JP6506120B2

JP6506120B2 - Gas sensor

Info

Publication number: JP6506120B2
Application number: JP2015131455A
Authority: JP
Inventors: エジソンゴメスカマルゴ; 克仁中村
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: JP2017015516A

Description

本発明は、ガスセンサに関し、より詳細には、ガス濃度の測定における光源の劣化の影響を高精度に補正することを可能としたガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor, and more particularly to a gas sensor that can accurately correct the influence of deterioration of a light source in measurement of gas concentration.

発光素子は多くの用途に用いられており、室内／屋外の照明用途もさることながら、特定波長の光を発光する発光素子を用いた光学的装置（紫外光を用いた殺菌装置、反射光を用いた測距装置）にも用いられている。さらに、発光素子と受光素子と組み合わせ、発光素子と受光素子間の空間状態を検知する受発光装置（特定空間内の物体・物質検知装置、赤外光を用いたガスセンサ（例えば、特許文献１参照）にも用いられている。
特に、近年、ガスの有無及び濃度測定が注目されており、なかでも環境ガス（例えば、ＣＯ_２、ＮＯ等）の有無及び濃度測定が注目されている。これらのガスを高精度で測定するセンサには、化学反応式のガスセンサと光学式のガスセンサとがある。測定精度の高さや、経時変化が少ないという観点から、光学式のガスセンサが特に注目されている。光学式のガスセンサは、測定対象のガスの分子が吸収する波長を放出する光源と、その信号を読み出すためのセンサとを備えている。 The light emitting element is used for many applications, and it is an optical device using a light emitting element that emits light of a specific wavelength (in addition to indoor / outdoor lighting applications) (a sterilizer using ultraviolet light, reflected light It is also used in the distance measuring device used. Furthermore, a light emitting / receiving device (object / substance detecting device in a specific space, a gas sensor using infrared light (for example, see Patent Document 1) which detects a space state between the light emitting element and the light receiving element by combining the light emitting element It is also used in
In particular, in recent years, the measurement of the presence or absence and concentration of gas has attracted attention, and the measurement of the presence and concentration of an environmental gas (for example, CO ₂ , NO, etc.) is particularly noted. Sensors that measure these gases with high accuracy include chemical reaction gas sensors and optical gas sensors. Optical gas sensors have attracted particular attention in view of high measurement accuracy and little change with time. The optical gas sensor includes a light source that emits a wavelength absorbed by the molecules of the gas to be measured, and a sensor for reading out the signal.

上記の環境ガスは、波長が数μｍ付近（例えば、ＣＯ_２の場合、波長４．３μｍ付近）の光を強く吸収するので、この波長帯の光を発光する光源と、この波長帯の光の強度に応じた信号を出力するセンサとが要求される。中〜遠赤外域で発光するＬＥＤは、主として非分散型赤外線式（以下、ＮＤＩＲ方式）のガスセンサ用に用いられ、開発が進められている。 The above environmental gas strongly absorbs light of a wavelength of several μm (for example, in the case of CO ₂ , a wavelength of about 4.3 μm), a light source emitting light of this wavelength band, and light of this wavelength band A sensor that outputs a signal according to the intensity is required. LEDs that emit light in the middle to far infrared region are mainly used for gas sensors of non-dispersive infrared type (hereinafter, NDIR type) and are under development.

特表２００１−５０３８６５号公報Japanese Patent Publication No. 2001-503865

しかしながら、発光素子は、使用環境や経時変化により、その発光特性が変化する。具体的には、発光強度の変化や、発光波長の変化が挙げられる。上述した受光素子の出力に基づいて、発光素子から受光素子に至る間の空間状態（透過特性）を検知するような受発光装置の場合、発光素子の発光特性が変化すると、受光素子の出力から空間状態を正確に検知することができなくなってしまう。従って、ＮＤＩＲ方式のガスセンサの場合、光源の強度が変化すると、測定された気体の濃度の絶対値がずれるため、正確な濃度の測定ができなくなるという課題がある。 However, the light emitting characteristics of the light emitting element change with the use environment or the change with time. Specifically, changes in emission intensity and changes in emission wavelength can be mentioned. In the case of a light receiving / emitting device that detects the spatial state (transmission characteristic) from the light emitting element to the light receiving element based on the output of the light receiving element described above, when the light emission characteristic of the light emitting element changes, It will not be possible to accurately detect the space state. Therefore, in the case of the NDIR type gas sensor, there is a problem that when the intensity of the light source changes, the absolute value of the measured gas concentration deviates, so that the concentration can not be measured accurately.

このような発光特性の変化を低減する方法としては、発光素子から出射された光をモニタリング用の受光素子で検知し、このモニタリング用の受光素子の出力に基づいて発光素子の発光特性の変化をモニタリングし、発光素子の動作を制御したり、状態検出用の受光素子の出力を補償したりする方法が挙げられる。しかし、モニタリング用の受光素子に到達する光も、状態検出用の受光素子に到達する光と同様に、上記空間において減衰等の影響を受けるため、この空間の状態が変化すると正確にモニタリングできなくなる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ガス濃度の測定における光源の劣化の影響を高精度に補正することを可能としたガスセンサを提供することにある。 As a method of reducing such a change in light emission characteristic, the light emitted from the light emitting element is detected by a light receiving element for monitoring, and the change in light emission characteristic of the light emitting element is detected based on the output of the light receiving element for monitoring. There are methods of monitoring, controlling the operation of the light emitting element, and compensating the output of the light receiving element for detecting the state. However, the light reaching the light receiving element for monitoring is also affected by the attenuation and the like in the above space, similarly to the light reaching the light receiving element for state detection, and therefore, when the state of this space changes, it becomes impossible to accurately monitor .
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a gas sensor capable of correcting the influence of deterioration of a light source in measurement of gas concentration with high accuracy. is there.

本発明者は上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、以下に示すガスセンサを想到するに至った。
本発明の第１の態様は、測定対象ガスが導入されるガスセルと、第１主面と該第１主面と対向する第２主面とを有し、前記第１主面上に第１発光部と第１センサ部とが設けられた第１基板と、第１主面と該第１主面と対向する第２主面とを有し、前記第１主面上に第２発光部と第２センサ部とが設けられた第２基板と、前記第１発光部を駆動する第１駆動部と、前記第２発光部を駆動する第２駆動部と、前記第１駆動部及び前記第２駆動部が、前記第１発光部及び前記第２発光部を駆動するタイミングを制御する駆動制御部と、前記第１発光部及び／又は前記第２発光部の温度を測定し、温度情報として出力する温度測定部と、ガス濃度を算出するための第１パラメータを記憶する第１記憶部と、前記第１発光部が発光したときに、前記第１センサ部及び前記第２センサ部からそれぞれ出力される第１ａセンサ信号と第２ａセンサ信号と、前記温度測定部から出力される第１温度情報と、前記第１パラメータと、から第１のガス濃度を算出する第１濃度演算部と、ガス濃度を算出するための第２パラメータを記憶する第２記憶部と、前記第２発光部が発光したときに、前記第１センサ部及び前記第２センサ部からそれぞれ出力される第１ｂセンサ信号と第２ｂセンサ信号と、前記温度測定部から出力される第２温度情報と、前記第２パラメータと、から第２のガス濃度を算出する第２濃度演算部と、前記温度情報、前記第１ａセンサ信号、前記第２ａセンサ信号及び前記第２のガス濃度を記録する第３記憶部と、第１トリガ信号を出力する第１トリガ発生部と、前記第１トリガ信号が入力されたときに、前記第３記憶部に記憶された情報に基づき、前記第１パラメータを算出し、前記第１記憶部に記憶させるパラメータ算出部と、を備えるガスセンサである。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has conceived a gas sensor shown below.
A first aspect of the present invention has a gas cell into which a gas to be measured is introduced, a first major surface, and a second major surface opposite to the first major surface, and the first major surface is formed on the first major surface. A first substrate on which a light emitting unit and a first sensor unit are provided, a first main surface, and a second main surface opposite to the first main surface, and a second light emitting unit on the first main surface , A second drive unit for driving the first light emitting unit, a second drive unit for driving the second light emitting unit, the first drive unit, and A second drive unit controls a timing at which the first light emitting unit and the second light emitting unit are driven, a temperature of the first light emitting unit, and / or a temperature of the second light emitting unit is measured. A temperature measuring unit for outputting the first signal, a first storage unit for storing a first parameter for calculating the gas concentration, and the first light emitting unit when the first light emitting unit emits light; A first gas concentration from the first a sensor signal and the second a sensor signal respectively output from the sensor portion and the second sensor portion, the first temperature information output from the temperature measuring portion, and the first parameter The first sensor unit and the second sensor when the first light emitting unit emits light, and the first concentration calculating unit that calculates the second concentration, and the second storage unit that stores the second parameter for calculating the gas concentration. Second concentration calculation for calculating a second gas concentration from the first b sensor signal and the second b sensor signal respectively output from the second unit, the second temperature information output from the temperature measurement unit, and the second parameter A third storage unit that records the temperature information, the first a sensor signal, the second a sensor signal, and the second gas concentration; a first trigger generation unit that outputs a first trigger signal; 1 trigger signal When entered, based on the third information stored in the storage unit, it calculates the first parameter, and the parameter calculation unit to be stored in the first storage unit, a gas sensor comprising a.

本発明によれば、ガス濃度の測定における光源の劣化の影響を高精度に補正することを可能としたガスセンサを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a gas sensor capable of correcting with high accuracy the influence of the deterioration of the light source in the measurement of the gas concentration.

本発明に係るガスセンサの実施形態１を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating Embodiment 1 of the gas sensor which concerns on this invention. 本発明に係るガスセンサの実施形態２を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating Embodiment 2 of the gas sensor which concerns on this invention. 第１記憶部に記憶されたパラメータの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the parameter memorize | stored in the 1st memory | storage part. （ａ），（ｂ）は、第３記憶部に記憶される補正パラメータの算出方法を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the calculation method of the correction parameter memorize | stored in a 3rd memory | storage part. 各実施形態の具体的な構造である実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the Example which is a concrete structure of each embodiment.

以下、本発明を実施するための形態（以下、本実施形態という）について説明する。なお、以下の実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as the present embodiment) will be described. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. Moreover, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the invention.

＜全体構成＞
本実施形態に係るガスセンサは、測定対象ガスが導入されるガスセルと、第１主面とこの第１主面と対向する第２主面とを有し、第１主面上に第１発光部と第１センサ部とが設けられた第１基板と、第１主面と該第１主面と対向する第２主面とを有し、第１主面上に第２発光部と第２センサ部とが設けられた第２基板と、第１発光部を駆動する第１駆動部と、第２発光部を駆動する第２駆動部と、第１駆動部及び第２駆動部が、第１発光部及び第２発光部を駆動するタイミングを制御する駆動制御部と、第１発光部及び／又は第２発光部の温度を測定し、温度情報として出力する温度測定部と、ガス濃度を算出するための第１パラメータを記憶する第１記憶部と、第１発光部が発光したときに、第１センサ部及び第２センサ部からそれぞれ出力される信号Ｓ１Ａと信号Ｓ２Ａと、温度測定部から出力される第１温度情報と、第１パラメータと、から第１のガス濃度を算出する第１濃度算出部と、ガス濃度を算出するための第２パラメータを記憶する第２記憶部と、第２発光部が発光したときに、第１センサ部及び第２センサ部からそれぞれ出力される信号Ｓ１Ｂと信号Ｓ２Ｂと、温度測定部から出力される第２温度情報と、第２パラメータと、から第２のガス濃度を算出する第２濃度算出部と、温度情報、信号Ｓ１Ａ、信号Ｓ２Ａ及び第２のガス濃度を記録する第３記憶部と、第１トリガ信号を出力する第１トリガ発生部と、第１トリガ信号が入力されたときに、第３記憶部に記憶された情報に基づき、第１パラメータを算出し、第１記憶部に記憶させるパラメータ算出部と、を備えるガスセンサである。 <Overall configuration>
The gas sensor according to the present embodiment includes a gas cell into which a gas to be measured is introduced, a first main surface, and a second main surface facing the first main surface, and a first light emitting unit on the first main surface And a first main surface provided with the first sensor portion, and a second main surface facing the first main surface and the first main surface, and a second light emitting portion and a second light emitting portion on the first main surface. A second substrate provided with a sensor unit, a first driving unit for driving the first light emitting unit, a second driving unit for driving the second light emitting unit, a first driving unit and a second driving unit 1) a drive control unit that controls the timing at which the first light emitting unit and the second light emitting unit are driven; a temperature measuring unit that measures the temperature of the first light emitting unit and / or the second light emitting unit; A first storage unit for storing a first parameter to be calculated, and a light emission from the first light emitting unit are respectively output from the first sensor unit and the second sensor unit. A first concentration calculation unit for calculating a first gas concentration from the signals S1A and S2A, the first temperature information output from the temperature measurement unit, and the first parameter; and for calculating the gas concentration The second storage unit for storing the second parameter, and the signals S1B and S2B output from the first sensor unit and the second sensor unit when the second light emitting unit emits light, and are output from the temperature measuring unit A second concentration calculation unit that calculates a second gas concentration from the second temperature information and the second parameter; a third storage unit that records the temperature information, the signal S1A, the signal S2A, and the second gas concentration; A first trigger generation unit that outputs a first trigger signal, and a first trigger signal calculated, based on the information stored in the third storage unit when the first trigger signal is input, are stored in the first storage unit. Parameter calculation unit A gas sensor that.

＜第１基板＞
本実施形態に係るガスセンサにおいて、第１基板は、第１主面上に第１発光部と第１センサ部が形成されている。第１基板の材料は特に制限されない。例えば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、サファイヤ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、Ｇｅ等が挙げられるがこの限りではなく、使用する波長帯に応じて選択すればよい。半絶縁性基板が使用可能であり、大口径化が可能である観点から、ＧａＡｓ基板は特に好ましい。また測定感度向上の観点から、第１基板の材料は、発光部から出力される光の透過性が高いものであることが好ましい。また、発光部の出力変動を高精度に補償する観点から、第１基板の材料は、第２主面において第１の光源から出力された光の一部を反射する材料であることが好ましい。
＜第２基板＞
第２基板は第１基板と同様の材料からなり、同様の構造を持つことが、生産性から考えても、温度補正性からみても好ましい場合はある。 <First board>
In the gas sensor according to the present embodiment, the first light emitting unit and the first sensor unit are formed on the first main surface of the first substrate. The material of the first substrate is not particularly limited. For example, Si, GaAs, sapphire, InP, InAs, Ge, etc. may be mentioned, but not limited to this, it may be selected according to the wavelength band to be used. A GaAs substrate is particularly preferred from the viewpoint that a semi-insulating substrate can be used and the diameter can be increased. Further, from the viewpoint of improving measurement sensitivity, it is preferable that the material of the first substrate has high transparency to light output from the light emitting unit. Further, from the viewpoint of compensating the output fluctuation of the light emitting unit with high accuracy, the material of the first substrate is preferably a material that reflects a part of the light output from the first light source on the second main surface.
<Second board>
The second substrate is made of the same material as the first substrate, and it may be preferable from the viewpoints of productivity and temperature correction in view of productivity.

＜第１駆動部＞
第１駆動部は第１光源を駆動する機能を持つ。具体的な例としてはＭＯＳのドライブトランジスターを用いたドライバ回路が挙げられる。具体的な駆動条件としては一定の電流で駆動する定電流駆動回路を利用しても良いし、一定の電圧で駆動する定電圧駆動回路を用いても良い。また、直流の駆動電流でも良いが、消費電力の観点から、パルス駆動で駆動をした方がコ生しい場合はある。特にナローギャップ半導体の積層膜からできた光源を駆動する場合、駆動時の発熱による輻射を抑えるため、パルス駆動で駆動した方が更に好ましい場合はある。パルス駆動の具体的なＤｕｔｙは５０％以下が好ましい。発熱と消費電力を抑えるため、Ｄｕｔｙを２５％、又は１０％以下にしても良いし、５％以下でも良い。この場合、後述する図２で示すように、駆動回路の同期信号を利用しながら、第１センサ部の出力信号を増幅しても良い。同期信号を使用した増幅方法の具体的な例としては、Ｌｏｃｋｉｎ−Ａｍｐ方式がある。Ｌｏｃｋｉｎ−Ａｍｐ方式を利用することで、高いＳ／Ｈ比が実現でき、高精度のガスセンサの実現ができる。 <First drive unit>
The first drive unit has a function of driving the first light source. A specific example is a driver circuit using a MOS drive transistor. As a specific drive condition, a constant current drive circuit driven by a constant current may be used, or a constant voltage drive circuit driven by a constant voltage may be used. Although a direct current drive current may be used, there are cases where it is more desirable to drive by pulse drive from the viewpoint of power consumption. In particular, when driving a light source made of a laminated film of narrow gap semiconductors, it may be more preferable to drive by pulse driving in order to suppress radiation due to heat generation at the time of driving. The specific duty of pulse drive is preferably 50% or less. In order to suppress heat generation and power consumption, Duty may be 25% or 10% or less, or 5% or less. In this case, as shown in FIG. 2 described later, the output signal of the first sensor unit may be amplified while utilizing the synchronization signal of the drive circuit. A specific example of an amplification method using a synchronization signal is the Lockin-Amp system. By using the Lockin-Amp system, a high S / H ratio can be realized, and a highly accurate gas sensor can be realized.

＜第２駆動部＞
第１駆動部と同様の構成であることが好ましい。製造バラつき（第１光源部・第２光源部の感度ばらつき、第１センサ部・第２センサ部発光特性ばらつき、光路の設置位置バラつき）がある場合、両側の光源の発光強度が等しくなるように、又は、センサ部の出力信号が等しくなるように駆動電流・及び駆動電圧の調整機能を有しても良い。 <Second drive unit>
It is preferable that it is the structure similar to a 1st drive part. If there are manufacturing variations (sensitivity variations of the first light source unit and the second light source unit, variations of the light emission characteristics of the first sensor unit and the second sensor unit, and variations of the installation position of the optical path), the light emission intensity of the light sources on both sides will be equal. Alternatively, it may have an adjustment function of drive current and drive voltage so that the output signals of the sensor unit become equal.

＜駆動制御部＞
駆動制御部は、測定要求指令を受けて、第１駆動部及び第２駆動部が、第１発光部及び第２発光部を駆動するタイミング及び、第１演算部と第２演算部の起動タイミングを制御する。
測定要求指令を受けたときに、第１演算部を起動し、第１光源が駆動されるように出力信号を第１駆動部へ出力する。また、別のタイミングで、第２演算部を起動し、第２光源が駆動されるように出力信号を第２駆動部へ出力する。第２駆動部が動作するタイミングは所望の測定要求指令が予め決められた所望の回数を超えたときに、設計されても良い。 <Drive control unit>
The drive control unit receives the measurement request command, and the first drive unit and the second drive unit drive the first light emitting unit and the second light emitting unit, and the start timing of the first operation unit and the second operation unit. Control.
When the measurement request command is received, the first operation unit is activated, and an output signal is output to the first drive unit so that the first light source is driven. Also, at another timing, the second operation unit is activated, and an output signal is output to the second drive unit so that the second light source is driven. The timing at which the second drive unit operates may be designed when the desired measurement request command exceeds a predetermined desired number of times.

第１光源が駆動される期間（又は回数）をＴ１、第２光源が駆動される期間をＴ２とした場合、Ｔ２＞Ｔ１にすることで、第２光源が劣化されず、定期的な校正（換算パラメーターの更新）用に利用することができ、本発明の効果が発揮できる。一般的には、Ｔ２＞（５×Ｔ１）が良い、Ｔ２＞（１０×Ｔ１）は更に良い、Ｔ２＞（１００×Ｔ１）は好ましい場合はある。
ここでは、第１光源が駆動される期間（又は回数）のＮ倍の周期で第２光源が動作すること説明したが、これには限らない。例えば、温度が大きく変化した時に、第１光源駆動から第２光源駆動へ切り替えても良い。この場合、広い温度範囲の情報を得ることができ、広い温度範囲仕様のガスセンサの場合に、測定精度の観点から、好ましい場合はある。 Assuming that the period (or the number of times) in which the first light source is driven is T1 and the period in which the second light source is driven is T2, the second light source is not degraded by setting T2> T1, and periodic calibration ( The present invention can be used for updating of conversion parameters, and the effects of the present invention can be exhibited. In general, T2> (5 × T1) may be good, T2> (10 × T1) may be even better, T2> (100 × T1) may be preferable.
Here, it has been described that the second light source operates with a cycle N times the period (or number of times) during which the first light source is driven, but this is not a limitation. For example, when the temperature largely changes, the drive from the first light source may be switched to the second light source drive. In this case, information in a wide temperature range can be obtained, and in the case of a gas sensor with a wide temperature range specification, it may be preferable from the viewpoint of measurement accuracy.

＜温度測定部＞
温度測定部は、第１光源及び第２光源の温度を測定する手段である。具体的な形態としては、光源付近に設置されたサーミスター又は熱電対が挙げられるし、半導体接合を利用した温度計でも良い。温度測定部は第１光源と第２光源の温度を正確に測定しなければならないため、第１光源及び第２光源に対して対称に設置されることが望ましい。そうすると、一つ素子で両方の光源の温度を正確に測定するこが可能となる。また、光源の内部抵抗又は接合にかかる順方向電圧を基に光源の温度を算出しても良い。こちらの方は部品が少なく済む、光源の芯の温度の算出が得られるので、好ましい場合がある。また、第１センサ部又は第２センサ部の内部抵抗を基に光源の温度を算出しても良い。こちらの方は部品が少なく済み、センサ部の内部抵抗は光源より高いため、高い分解能で温度測定ができる場合はるため、好ましい場合はある。 <Temperature measurement unit>
The temperature measurement unit is means for measuring the temperatures of the first light source and the second light source. A specific form may be a thermistor or a thermocouple installed near the light source, or a thermometer using a semiconductor junction. Since the temperature measuring unit must accurately measure the temperatures of the first light source and the second light source, it is desirable that the temperature measuring unit be installed symmetrically with respect to the first light source and the second light source. This makes it possible to accurately measure the temperatures of both light sources with one element. Also, the temperature of the light source may be calculated based on the internal resistance of the light source or the forward voltage applied to the junction. This method is preferable because it can calculate the temperature of the core of the light source, which requires less parts. Further, the temperature of the light source may be calculated based on the internal resistance of the first sensor unit or the second sensor unit. In this case, the number of parts is small, and the internal resistance of the sensor unit is higher than that of the light source, so it may be preferable because temperature measurement can be performed with high resolution.

＜第１記憶部＞
第１記憶部は、最新の換算パラメータ（後述のＢ_ｎｍパラメータ）を記憶する役割を持つ。具体的な形態としては、半導体メモリである、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＲｅａｄ−ｏｎｌｙ−ｍｅｍｏｒｙ）を利用しても良い。
＜第１濃度算出部＞
第１演算部は、第１記憶部に記憶されたパラメータと、瞬時の、第１センサ部の出力、第２センサ部の出力と温度測定部からの温度情報を基にガス濃度の算出を行う機能を持つ。
図３は、第１記憶部に記憶されたパラメータの例を示す図である。 <First storage unit>
The first storage unit has a role of storing the latest conversion parameter (B _nm parameter described later). As a specific form, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only-Memory), which is a semiconductor memory, may be used.
<First concentration calculator>
The first calculation unit calculates the gas concentration based on the parameter stored in the first storage unit, the instantaneous output of the first sensor unit, the output of the second sensor unit, and the temperature information from the temperature measurement unit. Has a function.
FIG. 3 is a diagram showing an example of parameters stored in the first storage unit.

＜算出方法の具体的な例＞
ガス濃度は式（１）から算出すことができる。
Ｃ＝Ａ_ｎＲ^ｎ＋・・・＋Ａ_１Ｒ＋Ａ_{０・・・}（１）
Ａｎ＝Ｂ_ｎ，ｍＴ^ｍ＋・・・＋Ｂ_ｎ，１Ｔ＋Ｂ_ｎ，０
・・・
Ａ_１＝Ｂ_１，ｍＴ^ｍ＋・・・＋Ｂ_１，１Ｔ＋Ｂ_１，０
Ａ_０＝Ｂ_０，ｍＴ^ｍ＋・・・＋Ｂ_０，１Ｔ＋Ｂ_{０，０・・・}（２） <Specific example of calculation method>
The gas concentration can be calculated from equation (1).
C = A _n R ⁿ + ... + A ₁ R + A _{0 ...} (1)
An = B _{n, m} T ^m + ... + B _{n, 1} T + B _{n, 0}
...
A ₁ = B _{1, m} T ^m + ... + B _{1, 1} T + B _{1, 0}
A ₀ = B _{0, m} T ^m + ... + B _{0, 1} T + B _{0, 0 ...} (2)

但し、Ｔは温度、Ａｎは式（２）で示す温度の係数、Ｂ_ｎｍは第１記憶部に記憶されている換算パラメータ、Ｒｎは第１センサ部と第２センサ部のそれぞれの出力信号の比から得られる数値である。
駆動された光源と同一基板上にあるセンサ部をリファレンスセンサとして、反対の基板にあるセンサ部をメインセンサにしても良い。その比を取ることで、温度特性が緩和され、高精度のガスセンサの実現ができる。この場合、第１光源が発光している際に、Ｒ＝（第２センサ部の出力／第１センサ部の出力）としても良く、第２光源が発光している際に、Ｒ＝（第１センサ部の出力／第２センサ部の出力）としても良い。 Where T is a temperature, An is a coefficient of the temperature shown in equation (2), B _nm is a conversion parameter stored in the first storage unit, and Rn is the output signal of each of the first sensor unit and the second sensor unit. It is a numerical value obtained from the ratio.
A sensor unit on the same substrate as the driven light source may be used as a reference sensor, and a sensor unit on the opposite substrate may be used as a main sensor. By taking the ratio, the temperature characteristic is relaxed, and a highly accurate gas sensor can be realized. In this case, R = (output of second sensor unit / output of first sensor unit) may be set when the first light source is emitting light, and R = (second output when the second light source is emitting light. The output of the one sensor unit / the output of the second sensor unit may be used.

＜第２記憶部＞
第２記憶部は、製造時（場合によって、製造出荷時）、第２駆動部が駆動されたときの初期の補正パラメータを記憶する役割を持つ。第２記憶部は第１記憶と同様に、ＥＥＰＲＯＭから形成されても良い。
＜第２濃度算出部＞
第２濃度演算部は、第２記憶部で記憶されたパラメータと、第２光源が駆動されたときに得られる第１センサ部と第２センサ部の出力及び、温度測定部から得られる温度情報を基に、ガス濃度の算出を行う役割を持つ。算出方法は第１濃度演算部と同様であり、省略する。 <Second storage unit>
The second storage unit has a role of storing an initial correction parameter when the second drive unit is driven at the time of manufacture (in some cases, at the time of manufacture and shipment). The second storage unit may be formed of an EEPROM as in the first storage.
<Second concentration calculator>
The second concentration calculation unit includes the parameter stored in the second storage unit, the outputs of the first sensor unit and the second sensor unit obtained when the second light source is driven, and the temperature information obtained from the temperature measurement unit. Plays a role in calculating the gas concentration based on The calculation method is the same as that of the first density calculation unit, and is omitted.

＜第３記憶部＞
第３記憶部は、第１センサ部の出力、第２センサ部の出力（場合によってはその比）及び、第２濃度演算部で演算された真の濃度値、及び温度測定部から出力される温度情報（図４（ａ），（ｂ）参照）を記録する役割を持つ。
図４（ａ），（ｂ）は、第３記憶部に記憶される補正パラメータの算出方法を示す図である。
これらの情報は同時に算出され、記録されるが、この過程は定期的、かつ、自動的に行われるため、図４（ａ）で示すように３次元のデータとなる。ここでは、温度情報をパラメータに整理した場合、図４（ｂ）で示すような関係が得られる。 <Third storage unit>
The third storage unit is output from the output of the first sensor unit, the output (in some cases, the ratio thereof) of the second sensor unit, the true concentration value calculated by the second concentration calculation unit, and the temperature measurement unit. It has a role of recording temperature information (see FIGS. 4A and 4B).
FIGS. 4A and 4B illustrate a method of calculating the correction parameter stored in the third storage unit.
These pieces of information are simultaneously calculated and recorded, but since this process is performed periodically and automatically, they become three-dimensional data as shown in FIG. 4 (a). Here, when the temperature information is organized into parameters, the relationship as shown in FIG. 4B can be obtained.

＜第１トリガ発生部＞
第１トリガ発生部は、パラメータ算出部が動作するように、トリガ信号を出力する役割を持つ。そのタイミングは任意のタイミングか、測定要求指令が所望の回数を超えたときにトリガ信号を発生するというタイミングのどちらでも良い。この場合、第１トリガ発生部に於いて、第１演算部の出力と第２演算部との差が所望の値を超えたときにトリガが発生するような動作をしても良い。この場合、第２センサ部の劣化は最も抑えられる場合であるため、望ましい。 <First trigger generation unit>
The first trigger generation unit has a role of outputting a trigger signal so that the parameter calculation unit operates. The timing may be any timing, or may be a timing of generating a trigger signal when the measurement request command exceeds a desired number of times. In this case, the first trigger generation unit may be operated to generate a trigger when the difference between the output of the first operation unit and the second operation unit exceeds a desired value. In this case, the deterioration of the second sensor unit is desirable because it is the case that can be minimized.

＜パラメータ算出部＞
パラメータ算出部は、第３記憶部で記憶された情報（図４（ｂ））を利用して、ｂ_ｎｍのパラメータを算出し、第１記憶部書き込みをする役割を持つ。この操作によって、濃度算出パラメータは更新され、第１光源の劣化によらず、常に正しい濃度換算を可能とする。 <Parameter calculation unit>
The parameter calculation unit has a role of calculating the parameter of b _nm using the information stored in the third storage unit (FIG. 4B), and writing in the first storage unit. By this operation, the concentration calculation parameter is updated, and always correct concentration conversion is possible regardless of the deterioration of the first light source.

＜第２トリガ発生部＞
第２トリガ発生部は、パラメータ算出部を起動させるためのトリガ信号を発生する役割を持つ。第２トリガ発生部は第１トリガ発生部と同様に、測定要求指令が所望の回数を超えたときにトリガ信号を発生するというタイミングのどちらでも良い。但し、第２トリガ発生部は第１トリガ発生部より少ない頻度でトリガ信号を発生するように設定されても良い。 <Second trigger generation unit>
The second trigger generation unit has a role of generating a trigger signal for activating the parameter calculation unit. Like the first trigger generation unit, the second trigger generation unit may be any of the timings of generating a trigger signal when the measurement request command exceeds a desired number of times. However, the second trigger generation unit may be set to generate the trigger signal less frequently than the first trigger generation unit.

＜第１増幅部＞
第１増幅部は、第１光源部からの同期信号と第１センサ部の出力信号を利用して、第１信号部の出力信号を増幅する。第１増幅部はＬｏｃｋｉｎ−Ａｍｐと同じように動作しても良い。この場合、第１駆動部からの同期信号と第１センサ部の出力信号をミックシングし、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路を通過させることで、同期信号と同じ周波数の成分のみを抽出することができる。例えば、第１駆動部の駆動タイミングを１ｋＨｚにした場合、１ｋＨｚの周波数に於ける信号成分のみ抽出することができる。
また、第１光源が駆動されたときのみ、第１センサ部の出力を積算し、所望の積算期間又は回数になったときに、積算結果を出力しても良い。
＜第２増幅部＞
第２増幅部は、第１増幅部と同様の構造と動作をするのでその説明を省略する。
次に、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。 <First amplification unit>
The first amplification unit amplifies the output signal of the first signal unit using the synchronization signal from the first light source unit and the output signal of the first sensor unit. The first amplification unit may operate in the same manner as Lockin-Amp. In this case, only the component of the same frequency as the synchronization signal can be extracted by mixing the synchronization signal from the first drive unit and the output signal of the first sensor unit and passing through a low pass filter (LPF) circuit. . For example, when the drive timing of the first drive unit is 1 kHz, only signal components at a frequency of 1 kHz can be extracted.
The output of the first sensor unit may be integrated only when the first light source is driven, and the integration result may be output when the desired integration period or number of times is reached.
<Second amplification unit>
The second amplification unit has the same structure and operation as the first amplification unit, and thus the description thereof will be omitted.
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施形態１]
図１は、本発明に係るガスセンサの実施形態１を説明するための構成図である。なお、本実施形態１はＣＯ_２ガスの濃度測定に応用できる。
本実施形態１のガスセンサ１００は、測定対象ガスが導入されるガスセル１１（導入口は図示せず、省略した）と、第１主面２１ａとこの第１主面２１ａと対向する第２主面２１ｂとを有し、第１主面２１ａ上に第１発光部４１と第１センサ部５１とが設けられた第１基板２１と、第１主面２２ａとこの第１主面２２ａと対向する第２主面２２ｂとを有し、第１主面２２ａ上に第２発光部４２と第２センサ部５２とが設けられた第２基板２２とを備えている。 Embodiment 1
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a first embodiment of a gas sensor according to the present invention. The first embodiment can be applied to measurement of the concentration of CO ₂ gas.
In the gas sensor 100 according to the first embodiment, the gas cell 11 (introduction port is not shown and omitted) into which the gas to be measured is introduced, the first main surface 21 a, and the second main surface facing the first main surface 21 a. 21b, and faces the first substrate 21 provided with the first light emitting unit 41 and the first sensor unit 51 on the first major surface 21a, the first major surface 22a, and the first major surface 22a The second substrate 22 is provided with the second main surface 22b, and the second light emitting unit 42 and the second sensor unit 52 are provided on the first main surface 22a.

また、第１発光部（第１光源）４１を駆動する第１駆動部３１と、第２発光部（第２光源）４２を駆動する第２駆動部３２とを備えている。
また、第１駆動部３１及び第２駆動部３２が、第１発光部４１及び第２発光部４２を駆動するタイミングを制御する駆動制御部１３と、第１発光部４１及び／又は第２発光部４２の温度を測定し、温度情報として出力する温度測定部１２とを備えている。
また、ガス濃度を算出するための第１パラメータを記憶する第１記憶部７１と、第１発光部４１が発光したときに、第１センサ部５１及び第２センサ部５２からそれぞれ出力される第１ａセンサ信号Ｓ１Ａと第２ａセンサ信号Ｓ２Ａと、温度測定部１２から出力される第１温度情報と、第１パラメータと、から第１のガス濃度を算出する第１濃度演算部６１を備えている。 In addition, a first drive unit 31 that drives a first light emitting unit (first light source) 41 and a second drive unit 32 that drives a second light emitting unit (second light source) 42 are provided.
In addition, the drive control unit 13 that controls the timing at which the first drive unit 31 and the second drive unit 32 drive the first light emission unit 41 and the second light emission unit 42, the first light emission unit 41 and / or the second light emission The temperature measurement unit 12 measures the temperature of the unit 42 and outputs it as temperature information.
Further, when the first storage unit 71 storing the first parameter for calculating the gas concentration and the first light emitting unit 41 emit light, the first sensor unit 51 and the second sensor unit 52 respectively output A first concentration calculation unit 61 is provided which calculates a first gas concentration from the 1a sensor signal S1A, the 2a sensor signal S2A, the first temperature information output from the temperature measurement unit 12, and the first parameter. .

また、ガス濃度を算出するための第２パラメータを記憶する第２記憶部７２と、第２発光部４２が発光したときに、第１センサ部５１及び第２センサ部５２からそれぞれ出力される第１ｂセンサ信号Ｓ１Ｂと第２ｂセンサ信号Ｓ２Ｂと、温度測定部１２から出力される第２温度情報と、第２パラメータと、から第２のガス濃度を算出する第２濃度演算部６２を備えている。
また、温度情報、第１ａセンサ信号Ｓ１Ａ、第２ａセンサ信号Ｓ２Ａ及び第２のガス濃度を記録する第３記憶部７３と、第１トリガ信号を出力する第１トリガ発生部８１と、第１トリガ信号が入力されたときに、第３記憶部７３に記憶された情報に基づき、第１パラメータを算出し、第１記憶部７１に記憶させるパラメータ算出部１４とを備えている。 In addition, when the second storage unit 72 storing the second parameter for calculating the gas concentration and the second light emitting unit 42 emit light, the first sensor unit 51 and the second sensor unit 52 respectively output A second concentration calculation unit 62 is provided which calculates a second gas concentration from the 1b sensor signal S1B and the 2b sensor signal S2B, the second temperature information output from the temperature measurement unit 12, and the second parameter. .
In addition, a third storage unit 73 that records temperature information, the 1a sensor signal S1A, the 2a sensor signal S2A, and the second gas concentration, a first trigger generation unit 81 that outputs a first trigger signal, and a first trigger. When a signal is input, the first parameter calculation unit 14 calculates the first parameter based on the information stored in the third storage unit 73, and stores the first parameter in the first storage unit 71.

また、第２発光部４２をある時間間隔で駆動させ、第１パラメータを定期的に校正する。また、第１トリガ発生部８１は、第１のガス濃度及び第２のガス濃度の差が所定の値より大きい場合に、第１トリガ信号が出力する。
また、第１トリガ発生部８１は、第１濃度演算部６１によるガス濃度の算出回数が所定の回数を超えたときに、第１トリガ信号を出力する。
また、予め定められた時間間隔をもって、第２トリガを出力する第２トリガ発生部８２をさらに備え、パラメータ算出部１４は、第２トリガ信号が入力されたときに、第３記憶部７３に記憶された情報に基づき、第１パラメータを算出し、第１記憶部７１に記憶させる。 In addition, the second light emitting unit 42 is driven at a certain time interval to periodically calibrate the first parameter. In addition, the first trigger generation unit 81 outputs the first trigger signal when the difference between the first gas concentration and the second gas concentration is larger than a predetermined value.
Further, the first trigger generation unit 81 outputs the first trigger signal when the number of times of calculation of the gas concentration by the first concentration calculation unit 61 exceeds a predetermined number.
The system further includes a second trigger generation unit 82 that outputs the second trigger at a predetermined time interval, and the parameter calculation unit 14 stores the second trigger signal in the third storage unit 73 when the second trigger signal is input. Based on the received information, the first parameter is calculated and stored in the first storage unit 71.

また、第３記憶部７３は、第２ａセンサ信号Ｓ２Ａ及び第１ａセンサ信号Ｓ１Ａの比であるセンサ信号比Ｓ２Ａ／Ｓ１Ａをさらに記憶する。場合によっては、Ｓ１ＡとＳ２Ａの替りに、Ｓ２Ａ／Ｓ１Ａの割り算結果を第３記憶部７３で記憶されても良い。そうすると、容量の小さい記憶装置を利用しても良くなるので、システムの簡易化の観点から見れば、好ましい場合はある。
また、第１発光部４１及び第２発光部４２は、同一構造及び同一発光特性を持ち、第１センサ部５１及び第２センサ部５２は、同一構造及び同一感度特性を持つ。 The third storage unit 73 further stores a sensor signal ratio S2A / S1A that is a ratio of the second a sensor signal S2A and the first a sensor signal S1A. In some cases, instead of S1A and S2A, the division result of S2A / S1A may be stored in the third storage unit 73. Then, a storage device with a small capacity may be used, which may be preferable from the viewpoint of system simplification.
In addition, the first light emitting unit 41 and the second light emitting unit 42 have the same structure and the same light emission characteristic, and the first sensor unit 51 and the second sensor unit 52 have the same structure and the same sensitivity characteristic.

［実施形態２］
図２は、本発明に係るガスセンサの実施形態２を説明するための構成図である。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
上述した実施形態１との構成上の相違は、第１駆動部３１からの同期信号に基づいて第１センサ部５１からのセンサ信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを増幅する第１増幅部９１を設けるとともに、第２駆動部３２からの同期信号に基づいて第２センサ部５２からのセンサ信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを増幅する第２増幅部９２を設けた点である。
第１基板２１と第２基板２２が隣り合って設置され、第１基板２１に第１光源４１及び第１センサ部５１が設けられ、第２基板２２上に、第２光源４２及び第２センサ部５２が設けられている。
第１センサ部５１と第２センサ部５２、第１光源４１と第２光源４２は、同一の構造を持っても良い。 Second Embodiment
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining a second embodiment of the gas sensor according to the present invention. The components having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The configurational difference from the first embodiment described above is that the first amplification unit 91 that amplifies the sensor signals S1A and S1B from the first sensor unit 51 based on the synchronization signal from the first drive unit 31 is provided. The second amplification unit 92 is provided to amplify the sensor signals S2A and S2B from the second sensor unit 52 based on the synchronization signal from the second drive unit 32.
The first substrate 21 and the second substrate 22 are disposed adjacent to each other, the first light source 41 and the first sensor unit 51 are provided on the first substrate 21, and the second light source 42 and the second sensor are provided on the second substrate 22. The part 52 is provided.
The first sensor unit 51 and the second sensor unit 52, and the first light source 41 and the second light source 42 may have the same structure.

ＧａＡｓ基板上に、ｎ型で厚み１μｍのＡｌＩｎＳｂ層、その上に、厚み２μｍのｉ型のＡｌＩｎＳｂ層、その上に、厚み０．０２μｍのＡｌＩｎＳｂバリ層、その上に厚み０．５μｍのｐ型ＡｌＩｎＳｂ層を設けた。この構造はＭＢＥ（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）法を利用して形成した。ｎ型ドーピングにはＳｎを利用し、ｐ型ドーピングにはＺｎを用いた。
その後、２回エッチング工程（１回目は最上層からｎ層の途中までエッチングし、２回目はＧａＡｓ基板までエッチングした）を利用して、多段の発光素子及び多段の受光部を形成してから、絶縁膜（Ｓｉ_３Ｎ_４）によるパシベーションを施し、ｎ層とｐ層とのコンタクト部用の穴を加工し、最後にＡｕを利用した配線層を形成した。 On a GaAs substrate, an n-type AlInSb layer of 1 μm thickness, an i-type AlInSb layer of 2 μm thickness, an AlInSb burr layer of 0.02 μm thickness, a p-type of 0.5 μm thickness thereon An AlInSb layer was provided. This structure was formed using MBE (Molecular Beam Epitaxy) method. Sn was used for n-type doping, and Zn was used for p-type doping.
After that, a multistage light emitting element and a multistage light receiving portion are formed using a second etching process (the first etching from the top layer to the middle of the n layer and the second etching to the GaAs substrate). Passivation with an insulating film (Si ₃ N ₄ ) was performed, holes for contact portions between the n layer and the p layer were processed, and finally, a wiring layer using Au was formed.

図５は、各実施形態の具体的な構造である実施例を示す構成図である。
信号処理部１０４は、ＳｉのＬＳＩ技術を利用して作成した信号処理ＩＣを示し、図１及び図２に示した各ブロック（第１基板２１、第２基板２２、ガスセル１１以外）を含んでいる。
また、第１光源４１、第２光源４２、第１センサ部５１、第２センサ部５２と信号処理ＩＣの間の接続はワイヤーボンディング技術を利用して行い（図示せず）、信号処理ＩＣと外部回路との接続（図示せず）はリードフレームの端子を介して行う。 FIG. 5: is a block diagram which shows the Example which is a concrete structure of each embodiment.
A signal processing unit 104 indicates a signal processing IC created using LSI technology of Si, and includes each block (other than the first substrate 21, the second substrate 22, and the gas cell 11) shown in FIGS. 1 and 2. There is.
Further, the connection between the first light source 41, the second light source 42, the first sensor unit 51, the second sensor unit 52 and the signal processing IC is performed using wire bonding technology (not shown), and Connections with external circuits (not shown) are made via the terminals of the lead frame.

また、更に、測定精度及びガス分離性を向上するため、中心波長４．３μｍ付近の光学フィルタ１０１を第１基板２１及び第２基板２２上に接着材１０２を利用して設けた。
また、第１基板２１の裏面と第２基板２２の裏面（第２主面）を剥き出しにしながら、信号処理ＩＣと一体化されるように、封止部１０３を利用して封止した。
更に、光路１０６は、凹面鏡の形状を持つガスセルで実現した。
駆動条件としては、電圧２Ｖ、１００ｍＡ、Ｄｕｔｙ５％、とし、第１増幅部９１と第２増幅部９２を第１駆動部３１と第２駆動部３２からの同期信号を利用した積分回路を用いた。 Furthermore, in order to improve the measurement accuracy and the gas separation, the optical filter 101 having a central wavelength of about 4.3 μm was provided on the first substrate 21 and the second substrate 22 using the adhesive 102.
Further, while exposing the back surface of the first substrate 21 and the back surface (second main surface) of the second substrate 22, sealing was performed using the sealing portion 103 so as to be integrated with the signal processing IC.
Furthermore, the optical path 106 was realized by a gas cell having the shape of a concave mirror.
The driving conditions are set to voltages 2 V, 100 mA, and Duty 5%, and the first amplification unit 91 and the second amplification unit 92 are integrated circuits using synchronization signals from the first drive unit 31 and the second drive unit 32. .

第１駆動部３１は常時第１光源４１を駆動し、第２駆動部３２は定期的（例えば、１回／１日）に第２光源４２を駆動するように信号処理部１０４内にある駆動制御部１３を制御する。
また、瞬時のＣＯ_２濃度が真のＣＯ_２濃度と比べて２０ｐｐｍを超えたときに、換算パラメータが再算出されるように設定した。
これにより、ランダムに温度、真のＣＯ_２濃度、第１センサ部５１の出力、第２センサ部５２の出力情報が得られ、定期的に換算パラメータを更新しながら、劣化の影響を完全に保障することができた。 The first drive unit 31 constantly drives the first light source 41, and the second drive unit 32 drives the signal processing unit 104 to drive the second light source 42 periodically (for example, once per day). The controller 13 is controlled.
Also, the conversion parameter was set to be recalculated when the instantaneous CO ₂ concentration exceeded 20 ppm as compared to the true CO ₂ concentration.
As a result, the temperature, the true CO ₂ concentration, the output of the first sensor unit 51, and the output information of the second sensor unit 52 are obtained at random, and the influence of deterioration is completely guaranteed while periodically updating conversion parameters. We were able to.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の技術的範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることも可能であり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the technical scope as described in embodiment mentioned above. It is also possible to add various changes or improvements to the embodiment described above, and it is possible from the description of the claims that forms obtained by adding such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention. it is obvious.

１１ガスセル
１２温度測定部
１３駆動制御部
１４パラメータ算出部
２１第１基板
２２第２基板
２１ａ，２２ａ第１主面
２１ｂ，２２ｂ第２主面
３１第１駆動部
３２第２駆動部
４１第１発光部
４２第２発光部
５１第１センサ部
５２第２センサ部
６１第１濃度演算部
６２第２濃度演算部
７１第１記憶部
７２第２記憶部
７３第３記憶部
８１第１トリガ発生部
８２第２トリガ発生部
９１第１増幅部
９２第２増幅部
１００ガスセンサ 11 gas cell 12 temperature measurement unit 13 drive control unit 14 parameter calculation unit 21 first substrate 22 second substrate 21a, 22a first main surface 21b, 22b second main surface 31 first drive unit 32 second drive unit 41 first light emission Unit 42 Second light emitting unit 51 First sensor unit 52 Second sensor unit 61 First concentration calculating unit 62 Second concentration calculating unit 71 First storage unit 72 Second storage unit 73 Third storage unit 81 First trigger generation unit 82 Second trigger generation unit 91 First amplification unit 92 Second amplification unit 100 Gas sensor

Claims

A gas cell into which a gas to be measured is introduced;
A first substrate having a first main surface and a second main surface opposed to the first main surface, wherein a first light emitting unit and a first sensor unit are provided on the first main surface;
A second substrate having a first main surface and a second main surface facing the first main surface, and a second light emitting unit and a second sensor unit provided on the first main surface;
A first drive unit for driving the first light emitting unit;
A second drive unit for driving the second light emitting unit;
A drive control unit configured to control timing at which the first drive unit and the second drive unit drive the first light emitting unit and the second light emitting unit;
A temperature measurement unit that measures the temperature of the first light emitting unit and / or the second light emitting unit and outputs it as temperature information;
A first storage unit that stores a first parameter for calculating a gas concentration;
When the first light emitting unit emits light, the first a sensor signal and the second a sensor signal output from the first sensor unit and the second sensor unit, and the first temperature information output from the temperature measuring unit And a first concentration calculator configured to calculate a first gas concentration from the first parameter.
A second storage unit storing a second parameter for calculating the gas concentration;
When the second light emitting unit emits light, the first sensor signal and the second b sensor signal output from the first sensor unit and the second sensor unit, and the second temperature information output from the temperature measuring unit And a second concentration calculation unit that calculates a second gas concentration from the second parameter;
A third storage unit configured to record the temperature information, the first a sensor signal, the second a sensor signal, and the second gas concentration;
A first trigger generation unit that outputs a first trigger signal;
A parameter calculation unit that calculates the first parameter based on the information stored in the third storage unit when the first trigger signal is input, and stores the first parameter in the first storage unit;
Gas sensor equipped with

The gas sensor according to claim 1, wherein the second light emitting unit is driven at a certain time interval, and the first parameter is periodically calibrated.

The gas sensor according to claim 1, wherein the first trigger generation unit outputs the first trigger signal when a difference between the first gas concentration and the second gas concentration is larger than a predetermined value.

The gas sensor according to claim 1, wherein the first trigger generation unit outputs the first trigger signal when the number of times of calculation of the gas concentration by the first concentration calculation unit exceeds a predetermined number.

The device further comprises a second trigger generation unit that outputs a second trigger at a predetermined time interval,
The parameter calculation unit calculates the first parameter based on the information stored in the third storage unit when the second trigger signal is input, and stores the first parameter in the first storage unit. The gas sensor according to any one of claims 1 to 4.

The gas sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the third storage unit further stores a sensor signal ratio that is a ratio of the second a sensor signal and the first a sensor signal.

The first light emitting unit and the second light emitting unit have the same structure and the same light emission characteristic,
The gas sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the first sensor unit and the second sensor unit have the same structure and the same sensitivity characteristic.