JP2017015516A - Gas sensor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas sensor that corrects an influence of deterioration of a light source with high accuracy.SOLUTION: A gas sensor 100 of the present invention comprises: a first storage unit 71 that stores a first parameter for calculating gas density; a first density computation unit 61 that, when a first light emitting unit 41 emits light, calculates first gas density from sensor signals S1A, S2A to be output from each of first sensor unit 51 and second sensor unit 52, first temperature information to be output from a temperature measurement unit 12, and the first parameter; a second storage unit 72 that stores a second parameter for calculating the gas density; and a second gas density computation unit 62 that, when a second light emitting unit 42 emits light, calculates second gas density from sensor signals S1B, S2B to be output from each of first sensor unit and second sensor unit, second temperature information to be output from the temperature measurement unit, and the second parameter.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスセンサに関し、より詳細には、ガス濃度の測定における光源の劣化の影響を高精度に補正することを可能としたガスセンサに関する。   The present invention relates to a gas sensor, and more particularly to a gas sensor capable of correcting the influence of deterioration of a light source in measurement of gas concentration with high accuracy.

発光素子は多くの用途に用いられており、室内/屋外の照明用途もさることながら、特定波長の光を発光する発光素子を用いた光学的装置(紫外光を用いた殺菌装置、反射光を用いた測距装置)にも用いられている。さらに、発光素子と受光素子と組み合わせ、発光素子と受光素子間の空間状態を検知する受発光装置(特定空間内の物体・物質検知装置、赤外光を用いたガスセンサ(例えば、特許文献1参照)にも用いられている。
特に、近年、ガスの有無及び濃度測定が注目されており、なかでも環境ガス(例えば、CO、NO等)の有無及び濃度測定が注目されている。これらのガスを高精度で測定するセンサには、化学反応式のガスセンサと光学式のガスセンサとがある。測定精度の高さや、経時変化が少ないという観点から、光学式のガスセンサが特に注目されている。光学式のガスセンサは、測定対象のガスの分子が吸収する波長を放出する光源と、その信号を読み出すためのセンサとを備えている。
Light-emitting elements are used in many applications. In addition to indoor / outdoor lighting applications, optical devices using light-emitting elements that emit light of a specific wavelength (sterilizers using ultraviolet light, reflected light) It is also used in the distance measuring device used. Further, in combination with a light emitting element and a light receiving element, a light receiving and emitting device that detects a spatial state between the light emitting element and the light receiving element (an object / substance detection device in a specific space, a gas sensor using infrared light (for example, see Patent Document 1) ).
In particular, in recent years, the presence / absence and concentration measurement of gas have attracted attention, and in particular, the presence / absence and concentration measurement of environmental gases (eg, CO 2 , NO, etc.) have attracted attention. Sensors that measure these gases with high accuracy include chemical reaction type gas sensors and optical type gas sensors. From the viewpoint of high measurement accuracy and little change over time, an optical gas sensor has attracted particular attention. The optical gas sensor includes a light source that emits a wavelength that is absorbed by molecules of a gas to be measured, and a sensor that reads the signal.

上記の環境ガスは、波長が数μm付近(例えば、COの場合、波長4.3μm付近)の光を強く吸収するので、この波長帯の光を発光する光源と、この波長帯の光の強度に応じた信号を出力するセンサとが要求される。中〜遠赤外域で発光するLEDは、主として非分散型赤外線式(以下、NDIR方式)のガスセンサ用に用いられ、開発が進められている。 The above environmental gas strongly absorbs light having a wavelength around several μm (for example, around 4.3 μm in the case of CO 2 ), so that a light source that emits light in this wavelength band and light in this wavelength band A sensor that outputs a signal corresponding to the intensity is required. LEDs that emit light in the middle to far infrared region are mainly used for non-dispersive infrared (hereinafter referred to as NDIR) gas sensors and are under development.

特表2001−503865号公報Special table 2001-503865 gazette

しかしながら、発光素子は、使用環境や経時変化により、その発光特性が変化する。具体的には、発光強度の変化や、発光波長の変化が挙げられる。上述した受光素子の出力に基づいて、発光素子から受光素子に至る間の空間状態(透過特性)を検知するような受発光装置の場合、発光素子の発光特性が変化すると、受光素子の出力から空間状態を正確に検知することができなくなってしまう。従って、NDIR方式のガスセンサの場合、光源の強度が変化すると、測定された気体の濃度の絶対値がずれるため、正確な濃度の測定ができなくなるという課題がある。   However, the light emitting characteristics of the light emitting element vary depending on the usage environment and changes over time. Specifically, a change in emission intensity and a change in emission wavelength can be mentioned. In the case of a light receiving / emitting device that detects the spatial state (transmission characteristics) from the light emitting element to the light receiving element based on the output of the light receiving element described above, if the light emission characteristic of the light emitting element changes, the output from the light receiving element The spatial state cannot be detected accurately. Therefore, in the case of an NDIR type gas sensor, if the intensity of the light source changes, the absolute value of the measured gas concentration shifts, so that there is a problem that accurate concentration measurement cannot be performed.

このような発光特性の変化を低減する方法としては、発光素子から出射された光をモニタリング用の受光素子で検知し、このモニタリング用の受光素子の出力に基づいて発光素子の発光特性の変化をモニタリングし、発光素子の動作を制御したり、状態検出用の受光素子の出力を補償したりする方法が挙げられる。しかし、モニタリング用の受光素子に到達する光も、状態検出用の受光素子に到達する光と同様に、上記空間において減衰等の影響を受けるため、この空間の状態が変化すると正確にモニタリングできなくなる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ガス濃度の測定における光源の劣化の影響を高精度に補正することを可能としたガスセンサを提供することにある。
As a method for reducing such a change in light emission characteristics, light emitted from the light emitting element is detected by a light receiving element for monitoring, and a change in the light emission characteristic of the light emitting element is detected based on the output of the light receiving element for monitoring. Examples of the method include monitoring and controlling the operation of the light emitting element and compensating the output of the light receiving element for detecting the state. However, the light reaching the light receiving element for monitoring is also affected by attenuation or the like in the space, similarly to the light reaching the light receiving element for state detection, and therefore cannot be accurately monitored when the state of this space changes. .
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a gas sensor capable of correcting the influence of deterioration of a light source in gas concentration measurement with high accuracy. is there.

本発明者は上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、以下に示すガスセンサを想到するに至った。
本発明の第1の態様は、測定対象ガスが導入されるガスセルと、第1主面と該第1主面と対向する第2主面とを有し、前記第1主面上に第1発光部と第1センサ部とが設けられた第1基板と、第1主面と該第1主面と対向する第2主面とを有し、前記第1主面上に第2発光部と第2センサ部とが設けられた第2基板と、前記第1発光部を駆動する第1駆動部と、前記第2発光部を駆動する第2駆動部と、前記第1駆動部及び前記第2駆動部が、前記第1発光部及び前記第2発光部を駆動するタイミングを制御する駆動制御部と、前記第1発光部及び/又は前記第2発光部の温度を測定し、温度情報として出力する温度測定部と、ガス濃度を算出するための第1パラメータを記憶する第1記憶部と、前記第1発光部が発光したときに、前記第1センサ部及び前記第2センサ部からそれぞれ出力される第1aセンサ信号と第2aセンサ信号と、前記温度測定部から出力される第1温度情報と、前記第1パラメータと、から第1のガス濃度を算出する第1濃度演算部と、ガス濃度を算出するための第2パラメータを記憶する第2記憶部と、前記第2発光部が発光したときに、前記第1センサ部及び前記第2センサ部からそれぞれ出力される第1bセンサ信号と第2bセンサ信号と、前記温度測定部から出力される第2温度情報と、前記第2パラメータと、から第2のガス濃度を算出する第2濃度演算部と、前記温度情報、前記第1aセンサ信号、前記第2aセンサ信号及び前記第2のガス濃度を記録する第3記憶部と、第1トリガ信号を出力する第1トリガ発生部と、前記第1トリガ信号が入力されたときに、前記第3記憶部に記憶された情報に基づき、前記第1パラメータを算出し、前記第1記憶部に記憶させるパラメータ算出部と、を備えるガスセンサである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has come up with the following gas sensor.
A first aspect of the present invention includes a gas cell into which a measurement target gas is introduced, a first main surface, and a second main surface opposite to the first main surface, and the first main surface has a first main surface. A first substrate having a light emitting unit and a first sensor unit; a first main surface; and a second main surface facing the first main surface, wherein the second light emitting unit is disposed on the first main surface. And a second substrate provided with a second sensor unit, a first driving unit that drives the first light emitting unit, a second driving unit that drives the second light emitting unit, the first driving unit, and the The second driving unit measures the temperature of the driving control unit that controls the timing of driving the first light emitting unit and the second light emitting unit, the temperature of the first light emitting unit and / or the second light emitting unit, and temperature information. When the first light emitting unit emits light, the temperature measuring unit that outputs as the temperature measuring unit, the first storage unit that stores the first parameter for calculating the gas concentration, A first gas concentration based on a first a sensor signal and a second a sensor signal output from the sensor unit and the second sensor unit, first temperature information output from the temperature measurement unit, and the first parameter, respectively. A first concentration calculation unit that calculates the second concentration, a second storage unit that stores a second parameter for calculating the gas concentration, and the first sensor unit and the second sensor when the second light emitting unit emits light. The second concentration calculation for calculating the second gas concentration from the first b sensor signal and the second b sensor signal output from the unit, the second temperature information output from the temperature measurement unit, and the second parameter, respectively. A third storage unit that records the temperature information, the first a sensor signal, the second a sensor signal, and the second gas concentration, a first trigger generation unit that outputs a first trigger signal, 1 trigger signal When entered, based on the third information stored in the storage unit, it calculates the first parameter, and the parameter calculation unit to be stored in the first storage unit, a gas sensor comprising a.

本発明によれば、ガス濃度の測定における光源の劣化の影響を高精度に補正することを可能としたガスセンサを実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas sensor which made it possible to correct | amend the influence of deterioration of the light source in the measurement of gas concentration with high precision is realizable.

本発明に係るガスセンサの実施形態1を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating Embodiment 1 of the gas sensor which concerns on this invention. 本発明に係るガスセンサの実施形態2を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating Embodiment 2 of the gas sensor which concerns on this invention. 第1記憶部に記憶されたパラメータの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the parameter memorize | stored in the 1st memory | storage part. (a),(b)は、第3記憶部に記憶される補正パラメータの算出方法を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the calculation method of the correction parameter memorize | stored in a 3rd memory | storage part. 各実施形態の具体的な構造である実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the Example which is a specific structure of each embodiment.

以下、本発明を実施するための形態(以下、本実施形態という)について説明する。なお、以下の実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment) will be described. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

<全体構成>
本実施形態に係るガスセンサは、測定対象ガスが導入されるガスセルと、第1主面とこの第1主面と対向する第2主面とを有し、第1主面上に第1発光部と第1センサ部とが設けられた第1基板と、第1主面と該第1主面と対向する第2主面とを有し、第1主面上に第2発光部と第2センサ部とが設けられた第2基板と、第1発光部を駆動する第1駆動部と、第2発光部を駆動する第2駆動部と、第1駆動部及び第2駆動部が、第1発光部及び第2発光部を駆動するタイミングを制御する駆動制御部と、第1発光部及び/又は第2発光部の温度を測定し、温度情報として出力する温度測定部と、ガス濃度を算出するための第1パラメータを記憶する第1記憶部と、第1発光部が発光したときに、第1センサ部及び第2センサ部からそれぞれ出力される信号S1Aと信号S2Aと、温度測定部から出力される第1温度情報と、第1パラメータと、から第1のガス濃度を算出する第1濃度算出部と、ガス濃度を算出するための第2パラメータを記憶する第2記憶部と、第2発光部が発光したときに、第1センサ部及び第2センサ部からそれぞれ出力される信号S1Bと信号S2Bと、温度測定部から出力される第2温度情報と、第2パラメータと、から第2のガス濃度を算出する第2濃度算出部と、温度情報、信号S1A、信号S2A及び第2のガス濃度を記録する第3記憶部と、第1トリガ信号を出力する第1トリガ発生部と、第1トリガ信号が入力されたときに、第3記憶部に記憶された情報に基づき、第1パラメータを算出し、第1記憶部に記憶させるパラメータ算出部と、を備えるガスセンサである。
<Overall configuration>
The gas sensor according to the present embodiment includes a gas cell into which a measurement target gas is introduced, a first main surface, and a second main surface facing the first main surface, and the first light emitting unit on the first main surface. And a first substrate on which the first sensor unit is provided, a first main surface, and a second main surface opposite to the first main surface, the second light emitting unit and the second main surface on the first main surface. A second substrate on which a sensor unit is provided; a first driving unit that drives the first light emitting unit; a second driving unit that drives the second light emitting unit; and the first driving unit and the second driving unit. A drive control unit that controls timing for driving the first light emitting unit and the second light emitting unit, a temperature measuring unit that measures the temperature of the first light emitting unit and / or the second light emitting unit, and outputs the temperature information; and a gas concentration A first storage unit that stores a first parameter for calculation and a first sensor unit and a second sensor unit when the first light emitting unit emits light, respectively. A first concentration calculation unit that calculates a first gas concentration from the signal S1A and the signal S2A that are output, first temperature information output from the temperature measurement unit, and a first parameter; and for calculating the gas concentration When the second storage unit for storing the second parameter and the second light emitting unit emit light, the signals S1B and S2B output from the first sensor unit and the second sensor unit, respectively, and the temperature measuring unit output A second concentration calculation unit that calculates a second gas concentration from the second temperature information and a second parameter; a third storage unit that records the temperature information, the signal S1A, the signal S2A, and the second gas concentration; A first trigger generating unit that outputs a first trigger signal, and when the first trigger signal is input, a first parameter is calculated based on information stored in the third storage unit and stored in the first storage unit A parameter calculation unit A gas sensor that.

<第1基板>
本実施形態に係るガスセンサにおいて、第1基板は、第1主面上に第1発光部と第1センサ部が形成されている。第1基板の材料は特に制限されない。例えば、Si、GaAs、サファイヤ、InP、InAs、Ge等が挙げられるがこの限りではなく、使用する波長帯に応じて選択すればよい。半絶縁性基板が使用可能であり、大口径化が可能である観点から、GaAs基板は特に好ましい。また測定感度向上の観点から、第1基板の材料は、発光部から出力される光の透過性が高いものであることが好ましい。また、発光部の出力変動を高精度に補償する観点から、第1基板の材料は、第2主面において第1の光源から出力された光の一部を反射する材料であることが好ましい。
<第2基板>
第2基板は第1基板と同様の材料からなり、同様の構造を持つことが、生産性から考えても、温度補正性からみても好ましい場合はある。
<First substrate>
In the gas sensor according to the present embodiment, the first substrate has a first light emitting portion and a first sensor portion formed on the first main surface. The material for the first substrate is not particularly limited. For example, Si, GaAs, sapphire, InP, InAs, Ge, and the like can be given. However, the present invention is not limited to this, and it may be selected according to the wavelength band to be used. A GaAs substrate is particularly preferable from the viewpoint that a semi-insulating substrate can be used and the diameter can be increased. Further, from the viewpoint of improving measurement sensitivity, it is preferable that the material of the first substrate is a material having high transmittance for light output from the light emitting unit. In addition, from the viewpoint of highly accurately compensating for output fluctuations of the light emitting unit, the material of the first substrate is preferably a material that reflects part of the light output from the first light source on the second main surface.
<Second substrate>
The second substrate is made of the same material as the first substrate, and having the same structure may be preferable from the viewpoint of productivity and temperature correction.

<第1駆動部>
第1駆動部は第1光源を駆動する機能を持つ。具体的な例としてはMOSのドライブトランジスターを用いたドライバ回路が挙げられる。具体的な駆動条件としては一定の電流で駆動する定電流駆動回路を利用しても良いし、一定の電圧で駆動する定電圧駆動回路を用いても良い。また、直流の駆動電流でも良いが、消費電力の観点から、パルス駆動で駆動をした方がコ生しい場合はある。特にナローギャップ半導体の積層膜からできた光源を駆動する場合、駆動時の発熱による輻射を抑えるため、パルス駆動で駆動した方が更に好ましい場合はある。パルス駆動の具体的なDutyは50%以下が好ましい。発熱と消費電力を抑えるため、Dutyを25%、又は10%以下にしても良いし、5%以下でも良い。この場合、後述する図2で示すように、駆動回路の同期信号を利用しながら、第1センサ部の出力信号を増幅しても良い。同期信号を使用した増幅方法の具体的な例としては、Lockin−Amp方式がある。Lockin−Amp方式を利用することで、高いS/H比が実現でき、高精度のガスセンサの実現ができる。
<First drive unit>
The first drive unit has a function of driving the first light source. A specific example is a driver circuit using a MOS drive transistor. As a specific driving condition, a constant current driving circuit driven at a constant current may be used, or a constant voltage driving circuit driven at a constant voltage may be used. In addition, although a DC drive current may be used, there are cases where driving by pulse driving is more effective from the viewpoint of power consumption. In particular, when driving a light source made of a laminated film of narrow gap semiconductors, it may be more preferable to drive by a pulse drive in order to suppress radiation due to heat generated during the drive. The specific duty of the pulse drive is preferably 50% or less. In order to suppress heat generation and power consumption, the duty may be 25%, 10% or less, or 5% or less. In this case, as shown in FIG. 2 to be described later, the output signal of the first sensor unit may be amplified while using the synchronization signal of the drive circuit. A specific example of the amplification method using the synchronization signal is a Lockin-Amp method. By using the Lockin-Amp method, a high S / H ratio can be realized, and a highly accurate gas sensor can be realized.

<第2駆動部>
第1駆動部と同様の構成であることが好ましい。製造バラつき(第1光源部・第2光源部の感度ばらつき、第1センサ部・第2センサ部発光特性ばらつき、光路の設置位置バラつき)がある場合、両側の光源の発光強度が等しくなるように、又は、センサ部の出力信号が等しくなるように駆動電流・及び駆動電圧の調整機能を有しても良い。
<Second drive unit>
It is preferable that it is the same structure as a 1st drive part. When there is manufacturing variation (sensitivity variation between the first light source unit and the second light source unit, variation in light emission characteristics of the first sensor unit and the second sensor unit, variation in the light path installation position), the light emission intensity of the light sources on both sides should be equal. Alternatively, it may have a function of adjusting the drive current and the drive voltage so that the output signals of the sensor units are equal.

<駆動制御部>
駆動制御部は、測定要求指令を受けて、第1駆動部及び第2駆動部が、第1発光部及び第2発光部を駆動するタイミング及び、第1演算部と第2演算部の起動タイミングを制御する。
測定要求指令を受けたときに、第1演算部を起動し、第1光源が駆動されるように出力信号を第1駆動部へ出力する。また、別のタイミングで、第2演算部を起動し、第2光源が駆動されるように出力信号を第2駆動部へ出力する。第2駆動部が動作するタイミングは所望の測定要求指令が予め決められた所望の回数を超えたときに、設計されても良い。
<Drive controller>
The drive control unit receives the measurement request command, the timing when the first drive unit and the second drive unit drive the first light emitting unit and the second light emitting unit, and the start timing of the first calculation unit and the second calculation unit To control.
When the measurement request command is received, the first calculation unit is activated, and an output signal is output to the first drive unit so that the first light source is driven. In addition, at another timing, the second calculation unit is activated, and an output signal is output to the second drive unit so that the second light source is driven. The timing at which the second drive unit operates may be designed when a desired measurement request command exceeds a predetermined desired number of times.

第1光源が駆動される期間(又は回数)をT1、第2光源が駆動される期間をT2とした場合、T2>T1にすることで、第2光源が劣化されず、定期的な校正(換算パラメーターの更新)用に利用することができ、本発明の効果が発揮できる。一般的には、T2>(5×T1)が良い、T2>(10×T1)は更に良い、T2>(100×T1)は好ましい場合はある。
ここでは、第1光源が駆動される期間(又は回数)のN倍の周期で第2光源が動作すること説明したが、これには限らない。例えば、温度が大きく変化した時に、第1光源駆動から第2光源駆動へ切り替えても良い。この場合、広い温度範囲の情報を得ることができ、広い温度範囲仕様のガスセンサの場合に、測定精度の観点から、好ましい場合はある。
When the period (or number of times) when the first light source is driven is T1, and the period when the second light source is driven is T2, T2> T1, so that the second light source is not deteriorated and periodic calibration ( The conversion parameter can be updated), and the effect of the present invention can be exhibited. In general, T2> (5 × T1) is good, T2> (10 × T1) is better, and T2> (100 × T1) is preferable.
Here, it has been described that the second light source operates in a cycle N times the period (or the number of times) when the first light source is driven, but the present invention is not limited to this. For example, when the temperature changes greatly, the first light source drive may be switched to the second light source drive. In this case, information on a wide temperature range can be obtained, and in the case of a gas sensor having a wide temperature range specification, it may be preferable from the viewpoint of measurement accuracy.

<温度測定部>
温度測定部は、第1光源及び第2光源の温度を測定する手段である。具体的な形態としては、光源付近に設置されたサーミスター又は熱電対が挙げられるし、半導体接合を利用した温度計でも良い。温度測定部は第1光源と第2光源の温度を正確に測定しなければならないため、第1光源及び第2光源に対して対称に設置されることが望ましい。そうすると、一つ素子で両方の光源の温度を正確に測定するこが可能となる。また、光源の内部抵抗又は接合にかかる順方向電圧を基に光源の温度を算出しても良い。こちらの方は部品が少なく済む、光源の芯の温度の算出が得られるので、好ましい場合がある。また、第1センサ部又は第2センサ部の内部抵抗を基に光源の温度を算出しても良い。こちらの方は部品が少なく済み、センサ部の内部抵抗は光源より高いため、高い分解能で温度測定ができる場合はるため、好ましい場合はある。
<Temperature measurement unit>
The temperature measurement unit is means for measuring the temperatures of the first light source and the second light source. Specific examples include a thermistor or a thermocouple installed near the light source, and a thermometer using a semiconductor junction may be used. Since the temperature measurement unit must accurately measure the temperatures of the first light source and the second light source, it is desirable that the temperature measurement unit be installed symmetrically with respect to the first light source and the second light source. If it does so, it will become possible to measure the temperature of both light sources accurately with one element. Further, the temperature of the light source may be calculated based on the internal resistance of the light source or the forward voltage applied to the junction. This may be preferable because it requires less parts and can calculate the temperature of the core of the light source. Further, the temperature of the light source may be calculated based on the internal resistance of the first sensor unit or the second sensor unit. In this case, the number of parts can be reduced, and the internal resistance of the sensor unit is higher than that of the light source.

<第1記憶部>
第1記憶部は、最新の換算パラメータ(後述のBnmパラメータ)を記憶する役割を持つ。具体的な形態としては、半導体メモリである、EEPROM(Electrically Erasable Programable Read−only−memory)を利用しても良い。
<第1濃度算出部>
第1演算部は、第1記憶部に記憶されたパラメータと、瞬時の、第1センサ部の出力、第2センサ部の出力と温度測定部からの温度情報を基にガス濃度の算出を行う機能を持つ。
図3は、第1記憶部に記憶されたパラメータの例を示す図である。
<First storage unit>
The first storage unit has a role of storing the latest conversion parameter (B nm parameter described later). As a specific form, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-only-memory), which is a semiconductor memory, may be used.
<First concentration calculation unit>
The first calculation unit calculates the gas concentration based on the parameters stored in the first storage unit, the instantaneous output of the first sensor unit, the output of the second sensor unit, and the temperature information from the temperature measurement unit. Has function.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of parameters stored in the first storage unit.

<算出方法の具体的な例>
ガス濃度は式(1)から算出すことができる。
C=A+・・・+AR+A0 ・・・(1)
An=Bn,m+・・・+Bn,1T+Bn,0
・・・
=B1,m+・・・+B1,1T+B1,0
=B0,m+・・・+B0,1T+B0,0 ・・・(2)
<Specific example of calculation method>
The gas concentration can be calculated from equation (1).
C = A n R n +... + A 1 R + A 0 (1)
An = B n, m T m +... + B n, 1 T + B n, 0
...
A 1 = B 1, m T m +... + B 1,1 T + B 1,0
A 0 = B 0, m T m +... + B 0,1 T + B 0,0 (2)

但し、Tは温度、Anは式(2)で示す温度の係数、Bnmは第1記憶部に記憶されている換算パラメータ、Rnは第1センサ部と第2センサ部のそれぞれの出力信号の比から得られる数値である。
駆動された光源と同一基板上にあるセンサ部をリファレンスセンサとして、反対の基板にあるセンサ部をメインセンサにしても良い。その比を取ることで、温度特性が緩和され、高精度のガスセンサの実現ができる。この場合、第1光源が発光している際に、R=(第2センサ部の出力/第1センサ部の出力)としても良く、第2光源が発光している際に、R=(第1センサ部の出力/第2センサ部の出力)としても良い。
However, T is a temperature, An is a coefficient of temperature shown in Formula (2), B nm is a conversion parameter stored in the first storage unit, and Rn is an output signal of each of the first sensor unit and the second sensor unit. It is a numerical value obtained from the ratio.
The sensor unit on the same substrate as the driven light source may be a reference sensor, and the sensor unit on the opposite substrate may be a main sensor. By taking this ratio, the temperature characteristics are relaxed and a highly accurate gas sensor can be realized. In this case, when the first light source is emitting light, R = (output of the second sensor unit / output of the first sensor unit) may be set. When the second light source is emitting light, R = (first 1 sensor unit output / second sensor unit output).

<第2記憶部>
第2記憶部は、製造時(場合によって、製造出荷時)、第2駆動部が駆動されたときの初期の補正パラメータを記憶する役割を持つ。第2記憶部は第1記憶と同様に、EEPROMから形成されても良い。
<第2濃度算出部>
第2濃度演算部は、第2記憶部で記憶されたパラメータと、第2光源が駆動されたときに得られる第1センサ部と第2センサ部の出力及び、温度測定部から得られる温度情報を基に、ガス濃度の算出を行う役割を持つ。算出方法は第1濃度演算部と同様であり、省略する。
<Second storage unit>
The second storage unit has a role of storing initial correction parameters when the second drive unit is driven at the time of manufacture (in some cases, at the time of manufacture and shipment). Similar to the first memory, the second memory may be formed of an EEPROM.
<Second concentration calculation unit>
The second concentration calculation unit includes parameters stored in the second storage unit, outputs of the first sensor unit and the second sensor unit obtained when the second light source is driven, and temperature information obtained from the temperature measurement unit. Based on the above, it has a role to calculate the gas concentration. The calculation method is the same as that of the first concentration calculation unit and is omitted.

<第3記憶部>
第3記憶部は、第1センサ部の出力、第2センサ部の出力(場合によってはその比)及び、第2濃度演算部で演算された真の濃度値、及び温度測定部から出力される温度情報(図4(a),(b)参照)を記録する役割を持つ。
図4(a),(b)は、第3記憶部に記憶される補正パラメータの算出方法を示す図である。
これらの情報は同時に算出され、記録されるが、この過程は定期的、かつ、自動的に行われるため、図4(a)で示すように3次元のデータとなる。ここでは、温度情報をパラメータに整理した場合、図4(b)で示すような関係が得られる。
<Third storage unit>
The third storage unit outputs the output of the first sensor unit, the output of the second sensor unit (or the ratio in some cases), the true concentration value calculated by the second concentration calculation unit, and the temperature measurement unit. It has a role of recording temperature information (see FIGS. 4A and 4B).
4A and 4B are diagrams illustrating a method for calculating the correction parameter stored in the third storage unit.
These pieces of information are calculated and recorded at the same time, but since this process is performed periodically and automatically, it becomes three-dimensional data as shown in FIG. Here, when the temperature information is organized into parameters, the relationship shown in FIG. 4B is obtained.

<第1トリガ発生部>
第1トリガ発生部は、パラメータ算出部が動作するように、トリガ信号を出力する役割を持つ。そのタイミングは任意のタイミングか、測定要求指令が所望の回数を超えたときにトリガ信号を発生するというタイミングのどちらでも良い。この場合、第1トリガ発生部に於いて、第1演算部の出力と第2演算部との差が所望の値を超えたときにトリガが発生するような動作をしても良い。この場合、第2センサ部の劣化は最も抑えられる場合であるため、望ましい。
<First trigger generator>
The first trigger generator has a role of outputting a trigger signal so that the parameter calculator operates. The timing may be an arbitrary timing or a timing of generating a trigger signal when the measurement request command exceeds a desired number of times. In this case, the first trigger generation unit may perform an operation such that a trigger is generated when the difference between the output of the first calculation unit and the second calculation unit exceeds a desired value. In this case, the deterioration of the second sensor unit is desirable because it is the most suppressed.

<パラメータ算出部>
パラメータ算出部は、第3記憶部で記憶された情報(図4(b))を利用して、bnmのパラメータを算出し、第1記憶部書き込みをする役割を持つ。この操作によって、濃度算出パラメータは更新され、第1光源の劣化によらず、常に正しい濃度換算を可能とする。
<Parameter calculation unit>
The parameter calculation unit has a role of calculating a parameter of b nm using the information stored in the third storage unit (FIG. 4B) and writing to the first storage unit. By this operation, the density calculation parameter is updated, and correct density conversion can always be performed regardless of the deterioration of the first light source.

<第2トリガ発生部>
第2トリガ発生部は、パラメータ算出部を起動させるためのトリガ信号を発生する役割を持つ。第2トリガ発生部は第1トリガ発生部と同様に、測定要求指令が所望の回数を超えたときにトリガ信号を発生するというタイミングのどちらでも良い。但し、第2トリガ発生部は第1トリガ発生部より少ない頻度でトリガ信号を発生するように設定されても良い。
<Second trigger generator>
The second trigger generator has a role of generating a trigger signal for activating the parameter calculator. Similar to the first trigger generation unit, the second trigger generation unit may have either timing of generating a trigger signal when the measurement request command exceeds a desired number of times. However, the second trigger generation unit may be set to generate a trigger signal less frequently than the first trigger generation unit.

<第1増幅部>
第1増幅部は、第1光源部からの同期信号と第1センサ部の出力信号を利用して、第1信号部の出力信号を増幅する。第1増幅部はLockin−Ampと同じように動作しても良い。この場合、第1駆動部からの同期信号と第1センサ部の出力信号をミックシングし、ローパスフィルタ(LPF)回路を通過させることで、同期信号と同じ周波数の成分のみを抽出することができる。例えば、第1駆動部の駆動タイミングを1kHzにした場合、1kHzの周波数に於ける信号成分のみ抽出することができる。
また、第1光源が駆動されたときのみ、第1センサ部の出力を積算し、所望の積算期間又は回数になったときに、積算結果を出力しても良い。
<第2増幅部>
第2増幅部は、第1増幅部と同様の構造と動作をするのでその説明を省略する。
次に、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。
<First amplification unit>
The first amplifying unit amplifies the output signal of the first signal unit using the synchronization signal from the first light source unit and the output signal of the first sensor unit. The first amplification unit may operate in the same way as Lockin-Amp. In this case, only the component having the same frequency as that of the synchronization signal can be extracted by mixing the synchronization signal from the first drive unit and the output signal of the first sensor unit and passing through the low-pass filter (LPF) circuit. . For example, when the drive timing of the first drive unit is 1 kHz, only signal components at a frequency of 1 kHz can be extracted.
Further, only when the first light source is driven, the outputs of the first sensor unit may be integrated, and the integration result may be output when a desired integration period or number of times is reached.
<Second amplification unit>
Since the second amplifying unit has the same structure and operation as the first amplifying unit, description thereof is omitted.
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施形態1]
図1は、本発明に係るガスセンサの実施形態1を説明するための構成図である。なお、本実施形態1はCOガスの濃度測定に応用できる。
本実施形態1のガスセンサ100は、測定対象ガスが導入されるガスセル11(導入口は図示せず、省略した)と、第1主面21aとこの第1主面21aと対向する第2主面21bとを有し、第1主面21a上に第1発光部41と第1センサ部51とが設けられた第1基板21と、第1主面22aとこの第1主面22aと対向する第2主面22bとを有し、第1主面22a上に第2発光部42と第2センサ部52とが設けられた第2基板22とを備えている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining Embodiment 1 of a gas sensor according to the present invention. The first embodiment can be applied to the measurement of CO 2 gas concentration.
The gas sensor 100 according to the first embodiment includes a gas cell 11 into which a measurement target gas is introduced (an inlet is not shown and omitted), a first main surface 21a, and a second main surface facing the first main surface 21a. 21b, the first substrate 21 provided with the first light emitting unit 41 and the first sensor unit 51 on the first main surface 21a, the first main surface 22a and the first main surface 22a. A second substrate 22 having a second main surface 22b and having a second light emitting unit 42 and a second sensor unit 52 provided on the first main surface 22a.

また、第1発光部(第1光源)41を駆動する第1駆動部31と、第2発光部(第2光源)42を駆動する第2駆動部32とを備えている。
また、第1駆動部31及び第2駆動部32が、第1発光部41及び第2発光部42を駆動するタイミングを制御する駆動制御部13と、第1発光部41及び/又は第2発光部42の温度を測定し、温度情報として出力する温度測定部12とを備えている。
また、ガス濃度を算出するための第1パラメータを記憶する第1記憶部71と、第1発光部41が発光したときに、第1センサ部51及び第2センサ部52からそれぞれ出力される第1aセンサ信号S1Aと第2aセンサ信号S2Aと、温度測定部12から出力される第1温度情報と、第1パラメータと、から第1のガス濃度を算出する第1濃度演算部61を備えている。
In addition, a first driving unit 31 that drives the first light emitting unit (first light source) 41 and a second driving unit 32 that drives the second light emitting unit (second light source) 42 are provided.
In addition, the first drive unit 31 and the second drive unit 32 control the timing of driving the first light emitting unit 41 and the second light emitting unit 42, and the first light emitting unit 41 and / or the second light emission. A temperature measuring unit 12 that measures the temperature of the unit 42 and outputs the temperature information.
Further, the first storage unit 71 that stores the first parameter for calculating the gas concentration and the first sensor unit 51 and the second sensor unit 52 output when the first light emitting unit 41 emits light, respectively. A first concentration calculation unit 61 that calculates a first gas concentration from the 1a sensor signal S1A, the second a sensor signal S2A, the first temperature information output from the temperature measurement unit 12, and the first parameter is provided. .

また、ガス濃度を算出するための第2パラメータを記憶する第2記憶部72と、第2発光部42が発光したときに、第1センサ部51及び第2センサ部52からそれぞれ出力される第1bセンサ信号S1Bと第2bセンサ信号S2Bと、温度測定部12から出力される第2温度情報と、第2パラメータと、から第2のガス濃度を算出する第2濃度演算部62を備えている。
また、温度情報、第1aセンサ信号S1A、第2aセンサ信号S2A及び第2のガス濃度を記録する第3記憶部73と、第1トリガ信号を出力する第1トリガ発生部81と、第1トリガ信号が入力されたときに、第3記憶部73に記憶された情報に基づき、第1パラメータを算出し、第1記憶部71に記憶させるパラメータ算出部14とを備えている。
The second storage unit 72 that stores the second parameter for calculating the gas concentration and the first sensor unit 51 and the second sensor unit 52 output when the second light emitting unit 42 emits light, respectively. A second concentration calculation unit 62 that calculates a second gas concentration from the 1b sensor signal S1B, the second b sensor signal S2B, the second temperature information output from the temperature measurement unit 12, and the second parameter is provided. .
Also, a third storage unit 73 that records temperature information, the first a sensor signal S1A, the second a sensor signal S2A, and the second gas concentration, a first trigger generation unit 81 that outputs a first trigger signal, and a first trigger A parameter calculation unit 14 is provided that calculates a first parameter based on information stored in the third storage unit 73 and stores the first parameter in the first storage unit 71 when a signal is input.

また、第2発光部42をある時間間隔で駆動させ、第1パラメータを定期的に校正する。また、第1トリガ発生部81は、第1のガス濃度及び第2のガス濃度の差が所定の値より大きい場合に、第1トリガ信号が出力する。
また、第1トリガ発生部81は、第1濃度演算部61によるガス濃度の算出回数が所定の回数を超えたときに、第1トリガ信号を出力する。
また、予め定められた時間間隔をもって、第2トリガを出力する第2トリガ発生部82をさらに備え、パラメータ算出部14は、第2トリガ信号が入力されたときに、第3記憶部73に記憶された情報に基づき、第1パラメータを算出し、第1記憶部71に記憶させる。
Further, the second light emitting unit 42 is driven at a certain time interval, and the first parameter is periodically calibrated. The first trigger generator 81 outputs a first trigger signal when the difference between the first gas concentration and the second gas concentration is larger than a predetermined value.
The first trigger generation unit 81 outputs a first trigger signal when the number of gas concentration calculations by the first concentration calculation unit 61 exceeds a predetermined number.
Further, the apparatus further includes a second trigger generation unit 82 that outputs a second trigger at a predetermined time interval, and the parameter calculation unit 14 stores the second trigger signal in the third storage unit 73 when the second trigger signal is input. Based on the obtained information, the first parameter is calculated and stored in the first storage unit 71.

また、第3記憶部73は、第2aセンサ信号S2A及び第1aセンサ信号S1Aの比であるセンサ信号比S2A/S1Aをさらに記憶する。場合によっては、S1AとS2Aの替りに、S2A/S1Aの割り算結果を第3記憶部73で記憶されても良い。そうすると、容量の小さい記憶装置を利用しても良くなるので、システムの簡易化の観点から見れば、好ましい場合はある。
また、第1発光部41及び第2発光部42は、同一構造及び同一発光特性を持ち、第1センサ部51及び第2センサ部52は、同一構造及び同一感度特性を持つ。
The third storage unit 73 further stores a sensor signal ratio S2A / S1A that is a ratio of the 2a sensor signal S2A and the 1a sensor signal S1A. In some cases, the division result of S2A / S1A may be stored in the third storage unit 73 instead of S1A and S2A. In this case, a storage device having a small capacity may be used, which may be preferable from the viewpoint of simplification of the system.
Further, the first light emitting unit 41 and the second light emitting unit 42 have the same structure and the same light emission characteristics, and the first sensor unit 51 and the second sensor part 52 have the same structure and the same sensitivity characteristics.

[実施形態2]
図2は、本発明に係るガスセンサの実施形態2を説明するための構成図である。なお、図1と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
上述した実施形態1との構成上の相違は、第1駆動部31からの同期信号に基づいて第1センサ部51からのセンサ信号S1A,S1Bを増幅する第1増幅部91を設けるとともに、第2駆動部32からの同期信号に基づいて第2センサ部52からのセンサ信号S2A,S2Bを増幅する第2増幅部92を設けた点である。
第1基板21と第2基板22が隣り合って設置され、第1基板21に第1光源41及び第1センサ部51が設けられ、第2基板22上に、第2光源42及び第2センサ部52が設けられている。
第1センサ部51と第2センサ部52、第1光源41と第2光源42は、同一の構造を持っても良い。
[Embodiment 2]
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining Embodiment 2 of the gas sensor according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as FIG.
The difference in configuration from the first embodiment described above is that a first amplifying unit 91 for amplifying the sensor signals S1A and S1B from the first sensor unit 51 based on the synchronization signal from the first driving unit 31 is provided, and 2 is that a second amplifying unit 92 for amplifying the sensor signals S2A and S2B from the second sensor unit 52 based on the synchronization signal from the driving unit 32 is provided.
The first substrate 21 and the second substrate 22 are installed next to each other, the first light source 41 and the first sensor unit 51 are provided on the first substrate 21, and the second light source 42 and the second sensor are provided on the second substrate 22. A part 52 is provided.
The 1st sensor part 51 and the 2nd sensor part 52, the 1st light source 41, and the 2nd light source 42 may have the same structure.

GaAs基板上に、n型で厚み1μmのAlInSb層、その上に、厚み2μmのi型のAlInSb層、その上に、厚み0.02μmのAlInSbバリ層、その上に厚み0.5μmのp型AlInSb層を設けた。この構造はMBE(Molecular Beam Epitaxy)法を利用して形成した。n型ドーピングにはSnを利用し、p型ドーピングにはZnを用いた。
その後、2回エッチング工程(1回目は最上層からn層の途中までエッチングし、2回目はGaAs基板までエッチングした)を利用して、多段の発光素子及び多段の受光部を形成してから、絶縁膜(Si)によるパシベーションを施し、n層とp層とのコンタクト部用の穴を加工し、最後にAuを利用した配線層を形成した。
An n-type AlInSb layer having a thickness of 1 μm on a GaAs substrate, an i-type AlInSb layer having a thickness of 2 μm thereon, an AlInSb burr layer having a thickness of 0.02 μm thereon, and a p-type having a thickness of 0.5 μm thereon. An AlInSb layer was provided. This structure was formed using the MBE (Molecular Beam Epitaxy) method. Sn was used for n-type doping and Zn was used for p-type doping.
Then, after forming a multi-stage light emitting element and a multi-stage light receiving part using a second etching process (first etching from the top layer to the middle of the n layer and second etching to the GaAs substrate), Passivation with an insulating film (Si 3 N 4 ) was performed, holes for contact portions between the n layer and the p layer were processed, and finally a wiring layer using Au was formed.

図5は、各実施形態の具体的な構造である実施例を示す構成図である。
信号処理部104は、SiのLSI技術を利用して作成した信号処理ICを示し、図1及び図2に示した各ブロック(第1基板21、第2基板22、ガスセル11以外)を含んでいる。
また、第1光源41、第2光源42、第1センサ部51、第2センサ部52と信号処理ICの間の接続はワイヤーボンディング技術を利用して行い(図示せず)、信号処理ICと外部回路との接続(図示せず)はリードフレームの端子を介して行う。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example which is a specific structure of each embodiment.
The signal processing unit 104 is a signal processing IC created by using Si LSI technology, and includes each block (other than the first substrate 21, the second substrate 22, and the gas cell 11) shown in FIGS. Yes.
Further, the connection between the first light source 41, the second light source 42, the first sensor unit 51, the second sensor unit 52 and the signal processing IC is performed using a wire bonding technique (not shown), and the signal processing IC Connection to an external circuit (not shown) is made through a lead frame terminal.

また、更に、測定精度及びガス分離性を向上するため、中心波長4.3μm付近の光学フィルタ101を第1基板21及び第2基板22上に接着材102を利用して設けた。
また、第1基板21の裏面と第2基板22の裏面(第2主面)を剥き出しにしながら、信号処理ICと一体化されるように、封止部103を利用して封止した。
更に、光路106は、凹面鏡の形状を持つガスセルで実現した。
駆動条件としては、電圧2V、100mA、Duty5%、とし、第1増幅部91と第2増幅部92を第1駆動部31と第2駆動部32からの同期信号を利用した積分回路を用いた。
Further, in order to improve measurement accuracy and gas separation property, an optical filter 101 having a center wavelength of about 4.3 μm is provided on the first substrate 21 and the second substrate 22 by using an adhesive 102.
Further, sealing was performed using the sealing portion 103 so as to be integrated with the signal processing IC while exposing the back surface of the first substrate 21 and the back surface (second main surface) of the second substrate 22.
Further, the optical path 106 is realized by a gas cell having a concave mirror shape.
The driving conditions were a voltage of 2 V, 100 mA, and a duty of 5%, and an integration circuit using the first amplification unit 91 and the second amplification unit 92 using the synchronization signals from the first driving unit 31 and the second driving unit 32 was used. .

第1駆動部31は常時第1光源41を駆動し、第2駆動部32は定期的(例えば、1回/1日)に第2光源42を駆動するように信号処理部104内にある駆動制御部13を制御する。
また、瞬時のCO濃度が真のCO濃度と比べて20ppmを超えたときに、換算パラメータが再算出されるように設定した。
これにより、ランダムに温度、真のCO濃度、第1センサ部51の出力、第2センサ部52の出力情報が得られ、定期的に換算パラメータを更新しながら、劣化の影響を完全に保障することができた。
The first drive unit 31 always drives the first light source 41, and the second drive unit 32 is a drive in the signal processing unit 104 so as to drive the second light source 42 periodically (for example, once / day). The control unit 13 is controlled.
In addition, the conversion parameter was set to be recalculated when the instantaneous CO 2 concentration exceeded 20 ppm compared to the true CO 2 concentration.
As a result, the temperature, true CO 2 concentration, output of the first sensor unit 51, and output information of the second sensor unit 52 are obtained at random, and the effects of deterioration are completely guaranteed while periodically updating the conversion parameters. We were able to.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の技術的範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることも可能であり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the technical scope as described in embodiment mentioned above. It is possible to add various changes or improvements to the above-described embodiments, and it is possible to add such changes or improvements to the technical scope of the present invention. it is obvious.

11 ガスセル
12 温度測定部
13 駆動制御部
14 パラメータ算出部
21 第1基板
22 第2基板
21a,22a 第1主面
21b,22b 第2主面
31 第1駆動部
32 第2駆動部
41 第1発光部
42 第2発光部
51 第1センサ部
52 第2センサ部
61 第1濃度演算部
62 第2濃度演算部
71 第1記憶部
72 第2記憶部
73 第3記憶部
81 第1トリガ発生部
82 第2トリガ発生部
91 第1増幅部
92 第2増幅部
100 ガスセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Gas cell 12 Temperature measurement part 13 Drive control part 14 Parameter calculation part 21 1st board | substrate 22 2nd board | substrate 21a, 22a 1st main surface 21b, 22b 2nd main surface 31 1st drive part 32 2nd drive part 41 1st light emission Unit 42 second light emitting unit 51 first sensor unit 52 second sensor unit 61 first concentration calculation unit 62 second concentration calculation unit 71 first storage unit 72 second storage unit 73 third storage unit 81 first trigger generation unit 82 Second trigger generation unit 91 First amplification unit 92 Second amplification unit 100 Gas sensor

Claims (7)

測定対象ガスが導入されるガスセルと、
第1主面と該第1主面と対向する第2主面とを有し、前記第1主面上に第1発光部と第1センサ部とが設けられた第1基板と、
第1主面と該第1主面と対向する第2主面とを有し、前記第1主面上に第2発光部と第2センサ部とが設けられた第2基板と、
前記第1発光部を駆動する第1駆動部と、
前記第2発光部を駆動する第2駆動部と、
前記第1駆動部及び前記第2駆動部が、前記第1発光部及び前記第2発光部を駆動するタイミングを制御する駆動制御部と、
前記第1発光部及び/又は前記第2発光部の温度を測定し、温度情報として出力する温度測定部と、
ガス濃度を算出するための第1パラメータを記憶する第1記憶部と、
前記第1発光部が発光したときに、前記第1センサ部及び前記第2センサ部からそれぞれ出力される第1aセンサ信号と第2aセンサ信号と、前記温度測定部から出力される第1温度情報と、前記第1パラメータと、から第1のガス濃度を算出する第1濃度演算部と、
ガス濃度を算出するための第2パラメータを記憶する第2記憶部と、
前記第2発光部が発光したときに、前記第1センサ部及び前記第2センサ部からそれぞれ出力される第1bセンサ信号と第2bセンサ信号と、前記温度測定部から出力される第2温度情報と、前記第2パラメータと、から第2のガス濃度を算出する第2濃度演算部と、
前記温度情報、前記第1aセンサ信号、前記第2aセンサ信号及び前記第2のガス濃度を記録する第3記憶部と、
第1トリガ信号を出力する第1トリガ発生部と、
前記第1トリガ信号が入力されたときに、前記第3記憶部に記憶された情報に基づき、前記第1パラメータを算出し、前記第1記憶部に記憶させるパラメータ算出部と、
を備えるガスセンサ。
A gas cell into which a gas to be measured is introduced;
A first substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, wherein the first light emitting unit and the first sensor unit are provided on the first main surface;
A second substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, wherein a second light emitting unit and a second sensor unit are provided on the first main surface;
A first driving unit for driving the first light emitting unit;
A second driving unit for driving the second light emitting unit;
A drive control unit for controlling the timing at which the first driving unit and the second driving unit drive the first light emitting unit and the second light emitting unit;
A temperature measuring unit that measures the temperature of the first light emitting unit and / or the second light emitting unit and outputs the temperature information;
A first storage for storing a first parameter for calculating a gas concentration;
When the first light emitting unit emits light, a first a sensor signal and a second a sensor signal output from the first sensor unit and the second sensor unit, respectively, and first temperature information output from the temperature measuring unit And a first concentration calculation unit for calculating a first gas concentration from the first parameter,
A second storage unit for storing a second parameter for calculating a gas concentration;
When the second light emitting unit emits light, the first b sensor signal and the second b sensor signal output from the first sensor unit and the second sensor unit, respectively, and the second temperature information output from the temperature measuring unit. And a second concentration calculation unit for calculating a second gas concentration from the second parameter,
A third storage unit that records the temperature information, the 1a sensor signal, the 2a sensor signal, and the second gas concentration;
A first trigger generator for outputting a first trigger signal;
A parameter calculation unit that calculates the first parameter based on information stored in the third storage unit when the first trigger signal is input, and stores the first parameter in the first storage unit;
A gas sensor comprising:
前記第2発光部をある時間間隔で駆動させ、前記第1パラメータを定期的に校正する請求項1に記載のガスセンサ。   2. The gas sensor according to claim 1, wherein the second light emitting unit is driven at a certain time interval to periodically calibrate the first parameter. 前記第1トリガ発生部は、前記第1のガス濃度及び前記第2のガス濃度の差が所定の値より大きい場合に、前記第1トリガ信号が出力する請求項1に記載のガスセンサ。   The gas sensor according to claim 1, wherein the first trigger generation unit outputs the first trigger signal when a difference between the first gas concentration and the second gas concentration is larger than a predetermined value. 前記第1トリガ発生部は、前記第1濃度演算部によるガス濃度の算出回数が所定の回数を超えたときに、前記第1トリガ信号を出力する請求項1に記載のガスセンサ。   2. The gas sensor according to claim 1, wherein the first trigger generation unit outputs the first trigger signal when the number of times the gas concentration is calculated by the first concentration calculation unit exceeds a predetermined number. 予め定められた時間間隔をもって、第2トリガを出力する第2トリガ発生部をさらに備え、
前記パラメータ算出部は、前記第2トリガ信号が入力されたときに、前記第3記憶部に記憶された情報に基づき、前記第1パラメータを算出し、前記第1記憶部に記憶させる請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のガスセンサ。
A second trigger generator for outputting the second trigger at a predetermined time interval;
The parameter calculation unit calculates the first parameter based on the information stored in the third storage unit when the second trigger signal is input, and stores the first parameter in the first storage unit. The gas sensor according to any one of claims 1 to 4.
前記第3記憶部は、前記第2aセンサ信号及び前記第1aセンサ信号の比であるセンサ信号比をさらに記憶する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のガスセンサ。   The gas sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the third storage unit further stores a sensor signal ratio that is a ratio of the second a sensor signal and the first a sensor signal. 前記第1発光部及び前記第2発光部は、同一構造及び同一発光特性を持ち、
前記第1センサ部及び前記第2センサ部は、同一構造及び同一感度特性を持つ請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のガスセンサ。
The first light emitting unit and the second light emitting unit have the same structure and the same light emission characteristics,
The gas sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the first sensor unit and the second sensor unit have the same structure and the same sensitivity characteristics.
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