JP2002243683A - ガス検出方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 金属酸化物半導体ガスセンサ２を高温域と低
温域とに交互に加熱し、高温域で可燃性ガスを、低温域
でＣＯを検出する。高温域の末期でセンサ出力が増加も
しくはほぼ一定であり、センサ出力からガスが存在する
ことが推定される場合に、高温域を延長する。延長時に
は高頻度でセンサ出力をサンプリングし、アラームレベ
ル以上の可燃性ガス濃度を検出、あるいは所定時間経過
後に延長を解除し、低温域にセンサ温度を変化させる。 【効果】 高濃度の可燃性ガスの急激な発生に対する検
知遅れを軽減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は、金属酸化物半導体ガス
センサを用いたガスの検出に関する。

【０００２】

【従来技術】金属酸化物半導体ガスセンサを高温域と低
温域とに所定の周期で交互に温度変化させ、低温域でＣ
Ｏを、高温域でメタン、イソブタン等の可燃性ガスを検
出するガス検出方法では、可燃性ガスの存在時に高温域
を所定の期間から延長して、可燃性ガスの検出を続行す
る方法が提案されている(実公平５−３２７６０)。この
方法では、一定の予備検出レベルを設けて、センサ出力
がこの所定レベル以上になった場合に延長を行うので、
高濃度の水素やエタノール、ＣＯ等の存在によって出力
が増加した時にも延長が行われる。このように不必要に
高温域が延長されると、ＣＯの不感時間が増す。また高
温域を延長すると、ヒステリシスが生じて、例えばＣＯ
の検出精度が低下する。

【０００３】

【発明の課題】この発明の課題は可燃性ガスへの検知遅
れを防止することにある。請求項２，３，６〜８の発明
での追加の課題は、高温域の延長による、ＣＯへの不感
時間やセンサ特性へのヒステリシスを小さくすることに
ある。請求項５の発明での追加の課題は、高温域の延長
がＣＯへのアラームレベルの設定精度を低下させないよ
うにすることにある。

【０００４】

【発明の構成】この発明は、金属酸化物半導体ガスセン
サを高温域と低温域とに交互に温度変化させ、低温域で
ＣＯを高温域で可燃性ガスを検出し、可燃性ガスの存在
時に高温域にガスセンサを保持する時間を延長するよう
にしたガス検出方法において、高温域末期でセンサ出力
が増加もしくはほぼ一定値であるかどうかを検出し、増
加もしくはほぼ一定値である際に、可燃性ガスの検出を
続行するため高温域を所定時間内の範囲で延長するよう
にしたことを特徴とする。

【０００５】好ましくは、低温域と高温域との組み合わ
せを１サイクルとして、延長を行った後は、以降の所定
サイクルもしくは所定時間の間、次の延長を行わないよ
うにする。また好ましくは、低温域でＣＯを検出した場
合に、前記延長を行わないようにする。

【０００６】またこの発明は、金属酸化物半導体ガスセ
ンサのヒータへの供給電力をサイクリックに変化させ
て、高温域と低温域とからなるサイクルでガスセンサの
温度を変化させ、低温域でのガスセンサの出力からＣＯ
を検出し、高温域でのガスセンサの出力から可燃性ガス
を検出するようにしたガス検出装置において、高温域の
末期でのセンサ出力が増加もしくはほぼ一定であること
を検出するための増加検出手段と、出力が増加もしくは
ほぼ一定であることを検出した際に、可燃性ガスの検出
を続行するため、高温域を所定時間内の範囲で延長する
ための延長手段とを設けたことを特徴とする。

【０００７】好ましくは、ガス検出装置に、ガスの検出
と、アラームレベルの設定との少なくとも２つの動作モ
ードを設けて、アラームレベルの設定モードでは、前記
高温域の延長を行わないようにする。

【０００８】また好ましくは、延長を行った後は、所定
サイクルもしくは所定時間の間、次の延長を行わないよ
うにする。また好ましくは、延長時間の前記の所定時間
の間に、複数回ガスセンサの出力をサンプリングして可
燃性ガスを検出し、かつ可燃性ガス濃度がアラームレベ
ル以上で、可燃性ガスのアラームを行い、かつ次の延長
を禁止すると共に、ガスセンサを低温域へ移行させるよ
うにする。また好ましくは、アラームレベル以下の濃度
のＣＯを予備的に検出するための手段を設けて、ＣＯを
予備検出した際に、前記の延長を行わないようにする。

【０００９】

【発明の作用と効果】この発明では、高温域の末期にセ
ンサ出力が増加もしくはほぼ一定であるか否かを判断
し、増加もしくはほぼ一定である場合に、所定の時間内
の範囲で高温域を延長し、可燃性ガスの検出を続行す
る。なお以下では、センサ出力が増加しもしくはほぼ一
定であることを増加傾向にあるという。このため急激に
高濃度の可燃性ガスにさらされた場合などに、本来の高
温域の時間内では可燃性ガスへのセンサ出力の応答が不
十分でも、高温域を延長して検出でき、高濃度の可燃性
ガスへの検知遅れを防止できる。高濃度の水素やエタノ
ール、ＣＯ等が存在する場合、高温域でもセンサ出力が
増加するので、高温域の末期のセンサ出力が所定レベル
以上か否かを判別して延長すると、水素やＣＯ中などで
高温域を延長することがある。これに対してこの発明で
は、高温域の末期でのセンサ出力が増加もしくはほぼ一
定であることを検出するので、ＣＯ中や水素中などで高
温域が延長されることを防止できる（請求項１，４）。
高温域を延長すると、延長している間はＣＯの検出がで
きずＣＯへの不感時間が生じ、またその後のセンサ出力
にヒステリシスが生じ、特に低温域でのＣＯの検出に影
響するとの副次的な問題が生じる。これに対して、この
発明では高温域の末期でのセンサ出力傾向を用いるの
で、不必要に高温域の延長が行われることを防止できる
（請求項１，４）。

【００１０】ガス検出装置の設定、即ちＣＯや可燃性ガ
スへのアラームレベルを設定する作業では、ＣＯと可燃
性ガスがセンサ出力に別々に現れることを利用して、ア
ラームレベルの可燃性ガスとＣＯとを混合して、１つの
混合ガス中で可燃性ガスとＣＯとを同時に設定すること
が行われている。この場合に高温域を延長すると、例え
ば設定槽中でガス検出装置が高温域を経験して、設定中
に高温域の延長が行われる可能性がある。すると高温域
を経験する時間が変動して、センサ出力にヒステリシス
が生じ、ＣＯへの設定が困難になる。請求項５の発明で
は、設定モードで高温域の延長を禁止するので、設定中
に高温域が延長されてＣＯの設定の妨げとなることがな
い。

【００１１】高温域を延長するのは、急激に可燃性ガス
濃度が増加した際に、検知遅れが生じるのを防止するた
めである。そこで高温域を延長すると、以降は所定サイ
クルもしくは所定時間の間、高温域の次の延長を行わな
い。このようにすると、不必要に高温域が延長されるこ
とを防止できる（請求項２，６）。

【００１２】高温域を延長し、可燃性ガス濃度がアラー
ムレベル以上であることを検出してアラームすると、延
長を停止して低温域へセンサ温度を低下させ、次の延長
を禁止する。このようにすると、不必要に高温域を延長
し、ＣＯへの不感時間が増し、またセンサ出力にヒステ
リシスができるのを最小にできる（請求項７）。

【００１３】低温域でＣＯを検出すると、あるいはＣＯ
の存在を予備的に検出すると、高温域の延長を禁止す
る。するとＣＯへの不感時間を増して、可燃性ガスの検
出を優先するように、高温域を延長することを防止でき
る（請求項３，８）。

【００１４】

【実施例】図１に、実施例のガス検出装置の回路を示
す。２は金属酸化物半導体ガスセンサで、４は金属酸化
物半導体、６はヒータである。実施例のガス検出装置
は、１００Ｖ等の商用電源等にトランス６０，整流回路
６２，安定化電源６４を接続して電源とし、また、安定
化電源６４から直流電源ＶDDを取り出し、マイクロコン
ピュータ２０等の電源とする。マイクロコンピュータ２
０は、ガス検出に関する種々の処理を行う。８はトラン
ジスタ等のスイッチ、１０は負荷抵抗、１２はサーミス
タ、１４は抵抗である。

【００１５】マイクロコンピュータ２０へは、Ａ／Ｄコ
ンバータ２２を介してガスセンサ２の信号を入力する。
マイクロコンピュータ２０に、温度補正処理部２４と、
ヒータ制御部２６と、延長処理部２７と、ガス検出処理
部２８と、微分処理部２９と、設定処理部３６とを設け
る。温度補正処理部２４は、サーミスタ１２の信号を用
いて周囲温度を求め、温度補正表のデータを読み、セン
サ２の出力を温度補正する。ヒータ制御部２６は、スイ
ッチ８のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を制御してヒータ
６の温度を制御する。微分処理部２９はセンサ信号を微
分して出力傾向を検出し、設定処理部３６は設定モード
での、ガスセンサ２のアラームレベル、および予備検出
レベルの設定を行う。またセンサ信号に対する種々の学
習を行う学習部３０を設けてもよい。

【００１６】Ｉ／Ｏ３１にディップスイッチ３３を接続
し、設定モードであるか否かを判別する。ここでは、例
えばディップスイッチがＯＮのとき、設定モードとす
る。また、Ｉ／Ｏ３２にＥＥＰＲＯＭ３４を接続し、設
定モードで設定したアラームレベルを書き込む。ＥＥＰ
ＲＯＭ３４には、他に、学習部３０での学習値、また、
ＣＯまたは可燃性ガスのいずれに対してアラームが発生
したか等の検出装置の履歴等を書き込む。

【００１７】３８はタイマ群で、ここでは、時定数３０
秒のタイマと、延長タイマ、延長禁止タイマを備える。
３０秒のタイマはガス検出モードでの、高温域１０秒、
低温域２０秒の１周期３０秒の時間をカウントするタイ
マである。延長タイマは、延長モードでの時間をカウン
トし、タイムアウト時に出力し、またカウント中は例え
ば１秒ごとにセンサ信号のサンプリングのタイミング用
の信号を出力する。延長する時間はセンサ２のメタンへ
の応答が完了するまでの時間程度とし、例えば１周期程
度で、最長で例えば１０〜３０秒間、実施例では最長で
２０秒間延長する。延長禁止タイマは、延長禁止がスタ
ートしてからの時間をカウントする。延長の禁止時間
は、例えば２〜１０分間とし、ここでは５分間とする。
延長禁止の時間内には、延長処理部２７は延長処理を行
わない。

【００１８】４０は内部状態記憶部で、設定モードか否
か、ＣＯが予備検出されたか否か、ＣＯがアラームされ
たか否か、メタンが予備検出されたか否か、メタンの高
温域末期での出力傾向が増加または一定か或いは減少
か、メタンがアラームされたか否かを記憶する。またＩ
／Ｏ４２にドライバ４４，４８を介して、ブザー４６
と，ＬＥＤ５０，５１を接続し、センサ出力がメタンや
ＣＯのアラームレベル以上となった時にブザー４６を鳴
らし、同時にＬＥＤ５０，５１をＯＮして報知する。Ｌ
ＥＤ５０，５１はＯＮ、ＯＦＦ、ブリンクを組み合わせ
ることで種々の情報を表示できる。

【００１９】図２に用いた金属酸化物半導体ガスセンサ
２を示すと、４はＳｎＯ2,ＺｎＯ等の金属酸化物半導体
で、ここではＳｎＯ2とする。特性の測定に用いたセン
サは、内層７２と外層７３からなり、内層７２と外層７
３の厚みはそれぞれ約２０μｍとし、スクリーン印刷等
の厚膜プロセスにより、アルミナ等の基板７０上に設け
る。内層７２は、ＳｎＯ2に、ＳｎＯ2が１００重量部当
たりＰｔ１.５重量部、Ｐｄ０.２重量部、さらにＳｂを
Ｓｂ／Ｓｎの原子比で１％添加したものである。外層７
３は、ＳｎＯ2に、ＳｎＯ2が１００重量部当たりＰｔ
１.５重量部を添加したものである。

【００２０】金属酸化物半導体には外層やフィルタを設
けなくても良く、ＰｔやＰｄ、Ｓｂ等の添加量も任意
で、添加しなくても良い。このガスセンサ２で高温域を
２０秒間延長した場合、センサ２の温度は、延長開始時
より１０〜２０℃程度上昇する。ここでガスセンサの構
造や材料は任意であり、例えば図３に示すガスセンサ８
０のように、金属酸化物半導体８４内にコイル状のヒー
タ８６と中心電極８８とを設けたものでもよい。なお８
７はフィルタである。

【００２１】図４〜８に、実施例のガスセンサ２の各種
ガスへの応答を示す。各図の縦軸はセンサ抵抗を表し、
横軸は時間で、高温域がスタートした時点をゼロとして
１周期３０秒間を示す。ここでは０〜１０秒が高温域、
１０〜３０秒が低温域である。破線は空気中での抵抗
で、高温域では急激にセンサ抵抗が低下するが、５秒ほ
ど経過後からは緩やかに減少する。そして低温域にはい
ると、抵抗は急激に増加し、その後は徐々に増加する。

【００２２】図４に、メタン１０００ppm中、３５００p
pm中でのセンサ抵抗を示すと、高温域の最初の０〜５秒
で抵抗が急激に減少する。その後５〜１０秒でセンサ抵
抗は徐々に減少し、高温域末期でもメタンへの応答は完
全には完了していない。ここで高温域を延長してメタン
への応答を完了させると、センサの電気伝導度はさらに
１０％程度アップする。そして高温域末期の抵抗は、空
気中のそれと比べて２桁程度小さくなる。続く低温域で
は、抵抗は急激に増加したのち徐々に増加して、高温域
と比べ２桁程度高い値となる。メタンへの応答波形は１
０００ppmと３５００ppmでほぼ同じで、空気中での波形
と良く似ている。メタン中では抵抗が１桁程度小さいの
で、空気中と明確に区別できる。

【００２３】図５に、ガスセンサ２のＣＯ３０ppm,１０
０ppm,３００ppm,１０００ppmへの応答を示す。ＣＯが
存在すると高温域での抵抗は一旦大きく低下するが、す
ぐに増加して５〜１０秒での抵抗は空気中とほとんど同
じになる。高温域末期では抵抗が増加するので、出力は
減少傾向となる。この傾向はメタン中や空気中とは逆で
あり、ＣＯの濃度によらず高濃度のＣＯ中でも同様であ
る。続く低温域では抵抗が一旦増加した後、低温域末期
での抵抗は空気中と比べ１桁以上低い値となる。低温域
末期ではＣＯ中で抵抗が減少傾向を示す。

【００２４】図６に、ガスセンサ２の水素１００ppm,３
００ppm,１０００ppm,３５００ppmへの応答を示す。水
素中では、高温域でセンサ抵抗は一旦大きく減少し、そ
の後抵抗は増加し、５〜１０秒後の高温域末期では出力
は減少傾向となる。低温域末期の抵抗は、空気中の抵抗
に比べ１〜２桁ほど小さくなる。

【００２５】図７に、ガスセンサ２の空気と、メタン３
５００ppm、ＣＯ３００ppm、水素３５００ppmへの応答
を示す。高温域末期では、メタン中と水素中で抵抗値が
ほぼ等しくなることがあるが、高温域末期の出力傾向は
メタン中では増加で、水素中では減少と異なるので、メ
タンと水素を区別できる。

【００２６】図８ａ,ｂに、ガスセンサ２のメタンと他
のガスとの混合ガスへの応答を示す。図８ａは、メタン
１０００ppmと水素との混合ガスへの応答を示し、高温
域の初期では、水素が１０００ppm、３５００ppmのいず
れの濃度でも、抵抗は０〜５秒後に一旦小さくなったの
ちに上昇する。そして高温域末期の抵抗はほぼ一定で、
メタン単独の時と同程度の値となる。図８ｂに、メタン
１０００ppmと、ＣＯ１００ppmまたはＣＯ１０００ppm
との混合ガスへの応答を示す。高温域末期ではメタン単
独の時と同様のパターンを示し、出力は増加傾向とな
る。

【００２７】図９に、実施例での動作タイミングを示
す。１）は、ガスセンサ２のヒータ電力のサイクルを示
し、Ｌは低温域、Ｈは高温域を示す。実施例のガス検出
方法では、金属酸化物半導体ガスセンサ２を高温域と低
温域とに交互に周期的に変化させ、高温域のセンサ２の
出力からメタン、イソブタン等の可燃性ガス、ここでは
メタンを、そして低温域のセンサ２の出力からＣＯを検
出する。実施例では、１周期を高温域が４００〜４５０
℃で１０秒間、低温域が８０℃で２０秒間とするが、そ
れぞれの温度及び時間はこれに限らず、例えば低温域で
は加熱せずにセンサ２は室温でも良い。

【００２８】実施例のガス検出方法には、設定モードと
ガス検出モードの２つのモードがあり、ガス検出モード
で高温域を延長する。実施例では高温域末期の出力が予
備検出レベル以上で、かつ高温域末期の出力が増加また
は一定の場合に高温域を延長し、メタン検出を続行す
る。これはメタンの急激な発生に対する検知遅れを軽減
するためである。延長する時間は、センサ２のメタンへ
の応答が完了する時間程度を上限とし、１サイクル程度
以下で、最長で例えば１０〜３０秒間、実施例では最長
で２０秒間延長する。高温域を延長すると、その間ＣＯ
の検出が犠牲になる他に、ヒステリシスを生じる等の影
響があるのでできるだけ短くする。

【００２９】２）に、センサ抵抗値の変化を模式的に示
し、メタンとＣＯのアラームレベルと予備検出レベルを
鎖線で示す。実施例では、高温域と低温域でのガス検出
は、低温域の末期等や高温域の末期等の少なくとも１点
で行い、この出力を予備検出レベルやアラームレベルと
比較する。高温域末期の出力の傾き検出では、数秒間の
複数の点、ここでは高温域開始から８，９，１０秒後の
３点のセンサ出力を用いる。傾き検出でのセンサ出力は
２点以上で行えば良く、また８〜１０秒等の信号をアナ
ログ微分してもよい。またメタンの予備検出では、例え
ば過去１０周期での高温域末期のセンサ出力を記憶し、
その平均値を学習値として、今回の高温域末期のセンサ
出力と比較して行ってもよい。

【００３０】３）に検出動作を示すと、ＣＯ検出側では
低温域末期の出力を用い、その値がＣＯ予備検出レベル
未満の場合は高温域の延長を禁止せず、低温域末期の出
力がＣＯ予備検出レベル以上の場合は、ＣＯが存在する
可能性があると判断し、高温域の延長を好ましくは２〜
１０分間、ここでは５分間禁止する。これは、ＣＯとメ
タンが同時に発生した場合に、ＣＯの検知漏れをなくす
ためである。ＣＯの予備検出は、低温域末期の出力がＣ
Ｏ予備検出レベル以上か否かの他に、低温域末期の出力
が増加するかどうかでも検出できる。またＣＯの予備検
出レベルを設定せず、学習によってもＣＯの存在を予備
的に検出できる。例えば、過去１０回の低温域末期と高
温域末期との出力の比を記憶し、その比の平均値を学習
値として記憶し、これとの比較でＣＯを予備検出しても
よい。

【００３１】メタンの検出では、高温域の末期、ここで
は８,９,１０秒目の出力を用い、出力傾向を検出する。
また高温期末期の出力がメタン予備検出レベル以上で、
かつ高温期末期の出力が増加または一定で、ＣＯが予備
検出されず、さらにメタンのアラームをしていない場合
に、高温域を例えば１０〜３０秒、ここでは最大限２０
秒間延長する。

【００３２】延長中は、通常時よりも短い間隔で、ここ
では例えば１秒毎にセンサ出力をサンプリングし、出力
がメタンアラームレベル以上となった場合には、メタン
をアラームすると同時に延長を解除し、低温域に移行す
る。また延長を終了すると、以降好ましくは２〜１０分
間、ここでは５分間、延長禁止タイマで次の延長を禁止
する。

【００３３】高濃度の水素が存在すると、高温域末期の
出力がメタン予備検出レベル以上となる場合があるが、
出力が減少傾向となるので、メタンとは区別され高温域
の延長は行わない。水素とメタンが共存する場合には、
高温域末期の出力傾向が一定となるので、高温域を延長
する。メタンとＣＯが共存する場合には、低温域でのＣ
Ｏの予備検出により、高温域の延長を禁止する。

【００３４】次に図１０と図１１とに従って、メタンと
ＣＯの検出手順を説明する。メタン検出のサブルーチン
では、ヒータ制御部２６でヒータ６を制御して、ガスセ
ンサ２を高温域に加熱する。そしてガス検出部２８で高
温域末期の８,９,１０秒後のセンサの出力をサンプリン
グし、微分処理部２９で出力傾向が増加または一定か、
減少しているかを判断し、内部状態記憶部４０に記憶す
る。

【００３５】高温域末期のセンサ出力が、メタンアラー
ムレベル以上か、メタンアラームレベル以下でメタン予
備検出レベル以上か、またはメタン予備検出レベル未満
かを判断し、内部状態記憶部４０に記憶する。メタンア
ラームレベル以上であれば、ブザー４６やＬＥＤ５０,
５１でアラームし、延長禁止タイマがＯＮかＯＦＦかを
確認し、ＯＮであればそのまま、ＯＦＦであれば延長禁
止タイマをスタートさせて、結合子ＤからＣＯ検出サブ
ルーチンへ進む。高温域末期のセンサ出力がメタン予備
検出レベル未満であれば、結合子Ｃへ進み、メタンがア
ラームされているときは解除して、ＣＯ検出サブルーチ
ンへ進む。

【００３６】高温域末期のセンサ出力が、メタン予備検
出レベル以上でメタンアラームレベル未満の場合、高温
域末期の出力傾向が増加または一定か、減少かを判断す
る。高温域末期の出力傾向が減少の場合は、結合子Ｃへ
分岐し、メタンがアラームされているときは解除して、
ＣＯ検出サブルーチンへ進む。

【００３７】高温域末期の出力傾向が増加または一定
で、ＣＯの予備検出がされていない場合、延長禁止タイ
マがＯＦＦで、２０秒間でタイムアウトする延長タイマ
をＯＮし、高温域を延長する。そしてガス検出処理部２
８で、所定の時間Ｔ（例えば１秒）毎にセンサ出力をサ
ンプリングし、メタンアラームレベル以下か否かを判断
する。

【００３８】センサ出力がメタンアラームレベル以上に
なれば結合子Ａへ進み、メタンをアラームし、延長禁止
タイマをスタートし、結合子ＤからＣＯ検出サブルーチ
ンへ移行する。センサ出力がメタンアラームレベル未満
の場合は１秒ごとのガス検出を続け、延長タイマが２０
秒になると、延長禁止タイマをスタートし、結合子Ｃへ
進んでメタンがアラームされていれば解除し、ＣＯ検出
サブルーチンへ移行する。

【００３９】高温域末期で、センサ出力がメタン予備検
出レベル未満、高温域末期で出力が減少、低温域末期の
センサ出力がＣＯ予備検出レベル以上、または延長禁止
タイマがＯＮ、のいずれかに該当すれば、結合子Ｃから
ＣＯ検出サブルーチンへ移行し、メタンがアラームされ
ているときは解除する。

【００４０】ＣＯ検出サブルーチンでは、ヒータ制御部
２６でセンサ２を低温域にし、低温域末期のセンサの出
力を求める。このセンサ出力がＣＯ予備検出レベル未満
でＣＯがアラームされていれば解除し、ＣＯ予備検出レ
ベル以上でＣＯアラームレベル未満であればＣＯを予備
検出したことを記憶し、ＣＯアラームレベル以上でＣＯ
アラームをＯＮして、ＣＯがアラームされたことを記憶
し、ブザー４６やＬＥＤ５０,５１を作動して、ＣＯを
アラームする。そしてメタン検出サブルーチンへ移行す
る。

【００４１】実施例では、１. 設定モードでない、２.
高温域末期のセンサ出力がメタンアラームレベル未満
でメタン予備検出レベル以上、３. 高温域末期のセン
サの出力傾向が増加または一定、４. 低温域末期のセ
ンサ出力がＣＯ予備検出レベル未満、５. 延長禁止タ
イマがＯＦＦ、の５つの条件が全て満たされたときのみ
に、高温域でのメタン検出を延長する。

【００４２】実施例では、延長するか否かの判断に、高
温域末期でのセンサの出力傾向を用いるため、水素、エ
タノール、ＣＯ等の他のガスによる延長を防止できる。
また延長中は通常のサイクルよりも短い時間間隔でガス
検出し、出力がメタンアラームレベル以上となると、延
長を解除して低温域へ移行する。このためＣＯへの不感
時間を最小にでき、高温域の延長によってヒステリシス
が生じる等の悪影響を最小限にできる。

【００４３】なお、検出装置の設定では、ガスセンサ２
を例えばアラーム濃度のメタンとＣＯとの混合ガスに曝
し、このときの高温域での出力をメタンの、低温域での
出力をＣＯのアラームレベルとしてＥＥＰＲＯＭに記憶
する。設定精度を高めるため、設定モードでは延長は行
わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のガス検出装置の回路図である。

【図２】 実施例のガス検出装置に用いる、金属酸化物
半導体ガスセンサ２の断面図である。

【図３】 実施例のガス検出装置に用いる、別のガスセ
ンサ８０の断面図である。

【図４】 実施例のガス検出装置での、金属酸化物半導
体ガスセンサ２のメタンへの応答を示す特性図である。

【図５】 実施例のガス検出装置での、金属酸化物半導
体ガスセンサ２のＣＯへの応答を示す特性図である。

【図６】 実施例のガス検出装置での、金属酸化物半導
体ガスセンサ２の水素への応答を示す特性図である。

【図７】 実施例のガス検出装置での、金属酸化物半導
体ガスセンサ２のメタン,ＣＯ,水素への応答を示す特性
図である。

【図８】 ａ．実施例のガス検出装置での、金属酸化物
半導体ガスセンサ２のメタンと水素との混合ガスへの応
答を示す特性図である。ｂ．実施例のガス検出装置で
の、金属酸化物半導体ガスセンサ２のメタンとＣＯとの
混合ガスへの応答を示す特性図である。

【図９】 実施例のガス検出方法での動作を表すタイミ
ングチャートである。

【図１０】 実施例のガス検出方法の動作を示すフロー
チャートである。

【図１１】 図１０に続く、実施例のガス検出方法の動
作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２ 金属酸化物半導体ガスセンサ ４ 金属酸化物半導体 ６ ヒータ ８ スイッチ １０ 負荷抵抗 １２ サーミスタ １４ 抵抗 ２０ マイクロコンピュータ ２２ ＡＤコンバータ ２４ 温度補正処理部 ２６ ヒータ制御部 ２７ 延長処理部 ２８ ガス検出処理部 ２９ 微分処理部 ３０ 学習部 ３１，３２，４２ Ｉ／Ｏ ３３ ディップスイッチ ３４ ＥＥＰＲＯＭ ３６ 設定処理部 ３８ タイマ群 ４０ 内部状態記憶部 ４４，４８ ドライバ ４６ ブザー ５０，５１ ＬＥＤ ６０ トランス ６２ 整流回路 ６４ 安定化電源 ７０ 基板 ７２ 内層 ７３ 外層 ８０ ガスセンサ ８４ 金属酸化物半導体 ８６ ヒータ ８７ フィルタ ８８ 中心電極

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属酸化物半導体ガスセンサを高温域と
   低温域とに交互に温度変化させ、低温域でＣＯを高温域
   で可燃性ガスを検出し、可燃性ガスの存在時に高温域に
   ガスセンサを保持する時間を延長するようにしたガス検
   出方法において、 高温域末期でセンサ出力が増加もしくはほぼ一定値であ
   るかどうかを検出し、増加もしくはほぼ一定値である際
   に、可燃性ガスの検出を続行するため高温域を所定時間
   内の範囲で延長するようにしたことを特徴とする、ガス
   検出方法。
2. 【請求項２】 低温域と高温域との組み合わせを１サイ
   クルとして、延長を行った後は、以降の所定サイクルも
   しくは所定時間の間、次の延長を行わないようにしたこ
   とを特徴とする、請求項１のガス検出方法。
3. 【請求項３】 低温域でＣＯを検出した場合に、前記延
   長を行わないようにしたことを特徴とする、請求項１ま
   たは２のガス検出方法。
4. 【請求項４】 金属酸化物半導体ガスセンサのヒータへ
   の供給電力をサイクリックに変化させて、高温域と低温
   域とからなるサイクルでガスセンサの温度を変化させ、
   低温域でのガスセンサの出力からＣＯを検出し、高温域
   でのガスセンサの出力から可燃性ガスを検出するように
   したガス検出装置において、 高温域の末期でのセンサ出力が増加もしくはほぼ一定で
   あることを検出するための増加検出手段と、 出力が増加もしくはほぼ一定であることを検出した際
   に、可燃性ガスの検出を続行するため、高温域を所定時
   間内の範囲で延長するための延長手段とを設けたことを
   特徴とする、ガス検出装置。
5. 【請求項５】 ガス検出装置に、ガスの検出と、アラー
   ムレベルの設定との少なくとも２つの動作モードを設け
   て、アラームレベルの設定モードでは、前記高温域の延
   長を行わないようにしたことを特徴とする、請求項４の
   ガス検出装置。
6. 【請求項６】 前記延長を行った後は、所定サイクルも
   しくは所定時間の間、次の延長を行わないようにしたこ
   とを特徴とする、請求項４のガス検出装置。
7. 【請求項７】 前記の所定時間の間に、複数回ガスセン
   サの出力をサンプリングして可燃性ガスを検出し、かつ
   可燃性ガス濃度がアラームレベル以上で、可燃性ガスの
   アラームを行い、かつ次の延長を禁止すると共に、ガス
   センサを低温域へ移行させるようにしたことを特徴とす
   る、請求項４〜６のいずれかのガス検出装置。
8. 【請求項８】 アラームレベル以下の濃度のＣＯを予備
   的に検出するための手段を設けて、ＣＯを予備検出した
   際に、前記の延長を行わないようにしたことを特徴とす
   る、請求項４〜７のいずれかのガス検出装置。