(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス検出素子と、当該ガス検出素子を少なくとも第１の検出温度と、当該第１の検出温度より高い第２の検出温度とに周期的に切り替え加熱制御する加熱制御手段と、当該ガス検出素子の出力に基づいてガス漏れの有無を判定するガス漏れ判定手段とを備えて構成されるガス漏れ警報器において、
上記加熱制御手段にて上記第１の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の電圧値を、所定の短絡閾値と比較することにより、上記ガス検出素子の短絡または抵抗値異常の有無を判定する短絡判定手段と、
上記加熱制御手段にて上記第２の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の電圧値を、所定の断線閾値と比較することにより、上記ガス検出素子の断線または抵抗値異常の有無を判定する断線判定手段と、
を備えたことを特徴とするガス漏れ警報器。
【請求項２】
上記短絡判定手段による上記ガス検出素子の電圧値と所定の短絡閾値との比較は、上記第１の検出温度が安定した後に行ない、
上記断線判定手段による上記ガス検出素子の電圧値と所定の断線閾値との比較は、上記第２の検出温度が安定した後に行なうこと、
を特徴とする請求項１に記載のガス漏れ警報器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス検出素子を複数の温度に切り替え加熱し、各温度に加熱された際のガス検出素子の出力に基づいてガス漏れの有無を判定等するガス漏れ警報器に関し、特に、ガス検出素子の異常を監視等することのできるガス漏れ警報器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般住宅等において、ガス漏れを検出して警報を発するガス漏れ警報器が広く利用されている。一般的に、このガス漏れ警報器は、ガス検出素子を備えており、このガス検出素子の出力変化に基づいて、ガス漏れの有無を判定するように構成されている。
特に、近年では、機器のコスト低減等のため、複数種類のガスのガス漏れを、１つのガス検出素子で検出できるようにしたガス漏れ警報器も提案されている。このようなガス漏れ警報器においては、ガス検出素子を、各種類のガスの検出に適した複数の温度に切り替え加熱し、各温度に加熱されたガス検出素子の出力変化に基づいて、ガス漏れの有無を判定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ガス漏れ警報器は、一般住宅等の安全性を監視するという極めて重要な役割を担うものであるため、その機能に異常が生じた場合には、これを検出してユーザ等に報知することが必要になる。特に、ガス検出素子は、上述のようにガス漏れ検出機能の中核をなしており、その断線、短絡、抵抗値異常等の異常を監視することが好ましい。
しかしながら、従来のガス漏れ警報器には、ガス検出素子の上記異常を監視する機能がなかったので、ガス検出素子の異常を発見等することが困難であった。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、ガス検出素子の異常を監視等することのできる、ガス漏れ警報器を提供することを目的としている。
【０００５】
このような目的を達成するため、請求項１に記載のガス漏れ警報器は、ガス検出素子と、当該ガス検出素子を少なくとも第１の検出温度と、当該第１の検出温度より高い第２の検出温度とに周期的に切り替え加熱制御する加熱制御手段と、当該ガス検出素子の出力に基づいてガス漏れの有無を判定するガス漏れ判定手段とを備えて構成されるガス漏れ警報器において、上記加熱制御手段にて上記第１の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の電圧値を、所定の短絡閾値と比較することにより、上記ガス検出素子の短絡または抵抗値異常の有無を判定する短絡判定手段と、上記加熱制御手段にて上記第２の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の電圧値を、所定の断線閾値と比較することにより、上記ガス検出素子の断線または抵抗値異常の有無を判定する断線判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この警報器によれば、加熱制御手段はガス検出素子を第１の検出温度と、第１の検出温度より高い第２の検出温度とに周期的に切り替える。そして、第１の検出温度に加熱されたガス検出素子の電圧値が短絡閾値と比較されて、ガス検出素子の短絡または抵抗値異常の有無が判定される。すなわち、短絡判定は、厳密にはガス検出素子を第１の検出温度と第２の検出温度のいずれに加熱した場合においても行なうことができるが、第１の検出温度に加熱した場合に行なうことにより、比較的低電圧の環境下でガス検出素子の短絡監視を行なうことができ、一層安定した監視を行なうことができる。また、第２の検出温度に加熱されたガス検出素子の電圧値が断線閾値と比較されて、ガス検出素子の断線または抵抗値異常の有無が判定される。すなわち、断線判定は、厳密にはガス検出素子を第１の検出温度と第２の検出温度のいずれに加熱した場合においても行なうことができるが、第１の検出温度に加熱した場合には正常時と断線時の電圧差が小さいために実際にはその検出を行なうことが難しいのに対して、第２の検出温度に加熱した場合には正常時と断線時の電圧差が比較的大きいために容易かつ正確にその検出を行なうことができる。したがって、ガス漏れ検出機能の中核をなすガス検出素子の断線、短絡、抵抗値異常等の異常を監視することができ、ガス漏れ警報器の信頼性を一層向上させることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載のガス漏れ警報器は、請求項１に記載のガス漏れ警報器において、上記短絡判定手段による上記ガス検出素子の電圧値と所定の短絡閾値との比較は、上記第１の検出温度が安定した後に行い、上記断線判定手段による上記ガス検出素子の電圧値と所定の断線閾値との比較は、上記第２の検出温度が安定した後に行なうことを特徴とする。
【０００８】
この警報器によれば、ガス検出素子の短絡、抵抗値異常の有無についての短絡判定は、ガス検出素子の検出温度が第１の検出温度に安定した後に行い、ガス検出素子の断線、抵抗値異常の有無についての断線判定は、ガス検出素子の検出温度が第２の検出温度に安定した後に行なう。このため、ガス検出素子の動作が安定した後に短絡判定または断線判定を行なうことができ、一層確実な判定を行なうことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるガス漏れ警報器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
（警報器の構成）
まず、警報器の構成について説明する。図１は警報器の全体斜視図、図２は警報器の要部構成を示すブロック図である。
この警報器１は、火災発生およびガス漏れを検出して警報を行う、火災ガス漏れ警報器である。この警報器１によって検出されるガスは、ＣＯガスおよび炭化水素ガスである。この警報器１では、概略的に、後述するガス検出素子１６の温度を、ＣＯガス検出用の第１の検出温度Ｔ1と、炭化水素ガス検出用の第２の検出温度Ｔ2（＞Ｔ1）とに、周期的に自動で切り替える。そして、第１の検出温度Ｔ1に切り替えた状態において、ＣＯガスを監視すると共にガス検出素子１６の短絡および抵抗値異常を監視し、第２の検出温度Ｔ2に切り替えた状態において、炭化水素ガスを監視すると共にガス検出素子１６の断線および抵抗値異常を監視する。
【００１３】
次に、警報器１の外観構成を説明する。
図１に示すように、警報器１は、略方形の筐体２に、火災検出部３、ガス検出部４、スピーカ５、電源ランプ６、火災警報ランプ７、ＣＯ警報ランプ８、および、炭化水素ガス警報ランプ９を備えて構成されている。
このうち、火災検出部３は、例えば、サーミスタ式あるいは散乱光式の火災検出手段である。また、ガス検出部４は、ガス検出素子１６により、ＣＯガスまたは炭化水素ガスを検出するガス検出手段である。また、スピーカ５は、後述する音声メッセージ等を出力する出力手段である。また、電源ランプ６、火災警報ランプ７、ＣＯ警報ランプ８、および、炭化水素ガス警報ランプ９は、所定時に点灯または点滅されることにより、警報器１の機能状態または検出状態をユーザ等に報知する報知手段である。
【００１４】
次に、警報器１の電気的構成を説明する。
図２に示すように、警報器１は、検出回路部１０、CPU(Central Processing Unit)１１、記憶部１２、表示部１３、および、音声出力部１４を備えて構成されている（なお、図２においては、火災検出機能のみに関する構成要素を省略する）。
【００１５】
このうち、検出回路部１０は、ガスセンサ１５、検出抵抗ＲL、ＲH、トランジスタＴＲ1、ＴＲ2、および、その他の回路要素を図示の如く接続して構成されている。
このうち、ガスセンサ１５は、ＣＯガスまたは炭化水素ガスを検出するもので、ガス検出素子１６およびヒータ１７を備える。このヒータ１７は、ガス検出素子１６を、第１の検出温度Ｔ1または第２の検出温度Ｔ2に加熱する加熱手段である。また、検出抵抗ＲLはＣＯガス検出、検出抵抗ＲHは炭化水素ガス検出に応じた抵抗値をそれぞれ有し、ガス検出素子１６に対して上記温度の切り替えに伴って切り替え接続される。また、トランジスタＴＲ1は、ヒータ１７をONまたはOFFに切り替えてガス検出素子１６の加熱状態を調整し、トランジスタＴＲ2は、検出抵抗ＲL、ＲHを選択的にガス検出素子１６に接続する。
【００１６】
また、ＣＰＵ１１は、警報器１の機能を制御する制御手段である。このＣＰＵ１１は、機能概念的に、ガス信号処理部１８、ヒータコントロール部１９、タイマー２０、演算部２１、短絡判定部２２、および、断線判定部２３を備えて構成されている。
このうち、ガス信号処理部１８は、ガス検出素子１６の出力を受け、これを所定の閾値と比較することにより、ガス漏れの有無を判定するガス漏れ判定手段である。また、ヒータコントロール部１９は、トランジスタＴＲ1をスイッチング制御することによってヒータ１７を制御する。また、タイマー２０は、ガス検出等の各種処理のタイミングを制御する。また、演算部２１は、ガス検出等の各種処理の演算を行なう。
【００１７】
また、短絡判定部２２は、第１の検出温度Ｔ1に加熱されたガス検出素子１６の電圧値を、所定の短絡閾値と比較することにより、ガス検出素子１６の短絡の有無を判定する短絡判定手段である。また、断線判定部２３は、第２の検出温度Ｔ2に加熱されたガス検出素子１６の電圧値を、所定の断線閾値と比較することにより、ガス検出素子１６の断線の有無を判定する断線判定手段である。
【００１８】
また、記憶部１２は、ガス検出等の各種処理に必要なプログラムやパラメータ等を記憶する記憶手段であり、特に、本実施の形態においては、ガス検出素子１６の短絡の有無を判定するための短絡閾値と、ガス検出素子１６の断線の有無を判定する断線閾値とを不揮発的に記憶する。
【００１９】
また、表示部１３は、図１の電源ランプ６、火災警報ランプ７、ＣＯ警報ランプ８、および、炭化水素ガス警報ランプ９に接続され、これら各ランプ６〜９を点灯または点滅させる。
また、音声出力部１４は、スピーカ５に接続され、スピーカ５から音声メッセージ等を出力させる。
なお、これら各部において行われる具体的な処理の内容については、後述する。
【００２０】
（処理の内容）
次に、このように構成された警報器１の処理の内容について説明する。図３は、この処理のフローチャートである（なお、図３においては、火災検出機能のみに関する処理を省略する）。
【００２１】
まず、図３に示すように、ガス検出素子１６の温度を検出温度Ｔ1または第２の検出温度Ｔ2の所定の一方に切り替え（ステップＳ−１）、ＣＯガスまたは炭化水素ガスの一方の検出を行なう。
すなわち、ヒータコントロール部１９によってトランジスタＴＲ1を制御することにより、ヒータ１７をＯＮ／ＯＦＦし、ガス検出素子１６を加熱して温度切り替えを行なう。例えば、ＣＯガス検出用の第１の温度Ｔ1は約８０℃、炭化水素ガス検出用の第２の温度Ｔ2は約４２０℃である。また、この時、トランジスタＴＲ2を制御することによって、ガス検出素子１６に直列接続する検出抵抗を切り替える。ここでは、例えば、ＣＯガス検出時には検出抵抗ＲLを用い、炭化水素ガス検出時には検出抵抗ＲHを用いる。
【００２２】
このように切り替えられた第１の検出温度Ｔ1または第２の検出温度Ｔ2を、所定時間維持して、温度状態の安定化を図る（ステップＳ−２）。例えば、第１の検出温度Ｔ1は１５秒間程度、第２の検出温度Ｔ2は５秒間程度維持する。この時間経過は、タイマー２０を用いて計時する。
そして、この温度状態が安定した後、ガス検出素子１６からの出力をガス信号処理部１８に取り込み、この出力を所定の閾値と比較して、ガス漏れ発生の有無を判定する（ステップＳ−３）。
【００２３】
ここで、ガス漏れの発生がある場合には、ガス信号処理部１８から表示部１３および音声出力部１４に制御信号を出力し、ガス警報表示を行う（ステップＳ−４）。例えば、ＣＯガス検出時にはＣＯ警報ランプ８を点灯し、炭化水素ガス検出時には炭化水素ガス警報ランプ９を点灯し、また、スピーカ５から音声警報を出力する。
一方、ガス漏れの発生がない場合には、後述するステップＳ−５を経て、ステップＳ−１に戻り、ガス検出素子１６の温度を検出温度Ｔ1または検出温度Ｔ2の他方に切り替えて、ＣＯガスまたは炭化水素ガスの他方のガス検出を上記と同様に行なう。
以降、このような温度切り替えとガス検出とを連続的に行なう。
【００２４】
次に、ステップＳ−５におけるガス検出素子１６の異常の有無の判定について説明する。
ここでは、ステップＳ−１において、ガス検出素子１６の温度が第１の検出温度Ｔ1に切り替えられている場合には、ガス検出素子１６の短絡および抵抗値異常の有無を判定し、ガス検出素子１６の温度が第２の検出温度に切り替えられている場合には、ガス検出素子１６の断線および抵抗値異常の有無を判定する。
【００２５】
具体的には、ガス検出素子１６の温度が第１の検出温度Ｔ1に切り替えられている場合、図２のガス検出素子１６の電圧Ｖ1を短絡判定部２２に取り込む。また、記憶部１２に記憶されている短絡閾値を短絡判定部２２に取り込む。そして、この短絡判定部２２において、電圧Ｖ1と短絡閾値とを相互に比較する。この短絡閾値としては、ガス検出素子１６の通常時の電圧およびＣＯガス検出時の電圧（＜通常時の電圧）に対して、充分に低い電圧が設定されており、電圧Ｖ1が短絡閾値を下回った場合には、ガス検出素子１６に短絡または抵抗値異常があるものと判断することができる。
【００２６】
あるいは、ガス検出素子１６の温度が第２の検出温度Ｔ2に切り替えられている場合、電圧Ｖ1を断線判定部２３に取り込む。また、記憶部１２に記憶されている断線閾値を断線判定部２３に取り込む。そして、この断線判定部２３において、電圧Ｖ1と断線閾値とを相互に比較する。この断線閾値としては、ガス検出素子１６の通常時の電圧よりも充分に高い電圧が設定されており、電圧Ｖ1が断線閾値を上回った場合には、ガス検出素子１６に断線または抵抗値異常があるものと判断することができる。
【００２７】
このような判定により、ガス検出素子１６の短絡、断線、または、抵抗値異常が検出された場合、短絡判定部２２または断線判定部２３から表示部１３および音声出力部１４に制御信号を出力し、ガス検出素子１６の異常表示を行う（ステップＳ−６）。例えば、火災警報ランプ７、ＣＯ警報ランプ８、および、炭化水素ガス警報ランプ９を全て点滅させると共に、スピーカ５から音声警報を出力する。
これにて、一連の処理が終了する。
【００２８】
最後に、第１の検出温度Ｔ1または第２の検出温度Ｔ2と、ガス検出素子１６の短絡または断線の監視とを、上記のように組み合わせた理由について説明する。ここでは、前提として、電源電圧Ｖ0＝５ｖ、検出抵抗ＲL＝１０ｋΩ、検出抵抗ＲH＝１ｋΩ、第１の検出温度Ｔ1に加熱された際のガス検出素子１６の抵抗ＲL＝１ＭΩ、第２の検出温度Ｔ2に加熱された際のガス検出素子１６の抵抗ＲH＝１０ｋΩとする。
【００２９】
まず、断線時の電圧について検討する。
第１の検出温度Ｔ1下において、正常時でかつＣＯガスが存在しない場合、ガス検出素子１６の電圧Ｖ1＝Ｖ0×（ＲGL／（ＲGL＋ＲL））＝５ｖ×（１ＭΩ／（１０ｋΩ＋１ＭΩ））＝４．９５ｖになり、断線時の電圧（電源電圧）５ｖとほとんど差異がなく、異常検出が難しい。
一方、第２の検出温度Ｔ2下においては、正常時でかつ炭化水素ガスが存在しない場合、ガス検出素子１６の電圧Ｖ1＝Ｖ0×（ＲGH／（ＲGH＋ＲH））＝５ｖ×（１０ｋΩ／（１ｋΩ＋１０ｋΩ））＝４．５５ｖになり、上記電圧５ｖと比較的大きな差異が生じる。
したがって、断線に関しては、電圧の閾値を４．５５ｖと５ｖの間（例えば、４．７ｖ〜４．８ｖ）とすることで、第２の検出温度Ｔ2とした場合に検出を行うことができ、第１の検出温度Ｔ1とした場合に検出を行うよりも、容易かつ正確に異常監視を行うことができる。
【００３０】
次に、短絡時の電圧について検討する。
この場合には、上記のような問題がないため、ガス検出素子１６を第１の検出温度Ｔ1と第２の検出温度Ｔ2のいずれに加熱した場合においても検出を行なうことができる。
しかしながら、第１の検出温度Ｔ1とした場合の方が、比較的低電圧の環境下でガス検出素子の短絡監視を行なうことができ、一層安定した監視を行なうことができる。
これらのことから、本実施の形態においては、上記のように、第１の検出温度Ｔ1に切り替えた状態において、ガス検出素子１６の短絡および抵抗値異常を監視し、第２の検出温度Ｔ2に切り替えた状態において、ガス検出素子１６の断線および抵抗値異常を監視している。
【００３１】
（他の実施の形態）
さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてよいものである。
例えば、上記の実施の形態においては、本発明を火災ガス漏れ警報器に適用した例を示すが、ガス漏れの検出機能を有する任意の警報器について同様に適用することができる。また、ガス検出素子１６の短絡と断線の任意の一方のみを監視してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、加熱されたガス検出素子の電圧値が短絡閾値と比較されて、ガス検出素子の短絡または抵抗値異常の有無が判定され、また、第２の検出温度に加熱されたガス検出素子の電圧値が断線閾値と比較されて、ガス検出素子の断線または抵抗値異常の有無が判定される。したがって、ガス漏れ検出機能の中核をなすガス検出素子の断線、短絡、抵抗値異常等の異常を監視することができ、ガス漏れ警報器の信頼性を一層向上させることができる。
【００３３】
また、本発明によれば、比較的低電圧の環境下でガス検出素子の短絡監視を行なうことができ、一層安定した監視を行なうことができる。
【００３４】
また、本発明によれば、第１の検出温度に加熱した場合には正常時と断線時の電圧差が小さいために実際にはその検出を行うことが難しいのに対して、第２の検出温度に加熱した場合には正常時と断線時の電圧差が比較的大きいために容易かつ正確にその検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における警報器の全体斜視図である。
【図２】警報器の要部構成を示すブロック図である。
【図３】警報機の処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１  警報器
２  筐体
３  火災検出部
４  ガス検出部
５  スピーカ
６  電源ランプ
７  火災警報ランプ
８  ＣＯ警報ランプ
９  炭化水素ガス警報ランプ
１０  検出回路部
１１  ＣＰＵ
１２  記憶部
１３  表示部
１４  音声出力部
１５  ガスセンサ
１６  ガス検出素子
１７  ヒータ
【図１】
0003664983.tif 000002
【図２】
0003664983.tif 000003
【図３】
0003664983.tif 000004