JP3724632B2 - 濃度測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサーを使用して成分濃度を測定する装置、より詳細にはセンサーの寿命判定技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ガスセンサーや電気化学式センサーを用いたガス検出装置は、センサーの検出感度やスパン特性等の初期特性、経時特性の個体差が大きいため、センサーと信号処理回路の間に可変抵抗器により増幅度を調整できる増幅器を接続し、スパン特性とゲイン特性を調整することによりこれらの特性のばらつきを補正できるように構成されている。
このような調整は、ガス検出装置に内蔵されたり、また外部接続された表示器の出力を確認しながら、スパン調整用の可変抵抗器を全体調整範囲の約１／３の領域に調整し、ついでゲイン調整用の可変抵抗器により出力が既定値となるように調整することが行われている。
このような作業は、熟練を要するため、専門の技術者を必要とし、メンテナンスに費用を要するという問題がある。
このようなメンテナンス作業を軽減するため、特開平11-23512号公報にみられるように、当該センサーの感度等に関するデータを格納した記憶手段をセンサーに付帯させ、センサーが装着された段階で記憶手段のデータを読出して校正動作を行う制御手段を備えたガス濃度測定装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、センサーの寿命等の判断は、スパン調整時の可変抵抗の回動量が既定値を超えたか、否かにたよるため、寿命の判定が不正確で、センサーを有効に利用することが困難であるという不都合がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、センサーの寿命を客観的に判定し、もってセンサーを寿命の限界まで使用することができるガス濃度測定装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、センサーと、該センサーの経時特性データを格納した記憶手段とを備え、前記センサーの出力信号を電圧信号に変換して出力し、また前記経時特性データの読出しを可能に構成されたセンサーユニットと、前記センサーユニットが装着された時点から計時動作を実行する計時手段と、クリーンエア時の前記電圧信号を既定値に維持する初期出力調整手段と、前記初期出力調整手段から出力された信号を前記記憶手段の経時特性データと前記計時手段の計時データとに基づいて規定のスパン値となるようにスパン係数を変化させて調整するとともに、調整後のスパン係数を表示手段に表示させる手段を備え、スパン係数の変化に基づいてセンサーの寿命を判定する。
【０００５】
【発明の実施の態様】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
本発明のガス濃度測定装置の一実施例を、外装ケースを外して示すものであって、ケース本体１にポンプユニット、センサーユニット２、回路基板３を収容し、この回路基板３に表示手段４や外部操作可能な操作ボタン５、６を配置して構成されている。
【０００６】
センサーユニット２は、図２（イ）、（ロ）に示したようにこの実施例では電気化学式ガスセンサー７をケース８の一端側に収容し、また当該センサー７の使用開始からの時間と検出感度に関するデータ、つまりスパン補正データを格納したメモリ９、可変抵抗器やゲイン調整機能を備えた増幅素子等からなる出力調整手段１０、インタフェース手段１１を実装した回路基板１２を収容し、後端側に外部装置と接続する接続ピン１３を設けて構成されている。出力調整手段１０は、仕向先等に応じて出力電圧や電流を規定の範囲に収まるように粗調整手段として機能する。
【０００７】
図３は、本発明の一実施例を示すものであって、センサーユニット２からのセンサー出力は、初期出力調整手段２０を介してマイクロコンピュータ２１のアナログ端子に２１に入力し、またメモリ９のデータはインタフェース手段１１を介してマイクロコンピュータ２１に入力している。
【０００８】
マイクロコンピュータ２１は、センサーユニット２が装着された時点で計時を開始し、またセンサーユニット２が外された時点でリセットする計時機能と、基準状態、例えばクリーンエアに晒されている状態で、センサーユニット２からの出力が規定の値、例えば２０００となるように初期出力調整手段２０の帰還抵抗を構成する電子抵抗２２の値を電子的に変化させ、以後、センサーユニット２が外されるまでこの設定値を維持する機能、外部スイッチ５、６が操作された時点で計時データとセンサーユニット２のスパン補正データに基づいてスパン係数を調整する機能、及び外部スイッチ５からの指令によりスパン係数を表示器に出力する機能をソフトウエア的に実現している。
【０００９】
この実施例において、工場出荷されたセンサーユニット２が測定装置に装着されると、マイクロコンピュータ２１は、この基準状態でインターフェイス手段１１を介してセンサーユニット２のメモリ９のデータを読出し、これに格納されているデータに基づいて初期出力調整手段２０の電子抵抗２２を、センサー出力が規定の値、例えば２０００となるように調整し、その設定値をマイクロコンピュータ２１のスパン調整機能の初期係数として記憶する。
これにより、センサー７の個体差に関わり無く、被測定ガスの濃度を当該測定装置で使用することが可能となり、検出したガスの濃度を表示器４に出力して表示したり、また外部装置に検出信号として出力することができる。
【００１０】
定期検査等によりセンサーユニット２を校正することが必要であると判断した場合には、外部スイッチ５、６を操作すると、マイクロコンピュータ２１は、センサーユニット２のメモリ９に格納されている経時変化特性データと計時データとに基づいてスパン係数を調整する。これにより、センサー７の感度低下等の経時変化に関わり無く、ガス濃度を正確に測定することができる。
また、外部スイッチ５、６を操作すると、マイクロコンピュータ２１は、新しく設定されたスパン係数の値、またはセンサーユニット２が装着された時点のスパン係数との比率を表示器４に出力する。
【００１１】
調整後のスパン係数の値や、比率が規定値よりも大きく変化した場合には、センサー７の寿命が到来したと判断して新しいセンサーユニット２に交換する。
【００１２】
このように、センサーユニット２が装着された時点でだけ、初期出力調整手段２０の電子抵抗２２によりスパンを調整し、以後はマイクロコンピュータ２１の演算機能によりスパンを調整することにより、センサーユニット２の初期特性の如何に関わりなく、センサー７の寿命を正確、かつ客観的に判定でき、早期に過ぎる交換を防止してセンサーユニット２を有効に利用することができる。
【００１３】
センサー７の寿命が到来したことが判明し、センサーユニット２が交換されると、経時データがリセットされ、前述の工程を繰返すことにより交換後のセンサーユニットによる測定が可能となる。
【００１４】
なお、上述の実施例においては、電気化学式センサーに例を採ってガスの濃度を測定する場合について説明したが、検出感度が経時的に変化して初期感度から規定の値まで低下した段階で寿命となる形式のセンサーを使用した測定装置に適用できることは明らかである。
【００１５】
また、上述の実施例においては、表示器に表示された値に基づいて寿命を判定しているが、寿命であると判定する値を設定しておき、マイクロコンピュータ２１に寿命を判定させ、警報を発するようにすることもできる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示されたスパン係数の変化に基づいてセンサーの寿命を客観的に判定することができ、センサーを有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス濃度測定装置の一実施例を示す図である。
【図２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上測定装置に使用するセンサーユニットの一実施例を示す斜視図と断面図である。
【図３】本発明のガス濃度測定装置の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ センサーユニット
３ 回路基板
４ 表示手段
５、６ 操作ボタン
７ センサー
９ メモリ
１０ ゲイン調整手段
１１ インタフェース手段
１２ 回路基板
１３ 接続ピン
２０ 初期出力調整手段
２１ マイクロコンピュータ
２２ 電子抵抗
３０ 調整ユニット

Claims (1)

1. センサーと、該センサーの経時特性データを格納した記憶手段とを備え、前記センサーの出力信号を電圧信号に変換して出力し、また前記経時特性データの読出しを可能に構成されたセンサーユニットと、前記センサーユニットが装着された時点から計時動作を実行する計時手段と、クリーンエア時の前記電圧信号を既定値に維持する初期出力調整手段と、前記初期出力調整手段から出力された信号を前記記憶手段の経時特性データと前記計時手段の計時データとに基づいて規定のスパン値となるようにスパン係数を変化させて調整するとともに、調整後のスパン係数を表示手段に表示させる手段を備えた濃度測定装置。

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