JP2021012173A - ガスセンサおよびガス濃度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスセンサを収納したケースの開口部を開放したときだけ測定雰囲気を取り込んで特定のガスの濃度を測定でき、開口部を閉塞したときにはケース内に取り込まれた特定のガスを分解できるガスセンサを提供する。【解決手段】測定雰囲気中に曝されるガスセンサ１０であって、前記測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定するガスセンサ本体１２と、前記測定雰囲気を取り込む開口部１６を有し、前記ガスセンサ本体１２を収容するケース１４と、前記ケース１４の開口部１６を開閉する蓋部１８と、前記ケース１４の内部に設けられ、前記特定のガスを分解する触媒２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ガスセンサおよびガス濃度測定方法に関する。

近年、様々な目的に応じて、様々な場所でガスセンサが使用され、または使用が検討されている。例えば、青果物や花卉の輸送中や保管中の鮮度管理を目的として、コンテナや保管庫内のエチレン濃度を管理するために、エチレンガスセンサが使用されている。また、植物工場の中には、閉鎖的な空間で、二酸化炭素濃度や光、温度、湿度などを管理することで、計画的な生産を行なっているところもある。このような場合、二酸化炭素濃度や湿度を、ガスセンサを使用して精密に管理することで、最適な収量や栄養価とすることができる可能性がある。また、工場の安全管理を目的として可燃性ガス、毒性ガス等の濃度を、ガスセンサを使用してモニタリングしている。

ガスセンサには様々な方式のものが存在するが、その中には、使用場所を選ばず容易に使用できる反面、高濃度の測定対象となるガスに曝されると、一時的に出力が低下し、正しい濃度を測定できなくなる可能性があるものもある。また、高濃度の測定対象となるガスに長時間曝されることで、劣化する可能性があるものもある。

特許文献１は、ガスセンサー素子の動作停止中及び素子単品での保存中に、大気中の湿度や化学物質によってガスセンサー素子が劣化することを防止できるセンサー素子の劣化防止構造を提供することを目的として、通常は密閉して外気から遮断でき、必要なときだけ外気を採り入れことができるケース３内にガスセンサー素子２を収容したことを特徴とするセンサー素子の劣化防止構造が開示されている。

特許文献２は、ガスセンサの出力を適当な値に調節することができ、さらに、劣化ガス成分を含むサンプルガスを測定できるにおい識別装置を提供することを目的としている。例えばサンプルガス中にガスセンサ２３ａを劣化させる劣化ガス成分が含まれている場合、サンプルガス室２１ａのシャッター２５を閉じ、サンプルガス室２１ｂ，２１ｃのシャッター２５を開いた状態でそのサンプルガスをサンプルガス流路５に流して測定することにより、ガスセンサ２３ａの劣化を防ぐことができ、例えば予備測定時にガスセンサ２３ｂの出力が飽和してしまった場合は、シャッター２５の位置を調節してガスセンサ室２１ｂの開放度合いを調節することにより、ガスセンサ室２１ｂに導入されるサンプルガスの量を調節してガスセンサ２３ｂの出力を最適化することができる技術が開示されている。

特開平１１−２８１６１３号公報 特開２００１−１７４３７３号公報

しかしながら、特許文献１も特許文献２も、測定する特定のガスの濃度が高いときに出力が低下する、または劣化する可能性があるガスセンサを使用する場合に、ガスを遮断することはできても、積極的にガス濃度を低減させてガスセンサの出力低下または劣化を防ぐことは考慮されていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ガスセンサを収納したケースの開口部を開放したときだけ測定雰囲気を取り込んで特定のガスの濃度を測定でき、開口部を閉塞したときにはケース内に取り込まれた特定のガスを分解できるガスセンサおよびガス濃度測定方法を提供する事を目的とする。

（１）上記の目的を達成するため、本発明のガスセンサは、測定雰囲気中に曝されるガスセンサであって、前記測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定するガスセンサ本体と、前記測定雰囲気を取り込む開口部を有し、前記ガスセンサ本体を収容するケースと、前記ケースの開口部を開閉する蓋部と、前記ケースの内部に設けられ、前記特定のガスを分解する触媒と、を備えることを特徴としている。

これにより、開口部を開放したときだけ測定雰囲気を取り込んで特定のガスの濃度を測定でき、開口部を閉塞したときにはケース内に取り込まれた特定のガスを分解できる。その結果、測定するごとに特定のガスの濃度が十分に低いケース内に収容されたガスセンサを用いて特定のガスの濃度を測定することとなり、測定する特定のガスの濃度が高いときに出力が低下するガスセンサであっても出力低下を防ぐことができ、ガスセンサを長期にわたって繰り返し使用できる。

（２）また、本発明のガスセンサは、前記蓋部を開閉する開閉手段と、前記ガスセンサ本体の測定した特定のガスの濃度に基づいて、少なくとも前記開閉手段に前記開口部の閉塞を指示する制御部と、をさらに備えることを特徴としている。これにより、測定した特定のガスの濃度に基づいて、少なくとも開口部の閉塞を自動的に行うことができる。

（３）また、本発明のガスセンサにおいて、前記触媒は、前記蓋部の裏側に設けられ、前記触媒は、前記開口部を閉塞したときに前記ケースの内側に位置すると共に、前記開口部を開放したときに前記ケースの内側領域から隠されることを特徴としている。これにより、開口部を閉塞したときは触媒がケースの内側に位置することで特定のガスを分解でき、開口部を開放したときは触媒がケースの内側領域から隠されることでケース内に取り込んだ測定雰囲気に含まれる特定のガスが分解されることなくより正確な濃度を測定できる。

（４）また、本発明のガスセンサは、前記ガスセンサ本体の測定した特定のガスの濃度を表示する表示部をさらに備えることを特徴としている。これにより、ガスセンサの使用者が測定したガスの濃度を知ることができる。

（５）また、本発明のガスセンサにおいて、前記ガスセンサ本体は、電気化学式のガスセンサであることを特徴としている。これにより、測定する特定のガスの濃度が高いときに出力が低下する傾向にある電気化学式のガスセンサの出力低下を防ぐことができる。

（６）また、本発明のガスセンサにおいて、前記特定のガスは、エチレンであることを特徴としている。これにより、青果物や生花の鮮度管理、輸送、保管等の際に管理する必要のあるエチレンの濃度を電気化学式のガスセンサを用いて容易に測定することができると共に、電解液に多量にエチレンが溶けることによるガスセンサの出力低下を防ぐことができる。

（７）また、本発明のガス濃度測定方法は、測定雰囲気の特定のガスの濃度の測定方法であって、ガスセンサが収容された所定の領域の開口部を開放するステップと、前記測定雰囲気を前記所定の領域に取り込むステップと、前記測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定するステップと、前記所定の領域の開口部を閉塞するステップと、前記所定の領域に取り込まれた特定のガスを触媒を用いて分解するステップと、を含むことを特徴としている。これにより、開口部を開放したときだけ測定雰囲気を取り込んで特定のガスの濃度を測定でき、開口部を閉塞したときには所定の領域内に取り込まれた特定のガスを分解できる。その結果、測定するごとに特定のガスの濃度が十分に低い所定の領域内に収容されたガスセンサを用いて特定のガスの濃度を測定することとなり、測定する特定のガスの濃度が高いときに出力が低下するガスセンサであっても出力低下を防ぐことができる。

本発明によれば、開口部を開放したときだけ測定雰囲気を取り込んで特定のガスの濃度を測定でき、開口部を閉塞したときにはケース内に取り込まれた特定のガスを分解できる。その結果、測定するごとに特定のガスの濃度が十分に低いケース内に収容されたガスセンサを用いて特定のガスの濃度を測定することとなり、測定する特定のガスの濃度が高いときに出力が低下するガスセンサであっても出力低下を防ぐことができ、短時間で繰り返し使用できる。

（ａ）は開口部を閉塞した状態のガスセンサを、（ｂ）は開口部を開放した状態のガスセンサを模式的に表した断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、いずれも第２の実施形態のガスセンサの構成の例を概略的に表したブロック図である。 ガスセンサの蓋部の開閉手段の例を示した模式図である。 ガスの濃度の測定を常時行う手順を示すフローチャートである。 ガスの濃度の測定を所定のインターバル時間ごとに行う手順を示すフローチャートである。 ガスの濃度の測定を使用者が指示したときだけ行う手順を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。なお、構成図において、各構成要素の大きさは概念的に表したものであり、必ずしも実際の寸法比率を表すものではない。

［第１の実施形態］
（ガスセンサの構成）
図１（ａ）は開口部を閉塞した状態のガスセンサを、（ｂ）は開口部を開放した状態のガスセンサを模式的に表した断面図である。ガスセンサ１０は、測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定するガスセンサ本体１２と、測定雰囲気を取り込む開口部１６を有し、ガスセンサ本体１２を収容するケース１４と、ケース１４の開口部１６を開閉する蓋部１８と、ケース１４の内部に設けられ、特定のガスを分解する触媒２０と、を備える。

ガスセンサ本体１２は、測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定する。ガスセンサ本体１２は、測定した特定のガスの濃度に関する情報を電気信号等によって、外部の装置に伝達してもよい。また、ガスセンサ１０が後述する表示部２４または記録部２６を備える構成の場合、ガスセンサ本体１２は、測定した特定のガスの濃度に関する情報を、表示部２４または記録部２６に伝達してもよい。

特定のガスの種類は、例えば、青果物より発生する、エチレン、メチルアルコール、エチルアルコール、アセトアルデヒド、ジメチルサルファイド、ジメチルジサルファイド、メチルメルカプタン、アンモニア等が挙げられる。また、メタン、プロパン、ブタンなどの炭化水素、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、二酸化窒素、水素、硫化水素、有機溶剤、アミン、フロン、有機塩素、揮発性有機化合物（VOC）、天然ガス等の可燃性ガス、毒性ガス等であってもよい。また、特定のガスの濃度は、１種類の濃度であっても２種類以上の合計の濃度であってもよい。

ガスセンサ本体１２は、電気化学式、固体式等どのような方式であってもよい。本発明は、ガスの濃度の測定をしないときに、特定のガスの濃度を低く保った所定の領域内にガスセンサ本体１２を保護することができるため、特定のガスによるガスセンサ本体１２の劣化を低減することができる。

ガスセンサ本体１２として電気化学式のガスセンサを使用する場合、特定のガスは、エチレンであってもよい。これにより、青果物や生花の鮮度管理、輸送、保管等の際に管理する必要のあるエチレンの濃度を電気化学式のガスセンサを用いて容易に測定することができると共に、電解液に多量にエチレンが溶けることによるガスセンサの出力低下を防ぐことができる。なお、エチレンは、ガスセンサ本体に使用される電解液（例えば、硫酸）に対して、例えば１００ｐｐｍ以上の高濃度状態のもと曝されると、比較的短時間で電解液に溶け込む傾向があり、電気化学式のガスセンサの出力低下を招いてしまう。電気化学式のガスセンサは、固体電解質を使用するものであってもよい。

ケース１４は、測定雰囲気を取り込む開口部１６を有し、ガスセンサ本体１２を収容する。ケース１４は、後述する蓋部１８により開口部１６を閉塞したときに、ガスセンサ本体１２を収容した所定の領域を構成する。このとき、ケース１４は、所定の領域内に測定雰囲気が入らないように、ゴムブッシュ、Ｏリング、ガスケットなどで、密閉される構造とすることが好ましい。このように密閉することで、所定の領域内に取り込んだ測定雰囲気中の特定のガスを、後述する触媒２０により分解する際に、所定の領域内の特定のガスの濃度を十分に低減することができる。完全に密閉されない場合でも、蓋部１８により開口部１６を閉塞したときに、所定の領域内に入る測定雰囲気の量が十分に低減されている場合は、所定の領域内の低減された特定のガスの濃度にほとんど影響を与えないため、問題とはならない。

ケース１４は、ガスセンサ本体１２を備える基板の一部を、ケース１４の一部として使用してもよい。このようにすることで、ガスセンサ本体１２を備える基板全体をケース１４内に収容するよりも、所定の領域を小さく構成することができ、ケース１４内の触媒２０の量を少なくすると共に所定の領域内に取り込んだ測定雰囲気中の特定のガスの分解を短時間で行うことができる。

開口部１６は、開放されたときに測定雰囲気を取り込む。これにより、開口部を開放したときだけ測定雰囲気を取り込んで特定のガスの濃度を測定できる。開口部１６は、開放されたときに水分やごみの侵入を防ぐ、フィルタ２２を備えていてもよい。

触媒２０は、ケース１４の内部に設けられ、特定のガスを分解する。これにより、開口部を閉塞したときに、ケース内に取り込まれた特定のガスを分解できる。触媒２０は、特定のガスのみを分解するものであってもよいし、特定のガスを含む複数種類のガスを分解するものであってもよい。触媒２０としては、活性炭入りＮｉＰｄ触媒やメソポーラスシリカ担持Ｐｔナノ粒子触媒などを用いればよい。触媒２０の代わりに、特定のガスを吸着する吸着材を使用してもよいが、吸着材は吸着したガスを再放出してしまい、また、使用限度が決まっているため、触媒２０のほうが好ましい。また、測定雰囲気中に特定のガス以外にガスセンサ本体１２を劣化させる可能性のあるガスが含まれる場合、そのガスを分解または吸着する、触媒２０とは別の触媒または吸着材をケース１４の内部に設けてもよい。例えば、特定のガスが水蒸気ではなく、測定雰囲気中の水蒸気がガスセンサ本体１２の劣化に関係する場合、ケース１４の内部に吸湿材を設けてもよい。

触媒２０は、ケース１４の内部に設けられることで機能を果たすことができるが、蓋部１８の裏側に設けられ、蓋部１８により開口部１６を閉塞したときに、ケース１４の内側に位置すると共に、開口部１６を開放したときにケース１４の内側領域（所定の領域）から隠される構成であることが好ましい。このように構成することで、開口部１６を閉塞したときは触媒２０がケース１４の内側に位置（露出）することで特定のガスを良好に分解でき、開口部１６を開放したときは触媒２０がケース１４の内側領域から隠されることでケース１４内に取り込んだ測定雰囲気に含まれる特定のガスが分解されることなくより正確な濃度を測定できる。

ガスセンサ本体１２として電気化学式のガスセンサを使用する場合、ガスセンサ本体１２の電解液に吸収された特定のガスが徐々に外部に放出される。触媒２０は、この放出された特定のガスも分解できる。そのため、ガスセンサ本体１２がリフレッシュされ、繰り返し使用することができる。

ガスセンサ１０は、ガスセンサ本体１２の測定した特定のガスの濃度を表示する表示部２４をさらに備えていてもよい（図２参照）。これにより、ガスセンサの使用者が測定したガスの濃度を知ることができる。

ガスセンサ１０は、ガスセンサ本体１２の測定した特定のガスの濃度を記録する記録部２６をさらに備えていてもよい（図２参照）。これにより、測定したガスの濃度を記録から知ることができ、分析等行うことができる。なお、表示部２４や記録部２６は、ガスセンサ１０自体に備えられていてもよいが、ガスセンサ１０とは別の装置に備えられていてもよい。

本実施形態のガスセンサ１０は、蓋部１８の開閉は、使用者が手動で行ってもよいし、ガスセンサ１０とは別に設けられた開閉手段により、自動で行ってもよい。また、ガスセンサ１０とは別に設けられた開閉手段に、使用者が命令することで、開閉を行ってもよい。また、開放、閉塞の一方を手動で、他方を自動で行うこともできる。

［第２の実施形態］
（ガスセンサの構成）
図２（ａ）および（ｂ）は、いずれも本実施形態のガスセンサ３０の構成の例を概略的に表したブロック図である。ガスセンサ３０の模式的な断面図は、図１（ａ）および（ｂ）と同様である。ガスセンサ３０は、測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定するガスセンサ本体１２と、測定雰囲気を取り込む開口部１６を有し、ガスセンサ本体１２を収容するケース１４と、ケース１４の開口部１６を開閉する蓋部１８と、ケース１６の内部に設けられ、特定のガスを分解する触媒２０と、蓋部１８を開閉する開閉手段３２と、ガスセンサ本体１２の測定した特定のガスの濃度に基づいて、少なくとも開閉手段３２に開口部１６の閉塞を指示する制御部３４と、を備える。

本実施形態において、ケース１４、開口部１６、蓋部１８、および触媒２０は、第１の実施形態と同様の機能を有するため、説明を省略する。

ガスセンサ本体１２は、測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定する。ガスセンサ本体１２は、測定した特定のガスの濃度に関する情報を電気信号等によって、制御部３４に伝達する。また、ガスセンサ本体１２は、測定した特定のガスの濃度に関する情報を、直接外部の装置に伝達してもよい。また、ガスセンサ３０が表示部２４または記録部２６を備える構成の場合、ガスセンサ本体１２は、測定した特定のガスの濃度に関する情報を、直接表示部２４または記録部２６に伝達してもよい。

開閉手段３２は、蓋部１８を開閉する。図３は、ガスセンサの蓋部の開閉手段の例を示した模式図である。例えば、開閉手段３２は、図３に示されるように、モータおよび歯車で構成され、モータで歯車を回転させることで、蓋部１８の開放および閉塞を行ってもよい。また、例えば、蓋部１８を閉塞する方向に付勢するバネ等の弾性部材を備え、蓋部１８の開放を手動で行い、ストッパーで固定することで開放状態を維持し、開閉手段３２は、ストッパーの解除をすることで、蓋部１８の閉塞のみ行ってもよい。

制御部３４は、ガスセンサ本体１２の測定した特定のガスの濃度に基づいて、少なくとも開閉手段３２に開口部１６の閉塞を指示する。これにより、測定した特定のガスの濃度に基づいて、少なくとも開口部１６の閉塞を自動的に行うことができ、ガスセンサ本体１２が高濃度状態のガスに曝される時間を短縮できる。

制御部３４は、ガスセンサ本体１２の測定した特定のガスの濃度が、あらかじめ定められた、または使用者によって入力された、第１の閾値より大きいまたは第１の閾値以上の値であったときに、開閉手段３２に開口部１６の閉塞を指示することが好ましい。また、開閉手段３２が蓋部１８の開放も自動で行う構成の場合、制御部３４は、ガスセンサ本体１２の測定した閉塞された所定の領域の特定のガスの濃度が、あらかじめ定められた、または使用者によって入力された、第２の閾値より小さいまたは第２の閾値以下の値であったときに、開閉手段３２に開口部１６の開放を指示することが好ましい。また、制御部３４は、ガスセンサ本体１２の測定した閉塞された所定の領域の特定のガスの濃度が、第２の閾値より小さいまたは第２の閾値以下の値であって、かつ、使用者の指示があった場合に、開閉手段３２に開口部１６の開放を指示する構成としてもよい。

第１の閾値は、第２の閾値より大きい値である。第１の閾値は、ガスセンサ本体１２の出力低下発生濃度であってもよい。また、第２の閾値は、０ｐｐｍであってもよい。第１の閾値および第２の閾値は、特定のガスの種類、ガスセンサ本体１２のガス検知の方式、ガスセンサ本体１２が電気化学式のガスセンサである場合の電解液の種類、電解液の量、等によって定めることができる。

制御部３４は、ガスセンサ本体１２の測定した特定のガスの濃度に基づいて、開閉手段３２に開口部１６の閉塞または開放を指示するときに、ノイズ等により瞬間的に特異な値が測定される場合があることを考慮して、誤認識しない様に複数回測定して平均化した値を使用する構成としてもよい。例えば、４回以上の所定の回数測定し取得した値から最小値、最大値を排除し、残った値を平均化した値を閉塞または開放の判断に使用してもよい。

制御部３４は、取得した特定のガスの濃度に関する情報を、外部の装置に伝達してもよい。また、ガスセンサ３０が表示部２４または記録部２６を備える構成の場合、制御部３４は、取得した特定のガスの濃度に関する情報を、表示部２４または記録部２６に伝達してもよい。

ガスセンサ３０は、表示部２４や記録部２６をさらに備えていてもよい。また、表示部２４や記録部２６は、ガスセンサ３０とは別の装置に備えられていてもよい。例えば、青果物を輸送するコンテナにガスセンサが設置されている場合、ガスセンサに送信機能を設けて、測定した特定のガスの濃度や蓋部の開閉状態を送信し、コンテナとは別の場所にあるモニタにそれを表示することもできる。

［ガスの濃度の測定の手順］
次に、ガスの濃度の測定の手順の例をいくつか説明する。図４は、第２の実施形態のガスセンサを用いて、ガスの濃度の測定を常時行う手順を示すフローチャートである。最初に、蓋部を開放する（ステップＳ１）。次に測定値を取得する（ステップＳ２）。取得した測定値が第１の閾値以上か未満かを判断し（ステップＳ３）、第１の閾値未満であった場合、測定継続するかどうか判断する（ステップＳ４）。測定継続の判断は、例えば、あらかじめ定められた、または使用者に入力された測定時間や測定回数が経過した場合に測定継続しないと判断してもよい。また、使用者による測定終了の指示により測定継続しないと判断してもよい。

ステップＳ４で測定継続をしないと判断した場合、蓋部を閉塞し（ステップＳ５）、測定を終了する。一方、ステップＳ４で測定継続をすると判断した場合、ステップＳ２に戻り、再度測定値を取得する。

ステップＳ３で、測定値が第１の閾値以上であった場合、開放状態での測定を中止し（ステップＳ６）、蓋部を閉塞する（ステップＳ７）。そして、蓋部を閉塞した状態で、測定値を取得する（ステップＳ８）。このとき、一定の時間を置いてから、測定値を取得してもよい。そのあと、測定継続するかどうか判断する（ステップＳ９）。このときの測定継続の判断は、例えば、あらかじめ定められた、または使用者に入力された、蓋部を閉塞した状態での測定時間や測定回数が経過した場合に測定継続しないと判断してもよい。また、使用者による測定終了の指示により測定継続しないと判断してもよい。さらに、ステップＳ２やステップＳ８で取得した測定値が異常な値であった場合に測定継続しないと判断してもよい。ステップＳ９で測定継続をしないと判断した場合、測定を終了する。

ステップＳ９で測定継続をすると判断した場合、取得した測定値が第２の閾値以上か未満かを判断し（ステップＳ１０）、第２の閾値以上であった場合、ステップＳ８に戻り、再度蓋部を閉塞した状態での測定値を取得する。一方、取得した測定値が第２の閾値未満であった場合、ステップＳ１に戻り、蓋部を開放し、測定を継続する。このような手順によって、ガスの濃度の測定を常時行うことができる。このようにすることで、ガス濃度の測定を常時行っている場合でも、ガス濃度が高まった場合にすぐに開口部が閉塞されるため、ガスセンサ本体の出力低下や劣化を防ぐことができる。

図５は、第２の実施形態のガスセンサを用いて、ガスの濃度の測定を所定のインターバル時間ごとに行う手順を示すフローチャートである。最初に、蓋部を開放する（ステップＴ１）。次に測定値を取得する（ステップＴ２）。取得した測定値が第１の閾値以上か未満かを判断し（ステップＴ３）、第１の閾値未満であった場合、蓋部を閉塞する（ステップＴ４）。そして、測定継続するかどうか判断する（ステップＴ５）。測定継続の判断は、例えば、あらかじめ定められた、または使用者に入力された測定時間や測定回数が経過した場合に測定継続しないと判断してもよい。また、使用者による測定終了の指示により測定継続しないと判断してもよい。

ステップＴ５で測定継続をしないと判断した場合、測定を終了する。一方、ステップＴ５で測定継続をすると判断した場合、あらかじめ定められた、または使用者に入力されたインターバル時間が経過するのを待機し（ステップＴ６）、経過したのち、ステップＴ１に戻り、蓋部を開放し、次回の測定を行う。

ステップＴ３で、測定値が第１の閾値以上であった場合、開放状態での測定を中止し（ステップＴ７）、蓋部を閉塞する（ステップＴ８）。そして、蓋部を閉塞した状態で、測定値を取得する（ステップＴ９）。このとき、一定の時間を置いてから、測定値を取得してもよい。そのあと、測定継続するかどうか判断する（ステップＴ１０）。このときの測定継続の判断は、例えば、あらかじめ定められた、または使用者に入力された、蓋部を閉塞した状態での測定時間や測定回数が経過した場合に測定継続しないと判断してもよい。また、使用者による測定終了の指示により測定継続しないと判断してもよい。さらに、ステップＴ２やステップＴ９で取得した測定値が異常な値であった場合に測定継続しないと判断してもよい。ステップＴ１０で測定継続をしないと判断した場合、測定を終了する。

ステップＴ１０で測定継続をすると判断した場合、取得した測定値が第２の閾値以上か未満かを判断し（ステップＴ１１）、第２の閾値以上であった場合、ステップＴ９に戻り、再度蓋部を閉塞した状態での測定値を取得する。一方、取得した測定値が第２の閾値未満であった場合、ステップＴ１に戻り、蓋部を開放し、次回の測定を行う。このような手順によって、ガスの濃度の測定を所定のインターバル時間ごとに行うことができる。このようにすることで、インターバル間は開口部が閉塞されているため、ガスセンサ本体の出力低下や劣化を防ぐことができる。

図６は、表示部を備えた第２の実施形態のガスセンサを用いて、ガスの濃度の測定を使用者が指示したときだけ行う手順を示すフローチャートである。最初に、使用者が蓋部の開放を指示し（ステップＵ１）、蓋部を開放する（ステップＵ２）。蓋部の開放は、使用者が手動で行ってもよい。次に測定値を取得し、表示する（ステップＵ３）。取得した測定値が第１の閾値以上か未満かを判断し（ステップＵ４）、第１の閾値未満であった場合、蓋部を閉塞し（ステップＵ５）、測定を終了する。

ステップＵ４で、測定値が第１の閾値以上であった場合、開放状態での測定を中止し（ステップＵ６）、蓋部を閉塞する（ステップＵ７）。そして、蓋部を閉塞した状態で、測定値を取得し、表示する（ステップＵ８）。このとき、一定の時間を置いてから、測定値を取得してもよい。ステップＵ３またはステップＵ８において、取得した測定値の表示は、測定値自体の表示であってもよいし、第１の閾値や第２の閾値との大小関係のみが把握できる形態で行ってもよい。例えば、第１の閾値以上の状態を赤のランプの点滅で、第２の閾値以上第１の閾値未満の状態を赤のランプの点灯で、第２の閾値未満の状態を緑のランプの点灯で表示してもよい。例えば、ステップＵ８でこのような表示をすることで、使用者は、ガスセンサが再度使用可能な状態かどうかを判断することができる。

そのあと、取得した測定値が第２の閾値以上か未満かを判断し（ステップＵ９）、第２の閾値未満であった場合、測定を終了する。一方、取得した測定値が第２の閾値以上であった場合、測定継続するかどうか判断する（ステップＵ１０）。このときの測定継続の判断は、例えば、あらかじめ定められた、または使用者に入力された、蓋部を閉塞した状態での測定時間や測定回数が経過した場合に測定継続しないと判断してもよい。また、使用者による測定終了の指示により測定継続しないと判断してもよい。さらに、ステップＵ３やステップＵ８で取得した測定値が異常な値であった場合に測定継続しないと判断してもよい。ステップＵ１０で測定継続をしないと判断した場合、測定を終了する。

ステップＴ１０で測定継続をすると判断した場合、ステップＵ８に戻り、再度蓋部を閉塞した状態での測定値を取得し、表示する。このような手順によって、ガスの濃度の測定を使用者が指示したときだけ行うことができる。このようにすることで、使用者が指示をしたときだけ開口部が開放され、それ以外では閉塞されるため、ガスセンサ本体の出力低下や劣化を防ぐことができる。

なお、上記の手順は、蓋部の開閉および測定値の取得に注目した手順であるため、取得した測定値を表示するステップや記録するステップがないものもあるが、これらのステップを適宜挿入してもよい。また、各ステップの順序に矛盾が生じない限り、各ステップの順序を入れ替えてもよいし、同時に行うステップがあってもよい。

以上に説明したように、本発明のガスセンサおよびガス濃度測定方法は、開口部を開放したときだけ測定雰囲気を取り込んで特定のガスの濃度を測定でき、開口部を閉塞したときにはケース内に取り込まれた特定のガスを分解できる。その結果、測定するごとに特定のガスの濃度が十分に低いケース内に収容されたガスセンサを用いて特定のガスの濃度を測定することとなり、測定する特定のガスの濃度が高いときに出力が低下するガスセンサであっても出力低下を防ぐことができ、ガスセンサを長期にわたって繰り返し使用できる。

１０、３０ ガスセンサ
１２ ガスセンサ本体
１４ ケース
１６ 開口部
１８ 蓋部
２０ 触媒
２２ フィルタ
２４ 表示部
２６ 記録部
３２ 開閉手段
３４ 制御部

Claims (7)

1. 測定雰囲気中に曝されるガスセンサであって、
   前記測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定するガスセンサ本体と、
   前記測定雰囲気を取り込む開口部を有し、前記ガスセンサ本体を収容するケースと、
   前記ケースの開口部を開閉する蓋部と、
   前記ケースの内部に設けられ、前記特定のガスを分解する触媒と、を備えることを特徴とするガスセンサ。
2. 前記蓋部を開閉する開閉手段と、
   前記ガスセンサ本体の測定した特定のガスの濃度に基づいて、少なくとも前記開閉手段に前記開口部の閉塞を指示する制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のガスセンサ。
3. 前記触媒は、前記蓋部の裏側に設けられ、
   前記触媒は、前記開口部を閉塞したときに前記ケースの内側に位置すると共に、前記開口部を開放したときに前記ケースの内側領域から隠されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のガスセンサ。
4. 前記ガスセンサ本体の測定した特定のガスの濃度を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のガスセンサ。
5. 前記ガスセンサ本体は、電気化学式のガスセンサであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のガスセンサ。
6. 前記特定のガスは、エチレンであることを特徴とする請求項５記載のガスセンサ。
7. 測定雰囲気の特定のガスの濃度の測定方法であって、
   ガスセンサが収容された所定の領域の開口部を開放するステップと、
   前記測定雰囲気を前記所定の領域に取り込むステップと、
   前記測定雰囲気の特定のガスの濃度を測定するステップと、
   前記所定の領域の開口部を閉塞するステップと、
   前記所定の領域に取り込まれた特定のガスを触媒を用いて分解するステップと、を含むことを特徴とする特定のガスの濃度の測定方法。
   

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