JP2016090270A - 可燃性ガス検出装置 - Google Patents
可燃性ガス検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016090270A JP2016090270A JP2014221384A JP2014221384A JP2016090270A JP 2016090270 A JP2016090270 A JP 2016090270A JP 2014221384 A JP2014221384 A JP 2014221384A JP 2014221384 A JP2014221384 A JP 2014221384A JP 2016090270 A JP2016090270 A JP 2016090270A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- combustible gas
- value
- determination
- gas detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 86
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 68
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 52
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 89
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 37
- 230000008569 process Effects 0.000 description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
【解決手段】可燃性ガス検出装置1は、基部に設けられ、被検出雰囲気内に配置されて自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体12と、発熱抵抗体12と同一の基部に設けられ、被検出雰囲気の温度である環境温度Tの変化により抵抗値が変化する測温抵抗体17とを用いて、被検出雰囲気に含まれる水素ガスの濃度を検出する。そして可燃性ガス検出装置1は、測温抵抗体17の抵抗値から算出される環境温度Tが、予め設定された低温側異常判定温度未満であるか、予め設定された高温側異常判定温度を超えている場合に、環境温度Tが異常であると判断する。
【選択図】図1
Description
これにより、本発明の可燃性ガス検出装置は、環境温度が動作保証温度範囲の下限値付近または上限値付近で頻繁に変動することに起因して、環境温度が異常であるという判断結果と、環境温度が異常ではないという判断結果とが頻繁に切り替わる現象(ハンチング現象)が発生するのを抑制することができる。
本発明が適用された実施形態の可燃性ガス検出装置1は、熱伝導式のガス検出器であり、例えば、燃料電池自動車の客室内に設置されて、水素の漏れを検出する目的等に用いられる。
ガス検出素子2は、水素ガスの濃度を検出する。制御部3は、ガス検出素子2の動作を制御する。演算部4は、ガス検出素子2からの出力信号に基づいて水素ガス濃度を算出する処理を実行する。直流電源5は、制御部3と演算部4に電力を供給する。
基部11は、ガス検出素子2の本体を構成するものであり、主にシリコンを材料として矩形板状に形成された部材である。基部11は、縦横ともに数mm程度の大きさ(本実施形態では、3mm×3mm程度の大きさ)に形成されている。
まず通電制御回路31は、発熱抵抗体12の温度を一定に保つ回路であり、ブリッジ回路41と増幅回路42と電流調整回路43とを備える。
発熱抵抗体12は、一端が固定抵抗52に接続され、他端が可変抵抗部51に接続されている。以下、発熱抵抗体12と固定抵抗52との接続点を接続点P1+という。また、発熱抵抗体12と可変抵抗部51との接続点を接続点PGという。接続点PGは接地される。
切替スイッチ61は、接続端子71,72,73を備える。接続端子71は固定抵抗53に接続され、接続端子72は固定抵抗62に接続され、接続端子73は固定抵抗63に接続される。そして切替スイッチ61は、演算部4から出力される切替信号CG1に従って、接続端子71と接続端子72とが接続された状態と、接続端子71と接続端子73とが接続された状態との何れか一方に切り替わる。以下、接続端子71と固定抵抗53との接続点を接続点P1−という。
固定抵抗82は、演算増幅器81の非反転入力端子と接続点P1+との間に接続される。固定抵抗83は、演算増幅器81の反転入力端子と接続点P1−との間に接続される。固定抵抗84およびコンデンサ85は、演算増幅器81の反転入力端子と出力端子との間に並列接続される。
ブリッジ回路91は、測温抵抗体17と、固定抵抗101,102,103とを備えるホイートストンブリッジ回路である。
固定抵抗101は、一端が固定抵抗102に接続され、他端が接地される。以下、固定抵抗101と固定抵抗102との接続点を接続点P2+という。
固定抵抗103は、測温抵抗体17に接続されていない側の端部が、直流電源Vccを供給する電源ラインに接続される。
固定抵抗112は、演算増幅器111の非反転入力端子と接続点P2+との間に接続される。固定抵抗113は、演算増幅器111の反転入力端子と接続点P2−との間に接続される。固定抵抗114およびコンデンサ115は、演算増幅器111の反転入力端子と出力端子との間に並列接続される。
演算部4は、演算処理装置(CPUなど)、記憶部(RAM、ROMなど)および入出力部などを備える周知のマイクロコンピュータを備えている。
温度換算データは、被検出雰囲気の環境温度Tと温度電圧VTとの相関関係を示す。湿度換算データは、被検出雰囲気内の湿度Hと、高温時電圧VHと、低温時電圧VLと、温度電圧VTとの相関関係を示す。濃度換算データは、高温時電圧VHまたは低温時電圧VLと、可燃性ガスのガス濃度Xとの相関関係を示す。なお各換算データは、換算用マップデータおよび換算用計算式などからなるものであり、実験などにより得られたデータに基づいて予め作成される。
演算データ取得処理が開始されると、演算部4の演算処理装置は、図4に示すように、まずS10にて、発熱抵抗体12を第1設定温度に保持する制御と、測温抵抗体17に通電する制御を開始する。なお、発熱抵抗体12を第1設定温度に保持する制御は、接続端子71と接続端子72との接続を指示する切替信号CG1を出力するとともに、発熱抵抗体12に通電することにより開始される。
次にS40にて、タイマ値T1が予め設定された取得判定値(本実施形態では例えば10msに相当する値)以上であるか否かを判断する。ここで、タイマ値T1が取得判定値未満である場合には(S40:NO)、S40の処理を繰り返すことにより、タイマ値T1が取得判定値以上になるまで待機する。そして、タイマ値T1が取得判定値以上である場合には(S40:YES)、S50にて、取得判定タイマをリセット(0に設定)するとともに、取得数カウンタをインクリメント(1加算)する。
次に、ガス濃度演算処理の手順を説明する。
ガス濃度演算処理が開始されると、演算部4の演算処理装置は、図6に示すように、まずS310にて、演算部4の記憶部から、最新の高温時電圧平均値VHav、低温時電圧平均値VLavおよび温度電圧平均値VTavを取得する。
VC = VHav/VLav ・・・(1)
またS330にて、温度電圧平均値VTavと、電圧比換算用マップデータとに基づいて、温度電圧平均値VTav(すなわち、環境温度T)においてガス濃度Xがゼロであり且つ湿度Hがゼロであるときの電圧比VC(0)を算出する。
そしてS350にて、S340で算出した電圧比差ΔVCと、湿度換算用マップデータとに基づいて、電圧比差ΔVCにおける湿度Hを算出する。
またS390にて、S410で取得した高温時電圧平均値VHavおよび温度電圧平均値VTavと、ガス感度換算用マップデータとに基づいて、高温時電圧平均値VHavについて、温度電圧平均値VTav毎に予め設定された可燃性ガスに対する感度(単位はガス濃度Xの逆数)を示すガス感度G(VT)を算出する。
そしてS400の処理が終了すると、S310に移行して、上述の処理を繰り返す。
次に、温度異常検出処理の手順を説明する。
ここで、異常検出条件が成立していない場合には(S560:NO)、S570にて、異常判定タイマをリセットし、S530に移行する。一方、異常検出条件が成立した場合には(S560:YES)、S580にて、タイマ値T2が予め設定された異常確定値(本実施形態では例えば10sに相当する値)以上であるか否かを判断する。ここで、タイマ値T2が異常確定値未満である場合には(S580:NO)、S530に移行する。
これにより可燃性ガス検出装置1は、環境温度Tが動作保証温度範囲の下限値付近または上限値付近で頻繁に変動することに起因して、環境温度Tが異常であるという判断結果と、環境温度Tが異常ではないという判断結果とが頻繁に切り替わる現象(ハンチング現象)が発生するのを抑制することができる。
例えば上記実施形態では、被検出雰囲気の熱伝導率を利用して、被検出雰囲気に含まれる水素の濃度を検出する熱伝導式の可燃性ガス検出装置を示した。しかし、本発明は、触媒上で水素が燃焼した際に発生する熱を測定することにより、被検出雰囲気に含まれる水素の濃度を検出する接触燃焼式の可燃性ガス検出装置に適用することができる。
Claims (5)
- 基体に設けられ、被検出雰囲気内に配置されて自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体と同一の前記基体に設けられ、前記被検出雰囲気の温度である環境温度の変化により抵抗値が変化する測温抵抗体とを用いて、前記被検出雰囲気に含まれる可燃性ガスの濃度を検出する可燃性ガス検出装置であって、
前記測温抵抗体の抵抗値から算出される前記環境温度が、予め設定された低温側異常判定温度未満であるか、予め設定された高温側異常判定温度を超えている場合に、前記環境温度が異常であると判断する異常判断手段を備える
ことを特徴とする可燃性ガス検出装置。 - 前記環境温度が異常であると前記異常判断手段が判断した後において、前記測温抵抗体の抵抗値から算出される前記環境温度が、予め設定された低温側解除判定温度を超えており、且つ、予め設定された高温側解除判定温度未満である場合に、前記環境温度が異常ではないと判断する解除判断手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の可燃性ガス検出装置。 - 前記低温側異常判定温度は前記低温側解除判定温度よりも小さく、前記高温側異常判定温度は前記高温側解除判定温度よりも大きい
ことを特徴とする請求項2に記載の可燃性ガス検出装置。 - 前記異常判断手段は、前記環境温度が前記低温側異常判定温度未満であるか前記高温側異常判定温度を超えている状態が、予め設定された異常確定時間継続した場合に、前記環境温度が異常であると判断する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の可燃性ガス検出装置。 - 前記解除判断手段は、前記環境温度が前記低温側解除判定温度を超えており、且つ、前記環境温度が前記高温側解除判定温度未満である状態が、予め設定された解除確定時間継続した場合に、前記環境温度が異常ではないと判断する
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の可燃性ガス検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014221384A JP6396757B2 (ja) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | 可燃性ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014221384A JP6396757B2 (ja) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | 可燃性ガス検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016090270A true JP2016090270A (ja) | 2016-05-23 |
JP6396757B2 JP6396757B2 (ja) | 2018-09-26 |
Family
ID=56018248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014221384A Active JP6396757B2 (ja) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | 可燃性ガス検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6396757B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108614015A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-10-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种催化及热导集成气体传感器的制造方法、传感器及工作方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07200103A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Alps Electric Co Ltd | コンピュータ装置 |
US20070200512A1 (en) * | 2004-04-21 | 2007-08-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor Chip For Driving Light Emitting Element, Light Emitting Device And Lighting Equipment |
JP2008021057A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Meidensha Corp | 温度監視装置 |
JP2008256508A (ja) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Works Ltd | データ収集装置 |
JP2009211301A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Osaka Gas Co Ltd | 警報装置 |
JP2014041055A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガス検出装置及びガス検出方法 |
-
2014
- 2014-10-30 JP JP2014221384A patent/JP6396757B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07200103A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Alps Electric Co Ltd | コンピュータ装置 |
US20070200512A1 (en) * | 2004-04-21 | 2007-08-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor Chip For Driving Light Emitting Element, Light Emitting Device And Lighting Equipment |
JP2008021057A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Meidensha Corp | 温度監視装置 |
JP2008256508A (ja) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Works Ltd | データ収集装置 |
JP2009211301A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Osaka Gas Co Ltd | 警報装置 |
JP2014041055A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガス検出装置及びガス検出方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108614015A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-10-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种催化及热导集成气体传感器的制造方法、传感器及工作方法 |
CN108614015B (zh) * | 2018-05-23 | 2020-11-13 | 哈尔滨工程大学 | 一种催化及热导集成气体传感器的制造方法、传感器及工作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6396757B2 (ja) | 2018-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4505842B2 (ja) | 熱伝導率測定方法とその装置およびガス成分比率測定装置 | |
US20140053631A1 (en) | Gas detection apparatus and gas detection method | |
JP2011237407A (ja) | 可燃性ガス検出装置および可燃性ガス検出素子の制御方法 | |
JP6344101B2 (ja) | ガス検出装置 | |
JP2010266265A (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
JP5986833B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
JP4960136B2 (ja) | ガス検出装置およびガス検出方法 | |
JP6335684B2 (ja) | ガス検出器およびプログラム | |
JP6339479B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
JP6396757B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
JP5166202B2 (ja) | ガス検出器 | |
JP6363553B2 (ja) | 流体状態検出装置 | |
US10024813B2 (en) | Gas detection apparatus | |
JP5091078B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
JP4839240B2 (ja) | 接触燃焼式ガス検出装置 | |
JP6534937B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
JP5592495B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
JP6549509B2 (ja) | ガス検出システム | |
JP5021400B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
JP6636797B2 (ja) | ガス検出器およびプログラム | |
JP2012181184A (ja) | 演算制御装置 | |
JP2012208074A (ja) | 温度制御装置及びガス検出装置並びに温度制御方法 | |
JP2013221862A (ja) | ガス検出装置 | |
JP6549510B2 (ja) | ガス検出システム | |
JP3809897B2 (ja) | 可燃性ガス濃度測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170818 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180424 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180606 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180807 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180830 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6396757 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |