JP6229836B2 - ガス濃度計測装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ガス濃度計測装置に関する。
アルコール濃度計測装置などのガス濃度計測装置が備えるガスセンサは、化学反応によりガスの濃度に応じた電気信号を出力する。そのため、ガスセンサは、長期間継続して使用すると、劣化により反応速度が低下する。つまり、ガスセンサが劣化すると、ガスの検知精度が低下する。そのため、ガス濃度計測装置の利用者は、ガスの検知精度が低下する前に、ガス濃度計測装置が備えるガスセンサを交換する必要がある。
特許文献１には、アルコールセンサの使用回数が所定の値を超えた場合に交換時期の案内を出す技術が開示されている。
ガスセンサの劣化の度合いは、ガス濃度計測装置の使用態様によって異なる。そのため、特許文献１に記載の技術のように、使用回数に基づいて交換時期の案内を出す場合、ガスセンサがまだ使用可能であるにも関わらず交換時期の案内を出したり、ガスセンサが使用できなくなっているにも関わらず交換時期の案内が出ない可能性がある。
第１の態様は、呼気流路に吹き込まれた呼気における計測対象のガスの濃度の計測を行うガス濃度計測装置であって、前記計測対象のガスの濃度に応じた電気信号を出力するガスセンサと、前記吹き込まれた呼気に基づいて生じた前記呼気流路内の圧力を出力する圧力センサと、前記圧力センサから出力された前記呼気流路内の圧力が閾値以上である場合に、前記呼気流路内に呼気が吹き込まれていると判定する曝露指示部と、前記ガスセンサから出力された前記計測対象のガスの濃度に応じた電気信号に基づいて、前記計測対象のガスの濃度を計測するガス濃度計測部と、前記曝露指示部が前記呼気流路内に呼気が吹き込まれていると判定した時刻から、前記ガス濃度計測部が計測した前記計測対象のガスの濃度に対して単調非減少となる時間である復帰時間が経過した時刻までの経過時間を計時する計時部と、前記計時部が計時した経過時間を加算して延べ使用時間を更新する履歴更新部と、前記履歴更新部により更新された延べ使用時間が、所定の閾値を超えたと判定した場合に、前記ガスセンサの交換をすべきであると判定する交換判定部と、前記交換判定部が前記ガスセンサの交換をすべきであると判定すると、前記ガスセンサの交換の通知を行う通知部とを備えることを特徴とするガス濃度計測装置である。
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、ガス濃度計測装置は、ガスセンサの曝露時間や検知したガス濃度などに基づいて、実際のガスセンサの劣化に応じたガスセンサの交換の通知を行うことができる。
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、一実施形態によるアルコール濃度計測装置１の外観図である。
アルコール濃度計測装置１は、筐体１０１、ディスプレイ１０２、操作ボタン１０３、マウスピース１０４、ソケット１０５を備える。本実施形態において、アルコール濃度計測装置１は、ガス濃度計測装置の一例である。また、本実施形態において計測対象となるガスは、アルコールである。
筐体１０１は、アルコール濃度計測装置１の外殻をなす。
ディスプレイ１０２は、アルコール濃度計測装置１によるアルコールの濃度の計測結果等を表示する。
操作ボタン１０３は、アルコール濃度計測装置１を操作するための入力装置である。
マウスピース１０４は、被験者の呼気の吹き込み口である。
ソケット１０５は、アルコール濃度計測装置１と外部装置とを接続するプラグの受け口である。
図１は、一実施形態によるアルコール濃度計測装置１の外観図である。
アルコール濃度計測装置１は、筐体１０１、ディスプレイ１０２、操作ボタン１０３、マウスピース１０４、ソケット１０５を備える。本実施形態において、アルコール濃度計測装置１は、ガス濃度計測装置の一例である。また、本実施形態において計測対象となるガスは、アルコールである。
筐体１０１は、アルコール濃度計測装置１の外殻をなす。
ディスプレイ１０２は、アルコール濃度計測装置１によるアルコールの濃度の計測結果等を表示する。
操作ボタン１０３は、アルコール濃度計測装置１を操作するための入力装置である。
マウスピース１０４は、被験者の呼気の吹き込み口である。
ソケット１０５は、アルコール濃度計測装置１と外部装置とを接続するプラグの受け口である。
被験者が操作ボタン１０３を操作してアルコール濃度計測装置１を起動させた後、被験者がマウスピース１０４を介して呼気をアルコール濃度計測装置１に吹き込むと、アルコール濃度計測装置１は、呼気のアルコール濃度の計測を行う。アルコール濃度計測装置１は、アルコール濃度の計測を終えると、計測結果をディスプレイ１０２またはソケット１０５を介して接続された外部機器に表示させる。また、アルコール濃度計測装置１は、アルコールセンサ２０４の交換の通知を、ディスプレイ１０２に表示させる。つまり、本実施形態においてディスプレイ１０２は、通知部の一例である。
図２は、一実施形態によるアルコール濃度計測装置１の内部構成を示す概略図である。
アルコール濃度計測装置１は、呼気流路２０１、圧力センサ２０２、電磁弁２０３、アルコールセンサ２０４、ＣＰＵ２０５、主記憶装置２０６（ｍａｉｎ ｍｅｍｏｒｙ）、補助記憶装置２０７（ｓｔｏｒａｇｅ）、インタフェース２０８（Ｉ／Ｆ）を備える。
アルコール濃度計測装置１は、呼気流路２０１、圧力センサ２０２、電磁弁２０３、アルコールセンサ２０４、ＣＰＵ２０５、主記憶装置２０６（ｍａｉｎ ｍｅｍｏｒｙ）、補助記憶装置２０７（ｓｔｏｒａｇｅ）、インタフェース２０８（Ｉ／Ｆ）を備える。
呼気流路２０１は、マウスピース１０４を介して吹き込まれた呼気を圧力センサ２０２及びアルコールセンサ２０４へ案内する管である。
圧力センサ２０２は、呼気流路２０１内の圧力を電気信号に変換してインタフェース２０８に出力する。
圧力センサ２０２は、呼気流路２０１内の圧力を電気信号に変換してインタフェース２０８に出力する。
電磁弁２０３は、アルコールセンサ２０４とマウスピース１０４との間の呼気流路２０１を開閉可能に設けられる。電磁弁２０３が閉じることにより、アルコールセンサ２０４は外気から遮断される。電磁弁２０３が開くことにより、アルコールセンサ２０４は呼気流路２０１を介して外気に曝露される。本実施形態において、電磁弁２０３は、曝露機構の一例である。
アルコールセンサ２０４は、呼気流路２０１に流れる呼気のアルコールの濃度を電気信号に変換してインタフェース２０８に出力する。本実施形態において、アルコールセンサ２０４は、ガスセンサの一例である。本実施形態におけるアルコールセンサ２０４は、燃料電池方式のアルコールセンサである。具体的には、アルコールセンサ２０４は、水素イオンを透過する高分子膜と白金触媒とを備える。白金触媒が呼気のアルコールから水素イオンを分離し、当該水素イオンが高分子膜を介して空気中の酸素と反応することで、アルコールセンサ２０４は、電気を発生させる。そのため、呼気のアルコールの濃度が高いほど、白金触媒によって分離される水素イオンの量が増えるため、アルコールセンサ２０４が発生させる電流が多くなる。
他方、アルコールセンサ２０４を継続的に使用し、アルコールセンサ２０４が外気に曝露される延べ時間が長くなると、白金触媒の活性が徐々に低下する。これにより、アルコールセンサ２０４における酸素と水素の活性が低くなる。つまり、アルコールセンサ２０４が劣化する。また、アルコールセンサ２０４がアルコールを含む呼気に曝露されると、水素と酸素の反応により水が発生する。そのため、アルコールセンサ２０４がアルコールの濃度が高い呼気に曝露されると、アルコールの濃度が高い呼気に曝露される場合と比較して、反応速度が遅くなる。つまり、アルコールセンサ２０４が劣化する。
ＣＰＵ２０５は、操作ボタン１０３の操作により起動する。ＣＰＵ２０５は、補助記憶装置２０７からプログラムを読み出して主記憶装置２０６に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０５は、プログラムに従って、呼気のアルコール濃度の計測処理と、アルコールセンサ２０４の交換の判定処理とを行う。つまり、本実施形態においてＣＰＵ２０５は、計測部の一例である。
主記憶装置２０６は、ＣＰＵ２０５が直接アクセスする記憶装置である。
補助記憶装置２０７は、ＣＰＵ２０５にアルコール計測処理及びアルコールセンサ２０４の交換判定処理を実行させるためのプログラムを記憶する。また、補助記憶装置２０７には、アルコールセンサ２０４の使用開始日時と、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間とを記憶する。アルコールセンサ２０４の使用開始日時は、アルコール濃度計測装置１が出荷された日時であって、アルコール濃度計測装置１の販売者によって補助記憶装置２０７に記録される。
インタフェース２０８は、周辺機器が出力する信号をＣＰＵ２０５に出力し、またＣＰＵ２０５による命令を周辺機器に出力する。本実施形態における周辺機器は、圧力センサ２０２、電磁弁２０３、アルコールセンサ２０４、ディスプレイ１０２、及びソケット１０５を介して接続される外部機器である。
本実施形態において、ＣＰＵ２０５、主記憶装置２０６、補助記憶装置２０７、インタフェース２０８は、コンピュータの一例である。
主記憶装置２０６は、ＣＰＵ２０５が直接アクセスする記憶装置である。
補助記憶装置２０７は、ＣＰＵ２０５にアルコール計測処理及びアルコールセンサ２０４の交換判定処理を実行させるためのプログラムを記憶する。また、補助記憶装置２０７には、アルコールセンサ２０４の使用開始日時と、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間とを記憶する。アルコールセンサ２０４の使用開始日時は、アルコール濃度計測装置１が出荷された日時であって、アルコール濃度計測装置１の販売者によって補助記憶装置２０７に記録される。
インタフェース２０８は、周辺機器が出力する信号をＣＰＵ２０５に出力し、またＣＰＵ２０５による命令を周辺機器に出力する。本実施形態における周辺機器は、圧力センサ２０２、電磁弁２０３、アルコールセンサ２０４、ディスプレイ１０２、及びソケット１０５を介して接続される外部機器である。
本実施形態において、ＣＰＵ２０５、主記憶装置２０６、補助記憶装置２０７、インタフェース２０８は、コンピュータの一例である。
図３は、一実施形態によるアルコール濃度計測装置１のソフトウェア構成を示す概略ブロック図である。
ＣＰＵ２０５は、補助記憶装置２０７が記憶するプログラムを実行することで、交換判定部３０１、曝露指示部３０２、アルコール濃度計測部３０３、遮断指示部３０４、計時部３０５、履歴更新部３０６、劣化度表示制御部３０７を備える。
ＣＰＵ２０５は、補助記憶装置２０７が記憶するプログラムを実行することで、交換判定部３０１、曝露指示部３０２、アルコール濃度計測部３０３、遮断指示部３０４、計時部３０５、履歴更新部３０６、劣化度表示制御部３０７を備える。
交換判定部３０１は、補助記憶装置２０７が記憶するアルコールセンサ２０４の使用開始日時と、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間とに基づいて、アルコールセンサ２０４を交換すべきか否かを判定する。具体的には、交換判定部３０１は、アルコールセンサ２０４の使用開始日時から現在時刻までの期間、すなわちアルコールセンサ２０４の使用期間が所定の閾値（例えば、１年）を超える場合に、アルコールセンサ２０４を交換すべきであると判定する。また、交換判定部３０１は、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間、すなわちアルコールセンサ２０４が外気に曝露された時間に応じた値の総和が所定の閾値を超える場合に、アルコールセンサ２０４を交換すべきであると判定する。
曝露指示部３０２は、インタフェース２０８を介して圧力センサ２０２から呼気流路２０１内の圧力を読み出す。曝露指示部３０２は、呼気流路２０１内の圧力に基づいて、呼気流路２０１内に呼気が吹き込まれているか否かを判定する。曝露指示部３０２は、呼気流路２０１内に呼気が所定時間（例えば、５秒間）吹き込まれたときに、インタフェース２０８を介して電磁弁２０３に呼気流路２０１を開く指示を出力する。曝露指示部３０２による指示に従って電磁弁２０３が開くことで、アルコールセンサ２０４は外気に曝露される。
アルコール濃度計測部３０３は、インタフェース２０８を介してアルコールセンサ２０４からアルコールの濃度に応じた信号を取得する。アルコール濃度計測部３０３は、アルコールセンサ２０４から取得した信号のピーク値を特定する。アルコール濃度計測部３０３は、アルコールセンサ２０４から取得した信号の値が所定の閾値（例えば、ピーク値の２０％）以下になるまで、信号が示す値を積算する。アルコール濃度計測部３０３は、信号のピーク値及び積算値に基づいて、呼気のアルコールの濃度を計測する。
本実施形態では、閾値としてピーク値の２０％を用いることで、アルコールの濃度の計測に係る時間を５秒程度に抑えることができる。他方、閾値としてピーク値に対する相対的な値を用いず、絶対的な値を閾値として適用しても良い。この場合、アルコールセンサ２０４から取得した信号の値が閾値以下になるまでにかかる時間は、アルコールの濃度に対して単調増加する。
本実施形態では、閾値としてピーク値の２０％を用いることで、アルコールの濃度の計測に係る時間を５秒程度に抑えることができる。他方、閾値としてピーク値に対する相対的な値を用いず、絶対的な値を閾値として適用しても良い。この場合、アルコールセンサ２０４から取得した信号の値が閾値以下になるまでにかかる時間は、アルコールの濃度に対して単調増加する。
遮断指示部３０４は、アルコール濃度計測部３０３がアルコールの濃度の計測を終えると、当該計測結果に応じた復帰時間の経過後に、インタフェース２０８を介して電磁弁２０３に呼気流路２０１を閉じる指示を出力する。これは、アルコールセンサ２０４の白金触媒からアルコールが抜けるまで、アルコールセンサ２０４を外気に曝露するためである。復帰時間は、検出されたアルコールの濃度に対して単調非減少となる時間である。これは、アルコールの濃度が高いほど、アルコールセンサ２０４からアルコールが抜けるまでにかかる時間が長くなるためである。遮断指示部３０４による指示に従って電磁弁２０３が閉じることで、アルコールセンサ２０４は外気から遮断される。
計時部３０５は、アルコールセンサ２０４の使用時間を計時する。アルコールセンサ２０４の使用時間とは、曝露指示部３０２が呼気流路２０１内に呼気が吹き込まれていると判定した時刻から、遮断指示部３０４が電磁弁２０３に呼気流路２０１を閉じる指示を出力する時刻までの時間である。
履歴更新部３０６は、計時部３０５が計時した時間を、補助記憶装置２０７が記憶するアルコールセンサ２０４の延べ使用時間に加算する。
劣化度表示制御部３０７は、補助記憶装置２０７から使用開始日時及び延べ使用時間を読み出し、これに基づいて算出したアルコールセンサ２０４の劣化の度合いを、ディスプレイ１０２に表示させる。
履歴更新部３０６は、計時部３０５が計時した時間を、補助記憶装置２０７が記憶するアルコールセンサ２０４の延べ使用時間に加算する。
劣化度表示制御部３０７は、補助記憶装置２０７から使用開始日時及び延べ使用時間を読み出し、これに基づいて算出したアルコールセンサ２０４の劣化の度合いを、ディスプレイ１０２に表示させる。
次に、本実施形態に係るアルコール濃度計測装置１の動作について説明する。
図４は、一実施形態によるアルコール濃度計測装置１の動作を示す第１のフローチャートである。
図５は、一実施形態によるアルコール濃度計測装置１の動作を示す第２のフローチャートである。
被験者による操作ボタン１０３の押下により、ＣＰＵ２０５が起動する（ステップＳ１）。ＣＰＵ２０５は、起動すると、補助記憶装置２０７が記憶するプログラムを実行する。
ＣＰＵ２０５がプログラムを実行すると、交換判定部３０１は、補助記憶装置２０７が記憶するアルコールセンサ２０４の使用開始日時と、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間を読み出す（ステップＳ２）。交換判定部３０１は、読み出した使用開始日時及び延べ使用時間に基づいて、アルコールセンサ２０４の使用期間が所定の閾値を超えたか、またはアルコールセンサ２０４の延べ使用時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ３）。
図４は、一実施形態によるアルコール濃度計測装置１の動作を示す第１のフローチャートである。
図５は、一実施形態によるアルコール濃度計測装置１の動作を示す第２のフローチャートである。
被験者による操作ボタン１０３の押下により、ＣＰＵ２０５が起動する（ステップＳ１）。ＣＰＵ２０５は、起動すると、補助記憶装置２０７が記憶するプログラムを実行する。
ＣＰＵ２０５がプログラムを実行すると、交換判定部３０１は、補助記憶装置２０７が記憶するアルコールセンサ２０４の使用開始日時と、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間を読み出す（ステップＳ２）。交換判定部３０１は、読み出した使用開始日時及び延べ使用時間に基づいて、アルコールセンサ２０４の使用期間が所定の閾値を超えたか、またはアルコールセンサ２０４の延べ使用時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ３）。
交換判定部３０１は、アルコールセンサ２０４の使用期間が所定の閾値を超えたと判定した場合、またはアルコールセンサ２０４の延べ使用時間が所定の閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、アルコールセンサ２０４を交換すべきであると判定する。交換判定部３０１は、アルコールセンサ２０４を交換すべきであると判定すると、インタフェース２０８を介してディスプレイ１０２にアルコールセンサ２０４の交換の通知を表示させる（ステップＳ４）。他方、交換判定部３０１は、アルコールセンサ２０４の使用期間が所定の閾値を超えていないと判定し、かつアルコールセンサ２０４の延べ使用時間が所定の閾値を超えていないと判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、アルコールセンサ２０４の交換を要しないと判定する。
ディスプレイ１０２が交換の通知を表示し、またはディスプレイ１０２交換判定部３０１がアルコールセンサ２０４の交換を要しないと判定すると、曝露指示部３０２は、インタフェース２０８を介して圧力センサ２０２から呼気流路２０１内の圧力を読み出す（ステップＳ５）。次に、曝露指示部３０２は、呼気流路２０１内の圧力が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。
曝露指示部３０２は、呼気流路２０１内の圧力が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、マウスピース１０４を介して呼気流路２０１内に呼気が吹き込まれていると判定する。曝露指示部３０２が、呼気流路２０１内に呼気が吹き込まれていると判定すると、計時部３０５は、現在時刻からの経過時間の計時を開始する（ステップＳ７）。計時部３０５が既に経過時間を計時している場合は、計時を継続する。
次に、曝露指示部３０２は、計時部３０５が計時している経過時間が所定の閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ８）。曝露指示部３０２は、経過時間が閾値に達していないと判定した場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ５に戻り、呼気流路２０１内の圧力の判定を継続する。
他方、ステップＳ６において曝露指示部３０２が、呼気流路２０１内の圧力が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、曝露指示部３０２は、計時部３０５が経過時間の計時を行っているか否かを判定する（ステップＳ９）。曝露指示部３０２は、呼気流路２０１内の圧力が閾値未満であり、かつ計時部３０５が経過時間の計時を行っていない場合（ステップＳ９：ＮＯ）、被験者による呼気の吹き込みがなされていないと判定する。曝露指示部３０２は、呼気の吹き込みがなされていないと判定すると、ステップＳ５に戻り、呼気の吹き込みの判定を継続する。
他方、曝露指示部３０２は、呼気流路２０１内の圧力が閾値未満であり、かつ計時部３０５が経過時間の計時を行っている場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、被験者による呼気の吹き込みが中断されたと判定する。曝露指示部３０２は、呼気の吹き込みが中断されたと判定すると、インタフェース２０８を介してディスプレイ１０２に呼気の吹き込みが中断されたことによるエラーの通知を表示させる（ステップＳ１０）。また、計時部３０５は、経過時間の計時を終了し、経過時間をリセットする（ステップＳ１１）。
ステップＳ８において、曝露指示部３０２が、経過時間が閾値に達したと判定した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、曝露指示部３０２は、計測に十分な量の呼気が呼気流路２０１内に吹き込まれたと判定する。曝露指示部３０２は、計測に十分な量の呼気が吹き込まれたと判定すると、インタフェース２０８を介して電磁弁２０３に呼気流路２０１を開く指示を出力する（ステップＳ１２）。
曝露指示部３０２が指示を出力すると、アルコール濃度計測部３０３は、インタフェース２０８を介してアルコールセンサ２０４からアルコールの濃度に応じた信号を取得する（ステップＳ１３）。アルコール濃度計測部３０３は、アルコールセンサ２０４から取得した信号の値が、主記憶装置２０６が記憶する信号のピーク値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。アルコール濃度計測部３０３は、取得した信号の値が、主記憶装置２０６が記憶するピーク値より大きいと判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、主記憶装置２０６が記憶するピーク値を更新する（ステップＳ１５）。他方、アルコール濃度計測部３０３は、取得した信号の値が主記憶装置２０６が記憶する最大値以下であると判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、主記憶装置２０６が記憶する最大値を更新しない。次に、アルコール濃度計測部３０３は、アルコールセンサ２０４から取得した信号の値を、主記憶装置２０６が記憶する信号積算値に加算する（ステップＳ１６）。
次に、アルコール濃度計測部３０３は、取得した信号の値が、主記憶装置２０６が記憶するピーク値の２０％以下であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。アルコール濃度計測部３０３は、取得した信号の値が、ピーク値の２０％より大きいと判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、信号の取得開始からの所定時間（例えば、１秒）の間に計測されたピーク値が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。
アルコール濃度計測部３０３は、取得した信号の値がピーク値の２０％より大きく、かつピーク値が閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、ステップＳ１３に戻り、アルコールセンサ２０４からの信号の取得を継続する。他方、アルコール濃度計測部３０３は、取得した信号の値がピーク値の２０％より大きく、かつピーク値が閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、呼気にアルコールが含まれていないと判定する（ステップＳ１９）。つまり、アルコール濃度計測部３０３は、呼気に含まれるアルコールの濃度が０％であると判定する。
他方、ステップＳ１７においてアルコール濃度計測部３０３が、取得した信号の値が所定の閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、アルコール濃度計測部３０３は、主記憶装置２０６が記憶するピーク値及び信号積算値に基づいて、呼気に含まれるアルコールの濃度を計測する（ステップＳ２０）。
アルコール濃度計測部３０３は、ステップＳ１９またはステップＳ２０でアルコールの濃度を計測すると、インタフェース２０８を介してディスプレイ１０２にアルコールの濃度を表示させる（ステップＳ２１）。
次に、遮断指示部３０４は、アルコール濃度計測部３０３が計測した濃度に基づいて、復帰時間を特定する（ステップＳ２２）。本実施形態では、遮断指示部３０４は、濃度と復帰時間とを関連付けたテーブルに従って、復帰時間を特定する。当該テーブルにおいて、復帰時間は、検出されたアルコールの濃度に対して単調非減少となる時間である。遮断指示部３０４は、復帰時間を特定すると、当該復帰時間の経過後に、インタフェース２０８を介して電磁弁２０３に呼気流路２０１を閉じる指示を出力する（ステップＳ２３）。
遮断指示部３０４が指示を出力すると、計時部３０５は、経過時間の計時を終了する（ステップＳ２４）。次に、履歴更新部３０６は、計時部３０５が計時した時間を、補助記憶装置２０７が記憶するアルコールセンサ２０４の延べ使用時間に加算する（ステップＳ２５）。履歴更新部３０６が延べ使用時間を更新すると、計時部３０５は、計時した経過時間をリセットする。これにより、アルコール濃度計測装置１は、処理を終了し、ＣＰＵ２０５への電力供給を終了する。
上述した処理により、交換判定部３０１は、アルコールセンサ２０４の使用期間及びアルコールセンサ２０４の延べ使用時間に基づいて、アルコールセンサ２０４を交換すべきか否かの判定を行う。アルコールセンサ２０４の延べ使用時間は、アルコールセンサ２０４が外気に曝露された時間に応じた値の総和である。したがって、アルコール濃度計測装置１は、アルコールセンサ２０４が外気に曝露されることによって白金触媒の活性が低下したときに、交換の通知を行うことができる。
また、アルコールセンサ２０４が出力する電気信号の値が所定の閾値以下になるまでの時間及び待機時間は、呼気に含まれるアルコールの濃度に対して単調非減少となる時間である。つまり、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間は、アルコールの濃度に応じた値の総和でもある。したがって、アルコール濃度計測装置１は、アルコールから分離された水素の反応により生じる水や、呼気に含まれるＳ（硫黄）等の成分によりアルコールセンサ２０４が劣化したときに、交換の通知を行うことができる。
なお、アルコール濃度計測装置１は、起動している間、ディスプレイ１０２にアルコールセンサ２０４の劣化の度合いを表示する。
図６は、アルコールセンサの劣化の度合いの表示例を示す図である。
劣化度表示制御部３０７は、補助記憶装置２０７から使用開始日時及び延べ使用時間を読み出し、これに基づいてアルコールセンサ２０４の劣化の度合いを算出する。具体的には、劣化度表示制御部３０７は、延べ使用時間を使用時間の閾値で除算して得られる割合（アルコールセンサが外気に曝露された時間に応じた値の総和をアルコールセンサの交換の通知を行う所定の値で除算して得られる割合）と、使用開始日時からの経過時間を経過時間の閾値で除算して得られる割合とを、劣化の度合いとして算出する。なお、延べ使用時間を使用時間の閾値で除算して得られる割合は、アルコール濃度計測部３０３が計測したアルコールの濃度に応じた値の総和を、アルコールセンサ２０４の交換の通知を行う所定の値で除算して得られる割合と等価である。そして、劣化度表示制御部３０７は、算出した劣化の度合いをインタフェース２０８を介してディスプレイ１０２に表示させる。
図６は、アルコールセンサの劣化の度合いの表示例を示す図である。
劣化度表示制御部３０７は、補助記憶装置２０７から使用開始日時及び延べ使用時間を読み出し、これに基づいてアルコールセンサ２０４の劣化の度合いを算出する。具体的には、劣化度表示制御部３０７は、延べ使用時間を使用時間の閾値で除算して得られる割合（アルコールセンサが外気に曝露された時間に応じた値の総和をアルコールセンサの交換の通知を行う所定の値で除算して得られる割合）と、使用開始日時からの経過時間を経過時間の閾値で除算して得られる割合とを、劣化の度合いとして算出する。なお、延べ使用時間を使用時間の閾値で除算して得られる割合は、アルコール濃度計測部３０３が計測したアルコールの濃度に応じた値の総和を、アルコールセンサ２０４の交換の通知を行う所定の値で除算して得られる割合と等価である。そして、劣化度表示制御部３０７は、算出した劣化の度合いをインタフェース２０８を介してディスプレイ１０２に表示させる。
劣化の度合いの表示例の１つとしては、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、使用開始日時からの経過時間の閾値に対する割合と延べ使用時間の閾値に対する割合とをそれぞれバーによって表す方法が挙げられる。図６（Ａ）に示す例では、アルコールセンサ２０４の劣化が無いときにバーの長さが最長となり、アルコールセンサ２０４を交換すべきときにバーの長さが最短となる。図６（Ｂ）に示す例では、アルコールセンサ２０４の劣化が無いときにバーの長さが最短となり、アルコールセンサ２０４を交換すべきときにバーの長さが最長となる。
このとき、アルコールセンサ２０４の劣化の度合いによってバーの色を変化させても良い。例えば、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間を使用時間の閾値で除算して得られる割合が２５％未満である場合に緑色、当該割合が２５％〜７５％である場合に黄色、当該割合が７５％以上である場合に赤色と、バーの色を変化させても良い。使用開始日時からの経過時間についても同様である。
また、バーの長さは経過時間や延べ使用時間に対して線形の値としても良いし、対数の値をとっても良い。なお、バーの長さとして対数の値をとることで、交換の必要性を強調させることができる。
このとき、アルコールセンサ２０４の劣化の度合いによってバーの色を変化させても良い。例えば、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間を使用時間の閾値で除算して得られる割合が２５％未満である場合に緑色、当該割合が２５％〜７５％である場合に黄色、当該割合が７５％以上である場合に赤色と、バーの色を変化させても良い。使用開始日時からの経過時間についても同様である。
また、バーの長さは経過時間や延べ使用時間に対して線形の値としても良いし、対数の値をとっても良い。なお、バーの長さとして対数の値をとることで、交換の必要性を強調させることができる。
他の表示例としては、図６（Ｃ）に示すように、使用開始日時からの経過時間と延べ使用時間とをそれぞれ記号やアイコンの数によって表す方法が挙げられる。図６（Ｃ）に示す例では、アルコールセンサ２０４の劣化が無いときに記号またはアイコンの数が最多となり、アルコールセンサ２０４を交換すべきときに記号またはアイコンの数が最少（０個）となる。
また、劣化度表示制御部３０７は、単に使用開始日時からの経過時間の閾値に対する割合と延べ使用時間の閾値に対する割合を示す数値をディスプレイ１０２に表示させても良い。
また、劣化度表示制御部３０７は、単に使用開始日時からの経過時間の閾値に対する割合と延べ使用時間の閾値に対する割合を示す数値をディスプレイ１０２に表示させても良い。
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、ガス濃度計測装置を、アルコール濃度計測装置１に実装する場合について説明したが、これに限られない。例えば、本発明に係るガス濃度計測装置の機能を、他のガス濃度計測装置に適用しても良い。他のガス濃度計測装置の例としては、呼気中のアセトン濃度を検出することで、体脂肪の燃焼度合いを計測する体脂肪燃焼量測定装置や、メチルメルカプタンなどの口臭要因ガスの濃度を計測する口臭検査装置などが挙げられる。また、本実施形態では、アルコールセンサ２０４が燃料電池方式のアルコールセンサである場合について説明したが、これに限られない。例えば、アルコール濃度計測装置１は、半導体方式のアルコールセンサを備えていても良い。
また、本実施形態では、計時部３０５が、呼気流路２０１内に呼気が吹き込まれた時刻からアルコール濃度の計測後、復帰時間が経過した時刻までの時間を計時し、その総和に基づいて交換の判定をする場合について説明したが、これに限られない。例えば、履歴更新部３０６は、曝露指示部３０２が呼気流路２０１を開く指示を出力してから遮断指示部３０４が呼気流路２０１を閉じる指示を出力するまでの時間を計測しても良い。
例えば、本実施形態では、ガス濃度計測装置を、アルコール濃度計測装置１に実装する場合について説明したが、これに限られない。例えば、本発明に係るガス濃度計測装置の機能を、他のガス濃度計測装置に適用しても良い。他のガス濃度計測装置の例としては、呼気中のアセトン濃度を検出することで、体脂肪の燃焼度合いを計測する体脂肪燃焼量測定装置や、メチルメルカプタンなどの口臭要因ガスの濃度を計測する口臭検査装置などが挙げられる。また、本実施形態では、アルコールセンサ２０４が燃料電池方式のアルコールセンサである場合について説明したが、これに限られない。例えば、アルコール濃度計測装置１は、半導体方式のアルコールセンサを備えていても良い。
また、本実施形態では、計時部３０５が、呼気流路２０１内に呼気が吹き込まれた時刻からアルコール濃度の計測後、復帰時間が経過した時刻までの時間を計時し、その総和に基づいて交換の判定をする場合について説明したが、これに限られない。例えば、履歴更新部３０６は、曝露指示部３０２が呼気流路２０１を開く指示を出力してから遮断指示部３０４が呼気流路２０１を閉じる指示を出力するまでの時間を計測しても良い。
また、計時部３０５が計時する使用時間は、アルコール濃度計測部３０３が計測したアルコールの濃度に応じた値の一例でもある。他方、計時部３０５は、遮断判定部が特定した復帰時間や、アルコールセンサ２０４が出力する信号値が所定の閾値以下になるまでの時間を、アルコール濃度計測部３０３が計測したアルコールの濃度に応じた値として、計時しても良い。
また、履歴更新部３０６は、呼気流路２０１内に呼気が吹き込まれた時刻からエラーによって計時を終了する時刻までの時間を、アルコールセンサ２０４の延べ使用時間に加算しても良い。
また、本実施形態では、交換判定部３０１が、アルコールセンサ２０４が外気に曝露された時間に応じた値の一例として、アルコールセンサ２０４の使用時間に基づいて交換の判定を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、交換判定部３０１は、アルコールセンサ２０４が外気に曝露された時間に対して単調非減少する所定のパラメータを用いて交換の判定を行っても良い。
また、本実施形態では、アルコールセンサ２０４として燃料電池方式のものを用いる場合について説明したが、これに限られず、半導体方式や他の方式のアルコールセンサを用いても良い。
また、本実施形態では、ディスプレイ１０２にアルコールセンサ２０４の劣化の度合いを表示する場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、アルコール濃度計測装置１に接続された外部機器に、アルコールセンサ２０４の劣化の度合いを表示させても良い。この場合、アルコール濃度計測装置１がインタフェース２０８を介して外部機器であるＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）に接続されると、アルコール濃度計測装置１は、補助記憶装置２０７が記憶する使用開始日時及び延べ使用時間をＰＣに転送する。そして、ＰＣは、転送された使用開始日時及び延べ使用時間に基づいてアルコールセンサ２０４の劣化の度合いを表示する。また、アルコール濃度計測装置１が、劣化度表示制御部３０７が生成した劣化の度合いの表示画像をＰＣに転送し、ＰＣが当該表示画像を表示しても良い。
また、本実施形態では、使用開始日時に基づくアルコールセンサ２０４の劣化の度合いと延べ使用時間に基づく劣化の度合いとをディスプレイ１０２に表示する場合について説明したが、これに限られず、いずれか一方のみを表示させるものであっても良い。
なお、本実施形態において、主記憶装置２０６及び補助記憶装置２０７は、一時的でない有形の媒体の一例である。また、本実施形態では、プログラムが補助記憶装置２０７に記録されている場合について説明したが、これに限られない。例えば、プログラムは、補助記憶装置２０７以外の一時的でない有形の媒体に記録されていても良い。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース２０８を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、プログラムは、通信回線によってコンピュータに配信されるものであっても良い。この場合、配信を受けたコンピュータが当該プログラムを主記憶装置２０６に展開し、上記処理を実行する。
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置２０７に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
１…アルコール濃度計測装置 １０１…筐体 １０２…ディスプレイ １０３…操作ボタン １０４…マウスピース １０５…ソケット ２０１…呼気流路 ２０２…圧力センサ ２０３…電磁弁 ２０４…アルコールセンサ ２０５…ＣＰＵ ２０６…主記憶装置 ２０７…補助記憶装置 ２０８…インタフェース ３０１…交換判定部 ３０２…曝露指示部 ３０３…アルコール濃度計測部 ３０４…遮断指示部 ３０５…計時部 ３０６…履歴更新部
Claims (4)
- 呼気流路に吹き込まれた呼気における計測対象のガスの濃度の計測を行うガス濃度計測装置であって、
前記計測対象のガスの濃度に応じた電気信号を出力するガスセンサと、
前記吹き込まれた呼気に基づいて生じた前記呼気流路内の圧力を出力する圧力センサと、
前記圧力センサから出力された前記呼気流路内の圧力が閾値以上である場合に、前記呼気流路内に呼気が吹き込まれていると判定する曝露指示部と、
前記ガスセンサから出力された前記計測対象のガスの濃度に応じた電気信号に基づいて、前記計測対象のガスの濃度を計測するガス濃度計測部と、
前記曝露指示部が前記呼気流路内に呼気が吹き込まれていると判定した時刻から、前記ガス濃度計測部が計測した前記計測対象のガスの濃度に対して単調非減少となる時間である復帰時間が経過した時刻までの経過時間を計時する計時部と、
前記計時部が計時した経過時間を加算して延べ使用時間を更新する履歴更新部と、
前記履歴更新部により更新された延べ使用時間が、所定の閾値を超えたと判定した場合に、前記ガスセンサの交換をすべきであると判定する交換判定部と、
前記交換判定部が前記ガスセンサの交換をすべきであると判定すると、前記ガスセンサの交換の通知を行う通知部と
を備えることを特徴とするガス濃度計測装置。 - 前記ガスセンサが出力した前記計測対象のガスの濃度に応じた電気信号におけるピーク値及び信号積算値を記憶する記憶装置を備え、
前記ガス濃度計測部は、前記ガスセンサが出力した前記計測対象のガスの濃度に応じた電気信号の値が、前記記憶装置に記憶するピーク値の所定の閾値以下である場合に、前記記憶装置に記憶するピーク値及び前記ガスセンサが出力した前記計測対象のガスの濃度に応じた電気信号の値に基づいて、前記計測対象のガスの濃度を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス濃度計測装置。 - 前記履歴更新部で更新された延べ使用時間であるところの前記ガスセンサが外気に曝露された時間に応じた値の総和を、前記ガスセンサの交換の通知を行う所定の値で除算して得られる割合を、劣化の度合いとして算出する劣化度表示制御部を備え、
前記通知部は、前記劣化度表示制御部により算出された前記劣化の度合いを表示する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス濃度計測装置。 - 使用開始日時を記憶する記憶装置を備え、
前記交換判定部は、前記記憶装置に記憶する使用開始日時と前記履歴更新部により更新された延べ使用時間とに基づいて、前記ガスセンサの使用期間が所定の値を超えたと判定した場合に、前記ガスセンサの交換をすべきであると判定し、
前記通知部は、前記交換判定部が前記ガスセンサの交換をすべきであると判定すると、前記ガスセンサの交換の通知を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のガス濃度計測装置。
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