JP2008281514A - Device for measuring gas composition - Google Patents

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JP2008281514A JP2007127963A JP2007127963A JP2008281514A JP 2008281514 A JP2008281514 A JP 2008281514A JP 2007127963 A JP2007127963 A JP 2007127963A JP 2007127963 A JP2007127963 A JP 2007127963A JP 2008281514 A JP2008281514 A JP 2008281514A
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信一 播摩
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for measuring gas composition capable of simply using and capable of inhibiting a deterioration of measurement precision due to a degradation of semiconductor gas sensor. <P>SOLUTION: A breadth composition measuring device for 100 for repeatedly measuring and processing the composition of expiration, while estimating the concentration of objective gas in the expiration is provided. The expiration composition measurement device 100 is arranged, at the position exposed to the expiration comprises the sensor 106 which is the semiconductor gas sensor for outputting a value by responding to the objective gas, the memory part 110 for storing the first to the third calibration coefficients for calibrating the sensor 106 for measurement, the timer 109 for measuring the time, and the CPU 105. The CPU 105, in each measurement process, after the second measurement process, estimates the concentration of the objective gas in the expiration by the operation using the output value of the sensor 106, the first to the third proof reading coefficient, the duration of measurement period regarding the measurement processing before the last time, and the duration of the non measurement period has finished before the starting of this time measurement process. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、被測定ガス中の対象ガスの濃度を推定して被測定ガスの組成を測定する測定処理を繰り返し行うガス組成測定器に関する。   The present invention relates to a gas composition measuring device that repeatedly performs a measurement process for estimating the concentration of a target gas in a gas to be measured and measuring the composition of the gas to be measured.

ガス組成測定器は、曝露雰囲気中の特定のガスに感応するガスセンサを有する。ガスセンサの一種に、曝露雰囲気中の特定のガスの濃度に応じて電気抵抗値が変化する半導体（例えば、酸化第二錫（ＳｎＯ２）等の金属酸化物を成分とした半導体）で形成された感ガス体を有する半導体ガスセンサがある。半導体ガスセンサの感ガス体（半導体）の組成は、感知対象となる特定のガス（以降、「対象ガス」と呼ぶ）に応じて定められる。 The gas composition measuring instrument has a gas sensor that is sensitive to a specific gas in the exposure atmosphere. One type of gas sensor is formed of a semiconductor whose electrical resistance varies depending on the concentration of a specific gas in the exposure atmosphere (for example, a semiconductor containing a metal oxide such as stannic oxide (SnO 2 )). There is a semiconductor gas sensor having a gas sensitive body. The composition of the gas sensitive body (semiconductor) of the semiconductor gas sensor is determined according to a specific gas to be sensed (hereinafter referred to as “target gas”).

ガス組成測定器としては、呼気を被測定ガスとする呼気組成測定器を例示可能である（特許文献１〜５参照）。呼気組成測定器内の半導体ガスセンサは、呼気に対する応答として、感ガス体の電気抵抗値に応じた値を出力する。呼気組成測定器は、その半導体ガスセンサの検量線が求められてから出荷され、使用者の指示を受けて開始する各測定処理において、ゼロ点調整を行い、その後、その検量線と使用者の呼気に対する半導体ガスセンサの出力値とに基づいて、呼気中の対象ガスの濃度の推定を推定する。   Examples of the gas composition measuring device include breath composition measuring devices that use exhaled gas as a gas to be measured (see Patent Documents 1 to 5). The semiconductor gas sensor in the breath composition measuring device outputs a value corresponding to the electric resistance value of the gas sensitive body as a response to the breath. The exhalation composition measuring instrument is shipped after the calibration curve of the semiconductor gas sensor is obtained, and in each measurement process started in response to the user's instruction, the zero point adjustment is performed, and then the calibration curve and the exhalation of the user are measured. Based on the output value of the semiconductor gas sensor with respect to, the estimation of the concentration of the target gas in the exhalation is estimated.

半導体ガスセンサの検量線は、その出力値とガスの濃度との対応関係を示す直線であり、ゼロ点調整後のスパン校正によって求められる。ゼロ点調整では、半導体ガスセンサを対象ガスの濃度が０％のガスに曝露し、そのときの出力値を検出する。つまり、ゼロ点調整では、検量線のゼロ点が調整される。スパン校正では、半導体ガスセンサを対象ガスの濃度が特定の値（例えば９０％）の校正ガスに曝露し、そのときの出力値を検出する。つまり、ゼロ点調整後のスパン校正によって、検量線のゼロ点および傾き、すなわち検量線を求めることができる。   The calibration curve of the semiconductor gas sensor is a straight line showing the correspondence between the output value and the gas concentration, and is obtained by span calibration after zero point adjustment. In the zero point adjustment, the semiconductor gas sensor is exposed to a gas having a target gas concentration of 0%, and the output value at that time is detected. That is, in the zero point adjustment, the zero point of the calibration curve is adjusted. In span calibration, the semiconductor gas sensor is exposed to a calibration gas having a specific gas concentration (for example, 90%), and the output value at that time is detected. That is, the zero point and inclination of the calibration curve, that is, the calibration curve can be obtained by span calibration after the zero point adjustment.

毎回の測定時にゼロ点調整を行う場合、上記の推定において、ゼロ点を考慮せずに済む。つまり、半導体ガスセンサの出力値をｘ、検量線の傾きに応じたスパン係数（定数）をｋとしたとき、推定濃度（D）は、Ｄ＝ｋ・ｘで表される。
特開２００６−９８０５８号公報（段落０００２） 特開２０００−３０４７１５号公報 特開２０００−３４１３７５号公報 特開昭６４−３５３６８号（特開平０１−３５３６８号）公報 特開２００３−７９６０１号公報 When the zero point adjustment is performed at every measurement, it is not necessary to consider the zero point in the above estimation. That is, when the output value of the semiconductor gas sensor is x and the span coefficient (constant) corresponding to the slope of the calibration curve is k, the estimated concentration (D) is expressed by D = k · x.
JP 2006-98058 A (paragraph 0002) JP 2000-304715 A JP 2000-341375 A JP-A-64-35368 (JP-A-01-35368) JP 2003-79601 A

ところで、半導体ガスセンサは劣化し、その感度が経時変化する。この変化を吸収するためには、検量線のゼロ点および傾きを適時校正する必要がある。従来の呼気組成測定器では、毎回の測定時に、ゼロ点調整は行われるが、傾きの校正は行われない。このため、半導体ガスセンサの劣化量に応じて測定精度が低下してしまう。もちろん、毎回の測定時にスパン校正を行う形態とすれば、この問題を解決可能であるが、専門家でない一般人にとって、スパン校正に必須の校正ガスの入手は容易ではない。そもそも、専門家であっても、スパン校正には手間がかかる。   By the way, the semiconductor gas sensor deteriorates and its sensitivity changes with time. In order to absorb this change, it is necessary to calibrate the zero point and slope of the calibration curve in a timely manner. In a conventional breath composition measuring instrument, zero point adjustment is performed at each measurement, but inclination is not calibrated. For this reason, measurement precision will fall according to the amount of degradation of a semiconductor gas sensor. Of course, if the span calibration is performed at each measurement, this problem can be solved. However, it is not easy for a general person who is not an expert to obtain calibration gas essential for span calibration. In the first place, even if you are an expert, span calibration takes time.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、手軽に使用可能であって、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができるガス組成測定器を提供することを解決課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and solves the problem of providing a gas composition measuring instrument that can be used easily and can suppress a decrease in measurement accuracy due to deterioration of a semiconductor gas sensor. Let it be an issue.

この課題を解決するために、本発明は、被測定ガス中の対象ガスの濃度を推定して被測定ガスの組成を測定する測定処理を繰り返し行うガス組成測定器において、被測定ガスに曝露される位置に設けられ、特定のガスである対象ガスに感応して値を出力する第１の半導体ガスセンサと、前記第１の半導体ガスセンサを校正するための係数であって、前記第１の半導体ガスセンサの出力値とガスの濃度との対応関係を示す検量線の傾きに応じた第１の校正係数を記憶し、前記第１の半導体ガスセンサを校正するための係数であって、対象ガスを含む被測定ガスへの曝露による前記第１の半導体ガスセンサの劣化の速度に応じた第２の校正係数を予め記憶する記憶部と、時間を計る計時部と、基準時点から現時点までの一連の期間を測定可能期間とし、前記測定可能期間のうち、測定処理の開始から終了までの一連の期間を測定期間とし、他の一連の期間を非測定期間としたとき、二回目以降の測定処理の各々において、前記第１の半導体ガスセンサの出力値と、前記記憶部に記憶されている前記第１の校正係数および前記第２の校正係数と、前記第１の半導体ガスセンサを校正するための係数であって、環境ガスへの曝露による前記第１の半導体ガスセンサの劣化の速度に応じた第３の校正係数と、前回以前の測定処理に係る測定期間の長さと、今回の測定処理の開始以前に終了している非測定期間の長さとを用いた第１の演算によって、被測定ガス中の対象ガスの濃度を推定する濃度推定部と、を有することを特徴とするガス組成測定器を提供する。
被測定ガスとは、その組成がガス組成測定器に測定されるガスである。代表的な被測定ガスは、呼気である。環境ガスとは、ガス組成測定器が使用される環境（空間）に充満しているガスであり、代表的には、空気等の大気である。基準時点は、測定可能期間が開始する時点であり、例えば、第１の校正係数が記憶部に記憶された時点である。半導体ガスセンサは、曝露雰囲気中の特定のガスの濃度に応じて電気抵抗値が変化する半導体で形成された感ガス体を有するガスセンサである。
上記のガス組成測定器では、各測定期間における被測定ガス中の対象ガスの濃度の推定に、第１の半導体ガスセンサの出力値と、第１の半導体ガスセンサの出力値とガスの濃度との対応関係を示す検量線の傾きに応じた第１の校正係数とが用いられる。つまり、上記の推定に、従来と同様の値が用いられる。
また、半導体ガスセンサは対象ガスに曝露されると大きく劣化するが、上記のガス組成測定器では、上記の推定に、更に、対象ガスを含む被測定ガスへの曝露による第１の半導体ガスセンサの劣化の速度に応じた第２の校正係数と、第１の半導体ガスセンサが被測定ガスに曝露されただろう時間とが用いられる。また、半導体ガスセンサは対象ガス以外のガスに曝露されても劣化するが、上記のガス組成測定器では、上記の推定に、環境ガスへの曝露による第１の半導体ガスセンサの劣化の速度に応じた第３の校正係数と、第１の半導体ガスセンサが環境ガスに曝露されただろう時間とが用いられる。つまり、上記の推定は、測定期間における第１の半導体ガスセンサの劣化と、非測定期間における第１の半導体ガスセンサの劣化とを考慮して行われる。
よって、上記のガス組成測定器によれば、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。
一方、上記のガス組成測定器では、第１の校正係数を測定可能期間にわたって固定とすることができる。つまり、測定の度にスパン校正を行う必要は無い。したがって、上記のガス組成測定器によれば、使用者は、手軽に測定を行うことができる。
以上の説明から明らかなように、上記のガス組成測定器は、手軽に使用可能であって、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。 In order to solve this problem, the present invention provides a gas composition measuring instrument that repeatedly performs a measurement process for measuring the composition of a gas to be measured by estimating the concentration of the gas to be measured in the gas to be measured. A first semiconductor gas sensor that outputs a value in response to a target gas that is a specific gas, and a coefficient for calibrating the first semiconductor gas sensor, the first semiconductor gas sensor The first calibration coefficient corresponding to the slope of the calibration curve indicating the correspondence between the output value of the gas and the gas concentration is stored, and is a coefficient for calibrating the first semiconductor gas sensor, and includes a target gas containing the target gas. Measures a series of periods from a reference time point to a current time point, a storage part that stores in advance a second calibration coefficient corresponding to the rate of deterioration of the first semiconductor gas sensor due to exposure to the measurement gas, a time measuring part that measures time Possible period When the measurement period is a series of periods from the start to the end of the measurement process and the other series of periods is a non-measurement period, in each of the second and subsequent measurement processes, An output value of one semiconductor gas sensor, the first calibration coefficient and the second calibration coefficient stored in the storage unit, and a coefficient for calibrating the first semiconductor gas sensor, the environmental gas A third calibration coefficient corresponding to the rate of deterioration of the first semiconductor gas sensor due to exposure to exposure, the length of the measurement period related to the previous measurement process, and the non-finished period before the start of the current measurement process There is provided a gas composition measuring instrument comprising: a concentration estimating unit that estimates a concentration of a target gas in a measurement gas by a first calculation using a length of a measurement period.
The gas to be measured is a gas whose composition is measured by a gas composition measuring device. A typical gas to be measured is exhalation. The environmental gas is a gas that fills the environment (space) in which the gas composition measuring instrument is used, and is typically the atmosphere such as air. The reference time is the time when the measurable period starts, for example, the time when the first calibration coefficient is stored in the storage unit. The semiconductor gas sensor is a gas sensor having a gas sensitive body formed of a semiconductor whose electric resistance value changes according to the concentration of a specific gas in an exposure atmosphere.
In the gas composition measuring instrument, the output value of the first semiconductor gas sensor, the output value of the first semiconductor gas sensor, and the concentration of the gas are used for estimating the concentration of the target gas in the measurement gas in each measurement period. A first calibration coefficient corresponding to the slope of the calibration curve indicating the relationship is used. That is, the same value as the conventional value is used for the above estimation.
In addition, the semiconductor gas sensor greatly deteriorates when exposed to the target gas. However, in the gas composition measuring instrument, the first semiconductor gas sensor is deteriorated due to exposure to the gas to be measured including the target gas. And a second calibration factor corresponding to the speed of the first semiconductor gas sensor and a time during which the first semiconductor gas sensor will be exposed to the gas to be measured. In addition, the semiconductor gas sensor deteriorates even when exposed to a gas other than the target gas. However, in the gas composition measuring instrument described above, the above estimation corresponds to the deterioration rate of the first semiconductor gas sensor due to exposure to the environmental gas. A third calibration factor and the time that the first semiconductor gas sensor would have been exposed to the environmental gas are used. That is, the above estimation is performed in consideration of the deterioration of the first semiconductor gas sensor in the measurement period and the deterioration of the first semiconductor gas sensor in the non-measurement period.
Therefore, according to said gas composition measuring device, the fall of the measurement precision by deterioration of a semiconductor gas sensor can be suppressed.
On the other hand, in the gas composition measuring instrument, the first calibration coefficient can be fixed over the measurable period. That is, there is no need to perform span calibration every measurement. Therefore, according to said gas composition measuring device, the user can perform a measurement easily.
As is clear from the above description, the gas composition measuring instrument can be easily used, and can suppress a decrease in measurement accuracy due to deterioration of the semiconductor gas sensor.

ところで、半導体ガスセンサの劣化の速度は、曝露時間のみならず、曝露雰囲気中の対象ガスの濃度にも依存する。したがって、測定精度の低下の抑制の観点からは、曝露雰囲気中の対象ガスの濃度を一定値と仮定して第１の演算を行う形態よりも、過去の測定濃度を用いて第１の演算を行う形態の方が好ましい。そこで、上記のガス組成測定器において、前記濃度推定部は、前記前回以前の測定処理において推定した濃度を前記第１の演算に用いる、ようにしてもよい。   By the way, the deterioration rate of the semiconductor gas sensor depends not only on the exposure time but also on the concentration of the target gas in the exposure atmosphere. Therefore, from the viewpoint of suppressing a decrease in measurement accuracy, the first calculation is performed using the past measurement concentration rather than the first calculation in which the concentration of the target gas in the exposure atmosphere is assumed to be a constant value. The form of performing is preferred. Therefore, in the gas composition measuring device, the concentration estimation unit may use the concentration estimated in the measurement process before the previous time for the first calculation.

第１の演算としては様々なものを採用可能である。例えば、前記第１の演算は、前記第１の半導体ガスセンサの出力値をｘ、前記第１の校正係数をｋ１、前記第２の校正係数をｋ２、前記第３の校正係数をｋ３、今回の測定処理に係る測定期間の順番をｎ、ｉ−１番目の測定期間おいて推定された濃度をＤｉ−１、ｉ−１番目の測定期間の長さをＴａｉ−１、ｎ番目の測定期間に続く非測定期間の順番をｍ、ｊ−１番目の非測定期間の長さをＴｂｊ−１、今回の測定処理に係る測定期間において推定される濃度をＤｎとしたとき、式（１）で表される、ようにしてもよい。この形態のガス組成測定器によれば、式（１）で表される第１の演算により濃度が推定されるから、確実に、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。

Figure 2008281514
Various operations can be employed as the first calculation. For example, in the first calculation, the output value of the first semiconductor gas sensor is x, the first calibration coefficient is k1, the second calibration coefficient is k2, the third calibration coefficient is k3, The order of the measurement periods related to the measurement process is n, the concentration estimated in the i−1th measurement period is D i−1 , the length of the i−1th measurement period is Ta i−1 , and the nth measurement. When the order of the non-measurement periods following the period is m, the length of the j-1 non-measurement period is Tb j-1 , and the concentration estimated in the measurement period related to the current measurement process is D n , the formula ( It may be expressed as 1). According to the gas composition measuring instrument of this aspect, since the concentration is estimated by the first calculation represented by the expression (1), it is possible to reliably suppress a decrease in measurement accuracy due to deterioration of the semiconductor gas sensor.
Figure 2008281514

ところで、第３の校正係数は、環境ガスへの曝露による第１の半導体ガスセンサの劣化の速度に応じた係数であるが、環境ガスの組成は、ガス組成測定器の保管環境によって相違し得る。例えば、ガス組成測定器を梱包する梱包材が相違すると、環境ガスの組成も相違し得る。環境ガスの組成が異なると、環境ガスへの曝露による第１の半導体ガスセンサの劣化の速度も相違し得る。
そこで、前回以前の測定処理において推定した濃度を第１の演算に用いる形態であるか否かに関わらず、上記のガス組成測定器において、前記記憶部は前記第３の校正係数を予め記憶し、前記濃度推定部は、前記第１の演算に、前記記憶部に記憶されている前記第３の校正係数を用い、予め定められた時刻に一つの測定期間を開始させる自動開始部と、前記一つの測定期間において前記濃度推定部に推定された濃度に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記第３の校正係数を更新する更新部とを有する、ようにしてもよい。
この形態のガス組成測定器によれば、その出荷に際し、環境ガスとして空気を想定して第３の校正係数が定められ、この第３の校正係数が記憶部に記憶された後に、出荷のための梱包が行われ、その後、梱包された状態で予め定められた時刻を迎えたとすると、その状態で測定が行われる。この測定により濃度推定部に推定される濃度は、梱包材の影響を受けたものとなる。そして、この濃度に基づいて、記憶部に記憶された第３の校正係数が更新される。よって、以降の測定処理において、梱包材の悪影響による測定誤差が低減される。 By the way, the third calibration coefficient is a coefficient according to the rate of deterioration of the first semiconductor gas sensor due to exposure to the environmental gas, but the composition of the environmental gas may differ depending on the storage environment of the gas composition measuring device. For example, when the packing material for packing the gas composition measuring device is different, the composition of the environmental gas may be different. If the composition of the environmental gas is different, the rate of deterioration of the first semiconductor gas sensor due to exposure to the environmental gas may be different.
Therefore, regardless of whether or not the concentration estimated in the previous measurement process is used for the first calculation, in the gas composition measuring instrument, the storage unit stores the third calibration coefficient in advance. The concentration estimation unit uses the third calibration coefficient stored in the storage unit for the first calculation, and starts an measurement period at a predetermined time; and An update unit that updates the third calibration coefficient stored in the storage unit based on the concentration estimated by the concentration estimation unit in one measurement period may be provided.
According to the gas composition measuring instrument of this embodiment, at the time of shipment, the third calibration coefficient is determined assuming air as the environmental gas, and after the third calibration coefficient is stored in the storage unit, for shipment. If a predetermined time is reached in the packaged state, the measurement is performed in that state. The concentration estimated by the concentration estimation unit by this measurement is influenced by the packing material. And based on this density | concentration, the 3rd calibration coefficient memorize | stored in the memory | storage part is updated. Therefore, in the subsequent measurement process, measurement errors due to adverse effects of the packing material are reduced.

また、前回以前の測定処理において推定した濃度を第１の演算に用いる形態であるか否かに関わらず、上記のガス組成測定器において、前記対象ガスに感応して値を出力する半導体ガスセンサであって、被測定ガスに曝露されない位置に設けられ、その検量線が前記第１の半導体ガスセンサの検量線と略一致する第２の半導体ガスセンサを有し、前記濃度推定部は、前記第２の半導体ガスセンサの出力値を用いた第２の演算によって前記第３の校正係数を算出し、算出した前記第３の校正係数を前記第１の演算に用いる、ようにしてもよい。
この形態のガス組成測定器によれば、測定期間において、被測定ガスに第１の半導体ガスセンサを曝露させる一方、第２の半導体ガスセンサを曝露させない、ということが可能となる。この場合、第２の半導体ガスセンサの劣化に関与するガスは環境ガスのみとなるから、第２の半導体ガスセンサの出力値を用いて、実際の環境ガスによる第２の半導体ガスセンサの劣化速度を算出することができる。また、このガス組成測定器では、第２の半導体ガスセンサの検量線は第１の半導体ガスセンサの検量線と略一致するから、実際の環境ガスによる第２の半導体ガスセンサの劣化速度は、実際の環境ガスによる第１の半導体ガスセンサの劣化速度に略一致すると予想される。つまり、このガス組成測定器によれば、実際の環境ガスに応じた第３の校正係数を算出可能であるから、梱包材の悪影響による測定誤差を大幅に低減することができる。 Further, in the gas composition measuring instrument, a semiconductor gas sensor that outputs a value in response to the target gas, regardless of whether or not the concentration estimated in the measurement process before the previous time is used for the first calculation. And a second semiconductor gas sensor that is provided at a position not exposed to the gas to be measured, and whose calibration curve substantially matches the calibration curve of the first semiconductor gas sensor, and the concentration estimation unit includes the second semiconductor gas sensor. The third calibration coefficient may be calculated by a second calculation using the output value of the semiconductor gas sensor, and the calculated third calibration coefficient may be used for the first calculation.
According to the gas composition measuring instrument of this aspect, it is possible to expose the first semiconductor gas sensor to the gas to be measured while not exposing the second semiconductor gas sensor during the measurement period. In this case, since the gas involved in the deterioration of the second semiconductor gas sensor is only the environmental gas, the deterioration rate of the second semiconductor gas sensor due to the actual environmental gas is calculated using the output value of the second semiconductor gas sensor. be able to. Further, in this gas composition measuring instrument, since the calibration curve of the second semiconductor gas sensor substantially coincides with the calibration curve of the first semiconductor gas sensor, the degradation rate of the second semiconductor gas sensor due to the actual environmental gas is the actual environment. It is expected to substantially match the deterioration rate of the first semiconductor gas sensor due to gas. That is, according to this gas composition measuring instrument, the third calibration coefficient corresponding to the actual environmental gas can be calculated, so that the measurement error due to the adverse effect of the packing material can be greatly reduced.

さらに、第２の半導体ガスセンサを有するガス組成測定器において、測定精度の低下の抑制の観点から、前記濃度推定部が、前記前回以前の測定処理において推定した濃度を前記第１の演算に用いる、ようにしてもよい。   Furthermore, in the gas composition measuring instrument having the second semiconductor gas sensor, from the viewpoint of suppressing a decrease in measurement accuracy, the concentration estimation unit uses the concentration estimated in the measurement process before the previous time for the first calculation. You may do it.

第２の半導体ガスセンサを有し、前記前回以前の測定処理において推定した濃度を前記第１の演算に用いるガス組成測定器においては、前記第１の演算および前記第２の演算として、様々なものを採用可能である。例えば、前記第１の演算は、前記第１の半導体ガスセンサの出力値をｘ、前記第１の校正係数をｋ１、前記第２の校正係数をｋ２、前記第３の校正係数をｋ３、今回の測定処理に係る測定期間の順番をｎ、ｉ−１番目の測定期間おいて推定された濃度をＤｉ−１、ｉ−１番目の測定期間の長さをＴａｉ−１、ｎ番目の測定期間に続く非測定期間の順番をｍ、ｊ−１番目の非測定期間の長さをＴｂｊ−１、今回の測定処理に係る測定期間において推定される濃度をＤｎとしたとき、上記の式（１）で表され、前記第２の演算は、前記第２の半導体ガスセンサの出力値をｙ１、前記基準時点の前記第２の半導体ガスセンサの出力値をｙ０、前記第１の校正係数をｋ１、前記第３の校正係数をｋ３、基準時点からの経過時間をｔとしたとき、式（２）で表されてもよい。

Figure 2008281514
この形態のガス組成測定器によれば、式（１）で表される第１の演算および式（２）で表される第２の演算により濃度が推定されるから、確実に、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。 In the gas composition measuring instrument having the second semiconductor gas sensor and using the concentration estimated in the measurement process before the previous time for the first calculation, there are various types as the first calculation and the second calculation. Can be adopted. For example, in the first calculation, the output value of the first semiconductor gas sensor is x, the first calibration coefficient is k1, the second calibration coefficient is k2, the third calibration coefficient is k3, The order of the measurement periods related to the measurement process is n, the concentration estimated in the i−1th measurement period is D i−1 , the length of the i−1th measurement period is Ta i−1 , and the nth measurement. When the order of the non-measurement periods following the period is m, the length of the j-1 non-measurement period is Tb j-1 , and the concentration estimated in the measurement period related to the current measurement process is D n , In the second calculation, the output value of the second semiconductor gas sensor is y1, the output value of the second semiconductor gas sensor at the reference time is y0, and the first calibration coefficient is where k1, the third calibration coefficient is k3, and the elapsed time from the reference time is t. It may be represented by (2).
Figure 2008281514
 According to the gas composition measuring instrument of this embodiment, the concentration is estimated by the first calculation represented by the formula (1) and the second calculation represented by the formula (2). A decrease in measurement accuracy due to deterioration can be suppressed.

本発明の実施の形態に係るガス組成測定器は、いずれも、呼気（被測定ガス）中の対象ガスの濃度を推定して呼気の組成を測定する測定処理を繰り返し行う呼気組成測定器であり、ゼロ点調整後のスパン校正を経て製造され、製造直後に梱包材で梱包され、梱包された状態で出荷され、その使用者に使用および保管されるものであり、半導体ガスセンサを有する。   Each of the gas composition measuring devices according to the embodiments of the present invention is an exhalation composition measuring device that repeatedly performs a measurement process for measuring the composition of exhaled gas by estimating the concentration of the target gas in the exhaled gas (measured gas) It is manufactured through span calibration after zero point adjustment, packed with packing materials immediately after manufacturing, shipped in a packed state, used and stored by the user, and has a semiconductor gas sensor.

「対象ガス」は、半導体ガスセンサの感知対象となる特定のガスであり、呼気組成測定器の用途に応じて適宜に定められる。例えば、呼気中のアルコール濃度を測定する用途では、エチルアルコールガス等のアルコールガスが対象ガスとなり、口臭の臭度を測定する用途では、メチルメルカプタンガス等の臭度に関連するガスが対象ガスとなる。呼気組成測定器について「使用」とは、使用者が呼気組成測定器に測定処理を行わせることをいう。   The “target gas” is a specific gas to be sensed by the semiconductor gas sensor, and is appropriately determined according to the use of the breath composition measuring device. For example, in applications that measure alcohol concentration in exhaled breath, alcohol gas such as ethyl alcohol gas is the target gas, and in applications that measure bad breath odor, gas related to odor such as methyl mercaptan gas is the target gas. Become. “Use” for the breath composition measuring device means that the user causes the breath composition measuring device to perform a measurement process.

各呼気組成測定器では、その製造完了時点（基準時点（ｔ０））から現時点までの一連の期間が、測定を行うことが可能な期間、すなわち「測定可能期間」となる。以降の説明では、測定可能期間のうち、測定処理の開始から終了までの一連の期間をそれぞれ「測定期間」と呼び、他の一連の期間をそれぞれ「非測定期間」と呼ぶ。各測定期間では、検量線のゼロ点調整および傾きの校正が行われる。基準時点（ｔ０）は、後述の第１の校正係数（ｋ１）が記憶部に記憶される時点でもある。   In each breath composition measuring instrument, a series of periods from the time when the manufacture is completed (reference time (t0)) to the present time is a period during which measurement can be performed, that is, a “measurable period”. In the following description, among the measurable periods, a series of periods from the start to the end of the measurement process is referred to as a “measurement period”, and another series of periods is referred to as a “non-measurement period”. In each measurement period, calibration point zero adjustment and slope calibration are performed. The reference time point (t0) is also a time point at which a first calibration coefficient (k1) described later is stored in the storage unit.

図１は、測定可能期間と測定期間と非測定期間との関係を示す図である。ただし、この図に示す一〜三番目の非測定期間の長さ（Ｔｂ１〜Ｔｂ３）および一〜二番目の測定期間の長さ（Ｔａ１〜Ｔａ２）は一例に過ぎない。この図に示すように、各呼気組成測定器では、測定可能期間において、非測定期間と測定期間が交互に現れる。 FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship among a measurable period, a measurement period, and a non-measurement period. However, the lengths of the first to third non-measurement periods (Tb 1 to Tb 3 ) and the lengths of the first to second measurement periods (Ta 1 to Ta 2 ) shown in this figure are only examples. As shown in this figure, in each breath composition measuring device, the non-measurement period and the measurement period appear alternately in the measurable period.

＜１．第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態に係る呼気組成測定器１００は、式（１）で表される第１の演算によって呼気中の対象ガスの濃度を推定するものであり、一つの半導体ガスセンサを有する。 <1. First Embodiment>
The breath composition measuring apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention estimates the concentration of the target gas in the breath by the first calculation represented by the equation (1), and uses one semiconductor gas sensor. Have.

＜１−１．構成＞
図２および図３は、それぞれ、本発明の第１の実施の形態に係る呼気組成測定器１００の外観を示す斜視図である。図２には正面側、図３には裏面側の外観が示されている。図４は、呼気組成測定器１００の電気的な構成を示すブロック図である。呼気組成測定器１００は、その使用者の片手に把持される中空の筐体１０１と、筐体１０１に設けられた各部とを有する。 <1-1. Configuration>
FIG. 2 and FIG. 3 are perspective views showing the external appearance of the breath composition measuring apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the appearance of the front side, and FIG. 3 shows the appearance of the back side. FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the breath composition measuring device 100. As shown in FIG. The breath composition measuring instrument 100 has a hollow casing 101 held by one hand of the user and each part provided in the casing 101.

筐体１０１の表面には、使用者の呼気が吹き込まれる吹込口１０３が設けられている。吹込口１０３は、筐体１０１内の空洞に繋がっている。筐体１０１内には、使用者の指示を入力するための入力部１０２、各種の情報を表示する表示部１０４、各種の処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５、半導体ガスセンサである測定用センサ（第１の半導体ガスセンサ）１０６、Ａ／Ｄ変換器１０７、測定用センサ１０６のヒートクリーニングを行うヒーター１０８、タイマ（計時部）１０９および書き込まれた情報を電子データの形態で記憶（保持）する記憶部１１０が設けられている。   On the surface of the housing 101, an air inlet 103 through which a user's breath is blown is provided. The air inlet 103 is connected to a cavity in the housing 101. In the housing 101, an input unit 102 for inputting user instructions, a display unit 104 for displaying various types of information, a CPU (Central Processing Unit) 105 for performing various types of processing, and a measurement sensor that is a semiconductor gas sensor (First semiconductor gas sensor) 106, A / D converter 107, heater 108 for heat cleaning of measurement sensor 106, timer (timer) 109, and written information are stored (held) in the form of electronic data. A storage unit 110 is provided.

入力部１０２は、具体的には、筐体１０１の表面に露出している操作ボタンを備え、その操作内容に応じた信号を出力する操作部である。ＣＰＵ１０５は、入力部１０２の出力信号を受けることにより、入力部１０２を用いて入力された指示を受け取る。表示部１０４は、具体的には、筐体１０１の表面に露出している表示面を有する液晶ディスプレイである。ＣＰＵ１０５は、表示部１０４に対して、情報に応じた信号を供給することにより、この情報を表示させる。   Specifically, the input unit 102 is an operation unit that includes an operation button exposed on the surface of the housing 101 and outputs a signal corresponding to the operation content. The CPU 105 receives an instruction input using the input unit 102 by receiving an output signal from the input unit 102. Specifically, the display unit 104 is a liquid crystal display having a display surface exposed on the surface of the housing 101. The CPU 105 displays this information by supplying a signal corresponding to the information to the display unit 104.

測定用センサ１０６は、対象ガスに感応する半導体ガスセンサであり、被測定ガスに曝露される位置に設けられ、曝露雰囲気中の対象ガスの濃度に応じて電気抵抗値が変化する半導体（例えば、酸化第二錫（ＳｎＯ２）等の金属酸化物を成分とした半導体）で形成された感ガス体を有し、感ガス体の電気抵抗値に応じた値をアナログ信号の形態で出力する。 The measurement sensor 106 is a semiconductor gas sensor that is sensitive to a target gas, and is provided at a position exposed to the gas to be measured, and a semiconductor (for example, an oxidation resistance) whose electric resistance value changes according to the concentration of the target gas in the exposure atmosphere. A gas sensitive body formed of a metal oxide such as stannic (SnO 2 ), and outputs a value corresponding to the electric resistance of the gas sensitive body in the form of an analog signal.

Ａ／Ｄ変換器１０７は、測定用センサ１０６の出力信号をＡ／Ｄ変換して出力する。ＣＰＵ１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０７の出力信号を受けることにより、測定用センサ１０６の出力値を受け取る。ヒーター１０８は、測定用センサ１０６の感ガス体に近接して配置され、ＣＰＵ１０５の制御に従って発熱し、これによって感ガス体を加熱して還元する。すなわち、ヒーター１０８は、ＣＰＵ１０５の制御に従って測定用センサ１０６のヒートクリーニングを行う。   The A / D converter 107 A / D converts the output signal of the measurement sensor 106 and outputs the result. The CPU 105 receives the output value of the measurement sensor 106 by receiving the output signal of the A / D converter 107. The heater 108 is disposed close to the gas sensitive body of the measurement sensor 106 and generates heat according to the control of the CPU 105, thereby heating and reducing the gas sensitive body. That is, the heater 108 performs heat cleaning of the measurement sensor 106 according to the control of the CPU 105.

タイマ１０９は、電源を有し、基準時点（ｔ０）から現時点までの経過時間（ｔ）を計る。前述のように、基準時点（ｔ０）は、第１の校正係数（ｋ１）が記憶部１１０に記憶される時点である。第１の校正係数（ｋ１）は、測定用センサ１０６を校正するための係数であって、測定用センサ１０６の検量線の傾きに応じた定数であり、基準時点（ｔ０）以前にゼロ点調整後のスパン校正により求められ、基準時点（ｔ０）で記憶部１１０に記憶される。   The timer 109 has a power source and measures an elapsed time (t) from the reference time (t0) to the current time. As described above, the reference time point (t0) is a time point at which the first calibration coefficient (k1) is stored in the storage unit 110. The first calibration coefficient (k1) is a coefficient for calibrating the measurement sensor 106, and is a constant corresponding to the slope of the calibration curve of the measurement sensor 106, and is adjusted to zero before the reference time point (t0). It is obtained by later span calibration and is stored in the storage unit 110 at the reference time (t0).

図４の記憶部１１０は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の書き換え可能な不揮発性メモリを有する。記憶部１１０に記憶される情報には、ＣＰＵ１０５に実行されるプログラムや各種の値が含まれる。ＣＰＵ１０５は、記憶部１１０に値を書き込み、記憶部１１０から値を読み出し、記憶部１１０に記憶されている値を更新する。呼気組成測定器１００の主電源（タイマ１０９の電源とは別の電源）が投入されると、ＣＰＵ１０５は、記憶部１１０に記憶されているプログラムを読み出して実行する。この処理を除くと、ＣＰＵ１０５が行う全ての処理は、このプログラムを用いて行われる。   4 has a rewritable nonvolatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Information stored in the storage unit 110 includes programs executed by the CPU 105 and various values. The CPU 105 writes a value in the storage unit 110, reads a value from the storage unit 110, and updates the value stored in the storage unit 110. When the main power source of the breath composition measuring instrument 100 (a power source different from the power source of the timer 109) is turned on, the CPU 105 reads and executes a program stored in the storage unit 110. Except for this processing, all processing performed by the CPU 105 is performed using this program.

記憶部１１０に記憶される値には、第１〜第３の校正係数（ｋ１〜ｋ３）が含まれる。第２の校正係数（ｋ２）および第３の校正係数（ｋ３）は、いずれも、測定用センサ１０６を校正するための係数である。第２の校正係数（ｋ２）は、呼気への曝露による測定用センサ１０６の劣化の速度に応じた定数であり、予め求められ、基準時点（ｔ０）以前に記憶部１１０に記憶される。第３の校正係数（ｋ３）は、後述の環境ガスへの曝露による測定用センサ１０６の劣化の速度に応じた定数であり、予め求められ、基準時点（ｔ０）以前に記憶部１１０に記憶される。第２の校正係数（ｋ２）および第３の校正係数（ｋ３）は、例えば、測定用センサ１０６と同様な半導体ガスセンサを用いた加速試験により求められる。   The values stored in the storage unit 110 include the first to third calibration coefficients (k1 to k3). The second calibration coefficient (k2) and the third calibration coefficient (k3) are both coefficients for calibrating the measurement sensor 106. The second calibration coefficient (k2) is a constant corresponding to the rate of deterioration of the measurement sensor 106 due to exposure to exhalation, is obtained in advance, and is stored in the storage unit 110 before the reference time point (t0). The third calibration coefficient (k3) is a constant according to the rate of deterioration of the measurement sensor 106 due to exposure to an environmental gas, which will be described later, is obtained in advance, and is stored in the storage unit 110 before the reference time (t0). The The second calibration coefficient (k2) and the third calibration coefficient (k3) are obtained, for example, by an acceleration test using a semiconductor gas sensor similar to the measurement sensor 106.

ＣＰＵ１０５は、毎回の測定時に、すなわち測定期間毎に、測定用センサ１０６についてゼロ点調整を行う。したがって、ＣＰＵ１０５における測定用センサ１０６の出力値（ｘ）は、ゼロ点調整後の値となる。また、ＣＰＵ１０５は、各測定処理において、測定用センサ１０６の出力値（ｘ）と、記憶部１１０に記憶されている第１〜第３の校正係数（ｋ１〜ｋ３）と、前回以前の測定処理に係る測定期間の長さと、今回の測定処理の開始以前に終了している非測定期間の長さと、前回以前の測定処理において推定した濃度とを用いた第１の演算によって、被測定ガス中の対象ガスの濃度を推定する。すなわち、ＣＰＵ１０５は、濃度推定部として機能する。   The CPU 105 performs zero point adjustment for the measurement sensor 106 at every measurement, that is, every measurement period. Therefore, the output value (x) of the measurement sensor 106 in the CPU 105 is a value after the zero point adjustment. In each measurement process, the CPU 105 outputs the output value (x) of the measurement sensor 106, the first to third calibration coefficients (k1 to k3) stored in the storage unit 110, and the measurement process before the previous time. In the measurement gas, the first calculation using the length of the measurement period, the length of the non-measurement period that ended before the start of the current measurement process, and the concentration estimated in the measurement process before the previous time Estimate the concentration of the target gas. That is, the CPU 105 functions as a density estimation unit.

＜１−２．第１の演算＞
第１の演算は、今回の測定処理に係る測定期間の順番をｎ、ｎ番目の測定期間に続く非測定期間の順番をｍ、ｉ−１番目の測定期間の長さをＴａｉ−１、ｊ−１番目の非測定期間の長さをＴｂｊ−１、ｉ−１番目の測定期間おいて推定された濃度をＤｉ−１、ｎ番目の測定期間において推定される濃度をＤｎとしたとき、式（１）で表される。なお、式（１）において、ｎ＜２の場合、ｍ＜２となり、右辺の括弧内は実質的にｋ１のみになる。 <1-2. First calculation>
In the first calculation, the order of the measurement periods related to the current measurement process is n, the order of the non-measurement periods following the nth measurement period is m, the length of the i−1th measurement period is Ta i−1 , The length of the j−1 non-measurement period is Tb j−1 , the concentration estimated in the i−1 th measurement period is D i−1 , and the density estimated in the n th measurement period is D n . When expressed, it is expressed by equation (1). In the formula (1), when n <2, m <2 and the parentheses on the right side are substantially only k1.

式（１）の右辺は、スパン係数と測定用センサ１０６の出力値（ｘ）との積である。この積を濃度Ｄｎとしてよいのは、測定期間毎にゼロ点調整が行われるからである。スパン係数は、第１〜第３の項の和である。第１の項は、第１の校正係数（ｋ１）である。第１の校正係数（ｋ１）は、具体的には、測定用センサ１０６の検量線の傾きの逆数である。例えば、測定用センサ１０６について、図５に示すように、ガスの濃度の軸に対する角度がθ１の検量線Ｌ３が求められたと仮定すると、ｋ１＝１／ｔａｎθ１となる。従来ならば、第１の校正係数（ｋ１）がそのままスパン係数として用いられる。 The right side of Expression (1) is the product of the span coefficient and the output value (x) of the measurement sensor 106. This product may be used as the density D n because the zero point adjustment is performed every measurement period. The span coefficient is the sum of the first to third terms. The first term is the first calibration coefficient (k1). Specifically, the first calibration coefficient (k1) is the reciprocal of the slope of the calibration curve of the measurement sensor 106. For example, the measurement sensor 106, as shown in FIG. 5, assuming that the angle relative to the axis of the concentration of the gas calibration curve L3 of theta 1 is determined, the k1 = 1 / tanθ 1. Conventionally, the first calibration coefficient (k1) is used as it is as the span coefficient.

図６は、測定用センサ１０６の劣化の特性（測定用センサ１０６の感度の経時変化の特性）の一例を示す図である。この図の特性線Ｌ１で表されるように、測定用センサ１０６は時とともに劣化（高感度化）する。測定用センサ１０６が劣化した場合、測定精度を維持するためには、劣化量に応じて検量線を校正する必要がある。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of deterioration characteristics of the measurement sensor 106 (change characteristics of sensitivity of the measurement sensor 106 over time). As represented by the characteristic line L1 in this figure, the measurement sensor 106 deteriorates (higher sensitivity) with time. When the measurement sensor 106 is deteriorated, it is necessary to calibrate the calibration curve according to the deterioration amount in order to maintain the measurement accuracy.

図７は、測定用センサ１０６の検量線の理想的な校正イメージを示す図である。この図には、検量線Ｌ３と、校正後の検量線に相当する仮想線Ｌ４〜Ｌ５とが示されている。仮想線Ｌ４はｔ＝ｔ２のときのものであり、仮想線Ｌ５はｔ＝ｔｐのときのものである。ただし、ｐは３以上の自然数であり、ｔ０＜ｔ２＜ｔｐである。この図に示すように、理想的には、ｔ＝ｔ２のときには仮想線Ｌ４で示される校正が行われ、ｔ＝ｔｐのときには仮想線Ｌ５で示される校正が行われるようにすべきである。   FIG. 7 is a diagram illustrating an ideal calibration image of the calibration curve of the measurement sensor 106. In this figure, a calibration curve L3 and virtual lines L4 to L5 corresponding to the calibration curve after calibration are shown. The virtual line L4 is when t = t2, and the virtual line L5 is when t = tp. However, p is a natural number of 3 or more, and t0 <t2 <tp. As shown in this figure, ideally, the calibration indicated by the virtual line L4 should be performed when t = t2, and the calibration indicated by the virtual line L5 should be performed when t = tp.

検量線の校正としては、そのゼロ点の校正と、その傾きの校正がある。呼気組成測定器１００では、測定期間毎にゼロ点調整が行われ、ＣＰＵ１０５における測定用センサ１０６の出力値（ｘ）はゼロ点調整後の値となるから、第１の演算で達成すべきは、図８に示すように、検量線の傾きの校正（第１の校正係数（ｋ１）の校正）、すなわちスパン係数の補正のみである。この補正のために、第２の項および第３の項が存在している。つまり、第２の項および第３の項は、いずれもスパン係数の補正項である。   Calibration of the calibration curve includes calibration of its zero point and calibration of its slope. In the breath composition measuring instrument 100, the zero point adjustment is performed every measurement period, and the output value (x) of the measurement sensor 106 in the CPU 105 becomes the value after the zero point adjustment. As shown in FIG. 8, calibration of the calibration curve slope (calibration of the first calibration coefficient (k1)), that is, only correction of the span coefficient is performed. For this correction, there are second and third terms. That is, the second term and the third term are both span coefficient correction terms.

スパン係数の理想的な補正量は、測定用センサ１０６の劣化量（感度の変化量）に応じて異なる。図６から明らかなように、校正時点での測定用センサ１０６の劣化量は、終了した各期間における劣化量の和となり、各期間の劣化量は、その期間の長さとその期間における劣化速度に依存する。劣化速度は、特性線Ｌ１の傾きである。例えば、図６の一部Ｒ１の拡大図である図９に示すように、１番目の非測定期間における時間軸に対する特性線Ｌ１の角度をθ２とし、１番目の測定期間における時間軸に対する特性線Ｌ１の角度をθ３とした場合、１番目の非測定期間における劣化速度はｔａｎθ２、１番目の測定期間における劣化速度はｔａｎθ３で表される。 The ideal correction amount of the span coefficient differs depending on the deterioration amount (sensitivity change amount) of the measurement sensor 106. As can be seen from FIG. 6, the amount of deterioration of the measuring sensor 106 at the time of calibration is the sum of the amounts of deterioration in each completed period, and the amount of deterioration in each period depends on the length of the period and the deterioration rate in that period. Dependent. The deterioration rate is the slope of the characteristic line L1. For example, as shown in FIG. 9 which is an enlarged view of a part R1 in FIG. 6, the angle of the characteristic line L1 with respect to the time axis in the first non-measurement period is θ 2 and the characteristic with respect to the time axis in the first measurement period. When the angle of the line L1 is θ 3 , the degradation rate in the first non-measurement period is represented by tan θ 2 , and the degradation rate in the first measurement period is represented by tan θ 3 .

測定用センサ１０６の劣化速度は、曝露雰囲気の組成に依存する。したがって、測定期間にあっては測定期間毎に相違し得る一方、非測定期間にあっては全ての非測定期間に共通となる。例えば、二番目以降の測定期間における劣化速度がｔａｎθ３になるとは限らない一方、非測定期間における劣化速度は全ての非測定期間に共通してｔａｎθ２となる。このように、測定用センサ１０６の劣化の傾向は、測定期間と非測定期間とで大きく異なる。これが、測定期間用の第２の項および非測定期間用の第３の項が存在する理由である。 The deterioration rate of the measurement sensor 106 depends on the composition of the exposure atmosphere. Therefore, the measurement period may be different for each measurement period, while the non-measurement period is common to all non-measurement periods. For example, the deterioration rate in the second and subsequent measurement periods is not always tan θ 3 , while the deterioration rate in the non-measurement period is tan θ 2 in common in all non-measurement periods. Thus, the tendency of the measurement sensor 106 to deteriorate greatly differs between the measurement period and the non-measurement period. This is the reason why there is a second term for the measurement period and a third term for the non-measurement period.

第２の項は、第２の校正係数（ｋ２）と、１番目からｎ−１番目の測定期間についての、測定期間の長さと当該測定期間において推定された濃度との積和との積である。第２の校正係数（ｋ２）は、具体的には、測定期間における単位濃度あたりの特性線Ｌ１の傾きである。したがって、上記の積和に第２の校正係数（ｋ２）を掛ければ、測定期間における測定用センサ１０６の劣化の影響を低減するための、スパン係数の理想的な補正量が得られる。   The second term is the product of the second calibration coefficient (k2) and the product sum of the length of the measurement period and the concentration estimated in the measurement period for the 1st to (n-1) th measurement period. is there. Specifically, the second calibration coefficient (k2) is the slope of the characteristic line L1 per unit concentration during the measurement period. Therefore, by multiplying the product sum by the second calibration coefficient (k2), an ideal correction amount of the span coefficient for reducing the influence of the deterioration of the measurement sensor 106 during the measurement period can be obtained.

第３の項は、第３の校正係数（ｋ３）と、１番目からｍ−１番目の非測定期間の長さの和との積である。第３の校正係数（ｋ３）は、具体的には、非測定期間における特性線Ｌ１の傾き（ｔａｎθ２）である。したがって、上記の和に第３の校正係数（ｋ３）を掛ければ、非測定期間における測定用センサ１０６の劣化の影響を低減するための、スパン係数の理想的な補正量を得ることができる。 The third term is the product of the third calibration coefficient (k3) and the sum of the lengths of the first to m−1 non-measurement periods. Specifically, the third calibration coefficient (k3) is the slope (tan θ 2 ) of the characteristic line L1 during the non-measurement period. Therefore, by multiplying the above sum by the third calibration coefficient (k3), it is possible to obtain an ideal correction amount of the span coefficient for reducing the influence of the deterioration of the measurement sensor 106 during the non-measurement period.

＜１−３．まとめ＞
上述したように、呼気組成測定器１００では、各測定期間における呼気中の対象ガスの濃度（Ｄ）の推定に、測定用センサ１０６の出力値（ｘ）と、測定用センサ１０６の出力値（ｘ）とガスの濃度（Ｄ）との対応関係を示す検量線の傾きに応じた第１の校正係数（ｋ１）とが用いられる。つまり、濃度（Ｄ）の推定に、従来と同様の値が用いられる。また、上述したように呼気組成測定器１００では、濃度（Ｄ）の推定に、更に、対象ガスを含む呼気への曝露による測定用センサ１０６の劣化の速度に応じた第２の校正係数（ｋ２）と、測定用センサ１０６が呼気に曝露されただろう時間とが用いられる。また、上述したように、半導体ガスセンサは対象ガス以外のガスに曝露されても劣化するが、呼気組成測定器１００では、濃度（Ｄ）の推定に、環境ガスへの曝露による測定用センサ１０６の劣化の速度に応じた第３の校正係数（ｋ３）と、測定用センサ１０６が環境ガスに曝露されただろう時間とが用いられる。つまり、濃度（Ｄ）の推定は、測定期間における測定用センサ１０６の劣化と、非測定期間における測定用センサ１０６の劣化とを考慮して行われる。よって、呼気組成測定器１００によれば、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。
一方、呼気組成測定器１００では、第１の校正係数（ｋ１）を測定可能期間にわたって固定とすることができる。つまり、測定の度にスパン校正を行う必要は無い。したがって、呼気組成測定器１００によれば、使用者は、手軽に測定を行うことができる。
以上の説明から明らかなように、呼気組成測定器１００は、手軽に使用可能であって、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。 <1-3. Summary>
As described above, in the breath composition measuring instrument 100, the output value (x) of the measurement sensor 106 and the output value (x) of the measurement sensor 106 are used to estimate the concentration (D) of the target gas in the breath during each measurement period. x) and the first calibration coefficient (k1) corresponding to the slope of the calibration curve showing the correspondence between the gas concentration (D). That is, a value similar to the conventional value is used for estimating the density (D). Further, as described above, in the breath composition measuring instrument 100, the second calibration coefficient (k2) corresponding to the rate of deterioration of the measuring sensor 106 due to the exposure to the breath containing the target gas is further estimated for the concentration (D). ) And the time that measurement sensor 106 would have been exposed to exhalation. Further, as described above, the semiconductor gas sensor deteriorates even when exposed to a gas other than the target gas. However, in the breath composition measuring instrument 100, the concentration sensor (D) is estimated by the measurement sensor 106 by exposure to the environmental gas. A third calibration factor (k3) depending on the rate of degradation and the time that measurement sensor 106 would have been exposed to ambient gas are used. That is, the concentration (D) is estimated in consideration of the deterioration of the measurement sensor 106 during the measurement period and the deterioration of the measurement sensor 106 during the non-measurement period. Therefore, according to the breath composition measuring instrument 100, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy due to deterioration of the semiconductor gas sensor.
On the other hand, in the breath composition measuring instrument 100, the first calibration coefficient (k1) can be fixed over the measurable period. That is, there is no need to perform span calibration every measurement. Therefore, according to the breath composition measuring instrument 100, the user can easily perform the measurement.
As is clear from the above description, the breath composition measuring instrument 100 can be used easily and can suppress a decrease in measurement accuracy due to deterioration of the semiconductor gas sensor.

また、呼気組成測定器１００では、ＣＰＵ１０５が、前回以前の測定処理において推定した濃度を第１の演算に用いる。このことは、測定精度の低下の抑制に寄与する。また、呼気組成測定器１００によれば、式（１）で表される第１の演算により濃度が推定されるから、確実に、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。   Moreover, in the breath composition measuring device 100, the CPU 105 uses the concentration estimated in the measurement process before the previous time for the first calculation. This contributes to suppression of a decrease in measurement accuracy. Moreover, according to the breath composition measuring instrument 100, since the concentration is estimated by the first calculation represented by the expression (1), it is possible to reliably suppress a decrease in measurement accuracy due to deterioration of the semiconductor gas sensor.

＜２．第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態に係る呼気組成測定器２００は、式（１）で表される第１の演算および式（２）で表される第２の演算によって呼気中の対象ガスの濃度を推定するものであり、二つの半導体ガスセンサを有する。 <2. Second Embodiment>
The breath composition measuring apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention is configured to measure the target gas in the breath by the first calculation represented by the expression (1) and the second calculation represented by the expression (2). The concentration is estimated and has two semiconductor gas sensors.

＜２−１．構成＞
図１０および図１１は、それぞれ、本発明の第２の実施の形態に係る呼気組成測定器２００の外観を示す斜視図である。図１０には正面側、図１１には裏面側の外観が示されている。図１２は、呼気組成測定器２００の電気的な構成を示すブロック図である。呼気組成測定器２００は、その使用者の片手に把持される中空の筐体２０１と、筐体２０１に設けられた各部とを有する。 <2-1. Configuration>
FIG. 10 and FIG. 11 are perspective views showing the external appearance of the breath composition measuring instrument 200 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 shows the appearance on the front side, and FIG. 11 shows the appearance on the back side. FIG. 12 is a block diagram showing an electrical configuration of the breath composition measuring instrument 200. As shown in FIG. The breath composition measuring instrument 200 has a hollow casing 201 that is held by one hand of the user and each part provided in the casing 201.

筐体２０１の裏面には、環境ガスのみが流入する流入口２０３が設けられている。流入口２０３は、筐体２０１内の空洞に繋がっているが、吹込口１０３には繋がっていない。筐体２０１内には、入力部１０２、表示部１０４、ＣＰＵ１０５、測定用センサ１０６、Ａ／Ｄ変換器１０７およびタイマ１０９が設けられている。また、筐体２０１内には、ダミーセンサ（第２の半導体ガスセンサ）２０６、Ａ／Ｄ変換器２０７、ヒーター２０８および記憶部２１０を有する。   An inflow port 203 through which only environmental gas flows is provided on the back surface of the housing 201. The inflow port 203 is connected to the cavity in the housing 201, but is not connected to the air inlet 103. In the housing 201, an input unit 102, a display unit 104, a CPU 105, a measurement sensor 106, an A / D converter 107, and a timer 109 are provided. The housing 201 also includes a dummy sensor (second semiconductor gas sensor) 206, an A / D converter 207, a heater 208, and a storage unit 210.

ダミーセンサ２０６は、対象ガスに感応して値を出力する半導体ガスセンサであって、呼気に曝露されない位置に設けられ、その検量線は、測定用センサ１０６の検量線と略一致している。つまり、ダミーセンサ２０６は、対象ガスに感応する半導体ガスセンサであり、被測定ガスに曝露される位置に設けられ、曝露雰囲気中の対象ガスの濃度に応じて電気抵抗値が変化する半導体（例えば、酸化第二錫（ＳｎＯ２）等の金属酸化物を成分とした半導体）で形成された感ガス体を有し、感ガス体の電気抵抗値に応じた値をアナログ信号の形態で出力する。 The dummy sensor 206 is a semiconductor gas sensor that outputs a value in response to the target gas, and is provided at a position where the dummy sensor 206 is not exposed to exhalation, and the calibration curve thereof substantially coincides with the calibration curve of the measurement sensor 106. That is, the dummy sensor 206 is a semiconductor gas sensor that is sensitive to the target gas, and is provided at a position exposed to the gas to be measured, and a semiconductor whose electrical resistance value changes according to the concentration of the target gas in the exposure atmosphere (for example, A gas sensitive body formed of a metal oxide such as stannic oxide (SnO 2 ), and outputs a value corresponding to the electric resistance value of the gas sensitive body in the form of an analog signal.

Ａ／Ｄ変換器２０７は、ダミーセンサ２０６の出力信号をＡ／Ｄ変換して出力する。ＣＰＵ１０５は、Ａ／Ｄ変換器２０７の出力信号を受けることにより、ダミーセンサ２０６の出力値を受け取る。ヒーター２０８は、測定用センサ１０６およびダミーセンサ２０６の感ガス体に近接して配置され、ＣＰＵ１０５の制御に従って発熱し、これによって感ガス体を加熱して還元する。すなわち、ヒーター１０８は、ＣＰＵ１０５の制御に従って測定用センサ１０６およびダミーセンサ２０６のヒートクリーニングを行う。   The A / D converter 207 A / D converts the output signal of the dummy sensor 206 and outputs it. The CPU 105 receives the output value of the dummy sensor 206 by receiving the output signal of the A / D converter 207. The heater 208 is disposed close to the gas sensitive bodies of the measurement sensor 106 and the dummy sensor 206, and generates heat according to the control of the CPU 105, thereby heating and reducing the gas sensitive body. That is, the heater 108 performs heat cleaning of the measurement sensor 106 and the dummy sensor 206 according to the control of the CPU 105.

記憶部２１０は、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリを有し、書き込まれた情報を電子データの形態で記憶（保持）する。記憶部１１０に記憶される情報には、ＣＰＵ１０５に実行されるプログラムや各種の値が含まれる。ＣＰＵ１０５は、記憶部２１０に値を書き込み、記憶部２１０から値を読み出し、記憶部２１０に記憶されている値を更新する。呼気組成測定器２００の主電源（タイマ１０９の電源とは別の電源）が投入されると、ＣＰＵ１０５は、記憶部２１０に記憶されているプログラムを読み出して実行する。この処理を除くと、ＣＰＵ１０５が行う全ての処理は、このプログラムを用いて行われる。   The storage unit 210 includes a rewritable nonvolatile memory such as an EEPROM, and stores (holds) written information in the form of electronic data. Information stored in the storage unit 110 includes programs executed by the CPU 105 and various values. The CPU 105 writes a value in the storage unit 210, reads a value from the storage unit 210, and updates the value stored in the storage unit 210. When the main power supply of breath composition measuring instrument 200 (a power supply different from the power supply of timer 109) is turned on, CPU 105 reads and executes a program stored in storage unit 210. Except for this processing, all processing performed by the CPU 105 is performed using this program.

記憶部２１０に記憶される値には、第１および第２の校正係数（ｋ１およびｋ２）と基準時点（ｔ０）のダミーセンサ２０６の出力値（ｙ０）とが含まれる。第１の校正係数（ｋ１）は、基準時点（ｔ０）以前にゼロ点調整後のスパン校正により求められ、基準時点（ｔ０）で記憶部１１０に記憶される。基準時点（ｔ０）のダミーセンサ２０６の出力値（ｙ０）は、基準時点（ｔ０）において測定され、記憶部１１０に記憶される。   The values stored in the storage unit 210 include the first and second calibration coefficients (k1 and k2) and the output value (y0) of the dummy sensor 206 at the reference time (t0). The first calibration coefficient (k1) is obtained by span calibration after zero point adjustment before the reference time point (t0), and is stored in the storage unit 110 at the reference time point (t0). The output value (y0) of the dummy sensor 206 at the reference time (t0) is measured at the reference time (t0) and stored in the storage unit 110.

ＣＰＵ１０５は、毎回の測定時に、すなわち測定期間毎に、測定用センサ１０６およびダミーセンサ２０６についてゼロ点調整を行う。したがって、ＣＰＵ１０５における測定用センサ１０６の出力値（ｘ）およびダミーセンサ２０６の出力値（ｙ１）は、ゼロ点調整後の値となる。また、ＣＰＵ１０５は、各測定処理において、第１の演算によって、被測定ガス中の対象ガスの濃度を推定する。すなわち、ＣＰＵ１０５は、濃度推定部として機能する。また、ＣＰＵ１０５は、各測定処理において、ダミーセンサ２０６の出力値（ｙ１）、基準時点（ｔ０）のダミーセンサ２０６の出力値（ｙ０）、第１の校正係数（ｋ１）および基準時点（ｔ０）からの経過時間（ｔ）を用いた第２の演算によって第３の校正係数（ｋ３）を算出し、算出した校正係数（ｋ３）を第１の演算に用いる。   The CPU 105 performs zero point adjustment for the measurement sensor 106 and the dummy sensor 206 at every measurement, that is, for each measurement period. Therefore, the output value (x) of the measurement sensor 106 and the output value (y1) of the dummy sensor 206 in the CPU 105 are values after the zero point adjustment. Further, in each measurement process, the CPU 105 estimates the concentration of the target gas in the measurement gas by the first calculation. That is, the CPU 105 functions as a density estimation unit. In each measurement process, the CPU 105 outputs the output value (y1) of the dummy sensor 206, the output value (y0) of the dummy sensor 206 at the reference time point (t0), the first calibration coefficient (k1), and the reference time point (t0). The third calibration coefficient (k3) is calculated by the second calculation using the elapsed time (t) from, and the calculated calibration coefficient (k3) is used for the first calculation.

＜２−２．第２の演算＞
第２の演算は、ダミーセンサ２０６の出力値をｙ１、基準時点（ｔ０）のダミーセンサ２０６の出力値をｙ０、第１の校正係数をｋ１、第３の校正係数をｋ３、基準時点（ｔ０）からの経過時間をｔ、としたとき、式（２）で表される。以降、式（２）について説明する。 <2-2. Second calculation>
In the second calculation, the output value of the dummy sensor 206 is y1, the output value of the dummy sensor 206 at the reference time (t0) is y0, the first calibration coefficient is k1, the third calibration coefficient is k3, and the reference time (t0). ), The elapsed time from t is represented by equation (2). Hereinafter, Formula (2) will be described.

図１３は、測定用センサ１０６およびダミーセンサ２０６の劣化の特性（測定用センサ１０６およびダミーセンサ２０６の感度の経時変化の特性）の一例を示す図である。ダミーセンサ２０６は、非測定期間はもとより、測定期間においても、被測定ガスに曝露されないから、その劣化特性を示す特性線Ｌ６は、直線状となる。つまり、ダミーセンサ２０６は、時とともに線形に劣化（高感度化）する。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of deterioration characteristics of the measurement sensor 106 and the dummy sensor 206 (characteristics of changes in sensitivity of the measurement sensor 106 and the dummy sensor 206 with time). Since the dummy sensor 206 is not exposed to the gas to be measured in the measurement period as well as in the non-measurement period, the characteristic line L6 indicating the deterioration characteristic is linear. That is, the dummy sensor 206 deteriorates linearly (high sensitivity) with time.

一方、ダミーセンサ２０６の検量線は、測定用センサ１０６の検量線と略一致するから、同一のガスに同一の時間だけ曝露された場合の両センサの劣化の程度は略一致すると考えられる。つまり、第１〜第３の校正係数（ｋ１〜ｋ３）は、ダミーセンサ２０６および測定用センサ１０６に共通すると考えられる。したがって、ダミーセンサ２０６を校正するための第３の校正係数（ｋ３）を求めれば、これを、測定用センサ１０６を校正するための第３の校正係数（ｋ３）として用いることができる。   On the other hand, since the calibration curve of the dummy sensor 206 substantially coincides with the calibration curve of the measurement sensor 106, it is considered that the degree of deterioration of both sensors is substantially the same when exposed to the same gas for the same time. That is, the first to third calibration coefficients (k1 to k3) are considered to be common to the dummy sensor 206 and the measurement sensor 106. Therefore, if the third calibration coefficient (k3) for calibrating the dummy sensor 206 is obtained, this can be used as the third calibration coefficient (k3) for calibrating the measurement sensor 106.

図１４は、ダミーセンサ２０６の検量線の理想的な校正イメージを示す図である。この図には、図５の検量線Ｌ３と略一致する検量線Ｌ７と、校正後の検量線に相当する仮想線Ｌ８とが示されている。仮想線Ｌ８はｔ＝ｔｑのときのものである。この図に示すように、理想的には、ｔ＝ｔ０のときには検量線Ｌ７で示される校正が行われ、ｔ＝ｔｑのときには仮想線Ｌ８で示される校正が行われるようにすべきである。   FIG. 14 is a diagram illustrating an ideal calibration image of the calibration curve of the dummy sensor 206. In this figure, a calibration curve L7 substantially coincident with the calibration curve L3 of FIG. 5 and a virtual line L8 corresponding to the calibration curve after calibration are shown. The virtual line L8 is one when t = tq. As shown in this figure, ideally, the calibration indicated by the calibration curve L7 should be performed when t = t0, and the calibration indicated by the virtual line L8 should be performed when t = tq.

ダミーセンサ２０６は、環境ガスのみに曝露され続けるから、ダミーセンサ２０６の出力値（ｙ）に対応する濃度（Ｄｙ（t））は、基準時点（ｔ０）からの経過時間（ｔ）、その時点でのダミーセンサ２０６の出力値（ｙ）、第１の校正係数（ｋ１）および第３の校正係数（ｋ３）を用いた第３の演算により求められる。第３の演算は、式（３）で表される。

Figure 2008281514
Since the dummy sensor 206 continues to be exposed only to the environmental gas, the concentration (Dy (t)) corresponding to the output value (y) of the dummy sensor 206 is the elapsed time (t) from the reference time point (t0). In the third calculation using the output value (y) of the dummy sensor 206, the first calibration coefficient (k1), and the third calibration coefficient (k3). The third calculation is represented by Expression (3).
Figure 2008281514

図１４に示すように、ｔ＝ｔｑのときの濃度（Ｄｙ（t））は、ｔ＝ｔ０のときの濃度（Ｄｙ（t））と一致すべきであるから、式（４）が成立する。ｔ０＝０であるから、式（４）を整理することにより、式（２）が得られる。

Figure 2008281514
As shown in FIG. 14, since the density (Dy (t)) when t = tq should match the density (Dy (t)) when t = t0, equation (4) holds. . Since t0 = 0, formula (2) is obtained by rearranging formula (4).
Figure 2008281514

＜２−３．まとめ＞
呼気組成測定器２００では、各測定期間における呼気中の対象ガスの濃度（Ｄ）の推定に、測定用センサ１０６の出力値（ｘ）と、測定用センサ１０６の出力値（ｘ）とガスの濃度（Ｄ）との対応関係を示す検量線の傾きに応じた第１の校正係数（ｋ１）とが用いられる。つまり、濃度（Ｄ）の推定に、従来と同様の値が用いられる。また、上述したように呼気組成測定器２００では、濃度（Ｄ）の推定に、更に、対象ガスを含む呼気への曝露による測定用センサ１０６の劣化の速度に応じた第２の校正係数（ｋ２）と、測定用センサ１０６が呼気に曝露されただろう時間とが用いられる。また、上述したように、半導体ガスセンサは対象ガス以外のガスに曝露されても劣化するが、呼気組成測定器２００では、濃度（Ｄ）の推定に、環境ガスへの曝露による測定用センサ１０６の劣化の速度に応じた第３の校正係数（ｋ３）と、測定用センサ１０６が環境ガスに曝露されただろう時間とが用いられる。つまり、濃度（Ｄ）の推定は、測定期間における測定用センサ１０６の劣化と、非測定期間における測定用センサ１０６の劣化とを考慮して行われる。よって、呼気組成測定器２００によれば、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。
一方、呼気組成測定器２００では、第１の校正係数（ｋ１）を測定可能期間にわたって固定とすることができる。つまり、測定の度にスパン校正を行う必要は無い。したがって、呼気組成測定器２００によれば、使用者は、手軽に測定を行うことができる。
よって、以上の説明から明らかなように、呼気組成測定器２００は、手軽に使用可能であって、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。 <2-3. Summary>
In the breath composition measuring instrument 200, the output value (x) of the measurement sensor 106, the output value (x) of the measurement sensor 106, and the gas are estimated for estimating the concentration (D) of the target gas in the breath during each measurement period. The first calibration coefficient (k1) corresponding to the slope of the calibration curve indicating the correspondence with the concentration (D) is used. That is, a value similar to the conventional value is used for estimating the density (D). Further, as described above, in the breath composition measuring device 200, the second calibration coefficient (k2) corresponding to the rate of deterioration of the measurement sensor 106 due to the exposure to the breath containing the target gas is further estimated for the concentration (D). ) And the time that measurement sensor 106 would have been exposed to exhalation. Further, as described above, the semiconductor gas sensor deteriorates even when exposed to a gas other than the target gas. However, in the breath composition measuring device 200, the concentration (D) is estimated by the measurement sensor 106 by exposure to the environmental gas. A third calibration factor (k3) depending on the rate of degradation and the time that measurement sensor 106 would have been exposed to ambient gas are used. That is, the concentration (D) is estimated in consideration of the deterioration of the measurement sensor 106 during the measurement period and the deterioration of the measurement sensor 106 during the non-measurement period. Therefore, according to the breath composition measuring instrument 200, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy due to deterioration of the semiconductor gas sensor.
On the other hand, in the breath composition measuring instrument 200, the first calibration coefficient (k1) can be fixed over the measurable period. That is, there is no need to perform span calibration every measurement. Therefore, according to the breath composition measuring instrument 200, the user can easily perform the measurement.
Therefore, as is clear from the above description, the breath composition measuring instrument 200 can be easily used and can suppress a decrease in measurement accuracy due to deterioration of the semiconductor gas sensor.

ところで、第３の校正係数（ｋ３）は、環境ガスへの曝露による測定用センサ１０６の劣化の速度に応じた係数であるが、環境ガスの組成は、呼気組成測定器２００の保管環境によって相違し得る。例えば、呼気組成測定器２００を梱包する梱包材が相違すると、環境ガスの組成も相違し得る。環境ガスの組成が異なると、環境ガスへの曝露による測定用センサ１０６の劣化の速度も相違し得る。   By the way, the third calibration coefficient (k3) is a coefficient corresponding to the rate of deterioration of the measurement sensor 106 due to exposure to the environmental gas, but the composition of the environmental gas differs depending on the storage environment of the breath composition measuring instrument 200. Can do. For example, when the packing material for packing the breath composition measuring instrument 200 is different, the composition of the environmental gas may be different. If the composition of the environmental gas is different, the rate of deterioration of the measuring sensor 106 due to exposure to the environmental gas may be different.

これに対し、呼気組成測定器２００は、対象ガスに感応して値を出力する半導体ガスセンサであって、被測定ガスに曝露されない位置に設けられ、その検量線が測定用センサ１０６の検量線と略一致するダミーセンサ２０６を有し、そのＣＰＵ１０５は、ダミーセンサ２０６の出力値（ｙ）を用いた第２の演算によって第３の校正係数（ｋ３）を算出し、算出した第３の校正係数（ｋ３）を第１の演算に用いる。   On the other hand, the breath composition measuring instrument 200 is a semiconductor gas sensor that outputs a value in response to the target gas, and is provided at a position where it is not exposed to the gas to be measured. The calibration curve is the calibration curve of the measurement sensor 106. The dummy sensor 206 having substantially the same value is calculated, and the CPU 105 calculates the third calibration coefficient (k3) by the second calculation using the output value (y) of the dummy sensor 206, and calculates the calculated third calibration coefficient. (K3) is used for the first calculation.

したがって、呼気組成測定器２００によれば、測定期間において、被測定ガスに測定用センサ１０６を曝露させる一方、ダミーセンサ２０６を曝露させない、ということが可能となる。この場合、ダミーセンサ２０６の劣化に関与するガスは環境ガスのみとなるから、ダミーセンサ２０６の出力値（ｙ）を用いて、実際の環境ガスによるダミーセンサ２０６の劣化速度を算出することができる。また、呼気組成測定器２００では、ダミーセンサ２０６の検量線は測定用センサ１０６の検量線と略一致するから、実際の環境ガスによるダミーセンサ２０６の劣化速度は、実際の環境ガスによる測定用センサ１０６の劣化速度に略一致すると予想される。つまり、呼気組成測定器２００によれば、実際の環境ガスに応じた第３の校正係数（ｋ３）を算出可能であるから、梱包材の悪影響による測定誤差を大幅に低減することができる。   Therefore, according to the breath composition measuring instrument 200, it is possible to expose the measurement sensor 106 to the gas to be measured while not exposing the dummy sensor 206 during the measurement period. In this case, since only the environmental gas is involved in the degradation of the dummy sensor 206, the degradation rate of the dummy sensor 206 due to the actual environmental gas can be calculated using the output value (y) of the dummy sensor 206. . Further, in the breath composition measuring instrument 200, the calibration curve of the dummy sensor 206 substantially coincides with the calibration curve of the measurement sensor 106. Therefore, the deterioration rate of the dummy sensor 206 due to the actual environmental gas is the sensor for measurement based on the actual environmental gas. It is expected to substantially match the deterioration rate of 106. That is, according to the breath composition measuring instrument 200, the third calibration coefficient (k3) corresponding to the actual environmental gas can be calculated, so that the measurement error due to the bad influence of the packing material can be greatly reduced.

また、呼気組成測定器２００では、ＣＰＵ１０５が、前回以前の測定処理において推定した濃度を第１の演算に用いる。このことは、測定精度の低下の抑制に寄与する。また、呼気組成測定器２００によれば、式（１）で表される第１の演算および式（２）で表される第２の演算により濃度が推定されるから、確実に、半導体ガスセンサの劣化による測定精度の低下を抑制することができる。   Further, in the breath composition measuring instrument 200, the CPU 105 uses the concentration estimated in the previous measurement process for the first calculation. This contributes to suppression of a decrease in measurement accuracy. Further, according to the breath composition measuring instrument 200, the concentration is estimated by the first calculation represented by the expression (1) and the second calculation represented by the expression (2). A decrease in measurement accuracy due to deterioration can be suppressed.

＜３．第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態に係る呼気組成測定器３００は、式（１）で表される第１の演算によって呼気中の対象ガスの濃度を推定するものであり、一つの半導体ガスセンサを有する点で呼気組成測定器１００と共通する。一方、呼気組成測定器３００は、梱包材の悪影響による測定誤差を大幅に低減することができる点で、呼気組成測定器３００と相違する。 <3. Third Embodiment>
The breath composition measuring instrument 300 according to the third embodiment of the present invention estimates the concentration of the target gas in the breath by the first calculation represented by the formula (1), and uses one semiconductor gas sensor. It is common with the breath composition measuring device 100 in that it has. On the other hand, the breath composition measuring instrument 300 is different from the breath composition measuring instrument 300 in that the measurement error due to the bad influence of the packaging material can be greatly reduced.

＜３−１．構成＞
図１５は、呼気組成測定器３００の電気的な構成を示すブロック図である。呼気組成測定器３００が呼気組成測定器１００と異なる点は、記憶部１１０およびタイマ１０９に代えて記憶部３１０およびタイマ３０９を有する点のみである。記憶部３１０は、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリを有する。記憶部３１０に記憶される情報には、ＣＰＵ１０５に実行されるプログラムや各種の値が含まれる。記憶部３１０に記憶される各種の値には、記憶部１１０に記憶される各種の値が含まれる。タイマ３０９は、タイマ１０９の機能に加えて、予め定められた事前測定時刻（ｔｒ）が近づくと、呼気組成測定器３００の主電源を投入する機能を有する。事前測定時刻（ｔｒ）は、基準時点（ｔ０）よりも後の時刻であり、呼気組成測定器３００の使用が開始される時点よりも前の時刻である。 <3-1. Configuration>
FIG. 15 is a block diagram showing an electrical configuration of the breath composition measuring device 300. The breath composition measuring device 300 is different from the breath composition measuring device 100 only in that it has a storage unit 310 and a timer 309 instead of the storage unit 110 and the timer 109. The storage unit 310 includes a rewritable nonvolatile memory such as an EEPROM. Information stored in the storage unit 310 includes programs executed by the CPU 105 and various values. Various values stored in the storage unit 310 include various values stored in the storage unit 110. In addition to the function of the timer 109, the timer 309 has a function of turning on the main power of the breath composition measuring device 300 when a predetermined prior measurement time (tr) approaches. The prior measurement time (tr) is a time after the reference time (t0), and is a time before the time when the use of the breath composition measuring device 300 is started.

ＣＰＵ１０５は、記憶部３１０に値を書き込み、記憶部３１０から値を読み出し、記憶部３１０に記憶されている値を更新する。呼気組成測定器３００の主電源（タイマ３０９の電源とは別の電源）が投入されると、ＣＰＵ１０５は、記憶部３１０に記憶されているプログラムを読み出して実行する。この処理を除くと、ＣＰＵ１０５が行う全ての処理は、読み出したプログラムを用いて行われる。   The CPU 105 writes a value in the storage unit 310, reads a value from the storage unit 310, and updates the value stored in the storage unit 310. When the main power source of breath composition measuring instrument 300 (a power source different from the power source of timer 309) is turned on, CPU 105 reads and executes a program stored in storage unit 310. Except for this processing, all processing performed by the CPU 105 is performed using the read program.

ＣＰＵ１０５は、二回目以降の測定処理（二番目以降の測定期間）毎に、測定用センサ１０６についてゼロ点調整を行う。したがって、ＣＰＵ１０５において、二回目以降の測定処理において、ＣＰＵ１０５における測定用センサ１０６の出力値（ｘ）は、ゼロ点調整後の値となる。また、ＣＰＵ１０５は、各測定処理において、第１の演算によって、被測定ガス中の対象ガスの濃度を推定する。すなわち、ＣＰＵ１０５は、濃度推定部として機能する。   The CPU 105 performs zero point adjustment on the measurement sensor 106 every second measurement process (second and subsequent measurement periods). Therefore, in the second and subsequent measurement processes in the CPU 105, the output value (x) of the measurement sensor 106 in the CPU 105 is a value after the zero point adjustment. Further, in each measurement process, the CPU 105 estimates the concentration of the target gas in the measurement gas by the first calculation. That is, the CPU 105 functions as a density estimation unit.

また、ＣＰＵ１０５は、行おうとしている測定処理が一回目の測定処理の場合には、事前測定時刻（ｔｒ）に、この測定処理を開始し、この測定処理によって推定された濃度に基づいて、記憶部３１０に記憶されている第３の校正係数（ｋ３）を更新する。つまり、ＣＰＵ１０５は、自動開始部および更新部として機能する。以降、一回目の測定処理を「事前測定処理」と呼ぶ。なお、ＣＰＵ１０５は、事前測定処理が終了すると、その旨を示す値を記憶部３１０に記憶させる。この値は、行おうとしている測定処理が一回目の測定処理であるか否かの判定に用いられる。   Further, when the measurement process to be performed is the first measurement process, the CPU 105 starts the measurement process at the previous measurement time (tr), and stores the measurement process based on the concentration estimated by the measurement process. The third calibration coefficient (k3) stored in the unit 310 is updated. That is, the CPU 105 functions as an automatic start unit and an update unit. Hereinafter, the first measurement process is referred to as “prior measurement process”. When the preliminary measurement process ends, the CPU 105 stores a value indicating that in the storage unit 310. This value is used to determine whether or not the measurement process to be performed is the first measurement process.

＜３−２．事前測定処理＞
記憶部３１０に最初に記憶される第３の校正係数（ｋ３）は、環境ガスが大気のみを含むものと仮定して求められる。しかし、現実には、大気のみならず、呼気組成測定器３００の梱包材からの揮発ガスも、環境ガスに含まれる。この点に鑑みて設けられた処理が事前測定処理であり、二回目以降の測定処理（二番目以降の測定期間）において梱包材の影響を考慮した濃度の推定を可能とすることを目的としている。 <3-2. Prior measurement process>
The third calibration coefficient (k3) initially stored in the storage unit 310 is obtained on the assumption that the environmental gas includes only the atmosphere. However, in reality, not only the atmosphere but also volatile gas from the packaging material of the breath composition measuring device 300 is included in the environmental gas. The process provided in view of this point is a pre-measurement process, and it is intended to enable concentration estimation in consideration of the influence of the packing material in the second and subsequent measurement processes (second and subsequent measurement periods). .

事前測定処理では、まず、タイマ３０９が、事前測定時刻（ｔｒ）が近づくと、呼気組成測定器１００の主電源を投入する。すると、ＣＰＵ１０５が、事前測定時刻（ｔｒ）に一回目の測定処理を開始し、これにより推定された濃度である実測濃度（Ｄｒ）に基づいて、記憶部３１０に記憶されている第３の校正係数（ｋ３）を更新し、一回目の測定処理が終了すると、その旨を示す値を記憶部３１０に記憶させ、呼気組成測定器３００の主電源を切る。   In the preliminary measurement process, first, when the timer 309 approaches the preliminary measurement time (tr), the main power source of the breath composition measuring instrument 100 is turned on. Then, the CPU 105 starts the first measurement process at the prior measurement time (tr), and the third calibration stored in the storage unit 310 based on the actually measured concentration (Dr) that is the concentration estimated thereby. When the coefficient (k3) is updated and the first measurement process is completed, a value indicating that is stored in the storage unit 310, and the main power of the breath composition measuring device 300 is turned off.

より詳しくは、ＣＰＵ１０５は、実測濃度（Ｄｒ）を第１の演算により再推定したならば基準濃度（Ｄｓ）に一致するように、第３の校正係数（ｋ３）を更新する。基準濃度（Ｄｓ）は、呼気組成測定器３００が梱包されないまま事前測定時刻（ｔｒ）を迎え、この時刻において、ゼロ点調整を行うことなく測定が行われた場合に、第１の演算により推定されるだろう濃度であり、予め記憶部３１０に記憶されている。   More specifically, the CPU 105 updates the third calibration coefficient (k3) so that it matches the reference concentration (Ds) when the measured concentration (Dr) is re-estimated by the first calculation. The reference concentration (Ds) is estimated by the first calculation when the prior measurement time (tr) is reached without the breath composition measuring device 300 being packed, and measurement is performed without adjusting the zero point at this time. It is the concentration that will be measured, and is stored in the storage unit 310 in advance.

＜３−３．まとめ＞
上述したように、事前測定時刻（ｔｒ）は、基準時点（ｔ０）よりも後の時刻であり、呼気組成測定器３００の使用が開始される時点よりも前の時刻であるから、呼気組成測定器３００は、梱包された状態で事前測定時刻（ｔｒ）を迎えることになる。したがって、事前測定時刻（ｔｒ）に開始された測定処理は、呼気組成測定器３００が梱包された状態で行われ、その測定期間において推定された実測濃度（Ｄｒ）は、梱包材の影響を受けたものとなる。よって、上記の更新により、記憶部３１０に記憶されている第３の校正係数（ｋ３）は、梱包材の影響を考慮したものとなり、以降の測定処理において、梱包材の悪影響による測定誤差が低減される。また、呼気組成測定器３００には、測定期間毎に第３の校正係数を求める形態に比較して処理が簡素となる、という利点がある。 <3-3. Summary>
As described above, the pre-measurement time (tr) is a time after the reference time (t0), and is a time before the time when the use of the breath composition measuring device 300 is started. The container 300 reaches the pre-measurement time (tr) in a packaged state. Therefore, the measurement process started at the pre-measurement time (tr) is performed in a state where the breath composition measuring device 300 is packed, and the actually measured concentration (Dr) estimated during the measurement period is affected by the packing material. It will be. Therefore, by the above update, the third calibration coefficient (k3) stored in the storage unit 310 takes into consideration the influence of the packaging material, and the measurement error due to the adverse effect of the packaging material is reduced in the subsequent measurement processing. Is done. In addition, the breath composition measuring instrument 300 has an advantage that the processing is simplified compared to a mode in which the third calibration coefficient is obtained for each measurement period.

＜４．変形例＞
本発明は、その発明特定事項で特定される範囲において、以下の変形例をも含む。
上述した各実施の形態では、前回以前の測定処理において推定した濃度を用いた演算を第１の演算としたが、これを変形し、前回以前の測定処理において推定した濃度を用いない演算を第１の演算としてもよい。例えば、前回以前の測定処理において推定した濃度とは異なる濃度（例えば一定値）を用いるようにしてもよいし、如何なる濃度も用いないようにしてもよい。 <4. Modification>
The present invention includes the following modifications within the scope specified by the invention-specific matters.
In each of the above-described embodiments, the calculation using the concentration estimated in the measurement process before the previous time is the first calculation, but this is modified to perform the calculation without using the concentration estimated in the measurement process before the previous time. It is good also as 1 calculation. For example, a concentration (for example, a constant value) different from the concentration estimated in the previous measurement process may be used, or no concentration may be used.

上述した各実施の形態では、（１）式で表される演算を第１の演算として採用したため、確実に、測定用センサ１０６の劣化による測定精度の低下を抑制することができるが、これを変形し、他の式で表される演算を第１の演算として採用してもよい。例えば、（１）式の右辺の括弧内の第２の項におけるＤｉ−１を固定値としてもよい。この場合でも、適切な固定値を定めることにより、十分に高い測定精度を得ることができる。これと同様に、上述した第２の実施の形態では、（２）式で表される演算を第２の演算として採用したため、確実に、測定用センサ１０６の劣化による測定精度の低下を抑制することができるが、これを変形し、他の式で表される演算を第２の演算として採用してもよい。 In each of the above-described embodiments, since the calculation represented by the expression (1) is adopted as the first calculation, a decrease in measurement accuracy due to the deterioration of the measurement sensor 106 can be reliably suppressed. An operation expressed by another formula may be adopted as the first operation. For example, D i-1 in the second term in parentheses on the right side of the formula (1) may be a fixed value. Even in this case, sufficiently high measurement accuracy can be obtained by determining an appropriate fixed value. Similarly, in the second embodiment described above, since the calculation represented by the expression (2) is adopted as the second calculation, the decrease in measurement accuracy due to the deterioration of the measurement sensor 106 is surely suppressed. However, this may be modified and an operation represented by another expression may be adopted as the second operation.

上述した各実施の形態では、呼気組成測定器の製造完了時点（詳しくは第１の校正係数（ｋ１）が記憶部に記憶される時点）を基準時点（ｔ０）としているが、これを変形し、第１の校正係数（ｋ１）が記憶部に記憶される時点以前の任意の時点を基準時点としてもよい。例えば、第１の校正係数（ｋ１）が求められた時点を基準時点としてもよい。したがって、タイマ１０９やタイマ３０９に代えて、リアルタイムクロックやその他の計時部を採用することも可能である。   In each of the above-described embodiments, the time point when the breath composition measuring device is completed (specifically, the time point when the first calibration coefficient (k1) is stored in the storage unit) is set as the reference time point (t0). Any time point before the time point when the first calibration coefficient (k1) is stored in the storage unit may be set as the reference time point. For example, the time point at which the first calibration coefficient (k1) is obtained may be set as the reference time point. Therefore, it is possible to employ a real-time clock or other timing unit in place of the timer 109 and the timer 309.

上述した各実施の形態では、使用者の指示を入力するための入力部として、操作ボタンを備えた入力部１０２を採用しているが、これを変形し、操作ボタン以外の操作子を備え、その操作内容に応じた信号を出力する操作部や、使用者の挙動を検出し、検出結果に応じた信号を出力するセンサ、その他の入力部を採用してもよい。また、上述した各実施の形態では、各種の情報を表示する表示部として、液晶ディスプレイを採用しているが、これを変形し、液晶ディスプレイ以外の表示装置や、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子、その他の表示部を採用してもよい。   In each of the above-described embodiments, the input unit 102 including an operation button is employed as an input unit for inputting a user's instruction, but this is modified to include an operator other than the operation button, You may employ | adopt the operation part which outputs the signal according to the operation content, the sensor which detects a user's behavior, and outputs the signal according to a detection result, and another input part. In each of the above-described embodiments, a liquid crystal display is used as a display unit that displays various types of information. However, a display device other than the liquid crystal display, an LED (Light Emitting Diode), or the like is modified. You may employ | adopt a light emitting element and another display part.

上述した各実施の形態では、推定された濃度を用いて被測定ガスの組成を報知する報知部として、組成を表示する表示部を採用しているが、これを変形し、表示部以外の報知部を採用してもよいし、報知しないようにしてもよい。前者の例としては、組成を音声出力する形態が挙げられる。後者の例としては、組成を内部または外部の記憶部に記憶させる形態や、組成を外部へ送信する形態が挙げられる。   In each of the above-described embodiments, a display unit that displays the composition is adopted as a notification unit that notifies the composition of the gas to be measured using the estimated concentration. May be adopted or not notified. As an example of the former, there is a form in which the composition is output by voice. Examples of the latter include a form in which the composition is stored in an internal or external storage unit and a form in which the composition is transmitted to the outside.

上述した各実施の形態では、測定可能期間において非測定期間と測定期間が交互に現れる形態の呼気組成測定器を例示したが、これを変形し、測定期間の直後に次の測定期間が続くことを許容する形態としてもよい。また、上述した各実施の形態では、ガス組成測定器として呼気組成測定器を例示したが、これを変形し、呼気以外のガスの組成を測定するガス組成測定器としてもよい。   In each of the above-described embodiments, the breath composition measuring instrument in the form in which the non-measurement period and the measurement period appear alternately in the measurable period is illustrated, but this is modified so that the next measurement period immediately follows the measurement period. It is good also as a form which accepts. Moreover, in each embodiment mentioned above, although the breath composition measuring device was illustrated as a gas composition measuring device, it is good also as a gas composition measuring device which changes this and measures the composition of gas other than a breath.

本発明の各実施の形態における測定可能期間と測定期間と非測定期間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the measurement possible period in each embodiment of this invention, a measurement period, and a non-measurement period. 本発明の第１の実施の形態に係る呼気組成測定器１００の外観（正面側）を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance (front side) of the breath composition measuring device 100 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 呼気組成測定器１００の外観（裏面側）を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an appearance (back side) of an exhalation composition measuring device 100. FIG. 呼気組成測定器１００の電気的な構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing an electrical configuration of an exhalation composition measuring device 100. FIG. 呼気組成測定器１００の測定用センサ１０６の検量線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the calibration curve of the sensor 106 for a measurement of the breath composition measuring device 100. FIG. 測定用センサ１０６の劣化の特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic of deterioration of the sensor 106 for a measurement. 測定用センサ１０６の検量線の理想的な校正イメージを示す図である。It is a figure which shows the ideal calibration image of the calibration curve of the sensor 106 for a measurement. 呼気組成測定器１００において、第１の演算で達成すべきことを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining what should be achieved in the first calculation in the breath composition measuring apparatus 100. 図６の一部Ｒ１の拡大図である。It is an enlarged view of a part R1 of FIG. 本発明の第２の実施の形態に係る呼気組成測定器２００の外観（正面側）を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance (front side) of the breath composition measuring device 200 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 呼気組成測定器２００の外観（裏面側）を示す斜視図である。2 is a perspective view showing an appearance (back side) of an exhalation composition measuring device 200. FIG. 呼気組成測定器２００の電気的な構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing an electrical configuration of an exhalation composition measuring device 200. FIG. 呼気組成測定器２００の測定用センサ１０６およびダミーセンサ２０６の劣化の特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the deterioration characteristic of the sensor 106 for a measurement of the breath composition measuring device 200, and the dummy sensor 206. FIG. ダミーセンサ２０６の検量線の理想的な校正イメージを示す図である。It is a figure which shows the ideal calibration image of the calibration curve of the dummy sensor. 呼気組成測定器３００の電気的な構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing an electrical configuration of an exhalation composition measuring device 300. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１００，２００，３００…呼気組成測定器、１０１，２０１…筐体、１０２…入力部、１０３…吹込口、１０４…表示部、１０５…ＣＰＵ、１０６…測定用センサ、１０７，２０７…Ａ／Ｄ変換器、１０８，２０８…ヒーター、１０９，３０９…タイマ、１１０，２１０，３１０…記憶部、２０３…流入口、２０６…ダミーセンサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,200,300 ... Breath composition measuring device, 101,201 ... Case, 102 ... Input part, 103 ... Blow-in port, 104 ... Display part, 105 ... CPU, 106 ... Measurement sensor, 107,207 ... A / D Converter, 108, 208 ... Heater, 109, 309 ... Timer, 110, 210, 310 ... Memory, 203 ... Inlet, 206 ... Dummy sensor.

Claims (7)

被測定ガス中の対象ガスの濃度を推定して被測定ガスの組成を測定する測定処理を繰り返し行うガス組成測定器において、
被測定ガスに曝露される位置に設けられ、特定のガスである対象ガスに感応して値を出力する第１の半導体ガスセンサと、
前記第１の半導体ガスセンサを校正するための係数であって、前記第１の半導体ガスセンサの出力値とガスの濃度との対応関係を示す検量線の傾きに応じた第１の校正係数を記憶し、前記第１の半導体ガスセンサを校正するための係数であって、対象ガスを含む被測定ガスへの曝露による前記第１の半導体ガスセンサの劣化の速度に応じた第２の校正係数を予め記憶する記憶部と、
時間を計る計時部と、
基準時点から現時点までの一連の期間を測定可能期間とし、前記測定可能期間のうち、測定処理の開始から終了までの一連の期間を測定期間とし、他の一連の期間を非測定期間としたとき、二回目以降の測定処理の各々において、前記第１の半導体ガスセンサの出力値と、前記記憶部に記憶されている前記第１の校正係数および前記第２の校正係数と、前記第１の半導体ガスセンサを校正するための係数であって、環境ガスへの曝露による前記第１の半導体ガスセンサの劣化の速度に応じた第３の校正係数と、前回以前の測定処理に係る測定期間の長さと、今回の測定処理の開始以前に終了している非測定期間の長さとを用いた第１の演算によって、被測定ガス中の対象ガスの濃度を推定する濃度推定部と、
を有することを特徴とするガス組成測定器。 In a gas composition measuring instrument that repeatedly performs a measurement process for estimating the concentration of the target gas in the gas under measurement and measuring the composition of the gas under measurement,
A first semiconductor gas sensor that is provided at a position exposed to the gas to be measured and outputs a value in response to a target gas that is a specific gas;
A coefficient for calibrating the first semiconductor gas sensor, the first calibration coefficient corresponding to the slope of the calibration curve indicating the correspondence between the output value of the first semiconductor gas sensor and the gas concentration is stored. A coefficient for calibrating the first semiconductor gas sensor is stored in advance as a second calibration coefficient corresponding to the deterioration rate of the first semiconductor gas sensor due to exposure to the gas to be measured including the target gas. A storage unit;
A timekeeping section for measuring time,
When a series of periods from the reference time to the present time is a measurable period, and among the measurable periods, a series of periods from the start to the end of the measurement process is a measurement period, and another series of periods is a non-measurement period In each of the second and subsequent measurement processes, the output value of the first semiconductor gas sensor, the first calibration coefficient and the second calibration coefficient stored in the storage unit, and the first semiconductor A coefficient for calibrating the gas sensor, the third calibration coefficient corresponding to the deterioration rate of the first semiconductor gas sensor due to exposure to environmental gas, the length of the measurement period related to the measurement process before the previous time, A concentration estimator that estimates the concentration of the target gas in the gas to be measured by the first calculation using the length of the non-measurement period that has ended before the start of the current measurement process;
A gas composition measuring device comprising: 前記濃度推定部は、前記前回以前の測定処理において推定した濃度を前記第１の演算に用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス組成測定器。 The concentration estimation unit uses the concentration estimated in the measurement process before the previous time for the first calculation,
The gas composition measuring device according to claim 1. 前記第１の演算は、前記第１の半導体ガスセンサの出力値をｘ、前記第１の校正係数をｋ１、前記第２の校正係数をｋ２、前記第３の校正係数をｋ３、今回の測定処理に係る測定期間の順番をｎ、ｉ−１番目の測定期間おいて推定された濃度をＤｉ−１、ｉ−１番目の測定期間の長さをＴａｉ−１、ｎ番目の測定期間に続く非測定期間の順番をｍ、ｊ−１番目の非測定期間の長さをＴｂｊ−１、今回の測定処理に係る測定期間において推定される濃度をＤｎとしたとき、式（１）で表される、
ことを特徴とする請求項２に記載のガス組成測定器。
Figure 2008281514
 In the first calculation, the output value of the first semiconductor gas sensor is x, the first calibration coefficient is k1, the second calibration coefficient is k2, the third calibration coefficient is k3, and the current measurement process the order of the measurement period according n, the estimated concentration in advance (i-1) th measurement period length of D i-1, i-1-th measurement period Ta i-1, n-th measurement period When the order of the subsequent non-measurement periods is m, the length of the j−1 non-measurement period is Tb j−1 , and the concentration estimated in the measurement period related to the current measurement process is D n , Equation (1) Represented by
The gas composition measuring device according to claim 2.
Figure 2008281514
 前記記憶部は前記第３の校正係数を予め記憶し、
前記濃度推定部は、前記第１の演算に、前記記憶部に記憶されている前記第３の校正係数を用い、
予め定められた時刻に一つの測定期間を開始させる自動開始部と、
前記一つの測定期間において前記濃度推定部に推定された濃度に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記第３の校正係数を更新する更新部とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス組成測定器。 The storage unit stores the third calibration coefficient in advance,
The concentration estimation unit uses the third calibration coefficient stored in the storage unit for the first calculation,
An automatic start unit that starts one measurement period at a predetermined time;
An update unit that updates the third calibration coefficient stored in the storage unit based on the concentration estimated by the concentration estimation unit in the one measurement period;
The gas composition measuring device according to claim 1. 前記対象ガスに感応して値を出力する半導体ガスセンサであって、被測定ガスに曝露されない位置に設けられ、その検量線が前記第１の半導体ガスセンサの検量線と略一致する第２の半導体ガスセンサを有し、
前記濃度推定部は、前記第２の半導体ガスセンサの出力値を用いた第２の演算によって前記第３の校正係数を算出し、算出した前記第３の校正係数を前記第１の演算に用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス組成測定器。 A semiconductor gas sensor that outputs a value in response to the target gas, the second semiconductor gas sensor being provided at a position that is not exposed to the gas to be measured and whose calibration curve substantially matches the calibration curve of the first semiconductor gas sensor Have
The concentration estimation unit calculates the third calibration coefficient by a second calculation using an output value of the second semiconductor gas sensor, and uses the calculated third calibration coefficient for the first calculation.
The gas composition measuring device according to claim 1. 前記濃度推定部は、前記前回以前の測定処理において推定した濃度を前記第１の演算に用いる、
ことを特徴とする請求項５に記載のガス組成測定器。 The concentration estimation unit uses the concentration estimated in the measurement process before the previous time for the first calculation,
The gas composition measuring device according to claim 5. 前記第１の演算は、前記第１の半導体ガスセンサの出力値をｘ、前記第１の校正係数をｋ１、前記第２の校正係数をｋ２、前記第３の校正係数をｋ３、今回の測定処理に係る測定期間の順番をｎ、ｉ−１番目の測定期間おいて推定された濃度をＤｉ−１、ｉ−１番目の測定期間の長さをＴａｉ−１、ｎ番目の測定期間に続く非測定期間の順番をｍ、ｊ−１番目の非測定期間の長さをＴｂｊ−１、今回の測定処理に係る測定期間において推定される濃度をＤｎとしたとき、式（１）で表され、
前記第２の演算は、前記第２の半導体ガスセンサの出力値をｙ１、前記基準時点の前記第２の半導体ガスセンサの出力値をｙ０、前記第１の校正係数をｋ１、前記第３の校正係数をｋ３、基準時点からの経過時間をｔとしたとき、式（２）で表される、
ことを特徴とする請求項６に記載のガス組成測定器。
Figure 2008281514
Figure 2008281514
 In the first calculation, the output value of the first semiconductor gas sensor is x, the first calibration coefficient is k1, the second calibration coefficient is k2, the third calibration coefficient is k3, and the current measurement process the order of the measurement period according n, the estimated concentration in advance (i-1) th measurement period length of D i-1, i-1-th measurement period Ta i-1, n-th measurement period When the order of the subsequent non-measurement periods is m, the length of the j−1 non-measurement period is Tb j−1 , and the concentration estimated in the measurement period related to the current measurement process is D n , Equation (1) Represented by
In the second calculation, the output value of the second semiconductor gas sensor is y1, the output value of the second semiconductor gas sensor at the reference time is y0, the first calibration coefficient is k1, and the third calibration coefficient. Is expressed by the equation (2), where k3 is the elapsed time from the reference time point t.
The gas composition measuring device according to claim 6.
Figure 2008281514
Figure 2008281514
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