JPS6325399B2 - - Google Patents
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- JPS6325399B2 JPS6325399B2 JP56072918A JP7291881A JPS6325399B2 JP S6325399 B2 JPS6325399 B2 JP S6325399B2 JP 56072918 A JP56072918 A JP 56072918A JP 7291881 A JP7291881 A JP 7291881A JP S6325399 B2 JPS6325399 B2 JP S6325399B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、メタンガス、水素ガス、アンモニア
ガス、LPG等の可燃性ガス又は毒性ガスの存在
を検知し監視するためのガス検知監視装置に関す
るものである。
ガス、LPG等の可燃性ガス又は毒性ガスの存在
を検知し監視するためのガス検知監視装置に関す
るものである。
従来のこの種のガス検知監視装置としては、集
中監視をする場所に配置される指示計器部と、そ
の集中監視場所から例えば数10ｍ〜２Kmの距離離
れたガスを検出すべき場所に配置されるガス検出
部とを備え、この指示計器部とガス検出部との間
を伝送ケーブルにて接続して使用するようなもの
がある。このような従来のガス検知監視装置の概
略構成を添付図面の第１図に示している。第１図
に概略的に示されるように、ガス検出部１０は、
ホイトストーンブリツジ回路の２辺として、検知
素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂを直列としたもの
と、他の辺として抵抗R1，R2及びR3を直列とし
たブリツジ回路を備える。このブリツジ回路の一
端に、定電流回路CRを介して電源Ｅが接続され
る。ブリツジ回路の他端ａ，ｂ間の電位差ｅは、
伝送ケーブル３０を通して指示計器部２０へ伝送
されるようになつている。検知素子Ｓ・Ｂは、例
えば白金の細線コイルに、検知すべきガスに感応
する、例えば酸化触媒をビート状に付着させ焼結
したものであり、補償素子Ｒ・Ｂは、正常な空気
中で検出素子Ｓ・Ｂと同じ温度上昇を保ち、同じ
抵抗値であるように、同じ白金線コイルの上にセ
ラミツクを焼結し、形状は夫々同じになるように
しているが、検知素子Ｓ・Ｂとは違つて検知すべ
きガスには反応しないものである。このガス検知
監視装置の作動においては、定電流回路CRを介
して検知素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂの電流が
最適値になるように自動的に調整しその後一定電
流に保ち、供給された電力と検知素子Ｓ・Ｂ及び
補償素子Ｒ・Ｂの周囲に放散する熱損失が等しく
なつた時、素子の温度は一定となり、この状態で
は、ａ，ｂ間の電位差は零であり（抵抗R2で零
になるように調整する）、従つて、指示計器部２
０における指示メータの指示も零である。この
時、例えば、メタンガスが存在し、検知素子Ｓ・
Ｂがメタンガスに接触した時、触媒との反応でガ
スが燃焼し発生する熱量によつて、予熱された温
度に更にその分の温度が加り白金線コイルの抵抗
値が、その温度係数に関連して、増加する。この
ためブリツジ回路のａ，ｂ間の電位差が現われ、
指示計器部２０のメータにてこれが指示され、メ
タンガスの存在が検出される。この場合、その電
位差は、存在するメタンガスの濃度に比例するよ
うになつている。
中監視をする場所に配置される指示計器部と、そ
の集中監視場所から例えば数10ｍ〜２Kmの距離離
れたガスを検出すべき場所に配置されるガス検出
部とを備え、この指示計器部とガス検出部との間
を伝送ケーブルにて接続して使用するようなもの
がある。このような従来のガス検知監視装置の概
略構成を添付図面の第１図に示している。第１図
に概略的に示されるように、ガス検出部１０は、
ホイトストーンブリツジ回路の２辺として、検知
素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂを直列としたもの
と、他の辺として抵抗R1，R2及びR3を直列とし
たブリツジ回路を備える。このブリツジ回路の一
端に、定電流回路CRを介して電源Ｅが接続され
る。ブリツジ回路の他端ａ，ｂ間の電位差ｅは、
伝送ケーブル３０を通して指示計器部２０へ伝送
されるようになつている。検知素子Ｓ・Ｂは、例
えば白金の細線コイルに、検知すべきガスに感応
する、例えば酸化触媒をビート状に付着させ焼結
したものであり、補償素子Ｒ・Ｂは、正常な空気
中で検出素子Ｓ・Ｂと同じ温度上昇を保ち、同じ
抵抗値であるように、同じ白金線コイルの上にセ
ラミツクを焼結し、形状は夫々同じになるように
しているが、検知素子Ｓ・Ｂとは違つて検知すべ
きガスには反応しないものである。このガス検知
監視装置の作動においては、定電流回路CRを介
して検知素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂの電流が
最適値になるように自動的に調整しその後一定電
流に保ち、供給された電力と検知素子Ｓ・Ｂ及び
補償素子Ｒ・Ｂの周囲に放散する熱損失が等しく
なつた時、素子の温度は一定となり、この状態で
は、ａ，ｂ間の電位差は零であり（抵抗R2で零
になるように調整する）、従つて、指示計器部２
０における指示メータの指示も零である。この
時、例えば、メタンガスが存在し、検知素子Ｓ・
Ｂがメタンガスに接触した時、触媒との反応でガ
スが燃焼し発生する熱量によつて、予熱された温
度に更にその分の温度が加り白金線コイルの抵抗
値が、その温度係数に関連して、増加する。この
ためブリツジ回路のａ，ｂ間の電位差が現われ、
指示計器部２０のメータにてこれが指示され、メ
タンガスの存在が検出される。この場合、その電
位差は、存在するメタンガスの濃度に比例するよ
うになつている。
このような従来の装置において、通常状態で
は、素子Ｓ・Ｂ及びＲ・Ｂを構成する白金線の温
度に対する抵抗値の変化は、第２図の曲線Ａに示
すように直線的に安定している。従つて、ブリツ
ジ回路のａ，ｂ間に出る電位差は、ガス濃度が零
の場合常に一定値であり、ブリツジ回路としての
機能は十分に果している。しかしながら、通常、
検知素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂ自体の温度
（自身の発熱量による温度）は、通電する電流値
及び自身の抵抗値によつて差が出るのであり、普
通はある室温（例えば20℃）で検知素子が最高温
度になるように、電流値を選び定電流回路CRで
一定値に保つようにし、例えば、その白金線に
130〜300mAを通電し、検知素子を200〜500℃間
に加熱して感度の鋭敏な状態で使用する。従つ
て、周囲温度の変化によつて検知監視装置の感度
及び指示値が変化する欠点がある。
は、素子Ｓ・Ｂ及びＲ・Ｂを構成する白金線の温
度に対する抵抗値の変化は、第２図の曲線Ａに示
すように直線的に安定している。従つて、ブリツ
ジ回路のａ，ｂ間に出る電位差は、ガス濃度が零
の場合常に一定値であり、ブリツジ回路としての
機能は十分に果している。しかしながら、通常、
検知素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂ自体の温度
（自身の発熱量による温度）は、通電する電流値
及び自身の抵抗値によつて差が出るのであり、普
通はある室温（例えば20℃）で検知素子が最高温
度になるように、電流値を選び定電流回路CRで
一定値に保つようにし、例えば、その白金線に
130〜300mAを通電し、検知素子を200〜500℃間
に加熱して感度の鋭敏な状態で使用する。従つ
て、周囲温度の変化によつて検知監視装置の感度
及び指示値が変化する欠点がある。
こゝで、検知素子自体の温度変化を起す原因と
して次のことが考えられる。
して次のことが考えられる。
(1) 周囲環境の温度変化による検知素子自体の特
性の変化。
性の変化。
野外露天では、−40℃〜＋80℃（夜間寒冷時
〜盛夏日照時）、室内では、−10℃〜＋50℃（工
場、充填所等夜間〜日中作業時）の外部要因に
よつて検出部が影響される。すなわち、検知素
子はその温度変化によつて、自体の温度も変化
する。
〜盛夏日照時）、室内では、−10℃〜＋50℃（工
場、充填所等夜間〜日中作業時）の外部要因に
よつて検出部が影響される。すなわち、検知素
子はその温度変化によつて、自体の温度も変化
する。
(2) 周囲温度の変化による部品の特性の変化。
白金線の抵抗値、抵抗体の抵抗値、定電流回
路等におけるIC、トランジスタのドリフト、
検知部と指示計器部とを連結する伝送ケーブル
の抵抗値等が影響を受ける。
路等におけるIC、トランジスタのドリフト、
検知部と指示計器部とを連結する伝送ケーブル
の抵抗値等が影響を受ける。
しかし、検知素子は、前述したように一般的
に定電流で加熱されているため、周囲温度が上
れば、白金の温度係数に関連して抵抗値が増加
し、一層温度上昇を来し、又、周囲温度が低下
すれば同様に一層温度が低下し、何れも最適温
度値より逸脱してガス検知監視装置の感度及び
指示値が変化してしまうことになる。このガス
感応度と温度との関係を、ブリツジ回路のａ−
ｂ間電位差に表われる周囲温度との関係で示す
と、例えば、第３図の曲線Ｂの如くになる。ま
た、このガス感応度と温度との関係を、指示計
器部のメータ指示に表われる周囲温度と指示誤
差の関係で示すと、例えば、第４図の曲線Ｃの
如くになる。これら曲線Ｂ及びＣからも明らか
なように、誤差許容値±３％としても、従来の
装置ではこれ以上となり、可燃性ガスや毒性ガ
スの漏洩を検知し未然に災害を予知、防止する
本来の目的に対して重大な支障をきたすことに
なる。
に定電流で加熱されているため、周囲温度が上
れば、白金の温度係数に関連して抵抗値が増加
し、一層温度上昇を来し、又、周囲温度が低下
すれば同様に一層温度が低下し、何れも最適温
度値より逸脱してガス検知監視装置の感度及び
指示値が変化してしまうことになる。このガス
感応度と温度との関係を、ブリツジ回路のａ−
ｂ間電位差に表われる周囲温度との関係で示す
と、例えば、第３図の曲線Ｂの如くになる。ま
た、このガス感応度と温度との関係を、指示計
器部のメータ指示に表われる周囲温度と指示誤
差の関係で示すと、例えば、第４図の曲線Ｃの
如くになる。これら曲線Ｂ及びＣからも明らか
なように、誤差許容値±３％としても、従来の
装置ではこれ以上となり、可燃性ガスや毒性ガ
スの漏洩を検知し未然に災害を予知、防止する
本来の目的に対して重大な支障をきたすことに
なる。
このような周囲温度の変化に対する補償を行
なうために感温半導体等をブリツジ回路の素子
に接続する方法も考えられるが、こうすると感
温半導体の特性のバラツキの補正に手数がかゝ
り、又検知素子の感度を低下させたりすること
になり、最善の方法ではない。
なうために感温半導体等をブリツジ回路の素子
に接続する方法も考えられるが、こうすると感
温半導体の特性のバラツキの補正に手数がかゝ
り、又検知素子の感度を低下させたりすること
になり、最善の方法ではない。
本発明の目的は、前述したような欠点を解消し
周囲温度の変化の影響を受けず常に正確なガス検
出を行なえるようなガス検知監視装置を提供する
ことである。
周囲温度の変化の影響を受けず常に正確なガス検
出を行なえるようなガス検知監視装置を提供する
ことである。
本発明によれば、従来装置のブリツジ回路にお
ける検知素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂが周囲温
度の変化に対して常に一定抵抗値を保ちうるよう
にする補償ブリツジ回路を付加することにより、
前述の目的が達成される。
ける検知素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂが周囲温
度の変化に対して常に一定抵抗値を保ちうるよう
にする補償ブリツジ回路を付加することにより、
前述の目的が達成される。
次に、添付図面の特に第５図に基づいて本発明
の実施例について本発明をより詳細に説明する。
の実施例について本発明をより詳細に説明する。
第５図は、本発明の一実施例としてのガス検知
監視装置のガス検知部の概略回路を示している。
監視装置のガス検知部の概略回路を示している。
このガス検知部のブリツジ回路１１は、前述し
た従来の装置のブリツジ回路と同様であつて、同
様の検知素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂ、並びに
抵抗R1，R2及びR3を含むものであるから、こゝ
では繰り返し詳述はしない。このブリツジ回路１
１と電源端子＋Ｖ、Ｏとの間には、前述した従来
装置における定電流回路CRに対応するような定
電流回路１２が設けられている。この定電流回路
１２は、ある室温（例えば、20℃）で検知素子
Ｓ・Ｂが最高温度になるように、検知素子Ｓ・Ｂ
に流れる電流値を選び一定値に保つようにするも
のであることは、従来例のものと同様である。
た従来の装置のブリツジ回路と同様であつて、同
様の検知素子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂ、並びに
抵抗R1，R2及びR3を含むものであるから、こゝ
では繰り返し詳述はしない。このブリツジ回路１
１と電源端子＋Ｖ、Ｏとの間には、前述した従来
装置における定電流回路CRに対応するような定
電流回路１２が設けられている。この定電流回路
１２は、ある室温（例えば、20℃）で検知素子
Ｓ・Ｂが最高温度になるように、検知素子Ｓ・Ｂ
に流れる電流値を選び一定値に保つようにするも
のであることは、従来例のものと同様である。
例えば、検知素子Ｓ・Ｂが最高温度になる電流
値は、検知素子が接触燃焼式の場合には130〜
280mA（水素ガス用、20℃にて130mA、メタンガ
ス用、20℃にて275mA）に設定し、また、検知
素子が半導体吸着式の場合には100〜270mA（ア
ンモニアガス用、20℃にて270mA、LPガス用、
20℃にて265mA）に設定し、定電流回路１２は、
この値の±３％以内にその変動を抑えるようにす
る。定電流回路１２の動作について説明すると、
可燃性ガスを検知素子Ｓ・Ｂが検知した時、ガス
が燃焼し、検知素子自体の温度が上昇する（メタ
ンガスの場合、空気中で390℃、メタンガス５％
濃度中で450℃となる）。そのために、検知素子
Ｓ・Ｂの白金コイルの抵抗値が増加し、その回路
の電流が減少する（275mA→250mA）。補償素子
Ｒ・Ｂは、逆にその素子自体の温度が下降し、そ
の電圧降下分が少くなるため、ブリツジ回路のバ
ランスが崩れ、増巾器Z1の出力電流が変化し、ト
ランジスタＱの導通度を変化させて、補償素子
Ｒ・Ｂの値が元に戻り、従つて電流が元に戻るよ
うにする。また、ガス濃度が減少した時は、逆の
動作をする。
値は、検知素子が接触燃焼式の場合には130〜
280mA（水素ガス用、20℃にて130mA、メタンガ
ス用、20℃にて275mA）に設定し、また、検知
素子が半導体吸着式の場合には100〜270mA（ア
ンモニアガス用、20℃にて270mA、LPガス用、
20℃にて265mA）に設定し、定電流回路１２は、
この値の±３％以内にその変動を抑えるようにす
る。定電流回路１２の動作について説明すると、
可燃性ガスを検知素子Ｓ・Ｂが検知した時、ガス
が燃焼し、検知素子自体の温度が上昇する（メタ
ンガスの場合、空気中で390℃、メタンガス５％
濃度中で450℃となる）。そのために、検知素子
Ｓ・Ｂの白金コイルの抵抗値が増加し、その回路
の電流が減少する（275mA→250mA）。補償素子
Ｒ・Ｂは、逆にその素子自体の温度が下降し、そ
の電圧降下分が少くなるため、ブリツジ回路のバ
ランスが崩れ、増巾器Z1の出力電流が変化し、ト
ランジスタＱの導通度を変化させて、補償素子
Ｒ・Ｂの値が元に戻り、従つて電流が元に戻るよ
うにする。また、ガス濃度が減少した時は、逆の
動作をする。
このように定電流回路１２により素子に流れる
電流値を一定に保つようにしても、周囲温度が増
減した場合、前述したように素子の白金線コイル
の抵抗値もそれに従つて増減し、素子自体の温度
も変化し、所定の感度ではあり得なくなる。これ
を補償するため、本発明によつて、検知素子Ｓ・
Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂが周囲温度の変化に対して
常に一定抵抗値を保つようにする補償ブリツジ回
路１３が付加されている。この補償ブリツジ回路
１３は、補償素子Ｒ・Ｂ、抵抗RA，R4，R5及び
R6でブリツジ回路を形成したものであり、この
補償ブリツジ回路１３の出力は、定電流回路１２
の増巾器Z1の入力に、増巾器Z1の出力はトランジ
スタＱのベース端子にそれぞれ接続されている。
この実施例においては、抵抗R1〜R6、RA，RC，
RFは高安定性金属皮膜固定抵抗器（抵抗温度特
性は±50ppm／℃）を使用している。
電流値を一定に保つようにしても、周囲温度が増
減した場合、前述したように素子の白金線コイル
の抵抗値もそれに従つて増減し、素子自体の温度
も変化し、所定の感度ではあり得なくなる。これ
を補償するため、本発明によつて、検知素子Ｓ・
Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂが周囲温度の変化に対して
常に一定抵抗値を保つようにする補償ブリツジ回
路１３が付加されている。この補償ブリツジ回路
１３は、補償素子Ｒ・Ｂ、抵抗RA，R4，R5及び
R6でブリツジ回路を形成したものであり、この
補償ブリツジ回路１３の出力は、定電流回路１２
の増巾器Z1の入力に、増巾器Z1の出力はトランジ
スタＱのベース端子にそれぞれ接続されている。
この実施例においては、抵抗R1〜R6、RA，RC，
RFは高安定性金属皮膜固定抵抗器（抵抗温度特
性は±50ppm／℃）を使用している。
この補償ブリツジ回路１３の動作について、以
下、補償素子Ｒ・Ｂを中心に説明する。
下、補償素子Ｒ・Ｂを中心に説明する。
(1) 周囲温度が低下した時
補償素子Ｒ・Ｂは、第２図の曲線Ａの線上に
沿つて△RB1だけ抵抗値が減少する。検知素子
Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂの電流は、定電流回
路にて一定電流に制御されていても、素子自体
の温度はI2×△RB1分だけ低下する。空気中に
対象ガスが存在するときは、ブリツジ回路１１
の信号出力は、補償ブリツジ回路１３がないと
すると、その分だけ低下する。第３図の曲線Ｂ
は、補償ブリツジ回路１３がないとした場合に
おける2.0％濃度メタンガス中でのブリツジ回
路１１の出力の変化を示している。
沿つて△RB1だけ抵抗値が減少する。検知素子
Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂの電流は、定電流回
路にて一定電流に制御されていても、素子自体
の温度はI2×△RB1分だけ低下する。空気中に
対象ガスが存在するときは、ブリツジ回路１１
の信号出力は、補償ブリツジ回路１３がないと
すると、その分だけ低下する。第３図の曲線Ｂ
は、補償ブリツジ回路１３がないとした場合に
おける2.0％濃度メタンガス中でのブリツジ回
路１１の出力の変化を示している。
その時の補償ブリツジ回路１３の出力は、ブ
リツジ回路１１の出力の変化と同様の変化を
し、本回路は、この変化信号を増巾器Z1、トラ
ンジスタＱを通して増巾し、Ｉ＋△I1（メタン
ガス用の場合、＋20℃の時Ｉ＝275mA、−20℃
の時△I1＝12mA）を検知素子Ｓ・Ｂに通電し、
素子の抵抗値を一定に保たせるようにする。
リツジ回路１１の出力の変化と同様の変化を
し、本回路は、この変化信号を増巾器Z1、トラ
ンジスタＱを通して増巾し、Ｉ＋△I1（メタン
ガス用の場合、＋20℃の時Ｉ＝275mA、−20℃
の時△I1＝12mA）を検知素子Ｓ・Ｂに通電し、
素子の抵抗値を一定に保たせるようにする。
(2) 周囲温度が上昇した時
補償素子Ｒ・Ｂは、第２図の曲線Ａの線上に
沿つて△RB2だけ抵抗値が増加する。検知素子
Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂの電流は、定電流回
路１２で一定電流に制御されていても、素子自
体の温度はI2×△RB2分だけ上昇する。空気中
に対象ガスが存在するときは、ブリツジ回路１
１の信号出力は、補償ブリツジ回路１３がない
とすると、その分だけ上昇する。第３図の曲線
Ｂは、その様子を例示している。
沿つて△RB2だけ抵抗値が増加する。検知素子
Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂの電流は、定電流回
路１２で一定電流に制御されていても、素子自
体の温度はI2×△RB2分だけ上昇する。空気中
に対象ガスが存在するときは、ブリツジ回路１
１の信号出力は、補償ブリツジ回路１３がない
とすると、その分だけ上昇する。第３図の曲線
Ｂは、その様子を例示している。
その時の補償ブリツジ回路１３の出力は、ブ
リツジ回路１１の出力の変化と同様の変化を
し、本回路は、この変化信号を増巾器Z1、トラ
ンジスタＱを通して増巾し、Ｉ−△I2（メタン
ガス用の場合、＋20℃の時Ｉ＝275mA、＋60℃
の時、△I2＝11mA）を検知素子Ｓ・Ｂに通電
し、素子の抵抗値を一定に保たせるようにす
る。
リツジ回路１１の出力の変化と同様の変化を
し、本回路は、この変化信号を増巾器Z1、トラ
ンジスタＱを通して増巾し、Ｉ−△I2（メタン
ガス用の場合、＋20℃の時Ｉ＝275mA、＋60℃
の時、△I2＝11mA）を検知素子Ｓ・Ｂに通電
し、素子の抵抗値を一定に保たせるようにす
る。
このような補償ブリツジ回路１３の作用によ
つて、ブリツジ回路１１の出力が改善された状
態を第３図の曲線Ｄに例示している。第３図の
曲線Ｄは、ガス感応度と周囲温度との関係を、
ブリツジ回路１１のａ−ｂ間電位差に表われる
関係で示しているが、これを、指示計器部のメ
ータ指示に表われる周囲温度と指示誤差の関係
で示すと、第４図の曲線Ｅの如くになる。すな
わち、第４図のグラフの右側スケールは、検知
部のガス濃度信号を指示計器部の増巾器を通じ
メータに表示した時の値で、LEL（低爆発レベ
ル）を100％として表わしたものである。尚、
この実施例では、周囲温度の変化に対するブリ
ツジ回路１１の出力変化が＋20℃〜＋60℃間で
２％以内を目標としたものである。
つて、ブリツジ回路１１の出力が改善された状
態を第３図の曲線Ｄに例示している。第３図の
曲線Ｄは、ガス感応度と周囲温度との関係を、
ブリツジ回路１１のａ−ｂ間電位差に表われる
関係で示しているが、これを、指示計器部のメ
ータ指示に表われる周囲温度と指示誤差の関係
で示すと、第４図の曲線Ｅの如くになる。すな
わち、第４図のグラフの右側スケールは、検知
部のガス濃度信号を指示計器部の増巾器を通じ
メータに表示した時の値で、LEL（低爆発レベ
ル）を100％として表わしたものである。尚、
この実施例では、周囲温度の変化に対するブリ
ツジ回路１１の出力変化が＋20℃〜＋60℃間で
２％以内を目標としたものである。
曲線Ｂと曲線Ｄ及び曲線Ｃと曲線Ｅの比較か
ら明らかなように、本発明によつて補償ブリツ
ジ回路１３を付加したことにより、周囲温度の
変化に対する指示誤差が大巾に減少されてい
る。
ら明らかなように、本発明によつて補償ブリツ
ジ回路１３を付加したことにより、周囲温度の
変化に対する指示誤差が大巾に減少されてい
る。
以上述べたように、補償ブリツジ回路１３を付
加することにより、検知部の周囲環境の変化に対
する補償は十分に行なわれうる。
加することにより、検知部の周囲環境の変化に対
する補償は十分に行なわれうる。
しかし、曲線Ｄ及びＥからも分るように、ブリ
ツジ回路１１の出力は、わずかではあるが周囲温
度の変化によつてなおも変化している。これは、
周囲温度の変化による部品の特性変化のためであ
り、これは補償ブリツジ回路１３を付加しただけ
では十分に補償されない。
ツジ回路１１の出力は、わずかではあるが周囲温
度の変化によつてなおも変化している。これは、
周囲温度の変化による部品の特性変化のためであ
り、これは補償ブリツジ回路１３を付加しただけ
では十分に補償されない。
このため、この実施例では、周囲温度の変化に
よる部品の特性変化、例えば、検知素子と補償素
子の微少な抵抗値誤差（±２％許容値）、各抵抗
体の抵抗温度特性のバラツキ、IC、トランジス
タの温度特性、ドリフト等のために生ずる微小温
度誤差を補正するために、補正回路１４を検知素
子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂの近傍に設置してい
る。この補正回路１４は、主として温度センサ
Ｔ・Ｓ及び増巾器Z2からなり、増巾器Z2の出力を
補償ブリツジ回路１３の抵抗R5の中間摺動子に
接続している。温度センサＴ・Ｓは、例えば、半
導体温度センサであつて、検知素子Ｓ・Ｂの近傍
に設置され、周囲温度の変化に比例した出力を出
すようなものである。第４図の曲線Ｆは、この温
度センサＴ・Ｓの温度−出力特性を例示してお
り、この第４図のグラフの左側のスケールは、第
５図の回路における温度センサＴ・Ｓのｃ−ｄ間
の出力電圧をとつたものである。温度センサＴ・
Ｓは、市販のIC式のもので、DC6.85Vの定電圧
を加え、ｃ−ｄ端子には、 Ｔ＝−25℃ DC2.48V Ｔ＝＋25℃ DC2.98V Ｔ＝＋85℃ DC3.58V の出力電圧を得ることができるようなもので、リ
ニアリテイ0.5％、再現性0.3％、リニア出力電圧
10mV／℃の極めて精度の高いセンサーである。
この温度センサＴ・Ｓの出力は、増巾器Z2を通
じ、出力電流（0.2〜0.6mA）を補償ブリツジ回
路１３の抵抗R5の中間摺動子に接続して、補償
ブリツジ回路１３におけるR4＋R5の一部：Ｒ・
Ｂ及びR6＋R5の一部：RAの関係を微少修正する。
増巾器Z2の抵抗RF2の調整で出力の傾斜の選択が
できる。このような動作によつて、第４図の曲線
Ｅの如き指示誤差を曲線Ｇに示す如く改善でき、
例えば、周囲温度変化による指示誤差を±２％以
内に抑えることができた。
よる部品の特性変化、例えば、検知素子と補償素
子の微少な抵抗値誤差（±２％許容値）、各抵抗
体の抵抗温度特性のバラツキ、IC、トランジス
タの温度特性、ドリフト等のために生ずる微小温
度誤差を補正するために、補正回路１４を検知素
子Ｓ・Ｂ及び補償素子Ｒ・Ｂの近傍に設置してい
る。この補正回路１４は、主として温度センサ
Ｔ・Ｓ及び増巾器Z2からなり、増巾器Z2の出力を
補償ブリツジ回路１３の抵抗R5の中間摺動子に
接続している。温度センサＴ・Ｓは、例えば、半
導体温度センサであつて、検知素子Ｓ・Ｂの近傍
に設置され、周囲温度の変化に比例した出力を出
すようなものである。第４図の曲線Ｆは、この温
度センサＴ・Ｓの温度−出力特性を例示してお
り、この第４図のグラフの左側のスケールは、第
５図の回路における温度センサＴ・Ｓのｃ−ｄ間
の出力電圧をとつたものである。温度センサＴ・
Ｓは、市販のIC式のもので、DC6.85Vの定電圧
を加え、ｃ−ｄ端子には、 Ｔ＝−25℃ DC2.48V Ｔ＝＋25℃ DC2.98V Ｔ＝＋85℃ DC3.58V の出力電圧を得ることができるようなもので、リ
ニアリテイ0.5％、再現性0.3％、リニア出力電圧
10mV／℃の極めて精度の高いセンサーである。
この温度センサＴ・Ｓの出力は、増巾器Z2を通
じ、出力電流（0.2〜0.6mA）を補償ブリツジ回
路１３の抵抗R5の中間摺動子に接続して、補償
ブリツジ回路１３におけるR4＋R5の一部：Ｒ・
Ｂ及びR6＋R5の一部：RAの関係を微少修正する。
増巾器Z2の抵抗RF2の調整で出力の傾斜の選択が
できる。このような動作によつて、第４図の曲線
Ｅの如き指示誤差を曲線Ｇに示す如く改善でき、
例えば、周囲温度変化による指示誤差を±２％以
内に抑えることができた。
第５図に回路を示したガス検知部は、第６図に
ガス検知監視装置の全体を概略的に示すように、
ガス検知部１０′として指示計器部２０′とは別体
にまとめられ、ガス検知部１０′と指示計器部２
０′とは必要に応じて10〜2000ｍ程の伝送ケーブ
ルにて接続しうるようにする。この際、前述した
ような周囲環境の温度変化による検知素子自体の
特性の変化及び周囲温度の変化による部品の特性
の変化等を考慮すると、検知に必要な検知素子及
及補償素子等は総てガス検知部１０′に集中して
設け、その最終信号を伝送ケーブル３０′を介し
て指示計器部２０′へ送るようにするのが精度上
好ましい。また、このようにする場合、第５図の
回路要素をプリント基板に設置しガス検知部内の
空間に収容するとよい。尚、指示計器部２０′に
は、指示メータの他、電源の投入、零調整、数値
設定、信号警報の発信等を行なうための部品がま
とめて設けられるとよい。
ガス検知監視装置の全体を概略的に示すように、
ガス検知部１０′として指示計器部２０′とは別体
にまとめられ、ガス検知部１０′と指示計器部２
０′とは必要に応じて10〜2000ｍ程の伝送ケーブ
ルにて接続しうるようにする。この際、前述した
ような周囲環境の温度変化による検知素子自体の
特性の変化及び周囲温度の変化による部品の特性
の変化等を考慮すると、検知に必要な検知素子及
及補償素子等は総てガス検知部１０′に集中して
設け、その最終信号を伝送ケーブル３０′を介し
て指示計器部２０′へ送るようにするのが精度上
好ましい。また、このようにする場合、第５図の
回路要素をプリント基板に設置しガス検知部内の
空間に収容するとよい。尚、指示計器部２０′に
は、指示メータの他、電源の投入、零調整、数値
設定、信号警報の発信等を行なうための部品がま
とめて設けられるとよい。
前述した実施例では、検知素子として接触燃焼
式のものを使用したが、検知素子として、例え
ば、白金線にコイルの上にMOSを焼結し、コイ
ルの中心部にコイルに接触することなく、別の白
金線を貫通し、その一端を電極としたような半導
体式検知素子を使用したものに対しても本発明は
同様に適用して効果のあるものである。
式のものを使用したが、検知素子として、例え
ば、白金線にコイルの上にMOSを焼結し、コイ
ルの中心部にコイルに接触することなく、別の白
金線を貫通し、その一端を電極としたような半導
体式検知素子を使用したものに対しても本発明は
同様に適用して効果のあるものである。
添付図面の第１図は従来のガス検知監視装置の
一例の概略構成を示す図、第２図は白金線の温度
−抵抗値特性を例示する図、第３図はガス検知監
視装置のガス感応度−温度特性を例示する図、第
４図はガス検知監視装置の指示計器に表われる周
囲温度と指示誤差の関係を例示する図、第５図は
本発明の一実施例としてのガス検知監視装置のガ
ス検出部の回路構成を示す図、第６図は本発明の
一実施例のガス検知監視装置の全体の概略構成を
示す図である。 １０′……ガス検知部、２０′……指示計器部、
３０′……伝送ケーブル、１１……ブリツジ回路、
Ｓ・Ｂ……検知素子、Ｒ・Ｂ……補償素子、１２
……定電流回路、１３……補償ブリツジ回路、１
４……補正回路。
一例の概略構成を示す図、第２図は白金線の温度
−抵抗値特性を例示する図、第３図はガス検知監
視装置のガス感応度−温度特性を例示する図、第
４図はガス検知監視装置の指示計器に表われる周
囲温度と指示誤差の関係を例示する図、第５図は
本発明の一実施例としてのガス検知監視装置のガ
ス検出部の回路構成を示す図、第６図は本発明の
一実施例のガス検知監視装置の全体の概略構成を
示す図である。 １０′……ガス検知部、２０′……指示計器部、
３０′……伝送ケーブル、１１……ブリツジ回路、
Ｓ・Ｂ……検知素子、Ｒ・Ｂ……補償素子、１２
……定電流回路、１３……補償ブリツジ回路、１
４……補正回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガス検知用素子を含むブリツジ回路及び該ガ
ス検知用素子に定電流を流すための定電流回路を
備えたガス検知監視装置において、前記ガス検知
用素子の少なくとも一部を含み周囲温度の変化に
よる前記ガス検知用素子の抵抗値変化に応じた信
号を前記定電流回路へ加えて前記ガス検知用素子
の抵抗値が常に一定値となるように前記ブリツジ
回路への電流を自動的に調整させるための補償ブ
リツジ回路を備えることを特徴とするガス検知監
視装置。 ２ ガス検知用素子を含むブリツジ回路及び該ガ
ス検知用素子に定電流を流すための定電流回路を
備えたガス検知監視装置において、前記ガス検知
用素子の少なくとも一部を含み周囲温度の変化に
よる前記ガス検知用素子の抵抗値変化に応じた信
号を前記定電流回路へ加えて前記ガス検知用素子
の抵抗値が常に一定値となるように前記ブリツジ
回路への電流を自動的に調整させるための補償ブ
リツジ回路と、前記ガス検知用素子の近傍に配置
され周囲温度の変化を感知する温度センサを含み
周囲温度の変化に応じた出力を前記補償ブリツジ
回路へ加え周囲温度の変化による各回路構成素子
の変化を補償するための補正回路とを備えること
を特徴とするガス検知監視装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56072918A JPS57189289A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Gas detection monitor |
| US06/376,519 US4498330A (en) | 1981-05-15 | 1982-05-10 | Gas detecting and monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56072918A JPS57189289A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Gas detection monitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57189289A JPS57189289A (en) | 1982-11-20 |
| JPS6325399B2 true JPS6325399B2 (ja) | 1988-05-25 |
Family
ID=13503207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56072918A Granted JPS57189289A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Gas detection monitor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4498330A (ja) |
| JP (1) | JPS57189289A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011093313A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | いすゞ自動車株式会社 | Ｐｍセンサー |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60116598U (ja) * | 1984-01-14 | 1985-08-07 | 能美防災株式会社 | ガス検知装置 |
| EP0231231B1 (de) * | 1985-07-19 | 1990-09-19 | Hölter, Heinz, Dipl.-Ing. | Verfahren zur schadstoffindikation für die einer dem aufenthalt von personen dienenden kabine od.dgl. zugeführten luft |
| DE3622307A1 (de) * | 1986-07-03 | 1988-01-14 | Draegerwerk Ag | Messeinrichtung zum nachweis des anteils von brennbaren gasen in luftgemischen |
| US4829810A (en) * | 1988-01-04 | 1989-05-16 | Aluminum Company Of America | Filament drive circuit |
| JPH082798Y2 (ja) * | 1988-08-03 | 1996-01-29 | 新コスモス電機株式会社 | ガス警報器 |
| EP0354486A3 (de) * | 1988-08-12 | 1990-08-01 | E.T.R. Elektronik Technologie Rump Gmbh | Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Zwecke der Identifizierung und Quantifizierung unbekannter gasförmiger Substanzen |
| US5081869A (en) * | 1989-02-06 | 1992-01-21 | Alcan International Limited | Method and apparatus for the measurement of the thermal conductivity of gases |
| US4918974A (en) * | 1989-02-06 | 1990-04-24 | Alcan International Limited | Method and apparatus for the measurement of the thermal conductivity of gases |
| JPH0341351A (ja) * | 1989-07-07 | 1991-02-21 | Anarogu Debaisezu Kk | 熱伝導式計測装置 |
| US5406829A (en) * | 1994-04-19 | 1995-04-18 | Tektronix, Inc. | Temperature control for chemical sensors |
| US5694118A (en) * | 1994-12-28 | 1997-12-02 | Park; Sea C. | Gas detection and alarm system for monitoring gas such as carbon monoxide |
| US5792427A (en) | 1996-02-09 | 1998-08-11 | Forma Scientific, Inc. | Controlled atmosphere incubator |
| US5708190A (en) * | 1996-04-02 | 1998-01-13 | Ssi Technologies, Inc. | Gas concentration sensor |
| US5764150A (en) * | 1996-04-10 | 1998-06-09 | Fleury; Byron | Gas alarm |
| US6357279B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-03-19 | Leco Corporation | Control circuit for thermal conductivity cell |
| US6878177B2 (en) * | 2001-08-28 | 2005-04-12 | Thermo Forma, Inc. | Incubator having combined HEPA and VOC filter |
| JP4047272B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2008-02-13 | アルプス電気株式会社 | 水素センサおよび水素濃度測定装置、水素濃度測定方法 |
| JP4495563B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2010-07-07 | 矢崎総業株式会社 | 警報器 |
| JP4790430B2 (ja) * | 2006-01-25 | 2011-10-12 | 泰三 石川 | 接触燃焼式ガスセンサを用いた検出回路 |
| TW200736541A (en) * | 2006-03-21 | 2007-10-01 | Forward Electronics Co Ltd | A lamp set with an alarm function |
| CN112014442B (zh) * | 2019-05-31 | 2025-05-27 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于补偿气体传感器中的基线漂移的方法、设备和系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2759354A (en) * | 1950-09-26 | 1956-08-21 | Leeds & Northrup Co | Isothermal systems for gas analysis |
| US3429178A (en) * | 1965-01-07 | 1969-02-25 | Enoch J Durbin | Measuring system |
| FR1579535A (ja) * | 1968-03-21 | 1969-08-29 | ||
| US4164699A (en) * | 1976-02-09 | 1979-08-14 | Nauchno-Issledovatelsky Institut Po Bezopasnosti Rabot V Gornoi Promyshlennosti | Thermochemical combustible gas detector |
| US4202666A (en) * | 1978-02-24 | 1980-05-13 | Tracor, Inc. | Method and apparatus for preventing the destruction of an alkali source of a nitrogen-phosphorous detector |
-
1981
- 1981-05-15 JP JP56072918A patent/JPS57189289A/ja active Granted
-
1982
- 1982-05-10 US US06/376,519 patent/US4498330A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011093313A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | いすゞ自動車株式会社 | Ｐｍセンサー |
| JP2011153930A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Isuzu Motors Ltd | Ｐｍセンサー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57189289A (en) | 1982-11-20 |
| US4498330A (en) | 1985-02-12 |
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