JP2022064474A - Method and device for controlling temperature of gas detection 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 when it comes into contact with a target gas under specific conditions.
特許文献１に示すように、ガス検知部を加熱した際のガス検知部の特性の変化に基づいて、環境ガス中の対象ガスの存在や対象ガスの濃度を検知するガス検知装置がある。 As shown in Patent Document 1, there is a gas detection device that detects the presence of the target gas in the environmental gas and the concentration of the target gas based on the change in the characteristics of the gas detection unit when the gas detection unit is heated.
また、特許文献２、３に示すように、対象ガスを検知する際の加熱の前後に、所定の温度制御を行うガス検知装置もある。このような構成により、干渉ガスの影響を排除し、対象ガスの検知感度を向上させている。 Further, as shown in Patent Documents 2 and 3, there is also a gas detection device that controls a predetermined temperature before and after heating when detecting a target gas. With such a configuration, the influence of the interference gas is eliminated and the detection sensitivity of the target gas is improved.
ガス検知装置は、呼気検知に用いられたり、台所や厨房など湿度の高い環境で用いられる場合がある。発明者らは、そのような環境下で上述のガス検知装置を使用すると、検知対象ガス（アセトンなど）に対する感度が湿度に依存して変化する場合があることを見出した。そしてその原因が非加熱時の水蒸気の吸着量に依存し、水蒸気吸着量を抑制することにより特性を改善できることを確かめた。 The gas detector may be used for breath detection or in a humid environment such as a kitchen or kitchen. The inventors have found that when the above-mentioned gas detection device is used in such an environment, the sensitivity to the gas to be detected (such as acetone) may change depending on the humidity. It was confirmed that the cause depends on the amount of water vapor adsorbed when not heated, and the characteristics can be improved by suppressing the amount of water vapor adsorbed.
本発明は、環境中の湿度による影響を抑制して、より精度良く対象ガスを検知することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress the influence of humidity in the environment and detect the target gas more accurately.
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係るガス検知装置の温度制御方法の特徴構成は、所定の測定温度に加熱されたガス検知部の電気的特性を測定することにより環境ガス中に存在するアセトンを検知するガス検知装置の温度制御方法であって、所定の周期で検知用加熱制御が行われ、前記検知用加熱制御は、前記ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱を行う工程と、前記第１パルス加熱後に３０℃以上７０℃以下の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱を行う工程と、前記予備加熱の後に前記測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱を行う工程とを備える点にある。 In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the temperature control method of the gas detection device according to the embodiment of the present invention is an environmental gas by measuring the electrical characteristics of the gas detection unit heated to a predetermined measurement temperature. It is a temperature control method of a gas detection device that detects the acetone present in it, and the detection heating control is performed at a predetermined cycle, and the detection heating control is for reducing the adsorbed substances in the gas detection unit. A step of performing a first pulse heating for a predetermined first hour at a purge temperature, a step of performing a preheating for a predetermined second hour at a preheating temperature of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower after the first pulse heating, and the preliminary step. The point is that the step of performing the second pulse heating for a predetermined third time at the measured temperature is provided after the heating.
さらに、本発明の一実施形態に係るガス検知装置の温度制御装置の特徴構成は、所定の測定温度に加熱されたガス検知部の電気的特性を測定することにより環境ガス中に存在するアセトンを検知するガス検知装置の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温度制御部とを備え、前記温度制御部は、所定の周期で検知用加熱制御を行い、前記検知用加熱制御は、前記ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱と、前記第１パルス加熱後に３０℃以上７０℃以下の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱と、前記予備加熱の後に前記測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱とを有する点にある。 Further, the characteristic configuration of the temperature control device of the gas detection device according to the embodiment of the present invention is to measure the electrical characteristics of the gas detection unit heated to a predetermined measurement temperature to obtain acetone present in the environmental gas. It is a temperature control device of the gas detection device for detecting, and includes a heater unit for heating the gas detection unit and a temperature control unit for controlling the heating operation of the heater unit, and the temperature control unit has a predetermined cycle. The detection heating control is performed, and the detection heating control is performed by first pulse heating over a predetermined first hour at a purge temperature for reducing adsorbed substances in the gas detection unit, and 30 ° C. or higher after the first pulse heating. It has a preheating at a preheating temperature of 70 ° C. or lower for a predetermined second hour, and a second pulse heating at the measured temperature for a predetermined third hour after the preheating.
以上の構成により、環境ガス中の湿度の影響によるアセトンの検知感度のばらつきを抑制することができ、環境ガスの状態の影響を抑制して、精度良くアセトンを検知することができる。 With the above configuration, it is possible to suppress variations in the detection sensitivity of acetone due to the influence of humidity in the environmental gas, suppress the influence of the state of the environmental gas, and detect acetone with high accuracy.
また、前記パージ温度は３５０℃以上４５０℃以下であり、前記測定温度は１５０℃以上４５０℃以下であり、前記第２時間は５秒以上４５秒以内であることが好ましい。 Further, it is preferable that the purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, the measurement temperature is 150 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, and the second time is 5 seconds or longer and 45 seconds or shorter.
このような構成により、湿度や吸着物の影響によるアセトンの検知感度の悪化をより適切に抑制することができ、より精度良くアセトンを検知することができる。 With such a configuration, deterioration of the detection sensitivity of acetone due to the influence of humidity and adsorbent can be suppressed more appropriately, and acetone can be detected more accurately.
また、前記環境ガスにはエタノールが含まれても良い。 Further, the environmental gas may contain ethanol.
アセトンとエタノールとが混在する環境ガスであっても、精度良くアセトンを検知することができる。 Even if the environmental gas is a mixture of acetone and ethanol, it can detect acetone with high accuracy.
また、前記環境ガスは呼気であっても良い。 Further, the environmental gas may be exhaled air.
医療目的や健康目的で、呼気中のアセトンが検知される場合がある。上記構成によると、呼気中からアセトンを適切に検知することができる。 Acetone in exhaled breath may be detected for medical or health purposes. According to the above configuration, acetone can be appropriately detected from the exhaled breath.
〔ガス検知装置〕
本実施形態に係るガス検知装置１００の構成を図１に基づいて説明する。ガス検知装置１００は、環境ガスである呼気に含まれるアセトン（Ｃ３Ｈ６Ｏ）が存在することを検知し、呼気に含まれるアセトンの濃度を導出する（以下、単に「アセトンを検知する」と称す）。ガス検知装置１００は、センサ素子２０と、加熱制御部１２（「温度制御部」の一例）と、検知制御部１３と、温度検出部１４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。また、加熱制御部１２と、センサ素子２０のヒータ層６とを少なくとも含む構成を温度制御装置と称す。
[Gas detector]
The configuration of the gas detection device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The gas detection device 100 detects the presence of acetone (C 3 H 6 O) contained in the exhaled breath, which is an environmental gas, and derives the concentration of the acetone contained in the exhaled breath (hereinafter, simply "detects acetone"). Called). The gas detection device 100 includes a sensor element 20, a heating control unit 12 (an example of a “temperature control unit”), a detection control unit 13, and a temperature detection unit 14. The sensor element 20 has at least a gas detection layer 10 (an example of a “gas detection unit”), a catalyst layer 11, and a heater layer 6 (an example of a “heater unit”). Further, a configuration including at least the heating control unit 12 and the heater layer 6 of the sensor element 20 is referred to as a temperature control device.
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知する。 The gas detection device 100 heats the gas detection layer 10 to an appropriate temperature according to the type of the target gas by energizing the heater layer 6 by the heating control unit 12, and electrically the gas detection layer 10. The target gas is detected based on the characteristic values (electrical resistance value, voltage value, etc.).
〔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とを有する。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 sensor element 20 is supported by the silicon substrate 1 to form a diaphragm. The sensor element 20 has a support layer 5, an insulating layer 7, a gas detection layer 10, and a catalyst layer 11. The support layer 5 is formed on the silicon substrate 1, and the heater layer 6 is formed on the support layer 5. The insulating layer 7 covers the entire heater layer 6 and is formed on the support layer 5. A pair of bonding layers 8 are formed on the insulating layer 7, and an electrode layer 9 is formed on the bonding layer 8. A gas detection layer 10 is formed between the pair of electrode layers 9 on the insulating layer 7. The catalyst layer 11 is formed on the insulating layer 7 so as to cover the gas detection layer 10. The sensor element 20 may have a bridge structure, and the heater layer 6 may also be used as an electrode.
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。 The support layer 5 is formed by laminating a thermal oxide film 2, a Si 3N 4 film 3 , and a SiO 2 film 4 in this order. The heater layer 6 generates heat when energized to heat the gas detection layer 10 and the catalyst layer 11.
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 gas detection layer 10 is a semiconductor layer containing a metal oxide as a main component. For example, the gas detection layer 10 is a mixture containing tin oxide (SnO 2 ) as a main component. The electric resistance value of the gas detection layer 10 changes due to contact with the target gas. The gas detection layer 10 may be a thin film having a thickness of about 0.2 to 1.6 μm, or may be a film (thick film) having a thickness exceeding 1.6 μm.
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、対象ガスであるアセトンが透過・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アセトンの検知精度が高められている。換言すれば触媒層１１は、対象ガスとしてアセトンを検知する際に、アセトン以外の水素ガスなどの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・拡散したアセトンを効率的に検知することができる。 The catalyst layer 11 is heated by the heater layer 6 to a high temperature, and burns a gas that is active (combusted) at that temperature. Further, at that temperature, acetone, which is a target gas, is permeated and diffused to reach the gas detection layer 10. As a result, the accuracy of detecting acetone is improved by appropriately controlling the heating temperature. In other words, when the catalyst layer 11 detects acetone as the target gas, it burns a non-target gas such as hydrogen gas other than acetone so as not to reach the gas detection layer 10, and the gas detection device 100 has gas selectivity. Has the function of having. Therefore, the gas detection layer 10 can efficiently detect acetone that has permeated and diffused through the catalyst layer 11.
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 catalyst layer 11 is configured by supporting a catalyst metal on a carrier containing a metal oxide as a main component. Specifically, the metal oxide supporting the catalyst metal is formed by being bonded to each other via a binder.
〔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に通電することによりガス検知層１０を加熱する。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 heating control unit 12 controls energization of the heater layer 6 and heats the gas detection layer 10 by energizing the heater layer 6. Further, the heating control unit 12 can heat the heater layer 6 to an arbitrary temperature set by controlling the energizing voltage or the energizing current for the heater layer 6.
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に印加する電圧を変更することにより制御される。以下の説明において、ある温度に加熱を行うことは、その温度に対応する電圧を印加することを意味し、加熱時間は電圧を印加する時間である。 Specifically, the heating control unit 12 receives power from a power source such as a battery (not shown) and energizes the heater layer 6 of the sensor element 20 to heat the sensor element 20. The heating temperature, that is, the ultimate temperature of the gas detection layer 10 and the catalyst layer 11, is controlled by, for example, changing the voltage applied to the heater layer 6. In the following description, heating to a certain temperature means applying a voltage corresponding to that temperature, and the heating time is the time to apply the voltage.
〔検知制御部〕
検知制御部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知する。例えば、検知制御部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、抵抗値または抵抗値の変化から対象ガスを検知する。
[Detection control unit]
The detection control unit 13 measures the electrical characteristic value of the gas detection layer 10 to detect the target gas. For example, the detection control unit 13 measures the resistance value of the gas detection layer 10 by measuring the electric resistance value (electrical characteristic value) between the pair of electrode layers 9, and changes the resistance value or the resistance value. Detects the target gas from.
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、周囲環境温度と総称する）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 temperature detection unit 14 detects the gas detection layer 10 or the temperature of the gas detection layer 10 and its surroundings (hereinafter, collectively referred to as ambient temperature). Specifically, the temperature detection unit 14 is a temperature sensor such as a thermistor. Further, the temperature of the heater layer 6 (almost the same as the temperature of the gas detection layer 10) can be detected by measuring the resistance value of the heater layer 6. The temperature detected by the temperature detection unit 14 is sent to the heating control unit 12.
〔加熱動作〕
アセトンの検知動作において、加熱制御部１２は、センサ素子２０の検知制御部１３をパルス加熱により加熱する。パルス加熱は、所定の間隔を隔てて、対象ガスであるアセトンを検知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加熱動作である。また、測定温度に加熱してアセトンを検知する所定時間前に、所定のパージ温度に所定時間昇温するパージ加熱が行われる。パージ加熱が行われることにより、ガス検知層１０の吸着物が除去または削減されてガス検知層１０の表面がクリーニングされる。具体的には、パルス加熱により、ガス検知層１０の表面に付着した水素や一酸化炭素等を燃焼させ、水分等のガス検知層１０の吸着物が除去または削減される。これにより、周囲環境によるガス検知層１０の表面の汚れによりアセトンの検知感度が悪化することが抑制される。
[Heating operation]
In the acetone detection operation, the heating control unit 12 heats the detection control unit 13 of the sensor element 20 by pulse heating. Pulse heating is a heating operation in which the temperature is repeatedly raised to a measurement temperature suitable for detecting acetone, which is a target gas, for a predetermined time at predetermined intervals. Further, before a predetermined time for heating to a measurement temperature and detecting acetone, purge heating is performed in which the temperature is raised to a predetermined purge temperature for a predetermined time. By performing the purge heating, the adsorbents of the gas detection layer 10 are removed or reduced, and the surface of the gas detection layer 10 is cleaned. Specifically, by pulse heating, hydrogen, carbon monoxide, and the like adhering to the surface of the gas detection layer 10 are burned, and adsorbents of the gas detection layer 10 such as water are removed or reduced. As a result, it is possible to prevent the detection sensitivity of acetone from deteriorating due to contamination of the surface of the gas detection layer 10 due to the surrounding environment.
呼気中のアセトンを検知する場合、測定温度を１００℃以上５００℃以下とすることにより、アセトンの検知感度は十分に発揮される。しかし、呼気中にエタノールが干渉ガスとして存在する場合、エタノールとの選択性が低下する。そのため、呼気中のアセトンを検知する場合の測定温度は１５０℃以上４００℃以下とすることが好ましい。 When detecting acetone in exhaled breath, the detection sensitivity of acetone is fully exhibited by setting the measurement temperature to 100 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. However, when ethanol is present as an interfering gas in the exhaled breath, the selectivity with ethanol is reduced. Therefore, the measured temperature when detecting acetone in exhaled breath is preferably 150 ° C. or higher and 400 ° C. or lower.
さらに、呼気中の湿度により、アセトンの検知感度が低下することがある。つまり、呼気中の湿度が一定以上高くなると、アセトンの検知感度が大きく低下する。これは、呼気中の湿度が高いと、パージ加熱したとしても測定温度に加熱するまでの間に、呼気中の水分がガス検知層１０の表面に吸着するためであると考えられる。 Furthermore, the humidity during exhalation may reduce the detection sensitivity of acetone. That is, when the humidity during exhalation becomes higher than a certain level, the detection sensitivity of acetone is greatly reduced. It is considered that this is because when the humidity in the exhaled air is high, the moisture in the exhaled air is adsorbed on the surface of the gas detection layer 10 until it is heated to the measured temperature even if it is purged.
そのため、本実施形態では、パージ加熱後から測定温度に加熱するまでの間に、呼気の温度またはガス検知層１０の周辺温度である周囲環境温度より高く、測定温度より低い予備加熱温度に加熱される。パージ加熱後、測定温度でアセトンの検知を行う前に、予備加熱温度にガス検知層１０を加熱することにより、ガス検知層１０の温度が下がりすぎることが抑制され、呼気中の水分がガス検知層１０の表面に吸着することが抑制される。その結果、呼気中の湿度により、アセトンの検知感度が低下することを抑制することができる。 Therefore, in the present embodiment, during the period from the purge heating to the measurement temperature, the gas is heated to a preheating temperature higher than the exhaled air temperature or the ambient temperature which is the ambient temperature of the gas detection layer 10 and lower than the measurement temperature. To. By heating the gas detection layer 10 to the preheating temperature after purging heating and before detecting acetone at the measurement temperature, it is suppressed that the temperature of the gas detection layer 10 drops too much, and the moisture in the exhaled breath is detected as gas. Adsorption to the surface of layer 10 is suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in the detection sensitivity of acetone due to the humidity in the exhaled breath.
具体的には、図１，図２に示すように、本実施形態に係る温度制御装置において、検知用加熱制御として、温度制御部である加熱制御部１２はヒータ層６を制御して、まず、所定の第１パルス時間Ｗｐ（「第１時間」の一例）にわたってパージ温度ｔｐにパージ加熱（第１パルス加熱）を行い、続けて所定の予備加熱時間Ｗｒ（「第２時間」の一例）の間に加熱温度を予備加熱温度ｔｒに保持した後（予備加熱）、測定温度ｔｄに所定の第２パルス時間ｗｄ（「第３時間」の一例）にわたって加熱し（第２パルス加熱）、測定温度ｔｄに加熱される際にガス検知層１０の電気的特性値を測定する。そして、この様な検知用加熱制御を周期Ｔごとに繰り返し、測定温度ｔｄに加熱されている間にガス検知層１０の電気的特性値を測定してアセトンの検知が行われる。 Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, in the temperature control device according to the present embodiment, as the temperature control for detection, the temperature control unit 12 controls the heater layer 6 to first control the heater layer 6. , Purge heating (first pulse heating) is performed at the purge temperature tp over a predetermined first pulse time Wp (an example of the "first hour"), and subsequently, a predetermined preheating time Wr (an example of the "second time"). After maintaining the heating temperature at the preheating temperature tr (preheating), the measurement temperature td is heated over a predetermined second pulse time wd (an example of "third hour") (second pulse heating) and measured. The electrical characteristic value of the gas detection layer 10 is measured when heated to the temperature td. Then, such detection heating control is repeated every cycle T, and the electric characteristic value of the gas detection layer 10 is measured while being heated to the measurement temperature td to detect acetone.
同様に、本実施形態に係る温度制御方法は、図３に示すように以下の工程で検知用加熱制御を行う。 Similarly, in the temperature control method according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the heating control for detection is performed in the following steps.
まず、パージ加熱としてパージ温度ｔｐへの加熱が開始される（ステップ＃１）。そして、パージ温度ｔｐへの加熱が開始されてから第１パルス時間Ｗｐが経過したか否かが判定される（ステップ＃２）。第１パルス時間Ｗｐが経過していない場合はパージ加熱が継続されてパージ温度ｔｐが維持され、第１パルス時間Ｗｐでパージ温度ｔｐのパージパルスが行われる（ステップ＃２のＮｏ）。 First, heating to the purge temperature tp is started as purge heating (step # 1). Then, it is determined whether or not the first pulse time Wp has elapsed since the heating to the purge temperature tp was started (step # 2). If the first pulse time Wp has not elapsed, the purge heating is continued and the purge temperature tp is maintained, and the purge pulse with the purge temperature tp is performed at the first pulse time Wp (No in step # 2).
第１パルス時間Ｗｐが経過すると（ステップ＃２のＹｅｓ）、予備加熱として予備加熱温度ｔｒへの加熱が開始される（ステップ＃３）。そして、予備加熱温度ｔｒへの加熱が開始されてから予備加熱時間Ｗｒが経過したか否かが判定される（ステップ＃４）。予備加熱時間Ｗｒが経過していない場合は予備加熱が継続されて予備加熱温度ｔｒが維持される（ステップ＃４のＮｏ）。 When the first pulse time Wp elapses (Yes in step # 2), heating to the preheating temperature tr is started as preheating (step # 3). Then, it is determined whether or not the preheating time Wr has elapsed since the heating to the preheating temperature tr was started (step # 4). If the preheating time Wr has not elapsed, the preheating is continued and the preheating temperature tr is maintained (No in step # 4).
予備加熱時間Ｗｒが経過すると（ステップ＃４のＹｅｓ）、測定温度ｔｄへの加熱が開始される（ステップ＃５）。測定温度ｔｄが維持されている間に、測定温度ｔｄへの加熱が開始されてから所定の測定時間が経過したか否かが判定される（ステップ＃６）。所定の測定時間が経過すると、ガス検知層１０の電気抵抗を測定してアセトンの検知が行われる（ステップ＃７）。具体的には、アセトンの検知は、アセトンを含有しない環境ガスにおける上記検知用加熱制御を行って測定されたガス検知層１０の電気抵抗値Ｒｓ（Ａｉｒ）を記憶しておき、アセトンの検知を行う環境ガス（呼気）に対して上記検知用加熱制御を行って測定されたガス検知層１０の電気抵抗値Ｒｓとの比（以下、「抵抗比」と称す）を求める。そして、あらかじめ求められた抵抗比とアセトンの濃度との関係を示すグラフあるいはテーブルから、測定された抵抗比に対応するアセトンの濃度が導出される。 When the preheating time Wr elapses (Yes in step # 4), heating to the measured temperature td is started (step # 5). While the measurement temperature td is maintained, it is determined whether or not a predetermined measurement time has elapsed since the heating to the measurement temperature td was started (step # 6). After a predetermined measurement time elapses, the electric resistance of the gas detection layer 10 is measured to detect acetone (step # 7). Specifically, for the detection of acetone, the electric resistance value Rs (Air) of the gas detection layer 10 measured by performing the above-mentioned heating control for detection in an environmental gas containing no acetone is stored, and the detection of acetone is performed. The ratio (hereinafter referred to as "resistance ratio") to the electric resistance value Rs of the gas detection layer 10 measured by performing the above-mentioned detection heating control with respect to the environmental gas (breath) to be performed is obtained. Then, the concentration of acetone corresponding to the measured resistivity is derived from the graph or table showing the relationship between the resistivity obtained in advance and the concentration of acetone.
そして、測定温度ｔｄへの加熱が開始されてから第２パルス時間Ｗｄが経過したか否かが判定される（ステップ＃８）。第２パルス時間Ｗｄが経過していない場合は測定温度ｔｄへの加熱が継続されて測定温度ｔｄが維持され、第２パルス時間Ｗｄで測定温度ｔｄの検知パルスが行われる（ステップ＃８のＮｏ）。 Then, it is determined whether or not the second pulse time Wd has elapsed since the heating to the measurement temperature td was started (step # 8). If the second pulse time Wd has not elapsed, heating to the measurement temperature td is continued, the measurement temperature td is maintained, and the detection pulse of the measurement temperature td is performed at the second pulse time Wd (No. in step # 8). ).
第２パルス時間Ｗｄが経過すると（ステップ＃８のＹｅｓ）、測定温度ｔｄへの加熱が終了される（ステップ＃９）。そして、パージ加熱が開始されてから時間Ｔが経過しているか否かが判定される（ステップ＃１０）。時間Ｔが経過するまで加熱が停止され、時間Ｔが経過するとパージ加熱からの処理が繰り返される。これにより、時間（周期）Ｔごとに上記検知用加熱制御が繰り返される。 When the second pulse time Wd elapses (Yes in step # 8), heating to the measured temperature td is completed (step # 9). Then, it is determined whether or not the time T has elapsed since the purge heating was started (step # 10). The heating is stopped until the time T elapses, and after the time T elapses, the process from the purge heating is repeated. As a result, the above-mentioned heating control for detection is repeated every time (cycle) T.
なお、上述のように、周期Ｔの間にパージパルスと検知パルスとが予備加熱を挟んで行われる。上記検知用加熱制御において、周期Ｔは１０秒以上３００秒以内であり、より好ましくは３０秒以上１５０秒以内であり、例えば６０秒である。また、パージパルスにおける第１パルス時間Ｗｐは、０．０５秒以上０．５秒以内であり、例えば０．２０秒である。検知パルスにおける第２パルス時間Ｗｄは、０．０５秒以上０．５秒以内であり、例えば０．２０秒である。予備加熱における予備加熱時間Ｗｒは、５秒以上４５秒以内であり、例えば５秒である。また、測定温度ｔｄへの加熱が開始されてから電気抵抗が測定されるまでの測定時間は０．０５秒以上０．２０秒以内の任意の時間であり、例えば、測定時間は０．１０秒である。 As described above, the purge pulse and the detection pulse are performed with the preheating sandwiched between the cycles T. In the heating control for detection, the period T is 10 seconds or more and 300 seconds or less, more preferably 30 seconds or more and 150 seconds or less, for example, 60 seconds. The first pulse time Wp in the purge pulse is 0.05 seconds or more and 0.5 seconds or less, for example, 0.20 seconds. The second pulse time Wd in the detection pulse is 0.05 seconds or more and 0.5 seconds or less, for example, 0.20 seconds. The preheating time Wr in the preheating is 5 seconds or more and 45 seconds or less, for example, 5 seconds. Further, the measurement time from the start of heating to the measurement temperature td until the electrical resistance is measured is an arbitrary time of 0.05 seconds or more and 0.20 seconds or less, for example, the measurement time is 0.10 seconds. Is.
また、パージ温度ｔｐは３５０℃以上とすることができ、好ましくは３５０℃以上４５０℃以下であり、例えば４００℃である。測定温度ｔｄは、１５０℃以上４５０℃以下、より好ましくは２４０℃以上４００℃以下であり、例えば３００℃である。このような条件で、予備加熱温度ｔｒは、３０℃以上７０℃以下であり、より好ましくは４０℃以上６０℃以下である。 The purge temperature tp can be 350 ° C. or higher, preferably 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, for example, 400 ° C. The measurement temperature td is 150 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, more preferably 240 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, for example, 300 ° C. Under such conditions, the preheating temperature tr is 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
以下、図１～図１１を用いて、本実施形態に係る検知用加熱制御を従来の検知用加熱制御と比較する。図４に示すように、従来の検知用加熱制御は、４００℃のパージ温度ｔｐで０．２秒間のパージパルスを行い、５秒間加熱を停止した後に、３００℃の測定温度ｔｄで０．２秒間の検知パルスを３０秒の周期Ｔで行う制御である。なお、本実施形態に係る検知用加熱制御としては、従来の検知用加熱制御に対して、パージパルスと検知パルスとの間にわたり、予備加熱温度ｔｒが３０～７０℃の種々の温度で５．０秒間の予備加熱を追加した。また、測定時間は０．１０秒とした。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 11, the detection heating control according to the present embodiment will be compared with the conventional detection heating control. As shown in FIG. 4, in the conventional heating control for detection, a purge pulse is performed for 0.2 seconds at a purge temperature of 400 ° C., heating is stopped for 5 seconds, and then heating is stopped at a measurement temperature of 300 ° C. for 0.2 seconds. This is a control in which the detection pulse of is performed with a period T of 30 seconds. As the detection heating control according to the present embodiment, the preheating temperature tr is 5.0 at various temperatures of 30 to 70 ° C. between the purge pulse and the detection pulse, as opposed to the conventional detection heating control. Added preheating for seconds. The measurement time was 0.10 seconds.
図５，図６では、従来の検知用加熱制御と予備加熱温度ｔｒ５０℃で５．０秒間の予備加熱を追加した検知用加熱制御とでのアセトンの検知感度の湿度による影響を比較する。 5 and 6 compare the influence of humidity on the detection sensitivity of acetone between the conventional heating control for detection and the heating control for detection with the addition of preheating at a preheating temperature tr50 ° C. for 5.0 seconds.
従来の検知用加熱制御を行った場合のアセトンの検知感度は、環境ガス（呼気）の湿度によって大きく変化する。図５に示すように、湿度が５０％や６５％の場合、対象ガスであるアセトンのガス濃度に対する抵抗比の変化量は十分に大きく（グラフの傾きが大きい）、アセトンの検知感度が十分に確保されていることがわかる。湿度が８０％になると、アセトンのガス濃度に対する抵抗比の変化量が、湿度が５０％や６５％の場合より大きく減少し（グラフの傾きが小さくなる）、アセトンの検知感度が大きく低下していることがわかる。ここで、抵抗比が０．５における湿度変動によるアセトン濃度の変化量(最大値と最小値の比)をＩＲＨとする（小さいほど湿度変動が抑制されている）。抵抗比が０．５におけるアセトン濃度、湿度が５０％では０．０４ｐｐｍで最小値となり、湿度が８０％では０．３７ｐｐｍで最大値となる。そのため、ＩＲＨは９．２５となる。 The detection sensitivity of acetone when the conventional heating control for detection is performed varies greatly depending on the humidity of the environmental gas (breath). As shown in FIG. 5, when the humidity is 50% or 65%, the amount of change in the resistivity with respect to the gas concentration of acetone, which is the target gas, is sufficiently large (the slope of the graph is large), and the detection sensitivity of acetone is sufficient. It can be seen that it is secured. When the humidity reaches 80%, the amount of change in the resistivity to the gas concentration of acetone decreases more than when the humidity is 50% or 65% (the slope of the graph becomes smaller), and the detection sensitivity of acetone greatly decreases. You can see that there is. Here, the amount of change in the acetone concentration (ratio of the maximum value and the minimum value) due to the humidity fluctuation when the resistivity is 0.5 is defined as IRH (the smaller the resistance ratio, the more the humidity fluctuation is suppressed). When the resistivity is 0.5 and the humidity is 50%, the minimum value is 0.04 ppm, and when the humidity is 80%, the maximum value is 0.37 ppm. Therefore, the IRH is 9.25.
これに対して、本実施形態に係る検知用加熱制御を行った場合のアセトンの検知感度は、環境ガス（呼気）の湿度が異なっても大きく変化しない。図６に示すように、湿度が５０％、６５％、および８０％におけるアセトンのガス濃度に対する抵抗比の変化量は十分に大きく（グラフの傾きが大きい）、ここでのＩＲＨは、１．８であり、湿度変動による抵抗値変動が大幅に抑制され、アセトンの検知感度が十分に確保されていることがわかる。このことから、パージパルスと検知パルスとの間にわたって予備加熱を行うことにより、アセトンの検知感度に対する湿度の影響が抑制されることがわかる。 On the other hand, the detection sensitivity of acetone when the heating control for detection according to the present embodiment is performed does not change significantly even if the humidity of the environmental gas (breath) is different. As shown in FIG. 6, the amount of change in the resistance ratio with respect to the gas concentration of acetone at 50%, 65%, and 80% humidity is sufficiently large (the slope of the graph is large), and the IRH here is 1. It can be seen that the resistance value fluctuation due to the humidity fluctuation is significantly suppressed and the detection sensitivity of acetone is sufficiently secured. From this, it can be seen that the influence of humidity on the detection sensitivity of acetone is suppressed by performing preheating between the purge pulse and the detection pulse.
図７では、予備加熱温度ｔｒとＩＲＨとの関係をまとめた。ここで、比較例として予備加熱を行わない検知用加熱制御にてＩＲＨを測定した結果は、９．２であった。なお、従来の予備加熱を行わない検知用加熱制御の測定結果を、予備加熱温度が２０℃であるとして図にプロットしている。予備加熱温度ｔｒが３０～７０℃において、比較例よりも湿度変動が抑制されていることがわかる。また、予備加熱温度ｔｒが４０～６０℃においては、ＩＲＨが３．０以下となり、大幅に湿度変動が抑制されている。 In FIG. 7, the relationship between the preheating temperature tr and IRH is summarized. Here, as a comparative example, the result of measuring IRH by the heating control for detection without preheating was 9.2. The measurement results of the conventional heating control for detection without preheating are plotted in the figure assuming that the preheating temperature is 20 ° C. It can be seen that when the preheating temperature tr is 30 to 70 ° C., the humidity fluctuation is suppressed as compared with the comparative example. Further, when the preheating temperature tr is 40 to 60 ° C., the IRH is 3.0 or less, and the humidity fluctuation is significantly suppressed.
以上の結果から、予備加熱温度ｔｒを３０℃以上７０℃以下とすることにより、アセトン検知感度の湿度変動による影響を抑制することが可能であり、４０℃以上６０℃以下とすると、より効果が得られることがわかる。なお、予備加熱温度ｔｒは、測定温度等の測定環境に応じて適宜設定することができる。 From the above results, it is possible to suppress the influence of the humidity fluctuation of the acetone detection sensitivity by setting the preheating temperature tr to 30 ° C or higher and 70 ° C or lower, and it is more effective when the preheating temperature is 40 ° C or higher and 60 ° C or lower. It turns out that it can be obtained. The preheating temperature tr can be appropriately set according to the measurement environment such as the measurement temperature.
また、図８に予備加熱温度ｔｒを５０℃とし、予備加熱時間を５．０～５０．０秒と変化させた時の予備加熱時間とＩＲＨとの関係をまとめた。予備加熱時間５．０秒以上４５．０秒以下とすることで従来の予備加熱を行わない検知用加熱制御を行った場合のＩＲＨよりも小さくなることがわかる。さらに、予備加熱時間５．０秒以上３０．０秒以下でＩＲＨが５．０以下となり大幅に湿度変動が抑制されている。このことから、予備加熱時間は、５．０秒以上４５．０秒以下が望ましく、５．０秒以上３０．０秒以下であるとより望ましいことがわかる。 Further, FIG. 8 summarizes the relationship between the preheating time and IRH when the preheating temperature tr is set to 50 ° C. and the preheating time is changed from 5.0 to 50.0 seconds. It can be seen that by setting the preheating time to 5.0 seconds or more and 45.0 seconds or less, it is smaller than the IRH when the conventional heating control for detection without preheating is performed. Further, when the preheating time is 5.0 seconds or more and 30.0 seconds or less, the IRH is 5.0 or less, and the humidity fluctuation is significantly suppressed. From this, it can be seen that the preheating time is preferably 5.0 seconds or more and 45.0 seconds or less, and more preferably 5.0 seconds or more and 30.0 seconds or less.
次に、環境ガス（呼気）に干渉ガスとしてエタノールが含まれている場合でも、本実施形態に係る検知用加熱制御を行った場合、アセトンとエタノールとの選択性が確保されることを示す。 Next, it is shown that even when ethanol is contained as an interference gas in the environmental gas (breath), the selectivity between acetone and ethanol is ensured when the detection heating control according to the present embodiment is performed.
図９～図１１に示すように、相対湿度が６５％の環境ガスを用いて本実施形態に係る温度制御を行った場合、アセトンのガス濃度に対する抵抗比の変化を示すグラフＡは、エタノールのガス濃度に対する抵抗比の変化を示すグラフＥと十分に離れており、アセトンとエタノールとの選択性が確保されることがわかる。ここで、抵抗比が０．５となるアセトン濃度とエタノール濃度の比（エタノール濃度をアセトン濃度で除したもの）をＩＥＴとする（大きいほど選択性が大きい）と、２００℃では、１．８（図１１）、３００℃では７．５（図９）、４００℃では、３．７（図１０）となっている。 As shown in FIGS. 9 to 11, when the temperature is controlled according to the present embodiment using an environmental gas having a relative humidity of 65%, Graph A showing the change in the resistance ratio with respect to the gas concentration of acetone is the ethanol. It is sufficiently distant from Graph E, which shows the change in the resistance ratio with respect to the gas concentration, and it can be seen that the selectivity between acetone and ethanol is ensured. Here, the ratio of the acetone concentration to the ethanol concentration (the ethanol concentration divided by the acetone concentration) at which the resistance ratio is 0.5 is defined as IEC (the larger the value, the greater the selectivity). 8 (FIG. 11), 7.5 (FIG. 9) at 300 ° C., and 3.7 (FIG. 10) at 400 ° C.
図１２では、４００℃のパージ温度ｔｐで０．２秒間のパージパルスを行い、予備加熱温度ｔｒ５０℃で５．０秒間の予備加熱を行い、その後測定温度ｔｄを１５０℃から４５０℃の種々の温度とした場合の、測定温度とＩＥＴとの関係をまとめた。ここで、比較例として従来の予備加熱を行わない検知用加熱制御にてＩＥＴを測定した結果、ＩＥＴは１．１であった。１５０℃（ＩＥＴ＝１．３）から４５０℃（ＩＥＴ＝１．３）のいずれの測定温度においても従来よりも大きなＩＥＴが得られることがわかった。また、測定温度ｔｄは、２４０℃以上４００℃以下であればより望ましく、従来の３倍以上の選択性が得られることがわかった。 In FIG. 12, a purge pulse is performed for 0.2 seconds at a purge temperature tp of 400 ° C., preheating is performed for 5.0 seconds at a preheating temperature tr50 ° C., and then the measurement temperature td is set to various temperatures from 150 ° C. to 450 ° C. The relationship between the measured temperature and IEC is summarized below. Here, as a comparative example, as a result of measuring the IET by the conventional heating control for detection without preheating, the IET was 1.1. It was found that a larger I ET than before can be obtained at any measurement temperature from 150 ° C. (I ET = 1.3) to 450 ° C. (I ET = 1.3). Further, it was found that the measured temperature td is more preferably 240 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and that selectivity of 3 times or more of the conventional one can be obtained.
以上の結果から、測定温度ｔｄが１５０℃以上４５０℃以下の場合に従来以上の選択性が得られ、測定温度ｔｄが２４０℃以上４００℃以下であるとアセトンのエタノールに対する選択性がより良好であることがわかる。 From the above results, when the measurement temperature td is 150 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, the selectivity is higher than before, and when the measurement temperature td is 240 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, the selectivity of acetone for ethanol is better. It turns out that there is.
〔別実施形態〕
＜１＞上記実施形態では、予備加熱は、パージ加熱および測定温度ｔｄへの加熱と連続して行われる例について説明したが、予備加熱はパージ加熱から所定の時間後に行われても良いし、予備加熱から所定の時間後に測定温度ｔｄへの加熱が行われても良い。すなわち、予備加熱は、パージ加熱および測定温度ｔｄへの加熱の少なくとも一方との間に間隔を空けて行われても良い。
[Another Embodiment]
<1> In the above embodiment, the example in which the preheating is continuously performed with the purge heating and the heating to the measurement temperature td has been described, but the preheating may be performed after a predetermined time from the purge heating. Heating to the measurement temperature td may be performed after a predetermined time from the preheating. That is, the preheating may be performed at intervals between at least one of the purge heating and the heating to the measurement temperature td.
＜２＞上記各実施形態において、予備加熱は連続的に加熱される構成に限らず、所定の加熱停止期間を挟んで断続的に行われても良い。この際、予備加熱温度への複数のパルス加熱が行われても良い。 <2> In each of the above embodiments, the preheating is not limited to the configuration in which the heating is continuously performed, and may be performed intermittently with a predetermined heating stop period in between. At this time, a plurality of pulse heatings to the preheating temperature may be performed.
＜３＞上記各実施形態において、干渉ガスはエタノールに限らず任意である。さらに、環境ガスは呼気に限らず、対象ガスを含むか否かの検知が求められる任意のガスとすることもできる。 <3> In each of the above embodiments, the interfering gas is not limited to ethanol and is arbitrary. Further, the environmental gas is not limited to exhaled breath, and may be any gas that is required to detect whether or not it contains a target gas.
＜４＞上記各実施形態において、抵抗比を測定する構成に限らず、その他の電気的特性を測定する構成とすることができる。電気的特性は、例えば、測定温度ｔｄへの加熱が開始されてから所定の時間における電気抵抗値、検知パルスの最終点における電気抵抗値、検知パルスにおける所定の２点における電気抵抗値の変化量あるいは変化率等とすることができる。また、電気的特性の測定は、測定温度ｔｄへの加熱が行われている間に行われる構成に限らず、測定温度ｔｄへの加熱が終了した後に行われても良い。 <4> In each of the above embodiments, the configuration is not limited to the configuration for measuring the resistance ratio, and the configuration for measuring other electrical characteristics can be used. The electrical characteristics include, for example, the amount of change in the electrical resistance value at a predetermined time after the start of heating to the measurement temperature td, the electrical resistance value at the final point of the detection pulse, and the electrical resistance value at two predetermined points in the detection pulse. Alternatively, it can be a rate of change or the like. Further, the measurement of the electrical characteristics is not limited to the configuration performed while the heating to the measurement temperature td is performed, and may be performed after the heating to the measurement temperature td is completed.
＜５＞上記各実施形態において、センサ素子２０の構成は上記した薄膜型の半導体であるガス検知層１０を備えたセンサ素子２０の構成に限らず、任意の構成のガスセンサを用いることができる。例えば、上記実施形態のセンサ素子２０は、ガス検知層１０を比較的厚さの厚い半導体からなるガス検知層１０を採用した２層構造のガスセンサとされても良い。また、例えば、上記実施形態のセンサ素子２０は、ガス検知層１０を覆う触媒層１１を設けない基板型のガスセンサとされても良い。また、ガス検知層１０としての電極とヒータ部としてのヒータとを兼ねる電極線のコイルを備え、当該コイルの周囲に酸化物半導体を備えたセンサ素子２０を用いることもできる。 <5> In each of the above embodiments, the configuration of the sensor element 20 is not limited to the configuration of the sensor element 20 provided with the gas detection layer 10 which is the thin film type semiconductor described above, and a gas sensor having any configuration can be used. For example, the sensor element 20 of the above embodiment may be a gas sensor having a two-layer structure in which the gas detection layer 10 is a gas detection layer 10 made of a relatively thick semiconductor. Further, for example, the sensor element 20 of the above embodiment may be a substrate type gas sensor in which the catalyst layer 11 covering the gas detection layer 10 is not provided. Further, a sensor element 20 having an electrode wire coil that also serves as an electrode as a gas detection layer 10 and a heater as a heater portion and having an oxide semiconductor around the coil can also be used.
なお、上記の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 It should be noted that the configuration disclosed in the above embodiment (including another embodiment, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with the configuration disclosed in other embodiments as long as there is no contradiction. , The embodiments disclosed in the present specification are examples, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
本発明は、環境ガス中に含まれる所定の対象ガスを検知するガス検知に適用できる。 The present invention can be applied to gas detection for detecting a predetermined target gas contained in an environmental gas.
６ ヒータ層（ヒータ部）
１０ ガス検知層（ガス検知部）
１２ 加熱制御部（温度制御部）
6 Heater layer (heater part)
10 Gas detection layer (gas detection unit)
12 Heating control unit (temperature control unit)
Claims (8)
所定の周期で検知用加熱制御が行われ、
前記検知用加熱制御は、
前記ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱を行う工程と、
前記第１パルス加熱後に３０℃以上７０℃以下の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱を行う工程と、
前記予備加熱の後に前記測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱を行う工程とを備えるガス検知装置の温度制御方法。 It is a temperature control method of a gas detection device that detects acetone present in an environmental gas by measuring the electrical characteristics of a gas detector heated to a predetermined measurement temperature.
Heating control for detection is performed at a predetermined cycle,
The heating control for detection is
A step of performing a first pulse heating over a predetermined first time at a purge temperature for reducing adsorbed substances in the gas detection unit, and a step of performing the first pulse heating.
A step of performing preheating for a predetermined second hour at a preheating temperature of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower after the first pulse heating.
A temperature control method for a gas detection device comprising a step of performing a second pulse heating for a predetermined third time at the measured temperature after the preheating.
前記測定温度は１５０℃以上４５０℃以下であり、
前記第２時間は５秒以上４５秒以内である請求項１に記載のガス検知装置の温度制御方法。 The purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
The measured temperature is 150 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
The temperature control method for a gas detection device according to claim 1, wherein the second time is 5 seconds or more and 45 seconds or less.
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温度制御部とを備え、
前記温度制御部は、所定の周期で検知用加熱制御を行い、
前記検知用加熱制御は、
前記ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱と、
前記第１パルス加熱後に３０℃以上７０℃以下の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱と、
前記予備加熱の後に前記測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱とを有するガス検知装置の温度制御装置。 It is a temperature control device of a gas detection device that detects acetone present in an environmental gas by measuring the electrical characteristics of a gas detection unit heated to a predetermined measurement temperature.
A heater unit that heats the gas detection unit and
A temperature control unit that controls the heating operation of the heater unit is provided.
The temperature control unit performs detection heating control at a predetermined cycle.
The heating control for detection is
First pulse heating over a predetermined first hour at a purge temperature to reduce adsorbents in the gas detector.
After the first pulse heating, preheating for a predetermined second hour at a preheating temperature of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower,
A temperature control device for a gas detection device having a second pulse heating over a predetermined third time at the measured temperature after the preheating.
前記測定温度は１５０℃以上４５０℃以下であり、
前記第２時間は５秒以上４５秒以内である請求項５に記載のガス検知装置の温度制御装置。 The purge temperature is 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
The measured temperature is 150 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
The temperature control device for a gas detection device according to claim 5, wherein the second time is 5 seconds or more and 45 seconds or less.
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Family Applications (1)
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2020
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