JP2003043008A - ガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定電位電解式ガスセンサにおいて、ガスセン
サ（の対極、参照極、作用極）の不良または断線発生な
どの接続異常を判別して報知することができるガスセン
サの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器を提
供することである。 【解決手段】 定電位電解式のガスセンサを具備したガ
ス測定器のガス濃度増幅部に予め設定した電位変更パル
スを印加し、この電位変更パルスの印加前と印加中のガ
ス濃度増幅部の出力電圧を測定し、この測定した電位変
更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出
力電圧との電位差を算出し、この算出した電位差と予め
定めた基準電位とを比較することによりガスセンサの異
常及びガスセンサの接続異常を判別し、異常の場合は警
報を発し、正常の場合は測定した電位変更パルス印加前
の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示するガス
センサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定
器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスセンサの接続
状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器に関する。詳
しくは、ガスセンサ及びガスセンサの接続状態の異常を
瞬時に判別して報知することができるガスセンサの接続
状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術における定電位電解式ガスセン
サでは、ガスセンサの作用極と対極に一定電位を印加
し、目的ガスの流入により生じる電解電流を検出するも
のであるが、目的ガスが存在しない状態においては極め
て高いインピーダンスを持っており、センサの各電極の
接続不良または断線が発生して場合において、ガス濃度
値に変化をきたさないか、異常に高い値若しくは異常に
低い値を示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような定電位電解式ガスセンサでは、作用極と対極に一
目的ガスが存在しない状態でセンサの各電極の接続不良
または断線が発生してもガス濃度値に変化をきたさな
い、異常に高い値または低い値を示すかの何れかである
ため、センサに示された値がガス濃度を示したものであ
るか、断線などによるものであるのか判別が困難である
という問題がある。

【０００４】また、従来技術においてはポテンショスタ
ット回路を介して対極及び参照極のみの電位変更パルス
を印加していたため、作用極と対極及び参照極との間で
電位差が発生し、電解液を介して強制電流が流れ、パル
ス電位、パルス幅を大きくするとガス濃度ゼロ点安定度
が悪化するという問題が発生する。

【０００５】従って、定電位電解式ガスセンサにおい
て、ガスセンサ（の対極、参照極、作用極）の不良また
は断線発生などの接続異常を判別して報知すること、ガ
ス濃度ゼロ点安定度の悪化を防止すること、に解決しな
ければならない課題を有する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定
電位電解式ガス測定器は次のような構成にすることであ
る。

【０００７】（１）定電位電解式のガスセンサを具備し
たガス測定器のポテンショスタット部に予め設定した電
位変更パルスを印加し、該電位変更パルスの印加前と印
加中の前記ポテンショスタット部の出力電圧を測定し、
該測定した電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更
パルス印加中の出力電圧との電位差を算出し、該算出し
た電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより
前記ガスセンサの異常及び前記ガスセンサの接続異常を
判別し、異常の場合は警報を発することを特徴とするガ
スセンサの接続状態判定方法。 （２）前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット
部に所定の周期で印加するようにしたことを特徴とする
（１）に記載のガスセンサの接続状態判定方法。 （３）定電位電解式のガスセンサを具備したガス測定器
のガス濃度増幅部に予め設定した電位変更パルスを印加
し、該電位変更パルスの印加前と印加中の前記ガス濃度
増幅部の出力電圧を測定し、該測定した電位変更パルス
印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧と
の電位差を算出し、該算出した電位差と予め定めた基準
電位とを比較することにより前記ガスセンサの異常及び
前記ガスセンサの接続異常を判別し、異常の場合は警報
を発し、正常の場合は前記測定した電位変更パルス印加
前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示するよ
うにしたことを特徴とするガスセンサの接続状態判定方
法。 （４）前記電位変更パルスは、前記ガス濃度増幅部に所
定の周期で印加するようにしたことを特徴とする（３）
に記載のガスセンサの接続状態判定方法。 （５）定電位電解式のガスセンサを具備したガス測定器
のポテンショスタット部及びガス濃度増幅部に予め設定
した電位変更パルスを同時に印加し、該電位変更パルス
の印加前と印加中の前記ポテンショスタット部の出力電
圧及び前記ガス濃度増幅部の出力電圧を測定し、該測定
したポテンショスタット部の電位変更パルス印加前の出
力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との電位差及
び該測定したガス濃度増幅部の電位変更パルス印加前の
出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との電位差
を算出し、該算出した電位差と予め定めた基準電位とを
比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサ
の接続異常を判別し、異常の場合は警報を発し、正常の
場合は前記測定したガス濃度増幅部の電位変更パルス印
加前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示する
ようにしたことを特徴とするガスセンサの接続状態判定
方法。 （６）前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット
部及び前記ガス濃度増幅部に所定の周期で印加するよう
にしたことを特徴とする（５）に記載のガスセンサの接
続状態判定方法。

【０００８】（７）定電位電解式のガスセンサを備えた
センサ部と、前記ガスセンサに対して所定の電圧を印加
するポテンショスタット回路と、前記ガスセンサで測定
した測定値を増幅するためのガス濃度増幅回路と、前記
ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出
力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧
に基づいて該ポテンショスタット回路及びガス濃度増幅
回路を制御する機能を備えているマイクロプロセッサ
と、前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテン
ショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の電
圧を印加する電位設定器と、前記センサ部の異常及び前
記センサ部との接続状態の異常を検出する異常検出手段
と、を備え、前記異常検出手段は、前記マイクロプロセ
ッサによって前記電位設定器を制御して前記ポテンショ
スタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した
電位変更パルスを同時に印加し、該電位変更パルスの印
加前と印加中のポテンショスタット回路の出力電圧及び
ガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、該測定したポテ
ンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧
と電位変更パルス印加中の出力電圧との電位差及び該測
定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力
電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との電位差を算
出し、該算出した電位差と予め定めた基準電位とを比較
することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接
続異常を判別し、該判別において異常である場合には警
報を発し、正常である場合には前記測定したガス濃度増
幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧に基づいてガ
ス濃度を算出して表示するようにしたことを特徴とする
定電位電解式ガス測定器。 （８）前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット
回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加する
ようにしたことを特徴とする（７）に記載の定電位電解
式ガス測定器。 （９）定電位電解式のガスセンサを備えたセンサ部と、
前記センサ部と接続コードで接続し、前記センサ部を制
御する機器であって、前記ガスセンサに対して所定の電
圧を印加するポテンショスタット回路と、前記ガスセン
サで測定した測定値を増幅するためのガス濃度増幅回路
と、前記ポテンショスタット回路及びガス濃度増幅回路
の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力
電圧に基づいて該ポテンショスタット回路及びガス濃度
増幅回路を制御する機能を備えているマイクロプロセッ
サと、前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテ
ンショスタット回路及びガス濃度増幅回路に所定の電圧
を印加する電位設定器と、前記センサ部と接続するため
の接続コードに所定の電圧を印加するコード電位設定部
と、前記センサ部の異常及び前記センサ部との接続状態
の異常を検出することができる異常検出手段とを具備し
たガス測定器と、からなり、前記異常検出手段は、前記
マイクロプロセッサによって前記電位設定器を制御して
前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路
に予め設定した電位変更パルスを同時に印加し、該電位
変更パルスの印加前と印加中のポテンショスタット回路
の出力電圧及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
該測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印
加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との
電位差及び該測定したガス濃度増幅回路の電位変更パル
ス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧
との電位差を算出し、該算出した電位差と予め定めた基
準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及び
ガスセンサの接続異常を判別し、該判別において異常で
ある場合には警報を発し、正常である場合には前記測定
したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電
圧に基づいてガス濃度を算出して表示するようにしたこ
とを特徴とする定電位電解式ガス測定器。 （１０）前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタッ
ト回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加す
るようにしたことを特徴とする（９）に記載の定電位電
解式ガス測定器。

【０００９】このようなガスセンサの接続状態判定方法
及び定電位電解式ガス測定器において、マイクロプロセ
ッサによりプログラムされた所定の周期に従い、定常の
電位を印加されているポテンショスタット回路の出力電
圧を測定し、次に予め設定されたガスセンサへの動作電
位を変える電位変更パルスをポテンショスタット回路に
印加し、印加中のポテンショスタット回路の出力電圧を
測定する。マイクロプロセッサは、測定した出力電圧同
士の電位差を求め、あらかじめ定められた基準電位（規
格値）と比較演算することにより、センサ部（ガスセン
サの対極、参照極）の異常または接続異常を瞬時に判定
し、この判定に基づいて異常の場合に異常表示および警
報を発生させることができる。

【００１０】上述同様、マイクロプロセッサによりプロ
グラムされた所定の周期に従い、定常の電位を印加した
ガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、次にあらかじめ
設定されたガスセンサへの動作電位を変える電位変更パ
ルスをガス濃度増幅回路に印加し、印加中のガス濃度増
幅回路の出力電圧を測定する。マイクロプロセッサは、
測定した出力電圧同士の電位差を求め、予め定められた
基準電位（規格値）と比較演算することにより、センサ
部（ガスセンサの作用極、増幅抵抗回路）の異常または
接続異常を瞬時に判定し、この判定に基づいて異常の場
合は異常表示および警報を発生し、判定結果が正常な場
合は、定常の電位を印加時のガス濃度増幅回路の出力電
圧に基づいてガス濃度を算出して表示する。

【００１１】また、ポテンショスタット回路とガス濃度
増幅回路に対して印加する定常の電位と電位変更パルス
（パルス幅）を同じタイミングで印加することにより、
ガスセンサの各電極に電位差が発生しないので、電位変
更パルスの電位やパルス幅の制限条件がなくなるのでガ
ス濃度ゼロ点安定度の悪化を防止することができる。

【００１２】更に、センサ部をガス測定器と別体とした
定電位電解式ガス測定により、遠方位置のガス濃度を測
定することが可能であり、この場合も上述と同様に、セ
ンサ部（ガスセンサ）及びセンサ部とガス測定器を接続
する接続コード（の各接続線）の断線などの異常を検知
できるは勿論のこと、ガス測定器に設けたコード電位設
定器により接続コード（例えば、シールドケーブルのシ
ールド線）に所定電圧を印加しておくことで、センサ部
〜接続コード（の各接続線）〜ガス測定器間が短絡して
いる場合の検知を行うことが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るガスセンサの
接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器の実施の
形態を図面を参照して説明する。但し、図面は専ら解説
のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定する
ものではない。

【００１４】第１の実施例として、図１に示す定電位電
解式ガス測定器は、センサ部１０と、センサ制御部２０
０とから構成される。

【００１５】センサ部１０は、封入した電解液中に対極
１１１および参照極１１２と作用極１１３が相対配置し
てあるガスセンサ１１０と、増幅抵抗回路１２０とから
構成され、増幅抵抗回路１２０は、ガスセンサ１１０の
作用極１１３からの電圧を増幅する増幅抵抗Ｒ１と、温
度特性を測定するためのサーミスタ１２１と、サーミス
タ１２１の出力を増幅する増幅抵抗Ｒ２とから構成され
ている。

【００１６】センサ制御部２００は、ポテンショスタッ
ト回路２０と、ガス濃度増幅回路３０と、Ａ／Ｄコンバ
ータ４０と、電位設定器５０と、マイクロプロセッサ６
０と、表示部７０と、警報部８０とから構成されてい
る。

【００１７】ポテンショスタット回路２０は、電位設定
器５０に印加された電圧とガスセンサ１１０の対極１１
１からの電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ
４０に送る。ガス濃度増幅回路３０は、電位設定器５０
に印加された電圧とガスセンサ１１０の作用極１１３の
電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０に送
る。Ａ／Ｄコンバータ４０は、ポテンショスタット回路
２０やガス濃度増幅回路３０からの出力電圧やガスセン
サ１１０（の参照極１１２）やサーミスタ１２１からの
出力を読み取ってデジタル値に変換してマイクロプロセ
ッサ６０へ出力する。電位設定器５０は、マイクロプロ
セッサ６０に従ってポテンショスタット回路２０やガス
濃度増幅回路３０に所定の電圧を所定の周期で印加す
る。マイクロプロセッサ６０は、プログラムに従いＡ／
Ｄコンバータ４０からの出力電圧の読み取り、電位設定
器５０の制御を行うと共に、その結果を表示部７０や警
報部８０へ出力する。表示部７０は、マイクロプロセッ
サ６０から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情
報を表示する。警報部８０は、マイクロプロセッサ６０
から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報に基
づき音などによって報知する。

【００１８】このような構成からなる定電位電解式ガス
測定器は次のような接続状態となっている。

【００１９】まず、センサ部１０内の接続状態を説明す
る。ガスセンサ１１０の対極１１１は、接続端子１０
ｂを介してポテンショスタット回路２０の出力端子２３
に接続されている。ガスセンサ１１０の参照極１１２
は、接続端子１０ａを介してポテンショスタット回路
２０のマイナス（−）入力端子２２に接続されている。
ガスセンサ１１０の作用極１１３は、増幅抵抗回路１２
０の増幅抵抗Ｒ１と接続されており、また、接続端子
１０ｃを介してガス濃度増幅器３０のマイナス（−）入
力端子３２に接続されている。

【００２０】次に、増幅抵抗回路１２０内の接続状態を
説明する。増幅抵抗Ｒ１は、一方がガスセンサ１１０の
作用極１１３と接続されていると共に接続端子１０ｃ
を介してガス濃度増幅器３０のマイナス（−）入力端子
３２と接続され、他方はサーミスタ１２１及び増幅抵抗
Ｒ２と接続されている。サーミスタ１２１は、増幅抵抗
Ｒ２と並列接続されていると共に、一方が増幅抵抗Ｒ
１、他方は接続端子１０ｄを介してガス濃度増幅器３
０の出力端子３３に接続されている。

【００２１】続いて、制御部２００の接続状態を説明す
る。ポテンショスタット回路２０は、プラス（＋）入力
端子２１が電位設定器５０と接続され、マイナス（−）
入力端子２２がセンサ部１０の接続端子１０ａを介し
てガスセンサ１１０の参照極１１２と接続され、出力端
子２３はＡ／Ｄコンバータ４０と接続されていると共
に、センサ部１０の接続端子１０ｂを介してガスセン
サ１１０の対極１１１に接続されている。

【００２２】ガス濃度増幅回路３０は、プラス（＋）入
力端子３１が電位設定器５０と接続され、マイナス
（−）入力端子３２がセンサ部１０の接続端子１０ｃ
を介してガスセンサ１１０の作用極１１３と接続され、
出力端子３３はＡ／Ｄコンバータ４０と接続されている
と共に、センサ部１０の接続端子１０ｄを介して増幅
抵抗回路部１２０のサーミスタ１２１及び増幅抵抗Ｒ２
と接続されている。

【００２３】Ａ／Ｄコンバータ４０は、一方（入力側）
には、ポテンショスタット回路２０の出力端子２３及び
ガス濃度増幅回路３０の出力端子３３が接続され、他方
（出力側）には、マイクロプロセッサ６０が接続されて
いる。

【００２４】マイクロプロセッサ６０は、Ａ／Ｄコンバ
ータ４０（の出力側）と接続され、また、電位設定器５
０・表示部７０・警報部８０（の各入力側）と接続され
ている。

【００２５】電位設定器５０は、一方（入力側）は、マ
イクロプロセッサ６０（の出力側）と接続され、他方
（出力側）は、ポテンショスタット回路２０のプラス
（＋）入力端子２１及びガス濃度増幅回路３０のプラス
（＋）入力端子３１と接続されている。

【００２６】表示部７０及び警報部８０は、マイクロプ
ロセッサ６０（の出力側）と接続されている。

【００２７】次に、このような接続状態である定電位電
解式ガス測定器の接続判定の方法について図２を参照し
ながら説明する。

【００２８】まず、ガスセンサ１１０との接続状態が正
常時の場合について説明する。図２（ａ）に示すよう
に、ポテンショスタット回路２０のプラス（＋）入力端
子２１には、電位設定器５０により定時電圧１．２５
［Ｖ］を印加されている。マイクロプロセッサ６０がタ
イミングｔ１にて定時電圧印加時のポテンショスタット
回路２０の出力端子２３の電位の読み取りを行い、この
時の出力端子２３の電位がＡ／Ｄコンバータ４０を介し
てデジタル値に変換され、電位ａとしてマイクロプロセ
ッサ６０内に記憶される。

【００２９】一方、ガス濃度増幅回路３０のプラス
（＋）入力端子３１にも前述同様に電位設定器５０によ
り定時電圧１．２５［Ｖ］が印加されており、マイクロ
プロセッサ６０が前述と同じタイミングｔ１で定時電圧
印加時のガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位）
の読み取りを行うと、ガス濃度増幅回路３０の出力端子
３３の電位がＡ／Ｄコンバータ４０を介してデジタル値
に変換され、電位ｃとしてマイクロプロセッサ６０内に
記憶される。

【００３０】マイクロプロセッサ６０は、プログラムに
従って出力端子２３及び出力端子３３の電位ａ、電位ｃ
の読み取りに続き、電位設定器５０に対して電位変更パ
ルス（電圧）を発生するように指示を行う。

【００３１】電位設定器５０は、マイクロプロセッサ６
０の指示により定時電圧１．２５［Ｖ］から５０［ｍ
Ｖ］低い電圧の１．２０［Ｖ］の電位変更パルスを発生
させて、ポテンショスタット回路２０のプラス（＋）入
力端子２１及びガス濃度増幅回路３０のプラス（＋）入
力端子３１に印加する。

【００３２】マイクロプロセッサ６０は、タイミングｔ
２で電位変更パルス印加時のポテンショスタット回路２
０の出力端子２３及びガス濃度増幅回路３０の出力端子
３３の電位の読み取りを行う。ポテンショスタット回路
２０の出力端子２３の電位はＡ／Ｄコンバータ４０を介
してデジタル値に変換された電位ｂ、ガス濃度増幅回路
３０の出力端子３３の電位はＡ／Ｄコンバータを介して
デジタル変換された電位ｄとしてマイクロプロセッサ６
０内に記憶される。そして、Ａ／Ｄコンバータ４０によ
り各出力端子２３／３３の電位（電位ｂ、電位ｄ）のサ
ンプリングが終了したら、プログラムに従い電位設定器
５０に対して定時電圧１．２５［Ｖ］が発生するよう指
示を行う。

【００３３】マイクロプロセッサ６０は、記憶している
電位ａ、ｂ、ｃ、ｄにもとづき電位変更パルス印加前と
印加中の各出力端子２３／３３の電位差を算出し、所定
の基準値（１０〜９０［ｍＶ］内の範囲）と比較してガ
スセンサ１１０（の各極１１１〜１１３）の異常や、セ
ンサ部１０の接続端子〜（１０ａ〜１０ｄ）と他の
回路との接続異常の判定を行う。

【００３４】このようなプロセスによってガスセンサ１
１０及びガスセンサ１１０との接続状態の良否判定を行
う場合における詳細な動作について説明する。

【００３５】まず、ガスセンサ１１０及びガスセンサ１
１０との接続状態が正常である場合について説明する。
上述したように、最初は電位設定器５０により定時電圧
１．２５［Ｖ］が印加されている状態のポテンショスタ
ット回路２０の出力端子２３の電位ａ及びガス濃度増幅
回路３０の出力端子３３の電位ｃをタイミングｔ１で読
み取り、マイクロプロセッサ６０内に記憶する。続い
て、電位変更パルス１．２０［Ｖ］を印加した時のポテ
ンショスタット回路２０の出力端子２３の電位ｂ及びガ
ス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位ｄをタイミン
グｔ２で読み取り、マイクロプロセッサ６０が記憶す
る。

【００３６】この時、マイクロプロセッサ６０が記憶し
た電位は、電位ａ＝１．２５［Ｖ］、電位ｂ＝１．２０
［Ｖ］であり、電位ａと電位ｂの電位差を算出すると、
電位ａ−電位ｂ＝５０［ｍＶ］であるので、基準値（正
常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］と比較し、この
範囲内であるので正常と判定する。同じく、電位ｃ＝
１．２５［Ｖ］、電位ｄ＝１．２０［Ｖ］であり、電位
ｃと電位ｄの電位差を算出すると、電位ｃ−電位ｄ＝５
０［ｍＶ］であるので、基準値（正常時規格）１０［ｍ
Ｖ］〜９０［ｍＶ］の範囲内であるので正常と判定す
る。この結果、どちらも正常であるので、ガスセンサ１
１０及びガスセンサ１１０との接続状態は正常と判定
し、マイクロプロセッサ６０で電位ｃをガス濃度表示変
換して表示部７０に送り、表示部７０によりガス濃度値
が表示される。

【００３７】続いて、ガスセンサ１１０及びガスセンサ
１１０との接続状態が異常である場合の動作について説
明する。

【００３８】まず、第１の異常検出状態として、接続端
子１０ａ（１ピン）及びこれに接続されている部分が
断線した場合について説明する。

【００３９】この場合、ポテンショスタット回路２０の
マイナス（−）入力端子がオープンであり、ハイインピ
ーダンス入力のため電位不定となり、ポテンショスタッ
ト回路２０内のオペアンプは増幅率無限のコンパレータ
として働く。この時の出力端子２３の電位がオペアンプ
のオフセット電位を含めプラス（＋）入力端子２１の電
位と比べて、電位が高いときはマイナス（−）入力端子
２２（オペアンプ電源電圧のマイナス電位）と同じ電位
になり（図２（ｃ）参照）、電位が低きときはプラス
（＋）入力端子２１（オペアンプ電源電圧のプラス電
位）と同じ電位となる（図２（ｅ）参照）。つまり、ど
ちらの場合も電位ａと電位ｂの電位差＝０［Ｖ］とな
り、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］
の範囲外であるので異常と判定される。

【００４０】次に、マイクロプロセッサ６０がタイミン
グｔ１又はタイミングｔ２でポテンショスタット回路２
０の出力端子２３の電位を読み取った時に異常を検出し
た場合の動作について説明する。

【００４１】ポテンショスタット回路２０に定時電圧
（１．２５［Ｖ］）を印加されている状態で、読み取り
タイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の
電位が、プラス（＋）入力端子２１の電位より高いと
き、出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２
（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。また、
ポテンショスタット回路２０に電位変更パルスが印加さ
れている時の読み取りタイミングｔ２のときも同様に出
力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源
電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位
ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、１０［ｍＶ］
以下であるので基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９
０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２
（ｃ）参照）。

【００４２】一方、上述とは逆に、読み取りタイミング
ｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプラ
ス（＋）入力端子２１の電位より低いとき、且つ、オペ
アンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以内の場
合は、出力端子２３の電位はプラス（＋）入力端子２１
（電源電圧のプラス電位）となるが、読み取りタイミン
グｔ２のときはプラス（＋）入力端子２１に印加される
電位が５０［ｍＶ］下がるために出力端子２３の電位は
反転のマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナ
ス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの
電位差は９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍＶ］
〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する。こ
の状態の時は出力端子２３（オペアンプ出力）に接続さ
れているガスセンサ１１０の対極１１１に同信号が伝わ
るので、参照極１１２に容量的に影響して定常の電位
（定時電圧１．２５［Ｖ］）に戻ってもすぐにはプラス
電位にはならない（図２（ｄ）参照）。

【００４３】また、タイミングｔ１において、マイナス
（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子の電
位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も
含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、読み取りタイミング
ｔ２のときの出力端子２３の電位は反転のプラス（＋）
入力端子２１（電源電圧のプラス電位）と同じ電位にな
る。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］とな
り、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外である
ので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。

【００４４】続いて、第２の異常検出状態として、接続
端子１０ｃ（２ピン）に接続されている部分）が断線
した場合について説明する。

【００４５】この場合、ポテンショスタット回路２０の
オペアンプフィードバック制御が行われなくなるため、
ガスセンサ１１０の参照極１１２はハイインピーダンス
となり接続端子１０ａを介して接続されている（オペ
アンプの）マイナス（−）入力端子２２の電位は、プラ
ス（＋）入力端子２１とほぼ同じになる。この時にマイ
ナス（−）入力端子２２の電位がオフセット電圧を含め
プラス（＋）入力端子２１の電位より高いとき、出力端
子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２と同じ電位
（オペアンプ電源電圧のマイナス電位）になり（図２
（ｃ）参照）、マイナス（−）入力端子２２の電位がプ
ラス（＋）入力端子２１の電位より低いとき、出力端子
２３の電位はプラス（＋）入力端子２１と同じ電位（オ
ペアンプ電源電圧のプラス電位）になる（図２（ｅ）参
照）。つまり、どちらの場合も電位ａと電位ｂの電位差
＝０［ｍＶ］となり、基準値（正常時規格）１０［ｍ
Ｖ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定され
る。

【００４６】次に、マイクロプロセッサ６０がタイミン
グｔ１及びタイミングｔ２でポテンショスタット回路２
０の出力端子２３の電位を読み取った時に異常を検出し
た場合の動作について説明する。

【００４７】ポテンショスタット回路２０に定時電圧
（１．２５［Ｖ］）を印加されている状態で、タイミン
グｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプ
ラス（＋）入力端子２１の電位より高いとき、出力端子
２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧の
マイナス電位）と同じ電位になる。また、ポテンショス
タット回路２０に電位変更パルスが印加されている時の
読み取りタイミングｔ２のときも同様に出力端子２３の
電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナ
ス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの
電位差＝０［ｍＶ］となり、１０［ｍＶ］以下であるの
で基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の
範囲外であるので異常と判定する（図２（ｃ）参照）。

【００４８】一方、上述とは逆に、読み取りタイミング
ｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプラ
ス（＋）入力端子電位より低いとき、且つ、オペアンプ
のオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以内の場合は、
出力端子２３の電位はプラス（＋）入力端子２１（電源
電圧のプラス電位）となるが、読み取りタイミングｔ２
のときプラス（＋）入力端子２１に印加される電位が５
０［ｍＶ］下がるために出力端子２３の電位は反転のマ
イナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）
と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差は
９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０
［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２
（ｄ）参照）。

【００４９】また、読み取りタイミングｔ１において、
マイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力
端子の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセッ
ト電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、読み取りタ
イミングｔ２のときに出力端子２３の電位は反転のプラ
ス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）と同じ
電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍ
Ｖ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲
外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。

【００５０】第３の異常検出状態として、接続端子１
０ｃ（３ピン）及びこれに接続されている部分が断線し
た場合について説明する。この場合、前述の第１の異常
検出状態で説明した動作と全く同じであり、ポテンショ
スタット回路２０→ガス濃度増幅回路３０、プラス
（＋）入力端子２１→プラス（＋）入力端子３１、マイ
ナス（−）入力端子２２→マイナス（−）入力端子３
２、出力端子２３→出力端子３３に置き換えた説明と同
じであるのでその説明を省略する。

【００５１】第４の異常検出状態として、接続端子１
０ｄ（４ピン）及びこれに接続されている部分が断線し
た場合について説明する。この場合も同様に、前述の第
２の異常検出状態で説明した動作と全く同じであり、ポ
テンショスタット回路２０→ガス濃度増幅回路３０、プ
ラス（＋）入力端子２１→プラス（＋）入力端子３１、
マイナス（−）入力端子２２→マイナス（−）入力端子
３２、出力端子２３→出力端子３３に置き換えた説明と
同じであるのでその説明を省略する。

【００５２】次に、第２の実施例として、遠方位置のガ
ス濃度を測定する為にセンサ部が別体である定電位電解
式ガス測定器についてのガスセンサ異常及び接続異常の
判定を行う場合を説明する。

【００５３】図３に示す定電位電解式ガス測定器は、第
１の実施例で説明した定電位電解式ガス測定器のセンサ
部がセンサ制御部とは別体となっており、接続コードで
センサ部とガス測定器本体との接続を行って遠方位置の
ガス濃度を測定することができる定電位電解式ガス測定
器の一例であり、センサ部１０’と、測定器２００’
と、センサ部１０’と測定器２００’を接続する接続コ
ード３００とから構成される。

【００５４】センサ部１０’は、封入した電解液中に対
極１１１’および参照極１１２’と作用極１１３’が相
対配置してあるガスセンサ１１０’と、増幅抵抗Ｒ１’
と、増幅抵抗Ｒ２’と、温度特性を測定するためのサー
ミスタ１２１’とからなる増幅抵抗回路１２０’とから
構成される。

【００５５】ガス測定器２００’は、ポテンショスタッ
ト回路２０’と、ガス濃度増幅回路３０’と、Ａ／Ｄコ
ンバータ４０’と、電位設定器５０’と、マイクロプロ
セッサと６０’、表示部７０’と、警報部８０’と、シ
ールド線電位設定器９０とから構成される。

【００５６】ポテンショスタット回路２０’は、電位設
定器５０’に印加された電圧とガスセンサ１１０’の対
極１１１’からの電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコ
ンバータ４０’に送る。ガス濃度増幅回路３０’は、電
位設定器５０’に印加された電圧とガスセンサ１１０’
の作用極１１３’の電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄ
コンバータ４０’に送る。Ａ／Ｄコンバータ４０’は、
ポテンショスタット回路２０’やガス濃度増幅回路３
０’の出力電圧やガスセンサ１１０’（の参照極１１
２’）やサーミスタ１２１’からの出力を読み取ってデ
ジタル値に変換してマイクロプロセッサ６０’へ出力す
る。電位設定器５０’は、マイクロプロセッサ６０’に
従ってポテンショスタット回路２０’やガス濃度増幅回
路３０’に所定の電圧を所定の周期で印加する。マイク
ロプロセッサ６０’は、プログラムに従いＡ／Ｄコンバ
ータ４０’からの出力電圧の読み取り、電位設定器５
０’の制御を行うと共に、その結果を表示部７０’や警
報部８０’へ出力する。表示部７０’は、マイクロプロ
セッサ６０’から送られてくる測定結果やセンサの異常
等の情報を表示する。警報部８０’は、マイクロプロセ
ッサ６０’から送られてくる測定結果やセンサの異常等
の情報に基づき音などによって報知する。シールド線電
位設定器９０は、接続コード３００のシールド線３０５
に所定の電位を印加する。

【００５７】接続コード３００は、センサ部１０’の接
続端子〜（１０ａ’〜１０ｄ’）と測定器２００’
の接続端子〜（２１０ａ〜２１０ｅ）を接続するた
めの各芯線３０１〜３０４とシールド線３０５を有する
シールドケーブルである。

【００５８】このような定電位電解式ガス測定器は次の
ような接続状態となっている。

【００５９】まず、センサ部１０’内の接続状態を説明
する。ガスセンサ１１０’の対極１１１’は、接続端子
１０ｂ’→接続コード３００（芯線３０２）→測定器
２００’の接続端子２１０ｂを介して測定器２００’
内のポテンショスタット回路２０’の出力端子２３’に
接続されている。ガスセンサ１１０’の参照極１１２’
は、接続端子１０ａ’→接続コード３００（芯線３０
１）→測定器２００’の接続端子２１０ａを介して測
定器２００’内のポテンショスタット回路２０’のマイ
ナス（−）入力端子２２’に接続されている。ガスセン
サ１１０’の作用極１１３’は、増幅抵抗回路１２０’
の増幅抵抗Ｒ１’と接続されており、また、接続端子
１０ｃ’→接続コード３００（芯線３０３）→測定器２
００’の接続端子２１０ｃを介して測定器２００’内
のガス濃度増幅器３０’のマイナス（−）入力端子３
２’に接続されている。

【００６０】次に、増幅抵抗回路１２０’内の接続状態
を説明する。増幅抵抗Ｒ１’は、一方がガスセンサ１１
０’の作用極１１３’と接続されていると共に接続端子
１０ｃ’→接続コード３００（芯線３０３）→測定器
２００’の接続端子２１０ｃを介して測定器２００’
内のガス濃度増幅器３０’のマイナス（−）入力端子３
２’と接続され、他方はサーミスタ１２１’及び増幅抵
抗Ｒ２’と接続されている。サーミスタ１２１’は、増
幅抵抗Ｒ２’と並列接続されていると共に、一方が増幅
抵抗Ｒ１’、他方は接続端子１０ｄ’→接続コード３
００（芯線３０４）→測定器２００’の接続端子２１
０ｄを介して測定器２００’内のガス濃度増幅器３０’
の出力端子３３’に接続されている。

【００６１】続いて、測定器２００’内の各部の接続状
態を説明する。まず、ポテンショスタット回路２０’
は、プラス（＋）入力端子２１’が電位設定器５０’と
接続され、マイナス（−）入力端子２２’が接続端子
２１０ａ→接続コード３００（芯線３０１）→センサ部
１０’の接続端子１０ａ’を介してガスセンサ１１
０’の参照極１１２’と接続され、出力端子２３’はＡ
／Ｄコンバータ４０’と接続されていると共に、接続端
子２１０ｂ→接続コード３００（芯線３０２）→セン
サ部１０’の接続端子１０ｂ’を介してガスセンサ１
１０’の対極１１１’に接続されている。

【００６２】ガス濃度増幅回路３０’は、プラス（＋）
入力端子３１’が電位設定器５０’と接続され、マイナ
ス（−）入力端子３２’が接続端子２１０ｃ→接続コ
ード３００（芯線３０３）→センサ部１０’の接続端子
１０ｃ’を介してガスセンサ１１０’の作用極１１
３’と接続され、出力端子３３’はＡ／Ｄコンバータ４
０’と接続されていると共に、接続端子２１０ｄ→接
続コード３００（芯線３０４）→センサ部１０’の接続
端子１０ｄ’を介して増幅抵抗回路部１２０’のサー
ミスタ１２１’及び増幅抵抗Ｒ２’と接続されている。

【００６３】Ａ／Ｄコンバータ４０’は、一方（入力
側）には、ポテンショスタット回路２０’の出力端子２
３’及びガス濃度増幅回路３０’の出力端子３３’が接
続され、他方（出力側）には、マイクロプロセッサ６
０’が接続されている。

【００６４】マイクロプロセッサ６０’は、Ａ／Ｄコン
バータ４０’（の出力側）と接続され、また、電位設定
器５０’・表示部７０’・警報部８０’（の各入力側）
と接続されている。

【００６５】電位設定器５０’は、一方（入力側）は、
マイクロプロセッサ６０’（の出力側）と接続され、他
方（出力側）は、ポテンショスタット回路２０’のプラ
ス（＋）入力端子２１’及びガス濃度増幅回路３０’の
プラス（＋）入力端子３１’と接続されている。表示部
７０’及び警報部８０’は、マイクロプロセッサ６０’
（の出力側）と接続されている。

【００６６】シールド線電位測定器９０は、一方が接地
され、他方が接続端子２１０ｅを介して接続コード３
００のシールド線３０５に接続されている。

【００６７】次に、このような接続状態である定電位電
解式ガス測定器の動作について説明する。

【００６８】ここでは、接続コード３００の各芯線３０
１〜３０４、シールド線３０５が短絡している場合を検
出を行うときの動作について説明する。なお、センサ部
１０’〜接続ケーブル３００〜測定器２００’間の接続
異常、断線などの異常検出時の動作については、前述の
第１の実施例で説明した第１の異常検出状態〜第４の異
常検出状態と同様の動作で異常を判定するのでその説明
は省略する。なお、その他の説明においても第１の実施
例と同様である箇所の説明は省略する。

【００６９】第１の短絡検出状態として、シールド線３
０５がグランド（＝０［Ｖ］）の時、測定器２００’の
接続端子１０ａ’〜センサ１０’の接地端子２１０
ａ間又は測定器２００’の接続端子１０ｃ’〜センサ
１０’の接地端子２１０ｃ間と、シールド線３０５
（接続端子）が短絡している場合について説明する。

【００７０】ポテンショスタット回路２０’及びガス濃
度増幅回路３０’には定時電圧（１．２５［Ｖ］）を印
加されている状態であり、マイクロプロセッサ６０’の
読み取りタイミングｔ１において、マイナス（−）入力
端子２２’／３２’の電位がプラス（＋）入力端子の電
位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も
含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、タイミングｔ２のと
きの出力端子２３’／３３’の電位は、反転のプラス
（＋）入力端子２１’／３１’（電源電圧のプラス電
位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位
差＝０［Ｖ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍ
Ｖ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参
照）。

【００７１】第２の短絡検出状態として、シールド線３
０５がグランド（＝０［Ｖ］）の時、測定器２００’の
接続端子１０ｂ’〜センサ１０’の接地端子２１０
ｂ間又は測定器２００’の接続端子１０ｄ’〜センサ
１０’の接地端子２１０ｄ間と、シールド線３０５
（接続端子）が短絡している場合について説明する。

【００７２】この場合、ポテンショスタット回路２０’
及びガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’
の電位（オペアンプの出力）が強制的に０［Ｖ］になる
ので、タイミングｔ１、ｔ２で読み取る出力端子２３’
／３３’の電位は、電位ａと電位ｂ並びに電位ｃと電位
ｄはすべて同じ電位０［Ｖ］であるので、電位差も０
［Ｖ］（電位ａ−電位ｂ＝電位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）
となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外で
あるので異常を検出できる。

【００７３】第３の短絡検出状態として、シールド線電
位設定器９０によりシールド線３０５に定時電圧（１．
２５［Ｖ］）が印加されている時、測定器２００’の接
続端子１０ａ’〜センサ１０’の接地端子２１０ａ
間又は測定器２００’の接続端子１０ｃ’〜センサ１
０’の接地端子２１０ｃ間と、シールド線３０５（接
続端子）が短絡している場合について説明する。

【００７４】この場合、マイクロプロセッサ６０’がポ
テンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’
の出力端子２３’／３３’の電位を読みとるタイミング
ｔ１において、マイナス（−）入力端子２２’／３２’
の電位がプラス（＋）入力端子電位より低いとき、且
つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］
以内の場合は、出力端子２３’／３３’の電位はプラス
（＋）入力端子２１’／３１’（電源電圧のプラス電
位）となるが、読み取りタイミングｔ２のときにプラス
（＋）入力端子２１’／３１’に印加される電位が５０
［ｍＶ］下がるために出力端子２３’／３３’の電位は
マイナス（−）入力端子２２’／３２’と同じ電位（電
源電圧のマイナス電位）になる。従って、電位ａと電位
ｂの電位差は９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍ
Ｖ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する
（図２（ｄ）参照）。

【００７５】また、読み取りタイミングｔ１において、
マイナス（−）入力端子２２’／３２’の電位がプラス
（＋）入力端子２１’／３１’の電位より低いとき、且
つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］
以上の場合は、読み取りタイミングｔ２のときに出力端
子２３’／３３’の電位はプラス（＋）入力端子２１’
／３１’と同じ電位（電源電圧のプラス電位）になる。
従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、
基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので
異常と判定する（図２（ｅ）参照）。

【００７６】第４の短絡検出状態として、シールド線電
位設定器９０によりシールド線３０５に定時電圧（１．
２５［Ｖ］）が印加されている時、測定器２００’の接
続端子１０ｂ’〜センサ１０’の接地端子２１０ｂ
間又は測定器２００’の接続端子１０ｄ’〜センサ１
０’の接地端子２１０ｄ間と、シールド線３０５（接
続端子）が短絡している場合について説明する。

【００７７】この場合は、ポテンショスタット回路２
０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３
３’の電位（オペアンプの出力）が強制的に１．２５
［Ｖ］になるので、読み取りタイミングｔ１及びｔ２に
おける出力端子２３’／３３’の電位は、電位ａと電位
ｂ並びに電位ｃと電位ｄはすべて同じ電位１．２５
［Ｖ］であり、電位差は０［Ｖ］（電位ａ−電位ｂ＝電
位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）となる。従って、基準値１０
［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常を検出
できる。

【００７８】第５の短絡検出状態として、シールド線３
０５に定時電圧１．２５［Ｖ］より高い電位が印加され
ている時、測定器２００’の接続端子１０ａ’〜セン
サ１０’の接地端子２１０ａ間又は測定器２００’の
接続端子１０ｃ’〜センサ１０’の接地端子２１０
ｃ間と、シールド線３０５（接続端子）が短絡してい
る場合について説明する。

【００７９】この場合、ポテンショスタット回路２０’
／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の
電位がオペアンプのオフセット電位を含めプラス（＋）
入力端子２１’／３１’の電位と比べて高いときは、マ
イナス（−）入力端子２２’／３２’と同じ電位（オペ
アンプ電源電圧のマイナス電位）になり（図２（ｃ）参
照）、電位が低きときはプラス（＋）入力端子２１／３
１と同じ電位（オペアンプ電源電圧のプラス電位）とな
る（図２（ｅ）参照）。つまり、どちらの場合も電位ａ
と電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値（正常時
規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので
異常と判定される。

【００８０】第６の短絡検出状態として、シールド線３
０５に定時電圧１．２５［Ｖ］より高い電位が印加され
ている時において、測定器２００’の接続端子１０
ｂ’〜センサ１０’の接地端子２１０ｂ間又は測定器
２００’の接続端子１０ｄ’〜センサ１０’の接地端
子２１０ｄ間と、シールド線３０５（接続端子）が
短絡している場合について説明する。

【００８１】この場合は、ポテンショスタット回路２
０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３
３’の電位（オペアンプの出力）が強制的にプラス
（＋）入力端子の電位（電源プラス電位）になるので、
タイミングｔ１、ｔ２で読み取る出力端子２３’／３
３’の電位は、電位ａと電位ｂ並びに電位ｃと電位ｄは
すべて同じ電位となり、電位差は０［Ｖ］（電位ａ−電
位ｂ＝電位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）となり、基準値１０
［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常を検出
できる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したようなガスセンサの接続状
態判定方法を用いた定電位電解式ガス測定器によって、
マイクロプロセッサによりプログラムされた所定の周期
で定常の電位を印加した時のポテンショスタット回路及
びガスセンサ濃度増幅回路の出力電圧と、予め設定され
たセンサの動作電位を変える電位変更パルスを印加した
時のポテンショスタット回路及びガス濃度増幅回路の出
力電圧を測定し、測定した出力電圧同士の電位差を求め
て規格値と比較することで、センサ部（ガスセンサ、増
幅抵抗回路）の異常または接続異常を瞬時に判別し、異
常の場合は異常表示および警報を発生させ、判定結果が
正常な場合は、定常の電位を印加した時のガス濃度増幅
回路の出力電圧に基づいて算出したガス濃度を表示する
ので、測定時にガスセンサ及びその接続状態などが異常
であるのか、正常な測定（測定前後で変化なし、測定範
囲外の測定値）であるのかを明確に識別することができ
る。

【００８３】また、ポテンショスタット回路とガス濃度
増幅回路に印加する電位変更パルスの電位およびパルス
幅、タイミングは同じであるため、ガスセンサの各電極
（対極、参照極、作用極）に電位差が発生しないので電
位変更パルスの電位およびパルス幅の制限条件がなくな
り、ガス濃度ゼロ点安定度が悪化を防止することができ
る。

【００８４】更に、遠方位置のガス濃度を測定する場合
には、センサ部とセンサ制御部を具備したガス測定器が
別体となっている定電位電解式ガス測定器を用い、ガス
測定器に設けたコード電位設定器によって接続コード
（例えばシールコードのシールド線）に所定電圧（基準
電圧）を印加しておくことで、センサ部や接続コードの
断線などの異常を検知できることは勿論のこと、接続コ
ードの各接続線が短絡している場合の検知を行うことが
可能になるというメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及
び定電位電解式ガス測定器の構成を略示的に示した構成
図である。

【図２】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及
び定電位電解式ガス測定器ガスにおいて、センサの各電
極の接続不良または断線発生などの接続異常の検出過程
を説明する為の説明図である。

【図３】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及
び定電位電解式ガス測定器において、センサ部と測定器
を接続コード（シールド線有）で接続して使用する場合
の構成を略示的に示した構成図である。

【符号の説明】

１０；センサ部、１０ａ〜１０ｄ；接続端子１１０；ガ
スセンサ、１１１；対極、１１２；参照極、１１３；作
用極、１２０；増幅抵抗回路、Ｒ１；増幅抵抗、Ｒ２；
増幅抵抗、１２１；サーミスタ、２００；センサ制御
部、２０；ポテンショスタット回路、２１；プラス
（＋）入力端子、２２；マイナス（−）入力端子、２
３；出力端子、３０；ガス濃度増幅回路、３１；プラス
（＋）入力端子、３２；マイナス（−）入力端子、３
３；出力端子、４０；Ａ／Ｄコンバータ、５０；電位設
定器、６０；マイクロプロセッサ、７０；表示部、８
０；警報部、１０’；センサ部、１０ａ’〜１０ｄ’；
接続端子１１０’；ガスセンサ、１１１’；対極、１１
２’；参照極、１１３’；作用極、１２０’；増幅抵抗
回路、Ｒ１’；増幅抵抗、Ｒ２’；増幅抵抗、１２
１’；サーミスタ、２０’；ポテンショスタット回路、
２１’；プラス（＋）入力端子、２２’；マイナス
（−）入力端子、２３’；出力端子、３０’；ガス濃度
増幅回路、３１’；プラス（＋）入力端子、３２’；マ
イナス（−）入力端子、３３’；出力端子、４０’；Ａ
／Ｄコンバータ、５０’；電位設定器、６０’；マイク
ロプロセッサ、７０’；表示部、８０’；警報部、９
０；シールド線電位設定器、２００’；測定器、２１０
ａ〜２１０ｅ；接続端子、３００；接続コード、３０１
〜３０４；芯線、３０５；シールド線

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定電位電解式のガスセンサを具備したガス
   測定器のポテンショスタット部に予め設定した電位変更
   パルスを印加し、該電位変更パルスの印加前と印加中の
   前記ポテンショスタット部の出力電圧を測定し、該測定
   した電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス
   印加中の出力電圧との電位差を算出し、該算出した電位
   差と予め定めた基準電位とを比較することにより前記ガ
   スセンサの異常及び前記ガスセンサの接続異常を判別
   し、異常の場合は警報を発することを特徴とするガスセ
   ンサの接続状態判定方法。
2. 【請求項２】前記電位変更パルスは、前記ポテンショス
   タット部に所定の周期で印加するようにしたことを特徴
   とする請求項１に記載のガスセンサの接続状態判定方
   法。
3. 【請求項３】定電位電解式のガスセンサを具備したガス
   測定器のガス濃度増幅部に予め設定した電位変更パルス
   を印加し、該電位変更パルスの印加前と印加中の前記ガ
   ス濃度増幅部の出力電圧を測定し、該測定した電位変更
   パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力
   電圧との電位差を算出し、該算出した電位差と予め定め
   た基準電位とを比較することにより前記ガスセンサの異
   常及び前記ガスセンサの接続異常を判別し、異常の場合
   は警報を発し、正常の場合は前記測定した電位変更パル
   ス印加前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示
   するようにしたことを特徴とするガスセンサの接続状態
   判定方法。
4. 【請求項４】前記電位変更パルスは、前記ガス濃度増幅
   部に所定の周期で印加するようにしたことを特徴とする
   請求項３に記載のガスセンサの接続状態判定方法。
5. 【請求項５】定電位電解式のガスセンサを具備したガス
   測定器のポテンショスタット部及びガス濃度増幅部に予
   め設定した電位変更パルスを同時に印加し、該電位変更
   パルスの印加前と印加中の前記ポテンショスタット部の
   出力電圧及び前記ガス濃度増幅部の出力電圧を測定し、
   該測定したポテンショスタット部の電位変更パルス印加
   前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との電
   位差及び該測定したガス濃度増幅部の電位変更パルス印
   加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との
   電位差を算出し、該算出した電位差と予め定めた基準電
   位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガス
   センサの接続異常を判別し、異常の場合は警報を発し、
   正常の場合は前記測定したガス濃度増幅部の電位変更パ
   ルス印加前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表
   示するようにしたことを特徴とするガスセンサの接続状
   態判定方法。
6. 【請求項６】前記電位変更パルスは、前記ポテンショス
   タット部及び前記ガス濃度増幅部に所定の周期で印加す
   るようにしたことを特徴とする請求項５に記載のガスセ
   ンサの接続状態判定方法。
7. 【請求項７】定電位電解式のガスセンサを備えたセンサ
   部と、 前記ガスセンサに対して所定の電圧を印加するポテンシ
   ョスタット回路と、 前記ガスセンサで測定した測定値を増幅するためのガス
   濃度増幅回路と、 前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路
   の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力
   電圧に基づいて該ポテンショスタット回路及びガス濃度
   増幅回路を制御する機能を備えているマイクロプロセッ
   サと、前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテ
   ンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の
   電圧を印加する電位設定器と、前記センサ部の異常及び
   前記センサ部との接続状態の異常を検出する異常検出手
   段と、を備え、 前記異常検出手段は、前記マイクロプロセッサによって
   前記電位設定器を制御して前記ポテンショスタット回路
   及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した電位変更パル
   スを同時に印加し、該電位変更パルスの印加前と印加中
   のポテンショスタット回路の出力電圧及びガス濃度増幅
   回路の出力電圧を測定し、該測定したポテンショスタッ
   ト回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パ
   ルス印加中の出力電圧との電位差及び該測定したガス濃
   度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変
   更パルス印加中の出力電圧との電位差を算出し、該算出
   した電位差と予め定めた基準電位とを比較することによ
   り、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別
   し、該判別において異常である場合には警報を発し、正
   常である場合には前記測定したガス濃度増幅回路の電位
   変更パルス印加前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出
   して表示するようにしたことを特徴とする定電位電解式
   ガス測定器。
8. 【請求項８】前記電位変更パルスは、前記ポテンショス
   タット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印
   加するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の定
   電位電解式ガス測定器。
9. 【請求項９】定電位電解式のガスセンサを備えたセンサ
   部と、 前記センサ部と接続コードで接続し、前記センサ部を制
   御する機器であって、 前記ガスセンサに対して所定の電圧を印加するポテンシ
   ョスタット回路と、 前記ガスセンサで測定した測定値を増幅するためのガス
   濃度増幅回路と、 前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路
   の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力
   電圧に基づいて該ポテンショスタット回路及びガス濃度
   増幅回路を制御する機能を備えているマイクロプロセッ
   サと、 前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテンショ
   スタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の電圧を
   印加する電位設定器と、 前記センサ部と接続するための接続コードに所定の電圧
   を印加するコード電位設定部と、 前記センサ部の異常及び前記センサ部との接続状態の異
   常を検出することができる異常検出手段とを具備したガ
   ス測定器と、からなり、 前記異常検出手段は、前記マイクロプロセッサによって
   前記電位設定器を制御して前記ポテンショスタット回路
   及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した電位変更パル
   スを同時に印加し、該電位変更パルスの印加前と印加中
   のポテンショスタット回路の出力電圧及びガス濃度増幅
   回路の出力電圧を測定し、該測定したポテンショスタッ
   ト回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パ
   ルス印加中の出力電圧との電位差及び該測定したガス濃
   度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変
   更パルス印加中の出力電圧との電位差を算出し、該算出
   した電位差と予め定めた基準電位とを比較することによ
   り、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別
   し、該判別において異常である場合には警報を発し、正
   常である場合には前記測定したガス濃度増幅回路の電位
   変更パルス印加前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出
   して表示するようにしたことを特徴とする定電位電解式
   ガス測定器。
10. 【請求項１０】前記電位変更パルスは、前記ポテンショ
    スタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で
    印加するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の
    定電位電解式ガス測定器。