JP2003065988A - 半導体式検知装置及びその出力算出方法 - Google Patents
半導体式検知装置及びその出力算出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 出力が湿度に依存しにくく、正確な濃度情報
を得ることができ、簡単な構成の半導体式検知装置を提
供すること。 【解決手段】 半導体式ガス検知素子１を備え、基準湿
度環境における、絶対出力と、相対出力とを所定割合づ
つ加算した基準出力値の被検知ガス濃度依存性を示す基
準出力テーブルを記憶する記憶部２を備え、検知対象ガ
スに対する絶対出力及び相対出力を求めるガス検知部３
を備え、その絶対出力と相対出力とに基づいて前記基準
出力テーブルを参照し、被検知ガス濃度出力を求める演
算部４を備え、前記基準出力テーブルに基づき前記被検
知ガス濃度出力が、警報を要する濃度の被検知ガスを含
む検知対象ガスに対する出力を超えていると判断された
場合に、警報音を発する報知部５を備える。
を得ることができ、簡単な構成の半導体式検知装置を提
供すること。 【解決手段】 半導体式ガス検知素子１を備え、基準湿
度環境における、絶対出力と、相対出力とを所定割合づ
つ加算した基準出力値の被検知ガス濃度依存性を示す基
準出力テーブルを記憶する記憶部２を備え、検知対象ガ
スに対する絶対出力及び相対出力を求めるガス検知部３
を備え、その絶対出力と相対出力とに基づいて前記基準
出力テーブルを参照し、被検知ガス濃度出力を求める演
算部４を備え、前記基準出力テーブルに基づき前記被検
知ガス濃度出力が、警報を要する濃度の被検知ガスを含
む検知対象ガスに対する出力を超えていると判断された
場合に、警報音を発する報知部５を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】半導体式ガス検知素子は、一
般に、前記半導体式ガス検知素子を構成する半導体と、
被検知ガスとの反応によりその半導体式ガス検知素子の
抵抗値が変化する特性を利用する事により、その検知対
象ガス中の被検知ガスの濃度を求めることができること
が知られている。本発明は、ガス警報器、ガス検知器、
その他、半導体式ガス検知素子を用いた測定技術に関
し、被検知ガスを含む検知対象ガスの被検知ガス濃度に
対応するガス検知出力を求める半導体式ガス検知素子を
備えた半導体式検知装置及びその出力算出方法に関す
る。
般に、前記半導体式ガス検知素子を構成する半導体と、
被検知ガスとの反応によりその半導体式ガス検知素子の
抵抗値が変化する特性を利用する事により、その検知対
象ガス中の被検知ガスの濃度を求めることができること
が知られている。本発明は、ガス警報器、ガス検知器、
その他、半導体式ガス検知素子を用いた測定技術に関
し、被検知ガスを含む検知対象ガスの被検知ガス濃度に
対応するガス検知出力を求める半導体式ガス検知素子を
備えた半導体式検知装置及びその出力算出方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体式検知装置が出力する被検
知ガスの濃度に基づく被検知ガス濃度出力としては、い
わゆる絶対出力あるいは相対出力が採用されている。こ
こで、絶対出力とは、前記半導体式ガス検知素子が被検
知ガスを含む検知対象ガスと接触したときの抵抗値変化
に基づくガス検知出力を指し、相対出力とは、前記半導
体式ガス検知素子が清浄空気と接触したときの抵抗値
と、前記被検知ガスを含む検知対象ガスと接触したとき
の抵抗値との差に基づくガス検知出力を指し、半導体式
検知装置は、これらいずれかのガス検知出力の濃度依存
性を、基準出力テーブルとして記憶し、得られた被検知
ガス濃度出力を呈する被検知ガス濃度を、前記基準出力
テーブルを参照して求める構成としていた。
知ガスの濃度に基づく被検知ガス濃度出力としては、い
わゆる絶対出力あるいは相対出力が採用されている。こ
こで、絶対出力とは、前記半導体式ガス検知素子が被検
知ガスを含む検知対象ガスと接触したときの抵抗値変化
に基づくガス検知出力を指し、相対出力とは、前記半導
体式ガス検知素子が清浄空気と接触したときの抵抗値
と、前記被検知ガスを含む検知対象ガスと接触したとき
の抵抗値との差に基づくガス検知出力を指し、半導体式
検知装置は、これらいずれかのガス検知出力の濃度依存
性を、基準出力テーブルとして記憶し、得られた被検知
ガス濃度出力を呈する被検知ガス濃度を、前記基準出力
テーブルを参照して求める構成としていた。
【０００３】前記半導体と被検知ガスとの反応性は雰囲
気の温度や湿度の影響を受けて変動し、そのために、得
られるガス検知出力も変動するため、所定濃度の被検知
ガスを検知した出力が初期に設定される所定値に達せず
に被検知ガスの濃度が低いと誤認してガス警報器が警報
を発することができなかったり、逆に、被検知ガスの濃
度を求めた場合に、ガス検知器が被検知ガスの濃度出力
を必要以上に高く求めてしまい、被検知ガスが不足して
いるにもかかわらず、十分な濃度が確保されているもの
と誤認したりする虞があることが指摘されている。そこ
で、この種の半導体式検知装置は、温度測定器を設ける
などして温度情報を得るとともに、その温度情報に基づ
いて被検知ガスのガス検知出力を補正することが行われ
ている。この場合、前記ガス検知装置は、温度情報に対
応する出力補正係数を記憶する記憶部を備え、その出力
補正係数を得られたガス検知出力に乗ずる出力補正を行
うことにより、より正確に被検知ガス濃度に対応する被
検知ガス検知出力を求めることができるものとされてい
た。
気の温度や湿度の影響を受けて変動し、そのために、得
られるガス検知出力も変動するため、所定濃度の被検知
ガスを検知した出力が初期に設定される所定値に達せず
に被検知ガスの濃度が低いと誤認してガス警報器が警報
を発することができなかったり、逆に、被検知ガスの濃
度を求めた場合に、ガス検知器が被検知ガスの濃度出力
を必要以上に高く求めてしまい、被検知ガスが不足して
いるにもかかわらず、十分な濃度が確保されているもの
と誤認したりする虞があることが指摘されている。そこ
で、この種の半導体式検知装置は、温度測定器を設ける
などして温度情報を得るとともに、その温度情報に基づ
いて被検知ガスのガス検知出力を補正することが行われ
ている。この場合、前記ガス検知装置は、温度情報に対
応する出力補正係数を記憶する記憶部を備え、その出力
補正係数を得られたガス検知出力に乗ずる出力補正を行
うことにより、より正確に被検知ガス濃度に対応する被
検知ガス検知出力を求めることができるものとされてい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、上述の
出力変動要因が絶対湿度に依存するものであることが見
いだされるにつれ、上述の温度測定器を用いた従来の半
導体式検知器の出力補正方法によっては、十分に被検知
ガス濃度出力を正確に得るにも限界があることが明らか
になってきている。つまり、雰囲気温度と湿度との間に
は相関関係があるものの、季節変動のように、きわめて
長期にわたる大幅な気温の変動や、降雨等による急激な
湿度変化が起きた場合には、その相関からはずれた出力
が得られることが避け得ない実状があった。
出力変動要因が絶対湿度に依存するものであることが見
いだされるにつれ、上述の温度測定器を用いた従来の半
導体式検知器の出力補正方法によっては、十分に被検知
ガス濃度出力を正確に得るにも限界があることが明らか
になってきている。つまり、雰囲気温度と湿度との間に
は相関関係があるものの、季節変動のように、きわめて
長期にわたる大幅な気温の変動や、降雨等による急激な
湿度変化が起きた場合には、その相関からはずれた出力
が得られることが避け得ない実状があった。
【０００５】また、ガス検知装置に湿度測定器を設ける
ことも考えられるが、ガス検知装置自体が複雑化する上
に、それに伴い、管理が困難になるとともに、装置全体
としても高価なものになってしまう。
ことも考えられるが、ガス検知装置自体が複雑化する上
に、それに伴い、管理が困難になるとともに、装置全体
としても高価なものになってしまう。
【０００６】さらに、根本的に絶対湿度を測定する湿度
測定器として、簡単な構成で正確なものは実用化されて
おらず、従来より用いられている温度測定器に替えてよ
り正確に被検知ガス検知出力を補正できる方法及び装置
が求められている。
測定器として、簡単な構成で正確なものは実用化されて
おらず、従来より用いられている温度測定器に替えてよ
り正確に被検知ガス検知出力を補正できる方法及び装置
が求められている。
【０００７】従って、本発明の目的は、上記実状に鑑
み、出力が湿度に依存しにくく、正確な濃度情報を得る
ことができ、簡単な構成の半導体式検知装置を提供する
ことにある。
み、出力が湿度に依存しにくく、正確な濃度情報を得る
ことができ、簡単な構成の半導体式検知装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、絶対出力
は湿度が高くなるほど上昇する傾向があり、相対出力は
湿度が高くなるほど減少する傾向があることを経験的に
見いだし、本発明に想到した。この目的を達成するため
の本発明の半導体式検知装置の出力算出方法の特徴構成
は、被検知ガスを含む検知対象ガスの被検知ガス濃度に
対応するガス検知出力を求める半導体式ガス検知素子を
備えた半導体式検知装置に対する絶対出力の第一所定割
合と、相対出力の第二所定割合とを加算した値を被検知
ガス濃度出力とする点にある。尚、具体的には、前記絶
対出力と前記相対出力との平均値を求め、被検知ガス濃
度出力としてもよく、前記被検知ガス濃度が１２０００
ｐｐｍ以上の時、前記第一所定割合を前記第二所定割合
よりも大に設定し、前記被検知ガス濃度が６０００ｐｐ
ｍ以下の時、前記第一所定割合を前記第二所定割合より
も小に設定することが好ましい。
は湿度が高くなるほど上昇する傾向があり、相対出力は
湿度が高くなるほど減少する傾向があることを経験的に
見いだし、本発明に想到した。この目的を達成するため
の本発明の半導体式検知装置の出力算出方法の特徴構成
は、被検知ガスを含む検知対象ガスの被検知ガス濃度に
対応するガス検知出力を求める半導体式ガス検知素子を
備えた半導体式検知装置に対する絶対出力の第一所定割
合と、相対出力の第二所定割合とを加算した値を被検知
ガス濃度出力とする点にある。尚、具体的には、前記絶
対出力と前記相対出力との平均値を求め、被検知ガス濃
度出力としてもよく、前記被検知ガス濃度が１２０００
ｐｐｍ以上の時、前記第一所定割合を前記第二所定割合
よりも大に設定し、前記被検知ガス濃度が６０００ｐｐ
ｍ以下の時、前記第一所定割合を前記第二所定割合より
も小に設定することが好ましい。
【０００９】また、この目的を達成するための本発明の
半導体式検知装置の出力算出方法の特徴構成は、被検知
ガスを含む検知対象ガスの被検知ガス濃度に対応するガ
ス検知出力を求める半導体式ガス検知素子を備え、基準
湿度環境における、被検知ガスの前記絶対出力の第一所
定割合と、前記相対出力の第二所定割合とを加算した基
準出力値の被検知ガス濃度依存性を示す基準出力テーブ
ルを記憶する記憶部を備え、検知対象ガスに対する絶対
出力及び相対出力を求めるガス検知部を備え、その絶対
出力と相対出力とに基づいて前記基準出力テーブルを参
照し、被検知ガス濃度出力を求める演算部を備えた点に
ある。
半導体式検知装置の出力算出方法の特徴構成は、被検知
ガスを含む検知対象ガスの被検知ガス濃度に対応するガ
ス検知出力を求める半導体式ガス検知素子を備え、基準
湿度環境における、被検知ガスの前記絶対出力の第一所
定割合と、前記相対出力の第二所定割合とを加算した基
準出力値の被検知ガス濃度依存性を示す基準出力テーブ
ルを記憶する記憶部を備え、検知対象ガスに対する絶対
出力及び相対出力を求めるガス検知部を備え、その絶対
出力と相対出力とに基づいて前記基準出力テーブルを参
照し、被検知ガス濃度出力を求める演算部を備えた点に
ある。
【００１０】〔作用効果〕つまり、被検知ガスを含む検
知対象ガスの被検知ガス濃度に対応するガス検知出力を
求める半導体式ガス検知素子を備えていると、検知対象
ガス中に含まれる被検知ガスの濃度に基づいた被検知ガ
ス濃度出力を知ることができ、その出力に応じて被検知
ガスとしての燃料ガスの漏洩を検知することができた
り、被検知ガスとしての半導体原料ガスの濃度管理をし
たりすることができる。このとき、被検知ガス濃度出力
として、半導体式検知装置に対する絶対出力の第一所定
割合と、相対出力の第二所定割合とを加算した値を被検
知ガス濃度出力とすると、この被検知ガス濃度出力は、
絶対出力の湿度依存性と相対出力の湿度依存性とをとも
に加味した出力特性を有することになる。ここで、先述
のように、本発明者らは、絶対出力は湿度が高くなるほ
ど上昇する傾向があり、相対出力は湿度が高くなるほど
減少する傾向があることを見いだしており、これに従え
ば、前記絶対出力の湿度依存性と、相対出力の湿度依存
性とは、逆に指向するものであるから、前記第一所定割
合と第二所定割合との割合（以下、「重み付け」と称す
る。）の大きいほうの出力を重み付けの小さいほうの出
力で補正したことになり、湿度依存性の傾向を互いに相
殺させられる。
知対象ガスの被検知ガス濃度に対応するガス検知出力を
求める半導体式ガス検知素子を備えていると、検知対象
ガス中に含まれる被検知ガスの濃度に基づいた被検知ガ
ス濃度出力を知ることができ、その出力に応じて被検知
ガスとしての燃料ガスの漏洩を検知することができた
り、被検知ガスとしての半導体原料ガスの濃度管理をし
たりすることができる。このとき、被検知ガス濃度出力
として、半導体式検知装置に対する絶対出力の第一所定
割合と、相対出力の第二所定割合とを加算した値を被検
知ガス濃度出力とすると、この被検知ガス濃度出力は、
絶対出力の湿度依存性と相対出力の湿度依存性とをとも
に加味した出力特性を有することになる。ここで、先述
のように、本発明者らは、絶対出力は湿度が高くなるほ
ど上昇する傾向があり、相対出力は湿度が高くなるほど
減少する傾向があることを見いだしており、これに従え
ば、前記絶対出力の湿度依存性と、相対出力の湿度依存
性とは、逆に指向するものであるから、前記第一所定割
合と第二所定割合との割合（以下、「重み付け」と称す
る。）の大きいほうの出力を重み付けの小さいほうの出
力で補正したことになり、湿度依存性の傾向を互いに相
殺させられる。
【００１１】具体的には、前記絶対出力と前記相対出力
との平均値を求め、被検知ガス濃度出力とした場合に
は、両者の重み付けは等しく、例えば、ガス警報器で、
メタンの警報濃度（５０００ｐｐｍ〜１２５００ｐｐ
ｍ）近傍に於いて湿度依存性のきわめて少ない被検知ガ
ス濃度出力とすることができるので、湿度によらず正確
に警報音を鳴動させられるガス警報器を提供することが
できる。
との平均値を求め、被検知ガス濃度出力とした場合に
は、両者の重み付けは等しく、例えば、ガス警報器で、
メタンの警報濃度（５０００ｐｐｍ〜１２５００ｐｐ
ｍ）近傍に於いて湿度依存性のきわめて少ない被検知ガ
ス濃度出力とすることができるので、湿度によらず正確
に警報音を鳴動させられるガス警報器を提供することが
できる。
【００１２】また、さらに、絶対出力は、被検知ガス濃
度が１２０００ｐｐｍ以上の高濃度領域で湿度依存性が
少なく、相対出力は、被検知ガス濃度が６０００ｐｐｍ
以下低濃度領域で湿度依存性が少なくなることが、後述
の実験例より明らかになっており、前記被検知ガス濃度
が１２０００ｐｐｍ以上の時、前記第一所定割合を前記
第二所定割合よりも大に設定し、前記被検知ガス濃度が
６０００ｐｐｍ以下の時、前記第一所定割合を前記第二
所定割合よりも小に設定してあれば、湿度依存性の少な
い出力の重み付けを大にしてその出力の湿度依存性を他
方で補正することになるので、さらに、湿度依存性を相
殺させた被検知ガス濃度出力とすることができる。
度が１２０００ｐｐｍ以上の高濃度領域で湿度依存性が
少なく、相対出力は、被検知ガス濃度が６０００ｐｐｍ
以下低濃度領域で湿度依存性が少なくなることが、後述
の実験例より明らかになっており、前記被検知ガス濃度
が１２０００ｐｐｍ以上の時、前記第一所定割合を前記
第二所定割合よりも大に設定し、前記被検知ガス濃度が
６０００ｐｐｍ以下の時、前記第一所定割合を前記第二
所定割合よりも小に設定してあれば、湿度依存性の少な
い出力の重み付けを大にしてその出力の湿度依存性を他
方で補正することになるので、さらに、湿度依存性を相
殺させた被検知ガス濃度出力とすることができる。
【００１３】また、本発明の半導体式検知装置は、半導
体式ガス検知素子を備えて被検知ガスを含む検知対象ガ
スの被検知ガス濃度に対応するガス検知出力を求められ
る。また、基準湿度環境における、被検知ガスの前記絶
対出力の第一所定割合と、前記相対出力の第二所定割合
とを加算した基準出力値の被検知ガス濃度依存性を示す
基準出力テーブルを記憶する記憶部を備えると、ガス検
知部において、前記ガス検知出力から、検知対象ガスに
対する絶対出力及び相対出力を求めることができ、その
絶対出力と相対出力とに基づいて前記基準出力テーブル
を参照することができる。すると、演算部において被検
知ガス濃度出力を求めることができる。従って、求めら
れる被検知ガス濃度出力は、相対出力や、絶対出力では
なく、より、湿度依存性の少ない基準出力テーブルに基
づきガス検知出力を評価できるものとなるので、ガス警
報器の警報音を的確に鳴動させたり、ガス検知器により
正確なガス濃度を知ることができるようになる。
体式ガス検知素子を備えて被検知ガスを含む検知対象ガ
スの被検知ガス濃度に対応するガス検知出力を求められ
る。また、基準湿度環境における、被検知ガスの前記絶
対出力の第一所定割合と、前記相対出力の第二所定割合
とを加算した基準出力値の被検知ガス濃度依存性を示す
基準出力テーブルを記憶する記憶部を備えると、ガス検
知部において、前記ガス検知出力から、検知対象ガスに
対する絶対出力及び相対出力を求めることができ、その
絶対出力と相対出力とに基づいて前記基準出力テーブル
を参照することができる。すると、演算部において被検
知ガス濃度出力を求めることができる。従って、求めら
れる被検知ガス濃度出力は、相対出力や、絶対出力では
なく、より、湿度依存性の少ない基準出力テーブルに基
づきガス検知出力を評価できるものとなるので、ガス警
報器の警報音を的確に鳴動させたり、ガス検知器により
正確なガス濃度を知ることができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明の半導体式検知装置の一例
としてのガス警報器は、図１に示すように、被検知ガス
を含む検知対象ガスの被検知ガス濃度に対応するガス検
知出力を求める半導体式ガス検知素子１を備え、基準湿
度環境として、絶対湿度３０．６ｇ／ｍ3（気温２０
℃、相対湿度６５％）における、被検知ガスの絶対出力
の１／２と、相対出力の１／２とを加算した基準出力値
の被検知ガス濃度依存性を示す基準出力テーブルを記憶
する記憶部２を備え、検知対象ガスに対する絶対出力及
び相対出力を求めるガス検知部３を備え、その絶対出力
と相対出力とに基づいて前記基準出力テーブルを参照
し、被検知ガス濃度出力を求める演算部４を備え、前記
基準出力テーブルに基づき前記被検知ガス濃度出力が、
警報を要する濃度の被検知ガスを含む検知対象ガスに対
する出力を超えていると判断された場合に、警報音を発
する報知部５を備え、前記演算部４が前記報知部５に警
報出力を伝達可能に構成してある。
に基づいて説明する。本発明の半導体式検知装置の一例
としてのガス警報器は、図１に示すように、被検知ガス
を含む検知対象ガスの被検知ガス濃度に対応するガス検
知出力を求める半導体式ガス検知素子１を備え、基準湿
度環境として、絶対湿度３０．６ｇ／ｍ3（気温２０
℃、相対湿度６５％）における、被検知ガスの絶対出力
の１／２と、相対出力の１／２とを加算した基準出力値
の被検知ガス濃度依存性を示す基準出力テーブルを記憶
する記憶部２を備え、検知対象ガスに対する絶対出力及
び相対出力を求めるガス検知部３を備え、その絶対出力
と相対出力とに基づいて前記基準出力テーブルを参照
し、被検知ガス濃度出力を求める演算部４を備え、前記
基準出力テーブルに基づき前記被検知ガス濃度出力が、
警報を要する濃度の被検知ガスを含む検知対象ガスに対
する出力を超えていると判断された場合に、警報音を発
する報知部５を備え、前記演算部４が前記報知部５に警
報出力を伝達可能に構成してある。
【００１５】前記半導体式ガス検知素子１としては、例
えば、図２に示すように、貴金属線１１を覆って金属酸
化物半導体を主成分とする球状の感応層１２を備えてな
る熱線型半導体式の炭化水素ガス検知素子が用いられ
る。また、前記ガス検知素子には、炭化水素ガス以外の
夾雑ガスを選択的に吸着除去するガスフィルタ（図外）
を装着して用いる。以下炭化水素ガス検知素子について
述べる。
えば、図２に示すように、貴金属線１１を覆って金属酸
化物半導体を主成分とする球状の感応層１２を備えてな
る熱線型半導体式の炭化水素ガス検知素子が用いられ
る。また、前記ガス検知素子には、炭化水素ガス以外の
夾雑ガスを選択的に吸着除去するガスフィルタ（図外）
を装着して用いる。以下炭化水素ガス検知素子について
述べる。
【００１６】〈炭化水素ガス検知素子〉塩化スズの所定
濃度水溶液を、前記水溶液中のスズに対してアンチモン
が０．1ａｔｍ％含まれるように添加し、この水溶液に
アンモニアを添加して水酸化スズを沈殿させた後、この
沈殿物を濾別し、８０℃で２４時間乾燥させた後、電気
炉で６００℃で４時間焼成した。こうして得られた酸化
スズをさらに粉砕して、平均粒径１．５μｍ程度の微粉
体を形成した。この微粉体を１，３−ブタンジオールを
用いてペーストにして、図２に示すように、白金線コイ
ル１１（線径３０μｍ、巻き径０．４５ｍｍ、巻き間隔
０．０３ｍｍ）に直径５〜７ｍｍの球形で、前記白金線
コイル１１の全体を覆うように塗布する。これをさらに
８０℃で１時間乾燥させた後、前記白金線コイル１１に
電流を流し、そのジュール熱で６００℃で１時間焼成さ
せて感応層１２とし、熱線型半導体式ガス検知素子１を
得ることができる。
濃度水溶液を、前記水溶液中のスズに対してアンチモン
が０．1ａｔｍ％含まれるように添加し、この水溶液に
アンモニアを添加して水酸化スズを沈殿させた後、この
沈殿物を濾別し、８０℃で２４時間乾燥させた後、電気
炉で６００℃で４時間焼成した。こうして得られた酸化
スズをさらに粉砕して、平均粒径１．５μｍ程度の微粉
体を形成した。この微粉体を１，３−ブタンジオールを
用いてペーストにして、図２に示すように、白金線コイ
ル１１（線径３０μｍ、巻き径０．４５ｍｍ、巻き間隔
０．０３ｍｍ）に直径５〜７ｍｍの球形で、前記白金線
コイル１１の全体を覆うように塗布する。これをさらに
８０℃で１時間乾燥させた後、前記白金線コイル１１に
電流を流し、そのジュール熱で６００℃で１時間焼成さ
せて感応層１２とし、熱線型半導体式ガス検知素子１を
得ることができる。
【００１７】この炭化水素ガス検知素子１は、例えば、
図１に示すようにブリッジ回路に組み込む事により出力
を得られる半導体式検知装置とする。
図１に示すようにブリッジ回路に組み込む事により出力
を得られる半導体式検知装置とする。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１９】上述の炭化水素ガス検知素子１を用いて、
種々の湿度条件におけるガス検知出力の濃度依存性を調
べたところ、図３のようになった。また、図３より、５
０００ｐｐｍと、１２５００ｐｐｍにおける出力の絶対
湿度依存性は、図４、図５のようになる。
種々の湿度条件におけるガス検知出力の濃度依存性を調
べたところ、図３のようになった。また、図３より、５
０００ｐｐｍと、１２５００ｐｐｍにおける出力の絶対
湿度依存性は、図４、図５のようになる。
【００２０】図３より、絶対出力の濃度依存性は高濃度
域ほど絶対湿度依存性が少なく、相対出力の濃度依存性
は低濃度域ほど絶対湿度依存性が少なくなっており、か
つ、逆に、いずれの場合も５０００〜１２５００ｐｐｍ
近傍の濃度に対応する出力値から濃度を求める場合、大
きな測定誤差が生じることが読みとれる。（例えば、基
準湿度環境下における５０００ｐｐｍ相当の絶対出力を
基に、ガス濃度を求めると、出力１１０ｍＶの場合、湿
度変動により、ガス濃度換算値が４２００〜５７００ｐ
ｐｍまでばらつくことになり、同様に相対出力により１
８０ｍＶの出力をガス濃度に変換すると、４７００〜５
６００ｐｐｍのばらつきになる。）これに対して、本発
明の半導体式検知装置の出力算出方法に基づき、前記絶
対出力と、前記相対出力との平均値を被検知ガス濃度出
力とした場合、すべての濃度域で絶対湿度依存性が少な
く、５０００〜１２５００ｐｐｍの、一般にメタンガス
等の燃料ガスの漏洩等に対する警報濃度域において、出
力値から濃度を求める場合にも少ない誤差で濃度値が求
められることが分かる。（例えば、基準湿度環境下にお
ける５０００ｐｐｍ相当の絶対出力を基に、ガス濃度を
求めると、出力１４５ｍＶの場合、湿度変動により、ガ
ス濃度換算値が４８００〜５２００ｐｐｍまでしかばら
つかず、誤差の少ないガス検知が可能になっていること
が分かる。）
域ほど絶対湿度依存性が少なく、相対出力の濃度依存性
は低濃度域ほど絶対湿度依存性が少なくなっており、か
つ、逆に、いずれの場合も５０００〜１２５００ｐｐｍ
近傍の濃度に対応する出力値から濃度を求める場合、大
きな測定誤差が生じることが読みとれる。（例えば、基
準湿度環境下における５０００ｐｐｍ相当の絶対出力を
基に、ガス濃度を求めると、出力１１０ｍＶの場合、湿
度変動により、ガス濃度換算値が４２００〜５７００ｐ
ｐｍまでばらつくことになり、同様に相対出力により１
８０ｍＶの出力をガス濃度に変換すると、４７００〜５
６００ｐｐｍのばらつきになる。）これに対して、本発
明の半導体式検知装置の出力算出方法に基づき、前記絶
対出力と、前記相対出力との平均値を被検知ガス濃度出
力とした場合、すべての濃度域で絶対湿度依存性が少な
く、５０００〜１２５００ｐｐｍの、一般にメタンガス
等の燃料ガスの漏洩等に対する警報濃度域において、出
力値から濃度を求める場合にも少ない誤差で濃度値が求
められることが分かる。（例えば、基準湿度環境下にお
ける５０００ｐｐｍ相当の絶対出力を基に、ガス濃度を
求めると、出力１４５ｍＶの場合、湿度変動により、ガ
ス濃度換算値が４８００〜５２００ｐｐｍまでしかばら
つかず、誤差の少ないガス検知が可能になっていること
が分かる。）
【００２１】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。上述の実施の形態では、基準出力テーブルとして絶
対湿度３０ｇ／ｍ3における絶対出力と相対出力との平
均値の被検知ガス濃度依存性を示すグラフを用いたが、
これに限らず、ガス検知装置の一般的な使用条件の湿度
環境を基準とすることで、ばらつきの少ない測定が可能
となる。また、絶対出力と相対出力との平均値を被検知
ガス濃度出力とするのに代え、絶対出力２：相対出力１
の加重平均を取り、被検知ガス濃度出力とするなど、ガ
ス検知素子と、被検知ガスの種類の組み合わせに応じて
重み付けを変えても良い。また、一つのガス検知素子に
よるある特定の被検知ガス濃度測定を行う場合であって
も、例えば、被検知ガスの濃度域によって、絶対出力と
相対出力との重み付けを変更しても良い。
る。上述の実施の形態では、基準出力テーブルとして絶
対湿度３０ｇ／ｍ3における絶対出力と相対出力との平
均値の被検知ガス濃度依存性を示すグラフを用いたが、
これに限らず、ガス検知装置の一般的な使用条件の湿度
環境を基準とすることで、ばらつきの少ない測定が可能
となる。また、絶対出力と相対出力との平均値を被検知
ガス濃度出力とするのに代え、絶対出力２：相対出力１
の加重平均を取り、被検知ガス濃度出力とするなど、ガ
ス検知素子と、被検知ガスの種類の組み合わせに応じて
重み付けを変えても良い。また、一つのガス検知素子に
よるある特定の被検知ガス濃度測定を行う場合であって
も、例えば、被検知ガスの濃度域によって、絶対出力と
相対出力との重み付けを変更しても良い。
【００２２】また、半導体式検知装置としては被検知ガ
スの濃度レベルを知るための警報器に限るものではな
く、被検知ガス濃度を知るための測定器であってもよ
い。この場合、前記報知部に被検知ガス濃度出力を被検
知ガス濃度に換算して表示させるディスプレーパネル
や、被検知ガス濃度を指針する濃度メーターなどの表示
部を設けて構成することができる。
スの濃度レベルを知るための警報器に限るものではな
く、被検知ガス濃度を知るための測定器であってもよ
い。この場合、前記報知部に被検知ガス濃度出力を被検
知ガス濃度に換算して表示させるディスプレーパネル
や、被検知ガス濃度を指針する濃度メーターなどの表示
部を設けて構成することができる。
【００２３】例えば、先述の炭化水素ガス検知ガス検知
素子を用いてによるメタンガス濃度を測定ガス検知器を
構成する場合、低濃度領域では、相対出力の重み付けを
高くし、高濃度領域では絶対出力の重み付けを高くする
ことにより、各濃度領域で湿度依存性の少ない出力を基
に被検知ガス濃度出力を得ることができるようになるの
で、より一層湿度依存性の少ない被検知ガス濃度出力を
得ることができ、温度測定器などによる事無く、正確に
ガス濃度を知ることができる。具体的には、６０００ｐ
ｐｍ以下では絶対出力１：相対出力２の重み付けで被検
知ガス濃度出力を得る一方、１２０００ｐｐｍ以上では
絶対出力２：相対出力１の重み付けで被検知ガス濃度出
力を得るようにすると、さらに湿度依存性の少ない被検
知ガス濃度測定が可能になる。
素子を用いてによるメタンガス濃度を測定ガス検知器を
構成する場合、低濃度領域では、相対出力の重み付けを
高くし、高濃度領域では絶対出力の重み付けを高くする
ことにより、各濃度領域で湿度依存性の少ない出力を基
に被検知ガス濃度出力を得ることができるようになるの
で、より一層湿度依存性の少ない被検知ガス濃度出力を
得ることができ、温度測定器などによる事無く、正確に
ガス濃度を知ることができる。具体的には、６０００ｐ
ｐｍ以下では絶対出力１：相対出力２の重み付けで被検
知ガス濃度出力を得る一方、１２０００ｐｐｍ以上では
絶対出力２：相対出力１の重み付けで被検知ガス濃度出
力を得るようにすると、さらに湿度依存性の少ない被検
知ガス濃度測定が可能になる。
【図１】ガス警報器の概略図
【図２】ガス検知素子の概略図
【図３】出力の被検知ガス濃度依存性を示すグラフ
【図４】被検知ガス濃度５０００ｐｐｍにおける出力の
絶対湿度依存性を示すグラフ
絶対湿度依存性を示すグラフ
【図５】被検知ガス濃度１２５００ｐｐｍにおける出力
の絶対湿度依存性を示すグラフ
の絶対湿度依存性を示すグラフ
１ 半導体式ガス検知素子
２ 記憶部
３ ガス検知部
４ 演算部
５ 報知部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 田上 晶弘
大阪府大阪市淀川区三津屋中２丁目５番４
号 新コスモス電機株式会社内
(72)発明者 河内 渉
大阪府大阪市淀川区三津屋中２丁目５番４
号 新コスモス電機株式会社内
(72)発明者 吉崎 公也
大阪府大阪市淀川区三津屋中２丁目５番４
号 新コスモス電機株式会社内
(72)発明者 土井 敏行
東京都港区海岸１丁目５番20号 東京瓦斯
株式会社内
Ｆターム(参考） 2G046 AA01 AA18 BA02 BA03 BA06
BA09 BC05 DC01 EA03 FB00
FB02 FE31 FE39
2G060 AA01 AB15 AE19 AF07 BA01
BB15 KA01
Claims (4)
- 【請求項１】 被検知ガスを含む検知対象ガスの被検知
ガス濃度に対応するガス検知出力を求める半導体式ガス
検知素子を備えた半導体式検知装置の出力算出方法であ
って、 前記半導体式ガス検知素子が被検知ガスを含む検知対象
ガスと接触したときの抵抗値変化に基づくガス検知出力
を絶対出力とし、 前記半導体式ガス検知素子が清浄空気と接触したときの
抵抗値と、前記被検知ガスを含む検知対象ガスと接触し
たときの抵抗値との差に基づくガス検知出力を相対出力
としたとき、 前記絶対出力の第一所定割合と、前記相対出力の第二所
定割合とを加算した値を被検知ガスに対する被検知ガス
濃度出力とする半導体式検知装置の出力算出方法。 - 【請求項２】 前記絶対出力と前記相対出力との平均値
を求め、被検知ガス濃度出力とする請求項１に記載の半
導体式検知装置の出力算出方法。 - 【請求項３】 前記被検知ガス濃度が１２０００ｐｐｍ
以上の時、前記第一所定割合を前記第二所定割合よりも
大に設定し、前記被検知ガス濃度が６０００ｐｐｍ以下
の時、前記第一所定割合を前記第二所定割合よりも小に
設定してある請求項２に記載の半導体式検知装置の出力
算出方法。 - 【請求項４】 被検知ガスを含む検知対象ガスの被検知
ガス濃度に対応するガス検知出力を求める半導体式ガス
検知素子を備えた半導体式検知装置であって、 前記半導体式ガス検知素子が被検知ガスを含む検知対象
ガスと接触したときの抵抗値変化に基づくガス検知出力
を絶対出力とし、 前記半導体式ガス検知素子が清浄空気と接触したときの
抵抗値と、前記被検知ガスを含む検知対象ガスと接触し
たときの抵抗値との差に基づくガス検知出力を相対出力
としたとき、 基準湿度環境における、被検知ガスの前記絶対出力の第
一所定割合と、前記相対出力の第二所定割合とを加算し
た基準出力値の被検知ガス濃度依存性を示す基準出力テ
ーブルを記憶する記憶部を備え、 検知対象ガスに対する絶対出力及び相対出力を求めるガ
ス検知部を備え、 その絶対出力と相対出力とに基づいて前記基準出力テー
ブルを参照し、被検知ガス濃度出力を求める演算部を備
えた半導体式検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001252878A JP4750327B2 (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 半導体式検知装置及びその出力算出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001252878A JP4750327B2 (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 半導体式検知装置及びその出力算出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003065988A true JP2003065988A (ja) | 2003-03-05 |
| JP4750327B2 JP4750327B2 (ja) | 2011-08-17 |
Family
ID=19081282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001252878A Expired - Lifetime JP4750327B2 (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 半導体式検知装置及びその出力算出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4750327B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109781794A (zh) * | 2017-11-15 | 2019-05-21 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于估计分析物浓度的感测系统和方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0564762U (ja) * | 1992-02-13 | 1993-08-27 | フィガロ技研株式会社 | ガス検出装置 |
| JP2000055856A (ja) * | 1998-08-06 | 2000-02-25 | New Cosmos Electric Corp | ガス検知方法及び装置 |
| JP2000088785A (ja) * | 1999-10-12 | 2000-03-31 | Matsushita Seiko Co Ltd | 空気質検知装置 |
-
2001
- 2001-08-23 JP JP2001252878A patent/JP4750327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0564762U (ja) * | 1992-02-13 | 1993-08-27 | フィガロ技研株式会社 | ガス検出装置 |
| JP2000055856A (ja) * | 1998-08-06 | 2000-02-25 | New Cosmos Electric Corp | ガス検知方法及び装置 |
| JP2000088785A (ja) * | 1999-10-12 | 2000-03-31 | Matsushita Seiko Co Ltd | 空気質検知装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109781794A (zh) * | 2017-11-15 | 2019-05-21 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于估计分析物浓度的感测系统和方法 |
| EP3486643A3 (en) * | 2017-11-15 | 2019-08-28 | Infineon Technologies AG | Sensing system and method for the estimation of analyte concentration |
| US11035825B2 (en) | 2017-11-15 | 2021-06-15 | Infineon Technologies Ag | Sensing systems and methods for the estimation of analyte concentration |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4750327B2 (ja) | 2011-08-17 |
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