JP4134228B2 - 電気化学ガスセンサを用いた自己診断付きガス検出装置 - Google Patents
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Description
前記増幅回路が前記ガスセンサの出力を増幅しない状態で、前記ガスセンサに前記テスト信号を加えるためのテスト信号印加手段と、
前記テスト信号の終了時に前記増幅回路を前記ガスセンサの出力を増幅する状態にすると共に、この時点から所定の時間内に、前記増幅回路の出力をサンプリングするためのサンプリング手段と、
サンプリング手段の出力から、前記ガスセンサの自己診断を行うための自己診断手段、とを設けたことを特徴とする。
特に好ましくは、テスト信号印加手段は、該他方の電極からガスセンサにテスト信号を加える。
特に好ましくは、テスト信号印加手段は、該他方の電極からガスセンサにテスト信号を加えると、簡単に小さなテスト信号をガスセンサに加えて、電解質や電極の劣化、ヒステリシスなどを防止できる。
(1) 電気化学ガスセンサの状態を、正常/ショート/断線や触媒劣化などの異常とに識別できる。
(2) 自己診断に加えるテスト信号は1mV×10秒と極く小さく、自己診断に要する時間は1分以内で、ヒステリシスも残らず、かつ固定抵抗R9で簡単にテスト電圧を作り出すことができる。テスト信号をさらに小さくもしくは短くすると、自己診断に要する時間をさらに短くできる。
(3) 電気化学ガスセンサでの通常の増幅回路を用いて、テスト信号の印加回路を追加するだけでよいので、自己診断のために、ガスセンサを特殊な増幅回路に組み込む必要がない。
図8,図9に最適実施例を示し、特に指摘した点以外は図1〜図7の実施例と同様で、同じ符号は同じものを示す。演算増幅器IC3はガスセンサ2の対極を例えば1.5〜2V程度の定電位に保ち、トランジスタTr1を介さない電源Vcc1により動作し、C7はコンデンサである。32はFETスイッチで、ソースS2とゲートGとの電位差が0付近では、ソースS2とドレインD間の抵抗は50Ω程度、1.5V以上ではMΩ台の抵抗となる。FETスイッチ32は、検出回路の電源をオンすると開き、電源をオフすると閉じて、放置時のガスセンサ2の分極を防止する。演算増幅器IC2はトランジスタTr1を経由する電源Vcc2に接続され、図2の演算増幅器IC2は設けなかった。
10,12 多孔質導電性膜 14 対極板 16 検知極板
20 電源 22 マイクロコンピュータ 24 自己診断部
26 ガス検出部 28 入出力 30 ツェナーダイオード
32,33 FETスイッチ Tr1,Tr2 トランジスタ
R1〜R12 抵抗 C1〜C7 コンデンサ
VR1,VR2 可変抵抗 IC1〜IC3 演算増幅器
Vcc 増幅回路電源 A 接地
P1,P2 制御信号 P3 出力
Claims (6)
- 固体または液体の電解質に少なくとも検知極と対極とを接続した、電気化学ガスセンサの出力を、増幅回路で増幅してガスを検出すると共に、電気的なテスト信号を加えた際の、前記ガスセンサの出力応答から前記ガスセンサを自己診断するようにした装置において、
前記増幅回路が前記ガスセンサの出力を増幅しない状態で、前記ガスセンサに前記テスト信号を加えるためのテスト信号印加手段と、
前記テスト信号の終了時に前記増幅回路を前記ガスセンサの出力を増幅する状態にすると共に、この時点から所定の時間内に、前記増幅回路の出力をサンプリングするためのサンプリング手段と、
サンプリング手段の出力から、前記ガスセンサの自己診断を行うための自己診断手段、とを設けたことを特徴とするガス検出装置。 - 自己診断手段は、サンプリング手段の出力が、清浄空気中での出力とは異なる所定範囲内にある際に前記ガスセンサを正常とし、サンプリング手段の出力が、清浄空気中での出力付近の第2の所定範囲内にある際と、前記増幅回路の出力レンジの両端付近にある際とに、前記ガスセンサを異常とする、ことを特徴とする請求項1のガス検出装置。
- 前記ガスセンサと並列に抵抗を接続したことを特徴とする、請求項1のガス検出装置。
- ガス検出装置の電源によりガスセンサの検知極及び対極の一方の電極を定電位に保ち、ガスセンサの他方の電極を前記増幅回路中の演算増幅器の入力側に接続し、ソースの電位とゲートの電位との電圧が所定値以上であることによりオープンするFETスイッチの、ソースとドレインを前記ガスセンサと並列に配置し、前記電源がオンでFETスイッチのソースとゲート間の電圧が所定値以上、電源がオフで所定値未満となるように、ゲートを配置したことを特徴とする、請求項2のガス検出装置。
- 前記他方の電極と演算増幅器の入力との間に、テスト信号を加える間オープンするスイッチを設けたことを特徴とする、請求項4のガス検出装置。
- テスト信号印加手段は、該他方の電極からガスセンサにテスト信号を加えるようにしたことを特徴とする、請求項4のガス検出装置。
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