(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の検出温度または当該第１の検出温度より高い第２の検出温度に加熱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、
上記第１の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の第１の電圧値と、上記第２の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の第２の電圧値との差異に基づいて、上記ガス検出素子に関連する異常の有無を判断する異常判定手段、
を備えたことを特徴とするガス漏れ警報器。
【請求項２】
上記異常判定手段は、上記第１の電圧値と上記第２の電圧値とが相互に等しい場合には、上記ガス検出素子が短絡または断線していると判断すること、
を特徴とする請求項１に記載のガス漏れ警報器。
【請求項３】
上記異常判定手段は、上記第２の電圧値が上記第１の電圧値よりも大きい場合には、上記ガス検出素子に抵抗値異常が発生していると判断すること、
を特徴とする請求項１または２に記載のガス漏れ警報器。
【請求項４】
上記異常判定手段は、上記第１の電圧値が上記第２の電圧値よりも大きい場合において、これら第１の電圧値と第２の電圧値との差異が所定範囲外である場合には、上記ガス検出素子に異常が発生していると判断すること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つ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】
【課題を解決するための手段】
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の検出温度または当該第１の検出温度より高い第２の検出温度に加熱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、上記第１の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の第１の電圧値と、上記第２の検出温度に加熱された上記ガス検出素子の第２の電圧値との差異に基づいて、上記ガス検出素子に関連する異常の有無を判断する異常判定手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この警報器によれば、第１の電圧値と第２の電圧値との差異に基づいて、ガス検出素子に関連する異常の有無が判断される。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、上記異常判定手段は、上記第１の電圧値と上記第２の電圧値とが相互に等しい場合には、上記ガス検出素子が短絡または断線していると判断することを特徴とする。
【０００８】
これは、異常判定の内容を一層具体的に示したものである。この警報器によれば、第１の電圧値と上記第２の電圧値とが相互に等しい場合には、ガス検出素子が短絡または断線していると判断される。したがって、ガス検出素子の短絡または断線の有無を監視することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載のガス漏れ警報器は、請求項１または２に記載のガス漏れ警報器において、上記異常判定手段は、上記第２の電圧値が上記第１の電圧値よりも大きい場合には、上記ガス検出素子に抵抗値異常が発生していると判断することを特徴とする。
【００１０】
これは、異常判定の内容を一層具体的に示したものである。この警報器によれば、第２の電圧値が第１の電圧値よりも大きい場合には、ガス検出素子に抵抗値異常が発生していると判断される。したがって、ガス検出素子の抵抗値異常の有無を監視することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載のガス漏れ警報器は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のガス漏れ警報器において、上記異常判定手段は、上記第１の電圧値が上記第２の電圧値よりも大きい場合において、これら第１の電圧値と第２の電圧値との差異が所定範囲外である場合には、上記ガス検出素子に異常が発生していると判断することを特徴とする。
【００１２】
これは、異常判定の内容を一層具体的に示したものである。この警報器によれば、第１の電圧値と第２の電圧値との差異が所定範囲外である場合には、ガス検出素子に異常が発生していると判断される。したがって、短絡、断線、および、抵抗値異常以外の異常の有無を監視することができる。
【００１３】
【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。
【００１４】
（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。
【００１５】
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。
【００１６】
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）。
【００１７】
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。
【００１８】
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、および、異常判定部２２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。また、異常判定部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（以下、第１の電圧値）と、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（以下、第２の電圧値）との差異に基づいて、ガス検出素子１６に関連する異常の有無を判断する異常判定手段である。
【００１９】
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に関する異常の有無を判定するための抵抗異常閾値と、取得された第１の電圧値および第２の電圧値を不揮発的に記憶する。
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。
【００２０】
（処理の内容）
次に、このように構成された警報器１のガス漏れおよび火災監視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、ヒータコントロール部１９は、ガス検出素子１６の温度を所定時間間隔で検出温度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ＳＡ−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ＳＡ−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（第１の電圧値または第２の電圧値）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ＳＡ−３）。
【００２３】
ここで、ガス漏れの発生が検出された場合には、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ＳＡ−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、ガス漏れの発生が検出されない場合には、後述するガス検出素子１６の異常判定処理を行う（ステップＳＡ−５）。ここで、ガス検出素子１６の異常が発見された場合には、火災警報ランプ７、ＣＯ警報ランプ８、または、炭化水素ガス警報ランプ９を所定の組み合わせで点灯または点滅させることによって、異常表示を行う（ステップＳＡ−６、ＳＡ−７）。一方、異常が発見されない場合には、ステップＳＡ−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繰り返す。
【００２４】
次に、ステップＳＡ−５におけるガス検出素子１６の異常判定処理について説明する。この処理のフローチャートを図４に示す。この処理は、異常判定部２２によって行われる。
ここでは、まず、第１の電圧値と第２の電圧値が取得される（ステップＳＢ−１）。具体的には、検出温度Ｔ１に切り替えている状態においては、その時のガス検出素子１６の出力（第１の電圧値）を取得すると共に、その直近に検出温度Ｔ２に切り替えた状態で取得されたガス検出素子１６の出力（第２の電圧値）を記憶部１２から読み出す。あるいは、検出温度Ｔ２に切り替えている状態においては、その時のガス検出素子１６の出力（第２の電圧値）を取得すると共に、その直近に検出温度Ｔ１に切り替えた状態で取得されたガス検出素子１６の出力（第１の電圧値）を記憶部１２から読み出す。
【００２５】
そして、これら第１の電圧値と第２の電圧値とを相互に比較する（ステップＳＢ−２）。
ここで、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。
【００２６】
この時、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、第１の電圧値＝Ｖ０×（ＲＧＬ／（ＲＧＬ＋ＲＬ））＝５ｖ×（１ＭΩ／（１０ｋΩ＋１ＭΩ））＝４．９５ｖになる。
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、第２の電圧値＝Ｖ０×（ＲＧＨ／（ＲＧＨ＋ＲＨ））＝５ｖ×（１０ｋΩ／（１ｋΩ＋１０ｋΩ））＝４．５５ｖになる。
このことからガス検出素子１６が正常に機能している状態、すなわち、ガス検出素子１６の抵抗値異常が生じておらず、かつ、ガス検出素子１６が短絡や断線していない場合には、第１の電圧値＞第２の電圧値になることがわかる。
【００２７】
一方、ガス検出素子１６が短絡している場合、第１の電圧値＝第２の電圧値＝０ｖになる。また、ガス検出素子１６が断線している場合、第１の電圧値＝第２の電圧値＝５ｖになる。すなわち、短絡や断線時には、第１の電圧値＝第２の電圧値になることがわかる。
また、ガス検知素子１６が何らかの外的要因（例えば、雑ガスによる被毒）によって組成変化を起こし、温度変化に伴う抵抗変化が鈍くなり、あたかもガス検知素子１６の抵抗値が固定されてしまったようになった場合を考える。例えば、ガス検出素子１６の抵抗ＲＬ＝抵抗ＲＨ＝１００ｋΩ程度に固定された場合、第１の電圧値＝４．５５ｖ、第２の電圧値＝４．９５ｖになる。また、ガス検出素子１６の抵抗ＲＬ＝抵抗ＲＨ＝１０ｋΩ程度に固定された場合、第１の電圧値＝２．５０ｖ、第２の電圧値＝４．５５ｖになる。すなわち、抵抗値異常の場合には、第１の電圧値＜第２の電圧値になることがわかる。
【００２８】
これらのことから、ステップＳＢ−１において取り込んだ第１の電圧値と第２の電圧値とが、「第１の電圧値＞第２の電圧値」の関係にあれば、ガス検出素子１６が基本的に正常であると判断してステップＳＢ−４に移行し、「第１の電圧値＝第２の電圧値」の場合、または、「第１の電圧値＜第２の電圧値」の場合には、ガス検出素子１６に短絡、断線、または、抵抗値異常が生じていると判断して、火災警報ランプ７、ＣＯ警報ランプ８、または、炭化水素ガス警報ランプ９を所定の組み合わせで点灯または点滅させることによって、異常表示を行う（ステップＳＢ−３）。なお、ここでは、第１の電圧値または第２の電圧値に基づいて、短絡、断線、または、抵抗値異常を完全に識別して、その識別結果に応じた警報等を出力するようにしてもよい。
【００２９】
ここで、上記のように、「第１の電圧値＞第２の電圧値」の関係にあれば、ガス検出素子１６は基本的に正常であると判断することができる。しかしながら、この場合においても、ガス検出素子１６の正常性に疑問が生ずる場合がある。
すなわち、上記のようにガス検出素子１６の抵抗値は、第１の検出温度Ｔ１に加熱された時に数ＭΩ、第２の検出温度Ｔ２に加熱された時に数１０ｋΩになるため、第１の電圧値と第２の電圧値との差異は０．１〜０．５ｖであると考えられる。したがって、第１の電圧値と第２の電圧値との差異が、このような正常範囲を外れている場合には、ガス検出素子１６に何らかの異常が生じていると考えることができる。
【００３０】
このため、ステップＳＢ−４においては、第１の電圧値と第２の電圧値との差異を、記憶部１２から読み出した抵抗異常閾値と比較し、差異が抵抗異常閾値を超えている場合には、ステップＳＢ−３に移行して異常表示を行う。
なお、ここで用いる抵抗異常閾値は、誤作動を防止するため、上述の正常値０．１〜０．５ｖに対して上下両側に若干余裕を持って設定しておくことが好ましく、例えば、０．０５〜１．０ｖの範囲にすることができる。
その後、ステップＳＢ−４において異常がないと判断された場合には、その時点の第１の電圧値または第２の電圧値を、次の判断に使用するために記憶部１２に更新記憶する。
これにてガス検出素子１６の異常判定処理が終了する。
【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、少なくとも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。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、第１の電圧値と第２の電圧値との差異に基づいて、ガス検出素子に関連する異常の有無が判断される。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、第１の電圧値と上記第２の電圧値とが相互に等しい場合には、ガス検出素子が短絡または断線していると判断される。したがって、ガス検出素子の短絡または断線の有無を監視することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、第２の電圧値が第１の電圧値よりも大きい場合には、ガス検出素子に抵抗値異常が発生していると判断される。したがって、ガス検出素子の抵抗値異常の有無を監視することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、第１の電圧値と第２の電圧値との差異が所定範囲外である場合には、ガス検出素子に異常が発生していると判断される。したがって、短絡、断線、および、抵抗値異常以外の異常の有無を監視することができる。
【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】警報器のガス漏れおよび火災監視処理のフローチャートである。
【図４】ガス検出素子の異常判定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
２２  異常判定部
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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