JP3698355B2 - ガス検出方法とその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の利用分野】
この発明は、ヒータ兼用電極の中に中心電極を配設したガスセンサを用いて、可燃性ガスとＣＯとＨ2含有ガスの３種のガスを検出することに関する。
【０００２】
【従来技術】
ヒータ兼用電極の中に中心電極を配設し、これらをＳnＯ2等の金属酸化物半導体中に埋設したガスセンサが知られている。このようなガスセンサはＣＯとＣＨ4等の検出に用いられ、ガスセンサを周期的に温度変化させて、高温部の信号でＣＨ4を検出し、低温部の信号でＣＯを検出するように用いられている。
【０００３】
ＣＯとＣＨ4の検出以外に、Ｈ2含有ガスのガス漏れとＣＯの発生の２種類を検出したい、との要求がある。Ｈ2含有ガスは例えばＨ2とＣＨ4との混合物で、混合比は様々である。このような場合に、ＣＯ／ＣＨ4の検出の場合とは、ガスセンサの組成や駆動条件を変えて、ＣＯ／Ｈ2含有ガスの検出装置を開発するのは、大変である。
【０００４】
【発明の課題】
この発明の基本的課題は、ＣＯ／可燃性ガスの検出の場合と、同じセンサと同じ駆動条件で、基本的に同じ構成のガス検出装置を用いて、ＣＯ／Ｈ2含有ガスの検出を行うことことにある（請求項１〜６）。
この発明での追加の課題は、ガス検出装置の設定を２種類のガスあるいは１種類のガスにして、設定を容易にすることにある。
請求項６の発明での追加の課題は、Ｈ2含有ガスでの、Ｈ2と可燃性ガスとの混合比が広範囲で変化しても、Ｈ2含有ガスを検出できるようにすることにある。
請求項６の発明でのさらに追加の課題は、共通のハードウェア構成のガス検出装置で、ＣＯ／可燃性ガスの検出と、ＣＯ／Ｈ2含有ガスの検出とを行えるようにすることにある。
請求項５の発明での追加の課題は、１つの測温手段で、ＣＯ／Ｈ2含有ガス／可燃性ガスの３種のガスへの、温度補正ができるようにすることにある。
【０００５】
【発明の構成】
この発明では、コイル状のヒータ兼用電極の内部に中心電極を配設して、これらの電極を金属酸化物半導体で埋設したガスセンサを用い、前記ヒータ兼用電極へのヒータ電力を周期的に変化させて、ガスを検出する方法において、ヒータ電力の周期的変化に対応するガスセンサの温度パターンでの、高温部の信号から可燃性ガスを検出し、高温部からやや温度低下した時点での信号でＨ2含有ガスを検出し、低温部の信号からＣＯを検出する。可燃性ガスは例えばＣＨ4やＬＰＧとする。Ｈ2含有ガスは、例えばＨ2と、ＣＨ4やＬＰＧとの混合物とする。
【０００６】
この発明ではさらに、前記ガスセンサを既知濃度の可燃性ガスとＣＯの混合ガスにさらして前記の温度パターンを経験させ、高温部の信号を可燃性ガス検出用の標準として記憶し、低温部の信号をＣＯ検出用の標準として記憶し、高温部での可燃性ガス中での信号と、高温部からやや温度低下した時点でのＨ2含有ガス中での信号との相関により、高温部の信号を補正したものを、Ｈ2含有ガス検出用の標準として記憶して、前記の各標準を用いて、ＣＯと可燃性ガスとＨ2含有ガスとを検出する（請求項１）。
この発明ではまた、前記ガスセンサを少なくとも可燃性ガスとＨ2の混合ガスにさらして前記の温度パターンを経験させ、高温部よりやや温度低下した時点での信号をＨ2含有ガスの検出用の標準として記憶し、混合ガス中での高温部での信号を所定の割合で補正したものを、可燃性ガス検出用の標準として記憶し、さらに前記ガスセンサをＣＯにさらして前記の温度パターンを経験させ、低温部での信号をＣＯ検出用の標準として記憶し、前記の各標準を用いて、可燃性ガスとＨ2含有ガスとＣＯとを検出する（請求項２）。
好ましくは、可燃性ガスとＨ2含有ガスのいずれかが検出された場合に、ガス漏れとして出力する
【０００７】
この発明では、コイル状のヒータ兼用電極の内部に中心電極を配設して、これらの電極を金属酸化物半導体で埋設したガスセンサを用い、前記ヒータ兼用電極へのヒータ電力を周期的に変化させて、ガスを検出する装置において、ヒータ電力の周期的変化に対応するガスセンサの温度パターンでの、高温部の信号から可燃性ガスを検出するための可燃性ガス検出手段と、高温部からやや温度低下した時点での信号でＨ2含有ガスを検出するためのＨ2含有ガス検出手段と、低温部の信号からＣＯを検出するためのＣＯ検出手段とを設ける。
【０００８】
この発明ではまた、既知濃度の可燃性ガスとＣＯの混合ガス中での、高温部の信号を可燃性ガス検出用の標準として記憶するための手段と、低温部の信号をＣＯ検出用の標準として記憶するための手段と、高温部の信号のＨ2含有ガス中の信号への換算条件により、高温部の信号をＨ2含有ガス検出用の標準に換算するための手段と、前記Ｈ2含有ガス検出用の標準を記憶するための手段、とを設ける（請求項３）。上記の記憶には、可変抵抗を調整して可変抵抗の値として記憶することや、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリーに記憶することを用いる。
またこの発明では、可燃性ガスとＨ2の混合ガス中での、高温部からやや温度低下した時点での信号を、Ｈ2含有ガス検出用の標準信号として記憶するための手段と、混合ガス中での高温部での信号を所定の換算条件で換算したものを、可燃性ガス検出用の標準信号として記憶するための手段と、ＣＯ中での低温部の信号をＣＯ検出用の標準信号として記憶するための手段、とを設ける（請求項４）。
好ましくは、周囲温度を測定するための測温手段と、前記測温手段の信号を、ＣＯ、可燃性ガス、Ｈ2含有ガスへの３種の補正係数に換算するための換算手段、例えば測温手段の信号を見出しとする３列あるいは３行の換算表、とを設ける（請求項５）。
また好ましくは、ＣＯの検出信号でＣＯの発生を報知するための第１報知手段と、可燃性ガスとＨ2含有ガスの発生とを区別せずに報知するための第２報知手段とを設けて、可燃性ガスの検出信号のみで前記第２報知手段を駆動するモードと、可燃性ガスの検出信号とＨ2含有ガスの検出信号のいずれかで前記第２報知手段を駆動するモードとを選択自在にする（請求項６）。
【０００９】
この発明において、標準（検出レベルを定めるための標準となるガスセンサ信号）は、設定用の可変抵抗の値として記憶しても、あるいはＥＥＰＲＯＭやバックアップ電池付きＤＲＡＭユニット等に電子的に記憶しても良く、特に上記のように不揮発に記憶することが好ましい。可燃性ガスは例えばＣＨ4であるが、これ以外にＬＰＧなどでも良い。Ｈ2含有ガスは、例えばＨ2と、ＣＨ4やＬＰＧの混合物とする。
【００１０】
【発明の作用と効果】
この発明では、ガスセンサの温度を周期的に変化させ、高温部の信号から可燃性ガスを検出し、高温部から例えば３０℃以上温度低下した時点での信号で、Ｈ2含有ガスを検出し、低温部の信号からＣＯを検出する。ガスセンサの温度変化パターンや、高温部の信号のサンプリングポイント、低温部の信号のサンプリングポイントは、可燃性ガスとＣＯの両者のみを検出する場合と同様で良く、同じガスセンサを同じ駆動条件で駆動して、可燃性ガスとＣＯの他にＨ2含有ガスも検出できる。
【００１１】
この発明では、可燃性ガスとＨ2含有ガス、ＣＯの３種類のガスを検出する場合、ガス検出装置の設定の手間が増加する。そこで例えばＣＯと可燃性ガスの混合ガスを用いて、１種類の設定ガスで設定を行う。このようにすると、低温側では応答波形はＣＯで定まり、高温側では可燃性ガスで定まる。そして高温部の信号を可燃性ガス検出用の標準として記憶し、低温部の信号をＣＯ検出用の標準として記憶する。次に図５に例示するように、高温部での可燃性ガスの信号と、高温部からやや温度低下した時点でのＨ2含有ガスへの信号との間には、強い相関があり、高温部での可燃性ガスに対する信号をこの相関で換算すれば、Ｈ2含有ガスへの標準が得られる。これらの結果、可燃性ガスとＣＯの混合ガスの１種類のガスにより、３種類のガスへの設定ができる（請求項１，３）。
【００１２】
可燃性ガスとＨ2との混合ガスにガスセンサをさらすと、高温部からやや温度低下した時点での信号では、混合ガス中の可燃性ガス／Ｈ2の比率が変化しても、信号はほとんど変化せず、Ｈ2含有混合ガスに対して高感度である。そこで混合ガス中での、高温部よりやや温度低下した時点での信号を、Ｈ2含有ガスの検出用の標準として記憶する。高温部では、混合ガス中での信号は、可燃性ガスのみの場合の信号よりもやや小さい。高温部でのＨ2含有ガス（混合ガス）中での信号と、高温部での可燃性ガス中の信号との間には強い相関があり、高温部での信号をこの相関に基づいて換算すれば、可燃性ガス検出用の標準が得られる（請求項２，４）。
ＣＯ検出用の標準としては、可燃性ガスとＨ2との混合ガスとは別途に、ＣＯ等のガスにガスセンサをさらして標準を記憶させても良く、あるいは可燃性ガスとＨ2とＣＯとの混合ガスにガスセンサをさらしても良い。この場合低温部では、ＣＯのみの場合とＨ2を含有する場合とでは、信号の大きさが異なるので、ＣＯの他にＨ2を含有する場合の信号を、ＣＯのみの場合の信号に補正して記憶する。
【００１３】
Ｈ2含有ガスの検出では、ガス中の可燃性ガスの割合が０％に近いものから、ほぼ１００％に達するものまでの、広い範囲での組成変動が考えられる。このような場合に対処するため、高温部で可燃性ガスを検出した場合、あるいは高温部よりやや温度低下した時点でＨ2含有ガスを検出した場合のいずれでも、ガス漏れとして出力することが好ましい。
【００１４】
請求項６の発明では、ＣＯの発生を報知するための第１報知手段と、可燃性ガスとＨ2含有ガスの発生とを区別せずに報知するための第２報知手段とを設け、可燃性ガスの検出信号のみを利用して、Ｈ2含有ガスの検出を行わず、あるいは検出を行っても検出結果を利用せずに、第２報知手段を駆動するモードと、可燃性ガスの検出信号とＨ2含有ガスの検出信号のいずれでも、第２報知手段を駆動するモードとを選択自在に、かつ選択結果を記憶して固定するように設ける。このようにすれば実質的に同じガス検出装置を用いて、第２報知手段を可燃性ガスの検出信号のみで駆動するか、可燃性ガスの検出信号とＨ2含有ガスの検出信号の双方で駆動するかのモードを選択でき、共通の構成で、ＣＯ／可燃性ガスの検出装置と、ＣＯ／Ｈ2含有ガスの検出装置、の２種類のガス検出装置を製造できる。
【００１５】
ＣＯと可燃性ガス及びＨ2含有ガスの３種類のガスを検出すると、ＣＯ，Ｈ2含有ガス，可燃性ガスの３種類のガスに対する温度補正が必要になる。そこで例えば１つの測温手段で周囲温度を測定し、この信号を換算手段でＣＯ，可燃性ガス，Ｈ2含有ガスへの３種類の補正係数に換算すれば、１つの測温手段で３種類のガスへの温度補正ができる（請求項５）。
【００１６】
【実施例】
図１〜図５に、実施例を示す。図１にガスセンサ２の構造を示すと、４はＳｎＯ2を主成分とする内核で、６はその周囲の外層で、例えばＳｎＯ2にアルミナを混合したものである。８はコイル状のヒータ兼用電極で、１０はヒータ兼用電極８のコイルの中央部を貫通するようにした中心電極である。なお外層６は設けなくてもよい。
【００１７】
図２にガス検出装置の構造を示すと、１２は電源で、Ｒ１は抵抗、ＲLは負荷抵抗、Ｔｈはサーミスタである。２は前記のガスセンサで、１４はヒータ兼用電極８へのヒータ電流をオン／オフするためのスイッチ、１６は電極８，１０間に検出電圧ＶCを加えるためのスイッチである。２０はマイクロコンピュータで、２２は種々の定数やガス検出装置の使用経歴等を記憶するためのＥＥＰＲＯＭである。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３は３種類のＬＥＤで、ＬＥＤ１は電源表示用の緑のＬＥＤで、電源がオンし、ガス検出装置が正常動作している場合に、緑に点灯する。ＬＥＤ２はＣＯの発生報知用の黄色のＬＥＤで、ＣＯが発生すると黄色に点灯し、図示しないリセットスイッチ等でリセットするまで点灯したままに保たれる。ＬＥＤ３は可燃性ガスの発生報知用のＬＥＤで、例えば赤色ＬＥＤであり、可燃性ガスの発生により点灯し、図示しないリセットスイッチをオンするまで点灯したままに保たれる。ＢZは警報用のブザーで、ＣＯの発生時あるいはＨ2含有ガスや可燃性ガスの発生時に警報し、Ｖoutは外部出力用の端子である。
【００１８】
２４はマイクロコンピュータ２０のバスで、２６はヒータ制御部で、スイッチ１４を介してヒータ兼用電極８を所定のデューテイ比で電源１２に接続し、このデューテイ比を高低２種類に変更することにより、ヒータ電力を高低２段階に変更する。なおヒータ電力の変化パターンは、高低２種類の他に、高温側でのみ電力を加え、低温側での電力を０とするもの、あるいはサイン波やランプ波等のより複雑な波形に従ってヒータ電力を変化させるもの等でも良い。ＶC制御部２８はスイッチ１６を介して、検出電圧ＶCの印加を処理し、ここでは所定のサンプリングポイントでのみパルス的にスイッチ１６をオンして検出電圧を加える。３０はＡＤコンバータで、サーミスタＴｈからの信号やガスセンサ２からの信号をＡＤ変換する。３２は温度補正部で、ＥＥＰＲＯＭ２２に記憶したＣＯ，ＣＨ4，Ｈ2の３種類のガスに対する温度係数を用いて、これらの３種類のガスに対する補正係数を発生する。３４はタイマで、ガス検出装置の周期的動作を定め、例えばここでは１周期２０秒として、そのうち高温部を５秒、低温部を１５秒とする。
【００１９】
３６はモード別プログラム記憶部で、実施例のガス検出装置は、ＣＯ／ＣＨ4の検出と、ＣＯ／Ｈ2−ＣＨ4混合ガス（Ｈ2含有ガス）の検出、の２種類の用途に用いることができる。そしてこれらに伴って、Ｈ2の検出を行うか否かが異なるので、動作プログラムも異なることになる。そこで記憶部３６は、ＣＯとＣＨ4及びＨ2の３種類のガスを検出するプログラムを記憶し、このうちＨ2の検出に関する部分を読み飛ばす（低温部初期でのサンプリングとその信号の処理を省略）ことにより、ＣＯ／ＣＨ4の２種類のガスの検出を行えるようにしてある。３８は設定処理部で、図示しないディップスイッチやジャンパー線からの入力で、このモードがスタートし、設定時に求めた標準的信号を、ＥＥＰＲＯＭ２２にアラームレベルとして記憶させる。４０はＥＥＰＲＯＭ２２への読み書きを行うＥＥＰＲＯＭ制御部である。
【００２０】
４２はＣＯ検出部で、低温部の例えば終了直前の信号からＣＯを検出し、温度補正にはＥＥＰＲＯＭ２２に記憶したＣＯ用の温度補正係数を用い、４４はＣＨ4検出部で、例えば高温部の終了直前の信号からＣＨ4を検出し、温度補正は同様にＥＥＰＲＯＭ２２に記憶した補正係数を利用する。４６はＨ2検出部で、例えば低温部の初期の信号からＨ2を検出し、温度補正用の係数は同様にＥＥＰＲＯＭ２２に記憶してある。４８は外部出力部で、前記のＬＥＤ１〜ＬＥＤ３やブザーＢZ等を駆動する。
【００２１】
ＥＥＰＲＯＭ２２には様々なデータが記憶され、これらはＥＥＰＲＯＭ制御部４０を介して書き換えと読み出しとが可能である。使用時間積算部５０には、ガス検出装置の電源をオンして使用した時間の積算値が記憶され、アラーム経歴記憶部５２には、例えば直前１０回等の警報の内容、（ＣＯの検出か、可燃性ガスもしくはＨ2含有ガスの検出か）、が記憶され、換算率記憶部５４には例えば高温部でのＣＨ4の検出信号から、同じ濃度で低温部初期のＨ2含有ガスへの信号へ換算する換算率、あるいは逆に高温部でのＨ2含有ガスの信号を高温部でのＣＨ4への信号へ換算する換算率が記憶されている。この換算率は、可燃性ガスとＨ2含有ガスの２種類のガスで設定するのを、１種類のガスに簡単化するためのものである。温度係数記憶部５６はＣＯ，ＣＨ4，Ｈ2含有ガスの３種類のガスに対する温度係数を記憶し、サーミスタＴｈで求めた周囲温度から温度係数を求めて、これを温度補正部３２で補正係数として用いる。Ｈ2の温度係数とＨ2含有ガスの温度係数はほぼ等しい。５８はアラームレベル記憶部で、ＣＯ，ＣＨ4，Ｈ2含有ガスの３種類のガスに対するアラームレベル（警報を行うための標準信号）を記憶する。これらのアラームレベルは設定により記憶され、ＣＯとＣＨ4の２種類のガスのみを検出する場合、記憶するアラームレベルもその２種類となり、ＣＯとＨ2含有ガスの２種類のガスを検出する場合、ＣＯ，ＣＨ4，Ｈ2含有ガスの３種類へのアラームレベルが記憶される。６０はモード記憶部で、ガス検出装置の動作モードが、ＣＯ／ＣＨ4の検出と、ＣＯ／Ｈ2含有ガスの検出のいずれであるかを記憶する。
【００２２】
図３にガスセンサ２の動作波形を示す。ガスセンサ２は例えば１周期２０秒で動作し、そのうち５秒を高温部とし（最高温度５００℃弱）、１５秒を低温部とし（最低温度約８０℃）、ヒータ兼用電極８に加えるヒータ電力ＰHは、図３の1)のように方形波状に変化する。検出電圧ＶCは、図３の2)のように、ＣＯの検出ポイントと、ＣＨ4の検出ポイント、及びＨ2含有ガスの検出ポイント（低温部初期）、の３カ所で加える。センサの信号は、（検出電圧ＶCを連続的に加えているかのように示す）、は図３の3)のように変化し、これはＨ2含有ガス中での波形である。そして３つの検出ポイントでセンサ信号をサンプリングし、これらからＣＯとＣＨ4、及びＨ2含有ガスの３種類のガスを検出する。但しモード記憶部６０に記憶した動作モードが、ＣＯ／ＣＨ4の検出の場合、Ｈ2含有ガスの検出ポイントでは検出電圧を加えず、サンプリングはＣＯの信号とＣＨ4の信号の２種類のみとなる。
【００２３】
ガスセンサ２の温度変化パターンにおいて、高温部の温度は例えば４００〜５５０℃程度が好ましく、低温部の温度は室温〜１５０℃程度が好ましく、Ｈ2含有ガスの検出ポイントでの温度は例えば２００〜４００℃程度が好ましく、ＣＨ4検出ポイントでの温度より例えば３０℃以上低いことが好ましい。図３の場合、ＣＨ4の検出ポイントは、高温部の開始後例えば１秒以上経過した時点であれば良く、Ｈ2含有ガスの検出ポイントは、低温部の開始後０.５秒〜５秒経過した時点の信号が好ましく、特に０.５〜３秒経過した時点での信号が好ましく、ＣＯ検出用の信号は低温部で１０〜１５秒経過した時点での信号が好ましい。
【００２４】
図４にＣＯ，Ｈ2，ＣＨ4，Ｈ2＋ＣＨ4の１：１混合ガス中、でのセンサ抵抗の波形を示す。なおこの明細書で、ガス濃度の単位はvolppmであり、センサ抵抗の単位はｋΩで、０秒経過直後から５秒目までが高温部で、その後０秒までが低温部である。
【００２５】
図４から明らかなように、低温部ではＨ2に対する波形とＨ2とＣＨ4との混合ガスに対する波形はほぼ一致し、例えばＣＨ4が３０％以上含まれていれば、ＣＨ4含有量が変化しても同じ信号となる。このように低温部（ここでは６秒目）のＨ2含有ガスへの検出信号は、Ｈ2と可燃性ガスとの比が変化しても、信頼し得る信号で、低温部の初期でＨ2への選択性が高い。高温部では、Ｈ2 １００％の場合の信号と、Ｈ2とＣＨ4の混合ガスとの信号と、ＣＨ4のみの場合の信号とはそれぞれ異なり、これらの内でＣＨ4とＨ2の混合ガスの場合の信号と、ＣＨ4のみの場合の信号とが接近している。そこでＨ2とＣＨ4との混合ガスを用いれば、低温部の初期ではＨ2のみの場合の信号とＨ2とＣＨ4の混合ガスとの信号が一致し、高温部ではＨ2とＣＨ4との混合ガスの信号をＣＨ4のみの場合の信号へ換算できる。また 図には示さなかったが、ＣＯ−ＣＨ4の混合ガスでは、ＣＯのみの場合の波形とＣＨ4１００％の場合の波形とが、重ね合わさって発生するだけである。即ちＣＯとＣＨ4との間には、波形の干渉がほとんどない。
【００２６】
図４には示さなかったが、ＣＯとＣＨ4とＨ2の３種類を混合したガスでの波形では、高温部〜低温部の初期（低温部移行後２秒程度）の間では、Ｈ2とＣＨ4の混合ガスの波形と一致し、それ以降では同じ濃度のＣＯガスに対する波形よりもセンサ抵抗は小さくなる。
【００２７】
図５に、図４の５秒目（高温部の最終ポイント）と図４の６秒目（低温部１秒目）との間の、センサ信号の相関を示す。図での、ＣＨ4 ３０００ppm中の抵抗値は高温部の信号で、Ｈ2 ３０００ppm中の抵抗値が低温部初期の信号で、これらはほぼ直線上に乗っている。そこでこれらの間の換算係数を換算率記憶部５４に記憶させれば、高温部でのＣＨ4への標準信号から、低温部初期でのＨ2への標準信号を発生させ、あるいは高温部のＨ2含有ガスでの標準信号から、高温部でのＣＨ4への標準信号を発生させることができる。
【００２８】
モード記憶部６０に、ＣＯ／可燃性ガスの検出を行うのか、ＣＯ／Ｈ2含有ガス／ＣＨ4の検出を行うのかのモードを記憶させる。また換算率や温度係数等はＥＥＰＲＯＭ２２にガスセンサ２のロット単位で、もしくは複数ロットに渡って固定して、記憶させ、アラームレベルは設定時に求めたガス標準信号を記憶させる。
【００２９】
ＣＯとＣＨ4の２種類のガスを検出する場合、ＣＯとＣＨ4の混合ガスを用いてガス検出装置を設定し、低温部での信号からＣＯ検出用の標準信号を求め、高温部での信号からＣＨ4検出用の標準信号を求めてアラームレベル記憶部５８に記憶させればよい。一方ＣＯ／Ｈ2含有ガス／ＣＨ4の３種類のガスを検出する場合、ＶCを加えるポイントは図３のように、低温部の終了直前と高温部の終了直前並びに低温部初期の３ポイントとなり、設定には例えばＣＯとＣＨ4との混合ガス（例えばＣＯ３００ppm＋ＣＨ4 ３０００ppm）を用い、高温部でのＣＨ4への信号を換算率記憶部５４に記憶した換算率により、低温部初期でのＨ2へのアラームレベルに換算して、アラームレベル記憶部５８に記憶させる。あるいはこれに代えて、ＣＨ4とＨ2との混合ガスを用い、低温部初期での検出信号をＨ2含有ガスへの標準信号として記憶し、高温部でのＣＨ4への信号を高温部でのＨ2含有ガスへの検出信号から換算して求め、ＣＨ4へのアラームレベルとして記憶する。これとは別に、ＣＯ中でガスセンサ２を温度変化させ、低温部への信号からＣＯ検出用の標準信号を求めて記憶させる。このようにすれば１回、または２回の設定操作により３種類のガスへのアラームレベルを設定できる。なおＨ2含有ガスの検出のためにＣＨ4を検出するのは、Ｈ2含有ガス中のＣＨ4含有量が１００％の場合にも同様に検出させるためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例で用いたガスセンサを示す図
【図２】 実施例のガス検出装置のブロック図
【図３】 実施例のガス検出装置での、1)ヒータ電力ＰH、2)回路電圧ＶC、3)センサ出力ＶRSの波形を示す波形図
【図４】 実施例での，ＣＯ、Ｈ2、ＣＨ4、及びＨ2とＣＨ4の混合ガス中での、ガスセンサの抵抗値ＲSを示す図
【図５】 実施例での，高温部の最終ポイントでのＣＨ4３０００ppmへの抵抗値と、低温部初期でのＨ2３０００ppmへの抵抗値との相関を示す図
【符号の説明】
２ ガスセンサ
４ 内核
６ 外層
８ ヒータ兼用電極
１０ 中心電極
１２ 電源
１４，１６ スイッチ
２０ マイクロコンピュータ
２２ ＥＥＰＲＯＭ
２４ バス
２６ ヒータ制御部
２８ ＶC制御部
３０ ＡＤコンバータ
３２ 温度補正部
３４ タイマ
３６ モード別プログラム記憶部
３８ 設定処理部
４０ ＥＥＰＲＯＭ制御部
４２ ＣＯ検出部
４４ ＣＨ4検出部
４６ Ｈ2検出部
４８ 外部出力部
５０ 使用時間積算部
５２ アラーム経歴記憶部
５４ 換算率記憶部
５６ 温度係数記憶部
５８ アラームレベル記憶部
６０ モード記憶部
Ｔh サーミスタ

Claims (6)

1. コイル状のヒータ兼用電極の内部に中心電極を配設して、これらの電極を金属酸化物半導体で埋設したガスセンサを用い、前記ヒータ兼用電極へのヒータ電力を周期的に変化させて、ガスを検出する方法において、
   ヒータ電力の周期的変化に対応するガスセンサの温度パターンでの、高温部の信号から可燃性ガスを検出し、高温部からやや温度低下した時点での信号でＨ2含有ガスを検出し、低温部の信号からＣＯを検出し、
   かつ前記ガスセンサを既知濃度の可燃性ガスとＣＯの混合ガスにさらして前記の温度パターンを経験させ、高温部の信号を可燃性ガス検出用の標準として記憶し、低温部の信号をＣＯ検出用の標準として記憶し、高温部での可燃性ガス中での信号と、高温部からやや温度低下した時点でのＨ 2 含有ガス中での信号との相関により、高温部の信号を補正したものを、Ｈ 2 含有ガス検出用の標準として記憶して、前記の各標準を用いて、ＣＯと可燃性ガスとＨ 2 含有ガスとを検出することを特徴とする、ガス検出方法。
2. コイル状のヒータ兼用電極の内部に中心電極を配設して、これらの電極を金属酸化物半導体で埋設したガスセンサを用い、前記ヒータ兼用電極へのヒータ電力を周期的に変化させて、ガスを検出する方法において、
   ヒータ電力の周期的変化に対応するガスセンサの温度パターンでの、高温部の信号から可燃性ガスを検出し、高温部からやや温度低下した時点での信号でＨ2含有ガスを検出し、低温部の信号からＣＯを検出し、
   かつ前記ガスセンサを少なくとも可燃性ガスとＨ 2 の混合ガスにさらして前記の温度パターンを経験させ、高温部よりやや温度低下した時点での信号をＨ 2 含有ガスの検出用の標準として記憶し、高温部での信号を所定の割合で補正したものを、可燃性ガス検出用の標準として記憶し、
   さらに前記ガスセンサをＣＯにさらして前記の温度パターンを経験させ、低温部での信号をＣＯ検出用の標準として記憶し、
   前記の各標準を用いて、可燃性ガスとＨ 2 含有ガスとＣＯとを検出することを特徴とする、ガス検出方法。
3. コイル状のヒータ兼用電極の内部に中心電極を配設して、これらの電極を金属酸化物半導体で埋設したガスセンサを用い、前記ヒータ兼用電極へのヒータ電力を周期的に変化させて、ガスを検出する装置において、
   ヒータ電力の周期的変化に対応するガスセンサの温度パターンでの、高温部の信号から可燃性ガスを検出するための可燃性ガス検出手段と、高温部からやや温度低下した時点での信号でＨ2含有ガスを検出するためのＨ2含有ガス検出手段と、低温部の信号からＣＯを検出するためのＣＯ検出手段とを設け、
   かつ既知濃度の可燃性ガスとＣＯの混合ガス中での、高温部の信号を可燃性ガス検出用の標準として記憶するための手段と、低温部の信号をＣＯ検出用の標準として記憶するための手段と、高温部の信号のＨ 2 含有ガス中の信号への換算条件により、高温部の信号をＨ 2 含有ガス検出用の標準に換算するための手段と、前記Ｈ 2 含有ガス検出用の標準を記憶するための手段、とを設けたことを特徴とする、ガス検出装置。
4. コイル状のヒータ兼用電極の内部に中心電極を配設して、これらの電極を金属酸化物半導体で埋設したガスセンサを用い、前記ヒータ兼用電極へのヒータ電力を周期的に変化させて、ガスを検出する装置において、
   ヒータ電力の周期的変化に対応するガスセンサの温度パターンでの、高温部の信号から可燃性ガスを検出するための可燃性ガス検出手段と、高温部からやや温度低下した時点での信号でＨ2含有ガスを検出するためのＨ2含有ガス検出手段と、低温部の信号からＣＯを検出するためのＣＯ検出手段とを設け、
   かつ可燃性ガスとＨ 2 の混合ガス中での、高温部からやや温度低下した時点での信号を、Ｈ 2 含有ガス検出用の標準信号として記憶するための手段と、高温部での信号を所定の換算条件で換算したものを、可燃性ガス検出用の標準信号として記憶するための手段と、
   ＣＯ中での低温部の信号をＣＯ検出用の標準信号として記憶するための手段、とを設け たことを特徴とする、ガス検出装置。
5. 周囲温度を測定するための測温手段と、前記測温手段の信号を、ＣＯ、可燃性ガス、Ｈ2含有ガスへの３種の補正係数に換算するための換算手段とを設けたことを特徴とする、請求項３または４のガス検出装置。
6. ＣＯの検出信号でＣＯの発生を報知するための第１報知手段と、 可燃性ガスとＨ2含有ガスの発生とを区別せずに報知するための第２報知手段とを設けて、
   可燃性ガスの検出信号のみで前記第２報知手段を駆動するモードと、可燃性ガスの検出信号とＨ2含有ガスの検出信号のいずれかで前記第２報知手段を駆動するモードとを選択自在にしたことを特徴とする、請求項３または４のガス検出装置。

Images