JP2507114B2 - 炭酸ガス濃度検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、室内の炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガス濃
度検知装置に関するものである。

従来の技術 炭酸ガス濃度を検知するセンサとして、固体電解質方
式等の電池タイプのセンサがある。このセンサの原理
は、固体電解質等により形成された電池の正負両極間の
電位差の変化と、空気中の炭酸ガス濃度の変化とに相関
関係があることを利用したものであるが、このセンサに
は多少の欠点があり、第７図のように経時変化により出
力が徐々に低下して行く傾向がある。従って、センサの
出力を処理する過程で経時変化分について考慮する必要
がある。

また、従来広く利用されている赤外吸光方式のセンサ
による炭酸ガス濃度検知装置では、検知部の構成要素と
して光学系を含んでいるため、雰囲気中の汚染物質（例
えば、タバコの煙や、無機ダストなど）が光学フィルタ
ーやレンズに付着してしまうと、センサの出力に変化が
生じ、しかも要因が不確定なものであり、使用場所の条
件差などにより大きく差が出るだけに、熟練者による標
準ガスを使った校正が必要であった。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、熟練者が行う、従来の赤外吸光方式の
センサによる炭酸ガス濃度検知装置の出力値の校正には
数時間が必要であり、校正中は炭酸ガス濃度検知装置が
使用できないという問題点があった。

また、熟練者に対する人件費及び標準ガスの購入費等
が必要となる問題点もあった。

本発明は、このような課題を解決するもので、赤外吸
光方式のセンサのかわりに固体電解質方式等の電池タイ
プのセンサを用い電池タイプのセンサ特有の経時変化分
について考慮した使い方をすることで、熟練者を必要と
せずにセンサの濃度検出の校正が自動的に行われる炭酸
ガス濃度検知装置を提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、第１手段の炭酸
ガス濃度検知装置は、室内の炭酸ガス濃度を検知する炭
酸ガスセンサと、前記炭酸ガスセンサの信号を受け一定
時間内での最大値を複数個用意された最大値記憶部に順
次記憶していく最大値記憶手段と、この最大値記憶手段
の前記最大値記憶部に記憶された複数個の最大値を一定
時間間隔で取り込み炭酸ガス濃度を演算するための濃度
演算基準値を演算するとともに前記最大値記憶手段の最
大値記憶部に記憶された複数個の最大値のうち最も古い
最大値をクリアする基準値演算手段と、炭酸ガス濃度検
出中の前記炭酸ガスセンサの信号と前記基準値演算手段
で演算された濃度演算基準値とを受け、前記炭酸ガスセ
ンサのセンサ出力と炭酸ガス濃度との相関関係により前
記信号と前記基準値とから炭酸ガス濃度を演算する濃度
演算手段と、この濃度演算手段から受けた炭酸ガス濃度
を外部に出力する濃度出力手段とで、構成される。

そして、本発明の第２手段の炭酸ガス濃度検知装置
は、炭酸ガスセンサの信号値と最大値記憶手段の最大値
記憶部に記憶された複数個の最大値から前記信号値を最
大値として最大値記憶手段の最大値記憶部に記憶するか
否かの判定を行う最大値記憶判定手段を本発明の第１手
段の構成に追加したものである。

作用 本発明の第１手段の炭酸ガス濃度検知装置は、一定時
間内での炭酸ガスセンサの信号の最大値を最大値記憶部
に順次記憶し、この記憶した値から濃度演算基準値を演
算し炭酸ガス濃度検出中の炭酸ガスセンサの信号と前記
濃度演算基準値との差を求めることで、炭酸ガス濃度を
算出する。

本発明の第２手段の炭酸ガス濃度検知装置は、炭酸ガ
スセンサの信号値を最大値記憶部に記憶された複数個の
最大値と比較し、最大値として適切であると判断をした
時に最大値記憶部に記憶する。

実施例 以下、本発明の第１実施例について、第１図〜第４図
を参照しながら説明する。

まず、第４図を用いて固体電解質方式の電池タイプの
センサを利用した炭酸ガス濃度検知装置の炭酸ガス濃度
の算出法について述べる。このセンサの出力は第２図に
示すように炭酸ガス濃度の対数値の１次関数となる。つ
まり、 Ｙ＝ａ×log（Ｘ）＋ｂ X:炭酸ガス濃度、Y:センサ出力、 a,b:個々のセンサ
により決まる定数の式で表される。また上記定数ｂは時
間の経過とともに減少していき第４図に示すように特性
１→２→３というように劣化していく。しかし定数ａは
変化しない。以上のことから炭酸ガス濃度は、大気レベ
ル（CO₂濃度＝350ppm）でのセンサ出力値（基準値）を
一定時間間隔で校正していけば、基準値と計測時の信号
値との差から常に正確に求められる。これは本発明の第
１手段および、第２手段の炭酸ガス濃度検知装置に共通
である。また、以下述べる実施例では、大気レベルの炭
酸ガス濃度が実際に、計測場所において適用できるかと
いう問題があるが、一般住宅および事務所ビル等では、
一定期間（数日〜１週間程度）のうちに室内の炭酸ガス
濃度が大気レベルまで下がることは各種実験で立証済み
である。

第１図において炭酸ガスセンサ１は、最大値記憶手段
２に信号を送るとともに濃度演算手段４に信号を送る。
最大値記憶手段２は、炭酸ガスセサ１からの信号を受け
て所定の時間内での最大値を最大値記憶部に順次記憶し
ていく。基準値演算手段３は、最大値記憶手段２の最大
値記憶部に記憶された複数個の最大値から炭酸ガス濃度
演算のための濃度演算基準値を演算する。濃度演算手段
４は、炭酸ガスセンサ１の信号と基準値演算手段３で演
算された濃度演算基準値とを取り込み炭酸ガスの濃度を
演算し、濃度出力手段５に炭酸ガス濃度を送る。濃度出
力手段５は炭酸ガス濃度を外部に出力する。

次に動作について説明する。

第２図において、炭酸ガス濃度検知装置の電源スイッ
チを入れ、ステップ401からステップ403までで、ステッ
プ401では大気レベル（CO₂濃度＝350ppm）に立ち上がり
時間（およそ25分間）だけさらし、最初の20分間は、ス
テップ402で待ち状態を続け、ステップ403では次の５分
間に炭酸ガスセンサ１の信号を受けた最大値記憶手段２
で、この５分間の最大値（初期値）が求められ、最大値
記憶部に記憶され、ステップ404以降で濃度演算基準値
（350ppm時の炭酸ガスセンサ１の出力）として使われ
る。通電後25分以降は、ステップ404の動作に移り、通
常の計測雰囲気内に炭酸ガス濃度検知装置を置くと、ス
テップ405からステップ410までの動作が、電源が絶たれ
るまで繰り返される。このステップ405からステップ410
までの動作を説明すると、まず基準値演算手段３でステ
ップ405の一定時間（４時間から24時間）が経過してい
るかどうかの判断をし、経過していればステップ407へ
すすむ。また、経過していなければステップ406へ進
み、最大値記憶手段２で複数あるいは最大値記憶部のう
ちの最大値の書換えを行っている最大値記憶部に記憶さ
れた最大値と炭酸ガスセンサ１から受けた信号とを比べ
炭酸ガスセンサ１から受けた信号が大きければこの信号
を新たな最大値として記憶する。ステップ407へ進んだ
場合は、基準値演算手段３で最大値記憶手段２の最大値
記憶部に記憶されている複数個の最大値をもとにして炭
酸ガスの濃度演算基準値を演算する（例えば複数個の最
大値のうちの最大のものを基準値とする）。次に、ステ
ップ408で最大値記憶手段２の最大値記憶部に記憶され
た最大値のうち最も古いものをクリアする。このクリア
された最大値記憶部に次の一定時間での最大値が記憶さ
れる。ステップ406,408を終えるといずれの場合もステ
ップ409の動作に移り、濃度演算手段４で炭酸ガスセン
サ１から受けた信号と基準値演算手段３で演算された濃
度演算基準値との差から炭酸ガス濃度が算出され、ステ
ップ410で濃度出力手段４から前記炭酸ガス濃度が外部
に出力される。

以後は、ステップ405の処理動作に戻る。

また、第３図は、本発明の第１手段の炭酸ガス濃度検
知装置を回路図として展開したものであり、請求項の各
構成要素がどれにあたるか説明すると、炭酸ガスセンサ
１は炭酸ガスセンサ901,最大値記憶手段２はD/A回路902
・マイクロコンピュータ903・RAM904・ROM905、基準値
演算手段３は、マイクロコンピュータ903・RAM904・ROM
905、濃度演算手段４はA/D回路902・マイクロコンピュ
ータ903・ROM905、濃度出力手段５はD/A回路906・表示
回路907である。

なお、この炭酸ガス濃度検知装置は、マイクロコンピ
ュータの応用機器である。また、濃度出力手段５は、各
種表示素子、電圧信号出力回路などで構成出来ること
や、本発明の構成が赤外吸光方式の炭酸ガスセンサを用
いても成り立つことなどは言うまでもない。

次に本発明の第２実施例を第５図および第６図を参照
しながら説明する。なお第１実施例と同一部分について
は同一番号を付けて説明を省略する。

第５図において最大値記憶判定手段６は、炭酸ガスセ
ンサ１からの信号と最大値記憶手段２の最大値記憶部に
記憶された複数個の最大値を比較して炭酸ガスセンサか
らの信号が最大値として適切な値である時は、最大値記
憶手段２の最大値記憶部に記憶する。次に動作について
説明する。

第６図において、ステップ411で炭酸ガスセンサ１か
らの信号が最大値記憶手段２の最大値を記憶中の最大値
記憶部の最大値より大きくさらに、最大値記憶部に記憶
された複数個の最大値の平均値との偏差が決められた値
より小さい場合は、最大値記憶手段２の最大値を記憶中
の最大値記憶部に記憶する。他の動作は第４図と同様で
ある。

発明の効果 以上、実施例の説明より明らかなように、本発明の第
１手段による炭酸ガス濃度検知装置によれば、固体電解
質方式等の電池タイプのセンサを用い電池タイプのセン
サ特有の経時変化分を考慮し濃度演算基準値を演算する
ための炭酸ガスセンサの出力最大値を複数個記憶するこ
とにより、濃度演算基準値を正確に演算するので雰囲気
中の汚染物質等による検知精度の劣化が起こらないた
め、検知精度の校正に標準ガスを使用する必要がないう
え、初期動作終了後の精度面での校正等は全く行わなく
てよいので、非常に経済的である。

本発明の第２手段の炭酸ガス濃度検知装置によれば、
不適切な炭酸ガスセンサの信号値は最大値として記憶し
ないのでノイズ等による検知精度の劣化が起こらない。

以上のように、実用効果の大なる炭酸ガス濃度検知装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の炭酸ガス濃度検知装置の
ブロック図、第２図は同検知装置の動作を示すフローチ
ャート図、第３図は同炭酸ガス濃度検知装置の回路図、
第４図は炭酸ガス濃度の算出法を説明するための図、第
５図は本発明の第２実施例の炭酸ガス濃度検知装置のブ
ロック図、第６図は同検知装置の動作を示すフローチャ
ート図、第７図は炭酸ガスセンサの経時変化を示す図で
ある。 １……炭酸ガスセンサ、２……最大値記憶手段、３……
基準値演算手段、４……濃度演算手段、５……濃度出力
手段、６……最大値記憶判定手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内の炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセ
   ンサと、前記炭酸ガスセンサの信号を受け一定時間内で
   の最大値を複数個用意された最大値記憶部に順次記憶し
   ていく最大値記憶手段と、この最大値記憶手段の前記最
   大値記憶部に記憶された複数個の最大値を一定時間間隔
   で取り込み炭酸ガス濃度を演算するための濃度演算基準
   値を演算するとともに前記最大値記憶手段の最大値記憶
   部に記憶された複数個の最大値のうち最も古い最大値を
   クリアする基準値演算手段と、炭酸ガス濃度検出中の前
   記炭酸ガスセンサの信号と前記基準値演算手段で演算さ
   れた濃度基準値とを受け、前記炭酸ガスセンサのセンサ
   出力と炭酸ガス濃度との相関関係により前記信号と前記
   基準値とから炭酸ガス濃度を演算する濃度演算手段と、
   この濃度演算手段から受けた炭酸ガス濃度を外部に出力
   する濃度出力手段とからなる炭酸ガス濃度検知装置。
2. 【請求項２】炭酸ガスセンサの信号値と最大値記憶手段
   の最大値記憶部に記憶された複数個の最大値から前記信
   号値を最大値として最大値記憶手段の最大値記憶部に記
   憶するか否かの判定を行う最大値記憶判定手段を設けて
   なる請求項１記載の炭酸ガス濃度検知装置。