JP2002139470A - ガス検知装置及びガス検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属抵抗体２上に半導体を塗布して形成した
感応部３を設けたガス検知素子１と、そのガス検知素子
１の抵抗値を測定可能な抵抗測定手段５とを有するガス
検知装置において、簡単な手段で、金属抵抗体２の抵抗
に経時変化が生じても、被検知ガスの濃度に応じた感応
部３の抵抗値の変化を正確に検出できるようにする。 【解決手段】 ガス検知素子１に対する通電状態を間歇
的に変化させて、ガス検知素子１の状態を、被検知ガス
に対して感応性を有しない非感応状態と、被検知ガスに
対して感応性を有する感応状態とに切り換え自在な感応
状態切替手段６を備えると共に、非感応状態において測
定したガス検知素子１の抵抗値を基準抵抗値とし、感応
状態において測定したガス検知素子１の抵抗値を検知抵
抗値として、これら基準抵抗値及び検知抵抗値に基づい
て被検知ガスを検出するガス検知機構４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属抵抗体上に半
導体を塗布して形成した感応部を設けたガス検知素子
と、そのガス検知素子の抵抗値を測定可能な抵抗測定手
段とを有するガス検知装置及びガス検知方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記従来のガス検知装置としては、天然
ガス洩れを検出するためのメタン検知装置に用いられる
メタン検知用素子、液化天然ガスの漏洩検出に用いられ
るプロパンガス検知用素子等に代表されるガス検知素子
は、白金線で形成した金属抵抗体上に酸化錫系の半導体
を形成した感応部を設けて構成し、そのガス検知素子が
被検知ガスに対して感応性を有する感応状態に維持して
被検知ガスの検出を行っていた。例えば、メタンガス検
知装置に用いられているガス検知素子においては、金属
抵抗体に通電することで、ガス検知素子を所定の温度範
囲に維持した状態で、被検知ガスの検出を行っている。
この被検知ガスの検出は、ガス検知素子の抵抗値を測定
し、その検知抵抗値から被検知ガスの濃度を検出するの
である。前記ガス検知素子の抵抗値は、前記金属抵抗体
の抵抗と前記半導体との合成抵抗として測定されるので
ある。つまり、従来は、この種のガス検知素子において
は、常に前記金属抵抗体と前記感応部との合成抵抗値を
基にガスを検知していたのである。ところで、上記メタ
ンガス検知用のガス検知素子は、常温では前記感応部が
被検知ガスであるメタンガスに感応しない非検知状態に
あり、昇温すれば検知状態となるのである。ところで、
ガス検知素子の抵抗値は、長期間にわたって前記検知ガ
スの濃度に対して安定していることが必要となる。そこ
で、前記ガス検知素子の抵抗のうちで金属抵抗体の抵抗
を安定化させるために、前記金属抵抗体としては純度の
高い貴金属（例えば白金或いはその合金）の細線のコイ
ルが用いられる。しかし、上述のガス検知素子の抵抗値
から被検知ガスを検知するには、被検知ガスを検知して
いない状態の基準抵抗値を必要とする。そこで、従来
は、前記検知状態に維持した状態で、メタンガスを含ま
ない空気を基準ガスとして、その基準ガスを検知した状
態における前記ガス検知素子の抵抗値を基準抵抗値とし
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基準ガ
スとしての空気には湿りがあって干渉ガスである水分を
含有しており、その湿度が常に一定ではないため、この
基準ガスを用いて検知したガス検知素子の基準抵抗値は
変動しがちであり、被検知ガスの検出に誤差をもたらす
という結果を招いていた。しかも、安定した基準抵抗値
を検出しようとすれば、被検知ガスや水分等の干渉ガス
を含まない清浄空気中で前記ガス検知素子の抵抗値を測
定しなければならないという煩雑さをもたらす。

【０００４】そこで、本発明に係るガス検知装置及びガ
ス検知方法の目的は、簡単な手段で、被検知ガスの濃度
に応じたガス検知素子の抵抗の変化を正確に検出できる
手段を提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

【０００６】〔本発明の特徴構成〕本発明に係るガス検
知装置は、金属抵抗体上に半導体を塗布して形成した感
応部を設けたガス検知素子と、そのガス検知素子の抵抗
値を測定可能な抵抗測定手段とを有するガス検知装置に
おいて、前記ガス検知素子の温度状態を、前記半導体が
被検知ガスの濃度に影響を受けない非感応状態と、前記
半導体が前記被検知ガスに対して感応性を有する感応状
態とに状態設定可能に構成し、前記非感応状態における
前記ガス検知素子の抵抗値と、前記感応状態における前
記ガス検知素子の抵抗値とを比較して被検出ガスを検出
する点に特徴を有するものであり、夫々に以下のような
特徴を備えるものである。

【０００７】本発明に係るガス検知装置の第１特徴構成
は、請求項１に記載のごとく、ガス検知素子に対する通
電状態を間歇的に変化させて、前記ガス検知素子の状態
を、被検知ガスに対して感応性を有しない非感応状態
と、前記被検知ガスに対して感応性を有する感応状態と
に切り換え自在な感応状態切替手段を備えると共に、前
記非感応状態において測定した前記ガス検知素子の抵抗
値を基準抵抗値とし、前記感応状態において測定した前
記ガス検知素子の抵抗値を検知抵抗値として、これら基
準抵抗値及び検知抵抗値に基づいて被検知ガスを検出す
るガス検知機構を備えた点にある。

【０００８】本発明に係るガス検知装置の第２特徴構成
は、請求項２に記載のごとく、上記第１特徴構成におけ
る基準抵抗値が、実質的にガス検知素子の金属抵抗体の
抵抗値のみを示し、検知抵抗値が、前記金属抵抗体及び
前記ガス検知素子の感応部の合成抵抗値を示すものであ
る点にある。

【０００９】本発明に係るガス検知装置の第３特徴構成
は、請求項３に記載のごとく、上記第１特徴構成又は第
２特徴構成におけるガス検知機構を、ガス検知素子にお
ける基準抵抗値と検知抵抗値との差から、被検知ガスの
ガス濃度を求めるように構成してある点にある。

【００１０】本発明に係るガス検知装置の第４特徴構成
は、請求項４に記載のごとく、上記第１〜第３の何れか
の特徴構成における非感応状態を、ガス検知素子の金属
抵抗体に通電しない状態として、基準抵抗値を、実質的
に前記金属抵抗体の非通電抵抗値としてある点にある。

【００１１】〔特徴構成の作用及び効果〕上記本発明に
係るガス検知装置によれば、金属抵抗体上に塗布された
半導体が被検知ガスに対して感応性を有しない非感応状
態におけるガス検知素子の抵抗は、前記金属抵抗体の抵
抗を示しており、前記半導体が被検知ガスに対して感応
性を有する感応状態においては、前記ガス検知素子の抵
抗は、前記半導体からなる感応部と前記金属抵抗体との
合成抵抗であり、両者を比較することで、前記半導体の
抵抗変化の挙動を弁別して認識出来るのであり、夫々
に、以下のような独特の作用効果を奏する。

【００１２】上記本発明に係るガス検知素子の第１特徴
構成によれば、ガス検知素子の基準抵抗値を求めるため
の標準ガスを用意する必要なく、被検知ガスの検出がで
きる。つまり、感応状態切替手段は、前記ガス検知素子
の温度を変化させる通電状態を間歇的に変化させて、半
導体が前記被検知ガスに対して感応性を有しない非感応
状態の温度状態を現出可能な通電状態と、前記半導体が
前記被検知ガスに対して感応性を有する感応状態の温度
範囲を現出可能な通電状態とに切り換えるのである。そ
して、前記非感応状態においては前記ガス検知素子の抵
抗値は、雰囲気の影響を受けていないのである。そこ
で、これを基準抵抗値とすることができるのである。そ
して、前記感応状態においては、前記半導体に対する前
記被検知ガスの作用により、前記被検知ガスの濃度に応
じて変化する前記ガス検知素子の抵抗値を示すから、こ
れを検知抵抗値として前記基準抵抗値と比較すれば、前
記被検知ガスの濃度を測定することが可能となるのであ
る。前記基準抵抗値は、前記感応状態変化手段によっ
て、前記ガス検知素子には、交互に感応状態と非感応状
態とが現出されるようにできるから、前記非感応状態が
現出される都度、前記基準抵抗値を測定しておれば、仮
に雰囲気の状態が変化したとしても、その非感応状態に
おける抵抗値を基準抵抗値とすることで、雰囲気の変化
の影響を回避できる。従って、例えば被検知ガス濃度の
高い雰囲気内であっても、基準ガスを用いることなく精
度の高い被検知ガスの検出を行うことができるのであ
る。つまり、間歇的に温度状態を変化させることは、随
時に被検知状態の現出を可能とし、随時基準抵抗値を確
認できるというさらなる利点を有する。

【００１３】上記本発明に係るガス検知装置の第２特徴
構成によれば、上記第１特徴構成の作用効果をさらに確
実にする。つまり、基準抵抗値が実質的に金属抵抗体の
抵抗値のみを示し、感応状態における前記ガス検知素子
の検知抵抗値が前記金属抵抗体の抵抗値と前記ガス検知
素子の感応部の抵抗値との合成抵抗値を示すようにガス
検知素子を構成することで、特に非感応状態において
は、前記感応部の抵抗値の変化の影響なく、前記金属抵
抗体の抵抗値のみを基準抵抗値として測定できるのであ
る。前記金属抵抗体の抵抗値は、被検知ガスや水分等の
干渉ガスの影響も受けず、前記非感応状態において前記
ガス検知素子の抵抗値を測定することで、簡単かつ容易
に基準抵抗値を測定できるのである。

【００１４】上記本発明に係るガス検知装置の第３特徴
構成によれば、上記第１特徴構成又は第２特徴構成の作
用効果を奏しながら、簡便に被検知ガスの濃度を検出す
ることが可能になる。つまり、検知抵抗値と基準抵抗値
との差を基にするという単純なロジックで被検知ガスの
濃度を検出できるのである。

【００１５】上記本発明に係るガス検知装置の第４特徴
構成によれば、上記第１〜第３の何れかの特徴構成の作
用効果を奏する中で、被検出ガスを容易に検出できるよ
うになる。つまり、非感応状態をガス検知素子中の金属
抵抗体に対する通電を行わない状態とすれば、前記金属
抵抗体に対する通電を制御する感応状態切替手段は、間
歇通電手段で構成することができ、装置の構成を単純化
できる。また、前記金属抵抗体の非通電抵抗値を基準抵
抗値とすることで、基準抵抗値を比較的安定した値に維
持できるようになる。しかも、前記基準抵抗値が前記金
属抵抗体を構成する金属の常温における抵抗を示し、温
度係数の小さい金属を用いて前記金属抵抗体を形成すれ
ば、前記基準抵抗値は一定値として設定することも可能
になる。

【００１６】従って、簡単な手段で、金属抵抗体の抵抗
に経時変化が生じても、被検知ガスの濃度に応じた半導
体の抵抗の変化を正確に検出できるようになる。

【００１７】〔本発明の特徴手段〕本発明に係るガス検
知方法の特徴手段は、金属抵抗体上に半導体を塗布して
形成した感応部を設けたガス検知素子の抵抗値に基づき
被検知ガスを検出するガス検知方法において、前記ガス
検知素子の温度状態を、前記半導体が被検知ガスの濃度
に影響を受けない非感応状態と、前記半導体が前記被検
知ガスに対して感応性を有する感応状態とに交互に切り
換え、前記非感応状態において認識した前記ガス検知素
子の抵抗値と前記感応状態において認識した前記ガス検
知素子の抵抗値とに基づいて前記被検知ガスを検出する
点に特徴を有するものであり、夫々に以下のような特徴
を備えるものである。

【００１８】本発明にかかるガス検知方法の第１特徴手
段は、請求項５に記載のごとく、ガス検知素子に対して
通電状態を間歇的に変化させ、前記ガス検知素子の状態
を、被検知ガスに対して感応性を有しない非感応状態
と、前記被検知ガスに対して感応性を有する感応状態と
に交互に切り換え、前記非感応状態における前記ガス検
知素子の抵抗値を基準抵抗値として認識すると共に、前
記感応状態に切り換えた後、所定時間経過後の前記ガス
検知素子の抵抗値を検知抵抗値として認識し、これら基
準抵抗値及び検知抵抗値に基づいて被検知ガスを検出す
る点にある。

【００１９】本発明に係るガス検知方法の第２特徴構成
は、請求項６に記載のごとく、上記第１特徴手段におい
て、被検知ガスの濃度を、非感応状態と感応状態とにお
いて認識した基準抵抗値と検知抵抗値との差から求める
点にある。

【００２０】本発明に係るガス検知方法の第３特徴構成
は、請求項７に記載のごとく、上記第１特徴手段又は第
２特徴手段における非感応状態を常温状態とし、ガス検
知素子の基準抵抗値を、常温における前記ガス検知素子
の抵抗値として認識する点にある。

【００２１】〔特徴手段の作用及び効果〕上記本発明に
係るガス検知方法によれば、ガス検知素子の温度状態
を、半導体が被検知ガスに感応しない非感応状態と、そ
の半導体が前記被検知ガスに感応する感応状態とに交互
に切り換えれば、前記感応状態においては前記被検知ガ
スの濃度に応じた前記ガス検知素子の抵抗値を測定し、
前記非感応状態においては、前記被検知ガスの濃度に関
わらない前記ガス検知素子の抵抗値を測定できるから、
これら両状態における前記ガス検知素子の抵抗値を比較
すれば前記被検知ガスを検出できるもので、夫々に、以
下のような独特の作用効果を奏する。

【００２２】上記本発明に係るガス検知方法の第１特徴
手段によれば、被検知ガスの濃度を精度よく検出できる
ようになる。つまり、ガス検知素子に対する通電状態を
変化させれば、そのガス検知素子の金属抵抗体の発熱量
を変化させることになり、前記ガス検知素子を、前記ガ
ス検知素子の感応部が被検知ガスに対して感応性を有す
る温度域にある感応状態と、前記感応部が前記被検知ガ
スに対して感応性を有しない温度域にある非感応状態と
に状態変化させることができる。そこで、前記非感応状
態における前記ガス検知素子の抵抗値を測定すれば、例
えばメタンガス検出用のガス検知素子に備える感応部の
場合には、前記ガス検知素子の金属抵抗体の抵抗値を測
定するに等しいから、これを被検知ガスの濃度に影響を
受けない基準抵抗値として認識することができ、前記感
応状態における前記ガス検知素子の抵抗値を測定すれ
ば、その抵抗値は、前記被検知ガスの濃度に応じて変化
しているから、これを検知抵抗値として認識することが
でき、基準となる前記基準抵抗値と比較すれば、前記検
知抵抗値に対する雰囲気の影響を除去できるのである。
従って、精度よく被検知ガスの濃度を検出することが可
能になる。また、通電状態を間歇的に変化させること
で、随時に被検知状態を現出できるから、随時基準抵抗
値を確認できるというさらなる利点をもたらす。

【００２３】上記本発明に係るガス検知方法の第２特徴
手段によれば、上記第１特徴手段の作用効果を奏する中
で、被検知ガスの濃度検出が簡単になる。つまり、間歇
的に変化させる通電状態の下で、感応状態において検知
抵抗値を測定し、これと基準抵抗値との差を基に前記被
検知ガスの濃度を求めるのである。従って、被検知ガス
の濃度を求めるロジックが極めて簡単になる。

【００２４】上記本発明に係るガス検知方法の第３特徴
手段によれば、上記第１特徴手段又は第２特徴手段の作
用効果を奏するガス検知装置の構成を簡素化できる。つ
まり、非感応状態を常温状態とすることで、ガス検知素
子の金属抵抗体への通電状態の変化は、間歇通電に置き
換えられ、前記ガス検知素子が常温に復した状態で非通
電抵抗として基準抵抗値を求めることができる。従っ
て、非感応状態に維持するための通電電流の制御手段を
省略できる。

【００２５】従って、上記本発明にかかるガス検知装置
及びガス検知方法は、何れも、安定した基準に基づき被
検知ガスの検出を行うことがを可能にする。

【００２６】その結果、簡単な手段で、金属抵抗体の抵
抗に経時変化が生じても、被検知ガスの濃度に応じた半
導体の抵抗の変化を正確に検出できるようになる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガス検知装置
及びガス検知方法に関する実施の形態の一例ついて図面
を参照しながら説明する。

【００２８】図１には、ガス検知装置の構成の一例を示
すが、ガス検知装置には、半導体式のガス検知素子１を
備えており、前記ガス検知素子１に通電して、そのガス
検知素子１からの出力を得るとともに、前記ガス検知素
子１を通電加熱自在にするブリッジ回路からなるガス検
知回路５ａを備えた抵抗測定手段５を設けてある。さら
に、前記抵抗測定手段５による測定結果を基に、検出し
た被検知ガスの濃度を演算導出する演算部８を設けてあ
る。これら抵抗測定手段５と演算部８とでガス検知機構
４を構成している。また、前記ガス検知機構４によるガ
ス検知の結果に基づき警報を発する警報装置９を設け、
前記演算部８は、演算結果に基づき警報の要否を判定す
ると共に、警報を必要とする場合には、前記警報装置９
に向けて警報信号を発信するように構成してある。

【００２９】前記ガス検知素子１は、金属抵抗体２上に
半導体を塗布して形成した感応部３を設けて構成してあ
り、その感応部３の温度によって、そのガス検知素子１
を取り囲む雰囲気中の被検知ガスに対して感応性を有す
る感応状態と、前記被検知ガスに対して感応性を有しな
い非感応状態とを発現するものである。そして、感応状
態においては、前記雰囲気中の被検知ガスの濃度に応じ
て、前記感応部３の抵抗が変化する。

【００３０】この特性を活かして、前記ガス検知機構４
においては、前記ガス検知素子１の金属抵抗体２に通電
して前記感応部３の温度を変化させる。前記ガス検知回
路５ａでは、前記金属抵抗体２と前記感応部３との合成
抵抗値を検出する。そこで、前記ガス検知機構４に、前
記ガス検知素子１に対する通電状態を間歇的に変化させ
て、前記ガス検知素子１の状態を、被検知ガスに対して
感応性を有しない非感応状態と、前記被検知ガスに対し
て感応性を有する感応状態とに切り換え自在な感応状態
切替手段６を設ける。

【００３１】前記感応状態切替手段６は、例えば、前記
金属抵抗体２への通電を間歇的にする間歇通電手段６Ａ
とすることができる（以下、前記感応状態切替手段６と
して、前記間歇通電手段６Ａを設ける例について説明す
る。）。つまり、通電状態においては前記感応部３が感
応状態（または非感応状態）となり、非通電状態におい
ては前記感応部３は非感応状態（または感応状態）とな
る。例えば、前記ガス検知素子１を、メタンガスを検知
対象として、酸化錫系の半導体で構成する場合には、通
電状態においては前記感応部３が感応状態となり、非通
電状態においては前記感応部３は非感応状態となるので
ある。尚、例えば、常温よりも低い温度に冷却された状
態において非感応状態となり、常温に近い温度域におい
て感応状態になる半導体を用いて形成した感応部を備え
る場合には、冷却された状態、即ち非通電状態で非感応
状態となり、通電状態で、常温に近付いた状態が、感応
状態となるのである。

【００３２】前記ガス検知機構４では、前記抵抗測定手
段５が、前記非感応状態において測定した前記ガス検知
素子１の抵抗値を基準抵抗値とし、前記感応状態におい
て測定した前記ガス検知素子１の抵抗値を検知抵抗値と
して認識する。そして、前記演算部８では、これら基準
抵抗値及び検知抵抗値に基づいて被検知ガスを検出す
る。

【００３３】また、前記演算部８は、前記間歇通電手段
６Ａに対して通電時期を設定するタイマ７を備えてい
る。つまり、通電開始と同時にタイマ７をスタートし、
通電開始から所定時間経過後に通電を停止し、その通電
停止後の所定時間が経過した後に前記タイマ７をリセッ
トし、同時に再スタートして、再び通電を開始するので
ある。この演算部８からの指令により、前記間歇通電手
段６Ａは、前記ガス検知素子１に電圧を印加して、前記
金属抵抗体２を加熱する通電状態と、前記ガス検知素子
１への電圧印加を停止する非通電状態とを交互に繰り返
す。つまり、この間歇通電手段６Ａを用いた感応状態の
切り換えは、前記ガス検知素子１の常温における抵抗値
と、前記ガス検知素子１の加熱状態における抵抗値とを
比較して、前記被検知ガスの検出を行うのである。

【００３４】メタンガスを検出するガス検知装置の例に
つき説明すると、ガス検知素子１は、常温において非感
応状態にあり、加熱状態において感応状態となるのであ
る。前記ガス検知素子１の具体例を挙げると、図２に示
すように、金属抵抗体２として約３０μｍ径の白金線コ
イル２Ａを約４オームとなるように調製し、この白金線
コイル２Ａを酸化錫で覆って焼成して半導体を形成し、
感応部３として形成したもので、常温ではメタンガスに
感応性を有しないで、昇温時にメタンガスに対する感応
性を現出する高温作動型の熱線型半導体式センサとして
構成した素子である。

【００３５】そこで、前記抵抗測定手段５は、前記タイ
マ７で設定される通電開始時期の直前に前記ガス検知回
路５ａで検出したガス検知素子１の抵抗値を基準抵抗値
として出力し、前記タイマ７により設定される通電停止
時期の直前に前記ガス検知回路５ａで検出したガス検知
素子１の抵抗値を検知抵抗値として出力するのである。
つまり、前記基準抵抗値は、前記金属抵抗体２の常温に
おける抵抗値であり、前記検知抵抗値は、前記金属抵抗
体２の抵抗値と前記感応部３の抵抗値とが合成されたガ
ス検知素子１の感応状態における抵抗値なのである。前
記演算部８では、前記抵抗測定手段５から出力された基
準抵抗値と検知抵抗値とを基に、被検知ガスの濃度を演
算導出するのである。前記ガス検知素子１の抵抗値を前
記金属抵抗体２の抵抗値と前記感応部３の抵抗値との合
成抵抗として扱えば、被検知ガスの演算導出は簡単にな
る。この演算導出の最も簡単な例は、前記検知抵抗値と
前記基準抵抗値との差を基に、前記被検知ガスの濃度を
求めるのである。

【００３６】ここに説明したガス検出素子１の特性の一
例を紹介すると、例えば図３に示すように、常温下にお
いてはその抵抗値は雰囲気の温度以外の影響を受けな
い。これに２．３Ｖの電圧を印加すると急速に抵抗値が
増加し、約２秒でその抵抗値がほぼ安定化する。この安
定化する抵抗値は、空気中のメタンガスの濃度によって
変化し、メタンガス濃度が高くなれば、前記抵抗値は低
くなる。つまり、このガス検知素子１は、常温近傍に非
感応状態となる温度域を有し、常温より高い或る温度以
上の温度領域で感応状態となるのである。そこで、常温
近傍における抵抗値を基準抵抗値として認識することに
し、温度が上昇して抵抗値が安定化した状態における抵
抗値を検知抵抗値とするのである。一例を挙げると、基
準抵抗値は３．９０オームであるのに対し、メタンガス
の検知されない空気中における検知抵抗値は８．４７オ
ームとなり、メタンガスを２０００ｐｐｍ含有する空気
中における検知抵抗値は８．１８オームとなり、メタン
ガスを５０００ｐｐｍ含有する空気中における検知抵抗
値は７．５０オームとなっている。

【００３７】そこで、このガス検知素子１を用いたガス
検知装置においては、ノーマルＯＦＦ、スタートＯＮＮ
のタイマを、２．５秒でＯＦＦとし、７．５秒でリセッ
トするように設定して、感応状態切替手段６のタイミン
グを設定するタイマ７として用いる。こうして、感応状
態切替手段６を構成する間歇通電手段６Ａでは、例えば
図４に示すように、７．５秒のサイクルで、２．５秒間
の通電期間と、５秒間の非通電期間とを繰り返すのであ
る。その結果、７．５秒間隔で、感応状態と非感応状態
とが現出されるのである。そこで、抵抗測定手段５は、
前記タイマ７がリセットされた直後に、つまり、通電開
始と同時に、ガス検知素子１の抵抗値を検出して基準抵
抗値として演算部８に入力し、前記タイマ７が２．５秒
を計時し、前記ガス検知素子１への通電を停止する際
に、これに先立って、前記ガス検知素子１の抵抗値を検
出して検知抵抗値として前記演算部８に入力する。この
演算部８は、前記検知抵抗値の入力を受けると、その検
知抵抗値と、先に入力された基準抵抗値との差を算出し
て、その差に基づき、被検知ガスの濃度を演算導出する
のである。前記検知抵抗値と基準抵抗値との差は、上記
例の場合にはそれぞれ、メタンガスを実質的に検知しな
い空気においては４．５７オーム、メタンガスを２００
０ｐｐｍ含有する空気においては４．２６オーム、メタ
ンガスを５０００ｐｐｍ含有する空気においては３．６
０オームとなる。

【００３８】以上のように、基準抵抗値を、ガス検出素
子の非感応状態における抵抗値を用いて設定すること
で、仮にガス検知素子の金属抵抗体の抵抗値が経時的に
変化したとしても、その変化した抵抗値を基準抵抗値と
するから、ガス検知素子の抵抗値の情報を、常に正確に
得ることができる。

【００３９】〔別実施形態〕上記実施の形態において示
さなかった本発明に係るガス検知装置及びガス検知方法
の他の実施の形態について以下に説明する。

【００４０】〈１〉上記実施の形態に於いては、メタン
ガスを検知可能に構成した高温作動型の半導体を用いて
構成したガス検知素子の例について説明したが、前記ガ
ス検知素子は、他のガスを検知するように構成してあっ
てもよい。この場合にも、常温が非感応状態であり、高
温域で感応状態を現出するように構成することが好まし
い。

【００４１】〈２〉上記実施の形態に於いては、感応状
態切替手段６として間歇通電手段６Ａを設けた例につい
て説明したが、前記感応状態切替手段は、通電電圧（或
いは通電電流）を切り換える手段としてもよい。例え
ば、感応状態切替手段６を抵抗測定手段５のガス検知回
路５ａへの電圧印加状態を切り換え可能に構成して、そ
の電圧印加状態を、ガス検知素子１を感応状態に維持可
能な第一通電状態と、金属抵抗体２の発熱を抑制して前
記ガス検知素子１を非感応状態に維持可能な第二通電状
態とに設定する。上記実施の形態に説明した例に沿って
説明すれば、この第一通電状態では前記ガス検知素子１
の温度が上昇し、空気中のメタンガスを検出できるよう
になる。そして、第二通電状態では、前記ガス検知素子
１の温度は常温にまでは冷却されないが、前記ガス検知
素子１の感応部３が非感応状態に維持される温度域にま
では冷却される。そこで、抵抗測定手段５では、前記第
一通電状態における前記ガス検知素子１の抵抗値が安定
した時期にその抵抗値を検知抵抗値とし、前記第二通電
状態における前記ガス検知素子１の最低抵抗値を基準抵
抗値として認識することができる。

【００４２】〈３〉上記実施の形態に於いては、感応状
態切替手段６による通電状態の切り換えをタイマ７に設
定する例について説明したが、前記通電状態の切り換え
は、タイマに限らず、例えば、ガス検知素子の抵抗値の
状態を検出して、その状態に応じて切り替えるようにし
てもよい。例えば、感応状態への到達及び非感応状態へ
の到達を、ガス検知素子の抵抗値の変化の状態から検知
するようにし、その抵抗値が安定した状態で、それぞれ
の状態に到達したと判断するようにしてもよい。

【００４３】〈４〉上記実施の形態に於いては、金属抵
抗体２を３０μｍ径の白金線コイル２Ａで形成した例に
ついて説明したが、前記金属抵抗体の材質は白金線或い
は白金合金線に限るものではなく、ニッケル線等、耐久
性のある金属線で形成してもよく、その形状もコイルに
限るものではなく、例えばセラミック板等の絶縁板上に
印刷した金属薄膜体等の極薄抵抗体や、前記金属薄膜体
を歪みゲージに見られるようにエッチングして長尺化し
た薄膜抵抗体、或いは同様の形態に架設した細線等のコ
イル形成されていない抵抗体であってもよい。

【００４４】〈５〉上記実施の形態に於いては、感応部
３を形成する半導体を酸化錫を基質として構成した例に
ついて説明したが、前記感応部の基質の材質は酸化錫に
限るものではなく、金属抵抗体に密着して形成できるも
のであって、被検知ガスに対して特定の条件下で感応性
を有し、その他の特定の条件下で感応性を有しないもの
であればよい。

【００４５】〈６〉以上説明した中で、ガス検知素子１
への通電状態を切り換える時間、通電期間、非通電期
間、待機時間、パージ時間等は、前記ガス検知素子１の
構成より変更されるべきもので、その構成に応じて適切
に選定すればよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
ガス検知装置を簡素な構成としながら、その検知精度を
高めることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス検知装置の一例を示す概念図

【図２】ガス検知素子の一例を示す概念図

【図３】ガス検知素子の特性を一例につき示す線図

【図４】ガス検知素子への通電制御のパターンを一例に
つき示す線図

【符号の説明】

１ ガス検知素子 ２ 金属抵抗体 ３ 感応部 ４ ガス検知機構 ５ 抵抗測定手段 ６ 感応状態切替手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G046 AA19 AA21 BA02 BC03 BE02 DB05 DC12 DC14 DC18 EB06 FB02 FE39 2G060 AA01 AB17 AB18 AE19 AF07 AG01 BA01 BA05 BB02 BB09 BC05 HA09 HB06 HC07 HC08 HC09 HC13 HC15 HD00 KA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属抵抗体上に半導体を塗布して形成し
   た感応部を設けたガス検知素子と、そのガス検知素子の
   抵抗値を測定可能な抵抗測定手段とを有するガス検知装
   置であって、 前記ガス検知素子に対する通電状態を間歇的に変化させ
   て、前記ガス検知素子の状態を、被検知ガスに対して感
   応性を有しない非感応状態と、前記被検知ガスに対して
   感応性を有する感応状態とに切り換え自在な感応状態切
   替手段を備えると共に、 前記非感応状態において測定した前記ガス検知素子の抵
   抗値を基準抵抗値とし、前記感応状態において測定した
   前記ガス検知素子の抵抗値を検知抵抗値として、これら
   基準抵抗値及び検知抵抗値に基づいて被検知ガスを検出
   するガス検知機構を備えたガス検知装置。
2. 【請求項２】 前記基準抵抗値が、実質的に前記金属抵
   抗体の抵抗値のみを示し、前記検知抵抗値が、前記金属
   抵抗体及び前記感応部の合成抵抗値を示すものである請
   求項１記載のガス検知装置。
3. 【請求項３】 前記ガス検知機構を、前記基準抵抗値と
   前記検知抵抗値との差から、前記被検知ガスのガス濃度
   を求めるように構成してある請求項１または２に記載の
   ガス検知装置。
4. 【請求項４】 前記非感応状態を、前記金属抵抗体に通
   電しない状態として、前記基準抵抗値を、実質的に前記
   金属抵抗体の非通電抵抗値としてある請求項１〜３の何
   れか１項に記載のガス検知装置。
5. 【請求項５】 金属抵抗体上に半導体を塗布して形成し
   た感応部を設けたガス検知素子の抵抗値に基づき被検知
   ガスを検出するガス検知方法であって、 前記ガス検知素子に対して通電状態を間歇的に変化さ
   せ、前記ガス検知素子の状態を、前記被検知ガスに対し
   て感応性を有しない非感応状態と、前記被検知ガスに対
   して感応性を有する感応状態とに交互に切り換え、 前記非感応状態における前記ガス検知素子の抵抗値を基
   準抵抗値として認識すると共に、前記感応状態に切り換
   えた後、所定時間経過後の前記ガス検知素子の抵抗値を
   検知抵抗値として認識し、 これら基準抵抗値及び検知抵抗値に基づいて被検知ガス
   を検出するガス検知方法。
6. 【請求項６】 前記被検知ガスの濃度を、認識した基準
   抵抗値と検知抵抗値との差から求める請求項５記載のガ
   ス検知方法。
7. 【請求項７】 前記非感応状態を常温状態とし、前記基
   準抵抗値を、常温における前記ガス検知素子の抵抗値と
   して認識する請求項５または６に記載のガス検知方法。