(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサが検出した一酸化炭素濃度に基づいて、血液中の一酸化炭素濃度ヘモグロビン濃度の変化を予測するヘモグロビン濃度変化予測装置であって、
前記ガスセンサが検出した一酸化炭素濃度に基づいて、血液中の一酸化炭素濃度ヘモグロビン濃度を計測するヘモグロビン濃度計測手段と、
前記一酸化炭素濃度の所定時間における複数種類の上昇率の各々と前記一酸化炭素濃度ヘモグロビン濃度とに基づいて、予め定められた一酸化炭素濃度ヘモグロビン危険濃度への到達を予測するための到達予測情報を算出するための算出データを記憶する到達予測情報記憶手段と、
前記ガスセンサが時系列的に検出した一酸化炭素濃度に基づいて、当該一酸化炭素濃度の上昇率を算出する上昇率算出手段と、
前記上昇率算出手段が算出した上昇率と前記一酸化炭素濃度ヘモグロビン濃度と前記算出データとに基づいて、前記一酸化炭素濃度ヘモグロビン危険濃度への到達を予測する予測手段と、
前記予測手段が前記一酸化炭素濃度ヘモグロビン危険濃度に到達するとの予測結果を通知する予測結果通知手段と、
を有することを特徴とするヘモグロビン濃度変化予測装置。
【請求項２】
前記上昇率算出手段が、前記一酸化炭素濃度に対応して予め定められた計測対象条件を前記一酸化炭素濃度が満たしたときに前記上昇率を算出する手段であることを特徴とする請求項１に記載のヘモグロビン濃度変化予測装置。
【請求項３】
一酸化炭素濃度を検出するガスセンサと、予め定められた一酸化炭素濃度ヘモグロビン危険濃度に前記ガスセンサによって検出した一酸化炭素濃度が達したことを警報する警報手段と、を有する警報器において、
請求項１又は２に記載のヘモグロビン濃度変化予測装置を有し、
血中の一酸化炭素濃度ヘモグロビン濃度が前記ヘモグロビン危険濃度に到達する前に、前記ヘモグロビン濃度変化予測装置の予測結果を通知す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、ガスセンサが検出した一酸化炭素濃度に基づいて、血液中のヘモグロビン濃度の変化を予測するヘモグロビン濃度変化予測装置及び警報器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一酸化炭素（以下、ＣＯ）は燃焼器具を正常な状態で使用しても発生することが知られている。特に、鍋、やかん等の調理器具を用いて、お湯を沸かす場合に、冷たい調理器具が暖まるまでの間にＣＯが発生する。そこで、従来のガス警報器では、ＣＯ濃度が設定点を超えてもすぐには警報の発生を行わず、予め定めた遅延時間経過後も設定点を越えている状態が継続した場合に、警報を発生するようにしている。
【０００３】
従来の家庭用のガス警報器では、（１）ＣＯ濃度が低濃度設定点３００ｐｐｍに到達してから遅延時間１０分以内に警報を発し、かつ、（２）ＣＯ濃度が高濃度設定点５５０ｐｐｍに到達してから遅延時間５分以内に警報を発するようにしている。
【０００４】
上述した（１）、（２）に従って警報を発すれば、換気回数が少ない部屋で燃焼器具を燃焼させ、酸欠に伴い燃焼器具が不完全燃焼して、ＣＯ濃度が上昇し続けても、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度（以下ＣＯＨｂ）が２５％に達する前に警報が行えるようになっている。
【０００５】
そして、ＣＯの人体に対する影響状況に応じたガス警報を正確に行うために、ＣＯの人体への影響を考慮し、ＣＯＨｂに対応した係数Ｋを用いて遅延時間を設定するガス警報器が提案されている（特許文献１）。このガス警報器は、「家庭用ガス器具の低換気率室内での燃焼（酸欠燃焼）の危険性」（安全工学Vol.19  No.4  1980年の報文）に報告されているＣＯ濃度、酸素濃度、漏洩時間からなる回帰式からＣＯＨｂ値を求めて係数Ｋを決定し、遅延時間を決める方法をとっている。このように設定された遅延時間は人体の血液中のＣＯＨｂに応じた時間であり、ＣＯの人体に対する影響状況に応じたガス警報が行われてきた。
【特許文献１】特開２００２−３９９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したガス警報器では、ＣＯＨｂに対応した遅延時間を設定して、ＣＯの人体に対する影響状況に応じたガス警報を行ってきたが、そのガス警報は危険な状態になってからの警報であり、逃げ遅れ等の発生を防止するためにも、ガス警報の前に利用者に危険の可能性を知らせたいとの要望があった。そこで、ガス警報の警報条件を引き下げることが考えられるが、そうすると、誤警報の発生確率が高まってしまい、実現することが困難であった。
【０００７】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、一酸化炭素濃度から血中のヘモグロビン濃度の変化を早期に予測し、逃げ遅れ等の防止に貢献するヘモグロビン濃度変化予測装置及び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】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載のヘモグロビン濃度変化予測装置は、図１の基本構成図に示すように、ガスセンサ１０が検出した一酸化炭素濃度に基づいて、血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度の変化を予測するヘモグロビン濃度変化予測装置であって、前記一酸化炭素濃度の所定時間における複数種類の上昇率の各々に対応し、予め定められた一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度への到達を予測するための到達予測情報を記憶する到達予測情報記憶手段２２と、前記ガスセンサ１０が時系列的に検出した一酸化炭素濃度に基づいて、当該一酸化炭素濃度の上昇率を算出する上昇率算出手段２１ａと、前記上昇率算出手段２１ａが算出した上昇率に対応した前記到達予測情報に基づいて、前記一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度への到達を予測する予測手段２１ｂと、前記予測手段２１ｂが前記一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度に到達するとの予測結果を通知する予測結果通知手段２１ｃと、を有することを特徴とする。また、図１の基本構成図に示すように、前記ガスセンサ１０が検出した一酸化炭素濃度に基づいて、血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度を計測するヘモグロビン濃度計測手段２１ｄを有し、前記到達予測情報が、前記複数種類の上昇率の各々と前記一酸化炭素ヘモグロビン濃度とに基づいて、前記一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度までの到達予測時間を算出するための算出データを有し、前記予測手段２１ｂが、前記上昇率と前記一酸化炭素ヘモグロビン濃度と前記算出データとに基づいて、前記一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度への到達を予測する手段であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載のヘモグロビン濃度変化予測装置において、前記上昇率算出手段２１ａが、前記一酸化炭素濃度に対応して予め定められた計測対象条件を前記一酸化炭素濃度が満たしたときに前記上昇率を算出する手段であることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項３記載の警報器は、図１の基本構成図に示すように、一酸化炭素濃度を検出するガスセンサ１０と、予め定められた一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度に前記ガスセンサ１０によって検出した一酸化炭素濃度が達したことを警報する警報手段と、を有する警報器において、請求項１又は２に記載のヘモグロビン濃度変化予測装置２を有し、血中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度が前記一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度に到達する前に、前記ヘモグロビン濃度変化予測装置２の予測結果を通知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請求項１に記載した本発明のヘモグロビン濃度変化予測装置によれば、ガスセンサ１０が時系列的に検出した一酸化炭素濃度に基づいて当該一酸化炭素濃度の上昇率を計測し、該上昇率に対応した到達予測情報に基づいて、一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度への到達を予測したことを通知するようにしたことから、一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度に達する前に危険が迫っていることを早期の段階で利用者に通知できるため、逃げ遅れ等の防止に貢献することができる。また、予測結果を通知することで、設置場所の換気等を利用者に促すことができるため、一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度に達することの防止に貢献することができる。さらに、一酸化炭素濃度の上昇率は低濃度で計測することができることから、安価なガスセンサを用いることができるため、安価に実現することができる。また、一酸化炭素濃度の上昇率と一酸化炭素ヘモグロビン濃度との関係に基づいて一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度への到達を予測するようにしたことから、その予測の精度を早期の段階でも向上させることができるため、誤通知をより一層低減することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、一酸化炭素濃度が計測対象条件を満たしたときに、その上昇率を計測するようにしたことから、計測対象条件として、設置された環境、ガスの使用状況等に応じて発生する一酸化炭素の濃度を考慮することができるため、ヘモグロビン危険濃度への到達の予測精度を向上させることが可能となり、誤通知を低減することができる。
【００１５】
以上説明したように請求項３に記載した本発明の警報器によれば、ヘモグロビン濃度変化予測装置の予測結果を通知した後、一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度に到達したときに警報を行うようにしたことから、一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度に達する前に危険が迫っていることを早期の段階で利用者に通知できるため、逃げ遅れ等の防止に貢献することができる。また、予測結果を通知することで、設置場所の換気等を利用者に促すことができるため、一酸化炭素ヘモグロビン危険濃度に達することの防止に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るヘモグロビン濃度変化予測装置を警報器に適用した場合の一実施の形態を、図１〜図５の図面を参照して説明する。
【００１７】
図２において、警報器１は、ガスセンサ１０と、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）２０と、警報部３０と、を有して構成しており、台所、室内等に設置されている。そして、警報器１は、内蔵する電池５から供給される電力によって動作している。なお、警報器１は、商用電源からの電力により動作するような実施形態とすることもできる。
【００１８】
ガスセンサ１０は、一酸化炭素（以下、ＣＯともいう）の酸化反応により、ＣＯ濃度に応じた電流が流れる電気化学式ガスセンサを用いており、ＣＯ濃度に応じた電流を電圧に変換して、ＭＰＵ２０に出力している。なお、ガスセンサ１０としては、警報器１のコストダウンを図るために、半導体式ガスセンサや接触燃焼式ガスセンサを用いることもできる。
【００１９】
ＭＰＵ２０は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）２１、ＣＰＵ２１のためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ２２、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ２１の処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ２３等を有して構成している。
【００２０】
ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１を図１に示す請求項中の上昇率計測手段２１ａ、予測手段２１ｂ、予測結果通知手段２１ｃ、ヘモグロビン濃度計測手段２１ｄ等の各種手段として機能させるためのＣＯＨｂ変化予測処理プログラムを記憶している。そして、ＣＰＵ２１はそのＣＯＨｂ変化予測処理プログラムを実行することで、上昇率計測手段２１ａ、予測手段２１ｂ、予測結果通知手段２１ｃ、ヘモグロビン濃度計測手段２１ｄとして機能することになる。
【００２１】
また、ＲＯＭ２２は、一酸化炭素濃度の所定時間における複数種類の上昇率の各々に対応し、予め定められたヘモグロビン危険濃度（危険濃度）への到達を予測するための到達予測情報を記憶しており、本実施形態では上記請求項中の到達予測情報記憶手段２２として記憶している。
【００２２】
到達予測情報の一例としては、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような複数種類（図３中では３つ）のグラフ中の上昇勾配等から求めた上昇率、該上昇率とＣＯＨｂ濃度（積算値など）に対応し且つＣＯＨｂ濃度の予め定められた危険濃度に達するまでの到達予測時間（到達するか否か）等を示す各種データを有している。
【００２３】
図３において、縦軸がＣＯ濃度（ｐｐｍ）及び血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度（ＣＯＨｂともいう）（％）、横軸が経過時間（秒）をそれぞれ示している。そして、図３（ａ）は、ＣＯ２００ｐｐｍのガスが存在しＣＯＨｂが５％まで上昇し、その後６００ｐｐｍ／ｍｉｎで急激にＣＯが発生した場合のＣＯＨｂの変化をＣｏｂｕｒｎ−Ｆｏｒｓｔｅｒ−Ｋａｎｅ  Ｅｑｕａｔｉｏｎにて換算した結果を示している。同様に、図３（ｂ）は、４００ｐｐｍ／ｍｉｎで急激にＣＯが発生した場合、図３（ｃ）は２００ｐｐｍ／ｍｉｎで急激にＣＯが発生した場合の各換算結果を示している。
【００２４】
そして、図３（ａ）〜（ｃ）の各グラフから、上記危険濃度に達するときのＣＯ濃度の上昇率を求め、該上昇率から任意に設定された所定時間におけるＣＯ濃度の上昇率を求め、そのときのＣＯＨｂと上昇率を関連付けて到達予測情報を作成してＲＯＭ２２に記憶している。
【００２５】
このように本実施形態では、複数の到達予測情報によって上昇率とＣＯＨｂ濃度とから到達予測時間を特定するためのテーブル情報を構成する場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば上昇率とＣＯＨｂ濃度から到達予測時間を予測する予測プログラムとして記憶するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００２６】
また、ＲＯＭ２２には、図４に示すように、ＣＯ濃度の計測対象条件として、危険濃度よりも低く設定された計測対象閾値を記憶している。計測対象条件は、ガスセンサ１０の測定精度、測定の下限値等に基づいて任意に設定される。なお、図４中の縦軸がＣＯ濃度（ｐｐｍ）、横軸が経過時間（秒）及びＣＯＨｂ（％）をそれぞれ示している。
【００２７】
警報部３０は、警報出力部３１と、スピーカ３２と、警報表示部３３と、を有している。警報出力部３１は、ＣＰＵ２１によって制御され、ＣＰＵ２１によって要求された複数種類の音声警報、警報音等の各々に対応した警報信号を選択的にスピーカ３２に出力する。スピーカ３２は、警報出力部３１から入力された警報信号等を外部に出力する。警報表示部３３は、ＬＥＤ、ＬＣＤ等が用いられ、ＣＰＵ２１によって要求された各種警報情報を表示する。
【００２８】
次に、上述したＣＰＵ２１が実行するＣＯＨｂ変化予測処理の一例を、図５のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、ＣＯＨｂ変化予測処理は、電源断、終了要求の発生等に応じて強制終了されることを前提としている。
【００２９】
ＣＰＵ２１によってＣＯＨｂ変化予測処理が実行されると、ステップＳ１１において、ガスセンサ１０からの入力信号に基づいて所定のサンプリング時間にＣＯ濃度が計測され、ステップＳ１２において、そのＣＯ濃度と上記計測対象条件が比較され、該比較結果に基づいてＣＯ濃度を検出できたか否かが判定される。ＣＯ濃度を検出できなかったと判定された場合（Ｓ１２でＮ）、ステップＳ１１に戻り、一連の処理を繰り返す。一方、ＣＯ濃度を検出できたと判定された場合（Ｓ１２でＹ）、ステップＳ１３に進む。
【００３０】
ステップＳ１３において、計測したＣＯ濃度がＲＡＭ２３に時系列的に記憶され、ステップＳ１４において、ＲＡＭ２３のＣＯ濃度がＣｏｂｕｒｎ−Ｆｏｒｓｔｅｒ−Ｋａｎｅ  Ｅｑｕａｔｉｏｎにて換算されてＣＯＨｂが算出され、ステップＳ１５において、そのＣＯＨｂがＲＡＭ２３に積算され、その後ステップＳ１６に進む。
【００３１】
ステップＳ１６において、ＲＡＭ２３に時系列的に記憶された複数のＣＯ濃度に基づいて、ＣＯ濃度が上昇しているか否かが判定される。上昇していないと判定された場合（Ｓ１６でＮ）、ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、上昇していると判定された場合（Ｓ１６でＹ）、ステップＳ１７に進む。
【００３２】
ステップＳ１７において、所定時間におけるＣＯ濃度の上昇率が計測され、ステップＳ１８において、当該上昇率とＲＡＭ２３のＣＯＨｂの積算値とに対応した上記到達予測情報が複数の到達予測情報の中から抽出され、該到達予測情報に基づいて危険濃度への到達（到達予測時間等）が予測され、その後ステップＳ１９に進む。
【００３３】
ステップＳ１９において、予測結果が通知条件を満たすか否かが判定される。なお、通知条件の一例としては、危険濃度へ到達する可能性があると判定されたとき、到達予測時間が予め定められた所定時間内であるときなど任意に設定することができる。そして、通知条件を満たさないと判定された場合（Ｓ１９でＮ）、ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。
【００３４】
一方、通知条件を満たすと判定された場合（Ｓ１９でＹ）、ステップＳ２０において、予測結果の通知が警報部３０に要求されることで、予測結果が警報部３０から外部に出力され、その後ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。なお、予測結果の通知方法としては、例えば、ＣＯＨｂが危険濃度に達したときの警報音とは異なる警報音、音声警報など種々異なる実施形態とすることができる。
【００３５】
以上説明した図５に示すフローチャート中のステップＳ１７が上昇率計測手段２１ａ、ステップＳ１８が予測手段２１ｂ、ステップＳ２０が予測結果通知手段２１ｃ、ステップＳ１４〜Ｓ１５がヘモグロビン濃度計測手段２１ｄにそれぞれ相当している。
【００３６】
次に、上述した警報器１における本発明に係る動作（作用）の一例を、図４等の図面を参照して以下に説明する。
【００３７】
図４に示す時間ｔ０においてＣＯが発生した後、時間ｔ１において、そのＣＯ濃度が警報対象条件を到達すると、警報器１は、上昇するＣＯ濃度を時系列的に計測すると共に、ＣＯＨｂを計測してその値を積算する。そして、時間ｔ２において、警報器１は、ＣＯ濃度の上昇率ΔＬを計測し、該上昇率ΔＬとその時点のＣＯＨｂの積算値に対応した到達予測情報に基づいて危険濃度への到達を予測し、到達予測時間Ｔが経過した時間ｔ３に、ＣＯＨｂが危険濃度に到達すると予測した場合、その予測結果は時間ｔ２に警報部３０から利用者に対して通知する。その後、時間ｔ３において、警報器１は、ＣＯＨｂが危険濃度に到達したことを検出すると、従来のようにＣＯＨｂが危険濃度に達したこと警報される。
【００３８】
以上説明した警報器１によれば、時間ｔ２でＣＯＨｂが危険濃度に達すると予測したことを利用者に対して通知し、その後時間ｔ３でＣＯＨｂが危険濃度に達したときに従来の警報を行うようにしたことから、危険濃度に達する前に危険が迫っていることを早期の段階で利用者に通知できるため、逃げ遅れ等の防止に貢献することができる。また、予測結果を通知することで、設置場所の換気等を利用者に促すことができるため、ヘモグロビン危険濃度に達することの防止に貢献することができる。さらに、一酸化炭素濃度の上昇率は低濃度（例えば５０ｐｐｍ以下など）で計測することができることから、安価なガスセンサを用いることができるため、安価に実現することができる。
【００３９】
また、ＣＯ濃度が計測対象条件を満たしたときに、その上昇率ΔＬを計測するようにしたことから、計測対象条件として、設置された環境、ガスの使用状況等に応じて発生する一酸化炭素の濃度を考慮することができるため、危険濃度への到達の予測精度を向上させることが可能となり、誤通知を低減することができる。
【００４０】
さらに、ＣＯ濃度の上昇率ΔＬとＣＯＨｂとの関係に基づいて危険濃度への到達を予測するようにしたことから、その予測の精度を早期の段階でも向上させることができるため、誤通知をより一層低減することができる。
【００４１】
なお、上述した実施形態では、本発明のヘモグロビン濃度変化予測装置を警報器１に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えばヘモグロビン濃度変化予測装置を複合型警報器、火災警報器、時計、電化製品等に適用するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００４２】
このように上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ヘモグロビン濃度変化予測装置及び警報器の基本構成を示す構成図である。
【図２】本発明を適用した警報器の概略構成の一例を示す構成図である。
【図３】到達予測情報の一例を説明するためのＣＯ濃度とＣＯＨｂと時間との関係を示すグラフであり、（ａ）はＣＯ濃度の発生が６００ｐｐｍ／ｍｉｎ、（ｂ）はＣＯ濃度の発生が４００ｐｐｍ／ｍｉｎ、（ｃ）はＣＯ濃度の発生が２００ｐｐｍ／ｍｉｎをそれぞれ示している。
【図４】ＣＯＨｂが危険濃度に到達すると予測する場合の動作を説明するための図である。
【図５】図２中のＣＰＵが実行するＣＯＨｂ変化予測処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１    警報器
２    ヘモグロビン濃度変化予測装置
１０    ガスセンサ
２１ａ    上昇率計測手段（ＣＰＵ）
２１ｂ    予測手段（ＣＰＵ）
２１ｃ    予測結果通知手段（ＣＰＵ）
２１ｄ    ヘモグロビン濃度計測手段（ＣＰＵ）
２２    到達予測情報記憶手段（ＲＯＭ）
【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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