JP2013145207A - Gas detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、赤外線などの光の吸収波長に基づいてガスを検知するガス検知センサ、特に、呼気に含まれるアルコール濃度の検出に用いて好適なガス検知センサに関する。 The present invention relates to a gas detection sensor that detects gas based on an absorption wavelength of light such as infrared rays, and more particularly to a gas detection sensor that is suitable for use in detecting the concentration of alcohol contained in exhaled breath.
近年の飲酒運転防止の機運の高まりに対応して、車両の運転者の呼気に含まれるアルコール濃度が規制値よりも高い場合には、車両のエンジンの始動を不可とする装置(以下「アルコールインターロック」と表記する。)が注目を浴びている。アルコールインターロックには、呼気に含まれるアルコール濃度を測定するアルコール検知センサが備えられており、アルコールインターロックは、アルコール検知センサによる測定結果に基づいて、エンジン始動の許可、不許可を判定している。 In response to the recent trend of drunk driving prevention, when the alcohol concentration in the exhalation of the vehicle driver is higher than the regulation value, a device that disables the start of the vehicle engine (hereinafter referred to as “alcohol interface”). "Rock".) Is attracting attention. The alcohol interlock is equipped with an alcohol detection sensor that measures the alcohol concentration contained in exhaled breath. The alcohol interlock determines whether the engine is permitted to start or not based on the measurement result of the alcohol detection sensor. Yes.
アルコールを検出するガスセンサとしては、種々のアルコール検出方法を用いたセンサが知られており、その一つとして赤外線吸収式のガスセンサが知られている(例えば、特許文献1参照)。赤外線吸収式のガスセンサは、赤外線のうちのアルコールによって吸収される波長帯域の赤外線に着目したセンサであり、当該波長帯域の赤外線が吸収される程度に基づいてアルコール濃度を測定するものである。 As a gas sensor for detecting alcohol, sensors using various alcohol detection methods are known, and as one of them, an infrared absorption type gas sensor is known (for example, see Patent Document 1). The infrared absorption type gas sensor is a sensor that focuses on infrared rays in a wavelength band that is absorbed by alcohol among infrared rays, and measures alcohol concentration based on the degree of absorption of infrared rays in the wavelength band.
アルコールインターロックに用いられるガスセンサには、高い検出精度が求められる。赤外線吸収式のガスセンサの場合には、検出対象の呼気などによるセンサ内部の汚損によってアルコール濃度が正確に測定できなくなる問題があった。つまり、センサによって検出された赤外線の光量の変化が、アルコールによる吸収に起因するものか、センサ内部の汚損に起因するものなのか、判別できないためアルコール濃度の測定精度が悪化する問題があった。 High detection accuracy is required for gas sensors used for alcohol interlocks. In the case of an infrared absorption type gas sensor, there is a problem that the alcohol concentration cannot be measured accurately due to contamination inside the sensor due to the expiration of the detection target. That is, there is a problem that the accuracy of alcohol concentration measurement deteriorates because it cannot be determined whether the change in the amount of infrared light detected by the sensor is due to absorption by alcohol or due to contamination inside the sensor.
上述の問題を解決してガスセンサの検出精度を高く維持するために、アルコールなどの測定対象ガスの濃度が予め既知の較正用ガスを用いたセンサの較正が、一般的に行われている。較正用ガスとしては、例えばガスボンベに充填されたものや、固形材料を加熱等して発生させたものが利用されている。 In order to solve the above-described problem and maintain high detection accuracy of the gas sensor, calibration of the sensor using a calibration gas whose concentration of a measurement target gas such as alcohol is known in advance is generally performed. As the calibration gas, for example, a gas cylinder filled with gas or a gas generated by heating a solid material is used.
しかしながら、車両に搭載されるアルコールインターロックに含まれ、測定対象がアルコールであるガスセンサの場合には、以下の制約によって較正用ガスを用いることが難しいという問題があった。 However, in the case of a gas sensor that is included in an alcohol interlock mounted on a vehicle and whose measurement object is alcohol, there is a problem that it is difficult to use a calibration gas due to the following restrictions.
つまり、固形材料を加熱等して較正用のアルコールを発生させる場合には、当該固形材料は可燃物となる。一般に、車両への可燃物の搭載は望ましくないため、アルコールインターロックに用いられるガスセンサの較正用ガス発生源としての使用は困難であった。 That is, when a solid material is heated to generate calibration alcohol, the solid material becomes a combustible material. In general, since it is not desirable to mount a combustible material on a vehicle, it has been difficult to use a gas sensor used for alcohol interlock as a calibration gas generation source.
さらに、アルコールは揮発物質であるため、固形材料のアルコール含有量は、時間の経過に伴うアルコールの揮発によって変化する(減少する)おそれがある。つまり、固形材料から発生された較正用ガスに含まれるアルコール濃度の長期安定性に問題があり、ガスセンサの較正を正確に行うことが困難であった。 Furthermore, since alcohol is a volatile substance, the alcohol content of the solid material may change (decrease) due to the volatilization of the alcohol over time. That is, there is a problem in the long-term stability of the alcohol concentration contained in the calibration gas generated from the solid material, and it has been difficult to accurately calibrate the gas sensor.
また、ガスボンベに充填された較正用ガスを用いる場合には、ガスボンベ中に高圧の較正用ガスを充填することになる。一般に、車両への高圧ガスボンベの搭載は望ましくないため、アルコールインターロックに用いられるガスセンサの較正用ガス発生源としての使用は困難であった。 Further, when the calibration gas filled in the gas cylinder is used, the gas cylinder is filled with a high-pressure calibration gas. Generally, since it is not desirable to mount a high-pressure gas cylinder on a vehicle, it has been difficult to use a gas sensor used for alcohol interlock as a calibration gas generation source.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、車両への搭載が可能であるとともに、測定精度の維持が可能なガス検知センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas detection sensor that can be mounted on a vehicle and can maintain measurement accuracy.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のガス検知センサは、赤外線を発する光源、前記赤外線を受光する受光部、および、前記光源と前記受光部との間に配置されて特定波長の赤外線を透過するフィルタが含まれる検知セルを備えたガス検知センサであって、前記フィルタは、アルコールにより吸収される波長である第1特定波長の赤外線、および、水蒸気により吸収される波長である第2特定波長の赤外線を透過し、前記受光部は、前記フィルタを透過した前記第1特定波長の赤外線を測定することにより、アルコールセンサとして被検知ガスに含まれるアルコール濃度を測定し、前記フィルタを透過した前記第2特定波長の赤外線を測定することにより、湿度センサとして前記被検知ガスに含まれる湿度を測定し、前記検知セルに前記被検知ガスを導く経路に、前記第2特定波長の赤外線の測定による前記湿度の測定とは異なる検出原理により湿度を測定する他の湿度センサが更に設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The gas detection sensor of the present invention includes a detection cell including a light source that emits infrared light, a light receiving unit that receives the infrared light, and a filter that is disposed between the light source and the light receiving unit and transmits infrared light of a specific wavelength. The gas detection sensor provided, wherein the filter transmits infrared light having a first specific wavelength that is absorbed by alcohol and infrared light having a second specific wavelength that is absorbed by water vapor, and receives the light. The unit measures the concentration of alcohol contained in the gas to be detected as an alcohol sensor by measuring the infrared of the first specific wavelength that has passed through the filter, and measures the infrared of the second specific wavelength that has passed through the filter. By measuring the humidity contained in the gas to be detected as a humidity sensor, the path to guide the gas to be detected to the detection cell Wherein the other of the humidity sensor for measuring the humidity is further provided by the different detection principle and the measurement of the humidity by measuring the infrared of a specific wavelength.
本発明のガス検知センサによれば、光源、受光部およびフィルタを用いた赤外線吸収方式により測定された被検知ガスのアルコール濃度および湿度と、赤外線吸収方式とは異なる方式により測定された被検知ガスの湿度が得られる。湿度は赤外線吸収方式と、それと異なる方式とにより測定されているため、両者の値の違いに着目することで、赤外線吸収方式による測定値に誤差が生じているか否かを判定することができる。さらには、赤外線吸収方式とは異なる方式により測定された湿度を用いることにより、赤外線吸収方式による測定値の較正を行うことができ、測定精度を維持することができる。 According to the gas detection sensor of the present invention, the alcohol concentration and humidity of the gas to be detected measured by the infrared absorption method using the light source, the light receiving unit, and the filter, and the gas to be detected measured by a method different from the infrared absorption method Can be obtained. Since humidity is measured by the infrared absorption method and a different method, it is possible to determine whether or not an error has occurred in the measurement value by the infrared absorption method by paying attention to the difference between the two values. Furthermore, by using the humidity measured by a method different from the infrared absorption method, the measurement value can be calibrated by the infrared absorption method, and the measurement accuracy can be maintained.
また、検出原理の異なる他の湿度センサを用いて赤外線吸収方式による測定値の較正を行うため、較正用ガスを用いる特許文献1および2の方法と比較して、ガス検知センサの車両への搭載が容易となる。つまり、特許文献1に記載された可燃性を有する固形材料や、特許文献2に記載された高圧ガスボンベなどの、車両に搭載する際に障害となりうる構成要素を用いる必要がない。
Further, in order to calibrate the measurement value by the infrared absorption method using another humidity sensor having a different detection principle, the gas detection sensor is mounted on the vehicle as compared with the methods of
上記発明においては、前記受光部により測定された前記湿度の値、および、前記他の湿度センサにより測定された前記湿度の値に基づいて、前記受光部により測定された前記アルコール濃度の値を補正する演算部が更に設けられていることが好ましい。 In the above invention, the alcohol concentration value measured by the light receiving unit is corrected based on the humidity value measured by the light receiving unit and the humidity value measured by the other humidity sensor. It is preferable that an operation unit for performing the above is further provided.
このように演算部がガス検知センサに設けられることにより、ガス検知センサから、較正済みのアルコール濃度の測定値を直接出力することができる。言い換えると、ガス検知センサ単体で、測定精度の維持が可能となる。 Thus, by providing a calculating part in a gas detection sensor, the measured value of the calibrated alcohol concentration can be directly output from a gas detection sensor. In other words, measurement accuracy can be maintained with a single gas detection sensor.
上記発明において前記演算部は、前記受光部により測定された前記湿度の値と、前記他の湿度センサにより測定された前記湿度の値と、をパラメータとして前記アルコール濃度の値の補正処理を行うことが好ましい。 In the above invention, the calculation unit performs correction processing of the alcohol concentration value using the humidity value measured by the light receiving unit and the humidity value measured by the other humidity sensor as parameters. Is preferred.
このように、赤外線吸収方式により測定された湿度の値と、赤外線吸収方式とは異なる方式で測定された湿度の値とをパラメータとして、赤外線吸収方式で測定されたアルコール濃度の値の補正処理を行うことにより、補正処理を正確に行うと共に補正処理が行いやすくなる。 In this way, correction processing of the alcohol concentration value measured by the infrared absorption method is performed using the humidity value measured by the infrared absorption method and the humidity value measured by a method different from the infrared absorption method as parameters. By doing so, the correction process is performed accurately and the correction process is facilitated.
例えば、赤外線吸収方式とは異なる方式で測定された湿度の値に基づいて赤外線吸収方式により測定された湿度の値を較正する較正係数を求め、当該較正係数を用いて赤外線吸収方式で測定されたアルコール濃度の値の補正処理を行う方法や、両湿度の値をパラメータとした演算式に基づいてアルコール濃度の値を補正する演算処理を行う方法や、両湿度の値をパラメータとしたアルコール濃度の値の補正値をまとめたテーブルを用いて補正処理を行う方法等を挙げることができる。 For example, a calibration coefficient for calibrating the humidity value measured by the infrared absorption method based on the humidity value measured by a method different from the infrared absorption method is obtained, and the measurement is performed by the infrared absorption method using the calibration coefficient. A method of correcting the alcohol concentration value, a method of correcting the alcohol concentration value based on an arithmetic expression using both humidity values as parameters, and an alcohol concentration value using both humidity values as parameters. A method of performing correction processing using a table in which correction values of values are collected can be mentioned.
上記発明において前記演算部は、前記受光部により測定された前記湿度の値と、前記他の湿度センサにより測定された前記湿度の値とを比較し、2つの測定された前記湿度の値に差がある場合に、前記アルコール濃度の値の補正処理を行うことが好ましい。 In the above invention, the calculation unit compares the humidity value measured by the light receiving unit with the humidity value measured by the other humidity sensor, and compares the humidity value with two measured humidity values. If there is, it is preferable to perform correction processing of the alcohol concentration value.
このように、赤外線吸収方式により測定された湿度の値と、赤外線吸収方式とは異なる方式で測定された湿度の値とを比較して、両者の値に差がある場合にのみ赤外線吸収方式で測定されたアルコール濃度の値の補正処理を行うことにより、過度の補正処理が行われることを抑制できる。言い換えると、測定されたアルコール濃度の値が、実際のアルコール濃度の値から外れる誤った補正処理が行われることを抑制できる。 In this way, the humidity value measured by the infrared absorption method is compared with the humidity value measured by a method different from the infrared absorption method, and only when there is a difference between the two values, the infrared absorption method is used. By performing the correction process of the measured alcohol concentration value, it is possible to suppress the excessive correction process from being performed. In other words, it is possible to suppress an erroneous correction process in which the measured alcohol concentration value deviates from the actual alcohol concentration value.
つまり、赤外線吸収方式により測定された湿度の値と、赤外線吸収方式とは異なる方式で測定された湿度の値との間に差がない場合には、赤外線吸収方式により測定された湿度の値にフィルタの汚損等による誤差が含まれていないと考えられる。同じ赤外線吸収方式により測定されたアルコール濃度の値についても、フィルタの汚損等による誤差が含まれていないと考えられる。この場合には、測定されたアルコール濃度の値に含まれる誤差を取り除く補正処理を行わないことにより、測定されたアルコール濃度の値の精度を維持することができる。 In other words, if there is no difference between the humidity value measured by the infrared absorption method and the humidity value measured by a method different from the infrared absorption method, the humidity value measured by the infrared absorption method is It is considered that errors due to filter contamination etc. are not included. It is considered that the error of alcohol concentration measured by the same infrared absorption method does not include an error due to filter fouling or the like. In this case, the accuracy of the measured alcohol concentration value can be maintained by not performing the correction process for removing the error included in the measured alcohol concentration value.
本発明のガス検知センサによれば、被検知ガスの湿度を赤外線吸収方式および赤外線吸収方式以外の方式で測定するとともに、被検知ガスのアルコール濃度を赤外線吸収方式で測定することにより、較正用ガスを用いることなく、アルコール濃度の測定値を構成することができるため、車両への搭載が可能であるとともに、測定精度の維持が可能になるという効果を奏する。 According to the gas detection sensor of the present invention, the gas for calibration is measured by measuring the humidity of the gas to be detected by a method other than the infrared absorption method and the infrared absorption method, and by measuring the alcohol concentration of the gas to be detected by the infrared absorption method. Since the measured value of the alcohol concentration can be configured without using, there is an effect that it can be mounted on a vehicle and the measurement accuracy can be maintained.
この発明の一実施形態に係るガス検知センサ1について、図1から図4を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るガス検知センサ1の構成を説明する模式図である。
本実施形態のガス検知センサ1は、自動車などの車両に搭載されるアルコールインターロックに用いられるものであり、車両の運転者の呼気(被検知ガス)に含まれるアルコール濃度を測定するものである。
A
The
ガス検知センサ1には、図1に示すように、呼気に含まれるアルコール濃度および湿度を測定する検知セル10と、検知セル10に呼気を導く経路20と、呼気の湿度を測定する経路湿度センサ(他の湿度センサ)21と、検知セル10により測定されたアルコール濃度の値の補正処理を行う演算部22と、検知セル10、経路20、経路湿度センサ21および演算部22を内部に収納する筺体23と、が主に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
検知セル10には、赤外線を含む光を放つ光源11と、赤外線吸収式のアルコールセンサとして機能する第1フィルタ(フィルタ)12および第1受光部(受光部)13と、赤外線吸収式の湿度センサとして機能する第2フィルタ(フィルタ)14および第2受光部(受光部)15と、光源11、第1フィルタ12、第2フィルタ14、第1受光部13および第2受光部15を内部に収納するセル容器16と、が主に設けられている。
The
光源11はセル容器16の内部に配置され、セル容器16の内部空間に導入された呼気に対して赤外線を含む光を照射するものである。より具体的には、光源11は、内部空間を形成するセル容器16の内面における上側の端面(図1の上側の端面)にされている。当該上側の端面は、光源11から放たれた光を反射する反射面であり、光源11を焦点とするパラボラ形状に形成されていることが好ましい。なお、本実施形態で述べる「光」とは、波長が可視光の帯域に属する電磁波のみに限らず、赤外線の波長帯域に属する電磁波も含むものである。
The
第1フィルタ12および第2フィルタ14は、第1受光部13および第2受光部15を内部に収納する収納部17における光源11と対向する面に設けられた、特定波長の光を透過させる波長選択フィルタである。収納部17は、セル容器16の内部空間における下側の端部に配置される部材であり、第1フィルタ12および第2フィルタ14を透過した光以外の光が、第1受光部13および第2受光部15に受光されることを防止するものである。
The
第1フィルタ12は、赤外線のうちアルコールに吸収される波長または波長帯(第1特定波長:以下、「波長等」と表記する。)の赤外線を透過し、その他の波長等の光を遮るものである。第1フィルタ12は、収納部17における光源11と第1受光部13との間の位置に配置されている。
The
第2フィルタ14は、赤外線のうち水蒸気に吸収される波長等(第2特定波長)の赤外線を透過し、その他の波長等の光を遮るものである。第2フィルタ14は、収納部17における光源11と第2受光部15との間の位置に配置されている。第1フィルタ12および第2フィルタ14を構成する材料としては、公知の材料を用いることができ、特にその種類を限定するものではない。
The
なお、赤外線のうちのアルコールに吸収される波長等や、水蒸気に吸収される波長等としては、公知の吸収波長等を用いることができ、本実施形態では詳細に限定した波長等を用いるものではない。 In addition, as a wavelength etc. absorbed by alcohol of infrared rays, a wavelength etc. absorbed by water vapor | steam, a well-known absorption wavelength etc. can be used, In this embodiment, the wavelength etc. limited in detail are not used. Absent.
第1受光部13は、第1フィルタ12を透過した赤外線の光強度を測定するものであり、第1フィルタ12を透過する赤外線の強度が、呼気に含まれるアルコールによって、どの程度弱まるか測定するものである。第2受光部15は、第2フィルタ14を透過した赤外線の光強度を測定するものであり、第2フィルタ14を透過する赤外線の強度が、呼気に含まれる水蒸気によって、どの程度弱まるか測定するものである。
The first
なお、第1受光部13および第2受光部15としては、光の強度などを測定する公知の光センサを用いることができるものであり、特に、光の検出方法や、センサの構造上の特徴などを限定するものではない。
In addition, as the 1st light-receiving
セル容器16は、赤外線吸収式のアルコールセンサおよび湿度センサを構成する光源11、第1フィルタ12、第1受光部13、第2フィルタ14および第2受光部15を内部に収納するものである。セル容器16の内部には、運転者の呼気が導かれる内部空間が設けられている。セル容器16は、当該内部空間に、外部から光が差し込まないように構成されている。また、セル容器16の側面には、内部空間と外部とをつなぎ、内部空間に導かれた呼気を外部に排出する排出孔18が設けられている。
The
経路20は、運転者の呼気をセル容器16の内部空間に導く流路である。経路20におけるセル容器16側の端部はセル容器16に接続されており、反対側の端部は、ガス検知センサ1の筺体23から突出している。経路20における筺体23から突出した部分は、運転者が呼気を吹き込む際に咥えるマウスピースと接続されていてもよいし、当該部分が直接マウスピースを構成してもよい。
The
経路湿度センサ21は経路20の途中に設けられ、経路20を流れる呼気に含まれる水蒸気を測定するセンサである。経路湿度センサ21は、水蒸気による赤外線の吸収を利用した湿度の測定方法以外の方法、例えば、高分子膜やセラミック焼結体における湿分の吸脱着によるインピーダンスや容量の変化を利用した湿度の測定方法を用いて湿度を測定するセンサである。なお、経路湿度センサ21は、設置個所が限られるため、小型で信頼性に優れたセンサであることが望ましい。
The
演算部22は、第2受光部15から出力される湿度の測定信号であるセンサ出力IRや、経路湿度センサ21から出力される湿度の測定信号であるセンサ出力RTに基づいて、第1受光部13から出力されるアルコール濃度の測定信号であるセンサ出力ALの補正処理を行う演算部である。演算部22は、CPU(中央演算処理ユニット)、ROM、RAM、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータであり、ROM等の記憶装置に記憶している制御プログラムを実行することにより、上述の補正処理等の演算処理を実行するものである。なお、上述の補正処理の詳細については以下に説明する。
Based on the sensor output IR, which is a humidity measurement signal output from the second
次に、上記の構成からなるガス検知センサ1におけるアルコール濃度の測定およびセンサ出力の較正について図2から図4を参照しながら説明する。
運転者によってガス検知センサ1の経路20に呼気が吹きこまれると、呼気は経路20を経由して検知セル10の内部空間に導かれる。経路湿度センサ21は、経路20を通過する呼気に含まれる水蒸気の濃度つまり呼気の湿度を測定し、呼気に含まれる湿度に応じたセンサ出力RTを演算部22に出力する。
Next, measurement of alcohol concentration and calibration of sensor output in the
When exhalation is blown into the
検知セル10では、内部空間に導かれた呼気に対して光源11から赤外線を含む光が照射される。呼気に照射された光のうち、一部の波長または波長帯域の光は、呼気に含まれるアルコールや水蒸気によって吸収される。
In the
第1受光部13は、呼気に照射された光のうち、第1フィルタ12を透過した光の強度、言い換えると、アルコールに吸収される波長等の赤外線の強度を測定し、呼気に含まれるアルコール濃度に応じたセンサ出力ALを演算部22に出力する。第2受光部15は、呼気に照射された光のうち、第2フィルタ14を透過した光の強度、言い換えると、水蒸気に吸収される波長等の赤外線の強度を測定し、呼気に含まれる湿度に応じたセンサ出力IRを演算部22に出力する。
The first
なお、時間の経過に伴うセンサ出力RTおよびセンサ出力IRの値は、図2に示すように変化する。つまり、赤外線吸収方式に基づく測定結果であるセンサ出力IRは、第2フィルタ14の汚損などによって時間の経過に伴い値が低下する傾向を示す。これに対して、赤外線吸収方式以外の方式に基づく経路湿度センサ21の測定結果であるセンサ出力RTは、時間の経過に関わらず概ね同一の値を示す傾向にある。
Note that the values of the sensor output RT and the sensor output IR change over time as shown in FIG. That is, the sensor output IR, which is a measurement result based on the infrared absorption method, shows a tendency that the value decreases with time due to contamination of the
呼気に含まれる湿度を測定したセンサ出力である、経路湿度センサ21のセンサ出力RTと、第2受光部15のセンサ出力IRとが入力された演算部22は、図3に示すように、呼気に含まれるアルコール濃度を測定したセンサ出力ALに対する補正処理を行う。
As shown in FIG. 3, the
まず、演算部22は、湿度のセンサ出力RTおよびセンサ出力IRの比較を行い、両出力の値が異なるか否かの判定処理を行う(S11)。センサ出力RTの値と、センサ出力IRの値とが等しいと判定された場合(NOの場合)には、センサ出力ALに第1フィルタ12の汚損などによる誤差が含まれていないと考えられ、センサ出力ALに対する補正演算が行われない。
First, the
なお、S11における両出力の値が異なるか否かの判定処理は、両出力の差が厳密な意味でないか否かの判定に限られるものではなく、所定の許容範囲を含む意味での値が異なるか否かの判定処理が行わるものも含まれる。 Note that the determination process of whether or not the values of the two outputs are different in S11 is not limited to the determination of whether or not the difference between the two outputs is a strict meaning, but the value in a sense that includes a predetermined allowable range. What performs the determination process of whether it is different is also included.
センサ出力RTの値と、センサ出力IRの値とが異なると判定された場合(YESの場合)には、演算部22は、センサ出力IRの値が、センサ出力RTの値と等しくなる補正係数(または較正係数)を求めてセンサ出力IRの値を補正する演算処理を行う(S12)。その後、演算部22はS12で求められた補正係数を用いて、センサ出力ALの値を補正する(較正する)演算処理を行う(S13)。
When it is determined that the value of the sensor output RT is different from the value of the sensor output IR (in the case of YES), the
補正前のセンサ出力ALと、S13の補正処理後の補正後のセンサ出力ALとの関係は、図4に示す通りとなる。つまり、図4の点線で示す補正前のセンサ出力ALが、S13の補正処理によって、図4の実線で示す補正後のセンサ出力ALとなる。 The relationship between the sensor output AL before correction and the sensor output AL after correction after the correction processing in S13 is as shown in FIG. That is, the sensor output AL before correction indicated by the dotted line in FIG. 4 becomes the sensor output AL after correction indicated by the solid line in FIG. 4 by the correction processing in S13.
上記の構成のガス検知センサ1によれば、光源11、第1フィルタ12、第1受光部13、第2フィルタ14および第2受光部15により測定された呼気のアルコール濃度および湿度と、経路湿度センサ21により測定された呼気の湿度が得られる。湿度は赤外線吸収方式と、それと異なる方式とにより測定されているため、両者の値の違いに着目することで、赤外線吸収方式による測定値に誤差が生じているか否かを判定することができる。さらには、経路湿度センサ21により測定された呼気の湿度を用いることにより、赤外線吸収方式による測定値の較正を行うことができ、ガス検知センサ1によるアルコール濃度の測定精度を維持することができる。
According to the
また、検出原理の異なる経路湿度センサ21のセンサ出力RTを用いて赤外線吸収方式によるセンサ出力ALおよびセンサ出力IRの較正を行うため、較正用ガスを用いる特許文献1および2の方法と比較して、ガス検知センサ1の車両への搭載が容易となる。つまり、特許文献1に記載された可燃性を有する固形材料や、特許文献2に記載された高圧ガスボンベなどの、車両に搭載する際に障害となりうる構成要素を用いる必要がない。
Also, since the sensor output AL and sensor output IR are calibrated by the infrared absorption method using the sensor output RT of the
演算部22がガス検知センサ1に設けられているため、ガス検知センサ1から、較正済みのアルコール濃度の測定値を直接出力することができる。言い換えると、ガス検知センサ1単体で、測定精度の維持が可能となる。
Since the
第2受光部15から出力されたセンサ出力IRの値(湿度の値)と、経路湿度センサ21から出力されたセンサ出力RTの値(湿度の値)とを比較して、両者の値に差がある場合にのみ第1受光部13から出力されたセンサ出力ALの値(アルコール濃度の値)の補正処理を行うことにより、過度の補正処理が行われることを抑制できる。言い換えると、第1受光部13により測定されたアルコール濃度の値が、実際のアルコール濃度の値から外れる誤った補正処理が行われることを抑制できる。
The sensor output IR value (humidity value) output from the second
つまり、第2受光部15から出力されたセンサ出力IRの値と、経路湿度センサ21から出力されたセンサ出力RTの値との間に差がない場合には、第2受光部15から出力されたセンサ出力IRの値に第2フィルタ14の汚損等による誤差が含まれていないと考えられる。同じ赤外線吸収方式により測定されたアルコール濃度の値についても、第1フィルタ12の汚損等による誤差が含まれていないと考えられる。この場合には、測定されたアルコール濃度の値に含まれる誤差を取り除く補正処理を行わないことにより、測定されたアルコール濃度の値の精度を維持することができる。
That is, when there is no difference between the value of the sensor output IR output from the second
第2受光部15から出力されたセンサ出力IRの値と、路湿度センサ21から出力されたセンサ出力RTの値とをパラメータとして、第1受光部13から出力されたセンサ出力ALの値の補正処理を行うことにより、補正処理を正確に行うと共に補正処理が行いやすくなる。
Correction of the value of the sensor output AL output from the first
本実施形態のように、経路湿度センサ21から出力されたセンサ出力RTの値に基づいて第2受光部15から出力されたセンサ出力IRの値を較正する較正係数(補正係数)を求め、当該較正係数を用いて第1受光部13から出力されたセンサ出力ALの値の補正処理を行う方法であってもよいし、センサ出力RTおよびセンサ出力IR値をパラメータとした演算式に基づいてセンサ出力ALを補正する演算処理を行う方法や、センサ出力RTおよびセンサ出力IR値をパラメータとしたセンサ出力ALの値の補正値をまとめたテーブルを用いて補正処理を行う方法を用いてもよく、特に限定するものではない。
As in the present embodiment, a calibration coefficient (correction coefficient) for calibrating the value of the sensor output IR output from the second
また、一連の補正処理は、第2受光部15から出力されたセンサ出力IRの値(湿度の値)と、経路湿度センサ21から出力されたセンサ出力RTの値(湿度の値)とを比較して、両者の値に差がある場合にのみ行うことのほか、所定の時間が経過した時に補正処理を行う態様や、所定のタイミングで周期的に補正処理を行う態様も可能であり、特に限定するものではない。
Further, a series of correction processes compares the sensor output IR value (humidity value) output from the second
なお、上述の実施形態のように異なる検出原理で測定した湿度のセンサ出力を用いてアルコール濃度のセンサ出力ALを補正してもよいし、湿度のセンサ出力の代わりに酸素や二酸化炭素のセンサ出力を用いてアルコール濃度のセンサ出力ALを補正することもできる。 In addition, the sensor output AL of the alcohol concentration may be corrected using the sensor output of the humidity measured according to different detection principles as in the above-described embodiment, or the sensor output of oxygen or carbon dioxide may be used instead of the sensor output of humidity. Can be used to correct the sensor output AL of the alcohol concentration.
1…ガス検知センサ、10…検知セル、11…光源、12…第1フィルタ(フィルタ)、13…第1受光部(受光部)、14…第2フィルタ(フィルタ)、15…第2受光部(受光部)、20…経路、21…経路湿度センサ(他の湿度センサ)、22…演算部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記フィルタは、アルコールにより吸収される波長である第1特定波長の赤外線、および、水蒸気により吸収される波長である第2特定波長の赤外線を透過し、
前記受光部は、前記フィルタを透過した前記第1特定波長の赤外線を測定することにより、アルコールセンサとして被検知ガスに含まれるアルコール濃度を測定し、前記フィルタを透過した前記第2特定波長の赤外線を測定することにより、湿度センサとして前記被検知ガスに含まれる湿度を測定し、
前記検知セルに前記被検知ガスを導く経路に、前記第2特定波長の赤外線の測定による前記湿度の測定とは異なる検出原理により湿度を測定する他の湿度センサが更に設けられていることを特徴とするガス検知センサ。 A gas detection sensor comprising a detection cell including a light source that emits infrared light, a light receiving unit that receives the infrared light, and a filter that is disposed between the light source and the light receiving unit and transmits infrared light of a specific wavelength. ,
The filter transmits infrared light having a first specific wavelength, which is a wavelength absorbed by alcohol, and infrared light having a second specific wavelength, which is a wavelength absorbed by water vapor,
The light receiving unit measures the concentration of alcohol contained in the gas to be detected as an alcohol sensor by measuring infrared light having the first specific wavelength that has passed through the filter, and infrared light having the second specific wavelength that has passed through the filter. By measuring the humidity contained in the detected gas as a humidity sensor,
The path for guiding the gas to be detected to the detection cell is further provided with another humidity sensor for measuring humidity based on a detection principle different from the measurement of the humidity by measuring the infrared of the second specific wavelength. Gas detection sensor.
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