JP2517228B2 - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
- Publication number
- JP2517228B2 JP2517228B2 JP61082564A JP8256486A JP2517228B2 JP 2517228 B2 JP2517228 B2 JP 2517228B2 JP 61082564 A JP61082564 A JP 61082564A JP 8256486 A JP8256486 A JP 8256486A JP 2517228 B2 JP2517228 B2 JP 2517228B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- output
- low temperature
- peak
- interfering
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ この発明は、ガス敏感性金属酸化物半導体を用いたガ
ス検出装置の改良に関し、とりわけ半導体の温度を高温
域と低温域とに周期的に変化させるガス検出装置に関す
る。
ス検出装置の改良に関し、とりわけ半導体の温度を高温
域と低温域とに周期的に変化させるガス検出装置に関す
る。
［従来の技術］ 特公昭53−43,320号は、SnO2等の金属酸化物半導体を
用いたガスセンサを高温域と低温域とに交互に周期的に
加熱し、低温域の出力から一酸化炭素を選択的に検出す
ることを、開示している。
用いたガスセンサを高温域と低温域とに交互に周期的に
加熱し、低温域の出力から一酸化炭素を選択的に検出す
ることを、開示している。
しかし実際には、80℃程度の低温においても、ガスセ
ンサは水素やエタノール等の妨害ガスに感応する（第５
図）。そして低温域での水素やエタノールへの出力は時
間と共に徐々に減少し（第５図）、一酸化炭素への出力
は時間と共に徐々に増大する（第４図）。
ンサは水素やエタノール等の妨害ガスに感応する（第５
図）。そして低温域での水素やエタノールへの出力は時
間と共に徐々に減少し（第５図）、一酸化炭素への出力
は時間と共に徐々に増大する（第４図）。
ここで特徴的なことは、水素やエタノールが存在する
場合、低温域への移行直後に鋭いピークが生じる点に有
る（第５図）。このピークは水素やエタノール等の妨害
ガスの濃度で定まり、一酸化炭素やメタン等の可燃性ガ
スの影響をほとんど受けない。従ってこのピークは妨害
ガスに固有なものであり、これを用いて一酸化炭素の検
出への妨害ガスの影響を除くことが出来る。
場合、低温域への移行直後に鋭いピークが生じる点に有
る（第５図）。このピークは水素やエタノール等の妨害
ガスの濃度で定まり、一酸化炭素やメタン等の可燃性ガ
スの影響をほとんど受けない。従ってこのピークは妨害
ガスに固有なものであり、これを用いて一酸化炭素の検
出への妨害ガスの影響を除くことが出来る。
なおこのような技術に付いては、多数の公知文献が有
るが、例えば特公昭60−46,479号、特公昭54−3760号、
特開昭55−132,940号、低温域への移行時のピークに付
いては言及されていない。
るが、例えば特公昭60−46,479号、特公昭54−3760号、
特開昭55−132,940号、低温域への移行時のピークに付
いては言及されていない。
［発明の課題］ この発明は、水素やエタノール等の妨害ガスの影響を
除去し、一酸化炭素への検出精度を向上させることを課
題とする。
除去し、一酸化炭素への検出精度を向上させることを課
題とする。
［発明の構成］ この発明は、ガスにより抵抗値が変化する金属酸化物
半導体を用いたガスセンサの加熱温度を、高温域と低温
域とに周期的に変化させ、低温域の終了時付近でのガス
センサの出力から一酸化炭素を検出するようにしたガス
検出装置において、低温域への移行時に生じるガスセン
サの出力のピークから、妨害ガスを検出するための妨害
ガス検出手段と、この妨害ガス検出手段の出力により動
作して、低温域への保持時間を延長するための、保持時
間延長手段と、延長された低温域におけるガスセンサの
出力から、一酸化炭素を検出するための一酸化炭素検出
手段とを設けたことを特徴とする。
半導体を用いたガスセンサの加熱温度を、高温域と低温
域とに周期的に変化させ、低温域の終了時付近でのガス
センサの出力から一酸化炭素を検出するようにしたガス
検出装置において、低温域への移行時に生じるガスセン
サの出力のピークから、妨害ガスを検出するための妨害
ガス検出手段と、この妨害ガス検出手段の出力により動
作して、低温域への保持時間を延長するための、保持時
間延長手段と、延長された低温域におけるガスセンサの
出力から、一酸化炭素を検出するための一酸化炭素検出
手段とを設けたことを特徴とする。
この発明はまたガスにより抵抗値が変化する金属酸化
物半導体を用いたガスセンサの加熱温度を、高温域と低
温域とに周期的に変化させ、低温域の終了時付近のガス
センサの出力から一酸化炭素を検出するようにしたガス
検出装置において、低温域への移行時に生じるガスセン
サの出力のピークから、妨害ガスを検出するための、妨
害ガス検出手段と、この妨害ガス検出手段の出力によ
り、前記低温域の終了時付近におけるガスセンサ出力を
補償するための、補償手段を設けたことを特徴とする。
物半導体を用いたガスセンサの加熱温度を、高温域と低
温域とに周期的に変化させ、低温域の終了時付近のガス
センサの出力から一酸化炭素を検出するようにしたガス
検出装置において、低温域への移行時に生じるガスセン
サの出力のピークから、妨害ガスを検出するための、妨
害ガス検出手段と、この妨害ガス検出手段の出力によ
り、前記低温域の終了時付近におけるガスセンサ出力を
補償するための、補償手段を設けたことを特徴とする。
ここで一旦妨害ガスが検出されたならば、これを用い
て一酸化炭素検出への影響を除くことは簡単である。例
えば低温域での一酸化炭素と妨害ガスとの相対感度は、
低温域への保持時間と共に向上する（第４図、第５
図）。そこで低温域への保持時間を、この場合に延長す
れば、選択的に一酸化炭素を検出できる。また妨害ガス
によるピークと低温域での出力とには、定量的関係が有
り、ピークを用いて補償を行うことが出来る。例えば前
記のピークの高さと、低温域終了時付近でのガスセンサ
出力とを引数とし、一酸化炭素濃度を出力とするROM等
のマップを設ける。そして前記のピークの高さと低温域
の終了時付近でのガスセンサ出力でマップを参照し、一
酸化炭素濃度を求める。あるいはまた、ピークの高さを
例えば数分の１に除算して記憶し、この値を低温域終了
時付近でのガスセンサ出力から引算すれば良い。
て一酸化炭素検出への影響を除くことは簡単である。例
えば低温域での一酸化炭素と妨害ガスとの相対感度は、
低温域への保持時間と共に向上する（第４図、第５
図）。そこで低温域への保持時間を、この場合に延長す
れば、選択的に一酸化炭素を検出できる。また妨害ガス
によるピークと低温域での出力とには、定量的関係が有
り、ピークを用いて補償を行うことが出来る。例えば前
記のピークの高さと、低温域終了時付近でのガスセンサ
出力とを引数とし、一酸化炭素濃度を出力とするROM等
のマップを設ける。そして前記のピークの高さと低温域
の終了時付近でのガスセンサ出力でマップを参照し、一
酸化炭素濃度を求める。あるいはまた、ピークの高さを
例えば数分の１に除算して記憶し、この値を低温域終了
時付近でのガスセンサ出力から引算すれば良い。
［実施例］ 以下に特定の実施例に付いて説明するが、これに限る
ものではなく、センサや装置の各部分、動作条件等に付
いて、適宜の変更が出来る。例えば、ガスセンサの加熱
温度や加熱周期は適宜に変更でき、センサの構造や材料
は公知技術等の範囲で自由に変更できる。また用いる回
路の各部分に付いては、既に多数のものが知られている
し、個別回路ではなく、マイクロコンピュータ等を用い
て実施することもできる。
ものではなく、センサや装置の各部分、動作条件等に付
いて、適宜の変更が出来る。例えば、ガスセンサの加熱
温度や加熱周期は適宜に変更でき、センサの構造や材料
は公知技術等の範囲で自由に変更できる。また用いる回
路の各部分に付いては、既に多数のものが知られている
し、個別回路ではなく、マイクロコンピュータ等を用い
て実施することもできる。
第４図〜第７図に、ガスセンサの特性を示す。このガ
スセンサはSnO2に少量の貴金属触媒を加えたものである
が、ｎ形のZnOやFe2O3等の金属酸化物半導体、あるいは
ｐ形のNiO、CoO等でも、加熱温度と検出周期とを選べば
同様の特性が得られる。センサを、高温側を400℃とし6
0秒間、低温側を80℃とし90秒間交互に加熱する。雰囲
気は20℃で、湿度は65％である。
スセンサはSnO2に少量の貴金属触媒を加えたものである
が、ｎ形のZnOやFe2O3等の金属酸化物半導体、あるいは
ｐ形のNiO、CoO等でも、加熱温度と検出周期とを選べば
同様の特性が得られる。センサを、高温側を400℃とし6
0秒間、低温側を80℃とし90秒間交互に加熱する。雰囲
気は20℃で、湿度は65％である。
CO中では、低温域で大きな出力が得られるが、応答は
緩慢である。また高温域への移行時に鋭いピークが得ら
れる（第４図）。
緩慢である。また高温域への移行時に鋭いピークが得ら
れる（第４図）。
水素中では、低温域への移行時、高温域への移行時の
双方でピークが生じ、低温域の出力はピークを示した後
徐々に減少する（第５図）。このピークは経時的にも安
定で再現性があり、検出信号として利用できる。水素と
COの混合雰囲気を代表するものとして、H21000ppmとCO
との混合雰囲気での特性を第６図に示す。COが存在しな
い場合低温域で鋭いピークが生じるが、CO濃度を増すと
COへの応答と重なってピークは埋もれてゆく。そして10
00ppmのCO中では、ピークは微かなショルダーに変化し
ている。なお高温側への移行時のピークは、COと水素の
双方に依存し、妨害ガスの指標とならない。
双方でピークが生じ、低温域の出力はピークを示した後
徐々に減少する（第５図）。このピークは経時的にも安
定で再現性があり、検出信号として利用できる。水素と
COの混合雰囲気を代表するものとして、H21000ppmとCO
との混合雰囲気での特性を第６図に示す。COが存在しな
い場合低温域で鋭いピークが生じるが、CO濃度を増すと
COへの応答と重なってピークは埋もれてゆく。そして10
00ppmのCO中では、ピークは微かなショルダーに変化し
ている。なお高温側への移行時のピークは、COと水素の
双方に依存し、妨害ガスの指標とならない。
メタンやエタノールへの応答を、第７図に示す。メタ
ン中では、高温域では10〜20秒程度でメタンに応答し、
低温域では温度変化と共に出力は激減する。エタノール
中の特性は水素の場合と類似し、水素とエタノールとは
類似のガスとして扱うことが出来る。このことは、エタ
ノールをメタノールやプロパノール等の他のアルコール
に代えても成り立つ。
ン中では、高温域では10〜20秒程度でメタンに応答し、
低温域では温度変化と共に出力は激減する。エタノール
中の特性は水素の場合と類似し、水素とエタノールとは
類似のガスとして扱うことが出来る。このことは、エタ
ノールをメタノールやプロパノール等の他のアルコール
に代えても成り立つ。
なお高温側でLPG等のガスを検出するためには、その
温度を350℃程度と約50〜100℃下げれば、メタンの場合
と同様の特性が得られる。高温側の温度を変えても、低
温側への移行時の水素やエタノールのピークは、あまり
変わらない。また検出周期を、例えば高温側30秒、低温
側30秒としても、出力の過渡的ピークや、温度変化後30
秒での出力は、第４図〜第７図の場合と同等である。
温度を350℃程度と約50〜100℃下げれば、メタンの場合
と同様の特性が得られる。高温側の温度を変えても、低
温側への移行時の水素やエタノールのピークは、あまり
変わらない。また検出周期を、例えば高温側30秒、低温
側30秒としても、出力の過渡的ピークや、温度変化後30
秒での出力は、第４図〜第７図の場合と同等である。
これらのデータは以下のことを意味する。
１）検出周期を短縮するため、低温側の保持時間を30秒
程度に短縮すると、一酸化炭素と水素等の妨害ガスとの
相対感度が低下する。
程度に短縮すると、一酸化炭素と水素等の妨害ガスとの
相対感度が低下する。
２）妨害ガスの存在は、低温側への移行時のピークから
検出できる。メタンへの出力は低温側への移行と同時に
低下し、ピークと分離している。またピークは水素濃度
と定量的な関係に有る（第５図）、なおこのことはエタ
ノールに対しても成立する。さらにCOと水素とが共存す
る場合にも、ピークの波形は変化するが、ピークの高さ
は余り変わらない（第６図）。
検出できる。メタンへの出力は低温側への移行と同時に
低下し、ピークと分離している。またピークは水素濃度
と定量的な関係に有る（第５図）、なおこのことはエタ
ノールに対しても成立する。さらにCOと水素とが共存す
る場合にも、ピークの波形は変化するが、ピークの高さ
は余り変わらない（第６図）。
３）そこでピークの有無を予め確認し、ピークがない場
合には例えば30秒後の出力からCOを検出し、ピークが存
在する場合には低温側への保持時間を延長してCOを検出
すれば良い。ここでCOへの出力は時間的に変化するの
で、検出の基準電位等を時間的に変化させれば良い。ま
たピークは、センサ出力の絶対値、あるいはピーク付近
での出力の激しい時間的変化等から、検出できる。
合には例えば30秒後の出力からCOを検出し、ピークが存
在する場合には低温側への保持時間を延長してCOを検出
すれば良い。ここでCOへの出力は時間的に変化するの
で、検出の基準電位等を時間的に変化させれば良い。ま
たピークは、センサ出力の絶対値、あるいはピーク付近
での出力の激しい時間的変化等から、検出できる。
４）ピークは妨害ガスに固有で、これから妨害ガス濃度
を検出できる。ピークの高さ等で低温側の出力を補償す
れば、一酸化炭素を選択的に検出できる。補償は、低温
側出力とピーク高さとの差等を用いれば良い。
を検出できる。ピークの高さ等で低温側の出力を補償す
れば、一酸化炭素を選択的に検出できる。補償は、低温
側出力とピーク高さとの差等を用いれば良い。
第１の実施例では（第１図、第２図）、メタンと一酸
化炭素とを検出ガスとし、水素とエタノールとを妨害ガ
スとしたものに付いて説明する。なおメタンは可燃性ガ
スを代表するものであり、加熱温度を下げればそのまま
LPG等の検出にも用いることが出来る。またこの実施例
での課題は、検出の周期を例えば60秒以下に短縮し、可
燃性ガスの検出に付いてのガス漏れ警報機の検定規程に
合致させる点に有る。即ち、都市ガス用ガス漏れ警報器
の検定規程は、12,500ppmのメタンに対する検出時間を6
0秒以内と規定している。このことは、検出周期を60秒
以下とせねばならないことを意味する。もち論検出対象
は、一酸化炭素のみとしても良い。
化炭素とを検出ガスとし、水素とエタノールとを妨害ガ
スとしたものに付いて説明する。なおメタンは可燃性ガ
スを代表するものであり、加熱温度を下げればそのまま
LPG等の検出にも用いることが出来る。またこの実施例
での課題は、検出の周期を例えば60秒以下に短縮し、可
燃性ガスの検出に付いてのガス漏れ警報機の検定規程に
合致させる点に有る。即ち、都市ガス用ガス漏れ警報器
の検定規程は、12,500ppmのメタンに対する検出時間を6
0秒以内と規定している。このことは、検出周期を60秒
以下とせねばならないことを意味する。もち論検出対象
は、一酸化炭素のみとしても良い。
実施例での各信号を表１に、部品配置を表２に示す。
図において、（２）はガスセンサ、（４）はそのヒー
タ、（６）はSnO2に少量の貴金属触媒を添加した半導体
である。ガスセンサ（２）の材料や構造には、他にも多
数のものが周知である。ただしここでは活性炭フィルタ
ーをセンサ（２）に装着し、エタノールやイソブタンの
影響を除いておく。活性炭フィルターを設けない場合、
エタノール等のガスに対し、水素と同様の出力が得られ
る。
タ、（６）はSnO2に少量の貴金属触媒を添加した半導体
である。ガスセンサ（２）の材料や構造には、他にも多
数のものが周知である。ただしここでは活性炭フィルタ
ーをセンサ（２）に装着し、エタノールやイソブタンの
影響を除いておく。活性炭フィルターを設けない場合、
エタノール等のガスに対し、水素と同様の出力が得られ
る。
（８）はヒータ電源で、その出力（VH）は高低２つの
値をとり、センサ（２）を400℃と80℃とに加熱する。
加熱温度は、センサ（２）の特性や検出対象に応じ変更
すれば良く、低温側は室温でも良く、LPG中のイソブタ
ン検出の場合、例えば300〜400℃程度とすれば良い。
値をとり、センサ（２）を400℃と80℃とに加熱する。
加熱温度は、センサ（２）の特性や検出対象に応じ変更
すれば良く、低温側は室温でも良く、LPG中のイソブタ
ン検出の場合、例えば300〜400℃程度とすれば良い。
（10）はタイマで、電源（８）の制御とサンプリング
信号の発生とに用いる。このタイマ（10）は例えば120
秒周期で動作し、最初の30秒間はセンサ（２）を高温に
保持するための信号（Ｈ）と、残る90秒間はセンサ
（２）を低温に保持するための信号（Ｌ）を発する。タ
イマ（10）は、特に限定するものではないが、高温側の
終了直前にサンプリング信号（ａ）を発し、メタンの検
出を行う。また低温側移行後３〜10秒間、サンプリング
信号（ｄ）を発し、水素のピークを検出する。低温側の
30秒経過直前には、サンプリング信号（ｂ）を発し一酸
化炭素を検出すると共に、その直後の信号（ｅ）でタイ
マ（10）をリセットする。またリセットが行なわれない
場合、センサ（２）は更に60秒間、なおこれらの各時間
は適宜に変更できる、低温側に保たれ、その終了直前に
サンプリング信号（ｃ）を発して、一酸化炭素の検出を
行う。
信号の発生とに用いる。このタイマ（10）は例えば120
秒周期で動作し、最初の30秒間はセンサ（２）を高温に
保持するための信号（Ｈ）と、残る90秒間はセンサ
（２）を低温に保持するための信号（Ｌ）を発する。タ
イマ（10）は、特に限定するものではないが、高温側の
終了直前にサンプリング信号（ａ）を発し、メタンの検
出を行う。また低温側移行後３〜10秒間、サンプリング
信号（ｄ）を発し、水素のピークを検出する。低温側の
30秒経過直前には、サンプリング信号（ｂ）を発し一酸
化炭素を検出すると共に、その直後の信号（ｅ）でタイ
マ（10）をリセットする。またリセットが行なわれない
場合、センサ（２）は更に60秒間、なおこれらの各時間
は適宜に変更できる、低温側に保たれ、その終了直前に
サンプリング信号（ｃ）を発して、一酸化炭素の検出を
行う。
（12）は電源でその出力（＋Vcc）を装置各部の電源
とし、（A0）はタイマ（10）のリセット用スイッチ、
（14）はオア回路、（16）はオア回路（14）の立ち下が
りで動作する単安定マルチバイブレータである。
（A5）、（A6）は、後述のホールど時に、ヒータ電源
（８）の出力を固定するためのスイッチである。
とし、（A0）はタイマ（10）のリセット用スイッチ、
（14）はオア回路、（16）はオア回路（14）の立ち下が
りで動作する単安定マルチバイブレータである。
（A5）、（A6）は、後述のホールど時に、ヒータ電源
（８）の出力を固定するためのスイッチである。
（R1）はセンサ（２）の負荷抵抗で、その印加電圧
（Vrl）を比較回路（18）で基準電位と比較し、検出を
行う。（R2）〜（R5）は基準電位発生用の抵抗で、スイ
ッチ（A1）〜（A4）により、切り替えて用いる。（2
0）、（22）、（24）はオア回路、（26）はフリップ・
フロップ回路、（28）はアンド回路である。
（Vrl）を比較回路（18）で基準電位と比較し、検出を
行う。（R2）〜（R5）は基準電位発生用の抵抗で、スイ
ッチ（A1）〜（A4）により、切り替えて用いる。（2
0）、（22）、（24）はオア回路、（26）はフリップ・
フロップ回路、（28）はアンド回路である。
（30）はメタン検出用のDFFで、オア回路（32）から
のサンプリング信号（ａ）、またはDFF（30）の出力
（Ｘ）をハイホールド信号としてフィードバックしたも
のにより動作する。（34）はメタン報知用のLEDであ
る。これらにより、可燃性ガス検出手段を構成する。
のサンプリング信号（ａ）、またはDFF（30）の出力
（Ｘ）をハイホールド信号としてフィードバックしたも
のにより動作する。（34）はメタン報知用のLEDであ
る。これらにより、可燃性ガス検出手段を構成する。
（36）はRST・FFで、信号（ｄ）の存在時のセンサ出
力から、水素のピークを検出する。ピークが存在する場
合、妨害ガス検出信号（Ｆ）により、タイマ（10）のリ
セットを停止し、低温域への保持時間を60秒間延長する
と共に、サンプリング信号（ｂ）を遮断する。これらに
より、妨害ガス検出手段と保持時間延長手段とを、構成
する。
力から、水素のピークを検出する。ピークが存在する場
合、妨害ガス検出信号（Ｆ）により、タイマ（10）のリ
セットを停止し、低温域への保持時間を60秒間延長する
と共に、サンプリング信号（ｂ）を遮断する。これらに
より、妨害ガス検出手段と保持時間延長手段とを、構成
する。
（38）はDFFでその出力をローホールド信号（Ｙ）と
し、（40）はオア回路、（42）はアンド回路で、一酸化
炭素の検出に用いる。このDFF（38）動作時点は、論理
式ｃ＋ｂ・notF＋Ｙである。（44）はCO報知用のLEDで
ある。これらにより、一酸化炭素検出手段を構成する。
し、（40）はオア回路、（42）はアンド回路で、一酸化
炭素の検出に用いる。このDFF（38）動作時点は、論理
式ｃ＋ｂ・notF＋Ｙである。（44）はCO報知用のLEDで
ある。これらにより、一酸化炭素検出手段を構成する。
ハイホールド信号（Ｘ）により、センサ（２）は高温
側に連続加熱され、メタンの連続検出が行なわれる。ま
たローホールド信号（Ｙ）により、センサ（２）は低温
側に保持され、一酸化炭素の連続検出が行なわれる。即
ちスイッチ（A5）、（A6）により電源（８）の出力を固
定する。またスイッチ（A7）でローホールド時のメタン
検出信号を除去し、スイッチ（A8）でハイホールド時の
CO検出信号を除去する。さらに信号（Ｘ）、（Ｙ）の削
滅時には、オア回路（14）により、タイマ（10）をリセ
ットする。
側に連続加熱され、メタンの連続検出が行なわれる。ま
たローホールド信号（Ｙ）により、センサ（２）は低温
側に保持され、一酸化炭素の連続検出が行なわれる。即
ちスイッチ（A5）、（A6）により電源（８）の出力を固
定する。またスイッチ（A7）でローホールド時のメタン
検出信号を除去し、スイッチ（A8）でハイホールド時の
CO検出信号を除去する。さらに信号（Ｘ）、（Ｙ）の削
滅時には、オア回路（14）により、タイマ（10）をリセ
ットする。
（46）はオア回路、（48）は警報用ブザーである。
第２図に、実施例の動作を示す。図中の各一点鎖線
は、検出レベルを示す。センサ（２）が低温域に移行す
ると、信号（ｄ）と抵抗（R3）で定まる基準電位を用い
妨害ガスの検出を行なう。妨害ガスが存在する場合、そ
のピークからこれを検出し、妨害ガス検出信号（Ｆ）を
用い、信号（ｂ）を遮断して誤報を防止する。またタイ
マ（10）のリセット信号（ｅ）をカットし、60秒間低温
域への保持時間を延長する。次いで信号（ｃ）と抵抗
（R5）で定まる基準電位とを用い、一酸化炭素を検出す
る。その濃度が警報濃度以下の場合、タイマ（10）は最
初の状態に戻り、高温加熱へと移行する。
は、検出レベルを示す。センサ（２）が低温域に移行す
ると、信号（ｄ）と抵抗（R3）で定まる基準電位を用い
妨害ガスの検出を行なう。妨害ガスが存在する場合、そ
のピークからこれを検出し、妨害ガス検出信号（Ｆ）を
用い、信号（ｂ）を遮断して誤報を防止する。またタイ
マ（10）のリセット信号（ｅ）をカットし、60秒間低温
域への保持時間を延長する。次いで信号（ｃ）と抵抗
（R5）で定まる基準電位とを用い、一酸化炭素を検出す
る。その濃度が警報濃度以下の場合、タイマ（10）は最
初の状態に戻り、高温加熱へと移行する。
妨害ガスが存在しない場合、Ｌ側30秒後の信号（ｂ）
と，抵抗（R4）で定まる基準電位とを用い、一酸化炭素
の検出を行う。一酸化炭素濃度が低い場合は、信号
（ｅ）でタイマ（10）がリセットされ、高温加熱へと戻
る。警報濃度以上の一酸化炭素が存在すると、ブザー
（48）が鳴動すると共に、ローホールド信号（Ｙ）によ
り、スイッチ（A6）を動作させ、ヒータ電源（８）を低
温側に固定する。DFF（38）は、ローホールド信号
（Ｙ）により、常時読み込み状態となり、一酸化炭素濃
度が低下するまで連続的に検出を行う。一酸化炭素濃度
が低下すると、DFF（38）はオフし、ブザー（48）が停
止し、また信号（Ｙ）の立ち下がりで、タイマ（10）が
リセットされ、最初の状態に戻る。
と，抵抗（R4）で定まる基準電位とを用い、一酸化炭素
の検出を行う。一酸化炭素濃度が低い場合は、信号
（ｅ）でタイマ（10）がリセットされ、高温加熱へと戻
る。警報濃度以上の一酸化炭素が存在すると、ブザー
（48）が鳴動すると共に、ローホールド信号（Ｙ）によ
り、スイッチ（A6）を動作させ、ヒータ電源（８）を低
温側に固定する。DFF（38）は、ローホールド信号
（Ｙ）により、常時読み込み状態となり、一酸化炭素濃
度が低下するまで連続的に検出を行う。一酸化炭素濃度
が低下すると、DFF（38）はオフし、ブザー（48）が停
止し、また信号（Ｙ）の立ち下がりで、タイマ（10）が
リセットされ、最初の状態に戻る。
メタンの検出は高温側の信号（ａ）で行い、検出濃度
以上のメタンが存在すると、DFF（30）がオンし、ハイ
ホールド信号（Ｘ）を発すると共に、ブザー（４）が鳴
動する。この信号でスイッチ（A5）が動作し、センサは
高温側に保持され、メタン濃度が低下するまで連続検出
が行なわれる。メタン濃度が下がると、信号（Ｘ）が解
除され、ブザー（48）は停止し、タイマ（10）は最初の
状態に戻る。これらにより、ホールド手段を構成する。
以上のメタンが存在すると、DFF（30）がオンし、ハイ
ホールド信号（Ｘ）を発すると共に、ブザー（４）が鳴
動する。この信号でスイッチ（A5）が動作し、センサは
高温側に保持され、メタン濃度が低下するまで連続検出
が行なわれる。メタン濃度が下がると、信号（Ｘ）が解
除され、ブザー（48）は停止し、タイマ（10）は最初の
状態に戻る。これらにより、ホールド手段を構成する。
なおこの実施例では、メタンや一酸化炭素の警報時に
センサ温度を固定したが、これはメタン等のため警報し
ている際に一酸化炭素等を検出しても余り意味がないこ
とによる。もちろんこのような温度のホールドは行わな
くとも良い。
センサ温度を固定したが、これはメタン等のため警報し
ている際に一酸化炭素等を検出しても余り意味がないこ
とによる。もちろんこのような温度のホールドは行わな
くとも良い。
第３図と第８図とに、他の実施例を示す。この実施例
では、高温側の出力からメタン等の可燃性ガスを検出す
ると共に、低温側のピークから水素等のガスを、また低
温側の出力とピークとの差からCOを検出する。
では、高温側の出力からメタン等の可燃性ガスを検出す
ると共に、低温側のピークから水素等のガスを、また低
温側の出力とピークとの差からCOを検出する。
この実施例では、センサ（２）の動作周期は低温側90
秒、高温側60秒等に固定し、演算増幅器（50）により、
センサの電気伝導度（σｓ）に比例した出力を取り出
す。なおこれに代え、負荷抵抗等への印加電圧と出力と
しても良い。
秒、高温側60秒等に固定し、演算増幅器（50）により、
センサの電気伝導度（σｓ）に比例した出力を取り出
す。なおこれに代え、負荷抵抗等への印加電圧と出力と
しても良い。
出力を所定のタイミングでサンプリングし、検出を行
う。メタンに付いては高温側の終了前等の信号（ａ）で
サンプリングし、ホールド回路（52）に出力をホールド
し、メーター（54）等で表示する。ホールド回路（52）
には、A/D・D/Aコンバータ等のデジタルメモリーや、ア
ナログのピークホールド回路等を用いれば良い。
う。メタンに付いては高温側の終了前等の信号（ａ）で
サンプリングし、ホールド回路（52）に出力をホールド
し、メーター（54）等で表示する。ホールド回路（52）
には、A/D・D/Aコンバータ等のデジタルメモリーや、ア
ナログのピークホールド回路等を用いれば良い。
水素等の妨害ガスに付いては、低温側移行後３〜10秒
程度で生じるピークから検出する。ピークに対応する期
間に、サンプリング信号（ｄ）を用い、センサ出力のピ
ークをピークホールド回路（56）にホールドさせる。こ
れにも、A/D・D/Aコンバータやアナログピークホールド
等を用いることが出来る。ピークホールド（56）の出力
をメーター（58）で表示し、1/n回路（60）で1/3〜1/4
等にしたものを補償用出力として用いる。なおピークの
生じる時間はほぼ一定であり、ビークホールド（56）を
単純なホールド回路とし、ピークに対応した時間での出
力を機械的にホールドしても良い。
程度で生じるピークから検出する。ピークに対応する期
間に、サンプリング信号（ｄ）を用い、センサ出力のピ
ークをピークホールド回路（56）にホールドさせる。こ
れにも、A/D・D/Aコンバータやアナログピークホールド
等を用いることが出来る。ピークホールド（56）の出力
をメーター（58）で表示し、1/n回路（60）で1/3〜1/4
等にしたものを補償用出力として用いる。なおピークの
生じる時間はほぼ一定であり、ビークホールド（56）を
単純なホールド回路とし、ピークに対応した時間での出
力を機械的にホールドしても良い。
一酸化炭素に付いては、低温側移行後90秒目等のサン
プリング信号（ｃ）で検出する。即ちこの時点でのセン
サ出力をホールド回路（62）等に読み込む。ついでピー
クホールド（56）の出力を1/nしたものとの差を、差動
増幅器（64）で取り出す。この出力は一酸化炭素に選択
的で、これをメーター（66）等に表示する。1/n回路（6
0）や差動増幅器（64）により、補償手段を構成する。
プリング信号（ｃ）で検出する。即ちこの時点でのセン
サ出力をホールド回路（62）等に読み込む。ついでピー
クホールド（56）の出力を1/nしたものとの差を、差動
増幅器（64）で取り出す。この出力は一酸化炭素に選択
的で、これをメーター（66）等に表示する。1/n回路（6
0）や差動増幅器（64）により、補償手段を構成する。
なおセンサ出力としては、電気伝導度や負荷抵抗への
印加電圧を、例えば0.5〜1.5乗、通常は0.8〜1.2乗程
度、べき乗したものを用いても良い。必要な乗数はセン
サ（２）の特性に応じ決定すれば良く、回路的には例え
ば各ホールド回路（52），（56），（62）に前にべき乗
回路（68），（70），（72）を配置すれば良い。
印加電圧を、例えば0.5〜1.5乗、通常は0.8〜1.2乗程
度、べき乗したものを用いても良い。必要な乗数はセン
サ（２）の特性に応じ決定すれば良く、回路的には例え
ば各ホールド回路（52），（56），（62）に前にべき乗
回路（68），（70），（72）を配置すれば良い。
第８図に、水素等のピークや低温側90秒目のセンサの
出力を示す。図から、ピーク出力を1/3〜1/4倍したもの
を低温側の出力から引くと、一酸化炭素のみに対応した
出力が得られることがわかる。即ちピークの高さは本質
的には水素等の濃度で定まり、一酸化炭素の影響は小さ
い。そして水素中での、ピークと90秒目の出力とはほぼ
比例している。また一酸化炭素中と、一酸化炭素と水素
等の混合雰囲気中とでは、低温側の出力が異なり、ピー
クによる補正を加えることにより、正確な検出が出来
る。
出力を示す。図から、ピーク出力を1/3〜1/4倍したもの
を低温側の出力から引くと、一酸化炭素のみに対応した
出力が得られることがわかる。即ちピークの高さは本質
的には水素等の濃度で定まり、一酸化炭素の影響は小さ
い。そして水素中での、ピークと90秒目の出力とはほぼ
比例している。また一酸化炭素中と、一酸化炭素と水素
等の混合雰囲気中とでは、低温側の出力が異なり、ピー
クによる補正を加えることにより、正確な検出が出来
る。
ここで興味有る点は、混合雰囲気への低温側での出力
が、一酸化炭素への出力と水素への出力との和より大き
い点で有る。このことは、ピークによる補償を加えた場
合、混合雰囲気中での出力が安全側、（大きめな側）、
にシフトすることを意味する。しかしこの原因は不明で
ある。
が、一酸化炭素への出力と水素への出力との和より大き
い点で有る。このことは、ピークによる補償を加えた場
合、混合雰囲気中での出力が安全側、（大きめな側）、
にシフトすることを意味する。しかしこの原因は不明で
ある。
なお低温域への移行時のピークの高さと、低温域90秒
目の出力とを、各一酸化炭素と水素等の濃度毎に、ROM
等にメモリーして検出結果と比較しても、一酸化炭素を
検出することが出来る。しかしこれは引算による補償を
ROMのマップで行うにすぎず、引算の場合と均等であ
る。
目の出力とを、各一酸化炭素と水素等の濃度毎に、ROM
等にメモリーして検出結果と比較しても、一酸化炭素を
検出することが出来る。しかしこれは引算による補償を
ROMのマップで行うにすぎず、引算の場合と均等であ
る。
［発明の効果］ この発明では、水素やエタノール等の影響を除き、正
確に一酸化炭素を検出できる。
確に一酸化炭素を検出できる。
第１図は実施例の回路図、第２図はその動作を現す波形
図、第３図は他の実施例のブロック図、第４図〜第８図
はガスセンサの特性図である。 （２）……ガスセンサ、（８）……ヒータ電源、 （10）……タイマ、（18）……比較回路、 （A0）〜（A8）……スイッチ、 （32）、（38）……DFF、 （36）……RST・FF （52）、（62）……ホールド回路、 （56）……ピークホールド回路 （54）、（58）、（66）……メーター。
図、第３図は他の実施例のブロック図、第４図〜第８図
はガスセンサの特性図である。 （２）……ガスセンサ、（８）……ヒータ電源、 （10）……タイマ、（18）……比較回路、 （A0）〜（A8）……スイッチ、 （32）、（38）……DFF、 （36）……RST・FF （52）、（62）……ホールド回路、 （56）……ピークホールド回路 （54）、（58）、（66）……メーター。
Claims (6)
- 【請求項１】ガスにより抵抗値が変化する金属酸化物半
導体を用いたガスセンサの加熱温度を、高温域と低温域
とに周期的に変化させ、低温域の終了時付近のガスセン
サの出力から一酸化炭素を検出するようにしたガス検出
装置において、 低温域への移行時に生じるガスセンサの出力のピークか
ら、妨害ガスを検出するための、妨害ガス検出手段と、 この妨害ガス検出手段の出力により動作して、低温域へ
の保持時間を延長するための、保持時間延長手段と、 延長された低温域におけるガスセンサの出力から、一酸
化炭素を検出するための、一酸化炭素検出手段とを設け
たことを特徴とするガス検出装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のガス検出装置
において、 高温域におけるガスセンサの出力から可燃性ガスを検出
するための、可燃性ガス検出手段を設けたことを特徴と
するガス検出装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のガス検出装置
において、 可燃性ガス検出手段及び一酸化炭素検出手段のいずれか
の出力により動作して、ガスセンサの温度変化を停止す
るための、ホールド手段を設けたことを特徴とするガス
検出装置。 - 【請求項４】ガスにより抵抗値が変化する金属酸化物半
導体を用いたガスセンサの加熱温度を、高温域と低温域
とに周期的に変化させ、低温域の終了時付近のガスセン
サの出力から一酸化炭素を検出するようにしたガス検出
装置において、 低温域への移行時に生じるガスセンサの出力のピークか
ら、妨害ガスを検出するための、妨害ガス検出手段と、 この妨害ガス検出手段の出力により、前記低温域の終了
時付近におけるガスセンサ出力を補償するための、補償
手段を設けたことを特徴とするガス検出装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載のガス検出装置
において、 高温域におけるガスセンサの出力から可燃性ガスを検出
するための、可燃性ガス検出手段を設けたことを特徴と
するガス検出装置。 - 【請求項６】特許請求の範囲第４項記載のガス検出装置
において、 妨害ガス検出手段で低温域への移行時のガスセンサ出力
のピーク値を求めるように構成し、 前記補償手段を、妨害ガス検出手段の出力を所定の値で
除算して記憶するための記憶手段と、前記低温域の終了
時付近のガスセンサ出力から記憶手段の記憶値を引算す
るための引算手段とで構成したことを特徴とするガス検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61082564A JP2517228B2 (ja) | 1986-04-10 | 1986-04-10 | ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61082564A JP2517228B2 (ja) | 1986-04-10 | 1986-04-10 | ガス検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62238452A JPS62238452A (ja) | 1987-10-19 |
| JP2517228B2 true JP2517228B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=13777984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61082564A Expired - Fee Related JP2517228B2 (ja) | 1986-04-10 | 1986-04-10 | ガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517228B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11142356A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Fis Kk | 半導体ガスセンサ |
| JP4755365B2 (ja) * | 2000-07-03 | 2011-08-24 | エフアイエス株式会社 | ガス検出装置 |
| JP4916204B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-04-11 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス検知装置 |
| JP4916205B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-04-11 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス検知装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543760A (en) * | 1977-06-08 | 1979-01-12 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Safety device for industrial robot |
| JPS6117943A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-25 | Fuigaro Giken Kk | Ｃｏガス検出装置 |
| JPS6150052A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-03-12 | Fuigaro Giken Kk | Ｃｏガス検出方法 |
-
1986
- 1986-04-10 JP JP61082564A patent/JP2517228B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62238452A (ja) | 1987-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sears et al. | Algorithms to improve the selectivity of thermally-cycled tin oxide gas sensors | |
| US4399684A (en) | Gas measurement method | |
| US6888467B2 (en) | Gas detection instrument and method for its operation | |
| JPH0674928A (ja) | 反応熱センサ用制御評価回路装置 | |
| EP0197629A2 (en) | Alcohol selective gas sensor | |
| JP3299623B2 (ja) | 臭い圧測定方法、臭い圧基準化方法、臭い検知装置、及び火災検知装置 | |
| JP2517228B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| CA2031325A1 (en) | Flammable gas detection | |
| JPS6123789Y2 (ja) | ||
| JP2805048B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| WO1998003868A1 (en) | Monitor for detecting hydrocarbons and other gases in an open area | |
| US9857326B2 (en) | Gas stream analysis using voltage-current time differential operation of electrochemical sensors | |
| JPH06130017A (ja) | ニューラルネットワークを利用したガスセンサ | |
| US4332772A (en) | Portable gas detector | |
| JP3929845B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
| JPH02145956A (ja) | ガス検知装置 | |
| JPH10123083A (ja) | ガスセンサ | |
| JP2791476B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| JP2805475B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| Yun et al. | Highly sensitive and selective ammonia gas Sensor | |
| Eastwood et al. | The behaviour of tin dioxide sensors in exhaust environments at low and intermediate temperatures | |
| JPS5529758A (en) | Detector employing extremely-fine corpuscule resist film | |
| JPH0713601B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| JPS55132940A (en) | Atmosphere gas measuring device | |
| JPH0453573Y2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |