JP2000146881A

JP2000146881A - 臭気検出装置及びそれを備える空調室内機

Info

Publication number: JP2000146881A
Application number: JP10376305A
Authority: JP
Inventors: Taro Kuroda; 太郎黒田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-05-26
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP3381650B2

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化及び相対湿度変化に対して適正な補
正をすることができ、ガス濃度を正確に検出することが
できる臭気検出装置を提供する。【解決手段】濃度出力手段３は、臭気センサ２が備え
る感ガス素子の抵抗値に基づいてガス濃度を検出して出
力する。このとき補正手段４は、相対湿度検出手段５か
らの検出相対湿度に基づいて相対湿度補正係数を求め、
温度検出手段６からの検出温度に基づいて温度補正係数
を求め、求めた２つの補正係数を抵抗値に乗算して補正
を行う。濃度出力手段３は、補正された抵抗値に基づい
てガス濃度を求めて出力するため、相対湿度変化及び温
度変化の影響を受けることなく、正確なガス濃度を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、酸化物半導体か
ら成る感ガス素子を使用した臭気検出装置及びそれを備
える空調室内機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】雰囲気中の臭気濃度を検出する臭気検出
装置では、半導体式臭気センサが使用されているものが
ある。この半導体式臭気センサは、酸化スズなどの酸化
物半導体から成る感ガス素子を備え、この感ガス素子の
電気抵抗の変化によってガス濃度を検出することができ
る。

【０００３】例えば、清浄な大気中では酸化物半導体の
表面に酸素が吸着し、酸素の電子親和力によって酸化物
半導体中の自由電子の流れが妨げられ、電気抵抗が増大
する。従って、感ガス素子の電気抵抗値が大きいという
ことは雰囲気が清浄であることを示し、また電気抵抗値
が増大する方向に変化しているということは雰囲気が清
浄になりつつあることを示している。一方、検出対象ガ
スとして還元性ガスであるＨ₂やＣＯに感ガス素子が曝
されると、酸化物半導体の表面では上記のガスと吸着酸
素との酸化反応が起こり、酸化物半導体の表面に吸着し
ていた酸素が減少するため、電子が動きやすくなり、電
気抵抗が減少する。従って、感ガス素子の電気抵抗値が
小さいということは雰囲気が汚れていることを示し、ま
た電気抵抗値が減少する方向に変化しているということ
は雰囲気が汚れつつあることを示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の半導体式臭気セ
ンサを使用した臭気検出装置では、雰囲気（空気）の汚
れを感ガス素子の抵抗値の変化として検出するため、雰
囲気中の臭気濃度が変化しない環境下においても、雰囲
気の温度・相対湿度変化に伴って抵抗値が変化し、臭気
レベル（臭気濃度）が変化したと誤って判断してしまう
場合がある。

【０００５】例えば、感ガス素子の温度及び触媒の活性
によって、感ガス素子（酸化物半導体）の表面における
吸着酸素量や、臭気（検出対象ガス）と吸着酸素との反
応状態が変化するため、感ガス素子の抵抗値は雰囲気温
度に影響される。具体的には、相対湿度が一定の下では
温度が上昇すると抵抗値は減少するため、雰囲気は汚れ
ていると判断し、逆に温度が下降すると抵抗値は増大す
るため、雰囲気は清浄であると判断することになる。

【０００６】また、雰囲気中の水蒸気（Ｈ₂Ｏ）は感ガ
ス素子の表面でＨ⁺とＯＨ^-に分離するが、このＨ⁺と
吸着酸素（Ｏ^2-）とが反応してＯＨ^-となるため、結果
的にＯ^2-がＯＨ^-に置き換わることになる。このＯＨ^-
のポテンシャル障壁は吸着酸素（Ｏ^2-）よりも低いた
め、電子は動きやすくなり、抵抗値が低下することにな
る。従って、雰囲気中の相対湿度が増加すると多くのＯ
^2-がＯＨ^-に置換してポテンシャル障壁（抵抗値）が減
少するため、臭気濃度が上昇して雰囲気は汚れていると
判断し、逆に、相対湿度が低下するとＯＨ^-への置換量
は少なくポテンシャル障壁（抵抗値）が増加するため、
臭気濃度が低下して雰囲気は清浄であると判断すること
になる。

【０００７】このような臭気検出装置の誤検出・誤判断
は、空調室内機が設置された雰囲気下では、頻繁に発生
してしまうという問題がある。また、臭気検出装置の検
出結果に応答して空調室内機に臭気レベルの表示及び空
気清浄運転などを行わせるようにした場合は、空調室内
機が誤動作するという問題がある。

【０００８】例えば、空調室内機の空調運転下において
は、臭気検出装置の周囲の温度及び相対湿度は共に変化
する。特に冷房運転時及び除湿運転時等においては、ほ
とんど温度が変化しない場合においても、１０〜３０分
間程度の間に相対湿度が数十％変化する場合が多い。こ
のため、臭気検出装置に対して温度・相対湿度補正を行
わないと、感ガス素子の抵抗値が雰囲気の温度・相対湿
度変化により、喫煙等による臭気発生時以上に変化する
場合がある。これによって、臭気濃度が変化していない
にもかかわらず、臭気レベルを表示する臭気モニタの表
示が変化する、空気清浄運転のランク（ファンタップあ
るいは脱臭又は除塵装置の印加電圧、電流、通電時間、
通電範囲等）が切り換わる、等の問題が生じる。特に、
臭気による出力変化量と比較して温度・相対湿度変化に
伴う出力変化が大きい臭気検出装置ほど誤検出の傾向が
顕著である。

【０００９】尚、一部の臭気検出装置では長時間にわた
る経時変化に対する補正は行われているが（例えば、特
開昭６０−２７８４９号公報）、急激に温度・相対湿度
が変化した場合に対する補正は何ら行われておらず、従
って適正な補正とはいえないものであり、依然として検
出精度は低いのが現状である。

【００１０】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、温度・相対湿度
変化に対して適正な補正をすることができ、ガス濃度を
正確に検出することができる臭気検出装置を提供すると
共に、空気清浄に関する誤動作を防止して、信頼性が向
上する空調室内機を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の臭気検
出装置は、酸化物半導体から成る感ガス素子８を備える
と共に、上記酸化物半導体の表面に吸着する検出対象ガ
スの量に応じて上記感ガス素子８の抵抗値が変化する半
導体式臭気センサ２と、上記抵抗値を検出し、検出した
抵抗値に基づいて雰囲気中の上記検出対象ガスの濃度を
求めて出力する濃度出力手段３とを備える臭気検出装置
１において、上記雰囲気中の相対湿度を検出する相対湿
度検出手段５と、上記相対湿度検出手段５からの検出相
対湿度に基づいて上記ガス濃度を補正する補正手段４と
を備えることを特徴としている。

【００１２】上記請求項１の臭気検出装置では、雰囲気
の相対湿度に基づいてガス濃度が補正されて出力され
る。従って、雰囲気の相対湿度変化の影響を受けること
なく、ガス濃度を正確に検出することができる。ここ
で、補正係数は、所定の計算式に従って求めるようにし
てもよいし、予め記憶したテーブル（表）に従って求め
るようにしてもよい。尚、本明細書において「抵抗値」
とは、臭気センサ２の抵抗値そのもののみに限定される
ものではなく、センサの種類や信号処理手段の相違によ
って異なるセンサの出力全般を示すものである。従っ
て、補正は、検出した抵抗値に対して行ってもよいし、
最終的に算出したガス濃度（又はその増減）を出力する
直前に行ってもよいし、抵抗値からガス濃度（又はその
増減）を求める過程の途中で行うようにしてもよいし、
あるいは電圧や電流のように抵抗値と等価なセンサ出力
信号に対して行うようにしてもよい。

【００１３】また請求項２の臭気検出装置は、上記雰囲
気中の温度を検出する温度検出手段６をさらに備え、上
記補正手段４は、上記相対湿度検出手段５からの検出相
対湿度に基づいて求めた相対湿度補正係数と、上記温度
検出手段６からの検出温度に基づいて求めた温度補正係
数とを、検出した抵抗値に乗算して上記ガス濃度を補正
することを特徴としている。

【００１４】上記請求項２の臭気検出装置では、雰囲気
の相対湿度及び温度に基づいてガス濃度が補正されて出
力される。従って、雰囲気の相対湿度変化の影響だけで
なく、温度変化の影響も受けることなく、ガス濃度をさ
らに正確に検出することができる。尚、補正係数は、所
定の計算式に従って求めるようにしてもよいし、予め記
憶したテーブル（表）に従って求めるようにしてもよ
い。

【００１５】さらに請求項３の臭気検出装置は、酸化物
半導体から成る感ガス素子８を備えると共に、上記酸化
物半導体の表面に吸着する検出対象ガスの量に応じて上
記感ガス素子８の抵抗値が変化する半導体式臭気センサ
２と、上記抵抗値を検出し、検出した抵抗値に基づいて
雰囲気中の上記検出対象ガスの濃度を求めて出力する濃
度出力手段３とを備える臭気検出装置１において、上記
雰囲気中の絶対湿度を検出する絶対湿度検出手段４、
５、６と、上記絶対湿度検出手段４、５、６からの検出
絶対湿度に基づいて上記ガス濃度を補正する補正手段４
とを備えることを特徴としている。

【００１６】上記請求項３の臭気検出装置では、雰囲気
の絶対湿度に基づいてガス濃度が補正されて出力され
る。従って、雰囲気の絶対湿度変化の影響を受けること
なく、ガス濃度を正確に検出することができる。ここで
注目すべき点は、空調室内機等が設置された室内空間に
おいては、絶対湿度の偏りが小さいということである。
そのため、絶対湿度検出手段４、５、６を臭気センサ２
の近傍に設ける必要はなく、設置場所の制約が小さくな
る。また、上記のように温度や相対湿度を検出して補正
するためには相対湿度検出手段５及び温度検出手段６を
臭気センサ２の近傍に設ける必要があるが、空調室内機
等の運転状態が変化したときに温度や相対湿度が急激に
変化しやすい場所に臭気センサ２を設置したときは、変
化が大きいため正確に検出できない場合がある。これに
対し、絶対湿度検出手段４、５、６は臭気センサ２の近
傍に設置する必要はないため、温度や相対湿度の変化の
小さい安定した場所に設置して正確な絶対湿度を検出す
ることができる。これによって、ガス濃度補正の信頼性
が向上する。尚、検出手段の設置場所が制約されないと
いうことは、温度と相対湿度を検出して絶対湿度を算出
する場合に特に有効である。

【００１７】また、絶対湿度の検出は、専用の検出手段
を用いて直接求めるようにしてもよいが、専用の検出手
段は比較的高価なものであるため、温度と相対湿度とを
それぞれ検出し、この検出結果に基づいて計算で求める
ようにすれば安価に実現することができる。さらに、補
正係数は、所定の計算式に従って求めるようにしてもよ
いし、予め記憶したテーブル（表）に従って求めるよう
にしてもよい。

【００１８】請求項４の臭気検出装置は、酸化物半導体
から成る感ガス素子８を備えると共に、上記酸化物半導
体の表面に吸着する検出対象ガスの量に応じて上記感ガ
ス素子８の抵抗値が変化する半導体式臭気センサ２と、
上記抵抗値を検出し、検出した抵抗値に基づいて雰囲気
中の上記検出対象ガスの濃度を求めて出力する濃度出力
手段３とを備える臭気検出装置１において、上記雰囲気
中と絶対湿度がほぼ等しい位置の相対湿度を検出する相
対湿度検出手段５と、上記相対湿度検出手段５からの検
出相対湿度に基づいて上記ガス濃度を補正する補正手段
４とを備えることを特徴としている。

【００１９】また請求項５の臭気検出装置は、上記相対
湿度検出手段５近傍の雰囲気中の温度を検出する温度検
出手段６をさらに備え、上記補正手段４は、上記相対湿
度検出手段５からの検出相対湿度に基づいて求めた相対
湿度補正係数と、上記温度検出手段６からの検出温度に
基づいて求めた温度補正係数とを、検出した抵抗値に乗
算して上記ガス濃度を補正することを特徴としている。

【００２０】上記請求項３で記載したように、臭気セン
サ２の抵抗値は絶対湿度に依存して変化する。そして、
絶対湿度は近接する２点の温度及び相対湿度に基づいて
算出できるため、絶対湿度補正係数ＡＳ（絶対湿度）と
相対湿度補正係数ｆ（相対湿度）及び温度補正係数ｆ
（温度）との間には、ＡＳ（絶対湿度）＝ｆ（相対湿度）×ｆ（温度）の関係が成り立つ。従って、臭気センサ２近傍の雰囲気
の温度及び相対湿度を検出できない場合においても、請
求項５のように絶対湿度が臭気センサ２近傍の雰囲気と
ほぼ同一の雰囲気における近接する２点で検出した温度
及び相対湿度に基づいて補正することが可能となる。こ
の場合、温度検出手段６及び相対湿度検出手段５をそれ
ぞれ設置する２つの場所は、必ずしも構造的に近接して
いる必要はなく、離間していても２つの検出場所におけ
る温度差あるいは相対湿度差が一定であれば差し支えな
く設置できる。

【００２１】また、雰囲気温度の変化が少ない位置に相
対湿度検出手段５を設ければ、この雰囲気での温度補正
係数ｆ（温度）の変化は小さく抑えられるため、ＡＳ（絶対湿度）＝ｆ（相対湿度）×Ａ（Ａは定数）の関係が成り立つ。従って、請求項４のように相対湿度
に基づく補正のみであっても、雰囲気の温度・相対湿度
変化の影響を受けることなく、抵抗値を補正して正確な
ガス濃度を検出できる。

【００２２】請求項６の空調室内機は、請求項１〜請求
項５のいずれかの臭気検出装置１を備え、この臭気検出
装置１から出力されるガス濃度に基づいて、空気清浄に
関連する所定の動作を行うことを特徴としている。

【００２３】上記請求項６の空調室内機では、空調運転
によって室内の温度及び相対湿度あるいは絶対湿度が大
幅に変化した場合でも、上記臭気検出装置１によって正
確にガス濃度が検出されるので、空気清浄に関連する所
定の動作が正常に行われる。従って、空調室内機の誤動
作が防止され、信頼性が向上する。尚、空気清浄に関連
する所定の動作とは、臭気レベルの表示や臭気を除去す
るための空気清浄運転などが該当する。

【００２４】

【発明の実施の形態】次にこの発明の臭気検出装置の具
体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説
明する。

【００２５】図１は、本発明の一実施の形態である臭気
検出装置１の概略的な構成を示すブロック図である。臭
気検出装置１は、半導体式の臭気センサ２が設置された
雰囲気中の検出対象ガスの濃度を検出して出力するもの
であり、臭気センサ２と、濃度出力手段３と、補正手段
４と、相対湿度検出手段５と、温度検出手段６とを備え
る。

【００２６】臭気センサ２は様々な形態を有するが、基
本的には感ガス素子８と感ガス素子８を加熱するための
ヒータ１２とによって構成されており、その構成の一例
を図２に示す。臭気センサ２は、図２に示すように、セ
ラミックスやアルミナ製の絶縁基板７の一方の表面に感
ガス素子８が上部電極９及び下部電極１０に挟まれる形
で固定されている。さらに、感ガス素子８の外側には、
粉塵等から素子を保護するために、例えば多孔質セラミ
ックスからなる保護膜１１が形成されている。また、絶
縁基板７の他方側の表面には、感ガス素子８を加熱する
ためのヒータ１２が配置されており、感ガス素子８への
通電開始後速やかに所定の温度まで加熱する。

【００２７】感ガス素子８は、検出対象ガスに鋭敏に反
応する酸化スズ（ＳｎＯ₂）や酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）等
を基材とする酸化物半導体により構成されており、水素
（Ｈ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）、アルコール等の還元性
ガスに反応する。感ガス素子８は、従来の技術の欄で説
明したように、清浄な大気中では抵抗値が大きく、検出
対象ガスの濃度が増加すると抵抗値は減少する。従っ
て、雰囲気中に含まれるガスの濃度を抵抗変化によって
検出することができる。

【００２８】図３は、感ガス素子８の抵抗値を測定する
ための測定回路を示す回路図である。感ガス素子８の抵
抗値Ｒｓは、負荷抵抗Ｒａの両端電圧Ｖｏｕｔに基づい
て次式によって算出される。Ｒｓ＝Ｒａ×（Ｖｃ−Ｖｏｕｔ）／Ｖｏｕｔ

【００２９】ここで、Ｖｃは、臭気センサ２に印加され
る回路電圧である。尚、図３において、Ｒｈはヒータ１
２の抵抗値であり、Ｖｈはヒータ１２に印加されるヒー
タ電圧である。

【００３０】臭気センサ２の出力電圧であるＶｏｕｔ
は、濃度出力手段３に与えられる。濃度出力手段３は、
出力電圧Ｖｏｕｔから上記数式に従って感ガス素子８の
抵抗値Ｒｓを求め、さらに、この抵抗値Ｒｓからガス濃
度を求める。ガス濃度の求め方は、抵抗値とガス濃度と
を対応させた表に基づいて行ってもよいし、抵抗値とガ
ス濃度との間に成立する関数式に基づいて行ってもよ
い。

【００３１】ところで、感ガス素子８の抵抗値は、発明
が解決しようとする課題の欄で説明したように、温度及
び相対湿度が変化した場合でも変化する。しかし、抵抗
値とガス濃度との関係を示す上記の表又は関数式は、特
定の基準温度及び基準相対湿度の雰囲気のみで成立する
ものであるため、上記基準温度及び基準相対湿度以外の
雰囲気で検出された抵抗値に基づいてガス濃度を求めた
としても、正確なガス濃度は得られない。そこで、本発
明では、相対湿度検出手段５によって検出した相対湿度
及び温度検出手段６によって検出した温度に基づいて、
補正手段４によって濃度出力手段３に対して所定の補正
を行うように構成している。

【００３２】次に、温度・相対湿度補正の考え方を説明
する。尚、以下の説明においては、基準温度を２０℃、
基準相対湿度を６５％として説明する。ここで、清浄雰
囲気下での抵抗値（基準抵抗値）の温度・相対湿度依存
性を見るべく、温度２０℃、相対湿度６５％での抵抗値
Ｒｓ（Ａｉｒ：２０℃・６５％）を基準として、温度及
び相対湿度の一方を固定して他方を変化させたときの抵
抗値Ｒｓ（Ａｉｒ）との比率（Ｒｓ（Ａｉｒ）／Ｒｓ
（Ａｉｒ：２０℃・６５％））を求めると、温度が上昇
すると比率は減少し、しかもその変化パターンはいずれ
の相対湿度下であってもほぼ同じであることが確認され
た。また、相対湿度が上昇すると上記比率は減少し、し
かもその変化パターンはいずれの温度下であってもほぼ
同じであることが確認された。

【００３３】また、ガス濃度を固定して、種々の還元性
ガスについて温度及び相対湿度をそれぞれ変化させて種
々のガスに対する臭気感度（一定濃度（ｘｐｐｍ）のガ
ス雰囲気での抵抗値Ｒｓ（ガス・ｘｐｐｍ）／清浄雰囲
気での抵抗値Ｒｓ（Ａｉｒ））を求めると、臭気感度は
温度変化及び相対湿度変化にほとんど影響されないこと
が確認された。従って、基準抵抗値の温度・相対湿度依
存性は、臭気雰囲気下での抵抗値についても成立するも
のと考えられる。

【００３４】そこで、まず抵抗値の相対湿度依存性に着
目し、各雰囲気温度について温度を固定して相対湿度の
みを変化させ、各相対湿度毎に抵抗値の変化割合を整理
した結果が図４のグラフである。図中、破線で示す曲線
Ｌ２は相対湿度６５％を基準とした相対湿度変化に伴う
センサ抵抗値の変化割合を示しており、雰囲気温度によ
らず、誤差の範囲で一本の曲線Ｌ２上にのっている。こ
のように、相対湿度変化時におけるセンサ抵抗値の変化
割合は、雰囲気温度に影響されないものであり、これが
相対湿度補正係数ｆ（相対湿度）となる。この相対湿度
補正係数ｆ（相対湿度）の曲率は臭気センサ２の仕様に
より異なるが、曲線の高次項が小さい場合には２次式で
近似しても良いし、曲率が小さく、曲線を直線で近似し
ても差がわずかな場合は、実線Ｌ１で示す様に直線で近
似してもよい。

【００３５】次に抵抗値の温度依存性に着目し、各雰囲
気相対湿度について相対湿度を固定して温度のみを変化
させ、各温度毎に抵抗値の変化割合を整理した結果が図
５のグラフである。図中、破線で示す曲線Ｌ４は温度２
０℃を基準とした温度変化に伴うセンサ抵抗値の変化割
合を示しており、雰囲気相対湿度によらず、誤差の範囲
で一本の曲線Ｌ４上にのっている。このように、温度変
化時におけるセンサ抵抗値の変化割合は、雰囲気相対湿
度に影響されないものであり、これが温度補正係数ｆ
（温度）となる。この温度補正係数ｆ（温度）の曲率は
相対湿度補正係数ｆ（相対湿度）の場合と同様に臭気セ
ンサ２の仕様により異なるが、曲線の高次項が小さい場
合には２次式で近似しても良いし、曲率が小さく、曲線
を直線で近似しても差がわずかな場合は、実線Ｌ３で示
す様に直線で近似してもよい。

【００３６】補正手段４は、相対湿度検出手段５によっ
て検出された相対湿度に基づいて相対湿度補正係数ｆ
（検出相対湿度）を求め、温度検出手段６によって検出
された温度に基づいて温度補正係数ｆ（検出温度）を求
める。補正係数は、上述した数式（高次式、２次式又は
１次式）に従って計算で求めてもよいし、予め記憶させ
た表に基づいて求めてもよい。特に、補正係数を数式で
表現することが困難である場合等は、表を用いるのが有
効である。次に、臭気センサ２の出力電圧Ｖｏｕｔから
求めた検出抵抗値Ｒｓ（検出温度・検出相対湿度）に、
上記相対湿度補正係数ｆ（検出相対湿度）と温度補正係
数ｆ（検出温度）とを乗算して、補正抵抗値Ｒｓ（２０
℃・６５％）を求める。そして、この補正抵抗値Ｒｓ
（２０℃・６５％）に基づいて、濃度出力手段３ではガ
ス濃度が求められる。

【００３７】以上のように本実施の形態によれば、感ガ
ス素子８の抵抗値を温度及び相対湿度に基づいて補正す
るようにしたので、雰囲気の温度変化及び相対湿度変化
の影響を受けることなく、正確にガス濃度を検出するこ
とができる。尚、臭気センサ２の近傍雰囲気の温度変化
が小さいときは補正係数ｆ（温度）の変化は非常に小さ
く抑えられるため、その影響を無視できる。従って、相
対湿度のみに基づく補正であっても、正確にガス濃度を
検出することができる。

【００３８】また、抵抗値を補正する代わりに、出力電
圧を補正するようにしてもよい。この場合は、補正した
出力電圧から抵抗値を求めてからガス濃度を求めるよう
にしてもよいし、補正した出力電圧からガス濃度を求め
るように構成してもよい。

【００３９】さらに、検出した温度及び相対湿度そのも
のに基づいて補正することに代えて、温度変化量及び相
対湿度変化量に基づいて抵抗値を補正することもでき
る。まず、温度補正係数ｆ（温度）を、実使用環境にお
ける温度を基準として、基準とした各温度から増加・減
少した温度量で整理し直すと、基準とした温度が異なっ
ても、基準とした温度から同じ量だけ増加・減少した場
合における温度補正係数ｆ（温度）の値は、ほぼ同一で
ある。従って、基準とした温度により補正後のセンサ抵
抗値は異なるものの、雰囲気の臭気濃度及び相対湿度が
変化しない場合は、温度の上下によらず補正後のセンサ
抵抗値は一定値を示すため、臭気濃度変化時にはガス濃
度の変化を正確に検出することができる。同様にして、
相対湿度補正係数ｆ（相対湿度）を、実使用環境におけ
る相対湿度を基準として、基準とした各相対湿度から増
加・減少した相対湿度量で整理し直すと、基準とした相
対湿度が異なっても、基準とした相対湿度から同じ量だ
け増加・減少した場合における相対湿度補正係数ｆ（相
対湿度）の値は、ほぼ同一である。従って、基準とした
相対湿度により補正後のセンサ抵抗値は異なるものの、
雰囲気の臭気濃度及び温度が変化しない場合は、相対湿
度の上下によらず補正後のセンサ抵抗値は一定値を示す
ため、臭気濃度変化時にはガス濃度の変化を正確に検出
することができる。このように、温度及び相対湿度の絶
対値が不明であっても、変化量を検出することができれ
ば、抵抗値を補正することができる。特に、変化量は正
確に検出できるが、絶対値そのものは正確に検出しにく
い相対湿度検出手段５及び温度検出手段６を使用する場
合に有効である。

【００４０】また、上述した臭気検出装置１を空調室内
機に設置すれば、空調運転によって室内の温度及び相対
湿度が大幅に変化した場合でも正確にガス濃度が検出さ
れるので、空気清浄に関連する所定の動作を正常に行う
ことができる。所定の動作とは、臭気レベルの表示や臭
気を除去するための空気清浄運転などである。これによ
って、空調室内機の誤動作が防止され、信頼性が向上す
る。

【００４１】また、空調運転を行うために予め温度セン
サ及び相対湿度センサを備えている空調室内機に対して
臭気検出装置１を設置する際には、新たに温度センサ及
び相対湿度センサを設ける必要がなく、低コストで実現
することができる。

【００４２】尚、補正を正確に行うためには、臭気セン
サ２の周囲の温度・相対湿度の数値あるいは変化量を正
確に検出することが重要である。従って、空調室内機が
備える温度センサの近傍又は相対湿度センサの近傍に臭
気センサ２を設置する必要がある。ところで、温度セン
サ及び相対湿度センサは、一般的に熱交換器の前面や電
装品箱の下方部に設置されている。従って、可能であれ
ば温度センサ又は相対湿度センサの近傍に臭気センサ２
を設置することが好ましい。このとき、臭気センサ２と
温度センサと相対湿度センサとを同一基板上に搭載する
ように構成すれば、コストダウンを図ることができる。
但し、構造的に近接して設置することが困難であるよう
な場合には、温度センサの設置場所と温度変化量がほぼ
等しい場所や、相対湿度センサの設置場所と相対湿度変
化量がほぼ等しい場所に設置してもよい。

【００４３】次に本発明の他の実施の形態を説明する。
本実施の形態の特徴は、雰囲気の絶対湿度に基づいてガ
ス濃度の補正を行うことである。具体的には図１に示す
構成において、補正手段４は、相対湿度検出手段５によ
って検出した相対湿度と、温度検出手段６によって検出
した温度とに基づいて絶対湿度を算出し、この算出した
絶対湿度に基づいて濃度出力手段３に対して所定の補正
を行うように構成されている。従って、絶対湿度検出手
段は、補正手段４と相対湿度検出手段５と温度検出手段
６とで構成される。

【００４４】図６は、感ガス素子８の抵抗値Ｒｓの絶対
湿度依存性を示すグラフである。図６では、温度２０
℃、相対湿度６５％での抵抗値Ｒｓを１として、絶対湿
度を変化させたときの抵抗値Ｒｓの変化曲線が示されて
いる。そして、図７は、図６の変化曲線に基づいて作成
した絶対湿度と絶対湿度補正係数ＡＳ（＝Ｒｓ（２０℃
・６５％）／Ｒｓ（雰囲気））との関係を示すグラフで
ある。従って、検出抵抗値Ｒｓ（雰囲気）に雰囲気の絶
対湿度に対応した絶対湿度補正係数ＡＳ（雰囲気）を乗
算することによって、絶対湿度の変化の影響を除外した
補正抵抗値Ｒｓ（２０℃・６５％）を得ることができ
る。これによって、ガス濃度を正確に検出することがで
きる。

【００４５】本実施の形態において注目すべき点は、空
調室内機が設置された室内空間（空調室内機内部も含
む）においては、絶対湿度の偏りが小さいということで
ある。従って、相対湿度検出手段５及び温度検出手段６
を臭気センサ２の近傍に設置する必要はなく、検出手段
５、６の設置場所の制約が小さくなり、構成の自由度が
拡大する。

【００４６】また、上述の実施の形態のように温度及び
相対湿度を検出して補正を行う場合には、検出手段５、
６を臭気センサ２の近傍に設ける必要があるが、空調室
内機の運転状態が変化したときに温度や相対湿度が急激
に変化しやすい場所に臭気センサ２を設置したときは、
変化が大きいため正確に検出できない場合がある。これ
に対し、本実施の形態では検出手段５、６を臭気センサ
２の近傍に設置する必要はないため、温度や相対湿度の
変化の小さい安定した場所に設置して正確な絶対湿度を
検出することができ、これによってガス濃度補正の信頼
性が向上する。そして、検出手段５、６の設置場所が制
約されないということは、温度と相対湿度を検出して絶
対湿度を算出する場合に、特に有効である。

【００４７】但し、絶対湿度に基づく補正が成立する条
件として、補正用に検出した絶対湿度が臭気センサ２の
周囲の雰囲気の絶対湿度に依存していることを前提とし
ているため、熱交換器に対して空気の流通方向前方側な
どのように絶対湿度が室内空間に比べて変化しやすい場
所に臭気センサ２が設置されている場合には、検出手段
５、６を臭気センサ２の近傍に設ける必要がある。

【００４８】尚、絶対湿度の検出には、絶対湿度を直接
検出できる専用の検出手段を用いるようにしてもよい
が、専用の検出手段は比較的高価なものであるため、上
記のように比較的安価な相対湿度検出手段５及び温度検
出手段６を用いて相対湿度と温度とを検出し、検出結果
から絶対湿度を算出するようにした方が、安価に実現す
ることができる。このとき、２つの検出手段５、６を臭
気センサ２と共に同一基板上に搭載するように構成すれ
ば、さらにコストダウンを図ることができる。

【００４９】また、上述したように温度及び相対湿度の
検出場所は、絶対湿度が変化しない限りは臭気センサ２
の近傍に限られないが、２つの検出場所は互いに近接し
ていることが望ましい。しかし、構造的に近接して設置
することが困難である場合は、離間している２つの検出
場所における温度差あるいは相対湿度差が一定であれば
差し支えなく設置できる。

【００５０】ところで、相対湿度と温度とに基づいて絶
対湿度を算出できるということは、絶対湿度と相対湿度
及び温度とは、相互に依存していることを意味する。従
って、上述の実施の形態における温度及び相対湿度に基
づく補正は、基本的には本実施の形態における絶対湿度
に基づく補正と等価である。要するに本発明は、感ガス
素子８の抵抗値に影響を与える雰囲気中の水蒸気濃度、
即ち絶対湿度を求めて補正を行うことを本質とするもの
であり、絶対湿度を実際に求めて補正を行うか、実際に
求めることなく相対湿度及び温度に基づいて間接的に補
正を行うかは、コストや検出手段の設置場所の制約など
を考慮して、適宜選択すればよい。

【００５１】また、臭気センサ２近傍の雰囲気の温度及
び相対湿度を検出できない場合は、絶対湿度が臭気セン
サ２近傍の雰囲気とほぼ同一の雰囲気における近接する
２点で検出した温度及び相対湿度に基づいて補正しても
よい。この場合、温度検出手段６及び相対湿度検出手段
５をそれぞれ設置する２つの場所は必ずしも構造的に近
接している必要はなく、離間していても２つの検出場所
における温度差あるいは相対湿度が一定であれば差し支
えなく設置できる。このように絶対湿度を直接求めるこ
となく補正するようにすれば、高価な絶対湿度検出手段
を用いる必要がなくなり、安価に実現できると共に、絶
対湿度を求める計算処理が不要となり補正のための計算
処理を簡単にすることができる。また、絶対湿度補正係
数ＡＳ（絶対湿度）を相対湿度補正係数ｆ（相対湿度）
と温度補正係数ｆ（温度）とに分離したことによって、
各補正係数の高次項の寄与が小さくなり、補正のための
計算処理が容易になる。

【００５２】また、雰囲気温度の変化が少ない位置に相
対湿度検出手段５を設ければ、温度補正係数ｆ（温度）
の変化は小さく抑えられるため、その影響を無視するこ
とができる。従って、相対湿度のみに基づく補正であっ
ても、雰囲気の温度・相対湿度変化の影響を受けること
なく、正確なガス濃度を検出できる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように請求項１の臭気検出装置に
よれば、雰囲気の相対湿度変化の影響を受けることな
く、ガス濃度を正確に検出することができる。

【００５４】また請求項２の臭気検出装置によれば、雰
囲気の相対湿度変化の影響だけでなく、温度変化の影響
も受けることなく、ガス濃度をさらに正確に検出するこ
とができる。

【００５５】さらに請求項３の臭気検出装置によれば、
雰囲気の絶対湿度変化の影響を受けることなく、ガス濃
度を正確に検出することができる。また、絶対湿度検出
手段は臭気センサの近傍に設ける必要はないので、設置
場所の制約がなく、臭気検出装置の構成の自由度が拡大
する。さらに、温度や相対湿度の変化の小さい安定した
場所に絶対湿度検出手段を設置できるので、正確な絶対
湿度を検出することができ、これによってガス濃度補正
の信頼性が向上する。そして、検出手段の設置場所が制
約されないということは、温度と相対湿度から絶対湿度
を求める場合に特に有効である。また、温度と相対湿度
とをそれぞれ検出し、この検出結果に基づいて計算で絶
対湿度を求めるように構成すれば、高価な絶対湿度検出
手段を用いる必要がなく、安価に構成することができ
る。

【００５６】請求項４又は請求項５の臭気検出装置によ
れば、請求項３のように絶対湿度を直接求める必要がな
く、検出した相対湿度及び温度若しくは相対湿度のみに
よる補正が可能である。従って、高価な絶対湿度検出手
段を用いたり、あるいは計算で絶対湿度を求めたりする
必要がなくなるので、安価に実現できると共に、計算処
理を簡単にすることができる。

【００５７】また請求項５の臭気検出装置によれば、絶
対湿度補正係数ＡＳ（絶対湿度）を相対湿度補正係数ｆ
（相対湿度）と温度補正係数ｆ（温度）とに分離したこ
とによって、各補正係数の高次項の寄与が小さくなる。
例えば、絶対湿度補正係数ＡＳ（絶対湿度）が２次式の
場合は、相対湿度補正係数ｆ（相対湿度）と温度補正係
数ｆ（温度）とは共に１次式となり、また絶対湿度補正
係数ＡＳ（絶対湿度）が４次式の場合は、相対湿度補正
係数ｆ（相対湿度）と温度補正係数ｆ（温度）とは共に
２次式となる。従って、補正のための計算処理が容易に
なる。

【００５８】請求項６の空調室内機によれば、空調運転
下で室内の温度及び相対湿度あるいは絶対湿度が大幅に
変化した場合でも、正確にガス濃度を検出して空気清浄
に関連する所定の動作を正常に行うことができるので、
信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である臭気検出装置の概
略的構成を示すブロック図である。

【図２】臭気センサの構造を示す断面図である。

【図３】臭気センサの抵抗値を測定するための測定回路
の回路図である。

【図４】相対湿度と相対湿度補正係数との関係を示すグ
ラフである。

【図５】温度と温度補正係数との関係を示すグラフであ
る。

【図６】上記臭気センサの抵抗値の絶対湿度依存性を示
すグラフである。

【図７】絶対湿度と絶対湿度補正係数との関係を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１臭気検出装置２臭気センサ３濃度出力手段４補正手段５相対湿度検出手段６温度検出手段８感ガス素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化物半導体から成る感ガス素子（８）
を備えると共に、上記酸化物半導体の表面に吸着する検
出対象ガスの量に応じて上記感ガス素子（８）の抵抗値
が変化する半導体式臭気センサ（２）と、上記抵抗値を
検出し、検出した抵抗値に基づいて雰囲気中の上記検出
対象ガスの濃度を求めて出力する濃度出力手段（３）と
を備える臭気検出装置（１）において、上記雰囲気中の
相対湿度を検出する相対湿度検出手段（５）と、上記相
対湿度検出手段（５）からの検出相対湿度に基づいて上
記ガス濃度を補正する補正手段（４）とを備えることを
特徴とする臭気検出装置。
【請求項２】上記雰囲気中の温度を検出する温度検出
手段（６）をさらに備え、上記補正手段（４）は、上記
相対湿度検出手段（５）からの検出相対湿度に基づいて
求めた相対湿度補正係数と、上記温度検出手段（６）か
らの検出温度に基づいて求めた温度補正係数とを、検出
した抵抗値に乗算して上記ガス濃度を補正することを特
徴とする請求項１の臭気検出装置。
【請求項３】酸化物半導体から成る感ガス素子（８）
を備えると共に、上記酸化物半導体の表面に吸着する検
出対象ガスの量に応じて上記感ガス素子（８）の抵抗値
が変化する半導体式臭気センサ（２）と、上記抵抗値を
検出し、検出した抵抗値に基づいて雰囲気中の上記検出
対象ガスの濃度を求めて出力する濃度出力手段（３）と
を備える臭気検出装置（１）において、上記雰囲気中の
絶対湿度を検出する絶対湿度検出手段（４）（５）
（６）と、上記絶対湿度検出手段（４）（５）（６）か
らの検出絶対湿度に基づいて上記ガス濃度を補正する補
正手段（４）とを備えることを特徴とする臭気検出装
置。
【請求項４】酸化物半導体から成る感ガス素子（８）
を備えると共に、上記酸化物半導体の表面に吸着する検
出対象ガスの量に応じて上記感ガス素子（８）の抵抗値
が変化する半導体式臭気センサ（２）と、上記抵抗値を
検出し、検出した抵抗値に基づいて雰囲気中の上記検出
対象ガスの濃度を求めて出力する濃度出力手段（３）と
を備える臭気検出装置（１）において、上記雰囲気中と
絶対湿度がほぼ等しい位置の相対湿度を検出する相対湿
度検出手段（５）と、上記相対湿度検出手段（５）から
の検出相対湿度に基づいて上記ガス濃度を補正する補正
手段（４）とを備えることを特徴とする臭気検出装置。
【請求項５】上記相対湿度検出手段（５）近傍の雰囲
気中の温度を検出する温度検出手段（６）をさらに備
え、上記補正手段（４）は、上記相対湿度検出手段
（５）からの検出相対湿度に基づいて求めた相対湿度補
正係数と、上記温度検出手段（６）からの検出温度に基
づいて求めた温度補正係数とを、検出した抵抗値に乗算
して上記ガス濃度を補正することを特徴とする請求項４
の臭気検出装置。
【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれかの臭気検
出装置（１）を備え、この臭気検出装置（１）から出力
されるガス濃度に基づいて、空気清浄に関連する所定の
動作を行うことを特徴とする空調室内機。