JP5416055B2 - TVOC detection method, detection apparatus, and outside air introduction amount control system - Google Patents
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Description
本発明は、半導体式センサを用いたTVOC(総揮発性有機化合物:Total Volatile Organic Compound)の検出方法、検出装置および外気導入量制御システムに関するものである。 The present invention relates to a TVOC (Total Volatile Organic Compound) detection method, a detection apparatus, and an outside air introduction amount control system using a semiconductor sensor.
従来、半導体式センサ等で臭気を測定する際に温湿度誤差が生じることが知られている。この温湿度誤差を補正する方法としては、例えば、特許文献1〜3の方法がある。
Conventionally, it is known that temperature and humidity errors occur when measuring odor with a semiconductor sensor or the like. As a method of correcting this temperature / humidity error, for example, there are methods disclosed in
特許文献1の臭いセンサを用いた空気清浄器では、周囲の温湿度の影響を受ける半導体センサの出力信号を、複数の特定の波長を選別して検出できる赤外線センサの出力信号で補正している。
In the air purifier using the odor sensor of
また、特許文献2の臭気ガスの測定装置では、測定ガスの絶対湿度と等しい絶対湿度の空気を製造し、それを標準空気としてゼロ値の設定に用いることにより、測定値より水分の影響を補正している。
Further, in the odor gas measuring apparatus of
また、特許文献3の臭気・ガス分析用温湿度補正器は、測定ガスと標準空気の温湿度を等しくすることにより、温湿度誤差を補正している。
The temperature / humidity corrector for odor / gas analysis of
一方、本発明者は、既に特許文献4に示す外気導入量制御システムを提供している。このシステムは、簡易TVOCセンサで測定したTVOC濃度値が所定値以上となった場合に、外気導入量を増大させる制御を行うものであり、簡易TVOCセンサとしては、半導体式センサを始めとする種々のセンサを用いることができる。
On the other hand, the present inventor has already provided an outside air introduction amount control system shown in
ところで、室内のTVOCの検出においては、半導体式センサを始めとした種々のセンサでは感度が不足しているために、要求されるTVOCの濃度を検出することは一般に困難とされている。また、センサの感度不足を、センサアンプ(増幅器)の増幅度を上げることで出力を得ようとしても、温湿度などの外乱による影響が、検知対象によるセンサの出力を上回り実用的ではなかった。このため、TVOCを精度よく検出することができる技術の開発が望まれていた。 By the way, in the detection of indoor TVOC, it is generally difficult to detect the required concentration of TVOC because various sensors including a semiconductor sensor are insufficient in sensitivity. Further, even if an attempt is made to obtain an output due to a lack of sensitivity of the sensor by increasing the amplification factor of the sensor amplifier (amplifier), the influence of disturbance such as temperature and humidity exceeded the output of the sensor by the detection target and was not practical. For this reason, development of the technique which can detect TVOC accurately was desired.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、TVOCを精度よく検出することができるTVOCの検出方法、検出装置および外気導入量制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a TVOC detection method, a detection apparatus, and an outside air introduction amount control system capable of accurately detecting TVOC.
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項1に係るTVOCの検出方法は、室内のTVOCの濃度を、半導体式センサを用いて検出する方法であって、TVOCの濃度と前記半導体式センサの出力信号との関係を示す感度曲線を絶対湿度毎に予め求めておき、室内のTVOCの濃度を前記半導体式センサで検出する際に、同時に温湿度センサで前記半導体式センサ位置の温湿度を測定し、この測定値に基づいて絶対湿度を求め、この絶対湿度に対応する感度曲線から前記半導体式センサの出力信号に対応するTVOCの濃度を読み取り、読み取ったTVOCの濃度に対応する出力信号を、真値と定義した感度曲線から読み取り、この出力信号を補正値として前記半導体式センサの出力信号の温湿度誤差を補正することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a TVOC detection method according to
また、本発明の請求項2に係るTVOCの検出方法は、上述した請求項1において、温湿度センサの測定値に基づいて、温度による出力変動に伴う測定系のセンサアンプのドリフトを補正することを特徴とする。
According to
また、本発明の請求項3に係るTVOCの検出装置は、室内のTVOCの濃度を、半導体式センサを用いて検出する装置であって、室内のTVOCの濃度を前記半導体式センサで検出する際に、同時に前記半導体式センサ位置の温湿度を測定する温湿度センサと、前記半導体式センサおよび前記温湿度センサと電気的に接続されたマイクロコンピュータとを備え、前記マイクロコンピュータのメモリには、絶対湿度毎に予め作成されたTVOCの濃度と前記半導体式センサの出力信号との関係を示す感度曲線が格納されており、前記マイクロコンピュータは、前記温湿度センサの測定値に基づいて絶対湿度を求め、この絶対湿度に対応する感度曲線から前記半導体式センサの出力信号に対応するTVOCの濃度を読み取り、読み取ったTVOCの濃度に対応する出力信号を、真値と定義した感度曲線から読み取り、この出力信号を補正値として前記半導体式センサの出力信号の温湿度誤差を補正することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a TVOC detecting device for detecting a TVOC concentration in a room using a semiconductor sensor, wherein the TVOC concentration in the room is detected by the semiconductor sensor. A temperature / humidity sensor for measuring the temperature / humidity at the position of the semiconductor sensor, and a microcomputer electrically connected to the semiconductor sensor and the temperature / humidity sensor. A sensitivity curve indicating the relationship between the TVOC concentration prepared in advance for each humidity and the output signal of the semiconductor sensor is stored, and the microcomputer obtains the absolute humidity based on the measured value of the temperature and humidity sensor. The TVO concentration corresponding to the output signal of the semiconductor sensor is read from the sensitivity curve corresponding to the absolute humidity, and the read TVO is read. An output signal corresponding to the concentration, read from the sensitivity curve was defined as the true value, and correcting the temperature and humidity error of the output signal of said semiconductor sensor the output signal as a correction value.
また、本発明の請求項4に係るTVOCの検出装置は、上述した請求項3において、温湿度センサの測定値に基づいて、温度による出力変動に伴う測定系のセンサアンプのドリフトを補正することを特徴とする。
According to
また、本発明の請求項5に係る外気導入量制御システムは、上述した請求項3または4に記載のTVOCの検出装置を備え、TVOCの検出値に基づいて外気導入量を制御することを特徴とする。
An outside air introduction amount control system according to
また、本発明の請求項6に係る外気導入量制御システムは、上述した請求項5において、複数種類の臭気を測定する複数の臭気用センサをさらに備えることを特徴とする。
An outside air introduction amount control system according to claim 6 of the present invention is characterized in that in
また、本発明の請求項7に係る外気導入量制御システムは、上述した請求項6において、臭気の検出値に基づいて外気導入量を制御することを特徴とする。 The outside air introduction amount control system according to claim 7 of the present invention is characterized in that, in the above-described claim 6, the outside air introduction amount is controlled based on the detected odor value.
本発明によれば、室内のTVOCの濃度を、半導体式センサを用いて検出する方法であって、TVOCの濃度と前記半導体式センサの出力信号との関係を示す感度曲線を絶対湿度毎に予め求めておき、室内のTVOCの濃度を前記半導体式センサで検出する際に、同時に温湿度センサで前記半導体式センサ位置の温湿度を測定し、この測定値に基づいて絶対湿度を求め、この絶対湿度に対応する感度曲線から前記半導体式センサの出力信号に対応するTVOCの濃度を読み取り、読み取ったTVOCの濃度に対応する出力信号を、真値と定義した感度曲線から読み取り、この出力信号を補正値として前記半導体式センサの出力信号の温湿度誤差を補正するので、TVOCを精度よく検出することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is provided a method for detecting a TVOC concentration in a room using a semiconductor sensor, and a sensitivity curve indicating a relationship between the TVOC concentration and an output signal of the semiconductor sensor is previously determined for each absolute humidity. When the concentration of TVOC in the room is detected by the semiconductor sensor, the temperature and humidity at the position of the semiconductor sensor are simultaneously measured by the temperature and humidity sensor, and the absolute humidity is obtained based on the measured value. Read the TVOC concentration corresponding to the output signal of the semiconductor sensor from the sensitivity curve corresponding to humidity, read the output signal corresponding to the read TVOC concentration from the sensitivity curve defined as true value, and correct this output signal Since the temperature / humidity error of the output signal of the semiconductor sensor is corrected as a value, there is an effect that TVOC can be detected with high accuracy.
以下に、本発明に係るTVOCの検出方法、検出装置および外気導入量制御システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a TVOC detection method, a detection apparatus, and an outside air introduction amount control system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
まず、本発明をなすに至った着想について説明する。
本発明者が、半導体式センサを使った室内空気の長期モニター結果とTVOCの精密測定結果について検討したところ、TVOCに含まれる個々の成分について要求される濃度では、半導体式センサによる出力は有意なものではなかった。しかしながら、TVOCを管理するために要求される濃度付近においては、外乱を排除した半導体式センサ出力とTVOCの濃度との間には相関性があることが見出された。
First, the idea that led to the present invention will be described.
The present inventor examined the results of long-term indoor air monitoring using a semiconductor sensor and the precise measurement results of TVOC, and the output from the semiconductor sensor was significant at the concentration required for each component contained in the TVOC. It was not a thing. However, in the vicinity of the concentration required for managing TVOC, it was found that there is a correlation between the semiconductor sensor output excluding the disturbance and the TVOC concentration.
半導体式センサは、一般に外乱として温度、湿度の影響を受け、TVOCによらない出力変動がTVOCの濃度変化を上回る。このため、半導体式センサ出力の温湿度補正を実施し外乱を排除することで、TVOCによる出力変動のみを検出することができる。本発明はこうした着想に基づいてなされたものである。 Semiconductor sensors are generally affected by temperature and humidity as disturbances, and output fluctuations that do not depend on TVOC exceed TVOC concentration changes. For this reason, only the output fluctuation by TVOC can be detected by correcting the temperature and humidity of the semiconductor sensor output and eliminating the disturbance. The present invention has been made based on such an idea.
図1に示すように、本発明に係るTVOCの検出装置10は、室内2のTVOCの濃度を検出する半導体式センサ12と、半導体式センサ12位置の温湿度を測定する温湿度センサ14と、これらと電気的に接続されたマイクロコンピュータ16とを備える。
As shown in FIG. 1, a
ここで、半導体式センサ12と温湿度センサ14は同一ユニット18内に近接配置してある。このようにすれば、ユニット18内の構成品から熱等が発生してユニット18内の温湿度が室内2の温湿度と異なっても、半導体式センサ12の出力信号の温湿度誤差を高精度で補正できる。
Here, the
マイクロコンピュータ16は、A/D、D/A変換機能を有し、温湿度補正済みの出力信号を信号線20、22を介してアナログ出力、デジタル出力する。
The
上記したように、半導体式センサ12の出力値(出力信号)は温湿度により変動する。そこで、TVOCの濃度と半導体式センサの出力信号との関係を示す感度曲線を絶対湿度毎に予め作成しておき、これをマイクロコンピュータ16のメモリに格納しておく。この場合、例えば、予め決められた温湿度条件(例えば、相対湿度20℃60%RH)の下、標準(清浄)空気中で半導体式センサ12の出力値が最小になった値と、検知対象の一定濃度ガスにより得られる出力値から感度曲線を作成する。
As described above, the output value (output signal) of the
本発明では、室内のTVOCの濃度を半導体式センサで検出する際に、同時に温湿度センサで半導体式センサ位置の温湿度を測定し、この測定値に基づいて絶対湿度を求める。 In the present invention, when the concentration of TVOC in the room is detected by the semiconductor sensor, the temperature and humidity at the position of the semiconductor sensor are simultaneously measured by the temperature and humidity sensor, and the absolute humidity is obtained based on the measured value.
次いで、この絶対湿度に対応する感度曲線から半導体式センサの出力信号に対応するTVOCの濃度を読み取る。 Next, the TVOC concentration corresponding to the output signal of the semiconductor sensor is read from the sensitivity curve corresponding to the absolute humidity.
続いて、読み取ったTVOCの濃度に対応する出力信号を、真値と定義した感度曲線から読み取る。この出力信号を補正値として半導体式センサの出力信号の温湿度誤差を補正する。このようにすることで、半導体式センサを用いてTVOCを精度よく検出することができ、TVOCの精密測定を要しない。 Subsequently, an output signal corresponding to the read TVOC density is read from a sensitivity curve defined as a true value. Using this output signal as a correction value, the temperature and humidity error of the output signal of the semiconductor sensor is corrected. In this way, TVOC can be detected with high accuracy using a semiconductor sensor, and precise measurement of TVOC is not required.
このように、本発明の半導体式センサの温湿度補正は、上記温湿度条件の半導体式センサ出力値を真値と定義し、半導体式センサの温湿度による出力値の変動を上記温湿度条件の出力値に変換することで真の半導体式センサ値を測定できるようにしている。 As described above, the temperature / humidity correction of the semiconductor sensor of the present invention defines the semiconductor sensor output value of the temperature / humidity condition as a true value, and the fluctuation of the output value due to the temperature / humidity of the semiconductor sensor The true semiconductor sensor value can be measured by converting the output value.
通常、温湿度補正を行おうとする場合、温度、湿度が共に出力値の変動要因であるときは、温度毎に湿度を変えた出力特性を測定して、その変化が近似式等で表される場合はその式を使用し、そうでない場合は補正テーブル(半導体式センサを使用する温湿度でのセンサ出力値と、真値の対応表)などを作成して補正を行う必要がある。 Normally, when temperature and humidity correction is performed, if both temperature and humidity are factors that cause fluctuations in the output value, the output characteristics with the humidity changed for each temperature are measured, and the change is expressed by an approximate expression or the like. If this is the case, it is necessary to make corrections by creating a correction table (a correspondence table between sensor output values at temperature and humidity using semiconductor sensors and true values).
半導体式センサの温湿度による出力値の変動は、主に絶対湿度に依存し、温度による変動は小さいので、半導体式センサの置かれている温湿度から絶対湿度を計算し、先に真値と定義した絶対湿度条件での値に変換することで、半導体式センサを使用する全ての温湿度領域での補正テーブルを持つ必要はない。 The fluctuation of the output value due to the temperature and humidity of the semiconductor sensor mainly depends on the absolute humidity, and the fluctuation due to the temperature is small, so the absolute humidity is calculated from the temperature and humidity where the semiconductor sensor is placed, By converting the value to the value under the defined absolute humidity condition, it is not necessary to have a correction table in all temperature and humidity regions using the semiconductor sensor.
例えば、相対湿度が20℃60%RHの場合、絶対湿度は10.366g/kg’となる。これは相対湿度60℃8%RHの場合の絶対湿度10.365g/kg’とほとんど同じなので、この環境の場合、補正する必要がないことが分かる。 For example, when the relative humidity is 20 ° C. and 60% RH, the absolute humidity is 10.366 g / kg ′. This is almost the same as the absolute humidity of 10.365 g / kg ′ when the relative humidity is 60 ° C. and 8% RH, and it is understood that no correction is necessary in this environment.
次に、感度曲線の具体的な作成方法および温湿度補正について図2を参照しながら説明する。 Next, a specific method of creating a sensitivity curve and temperature / humidity correction will be described with reference to FIG.
(1)半導体式センサの検知対象ガス(TVOC)の各濃度(例えば、検知対象ガス濃度0ppm、1ppm、2ppm、5ppm、10ppm、20ppm、50ppm、100ppm、200ppm、500ppm、1000ppm)での出力値を、絶対湿度を変化させて測定し(例えば、4.2g/kg’、6.3g/kg’、9.3g/kg’、17.9g/kg’、27.2g/kg’、40.9g/kg’)、図2に示すような感度曲線を作る。図2中、横軸はガス濃度を、縦軸は半導体式センサ出力値(電圧)を示している。なお、異なるガス濃度毎に絶対湿度の変化を測定する必要があるのは、半導体式センサ出力値がガス濃度に対して直線的に変化しないためである。
(1) The output value at each concentration of the detection target gas (TVOC) of the semiconductor sensor (for example, detection
(2)半導体式センサでガス濃度を測定したときに、同時に温湿度センサで温湿度を測定し、この測定値に基づいて絶対湿度を計算する。 (2) When the gas concentration is measured by the semiconductor sensor, the temperature and humidity are measured simultaneously by the temperature and humidity sensor, and the absolute humidity is calculated based on the measured value.
(3)計算結果の絶対湿度での感度曲線を、作成済みの感度曲線(図2)中から探す。ちょうど一致する感度曲線がない場合には、作成済みの感度曲線を利用して補間により求める。 (3) The sensitivity curve at the absolute humidity of the calculation result is searched from the prepared sensitivity curve (FIG. 2). If there is no matching sensitivity curve, it is obtained by interpolation using a prepared sensitivity curve.
(4)補間にて感度曲線を求める方法は、各濃度における測定時の絶対湿度での値の点を比例換算で求め、その点を直線で結ぶ直線補間によって求める。 (4) The method of obtaining the sensitivity curve by interpolation obtains the value of the value at the absolute humidity at the time of measurement at each concentration by proportional conversion, and obtains it by linear interpolation connecting the points with a straight line.
(5)補間して作成した感度曲線上から半導体式センサ出力値に対応するガス濃度を求め、真値の感度曲線上からこのガス濃度に対応する電圧を読み取り、これを真値として半導体式センサ出力値の温湿度補正を行う。 (5) The gas concentration corresponding to the semiconductor sensor output value is obtained from the sensitivity curve created by interpolation, the voltage corresponding to this gas concentration is read from the true sensitivity curve, and this is used as the true value. Perform temperature / humidity correction of the output value.
(温湿度補正の具体的な方法)
次に、温湿度補正の具体的な方法について、絶対湿度10g/kg’(相対湿度20℃60%RH)での出力値を求める場合を例にとり説明する。
(Specific method of temperature and humidity correction)
Next, a specific method of temperature and humidity correction will be described by taking as an example the case of obtaining an output value at an absolute humidity of 10 g / kg ′ (relative humidity of 20 ° C. and 60% RH).
温湿度センサで測定した温湿度から計算される絶対湿度が5g/kg’の場合、図2に示すように、5g/kg’を通る感度曲線は無いので、4.2g/kg’と6.3g/kg’の感度曲線の間に、各濃度(1000ppm、500ppm、200ppm・・・)の5g/kg’の値の各点(1)、(2)、(3)・・・を比例により求める。次に、各点を直線で結ぶことで5g/kg’の感度曲線が得られる。 When the absolute humidity calculated from the temperature and humidity measured by the temperature and humidity sensor is 5 g / kg ′, there is no sensitivity curve passing through 5 g / kg ′ as shown in FIG. Each point (1), (2), (3)... Of the 5 g / kg 'value of each concentration (1000 ppm, 500 ppm, 200 ppm...) Is proportionally between the sensitivity curves of 3 g / kg ′. Ask. Next, a sensitivity curve of 5 g / kg 'is obtained by connecting the points with straight lines.
いま、半導体式センサで測定された出力値が3.8Vとすると、捕間により作成した感度曲線Aの3.8Vの点Bから真値の絶対湿度の10g/kg’(20℃60%RH)の感度曲線(実線)上に垂直に投影してC点を見つけ、C点から電圧軸(縦軸)上の点D(4.2V)を得ることができる。 Now, assuming that the output value measured by the semiconductor sensor is 3.8 V, the absolute value of absolute humidity is 10 g / kg ′ (20 ° C. 60% RH) from the point B of 3.8 V of the sensitivity curve A created by the trap. ) Is projected vertically onto the sensitivity curve (solid line) to find point C, and point D (4.2 V) on the voltage axis (vertical axis) can be obtained from point C.
なお、補間方法は、直線補間でもよいし、指数関数などでもよい。指数関数を使えばセンサ感度の特性上さらに補間精度は向上する。 The interpolation method may be linear interpolation or exponential function. If an exponential function is used, the interpolation accuracy is further improved due to the characteristics of sensor sensitivity.
次に、温湿度補正の効果について図3および図4を参照しながら説明する。
図3および図4は、室内の温度が20℃で、相対湿度が55%と16%の異なる条件下においてエタノールを10ppm注入した後に20ppm注入した場合の半導体式センサの出力値の時刻変化を表したものである。
Next, the effect of temperature and humidity correction will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 and FIG. 4 show the time change of the output value of the semiconductor sensor when 20 ppm is injected after injecting 10 ppm of ethanol under conditions where the indoor temperature is 20 ° C. and the relative humidity is 55% and 16%. It is a thing.
通常、温湿度が各々20℃で55%の場合は、図3に示すように、半導体式センサは正常な出力を示す。しかし、20℃で16%の場合は、図4に示すように、半導体式センサの出力値(点線)は、相対湿度が低下した影響で真値より低い値を示す。この場合、本発明による温湿度補正を施せば、図4中の実線で示すように、真値に復帰もしくは接近することが確認できる。 In general, when the temperature and humidity are 20% and 55%, as shown in FIG. 3, the semiconductor sensor shows a normal output. However, in the case of 16% at 20 ° C., as shown in FIG. 4, the output value (dotted line) of the semiconductor sensor shows a value lower than the true value due to the influence of the relative humidity being lowered. In this case, if the temperature / humidity correction according to the present invention is applied, it can be confirmed that the value returns to or approaches the true value as shown by the solid line in FIG.
なお、上記の実施の形態において、測定系のセンサアンプのドリフトを補正することもできる。一般に、測定系のセンサアンプについても温度による出力変動があることから、通常は温度の影響を受けないチョッパーアンプや温度変動の影響を受けにくい高精度計測アンプを使用するが、本発明では半導体式センサの補正用に温湿度を測定するので、予め温湿度に対するセンサアンプの温度ドリフトを測定しておき、その測定値を用いて、センサアンプの温度ドリフトを計算により補正してもよい。 In the above embodiment, the drift of the sensor amplifier of the measurement system can be corrected. In general, because the sensor amplifier of the measurement system also has output fluctuation due to temperature, usually a chopper amplifier that is not affected by temperature or a high-precision measurement amplifier that is not easily affected by temperature fluctuation is used. Since temperature and humidity are measured for sensor correction, the temperature drift of the sensor amplifier with respect to temperature and humidity may be measured in advance, and the temperature drift of the sensor amplifier may be corrected by calculation using the measured value.
(外気導入量制御システム)
次に、本発明に係る外気導入量制御システムについて説明する。
本発明に係る外気導入量制御システムは、上記のTVOCの検出装置10と換気装置を備え、半導体式センサによるTVOCの検出値に基づいて換気装置による室内への外気導入量や換気量を制御するものである。
(Outside air introduction amount control system)
Next, the outside air introduction amount control system according to the present invention will be described.
An outside air introduction amount control system according to the present invention includes the
ここで、空気調和機器や空気清浄装置をさらに備え、半導体式センサ等の検出値に基づいて空気調和機器や空気清浄装置の動作を制御してもよい。 Here, an air conditioner or an air purifier may be further provided, and the operation of the air conditioner or the air purifier may be controlled based on a detection value of a semiconductor sensor or the like.
また、人間が知覚できる臭気の種類は多く、1個のセンサでこれら臭気全てを検知することは困難であることから、本発明に係る外気導入量制御システムは、複数種類の臭気を測定する複数の臭気用センサをさらに備えるようにしてもよい。そして、臭気用センサによる臭気の検出値に基づいて外気導入量や換気量を制御してもよい。 In addition, since there are many types of odors that can be perceived by humans, it is difficult to detect all of these odors with a single sensor. Therefore, the outside air introduction amount control system according to the present invention is capable of measuring a plurality of types of odors. The odor sensor may be further provided. Then, the outside air introduction amount and the ventilation amount may be controlled based on the detected odor value by the odor sensor.
この臭気用センサに関しては、炭化水素類(芳香属、脂肪属など)、ケトン類、アルデヒド類、アルコール類、エーテル類、低級脂肪類、窒素化合物、硫黄化合物やハロゲン化物などの臭気物質を感知できる複数のセンサを用い、1種類のみ対応できない臭気域をカバーする。また、臭気用センサが温湿度により影響を受ける場合には、上記のTVOC用の半導体式センサと同様の補正を行ってもよい。特に、臭気用センサでは、相対湿度が70〜80%以上で真値より高い値となることがあるので、本発明の補正方法の適用は効果的である。 This odor sensor can detect odorous substances such as hydrocarbons (aromatic, fatty, etc.), ketones, aldehydes, alcohols, ethers, lower fats, nitrogen compounds, sulfur compounds and halides. Using a plurality of sensors, covers an odor area that cannot be handled by only one type. When the odor sensor is affected by temperature and humidity, the same correction as the TVOC semiconductor sensor may be performed. In particular, in the odor sensor, the relative humidity may be 70 to 80% or higher and may be higher than the true value. Therefore, the application of the correction method of the present invention is effective.
このようにすることで、室内のTVOC等の濃度が一定以上になれば外気導入や空気清浄機による室内環境の浄化等を実施したり、一定未満の濃度であれば外気導入量を絞るといった制御ができ、リアルタイムで外気導入量や換気量等の制御が可能となる。このため、居室の空気質を常にTVOCや臭気のレベルで監視して高度な清浄状態に保つことができる。また、不要な換気や空調機器運転を減らすことで外気負荷低減による省エネルギーや空調費用のコストダウンを図ることができる。 In this way, control is performed such as introducing outdoor air or purifying the indoor environment with an air cleaner if the concentration of TVOC or the like in the room exceeds a certain level, or reducing the amount of outside air introduced if the concentration is below a certain level. It is possible to control the amount of outside air introduced and the amount of ventilation in real time. For this reason, the air quality of a living room can always be monitored by TVOC and the level of an odor, and can be maintained in a highly clean state. In addition, by reducing unnecessary ventilation and air conditioning equipment operation, it is possible to save energy and reduce the cost of air conditioning by reducing the outside air load.
(臭気用センサによる外気導入制御例)
次に、臭気用センサによる外気導入制御の一例について図5を参照しながら説明する。
(External air introduction control example using odor sensor)
Next, an example of outside air introduction control by the odor sensor will be described with reference to FIG.
図5に示すように、例えば、臭気用センサの出力値が2V以上の場合は臭気が発生したと判断して、外気導入量を2回/hに上昇させる制御を行う。なお、通常の外気導入量は0.5回/hと想定する。 As shown in FIG. 5, for example, when the output value of the odor sensor is 2 V or more, it is determined that odor has occurred, and control is performed to increase the outside air introduction amount to 2 times / h. Note that the normal outside air introduction amount is assumed to be 0.5 times / h.
臭気用センサの出力値は、制御したい対象物質や室内環境の条件毎に設定することもできる。場合によっては、人感センサによって在室人員の比率によって換気(外気導入量)を20から30m3/h・人に設定し、必要時に外気導入量を増やす制御を加えることも可能である。 The output value of the odor sensor can be set for each target substance to be controlled and the conditions of the indoor environment. In some cases, it is possible to set the ventilation (outside air introduction amount) to 20 to 30 m 3 / h · person according to the ratio of the occupants in the room and to increase the outside air introduction amount when necessary.
また、二酸化炭素(CO2)センサを用い、いわゆる建築物衛生法(ビル管理法)の基準濃度である1000ppm以下の場合でも、例えば臭気用センサの出力値が2V以上なら、外気導入量を増やす制御を行うことも可能である。さらに、センシングする物質が異なる複数の臭気用センサを用いる場合、セレクタを用い、最も高い出力値のセンサによって外気導入量を制御することも可能である。 Further, even when the carbon dioxide (CO 2 ) sensor is used and the standard concentration of the so-called Building Sanitation Law (Building Management Law) is 1000 ppm or less, if the output value of the odor sensor is 2 V or more, for example, the outside air introduction amount is increased. It is also possible to perform control. Further, when a plurality of odor sensors with different substances to be sensed are used, it is possible to use a selector and control the amount of outside air introduced by the sensor having the highest output value.
また、センサ出力値が2V以上になって直ぐに外気導入を開始する即時制御や、センサのノイズ等の出力を排除するために数秒から数分のインターバルをおいてから外気導入するタイマー制御を行うことも可能である。 In addition, immediate control to start introduction of outside air as soon as the sensor output value becomes 2V or more, and timer control to introduce outside air after an interval of several seconds to several minutes in order to eliminate the output of sensor noise, etc. Is also possible.
また、外気導入制御だけでなく、センサ出力値に基づいて、空気清浄機の稼動の制御や窓明け換気の制御を行ってもよい。さらに、TVOCおよび臭気等の複合の対象物に関してセンサによるモニタリングを行ってもよいし、上記の制御をこれらのセンサ出力値に基づいて行ってもよい。 Further, not only the outside air introduction control but also the operation of the air cleaner and the window ventilation may be controlled based on the sensor output value. Furthermore, monitoring by a sensor may be performed on a composite object such as TVOC and odor, and the above-described control may be performed based on these sensor output values.
以上説明したように、本発明によれば、室内のTVOCの濃度を、半導体式センサを用いて検出する方法であって、TVOCの濃度と前記半導体式センサの出力信号との関係を示す感度曲線を絶対湿度毎に予め求めておき、室内のTVOCの濃度を前記半導体式センサで検出する際に、同時に温湿度センサで前記半導体式センサ位置の温湿度を測定し、この測定値に基づいて絶対湿度を求め、この絶対湿度に対応する感度曲線から前記半導体式センサの出力信号に対応するTVOCの濃度を読み取り、読み取ったTVOCの濃度に対応する出力信号を、真値と定義した感度曲線から読み取り、この出力信号を補正値として前記半導体式センサの出力信号の温湿度誤差を補正するので、TVOCを精度よく検出することができる。 As described above, according to the present invention, a method for detecting the concentration of TVOC in a room using a semiconductor sensor, a sensitivity curve showing the relationship between the concentration of TVOC and the output signal of the semiconductor sensor. Is determined in advance for each absolute humidity, and when detecting the concentration of TVOC in the room with the semiconductor sensor, the temperature and humidity at the position of the semiconductor sensor are simultaneously measured with the temperature and humidity sensor, and the absolute value is determined based on the measured value. The humidity is obtained, the TVOC density corresponding to the output signal of the semiconductor sensor is read from the sensitivity curve corresponding to the absolute humidity, and the output signal corresponding to the read TVOC density is read from the sensitivity curve defined as the true value. Since the output signal is used as a correction value to correct the temperature / humidity error of the output signal of the semiconductor sensor, TVOC can be detected with high accuracy.
以上のように、本発明に係るTVOCの検出方法、検出装置および外気導入量制御システムは、室内においてTVOCの検出が必要な分野(室内空気質の向上、保全等)や、室内において臭気の検出が必要な分野(室内臭気の低減等)に有用であり、特に、住宅、オフィス、病院、老健施設や生産施設に適している。 As described above, the TVOC detection method, the detection device, and the outside air introduction amount control system according to the present invention can detect fields where TVOC detection is required in the room (improvement of indoor air quality, maintenance, etc.), and odor detection in the room. It is useful in fields that require a large amount of energy (reduction of indoor odor, etc.), and is particularly suitable for housing, offices, hospitals, health facilities and production facilities.
2 室内
10 TVOCの検出装置
12 半導体式センサ
14 温湿度センサ
16 マイクロコンピュータ
18 ユニット
20,22 信号線
2 Indoor 10
Claims (7)
TVOCの濃度と前記半導体式センサの出力信号との関係を示す感度曲線を絶対湿度毎に予め求めておき、
室内のTVOCの濃度を前記半導体式センサで検出する際に、同時に温湿度センサで前記半導体式センサ位置の温湿度を測定し、この測定値に基づいて絶対湿度を求め、この絶対湿度に対応する感度曲線から前記半導体式センサの出力信号に対応するTVOCの濃度を読み取り、読み取ったTVOCの濃度に対応する出力信号を、真値と定義した感度曲線から読み取り、この出力信号を補正値として前記半導体式センサの出力信号の温湿度誤差を補正することを特徴とするTVOCの検出方法。 A method for detecting the concentration of TVOC in a room using a semiconductor sensor,
A sensitivity curve indicating the relationship between the TVOC concentration and the output signal of the semiconductor sensor is obtained in advance for each absolute humidity,
When detecting the concentration of TVOC in the room with the semiconductor sensor, the temperature and humidity at the position of the semiconductor sensor are measured simultaneously with the temperature and humidity sensor, and the absolute humidity is obtained based on the measured value and corresponds to the absolute humidity. The TVOC density corresponding to the output signal of the semiconductor sensor is read from the sensitivity curve, the output signal corresponding to the read TVOC density is read from the sensitivity curve defined as a true value, and the output signal is used as a correction value to the semiconductor. A TVOC detection method comprising correcting a temperature / humidity error in an output signal of a sensor.
室内のTVOCの濃度を前記半導体式センサで検出する際に、同時に前記半導体式センサ位置の温湿度を測定する温湿度センサと、
前記半導体式センサおよび前記温湿度センサと電気的に接続されたマイクロコンピュータとを備え、
前記マイクロコンピュータのメモリには、絶対湿度毎に予め作成されたTVOCの濃度と前記半導体式センサの出力信号との関係を示す感度曲線が格納されており、
前記マイクロコンピュータは、前記温湿度センサの測定値に基づいて絶対湿度を求め、この絶対湿度に対応する感度曲線から前記半導体式センサの出力信号に対応するTVOCの濃度を読み取り、読み取ったTVOCの濃度に対応する出力信号を、真値と定義した感度曲線から読み取り、この出力信号を補正値として前記半導体式センサの出力信号の温湿度誤差を補正することを特徴とするTVOCの検出装置。 A device that detects the concentration of TVOC in a room using a semiconductor sensor,
A temperature / humidity sensor for measuring the temperature / humidity of the position of the semiconductor sensor at the same time when the concentration of TVOC in the room is detected by the semiconductor sensor;
A microcomputer electrically connected to the semiconductor sensor and the temperature / humidity sensor;
In the memory of the microcomputer, a sensitivity curve indicating the relationship between the concentration of TVOC prepared in advance for each absolute humidity and the output signal of the semiconductor sensor is stored.
The microcomputer obtains the absolute humidity based on the measurement value of the temperature and humidity sensor , reads the TVOC concentration corresponding to the output signal of the semiconductor sensor from the sensitivity curve corresponding to the absolute humidity, and reads the TVOC concentration read The TVOC detection apparatus is characterized in that the output signal corresponding to is read from a sensitivity curve defined as a true value, and the temperature and humidity error of the output signal of the semiconductor sensor is corrected using this output signal as a correction value.
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