JP2018205210A - Gas sensor, gas alarm, controller, and control method - Google Patents

Gas sensor, gas alarm, controller, and control method Download PDF

Info

Publication number
JP2018205210A
JP2018205210A JP2017112700A JP2017112700A JP2018205210A JP 2018205210 A JP2018205210 A JP 2018205210A JP 2017112700 A JP2017112700 A JP 2017112700A JP 2017112700 A JP2017112700 A JP 2017112700A JP 2018205210 A JP2018205210 A JP 2018205210A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
resistance value
temperature
sensing layer
detection target
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
Application number
JP2017112700A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6863102B2 (en
Inventor
稔貴 古田
Toshitaka Furuta
稔貴 古田
鈴木 卓弥
Takuya Suzuki
卓弥 鈴木
岡村 誠
Makoto Okamura
誠 岡村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2017112700A priority Critical patent/JP6863102B2/en
Publication of JP2018205210A publication Critical patent/JP2018205210A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6863102B2 publication Critical patent/JP6863102B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Abstract

To provide a gas sensor in which the selectivity of a detection object gas is heightened.SOLUTION: The gas sensor comprises: a measurement unit 20 for measuring the resistance value of a gas-sensing layer; a heating control unit 30 for controlling a heater so as to heat the gas-sensing layer; a first acquisition unit 50 for acquiring a first resistance value of the gas-sensing layer that is measured by the measurement unit while the temperature of a gas-sensing layer 12 is controlled at a first temperature by the heating control unit; a second acquisition unit 60 for acquiring a second resistance value of the gas-sensing layer that is measured by the measurement unit while the temperature of the gas-sensing layer is controlled at a second temperature lower than the first temperature by the heating control unit when the first resistance value is smaller than or equal to a predetermined first threshold; a third acquisition unit 70 for acquiring a third resistance value of the gas-sensing layer that is measured by the measurement unit while the temperature of the gas-sensing layer is controlled at a third temperature higher than the second temperature by the heating control unit when the second resistance value is smaller than or equal to a predetermined second threshold; and an identification unit 80 for identifying the type of existing gas on the basis of the third resistance value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスセンサ、ガス警報器、制御装置、及び制御方法に関する。   The present invention relates to a gas sensor, a gas alarm device, a control device, and a control method.

従来、予備検知と、予備検知の結果に応じた本検知とを実行するガス検出方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1において予備検知と本検知とは異なる温度で実行される。また、関連する技術として、ガスセンサを少なくとも3つの異なる温度に制御して、異なる温度においてガス検知を実行することによって、3種類以上のガスの検知を可能とする技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2010−54213号公報
[特許文献2] 特開2005−134311号公報
Conventionally, a gas detection method that performs preliminary detection and main detection according to the result of the preliminary detection is known (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, the preliminary detection and the main detection are performed at different temperatures. Further, as a related technique, a technique that enables detection of three or more kinds of gases by controlling the gas sensor to at least three different temperatures and executing gas detection at different temperatures is known (for example, Patent Document 2).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] JP 2010-54213 [Patent Document 2] JP 2005-13411 A

ガスセンサにおいては、検出対象ガスが存在しないにもかかわらず、検出対象ガス以外のアルコール等の物質に反応して、検出対象ガスが存在すると判別することを防止することが望ましい。したがって、ガスセンサにおいて、アルコール等の物質に対する検出対象ガスの選択性を高めることが望ましい。   In the gas sensor, it is desirable to prevent the detection target gas from being detected by reacting with a substance such as alcohol other than the detection target gas even though the detection target gas is not present. Accordingly, in the gas sensor, it is desirable to increase the selectivity of the detection target gas with respect to a substance such as alcohol.

本発明の第1の態様においては、ガスセンサを提供する。ガスセンサは、ガス感知層とガス感知層を加熱するためのヒータとを有してよい。ガスセンサは、ヒータにより加熱されたガス感知層の抵抗値に基づいて検出対象ガスを検出してよい。ガスセンサは、測定部、加熱制御部、第1取得部、第2取得部、第3取得部、及び判別部を備えてよい。測定部は、ガス感知層の抵抗値を測定してよい。加熱制御部は、ガス感知層を加熱するようにヒータを制御してよい。第1取得部は、ガス感知層の第1抵抗値を取得してよい。第1抵抗値は、加熱制御部によってガス感知層の温度が第1温度に制御された状態で測定部によって測定されてよい。第2取得部は、第1抵抗値が予め定められた第1閾値以下の場合に、ガス感知層の第2抵抗値を取得してよい。第2抵抗値は、加熱制御部によってガス感知層の温度が第1温度より低い第2温度に制御された状態で測定部によって測定されてよい。第3取得部は、第2抵抗値が予め定められた第2閾値以下の場合に、ガス感知層の第3抵抗値を取得してよい。第3抵抗値は、加熱制御部によってガス感知層の温度が第2温度より高い第3温度に制御された状態で測定部によって測定されてよい。判別部は、第3抵抗値に基づいて、存在するガス種を判別してよい。   In a first aspect of the present invention, a gas sensor is provided. The gas sensor may include a gas sensing layer and a heater for heating the gas sensing layer. The gas sensor may detect the detection target gas based on the resistance value of the gas sensing layer heated by the heater. The gas sensor may include a measurement unit, a heating control unit, a first acquisition unit, a second acquisition unit, a third acquisition unit, and a determination unit. The measurement unit may measure a resistance value of the gas sensing layer. The heating control unit may control the heater to heat the gas sensing layer. The first acquisition unit may acquire a first resistance value of the gas sensing layer. The first resistance value may be measured by the measurement unit in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the first temperature by the heating control unit. The second acquisition unit may acquire the second resistance value of the gas sensing layer when the first resistance value is equal to or less than a predetermined first threshold value. The second resistance value may be measured by the measurement unit in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to a second temperature lower than the first temperature by the heating control unit. The third acquisition unit may acquire the third resistance value of the gas sensing layer when the second resistance value is equal to or less than a predetermined second threshold value. The third resistance value may be measured by the measurement unit in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to a third temperature higher than the second temperature by the heating control unit. The determination unit may determine the existing gas type based on the third resistance value.

判別部は、比較部を備えてよい。比較部は、第3抵抗値と、予め定められた第3閾値とを比較してよい。判別部は、第3抵抗値と第3閾値との比較結果に基づいて、存在するガス種を判別してよい。   The determination unit may include a comparison unit. The comparison unit may compare the third resistance value with a predetermined third threshold value. The determination unit may determine the existing gas type based on a comparison result between the third resistance value and the third threshold value.

検出対象ガスは、LPガスであってよい。判別部は、第3抵抗値が第3閾値以上である場合には、検出対象ガスが存在すると判別してよい。判別部は、第3抵抗値が第3閾値より小さい場合には、検出対象ガス以外のガスが存在すると判別してよい。   The detection target gas may be LP gas. The determination unit may determine that the detection target gas exists when the third resistance value is equal to or greater than the third threshold value. The determination unit may determine that a gas other than the detection target gas exists when the third resistance value is smaller than the third threshold value.

検出対象ガスは、メタンガスであってよい。判別部は、第3抵抗値が第3閾値以下である場合には、検出対象ガスが存在すると判別してよい。判別部は、第3抵抗値が第3閾値より大きい場合には、検出対象ガス以外のガスが存在すると判別してよい。   The detection target gas may be methane gas. The determination unit may determine that the detection target gas exists when the third resistance value is equal to or less than the third threshold value. The determination unit may determine that there is a gas other than the detection target gas when the third resistance value is greater than the third threshold value.

検出対象ガス以外のガスは、アルコールを含んでよい。   The gas other than the detection target gas may contain alcohol.

判別部は、変化率算出部を備えてよい。変化率算出部は、第3抵抗値の時間変化率を算出してよい。判別部は、第3抵抗値の時間変化率によって、存在するガス種を判別してよい。   The determination unit may include a change rate calculation unit. The change rate calculation unit may calculate a time change rate of the third resistance value. The discriminating unit may discriminate the existing gas type based on the time change rate of the third resistance value.

検出対象ガスは、LPガスであってよい。判別部は、第3抵抗値の時間変化率が、予め定められた変化率閾値以上である場合には、検出対象ガスが存在すると判別してよい。判別部は、第3抵抗値の時間変化率が変化率閾値より小さい場合には、検出対象ガス以外のガスが存在すると判別してよい。   The detection target gas may be LP gas. The determination unit may determine that the detection target gas exists when the temporal change rate of the third resistance value is equal to or greater than a predetermined change rate threshold value. The determination unit may determine that there is a gas other than the detection target gas when the time change rate of the third resistance value is smaller than the change rate threshold.

検出対象ガスは、メタンガスであってよい。判別部は、第3抵抗値の時間変化率が、予め定められた変化率閾値以下である場合には、検出対象ガスが存在すると判別してよい。検出対象ガスは、第3抵抗値の時間変化率が変化率閾値より大きい場合には、検出対象ガス以外のガスが存在すると判別してよい。   The detection target gas may be methane gas. The determination unit may determine that the detection target gas exists when the temporal change rate of the third resistance value is equal to or less than a predetermined change rate threshold value. When the time change rate of the third resistance value is greater than the change rate threshold, it may be determined that a gas other than the detection target gas exists.

判別部は、タイミング検出部を備えてよい。タイミング検出部は、第3抵抗値が上がり始めるタイミングを検出してよい。判別部は、第3抵抗値が上がり始めるタイミングによって、存在するガス種を判別してよい。   The determination unit may include a timing detection unit. The timing detection unit may detect a timing at which the third resistance value starts to increase. The discriminating unit may discriminate the existing gas type at the timing when the third resistance value starts to increase.

検出対象ガスは、LPガスであってよい。判別部は、予め定められた時間内に、第3抵抗値が上がり始めた場合には、検出対象ガスが存在すると判別してよい。判別部は、予め定められた時間が経過しても第3抵抗値が停滞または低下している場合には、検出対象ガス以外のガスが存在すると判別してよい。   The detection target gas may be LP gas. The determination unit may determine that the detection target gas exists when the third resistance value starts to increase within a predetermined time. The determination unit may determine that there is a gas other than the detection target gas when the third resistance value is stagnant or decreased even after a predetermined time has elapsed.

検出対象ガスは、メタンガスであってよい。判別部は、予め定められた時間が経過しても第3抵抗値が停滞または低下している場合には、検出対象ガスが存在すると判別してよい。判別部は、予め定められた時間内に、第3抵抗値が上がり始めた場合には、検出対象ガス以外のガスが存在すると判別してよい。   The detection target gas may be methane gas. The determination unit may determine that the detection target gas exists when the third resistance value is stagnant or decreased even after a predetermined time has elapsed. The determination unit may determine that a gas other than the detection target gas exists when the third resistance value starts to increase within a predetermined time.

加熱制御部は、第2抵抗値に応じて第3温度を変更してよい。   The heating control unit may change the third temperature according to the second resistance value.

第3取得部は、第2抵抗値に応じて第3抵抗値を取得するタイミングを変更してよい。判別部は、第2抵抗値に応じて第3閾値を変更してよい。   The third acquisition unit may change the timing for acquiring the third resistance value according to the second resistance value. The determination unit may change the third threshold value according to the second resistance value.

加熱制御部は、検出対象ガスの種類に応じて第2温度を変更してよい。   The heating control unit may change the second temperature according to the type of detection target gas.

加熱制御部は、検出対象ガスの種類に応じて第3温度を変更してよい。   The heating control unit may change the third temperature according to the type of detection target gas.

第3温度は、第1温度より高くてよい。ガス警報器は、ガスセンサを備えてよい。ガス警報器は、警報発生部を備えてよい。警報発生部は、検出対象ガスを検出したときに警報を発生してよい。   The third temperature may be higher than the first temperature. The gas alarm may include a gas sensor. The gas alarm device may include an alarm generation unit. The alarm generation unit may generate an alarm when detecting the detection target gas.

本発明の第2の態様においては、制御装置を提供する。制御装置は、ガスセンサを制御してよい。ガスセンサは、ガス感知層とガス感知層を加熱するためのヒータとを有してよい。ガスセンサは、ヒータにより加熱されたガス感知層の抵抗値に基づいて検出対象ガスを検出してよい。制御装置は、加熱制御部、第1取得部、第2取得部、第3取得部、及び判別部を備えてよい。加熱制御部は、ガス感知層を加熱するようにヒータを制御してよい。第1取得部は、ガス感知層の第1抵抗値を取得してよい。第1抵抗値は、加熱制御部によってガス感知層の温度が第1温度に制御された状態で測定されてよい。第2取得部は、第1抵抗値が予め定められた第1閾値以下の場合に、ガス感知層の第2抵抗値を取得してよい。第2抵抗値は、加熱制御部によってガス感知層の温度が第1温度より低い第2温度に制御された状態で測定されてよい。第3取得部は、第2抵抗値が予め定められた第2閾値以下の場合に、ガス感知層の第3抵抗値を取得してよい。第3抵抗値は、加熱制御部によってガス感知層の温度が第2温度より高い第3温度に制御された状態で測定されてよい。判別部は、第3抵抗値に基づいて、存在するガス種を判別してよい。   In a second aspect of the present invention, a control device is provided. The control device may control the gas sensor. The gas sensor may include a gas sensing layer and a heater for heating the gas sensing layer. The gas sensor may detect the detection target gas based on the resistance value of the gas sensing layer heated by the heater. The control device may include a heating control unit, a first acquisition unit, a second acquisition unit, a third acquisition unit, and a determination unit. The heating control unit may control the heater to heat the gas sensing layer. The first acquisition unit may acquire a first resistance value of the gas sensing layer. The first resistance value may be measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the first temperature by the heating control unit. The second acquisition unit may acquire the second resistance value of the gas sensing layer when the first resistance value is equal to or less than a predetermined first threshold value. The second resistance value may be measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to a second temperature lower than the first temperature by the heating control unit. The third acquisition unit may acquire the third resistance value of the gas sensing layer when the second resistance value is equal to or less than a predetermined second threshold value. The third resistance value may be measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to a third temperature higher than the second temperature by the heating control unit. The determination unit may determine the existing gas type based on the third resistance value.

本発明の第3の態様においては、制御方法を提供する。制御方法は、ガスセンサの制御方法であってよい。ガスセンサは、ガス感知層とガス感知層を加熱するためのヒータとを有してよい。ガスセンサは、ヒータにより加熱されたガス感知層の抵抗値に基づいて検出対象ガスを検出してよい。制御方法は、第1温度制御段階、第1取得段階、第2温度制御段階、第2取得段階、第3温度制御段階、第3取得段階、及び判別段階を備えてよい。第1温度制御段階においては、ガス感知層の温度が第1温度に制御されてよい。第1取得段階においては、ガス感知層の第1抵抗値が取得されてよい。第1抵抗値は、ガス感知層の温度が第1温度に制御された状態で測定されてよい。第2温度制御段階においては、第1抵抗値が予め定められた第1閾値以下の場合に、ガス感知層の温度が第1温度より低い第2温度に制御されてよい。第2取得段階において、ガス感知層の第2抵抗値が取得されてよい。第2抵抗値は、ガス感知層の温度が第2温度に制御された状態で測定されてよい。第3温度制御段階においては、第2抵抗値が予め定められた第2閾値以下の場合に、ガス感知層の温度が第2温度より高い第3温度に制御されてよい。第3取得段階において、ガス感知層の第3抵抗値が取得されてよい。第3抵抗値は、ガス感知層の温度が第3温度に制御された状態で測定されてよい。判別段階においては、第3取得段階において取得された第3抵抗値に基づいて、存在するガス種が判別されてよい。   In the third aspect of the present invention, a control method is provided. The control method may be a gas sensor control method. The gas sensor may include a gas sensing layer and a heater for heating the gas sensing layer. The gas sensor may detect the detection target gas based on the resistance value of the gas sensing layer heated by the heater. The control method may include a first temperature control stage, a first acquisition stage, a second temperature control stage, a second acquisition stage, a third temperature control stage, a third acquisition stage, and a determination stage. In the first temperature control step, the temperature of the gas sensing layer may be controlled to the first temperature. In the first acquisition step, the first resistance value of the gas sensing layer may be acquired. The first resistance value may be measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the first temperature. In the second temperature control step, the temperature of the gas sensing layer may be controlled to a second temperature lower than the first temperature when the first resistance value is equal to or less than a predetermined first threshold value. In the second acquisition step, a second resistance value of the gas sensing layer may be acquired. The second resistance value may be measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the second temperature. In the third temperature control stage, the temperature of the gas sensing layer may be controlled to a third temperature higher than the second temperature when the second resistance value is equal to or lower than a predetermined second threshold value. In the third acquisition step, a third resistance value of the gas sensing layer may be acquired. The third resistance value may be measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the third temperature. In the determination step, the existing gas type may be determined based on the third resistance value acquired in the third acquisition step.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本発明の第1実施形態のガスセンサ100の概略を示す図である。It is a figure showing the outline of gas sensor 100 of a 1st embodiment of the present invention. 検出部10の概略構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a detection unit 10. 第1抵抗値が第1閾値より大きい場合のヒータ駆動パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a heater drive pattern in case a 1st resistance value is larger than a 1st threshold value. 第2抵抗値が第2閾値より大きい場合のヒータ駆動パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a heater drive pattern in case a 2nd resistance value is larger than a 2nd threshold value. 第2抵抗値が第2閾値以下の場合のヒータ駆動パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a heater drive pattern in case a 2nd resistance value is below a 2nd threshold value. 第2抵抗値が第2閾値以下の場合のヒータ駆動パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a heater drive pattern in case a 2nd resistance value is below a 2nd threshold value. ヒータ14をHigh状態に駆動した場合におけるガス感知層12の抵抗変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the resistance change of the gas sensing layer 12 at the time of driving the heater 14 to a High state. ヒータ14をLow状態に駆動した場合におけるガス感知層12の抵抗変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of resistance change of the gas sensing layer 12 at the time of driving the heater 14 to a Low state. ヒータ14を200m秒間にわたってHigh状態に駆動した場合におけるガス感知層12の抵抗変化の一例である。It is an example of a resistance change of the gas sensing layer 12 when the heater 14 is driven to a High state for 200 msec. 本発明の第1実施形態のガスセンサ100の処理内容の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing content of the gas sensor 100 of 1st Embodiment of this invention. 検出対象ガスがLPガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the gas kind discrimination | determination process in case detection target gas is LP gas. 検出対象ガスがメタンガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the gas kind discrimination | determination process in case detection target gas is methane gas. LPガスに対するガス感度とメタンガスに対するガス感度を示す図である。It is a figure which shows the gas sensitivity with respect to LP gas, and the gas sensitivity with respect to methane gas. ガスセンサ100の処理内容の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of processing contents of a gas sensor 100. ガスセンサ100の処理内容の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of processing contents of a gas sensor 100. 本発明の第2実施形態のガスセンサ100の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the gas sensor 100 of 2nd Embodiment of this invention. ヒータ14をHigh状態に駆動した場合におけるガス感知層12の抵抗における時間変化率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change rate in resistance of the gas sensing layer 12 at the time of driving the heater 14 to a High state. 検出対象ガスがLPガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the gas kind discrimination | determination process in case detection target gas is LP gas. 検出対象ガスがメタンガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the gas kind discrimination | determination process in case detection target gas is methane gas. 本発明の第3実施形態のガスセンサ100の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the gas sensor 100 of 3rd Embodiment of this invention. 検出対象ガスがLPガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the gas kind discrimination | determination process in case detection target gas is LP gas. 検出対象ガスがメタンガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the gas kind discrimination | determination process in case detection target gas is methane gas.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、本発明の第1実施形態のガスセンサ100の概略を示す図である。本例のガスセンサ100は、検出対象ガスを検出する。検出対象ガス(「対象ガス」と略記する)は、可燃性ガスであってよい。対象ガスは、プロパン及びブタンを主成分とするLPガスであってよい。あるいは、対象ガスは、メタンガスを主成分とする都市ガスであってもよい。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of a gas sensor 100 according to a first embodiment of the present invention. The gas sensor 100 of this example detects a detection target gas. The detection target gas (abbreviated as “target gas”) may be a combustible gas. The target gas may be LP gas mainly composed of propane and butane. Alternatively, the target gas may be a city gas whose main component is methane gas.

本例のガスセンサ100は、第1温度T1における検知と、第1温度T1より低い第2温度T2における検知とを実行するのみならず、第2温度T2における検知結果に応じて、さらに、第2温度T2より高い第3温度T3にヒータ14を駆動する。すなわち、本例のガスセンサ100は、検知結果に応じて、ヒータ14を第1温度T1(High)、第2温度T2(Low)、第3温度T3(High)の順に駆動してよい。これによって、対象ガスとアルコール等のガスとが区別される。   The gas sensor 100 of the present example not only performs the detection at the first temperature T1 and the detection at the second temperature T2 lower than the first temperature T1, but also performs the second detection according to the detection result at the second temperature T2. The heater 14 is driven to a third temperature T3 that is higher than the temperature T2. That is, the gas sensor 100 of this example may drive the heater 14 in the order of the first temperature T1 (High), the second temperature T2 (Low), and the third temperature T3 (High) according to the detection result. As a result, the target gas is distinguished from a gas such as alcohol.

ガスセンサ100は、検出部10と制御装置200とを備える。検出部10は、ガス感知層12及びヒータ14を備える。本例の検出部10は、ヒータ14の温度を測定する温度測定部16を備える。本例と異なり、検出部10は、温度測定部16を備えていなくてもよい。ガス感知層12は、ガスによって抵抗値が変化するセンサ抵抗である。ヒータ14は、ガス感知層12を加熱する。ガスセンサ100は、ヒータ14により加熱されたガス感知層12の抵抗値に基づいて対象ガスを検出する。   The gas sensor 100 includes a detection unit 10 and a control device 200. The detection unit 10 includes a gas sensing layer 12 and a heater 14. The detection unit 10 of this example includes a temperature measurement unit 16 that measures the temperature of the heater 14. Unlike this example, the detection unit 10 may not include the temperature measurement unit 16. The gas sensing layer 12 is a sensor resistance whose resistance value varies depending on the gas. The heater 14 heats the gas sensing layer 12. The gas sensor 100 detects the target gas based on the resistance value of the gas sensing layer 12 heated by the heater 14.

制御装置200は、ガスセンサ100を制御する。本例では、検出部10及び制御装置200が共にガスセンサ100に内蔵されている。但し、制御装置200は、ガスセンサ100に外付けされる制御装置であってもよい。制御装置200は、測定部20、加熱制御部30、警報発生部40、第1取得部50、第2取得部60、第3取得部70、判別部80、及び記憶部90を備えてよい。但し、警報発生部40は、制御装置200には、必ずしも必須の構成ではない。ガスセンサ100がガス警報器である場合には、警報発生部40を備えてよい。   The control device 200 controls the gas sensor 100. In this example, both the detection unit 10 and the control device 200 are built in the gas sensor 100. However, the control device 200 may be a control device externally attached to the gas sensor 100. The control device 200 may include a measurement unit 20, a heating control unit 30, an alarm generation unit 40, a first acquisition unit 50, a second acquisition unit 60, a third acquisition unit 70, a determination unit 80, and a storage unit 90. However, the alarm generation unit 40 is not necessarily an essential component for the control device 200. When the gas sensor 100 is a gas alarm device, an alarm generation unit 40 may be provided.

加熱制御部30、警報発生部40、第1取得部50、第2取得部60、第3取得部70、及び判別部80の少なくとも一部は、マイクロコンピュータの機能として実現されてよい。測定部20は、ガス感知層12の電気抵抗値を測定する。例えば、測定部20は、ガス感知層12に電流を流してガス感知層12の両端の電圧を測定する。ガス感知層12の抵抗値を測定することには、ガス感知層12の抵抗値に対応づけられた電圧または電流などの電気的特性を測定することが含まれてよい。測定された抵抗値を取得することには、抵抗値に対応づけられた電圧または電流などの電気的特性を取得することが含まれてよい。抵抗値を閾値と比較することには、抵抗値に対応づけられた電圧または電流を閾値と比較することが含まれてよい。一例において、ガス感知層12の抵抗値が閾値より大きいことには、ガス感知層12の両端の電圧が閾値より大きいことが含まれてよく、ガス感知層12を流れる電流が閾値より小さいことが含まれてよい。ガス感知層12の抵抗値が閾値より小さいことには、ガス感知層12の両端の電圧が閾値より小さいことが含まれてよく、ガス感知層12を流れる電流が閾値より大きいことが含まれてよい。   At least a part of the heating control unit 30, the alarm generation unit 40, the first acquisition unit 50, the second acquisition unit 60, the third acquisition unit 70, and the determination unit 80 may be realized as a function of a microcomputer. The measurement unit 20 measures the electrical resistance value of the gas sensing layer 12. For example, the measurement unit 20 measures the voltage across the gas sensing layer 12 by passing a current through the gas sensing layer 12. Measuring the resistance value of the gas sensing layer 12 may include measuring an electrical characteristic such as voltage or current associated with the resistance value of the gas sensing layer 12. Obtaining the measured resistance value may include obtaining an electrical characteristic such as voltage or current associated with the resistance value. Comparing the resistance value with the threshold value may include comparing a voltage or current associated with the resistance value with the threshold value. In one example, the resistance value of the gas sensing layer 12 being greater than the threshold value may include a voltage across the gas sensing layer 12 being greater than the threshold value, and a current flowing through the gas sensing layer 12 being less than the threshold value. May be included. The resistance value of the gas sensing layer 12 being smaller than the threshold value may include a voltage across the gas sensing layer 12 being smaller than the threshold value, and a current flowing through the gas sensing layer 12 being larger than the threshold value. Good.

加熱制御部30は、ヒータ14に印加する電圧を制御する。特に、加熱制御部30は、第1検知処理において、ガス感知層12の温度が第1温度T1になるようにヒータ14を制御する。第1検知処理において、対象ガスが存在する可能性がある場合に、加熱制御部30は、第2検知処理において、ガス感知層12の温度が第1温度T1より低い第2温度T2となるようにヒータ14を制御する。さらに、第2検知処理の結果、対象ガスが存在する可能性がある場合に、加熱制御部30は、アルコール等のガスに対する対象ガスの選択性を高めるために、ガス感知層12の温度が第2温度T2より高い第3温度T3となるようにヒータ14を制御する。   The heating control unit 30 controls the voltage applied to the heater 14. In particular, the heating control unit 30 controls the heater 14 so that the temperature of the gas sensing layer 12 becomes the first temperature T1 in the first detection process. In the first detection process, when there is a possibility that the target gas exists, the heating control unit 30 causes the temperature of the gas sensing layer 12 to be the second temperature T2 lower than the first temperature T1 in the second detection process. The heater 14 is controlled. Furthermore, when there is a possibility that the target gas exists as a result of the second detection process, the heating control unit 30 sets the temperature of the gas sensing layer 12 to the first temperature in order to increase the selectivity of the target gas with respect to a gas such as alcohol. The heater 14 is controlled so that the third temperature T3 is higher than the second temperature T2.

警報発生部40は、対象ガスが検出された場合に警報を発する。第1取得部50は、ガス感知層12の第1抵抗値を取得する。第2取得部60は、ガス感知層12の第2抵抗値を取得する。第3取得部70は、ガス感知層12の第3抵抗値を取得する。   The alarm generation unit 40 issues an alarm when the target gas is detected. The first acquisition unit 50 acquires the first resistance value of the gas sensing layer 12. The second acquisition unit 60 acquires the second resistance value of the gas sensing layer 12. The third acquisition unit 70 acquires the third resistance value of the gas sensing layer 12.

第1抵抗値は、加熱制御部30によってガス感知層12の温度が第1温度T1に制御された状態で測定部20によって測定されたガス感知層12の電気抵抗値である。第2抵抗値は、加熱制御部30によってガス感知層12の温度が第1温度T1より低い第2温度T2に制御された状態で測定部20によって測定されたガス感知層の電気抵抗値である。第3抵抗値は、加熱制御部30によってガス感知層12の温度が第2温度T2より高い第3温度T3に制御された状態で測定部20によって測定されたガス感知層の電気抵抗値である。   The first resistance value is an electric resistance value of the gas sensing layer 12 measured by the measurement unit 20 in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the first temperature T1 by the heating control unit 30. The second resistance value is an electric resistance value of the gas sensing layer measured by the measurement unit 20 in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the second temperature T2 lower than the first temperature T1 by the heating control unit 30. . The third resistance value is an electric resistance value of the gas sensing layer measured by the measurement unit 20 in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the third temperature T3 higher than the second temperature T2 by the heating control unit 30. .

第1温度T1及び第3温度T3は、第2温度T2に比べて高い温度である。加熱制御部30は、ヒータ14をHigh状態に駆動して、ガス感知層12の温度が第1温度T1または第3温度T3となるように制御する。第1温度T1及び第3温度T3は、好ましくは、400℃以上500℃以下であってよく、より好ましくは、400℃以上450℃以下であってよい。一方、第2温度T2は、第1温度T1及び第3温度T3に比べて低い温度である。加熱制御部30は、ヒータ14をLow状態に駆動して、ガス感知層12の温度が第2温度T2となるように制御する。第2温度T2は、好ましくは、250℃以上350℃以下であってよい。   The first temperature T1 and the third temperature T3 are higher than the second temperature T2. The heating control unit 30 drives the heater 14 to a high state and controls the temperature of the gas sensing layer 12 to be the first temperature T1 or the third temperature T3. The first temperature T1 and the third temperature T3 may be preferably 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, and more preferably 400 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. On the other hand, the second temperature T2 is lower than the first temperature T1 and the third temperature T3. The heating control unit 30 drives the heater 14 to a low state and controls the temperature of the gas sensing layer 12 to be the second temperature T2. The second temperature T2 may be preferably 250 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.

判別部80は、第3抵抗値に基づいて、存在するガス種を判別する。本例における判別部80は、比較部82を備える。比較部82は、第3抵抗値と、予め定められた第3閾値とを比較する。判別部80は、第3抵抗値と第3閾値との比較結果に基づいて、存在するガス種を判別する。記憶部90は、加熱制御部30がヒータ14を制御するために必要な情報またはパラメータを記憶してよい。   The determination unit 80 determines the existing gas type based on the third resistance value. The determination unit 80 in this example includes a comparison unit 82. The comparison unit 82 compares the third resistance value with a predetermined third threshold value. The discriminating unit 80 discriminates the existing gas type based on the comparison result between the third resistance value and the third threshold value. The storage unit 90 may store information or parameters necessary for the heating control unit 30 to control the heater 14.

図2は、検出部10の概略構成を示す断面図である。本例の検出部10は、半導体式薄膜ガスセンサである。本例の検出部10は、シリコン基板2と、熱絶縁支持層3と、ヒータ14として機能するヒータ層と、電気絶縁層4と、ガス検知部5とを備える。シリコン基板2には、貫通孔6が設けられている。貫通孔6は、ダイアフラム構造を構成する。ガス検知部5は、接合層7と、ガス感知層電極8と、ガス感知層12と、選択燃焼層9とを備えている。ガス感知層12は、例えば、SnO、In、WO、ZnO、及びTiO等の金属酸化物を主成分とする感知層として形成される。 FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the detection unit 10. The detection unit 10 of this example is a semiconductor thin film gas sensor. The detection unit 10 of this example includes a silicon substrate 2, a thermal insulation support layer 3, a heater layer that functions as a heater 14, an electrical insulation layer 4, and a gas detection unit 5. A through hole 6 is provided in the silicon substrate 2. The through-hole 6 constitutes a diaphragm structure. The gas detection unit 5 includes a bonding layer 7, a gas sensing layer electrode 8, a gas sensing layer 12, and a selective combustion layer 9. For example, the gas sensing layer 12 is formed as a sensing layer mainly composed of a metal oxide such as SnO 2 , In 2 O 3 , WO 3 , ZnO, and TiO 2 .

選択燃焼層9は、例えば、Pd、PdO、及びPt等の少なくとも一種の触媒を担持した焼結体である。選択燃焼層9は、触媒層とも呼ばれる。一例において、選択燃焼層9は、触媒担持Al焼結体であり、Cr、Fe、Ni、ZrO、SiO、ゼオライト等の金属酸化物を主成分として形成されてもよい。シリコン基板2はシリコンウェハーから構成される。ヒータ14はガス検知部5を加熱する。検出部10は、ヒータ14によって、ガス感知層12を加熱したときのガス感知層12の抵抗値によって対象ガスを検出する。 The selective combustion layer 9 is a sintered body supporting at least one kind of catalyst such as Pd, PdO, and Pt. The selective combustion layer 9 is also called a catalyst layer. In one example, the selective combustion layer 9 is a catalyst-supported Al 2 O 3 sintered body, and mainly contains metal oxides such as Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Ni 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 , and zeolite. It may be formed as a component. The silicon substrate 2 is composed of a silicon wafer. The heater 14 heats the gas detection unit 5. The detection unit 10 detects the target gas based on the resistance value of the gas sensing layer 12 when the gas sensing layer 12 is heated by the heater 14.

次に、加熱制御部30によるヒータ14の駆動について説明する。図3は、第1抵抗値が第1閾値より大きい場合のヒータ駆動パターンの一例を示す図である。加熱制御部30は、ヒータ14を間欠駆動する。加熱制御部30は、ヒータ14に対してヒータ駆動電圧としてパルス状の電圧を周期的に印加する。加熱制御部30は、30秒以上60秒以下の周期Pでパルス状の電圧をヒータ14に印加してよい。   Next, driving of the heater 14 by the heating control unit 30 will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a heater driving pattern when the first resistance value is greater than the first threshold value. The heating control unit 30 intermittently drives the heater 14. The heating control unit 30 periodically applies a pulse voltage as a heater driving voltage to the heater 14. The heating control unit 30 may apply a pulsed voltage to the heater 14 with a period P of 30 seconds or more and 60 seconds or less.

加熱制御部30は、ガス感知層12の温度を第1温度T1(High)に制御する。ガス感知層12の温度を第1温度T1とするためにヒータ14に印加すべき電圧が予め設定されていてよい。加熱制御部30は、予め設定された電圧をヒータ14に印加してよい。加熱制御部30は、予め定められた加熱時間にわたって、ガス感知層12の温度を第1温度T1に保持してよい。一例において、第1検知処理における加熱時間は、30m秒から100m秒であり、より好ましくは、40m秒以上90m秒であってよい。   The heating control unit 30 controls the temperature of the gas sensing layer 12 to the first temperature T1 (High). In order to set the temperature of the gas sensing layer 12 to the first temperature T1, a voltage to be applied to the heater 14 may be set in advance. The heating control unit 30 may apply a preset voltage to the heater 14. The heating control unit 30 may maintain the temperature of the gas sensing layer 12 at the first temperature T1 over a predetermined heating time. In one example, the heating time in the first detection process is 30 milliseconds to 100 milliseconds, and more preferably 40 milliseconds to 90 milliseconds.

第1取得部50は、加熱制御部30によってガス感知層12の温度が第1温度T1に制御された状態で測定部20によって測定されたガス感知層12の第1抵抗値を取得する。加熱開始されてから、例えば100m秒が経過するまでの何れかの時点で、ガス感知層12の抵抗値が取得される。特に、第1温度T1に加熱開始後40m秒以上90m秒経過した時点で第1抵抗値が取得されてよい。   The first acquisition unit 50 acquires the first resistance value of the gas sensing layer 12 measured by the measurement unit 20 in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the first temperature T1 by the heating control unit 30. For example, the resistance value of the gas sensing layer 12 is acquired at any point in time from the start of heating until 100 milliseconds elapses. In particular, the first resistance value may be acquired when 40 milliseconds or more and 90 milliseconds have elapsed from the start of heating to the first temperature T1.

一例において、測定部20がガス感知層12の電気抵抗値を定常的に測定する。第1取得部50が、ガス感知層12の温度が第1温度T1に制御された状態となるタイミングで、測定部20による測定結果をサンプリング及びAD変換(アナログ−デジタル変換)することで、第1抵抗値を取得してよい。第2取得部60も、同様の構成であってよい。   In one example, the measurement unit 20 constantly measures the electrical resistance value of the gas sensing layer 12. The first acquisition unit 50 performs sampling and AD conversion (analog-digital conversion) on the measurement result by the measurement unit 20 at a timing when the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the first temperature T1. One resistance value may be acquired. The second acquisition unit 60 may have the same configuration.

加熱制御部30は、第1判断を実行する。第1判断は、第1抵抗値が予め定められた第1閾値以下であるかについての判断である。但し、第1判断は、加熱制御部30以外の制御部が実行してもよい。第1抵抗値が第1閾値より大きい場合には、対象ガスが検出されなかったとして、加熱制御部30は、図3に示されるとおり、ヒータ14への通電を停止する。したがって、加熱時間を短縮化することができ、省電力を実現することができる。   The heating control unit 30 performs the first determination. The first determination is a determination as to whether the first resistance value is equal to or less than a predetermined first threshold value. However, the first determination may be performed by a control unit other than the heating control unit 30. When the first resistance value is larger than the first threshold value, the heating control unit 30 stops energization of the heater 14 as shown in FIG. 3 assuming that the target gas has not been detected. Therefore, the heating time can be shortened and power saving can be realized.

図4は、第2抵抗値が第2閾値より大きい場合のヒータ駆動パターンの一例を示す図である。第1抵抗値が第1閾値以下の場合には、加熱制御部30は、図4に示されるとおり、ガス感知層12の温度を第1温度T1より低い第2温度T2(Low)に制御する。加熱制御部30は、予め定められた加熱時間にわたって、ガス感知層12の温度を第2温度T2に保持してよい。一例において、第2検知処理における加熱時間は、160m秒以上200m秒以下であってよい。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a heater driving pattern when the second resistance value is larger than the second threshold value. When the first resistance value is equal to or lower than the first threshold value, the heating control unit 30 controls the temperature of the gas sensing layer 12 to a second temperature T2 (Low) lower than the first temperature T1, as shown in FIG. . The heating control unit 30 may maintain the temperature of the gas sensing layer 12 at the second temperature T2 over a predetermined heating time. In one example, the heating time in the second detection process may be not less than 160 milliseconds and not more than 200 milliseconds.

第2取得部60は、加熱制御部30によってガス感知層12の温度が第2温度T2に制御された状態で測定部20によって測定されたガス感知層12の第2抵抗値を取得する。加熱開始されてから、例えば200m秒までの何れかの時点で、ガス感知層12の抵抗値が取得される。特に、第2温度T2に加熱開始後160m秒以上200m秒経過した時点で第2抵抗値が取得されてよい。   The second acquisition unit 60 acquires the second resistance value of the gas sensing layer 12 measured by the measurement unit 20 in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the second temperature T2 by the heating control unit 30. For example, the resistance value of the gas sensing layer 12 is acquired at any point in time from the start of heating to, for example, 200 milliseconds. In particular, the second resistance value may be acquired when 160 msec or more and 200 msec have elapsed from the start of heating to the second temperature T2.

加熱制御部30は、第2判断を実行する。第2判断は、第2抵抗値が予め定められた第2閾値以下であるかについての判断である。但し、第2判断は、加熱制御部30以外の制御部が実行してもよい。第2抵抗値が第2閾値より大きい場合には、対象ガスが検出されなかったとして、加熱制御部30は、図4に示されるとおり、ヒータ14への通電を停止する。したがって、加熱時間が短くなり、省電力を実現することができる。   The heating control unit 30 performs the second determination. The second determination is a determination as to whether the second resistance value is equal to or less than a predetermined second threshold value. However, the second determination may be performed by a control unit other than the heating control unit 30. When the second resistance value is larger than the second threshold value, the heating control unit 30 stops energizing the heater 14 as shown in FIG. 4 assuming that the target gas has not been detected. Therefore, the heating time is shortened and power saving can be realized.

図5は、第2抵抗値が第2閾値以下の場合のヒータ駆動パターンの一例を示す図である。一般的なHigh状態での予備検知とLow状態での本検知の制御の場合は、第2抵抗値が第2閾値以下であれば、対象ガスが検出されたと判断される。一方、本例のガスセンサ100は、この場合と異なり、対象ガス以外のアルコール等との選択性を向上するための制御を更に実行する。具体的には、加熱制御部30は、第2抵抗値が第2閾値以下の場合には、図5に示されるとおり、ガス感知層12の温度を第2温度T2より高い第3温度T3(High)に制御する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a heater driving pattern when the second resistance value is equal to or smaller than the second threshold value. In the case of the control of the preliminary detection in the general high state and the main detection in the low state, it is determined that the target gas has been detected if the second resistance value is equal to or less than the second threshold value. On the other hand, unlike this case, the gas sensor 100 of this example further executes control for improving the selectivity with alcohol other than the target gas. Specifically, when the second resistance value is equal to or lower than the second threshold value, the heating control unit 30 sets the temperature of the gas sensing layer 12 to a third temperature T3 (which is higher than the second temperature T2) as shown in FIG. High).

加熱制御部30は、予め定められた加熱時間にわたって、ガス感知層12の温度を第3温度T3に保持してよい。例えば、加熱時間は、160m秒以上200m秒である。第3取得部70は、加熱制御部30によってガス感知層12の温度が第3温度T3に制御された状態で測定部20によって測定されたガス感知層12の第3抵抗値を取得する。ヒータ14が、再度のHigh状態に駆動開始されて加熱開始されてから、例えば200m秒までの何れかの時点で、ガス感知層12の第3抵抗値が取得される。特に、第3温度T3に加熱開始後160m秒以上200m秒経過した時点で第3抵抗値が取得されてよい。   The heating control unit 30 may maintain the temperature of the gas sensing layer 12 at the third temperature T3 over a predetermined heating time. For example, the heating time is 160 milliseconds or more and 200 milliseconds. The third acquisition unit 70 acquires the third resistance value of the gas sensing layer 12 measured by the measurement unit 20 in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the third temperature T3 by the heating control unit 30. The third resistance value of the gas sensing layer 12 is acquired at any point in time, for example, up to 200 milliseconds after the heater 14 starts to drive again in the high state and starts to heat. In particular, the third resistance value may be acquired when 160 msec or more and 200 msec have elapsed from the start of heating to the third temperature T3.

判別部80は、第3抵抗値に基づいて、存在するガス種を判別する。本例における判別部80は、比較部82を備える。比較部82は、第3抵抗値と、予め定められた第3閾値とを比較する。判別部80は、第3抵抗値と第3閾値との比較結果に基づいて、存在するガス種を判別する。   The determination unit 80 determines the existing gas type based on the third resistance value. The determination unit 80 in this example includes a comparison unit 82. The comparison unit 82 compares the third resistance value with a predetermined third threshold value. The discriminating unit 80 discriminates the existing gas type based on the comparison result between the third resistance value and the third threshold value.

図5に示される例では、第1温度T1と第3温度T3は同じである。但し、本例のガスセンサ100は、この場合に限られない。図6は、第2抵抗値が第2閾値以下の場合のヒータ駆動パターンの一例を示す図である。図6に示されるとおり、第3温度T3は、第1温度T1より高くてよい。第3温度T3を第1温度T1より高くすることによって、対象ガスとアルコールとの選択性を更に高めることができる。   In the example shown in FIG. 5, the first temperature T1 and the third temperature T3 are the same. However, the gas sensor 100 of this example is not limited to this case. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a heater driving pattern when the second resistance value is equal to or smaller than the second threshold value. As shown in FIG. 6, the third temperature T3 may be higher than the first temperature T1. By making 3rd temperature T3 higher than 1st temperature T1, the selectivity of object gas and alcohol can further be improved.

本例のガスセンサ100は、第1抵抗値及び第2抵抗値の値に応じて、図3、図4、及び図5に示されるようにヒータ駆動パターンを切り替える。したがって、常に、第1温度T1、第2温度T2、及び第3温度T3という温度に制御する場合に比べて、全体の加熱時間を短くすることができる。   The gas sensor 100 of this example switches the heater drive pattern as shown in FIGS. 3, 4, and 5 according to the values of the first resistance value and the second resistance value. Therefore, the entire heating time can be shortened as compared with the case where the temperature is always controlled to the first temperature T1, the second temperature T2, and the third temperature T3.

図7は、ヒータ14をHigh状態に駆動した場合におけるガス感知層の抵抗変化の一例を示す図である。図7は、ガス感知層12の温度を第1温度T1に保持した場合の測定結果を示している。具体的には、図7は、ガス感知層12の温度を430℃とした場合の測定結果を示す。図7には、ガスセンサ100の検出部10が置かれている雰囲気が、大気(Airと表示)、LPガス(LPと表示。イソブタン等)、水素ガス(H2と表示)、エタノール(ETOHと表示)、及びメタンガス(CH4と表示)の場合が示されている。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a change in resistance of the gas sensing layer when the heater 14 is driven to a high state. FIG. 7 shows a measurement result when the temperature of the gas sensing layer 12 is held at the first temperature T1. Specifically, FIG. 7 shows the measurement results when the temperature of the gas sensing layer 12 is 430 ° C. In FIG. 7, the atmosphere in which the detection unit 10 of the gas sensor 100 is placed is air (indicated as Air), LP gas (indicated as LP, isobutane, etc.), hydrogen gas (indicated as H 2), ethanol (indicated as ETOH). ) And methane gas (denoted as CH4).

図7に示されるとおり、大気中の場合と比べて、大気以外の何れかのガスが存在する場合には、ガス感知層12の抵抗値が低くなる。大気中では、加熱開始後40m秒程度経過した時点でガス感知層12の抵抗値が安定する。一方、LPガス中及び水素ガス中では、ガス感知層12の抵抗値が大気中の場合と比べて大きく減少した後、40m秒あたりで上昇をはじめて徐々に大気中におけるガス感知層12の抵抗値に近づいていく。エタノール等のアルコール中ではガス感知層12の抵抗値が徐々に減少する。メタンガス中の場合もガス感知層12の抵抗値が徐々に減少する。   As shown in FIG. 7, the resistance value of the gas sensing layer 12 is lower when any gas other than the atmosphere exists compared to the atmosphere. In the atmosphere, the resistance value of the gas sensing layer 12 becomes stable when about 40 milliseconds have elapsed after the start of heating. On the other hand, in LP gas and hydrogen gas, after the resistance value of the gas sensing layer 12 is greatly reduced compared to that in the atmosphere, the resistance value of the gas sensing layer 12 gradually increases in the atmosphere after starting to rise around 40 milliseconds. Approaching. The resistance value of the gas sensing layer 12 gradually decreases in alcohol such as ethanol. Also in the case of methane gas, the resistance value of the gas sensing layer 12 gradually decreases.

したがって、例えば、加熱開始してから30m秒から100m秒の時間範囲においては、大気中におけるガス感知層12の抵抗値と、各ガス中におけるガス感知層12の抵抗値との間に差がある。それゆえ、ガス感知層12の抵抗値に基づいて、ガスの存在の有無を判断することができる。具体的には、大気中の場合と、大気以外の何れかのガスが存在する場合とを区別できる値になるように第1閾値L1が設定される。本例では、40kΩと100kΩとの間に第1閾値L1が設定される。但し、閾値は、検出部10によって異なるので、この場合に限定されない。   Therefore, for example, in the time range from 30 milliseconds to 100 milliseconds after the start of heating, there is a difference between the resistance value of the gas sensing layer 12 in the atmosphere and the resistance value of the gas sensing layer 12 in each gas. . Therefore, the presence or absence of gas can be determined based on the resistance value of the gas sensing layer 12. Specifically, the first threshold value L1 is set so as to be a value that can distinguish between a case in the atmosphere and a case in which any gas other than the atmosphere exists. In this example, the first threshold L1 is set between 40 kΩ and 100 kΩ. However, the threshold value differs depending on the detection unit 10, and is not limited to this case.

加熱制御部30によってガス感知層12の温度が第1温度T1に制御された状態で測定部20によって測定されたガス感知層12の第1抵抗値が第1閾値L1と比較される。第1抵抗値が第1閾値L1より大きい場合には、加熱制御部30は、大気以外の何れかのガスが検出されなかったとして、ヒータ14への通電を停止する。一方、第1抵抗値が第1閾値L1以下である場合には、対象ガスが検出される可能性がある。したがって、対象ガスの濃度によってガス感知層12の抵抗が変化しやすい温度領域になるように加熱制御部30は、ガス感知層12の温度を第1温度T1より低い第2温度T2に制御する。   The first resistance value of the gas sensing layer 12 measured by the measurement unit 20 in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the first temperature T1 by the heating control unit 30 is compared with the first threshold value L1. When the first resistance value is larger than the first threshold value L1, the heating control unit 30 stops energizing the heater 14 because any gas other than the atmosphere is not detected. On the other hand, when the first resistance value is equal to or less than the first threshold value L1, the target gas may be detected. Therefore, the heating control unit 30 controls the temperature of the gas sensing layer 12 to the second temperature T2 lower than the first temperature T1 so that the resistance of the gas sensing layer 12 easily changes depending on the concentration of the target gas.

図8は、ヒータをLow状態に駆動した場合におけるガス感知層の抵抗変化の一例を示す図である。図8は、ガス感知層12の温度を第2温度T2に保持した場合の測定結果を示している。具体的には、図8は、ガス感知層12の温度を330℃とした場合の測定結果を示す。図8に示されているガス種は、図7に示されているガス種と同じである。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a change in resistance of the gas sensing layer when the heater is driven to a low state. FIG. 8 shows a measurement result when the temperature of the gas sensing layer 12 is held at the second temperature T2. Specifically, FIG. 8 shows the measurement results when the temperature of the gas sensing layer 12 is 330 ° C. The gas species shown in FIG. 8 are the same as the gas species shown in FIG.

大気中では、加熱開始後60m秒程度経過した時点でガス感知層12の抵抗値が安定する。また、水素ガス中では、ガス感知層12の抵抗値が大気中の場合と比べて大きく減少した後、徐々に大気中の抵抗値に近づいていく。LPガス中の場合、エタノール等のアルコール中の場合、及びメタンガス中の場合では、それぞれガス感知層12の抵抗値が徐々に減少していく。   In the atmosphere, the resistance value of the gas sensing layer 12 becomes stable when about 60 milliseconds elapse after the start of heating. Further, in hydrogen gas, the resistance value of the gas sensing layer 12 is greatly reduced as compared with that in the atmosphere, and then gradually approaches the resistance value in the atmosphere. In the case of LP gas, alcohol such as ethanol, and methane gas, the resistance value of the gas sensing layer 12 gradually decreases.

したがって、例えば、Low状態に加熱開始してから160m秒から200m秒の時間範囲においては、LPガス中の場合及びアルコール中の場合におけるガス感知層12の抵抗値と、水素ガス中におけるガス感知層の抵抗値との間に差がある。したがって、ガス感知層の抵抗値に基づいて、存在するガスが、水素ガスであるかを区別することができる。   Therefore, for example, in the time range from 160 ms to 200 ms after the start of heating in the low state, the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas and alcohol, and the gas sensing layer in hydrogen gas There is a difference between the resistance value. Therefore, it is possible to distinguish whether the existing gas is hydrogen gas based on the resistance value of the gas sensing layer.

メタンガス中の場合におけるガス感知層12の抵抗値と水素ガス中の場合におけるガス感知層12の抵抗値との差は、加熱時間が長くなるにつれて大きくなる。したがって、対象ガスがメタンガスである場合は、対象ガスがLPガスである場合と比べて、第2抵抗値を取得するタイミングを遅らせてよい。本例では、30kΩと300kΩとの間に第2閾値L2(L2´)が設定される。図8に示される温度領域では、メタンガス中におけるガス感知層12の抵抗値が、LPガス中におけるガス感知層12の抵抗値より高い。したがって、対象ガスがメタンガスである場合の第2閾値L2´は、対象ガスがLPガスである場合の第2閾値L2より高い値に設定されてよい。   The difference between the resistance value of the gas sensing layer 12 in the case of methane gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in the case of hydrogen gas increases as the heating time increases. Therefore, when the target gas is methane gas, the timing for acquiring the second resistance value may be delayed as compared with the case where the target gas is LP gas. In this example, the second threshold L2 (L2 ′) is set between 30 kΩ and 300 kΩ. In the temperature region shown in FIG. 8, the resistance value of the gas sensing layer 12 in methane gas is higher than the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas. Therefore, the second threshold L2 ′ when the target gas is methane gas may be set to a value higher than the second threshold L2 when the target gas is LP gas.

ガス感知層12の第2抵抗値が第2閾値L2と比較される。第2抵抗値が第2閾値L2より大きい場合には、存在するガスは水素ガス等の雑ガスであり、対象ガスではない。したがって、加熱制御部30は、ヒータ14への通電を停止する。一方、第2抵抗値が第2閾値L2以下である場合には、対象ガスが存在する可能性がある。本例の加熱制御部30は、対象ガスをメタノール等のアルコールに対して選択して検出するために、ガス感知層12の温度が第2温度T2より高い第3温度T3となるように制御する。   The second resistance value of the gas sensing layer 12 is compared with the second threshold value L2. When the second resistance value is larger than the second threshold value L2, the existing gas is a miscellaneous gas such as hydrogen gas and is not a target gas. Therefore, the heating control unit 30 stops energization to the heater 14. On the other hand, when the second resistance value is equal to or smaller than the second threshold value L2, there is a possibility that the target gas exists. The heating control unit 30 of this example controls the temperature of the gas sensing layer 12 to be a third temperature T3 higher than the second temperature T2 in order to select and detect the target gas with respect to alcohol such as methanol. .

図9は、ヒータを200m秒間にわたってHigh状態に駆動した場合におけるガス感知層の抵抗変化の一例である。図9は、ガス感知層12の温度を第3温度T3に保持した場合の測定結果を示している。具体的には、図9は、ガス感知層12の温度を430℃とした場合の測定結果を示す。   FIG. 9 is an example of a change in resistance of the gas sensing layer when the heater is driven to a high state for 200 msec. FIG. 9 shows a measurement result when the temperature of the gas sensing layer 12 is held at the third temperature T3. Specifically, FIG. 9 shows the measurement results when the temperature of the gas sensing layer 12 is 430 ° C.

図7においても説明したとおり、大気中では、加熱開始後40m秒程度経過した時点でガス感知層12の抵抗値が安定する。一方、LPガス(イソブタン等)中の場合及び水素ガス中の場合では、ガス感知層12の抵抗値が大気中の場合と比べて大きく減少した後、40m秒あたりで増加し始めて、徐々に大気中におけるガス感知層12の抵抗値に近づいていく。エタノール等のアルコール中ではガス感知層12の抵抗値が徐々に減少し、加熱開始後100m秒程度から、ガス感知層12の抵抗値が徐々に大きくなる。   As described with reference to FIG. 7, in the atmosphere, the resistance value of the gas sensing layer 12 is stabilized when about 40 milliseconds have elapsed after the start of heating. On the other hand, in the case of LP gas (such as isobutane) and in the case of hydrogen gas, the resistance value of the gas sensing layer 12 greatly decreases compared to that in the atmosphere, and then starts to increase around 40 milliseconds, and gradually increases to the atmosphere. It approaches the resistance value of the gas sensing layer 12 inside. In alcohol such as ethanol, the resistance value of the gas sensing layer 12 gradually decreases, and the resistance value of the gas sensing layer 12 gradually increases from about 100 milliseconds after the start of heating.

LPガス中の場合は、アルコール中の場合に比べて、加熱時間の経過に伴うガス感知層12の抵抗値の増加率が大きい。増加率の違いに起因して、例えば、加熱開始してから160m秒以上200m秒の時間範囲においては、LPガス中におけるガス感知層12の抵抗値と、アルコール中におけるガス感知層12の抵抗値との間に差が生じる。具体的には、LPガス中のガス感知層12の抵抗値は、アルコール中のガス感知層12の抵抗値より高くなる。LPガス中のガス感知層12の抵抗値と、アルコール中のガス感知層12の抵抗値との間に、第3閾値L3を設定してよい。   In the case of LP gas, the rate of increase in the resistance value of the gas sensing layer 12 as the heating time elapses is greater than in the case of alcohol. Due to the difference in the increase rate, for example, in the time range from 160 ms to 200 ms after the start of heating, the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol A difference occurs between Specifically, the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas is higher than the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol. The third threshold L3 may be set between the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol.

判別部80は、ガス感知層12の抵抗値に基づいて、存在するガスが、LPガスであるかアルコールであるかを判別することができる。比較部82は、ガス感知層12の第3抵抗値と第3閾値L3とを比較してよい。対象ガスがLPガスである場合、判別部80は、第3抵抗値が第3閾値以上である場合に、対象ガスであるLPガスが存在すると判別してよい。一方、判別部80は、第3抵抗値が第3閾値より小さい場合に、対象ガス以外のガスが存在すると判別してよい。具体的には、判別部80は、第3抵抗値が第3閾値より小さい場合には、アルコールを含むガスが存在すると判別してよい。したがって、対象ガスがLPガスである場合において、対象ガスをアルコール等の雑ガスに対して区別して検出することができる。   The determination unit 80 can determine whether the gas present is LP gas or alcohol based on the resistance value of the gas sensing layer 12. The comparison unit 82 may compare the third resistance value of the gas sensing layer 12 and the third threshold value L3. When the target gas is LP gas, the determination unit 80 may determine that LP gas that is target gas exists when the third resistance value is equal to or greater than the third threshold value. On the other hand, the determination unit 80 may determine that there is a gas other than the target gas when the third resistance value is smaller than the third threshold value. Specifically, the determination unit 80 may determine that there is a gas containing alcohol when the third resistance value is smaller than the third threshold value. Therefore, when the target gas is LP gas, the target gas can be detected separately from miscellaneous gases such as alcohol.

メタンガス中の場合は、ガス感知層12の抵抗値は、加熱開始後40m秒まで減少した後、40m秒から200m秒までの時間範囲において変化しにくい。一方、エタノール等のアルコール中の場合には、加熱開始後100m秒経過時点付近から、ガス感知層12の抵抗値が徐々に大きくなる。したがって、例えば、加熱開始後160m秒経過後の時間範囲では、メタンガス中におけるガス感知層12の抵抗値と、アルコール中におけるガス感知層12の抵抗値との間に差が生じる。具体的には、メタンガス中のガス感知層12の抵抗値は、アルコール中のガス感知層12の抵抗値よりも低くなる。したがって、メタンガスが対象ガスである場合には、メタンガス中におけるガス感知層12の抵抗値と、アルコール中におけるガス感知層12の抵抗値との間に、第3閾値L3´を設定してよい。   In the case of methane gas, the resistance value of the gas sensing layer 12 is less likely to change in the time range from 40 ms to 200 ms after decreasing to 40 ms after the start of heating. On the other hand, in the case of alcohol such as ethanol, the resistance value of the gas sensing layer 12 gradually increases from around 100 msec after the start of heating. Therefore, for example, in the time range after the elapse of 160 milliseconds after the start of heating, a difference occurs between the resistance value of the gas sensing layer 12 in methane gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol. Specifically, the resistance value of the gas sensing layer 12 in methane gas is lower than the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol. Therefore, when methane gas is the target gas, the third threshold L3 ′ may be set between the resistance value of the gas sensing layer 12 in methane gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol.

判別部80は、ガス感知層12の抵抗値に基づいて、存在するガスが、メタンガスであるかアルコールであるかを判別することができる。比較部82は、ガス感知層12の第3抵抗値と第3閾値L3とを比較してよい。判別部80は、第3抵抗値が第3閾値以下である場合には、対象ガスであるメタンガスが存在すると判別してよい。一方、判別部80は、第3抵抗値が第3閾値より大きい場合には、対象ガス以外のガスが存在すると判別してよい。具体的には、判別部80は、第3抵抗値が第3閾値より大きい場合には、アルコールを含むガスが存在すると判別してよい。したがって、対象ガスがメタンガスである場合において、対象ガスをアルコール等の雑ガスに対して区別して検出することができる。   The determination unit 80 can determine whether the existing gas is methane gas or alcohol based on the resistance value of the gas sensing layer 12. The comparison unit 82 may compare the third resistance value of the gas sensing layer 12 and the third threshold value L3. The determination unit 80 may determine that methane gas that is the target gas exists when the third resistance value is equal to or less than the third threshold value. On the other hand, when the third resistance value is larger than the third threshold value, the determination unit 80 may determine that there is a gas other than the target gas. Specifically, the determination unit 80 may determine that a gas containing alcohol is present when the third resistance value is greater than the third threshold value. Therefore, when the target gas is methane gas, the target gas can be detected separately from miscellaneous gases such as alcohol.

アルコールと対象ガスとの判別のためには、第3温度T3において測定された第3抵抗値を用いる一方、対象ガスの濃度を決定するためには、ガス感度を高くするために第2温度T2において測定された第2抵抗値を用いてもよい。例えば、対象ガスがLPガスである場合に、アルコールと対象ガスとの判別には、400℃以上の第3温度において測定された抵抗値を用いることが有利であるが、温度が400℃以上になると対象ガスに対する感度(ガス濃度に対する抵抗値の変化量)は低くなるため、対象ガスの濃度を決定するには不利である。したがって、対象ガスがアルコールではなくLPガスであると判別された場合において、対象ガスの濃度の決定には、ガス感度の高い330℃前後の第2温度において測定された第2抵抗値を用いてよい。これにより、ガスの検出感度を維持しつつ、アルコールに対する選択性を高めることができる。一方、対象ガスがメタンガスである場合には、温度が第2温度の場合より第3温度の場合の方が、ガス感度が高いので、第3温度における測定された第3抵抗値を用いて、アルコールと対象ガスとの判別のみならず、対象ガスの濃度を決定してよい。   The third resistance value measured at the third temperature T3 is used for discrimination between the alcohol and the target gas, while the second temperature T2 is used to increase the gas sensitivity in order to determine the concentration of the target gas. The second resistance value measured in step 1 may be used. For example, when the target gas is LP gas, it is advantageous to use a resistance value measured at a third temperature of 400 ° C. or higher for discrimination between alcohol and the target gas. Then, the sensitivity to the target gas (the amount of change in the resistance value with respect to the gas concentration) is low, which is disadvantageous for determining the concentration of the target gas. Therefore, when it is determined that the target gas is LP gas instead of alcohol, the concentration of the target gas is determined using the second resistance value measured at a second temperature around 330 ° C. with high gas sensitivity. Good. Thereby, the selectivity with respect to alcohol can be improved, maintaining the detection sensitivity of gas. On the other hand, when the target gas is methane gas, since the gas sensitivity is higher in the case of the third temperature than in the case of the second temperature, the measured third resistance value at the third temperature is used. The concentration of the target gas may be determined as well as the discrimination between the alcohol and the target gas.

図10は、本発明の第1実施形態のガスセンサ100の処理内容の一例を示すフローチャートである。図10は、ガスセンサ100の制御方法の一例を示す。加熱制御部30は、ヒータ14に電圧を印加して、ガス感知層12の温度が第1温度T1になるようにヒータ14を制御する(ステップS101)。ステップS101の処理は、ガス感知層12の温度を第1温度T1に制御する第1温度制御段階に対応する。ステップS101の処理は、ガス感知層12をクリーニングする処理を兼ねてよい。   FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing contents of the gas sensor 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 10 shows an example of a method for controlling the gas sensor 100. The heating control unit 30 applies a voltage to the heater 14 and controls the heater 14 so that the temperature of the gas sensing layer 12 becomes the first temperature T1 (step S101). The process of step S101 corresponds to a first temperature control stage in which the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the first temperature T1. The process in step S101 may also serve as a process for cleaning the gas sensing layer 12.

第1取得部50は、ガス感知層12の第1抵抗値を取得する(ステップS102)。ステップS102の処理は、ガス感知層12の温度が第1温度T1に制御された状態で測定されたガス感知層12の第1抵抗値を取得する第1取得段階に対応する。   The first acquisition unit 50 acquires the first resistance value of the gas sensing layer 12 (step S102). The process of step S102 corresponds to a first acquisition step of acquiring the first resistance value of the gas sensing layer 12 measured in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the first temperature T1.

加熱制御部30は、第1抵抗値が第1閾値L1以下であるかを判断する(ステップS103)。第1抵抗値が第1閾値L1より大きい場合には(ステップS103:NO)、対象ガスが存在しないと考えられるので、加熱制御部30は、ヒータ14への通電を停止して、ヒータ14をオフする(ステップS110)。したがって、第1抵抗値が第1閾値L1より大きく、大気以外のガスが存在しない場合には、直ちに加熱を停止することができる。これにより、消費電力を低減することができる。   The heating control unit 30 determines whether the first resistance value is equal to or less than the first threshold value L1 (step S103). When the first resistance value is larger than the first threshold value L1 (step S103: NO), it is considered that the target gas does not exist. Therefore, the heating control unit 30 stops energizing the heater 14 and turns off the heater 14. Turn off (step S110). Therefore, when the first resistance value is larger than the first threshold value L1 and there is no gas other than the atmosphere, heating can be stopped immediately. Thereby, power consumption can be reduced.

第1抵抗値が第1閾値L1以下である場合には(ステップS103:YES)、何らかのガスが存在する蓋然性がある。したがって、加熱制御部30は、ガス感知層12の温度が第2温度T2になるようにヒータ14を制御する(ステップS104)。第2温度T2は、第1温度T1より低い。特に、第2温度T2は、250℃以上350℃以下であってよい。第2温度T2は、対象ガスのガス感度が第1温度T1の場合より高い温度領域に設定してよい。例えば、対象ガスがLPガスである場合、400℃以上500℃以下である第1温度T1の場合よりも250℃以上350℃以下である第2温度T2の方がガス感度が高い。したがって、第2温度T2において抵抗値を測定することによって、対象ガスの濃度を正確に判別することができる。これにより、所定の濃度範囲において確実に対象ガスを検出することができる。また、加熱制御部30は、後述するように、対象ガスの種類に応じて、第2温度T2を変更してもよい。ステップS104の処理は、第1抵抗値が予め定められた第1閾値以下の場合に、ガス感知層12の温度を第1温度T1より低い第2温度T2に制御する第2温度制御段階に対応する。   When the first resistance value is equal to or less than the first threshold value L1 (step S103: YES), there is a possibility that some gas exists. Therefore, the heating control unit 30 controls the heater 14 so that the temperature of the gas sensing layer 12 becomes the second temperature T2 (step S104). The second temperature T2 is lower than the first temperature T1. In particular, the second temperature T2 may be 250 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. The second temperature T2 may be set in a higher temperature range than when the gas sensitivity of the target gas is the first temperature T1. For example, when the target gas is LP gas, the gas sensitivity is higher at the second temperature T2 that is 250 ° C. or more and 350 ° C. or less than the first temperature T1 that is 400 ° C. or more and 500 ° C. or less. Therefore, the concentration of the target gas can be accurately determined by measuring the resistance value at the second temperature T2. Thereby, it is possible to reliably detect the target gas in a predetermined concentration range. Moreover, the heating control part 30 may change 2nd temperature T2 according to the kind of object gas so that it may mention later. The process of step S104 corresponds to a second temperature control stage in which the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to a second temperature T2 lower than the first temperature T1 when the first resistance value is equal to or less than a predetermined first threshold value. To do.

第2取得部60は、ガス感知層12の第2抵抗値を取得する(ステップS105)。第2取得部60は、例えば、加熱開始後160m秒以上200m秒以下の時間領域において測定されたガス感知層12の抵抗値を第2抵抗値として取得する。ステップS105の処理は、ガス感知層12の温度が第2温度T2に制御された状態で測定されたガス感知層12の第2抵抗値を取得する第2取得段階に対応する。   The second acquisition unit 60 acquires the second resistance value of the gas sensing layer 12 (step S105). For example, the second acquisition unit 60 acquires, as the second resistance value, the resistance value of the gas sensing layer 12 measured in the time region of 160 ms to 200 ms after the start of heating. The process of step S105 corresponds to a second acquisition step of acquiring the second resistance value of the gas sensing layer 12 measured in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the second temperature T2.

加熱制御部30は、第2抵抗値が第2閾値L2以下であるかを判断する(ステップS106)。第2抵抗値が第2閾値L2より大きい場合には(ステップS106:NO)、対象ガスが存在しないと考えられる。したがって、加熱制御部30は、ヒータ14への通電を停止して、ヒータ14をオフする(ステップS110)。これにより、第2抵抗値が第2閾値L2より大きく、大気以外のガスが存在しない場合には、加熱が直ちに停止されて、消費電力が低減される。   The heating control unit 30 determines whether the second resistance value is equal to or less than the second threshold value L2 (step S106). When the second resistance value is greater than the second threshold value L2 (step S106: NO), it is considered that the target gas does not exist. Therefore, the heating control unit 30 stops energization of the heater 14 and turns off the heater 14 (step S110). Thereby, when the second resistance value is greater than the second threshold value L2 and there is no gas other than the atmosphere, heating is immediately stopped and power consumption is reduced.

第2抵抗値が第2閾値L2以下である場合には(ステップS106:YES)、対象ガスが存在する可能性がある。対象ガスは、LPガスまたはメタンガスであってよい。しかしながら、例えば、LPガスの濃度及びアルコール等の濃度によっては、LPガス中のガス感知層12の抵抗値と、アルコール中のガス感知層12の抵抗値とが近似する。そのため、第2抵抗値に基づいてガス種を判断することが難しい場合がある。   When the second resistance value is equal to or smaller than the second threshold value L2 (step S106: YES), there is a possibility that the target gas exists. The target gas may be LP gas or methane gas. However, for example, depending on the concentration of LP gas and the concentration of alcohol or the like, the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol approximate. Therefore, it may be difficult to determine the gas type based on the second resistance value.

したがって、本例では、第2抵抗値が第2閾値L2以下である場合には(ステップS106:YES)、加熱制御部30は、ガス感知層12の温度が第3温度T3になるようにヒータ14を制御する(ステップS107)。ステップS107の処理は、第2抵抗値が予め定められた第2閾値以下の場合に、ガス感知層12の温度を第2温度T2より高い第3温度T3に制御する第3温度制御段階に対応する。   Therefore, in this example, when the second resistance value is equal to or smaller than the second threshold value L2 (step S106: YES), the heating control unit 30 sets the heater so that the temperature of the gas sensing layer 12 becomes the third temperature T3. 14 is controlled (step S107). The process of step S107 corresponds to a third temperature control stage in which the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to a third temperature T3 higher than the second temperature T2 when the second resistance value is equal to or less than a predetermined second threshold value. To do.

第3温度T3は、400℃以上500℃以下であってよく、より好ましくは、400℃以上450℃以下であってよい。対象ガスがLPガスである場合、第3温度T3が400℃より低く設定されると、LPガスが脱離しきれずにガス感知層12等にLPガスが残ってしまう。したがって、加熱時間に伴うガス感知層12の抵抗値が低下したままとなり、LPガスとアルコールとの区別が難しくなる。対象ガスがメタンガスである場合、第3温度T3が400℃より低く設定されると、エタノール等のアルコール中における抵抗値が低下したままとなり、メタンガスとアルコールとの区別が困難になる場合がある。一方、第3温度T3を500℃より高くすると、検出部10を劣化させる可能性がある。   The third temperature T3 may be 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, and more preferably 400 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. When the target gas is LP gas, if the third temperature T3 is set lower than 400 ° C., LP gas cannot be completely desorbed, and LP gas remains in the gas sensing layer 12 or the like. Therefore, the resistance value of the gas sensing layer 12 with the heating time remains lowered, and it becomes difficult to distinguish between LP gas and alcohol. When the target gas is methane gas, if the third temperature T3 is set lower than 400 ° C., the resistance value in alcohol such as ethanol remains lowered, and it may be difficult to distinguish between methane gas and alcohol. On the other hand, if the third temperature T3 is higher than 500 ° C., the detection unit 10 may be deteriorated.

第3取得部70は、ガス感知層12の第3抵抗値を取得する(ステップS108)。第3取得部70は、例えば、加熱開始後160m秒以上200m秒以下の時間領域において測定されたガス感知層12の抵抗値を第3抵抗値として取得する。ステップS108の処理は、ガス感知層12の温度が第3温度T3に制御された状態で測定されたガス感知層12の第3抵抗値を取得する第3取得段階に対応する。   The third acquisition unit 70 acquires the third resistance value of the gas sensing layer 12 (step S108). For example, the third acquisition unit 70 acquires, as the third resistance value, the resistance value of the gas sensing layer 12 measured in the time region of 160 milliseconds to 200 milliseconds after the start of heating. The process of step S108 corresponds to a third acquisition step of acquiring the third resistance value of the gas sensing layer 12 measured in a state where the temperature of the gas sensing layer 12 is controlled to the third temperature T3.

判別部80は、第3抵抗値に基づいてガス種を判別するガス種判別処理を実行する(ステップS109)。ステップS109の処理は、第3取得段階(ステップS108)において取得された第3抵抗値に基づいて、存在するガス種を判別する判別段階に対応する。加熱制御部30は、ヒータ14への通電を停止して、ヒータ14をオフする(ステップS110)。加熱制御部30は、例えば、30秒以上60秒以下のヒータ駆動周期Pが経過するのを待って(ステップS111:YES)、再び、ガス感知層12の温度が第1温度T1になるようにヒータ14を制御する(ステップS101)。   The determination unit 80 performs a gas type determination process for determining a gas type based on the third resistance value (step S109). The process of step S109 corresponds to a determination step of determining an existing gas type based on the third resistance value acquired in the third acquisition step (step S108). The heating control unit 30 stops energizing the heater 14 and turns off the heater 14 (step S110). For example, the heating control unit 30 waits for a heater driving period P of 30 seconds or more and 60 seconds or less to elapse (step S111: YES), so that the temperature of the gas sensing layer 12 becomes the first temperature T1 again. The heater 14 is controlled (step S101).

図11は、対象ガスがLPガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。図11は、図10のステップS109の処理の一例である。比較部82は、第3抵抗値と、予め定められた第3閾値L3とを比較する(ステップS201)。第3抵抗値が第3閾値L3以上である場合には(ステップS201:YES)、図9において説明したとおり、アルコールを含む雑ガスによる影響ではなく、実際に、対象ガスが存在すると考えられる。したがって、判別部80は、LPガスが存在すると判別する(ステップS202)。   FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a gas type determination process when the target gas is LP gas. FIG. 11 is an example of the process in step S109 of FIG. The comparison unit 82 compares the third resistance value with a predetermined third threshold value L3 (step S201). When the third resistance value is greater than or equal to the third threshold value L3 (step S201: YES), it is considered that the target gas actually exists rather than the influence of the miscellaneous gas containing alcohol, as described in FIG. Therefore, the determination unit 80 determines that LP gas is present (step S202).

一方、第3抵抗値が第3閾値L3より小さい場合には(ステップS201:NO)、アルコールを含むガスが存在すると判断する(ステップS203)。LPガスが存在すると判別された場合には、警報発生部40は、ガス漏れ警報を発報する(ステップS204)。一方、アルコールを含むガスが存在すると判断された場合には、警報発生部40は、ガス漏れ警報を発報せずに、リターンしてよい。   On the other hand, when the third resistance value is smaller than the third threshold value L3 (step S201: NO), it is determined that a gas containing alcohol is present (step S203). If it is determined that LP gas is present, the alarm generation unit 40 issues a gas leak alarm (step S204). On the other hand, if it is determined that there is a gas containing alcohol, the alarm generation unit 40 may return without issuing a gas leak alarm.

図12は、対象ガスがメタンガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。図12は、図10のステップS109の処理の一例である。比較部82は、第3抵抗値と、予め定められた第3閾値L3´とを比較する(ステップS301)。第3抵抗値が第3閾値L3´以下である場合には(ステップS301:YES)、図9において説明したとおり、アルコールを含む雑ガスによる影響ではなく、実際に、対象ガスが存在すると考えられる。したがって、判別部80は、メタンガスが存在すると判別する(ステップS302)。   FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a gas type determination process when the target gas is methane gas. FIG. 12 is an example of the process of step S109 of FIG. The comparison unit 82 compares the third resistance value with a predetermined third threshold value L3 ′ (step S301). When the third resistance value is equal to or less than the third threshold value L3 ′ (step S301: YES), it is considered that the target gas actually exists, not the influence of the miscellaneous gas containing alcohol, as described in FIG. . Therefore, the determination unit 80 determines that methane gas is present (step S302).

一方、第3抵抗値が第3閾値L3´より大きい場合には(ステップS301:NO)、アルコールを含むガスが存在すると判断する(ステップS303)。メタンガスが存在すると判別された場合には、警報発生部40は、ガス漏れ警報を発報する(ステップS304)。一方、アルコールを含むガスが存在すると判断された場合には、警報発生部40は、ガス漏れ警報を発報せずに、リターンしてよい。   On the other hand, when the third resistance value is larger than the third threshold L3 ′ (step S301: NO), it is determined that there is a gas containing alcohol (step S303). When it is determined that methane gas is present, the alarm generation unit 40 issues a gas leak alarm (step S304). On the other hand, if it is determined that there is a gas containing alcohol, the alarm generation unit 40 may return without issuing a gas leak alarm.

以上のように、本例の制御方法によれば、第1抵抗値が第1閾値L1以下であり(図10のステップS103:YES)、かつ第2抵抗値が第2閾値L2以下である場合(図10のステップS105:YES)に限って、ガス感知層12の温度を第3温度T3に保持する処理(ステップS107及びステップS108)を実行する。したがって、各周期Pにおいて、ガス感知層12の温度を第3温度T3に比較的長く保持する処理を実行する場合に比べて、消費電力を低減することができる。   As described above, according to the control method of this example, the first resistance value is equal to or less than the first threshold value L1 (step S103 in FIG. 10: YES), and the second resistance value is equal to or less than the second threshold value L2. Only in (step S105 of FIG. 10: YES), a process of maintaining the temperature of the gas sensing layer 12 at the third temperature T3 (step S107 and step S108) is executed. Therefore, in each period P, power consumption can be reduced as compared with the case where the process of maintaining the temperature of the gas sensing layer 12 at the third temperature T3 for a relatively long time is executed.

本例の制御方法によれば、第1抵抗値および第2抵抗値の値に応じて、図3、図4、及び図5に示されるようにヒータ駆動パターンを切り替える。したがって、各周期Pにおいて、常に、第1温度T1、第2温度T2、及び第3温度T3という温度に制御する場合に比べて、全体の加熱時間を短くすることができる。したがって、消費電力を低減することができる。   According to the control method of this example, the heater driving pattern is switched as shown in FIGS. 3, 4, and 5 according to the values of the first resistance value and the second resistance value. Therefore, in each cycle P, the entire heating time can be shortened compared to the case where the temperature is always controlled to the first temperature T1, the second temperature T2, and the third temperature T3. Therefore, power consumption can be reduced.

本例のガスセンサ100は、第2抵抗値が第2閾値L2以下である場合において、直ちに、対象ガスが存在すると結論せずに、さらに、ガスの判別処理を実行する。したがって、アルコール等のガスに対する対象ガスの選択性を高める。それゆえ、対象ガスが存在しないにもかかわらず、警報発生部40が警報を発報する可能性を低減することができる。   In the case where the second resistance value is equal to or smaller than the second threshold value L2, the gas sensor 100 of this example immediately executes a gas determination process without immediately conclude that the target gas exists. Therefore, the selectivity of the target gas with respect to a gas such as alcohol is increased. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the alarm generation unit 40 issues an alarm even though the target gas does not exist.

本例のガスセンサ100において、加熱制御部30は、対象ガスの種類に応じて、第2温度T2を変更してよい。また、加熱制御部30は、対象ガスの種類に応じて、第3温度T3を変更してよい。図13は、LPガスに対するガス感度とメタンガスに対するガス感度を示す図である。第2温度T2は、対象ガスのガス感度(検出感度)が第1温度T1の場合に比べて高い温度領域に設定してよい。但し、ガス種によっては、第2温度T2における対象ガスのガス温度が第1温度T1の場合に比べて低くてもよい。メタンガスに対するガス感度のピークは、LPガスの対するガス感度のピークより高温側に位置している。したがって、加熱制御部30は、対象ガスがメタンガスの場合における第2温度T2を、対象ガスがLPガスの場合における第2温度T2より高く設定してよい。例えば、対象ガスがメタンガスの場合における第2温度T2は350℃であってよく、対象ガスがLPガスの場合における第2温度T2は330℃であってよい。   In the gas sensor 100 of this example, the heating control unit 30 may change the second temperature T2 according to the type of the target gas. Moreover, the heating control part 30 may change the 3rd temperature T3 according to the kind of object gas. FIG. 13 is a diagram illustrating gas sensitivity to LP gas and gas sensitivity to methane gas. The second temperature T2 may be set in a higher temperature region than the case where the gas sensitivity (detection sensitivity) of the target gas is the first temperature T1. However, depending on the gas type, the gas temperature of the target gas at the second temperature T2 may be lower than that at the first temperature T1. The peak of gas sensitivity for methane gas is located on the higher temperature side than the peak of gas sensitivity for LP gas. Therefore, the heating control unit 30 may set the second temperature T2 when the target gas is methane gas higher than the second temperature T2 when the target gas is LP gas. For example, the second temperature T2 when the target gas is methane gas may be 350 ° C., and the second temperature T2 when the target gas is LP gas may be 330 ° C.

また、図9に示されるとおり、LPガス中のガス感知層12の抵抗値とエタノール等のアルコール中のガス感知層12の抵抗値との差は、第3温度T3に保持する加熱時間が長くなるほど小さくなる。一方、メタンガス中のガス感知層12の抵抗値とアルコール中のガス感知層12の抵抗値との差は、第3温度T3に保持する加熱時間が長くなるほど大きくなる。そして、第3温度T3が高くなると、このような傾向が強まる。したがって、対象ガスがメタンガスの場合には、対象ガスがLPガスの場合に比べて高い値に第3温度T3に設定することによって、アルコールとの選択性を高くしてよい。   In addition, as shown in FIG. 9, the difference between the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol such as ethanol is long in the heating time held at the third temperature T3. It gets smaller. On the other hand, the difference between the resistance value of the gas sensing layer 12 in methane gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol increases as the heating time held at the third temperature T3 increases. And if the 3rd temperature T3 becomes high, such a tendency will become strong. Accordingly, when the target gas is methane gas, the selectivity with respect to alcohol may be increased by setting the third temperature T3 to a higher value than when the target gas is LP gas.

図14は、ガスセンサ100の処理内容の一例を示すフローチャートである。図14のステップS401〜ステップS406は、図10のステップS101〜ステップS106と同じであり、図14のステップSS408〜ステップS412は、図10のステップS107〜ステップS111と同様である。図14に示される処理は、ステップS407が加えられている点で、図10に示される処理と異なる。したがって、図10の処理と同様のステップについては、繰返しの説明を省略する。   FIG. 14 is a flowchart showing an example of processing contents of the gas sensor 100. 14 are the same as steps S101 to S106 in FIG. 10, and steps SS408 to S412 in FIG. 14 are the same as steps S107 to S111 in FIG. The process shown in FIG. 14 is different from the process shown in FIG. 10 in that step S407 is added. Therefore, repetitive description of steps similar to those in the process of FIG. 10 is omitted.

ステップS407において、加熱制御部30は、第2抵抗値に応じて第3温度T3を変更してよい。具体的には、第2抵抗値が低くなるほど、ガス感知層12に付着しているガス成分の量が多くなると推定される。ガス感知層12に付着しているガス成分が多い場合には、High駆動してガス感知層12を第3温度T3に加熱してガス成分を脱離させるのに時間がかかる。したがって、第2抵抗値が低いほど、第3温度T3を高くしてよい。   In step S407, the heating control unit 30 may change the third temperature T3 according to the second resistance value. Specifically, it is estimated that the amount of the gas component adhering to the gas sensing layer 12 increases as the second resistance value decreases. When there are many gas components adhering to the gas sensing layer 12, it takes time to desorb the gas components by driving the High and heating the gas sensing layer 12 to the third temperature T3. Therefore, the third temperature T3 may be increased as the second resistance value is decreased.

第2抵抗値が低い場合に加熱制御部30が第3温度T3を高くすることによって、ガス感知層12に付着しているLPガスの脱離が促進される。したがって、LPガス中のガス感知層12の抵抗値とアルコール中でのガス感知層12の抵抗値の差を確保しやすくなる。また、第2抵抗値が低い場合に加熱制御部30が第3温度T3を高くすることによって、ガス感知層12に付着しているアルコールの脱離が促進される。したがって、メタンガス中のガス感知層12の抵抗値とアルコール中でのガス感知層12の抵抗値の差を確保しやすくなる。   When the second resistance value is low, the heating control unit 30 increases the third temperature T3, thereby promoting the desorption of LP gas adhering to the gas sensing layer 12. Therefore, it becomes easy to ensure the difference between the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol. Further, when the second resistance value is low, the heating control unit 30 increases the third temperature T3, thereby promoting the desorption of the alcohol adhering to the gas sensing layer 12. Therefore, it becomes easy to ensure the difference between the resistance value of the gas sensing layer 12 in methane gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol.

図15は、ガスセンサ100の処理内容の一例を示すフローチャートである。図15のステップS501〜ステップS507は、図10のステップS101〜ステップS107と同じであり、図15のステップSS509〜ステップS512は、図10のステップS108〜ステップS111と同様である。図15に示される処理は、ステップS508が加えられている点で、図10に示される処理と異なる。したがって、図10の処理と同様のステップについては、繰返しの説明を省略する。   FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of processing contents of the gas sensor 100. Steps S501 to S507 in FIG. 15 are the same as steps S101 to S107 in FIG. 10, and steps SS509 to S512 in FIG. 15 are the same as steps S108 to S111 in FIG. The process shown in FIG. 15 is different from the process shown in FIG. 10 in that step S508 is added. Therefore, repetitive description of steps similar to those in the process of FIG. 10 is omitted.

ステップS508において、第3取得部70は、第2抵抗値に応じて第3抵抗値を取得するタイミングを変更する。これにともなって、加熱制御部30は、ガス感知層12を第3温度T3に加熱する加熱時間を長くしてよい。加熱時間を長くすることによって、ガス感知層12に付着しているLPガスの脱離が促進される。したがって、LPガス中のガス感知層12の抵抗値とアルコール中でのガス感知層12の抵抗値の差を確保することができる。また、ガス感知層12に付着しているアルコールの脱離が促進される。したがって、メタンガス中のガス感知層12の抵抗値とアルコール中でのガス感知層12の抵抗値の差を確保することができる。また、判別部80は、第2抵抗値に応じて第3温度T3を変更してよい。例えば、判別部80は、第2閾値L2と第2抵抗値との比をみて、第3閾値を決める。例えば、第2抵抗値が低いほど第3閾値も小さくしてよい。   In step S508, the third acquisition unit 70 changes the timing for acquiring the third resistance value according to the second resistance value. Accordingly, the heating control unit 30 may lengthen the heating time for heating the gas sensing layer 12 to the third temperature T3. By lengthening the heating time, desorption of LP gas adhering to the gas sensing layer 12 is promoted. Therefore, a difference between the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol can be ensured. Further, the detachment of alcohol adhering to the gas sensing layer 12 is promoted. Therefore, the difference between the resistance value of the gas sensing layer 12 in methane gas and the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol can be ensured. Further, the determination unit 80 may change the third temperature T3 according to the second resistance value. For example, the determination unit 80 determines the third threshold value by looking at the ratio between the second threshold value L2 and the second resistance value. For example, the third threshold value may be decreased as the second resistance value is decreased.

図16は、本発明の第2実施形態のガスセンサ100の概略を示す図である。第2実施形態のガスセンサ100は、判別部80が変化率算出部84を備えることを除いて、第1実施形態のガスセンサ100の構造と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。   FIG. 16 is a diagram schematically illustrating the gas sensor 100 according to the second embodiment of the present invention. The gas sensor 100 of the second embodiment is the same as the structure of the gas sensor 100 of the first embodiment, except that the determination unit 80 includes a change rate calculation unit 84. Therefore, repeated description is omitted.

変化率算出部84は、加熱開始からの加熱時間経過に伴う第3抵抗値の時間変化率を算出する。本実施形態においては、複数の時刻において、第3抵抗値が取得されてよい。複数の時刻において取得された複数の第3抵抗値から第3抵抗値の時間変化率が算出される。変化率算出部84は、特定の時刻における第3抵抗値を基準にして第3抵抗値の最大時間変化率(最大比)を算出してよい。   The change rate calculation unit 84 calculates the time change rate of the third resistance value as the heating time elapses from the start of heating. In the present embodiment, the third resistance value may be acquired at a plurality of times. A time change rate of the third resistance value is calculated from the plurality of third resistance values acquired at a plurality of times. The change rate calculation unit 84 may calculate the maximum time change rate (maximum ratio) of the third resistance value based on the third resistance value at a specific time.

図17は、ヒータ14をHigh状態に駆動した場合におけるガス感知層12の抵抗の時間変化率の一例を示す図である。図17は、ガス感知層12の温度を第3温度T3に保持した場合におけるガス感知層12の抵抗の時間変化率を示している。図17において、縦軸は、所定の時刻におけるガス感知層12の抵抗値を基準とした比率を示す。本例では、加熱開始後200m秒経過時のガス感知層12の抵抗値を基準として比率を示している。具体的には、加熱開始後200m秒経過時のガス感知層12の第3抵抗値をR200とし、任意の時刻Xにおけるガス感知層12の第3抵抗値をRとすると、図17の縦軸に示される変化率はR200/Rの式により算出される。 FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a time change rate of resistance of the gas sensing layer 12 when the heater 14 is driven to a high state. FIG. 17 shows the rate of change over time of the resistance of the gas sensing layer 12 when the temperature of the gas sensing layer 12 is maintained at the third temperature T3. In FIG. 17, the vertical axis indicates a ratio based on the resistance value of the gas sensing layer 12 at a predetermined time. In this example, the ratio is shown based on the resistance value of the gas sensing layer 12 when 200 milliseconds have elapsed after the start of heating. Specifically, when the third resistance value of the gas sensing layer 12 at the elapse of 200 milliseconds after the start of heating is R 200 and the third resistance value of the gas sensing layer 12 at an arbitrary time X is R X , FIG. The rate of change shown on the vertical axis is calculated by the formula R 200 / R X.

図17に示されるとおり、LPガス中のガス感知層12の抵抗値の時間変化率は、最大で3.2程度である。具体的には、LPガス中においては、加熱開始後40秒経過時におけるガス感知層12の第3抵抗値は、加熱開始後200秒経過時におけるガス感知層12の第3抵抗値の3.2倍となる。一方、エタノール等のアルコール中のガス感知層12の抵抗値の時間変化率は、最大で2.3程度である。具体的には、エタノール中においては、加熱開始後100秒経過時におけるガス感知層12の第3抵抗値は、加熱開始後200秒経過時におけるガス感知層12の第3抵抗値の2.3倍となる。したがって、対象ガスがLPガスの場合は、2.3倍と3.2倍の間に変化率閾値L4が設定されてよい。   As shown in FIG. 17, the time change rate of the resistance value of the gas sensing layer 12 in LP gas is about 3.2 at the maximum. Specifically, in LP gas, the third resistance value of the gas sensing layer 12 when 40 seconds have elapsed after the start of heating is equal to 3. Doubled. On the other hand, the time change rate of the resistance value of the gas sensing layer 12 in alcohol such as ethanol is about 2.3 at the maximum. Specifically, in ethanol, the third resistance value of the gas sensing layer 12 at the elapse of 100 seconds after the start of heating is 2.3 of the third resistance value of the gas sensing layer 12 at the elapse of 200 seconds after the start of heating. Doubled. Therefore, when the target gas is LP gas, the change rate threshold L4 may be set between 2.3 times and 3.2 times.

また、メタンガス中のガス感知層12の抵抗値の時間変化率は、最大で1程度である。したがって、対象ガスがメタンガスの場合は、2.3倍と1倍の間に変化率閾値L4´が設定されてよい。以上のように、判別部80は、第3抵抗値の時間変化率によって、存在するガス種を判別する。特に、対象ガスがメタンガスである場合に、対象ガスのアルコール等の物質に対する選択性を高める上で効果的である。以上のような第2実施形態のガスセンサ100の処理内容は、ガス種の判別の処理を除いて、図10、図14、及び図15に示される各処理内容と同様である。   Moreover, the time change rate of the resistance value of the gas sensing layer 12 in methane gas is about 1 at the maximum. Therefore, when the target gas is methane gas, the change rate threshold L4 ′ may be set between 2.3 times and 1 time. As described above, the determination unit 80 determines the existing gas type based on the time change rate of the third resistance value. In particular, when the target gas is methane gas, it is effective in increasing the selectivity of the target gas for substances such as alcohol. The processing contents of the gas sensor 100 of the second embodiment as described above are the same as the processing contents shown in FIGS. 10, 14, and 15 except for the gas type determination process.

図18は、対象ガスがLPガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。図18は、図10のステップS109、図14のステップS410、図15のステップS510の処理の一例である。   FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of a gas type determination process when the target gas is LP gas. FIG. 18 shows an example of the processing in step S109 in FIG. 10, step S410 in FIG. 14, and step S510 in FIG.

変化率算出部84は、加熱開始からの時間経過に伴う第3抵抗値の時間変化率を算出する(ステップS601)。時間変化率は、図17において説明したような第3抵抗値の最大時間変化率(最大比)であってよい。但し、時間変化率は、第3抵抗値の時間的な変化の度合いを示すものであればよく、最大時間変化率に限られない。   The change rate calculation unit 84 calculates the time change rate of the third resistance value with the passage of time from the start of heating (step S601). The time change rate may be the maximum time change rate (maximum ratio) of the third resistance value as described in FIG. However, the time change rate is not limited to the maximum time change rate as long as it indicates the degree of temporal change in the third resistance value.

判別部80は、算出された時間変化率によって、存在するガス種を判別する。具体的には、判別部80は、第3抵抗値の時間変化率が、予め定められた変化率閾値L4以上であるか否かを判断する(ステップS602)。第3抵抗値の時間変化率が、予め定められた変化率閾値L4以上である場合には(ステップS602:YES)、判別部80は、LPガスが存在すると判別する(ステップS603)。一方。第3抵抗値の時間変化率が、変化率閾値L4より小さい場合には(ステップS602:NO)、アルコールを含むガスが存在すると判断する(ステップS604)。LPガスが存在すると判別された場合には、警報発生部40は、ガス漏れ警報を発報してよい(ステップS605)。   The discriminating unit 80 discriminates the existing gas type based on the calculated time change rate. Specifically, the determination unit 80 determines whether or not the time change rate of the third resistance value is equal to or greater than a predetermined change rate threshold L4 (step S602). When the temporal change rate of the third resistance value is equal to or greater than a predetermined change rate threshold L4 (step S602: YES), the determination unit 80 determines that LP gas is present (step S603). on the other hand. When the time change rate of the third resistance value is smaller than the change rate threshold L4 (step S602: NO), it is determined that a gas containing alcohol is present (step S604). If it is determined that LP gas is present, the alarm generation unit 40 may issue a gas leak alarm (step S605).

図19は、対象ガスがメタンガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。図19は、図10のステップS109、図14のステップS410、図15のステップS510の処理の一例である。変化率算出部84は、加熱開始からの時間経過に伴う第3抵抗値の時間変化率を算出する(ステップS701)。   FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of a gas type determination process when the target gas is methane gas. FIG. 19 shows an example of the processing in step S109 in FIG. 10, step S410 in FIG. 14, and step S510 in FIG. The change rate calculation unit 84 calculates the time change rate of the third resistance value with the passage of time from the start of heating (step S701).

判別部80は、第3抵抗値の時間変化率が、予め定められた変化率閾値L4´以下であるか否かを判断する(ステップS702)。判別部80は、第3抵抗値の時間変化率が、予め定められた変化率閾値L4´以下である場合には(ステップS702:YES)、判別部80は、メタンガスが存在すると判別する(ステップS703)。一方。第3抵抗値の時間変化率が、変化率閾値L4´より大きい場合には(ステップ702:NO)、アルコールを含むガスが存在すると判断する(ステップ704)。メタンガスが存在すると判別された場合には、警報発生部40は、ガス漏れ警報を発報してよい(ステップS705)。   The determination unit 80 determines whether or not the time change rate of the third resistance value is equal to or less than a predetermined change rate threshold L4 ′ (step S702). If the time change rate of the third resistance value is equal to or less than the predetermined change rate threshold L4 ′ (step S702: YES), the determination unit 80 determines that methane gas is present (step S702). S703). on the other hand. When the time change rate of the third resistance value is larger than the change rate threshold L4 ′ (step 702: NO), it is determined that a gas containing alcohol is present (step 704). If it is determined that methane gas is present, the alarm generation unit 40 may issue a gas leak alarm (step S705).

図20は、本発明の第3実施形態のガスセンサ100の概略を示す図である。第3実施形態のガスセンサ100は、判別部80がタイミング検出部86を備えることを除いて、第1または第2実施形態のガスセンサ100の構造と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。   FIG. 20 is a diagram schematically illustrating the gas sensor 100 according to the third embodiment of the present invention. The gas sensor 100 of the third embodiment is the same as the structure of the gas sensor 100 of the first or second embodiment, except that the determination unit 80 includes a timing detection unit 86. Therefore, repeated description is omitted.

タイミング検出部86は、加熱開始からの加熱時間経過に伴って第3抵抗値が上がり始めるタイミングを検出する。本実施形態においては、複数の時刻において、第3抵抗値が取得される。複数の時刻において取得された複数の第3抵抗値から、第3抵抗値が上がり始めるタイミングを検出してよい。具体的には、加熱開始から、第3抵抗値が上がり始める時までの時間を検出してよい。   The timing detector 86 detects the timing at which the third resistance value starts to increase with the elapse of the heating time from the start of heating. In the present embodiment, the third resistance value is acquired at a plurality of times. The timing at which the third resistance value starts to increase may be detected from the plurality of third resistance values acquired at a plurality of times. Specifically, the time from the start of heating to the time when the third resistance value starts to increase may be detected.

上述した図9を参照すれば、LPガス中の場合では、ガス感知層12の抵抗値が、加熱開始後40m秒程度経過した時点で極小値を示し、その後にガス感知層12の抵抗値が増加する。したがって、LPガス中では、第3抵抗値が上がり始めるタイミングは、加熱開始後40m秒程度経過時点であってよい。一方、アルコール中では、第3抵抗値が上がり始めるタイミングは、加熱開始後100m秒程度経過時点であってよい。メタンガス中では、加熱開始後200m秒程度経過しても、第3抵抗値が停滞または低下している。したがって、メタンガス中では、第3抵抗値が上がり始めるタイミングは、加熱開始後200m秒程度経過時点以降であってよい。ここで、「停滞」とは、予め定められた数値範囲を維持していることを意味してよい。   Referring to FIG. 9 described above, in the case of LP gas, the resistance value of the gas sensing layer 12 shows a minimum value when about 40 milliseconds have elapsed after the start of heating, and then the resistance value of the gas sensing layer 12 is To increase. Therefore, in LP gas, the timing at which the third resistance value starts to increase may be about 40 milliseconds after the start of heating. On the other hand, in alcohol, the timing at which the third resistance value starts to increase may be about 100 milliseconds after the start of heating. In methane gas, the third resistance value is stagnant or decreased even after about 200 milliseconds have elapsed since the start of heating. Therefore, in methane gas, the timing at which the third resistance value starts to increase may be after about 200 msec after the start of heating. Here, “stagnation” may mean that a predetermined numerical range is maintained.

以上のような第3実施形態のガスセンサ100の処理内容は、ガス種の判別の処理を除いて、図10、図14、及び図15に示される各処理内容と同様である。図21は、対象ガスがLPガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。図21は、図10のステップS109、図14のステップS410、図15のステップS510の処理の一例である。   The processing contents of the gas sensor 100 of the third embodiment as described above are the same as the processing contents shown in FIGS. 10, 14, and 15 except for the gas type determination process. FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of a gas type determination process when the target gas is LP gas. FIG. 21 shows an example of the processing in step S109 in FIG. 10, step S410 in FIG. 14, and step S510 in FIG.

タイミング検出部86は、加熱開始からの加熱時間経過に伴って第3抵抗値が上がり始めるタイミングを検出する(ステップS801)。第3抵抗値が上がり始めるタイミングは、加熱開始からの加熱時間経過に伴って第3抵抗値が減少から増加に転ずる極小値のタイミングであってよい。あるいは、第3抵抗値が上がり始めるタイミングは、加熱開始からの加熱時間経過に伴って第3抵抗値が極小値から所定値だけ増加したタイミングであってもよい。   The timing detector 86 detects the timing at which the third resistance value starts to increase with the elapse of the heating time from the start of heating (step S801). The timing at which the third resistance value starts to increase may be a minimum value timing at which the third resistance value starts from decreasing to increasing as the heating time elapses from the start of heating. Alternatively, the timing at which the third resistance value starts to increase may be the timing at which the third resistance value increases from the minimum value by a predetermined value as the heating time elapses from the start of heating.

判別部80は、第3抵抗値が上がり始めるタイミングによって、存在するガス種を判別する。具体的には、判別部80は、所定時間内に第3抵抗値が上がり始めたか否かを判断する(ステップS802)。所定時間は、LPガス中での第3抵抗値が上がり始める時間より長く、アルコール中での第3抵抗値が上がり始める時間より短い時間に設定されてよい。図9に示される例では、所定時間は、40m秒より長く100m秒より短い時間に設定されてよい。   The discriminating unit 80 discriminates the existing gas type at the timing when the third resistance value starts to increase. Specifically, the determination unit 80 determines whether or not the third resistance value starts to increase within a predetermined time (step S802). The predetermined time may be set longer than the time when the third resistance value in the LP gas starts to rise and shorter than the time when the third resistance value in the alcohol starts to rise. In the example shown in FIG. 9, the predetermined time may be set to a time longer than 40 milliseconds and shorter than 100 milliseconds.

所定時間内に第3抵抗値が上がり始めた場合には(ステップS802:YES)、判別部80は、LPガスが存在すると判別する(ステップS803)。一方、所定時間が経過しても第3抵抗値が停滞または低下している場合には(ステップS802:NO)、判別部80は、対象ガス以外のガスが存在すると判別する。具体的には、判別部80は、アルコールを含むガスが存在すると判断する(ステップS804)。LPガスが存在すると判別された場合には、警報発生部40は、ガス漏れ警報を発報してよい(ステップS805)。なお、所定時間内に第3抵抗値が上がり始めた場合には(ステップS802:YES)、加熱制御部30は、ヒータ14への通電を停止してもよい。   When the third resistance value starts to increase within the predetermined time (step S802: YES), the determination unit 80 determines that LP gas is present (step S803). On the other hand, if the third resistance value is stagnant or decreasing after the predetermined time has elapsed (step S802: NO), the determination unit 80 determines that there is a gas other than the target gas. Specifically, the determination unit 80 determines that there is a gas containing alcohol (step S804). If it is determined that LP gas is present, the alarm generation unit 40 may issue a gas leak alarm (step S805). When the third resistance value starts to increase within a predetermined time (step S802: YES), the heating control unit 30 may stop energization of the heater 14.

図22は、対象ガスがメタンガスである場合におけるガス種判別処理の一例を示すフローチャートである。図22は、図10のステップS109、図14のステップS410、図15のステップS510の処理の一例である。タイミング検出部86は、加熱開始からの加熱時間経過に伴って第3抵抗値が上がり始めるタイミングを検出する(ステップS901)。   FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of a gas type determination process when the target gas is methane gas. FIG. 22 shows an example of the processing in step S109 in FIG. 10, step S410 in FIG. 14, and step S510 in FIG. The timing detector 86 detects the timing at which the third resistance value starts to increase with the elapse of the heating time from the start of heating (step S901).

判別部80は、所定時間内に第3抵抗値が上がり始めたか否かを判断する(ステップS902)。所定時間は、アルコール中での第3抵抗値が上がり始める時間より長く、メタノール中での第3抵抗値が上がり始める時間より短い時間に設定されてよい。図9に示される例では、所定時間は、100m秒より長く200m秒より短くてよい。   The determination unit 80 determines whether or not the third resistance value starts to increase within a predetermined time (step S902). The predetermined time may be set to be longer than the time when the third resistance value in alcohol starts to increase and shorter than the time when the third resistance value in methanol starts increasing. In the example shown in FIG. 9, the predetermined time may be longer than 100 milliseconds and shorter than 200 milliseconds.

所定時間が経過しても第3抵抗値が停滞または低下している場合には(ステップS902:NO)、判別部80は、メタンガスが存在すると判別する(ステップS903)。一方、所定時間内に第3抵抗値が上がり始めた場合には(ステップS902:YES)、判別部80は、対象ガス以外のガスが存在すると判別する。具体的には、判別部80は、アルコールを含むガスが存在すると判断する(ステップS904)。メタンガスが存在すると判別された場合には、警報発生部40は、ガス漏れ警報を発報してよい(ステップS905)。   If the third resistance value is stagnant or decreasing after the predetermined time has elapsed (step S902: NO), the determination unit 80 determines that methane gas is present (step S903). On the other hand, when the third resistance value starts to increase within a predetermined time (step S902: YES), the determination unit 80 determines that there is a gas other than the target gas. Specifically, the determination unit 80 determines that there is a gas containing alcohol (step S904). If it is determined that methane gas is present, the alarm generation unit 40 may issue a gas leak alarm (step S905).

本例においても、第2抵抗値が第2閾値L2以下である場合において、直ちに、対象ガスが存在すると結論せずに、さらに、ガスの判別処理を実行する。したがって、アルコール等のガスに対する対象ガスの選択性を高める。それゆえ、対象ガスが存在しないにもかかわらず、警報発生部40が警報を発報する可能性を低減することができる。   Also in this example, when the second resistance value is equal to or smaller than the second threshold value L2, it is not immediately concluded that the target gas exists, and a gas discrimination process is further executed. Therefore, the selectivity of the target gas with respect to a gas such as alcohol is increased. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the alarm generation unit 40 issues an alarm even though the target gas does not exist.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本明細書における各実施形態は、適宜組み合わせることができる。本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As described above, the present invention has been described using the embodiment, but each embodiment in the present specification can be appropriately combined. The technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。   The execution order of each process such as operation, procedure, step, and stage in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the operation flow in the claims, the description, and the drawings is described using “first”, “next”, etc. for the sake of convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

2・・シリコン基板、3・・熱絶縁支持層、4・・電気絶縁層、5・・ガス検知部、6・・貫通孔、7・・接合層、8・・ガス感知層電極、9・・選択燃焼層、10・・検出部、12・・ガス感知層、14・・ヒータ、16・・温度測定部、20・・測定部、30・・加熱制御部、40・・警報発生部、50・・第1取得部、60・・第2取得部、70・・第3取得部、80・・判別部、82・・比較部、84・・変化率算出部、86・・タイミング検出部、90・・記憶部、100・・ガスセンサ、200・・制御装置 2 .... Silicon substrate, 3 .... Thermal insulation support layer, 4 .... Electrical insulation layer, 5 .... Gas detection part, 6 .... Through-hole, 7 ... Bonding layer, 8 ... Gas detection layer electrode, 9 ...・ Selective combustion layer, 10. 50 .. First acquisition unit, 60... Second acquisition unit, 70... Third acquisition unit, 80 ... Discrimination unit 82, Comparison unit, 84 Change rate calculation unit, 86 Timing detection unit , 90 ··· Storage unit, 100 ·· Gas sensor, 200 ·· Control device

Claims (19)

ガス感知層と前記ガス感知層を加熱するためのヒータとを有し、前記ヒータにより加熱された前記ガス感知層の抵抗値に基づいて検出対象ガスを検出するガスセンサであって、
前記ガス感知層の抵抗値を測定する測定部と、
前記ガス感知層を加熱するように前記ヒータを制御する加熱制御部と、
前記加熱制御部によって前記ガス感知層の温度が第1温度に制御された状態で前記測定部によって測定された前記ガス感知層の第1抵抗値を取得する第1取得部と、
前記第1抵抗値が予め定められた第1閾値以下の場合に、前記加熱制御部によって前記ガス感知層の温度が前記第1温度より低い第2温度に制御された状態で前記測定部によって測定された前記ガス感知層の第2抵抗値を取得する第2取得部と、
前記第2抵抗値が予め定められた第2閾値以下の場合に、前記加熱制御部によって前記ガス感知層の温度が前記第2温度より高い第3温度に制御された状態で前記測定部によって測定された前記ガス感知層の第3抵抗値を取得する第3取得部と、
前記第3抵抗値に基づいて、存在するガス種を判別する判別部と、
を備える
ガスセンサ。
A gas sensor having a gas sensing layer and a heater for heating the gas sensing layer, and detecting a detection target gas based on a resistance value of the gas sensing layer heated by the heater;
A measurement unit for measuring a resistance value of the gas sensing layer;
A heating controller that controls the heater to heat the gas sensing layer;
A first acquisition unit for acquiring a first resistance value of the gas sensing layer measured by the measurement unit in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the first temperature by the heating control unit;
When the first resistance value is less than or equal to a predetermined first threshold, the measurement unit measures the temperature of the gas sensing layer controlled to a second temperature lower than the first temperature by the heating control unit. A second acquisition unit for acquiring a second resistance value of the gas sensing layer,
When the second resistance value is less than or equal to a predetermined second threshold, the measurement is performed by the measurement unit in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to a third temperature higher than the second temperature by the heating control unit. A third acquisition unit for acquiring a third resistance value of the gas sensing layer,
A discriminating unit for discriminating an existing gas type based on the third resistance value;
With gas sensor.
前記判別部は、前記第3抵抗値と、予め定められた第3閾値とを比較する比較部を備えており、
前記判別部は、前記第3抵抗値と前記第3閾値との比較結果に基づいて、存在するガス種を判別する
請求項1に記載のガスセンサ。
The determination unit includes a comparison unit that compares the third resistance value with a predetermined third threshold value,
The gas sensor according to claim 1, wherein the determination unit determines an existing gas type based on a comparison result between the third resistance value and the third threshold value.
前記検出対象ガスは、LPガスであり、
前記判別部は、前記第3抵抗値が前記第3閾値以上である場合には、前記検出対象ガスが存在すると判別する一方、前記第3抵抗値が前記第3閾値より小さい場合には、前記検出対象ガス以外のガスが存在すると判別する
請求項2に記載のガスセンサ。
The detection target gas is LP gas,
The determination unit determines that the detection target gas is present when the third resistance value is equal to or greater than the third threshold value, and determines that the third resistance value is smaller than the third threshold value, The gas sensor according to claim 2, wherein it is determined that a gas other than the detection target gas exists.
前記検出対象ガスは、メタンガスであり、
前記判別部は、前記第3抵抗値が前記第3閾値以下である場合には、前記検出対象ガスが存在すると判別する一方、前記第3抵抗値が前記第3閾値より大きい場合には、前記検出対象ガス以外のガスが存在すると判別する
請求項2に記載のガスセンサ。
The detection target gas is methane gas,
The determination unit determines that the detection target gas exists when the third resistance value is equal to or less than the third threshold value, and determines that the detection target gas is greater than the third threshold value when the third resistance value is greater than the third threshold value. The gas sensor according to claim 2, wherein it is determined that a gas other than the detection target gas exists.
前記検出対象ガス以外のガスは、アルコールを含む
請求項3または4に記載のガスセンサ。
The gas sensor according to claim 3 or 4, wherein the gas other than the detection target gas includes alcohol.
前記判別部は、前記第3抵抗値の時間変化率を算出する変化率算出部を備えており、
前記判別部は、前記第3抵抗値の時間変化率によって、存在するガス種を判別する
請求項1に記載のガスセンサ。
The determination unit includes a change rate calculation unit that calculates a time change rate of the third resistance value.
The gas sensor according to claim 1, wherein the determination unit determines an existing gas type based on a time change rate of the third resistance value.
前記検出対象ガスは、LPガスであり、
前記判別部は、前記第3抵抗値の前記時間変化率が、予め定められた変化率閾値以上である場合には、前記検出対象ガスが存在すると判別する一方、前記第3抵抗値の前記時間変化率が前記変化率閾値より小さい場合には、前記検出対象ガス以外のガスが存在すると判別する
請求項6に記載のガスセンサ。
The detection target gas is LP gas,
The determination unit determines that the detection target gas exists when the time change rate of the third resistance value is equal to or higher than a predetermined change rate threshold value, while the time of the third resistance value is determined. The gas sensor according to claim 6, wherein when the change rate is smaller than the change rate threshold, it is determined that a gas other than the detection target gas exists.
前記検出対象ガスは、メタンガスであり、
前記判別部は、前記第3抵抗値の前記時間変化率が、予め定められた変化率閾値以下である場合には、前記検出対象ガスが存在すると判別する一方、前記第3抵抗値の前記時間変化率が前記変化率閾値より大きい場合には、前記検出対象ガス以外のガスが存在すると判別する
請求項6に記載のガスセンサ。
The detection target gas is methane gas,
The determination unit determines that the detection target gas exists when the time change rate of the third resistance value is equal to or less than a predetermined change rate threshold value, while the time of the third resistance value is determined. The gas sensor according to claim 6, wherein when the rate of change is larger than the change rate threshold, it is determined that a gas other than the detection target gas exists.
前記判別部は、前記第3抵抗値が上がり始めるタイミングを検出するタイミング検出部を備えており、
前記判別部は、前記第3抵抗値が上がり始めるタイミングによって、存在するガス種を判別する
請求項1に記載のガスセンサ。
The determination unit includes a timing detection unit that detects a timing at which the third resistance value starts to increase,
The gas sensor according to claim 1, wherein the determination unit determines an existing gas type based on a timing at which the third resistance value starts to increase.
前記検出対象ガスは、LPガスであり、
前記判別部は、予め定められた時間内に、前記第3抵抗値が上がり始めた場合には、前記検出対象ガスが存在すると判別する一方、予め定められた前記時間が経過しても前記第3抵抗値が停滞または低下している場合には、前記検出対象ガス以外のガスが存在すると判別する
請求項9に記載のガスセンサ。
The detection target gas is LP gas,
The discriminating unit discriminates that the detection target gas exists when the third resistance value starts to increase within a predetermined time, while the predetermined time elapses. The gas sensor according to claim 9, wherein when the three resistance value is stagnant or decreased, it is determined that a gas other than the detection target gas exists.
前記検出対象ガスは、メタンガスであり、
前記判別部は、予め定められた時間が経過しても前記第3抵抗値が停滞または低下している場合には、前記検出対象ガスが存在すると判別する一方、予め定められた前記時間内に、前記第3抵抗値が上がり始めた場合には、前記検出対象ガス以外のガスが存在すると判別する
請求項9に記載のガスセンサ。
The detection target gas is methane gas,
The determination unit determines that the detection target gas exists when the third resistance value is stagnant or decreased even after a predetermined time elapses, and within the predetermined time The gas sensor according to claim 9, wherein when the third resistance value starts to increase, it is determined that a gas other than the detection target gas exists.
前記加熱制御部は、前記第2抵抗値に応じて前記第3温度を変更する
請求項1から11の何れか1項に記載のガスセンサ。
The gas sensor according to any one of claims 1 to 11, wherein the heating control unit changes the third temperature in accordance with the second resistance value.
前記第3取得部は、前記第2抵抗値に応じて前記第3抵抗値を取得するタイミングを変更する
請求項1から11の何れか1項に記載のガスセンサ。
The gas sensor according to any one of claims 1 to 11, wherein the third acquisition unit changes a timing at which the third resistance value is acquired according to the second resistance value.
前記判別部は、前記第2抵抗値に応じて前記第3閾値を変更する
請求項2から5の何れか1項に記載のガスセンサ。
The gas sensor according to any one of claims 2 to 5, wherein the determination unit changes the third threshold value according to the second resistance value.
前記加熱制御部は、前記検出対象ガスの種類に応じて前記第2温度および/または前記第3温度を変更する
請求項1から14の何れか1項に記載のガスセンサ。
The gas sensor according to any one of claims 1 to 14, wherein the heating control unit changes the second temperature and / or the third temperature according to a type of the detection target gas.
前記第3温度は、前記第1温度より高い
請求項1から15の何れか1項に記載のガスセンサ。
The gas sensor according to any one of claims 1 to 15, wherein the third temperature is higher than the first temperature.
請求項1から16の何れか1項に記載のガスセンサを備え、
前記検出対象ガスを検出したときに警報を発生する警報発生部をさらに備える
ガス警報器。
A gas sensor according to any one of claims 1 to 16, comprising:
A gas alarm device further comprising an alarm generation unit that generates an alarm when the detection target gas is detected.
ガス感知層と前記ガス感知層を加熱するためのヒータとを有し、前記ヒータにより加熱された前記ガス感知層の抵抗値に基づいて検出対象ガスを検出するガスセンサを制御する制御装置であって、
前記ガス感知層を加熱するように前記ヒータを制御する加熱制御部と、
前記加熱制御部によって前記ガス感知層の温度が第1温度に制御された状態で測定された前記ガス感知層の第1抵抗値を取得する第1取得部と、
前記第1抵抗値が予め定められた第1閾値以下の場合に、前記加熱制御部によって前記ガス感知層の温度が前記第1温度より低い第2温度に制御された状態で測定された前記ガス感知層の第2抵抗値を取得する第2取得部と、
前記第2抵抗値が予め定められた第2閾値以下の場合に、前記加熱制御部によって前記ガス感知層の温度が前記第2温度より高い第3温度に制御された状態で測定された前記ガス感知層の第3抵抗値を取得する第3取得部と、
前記第3抵抗値に基づいて、存在するガス種を判別する判別部と、を備える
制御装置。
A control device that controls a gas sensor that has a gas sensing layer and a heater for heating the gas sensing layer, and detects a detection target gas based on a resistance value of the gas sensing layer heated by the heater. ,
A heating controller that controls the heater to heat the gas sensing layer;
A first acquisition unit configured to acquire a first resistance value of the gas sensing layer measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the first temperature by the heating control unit;
The gas measured when the temperature of the gas sensing layer is controlled to a second temperature lower than the first temperature by the heating control unit when the first resistance value is equal to or lower than a predetermined first threshold value. A second acquisition unit for acquiring a second resistance value of the sensing layer;
The gas measured when the temperature of the gas sensing layer is controlled to a third temperature higher than the second temperature by the heating controller when the second resistance value is equal to or lower than a predetermined second threshold value. A third acquisition unit for acquiring a third resistance value of the sensing layer;
A determining unit that determines an existing gas type based on the third resistance value.
ガス感知層と前記ガス感知層を加熱するためのヒータとを有し、前記ヒータにより加熱された前記ガス感知層の抵抗値に基づいて検出対象ガスを検出するガスセンサの制御方法であって、
前記ガス感知層の温度を第1温度に制御する第1温度制御段階と、
前記ガス感知層の温度が前記第1温度に制御された状態で測定された前記ガス感知層の第1抵抗値を取得する第1取得段階と、
前記第1抵抗値が予め定められた第1閾値以下の場合に、前記ガス感知層の温度を前記第1温度より低い第2温度に制御する第2温度制御段階と、
前記ガス感知層の温度が前記第2温度に制御された状態で測定された前記ガス感知層の第2抵抗値を取得する第2取得段階と、
前記第2抵抗値が予め定められた第2閾値以下の場合に、前記ガス感知層の温度を前記第2温度より高い第3温度に制御する第3温度制御段階と、
前記ガス感知層の温度が前記第3温度に制御された状態で測定された前記ガス感知層の第3抵抗値を取得する第3取得段階と、
第3取得段階において取得された第3抵抗値に基づいて、存在するガス種を判別する判別段階と、を備える
制御方法。
A gas sensor control method comprising: a gas sensing layer; and a heater for heating the gas sensing layer, and detecting a detection target gas based on a resistance value of the gas sensing layer heated by the heater,
A first temperature control step of controlling the temperature of the gas sensing layer to a first temperature;
A first obtaining step of obtaining a first resistance value of the gas sensing layer measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the first temperature;
A second temperature control step of controlling the temperature of the gas sensing layer to a second temperature lower than the first temperature when the first resistance value is equal to or lower than a predetermined first threshold;
A second obtaining step of obtaining a second resistance value of the gas sensing layer measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the second temperature;
A third temperature control step of controlling the temperature of the gas sensing layer to a third temperature higher than the second temperature when the second resistance value is equal to or lower than a predetermined second threshold;
A third obtaining step of obtaining a third resistance value of the gas sensing layer measured in a state where the temperature of the gas sensing layer is controlled to the third temperature;
And a determination step of determining an existing gas type based on the third resistance value acquired in the third acquisition step.
JP2017112700A 2017-06-07 2017-06-07 Gas sensors, gas alarms, control devices, and control methods Active JP6863102B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017112700A JP6863102B2 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Gas sensors, gas alarms, control devices, and control methods

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017112700A JP6863102B2 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Gas sensors, gas alarms, control devices, and control methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018205210A true JP2018205210A (en) 2018-12-27
JP6863102B2 JP6863102B2 (en) 2021-04-21

Family

ID=64955624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017112700A Active JP6863102B2 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Gas sensors, gas alarms, control devices, and control methods

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6863102B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020197379A (en) * 2019-05-30 2020-12-10 富士電機株式会社 Gas detection device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07209234A (en) * 1994-01-25 1995-08-11 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor gas sensor
JP2005134311A (en) * 2003-10-31 2005-05-26 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd Semiconductor type gas sensor, and method for monitoring gas by use of semiconductor type gas sensor
JP2012167954A (en) * 2011-02-10 2012-09-06 Fuji Electric Co Ltd Gas detection apparatus
US20160216227A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Sensirion Ag Gas sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07209234A (en) * 1994-01-25 1995-08-11 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor gas sensor
JP2005134311A (en) * 2003-10-31 2005-05-26 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd Semiconductor type gas sensor, and method for monitoring gas by use of semiconductor type gas sensor
JP2012167954A (en) * 2011-02-10 2012-09-06 Fuji Electric Co Ltd Gas detection apparatus
US20160216227A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Sensirion Ag Gas sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020197379A (en) * 2019-05-30 2020-12-10 富士電機株式会社 Gas detection device
JP7268485B2 (en) 2019-05-30 2023-05-08 富士電機株式会社 gas detector

Also Published As

Publication number Publication date
JP6863102B2 (en) 2021-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003050226A (en) Heater control device for gas concentration sensor
JP2007024508A (en) Membrane gas sensor
JP4871776B2 (en) Gas detection device and gas detection method
US20140238853A1 (en) Gas sensor control apparatus and gas sensor system
JP6863102B2 (en) Gas sensors, gas alarms, control devices, and control methods
JP2005134311A (en) Semiconductor type gas sensor, and method for monitoring gas by use of semiconductor type gas sensor
JP4805759B2 (en) Gas detector
JP6863083B2 (en) Gas sensor, gas alarm, control device, control method, and heater drive method
JP6244562B2 (en) Gas detector
JP2011027752A (en) Thin film gas sensor
JP2011149754A (en) Gas alarm and gas detection method
JP2019002842A (en) Control state setting device and sensor control system
JP6446894B2 (en) Gas alarm and its control device
JP6654712B2 (en) Gas alarm and gas detection method
JP6879093B2 (en) Oxidizing gas sensors, gas alarms, controls, and control methods
JP3779886B2 (en) Humidity detector
JP6347537B2 (en) Gas detection device and gas detection method
JP5169622B2 (en) Gas detection method and gas detection apparatus for thin film gas sensor
JP5320314B2 (en) Gas detector
JP7203662B2 (en) Temperature control method and temperature control device
JP5903353B2 (en) Gas detector
JP6436835B2 (en) Gas detector
JP2002318215A (en) Gas detecting method and device therefor
JP2020153735A (en) Gas detector and gas detection method
JP4270712B2 (en) Gas detection method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200514

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210224

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210302

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210315

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6863102

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150