JP5065147B2 - Semiconductor sensor type gas detector - Google Patents

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本発明は、半導体式ガスセンサを備えた半導体センサ式ガス検知装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor sensor type gas detection apparatus including a semiconductor type gas sensor.

現在、例えば可燃性ガスや毒性ガスを検知するガスセンサの一つとして、金属酸化物半導体の表面でのガス吸着による金属酸化物半導体の抵抗値の変化を検出することにより検知対象ガスについてガス濃度を検知する半導体式ガスセンサが知られている。
この半導体式ガスセンサのある種のものにおいては、例えば酸化スズ(SnO2 )を主体とした焼結体よりなる金属酸化物半導体がヒータコイルと電気的に分離され、かつ熱伝導関係を形成するよう配置されて構成されており、金属酸化物半導体の表面温度が例えば250〜600℃程度に維持されるようヒータコイルによって加熱されることにより金属酸化物半導体の表面上に大気中の酸素が吸着されて金属酸化物半導体の抵抗値が一定の値に維持された状態において、検知対象ガスが金属酸化物半導体の表面に接触することにより金属酸化物半導体の表面の酸素と反応して酸素を奪うため、金属酸化物半導体の抵抗値が低下し、この抵抗値の変化を検出することにより検知対象ガスのガス濃度が検知される。
Currently, for example, as one of gas sensors for detecting flammable gas and toxic gas, the gas concentration of the detection target gas is detected by detecting the change in the resistance value of the metal oxide semiconductor due to gas adsorption on the surface of the metal oxide semiconductor. A semiconductor gas sensor for detection is known.
In a certain type of this semiconductor gas sensor, for example, a metal oxide semiconductor made of a sintered body mainly composed of tin oxide (SnO 2 ) is electrically separated from the heater coil and forms a heat conduction relationship. Oxygen in the atmosphere is adsorbed on the surface of the metal oxide semiconductor by being heated by the heater coil so that the surface temperature of the metal oxide semiconductor is maintained at, for example, about 250 to 600 ° C. In the state where the resistance value of the metal oxide semiconductor is maintained at a constant value, the detection target gas contacts the surface of the metal oxide semiconductor to react with oxygen on the surface of the metal oxide semiconductor to deprive oxygen. The resistance value of the metal oxide semiconductor decreases, and the gas concentration of the detection target gas is detected by detecting the change in the resistance value.

半導体式ガスセンサにおいては、無通電状態が長時間の間続いた場合には、半導体式ガスセンサ(金属酸化物半導体)の表面に、雑ガスや水分が吸着してしまい、半導体式ガスセンサの特性を安定して得ることができなくなることから、通常、金属酸化物半導体を通電により加熱し、これにより、金属酸化物半導体の表面に吸着した雑ガスや水分を除去する暖機処理(センサの活性化)が行われている(例えば特許文献1参照)。   In a semiconductor gas sensor, if a non-energized state continues for a long time, miscellaneous gases and moisture are adsorbed on the surface of the semiconductor gas sensor (metal oxide semiconductor), which stabilizes the characteristics of the semiconductor gas sensor. In general, the metal oxide semiconductor is heated by energization to remove the miscellaneous gas and moisture adsorbed on the surface of the metal oxide semiconductor (sensor activation). (For example, refer to Patent Document 1).

特開2004−3915号公報JP 2004-3915 A

而して、半導体式ガスセンサの使用に伴う暖機処理においては、当該半導体式ガスセンサの無通電放置時間の長さに応じた暖機時間(通電時間)を例えば対比表などを用いて設定し、暖機処理の管理を行っているが、例えば作業者または管理者自身によって、半導体式ガスセンサの無通電放置時間の管理および暖機時間の設定を含む一連の処理を行っているため、人為的なミスが介入するおそれがあり、半導体式ガスセンサの活性化が不十分な状態でガス検知動作に供されたり、あるいは、主電源がOFFされた後、直ちに再投入された場合(電源瞬断)には、暖機時間は実質的に不要であるにも関わらず、暖機処理が長時間行われたりするなど、非効率的であると共に暖機処理自体が面倒であるのが実情であった。   Thus, in the warm-up process associated with the use of the semiconductor gas sensor, the warm-up time (energization time) according to the length of the non-energization leaving time of the semiconductor gas sensor is set using, for example, a comparison table, Although the warm-up process is managed, for example, the operator or the manager himself performs a series of processes including the management of the non-energization time of the semiconductor gas sensor and the setting of the warm-up time. When there is a risk of mistakes intervening and the gas sensor is activated with insufficient activation of the semiconductor gas sensor, or when the main power is turned off and then immediately turned on again (instantaneous power interruption) However, although the warm-up time is substantially unnecessary, the warm-up process is inefficient and the warm-up process itself is troublesome.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、半導体式ガスセンサの暖機処理を容易にかつ効率よく行うことのできる半導体センサ式ガス検知装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor sensor type gas detection device capable of easily and efficiently performing a warm-up process of a semiconductor type gas sensor. .

本発明の半導体センサ式ガス検知装置は、半導体式ガスセンサを備えてなり、当該半導体式ガスセンサが通電状態とされることにより暖機処理が行われた後、検知対象ガスについてのガス検知動作が行われる半導体センサ式ガス検知装置において、
主電源の投入により開始される暖機処理の管理機能を有するマイコンと、主電源がOFFされた後において、主電源OFF時の時間情報の取得を含むシャットダウン処理を実行するための電力を当該マイコンに供給するバックアップ電源と、主電源がOFFされた時点の時間情報が当該マイコンによって更新可能に記録される記録部を備えており、
当該マイコンによって、起動処理時において、主電源が投入された時点の時間情報と、記録部に記録された、前回のガス検知動作における主電源OFF時の時間情報とに基づいて、無通電放置時間が算出されると共に当該無通電放置時間に応じた暖機時間が設定され、当該暖機時間に基づいて暖機処理が行われることを特徴とする。
The semiconductor sensor type gas detection device of the present invention includes a semiconductor type gas sensor, and after the warm-up process is performed by turning on the semiconductor type gas sensor, the gas detection operation for the detection target gas is performed. In the semiconductor sensor type gas detection device,
A microcomputer having a warm-up process management function that is started when the main power is turned on, and the power for executing a shutdown process including obtaining time information when the main power is turned off after the main power is turned off. And a recording unit in which time information at the time when the main power is turned off is recorded by the microcomputer in an updatable manner.
Based on the time information when the main power is turned on by the microcomputer and the time information when the main power is turned off in the previous gas detection operation recorded in the recording unit, Is calculated, a warm-up time corresponding to the non-energization leaving time is set, and a warm-up process is performed based on the warm-up time.

本発明の半導体センサ式ガス検知装置においては、動作状態において、時間情報が所定時間間隔毎に取得されており、主電源がOFFされたことが検知された時点における最新の時間情報が主電源OFF時の時間情報として記録部に記録される構成とすることができる。   In the semiconductor sensor type gas detector of the present invention, in the operating state, time information is acquired at every predetermined time interval, and the latest time information at the time when it is detected that the main power is turned off is the main power off. The time information can be recorded in the recording unit.

さらにまた、本発明の半導体センサ式ガス検知装置においては、計時手段を備えた構成とすることができる。   Furthermore, in the semiconductor sensor type gas detection device of the present invention, it is possible to adopt a configuration provided with time measuring means.

さらにまた、本発明の半導体センサ式ガス検知装置においては、ガス検知動作が実施可能な状態になるまでに要する暖機処理の残り時間、あるいは、暖機処理が実行中である旨の表示を含む半導体式ガスセンサの状態を示す表示がなされる構成とすることができる。   Furthermore, the semiconductor sensor type gas detection device of the present invention includes a display indicating that the remaining time of the warm-up process required until the gas detection operation can be performed or that the warm-up process is being performed. It can be set as the structure by which the display which shows the state of a semiconductor type gas sensor is made | formed.

本発明の半導体センサ式ガス検知装置によれば、使用に伴う半導体式ガスセンサに必要な暖機時間の設定を含む暖機処理の管理が自動化されると共に当該暖機時間の長さが適正に設定されるので、暖機処理を効率よくかつ容易に行うことができる。   According to the semiconductor sensor type gas detection device of the present invention, the management of the warm-up process including the setting of the warm-up time required for the semiconductor gas sensor accompanying use is automated and the length of the warm-up time is set appropriately. Therefore, the warm-up process can be performed efficiently and easily.

また、動作状態において、時間情報が所定時間間隔毎に取得されており、主電源がOFFされたことが検知された時点における最新の時間情報が主電源OFF時の時間情報として設定されることにより、半導体式ガスセンサの無通電放置時間を高い信頼性をもって把握することができるので、暖機時間の最適化を確実に達成することができて暖機処理を効率よく行うことができる。   In the operating state, time information is acquired at predetermined time intervals, and the latest time information at the time when it is detected that the main power is turned off is set as time information when the main power is turned off. Since the non-energization standing time of the semiconductor gas sensor can be grasped with high reliability, the warm-up time can be reliably optimized and the warm-up process can be performed efficiently.

さらにまた、主電源がOFFされた後において、主電源OFF時の時間情報の取得を含むシャットダウン処理を実行するための電力を供給するバックアップ電源を備えていることにより、シャットダウン処理を確実に行うことができるので、次回の使用に伴う暖機処理の管理を確実に行うことができる。   Furthermore, after the main power is turned off, the backup power supply for supplying the power for executing the shutdown processing including the acquisition of time information when the main power is turned off is provided, so that the shutdown processing is surely performed. Therefore, it is possible to reliably manage the warm-up process associated with the next use.

さらにまた、暖機処理に係る表示用データが出力されて半導体式ガスセンサの状態を確実に把握することができるので、安定したセンサ出力の得られる状態に調整された状態において所期のガス検知動作を確実に実施することができる。   Furthermore, since the display data related to the warm-up process is output so that the state of the semiconductor gas sensor can be reliably grasped, the expected gas detection operation in a state adjusted to a state where a stable sensor output can be obtained. Can be implemented reliably.

図1は、本発明の半導体センサ式ガス検知装置の一例における構成の概略を示すブロック図、図2は、本発明の半導体センサ式ガス検知装置を構成する半導体式ガスセンサの一例における構成の概略を内部構造の一部を露出させた状態で示す説明用斜視図である。
この半導体センサ式ガス検知装置は、半導体式ガスセンサ11を備えたガス検知部10と、この半導体式ガスセンサ11より得られるガス検知信号に応じたガス濃度を算出する機能を有する制御処理部20とを備えており、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)などの計時機能を有する外部機器30との間でデータ通信が可能に構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of an example of a semiconductor sensor type gas detection device of the present invention, and FIG. 2 shows an outline of the configuration of an example of a semiconductor type gas sensor constituting the semiconductor sensor type gas detection device of the present invention. It is an explanatory perspective view shown in the state where a part of internal structure was exposed.
This semiconductor sensor type gas detection apparatus includes a gas detection unit 10 including a semiconductor type gas sensor 11 and a control processing unit 20 having a function of calculating a gas concentration according to a gas detection signal obtained from the semiconductor type gas sensor 11. For example, data communication with an external device 30 having a timekeeping function such as a personal computer (PC) is possible.

半導体式ガスセンサ11は、例えばアルミナよりなる円筒状部材12の内部にコイル状のヒータ13が当該円筒状部材12の軸方向に伸びるよう配設されると共に、円筒状部材12の軸方向における両端側部分の各々における外周面に電極14が設けられ、さらに、円筒状部材12の外周面に、例えば酸化スズ(SnO2 )を主体とした焼結体よりなる金属酸化物半導体15が設けられて、構成されている。図2において、符号16は金属酸化物半導体15に通電するためのリード線である。 The semiconductor gas sensor 11 includes a coil-shaped heater 13 that extends in the axial direction of the cylindrical member 12 inside a cylindrical member 12 made of alumina, for example, and both ends in the axial direction of the cylindrical member 12. An electrode 14 is provided on the outer peripheral surface of each of the portions, and further, a metal oxide semiconductor 15 made of a sintered body mainly composed of tin oxide (SnO 2 ) is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical member 12, It is configured. In FIG. 2, reference numeral 16 denotes a lead wire for energizing the metal oxide semiconductor 15.

ヒータ13は、ガス検知動作時において、制御処理部20におけるヒータ駆動回路22によって通電されることにより、金属酸化物半導体15の表面温度が所定の温度、例えば250〜600℃に維持されるよう金属酸化物半導体15を加熱するものであって、例えば、タンタル、白金またはこれらの合金よりなる、発熱量が0.5〜1.0Wであるものにより構成されている。   The heater 13 is energized by the heater drive circuit 22 in the control processing unit 20 during the gas detection operation, so that the surface temperature of the metal oxide semiconductor 15 is maintained at a predetermined temperature, for example, 250 to 600 ° C. The oxide semiconductor 15 is heated and made of, for example, tantalum, platinum, or an alloy thereof having a calorific value of 0.5 to 1.0 W.

制御処理部20は、例えば、半導体式ガスセンサ11におけるヒータ13に適正な大きさに制御された電流もしくは電圧を供給するヒータ駆動回路22と、半導体式ガスセンサ11からのガス検知信号を増幅させる増幅回路23と、半導体式ガスセンサ11の使用に伴って行われる暖機処理に係る情報およびガス検知動作に係る情報が更新可能に記録されたメモリ24と、半導体センサ式ガス検知装置における各構成部の動作制御、ガス濃度値の算出機能および暖機処理の管理機能を有するマイコン21と、主電源がOFFされた後において、後述する主電源OFF時の時間情報の取得を含むシャットダウン処理を実行するための電力を供給するバックアップ電源25とを備えている。   The control processing unit 20 includes, for example, a heater driving circuit 22 that supplies a current or voltage controlled to an appropriate magnitude to the heater 13 in the semiconductor gas sensor 11, and an amplification circuit that amplifies a gas detection signal from the semiconductor gas sensor 11. 23, a memory 24 in which information relating to warm-up processing performed in conjunction with the use of the semiconductor gas sensor 11 and information relating to the gas detection operation are recorded in an updatable manner, and the operation of each component in the semiconductor sensor gas detection device A microcomputer 21 having a control function, a gas concentration value calculation function, and a warm-up process management function, and a shutdown process including acquisition of time information when the main power is turned off, which will be described later, after the main power is turned off And a backup power supply 25 for supplying power.

マイコン21における暖機処理の管理機能について具体的に説明すると、暖機処理の管理には、半導体式ガスセンサ11の無通電放置時間の算出処理、半導体式ガスセンサ11に必要とされる暖機時間の設定処理、および、ガス検知動作中において時間情報の定期的な取得による主電源OFF時の時間情報の記録処理が含まれる。   The management function of the warm-up process in the microcomputer 21 will be described in detail. The management of the warm-up process includes the calculation process of the non-energization leaving time of the semiconductor gas sensor 11 and the warm-up time required for the semiconductor gas sensor 11. This includes setting processing and recording processing of time information when the main power is turned off by periodically acquiring time information during the gas detection operation.

メモリ24に記録される暖機処理に係る情報としては、外部機器30より取得される例えば日時などの時間情報、および、半導体式ガスセンサ11の無通電放置時間に応じた必要な暖機時間を算出するための対比表などのデータが挙げられる。
また、ガス検知動作に係る情報としては、半導体式ガスセンサ11により得られる検出出力値とガス濃度値との関係を示す当該半導体式ガスセンサ11に固有の個別検量線(感度曲線)などが挙げられ、個別検量線は検知対象ガスの各々について設定されている。
As information related to the warm-up process recorded in the memory 24, for example, time information such as date and time acquired from the external device 30 and a necessary warm-up time corresponding to the non-energization leaving time of the semiconductor gas sensor 11 are calculated. Data such as a comparison table for doing this.
In addition, as information related to the gas detection operation, an individual calibration curve (sensitivity curve) unique to the semiconductor gas sensor 11 indicating the relationship between the detection output value obtained by the semiconductor gas sensor 11 and the gas concentration value can be cited. An individual calibration curve is set for each detection target gas.

バックアップ電源25は、主電源がOFFされた後において、必要な処理、すなわち、次回の使用に伴う暖機処理を行うに際しての無通電放置時間を算出するための時間情報(主電源OFF時の時間情報)の取得および当該時間情報のメモリ24への記録を含むシャットダウン処理を行うための電力を確保するものであって、例えばコンデンサなどによる遅延回路により構成することができる。   The backup power source 25 has time information (time when the main power source is turned off) for calculating a non-energization leaving time when performing a necessary process, that is, a warm-up process associated with the next use after the main power source is turned off. Information) and the power for performing the shutdown process including the recording of the time information in the memory 24 is ensured, and can be configured by a delay circuit such as a capacitor.

以下、上記の半導体センサ式ガス検知装置の動作について説明する。
図3に示すように、主電源が投入されると(S1)、半導体式ガスセンサ11を安定した特性が得られる状態となるよう活性化させる暖機処理が行われる。この暖機処理においては、先ず、メモリ24に記録された、前回のガス検知動作終了後に主電源がOFFされた時の例えば日時による時間情報(t1)が取得されると共に(S2)、外部機器30より例えば日時などによる現在の時間情報(t2)が取得され(S3)、これらの時間情報(t1,t2)に基づいて、半導体式ガスセンサ11の無通電放置時間(T=t2−t1)が算出される(S4)。このようにして得られた無通電放置時間(T)に応じた、当該半導体式ガスセンサ11に必要とされる暖機時間が、メモリ24に記録された例えば対比表よりなる暖機時間設定用データに基づいて、設定される(S5)。ここに、暖機時間設定用データにおいては、暖機時間は、半導体式ガスセンサ11の無通電放置時間が長くなるに従って長くなるよう設定されている。
次いで、ヒータ駆動回路22によって適正な大きさに制御された電流(電圧)が供給され、設定された暖機時間に基づいて暖機処理が行われる(S6)。
Hereinafter, the operation of the semiconductor sensor type gas detector will be described.
As shown in FIG. 3, when the main power is turned on (S1), a warm-up process is performed to activate the semiconductor gas sensor 11 so as to obtain a stable characteristic. In this warm-up process, first, for example, time information (t1) according to the date and time when the main power supply is turned off after the end of the previous gas detection operation recorded in the memory 24 is acquired (S2), and the external device For example, current time information (t2) such as date and time is acquired from 30 (S3). Based on these time information (t1, t2), the non-energization leaving time (T = t2-t1) of the semiconductor gas sensor 11 is obtained. Calculated (S4). Warm-up time required for the semiconductor gas sensor 11 according to the non-energization leaving time (T) obtained in this way is the warm-up time setting data that is recorded in the memory 24, for example, based on a comparison table. Is set based on (S5). Here, in the warm-up time setting data, the warm-up time is set to become longer as the non-energization leaving time of the semiconductor gas sensor 11 becomes longer.
Next, a current (voltage) controlled to an appropriate magnitude by the heater drive circuit 22 is supplied, and a warm-up process is performed based on the set warm-up time (S6).

暖機処理における加熱条件は、ガス検知動作時における加熱条件と同一または異なる条件のいずれであってもよく、半導体式ガスセンサ11における金属酸化物半導体の表面温度が所定の温度に維持されるよう、半導体式ガスセンサ11におけるヒータ13に対する供給電流の大きさが設定されればよい。
具体的には、半導体式ガスセンサ11における金属酸化物半導体15の表面温度が例えば200〜600℃となるよう、半導体式ガスセンサ11におけるヒータ13に対する供給電流が例えば100〜300mAの範囲内、印加電圧が例えば2.0〜5.0Vの範囲内で設定され、無通電放置時間が例えば1〜24時間の範囲内である場合には、暖機時間が例えば4時間程度に設定される。
また、暖機処理は、例えば大気中(加湿された空気が半導体式ガスセンサ11に供給された状態)で行われる。
さらに、暖機処理中においては、例えば暖機処理実行中である旨のメッセージ、暖機処理の残りの所要時間などの表示用データが外部機器30に送信され、半導体式ガスセンサ11の状態が報知される。
The heating condition in the warm-up process may be the same as or different from the heating condition during the gas detection operation, and the surface temperature of the metal oxide semiconductor in the semiconductor gas sensor 11 is maintained at a predetermined temperature. The magnitude of the supply current to the heater 13 in the semiconductor gas sensor 11 may be set.
Specifically, the supply current to the heater 13 in the semiconductor gas sensor 11 is in the range of 100 to 300 mA, for example, so that the surface temperature of the metal oxide semiconductor 15 in the semiconductor gas sensor 11 is 200 to 600 ° C. For example, when it is set within the range of 2.0 to 5.0 V and the non-energization leaving time is within the range of 1 to 24 hours, for example, the warm-up time is set to about 4 hours, for example.
The warm-up process is performed, for example, in the atmosphere (a state where humidified air is supplied to the semiconductor gas sensor 11).
Further, during the warm-up process, for example, a message indicating that the warm-up process is being executed and display data such as the remaining time required for the warm-up process are transmitted to the external device 30, and the state of the semiconductor gas sensor 11 is notified. Is done.

そして、暖機処理が行われて半導体式ガスセンサが活性化されると、ガス検知動作が実施可能な状態となるが、上述したように、暖機処理における加熱条件と同一の加熱条件でそのまま暖機処理に継続して行われても、暖機処理における加熱条件と異なる加熱条件に設定変更されて行われてもよく、また、所定時間の間の無通電状態を介して再通電されるようにしてもよい。
例えば暖機処理と同一の加熱条件でガス検知動作(S7)が行われる場合には、金属酸化物半導体15の表面温度が所定の温度状態に維持されるよう加熱された状態にあるから、被検ガスがガス検知部10における半導体式ガスセンサ11に供給されると、金属酸化物半導体15の抵抗値に応じた検出信号が増幅回路23を介してマイコン21に入力されることにより、検知対象ガスについての当該検出信号に応じたガス濃度がメモリ24に記録された個別検量線に基づいて算出され、その結果が例えば外部機器30に出力されて表示される。
When the warm-up process is performed and the semiconductor gas sensor is activated, the gas detection operation can be performed. However, as described above, the warm-up process is performed under the same heating conditions as in the warm-up process. It may be performed continuously after the machine process, or may be performed by changing the setting to a heating condition different from the heating condition in the warm-up process, and re-energized through a non-energized state for a predetermined time. It may be.
For example, when the gas detection operation (S7) is performed under the same heating conditions as the warm-up process, the surface temperature of the metal oxide semiconductor 15 is heated so as to be maintained at a predetermined temperature state. When the detection gas is supplied to the semiconductor gas sensor 11 in the gas detection unit 10, a detection signal corresponding to the resistance value of the metal oxide semiconductor 15 is input to the microcomputer 21 via the amplifier circuit 23, thereby detecting the detection target gas. The gas concentration corresponding to the detection signal is calculated based on the individual calibration curve recorded in the memory 24, and the result is output to, for example, the external device 30 and displayed.

ガス検知動作が終了して主電源がOFFされたことが検出されると(S8)、バックアップ電源25よりの電力供給によって動作状態が所定時間の間維持されてシャットダウン処理が行われる。すなわち、主電源がOFFされたことが検出されると、外部機器30より取得される最新の時間情報が主電源OFF時の時間情報(t1)、つまり、次回の半導体式ガスセンサ11の使用に伴う無通電放置時間(T)の算出基準時としてメモリ24に記録される(S9)。   When it is detected that the gas detection operation is finished and the main power supply is turned off (S8), the operation state is maintained for a predetermined time by the power supply from the backup power supply 25, and the shutdown process is performed. That is, when it is detected that the main power supply is turned off, the latest time information acquired from the external device 30 is the time information (t1) when the main power supply is turned off, that is, with the next use of the semiconductor gas sensor 11. It is recorded in the memory 24 as a reference time for the non-energization standing time (T) (S9).

而して、上記の半導体センサ式ガス検知装置によれば、半導体式ガスセンサ11の使用に伴って暖機処理を行うことが必要とされるところ、起動処理時において、主電源が投入された時点の現在の時間情報と、メモリ24に記録された、主電源がOFFされた時点の時間情報とに基づいて無通電放置時間(T)を算出すると共に当該無通電放置時間(T)に応じて設定される暖機時間に基づいて暖機処理が行われることにより、基本的には、半導体式ガスセンサ11の無通電放置時間(T)の算出および暖機時間の設定を含む一連の暖機処理が自動的に行われると共に適正な長さに設定された暖機時間で暖機処理が行われるので、暖機処理を効率よくかつ容易に行うことができ、従って、このような暖機処理が行われることにより半導体式ガスセンサ11を常に安定した出力が得られる状態に確実に調整することができる。   Thus, according to the semiconductor sensor type gas detection device described above, when the semiconductor type gas sensor 11 is used, it is necessary to perform a warm-up process. When the main power is turned on during the startup process, The non-energization leaving time (T) is calculated based on the current time information and the time information recorded in the memory 24 at the time when the main power supply is turned off, and according to the non-energization leaving time (T). By performing the warm-up process based on the set warm-up time, basically, a series of warm-up processes including calculation of the non-energization leaving time (T) of the semiconductor gas sensor 11 and setting of the warm-up time. Is automatically performed and the warm-up process is performed with the warm-up time set to an appropriate length, so that the warm-up process can be performed efficiently and easily. The semiconductor type gas It can be surely adjusted to a state where the output of the sensor 11 always stable can be obtained.

また、動作状態において、時間情報が所定時間間隔毎に取得されており、主電源がOFFされたことが検知された時点における最新の時間情報が主電源OFF時の時間情報として設定されることにより、半導体式ガスセンサ11の無通電放置時間を高い信頼性をもって把握することができるので、暖機時間の最適化を確実に達成することができて暖機処理を効率よく行うことができる。   In the operating state, time information is acquired at predetermined time intervals, and the latest time information at the time when it is detected that the main power is turned off is set as time information when the main power is turned off. Since the non-energization leaving time of the semiconductor gas sensor 11 can be grasped with high reliability, the warm-up time can be reliably optimized and the warm-up process can be performed efficiently.

さらにまた、主電源がOFFされた後において、主電源OFF時の時間情報の取得を含むシャットダウン処理を実行するための電力を供給するバックアップ電源25を備えていることにより、シャットダウン処理を確実に行うことができるので、次回の使用に伴う暖機処理の管理を確実に行うことができる。   Furthermore, after the main power supply is turned off, the backup power supply 25 that supplies power for executing the shutdown process including the acquisition of time information when the main power supply is turned off is provided, so that the shutdown process is reliably performed. Therefore, it is possible to reliably manage the warm-up process associated with the next use.

さらにまた、暖機処理に係る表示用データが外部に出力されて半導体式ガスセンサ11の状態を確実に把握することができるので、安定したセンサ出力の得られる状態に調整された状態において所期のガス検知動作を確実に実施することができる。   Furthermore, since the display data related to the warm-up process is output to the outside so that the state of the semiconductor gas sensor 11 can be reliably grasped, the expected data can be obtained in a state adjusted to a state where a stable sensor output can be obtained. The gas detection operation can be reliably performed.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.

例えば、図4に示すように、半導体センサ式ガス検知装置それ自体が計時部26を備えた構成とすることができ、このような構成のものにおいては、計時部駆動用電池27が設けられる。
計時部26は、例えば、時計機能、タイマー機能,カレンダー機能などのいずれの機能を有するものであってもよく、例えばRTC(リアルタイムクロック)により構成することができる。
このような構成のものにおいても、上記実施形態に係るものと同様の効果、すなわち、半導体センサ式ガス検知装置それ自体において取得される主電源OFF時の時間情報(基準時)および主電源投入時の時間情報に基づく無通電放置時間の算出、および、暖機時間の設定を含む暖機処理の自律管理がなされるので、暖機処理を効率よく行うことができると共に、半導体式ガスセンサ11が常に安定した特性が得られる状態に調整された状態において所期のガス検知動作を確実に行うことができる。
For example, as shown in FIG. 4, the semiconductor sensor type gas detection device itself can be configured to include a timer unit 26, and in such a configuration, a timer unit driving battery 27 is provided.
The timer unit 26 may have any function such as a clock function, a timer function, and a calendar function, and can be configured by, for example, an RTC (real time clock).
Even in such a configuration, the same effects as those according to the above-described embodiment, that is, the time information when the main power is turned off (reference time) and the time when the main power is turned on obtained in the semiconductor sensor type gas detector itself. The warm-up process including the calculation of the de-energization time based on the time information and the setting of the warm-up time is performed autonomously, so that the warm-up process can be performed efficiently and the semiconductor gas sensor 11 is always The desired gas detection operation can be reliably performed in a state adjusted to a state where stable characteristics can be obtained.

また、半導体センサ式ガス検知装置それ自体が表示手段を具備した構成とされていてもよい。   Further, the semiconductor sensor type gas detection device itself may be configured to include display means.

本発明の半導体センサ式ガス検知装置の一例における構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure in an example of the semiconductor sensor type gas detection apparatus of this invention. 本発明の半導体センサ式ガス検知装置を構成する半導体式ガスセンサの一例における構成の概略を内部構造の一部を露出させた状態で示す説明用斜視図である。It is an explanatory perspective view which shows the outline of the structure in an example of the semiconductor type gas sensor which comprises the semiconductor sensor type gas detection apparatus of this invention in the state which exposed a part of internal structure. 本発明の半導体センサ式ガス検知装置の動作を説明するための動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart for demonstrating operation | movement of the semiconductor sensor type gas detection apparatus of this invention. 本発明の半導体センサ式ガス検知装置の他の例における構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the structure in the other example of the semiconductor sensor type gas detection apparatus of this invention.

10 ガス検知部
11 半導体式ガスセンサ
12 円筒状部材
13 ヒータ
14 電極
15 金属酸化物半導体
16 リード線
20 制御処理部
21 マイコン
22 ヒータ駆動回路
23 増幅回路
24 メモリ
25 バックアップ電源
26 計時部
27 計時部駆動用電池
30 外部機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas detection part 11 Semiconductor type gas sensor 12 Cylindrical member 13 Heater 14 Electrode 15 Metal oxide semiconductor 16 Lead wire 20 Control processing part 21 Microcomputer 22 Heater drive circuit 23 Amplification circuit 24 Memory 25 Backup power supply 26 Timekeeping part 27 Timepiece part drive Battery 30 External device

Claims (4)

半導体式ガスセンサを備えてなり、当該半導体式ガスセンサが通電状態とされることにより暖機処理が行われた後、検知対象ガスについてのガス検知動作が行われる半導体センサ式ガス検知装置において、
主電源の投入により開始される暖機処理の管理機能を有するマイコンと、主電源がOFFされた後において、主電源OFF時の時間情報の取得を含むシャットダウン処理を実行するための電力を当該マイコンに供給するバックアップ電源と、主電源がOFFされた時点の時間情報が当該マイコンによって更新可能に記録される記録部を備えており、
当該マイコンによって、起動処理時において、主電源が投入された時点の時間情報と、記録部に記録された、前回のガス検知動作における主電源OFF時の時間情報とに基づいて、無通電放置時間が算出されると共に当該無通電放置時間に応じた暖機時間が設定され、当該暖機時間に基づいて暖機処理が行われることを特徴とする半導体センサ式ガス検知装置。
In the semiconductor sensor type gas detection device comprising a semiconductor type gas sensor, and after the warming-up process is performed by the semiconductor type gas sensor being energized, the gas detection operation for the detection target gas is performed.
A microcomputer having a warm-up process management function that is started when the main power is turned on, and the power for executing a shutdown process including obtaining time information when the main power is turned off after the main power is turned off. And a recording unit in which time information at the time when the main power is turned off is recorded by the microcomputer in an updatable manner.
Based on the time information when the main power is turned on by the microcomputer and the time information when the main power is turned off in the previous gas detection operation recorded in the recording unit, Is calculated, a warm-up time corresponding to the non-energization leaving time is set, and a warm-up process is performed based on the warm-up time.
動作状態において、時間情報が所定時間間隔毎に取得されており、主電源がOFFされたことが検知された時点における最新の時間情報が主電源OFF時の時間情報として記録部に記録されることを特徴とする請求項1に記載の半導体センサ式ガス検知装置。   In the operating state, time information is acquired at predetermined time intervals, and the latest time information at the time when it is detected that the main power is turned off is recorded in the recording unit as time information when the main power is turned off. The semiconductor sensor type gas detector according to claim 1 characterized by things. 計時手段を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体センサ式ガス検知装置。 The semiconductor sensor type gas detection device according to claim 1, further comprising a timing unit . ガス検知動作が実施可能な状態になるまでに要する暖機処理の残り時間、あるいは、暖機処理が実行中である旨の表示を含む半導体式ガスセンサの状態を示す表示がなされることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体センサ式ガス検知装置。 It is characterized in that a display indicating the state of the semiconductor gas sensor including the remaining time of the warm-up process required until the gas detection operation can be performed or the display indicating that the warm-up process is being performed is performed. The semiconductor sensor type gas detection device according to any one of claims 1 to 3.
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