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【発明の名称】 ガス警報器及びガス警報方法
【発明者】 【氏名】高島 裕正

【氏名】大村 彰

【氏名】永田 敏

【氏名】中江 浩史

【氏名】本荘 妙子

【氏名】松本 晋一

【氏名】翁長 一夫
【要約】 【課題】限られた電池容量でガスセンサを駆動させ且つ高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができるガス警報器及びガス警報方法を提供する。

【解決手段】センサ駆動回路１３は、第１の周期を持つ第１パルスと第１の周期よりも長い第２の周期を持つ第２パルスとを有し且つ第１及び第２パルスの各々がハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有すると共に第２パルスが第１パルスよりも大きいパルス駆動信号を生成し、パルス駆動信号によりガスセンサ１を駆動し、センサ検出回路９は、第１の周期毎にパルス駆動信号のローレベル期間においてセンサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出し、警報判定回路１４は、検出された一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定し、ＬＥＤ２１は、一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えた場合に一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電池の電源電圧により動作するガス警報器であって、ヒータ及びセンサ素子を有するガスセンサと、第１の周期を持つ第１パルスと第１の周期よりも長い第２の周期を持つ第２パルスとを有し且つ第１及び第２パルスの各々がハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有すると共に第２パルスが第１パルスよりも大きいパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号により前記ガスセンサを駆動する駆動手段と、前記第１の周期毎に前記パルス駆動信号の前記ローレベル期間において前記センサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する検出手段と、この検出手段で検出された前記一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定する警報判定手段と、前記一酸化炭素ガス濃度が前記警報点を超えた場合に前記一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する報知手段と、を備えることを特徴とするガス警報器。
【請求項２】 前記第２パルスのハイレベルのパルス幅は前記第１パルスのハイレベルのパルス幅よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のガス警報器。
【請求項３】 前記第２パルスのハイレベルの波高値は前記第１パルスのハイレベルの波高値よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のガス警報器。
【請求項４】 電池の電源電圧により動作するガス警報器であって、ヒータ及びセンサ素子を有するガスセンサと、所定周期を持つパルスを有し且つ該パルスがハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有するパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号により前記ガスセンサを駆動する駆動手段と、前記所定周期毎に前記パルス駆動信号の前記ローレベル期間において前記センサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する検出手段と、この検出手段で検出された前記一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定する警報判定手段と、前記一酸化炭素ガス濃度が前記警報点を超えた場合に前記一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する報知手段と、を備えることを特徴とするガス警報器。
【請求項５】 電池の電源電圧により動作しガス警報を行うガス警報方法であって、第１の周期を持つ第１パルスと第１の周期よりも長い第２の周期を持つ第２パルスとを有し且つ第１及び第２パルスの各々がハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有すると共に第２パルスが第１パルスよりも大きいパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号によりガスセンサを駆動する駆動ステップと、前記第１の周期毎に前記パルス駆動信号の前記ローレベル期間において前記ガスセンサに有するセンサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する検出ステップと、検出された前記一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定する警報判定ステップと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記警報点を超えた場合に前記一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する報知ステップと、を備えることを特徴とするガス警報方法。
【請求項６】 前記第２パルスのハイレベルのパルス幅は前記第１パルスのハイレベルのパルス幅よりも大きいことを特徴とする請求項５記載のガス警報方法。
【請求項７】 前記第２パルスのハイレベルの波高値は前記第１パルスのハイレベルの波高値よりも大きいことを特徴とする請求項５記載のガス警報方法。
【請求項８】 電池の電源電圧により動作し、ガス警報を行うガス警報方法であって、所定周期を持つパルスを有し且つ該パルスがハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有するパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号によりガスセンサを駆動する駆動ステップと、前記所定周期毎に前記パルス駆動信号の前記ローレベル期間において前記ガスセンサに有するセンサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する検出ステップと、検出された前記一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定する警報判定ステップと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記警報点を超えた場合に前記一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する報知ステップと、を備えることを特徴とするガス警報方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不完全燃焼時の一酸化炭素（ＣＯ）ガスをガスセンサで検出し、ガス濃度が警報点以上となったときにガス濃度が異常である旨の警報を警報音、警報ランプ、外部出力等で報知する電池式のガス警報器及びガス警報方法に関し、特に、限られた電池容量でガスセンサを駆動させ且つ長期的に安定したセンサ感度を確保することができる電池式のガス警報器及びガス警報方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一酸化炭素ガス警報器用のガスセンサとしては、一般的に半導体式ガスセンサが用いられており、この半導体式ガスセンサにより一酸化炭素を選択的に検知するためには、センサ素子の温度を低温度、例えば１００℃以下に保持する必要がある。
【０００３】しかし、ガスセンサを低温度で長期間使用すると、大気中の温度変化等の影響により、センサ素子に水分が付着し、空気中のセンサ出力が変化する等の問題があり、一酸化炭素の濃度を精度良く検知することができない。このため、図１４に示すように、ガスセンサを低温度（例えば１００℃を１５秒）と高温度（例えば４００℃を５秒）とに周期的に交互に駆動し、ガスセンサを高温にしてガスセンサの表面をリフレッシュするヒートクリーニングを行う必要があった。
【０００４】また、電池を電源として用い、この電池の電源電圧によりガスセンサを駆動する一酸化炭素ガス警報器が知られている。この電池式の一酸化炭素ガス警報器は、電池の電源電圧を受けてパルス駆動信号を生成し、このパルス駆動信号によりヒータ及びセンサ素子を有するガスセンサを所定周期で交互にオン／オフ駆動させ、ガスセンサのオフ駆動期間、すなわち、常温で一酸化炭素ガス濃度を検出している。従来のこの種のガス警報器としては、例えば、特開平１０−３８８３２号公報に記載されたガス検出方法及びその装置に開示されている。
【０００５】この電池式の一酸化炭素ガス警報器では、通常限られた電池容量で且つ例えば３年間使用できる条件で、ガスセンサに対して定期的にヒートアップを行うことにより、ガスセンサをヒートクリーニングしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電池式の一酸化炭素ガス警報器にあっては、限られた電池容量で且つ例えば３年という長期間、電池をもたせるためには、定期的にヒートクリーニングに用いる電力は非常に限られる。
【０００７】例えば、２２００ｍＡｈｒの容量のリチウム電池を２本並列に用いて、ガスセンサの素子を４００℃に加温するための電力量が１３０ｍＡ必要であるとした場合、電池の使用安全率、警報器としての回路消費電力及び万一の警報時の消費電力を考慮すると、約１０分間に１秒程度の加熱が限界となる。
【０００８】また、前述した条件で且つ通常の雰囲気中においては、図１５の電池式ガス警報器の経時特性に示すように、経時的に安定したセンサ出力を得ることができる。なお、図１５に示す経時特性では、温度を２０℃、湿度を６５％とし、図１７に示すように、０．９Ｖを０．８秒、０Ｖを２００秒とするパルスをガスセンサに長期間印加（センサ駆動条件）したときの一酸化炭素の警報点の経時的な変化を示している。また、ガスセンサを１０個とし、図１５中の右上のＭＡＸとＭＩＮは１０個のガスセンサでの警報点のバラツキを表している。
【０００９】しかしながら、ガスセンサを高温高湿（例えば温度が５０℃で湿度が９５％）中に連続放置し且つガスセンサを前記センサ駆動条件で駆動した加速試験を行った場合には、図１６に示すように、加速日数が増加するに従って、ＣＯ警報濃度が上昇する。すなわち、高湿中（例えば浴室内）で不完全燃焼検知を行う場合には、湿度によるガスセンサの感度劣化が大きく影響するという問題があった。なお、図１６に示す例では、３つのガスセンサを試験対象とし、図１６中の黒丸，黒三角，黒四角が３つのガスセンサに対応している。
【００１０】そこで、本発明は、限られた電池容量でガスセンサを駆動させ且つ高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができるガス警報器及びガス警報方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために本発明は、以下の構成とした。請求項１の発明のガス警報器は、電池の電源電圧により動作するガス警報器であって、ヒータ及びセンサ素子を有するガスセンサと、第１の周期を持つ第１パルスと第１の周期よりも長い第２の周期を持つ第２パルスとを有し且つ第１及び第２パルスの各々がハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有すると共に第２パルスが第１パルスよりも大きいパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号により前記ガスセンサを駆動する駆動手段と、前記第１の周期毎に前記パルス駆動信号の前記ローレベル期間において前記センサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する検出手段と、この検出手段で検出された前記一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定する警報判定手段と、前記一酸化炭素ガス濃度が前記警報点を超えた場合に前記一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】請求項１の発明によれば、駆動手段がパルス駆動信号によりガスセンサを駆動するので、第１の周期毎に第１パルスのハイレベルによりガスセンサが定期的にヒートアップされてガスセンサをヒートクリーニングでき、また、第１の周期よりも長い第２の周期毎に第１パルスよりも大きい第２パルスのハイレベルにより通常のヒートクリーニングよりも長時間または高温のヒートクリーニングが実施される。このため、高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００１３】また、検出手段が、第１の周期毎にパルス駆動信号のローレベル期間においてセンサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する。すなわち、常温で一酸化炭素を検出せずに、パルス駆動信号のローレベルによるガスセンサの温度（例えば約１００℃）で一酸化炭素を検出するため、一酸化炭素と水素との弁別性を向上させ且つ高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００１４】請求項２の発明は、請求項１記載のガス警報器において、前記第２パルスのハイレベルのパルス幅は前記第１パルスのハイレベルのパルス幅よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】請求項２の発明によれば、第２パルスのハイレベルのパルス幅が、第１パルスのハイレベルのパルス幅よりも大きいので、通常のヒートクリーニングよりも長時間ヒートクリーニングが実施されるため、高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００１６】請求項３の発明は、請求項１記載のガス警報器において、前記第２パルスのハイレベルの波高値は前記第１パルスのハイレベルの波高値よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】請求項３の発明によれば、第２パルスのハイレベルの波高値は第１パルスのハイレベルの波高値よりも大きいので、通常のヒートクリーニングよりも高温のヒートクリーニングが実施されるため、高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００１８】請求項４の発明は、電池の電源電圧により動作するガス警報器であって、ヒータ及びセンサ素子を有するガスセンサと、所定周期を持つパルスを有し且つ該パルスがハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有するパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号により前記ガスセンサを駆動する駆動手段と、前記所定周期毎に前記パルス駆動信号の前記ローレベル期間において前記センサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する検出手段と、この検出手段で検出された前記一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定する警報判定手段と、前記一酸化炭素ガス濃度が前記警報点を超えた場合に前記一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】請求項４の発明によれば、駆動手段がパルス駆動信号によりガスセンサを駆動するので、所定周期毎にパルスのハイレベルによりガスセンサが定期的にヒートアップされてガスセンサをヒートクリーニングできる。また、検出手段が、所定周期毎にパルス駆動信号のローレベル期間においてセンサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する。すなわち、常温で一酸化炭素を検出せずに、パルス駆動信号のローレベルによるガスセンサの温度（例えば約１００℃）で一酸化炭素を検出するため、一酸化炭素と水素との弁別性を向上させ且つ高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００２０】請求項５の発明は、電池の電源電圧により動作しガス警報を行うガス警報方法であって、第１の周期を持つ第１パルスと第１の周期よりも長い第２の周期を持つ第２パルスとを有し且つ第１及び第２パルスの各々がハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有すると共に第２パルスが第１パルスよりも大きいパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号によりガスセンサを駆動する駆動ステップと、前記第１の周期毎に前記パルス駆動信号の前記ローレベル期間において前記ガスセンサに有するセンサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する検出ステップと、検出された前記一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定する警報判定ステップと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記警報点を超えた場合に前記一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する報知ステップとを備えることを特徴とする。
【００２１】請求項６の発明は、請求項５記載のガス警報方法において、前記第２パルスのハイレベルのパルス幅は前記第１パルスのハイレベルのパルス幅よりも大きいことを特徴とする。
【００２２】請求項７の発明は、請求項５記載のガス警報方法において、前記第２パルスのハイレベルの波高値は前記第１パルスのハイレベルの波高値よりも大きいことを特徴とする。
【００２３】請求項８の発明は、電池の電源電圧により動作し、ガス警報を行うガス警報方法であって、所定周期を持つパルスを有し且つ該パルスがハイレベルを保持するハイレベル期間とローレベルを保持するローレベル期間とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間を有するパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号によりガスセンサを駆動する駆動ステップと、前記所定周期毎に前記パルス駆動信号の前記ローレベル期間において前記ガスセンサに有するセンサ素子の出力に基づき一酸化炭素ガス濃度を検出する検出ステップと、検出された前記一酸化炭素ガス濃度が警報点を超えたかどうかを判定する警報判定ステップと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記警報点を超えた場合に前記一酸化炭素ガス濃度の異常を示す警報を報知する報知ステップとを備えることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガス警報器及びガス警報方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】（第１の実施の形態）図１は第１の実施の形態の電池式のガス警報器の基本的な回路構成図である。図２は第１の実施の形態の電池式のガス警報器の具体的な回路構成図である。図３及び図４は第１の実施の形態の電池式のガス警報器におけるパルス駆動信号のタイミングチャートである。
【００２６】図１に示すガス警報器は、電池を用いた一酸化炭素ガス警報器であり、ガスセンサ１、直流電圧（例えば５Ｖ）を有するリチウム電池等の電池５、中央処理装置（ＣＰＵ）１１、電池５の電源電圧をＣＰＵ１１に供給する電源回路７を有して構成される。
【００２７】ガスセンサ１は、例えば、半導体式ガスセンサからなり、ガスを検知するセンサ素子３とこのセンサ素子３を加熱するためのヒータ２を有する。ＣＰＵ１１は、電池電源検出回路１２、センサ駆動回路１３、警報判定回路１４を有して構成される。
【００２８】電池電源検出回路１２は、電源回路７からの電池電源の電圧を検出し、検出された電池電圧が一定値以下になった場合には、電池異常信号を例えば警報回路１８に出力する。
【００２９】センサ駆動回路１３は、電源回路７からの電池電源の電圧を受けて、図３に示すようなパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号によりガスセンサ１を駆動する。
【００３０】パルス駆動信号は、第１の周期Ｔ１を持つ第１パルスＰＬＳ１と第１の周期Ｔ１よりも長い第２の周期Ｔ２を持つ第２パルスＰＬＳ２とを有し且つ第１パルスＰＬＳ１がハイレベルＨＩを保持するハイレベル期間（例えば１秒）とローレベルＬＯを保持するローレベル期間（例えば５秒）とローレベルＬＯよりも小さい零レベルＯＦＦを保持する零レベル期間（例えば８９１秒）を有し、第２パルスＰＬＳ２がハイレベル期間（例えば２秒）とローレベル期間（例えば１２秒）と零レベル期間を有する。
【００３１】すなわち、第２パルスＰＬＳ２のハイレベル及びローレベルのパルス幅が、第１パルスＰＬＳ１のハイレベル及びローレベルのパルス幅よりも大きい。第２の周期Ｔ２は、例えば１日（８６４００秒）である。ハイレベルは、例えば０．９Ｖであり、ローレベルは例えば０．２Ｖである。このため、ガスセンサ１の温度が高温４００℃と中温（例えば約１００℃）と常温（例えば２０℃）とに周期的に交互に変化するようになっている。
【００３２】なお、図３に示すパルス駆動信号に代えて、図４に示すパルス駆動信号を用いても良い。図４に示すパルス駆動信号は、第１の周期Ｔ１を持つ第１パルスＰＬＳ１と第１の周期Ｔ１よりも長い第２の周期Ｔ２を持つ第２パルスＰＬＳ３とを有し且つ第１及び第３パルスＰＬＳ１，ＰＬＳ３の各々がハイレベル期間（例えば１秒）とローレベル期間（例えば５秒）と零レベル期間（例えば８９１秒）とを有し、第３パルスＰＬＳ３のハイレベル及びローレベルの波高値Ｖ３，Ｖ４が、第１パルスＰＬＳ１のハイレベル及びローレベルの波高値Ｖ１，Ｖ２よりも大きい。
【００３３】センサ駆動回路１３は負荷抵抗ＲＬを介してセンサ素子３に接続されている。センサ検出回路９は、第１の周期Ｔ１毎にパルス駆動信号のローレベル期間中の検知ポイント（図３または図４中の黒丸印Ｐ１，Ｐ２・・・）において、センサ素子３からのガスセンサ入力により、一酸化炭素のガス濃度を検出する。
【００３４】警報判定回路１４は、一酸化炭素ガス濃度が予め定められた警報点以上になったかどうかを判定し、一酸化炭素ガス濃度が予め定められた警報点以上になった場合には、警報信号を警報回路１８に出力する。ＬＥＤ２１は、点灯により一酸化炭素ガスのガス濃度の異常を示す警報を報知する。ブザー１９は、一酸化炭素ガスのガス濃度の異常を示す警報を報知する。
【００３５】図２に示す具体的なガス警報器において、基準クロック発生部３３は、基準クロックを発生する水晶発振器３２を有し、発生した基準クロックをＣＰＵ１１に出力する。センサ駆動回路１３は、基準クロックに基づいて図３または図４に示すパルス駆動信号を生成し、このパルス駆動信号を出力ポートＯ３及び抵抗Ｒ９を介してトランジスタＴｒ５に出力してトランジスタＴｒ５をオン／オフさせて、ヒータ２をパルス駆動する。
【００３６】センサ素子３には検出抵抗Ｒ２，検出抵抗Ｒ３，検出抵抗Ｒ２０が接続され、この検出抵抗Ｒ２０とコンデンサＣ１２とでセンサ検出回路９を構成する。また、ＣＰＵ１１は、検出抵抗駆動信号を出力ポートＯ１からトランジスタＴｒ１に出力し、検出抵抗駆動信号を出力ポートＯ２からトランジスタＴｒ２に出力し、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２をそれぞれオン／オフさせる。
【００３７】トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２が共にオフのときには、ガスセンサ１に接続される検出抵抗は、Ｒ２０のみであり、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２が共にオンのときには、ガスセンサ１に接続される検出抵抗は、Ｒ２０とＲ２とＲ３との並列抵抗となる。
【００３８】また、抵抗Ｒ３の一端と大地との間には直列に接続された抵抗Ｒ１０及びガスセンサ温度補正用のサーミスタＴＨが設けられ、ＣＰＵ１１は、サーミスタＴＨから入力ポートＩ１を介してサーミスタ入力を取り込み、このサーミスタ入力によりガスセンサ１の温度補正を行う。
【００３９】また、抵抗Ｒ３の一端と大地との間には直列に接続された抵抗Ｒ１１，ボリュームＶＲ１及び抵抗Ｒ１２が設けられ、ボリュームＶＲ１から入力ポートＩ２を介して警報判定回路１４に前記ＣＯ警報点が入力される。
【００４０】抵抗Ｒ３の一端と大地との間には直列に接続された抵抗Ｒ１３，ボリュームＶＲ２及び抵抗Ｒ１４が設けられ、ボリュームＶＲ２からの電圧が入力ポートＩ３を介してＣＰＵ１１に入力される。
【００４１】警報回路１８は、ＬＥＤ２１、ブザーＢＺ、集積回路（ＩＣ４）を有し、ブザーＢＺはＩＣ４により駆動する。ＣＰＵ駆動回路３１は、ＩＣ１を有し、ＣＰＵ１１を一定周期で駆動するための駆動信号を生成し、この駆動信号をＣＰＵ１１に出力している。
【００４２】次に、このように構成された第１の実施の形態のガス警報器の動作、すなわちガス警報方法を図１に示す回路構成図及び図５に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、浴室等の高温高湿中においてガス濃度の検出を行うものとする。
【００４３】まず、電池５の電源電圧を受けて、センサ駆動回路１３が図３または図４に示すような、第１の周期Ｔ１を持つ第１パルスＰＬＳ１と第２の周期Ｔ２を持つ第２パルスＰＬＳ２を有するパルス駆動信号を生成する（ステップＳ１１）。
【００４４】そして、センサ駆動回路１３は、パルス駆動信号をガスセンサ１に有するヒータ２に印加すると（ステップＳ１３）、第１の周期Ｔ１毎に第１パルスＰＬＳ１のハイレベルを持つＨＩパルスによりガスセンサ１をヒートアップする。すなわち、ガスセンサ１のヒートクリーニングを開始する（ステップＳ１５）。
【００４５】次に、センサ検出回路９は、第１の周期Ｔ１毎に、すなわち、通常のヒートクリーニング毎に、パルス駆動信号の第１パルスＰＬＳ１のローレベルを持つＬＯパルスにおける検知ポイント（図３または図４中の黒丸印Ｐ１，Ｐ２・・・）において、センサ素子３からのガスセンサ入力により、一酸化炭素のガス濃度を検出する（ステップＳ１７）。
【００４６】さらに、センサ駆動回路１３は、第２の周期Ｔ２毎に第２パルスＰＬＳ２のハイレベルを持つＨＩパルスによりガスセンサ１をヒートアップする（ステップＳ１９）。第２の周期Ｔ２毎にパルス駆動信号の第２パルスＰＬＳ２のローレベルを持つＬＯパルスにおける検知ポイント（図３のＰ３）において、センサ素子３からのガスセンサ入力により一酸化炭素のガス濃度を検出する（ステップＳ２０）。
【００４７】次に、警報判定回路１４は、センサ検出回路９で検出された一酸化炭素ガス濃度が予め定められたＣＯ警報点を超えているかどうかを判定し（ステップＳ２１）、一酸化炭素のガス濃度がＣＯ警報点を超えた場合には、警報判定回路１４は、警報信号を警報回路１８に出力するため、警報回路１８は、ブザー１９及びＬＥＤ２１により警報を行う（ステップＳ２３）。
【００４８】このように、第１の実施の形態のガス警報器及びガス警報方法によれば、第１の周期Ｔ１よりも長い第２の周期Ｔ２毎に、第１パルスＰＬＳ１のハイレベルのパルス幅よりも大きい第２パルスＰＬＳ２のハイレベルにより、通常のヒートクリーニングよりも長時間または高温のヒートクリーニングが実施される。このため、高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００４９】また、図４に示すようなパルス駆動信号を用いても、第２パルスＰＬＳ２のハイレベルの波高値が第１パルスＰＬＳ１のハイレベルの波高値よりも大きいので、同様な効果が得られる。
【００５０】さらに、常温で一酸化炭素を検出せずに、パルス駆動信号のローレベルによるガスセンサ１の温度（例えば１００℃）で一酸化炭素を検出するため、一酸化炭素と水素との弁別性を向上させ且つ高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００５１】図６は第１の実施の形態の電池式のガス警報器におけるガスセンサに対して高温高湿中で定期的にヒートアップを行った高温高湿加速試験結果を示す図である。そのときの加速条件としては、温度が５０℃で湿度が９５％でガスセンサ１を連続放置し、センサ駆動条件としては、図３または図４に示すようなタイミングでガスセンサ１を駆動する。
【００５２】図６において、横軸は、加速日数を示し、縦軸はＣＯ警報濃度を示している。図６中の黒丸、黒四角は試験対象となった２つのガスセンサを示している。図６から、加速日数が増加してもＣＯ警報濃度がほとんど上昇していないことがわかる。すなわち、高湿中でも安定したセンサ感度を確保することができる。
【００５３】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態のガス警報器及びガス警報方法を説明する。図７は第２の実施の形態の電池式のガス警報器の基本的な回路構成図である。図８は第２の実施の形態の電池式のガス警報器におけるパルス駆動信号のタイミングチャートである。
【００５４】第２の実施の形態のガス警報器は、センサ駆動回路１３ａの構成が異なる点を除いて、第１の実施の形態のガス警報器と同一構成である。センサ駆動回路１３ａは、図８に示すように、第１の周期Ｔ１を持つ第１パルスＰＬＳ１を有し且つ該第１パルスＰＬＳ１がハイレベルを保持するハイレベル期間（例えば１秒）とローレベルを保持するローレベル期間（例えば５秒）とローレベルよりも小さい零レベルを保持する零レベル期間（例えば８９１秒）を有するパルス駆動信号を生成し、該パルス駆動信号によりガスセンサ１を駆動する。
【００５５】また、センサ検出回路９は、第１の周期Ｔ１毎にパルス駆動信号のローレベル期間中の検知ポイント（図８中の黒丸印Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・）において、センサ素子３からのガスセンサ入力により、一酸化炭素のガス濃度を検出する。
【００５６】なお、図７に示すガス警報器のその他の構成は、図１に示すガス警報器と同一構成であり、同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００５７】次に、このように構成された第２の実施の形態のガス警報器の動作、すなわちガス警報方法を図７に示す回路構成図及び図１０に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、浴室等の高温高湿中においてガス濃度の検出を行うものとする。
【００５８】まず、センサ駆動回路１３ａが図８に示すような、第１の周期Ｔ１を持つ第１パルスＰＬＳ１を有するパルス駆動信号を生成する（ステップＳ３１）。そして、センサ駆動回路１３ａは、パルス駆動信号をガスセンサ１に有するヒータ２に印加すると（ステップＳ３３）、第１の周期Ｔ１毎に第１パルスＰＬＳ１のハイレベルを持つＨＩパルスによりガスセンサ１をヒートアップする。すなわち、ガスセンサ１のヒートクリーニングを開始する（ステップＳ３５）。
【００５９】次に、センサ検出回路９は、第１の周期Ｔ１毎に、すなわち、ヒートクリーニング毎に、パルス駆動信号の第１パルスＰＬＳ１のローレベルを持つＬＯパルスにおける検知ポイント（図８中の黒丸印Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・）において、センサ素子３からのガスセンサ入力により、一酸化炭素のガス濃度を検出する（ステップＳ３７）。
【００６０】次に、警報判定回路１４は、センサ検出回路９で検出された一酸化炭素ガス濃度が予め定められたＣＯ警報点を超えているかどうかを判定し（ステップＳ３９）、一酸化炭素のガス濃度がＣＯ警報点を超えた場合には、警報判定回路１４は、警報信号を警報回路１８に出力するため、警報回路１８は、ブザー１９及びＬＥＤ２１により警報を行う（ステップＳ４１）。
【００６１】このように、第２の実施の形態のガス警報器及びガス警報方法によれば、常温で一酸化炭素を検出せずに、パルス駆動信号のローレベルによるガスセンサ１の温度（例えば１００℃）で一酸化炭素を検出するため、一酸化炭素と水素との弁別性を向上させ且つ高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００６２】図９は第２の実施の形態の電池式のガス警報器におけるガスセンサに対して高温高湿中で定期的にヒートアップを行った高温高湿加速試験結果を示す図である。そのときの加速条件としては、温度が５０℃で湿度が９５％でガスセンサ１を連続放置し、センサ駆動条件としては、図８に示すようなタイミングでガスセンサ１を駆動する。
【００６３】図９において、横軸は、加速日数を示し、縦軸はＣＯ警報濃度を示している。図９中の黒丸、黒四角は試験対象となった２つのガスセンサを示している。図９から、加速日数が増加してもＣＯ警報濃度がほとんど上昇していないことがわかる。すなわち、高温高湿中でも安定したセンサ感度を確保することができる。
【００６４】なお、図９に示す試験結果と図６に示す試験結果とを比較すると、図６に示す試験結果の方が良いことがわかる。これは、図３または図４に示すパルス駆動信号は、図８に示すパルス駆動信号に対して、さらに第２パルスが含まれており、この第２パルスにより長期間または高温のヒートクリーニングが行われるからである。
【００６５】図１１はヒータＨＩ／ＬＯ時間に対する一酸化炭素濃度劣化特性を示す図である。ここで、ヒータＨＩ時間とは、図８のハイレベル期間に対応し、ヒータＬＯ時間はローレベル期間に対応する。図１１（ａ）は、温度５０℃、湿度９５％での高温高湿連続耐久試験後のヒータＨＩ／ＬＯ時間と一酸化炭素警報濃度変動量との関係を示し、図１１（ｂ）は、温度４０℃、湿度９０％と温度０℃とを４２サイクル行った温度サイクル耐久試験後のヒータＨＩ／ＬＯ時間と一酸化炭素警報濃度変動量との関係を示している。一酸化炭素濃度の初期値は１００ｐｐｍであり、図１１では、その後の変動量を示している。
【００６６】図１１（ａ），図１１（ｂ）からもわかるように、ＨＩ時間を０．８秒とし、ＬＯ時間を設けずに零レベル（ＯＦＦ）を設けた場合には、一酸化炭素警報濃度変動量は、２５０ｐｐｍとなり、この変動量は、日ガス検検定規定の最大値となっている。変動量は、１５０ｐｐｍ（検定レベル）以下であることが好ましい。また、ＬＯ時間で一酸化炭素を検出すると、１５０ｐｐｍ以下となる。ＬＯ時間をさらに大きくすると、一酸化炭素警報濃度変動量がさらに小さくなることがわかる。すなわち、ＬＯ時間で一酸化炭素を検出することにより、高湿中でも安定したセンサ感度を確保できることができる。
【００６７】図１２はヒータＬＯ時間に対する水素警報濃度特性を示す図である。図１２中において、黒四角はＨＩ時間を１．５秒とし、黒丸はＨＩ時間を２秒とし、黒三角はＨＩ時間を２．５秒とし、黒ひし形はＨＩ時間を３秒とした場合における水素警報濃度特性を示す。また、図１２では、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍ設定時における水素警報濃度を示している。
【００６８】図１２からもわかるように、水素警報濃度は、ＨＩ時間と関係が小さく、ＬＯ時間を延長させて検出することで相対感度が向上する。すなわち、一酸化炭素と水素との弁別性を向上させることができる。なお、ＬＯ時間が２秒以上であれば、水素警報濃度が検定レベル（５００ｐｐｍ）を超えるから、日ガス検検定規定を満たすことができる。
【００６９】図１３はヒータＨＩ／ＬＯ時間に対する電池寿命特性を示す図である。図１３において、横軸はヒータＨＩ／ＬＯ時間を示し、縦軸は電池寿命年数を示す。黒丸は、リチウム電池４本の場合を示し、○はリチウム電池８本の場合を示す。水素警報濃度特性、及び湿度特性を考慮し、且つ電池の寿命を３年以上とすると、図１３に示すように、ＨＩ時間／ＬＯ時間が制限される。
【００７０】なお、本発明は、前述した実施の形態のガス警報器に限定されるものではなく、このほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【００７１】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、第１の周期よりも長い第２の周期毎に第１パルスよりも大きい第２パルスのハイレベルにより通常のヒートクリーニングよりも長時間または高温のヒートクリーニングが実施されるため、高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。また、常温で一酸化炭素を検出せずに、パルス駆動信号のローレベルによるガスセンサの温度で一酸化炭素を検出するため、一酸化炭素と水素との弁別性を向上させ且つ高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保できる。
【００７２】請求項２の発明によれば、第２パルスのハイレベルのパルス幅が、第１パルスのハイレベルのパルス幅よりも大きいので、通常のヒートクリーニングよりも長時間ヒートクリーニングが実施されるため、高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００７３】請求項３の発明によれば、第２パルスのハイレベルの波高値は第１パルスのハイレベルの波高値よりも大きいので、通常のヒートクリーニングよりも高温のヒートクリーニングが実施されるため、高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００７４】請求項４の発明によれば、常温で一酸化炭素を検出せずに、パルス駆動信号のローレベルによるガスセンサの温度で一酸化炭素を検出するため、一酸化炭素と水素との弁別性を向上させ且つ高湿中等の過酷な環境条件下でも長期的に安定したセンサ感度を確保することができる。
【００７５】請求項５の発明によれば、請求項１の発明の効果と同様な効果が得られる。請求項６の発明によれば、請求項２の発明の効果と同様な効果が得られる。請求項７の発明によれば、請求項３の発明の効果と同様な効果が得られる。請求項８の発明によれば、請求項４の発明の効果と同様な効果が得られる。
【出願人】 【識別番号】０００００６８９５
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
【識別番号】０００２２０２６２
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
【識別番号】５９３２１０９６１
【氏名又は名称】エフアイエス株式会社
【出願日】 平成１２年１月１３日（２０００．１．１３）
【代理人】 【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外８名）
【公開番号】 特開２００１−１９４３３１（Ｐ２００１−１９４３３１Ａ）
【公開日】 平成１３年７月１９日（２００１．７．１９）
【出願番号】 特願２０００−４８９９（Ｐ２０００−４８９９）