ガス濃度に応じた電流をＣＯセンサ１が発生する場合について説明した。これに代えて、電解質に硫酸を用いた２極ないし３極で構成される電気化学式センサなどにも適用することができる。例えば、固体又は液体の電解質に接触する一対の電極を備え、検知対象ガスが反応する検知極ともう一方の電極との間に流れる電流又は当該電流に対応する電圧に基づいて、前記検知対象ガスの濃度を検知する電気化学式ガスセンサに適用することもできる。
【００５９】
このように上述した実施例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】
【００６０】
１      電気化学式ガスセンサ（ＣＯセンサ）
２      金属缶（水容器）
１０ａ１    充電制御手段（ＣＰＵ）
１０ａ２    電気量変化検出手段（ＣＰＵ）
１０ａ３    自己診断手段（ＣＰＵ）
３１    検知極
３２    対極
３３    電源（電流源）
４０    電流／電圧変換回路
５０    警報手段（音声警報出力部）
Ｃ      コンデンサ
Ｒ１    抵抗
Ｒｓ    直列抵抗（直列内部抵抗成分）
ＳＷ１  第１スイッチ
【図１】
2010266355.tif 000003
【図２】
2010266355.tif 000004
【図３】
2010266355.tif 000005
【図４】
2010266355.tif 000006
【図５】
2010266355.tif 000007
【図６】
2010266355.tif 000008
【図７】
2010266355.tif 000009
【図８】
2010266355.tif 000010