JP4885748B2 - 可燃性ガス検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検出雰囲気内に配置される複数の発熱抵抗体を備えて、被検出雰囲気内の可燃性ガスを検出する可燃性ガス検出装置に関する。

従来より、可燃性ガス検出装置としては、互いに異なる温度に制御される２つの発熱抵抗体における各端子電圧を用いて、被検出雰囲気内の可燃性ガスを検出する可燃性ガス検出装置が知られている（特許文献１）。

詳細には、この可燃性ガス検出装置では、２つの発熱抵抗体の各端子電圧、被検出雰囲気内の環境温度、被検出雰囲気内の湿度との間の関係に基づき、可燃性ガスを検出する構成を採っている。

なお、被検出雰囲気内の湿度は、２つの発熱抵抗体の各端子電圧、被検出雰囲気内の環境温度との間の関係に基づき演算することができる。
特開２００６−１０６７０号公報

しかしながら、上記従来の可燃性ガス検出装置においては、可燃性ガスの濃度が所定の基準値（例えば、０［％］）であることを前提として、各端子電圧と環境温度との間の関係に基づき被検出雰囲気内の湿度（演算値）を演算することから、可燃性ガスの濃度が変動することにより被検出雰囲気内の湿度（演算値）に誤差（湿度演算誤差）が生じることがある。そして、被検出雰囲気内の湿度（演算値）に湿度演算誤差が生じると、その湿度演算誤差に起因して、可燃性ガスの検出精度が低下する虞がある。

つまり、被検出雰囲気内の湿度（実際の値）が一定であっても、可燃性ガスの濃度が所定の基準値とは異なる値に変化した場合には、２つの発熱抵抗体の各端子電圧、被検出雰囲気内の環境温度との間の関係に基づき決定される被検出雰囲気内の湿度（演算値）が変化することがある。

このように、実際の湿度が一定であるにもかかわらず、演算により得られる湿度（演算値）に誤差が生じた場合には、可燃性ガスの検出精度が低下する虞がある。
そこで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、実使用時において、可燃性ガスの濃度が変化した場合においても、演算により得られる湿度（演算値）に誤差が生じ難く、可燃性ガスの検出精度の低下を抑制できる可燃性ガス検出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なされた請求項１に記載の発明は、被検出雰囲気内に配置される複数の発熱抵抗体と、複数の発熱抵抗体のうち２つの発熱抵抗体が互いに異なる目標温度に対応する抵抗値となるように、２つの発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段と、被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段と、２つの発熱抵抗体における各端子電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段で検出した２つの端子電圧および温度検出手段で検出した環境温度に基づいて、被検出雰囲気内の湿度を演算する湿度演算手段と、電圧検出手段で検出した２つの端子電圧のうち少なくともいずれか一方を含む端子電圧と、湿度演算手段で演算した湿度と、温度検出手段で検出した環境温度とに基づいて、被検出雰囲気内における可燃性ガスのガス濃度を演算する濃度演算手段と、を備えて、被検出雰囲気内の可燃性ガスを検出する可燃性ガス検出装置であって、濃度演算手段で演算されたガス濃度を記憶するガス濃度記憶手段と、予め設定された可燃性ガスのガス濃度と湿度演算手段の湿度演算誤差との相関関係に基づき、ガス濃度記憶手段に記憶された過去のガス濃度に対応する湿度演算誤差を演算し、湿度演算手段で演算された被検出雰囲気内の湿度を湿度演算誤差を用いて補正することで、補正後湿度を演算する補正後湿度演算手段と、を備え、濃度演算手段は、補正後湿度演算手段により演算された補正後湿度を湿度演算手段で演算した湿度として用いており、ガス濃度記憶手段は、濃度演算手段にてガス濃度が演算される毎に当該ガス濃度を記憶しており、補正後湿度演算手段は、ガス濃度記憶手段に記憶されたガス濃度のうち最新のガス濃度を用いて湿度を補正すること、を特徴とする可燃性ガス検出装置である。

本発明の可燃性ガス検出装置によれば、過去に演算された可燃性ガス濃度を用いて補正後湿度演算手段により得られる補正後湿度は、可燃性ガス濃度の影響が反映されて演算される値であることから、この補正後湿度は、湿度演算手段による直接の演算結果である湿度よりも実際の湿度に近い値となる。つまり、補正後湿度は、湿度演算手段の演算結果に比べて、実際の湿度との誤差が小さくなる、という特徴がある。

そして、濃度演算手段は、可燃性ガス濃度の演算を実施するにあたり、補正後湿度を湿度演算手段で演算した湿度として用いることから、可燃性ガスの影響による湿度の誤差を抑制しつつ、可燃性ガス濃度を検出できる。つまり、湿度の検出誤差に起因する可燃性ガス濃度の検出誤差を抑制でき、可燃性ガス濃度の検出精度が低下するのを抑制できる。

よって、本発明によれば、可燃性ガス濃度が変化した場合においても、演算により得られる湿度（演算値）に誤差が生じ難く、可燃性ガスの検出精度の低下を抑制できる可燃性ガス検出装置を実現できる。

なお、電圧検出手段で検出した２つの端子電圧としては、目標温度が高い側に対応して通電制御される発熱抵抗体（以下、高温側抵抗素子ともいう）の端子電圧と、目標温度が低い側に対応して通電制御される発熱抵抗体（以下、低温側抵抗素子ともいう）の端子電圧と、が存在する。そして、濃度演算手段は、ガス濃度の演算に用いる端子電圧として「２つの端子電圧のうち少なくともいずれか一方を含む」ことから、上記の２つの端子電圧のうち、「高温側抵抗素子の端子電圧のみ」、「低温側抵抗素子の端子電圧のみ」、「高温側抵抗素子の端子電圧と低温側抵抗素子の端子電圧との差分値（電圧差）」、「高温側抵抗素子の端子電圧と低温側抵抗素子の端子電圧との比率（電圧比）」などを用いることができる。

また、本発明の可燃性ガス検出装置においては、ガス濃度記憶手段は、濃度演算手段にてガス濃度が演算される毎に当該ガス濃度を記憶しており、補正後湿度演算手段は、ガス濃度記憶手段に記憶されたガス濃度のうち最新のガス濃度を用いて湿度を補正する、という構成を採っている。

このように、ガス濃度記憶手段が、濃度演算手段にてガス濃度が演算される毎に当該ガス濃度を記憶することで、ガス濃度記憶手段は、常に最新のガス濃度を記憶することができる。つまり、ガス濃度記憶手段に記憶されたガス濃度のうち最新のガス濃度は、前回のガス濃度検出時におけるガス濃度であり、今回のガス濃度検出時における被検出雰囲気内のガス濃度に近い値となる。

そして、補正後湿度演算手段が、ガス濃度記憶手段に記憶されたガス濃度のうち最新のガス濃度を用いて湿度を補正することにより、今回のガス濃度検出時における被検出雰囲気内のガス濃度（実際のガス濃度）に近い値に基づいて湿度を補正することができる。

よって、本発明によれば、今回のガス濃度検出時における被検出雰囲気内のガス濃度に近い値を用いて湿度を補正できることから、湿度補正における補正精度を向上でき、ひいては、ガス濃度の検出精度が低下することを抑制できる。

なお、ガス濃度記憶手段は、過去の履歴を記憶するように複数のガス濃度を記憶する構成であっても良く、あるいは、最新のガス濃度のみを記憶するように単一のガス濃度のみを記憶する構成であってもよい。

次に、上述の可燃性ガス検出装置における湿度演算手段としては、例えば、請求項２に記載のように、電圧検出手段にて検出した２つの端子電圧の比率を端子電圧比として演算する電圧比演算手段と、被検出雰囲気内に可燃性ガスおよび水分が存在しない状況下で予め設定された被検出雰囲気内の環境温度と端子電圧比との相関関係である基準相関関係に基づいて、温度検出手段にて検出した環境温度に対応する端子電圧比を基準端子電圧比として演算する基準端子電圧比演算手段と、電圧比演算手段にて演算した端子電圧比から基準端子電圧比演算手段にて演算した基準端子電圧比を差し引いた値を電圧比差分値として演算する電圧比差分値演算手段と、被検出雰囲気内の湿度と電圧比差分値との相関関係に基づいて、電圧比差分値演算手段で演算した電圧比差分値に対応する被検出雰囲気内の湿度を演算する電圧比差分値対応湿度演算手段と、を備える湿度演算手段を用いることができる。

つまり、この湿度演算手段は、２つの端子電圧の比率である端子電圧比と、環境温度に対応する端子電圧比である基準端子電圧比と、を演算して、端子電圧比から基準端子電圧比を差し引いた値を電圧比差分値として演算する。

そして、電圧比差分値と湿度との間には相関関係があることから、この湿度演算手段は、予め定められた両者の相関関係に基づいて、電圧比差分値演算手段で演算した電圧比差分値に対応した被検出雰囲気内の湿度を演算する。

よって、このような構成の湿度演算手段は、電圧検出手段で検出した２つの端子電圧と、温度検出手段で検出した環境温度とに基づいて、被検出雰囲気内の湿度を演算することができる。

次に、上述の可燃性ガス検出装置においては、例えば、請求項３に記載のように、間隔をおいて形成される複数の凹部を裏面側に有する半導体基板と、半導体基板の表面側に形成される絶縁層と、絶縁層の表面において、複数の凹部の配置位置上に形成される複数の基板発熱抵抗体と、複数の基板発熱抵抗体を覆うように絶縁層の表面に形成される保護層と、を有する検出素子を備え、複数の基板発熱抵抗体は、保護層を介して間接的に被検出雰囲気内に対して配置されて、複数の発熱抵抗体として備えられる、という構成を採ることができる。

つまり、このような検出素子を備えることで、複数の基板発熱抵抗体を複数の発熱抵抗体として用いることができ、可燃性ガスを検出することができる。
また、基板発熱抵抗体を覆う保護層を備えることから、被検出雰囲気内に基板発熱抵抗体を腐食させる有害物質が存在する場合であっても、基板発熱抵抗体の腐食を抑制しつつ、可燃性ガスを検出することができる。

次に、上述の可燃性ガス検出装置においては、請求項４に記載のように、２つの発熱抵抗体の互いに異なる目標温度は、それぞれ１５０［℃］から５００［℃］の範囲内である、という構成を採ることができる。

このように目標温度の温度範囲を設定することで、発熱抵抗体の温度を、大気圧雰囲気において水の沸点を確実に上回る温度範囲（１５０［℃］以上）に制御できる。これにより、被検出雰囲気が結露を含む多湿環境であっても、可燃性ガスの検知が可能となる。

また、このように目標温度を可燃性ガスの発火（または爆発）温度よりも低い温度範囲（５００［℃］以下）に設定することで、発熱抵抗体の温度が可燃性ガスの発火温度（または爆発温度）まで上昇するのを抑制できる。

次に、上述の可燃性ガス検出装置においては、請求項５に記載のように、２つの発熱抵抗体の互いに異なる目標温度の差は５０［℃］以上である、という構成を採ることができる。

つまり、２つの発熱抵抗体どうしの温度差が大きくなるほど、被検出雰囲気内の湿度を検出する際の検出精度が向上することから、２つの発熱抵抗体の互いに異なる目標温度の差を５０［℃］以上に設定することで、湿度検出における検出精度の向上を図ることができる。

次に、上述の可燃性ガス検出装置においては、請求項６に記載のように、温度検出手段にて検出される環境温度が予め定められた温度下限値未満であるか否かを判定する温度判定手段と、予め設定された被検出雰囲気内の環境温度と湿度との相関関係に基づいて、温度検出手段にて検出した環境温度に対応する被検出雰囲気内の湿度を演算する温度対応湿度演算手段と、を備えており、温度判定手段にて環境温度が温度下限値未満であると判定された場合には、濃度演算手段は、補正後湿度演算手段による補正後湿度を用いずに、温度対応湿度演算手段にて演算された湿度を用いて可燃性ガスのガス濃度を演算する、という構成を採ることができる。

つまり、環境温度が低い場合には、被検出雰囲気に含有可能な水分量が少ないことから、電圧検出手段で検出した２つの端子電圧を用いずに温度検出手段で検出した環境温度のみに基づき演算して得られる湿度は、２つの端子電圧および環境温度に基づき演算して得られる湿度よりも、湿度の検出誤差が小さくなる。また、環境温度が低い場合において環境温度のみに基づいて演算した湿度は、実際の湿度に近い値を示すため、補正後湿度演算手段による補正を行わなくとも、湿度の検出誤差が小さくなる。

そこで、本発明の可燃性ガス検出装置では、被検出雰囲気の環境温度が温度下限値未満であると判定された場合には、２つの端子電圧を用いず環境温度に基づいて演算される湿度であって補正後湿度演算手段による補正を行わない湿度を用いて可燃性ガスのガス濃度を演算する構成を採ることで、より一層、湿度の検出誤差を抑制するようにしている。

ところで、補正後湿度が、実際の被検出雰囲気内では実現不可能な湿度範囲に設定された場合、その補正後湿度は実際の湿度とは異なる値であることから、その補正後湿度を用いて演算した可燃性ガス濃度には検出誤差が生じることになる。

そこで、上述の可燃性ガス検出装置においては、請求項７に記載のように、予め定められた被検出雰囲気内の環境温度と飽和水蒸気濃度との相関関係に基づいて、温度検出手段にて検出した環境温度に対応する飽和水蒸気濃度を演算する飽和水蒸気濃度演算手段と、飽和水蒸気濃度演算手段にて演算された飽和水蒸気濃度と、補正後湿度演算手段にて演算された補正後湿度とを比較して、補正後湿度が飽和水蒸気濃度よりも大きい場合には、飽和水蒸気濃度を補正後湿度として設定する湿度上限設定手段と、補正後湿度演算手段にて演算された補正後湿度が０未満であるか否かを判断して、補正後湿度が０未満である場合には、補正後湿度を０に設定する湿度下限設定手段と、を備える構成を採ることができる。

このように、飽和水蒸気濃度演算手段と、湿度上限設定手段と、湿度下限設定手段と、を備えることで、補正後湿度演算手段にて演算された補正後湿度が、実際の被検出雰囲気内では実現不可能な湿度範囲となった場合には、湿度上限設定手段または湿度下限設定手段により補正後湿度が変更される。

例えば、補正後湿度が飽和水蒸気濃度よりも大きい場合には、湿度上限設定手段が飽和水蒸気濃度を補正後湿度として設定し、補正後湿度が０未満である場合には、湿度下限設定手段が補正後湿度を０に設定する。

よって、本発明によれば、実際の被検出雰囲気内では実現不可能な湿度範囲に設定された補正後湿度が用いられることを防止でき、不適切な補正後湿度を用いて可燃性ガス濃度が演算されるのを防止できる。

以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明が適用された可燃性ガス検出装置１は、熱伝導式ガス検出素子であるガス検出素子６０を備え、可燃性ガスの濃度を検出する可燃性ガス検出装置である。

この可燃性ガス検出装置１は、例えば、自動車の燃料電池ユニットが備える配管に搭載され、配管を通じて排出される被検出ガス中に含まれる水素を検出する目的等に用いられる。また、可燃性ガス検出装置１は、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスを検出するための制御回路２００およびマイクロコンピュータ９４（以下、マイコン９４ともいう）などを備えている。

そして、可燃性ガス検出装置１の断面図を、図１に示し、また、可燃性ガス検出装置１における制御回路２００およびマイクロコンピュータ９４の概略構成を表すブロック図を、図２に示す。

図１に示すように、可燃性ガス検出装置１は、被検出ガスを検出するガス検出素子６０を収容する素子ケース２０と、この素子ケース２０を支持すると共に、ガス検出素子と電気的に接続された回路基板４１を収容する収容ケース４０と、を備えて構成される。

なお、ここでは、図１における上下方向を可燃性ガス検出装置１における上下方向とし、図１における左右方向を可燃性ガス検出装置１における左右方向として、説明する。
まず、収容ケース４０の構成について、図１を参照して説明する。

収容ケース４０は、ケース本体４２と、ケース本体４２の上端部に設けられた開口を覆う蓋であるケース蓋４４と、を備えて構成されている。そして、収容ケース４０は、その内部に、回路基板４１，マイコン９４および発熱体５０，５１を備えている。以下、収容ケース４０を構成する各部材について詳述する。

ケース本体４２は、上面及び下面に開口を有し、所定の高さを有する容器であり、素子ケース２０の鍔部３８を保持する保持部４６と、回路基板４１の周縁部を保持する回路基板保持部４５とを備えている。また、ケース本体４２の上面に備えられる開口は、この開口を塞ぐための合成樹脂からなるケース蓋４４を配置可能に構成されている。

また、ケース本体４２は、ケース本体４２の下部中央に形成された流路形成部４３と、ケース本体４２の側部に形成され、外部給電するためのコネクタ５５と、を備えている。
流路形成部４３の内部には、被検出ガスを導入及び排出するための素子ケース２０の導入部３５が収納されている。このように、素子ケース２０は、その一部を収容ケース４０内部に配置させた状態で保持部４６により保持されている。また、この素子ケース２０の鍔部３８とケース本体４２との間には、これらの隙間をシール（密閉）するシール部材４７が配置されている。

コネクタ５５は、回路基板４１およびマイコン９４に電気を供給するためのものであり、ケース本体４２の外側面に組み付けられている。このコネクタ５５の内部には、ケース本体４２の側壁から突出する複数のコネクタピン５６，５７が設けられている。コネクタピン５６，５７はそれぞれ、ケース本体４２の側壁に埋め込まれた配線（図示せず）を介して回路基板４１およびマイコン９４に電気的に接続されている。

回路基板４１は、所定の厚みを有する板状の基板であり、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスを検出するための制御回路２００（図２参照）と、発熱体５０，５１の温度を制御するための温度制御回路（図示せず）と、をそれぞれ備えている。

この制御回路２００は、接続端子２４乃至２８により、ガス検出素子６０の各電極（後述する電極膜３７１，３７３，３９１及びグランド電極膜３７２，３９２（図２、図５参照））とそれぞれ電気的に接続されている。また、温度制御回路と発熱体５０，５１とは、リード線５２，５３により電気的に接続されている。尚、図示していないが、リード線５２，５３は、それぞれ２本ずつ備えられている。回路基板４１に備えられた制御回路２００の構成については、後述する。

回路基板４１の下面に備えられたマイコン９４は、制御回路２００の出力に基づき、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスの濃度を演算する処理（センサ出力演算処理）や、温度制御回路の出力に基づき、発熱体５０，５１の発熱量（温度）を制御する処理（温度制御処理）などの各種処理を実行するものである。このマイコン９４は、少なくとも、これらのセンサ出力演算処理や発熱体５０，５１の温度制御処理を実行するためのプログラムを格納する記憶装置と、この記憶装置に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、を備えて構成されている。

次に、発熱体５０，５１について、図１を参照して説明する。
発熱体５０，５１は、収容ケース４０を介して又は直接に素子ケース２０を加熱し、素子ケース２０の内側面の温度を露点より高い温度に保つためのものである。発熱体５０，５１は、例えば、電子部品等で用いられる抵抗体や、フィルムヒータなどを用いて構成される。

そして、発熱体５０，５１は、検出空間３９を形成する素子ケース２０の内側面を効率的に加熱するために、収容空間５９を取り囲む収容空間形成面５８のうち検出空間３９に接触する部材に熱を伝達できる部位に配置するのが好ましい。あるいは、発熱体５０，５１は、検出空間３９に接触する部材である素子ケース２０に熱を効率的に伝達できる部位に配置することが好ましい。例えば、発熱体５０，５１は、素子ケース２０のうち収容空間形成面５８を構成する部分に配置することができ、あるいは、収容空間形成面５８を構成する収容ケース４０の内側面のうち素子ケース２０に隣接した領域（保持部４６が形成される面と同一の面）に配置することができる。

発熱体５０，５１の発熱量は、検出空間３９を形成する素子ケース２０の内側面の温度が、被検出ガスの露点より高い温度となるように設定することが好ましい。これにより、被検出ガスが、素子ケース２０の内側面にて被検出ガスの露点以下に冷却され、検出空間３９内で結露することを防ぐことができる。また、通常、被検出ガスが露点より高い温度を有するので、さらに好ましくは、発熱体５０，５１の温度を、被検出ガスの温度以上に設定することが好ましい。このような温度に設定することにより、被検出ガスが検出空間３９を形成する素子ケース２０の内側面にて冷却され、被検出ガスの温度が不安定になることを防ぐことができる。

このため、可燃性ガス検出装置１は、被検出ガスの温度の高低に伴うガス検出素子６０の温度特性の影響を低減し、被検出ガスに含まれる可燃性ガスをより高い精度で検出することができる。

この発熱体５０，５１は、例えば、公知の一定電圧制御、一定電力制御又は、ＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）により制御される。尚、発熱体５０，５１のように、複数の発熱体を設けた場合の制御方法は、各発熱体について同一の制御方法を採用してもよいし、互いに異なる制御方法を採用するようにしてもよい。また、発熱体５０，５１の制御方法を規定したプログラムは、マイコン９４が備える記憶装置に記憶され、ＣＰＵにより実行される。

次に、可燃性ガス検出装置１を構成する素子ケース２０について、図３を参照して説明する。図３は、可燃性ガス検出装置１の素子ケース２０周辺部分を拡大した縦断面図である。なお、ここでは、図３における上下方向を可燃性ガス検出装置１における上下方向とし、図３における左右方向を可燃性ガス検出装置１における左右方向として、説明する。

図３に示すように、素子ケース２０は、ガス検出素子６０が設置される接続端子取出台２１と、接続端子取出台２１の周縁部を挟持するとともに、被検出ガスを導入する導入口に向かって突設された円筒状の壁面を有する検出空間形成部材２２と、を備えている。そして、素子ケース２０の接続端子取出台２１の周縁部には、検出空間形成部材２２との間の隙間をシール（密閉）するシール部材４８が配置されている。この接続端子取出台２１及び検出空間形成部材２２により囲まれた空間は、被検出ガスを導入するための検出空間３９となっている。

接続端子取出台２１は、ガス検出素子６０を支持するための部材であり、少なくとも一部は、外側面に設けられた発熱体５０の熱を伝導する熱伝導性を有する部材にて形成されることが好ましい。この接続端子取出台２１の内側面には、ガス検出素子６０が設けられている。また、接続端子取出台２１には、接続端子２４乃至２８を個別に挿入するための挿入孔がそれぞれ設けられ、各挿入孔の周縁部は絶縁性部材により覆われている。

この接続端子２４乃至２８は、ガス検出素子６０と回路基板４１に備えられた回路とを電気的に接続するための部材であり、導電性部材により棒状に形成されている。各接続端子の一端は、接続端子取出台２１に設けられた挿入孔にそれぞれ挿通され、接続端子取出台２１に対して垂直に支持されている。

また、検出空間形成部材２２は、外側面にて被検出ガスと接する外筒３６，接続端子取出台２１の周縁部を挟持する取出台支持部３７、収容ケース４０により支持される鍔部３８を備えている。また、検出空間形成部材２２の下端部には、被検出ガスを検出空間３９に導入する開口である導入口３４が設けられている。

この導入口３４の近傍には、被検出ガスをガス検出素子６０に対して導入及び排出するための流路を形成する導入部３５が設けられている。そして、この導入部３５には、導入口３４から近い順に、撥水フィルタ２９，スペーサ３０、２枚の金網３１，３２がそれぞれ装填されている。そして、これらの部材は、検出空間形成部材２２とフィルタ固定部材３３とにより挟持固定されている。以下、導入部３５を構成する部材について詳述する。

撥水フィルタ２９は、導入口３４に最も近い位置に取り付けられるフィルタであり、被検出ガス中に含まれている水滴を除去する撥水性を有する薄膜である。これより、水滴などが飛来する多湿環境下においても、ガス検出素子６０が被水するのを防ぐことができる。撥水フィルタ２９は、物理的吸着により水滴を除去するものであればよく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を利用したフィルタを適用することができる。

スペーサ３０は、フィルタ固定部材３３の内周壁に備えられ、被検出ガスが導入される開口を有する形状（平面視ではリング状）の部材であり、所定の厚みを有することにより、撥水フィルタ２９と金網３１，３２との位置を調整している。

金網３１，３２は、所定の厚みと所定の開口部を有しており、ガス検出素子６０に設けられた発熱抵抗体の温度が被検出ガスに含まれる水素ガスの発火温度よりも上昇して発火した場合であっても、火炎が外部に出るのを防止するフレームアレスタとしての機能を果たす。

フィルタ固定部材３３は、撥水フィルタ２９，スペーサ３０、２枚の金網３１，３２を検出空間形成部材２２との間で挟持固定するための部材である。フィルタ固定部材３３は、検出空間形成部材２２の内壁面と当接する筒状の壁面を有すると共に、その壁面の内面から内向きに突出する凸部を備えている。なお、凸部は、撥水フィルタ２９，スペーサ３０、２枚の金網３１，３２を検出空間形成部材２２との間で挟持固定するために備えられている。

次に、上述したガス検出素子６０の構成について説明する。図４に、ガス検出素子６０の断面図を示し、図５に、ガス検出素子６０の平面図を示す。なお、図４は、図５におけるガス検出素子６０のＡ−Ａ線における矢視方向断面図を表している。

ガス検出素子６０は、マイクロマシニング技術を用いて製造されているもので、図４にて示すごとく、シリコン製半導体基板３１０を備えるとともに、シリコン製半導体基板３１０の上下両側に絶縁層（上側絶縁層３２３、下側絶縁層３２４）を備えている。上側絶縁層３２３は、シリコン製半導体基板３１０の表面に形成されており、一方、下側絶縁層３２４は、シリコン製半導体基板３１０の裏面に形成されている。

なお、上側絶縁層３２３は、シリコン製半導体基板３１０の表面に形成した酸化シリコン膜３２１と、この酸化シリコン膜３２１の上に積層した窒化シリコン膜３２２と、を備えて構成されている。また、下側絶縁層３２４は、シリコン製半導体基板３１０の裏面に形成した酸化シリコン膜３２１と、この酸化シリコン膜３２１の上に積層した窒化シリコン膜３２２と、を備えて構成されている。

シリコン製半導体基板３１０には、上側絶縁層３２３の裏面側において、複数の凹部３１１が間隔をおいて形成されている。また、下側絶縁層３２４は、凹部３１１に対応する部位がそれぞれ除去されて、凹部３１１の開口部として形成されている。これにより、上側絶縁層３２３は、その裏面のうち各凹部３１１に対する各対応裏面部にて、各凹部３１１の開口部を通して外方に露呈している。なお、シリコン製半導体基板３１０は、各凹部３１１以外の部位にて基板部３１２を構成する。

また、ガス検出素子６０は、図４及び図５にて示すごとく、左右両側に配置された複数の発熱抵抗体３３０（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２）を備え、また、左側、中央側及び右側にそれぞれ配置された複数の配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）を備えている。

左側発熱抵抗体３３１は、上側絶縁層３２３の表面のうち左側凹部３１３に対応する部位上に渦巻き状に形成されており、一方、右側発熱抵抗体３３２は、上側絶縁層３２３の表面のうち右側凹部３１４に対応する部位上に渦巻き状に形成されている。本実施形態において、２つの発熱抵抗体３３０（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２）は、後述する各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）と共に、白金抵抗材料で形成されている。

左側配線膜３４１は、図４にて示すごとく、上側絶縁層３２３の表面の左側部上において、シリコン製半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、図５にて示すごとく、左側発熱抵抗体３３１の一端に電気的に接続されるように形成されている。中央側配線膜３４２は、上側絶縁層３２３の表面の中央部上にて、シリコン製半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、左側発熱抵抗体３３１の他端および右側発熱抵抗体３３２の一端に電気的に接続されるように形成されている。また、右側配線膜３４３は、上側絶縁層３２３の表面の右側部上にて、シリコン製半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、右側発熱抵抗体３３２の他端に電気的に接続されるように形成されている。

また、ガス検出素子６０は、図４及び図５にて示すごとく、内側保護層３５０および外側保護層３６０を備えており、また、３つの電極膜３７０（左側電極膜３７１、中央電極膜３７２、右側電極膜３７３）を備えている。内側保護層３５０は、各配線膜３４０および各発熱抵抗体３３０を覆うように、上側絶縁層３２３の表面上に形成されている。また、外側保護層３６０は、内側保護層３５０の上に積層状に形成されている。

次に、内側保護層３５０および外側保護層３６０のうち左側、中央側及び右側の各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）に対応する各部位には、左側、中央側及び右側のコンタクトホール３６１が形成されている。これにより、左側、中央側及び右側の各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）は、左側、中央側及び右側のコンタクトホール３６１を介して、内側保護層３５０および外側保護層３６０の外部と電気的に接続可能に備えられている。

そして、左側、中央側及び右側のコンタクトホール３６１には、それぞれ左側、中央側及び右側の電極膜３７０（左側電極膜３７１、中央電極膜３７２、右側電極膜３７３）が形成されている。左側、中央側及び右側の電極膜３７０（左側電極膜３７１、中央電極膜３７２、右側電極膜３７３）は、左側、中央側及び右側の各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）と電気的に接続されている。

本実施形態では、ガス検出素子６０において、左側発熱抵抗体３３１、左側及び中央側の各配線膜３４０（左側配線膜３４１、中央側配線膜３４２）並びに左側及び中央側の電極膜３７０（左側電極膜３７１、中央電極膜３７２）が、主として、左側熱伝導式ガス検出部３８１を構成している。また、右側発熱抵抗体３３２、中央側及び右側の各配線膜３４０（中央側配線膜３４２、右側配線膜３４３）並びに中央側及び右側の電極膜３７０（中央電極膜３７２、右側電極膜３７３）が、主として、右側熱伝導式ガス検出部３８２を構成する。

また、ガス検出素子６０は、図５にて示すごとく、測温抵抗体３９０を備えている。この測温抵抗体３９０は、白金（Ｐｔ）を含む測温抵抗材料で形成されており、上側絶縁層３２３と内側保護層３５０との間に薄膜抵抗体として形成されている。これにより、測温抵抗体３９０は、可燃性ガス検出装置１を配置した被検出雰囲気の温度（以下、環境温度ともいう）を検出する。本実施形態では、測温抵抗体３９０の温度抵抗係数は、２つの発熱抵抗体３３０の各温度抵抗係数とほぼ同一となっている。

また、内側保護層３５０および外側保護層３６０のうち、測温抵抗体３９０の左右両端部上に形成される各コンタクトホール（図示しない）内には、電極膜３９１、グランド電極膜３９２がそれぞれ形成されている。なお、測温抵抗体３９０は、電極膜３９１、グランド電極膜３９２およびターミナル（図示しない）を介して、回路基板４１（制御回路２００）に接続されている。

次に、上述した制御回路２００の概略構成について図２を参照して説明する。
制御回路２００は、低温側ガス検出回路９１、高温側ガス検出回路９２、温度測定回路９３を備えている。

そして、低温側ガス検出回路９１は、低温側ブリッジ回路２１０を備えており、高温側ガス検出回路９２は、高温側ブリッジ回路２２０を備えており、温度測定回路９３は、温度測定ブリッジ回路９３１を備えている。

低温側ブリッジ回路２１０は、図２にて示すごとく、低温用発熱抵抗体２１１および３個の固定抵抗２１２、２１３、２１４を備えており、ブリッジ回路を形成するように構成されている。

低温側ブリッジ回路２１０において、低温用発熱抵抗体２１１は、ガス検出素子６０の左側熱伝導式ガス検出部３８１を構成する左側発熱抵抗体３３１で構成されている。低温用発熱抵抗体２１１は、その一端が接地されており、他端が固定抵抗２１２、固定抵抗２１３および固定抵抗２１４を介して接地されている。

低温側ブリッジ回路２１０は、低温用発熱抵抗体２１１および固定抵抗２１２の共通端子と、固定抵抗２１３および固定抵抗２１４の共通端子との間に生ずる電位差がゼロになるように、電流調整回路２３０から制御電圧が印加される。これにより、低温用発熱抵抗体２１１の抵抗値が一定に、つまり、左側発熱抵抗体３３１の温度が一定に制御されることになる。そして、低温用発熱抵抗体２１１および固定抵抗２１２の共通端子に生じる電圧は、マイクロコンピュータ９４に出力信号（電位ＶＬ）として入力される。

電流調整回路２３０は、演算増幅回路２５０の出力に応じて、低温用発熱抵抗体２１１の抵抗値を一定温度（低温目標温度。例えば、１５０［℃］。）に対応する値に維持するように、直流電源２８０の出力電圧Ｖｃｃを用いて、低温側ブリッジ回路２１０への上記制御電圧を形成する。なお、低温用発熱抵抗体２１１の抵抗値は、電流調整回路２３０からの制御電圧或いは低温用発熱抵抗体２１１の温度の変化（上昇又は低下）に応じて変化（増大又は減少）する。

なお、演算増幅回路２５０は、演算増幅器２５１と、非反転入力端子用抵抗２５２と、反転入力端子用抵抗２５３と、帰還用抵抗２５４と、コンデンサ２５５と、を備えて構成されている。

また、高温側ブリッジ回路２２０は、図２にて示すごとく、高温用発熱抵抗体２２１および３個の固定抵抗２２２、２２３、２２４を備えており、ブリッジ回路を形成するように構成されている。

この高温側ブリッジ回路２２０において、高温用発熱抵抗体２２１は、ガス検出素子６０の右側熱伝導式ガス検出部３８２を構成する右側発熱抵抗体３３２で構成されている。ここで、高温用発熱抵抗体２２１は、その一端が接地されており、他端が固定抵抗２２２、固定抵抗２２３および固定抵抗２２４を介して接地されている。

高温側ブリッジ回路２２０は、高温用発熱抵抗体２２１および固定抵抗２２２の共通端子と、固定抵抗２２３および固定抵抗２２４の共通端子との間に生ずる電位差がゼロになるように、電流調整回路２４０から制御電圧が印加される。これにより、高温用発熱抵抗体２２１の抵抗値が一定に、つまり、右側発熱抵抗体３３２の温度が一定に制御されることになる。そして、高温用発熱抵抗体２２１および固定抵抗２２２の共通端子に生じる電圧は、マイクロコンピュータ９４に出力信号（電位ＶＨ）として入力される。

電流調整回路２４０は、演算増幅回路２６０の出力に応じて、高温用発熱抵抗体２２１の抵抗値を一定温度（高温目標温度。例えば、３３０［℃］。）に対応する値に維持するように、直流電源２８０の出力電圧Ｖｃｃを用いて、高温側ブリッジ回路２２０への上記制御電圧を形成する。なお、高温用発熱抵抗体２２１の抵抗値は、電流調整回路２４０からの制御電圧或いは高温用発熱抵抗体２２１の温度の変化（上昇又は低下）に応じて変化（増大又は減少）する。

なお、演算増幅回路２６０は、演算増幅器２６１と、非反転入力端子用抵抗２６２と、反転入力端子用抵抗２６３と、帰還用抵抗２６４と、コンデンサ２６５と、を備えて構成されている。

温度測定ブリッジ回路９３１は、図２にて示すごとく、測温抵抗体３９０および３個の固定抵抗２３２、２３３、２３４を備えており、ブリッジ回路を形成するように構成されている。

温度測定ブリッジ回路９３１において、測温抵抗体３９０は、ガス検出素子６０の測温抵抗体３９０で構成されている。測温抵抗体３９０は、その一端が接地されており、他端が固定抵抗２３２、固定抵抗２３３および固定抵抗２３４を介して接地されている。

温度測定ブリッジ回路９３１は、測温抵抗体３９０および固定抵抗２３４の共通端子（一端側電源端子）と、固定抵抗２３２および固定抵抗２３３の共通端子（他端側電源端子）との間に、直流電源２８０の出力電圧Ｖｃｃが印加されることで、作動する。

そして、この作動のもと、温度測定ブリッジ回路９３１は、測温抵抗体３９０の抵抗値の変化に基づき、測温抵抗体３９０および固定抵抗２３２の共通端子（温度測定ブリッジ回路９３１の一端側出力端子）と、固定抵抗２３３および固定抵抗２３４の共通端子（温度測定ブリッジ回路９３１の他端側出力端子）との間に生ずる電位差（被検出雰囲気の環境温度に応じた値を表す）を出力する。また、温度測定ブリッジ回路９３１の一端側出力端子および他端側出力端子は、増幅回路９３２に接続されている。

増幅回路９３２は、温度測定ブリッジ回路９３１の一端側出力端子と他端側出力端子との間に生ずる電位差を増幅して、マイクロコンピュータ９４に対して出力する。なお、増幅回路９３２は、演算増幅器９３３と、非反転入力端子用抵抗９３４と、反転入力端子用抵抗９３５と、帰還用抵抗９３６と、コンデンサ９３７と、を備えて構成されている。

なお、マイクロコンピュータ９４は、演算処理装置（ＣＰＵなど）、記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭなど）、入出力部などを備える公知のマイクロコンピュータと同様の構成である。
また、図示は省略するが、電流調整回路２３０、２４０の各制御電圧の出力は、電源スイッチ２８１のオンに同期して開始されるように構成されている。

低温側ガス検出回路９１の演算増幅回路２５０は、低温側ブリッジ回路２１０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差を電流調整回路２３０に出力する。また、低温側ガス検出回路９１は、低温側ブリッジ回路２１０のうち低温用発熱抵抗体２１１と固定抵抗２１２との共通端子（電極膜３７１）における電位ＶＬ（低温用発熱抵抗体２１１の両端電圧ＶＬに相当する）を、マイクロコンピュータ９４に対して出力する。

高温側ガス検出回路９２の演算増幅回路２６０は、高温側ブリッジ回路２２０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差を電流調整回路２４０に出力する。また、高温側ガス検出回路９２は、高温側ブリッジ回路２２０のうち高温用発熱抵抗体２２１と固定抵抗２２２との共通端子（電極膜３７３）における電位ＶＨ（高温用発熱抵抗体２２１の両端電圧ＶＨに相当する）を、マイクロコンピュータ９４に対して出力する。

温度測定回路９３の増幅回路９３２は、温度測定ブリッジ回路９３１の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差ＶＴ（測温抵抗体３９０の両端電圧に応じた値となる）をマイクロコンピュータ９４に対して出力する。

マイクロコンピュータ９４は、電源スイッチ２８１を介して直流電源２８０から給電されることで作動し、図６にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラム（ガス検出処理）を実行する。なお、図６は、ガス検出処理の処理内容を表すフローチャートである。

この実行中において、マイクロコンピュータ９４は、温度測定回路９３により検出される環境温度や、低温側ガス検出回路９１および高温側ガス検出回路９２の各出力電位差などに基づき、水素ガス濃度の演算に要する各種の処理を行う。なお、上記コンピュータプログラム（ガス検出処理）の処理内容は、マイクロコンピュータ９４のＲＯＭに記憶されており、処理実行時には演算処理装置（ＣＰＵなど）がＲＯＭから処理内容を読み出す。

以上のような構成の本実施形態において、可燃性ガス検出装置１が被検出雰囲気内に配置されると、被検出雰囲気内に含まれる水素ガスが、可燃性ガス検出装置１の流路形成部４３に流入する。そして、水素ガスは、素子ケース２０の導入部３５を通り検出空間３９に流入し、然る後、ガス検出素子６０に到達する。

このような状態において、電源スイッチ２８１がオンされ、マイクロコンピュータ９４が直流電源２８０からの給電を受けると、マイクロコンピュータ９４は、図６のフローチャートに従い上記コンピュータプログラム（ガス検出処理）の実行を開始する。

ガス検出処理が起動されると、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す。以下同様。）において、初期設定処理を実行する。初期設定処理では、ソフトタイマ起動処理、各種変数初期値設定処理などを実行する。

なお、ソフトタイマ起動処理が実行されることで、マイクロコンピュータ９４に内蔵されたソフトタイマによる計時処理が開始される。また、各種変数初期値設定処理が実行されることで、ガス検出処理に用いられる内部変数に対して初期値が設定される。例えば、検出したガス濃度を記憶するためのガス濃度変数Ｄｎ（ｎは０以上の整数）のうち、初期値であるガス濃度変数Ｄ０に初期値としての「０」を設定する処理や、検出回数をカウントするためのカウンタ変数ｎに初期値としての「１」を設定する処理を実行する。

次のＳ１２０では、ガス検出処理の起動時期を起点として、予め定められた初期待ち時間が経過したか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ１３０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで肯定判定されるまで待機する。

なお、初期待ち時間は、電流調整回路２３０による制御のもと低温用発熱抵抗体２１１の温度が上記の低温目標温度（１５０［℃］）になるとともに、電流調整回路２４０による制御のもと高温用発熱抵抗体２２１が上記の高温目標温度（３３０［℃］）になるために必要な所要時間（例えば、０．５（秒））に設定されている。

Ｓ１２０で肯定判定されてＳ１３０に移行すると、Ｓ１３０では、温度測定回路９３から出力される増幅電位差ＶＴを温度電圧ＶＴとして読み込む処理を行う。なお、温度電圧ＶＴは、測温抵抗体３９０の両端電圧に応じた値を示すとともに、被検出雰囲気の環境温度に応じた値を示す。

次のＳ１４０では、温度電圧ＶＴを被検出雰囲気の環境温度Ｔに換算する処理を実行する。つまり、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、温度電圧ＶＴと被検出雰囲気の環境温度との相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、Ｓ１３０で読み込んだ温度電圧ＶＴに対応する環境温度Ｔを換算データに基づき演算することで、被検出雰囲気の環境温度Ｔを取得する。

次のＳ１５０では、低温側ガス検出回路９１から出力される電位ＶＬを低温側電圧ＶＬとして読み込み、高温側ガス検出回路９２から出力される電位ＶＨを高温側電圧ＶＨとして読み込む処理を実行する。

次のＳ１６０では、Ｓ１４０で換算した環境温度Ｔと予め定められた温度下限値Ｔｒとを比較して、環境温度Ｔが温度下限値Ｔｒ以上であるか否かを判断し、肯定判定する場合にはＳ１８０に移行し、否定判定する場合にはＳ１７０に移行する。なお、温度下限値Ｔｒは、被検出雰囲気に含有可能な水分量が少ない温度範囲の上限値に設定されており、本実施形態では、４０［℃］に設定されている。

Ｓ１６０で否定判定されてＳ１７０に移行すると、Ｓ１７０では、環境温度Ｔに基づき被検出雰囲気の湿度ＨＵＭを演算する処理を実行する。つまり、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、被検出雰囲気の環境温度Ｔと被検出雰囲気の湿度ＨＵＭとの相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、Ｓ１４０で演算した環境温度Ｔに対応する湿度ＨＵＭを換算データに基づき演算することで、被検出雰囲気の湿度ＨＵＭを取得する。

なお、環境温度Ｔに基づき湿度ＨＵＭを演算するための計算式は、例えば、［数１］のように表すことができる。

このうち、ａ０，ｂ０，ｃ０は、いずれも予め定められた定数である。

なお、本実施形態でのガス検出処理では、湿度ＨＵＭの数値を、相対湿度ではなく絶対湿度での数値として処理を行う。
そして、Ｓ１７０での処理が終了すると、Ｓ２９０に移行する。

Ｓ１６０で肯定判定されてＳ１８０に移行すると、Ｓ１８０では、高温側電圧ＶＨと低温側電圧ＶＬとの比率である検出端子電圧比ＲＶ（＝ＶＨ／ＶＬ）を演算する処理を実行する。

次のＳ１９０では、環境温度Ｔに基づき基準端子電圧比ＲＶ０を演算する処理を実行する。なお、基準端子電圧比ＲＶ０とは、被検出雰囲気内に可燃性ガス（水素）および水分が存在しない場合の高温側電圧ＶＨと低温側電圧ＶＬとの比率（端子電圧比＝ＶＨ／ＶＬ）である。

マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、環境温度Ｔと基準端子電圧比ＲＶ０との相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、Ｓ１４０で演算した環境温度Ｔに対応する基準端子電圧比ＲＶ０を換算データに基づき演算することで、基準端子電圧比ＲＶ０を取得する。

なお、環境温度Ｔに基づき基準端子電圧比ＲＶ０を演算するための計算式は、例えば、［数２］のように表すことができる。

このうち、ａ１，ｂ１，ｃ１は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ２００では、検出端子電圧比ＲＶから基準端子電圧比ＲＶ０を差し引いた電圧比差分値ΔＲＶ（＝ＲＶ−ＲＶ０）を演算する処理を実行する。
次のＳ２１０では、電圧比差分値ΔＲＶに基づき被検出雰囲気内の湿度ＨＵＭを演算する処理を実行する。

マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、電圧比差分値ΔＲＶと湿度ＨＵＭとの相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、Ｓ２００で演算した電圧比差分値ΔＲＶに対応する湿度ＨＵＭを換算データに基づき演算することで、湿度ＨＵＭを取得する。

なお、電圧比差分値ΔＲＶに基づき湿度ＨＵＭを演算するための計算式は、例えば、［数３］のように表すことができる。

このうち、ａ２，ｂ２，ｃ２は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ２２０では、記憶部（ＲＡＭなど）から前回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１（詳細には、ガス濃度変数Ｄｎ−１に記憶されている数値）を読み込む処理を実行する。つまり、第ｎ回検出時におけるＳ２２０の実行時には、第ｎ−１回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１を読み込む処理を実行する。

なお、第１回検出時（ｎ＝１の時）においては、前回検出時（ｎ＝０の時）としての水素ガス濃度Ｄ０は存在しないが、Ｓ１１０の初期設定処理において水素ガス濃度Ｄ０（詳細には、ガス濃度変数Ｄ０に記憶される数値）に初期値としての「０」が設定されていることから、このガス濃度変数Ｄ０を読み込む処理を実行する。また、第ｎ回検出時に検出された水素ガス濃度は、後述するＳ３３０において、水素ガス濃度Ｄｎ（詳細には、ガス濃度変数Ｄｎに記憶される数値）として記憶部（ＲＡＭなど）に記憶される。

次のＳ２３０では、前回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１を用いて、Ｓ２１０で演算された湿度ＨＵＭを補正する処理を実行する。
つまり、Ｓ２３０では、前回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１に対応する湿度演算誤差ｇ（Ｄｎ−１）を演算し、Ｓ２１０で演算された湿度ＨＵＭに湿度演算誤差ｇ（Ｄｎ−１）を加算することにより、湿度ＨＵＭを補正する処理を実行する。なお、ここでの湿度演算誤差とは、電圧比差分値ΔＲＶに基づき演算される湿度ＨＵＭのうち、可燃性ガス濃度（水素ガス濃度）の影響により生じる誤差のことである。

マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、水素ガス濃度と湿度演算誤差ｇとの相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、前回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１に対応する湿度演算誤差ｇを換算データに基づき演算することで、湿度演算誤差ｇを取得する。なお、換算データは、水素ガスの影響による湿度の検出誤差を解消するためにＳ２１０で演算された湿度ＨＵＭに加算すべき値を、湿度演算誤差ｇ（Ｄｎ−１）として演算するように構築されている。

そして、Ｓ２１０で演算された湿度ＨＵＭに湿度演算誤差ｇ（Ｄｎ−１）を加算した値を湿度ＨＵＭに代入することで、湿度ＨＵＭの補正処理を実行する。
なお、前回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１に基づき湿度演算誤差ｇを演算するための計算式は、例えば、［数４］のように表すことができる。

このうち、ｍは、予め定められた定数である。

また、Ｓ２１０で演算された湿度ＨＵＭ（ΔＲＶ）を、前回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１に基づき補正するための計算式は、例えば、［数５］のように表すことができる。

次のＳ２４０では、環境温度Ｔに基づき被検出雰囲気内の飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘを演算する処理を実行する。なお、飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘとは、実際の被検出雰囲気内において実現可能な湿度範囲のうち最大値に相当する値である。

そして、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、環境温度Ｔと飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘとの相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、Ｓ１４０で演算した環境温度Ｔに対応する飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘを換算データに基づき演算することで、飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘを取得する。

なお、環境温度Ｔに基づき飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘを演算するための計算式は、例えば、［数６］のように表すことができる。

このうち、ａ３，ｂ３，ｃ３は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ２５０では、Ｓ２３０での補正処理による補正後の湿度ＨＵＭとＳ２４０で演算した飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘとを比較し、補正後の湿度ＨＵＭが飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘよりも大きいか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ２６０に移行し、否定判定する場合にはＳ２７０に移行する。

Ｓ２５０で肯定判定されてＳ２６０に移行すると、Ｓ２６０では、飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘを湿度ＨＵＭに代入する処理を実行する。つまり、Ｓ２６０では、Ｓ２３０で補正した湿度ＨＵＭを更に補正する処理を実行しており、具体的には、飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘを補正後の湿度ＨＵＭとして設定する。

Ｓ２５０で否定判定されてＳ２７０に移行すると、Ｓ２７０では、Ｓ２３０での補正処理による補正後の湿度ＨＵＭが０未満であるか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ２８０に移行し、否定判定する場合にはＳ２９０に移行する。

Ｓ２７０で肯定判定されてＳ２８０に移行すると、Ｓ２８０では、０を湿度ＨＵＭに代入する処理を実行する。つまり、Ｓ２８０では、Ｓ２３０で補正した湿度ＨＵＭを更に補正する処理を実行しており、具体的には、０を補正後の湿度ＨＵＭとして設定する。

Ｓ１７０，Ｓ２６０，Ｓ２８０のいずれかの処理が終了するか、Ｓ２７０で否定判定されると、Ｓ２９０に移行する。
Ｓ２９０では、環境温度Ｔに基づき基準端子電圧ＶＨ０を演算する処理を実行する。なお、基準端子電圧ＶＨ０とは、被検出雰囲気内に可燃性ガス（水素）および水分が存在しない場合の高温側電圧ＶＨ（高温用発熱抵抗体２２１の両端電圧ＶＨ）である。

そして、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、環境温度Ｔと基準端子電圧ＶＨ０との相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、Ｓ１４０で演算した環境温度Ｔに対応する基準端子電圧ＶＨ０を換算データに基づき演算することで、基準端子電圧ＶＨ０を取得する。

なお、環境温度Ｔに基づき基準端子電圧ＶＨ０を演算するための計算式は、例えば、［数７］のように表すことができる。

このうち、ａ４，ｂ４，ｃ４は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ３００では、湿度ＨＵＭおよび基準端子電圧ＶＨ０に基づき湿度対応端子電圧ＶＨ１を演算する処理を実行する。なお、湿度対応端子電圧ＶＨ１とは、被検出雰囲気内に可燃性ガスが存在せず、水蒸気が湿度ＨＵＭだけ存在する場合の環境温度Ｔにおける高温側電圧ＶＨ（高温用発熱抵抗体２２１の両端電圧ＶＨ）である。

そして、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、湿度ＨＵＭ、基準端子電圧ＶＨ０、湿度対応端子電圧ＶＨ１の相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、湿度ＨＵＭおよびＳ２９０で演算した基準端子電圧ＶＨ０に対応する湿度対応端子電圧ＶＨ１を換算データに基づき演算することで、湿度対応端子電圧ＶＨ１を取得する。

なお、湿度ＨＵＭおよび基準端子電圧ＶＨ０に基づき湿度対応端子電圧ＶＨ１を演算するための計算式は、例えば、［数８］のように表すことができる。

このうち、ａ５，ｂ５は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ３１０では、環境温度Ｔに基づきガス感度Ｇ１を演算する処理を実行する。
なお、ガス感度Ｇ１は、高温側電圧ＶＨと湿度対応端子電圧ＶＨ１との差分値（高温側電圧差分値ΔＶＨ（＝ＶＨ−ＶＨ１））に基づいて水素ガス濃度Ｄｎを演算する際に用いる数値である。また、ガス感度Ｇ１は、発熱抵抗体（左側発熱抵抗体３３１および右側発熱抵抗体３３２）の種類（材質、形状など）や環境温度Ｔに応じて定められる数値である。

そして、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、環境温度Ｔとガス感度Ｇ１との相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、環境温度Ｔに対応するガス感度Ｇ１を換算データに基づき演算することで、ガス感度Ｇ１を取得する。

なお、環境温度Ｔに基づきガス感度Ｇ１を演算するための計算式は、例えば、［数９］のように表すことができる。

このうち、ａ６，ｂ６，ｃ６は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ３２０では、高温側電圧差分値ΔＶＨおよびガス感度Ｇ１に基づき水素ガス濃度Ｄｎを演算する処理を実行する。なお、水素ガス濃度Ｄｎは、高温側電圧差分値ΔＶＨをガス感度Ｇ１で除算することで得られる。

なお、高温側電圧差分値ΔＶＨおよびガス感度Ｇ１に基づき水素ガス濃度Ｄｎを演算するための計算式は、例えば、［数１０］のように表すことができる。

次のＳ３３０では、Ｓ３２０で演算した水素ガス濃度Ｄｎを記憶部（ＲＡＭなど）に記憶する処理を実行するとともに、カウンタ変数ｎをインクリメント（１加算）する処理を実行する。

次のＳ３４０では、Ｓ１２０での肯定判定時期または前回検出時のＳ３４０での肯定判定時期を起点として、予め定められた検出待ち時間が経過したか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ１３０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで肯定判定されるまで待機する。

なお、検出待ち時間は、水素ガス濃度の検出周期に応じて定められており、水素ガス濃度が大幅に変化しない時間内に次回の検出時期となるような時間（例えば、例えば、１０［ｍｓ］）に設定されている。

Ｓ３４０で肯定判定されると、再びＳ１３０に移行する。そして、Ｓ１３０からＳ３４０までの処理を繰り返し実行することで、水素ガス濃度を繰り返し検出する。
なお、本実施形態においては、左側発熱抵抗体３３１および右側発熱抵抗体３３２が、特許請求の範囲に記載の複数の発熱抵抗体に相当し、電流調整回路２３０および演算増幅回路２５０が通電制御手段に相当し、電流調整回路２４０および演算増幅回路２６０が通電制御手段に相当し、測温抵抗体３９０を含む温度測定回路９３およびＳ１３０、Ｓ１４０を実行するマイクロコンピュータ９４が温度検出手段に相当している。

また、Ｓ１５０を実行するマイクロコンピュータ９４が電圧検出手段に相当し、Ｓ１８０からＳ２１０までの処理を実行するマイクロコンピュータ９４が湿度演算手段に相当し、Ｓ２９０からＳ３２０までの処理を実行するマイクロコンピュータ９４が濃度演算手段に相当している。

さらに、水素ガス濃度Ｄｎを記憶するマイクロコンピュータ９４の記憶部（ＲＡＭなど）がガス濃度記憶手段に相当し、Ｓ２２０，Ｓ２３０を実行するマイクロコンピュータ９４が補正後湿度演算手段に相当し、Ｓ１６０での処理を実行するマイクロコンピュータ９４が温度判定手段に相当し、Ｓ１７０での処理を実行するマイクロコンピュータ９４が温度対応湿度演算手段に相当し、高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）が目標温度が高い側に対応して通電制御される発熱抵抗体（高温側抵抗素子）に相当している。

また、Ｓ１８０を実行するマイクロコンピュータ９４が電圧比演算手段に相当し、Ｓ１９０を実行するマイクロコンピュータ９４が基準端子電圧比演算手段に相当し、Ｓ２００を実行するマイクロコンピュータ９４が電圧比差分値演算手段に相当し、Ｓ２１０を実行するマイクロコンピュータ９４が電圧比差分値対応湿度演算手段に相当する。

さらに、シリコン製半導体基板３１０が半導体基板に相当し、上側絶縁層３２３および下側絶縁層３２４が絶縁層に相当し、発熱抵抗体３３０（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２）が基板発熱抵抗体に相当し、内側保護層３５０および外側保護層３６０が保護層に相当している。

また、Ｓ２４０を実行するマイクロコンピュータ９４が飽和水蒸気濃度演算手段に相当し、Ｓ２６０を実行するマイクロコンピュータ９４が湿度上限設定手段に相当し、Ｓ２８０を実行するマイクロコンピュータ９４が湿度下限設定手段に相当している。

以上説明したように、本実施形態の可燃性ガス検出装置１は、水素ガス濃度Ｄｎを演算するにあたり、Ｓ２１０で演算した湿度ＨＵＭをそのまま用いるのではなく、前回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１を用いて補正した湿度ＨＵＭ（Ｓ２３０）を用いて水素ガス濃度Ｄｎを演算する構成である。

詳細には、Ｓ２３０で補正した湿度ＨＵＭを用いて湿度対応端子電圧ＶＨ１を演算し（Ｓ３００）、高温側電圧ＶＨと湿度対応端子電圧ＶＨ１との差分値（高温側電圧差分値ΔＶＨ）を演算し、高温側電圧差分値ΔＶＨおよびガス感度Ｇ１に基づいて水素ガス濃度Ｄｎを演算する（Ｓ３２０）。

このため、可燃性ガス検出装置１が設置された被検出雰囲気内における水素ガス濃度が変化し、その濃度変化に起因してＳ２１０による湿度ＨＵＭの演算結果に誤差が生じた場合であっても、Ｓ２３０にて補正された補正後の湿度ＨＵＭは、水素ガス濃度の影響が反映された値となる。つまり、Ｓ２３０にて補正された補正後の湿度ＨＵＭは、Ｓ２１０にて演算された湿度ＨＵＭに比べて、実際の湿度に近い値となるとともに、実際の湿度との誤差が小さい値となる。

このことから、可燃性ガス検出装置１は、誤差の小さい補正後の湿度ＨＵＭを用いて、水素ガス濃度Ｄｎを演算する構成であり、水素ガス濃度の変化による湿度の検出誤差を抑制しつつ、水素ガス濃度を検出できる。

よって、本実施形態の可燃性ガス検出装置１によれば、水素ガス濃度が変化した場合においても、湿度の検出誤差が生じ難く、水素ガスの検出精度の低下を抑制することができる。

また、本実施形態のガス検出処理では、Ｓ３２０にてガス濃度が演算される毎に、Ｓ３３０にてガス濃度を記憶する処理を行うため、その後の補正処理（Ｓ２３０）に用いられる水素ガス濃度Ｄｎ−１は、過去に検出された複数の水素ガス濃度のうち、最新の水素ガス濃度となる。

このことから、可燃性ガス検出装置１は、常に最新の水素ガス濃度を用いて湿度ＨＵＭの補正を行う構成であり、ガス濃度検出時における被検出雰囲気内の水素ガス濃度に近い値（Ｄｎ−１）に基づいて湿度ＨＵＭを補正することができる。

したがって、本実施形態の可燃性ガス検出装置１によれば、ガス濃度検出時における被検出雰囲気内のガス濃度に近い値に基づいて湿度ＨＵＭを補正できることから、湿度補正における補正精度を向上できるとともに、水素ガス濃度の検出精度が低下することを抑制できる。

また、可燃性ガス検出装置１においては、シリコン製半導体基板３１０（基板部３１２）、内側保護層３５０、左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２、外側保護層３６０を有するガス検出素子６０を備えており、複数の発熱抵抗体（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２、）は、内側保護層３５０および外側保護層３６０を介して間接的に被検出雰囲気内に対して配置されている。

このように、複数の発熱抵抗体（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２、）を覆う内側保護層３５０および外側保護層３６０を備えることから、被検出雰囲気内に発熱抵抗体（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２、）を腐食させる有害物質が存在する場合であっても、発熱抵抗体の腐食を抑制しつつ、水素ガスを検出することができる。

また、本実施形態の可燃性ガス検出装置１においては、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）の目標温度が１５０［℃］であり、高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）の目標温度が３３０［℃］である。つまり、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）の目標温度および高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）の目標温度は、いずれも１５０［℃］から５００［℃］の範囲内に設定されている。

このように目標温度の温度範囲を設定することで、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）および高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）の温度を、大気圧雰囲気において水の沸点を確実に上回る温度範囲（１５０［℃］以上）に制御でき、被検出雰囲気が結露を含む多湿環境であっても、水素ガスの検知が可能となる。

このように目標温度の温度範囲を設定することで、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）および高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）の温度を、水素ガスの発火（または爆発）温度よりも低い温度範囲（５００［℃］以下）に設定することができる。これにより、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）および高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）の温度が、水素ガスの発火温度（または爆発温度）まで上昇するのを抑制でき、水素ガスの発火を防止できる。

また、可燃性ガス検出装置１においては、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）の目標温度が１５０［℃］であり、高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）の目標温度が３３０［℃］である。つまり、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）の目標温度と、高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）の目標温度との差が、５０［℃］以上に設定されている。

なお、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）と高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）との目標温度の差が大きくなるほど、被検出雰囲気内の湿度を検出する際の検出精度が向上する。

このことから、低温用発熱抵抗体２１１（左側発熱抵抗体３３１）と高温用発熱抵抗体２２１（右側発熱抵抗体３３２）との目標温度の差が５０［℃］以上に設定されている可燃性ガス検出装置１は、湿度検出における検出精度の向上を図ることができる。

また、可燃性ガス検出装置１においては、Ｓ２５０での判定処理において、補正後の湿度ＨＵＭが飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘよりも大きいと判定する場合（肯定判定する場合）には、飽和水蒸気濃度ＨＵＭｍａｘを湿度ＨＵＭに代入する処理を実行する。さらに、可燃性ガス検出装置１においては、Ｓ２７０での判定処理において、補正後の湿度ＨＵＭが０未満であると判定する場合（肯定判定する場合）には、０を補正後の湿度ＨＵＭとして設定する処理を行う。

このように、Ｓ２３０における補正後の湿度ＨＵＭが不適切な値に設定されている場合には、補正後の湿度ＨＵＭを更に補正する処理を実行することで、水素ガス濃度の演算に用いられる湿度ＨＵＭが、実際の被検出雰囲気内では実現不可能な湿度範囲に設定されるのを防止でき、水素ガス濃度の検出精度が低下するのを抑制できる。

ここで、被検出雰囲気内について湿度を一定にした条件下で水素ガス濃度を変更したときに、可燃性ガス検出装置１において演算される補正後の湿度ＨＵＭおよび水素ガス濃度Ｄｎがどのような値を示すのかを評価した測定結果について説明する。

なお、本測定では、被検出雰囲気内の湿度を０［vol％ ］で一定に維持しつつ、１８０［ｓｅｃ］ごとに被検出雰囲気内の水素ガス濃度を５段階（０→１→２→３→４→０［vol％ ］）に変更した場合において、可燃性ガス検出装置１における補正後の湿度ＨＵＭおよび水素ガス濃度Ｄｎを測定した。

また、比較例として、湿度の補正を行わない従来構成の可燃性ガス検出装置における湿度および水素ガス濃度を測定した。なお、従来構成の可燃性ガス検出装置では、本実施形態のＳ２１０と同様の処理で湿度ＨＵＭを演算しており、その演算で得られた湿度ＨＵＭを用いて湿度対応端子電圧ＶＨ１を演算し（Ｓ３００と同様の処理）、高温側電圧ＶＨと湿度対応端子電圧ＶＨ１との差分値（高温側電圧差分値ΔＶＨ）を演算し、高温側電圧差分値ΔＶＨおよびガス感度Ｇ１に基づいて水素ガス濃度Ｄｎを演算する（Ｓ３２０と同様の処理）。

本測定の測定結果のうち、湿度の測定結果を図７に示し、水素ガス濃度の測定結果を図８に示す。なお、本実施形態における測定結果を点線で示し、従来構成における測定結果を実線で示す。

まず、図７に示す湿度の測定結果によれば、従来構成においては、被検出雰囲気内の湿度（換言すれば、実際の湿度）が一定であるにもかかわらず、水素ガス濃度の変化に応じて演算結果の湿度が変動していることが判る。これに対して、本実施形態においては、水素ガス濃度の切り替えタイミングで湿度ＨＵＭが大きく変動することはなく、演算結果の湿度ＨＵＭは、水素ガス濃度の影響を受けていないことが判る。

次に、図８に示す水素ガス濃度の測定結果によれば、従来構成においては、被検出雰囲気内の水素ガス濃度（換言すれば、実際の水素ガス濃度）が１８０［ｓｅｃ］毎に変化する際に、演算結果の水素ガス濃度が変化していることから、水素ガス濃度が変化していることを判別することは可能である。しかし、演算結果の水素ガス濃度は、実際の水素ガス濃度とは異なる値を示しているため、従来構成の可燃性ガス検出装置は、水素ガス濃度を正確に検出することは困難である。例えば、実際の水素ガス濃度が４．０［vol％ ］である時には、従来構成の可燃性ガス検出装置における水素ガス濃度の測定結果は、３．０［vol％ ］であり、水素ガス濃度の検出値に誤差が生じていることが判る。

これに対して、本実施形態においては、実際の水素ガス濃度が変化する際に、演算結果の水素ガス濃度が変化しているとともに、演算結果の水素ガス濃度が実際の水素ガス濃度と同様の数値を示していることが判る。

したがって、この測定結果によれば、本実施形態の可燃性ガス検出装置１は、水素ガス濃度が変化した場合においても、湿度の検出誤差が生じ難く、水素ガスの検出精度の低下を抑制することができることが判る。

なお、上記の実施形態（以下、第１実施形態ともいう）では、検出素子における２つの発熱抵抗体（左側発熱抵抗体３３１、右側発熱抵抗体３３２）のうち、高温用発熱抵抗体２２１である右側発熱抵抗体３３２の端子電圧ＶＨを用いて、可燃性ガス濃度（水素ガス濃度）を検出する構成の可燃性ガス検出装置について説明した。つまり、第１実施形態の可燃性ガス検出装置においては、可燃性ガスの検出に用いる端子電圧が「高温側抵抗素子の端子電圧のみ」である。

しかし、可燃性ガスの検出に用いる端子電圧は、「高温側抵抗素子の端子電圧のみ」に限られることはなく、例えば、「高温側抵抗素子の端子電圧と低温側抵抗素子の端子電圧との差分値（電圧差）」とすることも可能である。

そこで、第２実施形態として、「高温側抵抗素子の端子電圧と低温側抵抗素子の端子電圧との差分値（電圧差）」を用いて可燃性ガス（水素ガス）を検出する構成の第２可燃性ガス検出装置について説明する。

なお、第２実施形態である第２可燃性ガス検出装置は、第１実施形態の可燃性ガス検出装置１に比べて、共通する構成要素が多く、ガス検出処理における処理内容の一部が異なる構成であることから、異なる部分を中心に説明する。

まず、第２可燃性ガス検出装置は、第１実施形態の可燃性ガス検出装置１と同様に、素子ケース２０、収容ケース４０、ガス検出素子６０を備えて構成されており、例えば、燃料電池シテムにおいて燃料電池から漏れる水素ガスを検出する用途などに用いられる。

なお、第２可燃性ガス検出装置における素子ケース２０、収容ケース４０、ガス検出素子６０の構成は、第１実施形態と同様であるから、説明を省略する。
第２可燃性ガス検出装置のマイコン９４は、第１実施形態の可燃性ガス検出装置１と同様に、図１にて示すごとく、収容ケース４０の内部において回路基板４１に実装されている。また、第２可燃性ガス検出装置における制御回路２００は、図２に示すように、低温側ガス検出回路９１、高温側ガス検出回路９２、温度測定回路９３を備えており、第２可燃性ガス検出装置は、マイクロコンピュータ９４、直流電源２８０、電源スイッチ２８１などを備えている。

なお、第２可燃性ガス検出装置における制御回路２００のハードウェア構成は、第１実施形態と同様であるから、説明を省略する。
そして、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、第２可燃性ガス検出装置の収容ケース４０が被検出雰囲気内に配置されると、被検出雰囲気内に含まれる水素ガスが、収容ケース４０の流路形成部４３に流入する。そして、水素ガスは、素子ケース２０の導入部３５を通り検出空間３９に流入し、然る後、ガス検出素子６０に到達する。

このような状態において、電源スイッチ２８１がオンされ、マイクロコンピュータ９４が直流電源２８０からの給電を受けると、マイクロコンピュータ９４は、図９のフローチャートに従い上記コンピュータプログラム（第２ガス検出処理）の実行を開始する。なお、図９は、第２ガス検出処理の処理内容を表すフローチャートである。

第２ガス検出処理での処理内容のうち、Ｓ１１０からＳ２８０までの処理内容は、第１実施形態のガス検出処理と同様であることから、説明は省略する。
そして、第２ガス検出処理においては、Ｓ１７０，Ｓ２６０，Ｓ２８０のいずれかの処理が終了するか、Ｓ２７０で否定判定されると、Ｓ５１０に移行する。

Ｓ５１０では、Ｓ１５０で読み込んだ低温側電圧ＶＬおよび高温側電圧ＶＨを用いて、高温側電圧ＶＨと低温側電圧ＶＬとの差分値である検出電圧差分値ΔＶ（＝ＶＨ−ＶＬ）を演算する処理を実行する。

次のＳ５２０では、環境温度Ｔに基づき基準検出電圧差分値ΔＶ０を演算する処理を実行する。なお、基準検出電圧差分値ΔＶ０とは、被検出雰囲気内に可燃性ガス（水素）および水分が存在しない場合の検出電圧差分値ΔＶ（＝ＶＨ−ＶＬ）である。

そして、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、環境温度Ｔと基準検出電圧差分値ΔＶ０との相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、Ｓ１４０で演算した環境温度Ｔに対応する基準検出電圧差分値ΔＶ０を換算データに基づき演算することで、基準検出電圧差分値ΔＶ０を取得する。

なお、環境温度Ｔに基づき基準検出電圧差分値ΔＶ０を演算するための計算式は、例えば、［数１１］のように表すことができる。

このうち、ａ７，ｂ７，ｃ７は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ５３０では、湿度ＨＵＭおよび基準検出電圧差分値ΔＶ０に基づき湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１を演算する処理を実行する。なお、湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１とは、被検出雰囲気内に可燃性ガス（水素）が存在しない場合の環境温度Ｔにおける検出電圧差分値ΔＶ（＝ＶＨ−ＶＬ）である。

そして、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、湿度ＨＵＭ、基準検出電圧差分値ΔＶ０、湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１の相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、湿度ＨＵＭおよびＳ５２０で演算した基準検出電圧差分値ΔＶ０に対応する湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１を換算データに基づき演算することで、湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１を取得する。

なお、湿度ＨＵＭおよび基準検出電圧差分値ΔＶ０に基づき湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１を演算するための計算式は、例えば、［数１２］のように表すことができる。

このうち、ａ８，ｂ８は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ５４０では、環境温度Ｔに基づき第２ガス感度Ｇ２を演算する処理を実行する。
なお、第２ガス感度Ｇ２は、検出電圧差分値ΔＶ（＝ＶＨ−ＶＬ）と湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１との差分値（濃度検出用差分値ΔＶＡ（＝ΔＶ−ΔＶ１））に基づいて水素ガス濃度Ｄｎを演算する際に用いる数値である。また、第２ガス感度Ｇ２は、発熱抵抗体（左側発熱抵抗体３３１および右側発熱抵抗体３３２）の種類（材質、形状など）や環境温度Ｔに応じて定められる数値である。

そして、マイクロコンピュータ９４は、記憶部（ＲＯＭなど）に、環境温度Ｔと第２ガス感度Ｇ２との相関関係に関する換算データ（換算用マップデータ、換算用計算式など）を記憶しており、環境温度Ｔに対応する第２ガス感度Ｇ２を換算データに基づき演算することで、第２ガス感度Ｇ２を取得する。

なお、環境温度Ｔに基づき第２ガス感度Ｇ２を演算するための計算式は、例えば、［数１３］のように表すことができる。

このうち、ａ９，ｂ９，ｃ９は、いずれも予め定められた定数である。

次のＳ５５０では、濃度検出用差分値ΔＶＡおよび第２ガス感度Ｇ２に基づき水素ガス濃度Ｄｎを演算する処理を実行する。なお、水素ガス濃度Ｄｎは、濃度検出用差分値ΔＶＡを第２ガス感度Ｇ２で除算することで得られる。

なお、濃度検出用差分値ΔＶＡおよび第２ガス感度Ｇ２に基づき水素ガス濃度Ｄｎを演算するための計算式は、例えば、［数１４］のように表すことができる。

次のＳ５６０では、Ｓ５５０で演算した水素ガス濃度Ｄｎを記憶部（ＲＡＭなど）に記憶する処理を実行するとともに、カウンタ変数ｎをインクリメント（１加算）する処理を実行する。

次のＳ５７０では、Ｓ１２０での肯定判定時期または前回検出時のＳ５７０での肯定判定時期を起点として、予め定められた検出待ち時間が経過したか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ１３０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで肯定判定されるまで待機する。

なお、検出待ち時間は、水素ガス濃度の検出周期に応じて定められており、水素ガス濃度が大幅に変化しない時間内に次回の検出時期となるような時間（例えば、例えば、１０［ｍｓ］）に設定されている。

Ｓ５７０で肯定判定されると、再びＳ１３０に移行する。そして、Ｓ１３０からＳ２８０、Ｓ５１０からＳ５７０までの処理を繰り返し実行することで、水素ガス濃度を繰り返し検出する。

以上説明したように、第２実施形態の第２可燃性ガス検出装置は、第１実施形態と同様に、水素ガス濃度Ｄｎを演算するにあたり、Ｓ２１０で演算した湿度ＨＵＭをそのまま用いるのではなく、前回検出時の水素ガス濃度Ｄｎ−１を用いて補正した湿度ＨＵＭ（Ｓ２３０）を用いて水素ガス濃度Ｄｎを演算する構成である。

詳細には、Ｓ２３０で補正した湿度ＨＵＭを用いて湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１を演算し（Ｓ５３０）、検出電圧差分値ΔＶと湿度対応検出電圧差分値ΔＶ１との差分値（濃度検出用差分値ΔＶＡ）を演算し、濃度検出用差分値ΔＶＡおよび第２ガス感度Ｇ２に基づいて水素ガス濃度Ｄｎを演算する（Ｓ５５０）。

このため、第２可燃性ガス検出装置が設置された被検出雰囲気内における水素ガス濃度の変化し、その濃度変化に起因してＳ２１０による湿度ＨＵＭの演算結果に誤差が生じた場合であっても、Ｓ２３０にて補正された補正後の湿度ＨＵＭは、水素ガス濃度の変化が反映された値となる。つまり、Ｓ２３０にて補正された補正後の湿度ＨＵＭは、Ｓ２１０にて演算された湿度ＨＵＭに比べて、実際の湿度に近い値となるとともに、実際の湿度との誤差が小さい値となる。

このことから、第２可燃性ガス検出装置は、誤差の小さい補正後の湿度ＨＵＭを用いて、水素ガス濃度Ｄｎを演算する構成であり、水素ガス濃度の変化による湿度の検出誤差を抑制しつつ、水素ガス濃度を検出できる。

よって、第２実施形態の第２可燃性ガス検出装置によれば、第１実施形態と同様に、水素ガス濃度が変化した場合においても、湿度の検出誤差が生じ難く、水素ガスの検出精度の低下を抑制することができる。

また、第２実施形態の第２ガス検出処理では、Ｓ５５０にてガス濃度が演算される毎に、Ｓ５６０にてガス濃度を記憶する処理を行うため、その後の補正処理（Ｓ２３０）に用いられる水素ガス濃度Ｄｎ−１は、過去に検出された複数の水素ガス濃度のうち、最新の水素ガス濃度となる。

このことから、第２可燃性ガス検出装置は、常に最新の水素ガス濃度を用いて湿度ＨＵＭの補正を行う構成となるため、ガス濃度検出時における被検出雰囲気内の水素ガス濃度に近い値（Ｄｎ−１）に基づいて湿度ＨＵＭを補正することができる。

したがって、第２実施形態の可燃性ガス検出装置によれば、ガス濃度検出時における被検出雰囲気内のガス濃度に近い値に基づいて湿度ＨＵＭを補正できることから、湿度補正における補正精度を向上できるとともに、水素ガス濃度の検出精度が低下することを抑制できる。

なお、第２実施形態の可燃性ガス検出装置においては、Ｓ５１０からＳ５５０までの処理を実行するマイクロコンピュータ９４が特許請求の範囲に記載の濃度演算手段に相当している。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記２つの実施形態では、可燃性ガスの検出に用いる端子電圧が「高温側抵抗素子の端子電圧のみ」である実施形態と、可燃性ガスの検出に用いる端子電圧が「高温側抵抗素子の端子電圧と低温側抵抗素子の端子電圧との差分値（電圧差）」である実施形態と、について説明した。

しかし、可燃性ガスの検出に用いる端子電圧は、上記の２つの形態に限られることはなく、このほかの実施形態としては、例えば、可燃性ガスの検出に用いる端子電圧が「高温側抵抗素子の端子電圧と低温側抵抗素子の端子電圧との比率（電圧比）」である構成を挙げることができる。

また、上記実施形態においては、可燃性ガス濃度を記憶するマイクロコンピュータ９４の記憶部（ＲＡＭなど）は、複数の水素ガス濃度Ｄｎを記憶しており、過去の履歴となる複数の可燃性ガス濃度を記憶する構成であるが、可燃性ガス濃度を記憶する記憶部は、単一の可燃性ガス濃度のみを記憶する構成であってもよい。つまり、湿度ＨＵＭの補正に用いる可燃性ガス濃度は、前回検出時の可燃性ガス濃度のみであるため、湿度ＨＵＭの補正処理においては、必ずしも複数の可燃性ガス濃度が必要となるものではない。このため、可燃性ガス濃度を記憶するマイクロコンピュータ９４の記憶部（ＲＡＭなど）は、最新の可燃性ガス濃度のみを記憶する構成としてもよい。

さらに、上記実施形態では、発熱抵抗体（左側発熱抵抗体３３１および右側発熱抵抗体３３２）が、内側保護層３５０および外側保護層３６０に覆われて、内側保護層３５０および外側保護層３６０を介して間接的に被検出雰囲気内に配置される構成であるが、このような構成に限られることはない。例えば、発熱抵抗体を腐食する成分が存在しない被検出雰囲気においては、保護層を備えずに発熱抵抗体が露出する状態で、被検出雰囲気内に直接配置される構成としてもよい。

また、ガス感度（Ｇ１，Ｇ２）は、発熱抵抗体（左側発熱抵抗体３３１および右側発熱抵抗体３３２）の種類（材質、形状など）によっては、環境温度Ｔによる影響を受けない場合がある。そのような場合には、ガス感度を予め定められる定数として定めておき、可燃性ガス濃度を演算してもよい。

可燃性ガス検出装置の断面図である。 可燃性ガス検出装置における制御回路およびマイクロコンピュータの概略構成を表すブロック図である。 可燃性ガス検出装置の素子ケース周辺部分を拡大した縦断面図である。 図５に示すガス検出素子のＡ−Ａ線における矢視方向断面図である。 ガス検出素子の平面図である。 ガス検出処理の処理内容を表すフローチャートである。 本実施形態および従来構成における湿度の測定結果を表す説明図である。 本実施形態および従来構成における水素ガス濃度の測定結果を表す説明図である。 第２ガス検出処理の処理内容を表すフローチャートである。

符号の説明

１…可燃性ガス検出装置、２０…素子ケース、３４…導入口、３５…導入部、３９…検出空間、４０…収容ケース、４１…回路基板、５８…収容空間形成面、５９…収容空間、６０…ガス検出素子、９１…低温側ガス検出回路、９２…高温側ガス検出回路、９３…温度測定回路、９４…マイクロコンピュータ、２００…制御回路、２１０…低温側ブリッジ回路、２１１…低温用発熱抵抗体、２２０…高温側ブリッジ回路、２２１…高温用発熱抵抗体、２３０…電流調整回路、２４０…電流調整回路、２５０…演算増幅回路、２６０…演算増幅回路、２８０…直流電源、３１０…シリコン製半導体基板、３１１…凹部、３３０…発熱抵抗体、３３１…左側発熱抵抗体、３３２…右側発熱抵抗体、３４０…配線膜、３５０…内側保護層、３６０…外側保護層、３８１…左側熱伝導式ガス検出部、３８２…右側熱伝導式ガス検出部、３９０…測温抵抗体、９３１…温度測定ブリッジ回路、９３２…増幅回路。

Claims (7)

1. 被検出雰囲気内に配置される複数の発熱抵抗体と、
   前記複数の発熱抵抗体のうち２つの発熱抵抗体が互いに異なる目標温度に対応する抵抗値となるように、前記２つの発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段と、
   前記被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記２つの発熱抵抗体における各端子電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電圧検出手段で検出した前記２つの端子電圧および前記温度検出手段で検出した前記環境温度に基づいて、前記被検出雰囲気内の湿度を演算する湿度演算手段と、
   前記電圧検出手段で検出した前記２つの端子電圧のうち少なくともいずれか一方を含む端子電圧と、前記湿度演算手段で演算した湿度と、前記温度検出手段で検出した環境温度とに基づいて、前記被検出雰囲気内における可燃性ガスのガス濃度を演算する濃度演算手段と、
   を備えて、前記被検出雰囲気内の可燃性ガスを検出する可燃性ガス検出装置であって、
   前記濃度演算手段で演算された前記ガス濃度を記憶するガス濃度記憶手段と、
   予め設定された前記可燃性ガスのガス濃度と前記湿度演算手段の湿度演算誤差との相関関係に基づき、前記ガス濃度記憶手段に記憶された過去の前記ガス濃度に対応する湿度演算誤差を演算し、前記湿度演算手段で演算された前記被検出雰囲気内の湿度を前記湿度演算誤差を用いて補正することで、補正後湿度を演算する補正後湿度演算手段と、
   を備え、
   前記濃度演算手段は、前記補正後湿度演算手段により演算された前記補正後湿度を前記湿度演算手段で演算した湿度として用いており、
   前記ガス濃度記憶手段は、前記濃度演算手段にてガス濃度が演算される毎に当該ガス濃度を記憶しており、
   前記補正後湿度演算手段は、前記ガス濃度記憶手段に記憶されたガス濃度のうち最新のガス濃度を用いて前記湿度を補正すること、
   を特徴とする可燃性ガス検出装置。
2. 前記湿度演算手段は、
   前記電圧検出手段にて検出した前記２つの端子電圧の比率を端子電圧比として演算する電圧比演算手段と、
   前記被検出雰囲気内に前記可燃性ガスおよび水分が存在しない状況下で予め設定された前記被検出雰囲気内の環境温度と前記端子電圧比との相関関係である基準相関関係に基づいて、前記温度検出手段にて検出した環境温度に対応する端子電圧比を基準端子電圧比として演算する基準端子電圧比演算手段と、
   前記端子電圧比から前記基準端子電圧比を差し引いた値を電圧比差分値として演算する電圧比差分値演算手段と、
   前記被検出雰囲気内の湿度と前記電圧比差分値との相関関係に基づいて、前記電圧比差分値演算手段で演算した前記電圧比差分値に対応する前記被検出雰囲気内の湿度を演算する電圧比差分値対応湿度演算手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の可燃性ガス検出装置。
3. 間隔をおいて形成される複数の凹部を裏面側に有する半導体基板と、
   前記半導体基板の表面側に形成される絶縁層と、
   前記絶縁層の表面において、前記複数の凹部の配置位置上に形成される複数の基板発熱抵抗体と、
   前記複数の基板発熱抵抗体を覆うように前記絶縁層の表面に形成される保護層と、
   を有する検出素子を備え、
   前記複数の基板発熱抵抗体は、前記保護層を介して間接的に前記被検出雰囲気内に対して配置されて、前記複数の発熱抵抗体として備えられること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の可燃性ガス検出装置。
4. 前記２つの発熱抵抗体の互いに異なる目標温度は、それぞれ１５０［℃］から５００［℃］の範囲内であること、
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の可燃性ガス検出装置。
5. 前記２つの発熱抵抗体の互いに異なる目標温度の差は、５０［℃］以上であること、
   を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の可燃性ガス検出装置。
6. 前記温度検出手段にて検出される前記環境温度が予め定められた温度下限値未満であるか否かを判定する温度判定手段と、
   予め設定された前記被検出雰囲気内の環境温度と湿度との相関関係に基づいて、前記温度検出手段にて検出した前記環境温度に対応する被検出雰囲気内の湿度を演算する温度対応湿度演算手段と、
   を備えており、
   前記温度判定手段にて前記環境温度が前記温度下限値未満であると判定された場合には、前記濃度演算手段は、前記補正後湿度演算手段による前記補正後湿度を用いずに、前記温度対応湿度演算手段にて演算された湿度を用いて前記可燃性ガスのガス濃度を演算すること、
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の可燃性ガス検出装置。
7. 予め定められた前記被検出雰囲気内の環境温度と飽和水蒸気濃度との相関関係に基づいて、前記温度検出手段にて検出した前記環境温度に対応する飽和水蒸気濃度を演算する飽和水蒸気濃度演算手段と、
   前記飽和水蒸気濃度演算手段にて演算された前記飽和水蒸気濃度と、前記補正後湿度演算手段にて演算された前記補正後湿度とを比較して、前記補正後湿度が前記飽和水蒸気濃度よりも大きい場合には、前記飽和水蒸気濃度を前記補正後湿度として設定する湿度上限設定手段と、
   前記補正後湿度演算手段にて演算された前記補正後湿度が０未満であるか否かを判断して、前記補正後湿度が０未満である場合には、前記補正後湿度を０に設定する湿度下限設定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の可燃性ガス検出装置。

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