JP2023039511A - ガス検知器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、使用者に対する検知対象ガスの検知結果の信頼性が向上するガス検知器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のガス検知器１は、検知対象ガスを検知するとともに、周囲環境状態を測定するように構成される測定部２と、制御部３とを備え、制御部３は、測定対象の周囲環境において得られた検知対象ガスの検知結果および周囲環境状態の測定結果と、所定のタイミングにおける周囲環境において得られた検知対象ガスの基準検知結果および周囲環境状態の基準測定結果とに基づいて、測定対象の周囲環境が所定のタイミングにおける周囲環境から変化しているか否かを判定するように構成され、周囲環境が変化していると判定した場合において、ガス検知器１の使用者に対して周囲環境が変化していることを通知するように構成されることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、ガス検知器に関する。

従来、周囲環境に含まれる検知対象ガスを検知するために、たとえば特許文献１に開示されるようなガス検知器が用いられている。このようなガス検知器では、一般的に、電源を投入して駆動を開始してからしばらくの間、ガス検知器に含まれるガス検知部の出力値が安定しないという問題がある。したがって、ガス検知器では、ガス検知器の駆動開始後に、ガス検知部の出力値が安定するまで、検知対象ガスの検知動作を行わない期間（いわゆる暖機期間）が設けられる。そして、ガス検知部の出力値が安定した段階で、ガス検知部の出力値から算出されるガス濃度を示す指示値がゼロ指示値になるように調整され、その後、検知対象ガスが含まれる可能性のある周囲環境において、検知対象ガスの検知動作が行なわれる。

実開昭６０－１０９０４４号公報

ここで、ガス検知器によって検知対象ガスの検知動作を行なうとき、ガス検知器の指示値がゼロ調整されたあと、ガス検知器の周囲環境が変化する場合がある。たとえば、ガス検知器が携帯型の場合であれば、指示値のゼロ調整が行なわれた環境から異なる環境にガス検知器が持ち運ばれることによって、ガス検知器の周囲環境が変化する。このように、指示値のゼロ調整が行なわれたときから、実際に検知対象ガスを検知しようとするときの周囲環境が変化すると、検知対象ガスの指示値がゼロ指示値を超えて変化することがある。この要因としては、実際に周囲環境に検知対象ガスが含まれることによる場合もあれば、検知対象ガスの存在以外の周囲環境変化による場合もある。たとえば、ガス検知部として気体熱伝導式ガスセンサを使用する場合には、検知対象ガスと標準ガスとの熱伝導率の違いに基づいて検知対象ガスを検知するという検知原理を採用している関係上、ガス検知器の周囲環境の温度や湿度の変化によって指示値が影響を受けることがある。このように指示値が変化しても、ガス検知器の使用者は、指示値の変化の要因が何であるのかを指示値を見ただけでは判断することができない。したがって、ガス検知器に表示される指示値の信頼性が低いものとなってしまっている。

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、検知対象ガスの検知結果が変化している場合において、検知対象ガスの検知結果に影響を及ぼし得る周囲環境状態が変化しているか否かを確認でき、それによって使用者に対する検知対象ガスの検知結果の信頼性が向上するガス検知器を提供することを目的とする。

本発明のガス検知器は、周囲環境に含まれる検知対象ガスを検知するためのガス検知器であって、前記検知対象ガスを検知するとともに、周囲環境状態を測定するように構成される測定部と、前記検知対象ガスの検知結果および前記周囲環境状態の測定結果に基づいて、前記周囲環境の変化を判定するように構成される制御部と、前記検知対象ガスに関する情報および前記周囲環境状態に関する情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記ガス検知器の駆動期間中の所定のタイミングにおける周囲環境において得られた前記検知対象ガスの検知結果および前記周囲環境状態の測定結果をそれぞれ、前記検知対象ガスの基準検知結果および前記周囲環境状態の基準測定結果として、前記記憶部に記憶させるように構成され、前記制御部は、測定対象の周囲環境において得られた前記検知対象ガスの検知結果および前記周囲環境状態の測定結果と、前記所定のタイミングにおける周囲環境において得られた前記検知対象ガスの基準検知結果および前記周囲環境状態の基準測定結果とに基づいて、前記測定対象の周囲環境が前記所定のタイミングにおける周囲環境から変化しているか否かを判定するように構成され、前記制御部は、前記周囲環境が変化していると判定した場合において、前記ガス検知器の使用者に対して前記周囲環境が変化していることを通知するように構成されることを特徴とする。

また、前記検知対象ガスの検知結果には、前記測定部により前記検知対象ガスを検知して得られる出力値に基づいて前記制御部により算出される前記検知対象ガスの濃度を示す指示値が含まれ、前記検知対象ガスの基準検知結果には、前記所定のタイミングにおける周囲環境において得られた前記指示値に対してゼロ調整が行われた後の指示値が含まれることが好ましい。

また、前記測定部が、前記検知対象ガスを検知するための第１の測定部と、前記周囲環境状態を測定するための第２の測定部とを備えることが好ましい。

また、前記第１の測定部が、気体熱伝導式ガスセンサを含み、前記第２の測定部が、温度を測定するための温度センサおよび／または湿度を測定するための湿度センサを含むことが好ましい。

また、前記制御部は、前記温度センサにより測定される温度および／または前記湿度センサにより測定される湿度を用いて、前記検知対象ガスの濃度を示す指示値を補正するように構成されることが好ましい。

また、前記制御部は、前記検知対象ガスの濃度を示す指示値が所定の閾値を超える場合に、前記使用者に警告を通知するように構成され、前記制御部は、前記周囲環境が変化していることの通知と前記警告の通知とを同時に実施できるように構成されることが好ましい。

また、前記制御部は、前記周囲環境が変化していることを前記使用者に通知している間に、前記測定対象の周囲環境において得られた前記検知対象ガスの検知結果と、前記検知対象ガスの基準検知結果との差異が、所定の閾値未満になると、前記周囲環境が変化していることの通知を中止するように構成されることが好ましい。

また、前記制御部は、前記測定対象の周囲環境が前記所定のタイミングにおける周囲環境から変化しているか否かの判定と、その判定結果に基づく、前記周囲環境が変化していることの通知とを、前記ガス検知器の駆動期間に亘って継続するように構成されることが好ましい。

本発明によれば、検知対象ガスの検知結果が変化している場合において、検知対象ガスの検知結果に影響を及ぼし得る周囲環境状態が変化しているか否かを確認でき、それによって使用者に対する検知対象ガスの検知結果の信頼性が向上するガス検知器を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るガス検知器の外観を示す概略正面図である。 本発明の一実施形態に係るガス検知器の構成を示すブロック図である。 図２の第１の測定部を示す回路図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係るガス検知器を説明する。ただし、以下に示す実施形態は一例にすぎず、本発明のガス検知器は、以下の例に限定されることはない。

本実施形態のガス検知器１は、たとえば大気などの周囲環境に含まれる検知対象ガスを検知するために用いられる。ガス検知器１が検知する検知対象ガスとしては、特に限定されることはなく、たとえば水素、メタン、プロパン、ブタン、イソブタン、エチレンなどの可燃性ガスや、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、二酸化硫黄、硫化水素、フッ化水素などが例示される。ガス検知器１は、本実施形態では、持ち運び可能な携帯式ガス検知器である。ガス検知器１は、使用者がガス検知器１を持ち運ぶことによって、異なる複数の環境で検知対象ガスを検知することができる。ただし、ガス検知器１は、携帯式に限定されることはなく、特定の場所に設置される定置式であってもよい。

図１は、本実施形態のガス検知器１の外観を示す概略正面図である。ガス検知器１は、本実施形態では、図１に示されるように、後述する構成要素を収容する検知器本体ＤＢと、後述する通知部５の一部を構成する表示パネルＤＰと、検知対象ガスを含む測定対象ガス（周囲環境の雰囲気ガス）を検知器本体ＤＢに導くガス導入部ＧＩと、使用者がガス検知器１を操作するための操作パネルＯＰとを備えている。表示パネルＤＰには、２種類の検知対象ガスの濃度を示す指示値を表示するための指示値表示領域ＤＰ１、ＤＰ２と、周囲環境の変化を通知する周囲環境変化表示領域ＤＰ３とを備えている。また、検知器本体ＤＢには、後述する第２の測定部２２（温度センサおよび／または湿度センサ）と周囲環境とを連通する貫通孔ＴＨが設けられている。ガス検知器１は、検知器本体ＤＢ内に設けられたポンプ（図示せず）により、ガス導入部ＧＩを介して測定対象ガスを検知器本体ＤＢに導き、検知器本体ＤＢ内に設けられた後述する第１の測定部２１（気体熱伝導式ガスセンサ）により検知対象ガスを検知する。ただし、図１に示されたガス検知器１の外観は、単なる例示にすぎず、ガス検知器１は、図示された例に限定されることはなく、適宜修正が可能である。

図２は、本実施形態のガス検知器１の構成を示すブロック図である。ガス検知器１は、図２に示されるように、検知対象ガスを検知するとともに、周囲環境状態を測定するように構成される測定部２と、演算処理を行なう制御部３と、検知対象ガスに関する情報および周囲環境状態に関する情報を記憶する記憶部４とを備えている。さらに、ガス検知器１は、本実施形態では、検知対象ガスに関する情報や周囲環境の変化を使用者に通知する通知部５と、各構成要素に電力を供給する電源６とを備えている。

測定部２は、周囲環境に含まれる検知対象ガスを検知するように構成され、周囲環境内での検知対象ガスの濃度に対応した出力値を出力する。また、測定部２は、ガス検知器１の周囲の周囲環境状態を測定するように構成され、周囲環境状態の測定結果を出力する。測定部２は、図２に示されるように、制御部３に通信可能に接続され、制御部３により動作制御されるとともに、出力した出力値および測定結果を制御部３に送信する。測定部２は、本実施形態では、検知対象ガスを検知するための第１の測定部２１と、周囲環境状態を測定するための第２の測定部２２とを備えている。測定部２は、互いに別個である第１および第２の測定部２１、２２を備えることで、検知対象ガスの検知動作と周囲環境状態の測定動作を同時に行なうことができる。ただし、測定部２は、必ずしも種類の異なる２つの測定部を備えていなくてもよく、たとえば１つの測定部で検知・測定対象に応じて検知・測定条件を変更することで、検知対象ガスを検知し、周囲環境状態を測定するように構成されてもよい。

第１の測定部２１は、検知対象ガスを検知し、検知対象ガスの濃度に対応した出力値を出力する。第１の測定部２１により出力される出力値は、周囲環境における検知対象ガスの有無を調べ、周囲環境における検知対象ガスの濃度を求めるために使用される。第１の測定部２１は、本実施形態では、気体熱伝導式ガスセンサを含んでいる（以下、気体熱伝導式ガスセンサ２１ともいう）。気体熱伝導式ガスセンサ２１は、検知対象ガスを含む測定対象ガス（周囲環境の雰囲気ガス）および標準ガスの熱伝導率の違いに起因した信号強度を検出することにより、測定対象ガスおよび標準ガスの熱伝導率の違いを検知する。そして、気体熱伝導式ガスセンサ２１は、測定対象ガスおよび標準ガスの熱伝導率の違いに基づいて、測定対象ガスに含まれる検知対象ガスを検知する。第１の測定部２１は、気体熱伝導式ガスセンサを含むことにより、高濃度範囲に亘って検知対象ガスを検知することができる。ただし、第１の測定部２１は、検知しようとする検知対象ガスの種類に応じて異なる種類のガスセンサを含んでもよい。第１の測定部２１は、気体熱伝導式ガスセンサに限定されることはなく、たとえば公知の接触燃焼式ガスセンサ、半導体式ガスセンサ、定電位電解式ガスセンサなど、他のガスセンサを含んでいてもよい。また、第１の測定部２１は、１つのガスセンサに限定されることはなく、同じ種類のガスセンサを複数含んでいてもよいし、異なる種類のガスセンサを複数含んでいてもよい。

気体熱伝導式ガスセンサ２１は、図３に示されるように、検知素子２１１、補償素子２１２、２つの固定抵抗素子２１３、２１４、回路用電源２１５および電位差計２１６を備え、ホイートストンブリッジ回路を構成している。気体熱伝導式ガスセンサ２１では、測定対象ガスおよび標準ガスの熱伝導率の違いに起因して回路内の検知素子２１１および補償素子２１２の抵抗値に違いが生じ、それに伴って測定対象ガスおよび標準ガスの熱伝導率の違いに起因した電位差が生成される。気体熱伝導式ガスセンサ２１は、測定対象ガスおよび標準ガスの熱伝導率の違いに起因して生じた電位差を、検知対象ガスの濃度に対応した出力値として出力する。なお、回路用電源２１５は、本実施形態ではガス検知器１の電源６から独立して別個に設けられているが、ガス検知器１の電源６と兼用されるものであってもよい。

検知素子２１１は、測定対象ガスが貫流（自然拡散）されて、測定対象ガスとの熱収支により抵抗値が変化する素子である。検知素子２１１は、図３に示されるように、測定対象ガスとの熱収支により抵抗値が変化する第１変動抵抗体２１１ａと、第１変動抵抗体２１１ａを収容し、測定対象ガスが貫流可能な検知用容器２１１ｂとを備えている。第１変動抵抗体２１１ａは、測定対象ガスとの熱収支が測定対象ガスの熱伝導率に影響を受けるため、測定対象ガスの熱伝導率に応じて抵抗値が変化する。第１変動抵抗体２１１ａは、測定対象ガスの熱伝導率の変化に応じて抵抗値が変化するように構成されていれば、特に限定されることはなく、たとえば公知の白金抵抗体を用いることができる。検知用容器２１１ｂは、図３に示されるように、測定対象ガスが貫流可能な貫流孔Ｈが設けられて、測定対象ガスが貫流可能に構成されている。

補償素子２１２は、測定対象ガスに対して基準となる標準ガスが充填されて、標準ガスとの熱収支により抵抗値が変化する素子である。補償素子２１２は、図３に示されるように、第１変動抵抗体２１１ａと熱的に等価な第２変動抵抗体２１２ａと、第２変動抵抗体２１２ａを収容し、標準ガスが充填される補償用容器２１２ｂとを備えている。第２変動抵抗体２１２ａは、標準ガスとの熱収支が標準ガスの熱伝導率に影響を受けるため、標準ガスの熱伝導率に応じて抵抗値が変化する。第２変動抵抗体２１２ａは、第１変動抵抗体２１１ａと熱的に等価であれば、特に限定されることはなく、たとえば第１変動抵抗体２１１ａと同じ構成のものを用いることができる。補償用容器２１２ｂは、標準ガスが充填されて、他のガスが流入しないように構成されている。補償用容器２１２ｂは、充填された標準ガスを所定の状態に維持し、第２変動抵抗体２１２ａにその標準ガスを曝露するように構成されている。標準ガスとしては、測定対象ガスに対して基準となるガスであれば、特に限定されることはなく、たとえば空気、ヘリウムガス、窒素ガスなどを用いることができる。

気体熱伝導式ガスセンサ２１では、測定対象ガスの熱伝導率と標準ガスの熱伝導率とが異なる場合に、第１変動抵抗体２１１ａおよび第２変動抵抗体２１２ａのそれぞれと測定対象ガスおよび標準ガスのそれぞれとの熱収支が異なるため、第１変動抵抗体２１１ａおよび第２変動抵抗体２１２ａの抵抗値に違いが生じ、それによって検知回路内に電位差が生じる。気体熱伝導式ガスセンサ２１は、検知回路内に生じた電位差を電位差計２１６により測定することで、測定対象ガスおよび標準ガスの熱伝導率の違いに起因した電位差を検出することができる。気体熱伝導式ガスセンサ２１は、電位差形２１６により検出した電位差を出力値として出力する。

第２の測定部２２は、ガス検知器１の周囲の周囲環境状態を測定し、周囲環境状態の測定結果を出力する。第２の測定部２２が測定の対象とする周囲環境状態とは、第１の測定部２１による検知対象ガスの検知結果に影響を及ぼし得る、ガス検知器１の周囲環境の状態を表すパラメータである。周囲環境状態としては、検知対象ガスの検知結果に影響を及ぼす可能性のあるパラメータであれば、特に限定されることなく、ガス検知器１の周囲環境の温度、湿度、気圧、検知対象ガス以外のガスの濃度などが例示される。本実施形態では、周囲環境状態は、ガス検知器１の周囲の温度および／または湿度であり、第２の測定部２２は、温度を測定するための温度センサおよび／または湿度を測定するための湿度センサを含んでいる。温度センサおよび湿度センサとしては、特に限定されることはなく、それぞれ、公知のサーミスタなど、および公知の高分子抵抗式や高分子容量式のセンサなどを用いることができる。なお、第２の測定部２２は、温度センサおよび湿度センサの両方を含む場合には、それぞれが別個に設けられてもよいし、両方が一体となった温湿度センサとして設けられてもよい。また、第２の測定部２２は、検知対象ガス以外のガスの濃度を測定するという目的のために、ガスセンサを含んでいてもよい。

第２の測定部２２である温度センサおよび／または湿度センサにより測定される温度および／または湿度は、後述するように、ガス検知器１の周囲環境が変化したか否かを判定するために用いられるとともに、検知対象ガスの濃度を示す指示値を補正するために使用されてもよい。第１の測定部２１として気体熱伝導式ガスセンサを用いる場合には、上述したように測定対象ガスと標準ガスとの熱伝導率の差を検出する際に、その熱伝導率の差が、測定対象ガスが含まれる周囲環境の温度や湿度の影響を受ける。したがって、第２の測定部２２により測定される温度および／または湿度により指示値を補正することで、より正確な指示値を得ることができる。さらに、周囲環境変化の判定と指示値の補正との両方の目的のために、同じ第２の測定部２２を使用することで、ガス検知器１を小型化することができる。

制御部３は、測定部２（第１の測定部２１）により検知対象ガスを検知して得られる出力値に基づいて、検知対象ガスの濃度を示す指示値を算出するように構成される。さらに、制御部３は、上述したように、温度センサにより測定される温度および／または湿度センサにより測定される湿度を用いて、検知対象ガスの濃度を示す指示値を補正するように構成されてもよい。制御部３が算出する指示値は、たとえばｐｐｍ、ｖｏｌ％、％ＬＥＬなどの単位で表される検知対象ガスの濃度を示す。指示値は、ガス検知器１の通知部５を介してガス検知器１の使用者に通知される。制御部３は、たとえば予め求められている測定部２（第１の測定部２１）の出力値と検知対象ガスの濃度を示す指示値との間の関係式（検量線）を用いて、測定部２（第１の測定部２１）により得られる出力値から、検知対象ガスのガス濃度を示す指示値を算出する。なお、制御部３は、指示値を算出する以外にも、以下で述べる処理を行なうための演算処理機能を有している。制御部３の他の機能の詳細については、後述する。

制御部３は、図２に示されるように、測定部２に通信可能に接続され、測定部２の動作制御を行なうとともに、測定部２により得られる出力値および測定結果を受信する。また、制御部３は、記憶部４および通知部５に通信可能に接続され、各構成要素の動作制御を行なうとともに、情報を送受信できるように構成されている。制御部３は、たとえば公知の中央演算処理装置（ＣＰＵ）などを用いて構成することができる。

記憶部４は、検知対象ガスに関する情報および周囲環境状態に関する情報を記憶する。記憶部４は、図２に示されるように、制御部３に通信可能に接続され、制御部３との間で検知対象ガスおよび周囲環境状態に関する情報を通信するように構成される。検知対象ガスに関する情報には、たとえば、測定部２（第１の測定部２１）により得られる検知対象ガスに対応する出力値、予め求められている測定部２の検知対象ガスに対応する出力値と検知対象ガスの濃度を示す指示値との間の関係式（検量線）、制御部３により算出される検知対象ガスの指示値、出力値や指示値に対する閾値などが含まれる。また、周囲環境状態に関する情報には、たとえば、測定部２（第２の測定部２２）により得られる周囲環境状態の測定結果、測定結果に対する閾値などが含まれる。また、記憶部４は、本明細書に記載される制御部３の機能を実行可能なプログラムを記憶するように構成されていてもよい。記憶部４は、特に限定されることはなく、ＲＡＭなどの公知の揮発性メモリや、ハードディスク、フラッシュメモリなどの公知の不揮発性メモリにより構成することができる。

通知部５は、検知対象ガスに関する情報をガス検知器１の使用者に通知する。また、通知部５は、ガス検知器１の周囲環境の変化に関する情報をガス検知器１の使用者に通知する。通知部５は、図２に示されるように、制御部３に通信可能に接続され、制御部３から検知対象ガスに関する情報や周囲環境の変化に関する情報を受信して、検知対象ガスに関する情報や周囲環境の変化に関する情報を使用者に通知する。ここでいう検知対象ガスに関する情報には、たとえば、検知対象ガスの濃度を示す指示値や、指示値が所定の閾値を超えていることを示す情報などが含まれる。また、周囲環境の変化に関する情報には、たとえば、測定対象の周囲環境が所定のタイミングにおける周囲環境から変化したことを示す情報が含まれる。通知部５は、たとえば、ディスプレイなどの視覚通知手段やスピーカなど聴覚通知手段により具現化される。たとえば、視覚通知手段は、検知対象ガスの濃度を示す指示値を表示し（図１の指示値表示領域ＤＰ１、ＤＰ２を参照）、指示値が所定の閾値を超えていることを示す警告情報を表示し、周囲環境が変化していることを示す注意喚起情報を表示する（図１の周囲環境変化表示領域ＤＰ３を参照）など、使用者が視覚的に認識可能な情報を通知する。また、聴覚通知手段は、指示値が所定の閾値を超えていることを示す警告音を発し、周囲環境が変化していることを示す注意喚起音を発するなど、使用者が聴覚的に認識可能な情報を発する。通知部５は、本実施形態では、ガス検知器１の内部に設けられているが、ガス検知器１の外部に設けられてもよい。

電源６は、ガス検知器１の構成要素に電力を供給する。電源６は、本実施形態では、図２に示されるように、制御部３に接続され、制御部３を介して他の構成要素に電源を供給するように構成されている。しかし、電源６は、他の構成要素に直接接続されて、他の構成要素に直接電力を供給するように構成されてもよい。電源６は、本実施形態では、ガス検知器１の内部に設けられた電池として具現化されるが、ガス検知器１の外部に設けられた外部電源として具現化することもできる。

つぎに、ガス検知器１の動作を説明しながら、制御部３のさらなる機能を説明する。ガス検知器１は、電源６がオンされると、駆動が開始される。ガス検知器１は、駆動初期において、測定部２（第１の測定部２１）の出力値が安定するまでの間、検知対象ガスの検知動作を行なわない暖機期間が設けられる。ここで、検知対象ガスの検知動作を行なわないとは、測定部２が駆動され、測定部２により得られる出力値から制御部３が指示値を算出する動作を行なうものの、その指示値を、少なくとも、周囲環境に含まれる検知対象ガスの濃度を示すものとして、ガス検知器１の使用者に通知しないことを意味する。ガス検知器１では、暖機期間の終了する経過時間において、測定部２により得られる出力値から算出される指示値がゼロ指示値になるように調整される（指示値のゼロ調整）。ここで、ゼロ指示値とは、健全な周囲環境において想定される検知対象ガスの濃度を示す指示値のことである。たとえば、検知対象ガスがメタンなどの可燃性ガスの場合、健全な周囲環境には存在しないことが想定されるので、ゼロ指示値は、０ｖｏｌ％とすることができる。また、検知対象ガスが酸素の場合、健全な周囲環境である大気中において２０．９ｖｏｌ％存在することが想定されるので、ゼロ指示値は、２０．９ｖｏｌ％とすることができる。このような指示値のゼロ調整は、制御部３によって自動的に実施することもできるし、使用者の操作によって実施することもできる。ガス検知器１は、指示値のゼロ調整が完了すると、検知対象ガスの検知動作を開始する。ただし、指示値のゼロ調整は、暖機期間の終了時に限定されることはなく、ガス検知器１の駆動期間中の任意のタイミングで実施することができる。また、指示値のゼロ調整は、すでに指示値がゼロ指示値を示しているなどの場合には、必ずしも実施しなくてもよい。また、ガス検知器１は、駆動開始直後に測定部２（第１の測定部２１）の出力値が安定しているなどの場合には、暖機期間が設けられなくてもよい。

制御部３は、検知対象ガスの検知動作を開始すると、測定部２（第１の制御部２１）により得られる出力値に基づいて算出した指示値を、周囲環境に含まれる検知対象ガスの濃度を示すものとして、ガス検知器１の使用者に通知する。検知対象ガスの検知ならびに指示値の算出および通知は、ガス検知器１の駆動が終了するまでの駆動期間に亘って、たとえば１秒などの所定の時間間隔毎に継続して実施される。その際、指示値とゼロ指示値との差異が、所定の閾値（後述する検知対象ガスの検知結果に関する所定の閾値、たとえば０．３ｖｏｌ％）未満の場合、指示値が、自動的にゼロ指示値に調整されて、使用者に通知されてもよい。指示値の通知は、通知部５によって行われるが、本実施形態では、図１に示されるように、検知器本体ＤＢに設けられた表示パネルＤＰの指示値表示領域ＤＰ１、ＤＰ２において、数値を表示することによって行なわれる。図示された例では、２つの指示値表示領域ＤＰ１、ＤＰ２において、２種類の検知対象ガスの指示値が表示される。ガス検知器１の使用者は、指示値の通知により、周囲環境に含まれる検知対象ガスの濃度を認識することができる。

さらに、制御部３は、検知対象ガスの濃度を示す指示値が所定の閾値（後述する検知対象ガスの検知結果に関する所定の閾値とは別の閾値）を超える場合に、使用者に警告を通知するように構成されていてもよい。ここでいう所定の閾値は、爆発や中毒など、周囲環境や人体に影響を及ぼす可能性のある検知対象ガスの濃度の範囲で適宜設定される値である。警告の通知は、たとえば、通知部５によって警告音を発することによって行われる。ガス検知器１の使用者は、警告の通知により、周囲環境が危険な状態である可能性があることを認識することができる。

ここで、ガス検知器１では、検知対象ガスの指示値のゼロ調整を行なったあとに、ガス検知器１の周囲の環境が変化すると、検知対象ガスの指示値が変化する場合がある。特に、本実施形態のように検知対象ガスを検知するために気体熱伝導式ガスセンサ２１を採用する場合、上述した検知原理から分かるように、周囲環境の温度や湿度が変化すると検知対象ガスの指示値が変化する可能性が高くなる。ガス検知器１の周囲環境の変化は、駆動の開始から終了までの駆動期間の間に生じ得る。たとえば、ガス検知器１は、同じ１日の中で午前中に電源がオンされたあと午後に至るまでに駆動が継続されると、周囲環境の温度や湿度が変化する可能性がある。あるいは、ガス検知器１が携帯式として構成されている場合には、駆動が開始された環境から、実際に検知対象ガスを検知しようとする環境に移動されることで、周囲環境の温度や湿度が変化する可能性がある。温度や湿度に限らず、気圧や、検知対象ガス以外のガスの濃度も変化する可能性がある。たとえば、検知対象ガスの指示値のゼロ調整が行われたタイミングにおける周囲環境から、検知対象ガスを検知しようとする周囲環境が変化すると、指示値がゼロ指示値から変化する場合がある。指示値がゼロ指示値を超えて変化する場合、ガス検知器１の使用者は、この指示値の変化が、実際に周囲環境に検知対象ガスが含まれることによるものなのか、検知対象ガスの存在以外の周囲環境変化によるものなのかを、指示値を見ただけでは判断することができない。したがって、ガス検知器１において、指示値の信頼性を向上させるために、ガス検知器１を囲繞する周囲環境が変化したか否かを判定することが重要である。

ガス検知器１では、ガス検知器１を囲繞する周囲環境が変化したか否かを判定するという目的のために、制御部３が、検知対象ガスの検知結果および周囲環境状態の測定結果に基づいて、周囲環境の変化を判定するように構成されている。より具体的に説明すると、制御部３は、まず、ガス検知器１の駆動期間中の所定のタイミングにおける周囲環境（以下、「基準周囲環境」ともいう）において得られた検知対象ガスの検知結果および周囲環境状態の測定結果をそれぞれ、検知対象ガスの基準検知結果および周囲環境状態の基準測定結果として、記憶部４に記憶させるように構成されている。ここでいう所定のタイミングとは、本実施形態では、検知対象ガスの指示値のゼロ調整を実施したタイミングまたはそのタイミングを含む期間である。ただし、所定のタイミングは、実際に検知対象ガスを検知しようとする周囲環境（以下、「対象周囲環境」ともいう）と比較対象となり得る周囲環境にガス検知器１が存在するタイミングであれば、指示値のゼロ調整をしたタイミングに限定されることはなく、指示値のゼロ調整とは関係なく検知対象ガスの指示値がゼロ指示値を示しているタイミングであってもよいし、指示値のゼロ調整を実施していないタイミングであってもよい。

上述した検知対象ガスの検知結果には、測定部２（第１の測定部２１）により検知対象ガスを検知して得られる出力値に基づいて制御部３により算出される検知対象ガスの濃度を示す指示値が含まれる。そして、所定のタイミングにおいて得られる検知対象ガスの指示値は、検知対象ガスの基準検知結果として記憶部４に記憶される前に、ゼロ調整される。つまり、検知対象ガスの基準検知結果には、所定のタイミングにおける周囲環境（基準周囲環境）において得られた指示値に対してゼロ調整が行われた後の指示値（すなわち、ゼロ指示値）が含まれている。ただし、検知対象ガスの基準検知結果は、対象周囲環境の指示値と比較することができれば、必ずしもゼロ調整後の指示値である必要はなく、ゼロ調整される前の指示値であってもよい。また、検知対象ガスの検知結果は、基準周囲環境と対象周囲環境との間で比較可能な検知結果であれば、検知対象ガスの指示値に限定されることはなく、たとえば検知対象ガスを検知して得られる出力値であってもよい。

また、上述した周囲環境状態の測定結果には、測定部２（第２の測定部２２）により測定される周囲環境の温度および／または湿度が含まれる。ただし、測定される周囲環境状態は、検知対象ガスの検知結果に影響を及ぼし得る周囲環境の状態を示すパラメータであれば、温度および／または湿度に限定されることはなく、気圧や、検知対象ガス以外のガスの濃度などであってもよい。

制御部３は、つぎに、測定対象の周囲環境（対象周囲環境）において得られた検知対象ガスの検知結果および周囲環境状態の測定結果と、上述した所定のタイミングにおける周囲環境（基準周囲環境）において得られた検知対象ガスの基準検知結果および周囲環境状態の基準測定結果とに基づいて、測定対象の周囲環境（対象周囲環境）が所定のタイミングにおける周囲環境（基準周囲環境）から変化しているか否かを判定するように構成されている。そのように構成される制御部３は、たとえば、対象周囲環境で得られた検知対象ガスの検知結果と、基準周囲環境で得られた検知対象ガスの基準検知結果との差異が、検知対象ガスの検知結果に関する所定の閾値以上であること、および、対象周囲環境で得られた周囲環境状態の測定結果と、基準周囲環境で得られた周囲環境状態の基準測定結果との差異が、周囲環境状態の測定結果に関する所定の閾値以上であること、の両方の条件を満たす場合に、対象周囲環境が基準周囲環境から変化していると判定する。なお、上述した検知対象ガスの検知結果に関する所定の閾値は、検知誤差と認識し得る範囲と有意差と認識し得る範囲との間の境界領域で適宜設定することができる値である。また、上述した周囲環境状態の測定結果に関する所定の閾値は、検知対象ガスの検知結果に影響を及ぼし得る範囲で適宜設定することができる値である。

たとえば、本実施形態では、制御部３は、対象周囲環境で得られた検知対象ガスの検知結果である指示値と、基準周囲環境で得られた基準検知結果であるゼロ指示値との差異が、所定の閾値である０．３ｖｏｌ％以上であり、対象周囲環境で得られた周囲環境状態の測定結果である温度および／または湿度と、基準周囲環境で得られた基準測定結果である温度および／または湿度との差異が、所定の閾値である５℃および／または１０％ＲＨ以上である場合に、対象周囲環境が、指示値のゼロ調整を行なったタイミングにおける周囲環境（基準周囲環境）から変化していると判定する。なお、指示値のゼロ調整が複数回行なわれて、基準周囲環境が複数存在する場合には、対象周囲環境の比較対象とする基準周囲環境は、対象周囲環境での測定タイミングの前後のいずれのタイミングの基準周囲環境が選択されてもよいが、本実施形態では、対象周囲環境での測定の直前に測定された基準周囲環境が選択される。

ここで、検知対象ガスの検知結果として検知対象ガスの指示値を採用する本実施形態では、制御部３は、対象周囲環境で得られた指示値がゼロ指示値を下回る場合に、より具体的には、指示値がマイナスの値である場合に、周囲環境変化の判定を行なわないように構成されていてもよい。検知対象ガスの濃度は、マイナスの値になることが想定されていないので、指示値がマイナスの値である場合には、ガス検知器１に誤作動や故障が生じている可能性がある。そのような場合に、制御部３は、ガス検知器１に誤作動や故障が生じている可能性があることを使用者に知らせる警告を通知してもよい。

制御部３は、続いて、周囲環境が変化していると判定した場合において、ガス検知器１の使用者に対して周囲環境が変化していることを通知するように構成されている。また、制御部３は、周囲環境が変化していると判定しない場合には、周囲環境が変化していることは通知しないように構成されている。周囲環境が変化していることの通知は、通知部５によって行なわれるが、本実施形態では、図１に示されるように、検知器本体ＤＢに設けられた表示パネルＤＰの周囲環境変化表示領域ＤＰ３において、ランプを点灯させることによって行なわれる。なお、周囲環境変化の通知は、ランプの点灯に限定されることはなく、表示パネルＤＰの周囲環境変化表示領域ＤＰ３にアイコンを表示することによって行なってもよい。周囲環境変化の通知により、ガス検知器１の使用者は、基準周囲環境から対象周囲環境が変化しているか否かを認識することができる。

たとえば、使用者は、周囲環境が変化していないと認識される状態で、検知対象ガスの指示値がゼロ指示値を超えて変化している場合には、示されている指示値が、周囲環境変化の影響を受けていない、より信頼性の高い指示値であると認識して、対象周囲環境に検知対象ガスが存在するものとして判断することができる。また、使用者は、周囲環境が変化していると認識される状態で、検知対象ガスの指示値がゼロ指示値を超えて変化している場合には、検知対象ガスの指示値の変化が周囲環境の変化によって生じている可能性があると推定できる。その場合には、使用者は、対象周囲環境に近い状態で、検知対象ガスが存在しないと想定される周囲環境において、検知対象ガスの指示値を再度ゼロ調整することによって、周囲環境変化による可能性のある指示値の変化をキャンセルすることができ、ガス検知器１を、より正確な検知対象ガスの指示値が得られる状態にすることができる。したがって、ガス検知器１では、使用環境が変化していることが使用者に通知されることにより、使用者に対する指示値の信頼性が向上する。

制御部３は、周囲環境が変化していると判定している間は、周囲環境が変化していることの通知を継続するように構成されている。そして、制御部３は、周囲環境が変化していることを使用者に通知している間に、対象周囲環境で得られた検知対象ガスの検知結果と、基準周囲環境で得られた検知対象ガスの基準検知結果との差異が、上述した検知対象ガスの検知結果に関する所定の閾値未満になると、周囲環境が変化していることの通知を中止するように構成されている。たとえば、本実施形態では、対象周囲環境で得られた検知対象ガスの検知結果である指示値と、基準周囲環境で得られた基準検知結果であるゼロ指示値との差異が、所定の閾値である０．３ｖｏｌ％未満になると、周囲環境が変化していることの通知が中止される。ガス検知器１では、検知対象ガスの検知結果が所定の条件を満たすようになると、周囲環境が変化していることの通知が継続されることなく中止されるので、使用者は、その対象周囲環境では周囲環境の変化による影響を考慮する必要がないと認識することができる。ただし、周囲環境が変化していることの通知は、一旦行なわれると、その後の条件によらず、継続して行なわれてもよい。

制御部３は、測定対象の周囲環境（対象周囲環境）が所定のタイミングにおける周囲環境（基準周囲環境）から変化しているか否かの判定と、その判定結果に基づく、周囲環境が変化していることの通知とを、ガス検知器１の駆動期間（厳密には暖機期間を除く）に亘って継続するように構成される。ガス検知器１では、周囲環境変化の判定および通知が駆動期間に亘って継続されることで、駆動期間に亘って、使用者に対する指示値の信頼性を向上させることができる。ただし、周囲環境変化の判定および通知は、駆動期間内における特定の期間内に限って実施されてもよい。

制御部３は、周囲環境が変化していることの通知と、指示値が所定の閾値（検知対象ガスの検知結果に関する所定の閾値とは別の閾値）を超えていることを示す警告の通知とを同時に実施できるように構成されている。これにより、使用者は、指示値が所定の閾値を超えていることを示す警告が通知されている場合において、周囲環境が変化していることの通知がされていなければ、その警告が、周囲環境変化の影響を受けていない、より信頼性の高い警告であると認識することができる。また、使用者は、指示値が所定の閾値を超えていることを示す警告が通知されている場合において、周囲環境が変化していることも同時に通知されていれば、その指示値の上昇が、周囲環境変化による影響を受けている可能性があると推定できる。その場合に、使用者は、対象周囲環境に近い状態で、検知対象ガスが存在しないと想定される周囲環境において、検知対象ガスの指示値のゼロ調整を再度行なってから、再び対象周囲環境において検知対象ガスの検知動作を実施することで、より信頼性の高い指示値を得て、対象周囲環境度の危険性をより正確に判定することができる。ただし、周囲環境が変化していることの通知と、指示値が所定の閾値を超えていることの警告の通知とは、異なるタイミングで実施されてもよい。

１ ガス検知器
２ 測定部
２１ 第１の測定部（気体熱伝導式ガスセンサ）
２１１ 検知素子
２１１ａ 第１変動抵抗体
２１１ｂ 検知用容器
２１２ 補償素子
２１２ａ 第２変動抵抗体
２１２ｂ 補償用容器
２１３、２１４ 固定抵抗素子
２１５ 回路用電源
２１６ 電位差計
２２ 第２の測定部（温度センサおよび／または湿度センサ）
３ 制御部
４ 記憶部
５ 通知部
６ 電源
ＤＢ 検知器本体
ＤＰ 表示パネル
ＤＰ１、ＤＰ２ 指示値表示領域
ＤＰ３ 周囲環境変化表示領域
ＧＩ ガス導入部
Ｈ 貫流孔
ＯＰ 操作パネル
ＴＨ 貫通孔

Claims (8)

1. 周囲環境に含まれる検知対象ガスを検知するためのガス検知器であって、
   前記検知対象ガスを検知するとともに、周囲環境状態を測定するように構成される測定部と、
   前記検知対象ガスの検知結果および前記周囲環境状態の測定結果に基づいて、前記周囲環境の変化を判定するように構成される制御部と、
   前記検知対象ガスに関する情報および前記周囲環境状態に関する情報を記憶する記憶部と
   を備え、
   前記制御部は、前記ガス検知器の駆動期間中の所定のタイミングにおける周囲環境において得られた前記検知対象ガスの検知結果および前記周囲環境状態の測定結果をそれぞれ、前記検知対象ガスの基準検知結果および前記周囲環境状態の基準測定結果として、前記記憶部に記憶させるように構成され、
   前記制御部は、測定対象の周囲環境において得られた前記検知対象ガスの検知結果および前記周囲環境状態の測定結果と、前記所定のタイミングにおける周囲環境において得られた前記検知対象ガスの基準検知結果および前記周囲環境状態の基準測定結果とに基づいて、前記測定対象の周囲環境が前記所定のタイミングにおける周囲環境から変化しているか否かを判定するように構成され、
   前記制御部は、前記周囲環境が変化していると判定した場合において、前記ガス検知器の使用者に対して前記周囲環境が変化していることを通知するように構成される、
   ガス検知器。
2. 前記検知対象ガスの検知結果には、前記測定部により前記検知対象ガスを検知して得られる出力値に基づいて前記制御部により算出される前記検知対象ガスの濃度を示す指示値が含まれ、
   前記検知対象ガスの基準検知結果には、前記所定のタイミングにおける周囲環境において得られた前記指示値に対してゼロ調整が行われた後の指示値が含まれる、
   請求項１に記載のガス検知器。
3. 前記測定部が、前記検知対象ガスを検知するための第１の測定部と、前記周囲環境状態を測定するための第２の測定部とを備える、
   請求項１または２に記載のガス検知器。
4. 前記第１の測定部が、気体熱伝導式ガスセンサを含み、前記第２の測定部が、温度を測定するための温度センサおよび／または湿度を測定するための湿度センサを含む、
   請求項３に記載のガス検知器。
5. 前記制御部は、前記温度センサにより測定される温度および／または前記湿度センサにより測定される湿度を用いて、前記検知対象ガスの濃度を示す指示値を補正するように構成される、
   請求項４に記載のガス検知器。
6. 前記制御部は、前記検知対象ガスの濃度を示す指示値が所定の閾値を超える場合に、前記使用者に警告を通知するように構成され、
   前記制御部は、前記周囲環境が変化していることの通知と前記警告の通知とを同時に実施できるように構成される、
   請求項１～５のいずれか１項に記載のガス検知器。
7. 前記制御部は、前記周囲環境が変化していることを前記使用者に通知している間に、前記測定対象の周囲環境において得られた前記検知対象ガスの検知結果と、前記検知対象ガスの基準検知結果との差異が、所定の閾値未満になると、前記周囲環境が変化していることの通知を中止するように構成される、
   請求項１～６のいずれか１項に記載のガス検知器。
8. 前記制御部は、前記測定対象の周囲環境が前記所定のタイミングにおける周囲環境から変化しているか否かの判定と、その判定結果に基づく、前記周囲環境が変化していることの通知とを、前記ガス検知器の駆動期間に亘って継続するように構成される、
   請求項１～７のいずれか１項に記載のガス検知器。

Images