JP2005156364A - 可燃性ガス検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも１つの熱伝導式ガス検出部を接触燃焼式ガス検出部と共に可燃性ガスの低濃度側検出に用い、当該熱伝導式ガス検出部の特徴を有効に活用して、接触燃焼式ガス検出部の触媒の劣化を抑制しつつ、可燃性ガスを精度よく検出するようにした可燃性ガス検出装置を提供する。
【解決手段】 接触燃焼式ガス検出部３８０及び熱伝導式ガス検出部３９０を採用して、水素ガス濃度が通常監視ガス濃度未満にあるとき、接触燃焼式ガス検出部３８０の発熱抵抗体３３０への通電を行うことなく、熱伝導式ガス検出部３９０がその発熱抵抗体３３０への通電のもと水素ガス濃度を監視する。そして、水素ガス濃度が上記通常監視ガス濃度以上になると、接触燃焼式ガス検出部３８０がその発熱抵抗体３３０への通電のもと水素ガス濃度を検出する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、可燃性ガス検出装置に関するものである。

従来、この種の可燃性ガス検出装置においては、下記特許文献１にて開示された可燃性ガス濃度測定装置がある。この可燃性ガス濃度測定装置は、接触燃焼式ガスセンサ及び熱伝導式ガスセンサを備えている。当該可燃性ガス濃度測定装置でもって被測定ガス雰囲気中の対象ガスの濃度を測定するにあたり、接触燃焼式ガスセンサは、対象ガスの濃度をその低濃度側にて検出し、一方、熱伝導式ガスセンサは、対象ガスの濃度をその高濃度側にて検出するようになっている。

ここで、接触燃焼式ガスセンサでは、対象ガスが、発熱抵抗体で加熱される触媒に接触して燃焼するとき、この燃焼により当該対象ガスから発熱抵抗体に伝導される伝導熱を利用して、対象ガスの濃度が検出される。また、熱伝導式ガスセンサでは、発熱抵抗体からの熱が対象ガスに直接伝導することで当該発熱抵抗体から失われる熱を利用して、対象ガスの濃度が検出される。
特開２００２−２４３６８６号公報

ところで、上記可燃性ガス濃度測定装置においては、上述のように、接触燃焼式ガスセンサが対象ガスの低濃度側を検出対象とし、一方、熱伝導式ガスセンサが対象ガスの高濃度側を検出対象としているため、対象ガスの低濃度側の検出は、接触燃焼式ガスセンサのみに依存することとなる。しかも、接触燃焼式ガスセンサは、上述のように、触媒を有する。このため、被測定ガス雰囲気中に硫黄（Ｓ）や珪素（Ｓｉ）のような触媒に対する被毒物質が存在すると、触媒が当該被毒物質に影響される。

従って、接触燃焼式ガスセンサが、対象ガスの低濃度側検出のために長期に亘り使用されると、触媒の性能が経時的に劣化し、その結果、接触燃焼式ガスセンサの検出精度が低下するという不具合を招く。

一方、熱伝導式ガスセンサでは、被測定ガス雰囲気内の湿度の影響を受け易く、ガスセンサとしての検出精度の低下を招くことがある。また、熱伝導式ガスセンサでは、対象ガスの濃度が低いほど、当該対象ガスの熱伝導率によっては発熱抵抗体から熱を吸収しにくい。このため、当該熱伝導式ガスセンサの検出精度は、対象ガスの低濃度側では、接触燃焼式ガスセンサに比べ低い。

しかし、熱伝導式ガスセンサは、接触燃焼式ガスセンサのような触媒を有しないことから、接触燃焼式ガスセンサにおけるような上記不具合を生じないという特徴を有する。

そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、少なくとも１つの熱伝導式ガス検出部を接触燃焼式ガス検出部と共に可燃性ガスの低濃度側検出に用い、当該熱伝導式ガス検出部の特徴を有効に活用して、接触燃焼式ガス検出部の触媒の劣化を抑制しつつ、可燃性ガスを精度よく検出するようにした可燃性ガス検出装置を提供することを目的とする。

上記課題の解決にあたり、本発明に係る可燃性ガス検出装置は、請求項１の記載によれば、
通電されたとき熱を生じる発熱抵抗体（３３０、２１１）と、この発熱抵抗体（以下、接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体ともいう）の熱に基づき可燃性ガスを燃焼させる触媒（３７０）とを有し、可燃性ガスの燃焼熱に応じて変化する接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき可燃性ガスの濃度を検出する接触燃焼式ガス検出部（３８０）と、
通電されたとき熱を生じる他の発熱抵抗体（３３０、２２１）を有し、この発熱抵抗体（以下、熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体ともいう）の熱に対する可燃性ガスの熱伝導による吸収に応じて変化する熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき可燃性ガスの濃度を検出する熱伝導式ガス検出部（３９０）と、
この熱伝導式ガス検出部の検出でもって可燃性ガスの濃度を監視するように熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御し、熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じて接触燃焼式ガス検出部により可燃性ガスの濃度を検出するように接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御する制御手段（２５０、４００、４１０、４１１、４２０、４２１）とを備える。

このように、熱伝導式ガス検出部を接触燃焼式ガス検出部と共に可燃性ガスの低濃度側検出のために採用して、熱伝導式ガス検出部の検出でもって可燃性ガスの濃度を監視し、熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じて接触燃焼式ガス検出部により可燃性ガスの濃度を検出する。

これにより、可燃性ガスに対する検出精度はよくないが触媒を有さないという熱伝導式ガス検出部の特徴を有効に活用して、熱伝導式ガス検出部による粗い検出でもって可燃性ガスの濃度を監視し、熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度が上記所定の監視ガス濃度範囲内へ増大したときに、初めて接触燃焼式ガス検出部により可燃性ガスの濃度を検出することとなる。

換言すれば、熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度が上記所定の監視ガス濃度範囲内へ増大したときに、初めて、接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体が通電されて触媒を加熱して可燃性ガスを燃焼させることとなる。従って、触媒が接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体により加熱される時間は大幅に減少するので、触媒の経時的劣化が大幅に抑制され得る。

その結果、熱伝導式ガス検出部を接触燃焼式ガス検出部と共に可燃性ガスの低濃度側検出に採用し、当該熱伝導式ガス検出部の特徴を有効に活用することで、接触燃焼式ガス検出部の触媒の劣化を抑制しつつ、可燃性ガスを精度よく検出することができる。

また、本発明は、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の可燃性ガス検出装置において、ガス検出素子（３００）と、制御手段（２５０、４００、４１０、４１１、４２０、４２１）とを備え、
ガス検出素子は、
半導体基板（３１０）と、この半導体基板の表面に形成される絶縁層（３２０）と、この絶縁層の表面に互いに間隔をおいて形成される複数の発熱抵抗体（３３０、２１１、２２１）と、これら複数の発熱抵抗体を覆うように絶縁層の表面に形成される絶縁保護層（３５０）と、この絶縁保護層の表面のうち複数の発熱抵抗体のうち一つの発熱抵抗体（３３０、２１１）に対応する部位に形成される触媒（３７０）とを有し、半導体基板のうち複数の発熱抵抗体の各々に対応する部位にそれぞれ凹部（３１１）を形成して、
上記一つの発熱抵抗体（以下、接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体ともいう）がその通電により熱を生じたときこの熱に基づき触媒により可燃性ガスを燃焼させることで当該可燃性ガスの燃焼熱に応じて変化する接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき可燃性ガスの濃度を検出する接触燃焼式ガス検出部（３８０）と、
複数の発熱抵抗体のうち他の一つの発熱抵抗体（３３０、２２１）がその通電により熱を生じたときこの熱に対する可燃性ガスの熱伝導による吸収に応じて変化する上記他の一つの発熱抵抗体（以下、熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体ともいう）の抵抗値に基づき可燃性ガスの濃度を検出する熱伝導式ガス検出部（３９０）とを構成してなり、
制御手段は、熱伝導式ガス検出部の検出でもって可燃性ガスの濃度を監視するように熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御し、熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じて接触燃焼式ガス検出部により可燃性ガスの濃度を検出するように前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御する。

これによっても、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成し得る。また、上述のように構成されるガス検出素子は、マイクロマシニング技術を利用して形成されるが、接触燃焼式ガス検出部及び熱伝導式ガス検出部が、共に、共通の半導体基板に一体に形成される。従って、接触燃焼式ガス検出部及び熱伝導式ガス検出部が別体である場合に比べて、可燃性ガス検出装置がより一層コンパクトに形成され得る。その結果、請求項１に記載の発明の作用効果が、より一層コンパクトに形成した可燃性ガス検出装置でもって達成され得る。

また、発熱抵抗体が上述のように半導体基板の凹部に形成されている。このため、熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体及び接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の通電制御を容易に行うことができるとともに、熱容量が小さくなり、発熱抵抗体へ供給する電力を抑制し得る。

また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１或いは２に記載の可燃性ガス検出装置において、制御手段は、
熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度が上記監視ガス濃度範囲内の通常監視ガス濃度（α）に増大したとき接触燃焼式ガス検出部により可燃性ガスの濃度を検出するように接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段（４１０、４１１）と、
接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度が上記監視ガス濃度範囲内にて上記通常監視ガス濃度よりも高い危険監視ガス濃度（β）未満のとき接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の通電制御を停止する通電制御停止手段（４２０、４００）と、
熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度或いは接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を出力するガス濃度出力手段（４２０、４２１）とを備えて、
通電制御手段は、通電制御停止手段による通電制御停止に伴い、熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御することを特徴とする。

このように制御手段を構成することで、請求項１或いは２に記載の発明の作用効果をより一層具体的に達成し得る。

また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項３に記載の可燃性ガス検出装置において、通電制御手段は、熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度が上記通常監視ガス濃度に増大したか否かを判定する通常監視ガス濃度判定手段（４１０）を備えて、この通常監視ガス濃度判定手段による上記通常監視ガス濃度への増大との判定に伴い、接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御し、
通電制御停止手段は、接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度が上記危険監視ガス濃度未満か否かを判定する危険監視ガス濃度判定手段（４２０）を備えて、この危険監視ガス濃度判定手段による上記危険監視ガス濃度未満との判定に伴い、接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の通電制御を停止するようにしたことを特徴とする。

このように通電制御手段及び通電制御停止手段を構成することで、請求項３に記載の発明の作用効果をより一層向上し得る。

また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項４に記載の可燃性ガス検出装置において、制御手段は、
熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度を経時的に繰り返しサンプリングデータとしてサンプリングする熱伝導式ガス検出用サンプリング手段と、
この熱伝導式ガス検出用サンプリング手段による各サンプリングデータの平均値を算出して熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度として設定する熱伝導式ガス検出用算出手段と、
接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を経時的に繰り返しサンプリングデータとしてサンプリングする接触燃焼式ガス検出用サンプリング手段と、
この接触燃焼式ガス検出用サンプリング手段による各サンプリングデータの平均値を算出し接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度として設定する接触燃焼式ガス検出用算出手段とを備えることを特徴とする。

これによれば、熱伝導式ガス検出部及び接触燃焼式ガス検出部の各検出ガス濃度が、それぞれ、サンプリングデータの平均値で設定されるので、通常監視ガス濃度判定手段での上記通常監視ガス濃度との比較判定や危険監視ガス濃度判定手段での上記危険監視ガス濃度との比較判定が、各対応の検出ガス濃度と設定した各対応のサンプリングデータの平均値を用いてなされることとなる。

ここで、各サンプリングデータにノイズその他の外乱が含まれていても、当該各サンプリングデータの平均値をとることで、この平均値に対する外乱の影響が最小限に抑制される。その結果、上述した通常監視ガス濃度判定手段による判定や危険監視ガス濃度判定手段による判定が精度よくなされ、請求項４に記載の発明の作用効果をより一層精度よく達成し得る。

また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項３〜５のいずれか一つに記載の可燃性ガス検出装置において、制御手段は、
通常監視ガス濃度判定手段が熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度の上記通常監視ガス濃度への増大と判定したとき熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体及び接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の双方を同時に通電制御する同時通電制御手段（４１１）と、
この同時通電制御手段による同時通電制御下にて熱伝導式ガス検出部及び接触燃焼式ガス検出部の各検出濃度に基づき触媒の劣化度合いが劣化許容限界値（γ）を超えて高くなっているか否かを判定する劣化度合い判定手段（４３０）と、
劣化度合い判定手段により触媒の劣化度合いが上記劣化許容限界値を超えて高くなっていると判定されたとき、触媒の劣化として出力する劣化出力手段（４３１）とを備えることを特徴とする。

このように触媒の劣化度合いが上記劣化許容限界値を超えて高くなっているときには、触媒の劣化として出力することで、この出力を視認等により確認することができる。その結果、請求項３〜５のいずれか一つに記載の発明の作用効果を達成しつつ、触媒が劣化したときには、接触燃焼式ガス検出部のガス濃度の検出精度が低下することをも認識し得る。

また、本発明は、請求項７の記載によれば、請求項６に記載の可燃性ガス検出装置において、劣化度合い判定手段は、接触燃焼式ガス検出部の検出濃度の熱伝導式ガス検出部の検出濃度に対する比を上記劣化許容限界値と比較することで、触媒の劣化度合いが上記劣化許容限界値を超えて高くなっているか否かを判定するようにしたことを特徴とする。

このように、接触燃焼式ガス検出部の検出濃度の熱伝導式ガス検出部の検出濃度に対する比を上記劣化許容限界値と比較することで、触媒の劣化度合いの判定がより一層確実になされ、その結果、請求項６に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。

また、本発明に係る可燃性ガス検出装置は、請求項８の記載によれば、ガス複合検出部（５６０）と、ガス単独検出部（５７０）と、制御手段（４４０、４１０、４１４、４２０、４２１）とを備え、
ガス複合検出部は、
ガス複合検出用発熱抵抗体（３３０、２１１）及び触媒（３７０）を有し、上記ガス複合検出用発熱抵抗体がその通電により熱を生じたときこの熱に基づき触媒により可燃性ガスを燃焼させることで当該可燃性ガスの燃焼熱に応じて変化するガス複合検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき可燃性ガスの濃度を検出するように構成した接触燃焼式ガス検出部（３８０）と、
補償用発熱抵抗体（３３０、２２１）を有し、周囲環境に応じて変化する上記補償用発熱抵抗体の抵抗値に基づき接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を補償する補償部（３９０）とを備え、
ガス単独検出部は、ガス単独検出用発熱抵抗体（５１０、２８１）を有し、このガス単独検出用発熱抵抗体がその通電により熱を生じたときこの熱に対する可燃性ガスの熱伝導による吸収に応じて変化する上記ガス単独検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき可燃性ガスの濃度を検出するように構成した熱伝導式ガス検出部であって、
制御手段は、ガス単独検出部の検出でもって可燃性ガスの濃度を監視するように上記ガス単独検出用発熱抵抗体を通電制御し、ガス単独検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じてガス複合検出部により可燃性ガスの濃度を検出するように上記ガス複合検出用発熱抵抗体を通電制御する。

このように、ガス単独検出部をガス複合検出部と共に可燃性ガスの低濃度側検出のために採用して、ガス単独検出部の検出でもって可燃性ガスの濃度を監視し、ガス単独検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じてガス複合検出部により可燃性ガスの濃度を検出する。

これにより、可燃性ガスに対する検出精度はよくないが触媒を有さないというガス単独検出部である熱伝導式ガス検出部の特徴を有効に活用して、ガス単独検出部による粗い検出でもって可燃性ガスの濃度を監視し、ガス単独検出部の検出ガス濃度が上記所定の監視ガス濃度範囲内へ増大したときに、初めてガス複合検出部により可燃性ガスの濃度を検出することとなる。

換言すれば、ガス単独検出部の検出ガス濃度が上記所定の監視ガス濃度範囲内へ増大したときに、初めて、ガス複合検出用発熱抵抗体が通電されて触媒を加熱して可燃性ガスを燃焼させることとなる。従って、触媒がガス複合検出用発熱抵抗体により加熱される時間は大幅に減少するので、触媒の経時的劣化が大幅に抑制され得る。

その結果、ガス単独検出部をガス複合検出部と共に可燃性ガスの低濃度側検出に採用し、当該ガス単独検出部の特徴を有効に活用することで、ガス複合検出部の触媒の劣化を抑制しつつ、可燃性ガスを精度よく検出することができる。ここで、接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を補償部によって補償するので、可燃性ガスの検出精度をさらに向上できる。

また、本発明に係る可燃性ガス検出装置は、請求項９の記載によれば、
ガス検出素子（５００）と、制御手段（４４０、４１０、４１４、４２０、４２１）とを備え、
ガス検出素子は、
半導体基板（３１０）と、この半導体基板の表面に形成される絶縁層（３２０）と、この絶縁層の表面に互いに間隔をおいて形成される複数の発熱抵抗体（３３０、５１０）と、これら各発熱抵抗体を覆うように絶縁層の表面に形成される絶縁保護層（３５０）と、この絶縁保護層の表面のうち複数の発熱抵抗体のうちの一つの発熱抵抗体（３３０、２１１）に対応する部位に形成される触媒（３７０）とを有し、半導体基板のうち各発熱抵抗体に対応する部位にそれぞれ凹部（３１１）を形成して、
上記一つの発熱抵抗体（以下、ガス複合検出用発熱抵抗体ともいう）がその通電により熱を生じたときこの熱に基づき触媒により可燃性ガスを燃焼させることで当該可燃性ガスの燃焼熱に応じて変化するガス複合検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき可燃性ガスの濃度を検出する接触燃焼式ガス検出部（３８０）と、周囲環境に応じて変化する複数の発熱抵抗体のうちの他の一つの発熱抵抗体（３３０、２２１）（以下、補償用発熱抵抗体（３３０、２２１）ともいう）の抵抗値に基づき接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を補償する補償部（３９０）との双方でもって構成されるガス複合検出部（５６０）と、
複数の発熱抵抗体のうちその他の一つの発熱抵抗体（５１０、２８１）（以下、ガス単独検出用発熱抵抗体（５１０、２８１）ともいう）がその通電により熱を生じたときこの熱に対する可燃性ガスの熱伝導による吸収に応じて変化するガス単独検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき可燃性ガスの濃度を検出する熱伝導式ガス検出部からなるガス単独検出部（５７０）とを構成してなり、
制御手段は、ガス単独検出部の検出でもって可燃性ガスの濃度を監視するようにガス単独検出用発熱抵抗体を通電制御し、ガス単独検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じてガス複合検出部により可燃性ガスの濃度を検出するようにガス複合検出用発熱抵抗体を通電制御する。

これによっても、請求項８に記載の発明と同様の作用効果を達成し得る。また、上述のように構成されるガス検出素子は、マイクロマシニング技術を利用して形成されるが、ガス複合検出部及びガス単独検出部が、共に、共通の半導体基板に一体に形成される。従って、ガス複合検出部及びガス単独検出部が別体である場合に比べて、可燃性ガス検出装置がより一層コンパクトに形成され得る。その結果、請求項８に記載の発明の作用効果が、より一層コンパクトに形成した可燃性ガス検出装置でもって達成され得る。

また、発熱抵抗体が上述のように半導体基板の凹部に形成されていることで、熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体及び接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の通電制御を容易に行うことができる。

また、本発明は、請求項１０の記載によれば、請求項８或いは９に記載の可燃性ガス検出装置において、
制御手段は、ガス単独検出部の検出ガス濃度が上記監視ガス濃度範囲内の通常監視ガス濃度（α）に増大したときガス複合検出部により可燃性ガスの濃度を検出するようにガス複合検出用発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段（４１０、４１４）と、
ガス複合検出部の検出ガス濃度が上記監視ガス濃度範囲内にて上記通常監視ガス濃度よりも高い危険監視ガス濃度（β）未満のときガス複合検出用発熱抵抗体の通電制御を停止する通電制御停止手段（４２０、４４０）と、
ガス単独検出部の検出ガス濃度或いはガス複合検出部の検出ガス濃度を出力するガス濃度出力手段（４２０、４２１）とを備えて、
通電制御手段は、通電制御停止手段による通電制御停止に伴い、ガス単独検出用発熱抵抗体を通電制御することを特徴とする。

このように制御手段を構成することで、請求項８或いは９に記載の発明の作用効果をより一層具体的に達成し得る。

また、本発明は、請求項１１の記載によれば、請求項１０に記載の可燃性ガス検出装置において、
通電制御手段は、ガス単独検出部の検出ガス濃度が上記通常監視ガス濃度に増大したか否かを判定する通常監視ガス濃度判定手段（４１０）を備えて、この通常監視ガス濃度判定手段による上記通常監視ガス濃度への増大との判定に伴い、ガス複合検出用発熱抵抗体を通電制御し、
通電制御停止手段は、ガス複合検出部の検出ガス濃度が上記危険監視ガス濃度未満か否かを判定する危険監視ガス濃度判定手段（４２０）を備えて、この危険監視ガス濃度判定手段による上記危険監視ガス濃度未満との判定に伴い、ガス複合検出用発熱抵抗体の通電制御を停止するようにしたことを特徴とする。

このように通電制御手段及び通電制御停止手段を構成することで、請求項１０に記載の発明の作用効果をより一層向上し得る。

また、本発明は、請求項１２の記載によれば、請求項１１に記載の可燃性ガス検出装置において、制御手段は、
ガス単独検出部の検出ガス濃度を経時的に繰り返しサンプリングデータとしてサンプリングするガス単独検出用サンプリング手段（４５０）と、
このガス単独検出用サンプリング手段による各サンプリングデータの平均値を算出してガス単独検出部の検出ガス濃度として設定するガス単独検出用算出手段（４６０）と、
ガス複合検出部の検出ガス濃度を経時的に繰り返しサンプリングデータとしてサンプリングするガス複合検出用サンプリング手段（４７０）と、
このガス複合検出用サンプリング手段による各サンプリングデータの平均値を算出しガス複合検出部の検出ガス濃度として設定するガス複合検出用算出手段（４８０）とを備えることを特徴とする。

これによれば、ガス単独検出部及びガス複合検出部の各検出ガス濃度が、それぞれ、サンプリングデータの平均値で設定されるので、通常監視ガス濃度判定手段での上記通常監視ガス濃度との比較判定や危険監視ガス濃度判定手段での上記危険監視ガス濃度との比較判定が、各対応の検出ガス濃度と設定した各対応のサンプリングデータの平均値を用いてなされることとなる。

ここで、各サンプリングデータにノイズその他の外乱が含まれていても、当該各サンプリングデータの平均値をとることで、この平均値に対する外乱の影響が最小限に抑制される。その結果、上述した通常監視ガス濃度判定手段による判定や危険監視ガス濃度判定手段による判定が精度よくなされ、請求項１１に記載の発明の作用効果をより一層精度よく達成し得る。

また、本発明は、請求項１３の記載によれば、請求項１０〜１２のいずれか一つに記載の可燃性ガス検出装置において、制御手段は、
通常監視ガス濃度判定手段がガス単独検出部の検出ガス濃度が上記通常監視ガス濃度に増大したと判定したときガス複合検出用発熱抵抗体を同時に通電制御する同時通電制御手段（４１４）と、
この同時通電制御手段による同時通電制御下にてガス複合検出部及びガス単独検出部の各検出濃度に基づき触媒の劣化度合いが劣化許容限界（γ）を超えて高くなっているか否かを判定する劣化度合い判定手段（４３０）と、
前記劣化度合い判定手段が前記触媒の劣化度合いが上記劣化許容限界値を超えて高くなっていると判定したとき、前記触媒の劣化を出力する劣化出力手段（４３１）とを備えることを特徴とする。

このように触媒の劣化度合いが上記劣化許容限界値を超えて高くなっているときには、触媒の劣化として出力することで、この出力を視認等により確認することができる。その結果、請求項１０〜１２のいずれか一つに記載の発明の作用効果を達成しつつ、触媒が劣化したときには、ガス複合検出部のガス濃度の検出精度が低下することをも認識し得る。

また、本発明は、請求項１４の記載によれば、請求項１３に記載の可燃性ガス検出装置において、劣化度合い判定手段は、ガス複合検出部の検出濃度のガス単独検出部の検出濃度に対する比を上記劣化許容限界値と比較することで、触媒の劣化度合いが上記劣化許容限界値を超えて高くなっているか否かを判定するようにしたことを特徴とする。

このように、ガス複合検出部の検出濃度のガス単独検出部の検出濃度に対する比を上記劣化許容限界値と比較することで、触媒の劣化度合いの判定がより一層確実になされ、その結果、請求項１３に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。

また、本発明は、請求項１５の記載によれば、請求項３〜７及び１０〜１４のいずれか一つに記載の可燃性ガス検出装置において、上記通常監視ガス濃度は、可燃性ガスの下限爆発濃度の４分の１以下の濃度であり、また、上記危険監視ガス濃度は、上記下限爆発濃度の４分の１を超え当該下限爆発濃度の２分の１以下であることを特徴とする。

これにより、請求項３〜７及び１０〜１４のいずれか一つに記載の発明の作用効果をより一層確実に達成し得る。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１及び図２は、本発明に係る可燃性ガス検出装置の第１実施形態を示しており、この可燃性ガス検出装置は、例えば、燃料電池から漏れる水素ガスの濃度を検出するのに用いられる。

当該可燃性ガス検出装置は、装置ユニット１００（図１参照）と、制御回路２００（図２参照）とにより構成されている。装置ユニット１００は、図１にて示すごとく、ケーシング１１０、蓋体１２０及びコネクタ１３０を備えている。ケーシング１１０は両ケーシング部材１１１、１１２を有しており、当該両ケーシング部材１１１、１１２は、その各開口部にて嵌合されて、ケーシング１１０を構成している。

ここで、ケーシング部材１１１は、ガス導入筒１１３を備えており、このガス導入筒１１３は、ケーシング部材１１１の底壁中央から外方へ円筒状に延出し、ガス導入口部１１４にて、外方に開口している。なお、図１にて、符号１１５は、Ｏリングを示す。また、当該Ｏリングは、当該可燃性ガス検出装置の取り付け箇所によっては、廃止してもよい。

蓋体１２０は、図１にて示すごとく、ケーシング部材１１１の内側からガス導入筒１１３内に同軸的に嵌装されており、当該蓋体１２０は、図１、図３及び図４にて示すごとく、円筒部材１２１を備えている。この円筒部材１２１は、その底壁側円筒部にて、図１にて示すごとく、ガス導入筒１１３の小径穴部内に同軸的に嵌装されており、当該円筒部材１２１は、その環状底壁１２２（図３参照）にて、ガス導入口部１１４にその内面側から着座している。なお、円筒部材１２１は、その環状底壁１２２の中空部にて、ガス導入口部１１４を通り外方に開口している。

また、円筒部材１２１は、その基端側環状フランジ部１２３にて、ガス導入筒１１３の基端側に形成した大径穴部内にパッキン等の環状シール（図示しない）を介し接着剤で気密的に接着嵌装されている。なお、上述のように環状シールを介し接着剤で接着することに代えて、溶着に依ってもよい。

また、蓋体１２０は、円筒部材１２１内に設けた撥水フィルタ１２４及び金網１２５を備えている。撥水フィルタ１２４は、その外周部にて、円筒部材１２１の環状底壁１２２と環板状スペーサ１２６との間に挟持されており、この撥水フィルタ１２４は、ガス導入口部１１４及び円筒部材の環状底壁１２２の中空部からスペーサ１２６内への水滴の浸入や粉塵の侵入を防止する。

金網１２５は、その外周部にて、環板状スぺーサ１２６と円筒状スペーサ１２７の環状底壁との間に挟持されており、この金網１２５は、次のような役割を果たす。即ち、発熱抵抗体３３０（後述する）への通電に伴い当該発熱抵抗体に電流が流れ、発熱抵抗体が水素ガスの下限爆発温度を上回ることで、水素ガスがスペーサ１２７内で発火した場合に、金網１２５は、スペーサ１２７の内部からその外方へ逸火することを防止する。

なお、スペーサ１２７は、円筒部材１２１の円筒部内に同軸的に圧入により嵌装されて、その環状底壁にて、金網１２５、環状スペーサ１２６及び撥水フィルタ１２４を、円筒部材１２１のガス導入口部１２２の内面上に固定している。

コネクタ１３０は、ケーシング部材１１１の図１にて図示右側壁に組み付けられており、このコネクタ１３０は、その複数のコネクタピン１３１（図１では、一コネクタピンのみを示す）にて、ケーシング１１１の右側壁を通し配線板１８０の配線パターン部（図示しない）に電気的に接続されている。なお、当該コネクタ１３０は、ケーシング部材１１１と一体で構成されていてもよい。

当該装置ユニット１００は、図１、図３及び図５にて示すごとく、ガス検出素子（以下、ガス検出素子３００という）、敷き板１４０及び取り付け板１５０を備えており、ガス検出素子３００は、図１及び図３にて示すごとく、敷き板１４０及び取り付け板１５０と共に、円筒部材１２１内に支持されている。取り付け板１５０は、図３にて示すごとく、その断面Ｌ字状外周部１５１にて、円筒部材１２１の環状フランジ部１２３内に同軸的にかつ液密的に固定されている。敷き板１４０は、熱伝導率の小さい材料でもって形成されており、この敷き板１４０は、取り付け板１５０の外面（スペーサ１２７側の面）の中央部に接着剤で接着されている。ガス検出素子３００は、敷き板１４０の外面（スペーサ１２７側の面）に接着剤で接着されて、スペーサ１２７内に露呈している。

また、当該装置ユニット１００は、図１、図３及び図５にて示すごとく、複数本のピン状ターミナル１６０〜１６４及びヒータ１７０を備えており、各ターミナル１６０〜１６４は、取り付け板１５０に挿通されている。ヒータ１７０は、図５にて示すごとく、両ターミナル１６０、１６３の各先端部間に電気的に接続されており、このヒータ１７０は、両ターミナル１６０、１６３を介する給電によりガス検出素子３００を加熱してこのガス検出素子３００に付着する不純物成分を焼失させる。なお、ガス検出素子３００は、後述する各電極膜３６０（図７参照）にて、ターミナル１６１、１６２及び１６４の各先端部にワイヤボンディングにより電気的に接続されている。

配線板１８０は、ケーシング１１０内に設けられており、この配線板１８０は、その外周部にて、ケーシング部材１１１の開口端部に支持されている。なお、当該配線板１８０には、各ターミナル１６０〜１６４が、その基端部にて、嵌着されて配線板１８０の上記配線パターン部に電気的に接続されている。

制御回路２００は、図１にて示すごとく、配線板１８０の裏面に実装されており、この制御回路２００は、当該配線板１８０の上記配線パターン部を介し、コネクタ１３０のコネクタピン１３１及び各ターミナル１６０〜１６４に電気的に接続されている。

次に、上述したガス検出素子３００の構成及びその製造工程について図６〜図１３に基づき説明する。ガス検出素子３００はマイクロマシニング技術を用いて製造されているもので、当該ガス検出素子３００は、図６にて示すごとく、珪素製半導体基板３１０及び上下両側絶縁層３２０を備えている。上側絶縁層３２０は、半導体基板３１０の表面に形成されており、一方、下側絶縁層３２０は、半導体基板３１０の裏面に形成されている。

ここで、半導体基板３１０には、図６にて図示左右両側凹部３１１が、上側絶縁層３２０の裏面側において、間隔をおいて形成されている。また、下側絶縁層３２０は、各凹部３１１に対応する部位にて、それぞれ除去されて、各凹部３１１の開口部として形成されている。これにより、上側絶縁層３２０は、その裏面のうち各凹部３１１に対する各対応裏面部にて、当該各凹部３１１の開口部を通して外方に露呈している。なお、半導体基板３１０は、各凹部３１１以外の部位にて基板部３１２を構成する。

また、ガス検出素子３００は、図６及び図７にて示すごとく、左右両側発熱抵抗体３３０及び左側、中央側及び右側の各配線膜３４０を備えている。左側発熱抵抗体３３０は、上側絶縁層３２０の表面のうち左側凹部３１１に対応する部位上にジグザグ状に形成されており、一方、右側発熱抵抗体３３０は、上側絶縁層３２０の表面のうち右側凹部３１１に対応する部位上にジグザグ状に形成されている。

左側配線膜３４０は、図６にて示すごとく、上側絶縁層３２０の表面の左側部上において、半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、図７にて示すごとく、左側発熱抵抗体３３０の一端と一体となるように形成されている。中央側配線膜３４０は、上側絶縁層３２０の表面の中央部上にて、半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、左側発熱抵抗体３３０の他端及び右側発熱抵抗体３３０の一端と一体となるように形成されている。また、右側配線膜３４０は、上側絶縁層３２０の表面の右側部上にて、半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、右側発熱抵抗体３３０の他端と一体となるように形成されている。

また、当該ガス検出素子３００は、図６及び図７にて示すごとく、保護絶縁層３５０、左側、中央側及び右側の各電極膜３６０並びに触媒膜３７０を備えており、保護絶縁層３５０は、各配線膜３４０及び各発熱抵抗体３３０を覆うように、上側絶縁層３２０の表面上に形成されている。ここで、保護絶縁層３５０には、左側、中央側及び右側の各コンタクトホール３５１が、保護絶縁層３５０のうち左側、中央側及び右側の各配線膜３４０に対応する各部位に形成されている。これにより、左側、中央側及び右側の各配線膜３４０は、その表面にて、左側、中央側及び右側の各コンタクトホール３５１を通り外方に露呈している。

左側、中央側及び右側の各電極膜３６０は、左側、中央側及び右側の各コンタクトホール３５１を通して左側、中央側及び右側の各配線膜３４０上に形成されている。触媒膜３７０は、保護絶縁層３５０の表面のうち左側発熱抵抗体３３０に対応する部位上に形成されている。

本第１実施形態では、ガス検出素子３００において、左側発熱抵抗体３３０、左側及び中央側の各配線膜３４０、左側及び中央側の各電極膜３６０並びに触媒膜３７０が、主として、接触燃焼式ガス検出部３８０を構成し、右側発熱抵抗体３３０、中央側及び右側の各配線膜３４０並びに中央側及び右側の各電極膜３６０が、主として、熱伝導式ガス検出部３９０を構成する。

次に、上述のように構成されるガス検出素子３００の製造工程について図８〜図１３を参照して説明する。
（１）各絶縁層３２０の形成工程
珪素からなる半導体基板３１０を準備する（図８参照）。この半導体基板３１０を洗浄した上で当該半導体基板３１０に熱酸化処理を施す。これにより、半導体基板３１０の表裏面が上下両側の酸化珪素膜（ＳｉＯ₂膜）としてそれぞれ１００（ｎｍ）の厚さにて形成される。ついで、半導体基板３１０の上下両側の各酸化珪素膜に減圧ＣＶＤ法により上下両側の各窒化珪素膜（Ｓｉ₃Ｎ₄膜）をそれぞれ積層して２００（ｎｍ）の厚さにて形成する。

これにより、半導体基板３１０の上側酸化珪素膜及び上側窒化珪素膜が上側絶縁層３２０として形成され、一方、半導体基板３１０の下側酸化珪素膜及び下側窒化珪素膜が下側絶縁層３２０として形成される（図８参照）。なお、上記上側窒化珪素膜上にプラズマＣＶＤ法により酸化珪素膜（ＳｉＯ₂膜）を１００（ｎｍ）の厚さにて形成し、この酸化珪素膜をも含めて上側絶縁層３２０として形成してもよい。
（２）各発熱抵抗体３３０及び各配線膜３４０の形成工程
上述のように各絶縁層３２０を形成した後、温度３００（℃）の雰囲気内において、下側タンタル膜（Ｔａ膜）を２０（ｎｍ）の厚さにて上側絶縁層３２０の表面にスパッタリングにより形成し、ついで、白金膜（Ｐｔ膜）を３００（ｎｍ）の厚さにて上記下側タンタル膜にスパッタリングにより積層状に形成し、さらに、上側タンタル膜を当該白金膜に２０（ｎｍ）の厚さにてスパッタリングにより積層状に形成する。なお、上記下側タンタル膜は、上記白金膜の上側絶縁層３２０との密着強度を高める役割をもつ。

然る後、フォトリソグラフィ処理にて、上記上側タンタル膜、白金膜及び下側タンタル膜のうち各発熱抵抗体３３０及び各配線膜３４０に対する対応部以外の部位を、エッチングにより除去する。これにより、左右両側の各発熱抵抗体３３０並びに左側、中央側及び右側の各配線膜３４０が、図９にて示すごとく、上側絶縁層３２０の表面上に形成される。なお、配線膜３４０及び発熱抵抗体３３０の抵抗温度係数は、約２０００（ｐｐｍ）である。
（３）絶縁保護層３５０の形成工程
上述のように各発熱抵抗体３３０及び各配線膜３４０を形成した後、酸化珪素層（ＳｉＯ₂層）を、プラズマＣＶＤ法により、各発熱抵抗体３３０及び各配線膜３４０を覆うようにして上側絶縁層３２０の表面上に１００（ｎｍ）の厚さにて形成する。さらに、当該酸化珪素層上に、窒化珪素層（Ｓｉ₃Ｎ₄層）を、減圧ＣＶＤ法により、２００（ｎｍ）の厚さにて積層状に形成する。これらの形成は、絶縁層３２０や配線膜３４０のプロセス温度に比べて、低温のプロセスでなされる。

ついで、当該窒化珪素層及び酸化珪素層の積層のうち各配線膜３４０に対応する各部位を、フォトリソグラフィ処理のもとエッチングにより除去する。これにより、左側、中央側及び右側の各コンタクトホール３５１を有する絶縁保護層３５０が、図１０にて示すごとく、各発熱抵抗体３３０を覆うようにして上側絶縁層３２０の表面上に形成される。なお、各配線膜３４０は各対応のコンタクトホール３５１を通り外方に露呈される。
（４）各電極膜３６０の形成工程
上述のように絶縁保護層３５０を形成した後、クロム膜（Ｃｒ膜）を２０（ｎｍ）の厚さにて絶縁保護層３５０にスパッタリングにより層状に形成し、ついで、このクロム膜上に、金膜（Ａｕ膜）を６００（ｎｍ）の厚さにてスパッタリングにより積層状に形成する。

然る後、このように積層した金膜及びクロム膜からなる電極層のうち各コンタクトホール３５１に対する対応部以外の部位を、フォトリソグラフィ処理のもとエッチングにより除去する。これにより、左側、中央側及び右側の各電極膜３６０が、図１１に示すごとく、各コンタクトホール３５１に対応して形成される。なお、上記クロム膜は、上記金膜の絶縁保護層３５０との密着強度を高める役割を果たす。
（５）各凹部３１１の形成工程
上述のように各電極膜３６０を形成した後、下側絶縁層３２０のうち左右両側発熱抵抗体３３０に対応する各部位を、エッチングにより除去し、ついで、この除去部位に対応する半導体基板３１０の各部位を水酸化テトラメチルアンモニウムを用いてエッチングにより除去して、上側絶縁層３２０のうち各発熱抵抗体３３０に対応する部位を外方に露呈させる。これにより、左右両側凹部３１１が、図１２にて示すごとく、半導体基板３１０及び下側絶縁層３２０のうち各発熱抵抗体３３０に対応する各部位に形成される。
（６）触媒膜３７０の形成工程
上述のように各凹部３１１を形成した後、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）にパラジウム（Ｐｄ）を担持させてなるペーストを、保護絶縁層３５０の表面のうち左側発熱抵抗体３３０に対応する表面部にスクリーン印刷し、所定の焼成条件にて焼成する。これにより、触媒膜３７０が、図１３にて示すごとく、保護絶縁層３５０の表面のうち左側発熱抵抗体３３０に対応する表面部に形成される。以上のような工程を経て、ガス検出素子３００が製造される。

次に、上述した制御回路２００の構成について図２を参照して説明する。制御回路２００は、両ブリッジ回路２１０、２２０を備えており、ブリッジ回路２１０は、図２にて示すごとく、ガス検出用発熱抵抗体２１１、補償用発熱抵抗体２１２、両固定抵抗２１３、２１４でもって、ホイートストーンブリッジ回路を形成するように構成されている。

このブリッジ回路２１０において、ガス検出用発熱抵抗体２１１は、ガス検出素子３００の接触燃焼式ガス検出部３８０を構成する左側発熱抵抗体３３０でもって構成されている。補償用発熱抵抗体２１２は、ガス検出用発熱抵抗体２１１の温度補償用として機能するもので、この補償用発熱抵抗体２１２は、制御回路２００の一素子として、ケーシング１１０内にて左側発熱抵抗体３３０（ガス検出用発熱抵抗体２１１）と同一温度雰囲気内に位置する。

しかして、ブリッジ回路２１０は、発熱抵抗体２１１と固定抵抗２１３との共通端子（一側電源端子）及び補償用発熱抵抗体２１２と固定抵抗２１４との共通端子（他側電源端子）の間に、マイクロコンピュータ２６０から制御電圧を受けて作動する。そして、この作動のもと、当該ブリッジ回路２１０は、ガス検出用発熱抵抗体２１１の抵抗値の変化に基づき両固定抵抗２１３、２１４の共通端子（ブリッジ回路２１０の一側出力端子）と両発熱抵抗体２１１、２１２の共通端子（ブリッジ回路２１０の他側出力端子）との間に生ずる電位差（水素ガスの濃度を表す）を出力する。なお、ブリッジ回路２１０への上記制御電圧は、ガス検出用発熱抵抗体２１１の発熱温度（抵抗値）を一定にするようにマイクロコンピュータ２６０から出力される。

また、ブリッジ回路２２０は、図２にて示すごとく、ガス検出用発熱抵抗体２２１、補償用発熱抵抗体２２２、両固定抵抗２２３、２２４でもって、ホイートストーンブリッジ回路を形成するように構成されている。このブリッジ回路２２０において、ガス検出用発熱抵抗体２２１は、ガス検出素子３００の熱伝導式ガス検出部３９０を構成する右側発熱抵抗体３３０でもって構成されている。補償用発熱抵抗体２２２は、ガス検出用発熱抵抗体２２１の温度補償用として機能するもので、この補償用発熱抵抗体２２２は、制御回路２００の一素子として、ケーシング１１０内にて右側発熱抵抗体３３０（ガス検出用発熱抵抗体２２１）と同一温度雰囲気内に位置する。

しかして、ブリッジ回路２２０は、発熱抵抗体２２１と固定抵抗２２３との共通端子（一側電源端子）及び補償用発熱抵抗体２２２と固定抵抗２２４との共通端子（他側電源端子）の間に、マイクロコンピュータ２６０から制御電圧を受けて作動する。そして、この作動のもと、当該ブリッジ回路２２０は、ガス検出用発熱抵抗体２２１の抵抗値の変化に基づき両固定抵抗２２３、２２４の共通端子（ブリッジ回路２２０の一側出力端子）と両発熱抵抗体２２１、２２２の共通端子（ブリッジ回路２２０の他側出力端子）との間に生ずる電位差（水素ガス濃度を表す）を出力する。なお、ブリッジ回路２２０への上記制御電圧は、ガス検出用発熱抵抗体２２１の発熱温度（抵抗値）を一定にするようにマイクロコンピュータ２６０から出力される。

増幅回路２３０は、ブリッジ回路２１０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差をマイクロコンピュータ２６０に出力する。増幅回路２４０は、ブリッジ回路２２０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差をマイクロコンピュータ２６０に出力する。

マイクロコンピュータ２６０は、直流電源２５０から電源スイッチ２５１を介し給電されて作動し、図１４にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行する。この実行中において、マイクロコンピュータ２６０は、増幅回路２３０或いは２４０の出力電位差に基づき水素ガス濃度の判定処理や両ブリッジ回路２１０、２２０への制御電圧の印加処理その他の処理を行う。

本第１実施形態では、ブリッジ回路２１０への制御電圧の印加は、マイクロコンピュータ２６０からブリッジ回路２１０の両電源端子間への制御電圧の印加でもってなされる。また、ブリッジ回路２２０への制御電圧の印加は、マイクロコンピュータ２６０からブリッジ回路２２０の両電源端子間への制御電圧の印加でもってなされる。また、上記コンピュータプログラムは、マイクロコンピュータ２６０のＲＯＭに当該マイクロコンピュータにより読み出し可能に記憶されている。

なお、上述のように構成される装置ユニット１００は、次のようにして組み立てられる。まず、敷き板１４０、取り付け板１５０、ガス検出素子３００、ヒータ１７０及び各ターミナル１６０〜１６４でもって図５にて示すような検出素子組み立て体を組み立てる。ついで、この検出素子組み立て体を、図４の蓋体１２０内に図３にて示すように嵌装する。然る後、このような嵌装後の蓋体１２０をケーシング部材１１１のガス導入筒１１３内に図１にて示すごとく嵌装収容する。

ついで、制御回路２００を実装した配線板１８０を、各ターミナル１６０〜１６４を配線板１８０に挿通するようにして、ケーシング部材１１１の開口端部に支持する。そして、ケーシング部材１１２をケーシング部材１１１に嵌合させるとともに、コネクタ１３０をケーシング部材１１１に図１にて示すごとく組み付ける。また、コネクタ１３０は、外部回路（図示しない）及び電源スイッチ２５１に接続される。

なお、本第１実施形態にて述べたように可燃性ガス検出装置を水素ガスの濃度検出に用いる場合には、水素ガスが、装置ユニット１００を配設した空間内に存在しないとき、接触燃焼式ガス検出部の消費電力は３０（ｍＷ）〜５０（ｍＷ）であり、熱伝導式ガス検出部の消費電力は、２０（ｍＷ）〜４０（ｍＷ）である。

以上のように構成した本第１実施形態において、当該可燃性ガス検出装置の装置ユニット１００は、水素ガスが漏洩し得る雰囲気内に設置されているものとする。このような状態にて、漏洩した水素ガスが、装置ユニット１００のガス導入筒１１３内にそのガス導入口部１１４から流入すると、当該水素ガスは、撥水フィルタ１２４及び金網１２５を通り円筒状スペーサ１２７内に流入し、然る後、ガス検出素子３００に到達する。これに伴い、当該水素ガスが、接触燃焼式ガス検出部３８０の触媒膜３７０に接触するようにして保護絶縁層３５０の表面付近にて流動する。

このような状態において、電源スイッチ２５１がオンされ、マイクロコンピュータ２６０が直流電源２５０から給電されて図１４のフローチャートに従い上記コンピュータプログラムの実行を開始すると、ステップ４００において、熱伝導式ガス検出部３９０への通電処理及び接触燃焼式ガス検出部３８０への非通電処理がなされる。

これにより、接触燃焼式ガス検出部３８０への非通電のもと、熱伝導式ガス検出部３９０への通電処理において、マイクロコンピュータ２６０が制御電圧をブリッジ回路２２０の両電源端子間に印加することで、熱伝導式ガス検出部３９０のガス検出用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３０）、補償用発熱抵抗体２２２及び両固定抵抗２２３、２２４が通電される。

このため、ガス検出用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３０）がその通電により熱を発生し、周囲の水素ガスがその熱伝導により発熱抵抗体２２１の熱を吸収する。これに伴い、当該発熱抵抗体２２１の抵抗値が水素ガスによる熱の吸収量に応じて変化する。このような抵抗値の変化に基づき、ブリッジ回路２２０は、発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３０）の抵抗値の変化に対応する水素ガスの濃度を電位差として発生し、両出力端子間から増幅回路２４０に出力する。

しかして、この増幅回路２４０が、ブリッジ回路２２０からの出力電位差を増幅して増幅電位差ＳＡとしてマイクロコンピュータ２６０に入力すると、当該増幅電位差ＳＡが、ステップ４０１において、検出水素ガス濃度Ｓ＝ＳＡとして設定されるとともに、当該可燃性ガス検出装置の検出ガス濃度出力としてマイクロコンピュータ２６０から上記外部回路に出力される。

また、上述のように増幅回路２４０が増幅電位差ＳＡをマイクロコンピュータ２６０に入力すると、マイクロコンピュータ２６０は、ブリッジ回路２２０への制御電圧を、増幅回路２４０からの増幅電位差に基づき、発熱抵抗体２２１の抵抗値を一定にするように制御する。換言すれば、発熱抵抗体２２１の抵抗値の水素ガスの濃度の増大（或いは減少）に応じた増大（或いは減少）が、ブリッジ回路２２０への制御電圧の減少（或いは増大）に対応する。従って、ブリッジ回路２２０の出力電位差の増大（或いは減少）は、ブリッジ回路２２０への制御電圧の減少（或いは増大）に対応する。

ステップ４０１の処理後、ステップ４１０において、検出水素ガス濃度Ｓ＝ＳＡが所定の閾値α以上か否かが判定される。本第１実施形態では、閾値αは、所定の監視ガス濃度範囲に属する所定の通常監視ガス濃度、例えば、０．１（％）〜１（％）の範囲以内の水素ガス濃度（例えば、０．５（％））に設定されている。

現段階において、Ｓ＝ＳＡ＜αが成立すれば、ステップ４１０においてＮＯと判定される。以後、水素ガスの濃度の変化に伴う発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３０）の抵抗値の変化でもって、ステップ４０１でのＳ＝ＳＡ≧αが成立するまで、両ステップ４１０、４０１を循環する処理が繰り返される。

然る後、ステップ４１０において、Ｓ＝ＳＡ≧αの成立によりＹＥＳと判定されると、ステップ４１１において、接触燃焼式ガス検出部３８０への通電処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ２６０が制御電圧をブリッジ回路２１０の両電源端子間に印加することで、接触燃焼式ガス検出部３８０のガス検出用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３０）、補償用発熱抵抗体２１２及び両固定抵抗２１３、２１４が通電される。なお、現段階では、熱伝導式ガス検出部３９０は通電状態に維持されている。

しかして、上述のようにガス検出用発熱抵抗体２１１、補償用発熱抵抗体２１２及び両固定抵抗２１３、２１４が通電されると、触媒膜３７０がガス検出用発熱抵抗体２１１の通電による発熱を受けて当該水素ガスを燃焼させ、発熱抵抗体２１１の抵抗値が水素ガスの燃焼熱量に応じて変化する。これに伴い、ブリッジ回路２１０は、ガス検出用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３０）の抵抗値の変化に対応する水素ガスの濃度を電位差として発生し増幅回路２３０に出力する。

すると、この増幅回路２３０が、ブリッジ回路２１０からの出力電位差を増幅して増幅電位差ＳＢとしてマイクロコンピュータ２６０に入力すると、当該増幅電位差ＳＢが、ステップ４２０において、所定の閾値β以上か否かが判定される。本第１実施形態では、当該閾値βは、上記監視ガス濃度範囲に属し、閾値αよりも大きい危険監視ガス濃度、例えば、０．５（％）〜２（％）の範囲以内の水素ガス濃度（例えば、２（％））に設定されている。

また、上述のように増幅回路２３０が増幅電位差ＳＢをマイクロコンピュータ２６０に入力すると、このマイクロコンピュータ２６０は、ブリッジ回路２１０への制御電圧を、ガス検出用発熱抵抗体２１１の抵抗値を一定にするように制御する。換言すれば、発熱抵抗体２１１の抵抗値の水素ガスの濃度の増大（或いは減少）に応じた増大（或いは減少）が、ブリッジ回路２１０への制御電圧の減少（或いは増大）に対応する。従って、ブリッジ回路２１０の出力電位差の増大（或いは減少）は、ブリッジ回路２１０への制御電圧の減少（或いは増大）に対応する。

現段階において、ＳＢ＜βが成立すれば、ステップ４２０においてＮＯと判定される。以後、ステップ４００〜ステップ４２０を循環する処理が、ＳＢ≧βの成立まで、上述と同様に繰り返される。然る後、ＳＢ≧βが成立すると、ステップ４２０においてＹＥＳと判定され、ステップ４２１において検出水素ガス濃度Ｓ＝ＳＢとセットされ、当該可燃性ガス検出装置の検出ガス濃度出力としてマイクロコンピュータ２６０から上記外部回路に出力される。

なお、上述のようなＳ＝ＳＢのセットは、ステップ４２０でのＹＥＳとの判定の繰り返しの間維持されるが、ステップ４２０での判定がＮＯに変わると、ステップ４００以後の処理が再び繰り返される。

以上説明したように、本第１実施形態では、Ｓ＝ＳＡ＜αが成立する状態では、水素ガス濃度が上記通常監視ガス濃度未満にあるため、接触燃焼式ガス検出部３８０の発熱抵抗体２１１への通電を行うことなく、熱伝導式ガス検出部３９０の発熱抵抗体２２１への通電が維持される。このような状態では、熱伝導式ガス検出部３９０が水素ガス濃度を監視する。

そして、Ｓ＝ＳＡ≧αが成立したときに、水素ガス濃度が上記通常監視ガス濃度以上になることで、初めて、接触燃焼式ガス検出部３８０の発熱抵抗体２１１への通電を行うようにしたので、触媒膜３７０は、当該接触燃焼式ガス検出部３８０の発熱抵抗体２１１への通電時にのみ、水素ガスを燃焼させる。

換言すれば、触媒膜３７０は、Ｓ＝ＳＡ≧αの成立までは、発熱抵抗体２１１でもって加熱されることがない。よって、触媒膜３７０に対する加熱時間は大幅に減少し、水素ガス雰囲気内に触媒膜３７０の被毒物質が含まれていても、触媒膜３７０の経時的劣化を大幅に抑制し得る。従って、熱伝導式ガス検出部３９０を接触燃焼式ガス検出部３８０と共に可燃性ガスの低濃度側検出に採用し、高濃度側検出に適しかつ触媒膜を有さないという熱伝導式ガス検出部３９０の特徴を有効に活用することで、接触燃焼式ガス検出部３８０の触媒膜の劣化を大幅に抑制しつつ、水素ガスの検出を高精度に維持し得る。

また、本第１実施形態では、マイクロマシニング技術により、熱伝導式ガス検出部３９０及び接触燃焼式ガス検出部３８０が単一の半導体基板３１０を共用して一体に形成されている。従って、水素ガスを高速かつ低消費電力下にて検出できるとともに、接触燃焼式ガス検出部３８０及び熱伝導式ガス検出部３９０が別体である場合に比べて、可燃性ガス検出装置をより一層コンパクトに構成し得る。

その結果、上述した接触燃焼式ガス検出部３８０の触媒膜の劣化を大幅に抑制しつつ、水素ガスの検出を高精度に維持し得るという効果が、より一層コンパクトに形成した可燃性ガス検出装置でもって達成され得る。

ちなみに、本第１実施形態にて述べた可燃性ガス検出装置の立ち上がり特性につき調べたところ、図１５にて示す両グラフ２７１、２７２が得られた。ここで、グラフ２７１は、熱伝導式ガス検出部の立ち上がり特性を水素ガスの濃度との関係で示し、グラフ２７２は、接触燃焼式ガス検出部の立ち上がり特性を水素ガスの濃度との関係で示す。これらによれば、両立ち上がり特性は良好でほぼ一致することが分かる。
（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態の要部を示している。この第２実施形態では、上記第１実施形態にて述べたフローチャート（図１４参照）の一部が図１６にて示すフローチャートのごとく変更されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。

このように構成した本第２実施形態において、上記第１実施形態と同様にステップ４１０（図１４及び図１６参照）にてＹＥＳと判定されると、ステップ４１１において、上記第１実施形態にて述べたステップ４１１（図１４参照）での処理と同様に、接触燃焼式ガス検出部３８０への通電処理がなされる。これに伴い、ブリッジ回路２１０がマイクロコンピュータ２６０からの制御電圧を受けて作動する。

しかして、ブリッジ回路２１０が上述と同様に電位差を出力すると、この電位差が増幅回路２３０により増幅されてマイクロコンピュータ２６０に入力される。また、ブリッジ回路２２０が上述と同様に電位差を出力すると、この電位差が増幅回路２４０により増幅されてマイクロコンピュータ２６０に入力される。

すると、ステップ４３０（図１６参照）において、両増幅回路２３０、２４０からの各増幅電位差ＳＡ、ＳＢに基づき、両増幅電位差ＳＡ、ＳＢの比（ＳＢ／ＳＡ）が所定の閾値γと比較判定される。ここで、当該閾値γは次のように設定されている。触媒膜３７０が劣化するとブリッジ回路２１０の出力電位差が減少する。そこで、触媒膜３７０の劣化許容限界値に対応する両増幅電位差ＳＡ、ＳＢの比（ＳＢ／ＳＡ）の減少許容限界値を閾値γと設定した。

しかして、（ＳＢ／ＳＡ）≧γが成立するときには、触媒膜３７０の劣化度合いが上記劣化許容限界値を超えて高くなってはおらず、触媒膜３７０は正常である。このため、ステップ４３０においてＹＥＳと判定され、上記第１実施形態と同様にステップ４２０以後の処理がなされる。これにより、当該可燃性ガス検出装置の検出水素ガス濃度が、正常な触媒膜３７０の作用のもと、精度よく得られる。

一方、（ＳＢ／ＳＡ）＜γが成立するときには、触媒膜３７０が異常に劣化していることから、ステップ４３０においてＮＯと判定される。これに伴い、ステップ４３１において、触媒膜３７０の劣化を表す値ＳＰが出力Ｓと設定されて出力され、停止ステップ４３２にて上記コンピュータプログラムの処理が停止される。これは、触媒膜３７０が異常に劣化していることで、ブリッジ回路２１０の出力電位差が正常には得られないためである。

以上のように、触媒膜３７０が異常に劣化しているときには、触媒膜３７０の劣化を表す値ＳＰをＳと設定するとともに、ブリッジ回路２１０の出力電位差が正常でないにもかかわらず、検出水素ガス濃度Ｓを正常として出力することが未然に防止され得る。その他の構成及び作用効果は上記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態）
図１７〜図２９は、本発明の第３実施形態の要部を示している。この第３実施形態では、ガス検出素子５００が、上記第１実施形態にて述べたガス検出素子３００に代えて、採用されている（図１７及び図１８参照）。

また、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた制御回路２００（図２参照）が、図２８にて示すごとく、変更されている。ここで、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べたブリッジ回路２１０において補償用発熱抵抗体２１２が補償用固定抵抗２１５に変更されている。また、上記第１実施形態にて述べたブリッジ回路２２０において補償用発熱抵抗体２２２が補償用固定抵抗２２５に変更されている。なお、補償用固定抵抗２１５は、ガス検出用発熱抵抗体２１１の周囲温度変化による抵抗値変化を補償する。また、補償用固定抵抗２２５は、ガス検出用発熱抵抗体２２１の周囲温度変化による抵抗値変化を補償する。

ガス検出素子５００は、上記第１実施形態にて述べたガス検出素子３００（図６及び図７参照）において、図１７或いは図１８にて示すごとく、測温抵抗体５４０及び他の熱伝導式ガス検出部５７０を付加した構成となっている。

測温抵抗体５４０は、白金（Ｐｔ）を含む測温抵抗材料でもって、保護絶縁層３５０の図１８にて図示上部側にて、上側絶縁層３２０と保護絶縁層３５０との間に形成されており、この測温抵抗体５４０は、熱伝導式ガス検出部を制御するために設けられている。また、各電極膜５５０は、保護絶縁層３５０に形成した各コンタクトホール（図示しない）内にて測温抵抗体５４０の左右両端部上に形成されている。なお、この測温抵抗体５５０は、両電極膜５５０を介しターミナル（図示しない）を介し配線板１８０の上記配線パターン部に接続されている。

熱伝導式ガス検出部５７０は、図１８にて示すごとく、主として、発熱抵抗体５１０、両配線膜５２０及び両電極膜５３０でもって構成されている。ここで、発熱抵抗体５１０は、その両側に位置する各配線膜５２０と共に、上側絶縁層３２０と保護絶縁層３５０との間にて、発熱抵抗体３３０及び配線膜３４０と同様に、右側発熱抵抗体３３０の右側に設けられており、発熱抵抗体５１０の両端は、当該発熱抵抗体５１０の両側の各配線膜５２０と一体となっている。

両電極膜５３０は、絶縁保護層３５０のうち各配線膜５２０に対する各対応部に形成した各コンタクトホール３５２（図１７参照）を通して各配線膜５２０上に設けられている。本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた接触燃焼式ガス検出部３８０及び熱伝導式ガス検出部３９０が、ガス複合検出部５６０を構成し、また、他の熱伝導式ガス検出部５７０はガス単独検出部５７０を構成する。そして、本第３実施形態では、ガス複合検出部５６０において、熱伝導式ガス検出部３９０が接触燃焼式ガス検出部３８０に対する補償部として機能する。

次に、ガス検出部５００の製造工程の要部について図１９〜図２７を参照して説明する。本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた各絶縁層３２０の形成工程と同様の工程にて上下両側絶縁層３２０が形成される（図１９参照）。なお、図１９において、各符号３２１、３２２は、それぞれ、上記第１実施形態にて述べた絶縁層３２０の酸化珪素膜及び窒化珪素膜を示す。

ついで、上記第１実施形態にて述べた各発熱抵抗体３３０及び各配線膜３４０の形成工程と同様の形成工程にて、各発熱抵抗体３３０及び各配線膜３４０の形成に加え、発熱抵抗体５１０、各配線膜５２０及び測温抵抗体５４０を図１９にて示すごとく形成する。

このような形成後、上記第１実施形態にて述べた絶縁保護層３５０の形成工程と同様の形成工程にて、酸化珪素層（図２０にて符号３５３参照）及び窒化珪素層（図２１にて符号３５４参照）を順次積層状に形成する。ついで、当該窒化珪素層及び酸化珪素層の積層のうち各配線膜３４０、５２０に対応する各部位を、フォトリソグラフィ処理のもとエッチングにより除去する。これにより、各コンタクトホール３５１、３５２を有する絶縁保護層３５０が、図２２にて示すごとく、各発熱抵抗体３３０、５１０及び測温抵抗体５４０を覆うようにして上側絶縁層３２０の表面上に形成される。なお、各配線膜５２０は各対応のコンタクトホール３５２を通り外方に露呈される。

ついで、上記第１実施形態にて述べた各電極膜３６０の形成工程と同様の工程にて、金膜及びクロム膜からなる電極層（図２３にて符号３５４参照）を絶縁保護層３５０上にスパッタリングにより形成する。

然る後、電極層３５４のうち各コンタクトホール３５１、３５２に対する対応部以外の部位をフォトリソグラフィ処理のもとエッチングにより除去する。これにより、各電極膜３６０、５３０が、図２４に示すごとく、各コンタクトホール３５１、３５２に対応して形成される。

そして、上記第１実施形態にて述べた各凹部３１１の形成工程と同様の形成工程にて、下側絶縁層３２０のうち各発熱抵抗体３３０、５１０に対応する各部位を、図２５にて示すごとく、エッチングにより除去し、半導体基板３１０の裏面のうち各発熱抵抗体３３０、５１０に対応する部位を外方に露呈させる。

ついで、半導体基板３１０のうち各発熱抵抗体３３０、５１０に対応する部位をエッチングにより除去し、上側絶縁層３２０のうち各発熱抵抗体３３０に対応する部位を外方に露呈させる。これにより、各凹部３１１が、図２６にて示すごとく、半導体基板３１０及び下側絶縁層３２０のうち各発熱抵抗体３３０、５１０に対応する各部位に形成される。

然る後、上記第１実施形態にて述べた触媒膜３７０の形成工程と同様の形成工程にて、触媒膜３７０を絶縁保護層３５０上に形成する。ガス検出素子５００は、以上のような工程を経て製造される。

次に、本第３実施形態における制御回路２００の構成につき図２８を参照して説明する。本第３実施形態における制御回路２００は、上記第１実施形態にて述べた制御回路２００（図２参照）と同様に配線板１８０の裏面に実装されている。

本第３実施形態における制御回路２００は、上記第１実施形態にて述べた制御回路２００において、演算増幅回路２７０、ブリッジ回路２８０及び増幅回路２９０を付加的に採用した構成を有する。

演算増幅回路２７０は、上記第１実施形態にて述べた両増幅回路２３０、２４０からの各増幅電位差の差分を増幅し差分増幅電位差として上記第１実施形態にて述べたマイクロコンピュータ２６０に入力する。

ブリッジ回路２８０は、図２８にて示すごとく、ガス検出用発熱抵抗体２８１、補償用発熱抵抗体２８２、両固定抵抗２８３、２８４でもって、ホイートストーンブリッジ回路を形成するように構成されている。

このブリッジ回路２８０において、ガス検出用発熱抵抗体２８１は、ガス検出素子５００のガス単独検出部５７０を構成する発熱抵抗体５１０でもって構成されている。補償用発熱抵抗体２８２は、ガス検出用発熱抵抗体２８１の温度補償用として機能するもので、この補償用発熱抵抗体２８２は、制御回路２００の一素子として、ケーシング１１０内にて発熱抵抗体５１０（ガス検出用発熱抵抗体２８１）と同一温度雰囲気内に位置する。

しかして、ブリッジ回路２８０は、発熱抵抗体２８１と固定抵抗２８３との共通端子（一側電源端子）及び補償用発熱抵抗体２８２と固定抵抗２８４との共通端子（他側電源端子）の間に、マイクロコンピュータ２６０から制御電圧を受けて作動する。そして、この作動のもと、当該ブリッジ回路２８０は、ガス検出用発熱抵抗体２８１の抵抗値の変化に基づき両固定抵抗２８３、２８４の共通端子（ブリッジ回路２８０の一側出力端子）及び両発熱抵抗体２８１、２８２の共通端子（ブリッジ回路２８０の他側出力端子）間に生ずる電位差（水素ガス濃度を表す）を出力する。なお、ブリッジ回路２８０への上記制御電圧は、ガス検出用発熱抵抗体２８１の抵抗値を一定にするようにマイクロコンピュータ２６０から出力される。

増幅回路２９０は、ブリッジ回路２８０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差をマイクロコンピュータ２６０に出力する。マイクロコンピュータ２６０は、直流電源２５０から電源スイッチ２５１を介し給電されて作動し、図１４のフローチャートに代わる図２９にて示すフローチャートに従い上記コンピュータプログラムを実行する。

この実行中において、マイクロコンピュータ２６０は、演算増幅回路２７０或いは増幅回路２９０の出力電位差に基づき水素ガスの濃度の判定処理や各ブリッジ回路２１０、２２０、２８０への制御電圧の印加処理その他の処理を行う。本第３実施形態では、ブリッジ回路２８０への制御電圧の印加は、マイクロコンピュータ２６０からブリッジ回路２８０の両電源端子間への制御電圧の印加でもってなされる。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。

以上のように構成した本第３実施形態において、上記第１実施形態にて述べたと同様に直流電源２５０が電源スイッチ２５１のオンによりマイクロコンピュータ２６０に給電すると、当該マイクロコンピュータ２６０は、図２９のフローチャートに従いコンピュータプログラムの実行を開始する。

これに伴い、ステップ４４０において、ガス単独検出部５７０の通電処理及びガス複合検出部５６０の非通電処理がなされる。これにより、ガス複合検出部５６０への非通電のもと、ガス単独検出部５７０への通電処理において、マイクロコンピュータ２６０が制御電圧をブリッジ回路２８０の両電源端子間に印加することで、ガス単独検出部５７０の発熱抵抗体５１０であるガス検出用発熱抵抗体２８１、補償用発熱抵抗体２８２及び両固定抵抗２８３、２８４が通電される。

このため、ガス検出用発熱抵抗体２８１（発熱抵抗体５１０）の通電よる発熱が周囲の水素ガスによりその熱伝導でもって吸収されて、当該発熱抵抗体２８１の抵抗値が水素ガスの吸収熱量に応じて変化する。これに伴い、ブリッジ回路２８０は、発熱抵抗体２８１（発熱抵抗体５１０）の抵抗値の変化に対応する水素ガスの濃度を電位差として発生し両出力端子間から増幅回路２９０に出力する。すると、この増幅回路２９０は、ブリッジ回路２８０からの出力電位差を増幅し増幅電位差としてマイクロコンピュータ２６０に入力する。

上述のようにステップ４４０における処理が終了すると、次のステップ４４１において、各変数データＮ、Ｍが、共に、Ｎ＝０、Ｍ＝０とクリアされ、ついで、増幅回路２９０からの増幅電位差が、ステップ４５０において、サンプリング処理される。このサンプリング処理では、増幅回路２９０からの入力電位差は、経時的に、順次、ｎ個のサンプリングデータＳ_N、Ｓ_N+1、・・・、Ｓ_N+n-1としてサンプリングされる。本第３実施形態においては、例えば、ｎ＝１０とすれば、現段階では、Ｎ＝０であるから、増幅回路２９０からの入力電位差は、１０個のサンプリングデータＳ₀、Ｓ₁、・・・、Ｓ₉としてサンプリングされる。

然る後、ステップ４６０において、平均電位差（以下、平均電位差ＳＡという）が、次の（１）式に基づき上記サンプリングデータを用いて算出される。

ＳＡ＝（Ｓ_N＋Ｓ_N+1＋・・・＋Ｓ_N+n-1）／ｎ ・・・（１）
このようにして平均電位差ＳＡが算出されると、次のステップ４０１において、検出水素ガス濃度Ｓが、Ｓ＝ＳＡとして設定されるとともに、当該可燃性ガス検出装置の検出ガス濃度出力としてマイクロコンピュータ２６０から上記外部回路に出力される。然る後、ステップ４１０において、検出水素ガス濃度Ｓ＝ＳＡが上記第１実施形態にて述べた閾値α以上か否かが判定される。

ここで、上述のごとく、１０個のサンプリングデータの中にノイズ等の外乱の影響を受けるサンプリングデータがあっても、１０個のサンプリングデータの平均値（平均電位差）を算出することで、上記外乱はサンプリングデータの平均値に吸収され、当該平均値には誤差として影響しなくなる。

しかも、増幅回路２９０からの入力電位差のサンプリングにあたっては、常に、最古のサンプリングデータを捨てて最新のサンプリングデータを加えた１０個のサンプリングデータとし、この１０個のサンプリングデータの平均値が算出される。従って、上記平均値はさらに信頼性の高い値になる。よって、このような平均値を、検出水素ガス濃度Ｓ＝ＳＡとして、閾値αと比較判定することで、ステップ４１０での判定の精度をより一層高め得る。

現段階にて、Ｓ＝ＳＡ＜αが成立すれば、ステップ４１０においてＮＯと判定される。ついで、ステップ４１２において、Ｎ＝Ｎｏか否かが判定される。本第３実施形態では、例えば、Ｎｏ＝１０とする。現段階では、Ｎ＝０故、ステップ４１２にてＮＯと判定される。これに伴い、ステップ４１３において、変数データＮがＮ＝Ｎ＋１＝１と加算更新され、ステップ４４０以後の処理が次のように繰り返される。

即ち、ステップ４５０では、Ｎ＝１のもと、サンプリングデータＳ₀が捨てられ、増幅回路２９０からの入力電位差は、サンプリングデータＳ₁₀としてサンプリングされる。このため、Ｎ＝１での１０個のサンプリングデータは、各サンプリングデータＳ₁、・・・、Ｓ₉、Ｓ₁₀となる。

しかして、平均電位差ＳＡが、ステップ４６０において、上記（１）式に基づき、各サンプリングデータＳ₁、・・・、Ｓ₉、Ｓ₁₀を用いて算出され、ステップ４０１において、検出水素ガス濃度Ｓと設定される。この検出水素ガス濃度Ｓによっても、Ｓ＜αが成立すれば、ステップ４１０におけるＮＯと判定され、ステップ４１２にてＮ＝１のもとＮＯと判定され、ステップ４１３において変数データＮがＮ＝Ｎ＋１＝２と加算更新される。

以後、上述のような処理が、ステップ４１０におけるＹＥＳとの判定の成立まで、ステップ４１２での変数データＮの加算更新及びこの加算更新変数データＮに基づくステップ４５０での平均電位差の算出を繰り返しながら、繰り返される。なお、ステップ４１０でのＮＯとの判定後Ｎ＞Ｎｏが成立していれば、上記コンピュータプログラムはステップ４１２でのＹＥＳとの判定後ステップ４４０に戻る。

以上のような処理過程において、Ｓ＝ＳＡ≧αが、ステップ４０１での最新の検出水素ガス濃度Ｓに基づき成立すれば、ステップ４１０においてＹＥＳと判定され、ステップ４１４において、ガス複合検出部５６０への通電処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ２６０が制御電圧を両ブリッジ回路２１０、２２０の各両出力端子間に印加する。

このため、ガス複合検出部５６０におけるブリッジ回路２１０のガス検出用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３０）、補償用固定抵抗２１５及び両固定抵抗２１３、２１４が通電されるとともに、ブリッジ回路２２０のガス検出用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３０）、補償用固定抵抗２２５及び両固定抵抗２２３、２２４が通電される。

従って、触媒膜３７０がガス検出用発熱抵抗体２１１の通電による発熱を受けて当該水素ガスを燃焼させ、発熱抵抗体２１１の抵抗値が水素ガスの燃焼熱量に応じて変化する。これに伴い、ブリッジ回路２１０は、ガス検出用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３０）の抵抗値の変化に対応する水素ガスの濃度を電位差として発生し増幅回路２３０に出力する。

一方、ガス検出用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３０）の通電よる発熱が周囲の水素ガスによりその熱伝導でもって吸収されて、当該発熱抵抗体２２１の抵抗値が水素ガスの吸収熱量に応じて変化する。これに伴い、ブリッジ回路２２０は、発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３０）の抵抗値の変化に対応する水素ガスの濃度を電位差として発生し、両出力端子間から増幅回路２４０に出力する。

すると、増幅回路２３０は、ブリッジ回路２１０からの出力電位差を増幅し増幅電位差として演算増幅回路２７０に入力するとともに、増幅回路２４０は、ブリッジ回路２２０からの出力電位差を増幅し増幅電位差として演算増幅回路２７０に入力する。これに伴い、当該演算増幅回路２７０は、両出力電位差の差分を増幅し差分増幅電位差としてマイクロコンピュータ２６０に入力する。

ここで、ブリッジ回路２２０の発熱抵抗体２２１の抵抗値が、装置ユニット１００内の空気流の変動を受けて変動して増幅回路２４０の増幅電位差を変動させ、一方、触媒膜３７０の燃焼温度が、装置ユニット１００内の空気流の変動を受けて変動し増幅回路２３０の増幅電位差を変動させても、増幅回路２３０の出力電位差と増幅回路２４０の出力増幅電位差の差分を増幅して差分増幅電位差とする。このため、当該差分増幅電位差は、増幅回路２３０の増幅電位差の上記変動を、増幅回路２４０の増幅電位差の上記変動でもって補償する電位差として、マイクロコンピュータ２６０に入力される。

上述のようにステップ４１４における処理が終了すると、演算増幅回路２７０からの差分増幅電位差が、次のステップ４７０において、サンプリング処理される。このサンプリング処理では、演算増幅回路２７０からの入力差分増幅電位差は、経時的に、順次、ｍ個のサンプリングデータＳ_M、Ｓ_M+1、・・・、Ｓ_M+m-1としてサンプリングされる。本第３実施形態においては、例えば、ｍ＝１０とすれば、現段階では、Ｍ＝０であるから、演算増幅回路２７０からの入力差分増幅電位差は、１０個のサンプリングデータＳ₀、Ｓ₁、・・・、Ｓ₉としてサンプリングされる。

然る後、ステップ４８０において、平均電位差（以下、平均電位差ＳＢという）が、次の（２）式に基づき上記サンプリングデータを用いて算出される。

ＳＢ＝（Ｓ_M＋Ｓ_M+1＋・・・＋Ｓ_M+m-1）／ｍ ・・・（２）
このようにして平均電位差ＳＢが算出されると、ステップ４２０において、上記第１実施形態にて述べた閾値β以上か否かが判定される。現段階において、ＳＢ＜βが成立すれば、ステップ４２０においてＮＯと判定される。

以後、ステップ４４０〜ステップ４２０を循環する処理が、ＳＢ≧βの成立まで、上述と同様に繰り返される。然る後、ＳＢ≧βが成立すると、ステップ４２０においてＹＥＳと判定され、ステップ４２１において検出水素ガス濃度Ｓ＝ＳＢとセットされ、当該ガス検出装置の検出水素ガス濃度出力としてマイクロコンピュータ２６０から上記外部回路に出力される。

ステップ４２１における処理後、次のステップ４２２において、Ｍ＞Ｍｏか否かが判定される。現段階では、Ｍ＝０故、ステップ４２２における判定はＮＯとなり、ステップ４２３において、変数データＭが、Ｍ＝Ｍ＋１＝１と加算更新され、ステップ４７０以後の処理が次のように繰り返される。

即ち、今回のステップ４７０での処理では、Ｍ＝１のもと、前回のステップ４７０にて得た各サンプリングデータのうち最古のサンプリングデータＳ₀が捨てられ、演算増幅回路２７０からの入力差分増幅電位差は、サンプリングデータＳ₁₀としてサンプリングされる。このため、Ｍ＝１での１０個のサンプリングデータは、各サンプリングデータＳ₁、・・・、Ｓ₉、Ｓ₁₀となる。

しかして、平均電位差ＳＢが、ステップ４８０において、上記（２）式に基づき、ステップ４７０におけるサンプリングデータＳ₁、・・・、Ｓ₉、Ｓ₁₀を用いて算出され、ステップ４２０において、閾値βと比較判定される。

ここで、上述のごとく、演算増幅回路２７０からの入力差分増幅電位差に対する１０個のサンプリングデータの中にノイズ等の外乱の影響を受けるサンプリングデータがあっても、１０個のサンプリングデータの平均値（平均電位差）を算出することで、上記外乱はサンプリングデータの平均値に吸収され、当該平均値には誤差として影響しなくなる。

しかも、演算増幅回路２７０からの入力電位差のサンプリングにあたっては、常に、最古のサンプリングデータを捨てて最新のサンプリングデータを加えた１０個のサンプリングデータとし、この１０個のサンプリングデータの平均値が算出される。従って、上記平均値はさらに信頼性の高い値になる。よって、このような平均値を、検出水素ガス濃度Ｓとして、閾値βと比較判定することで、ステップ４２０での判定の精度をより一層高め得る。

現段階において、ＳＢ≧βが成立しておれば、ステップ４２０にてＹＥＳと判定され、ステップ４２１にて、Ｓ＝ＳＢとセットされ、ステップ４２２にて、Ｍ＝１のもとＮＯと判定され、ステップ４２３において、変数データＭがＭ＝Ｍ＋１＝２と更新される。

以後、上述のような処理が、ステップ４２０でのＹＥＳとの判定のもとステップ４２２でのＹＥＳとの判定の成立まで、ステップ４２３での変数データＭの加算更新、この加算更新変数データＭに基づくステップ４７０でのサンプリング処理及びステップ４８０での平均電位差の算出を繰り返しながら、繰り返される。なお、ステップ４２１での処理後Ｍ＞Ｍｏが成立しておれば、上記コンピュータプログラムは、ステップ４２２でのＹＥＳとの判定後ステップ４４０に戻る。

以上説明したように、本第３実施形態では、検出水素ガス濃度Ｓ＝平均電位差ＳＡ＜αが成立する状態では、水素ガス濃度が上記通常監視ガス濃度未満にあるため、ガス複合検出部５６０の発熱抵抗体２１１、２２１への通電を行うことなく、ガス単独検出部５７０の発熱抵抗体２８１への通電が維持される。この状態では、ガス単独検出部５７０が水素ガス濃度を監視する。

そして、Ｓ＝ＳＡ≧αが成立したときに、水素ガス濃度が上記通常監視ガス濃度以上になることで、初めて、ガス複合検出部５６０の発熱抵抗体２１１、２２１への通電を行うようにしたので、触媒膜３７０は、当該ガス複合検出部５６０の発熱抵抗体２１１、２２１への通電時にのみ、水素ガスを燃焼させる。

換言すれば、触媒膜３７０は、Ｓ＝ＳＡ≧αの成立までは、発熱抵抗体２１１でもって加熱されることがない。よって、触媒膜３７０に対する加熱時間は大幅に減少し、水素ガス雰囲気内に触媒膜３７０の被毒物質が含まれていても、触媒膜３７０の経時的劣化を大幅に抑制し得る。従って、ガス単独検出部５７０をガス複合検出部５６０と共に可燃性ガスの低濃度側検出に採用し、高濃度側検出に適しかつ触媒膜を有さないというガス単独検出部５７０の特徴を有効に活用することで、ガス複合検出部５６０の触媒膜の劣化を大幅に抑制しつつ、水素ガスの検出を高精度に維持し得る。

ここで、上述したごとく、ガス複合検出部５６０は、上記第１実施形態にて述べた接触燃焼式ガス検出部３８０及び熱伝導式ガス検出部３９０で構成されており、熱伝導式ガス検出部３９０は、接触燃焼式ガスセンサ３８０に対する補償部として機能する。そして、両ブリッジ回路２１０、２２０の各出力電位差、ひいては、両増幅回路２３０、２４０の各増幅電位差の差分が、演算増幅回路２７０により増幅される。

従って、ブリッジ回路２２０の発熱抵抗体２２１の抵抗値が空気流の変動を受けて変動し、触媒膜３７０の燃焼温度が空気流の変動の影響を受けたために、ブリッジ回路２１０、２２０の各出力電位差に変動が生じても、ブリッジ回路２１０の出力電位差の変動は、演算増幅回路２７０の出力において、ブリッジ回路２２０の出力電位差でもって補償される。その結果、空気流の変動の大きい雰囲気内でも、ガス複合検出部５６０、ひいては当該可燃性ガス検出装置の検出水素ガス濃度は高い精度を有する。

また、本第３実施形態では、マイクロマシニング技術により、ガス複合検出部５６０及びガス単独検出部５７０が単一の半導体基板３１０を共用して一体に形成されている。従って、上記第１実施形態に比べてガス単独検出部５７０が多くても、水素ガスを高速かつ低消費電力下にて検出できるとともに、ガス複合検出部５６０及びガス単独検出部５７０が別体である場合に比べて、可燃性ガス検出装置をより一層コンパクトに構成し得る。

その結果、上述したガス複合検出部５６０の触媒膜の劣化を大幅に抑制しつつ、水素ガスの検出を高精度に維持し得るという効果が、より一層コンパクトに形成した可燃性ガス検出装置でもって達成され得る。
（第４実施形態）
図３０は、本発明の第４実施形態の要部を示している。この第４実施形態では、上記第３実施形態にて述べたフローチャート（図２９参照）の一部が図３０にて示すフローチャートのごとく変更されている。その他の構成は上記第３実施形態と同様である。

このように構成した本第４実施形態において、上記第３実施形態と同様にステップ４１０（図２９及び図３０参照）にてＹＥＳと判定されると、ステップ４１４において、上記第３実施形態にて述べたステップ４１４（図２９参照）での処理と同様に、ガス複合検出部５６０への通電処理がなされる。これに伴い、ガス複合検出部５６０への通電処理では、両ブリッジ回路２１０、２２０がマイクロコンピュータ２６０からの制御電圧を受けて作動する。

しかして、ブリッジ回路２８０が上述と同様に電位差を出力すると、この電位差が増幅回路２９０により増幅されてマイクロコンピュータ２６０に入力される。また、両ブリッジ回路２１０、２２０が上述と同様にそれぞれ電位差を出力すると、これら各電位差の差分が演算増幅回路２７０により増幅されて差分増幅電位差としてマイクロコンピュータ２６０に入力される。

ステップ４１４での処理後、ステップ４１５において、変数データＮがＮ＝０とクリアされ、次の、ステップ４７０において、サンプリング処理がなされる。このサンプリング処理では、Ｎ＝０のもと、増幅回路２９０からの入力電位差が、経時的に、順次、１０個のサンプリングデータＳ₀、Ｓ₁、・・・、Ｓ₉としてサンプリングされる。また、Ｍ＝０のもと、演算増幅回路２７０からの入力差分増幅電位差は、経時的に、順次、１０個のサンプリングデータＳ₀、Ｓ₁、・・・、Ｓ₉としてサンプリングされる。

然る後、ステップ４９０にて、平均電位差ＳＡが、上記（１）式に基づき、ステップ４７０にてサンプリングした増幅回路２９０からの入力電位差に対する各サンプリングデータＳ₀、Ｓ₁、・・・、Ｓ₉を用いて算出される。また、平均電位差ＳＢが、上記（２）式に基づき、ステップ４７０にてサンプリングした演算増幅回路２７０からの入力差分増幅電位差に対する各サンプリングデータＳ₀、Ｓ₁、・・・、Ｓ₉を用いて算出される。

このようにしてステップ４９０での処理が終了すると、ステップ４３０において、両平均電位差ＳＡ、ＳＢの比（ＳＢ／ＳＡ）が上記第２実施形態にて述べた閾値γと比較判定される。ここで、上記第２実施形態にて述べたと同様に（ＳＢ／ＳＡ）≧γが成立するときには、当該ステップ４３０にてＹＥＳと判定され、上記第３実施形態と同様にステップ４２０以後の処理がなされる。これにより、可燃性ガス検出装置の検出水素ガス濃度が、触媒膜３７０の正常な作用のもと、精度よく得られる。

一方、（ＳＢ／ＳＡ）＜γが成立するときには、上記第２実施形態と同様にステップ４３０においてＮＯと判定され、ステップ４３１において、触媒膜３７０の異常劣化を表す値ＳＰが出力Ｓと設定されて出力され、停止ステップ４３２にて上記コンピュータプログラムの処理が停止される。

これにより、上記第２実施形態にて述べたと実質的に同様に、触媒膜３７０が異常に劣化しているときには、触媒膜３７０の劣化を表す値ＳＰをＳと設定するとともに、ブリッジ回路２１０の出力電位差が正常でないにもかかわらず、検出水素ガス濃度Ｓを正常として出力することが未然に防止され得る。

また、上述のようにステップ４２１にてＳ＝ＳＢとセットした後は、ステップ４２４において、Ｍ＞Ｍｏ及びＮ＞Ｎｏの成立の有無が判定される。現段階では、Ｍ＝０、Ｎ＝０であることから、ステップ４２４における判定がＮＯとなり、ステップ４２５において、各変数データＭ、Ｎが、Ｍ＝Ｍ＋１＝１、Ｎ＝Ｎ＋１＝１と加算更新され、ステップ４７０以後の処理が次のように繰り返される。

即ち、今回のステップ４７０での処理では、Ｎ＝１のもと、前回のステップ４７０にて得た平均電位差ＳＡに対する各サンプリングデータの最古のサンプリングデータＳ₀が捨てられ、増幅回路２９０からの入力増幅電位差は、サンプリングデータＳ₁₀としてサンプリングされる。このため、Ｍ＝１での１０個のサンプリングデータは、各サンプリングデータＳ₁、・・・、Ｓ₉、Ｓ₁₀となる。

一方、Ｍ＝１のもと、前回のステップ４７０にて得た平均電位差ＳＢに対する各サンプリングデータの最古のサンプリングデータＳ₀が捨てられ、演算増幅回路２７０からの入力差分増幅電位差は、サンプリングデータＳ₁₀としてサンプリングされる。このため、Ｍ＝１での１０個のサンプリングデータは、各サンプリングデータＳ₁、・・・、Ｓ₉、Ｓ₁₀となる。

しかして、ステップ４９０において、平均電位差ＳＡが、上記（１）式に基づき、ステップ４７０における平均電位差ＳＡに対するサンプリングデータＳ₁、・・・、Ｓ₉、Ｓ₁₀を用いて算出され、また、平均電位差ＳＢが、上記（２）式に基づき、ステップ４７０における平均電位差ＳＢに対するサンプリングデータＳ₁、・・・、Ｓ₉、Ｓ₁₀を用いて算出される。

ここで、上記第３実施形態と同様に、各平均電位差ＳＡ、ＳＢは、共に、１０個のサンプリングデータの平均値であることから、これら各平均電位差ＳＡ、ＳＢに対し外乱が誤差として影響することはない。

このような算出後、ステップ４３０以後の処理が同様に繰り返され、ステップ４２４におけるＮＯとの判定に伴い、ステップ４２５にて、Ｍ＝Ｍ＋１＝２、Ｎ＝Ｎ＋１＝２と加算更新処理される。

以後、以上のような処理が、ステップ４３０でのＮＯとの判定、ステップ４２０でのＮＯとの判定或いはステップ４２４でのＹＥＳとの判定の成立まで、ステップ４２５での変数データＭ、Ｎの加算更新及びこれら加算更新変数データＭ、Ｎに基づくステップ４７０でのサンプリング処理及びステップ４９０での平均電位差ＳＡ、ＳＢの算出を繰り返しながら、繰り返される。

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）各ブリッジ回路２１０、２２０、２８０には、マイクロコンピュータ２６０からの制御電圧に代えて、直流電源の直流電圧を電源電圧として印加するようにしてもよい。
（２）発熱抵抗体３３０及び配線膜３４０の形成材料としては、高温において化学的耐久性が高く、かつ温度抵抗係数が大きいことが望ましい。このような条件を満たす金属としては、上述した白金に限らず、ニッケル（Ｎｉ）−クロム（Ｃｒ）が挙げられる。

また、上記形成材料として上記実施形態にて述べたごとく白金を用いる場合には、白金膜の上側絶縁層３２０との密着強度を高めるための材料として、上記実施形態にて述べたタンタルに限ることなく、チタン（Ｔｉ）、モリブテン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）或いはニオブ（Ｎｂ）等の金属或いはこれら金属の酸化物や窒化物を用いてもよい。
（３）触媒膜３７０の形成材料としては、上記実施形態にて述べた触媒成分のパラジウム（Ｐｄ）を担体成分のアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）に担持させたものに限ることなく、当該触媒成分を、例えば、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）やルテニウム（Ｒｕ）としてもよい。また、当該担体成分を、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ₂）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）やジルコニア（ＺｒＯ₂）としてもよい。
（４）触媒膜３７０の形成は、コンタクトホールや電極膜の形成前に行ってもよい。
（５）水素ガスに限らず、都市ガス等の可燃性ガスの濃度検出や当該ガスの漏洩検出に本発明を適用してもよい。特に、湿度の変動が大きい場所や触媒膜を劣化させる可燃性ガス雰囲気において、可燃性ガスを検出するのに本発明を適用してもよい。
（６）上記第１実施形態において、ステップ４００（図１４参照）の処理後、上記第３実施形態にて述べたステップ４５０でのサンプリング処理及びステップ４６０での平均電位差ＳＡの算出処理（図２９参照）を行った上で、ステップ４０１において、Ｓ＝平均電位差ＳＡと設定するようにしてもよい。これにより、上記第１実施形態において、上記第３実施形態におけるステップ４５０〜ステップ４０１の処理による効果と実質的に同様の効果が達成され得る。

また、上記第１実施形態において、ステップ４１１（図１４参照）の処理後、上記第３実施形態にて述べたステップ４７０でのサンプリング処理及びステップ４８０での平均電位差ＳＢの算出処理（図２９参照）を行った上で、ステップ４２０において、Ｓ＝平均電位差ＳＢ≧βの成立の有無を判定するようにしてもよい。これにより、上記第１実施形態において、上記第３実施形態におけるステップ４７０及びステップ４８０の処理による効果と実質的に同様の効果が達成され得る。
（７）通常監視ガス濃度は、水素ガスの下限爆発濃度の４分の１以下の濃度であり、また、上記危険監視ガス濃度は、上記下限爆発濃度の４分の１を超え当該下限爆発濃度の２分の１以下であってもよい。また、このようなことは、水素ガスに限らず、可燃性ガスにおいて、同様に適用してもよい。
（８）上記第１或いは第２の実施形態における熱伝導式ガス検出部３９０の数は複数であってもよく、これに合わせて、半導体基板３１０に上側絶縁層３２０を介し形成する発熱抵抗体の数を増大させればよい。また、前記第３或いは第４の実施形態におけるガス複合検出部５６０の熱伝導式ガス検出部或いはガス単独検出部３５０は複数であってもよく、これに合わせて、半導体基板３１０に上側絶縁層３２０を介し形成する発熱抵抗体の数を増大させればよい。
（９）上記第３実施形態にて述べたガス複合検出部５６０の右側発熱抵抗体３３０（図１８にて図示左右中央の発熱抵抗体３３０）上に、保護絶縁層３５０を介し、触媒膜３７０と同様の熱容量を有する不活性膜を形成することで、ガス複合検出部５６０の補償部としてもよい。

また、ガス複合検出部５６０の右側発熱抵抗体３３０上に、保護絶縁層３５０を介し、触媒膜３７０と同様の熱容量を有する膜を形成し、この膜を外部環境から気密的に封止することで、ガス複合検出部５６０の補償部としてもよい。

本発明に係るガス検出装置の第１実施形態における装置ユニットの断面図である。 上記第１実施形態における制御回路を示すブロック図である。 図１の蓋体に対するガス検出素子の組み付け構造を示す断面図である。 図３の蓋体の断面図である。 図３の蓋体内に組み付けられるガス検出素子等の組立構造を示す断面図である。 図７の６−６線に沿う断面図である。 図５のガス検出素子の平面図である。 図６のガス検出素子の半導体基板及び上下両側絶縁層の形成工程を示す断面図である。 上記ガス検出素子の上側絶縁層に対する各配線膜及び各発熱抵抗体の形成する工程を示す断面図である。 上記ガス検出素子の上側絶縁層に対する絶縁保護層の形成工程を示す断面図である。 上記ガス検出素子の絶縁保護層に対する各電極膜の形成工程を示す断面図である。 上記ガス検出素子の半導体基板及び下側絶縁層に対する各凹部の形成工程を示す断面図である。 上記ガス検出素子の絶縁保護層に対する触媒膜の形成工程を示す断面図である。 図２のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。 上記第１実施形態における熱伝導式ガス検出部及び接触燃焼式ガス検出部の起動特性を水素濃度の変化との関連で示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態の要部を示すフローチャートである。 図１８にて１７−１７線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態のガス検出素子を示す平面図である。 上記第３実施形態において半導体基板に対する上下両側絶縁層の形成工程及び上側絶縁層に対する各配線膜及び各発熱抵抗体の形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態において上側絶縁層に対する絶縁保護層の酸化珪素層の形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態において絶縁保護層の酸化珪素層に対する窒化珪素層の形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態において絶縁保護層に対するコンタクトホールの形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態において絶縁保護層に対する電極層の形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態において絶縁保護層に対する電極膜の形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態において下側絶縁層に対する開口部の形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態において半導体基板に対する凹部の形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態において絶縁保護層に対する触媒膜の形成工程を示す断面図である。 上記第３実施形態の制御回路を示すブロック図である。 図２８のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態の要部を示すフローチャートである。

符号の説明

２１１、２２１、２８１、３３０、５１０…発熱抵抗体、２５０…直流電源、
２６０…マイクロコンピュータ、２７０…演算増幅回路、
３００、５００…ガス検出素子、３１０…半導体基板、３１１…凹部、
３２０…絶縁層、３５０…絶縁保護層、３７０…触媒膜、
３８０…接触燃焼式ガス検出部、３９０…熱伝導式ガス検出部、
５６０…ガス複合検出部、５７０…ガス単独検出部、α、β、γ…閾値。

Claims (15)

1. 通電されたとき熱を生じる発熱抵抗体と、この発熱抵抗体（以下、接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体ともいう）の熱に基づき可燃性ガスを燃焼させる触媒とを有し、前記可燃性ガスの燃焼熱に応じて変化する前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき前記可燃性ガスの濃度を検出する接触燃焼式ガス検出部と、
   通電されたとき熱を生じる他の発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体（以下、熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体ともいう）の熱に対する前記可燃性ガスの熱伝導による吸収に応じて変化する前記熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき前記可燃性ガスの濃度を検出する熱伝導式ガス検出部と、
   この熱伝導式ガス検出部の検出でもって前記可燃性ガスの濃度を監視するように前記熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御し、前記熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じて前記接触燃焼式ガス検出部により前記可燃性ガスの濃度を検出するように前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御する制御手段とを備える可燃性ガス検出装置。
2. ガス検出素子と、制御手段とを備え、
   前記ガス検出素子は、
   半導体基板と、この半導体基板の表面に形成される絶縁層と、この絶縁層の表面に互いに間隔をおいて形成される複数の発熱抵抗体と、これら複数の発熱抵抗体を覆うように前記絶縁層の表面に形成される絶縁保護層と、この絶縁保護層の表面のうち前記複数の発熱抵抗体のうち一つの発熱抵抗体に対応する部位に形成される触媒とを有し、前記半導体基板のうち前記複数の発熱抵抗体の各々に対応する部位にそれぞれ凹部を形成して、
   前記一つの発熱抵抗体（以下、接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体ともいう）がその通電により熱を生じたときこの熱に基づき前記触媒により可燃性ガスを燃焼させることで当該可燃性ガスの燃焼熱に応じて変化する前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき前記可燃性ガスの濃度を検出する接触燃焼式ガス検出部と、
   前記複数の発熱抵抗体のうち他の一つの発熱抵抗体がその通電により熱を生じたときこの熱に対する前記可燃性ガスの熱伝導による吸収に応じて変化する前記他の一つの発熱抵抗体（以下、熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体ともいう）の抵抗値に基づき前記可燃性ガスの濃度を検出する熱伝導式ガス検出部とを構成してなり、
   前記制御手段は、前記熱伝導式ガス検出部の検出でもって前記可燃性ガスの濃度を監視するように前記熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御し、前記熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じて前記接触燃焼式ガス検出部により前記可燃性ガスの濃度を検出するように前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御するようにした可燃性ガス検出装置。
3. 前記制御手段は、
   前記熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度が前記監視ガス濃度範囲内の通常監視ガス濃度に増大したとき前記接触燃焼式ガス検出部により前記可燃性ガスの濃度を検出するように前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段と、
   前記接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度が前記監視ガス濃度範囲内にて前記通常監視ガス濃度よりも高い危険監視ガス濃度未満のとき前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の通電制御を停止する通電制御停止手段と、
   前記熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度或いは前記接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を出力するガス濃度出力手段とを備えて、
   前記通電制御手段は、前記通電制御停止手段による通電制御停止に伴い、前記熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御することを特徴とする請求項１或いは２に記載の可燃性ガス検出装置。
4. 前記通電制御手段は、前記熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度が前記通常監視ガス濃度に増大したか否かを判定する通常監視ガス濃度判定手段を備えて、この通常監視ガス濃度判定手段による前記通常監視ガス濃度への増大との判定に伴い、前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体を通電制御し、
   前記通電制御停止手段は、前記接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度が前記危険監視ガス濃度未満か否かを判定する危険監視ガス濃度判定手段を備えて、この危険監視ガス濃度判定手段による前記危険監視ガス濃度未満との判定に伴い、前記接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の通電制御を停止するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の可燃性ガス検出装置。
5. 前記制御手段は、
   前記熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度を経時的に繰り返しサンプリングデータとしてサンプリングする熱伝導式ガス検出用サンプリング手段と、
   この熱伝導式ガス検出用サンプリング手段による各サンプリングデータの平均値を算出して前記熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度として設定する熱伝導式ガス検出用算出手段と、
   前記接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を経時的に繰り返しサンプリングデータとしてサンプリングする接触燃焼式ガス検出用サンプリング手段と、
   この接触燃焼式ガス検出用サンプリング手段による各サンプリングデータの平均値を算出し前記接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度として設定する接触燃焼式ガス検出用算出手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載の可燃性ガス検出装置。
6. 前記制御手段は、
   前記通常監視ガス濃度判定手段が前記熱伝導式ガス検出部の検出ガス濃度の前記通常監視ガス濃度への増大と判定したとき前記熱伝導式ガス検出用発熱抵抗体及び接触燃焼式ガス検出用発熱抵抗体の双方を同時に通電制御する同時通電制御手段と、
   この同時通電制御手段による同時通電制御下にて前記熱伝導式ガス検出部及び接触燃焼式ガス検出部の各検出濃度に基づき前記触媒の劣化度合いが劣化許容限界値を超えて高くなっているか否かを判定する劣化度合い判定手段と、
   前記劣化度合い判定手段により前記触媒の劣化度合いが前記劣化許容限界値を超えて高くなっていると判定されたとき、前記触媒の劣化として出力する劣化出力手段とを備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の可燃性ガス検出装置。
7. 前記劣化度合い判定手段は、前記接触燃焼式ガス検出部の検出濃度の前記熱伝導式ガス検出部の検出濃度に対する比を前記劣化許容限界値と比較することで、前記触媒の劣化度合いが前記劣化許容限界値に達しているか否かを判定するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の可燃性ガス検出装置。
8. ガス複合検出部と、ガス単独検出部と、制御手段とを備え、
   前記ガス複合検出部は、
   ガス複合検出用発熱抵抗体及び触媒を有し、前記ガス複合検出用発熱抵抗体がその通電により熱を生じたときこの熱に基づき前記触媒により可燃性ガスを燃焼させることで当該可燃性ガスの燃焼熱に応じて変化する前記ガス複合検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき前記可燃性ガスの濃度を検出するように構成した接触燃焼式ガス検出部と、
   補償用発熱抵抗体を有し、周囲環境に応じて変化する前記補償用発熱抵抗体の抵抗値に基づき前記接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を補償する補償部とを備え、
   前記ガス単独検出部は、ガス単独検出用発熱抵抗体を有し、このガス単独検出用発熱抵抗体がその通電により熱を生じたときこの熱に対する前記可燃性ガスの熱伝導による吸収に応じて変化する前記ガス単独検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき前記可燃性ガスの濃度を検出するように構成した熱伝導式ガス検出部であって、
   前記制御手段は、前記ガス単独検出部の検出でもって前記可燃性ガスの濃度を監視するように前記ガス単独検出用発熱抵抗体を通電制御し、前記ガス単独検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じて前記ガス複合検出部により前記可燃性ガスの濃度を検出するように前記ガス複合検出用発熱抵抗体を通電制御するようにした可燃性ガス検出装置。
9. ガス検出素子と、制御手段とを備え、
   前記ガス検出素子は、
   半導体基板と、この半導体基板の表面に形成される絶縁層と、この絶縁層の表面に互いに間隔をおいて形成される複数の発熱抵抗体と、これら各発熱抵抗体を覆うように前記絶縁層の表面に形成される絶縁保護層と、この絶縁保護層の表面のうち前記複数の発熱抵抗体のうちの一つの発熱抵抗体に対応する部位に形成される触媒とを有し、前記半導体基板のうち前記各発熱抵抗体に対応する部位にそれぞれ凹部を形成して、
   前記一つの発熱抵抗体（以下、ガス複合検出用発熱抵抗体ともいう）がその通電により熱を生じたときこの熱に基づき前記触媒により可燃性ガスを燃焼させることで当該可燃性ガスの燃焼熱に応じて変化する前記ガス複合検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき前記可燃性ガスの濃度を検出する接触燃焼式ガス検出部と、周囲環境に応じて変化する前記複数の発熱抵抗体のうちの他の一つの発熱抵抗体（以下、補償用発熱抵抗体ともいう）の抵抗値に基づき前記接触燃焼式ガス検出部の検出ガス濃度を補償する補償部との双方でもって構成されるガス複合検出部と、
   前記複数の発熱抵抗体のうちその他の一つの発熱抵抗体（以下、ガス単独検出用発熱抵抗体ともいう）がその通電により熱を生じたときこの熱に対する前記可燃性ガスの熱伝導による吸収に応じて変化する前記ガス単独検出用発熱抵抗体の抵抗値に基づき前記可燃性ガスの濃度を検出する熱伝導式ガス検出部からなるガス単独検出部とを構成してなり、
   前記制御手段は、前記ガス単独検出部の検出でもって前記可燃性ガスの濃度を監視するように前記ガス単独検出用発熱抵抗体を通電制御し、前記ガス単独検出部の検出ガス濃度の所定の監視ガス濃度範囲内への増大に応じて前記ガス複合検出部により前記可燃性ガスの濃度を検出するように前記ガス複合検出用発熱抵抗体を通電制御するようにした可燃性ガス検出装置。
10. 前記制御手段は、前記ガス単独検出部の検出ガス濃度が前記監視ガス濃度範囲内の通常監視ガス濃度に増大したとき前記ガス複合検出部により前記可燃性ガスの濃度を検出するように前記ガス複合検出用発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段と、
    前記ガス複合検出部の検出ガス濃度が前記監視ガス濃度範囲内にて前記通常監視ガス濃度よりも高い危険監視ガス濃度未満のとき前記ガス複合検出用発熱抵抗体の通電制御を停止する通電制御停止手段と、
    前記ガス単独検出部の検出ガス濃度或いは前記ガス複合検出部の検出ガス濃度を出力するガス濃度出力手段とを備えて、
    前記通電制御手段は、前記通電制御停止手段による通電制御停止に伴い、前記ガス単独検出用発熱抵抗体を通電制御することを特徴とする請求項８或いは９に記載の可燃性ガス検出装置。
11. 前記通電制御手段は、前記ガス単独検出部の検出ガス濃度が前記通常監視ガス濃度に増大したか否かを判定する通常監視ガス濃度判定手段を備えて、この通常監視ガス濃度判定手段による前記通常監視ガス濃度への増大との判定に伴い、前記ガス複合検出用発熱抵抗体を通電制御し、
    前記通電制御停止手段は、前記ガス複合検出部の検出ガス濃度が前記危険監視ガス濃度未満か否かを判定する危険監視ガス濃度判定手段を備えて、この危険監視ガス濃度判定手段による前記危険監視ガス濃度未満との判定に伴い、前記ガス複合検出用発熱抵抗体の通電制御を停止するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の可燃性ガス検出装置。
12. 前記制御手段は、
    前記ガス単独検出部の検出ガス濃度を経時的に繰り返しサンプリングデータとしてサンプリングするガス単独検出用サンプリング手段と、
    このガス単独検出用サンプリング手段による各サンプリングデータの平均値を算出して前記ガス単独検出部の検出ガス濃度として設定するガス単独検出用算出手段と、
    前記ガス複合検出部の検出ガス濃度を経時的に繰り返しサンプリングデータとしてサンプリングするガス複合検出用サンプリング手段と、
    このガス複合検出用サンプリング手段による各サンプリングデータの平均値を算出し前記ガス複合検出部の検出ガス濃度として設定するガス複合検出用算出手段とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の可燃性ガス検出装置。
13. 前記制御手段は、
    前記通常監視ガス濃度判定手段が前記ガス単独検出部の検出ガス濃度が前記通常監視ガス濃度に増大したと判定したとき前記ガス複合検出用発熱抵抗体を同時に通電制御する同時通電制御手段と、
    この同時通電制御手段による同時通電制御下にて前記ガス複合検出部及びガス単独検出部の各検出濃度に基づき前記触媒の劣化度合いが劣化許容限界値を超えて高くなっているか否かを判定する劣化度合い判定手段と、
    前記劣化度合い判定手段が前記触媒の劣化度合いが前記劣化許容限界値を超えて高くなっていると判定したとき、前記触媒の劣化を出力する劣化出力手段とを備えることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一つに記載の可燃性ガス検出装置。
14. 前記劣化度合い判定手段は、前記ガス複合検出部の検出濃度の前記ガス単独検出部の検出濃度に対する比を前記劣化許容限界値と比較することで、前記触媒の劣化度合いが前記劣化許容限界値を超えて高くなっているか否かを判定するようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の可燃性ガス検出装置。
15. 前記通常監視ガス濃度は、前記可燃性ガスの下限爆発濃度の４分の１以下の濃度であり、また、前記危険監視ガス濃度は、前記下限爆発濃度の４分の１を超え当該下限爆発濃度の２分の１以下であることを特徴とする請求項３〜７及び１０〜１４のいずれか一つに記載の可燃性ガス検出装置。

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