CN116507585A - 电化学式气体传感器、臭氧发生器以及加湿器 - Google Patents

电化学式气体传感器、臭氧发生器以及加湿器 Download PDF

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Abstract

电化学式气体传感器(10)在第一容纳部(31)中容纳第一探测元件(21)。在第一容纳部(31)的第一导入口(31A)处设置有透湿膜(24)。透湿膜(24)实质上阻断被探测气体透过。第二探测元件(22)配置在对象气体中含有的水蒸气和被探测气体进入的空间。电化学式气体传感器(10)能够通过这样的结构来探测浓度为0ppm以上且1ppm以下的被探测气体。

Description

电化学式气体传感器、臭氧发生器以及加湿器
技术领域
本发明涉及一种电化学式气体传感器、臭氧发生器以及加湿器。
背景技术
专利文献1中公开了电化学式气体传感器的一例。专利文献1中公开的臭氧传感器是利用了隔膜极谱法的电化学式传感器，根据在作用极与对极这两极之间流动的电流的大小来进行臭氧气体的定量。
专利文献2中公开了臭氧发生装置的一例。该臭氧发生装置基于来自外部臭氧传感器的信号来进行反馈控制，使得臭氧发生装置的外部空间的外部臭氧浓度为目标外部臭氧浓度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-16593号公报
专利文献2：日本特开2019-99398号公报
发明内容
发明要解决的问题
在利用电化学式气体传感器探测气体中含有的被探测气体的浓度的情况下，在湿度变化的环境下担心会因湿度而产生误差。特别是在气体中含有的被探测气体的浓度低的情况下，湿度的影响相对变大，因此更容易产生误差。
本发明是为了解决上述问题中的至少一个问题而完成的，其目的之一在于提供一种即使对象气体中含有的被探测气体的浓度为低浓度也能够更准确地探测被探测气体的浓度的技术。
用于解决问题的方案
本发明所涉及的电化学式气体传感器用于探测对象气体中含有的被探测气体的浓度，该电化学式气体传感器具备：
第一探测元件，其通过电化学方式探测气体的浓度；
第二探测元件，其配置在所述对象气体中含有的水蒸气和所述被探测气体进入的空间，通过电化学方式探测气体的浓度；
第一容纳部，其在自身的内部构成用于容纳所述第一探测元件的内部空间；
第一导入口，其设置在所述第一容纳部的外侧的外部空间与所述内部空间之间；以及
透湿膜，其设置于所述第一导入口，实质上阻断所述被探测气体从所述外部空间向所述内部空间透过，
其中，所述电化学式气体传感器能够基于所述第一探测元件的输出和所述第二探测元件的输出来消除水蒸气的影响，并且能够探测浓度为0ppm以上且1ppm(parts permillion：百万分率)以下的所述被探测气体。
在电化学式气体传感器中，如果元件内部的水蒸气量与元件外部的水蒸气量产生差，则会因水蒸气量之差而产生电动势，担心会流过因水蒸气量之差产生的电流。而且，关于被探测气体的浓度为1ppm以下那样的低浓度的对象气体，在探测被探测气体的浓度时，因水蒸气量之差产生的电流的影响容易变大。关于这一点，通过上述的电化学式气体传感器，第一探测元件在从对象气体中实质上去除了被探测气体的状态下探测被探测气体的浓度，因此能够评价因水蒸气量之差产生的电流的影响。另一方面，第二探测元件能够将含有水蒸气和被探测气体的成分作为对象来探测浓度。也就是说，上述的电化学式气体传感器能够将由第一探测元件得到的探测结果(评价因水蒸汽量之差产生的电流的影响所得到的结果)利用于由第二探测元件进行的针对被探测气体的浓度探测，因此在被探测气体的浓度低的对象气体中准确地探测被探测气体的浓度这方面是有利的。因此，即使在对象气体中含有的被探测气体的浓度为1ppm以下的低浓度，上述的电化学式气体传感器也能够更准确地探测被探测气体的浓度。
在本说明书中，所谓“实质上阻断被探测气体透过”，是指在体积上被探测气体的透过量为水蒸气的透过量的五十分之一以下。
上述透湿膜也可以是容许水蒸气从上述外部空间向上述内部空间透过而实质上阻断上述被探测气体从上述外部空间向上述内部空间透过的水蒸气透过过滤器。
上述电化学式气体传感器能够通过水蒸气透过过滤器来实现容许水蒸气从上述外部空间向上述内部空间透过而实质上阻断被探测气体从外部空间向内部空间透过的功能。
上述电化学式气体传感器能够采用上述透湿膜的厚度大于0μm且为60μm以下的结构。
如果透湿膜构成为60μm以下的厚度，则在由第一探测元件进行探测时，能够进一步抑制针对湿度变化的响应性的降低。
期望的是，上述电化学式气体传感器能够探测浓度为0ppb以上且100ppb(partsper billion：十亿分率)以下的上述被探测气体。
关于被探测气体的浓度为100ppb以下那样的极低浓度的对象气体，在探测被探测气体的浓度时，上述的“因水蒸气量之差产生的电流”的影响更容易变大。关于这一点，上述的电化学式气体传感器能够准确地评价“因水蒸气量之差产生的电流”的影响，并能够以反映出该评价的结果的方式探测被探测气体的浓度，因此在将被探测气体的浓度为100ppb以下的气体作为对象的情况下是非常有用的。
上述电化学式气体传感器能够采用以下结构：还具有灵敏度设定部和浓度确定部，其中，灵敏度设定部基于湿度传感器探测的上述对象气体的湿度来设定灵敏度，浓度确定部基于上述第一探测元件的输出、上述第二探测元件的输出以及上述灵敏度来确定上述被探测气体的浓度。
虽然担心当湿度变化时“适当的灵敏度”变化，但是上述的电化学式气体传感器能够根据湿度的变化调整灵敏度。湿度传感器既可以构成为上述电化学式气体传感器的一部分，也可以是与上述电化学式气体传感器不同的湿度传感器。
关于上述电化学式气体传感器，也可以是，上述被探测气体是臭氧。
在利用气体传感器探测臭氧的浓度的情况下，担心水蒸气变为噪声而阻碍臭氧浓度的准确探测。特别是在将臭氧的浓度低的气体作为对象的情况下，由于上述的“因水蒸气量之差产生的电流”的影响相对变大，因此这种问题变得更加显著。但是，上述电化学式气体传感器能够准确地评价“因水蒸气量之差产生的电流”的影响，并将其利用于探测臭氧的浓度，因此即使是臭氧的浓度低的对象气体，也易于准确地探测臭氧的浓度。
也可以是，以具备上述被探测气体是臭氧的上述电化学式气体传感器的方式构成臭氧发生器。
该臭氧发生器不仅仅是单纯地产生臭氧，还能够以简单的结构准确地探测臭氧的浓度。
也可以是，以具备上述的电化学式气体传感器的方式构成加湿器。
该加湿器不仅仅是单纯地进行加湿，还能够以简单的结构准确地探测被探测气体的浓度。
在以具备上述的电化学式气体传感器的方式构成了臭氧发生器的情况下，臭氧发生器也可以具备臭氧供给部、探测部、控制部以及异常判定部。在该结构中，臭氧供给部也可以以向外部空间供给臭氧的方式进行动作。而且，也可以是，探测部具有上述第一探测元件和上述第二探测元件，上述探测部通过电化学方式探测臭氧浓度。而且，控制部也可以以执行第一控制和第二控制的方式进行动作，在上述第一控制中，对臭氧供给部进行反馈控制，使得由探测部探测的臭氧浓度接近目标浓度，在上述第二控制中，在执行第一控制的期间判定条件成立的情况下，使第一控制停止。并且，异常判定部也可以以基于由探测部探测的臭氧浓度的从判定条件成立起至经过规定期间为止的变化程度来判定异常的方式进行动作。
该臭氧发生器当使第一控制停止时，根据实际的臭氧浓度而在由探测部探测的臭氧浓度(探测浓度)的变化程度中产生差。因此，该臭氧发生器能够基于该变化程度来判定进行反馈控制时的实际的臭氧浓度偏离目标浓度的异常。
在专利文献2所例示的电化学式气体传感器中，不仅是臭氧气体，臭氧气体以外的气体也有可能给在作用极与对极这两极之间流动的电流的大小带来影响。其结果，由传感器测定的臭氧浓度有可能偏离实际的外部臭氧浓度。因此，例如在使用专利文献2所例示的电化学式气体传感器来如专利文献1所例示的那样进行反馈控制的情况下，实际的外部臭氧浓度有可能偏离目标外部臭氧浓度。关于这一点，上述臭氧发生器能够判定进行反馈控制时的实际的臭氧浓度偏离目标浓度的异常。
也可以是，在上述第二控制中，上述控制部以使上述臭氧供给部供给低浓度的臭氧的方式控制上述臭氧供给部、或者使上述臭氧供给部停止。也可以是，上述异常判定部基于由上述探测部探测的臭氧浓度的从上述判定条件成立起至经过上述规定期间为止的降低程度来判定异常。
根据该结构，能够在抑制外部空间内的臭氧浓度的上升的同时判定异常。
在上述的臭氧发生器中，也可以是，上述异常判定部在判定为上述降低程度超过了阈值的情况下判定为异常。
根据该结构，能够判定进行反馈控制时的实际的臭氧浓度变得大于目标浓度的异常。
在上述的臭氧发生器中，也可以是，上述控制部在判定为上述降低程度没有超过上述阈值的情况下执行上述第一控制，在判定为上述降低程度超过了上述阈值的情况下执行第三控制，在上述第三控制中，对上述臭氧供给部进行反馈控制使得由上述探测部探测的浓度接近比上述目标浓度低的第二目标浓度、或者使上述臭氧供给部为供给低浓度的臭氧的状态、或者使上述臭氧供给部为停止状态。
根据该结构，在判定为降低程度没有超过阈值的情况下能够再次开始进行第一控制，在判定为降低程度超过了阈值的情况下能够使臭氧的供给减少或停止。
在上述的臭氧发生器中，也可以是，上述控制部在上述第三控制中要使上述臭氧供给部为供给低浓度的臭氧的状态的情况下，以上述降低程度越大则使臭氧供给量越小的方式控制上述臭氧供给部。
根据该结构，能够在推测为实际的臭氧浓度越高的情况下使臭氧供给量越小。
上述的臭氧发生器也可以具备对上述外部空间进行加湿的加湿部。
根据该结构，臭氧发生器能够还作为加湿器发挥功能。
发明的效果
关于本发明，即使对象气体中含有的被探测气体的浓度为低浓度，也能够更准确地探测被探测气体的浓度。
附图说明
图1是简略地示出第一实施方式的电化学式气体传感器的电结构的电路图。
图2是例示第一实施方式的电化学式气体传感器的元件部的剖面概要图。
图3是用于说明第一实施方式的电化学式气体传感器的灵敏度以及灵敏度校正的概念的说明图。
图4是用于说明实验1的实验结果的曲线图。
图5是用于说明实验2的实验结果的曲线图。
图6是例示具备第一实施方式的电化学式气体传感器的臭氧发生器的说明图。
图7是概要地示出第二实施方式的臭氧发生器的框图。
图8是示出使第一控制停止之后的臭氧浓度的随时间变化的曲线图。
图9是示出由臭氧发生器执行的处理的流程的流程图。
具体实施方式
1.第一实施方式
1-1.电化学式气体传感器的结构
图1中示出的电化学式气体传感器10是用于探测对象气体中含有的被探测气体的浓度的气体传感器。电化学式气体传感器10也被简称为气体传感器10。在以下说明的电化学式气体传感器10的代表例中，被探测气体是臭氧(臭氧气体)。也就是说，图1中示出的气体传感器10作为用于探测臭氧气体的浓度的臭氧气体传感器发挥功能。气体传感器10主要具备探测部12和控制部14。探测部12具备元件部20和输出电路部16。
元件部20是生成第一信号(电压V1)和第二信号(电压V2)的部分，其中，第一信号(电压V1)是用于评价上述“因水蒸气量之差产生的电流”的信号，第二信号(电压V2)是与上述对象气体中含有的被探测气体的浓度相应的信号。如图2所示，元件部20具备第一探测元件21、第二探测元件22、第一容纳部31、第二容纳部32、第一导入口31A、第二导入口32A、透湿膜24、第一防水过滤器27、第二防水过滤器28以及壳体30。
壳体30是用于收容第一容纳部31、第二容纳部32、第一探测元件21、第二探测元件22等的收容部。在壳体30设置有将壳体30的外侧的空间90与壳体30的内侧的空间92连通的开口部30A。在图2中示出了开口部30A的一例，但只要是能够将存在于壳体30的外侧的空间90的气体导入到壳体30的内侧的空间92中的结构即可，开口部30A的结构没有限定。另外，在图2的例子中，第一导入口31A和第二导入口32A存在于壳体30内，但是第一导入口31A和第二导入口32A也可以存在于壳体30外的空间90。即，也可以是气体从空间90直接进入透湿膜24、第一防水过滤器27、第二防水过滤器28的结构。
在第一实施方式中，气体传感器10探测被探测气体的浓度的“对象气体”是存在于壳体30的外侧的空间90的气体，是经由形成于壳体30的开口部30A进入内侧的空间92的气体。在图2的例子中，存在于空间90、92的气体相当于“对象气体”的一例。空间90、92相当于第一容纳部31的外侧的外部空间的一例。
在壳体30的内部设置有第一容纳部31和第二容纳部32。第一容纳部31是在自身的内部容纳第一探测元件21的部分。第一容纳部31在自身的内部构成用于容纳第一探测元件21的内部空间93。第一容纳部31形成具有包围第一探测元件21的周围的侧壁部31B和堵塞第一探测元件21的下侧的底壁部31C、并且在上部设置有开口部(第一导入口31A)的箱状的形态。具体地说，上壁部31D与底壁部31C上下对置，上壁部31D与侧壁部31B的上端部连结，底壁部31C与侧壁部31B的下端部连结，在上壁部31D形成有上述开口部(第一导入口31A)。在图2的例子中，后述的透湿膜24的厚度方向为上下方向。在第一容纳部31中，上壁部31D侧(设置有第一导入口31A的一侧)为上侧，底壁部31C侧为下侧。
第一导入口31A是形成于第一容纳部31的开口部。第一导入口31A以上下贯通的形态设置于形成第一容纳部31的一部分的上壁部31D。
透湿膜24是设置于第一导入口31A处的过滤器。透湿膜24是具有将存在于外部空间(空间90、92)的水分取入到自身的内部(膜内)并且将与该水分相应的水分引导至内部空间93的功能的膜体，并且是实质上不使被检测气体透过的膜体。例如，透湿膜24也可以是以下结构：取入存在于外部空间(空间90、92)的水分，能够使该水分在自身的内部经过来将其引导至内部空间93。或者，透湿膜24也可以是以下结构：取入存在于外部空间(空间90、92)的水分并在自身的内部进行离子交换，并能够将通过该离子交换产生的水分引导至内部空间93。透湿膜24能够使用聚苯乙烯磺酸、聚乙烯醇、乙烯醇共聚物、氟系离子交换树脂、重复单元具有质子性亲水性基团的树脂、重复单元具有非质子性亲水性基团的树脂等。作为氟树脂系的离子交换膜，例如能够使用Nafion(注册商标)、Flemion(注册商标)、Aciplex(注册商标)等。此外，透湿膜24也可以叠加于疏水性多孔质膜来使用。即，只要是由于设置于第一导入口31A处的透湿膜24的存在而能够使内部空间93的绝对湿度与外部空间92的绝对湿度接近相同程度的结构即可。
在本实施方式的代表例中，透湿膜24例如由水蒸气透过过滤器构成，容许水蒸气从外部空间(空间90、92)向内部空间93透过而实质上阻断臭氧(臭氧气体)从上述外部空间(空间90、92)向内部空间93透过。关于透湿膜24，在体积上，臭氧气体的透过量为水蒸气的透过量的五十分之一以下。透湿膜24被设置成堵塞第一导入口31A的结构。因而，要从外部空间(空间90、92)进入内部空间93的气体经过透湿膜24进入内部空间93。
透湿膜24的厚度优选大于0μm且为60μm以下。如果透湿膜24的厚度为60μm以下，则在响应性方面是有利的。更期望的是，透湿膜24的厚度为30μm以下。如果透湿膜24的厚度为30μm以下，则在响应性方面更加有利。另一方面，更期望的是，透湿膜24的厚度为1μm以上。如果透湿膜24的厚度为1μm以上，则从制造上的观点出发是有利的。更期望的是，透湿膜24的厚度为5μm以上。如果透湿膜24的厚度为5μm以上，则在制造方面更加有利。例如，如果透湿膜24的厚度为1μm以上为且30μm以下，则能够在制造方面和响应性方面取得平衡。
第一防水过滤器27是容许水蒸气、臭氧等气体经过而实质上阻断液体经过的过滤器。关于第一防水过滤器27，在体积上，液体的透过量为气体的透过量的五十分之一以下。第一防水过滤器27被设置成堵塞第一导入口31A的结构。因而，要从外部空间(空间90、92)进入内部空间93的气体经过第一防水过滤器27进入内部空间93。
第二容纳部32是在自身的内部容纳第二探测元件22的部分。第二容纳部32在自身的内部构成用于容纳第二探测元件22的内部空间94。第二容纳部32形成具有包围第二探测元件22的周围的侧壁部32B和堵塞第二探测元件22的下侧的底壁部32C、并且在上部设置有开口部(第二导入口32A)的箱状的形态。具体地说，上壁部32D与底壁部32C上下对置，上壁部32D与侧壁部32B的上端部连结，底壁部32C与侧壁部32B的下端部连结，在上壁部32D形成有上述开口部(第二导入口32A)。在第二容纳部32中，上壁部32D侧(设置有第二导入口32A的一侧)为上侧，底壁部32C侧为下侧。
第二导入口32A是形成于第二容纳部32的开口部。第二导入口32A是能够发挥导入气体的功能的流路。第二导入口32A以上下贯通的形态设置于形成第二容纳部32的一部分的上壁部32D。第二导入口32A形成用于使气体在第二容纳部32的外侧的外部空间(空间90或空间92)与第二容纳部32的内侧的内部空间94之间经过的路径。
第二防水过滤器28是容许水蒸气、臭氧等气体经过而实质上阻断液体经过的过滤器。关于第二防水过滤器28，在体积上，液体的透过量为气体的透过量的五十分之一以下。第二防水过滤器28被设置成堵塞第二导入口32A的结构。因而，要从外部空间(空间90、92)进入内部空间94的气体经过第二防水过滤器28进入内部空间94。
第一探测元件21和第二探测元件22均为通过电化学方式流过与臭氧(臭氧气体)的浓度相应的电流的元件。但是，第一探测元件21和第二探测元件22也均为产生与元件内的水蒸气量同元件外的水蒸气量之差相应的电动势的元件。第一探测元件21形成与第二探测元件22相同的结构。第一探测元件21和第二探测元件22均当在自身的周围的空间存在臭氧气体时在自身的探测电极(省略图示)发生还原反应、并且在自身的对置电极(省略图示)发生氧化反应，因此通过这样的反应而流过与臭氧气体浓度相应的电流。但是，第一探测元件21和第二探测元件22均除了流过与臭氧气体浓度相应的电流之外，还流过“因水蒸气量之差产生的电流”。具体地说，第一探测元件21和第二探测元件22均当在从空间92流入的气体的水蒸气量与元件内部(元件内部的空间或元件内部的电解液)的水蒸气量之间产生差时产生与该差相应的电流。
例如，在第一探测元件21的探测电极与对置电极之间流过与内部空间93的臭氧气体浓度相应的电流以及因第一探测元件21内外的水蒸气量之差产生的电流。具体地说，通过经由内部空间93向第一探测元件21供给的臭氧气体而在第一探测元件21内的电解液中发生上述反应，由此流过与臭氧气体浓度相应的电流，除了流过该电流之外，还流过因第一探测元件21内外的水蒸气量之差产生的电流。内部空间93的臭氧气体浓度与在第一探测元件21中产生的“与臭氧气体浓度相应的电流”之间的关系是通过预先决定的运算式确定的关系，内部空间93的臭氧气体浓度越大，则在第一探测元件21中产生的“与臭氧气体浓度相应的电流”越大。但是，由于通过透湿膜24实质上阻断臭氧气体向内部空间93流入，因此在第一探测元件21中不会流过与臭氧气体浓度相应的电流、或者即使流过也极少。
同样地，在第二探测元件22的探测电极与对置电极之间流过与内部空间94的臭氧气体浓度相应的电流以及因第二探测元件22内外的水蒸气量之差产生的电流。具体地说，通过经由内部空间94向第二探测元件22供给的臭氧气体而在第二探测元件22内的电解液中发生上述反应，由此流过与臭氧气体浓度相应的电流，除了流过该电流之外，还流过因第二探测元件22内外的水蒸气量之差产生的电流。内部空间94的臭氧气体浓度与在第二探测元件22中产生的“与臭氧气体浓度相应的电流”之间的关系是通过预先决定的运算式确定的关系，内部空间94的臭氧气体浓度越大，则在第二探测元件22中产生的“与臭氧气体浓度相应的电流”越大。如果第一探测元件21内外的水蒸气量之差与第二探测元件22内外的水蒸气量之差为相同程度，则在第二探测元件22中产生的“因水蒸气量之差产生的电流”与在第一探测元件21中产生的“因水蒸气量之差产生的电流”为相同程度。
输出电路部16具备第一输出电路16A和第二输出电路16B。第一输出电路16A具有电阻R11、R12以及运算放大器OP1。电阻R11的电阻值为Ra，电阻R12的电阻值为Rb。第一输出电路16A是将在第一探测元件21中产生的电流Ia(以下也称为输出Ia)变换为电压Va并输出将该电压Va以规定的放大率(Rb/Ra)进行放大所得到的电压V1的电路。在第一输出电路16A中，在第一探测元件21中产生的电流Ia流向电阻R11，从而在电阻R11的两端产生与电流Ia相应的电压Va(Va＝Ia×Ra)。电压Va、第一输出电路16A向控制部14输出的电压V1以及在第一探测元件21中产生的电流Ia之间的关系是V1＝Va×Rb/Ra＝Ia×Rb。
同样地，第二输出电路16B具有电阻R21、R22以及运算放大器OP2。电阻R21的电阻值为Rc，电阻R22的电阻值为Rd。第二输出电路16B是将在第二探测元件22中产生的电流Ib(以下也称为输出Ib)变换为电压Vb并输出将该电压Vb以规定的放大率(Rd/Rc)进行放大所得到的电压V2的电路。在第二输出电路16B中，在第二探测元件22中产生的电流Ib流向电阻R21，从而在电阻R21的两端产生与电流Ib相应的电压Vb(Vb＝Ib×Rc)。电压Vb、第二输出电路16B向控制部14输出的电压V2以及在第二探测元件22中产生的电流Ib之间的关系是V2＝Vb×Rd/Rc＝Ib×Rd。
湿度传感器15例如构成为用于探测空间90的绝对湿度的公知结构的绝对湿度传感器。在图6中省略了湿度传感器15的图示。此外，湿度传感器15也可以构成为相对湿度传感器。湿度传感器15也可以省略。
图1中示出的控制部14构成为具有运算功能、信息处理功能、控制功能等的信息处理装置。控制部14具备AD变换器、MCU(Micro Controller Unit：微控制器单元)等。控制部14被从第一输出电路16A输入电压V1，并且被从第二输出电路16B输入电压V2。控制部14能够将电压V1、V2变换为数字信号，从而能够进行使用了电压V1、V2的运算。
1-2.臭氧气体浓度的计算方法
关于本实施方式的气体传感器10，例如设为Ra＝Rc且Rb＝Rd、并且第一输出电路16A中的放大率与第二输出电路16B中的放大率相同。而且，第一探测元件21和第二探测元件22是相同的元件，且构成为在第一探测元件21中流过因水蒸气量之差产生的电流(与第一探测元件21内外的水蒸气量之差相应的电流)、在第二探测元件22中除了流过因水蒸气量之差产生的电流(与第二探测元件22内外的水蒸气量之差相应的电流)之外还叠加地流过与外部空间92的臭氧浓度相应的电流。因而，V2-V1的值是消除了在第一探测元件21和第二探测元件22中产生的“因水蒸气量之差产生的电流”的影响而得到的值，是与空间92的臭氧气体浓度相应的电压值。
关于探测部12，V2-V1的值与空间92的臭氧气体浓度Y1之间存在如下相关关系：臭氧气体浓度Y1越大，则V2-V1的值越大。该相关关系例如能够通过Y1＝β(V2-V1)+B的关系式(直线式)表示。在该关系式中，B的值是预先确定的固定值(常数)。β的值既可以是预先确定的固定值(常数)，也可以是基于绝对湿度确定的变量。也就是说，上述关系式(直线式)中的斜率β的值也可以根据绝对湿度被进行校正。
在以下说明的代表例中，通过β＝m×α+n的校正式来求出β。在该校正式中，m、n是预先确定的固定值。α是对象气体的绝对湿度。具体地说，例如湿度传感器15探测出的空间90、92的绝对湿度是α。β相当于上述关系式(Y1＝β(V2-V1)+B)的斜率，因此通过调整β的值，能够对Y1与V2-V1之间的关系进行校正。例如，在β的值是β1时的关系式为图3所示的直线L1那样的情况下，通过将β的值调整为β2、β3，能够将关系式调整为直线L2、L3那样。
在上述的例子中，β的值相当于灵敏度的一例。而且，控制部14相当于灵敏度设定部的一例，基于湿度传感器15探测的对象气体的绝对湿度α来设定灵敏度β。而且，控制部14相当于浓度特性部的一例，基于第一探测元件21的输出Ia、第二探测元件22的输出Ib以及灵敏度β，通过上述关系式和上述校正式来计算臭氧气体(被探测气体)的浓度Y1。
此外，臭氧气体的浓度也可以直接采用所计算出的浓度Y1，但是如果假定响应延迟，则优选应用移动平均。例如，在以规定的时间间隔周期性地重复检测臭氧气体的浓度Y1的情况下，为了求出最近的n个数据(浓度Y1)的平均，也可以单纯地计算移动平均，并采用计算出的移动平均的值来作为臭氧气体浓度。
这样，气体传感器10能够基于第一探测元件21的输出Ia和第二探测元件22的输出Ib来消除水蒸气的影响，并且能够求出臭氧气体浓度Y1。具体地说，如上所述那样通过V1＝Rb×Ia的式子和V2＝Rd×Ib＝Rb×Ib的式子来确定V2-V1的值。而且，如上所述，V2-V1的值是消除了在第一探测元件21和第二探测元件22中产生的“因水蒸气量之差产生的电流”的影响而得到的值，是与空间92的臭氧气体浓度相应的电压值，是用Rb(Ib-Ia)的式子表示的值。也就是说，气体传感器10能够基于输出Ia与输出Ib之差(Ib-Ia)来消除水蒸气的影响，并且能够探测臭氧气体的浓度，能够进一步地探测浓度为0ppm以上且1ppm以下的低浓度的臭氧气体。更具体地说，气体传感器10能够探测浓度为0ppb以上且100ppb以下这样的极低浓度的臭氧气体。
1-3.实验结果
(实验1)
以下的说明关于用于评价气体传感器10的效果的实验1。
在实验1中，准备具有与图1和图2等同的结构的气体传感器10，在通过空气调节器被调整了湿度和温度的室内配置该气体传感器10的元件部20。而且，在实验1中，由气体传感器10通过上述的第一实施方式的方法探测了臭氧气体的浓度Y1。实验1中的浓度Y1的探测结果在图4中用虚线S3示出。在图4中，横轴是经过时间(min(分钟))，纵轴(第一轴)是浓度(ppm)。
在实验1中，为了与浓度Y1的探测结果进行比较，与上述浓度Y1的探测并行地利用分析计(荏原制作所EG3000F)探测了对象空间(作为要探测浓度Y1的空间的室内)的臭氧气体浓度。利用上述分析计探测上述对象空间的臭氧气体浓度所得到的结果在图4中用粗线S2示出。粗线S2的探测结果与左侧的第一轴和横轴对应。
在实验1中，为了评价绝对湿度的影响(即，空间内存在的水蒸气量的影响)，与上述浓度Y1的探测并行地进行了上述对象空间的绝对湿度的探测。探测上述对象空间的绝对湿度所得到结果在图4中用虚线S1示出。虚线S1的探测结果与右侧的第二轴和横轴对应。第二轴是绝对湿度(g/m3)。
在实验1中，为了评价不使用电压V1的情况下(未消除水蒸气的影响的情况下)的测定结果，与上述浓度Y1的探测并行地得到仅通过电压V2探测上述对象空间的臭氧气体浓度的情况下(仅由第二探测元件22进行了探测的情况下)的测定结果。仅通过电压V2探测臭氧气体浓度的情况下的测定结果在图4中用实线S4示出。实线S4的探测结果与左侧的第一轴和横轴对应。
根据实验1的实验结果，在仅通过电压V2探测了臭氧气体浓度的情况下，受绝对湿度的变化的影响(即，水蒸气量的变化的影响)大，特别是在绝对湿度大幅地变动了的情况下，臭氧气体浓度的探测结果相对于由分析计得到的臭氧气体浓度的探测结果发生大的偏差。与此相对地，在利用气体传感器10探测了浓度Y1的情况下，即使绝对湿度大幅地变动，也不会相对于分析计检测的臭氧气体浓度发生大的偏差，因此可知抑制了绝对湿度的影响。
(实验2)
在实验2中，准备了两种具有与图1和图2等同的结构的气体传感器10。两种气体传感器10的不同点仅在于透湿膜24的厚度(膜厚)。一个气体传感器10的透湿膜24的厚度为60μm。另一个气体传感器10的透湿膜24的厚度为12μm。在实验2中，在通过空气调节器被调整了湿度和温度的室内分别配置两种气体传感器10的元件部20。而且，由两种气体传感器10分别通过上述的第一实施方式的方法探测了臭氧气体的浓度Y1。由使用了厚度为12μm的透湿膜24的气体传感器10得到的浓度Y1的探测结果在图5中用点划线S5示出。由使用了厚度为60μm的透湿膜24的气体传感器10得到的浓度Y1的探测结果在图5中用实线S6示出。在图5中，横轴是经过时间(min(分钟))，纵轴是浓度(ppm)。
在实验2中，为了与由两种气体传感器10得到的浓度Y1的探测结果进行比较，与由两种气体传感器10进行的探测并行地利用分析计(荏原制作所EG2000)探测了对象空间(作为要探测浓度Y1的空间的室内)的臭氧气体浓度。利用上述分析计探测上述对象空间的臭氧气体浓度所得到的结果在图5中用粗线S7示出。
在实验2中，为了评价不使用电压V1的情况下(未消除水蒸气的影响的情况下)的测定结果，与上述浓度Y1的探测并行地得到仅通过电压V2探测上述对象空间的臭氧气体浓度的情况下(仅由第二探测元件22进行了探测的情况下)的测定结果。仅通过电压V2探测臭氧气体浓度的情况下的测定结果在图5中用双点划线S8示出。
如图5中的期间T1那样，尽管由分析计探测的臭氧气体浓度没有大幅地变化但是双点划线S8的测定结果(未消除水蒸气的影响的情况下的测定结果)大幅地变化的情况下，可以说该期间T1是臭氧气体浓度没有大幅地变化而绝对湿度急剧地发生了变化的时间段(即，空间的水蒸气量急剧地发生了变化的时间段)。根据实验2的实验结果，在像这样绝对湿度急剧地发生了变化的时间段，点划线S5的探测结果相对于粗线S7的探测结果(由分析计得到的探测结果)的偏差比实线S6的探测结果相对于粗线S7的探测结果的偏差小。也就是说，即使绝对湿度发生急剧变化，透湿膜24的厚度相对较小一方的气体传感器10也能够响应性良好地消除绝对湿度的影响。
1-4.气体传感器的效果的例子
在电化学式气体传感器中，存在如下担忧：如果元件内部的水蒸气量与元件外部的水蒸气量产生差，则会因水蒸气量之差而产生电动势，从而会流过因水蒸气量之差产生的电流。而且，关于被探测气体(例如，臭氧气体)的浓度为1ppm以下那样的低浓度的对象气体，在探测被探测气体的浓度时，因水蒸气量之差产生的电流的影响容易变大。关于这一点，在气体传感器10中，第一探测元件21在从对象气体中实质上去除了被探测气体的状态下探测被探测气体的浓度，因此能够评价因水蒸气量之差产生的电流的影响。另一方面，第二探测元件22能够将含有水蒸气和被探测气体的成分作为对象来探测浓度。也就是说，气体传感器10能够将由第一探测元件21得到的探测结果(评价因水蒸汽量之差产生的电流的影响而得到的结果)利用于由第二探测元件22进行的针对被探测气体的浓度探测，因此在被探测气体的浓度低的对象气体中准确地探测被探测气体的浓度这方面是有利的。因此，即使对象气体中含有的被探测气体的浓度为1ppm以下的低浓度，气体传感器10也能够更准确地探测被探测气体的浓度。
另外，如气体传感器10那样，如果透湿膜24构成为60μm以下的厚度，则在由第一探测元件21进行探测时，能够进一步抑制针对湿度变化的响应性的降低。
更具体地说，气体传感器10被设为能够探测浓度为0ppb以上且100ppb以下的被探测气体。关于被探测气体的浓度为100ppb以下那样的浓度极低的对象气体，在探测被探测气体的浓度时，“因水蒸气量之差产生的电流”的影响更容易变大。关于这一点，气体传感器10能够准确地评价“因水蒸气量之差产生的电流”的影响，并以反映出该评价的结果的方式探测被探测气体的浓度，因此在将被探测气体的浓度为100ppb以下的气体作为对象的情况下是非常有用的。
气体传感器10具有相当于浓度确定部的一例的控制部14，能够基于第一探测元件21的输出、第二探测元件22的输出以及灵敏度β来确定被探测气体(臭氧气体)的浓度。而且，气体传感器10能够基于实际测量出的对象气体的湿度来调整灵敏度β，因此能够根据探测时的对象气体的湿度实现灵敏度β的优化。
气体传感器10将被探测气体设为臭氧(臭氧气体)。在由气体传感器10探测臭氧的浓度的情况下，担心水蒸气变为噪声而阻碍臭氧浓度的准确探测。特别是在将臭氧的浓度低的气体作为对象的情况下，由于“因水蒸气量之差产生的电流”的影响相对变大，因此这种问题变得更加显著。但是，气体传感器10能够准确地评价“因水蒸气量之差产生的电流”的影响，并将其利用于探测臭氧的浓度，因此在臭氧浓度低的对象气体中准确地探测臭氧浓度这方面是极为有利的。
1-5.臭氧发生器
图6中示出具备上述气体传感器10的臭氧发生器100。臭氧发生器100是带有加湿功能的臭氧发生器100。臭氧发生器100相当于加湿器的一例，具有对作为外部空间的空间90进行加湿的功能。
臭氧发生器100具备气体传感器10、臭氧发生装置102、风扇104、加湿装置112、风扇114以及壳体120。臭氧发生器100中组装的气体传感器10除了具有上述的探测部12和控制部14以外，还具有通信部17、显示部18、存储部19等。
臭氧发生器100构成为：在壳体120设置有开口部122，从而存在于臭氧发生器100的外部的气体能够经由开口部122被导入到探测部12内。也就是说，构成为臭氧发生器100的外部空间与元件部20的空间92连通来使气体相互出入。
通信部17是与设置在气体传感器10的外部的外部装置进行有线通信或无线通信的部分。通信部17也可以是能够与臭氧发生器100的内部的装置进行通信的结构，还可以是能够与臭氧发生器100的外部的装置进行通信的结构。
显示部18是显示字符、数字等符号或图案等图像的部分。显示器18能够与控制部14协作来显示各种信息。存储部19是用于存储各种信息的装置。
臭氧发生装置102是产生臭氧气体的装置。关于臭氧发生装置102产生臭氧(臭氧气体)的方式，能够采用公知的各种方式，例如能够采用紫外线式、电解式、放电式等公知方式。臭氧发生装置102将自身产生的臭氧气体送入供给管106。
供给管106是用于将由臭氧发生装置102产生的臭氧气体向臭氧发生器100的外部空间进行引导的管。通过风扇104调整供给管106中流动的气体的流量和流速。风扇104构成为鼓风机(送风机)。风扇104例如具备具有多个叶片的旋转体(省略图示)、使该旋转体旋转的动力部(省略了图示的马达等)以及调整动力部的旋转的驱动电路(省略图示)，驱动电路将旋转体的转速控制为由控制部14指示的转速。构成风扇104的旋转体的转速越大，则在供给管106中流动的气体的流量和流速越大。
在臭氧发生装置102以恒定的产生速度产生臭氧气体的情况下，风扇104的转速越大，则经由供给管106流动的臭氧气体的流量和流速越大。因而，控制部14能够通过调整风扇104的转速来调整臭氧气体的供给速度(每单位时间向空间供给的臭氧气体的量)。
加湿装置112是产生水蒸气或雾的装置。关于加湿装置112产生水蒸气或雾的方式，能够采用公知的各种方式，例如能够采用蒸汽式、超声波式、气化式、混合式等公知方式。加湿装置112将自身产生的水蒸气或雾送入供给管116。
供给管116是用于将由加湿装置112产生的水蒸气或雾向臭氧发生器100的外部空间进行引导的管。通过风扇114调整供给管116中流动的气体的流量和流速。风扇114构成为鼓风机(送风机)。风扇114例如具备具有多个叶片的旋转体(省略图示)、使该旋转体旋转的动力部(省略了图示的马达等)以及调整动力部的旋转的驱动电路(省略图示)，驱动电路将旋转体的转速控制为由控制部14指示的转速。构成风扇114的旋转体的转速越大，则在供给管116中流动的气体的流量和流速越大。
在加湿装置112以恒定的产生速度产生水蒸气或雾的情况下，风扇114的转速越大，则经由供给管116流动的水蒸气或雾的流量和流速越大。因而，控制部14能够通过调整风扇114的转速来调整水蒸气或雾的供给速度(每单位时间向空间供给的水蒸气或雾的量)。
在臭氧发生器100中，能够利用由气体传感器10通过上述的方法探测出的臭氧气体浓度Y1。例如，控制部14也可以与显示部18协作来将探测出的臭氧气体浓度Y1(臭氧发生器100所在的空间的臭氧气体浓度)以数值形式显示于显示部18。另外，控制部14也可以将由湿度传感器15探测出的绝对湿度(臭氧发生器100所在的空间的绝对湿度)以数值形式显示于显示部18。在湿度传感器15作为相对温度传感器发挥功能的情况下，控制部14也可以将由湿度传感器15确定的相对湿度(臭氧发生器100所在的空间的相对湿度)显示于显示部18。
控制部14也可以与通信部17协作来将所探测出的臭氧气体浓度Y1发送到设置于臭氧发生器100的外部的外部装置。或者，控制部14也可以与通信部17协作来将上述绝对湿度或上述相对湿度发送到设置于臭氧发生器100的外部的外部装置。
臭氧发生器100不仅仅是单纯地向空间放出臭氧，还能够准确地实际测量该空间的臭氧浓度，并利用实际测量出的臭氧浓度来提高用户的便利性。
在着眼于将臭氧发生器100作为加湿器的情况下，该加湿器不仅仅是单纯地对空间进行加湿，还能够准确地实际测量该空间的臭氧浓度，并利用实际测量出的臭氧浓度来提高用户的便利性。
2.第二实施方式
2-1.臭氧发生器的结构
图7中示出第二实施方式所涉及的臭氧发生器201。图7中示出的臭氧发生器201是产生臭氧并向自身的外侧的外部空间290供给臭氧的装置。臭氧发生器201具备壳体203、臭氧供给部205、加湿部207、探测部210、控制部212、异常判定部214、操作部216以及显示部218。
在壳体203内收容臭氧供给部205、加湿部207、探测部210、控制部212、异常判定部214、操作部216以及显示部218。壳体203的外侧的空间是臭氧发生器201的外侧的空间，是外部空间290。壳体203具有开口203A。构成为存在于外部空间290的气体能够经由开口203A被导入到探测部210内。
臭氧供给部205产生臭氧，并向外部空间290供给所产生的臭氧。臭氧供给部205具有臭氧发生装置205A、风扇205B以及供给管205C。臭氧发生装置205A是产生臭氧的装置。由臭氧发生装置205A产生臭氧的方法没有限定。在本实施方式中，臭氧发生装置205A具有变压器等交流电源(省略图示)和臭氧发生体(省略图示)。交流电源将直流电压变换为交流电压。臭氧发生体通过被施加由交流电源进行变换得到的交流电压来进行放电(例如电介质阻挡放电)，以从外部空间290导入的对象气体(例如空气)中的氧为原料来产生臭氧。通过调整对臭氧发生装置205A施加的电压(更具体地说，是对臭氧发生体施加的交流电压的有效值)来调整臭氧发生装置205A的臭氧发生量。对臭氧发生体施加的电压(更具体地说，是对臭氧发生体施加的交流电压的有效值)越大，则臭氧发生量越大。臭氧发生装置205A将自身产生的臭氧送入供给管205C。
供给管205C是用于将由臭氧发生装置205A产生的臭氧向外部空间290进行引导的管。通过风扇205B调整供给管205C中流动的气体的流量和流速。
风扇205B构成为鼓风机(送风机)。风扇205B例如具备具有多个叶片的旋转体(省略图示)、使该旋转体旋转的动力部(省略了图示的马达等)以及调整动力部的旋转的驱动电路(省略图示)。驱动电路将旋转体的转速控制为由控制部212指示的转速。构成风扇205B的旋转体的转速越大，则在供给管205C中流动的气体的流量和流速越大。
通过对施加于臭氧发生装置205A的电压和风扇205B的转速中的至少一方进行调整，来调整臭氧供给部205向外部空间290供给的臭氧供给量。
加湿部207向臭氧发生器201的外侧的外部空间290供给水蒸气或雾，来对外部空间290进行加湿。加湿部207具有加湿装置207A、风扇207B以及供给管207C。
加湿装置207A是产生水蒸气或雾的装置。关于加湿装置207A产生水蒸气或雾的方式，能够采用公知的各种方式，例如能够采用蒸汽式、超声波式、气化式、混合式等公知方式。加湿装置207A将自身产生的水蒸气或雾送入供给管207C。
供给管207C是用于将由加湿装置207A产生的水蒸气或雾向臭氧发生器201的外侧的外部空间290进行引导的管。通过风扇207B调整供给管207C中流动的气体的流量和流速。
风扇207B构成为鼓风机(送风机)。风扇207B例如具备具有多个叶片的旋转体(省略图示)、使该旋转体旋转的动力部(省略了图示的马达等)以及调整动力部的旋转的驱动电路(省略图示)，驱动电路将旋转体的转速控制为由控制部212指示的转速。构成风扇207B的旋转体的转速越大，则在供给管207C中流动的气体的流量和流速越大。
在加湿装置207A以恒定的产生速度产生水蒸气或雾的情况下，风扇207B的转速越大，则经由供给管207C流动的水蒸气或雾的流量和流速越大。因而，控制部212能够通过调整风扇207B的转速来调整水蒸气或雾的供给速度(每单位时间向外部空间290供给的水蒸气或雾的量)。
探测部210是通过电化学方式探测臭氧浓度的臭氧传感器。“电化学方式”例如是恒电位电解方式。探测部210探测从外部空间290导入的空气的臭氧浓度。表示由探测部210探测出的臭氧浓度(以下也称为“探测浓度”)的信号被分别输入到控制部212和异常判定部214。探测部210既可以是与第一实施方式的探测部12相同的结构，也可以与探测部12不同。在代表例中，探测部210形成与探测部12相同的结构，具有第一探测元件21、第二探测元件22等。
控制部212和异常判定部214例如构成为以微型计算机为主体，具有CPU、ROM、RAM等。控制部212控制臭氧供给部205、加湿部207以及显示部218的动作。操作部216例如是按压式的开关。显示部218例如是LED灯、液晶显示器等。
2-2.臭氧发生器的动作
控制部212执行第一控制，在该第一控制中，对臭氧供给部205进行反馈控制，使得由探测部210探测的臭氧浓度接近目标浓度。
目标浓度既可以是预先确定的固定值，也可以是通过使用操作部216进行的设定操作设定的值。从使浮游在外部空间290中的病毒失活的观点出发，目标浓度高是较为优选的，但是优选为对人体没有不良影响的程度，例如优选为大于0ppb(parts per billion)且为100ppb以下。在本实施方式中，将目标浓度设为50ppb。
在第一控制中，控制部212例如通过调整对臭氧供给部205的臭氧发生装置205A施加的电压来对臭氧供给部205进行反馈控制。此外，在本实施方式中，在第一控制中，控制部212将构成风扇205B的旋转体的转速设为恒定，但是也可以使构成风扇205B的旋转体的转速变动。
控制部212执行第二控制，在该第二控制中，在执行第一控制的期间判定条件成立的情况下，使第一控制停止。判定条件没有特别地限定。判定条件例如也可以是从第一控制开始起经过了第二规定期间(例如120分钟)。第二规定期间既可以是预先确定的固定值，也可以根据臭氧浓度等而变动，还可以是通过使用操作部216进行的设定操作设定的值。也可以以作为执行第一控制的期间的臭氧浓度假定的上限值为基准来决定第二规定期间。例如，在上述上限值被假定为160ppb的情况下，第二规定期间被设为比即使160ppb的状态持续也对人体没有影响的200分钟短的期间(例如120分钟)。作为另一例，判定条件也可以是通过操作部216进行了判定操作。
第二控制例如是使得供给恒定量的臭氧的控制、使得以规则的变化供给臭氧的控制、使臭氧供给部205停止的控制等。在第二控制中，控制部212例如以使臭氧供给部205供给低浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部205、或者使臭氧供给部205停止。也就是说，在第二控制中，控制部212例如以使臭氧供给部205供给恒定量且低浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部205、或者以使臭氧供给部205以规则的变化供给低浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部205、或者使臭氧供给部205停止。
“低浓度”是指比在执行第一控制的期间判定条件成立时的从臭氧供给部205供给的臭氧供给量少的量，既可以是“预先确定的值”，也可以是“基于探测浓度决定的值”。在本实施方式中，假定臭氧以外的气体相对于探测浓度向正侧作用。因此，“预先确定的值”例如也可以设为比为了在不存在臭氧以外的气体的影响的环境下将实际浓度维持为目标浓度所需的臭氧供给量小的值。另外，“基于探测浓度决定的值”例如也可以设为在执行第一控制的期间判定条件成立时的从臭氧供给部205供给的臭氧供给量的30％以下。在构成风扇205B的旋转体的旋转速度恒定的情况下，从臭氧供给部205供给的臭氧供给量与施加于臭氧供给部205的电压存在相关性，因此能够与在执行第一控制的期间判定条件成立时的施加于臭氧供给部205的电压进行比较。也就是说，控制部212将构成风扇205B的旋转体的旋转速度维持为判定条件成立时的旋转速度，并且将施加于臭氧供给部205的电压设为在执行第一控制的期间判定条件成立时的施加于臭氧供给部205的电压的30％以下，由此能够使从臭氧供给部205供给的臭氧供给量为30％以下。
异常判定部214基于由探测部210探测的臭氧浓度的从判定条件成立起至经过规定期间为止的变化程度来判定异常。这里，“异常”是指“进行反馈控制时的实际的臭氧浓度偏离目标浓度的异常”。上述的通过电化学方式探测臭氧浓度的探测部210还受到臭氧以外的气体的影响。例如假定以下情况：在存在具有与作为氧化性气体的臭氧相反的性质的还原性气体的情况下，相对于通过电化学方式探测臭氧浓度的探测部210的探测结果向负方向作用。在该情况下，探测浓度变得比实际的臭氧浓度(以下也称为“实际浓度”)低。因此，当控制部212在第一控制中进行反馈控制使得探测浓度接近目标浓度时，实际浓度变得比目标浓度高。异常判定部214能够判定像这样发生的异常。规定期间是预先确定的期间，例如是10分钟。
在控制部212在第二控制中以使臭氧供给部205供给低浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部205、或者使臭氧供给部205停止的结构中，异常判定部214基于探测浓度的从判定条件成立起至经过规定期间为止的降低程度来判定异常。在控制部212在第二控制中以使臭氧供给部205供给低浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部205、或者使臭氧供给部205停止的情况下，在执行第二控制的期间探测浓度降低。实际浓度越高，则此时的探测浓度的降低程度容易变得越大。因此，异常判定部214能够基于探测浓度的降低程度来判定异常。
另外，异常判定部214在判定为上述降低程度超过了阈值的情况下判定为异常。在如上述那样存在还原性气体的情况下，在第一控制中有实际浓度变得高于目标浓度的倾向。另外，实际浓度越高，则执行了第二控制时的上述降低程度越大。因此，当执行了第二控制时，存在还原性气体的情况下的上述降低程度大于不存在还原性气体的情况(也就是，实际浓度与目标浓度一致的情况)下的上述降低程度。
异常判定部214在判定条件成立时的实际浓度为异常值的情况下，能够通过预先掌握经过了规定期间时的降低程度为何种程度来判定异常。图8中示出基于实测值的曲线G1、G2、G3。G1表示从实际浓度与目标浓度(50ppb)一致的状态起执行了第二控制(这里为臭氧供给部205的停止)时的臭氧浓度的随时间变化。G2表示从实际浓度为100ppb的状态起执行了第二控制时的臭氧浓度的随时间变化。G3表示从实际浓度为130ppb的状态起执行了第二控制时的臭氧浓度的随时间变化。将从在实际浓度与目标浓度一致的状态下开始进行第二控制起至经过规定期间为止的降低程度设为C1。将从在实际浓度为100ppb的状态下开始进行第二控制起至经过规定期间为止的降低程度设为C2。将从在实际浓度为130ppb的状态下开始进行第二控制起至经过规定期间为止的降低程度设为C3。
上述的“阈值”是比C1大的值，在本实施方式中设为C2。在如图8的G3那样在判定条件成立的时间点实际浓度超过了100ppb的情况下，降低程度超过作为阈值的C2。因此，异常判定部214判定为降低程度超过了阈值，从而判定为异常。反之，在如图8的G1那样在判定条件成立的时间点实际浓度没有超过100ppb的情况下，降低程度不超过作为阈值的C2。因此，异常判定部214判定为降低程度没有超过阈值，从而不判定为异常。
控制部212在判定为降低程度没有超过阈值的情况下执行第一控制，在判定为降低程度超过了阈值的情况下执行第三控制。第三控制是如下控制：对臭氧供给部205进行反馈控制使得探测浓度接近比上述目标浓度低的第二目标浓度、或者使臭氧供给部205为供给低浓度的臭氧的状态、或者使臭氧供给部205为停止状态。
第三控制既可以是与第二控制不同的控制，也可以是与第二控制相同的控制。也就是说，控制部212在从第二控制向第三控制转移时，既可以变更控制内容，也可以不变更控制内容。作为第三控制与第二控制不同的例子，例如也可以是在第二控制中使臭氧供给部205为停止的状态、在第三控制中使臭氧供给部205为供给低浓度的臭氧的状态。作为第三控制是与第二控制相同的控制的例子，例如也可以设为在第二控制中以使臭氧供给部205供给低浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部205、在第三控制中使臭氧供给部205维持供给低浓度的臭氧的状态。
臭氧发生器201的控制部212和异常判定部214在开始条件成立的情况下协作地执行图9所示的处理。开始条件例如是由操作部216进行了开始操作。
在开始条件成立的情况下，控制部212在步骤S10中开始进行上述第一控制。控制部212在开始进行第一控制之后，在步骤S11中判定上述的判定条件是否成立。控制部212在判定为判定条件不成立的情况下(在步骤S11中为“否”的情况下)，返回到步骤S11。也就是说，控制部212重复进行判定条件是否成立的判定，直到判定条件成立为止。
控制部212在判定为判定条件成立的情况下(在步骤S11中为“是”的情况下)，在步骤S12中停止第一控制而开始进行第二控制。异常判定部214在步骤S13中使计时器开始工作。异常判定部214在步骤S14中基于在步骤S13中工作了的计时器来判定是否经过了规定期间。异常判定部214在判定为没有经过规定期间的情况下(在步骤S14中为“否”的情况下)，返回到步骤S14。也就是说，异常判定部214重复进行是否经过了规定期间的判定，直到判定为经过了规定期间为止。
异常判定部214在判定为经过了规定期间的情况下(在步骤S14中为“是”的情况下)，在步骤S15中判定探测浓度的降低程度是否超过了阈值。在由异常判定部214判定为探测浓度的降低程度没有超过阈值的情况下(在步骤S15中为“否”的情况下)，控制部212返回到步骤S10，停止第二控制而开始进行第一控制。在由异常判定部214判定为探测浓度的降低程度超过了阈值的情况下(在步骤S15中为“是”的情况下)，在步骤S16中，控制部212停止第二控制而开始进行第三控制。也就是说，控制部212在执行第一控制的期间判定条件成立的情况下执行第二控制，如果探测浓度的降低程度没有超过阈值，则再次开始进行第一控制，如果探测浓度的降低程度超过了阈值，则使臭氧供给部205为供给低浓度的臭氧的状态或者使臭氧供给部205为停止状态。
2-3.第二实施方式的臭氧发生器的效果
以下的说明关于第二实施方式的臭氧发生器201的效果。
探测部210通过电化学方式探测臭氧浓度，因此可能受到臭氧以外的气体(例如香烟的烟、气味等)的影响。其结果，探测浓度有可能偏离实际浓度。如果在该状态下对臭氧供给部205进行反馈控制使得探测浓度接近目标浓度，则实际浓度会偏离目标浓度。为了判定这样的异常，臭氧发生器201执行在执行第一控制的期间判定条件成立的情况下使第一控制停止的第二控制。然后，臭氧发生器201基于探测浓度的从判定条件成立起至经过规定期间为止的变化程度来判定异常。通过电化学方式探测臭氧浓度的探测部210具有实际浓度越高则探测浓度容易越低这样的特性。因此，当停止第一控制时，根据实际浓度而探测浓度的变化程度产生差。臭氧发生器201能够基于该变化程度来判定进行反馈控制时的实际浓度偏离目标浓度的异常。
并且，在第二控制中，臭氧发生器201以使臭氧供给部205供给低浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部205、或者使臭氧供给部205停止，基于探测浓度的从判定条件成立起至经过规定期间为止的降低程度来判定异常。因此，臭氧发生器201能够在抑制外部空间290中的臭氧浓度的上升的同时判定异常。
并且，臭氧发生器201在判定为降低程度超过了阈值的情况下判定为异常。因此，臭氧发生器201能够判定进行反馈控制时的实际的臭氧浓度变得大于目标浓度的异常。
并且，臭氧发生器201在判定为降低程度没有超过阈值的情况下能够再次开始进行第一控制，在判定为降低程度超过了阈值的情况下能够使臭氧的供给减少或停止。
臭氧发生器201还具备加湿部207。因此，臭氧发生器201能够还作为加湿器发挥功能。
<其它实施方式>
本发明不限定于通过上述描述和附图说明的实施方式，例如如下的实施方式也包含在本发明的技术范围内。另外，上述实施方式或后述的实施方式的各种特征只要是不矛盾的组合，则可以任意地进行组合。
在上述的第一实施方式中，例示了被探测气体是臭氧气体的气体传感器10，但是气体传感器10的被探测气体也可以是臭氧气体以外的气体。例如，也可以是乙烯气体为被探测气体。在该例子中，气体传感器10能够作为乙烯气体传感器发挥功能。
在上述的第一实施方式的说明中，臭氧发生装置102和加湿装置112彼此独立地构成，但是它们也可以成一体地构成。也就是说，臭氧发生装置102也可以具有放出水蒸气或雾的加湿功能。在像这样臭氧发生装置102具有加湿功能的情况下，也可以省略风扇114，而通过风扇104来调整臭氧的供给程度以及水蒸气或雾的供给程度。
在上述的第一实施方式的说明中，作为调整臭氧气体的供给程度的方法的一例，示出了通过风扇来调整流量的例子，但是不限定于该例子。例如在臭氧发生器100中，既可以采用通过取代风扇104或并用风扇104的结构来通过流量调整阀调整流量的方法，也可以单纯地通过利用开闭阀开闭流路来在臭氧供给状态与臭氧供给停止状态之间进行切换。或者，臭氧发生器100也可以省略风扇104或与风扇104并用，在使臭氧发生装置102动作的状态与使臭氧发生装置102的动作停止的状态之间进行切换，从而调整臭氧的供给。
在上述的第一实施方式的说明中，作为调整水蒸气或雾的供给程度的方法的一例，示出了通过风扇来调整流量的例子，但是不限定于该例子。例如在臭氧发生器100中，既可以采用通过取代风扇114或并用风扇114的结构来通过流量调整阀调整流量的方法，也可以单纯地通过利用开闭阀开闭流路来在水蒸气或雾的供给状态与停止状态之间进行切换。或者，臭氧发生器100也可以省略风扇114或与风扇114并用，在使加湿装置112动作的状态与使加湿装置112的动作停止的状态之间进行切换，从而调整水蒸气或雾的供给。
在上述的第一实施方式的说明中，作为臭氧发生器的一例，例示了具有加湿功能的臭氧发生器100，但是不限定于该例子。例如也可以是，不具有加湿功能的臭氧发生器具备气体传感器10。作为其一例，能够列举从图6的结构中省略了加湿装置112和风扇114的结构。另外，在具备气体传感器10的臭氧发生器中，气体传感器10以外的结构也可以是已经例示的结构以外的结构。例如，臭氧发生装置102及风扇104的部分也可以设为与公知的各种臭氧发生器中的任一个臭氧供给部相同的结构。
在上述的第一实施方式的说明中，作为加湿器的一例，例示了臭氧发生器100，但是不限定于该例子。例如也可以是，不具有臭氧发生功能的加湿器具备气体传感器10。作为其一例，能够列举从图6的结构中省略了臭氧发生装置102和风扇104的结构。另外，在具备气体传感器10的加湿器中，气体传感器10以外的结构也可以是已经例示的结构以外的结构，例如，加湿装置112及风扇114的部分也可以设为与公知的各种加湿器中的任一个加湿部相同的结构。
在上述的第一实施方式中，元件部20具备壳体30，但是也可以不具备壳体30。
在上述的第一实施方式中，元件部20以第一容纳部31和第二容纳部32被固定在壳体30内的形式将第一容纳部31和第二容纳部32成一体地构成，但是第一容纳部31和第二容纳部32也可以不是成一体地构成而是相独立地设置。
在上述第二实施方式中，是在由臭氧发生器判定为探测浓度的降低程度超过了阈值的情况下判定为异常的结构，但是也可以通过其它方法来判定异常。例如也可以是在判定为探测浓度的降低程度没有超过阈值的情况下判定为异常的结构。在臭氧气体以外的气体中，不仅存在给探测浓度带来负方向的影响的气体，还可能存在带来正方向的影响的气体。在存在带来正方向的影响的气体的情况下，实际浓度变得比探测浓度小，因此降低程度变小。作为判定这样的异常的方法，考虑采用在判定为探测浓度的降低程度没有超过阈值的情况下判定为异常的结构。
在上述第二实施方式中，臭氧发生器是如下结构：在降低程度超过了阈值的情况下，在第三控制中与超过的程度无关地进行相同的控制，但是臭氧发生器也可以是基于超过的程度进行不同控制的结构。例如，也可以是，臭氧发生器的控制部在第三控制中要使臭氧供给部为供给低浓度的臭氧的状态的情况下，以降低程度越大则使臭氧供给量越小的方式控制臭氧供给部。臭氧供给量的决定方法例如也可以是以下方法：预先存储表示降低程度与降低程度越大则被设定得越小的臭氧供给量之间的对应关系的对应数据，基于该对应数据和实际的降低程度来决定臭氧供给量。对应数据既可以是表，也可以是运算式。
在上述第二实施方式中，臭氧供给部和加湿部是相独立的结构，但也可以是臭氧供给部包括加湿部的结构。例如，臭氧供给部也可以是通过原料水的电解来生成臭氧水并使其雾化或气化的结构。如果是该结构，则能够伴随臭氧的供给来进行加湿。作为使臭氧水雾化或气化的结构，能够采用在上述第二实施方式中说明的加湿部的结构。另外，上述第二实施方式的臭氧发生器是具备加湿部的结构，但也可以是不具备加湿部的结构。
在上述第二实施方式中，作为臭氧发生器使第一控制停止的第二控制，是以使臭氧供给部供给低浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部、或者使臭氧供给部停止的结构，但也可以是其它结构。例如，臭氧发生器也可以以使臭氧供给部供给相比于目标浓度而言为高浓度的臭氧的方式控制臭氧供给部。所谓“高浓度”，是指供给比在执行第一控制的期间判定条件成立时的从臭氧供给部205供给的臭氧供给量多的量的臭氧。
第二实施方式的臭氧发生器201中使用的探测部210和控制部212也可以是具备上述第一实施方式的电化学式气体传感器10的所有特征的结构，来作为与电化学式气体传感器10相同的电化学式气体传感器发挥功能。
此外，应认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示而不是限制性的。本发明的范围不限定于本次公开的实施方式，意图包括由权利要求书示出的范围内或与权利要求书等同的范围内的所有变更。
附图标记说明
10：电化学式气体传感器；14：控制部(浓度确定部、灵敏度设定部)；15：湿度传感器；21：第一探测元件；22：第二探测元件；24：透湿膜；31：第一容纳部；31A：第一导入口；100：臭氧发生器(加湿器)；201：臭氧发生器(加湿器)；205：臭氧供给部；207：加湿部；210：探测部；212：控制部；214：异常判定部；290：外部空间。

Claims (13)

1.一种电化学式气体传感器，用于探测对象气体中含有的被探测气体的浓度，所述电化学式气体传感器具备：
第一探测元件，其通过电化学方式探测气体的浓度；
第二探测元件，其配置在所述对象气体中含有的水蒸气和所述被探测气体进入的空间，通过电化学方式探测气体的浓度；
第一容纳部，其在自身的内部构成用于容纳所述第一探测元件的内部空间；
第一导入口，其设置在所述第一容纳部的外侧的外部空间与所述内部空间之间；以及
透湿膜，其设置于所述第一导入口，实质上阻断所述被探测气体从所述外部空间向所述内部空间透过，
其中，所述电化学式气体传感器能够基于所述第一探测元件的输出和所述第二探测元件的输出来消除水蒸气的影响，并且能够探测浓度为0ppm以上且1ppm以下的所述被探测气体。
2.根据权利要求1所述的电化学式气体传感器，其中，
所述透湿膜是容许水蒸气从所述外部空间向所述内部空间透过而实质上阻断所述被探测气体从所述外部空间向所述内部空间透过的水蒸气透过过滤器。
3.根据权利要求1或2所述的电化学式气体传感器，其中，
所述透湿膜的厚度大于0μm且为60μm以下。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电化学式气体传感器，其中，
所述电化学式气体传感器能够探测浓度为0ppb以上且100ppb以下的所述被探测气体。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电化学式气体传感器，还具有：
灵敏度设定部，其基于湿度传感器探测的所述对象气体的湿度来设定灵敏度；以及
浓度确定部，其基于所述第一探测元件的输出、所述第二探测元件的输出以及所述灵敏度来确定所述被探测气体的浓度。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电化学式气体传感器，其中，
所述被探测气体是臭氧。
7.一种臭氧发生器，具备根据权利要求6所述的电化学式气体传感器。
8.根据权利要求7所述的臭氧发生器，还具备：
臭氧供给部，其向所述外部空间供给臭氧；
探测部，其具有所述第一探测元件和所述第二探测元件，所述探测部通过电化学方式探测臭氧浓度；
控制部，其执行第一控制和第二控制，在所述第一控制中，对所述臭氧供给部进行反馈控制，使得由所述探测部探测的臭氧浓度接近目标浓度，在所述第二控制中，在执行所述第一控制的期间判定条件成立的情况下，使所述第一控制停止；以及
异常判定部，其基于由所述探测部探测的臭氧浓度的从所述判定条件成立起至经过规定期间为止的变化程度来判定异常。
9.根据权利要求8所述的臭氧发生器，其中，
在所述第二控制中，所述控制部以使所述臭氧供给部供给低浓度的臭氧的方式控制所述臭氧供给部、或者使所述臭氧供给部停止，
所述异常判定部基于由所述探测部探测的臭氧浓度的从所述判定条件成立起至经过所述规定期间为止的降低程度来判定异常。
10.根据权利要求9所述的臭氧发生器，其中，
所述异常判定部在判定为所述降低程度超过了阈值的情况下判定为异常。
11.根据权利要求10所述的臭氧发生器，其中，
所述控制部在判定为所述降低程度没有超过所述阈值的情况下执行所述第一控制，在判定为所述降低程度超过了所述阈值的情况下执行第三控制，在所述第三控制中，对所述臭氧供给部进行反馈控制使得由所述探测部探测的浓度接近比所述目标浓度低的第二目标浓度、或者使所述臭氧供给部为供给低浓度的臭氧的状态、或者使所述臭氧供给部为停止状态。
12.根据权利要求11所述的臭氧发生器，其中，
所述控制部在所述第三控制中要使所述臭氧供给部为供给低浓度的臭氧的状态的情况下，以所述降低程度越大则使臭氧供给量越小的方式控制所述臭氧供给部。
13.一种加湿器，具备根据权利要求1至7中的任一项所述的电化学式气体传感器。
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