JP2008064491A - Gas detection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas detection device capable of discriminating simply the gas kind even in the case of a device having a small heat capacity. <P>SOLUTION: In a catalytic combustion type gas sensor, when catalytic combustion of detection object gas is generated and a temperature is changed, a resistance value is changed. A sawtooth wave driving circuit supplies a sawtooth-shaped pulsing voltage wherein a supply voltage is increased gradually during a prescribed time t2 from supply start and then becomes a constant value, to the catalytic combustion type gas sensor. A differential analysis part differentiates a sensor output during pulse voltage supply, and acquires a differential waveform. A gas detection part discriminates the gas kind based on a peak position of the differential waveform. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガス検出装置に係り、特に、検知対象ガスと接触燃焼して温度が変化すると抵抗値が変化する接触燃焼式のセンサ素子と、該センサ素子を間欠的に前記検知対象ガスとの接触燃焼が可能な高温に制御するパルス電圧を前記センサ素子に供給する加熱手段と、前記パルス電圧の供給開始から前記センサ素子の抵抗値に応じた出力が一定になるまでの立ち上がり時間に基づいて検知対象ガスの種類の判別を行うガス検出手段とを備えたガス検出装置に関するものである。   The present invention relates to a gas detection device, and in particular, a contact combustion type sensor element whose resistance value changes when the temperature changes due to contact combustion with the detection target gas, and the sensor element is intermittently connected to the detection target gas. Based on a heating means for supplying a pulse voltage to be controlled to a high temperature capable of catalytic combustion to the sensor element, and a rise time from when the supply of the pulse voltage starts until the output corresponding to the resistance value of the sensor element becomes constant The present invention relates to a gas detection apparatus including a gas detection unit that determines the type of detection target gas.

従来、上述したガス検出装置としては、接触燃焼式のセンサ素子を用いたものが提案されている。このセンサ素子は、高温に制御するとイソブタン（以下ｉ−Ｂ）、メタン（以下ＣＨ4）、水素（以下Ｈ2）、一酸化炭素（以下ＣＯ）などの無極性又は低有極性のガスと接触燃焼して温度が上昇し抵抗値が変化する。従って、センサ素子の抵抗値に応じた出力がガス濃度に応じた値となる。 Conventionally, as the above-described gas detection device, one using a contact combustion type sensor element has been proposed. When this sensor element is controlled at a high temperature, it contacts nonpolar or low polar gas such as isobutane (hereinafter i-B), methane (hereinafter CH 4 ), hydrogen (hereinafter H 2 ), carbon monoxide (hereinafter CO). Combustion raises temperature and resistance changes. Therefore, the output according to the resistance value of the sensor element becomes a value according to the gas concentration.

上述した無極性又は低有極性のガスの種類を判別するガス検出装置として、例えば特許文献１に示されたものが知られている。特許文献１のガス検出装置は、矩形状のパルス電圧が供給されるセンサ素子の抵抗値に応じたセンサ出力を微分して、その微分波形のピーク位置に基づいてガス種類の判別を検出している。検知対象ガスの種類によって燃焼開始温度が異なるため、矩形状のパルス電圧の供給を開始してからセンサ出力が立ち上がるまでの立ち上がり時間が異なる。このため、この立ち上がり時間に応じた微分波形のピーク位置は、混合ガスの種類に応じた値となる。   As a gas detection device for discriminating the kind of nonpolar or low polarity gas described above, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. The gas detection device of Patent Document 1 differentiates a sensor output corresponding to a resistance value of a sensor element to which a rectangular pulse voltage is supplied, and detects a gas type discrimination based on a peak position of the differentiated waveform. Yes. Since the combustion start temperature differs depending on the type of detection target gas, the rise time from when the supply of the rectangular pulse voltage is started until the sensor output rises is different. For this reason, the peak position of the differential waveform corresponding to the rise time is a value corresponding to the type of the mixed gas.

しかしながら、混合ガス中でセンサ素子に矩形状のパルス電圧を供給して瞬間的に高温に制御すると、図１３に示すように、ガス種が違ってもほぼ同じ位置にピークが出現してしまう。同図に示すように、Ｈ2単ガスのピーク位置とＨ2及びｉ−Ｂの混合ガスのピーク位置とは、２０ｍｓ程度の差しかない。ピーク位置が重なると、ガスの種類の判別（定性）又は判別したガス種の濃度の検出（定量）を行うことができない。 However, if a rectangular pulse voltage is supplied to the sensor element in the mixed gas and the temperature is instantaneously controlled to a high temperature, as shown in FIG. 13, a peak appears at substantially the same position even if the gas type is different. As shown in the figure, the peak position of the H 2 single gas and the peak position of the mixed gas of H 2 and i-B are about 20 ms apart. When the peak positions overlap, it is not possible to determine the gas type (qualitative) or detect the concentration of the determined gas type (quantitative).

また、シリコン基板上に薄膜ダイアフラムを形成し、この薄膜ダイアフラム上にセンサ素子を設けて熱容量を小さくして省電力化を図ったガス検出装置が知られている。特に、このようなガス検出装置の場合、矩形状のパルス電圧を供給するとより短時間で高温までセンサ温度が上昇してしまい、ガスの種類を判別することは不可能であった。
特許２８０５０４８号公報 特開２００５−８３９４９号公報 特開２００２−２４３６８２号公報 There is also known a gas detection device in which a thin film diaphragm is formed on a silicon substrate and a sensor element is provided on the thin film diaphragm to reduce the heat capacity to save power. In particular, in the case of such a gas detection device, when a rectangular pulse voltage is supplied, the sensor temperature rises to a higher temperature in a shorter time, and it is impossible to determine the type of gas.
Japanese Patent No. 2805048 JP 2005-83949 A JP 2002-243682 A

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、熱容量が小さな装置であっても簡単にガスの種類の判別を行うことができるガス検出装置を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention focuses on the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas detection device that can easily determine the type of gas even with a device having a small heat capacity.

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、検知対象ガスと接触燃焼して温度が変化すると抵抗値が変化する接触燃焼式のセンサ素子と、該センサ素子を間欠的に前記検知対象ガスとの接触燃焼が可能な高温に制御するパルス電圧を前記センサ素子に供給する加熱手段と、前記パルス電圧の供給を開始してから前記センサ素子の抵抗値に応じたセンサ出力が立ち上がるまでの立ち上がり時間に基づいて前記検知対象ガスの種類の判別を行うガス検出手段とを備えたガス検出装置において、前記加熱手段が、供給開始から所定時間かけて徐々に供給電圧が増加した後に一定値になるようなノコギリ状の前記パルス電圧を供給するものであることを特徴とするガス検出装置に存する。   The invention according to claim 1, which has been made in order to solve the above-described problem, is a contact combustion type sensor element whose resistance value changes when the temperature changes due to contact combustion with the gas to be detected; Heating means for supplying to the sensor element a pulse voltage that is controlled to a high temperature that allows contact combustion with the gas to be detected, and a sensor output corresponding to the resistance value of the sensor element rises after the supply of the pulse voltage is started. In the gas detection apparatus comprising the gas detection means for determining the type of the detection target gas based on the rise time until the heating voltage is constant after the supply voltage gradually increases over a predetermined time from the start of supply. The gas detection device is characterized in that it supplies a saw-tooth pulse voltage that has a value.

請求項２記載の発明は、前記センサ出力を微分して微分波形を取得する微分手段を備え、そして、前記ガス検出手段が、前記立ち上がり時間に応じた前記微分波形のピーク位置に基づいて前記検知対象ガスの種類の判別を行うものであることを特徴とする請求項１記載のガス検出装置に存する。   The invention according to claim 2 is provided with differentiating means for differentiating the sensor output to obtain a differentiated waveform, and the gas detecting means detects the detection based on a peak position of the differentiated waveform according to the rise time. The gas detection apparatus according to claim 1, wherein the type of the target gas is determined.

請求項３記載の発明は、前記所定時間が、供給開始と同時に供給電圧が前記一定値になるような矩形状のパルス電圧を前記センサ素子に供給したとき、前記センサ素子が当該矩形状のパルス電圧の供給開始から前記一定値に応じた温度に達するまでの時間よりも長い時間に予め設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のガス検出装置に存する。   According to a third aspect of the present invention, when the rectangular pulse voltage is supplied to the sensor element so that the supply voltage becomes the constant value simultaneously with the start of supply for the predetermined time, the sensor element has the rectangular pulse. 3. The gas detection device according to claim 1, wherein the gas detection device is preset in advance to a time longer than a time from the start of voltage supply until the temperature corresponding to the predetermined value is reached.

請求項４記載の発明は、前記加熱手段が、前記所定時間かけて前記供給電力を一定の割合で増加させることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のガス検出装置に存する。   A fourth aspect of the present invention resides in the gas detection device according to any one of the first to third aspects, wherein the heating means increases the supplied power at a constant rate over the predetermined time.

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、センサ素子は低温から所定時間をかけてゆっくり接触燃焼可能な高温になり、ガス種類に応じた立ち上がり時間が重なることがないので、熱容量が小さな装置であっても簡単にガスの種類の判別を行うことができる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, the sensor element becomes a high temperature at which the contact combustion can be performed slowly over a predetermined time from a low temperature, and the rising time according to the gas type does not overlap. Even with a small device, the type of gas can be easily determined.

請求項２記載の発明によれば、微分するだけで簡単に立ち上がり時間に応じた値を得ることができるので、簡単な構成でガスの種類の判別を行うことができる。   According to the second aspect of the present invention, since the value corresponding to the rise time can be obtained simply by differentiating, the type of gas can be determined with a simple configuration.

請求項３記載の発明によれば、確実にセンサ素子の温度がノコギリ状のパルス電圧に追従して、低温から所定時間をかけてゆっくり接触燃焼可能な高温になるので、確実に熱容量が小さな装置であっても簡単にガスの種類の判別を行うことができる。   According to the invention of claim 3, since the temperature of the sensor element reliably follows the sawtooth pulse voltage and becomes a high temperature capable of slowly contacting and burning over a predetermined time from a low temperature, the apparatus having a small heat capacity with certainty Even so, it is possible to easily determine the type of gas.

請求項４記載の発明によれば、より確実にガス種類に応じた立ち上がり時間が重なることがないので、より正確にガスの種類の判別を行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, since the rising times corresponding to the gas types do not overlap more reliably, it is possible to more accurately determine the gas type.

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るガス検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。図２は、図１のガス検出装置を構成する接触燃焼式ガスセンサに供給するパルス電圧の波形例を示すタイミングチャートである。図３は、図１のガス検出装置を構成する接触燃焼式ガスセンサの構成例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図および（Ｃ）は平面図におけるＡ−Ａ線断面図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a gas detection device according to the present invention. FIG. 2 is a timing chart showing a waveform example of a pulse voltage supplied to the catalytic combustion type gas sensor constituting the gas detection device of FIG. 3 shows a configuration example of a catalytic combustion type gas sensor constituting the gas detection device of FIG. 1, wherein (A) is a plan view, (B) is a bottom view, and (C) is a cross-sectional view taken along line AA in the plan view. It is.

ガス検知装置１は、コントローラ１０と、駆動電源２０と、出力部３０と、検出用のブリッジ回路を含む接触燃焼式ガスセンサ４０と、加熱手段としてのノコギリ波駆動回路５０とから構成される。コントローラ１０には、駆動電源２０、出力部３０、接触燃焼式ガスセンサ４０及びノコギリ波駆動回路５０が接続されている。   The gas detection device 1 includes a controller 10, a drive power source 20, an output unit 30, a catalytic combustion gas sensor 40 including a detection bridge circuit, and a sawtooth wave drive circuit 50 as a heating means. The controller 10 is connected to a drive power source 20, an output unit 30, a catalytic combustion type gas sensor 40, and a sawtooth drive circuit 50.

コントローラ１０は、記憶部１１、センサ出力検出部１２、サンプリング制御部１３、微分手段としての微分解析部１４及びガス検出手段としてのガス検出部１５を含んで構成される。図示しないが、コントローラ１０は、タイマ部等も有している。このコントローラ１０は、たとえば、マイクロコンピュータにて具現化可能である。   The controller 10 includes a storage unit 11, a sensor output detection unit 12, a sampling control unit 13, a differential analysis unit 14 as a differentiation unit, and a gas detection unit 15 as a gas detection unit. Although not shown, the controller 10 also has a timer unit and the like. The controller 10 can be realized by a microcomputer, for example.

ガス検知装置１では、図２の実線で示すようなノコギリ波状のパルス電圧が供給されて通電制御され、この接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力に基づいて、コントローラ１０にて所望のガス種が検知され出力される。   In the gas detection device 1, a sawtooth pulse voltage as shown by a solid line in FIG. 2 is supplied and energization is controlled, and a desired gas type is detected by the controller 10 based on the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor 40. And output.

接触燃焼式ガスセンサ４０は、後述するノコギリ波駆動回路５０にて図２の実線で示すようなノコギリ波状のパルス電圧が供給されて間欠的に検知対象ガスと接触燃焼する高温に制御される。この接触燃焼式ガスセンサ４０は、図３に示すように、センサ素子としての感応素子部Ｒｓおよび補償素子部Ｒｒから構成されている。感応素子部Ｒｓは、白金（Ｐｔ）ヒータ４２および白金族、たとえばパラジウム（Ｐｄ）を担持したアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなるＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒層４３を含み、補償素子部Ｒｒは、白金（Ｐｔ）ヒータ４４およびアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層４５を含む。 The contact combustion type gas sensor 40 is controlled to a high temperature at which a sawtooth wave pulse voltage as shown by a solid line in FIG. As shown in FIG. 3, the catalytic combustion type gas sensor 40 includes a sensitive element portion Rs and a compensating element portion Rr as sensor elements. The sensitive element portion Rs includes a platinum (Pt) heater 42 and a Pd / Al 2 O 3 catalyst layer 43 made of alumina (Al 2 O 3 ) carrying a platinum group, for example, palladium (Pd). A platinum (Pt) heater 44 and an alumina (Al 2 O 3 ) layer 45.

詳しくは、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、この接触燃焼式ガスセンサ４０は、シリコン（Ｓｉ）ウエハ４１の上に、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜４８ｃ、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜４８ｂおよび酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）膜４８ａからなる絶縁薄膜が成膜され、その上に、感応素子部Ｒｓとして白金（Ｐｔ）ヒータ４２およびＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒層４３、補償素子部Ｒｒとして白金（Ｐｔ）ヒータ４４およびアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層４５が形成されている。また、図３（Ｃ）に示すように、異方性エッチングして凹部４６及び４７を形成して、それぞれ薄膜ダイアフラムＤｓ及びＤｒを形成することにより熱容量を小さくしている。 Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the catalytic combustion type gas sensor 40 includes a silicon oxide (SiO 2 ) film 48 c, a silicon nitride (SiN) film on a silicon (Si) wafer 41. An insulating thin film composed of 48b and a hafnium oxide (HfO 2 ) film 48a is formed, on which a platinum (Pt) heater 42, a Pd / Al 2 O 3 catalyst layer 43, and a compensation element part Rr as the sensitive element part Rs are formed. A platinum (Pt) heater 44 and an alumina (Al 2 O 3 ) layer 45 are formed. Further, as shown in FIG. 3C, the concave portions 46 and 47 are formed by anisotropic etching to form the thin film diaphragms Ds and Dr, respectively, thereby reducing the heat capacity.

白金（Ｐｔ）ヒータ４２および４４は、固定抵抗Ｒ１およびＲ２と可変抵抗Ｒｖと共にブリッジ回路を構成している。そして、このブリッジ回路において、白金（Ｐｔ）ヒータ４２および固定抵抗Ｒ１の接続点、並びに白金（Ｐｔ）ヒータ４４および固定抵抗Ｒ２の接続点には、コントローラ１０のノコギリ波駆動回路５０からのパルス電圧が所定のインターバルで間欠的に供給される。また、白金（Ｐｔ）ヒータ４２および白金（Ｐｔ）ヒータ４４の接続点と、可変抵抗Ｒｖの可動端子は、コントローラ１０のセンサ出力検出部１２に接続され、それにより、接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力としての電圧値がセンサ出力検出部１２に供給される。   The platinum (Pt) heaters 42 and 44 form a bridge circuit together with the fixed resistors R1 and R2 and the variable resistor Rv. In this bridge circuit, the pulse voltage from the sawtooth wave drive circuit 50 of the controller 10 is connected to the connection point of the platinum (Pt) heater 42 and the fixed resistor R1 and to the connection point of the platinum (Pt) heater 44 and the fixed resistor R2. Are intermittently supplied at predetermined intervals. Further, the connection point of the platinum (Pt) heater 42 and the platinum (Pt) heater 44 and the movable terminal of the variable resistor Rv are connected to the sensor output detection unit 12 of the controller 10, whereby the sensor of the catalytic combustion type gas sensor 40. A voltage value as an output is supplied to the sensor output detection unit 12.

このような接触燃焼式ガスセンサ４０を使用するに際しては、まず、検出動作開始前に、センサ出力検出部１２に供給されるセンサ出力が中間電位になるように可変抵抗Ｒｖを調整する。この状態において、検出対象ガスが感応素子部Ｒｓに触れると触媒作用により、この素子で接触燃焼する。この接触燃焼により発生する熱により、白金（Ｐｔ）ヒータ４２の抵抗値が上昇し、この抵抗値の上昇によりブリッジ回路の平衡が崩れ、コントローラ１０にセンサ出力が供給される。この場合、白金（Ｐｔ）ヒータ４４は、周囲温度の変動による白金（Ｐｔ）ヒータ４２の抵抗値の変動を相殺し、反応熱に起因する白金（Ｐｔ）ヒータ４２の抵抗値の変動成分のみを取り出せるように温度補償する。   When using such a contact combustion type gas sensor 40, first, before starting the detection operation, the variable resistance Rv is adjusted so that the sensor output supplied to the sensor output detection unit 12 becomes an intermediate potential. In this state, when the detection target gas touches the sensitive element portion Rs, catalytic combustion occurs in this element due to catalytic action. Due to the heat generated by the contact combustion, the resistance value of the platinum (Pt) heater 42 increases, and the increase in the resistance value breaks the balance of the bridge circuit, and the sensor output is supplied to the controller 10. In this case, the platinum (Pt) heater 44 cancels out the variation in the resistance value of the platinum (Pt) heater 42 due to the variation in the ambient temperature, and only the variation component in the resistance value of the platinum (Pt) heater 42 due to the reaction heat is generated. Compensate the temperature so that it can be removed.

また、上述した記憶部１１には、複数のガス種類に対応したセンサ出力の微分波形のピーク位置を含む微分波形データベース、濃度とピーク高さとの関係が予め格納されている。また、記憶部１１には、図５に示す処理時に一時的に発生するデータも格納される。   The storage unit 11 stores in advance a differential waveform database including peak positions of differential waveforms of sensor outputs corresponding to a plurality of gas types, and a relationship between concentration and peak height. The storage unit 11 also stores data temporarily generated during the processing shown in FIG.

センサ出力検出部１２は、サンプリング制御部１３の制御に応じてノコギリ波状のパルス電圧が供給されている間のセンサ出力を時系列的に検出する。検出されたセンサ出力は、対応する処理が終了するまで記憶部１１に一時的に保存される。   The sensor output detection unit 12 detects the sensor output in time series while the sawtooth pulse voltage is supplied in accordance with the control of the sampling control unit 13. The detected sensor output is temporarily stored in the storage unit 11 until the corresponding processing is completed.

微分解析部１４は、センサ出力検出部１２が検出したセンサ出力を微分演算して微分波形データを取得する。微分解析部１４は、取得した微分波形データにおける微分値上昇方向から下降方向に変わるピークの出現時間をピーク位置として算出する。微分解析部１４は、上記ピークの高さを算出する。   The differential analysis unit 14 performs differential calculation on the sensor output detected by the sensor output detection unit 12 to obtain differential waveform data. The differential analysis unit 14 calculates, as a peak position, an appearance time of a peak that changes from a differential value increasing direction to a decreasing direction in the acquired differential waveform data. The differential analysis unit 14 calculates the height of the peak.

ガス検出部１５は、微分解析部１４にて求められたピーク位置およびピーク高さに基づいて、検知対象ガスのガス種の判別及び判別したガス種の濃度を検出する定量、定性を行う。   Based on the peak position and peak height obtained by the differential analysis unit 14, the gas detection unit 15 performs determination and qualification for detecting the gas type of the detection target gas and detecting the concentration of the determined gas type.

駆動電源２０は、既成の電池等が用いられる。また、出力部３０は、ガス検出部１５で判別されたガス種とその濃度とを出力する。この出力部３０は、たとえば、ガス種検出結果の出力例として、検知対象ガスの種類を直接文字表示すると共にその濃度を数字表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）およびその駆動回路であってもよいし、検知対象ガスの種類を色分表示したり点滅するＬＥＤ及びその駆動回路等であってもよい。また、ブザー等の可聴信号にてガス検出結果を出力するようにしてもよい。   The drive power supply 20 is an existing battery or the like. The output unit 30 outputs the gas type determined by the gas detection unit 15 and its concentration. The output unit 30 may be, for example, an LCD (liquid crystal display) that directly displays the type of the gas to be detected and numerically displays its concentration as an output example of the gas type detection result, and its drive circuit. It may be an LED that displays the type of gas to be detected by color or blinks, and its drive circuit. Further, the gas detection result may be output by an audible signal such as a buzzer.

上述したノコギリ波駆動回路５０は、サンプリング制御部１３の制御に応じて図２の実線で示すようなノコギリ波状のパルス電圧を所定時間ｔ３毎に供給している。パルス電圧は、供給開始から所定時間ｔ２かけて徐々に供給電圧が増加した後に一定値になり、所定時間ｔ１経過した時点で供給停止するようなノコギリ波状のパルス電圧である。   The sawtooth wave drive circuit 50 described above supplies a sawtooth waveform pulse voltage as shown by a solid line in FIG. 2 at every predetermined time t3 in accordance with the control of the sampling controller 13. The pulse voltage is a sawtooth waveform pulse voltage that becomes a constant value after the supply voltage gradually increases over a predetermined time t2 from the start of supply, and stops supplying when the predetermined time t1 elapses.

上述した接触燃焼式ガスセンサ４０は、上述したように熱容量が小さい。このため、上述したようなノコギリ波状のパルス電圧を供給すると、図２の一点鎖線で示すようにパルス電圧の供給電圧の上昇にほとんど遅れることなく追従して温度が上昇する。即ち、パルス電圧の供給開始から所定時間ｔ２かけて徐々に温度が上昇した後に一定温度Ｔｃとなる。   The above-described catalytic combustion type gas sensor 40 has a small heat capacity as described above. For this reason, when the sawtooth pulse voltage as described above is supplied, the temperature rises following the increase of the supply voltage of the pulse voltage almost without delay as shown by the one-dot chain line in FIG. That is, the temperature gradually rises over a predetermined time t2 from the start of supply of the pulse voltage, and then reaches a constant temperature Tc.

ここで、所定時間ｔ１は所定時間ｔ２よりも長ければよい。所定時間ｔ３は、所定時間ｔ１より長ければ何秒でもよい。厚生労働省より出されたシックハウス（室内空気汚染）問題に関する検討中間報告書の室内空気中化学物の測定マニュアルによると、採取時間を３０ｍｉｎと明記している。そこで、所定時間ｔ３の最大値は、３０ｍｉｎが望ましいと考えられる。   Here, the predetermined time t1 may be longer than the predetermined time t2. The predetermined time t3 may be any number of seconds as long as it is longer than the predetermined time t1. According to the measurement manual for indoor air chemicals in the interim report on the sick house (indoor air pollution) issue issued by the Ministry of Health, Labor and Welfare, the sampling time is specified as 30 min. Therefore, it is considered that the maximum value of the predetermined time t3 is preferably 30 min.

また、所定時間ｔ２は、供給開始と同時に供給電圧が一定値になるような矩形状のパルス電圧を接触燃焼式ガスセンサ４０に供給したとき、接触燃焼式ガスセンサ４０が当該矩形状のパルス電圧の供給開始から一定値に応じた温度に達するまでの飽和時間よりも長い時間に予め設定されている。   Further, when a rectangular pulse voltage is supplied to the catalytic combustion type gas sensor 40 at a predetermined time t2 so that the supply voltage becomes a constant value simultaneously with the start of supply, the catalytic combustion type gas sensor 40 supplies the rectangular pulse voltage. It is set in advance to a time longer than the saturation time from the start until the temperature corresponding to a certain value is reached.

本発明者らは、図３に示す本実施形態の接触燃焼式ガスセンサ４０に矩形状のパルス電圧を印加して、接触燃焼式ガスセンサ４０の温度上昇率を計測した。結果を図４に示す。同図に示すように、接触燃焼式ガスセンサ４０は、矩形状のパルス電圧の供給開始から６０ｍｓに温度上昇率が１００％となっている。即ち、接触燃焼式ガスセンサ４０は、矩形状のパルス電圧の供給開始から６０ｍｓ後に一定値に応じた温度（例えば３００°Ｃ、４００°Ｃ、４５０°Ｃ）に達している。このことから、本実施形態の接触燃焼式ガスセンサ４０の上記飽和時間は６０ｍｓであることが分かった。従って、本実施形態では、所定時間ｔ２は、６０ｍｓより長い時間に予め設定されている。   The inventors applied a rectangular pulse voltage to the catalytic combustion type gas sensor 40 of the present embodiment shown in FIG. 3 and measured the temperature increase rate of the catalytic combustion type gas sensor 40. The results are shown in FIG. As shown in the figure, the catalytic combustion type gas sensor 40 has a temperature increase rate of 100% in 60 ms from the start of supply of the rectangular pulse voltage. That is, the catalytic combustion type gas sensor 40 reaches a temperature (for example, 300 ° C., 400 ° C., 450 ° C.) corresponding to a constant value 60 ms after the start of supply of the rectangular pulse voltage. From this, it was found that the saturation time of the catalytic combustion type gas sensor 40 of the present embodiment is 60 ms. Therefore, in the present embodiment, the predetermined time t2 is set in advance to a time longer than 60 ms.

一定温度Ｔｃの上限は、接触燃焼式ガスセンサ４０が断線する温度（例えば１２００°Ｃ）以下で、かつ検知対象ガスの接触燃焼開始温度以上であれば何°Ｃでもよい。本実施形態では、例えば上記所定時間ｔ１を４００ｍｓ、所定時間ｔ２を２５０ｍｓ、所定時間ｔ３を１０ｓｅｃとしている。また、一定温度Ｔｃを４５０°Ｃとした。   The upper limit of the constant temperature Tc may be any temperature as long as it is equal to or lower than the temperature at which the catalytic combustion gas sensor 40 is disconnected (for example, 1200 ° C.) and equal to or higher than the contact combustion start temperature of the detection target gas. In the present embodiment, for example, the predetermined time t1 is 400 ms, the predetermined time t2 is 250 ms, and the predetermined time t3 is 10 seconds. The constant temperature Tc was set to 450 ° C.

上述したノコギリ波駆動回路５０としては、例えば、矩形状パルスを発生する矩形状パルス発生回路と、ゲインの調整可能な増幅器とから構成され、サンプリング制御部１３によって供給開始から所定時間ｔ２かけて徐々に増幅器のゲインを増加された後に一定に制御されるものが考えられる。   The sawtooth wave driving circuit 50 described above includes, for example, a rectangular pulse generation circuit that generates a rectangular pulse and an amplifier whose gain can be adjusted. The sampling control unit 13 gradually starts supply over a predetermined time t2. It is conceivable that the gain of the amplifier is controlled to be constant after being increased.

また、ノコギリ波駆動回路５０としては、例えばＤ／Ａ変換器から構成され、サンプリング制御部１３から出力される図２に示すようなノコギリ状のパルス電圧のデジタルデータをＤ／Ａ変換して、ノコギリ状のパルス電圧を出力するものであってもよい。また、ノコギリ波駆動回路５０としては、上記構成に限ったものではなく、供給開始から所定時間ｔ２かけて徐々に供給電圧が増加した後に一定値になるようなノコギリ状のパルス電圧が供給できるものであればよい。   Further, the sawtooth wave drive circuit 50 is constituted by, for example, a D / A converter, D / A-converts digital data of a sawtooth pulse voltage as shown in FIG. A saw-shaped pulse voltage may be output. Further, the sawtooth wave drive circuit 50 is not limited to the above configuration, and can supply a sawtooth pulse voltage that becomes a constant value after the supply voltage gradually increases over a predetermined time t2 from the start of supply. If it is.

次に、上述した構成のガス検出装置の動作について図５を参照して以下説明する。図４は、ガス検出装置１を構成するコントローラ１０の処理手順を示すフローチャートである。まず、コントローラ１０は、駆動電源のオンに応じてガス検出処理を開始する。ガス検出処理の開始に応じてサンプリング制御部１３は、ノコギリ波駆動回路５０を制御して、図２の実線で示すノコギリ波状のパルス電圧を接触燃焼式ガスセンサ４０に供給する（ステップＳ１）。   Next, the operation of the gas detection apparatus having the above-described configuration will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the controller 10 constituting the gas detection device 1. First, the controller 10 starts a gas detection process in response to turning on of the drive power supply. In response to the start of the gas detection process, the sampling control unit 13 controls the sawtooth wave drive circuit 50 to supply a sawtooth waveform pulse voltage indicated by a solid line in FIG. 2 to the catalytic combustion gas sensor 40 (step S1).

次に、サンプリング制御部１３は、センサ出力検出部１２を制御して、ノコギリ波状のパルス電圧の供給期間にわたって接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力をサンプリングさせる（ステップＳ２）。センサ出力検出部１２は、サンプリングした複数のセンサ出力を記憶部１１に一時的に記憶させる。   Next, the sampling control unit 13 controls the sensor output detection unit 12 to sample the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor 40 over the supply period of the sawtooth pulse voltage (step S2). The sensor output detection unit 12 temporarily stores the sampled sensor outputs in the storage unit 11.

次に、微分解析部１４が、サンプリングした複数のセンサ出力に基づいて検知対象ガスが存在しているか否かを判断する（ステップＳ３）。検知対象ガスが存在していないと判断すると（ステップＳ３でＮ）、微分解析部１４は微分演算を行うことなくステップＳ１に戻る。これに対して、検知対象ガスが存在していれば（ステップＳ３でＹ）、微分解析部１４がサンプリングした複数のセンサ出力を微分して微分波形データを得る（ステップＳ４）。   Next, the differential analysis unit 14 determines whether or not the detection target gas exists based on the sampled sensor outputs (step S3). If it is determined that the detection target gas does not exist (N in step S3), the differential analysis unit 14 returns to step S1 without performing a differential operation. On the other hand, if the detection target gas exists (Y in step S3), a plurality of sensor outputs sampled by the differential analysis unit 14 are differentiated to obtain differential waveform data (step S4).

次いで、微分解析部１４は、微分波形データから微分値上昇方向から下降方向へ変化するピークの出現時間であるピーク位置ｔｐと、ピーク高さＨとを算出する（ステップＳ５）。算出されたピーク位置ｔｐおよびピーク高さＨのデータは、ガス検出部１５に供給される。   Next, the differential analysis unit 14 calculates the peak position tp, which is the appearance time of a peak that changes from the differential value rising direction to the downward direction, and the peak height H from the differential waveform data (step S5). Data on the calculated peak position tp and peak height H is supplied to the gas detector 15.

次いで、ガス検出部１５は、供給されたピーク位置ｔｐのデータと記憶部１１に格納されている微分波形データベースとを比較し、微分波形データベース中に一致するピーク位置ｔｐを有するガス種があれば、検知対象ガスは、そのガス種であると判別される（ステップＳ６）。   Next, the gas detection unit 15 compares the supplied peak position tp data with the differential waveform database stored in the storage unit 11, and if there is a gas type having a matching peak position tp in the differential waveform database. The detection target gas is determined to be the gas type (step S6).

次いで、ガス検出部１５において、ピーク高さＨと記憶部１１に格納されている濃度とピーク高さＨの関係に基づいて、判別されたガス種の濃度が検出する（ステップＳ７）。その後、ガス検出部１５は、判別されたガス種を示す検出出力及び判別されたガス種の濃度を示す検出出力を出力部３０に供給した後（ステップＳ８）、ガス検出処理を終了する。   Next, the gas detection unit 15 detects the concentration of the determined gas type based on the relationship between the peak height H, the concentration stored in the storage unit 11, and the peak height H (step S7). After that, the gas detection unit 15 supplies the detection output indicating the determined gas type and the detection output indicating the concentration of the determined gas type to the output unit 30 (step S8), and then ends the gas detection process.

出力部３０は、ガス検出部１５から供給されたガス種を示す検出出力と、ガス濃度を示す検出出力を文字および数字表示等により出力する。たとえば、ＬＣＤの画面にガス種を文字表示すると共に、ガス濃度を数字や数字とバーの組み合わせ等により表示することができる。   The output unit 30 outputs a detection output indicating the gas type supplied from the gas detection unit 15 and a detection output indicating the gas concentration by displaying characters and numbers. For example, the gas type can be displayed on the LCD screen, and the gas concentration can be displayed as a number or a combination of a number and a bar.

上述したガス検出装置によれば、ノコギリ波駆動回路５０が、供給開始から所定時間ｔ２かけて徐々に供給電力を増加した後に一定値になるようなノコギリ状のパルス電圧の供給を行うものである。これにより、接触燃焼式ガスセンサ４０は低温から所定時間ｔ２をかけてゆっくり接触燃焼可能な高温になり、ガス種類に応じた微分波形のピーク位置が重なることがなく、熱容量が小さな装置であっても簡単にガスの種類の判別及び判別したガスの濃度の検出を行うことができる。   According to the gas detection device described above, the sawtooth wave drive circuit 50 supplies a sawtooth pulse voltage that becomes a constant value after gradually increasing the supply power over a predetermined time t2 from the start of supply. . As a result, the catalytic combustion type gas sensor 40 becomes a high temperature at which the catalytic combustion can be performed slowly from a low temperature over a predetermined time t2, and the peak positions of the differential waveforms corresponding to the gas types do not overlap, and even a device with a small heat capacity. It is possible to easily determine the type of gas and the concentration of the determined gas.

また、上述したガス検出装置によれば、所定時間ｔ２が、供給開始と同時に供給電圧が一定値になるような矩形状のパルス電圧を接触燃焼式ガスセンサ４０に供給したとき、接触燃焼式ガスセンサ４０がその矩形状のパルス電圧の供給開始から一定値に応じた温度に達するまでの時間よりも長い時間に予め設定されている。これにより、確実に接触燃焼式ガスセンサ４０、即ち感応素子部Ｒｓの温度がノコギリ状のパルス電圧に追従して、低温から所定時間ｔ２をかけてゆっくり接触燃焼可能な高温になり、確実にガスの種類の判別及び判別したガスの濃度の検出を行うことができる。   Further, according to the above-described gas detection device, when a rectangular pulse voltage is supplied to the catalytic combustion gas sensor 40 so that the supply voltage becomes a constant value simultaneously with the start of supply for the predetermined time t2, the catalytic combustion gas sensor 40 is supplied. Is set in advance to a time longer than the time from the start of supply of the rectangular pulse voltage until the temperature reaches a certain value. As a result, the temperature of the contact combustion type gas sensor 40, that is, the sensitive element portion Rs follows the saw-tooth pulse voltage, and reaches a high temperature at which the contact combustion can be slowly performed over a predetermined time t2 from a low temperature, and the gas The type can be determined and the concentration of the determined gas can be detected.

また、上述したガス検出装置によれば、立ち上がり時間に応じた微分波形のピーク位置に基づいて検知対象ガスの種類の判別を行うので、微分するだけで簡単に立ち上がり時間に応じた値を得ることができる。   Further, according to the gas detection device described above, since the type of the detection target gas is determined based on the peak position of the differential waveform corresponding to the rise time, a value corresponding to the rise time can be easily obtained simply by differentiation. Can do.

また、上述したガス検出装置によれば、ノコギリ波駆動回路５０が、所定時間ｔ２かけて供給電力を一定の割合で増加させるので、より確実にガス種類に応じた微分波形のピーク位置が重なることがないので、より正確にガスの種類の判別及び判別したガスの濃度の検出を行うことができる。   Further, according to the above-described gas detection device, the sawtooth wave drive circuit 50 increases the supplied power at a constant rate over the predetermined time t2, so that the peak positions of the differential waveforms corresponding to the gas types more reliably overlap. Therefore, it is possible to more accurately determine the type of gas and detect the determined gas concentration.

また、本発明者らは、上述した構成のガス検出装置を製造し、ｉ−ＢとＨ2の混合ガスのｉ−Ｂ濃度を変化させたときの接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力及び該センサ出力の微分波形を測定して、本発明の効果を確認した。結果を、図６及び図７に示す。このとき、所定時間ｔ１が４００ｍｓ、所定時間ｔ２が２５０ｍｓ、所定時間ｔ３が１０ｓｅｃのノコギリ波状のパルス電圧を供給している。また、一定温度Ｔｃを４５０°Ｃとしている。 In addition, the present inventors manufactured the gas detection device having the above-described configuration, and the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor 40 and the sensor when the i-B concentration of the mixed gas of i-B and H 2 is changed. The differential waveform of the output was measured to confirm the effect of the present invention. The results are shown in FIGS. At this time, a sawtooth pulse voltage having a predetermined time t1 of 400 ms, a predetermined time t2 of 250 ms, and a predetermined time t3 of 10 sec is supplied. The constant temperature Tc is set to 450 ° C.

図７に示すように、Ｈ2のピーク位置は、２００ｍｓであることが分かった。また、Ｈ2及びｉ−Ｂの混合ガスのピーク位置は、２５０ｍｓであることが分かった。従って、Ｈ2のピーク位置とＨ2及びｉ−Ｂの混合ガスのピーク位置との差を、５０ｍｓにすることができた。図１３に示す従来例のピーク位置の差２０ｍｓよりも大きくすることができた。また、図７からｉ−Ｂの濃度により微分後のピークの高さが変化していることが分かった。 As shown in FIG. 7, the peak position of H 2 was found to be 200 ms. The peak position of a mixed gas of H 2 and i-B was found to be 250ms. Therefore, the difference between the peak position of the gas mixture at the peak of H 2 and H 2 and i-B, were able to 50 ms. The peak position difference of the conventional example shown in FIG. 13 can be made larger than 20 ms. Moreover, it turned out that the height of the peak after differentiation changes with the density | concentration of iB from FIG.

次に、本発明者らは、所定時間ｔ２を２ｓｅｃにしたノコギリ波のパルス電圧で駆動して、ｉ−ＢとＨ2の混合ガスのｉ−Ｂ濃度を変化させたときの接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力の微分波形を測定して、本発明の効果を確認した。結果を、図８に示す。図８に示すように、Ｈ2のピーク位置は９００ｍｓであることが分かった。また、Ｈ2及びｉ−Ｂの混合ガスのピーク位置は、１７００ｍｓであることが分かった。 Next, the inventors of the present invention have a catalytic combustion type gas sensor that is driven by a sawtooth pulse voltage having a predetermined time t2 of 2 sec to change the i-B concentration of the mixed gas of i-B and H 2. The differential waveform of 40 sensor outputs was measured to confirm the effect of the present invention. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 8, it was found that the peak position of H 2 was 900 ms. The peak position of a mixed gas of H 2 and i-B was found to be 1700Ms.

従って、Ｈ2のピーク位置とＨ2及びｉ−Ｂの混合ガスのピーク位置との差を、８００ｍｓにすることができた。図７に示す場合より大きくすることができた。以上のことから明らかなように、所定時間ｔ２を長くする程、ガス種によるピーク位置の差が大きくなり、ガス種の判別が行いやすい。 Therefore, the difference between the peak position of the gas mixture at the peak of H 2 and H 2 and i-B, was able to 800 ms. It could be made larger than the case shown in FIG. As is clear from the above, the longer the predetermined time t2, the greater the difference in peak position depending on the gas type, and the easier it is to discriminate the gas type.

次に、本発明者らは、Ｈ2ガスの濃度を変化させたときの接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力を測定した。結果を、図１０に示す。また、本発明者らは、ＣＨ4ガスの濃度を変化させたときの接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力を測定した。結果を、図１１に示す。また、本発明者らは、ｉ−Ｂガスの濃度を変化させたときの接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力を測定した。結果を、図１２に示す。また、本発明者らは、ＣＯガスの濃度を変化させたときの接触燃焼式ガスセンサ４０のセンサ出力を測定した。結果を、図１３に示す。 Next, the inventors measured the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor 40 when the concentration of H 2 gas was changed. The results are shown in FIG. In addition, the inventors measured the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor 40 when the concentration of CH 4 gas was changed. The results are shown in FIG. In addition, the inventors measured the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor 40 when the concentration of the i-B gas was changed. The results are shown in FIG. In addition, the inventors measured the sensor output of the catalytic combustion type gas sensor 40 when the concentration of CO gas was changed. The results are shown in FIG.

同図に示すように、ガス種によってセンサ出力の立ち上がり時間が大きく異なることが分かった。これは、ガス種によってガスの燃焼開始温度が異なることを示している。つまり、所定時間ｔ２かけて供給電圧を一定の上昇率で増加させることにより、接触燃焼式ガスセンサ４０の温度も徐々に上昇して、ガス種による立ち上がり時間に大きな差を出せることができた。従って、この立ち上がり時間、即ちセンサ出力の微分波形のピークからガスの種類の判別が可能となる。   As shown in the figure, it was found that the rise time of the sensor output varies greatly depending on the gas type. This indicates that the gas combustion start temperature differs depending on the gas type. In other words, by increasing the supply voltage at a constant rate over the predetermined time t2, the temperature of the catalytic combustion gas sensor 40 gradually increased, and a large difference in the rise time depending on the gas type could be obtained. Therefore, the type of gas can be determined from the rise time, that is, the peak of the differential waveform of the sensor output.

なお、上述した実施形態では、センサ出力を微分してそのピーク位置に基づいて検知対象ガスの種類の判別を行っていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、センサ出力の立ち上がり時間を直接求めて、求めた立ち上がり時間から検知対象ガスの種類の判別を行うようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the sensor output is differentiated and the type of the detection target gas is determined based on the peak position. However, the present invention is not limited to this. For example, the rising time of the sensor output may be directly obtained, and the type of the detection target gas may be determined from the obtained rising time.

また、センサ出力の微分波形のピーク高さが高く、濃度が高かった場合、ノコギリ波状パルス電圧の所定時間ｔ３を短くし、ピーク高さが低く、濃度が低かった場合、ノコギリ波状パルス電圧の所定時間ｔ３を長くするようにしてもよい。   Further, when the peak height of the differential waveform of the sensor output is high and the concentration is high, the predetermined time t3 of the sawtooth waveform pulse voltage is shortened, and when the peak height is low and the concentration is low, the predetermined waveform of the sawtooth waveform pulse voltage is determined. You may make it lengthen time t3.

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明に係るガス検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the gas detection apparatus which concerns on this invention. 図１のガス検出装置を構成する接触燃焼式ガスセンサに供給するパルス電圧の波形例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the waveform example of the pulse voltage supplied to the contact combustion type gas sensor which comprises the gas detection apparatus of FIG. 図１のガス検出装置を構成する接触燃焼式ガスセンサの構成例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図および（Ｃ）は平面図におけるＡ−Ａ線断面図である。The structural example of the contact combustion type gas sensor which comprises the gas detection apparatus of FIG. 1 is shown, (A) is a top view, (B) is a bottom view, (C) is the sectional view on the AA line in a top view. 矩形状のパルス電圧を供給したときの接触燃焼式ガスセンサの温度上昇率と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature rise rate of a catalytic combustion type gas sensor when a rectangular pulse voltage is supplied, and time. ガス検出装置を構成するコントローラの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the controller which comprises a gas detection apparatus. Ｈ2ガスとｉ−Ｂガスの混合ガス中のｉ−Ｂガスの濃度を変化させ、ノコギリ波状のパルス電圧で駆動したときのセンサ出力と時間との関係を示すグラフである。H 2 varying concentrations of i-B gas in the mixed gas of the gas and i-B gas is a graph showing the relationship between the sensor output and time when driven with sawtooth-shaped pulse voltage. Ｈ2ガスとｉ−Ｂガスの混合ガス中のｉ−Ｂガスの濃度を変化させ、ノコギリ波状のパルス電圧で駆動したときのセンサ出力の微分値と時間との関係を示すグラフである。The concentration of i-B gas in the mixed gas of H 2 gas and i-B gas is varied, a graph showing the relationship between the differential value and time of the sensor output when driven by a sawtooth waveform of the pulse voltage. Ｈ2ガスとｉ−Ｂガスの混合ガス中のｉ−Ｂガスの濃度を変化させ、所定時間ｔ２が２ｓｅｃのノコギリ波状のパルス電圧で駆動したときのセンサ出力の微分値と時間との関係を示すグラフである。The relationship between the differential value of the sensor output and the time when the i-B gas concentration in the mixed gas of H 2 gas and i-B gas is changed and driven with a sawtooth pulse voltage having a predetermined time t2 of 2 sec. It is a graph to show. Ｈ2ガスの濃度を変化させ、ノコギリ波状のパルス電圧で駆動したときのセンサ出力と時間との関係を示すグラフである。Varying concentrations of H 2 gas is a graph showing the relationship between the sensor output and time when driven with sawtooth-shaped pulse voltage. ＣＨ4ガスの濃度を変化させ、ノコギリ波状のパルス電圧で駆動したときのセンサ出力と時間との関係を示すグラフである。Varying the concentration of CH 4 gas is a graph showing the relationship between the sensor output and time when driven with sawtooth-shaped pulse voltage. ｉ−Ｂガスの濃度を変化させ、ノコギリ波状のパルス電圧で駆動したときのセンサ出力と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the sensor output when changing the density | concentration of i-B gas, and driving with a sawtooth-shaped pulse voltage. ＣＯガスの濃度を変化させ、ノコギリ波状のパルス電圧で駆動したときのセンサ出力と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the sensor output when changing the density | concentration of CO gas, and driving with a sawtooth-like pulse voltage. Ｈ2ガスとｉ−Ｂガスの混合ガス中のｉ−Ｂガスの濃度を変化させ、矩形状のパルス電圧で駆動したときのセンサ出力の微分値と時間との関係を示すグラフである。The concentration of i-B gas in the mixed gas of H 2 gas and i-B gas is varied, a graph showing the relationship between the differential value and time of the sensor output when driven by a rectangular pulse voltage.

符号の説明Explanation of symbols

Ｒｓ 感温素子部
１４ 微分解析部（微分手段）
１５ ガス検出部（ガス検出手段）
５０ ノコギリ波駆動回路（加熱手段） Rs Temperature sensing element 14 Differential analysis part (differentiating means)
15 Gas detector (gas detector)
50 Sawtooth wave drive circuit (heating means)

Claims (4)

検知対象ガスと接触燃焼して温度が変化すると抵抗値が変化する接触燃焼式のセンサ素子と、該センサ素子を間欠的に前記検知対象ガスとの接触燃焼が可能な高温に制御するパルス電圧を前記センサ素子に供給する加熱手段と、前記パルス電圧の供給を開始してから前記センサ素子の抵抗値に応じたセンサ出力が立ち上がるまでの立ち上がり時間に基づいて前記検知対象ガスの種類の判別を行うガス検出手段とを備えたガス検出装置において、
前記加熱手段が、供給開始から所定時間かけて徐々に供給電圧が増加した後に一定値になるようなノコギリ状の前記パルス電圧を供給するものであることを特徴とするガス検出装置。 A contact combustion type sensor element whose resistance value changes when the temperature changes due to contact combustion with the detection target gas, and a pulse voltage for controlling the sensor element to a high temperature at which contact combustion with the detection target gas can be intermittently performed. The type of the detection target gas is determined based on the heating means that supplies the sensor element and the rise time from when the supply of the pulse voltage starts until the sensor output corresponding to the resistance value of the sensor element rises. In a gas detection device comprising a gas detection means,
The gas detection apparatus characterized in that the heating means supplies the sawtooth pulse voltage that becomes a constant value after the supply voltage gradually increases over a predetermined time from the start of supply. 前記センサ出力を微分して微分波形を取得する微分手段を備え、そして、
前記ガス検出手段が、前記立ち上がり時間に応じた前記微分波形のピーク位置に基づいて前記検知対象ガスの種類の判別を行うものであることを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。 Differentiating means for differentiating the sensor output to obtain a differentiated waveform, and
The gas detection device according to claim 1, wherein the gas detection unit determines the type of the detection target gas based on a peak position of the differential waveform corresponding to the rise time. 前記所定時間が、供給開始と同時に供給電圧が前記一定値になるような矩形状のパルス電圧を前記センサ素子に供給したとき、前記センサ素子が当該矩形状のパルス電圧の供給開始から前記一定値に応じた温度に達するまでの時間よりも長い時間に予め設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のガス検出装置。   When the rectangular pulse voltage is supplied to the sensor element so that the supply voltage becomes the constant value at the same time as the supply starts, the sensor element starts the supply of the rectangular pulse voltage to the constant value. The gas detection device according to claim 1, wherein the gas detection device is set in advance to a time longer than a time required to reach a temperature corresponding to. 前記加熱手段が、前記所定時間かけて一定の割合で供給電圧が増加した後に一定値になるような前記パルス電圧を供給するものであることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のガス検出装置。   The said heating means supplies the said pulse voltage which becomes a constant value after a supply voltage increases at a fixed rate over the said predetermined time, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Gas detection device.
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