JP3085449B2 - ガス検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス検出装置に係り、特
に、ガスセンサの温度依存性を補正したガス検出装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば半導体式ガスセンサを用い
たガス検出装置において、半導体式ガスセンサの温度依
存性を補正するようにしたものとして、図５に示すよう
なものが知られている。同図において、１は商用電源に
接続されるコンセント、２は商用電源を変圧するトラン
ス、３は例えば金属酸化物からなる半導体３ａ、ヒータ
３ｂ及び検出電極３ｃを有する半導体式センサである。
半導体式センサ３のヒータ３ｂはトランス２の一次巻線
２ａの一端とその中間タップとの間に接続され、検出電
極３ｂは電流−電圧変換抵抗４ａを介して一次巻線の他
端に接続されている。

【０００３】半導体式センサ３は、ヒータ３ｂに交流電
流を流すことにより半導体３ａが所定温度に加熱されて
おり、還元性ガス雰囲気においてその濃度に応じヒータ
３ｂと検出電極３ｃとの間の抵抗値が変化してそれに応
じた電流を流す。この半導体式センサ３にはその抵抗値
に応じた交流電流が流れ、この交流電流が電流−電圧変
換抵抗４ａによって交流電圧に変換される。

【０００４】上記電流−電圧変換抵抗４ａには、抵抗４
ｂとサーミスタ４ｃとの直列回路からなる温度補正回路
と、抵抗４ｄ及び４ｅの直列回路からなる分圧回路とが
並列に接続されて検出回路が構成されている。分圧回路
の抵抗４ｄ及び４ｅ間の接続点に現れる交流電圧は、こ
の接続点に接続された整流ダイオード５によって整流さ
れると共に平滑コンデンサ６によって平滑された上で比
較器７を構成するオペアンプの反転入力に印加される。

【０００５】トランス２の二次巻線２ｂに出現する交流
電圧は、整流ダイオード８により整流されると共に平滑
コンデンサ９によって平滑される。この直流電圧は、整
流ダイオード８のカソードと二次巻線２ｂの他端との間
に接続された抵抗４ｆ、可変抵抗４ｇ及び抵抗４ｈから
なる分圧回路によって分圧され、この分圧された電圧が
可変抵抗４ｇの可動接点から取り出されて比較器７を構
成するオペアンプの非反転入力に基準電圧として印加さ
れる。整流ダイオード８のカソードと比較器７の出力と
の間にはブザーＢが接続され、比較器７の反転入力に印
加されている電圧が非反転入力に印加されている電圧よ
りも大きくなって比較器７の出力レベルがＬレベルにな
ると鳴動して警報音を発する。なお、１０ａはフュー
ズ、１０ｂはバリスタ、１０ｃは放電ギャップである。

【０００６】上述した構成において、ガス濃度が上昇す
ると、半導体式ガスセンサ３の抵抗値が小さくなってセ
ンサ３を通じて流れる電流が増大し、これに伴ってセン
サ３と電流−電圧変換抵抗４ａとの接続点の電圧が上昇
する。そして、ガス濃度が警報点を越えて増大すると、
比較器７の反転入力に印加される電圧が非反転入力に印
加されている基準電圧よりも大きくなり、比較器７の出
力がＬレベルに反転するようになる。このことによりブ
ザーＢが鳴動を開始してガス漏れなどを警報するように
なる。

【０００７】半導体式ガスセンサ３は、図６に示すよう
に、センサの抵抗値は通常、温度に対して対数的に変化
する温度依存性を有するので、図５の従来装置では、電
流−電圧変換抵抗４ａ、抵抗４ｂ、サーミスタ４ｃ、抵
抗４ｄ及び４ｅから構成された検出回路の温度係数を、
センサの抵抗値の温度係数（β定数）に合わせ込んで温
度補正を行っている。因に、図６の場合のβ定数は８６
０Ｋであるので、β定数３０００Ｋのサーミスタを用い
ている図５の装置では、抵抗４ｂ、４ｄ及び４ｅの定数
調整を行って８６０Ｋになるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図６に示すようなセン
サの抵抗値の温度依存性は、半導体式センサの加熱温度
が比較的高いメンタンガスについて示したものである
が、この場合は、空気中とガス中での温度係数が略同じ
となるので、単一の温度係数を有する検出回路を使用す
ることで対応することができる。

【０００９】しかし、一酸化炭素（ＣＯ）ガスに対する
センサの抵抗値の温度依存性の場合には、図７に示すよ
うに、空気中とＣＯガス中の温度係数が大きく異なるだ
けでなく、単一のガス濃度においても、センサの抵抗値
の温度依存性が直線的とならず、非線形特性を呈するよ
うになる。このため、単一の温度係数しか有しない従来
の検出回路を使用したのでは、精度良く補正を行うこと
ができないという問題がある。

【００１０】よって本発明は、上述した従来の問題に鑑
み、空気中とガス中においてガス濃度によって温度係数
が大きく異なるＣＯガスのようなガスを検出するガスセ
ンサの抵抗値の温度依存性を、精度良く補正できるガス
検出装置を提供することを主たる目的としている。

【００１１】また本発明は、上述した従来の問題に鑑
み、空気中とガス中においてガス濃度だけでなく温度に
よっても温度係数が大きく異なるＣＯガスのようなガス
を検出するガスセンサの抵抗値の温度依存性を、より精
度良く補正できるガス検出装置を提供することを他の目
的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記主たる目的を達成す
るため本発明により成されたガス検出装置は、図１の基
本構成図に示すように、ガスセンサ３の周囲温度依存性
を、感温素子１２で補正するようにしたガス検出装置に
おいて、前記ガスセンサにより検知したガス濃度に応じ
た大きさのガス検出電圧をＡ／Ｄ変換して入力するガス
検出手段１０ａ−１と、前記感温素子により検知した周
囲温度に応じた大きさの感温電圧をＡ／Ｄ変換して入力
する温度検出手段１０ａ−２と、前記ガス検出手段が入
力したガス検出電圧の大きさに対応した複数のガス濃度
範囲の各々に対して予め定められた補正式及び補正係数
などを含む補正データを格納する補正データ格納手段１
０ｂ−１と、前記ガス検出電圧によって前記ガス濃度範
囲を検出し、該検出したガス濃度範囲に対して予め定め
られた補正データを前記補正データ格納手段から読み出
す補正データ読出手段１０ａ−３と、前記ガス検出電
圧、前記感温電圧及び前記補正データ読出手段により読
み出した補正データにより演算し補正後のガス検出電圧
を求める補正演算手段１０ａ−４とを備えることを特徴
としている。

【００１３】上記他の目的を達成するため本発明により
成されたガス検出装置は、前記補正データ格納手段が、
前記ガス検出手段が入力したガス検出電圧の大きさに対
応した複数のガス濃度範囲と前記温度検出手段が入力し
た感温電圧の大きさに対応した複数の温度範囲とが互い
に重複する範囲に対して予め定められた補正式及び補正
係数などを含む補正データを格納し、前記補正データ読
出手段が、前記ガス検出電圧と前記感温電圧とによって
前記重複範囲を検出し、該検出した重複範囲に対して予
め定められた補正データを前記補正データ格納手段から
読み出し、前記補正演算手段が、前記ガス検出電圧、前
記感温電圧及び前記補正データ読出手段により読み出し
た前記重複範囲に対して予め定められた補正データによ
り演算し補正後のガス検出電圧を求めることを特徴とし
ている。

【００１４】

【作用】上記主たる目的を達成するための構成におい
て、ガス検出手段１０ａ−１が、ガスセンサ３により検
知したガス濃度に応じた大きさのガス検出電圧をＡ／Ｄ
変換して入力し、温度検出手段１０ａ−２が感温素子１
２により検知した周囲温度に応じた大きさの感温電圧を
Ａ／Ｄ変換して入力する。補正データ格納手段１０ｂ−
１は、ガス検出手段が入力したガス検出電圧の大きさに
対応した複数のガス濃度範囲の各々に対して予め定めら
れた補正式及び補正係数などを含む補正データを格納し
ており、補正データ読出手段１０ａ−３がガス検出電圧
によってガス濃度範囲を検出し、該検出したガス濃度範
囲に対して予め定められた補正データを補正データ格納
手段から読み出す。補正演算手段１０ａ−４は、ガス検
出電圧、感温電圧及び補正データ読出手段により読み出
した補正データにより演算し補正後のガス検出電圧を求
める。

【００１５】よって、補正演算手段１０ａ−４によって
求められた補正後のガス検出電圧は、ガス検出手段が入
力したガス検出電圧の大きさに対応した複数のガス濃度
範囲の各々に対して予め定められた補正式及び補正係数
などを含む補正データによるものであるので、ガス濃度
によって温度係数が大きく異なるようなガスの場合で
も、これを検出するガスセンサの抵抗値の温度依存性を
精度良く補正することができる。

【００１６】上記他の目的を達成するための構成におい
て、補正データ格納手段１０ｂ−１が、ガス検出手段１
０ａ−１が入力したガス検出電圧の大きさに対応した複
数のガス濃度範囲と温度検出手段１０ａ−２が入力した
感温電圧の大きさに対応した複数の温度範囲とが互いに
重複する範囲に対して予め定められた補正式及び補正係
数などを含む補正データを格納し、補正データ読出手段
１０ａ−３が、ガス検出電圧と感温電圧とによって上記
重複範囲を検出し、該検出した重複範囲に対して予め定
められた補正データを補正データ格納手段１０ｂ−１か
ら読み出し、補正演算手段１０ａ−４が、ガス検出電
圧、感温電圧及び補正データ読出手段１０ａ−３により
読み出した上記重複範囲に対して予め定められた補正デ
ータにより演算し補正後のガス検出電圧を求める。

【００１７】よって、補正演算手段１０ａ−４によって
求められた補正後のガス検出電圧は、ガス検出電圧、感
温電圧及び補正データ読出手段１０ａ−３により読み出
した上記重複範囲に対して予め定められた補正データに
よるものであるので、ガス濃度だけでなく温度によって
も温度係数が大きく異なるようなガスの場合でも、これ
を検出するガスセンサの抵抗値の温度依存性をより精度
良く補正することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は本発明によるガス検出装置の一実施例を示
す回路図であり、同図において、商用電源に接続される
コンセント１、トランス２、半導体式センサ３、電流−
電圧変換抵抗４ａとこれら相互間の結線は、図５につい
て上述した従来のものと同一であるが、本実施例では、
ＣＯガスを有効に検出できるように半導体式ガスセンサ
３の加熱温度が低くされている。

【００１９】電流−電圧変換抵抗４ａにより得られる電
圧は、整流ダイオード５によって整流されると共に平滑
コンデンサ６によって平滑された上で、ガス検出電圧と
してマイクロコンピュータからなる制御部１０の入力ポ
ートＩ₁ に印加される。

【００２０】トランス２の二次巻線２ｂに出現する交流
電圧は、整流ダイオード８により整流されると共に平滑
コンデンサ９によって平滑された上で、ＩＣ化された定
電圧回路１１によって安定化されている。この定電圧回
路１１と基準電位点との間には、サーミスタのような感
温素子１２と固定抵抗１３との直列回路と、可変抵抗１
４と固定抵抗１５との直列回路とが接続されている。な
お、Ｃはノイズ除去用コンデンサである。

【００２１】上記感温素子１２と固定抵抗１３との接続
点の電圧は周囲温度によって変化する感温素子１２の抵
抗値に応じて変化し、感温電圧として制御部１０の入力
ポートＩ₂ に印加され、可変抵抗１４の可動接点から取
り出される電圧は警報点電圧として入力ポートＩ₃ に印
加される。定電圧回路１１の出力と基準電位点との間に
はまた、ブザーＢとスイッチ手段としてのスイッチング
トランジスタ１６との直列回路が接続されている。スイ
ッチングトランジスタ１６は制御部１０の出力ポートＯ
からの信号によりオン・オフ制御される。

【００２２】上記制御部１０は、予め定めた制御プログ
ラムに従って処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）１
０ａと、上記制御プログラムの他各種の固定データが格
納されたＲＯＭ１０ｂと、各種の書き換え自在のデータ
を格納するエリアの他各種のワークエリアを有するＲＡ
Ｍ１０ｃとを有する。ＲＯＭ１０ｂに格納される固定デ
ータは、図 について上述した空気中とガス濃度３００
ppm 中での任意温度におけるセンサ抵抗値を、回路調整
時の温度２０℃における抵抗値に補正するための補正係
数データである。

【００２３】なお、図７に示した温度依存性を有する半
導体式ガスセンサを図２の回路に適用した場合、整流ダ
イオード５の出力である入力ポートＩ₁ に印加されるガ
ス検出電圧ｖ₁ が、感温素子１２と抵抗１３との接続点
の電圧である入力ポートＩ₂に印加される感温電圧ｖ₂
に対し、図３に示すように変化する。

【００２４】図３の空気中の曲線において、温度２０℃
でのガス検出電圧及び感温電圧の値をｖ₁₂₀ 及び
ｖ₂₂₀ 、温度３６℃でのガス検出電圧及び感温電圧の値
をｖ₁₃₆ 及びｖ₂₃₆ とし、２０℃以下、２０℃〜３６℃
及び３６℃以上でのガス検出電圧ｖ ₁ の温度変化率をＡ
₁ 、Ａ₂ 及びＡ₃ とする。以上により、２０℃以下の任
意温度（に対応する感温電圧ｖ₂ ）におけるガス検出電
圧ｖ₁ は、ｖ₁ ＝ｖ₁₂₀ −Ａ ₁ （ｖ₂₂₀ −ｖ₂ ）で表さ
れる。よって、任意温度（に対応する感温電圧ｖ₂ ）に
おけるガス検出電圧ｖ₁ を補正した後のガス検出電圧ｖ
₁ ′は、ｖ₁ ′＝ｖ₁＋Ａ₁ （ｖ₂₂₀ −ｖ₂ ）となる。
ここで、ｖ₁ 及びｖ₂ は入力ポートＩ₁ 及びＩ ₂ からそ
れぞれ読み込んだ電圧値、ｖ₂₂₀ 及びＡ₁ はＲＯＭ１０
ｂ中に補正係数データとして予め格納された固定データ
である。

【００２５】次に、２０℃〜３６℃の間の任意温度（に
対応する感温電圧ｖ₂ ）におけるガス検出電圧ｖ₁ は、
ｖ₁ ＝ｖ₁₂₀ ＋Ａ₂ ｖ₂ で表される。よって、任意温度
（に対応する感温電圧ｖ₂ ）におけるガス検出電圧ｖ₁
を補正した後のガス検出電圧ｖ₁ ′は、ｖ₁ ′＝ｖ₁ −
Ａ₂ ｖ₂ となる。ここで、ｖ₁ 及びｖ₂ は入力ポートＩ
₁ 及びＩ₂ からそれぞれ読み込んだ電圧値、Ａ₂ はＲＯ
Ｍ１０ｂ中に補正係数データとして予め格納された固定
データである。また、３６℃以上の任意温度（に対応す
る感温電圧ｖ₂ ）におけるガス検出電圧ｖ₁ は、ｖ₁ ＝
ｖ₁₃₆ ＋ｖ₂₃₆＋Ａ₃ ｖ₂ で表される。よって、任意温
度（に対応する感温電圧ｖ₂ ）におけるガス検出電圧ｖ
₁ を補正した後のガス検出電圧ｖ₁ ′は、ｖ₁₃₆ −ｖ
₁₂₀ ＝Δｖ ₁ とすると、ｖ₁ ′＝ｖ₁ −（Δｖ₁ ＋Ａ₃
ｖ₂ ）となる。ここで、ｖ₁ 及びｖ ₂ は入力ポートＩ₁
及びＩ₂ からそれぞれ読み込んだ電圧値、Δｖ₁ 及びＡ
₁ はＲＯＭ１０ｂ中に補正係数データとして予め格納さ
れた固定データである。

【００２６】よって、２０℃以下に対して補正式ｖ₁ ′
＝ｖ₁ ＋Ａ₁ （ｖ₂₂₀ −ｖ₂ ）と補正係数ｖ₂₂₀ 及びＡ
₁ とが、２０℃〜３６℃に対して補正式ｖ₁ ′＝ｖ₁ −
Ａ₂ｖ₂ と補正係数Ａ₂ とが、そして３６℃以上に対し
て補正式ｖ₁ ′＝ｖ₁ −（Δｖ₁ ＋Ａ₃ ｖ₂ ）と補正係
数Δｖ₁ 及びＡ₁ とが、ＲＯＭ１０ｂ中に予め格納され
る。

【００２７】同様の補正式及び補正係数は、ガス濃度３
００ppm 中の曲線についても、２０℃以下に対して補正
式ｖ₁ ′＝ｖ₁ ＋Ａ₄ （ｖ₂₂₀ −ｖ₂ ）と補正係数ｖ
₂₂₀ 及びＡ₄ とが、２０℃〜３６℃に対して補正式
ｖ₁ ′＝ｖ₁ −Ａ₅ ｖ₂ と補正係数Ａ₅ とが、そして３
６℃以上に対して補正式ｖ₁ ′＝ｖ₁ −（Δｖ₁ ′＋Ａ
₆ ｖ ₂ ）と補正係数Δｖ₁ ′及びＡ₆ とがＲＯＭ１０ｂ
中に予め格納される。なお、Δｖ₁ ′はガス濃度３００
ppm 中温度２０℃及び３６℃でのガス検出電圧ｖ₁₂₀′
及びｖ₁₃₆ ′の差（＝ｖ₁₃₆ ′−ｖ₁₂₀ ′）によって与
えられる。

【００２８】なお、図３中、黒点で示すような感温電圧
ｖ₂ 及びガス検出電圧ｖ₁ が検出されたとすると、同図
中の式ｖ₁ ′＝ｖ₁ −Ａ₂ ｖ₂ による演算によって求め
られた補正後のガス検出電圧ｖ₁ ′はｘ印で示される点
に補正され、この補正されたガス検出電圧によってガス
濃度が警報レベルに達しているがどうかの判断が行われ
る。

【００２９】よって、ＲＯＭ１０ｂ中の図示しない所定
エリアは、ガス検出電圧の大きさに対応した複数のガス
濃度範囲と感温電圧の大きさに対応した複数の温度範囲
とが互いに重複する範囲に対して予め定められた補正式
及び補正係数などを含む補正データを格納する補正デー
タ格納手段１０ｂ−１として働いている。

【００３０】上述した構成において、制御部１０のＣＰ
Ｕ１０ａは、入力ポートＩ₁ 〜Ｉ₃に印加されているガ
ス検出電圧ｖ₁ 、感温電圧ｖ₂ 及び警報点電圧ｖ₃ を所
定のタイミングでデジタル信号に変換して読み込み、こ
の読み込んだ電圧値をＲＡＭ１０ｃの所定エリアにそれ
ぞれ格納する。その後、各電圧値について以下のような
判断処理を行う。

【００３１】まず、ガス検出電圧ｖ₁ と予め定められＲ
ＯＭ１０ｂ中に格納された所定の電圧値ｖ₀ とを比較
し、半導体式ガスセンサ３の抵抗値が大きくｖ₁ ＜ｖ₀
であるときには、半導体式ガスセンサ３が空気或いは濃
度の低いガスを検出していると判断し、また半導体式ガ
スセンサ３の抵抗値が小さくｖ₁ ≧ｖ₀ であるときに
は、半導体式ガスセンサ３が比較的濃度の高いガスを検
出していると判断する。次に、感温電圧ｖ₂ が温度２０
℃及び３６℃に対応する電圧値ｖ₂₂₀ 及びｖ₂₃₆ に対し
てどのような関係にあるかを、ｖ₂ ＜ｖ₂₂₀ 、ｖ₂₂₀ ≦
ｖ₂ ≦ｖ₂₃₆ 及びｖ ₂₃₆ ＜ｖ₂ によりチェックして判断
する。

【００３２】そして、ｖ₁ ＜ｖ₀ であってｖ₂ ＜ｖ₂₂₀
であるときには、補正式ｖ₁ ′＝ｖ ₁ ＋Ａ₁ （ｖ₂₂₀ −
ｖ₂ ）と補正係数ｖ₂₂₀ 及びＡ₁ とにより補正後のガス
検出電圧ｖ₁ ′を求める。また、ｖ₂₂₀ ≦ｖ₂ ≦ｖ₂₃₆
であるときには補正式ｖ₁ ′＝ｖ₁ −Ａ₂ ｖ₂ と補正係
数Ａ₂ とにより、ｖ₂₃₆ ＜ｖ₂ であるときには補正式ｖ
₁ ′＝ｖ₁ −（Δｖ₁ ＋Ａ₃ ｖ₂ ）と補正係数Δｖ₁ 及
びＡ₁ とにより補正後のガス検出電圧ｖ₁ ′をそれぞれ
求める。

【００３３】一方、ｖ₁ ≧ｖ₀ であってｖ₂ ＜ｖ₂₂₀ で
あるときには補正式ｖ₁ ′＝ｖ₁ ＋Ａ₄ （ｖ₂₂₀ −
ｖ₂ ）と補正係数ｖ₂₂₀ 及びＡ₄ とにより、ｖ₂₂₀ ≦ｖ
₂ ≦ｖ_{23 6} であるときには補正式ｖ₁ ′＝ｖ₁ −Ａ₅ ｖ
₂ と補正係数Ａ₅ とにより、そしてｖ₂₃₆ ＜ｖ₂ である
ときには補正式ｖ₁ ′＝ｖ₁ −（Δｖ₁ ′＋Ａ₆ ｖ₂ ）
と補正係数Δｖ₁ ′及びＡ₆ とにより補正後のガス検出
電圧ｖ₁ ′をそれぞれ求める。

【００３４】上述のようにして求めた補正後のガス検出
電圧ｖ₁ ′は、ＣＰＵ１０ａにおいて警報点電圧ｖ₃ と
比較される。ｖ₁ ′≧ｖ₃ であるときには、ＣＰＵ１０
ａは半導体式ガスセンサ３が検出しているガスの濃度が
危険なレベル以上になっていると判断して出力ポートＯ
をＬレベルからＨレベルにし、スイッチングトランジス
タ１６をオンさせてブザーＢに電流を流して鳴動させ警
報音を発生させる。ｖ ₁ ′＜ｖ₃ であるときには、ＣＰ
Ｕ１０ａは半導体式ガスセンサ３が検出しているガスの
濃度が危険なレベルに達していないと判断して警報音を
発生させることを行わず、予め設定した所定時間の経過
を待って上述の動作を繰り返す。

【００３５】以上概略説明した動作の詳細を、ＣＰＵ１
０ａが予め定めた制御プログラムに従って行う処理を示
す図４のフローチャートを参照して以下説明する。ＣＰ
Ｕ１０ａは電源の投入によって動作を開始し、その最初
のステップＳ０において初期化を行う。続くステップＳ
１において入力ポートＩ₁ に印加されているガス検出電
圧ｖ₁ をＡ／Ｄ変換して読み込み、その後のステップＳ
２において入力ポートＩ₂ に入力されている感温電圧ｖ
₂ をＡ／Ｄ変換して読み込み、更にその後のステップＳ
３において入力ポートＩ₃ に入力されている警報点電圧
ｖ₃ をＡ／Ｄ変換して読み込み、各ステップで読み込ん
だ電圧値データをＲＡＭ１０ｃ中の予め定めた所定エリ
アにそれぞれ格納する。

【００３６】次にステップＳ４に進み、ここで上記ステ
ップＳ１においてＲＡＭ１０ｃの所定エリアに格納した
ガス検出電圧ｖ₁ の電圧値を、予めＲＯＭ１０ｂに格納
して定めた電圧値ｖ₀ と比較し、ｖ₁ がｖ₀ より小さい
か否かを判定する。このステップＳ４の判定がＹＥＳの
ときには次にステップＳ５に進み、ここで上記ステップ
Ｓ２においてＲＡＭ１０ｂの所定エリアに格納した感温
電圧ｖ₂ の電圧値を予めＲＯＭ１０ｂに格納して定めた
電圧値ｖ₂₂₀ と比較し、ｖ₂ がｖ₂₂₀ より小さいか否か
を判定する。このステップＳ５の判定がＹＥＳのとき、
すなわち、ｖ₂＜ｖ₂₂₀ であるときにはステップＳ６に
進んで補正後のガス検出電圧をｖ₁ ′＝ｖ₁ ＋Ａ₁ （ｖ
₂₂₀ −ｖ₂ ）を演算することにより求めてからステップ
Ｓ７に進む。

【００３７】上記ステップＳ５の判定がΝＯのとき、す
なわち、ｖ₂ ＜ｖ₂₂₀ でないときにはステップＳ８に進
んで次にｖ₂ がｖ₂₂₀ とｖ₂₃₆ との間にあるか否かを判
定する。このステップＳ８の判定がＹＥＳのとき、すな
わち、ｖ₂₂₀ ≦ｖ₂ ≦ｖ₂₃₆であるときにはステップＳ
９に進んで補正後のガス検出電圧をｖ₁ ′＝ｖ₁ −Ａ ₂
ｖ₂ を演算することにより求めてからステップＳ７に進
む。また、ステップＳ８の判定がΝＯでｖ₂₂₀ ≦ｖ₂ ≦
ｖ₂₃₆ でなく、ｖ₂₃₆ ＜ｖ₂ のときにはステップＳ１０
に進んで補正後のガス検出電圧をｖ₁ ′＝ｖ₁ −（Δｖ
₁ ＋Ａ₃ ｖ₂ ）を演算することによって求めてからステ
ップＳ７に進む。

【００３８】上記ステップＳ７においては、上記ステッ
プＳ６、Ｓ９、Ｓ１０において演算して求めた補正後の
ガス検出電圧ｖ₁ ′が上記ステップＳ３においてＲＡＭ
１０ｂの所定エリアに格納した警報点電圧ｖ₃ の電圧値
よりも小さいか否かを判定する。このステップＳ７の判
定がＹＥＳのとき、すなわち、ｖ₁ ′＜ｖ₃ であるとき
にはステップＳ１１に進んで出力ポートＯをＬレベルか
らＨレベルに切り換え、その後ステップＳ１２に進んで
予め定めた一定時間ｔを経過したか否かを判定し、一定
時間の経過を待って上記ステップＳ１に戻って上述の動
作を繰り返す。また、上記ステップＳ７の判定がΝＯの
とき、すなわち、ｖ₁ ′＜ｖ₃ でないときにはステップ
Ｓ１１を飛ばしてステップＳ１２に進み、予め定めた一
定時間ｔの経過を待って上記ステップＳ１に戻って上記
動作を繰り返す。

【００３９】上記ステップＳ４の判定がΝＯのとき、す
なわち、上記ステップＳ１においてＲＡＭ１０ｃの所定
エリアに格納したガス検出電圧ｖ₁ の電圧値が予めＲＯ
Ｍ１０ｂに格納して定めた電圧値ｖ₀ より大きいときに
は次にステップＳ１３に進み、ここで感温電圧ｖ₂ の電
圧値を電圧値ｖ₂₂₀ と比較し、ｖ₂ がｖ₂₂₀ より小さい
か否かを判定する。このステップＳ１３の判定がＹＥＳ
のとき、すなわち、ｖ ₂ ＜ｖ₂₂₀ であるときにはステッ
プＳ１４に進んで補正後のガス検出電圧をｖ₁′＝ｖ₁
＋Ａ₄ （ｖ₂₂₀ −ｖ₂ ）を演算することにより求めてか
ら上記ステップＳ７に進む。

【００４０】上記ステップＳ１３の判定がΝＯのとき、
すなわち、ｖ₂ ＜ｖ₂₂₀ でないときにはステップＳ１６
に進んで次にｖ₂ がｖ₂₂₀ とｖ₂₃₆ との間にあるか否か
を判定する。このステップＳ１６の判定がＹＥＳのと
き、すなわち、ｖ₂₂₀ ≦ｖ₂ ≦ｖ₂₃₆ であるときにはス
テップＳ１７に進んで補正後のガス検出電圧をｖ₁ ′＝
ｖ₁ −Ａ₅ ｖ₂ を演算することにより求めてからステッ
プＳ７に進む。また、ステップＳ１６の判定がΝＯでｖ
₂₂₀ ≦ｖ₂ ≦ｖ₂₃₆ でなく、ｖ₂₃₆ ＜ｖ₂ のときにはス
テップＳ１８に進んで補正後のガス検出電圧をｖ₁ ′＝
ｖ₁ −（Δｖ₁ ＋Ａ₆ ｖ₂ ）を演算することによって求
めてからステップＳ７に進む。

【００４１】以上、図４のフローチャートを参照して説
明したように、予め定めたプログラムに従って動作する
ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１の処理により、ガスセン
サにより検知したガス濃度に応じた大きさのガス検出電
圧をＡ／Ｄ変換して入力するガス検出手段１０ａ−１と
して働いている。また、ステップＳ２の処理により、感
温素子であるサーミスタ１２により検知した周囲温度に
応じた大きさの感温電圧をＡ／Ｄ変換して入力する温度
検出手段１０ａ−２として働いている。

【００４２】更に、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ１
３、Ｓ１６、の処理により、ガス検出電圧によって前記
ガス濃度範囲を検出し、該検出したガス濃度範囲に対し
て予め定められた補正データをＲＯＭ１０ｂの所定エリ
アから読み出すか、又は、ガス検出電圧と感温電圧とに
よって重複範囲を検出し、該検出した重複範囲に対して
予め定められた補正データをＲＯＭ１０ｂの所定エリア
から読み出す補正データ読出手段１０ａ−３として働い
ている。

【００４３】しかも、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ６、
Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１４、Ｓ１７及びＳ１８の処理によ
り、ガス検出電圧、感温電圧及び読み出した補正データ
により演算し補正後のガス検出電圧を求めるか、又は、
ガス検出電圧、感温電圧及び読み出した重複範囲に対し
て予め定められた補正データにより演算し補正後のガス
検出電圧を求める補正演算手段１０ａ−４として働いて
いる。ＣＰＵ１０ａはまた、ステップＳ７の処理によ
り、補正後のガス検出電圧を予め定めた警報点電圧と比
較し、補正後のガス検出電圧がガス警報レベルを越えた
ガス濃度に対応するとき警報信号を出力する比較手段と
して働いている。

【００４４】この比較手段が補正後のガス検出電圧を予
め定めた警報点電圧と比較し、補正後のガス検出電圧が
ガス警報レベルを越えたことを検出することが、ガス濃
度だけでなく温度によっても温度係数が大きく異なるよ
うなガスの場合でも、精度良く行える。また、警報手段
としてのブザーＢが比較手段が出力する警報信号に応じ
て警報を発することも、精度良く行える。よって、補正
後のガス検出電圧がガス警報レベルを越えたことを検出
することは勿論のこと、この検出により出力される警報
信号に応じて警報を発することも、ガス濃度だけでなく
温度によっても温度係数が大きく異なるようなガスの場
合でも、精度良く行える。

【００４５】以上説明した実施例では、ＣＰＵ１０ａ
は、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ１３、Ｓ１６、の処
理により、ガス検出電圧と感温電圧とによって重複範囲
を検出し、該検出した重複範囲に対して予め定められた
補正データをＲＯＭ１０ｂの所定エリアから読み出すよ
うにしているが、本発明はガス検出電圧、感温電圧及び
読み出した補正データにより演算し補正後のガス検出電
圧を求めることによって、ガスセンサ使用して空気中と
ＣＯガス中のように、ガス濃度によって温度係数が大き
く異なるようなガスを検出するガスセンサの抵抗値の温
度依存性を精度良く補正することができるものである。

【００４６】しかし、実施例のように、ガス検出電圧と
感温電圧とによって重複範囲を検出し、該検出した重複
範囲に対して予め定められた補正データをＲＯＭ１０ｂ
の所定エリアから読み出すようにすることにより、ガス
センサ使用して空気中とＣＯガス中のように、ガス濃度
だけでなく温度によっても温度係数が大きく異なるよう
なガスを検出するガスセンサの抵抗値の温度依存性をよ
り精度良く補正することができるようにもなる。

【００４７】なお、上述の実施例では、周囲温度依存性
を有し、この周囲温度依存性を感温素子で補正するよう
にしたガスセンサとして、半導体式ガスセンサの例を示
したが、この半導体式ガスセンサと同様の周囲温度依存
性を有するガスセンサとしては、固体電解式ガスセンサ
などのガスセンサがある。

【００４８】また、実施例では、補正データ格納手段に
は、ガス検出電圧の大きさに直接対応した複数のガス濃
度範囲と感温電圧の大きさに直接対応した複数の温度範
囲とが互いに重複する範囲に対して予の各々に対して予
め定められた補正式及び補正係数などを含む補正データ
が格納されている。しかし、ガス検出電圧及び感温電圧
の大きさに直接対応せず、ガス検出電圧及び感温電圧を
半導体式ガスセンサ及びサーミスタの抵抗値に一度変換
し、この抵抗値の大きさに直接対応していてガス検出電
圧感温電圧の大きさには間接的に対応した複数のガス濃
度範囲と複数の温度範囲の各々に対して予め定められた
補正式及び補正係数などを含む補正データが格納される
ようにしてもよい。

【００４９】また、上述の実施例では、ガス検出電圧に
よってガス濃度を判定するため、１つの所定電圧値ｖ₀
しか定めていないが、これを３又はそれ以上設けること
により、より精度のよい補正が可能になる。３つの場合
には、例えば空気〜１００ppm の間、１００ppm 〜２０
０ppm の間、及び２００ppm 〜４００ppm の間にそれぞ
れ設けるとよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
スセンサにより検知したガス濃度に応じた大きさのガス
検出電圧を入力し、ガス検出電圧の大きさに対応した複
数のガス濃度範囲の各々に対して格納した予め定められ
た補正式及び補正係数などを含む補正データから、ガス
検出電圧によって検出したガス濃度範囲に対して予め定
められたものを読み出し、ガス検出電圧、感温電圧及び
読み出した補正データにより演算し補正後のガス検出電
圧を求めるようにしているので、補正後のガス検出電圧
は、ガス濃度によって温度係数が大きく異なるようなガ
スの場合でも、これを検出する半導体式ガスセンサの抵
抗値の温度依存性を精度良く補正されるようになる。

【００５１】特に、補正後のガス検出電圧は、ガス検出
電圧、感温電圧及びガス検出電圧の大きさに対応した複
数のガス濃度範囲と感温電圧の大きさに対応した複数の
温度範囲とが互いに重複する範囲である重複範囲に対し
て予め定められた補正データによるものであるので、ガ
ス濃度だけでなく温度によっても温度係数が大きく異な
るようなガスの場合でも、これを検出するガスセンサの
抵抗値の温度依存性をより精度良く補正されるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス検出装置の基本構成を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明によるガス検出装置の一実施例を示す回
路図である。

【図３】本発明によりガス検出装置におけるガス検出電
圧の補正の仕方を説明するためのグラフである。

【図４】図２中のＣＰＵが行う処理を示すフローチャー
トである。

【図５】従来のガス検出装置の一例を示す回路図であ
る。

【図６】半導体式ガスセンサの空気とメタンガスに対す
るセンサ抵抗の温度依存性を示すグラフである。

【図７】半導体式ガスセンサの空気とＣＯガスに対する
センサ抵抗の温度依存性を示すグラフである。

【符号の説明】

３ ガスセンサ（半導体式ガスセンサ） １２ 感温素子 １０ａ−１ ガス検出手段（ＣＰＵ） １０ａ−２ 温度検出手段（ＣＰＵ） １０ａ−３ 補正データ読出手段（ＣＰＵ） １０ａ−４ 補正演算手段（ＣＰＵ） １０ｂ−１ 補正データ格納手段（ＲＯＭ）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−328459（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−232798（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−63560（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−114164（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−72252（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−210652（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−260730（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−311178（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−328459（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−307295（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−18816（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−146143（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−64762（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/12 G01N 27/04 G01N 5/00 G01N 27/26 G01N 27/58

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスセンサの周囲温度依存性を、感温素
   子で補正するようにしたガス検出装置において、 前記ガスセンサにより検知したガス濃度に応じた大きさ
   のガス検出電圧をＡ／Ｄ変換して入力するガス検出手段
   と、 前記感温素子により検知した周囲温度に応じた大きさの
   感温電圧をＡ／Ｄ変換して入力する温度検出手段と、 前記ガス検出手段が入力したガス検出電圧の大きさに対
   応した複数のガス濃度範囲の各々に対して予め定められ
   た補正式及び補正係数などを含む補正データを格納する
   補正データ格納手段と、 前記ガス検出電圧によって前記ガス濃度範囲を検出し、
   該検出したガス濃度範囲に対して予め定められた補正デ
   ータを前記補正データ格納手段から読み出す補正データ
   読出手段と、 前記ガス検出電圧、前記感温電圧及び前記補正データ読
   出手段により読み出した補正データにより演算し補正後
   のガス検出電圧を求める補正演算手段とを備えることを
   特徴とするガス検出装置。
2. 【請求項２】 前記補正データ格納手段が、前記ガス検
   出手段が入力したガス検出電圧の大きさに対応した複数
   のガス濃度範囲と前記温度検出手段が入力した感温電圧
   の大きさに対応した複数の温度範囲とが互いに重複する
   範囲に対して予め定められた補正式及び補正係数などを
   含む補正データを格納し、 前記補正データ読出手段が、前記ガス検出電圧と前記感
   温電圧とによって前記重複範囲を検出し、該検出した重
   複範囲に対して予め定められた補正データを前記補正デ
   ータ格納手段から読み出し、 前記補正演算手段が、前記ガス検出電圧、前記感温電圧
   及び前記補正データ読出手段により読み出した前記重複
   範囲に対して予め定められた補正データにより演算し補
   正後のガス検出電圧を求めることを特徴とする請求項１
   記載のガス検出装置。