(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス検知素子と補償素子とが直列された素子接続体の少なくとも片側に１個の付加抵抗が接続された直列接続体と電源が並列接続されてなる回路と、この付加抵抗の両端の電圧を分圧して調整出力するための可変抵抗または増幅して調整出力するための差動増幅器と、この調整出力電圧と素子接続体の素子間の接続点の電圧とを加算または減算して演算出力とする演算回路とを有するガス検知装置であって、検知ガスがガス検知素子と補償素子に接触していないときの前記演算出力が前記２素子の周囲温度に依存しないように、前記可変抵抗の分圧比または前記差動増幅器の増幅率を調節することを特徴とするガス検知装置。
【請求項２】
前記直列接続体は素子接続体の両側に抵抗値の等しい付加抵抗が接続されたものであることを特徴とする請求項１に記載のガス検知装置。
【請求項３】
ガス検知素子と補償素子とが直列された素子接続体の両側に抵抗値の等しい付加抵抗が接続された直列接続体と電源が並列接続されてなる回路と、前記素子接続体の両端の電圧を分圧して調整出力するための可変抵抗または増幅して調整出力するための差動増幅器と、この調整出力電圧と素子接続体の素子間の接続点の電圧とを加算または減算して演算出力とする演算回路とを有するガス検知装置であって、検知ガスがガス検知素子と補償素子に接触していないときの前記演算出力が前記２素子の周囲温度に依存しないように、前記可変抵抗の分圧比または前記差動増幅器の増幅率を調節することを特徴とするガス検知装置。
【請求項４】
ガス検知素子と補償素子とが直列された素子接続体の少なくとも片側に１個の付加抵抗が接続された第１の直列接続体と、第１の直列接続体における素子接続体を１個の抵抗とみなしたときの第１の直列接続体内の抵抗と同数の抵抗を直列接続し、かつ第１の直列接続体を構成する付加抵抗の抵抗値と基準温度でのガス検知素子と補償素子の抵抗値の和との比に等しい抵抗比を有する第２の直列接続体と、電源が並列接続されてなる回路と、第１の直列接続体の素子接続体と付加抵抗との接続点の電圧と、第１の直列接続体と、前記第２の直列接続体の前記第１の直列接続体の素子接続体と付加抵抗との接続点に対応する接続点の電圧の差を分圧して調整出力するための可変抵抗または増幅して調整出力するための差動増幅器と、この調整出力電圧と素子接続体の素子間の接続点の電圧とを加算または減算して演算出力とする演算回路とを有するガス検知装置であって、検知ガスがガス検知素子と補償素子に接触していないときの前記演算出力が前記２素子の周囲温度に依存しないように、前記可変抵抗の分圧比または前記差動増幅器の増幅率を調節することを特徴とするガス検知装置。
【請求項５】
前記第１の直列接続体は素子接続体の両側に抵抗値の等しい付加抵抗が接続されたものであることを特徴とする請求項４に記載のガス検知装置。
【請求項６】
第１の付加抵抗と、ガス検知素子と補償素子と、第２の付加抵抗が接続された第１の直列接続体と、第３の付加抵抗と、可変抵抗と、第４の付加抵抗の３つの抵抗が直列接続されてなり、これら３つの抵抗値の比が、前記第１の直列接続体における第１の付加抵抗の抵抗値と、基準温度でのガス検知素子と補償素子の抵抗値の和と、第２の付加抵抗の抵抗値の比に順を同じくして等しい第２の直列抵抗体と、電源が並列接続されてなる回路と、第１の直列接続体の素子接続体ガス検知素子と補償素子の直列接続の両側に抵抗値の等しい付加抵抗が各１個接続された第１の直列接続体と、３つの抵抗が直列接続されてなり、これら３つの抵抗値の比が第１の直列接続体における付加抵抗の抵抗値と、基準温度でのガス検知素子と補償素子の抵抗値の和との比に等しい第２の直列抵抗体と、電源が並列接続されてなる回路と、第１の直列接続体の素子接続体と付加抵抗の各接続点の電圧と対応する第２の直列接続体の各２個の抵抗の接続点の電圧とを減算する２個の演算回路とこの演算回路の出力差を分圧して調整出力するための可変抵抗または増幅して調整出力するための差動増幅器と、この調整出力電圧と素子接続体の素子間の接続点の電圧とを加算または減算して演算出力とする演算回路とを有するガス検知装置であって、検知ガスがガス検知素子と補償素子に接触していないときの前記演算出力が前記２素子の周囲温度に依存しないように、前記可変抵抗の分圧比または前記差動増幅器の増幅率を調節することを特徴とするガス検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、都市ガス、ＬＰガスあるいは灯油等を燃料とする給湯器等に備えられる不完全燃焼検知用のガス検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ガス、ＬＰガスあるいは灯油等を燃料とする給湯器等が不完全燃焼する場合には、一酸化炭素ガスなどの有毒ガスが発生し、ガス中毒事故の原因となり兼ねない。そのような事故の防止のためには、給湯器の煙道中に一酸化炭素ガスセンサを取り付け一酸化炭素ガス検知を迅速に行うことは有効である。
【０００３】
給湯器の煙道中で一酸化炭素ガス検知をおこなう場合には、一酸化炭素ガス濃度約３０００  ｐｐｍに対してガス検知できればよく、検知限界濃度が５０  ｐｐｍと高感度で高価な一酸化炭素ガスセンサを使用してもよいが、コスト上無駄なので、家庭用の可燃性ガスセンサである接触燃焼式ガスセンサを使用することが多い。
家庭用の接触燃焼式ガスセンサが対象としている温度範囲は−２０〜４０℃であるが、給湯器に適用される場合の温度範囲は７０〜２３０  ℃と高く、広域である。この温度範囲は接触燃焼式ガスセンサに組み込まれている一対のガス検知素子と補償素子の温度補償範囲を越えていて、温度補償は不十分となる。この温度範囲に対してもガス検知を可能とするために、別にガス温度検出用の測温素子を付加しその出力とブリッジ回路の出力とを演算して温度補正を行っている。ガス検知素子と補償素子を構成する抵抗体が白金である場合には、それらと同じ温度係数の測温素子として、一般温度測定用である小型の白金薄膜抵抗体が用いられている。ガス検知素子、補償素子および測温素子は、素子間に温度差が生じないように、給湯器の煙道中に互いに近接して設置される。
【０００４】
図１３は従来の高温用ガス検知装置の温度補正ガス検知回路図である。ガス検知素子Ｄ  と補償素子Ｃ  の直列接続体と抵抗１１、１２の直列接続体および電源Ｅが並列接続された通常のブリッジ回路に、さらに測温素子Ｓ  と抵抗１３の直列接続体が並列接続されて高温用ブリッジ回路を成している。ガス検知素子と補償素子の接続点Ｘ  の電圧をＶｘ、抵抗１１、１２の接続点Ｙ  の電圧をＶｙとして、検知ガスがないときのＶｘ−Ｖｙ  をゼロ点出力という。ガス検知素子と補償素子の抵抗の温度係数は完全に同じではないため、ゼロ点出力は素子の周囲温度が高くなると０  ではなくなる、すなわち温度依存性をもつ。ゼロ点出力を差動増幅器３２により適当に増幅してＶ４１  とすると、Ｖ４１  を測温素子Ｓ  と抵抗１３との接続点Ｚ  の電圧Ｖｚ（周囲温度に対応する温度信号）の温度依存性に等しくすることができる。演算回路２２により、Ｖ４１  と  Ｖｚ  の差（これらが異符号ときは和）をとれば、その出力はオフセットを持っているが温度依存性はない。従って、可燃性ガスがガス検知素子と接触した場合には、ガス検知信号のみが変動値として得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の温度補正法では、第３の素子（測温素子）をガスセンサに近く設置しても、３素子の温度の不均一を避けることは困難であり温度補正の精度は高くない。また、測温素子として使用した白金薄膜抵抗体の熱容量がガス検知素子に比較して大きいために、測温素子の熱応答速度が小さく温度補償が充分に行われてガス検知動作が開始されるまでに時間を要するという問題があった。また、第３の素子の増加によるコストアップも問題である。
【０００６】
この発明の目的は、前記課題を解決し、熱応答速度が大きく、また温度補正が充分になされたガス検知の精度の高いガス検知装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、ガス検知素子と補償素子とが直列された素子接続体の少なくとも片側に１個の付加抵抗が接続された直列接続体と電源が並列接続されてなる回路と、この付加抵抗の両端の電圧を分圧して調整出力するための可変抵抗または増幅して調整出力するための差動増幅器と、この調整出力電圧と素子接続体の素子間の接続点の電圧とを加算または減算して演算出力とする演算回路とを有するガス検知装置であって、検知ガスがガス検知素子と補償素子に接触していないときの前記演算出力が前記２素子の周囲温度に依存しないように、前記可変抵抗の分圧比または前記差動増幅器の増幅率を調節することとする。
【０００８】
この場合、前記直列接続体は素子接続体の両側に抵抗値の等しい付加抵抗が接続されたものであると良い。あるいは、ガス検知素子と補償素子とが直列された素子接続体の両側に抵抗値の等しい付加抵抗が接続された直列接続体と電源が並列接続されてなる回路と、前記素子接続体の両端の電圧を分圧して調整出力するための可変抵抗または増幅して調整出力するための差動増幅器と、この調整出力電圧と素子接続体の素子間の接続点の電圧とを加算または減算して演算出力とする演算回路とを有するガス検知装置であって、検知ガスがガス検知素子と補償素子に接触していないときの前記演算出力が前記２素子の周囲温度に依存しないように、前記可変抵抗の分圧比または前記差動増幅器の増幅率を調節することとする。
【０００９】
あるいは、ガス検知素子と補償素子とが直列された素子接続体の少なくとも片側に１個の付加抵抗が接続された第１の直列接続体と、第１の直列接続体における素子接続体を１個の抵抗とみなしたときの第１の直列接続体内の抵抗と同数の抵抗を直列接続し、かつ第１の直列接続体を構成する付加抵抗の抵抗値と基準温度でのガス検知素子と補償素子の抵抗値の和との比に等しい抵抗比を有する第２の直列接続体と、電源が並列接続されてなる回路と、第１の直列接続体の素子接続体と付加抵抗との接続点の電圧と、第１の直列接続体と、前記第２の直列接続体の前記第１の直列接続体の素子接続体と付加抵抗との接続点に対応する接続点の電圧の差を分圧して調整出力するための可変抵抗または増幅して調整出力するための差動増幅器と、この調整出力電圧と素子接続体の素子間の接続点の電圧とを加算または減算して演算出力とする演算回路とを有するガス検知装置であって、検知ガスがガス検知素子と補償素子に接触していないときの前記演算出力が前記２素子の周囲温度に依存しないように、前記可変抵抗の分圧比または前記差動増幅器の増幅率を調節することとする。
【００１０】
この場合、前記第１の直列接続体は素子接続体の両側に抵抗値の等しい付加抵抗が接続されたものであると良い。あるいは、第１の付加抵抗と、ガス検知素子と補償素子と、第２の付加抵抗が接続された第１の直列接続体と、第３の付加抵抗と、可変抵抗と、第４の付加抵抗の３つの抵抗が直列接続されてなり、これら３つの抵抗値の比が、前記第１の直列接続体における第１の付加抵抗の抵抗値と、基準温度でのガス検知素子と補償素子の抵抗値の和と、第２の付加抵抗の抵抗値の比に順を同じくして等しい第２の直列抵抗体と、電源が並列接続されてなる回路と、第１の直列接続体の素子接続体ガス検知素子と補償素子の直列接続の両側に抵抗値の等しい付加抵抗が各１個接続された第１の直列接続体と、３つの抵抗が直列接続されてなり、これら３つの抵抗値の比が第１の直列接続体における付加抵抗の抵抗値と、基準温度でのガス検知素子と補償素子の抵抗値の和との比に等しい第２の直列抵抗体と、電源が並列接続されてなる回路と、第１の直列接続体の素子接続体と付加抵抗の各接続点の電圧と対応する第２の直列接続体の各２個の抵抗の接続点の電圧とを減算する２個の演算回路とこの演算回路の出力差を分圧して調整出力するための可変抵抗または増幅して調整出力するための差動増幅器と、この調整出力電圧と素子接続体の素子間の接続点の電圧とを加算または減算して演算出力とする演算回路とを有するガス検知装置であって、検知ガスがガス検知素子と補償素子に接触していないときの前記演算出力が前記２素子の周囲温度に依存しないように、前記可変抵抗の分圧比または前記差動増幅器の増幅率を調節することとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１  は本発明に係る付加抵抗の両端の電圧を温度補正に用いる１  付加抵抗のガス検知回路図であり、（ａ）  は電圧を分圧する場合、（ｂ）  は電圧を増幅する場合である。図２  は本発明に係る付加抵抗の両端の電圧を温度補正に用いる２  付加抵抗のガス検知回路図であり、（ａ）  は電圧を分圧する場合、（ｂ）  は電圧を増幅する場合である。
【００１２】
図 1では、1 つの付加抵抗14がガス検知素子D と補償素子C の直列接続( 以下、素子接続体という) の片側に接続され、図 2では2 つの付加抵抗14が素子接続体の両側に接続されており、これらの直列接続体には 電源E が並列接続されている。付加抵抗14と電源E の接続点（アース）の電圧を0 とする。2 つの素子の接続点をX とし、X の電圧をVxとする。また、付加抵抗14と素子の接続点をXdとし、Xdの電圧をVdとする。素子には電流が流れており、素子温度は常に周囲温度より高い。図 1(a) では、付加抵抗14には可変抵抗15の固定抵抗側が並列接続されている。可変抵抗15の可変抵抗端子の分圧比をK11 とする。分圧された電圧を演算回路21によりVxに加算または減算し、その出力をV11 とする。図 1(b) では、付加抵抗14の両端の電圧を差動増幅器31により増幅率A11で増幅しこの出力電圧を演算回路21によりVxに加算または減算し、その演算出力をV12 とする。同様に図 2では、分圧比をK21 、出力をV21 、増幅率をA22 、演算出力をV22 とする。Vxには電源電圧の1/2 に対して、図 2の回路ではオフセットはなく、図 1の回路では付加抵抗によるオフセットが生じている。
【００１３】
図3 は本発明に係る2 素子の両端の電圧を温度補正に用いる２付加抵抗のガス検知回路図であり、(a) は電圧を分圧する場合、(b) は電圧を増幅する場合である。図 3(a) では、素子接続体の両端Xc、Xdに可変抵抗15の固定抵抗側が並列接続されており、可変抵抗15の可変抵抗端子での分圧比をK23 とし、分圧された電圧を演算回路21によりVxに加算または減算し、その演算出力をV23 とする。図 3(b) では、素子接続体の両端Xc、Xdの電圧を差動増幅器31により増幅率A24 で増幅し、この増幅出力を演算回路21によりVxに加算または減算し、その出力をV24 とする。
【００１４】
以上６  ケースを挙げたが、温度補正の方法は殆ど同じ形式となるので統一して説明する。
これら素子には通常のブリッジ回路におけるように電圧が印加され電流を流しておくので素子温度は周囲温度より高い。ガス検知素子Ｄ  と補償素子Ｃ  の周囲温度が基準温度（  室温あるいは２５℃）  のときの抵抗値をＤｏ、Ｃｏ、その温度係数をそれぞれｄ  、ｃ  とし、使用時の素子周囲温度と基準温度との差をＴ  とし、そのときの素子の抵抗値をＤ  、Ｃ  とする。電源Ｅ  の電圧は数式の見やすさのため１  とする。Ｄｏ、Ｃｏは数Ω前後である。付加抵抗や可変抵抗がガス感度をあまり落とさないように、付加抵抗の抵抗値ｒ  は素子の抵抗値の約  １／  １０とし、可変抵抗１５の固定抵抗値Ｒｖは素子の抵抗値より２桁以上大きくしておく。また、差動増幅器および演算回路の入力抵抗は高いものとする。
【００１５】
数１  に各素子と付加抵抗の直列接続体の抵抗値、数２  に各接続点の電圧、数３に演算後の電圧を示す。但しＲｖ＞＞Ｄ  、Ｃ  による近似を行ってある。
【００１６】
【数１】
ガス検知素子の抵抗値      Ｄ  ≡Ｄｏ＊（１＋ｄ＊Ｔ）
補償素子の抵抗値          Ｃ  ≡Ｃｏ＊（１＋ｃ＊Ｔ）
１抵抗と２素子の直列抵抗値    Ｒｔ１  ≡ｒ＋Ｃ＋Ｄ
２抵抗と２素子の直列抵抗値    Ｒｔ２  ≡２ｒ＋（Ｃ＋Ｄ）＊Ｒｖ／（Ｄ＋Ｃ＋Ｒｖ）≒２ｒ＋Ｃ＋Ｄ
【００１７】
【数２】
接続点Xcの電圧 Vc=1-r/Rti
接続点X の電圧 Vx=(r+D)/Rti
接続点Xdの電圧 Vd=r/ Rti
Rtiは Rt1(1抵抗の場合i=1)またはRt2(2 抵抗の場合i=2)
【００１８】
【数３】
以下の式において、±の表記は演算回路で加算する場合＋、減算する場合−を示している。
0003555799.tif 000002
上式は全て 定数+(M*r+D)/Rt の形式であり、第 2項の温度依存性を無くせば、温度補正は可能である。第 2項は次式となるから、
【００１９】
【数４】
（Ｍ＊ｒ＋Ｄ）／Ｒｔ＝（Ｍ＊ｒ＋Ｄｏ＋Ｄｏ＊ｄ＊Ｔ）／（２ｒ＋Ｄｏ＋Ｃｏ＋（Ｄｏ＊ｄ＋Ｃｏ＊ｃ）Ｔ）
分子と分母が同じ温度依存性であればよく、Ｍ  および温度補正後の電圧として次式が得られる。
【００２０】
【数５】
0003555799.tif 000003
どの電圧も温度Ｔ  に依存していない。よって、６  ケース全てにわたって温度補正ができることが判る。
【００２１】
いずれの場合も、温度補正後の電圧には素子の周囲温度が室温での抵抗値Ｄｏ、Ｃｏの他に、それらの温度係数ｄ  、が含まれるので、これらの値を予め測定して求めておく必要がある。これらが既知であれば、先ず、数５に代入して得られた電圧になるよう実際に補正後の電圧を測定しながら、分圧あるいは増幅率を調整し、また加算か減算かを決める。そしてガスセンサの周囲温度を所定の温度に上げ補正後の電圧が変化しないことを確認する。以上のように、温度補正は精度良くできるので、ガス検知出力の精度は高い。また、測温素子を用いないで温度補正を行うことができるので、測温素子の熱容量に起因する温度補正の時間遅れは生じない。
【００２２】
次に、素子の抵抗値のみ既知で、それらの温度係数は未知であっても、温度補正が可能なガス検知回路についてまとめて説明する。
図  ４は本発明に係る付加抵抗の電圧と他の抵抗直列体の抵抗の接続点の電圧の差を温度補正に用いるガス検知回路図であり、（ａ）  は  １付加抵抗の場合    、（ｂ）  は２  付加抵抗の場合である。
【００２３】
図 4については2 付加抵抗の場合( 図 4(a))について説明するが、1 付加抵抗の場合( 図 4(b) ）は付加抵抗14と抵抗16の各1 個とを加えて考えればよく、数式は同じ形式である。素子接続体に1 個の抵抗14を付加した第 1の直列接続体と、抵抗16と可変抵抗17の接続された第 2の直列接続体と電源E の並列接続回路である。可変抵抗17を調整することにより、抵抗16、可変抵抗17の抵抗値の比は、抵抗14、基準温度（室温）での素子接続体および抵抗14の抵抗値の比に等しくしておくことができる。抵抗14と抵抗16の接続点Xd、Zdの電圧Vd  Vdo の差を差動増幅器31により増幅し、これを素子間の接続点X の電圧Vxと演算回路21により演算し出力とする。ガスセンサが基準温度にあるときには各接続点Xd、Xcの電圧Vdo 、Vco は抵抗の接続体の各接続点Zdの電圧に等しく、ガスセンサが基準温度より高温にあるときには各接続点Xdの電圧VdはVdo 、Vco とは異なってくる。従って、各２電圧の減算Vd-Vdoは基準温度では0 であり、また温度係数を持つので、これらを用いて、2 素子の接続点X の電圧Vxの温度補正を行うことができ、温度補正後の電圧はVxo となる。
【００２４】
図 5は本発明に係る2 付加抵抗の電圧と他の抵抗直列体の2 個の抵抗の接続点の電圧の差を温度補正に用いるガス検知回路図である。図 4(b) と同じく第 1の直列接続体と第 2の直列接続体から構成されているのでこれらの説明は省略する。この場合は素子に対して同じ側に接続されている抵抗14と抵抗16の差( 減算) を先にしておき、それぞれの出力の差を増幅し、増幅出力と素子間の接続点の電圧Vxと加算または減算する。
【００２５】
以上の3 つの場合について温度補正の計算結果のみを数6 に示す。
【００２６】
【数 6】
V31=Vx-A31*(Vd-Vdo)
V32=Vx-A32*(Vd-Vdo)
V33=Vx-A33*(Vd-Vc-(Vdo-Vco))
【００２７】
回路の調整は次のように行う。
先ず、素子の周囲温度を基準温度（例えば２５℃）にしておき、可変抵抗１７を調整してその両端の電圧がそれぞれVdo、Vcoに等しくなるようにする。実際には回路の出力V33を任意の値Vxoに調整する作業である。次に、素子の周囲温度を給湯器にガスセンサを取り付けた場合の温度（例えば１５０℃）に上げ、V33を測定しながら、Vxoに等しくなるように、差動増幅器の増幅率を調整する。以上の手順に従えば素子の、基準温度での抵抗値も未知であってよい。以上のように、温度補正は出力電圧をある値Vxoに合わせる作業で精度良くできる。また、測温素子を用いないで温度補正を行うことができるので、測温素子の熱容量に起因する温度補正の時間遅れは生じない。
【００２８】
以上のケースは最も単純で基本的な回路であり、Ｖｄ、Ｖｃの電圧を温度補正に利用する限り、例えばＶｄ、Ｖｃの電圧を別々に増幅あるいは分圧した後、Ｖｘと演算するなどしても、同じ原理に帰着することは明らかである。また、ガス検知素子と補償素子の位置が入れ替わっても同じ動作をすることも明らかである。
また、これらの回路の電源に、２つの抵抗の直列接続体を並列接続して、従来のブリッジ回路と同様の回路構成とし、抵抗間の接続点の電圧をゼロ点出力のオフセット打ち消しあるいは警報出力に都合の良いようにオフセットをかけるように用いても良い。
以下に上記の基本回路を応用したガス検知装置の実施例を説明する。
実施例１
図６  は本発明に係る実施例のガス検知装置のガス検知回路図である。
【００２９】
本回路は従来の温度補正の回路のないブリッジ回路に素子直列への２  付加抵抗の１  抵抗の電圧を利用する場合（図２（ｂ））  を応用したものの変形である。各素子をはじめ接続点の符号は既に記してあるので説明を省略する。
次のように温度補正を行う。計算の簡明のため抵抗１１    、１２は等しくしておく、Ｙ  点の電圧Ｖｙは１／２  である。先にＶｙ−Ｖｄ  を差動増幅器３１により増幅し、その出力とＶｘとを演算回路２２により演算して温度補正する。Ｖｙを先に増幅するのでオフセット電圧Ｖｅ１  は前記のＶ２２  とは違い、次式となる（  数６  参照）  。
【００３０】
【数  ７】
Ｖｅ１  ≡Ｖｘ−Ａ２２＊（Ｖｄ−Ｖｙ）＝Ｖ２２＋Ａ２２／２＝Ｖ２２＋（１−１／ｍ）／２
ガス検知素子Ｄ  として白金コイルにパラジウム触媒を担持したアルミナ担体を付着させた素子を、補償素子Ｃ  として酸化銅触媒を担持したアルミナ担体を付着させた素子を、２３０  ℃の空気中に入れ、温度補正の能力を調べた。素子の抵抗値は約２  Ωであり、付加抵抗の抵抗値は０．３  Ω、バランス抵抗の抵抗値は１    ｋΩ、電源電圧は１．１Ｖとした。
【００３１】
図７  は本発明に係るガス検知装置の実施例のブリッジ出力の応答性のグラフである。カーブａは本発明に係る温度補正をしたブリッジ出力であり、カーブｂは同じ条件で測定した従来の測温素子を用いて温度補正をしたブリッジ出力である（ブリッジ回路は図１３）。ブリッジ出力の９０  ％応答時間で比較すると、本発明に係るブリッジ出力は昇温開始後約６  ｓ  で９０  ％に到達したが、従来のブリッジ出力は５  ｍｉｎ  を要している。本発明の場合は、熱容量の小さい温度ガス検知素子と補償素子の温度が安定するまでの時間のみであるが、従来の場合は、熱容量の大きい測温素子の温度が安定するまでの時間を要しているからである。
【００３２】
図８  は本発明に係る実施例の高温定常状態での出力と２５℃での出力の差の周囲温度依存性のグラフである。カーブｃは本発明の温度補正した場合、カーブｄは従来の温度補正した場合、カーブｅは温度補正しない場合である。温度補正しない場合のカーブは温度が高いほど０  Ｖ  から大きく外れているが、温度補正した場合のカーブは０  Ｖ  で殆ど変動がない。このように、従来用いていた測温素子を付加することなく、抵抗の付加だけで、同じ温度補正ができるようになった。
実施例２
図  ９は本発明に係る他の実施例のガス検知装置のガス検知回路図である。
【００３３】
これは、前記の２付加抵抗、素子両端の電圧の分圧の場合（図３（ａ））  の変形例であり、従来のブリッジ回路と組み合わされている。温度補正は可変抵抗１５の可変接点Ｐ  の電圧と抵抗１１、１２の接続点Ｙ  の電圧Ｖｙと演算回路２１により演算し、次にこの出力と素子間の接続点Ｘ  の電圧Ｖｘとを同様に演算する。温度補正は可変接点Ｐ  位置だけで定まり、２  つの演算の順にはよらない。抵抗１１、１２の接続点Ｙ  の電圧Ｖｙはゼロ点出力にオフセット電圧を加えているだけであり、回路構成が１  電源の場合（  図９  の場合は正）  に電源と異符号の出力が生じないようにするためである。前記のＶ２３  にＶｙが加算されているので、出力電圧Ｖｅ２  は次式となる。
【００３４】
【数  ８】
Ｖｅ２  ≡Ｖｘ−（Ｋ２３＊（Ｖｃ−Ｖｄ）＋Ｖｄ−Ｖｙ）＝Ｖ２３＋Ｖｙ
可変接点Ｐ  の位置を変えることにより、可変接点Ｐ  の電圧の温度係数の符号を任意に変えることができる。従って、組み合わされるガス検知素子と補償素子の抵抗の温度係数の大小に係わらず、演算回路２１の演算を差動増幅器が１個で済む減算回路に限定しておくことができる。
【００３５】
可変抵抗１５の全抵抗は、素子を流れる電流に影響が出ないように１０  ｋΩと高抵抗として、その他は実施例１と同様にして、この回路による温度補正の能力を調べた。
図１０は本発明に係る他の実施例の出力の応答性のグラフである。カーブｆは本発明に係る温度補正をした出力であり、カーブｂ  は同じ条件で測定した従来の温度補正をした出力である（ブリッジ回路は図１４）。本発明に係るブリッジ出力は昇温開始後約６  ｓ  で９０  ％に達したが、従来の温度補正をした出力は５  ｍｉｎ  を要している。本発明の場合は、熱容量の小さい温度ガス検知素子と補償素子の温度が安定するまでは短時間であるが、従来の場合は、熱容量の大きい測温素子の温度が安定するまでに時間を要しているからである。
【００３６】
図１１は本発明に係る他の実施例の高温定常状態での出力と２５℃での出力の差の周囲温度依存性のグラフである。カーブｇは本発明の温度補正した場合、カーブｄは従来の温度補正した場合、カーブｅは温度補正しない場合である。温度補正しない場合のカーブは温度が高いほど０  Ｖ  から大きく外れているが、温度補正した場合のカーブは０  Ｖ  で殆ど変動がない。このように、従来用いていた測温素子を負荷すること無く、抵抗の付加のみで同じ程度の温度補正が達成できるようになった。
実施例３
図１２は本発明に係る別の実施例のガス検知装置のガス検知回路図である。
【００３７】
この実施例は、前記の２付加抵抗で素子両端の電圧の分圧の場合（図６（ｂ））  を従来のブリッジ回路に適合させている。
先ず、可変抵抗１７を調整して、接続点Ｘｃと接続点Ｚｃの電圧を等しくした。次に、差動増幅器の増幅率を最大とし、２  素子の周囲温度が基準温度のとき、抵抗１１と、可変抵抗１２の抵抗値の比を補償素子と抵抗１４の抵抗値の和とガス検知素子と抵抗１４の抵抗値の和の比に等しくなるように、すなわち２  つの出力端子Ｏ  の電圧が等しくなるように、可変抵抗１２の抵抗値を調整した。次に、素子の周囲温度を実際の給湯器に取り付けたときと同じに上げて（  例えば１５０  ℃）  、２  つの出力端子Ｏ  間の電位差が０  となるように差動増幅器３１の増幅率を調整した。
【００３８】
調整済のガス検知回路の温度補正能力を調べた、素子の周囲温度を基準温度から増幅率の調整温度より高温まで変化させて、調整済のガス検知回路の温度補正能力を調べたところ、実施例１の図  ８と同様変動は極めて小さかった。
前にも記したように、この回路の特長は、素子の抵抗値とそれらの温度係数が未知であっても、温度補正の調整が可能なことである。そのため、予めこれらを精度良く測定しておく必要がなく、ガス検知装置の製造工程が迅速化した。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス検知素子、補償素子および少なくとも１つの抵抗の直列接続体と電源が並列接続されてなる回路、またはガス検知素子、補償素子および少なくとも１つの抵抗の直列接続体とこの直列接続体と同じ抵抗値の比とした２または３つの抵抗の直列接続体と電源が並列接続されてなる回路を有するガス検知装置とし、前者の回路では素子に接続された抵抗に生ずる電圧を増幅または分圧し、素子の接続点の電圧と加減算して、後者の回路では素子に接続された抵抗に生ずる電圧と抵抗の直列接続体の抵抗に生ずる電圧の差を増幅し、素子の接続点の電圧に加減して、素子の接続点の電圧の温度補正を行うこととしたため、温度補正の精度はよく、ガス検知の精度は高い。また、測温素子を用いないので、素子自体の温度応答速度より遅くなることはなく、給湯器の燃焼開始と殆ど同時にガス検知可能であり、給湯器の不完全燃焼に関する、安全性は向上する。
【００４０】
また、測温素子を必要としないので、ガスセンサ部はガス検知素子と補償素子の２素子で構成されればよく、簡単であり、低価格である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る付加抵抗の両端の電圧を温度補正に用いる１  付加抵抗のガス検知回路図、（ａ）  電圧を分圧する場合、（ｂ）  電圧を増幅する場合
【図２】本発明に係る付加抵抗の両端の電圧を温度補正に用いる２  付加抵抗のガス検知回路図、（ａ）  電圧を分圧する場合、（ｂ）  電圧を増幅する場合
【図３】本発明に係る２  素子の両端の電圧を２  付加抵抗を温度補正に用いるの２  付加抵抗のガス検知回路図、（ａ）  電圧を分圧する場合、（ｂ）  電圧を増幅する場合
【図４】本発明に係る付加抵抗の電圧と他の抵抗直列体の抵抗の接続点の電圧の差を温度補正に用いるガス検知回路図、（ａ）  １  付加抵抗の場合    、（ｂ）  ２  付加抵抗の場合
【図５】本発明に係る２  付加抵抗の電圧と他の抵抗直列体の２  個の抵抗の接続点の電圧の差を温度補正に用いるガス検知回路図
【図６】本発明に係る実施例のガス検知装置のガス検知回路図
【図７】本発明に係る実施例の出力の応答性のグラフ
【図８】本発明に係る実施例の高温定常状態での出力と２５℃での出力の差の周囲温度依存性のグラフ
【図９】本発明に係る他の実施例のガス検知装置のガス検知回路図
【図１０】本発明に係る他の実施例の出力の応答性のグラフ
【図１１】本発明に係る他の実施例の高温定常状態での出力と２５℃での出力の差の周囲温度依存性のグラフ
【図１２】本発明に係る別の実施例のガス検知装置のガス検知回路図
【図１３】従来の高温用ガス検知装置の温度補正ガス検知回路図
【符号の説明】
Ｄ    ガス検知素子
Ｃ    補償素子
Ｓ    測温素子
Ｅ    電源
１１    抵抗
１２    抵抗
１２ａ  可変抵抗
１３    抵抗
１４    抵抗
１５    抵抗
１６    抵抗
１７    可変抵抗
Ｐ    可変抵抗の可変接点
Ｘ    ２つの素子の接続点
Ｘｄ  ガス検知素子と抵抗１３の接続点
Ｘｃ  補償素子と抵抗１４の接続点
Ｚｄ  ２つの抵抗１６、１７のガス検知素子側の接続点
Ｚｃ  ２つの抵抗１６、１７の補償素子側の接続点
Ｚｚ  測温素子と抵抗１３の接続点
Ｙ    ２つの抵抗１１、１２の接続点
２１    演算回路
２２    演算回路
３１    差動増幅器
３２    差動増幅器
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２】
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【図３】
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