JP2022146432A - ガス検知器 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス検知手段の出力値が安定しない状態でも、検知対象ガスを精度よく検知することができ、駆動開始後の早期に検知対象ガスを検知可能な状態にすることができるガス検知器を提供することを目的とする【解決手段】本発明の一実施形態に係るガス検知器は、ガス検知手段と、ガス検知手段により得られる出力値に基づき、検知対象ガスのガス濃度を示す指示値を算出する制御手段とを備え、制御手段は、ガス検知器により検知対象ガスの検知動作が開始された時点から第１の所定期間Ｔ１において、第１の所定時間ｔａ毎に、ガス検知手段により得られる出力値に基づいて算出される指示値が所定範囲Ｒ内の場合、算出される指示値をゼロ指示値に補正するように構成されることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、ガス検知器に関する。

従来、環境雰囲気に含まれる検知対象ガスを検知するために、たとえば特許文献１に開示されるようなガス検知器が用いられている。このようなガス検知器では、一般的に、電源を投入して駆動を開始してからしばらくの間、ガス検知器に含まれるガス検知手段の出力値が安定しないという問題がある。したがって、このようなガス検知器では、特許文献１に開示されているように、ガス検知器の駆動開始後に、ガス検知手段の出力値が安定するまで、検知対象ガスの検知動作を行わない期間（いわゆる暖機期間）が設けられる。そして、ガス検知手段の出力値が安定した段階で、ガス検知手段の出力値がゼロに調整され、その後、検知対象ガスが含まれる可能性のある環境雰囲気において、検知対象ガスの検知動作が行なわれる。

実開昭６０－１０９０４４号公報

ガス検知器では、ガス検知手段の出力値が安定するまでに長い時間を要するため、検知対象ガスを検知可能な状態となるまでに長い時間を要する。したがって、ガス検知器の使用者は、ガス検知器の駆動を開始した後、検知対象ガスを検知するために、その長い時間待機している必要がある。しかし、たとえば環境雰囲気中に検知対象ガスが含まれる可能性が高いことが予想される場合などでは、ガス検知器の駆動開始後の暖機期間を短くして、できるだけ早期に検知対象ガスの検知動作を行なうことが望まれる。

ところが、ガス検知器では、駆動開始後の暖機期間を短くして、早期に検知対象ガスの検知動作を開始すると、ガス検知手段の出力値が完全に安定した状態に至っていないために、検知対象ガスを精度よく検知することができない場合がある。したがって、駆動開始後の暖機期間を短くして、できるだけ早期に検知対象ガスを検知可能な状態にするためには、ガス検知手段の出力値が安定しない状態でも、検知対象ガスを精度よく検知できるようにする必要がある。

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、ガス検知手段の出力値が安定しない状態でも、検知対象ガスを精度よく検知することができ、駆動開始後の早期に検知対象ガスを検知可能な状態にすることができるガス検知器を提供することを目的とする。

本発明のガス検知器は、環境雰囲気に含まれる検知対象ガスを検知するためのガス検知器であって、前記ガス検知器が、ガス検知手段と、前記ガス検知手段により得られる出力値に基づき、前記検知対象ガスのガス濃度を示す指示値を算出する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ガス検知器により前記検知対象ガスの検知動作が開始された時点から第１の所定期間において、第１の所定時間毎に、前記ガス検知手段により得られる出力値に基づいて算出される指示値が所定範囲内の場合、前記算出される指示値をゼロ指示値に補正するように構成されることを特徴とする。

また、前記所定範囲は、前記第１の所定期間における時間経過に伴って小さくなるように設定されることが好ましい。

また、前記ガス検知器は、前記ガス検知器の駆動停止から第２の所定時間内は前記ガス検知手段の駆動を維持するように構成され、前記制御手段は、前記ガス検知器の駆動停止から前記第２の所定時間内に前記ガス検知器が再駆動された場合は、前記補正を実施しないように構成されることが好ましい。

また、前記制御手段は、前記ガス検知手段の駆動開始から第３の所定時間内に前記ガス検知器が駆動停止された場合、前記ガス検知器の駆動停止から前記第２の所定時間内に前記ガス検知器が再駆動されても、前記補正を実施するように構成されることが好ましい。

また、前記制御手段は、前記ガス検知器により前記検知対象ガスの検知動作が開始された時点から、前記第１の所定期間よりも長い第２の所定期間において、前記ガス検知手段により得られる出力値に基づいて算出される指示値がゼロ指示値よりも小さい場合、前記算出される指示値をゼロ指示値に補正するように構成されることが好ましい。

また、前記ガス検知手段は、接触燃焼式ガスセンサであることが好ましい。

本発明によれば、ガス検知手段の出力値が安定しない状態でも、検知対象ガスを精度よく検知することができ、駆動開始後の早期に検知対象ガスを検知可能な状態にすることができるガス検知器を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るガス検知器のブロック図である。 図１のガス検知手段を示す回路図である。 （ａ）は、ガス検知器が駆動を開始してから駆動を停止するまでのガス検知手段の駆動状況（ガス検知素子に印加される電圧の時間変化）を模式的に示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のうち、ガス検知器の駆動開始時間付近の拡大図である。 ガス検知器により検知対象ガスの検知動作が開始された時点以降における制御手段による補正前後の指示値の変化を模式的に示す図である。 ガス検知器により検知対象ガスの検知動作が開始された時点以降における制御手段による補正前後の指示値の変化を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係るガス検知器を説明する。ただし、以下に示す実施形態は一例にすぎず、本発明のガス検知器は、以下の例に限定されることはない。

本実施形態のガス検知器１は、たとえば大気などの環境雰囲気に含まれる検知対象ガスを検知するために用いられる。ガス検知器１が検知する検知対象ガスとしては、特に限定されることはなく、たとえば水素、メタン、プロパン、イソブタン、エチレンなどの可燃性ガスが例示される。ガス検知器１は、図１に示されるように、検知対象ガスを検知するためのガス検知手段２と、演算処理を行なう制御手段３とを備えている。さらに、ガス検知器１は、経過時間を計測する計時手段４と、検知対象ガスに関する情報を記憶する記憶手段５と、検知対象ガスに関する情報をユーザに通知する通知手段６と、各構成要素に電力を供給する電源７とを備えている。なお、ガス検知器１は、少なくともガス検知手段２および制御手段３を備えていればよく、他の構成要素は、ガス検知器１とは別に設けられていてもよい。

ガス検知手段２は、環境雰囲気に含まれる検知対象ガスを検知して、環境雰囲気内での検知対象ガスの濃度に対応した出力値を出力する。ガス検知手段２は、図１に示されるように、制御手段３に通信可能に接続され、制御手段３により動作制御されるとともに、出力した出力値を制御手段３に送信する。ガス検知手段２は、本実施形態では、接触燃焼式ガスセンサである。

ガス検知手段２は、本実施形態では、図２に示されるように、接触燃焼式ガス検知素子２１（以下、単にガス検知素子２１という）、補償素子２２、２つの抵抗素子２３、２４、回路用電源２５および電位差計２６を備え、ホイートストンブリッジ回路を構成している。なお、回路用電源２５は、本実施形態ではガス検知器１の電源７から独立して別個に設けられているが、これに限定されることはなく、ガス検知器１の電源７と兼用されるものであってもよい。

ガス検知素子２１は、検知対象ガスとの接触によって抵抗値が変化するように構成されている。ガス検知素子２１は、図２に示されるように、通電により加熱される抵抗発熱体２１ａと、検知対象ガスが接触して燃焼することで温度変化する感応体２１ｂとを備えている。抵抗発熱体２１ａは、たとえば白金などの貴金属の素線がコイル状に捲回されて形成される。感応体２１ｂは、検知対象ガスが燃焼しやすいように白金などの貴金属触媒がたとえばアルミナなどの酸化物担体とともに、抵抗発熱体２１ａを覆うように焼結されて形成される。ガス検知素子２１は、ガス検知手段２が駆動されると、回路用電源２５によりホイートストンブリッジ回路を経由して抵抗発熱体２１ａが通電されて、加熱された状態とされる。ガス検知素子２１は、加熱された状態で検知対象ガスが感応体２１ｂに接触すると、検知対象ガスが燃焼することで感応体２１ｂの温度が上昇して、抵抗値が変化する。

補償素子２２は、検知対象ガスとの接触によって抵抗値が変化しない、またはほぼ変化しないように構成されている。補償素子２２は、たとえば白金などの貴金属の素線をコイル状に捲回されて形成された抵抗加熱体を覆うように、たとえばアルミナなどの酸化物が焼結されて形成される。補償素子２２は、ガス検知手段２が駆動されると、回路用電源２５によりホイートストンブリッジ回路を経由して抵抗発熱体が通電されて、加熱された状態とされる。補償素子２２は、ガス検知素子２１とは異なり、貴金属触媒を含まないので、検知対象ガスと接触しても検知対象ガスを燃焼させることがない、またはほぼ燃焼させることがない。したがって、補償素子２２は、焼結された酸化物に検知対象ガスが接触しても、酸化物の温度に変化が生じることがない、またはほぼ生じることがなく、それによって、抵抗値が変化しない、またはほぼ変化しない。

ガス検知手段２では、上述したように、ガス検知素子２１および補償素子２２に検知対象ガスが接触した際に、ガス検知素子２１および補償素子２２の抵抗値の変化に違いが生じる。ガス検知手段２は、ガス検知素子２１および補償素子２２の抵抗値の変化の違いによってホイートストンブリッジ回路内に生じる電位差を電位差計２６で検出して、その電位差を検知対象ガスの濃度に対応した出力値として出力する。ただし、ガス検知手段は、少なくとも検知対象ガスがガス検知素子２１に接触した際に生じるガス検知素子２１の抵抗値の変化を出力値として出力できればよく、たとえば補償素子２２の代わりに抵抗素子を使用してもよいし、ホイートストンブリッジ回路とは異なる検知回路を構成してもよく、図示された例に限定されることはない。

制御手段３は、ガス検知手段２により得られる出力値に基づき、検知対象ガスのガス濃度を示す指示値を算出する。制御手段３が算出する指示値は、たとえばｐｐｍ、ｖｏｌ％、％ＬＥＬなどの単位で表される検知対象ガスの濃度を示す。制御手段３は、たとえば予め求められているガス検知手段２の出力値と検知対象ガスの濃度を示す指示値との間の関係式（検量線）を用いて、ガス検知手段２により得られる出力値から、検知対象ガスのガス濃度を示す指示値を算出する。制御手段３は、指示値を算出する以外にも、本明細書で述べる処理を行なうための演算処理機能を有している。制御手段３の処理の詳細については、後述する。

制御手段３は、図１に示されるように、ガス検知手段２に通信可能に接続され、ガス検知手段２の動作制御を行なうとともに、ガス検知手段２により得られる出力値を受信する。また、本実施形態では、制御手段３は、計時手段４、記憶手段５および通知手段６に通信可能に接続され、各構成要素の動作制御を行なうとともに、情報を送受信できるように構成されている。制御手段３は、たとえば公知の中央演算処理装置（ＣＰＵ）などを用いて構成することができる。

記憶手段５は、検知対象ガスに関する情報を記憶する。記憶手段５は、図１に示されるように、制御手段３に通信可能に接続され、制御手段３との間で検知対象ガスに関する情報を通信するように構成される。ここでいう検知対象ガスに関する情報には、たとえば、予め求められているガス検知手段２の出力値と検知対象ガスの濃度を示す指示値との間の関係式（検量線）、ガス検知手段２により得られる出力値、制御手段３により算出される指示値、出力値や指示値に対する閾値、計時手段４により計測される経過時間などが含まれる。また、記憶手段５は、本明細書に記載される制御手段３の機能を実行可能なプログラムを記憶するように構成されていてもよい。記憶手段５は、特に限定されることはなく、ＲＡＭなどの公知の揮発性メモリや、ハードディスク、フラッシュメモリなどの公知の不揮発性メモリにより構成することができる。

通知手段６は、検知対象ガスに関する情報をガス検知器１のユーザに通知する。通知手段６は、図１に示されるように、制御手段３に通信可能に接続され、制御手段３から検知対象ガスに関する情報を受信して、検知対象ガスに関する情報をユーザに通知する。ここでいう検知対象ガスに関する情報には、たとえば、検知対象ガスの濃度を示す指示値や、指示値が所定の閾値を超えていることを示す情報などが含まれる。通知手段６は、たとえばディスプレイなどの表示手段やスピーカなど警報手段により具現化される。たとえば、表示手段は、検知対象ガスの濃度を示す指示値を表示し、警報手段は、指示値が所定の閾値を超えていることを示すＬＥＤ点灯や警告音を発する。

つぎに、図３～図５を参照して、本実施形態のガス検知器１の動作の詳細を説明する。図３（ａ）は、ガス検知器１が駆動を開始してから駆動を停止するまでのガス検知手段２の駆動状況（ガス検知素子２１に印加される電圧の時間変化）を模式的に示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のうち、ガス検知器１の駆動開始時間付近の拡大図である。図４および図５は、ガス検知器１により検知対象ガスの検知動作が開始された時点以降における制御手段３による補正前後の指示値の変化を模式的に示す図である。

ガス検知器１は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示される経過時間ｔ０において、電源７がオンされて、駆動が開始される。このとき、ガス検知器１のガス検知手段２の駆動を安定的に開始させるために、ガス検知手段２のガス検知素子２１および補償素子２２に印加される電圧が、ガス検知器１の駆動開始直後から徐々に上昇させられる。そして、ガス検知素子２１および補償素子２２に印加される電圧は、ガス検知器１の駆動開始のあと経過時間ｔ１において、検知対象ガスを検知するのに適した温度にガス検知素子２１および補償素子２２を昇温するために必要な所定の印加電圧Ｖ０に達する。このように、ガス検知器１の駆動が開始されてから、ガス検知手段２のガス検知素子２１および補償素子２２に所定の印加電圧Ｖ０が印加されてガス検知手段２の駆動が開始されるまでに、準備期間Ｔｐが設けられる。準備期間Ｔｐは、ガス検知手段２の駆動を安定して開始させることができる範囲で適宜設定することができ、たとえば１～７秒の範囲内で設定される。

ガス検知器１では、図３（ｂ）に示されるように、経過時間ｔ１においてガス検知手段２の駆動が開始された後、所定の期間に亘って暖機期間Ｔｗが設けられる。暖機期間Ｔｗとは、ガス検知手段２が駆動されながらも、すなわちガス検知手段２のガス検知素子２１および補償素子２２に所定の印加電圧Ｖ０が印加されながらも、検知対象ガスの検知動作が行なわれない期間である。検知対象ガスの検知動作を行なわないとは、ガス検知手段２により得られる出力値から制御手段３により算出される指示値を、少なくとも環境雰囲気に含まれる検知対象ガスの濃度を示すものとして、ガス検知器１のユーザに通知手段６で通知しない（たとえば表示手段で表示しない）ことを意味する。このような暖機期間Ｔｗは、ガス検知手段２の駆動初期においてガス検知手段２の出力値、ひいては指示値が安定しない現象が生じるのに対応して設けられる。ガス検知器１では、暖機期間Ｔｗの終了する経過時間ｔ２において、ガス検知手段２により得られる出力値から算出される指示値がゼロ指示値になるように調整される（指示値のゼロ調整）。暖機期間は、一般的には、ガス検知手段２の駆動開始からガス検知手段２の出力値、ひいては指示値が安定するまでの期間で適宜設定され、たとえば数分間に設定される。それに対して、本実施形態では、以下で詳しく述べるように、この暖機期間を短くして、駆動開始後の早期に検知対象ガスを検知可能な状態にすることができる。なお、ガス検知手段２の駆動の初期から指示値が大きく変動しない場合には、暖機期間Ｔｗは設けられなくてもよい。暖機期間Ｔｗとしては、一般的に設定される暖機期間より短ければ、特に限定されることはなく、たとえば０～１５０秒の範囲内で設定される。

ガス検知器１は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、暖機期間Ｔｗが終了して指示値のゼロ調整が行われる経過時間ｔ２において、検知対象ガスの検知動作を開始する。ガス検知器１では、検知対象ガスの検知動作を開始すると、ガス検知手段２の出力値から制御手段３により算出される指示値のユーザへの通知を開始する。指示値のユーザへの通知には、検知対象ガスに関する情報を通知手段６で通知すること全般が含まれ、具体的には、たとえば指示値を表示手段で表示することや、指示値が所定の閾値を超えていることを示すＬＥＤ点灯や警告音を警報手段で発することが含まれる。ガス検知器１では、ガス検知手段２の駆動が開始されてから停止されるまで、ガス検知手段２のガス検知素子２１、補償素子２２には所定の印加電圧Ｖ０が印加されて、ガス検知手段２の駆動状態は一定に保持される。

ここで、上述したように、暖機期間は、数分間に設定されるのが一般的である。しかし、たとえば環境雰囲気中に検知対象ガスが含まれる可能性が高いことが予想される場合などでは、ガス検知器の駆動開始後の暖機期間を短くして、できるだけ早期に検知対象ガスの検知動作を行なうことが望まれる。ところが、ガス検知器では、駆動開始後の暖機期間を短くして、早期に検知対象ガスの検知動作を開始すると、ガス検知手段の出力値が完全に安定した状態に至っていないために、検知対象ガスを精度よく検知することができない場合がある。したがって、駆動開始後の暖機期間を短くして、できるだけ早期に検知対象ガスを検知可能な状態にするためには、ガス検知手段の出力値が安定しない状態でも、検知対象ガスを精度よく検知できるようにする必要がある。

本実施形態では、上記目的のために、制御手段３は、図４に示されるように、ガス検知器１により検知対象ガスの検知動作が開始された時点（経過時間ｔ２）から第１の所定期間Ｔ１において、第１の所定時間ｔａ毎に、ガス検知手段２により得られる出力値に基づいて算出される指示値が所定範囲Ｒ内の場合、算出される指示値をゼロ指示値に補正するように構成される（ここで実施する補正を、以下で「第１の補正」ともいう）。第１の補正が行なわれる指示値の範囲が所定範囲Ｒに制限されているのは、環境雰囲気中に検知対象ガスが含まれている場合に、検知対象ガスを検知して増加している指示値を誤ってゼロ指示値に補正するのを抑制するためである。ガス検知器１では、暖機期間を短くすることでガス検知手段２の出力値、ひいては指示値が安定しない状態でも、所定範囲Ｒ内の指示値がゼロ指示値に補正されることで、検知対象ガスを精度よく検知することができる。したがって、ガス検知器１では、駆動開始後の暖機期間を短くして早期に検知対象ガスを検知可能な状態にすることができる。なお、指示値をゼロ指示値に補正するとは、補正する時点における指示値をゼロ指示値として、補正した時点以降に得られる指示値をゼロ指示値からの変化量とすることを意味する。

つぎに、図４を参照して制御手段３による第１の補正の処理を詳細に説明する。図４は、経過時間ｔ２から経過時間ｔ３までの第１の所定期間Ｔ１における経過時間に対する指示値の変化の一例を示している。図４中の細実線は、補正をしていない指示値ＩＶ０の変化を示しており、図４中の太実線は、第１の所定時間ｔａ毎に補正をした後の指示値ＩＶ１の変化を示しており、図４中の点線は、指示値を補正する際の基準となる所定の閾値（所定範囲Ｒ）を示している。図４中の上矢印は、制御手段３による補正処理が行われたタイミングを示している。検知対象ガスの検知動作を開始する経過時間ｔ２においては、暖機期間Ｔｗの終了時に行なう指示値のゼロ調整により、補正されていない指示値ＩＶ０はゼロ指示値を示している。図示された例では、補正されていない指示値ＩＶ０は、経過時間ｔ２から最初にわずかに低下した後、経過時間ｔ２から４回の第１の所定時間ｔａが経過する経過時間まで比較的大きく上昇を続け、そのあと経過時間ｔ２から７回の第１の所定時間ｔａが経過する経過時間まで緩やかに上昇を続け、そのあと経過時間ｔ２から９回の第１の所定時間ｔａが経過する経過時間ｔ３までほぼ一定に推移している。制御手段３の処理により、経過時間ｔ２から第１の所定時間ｔａ後の時点において、指示値ＩＶ０は、ゼロ指示値から上昇しているが、所定の閾値以下の所定範囲Ｒ内であるため、ゼロ指示値に補正される。つぎに、経過時間ｔ２から第１の所定時間ｔａが経過した経過時間にゼロ指示値に補正された指示値ＩＶ１は、経過時間ｔ２から２回の第１の所定時間ｔａが経過した経過時間において、ゼロ指示値から上昇しているが、所定の閾値以下の所定範囲Ｒ内であるため、ゼロ指示値に補正される。このようにして、第１の所定期間Ｔ１内で第１の所定時間ｔａ毎に、指示値が所定範囲Ｒ内にあるか否かが判断されて、指示値が所定範囲Ｒ内にあるときに、指示値がゼロ指示値に補正される。なお、指示値が所定範囲内Ｒである場合には、上述のように補正された指示値ＩＶ１が、検知対象ガスの濃度を示すものとして通知手段６によりユーザに通知され（たとえば表示手段により表示され）、指示値が所定の閾値を超える所定範囲Ｒ外の場合には、直前にゼロ補正された値から算出された指示値が、検知対象ガスの濃度を示すものとして通知手段６によりユーザに通知される（たとえば表示手段により表示される）。

上述した第１の所定期間Ｔ１は、暖機期間Ｔｗが終了する経過時間ｔ２から開始する所定の時間期間である。第１の所定期間Ｔ１は、特に限定されることはなく、検知対象ガスが含まれない環境雰囲気においてガス検知手段２が駆動されて暖機期間Ｔｗが経過した後から指示値が安定しないと想定される期間に応じて適宜設定することができる。たとえば、第１の所定期間Ｔ１は、一般的に設定される暖機期間から、それより短く設定した暖機期間Ｔｗを差し引いた期間とすることができる。この場合、一般的に設定される暖機期間は、第１の所定期間Ｔ１の分だけ短くすることができる。第１の所定期間Ｔ１は、特に限定されることはないが、たとえば３０～１８０秒の範囲内で設定される。

上述した第１の所定時間ｔａは、第１の所定期間Ｔ１内で指示値の補正が行なわれる所定の時間間隔である。第１の所定時間ｔａは、特に限定されることはなく、検知対象ガスが含まれない環境雰囲気において第１の所定期間Ｔ１内で想定される指示値の変化度合いと設定される所定範囲Ｒに応じて適宜設定することができる。たとえば、検知対象ガスが含まれない環境雰囲気において第１の所定時間ｔａ内で想定される指示値の増加が所定の閾値以下の所定範囲Ｒ内となるように、第１の所定時間ｔａを設定することができる。第１の所定時間ｔａは、特に限定されることはないが、たとえば１～４０秒の範囲内で設定される。なお、第１の所定時間ｔａは、本実施形態では時間経過に関わらず一定の時間間隔であるが、設定される所定範囲Ｒに応じて、時間経過とともに変更されても構わない。たとえば、第１の所定時間ｔａは、所定範囲Ｒを時間経過に関わらず一定として、第１の所定期間Ｔ１における時間経過に伴って長くなるように設定されてもよい。

上述した指示値の補正の基準となる所定範囲Ｒは、その範囲に含まれる指示値がゼロ指示値に補正される所定の指示値の範囲である。所定範囲Ｒは、特に限定されることはなく、検知対象ガスが含まれない環境雰囲気において第１の所定期間Ｔ１内で想定される指示値の変化度合いと設定される第１の所定時間ｔａに応じて適宜設定することができる。たとえば、検知対象ガスが含まれない環境雰囲気において第１の所定時間ｔａ内で想定される指示値の増加が所定の閾値以下の所定範囲Ｒ内となるように、所定範囲Ｒを設定することができる。所定範囲Ｒは、特に限定されることはないが、たとえば１０～１００ｐｐｍの範囲内で設定される。

所定範囲Ｒは、図４に示されるように、第１の所定期間Ｔ１における時間経過に伴って小さくなるように設定されることが好ましい。指示値は、図４でよく見ることができるように、補正されない場合、第１の所定期間Ｔ１内で時間経過に伴って変化率（単位時間当たりの変化量）が低下する傾向にある。つまり、図示された例では、指示値は、第１の所定期間Ｔ１内の経過時間の前側の期間においては変化率が大きく、時間経過とともに大きく増加するが、第１の所定期間Ｔ１内の経過時間の後側の期間においては変化率が小さく、時間経過とともに緩やかに増加するか、ほぼ一定となる。第１の所定期間Ｔ１内の指示値の変化率の大きい期間において所定範囲Ｒを大きくすることによって、大きく変化した指示値をより確実にゼロ指示値に補正することができる。また、第１の所定期間Ｔ１内の変化率の小さい期間において所定範囲Ｒを小さくすることで、わずかな検知対象ガスが存在した場合でも指示値を誤ってゼロ指示値に補正することが抑制される。これにより、ガス検知器１は、より精度よく検知対象ガスを検知することができる。同様の観点から、所定範囲Ｒは、第１の所定期間Ｔ１内の時間経過に伴って低下率（単位時間当たりの低下量）が小さくなることが好ましく、第１の所定期間Ｔ１内の経過時間の前側の期間において第１の低下率で小さくなり、第１の所定期間Ｔ１内の経過時間の後側の期間において第１の低下率よりも小さい第２の低下率で小さくなることがさらに好ましい。本実施形態では、所定範囲Ｒは、第１の所定期間Ｔ１内の前側の期間において第１の所定時間ｔａ毎に小さくなり、第１の所定期間Ｔ１内の後側の期間において一定になるように設定される。

つぎに、図３（ａ）および図５を参照して、ガス検知手段２により得られる出力値に基づいて算出される指示値がゼロ指示値よりも小さい場合に行われる制御手段３の処理の詳細を説明する。制御手段３は、図５に示されるように、ガス検知器１により検知対象ガスの検知動作が開始された時点（経過時間ｔ２）から第２の所定期間Ｔ２において、指示値がゼロ指示値よりも小さい場合に、算出される指示値をゼロ指示値に補正するように構成されることが好ましい（ここで実施する補正を、以下で「第２の補正」ともいう）。指示値は、基本的に、ガス検知器１、特にガス検知手段２自体の変動がなければ、ゼロ指示値よりも小さくなることはない。したがって、本実施形態のガス検知器１では、指示値がゼロ指示値よりも小さい場合には、ガス検知器１、特にガス検知手段２に変動が生じたものと判断され、算出される指示値がゼロ指示値に補正される。これにより、ガス検知器１では、暖機期間を短くすることでガス検知手段２の出力値、ひいては指示値が安定せずにゼロ指示値よりも小さくなる状態でも、指示値がゼロ指示値に補正されることで、検知対象ガスをより精度よく検知することができる。したがって、ガス検知器１では、駆動開始後の暖機期間を短くして早期に検知対象ガスを検知可能な状態にすることができる。

上述した第２の所定期間Ｔ２は、暖機期間Ｔｗが終了する経過時間ｔ２から開始する所定の時間期間である。第２の所定期間Ｔ２は、本実施形態では、図３（ａ）に示されるように、第１の所定期間Ｔ１よりも長くなるように設定される。ガス検知器１では、環境雰囲気に検知対象ガスが含まれる場合には、指示値がゼロ指示値よりも小さくなることがほとんどなく、環境雰囲気に検知対象ガスが含まれていても、指示値が誤ってゼロ指示値に補正されることはほとんどない。このことから、第２の所定期間Ｔ２をより長く設定することで、指示値を誤ってゼロ指示値に補正することをできるだけ回避しながら、長期間に亘って低下する指示値をゼロ指示値に補正することができる。第２の所定期間Ｔ２は、第１の所定期間Ｔ１よりも長ければ、特に限定されることはなく、検知対象ガスが含まれない環境雰囲気において指示値がゼロ指示値よりも小さくなると想定される期間に応じて適宜設定することができる。第２の所定期間Ｔ２は、たとえば３分から、ガス検知器１が駆動停止する時間（ｔ５）までの範囲内で設定される。

制御手段３は、指示値がゼロ指示値よりも小さい場合に指示値をゼロ指示値に補正するように構成されていればよく、特に限定されることはないが、図５に示されるように、所定の測定回数（たとえば０．１秒間隔で測定した場合の５０回）にわたって連続して指示値がゼロ指示値よりも小さくなる場合に、所定の測定回数にわたる指示値の平均値をゼロ指示値に補正するように構成されることが好ましい。図５に示された例では、上矢印で示されるタイミングでこの補正が実施されている。このように連続して指示値がゼロ指示値よりも小さくなる場合に平均の指示値をゼロ指示値に補正するようにすることで、ガス検知手段２の変動による指示値の変動を、単なるノイズとは区別して、より正確に補正することができる。それによって、ガス検知器１は、検知対象ガスをより精度よく検知することができる。

なお、制御手段３は、指示値がゼロ指示値よりも小さく、さらに所定の閾値よりも小さい場合には、その指示値をノイズとみなし、指示値をゼロ指示値に補正しないように構成されていてもよい。これにより、ガス検知器１は、指示値の誤っている可能性のある補正を回避することができ、より正確に指示値を補正することができる。

制御手段３は、環境雰囲気中に常に存在する別のガス（たとえば酸素）の濃度に応じて、上述した第２の補正および任意で第１の補正を実施するか否かを決定するように構成されてもよい。その目的のために、ガス検知器１は、別のガスを検知するための別のガス検知手段をさらに備えていてもよい。たとえば、制御手段３は、別のガス検知手段により得られる別の出力値に基づき算出される別の指示値が別のガスの通常濃度の前後の所定範囲（たとえば酸素の場合２０．９±１．０ｖｏｌ％）内である場合に、上述した第２の補正および任意で第１の補正を実施するように構成される。この場合、ガス検知器１は、補正後の指示値を検知対象ガスの濃度を示すものとしてユーザに通知する。また、制御手段３は、別の指示値が別のガスの通常濃度の前後の所定範囲外である場合に、上述した第２の補正および任意で第１の補正を実施しないように構成される。この場合、ガス検知器１は、補正されていない指示値を検知対象ガスの濃度を示すものとしてユーザに通知する。これにより、ガス検知手段２により得られる出力値に基づいて算出される指示値が別のガスの濃度の変化に影響を受ける場合であっても、指示値の誤っている可能性のある補正を回避することができ、より正確に指示値を示すことができる。なお、別のガスの濃度は、ガス検知器１とは別の装置により測定されてもよい。

ガス検知器１は、図３（ａ）に示されるように、検知対象ガスの検知動作が完了すると、たとえば経過時間ｔ５において駆動停止される。ガス検知器１は、ガス検知器１の駆動停止から第２の所定時間ｔｂ内はガス検知手段２の駆動を維持するように構成されていてもよい。その場合において、制御手段３は、ガス検知器１の駆動停止から第２の所定時間ｔｂ内にガス検知器１が再駆動された場合は、上述した第１の補正および任意で第２の補正を実施しないように構成される。ガス検知器１では、たとえば誤作動などに起因して再起動が必要な場合がある。そのような場合でも、ガス検知器１の駆動停止後にもガス検知手段２の駆動を維持することで、ガス検知手段２の出力値が安定した状態が維持されて、ガス検知手段２の駆動時間中にガス検知器１が再駆動したときに、上述した第１の補正および任意で第２の補正を省略することができる。それにより、第１の補正および任意で第２の補正を省略することにより、ガス検知器１の駆動開始後の早期にガス検知手段２の出力値が安定することで検知対象ガスの検知精度を向上させることができる。さらに、ガス検知器１は、準備期間Ｔｐおよび暖機期間Ｔｗを省略して、ガス検知器１の駆動開始とともに検知対象ガスの検知動作を開始してもよい。

上述した第２の所定時間ｔｂは、ガス検知器１の駆動が停止されたあとガス検知手段２の駆動が維持される時間間隔である。第２の所定時間ｔｂは、特に限定されることはなく、ガス検知器１を駆動停止してから再駆動するのに要する時間に応じて適宜設定することができる。第２の所定時間ｔｂは、たとえば１０～６０秒の範囲内で設定される。

制御手段３は、ガス検知手段２の駆動開始から第３の所定時間ｔｃ内にガス検知器１が駆動停止された場合、ガス検知器１の駆動停止後にガス検知手段２の駆動を維持しないように構成され、ガス検知器１の駆動停止から第２の所定時間ｔｂ内にガス検知器１が再駆動されても、第１の補正および任意で第２の補正を実施するように構成される。ガス検知手段２は、その駆動開始から一定時間を経過する前に駆動停止された場合、出力値が安定する状態に至っていない可能性がある。そのような場合において、ガス検知器１の駆動停止後から再駆動までの時間に関わらず、第１の補正および任意で第２の補正を実施することで、検知対象ガスをより精度よく検知することができる。

上述した第３の所定時間ｔｃは、ガス検知手段２のガス検知素子２１、補償素子２２に所定の印加電圧Ｖ０が印加されてガス検知手段２が駆動開始してからの所定の時間間隔である。第３の所定時間ｔｃは、特に限定されることはなく、ガス検知手段２の駆動が開始されてからガス検知手段２の出力値が安定する状態に至るまでの時間に応じて適宜設定することができる。第３の所定時間ｔｃは、ガス検知手段２の駆動開始の経過時間ｔ１から、たとえば第１の所定期間Ｔ１の終了の経過時間ｔ３とほぼ同じ時間までに設定することができる。より具体的には、第３の所定時間ｔｃは、たとえば６０～１８０秒の範囲内で設定される。

１ ガス検知器
２ ガス検知手段
２１ 接触燃焼式ガス検知素子
２１ａ 抵抗発熱体
２１ｂ 感応体
２２ 補償素子
２３、２４ 抵抗素子
２５ 回路用電源
２６ 電位差計
３ 制御手段
４ 計時手段
５ 記憶手段
６ 通知手段
７ 電源

Claims (6)

1. 環境雰囲気に含まれる検知対象ガスを検知するためのガス検知器であって、
   前記ガス検知器が、
   ガス検知手段と、
   前記ガス検知手段により得られる出力値に基づき、前記検知対象ガスのガス濃度を示す指示値を算出する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記ガス検知器により前記検知対象ガスの検知動作が開始された時点から第１の所定期間において、第１の所定時間毎に、前記ガス検知手段により得られる出力値に基づいて算出される指示値が所定範囲内の場合、前記算出される指示値をゼロ指示値に補正するように構成される、
   ガス検知器。
2. 前記所定範囲は、前記第１の所定期間における時間経過に伴って小さくなるように設定される、
   請求項１に記載のガス検知器。
3. 前記ガス検知器は、前記ガス検知器の駆動停止から第２の所定時間内は前記ガス検知手段の駆動を維持するように構成され、
   前記制御手段は、前記ガス検知器の駆動停止から前記第２の所定時間内に前記ガス検知器が再駆動された場合は、前記補正を実施しないように構成される、
   請求項１または２に記載のガス検知器。
4. 前記制御手段は、前記ガス検知手段の駆動開始から第３の所定時間内に前記ガス検知器が駆動停止された場合、前記ガス検知器の駆動停止から前記第２の所定時間内に前記ガス検知器が再駆動されても、前記補正を実施するように構成される、
   請求項３に記載のガス検知器。
5. 前記制御手段は、前記ガス検知器により前記検知対象ガスの検知動作が開始された時点から、前記第１の所定期間よりも長い第２の所定期間において、前記ガス検知手段により得られる出力値に基づいて算出される指示値がゼロ指示値よりも小さい場合、前記算出される指示値をゼロ指示値に補正するように構成される、
   請求項１～４のいずれか１項に記載のガス検知器。
6. 前記ガス検知手段は、接触燃焼式ガスセンサである、
   請求項１～５のいずれか１項に記載のガス検知器。

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