JPH07174673A - ガス測定装置 - Google Patents

ガス測定装置

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JPH07174673A
JPH07174673A JP31958993A JP31958993A JPH07174673A JP H07174673 A JPH07174673 A JP H07174673A JP 31958993 A JP31958993 A JP 31958993A JP 31958993 A JP31958993 A JP 31958993A JP H07174673 A JPH07174673 A JP H07174673A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 標準ガスと被測定ガスとの湿度差及び温度差
による測定誤差を補償することが可能なガス測定装置を
実現する。 【構成】 ガスセンサのゼロ点を標準ガスを用いて校正
して被測定ガスの測定を行うガス測定装置において、標
準ガスを供給する標準ガス発生手段と、被測定ガスと標
準ガスとの一方を選択する切り換え手段と、この切り換
え手段の出力が接続され、温度センサ及び湿度センサを
用いて被測定ガス及び標準ガスの温湿度を測定してこの
温湿度に基づく影響分を演算し、ガスセンサのオフセッ
ト成分と影響分とをガスセンサの出力から減算するガス
測定手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、匂いセンサ等のガスセ
ンサを用いるガス測定装置に関し、特に前記ガスセンサ
の温度、湿度及びガスセンサの経時変化の影響を補償す
ることが可能なガス測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のガス測定装置では、例えば実開平
2−45445号公報等に記載されているように標準ガ
スを用いてゼロ点の校正を行い被測定ガスを測定してい
る。図3はこのような従来のガス測定装置の一例を示す
構成ブロック図である。
【0003】図3において1は標準空気のボンベ若しく
は吸着剤を通過させて脱臭する活性炭フィルタ等の標準
ガス発生手段、2は切り換え手段、3は匂いセンサ等の
ガスセンサを用いたガス測定手段である。また、100
は被測定ガスの吸気口、101はガス測定手段3の排気
口、102はガス測定手段3の出力信号である。
【0004】標準ガス発生手段1の出力及び吸気口10
0は切り換え手段2の2つの入力にそれぞれ接続され、
切り換え手段2の出力はガス測定手段3に接続される。
ガス測定手段3には切り換え手段2から供給されたガス
を排気する排気口101が設けられ、出力信号102が
出力される。
【0005】ここで、図3に示す従来例の動作を説明す
る。先ず、切り換え手段2で標準ガス発生手段1を選択
し、標準ガス発生手段1からの標準ガスをガス測定手段
3に供給する。ガス測定手段3ではこの標準ガスを用い
てオフセット成分を求め、このオフセット成分を用いて
ガスセンサ(図示せず。)のゼロ点を校正する。
【0006】次に、切り換え手段2で吸気口100を選
択し、被測定ガスをガス測定手段3に供給する。ガス測
定手段3ではこの被測定ガスを測定して結果を出力信号
102として出力する。
【0007】この結果、図3に示す従来例では被測定ガ
スに含まれるオフセット成分を除去することができ、よ
り正確なガス測定が可能になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図3に示す従
来例において、標準ガスと被測定ガスとの湿度が異なっ
てしまい、また、標準ガスと被測定ガスとの温度も同一
ではない場合がある。
【0009】一方、匂いセンサ等のガスセンサは一般に
温度や湿度の変化によって出力が変化してしまうため、
標準ガスと被測定ガスとの湿度差及び温度差による測定
誤差が生じてしまうと言った問題点がある。従って本発
明の目的は、標準ガスと被測定ガスとの湿度差及び温度
差による測定誤差を補償することが可能なガス測定装置
を実現することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、ガスセンサのゼロ点を標準ガス
を用いて校正して被測定ガスの測定を行うガス測定装置
において、前記標準ガスを供給する標準ガス発生手段
と、前記被測定ガスと前記標準ガスとの一方を選択する
切り換え手段と、この切り換え手段の出力が接続され、
温度センサ及び湿度センサを用いて前記被測定ガス及び
前記標準ガスの温湿度を測定してこの温湿度に基づく影
響分を演算し、前記ガスセンサのオフセット成分と前記
影響分とを前記ガスセンサの出力から減算するガス測定
手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0011】
【作用】標準ガスと被測定ガスの温度及び湿度をそれぞ
れ測定し、これらの温度差及び湿度差に基づく影響分と
匂いセンサのオフセット成分とを匂いセンサの出力から
減算することにより、標準ガスと被測定ガスとの湿度差
及び温度差による測定誤差を補償することができる。
【0012】
【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係るガス測定装置の一実施例を示す構成
ブロック図である。ここで、1,2及び100は図3と
同一符号を付してある。
【0013】図1において4は測定セル、5はガスセン
サである匂いセンサ、6は温度センサ、7は湿度セン
サ、8及び9は記憶回路、10は演算回路、11は減算
回路である。また、101aは排気口、102aは出力
信号であり、4〜11及び101aはガス測定手段50
を構成している。
【0014】標準ガス発生手段1の出力及び吸気口10
0は切り換え手段2の2つの入力にそれぞれ接続され、
切り換え手段2の出力は測定セル4に接続される。ま
た、測定セル4の内部には匂いセンサ5、温度センサ6
及び湿度センサ7がそれぞれ配置され、排気口101a
が設けられている。
【0015】温度センサ6及び湿度センサ7の出力は記
憶回路8及び9にそれぞれ接続され、記憶回路8及び9
の出力は演算回路10に接続される。演算回路10の出
力は減算回路11の減算入力端子に接続され、匂いセン
サ5の出力は減算回路11の加算入力端子に接続され
る。また、減算回路11は出力信号102aを出力す
る。
【0016】ここで、図1に示す実施例の動作を説明す
る。先ず、本願発明では匂いセンサ5の特性を、 f(c,t,h)=f1(c)+f2(t,h)+f3 (1) と仮定している。
【0017】式(1)において”f(c,t,h)”は匂い
センサ5の出力であり、”c”は匂い物質の濃度を、”
t”は温度を、”h”は湿度をそれぞれ示している。従
って、”f1(c)”は匂い物質の濃度の関数、”f2
(t,h) ”は温度及び湿度の関数である。また、”f
3”は匂いセンサ5のドリフトであって時間に対してゆ
っくりと変化する。
【0018】また、匂い物質の濃度がゼロの場合、前記
関数”f1”は、 f1(0)=0 (2) となる。
【0019】即ち、匂いセンサ5の特性は、匂い物質に
のみ依存する関数”f1”に温度及び湿度に基づく変動
に相当する関数”f2”と経時変化に相当する関数”f
3”とが加算されているものとしている。
【0020】次に、図2を用いて実際の測定動作を説明
する。図2は切り換え手段2の状態を示す説明図であ
る。
【0021】第1に、切り換え手段2は図2(A)に示
すように図2中”イ”と”ニ”が接続され、標準ガス発
生手段1の出力が選択されて測定セル4に供給される。
【0022】この状態で、温度センサ6及び湿度センサ
7により標準ガスの温度”t0”及び湿度”h0”を測
定し、それそれの値を記憶回路8及び9に格納する。
【0023】また、演算回路10は記憶回路8及び9か
ら標準ガスの温度”t0”及び湿度”h0”を読出し、
温度差及び湿度差による影響分”Verr0”を演算する。
但し、第1の状態では温度差及び湿度差は存在しないの
で、 Verr0=f2(t0,h0)−f2(t0,h0) =0 (3) と演算して出力する。
【0024】一方、第1の状態での匂いセンサ5の出力
は式(1)より、 f(0,t0,h0)=f1(0)+f2(t0,h0) +f3 (4) であり、この出力が減算回路11の加算入力端子に入力
され、演算回路10からの出力が減算回路11の減算入
力端子に入力される。
【0025】標準ガスに対する減算回路11の出力であ
る出力信号102a”VZERO”は、減算回路11のオフ
セット”Voff ”が”0”の場合 VZERO={f1(0)+f2(t0,h0)}+f3−0+Voff =f1(0)+f2(t0,h0)+f3 (5) となる。但し、式(2)より、 VZERO=f2(t0,h0)+f3 (6) となる。
【0026】ここで、測定セル4には標準ガスが供給さ
れているので出力信号102aである式(6)は”0”
でなければならず、従って、減算回路11のオフセッ
ト”V off ”を、 Voff=−f2(t0,h0)−f3 (7) と調整することにより式(6)は”0”になる。
【0027】第2に、切り換え手段2は図2(B)に示
すように図2中”イ”と”ロ”が接続され、吸気口10
0が選択され、吸気口100から吸気された被測定ガス
が測定セル4に供給される。
【0028】この状態で、温度センサ6及び湿度センサ
7により被測定ガスの温度”t1”及び湿度”h1”を
測定し、それそれの値を記憶回路8及び9に格納する。
【0029】また、演算回路10は記憶回路8及び9か
ら前回測定した標準ガスの温度”t0”及び湿度”h
0”と今回測定した被測定ガスの温度”t1”及び湿
度”h1”をそれぞれ読出し、温度差及び湿度差による
影響分”Verr1”を、 Verr1=f2(t1,h1)−f2(t0,h0) (8) と演算して出力する。
【0030】一方、第2の状態での匂いセンサ5の出力
は式(1)より、 f(c,t1,h1)=f1(c)+f2(t1,h1) +f3’ (9) であり、この出力が減算回路11の加算入力端子に入力
され、演算回路10からの出力が減算回路11の減算入
力端子に入力される。
【0031】即ち、被測定ガスに対する減算回路11の
出力である出力信号102a”VSA MP”は、 VSAMP={f1(c)+f2(t1,h1)}+f3’ −{f2(t1,h1)−f2(t0,h0)} +Voff =f1(c)+f2(t1,h1)+f3’ −f2(t1,h1)+f2(t0,h0) −f2(t0,h0)−f3 =f1(c)+(f3’−f3) (10) ≒f1(c) となる。
【0032】ここで、2回の測定が時間的に短い間隔で
行われたものと仮定し、 f3’−f3≒0 (11) としている。
【0033】この結果、式(10)から温度差及び湿度
差の項である第2項が削除されることから、出力信号1
02aは温度差及び湿度差の影響を受けず、匂い物質の
濃度にのみ依存する出力となる。
【0034】即ち、標準ガスと被測定ガスの温度及び湿
度をそれぞれ測定し、これらの温度差及び湿度差による
影響分と匂いセンサ5のオフセット成分とを匂いセンサ
5の出力から減算することにより、標準ガスと被測定ガ
スとの湿度差及び温度差による測定誤差及び匂いセンサ
5の経時変化に起因する測定誤差を補償することが可能
になる。
【0035】また、匂いセンサ5のオフセット成分には
経時変化の項も含まれるので、測定直前にゼロ点校正を
行うことにより、匂いセンサ5の経時変化の影響も補償
することができる。
【0036】なお、測定セル4の排気口101aには必
要に応じて吸引ポンプ等を設け、被測定ガス等の吸引に
必要な負圧を確保しても良い。
【0037】また、温度センサ6及び湿度センサ7の配
置場所は匂いセンサ5と同一セル内に限るわけではな
く、例えばガスの流路中等に設けても良い。
【0038】また、ガス測定手段50をマイクロプロセ
ッサ等の制御手段を用いて制御することにより、切り換
え手段2等の制御や記憶回路8及び9、演算回路10、
減算回路11等の記憶・演算機能を前記制御手段に行わ
せることも可能である。
【0039】また、標準ガス発生手段1としては前述の
ように標準空気のボンベ若しくは吸着剤を通過させて脱
臭する活性炭フィルタ等を用いる他、十分に清浄な空気
が得られればその空気をそのまま標準ガスとして用いて
も良い。
【0040】さらに、減算回路11の後ろに更に乗算器
を接続し、測定した温度及び湿度から計算した補正係数
を出力信号102aに乗じることにより、温度及び湿度
の変化によるスパンの誤差を補償することができる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。標準ガスと被測
定ガスの温度及び湿度をそれぞれ測定し、これらの温度
差及び湿度差による影響分と匂いセンサのオフセット成
分とを匂いセンサの出力から減算することにより、標準
ガスと被測定ガスとの湿度差及び温度差による測定誤差
を補償することが可能なガス測定装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガス測定装置の一実施例を示す構
成ブロック図である。
【図2】切り換え手段の状態を示す説明図である。
【図3】従来のガス測定装置の一例を示す構成ブロック
図である。
【符号の説明】
1 標準ガス発生手段 2 切り換え手段 3,50 ガス測定手段 4 測定セル 5 匂いセンサ 6 温度センサ 7 湿度センサ 8,9 記憶回路 10 演算回路 11 減算回路 100 吸気口 101,101a 排気口 102,102a 出力信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 御厨 健太 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスセンサのゼロ点を標準ガスを用いて校
    正して被測定ガスの測定を行うガス測定装置において、 前記標準ガスを供給する標準ガス発生手段と、 前記被測定ガスと前記標準ガスとの一方を選択する切り
    換え手段と、 この切り換え手段の出力が接続され、温度センサ及び湿
    度センサを用いて前記被測定ガス及び前記標準ガスの温
    湿度を測定してこの温湿度に基づく影響分を演算し、前
    記ガスセンサのオフセット成分と前記影響分とを前記ガ
    スセンサの出力から減算するガス測定手段とを備えたこ
    とを特徴とするガス測定装置。
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