JPH02118442A

JPH02118442A - ガスセンサ装置

Info

Publication number: JPH02118442A
Application number: JP27271388A
Authority: JP
Inventors: Koki Shigemi; 重見　弘毅; Masao Tsunekawa; 恒川　正雄; Nobuaki Nagao; 信明長尾
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1990-05-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はガスセンサ装置に係り、特に計測用ガスセンサ
とは別に、正確に校正されたガスセンサを用いて装置の
計測補正を行なうようにしたガスセンサ装置に関する。

［従来の技術］ガスセンサには様々な方式のものが存在し、それらの殆
どは、ガス検知特性の経時的な変化に対する定期的な校
正を必要としている。この校正では、従来、定期的に作
業員が標準ガスをセンサに対して供給し、人手により０
点やゲインの調整を行なうようにしている。

［発明が解決しようとする課題］従来のガスセンサ装置ではこの校正の際に一部サンプリ
ングを中止して標準ガスを用いて作業員の手作業で０点
（オフセット）やゲインの調整を行なうため、手間がか
かる。特に、−度に多数のセンサを調整する場合には、
校正作業に要する時間は極めて長いものとなる。また、
計測系からセンナ（又は測定部）を取り外すか計測を中
断する形で校正を行なうため、連続した長期的計測がで
きない。

本発明は連続した長期的な被検気体の目的成分濃度の計
測を、校正のために中止することなく高精度に行なうこ
とが可能なガスセンサ装置を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］本発明のガスセンサは、被検気体中の目的成分濃度に応
じた信号を出力する計測用ガスセンサと、該計測用ガス
センサに被検気体を導くように設けられたガスサンプリ
ング管と、該センサの計測信号を処理し濃度信号を出力
する信号処理手段とを有するガスセンサ装置において、
該ガスサンプリング管に着脱可能に設けられており、被
検気体の目的成分濃度に応じた信号を出力する校正用ガ
スセンサを設け、校正用ガスセンサの信号に基いて該信
号処理手段を校正可能にしたことを特徴とする。

［作用コ本発明のガスセンサ装置では、サンプリング管により導
入した被検気体がセンサと接触することにより、例えば
センサのインピーダンスが変化する。このセンサ信号は
信号処理手段において、処理され濃度信号として出力さ
れる。

一般に、ガスセンサは長期的に連続使用されると検知特
性が経時的に徐々に変化するが、本発明における計測用
センサの変化した信号は信号処理手段で補正される。本
発明において計測信号の補正を行なうには、まず外部で
十分に校正された校正用ガスセンサをガスサンプリング
管に接続し、被検気体を校正ガスセンサと接触させる。

この校正用ガスセンサの出力信号は信号処理手段に入力
される。信号処理手段では、校正用ガスセンサからの信
号と計測用ガスセンサからの信号とを対比し、計測用ガ
スセンサの出力値を校正用ガスセンサ（十分に校正され
ており、その出力値は真値とみなし得る。）の出力値に
一致させるための処理を行なう。

［実施例］以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明のガスセンサ装置の構成図、第２図は
信号処理器の回路のブロック図である。

本実施例装置は計測部１、信号処理器２、校正ユニット
３よりなる構成であり、計測部１から出力した被検気体
の計測結果の信号を信号処理器２において濃度信号に変
換して出力する。この校正ユニット３は計測部１及び信
号処理器２に対して着脱自在に設けられている。

計測部１はサンプリング管４、計測用ガスセンサ５、吸
引ポンプ６を有している。被検気体はサンプリング管４
の先端の吸気ロアより吸入され、ダストフィルタ８を通
して脱塵処理された後、半導体ガスセンサよりなる計測
用ガスセンサ５と接触する。その後、サンプリングガス
吸着ユニット９を通して系外に放出される。計測用ガス
センサ５の出力は信号処理器２に出力される。

前記サンプリング管４の途中には分岐管１０が接続され
ており、この分岐管１０にはバルブ１１及びカップリン
グ１２が設けられている。

校正ユニット３は被検気体導入用の配管１３を有してお
り、この配管１３は前記カップリング１２に係合するカ
ップリング１４を備えている。

カップリング１２．１４は着脱自在であり、必要に応じ
校正ユニット３を計測部１に接続したり、取り外したり
できるよう構成されている。

配管１３の途中には弁１５、校正用ガスセンサ１６及び
ポンプ１７が設けられており、ポンプ１７の吐出側はガ
ス吸着ユニット１８に接続されている。弁１５及びセン
サ１６を迂回するようにバイパス管１９が設けられてお
り、該バイパス管１９には弁２０が設置されている。こ
の校正ユニット１６の検出信号は信号調整器２１にて増
幅及びオフセット調整された後、前記信号処理器２に出
力されている。

信号処理器２においては、計測用ガスセンサ５からの信
号は、信号調整器２２の増幅部２２ａにより設定ゲイン
（ａ）で増幅され、オフセット部２２ｂにより設定オフ
セット（ｂ）で補正され、演算ユニット２４に出力され
る。演算ユニット２４に入力された信号は、Ａ／Ｄ変換
部２５にてディジタル信号に変換される。次いで演算部
２６にて演算された後、濃度信号出力部２７から濃度信
号として出力される。なお、表示部２８により表示する
ように構成しても良い。

校正ユニット３の信号調整器２１からの信号はＡ、　／
　Ｄ変換器２９を経て演算部２６に入力される。演算部
２６は、Ｄ／Ａ変換器３０．３１を介して前記増幅部２
２ａ及びオフセット部２２ｂに制御信号を出力している
。

このように構成されたガスセンサ装置において、通常の
状態にあっては計測用ガスセンサ５の信号が信号処理器
２に入力され、濃度信号が出力される゛か、又は濃度表
示される。

ガスセンサを校正するには、まず弁１１．２０を開くと
共にポンプ１７を作動させ、被検気体をバイパス管１９
に流す。次に、弁２０を閉、弁１５を開とし、被検気体
を校正用センサ１６と接触させる。このセンサ１６の信
号は信号処理器２の演算部２６に入力される。演算部２
６では計測用センサ５からの計測系信号とセンサ１６か
らの校正系信号とを対比し、計測系信号が校正系信号と
一致するように増幅部２２ａ及びオフセット部２２ｂに
制御信号を出力し、ゲイン及びオフセットの調整を行な
う。なお、この校正の作動中、センサ５及びポンプ６は
通常通り作動し、計測が続行される。また、校正の開始
に際し、まずバイパス管１９に被検気体を流すのは、弁
１５よりも上流側の導管１３内などに付着していたダス
ト分がセンサ１６と接触するのを防止するためである。

次に、上記装置において校正を行なう場合の上記増幅部
２２ａのゲイン値及びオフセット部２２ｂのオフセット
値の補正のための演算例を説明する。このセンサ５．１
６は同一のものであり、通常のガスセンサの通性として
、共に計測対象濃度範囲においてガス濃度Ｃに対して実
質的に線形の出力特性を有している。そして、十分に校
正されたセンサ１６及び信号調整器２１は濃度ＣＩのガ
スに対しＹｌの出力を行ない、濃度Ｃ２のガスに対しＹ
２の出力を行なうものとする。

一方、経時的に出力特性が変化したセンサ５は、濃度Ｃ
Ｉのガスに対しｙＩの出力を行ない、濃度Ｃ２のガスに
対し、ｙ２の出力を行なうものとする。

この場合、信号調整器２１．２２同志の出力が同一とな
るように増幅部２２ａ及びオフセット部２２ｂのゲイン
値、オフセット値を調整する。即ち、校正前の信号調整
器２２ではゲイン値ａ５、オフセット値ｂ５であったと
きに、このゲイン値をａ、オフセット値をｂに変えるこ
とにより信号調整器２１．２２同志の出力が同一となる
ようにする。

上記定義より、校正前のゲイン値ａ５、オフセット値ｂ
５に対し、ｙＩ＝ａ５　・ＣＩ＋ｂ５　　　　　…■ｙ２＝ａｓ　
　・Ｃ２＋ｂ５　　　　　−・−Ｏである。また、校正
後のゲイン値ａ１オフセット値すに対しては次の通りと
なる。

Ｙ　重　　＝ａ−Ｃ＋＋ｂ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　・・・　■Ｙ２　＝ａ　−Ｃ２＋ｂ　
　　　　　　・・・■これらの式■〜■からＣ１、Ｃ２
を消去し、ａ、ｂについて解くと、ａ＝ａｓ　　・　（Ｙｌ　−Ｙ２　）／　（ｙＩ−ｙ２
）・・・■ ｂ＝（Ｙｌ　　−α・Ｙ　２　　）　／　（１−α）・
・・■ ただし、α＝　（ｙＩ−ｂ、）／（３／２−ｂ５）が得
られる。ここで、３’＋＋　ｙ２．Ｙｌ、Ｙ２は実測値
であり、ａ５．ｂ５はそれまでのゲイン値及びオフセッ
ト値であっていずれも既知の値である。従って、新しい
ゲイン値ａ及びオフセット値すを前記■、０式に基いて
算出できる。

前記演算器１３は、この算出値となるように制御信号を
増幅部２２ａとオフセット部２２ｂに与え、これによフ
てセンサ５の検出値が真値を示すように処理される。な
お、この一連の校正は、センサ５の作動を継続させたま
ま行なわれ得るものである。従って、計測作動を中断す
ることなく検出値の校正を行なえる。

［効果］以上詳述した通り、本発明の自動校正システムを有する
ガスセンサ装置を用いれば、連続する計測を中断するこ
となく校正を行なうことができ、長時間の計測でも著し
く容易に高精度な濃度信号を得ることが可能である。

更に、校正作業などが行なえないような現場に据え付け
られた装置本体の場合、他の場所で十分に校正させた校
正ユニットを本体に接続するだけで、校正が可能であり
極めて便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガスセンサ装置の実施例を示す構成図
、第２図は回路のブロック図である。１・・・計測部、２・・・信号処理器、３・・・校正ユニット、４・・・ガスサンプリング管、５・・・計測用ガスセンサ、１６・・・校正用センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

被検気体中の目的成分濃度に応じた信号を出力する計測
用ガスセンサと、該計測用ガスセンサに被検気体を導く
ように設けられたガスサンプリング管と、該センサの計
測信号を処理し濃度信号を出力する信号処理手段とを有
するガスセンサ装置において、該ガスサンプリング管に
着脱可能に設けられており、被検気体の目的成分濃度に
応じた信号を出力する校正用ガスセンサを設け、校正用
ガスセンサの信号に基いて該信号処理手段を校正可能に
したことを特徴とするガスセンサ装置。