JP4035099B2 - ガス検出方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸着燃焼式マイクロガスセンサを用いた湿度による誤判定を防ぐガス検出方法及びその装置に関する。

従来から、ガス検出装置は、金属酸化物半導体ガスセンサや接触燃焼式ガスセンサ等のガスセンサからの出力信号と、各種ガスの検出条件（波形パターン等）とを比較して、各種ガスの検出を行っている。

例えば、特許文献１に示すガス検出装置は、図１２に示すように、金属酸化物半導体を用いたガスセンサ２、そのヒータ４、ガス検出用の金属酸化物半導体６、負荷抵抗ＲＬ、ヒータ４の制御用スイッチングトランジスタＴ１、電池電源８、マイクロコンピュータ１０を備えて構成される。そして、マイクロコンピュータ１０は、Ａ／Ｄコンバータ１２、ヒータ４の制御回路１４、標準プロファイル１６と測定プロファイル１８用のメモリ等を含む。

当該ガス検出装置は、ガスセンサの温度を滑らかに変化させ、温度変化に対するセンサ信号のプロファイルを得る。得られたプロファイルを標準プロファイルと比較し、最小２乗法誤差により、最も近接した２枚の標準プロファイルを得て、内文法により、ガス種と濃度を決定する。標準プロファイルは、ユーザにより追加修正できるようにしている。ユーザによる校正が困難な場合は、ファジーなデータを標準プロファイルに割り当て、ファジーな学習を行う。

一方、本出願人は、特許文献２において、接触燃焼式ガスセンサに対して、所定の間隔で間欠的に駆動パルスを与え、測定開始以前のセンサ出力から得た基準データと、測定開始後のセンサ出力から得た実測データとの差分データを微分して有極性ガスの有無を検出する手法を開示する。
特開平５−３１２７４８号公報 特願２００３−３８５１２号

上記特許文献１は、温度や湿度等の環境変化による標準プロファイルの経時変動に対し、ユーザによる標準プロファイルの追加を認め、学習させる手法を開示する。しかしながら、環境変化に対し、ユーザが標準プロファイルを追加することは煩雑である。また、複数の標準プロファイルを記憶しておかなければならないため、記憶容量が大きいメモリが必要となる。

これに対し、上記特許文献２は、測定開始前にセンサ出力から得た基準データと、実測データとの差分データを判定データとして使用することにより、環境変化を学習させて予めメモリに登録しておく必要はない。しかしながら、基準データの取得時と実測データの取得時との短期間に環境変化が起きる場合もある。その場合、当該環境変化による判定データの波形パターンの変化により、誤検出する可能性がある。特に、湿度変動により、有極性ガス検出の場合と類似した波形パターンが現れる場合がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、吸着燃焼式マイクロガスセンサを用い、実測データから基準データを減算した判定データを基に有極性ガス検知を行う際に、湿度による誤判定を防止することができるガス検出方法及びその装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、有極性ガスの吸着により駆動パルスのパルスオン直後にピーク波形を出力し、その後低下し、所定のレベルで安定した波形をパルスオン期間終了まで出力する吸着燃焼式ガスセンサを用いて前記有極性ガスを検出するガス検出方法であって、測定開始以前に得られたセンサ出力に基づいて、検出すべきガスの影響のない、前記パルスオン期間のセンサ出力データである基準データを取込む基準データ取込工程と、測定開始以降のパルスオン期間に得られたセンサ出力を、実測データとして取込む実測データ取込工程と、前記実測データから前記基準データを減算して判定データを算出する判定データ算出工程と、前記パルスオン期間中の前記所定のレベルで安定した波形の出力部分に相当する、前記判定データ中の接触燃焼領域の電圧レベルを観測して、前記有極性ガスの検出か湿度変動かを判定する判定工程と、を含み、前記判定工程は、前記接触燃焼領域の電圧レベルが、所定の電圧レベルを超えた場合に、前記有極性ガスの検出と判定することを特徴としている。

請求項１記載の発明は、吸着燃焼式ガスセンサからのセンサ出力から基準データ、及び実測データを取り込み、基準データから実測データを減算した判定データの接触燃焼領域を観測する。接触燃焼領域の電圧レベルが、所定の電圧レベル（例えば、０．２Ｖ）を超えるとき、有極性ガスの検出と判定する。所定の電圧レベル（例えば、０．２Ｖ）以下のとき、基準データの取り込みと実測データの取り込みとの間の湿度変動と判定する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記判定データ算出工程により算出された判定データにフィルタリング処理を施し、ノイズを除去するフィルタリング工程、をさらに含み、前記判定工程は、前記フィルタリング工程によりフィルタリング処理された判定データ中の前記接触燃焼領域を観測することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、判定データの接触燃焼領域を観測する前に、フィルタリング処理する。フィルタリング処理は、例えば、前後の複数のデータを含めた平均値を算出する移動平均処理を行う。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記判定工程は、前記駆動パルスのパルスオン期間の終了点直前の電圧レベルを観測することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、判定データの接触燃焼領域を観測する際、パルスオン期間（例えば２００ｍｓ）の終了点直前（例えば１９０ｍｓ）を観測する。

請求項４記載の発明は、有極性ガスの吸着により駆動パルスのパルスオン直後にピーク波形を出力し、その後低下し、所定のレベルで安定した波形をパルスオン期間終了まで出力する吸着燃焼式ガスセンサ４０を用いて前記有極性ガスを検出するガス検出装置であって、測定開始以前に得られたセンサ出力に基づいて、検出すべきガスの影響のない、前記パルスオン期間のセンサ出力データである基準データを取込む基準データ生成手段３０，１３，１４，１２と、測定開始以降のパルスオン期間に得られたセンサ出力を、実測データとして取込む実測データ生成手段３０，１３，１４，１２と、前記実測データから前記基準データを減算して判定データを算出する判定データ算出手段１４と、前記パルスオン期間中の前記所定のレベルで安定した波形の出力部分に相当する、前記判定データ中の接触燃焼領域の電圧レベルを観測して、前記判定データ中の接触燃焼領域の電圧レベルを観測して、前記有極性ガスの検出か湿度変動かを判定する判定手段１５と、を含み、前記判定手段１５は、前記接触燃焼領域の電圧レベルが、所定の電圧レベルを超えた場合に、前記有極性ガスの検出と判定することを特徴としている。

請求項４記載の発明は、吸着燃焼式ガスセンサからのセンサ出力から基準データ、及び実測データを取り込み、基準データから実測データを減算した判定データの接触燃焼領域を観測する。接触燃焼領域の電圧レベルが、所定の電圧レベル（例えば、０．２Ｖ）を超えるとき、有極性ガスの検出と判定する。所定の電圧レベル（例えば、０．２Ｖ）以下のとき、基準データの取り込みと実測データの取り込みとの間の湿度変動と判定する。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記判定データ算出手段１４は、前記判定データにフィルタリング処理を施してノイズを除去し、前記判定手段１５は、前記判定データ算出手段１４によりフィルタリング処理された判定データ中の前記接触燃焼領域を観測することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、判定データの接触燃焼領域を観測する前に、フィルタリング処理する。フィルタリング処理は、例えば、前後の複数のデータを含めた平均値を算出する移動平均処理を行う。

請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、前記判定手段１５は、前記駆動パルスのパルスオン期間の終了点直前の電圧レベルを観測することを特徴としている。

請求項６記載の発明は、判定データの接触燃焼領域を観測する際、パルスオン期間（例えば２００ｍｓ）の終了点直前（例えば１９０ｍｓ）を観測する。

請求項１記載の発明によれば、実測データから基準データを減算することにより、駆動パルスのオン直後のガスの有無には関係ない急激なセンサ出力変化分が実測データから除去されて、ガスによる急激なセンサ出力変化分を示す判定データを算出することができるが、判定データにおいて、有極性ガスの検出波形と湿度変動により生じる波形とが類似していることから誤検出してしまう可能性がある。そこで、判定データの接触燃焼領域の電圧レベルを観察することにより、有極性ガスの検出か湿度変動かを判定することができ、誤検出を防止することができる。また、簡単な処理で判定することができ、予め湿度変動に対応したデータ群を蓄積しておく必要がない。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、判定データをフィルタリングした後に接触燃焼領域を観察することにより、突発的な外乱等によるノイズが除去され、より正確に有極性ガスの検出か湿度変動かを判定することができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、判定データのパルスオン期間の終了点直前の電圧レベルを観測することにより、接触燃焼領域の内、湿度変動により生じる波形が低下しきった時点で判定することができ、より正確に有極性ガスの検出か湿度変動かを判定することができる。

請求項４記載の発明によれば、実測データから基準データを減算することにより、駆動パルスのオン直後のガスの有無には関係ない急激なセンサ出力変化分が実測データから除去されて、ガスによる急激なセンサ出力変化分を示す判定データを算出することができるが、判定データにおいて、有極性ガスの検出波形と湿度変動により生じる波形とが類似していることから誤検出してしまう可能性がある。そこで、判定データの接触燃焼部の電圧レベルを観察することにより、有極性ガスの検出か湿度変動かを判定することができ、誤検出を防止することができる。また、簡単な処理で判定することができ、予め湿度変動に対応したデータ群を蓄積しておく必要がない。

請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明の効果に加えて、判定データをフィルタリングした後に接触燃焼領域を観察することにより、突発的な外乱等によるノイズが除去され、より正確に有極性ガスの検出か湿度変動かを判定することができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項４または５記載の発明の効果に加えて、判定データのパルスオン期間の終了点直前の電圧レベルを観測することにより、接触燃焼領域の内、湿度変動により生じる波形が低下しきった時点で判定することができ、より正確に有極性ガスの検出か湿度変動かを判定することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態におけるガス検出装置の基本構成を示すブロック図である。図１に示すように、当該ガス検出装置は、吸着燃焼式ガスセンサ４０、吸着燃焼式ガスセンサ４０とともにブリッジ回路を構成する抵抗Ｒ１，Ｒｖ，Ｒ２、コントローラ（ＭＰＵ）１０、駆動電源２０、前置増幅部（プリアンプ）３０、及び出力部５０を備える。

コントローラ１０は、センサ駆動制御部１１、記憶部１２、Ａ／Ｄ変換部１３、演算部１４及び接触燃焼領域判定部１５を含む。図示しないがコントローラ１０は、動作電源を生成するレギュレータ、システムクロックを生成するタイマ部等も有している。

センサ駆動制御部１１は、吸着燃焼式ガスセンサ４０に対して駆動電源２０を通電制御して、駆動パルスを所定周期で吸着燃焼式ガスセンサ４０に与える。駆動パルスは、例えば、１０ｓのパルスＯＦＦ期間と２００ｍｓの通電期間Ｄとから構成され、これが繰り返される。

記憶部１２は、フラッシュメモリ等のＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable ROM)や小型の磁気ディスク等により構成され、少なくとも有極性ガスの検出条件（波形パターン等）を記憶している。また、本実施形態におけるガス検出装置が無極性ガスの検出も行う場合、記憶部１２は、無極性ガスの検出条件（波形パターン等）も記憶する。これらの検出条件は、予め実験等により求められたものである。また、記憶部１２は、最初のセンサ出力を基本データとして一時記憶したり、各種ディジタル信号処理のワークエリアとしても利用される。

Ａ／Ｄ変換部１３は、前置増幅部３０により増幅されたセンサ出力をディジタル信号に変換し、演算部１４に出力する。Ａ／Ｄ変換部１３は、コントローラ１０の外部にコンパレータ等により構成してもよい。

演算部１４は、Ａ／Ｄ変換されたセンサ出力に対して、各種のディジタル信号処理を行う。また、ブリッジ回路の調整用抵抗Ｒｖの抵抗値を調整する。接触燃焼領域判定部１５は、演算部１４におけるフィルタリング処理によりノイズが除去されたセンサ出力の接触燃焼領域を観測し、単なる湿度変動ではなく、所定の有極性ガスが検出されたか否かを判断する。

駆動電源２０は、既成の電池等が用いられ、センサ駆動制御部１１にパルス生成用の電源を供給する。前置増幅部３０は、吸着燃焼式ガスセンサ４０からのセンサ出力を所定の利得で増幅し、コントローラ１０に出力する。

出力部５０は、接触燃焼領域判定部１５からのガス検出結果を受けてその旨を出力する。出力部５０は、例えば、ガス検出結果のひとつとして、有極性ガスの種類を直接表示出力するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）または有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ、及びその駆動回路であってもよいし、有極性ガスの種類を色分表示したり点滅するＬＥＤ（Light Emitting Diode）及びその駆動回路等であってもよい。また、ブザー等の可聴信号にてガス検出結果を報知するようにしてもよい。

吸着燃焼式ガスセンサ４０は、基本的に、感応素子部Ｒｓ及び補償素子部Ｒｒから構成されている。感応素子部Ｒｓは、（白金）Ｐｔヒータ４２及びＰｄ／Ａｌ₂Ｏ₃触媒層４３を含み、補償素子部Ｒｒは、（白金）Ｐｔヒータ４４及び（アルミナ）Ａｌ₂Ｏ₃層４５を含む。

図２は、本発明において用いられる吸着燃焼式ガスセンサの平面図、及びＡＡ´線断面図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、吸着燃焼式ガスセンサ４０は、（シリコン）Ｓｉウエハ４１の上に、（酸化）ＳｉＯ₂膜４８ｃ、（窒化）ＳｉＮ膜４８ｂ、及び（酸化ハフニウム）ＨｆＯ₂膜４８ａからなる絶縁薄膜が生膜され、その上に、感応素子部Ｒｓとして（白金）Ｐｔヒータ４２及びＰｄ／Ａｌ₂Ｏ₃触媒層４３、補償素子部Ｒｒとして（白金）Ｐｔヒータ４４及び（アルミナ）Ａｌ₂Ｏ₃層４５が形成されている。

また、異方性エッチングして凹部４６及び４７を形成して、それぞれ薄膜ダイヤフラムＤｓ及びＤｒを形成することにより、熱容量を小さくしている。このような構成にすることにより、高速反応可能でかつ測定精度が向上した吸着燃焼式ガスセンサが得られる。また、熱容量が小さくなるので、消費電力が低減される。

Ｐｔヒータ４２、４４は、固定抵抗Ｒ１、Ｒ２及び可変抵抗Ｒｖと共にブリッジ回路を構成している。そして、このブリッジ回路のＰｔヒータ４４及び固定抵抗Ｒ１の接続点、並びにＰｔヒータ４２及び固定抵抗Ｒ２の接続点には、コントローラ１０を介して駆動パルスが所定のインターバルで間欠的に供給される。また、Ｐｔヒータ４２及び４４の接続点の電圧が、センサ出力となる。

このような吸着燃焼式ガスセンサ４０を使用するに際しては、まず、検出動作開始前に、センサ出力が中間電位になるように可変抵抗Ｒｖを調整する。この状態において、ＣＯガス等が感応素子部Ｒｓに触れると触媒作用により、この素子の表面で酸化されて反応熱が発生する。この反応熱により、Ｐｔヒータ４２の抵抗値が上昇し、この抵抗値の上昇によりブリッジ回路の平衡が崩れ、上記センサ出力が生成される。この場合、Ｐｔヒータ４４は、周囲温度の変動によるＰｔヒータ４２の抵抗値の変動を相殺し、反応熱に起因するＰｔヒータ４２の抵抗値の変動成分のみを取り出せるように補償する。

以上に説明した吸着燃焼式ガスセンサは、シリコン基板上に薄膜ダイアフラムを形成した熱容量の小さいガスセンサである。このセンサの特性は、パルス駆動をした場合、イソブタン、メタン、水素、ＣＯ等の無極性または低有極性ガスに対しては従来の接触燃焼式ガスセンサと同様のセンサ出力を示すが、エタノール等の極性の大きいガスに対しては吸着作用があるため、パルスＯＮしてから数〜数十ｍｓにピークを持つ波形が得られるというものである。図３は、当該ガスセンサの無極性ガス及び有極性ガスに対する出力波形を示す図である。図３（Ｂ）に示すように有極性ガスのセンサ出力は、パルスオン期間中のガスの吸着燃焼に対応する波形領域である吸着燃焼領域に波形のピークが現れる。この点、湿度変動が生じた場合も、数〜数十ｍｓにピークを持つ波形が現れる。したがって、有極性ガスの有無に誤判定が生じる可能性がある。

以下、本発明の実施形態におけるガス検出装置の動作（ガス検出方法）について説明する。図４は、当該ガス検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。まず、センサ駆動制御部１１は、吸着燃焼式ガスセンサ４０を駆動させるためのパルス信号（ＯＮｔｉｍｅ：２００ｍｓｅｃ，ＯＦＦｔｉｍｅ：１０ｓｅｃ）を出力する。パルス信号は、１０．２ｓｅｃ間隔で常時出力される状態である。

吸着燃焼式ガスセンサ４０は、上記パルス信号が入力されると、最初のセンサ信号を出力し、前置増幅部３０は、当該センサ信号を増幅してコントローラ１０に出力する。コントローラ１０は、当該センサ信号を基準データ（基準波形）として、記憶部１２に一時記憶する（ステップＳ１）。図５は、基準波形を示す図である。０．０ｓ〜０．２ｓまでがパルスオン区間である。

コントローラ１０は、次に取り込むセンサ信号より測定を開始する。コントローラ１０の演算部１４は、取り込まれたセンサ信号と、記憶部１２に記憶されている基準データとの差分データを生成し、判定データとする（ステップＳ２）。図６は、判定データの生成過程を示す概略図である。図６に示すように判定データ（波形）は、ガスセンサ出力データ（波形）から基準データ（波形）を減算して求められる。ガスセンサ出力データから基準データを減算することにより、パルスオン直後のガスの有無には関係ない急激なセンサ出力変化分が除去されて、ガスによる急激なセンサ出力変化分を示す判定データを生成することができる。また、判定データのパルスオフ区間の電位は０Ｖ付近となる。

次に、演算部１４は、ノイズ除去のため、上記判定データをフィルタリング処理する（ステップＳ３）。フィルタリング処理は、移動平均手法を用いた。計算式を下記式（１）に示す。

ｙ［ｎ］＝１／２０・（ｘ［ｎ−１０］＋ｘ［ｎ−９］＋…＋ｘ［ｎ］＋ｘ［ｎ＋１］＋…＋ｘ［ｎ＋９］）…（１）
ここで、ｘ［ｎ］は、移動平均を行う前のデータ、ｙ［ｎ］は、移動平均を行った後のデータである。２０個のデータを加算し、それを２０で除算した平均値を出力したものであり、ローパスフィルタ処理である。

次に、接触燃焼領域判定部１５は、有極性ガスの有無を判定するため、フィルタリング処理された判定データの１９０ｍｓ地点を観測する（ステップＳ４）。観測の結果、下記式（２）に示すように、０．２Ｖを超える出力を観測した場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）、ガス有りと判断し、０．２Ｖ以下の出力を観測した場合（ステップＳ４／ＮＯ）、ガス無しと判断する。
Ｙ［１９０ｍｓ］＞０．２ ：ガス有り
Ｙ［１９０ｍｓ］≦０．２ ：ガス無し…（２）

ステップＳ４において、ガス有りと判定した場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）、その旨の警報が、ＬＣＤやＬＥＤ点滅等により出力部５０から出力される（ステップＳ５）。勿論、これにブザー音等の可聴信号を付加してもよいし、可聴信号のみで有極性ガスが検出された旨を出力するようにしてもよい。また、ガス無しと判定した場合（ステップＳ４／ＮＯ）、ステップＳ２に遷移し、センサ出力の観測を続ける（ステップＳ２〜Ｓ４）。

以下、本実施形態の具体例として、ガスセンサ出力データからエタノール検出か湿度変動かを判断する例を説明する。図７は、エタノール１０００ｐｐｍ時の出力特性を示す図である。図８は、相対湿度特性を示す図である。相対湿度とは、ある温度における湿り空気の容積単位の絶対湿度と同温度における飽和絶対湿度との比を、パーセンテージで表わしたものである。また、湿り空気の水蒸気圧と飽和水蒸気圧との比によっても、近似的に示すことができる。図８は、相対湿度３５．６％，４５．０％，５８．０％，及び６７．８％の場合のガスセンサ出力の波形を示している。相対湿度が高いほど、パルスオン直後に電圧が低下することが分かる。

演算部１４は、図７に示すガスセンサ出力（エタノール出力）から、エタノール測定前の図５に示した基準データを減算して判定データを生成する。図９は、エタノール出力の判定波形を示す図である。図１０は、湿度出力の判定波形を示す図である。図１０の例は、パルスオンによる最初のガスセンサ出力により取得した基準データが相対湿度６７．８％の状態のデータであり、次のガスセンサ出力を取得したときに、ガスは検出されていないが、相対湿度が３５．６％，４５．０％，または５８．０％に変動した場合の判定データを示している。

即ち、最初と２回目以降とのガスセンサ出力の間に湿度変動もガス検出もない場合、同じ波形を減算することになり、判定データは０Ｖ付近となる。したがって、誤判定が起きることはない。しかしながら、最初と２回目以降とのセンサ出力の間に湿度変動が起きた場合、これによりパルスオン直後の電圧低下の程度が異なることになり、特に湿度が低下した場合、有極性ガスを検出した場合と類似した波形パターンの判定データが算出されてしまう。

ここで図８を参照すると、湿度が異なる場合でもパルスオン期間の立ち上がり期間後は略同様の波形パターンを描く。したがって、最初と２回目以降とのガスセンサ出力の間に湿度変動が起きた場合でも、判定データの立ち上がり期間後の部分は、減算されて０Ｖ付近となる。一方、図９を参照するとエタノールを検出した場合、パルスオン期間中は電圧が０Ｖまで下がらない。

よって、接触燃焼領域判定部１５は、パルスオン期間の終了点間際の電圧を観測することにより、パルスオン期間の直後の電圧変動が、有極性ガスの検出か湿度変動かを判断することができる。図９と図１０とを比較すると、図１０では、接触燃焼領域に出力がでていないことが分かる。図１１は、湿度変動により算出された判定データ及び有極性ガスを検出した場合の判定データの概略図である。図１１（Ａ）は、湿度変動により算出された判定データ、図１１（Ｂ）は、有極性ガスを検出した場合の判定データを示している。前者の判定データには接触燃焼領域に出力がなく、後者の判定データには接触燃焼領域に出力がある。このように、湿度変動による波形の判別は、接触燃焼領域を観測することで、判別が可能であることが判明した。

なお、本発明の実施形態におけるガス検出装置により有極性ガスまたは無極性ガスを検出し、ガスの種類を特定する処理の詳細は、本出願人が先に出願した特願２００３−３８５１２号（上記特許文献２）に既に記載した。

なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示したものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

例えば、上記実施形態においては、上記各センサ出力のオン時間、オンオフ間隔等を上記実施形態に例示した値に限定するものではなく、各値は、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更することが可能である。

本発明の実施形態におけるガス検出装置の基本構成を示すブロック図である。 吸着燃焼式ガスセンサの平面図、及びＡＡ´線断面図である。 吸着燃焼式ガスセンサの無極性ガス及び有極性ガスに対する出力波形を示す図である。 本発明の実施形態におけるガス検出装置の動作（ガス検出方法）について説明するためのフローチャートである。 基準データを示す図である。 判定データの生成過程を示す概略図である。 エタノール１０００ｐｐｍ時の出力特性を示す図である。 相対湿度特性を示す図である。 エタノール出力の判定波形を示す図である。 湿度出力の判定波形を示す図である。 湿度変動により算出された判定データ及び有極性ガスを検出した場合の判定データの概略図である。 従来技術におけるガス検出システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ コントローラ（ＭＰＵ）
２０ 駆動電源
３０ 前置増幅部（プリアンプ）
４０ 吸着燃焼式センサ
４２，４４ Ｐｔヒータ
４３ Ｐｄ／Ａｌ₂Ｏ₃触媒層
４５ Ａｌ₂Ｏ₃層
５０ 出力部
Ｒｓ 感応素子部
Ｒｒ 補償素子部

Claims (6)

1. 有極性ガスの吸着により駆動パルスのパルスオン直後にピーク波形を出力し、その後低下し、所定のレベルで安定した波形をパルスオン期間終了まで出力する吸着燃焼式ガスセンサを用いて前記有極性ガスを検出するガス検出方法であって、
   測定開始以前に得られたセンサ出力に基づいて、検出すべきガスの影響のない、前記パルスオン期間のセンサ出力データである基準データを取込む基準データ取込工程と、
   測定開始以降のパルスオン期間に得られたセンサ出力を、実測データとして取込む実測データ取込工程と、
   前記実測データから前記基準データを減算して判定データを算出する判定データ算出工程と、
   前記パルスオン期間中の前記所定のレベルで安定した波形の出力部分に相当する、前記判定データ中の接触燃焼領域の電圧レベルを観測して、前記有極性ガスの検出か湿度変動かを判定する判定工程と、を含み、
   前記判定工程は、前記接触燃焼領域の電圧レベルが、所定の電圧レベルを超えた場合に、前記有極性ガスの検出と判定することを特徴とするガス検出方法。
2. 前記判定データ算出工程により算出された判定データにフィルタリング処理を施し、ノイズを除去するフィルタリング工程、をさらに含み、
   前記判定工程は、前記フィルタリング工程によりフィルタリング処理された判定データ中の前記接触燃焼領域を観測することを特徴とする請求項１記載の有極性ガス検出方法。
3. 前記判定工程は、前記駆動パルスのパルスオン期間の終了点直前の電圧レベルを観測することを特徴とする請求項１または２記載のガス検出方法。
4. 有極性ガスの吸着により駆動パルスのパルスオン直後にピーク波形を出力し、その後低下し、所定のレベルで安定した波形をパルスオン期間終了まで出力する吸着燃焼式ガスセンサを用いて前記有極性ガスを検出するガス検出装置であって、
   測定開始以前に得られたセンサ出力に基づいて、検出すべきガスの影響のない、前記パルスオン期間のセンサ出力データである基準データを取込む基準データ生成手段と、
   測定開始以降のパルスオン期間に得られたセンサ出力を、実測データとして取込む実測データ生成手段と、
   前記実測データから前記基準データを減算して判定データを算出する判定データ算出手段と、
   前記パルスオン期間中の前記所定のレベルで安定した波形の出力部分に相当する、前記判定データ中の接触燃焼領域の電圧レベルを観測して、前記判定データ中の接触燃焼領域の電圧レベルを観測して、前記有極性ガスの検出か湿度変動かを判定する判定手段と、を含み、
   前記判定手段は、前記接触燃焼領域の電圧レベルが、所定の電圧レベルを超えた場合に、前記有極性ガスの検出と判定することを特徴とするガス検出装置。
5. 前記判定データ算出手段は、前記判定データにフィルタリング処理を施してノイズを除去し、
   前記判定手段は、前記判定データ算出手段によりフィルタリング処理された判定データ中の前記接触燃焼領域を観測することを特徴とする請求項４記載の有極性ガス検出装置。
6. 前記判定手段は、前記駆動パルスのパルスオン期間の終了点直前の電圧レベルを観測することを特徴とする請求項４または５記載のガス検出装置。

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