JP2020165755A - Temperature control method and temperature control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定条件で対象ガスと接触することにより、ガス検知部の電気的特性値が変化することを利用したガス検知装置における温度制御方法および温度制御装置に関する。 The present invention relates to a temperature control method and a temperature control device in a gas detection device that utilizes the fact that the electrical characteristic value of the gas detection unit changes upon contact with the target gas under specific conditions.
対象ガスと接触することにより、対象ガスに応じた態様で電気的特性値が変化するガス検知部位と、ガス検知部位を加熱するヒータ部位と、ヒータ部位による加熱を制御する加熱制御部と、ガス検知部位の電気的特性値を測定して対象ガスを検出するガス検出部とを有するガス検知装置が知られている。このようなガス検知装置においては、加熱制御部によりヒータ部位を制御することにより、対象ガスの種類に応じた適切な温度にガス検知部位を加熱して、ガス検知部位の電気的特性値(電気抵抗値、電圧値など)に基づいて対象ガスを検出する。 A gas detection part whose electrical characteristic value changes according to the target gas when it comes into contact with the target gas, a heater part that heats the gas detection part, a heating control part that controls heating by the heater part, and a gas. A gas detection device having a gas detection unit that measures an electrical characteristic value of a detection site and detects a target gas is known. In such a gas detection device, the heater part is controlled by the heating control unit to heat the gas detection part to an appropriate temperature according to the type of the target gas, and the electrical characteristic value (electricity) of the gas detection part. The target gas is detected based on the resistance value, voltage value, etc.).
例えば、off状態を挟んで、400℃等の高温加熱と、150℃等の低温加熱とを繰り返し、高温加熱時に対象ガスとしてメタンの検出を行い、低温加熱時に対象ガスとして一酸化炭素の検出を行う。 For example, with an off state in between, high-temperature heating at 400 ° C. and low-temperature heating at 150 ° C. are repeated to detect methane as the target gas during high-temperature heating, and carbon monoxide as the target gas during low-temperature heating. Do.
しかしながら、高温加熱の際に電力の消費量が多くなり、特に家庭用のガス検知装置では電池駆動するものが多く、消費電力を抑制することが求められている。 However, the amount of electric power consumed increases during high-temperature heating, and in particular, many household gas detectors are battery-powered, and it is required to suppress the power consumption.
本発明は、消費電力を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress power consumption.
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る温度制御方法は、所定の測定温度に加熱された際にガス検知部の電気的特性値を測定し、前記測定温度と前記電気的特性値とに基づいて対象ガスを検知する際の温度制御方法であって、第1の測定温度への加熱と停止とを所定の周期で繰り返すパルス加熱を行う工程と、前記パルス加熱の際に前記対象ガスが検知されると、前記第1の測定温度より高い第2の測定温度に所定時間昇温する工程とを備え、前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、前記第2の測定温度は350℃以上450℃以下であり、前記第1の測定温度および前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンである。 In order to achieve the above object, the temperature control method according to the embodiment of the present invention measures the electrical characteristic value of the gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature, and measures the measurement temperature and the electrical. A temperature control method for detecting a target gas based on a characteristic value, which is a step of performing pulse heating in which heating and stopping to the first measurement temperature are repeated in a predetermined cycle, and during the pulse heating. When the target gas is detected, the step of raising the temperature to a second measurement temperature higher than the first measurement temperature for a predetermined time is provided, and the first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. The second measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the first measurement temperature and the second measurement temperature is methane.
このように、第1の測定温度を200℃以上350℃以下の範囲から選択された温度とし、第2の測定温度を、第1の測定温度より高く、かつ350℃以上450℃以下の範囲から選択された温度とし、通常は、検出精度が劣るかわりに低温である第1の測定温度で対象ガスの検出を行い、第1の測定温度でメタンが検出されたと思われる場合のみ、より検出精度が高く、誤検知の可能性が低い高温である第2の測定温度でメタンの検出を再確認する。これにより、消費電力を抑制しながら、精度良くメタンの検出を行うことが可能となる。 In this way, the first measurement temperature is set to the temperature selected from the range of 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, and the second measurement temperature is set to the range higher than the first measurement temperature and 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. The detection accuracy is higher only when the target gas is detected at the first measurement temperature, which is usually a low temperature instead of the selected temperature, and methane is detected at the first measurement temperature. The detection of methane is reconfirmed at the second measurement temperature, which is a high temperature with a high temperature and a low possibility of false detection. This makes it possible to accurately detect methane while suppressing power consumption.
また、本発明の一実施形態に係る温度制御方法は、所定の測定温度に加熱された際にガス検知部の電気的特性値を測定し、前記測定温度と前記電気的特性値とに基づいて対象ガスを検知する際の温度制御方法であって、第1の測定温度と第2の測定温度それぞれへの加熱と停止とを順に行う加熱処理を繰り返すパルス加熱を行う工程と、所定の回数の前記パルス加熱を行う毎に、前記測定温度より高いパージ温度に所定時間昇温する工程とを備え、前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、前記第1の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンであり、前記第2の測定温度は60℃以上200℃以下であり、前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスは一酸化炭素であり、前記パージ温度は350℃以上450℃以下である。 Further, the temperature control method according to the embodiment of the present invention measures the electrical characteristic value of the gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature, and is based on the measured temperature and the electrical characteristic value. A temperature control method for detecting a target gas, which is a step of performing pulse heating in which heating and stopping of heating and stopping the first measurement temperature and the second measurement temperature are performed in order, and a predetermined number of times. Each time the pulse heating is performed, the step of raising the temperature to a purge temperature higher than the measurement temperature for a predetermined time is provided, and the first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, and the temperature is raised to the first measurement temperature. The target gas detected when the temperature is increased is methane, the second measurement temperature is 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the second measurement temperature is It is carbon monoxide, and the purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
このように、パージ温度に定期的に昇温されることにより、非対象ガス等を燃焼させ、水分等のガス検知部の表面吸着物を除去して表面をクリーニングし、周囲環境によるガス検知部の表面の汚れによるメタンの検出感度の変動が抑制される。そのため、測定温度が低い状態でもメタンの検出が可能となり、測定温度を低下させて、消費電力を抑制することが可能となる。また、測定温度への加熱の間に加熱停止期間が設けられることによっても、消費電力を抑制することが可能となる。その結果、メタンおよび一酸化炭素を高精度に検出しながら、消費電力を抑制することが可能となる。 In this way, by periodically raising the temperature to the purge temperature, non-target gas and the like are burned, surface adsorbed substances such as moisture and the like are removed to clean the surface, and the gas detection unit due to the surrounding environment. Fluctuations in methane detection sensitivity due to dirt on the surface of the gas are suppressed. Therefore, methane can be detected even when the measurement temperature is low, the measurement temperature can be lowered, and power consumption can be suppressed. In addition, power consumption can be suppressed by providing a heating stop period between heating to the measurement temperature. As a result, it is possible to suppress power consumption while detecting methane and carbon monoxide with high accuracy.
また、本発明の一実施形態に係る温度制御方法は、所定の測定温度に加熱された際にガス検知部の電気的特性値を測定し、前記測定温度と前記電気的特性値とに基づいて対象ガスを検知する際の温度制御方法であって、第1の測定温度への加熱と停止とを行った後、前記第1の測定温度より低い第3の測定温度への加熱と停止とを行う加熱処理を所定の周期で繰り返すパルス加熱を行う工程と、前記パルス加熱の前記第1の測定温度への加熱の際に前記対象ガスが検知されると、前記第1の測定温度より高い第2の測定温度に所定時間昇温する工程とを備え、前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、前記第2の測定温度は350℃以上450℃以下であり、前記第1の測定温度および前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンであり、前記第3の測定温度は60℃以上200℃以下であり、前記第3の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスは一酸化炭素である。 Further, the temperature control method according to the embodiment of the present invention measures the electrical characteristic value of the gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature, and is based on the measured temperature and the electrical characteristic value. A temperature control method for detecting a target gas, in which heating and stopping to a first measurement temperature are performed, and then heating and stopping to a third measurement temperature lower than the first measurement temperature are performed. When the target gas is detected during the step of performing pulse heating in which the heat treatment to be performed is repeated at a predetermined cycle and the heating of the pulse heating to the first measurement temperature, the first measurement temperature is higher than the first measurement temperature. The first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, the second measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, and the first measurement temperature includes a step of raising the temperature to the measurement temperature of 2 for a predetermined time. The target gas detected when heated to the measurement temperature and the second measurement temperature is methane, and the third measurement temperature is 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the third measurement temperature is reached. The target gas detected when heated is carbon monoxide.
このような構成により、メタンおよび一酸化炭素を高精度に検出しながら、消費電力を抑制することが可能となる。 With such a configuration, it is possible to suppress power consumption while detecting methane and carbon monoxide with high accuracy.
また、所定の回数の前記パルス加熱を行う毎に、前記測定温度以上のパージ温度に所定時間昇温する工程を備え、前記パージ温度は350℃以上450℃以下であることが好ましい。 Further, every time the pulse heating is performed a predetermined number of times, a step of raising the purge temperature to a purge temperature equal to or higher than the measurement temperature for a predetermined time is provided, and the purge temperature is preferably 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
このように、パージ温度に定期的に昇温されることにより、非対象ガス等を燃焼させ、水分等のガス検知部の表面吸着物を除去して表面をクリーニングし、周囲環境によるガス検知部の表面の汚れによる対象ガスの検出感度の変動が抑制される。その結果、測定温度が低い状態でも対象ガスの検出が可能となり、測定温度を低下させて、消費電力を抑制することが可能となる。 In this way, by periodically raising the temperature to the purge temperature, non-target gas and the like are burned, surface adsorbed substances such as moisture and the like are removed to clean the surface, and the gas detection unit due to the surrounding environment. Fluctuations in the detection sensitivity of the target gas due to dirt on the surface of the gas are suppressed. As a result, the target gas can be detected even when the measurement temperature is low, the measurement temperature can be lowered, and the power consumption can be suppressed.
さらに、本発明の一実施形態に係る温度制御装置は、所定の測定温度に加熱された際にガス検知部の電気的特性値を測定し、前記測定温度と前記電気的特性値とに基づいて対象ガスを検知するガス検知装置に用いられる温度制御装置であって、前記ガス検知部を加熱するヒータ部と、前記ヒータ部の加熱動作を制御する加熱制御部とを備え、前記加熱制御部は、第1の測定温度への加熱と停止とを所定の周期で繰り返すパルス加熱を行うと共に、前記パルス加熱の際に前記対象ガスが検知されると、前記第1の測定温度より高い第2の測定温度に所定時間昇温し、前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、前記第2の測定温度は350℃以上450℃以下であり、前記第1の測定温度および前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンである。 Further, the temperature control device according to the embodiment of the present invention measures the electrical characteristic value of the gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature, and is based on the measured temperature and the electrical characteristic value. A temperature control device used for a gas detection device that detects a target gas, the temperature control unit includes a heater unit that heats the gas detection unit and a heating control unit that controls the heating operation of the heater unit. , The pulse heating is performed by repeating heating and stopping to the first measurement temperature at a predetermined cycle, and when the target gas is detected during the pulse heating, the second measurement temperature is higher than the first measurement temperature. The temperature is raised to the measurement temperature for a predetermined time, the first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, the second measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, the first measurement temperature and the first measurement temperature. The target gas detected when heated to the measurement temperature of 2 is methane.
このように、通常は、検出精度が劣るかわりに低温である第1の測定温度で対象ガスの検出を行い、第1の測定温度でメタンが検出されたと思われる場合のみ、より検出精度が高く、誤検知の可能性が低い高温である第2の測定温度でメタンの検出を再確認する。これにより、消費電力を抑制しながら、精度良くメタンの検出を行うことが可能となる。 In this way, the target gas is usually detected at the first measurement temperature, which is a low temperature instead of being inferior in detection accuracy, and the detection accuracy is higher only when it is considered that methane is detected at the first measurement temperature. , Reconfirm the detection of methane at the second measurement temperature, which is a high temperature with a low possibility of false positives. This makes it possible to accurately detect methane while suppressing power consumption.
また、本発明の一実施形態に係る温度制御装置は、所定の測定温度に加熱された際にガス検知部の電気的特性値を測定し、前記測定温度と前記電気的特性値とに基づいて対象ガスを検知するガス検知装置に用いられる温度制御装置であって、前記ガス検知部を加熱するヒータ部と、前記ヒータ部の加熱動作を制御する加熱制御部とを備え、前記加熱制御部は、第1の測定温度と第2の測定温度それぞれへの加熱と停止とを順に行う加熱処理を繰り返すパルス加熱を行うと共に、所定の回数の前記パルス加熱を行う毎に、前記測定温度より高いパージ温度に所定時間昇温し、前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、前記第1の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンであり、前記第2の測定温度は60℃以上200℃以下であり、前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスは一酸化炭素であり、前記パージ温度は350℃以上450℃以下である。 Further, the temperature control device according to the embodiment of the present invention measures the electrical characteristic value of the gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature, and is based on the measured temperature and the electrical characteristic value. A temperature control device used for a gas detection device that detects a target gas, the temperature control unit includes a heater unit that heats the gas detection unit and a heating control unit that controls the heating operation of the heater unit. , The first measurement temperature and the second measurement temperature are heated and stopped in order. The pulse heating is repeated, and the purge is higher than the measurement temperature every time the pulse heating is performed a predetermined number of times. The target gas detected when the temperature is raised to a temperature for a predetermined time, the first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, and the temperature is increased to the first measurement temperature is methane, and the second measurement temperature is obtained. The measurement temperature is 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, the target gas detected when heated to the second measurement temperature is carbon monoxide, and the purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. ..
このように、パージ温度に定期的に昇温されることにより、非対象ガス等を燃焼させ、水分等のガス検知部の表面吸着物を除去して表面をクリーニングし、周囲環境によるガス検知部の表面の汚れによるメタンの検出感度の変動が抑制される。そのため、測定温度が低い状態でもメタンの検出が可能となり、測定温度を低下させて、消費電力を抑制することが可能となる。また、測定温度への加熱の間に加熱停止期間が設けられることによっても、消費電力を抑制することが可能となる。その結果、メタンおよび一酸化炭素を高精度に検出しながら、消費電力を抑制することが可能となる。 In this way, by periodically raising the temperature to the purge temperature, non-target gas and the like are burned, surface adsorbed substances such as moisture and the like are removed to clean the surface, and the gas detection unit due to the surrounding environment. Fluctuations in methane detection sensitivity due to dirt on the surface of the gas are suppressed. Therefore, methane can be detected even when the measurement temperature is low, the measurement temperature can be lowered, and power consumption can be suppressed. In addition, power consumption can be suppressed by providing a heating stop period between heating to the measurement temperature. As a result, it is possible to suppress power consumption while detecting methane and carbon monoxide with high accuracy.
また、本発明の一実施形態に係る温度制御装置は、所定の測定温度に加熱された際にガス検知部の電気的特性値を測定し、前記測定温度と前記電気的特性値とに基づいて対象ガスを検知するガス検知装置に用いられる温度制御装置であって、前記ガス検知部を加熱するヒータ部と、前記ヒータ部の加熱動作を制御する加熱制御部とを備え、前記加熱制御部は、第1の測定温度への加熱と停止とを行った後、前記第1の測定温度より低い第3の測定温度への加熱と停止とを行う加熱処理を所定の周期で繰り返すパルス加熱を行うと共に、前記パルス加熱の前記第1の測定温度への加熱の際に前記対象ガスが検知されると、前記第1の測定温度より高い第2の測定温度に所定時間昇温し、前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、前記第2の測定温度は350℃以上450℃以下であり、前記第1の測定温度および前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンであり、前記第3の測定温度は60℃以上200℃以下であり、前記第3の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスは一酸化炭素である。 Further, the temperature control device according to the embodiment of the present invention measures the electrical characteristic value of the gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature, and is based on the measured temperature and the electrical characteristic value. A temperature control device used for a gas detection device that detects a target gas, the temperature control unit includes a heater unit that heats the gas detection unit and a heating control unit that controls the heating operation of the heater unit. After heating and stopping to the first measurement temperature, pulse heating is performed by repeating the heat treatment of heating and stopping to a third measurement temperature lower than the first measurement temperature at a predetermined cycle. At the same time, when the target gas is detected during heating of the pulse heating to the first measurement temperature, the temperature is raised to a second measurement temperature higher than the first measurement temperature for a predetermined time, and the first measurement temperature is raised. The measurement temperature of is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, the second measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, and is detected when heated to the first measurement temperature and the second measurement temperature. The target gas is methane, the third measurement temperature is 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the third measurement temperature is carbon monoxide.
このような構成により、メタンおよび一酸化炭素を高精度に検出しながら、消費電力を抑制することが可能となる。 With such a configuration, it is possible to suppress power consumption while detecting methane and carbon monoxide with high accuracy.
また、前記加熱制御部は、所定の回数の前記パルス加熱を行う毎に、前記測定温度以上のパージ温度に所定時間昇温し、前記パージ温度は350℃以上450℃以下であることが好ましい。 Further, it is preferable that the heating control unit raises the purge temperature to a purge temperature equal to or higher than the measurement temperature for a predetermined time each time the pulse heating is performed a predetermined number of times, and the purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
このように、パージ温度に定期的に昇温されることにより、非対象ガス等を燃焼させ、水分等のガス検知部の表面吸着物を除去して表面をクリーニングし、周囲環境によるガス検知部の表面の汚れによる対象ガスの検出感度の変動が抑制される。その結果、測定温度が低い状態でも対象ガスの検出が可能となり、測定温度を低下させて、消費電力を抑制することが可能となる。 In this way, by periodically raising the temperature to the purge temperature, non-target gas and the like are burned, surface adsorbed substances such as moisture are removed from the surface adsorbed part of the gas detection part, and the surface is cleaned. Fluctuations in the detection sensitivity of the target gas due to dirt on the surface of the gas are suppressed. As a result, the target gas can be detected even when the measurement temperature is low, the measurement temperature can be lowered, and the power consumption can be suppressed.
本実施形態に係るガス検知装置100を図1に基づいて説明する。ガス検知装置100は、センサ素子20(ガスセンサの一例)と、加熱制御部12と、ガス検出部13(制御部の一例)と、温度検出部14(環境測定部の一例)とを有する。センサ素子20は、ガス検知層10(ガス検知部の一例)と、触媒層11(触媒部の一例)と、ヒータ層6(ヒータ部の一例)とを少なくとも有している。
The
ガス検知装置100は、加熱制御部12によりヒータ層6への通電を行うことにより、ガス検知層10を対象ガスの種類に応じた適切な温度にまで加熱して、ガス検知層10の電気的特性値(電気抵抗値、電圧値など)に基づいて対象ガスを検出する。このようなガス検知装置100は様々な種類の対象ガスの検出に用いることができるが、以下は、対象ガスとして一酸化炭素とメタンとを検出する実施形態を例とした説明である。まず、具体的なセンサ素子20の構成が説明される。
The
(センサ素子)
センサ素子20は、シリコン基板1に支持されてダイアフラムを構成する。センサ素子20は、支持層5と、絶縁層7と、ガス検知層10と、触媒層11を有する。支持層5はシリコン基板1上に形成され、支持層5上にヒータ層6が形成される。絶縁層7は、ヒータ層6の全体を覆って支持層5上に形成される。絶縁層7の上に一対の接合層8が形成され、接合層8の上に電極層9が形成されている。絶縁層7の上の、一対の電極層9の間に、ガス検知層10が形成される。絶縁層7の上に、ガス検知層10を覆う形態にて、触媒層11が形成される。なお、センサ素子20は、ブリッジ構造をとっても良く、ヒータ層6は、電極として兼用されても良い。
(Sensor element)
The
支持層5は、熱酸化膜2と、Si3N4膜3と、SiO2膜4とが順に積層されて形成されている。ヒータ層6は通電により発熱して、ガス検知層10および触媒層11を加熱する。
Supporting
ガス検知層10は、金属酸化物を主成分とする半導体の層である。例えば、ガス検知層10は、酸化スズ(SnO2)を主成分とする混合物である。ガス検知層10は、対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化する。ガス検知層10は、厚さが0.2〜1.6μm程度の薄膜としても良いし、1.6μmを越える厚さを有する膜(厚膜)としても良い。
The
触媒層11は、ヒータ層6により加熱されて高温となり、その温度において活性のある(燃焼する)ガスを燃焼させる。さらに、その温度では、対象ガスである不活性な可燃性ガスが透過・拡散されてガス検知層10へ到達される。これにより、加熱温度を適切に制御することによって可燃性ガス(例えば、CH4(メタン)、C3H6O(アセトン)、C3H8(プロパン)等)の検出精度が高められている。換言すれば触媒層11は、メタン等の可燃性ガスを検出する際に、対象ガス以外の水素ガス、アルコールガスなどの還元性ガス(非対象ガス)を燃焼させてガス検知層10に到達しないようにし、ガス検知装置100にガス選択性を持たせる機能を有する。そのため、ガス検知層10は、触媒層11を透過・拡散したメタン等の対象ガスである可燃性ガスを効率的に検出することができる。なお、低温(160℃以下)ではCO(一酸化炭素)以外のガスはガス検知層10においてもその温度域では反応しない(200℃以上でないと反応しない)ため、ガス検知層10へ到達したとしても検出されないことから、一酸化炭素のみの検知を行う際には、触媒層11は必ずしも必要ではない。
The
触媒層11は、金属酸化物を主成分とする担体に、触媒金属を担持させて構成される。具体的には、触媒金属を担持した金属酸化物が、バインダーを介して互いに結合されて形成される。
The
メタン等の可燃性ガスを検知する際には、触媒金属は、対象ガスの検知に際して誤検知を引き起こし得る干渉ガス(エタノールやH2(水素)等の還元性ガスその他の雑ガス)を、酸化除去できる触媒となる金属が用いられる。メタン等の可燃性ガスを検知する際には、触媒金属としてパラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)等が使用可能であるが、例えば、パラジウム、白金、イリジウム、ロジウムのうち少なくとも一つを含むものが用いられる。 In detecting combustible gases such as methane, the catalytic metal, the interference gas can cause erroneous detection when the detection of the target gas (reducing gas other unclassified gases such as ethanol and H 2 (hydrogen)), oxidation A metal that acts as a catalyst that can be removed is used. When detecting flammable gas such as methane, palladium (Pd), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir) and the like can be used as the catalyst metal. For example, palladium, platinum and iridium can be used. , Rhodium containing at least one is used.
触媒金属を担持する担体としては、遷移金属酸化物等が用いられ、例えば、アルミナ(Al2O3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化セリウム(CeO2)、酸化ランタン(La2O3)、酸化チタン(TiO2)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ニオブ(Nb2O5)、または酸化タンタル(Ta2O5)が用いられる。 As a carrier for supporting the catalyst metal, transition metal oxide or the like is used, and for example, alumina (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ). , Lantern oxide (La 2 O 3 ), titanium oxide (TIO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), or tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) is used.
担体を結合させるバインダーとしては、金属酸化物の微粉末、例えば酸化ジルコニウム、シリカ微粉末、シリカゾル、マグネシア等が用いられる。バインダーとしての微量の使用であれば、触媒層11の機能を阻害しない範囲で、アルミナ微粉末またはアルミナゾルを用いることも可能である。また、上述した触媒金属、担体としての金属酸化物、バインダーはいずれも、1種類を単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
As the binder to which the carrier is bound, fine powder of metal oxide, for example, zirconium oxide, fine silica powder, silica sol, magnesia and the like is used. If a small amount is used as a binder, alumina fine powder or alumina sol can be used as long as the function of the
触媒層11に含有される触媒金属の量(合計含有率)は、触媒金属と担体の合計質量に対して0.3〜9質量%とするのが好適であり、さらに望ましくは触媒金属と担体の合計質量に対して0.5質量%〜6質量%とするのが良い。
The amount (total content) of the catalyst metal contained in the
(加熱制御部)
加熱制御部12は、ヒータ層6に対する通電制御を行い、ヒータ層6に通電してガス検知層10を加熱する加熱動作と、ヒータ層6に通電しない非加熱動作(ガス検知層10の加熱を停止する非加熱動作)とを行う。また加熱制御部12は、ヒータ層6に対する通電電圧または通電電流を制御することにより、ヒータ層6を設定された任意の温度に加熱することができる。
(Heating control unit)
The
具体的には加熱制御部12は、図示しない電池等の電源から電源供給を受け、センサ素子20のヒータ層6に通電して、センサ素子20を加熱する。加熱する温度、すなわちガス検知層10および触媒層11の到達温度は、例えばヒータ層6に印可する電圧を変更することにより制御される。
Specifically, the
加熱制御部12によるヒータ層6への通電は、温度検出部14が検出した周辺温度に基づいて行われる。具体的には加熱制御部12は、周辺温度に基づいてヒータ層6へ印加するヒータ駆動電圧VHを制御する。例えば、周辺温度20℃を基準温度として、周辺温度が高くなると相対的にヒータ駆動電圧VHが低く設定され、周辺温度が低くなると相対的にヒータ駆動電圧VHが高く設定される。つまり、周辺温度20℃を基準温度として、周辺温度が高くなると相対的にヒータ駆動のための電力が低くなるように制御され、周辺温度が低くなると相対的にヒータ駆動のための電力が高くなるように制御され、加熱制御部12は周辺温度によらずガス検知層10の温度が一定の測定温度となるように制御している。
The
(ガス検出部)
ガス検出部13は、ガス検知層10の電気的特性値を測定して対象ガスを検出する。例えば、ガス検出部13は、一対の電極層9の間の電気抵抗値(電気的特性値)を測定することにより、ガス検知層10の抵抗値を測定して、その変化から対象ガスの存在と対象ガスの濃度とを検出する。
(Gas detector)
The
温度検出部14は、ガス検知層10、または、ガス検知層10とその周辺の温度(以下、周辺温度と総称する)とを検出する。具体的には温度検出部14は、サーミスタ等の温度センサである。また、ヒータ層6の抵抗値を計測することによってヒータ層6の温度(ガス検知層10の温度とほぼ同等)を検出することもできる。温度検出部14によって検出された温度は、加熱制御部12へ送られる。
The
(加熱動作)
対象ガスの検出動作において、加熱制御部12は、センサ素子20のガス検出部13を加熱する際にはパルス加熱を行う。パルス加熱は、所定の間隔を隔てて、対象ガスを検出するのに適した測定温度に所定時間昇温することを繰り返すと共に、所定の回数測定温度に昇温する毎に、所定のパージ温度に所定時間昇温する加熱動作である。また、所定の間隔を隔てて、対象ガスを検出するのに適した測定温度に所定時間昇温することを繰り返す動作のみをパルス加熱とも称す。なお、ガス検知層10は複数の対象ガスを検出する構成とすることもできる。この場合、加熱制御部12は、それぞれの対象ガスを検出するのに適した測定温度に、所定の間隔を空けながら、任意の順番で加熱することができる。以下の説明では、対象ガスとして一酸化炭素とメタンが検出される場合が例として説明される。
(Heating operation)
In the target gas detection operation, the
対象ガスとして一酸化炭素とメタンが検出される場合のパルス加熱は、例えば、図2に示すように行われる。このパルス加熱は、一酸化炭素を検出する測定温度に加熱される一酸化炭素検出用加熱動作とメタンを検出する測定温度に加熱されるメタン検出用加熱動作が交互に行われ、一酸化炭素検出用加熱動作とメタン検出用加熱動作とが所定回数繰り返される度に、パージ温度に加熱されるパージ用加熱動作が行われる。例えば、一酸化炭素検出用加熱動作とメタン検出用加熱動作とは、30秒〜60秒の間に一度ずつ所定の間隔を空けて行われ、これが3度行われる毎に、パージ用加熱動作が一度行われる。 Pulse heating when carbon monoxide and methane are detected as the target gas is performed, for example, as shown in FIG. In this pulse heating, a heating operation for detecting carbon monoxide, which is heated to a measurement temperature for detecting carbon monoxide, and a heating operation for detecting methane, which is heated to a measurement temperature for detecting methane, are alternately performed to detect carbon monoxide. Every time the heating operation for heating and the heating operation for methane detection are repeated a predetermined number of times, the heating operation for purging, which is heated to the purge temperature, is performed. For example, the heating operation for carbon monoxide detection and the heating operation for methane detection are performed once at predetermined intervals between 30 seconds and 60 seconds, and every time this is performed three times, the heating operation for purging is performed. It is done once.
メタン検出用加熱動作は、加熱制御部12が、周辺温度に基づいてヒータ層6への通電を制御してヒータ層6を発熱させ、ガス検知層10および触媒層11をメタン検出用温度に加熱する動作である。メタン検出用温度への制御状態は、High駆動とも称される。メタン検出用温度は、200℃以上350℃以下の所定の温度である。例えばメタン検出用温度は、250℃であり、この温度でメタンの存在およびその濃度が検出される。
In the methane detection heating operation, the
具体的には、加熱制御部12が、ヒータ層6への通電を制御して、ガス検知層10および触媒層11をメタン検出用温度にし、0.05秒〜0.5秒の間温度を保持する。この間にガス検出部13は、ガス検知層10の抵抗値を測定して、その値からメタンの存在とその濃度とを検出する。メタンの存在が検出されると、ガス検知装置100は、図示しない警報装置から警報音等を発生させる。また、ガス検知装置100は、同時にメタンの濃度を、図示しない表示装置に表示させることもできる。
Specifically, the
メタン検出用加熱動作において、加熱制御部12によるヒータ層6への通電は、温度検出部14が検出した周辺温度に基づいて行われる。具体的には加熱制御部12は、周辺温度に基づいてヒータ層6へ印加するヒータ駆動電圧VHを制御する。例えば、周辺温度20℃を基準温度として、周辺温度が高くなると相対的にヒータ駆動電圧VHが低く設定され、周辺温度が低くなると相対的にヒータ駆動電圧VHが高く設定される。つまり、周辺温度20℃を基準温度として、周辺温度が高くなると相対的にヒータ駆動のための電力が低くなるように制御され、周辺温度が低くなると相対的にヒータ駆動のための電力が高くなるように制御される。
In the heating operation for methane detection, the
一酸化炭素検出用加熱動作は、加熱制御部12が、温度検出部14が検出した温度に基づいてヒータ層6への通電を制御してヒータ層6を発熱させ、ガス検知層10および触媒層11を一酸化炭素検出用温度に加熱する動作である。一酸化炭素検出用温度は、60℃以上200℃以下、より好ましくは100℃以上160℃以下の所定の温度である。例えば一酸化炭素検出用温度は、150℃とすることができる。また、一酸化炭素検出用温度は、加熱制御部12が、メタン検出用加熱動作に比べて低電圧で駆動するので、一酸化炭素検出用温度への制御状態は、High駆動に対してLow駆動とも称される。
In the heating operation for carbon monoxide detection, the
具体的には、加熱制御部12は、ヒータ層6への通電を制御して、ガス検知層10および触媒層11を一酸化炭素検出用温度に加熱し、0.05秒〜10秒の間温度を保持する。この間にガス検出部13は、ガス検知層10の抵抗値を測定して、その値からCO(一酸化炭素)の存在とその濃度とを検出する。一酸化炭素の存在が検出されると、ガス検知装置100は、図示しない警報装置から警報音等を発生させる。また、ガス検知装置100は、同時に一酸化炭素の濃度を、図示しない表示装置に表示させることもできる。これらの際の警報音は、メタンを検出した際の警報音と異ならせることもできる。
Specifically, the
本実施形態のガス検知装置100では、一酸化炭素検出用加熱動作が、周辺温度に基づいてヒータ層6による加熱を制御して行われ、周囲温度によらず温度が常に一定で保持される。これにより、Low駆動でのCO検知時の検知層(酸化スズ)表面におけるCOの吸着量(表面被覆率)が一定に保たれ、COの吸着量のバラツキによるCO感度のバラツキを抑制することができる。
In the
パージ用加熱動作は、加熱制御部12が、周辺温度に基づいてヒータ層6への通電を制御してヒータ層6を発熱させ、ガス検知層10および触媒層11をメタン検出用温度よりも高いパージ温度に加熱する動作である。パージ用温度への制御状態は、パージ駆動とも称される。パージ検出用温度は、Low駆動では除去しきれないガス検知層10の表面吸着物(水分、よごれなど)を加熱除去することができる。パージ用温度は、350℃以上450℃以下の所定の温度である。例えばパージ用温度は、400℃であり、この温度で、水素や一酸化炭素等を燃焼させ、水分等のガス検知層10の表面吸着物を除去して表面をクリーニングし、周囲環境によるガス検知部の表面の汚れによる一酸化炭素やメタンの検出感度の変動を抑制する。
In the purging heating operation, the
そのため、比較的低温の測定温度でもメタンを検出できる感度を確保でき、低温でメタンの検出を行うことができる。また、ガス検知層10の表面をクリーニングするためのパージ用加熱動作がメタン検出用加熱動作や一酸化炭素検出用加熱動作に比べて少ない回数を行うだけですむ。これらにより、ガス検知装置100の消費電力を低減することが可能となる。すなわち、メタン検出用温度を低い温度に設定すると共に、パージ温度へ加熱する回数を必要最低限に抑制することにより、ガス検知装置100の消費電力を低減することが可能となる。
Therefore, the sensitivity for detecting methane even at a relatively low measurement temperature can be ensured, and methane can be detected at a low temperature. In addition, the purging heating operation for cleaning the surface of the
本実施形態では、一酸化炭素検出用加熱動作およびメタン検出用加熱動作は、休止動作(ヒータ層6への通電を停止する動作)を挟んで繰り返し行われるパルス加熱である。なお、それぞれの動作の時間は適宜設定・変更が可能であり、休止動作は省略することも可能である。また、一酸化炭素検出用加熱動作とメタン検出用加熱動作の実行頻度は等しくても良いし、異なっていても良い。例えば、一酸化炭素検出用加熱動作を5回行う都度、メタン検出用加熱動作とパージ用加熱動作とが1回ずつ行われるようガス検知装置100が構成されるなど、使用環境に応じてメタン検出・クリーニング動作の頻度が減らされても良い。
In the present embodiment, the carbon monoxide detection heating operation and the methane detection heating operation are pulse heatings that are repeatedly performed with a pause operation (an operation of stopping the energization of the heater layer 6). The time of each operation can be set and changed as appropriate, and the pause operation can be omitted. Further, the execution frequencies of the heating operation for detecting carbon monoxide and the heating operation for detecting methane may be the same or different. For example, the
(別実施形態)
<1>上記実施形態では、メタン検出用加熱動作においてメタンを検出した場合、直ちにメタンを検出した旨の警報が行われたが、メタン検出用加熱動作においてメタンを検出した場合、測定温度を上述のメタン検出用加熱動作における測定温度より高いメタン再検出用測定温度に昇温し、このメタン再検出用測定温度にてメタンの存在とその濃度の検出を行っても良い。この際のメタン再検出用測定温度は、350℃以上450℃以下の所定の温度であり、例えば、400℃である。そして、メタン検出用加熱動作においてメタンを検出してもメタンを検出した旨の警報が行われず、このメタン再検出用測定温度にてメタンを検出して初めてメタンを検出した旨の警報が行われても良い。
(Another embodiment)
<1> In the above embodiment, when methane is detected in the heating operation for methane detection, an alarm indicating that methane is detected immediately is issued, but when methane is detected in the heating operation for methane detection, the measurement temperature is set as described above. The temperature may be raised to a methane re-detection measurement temperature higher than the measurement temperature in the methane detection heating operation, and the presence and concentration of methane may be detected at this methane re-detection measurement temperature. The measurement temperature for methane re-detection at this time is a predetermined temperature of 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, for example, 400 ° C. Then, even if methane is detected in the heating operation for methane detection, an alarm indicating that methane is detected is not issued, and an alarm indicating that methane is detected is issued only after methane is detected at the measurement temperature for methane re-detection. You may.
メタンは、測定温度が350℃以上450℃以下の方が、200℃以上350℃以下の場合より検出感度が高い。そのため、メタン検出用加熱動作においてメタンを検出した場合に、メタン再検出用測定温度にてメタンの検出が再度行われることにより、より高精度にメタンの検出が行われる。また、周期的に加熱される測定温度は、検出精度の高いメタン再検出用測定温度より低温であるので、対象ガスを高精度に検出しながら、消費電力を抑制することが可能となる。 The detection sensitivity of methane is higher when the measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower than when the measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. Therefore, when methane is detected in the heating operation for methane detection, methane is detected again at the measurement temperature for methane re-detection, so that methane is detected with higher accuracy. Further, since the measurement temperature that is periodically heated is lower than the measurement temperature for methane re-detection, which has high detection accuracy, it is possible to suppress power consumption while detecting the target gas with high accuracy.
具体的には、メタン検出用加熱動作と一酸化炭素検出用加熱動作とが所定の周期繰り返される度にパージ用加熱動作が行われている(通常動作とも称す)際に、図3に示すように、定期的に、メタン検出用の測定温度に加熱(例えば250℃に加熱)するように加熱制御部12が駆動され(ステップ#1)、メタンが検出されたか否かが確認される(ステップ#2)。メタンが検出された場合(ステップ#2=Yes)、メタン再検出用測定温度に加熱(例えば400℃に加熱)するように加熱制御部12が駆動され(ステップ#3)、再度、メタンが検出されたか否かが確認される(ステップ#4)。ここでもメタンが検出された場合(ステップ#4=Yes)メタンを検出した旨の警報が行われる(ステップ#5)。メタンが検出されなかった場合(ステップ#4=No)、通常動作に戻される。メタン検出用の測定温度でメタンが検出されなかった場合(ステップ#2=No)、一酸化炭素出用の測定温度に加熱(例えば150℃に加熱)するように加熱制御部12が駆動される(ステップ#6)。次に、一酸化炭素が検出されたか否かが確認される(ステップ#7)。一酸化炭素が検出された場合(ステップ#7=Yes)、一酸化炭素を検出した旨の警報が行われる(ステップ#8)。一酸化炭素が検出されなかった場合(ステップ#7=No)、メタン検出用加熱動作と一酸化炭素検出用加熱動作とが所定の周期繰り返されたか否かが確認される(ステップ#9)。所定の周期繰り返されている場合(ステップ#9=Yes)、パージ温度に加熱(例えば400℃に加熱)するように加熱制御部12が駆動される(ステップ#10)。所定の周期繰り返されていない場合(ステップ#9=No)、通常動作に戻されて処理が継続される。
Specifically, as shown in FIG. 3, when the heating operation for purging is performed every time the heating operation for methane detection and the heating operation for carbon monoxide detection are repeated in a predetermined cycle (also referred to as a normal operation). In addition, the
なお、図3に示す例では、パージ用加熱動作が行われたが、パージ用加熱動作は必ずしも実施しなくても良い。 In the example shown in FIG. 3, the purging heating operation was performed, but the purging heating operation does not necessarily have to be performed.
<2>センサ素子20は上記構成に限らず、任意の構成のガスセンサを用いることができる。
<2> The
1 シリコン基板
2 熱酸化膜
3 Si3N4膜
4 SiO2膜
5 支持層
6 ヒータ層(ヒータ部)
7 絶縁層
8 接合層
9 電極層
10 ガス検知層(ガス検知部)
11 触媒層(触媒部)
12 加熱制御部
13 ガス検出部
14 温度検出部
20 センサ素子(ガスセンサ)
100 ガス検知装置
1
7
11 Catalyst layer (catalyst part)
12
100 gas detector
Claims (8)
第1の測定温度への加熱と停止とを所定の周期で繰り返すパルス加熱を行う工程と、
前記パルス加熱の際に前記対象ガスが検知されると、前記第1の測定温度より高い第2の測定温度に所定時間昇温する工程とを備え、
前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、
前記第2の測定温度は350℃以上450℃以下であり、
前記第1の測定温度および前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンである温度制御方法。 A temperature control method for measuring an electrical characteristic value of a gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature and detecting a target gas based on the measured temperature and the electrical characteristic value.
A process of performing pulse heating in which heating and stopping to the first measurement temperature are repeated at a predetermined cycle, and
When the target gas is detected during the pulse heating, the step of raising the temperature to a second measurement temperature higher than the first measurement temperature for a predetermined time is provided.
The first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
The second measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
A temperature control method in which the target gas detected when heated to the first measurement temperature and the second measurement temperature is methane.
第1の測定温度と第2の測定温度それぞれへの加熱と停止とを順に行う加熱処理を繰り返すパルス加熱を行う工程と、
所定の回数の前記パルス加熱を行う毎に、前記測定温度より高いパージ温度に所定時間昇温する工程とを備え、
前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、前記第1の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンであり、
前記第2の測定温度は60℃以上200℃以下であり、前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスは一酸化炭素であり、
前記パージ温度は350℃以上450℃以下である温度制御方法。 A temperature control method for measuring an electrical characteristic value of a gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature and detecting a target gas based on the measured temperature and the electrical characteristic value.
A step of performing pulse heating in which the heat treatment of heating and stopping the first measurement temperature and the second measurement temperature in order is repeated, and
Each time the pulse heating is performed a predetermined number of times, a step of raising the temperature to a purge temperature higher than the measurement temperature for a predetermined time is provided.
The first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the first measurement temperature is methane.
The second measurement temperature is 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the second measurement temperature is carbon monoxide.
A temperature control method in which the purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
第1の測定温度への加熱と停止とを行った後、前記第1の測定温度より低い第3の測定温度への加熱と停止とを行う加熱処理を所定の周期で繰り返すパルス加熱を行う工程と、
前記パルス加熱の前記第1の測定温度への加熱の際に前記対象ガスが検知されると、前記第1の測定温度より高い第2の測定温度に所定時間昇温する工程とを備え、
前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、
前記第2の測定温度は350℃以上450℃以下であり、
前記第1の測定温度および前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンであり、
前記第3の測定温度は60℃以上200℃以下であり、前記第3の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスは一酸化炭素である温度制御方法。 A temperature control method for measuring an electrical characteristic value of a gas detection unit when heated to a predetermined measurement temperature and detecting a target gas based on the measured temperature and the electrical characteristic value.
A step of performing pulse heating in which a heat treatment of heating and stopping to a first measurement temperature and then heating and stopping to a third measurement temperature lower than the first measurement temperature is repeated at a predetermined cycle. When,
When the target gas is detected during heating to the first measurement temperature of the pulse heating, the step of raising the temperature to a second measurement temperature higher than the first measurement temperature for a predetermined time is provided.
The first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
The second measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
The target gas detected when heated to the first measurement temperature and the second measurement temperature is methane.
A temperature control method in which the third measurement temperature is 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the third measurement temperature is carbon monoxide.
前記パージ温度は350℃以上450℃以下である請求項1または3に記載の温度制御方法。 Each time the pulse heating is performed a predetermined number of times, a step of raising the temperature to a purge temperature equal to or higher than the measurement temperature for a predetermined time is provided.
The temperature control method according to claim 1 or 3, wherein the purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
前記ガス検知部を加熱するヒータ部と、
前記ヒータ部の加熱動作を制御する加熱制御部とを備え、
前記加熱制御部は、第1の測定温度への加熱と停止とを所定の周期で繰り返すパルス加熱を行うと共に、
前記パルス加熱の際に前記対象ガスが検知されると、前記第1の測定温度より高い第2の測定温度に所定時間昇温し、
前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、
前記第2の測定温度は350℃以上450℃以下であり、
前記第1の測定温度および前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンである温度制御装置。 A temperature control device used in a gas detection device that measures the electrical characteristic value of a gas detector when heated to a predetermined measurement temperature and detects the target gas based on the measured temperature and the electrical characteristic value. There,
A heater unit that heats the gas detection unit and
A heating control unit that controls the heating operation of the heater unit is provided.
The heating control unit performs pulse heating in which heating to the first measurement temperature and stopping are repeated at a predetermined cycle, and at the same time,
When the target gas is detected during the pulse heating, the temperature is raised to a second measurement temperature higher than the first measurement temperature for a predetermined time.
The first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
The second measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
A temperature control device in which the target gas detected when heated to the first measurement temperature and the second measurement temperature is methane.
前記ガス検知部を加熱するヒータ部と、
前記ヒータ部の加熱動作を制御する加熱制御部とを備え、
前記加熱制御部は、第1の測定温度と第2の測定温度それぞれへの加熱と停止とを順に行う加熱処理を繰り返すパルス加熱を行うと共に、
所定の回数の前記パルス加熱を行う毎に、前記測定温度より高いパージ温度に所定時間昇温し、
前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、前記第1の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンであり、
前記第2の測定温度は60℃以上200℃以下であり、前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスは一酸化炭素であり、
前記パージ温度は350℃以上450℃以下である温度制御装置。 A temperature control device used in a gas detection device that measures the electrical characteristic value of a gas detector when heated to a predetermined measurement temperature and detects the target gas based on the measured temperature and the electrical characteristic value. There,
A heater unit that heats the gas detection unit and
A heating control unit that controls the heating operation of the heater unit is provided.
The heating control unit performs pulse heating by repeating a heat treatment of sequentially heating and stopping the first measurement temperature and the second measurement temperature, and also performing pulse heating.
Each time the pulse heating is performed a predetermined number of times, the temperature is raised to a purge temperature higher than the measurement temperature for a predetermined time.
The first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the first measurement temperature is methane.
The second measurement temperature is 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the second measurement temperature is carbon monoxide.
A temperature control device in which the purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
前記ガス検知部を加熱するヒータ部と、
前記ヒータ部の加熱動作を制御する加熱制御部とを備え、
前記加熱制御部は、第1の測定温度への加熱と停止とを行った後、前記第1の測定温度より低い第3の測定温度への加熱と停止とを行う加熱処理を所定の周期で繰り返すパルス加熱を行うと共に、
前記パルス加熱の前記第1の測定温度への加熱の際に前記対象ガスが検知されると、前記第1の測定温度より高い第2の測定温度に所定時間昇温し、
前記第1の測定温度は200℃以上350℃以下であり、
前記第2の測定温度は350℃以上450℃以下であり、
前記第1の測定温度および前記第2の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスはメタンであり、
前記第3の測定温度は60℃以上200℃以下であり、前記第3の測定温度に加熱された際に検知される前記対象ガスは一酸化炭素である温度制御装置。 A temperature control device used in a gas detection device that measures the electrical characteristic value of a gas detector when heated to a predetermined measurement temperature and detects the target gas based on the measured temperature and the electrical characteristic value. There,
A heater unit that heats the gas detection unit and
A heating control unit that controls the heating operation of the heater unit is provided.
The heating control unit performs a heat treatment for heating and stopping to a first measurement temperature and then heating and stopping to a third measurement temperature lower than the first measurement temperature at a predetermined cycle. With repeated pulse heating
When the target gas is detected during the heating of the pulse heating to the first measurement temperature, the temperature is raised to a second measurement temperature higher than the first measurement temperature for a predetermined time.
The first measurement temperature is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
The second measurement temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
The target gas detected when heated to the first measurement temperature and the second measurement temperature is methane.
A temperature control device in which the third measurement temperature is 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the target gas detected when heated to the third measurement temperature is carbon monoxide.
前記パージ温度は350℃以上450℃以下である請求項5または7に記載の温度制御装置。
Each time the pulse heating is performed a predetermined number of times, the heating control unit raises the temperature to a purge temperature equal to or higher than the measurement temperature for a predetermined time.
The temperature control device according to claim 5 or 7, wherein the purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
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