JP4873420B2

JP4873420B2 - ガス濃度検出装置及びガス濃度検出方法

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Publication number: JP4873420B2
Application number: JP2007210852A
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Inventors: 英行冨浦
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Description

本発明は、電気化学式ガスセンサを用いて雰囲気中のガス濃度を検出するガス濃度検出装置及びガス濃度検出方法に関する。

従来より、雰囲気中のガス濃度を検出するガスセンサとして、接触燃焼式、電気化学式、半導体式等が用いられている。そして、例えば燃焼器具においては、燃焼状態を精度良く検出するために、燃焼排ガス中の一酸化炭素を低濃度から検出することが要求され、このように低濃度のガスを検出する用途には電気化学式ガスセンサが向いている。

しかし、電気化学式ガスセンサは、電極の消耗、電極への反応生成物の付着、開口部に設けられるガス透過膜の劣化等により、経時的に感度が次第に低下するという性質を有している。そのため、電気化学式センサを燃焼器具等に採用した場合、使用期間の経過に伴なって一酸化炭素の検出精度が低下するといる不都合がある。

そこで、電気化学式センサの経時的な感度の低下に対処するために、電気化学式ガスセンサの出力を校正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、電気化学式ガスセンサの検知電極と対向電極間に電圧を印加して、電解液の電気分解により水素を検知電極に発生させ、そのときのセンサの出力と予め設定した基準の出力との比を補正値として、センサの出力を校正する方法が記載されている。

しかし、特許文献１に記載された方法による場合には、電気分解による電解液中の水分の消費を抑えるために校正回数が制限されるという不都合があった。また、発生する水素と酸素による電化学式センサの破損を防止する観点から、水素を発生させる時間が短時間に制限されるため、校正の精度を確保することが難しいという不都合があった。
特開平１０−３１１８１５号公報

本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、電気化学式センサの出力を校正回数の制限を受けずに精度良く校正して、雰囲気中のガス濃度を検出することができるガス濃度検出装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、第１の開口により雰囲気と連通した第１の筐体内に、対向電極と、電解液保持層と、検知電極とを順に積層した第１の積層構成を収容した第１の電気化学式ガスセンサと、前記第１の開口よりも開口面積が大きい第２の開口により雰囲気と連通した第２の筐体内に、前記第１の積層構成と同一構成の第２の積層構成を収容して、前記第１の電気化学式ガスセンサに近接して配置された第２の電気化学式ガスセンサと、該２個の電気化学式ガスセンサの一方の出力を、該２個の電気化学式ガスセンサの出力の相違に基づいて校正する校正手段と、該校正手段により校正された出力に基づいて、雰囲気中のガス濃度を算出するガス濃度算出手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記第１の電気化学式ガスセンサの前記第１の開口よりも、前記第２の電気化学式ガスセンサの前記第２の開口の方が、開口面積が大きくなっている。そして、この開口面積の違いにより、前記第１の電気化学式ガスセンサにおける前記第１の開口を介した前記検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さと、前記第２の電気化学式ガスセンサにおける前記第２の開口を介した前記検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さが、相違するものとなっている。
このように、本発明では、雰囲気に対する開口部から前記検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さが相違する２個の電気化学式ガスセンサが近接して配置される。そして、雰囲気に対する開口部から前記検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さが相違する２個のガスセンサを近接して配置した場合、雰囲気中の各種のガスや汚染物質が電気化学式ガスセンサの開口部から電気化学式ガスセンサの内部に浸透して、電気化学式ガスセンサの劣化が進行する度合いは、開口部から前記検知電極への雰囲気ガスの流通がし易い方が大きくなる。そのため、電気化学式ガスセンサの劣化が進行して経時的に感度が低下する度合いは、開口部から前記検知電極への雰囲気ガスの流通がし易い方が大きくなり、２個の電気化学式ガスセンサの経時的な感度の低下度合いは相違する。そして、この感度の低下度合いの相違は、２個の電気化学式ガスセンサの使用期間が長くなるに従って拡大する。

そこで、２個の電気化学式ガスセンサの出力の相違から、２個の電気化学式ガスセンサの感度低下の進行状況を認識することができ、前記校正手段は、前記２個の電気化学式ガスセンサの出力の相違に基づいて、一方の電気化学式センサの出力を校正することができる。そして、前記ガス濃度算出手段は、前記校正手段により校正された出力に基づいて、雰囲気中のガス濃度を精度良く算出することができる。

また、前記校正手段は、前記２個の電気化学式ガスセンサの出力の比に基づいて補正係数を決定し、前記２個の電気化学式ガスセンサの一方の出力に前記補正係数を乗じて、該一方の出力を校正することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記２個の電気化学式ガスセンサの出力比は、前記２個の電気化学式ガスセンサの感度の低下度合いの相違を反映したものとなる。そこで、前記校正手段は、前記２個の電気化学式ガスセンサの出力の比に基づく前記補正係数を決定し、前記２個の電気化学式ガスセンサの一方の出力に前記補正係数を乗じることにより、該出力を校正することができる。

また、前記２個の電気化学式ガスセンサの出力の差又は該出力の比が所定レベルを超えたときに、前記電気化学式ガスセンサの劣化を報知する劣化報知手段を備えたことを特徴とする。

かかる本発明において、前記２個の電気化学式ガスセンサの出力の差又は該出力の比が所定値を超えたときには、各電気化学式ガスセンサの感度の低下がかなり進行して、正常なガス濃度の検出ができない状況に近付いていると判断することができる。そこで、この場合に前記劣化報知手段により報知を行うことにより、正常なガス濃度の検出ができない状況となる前に、使用者に電気化学式ガスセンサの交換を促すことができる。

また、前記２個の電気化学式ガスセンサのうちのいずれか一方の出力と雰囲気中のガス濃度との対応関係の初期値を示すセンサ感度データを保持したメモリを備え、前記校正手段は、該センサ感度データが保持された方の前記電気化学式ガスセンサの出力を校正し、前記ガス濃度算出手段は、前記校正手段により校正された出力を、前記センサ感度データに適用することによって、雰囲気中のガス濃度を算出することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記センサ感度データが保持された方の前記電気化学式ガスセンサについて、前記校正手段による出力の校正を行い、前記ガス濃度算出手段により、該校正した出力を前記センサ感度データに適用することで、雰囲気中のガス濃度を容易に算出することができる。

また、前記２個の電気化学式ガスセンサの仕様は、前記第１の開口と前記第２の開口の開口面積が相違する点を除いて、同一であることを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記２個の電気化学式ガスセンサを、前記第１の開口と前記第２の開口の開口面積のみが相違して他の仕様は同一である構成とすることにより、検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さの違い以外の要素によって、前記２個の電気化学式センサの劣化度合いの相違が生じることを抑制することができる。そのため、前記校正手段による前記２個の電気化学ガスセンサの出力の相違に基づく校正の精度を高めることができる。

次に、本発明のガス濃度検出方法は、第１の開口により雰囲気と連通した第１の筐体内に、対向電極と、電解液保持層と、検知電極とを順に積層した第１の積層構成を収容した第１の電気化学式ガスセンサと、前記第１の開口よりも開口面積が大きい第２の開口により雰囲気と連通した第２の筐体内に、前記第１の積層構成と同一構成の第２の積層構成を収容した第２の電気化学式センサとを、近接して配置し、該２個の電気化学式ガスセンサの一方の出力を、該２個の電気化学式ガスセンサの出力の相違に基づいて校正する校正ステップと、該校正ステップにより校正された出力に基づいて、雰囲気中のガス濃度を算出するガス濃度算出ステップとを含むことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記第１の電気化学式ガスセンサの前記第１の開口よりも、前記第２の電気化学式ガスセンサの前記第２の開口の方が、開口面積が大きくなっている。そして、この開口面積の違いにより、前記第１の電気化学式ガスセンサにおける前記第１の開口を介した前記検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さと、前記第２の電気化学式ガスセンサにおける前記第２の開口を介した前記検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さが、相違するものとなっている。
このように、本発明では、雰囲気に対する開口部から前記検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さが相違する２個の電気化学式ガスセンサが近接して配置される。そして、雰囲気に対する開口部から前記検知電極への雰囲気ガスの流通のし易さが相違する２個のガスセンサを近接して配置した場合、雰囲気中の各種のガスや汚染物質が電気化学式ガスセンサの開口部からガスセンサの内部に浸透して、電気化学式ガスセンサの劣化が進行する度合いは、検知電極の開口部から該検知電極への雰囲気ガスの流通がし易い方が大きくなる。そのため、電気化学式ガスセンサの劣化が進行して経時的に感度が低下する度合いは、開口部から前記検知電極への雰囲気ガスの流通がし易い方が大きくなり、２個の電気化学式ガスセンサの経時的な感度の低下度合いは相違する。そして、この感度の低下度合いの相違は、２個の電気化学式ガスセンサの使用期間が長くなるに従って拡大する。

そこで、２個の電気化学式ガスセンサの出力の相違から、２個の電気化学式ガスセンサの感度低下の進行状況を認識することができ、前記校正ステップにより、前記２個の電気化学式ガスセンサの出力の相違に基づいて、一方の電気化学式センサの出力を校正することができる。そして、前記ガス濃度算出ステップにより、前記校正手段により校正された出力に基づいて、雰囲気中のガス濃度を精度良く算出することができる。

本発明の実施の形態について、図１から図４を参照して説明する。図１は本実施の形態における本発明のガス濃度検出装置の全体構成図であり、本実施の形態のガス濃度検出装置は、例えば不完全燃焼を検知するために燃焼装置に設けられて、一酸化炭素の濃度を検出するものである。

ガス濃度検出装置は、２個の電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂ、センサインターフェース回路３０ａ，３０ｂ、及びマイクロコンピュータ５０を用いて構成される。電気化学式ガスセンサ１０ａ（本発明の第１の電気化学式ガスセンサに相当する）は、上面に開口１２ａ（本発明の第１の開口に相当する）が形成されたホルダ２１ａ（本発明の第１の筐体に相当する）内に、プレフィルター１１ａ、チャコールフィルター１３ａ、ＰＴＦＥシート１４ａ、検知電極１５ａ、対向電極１６ａ、電解液保持層を兼ねたセパレータ１７ａ、参照電極１８ａ、及び導液シート１９ａを積層して構成されている。なお、この構成は、本発明の第１の積層構成を含んでいる。

また、電化学式ガスセンサ１０ａの底部には、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）水溶液等の電解液２０ａが溜められており、導液シート１９ａの両端が電解液２０ａに浸されている。そして、導液シート１９ａにより吸い上げられた電解液２０ａが、セパレータ１７ａに供給される。

電気化学式ガスセンサ１０ｂ（本発明の第２の電気化学式ガスセンサに相当する）は、開口１２ｂ（本発明の第２の開口に相当する）の径が異なる点を除いて、電気化学式ガスセンサ１０ａと同一の仕様として構成されている。電気化学式ガスセンサ１０ｂは、上面に開口１２ｂが形成されたホルダ２１ｂ（本発明の第２の筐体に相当する）内に、プレフィルター１１ｂ、チャコールフィルター１３ｂ、ＰＴＦＥシート１４ｂ、検知電極１５ｂ、対向電極１６ｂ、電解保持層を兼ねたセパレータ１７ｂ、参照電極１８ｂ、及び導液シート１９ｂを積層して構成されている。なお、この構成は、本発明の第２の積層構成を含んでいる。そして、電気化学式ガスセンサ１０ｂの底部には電解液２０ｂが溜められており、導液シート１９ｂにより吸い上げられた電解液２０ｂが、セパレータ１７ｂに供給される。

電気化学式ガスセンサ１０ａの検知電極１５ａの電位は、センサインターフェース回路３０ａにより一定に保たれる。そして、電気化学式ガスセンサ１０ａが置かれた雰囲気中の一酸化炭素（ＣＯ）は、開口１２ａを通過してチャコールフィルタ１３ｂで雑ガスが除去された後に、ＰＴＦＥシート１４ａを拡散して検知電極１５ａに到達する。

これにより、検知電極１５ａにおいては以下の式（１）による酸化反応が生じる。また、対向電極１６ａにおいては、セパレータ１７ａを透過した酸素（Ｏ₂）について、以下の式（２）による還元反応が生じる。なお、全反応は以下の式（３）で表される。

ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ → ＣＯ₂ ＋２Ｈ＋２ｅ^- ・・・・・（１）
1/2Ｏ₂ ＋２Ｈ⁺ ＋２ｅ^- → Ｈ₂Ｏ・・・・・（２）
ＣＯ＋ 1/2Ｏ₂ → ＣＯ₂ ・・・・・（３）
このとき、検知電極１５ａと対向電極１６ａとの間に流れる反応電流ｉは、雰囲気中の一酸化炭素濃度に比例する。

そこで、反応電流ｉをセンサインターフェース回路３０ａを介してマイクロコンピュータ５０に取り込み、反応電流ｉのレベルを検知することで、雰囲気中の一酸化炭素の濃度を検出することができる。なお、電気化学式ガスセンサ１０ｂの動作は電気化学式ガスセンサ１０ａと同様なので、説明を省略する。

次に、電気化学式ガスセンサ１０ａの使用期間が長くなるに従って、電気化学式ガスセンサ１０ａを構成している部材や電気的な導通状態の経時的な劣化、及び一酸化炭素が拡散・浸透するＰＴＦＣシート１４ａ，セパレータ１７ａの汚れ等の要因により、電気化学式ガスセンサ１０ａの感度が低下する。電気化学式ガスセンサ１０ｂについても同様である。そこで、マイクロコンピュータ５０は、このような電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの感度の低下により、一酸化炭素濃度の検出精度が悪化することを防止する処理を行う。以下、かかる処理について説明する。

図１を参照して、マイクロコンピュータ５０は、メモリ５２を内蔵し、メモリ５２に保持された一酸化炭素濃度の検出用プログラムを実行することにより、電気化学式ガスセンサ１０ａの出力Ｉaを、電気化学式ガスセンサ１０ａの出力Ｉaと電気化学式ガスセンサ１０ｂの出力Ｉbの相違に基づいて校正する校正手段５１、メモリ５２に保持された電気化学式ガスセンサ１０ａの初期（使用開始時）における出力Ｉaと一酸化炭素濃度との関係を示すセンサ感度データ５３に、校正された電気化学式ガスセンサ１０ａの出力Ｉcを適用して、雰囲気中の一酸化炭素の濃度を算出するガス濃度算出手段５４、及び電気化学式ガスセンサ１０ａの出力Ｉaと電気化学式ガスセンサ１０ｂの出力Ｉbとの差が拡大したときに、電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの劣化が進んだことを報知する劣化報知手段５５として機能する。

図２（ａ）は、一酸化炭素の濃度が一定である雰囲気中において、電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの感度（μA/ppm・CO）が、経時的にどのように変化するかを示した比較グラフであり、横軸が経過時間（Ｔ）に設定され、縦軸が感度に設定されている。図中αは開口１２ａの径が小さい（φ０．７mm）方の電気化学式ガスセンサ１０ａの感度の変化を示し、βは開口１２ｂの径が大きい（φ１．０mm）方の電気化学式ガスセンサ１０ｂの感度の変化を示している。

そして、本実施の形態では、電気化学式ガスセンサ１０ａの開口１２ａの径（φ０．７mm）よりも電気化学式ガスセンサ１０ｂの開口１２ｂの径（φ１．０mm）の方が大きいため、電気化学式ガスセンサ１０ａの開口１２ａの開口面積よりも、電気化学式ガスセンサ１０ｂの開口１２ｂの開口面積の方が大きくなっている。

このように、電気化学式ガスセンサ１０ａの開口１２ａの径よりも、電気化学式ガスセンサ１０ｂの開口１２ｂの径を大きくすることにより、電気化学式ガスセンサ１０ａの開口１２ａから検知電極１５ａへの雰囲気ガスの流通が、電気化学式ガスセンサ１０ｂの開口１２ｂから検知電極１５ｂへの雰囲気ガスの流通よりもし難くなるように構成されている。

図２（ａ）において、Ｔ₀は電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの使用を開始した時点であり、Ｔ₀からの経過時間がＴ₀→Ｔ₁→Ｔ₂→Ｔ₃→Ｔ₄と長くなるに従って、電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの感度が低下しているのが分かる。これは、上述したように、電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂを構成している部材や電気的な導通状態の経時的な劣化、及び一酸化炭素が拡散・浸透するＰＴＦＣシート１４ａの汚れ等の要因によるものである。

そして、感度が低下する度合いは、βで示した開口１２ｂの径が大きい電気化学式ガスセンサ１０ｂの方が、αで示した開口１２ａの径が小さい電気化学式ガスセンサ１０ａよりも大きくなっている。

また、図２（ｂ）は、電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂによる一酸化炭素の検出濃度と、実際の一酸化炭素の濃度との対応関係の経時的な変化を示したものであり、横軸が実際のＣＯ濃度に設定され、縦軸が検出濃度に設定されている。

図２（ｂ）中、α1は使用開始から１年後における電気化学式ガスセンサ１０ａの検出濃度と実際の濃度との関係を示し、β1は使用開始から１年後における電気化学ガスセンサ１０ｂの検出濃度と実際の濃度との関係を示している。また、α2は使用開始から４年後における電気化学式ガスセンサ１０ａの検出濃度と実際の濃度との関係を示し、β2は使用開始から４年後における電気化学式ガスセンサ１０ｂの検出濃度と実際の濃度との関係を示している。また、α3は使用開始から１０年後における電気化学式ガスセンサ１０ａの検出濃度と実際の濃度との関係を示し、β3は使用開始から１０年後における電気化学式ガスセンサ１０ｂの検出濃度と実際の濃度との関係を示している。

図２（ｂ）から、使用開始時からの経過時間が長くなるに従って、一酸化炭素の実際の濃度に対する電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの検出濃度の誤差が大きくなっていることがわかる。また、使用開始時からの経過時間が長くなるに従って、電気化学式ガスセンサ１０ａの検出濃度と電気化学式ガスセンサ１０ｂの検出濃度との乖離が拡大していることがわかる。

そこで、校正手段５１は、図３に示したように、電気化学式ガスセンサ１０ａの出力Ｉaと電気化学式ガスセンサ１０ｂの出力Ｉbの比（Ｉb／Ｉa）に基づいて、電気化学式ガスセンサ１０ａ用の補正係数Ｋaを決定する。そして、校正手段５１は、電気化学式ガスセンサ１０ａの出力Ｉaに補正係数Ｋaを乗じて校正する。なお、電気化学式ガスセンサ１０ｂの出力Ｉbを校正する場合は、電気化学式ガスセンサ１０ｂ用の補正係数Ｋbを決定する。

なお、校正手段５１により、このように電気化学式ガスセンサ１０ａの出力を校正する処理が、本発明の校正ステップに相当する。

ガス濃度算出手段５４は、校正手段５１により校正された出力Ｉc（＝Ｉa×Ｋa）をセンサ感度データ５３に適用して対応する一酸化炭素の濃度を算出し、これにより、雰囲気中の一酸化炭素の濃度が精度良く検出される。

なお、ガス濃度算出手段５４により、校正された出力Ｉcに基づいて雰囲気中の一酸化炭素の濃度を算出する処理が、本発明のガス濃度算出ステップに相当する。

また、劣化報知手段５５は、電気化学式ガスセンサ１０ａの出力Ｉaと電気化学式ガスセンサ１０ｂの出力Ｉbとの差を監視し、ＩaとＩbの差が所定値を超えたときに図示しないランプやブザーにより報知を行う。そして、これにより、使用者に対して電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの交換を促す。なお、ＩaとＩbの差に代えて、ＩaとＩbの比が所定値を超えたときに、報知を行うようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、検知電極の開口面積が小さい電気化学式ガスセンサ１０ａのセンサ感度データ５３をメモリ５２に保持して、電気化学式ガスセンサ１０ａの出力を２個の電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの出力を補正係数Ｋaを用いて校正したが、開口面積が大きい電気化学式ガスセンサ１０ｂのセンサ感度データをメモリ５２に保持して、電気化学式ガスセンサ１０ｂの出力を補正係数Ｋbを用いて校正するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの出力比から決定した補正係数Ｋaを用いて、電気化学式ガスセンサ１０ａの出力を校正したが、電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの出力の差に基づいて電気化学式ガスセンサ１０ｂの出力を校正してもよい。

また、本実施の形態では、劣化報知手段５５を備えて、電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂの劣化が進んだときに報知を行ったが、劣化報知手段５５を備えない場合であっても本発明の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、雰囲気中の一酸化炭素の濃度を検出する電気化学式ガスセンサの出力を校正するガス濃度検出装置を示したが、他の種類のガスの濃度を検出する場合でも、電気化学式ガスセンサを用いたものであれば、本発明の適用が可能である。

また、本実施の形態では、図１に示したように、電気化学式ガスセンサ１０ａの開口１２ａよりも、電気化学式ガスセンサ１０ｂの開口１２ｂの径を大きくして、開口１２ｂの開口面積を開口１２ａの開口面積よりも大きくすることにより、電気化学式ガスセンサ１０ａにおける開口１２ａから検知電極１５ａへの雰囲気ガスの流通のし易さと、電気化学式センサ１０ｂにおける開口１２ｂから検知電極１５ｂへの雰囲気ガスの流通のし易さが相違するようにしたが、他の構成として、例えば図４に示した構成を採用してもよい。

図４に示した構成では、開口６１ａ，６１ｂの断面積についても同一である同一仕様の２個の電気化学式ガスセンサ６０ａ，６０ｂが、筐体７０ａ，７０ｂに収容されている。この場合、筐体７０ａが本発明の第１の筐体に相当し、筐体７０ａの開口７１ａが本発明の第１の開口に相当する。また、筐体７０ｂが本発明の第２の筐体に相当し、筐体７０ｂの開口７１ｂが本発明の第２の開口に相当する。

そして、筐体７０ｂの開口７１ｂの断面積が筐体７０ａの開口７１ａの断面積よりも大きく設定されており、これにより、筐体７０ａの開口７１ａから電気化学式ガスセンサ６０ａの検知電極への雰囲気ガスの流通が、筐体７０ｂの開口７１ｂから電気化学式ガスセンサ６０ｂの検知電極への雰囲気ガスの流通よりもし難くなる。そのため、図１に示した電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂと同様に、電気化学式ガスセンサ６０ａ，６０ｂの感度が低下する度合いを相違させることができる。

そして、このように、電気化学式ガスセンサ６０ａ，６０ｂの感度が低下する度合いを相違させることによって、上述した電気化学式ガスセンサ１０ａ，１０ｂを用いる場合と同様に、校正手段５１により電気化学式ガスセンサ６０ａ又は電気化学式ガスセンサ６０ｂの出力を校正することができる。図４に示した構成によれば、電気化学式ガスセンサ６０ａ，６０ｂは一般的な仕様のものを用意すればよい。そのため、２個の電気化学式ガスセンサの一方を特殊な仕様として、感度が低下する度合い相違させる場合に生じる電気化学式ガスセンサのコスト増を回避することができる。

ガス濃度検出装置の全体構成図。電気化学式ガスセンサの経時的な感度の低下、及び電気化学式ガスセンサの経時的な検出誤差の拡大の説明図。電気化学式ガスセンサの出力を校正するための補正係数の決定方法の説明図。２個の電気化学式ガスセンサの経時変化の度合いを相違させるための他の構成例の説明図。

符号の説明

１０ａ…（検知電極の開口面積が小さい方の）電気化学式ガスセンサ、１０ｂ…（検知電極の開口面積が大きい方の）電気化学式ガスセンサ、１２ａ，１２ｂ…開口、１５ａ，１５ｂ…検知電極、１６ａ，１６ｂ…対向電極、５０…マイクロコンピュータ、５１…校正手段、５２…メモリ、５３…センサ感度データ、５４…ガス濃度算出手段、５５…劣化報知手段

Claims

第１の開口により雰囲気と連通した第１の筐体内に、対向電極と、電解液保持層と、検知電極とを順に積層した第１の積層構成を収容した第１の電気化学式ガスセンサと、
前記第１の開口よりも開口面積が大きい第２の開口により雰囲気と連通した第２の筐体内に、前記第１の積層構成と同一構成の第２の積層構成を収容して、前記第１の電気化学式ガスセンサに近接して配置された第２の電気化学式ガスセンサと、
該２個の電気化学式ガスセンサの一方の出力を、該２個の電気化学式ガスセンサの出力の相違に基づいて校正する校正手段と、
該校正手段により校正された出力に基づいて、雰囲気中のガス濃度を算出するガス濃度算出手段とを備えたことを特徴とするガス濃度検出装置。
前記校正手段は、前記２個の電気化学式ガスセンサの出力の比に基づいて補正係数を決定し、前記２個の電気化学式ガスセンサの一方の出力に前記補正係数を乗じて、該一方の出力を校正することを特徴とする請求項１記載のガス濃度検出装置。
前記２個の電気化学式ガスセンサの出力の差又は該出力の比が所定レベルを超えたときに、前記電気化学式ガスセンサの劣化を報知する劣化報知手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガス濃度検出装置。
前記２個の電気化学式ガスセンサのうちのいずれか一方の出力と雰囲気中のガス濃度との対応関係の初期値を示すセンサ感度データを保持したメモリを備え、
前記校正手段は、該センサ感度データが保持された方の前記電気化学式ガスセンサの出力を校正し、
前記ガス濃度算出手段は、前記校正手段により校正された出力を、前記センサ感度データに適用することによって、雰囲気中のガス濃度を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載のガス濃度検出装置。
前記２個の電気化学式ガスセンサの仕様は、前記第１の開口と前記第２の開口の開口面積が相違する点を除いて、同一であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項記載のガス濃度検出装置。
第１の開口により雰囲気と連通した第１の筐体内に、対向電極と、電解液保持層と、検知電極とを順に積層した第１の積層構成を収容した第１の電気化学式ガスセンサと、
前記第１の開口よりも開口面積が大きい第２の開口により雰囲気と連通した第２の筐体内に、前記第１の積層構成と同一構成の第２の積層構成を収容した第２の電気化学式センサとを、近接して配置し、
該２個の電気化学式ガスセンサの一方の出力を、該２個の電気化学式ガスセンサの出力の相違に基づいて校正する校正ステップと、
該校正ステップにより校正された出力に基づいて、雰囲気中のガス濃度を算出するガス濃度算出ステップとを含むことを特徴とするガス濃度検出方法。