JP6074163B2

JP6074163B2 - Gas detector

Info

Publication number: JP6074163B2
Application number: JP2012125743A
Authority: JP
Inventors: 晋一松本; 靖黒江; 晴美栗林
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: JP2013250179A

Description

本発明は、ガス検出装置に関するものである。 The present invention relates to a gas detection device.

従来、検出対象ガスに感応して電気的特性が変化する半導体材料を用いた半導体式のガス検知素子があった（例えば特許文献１参照）。 Conventionally, there has been a semiconductor-type gas detection element using a semiconductor material whose electrical characteristics change in response to a detection target gas (see, for example, Patent Document 1).

特許第４５３２６７１号公報Japanese Patent No. 4532671

上述のような半導体式のガス検知素子はガス警報器やガス検知器などに用いられており、これらの装置で動作点検を行う際には、高濃度ガス（検出対象ガスやライターガスなどの代替ガス）を吹き掛けて、所定の動作が行われるかを確認していた。 Semiconductor type gas detection elements as described above are used in gas alarms, gas detectors, etc. When performing operation inspections with these devices, high-concentration gases (substitutes for detection target gas, lighter gas, etc.) Gas) was sprayed to confirm whether a predetermined operation was performed.

ところで、半導体式のガス検知素子は、検出対象ガスが数％以下の濃度で存在する雰囲気中に晒されるのであれば性能の劣化は少なく、繰り返しの使用が可能であるが、動作点検時に高濃度（例えば濃度が数％以上）のガスに晒されると、その接触燃焼による高温経験や還元反応によってダメージを受け、ガス検知性能が劣化する可能性があった。 By the way, the semiconductor type gas detection element can be used repeatedly if it is exposed to an atmosphere where the detection target gas exists at a concentration of several percent or less, but it can be used repeatedly. When exposed to a gas (for example, a concentration of several percent or more), there is a possibility that the gas detection performance deteriorates due to damage caused by high temperature experience or reduction reaction due to the catalytic combustion.

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、高濃度ガスに晒されてもガス検知性能の劣化が少ないガス検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas detection device with little deterioration in gas detection performance even when exposed to a high concentration gas.

請求項１の発明は、感ガス部と、加熱部と、検出部と、加熱制御部とを備えることを特徴とする。感ガス部は、検出対象ガスのガス濃度に応じて電気的特性値が変化する。前記加熱部は、前記検出対象ガスに対して感度を有する温度範囲に前記感ガス部を加熱する。前記検出部は前記電気的特性値から検出対象ガスを検出する。前記加熱制御部は、前記電気的特性値が高濃度側に変化する場合に前記電気的特性値の変化率が所定の閾値を超えると、前記加熱部による前記感ガス部の加熱を停止させている。前記加熱制御部は、前記感ガス部の加熱を停止させた状態で所定時間が経過する毎に前記感ガス部を一定期間加熱し、この加熱期間における前記電気的特性値が所定の再加熱判定レベルよりも低濃度側であれば、前記感ガス部の加熱を再開することを特徴とする。 The invention of claim 1 includes a gas sensitive part, a heating part, a detection part, and a heating control part. In the gas sensitive part, the electrical characteristic value changes according to the gas concentration of the detection target gas. The said heating part heats the said gas sensitive part to the temperature range which has a sensitivity with respect to the said detection object gas. The detection unit detects a detection target gas from the electrical characteristic value. The heating control unit stops heating the gas sensitive unit by the heating unit when the change rate of the electrical characteristic value exceeds a predetermined threshold when the electrical characteristic value changes to a high concentration side. Yes. The heating control unit heats the gas sensitive part for a predetermined period each time a predetermined time elapses in a state where heating of the gas sensitive part is stopped, and the electrical characteristic value in the heating period is a predetermined reheating determination If the concentration is lower than the level, heating of the gas sensitive part is resumed.

請求項２の発明は、感ガス部と、加熱部と、検出部と、加熱制御部とを備えることを特徴とする。感ガス部は、検出対象ガスのガス濃度に応じて電気的特性値が変化する。前記加熱部は、前記検出対象ガスに対して感度を有する温度範囲に前記感ガス部を加熱する。前記検出部は前記電気的特性値から検出対象ガスを検出する。前記加熱制御部は、前記電気的特性値が高濃度側に変化する場合に前記電気的特性値の変化率が所定の閾値を超えると、前記加熱部による前記感ガス部の加熱を停止させている。前記感ガス部は半導体式ガスセンサからなる。前記加熱部が加熱を停止している状態で、前記検出部は、所定の第１時間の間隔で、前記感ガス部と負荷抵抗とが電気的に直列に接続された直列回路に、前記第１時間よりも短い第２時間だけ電圧を印加することによって、前記感ガス部の前記電気的特性値を検出する。前記加熱制御部は、前記検出部によって検出された前記電気的特性値が、所定の再加熱判定レベルよりも低濃度側であれば、前記感ガス部の加熱を再開することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記加熱制御部は、前記電気的特性値が高濃度側に変化する場合に前記電気的特性値の変化率が前記閾値を超え、且つ、前記電気的特性値が所定の停止判定レベルよりも高濃度側であれば、前記加熱部による前記感ガス部の加熱を停止させることを特徴とする。 The invention of claim 2 includes a gas sensitive part, a heating part, a detection part, and a heating control part. In the gas sensitive part, the electrical characteristic value changes according to the gas concentration of the detection target gas. The said heating part heats the said gas sensitive part to the temperature range which has a sensitivity with respect to the said detection object gas. The detection unit detects a detection target gas from the electrical characteristic value. The heating control unit stops heating the gas sensitive unit by the heating unit when the change rate of the electrical characteristic value exceeds a predetermined threshold when the electrical characteristic value changes to a high concentration side. Yes. The gas sensitive part comprises a semiconductor gas sensor. In a state where the heating unit stops heating, the detection unit is connected to the series circuit in which the gas sensitive unit and the load resistance are electrically connected in series at a predetermined first time interval. by applying a voltage for a short second time than 1 hour, to detect the electrical characteristic values of the sensitive gas unit. The heating control unit restarts the heating of the gas sensitive unit when the electrical characteristic value detected by the detection unit is lower than a predetermined reheating determination level.
The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2, wherein the heating control unit has a rate of change of the electrical characteristic value exceeding the threshold when the electrical characteristic value changes to a high concentration side. In addition, when the electrical characteristic value is higher than a predetermined stop determination level, heating of the gas sensitive part by the heating part is stopped.

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、前記検出部は、基準レベルに対する前記電気的特性値の比率と、所定のガス判定レベルとの高低を比較することによって、前記検出対象ガスの存否を判定しており、前記検出対象ガスが存在しないと判定されている状態で前記基準レベルを更新する更新部を備える。そして、前記更新部は、所定の更新期間が経過する毎に直前の前記更新期間において前記電気的特性値が最も低濃度側に変化した時の値を現在の前記更新期間における前記基準レベルとして設定し、且つ、前記更新期間内で前記電気的特性値が前記基準レベルよりも低濃度側に変化した場合は、その時の前記電気的特性値を新たな前記基準レベルとして即座に更新することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the detection unit compares a ratio of the electrical characteristic value with respect to a reference level and a predetermined gas determination level. And an update unit that determines whether or not the detection target gas exists and determines that the detection target gas does not exist and updates the reference level. Then, the update unit setting, as the reference level at the current of the update period value when the electrical characteristic value is changed to the lowest concentration side in the update period immediately before each time elapses a predetermined update period and, and, the case where the electrical characteristic value within the update period is changed to the low concentration side than the reference level, characterized in that updating immediately the electrical characteristic value at that time as a new said reference level And

請求項１の発明によれば、動作点検時に高濃度ガス（検出対象ガスやライターガスなどの代替ガス）が感ガス部に吹き掛けられた場合、感ガス部の電気的特性値は急激に変化するが、電気的特性値が高濃度側に変化する場合に電気的特性値の変化率が所定の閾値を超えると、加熱部による感ガス部の加熱を加熱制御部が停止させている。これにより、高濃度ガスが存在する場合には、検出対象ガスに対して感度を有する温度範囲まで感ガス部が加熱されなくなり、感ガス部の劣化を抑制することができる。さらに、加熱停止中に所定時間が経過する毎に感ガス部を一定時間加熱し、この期間に求めた電気的特性値が再加熱判定レベルよりも低濃度側になれば、感ガス部の加熱を再開しても、感ガス部の劣化は抑えられるから、感ガス部の加熱を再開することで、検出対象ガスの検出動作を再開することができる。 According to the first aspect of the present invention, when a high-concentration gas (an alternative gas such as a detection target gas or a lighter gas) is sprayed on the gas sensitive part during operation inspection, the electrical characteristic value of the gas sensitive part changes rapidly. However, if the change rate of the electrical characteristic value exceeds a predetermined threshold when the electrical characteristic value changes to the high concentration side, the heating control unit stops heating the gas sensitive part by the heating unit. Thereby, when high concentration gas exists, a gas sensitive part is no longer heated to the temperature range which has sensitivity with respect to detection object gas, and deterioration of a gas sensitive part can be suppressed. Further, the gas sensitive part is heated for a certain time each time a predetermined time elapses while heating is stopped, and the gas sensitive part is heated if the electrical characteristic value obtained during this period is lower than the reheating determination level. Since the deterioration of the gas sensitive part can be suppressed even if the process is resumed, the detection operation of the detection target gas can be resumed by restarting the heating of the gas sensitive part.

請求項２の発明によれば、動作点検時に高濃度ガス（検出対象ガスやライターガスなどの代替ガス）が感ガス部に吹き掛けられた場合、感ガス部の電気的特性値は急激に変化するが、電気的特性値が高濃度側に変化する場合に電気的特性値の変化率が所定の閾値を超えると、加熱部による感ガス部の加熱を加熱制御部が停止させている。これにより、高濃度ガスが存在する場合には、検出対象ガスに対して感度を有する温度範囲まで感ガス部が加熱されなくなり、感ガス部の劣化を抑制することができる。さらに、金属酸化物半導体からなる感ガス部の場合、接触燃焼式のガスセンサと異なり、加熱部が感ガス部の加熱を停止している状態でも、負荷抵抗の他端とヒータ電極の間に電圧を印加して求めた電気的特性値から検出対象ガスのガス濃度を求めることが可能であり、加熱制御部は、加熱停止中に検出した電気的特性値と再加熱判定レベルとを比較することで、感ガス部の加熱を再開するか否かを判定できる。よって、感ガス部の加熱を再開するか否かを判定するために、一時的にでも加熱部を加熱する必要が無く、省電力が図られるとともに、感ガス部が劣化する可能性をさらに低減できる。
請求項３の発明によれば、電気的特性値が高濃度側に変化する場合に電気的特性値から求まるガス濃度の変化率が閾値を上回り、且つ、電気的特性値が停止判定レベルよりも高濃度側であれば、加熱部による感ガス部の加熱を加熱制御部が停止させているので、動作点検用に高濃度ガスが吹き掛けられた場合など、高濃度ガスが存在する場合には感ガス部の加熱を停止することで、検出対象ガスに対して感度を有する温度範囲まで感ガス部が加熱されなくなり、感ガス部の劣化を抑制することができる。 According to the invention of claim 2, when a high-concentration gas (substitute gas such as detection target gas or lighter gas) is sprayed on the gas sensitive part during operation check, the electrical characteristic value of the gas sensitive part changes rapidly. However, if the change rate of the electrical characteristic value exceeds a predetermined threshold when the electrical characteristic value changes to the high concentration side, the heating control unit stops heating the gas sensitive part by the heating unit. Thereby, when high concentration gas exists, a gas sensitive part is no longer heated to the temperature range which has sensitivity with respect to detection object gas, and deterioration of a gas sensitive part can be suppressed. Furthermore, in the case of a gas sensitive part made of a metal oxide semiconductor, unlike a contact combustion type gas sensor, even when the heating part stops heating the gas sensitive part, a voltage is applied between the other end of the load resistor and the heater electrode. It is possible to obtain the gas concentration of the detection target gas from the electric characteristic value obtained by applying the heat, and the heating control unit compares the electric characteristic value detected during the heating stop with the reheating determination level. Thus, it can be determined whether or not the heating of the gas sensitive part is resumed. Therefore, there is no need to heat the heating part even temporarily to determine whether or not to restart heating of the gas sensitive part, which saves power and further reduces the possibility of deterioration of the gas sensitive part. it can.
According to the invention of claim 3 , when the electrical characteristic value changes to the high concentration side, the gas concentration change rate obtained from the electrical characteristic value exceeds the threshold value, and the electrical characteristic value is lower than the stop determination level. If it is on the high concentration side, the heating control unit stops heating the gas sensitive part by the heating unit, so when there is high concentration gas, such as when high concentration gas is sprayed for operation check By stopping the heating of the gas sensitive part, the gas sensitive part is not heated to a temperature range having sensitivity to the detection target gas, and deterioration of the gas sensitive part can be suppressed.

請求項４の発明によれば、基準レベルに対する電気的特性値の比率と、ガス判定レベルとの高低を比較することで検出対象ガスの存否を判定する場合に（いわゆる相対値判定）、更新部が、検出対象ガスの存否を判定するために用いられる基準レベルを、直前の更新期間における電気的特性値や現在の更新期間における電気的特性値をもとに更新しているので、温湿度の変化や風があたることによって発生する電気的特性値の変化にあわせて基準レベルを更新することができ、検出対象ガスの誤検知が発生しにくくなる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the presence or absence of the detection target gas is determined by comparing the ratio of the electrical characteristic value with respect to the reference level and the gas determination level (so-called relative value determination), the updating unit However, the reference level used to determine the presence / absence of the detection target gas is updated based on the electrical characteristic value in the immediately preceding update period and the electrical characteristic value in the current update period. The reference level can be updated in accordance with a change in electrical characteristic value generated by a change or wind, and detection errors of detection target gas are less likely to occur.

本実施形態の概略的な回路図である。It is a schematic circuit diagram of this embodiment. 同上に用いられる感ガス部を収納したパッケージの断面図である。It is sectional drawing of the package which accommodated the gas sensitive part used for the same as the above. 同上に用いられるパッケージが外ケースに収納された状態の一部を破断した斜視図である。It is the perspective view which fractured | ruptured a part of the state in which the package used for the same was accommodated in the outer case. 同上の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement same as the above. 同上の動作を説明するタイムチャートであり、（ａ）は感ガス部の抵抗値変化、（ｂ）は報知出力を示す図である。It is a time chart explaining operation | movement same as the above, (a) is resistance value change of a gas sensitive part, (b) is a figure which shows alerting | reporting output. 同上のまた別の動作を説明するタイムチャートであり、（ａ）は感ガス部の抵抗値変化、（ｂ）はヒータ電圧、（ｃ）は報知出力を示す図である。It is a time chart explaining another operation | movement same as the above, (a) is resistance value change of a gas sensitive part, (b) is a heater voltage, (c) is a figure which shows alerting | reporting output. 同上のさらに別の動作を説明するタイムチャートであり、（ａ）はヒータ電圧、（ｂ）は中心電極への印加電圧を示す図である。It is a time chart explaining another operation | movement same as the above, (a) is a heater voltage, (b) is a figure which shows the applied voltage to a center electrode. 同上の相対値判定に用いる基準レベルの更新動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the update operation | movement of the reference level used for relative value determination same as the above.

以下に、本発明を、検出対象ガスである燃焼ガス（例えばメタンなど）の濃度が警報レベルを超えるとガス漏れ警報を発するガス警報器に適用した実施形態について図１〜図８を参照して説明する。尚、本発明に係るガス検出装置はガス警報器に限定されるものではなく、空気の汚れ度合いを検出するものや、匂いガスを検出するものに適用してもよいことは言うまでもない。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a gas alarm that issues a gas leak alarm when the concentration of a combustion gas (for example, methane) that is a detection target gas exceeds an alarm level will be described with reference to FIGS. explain. Needless to say, the gas detection device according to the present invention is not limited to a gas alarm, and may be applied to a device that detects the degree of air contamination or a device that detects odor gas.

図１はガス検出装置のブロック図であり、信号処理回路１０と、定電圧回路１１と、報知回路１２と、感ガス部２０と、ヒータ２１と、中心電極２２と、サーミスタ２３とを主要な構成として備えている。 FIG. 1 is a block diagram of a gas detection device. A signal processing circuit 10, a constant voltage circuit 11, a notification circuit 12, a gas sensing unit 20, a heater 21, a center electrode 22, and a thermistor 23 are mainly included. It is provided as a configuration.

定電圧回路１１は、電池１３を電源として、一定の直流電圧（例えばＤＣ５Ｖ）を生成し、信号処理回路１０などに動作電圧を供給する。尚、電源は電池１３に限定されるものではなく、商用電源を電源とするものでもよい。 The constant voltage circuit 11 generates a constant DC voltage (for example, DC 5V) using the battery 13 as a power source, and supplies an operating voltage to the signal processing circuit 10 and the like. The power source is not limited to the battery 13 and may be a commercial power source.

報知回路１２は、例えばブザー音や音声メッセージなどの報知音（警報音）を出力するスピーカからなり、信号処理回路１０からの出力信号に応じて所定の報知音を出力する。 The notification circuit 12 includes a speaker that outputs a notification sound (alarm sound) such as a buzzer sound or a voice message, for example, and outputs a predetermined notification sound according to an output signal from the signal processing circuit 10.

感ガス部２０は、例えば酸化錫（ＳｎＯ_２）等の金属酸化物半導体の焼結体からなり、雰囲気中の検出対象ガスに感応して電気的特性値である電気抵抗が変化する。検出対象ガスの濃度が高くなるほど、感ガス部２０の酸化還元反応によって、感ガス部２０の電気抵抗は小さくなる。この種の感ガス部２０では、検出対象ガスの種類によって、ガス感度が高感度となる温度範囲が異なっている。例えば４００℃付近の比較的高温の温度範囲では、不完全燃焼ガスである一酸化炭素の感度に比べて、燃焼ガスであるメタンの感度が十分高感度であり、この温度範囲における抵抗値変化からメタンを選択的に検知することが可能となっている。また８０℃付近の比較的低温の温度範囲では、燃焼ガスであるメタンの感度に比べて、不完全燃焼ガスである一酸化炭素の感度が十分高感度であり、この温度範囲における抵抗値変化から一酸化炭素を選択的に検知することが可能となっている。尚、検出対象ガスに対して感度を有する温度範囲は、要求されるガス検知精度、感ガス部２０の組成、検出対象ガスの種類やその検出対象ガスに対して想定されるガス検知時の濃度（すなわち警報判定レベルの濃度）などに応じて適宜設定される。 The gas sensitive part 20 is made of, for example, a sintered body of a metal oxide semiconductor such as tin oxide (SnO ₂ ), and the electric resistance, which is an electric characteristic value, changes in response to the detection target gas in the atmosphere. As the concentration of the detection target gas increases, the electrical resistance of the gas sensitive unit 20 decreases due to the oxidation-reduction reaction of the gas sensitive unit 20. In this type of gas sensitive unit 20, the temperature range in which the gas sensitivity is high is different depending on the type of detection target gas. For example, in a relatively high temperature range around 400 ° C., the sensitivity of methane, which is a combustion gas, is sufficiently high compared to the sensitivity of carbon monoxide, which is an incomplete combustion gas. From the resistance value change in this temperature range, It is possible to selectively detect methane. In addition, in the relatively low temperature range around 80 ° C., the sensitivity of carbon monoxide, which is an incomplete combustion gas, is sufficiently high compared to the sensitivity of methane, which is a combustion gas. From the resistance value change in this temperature range, It is possible to selectively detect carbon monoxide. The temperature range having sensitivity to the detection target gas includes the required gas detection accuracy, the composition of the gas sensitive part 20, the type of detection target gas, and the concentration at the time of gas detection assumed for the detection target gas. It is appropriately set according to (that is, the alarm determination level concentration).

感ガス部２０の材料である金属酸化物半導体には、雑ガスに対する感度を低減させる触媒を担持していることが好ましい。このような触媒としては、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、セリウム（Ｃｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）等がある。これらの触媒は一種類が単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用して用いられてもよい。特に触媒としてＰｄが用いられる場合、感ガス部２０の応答性が向上する。すなわち、検出対象ガスのガス濃度が上昇するのに伴って、感ガス部２０の電気抵抗が変化し始めてから、電気抵抗が安定するまでに要する時間が短縮される。 It is preferable that the metal oxide semiconductor, which is the material of the gas sensitive part 20, carries a catalyst that reduces the sensitivity to various gases. Examples of such catalysts include palladium (Pd), tungsten (W), platinum (Pt), rhodium (Rh), cerium (Ce), molybdenum (Mo), vanadium (V), and the like. One type of these catalysts may be used alone, or two or more types may be used in combination. In particular, when Pd is used as the catalyst, the responsiveness of the gas sensitive part 20 is improved. That is, as the gas concentration of the detection target gas increases, the time required for the electric resistance to stabilize after the electric resistance of the gas sensing unit 20 starts changing is shortened.

図２に示すように、感ガス部２０の内部にはヒータ２１と中心電極２２とが埋設される。ヒータ２１は貴金属線（例えば白金線）をコイル状に巻回して形成されている。中心電極２２は棒状の貴金属線（例えば白金線）からなり、コイル状に形成されたヒータ２１の中心を貫通するように配置されている。図１中に感ガス部２０の等価回路を示してあり、ヒータ２１の電気抵抗をＲｈとし、ヒータ２１の一端と中心電極２２との間の感ガス部２０の電気抵抗をＲｓとしている。 As shown in FIG. 2, a heater 21 and a center electrode 22 are embedded in the gas sensitive part 20. The heater 21 is formed by winding a noble metal wire (for example, platinum wire) in a coil shape. The center electrode 22 is made of a rod-like noble metal wire (for example, platinum wire), and is disposed so as to penetrate the center of the heater 21 formed in a coil shape. FIG. 1 shows an equivalent circuit of the gas sensitive part 20, wherein the electrical resistance of the heater 21 is Rh, and the electrical resistance of the gas sensitive part 20 between one end of the heater 21 and the center electrode 22 is Rs.

この感ガス部２０は図２及び図３に示すようにベース３１とケース３２とからなるパッケージ３０内に収納されている。ベース３１は絶縁性の樹脂により円盤状に形成され、３本のリード端子３３ａ，３３ｂ，３３ｃがベース３１を厚み方向に貫通するように設けられている。ヒータ２１の両端はそれぞれリード端子３３ａ，３３ｂに溶接され、中心電極２２の一端はリード端子３３ｃに溶接されている。ケース３２は金属材料により、円筒状の筒部３２ａと、筒部３２ａの上端部から内側に張り出すように設けられた上板部３２ｂとを一体に備えている。上板部３２ｂの中央には通気用の貫通孔３２ｃが設けられ、この貫通孔３２ｃには塵や埃の侵入を抑制するために例えばステンレス製の金網３４が取り付けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the gas sensitive part 20 is accommodated in a package 30 including a base 31 and a case 32. The base 31 is formed in a disc shape with an insulating resin, and three lead terminals 33a, 33b, 33c are provided so as to penetrate the base 31 in the thickness direction. Both ends of the heater 21 are welded to the lead terminals 33a and 33b, respectively, and one end of the center electrode 22 is welded to the lead terminal 33c. The case 32 is integrally provided with a cylindrical tube portion 32a and an upper plate portion 32b provided so as to project inward from the upper end portion of the tube portion 32a, using a metal material. A through hole 32c for ventilation is provided at the center of the upper plate portion 32b, and a stainless steel wire mesh 34 is attached to the through hole 32c in order to suppress the intrusion of dust and dirt.

そして、このパッケージ３０は、合成樹脂製の外ケース４０内に収納されている。外ケース４０は、筒部３２ａの外径よりも内径が若干大きめに形成された円筒状の筒部４０ａと、筒部４０ａの上端部から内側に張り出すように設けられた上板部４０ｂとを一体に備えている。上板部４０ｂの中央には通気用の開口４０ｃが設けられ、この開口４０ｃには例えばステンレス製の金網４１が取り付けられている。外ケース４０の内部には、貫通孔３２ｃを内側に向けた状態でパッケージ３０が収納されており、貫通孔３２ｃと開口４０ｃとの間のガス流路にはフィルタ４２が配置されている。このフィルタ４２は例えば活性炭、シリカゲル等で形成され、また活性炭とシリカゲルとを組み合わせた材料で形成されても良い。フィルタ４２が設けられていると、開口４０ｃから外ケース４０内に流入したガスに含まれる雑ガス（例えばＮＯｘ、アルコールのような有機溶剤の蒸気等）や被毒ガス（例えばシリコン蒸気等）がフィルタ４２に除去される。これにより、パッケージ３０内に流入する雑ガスや被毒ガスが低減されるから、雑ガスによる誤検知が抑制され、また感ガス部２０が被毒ガスによって被毒されにくくなる。 The package 30 is housed in an outer case 40 made of synthetic resin. The outer case 40 includes a cylindrical tube portion 40a having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the tube portion 32a, and an upper plate portion 40b provided so as to project inward from the upper end portion of the tube portion 40a. Is integrated. An opening 40c for ventilation is provided in the center of the upper plate portion 40b, and a stainless steel wire mesh 41 is attached to the opening 40c. The package 30 is housed inside the outer case 40 with the through hole 32c facing inward, and a filter 42 is disposed in the gas flow path between the through hole 32c and the opening 40c. The filter 42 is formed of, for example, activated carbon, silica gel, or the like, or may be formed of a material combining activated carbon and silica gel. When the filter 42 is provided, miscellaneous gas (for example, NOx, vapor of organic solvent such as alcohol) or poisonous gas (for example, silicon vapor) contained in the gas flowing into the outer case 40 from the opening 40c is filtered. 42 is removed. Thereby, since miscellaneous gas and poisonous gas flowing into the package 30 are reduced, erroneous detection due to miscellaneous gas is suppressed, and the gas sensitive part 20 is not easily poisoned by poisonous gas.

ヒータ２１は、上述のように感ガス部２０の内部に埋設されており、その両端は感ガス部２０の外部に露出している。そして、ヒータ２１はスイッチング素子Ｑ１を介して定電圧回路１１の出力端子間に接続されている。スイッチング素子Ｑ１は例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）からなり、そのゲート電極は信号処理回路１０の出力端子Ｔ１に接続され、信号処理回路１０からの出力信号に応じてオン／オフが切り替えられる。信号処理回路１０は、出力端子Ｔ１からスイッチング素子Ｑ１のゲート電極に出力するデューティ信号のパルス幅を制御することで、ヒータ２１に印加される電圧の平均値及び消費電力を調整し、それによって感ガス部２０の温度を制御する。 The heater 21 is embedded in the gas sensitive part 20 as described above, and both ends thereof are exposed to the outside of the gas sensitive part 20. The heater 21 is connected between the output terminals of the constant voltage circuit 11 via the switching element Q1. The switching element Q1 is made of, for example, an FET (Field Effect Transistor), and its gate electrode is connected to the output terminal T1 of the signal processing circuit 10 and is switched on / off according to the output signal from the signal processing circuit 10. The signal processing circuit 10 adjusts the average value and power consumption of the voltage applied to the heater 21 by controlling the pulse width of the duty signal output from the output terminal T1 to the gate electrode of the switching element Q1. The temperature of the gas unit 20 is controlled.

例えば、検出対象ガスがメタンのような燃焼ガスの場合、感ガス部２０の温度が約４００℃付近で燃焼ガスに対する感ガス部２０の感度が、他のガスに対する感度よりも大きくなるので、信号処理回路１０は、ヒータ２１に印加される電圧の平均値を約０．９Ｖ、消費電力を約１５０ｍＷとすることで、感ガス部２０の温度を４００℃付近の比較的高い温度領域に制御する。また、検出対象ガスが一酸化炭素のような不完全燃焼ガスの場合、感ガス部２０の温度が約８０℃付近で一酸化炭素に対する感ガス部２０の感度が他のガスに対する感度よりも大きくなるので、信号処理回路１０は、ヒータ２１に印加される電圧の平均値を約０．２Ｖ、消費電力を約３６ｍＷとすることで、感ガス部２０の温度を８０℃付近の比較的低い温度領域に制御する。ここにおいて、ヒータ２１によって感ガス部２０を加熱する加熱部が構成され、信号処理回路１０とスイッチング素子Ｑ１とで、ヒータ２１への通電を制御することで感ガス部２０の加熱状態を制御する加熱制御回路が構成される。 For example, when the detection target gas is a combustion gas such as methane, the sensitivity of the gas sensing unit 20 to the combustion gas is higher than the sensitivity to other gases when the temperature of the gas sensing unit 20 is about 400 ° C. The processing circuit 10 controls the temperature of the gas sensitive unit 20 to a relatively high temperature region around 400 ° C. by setting the average value of the voltage applied to the heater 21 to about 0.9 V and the power consumption to about 150 mW. . Further, when the detection target gas is an incomplete combustion gas such as carbon monoxide, the sensitivity of the gas sensitive part 20 to carbon monoxide is higher than the sensitivity to other gases when the temperature of the gas sensitive part 20 is about 80 ° C. Therefore, the signal processing circuit 10 sets the average value of the voltage applied to the heater 21 to about 0.2 V and the power consumption to about 36 mW, so that the temperature of the gas sensitive unit 20 is a relatively low temperature around 80 ° C. Control to the area. Here, a heater that heats the gas-sensitive part 20 is configured by the heater 21, and the heating state of the gas-sensitive part 20 is controlled by controlling the energization of the heater 21 by the signal processing circuit 10 and the switching element Q1. A heating control circuit is configured.

中心電極２２の両端は感ガス部２０の外部にそれぞれ露出している。中心電極２２の一方の端部は、負荷抵抗Ｒ１を介して信号処理回路１０の出力端子Ｔ２に電気的に接続されるとともに、信号処理回路１０のＡ／Ｄ入力端子Ｔ３に接続される。信号処理回路１０は、出力端子Ｔ２から一定電圧を出力し、負荷抵抗Ｒ１と感ガス部２０との直列回路に一定電圧を印加した状態で、中心電極２２の電圧Ｖ１をＡ／Ｄ入力端子Ｔ３から取り込んでいる。ここで、感ガス部２０の電気抵抗が検出対象ガスのガス濃度に応じて変化すると、負荷抵抗Ｒ１と感ガス部２０との分圧比が変化して、中心電極２２の電圧Ｖ１が変化する。例えば検出対象ガスのガス濃度が上昇すると、感ガス部２０の電気抵抗が減少するので、分圧比の変化によって中心電極２２の電圧Ｖ１は低下する。信号処理回路１０は、出力端子Ｔ２から一定電圧を出力している状態で、Ａ／Ｄ入力端子Ｔ３に入力される電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換して取り込んでおり、この電圧Ｖ１から感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを求め、この抵抗値Ｒｓをもとにガス濃度を検出する。ここにおいて、信号処理回路１０と中心電極２２と負荷抵抗Ｒ１とで、感ガス部２０の電気的特性値から検出対象ガスを検出する検出部が構成される。 Both ends of the center electrode 22 are exposed to the outside of the gas sensitive part 20. One end of the center electrode 22 is electrically connected to the output terminal T2 of the signal processing circuit 10 via the load resistor R1, and is also connected to the A / D input terminal T3 of the signal processing circuit 10. The signal processing circuit 10 outputs a constant voltage from the output terminal T2, and applies the voltage V1 of the center electrode 22 to the A / D input terminal T3 in a state in which the constant voltage is applied to the series circuit of the load resistor R1 and the gas sensing unit 20. Is taken from. Here, when the electric resistance of the gas sensitive part 20 changes according to the gas concentration of the detection target gas, the voltage division ratio between the load resistance R1 and the gas sensitive part 20 changes, and the voltage V1 of the center electrode 22 changes. For example, when the gas concentration of the detection target gas increases, the electric resistance of the gas sensing unit 20 decreases, so that the voltage V1 of the center electrode 22 decreases due to the change in the partial pressure ratio. The signal processing circuit 10 performs A / D conversion and takes in the voltage V1 input to the A / D input terminal T3 while outputting a constant voltage from the output terminal T2. A resistance value Rs of 20 is obtained, and the gas concentration is detected based on the resistance value Rs. Here, the signal processing circuit 10, the center electrode 22, and the load resistance R <b> 1 constitute a detection unit that detects the detection target gas from the electrical characteristic value of the gas sensing unit 20.

また、サーミスタ２３と抵抗Ｒ２との直列回路が定電圧回路１１の両端間に接続され、サーミスタ２３及び抵抗Ｒ２の接続点の電圧Ｖ２は信号処理回路１０のＡ／Ｄ入力端子Ｔ４に入力されている。サーミスタ２３の電気抵抗は温度に応じて変化するので、温度変化に応じてサーミスタ２３と抵抗Ｒ２との分圧比が変化し、それによって電圧Ｖ２の値が変化する。信号処理回路１０の内蔵メモリ（図示せず）には、雰囲気温度と電圧Ｖ２との関係を示す検量線データが予め記憶されている。信号処理回路１０は、この検量線データと、Ａ／Ｄ入力端子Ｔ４から取り込んだ電圧Ｖ２の値をもとに、雰囲気温度を求めることができる。感ガス部２０は温湿度の影響を受けてその電気抵抗が変化するため、信号処理回路１０は、サーミスタ２３を用いて検出した雰囲気温度をもとに、感ガス部２０の電気抵抗を補正する。 A series circuit of the thermistor 23 and the resistor R2 is connected between both ends of the constant voltage circuit 11, and the voltage V2 at the connection point of the thermistor 23 and the resistor R2 is input to the A / D input terminal T4 of the signal processing circuit 10. Yes. Since the electric resistance of the thermistor 23 changes according to the temperature, the voltage dividing ratio between the thermistor 23 and the resistor R2 changes according to the temperature change, and thereby the value of the voltage V2 changes. In a built-in memory (not shown) of the signal processing circuit 10, calibration curve data indicating the relationship between the ambient temperature and the voltage V2 is stored in advance. The signal processing circuit 10 can obtain the ambient temperature based on the calibration curve data and the value of the voltage V2 taken from the A / D input terminal T4. Since the electric resistance of the gas sensitive part 20 changes under the influence of temperature and humidity, the signal processing circuit 10 corrects the electric resistance of the gas sensitive part 20 based on the atmospheric temperature detected using the thermistor 23. .

ところで、上述の感ガス部２０は適宜の手法で作製される。例えば感ガス部２０に含まれる酸化物半導体がＳｎＯ_２である場合、適宜の手法で調製されたＳｎＯ_２の粉末が用いられる。例えばＳｎＣｌ_４の水溶液をＮＨ_４で加水分解してスズ酸ゾルを調製する。このスズ酸ゾルを風乾した後、例えば５５０〜７００℃の空気雰囲気中で０．５〜３時間焼成する。この焼成により得られたＳｎＯ_２の塊状物が粉砕されると、ＳｎＯ_２の粉末が得られる。粉末状のＳｎＯ_２にパラジウム（Ｐｄ）を担持させるためには、ＳｎＯ_２の粉末にＰｄの王水溶液を含浸させ、例えば５００℃の空気雰囲気中で１時間焼成する。Ｐｄの担持量は例えばＳｎＯ_２に対して１．７質量％とすることができる。またＰｄに加えて、タングステン（Ｗ）をＳｎＯ_２に対して５質量％担持させても良い。またＰｄ及びＷに加えて、ＳｎＯ_２に白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、セリウム（Ｃｅ）、モリブデン（Ｍｏ）の内の１つ又は複数を、ＳｎＯ_２に対して０．５質量％程度担持させても良い。骨材が使用される場合は、ＳｎＯ_２の粉末とアルミナ（α−アルミナ）等の骨材の粉末とを混合する。この混合物に、ポリエチレングリコール、グリセリン、テルピネオール等の有機溶剤が加えられると、ペースト状の混合物が調製される。このペースト状の混合物が、リード端子３３ａ〜３３ｃに支持されたヒータ２１及び中心電極２２の周囲に塗布され、例えば５００℃の空気雰囲気中で１時間焼成されると、感ガス部２０が形成される。 By the way, the above-mentioned gas sensitive part 20 is produced by an appropriate method. For example, when the oxide semiconductor contained in the gas sensitive part 20 is SnO ₂ , SnO ₂ powder prepared by an appropriate technique is used. For example, an aqueous solution of SnCl ₄ is hydrolyzed with NH ₄ to prepare a stannic acid sol. The stannic acid sol is air-dried and then baked in an air atmosphere at 550 to 700 ° C. for 0.5 to 3 hours, for example. When the SnO ₂ lump obtained by this firing is pulverized, SnO ₂ powder is obtained. To the powdered SnO ₂ is supported palladium (Pd) is impregnated with an aqua regia solution of Pd in the SnO ₂ powder, calcined 1 hour at for example 500 ° C. in air atmosphere. The amount of Pd supported can be 1.7% by mass with respect to SnO _2, for example. In addition to Pd, tungsten (W) may be supported at 5% by mass with respect to SnO ₂ . In addition to Pd and W, SnO ₂ contains one or more of platinum (Pt), rhodium (Rh), cerium (Ce), and molybdenum (Mo) at about 0.5 mass% with respect to SnO ₂ . It may be supported. When aggregate is used, SnO ₂ powder and aggregate powder such as alumina (α-alumina) are mixed. When an organic solvent such as polyethylene glycol, glycerin or terpineol is added to this mixture, a paste-like mixture is prepared. When this paste-like mixture is applied around the heater 21 and the center electrode 22 supported by the lead terminals 33a to 33c and baked in, for example, an air atmosphere at 500 ° C. for 1 hour, the gas sensitive part 20 is formed. The

尚、感ガス部２０は平板状、球状（楕円球状を含む）等の適宜の形状に形成でき、また感ガス部２０の寸法も適宜設計される。本実施形態では、図２に示すように感ガス部２０は長手方向の径が略０．５ｍｍ、短手方向の径が略０．３ｍｍの楕円球状に形成されている。感ガス部２０が球状に形成されると、感ガス部２０が平板状や円筒状に形成される場合と比べて感ガス部２０の小型化が可能であり、その結果、感ガス部２０の熱容量を低減することができる。また本実施形態では、球状の感ガス部２０にヒータ２１と中心電極２２とを埋設し、ヒータ２１により感ガス部２０を直接加熱するガスセンサを例に説明したが、上記の構造のガスセンサに限定されるものではなく、アルミナなどの絶縁基板上に感ガス部を配置し、絶縁基板の裏面に配置したヒータで感ガス部を間接加熱するガスセンサでもよい。 In addition, the gas sensitive part 20 can be formed in an appropriate shape such as a flat plate shape or a spherical shape (including an elliptical spherical shape), and the dimensions of the gas sensitive part 20 are appropriately designed. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the gas sensitive part 20 is formed in an elliptical shape having a diameter in the longitudinal direction of approximately 0.5 mm and a diameter in the lateral direction of approximately 0.3 mm. When the gas sensitive part 20 is formed in a spherical shape, the gas sensitive part 20 can be downsized as compared with the case where the gas sensitive part 20 is formed in a flat plate shape or a cylindrical shape. The heat capacity can be reduced. Further, in the present embodiment, the gas sensor in which the heater 21 and the center electrode 22 are embedded in the spherical gas sensitive part 20 and the gas sensitive part 20 is directly heated by the heater 21 has been described as an example. However, the present invention is limited to the gas sensor having the above structure. Instead, a gas sensor may be used in which the gas sensitive part is disposed on an insulating substrate such as alumina and the gas sensitive part is indirectly heated by a heater disposed on the back surface of the insulating substrate.

本実施形態のガス検出装置は、以上のような構成を有しており、その動作について以下に説明する。 The gas detection device of this embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described below.

信号処理回路１０に定電圧回路１１から電源が供給されると、信号処理回路１０は、初期化動作を行った後、検出対象ガスである燃焼ガスの検出を開始する。 When power is supplied from the constant voltage circuit 11 to the signal processing circuit 10, the signal processing circuit 10 starts detection of the combustion gas that is the detection target gas after performing the initialization operation.

信号処理回路１０は、出力端子Ｔ１から出力するパルス信号のデューティ比を制御することによってヒータ２１の発熱を制御し、検出対象ガスに対して感度を有するような温度領域であって、より好ましくは検出対象ガスに対する感度が他のガスに対する感度よりも高くなる温度範囲に感ガス部２０の温度を制御し、検出対象ガスの検出動作を開始する。 The signal processing circuit 10 controls the heat generation of the heater 21 by controlling the duty ratio of the pulse signal output from the output terminal T1, and is more preferably a temperature region having sensitivity to the detection target gas. The temperature of the gas sensitive unit 20 is controlled within a temperature range in which the sensitivity to the detection target gas is higher than the sensitivity to other gases, and the detection operation of the detection target gas is started.

ここで、図４のフローチャートを参照して、信号処理回路１０による検出対象ガスの検出動作を説明する。信号処理回路１０は所定の検出周期のカウントを行い、検出周期が経過する毎に（ステップＳ１のＹｅｓ）、出力端子Ｔ２から一定電圧を出力して、この時の電圧Ｖ１を入力端子Ｔ３から取り込むとともに、入力端子Ｔ４から電圧Ｖ２を取り込む（ステップＳ２）。 Here, the detection operation of the detection target gas by the signal processing circuit 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. The signal processing circuit 10 counts a predetermined detection period, and outputs a constant voltage from the output terminal T2 every time the detection period elapses (Yes in step S1), and takes in the voltage V1 at this time from the input terminal T3. At the same time, the voltage V2 is taken from the input terminal T4 (step S2).

信号処理回路１０は、サーミスタ２３の抵抗値に比例した電圧Ｖ２を用いて電圧Ｖ１の温度補正を行い（ステップＳ３）、温度補正後の電圧Ｖ１をもとに感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを求め、抵抗値Ｒｓと所定の警報判定レベルＬＶ１との高低を比較する（ステップＳ４）。 The signal processing circuit 10 performs temperature correction of the voltage V1 using the voltage V2 proportional to the resistance value of the thermistor 23 (step S3), and calculates the resistance value Rs of the gas sensitive unit 20 based on the voltage V1 after temperature correction. The resistance value Rs is compared with the predetermined alarm determination level LV1 (step S4).

ここで、抵抗値Ｒｓが警報判定レベルＬＶ１よりも高ければ（ステップＳ４のＮｏ）、信号処理回路１０は、ガス濃度が警報レベルを下回っていると判断し、ステップＳ１に戻って上記の処理を繰り返す。 Here, if the resistance value Rs is higher than the alarm determination level LV1 (No in step S4), the signal processing circuit 10 determines that the gas concentration is below the alarm level, and returns to step S1 to perform the above processing. repeat.

一方、抵抗値Ｒｓが警報判定レベルＬＶ１よりも低ければ（ステップＳ４のＹｅｓ）、信号処理回路１０は、ガス濃度が警報レベルを超えたと判断して、報知回路１２からガス警報を出力させる（ステップＳ５）。信号処理回路１０は、ガス濃度が警報レベルを超えたと判断すると、抵抗値Ｒｓ（電気的特性値）の変化率が所定の閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ６）。本実施形態では、電気的特性値として感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを検出しており、ガス濃度が高濃度側に変化するにつれて、感ガス部２０の抵抗値Ｒｓは小さくなる。したがって、信号処理回路１０は、抵抗値Ｒｓの変化率が所定の閾値を下向きに超えるか否かを判定することで、高濃度ガスが感ガス部２０に吹き掛けられたか否かを判定する。本実施形態の信号処理回路１０は、４秒間の抵抗値Ｒｓの移動平均値Ｒｓ０を逐次算出しており、今回求めた感ガス部２０の抵抗値Ｒｓと、所定時間前（例えば１秒前）に求めた移動平均値Ｒｓ０との比率（Ｒｓ／Ｒｓ０）を変化率として求め、この変化率が閾値を下向きに超えると（ステップＳ６のＹｅｓ）、高濃度ガスが吹き掛けられたと判断する。尚、高濃度ガスが感ガス部２０に吹き掛けられた場合には、抵抗値Ｒｓの変化率が閾値を下回り（下向きに超え）、それ以外の場合には抵抗値Ｒｓの変化率が閾値を下回らないように、閾値の値が設定されている。 On the other hand, if the resistance value Rs is lower than the alarm determination level LV1 (Yes in Step S4), the signal processing circuit 10 determines that the gas concentration has exceeded the alarm level, and outputs a gas alarm from the notification circuit 12 (Step S4). S5). When the signal processing circuit 10 determines that the gas concentration has exceeded the alarm level, the signal processing circuit 10 determines whether or not the rate of change of the resistance value Rs (electrical characteristic value) exceeds a predetermined threshold (step S6). In the present embodiment, the resistance value Rs of the gas sensitive part 20 is detected as an electrical characteristic value, and the resistance value Rs of the gas sensitive part 20 decreases as the gas concentration changes to the high concentration side. Therefore, the signal processing circuit 10 determines whether or not the high-concentration gas has been sprayed on the gas sensitive part 20 by determining whether or not the rate of change of the resistance value Rs exceeds a predetermined threshold value downward. The signal processing circuit 10 of the present embodiment sequentially calculates the moving average value Rs0 of the resistance value Rs for 4 seconds, and the resistance value Rs of the gas sensing unit 20 obtained this time and a predetermined time (for example, 1 second before). The ratio (Rs / Rs0) to the moving average value Rs0 obtained in the above is obtained as the rate of change, and when this rate of change exceeds the threshold value downward (Yes in step S6), it is determined that the high-concentration gas has been sprayed. When the high-concentration gas is sprayed on the gas sensitive part 20, the rate of change of the resistance value Rs falls below the threshold value (exceeds downward), and in other cases, the rate of change of the resistance value Rs falls below the threshold value. The threshold value is set so as not to fall below.

ステップＳ６の判定で抵抗値Ｒｓの変化率が閾値を下回っていなければ（ステップＳ６のＮｏ）、信号処理回路１０は、高濃度ガスが吹き掛けられていないと判断し、ステップＳ１に戻って、上記の処理を繰り返す。 If the change rate of the resistance value Rs is not lower than the threshold value in the determination in step S6 (No in step S6), the signal processing circuit 10 determines that the high-concentration gas is not sprayed, and returns to step S1, Repeat the above process.

ステップＳ６の判定で抵抗値Ｒｓの変化率が閾値を下回っていると（ステップＳ６のＹｅｓ）、信号処理回路１０は、高濃度ガスに晒されることによって抵抗値Ｒｓが大きく変動したと判断し、出力端子Ｔ１からのパルス信号の出力を停止して、ヒータ２１による感ガス部２０の加熱を停止させる（ステップＳ７）。このように、信号処理回路１０は、抵抗値Ｒｓ（電気的特性値）が高濃度側に変化する場合に抵抗値Ｒｓの変化率が所定の閾値を超え、且つ、抵抗値Ｒｓが所定の停止判定レベル（本実施形態では警報判定レベルＬＶ１と同じ）よりも高濃度側であれば、ヒータ２１（加熱部）による感ガス部２０の加熱を停止させている。 If the change rate of the resistance value Rs is lower than the threshold value in the determination in step S6 (Yes in step S6), the signal processing circuit 10 determines that the resistance value Rs has greatly fluctuated due to exposure to the high concentration gas, The output of the pulse signal from the output terminal T1 is stopped, and the heating of the gas sensitive part 20 by the heater 21 is stopped (step S7). In this way, the signal processing circuit 10 determines that the rate of change of the resistance value Rs exceeds a predetermined threshold when the resistance value Rs (electrical characteristic value) changes to the high concentration side, and the resistance value Rs stops at a predetermined level. If the concentration level is higher than the determination level (same as the alarm determination level LV1 in this embodiment), the heating of the gas sensitive unit 20 by the heater 21 (heating unit) is stopped.

その後、信号処理回路１０は、加熱停止時からの経過時間をカウントし、加熱停止時から所定時間（例えば１５秒）が経過すると（ステップＳ８のＹｅｓ）、出力端子Ｔ１からパルス信号を出力して、ヒータ２１による加熱を再開させる（ステップＳ９）。そして、加熱を再開してから一定時間（感ガス部２０の抵抗値が安定するのに必要な時間、例えば５秒間）が経過した時点で、信号処理回路１０は感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを検出し、この抵抗値Ｒｓと所定の再加熱判定レベルＬＶ２との高低を比較する（ステップＳ１０）。ここで、抵抗値Ｒｓが再加熱判定レベルＬＶ２以下であれば（ステップＳ１０のＮｏ）、信号処理回路１０は、高濃度ガスの影響が残っていると判断し、ステップＳ７に戻って、上記の処理を繰り返す。一方、抵抗値Ｒｓが再加熱判定レベルＬＶ２よりも大きければ（ステップＳ１０のＹｅｓ）、信号処理回路１０は、高濃度ガスが拡散してその影響が十分に低下したと判断し、ステップＳ１に戻って通常の検出動作を再開する。尚、本実施形態では再加熱判定レベルＬＶ２を、停止判定レベルとなる警報判定レベルＬＶ１よりも大きい値（すなわち低濃度側）に設定しているが、再加熱判定レベルＬＶ２を停止判定レベルや警報判定レベルＬＶ１と同じ値にしてもよい。また停止判定レベルを、警報判定レベルＬＶ１と同じ値に設定しているが、停止判定レベルを、警報判定レベルＬＶ１と異なる値に設定してもよい。 Thereafter, the signal processing circuit 10 counts the elapsed time from when the heating is stopped, and outputs a pulse signal from the output terminal T1 when a predetermined time (for example, 15 seconds) has elapsed since the heating was stopped (Yes in step S8). Then, heating by the heater 21 is resumed (step S9). Then, when a certain time (a time necessary for the resistance value of the gas-sensitive part 20 to stabilize, for example, 5 seconds) has elapsed after restarting the heating, the signal processing circuit 10 determines the resistance value Rs of the gas-sensitive part 20. Is detected, and the resistance value Rs is compared with a predetermined reheating determination level LV2 (step S10). If the resistance value Rs is equal to or lower than the reheating determination level LV2 (No in step S10), the signal processing circuit 10 determines that the influence of the high concentration gas remains, returns to step S7, and Repeat the process. On the other hand, if the resistance value Rs is larger than the reheating determination level LV2 (Yes in step S10), the signal processing circuit 10 determines that the influence of the high concentration gas has diffused and has sufficiently decreased, and returns to step S1. To resume normal detection. In the present embodiment, the reheating determination level LV2 is set to a value larger than the alarm determination level LV1 that is the stop determination level (that is, the low concentration side), but the reheating determination level LV2 is set to the stop determination level or the alarm. The same value as the determination level LV1 may be used. Moreover, although the stop determination level is set to the same value as the alarm determination level LV1, the stop determination level may be set to a value different from the alarm determination level LV1.

次に、本実施形態のガス検出装置の動作を図５及び図６のタイムチャートにしたがって説明する。図５は通常動作時の波形を示し、図５（ａ）は感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを、図５（ｂ）は報知出力をそれぞれ示す。検出対象ガスのガス濃度が変化するにつれて、感ガス部２０の抵抗値Ｒｓが変化しており、時刻ｔ１において抵抗値Ｒｓが警報判定レベルＬＶ１を下回ると、信号処理回路１０は、ガス濃度が警報レベルを超えたと判断し、報知回路１２により報知動作を行わせる。その後、検出対象ガスのガス濃度が低下し、時刻ｔ２において抵抗値Ｒｓが警報判定レベルＬＶ１よりも大きくなると、信号処理回路１０は、ガス濃度が警報レベルを下回ったと判断し、報知回路１２による報知動作を停止させる。 Next, the operation of the gas detection device of this embodiment will be described according to the time charts of FIGS. FIG. 5 shows waveforms during normal operation, FIG. 5 (a) shows the resistance value Rs of the gas sensitive unit 20, and FIG. 5 (b) shows the notification output. As the gas concentration of the detection target gas changes, the resistance value Rs of the gas sensing unit 20 changes. When the resistance value Rs falls below the alarm determination level LV1 at time t1, the signal processing circuit 10 indicates that the gas concentration is an alarm. It is determined that the level has been exceeded, and a notification operation is performed by the notification circuit 12. Thereafter, when the gas concentration of the detection target gas decreases and the resistance value Rs becomes greater than the alarm determination level LV1 at time t2, the signal processing circuit 10 determines that the gas concentration has fallen below the alarm level, and the notification by the notification circuit 12 is made. Stop operation.

図６は高濃度ガスが感ガス部２０に吹き掛けられた場合の波形を示し、図６（ａ）は感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを、図６（ｂ）はヒータ２１に印加されるヒータ電圧を、図６（ｃ）は報知回路１２の報知出力をそれぞれ示している。 FIG. 6 shows a waveform when a high-concentration gas is sprayed on the gas-sensitive part 20, FIG. 6A shows the resistance value Rs of the gas-sensitive part 20, and FIG. FIG. 6C shows the heater voltage, and the notification output of the notification circuit 12 is shown.

清浄雰囲気中に置かれた感ガス部２０に、時刻ｔ１１において高濃度ガスが吹き掛けられると、感ガス部２０の抵抗値Ｒｓは急激に低下する。信号処理回路１０は上記のガス検出処理を定期的に繰り返しており、高濃度ガスの吹き掛けによって抵抗値Ｒｓが警報判定レベルＬＶ１を下回ると、報知回路１２からガス警報を出力させる。また信号処理回路１０は、抵抗値Ｒｓが警報判定レベルＬＶ１を下回った場合（すなわちガス濃度が警報レベルを超えた場合）、抵抗値Ｒｓの変化率と所定の閾値との高低を比較する。高濃度ガスが吹き掛けられた場合は抵抗値Ｒｓの変化率が閾値を下向きに超えるので、信号処理回路１０は、抵抗値Ｒｓの変化率と閾値との高低を比較した結果に基づいて、高濃度ガスが吹き掛けられたと判断し、ヒータ２１による感ガス部２０の加熱を停止する。 When the high-concentration gas is sprayed on the gas sensitive part 20 placed in the clean atmosphere at time t11, the resistance value Rs of the gas sensitive part 20 rapidly decreases. The signal processing circuit 10 periodically repeats the above-described gas detection processing. When the resistance value Rs falls below the alarm determination level LV1 due to the high-concentration gas spraying, the signal circuit 10 outputs a gas alarm. Further, when the resistance value Rs falls below the alarm determination level LV1 (that is, when the gas concentration exceeds the alarm level), the signal processing circuit 10 compares the rate of change of the resistance value Rs with a predetermined threshold value. When the high-concentration gas is sprayed, the change rate of the resistance value Rs exceeds the threshold value downward, so that the signal processing circuit 10 determines the high value based on the result of comparing the change rate of the resistance value Rs and the threshold value. It is determined that the concentration gas has been sprayed, and heating of the gas sensitive part 20 by the heater 21 is stopped.

信号処理回路１０は、加熱を停止した時刻ｔ１１から所定時間Ｗ１（例えば１５秒）が経過した時刻ｔ１２において、出力端子Ｔ１からパルス信号を出力し、ヒータ２１による加熱を一定時間行わせる。そして、加熱開始から所定時間Ｗ２（例えば５秒）が経過した時刻ｔ１３において信号処理回路１０は感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを求め、この時の抵抗値Ｒｓと再加熱判定レベルＬＶ２との高低を比較する。時刻ｔ１３では感ガス部２０に吹き掛けた高濃度ガスの影響が残っており、抵抗値Ｒｓは再加熱判定レベルＬＶ２よりも低いため、信号処理回路１０は、高濃度ガスが感ガス部２０の周囲に残っていると判断して、ヒータ２１を停止させる。 The signal processing circuit 10 outputs a pulse signal from the output terminal T1 at a time t12 when a predetermined time W1 (for example, 15 seconds) has elapsed from the time t11 when the heating is stopped, and causes the heater 21 to perform heating for a certain period of time. Then, at time t13 when a predetermined time W2 (for example, 5 seconds) has elapsed since the start of heating, the signal processing circuit 10 obtains the resistance value Rs of the gas sensitive unit 20, and the resistance value Rs at this time and the reheating determination level LV2 are increased or decreased. Compare At time t <b> 13, the influence of the high concentration gas sprayed on the gas sensing unit 20 remains, and the resistance value Rs is lower than the reheating determination level LV <b> 2. The heater 21 is stopped by determining that it remains around.

その後も、信号処理回路１０は、加熱停止時（時刻ｔ１３）からの経過時間をカウントしており、時刻ｔ１３から所定時間Ｗ１が経過した時刻ｔ１４において、出力端子Ｔ１からパルス信号を出力し、ヒータ２１による加熱を一定時間行わせる。そして、加熱開始から所定時間Ｗ２（例えば５秒）が経過した時刻ｔ１５において、信号処理回路１０は感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを求め、この時の抵抗値Ｒｓと再加熱判定レベルＬＶ２との高低を比較する。時刻ｔ１５では高濃度ガスの影響が低下し、抵抗値Ｒｓが再加熱判定レベルＬＶ２よりも大きくなっているので、信号処理回路１０は、高濃度ガスが拡散したと判断し、報知回路１２によるガス警報を停止させるとともに、ヒータ２１の加熱を継続し、通常のガス検出動作に復帰する。 After that, the signal processing circuit 10 counts the elapsed time from when the heating is stopped (time t13), and outputs a pulse signal from the output terminal T1 at time t14 when the predetermined time W1 has elapsed from time t13. The heating by 21 is performed for a certain time. Then, at time t15 when a predetermined time W2 (for example, 5 seconds) has elapsed from the start of heating, the signal processing circuit 10 obtains the resistance value Rs of the gas sensitive unit 20, and the resistance value Rs at this time and the reheating determination level LV2 Compare high and low. At time t15, the influence of the high-concentration gas is reduced, and the resistance value Rs is larger than the reheating determination level LV2. Therefore, the signal processing circuit 10 determines that the high-concentration gas has diffused, and the gas generated by the notification circuit 12 While stopping the alarm, heating of the heater 21 is continued and the normal gas detection operation is restored.

以上のように、加熱制御部たる信号処理回路１０は、感ガス部２０の電気的特性値（例えば抵抗値Ｒｓ）が高濃度側に変化する場合に電気的特性値の変化率が所定の閾値を超えると、ヒータ２１（加熱部）による感ガス部２０の加熱を停止させている。高濃度ガス（例えば検出対象ガスやライターガスなどの代替ガス）が周囲に存在している状態で感ガス部２０の加熱が継続されていると、接触燃焼による高温経験や還元反応によって感ガス部２０がダメージを受ける可能性があるが、信号処理回路１０は、感ガス部２０の電気的特性値が高濃度側に変化する場合に電気的特性値の変化率が所定の閾値を超えると、ヒータ２１による感ガス部２０の加熱を停止させているので、感ガス部２０の劣化を抑制して、ガス検知性能の劣化を低減することができる。尚、本実施形態では感ガス部２０として半導体式ガスセンサを用いた場合を例に説明したが、接触燃焼式のガスセンサを用いた場合でも同様の効果が得られる。 As described above, the signal processing circuit 10 serving as the heating control unit has a change rate of the electrical characteristic value that is a predetermined threshold when the electrical characteristic value (for example, the resistance value Rs) of the gas sensitive unit 20 changes to the high concentration side. Is exceeded, heating of the gas sensitive part 20 by the heater 21 (heating part) is stopped. If heating of the gas sensitive part 20 is continued in a state where a high-concentration gas (for example, an alternative gas such as a detection target gas or a lighter gas) is present in the surroundings, the gas sensitive part is caused by high temperature experience or reduction reaction due to catalytic combustion. 20 may be damaged, but when the electrical characteristic value of the gas sensitive part 20 changes to a high concentration side when the electrical characteristic value of the gas sensitive part 20 changes to a high concentration side, the signal processing circuit 10 Since the heating of the gas sensitive part 20 by the heater 21 is stopped, the deterioration of the gas sensitive part 20 can be suppressed and the deterioration of the gas detection performance can be reduced. In this embodiment, the case where a semiconductor gas sensor is used as the gas sensitive part 20 has been described as an example. However, the same effect can be obtained even when a contact combustion type gas sensor is used.

また、加熱制御部たる信号処理回路１０は、感ガス部２０の加熱を停止させた状態で所定時間が経過する毎に感ガス部２０を一定期間加熱し、この加熱期間における電気的特性値（抵抗値Ｒｓ）が所定の再加熱判定レベルＬＶ２よりも低濃度側になると、感ガス部２０の加熱を再開している。 Further, the signal processing circuit 10 serving as the heating control unit heats the gas sensitive unit 20 for a predetermined period every time a predetermined time elapses in a state where the heating of the gas sensitive unit 20 is stopped, and the electrical characteristic value ( When the resistance value Rs) is lower than the predetermined reheating determination level LV2, the heating of the gas sensitive part 20 is resumed.

これにより、検出対象ガスの濃度が低下した状態で感ガス部２０の加熱を再開して、検出対象ガスの検出動作を開始することができる。 Thereby, heating of the gas sensitive part 20 can be restarted in a state where the concentration of the detection target gas is reduced, and the detection operation of the detection target gas can be started.

また、加熱制御部たる信号処理回路１０は、感ガス部２０の電気的特性値（例えば抵抗値Ｒｓ）が高濃度側に変化する場合に電気的特性値の変化率が所定の閾値を超え、且つ、電気的特性値が所定の停止判定レベル（本実施形態では警報判定レベルＬＶ１と同じ値を使用）よりも高濃度側になると、加熱部（ヒータ２１）による感ガス部２０の加熱を停止させている。 In addition, the signal processing circuit 10 serving as the heating control unit has a rate of change of the electrical characteristic value that exceeds a predetermined threshold when the electrical characteristic value (for example, the resistance value Rs) of the gas sensitive unit 20 changes to the high concentration side. In addition, when the electrical characteristic value is higher than the predetermined stop determination level (in this embodiment, the same value as the alarm determination level LV1), heating of the gas sensitive unit 20 by the heating unit (heater 21) is stopped. I am letting.

これにより、信号処理回路１０は、高濃度ガスが存在する場合、ヒータ２１による感ガス部２０の加熱を確実に停止できるので、高濃度ガスに晒されることによって感ガス部２０の劣化が進むのを抑制できる。尚、本実施形態では停止判定レベルを警報判定レベルＬＶ１と同じ値にしているが、停止判定レベルは警報判定レベルＬＶ１と異なる値に設定されていてもよい。 Thereby, when the high concentration gas exists, the signal processing circuit 10 can surely stop the heating of the gas sensitive portion 20 by the heater 21, so that the deterioration of the gas sensitive portion 20 proceeds by being exposed to the high concentration gas. Can be suppressed. In the present embodiment, the stop determination level is set to the same value as the alarm determination level LV1, but the stop determination level may be set to a value different from the alarm determination level LV1.

なお、本実施形態では感ガス部２０に半導体式ガスセンサを用いている。接触燃焼式のガスセンサの場合、白金コイルで触媒を加熱し、触媒でガスを接触燃焼させたときの温度上昇を白金コイルの抵抗値変化から検出するため、ガス検出のためには白金コイルに通電する必要があり、消費電力が大きくなる。それに対して、本実施形態では感ガス部２０に半導体式ガスセンサを用いており、検出対象ガスの種類によっては（例えば一酸化炭素や水素などでは）、加熱停止中でも感ガス部２０が検知対象ガスに対して感度を有しているので、感ガス部２０と負荷抵抗Ｒ１との直列回路に検出電圧を印加するだけで、感ガス部２０の抵抗値Ｒｓからガスの存否を検出することが可能である。そこで、信号処理回路１０は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、感ガス部２０の加熱停止中に、出力端子Ｔ２から例えば３０秒間隔で約１ｍ秒間、一定電圧を出力することによって、負荷抵抗Ｒ１の他端とヒータ２１との間に電圧を印加し、この状態で中心電極２２に発生する電圧をもとに感ガス部２０の電気的特性値を検出する。そして、加熱制御部たる信号処理回路１０は、感ガス部２０の電気的特性値が所定の再加熱判定レベルよりも低濃度側であれば、感ガス部２０の加熱を再開する。 In the present embodiment, a semiconductor gas sensor is used for the gas sensitive part 20. In the case of a contact combustion type gas sensor, the platinum coil is heated to detect the temperature rise when the catalyst is in contact with the catalyst and the temperature rise is detected from the change in the resistance value of the platinum coil. It is necessary to increase power consumption. On the other hand, in this embodiment, a semiconductor gas sensor is used for the gas sensing unit 20, and depending on the type of detection target gas (for example, carbon monoxide or hydrogen), the gas sensing unit 20 detects the detection target gas even while heating is stopped. Therefore, it is possible to detect the presence / absence of gas from the resistance value Rs of the gas sensitive part 20 only by applying a detection voltage to the series circuit of the gas sensitive part 20 and the load resistance R1. It is. Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, the signal processing circuit 10 outputs a constant voltage from the output terminal T2 for about 1 msec at intervals of 30 seconds, for example, while heating of the gas sensitive unit 20 is stopped. Thus, a voltage is applied between the other end of the load resistor R1 and the heater 21, and the electrical characteristic value of the gas sensitive part 20 is detected based on the voltage generated at the center electrode 22 in this state. And the signal processing circuit 10 which is a heating control part will restart the heating of the gas sensitive part 20, if the electrical characteristic value of the gas sensitive part 20 is a low concentration side rather than a predetermined reheating determination level.

このように本実施形態では感ガス部２０に半導体式ガスセンサを用いているので、ヒータ２１に通電していない状態でも、感ガス部２０と負荷抵抗Ｒ１との直列回路に一定電圧を印加することによって、感ガス部２０の抵抗値を検出して、ガスの存否を判断できる。よって、ヒータ２１への通電を停止した状態で高濃度ガスの影響が低下したか否かを判断でき、感ガス部２０の電気的特性値を検出するために、一時的にでもヒータ２１に通電する必要が無いから、省電力が図られるとともに、感ガス部２０が劣化する可能性をさらに低減できる。 Thus, in this embodiment, since the semiconductor type gas sensor is used for the gas sensitive part 20, a constant voltage is applied to the series circuit of the gas sensitive part 20 and the load resistance R1 even when the heater 21 is not energized. Thus, it is possible to determine the presence or absence of gas by detecting the resistance value of the gas sensitive part 20. Therefore, it is possible to determine whether or not the influence of the high-concentration gas has decreased while the energization of the heater 21 is stopped. In order to detect the electrical characteristic value of the gas sensitive unit 20, the heater 21 is energized even temporarily. Therefore, it is possible to save power and to further reduce the possibility of the gas sensing unit 20 being deteriorated.

ところで、上述の実施形態では、感ガス部２０の電気的特性値（抵抗値Ｒｓ）と所定のガス判定レベル（警報判定レベルＬＶ１）との高低を比較することによって、検出対象ガスの存否を判定しているが、空気の汚れ度合いを検出するガス検出装置や、匂いガスを検出するガス検出装置には、基準レベルに対する電気的特性値（例えば抵抗値Ｒｓ）の比率と、ガス判定レベルとの高低を比較することによって、検出対象ガスの存否を判定するものもある。ここにおいて、基準レベルに対する電気的特性値の比率と所定のガス判定レベルとの高低を比較する判定方法を相対値判定といい、電気的特性値と所定のガス判定レベルとの高低を比較する判定方法を絶対値判定という。 By the way, in above-mentioned embodiment, the presence or absence of detection target gas is determined by comparing the electric characteristic value (resistance value Rs) of the gas sensitive part 20 and the predetermined gas determination level (alarm determination level LV1). However, in a gas detection device that detects the degree of air contamination and a gas detection device that detects odorous gas, the ratio of the electrical characteristic value (for example, resistance value Rs) to the reference level and the gas determination level Some determine the presence or absence of the detection target gas by comparing the heights. Here, the determination method for comparing the level of the electrical characteristic value with respect to the reference level and the predetermined gas determination level is called relative value determination, and the determination for comparing the level of the electrical characteristic value with the predetermined gas determination level. This method is called absolute value judgment.

そして、相対値判定により検出対象ガスの存否を判定する場合に、電気的特性値の基準レベルを一定値としてもよいが、温湿度の変化や風があたることによって発生する電気的特性値の変化にあわせて基準レベルを更新することも好ましい。 When determining the presence / absence of the detection target gas by the relative value determination, the reference level of the electrical characteristic value may be a constant value, but the change in the electrical characteristic value caused by a change in temperature and humidity or a wind It is also preferable to update the reference level according to the above.

以下に、信号処理回路１０が、電気的特性値（例えば抵抗値Ｒｓ）の基準レベルＲ０を、周囲の環境変化に応じて更新する動作について図８を参照して説明する。尚、図８中の実線ａは感ガス部２０の抵抗値Ｒｓ、図８中の点線ｂは基準レベルＲ０をそれぞれ示している。 Hereinafter, an operation in which the signal processing circuit 10 updates the reference level R0 of the electrical characteristic value (for example, the resistance value Rs) in accordance with the surrounding environmental change will be described with reference to FIG. A solid line a in FIG. 8 indicates the resistance value Rs of the gas sensitive part 20, and a dotted line b in FIG. 8 indicates the reference level R0.

信号処理回路１０は、検出対象ガスが存在しないと判定されている状態で抵抗値Ｒｓの基準レベルＲ０を逐次更新する。すなわち、更新部たる信号処理回路１０は、所定の更新期間Ｄ１，Ｄ２…が経過する毎に直前の更新期間Ｄ（ｎ−１）において感ガス部２０の電気的特性値が最も低濃度側に変化した時の値を現在の更新期間Ｄ（ｎ）における基準レベルＲ０として設定し、且つ、現在の更新期間Ｄ（ｎ）内で電気的特性値が現在の基準レベルＲ０よりも低濃度側に変化した場合は、その時の電気的特性値を新たな基準レベルＲ０して即座に更新する。尚、（ｎ−１）番目（ｎは２以上の整数）の更新期間をＤ（ｎ−１）と表記している。 The signal processing circuit 10 sequentially updates the reference level R0 of the resistance value Rs in a state where it is determined that there is no detection target gas. That is, the signal processing circuit 10 serving as the update unit has the electric characteristic value of the gas sensing unit 20 at the lowest concentration side in the immediately preceding update period D (n−1) every time the predetermined update periods D1, D2,. The value at the time of the change is set as the reference level R0 in the current update period D (n), and the electrical characteristic value is lower than the current reference level R0 in the current update period D (n). If changed, the electrical characteristic value at that time is updated immediately with a new reference level R0. The (n-1) th update period (n is an integer of 2 or more) is denoted as D (n-1).

図８（ａ）の更新期間Ｄ１では感ガス部２０の抵抗値Ｒｓが漸増傾向（低濃度側に変化する傾向）にあり、この期間内では感ガス部２０の抵抗値Ｒｓが基準レベルＲ０よりも低濃度側に常に変化するので、更新部たる信号処理回路１０は、感ガス部２０の抵抗値Ｒｓを演算により求める毎に、この抵抗値Ｒｓを新たな基準レベルＲ０として即座に更新する。 In the update period D1 of FIG. 8A, the resistance value Rs of the gas sensitive part 20 tends to gradually increase (tends to change to a low concentration side), and the resistance value Rs of the gas sensitive part 20 from the reference level R0 within this period. Therefore, whenever the resistance value Rs of the gas sensitive unit 20 is obtained by calculation, the signal processing circuit 10 as the updating unit immediately updates the resistance value Rs as a new reference level R0.

一方、更新期間Ｄ４〜Ｄ７では、現在の更新期間における感ガス部２０の抵抗値Ｒｓが、直前の更新期間における抵抗値Ｒｓの最大値よりも高濃度側に変化しているので、更新部たる信号処理回路１０は、直前の更新期間における抵抗値Ｒｓの最大値を、現在の更新期間における基準レベルＲ０として設定する。 On the other hand, in the update periods D4 to D7, the resistance value Rs of the gas sensing unit 20 in the current update period is changed to a higher concentration side than the maximum value of the resistance value Rs in the immediately previous update period, so that it is an update unit. The signal processing circuit 10 sets the maximum value of the resistance value Rs in the immediately preceding update period as the reference level R0 in the current update period.

信号処理回路１０は、上述のようにして更新した基準レベルＲ０に対する感ガス部２０の抵抗値Ｒｓの比率を求め、この比率と所定のガス判定レベルとの高低を比較することによって、検出対象ガスの存否を判定する。尚、図８の例では、基準レベルＲ０に対する感ガス部２０の抵抗値Ｒｓの比率がガス判定レベルを常に上回っているので、信号処理回路１０は、検出対象ガスが存在しないと判定する。更新部としての信号処理回路１０は、検出対象ガスが存在すると判定した場合、基準レベルＲ０の更新処理を停止しており、検出対象ガスが存在すると判定した状態で基準レベルＲ０が更新されることによって、検出対象ガスの存否を判定した結果が変更されるのを防止できる。 The signal processing circuit 10 obtains the ratio of the resistance value Rs of the gas sensing unit 20 to the reference level R0 updated as described above, and compares the ratio with a predetermined gas determination level to detect the detection target gas. The presence or absence of is determined. In the example of FIG. 8, since the ratio of the resistance value Rs of the gas sensitive unit 20 to the reference level R0 is always higher than the gas determination level, the signal processing circuit 10 determines that no detection target gas exists. When it is determined that the detection target gas exists, the signal processing circuit 10 serving as the update unit stops the update process of the reference level R0, and the reference level R0 is updated in a state where it is determined that the detection target gas exists. Thus, it is possible to prevent the result of determining the presence or absence of the detection target gas from being changed.

以上のように、検出部たる信号処理回路１０は、基準レベルに対する電気的特性値（例えば抵抗値Ｒｓ）の比率と所定のガス判定レベルとの高低を比較することによって検出対象ガスの存否を判定する。更新部たる信号処理回路１０は、検出対象ガスが存在しないと判定されている状態で基準レベルを更新する処理を行う。そして、更新部たる信号処理回路１０は、所定の更新期間が経過する毎に直前の更新期間において電気的特性値が最も低濃度側に変化した時の値を現在の更新期間における基準レベルとして設定し、且つ、更新期間内で電気的特性値が基準レベルよりも低濃度側に変化した場合は、その時の電気的特性値を新たな基準レベルとして即座に更新する。 As described above, the signal processing circuit 10 serving as the detection unit determines the presence / absence of the detection target gas by comparing the ratio of the electrical characteristic value (for example, the resistance value Rs) to the reference level and the predetermined gas determination level. To do. The signal processing circuit 10 serving as the update unit performs a process of updating the reference level in a state where it is determined that the detection target gas does not exist. Then, the signal processing circuit 10 serving as the update unit sets the value at the time when the electrical characteristic value has changed to the lowest concentration side in the immediately preceding update period every time the predetermined update period elapses as the reference level in the current update period. When the electrical characteristic value changes to a lower concentration side than the reference level within the update period, the electrical characteristic value at that time is immediately updated as a new reference level.

このように、検出対象ガスの存否を判定するために用いられる基準レベルを、直前の更新期間における電気的特性値や現在の更新期間における電気的特性値をもとに更新しているので、温湿度の変化や風があたることによって発生する電気的特性値の変化にあわせて基準レベルを更新することができ、検出対象ガスの誤検知が発生しにくくなる。 As described above, the reference level used for determining the presence or absence of the detection target gas is updated based on the electrical characteristic value in the immediately preceding update period or the electrical characteristic value in the current update period. The reference level can be updated in accordance with changes in electrical characteristic values that occur due to changes in humidity and wind, making it difficult for erroneous detection of the detection target gas.

１０信号処理回路（検出部、加熱制御部、更新部）
２０感ガス部
２１ヒータ（加熱部）
２２中心電極（検出部）
Ｒ１負荷抵抗（検出部） 10 Signal processing circuit (detection unit, heating control unit, update unit)
20 Gas sensitive part 21 Heater (heating part)
22 Center electrode (detector)
R1 Load resistance (detection unit)

Claims

A gas sensitive part whose electrical characteristic value changes according to the gas concentration of the detection target gas;
A heating part for heating the gas sensitive part to a temperature range having sensitivity to the detection target gas;
A detection unit for detecting the detection target gas from the electrical characteristic value;
When the electrical characteristic value changes to a high concentration side and the rate of change of the electrical characteristic value exceeds a predetermined threshold, a heating control unit that stops heating of the gas sensitive part by the heating part,
The heating control unit heats the gas sensitive part for a predetermined period each time a predetermined time elapses in a state where heating of the gas sensitive part is stopped, and the electrical characteristic value in the heating period is a predetermined reheating determination. The gas detection device restarts heating of the gas sensitive part when the concentration is lower than the level.

A gas sensitive part whose electrical characteristic value changes according to the gas concentration of the detection target gas;
A heating part for heating the gas sensitive part to a temperature range having sensitivity to the detection target gas;
A detection unit for detecting the detection target gas from the electrical characteristic value;
When the electrical characteristic value changes to a high concentration side and the rate of change of the electrical characteristic value exceeds a predetermined threshold, a heating control unit that stops heating of the gas sensitive part by the heating part,
The gas sensitive part comprises a semiconductor gas sensor,
In a state where the heating unit stops heating, the detection unit is connected to the series circuit in which the gas sensitive unit and the load resistance are electrically connected in series at a predetermined first time interval. by applying a voltage for a short second time than 1 hour, to detect the electrical characteristic values of the sensitive gas portion,
The heating control unit restarts heating of the gas sensitive unit when the electrical characteristic value detected by the detection unit is lower than a predetermined reheating determination level. Detection device.

The heating control unit has a rate of change of the electrical characteristic value that exceeds the threshold when the electrical characteristic value changes to a high concentration side, and the electrical characteristic value is higher than a predetermined stop determination level. 3. The gas detection device according to claim 1, wherein heating of the gas sensitive part by the heating part is stopped if the concentration side.

The detection unit determines the presence or absence of the detection target gas by comparing the ratio of the electrical characteristic value to a reference level and a predetermined gas determination level,
An update unit that updates the reference level in a state where it is determined that the detection target gas does not exist,
The updating unit sets the value when the electrical characteristic value is changed to the lowest concentration side in the update period immediately before each time the lapse of a predetermined update time period as the reference level at the current of the update period, and, wherein when the electrical characteristic value within the update period is changed to the low concentration side than the reference level, and updates immediately the electrical characteristic value at that time as a new said reference level The gas detection device according to any one of claims 1 to 3.