JP2007502407A - 測定誤差を補償する方法およびこのための電子配置 - Google Patents

Abstract

本発明はセンサ１を使用する測定方法に関する測定値に対して、特に「ドリフト」誤差に関する温度依存誤差補償を行う方法および電子配置６に関する。電子回路６は１つ以上のガスおよび／またはガス混合物の存在の確立および／またはガスまたはガス混合物の濃度の演算に適合する。選択した測定サイクルＴ１の間に発生し確立した最高測定値Ｍｍａｘまたは最低測定値Ｍｍｉｎはメモリー６９’に格納する。選択した期間Ｔ１の間に発生し評価した最低アナログ値または最高デジタル測定値を前記メモリー６９’に格納し、選択した測定サイクルまたは期間Ｔ１の最後に発生し評価した測定値Ｍｍａｘ、Ｍｍｉｎと、格納したアナログまたはＡ／Ｄ変換器を介したデジタルの制御値６５’を比較し、評価した最低または最高測定値と前記格納した制御値の差を、次の期間Ｔ２に発生する測定値の関係および／または対応する測定値の補償Ｋ１の基礎として使用することを提案する。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般に、取得した測定値または結果に生じた測定誤差を補償する方法に関し、特に、測定装置の選択した校正に引き続いて生じるような測定誤差、および長期間の使用または経過で生じるわずかの変化に直接関係すると考えられるような測定誤差の補償に関係する。

ガス濃度の測定時に取得した測定誤差は実際上の特性の理由により次のカテゴリーに分けられる。
ａ．システム上の誤差
ｂ．短期間の誤差
ｃ．長期間の使用または経過に関係する誤差および連続する誤差
ｄ．圧力に依存する誤差
この点に関しては、カテゴリーｃの測定誤差はカテゴリーａ，ｂおよびｄに関連する測定誤差に依存すること、またカテゴリーｃ測定誤差のために補償しようとする努力は、次に詳細に例を挙げて説明するように、カテゴリーａおよびｂに属する測定誤差の補償から基本的に始めるのが好ましいことが知られている。

このように、特に本発明は、電子回路およびガスセル内に入ってくる成分の時間的によっくりした変化に依存する測定誤差、簡単に記載するため以下では単に「ドリフト」誤差と呼ぶカテゴリーｃ誤差などの測定誤差を、校正された測定装置によって補償するのに適合する。

発明による方法および電子回路配置は、ガスセンサ配置またはガス測定装置を使用して、選択したガス（またはガス混合物）の存在および／またはガス（またはガス混合物）の現在濃度を確立するためのガス測定工程で使用することを意図する。

本発明に関し前向きの提案によると、この種のガスセンサ配置または測定装置は、原則として、電子回路配置に電気的に接続されるか含まれて、存在するガスの量および／または前記ガスの濃度を評価するガスセンサ配置で構成され、また特に温度補償回路などの信号補償回路とこれに電気的に接続された信号処理回路が含まれ、さらに補償された測定結果または値に適合した測定手段が含まれる。

原則として、本発明の適用は特別の種類のガスセンサ配置に依存する必要はないと考えられるが、ガスセンサ配置から発せられる信号は前記信号補償回路および／または前記信号処理配置または回路を介して連続的に処理することができる。

このように、本発明はＩＲセンサの使用に関するものであり、このＩＲセンサは市販されている多数のＩＲセンサ（赤外線周波数領域内の光線または光束の使用に基づくガスセンサ）から取得でき、取得炭化水素（ＨＣ），酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ），二酸化炭素（ＣＯ_２）などの異なるガスの存在および／または濃度を確立するのに有効に使用でき、一方、光放射手段からガスセンサに放射されるパルス光線などＩＲ検出器に受光された光線のスペクトル分析を行う電子回路に使用できる。

本発明は、酸素ガス（Ｏ_２）、アンモニア（ＮＨ_３），オゾン（Ｏ_３）などの異なったガスの存在および／または濃度を確立するのに有利に使用でき、かつ現在ガス濃度によって電圧を増加または減少させる電気化学セルまたはセンサにも適用できる。

また、例えばＭＯＳ技術に基づく半導体センサにも使用できる。主たる濃度に基づき電圧またはパルス電圧に変換される表面電導率が表面反応によって増加または減少する。
このように以下の記載では、公知のスペクトル分析を使用して発明の特性を明確に示すために、特定のＩＲセンサを使用する特定のガスセンサ配置に限定するが、これは簡単にするためである。

この種のガスセンサ配置または測定装置には、ガスセルまたはガスセンサと、光源と、
少なくとも１つの受光器と、電子信号処理回路とが含まれる。前記ガスセンサには測定されるガス容積が囲まれる空洞が含まれる。前記光源は前記ガスセルまたはセンサに割り当てられるか関係し、ＩＲ範囲内の周波数で前記空洞にパルス光線または光束を放射するものである。前記受光器は前記ガスセルまたはセンサに割り当てられるか関係し、前記空洞内の選択された「測定距離または通路」を通過する前記光線に続いて前記パルス光線または光束を受光する。前記電子信号処理回路は前記ガスセルまたはガスセンサに接続され、電子信号適合回路（前記電子回路は信号補償回路と呼ばれる）が含まれる。

このような比較的複雑な信号補償回路には１つ以上の電子回路が含まれ、この電子回路は本発明の適用の場合、前記光源と前記受光器に直接接続され、特に、ＩＲ領域に含まれ光源から放射されるパルス光線または光束に関する波長に関する光強度を評価し、さらに受光器で受光した１つ以上のパルス光線または光束の光強度に関する波長を評価し、それによって１つ以上のガスおよび／またはガス混合物および／または前記１つ以上のガスまたはガス混合物の濃度を決定し演算することに適合する。

選択したＩＲセンサに関しては、選択した環境によってパルス遅延時間を変化できるような特別の分析評価配置および測定結果または値を保証する手段を有する関連する信号補償回路を介して、パルス源でパルスＩＲ束を放射することが提案される。

本発明は、関連するガスセルまたはセンサに接続され、瞬間測定量に依存する光または光電情報搬送信号などのガスセル情報からの受け取りに適合する電子回路に適用され、光または電子信号は発生する測定量の大きさの変化に依存して増加（または減少）する。具体的な実施形態に関しては、ガスまたはガス混合物の瞬間濃度値の評価に関する場合がそれに該当する。

このように、電子回路配置または信号補償回路は、測定量の存在および測定値、さらに発生測定誤差または前記信号補償回路に関する電子回路を使用した前記測定量に関する測定誤差を確立し、それで、完全にまたは部分的に誤差源「ドリフト」に関する別の誤差のうち、いくつかの段階において異なる測定誤差の補償を選択し適合させる。

ａ，ｂ，ｃ，およびｄのカテゴリーに分類された前記の誤差源は次のとおりである。
（カテゴリーａ）システム誤差
この誤差は通常静止しており、時間の経過で変化しないか、ほとんど変化しない。

この種の誤差が生じるのは、例えば、測定装置の校正時に適用される特定の環境の外側の環境にガスセンサ配置とそのガスセルを置くことによって、または前記装置の校正に関連して発生した誤差によって、または前記校正が不良になされたことによって、または校正不良のガスが使用されたことによって、または装置の運搬および取扱いの間に変化が発生したことによってである。

また、温度補償はすべてこのカテゴリーａに属す。
（カテゴリーｂ）短期間の誤差
この誤差は通常散発的であり、短期間で変わる。この種の誤差は、例えば、電子回路配置、関係のカスセル構造、異常な電気撹乱、電気過渡現象、および選択した安定条件の変化によって生じる。
（カテゴリーｃ）長期間使用または経過に関する誤差および「ドリフト」に関する連続誤差
この誤差は離散構成要因および／または電子回路の「加齢」によって通常生じるのでこれを確立し補償することは困難である。

このカテゴリーで経験した困難性はカテゴリーａおよびｂで行った補償の度合に大きく依存する。
公知の技術を使用すると、ガス測定およびガス濃度の測定に使用する測定システムは、所定の選択した測定精度を実現して保証するために、所定の比較的短時間の間隔において実際には再度校正する必要があることを意味する。
（カテゴリーｄ）圧力に依存する誤差
校正を行う間に使用した圧力とは異なる主たる圧力によって生成した測定値を補償するために、各測定装置用に圧力検出センサを設ける必要がある。

測定装置は正規化した空気圧力を考慮して校正を行う。しかし、圧力検出センサがない状態では、次の測定機会で通常は補償されない。

前記のガス測定適用に適合した前記種類のいくつかの異なる方法および配置は当分野において公知である。
瞬間値および／または平均値を形成する、異なる種類の測定で取得した測定量は多少の範囲の誤差があり、また測定値に関する測定誤差は前述のように多数の異なる誤差源に分けられ、したがってこの測定量に関連する異なる判定規準に関する異なる環境に大なり小なり依存することが知られている。

例えば、直接予測できる誤差を補償可能にするよう、使用する電子信号処理回路配置内に１つ以上の補償要因を挿入することが知られている。
この点に関しては、短期間の誤差を引き起こす周囲の温度変化、周囲の湿度変化および判定基準の補償要因を前記処理回路に直接含めることが提案されている。

ガスセルまたはセンサと、異なる電子回路配置を使用して、１つ以上のガスおよび／またはガス混合物の存在を決定し、および／または前記ガスまたはガス混合物の濃度を演算する本発明の前記特別の適用およびそれに関連するガス測定の場合、電子的に測定値を演算すること、さらにこの測定値がガスセル空洞内のガス濃度に適用可能な「真の」値に対して多少の差があることは知られている。

このような差は通常、前術のカテゴリーｂからｄに分類した１つ以上の誤差源に関係する。
カテゴリーａのシステム誤差に関しては、この誤差は測定の際、周囲の主たる圧力、温度、湿度に関係し、またガスセルまたはセンサの周りの主な他の物理的条件、運搬および導入段階に生じた機械的影響を含めて、特にガスセルセンサおよびその空洞の周りの環境状況に関係する。

この誤差源のカテゴリーには、時間でわずかに変化し、発明によって補償されるような誤差も含まれる。
長期間使用または経過に関するカテゴリーｃ誤差、すなわち、「ドリフト」誤差源に関する誤差に関しては、これらの誤差は主として、使用されるガスセンサ配置、ガスセルまたはセンサ、および電子信号処理回路または回路配置のいわゆる「寿命に関する」変化であると考えられる。

また、ＩＲセンサを使用する場合、カテゴリーｃ誤差源には、特に、ガスセルまたはセンサ内空洞の光線反射性能の段階的減少、選択した強度で連続光線またはパルス光線を放射する光源性能を弱める変化、放射そして反射されたパルス光線などの光線を受光して評価する１つ以上の受光器の性能を弱める変化が含まれる。

また、カテゴリーｃ誤差源には、化学的影響の段階的変化、前記空洞の光反射面部分の増加する粒子濃度に関する段階的損傷、一定電流および／または一定電圧調節回路の供給電圧の経年変化、および使用される増幅回路に発生する変化が含まれる。

本発明によると、主として後者の種類のカテゴリーｃ誤差源に関する測定誤差は次の校正のため補償される。
例えば、非分散赤外線（ＮＤＩＲ）で実施された演算測定値を補償する目的で補正し、「ドリフト」と呼ばれる誤差源に関する演算測定値の誤差を減少させる多くの異なる方法が当分野で知られている。

特許文献１には、「ドリフト」誤差源から導かれた非補償測定結果に関する課題に対して解決を試みる多くの公知の方法が開示されている。この課題は、一般にＩＲセンサ（赤外線）、特に空気中の二酸化炭素の濃度を評価するのに適合したＩＲセンサで明らかになるものと推定される。このＩＲセンサは火災検知器としても、また通風システムの制御にも使用できる。

これらおよび他の公知のガスセンサは、長期間に渡り原則としてメンテナンスフリーで使用するのに特に適合する。
この目的のために、前記特許文献１は、ガスセルまたはセンサと、互いに連続する測定値を生成してメモリーに格納する電子回路配置とが含まれるガスセンサ配置を提供する。

この場合において、記載された測定誤差補償方法の１つは、誤差源「ドリフト」に関係し、また既知の範囲内ではあるが既知の時間間隔内で発生し周期的に測定され格納された二酸化炭素値Ｘに基づいている。

この範囲は選択した低い値Ｘ_Ｌおよび高い値Ｘ_Ｈ内に限定される。
使用されるセンサは時間（ｔ）に関する主たる値Ｘを表す電子信号Ｘ（ｔ）を発生する。

この方法は、値Ｘ（ｔ）が所定の範囲内に存在するときに認識し、前記値Ｘ（ｔ）が前記範囲（Ｘ_Ｌ、Ｘ_Ｈ）内にあるとき各時間サイクルにおける値Ｘ（ｔ）をサンプリングし、さらに各サイクルを表す「静止」値を格納する能力に基づいている。

取得され格納されたこれらのガス濃度測定値から「直線」関数が評価され演算されるが、この関数は検出され演算され格納された「静止」値の関数を表す。
前記特許文献１はＮＤＩＲガスセンサのみを使用するという条件に基づいている。

先行技術としてさらに特許文献２の内容にも関係する。
この特許文献２に記載された方法はガスセンサ装置内の「ドリフト」を補償する方法であって、選択した長期間に渡ってガス濃度に関するデータを検出して格納し、かつ選択した期間内の低ガス濃度レベルを確認する方法である。

この方法は、この低濃度レベルで現れるガス成分濃度を他の低濃度レベルで現れる１つ以上の追加のガス成分濃度と比較し、この条件に基づいて背景濃度を評価し、さらなる期間の低濃度レベルに関係させる方法である。

この演算した見込み背景濃度を「基準値」または期待（予測）背景ガス濃度値として使用し、これによって補正要因または目標値または補正値の条件を作る。
基準線操作においては、背景ガス濃度値と予め定めた背景ガス濃度値との差で補正値を表すことができる。

「スパン一定」（以後このように記載する）においては、演算した背景ガス濃度値と予め定めた背景ガス濃度値との比率で補正値を表すことができる。
ガスセンサによる測定ガス濃度値は前記補正値または補正要因を使用して補償することができる。

この補正方法は、次の測定期間の基準値または目標値および補正要因を処理演算するためある期間にわたって多数の背景ガス濃度の測定値を取得できるよう、周期が少なくとも２４時間であるが１４日まで延長可能な期間にわたって評価した背景ガス濃度値に基づくものである。

同一または異なる持続期間で後の測定処理を行うための新たな基準値を与えるため、基準値または目標値およびこれに関する補正要因を生成するためには、相当のコンピュータ出力が必要となる。

また、選択した種の共振波長と一致するごく狭いスペクトル領域内における吸収光量の検出でガス検出を行う、スペクトル分析を使用した校正理論が提案されている。
この技術は他の種とは干渉されない特別の種の多数の分子の測定に基礎が置かれる。

ＮＤＩＲガスセルの周知の特性およびガス検出のための電子回路配置は次のとおりである。
ａ．高選択性−干渉がない
ｂ．高感度と高精度
ｃ．耐環境性
ｄ．長期間保存が可能
ｅ．露出問題なし（負のメモリー効果または露出ヒステリシスがない）
ｆ．比較的簡単な物理学で記載される（予測可能）
さらに、当分野で知られているように、ランベルト−ベールの法則または公式には共振吸光度Ａとガス濃度ｃとの関係が述べられている。

ｌ_ｄ＝ｌ_ｏｅ^−ｃｄｓ
Ａ＝（ｌ_ｏ−ｌ_ｄ）／ｌ_ｏ、
ここで、ｌ_ｏは入射光の強さ、ｌ_ｄは透過後の光の強さ、ｄは光通路の長さ、ｓは観測波長の吸光係数（ガスに特有の一定量）を表す。

一般的なＮＤＩＲガスセルまたはセンサにおいては、受光器または受光素子上に強さｌ_ｄの高レベルのＩＲ入射光を到達させるため能動型ＩＲ光源が使用される。幾何形状が固定されている場合、ガス濃度ｃを実験で決定するためこの公式を使用する前に、２つのパラメータｌ_ｏおよびｓを確立することが残されている。

実際に、これは２段階の校正手順で行い、ｌ_ｏを最初に決める。
ガスセルおよびその光通路に「ゼロ−ガス」、ｃ＝０、を充填するので、この第１ステップはゼロ校正と呼ばれる。

真空を使用するが、普通は実用的な理由のため大気圧の窒素を緩衝ガスとして使用する（窒素はＩＲを吸収しない）。また化学吸収剤の使用も提案される。
残りの未知のパラメータｓを決めるのに必要な第２の校正ステップはＳＰＡＮ（スパン）校正と呼ばれ、光通路を既知の濃度ｃのガス混合物に露出させることが含まれる。

その後、任意の値のｃを測定するのに前述のランベルト−ベールの法則が理論的に適用
される。

スパン校正定数は前述の法則または公式の指数部にある物理定数に密接に関係し、１つの同一のセンサ構造では時間とともに変化するものではないと予測され、不運にもゼロ校正定数の場合ではない。

本発明についての次の記載は「スパン定数」および「ゼロ定数」を使用する。
ＵＳ５３４７４７４Ａ ＷＯ０２／０５４０８６Ａ１

当業者が遭遇する１つ以上の技術課題を解決するために必要な技術的考慮をするとき、一方ではこの目的のために手段および／または一連の手段を最初に実現する必要があり、また他方では１つ以上の前記課題を解決するために必要な手段を選択する必要がある。これに基づき、以下の技術課題は本発明の主題を展開させるために非常に関係する。

前述の技術の現状を考慮すると、ガスセルまたはセンサ配置に関する方法および電子回路配置に関する技術課題は、長時間のサイクルにわたって受け取った瞬間または現在の測定値に関連する「真」の測定値が簡単に演算できる条件作成に必要な構造上の手段および／またはこの手段により生じる意義および関連する長所を実現可能にすることに存在し、これによって、特に「ドリフト」誤差源などの誤差源に関する測定誤差に関して、１つの時間サイクルから別の時間サイクルに対して測定値が補償できる。

「カテゴリーｃ」に関する測定値の補償に関しては、前記補償を「カテゴリーａ」に対する補償要因として導入する技術手段および／またはこの技術手段により生じる意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在する。

また、測定誤差、「ドリフト」誤差源に含まれた最初の測定誤差に対して、ガスセルまたはセンサを使用して、補償する方法および電子回路配置を報告し、互いに連続する測定サイクルの間に瞬間に発生する複数の測定値を検出するのに必要な技術手段および／またはこの技術手段により生じる意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在する。

この場合において、
ａ 選択した期間（Ｔ１）の間に発生し評価した最低または最高の測定値またはそれに近い測定値をメモリーに格納し、
ｂ 前記選択した期間の最後に、前記発生し評価した測定値を、格納された制御値または設定値および／または制御値と比較し、
ｃ 発生し評価した測定値と前記格納された制御値との差を、次の期間（Ｔ２）に発生して取得する関係および／または対応する測定値を補償する基礎として使用し、
ｄ 主たる温度に対応する信号を発生するガスセルに関する温度検出手段を使用し、前記信号を電子回路配置に供給し、これによって、前記配置がガスセル関係の温度検出手段から受け取った信号を、前記ガスセルに関する１つ以上の受光手段から受け取った信号の温度依存補正を行うのに使用する条件が作られる。

また、前記温度依存補正を１つの同一基準点に関する１つまたはわずかの温度依存データの調整によって行うことに必要な技術手段および／またはこの技術手段により生じる意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在すると考えられる。

また、前記電子回路配置には２つの異なる信号を生じさせる２つの回路などが含まれ、１つはＡ／Ｄ変換信号で表される受光パルス信号を表し、１つは温度を表すことに必要な技術手段および／またはこの技術手段により生じる意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在すると考えられる。

また、１つの信号は測定値に関し、他の信号は前記ガスセルおよびその空洞内のまたはそこに隣接する温度値に関係することに必要な技術手段および／またはこの技術手段により生じる意義および長所を実現可能にするに技術課題が存在すると考えられる。

また、前記温度に関する信号は第１の温度補償に、必要に応じては、さらに精度を上げるため第２の温度補償に使用することに必要な技術手段および／またはこの技術手段により生じる意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在すると考えられる。

補償要因の基準として正規化した「０−定数」などのＡ／Ｄ変換器の設定またはカウント数を使用する必要のある技術手段および／またはこの技術手段により生じる意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在すると考えられる。

また、校正表または校正曲線に基づいて基準値を選択するに際し、前記基準値はゼロｐｐｍ（０ｐｐｍ）で設定したＡ／Ｄ変換器を表す値よりも低く選択した、正規化したＣＯ_２値（４００ｐｐｍ）に関係し、それによって、このように選択した基準値の上または下に補正できる技術手段および／またはこの技術手段により生じる意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在する。

時間サイクルに関する補償要因を自動的に生成することで、その瞬間に存在する期間を相当に、例えば１０倍に延長するための条件を作ることに関連した意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在する。

使用する電子回路配置は、選択した測定量に従って、選択したガスセルまたはセンサなどの信号から、最小または最大の測定サイクル関係または時間サイクル関係の補正測定値を発見し確立し評価することに容易に適合できる方法およびガスセンサ配置を提供する意義および長所を実現可能にすることに別の技術課題が存在する。なお前記補正測定値は、サイクル期間に続き、選択した目標アナログ値または制御アナログ値および／またはＡ／Ｄ変換器とその出力信号を介して取得した制御データ関係の値に関係する。

最小または最大基準に使用する測定値または前記最小または最大基準に使用する測定値の近傍の測定値に直接関連する、測定サイクル関係または時間サイクル関係の測定値を使用することに関する意義および長所を実現可能にすることに別の技術課題が存在する。

前記特許文献１に記載の方法のように、前記方法および配置において補償要因を確立するのに必要な手段を大幅に減少する手段を提案できることに別の技術課題が存在する。
簡単な減算、加算、乗算、除算および／または選択したアルゴリズムなどの簡単な数学処理を使って、主として「ドリフト」関係の誤差源に適合でき、続く測定サイクルに割り当てられた補償要因として使用できる、単一の便利なデジタル化された測定サイクル関係の測定値を作れることに技術課題が存在する。

さらに詳細には、選択した時間サイクルの間で発生し評価した最小、最大および／またはアナログ−デジタル測定値と、格納した測定サイクルの測定値として確認されたものより小さく、またはわずかに小さく（大きく、またはわずかに大きく）、格納した最低測定値と置き換わって新たな最低測定値になる瞬間測定値とを連続してメモリーに格納する意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在すると思われる。

選択した測定サイクルまたは時間サイクルの終わりに、格納した最低（または最高）測定値と、選択した目標または制御アナログ値または、信号に関するＡ／Ｄ変換器を介して取得した目標または制御値とを比較することに関連する意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在する。なお、前記制御値はガス、ガス混合物の存在および／または空気搬送ガスの濃度など、簡単に利用できる目標値または制御値である。

また、評価し格納した測定値と前記目標またはアナログ制御値または前記Ａ／Ｄ変換器を介して取得した前記目標または制御値との比較差を、測定値の補償および／または完全な次の測定サイクル内で発生する対応する測定値の補償の基礎として使用することに関連する意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在する。

また、直後の測定サイクルに発生する「ドリフト」誤差源に関する予測対応誤差の補償のために、選択した測定量に依存する評価および演算測定値を下げるかまたは上げるため、評価し発生した正（または負）の差を直接により多くまたはより少なく使用できる条件を容易に作り出せることに技術課題が存在する。

また、関連する測定サイクル内の少なくともある期間で、ガスセルまたはガスセンサを、選択した校正ガスに露出させることによる手動の簡単な手段を使用して、ガスセンサ配置を強制的に校正する条件を作ることに技術課題が存在すると考えられる。

また、前記格納した制御アナログ値、または信号に関するＡ／Ｄ変換器を介して取得した前記制御値を、汚染されていない空気または汚染されていない空気とは異なるガス濃度の空気などの周囲の空気に通常発生する対応ガス濃度を表すガス濃度値に適合させることに関連する意義および長所を理解可能にすることに技術課題が存在する。

二酸化炭素（ＣＯ_２）のこのような制御値を３５０−４５０ｐｐｍの範囲内の値に適合させることに関連する意義および長所を実現可能にすることに別の技術課題が存在する。
また、割り当てた測定サイクルを、目標または選択基準値に関連する測定値が前記測定サイクルにおいて手動または自動で一回出現可能なことを示す可能性評価に少なくとも十分な長さの最小の継続期間にすることの意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在する。

また、割り当てた測定サイクルを、ガスセンサ配置の「ドリフト」状態で測定値の表示が特に困難になる最大の持続期間にすることの意義および長所を実現する可能性に技術課題が存在する。

また、評価した測定値の選択した補償度合を別の判断基準に依存させることに関連する意義および長所を実現する可能性に技術課題が存在する。
さらに、互いに連続する測定サイクルの間における選択した補償の度合を、常に予め定めた制限値未満（または超える）にすることによる意義および長所を実現可能にすることに技術課題が存在する。

測定サイクルに発生し、第１の自由に発生した測定値を第１の最低測定値としてメモリーに格納し、さらに低い（または高い）測定値が出現した瞬間に前記格納した第１の測定値と置き換えて、第２の最低（または最高）測定値として前記メモリーに格納し、これを順次続けることを意義および長所を実現可能にすることに別の技術課題が存在する。

本発明は、序文で述べた種類のガスセルまたはセンサを使用する測定方法に関して、主として「ドリフト」誤差源に関する測定誤差を補償する方法および電子回路配置からなる、序文に記載の公知の技術を出発点とする。

この方法および電子回路配置はガスセルまたはセンサのために、主として「ドリフト」誤差源が含まれた測定誤差を補償することに適合し、これによって、互いに連続する測定サイクルの間に瞬間に発生する複数の測定値が検出される。

本発明の原理は次のとおりである。
ａ 選択した期間の間に発生し評価した最低または最高の測定値またはそれに近い測定値をメモリーに格納し、
ｂ 前記選択した期間の最後に、前記発生し評価した測定値を、格納された制御値または設定値および／または制御値と比較し、
ｃ 発生し評価した測定値と前記格納された制御値との差を、次の期間に発生して取得される、関係および／または対応する測定値を補償する基礎として使用し、
ｄ 主たる温度に対応する信号を発生するガスセルに関する温度検出手段を使用し、前記信号を電子回路配置に供給する。

前述の１つ以上の技術課題を解決するため、本発明に従って、ガスセル関係の検出手段から前記配置が受け取った信号を使用して、この信号で前記ガスセルに関する１つ以上の受光手段から受け取った信号の温度依存補正を行うことで前記の公知技術が改善される。

また、前記温度依存補正は１つの同一基準点に関する多数の温度依存データの調整によって行うことを実施形態として提案する。
また、前記電子回路配置には、２つの異なる判断基準に関する２つの異なる信号を生じさせるため２つの信号受信回路が含まれることを実施形態として提案する。

また、１つの信号は測定値に関し、また１つの信号は温度値に関することを実施形態として提案する。
また、温度に関する前記信号は一連の第１の温度補償および必要に応じては一連の第２の温度補償に使用されることを実施形態として提案する。

また、選択した測定サイクルの最後に、この発生しおよび／または評価した測定値と、電子回路配置のメモリーに格納したアナログまたはデジタルの基準値または目標値（以後目標値または基準値と呼ぶ）または信号に関するＡ／Ｄ変換器によって生成された目標値または基準値とを比較することを提案する。

このようにして評価した測定値と前記格納した目標値または基準値との間に生じる差が引き続く測定サイクルで発生する全測定値の関係および／または対応する補償の基礎を構成する。

本発明の基本概念の範囲内にある提案の実施形態では、直後の測定サイクルに発生し補償されるべき評価した測定値は、差が正の場合は低下または減少され、また差が負の場合は増加される。

格納した基準値は空気中に生じる対応するガス濃度を表す選択したガス濃度に適合し、二酸化炭素（ＣＯ_２）の基準値は３５０−４５０ｐｐｍの間、例えば４００ｐｐｍの値に適合する。

本発明によると、選択した電子補償要因の度合または電子補償要因は追加の判定基準に依存する。
互いに連続する測定サイクルの間で評価した補償の度合は少なくとも予め定めた値よりも低い。

測定サイクルで発生する最初の測定値は第１の最低測定値（または最高測定値）としてメモリーに格納され、この格納した第１の最低測定値はさらに低い（または高い）測定値の発生の際に置き換えられ、後者の測定値は第２の最低（または最高）測定値として前記メモリーに格納され、順次これが続く。

測定量がガスセルまたはセンサによるとき、誤差が特に「ドリフト」測定源に関し、アナログまたはデジタルの測定誤差の温度関係の補償に使用する補正値または補正要因がより簡単に決定できる条件を作成することによって、本発明の主要な長所および発明の重要な特徴が得られる。

各測定サイクルの最後に、簡単なアルゴリズムを使って続く測定サイクルのガスセルまたはセンサからの測定結果の自動校正を得ることが可能であり、このアルゴリズムによって、Ａ／Ｄ変換器およびそれに関する信号によって容易に得られる目標値または基準値として使用される容易に利用可能な目標値が取得できる。

本発明による方法の主要な特徴は請求項１の特徴部に記載され、また本発明による電子回路配置の主要な特徴は請求項１５の特徴部に記載される。

本発明の重要な特徴を含み、好ましい実施形態を図面を参照して例として説明する。
実施形態の以下の記載には、発明の好ましい重要な特徴を使用するよう選択し、本発明の概念をより明確に説明するため図面では特別の専門用語で説明することを最初に記載しておく。

しかし、選択した表現は本記載に使用し選択した用語のみに限定されるものではなく、選択した各用語は、同じ発明またはほぼ同じ発明および／または技術的効果を達成するような方法で同じまたは少なくとも同じに機能するすべての技術的均等物も含むものとして解釈されるべきである。

図１には本発明に基本的に必要なものをダイヤグラム的に示すが、本発明の重要な特徴は図２および図８を参照してさらに具体的に述べる実施形態によって一般に具体化される。

以下においては、ガスセンサを１種類のみに限定して記載するが、発明による方法および提案する電子回路は原則として使用するセンサおよびセンサの種類には関係しない。
図１に示すこの種のガスセンサ１の主要構造は当分野では公知である。

このように、発明はガスセンサ１に関連するガスセル２を使用することに基づいており、ガスセル２には、パルスＩＲ光を放射し特有の方向に向かう光源３と、光パルスの多数の特有の調整された受光手段、実施形態では互いに横に配置された２つの受光手段または受光器４および５とが含まれる。

受光器４，５の数も具体的位置も、選択したガス、選択したガス混合物、ガスセル２の空洞２’の形状および選択した「測定距離または通路」によって変わることは本技術分野における専門家には知られている。

提案する実施形態の以下の記載は単に簡略化するために側壁関係の２つの受光器を参考にして説明するが、一方の受光器４は選択したガスに対応する関連測定距離で吸収波長に適合するように配置され、他方の受光器５は規準波長としての使用に適合するよう配置される。

本発明には、主要な測定誤差として「ドリフト」誤差源が含まれる測定誤差をガスセルまたはセンサを使用して補償する方法および電子回路が含まれ、互いに連続する測定サイクルの間の瞬間に発生する複数の測定値が検出される。

発明は次のことに基づいている。
ａ 選択した期間Ｔ１の間に発生し評価した最低または最高の測定値またはそれに近い値をメモリー６９，６９’に格納し、
ｂ 前記選択した期間Ｔ１の最後に、前記発生し評価した測定値を、格納された制御値または設定値および／または制御値と比較し、
ｃ 発生し評価した測定値と前記格納された制御値との差を、次の期間Ｔ２に発生して取得される、関係および／または対応する測定値を補償する基礎として使用し、
ｄ 主たる温度に対応する信号を発生するガスセル２に関する温度検出手段８を使用し、前記信号を電子回路配置６に別々に供給する。

ガスセル２に関する温度検出手段８から線６７ａを介して前記回路配置６に入力される信号は前記ガスセル２に関する１つ以上の受光手段４，５からの各入力信号の温度依存補正”Ｋ１”に使用される。

温度検出手段８および使用される受光手段４，５はガスセル２壁部の空洞２’内に互いに隣接して配置される。
さらに詳細に説明すると、前記温度依存補償は１つの同一基準点に関する多数の調節された温度依存データによって行われる。

前記電子回路装置６または６’には２つの分離した信号、１つは測定値に関し測定値を表す信号、もう１つは温度値に関し温度値を表す信号を発生する２つの回路などが含まれる。

図２の実施形態では電子回路６０に２つの回路が含まれ、また図８の実施形態では電子回路６０’に２つの回路が含まれ、２つの分離し、または機能的に組み合わされたＡ／Ｄ変換器として示される。

図８に示す実施形態では温度に関する信号は第１の温度補償（図６）に、また必要な場合は第２の温度補償（図７）に使用できる。
１つの受光器４のみから信号を受けた前記電子回路（図２の６０、図８の６０’）を使用して、光源３からの変動する光強度に一般に依存しないように出力信号を正規化する。

図１に示すように、このためガスセル２には光反射特性を有し、互いに対向する壁部で形成された空洞２’が含まれ、前記空洞は第１の側壁部２ａ，第２の側壁部２ｂ、第３の側壁部２ｃおよび第４の側壁部２ｄで図式的に形成される。

側壁部２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄは、互いに平行に広がる平坦な底部２ｅおよび平坦な天井部２ｆと協働する。
光反射特性を付与するために処理された側壁または壁面２ａ，２ｂは２ａ’，２ｂ’などの符号を付し、以下の記載では「鏡面」２ａ’，２ｂ’などと呼ぶ。

原則的には、光源３から放射された連続光束”Ｌ”または示した場合ではパルス光束”Ｌ”は空洞２’を通過し、１つの壁面または鏡面２ｂ’で容易に反射し、そして受光器４（または５）の方向に向かい公知の方法で受光され、このようにして空洞２’内の「測定距離または通路」を進む。

このように光束”Ｌ”は閉囲されたガス試料（Ｇ）を通過する「光測定距離または通路」を規定する。
異なるガスおよびガス混合物には光源３と各受光器４および５との間に配置された異なる距離の光測定通路が必要となり、これは空洞２’の寸法を拡大するか、または複数の反射部または反射点を複数個つくることによって可能となる。

ガス”Ｇ”が通過でき、電子評価用にガス試料（Ｇ）が含まれるガスセル２を図２に示す。
図１に使用されるガスセル２は電子回路配置６に含まれた電子回路とユニットとして協働するように構成される。この手段によって、ガスセルまたはガスセンサの光源３が駆動され、１つ以上の受光器４，５に発生した信号が検出され、それによって、選択した吸収波長または選択した規準波長に関する瞬間の光強度が評価でき、それに基づいて選択したガス”Ｇ”の存在を電子的に評価し、および／または公知のスペクトル分析を使用してこのガスの濃度を演算する。

ガスの存在および存在するガスの濃度に関する測定値のみをモニターまたは画像スクリーン７’上に視覚表示するため、表示ユニットまたはこれに相当する回路７を電子回路配置６に接続する。

この特別の種類のガスセンサ１の場合、空洞２’またはガスセンサ２のガス濃度の瞬間値が、電子回路配置６の信号処理を介して表示面７’に与えられるか直接に処理制御回路で使用されるアナログ電圧値で表されること、さらに、示された測定値は今までに言及した１つ以上の誤差源から導かれた誤差であることが知られている。

本発明に基づいて、電子回路配置６は、選択したセンサ（受光器４またはいくつかの受光器４および５）から入ってくる電気信号であって、アナログ測定値を形成し発生した測定誤差がアナログ補償できるような電気信号を処理できるので、表示面７’上に示すか別の方法で使用するとき、電子回路配置６の出力信号は可能性のある最小差の範囲内でガス濃度の主たる値および「真」の値を表す。

図２に、発明に基づき少なくとも「ドリフト」誤差源に関する測定誤差を補償できる電子回路配置６’を示す。
図３および４を参照し図２による実施形態では最低ガス濃度値の方向に制御され、一方、Ａ／Ｄ変換器の使用に依存した出力信号に関し、図５，６，７および９を参照し図８による実施形態では「最高」数値の方向に制御される。

図２に示す実施形態はアナログ値を示し、一方、図８に示す実施形態はデジタル値を示す。後者は、以後Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）と呼称する、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路を使用する。

図２には参照符号６’を付した電子回路配置のブロックダイヤグラムを示すが、受け取ったアナログ信号は特に「ドリフト」測定誤差に関する測定誤差の測定値を補償するように処理できる。

このように、図２には、それぞれを１つのブロックで表した多数の電子回路および機能を含む電子回路配置６’のブロックダイヤグラム図が含まれ、これらのブロックはコンピュータを介して機能を実施するために電気または電子回路配置として、またはソフトウエアとして形成することができる。

明確にするために、図２には選択したガスセンサ２に直接接続された信号受信回路６０も示す。
また、図示の実施形態にはガスセルまたはセンサ２関連の受光器４への接続４ａも含まれる。

回路６０ａは、線（４ａ’）を介した別のガスセンサ関連の受光器（４）または受光器５などの別のガスセルまたはセンサに接続され、または接続することができる。
回路６０に適用できる電子回路配置は回路６０ａ用の電子配置に多かれ少なかれ同一であるので、簡単にするため次の記載では回路６０のみについて述べる。前記回路６０は線４ａで受光器４に、また線６７ａで手段８に接続される。

このように電子回路配置６’にはガスセンサ１から放射されたパルスアナログ信号を受信する回路６０が含まれる。
線４ａ上の信号は使用するガスセンサの種類および測定されるものの性状に依存する。

図１に示す受光器５は規準信号として使用されるので、線５ａ上の出力信号は回路６７に接続される。回路６７の機能は次に詳細に述べる。
図１に示すような種類のガスセンサの場合、新鮮空気に関する二酸化炭素ガス（ＣＯ_２）の濃度は新鮮空気で与えられる値を超えて増加し、一方、酸素含有量（Ｏ_２）は入ってくる汚染物に関して減少する。

この仮定に関連し、通風された限定空間内の二酸化炭素濃度の時間に関する変化のグラフを図３に示す。
このようにガスセンサ受光器４からの信号構造が図３に示され、アナログ信号として回路６０に受信される。

第１の回路配置６１は回路６０と協働し、測定サイクルＴ１の二酸化炭素濃度について、それぞれが低いまたはより低い値を発生することが注目される。
また回路配置６１には一定の品質基準を満たす測定値Ｍ（ｔ）のみを考慮するようにされた回路構成６１ａが含まれる。

それで、主たる電圧または電流を流す電圧などの他の具体的な要因の測定に関する利用可能な状態情報が回路構成６１ａで考慮される。
また回路構成６１ａによって異なる安定化条件が考慮され、それで、測定状態が「静止」状態のときに取得した測定値のみが受け入れられる。

またこの考慮には電気的な瞬間の妨害制御などの影響が含まれる。
回路配置６１にはメモリー６９に格納された最低二酸化炭素値の情報が線６１ｂを介して入力され、さらに低い値が回路配置６１ａで新たに発生すると直ちにメモリー６９に格納された値（ＣＯ_２）がこれと入れ替わり、このようにしてメモリー６９内にすでに格納された値より低い二酸化炭素濃度値がメモリー６９に入れられる。

回路配置６１は全測定サイクルＴ１の間で発生する低い二酸化炭素値を連続的に検出して、メモリー６９に格納された高い値を低い値に置き換える。
この点に関しては、図２に示すように、測定サイクルＴ１の始めに第１の二酸化炭素値（Ｍ１）がメモリー６９に格納され、次に第２のより低い値（Ｍ２）に置き換わり、このようにして順次、最終値または最低値（Ｍｍｉｎ）に置き換わる。

測定サイクルＴ１は、正確な二酸化炭素値を有する規準空気が短期間に存在すること、さらに測定サイクルＴ１の間に測定された最低二酸化炭素濃度が規準新鮮・周囲空気に正確に適用できるという仮定に十分な根拠があることが見込まれるような妥当な期間であると仮定する。

この最低値（Ｍｍｉｎ）は格納された規準値または格納された目標値と比較される。
図３に示すグラフによると、選択した期間または測定サイクルＴ１で発生し評価された最低測定値Ｍｍｉｎは前記第１の回路配置６１を介してメモリー６９に格納される。

二酸化炭素濃度ＣＯ_２は、人がほぼ閉囲された場所を占める日中には増加し、夜間には減少するので、ある程度周期的である。また日曜日は二酸化炭素濃度が低い。
時点Ｔｍｉｎで発生し評価され格納された最低測定値（Ｍｍｉｎ）は測定サイクルＴ１の終わりに時間回路６６ａを介して第２の回路配置６２に移され、測定値は、第５の回路配置６５に入れられて格納された規準値または目標値と比較される。

第５の回路配置６５の目標値は一定の値、すなわち新鮮空気の二酸化炭素濃度に相当する４００ｐｐｍに設定する。
第２の回路配置６２において、減法またはその他のアナログ機能を使用して差分および符号（＋または−）が決まる。

評価された差は測定サイクルＴ１の終わりに第３の回路配置６３に入れられる。
線４ａおよび線（４ａ’）に発生する生のデータを調整する要因または機能から、次の測定サイクルＴ２における測定誤差に対する補償を行うために、使用する要因および受け取った生のデータが第３の回路配置６３で考慮される。

このように、直後の測定サイクルまたは図４の期間Ｔ２で発生し、前記差に関し対応する測定値が第４の回路配置６４で補償できる基礎が第３の回路配置に形成される。
第２の回路配置６２で正の差が発生し評価され、信号が第３の回路配置６３で処理されて要因または機能として第４の回路配置６４に移されると、直後の測定サイクルまたは期間Ｔ２に発生する前記補償のための評価された各測定値は減少し、またその逆も同様となることが、原則的に仮定できる。

このように、第４の回路配置６４に格納された補償値は、次の測定サイクルＴ２で評価される各測定値に適用できる補償値、補償要因および／または補償機能を構成し、実際には、前記第５の回路配置６５を介して、規準に相当する新鮮空気ガス濃度を表す事実上のガス濃度に適合される。

このように、目標または規準二酸化炭素の制御値は前記第５の回路配置６５を介し、３５０−４５０ｐｐｍの濃度範囲の選択した値に適合する。
勿論、その他のガスおよび／またはガス混合物にはその他の目標値または制御値にすることができる。

時間回路６６ａで選択される測定サイクルＴ１，Ｔ２およびＴ３は第６の回路配置６６によって適合する期間として与えられる。
学校、事務所、ショッピングセンターなどの建物の場合で、新鮮空気の値に相当する測定値は夜間および朝方に発生する可能性が高いとき、前記期間Ｔ１は３日から３０日または１カ月の期間にする。

倉庫、ビール貯蔵室、およびその他の閉鎖区画の場合、この期間または測定サイクルは３０日から１８０日の期間にする。
閉鎖コンテナ輸送および／またはＣＯ_２制御熟成（成熟）輸送の場合、この期間は５０から６０日の期間に設定できる。

以上をまとめると、大半の適用では５日より長く２５日より短い期間が含まれる、３日を超え３０日未満の期間とするのが適切である。
選択する期間は異なる要求および条件に依存する。

ガスセルまたはガスセンサ２（またはガス”Ｇ”）に関する外部条件を次のような条件にすることが本発明には重要となる。すなわち、発生し測定された濃度は選択した測定サイクルＴ１の間のある時刻で選択した目標値を表し、また予め設定した目標値に関する発生した差は次の測定サイクルＴ２における補償要因として使用され、さらに測定サイクルＴ２で確認された差は次の測定サイクルＴ３における補償要因として使用される。

第４の回路配置６４で演算された補償要因”Ｋ１”は、直後の測定サイクルＴ２で発生する時間に関する各測定値を補償可能にするよう第７の回路配置に移されて格納される。
受け取った生のデータに関する選択した補償の全体は、前記第７の回路配置６７を介し、線５ａの補償信号に依存し、さらに線６７ｂおよび６７ｃに発生する補償信号に関する通常簡単な規準に依存する。

互いに連続する２つの測定サイクルＴ１とＴ２との間の選択した補償の度合は、制御不可能な誤差のもととなる過度に急速で大きい補償を避け得るようにするため、第８の回路配置６８を介し、予め定めた最大または最小値よりも少なくなるようにする。

また図２に示すように、時間回路６６ａ，第４の回路配置６４およびそれで演算した補正要因”Ｋ１”によって開始させる開始回路８０を設け、この開始回路８０により第１の測定値（Ｍ１）を時間回路６６ａを介してメモリー６９に挿入し、第２の測定サイクルＴ２を開始させる。

前に述べたように、測定サイクルＴ１またはＴ２などで取得した第２の測定値は第２の最低測定値Ｍ２として前記第１の回路配置６１を介してメモリー６９に格納され、前記格納された第２の測定値（Ｍ２）はさらに低い測定値が発生したときに置き換えられて、さらに低い測定値がメモリー６９に格納される。

メモリー６９に格納された測定値（Ｍ１）、（Ｍ２）はこのように、より低い新測定値に順次置き換えられ、測定サイクルＴ１，測定サイクルＴ２などに発生する最低測定値Ｍｍｉｎに達し、（Ｍｍｉｎ）として格納される。（逆の機能の場合、図８を参照して詳細に説明するが、測定値はＭｍａｘ値に対して格納される。）
次いで最低測定値（Ｍｍｉｎ）は測定サイクルＴ１の終了時までメモリー６９に残され、次の測定サイクルＴ２に関して関連した補償の度合”Ｋ１”を評価する際、設定した目標値または制御値の唯一の規準値として使用される。

発生した最低測定値、並びに第１の測定サイクルＴ１から第２の測定サイクルＴ２への移行時に実施される補償については図３および４に明確に示す。
図３は測定サイクルＴ１の一部分の間のアナログ信号構造をより詳細に示すものであり、二酸化炭素（ＣＯ_２）の最低測定値Ｍｍｉｎが測定された時点Ｔｍｉｎが示される。

図４は複数の測定サイクルの間のアナログ信号構造のグラフを示すものであり、測定サイクルＴ１に関する測定値Ｍｍｉｎが設定した目標値Ｂ１（４００ｐｐｍＣＯ_２）をわずかに超えており、前記次の測定サイクルＴ２の間のすべての測定値を下げるための演算補正要因”Ｋ１”が測定サイクルＴ１と前記測定サイクルＴ２の間の時間領域に導入される。

測定サイクルＴ２に関しては補正要因”Ｋ１”で補償された測定値Ｍｍｉｎは設定した制御値Ｂ１よりも多少小さいので、したがって測定サイクルＴ２と測定サイクルＴ３の間の時間領域で次の測定サイクルＴ３の間に生成されるすべての測定値を増加させるため新しい補正要因”Ｋ２”が導入され、これらが順次続く。

空気中の自然の二酸化炭素含有量が目標値または制御値として使用される実施形態を上記の記載で示した。しかし、ガスがゼロ、ゼロ近辺または他の基準値となる制御値を備えるとき、窒素ガスなどの他のガスの使用を妨げるものはなにもない。

次に、図２−４に示したものに関して関数変換を利用した本発明の別の実施形態を図５から９を参照して述べる。
図５に示す２つのグラフは関数ｆ（ｃ、Ｔ）に関するものであり、ｃはガス濃度を表し、Ｔは温度を表す。図５は第１の温度補正の要求を示すように（図６参照）、２つの異なる温度で実施した２つの異なる測定方法のＣＯ_２濃度の関数としてＡ／Ｄ変換器からの出力信号または演算値を表す。

関数ｆ（ｃ、Ｔ）に関する図５のゼロ点または０点は０濃度のｆ（０、Ｔ）を付した。
図５は＋５℃においてＣＯ_２が存在しないときのＡ／Ｄ変換器の演算値（２２０００）を表し、グラフは＋５０℃に適用可能な相当値であって、演算値１４０００であると推定されるものを示す。

図６は温度補正出力信号の２つのグラフを表し、前記温度補正は図５で与えられた差に関する。
さらに詳細には図６は、ｃがガス濃度を表し、Ｔｓが温度を表すとすると、図６は温度補正した２つのグラフｆ（ｃ、Ｔｓ）を表すことになる。

Ａ／Ｄ関係の演算値が６１４４０となる１つの同一のゼロ値または０点に２つのグラフが集中するように補正が調整される。
図６は＋５℃と＋５０℃における温度補正グラフの差を示すものであり、差はＳＰＡＮ ＧＡＳ ＲＥＦ（１００００ｐｐｍＣＯ_２）で最大となる。

さらに固定した温度値（ここでは２５℃に選択）に向かって補正が調整される。
図６に示すように、二酸化炭素（ＣＯ_２）濃度が増加するにつれて差が増加し、高い濃度値（８００ｐｐｍＣＯ_２を超える値）で受け取った値は確実に格納されるが、一層低い濃度値によって置き換えられる。

ＣＯ_２が３５０−４５０ｐｐｍの範囲内では差が減少するので、適用によっては、図６に示すように、第１の温度補正を考慮することで十分となる。
また、図６に示すように、”ａ”，”ａ’”を付す吸収は主たる温度に依存する。

図７には１つのグラフｆ（ｃ）を示すが、図６の温度依存吸収”ａ”および”ａ’”は１つの同一の固定した温度に向かう、さらなる補正モードで温度補正され、温度補正された吸収はここではＳＰＡＮ値のグラフに関する規準"ａ，Ｔｒｅｆ”で与えられる。

図６および図７において４つのコンスタント値を線形近似で評価する必要がある。すなわち、
０点（ｆ、０）に対して ＺＥＲＯ_０またはＺＥＲＯｒｅｆ
温度係数Ｔｚ
図６に示した差に対して ＳＰＡＮ_０またはＳＰＡＮｒｅｆ
温度係数Ｔｓ
０点評価に対して次式を使用する。

ＺＥＲＯ（Ｔ）＝ＺＥＲＯ_０＋Ｔｚ（Ｔ−Ｔｒｅｆ）＝Ｆ（０）／ｆ（ＯＴ）
図６に示した差に対して次式を使用する。
ＳＰＡＮ（Ｔ）＝ＳＰＡＮ_０＋Ｔｓ（Ｔ−Ｔｒｅｆ）
図７において、図２に関する一連の格納連続値Ｍ１，Ｍ２およびＭｍｉｎが入れられている。しかし、この適用では関数ｆ（ｃ）は図３に示すグラフとほぼ逆になっている。

ＣＯ_２ガスのゼロ濃度または０点を１つの同一値にする温度補正を図６に示すが、Ａ／Ｄ変換器でカウント値にカウントされ、このカウント値は固定値の６１４４０に演算または変換される。

図６のグラフｆ（ｃ、Ｔｓ）は異なる２つの温度曲線、すなわち、＋５℃における温度依存吸収”ａ”と＋５０℃における吸収”ａ’”を示すが、ここで吸収率は「１−透過率」として演算され、「透過率」はｆ（ｃ、Ｔｓ）／６１４４０に相当するＡ／Ｄ変換器関係の値を構成するようになっている。

図６に示すグラフの２つの曲線はＡ／Ｄ変換器用に１つの同一値（６１４４０）に正規化され（ＺＥＲＯ、Ｔｓ）、前記値は前述のとおり一度温度補正される。
図７には第２の温度補正またはさらなる温度補正によって温度補正されたグラフまたは最終校正表を示す。これはＣＯ_２濃度の関数として、Ａ／Ｄ変換器から取得したＡ／Ｄ変換器に関する値に適用でき、また選択したＣＯ_２ガス濃度の４００ｐｐｍを表すＡ／Ｄ変換器値５８０００が基準値または目標値（Ｒｅｆ）として選択されている。

特に、Ａ／Ｄ変換器用に、０値の６１４４０よりも低い基準値（Ｒｅｆ）を取得するために、選択したＣＯ_２濃度値における校正曲線ｆ（ｃ）を使用するには問題がある。
これで、前記基準値（Ｒｅｆ）の付近でデジタルＡ／Ｄ変換器関係の値が検出、格納され、それで目標の補正要因が形成できる。

このように、図７による校正表はＺＥＲＯ（Ｔ）およびＳＰＡＮ（Ｔ）の関数または組合せを構成する（ここで、ＳＰＡＮ（Ｔ）＝ＳＰＡＮ_０＋Ｔｓ＊Ｔ）。また前記校正表は関連する測定装置に適合する。

図８は、デジタル信号構造を使用して測定サイクルＴ１の間に、直接、発明によって相互に協働する電子回路および機能を含み、「最高」測定値（図７参照）の評価の基礎となる別の電子回路配置６”を示すブロックダイヤグラムである。

この「最高」値は前記規準値（Ｒｅｆ）の６１４４０より大きくても小さくてもよく、また前記基準値に一致してもよく、この状態では演算された補正要因”Ｋ１”は変更されない。

これを図６または７に適用すると、選択した温度値によって発生する差は明らかである。
図８の実施形態に関しては、図２に示したブロックおよび機能に対応するブロックおよび機能は同一の符号を付すが、ただし「プライム」符号を追記する。

図８はガスセンサおよびその空洞２”の検出器４’の近くに置かれた温度補正および温度補償検温素子８’を備えた測定ガス検出器４’を示す。
この実施形態の場合、検出器４’から配置６”および信号受信回路６０’にガスセンサ信号４ａ’および温度依存信号６７ａ’（Ｔ）が送られ、それぞれのアナログ信号はＡ／Ｄ変換器Ａ／Ｄで変換される。

これらの変換された信号は手段６０ｃ’で連続信号構造に調整される。
この回路６０’には入力されたアナログ関係の信号の条件を調節して前記信号をＡ／Ｄ変換器に適合させるハードおよびソフトが含まれ、これで、前記検出器４７または前記手段８’から受け取った信号構造に依存する演算値が供給される。

また回路６０’において、図６を参照して与えられた条件に従って、温度補償が実施される。
回路６０’から回路６ａ’にデジタル出力信号が送られ、図７に示した条件とともに表変換に従い、さらなる温度補償を回路６ａ’で行うことができる。

また回路６ａ’は全補償を表す、回路６３’および６４’からの補正信号”Ｋ１”で制御され、回路６７’はさらなる２つの規準とデジタルで協働する。
第１の規準は回路６１’で制御され、回路６１’は回路６１ａ’（Ｍ（ｔ））から指示された規準を考慮しながら、回路６０’からの増加したデジタル信号値に注目する。

この第１の規準は、メモリーまたはメモリー回路６９’（Ｍ（ｍａｘ））、時間回路６６ａ’，回路６６’、デジタル信号比較回路６２’、デジタルで格納された制御値６５’および補正機能回路６３’のデジタル量に依存する。

回路６３’は、回路６８’の補正モードに依存して次の時間部分Ｔ２に適用できる「カテゴリーｃ」の補償要因”Ｋ１”を作り出す回路６４’と協働する。
第２の規準は「カテゴリーｂ」および「カテゴリーｄ」と呼ばれ、回路６７’で発生した圧力補償信号またはその他の補償信号を構成することができる。

第３の規準は、測定ガス検出器４’に類似しガスセンサ信号（５ａ’または４ａ’）および温度信号６７ｂ’（Ｔ）を信号受信回路６０ａ’または類似の回路に送る規準検出器５’またはその他のガス検出器（４”）の使用に関係する。

回路６７’で評価演算された全補償は簡単なアルゴリズムを使用して実施できる。
このように、図８に示すデジタルの回路配置は図２に示した前述の回路配置とは多少異なる。

「アナログ−デジタル測定値」は図２によってアナログ形態で与えられた測定値または図８によってデジタル形態で与えられた測定値を意味することを提案する。
図９は図５および６に示したものに等しい一連の校正の間における前記Ａ／Ｄ変換器に関する出力信号を示すグラフである。

ガスセル、光源、受光器、ガスセル関係の空洞内の測定通路、電子回路配置を備えたガスセンサ配置を空調チャンバに入れ、＋５℃およびＣＯ_２含有量０においてＡ／Ｄ変換器からカウント数の読みは２２０００（１）である。

ＣＯ_２濃度を１００００ｐｐｍに選択したＳＰＡＮ−ＧＡＳを導入すると、Ａ／Ｄ変換されたカウント数の読みは８０００（２）となる。
空調チャンバ内の温度を＋５０℃に上げると、Ａ／Ｄ変換器のカウント数の読みは同じく８０００（３）である。

チャンバ内のガス含有量を以前と同じ濃度の１００００ｐｐｍＣＯ_２に上げると、Ａ／Ｄ変換器の読みは１５０００（４）となる。
制御として空調チャンバ内温度を規準温度＋２５℃に下げると、Ａ／Ｄ変換器の読みは望むらくは（４）と同じ値の１５０００になる。

この制御で前述の４つのコンスタントを評価することが可能となる。
図７から明らかなように、好ましい値（Ｒｅｆ：５８０００）と記録された値（Ｍｍｉｎ５９０００）との差において、回路（６４’ａ）でＺＥＲＯ（Ｔ）とともに使用され、続く期間に使用される補償要因Ｒｅｆ／Ｍｉｎを発生し、また同一の好ましい値（Ｒｅｆ：５８０００）に向かってＡ／Ｄ変換器関係のカウンタ値を調整するその他の考えられる補償要因を発生する。

本発明は以上に記載して示した具体的な実施形態に限定されるものではなく、そして特許請求の範囲に示した発明の概念内での修正はあり得るものである。
特に注目されることは、好ましい技術機能を達成するために、これまでに示した装置および／または機能はその他の装置および／または機能と組み合わせることが可能であることである。

ＩＲ光線を使用するガスセンサ配置の原理を示すブロックダイタグラムであって、光源および２つの受光器を有するガスセルが含まれ、２つの受光器は関連する電子回路および表示ユニットを有する電子回路配置に接続される。 本発明に従い相互に協働する電子回路および機能を有する電子回路配置を示すブロックダイヤグラムであって、測定サイクルの間にアナログ技術を使用して「最低」測定値を確立するよう構成される。 良好に制限された空間内の二酸化炭素（ＣＯ_２）の時間に関する変化を示すグラフである。 互いに連続する複数の測定サイクルを示す、図３による一般的なセンサグラフであり、本発明に重要な評価測定誤差が、互に方向付けられた２つの測定サイクルの間に発生する時間部分の第１の測定サイクル内で達成でき、測定誤差を補償する度合が直後の測定サイクル内の各測定値に適用できる。 ２つの異なる温度、すなわち＋５℃および＋５０℃で行った２つの異なる測定におけるＣＯ_２濃度の関数としてのＡ／Ｄ変換に関する出力信号を示すグラフであり、ゼロＣＯ_２濃度で受け取ったカウント数が重要となる。 ＣＯ_２濃度の関数としての温度補償された２つの出力信号を示すグラフであり、２つのグラフがカウント数６１４４０と付された１つの同一ゼロ値となる。 ＣＯ_２濃度の関数としての出力信号の校正表を示すグラフであり、目標値または規準値がＣＯ_２ガス濃度に関し選択した値の４００ｐｐｍで表される値に選択され、第２の温度補償が使用できる。 本発明によってＡ／Ｄ変換器と協働する電子回路および機能を有する電子回路配置を示すブロックダイヤグラムであり、Ａ／Ｄ変換器関係の信号（アナログ−デジタル変換信号）を使用して測定サイクルの間に「最高」測定値を確立するのに適合し、この場合電子回路配置は直接、デジタル信号を処理する信号に適合する。 図５に示したグラフに等しい一連の校正の間におけるＡ／Ｄ変換器に関する出力信号を示すグラフである。

Claims (30)

1. 主として「ドリフト」誤差源に含まれる測定誤差を補償する方法であって、ガスセンサを使用して、互いに連続する測定サイクルの間で瞬間に発生する複数の測定値を検出し、
   ａ 選択した期間（Ｔ１）の間に発生し評価した最低または最高の測定値またはそれに近い測定値をメモリー（６９，６９’）に格納し、
   ｂ 前記選択した期間（Ｔ１）の最後に、前記発生し評価した測定値を、格納された制御値または設定値および／または制御値と比較し、
   ｃ 発生し評価した測定値と前記格納された制御値との差を、次の期間（Ｔ２）に発生して取得される、関係および／または対応する測定値を補償する基礎として使用し、
   ｄ 主たる温度に対応する信号を発生するガスセル（２）に関する温度検出手段（８）を使用し、前記信号を電子回路配置（６）に供給する
   方法において、
   前記配置（６）がガスセル関係の温度検出手段（８）から受け取った信号を、前記ガスセル（２）に関する１つ以上の受光手段から受け取った信号の温度依存補正を行うのに使用することを特徴とする方法。
2. 前記温度依存補正は１つの同一基準点に関する多数の温度依存データの調整によって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記電子回路配置（６）には２つの信号を生じさせる２つの回路などが含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. １つの信号は測定値に関し、また１つの信号は温度値に関することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 温度に関する前記信号は第１の温度補償および第２の温度補償に使用されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. ガスセンサには、測定するガス（Ｇ）の容積を取り囲むように構成された空洞（２’）と、前記ガスセンサ（２）に割り当てられ前記空洞（２’）内に光線を送るよう構成された光源（３）と、前記光線が前記空洞内の選択した測定通路を通過した後に前記光線を受け取るように構成された受光器（４）とが含まれ、電子回路配置（６）は前記光源（３）および前記受光器（４）に接続された関連する電子回路を備え、光源（３）から送られた光線に関する１つ以上の波長について光強度を評価し、１つ以上のガスおよび／またはガス混合物の存在および／またはこのガスまたはガス混合物の濃度を評価し演算するのに特に適合することを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 発生した明確な差に応じて、直後の測定サイクル（Ｔ２）内に発生する測定値を補償するためアナログまたはデジタルで評価した測定値を減少または増加させ、およびその逆を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 格納したアナログまたはデジタル制御値または基準値を、対応する空気で搬送されるガスの濃度を表す濃度などの選択したガス濃度に適合させることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
9. 濃度範囲が３５０−４５０ｐｐｍとなるアナログまたはデジタルの二酸化炭素制御値を発生させることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. Ａ／Ｄ変換器から取得しＡ／Ｄ変換器に関する変更および補正したデジタル基準値を導入することで、選択した測定サイクル（Ｔ１）の間に現れた最低（または最高）の値に依存する必要な補償を行うことを特徴とする請求項６に記載の方法。
11. 使用するガスに関して正規化した０値で設定したＡ／Ｄ変換器を補償要因として使用することを特徴とする請求項１，６または１０に記載の方法。
12. デジタル基準値を使用して校正表または校正曲線から評価し、さらに０値に関する値よりも低いようにまたは高いように選択することで、デジタルの補正する校正の作成を可能にすることを特徴とする請求項１，６，１０または１１に記載の方法。
13. 互いに連続する測定サイクル間の補償の度合を予め定めた値以下にすることを特徴とする請求項１または６に記載の方法。
14. 第１の測定値を第１のアナログまたはデジタル測定値として前記メモリーに格納し、格納した第１の測定値を前記メモリー内でより低い値かより高い値で発生した測定値で置き換えて第２のデジタル測定値とするなどを特徴とする請求項１または６に記載の方法。
15. 特に「ドリフト」誤差源に関する測定誤差を補償する電子回路配置であって、
    互いに連続する測定サイクル（Ｔ１）の間に複数の瞬間測定値を検出するガスセンサ（２）を使用して測定を行ない、
    選択した測定サイクルまたは期間（Ｔ１）で発生し評価した最低（図２）または最高（図８）の測定値またはそれに近似する測定値を、第１の回路配置（６１、６１’）を介して測定値としてメモリー（６９，６９’）に格納し、
    選択した測定サイクル（Ｔ１）の最後に、第２の回路配置（６２，６２’）を介して、前記発生し評価した測定値と格納した制御値とを比較し、
    第３の回路配置（６３，６３’）において、評価した測定値と前記格納した制御値の間の確立した差がそれに関する補償および／または、第４の回路配置（６４，６４’）を介して、次の期間（Ｔ２）内に発生する測定値の対応する補償の基礎を構成し、
    主たる温度に対応する信号を発生する、ガスセル（２）に関する温度検出手段（８）を使用し、前記信号が供給される電子回路配置において、
    ガスセル関係の温度検出手段から前記配置（６，６’）に受け取られた信号は、それぞれ前記ガスセル（２）に関する１つ以上の受光手段（４，５）から受け取った信号の温度依存補正を行うことに使用する
    ことを特徴とする電子回路配置。
16. 前記温度依存補正は１つの同一基準点に関するアナログまたはデジタルの多数の温度依存データの調整によって行われることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路配置。
17. 前記電子回路配置（６，６’）には２つの独立した信号を生じさせる２つの回路などが含まれることを特徴とする請求項１５または１６に記載の電子回路配置。
18. １つの信号は測定値に関し、また１つの信号は温度値に関することを特徴とする請求項１７に記載の電子回路配置。
19. 温度に関する前記信号は第１の温度補償または第２の温度補償にも使用されることを特徴とする請求項１８に記載の電子回路配置。
20. 比較において差がある場合、直後の測定サイクルまたは期間（Ｔ２）に発生し評価する測定値は第４の回路配置（６４，６４’）を介して減少または増加などの補償を行うことを特徴とする請求項１５に記載の電子回路配置。
21. 第５の回路配置（６５’）を介し、対応する空気で搬送されるガス濃度を表すガス濃度などの選択したガス濃度に前記格納した制御値を適合させることを特徴とする請求項１５または２０に記載の電子回路配置。
22. 第５の回路配置（６５’）を介し二酸化炭素に関して発生させる制御値は３５０−４５０ｐｐｍの範囲内にすることを特徴とする請求項２１に記載の電子回路配置。
23. 選択した測定サイクルまたは期間は第６の回路配置（６６’）を介して期間短縮または期間延長することを特徴とする請求項１５に記載の電子回路配置。
24. 前記第６の回路配置（６６’）を介して達成した期間は３暦日より長く、２０暦日より短いことを特徴とする請求項２３に記載の電子回路配置。
25. 選択する補償の度合は第７の回路配置（６７’）によって、さらなる判定基準に依存することを特徴とする請求項１５に記載の電子回路配置。
26. 互いに連続する測定サイクル間の選択する補償の度合は第８の回路配置（６８’）によって、予め定めた値以下にすることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路配置。
27. 第１の測定値は前記第１の回路配置を介してアナログまたはデジタルの第１の測定値として前記メモリーに格納し、別の測定値の発生に応じて前記格納した第１の測定値を前記別の測定値で置き換えて前記メモリーにデジタルの第２の測定値として格納し、これを順次繰り返すことを特徴とする請求項１５に記載の電子回路配置。
28. 選択した測定サイクル間の最低または最高値に依存する必要な補償は、変更したアナログ基準値またはＡ／Ｄ変換器から取得し変更したデジタル基準値を導入することで行うことを特徴とする請求項１５に記載の電子回路配置。
29. 正規化した０値に関する補償要因としてＡ／Ｄ変換器の設定を直接間接に使用することを特徴とする請求項１５または２８に記載の電子回路配置。
30. 校正表または校正曲線（図７）で評価した使用基準値（Ｒｅｆ）は０値を表す値（６１４４０）よりも低く選択して、補正のためのデジタル校正を前記基準値の上方および下方に作成可能にすることを特徴とする請求項１５または２８に記載の電子回路配置。

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