(57)【要約】【課題】高価な温度センサを用いることなく、正確にガスセンサの温度依存性を補償することができる警報器を提供する。【解決手段】誤差温度データ生成手段２２Ａにて、基準温度において温度センサ１１により本来得られるべき基準温度信号に対応する基準温度データと温度センサから実際に出力される検出温度信号に対応する検出温度データとが比較され、両データの差分に相当する誤差温度データが生成される。次に、修正手段２２Ｂにて、この誤差温度データに基づいて、予め記憶されている温度依存性を補償するための情報が修正される。そして、この修正された情報に基づいてガスセンサの温度依存性が補償され、対象となるガスが検出されて警報される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度依存性を有するガスセンサを用いて、対象となるガスを検出して警報する警報器であって、
前記温度依存性を補償するための補償情報を予め記憶する補償情報記憶手段と、
周囲温度を検出しこれに対応する検出温度信号を出力する温度センサと、
基準温度において前記温度センサにより本来得られるべき温度信号に対応する基準温度データとこの基準温度において前記温度センサから出力される前記検出温度信号に対応する検出温度データとを比較し、両データの差分に相当する誤差温度データを生成する誤差温度データ生成手段と、
前記誤差温度データに基づいて、前記補償情報を修正する補償情報修正手段と、を含み、
修正された前記補償情報に基づいて前記ガスセンサの温度依存性を補償する、
ことを特徴とする警報器。
【請求項２】
請求項１記載の警報器において、
前記補償情報記憶手段は、
前記補償情報として、前記周囲温度の変化に応じて温度補償係数の値が変化する関数を記憶しており、
前記補償情報修正手段は、
現在の周囲温度に対応して出力された前記検出温度データを、前記誤差温度データで修正して、前記関数に適用することにより、現在の周囲温度において前記温度補償係数の値を求める、
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、警報器に関し、特に、所定の温度依存性を有するガスセンサを用いて、対象となるガスを検出して警報する警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスセンサの温度依存性を補償して、警報動作を行う警報器は、下記特許文献１にて周知である。この種の警報器は、対象となるガスを検出してセンサ信号を出力するガスセンサ、周囲温度を検出しこれに対応する温度信号を出力する温度センサ、温度信号に基づいてセンサ信号から温度依存性を除去して警報信号を生成する処理部、そして、この警報信号を受けて発報する警報部を含む。
【０００３】
詳しくは、上記処理部に含まれるメモリには、警報器に含まれるガスセンサにおいて予め判明している、例えば、図６に示すような、周囲温度と温度依存性の補償係数との関係が記憶されている。そして、温度センサから出力される温度信号から得られる温度データによって現在の周囲温度を計算し、更に、上記周囲温度と補償係数と関係を参照して、当該周囲温度に対応する補償係数を計算する。そして、この補償係数を用いて温度依存性が除去されたセンサ信号を得るようにしている。
【特許文献１】実開平５−６４７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記警報器において、センサ信号から正確に温度依存性を除去するためには、正確な周囲温度の検出が前提となる。ところが、この種の警報器に採用される温度センサは、主にコスト的な観点から公差の大きなものを採用せざるを得ず、そうすると、図７のＶに示すような範囲にわたって個々に特性がばらつく可能性がある。すなわち、理想的な温度センサによる、図７に実線で示すような周囲温度に対応する温度データに対して、現実的に採用される温度センサによれば、図７の点線で示すような温度センサの個体差に起因してばらついた温度データになる可能性が高い。なお、図７の温度データとは、例えば、温度センサの抵抗値、又はこれに対応する電流値や電圧値である。
【０００５】
したがって、補償係数も、図６のＤで示すような範囲にわたって、個々の温度センサによって、ばらつくことになり、そうすると、最終的に、各警報器間でガス検出精度にもばらつきが発生してしまう。これを避けるには、各警報器に、公差の小さい高価な温度センサを用いればよいが、そうすると、コストアップにつながる。
【０００６】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、高価な温度センサを用いることなく、正確にガスセンサの温度依存性を補償することができる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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の警報器は、図１に示すように、所定の温度依存性を有するガスセンサ１１を用いて、対象となるガスを検出して警報する警報器であって、前記温度依存性を補償するための補償情報を予め記憶する補償情報記憶手段２３Ａと、周囲温度を検出しこれに対応する検出温度信号を出力する温度センサ１３と、基準温度において前記温度センサ１３により本来得られるべき温度信号に対応する基準温度データとこの基準温度において前記温度センサ１３から出力される前記検出温度信号に対応する検出温度データとを比較し、両データの差分に相当する誤差温度データを生成する誤差温度データ生成手段２２Ａと、前記誤差温度データに基づいて、前記補償情報を修正する補償情報修正手段２２Ｂと、を含み、修正された前記補償情報に基づいて前記ガスセンサの温度依存性を補償する、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、基準温度において温度センサにより本来得られるべき基準温度信号に対応する温度データと温度センサから実際に出力される検出温度信号に対応する温度データとが比較され、両データの差分に相当する誤差温度データが生成される。この誤差温度データに基づいて、予め記憶されている温度依存性を補償するための補償情報が修正される。そして、この修正された補償情報に基づいてガスセンサの温度依存性が補償され、対象となるガスが検出されて警報される。このようにな誤差温度データに基づいて、ガスセンサの温度依存性を補償するための補償情報が修正されるので、ソフト的に温度センサのバラツキをキャンセルすることが可能になる。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の警報器は、図１に示すように、請求項１記載の警報器において、前記補償情報記憶手段２３Ａは、前記補償情報として、前記周囲温度の変化に応じて温度補償係数の値が変化する関数を記憶しており、前記補償情報修正手段２２Ｂは、現在の周囲温度に対応して出力された前記検出温度データを、前記誤差温度データで修正して、前記関数に適用することにより、現在の周囲温度において前記温度補償係数の値を求める、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、ガスセンサの温度依存性を補償するための補償情報として、周囲温度の変化に応じて温度補償係数の値が変化する関数が記憶されている。そして、現在の周囲温度に対応して出力された検出温度データが誤差温度データで修正され関数に適用されて、現在の周囲温度における温度補償係数の値が求められる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、基準温度において温度センサにより本来得られるべき基準温度信号に対応する温度データと温度センサから実際に出力される検出温度信号に対応する温度データとが比較され、両データの差分に相当する誤差温度データが生成される。この誤差温度データに基づいて、予め記憶されている温度依存性を補償するための補償情報が修正される。そして、この修正された補償情報に基づいてガスセンサの温度依存性が補償され、対象となるガスが検出されて警報される。このようにな誤差温度データに基づいて、ガスセンサの温度依存性を補償するための補償情報が修正されるので、ソフト的に温度センサのバラツキをキャンセルすることが可能になる。したがって、高価な温度センサを用いることなく、正確にガスセンサの温度依存性を補償することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、ガスセンサの温度依存性を補償するための補償情報として、周囲温度の変化に応じて温度補償係数の値が変化する関数が記憶されている。そして、現在の周囲温度に対応して出力された検出温度データが誤差温度データで修正され関数に適用されて、現在の周囲温度における温度補償係数の値が求められる。したがって、あらゆる周囲温度において、高価な温度センサを用いることなく、正確にガスセンサの温度依存性を補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る警報器の要部を示すブロックである。図２に示すように、警報器１は、検出部１０及び処理部２０を含む。なお、この種の警報器に一般的に含まれる、電源部、警報部、操作部等はここでは省略している。
【００１４】
検出部１０は、ガスセンサ１１、並びに、直列接続された検出抵抗１２及び温度センサ１３を含む。ガスセンサ１１は、例えば、周知の金属酸化物半導体式センサであり、メタンガスや一酸化炭素ガス等を有害となるガスに反応して、これに応じたセンサ信号を処理部２０に与える。ガスセンサ１１は、固有の温度依存性を有するものとする。ガスセンサ１１には、所定電圧Ｖｃが印加されている。
【００１５】
温度センサ１３は、例えば、周知の測温抵抗体、サーミスタ、半導体センサ等であり、周囲温度に応じてその抵抗値を変える。この抵抗値は、温度センサ１３と検出抵抗１２との接続点から、電圧Ｖｃの分圧値として出力される。この分圧値は、周囲温度を示す検出温度信号として処理部２０に与えられる。
【００１６】
一方、処理部２０は、アナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ）２１、マイクロコンピュータ２２及び記憶部２３を含む。Ａ／Ｄ２１は、入力端子ＲＸ１及びＲＸ２にそれぞれ与えられるアナログ信号である上記センサ信号及び検出温度信号を、マイクロコンピュータ２２で処理可能なディジタル信号に変換して出力する。
【００１７】
マイクロコンピュータ２２は、周知のように、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリー）、及びＲＡＭ（随時書き込み読み出しメモリー）を含む。ＣＰＵはＲＯＭに記憶されているプログラムにしたがって本実施形態に係る制御等の各種処理を実行する。ＲＡＭには、ＣＰＵが各種の処理を実行するうえにおいて必要なデータ、プログラム等が適宜記憶される。マイクロコンピュータ２２は、後述する処理手順によって求めた補償係数を用いて、温度依存性が補償されたセンサデータを得て、これを所定の基準データと比較したうえで、必要ならば、その旨を示す警報信号を出力端子ＴＸから出力する。
【００１８】
記憶部２３は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）であり、少なくとも、基準温度データ及び温度補償係数（単に、補償係数ともよぶ）を記憶する。基準温度データとは、所定の基準温度において、上記温度センサによって本来得られるべき温度信号に対応するデータである。基準温度データは、警報器１０に含まれる温度センサ１３と同種の複数の温度センサにて平均的に得られるデータである。例えば、２０℃の大気中で、温度センサ１３と同種の複数の温度センサにて得られる、抵抗値やこれに対応する電流値や電圧値の平均値である。このような基準温度データは、試験等を経て予め求められる。
【００１９】
補償係数とは、ガスセンサの温度依存性を補償するための係数である。すなわち、補償係数は、検出対象となる同濃度のガスに対して、周囲温度の実用範囲内において、同等のセンサ出力を得るための係数である。補償係数は、例えば、図５に示すように、実用範囲内、例えば、−１０℃〜５０℃における、周囲温度の変化に応じてその値が変化する関数として表してもよい。補償係数を関数化することにより、実用範囲内のあらゆる周囲温度において、高価な温度センサを用いることなく、正確にガスセンサの温度依存性を補償することができるようになる。
【００２０】
なお、補償係数は、図５のように、関数化しておくことが好ましいが、代表的な周囲温度と対応する補償係数とを１対１に割り当てたものであってもよい。補償係数もまた、試験等を経て予め求められる。記憶部２３は、請求項の補償情報記憶手段に対応する。
【００２１】
このような補償係数によって、所定の周囲温度で実際にガスセンサ１１から得られるセンサ出力を補正することにより、温度依存性が補償されたセンサ出力を得ることができる。なお、正確に補償係数を計算するためには、周囲温度を正確に計算することが前提となるので、本発明が有効となる。
【００２２】
このようなハードウエア構成を有する警報器の本実施形態に係る処理手順について、図４及び図５のグラフを参照しつつ、図３を用いて説明する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。特に、図３（Ａ）は、誤差温度データ生成に関し、図３（Ｂ）は、補償係数修正に関するフローチャートである。図４は、本発明の一実施形態に係る誤差温度データを説明するためのグラフである。図５は、本発明の一実施形態に係る温度依存性の補償関数を示すグラフである。
【００２３】
図３（Ａ）のステップＳ１０１において、マイクロコンピュータ２２は、所定の基準温度下の大気中で、Ａ／Ｄ２１を介して検出温度データを取得する。基準温度は、例えば、２０℃である。検出温度データは、この基準温度の大気中で、温度センサ１３から出力される検出温度信号に対応する温度に関するデータ、例えば、電圧値である。次に、ステップＳ１０２において、マイクロコンピュータ２２は、記憶部２３から上記基準温度データを読み出す。基準温度データは上述した通りであるが、検出温度データとは同種であることが必要である。例えば、検出温度データが電圧値で与えられれば、基準温度データも電圧値である必要がある。
【００２４】
続いて、マイクロコンピュータ２２は、ステップＳ１０３において、検出温度データと基準温度データとを比較し、ステップＳ１０４において誤差温度データを計算する。誤差温度データは、図４の±ｃに示すように、検出温度データと基準温度データとの差分に相当する温度データである。そして、マイクロコンピュータ２２は、ステップＳ１０５において、この誤差温度データ±ｃを、後処理のために、記憶部２３に記憶しておく。この図３（Ａ）に示したマイクロコンピュータ２２の処理手順は、請求項の誤差温度データ生成手段に対応する。
【００２５】
次に、図３（Ｂ）のステップＳ２０１において、マイクロコンピュータ２２は、Ａ／Ｄ２１を介して現在温度データを取得する。現在温度データとは、現在温度下で、温度センサ１３から出力される検出温度信号に対応する温度に関するデータ、例えば、電圧値である。簡単にいうと、現在の警報器１０の周囲温度を示す電圧値である。現在温度データもまた、基準温度データと同種、例えば、電圧値である必要がある。次に、ステップＳ２０２において、マイクロコンピュータ２２は、記憶部２３から上記記憶している誤差温度データ±ｃを読み出すと共に、ステップＳ２０３において、図６で示すような補償関数ａ＊ｘ＋ｂを読み出す。
【００２６】
続いて、マイクロコンピュータ２２は、ステップＳ２０４において、補償係数を修正する。すなわち、マイクロコンピュータ２２は、補償関数ａ＊ｘ＋ｂに、誤差温度データ±ｃを盛り込んで、補償係数αを求める。補足すると、図５において、横軸の値ｘに誤差温度データ±ｃを盛り込み（ｘ±ｃ）、これに傾斜ａを乗じ、初期値ｂを加えて、補償係数αを求める。これにより、温度センサ１３のバラツキぶんが修正された補償係数を得ることができる。
【００２７】
そして、ステップＳ２０５において、マイクロコンピュータ２２は、Ａ／Ｄ２１を介して与えられるセンサ出力に関するセンサデータを、ステップＳ２０４で求めた補償係数を用いて、温度依存性が補償されたセンサデータに変換する。これにより、温度センサ１３のバラツキが除去されて正確に温度依存性が補償された、センサデータを得ることができる。この図３（Ｂ）に示したマイクロコンピュータ２２の処理手順は、請求項の係数修正手段に対応する。
【００２８】
なお、マイクロコンピュータ２２は、上記補償されたセンサデータを、所定の基準データと比較したうえで、例えば、警報すべきガス濃度と判定すると、その旨を示す警報信号を、出力端子ＴＸから出力する。そして、図示しない警報部を介して発報される。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、高価な温度センサを用いることなく、正確にガスセンサの温度依存性を補償することができる警報器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の警報器の基本構成を示すブロックである。
【図２】本発明の一実施形態に係る警報器の要部を示すブロックである。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る誤差温度データを説明するためのグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係る温度依存性の補償関数を示すグラフである。
【図６】周囲温度と補償係数との関係を示すグラフである。
【図７】温度データのばらつきを説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１  警報器
１０  検出部
２０  処理部
１１  ガスセンサ
１２  検出抵抗
１３  温度センサ
２１  アナログデジタル変換部
２２  マイクロコンピュータ
２３  記憶部
【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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