JPH05209858A - Method for estimating service life of gas analyzer - Google Patents
Method for estimating service life of gas analyzerInfo
- Publication number
- JPH05209858A JPH05209858A JP3012923A JP1292391A JPH05209858A JP H05209858 A JPH05209858 A JP H05209858A JP 3012923 A JP3012923 A JP 3012923A JP 1292391 A JP1292391 A JP 1292391A JP H05209858 A JPH05209858 A JP H05209858A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- life
- gas analyzer
- function
- judgment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【技術分野】本発明は、ガス分析計の寿命予測方法に係
り、特にガス分析計を構成するセンサ個体の経時的劣化
特性を考慮することにより、その残存寿命を予測する方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of predicting the life of a gas analyzer, and more particularly to a method of predicting the remaining life of a gas analyzer by considering the characteristics of deterioration over time of the individual sensors.
【０００２】[0002]
【背景技術】従来から、固体電解質体と少なくとも一対
の電極とから成る電気化学的セルを有するセンサを用い
て構成された、所定ガス成分を検出するガス分析計が知
られており、例えばジルコニア等の酸素イオン伝導性の
固体電解質体とこの固体電解質体に接して設けられた多
孔質白金電極の如き電極の少なくとも一対とを含んで構
成される電気化学的セルを有する酸素センサが、工業炉
における炉気特性の測定や内燃機関における排ガス成分
及び濃度の測定などに、好適に用いられてきている。BACKGROUND ART A gas analyzer for detecting a predetermined gas component, which is constituted by using a sensor having an electrochemical cell composed of a solid electrolyte body and at least a pair of electrodes, has been known in the past, for example, zirconia or the like. In an industrial furnace, there is provided an oxygen sensor having an electrochemical cell including an oxygen ion conductive solid electrolyte body and at least a pair of electrodes such as a porous platinum electrode provided in contact with the solid electrolyte body. It has been suitably used for measurement of furnace characteristics and measurement of exhaust gas components and concentrations in internal combustion engines.
【０００３】ところで、このようなガス分析計にあって
は、センサ電極の劣化や電極表面へのすす等の付着等に
起因して、その出力特性が経時的に変化することが避け
られないことから、一般に、各種の出力補償回路等によ
り出力補正が施されるようになっているが、そのような
出力補正で対処しきれなくなった場合には使用不可能と
なって、センサが寿命に達する。By the way, in such a gas analyzer, it is unavoidable that its output characteristics change with time due to deterioration of the sensor electrode, adhesion of soot, etc. to the electrode surface. Therefore, in general, output correction is performed by various output compensation circuits etc., but if it cannot handle such output correction, it becomes unusable and the sensor reaches the end of its life. ..
【０００４】しかしながら、従来のガス分析計では、そ
の使用時にセンサの劣化具合を知ることが出来ず、出力
補正で対処しきれなくなった時に、初めて、センサが寿
命に達していることが明らかになるに過ぎなかった。そ
のために、センサの劣化具合に応じて、予め交換品を準
備しておくことが難しく、保守の点で大きな問題があっ
たのであり、最悪の場合には測定の長期中断を余儀なく
される恐れもあったのである。However, in the conventional gas analyzer, it is not possible to know the degree of deterioration of the sensor when it is used, and it becomes clear that the sensor has reached the end of its life only when the output correction cannot cope with it. It was nothing more than Therefore, it is difficult to prepare replacement parts in advance according to the deterioration of the sensor, and there is a big problem in terms of maintenance, and in the worst case, there is a risk that long-term interruption of measurement will be forced. There was.
【０００５】そこで、このような問題に鑑み、実公平１
−１４９１６号公報には、センサの出力信号の変化を監
視し、かかる出力信号が、予め設定された寿命予告値に
達した際に、寿命が近いことを表示するようにしたガス
分析計が提案されている。In view of these problems, the fairness 1
No. 14916 discloses a gas analyzer that monitors changes in the output signal of a sensor and, when the output signal reaches a preset life advance warning value, displays that the life is near. Has been done.
【０００６】ところが、本発明者が詳細に検討したとこ
ろ、同一条件で量産されるセンサにあっても、劣化に伴
う出力特性の経時的な変化形態乃至は変化速度が、セン
サ個体間で大きく異なり、そのために、かかる公報に開
示されている如く、単に出力信号が予め設定された寿命
予告値に達したことのみをもって、その時点で、センサ
寿命が近いことを予測することは、極めて困難で、実用
上に問題となる程の大きな誤差が避けられないことが明
らかとなったのである。However, as a result of a detailed study by the inventor of the present invention, even in the case of a sensor mass-produced under the same conditions, the time-dependent change form or change speed of the output characteristics due to deterioration greatly differs among the individual sensors. Therefore, as disclosed in this publication, it is extremely difficult to predict that the sensor life will be short at that time, only by the fact that the output signal has reached the preset life warning value, It became clear that a large error that would cause problems in practical use was inevitable.
【０００７】[0007]
【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、センサ個体の経時的劣化特性を考慮するこ
とにより、その残存寿命を、実用上に充分な精度をもっ
て予測することのできる、新規なガス分析計の寿命予測
方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the problem to be solved is to consider the deterioration characteristics of a sensor over time to determine its remaining life. The present invention is to provide a novel method for predicting the life of a gas analyzer, which is capable of predicting practically with sufficient accuracy.
【０００８】[0008]
【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明にあっては、固体電解質体と少なくとも一対の電極
とから成る電気化学的セルの少なくとも一つを有するセ
ンサを用い、所定ガス成分を検出するガス分析計におい
て、かかるセンサの寿命を予測する方法であって、
（ａ）前記ガス分析計における、前記センサの経時的な
劣化特性を含んだ判定信号を、適当な時間間隔をもって
取り出す工程と、（ｂ）かかる判定信号の数：Ｎが３以
上となったとき、該判定信号の経時的変化を近似的に示
す回帰関数を、１次〜（Ｎ−１）次の関数として、少な
くとも２つ以上求める工程と、（ｃ）それら各回帰関数
による理論値と実測値との誤差を算出し、かかる誤差が
最小となる回帰関数を、寿命判定関数として採用する工
程と、（ｄ）前記判定信号が、予め設定されたセンサ寿
命とみなされる判定値に達するまでの残存時間を、かか
る寿命判定関数により演算予測する工程とを、含むガス
分析計の寿命予測方法を、その特徴とするものである。In order to solve such a problem, according to the present invention, a sensor having at least one electrochemical cell including a solid electrolyte body and at least a pair of electrodes is used to detect a predetermined gas component. A method of predicting the life of such a sensor in a gas analyzer for detection, comprising:
(A) in the gas analyzer, a step of taking out judgment signals including deterioration characteristics of the sensor with time, at appropriate time intervals; and (b) when the number of the judgment signals: N is 3 or more. , A step of obtaining at least two or more regression functions that approximately indicate the change with time of the determination signal as a function of the first to (N-1) th order, and (c) theoretical values and actual measurements by the respective regression functions. A step of calculating an error from the value and adopting a regression function that minimizes the error as a life judging function; and (d) until the judgment signal reaches a judgment value which is regarded as a preset sensor life. A method of predicting the life of a gas analyzer, which comprises a step of calculating and predicting the remaining time by using such a life determining function.
【０００９】[0009]
【具体的構成】ところで、このような本発明手法が適用
されるのは、固体電解質体と少なくとも一対の電極とか
ら成る電気化学的セルの少なくとも一つを有するセンサ
を備えたガス分析計であり、具体的には、例えば酸素濃
淡電池方式の電気化学的セルからなるセンサを備え、被
測定ガス中の酸素分圧に応じた起電力を出力する酸素濃
度測定装置や、酸素濃淡電池方式の電気化学的セルと酸
素ポンプ方式の電気化学的セルとからなるセンサを備
え、被測定ガス中の酸素分圧に応じたポンプ電流値若し
くは被測定ガス中の未燃焼成分を燃焼させるに必要な酸
素量に応じたポンプ電流値を出力する酸素濃度測定装
置、或いはそのような酸素濃度測定装置を利用した内燃
機関における燃焼混合ガスの空燃比を計測する空燃比検
出装置や工業炉の炉気特性を測定する炉気測定装置など
である。なお、これら装置は公知の何れの構造のもので
あっても、何等差支えない。そして、このようなガス分
析計にあっては、電気化学的セルからなるセンサの経時
的な劣化が避けられないが、本発明によれば、劣化した
センサの残存寿命を予測することができるのである。SPECIFIC CONSTRUCTION By the way, such a method of the present invention is applied to a gas analyzer equipped with a sensor having at least one electrochemical cell composed of a solid electrolyte body and at least a pair of electrodes. Specifically, for example, an oxygen concentration measuring device equipped with a sensor composed of an oxygen concentration battery type electrochemical cell and outputting an electromotive force according to the partial pressure of oxygen in the gas to be measured, or an oxygen concentration battery type electrical device. Equipped with a sensor consisting of a chemical cell and an electrochemical cell of oxygen pump type, the pump current value according to the oxygen partial pressure in the measured gas or the amount of oxygen required to burn unburned components in the measured gas Oxygen concentration measuring device that outputs a pump current value according to, or an air-fuel ratio detecting device that measures the air-fuel ratio of a combustion mixed gas in an internal combustion engine using such an oxygen concentration measuring device or furnace gas of an industrial furnace And the like Loki measuring device for measuring the resistance. It should be noted that these devices may have any known structure without any problem. Then, in such a gas analyzer, deterioration of the sensor composed of the electrochemical cell over time cannot be avoided, but according to the present invention, the remaining life of the deteriorated sensor can be predicted. is there.
【００１０】そして、そのようなガス分析計におけるセ
ンサの残存寿命を、本発明手法に従って予測するに際し
ては、先ず、かかるガス分析計における判定信号を、適
当な時間間隔をもって取り出す。ここにおいて、かかる
判定信号としては、センサの経時的な劣化特性を含んだ
信号、換言すればセンサの劣化に伴って変化する信号で
あって、具体的には、上述の如き酸素濃度測定装置にお
ける電気化学的セルの起電力値（ＥＭＦ）やポンプ電流
値（Ｉｐ）、インピーダンス、応答時間、或いは空燃比
検出装置における電気化学的セルの出力値から算出され
る±Ｏ2 値やλ値、空燃比（Ａ／Ｆ）などが、何れも採
用され得る。尤も、ガス分析計にあっては、前述の如
く、一般に、センサの経時的な劣化を補償するための出
力補償回路を備えており、それらＥＭＦやＩｐ等のセン
サ出力値に対して、この出力補償回路によりセンサの劣
化に伴う出力補正が加えられるようになっていることか
ら、かかる判定信号としては、出力補正が加えられてい
ない状態の出力信号を採用する必要がある。When predicting the remaining life of the sensor in such a gas analyzer according to the method of the present invention, first, the determination signal in such a gas analyzer is taken out at an appropriate time interval. Here, the determination signal is a signal including deterioration characteristics of the sensor over time, in other words, a signal that changes with deterioration of the sensor, and specifically, in the oxygen concentration measuring device as described above. ± O 2 value, λ value, empty value calculated from the electromotive force value (EMF) of the electrochemical cell, pump current value (Ip), impedance, response time, or output value of the electrochemical cell in the air-fuel ratio detection device Any of the fuel ratio (A / F) and the like can be adopted. However, as described above, the gas analyzer is generally equipped with an output compensating circuit for compensating the deterioration of the sensor over time, and the output compensating circuit outputs the sensor output value such as EMF or Ip. Since the compensation circuit applies the output correction due to the deterioration of the sensor, it is necessary to adopt the output signal in the state where the output correction is not applied as the determination signal.
【００１１】次いで、この取り出した判定信号により、
かかる判定信号の経時的変化を近似的に表す回帰関数を
求める。即ち、ガス分析計に用いられている前述の如き
センサにあっては、同一条件で量産されたものでも、劣
化に伴う出力特性の経時的な変化形態乃至は変化速度
が、センサ個体間で大きく異なることが、本発明者によ
って明らかとされたのであり、かかる点に鑑み、本発明
では、センサ個体の経時的変化に応じた回帰関数を求め
ることとしたのである。なお、センサの経時的劣化特性
が、センサ個体間で大きく異なることを示す実測データ
の一つとして、酸素濃淡電池方式の電気化学的セル（セ
ンサセル）と酸素ポンプ方式の電気化学的セル（ポンプ
セル）とからなるダブルセルタイプの酸素センサを備え
た、三つの同一仕様の空燃比検出装置について、それぞ
れの劣化特性を、ポンプセルのインピーダンスの経時的
変化を一年間に亘って実測することにより、測定した結
果を、図１に示しておくこととする。かかる図１から
も、センサ個体間における経時的な劣化特性が、大幅に
異なることが容易に理解されるところである。Then, according to the extracted determination signal,
A regression function that approximately represents the change with time of the determination signal is obtained. That is, in the above-mentioned sensor used for the gas analyzer, even if the sensor is mass-produced under the same conditions, the time-dependent change form or change speed of the output characteristics due to deterioration is large between the individual sensors. It was clarified by the present inventor that they are different, and in view of this point, the present invention decides to obtain a regression function according to the temporal change of the sensor individual. In addition, as one of the actual measurement data showing that the deterioration characteristics of the sensor with time vary greatly among the individual sensors, an oxygen concentration battery type electrochemical cell (sensor cell) and an oxygen pump type electrochemical cell (pump cell) are used. With respect to three air-fuel ratio detection devices with the same specifications, which are equipped with a double-cell type oxygen sensor consisting of, the respective deterioration characteristics were measured by measuring the change over time of the impedance of the pump cell over a year. The results are shown in FIG. From FIG. 1 as well, it is easily understood that the deterioration characteristics over time among the individual sensors are significantly different.
【００１２】また、そこにおいて、本発明では、前記ガ
ス分析計から取り出された判定信号の経時的変化を表す
回帰関数を、かかる判定信号の数：Ｎが３以上となった
ときに、１次〜（Ｎ−１）次の関数として求めることに
より、少なくとも２つ以上求める。ところで、このよう
な回帰関数は、電子計算機を用いることによって容易に
且つ迅速に求めることが可能であり、特に高次回帰関数
となる場合には、マトリックス計算を採用することによ
って、容易に求めることが出来る。In the present invention, the regression function representing the change with time of the judgment signal extracted from the gas analyzer is calculated by using a linear function when the number of judgment signals: N is 3 or more. ~ (N-1) At least two or more are obtained by obtaining as the following function. By the way, such a regression function can be easily and quickly obtained by using an electronic computer, and particularly when it becomes a higher-order regression function, it can be easily obtained by adopting a matrix calculation. Can be done.
【００１３】そして、このようにして求めた、前記ガス
分析計から取り出された判定信号の経時的変化を表す複
数の回帰関数について、それぞれ、各回帰関数によって
理論的（数学的）に算出された値と、ガス分析計におい
て実測された値との差を算出する。即ち、それによって
各回帰関数における誤差が求められることとなるのであ
り、従ってかかる誤差を基準に判断することにより、前
述の如くして求められた複数の回帰関数の中から、セン
サ個体の経時変化を最も有効に近似し得る回帰関数を容
易に選出することができるのである。A plurality of regression functions, which are obtained as described above, and which represent the change with time of the determination signal extracted from the gas analyzer, are theoretically (mathematically) calculated by the respective regression functions. The difference between the value and the value actually measured by the gas analyzer is calculated. That is, the error in each regression function is obtained by that. Therefore, by making a judgment based on such an error, the change over time of the sensor individual among the plurality of regression functions obtained as described above is obtained. It is possible to easily select a regression function that can most effectively approximate.
【００１４】そうして、このようにして選出された一つ
の回帰関数は、ガス分析計において実際に使用している
センサ個体の劣化に伴う特性変化を極めて有効に示し、
且つ充分な信頼性をもって予測し得るものとみなすこと
ができるのであり、従ってかかる回帰関数を、寿命判定
関数として採用することにより、この寿命判定関数に基
づいて、センサが寿命に達するまでの時間、即ちセンサ
の残存寿命を有利に求めることが可能となるのである。
即ち、センサが寿命に達した場合には、センサの劣化に
伴って経時的に変化する前記判定信号も或る一定の値に
達するものと考えられるところから、センサを寿命とみ
なし得る点を、かかる判定信号の値によって定めること
が可能であり、従って、このセンサを寿命とみなし得る
判定信号値（以下、判定値という）を予め適当な値に設
定しておき、現在のセンサにおいて得られた判定信号値
がこの判定値に達する迄の時間を、前記寿命判定関数を
用いて算出することにより、センサの残存寿命を演算予
測することができるのである。In this way, one regression function selected in this manner extremely effectively shows the characteristic change due to the deterioration of the sensor individual actually used in the gas analyzer,
And it can be considered that it can be predicted with sufficient reliability, therefore, by adopting such a regression function as a life determination function, the time until the sensor reaches the life, based on this life determination function, That is, the remaining life of the sensor can be advantageously obtained.
That is, when the sensor reaches the end of its life, the judgment signal that changes with time due to deterioration of the sensor is also considered to reach a certain value. It is possible to determine by the value of such a judgment signal. Therefore, the judgment signal value (hereinafter, referred to as a judgment value) which can be regarded as the life of this sensor is set to an appropriate value in advance, and it is obtained by the current sensor. The remaining life of the sensor can be calculated and predicted by calculating the time until the judgment signal value reaches this judgment value using the life judgment function.
【００１５】なお、このようにセンサの残存寿命を演算
するに際して、寿命判定関数が低次である場合には、か
かる寿命判定関数に対して判定値を直接代入することに
より、センサの残存寿命を容易に算出することができる
が、寿命判定関数が高次となると、そのような直接代入
法では演算が極めて困難となる。そこで、寿命判定関数
が高次である場合、例えば４次以上の場合には、ニュー
トン近似法（ニュートン−ラフソン法）等が、好適に採
用されることとなり、それによってセンサの残存寿命を
容易に且つ迅速に算出することができる。When the remaining life of the sensor is calculated as described above, if the life determining function is of a lower order, the remaining life of the sensor can be calculated by directly substituting the determination value into the life determining function. Although it can be calculated easily, if the life judgment function is of higher order, such a direct substitution method makes the calculation extremely difficult. Therefore, when the life determination function is of a high order, for example, a fourth order or higher, the Newton approximation method (Newton-Raphson method) or the like is preferably adopted, thereby facilitating the remaining life of the sensor. And it can be calculated quickly.
【００１６】すなわち、上述の如き本発明手法によれ
ば、センサ個体について、その劣化に伴う特性変化を経
時的にとらえて、その履歴を最も近似的に示す回帰関数
を求めることができるのであり、それ故、このようにし
て得られた回帰関数を寿命判定関数として採用すること
により、かかるセンサの将来における劣化に伴う特性変
化を、充分な信頼性をもって有利に予測することができ
るのである。That is, according to the method of the present invention as described above, it is possible to obtain a regression function that most approximates the history of a sensor individual by capturing the characteristic change associated with its deterioration over time. Therefore, by adopting the regression function obtained in this way as the life determining function, it is possible to advantageously predict with sufficient reliability a characteristic change due to future deterioration of the sensor.
【００１７】従って、このようにして得られた寿命判定
関数を用いて、センサの将来における特性変化の予測結
果から、該センサの残存寿命を算出することにより、各
センサ個体の特性を考慮しつつ、その残存寿命を、充分
な信頼性をもって予測することが可能となるのであっ
て、それにより、ガス分析計の保守性が極めて有利に向
上され得ることとなるのである。Therefore, by using the life determination function thus obtained, the remaining life of the sensor is calculated from the prediction result of the future characteristic change of the sensor, and the characteristics of each sensor are taken into consideration. The remaining life of the gas analyzer can be predicted with sufficient reliability, and the maintainability of the gas analyzer can be improved extremely advantageously.
【００１８】[0018]
【実施例】以下に、本発明手法をより具体的に明らかに
するために、本発明の一実施例を示すこととするが、本
発明は、上述の構成の説明および以下の実施例において
例示的に示した具体的記載によって、何等限定的に解釈
されるものでないことは、言うまでもないところであ
る。そして、本発明にあっては、当業者の知識に基づい
て、適宜に、修正、変更、改良等が加えられ得るもので
あり、またそのような実施態様も、本発明の趣旨を逸脱
しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるもので
あることは、勿論である。なお、本実施例では、酸素イ
オン伝導性の固体電解質と一対の電極とから、それぞれ
構成されるセンサセルとポンプセルから成る公知構造の
ダブルセルタイプの酸素センサを備えた空燃比検出装置
の寿命予測に対して、本発明を適用した場合の一具体例
について、明らかにされている。EXAMPLES In order to clarify the method of the present invention more specifically, one example of the present invention will be shown below, but the present invention is illustrated in the above description of the constitution and in the following examples. It is needless to say that the specific description given above is not to be construed as limiting in any way. Then, in the present invention, modifications, changes, improvements and the like can be appropriately added based on the knowledge of those skilled in the art, and such an embodiment also does not depart from the spirit of the present invention. Of course, all of them are included in the scope of the present invention. In the present embodiment, from the oxygen ion conductive solid electrolyte and a pair of electrodes, the life prediction of the air-fuel ratio detection device equipped with a double cell type oxygen sensor of a known structure consisting of a sensor cell and a pump cell respectively configured. On the other hand, one specific example in the case of applying the present invention has been clarified.
【００１９】先ず、本実施例では、判定信号としてポン
プセルにおけるインピーダンスの増加比：Ｙを採用し、
その経時的な劣化に伴う特性変化を、適当な経過日数：
Ｘごとに、一年間に亘って、合計１１回測定した（下記
表２参照）。そして、これらＸとＹとの関係を近似的に
示す回帰関数として、１次〜７次の関数を、電子計算機
を用いて、それぞれ算出した。その結果を、下記表１に
示す。なお、これらの回帰関数においては、何れも、経
過日数：Ｘを、Ｘ′＝ loge Ｘとして信号変換したもの
を用いた。First, in this embodiment, the ratio of increase in impedance in the pump cell: Y is adopted as the determination signal,
Appropriate number of elapsed days:
For each X, a total of 11 measurements were taken over the year (see Table 2 below). Then, as a regression function that approximates the relationship between these X and Y, first-order to seventh-order functions were calculated using a computer. The results are shown in Table 1 below. In each of these regression functions, the number of elapsed days: X was signal-converted with X ′ = log e X.
【００２０】[0020]
【表１】 [Table 1]
【００２１】次いで、このようにして得られた各回帰関
数について、それぞれ、該回帰関数を用いて判定信号値
（算出値）：Ｙ′を算出すると共に、この得られた算出
値と、実際に測定された判定信号値（実測値）：Ｙとの
差を求め、その結果から、各回帰関数における誤差量を
算出した。なお、本実施例では、かかる誤差量として、
残差平方和を採用した。その結果を、下記表２及び表３
に示す。Next, for each regression function thus obtained, the judgment signal value (calculated value): Y'is calculated using the regression function, and the obtained calculated value and the actual value are actually calculated. Measured judgment signal value (actual measurement value): The difference from Y was obtained, and the error amount in each regression function was calculated from the result. In this embodiment, the error amount is
The residual sum of squares was adopted. The results are shown in Tables 2 and 3 below.
Shown in.
【００２２】[0022]
【表２】 [Table 2]
【００２３】[0023]
【表３】 [Table 3]
【００２４】そして、これら表２及び表３に示された結
果から、５次回帰関数における誤差量が最も小さいこと
が見い出され得た。From the results shown in Tables 2 and 3, it was found that the error amount in the quintic regression function was the smallest.
【００２５】すなわち、この５次回帰関数を寿命判定関
数として採用することによって、本実施例において用い
られているセンサ個体における特性の経時的変化を、有
利に近似し、且つ将来に亘って予測することができるの
であり、そゆ故、かかる寿命判定関数を用いて、判定信
号値：Ｙの値が、予め設定されたセンサ寿命とみなし得
る判定値に達するまでの日数を算出することにより、本
実施例におけるセンサ個体の残存寿命を、充分な精度を
もって知ることができるのである。That is, by adopting this fifth-order regression function as the life determining function, the change over time in the characteristics of the sensor individual used in this embodiment is advantageously approximated and predicted in the future. Therefore, by using such a life judgment function, by calculating the number of days until the judgment signal value: Y reaches a judgment value that can be regarded as a preset sensor life, The remaining life of the sensor in the embodiment can be known with sufficient accuracy.
【００２６】因みに、センサ寿命とみなし得る判定値
を、Ｙ＝３．５と設定して、一年経過時点におけるセン
サの残存寿命を、上述の寿命判定関数としての５次回帰
関数により、電子計算機を用いて算出したところ、残存
寿命が６３３日と算出された。そして、かかるセンサを
継続使用したところ、実際には、一年経過時点から６２
２日で、判定信号値：Ｙが、上記判定値に達した。この
ことからも、本発明手法による残存寿命の予測が、実用
上に充分な精度を以て為され得ることが、明らかなとこ
ろである。By the way, the judgment value that can be regarded as the sensor life is set to Y = 3.5, and the remaining life of the sensor at the time when one year has passed is calculated by the fifth-order regression function as the above-mentioned life judgment function by the electronic calculator. The remaining life was calculated to be 633 days. Then, when such a sensor is continuously used, it is actually 62
The judgment signal value: Y reached the above judgment value in 2 days. From this, it is clear that the prediction of the remaining life by the method of the present invention can be performed with sufficient accuracy for practical use.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
手法に従えば、センサ個体について、その劣化に伴う特
性変化を経時的にとらえ、その履歴を最も近似的に示す
回帰関数を、容易に且つ有利に得ることができるのであ
り、そして、このようにして得られた回帰関数を用い
て、かかるセンサの将来における劣化に伴う特性変化を
予測することによって、その残存寿命を、実用上に充分
な精度をもって予測することが可能となる。As is apparent from the above description, according to the method of the present invention, it is possible to easily find a regression function that most closely approximates the history of the characteristics of a sensor individual due to its deterioration. And using the regression function thus obtained to predict the characteristic change of the sensor due to future deterioration, so that the remaining life of the sensor can be practically determined. It is possible to make predictions with sufficient accuracy.
【００２８】そして、このように、各センサ個体におけ
る特性変化を考慮しつつ、その残存寿命を高い信頼性を
もって予測することが可能となったことにより、ガス分
析計の保守性が極めて有利に向上され得ることとなった
のである。As described above, the remaining life of the sensor can be predicted with high reliability while taking into consideration the characteristic change in each sensor, which greatly improves the maintainability of the gas analyzer. It was possible to be done.
【図１】同一仕様のセンサを備えた三つの空燃比検出装
置について、それぞれの劣化特性を一年間に亘って測定
した結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the results of measuring the deterioration characteristics of three air-fuel ratio detection devices equipped with sensors of the same specifications over a year.
Claims (1)
から成る電気化学的セルの少なくとも一つを有するセン
サを用い、所定ガス成分を検出するガス分析計におい
て、かかるセンサの寿命を予測する方法であって、 前記ガス分析計における、前記センサの経時的な劣化特
性を含んだ判定信号を、適当な時間間隔をもって取り出
す工程と、 かかる判定信号の数：Ｎが３以上となったとき、該判定
信号の経時的変化を近似的に示す回帰関数を、１次〜
（Ｎ−１）次の関数として、少なくとも２つ以上求める
工程と、 それら各回帰関数による理論値と実測値との誤差を算出
し、かかる誤差が最小となる回帰関数を、寿命判定関数
として採用する工程と、 前記判定信号が、予め設定されたセンサ寿命とみなされ
る判定値に達するまでの残存時間を、かかる寿命判定関
数により演算予測する工程とを、 含むことを特徴とするガス分析計の寿命予測方法。1. A gas analyzer for detecting a predetermined gas component using a sensor having at least one electrochemical cell comprising a solid electrolyte body and at least a pair of electrodes, and a method for predicting the life of such sensor. Then, in the gas analyzer, a determination signal including deterioration characteristics of the sensor over time is taken out at an appropriate time interval, and when the number of determination signals: N is 3 or more, the determination signal is determined. Regression functions that approximately represent changes in signals with time
(N-1) As a next function, at least two or more steps are calculated, and an error between a theoretical value and an actual measurement value by each of the regression functions is calculated, and a regression function that minimizes the error is adopted as a life determination function. And a step of calculating and predicting the remaining time until the judgment signal reaches a judgment value regarded as a preset sensor life, by such a life judgment function, of a gas analyzer characterized by the following: Life prediction method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3012923A JP2561754B2 (en) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Gas analyzer life prediction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3012923A JP2561754B2 (en) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Gas analyzer life prediction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209858A true JPH05209858A (en) | 1993-08-20 |
| JP2561754B2 JP2561754B2 (en) | 1996-12-11 |
Family
ID=11818859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3012923A Expired - Fee Related JP2561754B2 (en) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Gas analyzer life prediction method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561754B2 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025223A3 (en) * | 2002-08-29 | 2004-10-28 | Conducta Endress & Hauser | Method for monitoring sensor function |
| JP2006017695A (en) * | 2004-05-31 | 2006-01-19 | Yokogawa Electric Corp | Calibration method, and zirconia type oxygen concentration analyzer using the same |
| WO2006069879A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Endress+Hauser Conducta Gesellschaft Für Mess- Und Regeltechnik Mbh+Co. Kg | Method for monitoring sensor function |
| DE102008045841A1 (en) | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Method for operating a measuring point |
| JP2012255812A (en) * | 2012-10-01 | 2012-12-27 | Toshiba Corp | Automatic analysis method and automatic analyzer |
| JP2014153957A (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Toshiba Corp | Sensor soundness diagnostic device, sensor soundness diagnosis method, plant diagnostic system with sensor soundness diagnostic device and plant diagnostic method by using sensor soundness diagnosis |
| CN111999367A (en) * | 2020-09-27 | 2020-11-27 | 上海兆莹自控设备有限公司 | Method for measuring and calculating residual service life of electrochemical sensor of gas detector |
| CN114894968A (en) * | 2022-04-19 | 2022-08-12 | 常州中能电力科技有限公司 | Service life evaluation alarm method and device for oxygen sensor of power distribution room |
| CN114894968B (en) * | 2022-04-19 | 2024-04-26 | 常州中能电力科技有限公司 | Life assessment alarm method and device for oxygen sensor of distribution room |
-
1991
- 1991-01-09 JP JP3012923A patent/JP2561754B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8005629B2 (en) | 2002-08-29 | 2011-08-23 | Endress+Hauser Conducta Gesellschaft Für Mess-u. Regeltechnik mbH+Co. KG | Method for monitoring sensor function |
| EP3001187A1 (en) * | 2002-08-29 | 2016-03-30 | Endress + Hauser Conducta GmbH + Co. KG | Method for controlling the function of sensors |
| WO2004025223A3 (en) * | 2002-08-29 | 2004-10-28 | Conducta Endress & Hauser | Method for monitoring sensor function |
| JP2006017695A (en) * | 2004-05-31 | 2006-01-19 | Yokogawa Electric Corp | Calibration method, and zirconia type oxygen concentration analyzer using the same |
| JP4591105B2 (en) * | 2004-05-31 | 2010-12-01 | 横河電機株式会社 | Calibration method |
| EP1828719B1 (en) | 2004-12-23 | 2016-02-17 | Endress+Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH+Co. KG | Method for monitoring sensor function |
| US7957928B2 (en) | 2004-12-23 | 2011-06-07 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess-und Regeltechnik mbH + Co. KG | Method for function monitoring of a sensor |
| WO2006069879A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Endress+Hauser Conducta Gesellschaft Für Mess- Und Regeltechnik Mbh+Co. Kg | Method for monitoring sensor function |
| DE102008045841A1 (en) | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Method for operating a measuring point |
| JP2012255812A (en) * | 2012-10-01 | 2012-12-27 | Toshiba Corp | Automatic analysis method and automatic analyzer |
| JP2014153957A (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Toshiba Corp | Sensor soundness diagnostic device, sensor soundness diagnosis method, plant diagnostic system with sensor soundness diagnostic device and plant diagnostic method by using sensor soundness diagnosis |
| CN111999367A (en) * | 2020-09-27 | 2020-11-27 | 上海兆莹自控设备有限公司 | Method for measuring and calculating residual service life of electrochemical sensor of gas detector |
| CN114894968A (en) * | 2022-04-19 | 2022-08-12 | 常州中能电力科技有限公司 | Service life evaluation alarm method and device for oxygen sensor of power distribution room |
| CN114894968B (en) * | 2022-04-19 | 2024-04-26 | 常州中能电力科技有限公司 | Life assessment alarm method and device for oxygen sensor of distribution room |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2561754B2 (en) | 1996-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7098665B2 (en) | Method for prediction of the internal resistance of an energy storage battery, and a monitoring device for energy storage batteries | |
| US6442998B2 (en) | Gas concentration measuring apparatus compensating for error component of output signal | |
| US6551497B1 (en) | Measuring NOx concentration | |
| US20040238378A1 (en) | Nox measurement device, nox sensor self-diagnosis device, and self-diagnosis method thereof | |
| US5413683A (en) | Oxygen sensing apparatus and method using electrochemical oxygen pumping action to provide reference gas | |
| US4029554A (en) | Oil test method | |
| EP1860431B1 (en) | Gas concentration measuring apparatus with multiple amplification ranges | |
| JP6058153B2 (en) | Method for operating a solid electrolyte sensor element including a pump cell | |
| JPH07119741B2 (en) | Output correction method for proportional exhaust concentration sensor | |
| SE523016C2 (en) | Device for determining the internal resistance of a lambda probe | |
| JP2792877B2 (en) | Lambda value detection method | |
| JP4603645B2 (en) | Measuring sensor inspection method | |
| JP2000193635A (en) | Air-fuel ratio detection device | |
| JP2561754B2 (en) | Gas analyzer life prediction method | |
| JP2004037100A (en) | Gas sensor element | |
| JPH08233770A (en) | Electrochemical gas sensor | |
| JP3916945B2 (en) | Gas sensor element | |
| JP4625261B2 (en) | Sensor element of gas sensor | |
| EP0178149B1 (en) | Method of detecting oxygen partial pressure | |
| JP4037220B2 (en) | Gas sensor element | |
| JPH09297119A (en) | Nitrogen oxides detecting device | |
| US3990960A (en) | Oil test apparatus | |
| JP2004212145A (en) | Diagnostic device for gas sensor | |
| JPH0128905B2 (en) | ||
| JP3999380B2 (en) | Concrete level sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |