JP5091078B2 - Combustible gas detector - Google Patents
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Description
本発明は、被検出雰囲気内に配置された発熱抵抗体を備えて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置に関する。 The present invention relates to a flammable gas detection device that includes a heating resistor disposed in a detection atmosphere and detects the gas concentration of a flammable gas present in the detection atmosphere.
固体電解質体に空気極と燃料極とを設け、空気極に空気を供給するとともに燃料極に燃料ガスを供給し、空気中の酸素と燃料ガス中の水素とを固体電解質体を介して化学反応させることによって電力を発生させる燃料電池が知られている。 A solid electrolyte body is provided with an air electrode and a fuel electrode, air is supplied to the air electrode and fuel gas is supplied to the fuel electrode, and oxygen in the air and hydrogen in the fuel gas are chemically reacted through the solid electrolyte body. There is known a fuel cell that generates electric power by generating the electric power.
上述のように燃料電池は水素を燃料に用いるために、燃料電池はその安全対策が重要となる。すなわち燃料電池には、水素の爆発限界以下の低濃度を検出することができる可燃性ガス検出装置が必要とされる。 As described above, since the fuel cell uses hydrogen as the fuel, the safety measures of the fuel cell are important. That is, the fuel cell requires a combustible gas detection device that can detect a low concentration below the explosion limit of hydrogen.
さらに、燃料として使用している水素をより効率的に使用するために、燃料電池には、燃料ガス中の高い水素濃度を検出することができる可燃性ガス検出装置が必要とされる。
従来、互いに異なる温度に制御される2つの熱伝導式用発熱抵抗体の各端子間電圧に基づいて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。このような可燃性ガス検出装置では、1つの熱伝導式用発熱抵抗体の端子間電圧に基づいて、可燃性ガスのガス濃度を演算するとともに、互いに異なる温度に制御される2つの熱伝導式用発熱抵抗体の各端子間電圧に基づいて、被検出雰囲気内の湿度を演算する。そして、この可燃性ガス検出装置は、演算された湿度を用いて、演算されたガス濃度を補正し、この補正値を、検出結果として採用していた。
Further, in order to use hydrogen used as a fuel more efficiently, the fuel cell needs a combustible gas detection device that can detect a high hydrogen concentration in the fuel gas.
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a combustible gas detection device that detects the gas concentration of a combustible gas present in a detection target atmosphere based on voltages between terminals of two heat conduction type heating resistors controlled at different temperatures. (For example, see Patent Document 1). In such a flammable gas detection device, the gas concentration of the flammable gas is calculated based on the voltage between the terminals of one heat conduction type heating resistor, and two heat conduction types controlled to different temperatures from each other. The humidity in the detected atmosphere is calculated based on the voltage between the terminals of the heating resistor. And this combustible gas detection apparatus correct | amends the calculated gas concentration using the calculated humidity, and employ | adopted this correction value as a detection result.
しかし、特許文献1に記載の可燃性ガス検出装置のガス濃度検出可能範囲は、低濃度領域に限定されていた。この理由を以下に説明する。
熱伝導式用発熱抵抗体を備えた可燃性ガス検出装置は、一定温度に制御された発熱抵抗体の端子間電圧が、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスの熱伝導率変化に伴って変化することに基づいて、可燃性ガスの濃度を検出する。
However, the gas concentration detectable range of the combustible gas detection device described in
The combustible gas detection device equipped with a heat conduction type heating resistor has a voltage between terminals of the heating resistor controlled to a constant temperature in accordance with a change in the thermal conductivity of the combustible gas present in the detected atmosphere. Based on the change, the concentration of combustible gas is detected.
図7は、互いに異なる温度(150℃と300℃)に制御される2つの熱伝導式用発熱抵抗体の端子間電圧と水素ガス濃度との関係を示すグラフである。
図7に示すように、水素ガス濃度の増加に伴い、2つの熱伝導式用発熱抵抗体の端子間電圧が上昇する。そして、制御温度が高い方が、水素ガス濃度の増加に対する端子間電圧の変化率が大きい。すなわち、制御温度を高くすることにより、水素ガス濃度の検出感度を向上させることができる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the terminal voltage and the hydrogen gas concentration of two heat conduction heating elements controlled at different temperatures (150 ° C. and 300 ° C.).
As shown in FIG. 7, as the hydrogen gas concentration increases, the voltage between the terminals of the two heat conduction type heating resistors increases. The higher the control temperature, the greater the change rate of the inter-terminal voltage with respect to the increase in the hydrogen gas concentration. That is, the detection sensitivity of the hydrogen gas concentration can be improved by increasing the control temperature.
しかし、制御温度を高くすると発熱抵抗体の端子電圧が上昇する。そして、発熱抵抗体の端子電圧を検出する回路(以下、端子電圧検出回路という)には検出可能電圧の上限値が存在する。このため、制御温度を高くするほど、端子電圧検出回路が検出可能な端子間電圧の範囲が狭くなる。これにより、可燃性ガス検出装置のガス濃度検出可能範囲が小さくなる。つまり、水素ガス濃度の検出感度を向上させるほど、ガス濃度検出可能範囲が狭くなる。このため、高い濃度検出感度が要求される低濃度領域で使用される可燃性ガス検出装置では、ガス濃度検出可能範囲が低濃度領域に限定される。 However, when the control temperature is increased, the terminal voltage of the heating resistor increases. A circuit that detects the terminal voltage of the heating resistor (hereinafter referred to as a terminal voltage detection circuit) has an upper limit value of the detectable voltage. For this reason, the higher the control temperature, the narrower the range of the inter-terminal voltage that can be detected by the terminal voltage detection circuit. Thereby, the gas concentration detectable range of the combustible gas detection device is reduced. That is, the higher the detection sensitivity of the hydrogen gas concentration, the narrower the gas concentration detectable range. For this reason, in the combustible gas detection device used in the low concentration region where high concentration detection sensitivity is required, the gas concentration detectable range is limited to the low concentration region.
これに対し、低濃度領域だけではなく高濃度領域においても可燃性ガスのガス濃度を検出することができる可燃性ガス検出装置が知られている(例えば、特許文献2を参照)。このような可燃性ガス検出装置は、接触燃焼式用発熱抵抗体と熱伝導式用発熱抵抗体とを備え、一方の発熱抵抗体を低濃度領域検出用、他方の発熱抵抗体を高濃度領域検出用として利用している。
しかし、耐熱性を備えた有機シリコン系のシール材や配管などが上述の燃料電池に使用されているために、被検出雰囲気内にはシール材や配管などから発生するシリコン化合物が存在する。このため、上記特許文献2に記載の可燃性ガス検出装置が燃料電池に使用される場合には、シリコン化合物が、接触燃焼式用発熱抵抗体を備えた接触燃焼式ガスセンサで使用される触媒に堆積する。これにより、上記特許文献2に記載の可燃性ガス検出装置では、接触燃焼式ガスセンサによるガス濃度検出の精度が低下するという問題があった。 However, since an organic silicon-based sealing material or piping having heat resistance is used in the above-described fuel cell, a silicon compound generated from the sealing material or piping exists in the detected atmosphere. For this reason, when the combustible gas detection device described in Patent Document 2 is used in a fuel cell, a silicon compound is used as a catalyst used in a catalytic combustion type gas sensor including a catalytic combustion type heating resistor. accumulate. Thereby, in the combustible gas detection apparatus of the said patent document 2, there existed a problem that the precision of the gas concentration detection by a contact combustion type gas sensor fell.
または、上記特許文献2に記載の可燃性ガス検出装置が自動車の室内に搭載される場合には、車室内の樹脂部品から有機シリコンが気化して接触燃焼式ガスセンサで使用される触媒に付着し、接触燃焼式ガスセンサによるガス濃度検出の精度が低下するという問題があった。 Alternatively, when the combustible gas detection device described in Patent Document 2 is mounted in a vehicle interior, organic silicon is vaporized from resin components in the vehicle interior and adheres to the catalyst used in the contact combustion type gas sensor. There has been a problem that the accuracy of gas concentration detection by the catalytic combustion type gas sensor is lowered.
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、シリコン化合物に起因したガス濃度検出精度低下を招くことなく、低濃度領域から高濃度領域に亘って可燃性ガスのガス濃度を検出することが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。 The present invention has been made in view of such problems, and can detect the gas concentration of a combustible gas from a low concentration region to a high concentration region without causing a decrease in gas concentration detection accuracy due to the silicon compound. An object of the present invention is to provide a combustible gas detection device.
上記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て、可燃性ガスへの熱伝導によって自身の温度が変化するとともに自身の抵抗値が変化する第1発熱抵抗体を有し、この第1発熱抵抗体が予め設定された第1目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第1熱伝導式ガス検出部と、被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスへの熱伝導によって自身の温度が変化するとともに自身の抵抗値が変化する第2発熱抵抗体を有し、この第2発熱抵抗体が第1目標温度より低く設定された第2目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第2熱伝導式ガス検出部と、第1発熱抵抗体の抵抗値に対応した第1出力値を検出する第1出力検出手段と、第2発熱抵抗体の抵抗値に対応した第2出力値を検出する第2出力検出手段と、第1出力検出手段により検出された第1出力値に基づいて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度である第1演算ガス濃度を演算する第1濃度演算手段と、第2出力検出手段により検出された第2出力値に基づいて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度である第2演算ガス濃度を演算する第2濃度演算手段とを備えて、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置であって、第1演算ガス濃度または第2演算ガス濃度の何れかと、予め設定された比較判定値とを比較する濃度比較手段と、濃度比較手段による比較結果に基づいて、第1演算ガス濃度または第2演算ガス濃度の何れかを、当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用する検出結果採用手段を備えることを特徴とする可燃性ガス検出装置である。
The invention according to
このように構成されたガスセンサでは、第1出力検出手段が、第1目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第1発熱抵抗体の抵抗値に対応した第1出力値を検出するとともに、第2出力検出手段が、第1目標温度より低く設定された第2目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第2発熱抵抗体の抵抗値に対応した第2出力値を検出する。 In the gas sensor configured as described above, the first output detection unit detects the first output value corresponding to the resistance value of the first heating resistor that is energized so as to have the resistance value corresponding to the first target temperature. A second output value corresponding to the resistance value of the second heating resistor that is energized so that the second output detection means has a resistance value corresponding to the second target temperature set lower than the first target temperature. To detect.
また第1濃度演算手段が、第1出力検出手段により検出された第1出力値に基づいて可燃性ガスのガス濃度である第1演算ガス濃度を演算するとともに、第2濃度演算手段が、第2出力検出手段により検出された第2出力値に基づいて可燃性ガスのガス濃度である第2演算ガス濃度を演算する。 The first concentration calculation means calculates a first calculation gas concentration that is a gas concentration of the combustible gas based on the first output value detected by the first output detection means, and the second concentration calculation means includes the first concentration calculation means. Based on the second output value detected by the two-output detection means, a second calculation gas concentration that is a gas concentration of the combustible gas is calculated.
さらに濃度比較手段が、第1演算ガス濃度または第2演算ガス濃度の何れかと、予め設定された比較判定値とを比較する。
そして検出結果採用手段が、濃度比較手段による比較結果に基づいて、第1演算ガス濃度または第2演算ガス濃度の何れかを、当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用する。
Further, the concentration comparison means compares either the first calculation gas concentration or the second calculation gas concentration with a preset comparison determination value.
Then, the detection result adoption means employs either the first calculation gas concentration or the second calculation gas concentration as the detection result of the combustible gas detection device based on the comparison result by the concentration comparison means.
このため、第1発熱抵抗体を用いて検出されたガス濃度(第1演算ガス濃度)、または第2発熱抵抗体を用いて検出されたガス濃度(第2演算ガス濃度)の何れかを、可燃性ガスのガス濃度に応じて、選択することができる。 Therefore, either the gas concentration detected using the first heating resistor (first calculation gas concentration) or the gas concentration detected using the second heating resistor (second calculation gas concentration), It can be selected according to the gas concentration of the combustible gas.
これにより、第1発熱抵抗体および第2発熱抵抗体のうち、設定される目標温度が高い第1発熱抵抗体を、高い濃度検出感度が要求される領域で使用するとともに、設定される目標温度が低い第2発熱抵抗体を、高い濃度検出感度が要求されない領域で使用するという選択が可能となる。そして、設定される目標温度が低い第2発熱抵抗体は、検出可能なガス濃度範囲が、設定される目標温度が高い第1発熱抵抗体よりも広い。 As a result, the first heat generating resistor and the second heat generating resistor are used in the region where high concentration detection sensitivity is required, and the set target temperature is set. Therefore, it is possible to select that the second heating resistor having a low value is used in an area where high density detection sensitivity is not required. And the 2nd heating resistor with a low set target temperature has a detectable gas concentration range wider than the 1st heating resistor with a high set target temperature.
したがって、請求項1に記載の可燃性ガス検出装置によれば、高い濃度検出感度が要求される領域において可燃性ガスのガス濃度を高い濃度検出感度で検出することができるとともに、可燃性ガスを検出可能なガス濃度範囲を広くすることができる。 Therefore, according to the combustible gas detection device of the first aspect, the gas concentration of the combustible gas can be detected with high concentration detection sensitivity in a region where high concentration detection sensitivity is required, and the combustible gas can be detected. The detectable gas concentration range can be widened.
例えば、燃料電池の水素ガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置では、水素の爆発限界以下の低濃度を高い濃度検出感度で検出する必要がある。このため、濃度比較手段による比較結果に基づき、ガス濃度が比較判定値未満である場合には、第1演算ガス濃度を当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用し、濃度比較手段による比較結果に基づき、ガス濃度が比較判定値以上である場合には、第2演算ガス濃度を当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用するようにするとよい。 For example, in a combustible gas detection device that detects the hydrogen gas concentration of a fuel cell, it is necessary to detect a low concentration below the explosion limit of hydrogen with high concentration detection sensitivity. Therefore, based on the comparison result by the concentration comparison means, when the gas concentration is less than the comparison determination value, the first calculated gas concentration is adopted as the detection result of the combustible gas detection device, and the comparison result by the concentration comparison means Based on the above, when the gas concentration is equal to or higher than the comparison determination value, the second calculated gas concentration may be adopted as the detection result of the combustible gas detection device.
なお、濃度比較手段が、比較判定値と比較するガス濃度として、第1演算ガス濃度または第2演算ガス濃度の何れかを選択する際の選択条件としては、以下に示すものを採用するようにしてもよい。 In addition, as a selection condition when the concentration comparison unit selects either the first calculation gas concentration or the second calculation gas concentration as the gas concentration to be compared with the comparison determination value, the following is adopted. May be.
すなわち、濃度比較手段は、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第1演算ガス濃度を採用している状況においては、第1演算ガス濃度と比較判定値とを比較し、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第2演算ガス濃度を採用している状況においては、第2演算ガス濃度と比較判定値とを比較するようにしてもよい。 That is, the concentration comparison means compares the first calculated gas concentration with the comparison determination value in a situation where the detection result adoption means adopts the first calculated gas concentration as the detection result of the combustible gas detection device. In a situation where the detection result adopting means adopts the second calculated gas concentration as the detection result of the combustible gas detection device, the second calculated gas concentration may be compared with the comparison determination value.
ただし、当該可燃性ガス検出装置が起動した直後に初めて濃度比較手段が比較を行うときには、検出結果採用手段は、第1演算ガス濃度および第2演算ガス濃度の何れも採用していない状況である。このため、当該可燃性ガス検出装置が起動した直後において比較判定値と比較するガス濃度として、第1演算ガス濃度または第2演算ガス濃度の何れか一方を予め決定しておくようにしてもよい。 However, when the concentration comparison means performs comparison for the first time immediately after the combustible gas detection device is activated, the detection result adoption means does not employ either the first calculation gas concentration or the second calculation gas concentration. . Therefore, immediately after the combustible gas detection device is activated, either the first calculated gas concentration or the second calculated gas concentration may be determined in advance as the gas concentration to be compared with the comparison determination value. .
また、第1熱伝導式ガス検出部および第2熱伝導式ガス検出部は、接触燃焼式ガスセンサで使用される触媒を有していない。このため、シリコン化合物が触媒に付着することに起因してガス濃度検出の精度が低下するという事態は発生しない。 Moreover, the 1st heat conduction type gas detection part and the 2nd heat conduction type gas detection part do not have the catalyst used with a catalytic combustion type gas sensor. For this reason, the situation where the accuracy of gas concentration detection falls due to the silicon compound adhering to the catalyst does not occur.
以上より、シリコン化合物に起因したガス濃度検出精度低下を招くことなく、低濃度領域から高濃度領域に亘って可燃性ガスのガス濃度を検出することができる。
なお、請求項1に記載の可燃性ガス検出装置においては、請求項2に記載のように、第1発熱抵抗体で検出可能なガス濃度範囲は、第2発熱抵抗体で検出可能なガス濃度範囲に含まれるようにしてもよい。
As described above, the gas concentration of the combustible gas can be detected from the low concentration region to the high concentration region without causing a decrease in gas concentration detection accuracy due to the silicon compound.
In the combustible gas detection device according to
また、請求項1または請求項2に記載の可燃性ガス検出装置においては、請求項3に記載のように、被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段を備え、第1濃度演算手段は、温度検出手段により検出された環境温度をも用いて、第1演算ガス濃度を演算し、第2濃度演算手段は、温度検出手段により検出された環境温度をも用いて、第2演算ガス濃度を演算するようにするとよい。
Further, in the combustible gas detection device according to
このように構成された可燃性ガス検出装置によれば、被検出雰囲気内の環境温度を考慮した分、可燃性ガスのガス濃度をより正確に検出することができる。
また、請求項3に記載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、第1出力検出手段により検出された第1出力値、第2出力検出手段により検出された第2出力値、及び温度検出手段により検出され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を備え、第1濃度演算手段は、湿度検出手段により検出された湿度をも用いて、第1演算ガス濃度を演算し、第2濃度演算手段は、湿度検出手段により検出された湿度をも用いて、第2演算ガス濃度を演算するようにするとよい。
According to the combustible gas detection device configured as described above, the gas concentration of the combustible gas can be detected more accurately by considering the environmental temperature in the detected atmosphere.
Further, in the combustible gas detection device according to claim 3, as described in claim 4, the first output value detected by the first output detection means and the second output value detected by the second output detection means. Humidity calculation means for calculating the humidity in the detected atmosphere based on the output value and the environmental temperature detected by the temperature detection means is provided, and the first concentration calculation means also uses the humidity detected by the humidity detection means. Thus, the first calculation gas concentration is calculated, and the second concentration calculation means preferably calculates the second calculation gas concentration also using the humidity detected by the humidity detection means.
このように構成された可燃性ガス検出装置によれば、被検出雰囲気内の湿度を考慮した分、可燃性ガスのガス濃度をより正確に検出することができる。
ところで、上記の比較判定値として1つの値のみが設定されている場合には、可燃性ガスのガス濃度が比較判定値近傍で頻繁に変動する状況下において、検出結果採用手段が採用する検出結果が、第1演算ガス濃度と第2演算ガス濃度との間で頻繁に切り替わる現象(ハンチング現象)が発生するおそれがある。
According to the combustible gas detection device configured as described above, the gas concentration of the combustible gas can be detected more accurately by considering the humidity in the detected atmosphere.
By the way, when only one value is set as the comparison determination value, the detection result employed by the detection result adopting means in a situation where the gas concentration of the combustible gas frequently fluctuates in the vicinity of the comparison determination value. However, there is a possibility that a phenomenon (hunting phenomenon) that frequently switches between the first calculation gas concentration and the second calculation gas concentration may occur.
そこで、請求項1に記載の可燃性ガス検出装置においては、濃度比較手段は、第1演算ガス濃度と比較するために予め設定された第1判定値と、第2演算ガス濃度と比較するために第1判定値よりも小さい値に設定された第2判定値とを有し、第1演算ガス濃度を用いて比較する場合には、比較判定値として第1判定値を用い、第2演算ガス濃度を用いて比較する場合には、比較判定値として第2判定値を用い、可燃性ガスのガス濃度が増加していくことにより、検出結果が第1演算ガス濃度と第2演算ガス濃度との間で切り替わる時の比較判定値として第1判定値を用い、可燃性ガスのガス濃度が減少していくことにより、検出結果が第1演算ガス濃度と第2演算ガス濃度との間で切り替わる時の比較判定値として第2判定値を用いるようにするとよい。
Therefore, the combustible gas detector according to
このように構成された可燃性ガス検出装置では、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第1演算ガス濃度を採用している状況においては、濃度比較手段に第1演算ガス濃度と第1判定値とを比較させ、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第2演算ガス濃度を採用している状況においては、濃度比較手段に第2演算ガス濃度と第2判定値とを比較させることができる。 In the combustible gas detection device configured as described above, in a situation where the detection result adopting unit adopts the first calculation gas concentration as the detection result of the combustible gas detection device, the concentration comparison unit includes the first calculation gas. In a situation where the concentration is compared with the first determination value, and the detection result adopting unit adopts the second calculated gas concentration as the detection result of the combustible gas detection device, the concentration comparing unit compares the second calculated gas concentration with the first calculated gas concentration. The second determination value can be compared.
そして、第1判定値と第2判定値とは値が相違するため、検出結果採用手段が当該可燃性ガス検出装置の検出結果として第1演算ガス濃度を採用している状況から第2演算ガス濃度を採用する状況に遷移するときの可燃性ガスのガス濃度と、第2演算ガス濃度を採用している状況から第1演算ガス濃度を採用する状況に遷移するときの可燃性ガスのガス濃度とが相違する。 Since the first determination value and the second determination value are different from each other, the second calculation gas is detected from the situation where the detection result adoption means adopts the first calculation gas concentration as the detection result of the combustible gas detection device. The gas concentration of the combustible gas when transitioning to the situation where the concentration is adopted, and the gas concentration of the combustible gas when transitioning from the situation where the second computation gas concentration is adopted to the situation where the first computation gas concentration is adopted Is different.
したがって、可燃性ガスのガス濃度が或る値の近傍で頻繁に変動することに起因して、検出結果採用手段が採用する検出結果が、第1演算ガス濃度と第2演算ガス濃度との間で頻繁に切り替わる現象(ハンチング現象)が発生するのを抑制することができる。 Therefore, the detection result adopted by the detection result adoption means is between the first calculation gas concentration and the second calculation gas concentration because the gas concentration of the combustible gas frequently fluctuates in the vicinity of a certain value. Thus, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon (hunting phenomenon) that frequently switches.
ただし、第1判定値と第2判定値との間には、以下に示す大小関係がある必要がある。すなわち、可燃性ガスのガス濃度が増加していくことにより、検出結果採用手段により採用される検出結果が第1演算ガス濃度と第2演算ガス濃度との間で切り替わる時の判定値を増加方向判定値とし、可燃性ガスのガス濃度が減少していくことにより、検出結果採用手段により採用される検出結果が第1演算ガス濃度と第2演算ガス濃度との間で切り替わる時の判定値を減少方向判定値とした場合に、増加方向判定値を減少方向判定値より大きくする必要がある。具体的には、第1判定値が増加方向判定値であり第2判定値が減少方向判定値である場合には、第1判定値は第2判定値より大きい。一方、第2判定値が増加方向判定値であり第1判定値が減少方向判定値である場合には、第1判定値は第2判定値より小さい。 However, there is a need to have the following magnitude relationship between the first determination value and the second determination value. That is, as the gas concentration of the combustible gas increases, the determination value when the detection result adopted by the detection result adoption means switches between the first calculation gas concentration and the second calculation gas concentration is increased. As a determination value, the determination value when the detection result adopted by the detection result adoption means is switched between the first calculation gas concentration and the second calculation gas concentration by decreasing the gas concentration of the combustible gas. When the decrease direction determination value is used, the increase direction determination value needs to be larger than the decrease direction determination value. Specifically, when the first determination value is an increase direction determination value and the second determination value is a decrease direction determination value, the first determination value is larger than the second determination value. On the other hand, when the second determination value is the increase direction determination value and the first determination value is the decrease direction determination value, the first determination value is smaller than the second determination value.
また、請求項1〜請求項4の何れかに記載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、当該可燃性ガス検出装置の検出結果として検出結果採用手段により採用されなかったガス濃度に対応する、第1発熱抵抗体または第2発熱抵抗体の何れかへの通電を停止する通電停止手段を備えるようにするとよい。
Further, in the combustible gas detection device according to any one of
このように構成された可燃性ガス検出装置によれば、可燃性ガスのガス濃度の検出に用いられていない発熱抵抗体が無駄に通電されるのを抑制することができる。これにより、可燃性ガス検出装置の消費電力を低減できるとともに、可燃性ガス検出装置の寿命を向上させることができる。 According to the combustible gas detection device configured as described above, it is possible to prevent the heating resistor that is not used for detecting the gas concentration of the combustible gas from being unnecessarily energized. Thereby, while being able to reduce the power consumption of a combustible gas detection apparatus, the lifetime of a combustible gas detection apparatus can be improved.
なお、設定される目標温度が高い第1発熱抵抗体への通電を停止するとよい。このようにすれば、高い検知精度が要求される発熱抵抗体の寿命を向上させることができる。 In addition, it is good to stop electricity supply to the 1st heating resistor with the high target temperature set. In this way, it is possible to improve the life of the heating resistor that requires high detection accuracy.
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
図1は本発明が適用された可燃性ガス検出装置1の断面図、図2は素子ケース20周辺部分の断面図、図3はガス検出素子60の平面図、図4は図3のA−A断面部を示す図、図5は制御回路200の概略構成を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a cross-sectional view of a combustible
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。
The combustible
This combustible
可燃性ガス検出装置1は、図1に示すように、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を支持するとともに、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。
As shown in FIG. 1, the combustible
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の構成を説明する。
Here, the vertical direction in FIG. 1 will be described as the vertical direction in the combustible
First, the configuration of the
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及び発熱体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。
The
ケース本体42は、上面およ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。
The case
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。
The case
Inside the flow
コネクタ55は、回路基板41及びマイコン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及びマイコン94に電気的に接続されている。
The
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5を参照)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)とを備えている。
The
この制御回路200は、接続端子24〜28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3及び図5を参照))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。なお、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。また、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。
The
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。
The
次に、発熱体50,51について説明する。
発熱体50,51は、収容ケース40を介して、また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。
Next, the
The
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。
In order to efficiently heat the inner surface of the
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て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。
The amount of heat generated by the
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。
Therefore, the combustible
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、またはPWM制御(パルス幅変調制御)により制御される。なお、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。
The
次に、可燃性ガス検出装置1を構成する素子ケース20について説明する。なお、ここでは、図2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2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。
Next, the
素子ケース20は、図2に示すように、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。
As shown in FIG. 2, the
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24〜28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。
The connection
この接続端子24〜28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。
The
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と、接続端子取出台21の周縁部を挟持する取出台支持部37と、収容ケース40により支持される鍔部38とを備えている。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。
The detection
この導入口34の近傍には、被検出ガスをガス検出素子60に対して導入およ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。
In the vicinity of the
まず撥水フィルタ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。また撥水フィルタ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。
First, the
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。
The
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。
The metal nets 31 and 32 have a predetermined thickness and a predetermined opening, and the temperature of the heating resistor provided in the
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ともに、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。
The
次に、上述したガス検出素子60の構成について説明する。
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。
Next, the configuration of the
The
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。
The upper insulating
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。
In the
またガス検出素子60は、図3及び図4に示すように、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。
3 and 4, the
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。
The
左側配線膜341は、図4に示すように、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3に示すように、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。また中央側配線膜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。
As shown in FIG. 4, the
またガス検出素子60は、図3及び図4に示すように、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。
3 and 4, the
次に、内側保護層350及び外側保護層360のうち左側、中央側および右側の各配線膜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、中央側およ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、中央側および右側の各配線膜340(左側配線膜341、中央側配線膜342、右側配線膜343)は、左側、中央側および右側のコンタクトホール361を介して、内側保護層350及び外側保護層360の外部と電気的に接続可能に備えられている。
Next, in each of the inner
そして、左側、中央側および右側のコンタクトホール361には、それぞれ左側、中央側および右側の電極膜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、中央側および右側の電極膜370(左側電極膜371、中央電極膜372、右側電極膜373)は、左側、中央側および右側の各配線膜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。
In the left, center, and right contact holes 361, left, center, and right electrode films 370 (left
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、左側および中央側の各配線膜340(左側配線膜341、中央側配線膜342)並びに左側および中央側の電極膜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、中央側および右側の各配線膜340(中央側配線膜342、右側配線膜343)並びに中央側および右側の電極膜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。
In the present embodiment, in the
またガス検出素子60は、図3に示すように、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内の温度(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。
Further, the
また、内側保護層350及び外側保護層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及びターミナル(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。
In addition, an
次に、制御回路200の構成について説明する。
制御回路200は、図5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、及び温度測定回路93を備えている。
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 5, the
そして低温側ガス検出回路91は、低温側ブリッジ回路210と電流調整回路230と演算増幅回路250とを備えている。
低温側ブリッジ回路210は、低温用発熱抵抗体211及び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。さらに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。
The low temperature side
The low temperature
そして低温側ブリッジ回路210は、低温用発熱抵抗体211及び固定抵抗212の共通端子と、固定抵抗213及び固定抵抗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及び固定抵抗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。
The low-temperature
また電流調整回路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(上昇または低下)に応じて変化(増大または減少)する。
In addition, the
また演算増幅回路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。
次に高温側ガス検出回路92は、高温側ブリッジ回路220と電流調整回路240と通電切替制御回路241と演算増幅回路260とを備えている。
The
Next, the high temperature side
そして高温側ブリッジ回路220は、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。さらに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及び固定抵抗224を介して接地されている。
The high-temperature
また高温側ブリッジ回路220は、高温用発熱抵抗体221及び固定抵抗222の共通端子と、固定抵抗223及び固定抵抗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及び固定抵抗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。
The high-temperature
また電流調整回路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、300℃)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からの制御電圧あるいは高温用発熱抵抗体221の温度の変化(上昇または低下)に応じて変化(増大または減少)する。
Further, the
また通電切替制御回路241は、直流電源280(出力電圧Vcc)から電源スイッチ281を介して電流調整回路240に至る通電経路に備えられており、マイクロコンピュータ94からの指令に応じて、その通電経路を遮断状態または通電状態に切り換えることができる。
The energization
また演算増幅回路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。
次に温度測定回路93は、温度測定ブリッジ回路931と増幅回路932とを備えている。
The
Next, the
そして温度測定ブリッジ回路931は、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。さらに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及び固定抵抗234を介して接地されている。
The temperature
また温度測定ブリッジ回路931は、測温抵抗体390及び固定抵抗234の共通端子(一端側電源端子)と、固定抵抗232及び固定抵抗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。
The temperature
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及び固定抵抗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及び固定抵抗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(被検出雰囲気内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。
Under this operation, the temperature
また増幅回路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。
The
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)、及び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。
The
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。
Although illustration is omitted, the output of each control voltage of the
The
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。
The
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。
The amplifying
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。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。
The
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。
During this execution, the
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。
In the present embodiment configured as described above, when the combustible
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。
In this state, when the
ガス検出処理が実行されると、まずS10にて、低温用発熱抵抗体211、高温用発熱抵抗体221、及び測温抵抗体390への通電を開始する。これにより、電流調整回路230による制御のもとに低温用発熱抵抗体211が上記の低温目標温度(150℃)に維持されるとともに、電流調整回路240による制御のもとに高温用発熱抵抗体221が上記の高温目標温度(300℃)に維持される。
When the gas detection process is executed, first, in S10, energization of the low
そしてS20にて、水素ガス濃度を演算するコンピュータプログラムとして、高温用発熱抵抗体221の電位VHを用いて水素ガス濃度を演算するコンピュータプログラム(以下、高温用演算プログラムという)に設定する。 In S20, the computer program for calculating the hydrogen gas concentration is set as a computer program for calculating the hydrogen gas concentration using the potential VH of the high-temperature heating resistor 221 (hereinafter referred to as a high-temperature calculation program).
その後S30にて、低温側ガス検出回路91から出力される電位VL、高温側ガス検出回路92から出力される電位VH、及び温度測定回路93から出力される増幅電位差VTをそれぞれ低温側電圧VL、高温側電圧VH、及び温度電圧VTとして入力する。
Thereafter, in S30, the potential VL output from the low temperature side
そしてS40にて、温度電圧VTを用いて被検出雰囲気内の環境温度T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、温度電圧VTと被検出雰囲気内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)を記憶部(ROMなど)に記憶しており、S30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、被検出雰囲気内の環境温度Tを取得する。
In S40, a process of calculating the environmental temperature T in the detected atmosphere using the temperature voltage VT is executed. In other words, the
さらにS50にて、低温側電圧VL、高温側電圧VH、及び温度電圧VTを用いて被検出雰囲気内の湿度H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、低温側電圧VL、高温側電圧VH、及び温度電圧VTと被検出雰囲気内の湿度H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)を記憶部(ROMなど)に記憶しており、S30で読み込んだ低温側電圧VL、高温側電圧VH、及び温度電圧VTに対応する被検出雰囲気内の湿度Hを換算データに基づき演算することで、被検出雰囲気内の湿度Hを取得する。
Further, in S50, a process of calculating the humidity H in the detected atmosphere using the low temperature side voltage VL, the high temperature side voltage VH, and the temperature voltage VT is executed. That is, the
その後S60にて、高温側電圧VHを用いて水素ガス濃度D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、高温側電圧VHと水素ガス濃度D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)を記憶部(ROMなど)に記憶しており、S30で読み込んだ高温側電圧VHに対応する水素ガス濃度Dを換算データに基づき演算することで、水素ガス濃度Dを取得する。
Thereafter, in S60, a process of calculating the hydrogen gas concentration D using the high temperature side voltage VH is executed. That is, the
そしてS70にて、S40で取得された環境温度TとS50で取得された湿度Hとを用いて、S60で取得された水素ガス濃度Dを補正する。
さらにS80にて、S70で補正された水素ガス濃度Dが、予め設定された第1判定値(本実施形態では、10%)未満であるか否かを判定する。ここで、補正された水素ガス濃度Dが第1判定値未満である場合には(S80:YES)、S90にて、S70で補正された水素ガス濃度Dを出力し、S30に移行する。一方、補正された水素ガス濃度Dが第1判定値以上である場合には(S80:NO)、S100にて、高温用発熱抵抗体221への通電を停止する。
In S70, the hydrogen gas concentration D acquired in S60 is corrected using the environmental temperature T acquired in S40 and the humidity H acquired in S50.
Further, in S80, it is determined whether or not the hydrogen gas concentration D corrected in S70 is less than a preset first determination value (10% in the present embodiment). If the corrected hydrogen gas concentration D is less than the first determination value (S80: YES), the hydrogen gas concentration D corrected in S70 is output in S90, and the process proceeds to S30. On the other hand, when the corrected hydrogen gas concentration D is equal to or higher than the first determination value (S80: NO), the energization to the high-
そしてS110にて、水素ガス濃度を演算するコンピュータプログラムとして、低温用発熱抵抗体211の電位VLを用いて水素ガス濃度を演算するコンピュータプログラム(以下、低温用演算プログラムという)に設定する。 In S110, the computer program for calculating the hydrogen gas concentration is set as a computer program for calculating the hydrogen gas concentration using the potential VL of the low-temperature heating resistor 211 (hereinafter referred to as a low-temperature calculation program).
またS120にて、S30と同様にして、低温側ガス検出回路91から出力される電位VL、高温側ガス検出回路92から出力される電位VH、及び温度測定回路93から出力される増幅電位差VTをそれぞれ低温側電圧VL、高温側電圧VH、及び温度電圧VTとして入力する。
In S120, as in S30, the potential VL output from the low temperature side
そしてS130にて、S40と同様にして、温度電圧VTを用いて被検出雰囲気内の環境温度Tを演算する処理を実行する。さらにS140にて、S50と同様にして、低温側電圧VL、高温側電圧VH、及び温度電圧VTを用いて被検出雰囲気内の湿度Hを演算する処理を実行する。 In S130, similarly to S40, a process of calculating the environmental temperature T in the atmosphere to be detected using the temperature voltage VT is executed. Further, in S140, similarly to S50, a process of calculating the humidity H in the detected atmosphere using the low temperature side voltage VL, the high temperature side voltage VH, and the temperature voltage VT is executed.
その後S150にて、低温側電圧VLを用いて水素ガス濃度D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、低温側電圧VLと水素ガス濃度D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)を記憶部(ROMなど)に記憶しており、S120で読み込んだ低温側電圧VLに対応する水素ガス濃度Dを換算データに基づき演算することで、水素ガス濃度Dを取得する。
Thereafter, in S150, a process of calculating the hydrogen gas concentration D using the low temperature side voltage VL is executed. That is, the
そしてS160にて、S130で取得された環境温度TとS140で取得された湿度Hとを用いて、S150で取得された水素ガス濃度Dを補正する。
さらにS170にて、S160で補正された水素ガス濃度Dが、予め設定された第2判定値(本実施形態では、5%)より大きいか否かを判定する。ここで、補正された水素ガス濃度Dが第2判定値より大きい場合には(S170:YES)、S180にて、S160で補正された水素ガス濃度Dを出力し、S120に移行する。一方、補正された水素ガス濃度Dが第2判定値以下である場合には(S170:NO)、S190にて、高温用発熱抵抗体221への通電を開始し、S20に移行する。
In S160, the hydrogen gas concentration D acquired in S150 is corrected using the environmental temperature T acquired in S130 and the humidity H acquired in S140.
Further, in S170, it is determined whether or not the hydrogen gas concentration D corrected in S160 is greater than a preset second determination value (5% in the present embodiment). If the corrected hydrogen gas concentration D is greater than the second determination value (S170: YES), the hydrogen gas concentration D corrected in S160 is output in S180, and the process proceeds to S120. On the other hand, when the corrected hydrogen gas concentration D is less than or equal to the second determination value (S170: NO), energization of the high-
このように構成された可燃性ガス検出装置1では、高温側ガス検出回路92により、高温目標温度(300℃)に対応する抵抗値となるように通電される高温用発熱抵抗体221の端子間電圧(高温側電圧VH)が検出されるとともに、低温側ガス検出回路91により、低温目標温度(150℃)に対応する抵抗値となるように通電される低温用発熱抵抗体211の端子間電圧(低温側電圧VL)が検出される。
In the combustible
また、高温側ガス検出回路92により検出された高温側電圧VHに基づいて水素ガス濃度Dが演算される(S60)とともに、低温側ガス検出回路91により検出された低温側電圧VLに基づいて水素ガス濃度Dが演算される(S150)。
Further, the hydrogen gas concentration D is calculated based on the high temperature side voltage VH detected by the high temperature side gas detection circuit 92 (S60), and at the same time hydrogen based on the low temperature side voltage VL detected by the low temperature side
さらに、高温側電圧VHに基づいて演算された水素ガス濃度D、または低温側電圧VLに基づいて演算された水素ガス濃度Dと、予め設定された第1判定値または第2判定値とが比較される(S80,S170)。 Further, the hydrogen gas concentration D calculated based on the high temperature side voltage VH or the hydrogen gas concentration D calculated based on the low temperature side voltage VL is compared with a preset first determination value or second determination value. (S80, S170).
そして、この比較結果に基づいて、高温側電圧VHに基づいて演算された水素ガス濃度D(以下、高温側演算ガス濃度ともいう)、または低温側電圧VLに基づいて演算された水素ガス濃度D(以下、低温側演算ガス濃度ともいう)の何れかが、可燃性ガス検出装置1の検出結果として採用される(S90,S180)。 Based on the comparison result, the hydrogen gas concentration D calculated based on the high temperature side voltage VH (hereinafter also referred to as the high temperature side calculated gas concentration) or the hydrogen gas concentration D calculated based on the low temperature side voltage VL. Any one of them (hereinafter also referred to as a low temperature side calculated gas concentration) is adopted as a detection result of the combustible gas detection device 1 (S90, S180).
このため、高温用発熱抵抗体221を用いて検出された水素ガス濃度D、または低温用発熱抵抗体211を用いて検出された水素ガス濃度Dの何れかを、水素ガスのガス濃度に応じて、選択することができる。
Therefore, either the hydrogen gas concentration D detected using the high-
これにより、高温用発熱抵抗体221および低温用発熱抵抗体211のうち、設定される目標温度が高い高温用発熱抵抗体221を、高い濃度検出感度が要求される領域で使用するとともに、設定される目標温度が低い低温用発熱抵抗体211を、高い濃度検出感度が要求されない領域で使用するという選択が可能となる。そして、設定される目標温度が低い低温用発熱抵抗体211は、検出可能なガス濃度範囲が、設定される目標温度が高い高温用発熱抵抗体221よりも広い。
As a result, among the high-
したがって、可燃性ガス検出装置1によれば、高い濃度検出感度が要求される領域において水素ガスのガス濃度を高い濃度検出感度で検出することができるとともに、水素ガスを検出可能なガス濃度範囲を広くすることができる。
Therefore, according to the combustible
また、左側熱伝導式ガス検出部381および右側熱伝導式ガス検出部382は、接触燃焼式ガスセンサで使用される触媒を有していない。このため、シリコン化合物が触媒に付着することに起因してガス濃度検出の精度が低下するという事態は発生しない。
Further, the left-side heat conduction type
以上より、シリコン化合物に起因したガス濃度検出精度低下を招くことなく、低濃度領域から高濃度領域に亘って水素ガスのガス濃度を検出することができる。
また、温度電圧VTを用いて被検出雰囲気内の環境温度Tが演算され(S40,S130)、この環境温度Tをも用いて、高温側演算ガス濃度、または低温側演算ガス濃度が演算される(S70,S160)。これにより、被検出雰囲気内の環境温度Tを考慮した分、水素ガスのガス濃度をより正確に検出することができる。
As described above, the gas concentration of hydrogen gas can be detected from the low concentration region to the high concentration region without causing a decrease in gas concentration detection accuracy due to the silicon compound.
Further, the environmental temperature T in the atmosphere to be detected is calculated using the temperature voltage VT (S40, S130), and the high-temperature side calculation gas concentration or the low-temperature side calculation gas concentration is also calculated using this environmental temperature T. (S70, S160). As a result, the gas concentration of the hydrogen gas can be detected more accurately by considering the environmental temperature T in the atmosphere to be detected.
また、低温側電圧VL、高温側電圧VH、及び温度電圧VTを用いて被検出雰囲気内の湿度Hが演算され(S50,S140)、この湿度Hをも用いて、高温側演算ガス濃度または低温側演算ガス濃度が演算される(S70,S160)。これにより、被検出雰囲気内の湿度Hを考慮した分、水素ガスのガス濃度をより正確に検出することができる。 Further, the humidity H in the detected atmosphere is calculated using the low temperature side voltage VL, the high temperature side voltage VH, and the temperature voltage VT (S50, S140), and the high temperature side calculated gas concentration or low temperature is also calculated using this humidity H. The side calculated gas concentration is calculated (S70, S160). Thereby, the gas concentration of hydrogen gas can be detected more accurately by considering the humidity H in the atmosphere to be detected.
また、高温側電圧VHに基づいて水素ガス濃度Dを演算している状況(以下、高温側濃度演算状況という)においては、高温側電圧VHに基づいて演算された水素ガス濃度Dと第1判定値とが比較され(S80)、低温側電圧VLに基づいて水素ガス濃度Dを演算している状況(以下、低温側濃度演算状況という)においては、低温側電圧VLに基づいて演算された水素ガス濃度Dと第2判定値とが比較される(S170)。 In a situation where the hydrogen gas concentration D is calculated based on the high temperature side voltage VH (hereinafter referred to as a high temperature side concentration calculation situation), the hydrogen gas concentration D calculated based on the high temperature side voltage VH and the first determination are determined. In the situation where the value is compared (S80) and the hydrogen gas concentration D is calculated based on the low temperature side voltage VL (hereinafter referred to as the low temperature side concentration calculation state), the hydrogen calculated based on the low temperature side voltage VL is calculated. The gas concentration D is compared with the second determination value (S170).
そして、第1判定値と第2判定値とは値が相違するため、高温側濃度演算状況から低温側濃度演算状況に遷移するときの水素ガス濃度と、低温側濃度演算状況から高温側濃度演算状況に遷移するときの水素ガス濃度とが相違する。 Since the first determination value and the second determination value are different, the hydrogen gas concentration when transitioning from the high temperature side concentration calculation state to the low temperature side concentration calculation state and the high temperature side concentration calculation from the low temperature side concentration calculation state are performed. The hydrogen gas concentration at the time of transition to the situation is different.
さらに、水素ガス濃度が増加していくことにより、可燃性ガス検出装置1で採用される検出結果が高温側演算ガス濃度と低温側演算ガス濃度との間で切り替わる時の判定値を増加方向判定値とし、水素ガス濃度が減少していくことにより、可燃性ガス検出装置1で採用される検出結果が高温側演算ガス濃度と低温側演算ガス濃度との間で切り替わる時の判定値を減少方向判定値とした場合に、第1判定値(10%)は増加方向判定値に相当し、第2判定値(5%)は減少方向判定値に相当する。そして、第1判定値(10%)は第2判定値(5%)より大きい。
Further, as the hydrogen gas concentration increases, the determination value when the detection result employed in the combustible
したがって、水素ガス濃度が或る値の近傍で頻繁に変動することに起因して、可燃性ガス検出装置1が出力する水素ガス濃度Dが、高温側演算ガス濃度と低温側演算ガス濃度との間で頻繁に切り替わる現象(ハンチング現象)の発生を抑制することができる。
Therefore, the hydrogen gas concentration D output from the combustible
また、可燃性ガス検出装置1の検出結果として、低温側電圧VLに基づいて演算された水素ガス濃度Dが出力される場合には(S180)、高温用発熱抵抗体221への通電が停止される(S100)。このため、水素ガスのガス濃度の検出に用いられていない発熱抵抗体が無駄に通電されるのを抑制することができる。これにより、可燃性ガス検出装置1の消費電力を低減できるとともに、可燃性ガス検出装置1の寿命を向上させることができる。また、高い検知精度を要求される高温用発熱抵抗体221の寿命を向上させることができる。
When the hydrogen gas concentration D calculated based on the low temperature side voltage VL is output as the detection result of the combustible gas detection device 1 (S180), the energization to the high
以上説明した実施形態において、高温用発熱抵抗体221は本発明における第1発熱抵抗体、右側熱伝導式ガス検出部382は本発明における第1熱伝導式ガス検出部、低温用発熱抵抗体211は本発明における第2発熱抵抗体、左側熱伝導式ガス検出部381は本発明における第2熱伝導式ガス検出部、高温側ガス検出回路92は本発明における第1出力検出手段、低温側ガス検出回路91は本発明における第2出力検出手段、S60,S70の処理は本発明における第1濃度演算手段、S150,S160の処理は本発明における第2濃度演算手段、S80,S170の処理は本発明における濃度比較手段、S90,S180の処理は本発明における検出結果採用手段、S40,S130の処理は本発明における温度検出手段、S50,S140の処理は本発明における湿度演算手段、S100の処理は本発明における通電停止手段である。
In the embodiment described above, the high
また、高温目標温度(300℃)は本発明における第1目標温度、低温目標温度(150℃)は本発明における第2目標温度、高温側電圧VHは本発明における第1出力値、低温側電圧VLは本発明における第2出力値、第1判定値および第2判定値は本発明における比較判定値である。 The high temperature target temperature (300 ° C.) is the first target temperature in the present invention, the low temperature target temperature (150 ° C.) is the second target temperature in the present invention, and the high temperature side voltage VH is the first output value and the low temperature side voltage in the present invention. VL is the second output value, the first determination value, and the second determination value in the present invention are comparative determination values in the present invention.
以上、本発明の一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、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、ガス検出処理の実行が開始されると、まず、高温側電圧VHを用いて水素ガス濃度Dを演算し、その後に、この水素ガス濃度Dと第1判定値とを比較するものを示した。しかし、ガス検出処理の実行が開始された後に、まず低温側電圧VLを用いて水素ガス濃度Dを演算し、この水素ガス濃度Dと第1判定値とを比較するようにしてもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, As long as it belongs to the technical scope of this invention, a various form can be taken.
For example, in the above embodiment, when the execution of the gas detection process is started, first, the hydrogen gas concentration D is calculated using the high temperature side voltage VH, and then the hydrogen gas concentration D is compared with the first determination value. Showed what to do. However, after the execution of the gas detection process is started, first, the hydrogen gas concentration D may be calculated using the low temperature side voltage VL, and the hydrogen gas concentration D may be compared with the first determination value.
また上記実施形態では、高温側電圧VHまたは低温側電圧VLに基づいて水素ガス濃度Dを演算する処理を行った後に、被検出雰囲気内の環境温度T及び湿度Hを用いて水素ガス濃度Dを補正する処理を行うことにより、被検出雰囲気内の環境温度T及び湿度Hを考慮した水素ガス濃度Dを演算するものを示した。しかし、このように2つの処理を行うのではなく、高温側電圧VH、低温側電圧VL、及び温度電圧VTに基づいて、水素ガス濃度Dを演算する処理を行うというように、1つの処理を行うことにより、被検出雰囲気内の環境温度T及び湿度Hを考慮した水素ガス濃度Dを演算するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, after performing the process which calculates hydrogen gas concentration D based on the high temperature side voltage VH or the low temperature side voltage VL, hydrogen gas concentration D is used using the environmental temperature T and the humidity H in a to-be-detected atmosphere. An example of calculating the hydrogen gas concentration D in consideration of the environmental temperature T and the humidity H in the atmosphere to be detected by performing the correction process is shown. However, instead of performing two processes in this way, one process is performed such that a process for calculating the hydrogen gas concentration D is performed based on the high temperature side voltage VH, the low temperature side voltage VL, and the temperature voltage VT. By performing this, the hydrogen gas concentration D in consideration of the environmental temperature T and the humidity H in the atmosphere to be detected may be calculated.
または、被検出雰囲気内の湿度Hを演算する処理を行った後に、高温側電圧VHまたは低温側電圧VLと、温度電圧VTと、演算した湿度Hとに基づいて、水素ガス濃度Dを演算する処理を行うというようにして、被検出雰囲気内の環境温度T及び湿度Hを考慮した水素ガス濃度Dを演算するようにしてもよい。 Alternatively, after performing the process of calculating the humidity H in the detected atmosphere, the hydrogen gas concentration D is calculated based on the high temperature side voltage VH or the low temperature side voltage VL, the temperature voltage VT, and the calculated humidity H. The processing may be performed so that the hydrogen gas concentration D in consideration of the environmental temperature T and the humidity H in the atmosphere to be detected may be calculated.
また上記実施形態では、低温側電圧VLに基づいて演算された水素ガス濃度Dが出力される場合には、高温用発熱抵抗体221への通電が停止されるものを示した。しかし、高温側電圧VHに基づいて演算された水素ガス濃度Dが出力される場合には、低温用発熱抵抗体211への通電が停止されるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, when the hydrogen gas density | concentration D calculated based on the low temperature side voltage VL was output, the electricity supply to the
1…可燃性ガス検出装置、20…素子ケース、40…収容ケース、41…回路基板、42…ケース本体、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…マイコン、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、241…通電切替制御回路、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、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、
DESCRIPTION OF
Claims (5)
被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスへの熱伝導によって自身の温度が変化するとともに自身の抵抗値が変化する第2発熱抵抗体を有し、この第2発熱抵抗体が前記第1目標温度より低く設定された第2目標温度に対応する抵抗値となるように通電される第2熱伝導式ガス検出部と、
前記第1発熱抵抗体の抵抗値に対応した第1出力値を検出する第1出力検出手段と、
前記第2発熱抵抗体の抵抗値に対応した第2出力値を検出する第2出力検出手段と、
前記第1出力検出手段により検出された前記第1出力値に基づいて、前記被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度である第1演算ガス濃度を演算する第1濃度演算手段と、
前記第2出力検出手段により検出された前記第2出力値に基づいて、前記被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度である第2演算ガス濃度を演算する第2濃度演算手段と
を備えて、前記被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置であって、
前記第1演算ガス濃度または前記第2演算ガス濃度の何れかと、予め設定された比較判定値とを比較する濃度比較手段と、
前記濃度比較手段による比較結果に基づいて、前記第1演算ガス濃度または前記第2演算ガス濃度の何れかを、当該可燃性ガス検出装置の検出結果として採用する検出結果採用手段を備え、
前記濃度比較手段は、
前記第1演算ガス濃度と比較するために予め設定された第1判定値と、前記第2演算ガス濃度と比較するために前記第1判定値よりも小さい値に設定された第2判定値とを有し、
前記第1演算ガス濃度を用いて比較する場合には、前記比較判定値として前記第1判定値を用い、前記第2演算ガス濃度を用いて比較する場合には、前記比較判定値として前記第2判定値を用い、可燃性ガスのガス濃度が増加していくことにより、前記検出結果が前記第1演算ガス濃度と前記第2演算ガス濃度との間で切り替わる時の前記比較判定値として前記第1判定値を用い、可燃性ガスのガス濃度が減少していくことにより、前記検出結果が前記第1演算ガス濃度と前記第2演算ガス濃度との間で切り替わる時の前記比較判定値として前記第2判定値を用いる
ことを特徴とする可燃性ガス検出装置。 The first heating resistor is disposed in the atmosphere to be detected and has a first heating resistor whose own temperature changes as its temperature changes due to heat conduction to the combustible gas. This first heating resistor is preset. A first heat conduction type gas detector energized to have a resistance value corresponding to the first target temperature;
A second heating resistor is disposed in the atmosphere to be detected, and changes its own resistance value as its temperature changes due to heat conduction to the combustible gas, and this second heating resistor is the first heating resistor. A second heat-conducting gas detector that is energized to have a resistance value corresponding to a second target temperature set lower than the target temperature;
First output detection means for detecting a first output value corresponding to the resistance value of the first heating resistor;
Second output detecting means for detecting a second output value corresponding to the resistance value of the second heating resistor;
First concentration calculation means for calculating a first calculation gas concentration that is a gas concentration of a combustible gas present in the detected atmosphere based on the first output value detected by the first output detection means;
Second concentration calculation means for calculating a second calculation gas concentration, which is a gas concentration of a combustible gas existing in the detected atmosphere, based on the second output value detected by the second output detection means; A flammable gas detection device for detecting a gas concentration of a flammable gas present in the detected atmosphere,
Concentration comparison means for comparing either the first calculated gas concentration or the second calculated gas concentration with a preset comparison determination value;
Based on the comparison result by the concentration comparison means, comprising a detection result adoption means for employing either the first calculation gas concentration or the second calculation gas concentration as a detection result of the combustible gas detection device ;
The concentration comparison means includes
A first determination value set in advance for comparison with the first calculation gas concentration, and a second determination value set to a value smaller than the first determination value for comparison with the second calculation gas concentration; Have
When comparing using the first calculated gas concentration, the first determination value is used as the comparison determination value, and when comparing using the second calculated gas concentration, the first determination value is used as the comparison determination value. 2 as the comparison determination value when the detection result is switched between the first calculation gas concentration and the second calculation gas concentration by increasing the gas concentration of the combustible gas. As the comparison determination value when the detection result is switched between the first calculation gas concentration and the second calculation gas concentration by reducing the gas concentration of the combustible gas using the first determination value. A combustible gas detection apparatus using the second determination value .
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。 The combustible gas detection device according to claim 1, wherein the gas concentration range detectable by the first heating resistor is included in the gas concentration range detectable by the second heating resistor.
前記第1濃度演算手段は、前記温度検出手段により検出された前記環境温度をも用いて、前記第1演算ガス濃度を演算し、
前記第2濃度演算手段は、前記温度検出手段により検出された前記環境温度をも用いて、前記第2演算ガス濃度を演算する
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。 Temperature detecting means for detecting an environmental temperature in the detected atmosphere;
The first concentration calculation means calculates the first calculation gas concentration using the environmental temperature detected by the temperature detection means,
3. The combustibility according to claim 1, wherein the second concentration calculation means calculates the second calculation gas concentration also using the environmental temperature detected by the temperature detection means. Gas detection device.
前記第1濃度演算手段は、前記湿度検出手段により検出された前記湿度をも用いて、前記第1演算ガス濃度を演算し、
前記第2濃度演算手段は、前記湿度検出手段により検出された前記湿度をも用いて、前記第2演算ガス濃度を演算する
ことを特徴とする請求項3に記載の可燃性ガス検出装置。 Based on the first output value detected by the first output detection means, the second output value detected by the second output detection means, and the environmental temperature detected by the temperature detection means, Humidity calculation means to calculate the humidity in the detection atmosphere,
The first concentration calculation means calculates the first calculation gas concentration using the humidity detected by the humidity detection means,
The combustible gas detection device according to claim 3, wherein the second concentration calculation means calculates the second calculation gas concentration also using the humidity detected by the humidity detection means.
ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載の可燃性ガス検出装置。 Energization for stopping energization to either the first heating resistor or the second heating resistor corresponding to the gas concentration not adopted by the detection result adoption means as the detection result of the combustible gas detection device The combustible gas detection apparatus according to claim 1, further comprising a stop unit.
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