JP2010091299A - 可燃性ガス検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコン化合物に起因した検出精度低下を招くことなく、低濃度領域から高濃度領域に亘って可燃性ガス濃度を検出する
【解決手段】高温目標温度に対応する抵抗値となるように通電される高温用発熱抵抗体２２１と、高温目標温度より低く設定された低温目標温度に対応する抵抗値となるように通電される低温用発熱抵抗体２１１を有し、高温用発熱抵抗体２２１の端子間電圧（高温側電圧ＶＨ）に基づき可燃性ガス濃度（以下、第１演算ガス濃度という）を演算すると共に（Ｓ６０）、低温用発熱抵抗体２１１の端子間電圧（低温側電圧ＶＬ）に基づき可燃性ガス濃度（以下、第２演算ガス濃度という）を演算する（Ｓ１５０）。そして、第１演算ガス濃度又は第２演算ガス濃度と第１判定値又は第２判定値とを比較し（Ｓ８０，Ｓ１７０）、この比較結果に基づき、第１演算ガス濃度又は第２演算ガス濃度を検出結果として採用する（Ｓ９０，Ｓ１８０）。
【選択図】図６

Description

本発明は、被検出雰囲気内に配置された発熱抵抗体を備えて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置に関する。

固体電解質体に空気極と燃料極とを設け、空気極に空気を供給するとともに燃料極に燃料ガスを供給し、空気中の酸素と燃料ガス中の水素とを固体電解質体を介して化学反応させることによって電力を発生させる燃料電池が知られている。

上述のように燃料電池は水素を燃料に用いるために、燃料電池はその安全対策が重要となる。すなわち燃料電池には、水素の爆発限界以下の低濃度を検出することができる可燃性ガス検出装置が必要とされる。

さらに、燃料として使用している水素をより効率的に使用するために、燃料電池には、燃料ガス中の高い水素濃度を検出することができる可燃性ガス検出装置が必要とされる。
従来、互いに異なる温度に制御される２つの熱伝導式用発熱抵抗体の各端子間電圧に基づいて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような可燃性ガス検出装置では、１つの熱伝導式用発熱抵抗体の端子間電圧に基づいて、可燃性ガスのガス濃度を演算するとともに、互いに異なる温度に制御される２つの熱伝導式用発熱抵抗体の各端子間電圧に基づいて、被検出雰囲気内の湿度を演算する。そして、この可燃性ガス検出装置は、演算された湿度を用いて、演算されたガス濃度を補正し、この補正値を、検出結果として採用していた。

しかし、特許文献１に記載の可燃性ガス検出装置のガス濃度検出可能範囲は、低濃度領域に限定されていた。この理由を以下に説明する。
熱伝導式用発熱抵抗体を備えた可燃性ガス検出装置は、一定温度に制御された発熱抵抗体の端子間電圧が、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスの熱伝導率変化に伴って変化することに基づいて、可燃性ガスの濃度を検出する。

図７は、互いに異なる温度（１５０℃と３００℃）に制御される２つの熱伝導式用発熱抵抗体の端子間電圧と水素ガス濃度との関係を示すグラフである。
図７に示すように、水素ガス濃度の増加に伴い、２つの熱伝導式用発熱抵抗体の端子間電圧が上昇する。そして、制御温度が高い方が、水素ガス濃度の増加に対する端子間電圧の変化率が大きい。すなわち、制御温度を高くすることにより、水素ガス濃度の検出感度を向上させることができる。

しかし、制御温度を高くすると発熱抵抗体の端子電圧が上昇する。そして、発熱抵抗体の端子電圧を検出する回路（以下、端子電圧検出回路という）には検出可能電圧の上限値が存在する。このため、制御温度を高くするほど、端子電圧検出回路が検出可能な端子間電圧の範囲が狭くなる。これにより、可燃性ガス検出装置のガス濃度検出可能範囲が小さくなる。つまり、水素ガス濃度の検出感度を向上させるほど、ガス濃度検出可能範囲が狭くなる。このため、高い濃度検出感度が要求される低濃度領域で使用される可燃性ガス検出装置では、ガス濃度検出可能範囲が低濃度領域に限定される。

これに対し、低濃度領域だけではなく高濃度領域においても可燃性ガスのガス濃度を検出することができる可燃性ガス検出装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。このような可燃性ガス検出装置は、接触燃焼式用発熱抵抗体と熱伝導式用発熱抵抗体とを備え、一方の発熱抵抗体を低濃度領域検出用、他方の発熱抵抗体を高濃度領域検出用として利用している。
特開２００８−１８０５４２号公報 特許第３９２９８４５号公報

しかし、耐熱性を備えた有機シリコン系のシール材や配管などが上述の燃料電池に使用されているために、被検出雰囲気内にはシール材や配管などから発生するシリコン化合物が存在する。このため、上記特許文献２に記載の可燃性ガス検出装置が燃料電池に使用される場合には、シリコン化合物が、接触燃焼式用発熱抵抗体を備えた接触燃焼式ガスセンサで使用される触媒に堆積する。これにより、上記特許文献２に記載の可燃性ガス検出装置では、接触燃焼式ガスセンサによるガス濃度検出の精度が低下するという問題があった。

または、上記特許文献２に記載の可燃性ガス検出装置が自動車の室内に搭載される場合には、車室内の樹脂部品から有機シリコンが気化して接触燃焼式ガスセンサで使用される触媒に付着し、接触燃焼式ガスセンサによるガス濃度検出の精度が低下するという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、シリコン化合物に起因したガス濃度検出精度低下を招くことなく、低濃度領域から高濃度領域に亘って可燃性ガスのガス濃度を検出することができる可燃性ガス検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスへの熱伝導によって自身の温度が変化するとともに自身の抵抗値が変化する第１発熱抵抗体を有し、この第１発熱抵抗体が予め設定された第１目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第１熱伝導式ガス検出部と、被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスへの熱伝導によって自身の温度が変化するとともに自身の抵抗値が変化する第２発熱抵抗体を有し、この第２発熱抵抗体が第１目標温度より低く設定された第２目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第２熱伝導式ガス検出部と、第１発熱抵抗体の抵抗値に対応した第１出力値を検出する第１出力検出手段と、第２発熱抵抗体の抵抗値に対応した第２出力値を検出する第２出力検出手段と、第１出力検出手段により検出された第１出力値に基づいて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度である第１演算ガス濃度を演算する第１濃度演算手段と、第２出力検出手段により検出された第２出力値に基づいて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度である第２演算ガス濃度を演算する第２濃度演算手段とを備えて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置であって、第１演算ガス濃度または第２演算ガス濃度の何れかと、予め設定された比較判定値とを比較する濃度比較手段と、濃度比較手段による比較結果に基づいて、第１演算ガス濃度または第２演算ガス濃度の何れかを、当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用する検出結果採用手段を備えることを特徴とする可燃性ガス検出装置である。

このように構成されたガスセンサでは、第１出力検出手段が、第１目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第１発熱抵抗体の抵抗値に対応した第１出力値を検出するとともに、第２出力検出手段が、第１目標温度より低く設定された第２目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第２発熱抵抗体の抵抗値に対応した第２出力値を検出する。

また第１濃度演算手段が、第１出力検出手段により検出された第１出力値に基づいて可燃性ガスのガス濃度である第１演算ガス濃度を演算するとともに、第２濃度演算手段が、第２出力検出手段により検出された第２出力値に基づいて可燃性ガスのガス濃度である第２演算ガス濃度を演算する。

さらに濃度比較手段が、第１演算ガス濃度または第２演算ガス濃度の何れかと、予め設定された比較判定値とを比較する。
そして検出結果採用手段が、濃度比較手段による比較結果に基づいて、第１演算ガス濃度または第２演算ガス濃度の何れかを、当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用する。

このため、第１発熱抵抗体を用いて検出されたガス濃度（第１演算ガス濃度）、または第２発熱抵抗体を用いて検出されたガス濃度（第２演算ガス濃度）の何れかを、可燃性ガスのガス濃度に応じて、選択することができる。

これにより、第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体のうち、設定される目標温度が高い第１発熱抵抗体を、高い濃度検出感度が要求される領域で使用するとともに、設定される目標温度が低い第２発熱抵抗体を、高い濃度検出感度が要求されない領域で使用するという選択が可能となる。そして、設定される目標温度が低い第２発熱抵抗体は、検出可能なガス濃度範囲が、設定される目標温度が高い第１発熱抵抗体よりも広い。

したがって、請求項１に記載の可燃性ガス検出装置によれば、高い濃度検出感度が要求される領域において可燃性ガスのガス濃度を高い濃度検出感度で検出することができるとともに、可燃性ガスを検出可能なガス濃度範囲を広くすることができる。

例えば、燃料電池の水素ガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置では、水素の爆発限界以下の低濃度を高い濃度検出感度で検出する必要がある。このため、濃度比較手段による比較結果に基づき、ガス濃度が比較判定値未満である場合には、第１演算ガス濃度を当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用し、濃度比較手段による比較結果に基づき、ガス濃度が比較判定値以上である場合には、第２演算ガス濃度を当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用するようにするとよい。

なお、濃度比較手段が、比較判定値と比較するガス濃度として、第１演算ガス濃度または第２演算ガス濃度の何れかを選択する際の選択条件としては、以下に示すものを採用するようにしてもよい。

すなわち、濃度比較手段は、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第１演算ガス濃度を採用している状況においては、第１演算ガス濃度と比較判定値とを比較し、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第２演算ガス濃度を採用している状況においては、第２演算ガス濃度と比較判定値とを比較するようにしてもよい。

ただし、当該可燃性ガス検出装置が起動した直後に初めて濃度比較手段が比較を行うときには、検出結果採用手段は、第１演算ガス濃度および第２演算ガス濃度の何れも採用していない状況である。このため、当該可燃性ガス検出装置が起動した直後において比較判定値と比較するガス濃度として、第１演算ガス濃度または第２演算ガス濃度の何れか一方を予め決定しておくようにしてもよい。

また、第１熱伝導式ガス検出部および第２熱伝導式ガス検出部は、接触燃焼式ガスセンサで使用される触媒を有していない。このため、シリコン化合物が触媒に付着することに起因してガス濃度検出の精度が低下するという事態は発生しない。

以上より、シリコン化合物に起因したガス濃度検出精度低下を招くことなく、低濃度領域から高濃度領域に亘って可燃性ガスのガス濃度を検出することができる。
なお、請求項１に記載の可燃性ガス検出装置においては、請求項２に記載のように、第１発熱抵抗体で検出可能なガス濃度範囲は、第２発熱抵抗体で検出可能なガス濃度範囲に含まれるようにしてもよい。

また、請求項１または請求項２に記載の可燃性ガス検出装置においては、請求項３に記載のように、被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段を備え、第１濃度演算手段は、温度検出手段により検出された環境温度をも用いて、第１演算ガス濃度を演算し、第２濃度演算手段は、温度検出手段により検出された環境温度をも用いて、第２演算ガス濃度を演算するようにするとよい。

このように構成された可燃性ガス検出装置によれば、被検出雰囲気内の環境温度を考慮した分、可燃性ガスのガス濃度をより正確に検出することができる。
また、請求項３に記載の可燃性ガス検出装置においては、請求項４に記載のように、第１出力検出手段により検出された第１出力値、第２出力検出手段により検出された第２出力値、及び温度検出手段により検出された環境温度に基づいて、被検出雰囲気内の湿度を演算する湿度演算手段を備え、第１濃度演算手段は、湿度検出手段により検出された湿度をも用いて、第１演算ガス濃度を演算し、第２濃度演算手段は、湿度検出手段により検出された湿度をも用いて、第２演算ガス濃度を演算するようにするとよい。

このように構成された可燃性ガス検出装置によれば、被検出雰囲気内の湿度を考慮した分、可燃性ガスのガス濃度をより正確に検出することができる。
ところで、上記の比較判定値として１つの値のみが設定されている場合には、可燃性ガスのガス濃度が比較判定値近傍で頻繁に変動する状況下において、検出結果採用手段が採用する検出結果が、第１演算ガス濃度と第２演算ガス濃度との間で頻繁に切り替わる現象（ハンチング現象）が発生するおそれがある。

そこで、請求項１〜請求項４の何れかに記載の可燃性ガス検出装置においては、請求項５に記載のように、濃度比較手段は、第１演算ガス濃度と比較するために予め設定された第１判定値と、第２演算ガス濃度と比較するために第１判定値と異なるように設定された第２判定値とを有し、第１演算ガス濃度を用いて比較する場合には、比較判定値として第１判定値を用い、第２演算ガス濃度を用いて比較する場合には、比較判定値として第２判定値を用いるようにするとよい。

このように構成された可燃性ガス検出装置では、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第１演算ガス濃度を採用している状況においては、濃度比較手段に第１演算ガス濃度と第１判定値とを比較させ、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第２演算ガス濃度を採用している状況においては、濃度比較手段に第２演算ガス濃度と第２判定値とを比較させることができる。

そして、第１判定値と第２判定値とは値が相違するため、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第１演算ガス濃度を採用している状況から第２演算ガス濃度を採用する状況に遷移するときの可燃性ガスのガス濃度と、第２演算ガス濃度を採用している状況から第１演算ガス濃度を採用する状況に遷移するときの可燃性ガスのガス濃度とが相違する。

したがって、可燃性ガスのガス濃度が或る値の近傍で頻繁に変動することに起因して、検出結果採用手段が採用する検出結果が、第１演算ガス濃度と第２演算ガス濃度との間で頻繁に切り替わる現象（ハンチング現象）が発生するのを抑制することができる。

ただし、第１判定値と第２判定値との間には、以下に示す大小関係がある必要がある。すなわち、可燃性ガスのガス濃度が増加していくことにより、検出結果採用手段により採用される検出結果が第１演算ガス濃度と第２演算ガス濃度との間で切り替わる時の判定値を増加方向判定値とし、可燃性ガスのガス濃度が減少していくことにより、検出結果採用手段により採用される検出結果が第１演算ガス濃度と第２演算ガス濃度との間で切り替わる時の判定値を減少方向判定値とした場合に、増加方向判定値を減少方向判定値より大きくする必要がある。具体的には、第１判定値が増加方向判定値であり第２判定値が減少方向判定値である場合には、第１判定値は第２判定値より大きい。一方、第２判定値が増加方向判定値であり第１判定値が減少方向判定値である場合には、第１判定値は第２判定値より小さい。

また、請求項１〜請求項５の何れかに記載の可燃性ガス検出装置においては、請求項６に記載のように、当該可燃性ガス検出装置の検出結果として検出結果採用手段により採用されなかったガス濃度に対応する、第１発熱抵抗体または第２発熱抵抗体の何れかへの通電を停止する通電停止手段を備えるようにするとよい。

このように構成された可燃性ガス検出装置によれば、可燃性ガスのガス濃度の検出に用いられていない発熱抵抗体が無駄に通電されるのを抑制することができる。これにより、可燃性ガス検出装置の消費電力を低減できるとともに、可燃性ガス検出装置の寿命を向上させることができる。

なお、設定される目標温度が高い第１発熱抵抗体への通電を停止するとよい。このようにすれば、高い検知精度が要求される発熱抵抗体の寿命を向上させることができる。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
図１は本発明が適用された可燃性ガス検出装置１の断面図、図２は素子ケース２０周辺部分の断面図、図３はガス検出素子６０の平面図、図４は図３のＡ−Ａ断面部を示す図、図５は制御回路２００の概略構成を示すブロック図である。

本発明が適用された可燃性ガス検出装置１は、熱伝導式ガス検出素子であるガス検出素子６０を備え、可燃性ガスの濃度を検出する可燃性ガス検出装置である。
この可燃性ガス検出装置１は、例えば、自動車の燃料電池ユニットが備える配管に搭載され、配管を通じて排出される被検出ガス中に含まれる水素を検出する目的等に用いられる。また、可燃性ガス検出装置１は、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスを検出するための制御回路２００およびマイクロコンピュータ９４（以下、マイコン９４ともいう）などを備えている。

可燃性ガス検出装置１は、図１に示すように、被検出ガスを検出するガス検出素子６０を収容する素子ケース２０と、この素子ケース２０を支持するとともに、ガス検出素子と電気的に接続された回路基板４１を収容する収容ケース４０とを備えて構成される。

なお、ここでは、図１における上下方向を可燃性ガス検出装置１における上下方向とし、図１における左右方向を可燃性ガス検出装置１における左右方向として説明する。
まず、収容ケース４０の構成を説明する。

収容ケース４０は、ケース本体４２と、ケース本体４２の上端部に設けられた開口を覆う蓋であるケース蓋４４とを備えて構成されている。そして収容ケース４０は、その内部に、回路基板４１、マイコン９４及び発熱体５０，５１を備えている。以下、収容ケース４０を構成する各部材について詳述する。

ケース本体４２は、上面および下面に開口を有し、所定の高さを有する容器であり、素子ケース２０の鍔部３８を保持する保持部４６と、回路基板４１の周縁部を保持する回路基板保持部４５とを備えている。また、ケース本体４２の上面に備えられる開口は、この開口を塞ぐための合成樹脂からなるケース蓋４４を配置可能に構成されている。

またケース本体４２は、ケース本体４２の下部中央に形成された流路形成部４３と、ケース本体４２の側部に形成され、外部給電するためのコネクタ５５とを備えている。
流路形成部４３の内部には、被検出ガスを導入及び排出するための素子ケース２０の導入部３５が収納されている。このように素子ケース２０は、その一部を収容ケース４０内部に配置させた状態で保持部４６により保持されている。また、この素子ケース２０の鍔部３８とケース本体４２との間には、これらの隙間をシール（密閉）するシール部材４７が配置されている。

コネクタ５５は、回路基板４１及びマイコン９４に電気を供給するためのものであり、ケース本体４２の外側面に組み付けられている。このコネクタ５５の内部には、ケース本体４２の側壁から突出する複数のコネクタピン５６，５７が設けられている。コネクタピン５６，５７はそれぞれ、ケース本体４２の側壁に埋め込まれた配線（図示せず）を介して回路基板４１及びマイコン９４に電気的に接続されている。

回路基板４１は、所定の厚みを有する板状の基板であり、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスを検出するための制御回路２００（図５を参照）と、発熱体５０，５１の温度を制御するための温度制御回路（図示せず）とを備えている。

この制御回路２００は、接続端子２４〜２８により、ガス検出素子６０の各電極（後述する電極膜３７１，３７３，３９１及びグランド電極膜３７２，３９２（図３及び図５を参照））とそれぞれ電気的に接続されている。また温度制御回路と発熱体５０，５１とは、リード線５２，５３により電気的に接続されている。なお、図示していないが、リード線５２，５３は、それぞれ２本ずつ備えられている。また、回路基板４１に備えられた制御回路２００の構成については後述する。

回路基板４１の下面に備えられたマイコン９４は、制御回路２００の出力に基づき、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスの濃度を演算する処理（センサ出力演算処理）や、温度制御回路の出力に基づき、発熱体５０，５１の発熱量（温度）を制御する処理（温度制御処理）などの各種処理を実行するものである。このマイコン９４は、少なくとも、これらのセンサ出力演算処理や発熱体５０，５１の温度制御処理を実行するためのプログラムを格納する記憶装置と、この記憶装置に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵとを備えて構成されている。

次に、発熱体５０，５１について説明する。
発熱体５０，５１は、収容ケース４０を介して、または直接に素子ケース２０を加熱し、素子ケース２０の内側面の温度を露点より高い温度に保つためのものである。発熱体５０，５１は、例えば、電子部品等で用いられる抵抗体や、フィルムヒータなどを用いて構成される。

そして発熱体５０，５１は、検出空間３９を形成する素子ケース２０の内側面を効率的に加熱するために、収容空間５９を取り囲む収容空間形成面５８のうち検出空間３９に接触する部材に熱を伝達できる部位に配置するのが好ましい。あるいは、発熱体５０，５１は、検出空間３９に接触する部材である素子ケース２０に熱を効率的に伝達できる部位に配置することが好ましい。例えば発熱体５０，５１は、素子ケース２０のうち収容空間形成面５８を構成する部分に配置することができ、あるいは、収容空間形成面５８を構成する収容ケース４０の内側面のうち素子ケース２０に隣接した領域（保持部４６が形成される面と同一の面）に配置することができる。

発熱体５０，５１の発熱量は、検出空間３９を形成する素子ケース２０の内側面の温度が、被検出ガスの露点より高い温度となるように設定することが好ましい。これにより、被検出ガスが、素子ケース２０の内側面にて被検出ガスの露点以下に冷却され、検出空間３９内で結露することを防ぐことができる。また通常、被検出ガスが露点より高い温度を有するので、さらに好ましくは、発熱体５０，５１の温度を、被検出ガスの温度以上に設定することが好ましい。このような温度に設定することにより、被検出ガスが検出空間３９を形成する素子ケース２０の内側面にて冷却されて被検出ガスの温度が不安定になることを防ぐことができる。

このため可燃性ガス検出装置１は、被検出ガスの温度の高低に伴うガス検出素子６０の温度特性の影響を低減し、被検出ガスに含まれる可燃性ガスをより高い精度で検出することができる。

この発熱体５０，５１は、例えば、公知の一定電圧制御、一定電力制御、またはＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）により制御される。なお、発熱体５０，５１のように、複数の発熱体を設けた場合の制御方法は、各発熱体について同一の制御方法を採用してもよいし、互いに異なる制御方法を採用するようにしてもよい。また、発熱体５０，５１の制御方法を規定したプログラムは、マイコン９４が備える記憶装置に記憶され、ＣＰＵにより実行される。

次に、可燃性ガス検出装置１を構成する素子ケース２０について説明する。なお、ここでは、図２における上下方向を可燃性ガス検出装置１における上下方向とし、図２における左右方向を可燃性ガス検出装置１における左右方向として説明する。

素子ケース２０は、図２に示すように、ガス検出素子６０が設置される接続端子取出台２１と、接続端子取出台２１の周縁部を挟持するとともに、被検出ガスを導入する導入口に向かって突設された円筒状の壁面を有する検出空間形成部材２２とを備えている。そして、素子ケース２０の接続端子取出台２１の周縁部には、検出空間形成部材２２との間の隙間をシール（密閉）するシール部材４８が配置されている。この接続端子取出台２１及び検出空間形成部材２２により囲まれた空間は、被検出ガスを導入するための検出空間３９となっている。

接続端子取出台２１は、ガス検出素子６０を支持するための部材であり、少なくとも一部は、外側面に設けられた発熱体５０の熱を伝導する熱伝導性を有する部材にて形成されることが好ましい。この接続端子取出台２１の内側面には、ガス検出素子６０が設けられている。また接続端子取出台２１には、接続端子２４〜２８を個別に挿入するための挿入孔がそれぞれ設けられ、各挿入孔の周縁部は絶縁性部材により覆われている。

この接続端子２４〜２８は、ガス検出素子６０と回路基板４１に備えられた回路とを電気的に接続するための部材であり、導電性部材により棒状に形成されている。各接続端子の一端は、接続端子取出台２１に設けられた挿入孔にそれぞれ挿通され、接続端子取出台２１に対して垂直に支持されている。

また検出空間形成部材２２は、外側面にて被検出ガスと接する外筒３６と、接続端子取出台２１の周縁部を挟持する取出台支持部３７と、収容ケース４０により支持される鍔部３８とを備えている。また検出空間形成部材２２の下端部には、被検出ガスを検出空間３９に導入する開口である導入口３４が設けられている。

この導入口３４の近傍には、被検出ガスをガス検出素子６０に対して導入および排出するための流路を形成する導入部３５が設けられている。そして、この導入部３５には、導入口３４から近い順に、撥水フィルタ２９、スペーサ３０、２枚の金網３１，３２が装填されている。そして、これらの部材は、検出空間形成部材２２とフィルタ固定部材３３とにより挟持固定されている。以下、導入部３５を構成する部材について詳述する。

まず撥水フィルタ２９は、導入口３４に最も近い位置に取り付けられるフィルタであり、被検出ガス中に含まれている水滴を除去する撥水性を有する薄膜である。これより、水滴などが飛来する多湿環境下においても、ガス検出素子６０が被水するのを防ぐことができる。また撥水フィルタ２９は、物理的吸着により水滴を除去するものであればよく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を利用したフィルタを適用することができる。

スペーサ３０は、フィルタ固定部材３３の内周壁に備えられ、被検出ガスが導入される開口を有する形状（平面視ではリング状）の部材であり、所定の厚みを有することにより、撥水フィルタ２９と金網３１，３２との位置を調整している。

金網３１，３２は、所定の厚みと所定の開口部を有しており、ガス検出素子６０に設けられた発熱抵抗体の温度が被検出ガスに含まれる水素ガスの発火温度よりも上昇して発火した場合であっても、火炎が外部に出るのを防止するフレームアレスタとしての機能を果たす。

フィルタ固定部材３３は、撥水フィルタ２９、スペーサ３０、２枚の金網３１，３２を検出空間形成部材２２との間で挟持固定するための部材である。フィルタ固定部材３３は、検出空間形成部材２２の内壁面と当接する筒状の壁面を有するとともに、その壁面の内面から内向きに突出する凸部を備えている。なお凸部は、撥水フィルタ２９、スペーサ３０、２枚の金網３１，３２を検出空間形成部材２２との間で挟持固定するために備えられている。

次に、上述したガス検出素子６０の構成について説明する。
ガス検出素子６０は、マイクロマシニング技術を用いて製造されているもので、図４にて示すごとく、シリコン製半導体基板３１０を備えるとともに、シリコン製半導体基板３１０の上下両側に絶縁層（上側絶縁層３２３、下側絶縁層３２４）を備えている。上側絶縁層３２３は、シリコン製半導体基板３１０の表面に形成されており、一方、下側絶縁層３２４は、シリコン製半導体基板３１０の裏面に形成されている。

なお上側絶縁層３２３は、シリコン製半導体基板３１０の表面に形成した酸化シリコン膜３２１と、この酸化シリコン膜３２１の上に積層した窒化シリコン膜３２２とを備えて構成されている。また下側絶縁層３２４は、シリコン製半導体基板３１０の裏面に形成した酸化シリコン膜３２１と、この酸化シリコン膜３２１の上に積層した窒化シリコン膜３２２とを備えて構成されている。

シリコン製半導体基板３１０には、上側絶縁層３２３の裏面側において、複数の凹部３１１が間隔をおいて形成されている。また下側絶縁層３２４は、凹部３１１に対応する部位がそれぞれ除去されて、凹部３１１の開口部として形成されている。これにより上側絶縁層３２３は、その裏面のうち各凹部３１１に対する各対応裏面部にて、各凹部３１１の開口部を通して外方に露呈している。なおシリコン製半導体基板３１０は、各凹部３１１以外の部位にて基板部３１２を構成する。

またガス検出素子６０は、図３及び図４に示すように、左右両側に配置された複数の発熱抵抗体３３０（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２）を備え、また、左側、中央側及び右側にそれぞれ配置された複数の配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）を備えている。

左側発熱抵抗体３３１は、上側絶縁層３２３の表面のうち左側凹部３１３に対応する部位上に渦巻き状に形成されており、一方、右側発熱抵抗体３３２は、上側絶縁層３２３の表面のうち右側凹部３１４に対応する部位上に渦巻き状に形成されている。本実施形態において、２つの発熱抵抗体３３０（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２）は、後述する各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）と共に、白金抵抗材料で形成されている。

左側配線膜３４１は、図４に示すように、上側絶縁層３２３の表面の左側部上において、シリコン製半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、図３に示すように、左側発熱抵抗体３３１の一端に電気的に接続されるように形成されている。また中央側配線膜３４２は、上側絶縁層３２３の表面の中央部上にて、シリコン製半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、左側発熱抵抗体３３１の他端および右側発熱抵抗体３３２の一端に電気的に接続されるように形成されている。また右側配線膜３４３は、上側絶縁層３２３の表面の右側部上にて、シリコン製半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、右側発熱抵抗体３３２の他端に電気的に接続されるように形成されている。

またガス検出素子６０は、図３及び図４に示すように、内側保護層３５０および外側保護層３６０を備えており、また、３つの電極膜３７０（左側電極膜３７１、中央電極膜３７２、右側電極膜３７３）を備えている。内側保護層３５０は、各配線膜３４０および各発熱抵抗体３３０を覆うように、上側絶縁層３２３の表面上に形成されている。また外側保護層３６０は、内側保護層３５０の上に積層状に形成されている。

次に、内側保護層３５０及び外側保護層３６０のうち左側、中央側および右側の各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）に対応する各部位には、左側、中央側および右側のコンタクトホール３６１が形成されている。これにより、左側、中央側および右側の各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）は、左側、中央側および右側のコンタクトホール３６１を介して、内側保護層３５０及び外側保護層３６０の外部と電気的に接続可能に備えられている。

そして、左側、中央側および右側のコンタクトホール３６１には、それぞれ左側、中央側および右側の電極膜３７０（左側電極膜３７１、中央電極膜３７２、右側電極膜３７３）が形成されている。左側、中央側および右側の電極膜３７０（左側電極膜３７１、中央電極膜３７２、右側電極膜３７３）は、左側、中央側および右側の各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）と電気的に接続されている。

本実施形態では、ガス検出素子６０において、左側発熱抵抗体３３１、左側および中央側の各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２）並びに左側および中央側の電極膜３７０（左側電極膜３７１、中央電極膜３７２）が、主として、左側熱伝導式ガス検出部３８１を構成している。また、右側発熱抵抗体３３２、中央側および右側の各配線膜３４０（中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）並びに中央側および右側の電極膜３７０（中央電極膜３７２、右側電極膜３７３）が、主として、右側熱伝導式ガス検出部３８２を構成する。

またガス検出素子６０は、図３に示すように、測温抵抗体３９０を備えている。この測温抵抗体３９０は、白金（Ｐｔ）を含む測温抵抗材料で形成されており、上側絶縁層３２３と内側保護層３５０との間に薄膜抵抗体として形成されている。これにより、測温抵抗体３９０は、可燃性ガス検出装置１を配置した被検出雰囲気内の温度（以下、環境温度ともいう）を検出する。本実施形態では、測温抵抗体３９０の温度抵抗係数は、２つの発熱抵抗体３３０の各温度抵抗係数とほぼ同一となっている。

また、内側保護層３５０及び外側保護層３６０のうち、測温抵抗体３９０の左右両端部上に形成される各コンタクトホール（図示しない）内には、電極膜３９１、グランド電極膜３９２が形成されている。なお測温抵抗体３９０は、電極膜３９１、グランド電極膜３９２及びターミナル（図示しない）を介して、回路基板４１（制御回路２００）に接続されている。

次に、制御回路２００の構成について説明する。
制御回路２００は、図５に示すように、低温側ガス検出回路９１、高温側ガス検出回路９２、及び温度測定回路９３を備えている。

そして低温側ガス検出回路９１は、低温側ブリッジ回路２１０と電流調整回路２３０と演算増幅回路２５０とを備えている。
低温側ブリッジ回路２１０は、低温用発熱抵抗体２１１及び３個の固定抵抗２１２，２１３，２１４を備えており、ブリッジ回路を形成するように構成されている。さらに低温側ブリッジ回路２１０において、低温用発熱抵抗体２１１は、ガス検出素子６０の左側熱伝導式ガス検出部３８１を構成する左側発熱抵抗体３３１で構成されている。低温用発熱抵抗体２１１は、その一端が接地されており、他端が固定抵抗２１２、固定抵抗２１３および固定抵抗２１４を介して接地されている。

そして低温側ブリッジ回路２１０は、低温用発熱抵抗体２１１及び固定抵抗２１２の共通端子と、固定抵抗２１３及び固定抵抗２１４の共通端子との間に生ずる電位差がゼロになるように、電流調整回路２３０から制御電圧が印加される。これにより、低温用発熱抵抗体２１１の抵抗値が一定に、つまり、左側発熱抵抗体３３１の温度が一定に制御されることになる。そして、低温用発熱抵抗体２１１及び固定抵抗２１２の共通端子に生じる電圧は、マイクロコンピュータ９４に出力信号（電位ＶＬ）として入力される。

また電流調整回路２３０は、演算増幅回路２５０の出力に応じて、低温用発熱抵抗体２１１の抵抗値を一定温度（低温目標温度。例えば、１５０℃）に対応する値に維持するように、直流電源２８０の出力電圧Ｖｃｃを用いて、低温側ブリッジ回路２１０への上記制御電圧を形成する。なお低温用発熱抵抗体２１１の抵抗値は、電流調整回路２３０からの制御電圧或いは低温用発熱抵抗体２１１の温度の変化（上昇または低下）に応じて変化（増大または減少）する。

また演算増幅回路２５０は、演算増幅器２５１と非反転入力端子用抵抗２５２と反転入力端子用抵抗２５３と帰還用抵抗２５４とコンデンサ２５５とを備えて構成されている。
次に高温側ガス検出回路９２は、高温側ブリッジ回路２２０と電流調整回路２４０と通電切替制御回路２４１と演算増幅回路２６０とを備えている。

そして高温側ブリッジ回路２２０は、高温用発熱抵抗体２２１および３個の固定抵抗２２２，２２３，２２４を備えており、ブリッジ回路を形成するように構成されている。さらに高温側ブリッジ回路２２０において、高温用発熱抵抗体２２１は、ガス検出素子６０の右側熱伝導式ガス検出部３８２を構成する右側発熱抵抗体３３２で構成されている。ここで、高温用発熱抵抗体２２１は、その一端が接地されており、他端が固定抵抗２２２、固定抵抗２２３及び固定抵抗２２４を介して接地されている。

また高温側ブリッジ回路２２０は、高温用発熱抵抗体２２１及び固定抵抗２２２の共通端子と、固定抵抗２２３及び固定抵抗２２４の共通端子との間に生ずる電位差がゼロになるように、電流調整回路２４０から制御電圧が印加される。これにより、高温用発熱抵抗体２２１の抵抗値が一定に、つまり、右側発熱抵抗体３３２の温度が一定に制御されることになる。そして、高温用発熱抵抗体２２１及び固定抵抗２２２の共通端子に生じる電圧は、マイクロコンピュータ９４に出力信号（電位ＶＨ）として入力される。

また電流調整回路２４０は、演算増幅回路２６０の出力に応じて、高温用発熱抵抗体２２１の抵抗値を一定温度（高温目標温度。例えば、３００℃）に対応する値に維持するように、直流電源２８０の出力電圧Ｖｃｃを用いて、高温側ブリッジ回路２２０への上記制御電圧を形成する。なお高温用発熱抵抗体２２１の抵抗値は、電流調整回路２４０からの制御電圧あるいは高温用発熱抵抗体２２１の温度の変化（上昇または低下）に応じて変化（増大または減少）する。

また通電切替制御回路２４１は、直流電源２８０（出力電圧Ｖｃｃ）から電源スイッチ２８１を介して電流調整回路２４０に至る通電経路に備えられており、マイクロコンピュータ９４からの指令に応じて、その通電経路を遮断状態または通電状態に切り換えることができる。

また演算増幅回路２６０は、演算増幅器２６１と非反転入力端子用抵抗２６２と反転入力端子用抵抗２６３と帰還用抵抗２６４とコンデンサ２６５とを備えて構成されている。
次に温度測定回路９３は、温度測定ブリッジ回路９３１と増幅回路９３２とを備えている。

そして温度測定ブリッジ回路９３１は、測温抵抗体３９０および３個の固定抵抗２３２，２３３，２３４を備えており、ブリッジ回路を形成するように構成されている。さらに温度測定ブリッジ回路９３１において、測温抵抗体３９０は、ガス検出素子６０の測温抵抗体３９０で構成されている。測温抵抗体３９０は、その一端が接地されており、他端が固定抵抗２３２、固定抵抗２３３及び固定抵抗２３４を介して接地されている。

また温度測定ブリッジ回路９３１は、測温抵抗体３９０及び固定抵抗２３４の共通端子（一端側電源端子）と、固定抵抗２３２及び固定抵抗２３３の共通端子（他端側電源端子）との間に、直流電源２８０の出力電圧Ｖｃｃが印加されることで作動する。

そして、この作動のもと、温度測定ブリッジ回路９３１は、測温抵抗体３９０の抵抗値の変化に基づき、測温抵抗体３９０及び固定抵抗２３２の共通端子（温度測定ブリッジ回路９３１の一端側出力端子）と、固定抵抗２３３及び固定抵抗２３４の共通端子（温度測定ブリッジ回路９３１の他端側出力端子）との間に生ずる電位差（被検出雰囲気内の環境温度に応じた値を表す）を出力する。また、温度測定ブリッジ回路９３１の一端側出力端子および他端側出力端子は、増幅回路９３２に接続されている。

また増幅回路９３２は、温度測定ブリッジ回路９３１の一端側出力端子と他端側出力端子との間に生ずる電位差を増幅して、マイクロコンピュータ９４に対して出力する。なお増幅回路９３２は、演算増幅器９３３と非反転入力端子用抵抗９３４と反転入力端子用抵抗９３５と帰還用抵抗９３６とコンデンサ９３７とを備えて構成されている。

なおマイクロコンピュータ９４は、演算処理装置（ＣＰＵなど）、記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭなど）、及び入出力部などを備える公知のマイクロコンピュータと同様の構成である。

また図示は省略するが、電流調整回路２３０，２４０の各制御電圧の出力は、電源スイッチ２８１のオンに同期して開始されるように構成されている。
低温側ガス検出回路９１の演算増幅回路２５０は、低温側ブリッジ回路２１０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差を電流調整回路２３０に出力する。また低温側ガス検出回路９１は、低温側ブリッジ回路２１０のうち低温用発熱抵抗体２１１と固定抵抗２１２との共通端子（電極膜３７１）における電位ＶＬ（低温用発熱抵抗体２１１の両端電圧ＶＬに相当する）をマイクロコンピュータ９４に対して出力する。

高温側ガス検出回路９２の演算増幅回路２６０は、高温側ブリッジ回路２２０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差を電流調整回路２４０に出力する。また高温側ガス検出回路９２は、高温側ブリッジ回路２２０のうち高温用発熱抵抗体２２１と固定抵抗２２２との共通端子（電極膜３７３）における電位ＶＨ（高温用発熱抵抗体２２１の両端電圧ＶＨに相当する）をマイクロコンピュータ９４に対して出力する。

温度測定回路９３の増幅回路９３２は、温度測定ブリッジ回路９３１の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差ＶＴ（測温抵抗体３９０の両端電圧に応じた値となる）をマイクロコンピュータ９４に対して出力する。

マイクロコンピュータ９４は、電源スイッチ２８１を介して直流電源２８０から給電されることで作動し、図６にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラム（ガス検出処理）を実行する。図６は、ガス検出処理の処理内容を表すフローチャートである。

この実行中において、マイクロコンピュータ９４は、温度測定回路９３により検出される環境温度や、低温側ガス検出回路９１および高温側ガス検出回路９２の各出力電位差などに基づき、水素ガス濃度の演算に要する各種の処理を行う。なお、上記コンピュータプログラム（ガス検出処理）の処理内容は、マイクロコンピュータ９４のＲＯＭに記憶されており、処理実行時には演算処理装置（ＣＰＵなど）がＲＯＭから処理内容を読み出す。

以上のような構成の本実施形態において、可燃性ガス検出装置１が被検出雰囲気内に配置されると、被検出雰囲気内に含まれる水素ガスが、可燃性ガス検出装置１の流路形成部４３に流入する。そして水素ガスは、素子ケース２０の導入部３５を通り検出空間３９に流入し、然る後、ガス検出素子６０に到達する。

このような状態において、電源スイッチ２８１がオンされ、マイクロコンピュータ９４が直流電源２８０からの給電を受けると、マイクロコンピュータ９４は、図６のフローチャートに従い上記コンピュータプログラム（ガス検出処理）の実行を開始する。

ガス検出処理が実行されると、まずＳ１０にて、低温用発熱抵抗体２１１、高温用発熱抵抗体２２１、及び測温抵抗体３９０への通電を開始する。これにより、電流調整回路２３０による制御のもとに低温用発熱抵抗体２１１が上記の低温目標温度（１５０℃）に維持されるとともに、電流調整回路２４０による制御のもとに高温用発熱抵抗体２２１が上記の高温目標温度（３００℃）に維持される。

そしてＳ２０にて、水素ガス濃度を演算するコンピュータプログラムとして、高温用発熱抵抗体２２１の電位ＶＨを用いて水素ガス濃度を演算するコンピュータプログラム（以下、高温用演算プログラムという）に設定する。

その後Ｓ３０にて、低温側ガス検出回路９１から出力される電位ＶＬ、高温側ガス検出回路９２から出力される電位ＶＨ、及び温度測定回路９３から出力される増幅電位差ＶＴをそれぞれ低温側電圧ＶＬ、高温側電圧ＶＨ、及び温度電圧ＶＴとして入力する。

そしてＳ４０にて、温度電圧ＶＴを用いて被検出雰囲気内の環境温度Ｔを演算する処理を実行する。つまりマイクロコンピュータ９４は、温度電圧ＶＴと被検出雰囲気内の環境温度との相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶部（ＲＯＭなど）に記憶しており、Ｓ３０で読み込んだ温度電圧ＶＴに対応する環境温度Ｔを換算データに基づき演算することで、被検出雰囲気内の環境温度Ｔを取得する。

さらにＳ５０にて、低温側電圧ＶＬ、高温側電圧ＶＨ、及び温度電圧ＶＴを用いて被検出雰囲気内の湿度Ｈを演算する処理を実行する。つまりマイクロコンピュータ９４は、低温側電圧ＶＬ、高温側電圧ＶＨ、及び温度電圧ＶＴと被検出雰囲気内の湿度Ｈとの相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶部（ＲＯＭなど）に記憶しており、Ｓ３０で読み込んだ低温側電圧ＶＬ、高温側電圧ＶＨ、及び温度電圧ＶＴに対応する被検出雰囲気内の湿度Ｈを換算データに基づき演算することで、被検出雰囲気内の湿度Ｈを取得する。

その後Ｓ６０にて、高温側電圧ＶＨを用いて水素ガス濃度Ｄを演算する処理を実行する。つまりマイクロコンピュータ９４は、高温側電圧ＶＨと水素ガス濃度Ｄとの相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶部（ＲＯＭなど）に記憶しており、Ｓ３０で読み込んだ高温側電圧ＶＨに対応する水素ガス濃度Ｄを換算データに基づき演算することで、水素ガス濃度Ｄを取得する。

そしてＳ７０にて、Ｓ４０で取得された環境温度ＴとＳ５０で取得された湿度Ｈとを用いて、Ｓ６０で取得された水素ガス濃度Ｄを補正する。
さらにＳ８０にて、Ｓ７０で補正された水素ガス濃度Ｄが、予め設定された第１判定値（本実施形態では、１０％）未満であるか否かを判定する。ここで、補正された水素ガス濃度Ｄが第１判定値未満である場合には（Ｓ８０：ＹＥＳ）、Ｓ９０にて、Ｓ７０で補正された水素ガス濃度Ｄを出力し、Ｓ３０に移行する。一方、補正された水素ガス濃度Ｄが第１判定値以上である場合には（Ｓ８０：ＮＯ）、Ｓ１００にて、高温用発熱抵抗体２２１への通電を停止する。

そしてＳ１１０にて、水素ガス濃度を演算するコンピュータプログラムとして、低温用発熱抵抗体２１１の電位ＶＬを用いて水素ガス濃度を演算するコンピュータプログラム（以下、低温用演算プログラムという）に設定する。

またＳ１２０にて、Ｓ３０と同様にして、低温側ガス検出回路９１から出力される電位ＶＬ、高温側ガス検出回路９２から出力される電位ＶＨ、及び温度測定回路９３から出力される増幅電位差ＶＴをそれぞれ低温側電圧ＶＬ、高温側電圧ＶＨ、及び温度電圧ＶＴとして入力する。

そしてＳ１３０にて、Ｓ４０と同様にして、温度電圧ＶＴを用いて被検出雰囲気内の環境温度Ｔを演算する処理を実行する。さらにＳ１４０にて、Ｓ５０と同様にして、低温側電圧ＶＬ、高温側電圧ＶＨ、及び温度電圧ＶＴを用いて被検出雰囲気内の湿度Ｈを演算する処理を実行する。

その後Ｓ１５０にて、低温側電圧ＶＬを用いて水素ガス濃度Ｄを演算する処理を実行する。つまりマイクロコンピュータ９４は、低温側電圧ＶＬと水素ガス濃度Ｄとの相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶部（ＲＯＭなど）に記憶しており、Ｓ１２０で読み込んだ低温側電圧ＶＬに対応する水素ガス濃度Ｄを換算データに基づき演算することで、水素ガス濃度Ｄを取得する。

そしてＳ１６０にて、Ｓ１３０で取得された環境温度ＴとＳ１４０で取得された湿度Ｈとを用いて、Ｓ１５０で取得された水素ガス濃度Ｄを補正する。
さらにＳ１７０にて、Ｓ１６０で補正された水素ガス濃度Ｄが、予め設定された第２判定値（本実施形態では、５％）より大きいか否かを判定する。ここで、補正された水素ガス濃度Ｄが第２判定値より大きい場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、Ｓ１８０にて、Ｓ１６０で補正された水素ガス濃度Ｄを出力し、Ｓ１２０に移行する。一方、補正された水素ガス濃度Ｄが第２判定値以下である場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１９０にて、高温用発熱抵抗体２２１への通電を開始し、Ｓ２０に移行する。

このように構成された可燃性ガス検出装置１では、高温側ガス検出回路９２により、高温目標温度（３００℃）に対応する抵抗値となるように通電される高温用発熱抵抗体２２１の端子間電圧（高温側電圧ＶＨ）が検出されるとともに、低温側ガス検出回路９１により、低温目標温度（１５０℃）に対応する抵抗値となるように通電される低温用発熱抵抗体２１１の端子間電圧（低温側電圧ＶＬ）が検出される。

また、高温側ガス検出回路９２により検出された高温側電圧ＶＨに基づいて水素ガス濃度Ｄが演算される（Ｓ６０）とともに、低温側ガス検出回路９１により検出された低温側電圧ＶＬに基づいて水素ガス濃度Ｄが演算される（Ｓ１５０）。

さらに、高温側電圧ＶＨに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄ、または低温側電圧ＶＬに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄと、予め設定された第１判定値または第２判定値とが比較される（Ｓ８０，Ｓ１７０）。

そして、この比較結果に基づいて、高温側電圧ＶＨに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄ（以下、高温側演算ガス濃度ともいう）、または低温側電圧ＶＬに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄ（以下、低温側演算ガス濃度ともいう）の何れかが、可燃性ガス検出装置１の検出結果として採用される（Ｓ９０，Ｓ１８０）。

このため、高温用発熱抵抗体２２１を用いて検出された水素ガス濃度Ｄ、または低温用発熱抵抗体２１１を用いて検出された水素ガス濃度Ｄの何れかを、水素ガスのガス濃度に応じて、選択することができる。

これにより、高温用発熱抵抗体２２１および低温用発熱抵抗体２１１のうち、設定される目標温度が高い高温用発熱抵抗体２２１を、高い濃度検出感度が要求される領域で使用するとともに、設定される目標温度が低い低温用発熱抵抗体２１１を、高い濃度検出感度が要求されない領域で使用するという選択が可能となる。そして、設定される目標温度が低い低温用発熱抵抗体２１１は、検出可能なガス濃度範囲が、設定される目標温度が高い高温用発熱抵抗体２２１よりも広い。

したがって、可燃性ガス検出装置１によれば、高い濃度検出感度が要求される領域において水素ガスのガス濃度を高い濃度検出感度で検出することができるとともに、水素ガスを検出可能なガス濃度範囲を広くすることができる。

また、左側熱伝導式ガス検出部３８１および右側熱伝導式ガス検出部３８２は、接触燃焼式ガスセンサで使用される触媒を有していない。このため、シリコン化合物が触媒に付着することに起因してガス濃度検出の精度が低下するという事態は発生しない。

以上より、シリコン化合物に起因したガス濃度検出精度低下を招くことなく、低濃度領域から高濃度領域に亘って水素ガスのガス濃度を検出することができる。
また、温度電圧ＶＴを用いて被検出雰囲気内の環境温度Ｔが演算され（Ｓ４０，Ｓ１３０）、この環境温度Ｔをも用いて、高温側演算ガス濃度、または低温側演算ガス濃度が演算される（Ｓ７０，Ｓ１６０）。これにより、被検出雰囲気内の環境温度Ｔを考慮した分、水素ガスのガス濃度をより正確に検出することができる。

また、低温側電圧ＶＬ、高温側電圧ＶＨ、及び温度電圧ＶＴを用いて被検出雰囲気内の湿度Ｈが演算され（Ｓ５０，Ｓ１４０）、この湿度Ｈをも用いて、高温側演算ガス濃度または低温側演算ガス濃度が演算される（Ｓ７０，Ｓ１６０）。これにより、被検出雰囲気内の湿度Ｈを考慮した分、水素ガスのガス濃度をより正確に検出することができる。

また、高温側電圧ＶＨに基づいて水素ガス濃度Ｄを演算している状況（以下、高温側濃度演算状況という）においては、高温側電圧ＶＨに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄと第１判定値とが比較され（Ｓ８０）、低温側電圧ＶＬに基づいて水素ガス濃度Ｄを演算している状況（以下、低温側濃度演算状況という）においては、低温側電圧ＶＬに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄと第２判定値とが比較される（Ｓ１７０）。

そして、第１判定値と第２判定値とは値が相違するため、高温側濃度演算状況から低温側濃度演算状況に遷移するときの水素ガス濃度と、低温側濃度演算状況から高温側濃度演算状況に遷移するときの水素ガス濃度とが相違する。

さらに、水素ガス濃度が増加していくことにより、可燃性ガス検出装置１で採用される検出結果が高温側演算ガス濃度と低温側演算ガス濃度との間で切り替わる時の判定値を増加方向判定値とし、水素ガス濃度が減少していくことにより、可燃性ガス検出装置１で採用される検出結果が高温側演算ガス濃度と低温側演算ガス濃度との間で切り替わる時の判定値を減少方向判定値とした場合に、第１判定値（１０％）は増加方向判定値に相当し、第２判定値（５％）は減少方向判定値に相当する。そして、第１判定値（１０％）は第２判定値（５％）より大きい。

したがって、水素ガス濃度が或る値の近傍で頻繁に変動することに起因して、可燃性ガス検出装置１が出力する水素ガス濃度Ｄが、高温側演算ガス濃度と低温側演算ガス濃度との間で頻繁に切り替わる現象（ハンチング現象）の発生を抑制することができる。

また、可燃性ガス検出装置１の検出結果として、低温側電圧ＶＬに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄが出力される場合には（Ｓ１８０）、高温用発熱抵抗体２２１への通電が停止される（Ｓ１００）。このため、水素ガスのガス濃度の検出に用いられていない発熱抵抗体が無駄に通電されるのを抑制することができる。これにより、可燃性ガス検出装置１の消費電力を低減できるとともに、可燃性ガス検出装置１の寿命を向上させることができる。また、高い検知精度を要求される高温用発熱抵抗体２２１の寿命を向上させることができる。

以上説明した実施形態において、高温用発熱抵抗体２２１は本発明における第１発熱抵抗体、右側熱伝導式ガス検出部３８２は本発明における第１熱伝導式ガス検出部、低温用発熱抵抗体２１１は本発明における第２発熱抵抗体、左側熱伝導式ガス検出部３８１は本発明における第２熱伝導式ガス検出部、高温側ガス検出回路９２は本発明における第１出力検出手段、低温側ガス検出回路９１は本発明における第２出力検出手段、Ｓ６０，Ｓ７０の処理は本発明における第１濃度演算手段、Ｓ１５０，Ｓ１６０の処理は本発明における第２濃度演算手段、Ｓ８０，Ｓ１７０の処理は本発明における濃度比較手段、Ｓ９０，Ｓ１８０の処理は本発明における検出結果採用手段、Ｓ４０，Ｓ１３０の処理は本発明における温度検出手段、Ｓ５０，Ｓ１４０の処理は本発明における湿度演算手段、Ｓ１００の処理は本発明における通電停止手段である。

また、高温目標温度（３００℃）は本発明における第１目標温度、低温目標温度（１５０℃）は本発明における第２目標温度、高温側電圧ＶＨは本発明における第１出力値、低温側電圧ＶＬは本発明における第２出力値、第１判定値および第２判定値は本発明における比較判定値である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、ガス検出処理の実行が開始されると、まず、高温側電圧ＶＨを用いて水素ガス濃度Ｄを演算し、その後に、この水素ガス濃度Ｄと第１判定値とを比較するものを示した。しかし、ガス検出処理の実行が開始された後に、まず低温側電圧ＶＬを用いて水素ガス濃度Ｄを演算し、この水素ガス濃度Ｄと第１判定値とを比較するようにしてもよい。

また上記実施形態では、高温側電圧ＶＨまたは低温側電圧ＶＬに基づいて水素ガス濃度Ｄを演算する処理を行った後に、被検出雰囲気内の環境温度Ｔ及び湿度Ｈを用いて水素ガス濃度Ｄを補正する処理を行うことにより、被検出雰囲気内の環境温度Ｔ及び湿度Ｈを考慮した水素ガス濃度Ｄを演算するものを示した。しかし、このように２つの処理を行うのではなく、高温側電圧ＶＨ、低温側電圧ＶＬ、及び温度電圧ＶＴに基づいて、水素ガス濃度Ｄを演算する処理を行うというように、１つの処理を行うことにより、被検出雰囲気内の環境温度Ｔ及び湿度Ｈを考慮した水素ガス濃度Ｄを演算するようにしてもよい。

または、被検出雰囲気内の湿度Ｈを演算する処理を行った後に、高温側電圧ＶＨまたは低温側電圧ＶＬと、温度電圧ＶＴと、演算した湿度Ｈとに基づいて、水素ガス濃度Ｄを演算する処理を行うというようにして、被検出雰囲気内の環境温度Ｔ及び湿度Ｈを考慮した水素ガス濃度Ｄを演算するようにしてもよい。

また上記実施形態では、低温側電圧ＶＬに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄが出力される場合には、高温用発熱抵抗体２２１への通電が停止されるものを示した。しかし、高温側電圧ＶＨに基づいて演算された水素ガス濃度Ｄが出力される場合には、低温用発熱抵抗体２１１への通電が停止されるようにしてもよい。

可燃性ガス検出装置１の断面図である。 素子ケース２０周辺部分の断面図である。 ガス検出素子６０の平面図である。 図３のＡ−Ａ断面部を示す図である。 制御回路２００の概略構成を示すブロック図である。 ガス検出処理の処理内容を表すフローチャートである。 異なる温度に制御される２つの発熱抵抗体の端子間電圧と水素ガス濃度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…可燃性ガス検出装置、２０…素子ケース、４０…収容ケース、４１…回路基板、４２…ケース本体、６０…ガス検出素子、９１…低温側ガス検出回路、９２…高温側ガス検出回路、９３…温度測定回路、９４…マイコン、２００…制御回路、２１０…低温側ブリッジ回路、２１１…低温用発熱抵抗体、２２０…高温側ブリッジ回路、２２１…高温用発熱抵抗体、２３０…電流調整回路、２４０…電流調整回路、２４１…通電切替制御回路、２５０…演算増幅回路、２６０…演算増幅回路、２８０…直流電源、３１０…シリコン製半導体基板、３３０…発熱抵抗体、３３１…左側発熱抵抗体、３３２…右側発熱抵抗体、３４０…配線膜、３５０…内側保護層、３６０…外側保護層、３８１…左側熱伝導式ガス検出部、３８２…右側熱伝導式ガス検出部、３９０…測温抵抗体、９３１…温度測定ブリッジ回路、９３２…増幅回路、

Claims (6)

1. 被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスへの熱伝導によって自身の温度が変化するとともに自身の抵抗値が変化する第１発熱抵抗体を有し、この第１発熱抵抗体が予め設定された第１目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第１熱伝導式ガス検出部と、
   被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスへの熱伝導によって自身の温度が変化するとともに自身の抵抗値が変化する第２発熱抵抗体を有し、この第２発熱抵抗体が前記第１目標温度より低く設定された第２目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第２熱伝導式ガス検出部と、
   前記第１発熱抵抗体の抵抗値に対応した第１出力値を検出する第１出力検出手段と、
   前記第２発熱抵抗体の抵抗値に対応した第２出力値を検出する第２出力検出手段と、
   前記第１出力検出手段により検出された前記第１出力値に基づいて、前記被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度である第１演算ガス濃度を演算する第１濃度演算手段と、
   前記第２出力検出手段により検出された前記第２出力値に基づいて、前記被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度である第２演算ガス濃度を演算する第２濃度演算手段と
   を備えて、前記被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置であって、
   前記第１演算ガス濃度または前記第２演算ガス濃度の何れかと、予め設定された比較判定値とを比較する濃度比較手段と、
   前記濃度比較手段による比較結果に基づいて、前記第１演算ガス濃度または前記第２演算ガス濃度の何れかを、当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用する検出結果採用手段を備える
   ことを特徴とする可燃性ガス検出装置。
2. 前記第１発熱抵抗体で検出可能なガス濃度範囲は、前記第２発熱抵抗体で検出可能なガス濃度範囲に含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性ガス検出装置。
3. 前記被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記第１濃度演算手段は、前記温度検出手段により検出された前記環境温度をも用いて、前記第１演算ガス濃度を演算し、
   前記第２濃度演算手段は、前記温度検出手段により検出された前記環境温度をも用いて、前記第２演算ガス濃度を演算する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可燃性ガス検出装置。
4. 前記第１出力検出手段により検出された前記第１出力値、前記第２出力検出手段により検出された前記第２出力値、及び前記温度検出手段により検出された前記環境温度に基づいて、前記被検出雰囲気内の湿度を演算する湿度演算手段を備え、
   前記第１濃度演算手段は、前記湿度検出手段により検出された前記湿度をも用いて、前記第１演算ガス濃度を演算し、
   前記第２濃度演算手段は、前記湿度検出手段により検出された前記湿度をも用いて、前記第２演算ガス濃度を演算する
   ことを特徴とする請求項３に記載の可燃性ガス検出装置。
5. 前記濃度比較手段は、
   前記第１演算ガス濃度と比較するために予め設定された第１判定値と、前記第２演算ガス濃度と比較するために前記第１判定値と異なるように設定された第２判定値とを有し、
   前記第１演算ガス濃度を用いて比較する場合には、前記比較判定値として前記第１判定値を用い、前記第２演算ガス濃度を用いて比較する場合には、前記比較判定値として前記第２判定値を用いる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の可燃性ガス検出装置。
6. 当該可燃性ガス検出装置の検出結果として前記検出結果採用手段により採用されなかった前記ガス濃度に対応する、前記第１発熱抵抗体または前記第２発熱抵抗体の何れかへの通電を停止する通電停止手段を備える
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の可燃性ガス検出装置。

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