JP2004069377A

JP2004069377A - ガス濃度検知器

Info

Publication number: JP2004069377A
Application number: JP2002226336A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Yatabe; 矢田部　利彰; Yukio Ando; 安藤　幸夫
Original assignee: MURAKI CORP
Current assignee: MURAKI CORP
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】ガスセンサが寿命に達したときや、種類の異なるガスセンサのみを容易かつ即座に交換あるいは調整することが可能で、全体コストの低減が図れるものでありながら、常に確実かつ正確な検知機能を発揮させることができる。
【解決手段】ＥＯガスを検出するＥＯガスセンサ１３、その駆動用蓄電池１４及び出力回路１５を備えたセンサヘッド部３と、ガス検出信号を濃度換算するＣＰＵ１６、ガス濃度を数値表示するＬＣＤ１８、それらの駆動用蓄電池１９及び操作部を備えた検知器本体部５とを、ナット状部材６と筒状雄ねじ部７との螺合を介して物理的に着脱可能で、かつ、リード線タイプのコネクタ１０，１２を介して電気的に接続分離可能に構成するとともに、両者３，５間には、センサ種類の識別用信号及び接続確認用信号を発信し受信する機能を備えさせている。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス濃度検知器に関する。詳しくは、医療用器具や衣服、寝具等をエチレンオキサイドガス（以下、ＥＯガスと称する）を用いて滅菌するために主として医療機関等に設置されているＥＯガス滅菌器から排出される排ガス中の有害ＥＯガスの濃度を計測するＥＯガス濃度検知器に代表されるところのガス濃度検知器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のガス濃度検知器は、ガスセンサによるガス検出信号を演算してガス濃度に換算し、その演算されたガス濃度を表示したり、ガス濃度が設定値以上になったとき、警報を出力したりする機能を有するものであり、従来の一般的なガス濃度検知器では、ガスを検出するガスセンサ部と、その検出信号をガス濃度に換算する演算部、駆動用電源及び操作部等を備えた本体部とが単一の外装ケースに一体的に内蔵された単体式の検知器に構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般にガス濃度検知器においては、多くの構成要素のうち所定の検知性能の良否を決定する上で最も重要な要素であるガスセンサが、他の構成要素よりも寿命が短く、一定期間以上の使用でガスセンサが寿命に達した濃度検知器を初期どおりの検知性能に復元させるためには、濃度検知器全体を交換する、あるいは、ガスセンサのみを本体部から取り外して交換したり、再調整したりすることが必要となる。
【０００４】
しかし、従来のように、単体式に構成されたガス濃度検知器において、ガスセンサが寿命に達したことで検知器全体を交換するとなると、経済的ロスが非常に大きい。また、ガスセンサのみを取り外して交換したり、再調整する場合でも、外装ケース内に組み込まれているガスセンサの取り外し及び再組み付けに非常に多大かつ面倒な手数を要するばかりでなく、交換や再調整が完了するまでは該当検知器自体を使用することができず、その間にもガス濃度検知が必要な時は、別に準備した同種の濃度検知器を使用しなければならないといったように、ガス濃度を連続検知するためには少なくとも２個の検知器を用意してそれらを交替使用することが必要となり、それだけ費用が嵩むという問題がある。
【０００５】
また、ガスセンサには、種々の使用条件、使用環境等に対応できるように複数種類のものが開発されているが、従来のごとく単体式のガス濃度検知器では、濃度表示機能や警報出力機能が同一であるにもかかわらず、使用条件、使用環境等に応じてガスセンサの種類のみを交換して使用することができない。そのため、同一のガスを検知対象とする場合でもガスセンサの種類毎に別個で複数種類の検知器を製作準備してそれらを使用条件等に応じて使い分ける必要があり、それだけ検知器単体の製造コストが上昇しやすいという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、ガスセンサが寿命に達したとき、そのガスセンサのみを容易かつ即座に交換あるいは再調整することが可能であるばかりでなく、種類の異なるガスセンサにも簡単に交換することが可能で、全体コストの低減が図れ、しかも、所定の検知性能を常に確実に発揮させることができるガス濃度検知器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るガス濃度検知器は、ガスを検出するガスセンサ、センサ駆動用電源及びガスセンサによるガス検出信号の出力回路を備えたセンサヘッド部と、該センサヘッド部の出力回路から出力されるガス検出信号を演算してガス濃度に換算する演算部、演算されたガス濃度を数値表示する表示部、それらの駆動用電源及び操作部を備えた検知器本体部とが、物理的に着脱可能で、かつ、電気的に接続分離可能に構成されているガス濃度検知器であって、上記センサヘッド部と検知器本体部との間には、両者が電気的に接続されたとき、センサヘッド部側に付与されているガスセンサ種類の識別用信号及び接続確認用信号を検知器本体部側に伝送する信号伝送手段が設けられているとともに、検知器本体部側には上記識別用信号の受信に伴いガスセンサ種類に対応する演算動作状態に切換え、かつ、接続確認用信号の受信に伴い演算動作の開始を許容する手段が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成の本発明によれば、ガスセンサが寿命に達したとき、そのガスセンサを含むセンサヘッド部を検知器本体部から離脱することにより、ガスセンサのみを非常に少ない手数で容易かつ迅速に交換あるいは再調整して短時間のうちに元の検知性能に復元することが可能であり、これによって、一つの濃度検知器をほぼ連続したガス濃度検知に用いることが可能で、従来の単体式検知器に比べて簡便かつ経済的に使用できるとともに、連続ガス濃度検知に要する費用の低減も図れる。
【０００９】
加えて、センサヘッド部と検知器本体部とが電気的に接続されたとき、ガスセンサ種類の識別用信号及び接続確認用信号がセンサヘッド部側から検知器本体部側に伝送されるとともに、それら信号の受信に伴って検知器本体部側での演算動作状態がガスセンサ種類に対応したものに切換り、かつ、その切換った状態での演算動作が開始されることになるので、検知器本体部側の構成要素はそのまま使用しつつ検知器の使用条件や使用環境等に対応して種類の異なるガスセンサのみを簡単に交換して使用することが可能であり、それだけ使用条件や使用環境等に対応させる上で必要な検知器の種類数を減少して全体コストの低減が図れるものでありながら、どの種類のガスセンサを使用するときも、所定の検知機能を常に確実に発揮させることが可能である。
【００１０】
上記構成のガス濃度検知器において、センサヘッド部と検知器本体部との着脱構造として、請求項２に記載のように、センサヘッド部側の外装用筒型ケースに回転のみ自在に保持されているナット状部材と検知器本体部側の外装用ケース頭部に一体形成されている筒状雄ねじ部との螺合を介して物理的に着脱可能に構成するとともに、上記信号伝送手段も含めてリード線タイプのコネクタを介して電気的に接続分離可能に構成した着脱構造を採用することによって、コネクタの接続または分離と、ナット状部材の回転操作といった単純な操作で両者を簡単に着脱できるとともに、リード線に捩れ等の不良事態を生じることなく、常に所定の検知性能を確保することができる。
【００１１】
また、上記構成のガス濃度検知器において、請求項３に記載のように、検知器本体部に、ガス濃度が設定値以上になったとき、警報を出力する高濃度ガス警報手段を設けることにより、ガス濃度が許容設定値以上になったことを即座に知ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るガス濃度検知器の一例であるＥＯガス濃度検知器全体の外観正面図、図２は要部の拡大一部切欠き正面図であり、このＥＯガス濃度検知器１は、外装用筒型ケース２を有するセンサヘッド部３と、偏平箱型の外装用ケース４を有する検知器本体部５とが、センサヘッド部３側の外装用筒型ケース２に回転のみ自在に外嵌保持されているナット状部材６と検知器本体部５側の外装用ケース４の頭部に一体形成されている筒状雄ねじ部７との螺合を介して物理的に着脱可能に構成されているとともに、センサヘッド部３側の回路基板８にリード線９を介して接続された雌型コネクタ１０と検知器本体部５側の回路基板１１に固定接続された雄型コネクタ１２とを介して、後述する信号伝送手段も含めて電気的に接続分離可能に構成されている。
【００１３】
図３はＥＯガス濃度検知器１の回路ブロック図であり、上記センサヘッド部３は、ＥＯガス中において起電力を発生する電気化学式ガスセンサ１３と、センサ駆動用電源としてのマンガンリチュウム蓄電池（ＤＣ３Ｖ）１４と、上記基板８上に形成された定電圧回路１５Ａ、バッファ回路１５Ｂ、ＩＶ変換回路１５Ｃ及び作動増幅回路１５Ｄからなり、ガスセンサ１３によるＥＯガス検出信号である直流電圧を出力する出力回路１５と、ガスセンサ１３の種類に応じて予め付与されているセンサ種類識別用信号発信部２９と、接続確認用信号発信部３０とが装備されている。
【００１４】
一方、上記検知器本体部５は、センサヘッド部３の出力回路１５から出力される直流電圧を演算してＥＯガス濃度に変換するＣＰＵ１６と、このＣＰＵ１６で演算されたＥＯガス濃度をドライバー１７を経て外装用ケース４の表面に数値表示するＬＣＤ（表示部）１８と、それらの駆動用電源としてのリチュウムイオン蓄電池１９と、ＤＣジャック２０を持つ充電回路２１と、電源用オン・オフスイッチ２２及びＥＯガス濃度のピーク値とリアル値との表示切替用スイッチ２３からなる操作部と、ＥＯガス濃度がＥ^２　ＰＲＯＭ２４に設定されている高濃度値以上になったとき、警報である断続音を出力するブザー２５と、ピーク値及びリアル値の表示の切替え状態、充電中の状態、及び、ＥＯガス濃度が前記設定値以上になったとき、外装用ケース４の表面に点灯または点滅表示する３つのＬＥＤ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃとが回路基板１１上に形成されて装備されている。
【００１５】
上記検知器本体部５のＣＰＵ１６は、上記センサヘッド部３側の発信部２９から伝送されるセンサ種類識別用信号を受信し判別してガスセンサ種類に対応する演算動作状態に切換え、かつ、上記発信部３０から伝送される接続確認用信号を受信し確認して演算動作の開始を許容する機能を備えている。
【００１６】
なお、上記オン・オフスイッチ２２及び表示切替用スイッチ２３はメンブレンシートスイッチ２７に構成され、このメンブレンシートスイッチ２７に上記３つのＬＥＤ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃが搭載されている。また、上記ＣＰＵ１６には、検知器本体部５に内蔵されてセンサヘッド部３からの出力に対して温度補正するサーミスタ２８が接続されている。さらに、蓄電池１４及び１９の電池残量が１０％以下になった場合、充電を促すように、ＬＣＤ１８に「−　−　−」と表示するように構成されている。
【００１７】
上記構成のＥＯガス濃度検知器１においては、オン・オフスイッチ２２を２秒程度長押ししてスイッチオンにすると、Ｅ２　ＰＲＯＭ２４に設定されている高濃度値が１秒毎に３回ＬＣＤ１８上に点滅表示された後、ＬＣＤ１８は２秒程度無表示となり、この状態からウォームアップタイムの１０秒間が１０→９→……→１とカウントダウンされた後に通常の測定（検知）動作に移行する。
【００１８】
この通常の測定動作では、ＥＯガス雰囲気中に置かれたガスセンサ１３が起電力を発生し、センサヘッド部３の出力回路１５から出力される直流電圧が検知器本体５のＣＰＵ１６で演算されてＥＯガス濃度に換算される。その換算されたＥＯガス濃度がドライバー１７を経てＬＣＤ１８上に数値表示される。このとき、通常は表示切替用スイッチ２３がリアル値表示モードにあり、現在の実測ＥＯガス濃度値が表示されることになるが、必要に応じて表示切替用スイッチ２３を切替え操作することにより、測定ピーク値をＬＣＤ１８上に数値表示することが可能である。
【００１９】
また、上記の測定中にＥＯガス濃度の値がＥ^２　ＰＲＯＭ２４に設定されている高濃度値以上になったときは、ＣＰＵ１６からの出力によってＬＥＤ２６Ａが点滅すると同時に、ブザー２５が作動（鳴動）して警報である断続音を出力することになる。
【００２０】
上記のように動作するＥＯガス濃度検知器１において、ガスセンサ１３が寿命に達したときは、そのガスセンサ１３を含むセンサヘッド部３側の外装用筒型ケース２に外嵌保持されているナット状部材６を回転操作して該ナット状部材６を検知器本体部５側の外装用ケース４頭部の筒状雄ねじ部７から螺合解除するとともに、センサヘッド部３側の回路基板８にリード線９を介して接続された雌型コネクタ１０を検知器本体部５側の回路基板１１に固定接続された雌型コネクタ１２から抜出し分離することによって、センサヘッド部３を検知器本体部５から物理的かつ電気的に離脱することが可能である。
【００２１】
このセンサヘッド部３と検知器本体部５の物理的かつ電気的な離脱状態で、ガスセンサ１３のみを交換する、あるいは、ガスセンサ１３を再調整した後、雌，雄コネクタ１２，１０の差込み接続及びナット状部材６を雄ねじ部７に対して螺合締付けして両者３，５を物理的に接合しかつ電気的に接続し、かつ、その電気的接続状態を確認して動作の開始を許容することによって、ＥＯガス濃度検知器１を短時間のうちに元の検知性能に復元することが可能である。これによって、一つの検知器１をほぼ連続したガス濃度検知に用いることが可能で、従来の単体式検知器に比べて簡便かつ経済的に使用できるとともに、連続ガス濃度検知に要する費用の低減も図れる。
【００２２】
また、上述したと同様に、センサヘッド部３と検知器本体部５とを物理的かつ電気的に離脱した状態で、ガスセンサ１３を種類の異なるものと交換した後、雌，雄コネクタ１２，１０の差込み接続及びナット状部材６を雄ねじ部７に対して螺合締付けして両者３，５を物理的に接合しかつ電気的に接続した場合は、センサヘッド部３側の発信部２９及び３０からセンサ種類識別用信号及び接続確認用信号がＣＰＵ１６に伝送され、これら信号を受信したＣＰＵ１６によるガスセンサ種類の判別に基づいてガスセンサ種類に対応する演算動作状態に切換えられるとともに、接続確認用信号の受信・確認によりＣＰＵ１６の演算動作の開始が許容され、ＥＯガス濃度検知器１を短時間のうちにガスセンサ種類に対応する検知性能を発揮する状態に復元することが可能である。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、検知対象ガスがＥＯガスである場合について説明したが、それ以外のガス、特にＣＯ等の有害ガスの濃度検知に用いるガス濃度検知器に適用しても、同様の効果を奏することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ガスセンサが寿命に達したとき、そのガスセンサを備えたセンサヘッド部をガス濃度の表示部等を備えた検知器本体部から離脱することにより、ガスセンサのみを非常に少ない手数で容易かつ迅速に交換あるいは再調整して短時間のうちに元の検知性能を持つ状態に復元することが可能で、一つの濃度検知器を準備するだけでほぼ連続したガス濃度検知に使用することができる。しかも、センサヘッド部のガスセンサを種類の異なるものに交換したとき、センサヘッド部側から検知器本体部側にガスセンサ種類の識別用信号を伝送し、その信号に応じて検知器本体部側での演算動作状態をガスセンサ種類に対応したものに切換えることが可能であるから、検知器本体側の構成要素はそのまま使用しつつ、使用条件や使用環境等に対応した複数種類のガスセンサを任意かつ容易に交換使用することができ、それだけ使用条件や使用環境等に対応させる上で必要な検知器の種類数を減少して全体コストの低減を図ることができる。その上、ガスセンサの交換あるいは再調整後、あるいは、どの種類のガスセンサに交換使用するときも、センサヘッド部と検知器本体部との電気的接続が確認されない限り演算動作が開始しないので、常に確実かつ正確な検知機能を発揮させることができるという効果を奏する。
【００２５】
特に、センサヘッド部と検知器本体部との着脱構造として、請求項２に記載のように、センサヘッド部側の外装用筒型ケースに回転のみ自在に保持されているナット状部材と検知器本体部側の外装用ケース頭部に一体形成されている筒状雄ねじ部との螺合を介して物理的に着脱可能に構成するとともに、信号伝送手段も含めてリード線タイプのコネクタを介して電気的に接続分離可能に構成した着脱構造を採用することによって、コネクタの接続または分離と、ナット状部材の回転操作といった単純な操作で両者を簡単に着脱できるとともに、ガスセンサの交換や再調整、さらにはガスセンサ種類の交換後においてもリード線に捩れ等の不良事態を生じることなく、常に所定の検知性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス濃度検知器の一例であるＥＯガス濃度検知器全体の外観正面図である。
【図２】同上ＥＯガス濃度検知器の要部の拡大一部切欠き正面図である。
【図３】同上ＥＯガス濃度検知器の回路ブロック図である。
【符号の説明】
１　ＥＯガス濃度検知器
２　外装用筒型ケース
３　センサヘッド部
４　外装用ケース
５　検知器本体部
６　ナット状部材
７　筒状雄ねじ部
９　リード線
１０　雌型コネクタ
１２　雄型コネクタ
１３　電気化学式ガスセンサ
１４　マンガンリチュウム蓄電池（センサ駆動用電源）
１５　出力回路
１６　ＣＰＵ（演算部）
１８　ＬＣＤ（表示部）
１９　リチュウムイオン蓄電池（演算部、表示部の駆動用電源）
２５　ブザー（高濃度ガス警報手段）
２９　ガスセンサ種類の識別用信号発信部
３０　接続確認用信号発信部

Claims

ガスを検出するガスセンサ、センサ駆動用電源及びガスセンサによるガス検出信号の出力回路を備えたセンサヘッド部と、該センサヘッド部の出力回路から出力されるガス検出信号を演算してガス濃度に換算する演算部、演算されたガス濃度を数値表示する表示部、それらの駆動用電源及び操作部を備えた検知器本体部とが、物理的に着脱可能で、かつ、電気的に接続分離可能に構成されているガス濃度検知器であって、
上記センサヘッド部と検知器本体部との間には、両者が電気的に接続されたとき、センサヘッド部側に付与されているガスセンサ種類の識別用信号及び接続確認用信号を検知器本体部側に伝送する信号伝送手段が設けられているとともに、検知器本体部側には上記識別用信号の受信に伴いガスセンサ種類に対応する演算動作状態に切換え、かつ、接続確認用信号の受信に伴い演算動作の開始を許容する手段が設けられていることを特徴とするガス濃度検知器。
上記センサヘッド部と検知器本体部とは、センサヘッド部側の外装用筒型ケースに回転のみ自在に保持されているナット状部材と検知器本体部側の外装用ケース頭部に一体形成されている筒状雄ねじ部との螺合を介して物理的に着脱可能に構成されているとともに、上記信号伝送手段も含めてリード線タイプのコネクタを介して電気的に接続分離可能に構成されている請求項１に記載のガス濃度検知器。
上記検知器本体部には、ガス濃度が設定値以上になったとき、警報を出力する高濃度ガス警報手段が設けられている請求項１または２に記載のガス濃度検知器。