(57)【要約】【課題】水素ガスによる誤動作を防止するとともに、ガス漏れ警報の鳴り止み現象を防止したガス検出装置を提供する。【解決手段】ガス検出装置は、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する感ガス体２０を有するセンシング素子Ａと、ヒータ兼用電極２１の通電を制御して高温加熱期間と低温加熱期間を交互に設ける加熱制御手段、高温加熱期間における感ガス体２０の抵抗値から求めたメタンガス濃度が警報レベルを超えるとガス漏れ警報を出力する警報手段、低温加熱期間に切り替わった直後の水素ガスに対して弁別性のある期間において、感ガス体２０の抵抗値から求めた水素ガス濃度が判定レベルを超えると、警報レベルを高濃度側に補正する補正手段、及びガス漏れ警報が出力されると補正手段による補正動作を停止させる補正停止手段としての機能を有するマイコン３とを備える。【選択図】図１
2006084298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する感ガス体と、前記感ガス体の抵抗値から求めた検知対象ガスのガス濃度が警報レベルを越えると警報を出力する警報手段と、水素ガスに対して弁別性のある期間において前記感ガス体の抵抗値から求めた水素ガスの濃度が所定の判定レベルを超えると前記警報レベルを高濃度側へシフトさせるように警報レベルを補正する補正手段と、前記警報手段が警報を出力すると、前記補正手段による警報レベルの補正処理を停止させる補正停止手段とを備えて成ることを特徴とするガス検出装置。
【請求項２】
前記検知対象ガスがメタンガスおよび不完全燃焼ガスであり、感ガス体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の加熱量を制御することによって高温加熱期間と低温加熱期間とを交互に設ける加熱制御手段とを設け、前記警報手段は、高温加熱期間における感ガス体の抵抗値から求めたメタンガスのガス濃度が第１の警報レベルを越えるとガス漏れ警報を出力するとともに、低温加熱期間における感ガス体の抵抗値から求めた不完全燃焼ガスのガス濃度が第２の警報レベルを越えると不完全燃焼警報を出力することを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。
【請求項３】
前記補正手段は、高温加熱期間から低温加熱期間に切り替わった直後の水素ガスに対して弁別性のある期間において感ガス体の抵抗値から水素ガスの濃度を求めることを特徴とする請求項２記載のガス検出装置。
【請求項４】
前記補正手段は、水素ガスの濃度が前記判定レベルを超えると前記第１および第２の警報レベルの内少なくとも何れか一方を高濃度側へシフトさせるように補正することを特徴とする請求項２又は３記載のガス検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭や工業分野において、可燃性ガスや不完全燃焼時に発生する一酸化炭素などの不完全燃焼ガスを検出するガス検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、都市ガスやプロパンガスなどの可燃性ガスのガス漏れを検知するガス検出装置として、酸化錫（ＳｎＯ２）を主成分とし可燃性ガスに対して感度を有する感ガス体を用い、感ガス体の抵抗値変化から可燃性ガスを検出するものが提供されている。
【０００３】
このようなガス検出装置は、感ガス体を加熱するためのヒータを有し、ヒータへの通電を制御して高温加熱期間と低温加熱期間を所定周期で交互に設けており、感ガス体が検出対象のガスに接触すると酸化還元反応によってその抵抗値が変化するという性質を利用し、低温加熱期間において不完全燃焼時に発生する一酸化炭素（ＣＯ）などの不完全燃焼ガスを検出するとともに、高温加熱期間においてメタン（ＣＨ４）などの可燃性ガスを検出し、可燃性ガスの濃度又は不完全燃焼ガスの濃度が所定の警報レベルを超えるとガス漏れ警報や不完全燃焼警報を出力していた（例えば特許文献１参照）。なお、検出対象ガス（可燃性ガスなど）のガス濃度は、実際には感ガス体の抵抗値を清浄大気中の抵抗値と比較することによって間接的に検出しており、感ガス体の抵抗値を上述の警報レベルに対応する抵抗値と比較することで、ガス漏れの有無を判別していた。
【特許文献１】特開２００２−８２０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のガス検出装置をメタンと一酸化炭素の検出に用いる場合は、雑ガスである水素ガスを誤検出してガス漏れ警報が発報されるのを防止する必要がある。雰囲気中に検知対象ガスと水素ガスの両方が存在する場合、水素ガスの影響によって検知対象ガスのみが存在する場合に比べて感ガス体の抵抗値が低下するので、感ガス体に触媒を担持することによって水素に対する感度を低減させることが行われていたが、触媒作用の経時劣化が問題となっていた。
【０００５】
そこで、本発明者らは高温加熱期間から低温加熱期間に切り替えた直後の水素ガスに対して弁別性のある期間に着目し、この期間において感ガス体の抵抗値から求めた水素ガス濃度が所定の判定レベルを超えると、可燃性ガスの警報レベルを高濃度側にシフトさせるように補正することで、水素ガスによる誤動作を防止していた。なお、水素ガスのガス濃度も、感ガス体の抵抗値を清浄大気中の抵抗値と比較することによって間接的に検出しており、感ガス体の抵抗値が上記判定レベルに対応する抵抗値を下回ると、警報レベルを補正する。上記の感ガス体の場合は雰囲気中に可燃性ガスが存在する時の抵抗値に比べて、水素ガスが存在する時の抵抗値が低くなるため、水素ガスの判定レベルに対応する抵抗値は可燃性ガスの警報レベルに対応する抵抗値に比べて低い値に設定されている。
【０００６】
しかしながら、低温加熱期間に切り替えた直後の所定期間の感ガス体の抵抗値に応じて可燃性ガスの警報レベルを補正する場合、可燃性ガスの濃度が警報レベルよりも高くなったことを検知してガス漏れ警報を出力した後に、水素ガスが漏洩して水素ガス濃度が判定レベルを越えると、可燃性ガスの警報レベルが高濃度側に補正されるため、ガス漏れ警報の鳴り止み現象が発生するという問題があった。また、可燃性ガスのガス濃度が警報レベルを越えてさらに高くなると、感ガス体の抵抗値がさらに低下するため、上記所定期間における感ガス体の抵抗値が水素ガスの判定レベルに対応する抵抗値を下回る可能性もあり、この場合も可燃性ガスの警報レベルが高濃度側に補正されるため、ガス漏れ警報の鳴り止み現象が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、水素ガスによる誤動作を防止するとともに、ガス漏れ警報の鳴り止み現象を防止したガス検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する感ガス体と、感ガス体の抵抗値から求めた検知対象ガスのガス濃度が警報レベルを越えると警報を出力する警報手段と、水素ガスに対して弁別性のある期間において感ガス体の抵抗値から求めた水素ガスの濃度が所定の判定レベルを超えると警報レベルを高濃度側へシフトさせるように警報レベルを補正する補正手段と、警報手段が警報を出力すると、補正手段による警報レベルの補正処理を停止させる補正停止手段とを備えて成ることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、検知対象ガスがメタンガスおよび不完全燃焼ガスであり、感ガス体を加熱する加熱手段と、加熱手段の加熱量を制御することによって高温加熱期間と低温加熱期間とを交互に設ける加熱制御手段とを設け、警報手段は、高温加熱期間における感ガス体の抵抗値から求めたメタンガスのガス濃度が第１の警報レベルを越えるとガス漏れ警報を出力するとともに、低温加熱期間における感ガス体の抵抗値から求めた不完全燃焼ガスのガス濃度が第２の警報レベルを越えると不完全燃焼警報を出力することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、補正手段は、高温加熱期間から低温加熱期間に切り替わった直後の水素ガスに対して弁別性のある期間において感ガス体の抵抗値から水素ガスの濃度を求めることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、補正手段は、水素ガスの濃度が判定レベルを超えると第１および第２の警報レベルの内少なくとも何れか一方を高濃度側へシフトさせるように補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、水素ガスに対して弁別性のある期間において感ガス体の抵抗値から求めた水素ガスの濃度が所定の判定レベルを越えると、補正手段が警報レベルを高濃度側に補正しているので、雑ガスである水素が存在する場合でも水素による誤検知を防止することができ、且つ、警報手段が警報を出力すると、補正停止手段が補正手段による警報レベルの補正処理を停止させるので、警報の出力後に水素ガスのガス漏れが発生して、水素ガス濃度が判定レベルを越えたとしても、警報レベルが高濃度側にシフトされることはないから、警報が途中で鳴り止むのを防止できる。また、警報の出力後に検知対象ガスのガス濃度がさらに高くなると、検知対象ガス濃度の上昇によって感ガス体の抵抗値が低下し、水素ガスに対して弁別性のある期間において感ガス体の抵抗値が判定レベルに対応する抵抗値を下回る可能性もあるが、補正停止手段により警報レベルが高濃度側にシフトされるのを防止しているので、警報が途中で鳴り止むのを防止できる。
【００１３】
また、加熱制御手段が加熱手段の加熱量を制御することによって高温加熱期間と低温加熱期間とを交互に設け、警報手段が、高温加熱期間においてメタンガスの警報判定を行うとともに、低温加熱期間において不完全燃焼ガスの警報判定を行うようにすれば、１つの感ガス体を用いてガス漏れ警報と不完全燃焼警報の両方を行うことができる。
【００１４】
さらに、補正手段は、高温加熱期間から低温加熱期間に切り替わった直後の水素ガスに対して弁別性のある期間において感ガス体の抵抗値から水素ガスの濃度を求めることが好ましい。
【００１５】
また更に、補正手段は、水素ガスの濃度が判定レベルを超えると第１および第２の警報レベルの内少なくとも何れか一方を高濃度側へシフトさせるように補正することが好ましく、水素ガスを誤検知してガス漏れ警報あるいは不完全燃焼警報が出力されるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
本実施形態のガス検出装置は空気より軽いガス用（空気より軽い１２Ａ、１３Ａガス用のものを除く）のガス検出装置であり、このガス検出装置に用いるガス検出素子は、図５および図６（ａ）（ｂ）に示すように、略円板状の樹脂製のベース１１と、ベース１１を貫通してベース１１の表面側および裏面側に突出する３本の端子１２ａ〜１２ｃと、端子１２ａ〜１２ｃにそれぞれリード線１３ａ〜１３ｃを介して取り付けられたセンシング素子Ａと、天井面１４ａを有する略円筒状に形成されセンシング素子Ａを覆うようにしてベース１１に冠着されるカバー１４と、カバー１４の天井面１４ａの丸孔１４ｂに取着されたステンレス製の金網１５とを備えている。
【００１８】
センシング素子Ａは、図５に示すように酸化錫（ＳｎＯ２）などの金属酸化物半導体を主成分とし略球状（球状あるいは楕円球状）に形成された所謂焼結体型の感ガス体２０を有しており、この感ガス体２０中にコイル状の白金よりなるヒータ兼用電極２１を埋設するとともに、ヒータ兼用電極２１のコイルの中心を貫通するようにして貴金属線からなる中心電極２２を感ガス体２０中に埋設して形成される。ここに、感ガス体２０から突出するヒータ兼用電極２１の両端部から上述したリード線１３ａ，１３ｃが構成され、感ガス体２０から突出する中心電極２２の一端部（下端部）からリード線１３ｂが構成される。なお、感ガス体２０の外径寸法は０．８ｍｍ以下となっており、感ガス体２０を略平板状に形成したり、略円筒状に形成して筒内にコイルを埋設した場合に比べて感ガス体２０を小型化でき、感ガス体２０の熱容量を小さくすることができる。
【００１９】
以上のような構成のガスセンサの製造方法を以下に説明する。先ず、３本の端子１２ａ〜１２ｃをインサート成形によりベース１１と同時成形した後、端子１２ａ，１２ｃの先端にヒータ兼用電極２１の両端（リード線１３ａ，１３ｃ）を、端子１２ｂの先端に中心電極２２の一端（リード線１３ｂ）をそれぞれ溶接或いはろう付けにより電気的且つ機械的に接続し、各端子１２ａ〜１２ｃと各リード線１３ａ〜１３ｃとの接続部位に防錆剤１８を塗布する。次にＰｄ，Ｐｔなどの触媒を添加した酸化錫の粉体に溶媒（硫酸や硝酸など）を加えてペースト状にしたものを電極２１，２２に塗布し、両電極２１，２２を内部に埋設した楕円球状の感ガス体２０を形成して、約６００℃で燒結させた後、感ガス体２０の機械的強度を上げるためにシリカ系バインダーを塗布し、再び約６００℃で焼成する。そして、感ガス体２０を覆うようにしてベース１１に金属キャップ１４を嵌着し、金属キャップ１４をかしめることによってベース１１に固定して、センシング素子Ａの組立を完了する。ところで、従来は端子１２ａ…の材料として鉄とニッケルの合金を用いており、リード線１３ａ…を溶接するために端子１２ａ…の表面に半田めっきを施していないので、感ガス体２０を焼成する際に溶媒の硫酸或いは硝酸が飛散して端子１２ａ…に付着し、端子１２ａ…に錆が発生する可能性があった。そこで、端子１２ａの材料として例えば銅、ニッケル、亜鉛合金（所謂洋白）や純ニッケルなどの材料、特に好ましくは銅の含有量が５４．０〜５８．０％、ニッケルの含有量が１６．５〜１９．５％で、残部が亜鉛の銅、ニッケル、亜鉛合金（ＪＩＳ  Ｈ  ３１３０  Ｃ７７０１）を用いており、こられの材料は錆びにくい性質を有しているので、感ガス体２０を焼成する際に溶媒の硫酸や硝酸が飛散し、端子１２ａ…に付着したとしても端子１２ａ…に錆が発生するのを抑制することができる。
【００２０】
次に制御部２の回路構成を図１を参照して説明する。制御部２は、ヒータ兼用電極２１の通電を制御することで発熱量を制御する加熱制御手段、高温加熱期間（メタンガスに対して弁別性を有する期間）における感ガス体２０の抵抗値から求めたメタンガスの濃度が第１の警報レベルを超えるとガス漏れ警報を出力するとともに、低温加熱期間（一酸化炭素に対して弁別性を有する期間）における感ガス体２０の抵抗値から求めた一酸化炭素の濃度が第２の警報レベルを超えると不完全燃焼警報を出力する警報手段、高温加熱期間から低温加熱期間に切り替わった直後の水素ガスに対して弁別性のある期間において、感ガス体２０の抵抗値から求めた水素ガスの濃度が所定の判定レベルを超えると、第１及び第２の警報レベルを高濃度側へシフトさせるように警報レベルを補正する補正手段、および警報手段がガス漏れ警報又は不完全燃焼警報を出力すると、補正手段による警報レベルの補正処理を停止させる補正停止手段などの機能がプログラム化されて装置全体の制御処理を行うマイコン３を備える。なお、検出対象ガス（メタンガスや一酸化炭素や水素ガスなど）のガス濃度は、実際には感ガス体２０の抵抗値を検出することで間接的に求めており、感ガス体２０の抵抗値を第１，第２の警報レベルや判定レベルに対応して設定されたしきい値と比較することによって、ガス濃度レベルの判定を行っている。
【００２１】
本回路では、交流商用電源ＡＣの交流電圧を降圧トランスＴｒで降圧し、降圧した電圧をダイオードブリッジＤＢ１，ＤＢ２でそれぞれ全波整流しており、一方のダイオードブリッジＤＢ２で整流された電圧は平滑コンデンサＣ１で平滑された後、三端子レギュレータＩＣ１で所定電圧に安定化されて、マイコン３に供給される。
【００２２】
センシング素子Ａのヒータ兼用電極２１は、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１および抵抗Ｒ０の並列回路を介して三端子レギュレータＩＣ１の出力端子間に接続されており、トランジスタＱ１のベースはマイコン３の出力ポートＯ１に接続されている。一方、センシング素子Ａの中心電極２２は、ＰＮＰ型のトランジスタＱ２１と負荷抵抗Ｒ２１との直列回路およびＰＮＰ型のトランジスタＱ２２と負荷抵抗Ｒ２２との直列回路とダイオードＤ１とを介して、三端子レギュレータＩＣ１の出力端子に接続されるとともに、マイコン３の入力ポートＩ１に接続されている。トランジスタＱ２１，Ｑ２２のベースはマイコン３の出力ポートＯ２１，Ｏ２２にそれぞれ接続されており、出力ポートＯ２１又はＯ２２の電圧レベルがローレベルになると、トランジスタＱ２１又はＱ２２がオンになり、負荷抵抗Ｒ２１又はＲ２２が中心電極２２に接続される。
【００２３】
また、マイコン３の出力ポートＯ３〜Ｏ５にはそれぞれ表示用の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のカソードが接続され、出力ポートＯ６，Ｏ７にはそれぞれフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２の発光ダイオードＬ１，Ｌ２のカソードが接続されている。これら発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３及びＬ１，Ｌ２のアノードはそれぞれ限流抵抗を介して三端子レギュレータＩＣ１の出力端子に接続されている。
【００２４】
ここで、フォトカプラＰＣ１，ＰＣ２は検出ガスの濃度などに応じたガス検出信号を電圧信号として出力するためのスイッチ素子として用いられる。この電圧信号を出力するための直列制御型安定化回路４は、ダイオードブリッジＤＢ１の整流出力を平滑する平滑コンデンサＣ２の両端間に接続され、直列制御用トランジスタＱ３のベースに印加される基準電圧を、フォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のフォトトランジスタＰＴ１，ＰＴ２のオン／オフにより切り換えるようになっている。
【００２５】
この基準電圧は、平滑コンデンサＣ２の両端に抵抗Ｒ４を介して接続されたツェナダイオードＺＤの両端電圧を、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３で分圧することによって得られ、フォトトランジスタＰＴ１のオン時には抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３の直列回路の両端電圧、すなわちツェナダイオードＺＤの両端電圧がトランジスタＱ３のベースに基準電圧として印加される。またフォトトランジスタＰＴ２のオン時には抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の直列回路とでツェナダイオードＺＤの両端電圧を分圧した電圧がトランジスタＱ３のベースに基準電圧として印加される。而して、フォトトランジスタＰＴ１，ＰＴ２のオン／オフに応じて、それぞれの基準電圧に対応した電圧信号がガス検出信号として外部に出力される。
【００２６】
また、マイコン３の出力ポートＯ８はコンパレータＣＰ２の非反転入力端子に接続され、出力ポートＯ９はコンパレータＣＰ３の反転入力端子に接続されている。出力ポートＯ８，Ｏ９から交互に出力される信号によって、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力の信号レベルは交互にローレベル／ハイレベルに反転し、圧電ブザーからなるブザー６に印加される電圧の極性が交互に反転し、警報音を発振出力するようになっている。なお、図１中の７はマイコン３に基準クロックを与えるための基準クロック発振回路であり、ＩＣ２は電源投入時にマイコン３をリセットするためのリセット用ＩＣである。
【００２７】
また三端子レギュレータＩＣ１の出力端子間には、温度補償用のサーミスタＴＨ１および抵抗Ｒ２５の直列回路が接続されており、サーミスタＴＨ１および抵抗Ｒ２５の接続点の電位がマイコン３の入力ポートＩ２に入力されている。マイコン３は、入力ポートＩ２からサーミスタＴＨ１および抵抗Ｒ２５の分圧電圧を取り込み、入力ポートＩ１から取り込んだ感ガス体２０の両端電圧の温度補償を行う。
【００２８】
また、三端子レギュレータＩＣ１の出力端子間には、抵抗Ｒ２３および可変抵抗器ＶＲ１の直列回路と、抵抗Ｒ２４および可変抵抗器ＶＲ２の直列回路とが接続されており、マイコン３の入力ポートＩ３，Ｉ４には、それぞれ、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２により設定された設定電圧が入力される。なお、入力ポートＩ３，Ｉ４に入力される電圧は、それぞれ、検出対象ガスであるメタン又は一酸化炭素のガス濃度が警告レベルに達したときの感ガス体２０の両端電圧の設定値となり、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２を用いて設定される。
【００２９】
また、トランジスタＱ１のエミッタ・ベース間にはプルアップ用抵抗Ｒ２を接続するとともに、このプルアップ用抵抗Ｒ２の両端にＰＮＰ型のトランジスタＱ４を接続してある。このトランジスタＱ４は、コンパレータＣＰ１などとともにヒータ兼用電極２１の保護回路５を構成してある。保護回路５では、抵抗Ｒ６，Ｒ７の直列回路をダイオードＤ１を介して三端子レギュレータＩＣ１の出力端子に接続しており、その出力電圧を抵抗Ｒ６，Ｒ７で分圧するとともに、抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点をコンパレータＣＰ１の反転入力端子に接続している。またマイコン３の出力ポートＯ１と回路のグランドとの間に抵抗Ｒ８およびコンデンサＣ０の直列回路を接続し、抵抗Ｒ８およびコンデンサＣ０の接続点をコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に接続し、コンパレータＣＰ１の出力端子を抵抗Ｒ９を介してトランジスタＱ４のベースに接続している。
【００３０】
而して、通常時において、マイコン３の出力ポートＯ１の出力がハイレベルのときにはコンデンサＣ０が抵抗Ｒ８を介して充電され、その充電電圧が抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点の電位を上回ってコンパレータＣＰ１の出力の信号レベルがハイレベルになり、トランジスタＱ４をオフ状態にしている。この時、トランジスタＱ１はオフして、センシング素子Ａのヒータ兼用電極２１への印加電流が低下し、加熱量が低下する。
【００３１】
また、通常時において、マイコン３の出力ポートＯ１の出力が所定時間ローレベルになると、トランジスタＱ１がオンして、センシング素子Ａのヒータ兼用電極２１が通電される。一方、マイコン３の出力ポートＯ１の出力がローレベルになると、保護回路５のコンデンサＣ０に充電された電荷が抵抗Ｒ８を介して放電され、その両端電圧が低下するが、コンデンサＣ０および抵抗Ｒ８の時定数により、上記所定時間が経過するまでコンデンサＣ０の両端電圧が抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点の電位を下回ることがなく、そのため上記所定時間が経過するまでの間、コンパレータＣＰ１の出力がローレベルにならず、トランジスタＱ４のオフ状態が維持される。したがって、トランジスタＱ１はオン状態となり、ヒータ兼用電極２１の印加電流が増加し、その加熱量が増加する。
【００３２】
その後、通常時において、上記所定時間が終了するとマイコン３は出力ポートＯ１をハイレベルとしてトランジスタＱ１をオフさせ、ヒータ兼用電極２１の加熱量を低下させる。
【００３３】
このようにして所定周期毎に所定時間だけヒータ兼用電極２１を通電するデューティ制御を行うことにより、ヒータ兼用電極２１に印加する電圧の平均値を約０．９Ｖとして感ガス体２０を約４００℃に加熱する高温加熱期間と、ヒータ兼用電極２１に印加する電圧の平均値を約０．２Ｖとして感ガス体２０を約６０℃に加熱する低温加熱期間とを交互に設定することができる（図３参照）。
【００３４】
ところで、図４は、ヒータ兼用電極２１への加熱を制御することにより、感ガス体２０の温度を５秒間高温に加熱した後に、低温で加熱した場合の各種ガスに対する応答特性を示しており、横軸は時間（秒）、縦軸は感ガス体２０の抵抗値Ｒｓ（ｋΩ）である。
【００３５】
図４のイ（×）は大気に対する測定結果、ロ（◆）は１００ｐｐｍの一酸化炭素に対する測定結果、ハ（◇）は３００ｐｐｍの一酸化炭素に対する測定結果、ニ（●）は１０００ｐｐｍのメタンに対する測定結果、ホ（○）は３０００ｐｐｍのメタンに対する測定結果、ヘ（▲）は３０００ｐｐｍの水素ガスに対する測定結果、ト（△）は６０００ｐｐｍの水素ガスに対する測定結果、チ（▼）は１００ｐｐｍの一酸化炭素と５０ｐｐｍの水素ガスを混合した混合ガスに対する測定結果、リ（▽）は１００ｐｐｍの一酸化炭素と５０００ｐｐｍの水素ガスを混合した混合ガスに対する測定結果、ヌ（■）は３０００ｐｐｍのメタンと５０００ｐｐｍの水素ガスを混合した混合ガスに対する測定結果をそれぞれ示している。この測定結果から明らかなように、高濃度の水素ガスあるいは水素ガスを含む混合ガスの場合には、高温加熱期間から低温加熱期間に切り替わった時点から約０．５秒が経過した時点（図４中のＢ点）で感ガス体２０の抵抗値が急激に低下しており、この時点での抵抗値を検出することによって、水素ガスの有無を検出することが可能になる。
【００３６】
ここで、マイコン３の警報判定動作を図２のフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
高温加熱期間ではマイコン３は出力ポートＯ２１の信号レベルをハイ、Ｏ２２の信号レベルをローとしてトランジスタＱ２１をオン、Ｑ２２をオフすることにより、負荷抵抗Ｒ２１を介してセンシング素子Ａの抵抗検出用電極２２と一方のヒータ兼用電極２１との間に所定の検出電圧を印加する。そして、高温加熱期間から低温加熱期間に切り替わる直前のメタンガスに対して弁別性のある期間（高温加熱期間開始時から約４〜５秒後）に（図４中のＡ点）、マイコン３は感ガス体２０の両端電圧を入力ポートＩ１から取り込み、入力ポートＩ２から取り込んだサーミスタＴＨ１および抵抗Ｒ２５の分圧電圧に基づいて温度補償を行って、高温加熱期間の終了時における感ガス体２０の抵抗値を検出し、この時の抵抗値をメタンガス濃度に対応する抵抗値（ｃｈ４）として記憶する（Ｓ１１）。
【００３８】
その後、高温加熱期間から低温加熱期間に切り替わった時点より約０．６秒後の時点（図４中のＢ点）で、マイコン３は感ガス体２０の両端電圧を入力ポートＩ１から取り込み、入力ポートＩ２から取り込んだサーミスタＴＨ１および抵抗Ｒ２５の分圧電圧に基づいて温度補償を行って、この時点における感ガス体２０の抵抗値を検出し、この時の抵抗値を水素ガス濃度に対応する抵抗値として記憶する。ここで、マイコン３はＢ点における感ガス体２０の抵抗値に応じてメタンガスおよび一酸化炭素の警報レベルをそれぞれ補正する補正係数Ｋｈ１，Ｋｈ２の値を設定しており、既にガス漏れ警報が出力されている場合には水素ガス濃度に関係なく補正係数Ｋｈ１，Ｋｈ２を１とし、ガス漏れ警報が出力されていない場合には、水素ガス濃度が判定レベル未満であれば、補正係数Ｋｈ１，Ｋｈ２を１にセットし、判定レベルを越えると（つまり感ガス体２０の抵抗値が上記判定レベルに対応した抵抗値を下回ると）、補正係数Ｋｈ１，Ｋｈ２を１よりも大きい所定の値にそれぞれセットする（Ｓ１２）。尚、補正係数Ｋｈ１，Ｋｈ２はセンサの特性や仕様に合わせて個別に設定が可能であり、互いに異なる値に設定しても良いし、同じ値に設定しても良い。
【００３９】
次に、マイコン３は、低温加熱期間に切り替えてから約１秒が経過した時点で、出力ポートＯ２１の信号レベルをロー、Ｏ２２の信号レベルをハイとしてトランジスタＱ２１をオフ、Ｑ２２をオンすることにより、負荷抵抗Ｒ２２を介してセンシング素子Ａの抵抗検出用電極２２と一方のヒータ兼用電極２１との間に所定の検出電圧を印加する（Ｓ１３）。そして、低温加熱期間から高温加熱期間に切り替わる直前の一酸化炭素に対して弁別性のある期間（低温加熱期間の開始から約１０秒後、図４中のＣ点）に感ガス体２０の両端電圧を入力ポートＩ１から読み込み、温度補償を行って感ガス体２０の抵抗値を求め、この抵抗値を一酸化炭素のガス濃度に対応する抵抗値（ｃｏ）として記憶する（Ｓ１４）。
【００４０】
以上のようにしてメタンガス、水素ガス、および一酸化炭素ガスの検出が終了すると、マイコン３は先ずメタンガス濃度に対応する抵抗値（ｃｈ４）に補正係数Ｋｈ１を乗じた値と第１の警報レベルに対応するしきい値（ａｌｃｈ）との高低を比較し（Ｓ１５）、抵抗値（ｃｈ４）に補正係数Ｋｈ１を乗じた値がしきい値（ａｌｃｈ）を下回ると（すなわち感ガス体２０の抵抗値から求めたメタンガス濃度が第１の警報レベルを越えると）、ガス漏れ警報を出力し（Ｓ１６）、しきい値（ａｌｃｈ）以上であれば、一酸化炭素の判定ルーチンに移行する。尚、Ｓ１２の判定の結果、水素ガス濃度が判定レベルを超える場合は補正係数Ｋｈ１が１よりも大きな所定値にセットされ、判定レベル未満であれば補正係数Ｋｈ１が１にセットされるので、水素ガスの濃度が判定レベルを超える場合にはしきい値（ａｌｃｈ）を下回る時の抵抗値（ｃｈ４）がより小さい値となることで、メタンガスの警報レベルを高濃度側にシフトさせて、水素ガスによる誤動作を防止することができる。
【００４１】
そして、マイコン３はメタンガスの判定を終了すると、一酸化炭素の判定を行う。すなわち、マイコン３は一酸化炭素濃度に対応する抵抗値（ｃｏ）に補正係数Ｋｈ２を乗じた値と第２の警報レベルに対応するしきい値（ａｌｃｏ）との高低を比較し（Ｓ１７）、抵抗値（ｃｏ）に補正係数Ｋｈ２を乗じた値がしきい値（ａｌｃｏ）を下回ると（すなわち感ガス体２０の抵抗値から求めた一酸化炭素濃度が第２の警報レベルを越えると）、不完全燃焼警報を出力し（Ｓ１８）、しきい値（ａｌｃｏ）以上であれば警報を出力せずに、監視動作を継続する（Ｓ１９）。尚、Ｓ１２の判定の結果、水素ガス濃度が判定レベルを超える場合は補正係数Ｋｈ２が１よりも大きな所定値にセットされ、判定レベル未満であれば補正係数Ｋｈ２が１にセットされるので、ガス漏れ警報の場合と同様に、水素ガスの濃度が判定レベルを超える場合にはしきい値（ａｌｃｏ）を下回る時の抵抗値（ｃｏ）がより小さい値となることで、一酸化炭素の警報レベルを高濃度側にシフトさせて、水素ガスによる誤動作を防止することができる。
【００４２】
ここで、マイコン３がガス漏れ警報や不完全燃焼警報を出力する際は、所定の出力ポートＯ３〜Ｏ５をローレベルとし、対応する発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を点灯又は点滅させるとともに、出力ポートＯ６〜Ｏ７をローレベルに設定して、対応するフォトカプラＰＣ１又はＰＣ２をオンさせ、安定化回路４より所定の電圧信号を外部に出力させる。またマイコン３は出力ポートＯ８，Ｏ９の出力を交互に反転させ、ブザー６を鳴動させて警報を発するのである。
【００４３】
このように、本実施形態では高温加熱期間から低温加熱期間に切り替わった直後の水素ガスに対して弁別性のある期間に、水素ガスのガス濃度を検出し、水素ガス濃度が所定の判定レベルを超える場合にはメタンガスおよび一酸化炭素の警報レベルを高濃度側にシフトするように補正しているので、水素ガスによる誤検出を防止することが可能になる。さらに、ガス漏れ警報が一旦出力されると、マイコン３は警報レベルの補正動作を停止するので、ガス漏れ警報の出力後に水素ガスが漏洩して水素ガス濃度が判定レベルを超えたり、メタンガスのガス濃度が高濃度になって水素ガスの判定期間における感ガス体２０の抵抗値が判定レベルを下回った場合でも、メタンガスおよび一酸化炭素の警報レベルを高濃度側にシフトさせるような補正が行われないから、ガス漏れ警報が途中で鳴り止んでしまうのを防止できる。
【００４４】
尚、本実施形態では検知対象ガス（メタンガスなどの可燃性ガス、一酸化炭素などの不完全燃焼ガス、又は水素ガス）のガス濃度のレベル判定は、実際には感ガス体２０と検出抵抗との直列回路に一定電圧を印加して、対象ガス濃度に応じて変化する感ガス体２０の抵抗値をその両端電圧から求め、警報レベル或いは判定レベルに対応して設定された抵抗値（しきい値ａｌｃｈ，ａｌｃｏ）と高低を比較することでレベル判定を行っているが、レベル判定の方法を上記の方法に限定する趣旨のものでなく、例えば感ガス体２０と検出抵抗との直列回路に一定電圧を印加して、感ガス体２０の両端電圧と基準となる電圧値との高低を比較することでレベル判定を行っても良いし、また感ガス体２０に一定電圧を印加して感ガス体２０に流れる電流値を検出し、この電流値と基準となる電流値との高低を比較することでレベル判定を行うようにしても良く、検出対象ガスに対して弁別性のある期間の抵抗値から求めたガス濃度が所定レベルを越えるか否かを検出できるのであれば、どのような方法でレベル判定を行っても良い。
【００４５】
また、本実施形態では高温加熱期間の終了時にメタンガスを検出してガス漏れ警報の判定を行うと共に、低温加熱期間の終了時に一酸化炭素ガスを検出して不完全燃焼の警報判定を行っているが、ガス漏れ警報及び不完全燃焼警報を行うタイミングを高温加熱期間及び低温加熱期間の終了時に限定する趣旨のものではなく、メタンガスや不完全燃焼ガスに対して弁別性のある期間であれば、高温加熱期間及び低温加熱期間の途中でガス漏れ警報や不完全燃焼警報を行うようにしても良い。また、補正手段としてのマイコン３は、水素ガス濃度が判定レベルを超えると、ガス漏れ警報の警報レベル（第１の警報レベル）と不完全燃焼警報の警報レベル（第２の警報レベル）を両方とも高濃度側にシフトさせているが、何れか一方の警報レベルのみを高濃度側にシフトするようにしても良い。また、補正停止手段としてのマイコン３は、ガス漏れ警報を出力すると警報レベルの補正処理を停止しているが、ガス漏れ警報又は不完全燃焼警報の内少なくとも何れか一方を出力すると警報レベルの補正処理を停止するようにしても良い。
【００４６】
ところで本実施形態の回路構成では、マイコン３が外部ノイズなどにより暴走して、マイコン３の出力ポートＯ１がローレベルに固定されると、保護回路５のコンデンサＣ０に充電された電荷が抵抗Ｒ８を介して放電され、やがてコンデンサＣ０の両端電圧が抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点の電位を下回るので、コンパレータＣＰ１の出力がハイレベルからローレベルに反転してトランジスタＱ４がオンし、トランジスタＱ１のベース電位を電源電圧まで吊り上げ、トランジスタＱ１を強制的にオフ状態とする。したがって、マイコン３が暴走したとしても、保護回路５がトランジスタＱ１を強制的にオフ状態とし、ヒータ兼用電極２１への通電を強制的に停止させているので、ヒータ兼用電極２１が必要以上に通電されることがなく、コンデンサＣ０および抵抗Ｒ８の時定数を適切に設定することによって、マイコン３の暴走によるヒータ兼用電極２１の断線を防止できる。
【００４７】
また、高温加熱期間および低温加熱期間の時間設定はセンシング素子Ａの熱容量などによって適宜な値に設定すれば良く、高温加熱期間及び低温加熱期間の周期が略６０秒以下とするのが好ましい。例えば高温加熱期間を約５秒、低温加熱期間を約１５秒とすれば、検出周期を２０秒以下に設定することができ、（財）日本ガス機器検査協会が規程する「都市ガス用ガス警報器検査規程（ＪＩＡ  Ｅ  ００１−９９）」や「不完全燃焼警報器検査規程」を満たすことができる。
【００４８】
また、図７に示すように、内部に活性炭よりなる外部フィルタ１７が取り付けられた天井面を有する円筒状のキャップ１６をカバー１３に冠着することにより、外部からセンシング素子Ａへガスが流入する径路に外部フィルタ１７を配置し、雑ガスであるアルコール蒸気や被毒ガスであるシリコン蒸気を外部フィルタ１７で吸着して、センシング素子Ａのアルコール感度を低減するとともに、シリコン等の被毒物質からセンシング素子Ａを保護して、センシング素子Ａがアルコール蒸気やシリコン蒸気などの影響を受けにくくすることができる。尚、本実施形態では活性炭からなる外部フィルタ１７を用いているが、外部フィルタ１７の材質を活性炭に限定する趣旨のものではなく、外部フィルタ１７の材質をシリカゲル（ＳｉＯ２）としても良いし、活性炭およびシリカゲルの組み合わせとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１のガス検出装置の回路図である。
【図２】同上の警報動作を説明するフローチャートである。
【図３】同上の感ガス体の加熱サイクルを説明する説明図である。
【図４】同上の各種ガスに対する応答性を示す図である。
【図５】同上に用いるガス検出素子のカバーを外した状態の正面図である。
【図６】（ａ）は同上の一部破断せる正面図、（ｂ）は同上の一部破断せる上面図である。
【図７】同上にフィルタを装着した状態を示し、（ａ）は一部破断せる断面図、（ｂ）は下面図である。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ  センシング素子
３  マイコン
２０  感ガス体
２１  ヒータ兼用電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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