JP2003172695A - 炭酸ガス検知器の校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 標準ガスの接続違いや、接続ミスにより炭酸
ガスセンサに大気を吸引させたことに起因する校正ミス
を防止して測定の信頼性を向上する。 【解決手段】 炭酸ガス検知器ＤＴに炭酸ガス濃度のゼ
ロ検知を判定させるゼロ点標準ガスＳＧ１を数十秒吸引
させて濃度測定を行うゼロ濃度測定工程ＳＰ１と、前記
ゼロ点標準ガスＳＧ１の炭酸ガス濃度が予め設定された
濃度以下であるか否かを判定するゼロ濃度判定工程ＳＰ
３と、炭酸ガス濃度が前記設定された濃度以下であると
の判定時に、前記ゼロ点標準ガスＳＧ１を引き続き吸引
させて前記炭酸ガス検知器ＤＴの検知出力レベルを前記
ゼロ点標準ガスの濃度に合わせてゼロ点校正するゼロ点
校正工程ＳＰ５とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般家庭、ビル
等の生活空間に存在する炭酸ガスのガス濃度を検出する
ために用いる赤外線吸収式の炭酸ガス検知器の校正方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤外線源を用いた一般的な赤外線吸収式
の炭酸ガス検知器の動作として、例えば赤外線ＬＥＤ
（発光ダイオード）から出射された赤外線は被測定用の
ガスが含まれるガスセルを通過し、ガス濃度に応じた赤
外線吸収がなされ、ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）におい
て炭酸ガスの場合は非吸収波長である３．９μｍの波長
成分のみ透過し、フォトトランジスタである赤外線検出
器に入射する。そして、赤外線検出器からの信号は積分
処理されて炭酸ガス濃度の演算がなされ、表示部に濃度
が表示される。

【０００３】この様に赤外線吸収式の炭酸ガス検知器は
赤外線源に赤外線ＬＥＤを用いているため、その劣化や
大気中の炭酸ガス濃度の変化に応じて検出レベルが変動
するために検出器を使用する前には、炭酸ガス濃度に応
じた検出レベル表示の校正を行う必要がある。

【０００４】従来の校正方法としては、図５の校正フロ
ーに示されるように、炭酸ガスが全く存在しない窒素ガ
ス（標準ガス或いはゼロガス）Ｎ₂が詰められたテトラ
パック等のガス採取袋を炭酸ガスセンサに接続し（ステ
ップＳ１）、赤外線検知器の応答性を考慮して１〜２分
間程度、ゼロガスを吸引させてゼロ点校正を実施する
（ステップＳ３）。その際の吸引量は１リットル程度必
要である。この時、ゼロガスにおける炭酸ガス濃度は０
に等しく、赤外線は殆ど赤外線検知器に向けて透過する
ため赤外線検知レベルに合わせ、炭酸ガス濃度のレベル
表示を電気的に０に設定する。

【０００５】次に、炭酸ガス検知濃度の上昇に合わせ
て、炭酸ガス濃度の表示レベルを０より最大炭酸ガス検
知濃度に応じた表示レベルへ変化する度合（スパン）を
設定するために、最大炭酸ガス検知濃度を決める。濃度
が例えば１０００ｐｐｍの炭酸ガス（スパンガス）を詰
めたガス採取袋を炭酸ガスセンサに接続し（ステップＳ
５）、赤外線検知器の応答性を考慮して１〜２分間程
度、スパンガスを吸引させてスパン点校正を実施する
（ステップＳ７）。その際の吸引量は１リットル程度必
要である。

【０００６】この時、赤外線は殆ど炭酸ガスに吸収され
て、赤外線検知器には非透過状態となるため、炭酸ガス
濃度のレベル表示を電気的に最大レベルに設定する。以
上のようにゼロ点校正とスパン校正が終了したならば環
境中の炭酸ガス濃度を測定し（ステップＳ９）、測定結
果を確認する（ステップＳ１１）。

【０００７】次に、赤外線吸収式を採用した炭酸ガス検
知器の概略の一例を図６に示す。炭酸ガスセンサＳとし
て、コレクタを＋電源端子に接続し、エミッタを抵抗Ｒ
１を通して接地したフォトトランジスタＰＴとアノード
を＋Ｖ電源端子に接続し、カソードをエミッタ接地され
たトランジスタＴＲを通して接地したホトダイオードＰ
Ｄより構成される。通常、フォトトランジスタＰＴの受
光部前面およびホトダイオードＰＤの投光部前面には外
乱の影響を排除するためそれぞれフードを設けている。
フード間に標準ガスあるいは被測定ガスを充填させるた
めの透明のガスセルを配置する。

【０００８】トランジスタＴＲのベースにはトランジス
タＴＲの駆動回路Ｄが接続され、駆動信号によりトラン
ジスタＴＲは動作してホトダイオードＰＤに動作電流を
流して点灯させる。フォトトランジスタＰＴはホトダイ
オードＰＤからの出射光を入光することで、入射光量に
応じた電流を抵抗Ｒ１に流す。入射光量は炭酸ガス濃度
に応じた赤外線吸収量に依存する。

【０００９】抵抗Ｒ１の両端には流れる電流に比例した
電圧が発生するため、この電圧はボルテジホロワー回路
を構成する演算増幅器Ｑ１を通して次段のゲイン可変型
の減算回路を構成する演算増幅器Ｑ２の非反転入力端子
に印加される。

【００１０】演算増幅器Ｑ２は、その非反転入力端子と
演算増幅器Ｑ１の出力端子間に入力抵抗Ｒ３が接続さ
れ、非反転入力端子と出力端子間にはゲイン調整用のポ
テンショメータＰＴ１が接続され、反転入力端子とグラ
ンド間には基準電圧Ｖｒｅｆが可変可能に印加されてい
る。

【００１１】また、演算増幅器Ｑ２のオフセット調整用
端子には、ゼロ点校正を行うため、プラス電圧を印加す
るポテンショメータＰＴ２が接続されている。更に、演
算増幅器Ｑ２の出力端子には、スパン調整用のポテンシ
ョメータＰＴ３の一方の固定端子が接続され、他方の固
定端子は抵抗Ｒ４を通して接地され、ポテンショメータ
ＰＴ３の可変端子は演算増幅器Ｑ２の非反転入力端子に
接続される。

【００１２】更に、抵抗Ｒ４の両端に現れた電圧は濃度
測定信号としてＡ／Ｄ変換器に入力され、デジタル変換
された後にマイクロコンピュータμの入力ポートＰ０２
に入力される。他の入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ４にはス
イッチＳＷ１，ＳＷ３、ＳＷ４の押下によるゼロ点校正
指示信号、スパン点校正指示信号、環境測定指示信号が
入力される。

【００１３】マイクロコンピュータμの出力ポートＰ５
〜Ｐ８からは、バッファＢＦ、動作抵抗Ｒを通して発光
ダイオ−ドＬ１，Ｌ２，Ｌ３のカソードにローレベル信
号を印加する。発光ダイオ−ドＬ１はゼロ点校正終了時
に点灯し、発光ダイオ−ドＬ２はスパン点校正終了時に
点灯し、発光ダイオ−ドＬ３は環境測定時に点灯する。
出力ポートＰ８に各種メッセージ及び炭酸ガス濃度をｐ
ｐｍに表示する表示回路ＤＩＳが接続される。

【００１４】次に、ゼロ点校正およびスパン点校正方法
について説明する。先ず、図示しないガスセルに標準ガ
スによるゼロガス（窒素ガスＮ₂）を１リットル程度充
填したならば、電源をＯＮすると共にスイッチＳＷ１を
オンする。この結果、炭酸ガスセンサＳにおいては、炭
酸ガスによる赤外線の吸収はないため、出射光はほぼ１
００％フォトトランジスタＰＴ側に透過して＋Ｖ電源端
子より、フォトトランジスタＰＴを通して抵抗Ｒ１に最
大電流が流れ、抵抗Ｒ１の両端からは最大電圧、例えば
５Ｖが演算増幅器Ｑ１を通して演算増幅器Ｑ２の非反転
入力端子に印加される。ここで演算増幅器Ｑ２の反転入
力端子に＋５Ｖが印加されているため演算増幅器Ｑ２の
差動出力は０Ｖとなり、ゼロ点校正時には炭酸ガス検知
器の出力は０にて表示される。

【００１５】しかし、演算増幅器Ｑ２の構成上、ゼロ点
校正時に差動出力に多少でも出力があると、その出力レ
ベルはゲインに比例して大きくなるため、ゼロ点校正時
はポテンショメータＰＴ１を調整しゲインを切換ながら
ポテンショメータＰＴ２を調整してゼロ点調整を行う。
ゼロガスを充填中に、最終的に最大ゲインにおける演算
増幅器Ｑ２の出力が表示回路ＤＩＳでゼロ表示され、発
光ダイオードＬ１が点灯したならばゼロ点校正は終了と
する。

【００１６】ゼロ点校正が終了したならば、ガスセルよ
りゼロガスを抜き取りスパンガスを充填する。このスパ
ンガスは例えば、１０００ｐｐｍの炭酸ガスであり、こ
の炭酸ガス濃度であると赤外線は炭酸ガスに吸収され、
赤外線の透過率は０となる。スパン点校正を行うに当た
り、スイッチＳＷ３をＯＮする。

【００１７】赤外線の透過率が０であるため、フォトト
ランジスタＰＴはオフ状態となり抵抗の両端電圧は０と
なり、演算増幅器Ｑ１を通して演算増幅器Ｑ２に入力さ
れる。演算増幅器Ｑ２の反転入力端子には５Ｖの電圧が
印加されているため、出力端子より５Ｖの差電圧が出力
される。スパン点校正時には炭酸ガス検知器の出力は５
Ｖにて表示される。

【００１８】スパンガスを充填中に、最終的にポテンシ
ョメータＰＴ３の調整により演算増幅器Ｑ２よりマイク
ロコンピュータμに対する出力を調整しながら、マイク
ロコンピュータμにセンサ出力に基づいて濃度演算を行
わせ、濃度をｐｐｍ単位にて表示回路ＤＩＳに表示す
る。ポテンショメータＰＴ３の調整により演算増幅器Ｑ
２よりマイクロコンピュータμに入力される電圧レベル
が上昇し、濃度演算値が１０００ｐｐｍとなったならば
発光ダイオードＬ２は点灯し、スパン点校正を終了とす
る。

【００１９】以上のように校正が終了したならばスイッ
チＳＷ４を押下して環境測定指示信号をマイクロコンピ
ュータμに入力した上で炭酸ガスセンサＳを炭酸ガス測
定環境に配置し、測定を開始する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】赤外線吸収式の炭酸ガ
ス検知器における、従来のゼロ点校正方法やスパン点校
正方法はゼロ点校正用、スパン点校正用の各標準ガスを
個々のテトラパック等のガス採取袋に密閉収納し、これ
らガス採取袋を炭酸ガス検知器に接続し炭酸ガスセンサ
に吸引させていた。

【００２１】そして、校正のためにはセンサの応答性を
考慮して１〜２分程度標準ガスを吸引させると、吸引量
は１リットル程度が必要となる。校正中にゼロ点校正
用、とスパン点校正用との各標準ガスを取り違えたこ
と、あるいはガス採取袋の接続ミスにより炭酸ガスセン
サに大気を吸引させる等の校正ミスがあったことを発覚
すると、新たな標準ガスを取り寄せて吸引し直す必要が
あるため時間のロスとなると共に、これら標準ガスは比
較的高価であるため、標準ガスを無駄に消費し経済的な
ロスになるという問題点がある。

【００２２】更に、標準ガスの接続ミスにより大気を吸
引させたことに気が付かずに校正を終了してしまうと、
実際の測定値に誤差が生じることになるが、例えば大気
中の炭酸ガス濃度より高い炭酸ガス濃度を有する環境で
の測定結果からは、その誤差に気が付かずその測定結果
を使用すると測定自体の信頼性を欠くことにもなる。

【００２３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、標準ガスの接続違いや、接続ミ
スにより炭酸ガスセンサに大気を吸引させたことに起因
する校正ミスを防止することができる炭酸ガス検知器の
校正方法を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る炭酸ガス検
知器の校正方法は、炭酸ガス検知器ＤＴに炭酸ガス濃度
のゼロ検知を判定させるゼロ点標準ガスＳＧ１を数十秒
吸引させて濃度測定を行うゼロ濃度測定工程ＳＰ１と、
前記ゼロ点標準ガスＳＧ１の炭酸ガス濃度が予め設定さ
れた濃度以下であるか否かを判定するゼロ濃度判定工程
ＳＰ３と、炭酸ガス濃度が前記設定された濃度以下であ
ると判定時に、前記ゼロ点標準ガスＳＧ１を引き続き吸
引させて前記炭酸ガス検知器ＤＴの検知出力レベルを前
記ゼロ点標準ガスの濃度に合わせてゼロ点校正するゼロ
点校正工程ＳＰ５とを含む。この発明によれば、炭酸ガ
ス検知器ＤＴのゼロ点校正前にゼロ点標準ガスＳＧ１の
濃度をチェックし、その濃度が適正であると判定された
ならば、当該ゼロ点標準ガスＳＧ１を引き続き使用して
炭酸ガス検知器ＤＴのゼロ点校正工程に移る。

【００２５】本発明に係る炭酸ガス検知器の校正方法
は、炭酸ガス検知器ＤＴに、予め設定された炭酸ガス濃
度の最大値の検知を判定させる最大点標準ガスＳＧ２を
数十秒吸引させて濃度測定を行う最大濃度測定工程ＳＰ
２と、前記最大点標準ガスＳＧ２の炭酸ガス濃度が予め
設定された最大値以上であるか否かを判定する最大濃度
判定工程ＳＰ４と、炭酸ガス濃度が前記設定された最大
値以上であると判定時に、前記最大点標準ガスＳＧ２を
引き続き吸引させて前記炭酸ガス検知器ＤＴの検知出力
レベルを前記最大点標準ガスＳＧ２の濃度に合わせて最
大点に校正する最大点校正工程ＳＰ６とを含む。

【００２６】この発明によれば、炭酸ガス検知器ＤＴに
おける検知出力の最大点校正前に最大点標準ガスＳＧ２
の濃度をチェックし、その濃度が適正であると判定され
たならば、当該最大点標準ガスＳＧ２を引き続き使用し
て炭酸ガス検知器ＤＴの最大点校正工程ＳＰ６に移る。

【００２７】本発明に係る炭酸ガス検知器の校正方法
は、炭酸ガス検知器ＤＴに炭酸ガス濃度のゼロ検知を判
定させるゼロ点標準ガスＳＧ１を数十秒吸引させて濃度
測定を行うゼロ濃度測定工程ＳＰ１と、前記ゼロ点標準
ガスＳＧ１の炭酸ガス濃度が予め設定された濃度以下で
あるか否かを判定するゼロ濃度判定工程ＳＰ３と、炭酸
ガス濃度が前記設定された濃度以下であると判定時に、
前記ゼロ点標準ガスＳＧ１を引き続き吸引させて前記炭
酸ガス検知器ＤＴの検知出力レベルを前記ゼロ点標準ガ
スの濃度に合わせてゼロ点校正するゼロ点校正工程ＳＰ
５と、前記ゼロ点標準ガスＳＧ１を炭酸ガス濃度の最大
値の検知を判定させる最大点標準ガスＳＧ２に切り換え
る標準ガス切換工程ＳＰ０と、炭酸ガス検知器ＤＴに、
前記切り換えた最大点標準ガスＳＧ２を数十秒吸引させ
て濃度測定を行う最大濃度測定工程ＳＰ２と、前記最大
点標準ガスＳＧ２の炭酸ガス濃度が予め設定された最大
値以上であるか否かを判定する最大濃度判定工程ＳＰ４
と、炭酸ガス濃度が前記設定された最大値以上であると
判定時に、前記最大点標準ガスＳＧ２を引き続き吸引さ
せて前記炭酸ガス検知器ＤＴの検知出力レベルを前記最
大点標準ガスＳＧ２の濃度に合わせて最大点に校正する
最大点校正工程ＳＰ６とを含む。この発明によれば、炭
酸ガス検知器ＤＴのゼロ点校正前にゼロ点標準ガスＳＧ
１の濃度をチェックし、その濃度が適正であると判定さ
れたならば、当該ゼロ点標準ガスを引き続き使用して炭
酸ガス検知器ＤＴのゼロ点校正工程に移り、ゼロ点校正
終了後に標準ガス切換工程ＳＰ０によりゼロ点標準ガス
ＳＧ１を炭酸ガス濃度の最大値を検知を判定させる最大
点標準ガスＳＧ２に切り換えたならば、炭酸ガス検知器
ＤＴにおける検知出力の最大点校正前に最大点標準ガス
ＳＧ２の濃度をチェックし、その濃度が適正であると判
定されたならば、当該最大点標準ガスＳＧ２を引き続き
使用して炭酸ガス検知器ＤＴの最大点校正工程ＳＰ６に
移る。

【００２８】本発明に係る炭酸ガス検知器の校正方法に
おける、ゼロ校正工程ＳＰ５はゼロ濃度判定工程ＳＰ３
で炭酸ガス濃度が大気中の炭酸ガス濃度近辺であること
が判定時に当該炭酸ガス濃度をゼロ濃度基準値として炭
酸ガス検知器ＤＴの検知出力レベルのゼロ点校正を行
う。この発明によれば、ゼロ濃度判定工程ＳＰ３で判定
された炭酸ガスの濃度が大気中の炭酸ガス濃度である場
合、この炭酸ガス濃度がゼロで無いにも拘わらず当該炭
酸ガス濃度をゼロ濃度基準値として炭酸ガス検知器ＤＴ
の検知出力レベルのゼロ点校正を行う。

【００２９】本発明に係る炭酸ガス検知器の校正方法に
おける、最大点校正工程ＳＰ６は、最大濃度判定工程Ｓ
Ｐ４で炭酸ガス濃度が最大濃度より設定された範囲で下
回ったことを判定時に、当該炭酸ガス濃度を最大濃度基
準値として炭酸ガス検知器ＤＴの検知出力レベルの最大
点校正を行う。この発明によれば、最大濃度判定工程Ｓ
Ｐ４で判定された炭酸ガスの濃度が使用している最大点
標準ガスの濃度を多少下がっても、この濃度低下は炭酸
ガス検知器の出力に低レベルのドリフトが発生している
ものと見なし、この炭酸ガス濃度が最大で無いにも拘わ
らず当該炭酸ガス濃度測定値を最大濃度基準値として炭
酸ガス検知器ＤＴの検知出力レベルの最大点校正を行
う。

【００３０】本発明に係る炭酸ガス検知器の校正方法
は、ゼロ濃度判定工程ＳＰ３または最大濃度判定工程Ｓ
Ｐ４でゼロ点または最大点標準ガスＳＧ２の濃度が設定
された濃度を逸脱したと判定にガス種およびガス吸引確
認メッセージをメッセージ報知手段ＡＮにより報知する
報知工程ＳＰを含む。この発明によれば、ゼロ濃度判定
工程ＳＰ３または最大濃度判定工程ＳＰ４でゼロ点また
は最大点標準ガスＳＧ２の濃度が設定された濃度を逸脱
したと判定にガス種およびガス吸引確認メッセージをメ
ッセージ報知手段ＡＮにより報知し、炭酸ガス検知器Ｄ
Ｔに対する標準ガスの接続ミスにより炭酸ガス検知器Ｄ
Ｔへ大気の吸引、炭酸ガス検知器ＤＴに対する標準ガス
の接続違いを確認させる。

【００３１】

【発明の実施の形態】実施の形態 以下、本発明に係る炭酸ガス検知器の校正方法の概要を
図２のフローチャートを参照して説明する。先ず、ゼロ
点校正用のガス採取袋を炭酸ガス検知器に接続して標準
ガスを炭酸ガスセンサに２０秒程度吸引させて濃度測定
を行わせる（ステップＳ１，１ａ）。この濃度測定を校
正前ゼロ点測定とする。

【００３２】濃度測定の結果、測定値が２００ｐｐｍ以
下あるいは２００ｐｐｍであるか否かを判定する（ステ
ップＳ１ｂ）。ここで、測定値が２００ｐｐｍを超える
場合は接続した標準ガスがスパンガス或いはガス採取袋
の接続ミスにより大気中の炭酸ガス（濃度ほぼ４００ｐ
ｐｍ）を吸引していると判断し、ガス種類（ゼロガス、
スパンガスあるいは大気）及び接続の確認メッセージを
表示する（ステップＳ１ｃ）。メッセージ内容をみてガ
ス種（ゼロガスあるいはスパンガス）のチェックあるい
は接続チェックを行う。

【００３３】測定値が２００ｐｐｍ以下であることが判
定されたならば、引き続きゼロ点校正の実施に移る（ス
テップＳ３）。ゼロガスにおける炭酸ガス濃度では、赤
外線は殆ど炭酸ガスに吸収されることなく、赤外線検知
器に向けて透過するため赤外線検知レベルに合わせて炭
酸ガス濃度のレベル表示を電気的に０に設定する。メッ
セージ内容より濃度が２００ｐｐｍを大幅に超えていな
いと判断したならば、その時の濃度を濃度０ｐｐｍとし
て強制的にゼロ点校正を行うことも可能である。詳細に
説明するならば、校正時の測定濃度が２００ｐｐｍを越
えない範囲であれば強制的ゼロ点校正が許容される。こ
れは、本発明に使用される赤外線センサによる炭酸ガス
濃度検出時の公差は±１５０ｐｐｍであり、誤差を含め
ると２５０ｐｐｍまでの強制的ゼロ点校正が許容される
が、本発明は強制校正可能範囲を２００ｐｐｍ以下とす
る。即ち、校正時の測定濃度が２００ｐｐｍを越えると
強制的にゼロ点校正を行わず、再度ゼロガスを充填す
る。

【００３４】ゼロ点校正が終了したならば、標準ガスを
スパンガスとしたスパン点校正用のガス採取袋を炭酸ガ
ス検知器に接続して標準ガスを炭酸ガスセンサに２０秒
程度吸引させて濃度測定を行わせる（ステップＳ５，５
ａ）。この濃度測定を校正前スパン点測定とする。

【００３５】濃度測定の結果、測定値が８００ｐｐｍ以
上あるいは８００ｐｐｍであるか否かを判定する（ステ
ップＳ５ｂ）。ここで、測定値が８００ｐｐｍを下がる
場合は接続した標準ガスがゼロガス或いはガス採取袋の
接続ミスにより大気を吸引していると判断し、ガス種類
（ゼロガス、スパンガスあるいは大気）及び接続の確認
メッセージを表示する（ステップＳ５ｃ）。メッセージ
内容をみてガス種のチェックあるいは接続チェックを行
う。

【００３６】８００ｐｐｍ以上であることが判定された
ならば、引き続きスパン点校正の実施に移る（ステップ
Ｓ７）。スパンガスにおける炭酸ガス濃度においては、
赤外線は殆ど炭酸ガスに吸収されるため赤外線検知レベ
ルに合わせ、炭酸ガス濃度のレベル表示をスパンガスの
濃度に電気的に設定する。メッセージ内容より濃度が８
００ｐｐｍ以下を大幅に下がっていないと判断したなら
ば、その時の濃度を８００ｐｐｍとして強制的にスパン
点校正を行うことも可能である。詳細に説明するなら
ば、校正時の測定濃度が７００ｐｐｍ以上の範囲であれ
ば強制的スパン点校正が許容される。これは、本発明に
使用される赤外線センサによる炭酸ガス濃度検出時の公
差は±１５０ｐｐｍであり、検出誤差を含めると６５０
ｐｐｍまでの強制的スパン点校正が許容されるが、本発
明は強制校正可能範囲を７００ｐｐｍ以上とする。即
ち、校正時の測定濃度が７００ｐｐｍ以下に低下した場
合は強制スパン点校正を行わず再度スパンガスを充填す
る。

【００３７】尚、炭酸ガスセンサが長期に亘り校正がな
されず放置された場合に、センサ自体の問題でドリフト
が発生しセンサ出力が不安定となる場合が考えられる。
これは炭酸ガス濃度と無関係なものであるため、接続確
認メッセージが出た後でもドリフトレベルを考慮して強
制的に校正を実施することができる。

【００３８】以下、本実施の形態に係る炭酸ガスセンサ
の校正方法を、本方法を具現化する炭酸ガス検知器の動
作を司るマイクロコンピュータの動作を参照して説明す
る。図３は本実施の形態における赤外線吸収式の炭酸ガ
ス検知器の構成図であり、図４は炭酸ガス検知器におけ
るマイクロコンピュータの校正処理方法を説明するフロ
ーチャートである。尚、図３中、図６と同一符号は同一
または相当部分を示す。

【００３９】本実施の形態の炭酸ガス検知器において
は、校正前にはセンサ出力を回路のオフセット、回路ゲ
インの影響を排除するためセンサ出力をボルテージフォ
ロワ回路を構成する演算増幅器Ｑ１よりＡ／Ｄ変換器を
通してマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略記す
る。）μに入力する。

【００４０】電源のＯＮに伴ってマイコンμは初期化処
理を開始して外部データ、演算結果を取り込むメモリ部
をクリアする（ステップＳ１０１）。ポートＰの入力信
号を読み取り、そのレベルが校正前スイッチＳＷ０のオ
ンによりＨレベルになったか否かを判定する（ステップ
Ｓ１０３）。ここでポートＰの入力信号がＨレベルであ
ることが判定されたならば、Ａ／Ｄ変換器でデジタル変
換された赤外線センサ信号をポートＰ０１より読み取
り、そのレベルより炭酸ガス濃度Ｃを演算する（ステッ
プＳ１０５，１０７）。

【００４１】炭酸ガス濃度Ｃ≦２００ｐｐｍか否かを判
定し（ステップＳ１０９）、炭酸ガス濃度Ｃが２００ｐ
ｐｍ以上であることが判定されたならば、炭酸ガスセン
サＳはガス採取袋の接続ミスにより大気ガス（約４００
ｐｐｍ）を吸引しているか、ガス採取袋の接続違いでス
パンガス（８００ｐｐｍ）を吸引していると判断してガ
ス種類（スパンガス）および接続の確認メッセージデー
タを表示回路ＤＩＳに送り、測定濃度Ｃと共に確認メッ
セージを表示させる（ステップＳ１１１）。

【００４２】ユーザによる接続確認の結果、ゼロガスが
正常に導入されていることが判定さされ、炭酸ガス濃度
の上昇はセンサ自体の問題でドリフトが発生したことに
起因すると判定されたならばゼロ点強制校正が可能であ
ること（ステップＳ１１３）、あるいはステップＳ１０
９で炭酸ガス濃度Ｃが２００ｐｐｍ以上でないことが判
定されたならばゼロ点校正スイッチＳＷ１をオンする。

【００４３】マイコンμは炭酸ガス濃度測定から２０秒
経過したならば、ポートＰ１の入力信号を読み取り、そ
のレベルがゼロ点校正スイッチＳＷ１のオンによりＨレ
ベルになったか否かを判定する（ステップＳ１１５）。
ここでポートＰの入力信号がＨレベルであることが判定
されたならば、Ａ／Ｄ変換器でデジタル変換されたゼロ
点校正時の赤外線センサ信号をポートＰ０２より入力す
る（ステップＳ１１７）。

【００４４】ゼロガス吸引時には表示する炭酸ガス濃度
Ｃをセンサ信号の最大レベルとは逆に０ｐｐｍ表示をさ
せるため、演算増幅器Ｑ１を通して演算増幅器Ｑ２に入
力されるセンサ信号レベルは基準電圧Ｖｒｅｆの差電圧
となり０Ｖとなる。従って、演算増幅器Ｑ２の入力信号
レベルは０となる。

【００４５】しかし、演算増幅器Ｑ２はその回路特性
上、入力信号が０にも拘わらず出力信号は０とならずオ
フセット電圧が発生するため、演算増幅器Ｑ２のゲイン
をポテンショメータＰＴ１で上げていきながら、ポテン
ショメータＰＴ２を調整して出力信号を０にすることで
ゼロ点校正を行う。

【００４６】演算増幅器Ｑ２の出力信号はスパン調整用
のポテンショメータＰＴ３を通してＡ／Ｄ変換器に入力
されてデジタル変換され、センサ信号として入力ポート
Ｐ０２に入力される。マイコンμは入力ポートＰ０２よ
り入力信号レベルを読み取り（ステップＳ１１７）、そ
の信号レベルを炭酸ガス濃度Ｃに演算していき最終的に
入力信号レベルが０となった時点で炭酸ガス濃度Ｃを０
ｐｐｍとしてゼロ点校正を終了する（ステップＳ１１
９，１２１）。以降検出された炭酸ガスの濃度が２００
ｐｐｍ以下の場合は、炭酸ガス検知器は検出濃度０ｐｐ
ｍを表示する。尚、ゼロ点校正が終了したならば、マイ
コンは出力ポートＰ５をＬレベルにし発光ダイオードＬ
１に電流を流し点灯させる。

【００４７】以上のようにゼロ点校正が終了したなら
ば、ユーザは標準ガスをスパンガスに切り換えて校正前
スイッチＳＷ２を押下する。マイコンはポートＰ２の入
力信号を読み取り、そのレベルが校正前スイッチＳＷ２
のオンによりＨレベルになったか否かを判定する（ステ
ップＳ１２３）。ここで入力ポートＰ２の入力信号がＨ
レベルであることが判定されたならば、Ａ／Ｄ変換器で
デジタル変換された赤外線センサ信号を入力ポートＰ０
１より読み取り、そのレベルより炭酸ガス濃度Ｃを演算
する（ステップＳ１２５，Ｓ１２７）。

【００４８】炭酸ガス濃度Ｃ≧８００ｐｐｍか否かを判
定し（ステップＳ１２９）、炭酸ガス濃度Ｃが８００ｐ
ｐｍ以下であることが判定されたならば、炭酸ガスセン
サＳはガス採取袋の接続ミスに大気ガス（約４００ｐｐ
ｍ）を吸引しているか、ガス採取袋の接続違いでゼロガ
スを吸引していると判断してガス種類および接続の確認
のメッセージデータを表示回路ＤＩＳに送り、測定濃度
Ｃと共に確認メッセージを表示させる（ステップＳ１２
９，Ｓ１３１）。

【００４９】ユーザによる接続確認の結果、スパンガス
が正常に導入されていることが判定され、炭酸ガス濃度
の下降はセンサ自体の問題でドリフトが発生したことに
起因すると判定され、スパン点強制校正が可能であるこ
と（ステップＳ１１３）、あるいはステップＳ１０９で
炭酸ガス濃度Ｃが８００ｐｐｍ（あるいは７００ｐｐ
ｍ）以下でないことが判定されたならばスパン点校正ス
イッチＳＷ３をオンする。

【００５０】マイコンは炭酸ガス濃度測定から２０秒経
過したならば、入力ポートＰ３の入力信号を読み取り、
そのレベルがスパン点校正スイッチＳＷ３のオンにより
Ｈレベルになったか否かを判定する（ステップＳ１３
５）。ここでポートＰ３の入力信号がＨレベルであるこ
とが判定されたならば、Ａ／Ｄ変換器でデジタル変換さ
れたスパン点校正時の赤外線センサ信号をポートＰ０２
より入力する（ステップＳ１３７）。

【００５１】スパンガス吸引時には表示する炭酸ガス濃
度Ｃは、センサ信号の最小レベルとは逆に１０００ｐｐ
ｍ表示をさせるため、演算増幅器Ｑ１を通して演算増幅
器Ｑ２に入力されるセンサ信号レベル（０Ｖ）は基準電
圧Ｖｒｅｆ（５Ｖ）の差電圧（５Ｖ−０Ｖ）となり、例
えば基準電圧レベルの５Ｖとなる。従って、演算増幅器
Ｑ２の入力信号レベルは５Ｖとなる。

【００５２】しかし、マイコン側ではセンサ信号レベル
が、例えば１２Ｖに対して１０００ｐｐｍを表示するよ
う設定されている場合に、炭酸ガス濃度１０００ｐｐｍ
に対して演算増幅器Ｑ２の出力レベルが１２Ｖに成るよ
うにスパン調整用のポテンショメータＰＴ３を調整して
出力信号を１２Ｖにすることでスパン点校正を行う。

【００５３】演算増幅器Ｑ２の出力信号はスパン調整用
のポテンショメータＰＴ３を通してＡ／Ｄ変換器に入力
され、デジタル変換されセンサ信号して入力ポートＰ０
２に入力される。マイコンμは入力ポートＰ０２より入
力信号レベル読み取り（ステップＳ１３７）、その信号
レベルを基に炭酸ガス濃度Ｃに演算していき最終的に入
力信号レベルが１２Ｖとなった時点で炭酸ガス濃度Ｃを
１０００ｐｐｍとしてスパン点校正を終了する（ステッ
プＳ１３９，１４１）。

【００５４】尚、スパン点校正が終了したならば、マイ
コンμは出力ポートＰ６をＬレベルにし発光ダイオード
Ｌ２に電流を流し点灯させる。以上、全ての校正が終了
したならば、スイッチＳＷ４を押下して測定信号読み込
み状態とする。

【００５５】マイコンμはポートＰ４の入力信号レベル
がＨレベルであることを判定したならば、発光ダイオー
ドＬ３を点灯して測定開始状態を表示する。その後、ポ
ートＰ０２より信号を取り込み、その信号レベルから空
気環境中の炭酸ガス濃度を演算して表示回路ＤＩＳに表
示することで、環境測定（炭酸ガス濃度測定）結果が表
示される（ステップＳ１４３）。

【００５６】以上のように、この校正方法によれば標準
ガスのガス採取袋を炭酸ガス検出器に接続して校正開始
と共に本標準ガスの濃度を数十秒測定して、本標準ガス
が本校正用のガスであることを判定したならば本標準ガ
スにより引き続き校正を実施する。従って、誤った標準
ガスに気が付かず校正を進めることが防止されると共
に、正常な標準ガスであることが確認できた場合は引き
続きガス濃度測定を継続して校正を実施することで、標
準ガスの無駄使いを防止しガスの確認より校正まで一連
して行われるため校正作業を迅速に行うことができる。

【００５７】

【発明の効果】この発明によれば、炭酸ガス検知器ＤＴ
のゼロ点校正前にゼロ点標準ガスＳＧ１の濃度をチェッ
クし、その濃度が適正であると判定されたならば、当該
ゼロ点標準ガスＳＧ１を引き続き使用して炭酸ガス検知
器ＤＴのゼロ点校正工程に移ることで、標準ガスの接続
間違いや、ゼロ点標準ガスＳＧ１の接続ミスで大気を吸
引させて校正を実施してしまうことを防止することがで
きるため、測定自体の信頼性を向上させることができる
という効果がある。

【００５８】この発明によれば、炭酸ガス検知器ＤＴに
おける検知出力の最大点校正前に最大点標準ガスＳＧ２
の濃度をチェックし、その濃度が適正であると判定され
たならば、当該最大点標準ガスＳＧ２を引き続き使用し
て炭酸ガス検知器ＤＴの最大点校正工程ＳＰ６に移るこ
とで、標準ガスの接続間違いや、最大点標準ガスＳＧ２
の接続ミスで大気を吸引させて校正を実施してしまうこ
とを防止することができるため、測定自体の信頼性を向
上させることができるという効果がある。

【００５９】この発明によれば、炭酸ガス検知器ＤＴの
ゼロ点校正前にゼロ点標準ガスＳＧ１の濃度をチェック
し、その濃度が適正であると判定されたならば、当該ゼ
ロ点標準ガスを引き続き使用して炭酸ガス検知器ＤＴの
ゼロ点校正工程に移り、ゼロ点校正終了後に標準ガス切
換工程ＳＰ０によりゼロ点標準ガスＳＧ１を炭酸ガス濃
度の最大値を検知を判定させる最大点標準ガスＳＧ２に
切り換えたならば、炭酸ガス検知器ＤＴにおける検知出
力の最大点校正前に最大点標準ガスＳＧ２の濃度をチェ
ックし、その濃度が適正であると判定されたならば、当
該最大点標準ガスＳＧ２を引き続き使用して炭酸ガス検
知器ＤＴの最大点校正工程ＳＰ６に移ることで、標準ガ
スの接続間違いや、ゼロ点標準ガスＳＧ１の接続ミスで
大気を吸引させて校正を実施してしまうことを防止でき
ると共に、最大点標準ガスＳＧ２の接続ミスで大気を吸
引させて校正を実施してしまうことを防止することがで
きるため、測定自体の信頼性を向上させることができる
という効果がある。

【００６０】この発明によれば、ゼロ濃度判定工程ＳＰ
３で判定された炭酸ガスの濃度が大気中の炭酸ガス濃度
である場合、この炭酸ガス濃度がゼロで無いにも拘わら
ず当該炭酸ガス濃度をゼロ濃度基準値として炭酸ガス検
知器ＤＴの検知出力レベルのゼロ点校正を行うことで、
炭酸ガス検知器ＤＴの使用環境に応じたゼロ点校正を行
うことができるため、測定自体の信頼性をより向上させ
ることができるという効果がある。

【００６１】この発明によれば、最大濃度判定工程ＳＰ
４で判定された炭酸ガスの濃度が使用している最大点標
準ガスの濃度を多少下がっても、この濃度低下は炭酸ガ
ス検知器の出力に低レベルのドリフトが発生しているも
のと見なし、この炭酸ガス濃度が最大で無いにも拘わら
ず当該炭酸ガス濃度測定値を最大濃度基準値として炭酸
ガス検知器ＤＴの検知出力レベルの最大点校正を行うこ
とで、炭酸ガス検知器ＤＴの機器性能に合わせた最大点
校正を行うことができるため、測定自体の信頼性をより
向上させることができるという効果がある。

【００６２】この発明によれば、ゼロ濃度判定工程ＳＰ
３または最大濃度判定工程ＳＰ４でゼロ点または最大点
標準ガスＳＧ２の濃度が設定された濃度を逸脱したと判
定にガス種およびガス吸引確認メッセージをメッセージ
報知手段ＡＮにより報知し、炭酸ガス検知器ＤＴに対す
る標準ガスの接続ミスにより炭酸ガス検知器ＤＴへ大気
の吸引、炭酸ガス検知器ＤＴに対する標準ガスの接続違
いを確認させることで、高価な標準ガスの無駄な消費を
早期に止めることができるため経済的なロスを低く抑え
ることができると共に、不適正な標準ガスの使用を早期
に報知し測定結果に誤りを顕在させることを防止できる
ため測定自体の信頼性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る炭酸ガス検知器の校正方法
の概要を説明する工程図である。

【図２】本実施の形態に係る炭酸ガス検知器の校正方法
の概要を説明するフローチャートである。

【図３】本実施の形態に係る校正方法を実施する炭酸ガ
ス検知器の概略を示す図である。

【図４】本実施の形態に係る炭酸ガス検知器におけるマ
イコンの校正処理方法を説明するフローチャートであ
る。

【図５】従来における炭酸ガス検知器の校正方法の概要
を説明するフローチャートである。

【図６】従来の炭酸ガス検知器の概略を示す図である。

【符号の説明】

ＤＴ 炭酸ガス検知器 ＳＧ１ ゼロ点標準ガス ＳＧ２ 最大点標準ガス ＳＰ１ ゼロ濃度測定工程 ＳＰ３ ゼロ濃度判定工程 ＳＰ５ ゼロ点校正工程 ＳＰ０ 標準ガス切換工程 ＳＰ４ 最大濃度判定工程 ＳＰ６ 最大点校正工程 ＳＰ 報知工程 ＡＮ メッセージ報知手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭酸ガス検知器に炭酸ガス濃度のゼロ検
   知を判定させるゼロ点標準ガスを数十秒吸引させて濃度
   測定を行うゼロ濃度測定工程と、 前記ゼロ点標準ガスの炭酸ガス濃度が予め設定された濃
   度以下であるか否かを判定するゼロ濃度判定工程と、 炭酸ガス濃度が前記設定された濃度以下であると判定時
   に、前記ゼロ点標準ガスを引き続き吸引させて前記炭酸
   ガス検知器の検知出力レベルを前記ゼロ点標準ガスの濃
   度に合わせてゼロ点校正するゼロ点校正工程と、 を含むことを特徴とする炭酸ガス検知器の校正方法。
2. 【請求項２】 炭酸ガス検知器に、予め設定された炭酸
   ガス濃度の最大値検知を判定させる最大点標準ガスを数
   十秒吸引させて濃度測定を行う最大濃度測定工程と、 前記最大点標準ガスの炭酸ガス濃度が予め設定された最
   大値以上であるか否かを判定する最大濃度判定工程と、 炭酸ガス濃度が前記設定された最大値以上であると判定
   時に、前記最大点標準ガスを引き続き吸引させて前記炭
   酸ガス検知器の検知出力レベルを前記最大点標準ガスの
   濃度に合わせて最大点に校正する最大点校正工程と、 を含むことを特徴とする炭酸ガス検知器の校正方法。
3. 【請求項３】 炭酸ガス検知器に炭酸ガス濃度のゼロ検
   知を判定させるゼロ点標準ガスを数十秒吸引させて濃度
   測定を行うゼロ濃度測定工程と、 前記ゼロ点標準ガスの炭酸ガス濃度が予め設定された濃
   度以下であるか否かを判定するゼロ濃度判定工程と、 炭酸ガス濃度が前記設定された濃度以下であると判定時
   に、前記ゼロ点標準ガスを引き続き吸引させて前記炭酸
   ガス検知器の検知出力レベルを前記ゼロ点標準ガスの濃
   度に合わせてゼロ点校正するゼロ点校正工程と、 前記ゼロ点標準ガスを炭酸ガス濃度の最大値の検知を判
   定させる最大点標準ガスに切り換える標準ガス切換工程
   と、 炭酸ガス検知器に、前記切り換えた最大点標準ガスを数
   十秒吸引させて濃度測定を行う最大濃度測定工程と、 前記最大点標準ガスの炭酸ガス濃度が予め設定された最
   大値以上であるか否かを判定する最大濃度判定工程と、 炭酸ガス濃度が前記設定された最大値以上であると判定
   時に、前記最大点標準ガスを引き続き吸引させて前記炭
   酸ガス検知器の検知出力レベルを前記最大点標準ガスの
   濃度に合わせて最大点に校正する最大点校正工程と、 を含むことを特徴とする炭酸ガス検知器の校正方法。
4. 【請求項４】 前記ゼロ点校正工程は、ゼロ濃度判定工
   程で炭酸ガス濃度が大気中の炭酸ガス濃度近辺であるこ
   とが判定時に当該炭酸ガス濃度をゼロ濃度基準値として
   炭酸ガス検知器の検知出力レベルのゼロ点校正を行うこ
   とを特徴とする請求項１または３に記載の炭酸ガス検知
   器の校正方法。
5. 【請求項５】 前記最大点校正工程は、最大濃度判定工
   程で炭酸ガス濃度が最大濃度より設定された範囲で下回
   ったことを判定時に、当該炭酸ガス濃度を最大濃度基準
   値として炭酸ガス検知器の検知出力レベルの最大点校正
   を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の炭酸
   ガス検知器の校正方法。
6. 【請求項６】 ゼロ濃度判定工程または最大濃度判定工
   程でゼロ点または最大点標準ガスの濃度が設定された濃
   度を逸脱したと判定にガス種およびガス吸引確認メッセ
   ージをメッセージ報知手段により報知する報知工程を含
   むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の炭酸
   ガス検知器の校正方法。