(57)【要約】【課題】可燃性ガスの濃度の如何にかかわりなく、測定すべき可燃性ガスの濃度に対応したセンサを自動的に選択することができる可燃性ガス検出装置を提供すること【解決手段】低濃度領域検出部２の検出出力が所定値を超えたことを検出した場合、または低濃度領域検出部２からパルス状の信号を出力したことを検出した場合に切換手段４により高濃度領域検出部１を選択する【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触燃焼型ガスセンサを備えた低濃度領域検出部と、熱伝導型ガスセンサを備えた高濃度領域検出部とを切換手段により切り換えて可燃性ガスの濃度を測定する可燃性ガス検出装置において、
前記低濃度領域検出部の検出出力が所定値を超えたことを検出した場合、または前記検出部からパルス状の信号を出力したことを検出した場合に前記切換手段により前記高濃度領域検出部を選択する可燃性ガス検出装置。
【請求項２】
前記低濃度領域検出部には、前記接触燃焼型ガスセンサと抵抗温度係数が略等しく、可燃ガスによる酸化熱を発生せず、しかも環境中のガスと同一の熱伝導関係を形成する補償素子が、また前記高濃度領域ガス検出部には、抵抗温度係数が略等しく、かつ可燃ガスに接触しないように構成された補償素子が接続されている請求項１に記載の可燃性ガス検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高濃度、及び低濃度の可燃性ガスを、それぞれ異なる形式のセンサにより検出する可燃性ガス検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
爆発下限界程度の低濃度の可燃性ガスの検出には、ヒータに酸化触媒層を形成した接触燃焼式ガスセンサが、また高濃度の可燃性ガスの検出には、非酸化層が形成された熱線からなる熱伝導型ガスセンサが使用され、低濃度から高濃度の広い領域の可燃性ガスを検出する可燃性ガス検出装置にあっては、検出すべき可燃性ガスの濃度に応じてスイッチにより一方のセンサを選択したり、また接触燃焼式ガスセンサの検出信号がスケールオーバとなった時点を検出して伝導型ガスセンサに切り替えるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接触燃焼式ガスセンサは、雰囲気中の酸素と可燃性ガスとの酸化反応による発熱をヒータの抵抗変化として検出するため、可燃性ガスの濃度が酸欠を引き起こすような極めて高い場合には、酸化反応が生じず、可燃性ガスが存在しないがごとき結果となる。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、可燃性ガスの濃度の如何にかかわりなく、測定すべき可燃性ガスの濃度に対応したセンサを自動的に選択することができる可燃性ガス検出装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、接触燃焼型ガスセンサを備えた低濃度領域検出部と、熱伝導型ガスセンサを備えた高濃度領域検出部とを切換手段により切り換えて可燃性ガスの濃度を測定する可燃性ガス検出装置において、前記低濃度領域検出部の検出出力が所定値を超えたことを検出した場合、または前記検出部からパルス状の信号を出力したことを検出した場合に前記切換手段により前記高濃度領域検出部を自動的に選択するようにした。
【０００５】
【作用】
酸素濃度が燃焼に十分な濃度の環境下で可燃性ガスが高濃度に存在する場合には、接触燃焼式ガスセンサからなる低濃度領域検出部の検出出力が規定値を超えるから、高濃度領域検出部に切り替わる。
また、酸素濃度が触媒上で可燃性ガスを燃焼させるには不十分な場合には、触媒の表面に吸着されている酸素による極めて短時間の燃焼が生じるため、接触燃焼式ガスセンサからパルス状の信号が出力する。この特異的な信号の波形を検出して高濃度領域検出部に切り替わる。
【０００６】
【発明の実施の態様】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の可燃性ガス検出装置の一実施例を示すものであって、図中符号１、２はそれぞれ高濃度領域ガス検出部、低濃度領域ガス検出部で、高濃度領域ガス検出部１は、熱伝導性ガス検知センサＳ１、補償素子Ｃ１、固定抵抗Ｒ１、Ｒ２をブリッジ接続して構成され、また低濃度領域ガス検出部２は、接触燃焼型ガスセンサＳ２、補償素子Ｃ２、抵抗Ｒ３、Ｒ４をブリッジ接続して構成され、それぞれの作動電圧供給点に電源３が接続されている。
【０００７】
熱伝導型ガスセンサＳ１は、温度抵抗係数が大きく、かつ被検ガスに対して触媒作用を奏しない材料、例えば白金に金メッキを施した材料を、被検ガスと熱伝導関係を形成するように配置して構成されている。
【０００８】
接触燃焼型ガスセンサＳ２は、図２に示したように通電により発熱するヒータコイル１０に、熱伝導関係を形成するように電気絶縁性材料、たとえばアルミナ等の電気絶縁層１１を形成し、その外周に可燃性ガスと酸素との酸化反応を促す酸化触媒層１２を形成して構成されている。
【０００９】
また補償素子Ｃ１は、抵抗温度係数が略等しくなるように構成され、かつ容器などに収容されて可燃ガスに接触しないように構成されている。
また補償素子Ｃ２は、抵抗温度係数が略等しくなるように構成され、かつ可燃ガスによる酸化熱を発生せず、しかもつ環境中のガスと同一の熱伝導関係を形成し、しかも被検ガスに対して接触燃焼型ガスセンサＳ２と同一の熱伝導特性を備えるように構成されている。
【００１０】
再び図１に戻って、高濃度領域ガス検出部１の検出信号は切換手段４に、また低濃度領域ガス検出部２の検出信号は、後述する判定手段３と切換手段４とにそれぞれ出力している。
【００１１】
判定手段３は、低濃度領域ガス検出部２の検出出力が規定値を超えた場合、または低濃度領域ガス検出部２からパルス状の信号が出力したことを検出して切換手段４に切り換え信号を出力する。
【００１２】
切換手段４は、常時は、低濃度領域ガス検出部２からの信号を測定手段５に出力する一方、切り換え信号の入力により高濃度領域ガス検出部１からの信号を測定手段５に出力するように構成されている。
【００１３】
この実施例において可燃性ガスの濃度が、低濃度領域に収まっている状態では、判定手段３から信号が出力しないため、切換手段４は低濃度領域ガス検出部２からの検出信号を測定手段５に出力する。これにより、濃度の低い可燃性ガスを接触燃焼式ガスセンサＳ２により高い感度で検出できる。
【００１４】
このような状態で、可燃性ガスの濃度が時間と共に上昇すると、低濃度領域ガス検出部２からの検出信号のレベルが上昇し、予め設定されている基準値を超える。これにより、判定手段３から信号が出力するから、切換手段４は高濃度領域ガス検出部１からの検出信号を測定手段５に出力し、データ記憶手段７に格納されている校正データに基づいて高くなったガスの濃度を引き続き測定する。
【００１５】
一方、可燃性ガスの濃度が図３（イ）に示したように急激に上昇すると、酸素濃度が相対的に急激に低下するため、接触燃焼式ガスセンサＳ２は、触媒の表面に吸着されている酸素による極めて短時間の燃焼の後、センサとして機能しなくなるため、低濃度領域ガス検出部２から短時間だけ所定レベルの信号が出力した後、レベルが急激に低下し、図３（ロ）に示すようなパルス状の信号を出力し、以後は接触燃焼式ガスセンサＳ２と補償素子Ｃ２とが熱的にバランスし、ゼロ濃度と同一の信号を出力する。
【００１６】
このパルス状の信号を判定手段３が検出して信号を出力するので、切換手段４は高濃度領域ガス検出部１からの検出信号を測定手段５に出力して、高くなったガスの濃度を高濃度領域ガス検出部１の信号に基づいて測定することができる。
【００１７】
可燃性ガスの濃度が、時間と共に低下して低濃度領域ガス検出部２の検出信号のレベルが基準値を下回ると、判定手段３からの信号が停止する。これにより、切換手段４は低濃度領域ガス検出部２からの検出信号を測定手段５に出力し、データ記憶手段７に格納されている校正データに基づいて濃度の低い可燃性ガスを高い感度で検出する。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、可燃性ガスの濃度の如何にかかわりなく、測定すべき可燃性ガスの濃度に対応したセンサを自動的に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可燃性ガス検出装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】接触燃焼式ガスセンサの一実施例を示す断面図である。
【図３】図（イ）（ロ）は、高濃度ガス接触時の低濃度領域ガス検出部のパルス状出力を示す線図である。
【符号の説明】
１　高濃度領域ガス検出部
２　低濃度領域ガス検出部
３　判定手段
４　切換手段
５　測定手段
１０　ヒーターコイル
１１　電機絶縁層
Ｃ１、Ｃ２　補償素子
Ｓ１　熱伝導型ガスセンサ
Ｓ２　接触燃焼型ガスセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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