(57)【要約】【課題】酸欠と火災を検知するセンサの信号を統合して処理することで、火災をより早く精度良く検知して誤報を少なくした火災警報器を提供する。【解決手段】火災センサ１の検知結果が火災閾値を超えたかを判定する火災判定手段２と、警報を発する火災警報手段３と、酸素センサ４の検知結果が酸欠閾値濃度を越えるかを判定する酸欠判定手段５と、警報を発する酸欠警報手段６とを備えた構成であり、酸欠警報と火災警報の両方が発せられることで、火災検知の信頼性を高めている。一方、酸欠判定手段５は、併設した下限閾値判定手段７と継続時間判定手段８により、酸素センサ４の検知結果が酸欠閾値濃度より高濃度側にあり、大気濃度より低濃度側に設定した下限閾値濃度を越える時間が設定時間以下の場合に、酸欠閾値濃度を越えるかの判定を開始する。【選択図】図１
2007219791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災を検知する火災センサと、前記火災センサの検知結果が火災閾値を超えたかを判定する火災判定手段と、前記火災判定手段において火災閾値を超えたと判定すると警報を発する火災警報手段と、酸素濃度を検知する酸素センサと、前記酸素センサの検知結果が酸欠閾値濃度を越えるかを判定する酸欠判定手段と、前記酸欠判定手段において酸欠閾値濃度を超えたと判定すると警報を発する酸欠警報手段とを少なくとも備え、前記酸欠判定手段は、前記酸素センサの検知結果が酸欠閾値濃度より高濃度側にあり大気濃度より低濃度側に設定した下限閾値濃度を超えたかを判定する下限閾値判定手段と、前記下限閾値判定手段によって下限閾値濃度を超えたと判定された時間が設定時間以上継続したかを判定する継続時間判定手段とが少なくとも備えられ、前記酸素センサの検知結果が下限閾値濃度を越える時間が設定時間以下の場合に作動を開始する火災警報装置。
【請求項２】
火災を検知する火災センサと、前記火災センサの検知結果が火災閾値を超えたかを判定する火災判定手段と、前記火災判定手段において火災閾値を超えたと判定すると警報を発する火災警報手段と、炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセンサと、前記炭酸ガスセンサの検知結果が炭酸ガス危険閾値濃度を越えるかを判定する炭酸ガス危険判定手段と、前記炭酸ガス危険判定手段において炭酸ガス危険閾値濃度を超えたと判定すると警報を発する炭酸ガス危険警報手段とを少なくとも備え、前記炭酸ガス危険判定手段は、前記炭酸ガスセンサの検知結果が炭酸ガス危険閾値濃度より低濃度側にあり大気濃度より高濃度側に設定した不快閾値濃度を超えたかを判定する不快閾値判定手段と、前記不快閾値判定手段によって不快閾値濃度を超えたと判定された時間が設定時間以上継続したかを判定する継続時間判定手段とが少なくとも備えられ、前記炭酸ガスセンサの検知結果が不快閾値濃度を越える時間が設定時間以下の場合に作動を開始する火災警報装置。
【請求項３】
酸素センサは、電極を両面に形成した酸素イオン導電性固体電解質体と、前記電極の片側周囲上部に酸素拡散孔を有する酸素拡散制限体を配置した構造の限界電流式であり、前記電極が酸素欠陥性構造またはペロブスカイト構造の単独、もしくは複合の金属酸化物を主成分とする金属酸化物電極と、貴金属の単独もしくは貴金属を主成分として酸化ビスマスが含有された貴金属電極とを積層した請求項１記載の火災警報器。
【請求項４】
酸素センサは、電極を両面に形成した酸素イオン導電性固体電解質体と、片側に有る前記電極を囲む螺旋型形状スペーサと、前記螺旋型形状スペーサの上部に積層したシール板とで構成される限界電流式酸素センサである請求項１記載の火災警報器。
【請求項５】
酸素センサは、複数対の電極を両面に形成した１個の酸素イオン導電性固体電解質体と、片側に有る前記電極の各々をそれぞれ囲む複数個の螺旋型形状スペーサと、複数個の前記螺旋型形状スペーサの上部に積層した１個のシール板とで構成される限界電流式酸素センサである請求項１記載の火災警報器。
【請求項６】
酸素センサは、形成した複数対の電極の内、１対の電極を間欠的に電圧印加し、他対の電極を常時電圧印加して、得られる酸素濃度に関する複数個の検知結果の比較によって自己診断を間欠的におこなう請求項５記載の火災警報器。
【請求項７】
炭酸ガスセンサは、電極を両面に形成したリチウムイオン導電性固体電解質体を少なくとも有しており、片側の前記電極は気密空間内に配置して外気大気と遮断し、他側の前記電極は外気大気に曝して配置することで、前記電極の電位差により炭酸ガス濃度を検知する請求項２記載の火災警報器。
【請求項８】
電極を両面に形成したリチウム酸素イオン導電性固体電解質体は、基板の上部にガラスを
介して積層され、前記電極は、前記リチウムイオン導電性固体電解質体を介して前記基板と略並行に配置されている炭酸ガスセンサである請求項７記載の火災警報器。
【請求項９】
火災センサは、温度を感知する感熱センサであり、その近傍に配置した発熱ヒータにより温度検知に関する自己診断を間欠的におこなう請求項１記載もしくは請求項２記載の火災警報器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸欠と火災を検知するセンサの信号を統合して処理することで、火災をより早く精度良く検知して誤報を少なくした火災警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
火災警報器としては、感熱センサもしくは煙検知センサを使用しただけの単機能のもの、或いはこれをさらに進歩させ、誤報を低減させるために種別の異なるガスセンサ２個を併用して使用した高機能のものが見受けられる。
【０００３】
前記高機能の火災警報器は、図７(a)に示すように、燃焼用ガスの漏れを検知する炭化水素センサ１０１、燃焼用ガスの不完全燃焼を検知する一酸化炭素センサ１０２、火災発生を検知する感熱センサ１０３や煙検知センサ１０４の単独もしくは両方を一個のケーシング内に収納した構成を採っていた。
【０００４】
これら４個のセンサからの信号は、マイコン等で構成される判定部１０５に送られ、ここで各センサの信号を処理して、ガス漏れ、不完全燃焼、火災を判定して、その結果を音声警報部１０６や液晶表示部１０７で知らせるようにしていた。
【０００５】
その制御流れは、図７(b)に示すように、炭化水素センサ１０１の検知濃度が閾値を超え（ＳＴ１）、一酸化炭素センサの検知濃度が閾値を超え（ＳＴ２）、感熱センサ１０３の検知温度もしくは煙検知センサ１０４の検知濃度が閾値を超え（ＳＴ３）るという、３段階を経て火災発生が認定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、上記の４個のセンサを使用し、感熱センサや煙検知センサが閾値を超えたことで初期火災と判定し、これに加えてさらに一酸化炭素センサが閾値を超えると本格火災と判定する警報器の事例も有る（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、上記の４個のセンサを使用し、優先度に応じて警報を出すことで、警報の原因を知らせる機能をさらに付与した事例が有る（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−０３０１６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１３２７６１号公報
【特許文献３】特開２００１−３２５６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の単機能の警報器は、火災検知に関する誤報が時折有り、例えば、火災発生ではない魚焼き料理の煙に晒された時とか、通気性の悪い物置部屋において単に高温の夏場夕日に晒された時とかに火災警報を誤報する課題があった。
【０００９】
また、誤報を解決した従来の高機能の火災警報器は、都市ガスなどの燃焼用ガスを使用した燃焼機器による火災を主な検知対象としているため、これに関する火災は早く検知できるのだが、石油燃焼機器や電気暖房調理器、タバコ等による火災検知には警報発生が遅い課題があった。
【００１０】
この原因は、図７(b)に記載されているように、火災発生を認定するに際して、燃焼用ガスの漏れを検知する炭化水素センサ１０１の検知濃度が閾値を超えることが火災認定の出発点としているためであり、燃焼用ガスを使用しない石油燃焼機器や電気暖房調理器さ
らにタバコ等の火災には、火災認定が遅くなるためである。
【００１１】
また、従来の高機能の火災警報器で使用されているセンサは、炭化水素センサと一酸化炭素センサと、感熱センサもしくは煙検知センサの火災センサが基本であるが、特許文献１に記載されているように、３個のセンサの他に、酸素センサや炭酸ガスセンサをさらに併用して使用する形態だと、火災検知の判別制御シーケンスが煩雑で複雑となる課題があり、具体性が乏しい課題があった。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、火災にともなう酸素濃度の減少、もしくは炭酸ガス濃度の増加という、所謂、酸欠を検知するガスセンサと火災を検知するセンサの信号を統合して処理することで、精度を高めた火災警報器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の火災警報装置は、火災を検知する火災センサと、火災センサの検知結果が火災閾値を超えたかを判定する火災判定手段と、火災判定手段において火災閾値を超えたと判定すると警報を発する火災警報手段と、酸素濃度を検知する酸素センサと、酸素センサの検知結果が酸欠閾値濃度を越えるかを判定する酸欠判定手段と、酸欠判定手段において酸欠閾値濃度を超えたと判定すると警報を発する酸欠警報手段とを少なくとも備え、酸欠判定手段は、酸素センサの検知結果が酸欠閾値濃度より高濃度側にあり大気濃度より低濃度側に設定した下限閾値濃度を超えたかを判定する下限閾値判定手段と、下限閾値判定手段によって下限閾値濃度を超えたと判定された時間が設定時間以上継続したかを判定する継続時間判定手段とが少なくとも備えられ、酸素センサの検知結果が下限閾値濃度を越える時間が設定時間以下の場合に作動を開始するとした。
【００１４】
この構成にすると火災にともなう、酸素濃度の減少と室内温度の上昇もしくは煙の増加などに関する検知結果の両方から火災を判定するため、どの燃料種別に関わらず精度よく火災が検知できる。
【００１５】
また、測定した酸素濃度が例えば１９．０％といった酸欠状態を万が一にも示めしても、本発明の火災警報は、酸素濃度検知に誤測定を防止するための独自の制御シーケンスを採用しているため、酸素センサがドリフト故障していても次の理由より、酸素濃度検知に関する誤測定は起こりにくい利点が有る。
【００１６】
酸素濃度は、通常は大部分が２０．６〜２０．９％の領域内にあるため、この酸素濃度２０．６〜２０．９％より低濃度の１９．０％を例えば５時間といった長時間示すことは極めて稀であり、この状態は酸素センサの低濃度側へのドリフト故障を意味する。
【００１７】
そのため、例えば１９．５％といった下限閾値を設けこの下限閾値以下が長時間維持されるか否かの判定で、酸素センサの低濃度側へのドリフト故障が簡単に判明し、早期に酸素センサの故障警報を発することができる。
【００１８】
また、前記従来の課題を解決するために、本発明の火災警報装置は、火災を検知する火災センサと、火災センサの検知結果が火災閾値を超えたかを判定する火災判定手段と、火災判定手段において火災閾値を超えたと判定すると警報を発する火災警報手段と、炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセンサと、炭酸ガスセンサの検知結果が炭酸ガス危険閾値濃度を越えるかを判定する炭酸ガス危険判定手段と、炭酸ガス危険判定手段において炭酸ガス危険閾値濃度を超えたと判定すると警報を発する炭酸ガス危険警報手段とを少なくとも備え、炭酸ガス危険判定手段は、炭酸ガスセンサの検知結果が炭酸ガス危険閾値濃度より低濃度側にあり大気濃度より高濃度側に設定した不快閾値濃度を超えたかを判定する不快閾
値判定手段と、不快閾値判定手段によって不快閾値濃度を超えたと判定された時間が設定時間以上継続したかを判定する継続時間判定手段とが少なくとも備えられ、炭酸ガスセンサの検知結果が不快閾値濃度を越える時間が設定時間以下の場合に作動を開始するとした。
【００１９】
この構成にすると、火災にともなう、炭酸ガス増加と室内温度の上昇もしくは煙の増加などに関する検知結果の両方から火災を判定するため、どの燃料種別に関わらず火災が検知できる。
【００２０】
また、測定した酸素濃度が例えば測定した炭酸ガス濃度が例えば２．０％、これは酸素濃度が多くても１８．９％まで減少する危険状態を意味するが、本発明の火災警報は、炭酸ガス濃度検知に誤測定を防止するための独自の制御シーケンスを採用しているため、炭酸ガスセンサがドリフト故障していても次の理由より、炭酸ガス濃度検知に関する誤測定は起こりにくい利点が有る。
【００２１】
炭酸ガス濃度は、通常は大部分が０．０４〜０．４％の領域内にあるため、この炭酸ガス濃度０．０４〜０．４％より高濃度の２．０％を例えば５時間といった長時間示すことは極めて稀であり、この状態は炭酸ガスセンサの高濃度側へのドリフト故障を意味する。そのため、例えば１．０％といった不快閾値を設けこの不快閾値以上が長時間維持されるか否かの判定で、炭酸ガスセンサの高濃度側へのドリフト故障が簡単に判明し、早期に炭酸ガスセンサの故障警報を発することができる。
【００２２】
これらのことは、酸素センサや炭酸ガスセンサを使用することの特有の効果であり、本発明は、簡単な制御シーケンスでこれらガスセンサの劣化を自己診断することで火災を精度良く検知して誤報を少なくした火災警報器を提供できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、酸素センサもしくは炭酸ガスセンサと火災を検知するセンサの信号を統合して処理し、しかも簡単な制御シーケンスでこれらガスセンサの劣化を自己診断することで、火災を精度良く検知して誤報を少なくした火災警報器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
第１の発明の火災警報装置は、火災を検知する火災センサと、前記火災センサの検知結果が火災閾値を超えたかを判定する火災判定手段と、前記火災判定手段において火災閾値を超えたと判定すると警報を発する火災警報手段と、酸素濃度を検知する酸素センサと、前記酸素センサの検知結果が酸欠閾値濃度を越えるかを判定する酸欠判定手段と、前記酸欠判定手段において酸欠閾値濃度を超えたと判定すると警報を発する酸欠警報手段とを少なくとも備え、前記酸欠判定手段は、前記酸素センサの検知結果が酸欠閾値濃度より高濃度側にあり大気濃度より低濃度側に設定した下限閾値濃度を超えたかを判定する下限閾値判定手段と、前記下限閾値判定手段によって下限閾値濃度を超えたと判定された時間が設定時間以上継続したかを判定する継続時間判定手段とが少なくとも備えられ、前記酸素センサの検知結果が下限閾値濃度を越える時間が設定時間以下の場合に作動を開始するとした。
【００２５】
この構成にすると、火災にともなう酸素濃度の減少と、室内温度の上昇もしくは煙の増加に関する検知結果の両方から火災を判定するため、どの燃料種別に関わらず火災が検知でき、火災をより早く精度良く検知して誤報を少なくした火災警報器を提供できる。また、酸素センサの検知結果に下限閾値を設けこの下限閾値以下が長時間維持されるか否かの判定で、酸素センサの低濃度側へのドリフト故障が簡単に判明し、早期に酸素センサの故障警報を発することができる。
【００２６】
第２の発明の火災警報装置は、火災を検知する火災センサと、前記火災センサの検知結果が火災閾値を超えたかを判定する火災判定手段と、前記火災判定手段において火災閾値を超えたと判定すると警報を発する火災警報手段と、炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセンサと、前記炭酸ガスセンサの検知結果が炭酸ガス危険閾値濃度を越えるかを判定する炭酸ガス危険判定手段と、前記炭酸ガス危険判定手段において炭酸ガス危険閾値濃度を超えたと判定すると警報を発する炭酸ガス危険警報手段とを少なくとも備え、前記炭酸ガス危険判定手段は、前記炭酸ガスセンサの検知結果が炭酸ガス危険閾値濃度より低濃度側にあり大気濃度より高濃度側に設定した不快閾値濃度を超えたかを判定する不快閾値判定手段と、前記不快閾値判定手段によって不快閾値濃度を超えたと判定された時間が設定時間以上継続したかを判定する継続時間判定手段とが少なくとも備えられ、前記炭酸ガスセンサの検知結果が不快閾値濃度を越える時間が設定時間以下の場合に作動を開始するとした。
【００２７】
この構成にすると、火災にともなう炭酸ガス増加と、室内温度の上昇もしくは煙の増加、に関する検知結果の両方から火災を判定するため、どの燃料種別に関わらず火災が検知でき、火災をより早く精度良く検知して誤報を少なくした火災警報器を提供できる。また、炭酸ガスセンサの検知結果に不快閾値を設けこの不快閾値以上が長時間維持されるか否かの判定で、炭酸ガスセンサの高濃度側へのドリフト故障が簡単に判明し、早期に炭酸ガスセンサの故障警報を発することができる。
【００２８】
第３の発明の火災警報装置は、第１の発明の酸素センサが、電極を両面に形成した酸素イオン導電性固体電解質体と、前記電極の片側周囲上部に酸素拡散孔を有する酸素拡散制限体を配置した構造の限界電流式酸素センサであり、前記電極が、酸素欠陥性構造またはペロブスカイト構造の単独もしくは複合の金属酸化物を主成分とする金属酸化物電極と、貴金属の単独もしくは貴金属を主成分として酸化ビスマスが含有された貴金属電極との積層電極であるとした。
【００２９】
外部直流電源で積層電極の両側に電圧を印加すると、酸素分子が陰極側で酸素イオンに変化して酸素イオン導電性固体電解質体を経由して陽極側に移動して再び酸素分子に変化する触媒反応を活発に起こす。この高い触媒活性により、この積層電極を利用した限界電流式酸素センサは低温で動作できるようになり、限界電流式酸素センサの加熱に要する電力を低減できる利点が有る。
【００３０】
また、本発明の積層電極を利用した限界電流式酸素センサは、陰極側で水蒸気を分解して水素と酸素を生成する触媒反応が起こり難く、一般環境で使用しても水蒸気の影響を受けにくい利点も有る。
【００３１】
第４の発明の火災警報装置は、第１の発明の酸素センサが、電極を両面に形成した酸素イオン導電性固体電解質体と、片側に有る前記電極を囲む螺旋型形状スペーサと、前記螺旋型形状スペーサの上部に積層したシール板とで構成される限界電流式酸素センサであるとした。
【００３２】
この構成の限界電流式酸素センサは、大きな寸法の空気通過孔となるため、空気中に浮遊してゴミ等の粉塵が目詰まりしにくく、粉塵に対する耐久信頼性が優れる。また、この構成にすると、電極とともに、螺旋型形状スペーサのガラス膜が厚膜印刷法を用いて形成できるため、簡単な製法と品質管理で製造できて生産性に優れる利点がある。
【００３３】
第５の発明の火災警報装置は、酸素センサは、複数対の電極を両面に形成した１個の酸素イオン導電性固体電解質体と、片側に有る前記電極の各々をそれぞれ囲む複数個の螺旋型形状スペーサと、複数個の前記螺旋型形状スペーサの上部に積層した１個のシール板と
で構成される限界電流式酸素センサであるとした。
【００３４】
この複数個の限界電流式酸素センサの酸素濃度に関する複数個の電気信号を使用すると、センサ劣化が起こっていないか否かの劣化自己診断が１個の酸素センサ内でおこなうことができ、信頼性がさらに優れた酸素センサが得られる。また、複数個の電気信号を合計して酸素濃度に関する総合電気信号として使用すると、少々のセンサ劣化が仮に起こっても酸素濃度計測に対しての影響が少なく、信頼性をさらに一層高めた酸素センサが得られる。
【００３５】
第６の発明の火災警報装置は、酸素センサが、形成した複数対の電極の内、１対の電極を間欠的に電圧印加し、他対の電極を常時電圧印加して、得られる酸素濃度に関する複数個の検知結果の比較によって自己診断を間欠的におこなうとした。このことで、信頼性に優れた酸素センサが得られる。
【００３６】
第７の発明の火災警報装置は、第２の発明の炭酸ガスセンサは、電極を両面に形成したリチウムイオン導電性固体電解質体を少なくとも備えており、片側の前記電極は気密空間内に配置して外気大気と遮断し、他の前記電極は外気大気に曝して配置することで、前記電極の電位差により炭酸ガス濃度を検知するとした。この構成にすると、炭酸ガス濃度の対数値とセンサ出力値とが直線関係となり、低濃度から高濃度までの炭酸ガス濃度が精度良く検知できる炭酸ガスセンサが得られる。
【００３７】
第８の発明の火災警報装置は、第７の発明の炭酸ガスセンサは、電極を両面に形成したリチウムイオン導電性固体電解質体が、基板の上部にガラスを介して積層され、前記電極は、前記導電性固体電解質体を介して前記基板と略並行に配置されているとした。このことで、量産性に優れた炭酸ガスセンサが得られる。
【００３８】
第９の発明の火災警報装置は、第１または第２の発明の火災センサは、温度を感知する感熱センサであり、その近傍に配置した発熱ヒータにより温度検知に関する自己診断を間欠的におこなうとした。このことで、信頼性に優れた火災センサが得られるものである。
【００３９】
以下実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は各実施の形態により限定されるものではない。
【００４０】
（実施の形態１）
図１において、本火災警報装置は、火災を検知する火災センサ１と、この火災センサ１の検知結果が火災閾値を超えたのを判定する火災判定手段２と、この火災判定手段２で火災閾値を超えたと判定すると警報を発する火災警報手段３と、酸素濃度を検知する酸素センサ４と、この酸素センサ４の検知結果が酸欠閾値濃度を越えたのを判定する酸欠判定手段５と、同酸欠判定手段５の判定にもとづき警報を発する酸欠警報手段６を少なくとも備えている。
【００４１】
一方、酸欠判定手段５には、酸素センサ４の検知結果が酸欠閾値濃度より高濃度側にあり大気濃度より低濃度側に設定した下限閾値濃度を超えたかを判定する下限閾値判定手段７と、この下限閾値判定手段７によって下限閾値濃度を超えたと判定された時間が設定時間以上継続したかを判定する継続時間判定手段８とが備えられている。
【００４２】
そして、酸欠判定手段５は、酸素センサ４の検知結果が下限閾値濃度を越える時間が設定時間以下の場合に作動を開始する。
【００４３】
制御流れを図１（ｂ）で説明する。電源が投入されると制御流れがスタートするが、ま
ず酸欠検知の制御流れを（ＳＴ１〜ＳＴ７）で説明する。最初は、（ＳＴ１）において、酸素センサ４が正常に動作しているか否かの第１の自己診断が測定される酸素濃度から行なわれる。
【００４４】
この第１の自己診断は、酸素濃度が例えば２１．５％の上限閾値濃度を超えるか否の判定であり、酸素濃度がこの上限閾値濃度未満なら正常動作と判断されて、次の（ＳＴ２）に進む。
【００４５】
一方、酸素濃度がこの上限閾値濃度以上であると（ＳＴ７）に進み、この状態が例えば２分といった所定時間以上継続すると酸素センサ４の異常動作と判断される。
【００４６】
（ＳＴ２）では、酸素濃度が例えば１９．５％の下限閾値濃度未満か否かの第２の自己診断が行なわれ、酸素濃度がこの下限閾値濃度未満なら、次の（ＳＴ３）に進む。
【００４７】
一方、酸素濃度がこの下限閾値濃度以上なら再び（ＳＴ１）に戻り同じ制御流れを繰り返す。（ＳＴ３）では、酸素濃度が例えば１９．５％の下限閾値濃度未満が所定時間継続するか否かの第３の自己診断がおこなわれ、所定時間以内なら（ＳＴ４）に進む。一方、所定時間以上継続すると（ＳＴ７）に進み、酸素センサ１１は異常動作と判断される。
【００４８】
（ＳＴ４）では、酸素濃度が例えば１８．５％の酸欠閾値濃度を下回るか否の検定が行なわれ、酸素濃度が酸欠閾値濃度未満なら、（ＳＴ５）に進んで酸欠と判定され、（ＳＴ６）で酸欠警報が発せられる。一方、酸素濃度が酸欠閾値濃度以上なら、再び（ＳＴ１）に戻り同じ制御流れを繰り返す。
【００４９】
次に、火災検知の制御流れを（ＳＴ１０〜ＳＴ１２）で説明する。（ＳＴ１０）では、火災センサ１の検知結果が火災閾値を超えるか否かの判定がおこなわれ、その検知結果が火災閾値を超えると、（ＳＴ１１）に進んで火災と判定され、（ＳＴ１２）で火災警報が発せられる。
【００５０】
火災は、酸欠警報と火災警報の両方が発せられることで真の火災と認識される訳であり、火災を検知原理の異なる２種類のセンサでキャッチすることで、火災検知の信頼性を高めている。
【００５１】
なお、この火災警報器は、火災警報を解除するストップボタン（記載せず）が押されるまで継続する。
【００５２】
測定される酸素濃度と、計測した酸素センサ４が正常に動作しているか否かの自己診断と、これに対応した制御流れについて、次の４事例で詳細に説明する。
【００５３】
（１）酸素濃度が例えば２２．０％という現実にありえない濃度を検知した場合。
【００５４】
この場合、（ＳＴ１）において、例えば、２１．５％の上限閾値濃度を超えると判定されると、（ＳＴ７）に進み、ここでこの異常動作が例えば２分といった予め定められた所定時間以上継続すると、酸素センサ４の異常動作と判断される。
【００５５】
（２）酸素濃度が例えば２０．９％といった通常濃度を検知した場合。
【００５６】
この場合、（ＳＴ１）において、酸素センサ４は正常動作と判定され、次の（ＳＴ２）においても酸素濃度は例えば１９．５％の下限閾値濃度以上と判断されるため、制御流れは再び（ＳＴ１）に戻り、以下はこの制御流れを繰り返す。
【００５７】
（４）酸素センサ４が正常に動作しており、火災によって酸素濃度が例えば１９．０％といった濃度を示している場合。
【００５８】
この場合、（ＳＴ１）において、酸素センサ４が正常動作をしていると判定され、次の（ＳＴ２）においても酸素濃度は例えば１９．５％の下限閾値濃度以下と判断されるため、制御流れは（ＳＴ３）に進む。
【００５９】
（ＳＴ３）においては、この下限閾値濃度以下が所定時間継続するか否かの判定がなされるが、所定時間に到達するまでは（ＳＴ４）に進み、ここで酸素濃度が例えば１８．５％の酸欠閾値濃度以下か否の検定が行なわれる。（ＳＴ４）では最初は酸素濃度が酸欠閾値濃度以上と判断されるため、制御流れは再び（ＳＴ１）に戻り、（ＳＴ３）で所定時間に到達するまでは、（ＳＴ４）から（ＳＴ１）さらに（ＳＴ２）、そして、（ＳＴ３）の流れを繰り返す。
【００６０】
しかしながら、火災による酸素濃度の減少であるため、酸素濃度は時間を経るごとにさらに例えば１７．５％といった低濃度へ変化するので、この異常動作は数分で終了する。そのため、（ＳＴ３）においては所定時間継続しないと判断されて、制御流れは（ＳＴ４）に進み、ここで酸素濃度が酸欠閾値を下回るか否の検定が行なわれる。以下、（ＳＴ４）において酸素濃度が酸欠閾値を下回ると判定され、さらに、（ＳＴ５）において酸欠と判定され、（ＳＴ６）で酸欠警報が発せられる。
【００６１】
（４）酸素濃度が本当は例えば２０．５％といった通常濃度であるのに酸素センサ４の低濃度側へのドリフト故障によって酸素濃度が例えば１９．０％といった濃度を万が一にも示した場合。
【００６２】
この場合、（ＳＴ１）において酸素センサ４は正常動作と判断されるので、（ＳＴ２）に進む。次の（ＳＴ２）においても酸素濃度は例えば１９．５％の下限閾値濃度以下と判断されるため、制御流れは（ＳＴ３）に進む。
【００６３】
（ＳＴ３）においては、この下限閾値濃度以下が所定時間継続するか否かの判定がなされるが、所定時間に到達するまでは（ＳＴ４）に進み、ここで酸素濃度が例えば１８．５％の酸欠閾値濃度以下か否の検定が行なわれる。
【００６４】
（ＳＴ４）では最初は、酸素濃度が酸欠閾値濃度以上と判断されるため、制御流れは再び（ＳＴ１）に戻り、（ＳＴ３）で所定時間に到達するまでは、（ＳＴ４）から（ＳＴ１）、さらに、（ＳＴ２）、そして、（ＳＴ３）の流れを繰り返す。
【００６５】
しかしながら、酸素センサ４が低濃度側へドリフト故障しているため、（ＳＴ３）において下限閾値濃度以下が例えば５時間といった所定時間継続し、その後に（ＳＴ７）に進み酸素濃度は異常と判定されて酸素濃度異常警報が発せられる。この酸素濃度異常警報によって、ユーザーは火災警報器における酸素濃度の異常を知ることができる利点が生じる。
【００６６】
ここで、（ＳＴ１）において設定される上限閾値濃度について説明する。酸素濃度が例えば２１．５％の上限閾値濃度を上回ることは、通常の使用環境では極めて稀であり、これは極めて稀におこる酸素センサの高濃度側へのドリフト故障である。
【００６７】
この現象は、好ましくないので、（ＳＴ７）において設定される酸素濃度が上限閾値を上回る際の継続時間は、例えば２分のようにできるだけ短くして、火災検知ができるだけ
早く検知できるようにした。
【００６８】
次に、（ＳＴ３）において設定される下限閾値濃度について説明する。酸素濃度が下限閾値濃度を下回ることは、通常の使用環境で良く観察される多数の人々の居住や燃焼機器の使用さらに火災発生、または、極めて稀におこる酸素センサの低濃度側へのドリフト故障である。この現象は、酸素濃度に関する異常動作を早く見つけることができる利点があり、この現象が長時間継続しても実用上問題にならない。
【００６９】
そのため、酸素濃度が下限閾値を下回る際の（ＳＴ３）において設定される所定時間は、例えば５時間のようにできるだけ長くして、実用上問題がないようにした。
【００７０】
これに加えて、火災警報装置の電源入力にともなう酸素センサ４の暖気ウオーミング過渡時においては、測定される酸素濃度が上限閾値を上回るか、もしくは下限閾値を下回る時間が比較的長い。そのため、（ＳＴ３）において設定される所定時間や、（ＳＴ７）での酸素センサ４が異常動作と判断するための所定時間はこれを考慮して決めている。
【００７１】
使用するセンサを具体的事例で説明する。酸素センサ４は、限界電流式酸素センサもしくはガルバニ電池式酸素センサ、磁気式酸素センサを使用するが、限界電流式酸素センサは精度と耐久信頼性に優れる利点が有るので積極的に使用した。
【００７２】
火災センサ１は、温度を感知する感熱センサもしくは、煙を感知する煙検知センサである。感熱センサは、サーミスタや熱電対、赤外線センサ、焦電センサ、紫外線センサを使用するが、サーミスタは耐久信頼性に優れるうえに低価格である利点が有るので積極的に使用した。煙検知センサは、イオン化式もしくは光電式を使用した。
【００７３】
なお、センサは、各種炭化水素の濃度を検知する炭化水素センサや、燃焼用ガスの不完全燃焼を検知する一酸化炭素センサをさらに併用して使用してもよい。具体的には、炭化水素センサもしくは一酸化炭素センサのいずれか一方または両方で検出される濃度が設定した閾値を超えると、酸欠や火災の警報と併用して用いる。
【００７４】
（実施の形態２）
図２（ａ）は、本発明の実施の形態２における火災警報装置を示すもので、実施の形態１との相異点は、酸欠の検知を炭酸ガスセンサ９で行なっていることである。つまり、火災により酸素が消費されて酸素濃度が減少すると、生成する炭酸ガス濃度が増加する燃焼化学反応の性質を利用して、酸欠の検知を炭酸ガスセンサ９で行なっているところである。
【００７５】
なお、実施の形態１と同作用を行なう構成については図１（ａ）と同一符号を付し、具体的説明は実施の形態１のものを援用する。
【００７６】
構成は、各々の機能を、炭酸ガスセンサ９の検知結果が炭酸ガス危険閾値濃度を越えるかを判定する炭酸ガス危険判定手段１０、この炭酸ガス危険判定手段１０において炭酸ガス危険閾値濃度を超えたと判定すると警報を発する炭酸ガス危険警報手段１１、炭酸ガスセンサ９の検知結果が炭酸ガス危険閾値濃度より低濃度側にあり大気濃度より高濃度側に設定した不快閾値濃度を超えたかを判定する不快閾値判定手段１２、この不快閾値判定手段１２によって不快閾値濃度を超えたと判定された時間が設定時間以上継続したかを判定する継続時間判定手段１３を設けたものとなっている。
【００７７】
制御流れは、炭酸ガスセンサ９が酸欠の有無の検知を行なうこと以外は、前述と同じである。ただ、設定される上限閾値と下限閾値さらに酸欠閾値を炭酸ガス濃度に対応する閾
値とし、閾値を上回るか下回るかの判定を炭酸ガスに対応した判定に改良している。
【００７８】
図２（ｂ）を用いて具体的に説明する。（ＳＴ２１）で設定される正常閾値は例えば０．０２５％、（ＳＴ２２）で設定される不快閾値は例えば１．５％、Ｓ２３で設定される所定時間は例えば５時間、（ＳＴ２４）で設定される炭酸ガス危険閾値は例えば２．５％である。
【００７９】
電源が投入されると制御流れがスタートするが、まず炭酸ガス増加検知の制御流れを（ＳＴ２１〜ＳＴ２７）で説明する。最初は、（ＳＴ２１）において、炭酸ガスセンサ９が正常に動作しているか否かの第１の自己診断が測定される炭酸ガス濃度から行なわれる。
【００８０】
この第１の自己診断は、炭酸ガス濃度が例えば０．０２５％の正常閾値を超えるか否の判定であり、炭酸ガス濃度がこの正常閾値濃度以上なら正常動作と判断されて次の（ＳＴ２２）に進む。一方、炭酸ガス濃度がこの正常閾値濃度未満であると（ＳＴ２７）に進み、この状態が例えば２分といった所定時間以上継続すると炭酸ガスセンサ９は異常動作と判断される。
【００８１】
（ＳＴ２２）では、炭酸ガス濃度が例えば１．５％の不快閾値濃度以上か否かの第２の自己診断が行なわれ、炭酸ガス濃度がこの不快閾値濃度以上なら、次の（ＳＴ２３）に進む。一方、炭酸ガス濃度がこの不快閾値濃度未満なら、再び（ＳＴ２１）に戻り同じ制御流れを繰り返す。（ＳＴ２３）では、炭酸ガス濃度が例えば１．５％の不快閾値濃度以上が例えば５時間といった所定時間継続するか否かの第３の自己診断がおこなわれ、所定時間以内なら（ＳＴ２４）に進む。
【００８２】
一方、所定時間以上継続すると（ＳＴ２７）に進み、炭酸ガスセンサ９は異常動作と判断される。
【００８３】
（ＳＴ２４）では、炭酸ガス濃度が例えば２．５％の炭酸ガス危険閾値濃度を上回るか否の検定が行なわれ、炭酸ガス濃度が炭酸ガス危険閾値濃度以上なら、（ＳＴ２５）に進んで炭酸ガス増加と判定され、（ＳＴ２６）で炭酸ガス危険警報が発せられる。
【００８４】
一方、炭酸ガス濃度が炭酸ガス危険閾値濃度未満なら、再び（ＳＴ２１）に戻り、同じ制御流れを繰り返す。
【００８５】
次に、火災検知の制御流れを（ＳＴ３０〜ＳＴ３２）で説明する。（ＳＴ３０）では、火災センサ１の検知結果が火災閾値を超えるか否かの判定がおこなわれ、その検知結果が火災閾値を超えると、（ＳＴ３１）に進んで火災と判定され、（ＳＴ３２）で火災警報が発せられる。
【００８６】
火災は、炭酸ガス危険警報と火災警報の両方が発せられることで真の火災と認識される訳であり、火災を検知原理の異なる２種類のセンサでキャッチすることで、火災検知の信頼性を高めている。なお、この火災警報器は、火災警報を解除するストップボタン（記載せず）が押されるまで継続する。
【００８７】
使用するセンサを具体的事例で説明する。炭酸ガスセンサ９は、固体電解質式、赤外線吸収方式、半導体方式を使用する。固体電解質式は、炭酸リチウムを主成分とするリチウムイオン導電性固体電解質体の両面に、リチウム化合物に金などの金属を混合した電極や、ペロブスカイト系金属酸化物からなる電極を形成した構成である。
【００８８】
両電極の濃度差から炭酸ガス濃度を測定する原理であり、炭酸ガス濃度の対数値と検出
されるセンサ出力が比例する性質がある。そのため、０．０数〜数％の濃度が低濃度になるほど高い精度と優れた耐久信頼性で測定でき、しかも小型で低価格であるため、積極的に使用した。
【００８９】
なお、センサは、各種炭化水素の濃度を検知する炭化水素センサや、燃焼用ガスの不完全燃焼を検知する一酸化炭素センサをさらに併用して使用してもよい。具体的には、炭化水素センサもしくは一酸化炭素センサのいずれか一方または両方で検出される濃度が設定した閾値を超えると警報を発して、炭酸ガス増加や火災の警報と併用して用いる。
【００９０】
（実施の形態３）
実施の形態３は、耐久信頼性を高めて誤測定を防止できるようにした酸素センサ１４に関する。
【００９１】
すなわち、図３において、電極１５，１６を両面に形成した酸素イオン導電性固体電解質体１７と、片側の電極１５の周囲上部に酸素拡散孔１８を有する酸素拡散制限体１９を配置して前記酸素センサ１１が構成されている。
【００９２】
電極１５，１６は、酸素欠陥性構造またはペロブスカイト構造の単独もしくは複合の金属酸化物を主成分とする金属酸化物電極２０，２１と、貴金属の単独もしくは貴金属を主成分として酸化ビスマスが含有された貴金属電極２２，２３とを積層したものである。
【００９３】
触媒体で使用する材料を説明する。酸素イオン導電性固体電解質体１７は、ＺｒＯ2の９７〜８５モル％にＹ2Ｏ3やＣａＯなどを３〜１５モル％固溶させたジルコニア系複合金属酸化物、（Ｌａ0.8Ｓｒ０.2）（Ｇａ0.8Ｍｇ0.15Ｃｏ0.05）Ｏ3-δやＬａＧａＯ3等のランタンガレード系複合金属酸化物、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｌａ）2（Ｉｎ1-xＹｘ）2ＯYの欠陥ペロブスカイト型複合酸化物を使用する。
【００９４】
金属酸化物電極２０，２１で使用する金属酸化物の触媒成分は、化学量論的にみて酸素分子の個数が不足した化学式である酸素欠陥性構造金属酸化物または、Ａ金属とＢ金属と酸素とからなり、その化学式がＡＢＯ3と表現されるペロブスカイト構造金属酸化物、またはこれら両材料の複合金属酸化物である。
【００９５】
具体的には、ＬａＣｏ3、ＳｍＳｒＣｏｘ、（Ｌａ0.6Ｓｒ0.4）（Ｃｏ0.2Ｆｅ0.8）Ｏ3、（Ｓｒ0.10Ｃｅ0.01）Ｚｒ0.89Ｏ2、（Ｌａ0.6Ｓｒ0.4）ＭｎＯ3―δ、（Ｌａ1-xＳｒｘ）ＣｏＯ3―δを使用する。
【００９６】
貴金属電極２２，２３は、白金、パラジウム、金、銀、銀、ロジウム、イリジウム、ルテニウムの単独成分もしくは複数成分である。金属酸化物電極２０，２１は、酸素欠陥性構造もしくはペロブスカイト構造の金属酸化物を主成分とするため、酸素分子がその表面を自由に移動する酸素可動性があり、酸素イオンが関与する化学反応を低温で活発におこなう触媒作用を有する利点が有る。
【００９７】
また、金属酸化物系の酸素イオン導電性固体電解質体１７とも強固に密着する利点も有る。しかも、その上部には、貴金属電極２２，２３が積層されており、貴金属の触媒成分を主成分として酸化ビスマス０〜６ｗｔ％が含有されているため、酸素イオンが関与する化学反応を低温で活発におこなう触媒作用を有する利点が有る。これらの効果により、本触媒体は、低温で高い触媒特性を示すと思われる。
【００９８】
実施例で説明する。酸素イオン導電性固体電解質体１７は、（Ｌａ0.8Ｓｒ０.2）（Ｇａ0.8Ｍｇ0.15Ｃｏ0.05）Ｏ3-δのランタンガレード系複合金属酸化物である。この両面
に酸素欠陥性構造もしくはペロブスカイト構造金属酸化物を１１５０℃で焼成して金属酸化物電極２０，２１を形成した。
【００９９】
そして、この下層の上に上層として、貴金属単独またはさらに酸化ビスマスを３ｗｔ％含有された混合物を８２０℃で焼成して貴金属電極２２，２３を形成して電極１５，１６を得た。
【０１００】
限界電流式の酸素センサ１４は、酸素拡散孔１８を有する酸素拡散制限体１９が片側の電極１５の周囲上部に配置された構成である。酸素拡散制限体１９は、螺旋型形状スペーサ２４と、その上部に配置したシール板２５とで構成されており、螺旋型形状スペーサ２４を片側の積層電極１５を囲むように酸素イオン導電性固体電解質体１７の上面周辺に螺旋形状に塗布し、その上部にセラミック製のシール板２５を積層し焼成して得た。
【０１０１】
酸素拡散孔１８は、酸素イオン導電性固体電解質体１７とシール板２５と螺旋型形状スペーサ２４で形成される螺旋形状の空間であり、ガラス製の螺旋型形状スペーサ２４の焼成で形成される。また、酸素拡散制限体１９の上部には、加熱体２６が併設されており、センサの温度を３５０〜５５０℃に保持して酸素濃度が良好に得られるようにする役割をしている。
【０１０２】
この限界電流式の酸素センサ１４は、酸素イオン導電性固体電解質体１７の両面に形成した電極１５，１６に電圧を印加することで得られる酸素イオン伝導に関する電流（この電流を以下、電流と称す）を酸素拡散孔１８によって供給酸素量を制限することで、酸素濃度に比例した電流（この電流を以下、限界電流と称す）が得られる。
【０１０３】
一般に、電極１５，１６に電圧を印加すると、印加電圧が高いほど大きな電流が得られる。しかしながら、限界電流式の酸素センサ１４は、酸素拡散孔１８を片側に配置して供給酸素量を制限しているため、印加電圧が数１００ｍＶ以上となると電圧に関わらず電流が一定値となる性質がある。この電圧に関わらず一定値となる電流が限界電流であり、酸素濃度に比例している。
【０１０４】
前述のように、電極１５，１６で得られる大きな電流は、酸素拡散孔１８によって小さな限界電流に抑制制限されている。限界電流式の酸素センサ４が長期間安定して酸素濃度を測定できるための主要因は、電極１５，１６が常時大きな電流が得られることであり、電流が小さくなると限界電流が得られなくなり酸素濃度が測定できなくなる。
【０１０５】
そこで、電極成分の種別を変化させてその発生電流を測定した。その結果を表１に示す。発生電流は、４５０℃に加熱した電極だけに電圧１．０Ｖを印加した状態で酸素を２１％含んだ空気をさらした際に得られる初期電流値と、同条件で所定時間連続通電試験を行なった後の電流値であり、この値が大きいほど酸素イオンが関与する電気化学反応が電極で活発におこっていることを表わす。
【０１０６】
【表１】
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【０１０７】
本電極は、大きな電流値と優れた耐久信頼性を有していることがわかる。また、この材料以外の場合でも、大きな電流値と優れた耐久信頼性を有していた。そのため、この電極を用いた限界電流式の酸素センサ１４は、優れた耐久信頼性を有した。しかも、低温で動作できるようになり、加熱に要する電力を低減できる利点が有る。
【０１０８】
また、本限界電流式の酸素センサは、陰極側で水蒸気を分解して酸素を生成する化学反応が起こり難く、多湿環境で使用しても水蒸気の影響を受けにくい利点も有る。
【０１０９】
（実施の形態４）
実施の形態４は、耐久信頼性をさらに高めて誤測定を防止できるようにした酸素センサに関する。
【０１１０】
図４において、限界電流式酸素センサ２７は、電極２８を両面に形成した酸素イオン導電性固体電解質体２９と、片側に有る電極２８を囲んで形成される螺旋型形状スペーサ３０と、この螺旋型形状スペーサ３０の上部に積層したシール板３１とで構成されており、これら部材で螺旋型形状の酸素拡散孔３２が形成されている。また、シール板３１には、加熱体３３が形成されている。
【０１１１】
使用する材料について説明する。酸素イオン導電性固体電解質体２９、電極２８は、前述の実施の形態３と同じである。
【０１１２】
螺旋型形状スペーサ３０は、溶融作業温度が７５０〜１１００℃で、その熱膨張係数が酸素イオン導電性固体電解質体２９に対して±１０％以下にあり、限界電流式酸素センサの動作温度３５０〜７００℃において熱変形が起こらないガラスを主材料としている。
【０１１３】
螺旋型形状スペーサ３０は、この主成分のガラスの他に、前述の溶融作業によっても溶解しない所定寸法のセラミック球や高融点ガラス球が微小混合されており、溶融作業によって酸素拡散孔３２を形成する際に歩留まり良く所定寸法の高さが確保できるようにした。
【０１１４】
シール板３１は、フォルステライトなどのセラミックが主材料であり、熱膨張係数が酸素イオン導電性固体電解質体２９に対して±１０％以下の材料である。また、シール板３１は、螺旋型形状スペーサ３０と接合する面側に、螺旋型形状スペーサ３０と同じ材質のガラスを酸素拡散孔３２の入口を除いてほぼ全面にわたって塗布して、螺旋型形状スペーサ３０との密着性向上、酸素拡散孔３２形成に関する作業歩留まり向上、センサの連続および間欠使用における耐久信頼性向上を図った。
【０１１５】
また、シール板３１には、他面側に白金や酸化ルテニウムからなる加熱体３２が予め厚膜印刷法により形成されている。
【０１１６】
製法について説明する。予め焼結した酸素イオン導電性固体電解質体２９の両面にまず、酸素欠陥性構造もしくはペロブスカイト構造金属酸化物の触媒成分を厚膜印刷し、７７０〜１２５０℃で焼成して金属酸化物触媒層を形成した。次にこの上に、貴金属に酸化ビスマスが１〜７ｗｔ％含有された混合物を厚膜印刷し、７７０〜１１００℃で焼成して貴金属触媒層を形成した。
【０１１７】
この製法で、電極２８が得られた。その後、片側に有る電極２８を囲んで螺旋型形状スペーサ３０を厚膜印刷しこの上に、一部を除いてほぼ全面に厚膜印刷したガラスを有するセラミック製のシール板３１を積層し、７５０〜１１００℃で焼成して酸素拡散孔３２を形成した。最後に白金や金などのリード線を取り付けて完成である。
【０１１８】
得られた限界電流式酸素センサは、その周囲を断熱材で外包して通気性ケースに収納し、電極２８に電圧を印加する直流電源と、加熱体３３に電圧を印加してセンサ温度を３５０〜７００℃に加熱保持するもう一つの直流電源を電気的に接続して、酸素濃度の計測をおこなう。限界電流は、酸素拡散孔３２の長さを穴断面積で除した値に比例した電流が得られる。
【０１１９】
この構成の酸素拡散孔２４は、電極２１を囲むように形成できるため、長さを長くでき、穴断面積を大きくできる。このため、限界電流式酸素センサは、大きな寸法の空気通過孔となるため、空気中に浮遊してゴミ等の粉塵が目詰まりしにくく、粉塵に対する耐久信頼性が優れる。また、螺旋型形状スペーサ３０は、片側の電極２８の１部分である電圧印加部分を上部から被う構成となるのだが、電極２８の材質はガラス膜との馴染みが良くしかも熱膨張や空気洩れに対して強いため、長期間使用してもこの接合部分からの剥離が起こらず良好な限界電流特性が得られる。
【０１２０】
一方、電極２８は、発生電流が大きい。そのため、これを用いた限界電流式酸素センサは、限界電流値を大きくできこのことで酸素濃度計測の精度が向上する。また、限界電流式酸素センサは、陰極側で水蒸気を分解して水素と酸素を生成する触媒反応が起こり難いので水蒸気の影響を受けにくく、多湿環境で使用しても酸素濃度計測の精度が向上する。しかも、この構成にすると、電極２８とともに、螺旋型形状スペーサ３０のガラス膜が厚膜印刷法を用いて形成できるため、簡単な製法と品質管理で製造できて生産性に優れる利点がある。
【０１２１】
なお、電極２８は、白金に酸化ビスマスを１〜６ｗｔ％混合した材料を使用して、生産性を高めてもよい。
【０１２２】
（実施の形態５）
図５は、耐久信頼性をさらに高めて誤測定を防止できるようにした酸素センサ３４に関する。
【０１２３】
すなわち、複数対の電極３５，３６，３７，３８を両面に形成した１個の酸素イオン導電性固体電解質体３９と、片側に有る前記電極の各々をそれぞれ囲む複数個の螺旋型形状スペーサ４０，４１と、その上部に積層した１個のシール板４２とで構成される限界電流式酸素センサ３４である。
【０１２４】
複数対の電極３５，３６，３７，３８および螺旋型形状スペーサ４０，４１を1個の酸素イオン導電性固体電解質体３９の表面に厚膜印刷法を用いて形成し、この上部に１個のシール板４２を積層して焼成することで、複数個の酸素拡散孔４３，４４を形成できるため、１個の酸素センサの中に複数個の限界電流式酸素センサに改良できる。４５は加熱体である。
【０１２５】
この複数個の限界電流式酸素センサの酸素濃度に関する複数個の電気信号を使用すると、センサ劣化が起こっていないか否かの劣化自己診断が１個の酸素センサ内でおこなうことができ、信頼性がさらに優れた酸素センサが得られる。
【０１２６】
また、複数個の電気信号を合計して酸素濃度に関する総合電気信号として使用すると、少々のセンサ劣化が仮に起こっても酸素濃度計測に対しての影響が少なく、信頼性をさらに一層高めた酸素センサが得られる。
【０１２７】
なお、本実施の形態において、さらに耐久信頼性を高めて誤測定を防止するために、複数対の電極のうちの１対の電極３５，３６を間欠的に電圧印加し、他対の電極３７，３８を常時電圧印加して、得られる酸素濃度に関する複数個の検知結果の比較によって自己診断を間欠的におこなうことも考えられる。
【０１２８】
この自己診断により、酸素センサ３４は定期的に誤検知がないか点検されており、その信頼性が向上する。また、常時電圧印加する電極３７，３８の面積を間欠的に電圧印加する電極３５，３６の面積より大きくすることで、電極３７，３８の電圧印加による劣化が防止できる。
【０１２９】
（実施の形態６）
図６は実施の形態６における炭酸ガスセンサ４６を示し、炭酸リチウムを主成分とするリチウムイオン導電性固体電解質体４７の両面にリチウム化合物に金などの金属を混合した材料や、ペロブスカイト系金属酸化物からなる電極４８，４９を形成した構成であり、基板５０の上部にガラス５１を介して積層されている。
【０１３０】
電極４９は、基板５０とガラス５１で形成される気密空間内に外気大気と遮断されて配置され、他の電極４８は外気大気に曝されて配置されている。基板５０の裏側には加熱体５２が配置されており、３００〜５５０℃に加熱されている。
【０１３１】
この構成にすることにより、電極４８，４９の電位差により炭酸ガス濃度が検知できる。そして、炭酸ガス濃度の対数値とセンサ出力値とが直線関係となり、低濃度から高濃度までの炭酸ガス濃度が精度良く検知できる。
【０１３２】
なお、図１，２に示す実施の形態１，２において、火災センサ１を温度を感知する感熱センサとし、その近傍に配置した発熱ヒータ５３により温度検知に関する自己診断を間欠的におこなうように構成することも考えられる。
【０１３３】
このことで、火災センサ１は信頼性が高められ、誤測定を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上のように、本発明の火災警報器は、酸素センサもしくは炭酸ガスセンサと火災を検知するセンサの信号を統合して処理し、しかも簡単な制御シーケンスでこれらガスセンサの劣化を自己診断することで、火災を精度良く検知することができるもので、一般家庭などの居住空間で起こる火災や酸欠を検知する用途に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１である火災警報器の構成図（ｂ）制御流れ図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２である火災警報器の構成図（ｂ）制御流れ図
【図３】本発明の実施の形態３を示す酸素センサの構成図
【図４】本発明の実施の形態４を示す酸素センサの一部破断斜視図
【図５】本発明の実施の形態５を示す酸素センサの構成図
【図６】本発明の実施の形態６を示す炭酸ガスセンサの構成図
【図７】（ａ）従来の火災警報器の構成図、（ｂ）制御流れ図
【符号の説明】
【０１３６】
１  火災センサ
２  火災判定手段
３  火災警報手段
４，１４，２７，３４  酸素センサ
５  酸欠判定手段
６  酸欠警報手段
７  下限閾値判定手段
８  継続時間判定手段
９  炭酸ガスセンサ
１０  炭酸ガス危険判定手段
１１  炭酸ガス危険警報手段
１２  不快閾値判定手段
１３  継続時間判定手段
１５，１６  電極
１７  酸素イオン導電性固体電解質体
１８  酸素拡散孔
１９  酸素拡散制限体
２０，２１  金属酸化物電極
２２，２３  貴金属電極
３０，４０，４１  螺旋型形状スペーサ
３１  シール板
３５，３６，３７，３８，４８，４９  電極
３９、４０  酸素拡散孔
４７  リチウムイオン導電性固体電解質体
５０  基板
５１  ガラス
５２  加熱体
５３  発熱ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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