JP2005283200A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【要 約】
【課 題】 ＣＯ２センサの品質検査において断線などの不合格品、特に電源接続時から時間（たとえば、数十秒）が経過した後に異常となる不合格品を効率よく選びだす。
【解決手段】 検査装置は、検知する二酸化炭素の量に応じて検知出力の変化する検知素子（２）および前記検知素子を加熱する発熱体（３）を同一のケース（４）内に具備するＣＯ２センサ（１）のための検査装置であって、前記発熱体の発熱を制御するスイッチ（１８）と、このスイッチの制御により前記発熱体が発熱した後の前記検知素子の検知出力の変化に基づいて前記ＣＯ２センサの不具合を判定する判定手段（２３）とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＣＯ２センサを検査するための検査装置に関する。

ＣＯ２センサを電源に接続したにも係わらず、最初からその出力がない場合には、断線などの不具合が有り、製品としては不合格である。したがって、従来のＣＯ２センサ検査方法は、ＣＯ２センサを作動させて、その出力の有無を見ることにより行われ、出力が無い場合に不合格としている。

ところで、ＣＯ２センサにおいては、図３に図示するように、電源投入から数十秒経過後に急激に出力が低下したり、また、ヒータの接続の切断時付近で急激に出力が低下したりするケース(case)１〜５の不良品があることが判明した。そして、従来の検査方法では、図３のケース１〜５の不良品の場合には、電源に接続した際に出力があるため、合格と判定され、検査漏れが発生する。このケース１〜５の出力電圧の急激な低下部分Ｓにおける傾きＳｋは、電圧差Ｓｖを経過時間Ｓｔで表すことができ、図３に図示する具体例では、Ｓｋ＝Ｓｖ／Ｓｔ＝１．７５Ｖ／５ｓｅｃ＝０．３５Ｖ／ｓｅｃとなる。

また、ＣＯ２センサの合格品の代表例は、図３に図示するように、電源投入後、その出力は時間の経過とともに、所定の範囲（たとえば、０．５〜３．０Ｖ（ボルト））に収束する。そして、ヒータがＯＦＦになると、一旦低下した後に、上昇する。しかしながら、ＣＯ２センサは固体差がかなり大きいとともに、ヒータの稼働時から数時間程度は、その出力が不安定である。また、周囲温度にその出力が大きく依存している。その結果、不合格品を効率よく選びだすことができなかった。
特に、無し。

解決しようとする問題点は、ＣＯ２センサの品質検査においては、出力の有無を見るだけでは、断線などの不合格品、特に電源接続時から時間（たとえば、数十秒）が経過した後に異常となる不合格品を効率よく選びだすことができない点である。

本願の発明の検査装置は、検知する二酸化炭素の量に応じて検知出力の変化する検知素子（２）および前記検知素子を加熱する発熱体（３）を同一のケース（４）内に具備するＣＯ２センサ（１）のための検査装置であって、前記発熱体の発熱を制御するスイッチ（１８）と、このスイッチの制御により前記発熱体が発熱した後の前記検知素子の検知出力の変化に基づいて前記ＣＯ２センサの不具合を判定する判定手段（２３）とを備えている。

また、判定手段が、前記スイッチの制御で前記発熱体の発熱を行った後の第１の時間（Ｔａ，Ｔｅ）での前記検知素子の検知出力とこの時間に続く第２の時間（Ｔｂ，Ｔｆ）の前記検知素子の検知出力との差が予め定めた第１の値（Ｓ１，Ｓ６）よりも大きかった際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することがある。

さらに、判定手段が、前記スイッチの制御で前記発熱体の発熱を行った後の第２の時間（Ｔｂ）の前記検知素子の検知出力が予め定めた第２の値（Ｓ２）と第３の値（Ｓ３）との間から外れている際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することがある。

そして、判定手段が、前記スイッチの制御で所定時間の間前記発熱体の発熱を行った後の第３の時間（Ｔｃ）の前記検知素子の検知出力が予め定めた第４の値（Ｓ４）よりも大きかった際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することがある。

また、判定手段が、前記スイッチの制御で所定時間の間前記発熱体の発熱を行った後の第３の時間からこの時間につづく第４の時間（Ｔｄ）までの間に前記検知素子の検知出力が予め定めた第２の値と第３の値との間を通過しなかった際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することがある。

さらに、判定手段は、前記スイッチの制御で前記発熱体が発熱を行っている間の第２の時間の前記検知素子の検知出力と前記スイッチが前記発熱体の発熱を終了させた後の第４の時間の前記検知素子の検知出力との差が予め定めた第５の値（Ｓ５）よりも大きかった際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することがある。

本発明によれば、ＣＯ２センサの発熱体の発熱をスイッチで制御し、発熱体が発熱した後の検知素子の検知出力の変化に基づいてＣＯ２センサの不具合を判定しているので、従来のＣＯ２センサを電源に接続した際における出力の有無で不合格判定を行う場合に比して、電源接続時以降、特にヒータによる加熱後の断線などの不合格品を効率よく選びだすことができる。

ＣＯ２センサの品質検査において断線などの不合格品、特に電源接続時から時間（たとえば、数十秒）を経過した後に異常となる不合格品を効率よく選びだすという目的を、ＣＯ２センサの発熱体の発熱をスイッチで制御し、発熱体が発熱した後の検知素子の検知出力の変化に基づいてＣＯ２センサの不具合を判定することで実現した。

次に、本発明における検査装置の一実施例について、図１ないし図７を用いて説明する。図１はＣＯ２センサの断面の説明図である。図２は本発明における検査装置の回路図である。図３はＣＯ２センサの出力のタイムチャートである。図４は実施例のタイムチャートである。図５は実施例のフローチャートである。図６は別の実施例のタイムチャートである。図７は別の実施例のフローチャートである。なお、図１において、２本のヒータ用ピンおよび２本の検知素子用ピンが図示されているが、実際はヒータ用ピンは検知素子用ピンの後側に配置されている。また、図３、図４および図６のタイムチャートにおいて、不合格品のケース(case)１〜５の出力は、その概略を模式的に図示している。

まず始めに、ＣＯ２センサの概略を説明する。
図１において、ＣＯ２センサ１は市販のものであり、二酸化炭素を検知する検知素子２および、この検知素子２を加熱する発熱体としてのヒータ３を具備している。この検知素子２およびヒータ３は、円筒状のケース４に収納されている。ケース４の上部には、吸着材（ゼオライト）６が、一対の金網７，７で挟まれて配置されている。また、検知素子２は、ナトリウムイオン伝導体（ＮＡＳＩＣＯＮ）などの固体電解質で構成され、その両面に電極が設けられ、各電極が各々出力端子としての検知素子用ピン１１，１２に接続されている。ヒータ３は半導体ヒータで、２本のヒータ用電気供給端子としてのピン１３，１４に接続されている。これらのピン１１〜１４の先端はケース４の外側に延在している。

そして、このＣＯ２センサ１を、図２に図示するＣＯ２センサ検査装置にセットする。
図２において、ＣＯ２センサ１のヒータ３は、電源１６に検査用ＯＮ−ＯＦＦスイッチ１８を介して接続される。また、ＣＯ２センサ１の検知素子２の出力は、増幅器２１およびＡ／Ｄ変換器２４を介して、判定手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコン）２３の入力部に接続される。また、マイコン２３は、スイッチ１８に制御信号を出力し、スイッチ１８をＯＮ−ＯＦＦ制御する。

この様に構成されている検査装置で、図４のタイムチャートおよび図５のフローチャートに基づいて、ＣＯ２センサ１の検査を行い、ＣＯ２センサ１の不具合を判定する。
まず初めに、検査用ＯＮ−ＯＦＦスイッチ１８をＯＮにした状態にし、ステップ１において、電源１６を入れる。そして、マイコン２３は電源投入からの経過時間を計測し、ステップ２において、マイコン２３は第１の時間である時点Ｔａ（たとえば、この図４および図５に図示する実施例の具体例では電源投入の４０秒後、以下括弧内の値は図４および図５に図示する実施例の具体例である）での検知素子２の出力Ａ（正確には増幅後のマイコン２３に入力される値）を読み取る。ついで、ステップ３において、マイコン２３は第２の時間である時点Ｔｂ（たとえば、４５秒後）での検知素子２の出力Ｂを読み取る。

そして、ステップ４において、マイコン２３は出力Ａと出力Ｂとの差を演算し、その差Ａ−Ｂが予め設定された第１の値である設定値Ｓ１（たとえば、０．７Ｖ）以下か否かを判断する。この時点Ｔａから時点Ｔｂまでは５ｓｅｃであるので、傾きに換算すると、０．１４Ｖ／ｓｅｃとなる。そして、設定値Ｓ１を越えている場合には、ステップ５に行き、ステップ５において、マイコン２３は、出力Ａと出力Ｂとの差が正常値よりも大きいと判断し、ＣＯ２センサ１を不合格であると判定する。ケース(case)２，３が不合格となる。一方、ステップ４において、設定値Ｓ１以下であると判断した場合にはステップ６に行く。

ステップ６において、マイコン２３は、出力Ｂが予め設定されている範囲である第２の値である下限設定値Ｓ２（たとえば、０．５Ｖ）と第３の値である上限設定値Ｓ３（たとえば、３．０Ｖ）との間にあるか否かを判断する。そして、範囲内の場合には、ステップ７に行き、マイコン２３はＣＯ２センサ１を合格と判定する。一方、範囲外の場合には、ステップ８に行く。

ステップ８において、マイコン２３は、時点Ｔｂでスイッチ１８をＯＦＦにし、ステップ９に行く。ステップ９において、マイコン２３は、第３の時間である時点Ｔｃ（たとえば、４７秒後）での検知素子２の出力Ｃを読み取る。そして、ステップ１０において、マイコン２３は、出力Ｃが予め設定された第４の値である設定値Ｓ４（たとえば、３．５Ｖで、上限設定値Ｓ３よりも大きな値））以下か否かを判断する。そして、設定値Ｓ４を越えている場合には、ステップ１１に行き、ステップ１１において、マイコン２３は、ＣＯ２センサ１を不合格であると判定する。ケース(case)５が不合格となる。一方、ステップ１０において、設定値Ｓ４以下であると判断した場合にはステップ１２に行く。

ステップ１２において、マイコン２３は、時点Ｔｃから第４の時間である時点Ｔｄ（たとえば、５０秒後）までの間に、下限設定値Ｓ２（たとえば、０．５Ｖ）と上限設定値Ｓ３（たとえば、３．０Ｖ）との範囲に入ったか否かを判断する。そして、範囲内に入らなかった場合には、ステップ１３に行き、マイコン２３はＣＯ２センサ１を不合格と判定する。ケース(case)１が不合格となる。一方、範囲内に入った場合には、ステップ１４に行く。

ステップ１４において、マイコン２３は時点Ｔｄでの検知素子２の出力Ｄを読み取る。そして、ステップ１５において、マイコン２３は出力Ｂと出力Ｄとの差を演算し、その差Ｂ−Ｄが予め設定された第５の値である設定値Ｓ５（たとえば、１．５Ｖ）以下か否かを判断する。この時点Ｔｂから時点Ｔｄまでは５ｓｅｃであるので、傾きに換算すると、０．３Ｖ／ｓｅｃとなる。そして、設定値Ｓ５を越えている場合には、ステップ１６に行き、ステップ１６において、マイコン２３はＣＯ２センサ１を不合格であると判定する。ケース(case)４が不合格となる。一方、ステップ１５において、設定値Ｓ５以下であると判断した場合には、ステップ１７に行き、このステップ１７において、マイコン２３はＣＯ２センサ１を合格品と判定する。

次に、別の検査方法を、図６のタイムチャートおよび図７のフローチャートに基づいて、説明する。
まず初めに、図５のフローチャートと同様に、検査用ＯＮ−ＯＦＦスイッチ１８をＯＮにした状態にし、ステップ２１において、電源１６を入れる。そして、マイコン２３は電源投入からの経過時間を計測し、ステップ２２において、マイコン２３は第１の時間である時点Ｔｅ（たとえば、この図６および図７に図示する実施例の具体例では電源投入の２０秒後、以下括弧内の値は図６および図７に図示する実施例の具体例である）での検知素子２の出力Ｅを読み取る。ついで、ステップ２３において、マイコン２３は第２の時間である時点Ｔｆ（たとえば、４５秒後）での検知素子２の出力Ｆを読み取る。

そして、ステップ２４において、マイコン２３は出力Ｅと出力Ｆとの差を演算し、その差Ｅ−Ｆが予め設定された第１の値である設定値Ｓ６（たとえば、１．０Ｖ）以下か否かを判断する。この時点Ｔｅから時点Ｔｆまでは２５ｓｅｃであるので、傾きに換算すると、０．０４Ｖ／ｓｅｃとなる。そして、設定値Ｓ６以下の場合には、ステップ２５に行き、ステップ２５において、ＣＯ２センサ１を合格であると判定する。一方、ステップ２４において、設定値Ｓ６を越えていると判断した場合にはステップ２６に行く。

ステップ２６において、マイコン２３は、時点Ｔｆでスイッチ１８をＯＦＦにし、ステップ２７に行く。ステップ２７において、時点Ｔｆから時点Ｔｇ（たとえば、６０秒後）までの間に、下限設定値Ｓ２（たとえば、０．５Ｖ）と上限設定値Ｓ３（たとえば、３．０Ｖ）との範囲に入ったか否かを判断する。そして、範囲内に入らなかった場合には、ステップ２８に行き、不合格と判定する。ケース(case)１が不合格となる。一方、範囲内に入った場合には、ステップ２９に行く。

ステップ２９において、マイコン２３は、時点Ｔｇでの検知素子２の出力Ｇを読み取る。そして、ステップ３０において、出力Ｇが予め設定された設定値Ｓ２（たとえば、０．５Ｖ）以下か否かを判断する。そして、設定値Ｓ２以下であると判断した場合にはステップ３１に行き、ステップ３１において、マイコン２３はＣＯ２センサ１を不合格であると判定する。ケース(case)２〜５が不合格となる。一方、ステップ３０において、設定値Ｓ２を越えている場合には、ステップ３２に行き、ステップ３２において、マイコン２３はＣＯ２センサ１を合格であると判定する。

図４のタイムチャートの時点Ｔｂと、図６のタイムチャートの時点Ｔｆとは同じ時間であり、スイッチ１８がＯＦＦされてヒータ３への通電が遮断されるヒータ切断時である。図４のタイムチャートの時点Ｔａおよび、図６のタイムチャートの時点Ｔｅは、電源接続時とヒータ切断時との間の中間時点である。また、図４のタイムチャートの時点Ｔｃ，Ｔｄおよび、図６のタイムチャートの時点Ｔｇは、ヒータ切断時よりも後のヒータ切断後時点である。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）出力Ｂと出力Ｆは、ヒータ切断時Ｔｂ，Ｔｆで読み取られているが、読み取り時期は適宜変更可能である。

（２）実施例において示した具体的な値は、例示であり、ヒータ切断時、ＣＯ２センサ１の出力を読み取る時点また、合格・不合格を判定するための設定値などの具体的な値は、適宜変更可能である。
（３）実施例において、不合格判定は複数の工程で行われているが、その全ての工程を行う必要は必ずしもなく、不合格のＣＯ２センサを検出することが少なくともできれば、１個の不合格判定の工程でも、２個以上の不合格判定の工程でも可能である。

ＣＯ２センサの品質検査において断線などの不合格品、特に電源接続時から時間（たとえば、数十秒）を経過した後に異常となる不合格品や、ヒータ切断時付近で異常となる不合格品を効率よく選びだすことができる。したがって、より高い確率で、不合格のＣＯ２センサを選びだす検査装置に適用することが最適である。

図１はＣＯ２センサの断面の説明図である。 図２は本発明における検査装置の回路図である。 図３はＣＯ２センサの出力のタイムチャートである。 図４は実施例のタイムチャートである。 図５は実施例のフローチャートである。 図６は別の実施例のタイムチャートである。 図７は別の実施例のフローチャートである。

符号の説明

Ｔａ〜Ｔｇ 時点
１ ＣＯ２センサ
２ 検知素子
３ ヒータ
４ ケース
１１ 検知素子用ピン
１２ 検知素子用ピン
１３ ヒータ用ピン
１４ ヒータ用ピン
１８ 検査用ＯＮ−ＯＦＦスイッチ
２３ マイコン（判定手段）

Claims (6)

1. 検知する二酸化炭素の量に応じて検知出力の変化する検知素子および前記検知素子を加熱する発熱体を同一のケース内に具備するＣＯ２センサのための検査装置であって、
   前記発熱体の発熱を制御するスイッチと、このスイッチの制御により前記発熱体が発熱した後の前記検知素子の検知出力の変化に基づいて前記ＣＯ２センサの不具合を判定する判定手段とを備えていることを特徴とする検査装置。
2. 前記判定手段は、前記スイッチの制御で前記発熱体の発熱を行った後の第１の時間での前記検知素子の検知出力とこの時間に続く第２の時間の前記検知素子の検知出力との差が予め定めた第１の値よりも大きかった際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
3. 前記判定手段は、前記スイッチの制御で前記発熱体の発熱を行った後の第２の時間の前記検知素子の検知出力が予め定めた第２の値と第３の値との間から外れている際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
4. 前記判定手段は、前記スイッチの制御で所定時間の間前記発熱体の発熱を行った後の第３の時間の前記検知素子の検知出力が予め定めた第４の値よりも大きかった際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
5. 前記判定手段は、前記スイッチの制御で所定時間の間前記発熱体の発熱を行った後の第３の時間からこの時間につづく第４の時間までの間に前記検知素子の検知出力が予め定めた第２の値と第３の値との間を通過しなかった際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
6. 前記判定手段は、前記スイッチの制御で前記発熱体が発熱を行っている間の第２の時間の前記検知素子の検知出力と前記スイッチが前記発熱体の発熱を終了させた後の第４の時間の前記検知素子の検知出力との差が予め定めた第５の値よりも大きかった際にこのＣＯ２センサの不具合を判定することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
   

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