JP2022064475A - ガス検知装置の温度制御方法およびガス検知装置の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境ガスの状態の影響を抑制して、より精度良く対象ガスを検知することを目的とする。【解決手段】所定の周期で検知用加熱制御が行われ、検知用加熱制御は、ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱を行う工程と（＃１）、第１パルス加熱後に周囲環境温度より高い所定の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱を行う工程と（＃３）、予備加熱の後に測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱を行う工程と（＃５）を備え、測定温度は１５０℃以上４５０℃以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、特定条件で対象ガスと接触することにより、ガス検知部の電気的特性値が変化することを利用したガス検知装置における温度制御方法および温度制御装置に関する。

特許文献１に示すように、ガス検知部を加熱した際のガス検知部の特性の変化に基づいて、環境ガス中の対象ガスの存在や対象ガスの濃度を検知するガス検知装置がある。

また、特許文献２、３に示すように、対象ガスを検知する際の加熱の前後に、所定の温度制御を行うガス検知装置もある。このような構成により、干渉ガスの影響を排除し、対象ガスの検知感度を向上させている。

特開２０１２－１６７９５４号公報 特開２０１７－９０１８８号公報 特開２０１８－１９４４３４号公報

しかしながら、現実的には、環境ガス中に干渉ガスが含まれている場合、対象ガスを検知することは困難であり、精度良く対象ガスを検知するためには複数のガス検知部を設ける必要がある。これは、干渉ガスの存在以外の要因、例えば、環境ガスの湿度（相対湿度。以下同じ）の差により、対象ガスの選択性が小さくなることも原因の一つであると考えられる。

本発明は、干渉ガスによる対象ガス感度への影響を抑制して、より精度良く対象ガスを検知することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係るガス検知装置の温度制御方法の特徴構成は、所定の測定温度に加熱されたガス検知部の電気的特性を測定することにより環境ガス中に存在するアセトンを検知するガス検知装置の温度制御方法であって、所定の周期で検知用加熱制御が行われ、前記検知用加熱制御は、前記ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱を行う工程と、前記第１パルス加熱後に周囲環境温度より高い所定の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱を行う工程と、前記予備加熱の後に前記測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱を行う工程とを備え、前記測定温度は１５０℃以上４５０℃以下である点にある。

さらに、本発明の一実施形態に係るガス検知装置の温度制御装置の特徴構成は、所定の測定温度に加熱されたガス検知部の電気的特性を測定することにより環境ガス中に存在するアセトンを検知するガス検知装置の温度制御装置であって、前記ガス検知部を加熱するヒータ部と、前記ヒータ部の加熱動作を制御する温度制御部とを備え、前記温度制御部は、所定の周期で検知用加熱制御を行い、前記検知用加熱制御は、前記ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱と、前記第１パルス加熱後に周囲環境温度より高い所定の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱と、前記予備加熱の後に前記測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱とを有し、前記測定温度は１５０℃以上４５０℃以下である点にある。

以上の構成により、環境ガス中に含まれる干渉ガスとの選択性を高めながら、環境ガス中の湿度の影響によるアセトンの検知感度の悪化を抑制することができ、環境ガスの状態の影響を抑制して、精度良くアセトンを検知することができる。

また、前記パージ温度は３５０℃以上４５０℃以下であり、前記第２時間は５秒以上４５秒以内であることが好ましい。

このような構成により、湿度や吸着物の影響によるアセトンの検知感度の悪化をより適切に抑制することができ、より精度良くアセトンを検知することができる。

また、前記環境ガスにはエタノールが含まれても良い。

アセトンとエタノールとが混在する環境ガスであっても、精度良くアセトンを検知することができる。

また、前記環境ガスは呼気であっても良い。

医療目的や健康目的で、呼気中のアセトンが検知される場合がある。上記構成によると、呼気中からアセトンを適切に検知することができる。

ガス検知装置の概要を示す概略図である。 実施形態の検知用加熱制御における加熱パターンを示す図である。 検知用加熱制御のフローを示す図である。 比較例の検知用加熱制御における加熱パターンを示す図である。 比較例における湿度と感度の関係を説明する両対数グラフである。 実施形態における湿度と感度の関係を説明する両対数グラフである。 実施形態における予備加熱温度と湿度変動によるアセトン濃度の変化量Ｉ_ＲＨとの関係を説明するグラフである。 実施形態における予備加熱時間と湿度変動によるアセトン濃度の変化量Ｉ_ＲＨとの関係を説明するグラフである。 測定温度が３００℃におけるアセトンとエタノールとの選択性を説明する両対数グラフである。 測定温度が４００℃におけるアセトンとエタノールとの選択性を説明する両対数グラフである。 測定温度が２００℃におけるアセトンとエタノールとの選択性を説明する両対数グラフである。 実施形態における測定温度に対するアセトン濃度とエタノール濃度との比Ｉ_ＥＴの関係を説明するグラフである。

〔ガス検知装置〕
本実施形態に係るガス検知装置１００の構成を図１に基づいて説明する。ガス検知装置１００は、環境ガスである呼気に含まれるアセトン（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）が存在することを検知し、呼気に含まれるアセトンの濃度を導出する（以下、単に「アセトンを検知する」と称す）。ガス検知装置１００は、センサ素子２０と、加熱制御部１２（「温度制御部」の一例）と、検知制御部１３と、温度検出部１４とを有する。センサ素子２０は、ガス検知層１０（「ガス検知部」の一例）と、触媒層１１と、ヒータ層６（「ヒータ部」の一例）とを少なくとも有している。また、加熱制御部１２と、センサ素子２０のヒータ層６とを少なくとも含む構成を温度制御装置と称す。

ガス検知装置１００は、加熱制御部１２によりヒータ層６への通電を行うことにより、ガス検知層１０を対象ガスの種類に応じた適切な温度にまで加熱して、ガス検知層１０の電気的特性値（電気抵抗値、電圧値など）に基づいて対象ガスを検知する。

〔センサ素子〕
センサ素子２０は、シリコン基板１に支持されてダイアフラムを構成する。センサ素子２０は、支持層５と、絶縁層７と、ガス検知層１０と、触媒層１１とを有する。支持層５はシリコン基板１上に形成され、支持層５上にヒータ層６が形成される。絶縁層７は、ヒータ層６の全体を覆って支持層５上に形成される。絶縁層７の上に一対の接合層８が形成され、接合層８の上に電極層９が形成される。絶縁層７の上の、一対の電極層９の間に、ガス検知層１０が形成される。絶縁層７の上に、ガス検知層１０を覆う形態にて、触媒層１１が形成される。なお、センサ素子２０は、ブリッジ構造をとっても良く、ヒータ層６は、電極として兼用されても良い。

支持層５は、熱酸化膜２と、Ｓｉ_３Ｎ_４膜３と、ＳｉＯ_２膜４とが順に積層されて形成されている。ヒータ層６は通電により発熱して、ガス検知層１０および触媒層１１を加熱する。

ガス検知層１０は、金属酸化物を主成分とする半導体の層である。例えば、ガス検知層１０は、酸化スズ（ＳｎＯ_２）を主成分とする混合物である。ガス検知層１０は、対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化する。ガス検知層１０は、厚さが０．２～１．６μｍ程度の薄膜としても良いし、１．６μｍを越える厚さを有する膜（厚膜）としても良い。

触媒層１１は、ヒータ層６により加熱されて高温となり、その温度において活性のある（燃焼する）ガスを燃焼させる。さらに、その温度では、対象ガスであるアセトンが透過・拡散されてガス検知層１０へ到達される。これにより、加熱温度を適切に制御することによってアセトンの検知精度が高められている。換言すれば触媒層１１は、対象ガスとしてアセトンを検知する際に、アセトン以外の水素ガスなどの非対象ガスを燃焼させてガス検知層１０に到達しないようにし、ガス検知装置１００にガス選択性を持たせる機能を有する。そのため、ガス検知層１０は、触媒層１１を透過・拡散したアセトンを効率的に検知することができる。

触媒層１１は、金属酸化物を主成分とする担体に、触媒金属を担持させて構成される。具体的には、触媒金属を担持した金属酸化物が、バインダーを介して互いに結合されて形成される。

〔加熱制御部〕
加熱制御部１２は、ヒータ層６に対する通電制御を行い、ヒータ層６に通電することによりガス検知層１０を加熱する。また、加熱制御部１２は、ヒータ層６に対する通電電圧または通電電流を制御することにより、ヒータ層６を設定された任意の温度に加熱することができる。

具体的には加熱制御部１２は、図示しない電池等の電源から電源供給を受け、センサ素子２０のヒータ層６に通電して、センサ素子２０を加熱する。加熱する温度、すなわちガス検知層１０および触媒層１１の到達温度は、例えばヒータ層６に印加する電圧を変更することにより制御される。以下の説明において、ある温度に加熱を行うことは、その温度に対応する電圧を印加することを意味し、加熱時間は電圧を印加する時間である。

〔検知制御部〕
検知制御部１３は、ガス検知層１０の電気的特性値を測定して対象ガスを検知する。例えば、検知制御部１３は、一対の電極層９の間の電気抵抗値（電気的特性値）を測定することにより、ガス検知層１０の抵抗値を測定して、抵抗値または抵抗値の変化から対象ガスを検知する。

温度検出部１４は、ガス検知層１０、または、ガス検知層１０とその周辺の温度（以下、周囲環境温度と総称する）とを検出する。具体的には温度検出部１４は、サーミスタ等の温度センサである。また、ヒータ層６の抵抗値を計測することによってヒータ層６の温度（ガス検知層１０の温度とほぼ同等）を検出することもできる。温度検出部１４によって検出された温度は、加熱制御部１２へ送られる。

〔加熱動作〕
アセトンの検知動作において、加熱制御部１２は、センサ素子２０の検知制御部１３をパルス加熱により加熱する。パルス加熱は、所定の間隔を隔てて、対象ガスであるアセトンを検知するのに適した測定温度に所定時間昇温することを繰り返す加熱動作である。また、測定温度に加熱してアセトンを検知する所定時間前に、所定のパージ温度に所定時間昇温するパージ加熱が行われる。パージ加熱が行われることにより、ガス検知層１０の吸着物が除去または削減されてガス検知層１０の表面がクリーニングされる。具体的には、パルス加熱により、ガス検知層１０の表面に付着した水素や一酸化炭素等を燃焼させ、水分等のガス検知層１０の吸着物が除去または削減される。これにより、周囲環境によるガス検知層１０の表面の汚れによりアセトンの検知感度が悪化することが抑制される。

呼気中のアセトンを検知する場合、測定温度を１００℃以上５００℃以下とすることにより、アセトンの検知感度は十分に発揮される。しかし、呼気中にエタノールが干渉ガスとして存在する場合、エタノールとの選択性が低下する。そのため、呼気中のアセトンを検知する場合の測定温度は１５０℃以上４００℃以下とすることが好ましい。

さらに、呼気中の湿度により、アセトンの検知感度が低下することがある。つまり、呼気中の湿度が一定以上高くなると、アセトンの検知感度が大きく低下する。これは、呼気中の湿度が高いと、パージ加熱したとしても測定温度に加熱するまでの間に、呼気中の水分がガス検知層１０の表面に吸着するためであると考えられる。

そのため、本実施形態では、パージ加熱後から測定温度に加熱するまでの間に、呼気の温度またはガス検知層１０の周辺温度である周囲環境温度より高く、測定温度より低い予備加熱温度に加熱される。パージ加熱後、測定温度でアセトンの検知を行う前に、予備加熱温度にガス検知層１０を加熱することにより、ガス検知層１０の温度が下がりすぎることが抑制され、呼気中の水分がガス検知層１０の表面に吸着することが抑制される。その結果、呼気中の湿度により、アセトンの検知感度が低下することを抑制することができる。

具体的には、図１，図２に示すように、本実施形態に係る温度制御装置において、検知用加熱制御として、温度制御部である加熱制御部１２はヒータ層６を制御して、まず、所定の第１パルス時間Ｗｐ（「第１時間」の一例）にわたってパージ温度ｔｐにパージ加熱（第１パルス加熱）を行い、続けて所定の予備加熱時間Ｗｒ（「第２時間」の一例）の間に加熱温度を予備加熱温度ｔｒに保持した後（予備加熱）、測定温度ｔｄに所定の第２パルス時間ｗｄ（「第３時間」の一例）にわたって加熱し（第２パルス加熱）、測定温度ｔｄに加熱される際にガス検知層１０の電気的特性値を測定する。そして、この様な検知用加熱制御を周期Ｔごとに繰り返し、測定温度ｔｄに加熱されている間にガス検知層１０の電気的特性値を測定してアセトンの検知が行われる。

同様に、本実施形態に係る温度制御方法は、図３に示すように以下の工程で検知用加熱制御を行う。

まず、パージ加熱としてパージ温度ｔｐへの加熱が開始される（ステップ＃１）。そして、パージ温度ｔｐへの加熱が開始されてから第１パルス時間Ｗｐが経過したか否かが判定される（ステップ＃２）。第１パルス時間Ｗｐが経過していない場合はパージ加熱が継続されてパージ温度ｔｐが維持され、第１パルス時間Ｗｐでパージ温度ｔｐのパージパルスが行われる（ステップ＃２のＮｏ）。

第１パルス時間Ｗｐが経過すると（ステップ＃２のＹｅｓ）、予備加熱として予備加熱温度ｔｒへの加熱が開始される（ステップ＃３）。そして、予備加熱温度ｔｒへの加熱が開始されてから予備加熱時間Ｗｒが経過したか否かが判定される（ステップ＃４）。予備加熱時間Ｗｒが経過していない場合は予備加熱が継続されて予備加熱温度ｔｒが維持される（ステップ＃４のＮｏ）。

予備加熱時間Ｗｒが経過すると（ステップ＃４のＹｅｓ）、測定温度ｔｄへの加熱が開始される（ステップ＃５）。測定温度ｔｄが維持されている間に、測定温度ｔｄへの加熱が開始されてから所定の測定時間が経過したか否かが判定される（ステップ＃６）。所定の測定時間が経過すると、ガス検知層１０の電気抵抗を測定してアセトンの検知が行われる（ステップ＃７）。具体的には、アセトンの検知は、アセトンを含有しない環境ガスにおける上記検知用加熱制御を行って測定されたガス検知層１０の電気抵抗値Ｒｓ（Ａｉｒ）を記憶しておき、アセトンの検知を行う環境ガス（呼気）に対して上記検知用加熱制御を行って測定されたガス検知層１０の電気抵抗値Ｒｓとの比（以下、「抵抗比」と称す）を求める。そして、あらかじめ求められた抵抗比とアセトンの濃度との関係を示すグラフあるいはテーブルから、測定された抵抗比に対応するアセトンの濃度が導出される。

そして、測定温度ｔｄへの加熱が開始されてから第２パルス時間Ｗｄが経過したか否かが判定される（ステップ＃８）。第２パルス時間Ｗｄが経過していない場合は測定温度ｔｄへの加熱が継続されて測定温度ｔｄが維持され、第２パルス時間Ｗｄで測定温度ｔｄの検知パルスが行われる（ステップ＃８のＮｏ）。

第２パルス時間Ｗｄが経過すると（ステップ＃８のＹｅｓ）、測定温度ｔｄへの加熱が終了される（ステップ＃９）。そして、パージ加熱が開始されてから時間Ｔが経過しているか否かが判定される（ステップ＃１０）。時間Ｔが経過するまで加熱が停止され、時間Ｔが経過するとパージ加熱からの処理が繰り返される。これにより、時間（周期）Ｔごとに上記検知用加熱制御が繰り返される。

なお、上述のように、周期Ｔの間にパージパルスと検知パルスとが予備加熱を挟んで行われる。上記検知用加熱制御において、周期Ｔは１０秒以上３００秒以内であり、より好ましくは３０秒以上１５０秒以内であり、例えば６０秒である。また、パージパルスにおける第１パルス時間Ｗｐは、０．０５秒以上０．５秒以内であり、例えば０．２０秒である。検知パルスにおける第２パルス時間Ｗｄは、０．０５秒以上０．５秒以内であり、例えば０．２０秒である。予備加熱における予備加熱時間Ｗｒは、５秒以上４５秒以内であり、例えば５秒である。また、測定温度ｔｄへの加熱が開始されてから電気抵抗が測定されるまでの測定時間は０．０５秒以上０．２０秒以内の任意の時間であり、例えば、測定時間は０．１０秒である。

また、パージ温度ｔｐは３５０℃以上とすることができ、好ましくは３５０℃以上４５０℃以下であり、例えば４００℃である。予備加熱温度ｔｒは、３０℃以上７０℃以下が好ましく、より好ましくは４０℃以上６０℃以下である。このような条件で、測定温度ｔｄは、１５０℃以上４５０℃以下、より好ましくは２４０℃以上４００℃以下である。

以下、図１～図１１を用いて、本実施形態に係る検知用加熱制御を従来の検知用加熱制御と比較する。図４に示すように、従来の検知用加熱制御は、４００℃のパージ温度ｔｐで０．２秒間のパージパルスを行い、５秒間加熱を停止した後に、３００℃の測定温度ｔｄで０．２秒間の検知パルスを３０秒の周期Ｔで行う制御である。なお、本実施形態に係る検知用加熱制御としては、従来の検知用加熱制御に対して、パージパルスと検知パルスとの間にわたり、予備加熱温度ｔｒが３０～７０℃の種々の温度で５．０秒間の予備加熱を追加した。また、測定時間は０．１０秒とした。

図５，図６では、従来の検知用加熱制御と予備加熱温度ｔｒ５０℃で５．０秒間の予備加熱を追加した検知用加熱制御とでのアセトンの検知感度の湿度による影響を比較する。

従来の検知用加熱制御を行った場合のアセトンの検知感度は、環境ガス（呼気）の湿度によって大きく変化する。図５に示すように、湿度が５０％や６５％の場合、対象ガスであるアセトンのガス濃度に対する抵抗比の変化量は十分に大きく（グラフの傾きが大きい）、アセトンの検知感度が十分に確保されていることがわかる。湿度が８０％になると、アセトンのガス濃度に対する抵抗比の変化量が、湿度が５０％や６５％の場合より大きく減少し（グラフの傾きが小さくなる）、アセトンの検知感度が大きく低下していることがわかる。ここで、抵抗比が０．５における湿度変動によるアセトン濃度の変化量(最大値と最小値の比)をＩ_ＲＨとする（小さいほど湿度変動が抑制されている）。抵抗比が０．５におけるアセトン濃度、湿度が５０％では０．０４ｐｐｍで最小値となり、湿度が８０％では０．３７ｐｐｍで最大値となる。そのため、Ｉ_ＲＨは９．２５となる。

これに対して、本実施形態に係る検知用加熱制御を行った場合のアセトンの検知感度は、環境ガス（呼気）の湿度が異なっても大きく変化しない。図６に示すように、湿度が５０％、６５％、および８０％におけるアセトンのガス濃度に対する抵抗比の変化量は十分に大きく（グラフの傾きが大きい）、ここでのＩ_ＲＨは、１．８であり、湿度変動による抵抗値変動が大幅に抑制され、アセトンの検知感度が十分に確保されていることがわかる。このことから、パージパルスと検知パルスとの間にわたって予備加熱を行うことにより、アセトンの検知感度に対する湿度の影響が抑制されることがわかる。

図７では、予備加熱温度ｔｒとＩ_ＲＨとの関係をまとめた。ここで、比較例として予備加熱を行わない検知用加熱制御にてＩ_ＲＨを測定した結果は、９．２であった。なお、従来の予備加熱を行わない検知用加熱制御の測定結果を、予備加熱温度が２０℃であるとして図にプロットしている。予備加熱温度ｔｒが３０～７０℃において、比較例よりも湿度変動が抑制されていることがわかる。また、予備加熱温度ｔｒが４０～６０℃においては、Ｉ_ＲＨが３．０以下となり、大幅に湿度変動が抑制されている。

以上の結果から、予備加熱温度ｔｒを３０℃以上７０℃以下とすることにより、アセトン検知感度の湿度変動による影響を抑制することが可能であり、４０℃以上６０℃以下とすると、より効果が得られることがわかる。なお、予備加熱温度ｔｒは、測定温度等の測定環境に応じて適宜設定することができる。

また、図８に予備加熱温度ｔｒを５０℃とし、予備加熱時間を５．０～５０．０秒と変化させた時の予備加熱時間とＩ_ＲＨとの関係をまとめた。予備加熱時間５．０秒以上４５．０秒以下とすることで従来の予備加熱を行わない検知用加熱制御を行った場合のＩ_ＲＨよりも小さくなることがわかる。さらに、予備加熱時間５．０秒以上３０．０秒以下でＩ_ＲＨが５．０以下となり大幅に湿度変動が抑制されている。このことから、予備加熱時間は、５．０秒以上４５．０秒以下が望ましく、５．０秒以上３０．０秒以下であるとより望ましいことがわかる。

次に、環境ガス（呼気）に干渉ガスとしてエタノールが含まれている場合でも、本実施形態に係る検知用加熱制御を行った場合、アセトンとエタノールとの選択性が確保されることを示す。

図９～図１１に示すように、相対湿度が６５％の環境ガスを用いて本実施形態に係る温度制御を行った場合、アセトンのガス濃度に対する抵抗比の変化を示すグラフＡは、エタノールのガス濃度に対する抵抗比の変化を示すグラフＥと十分に離れており、アセトンとエタノールとの選択性が確保されることがわかる。ここで、抵抗比が０．５となるアセトン濃度とエタノール濃度の比（エタノール濃度をアセトン濃度で除したもの）をＩ_ＥＴとする（大きいほど選択性が大きい）と、２００℃では、１．８（図１１）、３００℃では７．５（図９）、４００℃では、３．７（図１０）となっている。

図１２では、４００℃のパージ温度ｔｐで０．２秒間のパージパルスを行い、予備加熱温度ｔｒ５０℃で５．０秒間の予備加熱を行い、その後測定温度ｔｄを１５０℃から４５０℃の種々の温度とした場合の、測定温度とＩ_ＥＴとの関係をまとめた。ここで、比較例として従来の予備加熱を行わない検知用加熱制御にてＩ_ＥＴを測定した結果、Ｉ_ＥＴは１．１であった。１５０℃（Ｉ_ＥＴ＝１．３）から４５０℃（Ｉ_ＥＴ＝１．３）のいずれの測定温度においても従来よりも大きなＩ_ＥＴが得られることがわかった。また、測定温度ｔｄは、２４０℃以上４００℃以下であればより望ましく、従来の３倍以上の選択性が得られることがわかった。

以上の結果から、測定温度ｔｄが１５０℃以上４５０℃以下の場合に従来以上の選択性が得られ、測定温度ｔｄが２４０℃以上４００℃以下であるとアセトンのエタノールに対する選択性がより良好であることがわかる。

〔別実施形態〕
＜１＞上記実施形態では、予備加熱は、パージ加熱および測定温度ｔｄへの加熱と連続して行われる例について説明したが、予備加熱はパージ加熱から所定の時間後に行われても良いし、予備加熱から所定の時間後に測定温度ｔｄへの加熱が行われても良い。すなわち、予備加熱は、パージ加熱および測定温度ｔｄへの加熱の少なくとも一方との間に間隔を空けて行われても良い。

＜２＞上記各実施形態において、予備加熱は連続的に加熱される構成に限らず、所定の加熱停止期間を挟んで断続的に行われても良い。この際、予備加熱温度への複数のパルス加熱が行われても良い。

＜３＞上記各実施形態において、干渉ガスはエタノールに限らず任意である。さらに、環境ガスは呼気に限らず、対象ガスを含むか否かの検知が求められる任意のガスとすることもできる。

＜４＞上記各実施形態において、抵抗比を測定する構成に限らず、その他の電気的特性を測定する構成とすることができる。電気的特性は、例えば、測定温度ｔｄへの加熱が開始されてから所定の時間における電気抵抗値、検知パルスの最終点における電気抵抗値、検知パルスにおける所定の２点における電気抵抗値の変化量あるいは変化率等とすることができる。また、電気的特性の測定は、測定温度ｔｄへの加熱が行われている間に行われる構成に限らず、測定温度ｔｄへの加熱が終了した後に行われても良い。

＜５＞上記各実施形態において、センサ素子２０の構成は上記した薄膜型の半導体であるガス検知層１０を備えたセンサ素子２０の構成に限らず、任意の構成のガスセンサを用いることができる。例えば、上記実施形態のセンサ素子２０は、ガス検知層１０を比較的厚さの厚い半導体からなるガス検知層１０を採用した２層構造のガスセンサとされても良い。また、例えば、上記実施形態のセンサ素子２０は、ガス検知層１０を覆う触媒層１１を設けない基板型のガスセンサとされても良い。また、ガス検知層１０としての電極とヒータ部としてのヒータとを兼ねる電極線のコイルを備え、当該コイルの周囲に酸化物半導体を備えたセンサ素子２０を用いることもできる。

なお、上記の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、環境ガス中に含まれる所定の対象ガスを検知するガス検知に適用できる。

６ ヒータ層（ヒータ部）
１０ ガス検知層（ガス検知部）
１２ 加熱制御部（温度制御部）

Claims (8)

1. 所定の測定温度に加熱されたガス検知部の電気的特性を測定することにより環境ガス中に存在するアセトンを検知するガス検知装置の温度制御方法であって、
   所定の周期で検知用加熱制御が行われ、
   前記検知用加熱制御は、
   前記ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱を行う工程と、
   前記第１パルス加熱後に周囲環境温度より高い所定の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱を行う工程と、
   前記予備加熱の後に前記測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱を行う工程とを備え、
   前記測定温度は１５０℃以上４５０℃以下であるガス検知装置の温度制御方法。
2. 前記パージ温度は３５０℃以上４５０℃以下であり、
   前記第２時間は５秒以上４５秒以内である請求項１に記載のガス検知装置の温度制御方法。
3. 前記環境ガスにはエタノールが含まれる請求項１または２に記載のガス検知装置の温度制御方法。
4. 前記環境ガスは呼気である請求項１から３のいずれか一項に記載のガス検知装置の温度制御方法。
5. 所定の測定温度に加熱されたガス検知部の電気的特性を測定することにより環境ガス中に存在するアセトンを検知するガス検知装置の温度制御装置であって、
   前記ガス検知部を加熱するヒータ部と、
   前記ヒータ部の加熱動作を制御する温度制御部とを備え、
   前記温度制御部は、所定の周期で検知用加熱制御を行い、
   前記検知用加熱制御は、
   前記ガス検知部の吸着物を削減するためのパージ温度で所定の第１時間にわたる第１パルス加熱と、
   前記第１パルス加熱後に周囲環境温度より高い所定の予備加熱温度で所定の第２時間にわたる予備加熱と、
   前記予備加熱の後に前記測定温度で所定の第３時間にわたる第２パルス加熱とを有し、
   前記測定温度は１５０℃以上４５０℃以下であるガス検知装置の温度制御装置。
6. 前記パージ温度は３５０℃以上４５０℃以下であり、
   前記第２時間は５秒以上４５秒以内である請求項５に記載のガス検知装置の温度制御装置。
7. 前記環境ガスにはエタノールが含まれる請求項５または６に記載のガス検知装置の温度制御装置。
8. 前記環境ガスは呼気である請求項５から７のいずれか一項に記載のガス検知装置の温度制御装置。

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