传感装置及应用此装置的防灾系统和电子设备制造方法及图纸

一种传感装置，能检测出所发生的任何类型火灾。还能判断火灾的类型并输出信号。其检测元件，如有机半导体元件Ｘ可响应有火焰火灾或熏烧火灾产生的气体，发生特性值，如电阻值的变化，且对有焰火灾和熏烧火灾产生的气体其特性值变化极性不同。例如用电阻值取样器１１取样元件Ｘ↓［１］的电阻值，用电阻减少判断器１２、电阻增加判断器１３判断电阻值的减少、增加，根据判断结果由信息输出电路１４输出规定的信号，就能检测火灾发生和／或火灾的类型。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用以测知火灾等异常的传感装置及应用此传感装置的防灾系统和电子设备。以往作为测知火灾等的传感装置，已知有热传感器、光电式烟传感器、离子式烟传感器、火焰传感器等。而且，这样的传感装置例如可设置在大型建筑物室内的规定地方用以构成防灾系统。尽管火灾的种类大致分为有焰火灾和熏烧火灾两种类型，但迄今为止尚无能同时适用于所有类型火灾的传感器。例如，上述的热传感器、光电式烟传感器、离子式烟传感器、火焰传感器等的特性如下面表1所示，由该表可见，热传感器、火焰传感器对有焰火灾有优良的测知性能，但却不能很好地测知熏烧火灾。而光电式烟传感器、离子传感器也不能很好地测知完全燃烧的有焰火灾。表1火灾的种类 热传 光电式 离子式 火焰感器 烟传感器 烟传感器 传感器有焰火灾(完全燃烧) ○ × × ○有焰火灾(不完全燃烧) ○ △ ○ ○熏烧火灾 × ○ △ ×而且，使用这样的传感器，例如在用以构成防灾系统的场合，要预先调查设置传感器的环境会发生哪种类型的火灾，据此选择传感器的种类，因而存在所选择的传感器种类不合适就不能测知火灾这样的问题。而且即使选择设置了适当种类的传感器，一旦发生非预想类型的火灾，也有不能检测出这种火灾的问题。本专利技术的目的是提供这样一种传感装置及应用此装置的防灾系统和电子设备，它能在发生任何类型的异常(如火灾)时，测知此异常，进而判别所发生的异常(火灾)的类型并输出相应的信息。为达到上述目的，本专利技术的特征在于，在测知发生异常(火灾)和/或测知异常(火灾)的类型(性质)时，使用了一种具有这样性质的元件，此元件相对于电子受主性气体和电子施主性气体其规定的特性值都发生变化，而且对电子受主性气体和电子施主性气体，其特性值变化的极性不同。作为具有这样性质的元件有金属取代酞菁类、添加金属氧化物的金属取代酞菁类或者进行了离子掺杂的聚合物类等半导体有机元件，或者具有半导体程度的电导率的金属氧化物等无机半导体元件，而且使用这些元件能使装置小型化。本专利技术的特征在于它设置有带有具有上述性质的元件的检测装置，和监视检测装置的元件特性值的变化并根据此特性值的变化输出规定的异常信息的特性监视装置。更确切地，特性监视器的构成是通过将检测元件电阻值作为特性值加以监视，当其阻值在规定时间内增加或减少了一规定值时便输出异常状况发生(如火灾)的信息。无论异常情况是有焰火灾还是熏烧火灾，由于元件的电阻值都会发生变化，用此传感装置能检测出所有类型的火灾。为了使得特性监视装置具有极性检测功能，用以检测作为特性值的电阻值在规定时间内规定量减少或增加的极性，也为了电阻值在规定时间内减少或增加规定值以上时，输出与减少或增加的极性对应的性质信息，而组成特性监视装置，在这种场合，由于在有焰火灾时和熏烧火灾时元件电阻值的变化极性不同，通过测知此极性，用此传感装置就能测出是熏烧火灾还是无焰火灾的区别，作为性质信息，并输出此信息。当检测装置由一个具有规定的导电型的元件组成时，以电阻值为特性值，监视此元件的电阻值的减少、增加。而当检测装置由具有规定的第一导电型的第一元件和具有与第一元件相反的第二导电型的第二元件串联连接组成时，以电阻值为特性值，监视与两元件都相关的电阻值的减少、增加。在后一种情况下，暴露于烟气时电阻值的变化比正常空气环境情况下电阻值的变化更大，从而能以更高的灵敏度测知异常(火灾)的发生和/或异常(火灾)的性质。将这样的传感装置可以用于防灾系统或电子设备，不管发生哪种类型的火灾，都能迅速、准确地测出火灾的发生。而且因为还能测出火灾的类型(性质)，从而能迅速地采取与所测出的火灾类型(性质)相应的有效措施。下面将按照下述的附图说明本专利技术的实施例。图1示出本专利技术所用的检测元件的一实例。图2是用以说明工作于n型的检测元件相对于气体的响应特性图。图3是本专利技术的传感装置的结构实例图。图4是图3所示的传感装置的第一具体结构例的图。图5～图8是表示电阻减少判断器各工作实例的图。图9～图12是表示电阻增加判断器各工作实例的图。图13是图3所示的传感装置的第二具体结构例的图。图14是信息输出电路的变型实例图。图15是应用本专利技术的传感装置的防灾系统的结构实例图。图16示出接收机的警报输出部一实例。图17是已装入本专利技术的传感装置的电子设备的结构实例。图18是图17所示的电子设备的具体例子。图19示出检测元件的其它结构的实例。图1(a)、(b)示出本专利技术所用的检测元件的一个实例，图1(a)是平面图，图1(b)是沿图1(a)中的A-A线剖切的截面图。参看图1(a)、(b)，此检测元件例如是在基底(玻璃、氧化铝、硅等基板100)上蒸散形成铜、铅、钴、锌等金属酞菁层101，再在酞菁层101上蒸散形成由金、铂等组成的两个梳形电极102、103，从而形成有机半导体元件。这里，基底100，其大小例如是3mm×3mm×1mm左右，而酞菁层的厚度例如是10nm～100μm左右。关于元件的大小，能使其进一步缩小，而且电极102、103也可以直接蒸发附着到基底100上，从而能实现元件的小型化。通常酞菁类有机半导体元件是作为P型半导体元件工作的，已知此元件暴露于二氧化氮气体后，此元件的电极102、103之间的电阻值减少。也就是说在像铅酞菁、镍酞菁、钴酞菁这样的具有P型半导体功能的有机半导体中，二氧化氮气体是作为电子受主气体而起作用，使这些半导体的电阻值减少。在铅酞菁、镍酞菁、钴酞菁等中加进(混入)氧化钌(RuO2)、钯(Pd)等的有机半导体是作为n型半导体工作，已知将这样的元件暴露于电子受主气体中后，其电阻值增加。似这样，有机半导体元件本来是P型半导体，通过掺杂催化剂、金属氧化物而可能成为n型半导体。在图1(a)、(b)所示的检测元件中，在基底100上形成具有半导体水平的电导率的金属氧化物层101′代替酞菁层101，在此金属氧化物层101′上形成二个梳形电极102、103，能使此检测元件成为无机半导体元件，即使把检测元件做成这样的无机半导体元件，也能具有与上述有机半导体元件相同的性质。也就是说，在应用氧化锡、氧化锌、氧化铁这些金属氧化物作为金属氧化物层101′主要成分时，该金属氧化物层101′暴露于电子受主气体时电阻值增加，所以是作为n型半导体工作。另一方面，在应用氧化铜、氧化铬、氧化镍这些金属氧化物作为主要成分时，该金属氧化物暴露于电子受主气体时电阻值减少，所以是作为P型半导体工作。当在基底100上形成上述这样的金属氧化物层101′而制成无机半导体元件时，可使金属氧化物层101′的厚度与酞菁层101时相同，例如100nm～几百μm左右。而且，无机半导体元件的大小与有机半导体元件一样为3mm×3mm左右，还能进一步缩小，电极102、103也可直接蒸发附着到基底100上，从而与有机半导体元件一样，也能使元件小型化。本申请的专利技术者曾使这样的检测元件(有机半导体元件、无机半导体元件)暴露于各种火灾发生的气体中，并记录了这时元件电阻值的变化，其结果列于表2中。表2试验火灾 P型半导体 n型半导体TF1木材有焰燃烧 电阻减小 电阻增大TF2木材熏烧 电阻增大 电阻减小TF3棉制油绳熏烧 电阻增大 电阻减小TF4聚氨酯有焰燃烧 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感装置，其特征在于应用具有下述性质的元件检测异常（火灾）的发生和／或检测异常（火灾）的性质，所说的元件所具有的性质是：对于电子受主性气体和电子施主性气体，其规定的特性值都发生变化，而且对于电子受主性气体和电子施主性气体，其特征值变化的极性不同。

【技术特征摘要】
JP 1994-4-27 112291/94;JP 1993-9-30 267979/1993;JP1.一种传感装置，其特征在于应用具有下述性质的元件检测异常(火灾)的发生和/或检测异常(火灾)的性质，所说的元件所具有的性质是对于电子受主性气体和电子施主性气体，其规定的特性值都发生变化，而且对于电子受主性气体和电子施主性气体，其特征值变化的极性不同。2.按照权利要求1所说的传感装置，其特征在于所说的元件具有对有焰火灾产生的气体和熏烧火灾产生的气体其规定的特性值都发生变化，而且对有焰火灾产生的气体和熏烧火灾产生的气体特性值变化的极性不同这样的性质，应用该元件检测火灾发生和/或检测火灾的性质。3.按照权利要求1所说的传感装置，其特征在于它设置有至少有一个上述元件的检测装置;监视检测装置中元件的规定的特性值的变化，根据规定的特性值的变化特性输出规定的异常信息的特性监视装置。4.按照权利要求3所说的传感装置，其特征在于所说的检测装置由具有规定的导电类型的一个元件组成，所说的特性监视装置配备有取样作为上述元件的特性值的上述元件电阻值的电阻值取样装置;判断已取样的电阻值在规定时间内是否减少规定量的电阻减少判断装置;判断已取样的电阻值在规定时间内是否增加规定量的电阻增加判断装置;根据来自电阻减少判断装置和电阻增加判断装置的判断结果输出规定的异常信息的信息输出装置。5.按照权利要求3所说的传感装置，其特征在于所说的检测装置是使具有规定第一类导电型的第一元件和具有与第一元件相反的第二类导电型的第二元件串联连接而构成，所说的特性监视装置配备有将反映串联连接的第一元件和第二元件两者的电阻值的电阻值作为规...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村彻男，田中征一，高桥成政，桥本隆吉，
申请(专利权)人：日丹株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]