JP6168919B2 - Gas detection device and gas detection method - Google Patents

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Description

本発明は、低消費電力型のガス検知装置及びガス検知方法に関するものである。   The present invention relates to a low power consumption gas detection device and a gas detection method.

ガス検知装置は、一般的にガス漏れ警報器等の用途に用いられる。このガス検知装置に用いられるガスセンサは、ある特定ガス、例えば、ＣＯ，ＣＨ４，Ｃ３Ｈ８，Ｃ２Ｈ５ＯＨ等の還元性ガスに選択的に感応するデバイスであり、その性格上、高感度、高選択性、高応答性、高信頼性、低消費電力が必要不可欠である。 The gas detection device is generally used for applications such as a gas leak alarm. The gas sensor used in this gas detection device is a device that is selectively sensitive to a specific gas, for example, a reducing gas such as CO, CH 4 , C 3 H 8 , C 2 H 5 OH, etc. High sensitivity, high selectivity, high response, high reliability, and low power consumption are indispensable.

ところで、家庭用として普及しているガス漏れ警報器には、都市ガス用やプロパンガス用の可燃性ガスの検知を目的としたもの、燃焼機器の不完全燃焼ガスの検知を目的としたもの、または、これら両方の機能を併せ持ったもの等があるが、何れもコストや設置性の問題から普及率はそれほど高くない。そこで、ガス漏れ警報器の普及率を向上させる観点から、設置性の改善、具体的には、ガス漏れ警報器を電池駆動としてコードレス化することが望まれている。   By the way, gas leak alarms that are widely used for household use are intended for detection of flammable gas for city gas and propane gas, for detection of incomplete combustion gas in combustion equipment, Alternatively, there are those having both of these functions, but the spread rate is not so high due to cost and installation problems. Therefore, from the viewpoint of improving the diffusion rate of the gas leak alarm device, it is desired to improve the installation property, specifically, to make the gas leak alarm device cordless by driving the battery.

電池駆動を実現するためには低消費電力化が最も重要である。しかしながら、接触燃焼式や半導体式のガスセンサでＣＨ４、Ｃ３Ｈ８を検知する場合は、４００℃〜５００℃の高温に加熱して検知する必要がある。低消費電力で高温に加熱するため、微細加工プロセスを用いてダイヤフラム構造等により超低熱容量構造としたガスセンサを、検知周期に合わせて間欠運転する必要がある。 Low power consumption is the most important for realizing battery drive. However, when CH 4 or C 3 H 8 is detected by a catalytic combustion type or semiconductor type gas sensor, it is necessary to detect it by heating to a high temperature of 400 ° C. to 500 ° C. In order to heat to a high temperature with low power consumption, it is necessary to intermittently operate a gas sensor having an ultra-low heat capacity structure with a diaphragm structure or the like using a microfabrication process in accordance with a detection cycle.

このようなガス検知装置の従来技術としては、例えば、特許文献１（特開２００９−２１０３４２号公報）に記載されたダイヤフラム構造のガスセンサがある。特許文献１の図１のガス検知装置１００は、薄膜式のセンサ素子２０と、ヒータ層６への通電を断続的に行って、ガス検知層１００の温度を変化させる通電駆動手段１２と、ガス検知層１００の電気抵抗値に基づいて検知対象ガスを検出するガス検出手段１３と、検知対象ガスが含まれる被検出ガスの湿度を検出する湿度検出手段１４と、湿度検出手段１４により検出された湿度を表示する湿度表示手段１５と、これらに電力供給するリチウム電池（図示せず）と、湿度検出手段１４により検出された湿度に基づいて電気的特性を補正する補正手段１７と、を備えて構成される。   As a prior art of such a gas detection device, for example, there is a gas sensor having a diaphragm structure described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-210342). The gas detection device 100 of FIG. 1 of Patent Document 1 includes a thin-film sensor element 20, an energization driving unit 12 that intermittently energizes the heater layer 6 to change the temperature of the gas detection layer 100, and a gas Gas detection means 13 for detecting the detection target gas based on the electrical resistance value of the detection layer 100, humidity detection means 14 for detecting the humidity of the detection target gas containing the detection target gas, and the humidity detection means 14 Humidity display means 15 for displaying humidity, a lithium battery (not shown) for supplying power to these, and correction means 17 for correcting electrical characteristics based on the humidity detected by the humidity detection means 14 are provided. Composed.

また、センサ素子２０は、Ｓｉ基板１上に、支持層５、ヒータ層６及び絶縁層７、一対の電極９及びガス検知層１０、選択触媒層１１が、半導体プロセスにより順次積層されて製造される薄膜式の素子である。特許文献１の図２のグラフで示すようにパルス状の電圧信号により駆動されるときのガス検知層１０のセンサ抵抗値によりガスを検出するというものであり、低消費電力化を実現している。従来技術はこのようなものである。   The sensor element 20 is manufactured by sequentially stacking a support layer 5, a heater layer 6 and an insulating layer 7, a pair of electrodes 9, a gas detection layer 10, and a selective catalyst layer 11 on a Si substrate 1 by a semiconductor process. It is a thin film type device. As shown in the graph of FIG. 2 of Patent Document 1, gas is detected by the sensor resistance value of the gas detection layer 10 when driven by a pulsed voltage signal, and low power consumption is realized. . The prior art is like this.

特開２００９−２１０３４２号公報（段落［００３３］〜［００３６］、図１，図２）JP 2009-210342 A (paragraphs [0033] to [0036], FIGS. 1 and 2)

選択触媒層は、一般的に、ＣＨ４，Ｃ３Ｈ８，ＣＯ等の検知ガスを透過・拡散させるため担体として多孔質体であるγ−Ａｌ２Ｏ３等を用いている。さらに、非検知対象ガスを効率よく燃焼除去するため、貴金属触媒（例えばＰｔやＰｄ）を担持することが多い。
また、ＳｎＯ２であるガス検知層も多孔質化や柱状構造を採用し、比面積を増大させている。このような構成を採用することで検知対象ガスとの接触面積を増加させ、検出感度を高めている。 The selective catalyst layer generally uses γ-Al 2 O 3 which is a porous body as a carrier in order to permeate and diffuse a detection gas such as CH 4 , C 3 H 8 , and CO. Furthermore, in order to efficiently burn and remove the non-detection target gas, a noble metal catalyst (for example, Pt or Pd) is often carried.
In addition, the gas detection layer made of SnO 2 also adopts a porous structure or a columnar structure to increase the specific area. By adopting such a configuration, the contact area with the detection target gas is increased, and the detection sensitivity is increased.

このような多孔質体や柱状構造体では、開口径が数ｎｍ〜数μｍの細孔が多数存在する。この細孔では、次式で表される毛管凝縮により水が吸着する傾向を有し、その吸着量は湿度に依存することが知られている。   In such a porous body or a columnar structure, there are many pores having an opening diameter of several nm to several μm. It is known that the pores tend to adsorb water by capillary condensation expressed by the following formula, and the amount of adsorption depends on humidity.

Figure 0006168919
Figure 0006168919

したがって、高湿度環境では、選択触媒層やガス検知層の微細な細孔へ水分が吸着する。この水分は、蒸発時に吸熱現象が起こって温度を変化させる蒸発潜熱の要因となっていた。特にガス検知装置では熱容量が極めて小さい、つまり熱しやすく冷めやすいというものであり、このような蒸発潜熱が無視できないものとなっていた。一般的に温度により抵抗値が変化するため、ガス検知層１０のセンサ抵抗値も変化するおそれがあった。また、外部環境の周囲温度によっても、ガスの検知特性が変動し、検知信頼性のうえで問題となるおそれがある。   Therefore, in a high humidity environment, moisture is adsorbed into the fine pores of the selective catalyst layer and the gas detection layer. This moisture has been a factor of latent heat of vaporization that causes an endothermic phenomenon during evaporation to change the temperature. In particular, the gas detector has a very small heat capacity, that is, it is easy to heat and cool, and such latent heat of vaporization cannot be ignored. In general, since the resistance value changes with temperature, the sensor resistance value of the gas detection layer 10 may also change. In addition, the gas detection characteristics vary depending on the ambient temperature of the external environment, which may cause a problem in detection reliability.

特許文献１のガス検知装置は、ヒータオフ時のセンサ抵抗値から湿度を把握するものであるが、高湿度環境では微細な細孔に吸着された水分や周囲温度に影響されてセンサ抵抗値が変化し、センサ抵抗値に誤差を含む場合もあった。   The gas detection device of Patent Document 1 grasps the humidity from the sensor resistance value when the heater is turned off. However, in a high humidity environment, the sensor resistance value changes due to moisture adsorbed by fine pores and the ambient temperature. In some cases, the sensor resistance value includes an error.

そこで、本発明は上記した課題を解決しようとするものであり、その目的は、温度や湿度による影響を排除し、より高精度な検知を実現するガス検知装置、および、ガス検知方法を提供することにある。   Accordingly, the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas detection device and a gas detection method that eliminates the influence of temperature and humidity and realizes highly accurate detection. There is.

上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、
検知対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、
前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、
前記ガス感知層の電気抵抗値の変化を検知するガス検知部と、
前記ヒータ層のヒータ層抵抗値の変化を検知するヒータ層抵抗検知部と、
前記ヒータ層駆動部、前記ガス検知部および前記ヒータ層抵抗検知部が接続される中央処理部と、
を備え、
前記中央処理部は、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とするヒータ層駆動手段と、
前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知するガス検知手段と、
前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んで前記ガス感知層周囲の温度を検知する温度検知手段と、
前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後のヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知する湿度検知手段と、
検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正する補正手段と、
補正されたセンサ出力によりガスの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガス検知装置である。 In order to solve the above problem, the invention described in claim 1
Gas sensing layer whose electric resistance value changes due to contact with the detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer,
A heater layer driving unit for driving the heater layer,
A gas detection unit for detecting a change in the electric resistance of the gas sensing layer,
A heater layer resistance detector for detecting a change of the heater layer resistance value of the heater layer,
A central processing unit for the heater layer driving unit, the gas sensing portion and the heater layer resistance detector is connected,
With
The central processing unit is
A heater layer drive means for the detection state the gas sensing layer by heating of the heater layer by driving the heater layer driver,
A gas detecting means for detecting the sensor output based on the output from the gas detector,
Temperature detection means for detecting the temperature around the gas sensing layer by reading the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance,
And humidity detecting means for detecting the humidity around the gas sensing layer based on the change in the Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance value after the heater on reading the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance,
A correction means for calculating a correction value based on the detected temperature and humidity, and correcting the sensor output using the correction value ;
Determination means for determining the presence or absence of gas from the corrected sensor output;
It is provided with this.

また、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のガス検知装置において、
前記温度検知手段は、読み取ったヒータ層抵抗値、ヒータ層抵抗の温度係数、および、基準温度時のヒータ層抵抗値から、前記ガス感知層周囲の温度を算出することを特徴とするガス検知装置である。 The invention described in claim 2 is the gas detector according to claim 1 ,
Said temperature detecting means, the read heater layer resistance, the temperature coefficient of the heater layer resistance, and, from the heater layer resistance value at the reference temperature, the gas, wherein the benzalkonium to calculate the temperature around the gas sensing layer It is a detection device.

また、請求項３に記載した発明は、
検知対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、
前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、
前記ガス感知層の電気抵抗値の変化を検知するガス検知部と、
前記ヒータ層のヒータ層抵抗値の変化を検知するヒータ層抵抗検知部と、
前記ガスセンサ周囲の温度に応じた検出信号を出力する温度検出部と、
前記ヒータ層駆動部、前記ガス検知部、前記ヒータ層抵抗検知部および前記温度検出部が接続される中央処理部と、
を備え、
前記中央処理部は、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とするヒータ層駆動手段と、
前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知するガス検知手段と、
前記温度検出部からの出力に基づいて前記ガス感知層周囲の温度を検知する温度検知手段と、
前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後のヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知する湿度検知手段と、
検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正する補正手段と、
補正されたガス濃度によりガスの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガス検知装置である。 The invention described in claim 3
Gas sensing layer whose electric resistance value changes due to contact with the detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer,
And the heater layer driving unit for driving the heater layer,
A gas detection unit for detecting a change in the electric resistance of the gas sensing layer,
A heater layer resistance detector for detecting a change of the heater layer resistance value of the heater layer,
A temperature detecting section for outputting a detection signal corresponding to the ambient temperature the gas sensor,
A central processing unit for the heater layer driving unit, the gas detector, the heater layer resistance detector and the temperature detector are connected,
With
The central processing unit is
A heater layer drive means for the detection state the gas sensing layer by heating of the heater layer by driving the heater layer driver,
A gas detecting means for detecting the sensor output based on the output from the gas detector,
Temperature detection means for detecting the temperature around the gas sensing layer based on an output from said temperature detecting section,
And humidity detecting means for detecting the humidity around the gas sensing layer based on the change in the Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance value after the heater on reading the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance,
A correction means for calculating a correction value based on the detected temperature and humidity, and correcting the sensor output using the correction value ;
A determination means for determining the presence or absence of a gas based on the corrected gas concentration;
It is provided with this.

また、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記湿度検知手段は、ヒータオン開始からのヒータ層抵抗値の昇温特性の変化として、ヒータオン開始から所定期間加熱された多孔質体の前記ガス感知層の吸着水分が蒸発しきらない時の第１のヒータ層抵抗値と、ヒータオン開始から十分に加熱された前記ガス感知層の吸着水分が蒸発した時の第２のヒータ層抵抗値と、を用いた比を算出し、この比に対応する湿度を検知することを特徴とするガス検知装置である。 Further, the invention described in claim 4 is the gas detector according to any one of claims 1 to 3,
Said humidity detecting means, as a change in the Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance from human Taon started, intake landing portion of the gas sensing layer of the multi Anashitsutai which is a predetermined period heat from the heater on the start does not fit evaporate calculating a first heater layer resistance value when the second heater layer resistance value when intake landing portion of the gas sensing layer is sufficiently heated from the heater on the start has evaporated, the ratio with The gas detection device is characterized by detecting humidity corresponding to this ratio.

また、請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記湿度検知手段は、ヒータオン開始からのヒータ層抵抗値の昇温特性の変化として、ヒータオン開始から十分に加熱されたガス感知層の吸着水分が蒸発したヒータ層抵抗値に到達する時間を算出し、この時間に対応する湿度を検知することを特徴とするガス検知装置である。 Further, the invention described in claim 5, in the gas detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Said humidity detecting means reaches as a change in Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance from human Taon start, the heater layer resistance intake landing component has evaporated the gas sensing layer is sufficiently heated from the heater on the start calculating a time, a gas detecting device comprising a benzalkonium be detected humidity that corresponds to this time.

また、請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のガス検知装置において、
少なくとも前記ガス感知層を含む空間を外界から区画するフィルタカバーと、
前記フィルタカバーに設けられ、検知対象ガスのうちの所定のガスを吸着した上で前記フィルタカバー内に導入するフィルタと、
を備えることを特徴とするガス検知装置である。 Moreover, the invention described in claim 6 is the gas detector according to any one of claims 1 to 5 ,
A filter cover for partitioning a space including at least the gas sensing layer from the outside;
A filter to be introduced into the provided filter cover, the filter in the cover after having adsorbed a predetermined gas out of the detection target gas,
It is provided with this.

また、請求項７に記載した発明は、
検知対象ガスとの接触により電気抵抗特性が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、
前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、
前記ガス感知層の電気抵抗値の変化を検知するガス検知部と、
検出用多孔質層と、
前記検出用多孔質層を加熱する検出用ヒータ層と、
前記検出用ヒータ層を駆動する検出用ヒータ層駆動部と、
前記検出用ヒータ層の検出用ヒータ層抵抗値の変化を検知する検出用ヒータ層抵抗検知部と、
前記ヒータ層駆動部、前記ガス検知部、前記検出用ヒータ層駆動部および前記検出用ヒータ層抵抗検知部が接続される中央処理部と、
を備え、
前記中央処理部は、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とするヒータ層駆動手段と、
前記検出用ヒータ層駆動部を駆動する検出用ヒータ層駆動手段と、
前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知するガス検知手段と、
前記検出用ヒータ層抵抗検知部から検出用ヒータ層抵抗値を読み込んで前記ガス感知層周囲の温度を検知する温度検知手段と、
前記検出用ヒータ層抵抗検知部から検出用ヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後の検出用ヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知する湿度検知手段と、
算出した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正する補正手段と、
補正されたガス濃度によりガスの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガス検知装置である。 The invention described in claim 7
Gas sensing layer whose electric resistance characteristics are changed by contact with a detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer,
A heater layer driving unit for driving the heater layer,
A gas detection unit for detecting a change in the electric resistance of the gas sensing layer,
A porous layer for detection;
A detecting heater layer for heating the detecting porous layer,
A detecting heater layer driver for driving the detecting heater layer,
A detecting heater layer resistance detector for detecting a change of the detecting heater layer resistance value of the detecting heater layer,
A central processing unit for the heater layer driving unit, the gas detector, the detecting heater layer drive and the detection heater layer resistance detector is connected,
With
The central processing unit is
A heater layer drive means for the detection state the gas sensing layer by heating of the heater layer by driving the heater layer driver,
A detecting heater layer drive means you drive the said detecting heater layer driver,
A gas detecting means for detecting the sensor output based on the output from the gas detector,
Temperature detection means for detecting the temperature around the gas sensing layer reads the detection Heater layer resistance value from the detecting heater layer resistance detector,
Humidity for detecting the humidity around the gas sensing layer based on the change in the Atsushi Nobori characteristics of the detecting heater So抵 anti value after heater ON reads the detection Heater layer resistance value from the detecting heater layer resistance detector Detection means;
Correction means for calculating a correction value based on the calculated temperature and humidity, and correcting the sensor output using the correction value ;
A determination means for determining the presence or absence of a gas based on the corrected gas concentration;
It is provided with this.

また、請求項８に記載した発明は、請求項７に記載のガス検知装置において、
前記温度検知手段は、読み取った検出用ヒータ層抵抗値、検出用ヒータ層抵抗の温度係数、および、基準温度時の検出用ヒータ層抵抗値から周囲温度を算出することを特徴とするガス検知装置である。 Moreover, the invention described in claim 8 is the gas detector according to claim 7 ,
Said temperature sensing means for detecting a heater layer resistance values read, the temperature coefficient of the detecting heater layer resistance, and gas, characterized in a Turkey to calculate the ambient temperature from the detecting heater layer resistance value at reference temperature It is a detection device.

また、請求項９に記載した発明は、
検知対象ガスとの接触により電気抵抗特性が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、
前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、
前記ガス感知層の電気抵抗値の変化を検知するガス検知部と、
検出用多孔質層と、
前記検出用多孔質層を加熱する検出用ヒータ層と、
前記検出用ヒータ層を駆動する検出用ヒータ層駆動部と、
前記検出用ヒータ層の検出用ヒータ層抵抗値の変化を検知する検出用ヒータ層抵抗検知部と、
前記ガスセンサ周囲の温度に応じた検出信号を出力する温度検出部と、
前記ヒータ層駆動部、前記ガス検知部、前記検出用ヒータ層駆動部、前記検出用ヒータ層抵抗検知部および前記温度検出部が接続される中央処理部と、
を備え、
前記中央処理部は、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とするヒータ層駆動手段と、
前記検出用ヒータ層駆動部を駆動する検出用ヒータ層駆動手段と、
前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知するガス検知手段と、
前記温度検出部からの出力に基づいて前記ガス感知層周囲の温度を検知する温度検知手段と、
前記検出用ヒータ層抵抗検知部から検出用ヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後の検出用ヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知する湿度検知手段と、
検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正する補正手段と、
補正されたガス濃度によりガスの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガス検知装置である。 The invention described in claim 9 is
Gas sensing layer whose electric resistance characteristics are changed by contact with a detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer,
A heater layer driving unit for driving the heater layer,
A gas detection unit for detecting a change in the electric resistance of the gas sensing layer,
A porous layer for detection;
A detecting heater layer for heating the detecting porous layer,
A detecting heater layer driver for driving the detecting heater layer,
A detecting heater layer resistance detector for detecting a change of the detecting heater layer resistance value of the detecting heater layer,
A temperature detecting section for outputting a detection signal corresponding to the ambient temperature the gas sensor,
And the heater layer driving unit, the gas detector, the detecting heater layer driving unit, the detecting central processing unit heater layer resistance detector and the temperature detector are connected,
With
The central processing unit is
A heater layer drive means for the detection state the gas sensing layer by heating of the heater layer by driving the heater layer driver,
A detecting heater layer drive means you drive the said detecting heater layer driver,
A gas detecting means for detecting the sensor output based on the output from the gas detector,
Temperature detection means for detecting the temperature around the gas sensing layer based on an output from said temperature detecting section,
Humidity detecting means for detecting the humidity around the gas sensing layer based on the change in the Atsushi Nobori characteristics of the detecting heater layer resistance after heater ON reads the detection heater So抵 anti value from the detecting heater layer resistance detector When,
A correction means for calculating a correction value based on the detected temperature and humidity, and correcting the sensor output using the correction value ;
A determination means for determining the presence or absence of a gas based on the corrected gas concentration;
It is provided with this.

また、請求項１０に記載した発明は、請求項７〜請求項９の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記湿度検知手段は、検出用ヒータ層抵抗についてのヒータオン開始からの検出用ヒータ層抵抗値の昇温特性の変化として、ヒータオン開始から所定期間加熱された前記検出用多孔質層に吸着した水分が蒸発しきらない時の第１の検出用ヒータ層抵抗値と、ヒータオン開始から十分に加熱された前記検出用多孔質層の吸着水分が蒸発した時の第２の検出用ヒータ層抵抗値と、を用いた比を算出し、この比に対応する湿度を検知することを特徴とするガス検知装置である。 Moreover, the invention described in claim 10 is the gas detector according to any one of claims 7 to 9 ,
Said humidity detecting means, as a change in the Atsushi Nobori characteristics of the detecting heater layer resistance from the heater on the start of the detecting heater layer resistance, the moisture adsorbed on the detecting porous layer which is a predetermined period of time heated from the heater on the start a first detecting heater layer resistance value when not completely evaporate sufficiently heated second detecting heater layer resistance when intake landing amount of the detection for the porous layer is evaporated from the heater on the start calculating a ratio using the value, and a gas detecting device comprising a benzalkonium be detected humidity that corresponds to this ratio.

また、請求項１１に記載した発明は、請求項７〜請求項９の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記湿度検知手段は、検出用ヒータ層抵抗についてのヒータオン開始からの検出用ヒータ層抵抗値の昇温特性の変化として、ヒータオン開始から、十分に加熱された前記検出用多孔質層の吸着水分が蒸発した検出用ヒータ層抵抗値に到達するまでの時間を算出し、この時間に対応する湿度を検知することを特徴とするガス検知装置である。 The invention described in claim 11 is the gas detector according to any one of claims 7 to 9 ,
It said humidity detecting means, as a change in the Atsushi Nobori characteristics of the detecting heater layer resistance from the heater on the start of the detecting heater layer resistance, adsorption from heater ON start, is sufficiently heated the detection for the porous layer water content was calculated time to reach the detecting heater layer resistance evaporated, a gas detecting device comprising a benzalkonium be detected humidity that corresponds to this time.

また、請求項１２に記載した発明は、請求項７〜請求項１１の何れか一項に記載のガス検知装置において、
少なくとも前記ガス感知層および前記検出用多孔質層を含む空間を外界から区画するフィルタカバーと、
前記フィルタカバーに設けられ、検知対象ガスのうちの所定のガスを吸着した上で前記フィルタカバー内に導入するフィルタと、
を備えることを特徴とするガス検知装置である。 The invention described in claim 12 is the gas detector according to any one of claims 7 to 11 ,
A filter cover that partitions a space including at least the gas sensing layer and the detection porous layer from the outside;
A filter to be introduced into the provided filter cover, the filter in the cover after having adsorbed a predetermined gas out of the detection target gas,
It is provided with this.

また、請求項１３に記載した発明は、請求項１〜請求項１２の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記ガスセンサは、
貫通孔を有するＳｉ基板と、
前記貫通孔の開口部に張られるダイヤフラム様の熱絶縁支持層と、
前記熱絶縁支持層上に設けられる前記ヒータ層と、
前記熱絶縁支持層および前記ヒータ層を覆うように設けられる電気絶縁層と、
前記電気絶縁層上に設けられる一対の感知電極層と、
前記電気絶縁層および前記一対の感知電極層の上であって前記ヒータ層の近傍に設けられ、接触したガスによりそのセンサ抵抗値が変化する酸化物半導体からなる前記ガス感知層と、
を備えることを特徴とするガス検知装置である。 The invention described in claim 13 is the gas detector according to any one of claims 1 to 12 ,
The gas sensor
A Si substrate having a through hole;
A diaphragm-like heat insulating support layer stretched over the opening of the through hole;
The heater layer provided on the thermal insulating support layer;
An electrical insulation layer provided to cover the thermal insulation support layer and the heater layer;
A pair of sensing electrode layers provided on the electrically insulating layer;
The gas sensing layer made of an oxide semiconductor, which is provided on the electrical insulating layer and the pair of sensing electrode layers and in the vicinity of the heater layer, and whose sensor resistance value is changed by the gas in contact with the gas sensing layer;
A gas detection device comprising a Turkey provided with.

また、請求項１４に記載した発明は、請求項１３に記載のガス検知装置において、
前記ガスセンサは、
更に前記ガス感知層の表面を覆うように設けられ、Ｐｄ、Ｐｔ、または、ＰｄとＰｔとを含む合金を触媒として担持したＡｌ２Ｏ３焼結材によるガス選択燃焼層を備えることを特徴とするガス検知装置である。 The invention described in claim 14 is the gas detector according to claim 13 , wherein
The gas sensor
Further, the gas sensing layer is provided so as to cover the surface of the gas sensing layer, and comprises a gas selective combustion layer made of Al 2 O 3 sintered material supporting Pd , Pt , or an alloy containing Pd and Pt as a catalyst. This is a gas detection device.

また、請求項１５に記載した発明は、請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載のガス検知装置において、
内蔵された電池を有する電源部からの電力供給により駆動されることを特徴とするガス検知装置である。 Further, the invention described in claim 15 is the gas detection device according to any one of claims 1 to 14 ,
The gas detection device is driven by power supply from a power supply unit having a built-in battery.

また、請求項１６に記載した発明は、
検知対象ガスとの接触により電気抵抗特性が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、前記ガス感知層の電気抵抗の変化を検知するガス検知部と、前記ヒータ層のヒータ層抵抗の変化を検知するヒータ層抵抗検知部と、を備えるガス検知装置で用いられるガス検知方法であって、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とし、前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知し、前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んで前記ガス感知層周囲の温度を検知し、前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後のヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知し、検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正し、補正されたセンサ出力によりガスの有無を判定することを特徴とするガス検知方法である。 In addition, the invention described in claim 16
Gas sensing layer whose electric resistance characteristics are changed by contact with a detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer, a heater layer driving unit for driving the heater layer, the gas sensing layer a gas detection method used in a gas detection apparatus comprising a gas detector for detecting a change in electrical resistance, and a heater layer resistance detector for detecting a change of the heater layer resistance of the heater layer,
The gas sensing layer and detectable state by heating of the heater layer by driving the heater layer driver, detects the sensor output based on the output from the gas detection unit, the heater layer resistance detector or Rahi Loading over data layer resistance value to detect the temperature around the gas sensing layer, the change in Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance value after the heater on to read the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance based humidity around the gas sensing layer was detected, to calculate a correction value based on the detected temperature and humidity, to correct the sensor output using the correction value, determining the presence or absence of gas by the corrected sensor output This is a gas detection method.

また請求項１７に記載した発明は、
検知対象ガスとの接触により電気抵抗特性が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、前記ガス感知層の電気抵抗の変化を検知するガス検知部と、前記ヒータ層のヒータ層抵抗の変化を検知するヒータ層抵抗検知部と、前記ガスセンサ周囲の温度に応じた検出信号を出力する温度検出部と、を備えるガス検知装置で用いられるガス検知方法であって、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とし、前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知し、前記温度検出部からの出力に基づいて前記ガス感知層周囲の温度を検知し、前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後のヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知し、検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正し、補正されたセンサ出力によりガスの有無を判定することを特徴とするガス検知方法である。 The invention described in claim 17
Gas sensing layer whose electric resistance characteristics are changed by contact with a detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer, a heater layer driving unit for driving the heater layer, the gas sensing layer a gas detection unit for detecting a change in electrical resistance, and the heater layer resistance detector for detecting a change of the heater layer resistance of the heater layer, a temperature detecting section for outputting a detection signal corresponding to the temperature of the gas sensor ambient and A gas detection method used in a gas detection device comprising:
The gas sensing layer and detectable state by heating of the heater layer by driving the heater layer driver, detects the sensor output based on the output from the gas detection unit, based on an output from said temperature detecting portion wherein detecting the temperature of the ambient gas sensing layer, wherein the gas sensing layer surrounding on the basis of changes in Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance value after the heater on reading the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance value each A gas characterized by detecting the humidity of the gas, calculating a correction value based on the detected temperature and humidity, correcting the sensor output using the correction value, and determining the presence or absence of gas based on the corrected sensor output It is a detection method.

本発明によれば、温度や湿度による影響を排除し、より高精度な検知を実現するガス検知装置、および、ガス検知方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence by temperature and humidity can be excluded, and the gas detection apparatus and gas detection method which implement | achieve more highly accurate detection can be provided.

本発明を実施するための第１の形態のガス検知装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the gas detection apparatus of the 1st form for implementing this invention. ガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of a gas sensor. 高温炉での外部加熱による薄膜ガスセンサのヒータ抵抗変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the heater resistance change of the thin film gas sensor by the external heating in a high temperature furnace. ２０℃におけるヒータオン時のヒータ層抵抗の時間変化の湿度依存性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the humidity dependence of the time change of heater layer resistance at the time of heater ON at 20 degreeC. ５０℃におけるヒータオン時のヒータ層抵抗の時間変化の湿度依存性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the humidity dependence of the time change of heater layer resistance at the time of heater ON at 50 degreeC. ５０℃における２０ｍｓ時のヒータ層抵抗／２００ｍｓ時のヒータ層抵抗の湿度依存性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the humidity dependence of the heater layer resistance at 20 ms at 50 ° C./heater layer resistance at 200 ms. 周囲温度・周囲湿度補正前のセンサ出力の特性図である。It is a characteristic view of the sensor output before ambient temperature and ambient humidity correction. 周囲温度・周囲湿度補正後のセンサ出力の特性図である。It is a characteristic view of the sensor output after ambient temperature and ambient humidity correction. ２０℃におけるヒータ抵抗値が閾値に達する時間の湿度依存性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the humidity dependence of the time when the heater resistance value in 20 degreeC reaches a threshold value. ２０℃におけるヒータＯｎ時のヒータ抵抗の時間変化の湿度依存性（１６０℃）を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the humidity dependence (160 degreeC) of the time change of the heater resistance at the time of heater On at 20 degreeC. ２０℃におけるヒータ抵抗値が閾値に達する時間の湿度依存性（１６０℃）を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the humidity dependence (160 degreeC) of the time when the heater resistance value in 20 degreeC reaches a threshold value. 本発明を実施するための第２の形態のガス検知装置のガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of the gas sensor of the gas detection apparatus of the 2nd form for implementing this invention. 本発明を実施するための第３の形態のガス検知装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the gas detection apparatus of the 3rd form for implementing this invention. ガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of a gas sensor. 本発明を実施するための第４の形態のガス検知装置のガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of the gas sensor of the gas detection apparatus of the 4th form for implementing this invention. 本発明を実施するための第５の形態のガス検知装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the gas detection apparatus of the 5th form for implementing this invention. ガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of a gas sensor. 本発明を実施するための第６の形態のガス検知装置のガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of the gas sensor of the gas detection apparatus of the 6th form for implementing this invention. 本発明を実施するための第７の形態のガス検知装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the gas detection apparatus of the 7th form for implementing this invention. ガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of a gas sensor. 本発明を実施するための第８の形態のガス検知装置のガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of the gas sensor of the gas detection apparatus of the 8th form for implementing this invention. 本発明を実施するための第９の形態のガス検知装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the gas detection apparatus of the 9th form for implementing this invention. ガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of a gas sensor. 本発明を実施するための第１０の形態のガス検知装置のガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of the gas sensor of the gas detection apparatus of the 10th form for implementing this invention.

以下、本発明の第１の形態のガス検知装置１について図を参照しつつ説明する。ガス検知装置１は、図１で示すように、ガスセンサ１０と、駆動制御・信号処理部２０と、を備えている。駆動制御・信号処理部２０がガスセンサ１０を駆動制御するとともに、ガスセンサ１０からの検出信号を受信し、ガスの有無を検知する装置である。   Hereinafter, the gas detector 1 of the 1st form of this invention is demonstrated, referring a figure. As shown in FIG. 1, the gas detection device 1 includes a gas sensor 10 and a drive control / signal processing unit 20. The drive control / signal processing unit 20 controls the drive of the gas sensor 10 and receives a detection signal from the gas sensor 10 to detect the presence or absence of gas.

まず、ガスセンサ１０の詳細について説明する。
ガスセンサ１０は、図２の断面図で示すように、Ｓｉ基板１１の上側に、熱酸化ＳｉＯ２層１２１、ＣＶＤ−Ｓｉ３Ｎ４層１２２、ＣＶＤ−ＳｉＯ２層１２３によってダイヤフラム構造の熱絶縁支持層１２が形成されている。 First, details of the gas sensor 10 will be described.
As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the gas sensor 10 has a thermal insulating support of a diaphragm structure on the upper side of the Si substrate 11 by a thermally oxidized SiO 2 layer 121, a CVD-Si 3 N 4 layer 122, and a CVD-SiO 2 layer 123. Layer 12 is formed.

ヒータ層１３は、Ｎｉ−Ｃｒにより形成されており、熱絶縁支持層１２の上側に設けられる。熱絶縁支持層１２およびヒータ層１３は、スパッタＳｉＯ２層からなる電気絶縁層１４により覆われる。Ｐｔによる一対の感知電極層１５２の下側には、下地酸化膜である電気絶縁層１４に対する中間層として、Ｔａによる接合層１５１も形成されている。一対の感知電極層１５２にはＳｂをドープしたＳｎＯ２層からなるガス感知層１５３が渡された状態で設けられる。 The heater layer 13 is made of Ni—Cr and is provided on the upper side of the heat insulating support layer 12. The heat insulating support layer 12 and the heater layer 13 are covered with an electric insulating layer 14 made of a sputtered SiO 2 layer. On the lower side of the pair of sensing electrode layers 152 made of Pt, a bonding layer 151 made of Ta is also formed as an intermediate layer with respect to the electrical insulating layer 14 that is a base oxide film. The pair of sensing electrode layers 152 is provided with a gas sensing layer 153 made of Sb-doped SnO 2 layer passed.

電気絶縁層１４の一部、一対の感知電極層１５２およびガス感知層１５３はＰｄ担持Ａｌ２Ｏ３焼結材であるガス選択燃焼層１５４により覆われている。なお、Ｐｄ担持Ａｌ２Ｏ３焼結材に代えてＰｔ担持Ａｌ２Ｏ３焼結材やＰｄ・Ｐｔ合金担持Ａｌ２Ｏ３焼結材としても良い。 A part of the electrically insulating layer 14, the pair of sensing electrode layers 152, and the gas sensing layer 153 are covered with a gas selective combustion layer 154 that is a Pd-supported Al 2 O 3 sintered material. Instead of the Pd-supported Al 2 O 3 sintered material, a Pt-supported Al 2 O 3 sintered material or a Pd / Pt alloy-supported Al 2 O 3 sintered material may be used.

続いて、図２に断面構造を示したガスセンサ１０の製造方法を以下に説明する。両面に熱酸化膜が付いたシリコンウェハー１１上にＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２膜を順次プラズマＤＶＤ法にて形成する。次にヒータ層１３、ＳｉＯ２絶縁層１４を、順にスパッタ法で形成する。その上に接合層１５１、感知層電極１５２、ガス感知層１５３を形成する。成膜はＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用い、通常のスパッタリング法によって行う。成膜条件は接合層（ＴａあるいはＴｉ）１５１、感知層電極（ＰｔあるいはＡｕ）１５２とも同じで、Ａｒガス圧力１Ｐａ、基板温度３００℃、ＲＦパワー２Ｗ／ｃｍ２、膜厚は接合層１５１／感知層電極１５２＝５００Å／２０００Åである。 Then, the manufacturing method of the gas sensor 10 which showed the cross-section in FIG. 2 is demonstrated below. Si 3 N 4 and SiO 2 films are sequentially formed on a silicon wafer 11 having a thermal oxide film on both sides by the plasma DVD method. Next, the heater layer 13 and the SiO 2 insulating layer 14 are sequentially formed by sputtering. A bonding layer 151, a sensing layer electrode 152, and a gas sensing layer 153 are formed thereon. Film formation is performed by an ordinary sputtering method using an RF magnetron sputtering apparatus. The film formation conditions are the same for the bonding layer (Ta or Ti) 151 and the sensing layer electrode (Pt or Au) 152, Ar gas pressure 1 Pa, substrate temperature 300 ° C., RF power 2 W / cm 2 , and film thickness are bonding layer 151 / Sensing layer electrode 152 = 500cm / 2000cm.

次に、ＳｂをドープしたＳｎＯ２のガス感知層１５３と、Ａｌ２Ｏ３にＰｄを触媒として担持した焼結材で構成されたガス選択燃焼層１５４を構成する。ガス選択燃焼層１５４をスクリーン印刷法により塗布した後、５００℃で１時間以上焼成する。ガス選択燃焼層１５４の大きさはガス感知層１５３を十分に覆うようにする。最後にシリコンウェハーの裏面からエッチングによりシリコンを除去し、ダイヤフラム構造とした。 Next, a gas sensing layer 153 of SnO 2 doped with Sb and a gas selective combustion layer 154 made of a sintered material carrying Pd as a catalyst on Al 2 O 3 are formed. After the gas selective combustion layer 154 is applied by screen printing, it is baked at 500 ° C. for 1 hour or longer. The size of the gas selective combustion layer 154 is sufficient to cover the gas sensing layer 153. Finally, the silicon was removed from the back surface of the silicon wafer by etching to form a diaphragm structure.

続いて、駆動制御・信号処理部２０について説明する。駆動制御・信号処理部２０は、図１で示すように、中央処理部２１、ヒータ層駆動部２２、ガス検知部２３、ヒータ層抵抗検知部２４、記憶部２５、警報表示部２６、警報音出力部２７、外部出力部２８、電源部２９を備えている。   Next, the drive control / signal processing unit 20 will be described. As shown in FIG. 1, the drive control / signal processing unit 20 includes a central processing unit 21, a heater layer driving unit 22, a gas detection unit 23, a heater layer resistance detection unit 24, a storage unit 25, an alarm display unit 26, and an alarm sound. An output unit 27, an external output unit 28, and a power supply unit 29 are provided.

中央処理部２１は、ヒータ層駆動部２２、ガス検知部２３、ヒータ層抵抗検知部２４、記憶部２５、警報表示部２６、警報音出力部２７、外部出力部２８と接続される。中央処理部２１は、マイクロコンピュータ等のＣＰＵおよびその周辺部によって構成されており、ヒータ層駆動手段２１１、都市ガス検知手段２１２、ＣＯガス検知手段２１３、温度検知手段２１４、湿度検知手段２１５、補正手段２１６、判定手段２１７、表示制御手段２１８、出力制御手段２１９の各機能をハードウェアならびにソフトウェアにより実現し、各種の制御や信号処理を行う。   The central processing unit 21 is connected to the heater layer driving unit 22, gas detection unit 23, heater layer resistance detection unit 24, storage unit 25, alarm display unit 26, alarm sound output unit 27, and external output unit 28. The central processing unit 21 includes a CPU such as a microcomputer and its peripheral part, and includes a heater layer driving unit 211, a city gas detection unit 212, a CO gas detection unit 213, a temperature detection unit 214, a humidity detection unit 215, and a correction. The functions of the means 216, the determination means 217, the display control means 218, and the output control means 219 are realized by hardware and software, and various controls and signal processing are performed.

ヒータ層駆動部２２は、電源部２９から供給された電圧を、ガスを精度よく検知するためのヒータ電圧に変換し、ヒータ層１３を通電により駆動するような回路部である。ヒータ層駆動部２２は、中央処理部２１内のヒータ層駆動手段２１１により各種制御が行われる。例えばヒータオン時間２００ｍｓ、駆動周期６０ｓ等のパルス状に通電する。これら駆動の詳細については後述する検知処理にて説明する。   The heater layer driving unit 22 is a circuit unit that converts the voltage supplied from the power supply unit 29 into a heater voltage for accurately detecting gas and drives the heater layer 13 by energization. The heater layer driving unit 22 is controlled variously by the heater layer driving unit 211 in the central processing unit 21. For example, energization is performed in a pulse shape such as a heater-on time of 200 ms and a driving cycle of 60 s. Details of these driving will be described later in the detection process.

ガス検知部２３は、感知電極層１５２を介してガス感知層１５３と接続されており、ガス感知層１５３の抵抗値を検出する。この抵抗値に基づいて中央処理部２１内の都市ガス検知手段２１２およびＣＯガス検知手段２１３により、都市ガス及びＣＯガスを検知し、センサ出力として補正手段２１６へ送る。都市ガス検知手段２１２およびＣＯガス検知手段２１３は本発明のガス検知手段の具体例であり、他にも各種ガスを検知するような手段を採用できる。   The gas detection unit 23 is connected to the gas detection layer 153 via the detection electrode layer 152 and detects the resistance value of the gas detection layer 153. Based on this resistance value, the city gas detection means 212 and the CO gas detection means 213 in the central processing unit 21 detect the city gas and the CO gas, and send them to the correction means 216 as sensor outputs. The city gas detection means 212 and the CO gas detection means 213 are specific examples of the gas detection means of the present invention, and other means for detecting various gases can be adopted.

ヒータ層抵抗検知部２４は、ヒータ層抵抗を検出する手段からなり、検出信号を中央処理部２１へ送信する。中央処理部２１の温度検知手段２１４は、ヒータ層抵抗値に基づいて後述する手法により周囲温度を計測する。また、中央処理部２１の湿度検知手段２１５は、ヒータ層抵抗値に基づいて後述する手法により周囲湿度を計測する。この周囲温度・周囲湿度の算出の際に記憶部２５にアクセスし、各種データを取得する。   The heater layer resistance detection unit 24 includes means for detecting the heater layer resistance, and transmits a detection signal to the central processing unit 21. The temperature detection means 214 of the central processing unit 21 measures the ambient temperature by a method described later based on the heater layer resistance value. Further, the humidity detecting means 215 of the central processing unit 21 measures the ambient humidity by a method described later based on the heater layer resistance value. When calculating the ambient temperature / humidity, the storage unit 25 is accessed to acquire various data.

なお、ガス検知部２３、および、ヒータ層抵抗検知部２４からの出力はアナログ信号であるため、中央処理部２１はこれらのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備えている。   Since the outputs from the gas detection unit 23 and the heater layer resistance detection unit 24 are analog signals, the central processing unit 21 includes an A / D conversion unit that converts these analog signals into digital signals.

記憶部２５は、中央処理部２１に接続されて各種データの読み出しや書き込みがなされる。記憶部２５は、各種の警報を発生するための閾値等の設定値や周囲温度・周囲湿度による補正値等やガス検知装置が警報を発した時の状態データ等の履歴データを記憶している。   The storage unit 25 is connected to the central processing unit 21 to read and write various data. The storage unit 25 stores history data such as setting values such as threshold values for generating various alarms, correction values based on ambient temperature and humidity, state data when the gas detection device issues an alarm, and the like. .

中央処理部２１では、温度検知手段２１４及び湿度検知手段２１５からの周囲温度・周囲湿度をもとに、補正手段２１６が補正値を算出し、都市ガス検知手段２１２及びＣＯガス検知手段２１３のセンサ出力に対してこの補正値を用いて補正を行い、この補正されたセンサ出力を判定手段２１７へ送る。判定手段２１７は補正されたセンサ出力に基づいてガスの有無を判定する。このような補正により周囲温度・周囲湿度の影響を極力排除した精度の高いガス検知を行っている。   In the central processing unit 21, the correction unit 216 calculates a correction value based on the ambient temperature / humidity from the temperature detection unit 214 and the humidity detection unit 215, and the city gas detection unit 212 and the CO gas detection unit 213 sensors. The output is corrected using this correction value, and the corrected sensor output is sent to the determination means 217. The determination means 217 determines the presence or absence of gas based on the corrected sensor output. With such correction, highly accurate gas detection that eliminates the influence of ambient temperature and humidity as much as possible is performed.

中央処理部２１の判定手段２１７は、ガスが検知されたと判定した場合に表示制御手段２１８を介して警報表示部２６に警報表示させる制御を行い、また、出力制御手段２１９を介して警報音出力部２７や外部出力部２８に出力するように制御を行う。   The determination unit 217 of the central processing unit 21 performs control to display an alarm on the alarm display unit 26 via the display control unit 218 when it is determined that gas is detected, and outputs an alarm sound via the output control unit 219. Control is performed to output to the unit 27 and the external output unit 28.

警報表示部２６は、例えばＬＥＤ、ランプ、ＬＣＤディスプレイなどの表示部とそのドライバで構成されており、異常検知時等に警報を表示することが可能である。中央処理部２１では、判定手段２１７の出力を受けた表示制御手段２１８が、都市ガス、または、ＣＯガスが異常検知されたとする検知内容を警報表示する制御を行う。   The alarm display unit 26 includes a display unit such as an LED, a lamp, and an LCD display and its driver, and can display an alarm when an abnormality is detected. In the central processing unit 21, the display control unit 218 that has received the output of the determination unit 217 performs control to display a warning on the detected content that the city gas or CO gas has been detected abnormally.

警報音出力部２７は、例えばスピーカとそのドライバで構成されており、警報音や音声としてスピーカ等により出力することが可能である。中央処理部２１では、判定手段２１７の出力を受けた出力制御手段２１９が、都市ガス、または、ＣＯガスが異常検知されたとする検知内容を警報音出力する制御を行う。   The alarm sound output unit 27 includes, for example, a speaker and a driver thereof, and can output an alarm sound or a sound through a speaker or the like. In the central processing unit 21, the output control means 219 that receives the output of the determination means 217 performs control to output a warning sound of the detected content that the city gas or CO gas is detected as abnormal.

外部出力部２８は、例えば接点部や通信部などであって、警報を外部へ出力することが可能である。中央処理部２１では、判定手段２１７の出力を受けた出力制御手段２１９が、都市ガス、または、ＣＯガスが異常検知されたとする検知内容を電圧等や通信信号の出力信号として外部へ出力する制御を行う。   The external output unit 28 is, for example, a contact unit or a communication unit, and can output an alarm to the outside. In the central processing unit 21, the output control means 219, which has received the output of the determination means 217, outputs to the outside the detected contents indicating that the city gas or CO gas has been detected as an abnormal voltage or an output signal of a communication signal. I do.

電源部２９は、中央処理部２１、ヒータ層駆動部２２、ガス検知部２３、ヒータ層抵抗検知部２４、記憶部２５、警報表示部２６、警報音出力部２７、外部出力部２８に図示しない電源線で接続されており、これらに対して電力を供給する。この電源部２９は、内蔵される乾電池や充電池などの消耗電池を想定しているが、ＡＣ１００Ｖ等の商用電源と定電圧部により構成しても良い。
ガス検知装置１の全体構成はこのようなものである。 The power supply unit 29 is not shown in the central processing unit 21, heater layer driving unit 22, gas detection unit 23, heater layer resistance detection unit 24, storage unit 25, alarm display unit 26, alarm sound output unit 27, and external output unit 28. They are connected by power lines and supply power to them. The power supply unit 29 is assumed to be a consumable battery such as a built-in dry battery or a rechargeable battery, but may be composed of a commercial power supply such as AC 100 V and a constant voltage unit.
The overall configuration of the gas detector 1 is as described above.

続いてガス検知装置１による検知動作について説明する。ガス検知装置１の全体の制御は、中央処理部２１が司る。ガスセンサ１０は、図２で示すように、ヒータ層駆動部２２からの駆動信号が細線で示された導線を通じてヒータ層１３に入力されてヒータ駆動を行う。そして、ヒータ層１３により４００℃〜５００℃の高温に加熱された状態でガス感知層１５３がガスに接触し、ガス感知層１５３の変化するセンサ抵抗値を細線で示された導線を通じてガス検知部２３が検知信号として出力することでガスを検知する。   Next, the detection operation by the gas detection device 1 will be described. The central processing unit 21 controls the entire gas detection device 1. As shown in FIG. 2, the gas sensor 10 drives the heater by inputting a driving signal from the heater layer driving unit 22 to the heater layer 13 through a conducting wire indicated by a thin line. The gas sensing layer 153 comes into contact with the gas while being heated to a high temperature of 400 ° C. to 500 ° C. by the heater layer 13, and the sensor resistance value that changes in the gas sensing layer 153 is passed through the conductive wire indicated by the thin line. The gas is detected by 23 as a detection signal.

このようなガス検知装置１は、特に都市ガス（ＣＨ４、Ｃ３Ｈ８等の可燃性ガス）を検知する。例えば、ヒータ層１３が５０〜５００ｍｓの一定時間にわたり通電され、ヒータ層１３、つまりガス感知層１５３の温度が５０〜５００ｍｓの一定時間にわたり高温（Ｈｉｇｈ４００〜５００℃）に保持される。このような高温の状態で感知電極層１５２によりガス感知層１５３のセンサ抵抗値がガス検知部２３により測定され、その変化からＣＨ４、Ｃ３Ｈ８等の有無や可燃性ガス濃度を検知する。このような検知は周期的（例えば３０秒毎）に行われる。（Ｈｉｇｈ−Ｏｆｆ方式）。 Such a gas detection device 1 particularly detects city gas (combustible gas such as CH 4 and C 3 H 8 ). For example, the heater layer 13 is energized for a certain time of 50 to 500 ms, and the temperature of the heater layer 13, that is, the gas sensing layer 153 is maintained at a high temperature (High 400 to 500 ° C.) for a certain time of 50 to 500 ms. In such a high temperature state, the sensor resistance value of the gas sensing layer 153 is measured by the sensing electrode layer 152 by the gas sensing unit 23, and the presence or absence of CH 4 , C 3 H 8, etc. and the combustible gas concentration are detected from the change. . Such detection is performed periodically (for example, every 30 seconds). (High-Off method).

ここで高温時のガス選択燃焼層１５４は、ＣＯ、Ｈ２等の還元性ガスその他の雑ガスを燃焼させるが、不活性なＣＨ４、Ｃ３Ｈ８等の可燃性ガスをガス選択燃焼層１５４は透過させる。可燃性ガスはガス選択燃焼層１５４内を拡散してガス感知層１５３に到達してガス感知層１５３のＳｎＯ２と反応し、ＳｎＯ２のセンサ抵抗値を変化させる。このセンサ抵抗値の変化を検知してガス機器などのガス漏れ時に発生するＣＨ４、Ｃ３Ｈ８等の可燃性ガスの有無や濃度を検知する。 Here, the gas selective combustion layer 154 at a high temperature burns reducing gases such as CO and H 2 and other miscellaneous gases, but inactive combustible gases such as CH 4 and C 3 H 8 are gas selective combustion layers. 154 is transparent. Combustible gas reaches the gas sensing layer 153 by diffusing the gas selective combustion layer 154 reacts with the SnO 2 gas sensitive layer 153, changing the sensor resistance of the SnO 2. By detecting this change in the sensor resistance value, the presence or concentration of a combustible gas such as CH 4 or C 3 H 8 generated when a gas leak occurs in a gas device or the like is detected.

また、不完全燃焼（ＣＯ）を検知する場合、一旦、ヒータ層１３の温度を５０〜５００ｍｓの一定期間にわたり高温（Ｈｉｇｈ４００〜５００℃）にし、ガス感知層１５３のクリーニングを行う。そして、低温（Ｌｏｗ約１００℃）に降温して不完全燃焼（ＣＯ）の検知を行う。これにより、ＣＯ感度およびガス選択性が高くなることが知られている（Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗ−Ｏｆｆ方式）。   Further, when detecting incomplete combustion (CO), the temperature of the heater layer 13 is once increased to a high temperature (High 400 to 500 ° C.) for a certain period of 50 to 500 ms, and the gas sensing layer 153 is cleaned. Then, the temperature is lowered to a low temperature (Low about 100 ° C.) and incomplete combustion (CO) is detected. This is known to increase CO sensitivity and gas selectivity (High-Low-Off method).

また、Ｈｉｇｈ状態で、クリーニングのみならずＣＨ４、Ｃ３Ｈ８等の可燃性ガス検知も行い、Ｌｏｗ状態でのＣＯ等の不完全燃焼ガスの検知と合わせ、ワンセンサで可燃性ガス・不完全燃焼ガスの両方を検知できるガスセンサとしても良い。 Also, in the High state, not only cleaning but also detection of flammable gases such as CH 4 and C 3 H 8 is performed, and in combination with detection of incomplete combustion gases such as CO in the Low state, flammable gases and incompleteness with one sensor. It is good also as a gas sensor which can detect both combustion gas.

これらガスセンサのヒータ駆動方式は、上記のように（１）薄膜ガスセンサのヒータの温度をＨｉｇｈ−Ｏｆｆに所定の周期（例えば６０秒周期）で繰り返す駆動、または（２）薄膜ガスセンサのヒータ温度をＨｉｇh−Ｌｏｗ−Ｏｆｆに所定の周期（例えば１５０秒周期）で繰り返す駆動、を所定の周期（例えば１５０秒周期）で繰り返す間欠駆動としており、低消費電力化を図っている。ガス検知はこれら方式を採用できる。   As described above, the heater driving method for these gas sensors is (1) driving the heater temperature of the thin film gas sensor to High-Off repeatedly at a predetermined cycle (for example, a cycle of 60 seconds), or (2) setting the heater temperature of the thin film gas sensor to High. Driving that is repeated at a predetermined cycle (for example, 150-second cycle) in -Low-Off is intermittent driving that is repeated at a predetermined cycle (for example, 150-second cycle), thereby reducing power consumption. These methods can be adopted for gas detection.

続いてセンサ検出値の補正について説明する。まず、周囲温度がセンサ抵抗値やヒータ抵抗値に影響する点について説明する。図２で示した構造のガスセンサ１０を高温炉に入れてガスセンサ１０の周囲の温度を上げ、ヒータ層１３のヒータ層抵抗値の変化を測定した。図３のヒータ層抵抗値の変化で示すように、０から約５００℃の温度範囲においてヒータ層抵抗値は温度に対してほぼ線形に変化している。従って、周囲温度が上がるにつれてヒータ層抵抗値も上がり、また、周囲温度が下がるにつれてヒータ層抵抗値も下がる。このような傾向から、ヒータ層抵抗値のみならずガス感知層１５３のセンサ抵抗値も周囲温度に影響する、換言すれば周囲温度の検出に利用できることが推察される。   Next, correction of the sensor detection value will be described. First, the point that the ambient temperature affects the sensor resistance value and the heater resistance value will be described. The gas sensor 10 having the structure shown in FIG. 2 was placed in a high temperature furnace, the temperature around the gas sensor 10 was raised, and the change in the heater layer resistance value of the heater layer 13 was measured. As shown by the change in the heater layer resistance value in FIG. 3, the heater layer resistance value changes almost linearly with respect to the temperature in the temperature range of 0 to about 500 ° C. Therefore, the heater layer resistance value increases as the ambient temperature increases, and the heater layer resistance value decreases as the ambient temperature decreases. From this tendency, it can be inferred that not only the heater layer resistance value but also the sensor resistance value of the gas sensing layer 153 affects the ambient temperature, in other words, can be used to detect the ambient temperature.

続いて、周囲湿度がセンサ抵抗値に影響する点について説明する。先に説明したように、ガス感知層１５３およびガス選択燃焼層１５４は、水分を吸着する多孔質体であり、ヒータオフ時では設置環境の周囲湿度に比例する水分を吸着している。そして、ヒータオン時では、多孔質体に吸着した水分が蒸発する際に吸熱し、この蒸発潜熱により湿度に起因した温度変化が生じる。この傾向は湿度が高いほど水分が多くなり、蒸発潜熱も多くなることから、湿度が高いと温度を下げる方向に作用すると推察される。   Next, the point that the ambient humidity affects the sensor resistance value will be described. As described above, the gas sensing layer 153 and the gas selective combustion layer 154 are porous bodies that adsorb moisture, and adsorb moisture that is proportional to the ambient humidity of the installation environment when the heater is off. When the heater is turned on, heat is absorbed when the water adsorbed on the porous body evaporates, and a temperature change caused by humidity occurs due to the latent heat of evaporation. This tendency is presumed that the higher the humidity, the higher the moisture content and the greater the latent heat of vaporization.

この湿度による温度変化の影響について説明する。図２で示した構造のガスセンサ１０に対して湿度を変化させつつ通電したものである。図４は、周囲温度２０℃で駆動周期６０ｓ、ヒータオン時間２００ｍｓで通電し、ヒータオン時のヒータ抵抗の時間変化を示している。約５ｍｓ〜８０ｍｓの立ち上がり期間では同じ時（例えば４０ｍｓの時）で湿度が５０％〜９０％と大きくなるにつれて、ヒータ層抵抗は逆に小さくなっている。   The influence of temperature change due to humidity will be described. The gas sensor 10 having the structure shown in FIG. 2 is energized while changing the humidity. FIG. 4 shows the time variation of the heater resistance when the heater is turned on when energization is performed at an ambient temperature of 20 ° C. with a driving period of 60 seconds and a heater on time of 200 ms. In the rising period of about 5 ms to 80 ms, the heater layer resistance decreases as the humidity increases from 50% to 90% at the same time (for example, at 40 ms).

また、図５は、周囲温度５０℃で駆動周期６０ｓ、ヒータオン時間２００ｍｓで通電し、ヒータオン時のヒータ抵抗の時間変化を示している。これも約５ｍｓ〜８０ｍｓの立ち上がり期間では同じ時（例えば４０ｍｓの時）で湿度が５０％〜９０％と大きくなるにつれて、ヒータ層抵抗は逆に小さくなっている。   FIG. 5 shows the time variation of the heater resistance when the heater is turned on when energized at an ambient temperature of 50 ° C. with a driving period of 60 s and a heater on time of 200 ms. Again, the heater layer resistance decreases as the humidity increases from 50% to 90% at the same time (for example, at 40 ms) in the rising period of about 5 ms to 80 ms.

これら図４、図５に示すように、ヒータオン時のヒータ抵抗の時間変化は、周囲湿度の増加に伴い、約５ｍｓ〜８０ｍｓの昇温特性に変化が認められる。
これは、先に説明したが、多孔質化や柱状構造である選択触媒層およびガス感知層の多数の細孔に吸着した水分を蒸発させるための蒸発潜熱により温度を低くする。そして、この水分が多い、つまり湿度が高いほど、蒸発潜熱が大きくなり、温度が低くなってヒータ層抵抗値を低くするためと推察される。これはガス感知層１５３のセンサ抵抗値も同様である。
このように周囲温度・周囲湿度にヒータ層１３のヒータ層抵抗値やガス感知層１５３のセンサ抵抗値が影響される。 As shown in FIGS. 4 and 5, the change in the heater resistance with time when the heater is on changes in the temperature rise characteristic of about 5 ms to 80 ms as the ambient humidity increases.
As described above, the temperature is lowered by latent heat of vaporization for evaporating the moisture adsorbed in the pores of the selective catalyst layer and the gas sensing layer which are porous or columnar structures. And it is presumed that the more moisture, that is, the higher the humidity, the greater the latent heat of vaporization and the lower the temperature and the lower the heater layer resistance. The same applies to the sensor resistance value of the gas sensing layer 153.
Thus, the heater layer resistance value of the heater layer 13 and the sensor resistance value of the gas sensing layer 153 are affected by the ambient temperature and ambient humidity.

周囲温度・周囲湿度による影響は、図７で示すように、センサ出力に影響を及ぼしている。そこで、ある周囲温度とある周囲湿度における補正値を予め算出しておき、この周囲温度、周囲湿度および補正値を連関させて補正値を登録しておく。このような登録は、想定しうる周囲温度と、想定しうる周囲湿度と、を組み合わせて多数登録することになる。そして、検出した現状の周囲温度と周囲湿度とから最適な補正値を読み出してセンサ出力を補正する。このようにすることで周囲温度と周囲湿度とに影響されない正確な検出を可能とする。   The influence of the ambient temperature and ambient humidity affects the sensor output as shown in FIG. Therefore, a correction value for a certain ambient temperature and a certain ambient humidity is calculated in advance, and the correction value is registered by associating the ambient temperature, the ambient humidity and the correction value. A large number of such registrations are performed by combining an assumed ambient temperature and an assumed ambient humidity. Then, an optimum correction value is read from the detected current ambient temperature and ambient humidity, and the sensor output is corrected. In this way, accurate detection that is not affected by the ambient temperature and ambient humidity is possible.

続いて、ヒータ層抵抗検知部２４および温度検知手段２１４によるヒータ層抵抗値を用いる周囲温度の検出について説明する。温度検出は、ヒータオフ時における周囲温度としている。なお、ヒータオン時は、後述するが周囲湿度を検出する。   Next, detection of the ambient temperature using the heater layer resistance value by the heater layer resistance detector 24 and the temperature detector 214 will be described. The temperature detection is the ambient temperature when the heater is off. When the heater is on, ambient humidity is detected as will be described later.

ヒータ層抵抗検知部２４は、図２で示すように、細線で示された導線を通じてヒータ層１３からヒータ層抵抗値を測定するようになされており、シャント抵抗を備える。このシャント抵抗は、あらかじめ抵抗値が把握されており、ヒータ層１３と直列に接続されている。さらにヒータ層１３の両端電圧とシャント抵抗の両端電圧が計測できるように回路構成されている。   As shown in FIG. 2, the heater layer resistance detection unit 24 measures the heater layer resistance value from the heater layer 13 through a conductive wire indicated by a thin line, and includes a shunt resistance. The shunt resistance has a known resistance value and is connected in series with the heater layer 13. Furthermore, the circuit configuration is such that the voltage across the heater layer 13 and the voltage across the shunt resistor can be measured.

ヒータオフ時のヒータ層抵抗を測定する場合、ヒータ層１３とシャント抵抗とに所定電圧を印加し、ヒータ層１３の両端電圧を測定すると同時に直列に配置したシャント抵抗の両端電圧値も測定する。これら両端電圧値が温度検知手段２１４へ送られる。そして、温度検知手段２１４では、直列に配置したシャント抵抗の両端電圧値と直列に配置した既知のシャント抵抗値とから電流を算出する。そして、この電流と、読取ったヒータ層１３の両端電圧とからヒータ層抵抗値を算出する。そして、測定したヒータ層１３のヒータ層抵抗値を用い、温度検知手段２１４は、以下の式からヒータオフ時におけるヒータ層１３の温度Ｔを算出する。   When measuring the heater layer resistance when the heater is turned off, a predetermined voltage is applied to the heater layer 13 and the shunt resistor, the voltage across the heater layer 13 is measured, and the voltage value across the shunt resistor arranged in series is also measured. These voltage values at both ends are sent to the temperature detecting means 214. Then, the temperature detection means 214 calculates the current from the voltage value across the shunt resistor arranged in series and the known shunt resistance value arranged in series. Then, the heater layer resistance value is calculated from this current and the read voltage across the heater layer 13. Then, using the measured heater layer resistance value of the heater layer 13, the temperature detection unit 214 calculates the temperature T of the heater layer 13 when the heater is off from the following equation.

Figure 0006168919
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このようにしてヒータ層の温度Ｔとほぼ等しい周囲温度Ｔが算出される。
ここに、Ｒ０の値は予め計測により求められている。またαの値は、センサ毎に決定される値であるが、薄膜センサを作成するウェハーごとのバラつきは少ないので、１枚のウェハーから取れる薄膜センサでは同じ値を与えても良い。あるいは、１ロットで複数のウェハーを流す場合には、同じロットの薄膜センサに同じ値を与えてもよい。 In this way, the ambient temperature T approximately equal to the heater layer temperature T is calculated.
Here, the value of R 0 is obtained in advance by measurement. Further, the value of α is a value determined for each sensor. However, since there is little variation for each wafer on which a thin film sensor is formed, the same value may be given to a thin film sensor that can be taken from one wafer. Alternatively, when flowing a plurality of wafers in one lot, the same value may be given to the thin film sensors in the same lot.

続いて、ヒータ層抵抗値を用いる周囲湿度の検出について説明する。図４、図５で、周囲温度の増加に伴い認められた、約５ｍｓ〜８０ｍｓの立ち上がり期間における昇温特性の変化は、ヒータ層への投入時のＰｏｗｅｒが蒸発潜熱に費やされ、昇温特性の変化として現れる。この昇温特性がどのような挙動を取るか、つまりヒータ層抵抗値に応じて湿度を推定することができる。そこで、湿度検出は、本発明の特徴であるが、ヒータオフ時ではなくヒータオン時における蒸発潜熱に影響される抵抗変化を参照しつつ周囲湿度を計測している。   Subsequently, detection of ambient humidity using the heater layer resistance value will be described. 4 and 5, the change in the temperature rise characteristic observed during the rise period of about 5 ms to 80 ms, which is recognized as the ambient temperature increases, is that the power consumed in the heater layer is consumed for latent heat of vaporization. Appears as a change in properties. Humidity can be estimated according to how the temperature rise characteristic behaves, that is, the heater layer resistance value. Therefore, humidity detection is a feature of the present invention, but ambient humidity is measured with reference to a resistance change that is affected by latent heat of vaporization when the heater is on, not when the heater is off.

続いて、ヒータ層抵抗検知部２４および湿度検知手段２１５による湿度検知を説明する。ヒータ層抵抗検知部２４は、先ほども説明した手法によりヒータオン時のヒータ層抵抗値を測定する。このヒータ層抵抗値が湿度検知手段２１５へ送られる。そして、湿度検知手段２１５は、ヒータオン時から安定時までのヒータ層の抵抗値の挙動（ヒータ昇温特性の変化）から周囲の湿度を推定する。   Next, humidity detection by the heater layer resistance detection unit 24 and the humidity detection means 215 will be described. The heater layer resistance detector 24 measures the heater layer resistance value when the heater is turned on by the method described above. This heater layer resistance value is sent to the humidity detecting means 215. The humidity detecting means 215 estimates the ambient humidity from the behavior of the resistance value of the heater layer (change in the heater temperature rise characteristic) from when the heater is on to when it is stable.

一例を以下に示す。周囲温度が５０℃であり、図５で示すような特性に従うものとする。今回使用したサンプルにおいて、多孔質体に吸着した水分が蒸発しきらない約５ｍｓ〜８０ｍｓの間から選択された２０ｍｓ時のヒータ層抵抗値を第一のヒータ層抵抗値とし、ヒータが十分に加熱され多孔質体に吸着した水分が蒸発した約８０ｍｓ〜２００ｍｓの間から選択された２００ｍｓ時のヒータ層抵抗値を第二のヒータ層抵抗値とし、これら第一のヒータ層抵抗値と第二のヒータ層抵抗値との比を湿度別に予め算出しておき、周囲湿度依存性として記憶部２５に登録している。周囲湿度依存性を図６に示す。なお、この周囲湿度依存性は温度別に異なるものであるから温度別に登録されている。例えば、周囲温度が２０℃であれば、図４で示すような特性に基づいて予め生成された周囲湿度依存性を採用し、また、温度が５０℃であれば、図５で示すような特性に基づいて予め生成された周囲湿度依存性を採用するというものである。これは先に求めた周囲温度により決定される。本形態では周囲温度が５０℃であり、この５０℃用の周囲湿度依存性を参照しつつ説明する。   An example is shown below. It is assumed that the ambient temperature is 50 ° C. and follows the characteristics shown in FIG. In the sample used this time, the heater layer resistance value at 20 ms selected from about 5 ms to 80 ms at which the water adsorbed on the porous body does not evaporate is set as the first heater layer resistance value, and the heater is heated sufficiently. The heater layer resistance value at 200 ms selected from about 80 ms to 200 ms when the water adsorbed on the porous body is evaporated is defined as the second heater layer resistance value. The ratio with the heater layer resistance value is calculated in advance for each humidity, and is registered in the storage unit 25 as ambient humidity dependency. FIG. 6 shows the ambient humidity dependency. Since the ambient humidity dependency differs depending on the temperature, it is registered for each temperature. For example, if the ambient temperature is 20 ° C., the ambient humidity dependency generated in advance based on the characteristics shown in FIG. 4 is adopted, and if the temperature is 50 ° C., the characteristics shown in FIG. The ambient humidity dependency generated in advance based on the above is adopted. This is determined by the previously determined ambient temperature. In this embodiment, the ambient temperature is 50 ° C., and description will be made with reference to the ambient humidity dependence for 50 ° C.

採用された周囲湿度依存性の縦軸の比、つまりヒータオン開始から所定期間加熱されるが多孔質体であるガス感知層に吸着した水分が蒸発しきらない時（本形態では２０ｍｓ時）の第一のヒータ層抵抗値を検出し、続いてヒータオン開始から十分に加熱され多孔質体であるガス感知層に吸着した水分が蒸発した時（本形態では２００ｍｓ時）の第二のヒータ層抵抗値を検出する。そして、湿度検知手段２１５は、これら第一のヒータ層抵抗値と第二のヒータ層抵抗値との比を求め、記憶部２５に登録された周囲湿度依存性（比に対応する周囲湿度）のデータベースにアクセスし、算出した比に対応する周囲湿度を読み出す。これは、図６に示す特性と対応する湿度を算出することで、周囲湿度を推定するというものである。このようにして周囲湿度が算出される。   The ratio of the vertical axis of the ambient humidity dependence adopted, that is, when the moisture is not evaporated completely (heated for 20 ms in this embodiment) when heated for a predetermined period from the start of heater on but adsorbed to the porous gas sensing layer. The first heater layer resistance value is detected, and then the second heater layer resistance value when the water is sufficiently heated from the start of the heater on and the moisture adsorbed on the porous gas sensing layer evaporates (at 200 ms in this embodiment). Is detected. And the humidity detection means 215 calculates | requires ratio of these 1st heater layer resistance values and 2nd heater layer resistance values, and the ambient humidity dependence (ambient humidity corresponding to ratio) registered into the memory | storage part 25 is obtained. Access the database and read the ambient humidity corresponding to the calculated ratio. This is to estimate the ambient humidity by calculating the humidity corresponding to the characteristics shown in FIG. In this way, the ambient humidity is calculated.

中央処理部２１の補正手段２１６はこれら周囲湿度・周囲温度により、ガス感知部１５の周囲温度・周囲湿度に合わせてガスの検出値を補正する。これはある周囲温度・ある周囲湿度に応じた補正値を予め算出しておき、そして想定される全ての周囲温度・全ての周囲湿度に応じた補正値（例えば、周囲温度２０℃・周囲湿度６５％で補正値ａ、周囲温度３５℃・周囲湿度９０％で補正値ｂ、周囲温度５０℃・周囲湿度６５％で補正値ｃ、周囲温度５０℃・周囲湿度９０％で補正値ｄ）を予め記憶部２５に登録しておく。そして、計測した周囲温度・周囲湿度に対応する補正値を記憶部２５から読み出し、この補正値に基づいてセンサ出力を補正するというものである。例えば、補正値を係数として乗じたり、また、加算するようにしても良い。補正原理はこのようになる。   The correction means 216 of the central processing unit 21 corrects the detected gas value according to the ambient temperature and ambient humidity of the gas sensing unit 15 based on the ambient humidity and ambient temperature. In this case, correction values corresponding to a certain ambient temperature and a certain ambient humidity are calculated in advance, and correction values corresponding to all the assumed ambient temperatures and all the ambient humidity (for example, an ambient temperature of 20 ° C. and an ambient humidity of 65). % Correction value a, ambient temperature 35 ° C. and ambient humidity 90% correction value b, ambient temperature 50 ° C. and ambient humidity 65% correction value c, and ambient temperature 50 ° C. and ambient humidity 90% correction value d) in advance. Registered in the storage unit 25. Then, a correction value corresponding to the measured ambient temperature / humidity is read from the storage unit 25, and the sensor output is corrected based on the correction value. For example, the correction value may be multiplied as a coefficient, or may be added. The correction principle is as follows.

補正により改善した例を図７，図８を用いて説明する。補正前では図７で示すように、センサ出力が周囲温度・周囲湿度により変化が生じていたが、補正後では図８で示すように、センサ出力では周囲温度・周囲湿度による変化を吸収している。   An example improved by correction will be described with reference to FIGS. Before the correction, as shown in FIG. 7, the sensor output changed due to the ambient temperature / humidity, but after the correction, as shown in FIG. 8, the sensor output absorbs the change due to the ambient temperature / ambient humidity. Yes.

中央処理部２１の判定手段２１７は、補正手段２１６からの補正されたセンサ出力が警報閾値を超えるか否かについて判断する。そして、補正されたセンサ出力が警報閾値を超える場合には判定手段２１７は表示制御手段２１８および出力制御手段２１９に閾値を超えてガスが検知されたことを通知する。表示制御手段２１８は、警報表示部２６に警報表示をするように制御すると警報表示部２６が警報表示を行う。出力制御手段２１９は警報音出力部２７に警報音を出力するように制御すると警報音出力部２７が警報音を出力し、また、外部出力部２８に警報が報知されたことを外部へ出力するように制御すると外部出力部２８は警報を外部へ出力する。このようにしてガス検知がなされる。
本形態のガス検知装置１はこのようなものである。 The determination unit 217 of the central processing unit 21 determines whether the corrected sensor output from the correction unit 216 exceeds the alarm threshold value. When the corrected sensor output exceeds the alarm threshold value, the determination unit 217 notifies the display control unit 218 and the output control unit 219 that gas has been detected exceeding the threshold value. When the display control means 218 controls the alarm display unit 26 to display an alarm, the alarm display unit 26 displays the alarm. When the output control means 219 controls the alarm sound output unit 27 to output an alarm sound, the alarm sound output unit 27 outputs an alarm sound, and the external output unit 28 outputs that the alarm has been notified to the outside. When controlled in this manner, the external output unit 28 outputs an alarm to the outside. In this way, gas detection is performed.
The gas detector 1 of this embodiment is such a thing.

以上説明した本発明によれば、周囲湿度を、ヒータの昇温特性から検出することが可能である。詳しくは、ヒータオン時にガス感知層１５３およびガス選択燃焼層１５４に吸着する水分が蒸発する際の蒸発潜熱の影響がヒータの昇温特性に反映されており、湿度検出に使用できることを知見した。このようにして得た周囲の温度・湿度により、ガス感知層の周囲の温湿度に合わせてガスの検出値を補正する。そこで、湿度の影響を排除した精度の高いガス検知が可能となる。   According to the present invention described above, the ambient humidity can be detected from the temperature rise characteristic of the heater. Specifically, it has been found that the influence of latent heat of vaporization when moisture adsorbed on the gas sensing layer 153 and the gas selective combustion layer 154 evaporates when the heater is turned on is reflected in the temperature rise characteristics of the heater and can be used for humidity detection. Based on the ambient temperature and humidity thus obtained, the detected gas value is corrected according to the ambient temperature and humidity of the gas sensing layer. Therefore, highly accurate gas detection that eliminates the influence of humidity becomes possible.

続いて他の形態について説明する。本形態では先の形態と構造が同じであるが湿度検出手法のみが異なるものである。以下、湿度検出について説明するとともに他の構成や温度検出手法等については同じであるものとして重複する説明を省略する。   Next, another embodiment will be described. In this embodiment, the structure is the same as that of the previous embodiment, but only the humidity detection method is different. Hereinafter, the humidity detection will be described, and other configurations, temperature detection methods, and the like will be the same, and redundant description will be omitted.

本形態では、ヒータＯＮ時のヒータ昇温特性の変化として、計測して得たヒータ抵抗値が、閾値である特定のヒータ抵抗値を超えるまでの時間を計測し、この時間により周囲湿度を推定する。この検出原理について図を参照しつつ説明する。図９は、ある湿度においてヒータＯＮによりヒータ昇温させ、閾値としてヒータ抵抗が９５Ωを越えた時間をプロットしたものである。この際の周辺温度は２０℃である。この特性によれば、周囲湿度上昇に伴い、９５Ωを越える時間がほぼ比例的に長くなることが分かる。換言すれば、９５Ωを越える時間が解れば周囲湿度が推察できる。   In this embodiment, as a change in the heater temperature rise characteristic when the heater is turned on, the time until the measured heater resistance value exceeds a specific heater resistance value that is a threshold is measured, and the ambient humidity is estimated based on this time To do. This detection principle will be described with reference to the drawings. FIG. 9 plots the time when the heater temperature is raised by turning on the heater at a certain humidity and the heater resistance exceeds 95Ω as a threshold value. The ambient temperature at this time is 20 ° C. According to this characteristic, it can be seen that as the ambient humidity increases, the time exceeding 95Ω increases approximately proportionally. In other words, if the time exceeding 95Ω is known, the ambient humidity can be estimated.

例えば、９５Ωを超えた時間が１５ｍｓであるならば、周囲湿度が約５５％付近にあると推察される。このようにある周囲湿度に対してセンサ抵抗値９５Ωを超える時間を記憶部２５に複数登録する。なお、この周囲湿度依存性は温度別に異なるものであるから温度別に登録されている。例えば、周囲温度が２０℃であれば、図９で示すような特性に基づいて予め生成された周囲湿度依存性を採用する。温度が異なれば、２５℃、３０℃というように温度別に登録されているその他の周囲湿度依存性を利用する。   For example, if the time over 95Ω is 15 ms, the ambient humidity is estimated to be around 55%. As described above, a plurality of times exceeding the sensor resistance value of 95Ω with respect to a certain ambient humidity are registered in the storage unit 25. Since the ambient humidity dependency differs depending on the temperature, it is registered for each temperature. For example, if the ambient temperature is 20 ° C., the ambient humidity dependency generated in advance based on the characteristics shown in FIG. 9 is adopted. If the temperature is different, other ambient humidity dependence registered for each temperature such as 25 ° C. and 30 ° C. is used.

まず、ヒータ層抵抗検知部２４および温度検知手段２１４による温度検知を説明する。ヒータ層抵抗検知部２４は、先ほども説明した手法によりヒータオフ時のヒータ層抵抗値を測定している。温度検知手段２１４はこのヒータオフ時のヒータ層抵抗値を用いて周囲温度を算出する。そしてこの周囲温度により最適な周囲湿度−時間特性を採用する。本形態では周囲温度が２０℃であり、この図９で示すような２０℃用の周囲湿度−時間特性を選択したものとして説明する。   First, temperature detection by the heater layer resistance detector 24 and the temperature detector 214 will be described. The heater layer resistance detection unit 24 measures the heater layer resistance value when the heater is turned off by the method described above. The temperature detector 214 calculates the ambient temperature using the heater layer resistance value when the heater is off. The optimum ambient humidity-time characteristic is adopted depending on the ambient temperature. In this embodiment, it is assumed that the ambient temperature is 20 ° C. and the ambient humidity-time characteristic for 20 ° C. as shown in FIG. 9 is selected.

続いて、ヒータ層抵抗検知部２４および湿度検知手段２１５による湿度検知を説明する。ヒータ層抵抗検知部２４は、先ほども説明した手法によりヒータオン時のヒータ層抵抗値を測定する。ヒータオン時のヒータ層抵抗値が湿度検知手段２１５へ順次送られる。そして、湿度検知手段２１５は、ヒータオン開始から所定期間加熱されるにつれて上昇するヒータ層抵抗値が所定の閾値（９５Ω）に到達したことを検出する。湿度検知手段２１５は、この到達時刻を記憶し、記憶部２５に登録された周囲湿度−時間特性のデータベースにアクセスし、計測した時刻に対応する周囲湿度を選択することで、周囲湿度を推定する。   Next, humidity detection by the heater layer resistance detection unit 24 and the humidity detection means 215 will be described. The heater layer resistance detector 24 measures the heater layer resistance value when the heater is turned on by the method described above. The heater layer resistance value when the heater is on is sequentially sent to the humidity detecting means 215. Then, the humidity detecting means 215 detects that the heater layer resistance value that rises as it is heated for a predetermined period from the start of heater on has reached a predetermined threshold value (95Ω). The humidity detecting means 215 stores the arrival time, accesses the ambient humidity-time characteristic database registered in the storage unit 25, and selects the ambient humidity corresponding to the measured time, thereby estimating the ambient humidity. .

また、ヒータ昇温特性として、ガス検知時のセンサ駆動温度より大幅に低くしたヒータ温度としてもよい。例えば、先の説明ではヒータ温度が５００℃であるのに対し、ここではヒータ温度を１６０℃とした。このようなヒータオン時のヒータ昇温抵抗の時間変化を図１０に示す。この図１０では周囲温度２０℃として先の説明と同じ条件としている。この図１０でも明らかなようにヒータ抵抗値の閾値である９５Ωに到達する時間を長くしている。   The heater temperature rise characteristic may be a heater temperature significantly lower than the sensor driving temperature at the time of gas detection. For example, while the heater temperature is 500 ° C. in the above description, the heater temperature is 160 ° C. here. FIG. 10 shows the time change of the heater temperature rising resistance when the heater is turned on. In FIG. 10, the ambient temperature is 20 ° C., and the same conditions as described above are used. As is apparent from FIG. 10, the time required to reach the heater resistance threshold value of 95Ω is lengthened.

このようなヒータ昇温特性では、特に、ヒータ温度が低いため、吸着した水分を蒸発させる時間が長くなり、ヒータ昇温特性において、ヒータ抵抗の閾値を超えるまでの時間を長くしている。従って時間分解能を下げてより正確に湿度を推定することを可能にしている。図１１に、閾値としてヒータ抵抗が９５Ωを越えた時間をプロットした特性でも、周囲湿度上昇に伴い、９５Ωを越える時間が長くなることが分かる。このようにセンサ温度よりも大幅にヒータ温度を低くして湿度を算出することでより正確に湿度を推定することが可能となる。   In such a heater temperature rise characteristic, in particular, since the heater temperature is low, the time for evaporating the adsorbed moisture is lengthened, and in the heater temperature rise characteristic, the time until the heater resistance threshold is exceeded is lengthened. Therefore, it is possible to estimate the humidity more accurately by reducing the time resolution. FIG. 11 also shows that the time when the heater resistance exceeds 95Ω as the threshold value is plotted, the time exceeding 95Ω becomes longer as the ambient humidity increases. Thus, the humidity can be estimated more accurately by calculating the humidity by lowering the heater temperature significantly below the sensor temperature.

続いて他の形態について説明する。
本形態は、図１のガス検知装置１のうち、特にガスセンサの改良を図るものであり、図１のガスセンサ１０に代えて、図１２で示すようなガスセンサ３０を採用するものである。そこで、ガスセンサ３０以外は先のガス検知装置１の各構成と同じであるものとして重複する説明を省略し、ガスセンサ３０についてのみ説明する。図１２は、本発明を実施するための第２の形態のガス検知装置のガスセンサの断面図である。 Next, another embodiment will be described.
In this embodiment, the gas sensor of FIG. 1 is particularly improved, and a gas sensor 30 as shown in FIG. 12 is employed instead of the gas sensor 10 of FIG. Therefore, the description other than the gas sensor 30 is the same as each configuration of the previous gas detection device 1, and a duplicate description is omitted, and only the gas sensor 30 is described. FIG. 12 is a cross-sectional view of a gas sensor of a gas detector according to a second embodiment for carrying out the present invention.

一般にガス検知装置１が使用される環境では、検知対象ガスに加え、ガスセンサにとって悪影響を及ぼす他の雑ガスも共存する。雑ガスは、検知対象外の可燃性ガス、酸素、窒素、炭酸ガス、水蒸気などのガス種である。このようなガスの一部には、ガスセンサにとって干渉ガス（ガスセンサが抵抗変化しあたかも検知対象ガスが存在するかのように振舞う誤検出を誘発するガス）となり、誤検知を誘発する場合がある。   In general, in an environment where the gas detection device 1 is used, other miscellaneous gases that adversely affect the gas sensor coexist in addition to the detection target gas. The miscellaneous gas is a gas type such as combustible gas, oxygen, nitrogen, carbon dioxide gas, and water vapor that is not detected. Some of these gases become interference gas for the gas sensor (gas that induces false detection that causes the gas sensor to change its resistance and behave as if the gas to be detected exists), and may cause false detection.

このような干渉ガスの影響を排除し、検知対象ガスの有無および濃度を正確に検知するためには、干渉ガスをガス選択燃焼層１５４で除去し、さらに検知対象ガスが検知可能な高温で十分な時間にわたり通電する必要がある。しかしながら、このような加熱が、低消費電力化の妨げになっているという課題があった。   In order to eliminate the influence of the interference gas and accurately detect the presence and concentration of the detection target gas, the interference gas is removed by the gas selective combustion layer 154, and the detection target gas is detected at a sufficiently high temperature. It is necessary to energize for a long time. However, there is a problem that such heating hinders low power consumption.

そこで、干渉ガスの影響を防止するため、ガスセンサ３０では、図１２で示すように、ガス感知層１５３およびガス選択燃焼層１５４をフィルタケース３１で覆い、フィルタケース３１のガス導入口にフィルタ３２を設けている。このフィルタ３２は、例えば活性炭吸着層を備えており、干渉ガスを吸着除去している。   Therefore, in order to prevent the influence of the interference gas, the gas sensor 30 covers the gas sensing layer 153 and the gas selective combustion layer 154 with a filter case 31 and a filter 32 at the gas inlet of the filter case 31 as shown in FIG. Provided. The filter 32 includes, for example, an activated carbon adsorption layer, and adsorbs and removes interference gas.

この活性炭吸着層は、空気中の水分についても吸脱着するため、フィルタケース３１外（環境中）の湿度変化に対し、フィルタケース内の検出空間３１１の湿度応答が遅れるが、湿度検出を行うヒータ層１３がフィルタケース３１内に設けられており、問題はない。これにより、湿度の影響を大幅に排除した上で、先に説明した補正を行うため、さらに正確な補正が可能になる。このようなガス検知装置１としても良い。   Since this activated carbon adsorption layer also adsorbs and desorbs moisture in the air, the humidity response of the detection space 311 in the filter case is delayed with respect to the humidity change outside the filter case 31 (in the environment), but the heater that detects humidity The layer 13 is provided in the filter case 31, and there is no problem. As a result, the correction described above is performed after greatly eliminating the influence of humidity, so that a more accurate correction is possible. Such a gas detection device 1 may be used.

続いて他の形態について図１３を参照しつつ説明する。ガス検知装置２は、図１３で示すように、ガスセンサ１０と、駆動制御・信号処理部４０と、を備えている。駆動制御・信号処理部４０がガスセンサ１０を駆動制御するとともに、ガスセンサ１０からの検出信号を受信し、ガスの有無を検知する装置である。先に説明した図１のガス検知装置１は、ヒータ層１３にヒータ層抵抗値を用いて温度検出や湿度検出を行っていた。本形態では図１４で示すように温度検出を行う温度検出部４１を採用し、湿度検出についてはヒータ層抵抗検知部２４を採用したものである。   Next, another embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 13, the gas detection device 2 includes a gas sensor 10 and a drive control / signal processing unit 40. The drive control / signal processing unit 40 controls the drive of the gas sensor 10 and receives a detection signal from the gas sensor 10 to detect the presence or absence of gas. The gas detector 1 of FIG. 1 described above performs temperature detection and humidity detection using the heater layer resistance value for the heater layer 13. In this embodiment, as shown in FIG. 14, a temperature detection unit 41 that performs temperature detection is employed, and a heater layer resistance detection unit 24 is employed for humidity detection.

図１４で示すガスセンサ１０は、先の図２を用いて説明した構成と同じであり、同じ符号を付すとともに、重複する説明を省略する。駆動制御・信号処理部４０は、図１３で示すように、中央処理部２１、ヒータ層駆動部２２、ガス検知部２３、ヒータ層抵抗検知部２４、記憶部２５、警報表示部２６、警報音出力部２７、外部出力部２８、電源部２９、温度検出部４１を備えている。先に図１を用いて説明した駆動制御・信号処理部２０と比較すると温度検出部４１が追加された点のみが相違する。駆動制御・信号処理部４０については、温度検出部４１による周囲温度検出方法のみが相違するものであってこの点ついて重点的に説明するものとし、他の構成や周囲湿度検出については図１のガス検知装置１の各構成と同じ番号を付すとともに重複する説明を省略する。   The gas sensor 10 shown in FIG. 14 has the same configuration as that described above with reference to FIG. 2, and is given the same reference numerals and redundant description is omitted. As shown in FIG. 13, the drive control / signal processing unit 40 includes a central processing unit 21, a heater layer driving unit 22, a gas detection unit 23, a heater layer resistance detection unit 24, a storage unit 25, an alarm display unit 26, and an alarm sound. An output unit 27, an external output unit 28, a power supply unit 29, and a temperature detection unit 41 are provided. Compared with the drive control / signal processing unit 20 described above with reference to FIG. 1, only the temperature detection unit 41 is added. The drive control / signal processing unit 40 is different only in the ambient temperature detection method by the temperature detection unit 41, and this point will be described mainly. Other configurations and ambient humidity detection are shown in FIG. The same numbers as those of the components of the gas detection device 1 are assigned and redundant description is omitted.

温度検出部４１は、例えばサーミスタであり、温度に応じて抵抗値を変化させるものである。温度検出部４１は上記のシャント抵抗を有し、温度検出部４１のサーミスタの抵抗値が検出できるようになされている。中央処理部２１の温度検知手段２１４は、温度検出部４１のサーミスタの抵抗値に基づいて上記の数２を用いる手法により周囲温度を計測する。   The temperature detector 41 is, for example, a thermistor, and changes the resistance value according to the temperature. The temperature detection unit 41 has the shunt resistance described above so that the resistance value of the thermistor of the temperature detection unit 41 can be detected. The temperature detection means 214 of the central processing unit 21 measures the ambient temperature by the method using Equation 2 based on the resistance value of the thermistor of the temperature detection unit 41.

また、中央処理部２１の湿度検知手段２１５は、ヒータ層抵抗検知部２４を介して得たヒータ層抵抗値に基づいて上記の手法により周囲湿度を計測する。中央処理部２１のヒータ層駆動手段２１１は、ヒータ層駆動部２２を制御し、上記したような周囲湿度の検出時の駆動を行う。すると、ヒータ層抵抗検知部２４を介して得たヒータオン時のヒータ層１３のヒータ層抵抗値の昇温時の変化（図６の比や図９，図１１の時間）に基づいて、湿度検知手段２１５が周囲湿度の検出を行う。以下この周囲温度や周囲湿度を用いて上記のような補正・判定を行うことになる。   Further, the humidity detection means 215 of the central processing unit 21 measures the ambient humidity by the above method based on the heater layer resistance value obtained via the heater layer resistance detection unit 24. The heater layer driving unit 211 of the central processing unit 21 controls the heater layer driving unit 22 to perform driving when detecting ambient humidity as described above. Then, the humidity detection is performed based on a change in the heater layer resistance value of the heater layer 13 when the heater is turned on, which is obtained via the heater layer resistance detection unit 24, when the temperature rises (ratio in FIG. 6 and time in FIGS. 9 and 11). Means 215 detects ambient humidity. Hereinafter, the correction / determination as described above is performed using the ambient temperature and the ambient humidity.

このような本発明によれば、特に周囲温度の検出と、周囲湿度の検出とを、それぞれ独立して行えるようにしたため、設置箇所や検出時間を自由に設定できるという利点がある。   According to the present invention as described above, the detection of the ambient temperature and the detection of the ambient humidity can be performed independently, and thus there is an advantage that the installation location and the detection time can be freely set.

続いて他の形態について説明する。本形態は、図１３のガス検知装置２において、図１４のガスセンサ１０に代え、図１５に示すようなガスセンサ３０を採用したものである。この図１５に示すガスセンサ３０は、図１４のガスセンサ１０の構成に対し、さらにフィルタケース３１，フィルタ３２を追加したものである。これら構成は先の図１２を用いたガスセンサ３０の説明と同じであるが、特に温度検出部４１はフィルタケース３１内に配置されて、フィルタケース３１内の周囲温度を検出することが好ましい。なお、温度検出部４１をフィルタケース３１の外側に配置しても温度検出は可能である。また、周囲温度・周囲湿度の検出方法、ガスの検出方法、補正方法等については先の説明と同じであり、重複する説明を省略する。
このようなガス検知装置２では、湿度の影響を大幅に排除した上で、先に説明した補正を行うため、さらに正確な補正が可能になる。このようなガス検知装置２としても良い。 Next, another embodiment will be described. This embodiment employs a gas sensor 30 as shown in FIG. 15 instead of the gas sensor 10 of FIG. 14 in the gas detection device 2 of FIG. The gas sensor 30 shown in FIG. 15 is obtained by adding a filter case 31 and a filter 32 to the configuration of the gas sensor 10 of FIG. These configurations are the same as those of the gas sensor 30 described above with reference to FIG. 12, but it is particularly preferable that the temperature detection unit 41 is disposed in the filter case 31 to detect the ambient temperature in the filter case 31. Note that temperature detection is possible even if the temperature detector 41 is disposed outside the filter case 31. The ambient temperature / ambient humidity detection method, gas detection method, correction method, and the like are the same as those described above, and redundant descriptions are omitted.
In such a gas detection device 2, the correction described above is performed after greatly eliminating the influence of humidity, so that more accurate correction is possible. Such a gas detection device 2 may be used.

続いて他の形態について図１６を参照しつつ説明する。ガス検知装置３は、ガスセンサ５０と、駆動制御・信号処理部６０と、を備えている。駆動制御・信号処理部６０が図１７で示すようなガスセンサ５０を駆動制御するとともに、ガスセンサ５０からの検出信号を受信し、ガスの有無を検知する装置である。先に説明した図１のガス検知装置１は、ヒータ層１３にヒータ層抵抗値を用いて温度検出や湿度検出を行っていた。本形態では検出に特化した検出部５１をガスセンサ５０に搭載し、この検出部５１が温度検出や湿度検出を行うというものである。   Next, another embodiment will be described with reference to FIG. The gas detection device 3 includes a gas sensor 50 and a drive control / signal processing unit 60. The drive control / signal processing unit 60 controls the driving of the gas sensor 50 as shown in FIG. 17 and receives a detection signal from the gas sensor 50 to detect the presence or absence of gas. The gas detector 1 of FIG. 1 described above performs temperature detection and humidity detection using the heater layer resistance value for the heater layer 13. In this embodiment, a detection unit 51 specialized for detection is mounted on the gas sensor 50, and the detection unit 51 performs temperature detection and humidity detection.

ガスセンサ５０は、図１７で示すように、Ｓｉ基板１１、熱絶縁支持層１２、ヒータ層１３、電気絶縁層１４、ガス感知部１５、検出部５１を備える。このうちＳｉ基板１１、熱絶縁支持層１２、ヒータ層１３、電気絶縁層１４、ガス感知部１５については先の説明と同様であり、同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。   As shown in FIG. 17, the gas sensor 50 includes a Si substrate 11, a thermal insulation support layer 12, a heater layer 13, an electrical insulation layer 14, a gas sensing unit 15, and a detection unit 51. Among these, the Si substrate 11, the heat insulating support layer 12, the heater layer 13, the electric insulating layer 14, and the gas sensing unit 15 are the same as those described above, and are given the same reference numerals and redundant description is omitted.

検出部５１は、検出用ヒータ層５１１、検出用多孔質層５１２を備える。
検出用ヒータ層５１１は、Ｎｉ−Ｃｒにより形成されており、熱絶縁支持層１２の上側に設けられる。検出用ヒータ層５１１は、スパッタＳｉＯ２層からなる電気絶縁層１４により覆われる。検出用多孔質層５１２は、ガス選択燃焼層１５４と同じ材料であるＰｄ担持Ａｌ２Ｏ３焼結材、Ｐｔ担持Ａｌ２Ｏ３焼結材やＰｄ・Ｐｔ合金担持Ａｌ２Ｏ３焼結材を採用することができる。検出用ヒータ層５１１、検出用多孔質層５１２は、ヒータ層１３やガス選択燃焼層１５４の形成時に同じ材料を用いて同時に形成することができる。 The detection unit 51 includes a detection heater layer 511 and a detection porous layer 512.
The detection heater layer 511 is made of Ni—Cr and is provided on the upper side of the heat insulating support layer 12. The detection heater layer 511 is covered with an electrical insulating layer 14 made of a sputtered SiO 2 layer. The detection porous layer 512 is made of the same material as the gas selective combustion layer 154, such as a Pd-supported Al 2 O 3 sintered material, a Pt-supported Al 2 O 3 sintered material, or a Pd / Pt alloy-supported Al 2 O 3 sintered material. Can be adopted. The detection heater layer 511 and the detection porous layer 512 can be simultaneously formed using the same material when the heater layer 13 and the gas selective combustion layer 154 are formed.

なお、この検出部５１（検出用ヒータ層５１１、検出用多孔質層５１２）の位置は、ガス感知部１５の近傍であって、ダイヤフラム上の範囲内に配置される。これは、ダイヤフラム上の範囲外に配置されていると、Ｓｉ基板１１に熱が逃げてしまい、昇温が緩やかになり、また、温度が上がりきらなくなるためである。このように、ダイヤフラム上に配置することで熱が逃げにくくなり、低消費電力化を実現できる。   The position of the detection unit 51 (detection heater layer 511, detection porous layer 512) is in the vicinity of the gas sensing unit 15 and within a range on the diaphragm. This is because if it is disposed outside the range on the diaphragm, heat escapes to the Si substrate 11, the temperature rise becomes gradual, and the temperature cannot be raised. As described above, by disposing on the diaphragm, it becomes difficult for heat to escape, and low power consumption can be realized.

続いて、駆動制御・信号処理部６０について説明する。駆動制御・信号処理部６０は、図１６で示すように、ヒータ層駆動部２２、ガス検知部２３、記憶部２５、警報表示部２６、警報音出力部２７、外部出力部２８、電源部２９、中央処理部６１、検出用ヒータ層駆動部６２、検出用ヒータ層抵抗検知部６３を備えている。中央処理部６１、検出用ヒータ層駆動部６２、検出用ヒータ層抵抗検知部６３について重点的に説明するものとし、他の構成については同じ番号を付すとともにガス検知方法等の重複する説明を省略する。   Next, the drive control / signal processing unit 60 will be described. As shown in FIG. 16, the drive control / signal processing unit 60 includes a heater layer driving unit 22, a gas detection unit 23, a storage unit 25, an alarm display unit 26, an alarm sound output unit 27, an external output unit 28, and a power supply unit 29. A central processing unit 61, a detection heater layer driving unit 62, and a detection heater layer resistance detection unit 63. The central processing unit 61, the detection heater layer driving unit 62, and the detection heater layer resistance detection unit 63 will be described mainly, and the other components will be assigned the same reference numerals and redundant description of the gas detection method and the like will be omitted. To do.

中央処理部６１は、ヒータ層駆動手段２１１、都市ガス検知手段２１２、ＣＯガス検知手段２１３、温度検知手段２１４、湿度検知手段２１５、補正手段２１６、判定手段２１７、表示制御手段２１８、出力制御手段２１９に加え、検出用ヒータ層駆動手段６１１を備える。   The central processing unit 61 includes heater layer driving means 211, city gas detection means 212, CO gas detection means 213, temperature detection means 214, humidity detection means 215, correction means 216, determination means 217, display control means 218, output control means. In addition to 219, a heater layer driving means 611 for detection is provided.

検出用ヒータ層駆動部６２は、電源部２９から供給された電圧を、周囲温度や周囲湿度を精度よく検知するためのヒータ電圧に変換し、検出用ヒータ層５１１を通電により駆動するような回路部である。
検出用ヒータ層抵抗検知部６３は、検出用ヒータ層５１１のヒータ層抵抗を検出する手段からなり、検出信号を中央処理部６１へ送信する。中央処理部６１の温度検知手段２１４は、検出用ヒータ層５１１のヒータ層抵抗値に基づいて上記の数２を用いる手法により周囲温度を計測する。また、中央処理部６１の湿度検知手段２１５は、検出用ヒータ層５１１のヒータ層抵抗値に基づいて上記の手法により周囲湿度を計測する。 The detection heater layer driving unit 62 converts the voltage supplied from the power supply unit 29 into a heater voltage for accurately detecting the ambient temperature and ambient humidity, and drives the detection heater layer 511 by energization. Part.
The detection heater layer resistance detection unit 63 includes means for detecting the heater layer resistance of the detection heater layer 511, and transmits a detection signal to the central processing unit 61. The temperature detection means 214 of the central processing unit 61 measures the ambient temperature by the method using the above equation 2 based on the heater layer resistance value of the detection heater layer 511. Further, the humidity detecting means 215 of the central processing unit 61 measures the ambient humidity by the above method based on the heater layer resistance value of the detection heater layer 511.

中央処理部６１の検出用ヒータ層駆動手段６１１は、検出用ヒータ層駆動部６２を制御し、上記したような周囲温度・周囲湿度の検出時の駆動を行う。すると、検出用ヒータ層抵抗検知部６３を介して得たヒータオフ時の検出用ヒータ層５１１のヒータ層抵抗値に基づいて、中央処理部６１の温度検知手段２１４が周囲温度検出を行う。そして、検出用ヒータ層抵抗検知部６３を介して得たヒータ層抵抗値であって、ヒータオン時における検出用多孔質層５１２に吸着された水分の影響を含む検出用ヒータ層５１１のヒータ層抵抗値の昇温時の変化（図６の比や図９，図１１の時間）に基づいて、湿度検知手段２１５が周囲湿度の検出を行う。以下この周囲温度や周囲湿度を用いて上記のような補正・判定を行うことになる。   The detection heater layer driving unit 611 of the central processing unit 61 controls the detection heater layer driving unit 62 and performs the driving at the time of detecting the ambient temperature and ambient humidity as described above. Then, based on the heater layer resistance value of the detection heater layer 511 obtained when the heater is turned off, obtained via the detection heater layer resistance detection unit 63, the temperature detection unit 214 of the central processing unit 61 detects the ambient temperature. Then, the heater layer resistance value obtained through the detection heater layer resistance detection unit 63 and including the influence of moisture adsorbed on the detection porous layer 512 when the heater is turned on, the heater layer resistance of the detection heater layer 511 Based on the change of the value when the temperature rises (ratio in FIG. 6 and time in FIGS. 9 and 11), the humidity detecting means 215 detects the ambient humidity. Hereinafter, the correction / determination as described above is performed using the ambient temperature and the ambient humidity.

このような本発明によれば、周囲温度・周囲湿度の検出を独立して行えるようにしたため、設置箇所や検出時間を自由に設定できるという利点がある。   According to the present invention, since the ambient temperature and ambient humidity can be detected independently, there is an advantage that the installation location and the detection time can be freely set.

続いて他の形態について説明する。本形態は、図１６のガス検知装置３において、図１７に示すようなガスセンサ５０に代え、図１８に示すようなガスセンサ７０を採用したものである。この図１８に示すガスセンサ７０は、図１７のガスセンサ５０の構成に対し、さらにフィルタケース３１，フィルタ３２を追加したものである。そして、検出部５１もフィルタケース３１の検出空間３１１内に位置する。このフィルタケース３１，フィルタ３２の構成は先の説明と同じであり、また、周囲温度・周囲湿度の検出方法、ガスの検出方法、補正方法等については先の説明と同じであり、重複する説明を省略する。   Next, another embodiment will be described. In this embodiment, a gas sensor 70 as shown in FIG. 18 is adopted in the gas detection device 3 of FIG. 16 instead of the gas sensor 50 as shown in FIG. A gas sensor 70 shown in FIG. 18 is obtained by adding a filter case 31 and a filter 32 to the configuration of the gas sensor 50 of FIG. The detection unit 51 is also located in the detection space 311 of the filter case 31. The configurations of the filter case 31 and the filter 32 are the same as those described above, and the detection method of the ambient temperature / humidity, the detection method of gas, the correction method, and the like are the same as those of the previous description, and overlapping descriptions are given. Is omitted.

このようなガス検知装置３では、湿度の影響を大幅に排除した上で、先に説明した補正を行うため、さらに正確な補正が可能になる。また、周囲温度・周囲湿度の検出を独立して行えるようにしたため、設置箇所や検出時間を自由に設定できるという利点がある。このようなガス検知装置３としても良い。   In such a gas detection device 3, since the correction described above is performed after greatly eliminating the influence of humidity, more accurate correction can be performed. Further, since the ambient temperature and ambient humidity can be detected independently, there is an advantage that the installation location and the detection time can be set freely. Such a gas detection device 3 may be used.

続いて他の形態について図１９を参照しつつ説明する。ガス検知装置４は、ガスセンサ５０と、駆動制御・信号処理部８０と、を備えている。駆動制御・信号処理部８０が図２０で示すようなガスセンサ５０を駆動制御するとともに、ガスセンサ５０からの検出信号を受信し、ガスの有無を検知する装置である。本形態では温度検出については上記の温度検出部４１を採用し、この温度検出部４１が温度検出を行う。また、湿度検出については上記の検出用ヒータ層抵抗検知部６３を採用したものである。   Next, another embodiment will be described with reference to FIG. The gas detection device 4 includes a gas sensor 50 and a drive control / signal processing unit 80. The drive control / signal processing unit 80 controls the driving of the gas sensor 50 as shown in FIG. 20 and receives a detection signal from the gas sensor 50 to detect the presence or absence of gas. In this embodiment, the temperature detection unit 41 is used for temperature detection, and the temperature detection unit 41 performs temperature detection. The humidity detection uses the detection heater layer resistance detector 63 described above.

ガスセンサ５０は、先の図１７を用いて説明した構成と同じであり、重複する説明を省略する。駆動制御・信号処理部８０は、図１９で示すように、中央処理部６１、ヒータ層駆動部２２、ガス検知部２３、記憶部２５、警報表示部２６、警報音出力部２７、外部出力部２８、電源部２９、検出用ヒータ層駆動部６２、検出用ヒータ層抵抗検知部６３、温度検出部４１を備えている。先に図１６を用いて説明した駆動制御・信号処理部６０と比較すると温度検出部４１が追加された点のみが相違する。駆動制御・信号処理部８０については、温度検出部４１による周囲温度検出方法のみが相違するものであってこの点ついて重点的に説明するものとし、他の構成や周囲湿度検出については図１６のガス検知装置３の各構成と同じ番号を付すとともに重複する説明を省略する。   The gas sensor 50 has the same configuration as that described with reference to FIG. As shown in FIG. 19, the drive control / signal processing unit 80 includes a central processing unit 61, a heater layer driving unit 22, a gas detection unit 23, a storage unit 25, an alarm display unit 26, an alarm sound output unit 27, and an external output unit. 28, a power supply unit 29, a detection heater layer driving unit 62, a detection heater layer resistance detection unit 63, and a temperature detection unit 41. Compared with the drive control / signal processing unit 60 described above with reference to FIG. 16, only the temperature detection unit 41 is added. The drive control / signal processing unit 80 differs only in the ambient temperature detection method by the temperature detection unit 41, and this point will be described mainly. Other configurations and ambient humidity detection are shown in FIG. The same reference numerals as those of the gas detection device 3 are assigned, and redundant description is omitted.

温度検出部４１は、例えばサーミスタであり、温度に応じて抵抗値を変化させるものである。温度検出部４１は上記のシャント抵抗を有し、サーミスタの抵抗値が検出できるようになされている。中央処理部６１の温度検知手段２１４は、サーミスタの抵抗値に基づいて上記の手法により周囲温度を計測する。また、中央処理部６１の湿度検知手段２１５は、検出用ヒータ層抵抗検知部６３を介して得た検出用のヒータ層抵抗値に基づいて上記の手法により周囲湿度を計測する。   The temperature detector 41 is, for example, a thermistor, and changes the resistance value according to the temperature. The temperature detector 41 has the shunt resistor described above, and can detect the resistance value of the thermistor. The temperature detecting means 214 of the central processing unit 61 measures the ambient temperature by the above method based on the resistance value of the thermistor. Further, the humidity detection means 215 of the central processing unit 61 measures the ambient humidity by the above method based on the detection heater layer resistance value obtained via the detection heater layer resistance detection unit 63.

中央処理部６１の検出用ヒータ層駆動手段６１１は、検出用ヒータ層駆動部６２を制御し、上記したような周囲湿度の検出時の駆動を行う。すると、検出用ヒータ層抵抗検知部６３を介して得た、ヒータオン時の検出用ヒータ層５１１のヒータ層抵抗値の昇温時の変化（図６の比や図９，図１１の時間）に基づいて、湿度検知手段２１５が周囲湿度の検出を行う。以下、この周囲温度や周囲湿度を用いて上記のような補正・判定を行うことになる。   The detection heater layer driving unit 611 of the central processing unit 61 controls the detection heater layer driving unit 62 to perform driving when detecting ambient humidity as described above. Then, the change in the heater layer resistance value of the detection heater layer 511 when the heater is turned on, which is obtained via the detection heater layer resistance detection unit 63, at the time of temperature rise (ratio in FIG. 6 and time in FIGS. 9 and 11). Based on this, the humidity detecting means 215 detects the ambient humidity. Hereinafter, the correction / determination as described above is performed using the ambient temperature and the ambient humidity.

このような本発明によれば、特に周囲温度の検出と、周囲湿度の検出とを、ヒータ層駆動と分離させつつ、それぞれ独立して行えるようにしたため、設置箇所や検出時間を自由に設定できるという利点がある。   According to the present invention, since the detection of the ambient temperature and the detection of the ambient humidity can be performed independently while being separated from the heater layer driving, the installation location and the detection time can be freely set. There is an advantage.

続いて他の形態について説明する。本形態は、図１９のガス検知装置４において、ガスセンサ５０に代え、図２１に示すようなガスセンサ７０を採用したものである。この図２１に示すガスセンサ７０は、図２０のガスセンサ５０の構成に対し、さらにフィルタケース３１，フィルタ３２を追加したものである。これら構成は先の説明と同じであり、また、周囲温度・周囲湿度の検出方法、ガスの検出方法、補正方法等については先の説明と同じであり、重複する説明を省略する。   Next, another embodiment will be described. This embodiment employs a gas sensor 70 as shown in FIG. 21 in place of the gas sensor 50 in the gas detection device 4 of FIG. The gas sensor 70 shown in FIG. 21 is obtained by adding a filter case 31 and a filter 32 to the configuration of the gas sensor 50 of FIG. These configurations are the same as those described above, and the ambient temperature / humidity detection method, gas detection method, correction method, and the like are the same as those described above, and redundant descriptions are omitted.

このようなガス検知装置４では、湿度の影響を大幅に排除した上で、先に説明した補正を行うため、さらに正確な補正が可能になる。特に周囲温度の検出と、周囲湿度の検出とを、ヒータ層駆動と分離させつつ、それぞれ独立して行えるようにしたため、設置箇所や検出時間を自由に設定できるという利点がある。このようなガス検知装置４としても良い。   In such a gas detection device 4, since the correction described above is performed after greatly eliminating the influence of humidity, more accurate correction can be performed. In particular, the detection of the ambient temperature and the detection of the ambient humidity can be performed independently while being separated from the heater layer drive, so that there is an advantage that the installation location and the detection time can be freely set. Such a gas detection device 4 may be used.

続いて他の形態について図２２を参照しつつ説明する。ガス検知装置５は、図２２で示すように、ガスセンサ９０と、駆動制御・信号処理部１００と、を備えている。駆動制御・信号処理部１００がガスセンサ９０を駆動制御するとともに、ガスセンサ９０からの検出信号を受信し、ガスの有無を検知する装置である。本形態では特に温度検出を行う温度検出部４１と、湿度検出を行う湿度検出部１０２と、を採用したものである。   Next, another embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 22, the gas detection device 5 includes a gas sensor 90 and a drive control / signal processing unit 100. The drive control / signal processing unit 100 controls the drive of the gas sensor 90 and receives a detection signal from the gas sensor 90 to detect the presence or absence of gas. In this embodiment, a temperature detection unit 41 that performs temperature detection and a humidity detection unit 102 that performs humidity detection are employed.

図２３で示すガスセンサ９０は、Ｓｉ基板１１、熱絶縁支持層１２、ヒータ層１３、電気絶縁層１４、ガス感知部１５を備える。これらＳｉ基板１１、熱絶縁支持層１２、ヒータ層１３、電気絶縁層１４については先の説明と同様であり、同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。   A gas sensor 90 shown in FIG. 23 includes a Si substrate 11, a heat insulating support layer 12, a heater layer 13, an electric insulating layer 14, and a gas sensing unit 15. The Si substrate 11, the heat insulating support layer 12, the heater layer 13, and the electrical insulating layer 14 are the same as those described above, and are given the same reference numerals and redundant description is omitted.

駆動制御・信号処理部１００は、図２２で示すように、中央処理部１００、ヒータ層駆動部２２、ガス検知部２３、記憶部２５、警報表示部２６、警報音出力部２７、外部出力部２８、電源部２９、温度検出部４１、湿度検出部１０２を備えている。駆動制御・信号処理部１００については、温度検出部４１による周囲温度検出方法と湿度検出部１０２による周囲温度検出方法が相違するものであってこの点について重点的に説明するものとし、他の構成については図１のガス検知装置１の各構成と同じ番号を付すとともに重複する説明を省略する。   As shown in FIG. 22, the drive control / signal processing unit 100 includes a central processing unit 100, a heater layer driving unit 22, a gas detection unit 23, a storage unit 25, an alarm display unit 26, an alarm sound output unit 27, and an external output unit. 28, a power supply unit 29, a temperature detection unit 41, and a humidity detection unit 102. Regarding the drive control / signal processing unit 100, the ambient temperature detection method by the temperature detection unit 41 and the ambient temperature detection method by the humidity detection unit 102 are different. Are given the same numbers as the components of the gas detection device 1 of FIG.

温度検出部４１は、例えばサーミスタであり、温度に応じて抵抗値を変化させるものである。温度検出部４１は上記のシャント抵抗を有し、サーミスタの抵抗値が検出できるようになされている。中央処理部１０１の温度検知手段２１４は、温度検出部４１のサーミスタの抵抗値に基づいて上記の数２を用いる手法により周囲温度を計測する。   The temperature detector 41 is, for example, a thermistor, and changes the resistance value according to the temperature. The temperature detector 41 has the shunt resistor described above, and can detect the resistance value of the thermistor. The temperature detection unit 214 of the central processing unit 101 measures the ambient temperature by the method using the above equation 2 based on the resistance value of the thermistor of the temperature detection unit 41.

湿度検出部１０２は、例えば湿度に応じて感湿体に吸着される水分吸収量に比例して抵抗値を変化させるものである。中央処理部１０１の湿度検知手段２１５は、湿度検出部１０２の感湿体の抵抗値に基づいて上記のような手法にて周囲湿度を計測する。以下この周囲温度や周囲湿度を用いて上記のような補正・判定を行うことになる。   The humidity detection unit 102 changes the resistance value in proportion to the amount of moisture absorbed by the moisture sensitive body according to the humidity, for example. The humidity detection means 215 of the central processing unit 101 measures the ambient humidity by the above-described method based on the resistance value of the humidity sensing body of the humidity detection unit 102. Hereinafter, the correction / determination as described above is performed using the ambient temperature and the ambient humidity.

このような本発明によれば、特に周囲温度の検出と、周囲湿度の検出とを、それぞれ独立して行えるようにしたため、設置箇所や検出時間を自由に設定できるという利点がある。   According to the present invention as described above, the detection of the ambient temperature and the detection of the ambient humidity can be performed independently, and thus there is an advantage that the installation location and the detection time can be freely set.

続いて他の形態について説明する。本形態は、図２２のガス検知装置５において、図２３のガスセンサ９０に代え、図２４に示すようなガスセンサ１１０を採用したものである。この図２４に示すガスセンサ１１０は、図２３のガスセンサ９０の構成に対し、さらにフィルタケース３１，フィルタ３２を追加したものである。これら構成は先の図２３を用いたガスセンサ９０の説明と同じであるが、特に温度検出部４１および湿度検出部１０２はフィルタケース３１内に配置されて、フィルタケース３１内の周囲温度・周囲湿度を検出することが好ましい。なお、温度検出部４１および湿度検出部１０２をフィルタケース３１の外側に配置しても温度検出・湿度検出は可能であり、このような構成としても良い。また、ガスの検出方法、周囲温度・周囲湿度を用いる補正方法等については先の説明と同じであり、重複する説明を省略する。   Next, another embodiment will be described. This embodiment employs a gas sensor 110 as shown in FIG. 24 in place of the gas sensor 90 of FIG. 23 in the gas detection device 5 of FIG. The gas sensor 110 shown in FIG. 24 is obtained by adding a filter case 31 and a filter 32 to the configuration of the gas sensor 90 of FIG. These configurations are the same as those of the gas sensor 90 described above with reference to FIG. 23. In particular, the temperature detection unit 41 and the humidity detection unit 102 are arranged in the filter case 31, and the ambient temperature and ambient humidity in the filter case 31 are as follows. Is preferably detected. Note that temperature detection / humidity detection is possible even if the temperature detection unit 41 and the humidity detection unit 102 are arranged outside the filter case 31, and such a configuration may be adopted. Further, the gas detection method, the correction method using the ambient temperature / humidity, and the like are the same as those described above, and redundant descriptions are omitted.

このようなガス検知装置５では、湿度の影響を大幅に排除した上で、先に説明した補正を行うため、さらに正確な補正が可能になる。このようなガス検知装置としても良い。   In such a gas detection device 5, since the correction described above is performed after greatly eliminating the influence of humidity, more accurate correction is possible. Such a gas detection device may be used.

以上、本発明のガス検知装置について図を参照しつつ説明した。なお、先に説明した形態では何れもガス選択燃焼層１５４を備える構成であるものとして説明したが、このガス選択燃焼層１５４がないようなガス感知層１５であっても良い。この場合も、多孔質であるガス感知層１５３があればガス検知は可能である。このようなガス選択燃焼層１５４がない構成を採用しても良い。   The gas detection device of the present invention has been described above with reference to the drawings. In the above-described embodiments, the gas selective combustion layer 154 is described as being configured to include the gas selective combustion layer 154. However, the gas sensing layer 15 without the gas selective combustion layer 154 may be used. Also in this case, gas detection is possible if the porous gas sensing layer 153 is provided. A configuration without such a gas selective combustion layer 154 may be adopted.

このように先に説明したガス検知装置によれば、周囲温度・周囲湿度の影響を排除でき、正確なガス検知を実現する。   As described above, according to the gas detection device described above, the influence of the ambient temperature and the ambient humidity can be eliminated, and accurate gas detection is realized.

本発明のガス検知装置は、特にガス漏れ警報器等の用途に適用することができる。   The gas detection device of the present invention is particularly applicable to uses such as a gas leak alarm.

１，２，３，４，５：ガス検知装置
１０，３０，５０，７０，９０，１１０：ガスセンサ
１１：Ｓｉ基板
１２：熱絶縁支持層
１２１：熱酸化ＳｉＯ２層
１２２：ＣＶＤ−Ｓｉ３Ｎ４層
１２３：ＣＶＤ−ＳｉＯ２層
１３：ヒータ層
１４：電気絶縁層
１５：ガス検知部
１５１：接合層
１５２：感知電極層
１５３：ガス感知層
１５４：ガス選択燃焼層
２０，４０，６０，８０，１００：駆動制御・信号処理部
２１，６１，１０１：中央処理部
２１１：ヒータ層駆動手段
２１２：都市ガス検知手段
２１３：ＣＯガス検知手段
２１４：温度検知手段
２１５：湿度検知手段
２１６：補正手段
２１７：判定手段
２１８：表示制御手段
２１９：出力制御手段
６１１：検出用ヒータ層駆動手段
２２：ヒータ層駆動部
２３：ガス検知部
２４：ヒータ層抵抗検知部
２５：記憶部
２６：警報表示部
２７：警報音出力部
２８：外部出力部
２９：電源部
３１：フィルタケース
３１１：検出空間
３２：フィルタ
４１：温度検出部
５１：検出部
５１１：検出用ヒータ層
５１２：検出用多孔質層
５２：検出用ヒータ層駆動部
５３：検出用ヒータ層抵抗検知部
１０２：湿度検出部 1, 2, 3, 4, 5: Gas detectors 10, 30, 50, 70, 90, 110: Gas sensor 11: Si substrate 12: Thermal insulating support layer 121: Thermal oxide SiO 2 layer 122: CVD-Si 3 N 4 layer 123: CVD-SiO 2 layer 13: heater layer 14: electrical insulation layer 15: gas detection unit 151: bonding layer 152: sensing electrode layer 153: gas sensing layer 154: gas selective combustion layer 20, 40, 60, 80 , 100: Drive control / signal processing unit 21, 61, 101: Central processing unit 211: Heater layer driving unit 212: City gas detection unit 213: CO gas detection unit 214: Temperature detection unit 215: Humidity detection unit 216: Correction unit 217: Determination unit 218: Display control unit 219: Output control unit 611: Detection heater layer driving unit 22: Heater layer driving unit 23: Gas detection unit 24: Heater layer resistance detection 25: storage unit 26: alarm display unit 27: alarm sound output unit 28: external output unit 29: power supply unit 31: filter case 311: detection space 32: filter 41: temperature detection unit 51: detection unit 511: heater layer for detection 512: Detection porous layer 52: Detection heater layer driving unit 53: Detection heater layer resistance detection unit 102: Humidity detection unit

Claims (17)

検知対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、
前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、
前記ガス感知層の電気抵抗値の変化を検知するガス検知部と、
前記ヒータ層のヒータ層抵抗値の変化を検知するヒータ層抵抗検知部と、
前記ヒータ層駆動部、前記ガス検知部および前記ヒータ層抵抗検知部が接続される中央処理部と、
を備え、
前記中央処理部は、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とするヒータ層駆動手段と、
前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知するガス検知手段と、
前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んで前記ガス感知層周囲の温度を検知する温度検知手段と、
前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後のヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知する湿度検知手段と、
検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正する補正手段と、
補正されたセンサ出力によりガスの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガス検知装置。 Gas sensing layer whose electric resistance value changes due to contact with the detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer,
A heater layer driving unit for driving the heater layer,
A gas detection unit for detecting a change in the electric resistance of the gas sensing layer,
A heater layer resistance detector for detecting a change of the heater layer resistance value of the heater layer,
A central processing unit for the heater layer driving unit, the gas sensing portion and the heater layer resistance detector is connected,
With
The central processing unit is
A heater layer drive means for the detection state the gas sensing layer by heating of the heater layer by driving the heater layer driver,
A gas detecting means for detecting the sensor output based on the output from the gas detector,
Temperature detection means for detecting the temperature around the gas sensing layer reads the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance,
And humidity detecting means for detecting the humidity around the gas sensing layer based on the change in the Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance value after the heater on reading the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance,
A correction means for calculating a correction value based on the detected temperature and humidity, and correcting the sensor output using the correction value ;
Determination means for determining the presence or absence of gas from the corrected sensor output;
A gas detection device comprising: 請求項１に記載のガス検知装置において、
前記温度検知手段は、読み取ったヒータ層抵抗値、ヒータ層抵抗の温度係数、および、基準温度時のヒータ層抵抗値から、前記ガス感知層周囲の温度を算出することを特徴とするガス検知装置。 The gas detection device according to claim 1 ,
Said temperature detecting means, the read heater layer resistance, the temperature coefficient of the heater layer resistance, and, from the heater layer resistance value at the reference temperature, the gas, wherein the benzalkonium to calculate the temperature around the gas sensing layer Detection device. 検知対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、
前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、
前記ガス感知層の電気抵抗値の変化を検知するガス検知部と、
前記ヒータ層のヒータ層抵抗値の変化を検知するヒータ層抵抗検知部と、
前記ガスセンサ周囲の温度に応じた検出信号を出力する温度検出部と、
前記ヒータ層駆動部、前記ガス検知部、前記ヒータ層抵抗検知部および前記温度検出部が接続される中央処理部と、
を備え、
前記中央処理部は、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とするヒータ層駆動手段と、
前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知するガス検知手段と、
前記温度検出部からの出力に基づいて前記ガス感知層周囲の温度を検知する温度検知手段と、
前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後のヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知する湿度検知手段と、
検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正する補正手段と、
補正されたガス濃度によりガスの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガス検知装置。 Gas sensing layer whose electric resistance value changes due to contact with the detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer,
A heater layer driving unit for driving the heater layer,
A gas detection unit for detecting a change in the electric resistance of the gas sensing layer,
A heater layer resistance detector for detecting a change of the heater layer resistance value of the heater layer,
A temperature detecting section for outputting a detection signal corresponding to the ambient temperature the gas sensor,
A central processing unit for the heater layer driving unit, the gas detector, the heater layer resistance detector and the temperature detector are connected,
With
The central processing unit is
A heater layer drive means for the detection state the gas sensing layer by heating of the heater layer by driving the heater layer driver,
A gas detecting means for detecting the sensor output based on the output from the gas detector,
And temperature sensing means for sensing the temperature around the gas sensing layer based on an output from said temperature detecting section,
And humidity detecting means for detecting the humidity around the gas sensing layer based on the change in the Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance value after the heater on reading the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance,
A correction means for calculating a correction value based on the detected temperature and humidity, and correcting the sensor output using the correction value ;
A determination means for determining the presence or absence of a gas based on the corrected gas concentration;
A gas detection device comprising: 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記湿度検知手段は、ヒータオン開始からのヒータ層抵抗値の昇温特性の変化として、ヒータオン開始から所定期間加熱された多孔質体の前記ガス感知層の吸着水分が蒸発しきらない時の第１のヒータ層抵抗値と、ヒータオン開始から十分に加熱された前記ガス感知層の吸着水分が蒸発した時の第２のヒータ層抵抗値と、を用いた比を算出し、この比に対応する湿度を検知することを特徴とするガス検知装置。 In the gas detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Said humidity detecting means, as a change in the Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance from human Taon started, intake landing portion of the gas sensing layer of the multi Anashitsutai which is a predetermined period heat from the heater on the start does not fit evaporate calculating a first heater layer resistance value when the second heater layer resistance value when intake landing portion of the gas sensing layer is sufficiently heated from the heater on the start has evaporated, the ratio with A gas detection device that detects humidity corresponding to this ratio. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記湿度検知手段は、ヒータオン開始からのヒータ層抵抗値の昇温特性の変化として、ヒータオン開始から十分に加熱されたガス感知層の吸着水分が蒸発したヒータ層抵抗値に到達する時間を算出し、この時間に対応する湿度を検知することを特徴とするガス検知装置。 In the gas detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Said humidity detecting means reaches as a change in Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance from human Taon start, the heater layer resistance intake landing component has evaporated the gas sensing layer is sufficiently heated from the heater on the start calculating the time, the gas detection apparatus, wherein the benzalkonium be detected humidity that corresponds to this time. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のガス検知装置において、
少なくとも前記ガス感知層を含む空間を外界から区画するフィルタカバーと、
前記フィルタカバーに設けられ、検知対象ガスのうちの所定のガスを吸着した上で前記フィルタカバー内に導入するフィルタと、
を備えることを特徴とするガス検知装置。 In the gas detection device according to any one of claims 1 to 5 ,
A filter cover for partitioning a space including at least the gas sensing layer from the outside;
A filter to be introduced into the provided filter cover, the filter in the cover after having adsorbed a predetermined gas out of the detection target gas,
A gas detection device comprising: 検知対象ガスとの接触により電気抵抗特性が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、
前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、
前記ガス感知層の電気抵抗値の変化を検知するガス検知部と、
検出用多孔質層と、
前記検出用多孔質層を加熱する検出用ヒータ層と、
前記検出用ヒータ層を駆動する検出用ヒータ層駆動部と、
前記検出用ヒータ層の検出用ヒータ層抵抗値の変化を検知する検出用ヒータ層抵抗検知部と、
前記ヒータ層駆動部、前記ガス検知部、前記検出用ヒータ層駆動部および前記検出用ヒータ層抵抗検知部が接続される中央処理部と、
を備え、
前記中央処理部は、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とするヒータ層駆動手段と、
前記検出用ヒータ層駆動部を駆動する検出用ヒータ層駆動手段と、
前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知するガス検知手段と、
前記検出用ヒータ層抵抗検知部から検出用ヒータ層抵抗値を読み込んで前記ガス感知層周囲の温度を検知する温度検知手段と、
前記検出用ヒータ層抵抗検知部から検出用ヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後の検出用ヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知する湿度検知手段と、
算出した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正する補正手段と、
補正されたガス濃度によりガスの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガス検知装置。 Gas sensing layer whose electric resistance characteristics are changed by contact with a detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer,
A heater layer driving unit for driving the heater layer,
A gas detection unit for detecting a change in the electric resistance of the gas sensing layer,
A porous layer for detection;
A detecting heater layer for heating the detecting porous layer,
A detecting heater layer driver for driving the detecting heater layer,
A detecting heater layer resistance detector for detecting a change of the detecting heater layer resistance value of the detecting heater layer,
A central processing unit for the heater layer driving unit, the gas detector, the detecting heater layer drive and the detection heater layer resistance detector is connected,
With
The central processing unit is
A heater layer drive means for the detection state the gas sensing layer by heating of the heater layer by driving the heater layer driver,
A detecting heater layer drive means you drive the said detecting heater layer driver,
A gas detecting means for detecting the sensor output based on the output from the gas detector,
Temperature detection means for detecting the temperature around the gas sensing layer reads the detection Heater layer resistance value from the detecting heater layer resistance detector,
Humidity for detecting the humidity around the gas sensing layer based on the change in the Atsushi Nobori characteristics of the detecting heater So抵 anti value after heater ON reads the detection Heater layer resistance value from the detecting heater layer resistance detector Detection means;
Correction means for calculating a correction value based on the calculated temperature and humidity, and correcting the sensor output using the correction value ;
A determination means for determining the presence or absence of a gas based on the corrected gas concentration;
A gas detection device comprising: 請求項７に記載のガス検知装置において、
前記温度検知手段は、読み取った検出用ヒータ層抵抗値、検出用ヒータ層抵抗の温度係数、および、基準温度時の検出用ヒータ層抵抗値から周囲温度を算出することを特徴とするガス検知装置。 The gas detection device according to claim 7 , wherein
Said temperature sensing means for detecting a heater layer resistance values read, the temperature coefficient of the detecting heater layer resistance, and gas, characterized in a Turkey to calculate the ambient temperature from the detecting heater layer resistance value at reference temperature Detection device. 検知対象ガスとの接触により電気抵抗特性が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、
前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、
前記ガス感知層の電気抵抗値の変化を検知するガス検知部と、
検出用多孔質層と、
前記検出用多孔質層を加熱する検出用ヒータ層と、
前記検出用ヒータ層を駆動する検出用ヒータ層駆動部と、
前記検出用ヒータ層の検出用ヒータ層抵抗値の変化を検知する検出用ヒータ層抵抗検知部と、
前記ガスセンサ周囲の温度に応じた検出信号を出力する温度検出部と、
前記ヒータ層駆動部、前記ガス検知部、前記検出用ヒータ層駆動部、前記検出用ヒータ層抵抗検知部および前記温度検出部が接続される中央処理部と、
を備え、
前記中央処理部は、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とするヒータ層駆動手段と、
前記検出用ヒータ層駆動部を駆動する検出用ヒータ層駆動手段と、
前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知するガス検知手段と、
前記温度検出部からの出力に基づいて前記ガス感知層周囲の温度を検知する温度検知手段と、
前記検出用ヒータ層抵抗検知部から検出用ヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後の検出用ヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知する湿度検知手段と、
検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正する補正手段と、
補正されたガス濃度によりガスの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするガス検知装置。 Gas sensing layer whose electric resistance characteristics are changed by contact with a detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer,
A heater layer driving unit for driving the heater layer,
A gas detection unit for detecting a change in the electric resistance of the gas sensing layer,
A porous layer for detection;
A detecting heater layer for heating the detecting porous layer,
A detecting heater layer driver for driving the detecting heater layer,
A detecting heater layer resistance detector for detecting a change of the detecting heater layer resistance value of the detecting heater layer,
A temperature detecting section for outputting a detection signal corresponding to the ambient temperature the gas sensor,
And the heater layer driving unit, the gas detector, the detecting heater layer driving unit, the detecting central processing unit heater layer resistance detector and the temperature detector are connected,
With
The central processing unit is
A heater layer drive means for the detection state the gas sensing layer by heating of the heater layer by driving the heater layer driver,
A detecting heater layer drive means you drive the said detecting heater layer driver,
A gas detecting means for detecting the sensor output based on the output from the gas detector,
Temperature detection means for detecting the temperature around the gas sensing layer based on an output from said temperature detecting section,
Humidity detecting means for detecting the humidity around the gas sensing layer based on the change in the Atsushi Nobori characteristics of the detecting heater layer resistance after heater ON reads the detection heater So抵 anti value from the detecting heater layer resistance detector When,
A correction means for calculating a correction value based on the detected temperature and humidity, and correcting the sensor output using the correction value ;
A determination means for determining the presence or absence of a gas based on the corrected gas concentration;
A gas detection device comprising: 請求項７〜請求項９の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記湿度検知手段は、検出用ヒータ層抵抗についてのヒータオン開始からの検出用ヒータ層抵抗値の昇温特性の変化として、ヒータオン開始から所定期間加熱された前記検出用多孔質層に吸着した水分が蒸発しきらない時の第１の検出用ヒータ層抵抗値と、ヒータオン開始から十分に加熱された前記検出用多孔質層の吸着水分が蒸発した時の第２の検出用ヒータ層抵抗値と、を用いた比を算出し、この比に対応する湿度を検知することを特徴とするガス検知装置。 In the gas detection device according to any one of claims 7 to 9 ,
Said humidity detecting means, as a change in the Atsushi Nobori characteristics of the detecting heater layer resistance from the heater on the start of the detecting heater layer resistance, the moisture adsorbed on the detecting porous layer which is a predetermined period of time heated from the heater on the start a first detecting heater layer resistance value when not completely evaporate sufficiently heated second detecting heater layer resistance when intake landing amount of the detection for the porous layer is evaporated from the heater on the start calculating a ratio using the value, the gas detection apparatus, wherein the benzalkonium be detected humidity that corresponds to this ratio. 請求項７〜請求項９の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記湿度検知手段は、検出用ヒータ層抵抗についてのヒータオン開始からの検出用ヒータ層抵抗値の昇温特性の変化として、ヒータオン開始から、十分に加熱された前記検出用多孔質層の吸着水分が蒸発した検出用ヒータ層抵抗値に到達するまでの時間を算出し、この時間に対応する湿度を検知することを特徴とするガス検知装置。 In the gas detection device according to any one of claims 7 to 9 ,
It said humidity detecting means, as a change in the Atsushi Nobori characteristics of the detecting heater layer resistance from the heater on the start of the detecting heater layer resistance, adsorption from heater ON start, is sufficiently heated the detection for the porous layer water content was calculated time to reach the detecting heater layer resistance evaporated, gas detecting device comprising a benzalkonium be detected humidity that corresponds to this time. 請求項７〜請求項１１の何れか一項に記載のガス検知装置において、
少なくとも前記ガス感知層および前記検出用多孔質層を含む空間を外界から区画するフィルタカバーと、
前記フィルタカバーに設けられ、検知対象ガスのうちの所定のガスを吸着した上で前記フィルタカバー内に導入するフィルタと、
を備えることを特徴とするガス検知装置。 In the gas detection device according to any one of claims 7 to 11 ,
A filter cover that partitions a space including at least the gas sensing layer and the detection porous layer from the outside;
A filter to be introduced into the provided filter cover, the filter in the cover after having adsorbed a predetermined gas out of the detection target gas,
A gas detection device comprising: 請求項１〜請求項１２の何れか一項に記載のガス検知装置において、
前記ガスセンサは、
貫通孔を有するＳｉ基板と、
前記貫通孔の開口部に張られるダイヤフラム様の熱絶縁支持層と、
前記熱絶縁支持層上に設けられる前記ヒータ層と、
前記熱絶縁支持層および前記ヒータ層を覆うように設けられる電気絶縁層と、
前記電気絶縁層上に設けられる一対の感知電極層と、
前記電気絶縁層および前記一対の感知電極層の上であって前記ヒータ層の近傍に設けられ、接触したガスによりそのセンサ抵抗値が変化する酸化物半導体からなる前記ガス感知層と、
を備えることを特徴とするガス検知装置。 In the gas detection device according to any one of claims 1 to 12 ,
The gas sensor
A Si substrate having a through hole;
A diaphragm-like heat insulating support layer stretched over the opening of the through hole;
The heater layer provided on the thermal insulating support layer;
An electrical insulation layer provided to cover the thermal insulation support layer and the heater layer;
A pair of sensing electrode layers provided on the electrically insulating layer;
The gas sensing layer made of an oxide semiconductor, which is provided on the electrical insulating layer and the pair of sensing electrode layers and in the vicinity of the heater layer, and whose sensor resistance value is changed by the gas in contact with the gas sensing layer;
Gas detecting apparatus according to claim and Turkey provided with. 請求項１３に記載のガス検知装置において、
前記ガスセンサは、
更に前記ガス感知層の表面を覆うように設けられ、Ｐｄ、Ｐｔ、または、ＰｄとＰｔとを含む合金を触媒として担持したＡｌ２Ｏ３焼結材によるガス選択燃焼層を備えることを特徴とするガス検知装置。 The gas detection device according to claim 13 ,
The gas sensor
Further, the gas sensing layer is provided so as to cover the surface of the gas sensing layer, and comprises a gas selective combustion layer made of Al 2 O 3 sintered material supporting Pd , Pt , or an alloy containing Pd and Pt as a catalyst. Gas detection device. 請求項１〜請求項１４の何れか一項に記載のガス検知装置において、
内蔵された電池を有する電源部からの電力供給により駆動されることを特徴とするガス検知装置。 In the gas detection device according to any one of claims 1 to 14 ,
A gas detection device that is driven by power supply from a power supply unit having a built-in battery. 検知対象ガスとの接触により電気抵抗特性が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、前記ガス感知層の電気抵抗の変化を検知するガス検知部と、前記ヒータ層のヒータ層抵抗の変化を検知するヒータ層抵抗検知部と、を備えるガス検知装置で用いられるガス検知方法であって、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とし、前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知し、前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んで前記ガス感知層周囲の温度を検知し、前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後のヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知し、検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正し、補正されたセンサ出力によりガスの有無を判定することを特徴とするガス検知方法。 Gas sensing layer whose electric resistance characteristics are changed by contact with a detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer, a heater layer driving unit for driving the heater layer, the gas sensing layer A gas detection method used in a gas detection apparatus comprising: a gas detection unit that detects a change in electrical resistance; and a heater layer resistance detection unit that detects a change in heater layer resistance of the heater layer,
The gas sensing layer and detectable state by heating of the heater layer by driving the heater layer driver, detects the sensor output based on the output from the gas detection unit, the heater layer resistance detector or Rahi Loading over data layer resistance value to detect the temperature around the gas sensing layer, the change in Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance value after the heater on to read the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance based humidity around the gas sensing layer was detected, to calculate a correction value based on the detected temperature and humidity, to correct the sensor output using the correction value, determining the presence or absence of gas by the corrected sensor output A gas detection method comprising: 検知対象ガスとの接触により電気抵抗特性が変化するガス感知層、および、前記ガス感知層を加熱するヒータ層を有するガスセンサと、前記ヒータ層を駆動するヒータ層駆動部と、前記ガス感知層の電気抵抗の変化を検知するガス検知部と、前記ヒータ層のヒータ層抵抗の変化を検知するヒータ層抵抗検知部と、前記ガスセンサ周囲の温度に応じた検出信号を出力する温度検出部と、を備えるガス検知装置で用いられるガス検知方法であって、
前記ヒータ層駆動部を駆動して前記ヒータ層の加熱により前記ガス感知層を検出可能状態とし、前記ガス検知部からの出力に基づいてセンサ出力を検知し、前記温度検出部からの出力に基づいて前記ガス感知層周囲の温度を検知し、前記ヒータ層抵抗検知部からヒータ層抵抗値を読み込んでヒータオン後のヒータ層抵抗値の昇温特性の変化に基づいて前記ガス感知層周囲の湿度を検知し、検知した温度および湿度に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いてセンサ出力を補正し、補正されたセンサ出力によりガスの有無を判定することを特徴とするガス検知方法。 Gas sensing layer whose electric resistance characteristics are changed by contact with a detection target gas, and a gas sensor having a heater layer for heating the gas sensing layer, a heater layer driving unit for driving the heater layer, the gas sensing layer a gas detection unit for detecting a change in electrical resistance, and the heater layer resistance detector for detecting a change of the heater layer resistance of the heater layer, a temperature detecting section for outputting a detection signal corresponding to the temperature of the gas sensor ambient and A gas detection method used in a gas detection device comprising:
The gas sensing layer and detectable state by heating of the heater layer by driving the heater layer driver, detects the sensor output based on the output from the gas detection unit, based on an output from said temperature detecting portion wherein detecting the temperature of the ambient gas sensing layer, wherein the gas sensing layer surrounding on the basis of changes in Atsushi Nobori characteristics of the heater layer resistance value after the heater on reading the heater layer resistance detector or Rahi over data layer resistance value each A gas characterized by detecting the humidity of the gas, calculating a correction value based on the detected temperature and humidity, correcting the sensor output using the correction value, and determining the presence or absence of gas based on the corrected sensor output Detection method.
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