JP2011232058A - Expired-air component measuring instrument - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an expired-air component measuring instrument which is capable of measuring expired-air components by reliably detecting feeding of expired air.SOLUTION: The expired-air component measuring instrument includes: a gas sensor 2 which is housed in a measuring device body so that expired air fed from an expired-air feeding port comes into contact with a gas sensitive body 20 comprising a metal oxide semiconductor; a thermistor 3 which is housed in the measuring device body so that the expired air fed from the expired-air feeding port comes into contact with a temperature sensing part; a differentiating circuit 4 for generating a differential output of a detected signal of the thermistor 3; and a microcomputer 7 which, upon detecting normal feeding of expired air on the basis of the differential output of the differentiating circuit 4, measures a gas concentration of a gas component to be detected in the expired air on the basis of a change in resistance at the gas sensitive body 20. When the differential output of the differentiating circuit 4 exceeds a predetermined expired-air determination value, the microcomputer 7 determines that the expired air has been fed. When the differential output of the differentiating circuit 4 falls below a predetermined interruption determination value before expiry of predetermined feeding time limit starting from the time of feeding determination, the microcomputer 7 determines that feeding of the expired air has been interrupted.

Description

本発明は、呼気に含まれる口臭要因ガスやアルコール等の検知対象ガスの濃度を測定する呼気成分測定装置に関するものである。   The present invention relates to an expiratory component measuring device for measuring the concentration of a detection target gas such as a bad breath causing gas or alcohol contained in exhaled breath.

この種の呼気成分測定装置として、ガスの吸着によって抵抗値が変化する金属酸化物半導体からなる感ガス体内にヒータを埋設した金属酸化物半導体ガスセンサと、組込のプログラムを実行することによって、ヒータの温度制御、及び、感ガス体の抵抗値変化から呼気に含まれる口臭要因ガスやアルコール濃度を測定する測定処理を行う演算処理部と、演算処理部の測定結果を表示する表示器とを備えた口臭検査装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。   As a breath component measuring apparatus of this type, a metal oxide semiconductor gas sensor in which a heater is embedded in a gas-sensitive body made of a metal oxide semiconductor whose resistance value changes due to gas adsorption, and a built-in program are executed. A calculation processing unit for performing a measurement process for measuring a bad breath odor causing gas or alcohol concentration contained in exhaled air from a change in the resistance value of the gas sensitive body, and a display for displaying a measurement result of the calculation processing unit. A halitosis test apparatus is provided (see, for example, Patent Document 1).

このような金属酸化物半導体ガスセンサを用いた口臭検査装置では、電源投入後に測定開始操作が行われると、演算処理部が、ガスセンサのヒータに印加する電圧を高い電圧に制御することによって高温状態を作り出し、呼気を吹き込む以前に感ガス体の表面に付着していたガスを燃焼させて、感ガス体表面をクリーニングする。そして、感ガス体表面のクリーニングを終了し、測定準備が完了した状態で、被験者が呼気を吹込み口に吹き込むと、演算処理部は呼気成分の測定を開始するのであるが、例えばメチルメルカプタン等の口臭要因ガスが吹き込まれると、感ガス体の抵抗値が低下することを利用して呼気の吹込みを検知している。   In such a breath odor inspection apparatus using a metal oxide semiconductor gas sensor, when a measurement start operation is performed after the power is turned on, the arithmetic processing unit controls the voltage applied to the heater of the gas sensor to a high voltage to control the high temperature state. The gas that has been created and burnt on the surface of the gas sensitive body before blowing in air is burned to clean the surface of the gas sensitive body. Then, after the cleaning of the gas sensitive body surface is completed and the measurement preparation is completed, when the subject blows exhaled air into the blowing port, the arithmetic processing unit starts measuring the exhaled component. For example, methyl mercaptan or the like When the bad breath odor causing gas is blown, the breath is detected by utilizing the decrease in the resistance value of the gas sensitive body.

すなわち、演算処理部では、ヒートクリーニング期間の終了後、感ガス体の温度を低温状態に切り替えるとともに、感ガス体の抵抗値を所定のサンプリング間隔でサンプリングし、抵抗値が低下したことから呼気の吹込みを判定すると、所定時間後の感ガス体の抵抗値と基準値とを比較することによって、口臭強度の検査を行っている。尚、上記の所定時間は、抵抗値の変化が安定するまでに必要な時間に設定されている。   That is, the arithmetic processing unit switches the temperature of the gas sensitive body to a low temperature state after the end of the heat cleaning period, samples the resistance value of the gas sensitive body at a predetermined sampling interval, and decreases the resistance value. When the blow is determined, the bad breath intensity is inspected by comparing the resistance value of the gas sensitive body after a predetermined time with a reference value. The predetermined time is set to a time required until the change in resistance value is stabilized.

特開2001−190523号公報JP 2001-190523 A

上述の口臭検査装置では、感ガス体の高温状態において感ガス体の抵抗値の立下りエッジを検出することで呼気の吹込みと判定しており、例えば図8に示すように時刻t1,t2で呼気が吹き込まれると、感ガス体の抵抗値Rsが低下することによって、抵抗値Rsと清浄大気中での基準抵抗値R0との比(R0/Rs)が増加することから呼気の吹込みを検知し、所定時間の経過後にガス濃度の判定を行っている。   In the above breath odor test apparatus, it is determined that the breath is blown by detecting the falling edge of the resistance value of the gas sensitive body in a high temperature state of the gas sensitive body. For example, as shown in FIG. When the exhaled air is blown in, the resistance value Rs of the gas sensitive body is lowered, and the ratio (R0 / Rs) between the resistance value Rs and the reference resistance value R0 in the clean atmosphere is increased, so that the breath is blown. The gas concentration is determined after a predetermined time has elapsed.

ところで、時刻t2において高濃度の口臭要因ガスが吹き込まれたために、感ガス体の抵抗値Rsが過度に低い抵抗値に変化している場合、時刻t3において低濃度の口臭要因ガスが吹き込まれると、感ガス体の抵抗値Rsが吹込前に比べて増加することになり、抵抗比(R0/Rs)が低下する。ここで、演算処理部では、感ガス体の抵抗値の立下りエッジ、つまり抵抗比(R0/Rs)の立ち上がりエッジから呼気の吹込を判定しているので、時刻t3において呼気が吹き込まれたにもかかわらず抵抗比が低下すると、呼気の吹込を検出することができず、口臭ガスの検査が行えないという問題があった。尚、濃度が高いほど抵抗値が高くなる検知対象ガスの場合には、抵抗比(R0/Rs)の立下がりエッジを検出することで呼気の吹込を検知しているが、その場合にも上述と同様の問題が発生する。   By the way, when the high-concentration halitosis factor gas is blown at time t2, when the resistance value Rs of the gas sensitive body is changed to an excessively low resistance value, the low-concentration halitosis factor gas is blown at time t3. The resistance value Rs of the gas sensitive body is increased as compared with that before blowing, and the resistance ratio (R0 / Rs) is decreased. Here, since the arithmetic processing unit determines whether the exhalation is blown from the falling edge of the resistance value of the gas sensitive body, that is, the rising edge of the resistance ratio (R0 / Rs), the exhalation is blown at time t3. However, if the resistance ratio decreases, there is a problem in that it is not possible to detect the exhalation of breath and the inspection of breath breath gas cannot be performed. In addition, in the case of a detection target gas whose resistance value increases as the concentration increases, exhalation of breath is detected by detecting the falling edge of the resistance ratio (R0 / Rs). The same problem occurs.

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、呼気の吹込みを確実に検出して呼気成分の測定が行える呼気成分測定装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an expiratory component measuring apparatus capable of detecting expiratory components reliably and measuring expiratory components.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、吹込口から吹き込まれた呼気を通過させる呼気流路及び当該呼気流路に吹き込まれた呼気を外部に排気させる排気口が設けられた測定器本体と、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化する金属酸化物半導体で形成された感ガス体及び感ガス体に埋設されたヒータを有し、呼気流路に吹き込まれた呼気の少なくとも一部が感ガス体に接触するように測定器本体内部に収納されたガスセンサと、測定器本体の表面に露設された操作釦が押されると測定開始信号を発生する測定開始スイッチと、測定開始スイッチから測定開始信号が入力されるとヒータへの通電を開始して、感ガス体のヒートクリーニングを所定の待機時間だけ行った後、ガス濃度の測定を行う測定期間を設けるヒータ制御部と、呼気流路に吹き込まれた呼気の少なくとも一部が感温部に接触するように測定器本体内部に収納された温度センサと、温度センサの検出信号の微分出力を発生する微分出力発生部と、測定期間において微分出力発生部の微分出力が所定の吹込判定値を超えると、呼気が吹き込まれたと判定し、吹込判定時から吹込時間が経過するまでの間に、微分出力が所定の中断判定値を下回ると、呼気の吹込が中断されたと判断する吹込状態検出部と、測定期間において、ガス濃度の測定に必要な所定の吹込時間呼気が吹き込まれたことを吹込状態検出部が検出すると、感ガス体の抵抗値変化に基づいて呼気に含まれる検知対象ガス成分のガス濃度を測定するガス濃度測定部とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a measurement provided with an exhalation flow path for passing exhaled air that has been blown from a blowing port and an exhaust port for exhausting the exhaled air that has been blown into the exhaled flow path to the outside. A gas sensor body made of a metal oxide semiconductor whose resistance value changes according to the gas concentration of the gas to be detected, and a heater embedded in the gas sensor body, and exhaled air blown into the exhalation flow path A gas sensor housed inside the measuring instrument body so that at least a part of the gas sensor is in contact with the gas sensitive body, and a measurement start switch that generates a measurement start signal when an operation button exposed on the surface of the measuring instrument body is pressed; When the measurement start signal is input from the measurement start switch, the heater control starts to energize the heater, heats the gas sensitive body for a predetermined waiting time, and then provides a measurement period for measuring the gas concentration. A temperature sensor housed inside the measuring instrument body so that at least a part of the exhaled air that has been blown into the exhalation flow channel contacts the temperature sensing unit, and a differential output generator that generates a differential output of the detection signal of the temperature sensor When the differential output of the differential output generation unit exceeds a predetermined blowing determination value during the measurement period, it is determined that exhalation has been blown, and the differential output is interrupted for a predetermined period from the time of the blowing determination until the blowing time elapses. When the value falls below the determination value, the insufflation state detection unit determines that the exhalation of breath has been interrupted, and the insufflation state detection unit detects that the exhalation has been performed for a predetermined insufflation time necessary for measuring the gas concentration in the measurement period. And a gas concentration measuring unit that measures the gas concentration of the detection target gas component contained in the expiration based on a change in the resistance value of the gas sensitive body.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、吹込状態検出部は、測定開始信号の入力時における温度センサの検出温度が、人間の体温に対応して設定された温度範囲外であれば、微分出力発生部の微分出力に基づいて呼気の吹込状態を検出し、測定開始信号の入力時における温度センサの検出温度が上記温度範囲内であれば、感ガス体の抵抗値変化から呼気の吹込状態を検出することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the blowing state detection unit is configured so that the temperature detected by the temperature sensor when the measurement start signal is input is outside the temperature range set corresponding to the human body temperature. , Detecting the state of exhalation based on the differential output of the differential output generator, and if the detected temperature of the temperature sensor at the time of inputting the measurement start signal is within the above temperature range, A blowing state is detected.

請求項3の発明は、請求項1の発明において、吹込状態検出部は、吹込判定時から吹込時間が経過するまでの間に、微分出力発生部の微分出力が所定の中断判定値を下回るか、或いは、感ガス体の抵抗値が低濃度方向に変化すると、呼気の吹込が中断されたと判断することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, is the blowing state detection unit configured to determine whether the differential output of the differential output generation unit falls below a predetermined interruption determination value between the time of the blow determination and the time when the blow time elapses. Alternatively, when the resistance value of the gas sensitive body changes in the low concentration direction, it is determined that the exhalation of breath is interrupted.

請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れか1つの発明において、ガスセンサは、ヒータの両端が電気的に接続される一対のヒータ電極端子と、感ガス体に一端が電気的に接続された出力電極端子との3端子構造を有し、少なくともガスセンサが実装されたセンサ基板と、少なくともヒータ制御部及びガス濃度測定部の回路が形成された本体基板とを備え、センサ基板と本体基板の間を電気的に接続する基板間接続コネクタが、一対のヒータ電極端子にそれぞれ接続されてヒータに通電するための一対の通電用端子と、一対のヒータ電極端子にそれぞれ接続されて各ヒータ電極端子の電圧値を測定するための一対の電圧測定用端子とを備え、ヒータ制御部は、一対の電圧測定用端子の端子間電圧からヒータ電圧を求め、ヒータ電圧が所望の電圧値となるようにヒータへの通電を制御することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the gas sensor according to any one of the first to third aspects, the gas sensor includes a pair of heater electrode terminals to which both ends of the heater are electrically connected, and one end to the gas sensitive body. A sensor board on which at least a gas sensor is mounted, and a main board on which circuits of at least a heater control unit and a gas concentration measuring unit are formed. A board-to-board connector that electrically connects between the pair of heater electrode terminals is connected to each of the pair of heater electrode terminals to energize the heater, and each heater electrode is connected to the pair of heater electrode terminals. A pair of voltage measurement terminals for measuring the voltage value of the terminals, and the heater control unit obtains the heater voltage from the voltage between the terminals of the pair of voltage measurement terminals, and the heater voltage is a desired voltage. And controlling the power supply to the heater to a value.

請求項1の発明によれば、呼気吹込口から呼気が吹き込まれると、温度センサの検出温度が呼気の温度に近づく方向に変化することを利用し、温度センサの検出信号の微分出力が吹込判定値を超えると、呼気が吹き込まれたと判定し、また吹込判定時から吹込時間が経過するまでの間に微分出力が中断判定値を下回ると、吹込が中断されたと判断しているので、感ガス体の抵抗値変化から呼気の吹込を検知する場合に比べて、呼気の吹込や吹込の中断を確実に判断して、ガス濃度の測定を開始させることができる。   According to the first aspect of the present invention, when the exhaled breath is blown from the exhalation blowing port, the fact that the detected temperature of the temperature sensor changes in a direction approaching the expiratory temperature is used, and the differential output of the detection signal of the temperature sensor is the blowing determination If the value exceeds the value, it is determined that exhalation has been blown, and if the differential output falls below the interruption determination value between the time of the blow determination and the expiration of the blow time, it is determined that the blow has been interrupted. Compared with the case where the exhalation of breath is detected from the change in the resistance value of the body, the inhalation of exhalation or the interruption of the insufflation can be reliably determined, and the measurement of the gas concentration can be started.

また、雰囲気温度が人間の体温に対応して設定された温度範囲内の場合、温度センサの検出信号を用いて呼気の吹込を判断すると誤検出の虞があるが、請求項2の発明によれば測定開始時の検出温度が上記温度範囲内であれば、感ガス体の抵抗値変化から呼気の吹込を判断するので、呼気の吹込を誤検出する可能性を低減することができる。   In addition, when the ambient temperature is within the temperature range set corresponding to the human body temperature, there is a risk of false detection if breathing in is determined using the detection signal of the temperature sensor. For example, if the detected temperature at the start of measurement is within the above-mentioned temperature range, it is possible to reduce the possibility of erroneously detecting the exhalation of breath because the exhalation of breath is determined from the change in resistance value of the gas sensitive body.

請求項3の発明によれば、温度センサの検出信号の微分出力だけではなく、感ガス体の抵抗値が低濃度方向に変化することから、吹込の中断を検出することができる。   According to the invention of claim 3, since not only the differential output of the detection signal of the temperature sensor but also the resistance value of the gas sensitive body changes in the low concentration direction, it is possible to detect the interruption of blowing.

ところで、ヒータの駆動電流が流れる一対の通電用端子の電圧からヒータ電圧を検出する場合、基板間接続コネクタの接触抵抗による電圧ドロップ分も含んで検出されるため、ヒータ電圧の検出が不正確になるが、請求項4の発明によれば、ヒータの駆動電流が流れない電圧測定用端子の端子間電圧からヒータ電圧を測定するため、接触抵抗による電圧ドロップ分を小さくできる。したがって、ヒータ電圧をより正確に測定できるから、ヒータの発熱量、すなわち感ガス体の温度を正確に制御することができる。   By the way, when the heater voltage is detected from the voltage of the pair of energization terminals through which the heater drive current flows, the detection is performed including the voltage drop due to the contact resistance of the board-to-board connector. However, according to the invention of claim 4, since the heater voltage is measured from the voltage between terminals of the voltage measurement terminal where the heater drive current does not flow, the voltage drop due to the contact resistance can be reduced. Therefore, since the heater voltage can be measured more accurately, the heating value of the heater, that is, the temperature of the gas sensitive body can be controlled accurately.

本実施形態の口臭測定器の回路図である。It is a circuit diagram of the bad breath measuring instrument of this embodiment. 同上のフローチャートである。It is a flowchart same as the above. 同上に用いる金属酸化物半導体ガスセンサの一部破断せる側面図である。It is a side view which can partly fracture | rupture the metal oxide semiconductor gas sensor used for the same as the above. 同上の感ガス体の抵抗値の二次微分値を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the secondary differential value of the resistance value of a gas sensitive body same as the above. 同上の口臭測定器を示し、(a)は正面図、(b)は右側面図、(c)は背面図、(d)は下面図である。The same breath odor measuring device is shown, (a) is a front view, (b) is a right side view, (c) is a rear view, and (d) is a bottom view. 同上のセンサブロックの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a sensor block same as the above. 同上の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part same as the above. 従来の呼気測定器の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the conventional breath measuring device.

以下では、本発明の技術思想を、呼気に含まれる口臭要因ガスの濃度を測定する口臭測定器に適用した実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the technical idea of the present invention is applied to a breath odor measuring device that measures the concentration of a breath odor causing gas contained in exhaled breath will be described with reference to the drawings.

図1に本実施形態の口臭測定器Aの回路図を示す。この口臭測定器Aは、乾電池、充電池などの低電圧(例えば3V)の電池電源1と、金属酸化物半導体ガスセンサ(以下、ガスセンサと略す)2と、サーミスタ3(温度センサ)と、サーミスタ3の検出信号の微分出力を発生する微分回路4(微分出力発生部)と、ガスセンサ2に内蔵されたヒータに通電するヒータ駆動回路5と、液晶表示器(以下LCDと称する)6と、ヒータ駆動回路5の駆動制御を行うヒータ制御部や後述する感ガス体20の抵抗値から検知対象ガスのガス濃度を測定するガス濃度測定部などの機能がプログラム化され、またLCD6のドライバ機能を備え、測定器全体の制御処理を行うマイクロコンピュータ(以下マイコンと略す)7と、ガスセンサ2の校正データや口臭強度(口臭要因ガスの濃度)の判定を行うための基準値などを格納する不揮発性メモリ(例えばEEPROMなど)からなるメモリ8と、測定開始スイッチSW1を主要な構成要素として備える。   FIG. 1 shows a circuit diagram of a breath odor measuring device A of the present embodiment. The breath odor measuring device A includes a battery power source 1 of a low voltage (for example, 3V) such as a dry battery or a rechargeable battery, a metal oxide semiconductor gas sensor (hereinafter abbreviated as a gas sensor) 2, a thermistor 3 (temperature sensor), and a thermistor 3 A differential circuit 4 (differential output generator) for generating a differential output of the detection signal, a heater drive circuit 5 for energizing a heater built in the gas sensor 2, a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) 6, and a heater drive Functions such as a heater control unit that controls the drive of the circuit 5 and a gas concentration measurement unit that measures the gas concentration of the detection target gas from the resistance value of the gas sensitive body 20 described later are programmed, and also has a driver function of the LCD 6. A microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) 7 that performs control processing for the entire measuring instrument, and judgment of calibration data and bad breath intensity (concentration of bad breath factor gas) of the gas sensor 2 A memory 8 consisting of non-volatile memory (e.g., EEPROM, etc.) that stores a reference value of the order, and a measurement start switch SW1 as a major component.

図1に示す回路の構成部品は2枚のプリント配線板(センサ基板10a及び本体基板10b)に分割して実装されている。一方のセンサ基板10aには、ガスセンサ2とサーミスタ3とメモリ8とを少なくとも含む回路要素が実装されている。他方の本体基板10bには、微分回路4とヒータ駆動回路5とLCD6とマイコン7とを少なくとも含む回路要素が実装されている。そして、センサ基板10aと本体基板10bとの間は基板間接続コネクタ(以下、コネクタと略す。)CN1,CN2を介して電気的に接続されている。   The components of the circuit shown in FIG. 1 are divided and mounted on two printed wiring boards (sensor substrate 10a and main body substrate 10b). On one sensor board 10a, circuit elements including at least the gas sensor 2, the thermistor 3, and the memory 8 are mounted. Circuit elements including at least the differentiation circuit 4, the heater drive circuit 5, the LCD 6, and the microcomputer 7 are mounted on the other body substrate 10b. The sensor board 10a and the main board 10b are electrically connected via inter-board connectors (hereinafter abbreviated as connectors) CN1 and CN2.

ガスセンサ2は、図3に示すように検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化する金属酸化物半導体(例えばSnOなど)により楕円球状に形成された感ガス体20を備えている。この感ガス体20には、貴金属線(例えばPtなど)からコイル状に形成されたヒータ兼用電極21が埋設されるとともに、ヒータ兼用電極21の中心を貫通するようにして、貴金属線(例えばPtなど)から棒状に形成された検出電極22の一端側が感ガス体20内に埋設されている。 As shown in FIG. 3, the gas sensor 2 includes a gas sensitive body 20 formed in an elliptical shape by a metal oxide semiconductor (for example, SnO 2 ) whose resistance value changes according to the gas concentration of the detection target gas. The gas sensitive body 20 is embedded with a heater combined electrode 21 formed in a coil shape from a noble metal wire (for example, Pt) and penetrates the center of the heater combined electrode 21 so as to penetrate the noble metal wire (for example, Pt). Etc.), one end side of the detection electrode 22 formed in a rod shape is embedded in the gas sensitive body 20.

またガスセンサ2は、略円筒状であって上面にガス導入用孔24aが開口するとともに下面側の全体が開口した金属製のキャップ24と、キャップ24の下面側の開口部に圧入固定される樹脂製のベース25と、ベース25を貫通してセンサ筐体(キャップ24及びベース25からなる)の内外に突出する3本の端子26a,26b,26cとを備えている。端子26a,26cには、ヒータ兼用電極21の両端21a,21bがそれぞれ接続され、端子26bに検出電極22の他端側が接続されることによって、感ガス体20が各端子26a〜26cに支持固定されている。また、キャップ24上面のガス導入用孔24aには、ステンレス製の金網27が取着されており、ガス導入用孔24aから塵埃等が内部に入り込むのを抑制している。   The gas sensor 2 is substantially cylindrical and has a metal cap 24 having a gas introduction hole 24a opened on the upper surface and the entire lower surface opened, and a resin press-fitted and fixed to the opening on the lower surface side of the cap 24. A base 25 made of metal and three terminals 26a, 26b, and 26c that pass through the base 25 and project into and out of the sensor casing (comprising the cap 24 and the base 25) are provided. Both ends 21a and 21b of the heater combined electrode 21 are connected to the terminals 26a and 26c, respectively, and the other end side of the detection electrode 22 is connected to the terminal 26b, whereby the gas sensitive body 20 is supported and fixed to the terminals 26a to 26c. Has been. Further, a stainless steel wire mesh 27 is attached to the gas introduction hole 24a on the upper surface of the cap 24, and dust and the like are prevented from entering the gas introduction hole 24a.

図5(a)〜(d)は口臭測定器Aの全体を示した図であり、口臭測定器Aの測定器本体30は、それぞれ合成樹脂成形品(例えばABS樹脂など)からなる前ケース32及び後ケース33を組み立てて構成されるケース31に、ガスセンサ2やサーミスタ3を収納したセンサブロック34を取り付けて構成される。尚、前ケース32の左右両側壁において、センサブロック34の側方に位置する部位には、ケース31の内外を連通するスリット32aが複数開口している。   FIGS. 5A to 5D are views showing the whole breath odor measuring device A, and the measuring device main body 30 of the breath odor measuring device A is a front case 32 made of a synthetic resin molded product (for example, ABS resin). And the sensor block 34 which accommodated the gas sensor 2 and the thermistor 3 is attached to the case 31 comprised by assembling the rear case 33, and it is comprised. Note that a plurality of slits 32 a communicating between the inside and the outside of the case 31 are opened at portions located on the side of the sensor block 34 on the left and right side walls of the front case 32.

センサブロック34は、図6及び図7に示すように、それぞれ合成樹脂成形品(例えばABS樹脂など)からなる前ケース35及び後ケース36を組み立てて構成されるケースの内部に、ガスセンサ2を実装したセンサ基板10aが収納されている。前ケース35は後面が開口した略箱状であって、左右両側壁の後縁からは、後方に向かって突出する爪片35bが一体に設けられている。また後ケース36は前面が開口した略箱状であって、左右両側壁の内側面には爪片35bが係止する凹部36bが設けられている。而して、前ケース35と後ケース36とは、爪片35bを凹部36bに係止させることによって互いに仮固定される。そして、後ケース36に設けた挿通孔(図示せず)に後方から通されたタッピングねじ45を、センサ基板10aの孔に通し、前ケース35のねじ穴(図示せず)にねじ込むことによって、後ケース36と前ケース35とが固定されるとともに、センサ基板10aが位置決めされる。尚、前ケース35及び後ケース36の左右両側壁には、組立時に突き合わされる部位に切欠46a,46bが形成されており、前ケース35と後ケース36とが組み立てられた状態では、これらの切欠46a,46bによってケースの内部と外部とを連通する通気孔46が形成される。また後ケース36には、センサ基板10aに実装されたコネクタCN1を露出させる切欠36cも形成されており、ケース31側に設けたコネクタCN2にコネクタCN1を接続した状態で、センサブロック34がケース31に装着される。   As shown in FIGS. 6 and 7, the sensor block 34 has the gas sensor 2 mounted inside a case formed by assembling a front case 35 and a rear case 36 each made of a synthetic resin molded product (for example, ABS resin). The sensor substrate 10a is accommodated. The front case 35 has a substantially box shape with an open rear surface, and is integrally provided with claw pieces 35b protruding rearward from the rear edges of the left and right side walls. The rear case 36 has a substantially box shape with an open front surface, and is provided with recesses 36b on the inner side surfaces of the left and right side walls for engaging the claw pieces 35b. Thus, the front case 35 and the rear case 36 are temporarily fixed to each other by engaging the claw piece 35b with the recess 36b. Then, a tapping screw 45 passed from the rear through an insertion hole (not shown) provided in the rear case 36 is passed through the hole of the sensor substrate 10a and screwed into a screw hole (not shown) of the front case 35, The rear case 36 and the front case 35 are fixed, and the sensor substrate 10a is positioned. Note that the left and right side walls of the front case 35 and the rear case 36 are formed with notches 46a and 46b at portions that are abutted during assembly. When the front case 35 and the rear case 36 are assembled, these notches 46a and 46b are formed. A vent hole 46 is formed by the notches 46a and 46b to communicate the inside and the outside of the case. The rear case 36 is also formed with a notch 36c that exposes the connector CN1 mounted on the sensor substrate 10a. The sensor block 34 is connected to the case 31 with the connector CN1 connected to the connector CN2 provided on the case 31 side. It is attached to.

前ケース35の前面には丸穴状に凹んだ凹部35aが設けられ、凹部35a内に円筒状のマウスピース37の後端部が差し込まれるようになっている。また凹部35aの底面には、マウスピース37内部の呼気流通路に連通する貫通孔35bが設けられている。   A concave portion 35a that is recessed in a round hole shape is provided on the front surface of the front case 35, and a rear end portion of a cylindrical mouthpiece 37 is inserted into the concave portion 35a. A through-hole 35b communicating with the expiratory air passage inside the mouthpiece 37 is provided on the bottom surface of the recess 35a.

一方、後ケース36には、前ケース35の貫通孔35bに対応する位置に丸孔状の排気口36aが開口している。   On the other hand, the rear case 36 has a round hole-shaped exhaust port 36 a at a position corresponding to the through hole 35 b of the front case 35.

センサ基板10aに実装されたガスセンサ2には、例えばABS樹脂のような合成樹脂成形品からなるキャップ部材38が装着される。キャップ部材38には、図6及び図7に示すように、ガスセンサ2のキャップ24の外径よりも若干大きな内径を有する丸穴状の収納凹部39が設けられ、この収納凹部39内にガスセンサ2のキャップ24が挿入される。収納凹部39の奥には段部39aが設けられ、段部39aにキャップ24の先端側が当たることによって、収納凹部39の底面との間に呼気溜まり空間43を設けた状態で、ガスセンサ2が収納凹部39内に収納されている。このキャップ部材38には、呼気溜まり空間43と外部と連通する換気孔42が開口している。   A cap member 38 made of a synthetic resin molded product such as ABS resin is attached to the gas sensor 2 mounted on the sensor substrate 10a. As shown in FIGS. 6 and 7, the cap member 38 is provided with a storage hole 39 having a round hole shape having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the cap 24 of the gas sensor 2. The cap 24 is inserted. A step portion 39 a is provided in the back of the storage recess 39, and the gas sensor 2 is stored in a state in which an expiratory reservoir space 43 is provided between the bottom portion of the storage recess 39 and the step portion 39 a hits the tip side of the cap 24. It is stored in the recess 39. The cap member 38 has a ventilation hole 42 communicating with the expiratory reservoir space 43 and the outside.

またキャップ部材38には、前ケース35の貫通孔35bと後ケース36の排気口36aとの間を連通する通気流路40が設けられている。この通気流路40は、吹込側に比べて排気側の内径が細径に形成されており、大径孔40aの内周面において細径孔40bに近い部位には、大径孔40bから収納凹部39へと呼気を導入する導入孔41が形成されている。この導入孔41は、キャップ24の天井面の中央に設けられたガス導入用孔24aと位置をずらして形成されている。また、キャップ部材38には、細径孔40bの内周面と外部とを連通する保持孔44が、細径孔40bにおける排気口36a寄りの部位に設けられている。この保持孔44には外部からサーミスタ3が挿入され、サーミスタ3の感温部は細径孔40bの中心付近に配置されている。尚、図7中の点線で囲んだ位置Bは、サーミスタ3の感温部が配置される位置を示している。このサーミスタ3は、リード線3aを介してセンサ基板10aに電気的に接続されている。   Further, the cap member 38 is provided with a ventilation channel 40 that communicates between the through hole 35 b of the front case 35 and the exhaust port 36 a of the rear case 36. The ventilation channel 40 has an inner diameter on the exhaust side that is smaller than that on the blowing side, and is accommodated from the large-diameter hole 40b in a portion close to the small-diameter hole 40b on the inner peripheral surface of the large-diameter hole 40a. An introduction hole 41 for introducing exhalation into the recess 39 is formed. The introduction hole 41 is formed so as to be displaced from the gas introduction hole 24 a provided in the center of the ceiling surface of the cap 24. Further, the cap member 38 is provided with a holding hole 44 that communicates the inner peripheral surface of the small-diameter hole 40b with the outside at a portion near the exhaust port 36a in the small-diameter hole 40b. The thermistor 3 is inserted into the holding hole 44 from the outside, and the temperature sensing part of the thermistor 3 is arranged near the center of the small-diameter hole 40b. In addition, the position B enclosed by the dotted line in FIG. 7 has shown the position where the temperature sensing part of the thermistor 3 is arrange | positioned. The thermistor 3 is electrically connected to the sensor substrate 10a via a lead wire 3a.

したがって、マウスピース37に吹き込まれた呼気は、キャップ部材38に設けた通気流路40の大径孔40aに流れ込み、その大部分は細径孔40bを通って排気口36aから外部に排出される。また呼気が大径孔40aから細径孔40bへと流入する際に、孔の内径が細径となることから圧損が生じ、呼気の一部が導入孔41を通って呼気溜まり空間43内に導入され、換気孔42からキャップ部材38の外部に排出される。また、呼気溜まり空間43に流入された呼気は、キャップ24に設けたガス導入用孔24aからキャップ24内部に入り込み、ガスセンサ2によって呼気中の検知対象ガス濃度が測定される。   Therefore, the exhaled air blown into the mouthpiece 37 flows into the large-diameter hole 40a of the ventilation channel 40 provided in the cap member 38, and most of the exhaled air is discharged to the outside through the small-diameter hole 40b. . Further, when exhalation flows from the large diameter hole 40a into the small diameter hole 40b, pressure loss occurs because the inner diameter of the hole becomes small, and a part of the exhalation passes through the introduction hole 41 into the exhalation accumulation space 43. It is introduced and discharged from the ventilation hole 42 to the outside of the cap member 38. Further, the exhaled air that has flowed into the exhalation reservoir space 43 enters the inside of the cap 24 from the gas introduction hole 24a provided in the cap 24, and the gas sensor 2 measures the concentration of the detection target gas in the exhaled air.

ここにおいて、呼気流路40からガスセンサ2内の感ガス体20にまで導入されることとなる呼気は、呼気流路40内を流れる方向と直交する方向に延びる導入孔41を通って、この導入孔41よりも大きな空間である呼気溜り空間43に導入され、呼気溜り空間43内でキャップ24のガス導入用孔24aを囲む外周縁部に当たる。そして、呼気溜り空間43内に呼気が一旦こもった後、呼気がガス導入用孔24aを通じてキャップ24の内部に導入されて、感ガス体20に接触するのである。したがって、使用者がマウスピース37に吹き込んだ呼気の流速や圧力が大きい場合であっても、感ガス体20に呼気が直接吹き掛けられないから、感ガス体20が呼気によって急激に冷やされることはなく、感ガス体20の温度変化を低減してより正確な測定を行うことができる。しかも、マウスピース37から吹き込まれた呼気は、呼気流路40及び導入孔41を通って呼気溜まり空間43に短時間で送り込まれ、この呼気溜まり空間43からガスセンサ2のキャップ24内部に導入されるから、感ガス体20の出力の応答速度を速めることができる。   Here, the exhaled air to be introduced from the exhalation flow path 40 to the gas sensitive body 20 in the gas sensor 2 passes through the introduction hole 41 extending in a direction perpendicular to the direction of flowing in the exhalation flow path 40 and this introduction. The air is introduced into an expiratory reservoir space 43 that is larger than the hole 41, and hits the outer peripheral edge of the cap 24 surrounding the gas introducing hole 24 a in the expiratory reservoir space 43. Then, after exhalation is once trapped in the exhalation reservoir space 43, the exhalation is introduced into the cap 24 through the gas introduction hole 24a and comes into contact with the gas sensitive body 20. Therefore, even if the flow rate and pressure of the exhaled breath blown into the mouthpiece 37 by the user is large, the exhaled air is not directly blown onto the sensitive body 20, and thus the sensitive body 20 is rapidly cooled by the exhaled breath. No, the temperature change of the gas sensitive body 20 can be reduced and more accurate measurement can be performed. Moreover, the exhaled air blown from the mouthpiece 37 passes through the exhalation flow path 40 and the introduction hole 41 into the exhalation reservoir space 43 in a short time, and is introduced from the exhalation reservoir space 43 into the cap 24 of the gas sensor 2. Therefore, the response speed of the output of the gas sensitive body 20 can be increased.

さらにキャップ部材38には、呼気溜まり空間43と外部とを連通する換気孔42が設けられているので、測定時に呼気溜まり空間43やキャップ24の内部にこもった呼気は、換気孔42及び通気孔46と前ケース32に設けられたスリット32aとを通って測定後に素早く清浄な空気に置換される。したがって、連続的に呼気の測定を行った場合や、高濃度の呼気を測定した後で低濃度の呼気を測定する場合であっても、呼気溜まり空間43やキャップ24の内部に呼気がこもりにくいから、前回測定時の呼気の影響を低減して、正確な測定を行うことができる。   Furthermore, since the cap member 38 is provided with a ventilation hole 42 that allows the expiration reservoir space 43 to communicate with the outside, the expiration trapped in the expiration reservoir space 43 and the cap 24 during the measurement is performed in the ventilation hole 42 and the ventilation hole. 46 and the slit 32a provided in the front case 32 are quickly replaced with clean air after measurement. Therefore, even when the expiration is continuously measured or when the low-concentration exhalation is measured after the high-concentration exhalation is measured, the exhalation is not easily trapped inside the expiratory collection space 43 or the cap 24. Therefore, it is possible to reduce the influence of exhalation at the time of the previous measurement and perform accurate measurement.

上述のようにガスセンサ2は、測定器本体30の貫通孔35b(呼気吹込口)から吹き込まれる呼気の少なくとも一部が感ガス体20に接触するように、測定器本体30内部に収納されている。感ガス体20の抵抗値は、感ガス体20に接触する検知対象ガスのガス濃度に応じて変化するものであり、本センサでは、感ガス体20に一端が電気的に接続された検出電極22と、ヒータ兼用電極21のグランド側の端子21bとの間の抵抗値から、感ガス体20の抵抗値を測定している。なお本実施形態では、検出電極22と端子21bとの間に発生する電圧VSをマイコン7が取り込んでおり、感ガス体20の抵抗値を検出電圧VSとして測定している。   As described above, the gas sensor 2 is housed inside the measuring device main body 30 so that at least a part of the exhaled air that is blown from the through hole 35b (exhalation blowing port) of the measuring device main body 30 contacts the gas sensitive body 20. . The resistance value of the gas sensitive body 20 changes according to the gas concentration of the gas to be detected that is in contact with the gas sensitive body 20, and in this sensor, a detection electrode having one end electrically connected to the gas sensitive body 20 The resistance value of the gas sensing body 20 is measured from the resistance value between the heater 22 and the ground-side terminal 21 b of the heater electrode 21. In the present embodiment, the microcomputer 7 takes in the voltage VS generated between the detection electrode 22 and the terminal 21b, and measures the resistance value of the gas sensitive body 20 as the detection voltage VS.

ここで、ヒータ兼用電極21の高電位側の端子21aはコネクタCN1の1番ピンと2番ピンに接続され、ヒータ兼用電極21のグランド側の端子21bはコネクタCN1の4番ピンと5番ピンとにそれぞれ接続され、さらに検出電極22の他端側はコネクタCN1,CN2の3番ピンに接続されている。コネクタCN2の1番ピンはPNP型のトランジスタQ1を介して電池電源1の正極に、コネクタCN2の5番ピンは電池電源1の負極にそれぞれ接続されている。ヒータ駆動回路5は、上記のトランジスタQ1と、トランジスタQ1のベース−エミッタ間に接続された抵抗R1と、トランジスタQ1のベースとマイコン7の出力ポートPO1間に接続された抵抗R2とで構成される。マイコン7からの制御信号に応じて、トランジスタQ1がオンになると、電池電源1→トランジスタQ1→コネクタCN1,CN2の1番ピン→ヒータ兼用電極21→コネクタCN1,CN2の5番ピン→電池電源1の経路でヒータ電流(駆動電流)が流れ、ヒータ兼用電極21の発熱によって感ガス体20が加熱される。   Here, the high potential side terminal 21a of the heater combined electrode 21 is connected to the first and second pins of the connector CN1, and the ground side terminal 21b of the heater combined electrode 21 is connected to the fourth and fifth pins of the connector CN1, respectively. Further, the other end of the detection electrode 22 is connected to the third pin of the connectors CN1 and CN2. The first pin of the connector CN2 is connected to the positive electrode of the battery power source 1 via a PNP transistor Q1, and the fifth pin of the connector CN2 is connected to the negative electrode of the battery power source 1. The heater drive circuit 5 includes the transistor Q1, the resistor R1 connected between the base and emitter of the transistor Q1, and the resistor R2 connected between the base of the transistor Q1 and the output port PO1 of the microcomputer 7. . When the transistor Q1 is turned on according to the control signal from the microcomputer 7, the battery power source 1 → the transistor Q1 → the first pin of the connectors CN1 and CN2 → the heater combined electrode 21 → the fifth pin of the connectors CN1 and CN2 → the battery power source 1 The heater current (drive current) flows through the path, and the gas sensitive body 20 is heated by the heat generated by the heater serving electrode 21.

また、コネクタCN2の2番ピン、4番ピンは、それぞれ、マイコン7のA/D入力ポートPI2,PI3に接続されている。マイコン7は、A/D入力ポートPI2,PI3にそれぞれ入力された電圧をA/D変換することによって、ヒータ兼用電極21の両端21a,21bの電圧VH1,VH2を検出し、両者の差分(VH1−VH2)を演算することで、ヒータ兼用電極21に印加されるヒータ電圧VHを測定する。そして、ヒータ制御部としてのマイコン7は、ヒータ電圧VHが所望の電圧値となるように、トランジスタQ1のオンデューティを変化させており、感ガス体20の温度を所望の温度に制御している。   Further, the 2nd and 4th pins of the connector CN2 are connected to the A / D input ports PI2 and PI3 of the microcomputer 7, respectively. The microcomputer 7 detects the voltages VH1 and VH2 at both ends 21a and 21b of the heater combined electrode 21 by A / D converting the voltages input to the A / D input ports PI2 and PI3, respectively, and the difference between them (VH1 The heater voltage VH applied to the heater combined electrode 21 is measured by calculating -VH2). And the microcomputer 7 as a heater control part is changing the on-duty of the transistor Q1 so that the heater voltage VH may become a desired voltage value, and is controlling the temperature of the gas sensitive body 20 to desired temperature. .

ここで、貴金属線からなるヒータ兼用電極21の抵抗値は約3Ωであるのに対して、コネクタCN1,CN2間の接触抵抗は約0.2Ωと比較的大きいため、ヒータ兼用電極21(ヒータ)の駆動電流が流れるコネクタCN2の1番ピンと5番ピンの間でヒータ電圧を測定すると、コネクタCN1,CN2間の接触抵抗による電圧ドロップ分も含めてヒータ電圧が測定されることになり、ヒータ電圧VHを正確に測定できなくなる。   Here, while the resistance value of the heater combined electrode 21 made of a noble metal wire is about 3Ω, the contact resistance between the connectors CN1 and CN2 is relatively large at about 0.2Ω, so the heater combined electrode 21 (heater) When the heater voltage is measured between the first pin and the fifth pin of the connector CN2 through which the drive current flows, the heater voltage is measured including the voltage drop due to the contact resistance between the connectors CN1 and CN2. VH cannot be measured accurately.

そこで、本実施形態ではヒータ電圧VHを検出するために、ヒータ電流が流れる1番ピンと5番ピンの間の電圧ではなく、ヒータ兼用電極21の両端がそれぞれ接続される2番ピンと4番ピンの電圧VH1,VH2をそれぞれ測定している。2番ピン及び4番ピンには、電圧検出のための微少な電流しか流れず、この電流はヒータの駆動電流に比べて遙かに小さいため、コネクタCN1,CN2間の接触抵抗による電圧ドロップ分は無視できる程度に小さくなり、ヒータ電圧VH(=VH1−VH2)を正確に検出することができる。   Therefore, in this embodiment, in order to detect the heater voltage VH, not the voltage between the 1st pin and the 5th pin through which the heater current flows, but the 2nd pin and the 4th pin to which both ends of the heater electrode 21 are connected, respectively. The voltages VH1 and VH2 are measured respectively. Only a very small current for voltage detection flows through the 2nd pin and the 4th pin, and this current is much smaller than the driving current of the heater. Therefore, the voltage drop due to the contact resistance between the connectors CN1 and CN2 Becomes small enough to be ignored, and the heater voltage VH (= VH1−VH2) can be accurately detected.

また、コネクタCN2の3番ピンは、負荷抵抗R3及びトランジスタQ2からなる直列回路を介して電池電源1の正極に接続されるとともに、マイコン7の入力ポートPI1に接続されている。感ガス体20の抵抗値を測定する場合、マイコン7は、ヒータ駆動回路5のトランジスタQ1がオフしている期間に、トランジスタQ2をオンさせて、負荷抵抗R3と感ガス体20との直列回路に電圧VCを印加し、ヒータ兼用電極21のグランド側の端子21bと検出電極22との間に発生する分圧電圧VSを検出電圧として入力ポートPI1から取り込む。そして、マイコン7では、この分圧電圧VSから抵抗R3との分圧比を求めて、分圧比と抵抗R3の抵抗値(既知)とを用いて、感ガス体20の抵抗値を求めており、感ガス体20の抵抗値に基づいてガス濃度の検出を行っている。   Further, the third pin of the connector CN2 is connected to the positive electrode of the battery power source 1 through a series circuit including the load resistor R3 and the transistor Q2, and is also connected to the input port PI1 of the microcomputer 7. When measuring the resistance value of the gas sensitive body 20, the microcomputer 7 turns on the transistor Q2 while the transistor Q1 of the heater driving circuit 5 is turned off, and the series circuit of the load resistor R3 and the gas sensitive body 20 is turned on. A voltage VC is applied to the first electrode 21 and a divided voltage VS generated between the ground-side terminal 21b of the heater serving electrode 21 and the detection electrode 22 is taken in as a detection voltage from the input port PI1. The microcomputer 7 obtains the voltage dividing ratio with the resistor R3 from the divided voltage VS, and obtains the resistance value of the gas sensitive body 20 using the voltage dividing ratio and the resistance value (known) of the resistor R3. The gas concentration is detected based on the resistance value of the gas sensitive body 20.

また本実施形態では、上述のように呼気吹込口からの呼気の吹込を検知するためにサーミスタ3を備えており、このサーミスタ3は、呼気吹込口から吹き込まれた呼気の少なくとも一部が感温部に接触するように測定器本体内部に収納されている。サーミスタ3の一端はコネクタCN1,CN2の6番ピンに接続されており、コネクタCN1,CN2を介して電池電源1の正極に接続されている。またサーミスタ3の他端はコネクタCN1,CN2の13番ピンに接続されており、コネクタCN2の13番ピンには抵抗R4の一端側が接続されている。抵抗R4の他端側は電池電源1の負極に接続されており、サーミスタ3及び抵抗R4の直列回路に電池電源1が印加されている。サーミスタ3の抵抗値は温度上昇に応じて変化するので、分圧比が変化して、抵抗R4の両端電圧が変化し、この抵抗R4の両端電圧がオペアンプOP1を用いた微分回路4に入力される。   Further, in the present embodiment, as described above, the thermistor 3 is provided to detect the exhalation of the exhaled air from the exhaled air inlet, and at least a part of the exhaled air blown from the exhaled air inlet is temperature sensitive. It is housed inside the measuring instrument main body so as to contact the part. One end of the thermistor 3 is connected to the 6th pin of the connectors CN1 and CN2, and is connected to the positive electrode of the battery power supply 1 via the connectors CN1 and CN2. The other end of the thermistor 3 is connected to the 13th pin of the connectors CN1 and CN2, and one end of the resistor R4 is connected to the 13th pin of the connector CN2. The other end side of the resistor R4 is connected to the negative electrode of the battery power source 1, and the battery power source 1 is applied to a series circuit of the thermistor 3 and the resistor R4. Since the resistance value of the thermistor 3 changes as the temperature rises, the voltage dividing ratio changes, the voltage across the resistor R4 changes, and the voltage across the resistor R4 is input to the differentiation circuit 4 using the operational amplifier OP1. .

微分回路4は、オペアンプOP1と、オペアンプOP1の出力端子と反転入力端子の間に接続された抵抗R5及びコンデンサC1の並列回路と、オペアンプOP1の反転入力端子とグランドの間に接続されたコンデンサC2とで構成され、抵抗R4の高圧側端がオペアンプOP1の非反転入力端子に入力されている。ここで、オペアンプOP1の非反転入力端子と出力端子の間、非反転入力端子と反転入力端子の間にはそれぞれスイッチSW2,SW3が接続されている。これらのスイッチSW2,SW3は、マイコン7の出力ポートPO3から出力される制御信号によって、オン/オフが制御される。スイッチSW2,SW3がオンになると、オペアンプOP1の非反転入力端子と出力端子の間、非反転入力端子と反転入力端子の間がそれぞれ短絡されて、コンデンサC2が抵抗R4の両端電圧まで急速に充電されるので、微分回路4からの微分出力の初期値が過大な値となるのを防止することができる。   The differentiation circuit 4 includes an operational amplifier OP1, a parallel circuit of a resistor R5 and a capacitor C1 connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1, and a capacitor C2 connected between the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 and the ground. The high voltage side end of the resistor R4 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. Here, switches SW2 and SW3 are connected between the non-inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1, and between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal, respectively. These switches SW2 and SW3 are controlled to be turned on / off by a control signal output from the output port PO3 of the microcomputer 7. When the switches SW2 and SW3 are turned on, the non-inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1 and the non-inverting input terminal and the inverting input terminal are short-circuited, and the capacitor C2 is rapidly charged to the voltage across the resistor R4. Therefore, it is possible to prevent the initial value of the differential output from the differentiating circuit 4 from becoming an excessive value.

また、測定開始スイッチSW1と抵抗R6との直列回路が電池電源1の両端間に接続されており、測定開始スイッチSW1と抵抗R6との接続点の電圧がマイコン7の入力ポートPI5に入力されている。   Further, a series circuit of the measurement start switch SW1 and the resistor R6 is connected between both ends of the battery power supply 1, and the voltage at the connection point between the measurement start switch SW1 and the resistor R6 is input to the input port PI5 of the microcomputer 7. Yes.

ここで、本実施形態の動作を図2のフローチャートに基づいて説明する。図示しない電源スイッチがオンされると、マイコン7は初期化動作を実行した後、メモリ8から各種の設定データや校正データを読み込み、待機モードに移行する。待機状態においてマイコン7は入力ポートPI5の電圧レベルを定期的にモニタしており、ユーザが測定開始スイッチSW1(以下、スイッチSW1と言う。)を押操作することによって、入力ポートPI5にHレベルのパルス信号が入力されると、マイコン7は待機モードを終了し、口臭要因ガスのガス濃度を測定するための制御処理をプログラムにしたがって開始する(図2のステップST1)。   Here, the operation of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG. When a power switch (not shown) is turned on, the microcomputer 7 executes an initialization operation, reads various setting data and calibration data from the memory 8, and shifts to a standby mode. In the standby state, the microcomputer 7 periodically monitors the voltage level of the input port PI5. When the user presses the measurement start switch SW1 (hereinafter referred to as switch SW1), the input port PI5 is set to the H level. When the pulse signal is input, the microcomputer 7 ends the standby mode and starts a control process for measuring the gas concentration of the bad breath causing gas according to the program (step ST1 in FIG. 2).

先ず、マイコン7は、出力ポートPO1から所定のオンデューティで所定の周期のパルス信号を出力して、トランジスタQ1をオン/オフさせており、トランジスタQ1のオン期間にトランジスタQ1を介してヒータ兼用電極21に電力が供給される。この時、ヒータ兼用電極21に印加される平均電圧はデューティ制御により約0.9Vとなり、ヒータ兼用電極21の発熱によって、感ガス体20が例えば400℃程度の温度まで加熱され、不使用時に感ガス体20の表面に接触した雑ガスなどを燃焼させてヒートクリーニングを行う。   First, the microcomputer 7 outputs a pulse signal having a predetermined cycle with a predetermined on-duty from the output port PO1 to turn on / off the transistor Q1. During the on-period of the transistor Q1, the heater combined electrode is provided via the transistor Q1. Power is supplied to 21. At this time, the average voltage applied to the heater combined electrode 21 is about 0.9 V by duty control, and the gas sensitive body 20 is heated to a temperature of, for example, about 400 ° C. by the heat generated by the heater combined electrode 21, and is sensed when not in use. Heat cleaning is performed by burning miscellaneous gas or the like in contact with the surface of the gas body 20.

また測定開始時に、マイコン7は、出力ポートPO3からオン制御信号を出力し、スイッチSW2,SW3を1秒間オンさせる(ステップST2)。スイッチSW2,SW3が共にオンになると、オペアンプOP1の非反転入力端子と出力端子の間、非反転入力端子と反転入力端子の間がそれぞれ短絡されることによって、帰還抵抗R5の両端間が短絡されるので、コンデンサC2は、サーミスタ3の抵抗値と抵抗R4の抵抗値との抵抗比で決定される分圧電圧V1(抵抗R4の両端電圧)まで急速に充電される。   At the start of measurement, the microcomputer 7 outputs an on control signal from the output port PO3, and turns on the switches SW2 and SW3 for 1 second (step ST2). When the switches SW2 and SW3 are both turned on, the non-inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1 are short-circuited, and the non-inverting input terminal and the inverting input terminal are short-circuited. Therefore, the capacitor C2 is rapidly charged to the divided voltage V1 (the voltage across the resistor R4) determined by the resistance ratio between the resistance value of the thermistor 3 and the resistance value of the resistor R4.

マイコン7は、スイッチSW2,SW3をオンさせてから1秒間が経過すると、入力ポートPI4から分圧電圧V1を取り込み、この分圧電圧V1からサーミスタ3の抵抗値を算出し、サーミスタ3の抵抗値をもとに測定開始時の検出温度Tpを算出する。そして、マイコン7は、検出温度Tpの算出を終了すると、出力ポートPO3からオフ制御信号を出力して、スイッチSW2,SW3をオフさせる。スイッチSW2,SW3がオフすると、オペアンプOP1の非反転入力端子と出力端子の間の短絡状態、並びに、非反転入力端子と反転入力端子の間の短絡状態がそれぞれ解除され、分圧電圧V1が微分回路4に入力される(ステップST3)。   When one second has elapsed after the switches SW2 and SW3 are turned on, the microcomputer 7 takes in the divided voltage V1 from the input port PI4, calculates the resistance value of the thermistor 3 from the divided voltage V1, and the resistance value of the thermistor 3 Based on the above, the detected temperature Tp at the start of measurement is calculated. When the calculation of the detected temperature Tp is completed, the microcomputer 7 outputs an off control signal from the output port PO3 to turn off the switches SW2 and SW3. When the switches SW2 and SW3 are turned off, the short-circuit state between the non-inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1 and the short-circuit state between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal are released, and the divided voltage V1 is differentiated. The signal is input to the circuit 4 (step ST3).

次に、吹込検出部としてのマイコン7が、ステップST3で算出した検出温度Tpと所定の基準温度(例えば33℃)との高低を比較し(ステップST4)、その比較結果に基づいて呼気の吹込判定にサーミスタ3の検出温度を使用するか否かを決定する。ここで、測定開始時の検出温度Tpが、人間の体温に対応して設定された温度範囲外であれば、呼気を吹き込んだ際にサーミスタ3の検出温度が大きく変化するため、サーミスタ3の検出温度の変化から呼気の吹込を検出しやすいが、上記温度範囲内であれば呼気の吹込時にもサーミスタ3の検出温度はあまり変化せず、呼気の吹込を検出しにくいと考えられる。そこで、マイコン7では、測定開始時における検出温度Tpが33℃よりも低ければ、呼気の吹込検知にサーミスタ3を使用することとし(ステップST5)、測定開始時における検出温度Tpが33℃以上であれば、呼気の吹込検知にサーミスタ3を使用せず、感ガス体20の抵抗値変化から呼気の吹込を検知することとする(ステップST6)。尚、本実施形態では、マイコン7が、測定開始時の検出温度Tpを、人間の体温に対応して設定した温度範囲(33℃以上)と比較し、測定開始時の検出温度Tpが上記温度範囲外であれば、つまり検出温度Tpが33℃未満であれば、吹込判定にサーミスタ3の検出温度Tpを使用しているが、上記の温度範囲に上限値を設けてもよい。すなわち、人間の体温に対応した温度範囲を例えば33℃以上且つ43℃以下の範囲とし、測定開始時の検出温度Tpが上記温度範囲外であれば(Tp<33℃、又は、Tp>43℃)、吹込判定にサーミスタ3の検出温度Tpを使用し、検出温度Tpが上記温度範囲内であれば、吹込判定にサーミスタ3の検出温度Tpを使用せず、感ガス体20の抵抗値変化から吹込検知を行うようにしてもよい。また、雰囲気温度が人間の体温以上である場合には、測定開始時の検出温度Tpを上記温度範囲の上限値のみと比較してもよく、検出温度Tpが上限値(例えば43℃)を越えていれば、吹込判定にサーミスタ3の検出温度Tpを使用し、検出温度Tpが上限値以下であれば、吹込判定にサーミスタ3の検出温度Tpを使用せず、感ガス体20の抵抗値変化から吹込検知を行えばよい。   Next, the microcomputer 7 serving as the blowing detection unit compares the detected temperature Tp calculated in step ST3 with a predetermined reference temperature (for example, 33 ° C.) (step ST4), and breaths are blown based on the comparison result. It is determined whether or not the temperature detected by the thermistor 3 is used for the determination. Here, if the detected temperature Tp at the start of measurement is outside the temperature range set corresponding to the human body temperature, the detected temperature of the thermistor 3 changes greatly when exhalation is blown. Although it is easy to detect the exhaled breath from the temperature change, it is considered that the detected temperature of the thermistor 3 does not change much even when exhaling is in the above temperature range, and it is difficult to detect the exhaled breath. Therefore, if the detected temperature Tp at the start of measurement is lower than 33 ° C., the microcomputer 7 uses the thermistor 3 to detect the exhalation of breath (step ST5), and the detected temperature Tp at the start of measurement is 33 ° C. or higher. If there is, the thermistor 3 is not used for the detection of the exhalation of breath, and the exhalation of breath is detected from the change in the resistance value of the gas sensitive body 20 (step ST6). In this embodiment, the microcomputer 7 compares the detected temperature Tp at the start of measurement with a temperature range (33 ° C. or higher) set corresponding to the human body temperature, and the detected temperature Tp at the start of measurement is the above temperature. If it is outside the range, that is, if the detected temperature Tp is less than 33 ° C., the detected temperature Tp of the thermistor 3 is used for blowing determination, but an upper limit value may be provided in the above temperature range. That is, if the temperature range corresponding to human body temperature is, for example, 33 ° C. or more and 43 ° C. or less, and the detected temperature Tp at the start of measurement is outside the above temperature range (Tp <33 ° C. or Tp> 43 ° C. ) If the detected temperature Tp of the thermistor 3 is used for the blow determination and the detected temperature Tp is within the above temperature range, the detected temperature Tp of the thermistor 3 is not used for the blow determination, and the resistance value change of the gas sensitive body 20 is detected. You may make it perform blowing detection. When the ambient temperature is equal to or higher than the human body temperature, the detected temperature Tp at the start of measurement may be compared with only the upper limit value of the above temperature range, and the detected temperature Tp exceeds the upper limit value (for example, 43 ° C.). If the detected temperature Tp of the thermistor 3 is used for the blow determination, and the detected temperature Tp is equal to or lower than the upper limit value, the detected temperature Tp of the thermistor 3 is not used for the blow determination, and the resistance value change of the gas sensitive body 20 is changed. The blowing detection may be performed.

マイコン7では、サーミスタ3の温度判定を終了すると、スイッチSW1が操作されてから2.5秒目まで例えば0.1秒毎に、トランジスタQ1がオフしているタイミングで、トランジスタQ2をオンさせる信号を出力ポートPO3から出力させ、負荷抵抗R3を介して感ガス体20に通電するとともに、感ガス体20の両端電圧VSを入力ポートPI1から取り込み、メモリ8に逐次記憶させる。   In the microcomputer 7, when the temperature determination of the thermistor 3 is completed, a signal for turning on the transistor Q2 at a timing at which the transistor Q1 is turned off, for example, every 0.1 second until 2.5 seconds after the switch SW1 is operated. Is output from the output port PO3, the gas sensitive body 20 is energized through the load resistor R3, and the voltage VS across the gas sensitive body 20 is taken in from the input port PI1 and stored in the memory 8 sequentially.

そして、マイコン7は、スイッチSW1の押操作時から2.5秒が経過した時点で、検出電圧VSの二次微分値VS”を求め(ステップST7)、二次微分値VS”の大きさに応じてヒートクリーニング時間(待機時間)を決定する。   Then, the microcomputer 7 obtains the secondary differential value VS ″ of the detection voltage VS when 2.5 seconds have elapsed from the time when the switch SW1 is pressed (step ST7), and sets the magnitude of the secondary differential value VS ″. The heat cleaning time (standby time) is determined accordingly.

ところで、測定開始のためにスイッチSW1が押されると、感ガス体20の加熱を開始しており、加熱開始時より所定時間が経過するまでは、不使用時に感ガス体20の表面に接触した雑ガスなどを燃焼させてクリーニングを行うヒートクリーニング時間とし、このヒートクリーニング時間が経過した後に、呼気成分の測定を行うようになっている。ここで、口臭測定器A(呼気測定器)が使用されていない放置期間が長いほど、ヒートクリーニングに長い時間を要するので、従来はヒートクリーニング時間を長めに設定していたが、なるべく早く測定を行いたいというユーザの要望があり、この口臭測定器Aでは、前回の測定時からの放置期間が短い場合にはヒートクリーニング時間を短くして、測定までの時間を短縮している。前回測定時からの放置期間が短い場合は、感ガス体20の表面に接触している雑ガスなどの汚れは少なく、感ガス体20の抵抗値は短時間で急激に変動するのに対して、放置期間が長い場合は、感ガス体20の表面に接触している雑ガスなどの汚れが多いため、感ガス体20の抵抗値は長時間をかけてゆっくりと変動(漸増又は漸減)すると考えられる。そこで、マイコン7では、ステップST7で求めた検出電圧の二次微分値VS”が大きいほど、前回測定時からの放置期間が短いと判断して、ヒートクリーニング時間を短めに設定し、二次微分値VS”が小さいほど、前回の使用時から長期間放置されていたと判断して、ヒートクリーニング時間を長めに設定する。   By the way, when the switch SW1 is pressed to start measurement, heating of the gas sensitive body 20 is started, and the surface of the gas sensitive body 20 is contacted when not in use until a predetermined time elapses from the start of heating. A heat cleaning time for cleaning by burning miscellaneous gas or the like is set, and after the heat cleaning time has elapsed, the expiration component is measured. Here, the longer the leaving period when the breath breath odor measuring device A (exhalation measuring device) is not used, the longer the time required for heat cleaning, so conventionally, the heat cleaning time was set longer, but the measurement was performed as soon as possible. There is a user's desire to perform this, and in this breath odor measuring device A, when the leaving period from the previous measurement is short, the heat cleaning time is shortened to shorten the time until measurement. When the standing period from the previous measurement is short, there is little dirt such as miscellaneous gas in contact with the surface of the gas sensitive body 20, and the resistance value of the gas sensitive body 20 changes rapidly in a short time. When the leaving period is long, there is a lot of dirt such as miscellaneous gas in contact with the surface of the gas sensitive body 20, and therefore the resistance value of the gas sensitive body 20 slowly changes (gradual increase or decrease) over a long period of time. Conceivable. Therefore, the microcomputer 7 determines that the standing period from the previous measurement is shorter as the secondary differential value VS "of the detected voltage obtained in step ST7 is larger, and sets the heat cleaning time to be shorter. The smaller the value VS ", the longer the heat cleaning time is set because it is determined that it has been left for a long time since the previous use.

ここで、時刻(t1−Δt),t1,(t1+Δt)における検出電圧をそれぞれVS1,VS2,VS3とすると、時刻t1における検出電圧VSの二次微分値VS”は、VS1とVS3との平均値でVS2を除した値となり、次式で表される。   Here, if the detected voltages at times (t1−Δt), t1, (t1 + Δt) are VS1, VS2, and VS3, respectively, the second-order differential value VS ″ of the detected voltage VS at time t1 is an average value of VS1 and VS3. Is obtained by dividing VS2.

VS”=VS2×2/(VS1+VS3)
そして、本実施形態では、VS1,VS2,VS3のそれぞれに、検出電圧VSの加算平均値を用いており、マイコン7では、以下の式(1)を用いて、スイッチSW1の押操作時から1.8秒目における二次微分値VS”を算出している。尚、VS(t)は、測定開始スイッチSW1の押操作時からt秒経過時の感ガス体20の検出電圧VSである。
VS "= VS2 * 2 / (VS1 + VS3)
In this embodiment, the addition average value of the detection voltages VS is used for each of VS1, VS2, and VS3, and the microcomputer 7 uses the following equation (1) to calculate 1 from the time when the switch SW1 is pressed. The second-order differential value VS ″ at the 8th second is calculated. Note that VS (t) is the detection voltage VS of the gas sensitive body 20 when t seconds have elapsed since the measurement start switch SW1 was pressed.

Figure 2011232058
Figure 2011232058

マイコン7は、スイッチSW1の押操作時から1.8秒目における二次微分値VS”を算出すると、二次微分値VS”を所定の定数で除して正規化した後、正規化された二次微分値VS”と所定の基準値(例えば1)との高低を比較する(ステップST8)。ステップST8の判断処理で、正規化された二次微分値VS”が1以上であれば、マイコン7は、放置期間が短いと判断してヒートクリーニング時間を5秒に設定する(ステップST9)。一方、ステップST8の判断処理で、正規化された二次微分値VS”が1未満であれば、マイコン7は、正規化後の二次微分値VS”と所定の基準値(例えば0.6)との高低を比較し(ステップST10)、正規化後の二次微分値VS”が0.6以上且つ1未満であれば、高濃度ガスの測定後に初めて測定する場合と判定して、ヒートクリーニング時間を15秒に設定する(ステップST11)。また、正規化後の二次微分値VS”が0.6未満であれば、マイコン7は、長期放置品であると判断してヒートクリーニング時間を20秒に設定する(ステップST12)。   When the microcomputer 7 calculates the secondary differential value VS ″ at 1.8 seconds from the time when the switch SW1 is pressed, the secondary differential value VS ″ is normalized by dividing by a predetermined constant and then normalized. The level of the secondary differential value VS ″ is compared with a predetermined reference value (for example, 1) (step ST8). If the normalized secondary differential value VS ″ is 1 or more in the determination process of step ST8, The microcomputer 7 determines that the leaving period is short and sets the heat cleaning time to 5 seconds (step ST9). On the other hand, if the normalized secondary differential value VS ″ is less than 1 in the determination process of step ST8, the microcomputer 7 determines that the normalized secondary differential value VS ″ and a predetermined reference value (for example, 0.6 ) (Step ST10), and if the secondary differential value VS "after normalization is 0.6 or more and less than 1, it is determined that the measurement is performed for the first time after the measurement of the high concentration gas, and the heat The cleaning time is set to 15 seconds (step ST11). If the secondary differential value VS "after normalization is less than 0.6, the microcomputer 7 determines that the product is a long-term neglected product, and the heat cleaning time. Is set to 20 seconds (step ST12).

尚、図4は、3種類のサンプル(長期放置品A,Bと通常品C)について、各種雰囲気中(6種類の呼気と1mg/Lの基準ガス)での二次微分値の測定データを示しており、長期放置品A,Bは通常品に比べて二次微分値が大きくなっている。尚、図中の▲が長期放置品A、■が長期放置品B、◆が通常品のデータである。   FIG. 4 shows the measurement data of secondary differential values in various atmospheres (six types of exhaled gas and 1 mg / L reference gas) for three types of samples (long-term neglected products A and B and normal product C). The long-term neglected products A and B have a second order differential value larger than that of the normal product. In the figure, ▲ is the long-term abandoned product A, ■ is the long-term abandoned product B, and ♦ is the normal product data.

上述の判定処理によりヒートクリーニング時間(待機時間)が決定されると、マイコン7は、ヒートクリーニング時間が終了するまで、感ガス体20の表面に付着した雑ガスなどを燃焼させてヒートクリーニングを行い、検知対象ガスの測定開始に備える。   When the heat cleaning time (standby time) is determined by the determination process described above, the microcomputer 7 performs heat cleaning by burning miscellaneous gas and the like adhering to the surface of the gas sensitive body 20 until the heat cleaning time ends. In preparation for the start of measurement of the detection target gas.

そして、ヒートクリーニング時間が終了すると(ステップST13)、マイコン7は、図示しない表示ランプを点滅させたり、ブザーを鳴動させるなどして、ユーザに測定準備が完了したことを報知し、呼気の吹込を促すとともに、呼気の吹込に備える。   When the heat cleaning time ends (step ST13), the microcomputer 7 informs the user that the measurement preparation is completed by blinking a display lamp (not shown) or sounding a buzzer, and injects exhalation. Encourage and prepare for exhalation.

ここで、呼気の吹込判定にサーミスタ3を使用するか否かで、以後の動作が異なっており、先ず、サーミスタ3を使用する場合の動作について説明する(ステップST14のYES)。   Here, the subsequent operation differs depending on whether or not the thermistor 3 is used for the determination of exhalation of breath. First, the operation when the thermistor 3 is used will be described (YES in step ST14).

マイコン7は、微分回路4から出力されるサーミスタ出力VTH(分圧電圧V1の微分出力)を入力ポートPI4から逐次(例えば0.1秒毎)取り込み、ヒートクリーニング期間の終了時におけるサーミスタ出力VTH0を基準値としてメモリ8に記憶させるとともに(ステップST15)、各取込時点におけるサーミスタ出力VTHもメモリ8に記憶させる。   The microcomputer 7 sequentially receives the thermistor output VTH (differential output of the divided voltage V1) output from the differentiating circuit 4 from the input port PI4 (for example, every 0.1 second), and obtains the thermistor output VTH0 at the end of the heat cleaning period. The reference value is stored in the memory 8 (step ST15), and the thermistor output VTH at each capture time is also stored in the memory 8.

次にマイコン7は、現在のサーミスタ出力VTHと、基準値VTH0に0.3Vを加算した値(吹込判定値)との高低を比較する(ステップST16)。   Next, the microcomputer 7 compares the level of the current thermistor output VTH with the value obtained by adding 0.3 V to the reference value VTH0 (injection determination value) (step ST16).

ここで、現在のサーミスタ出力VTHが、基準値VTH0に0.3Vを加算した値(吹込判定値)を上回る状態が0.5秒間続かなかった場合(ステップST16のNO)、マイコン7は、ヒートクリーニング期間の終了時から6秒が経過したか否かを判断し(ステップST18)、6秒が経過していれば(ステップST18のYES)、ヒートクリーニングの終了時から6秒が経過しても呼気の吹込が行われていないと判断して、LCD6に吹き掛けエラーを表示させる(ステップST25)。   Here, when the current thermistor output VTH does not continue for 0.5 seconds (NO in step ST <b> 16), a state in which the current thermistor output VTH exceeds the value obtained by adding 0.3 V to the reference value VTH <b> 0 (injection determination value), the microcomputer 7 It is determined whether 6 seconds have elapsed since the end of the cleaning period (step ST18). If 6 seconds have elapsed (YES in step ST18), even if 6 seconds have elapsed since the end of heat cleaning. It is determined that exhalation has not been performed, and an error is displayed on the LCD 6 (step ST25).

一方、現在のサーミスタ出力VTHが、基準値VTH0に0.3Vを加算した値(吹込判定値)を上回る状態が0.5秒間継続すると(ステップST16のYES)、マイコン7は、サーミスタ3の検出信号の微分出力が吹込判定値を上回ったことから、呼気が吹き込まれたと判断し、メモリ8から現在までのサーミスタ出力VTHの値を読み出して、サーミスタ出力VTHのピーク値VTHMを抽出した後(ステップST17)、現在のサーミスタ出力VTHが、ピーク値VTHMの60%の値(中断判定値)よりも高いか低いかを判定する(ステップST19)。   On the other hand, when the current thermistor output VTH continues to exceed the value obtained by adding 0.3 V to the reference value VTH0 (injection determination value) for 0.5 seconds (YES in step ST16), the microcomputer 7 detects the thermistor 3. Since the differential output of the signal exceeds the inhalation determination value, it is determined that exhalation has been inhaled, the value of the thermistor output VTH up to the present is read from the memory 8, and the peak value VTHM of the thermistor output VTH is extracted (step) ST17) It is determined whether the current thermistor output VTH is higher or lower than 60% of the peak value VTHM (interruption determination value) (step ST19).

ここで、ステップST19の判定の結果、現在のサーミスタ出力VTHがピーク値VTHMの60%の値(中断判定値)を下回っていれば(ステップST19のNO)、マイコン7は、呼気の吹込が早い段階(吹込検知から3秒以内)で中断されたためにサーミスタ3の検出温度が低下したと判断し、早期の吹込中断が発生したことをLCD6に表示させる(ステップST21)。   Here, as a result of the determination in step ST19, if the current thermistor output VTH is less than 60% of the peak value VTHM (interruption determination value) (NO in step ST19), the microcomputer 7 blows in the breath quickly. It is determined that the detected temperature of the thermistor 3 has been lowered because it has been interrupted at the stage (within 3 seconds from the detection of blowing), and the fact that the early blowing interruption has occurred is displayed on the LCD 6 (step ST21).

またステップST19の判定の結果、現在のサーミスタ出力VTHがピーク値VTHMの60%の値よりも高ければ(ステップST19のYES)、マイコン7は、呼気の吹込が継続していると判断して、吹込検知から3秒が経過したか否かの判定を行う(ステップST20)。   If the current thermistor output VTH is higher than 60% of the peak value VTHM as a result of the determination in step ST19 (YES in step ST19), the microcomputer 7 determines that the exhalation is continuing, It is determined whether or not 3 seconds have elapsed since the detection of blowing (step ST20).

ここで、吹込検知から3秒が経過していなければ(ステップST20のNO)、マイコン7はステップST17に戻って上記の処理を繰り返す。一方、吹込検知から3秒が経過していれば(ステップST20のYES)、マイコン7は、吹込検知から3秒目のセンサ電圧VSと4秒目のセンサ電圧VSとを測定し、4秒目のセンサ電圧VSが、3秒目のセンサ電圧VSの±20%以内に収まっているか否かの判定を行う(ステップST22)。   Here, if 3 seconds have not elapsed since the detection of blowing (NO in step ST20), the microcomputer 7 returns to step ST17 and repeats the above processing. On the other hand, if 3 seconds have passed since the detection of the blow (YES in step ST20), the microcomputer 7 measures the sensor voltage VS at the third second and the sensor voltage VS at the fourth second from the detection of the blow, and the fourth second. It is determined whether the sensor voltage VS is within ± 20% of the sensor voltage VS at the third second (step ST22).

そして、4秒目のセンサ電圧VSが、3秒目のセンサ電圧VSの±20%以内に収まっていれば(ステップST22のYES)、マイコン7は、ガス濃度の測定に必要な所定の吹込時間(例えば4秒)呼気が吹き込まれたと判断し、4秒目のセンサ電圧VSとメモリ8に登録された基準データとを用いて、検知対象ガスのガス濃度を算出し、LCD6にガス濃度の算出結果を表示させる(ステップST23)。   If the sensor voltage VS at 4 seconds is within ± 20% of the sensor voltage VS at 3 seconds (YES in step ST22), the microcomputer 7 determines a predetermined blowing time necessary for measuring the gas concentration. (For example, 4 seconds) It is determined that exhalation has been blown, and the gas concentration of the detection target gas is calculated using the sensor voltage VS of the 4th second and the reference data registered in the memory 8, and the gas concentration is calculated on the LCD 6. The result is displayed (step ST23).

一方、4秒目のセンサ電圧VSが、3秒目のセンサ電圧VSの±20%以内に収まっていなければ(ステップST22のNO)、マイコン7は、吹込検知から3秒が経過した後に、呼気の吹込が中断されたと判断して(ステップST24)、3秒後に吹込中断を検知したことをLCD6に表示させる。   On the other hand, if the sensor voltage VS at the fourth second is not within ± 20% of the sensor voltage VS at the third second (NO in step ST22), the microcomputer 7 expires after 3 seconds have passed since the detection of the blowing. Is determined to have been interrupted (step ST24), and the fact that the interruption of the blowing has been detected is displayed on the LCD 6 after 3 seconds.

サーミスタ3の検出信号を呼気の吹込判定に使用する場合の動作は以上の通りであり、呼気の吹込判定にサーミスタ3を使用しない場合の動作について以下に説明を行う(ステップST14のNO)。   The operation when the detection signal of the thermistor 3 is used for the determination of inhalation of breath is as described above, and the operation when the thermistor 3 is not used for the determination of inhalation of expiration will be described below (NO in step ST14).

この場合、マイコン7では、感ガス体20の抵抗値(すなわち検出電圧VS)に基づいて呼気の吹込判定を行う。マイコン7では、ヒートクリーニングの終了後もトランジスタQ1をオン/オフさせて、ヒータ兼用電極20への通電を継続しており、感ガス体20は測定期間においてもヒートクリーニング期間と略同じ温度に加熱される。またマイコン7では、トランジスタQ1をオフさせたタイミングで、例えば0.1秒毎にトランジスタQ2をオンさせる信号を出力ポートPO3から出力させ、負荷抵抗R3を介して感ガス体20に通電するとともに、感ガス体20の両端電圧VSを入力ポートPI1から取り込み、メモリ8に逐次記憶させている。そして、マイコン7では、ヒートクリーニング期間を終了すると、メモリ8から0.5秒前の感ガス体20の検出電圧VS(t−0.5)を読み出すとともに、入力ポートPI1から現在の検出電圧VS(t)を取り込み、下記の式(2)を用いて検出電圧VSの変化割合dVSを算出する。   In this case, the microcomputer 7 determines whether to breathe out based on the resistance value of the gas sensitive body 20 (that is, the detection voltage VS). In the microcomputer 7, the transistor Q1 is turned on / off after the heat cleaning is finished, and the energization to the heater electrode 20 is continued, and the gas sensitive body 20 is heated to substantially the same temperature as the heat cleaning period in the measurement period. Is done. Further, the microcomputer 7 outputs a signal for turning on the transistor Q2 from the output port PO3 at a timing when the transistor Q1 is turned off, for example, every 0.1 second, and energizes the gas sensitive body 20 through the load resistor R3. The voltage VS across the gas sensitive body 20 is taken in from the input port PI1 and stored in the memory 8 sequentially. When the heat cleaning period ends, the microcomputer 7 reads the detection voltage VS (t−0.5) of the gas sensitive body 20 0.5 seconds before from the memory 8 and also reads the current detection voltage VS from the input port PI1. (T) is taken in and the change rate dVS of the detection voltage VS is calculated using the following equation (2).

dVS=[VS(t)−VS(t−0.5)]/VS(t−0.5) …(2)
そして、マイコン7は、検出電圧VSの変化割合dVSが40%以上で、且つ、同一方向に変化する状態が3回(すなわち0.3秒)連続するか否かを判定する(ステップST26)。
dVS = [VS (t) −VS (t−0.5)] / VS (t−0.5) (2)
Then, the microcomputer 7 determines whether or not the change rate dVS of the detection voltage VS is 40% or more and the state of changing in the same direction continues three times (that is, 0.3 seconds) (step ST26).

ここで、検出電圧VSの変化割合dVSが40%以上で、且つ、同一方向に変化する状態が3回(すなわち0.3秒)連続すれば(ステップST26のYES)、マイコン7は、呼気の吹込が開始されたと判断し、続いて、検出電圧VSの変化割合dVSが20%以上で、且つ、同一方向に変化する状態が5回(すなわち0.5秒)連続するか否かを判定する(ステップST27)。   Here, if the change rate dVS of the detection voltage VS is 40% or more and the state of changing in the same direction continues three times (that is, 0.3 seconds) (YES in step ST26), the microcomputer 7 It is determined that blowing has started, and subsequently, it is determined whether or not the change rate dVS of the detection voltage VS is 20% or more and the state of changing in the same direction continues five times (that is, 0.5 seconds). (Step ST27).

そして、変化割合dVSが20%以上で且つ同一方向に変化する状態が5回(0.5秒)連続すれば(ステップST27のYES)、マイコン7は、継続して吹込が行われていると判断し、3秒間待機する(ステップST28)。3秒間の待機後、マイコン7は、吹込検知から3秒目のセンサ電圧VSと4秒目のセンサ電圧VSとを測定し、4秒目のセンサ電圧VSが、3秒目のセンサ電圧VSの±20%以内に収まっているか否かの判定を行う(ステップST22)。   If the change rate dVS is 20% or more and the state of changing in the same direction continues five times (0.5 seconds) (YES in step ST27), the microcomputer 7 continues to blow. Determine and wait for 3 seconds (step ST28). After waiting for 3 seconds, the microcomputer 7 measures the sensor voltage VS at the 3rd second and the sensor voltage VS at the 4th second from the detection of blowing, and the sensor voltage VS at the 4th second is equal to the sensor voltage VS at the 3rd second. It is determined whether it is within ± 20% (step ST22).

ここで、4秒目のセンサ電圧VSが、3秒目のセンサ電圧VSの±20%以内に収まっていれば(ステップST22のYES)、マイコン7は、ガス濃度の測定に必要な所定の吹込時間(例えば4秒)呼気が吹き込まれたと判断し、4秒目のセンサ電圧VSとメモリ8に登録された基準データとを用いて、検知対象ガスのガス濃度を算出し、LCD6にガス濃度の算出結果を表示させる(ステップST23)。   Here, if the sensor voltage VS at the fourth second is within ± 20% of the sensor voltage VS at the third second (YES in step ST22), the microcomputer 7 performs a predetermined injection necessary for measuring the gas concentration. It is determined that exhalation has been blown in for a time (for example, 4 seconds), the gas concentration of the detection target gas is calculated using the sensor voltage VS at the 4th second and the reference data registered in the memory 8, and the gas concentration is displayed on the LCD 6. The calculation result is displayed (step ST23).

一方、4秒目のセンサ電圧VSが、3秒目のセンサ電圧VSの±20%以内に収まっていなければ(ステップST22のNO)、マイコン7は、吹込検知から3秒が経過した後に、呼気の吹込が中断されたと判断して(ステップST24)、3秒後に吹込中断を検知したことをLCD6に表示させる。   On the other hand, if the sensor voltage VS at the fourth second is not within ± 20% of the sensor voltage VS at the third second (NO in step ST22), the microcomputer 7 expires after 3 seconds have passed since the detection of the blowing. Is determined to have been interrupted (step ST24), and the fact that the interruption of the blowing has been detected is displayed on the LCD 6 after 3 seconds.

またマイコン7は、ステップST26又はステップST27の判定が不成立になった場合、ヒートクリーニング終了時から6秒が経過したか否かを判定し(ステップST29)、6秒間が経過すれば、ヒートクリーニングの終了時から6秒が経過しても呼気の吹込が行われていないと判断して、LCD6に吹き掛けエラーを表示させる(ステップST25)。   If the determination in step ST26 or step ST27 is not established, the microcomputer 7 determines whether 6 seconds have elapsed from the end of the heat cleaning (step ST29), and if 6 seconds have elapsed, the heat cleaning is performed. It is determined that no breath has been blown even after 6 seconds have elapsed from the end, and a blowing error is displayed on the LCD 6 (step ST25).

本実施形態の測定動作は以上の通りであり、測定開始時の雰囲気温度が、人間の体温に対応して設定された温度範囲外であれば、サーミスタ3の検出温度に基づいて呼気の吹込を判断している。本実施形態では、呼気吹込口から呼気が吹き込まれると、サーミスタ3の検出温度が呼気の温度に近づく方向に変化することを利用し、サーミスタ3の検出信号の微分出力が吹込判定値を超えると、呼気が吹き込まれたと判定し、また吹込判定時から所定の吹込時間が経過するまでの間に微分出力が中断判定値を下回ると、吹込が中断されたと判断しているので、感ガス体20の抵抗値変化から呼気の吹込を検知する場合に比べて、呼気の吹き掛け開始や吹込の中断を確実に判断して、ガス濃度の測定を開始させることができる。   The measurement operation of the present embodiment is as described above. If the ambient temperature at the start of measurement is outside the temperature range set corresponding to the human body temperature, the exhalation is blown based on the temperature detected by the thermistor 3. Deciding. In this embodiment, when the exhalation is blown from the exhalation inlet, the detection temperature of the thermistor 3 changes in a direction approaching the exhalation temperature, and the differential output of the detection signal of the thermistor 3 exceeds the inhalation determination value. When the differential output falls below the interruption determination value during the period from the time of the determination to the elapse of the predetermined period of time until the predetermined period of time elapses, it is determined that the injection has been interrupted. Compared with the case where the exhalation of breath is detected from the change in the resistance value, it is possible to start the measurement of the gas concentration by reliably determining the start of exhalation or the interruption of the exhalation.

また、雰囲気温度が人間の体温に対応して設定された温度範囲内の場合、サーミスタ3の検出信号を用いて呼気の吹込を判断すると誤検出の虞があるが、本実施形態では測定開始時の検出温度が上記温度範囲内であれば、マイコン7が、感ガス体20の抵抗値変化から呼気の吹込を判断するので、呼気の吹込を誤検出する可能性を低減することができる。   In addition, when the ambient temperature is within a temperature range set corresponding to the human body temperature, there is a risk of erroneous detection if breathing in is determined using the detection signal of the thermistor 3, but in the present embodiment, at the start of measurement. If the detected temperature is within the above temperature range, the microcomputer 7 determines the inhalation of the exhalation from the change in the resistance value of the gas sensitive body 20, so that the possibility of erroneously detecting the exhalation of the exhalation can be reduced.

また更に、マイコン7は、吹込の中断を検出する際に、サーミスタ3の検出信号の微分出力だけではなく、感ガス体20の抵抗値が低濃度方向に変化することから、吹込の中断を検出しているので、より正確に吹込の中断を検出することができる。   Furthermore, when detecting the interruption of the blowing, the microcomputer 7 detects the interruption of the blowing because not only the differential output of the detection signal of the thermistor 3 but also the resistance value of the gas sensitive body 20 changes in the low concentration direction. Therefore, it is possible to detect the interruption of blowing more accurately.

また、ヒータ兼用電極21を駆動するヒータ電流が流れる一対の通電用端子(コネクタCN2の1番ピン及び5番ピン)の電圧からヒータ電圧を検出すると、基板間接続コネクタCN1,CN2の接触抵抗による電圧ドロップ分も含んで検出されるため、ヒータ電圧の検出が不正確になるが、本実施形態では、ヒータ(ヒータ兼用電極21)の駆動電流が流れない電圧測定用端子(コネクタCN2の2番ピン及び4番ピン)の端子間電圧からヒータ電圧を測定しているので、ヒータ電圧を正確に測定でき、マイコン7及びヒータ駆動回路5によってヒータの発熱量、すなわち感ガス体20の温度を正確に制御することができ、ガス濃度の測定を正確に行うことができる。   Further, when the heater voltage is detected from the voltage of a pair of energization terminals (the first pin and the fifth pin of the connector CN2) through which the heater current for driving the heater electrode 21 flows, the contact resistance of the board-to-board connectors CN1 and CN2 Since the detection includes the voltage drop, the detection of the heater voltage is inaccurate. However, in this embodiment, the voltage measurement terminal (connector CN2 No. 2) where the drive current of the heater (heater combined electrode 21) does not flow is used. Since the heater voltage is measured from the voltage between the terminals of the pin No. 4 and No. 4 pin), the heater voltage can be measured accurately, and the microcomputer 7 and the heater drive circuit 5 can accurately determine the heat generation amount of the heater, that is, the temperature of the gas sensitive body 20 Therefore, the gas concentration can be measured accurately.

ところで、サーミスタ3の感温部は、呼気流路40の細径孔40b内で、排気口36aに近い場所に配置されている。マウスピース37に吹き込まれた呼気は、呼気流路40を通って排気口36aから外部へと排出されるので、呼気流路40内に配置されたサーミスタ3の感温部に呼気が接触し、サーミスタ3の出力が呼気温度に応じて変化する。ここで、排気口36aからサーミスタ3の感温部までの距離が長い場合、感温部の周りに残った呼気の影響で、サーミスタ3の出力が雰囲気温度に戻るのが遅れる可能性がある。そのため、連続して測定が行われると、サーミスタ3の出力変化が小さくなり、サーミスタ3の出力変化から呼気の吹き掛け開始や吹込の中断を検出しにくくなる。本実施形態では、サーミスタ3が、呼気流路40の細径孔40b内で、排気口36aに近い場所に配置されているので、呼気の吹き掛けが終了した後に、サーミスタ3の感温部の周りに滞留する呼気が排気口36aから短時間で排出されやすく、サーミスタ3の出力が雰囲気温度に対応した出力に短時間で戻りやすくなっている。   By the way, the temperature sensing part of the thermistor 3 is disposed in the narrow hole 40b of the exhalation flow path 40 at a location close to the exhaust port 36a. Since the exhaled air blown into the mouthpiece 37 passes through the exhalation flow path 40 and is discharged to the outside from the exhaust port 36a, the exhalation contacts the temperature sensing part of the thermistor 3 disposed in the exhalation flow path 40, The output of the thermistor 3 changes according to the expiration temperature. Here, when the distance from the exhaust port 36a to the temperature sensing part of the thermistor 3 is long, the output of the thermistor 3 may be delayed from returning to the ambient temperature due to the influence of the breath remaining around the temperature sensing part. Therefore, when measurement is continuously performed, the change in the output of the thermistor 3 becomes small, and it becomes difficult to detect the start of blowing exhalation and the interruption of the blowing from the change in the output of the thermistor 3. In the present embodiment, since the thermistor 3 is disposed in the narrow hole 40b of the expiratory flow path 40 at a location close to the exhaust port 36a, after the expiratory blowing is finished, the temperature sensing portion of the thermistor 3 is The exhaled air staying around is easily discharged from the exhaust port 36a in a short time, and the output of the thermistor 3 is easily returned to the output corresponding to the ambient temperature in a short time.

したがって、連続して呼気の測定が行われた場合でも、サーミスタ3の出力変化を大きくでき、サーミスタ3の出力変化から呼気の吹き掛け開始や吹込の中断を検出しやすくできる。尚、サーミスタ3としては高速応答のものを用いるのが好ましく、熱時定数が5秒以上のものでは、吹き掛け検知や中断検知の感度が得られなかったが、熱時定数が2秒程度のサーミスタ3を用いることで、吹き掛け検知や中断検知の感度を十分に得ることができた。   Therefore, even when exhalation is continuously measured, the output change of the thermistor 3 can be increased, and it is easy to detect the start of exhalation and the interruption of the inhalation from the output change of the thermistor 3. As the thermistor 3, it is preferable to use a thermistor that responds quickly. When the thermal time constant is 5 seconds or more, the sensitivity for spraying detection or interruption detection cannot be obtained, but the thermal time constant is about 2 seconds. By using the thermistor 3, it was possible to obtain sufficient sensitivity for spray detection and interruption detection.

なお本実施形態では、細径孔40b内で中間位置よりやや排気口36a側にサーミスタ3の感温部が配置されているが、できるだけ排気口36aに近い位置にサーミスタ3の感温部が配置されるのが好ましく、排気口36aの出口付近にサーミスタ3の感温部が配置されていてもよい。但し、排気口36aの出口付近にサーミスタ3の感温部が配置されていると、サーミスタ3に異物が接触して、サーミスタ3が破損する可能性もあり、本実施形態では細径孔40bの内側で、排気口36aに近い位置にサーミスタ3の感温部が配置されている。例えば本実施形態では細径孔40bの内径が3mmで、センサブロック34の後面から約2mmの位置にサーミスタ3の感温部が配置されている。   In the present embodiment, the temperature sensing part of the thermistor 3 is arranged in the small diameter hole 40b slightly closer to the exhaust port 36a than the intermediate position, but the temperature sensing part of the thermistor 3 is arranged as close to the exhaust port 36a as possible. Preferably, the temperature sensitive part of the thermistor 3 may be arranged near the outlet of the exhaust port 36a. However, if the temperature sensing part of the thermistor 3 is arranged near the outlet of the exhaust port 36a, foreign matter may come into contact with the thermistor 3 and the thermistor 3 may be damaged. In the present embodiment, the small-diameter hole 40b Inside, the temperature sensing part of the thermistor 3 is arranged at a position close to the exhaust port 36a. For example, in this embodiment, the inner diameter of the small-diameter hole 40b is 3 mm, and the temperature sensing part of the thermistor 3 is disposed at a position of about 2 mm from the rear surface of the sensor block 34.

ところで、上記の実施形態では、本発明の技術思想を口臭測定器に適用した実施形態について説明したが、検知対象の呼気成分を口臭要因ガスに限定する趣旨のものではなく、例えば呼気に含まれるアルコール成分を検出するアルコールチェッカに本発明を適用しても良いし、アルコール以外の種々の呼気成分を検出するものに本発明を適用しても良い。   By the way, in said embodiment, although embodiment which applied the technical idea of this invention to the breath breath measuring device was described, it is not the thing of the meaning which limits the breath component of detection object to breath breath factor gas, For example, it is contained in breath The present invention may be applied to an alcohol checker that detects an alcohol component, or may be applied to a device that detects various breath components other than alcohol.

また、本実施形態において、呼気の温度を検出するサーミスタ3に代えて、呼気を吹き込んだ際に呼気が流れる流路の圧力を検出する圧力センサを備え、圧力センサの検出出力を微分回路4に入力して、その微分出力をマイコン7に入力させるようにし、検出温度の微分値に代えて検出圧力の微分値から呼気の吹込状態を検出することも考えられる。   In this embodiment, instead of the thermistor 3 for detecting the temperature of exhalation, a pressure sensor for detecting the pressure of the flow path through which exhalation flows when exhalation is blown is provided, and the detection output of the pressure sensor is sent to the differentiation circuit 4. It is also conceivable to input the differential output to the microcomputer 7 and detect the state of exhaled breath from the differential value of the detected pressure instead of the differential value of the detected temperature.

1 電池電源
2 ガスセンサ
3 サーミスタ
4 微分回路
5 ヒータ駆動回路
6 LCD
7 マイコン
8 メモリ
10a センサ基板
10b 本体基板
20 感ガス体
21 ヒータ兼用電極
22 検出電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery power supply 2 Gas sensor 3 Thermistor 4 Differentiation circuit 5 Heater drive circuit 6 LCD
7 Microcomputer 8 Memory 10a Sensor board 10b Main board 20 Gas sensitive body 21 Heater combined electrode 22 Detection electrode

Claims (4)

吹込口から吹き込まれた呼気を通過させる呼気流路及び当該呼気流路に吹き込まれた呼気を外部に排気させる排気口が設けられた測定器本体と、
検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化する金属酸化物半導体で形成された感ガス体及び感ガス体に埋設されたヒータを有し、呼気流路に吹き込まれた呼気の少なくとも一部が感ガス体に接触するように測定器本体内部に収納されたガスセンサと、
測定器本体の表面に露設された操作釦が押されると測定開始信号を発生する測定開始スイッチと、
測定開始スイッチから測定開始信号が入力されるとヒータへの通電を開始して、感ガス体のヒートクリーニングを所定の待機時間だけ行った後、ガス濃度の測定を行う測定期間を設けるヒータ制御部と、
呼気流路に吹き込まれた呼気の少なくとも一部が感温部に接触するように測定器本体内部に収納された温度センサと、
温度センサの検出信号の微分出力を発生する微分出力発生部と、
前記測定期間において微分出力発生部の微分出力が所定の吹込判定値を超えると、呼気が吹き込まれたと判定し、吹込判定時から前記吹込時間が経過するまでの間に、微分出力が所定の中断判定値を下回ると、呼気の吹込が中断されたと判断する吹込状態検出部と、
前記測定期間において、ガス濃度の測定に必要な所定の吹込時間呼気が吹き込まれたことを吹込状態検出部が検出すると、感ガス体の抵抗値変化に基づいて呼気に含まれる検知対象ガス成分のガス濃度を測定するガス濃度測定部とを備えたことを特徴とする呼気成分測定装置。
A measuring instrument body provided with an exhalation flow path for passing exhaled air blown from the blow-in opening, and an exhaust port for exhausting exhaled air blown into the exhalation flow path to the outside;
At least a part of the exhaled air blown into the exhalation flow path having a gas sensing element formed of a metal oxide semiconductor whose resistance value changes according to the gas concentration of the detection target gas and a heater embedded in the gas sensing element A gas sensor housed inside the main body of the measuring device so that is in contact with the gas sensitive body,
A measurement start switch that generates a measurement start signal when an operation button exposed on the surface of the measuring instrument body is pressed;
When a measurement start signal is input from the measurement start switch, energization of the heater is started, and after performing a heat cleaning of the gas sensitive body for a predetermined waiting time, a heater control unit that provides a measurement period for measuring the gas concentration When,
A temperature sensor housed inside the measuring device main body so that at least a part of the exhaled air that has been blown into the exhalation flow path contacts the temperature sensing part;
A differential output generator for generating a differential output of the detection signal of the temperature sensor;
When the differential output of the differential output generation unit exceeds a predetermined blowing determination value in the measurement period, it is determined that exhalation has been blown, and the differential output is interrupted for a predetermined period from the time of blowing determination until the blowing time elapses. When it falls below the determination value, an insufflation state detector that determines that the exhalation of breath has been interrupted,
In the measurement period, when the insufflation state detection unit detects that the exhalation has been performed for a predetermined insufflation time necessary for measuring the gas concentration, the detection target gas component contained in the exhalation is detected based on the resistance value change of the gas sensor. An exhalation component measuring apparatus comprising a gas concentration measuring unit for measuring a gas concentration.
前記吹込状態検出部は、前記測定開始信号の入力時における前記温度センサの検出温度が、人間の体温に対応して設定された温度範囲外であれば、前記微分出力発生部の微分出力に基づいて呼気の吹込状態を検出し、前記測定開始信号の入力時における前記温度センサの検出温度が上記温度範囲内であれば、前記感ガス体の抵抗値変化から呼気の吹込状態を検出することを特徴とする請求項1記載の呼気成分測定装置。   If the detected temperature of the temperature sensor at the time of inputting the measurement start signal is outside the temperature range set corresponding to human body temperature, the blowing state detection unit is based on the differential output of the differential output generation unit Detecting the state of exhalation and detecting the state of exhalation from the change in the resistance value of the gas sensing element if the temperature detected by the temperature sensor when the measurement start signal is input is within the above temperature range. The exhalation component measuring device according to claim 1. 前記吹込状態検出部は、吹込判定時から前記吹込時間が経過するまでの間に、前記微分出力発生部の微分出力が所定の中断判定値を下回るか、或いは、前記感ガス体の抵抗値が低濃度方向に変化すると、呼気の吹込が中断されたと判断することを特徴とする請求項1記載の呼気成分測定装置。   In the blowing state detection unit, the differential output of the differential output generation unit falls below a predetermined interruption determination value, or the resistance value of the gas sensitive body is between the time of blowing determination and the passage of the blowing time. 2. The breath component measuring apparatus according to claim 1, wherein when the air concentration changes in a low concentration direction, it is determined that breath blowing is interrupted. 前記ガスセンサは、前記ヒータの両端が電気的に接続される一対のヒータ電極端子と、前記感ガス体に一端が電気的に接続された出力電極端子との3端子構造を有し、
少なくともガスセンサが実装されたセンサ基板と、少なくとも前記ヒータ制御部及び前記ガス濃度測定部の回路が形成された本体基板とを備え、
センサ基板と本体基板の間を電気的に接続する基板間接続コネクタが、一対のヒータ電極端子にそれぞれ接続されてヒータに通電するための一対の通電用端子と、一対のヒータ電極端子にそれぞれ接続されて各ヒータ電極端子の電圧値を測定するための一対の電圧測定用端子とを備え、ヒータ制御部は、一対の電圧測定用端子の端子間電圧からヒータ電圧を求め、ヒータ電圧が所望の電圧値となるようにヒータへの通電を制御することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の呼気成分測定装置。
The gas sensor has a three-terminal structure of a pair of heater electrode terminals electrically connected at both ends of the heater and an output electrode terminal electrically connected at one end to the gas sensitive body,
A sensor substrate on which at least a gas sensor is mounted, and a main body substrate on which circuits of at least the heater control unit and the gas concentration measurement unit are formed,
A board-to-board connector that electrically connects the sensor board to the main board is connected to a pair of heater electrode terminals and connected to a pair of heater electrodes and a pair of heater electrode terminals, respectively. A pair of voltage measurement terminals for measuring the voltage value of each heater electrode terminal, the heater control unit obtains the heater voltage from the voltage between the terminals of the pair of voltage measurement terminals, and the heater voltage is a desired voltage The exhalation component measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein energization to the heater is controlled so as to be a voltage value.
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