JPH07209247A - 電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装置 - Google Patents
電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装置Info
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- JPH07209247A JPH07209247A JP6006491A JP649194A JPH07209247A JP H07209247 A JPH07209247 A JP H07209247A JP 6006491 A JP6006491 A JP 6006491A JP 649194 A JP649194 A JP 649194A JP H07209247 A JPH07209247 A JP H07209247A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 部品点数が少なく簡素な構成によって電気化
学式ガスセンサの温度補償が行えるようにし、正確な濃
度でのガス感知が行えるようにする。 【構成】 電気化学式ガスセンサ１のセンサ電流Ｉｓを
その電流値に対応した電圧信号に変換させて増幅し且つ
その電圧信号Ｖｓを出力端子Ｔから出力させる電流−電
圧変換アンプ３Ａを備えたガス感知装置であって、前記
電流−電圧変換アンプ３Ａには、電気化学式ガスセンサ
１の温度変化に対応して電流−電圧変換アンプ３Ａでの
電圧信号Ｖｓの増幅率を変化させるサーミスタ７が設け
られ、電圧信号Ｖｓの電圧値が一定温度における電気化
学式ガスセンサ１でのガス濃度に対応した電圧値に補正
されるように構成されている。
学式ガスセンサの温度補償が行えるようにし、正確な濃
度でのガス感知が行えるようにする。 【構成】 電気化学式ガスセンサ１のセンサ電流Ｉｓを
その電流値に対応した電圧信号に変換させて増幅し且つ
その電圧信号Ｖｓを出力端子Ｔから出力させる電流−電
圧変換アンプ３Ａを備えたガス感知装置であって、前記
電流−電圧変換アンプ３Ａには、電気化学式ガスセンサ
１の温度変化に対応して電流−電圧変換アンプ３Ａでの
電圧信号Ｖｓの増幅率を変化させるサーミスタ７が設け
られ、電圧信号Ｖｓの電圧値が一定温度における電気化
学式ガスセンサ１でのガス濃度に対応した電圧値に補正
されるように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気化学式ガスセンサ
の温度補償機能付きガス感知装置に関する。
の温度補償機能付きガス感知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気化学的な酸化還元反応を利用
し、大気中の様々なガス、例えば一酸化炭素、水素、ア
ルコール、窒素化合物等を検知する電気化学式ガスセン
サが種々提案されている（例えば特開平１−１５６６５
７号）。その具体例として、例えば図４（ａ）に示す電
気化学式ガスセンサ１では、絶縁基板１１上に作用極
Ｗ、対極Ｃ、及び参照極Ｒを各々設けて、これら各極を
高分子固定電解質１０を介して互いに電気的に接続され
ている。この電気化学式ガスセンサ１では、ガス反応電
極としての作用極Ｗにおいて感知対象となるガスとの電
気化学反応が生じると、その反応によって生成されるキ
ャリアが高分子固定電解質１０中を流れ、反応ガスのガ
ス濃度に応じた電流値のセンサ電流が流れるように構成
されている。
し、大気中の様々なガス、例えば一酸化炭素、水素、ア
ルコール、窒素化合物等を検知する電気化学式ガスセン
サが種々提案されている（例えば特開平１−１５６６５
７号）。その具体例として、例えば図４（ａ）に示す電
気化学式ガスセンサ１では、絶縁基板１１上に作用極
Ｗ、対極Ｃ、及び参照極Ｒを各々設けて、これら各極を
高分子固定電解質１０を介して互いに電気的に接続され
ている。この電気化学式ガスセンサ１では、ガス反応電
極としての作用極Ｗにおいて感知対象となるガスとの電
気化学反応が生じると、その反応によって生成されるキ
ャリアが高分子固定電解質１０中を流れ、反応ガスのガ
ス濃度に応じた電流値のセンサ電流が流れるように構成
されている。
【０００３】図５は、図４（ａ）で示した電気化学式ガ
スセンサ１をＣＯセンサ１として用いた従来のガス感知
装置の一例を示している。即ち、ＣＯセンサ１はポテン
シォスタット回路２に組み込まれて使用されるが、この
ポテンシォスタット回路２は、例えば電源Ｖｄ、抵抗Ｒ
１、Ｒ４、Ｒ５、オペアンプ２０ａ〜２０ｃ等を具備す
るもので、ＣＯセンサ１における電気化学反応条件とし
て最も重要な電極電位を所望の一定値に保つための回路
である。上記した構成のＣＯセンサ１では、その作用極
Ｗと参照極Ｒとの間の電圧Ｖａが重要であり、この電圧
Ｖａはポテンシォスタット回路２の抵抗Ｒ４とＲ５の定
数を選択することで所望の値に決定することが可能であ
る。
スセンサ１をＣＯセンサ１として用いた従来のガス感知
装置の一例を示している。即ち、ＣＯセンサ１はポテン
シォスタット回路２に組み込まれて使用されるが、この
ポテンシォスタット回路２は、例えば電源Ｖｄ、抵抗Ｒ
１、Ｒ４、Ｒ５、オペアンプ２０ａ〜２０ｃ等を具備す
るもので、ＣＯセンサ１における電気化学反応条件とし
て最も重要な電極電位を所望の一定値に保つための回路
である。上記した構成のＣＯセンサ１では、その作用極
Ｗと参照極Ｒとの間の電圧Ｖａが重要であり、この電圧
Ｖａはポテンシォスタット回路２の抵抗Ｒ４とＲ５の定
数を選択することで所望の値に決定することが可能であ
る。
【０００４】ＣＯセンサ１では、一酸化炭素濃度（ＣＯ
濃度）が高くなるに連れて作用極Ｗに流れるセンサ電流
Ｉｓの電流値が大きくなるが、この電流値は、電流−電
圧変換アンプ３のオプアンプ２０ｃによって電圧変換さ
れてから、抵抗Ｒ２、Ｒ３に接続されたオプアンプ２０
ｄによって一定の増幅率で増幅され、出力端子Ｔから電
圧信号Ｖｓとして出力されるように構成されている。
濃度）が高くなるに連れて作用極Ｗに流れるセンサ電流
Ｉｓの電流値が大きくなるが、この電流値は、電流−電
圧変換アンプ３のオプアンプ２０ｃによって電圧変換さ
れてから、抵抗Ｒ２、Ｒ３に接続されたオプアンプ２０
ｄによって一定の増幅率で増幅され、出力端子Ｔから電
圧信号Ｖｓとして出力されるように構成されている。
【０００５】ところが、上記したタイプのＣＯセンサ１
は、周囲温度の依存性が強く、そのセンサ電流Ｉｓの値
は、ＣＯ濃度が同一であってもＣＯセンサ１が使用され
る温度条件によって大きく変化する特性がある。即ち、
図６はＣＯセンサ１のセンサ電流Ｉｓとその周囲温度Ｔ
ｓとの相関関係を示す説明図で、センサ電流Ｉｓの値を
対数目盛りにすると、センサ電流Ｉｓの値は直線状の傾
きになる場合が多い。これはＣＯセンサ１のみならず、
電気化学式ガスセンサ全般に見られる傾向である。従っ
て、ＣＯ濃度を正確に判断するためには、何らかの温度
補償を行う必要がある。
は、周囲温度の依存性が強く、そのセンサ電流Ｉｓの値
は、ＣＯ濃度が同一であってもＣＯセンサ１が使用され
る温度条件によって大きく変化する特性がある。即ち、
図６はＣＯセンサ１のセンサ電流Ｉｓとその周囲温度Ｔ
ｓとの相関関係を示す説明図で、センサ電流Ｉｓの値を
対数目盛りにすると、センサ電流Ｉｓの値は直線状の傾
きになる場合が多い。これはＣＯセンサ１のみならず、
電気化学式ガスセンサ全般に見られる傾向である。従っ
て、ＣＯ濃度を正確に判断するためには、何らかの温度
補償を行う必要がある。
【０００６】そこで、従来では、図７に示すように、基
本検知回路４（上記したポテンシォスタット回路２及び
電流−電圧変換アンプ３で構成されている）とは別に、
温度計測回路５を設けてＣＯセンサ１の周囲温度Ｔｓを
計測し、予めＲＯＭテーブル６に格納させていた対照表
のデータを利用して、正確なＣＯ濃度の値のデータを電
圧信号Voutとして出力させていた。
本検知回路４（上記したポテンシォスタット回路２及び
電流−電圧変換アンプ３で構成されている）とは別に、
温度計測回路５を設けてＣＯセンサ１の周囲温度Ｔｓを
計測し、予めＲＯＭテーブル６に格納させていた対照表
のデータを利用して、正確なＣＯ濃度の値のデータを電
圧信号Voutとして出力させていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の手段では、基本検知回路４以外として、温度計測回
路５やＲＯＭテーブル６等を必要とするために、これら
の回路の部品点数が多くなり、その製作コストが高価と
なる難点を生じていた。
来の手段では、基本検知回路４以外として、温度計測回
路５やＲＯＭテーブル６等を必要とするために、これら
の回路の部品点数が多くなり、その製作コストが高価と
なる難点を生じていた。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みて提案されたもの
で、部品点数が少なく簡素な構成によって電気化学式ガ
スセンサの温度補償が行えるようにし、正確な濃度での
ガス感知が行えるようにすることを、その目的としてい
る。
で、部品点数が少なく簡素な構成によって電気化学式ガ
スセンサの温度補償が行えるようにし、正確な濃度での
ガス感知が行えるようにすることを、その目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案された請求項１に記載の本発明は、感知対象とな
るガスのガス濃度に対応した電流値のセンサ電流が流れ
るように構成された電気化学式ガスセンサと、前記セン
サ電流をその電流値に対応した電圧信号に変換させて増
幅し且つその電圧信号を出力端子から出力させる電流−
電圧変換アンプとを備えたガス感知装置であって、前記
電流−電圧変換アンプには、電気化学式ガスセンサの温
度変化に対応して電流−電圧変換アンプでの電圧信号の
増幅率を変化させるサーミスタが設けられて、前記出力
端子から出力される電圧信号の電圧値が一定温度におけ
る電気化学式ガスセンサでのガス濃度に対応した電圧値
に補正されるように構成されている、電気化学式ガスセ
ンサの温度補償機能付きガス感知装置である。
に提案された請求項１に記載の本発明は、感知対象とな
るガスのガス濃度に対応した電流値のセンサ電流が流れ
るように構成された電気化学式ガスセンサと、前記セン
サ電流をその電流値に対応した電圧信号に変換させて増
幅し且つその電圧信号を出力端子から出力させる電流−
電圧変換アンプとを備えたガス感知装置であって、前記
電流−電圧変換アンプには、電気化学式ガスセンサの温
度変化に対応して電流−電圧変換アンプでの電圧信号の
増幅率を変化させるサーミスタが設けられて、前記出力
端子から出力される電圧信号の電圧値が一定温度におけ
る電気化学式ガスセンサでのガス濃度に対応した電圧値
に補正されるように構成されている、電気化学式ガスセ
ンサの温度補償機能付きガス感知装置である。
【００１０】請求項２に記載の本発明は、上記請求項１
の構成において、前記サーミスタには、電流−電圧変換
アンプの増幅率を加減調整するための可変抵抗器が接続
されている。
の構成において、前記サーミスタには、電流−電圧変換
アンプの増幅率を加減調整するための可変抵抗器が接続
されている。
【００１１】
【作用】上記構成を特徴とする請求項１に記載の本発明
に係る電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感
知装置では、電気化学式ガスセンサの周囲温度が変化す
ることに原因してセンサ電流の値が変化するときには、
それに対応してサーミスタの抵抗値も変化して前記セン
サ電流を電圧変換してから増幅させる際の増幅率が変化
する。その結果、出力端子から出力される電圧信号の電
圧値は、一定温度における電気化学式ガスセンサでのガ
ス濃度に対応した電圧値に補正されることとなる。従っ
て、電気化学式ガスセンサの温度補償対策として、周囲
温度の計測回路やＲＯＭテーブル等を別途追加して設け
る必要はない。
に係る電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感
知装置では、電気化学式ガスセンサの周囲温度が変化す
ることに原因してセンサ電流の値が変化するときには、
それに対応してサーミスタの抵抗値も変化して前記セン
サ電流を電圧変換してから増幅させる際の増幅率が変化
する。その結果、出力端子から出力される電圧信号の電
圧値は、一定温度における電気化学式ガスセンサでのガ
ス濃度に対応した電圧値に補正されることとなる。従っ
て、電気化学式ガスセンサの温度補償対策として、周囲
温度の計測回路やＲＯＭテーブル等を別途追加して設け
る必要はない。
【００１２】請求項２に記載の本発明に係る電気化学式
ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装置では、周囲
温度の変化に伴った電気化学式ガスセンサのセンサ電流
の変化に対して、サーミスタの抵抗値の変化が適切に一
致しない場合には、サーミスタに接続された可変抵抗器
を操作することによって電流−電圧変換アンプの増幅率
を修正することができる。従って、かかる可変抵抗器の
調整によって、電気化学式ガスセンサの温度補償をより
一層正確に行うことが可能となる。
ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装置では、周囲
温度の変化に伴った電気化学式ガスセンサのセンサ電流
の変化に対して、サーミスタの抵抗値の変化が適切に一
致しない場合には、サーミスタに接続された可変抵抗器
を操作することによって電流−電圧変換アンプの増幅率
を修正することができる。従って、かかる可変抵抗器の
調整によって、電気化学式ガスセンサの温度補償をより
一層正確に行うことが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 〔第１実施例（請求項１に対応）〕図１は、本発明に係
る電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装
置Ａのハード構成の一例を示す説明図である。このガス
感知装置Ａでは、図５で示した従来のガス感知装置にお
ける電流−電圧変換アンプ３の抵抗Ｒ２に代えて、サー
ミスタ７をオペアンプ２０ｄに接続した電流−電圧変換
アンプ３Ａが具備されている。ポテンシォスタット回路
２や電流−電圧変換アンプ３Ａの他の部位については図
５で説明した構成と共通するため、その説明は便宜上省
略する。尚、このガス感知装置Ａは、ＣＯ濃度が一定濃
度を超えることにより、出力端子Ｔから出力される電圧
信号Ｖｓの値が一定の基準値以上になると、その時点で
火災発生の旨を報知する火災感知装置として使用される
ものである。
て説明する。 〔第１実施例（請求項１に対応）〕図１は、本発明に係
る電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装
置Ａのハード構成の一例を示す説明図である。このガス
感知装置Ａでは、図５で示した従来のガス感知装置にお
ける電流−電圧変換アンプ３の抵抗Ｒ２に代えて、サー
ミスタ７をオペアンプ２０ｄに接続した電流−電圧変換
アンプ３Ａが具備されている。ポテンシォスタット回路
２や電流−電圧変換アンプ３Ａの他の部位については図
５で説明した構成と共通するため、その説明は便宜上省
略する。尚、このガス感知装置Ａは、ＣＯ濃度が一定濃
度を超えることにより、出力端子Ｔから出力される電圧
信号Ｖｓの値が一定の基準値以上になると、その時点で
火災発生の旨を報知する火災感知装置として使用される
ものである。
【００１４】上記構成のガス感知装置Ａでは、例えばそ
の周囲温度が上昇すると、ＣＯセンサ１の特性に原因
し、ＣＯセンサ１に流れるセンサ電流Ｉｓの値が大きく
なる。ところが、周囲温度の上昇によってサーミスタ７
の抵抗値が小さくなるので、オプアンプ２０ｄの増幅率
は小さくなる。従って、電圧信号Ｖｓの電圧値は温度変
化に原因するセンサ電流Ｉｓの増加に伴って大きくなる
ようなことが回避される。即ち、電圧信号Ｖｓについて
は、温度上昇のない一定温度条件下でのセンサ電流Ｉｓ
に対応したものにでき、ＣＯセンサ１の温度補償が行え
る。
の周囲温度が上昇すると、ＣＯセンサ１の特性に原因
し、ＣＯセンサ１に流れるセンサ電流Ｉｓの値が大きく
なる。ところが、周囲温度の上昇によってサーミスタ７
の抵抗値が小さくなるので、オプアンプ２０ｄの増幅率
は小さくなる。従って、電圧信号Ｖｓの電圧値は温度変
化に原因するセンサ電流Ｉｓの増加に伴って大きくなる
ようなことが回避される。即ち、電圧信号Ｖｓについて
は、温度上昇のない一定温度条件下でのセンサ電流Ｉｓ
に対応したものにでき、ＣＯセンサ１の温度補償が行え
る。
【００１５】これを更に詳しく説明すると、先ず、既述
した図６からも理解されるように、ある一定のＣＯ濃度
（例えば２０ｐｐｍ）におけるＣＯセンサ１の温度−セ
ンサ電流特性（Ｔｓ−Ｉｓ特性）は、概ね次式となる。 Is＝exp(ａ×Ts＋ｂ）＝ｃ×exp(ａ×Ts） ここで、ａ、ｂ、ｃは定数である。また、サーミスタ７
の抵抗値Ｒｔは、一般に次式で表される。 Rt＝Ro×exp(Ｂ×(1／Ｔｓ−１／298)) ここで、Roは２５〔°Ｃ〕でのサーミスタ７の抵抗値、
Ｂはサーミスタ７のＢ定数、Tsの単位は絶対温度であ
る。従って、図１のガス感知装置Ａにおける出力電圧Ｖ
ｓは次式となる。 Vs＝Is×R1×(1＋Rt／R3）＝ｄ×exp(ａ×Ts＋Ｂ／Ts) ここで、ｄは定数である。
した図６からも理解されるように、ある一定のＣＯ濃度
（例えば２０ｐｐｍ）におけるＣＯセンサ１の温度−セ
ンサ電流特性（Ｔｓ−Ｉｓ特性）は、概ね次式となる。 Is＝exp(ａ×Ts＋ｂ）＝ｃ×exp(ａ×Ts） ここで、ａ、ｂ、ｃは定数である。また、サーミスタ７
の抵抗値Ｒｔは、一般に次式で表される。 Rt＝Ro×exp(Ｂ×(1／Ｔｓ−１／298)) ここで、Roは２５〔°Ｃ〕でのサーミスタ７の抵抗値、
Ｂはサーミスタ７のＢ定数、Tsの単位は絶対温度であ
る。従って、図１のガス感知装置Ａにおける出力電圧Ｖ
ｓは次式となる。 Vs＝Is×R1×(1＋Rt／R3）＝ｄ×exp(ａ×Ts＋Ｂ／Ts) ここで、ｄは定数である。
【００１６】上式より、ａ×Ts＋Ｂ／Ts（＝Ｙ）が、温
度によらず一定ならば、Ｖｓも一定値になることがわか
る。即ち、ＣＯセンサ１の特性「ａ」を把握すれば、
「Ｙ」の値が一定になるような「Ｂ」の値（Bx）が求ま
るので、サーミスタ７のＢ定数がBxに近い特性のものを
選定することで、温度依存性の小さなＣＯ濃度出力電圧
Ｖｓが得られる。その結果、従来必要とされていた温度
計測回路やＲＯＭテーブルは不要となる。
度によらず一定ならば、Ｖｓも一定値になることがわか
る。即ち、ＣＯセンサ１の特性「ａ」を把握すれば、
「Ｙ」の値が一定になるような「Ｂ」の値（Bx）が求ま
るので、サーミスタ７のＢ定数がBxに近い特性のものを
選定することで、温度依存性の小さなＣＯ濃度出力電圧
Ｖｓが得られる。その結果、従来必要とされていた温度
計測回路やＲＯＭテーブルは不要となる。
【００１７】因みに、ＣＯセンサ１の「ａ」の値が、Ｃ
Ｏ濃度２０〔ｐｐｍ〕付近で約０．０３５である（実測
値）とすると、Ｂ定数＝３０００のサーミスタを選択す
れば、温度が−１０〔°Ｃ〕〜＋５０〔°Ｃ〕の範囲
で、出力電圧Ｖｓの変動は２５〔°Ｃ〕の値を基準とし
て＋１２〔％〕〜−１〔％〕の変化（計算値）に抑える
ことができる。このガス感知装置ＡをＣＯ検出による火
災感知器として使用する場合には、±１５〔％〕内の感
度変化は、充分に許容できる範囲である。
Ｏ濃度２０〔ｐｐｍ〕付近で約０．０３５である（実測
値）とすると、Ｂ定数＝３０００のサーミスタを選択す
れば、温度が−１０〔°Ｃ〕〜＋５０〔°Ｃ〕の範囲
で、出力電圧Ｖｓの変動は２５〔°Ｃ〕の値を基準とし
て＋１２〔％〕〜−１〔％〕の変化（計算値）に抑える
ことができる。このガス感知装置ＡをＣＯ検出による火
災感知器として使用する場合には、±１５〔％〕内の感
度変化は、充分に許容できる範囲である。
【００１８】〔第２実施例（請求項２に対応）〕図２
は、本発明の第２実施例に係る電気化学式ガスセンサの
温度補償機能付きガス感知装置Ａａのハード構成の一例
を示すブロック図である。このガス感知装置Ａａでは、
電流−電圧変換アンプ３Ｂのサーミスタ７に対して可変
抵抗器８が並列接続され、これ以外の構成は図１で示し
たガス感知装置Ａと同様である。
は、本発明の第２実施例に係る電気化学式ガスセンサの
温度補償機能付きガス感知装置Ａａのハード構成の一例
を示すブロック図である。このガス感知装置Ａａでは、
電流−電圧変換アンプ３Ｂのサーミスタ７に対して可変
抵抗器８が並列接続され、これ以外の構成は図１で示し
たガス感知装置Ａと同様である。
【００１９】先ず、上記構成のガス感知装置Ａａにおい
て可変抵抗器８が設けられておらず、ＣＯセンサ１の特
性「ａ」が、０．０３５±０．０１の範囲でばらつくと
仮定すると、前述の出力電圧Ｖｓの変動幅は、２５〔°
Ｃ〕の値を基準として＋５９〔％〕〜−２１〔％〕とな
って、その幅が大きくなる。ところが、可変抵抗器８を
調整し、ガス感知装置Ａａに使用されるＣＯセンサ１の
個々の特性値「ａ」に応じてそのボリュームを加減すれ
ば、これによりサーミスタ７のＢ定数を実質的に補正し
てオペアンプ２０ｄによる増幅率を変化させることがで
き、特性「ａ」のばらつきに原因するＶｓの温度依存性
の悪化を防ぐことができる。
て可変抵抗器８が設けられておらず、ＣＯセンサ１の特
性「ａ」が、０．０３５±０．０１の範囲でばらつくと
仮定すると、前述の出力電圧Ｖｓの変動幅は、２５〔°
Ｃ〕の値を基準として＋５９〔％〕〜−２１〔％〕とな
って、その幅が大きくなる。ところが、可変抵抗器８を
調整し、ガス感知装置Ａａに使用されるＣＯセンサ１の
個々の特性値「ａ」に応じてそのボリュームを加減すれ
ば、これによりサーミスタ７のＢ定数を実質的に補正し
てオペアンプ２０ｄによる増幅率を変化させることがで
き、特性「ａ」のばらつきに原因するＶｓの温度依存性
の悪化を防ぐことができる。
【００２０】即ち、図６より、ＣＯ濃度が２０〔ｐｐ
ｍ〕時のセンサ電流Ｉｓと周囲温度Ｔとの関係は、Is＝
exp(ａＴ＋ｂ）となる。従って、センサ電流Ｉｓと出力
電圧Ｖｓとの関係は次式の通りとなる。 Vs＝Is×R1(1＋Rt//VR／R3）＝Ｃ×exp(aＴ）×(1＋Rt/
/VR／R3） ここで、Ｃは定数であり、Rt//VR＝1/(1／Rt＋1/VR) で
ある。その結果、仮にａ＝０．０３５±０．０１とする
と、ＶＲ（ａの値により調整する）、Ｒ３、Ｒｔを図３
（ａ）に示すように選択することにより、同図（ｂ）に
示すように、出力電圧Ｖｓの変動を、−１０〔°Ｃ〕〜
＋５０〔°Ｃ〕の範囲で、±１５〔％〕以下に抑えるこ
とができる（計算値）。
ｍ〕時のセンサ電流Ｉｓと周囲温度Ｔとの関係は、Is＝
exp(ａＴ＋ｂ）となる。従って、センサ電流Ｉｓと出力
電圧Ｖｓとの関係は次式の通りとなる。 Vs＝Is×R1(1＋Rt//VR／R3）＝Ｃ×exp(aＴ）×(1＋Rt/
/VR／R3） ここで、Ｃは定数であり、Rt//VR＝1/(1／Rt＋1/VR) で
ある。その結果、仮にａ＝０．０３５±０．０１とする
と、ＶＲ（ａの値により調整する）、Ｒ３、Ｒｔを図３
（ａ）に示すように選択することにより、同図（ｂ）に
示すように、出力電圧Ｖｓの変動を、−１０〔°Ｃ〕〜
＋５０〔°Ｃ〕の範囲で、±１５〔％〕以下に抑えるこ
とができる（計算値）。
【００２１】尚、上記実施例では、ＣＯ検知によって火
災感知を行うためのガス感知装置として構成した場合を
一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｃ
Ｏ以外の様々な気体の検出、又は濃度計測用途に使用す
ることができる。また、電気化学式ガスセンサとして
も、図４（ａ）に示すように、高分子固体電解質１０を
用いたものに限らず、例えば図４（ｂ）に示すように、
作用極Ｗ、対極Ｃ、及び参照極Ｒの各々を液体電解質１
０ａを介して電気接続させたようなタイプのものを用い
てもよく、電気化学式ガスセンサの具体的な構成、種類
も特に限定されない。
災感知を行うためのガス感知装置として構成した場合を
一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｃ
Ｏ以外の様々な気体の検出、又は濃度計測用途に使用す
ることができる。また、電気化学式ガスセンサとして
も、図４（ａ）に示すように、高分子固体電解質１０を
用いたものに限らず、例えば図４（ｂ）に示すように、
作用極Ｗ、対極Ｃ、及び参照極Ｒの各々を液体電解質１
０ａを介して電気接続させたようなタイプのものを用い
てもよく、電気化学式ガスセンサの具体的な構成、種類
も特に限定されない。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項１及び２に記載の本発明に係る電気化学式ガスセンサ
の温度補償機能付きガス感知装置によれば、電流−電圧
変換アンプにサーミスタを設けるだけの構成によって、
電気化学式ガスセンサの温度補償が行えるので、従来と
は異なり、ガス感知装置に温度計測回路やＲＯＭテーブ
ルを別途設ける必要がなく、部品点数の削減が図れ、そ
の製作コストを低減化できるという格別な効果が得られ
る。
項１及び２に記載の本発明に係る電気化学式ガスセンサ
の温度補償機能付きガス感知装置によれば、電流−電圧
変換アンプにサーミスタを設けるだけの構成によって、
電気化学式ガスセンサの温度補償が行えるので、従来と
は異なり、ガス感知装置に温度計測回路やＲＯＭテーブ
ルを別途設ける必要がなく、部品点数の削減が図れ、そ
の製作コストを低減化できるという格別な効果が得られ
る。
【００２３】特に、請求項２に記載の本発明によれば、
電気化学式ガスセンサの特性とサーミスタの特性とが多
少不一致であっても、可変抵抗器を調整することによ
り、温度変化に原因する出力電圧値のばらつきを小さく
でき、ガス検出、又はガス濃度計測の精度を高めること
ができるという効果が得られる。
電気化学式ガスセンサの特性とサーミスタの特性とが多
少不一致であっても、可変抵抗器を調整することによ
り、温度変化に原因する出力電圧値のばらつきを小さく
でき、ガス検出、又はガス濃度計測の精度を高めること
ができるという効果が得られる。
【図１】本発明に係る電気化学式ガスセンサの温度補償
機能付きガス感知装置のハード構成の一例を示すブロッ
ク図。
機能付きガス感知装置のハード構成の一例を示すブロッ
ク図。
【図２】本発明に係る電気化学式ガスセンサの温度補償
機能付きガス感知装置のハード構成の他の例を示すブロ
ック図。
機能付きガス感知装置のハード構成の他の例を示すブロ
ック図。
【図３】（ａ）は図２に示す電気化学式ガスセンサの温
度補償機能付きガス感知装置において変化させる変数の
一例を示す図、（ｂ）はその変数を用いた場合の出力電
圧と周囲温度との関係を示す図。
度補償機能付きガス感知装置において変化させる変数の
一例を示す図、（ｂ）はその変数を用いた場合の出力電
圧と周囲温度との関係を示す図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は電気化学式ガスセンサの一例
を示す説明図。
を示す説明図。
【図５】従来のガス感知装置のハード構成の一例を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図６】電気化学式ガスセンサのセンサ電流と温度との
関係を示す図。
関係を示す図。
【図７】従来のガス感知装置における温度補償手段の一
例を示す説明図。
例を示す説明図。
１，１ａ 電気化学式ガスセンサ（ＣＯセンサ） ２ ポテンシォスタット回路 ３Ａ，３Ｂ 電流−電圧変換アンプ ７ サーミスタ ８ 可変抵抗器 ２０ａ〜２０ｄ オペアンプ Ｔ 出力端子 Ｗ 作用極 Ｃ 対極 Ｒ 参照極 Ｉｓ センサ電流 Ａ，Ａａ 電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガ
ス感知装置
ス感知装置
Claims (2)
- 【請求項１】感知対象となるガスのガス濃度に対応した
電流値のセンサ電流が流れるように構成された電気化学
式ガスセンサと、前記センサ電流をその電流値に対応し
た電圧信号に変換させて増幅し且つその電圧信号を出力
端子から出力させる電流−電圧変換アンプとを備えたガ
ス感知装置であって、 前記電流−電圧変換アンプには、電気化学式ガスセンサ
の温度変化に対応して電流−電圧変換アンプでの電圧信
号の増幅率を変化させるサーミスタが設けられて、前記
出力端子から出力される電圧信号の電圧値が一定温度に
おける電気化学式ガスセンサでのガス濃度に対応した電
圧値に補正されるように構成されていることを特徴とす
る電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装
置。 - 【請求項２】請求項１において、上記サーミスタには、
電流−電圧変換アンプの増幅率を加減調整するための可
変抵抗器が接続されていることを特徴とする電気化学式
ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006491A JPH07209247A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006491A JPH07209247A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209247A true JPH07209247A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11639948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6006491A Withdrawn JPH07209247A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 電気化学式ガスセンサの温度補償機能付きガス感知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07209247A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229254A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Riken Keiki Co Ltd | 電気化学式ガス検知装置 |
| JP2019120655A (ja) * | 2018-01-11 | 2019-07-22 | フィガロ技研株式会社 | Ｃｏ検出装置の温度補正係数の設定方法 |
| CN114034746A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-11 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种智能型一氧化碳传感器及检测方法 |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP6006491A patent/JPH07209247A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229254A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Riken Keiki Co Ltd | 電気化学式ガス検知装置 |
| JP2019120655A (ja) * | 2018-01-11 | 2019-07-22 | フィガロ技研株式会社 | Ｃｏ検出装置の温度補正係数の設定方法 |
| CN114034746A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-11 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种智能型一氧化碳传感器及检测方法 |
| CN114034746B (zh) * | 2021-11-11 | 2024-03-12 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种智能型一氧化碳传感器及检测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |