JPH11108878A - センサー素子の異常および寿命判定方法 - Google Patents
センサー素子の異常および寿命判定方法Info
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- JPH11108878A JPH11108878A JP9265501A JP26550197A JPH11108878A JP H11108878 A JPH11108878 A JP H11108878A JP 9265501 A JP9265501 A JP 9265501A JP 26550197 A JP26550197 A JP 26550197A JP H11108878 A JPH11108878 A JP H11108878A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- F02D41/1493—Details
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-
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
- G01N27/4175—Calibrating or checking the analyser
Abstract
(57)【要約】
【課題】センサー素子の異常や寿命を正確に検出できる
センサー素子の異常および寿命判定方法を得る。 【解決手段】ガスセンサー素子の内部インピーダンスを
測定し、この内部インピーダンスが予め定めたしきい値
よりも大きくなった時にセンサー素子に異常がありと判
定するかもしくは寿命が来たと判定することを特徴とす
るセンサー素子の異常および寿命判定方法。
センサー素子の異常および寿命判定方法を得る。 【解決手段】ガスセンサー素子の内部インピーダンスを
測定し、この内部インピーダンスが予め定めたしきい値
よりも大きくなった時にセンサー素子に異常がありと判
定するかもしくは寿命が来たと判定することを特徴とす
るセンサー素子の異常および寿命判定方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，センサー素子の異
常や寿命を正確に検出できるセンサー素子の異常および
寿命判定方法に関するものである。
常や寿命を正確に検出できるセンサー素子の異常および
寿命判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスセンサー素子は内部の化学物質が被
検出物質と反応することによって発生する起電力を検出
し、被検出物質の濃度等を測定するものであるが、使用
して行くうちにセンサー素子が劣化し、故障若しくは寿
命を迎える。こうした劣化によるセンサー素子の異常や
寿命を判定する方法としては、例えば特開平８−２３３
７７０号公報に示すような動作時間の積算による判定法
やセンサー素子の定期校正による判定法などがあるが、
これらの判定法には以下のような問題点がある。
検出物質と反応することによって発生する起電力を検出
し、被検出物質の濃度等を測定するものであるが、使用
して行くうちにセンサー素子が劣化し、故障若しくは寿
命を迎える。こうした劣化によるセンサー素子の異常や
寿命を判定する方法としては、例えば特開平８−２３３
７７０号公報に示すような動作時間の積算による判定法
やセンサー素子の定期校正による判定法などがあるが、
これらの判定法には以下のような問題点がある。
【０００３】（１）動作時間の積算による判定（特開平
８−２３３７７０号公報）：センサー素子の動作時間を
積算計測し判定するため、積算した動作時間を記憶して
おかなければならず、そのための装置が必要になる。動
作時間による判定のため予想以上に劣化が進んでいても
所定の判定時間を経過しないと寿命と判断できない。 （２）センサー素子の定期校正による判定：何等かの基
準源を用いて予め決められた期間毎に校正を行い劣化を
検出するため、その期間はセンサー素子の劣化計測がで
ず、さらに基準源を用意しなくてはならない。
８−２３３７７０号公報）：センサー素子の動作時間を
積算計測し判定するため、積算した動作時間を記憶して
おかなければならず、そのための装置が必要になる。動
作時間による判定のため予想以上に劣化が進んでいても
所定の判定時間を経過しないと寿命と判断できない。 （２）センサー素子の定期校正による判定：何等かの基
準源を用いて予め決められた期間毎に校正を行い劣化を
検出するため、その期間はセンサー素子の劣化計測がで
ず、さらに基準源を用意しなくてはならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はガス
センサー素子は劣化が進むにつれてセンサー素子の内部
インピーダンスが変化することに着目し、この変化を監
視することによって容易かつ正確にセンサー素子の劣化
を検出することができるセンサー素子の異常および寿命
判定方法を提案し、上述のような問題点を解決すること
を目的とする。
センサー素子は劣化が進むにつれてセンサー素子の内部
インピーダンスが変化することに着目し、この変化を監
視することによって容易かつ正確にセンサー素子の劣化
を検出することができるセンサー素子の異常および寿命
判定方法を提案し、上述のような問題点を解決すること
を目的とする。
【０００５】具体的には、ガスセンサー素子の内部イン
ピーダンスは時間とともにその内部インピーダンスが図
１に示すように変化する。このようにセンサー素子の動
作時間に関連して内部インピーダンスが変化することか
ら、この内部インピーダンスの変化を監視して予め決め
られた値と比較することによりセンサー素子の異常や寿
命を検出する。異常および寿命の判定用の値は複数用意
し測定システムに記憶させておくことによって異常の内
容を細分化して表示することができるほか、寿命までの
残り時間を予測計算して求めることができる。またセン
サー素子の寿命までの残り時間を予測できるため、的確
なセンサー素子の保守管理を行うことができる。
ピーダンスは時間とともにその内部インピーダンスが図
１に示すように変化する。このようにセンサー素子の動
作時間に関連して内部インピーダンスが変化することか
ら、この内部インピーダンスの変化を監視して予め決め
られた値と比較することによりセンサー素子の異常や寿
命を検出する。異常および寿命の判定用の値は複数用意
し測定システムに記憶させておくことによって異常の内
容を細分化して表示することができるほか、寿命までの
残り時間を予測計算して求めることができる。またセン
サー素子の寿命までの残り時間を予測できるため、的確
なセンサー素子の保守管理を行うことができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため，本発明が採用
した課題解決の技術手段は，ガスセンサー素子の内部イ
ンピーダンスを測定し、この内部インピーダンスが予め
定めたしきい値よりも大きくなった時にセンサー素子に
異常がありと判定するかもしくは寿命が来たと判定する
ことを特徴とするセンサー素子の異常および寿命判定方
法である。
した課題解決の技術手段は，ガスセンサー素子の内部イ
ンピーダンスを測定し、この内部インピーダンスが予め
定めたしきい値よりも大きくなった時にセンサー素子に
異常がありと判定するかもしくは寿命が来たと判定する
ことを特徴とするセンサー素子の異常および寿命判定方
法である。
【０００７】
【実施の形態】本発明の実施形態を図を参照して説明す
ると、図２はガスセンサー素子の異常または寿命判定を
行うためのシステム構成図である。図において、１は異
常や寿命の判定がなされる被検査品としてのガスセンサ
ー素子であり、このガスセンサー素子１は、切り替え器
２、増幅器３、演算用ＣＰＵ４、内部インピーダンス測
定回路５、表示部６からなる図示システム構成によって
その異常や寿命の判定が行われる。
ると、図２はガスセンサー素子の異常または寿命判定を
行うためのシステム構成図である。図において、１は異
常や寿命の判定がなされる被検査品としてのガスセンサ
ー素子であり、このガスセンサー素子１は、切り替え器
２、増幅器３、演算用ＣＰＵ４、内部インピーダンス測
定回路５、表示部６からなる図示システム構成によって
その異常や寿命の判定が行われる。
【０００８】切り替え器２は、ＣＰＵ４によって制御さ
れ通常動作時は第１出力端子Ａに切り替えられてガス濃
度の測定を行っており、異常および寿命の判定時には第
２出力端子Ｂに切り替えることができるようになってい
る。切り替え器２を使用することにより、ガスセンサー
素子１の出力端子を通常の測定端子と内部インピーダン
スの測定端子とに共用することができガスセンサー素子
１に設ける端子数を減らすことができる。
れ通常動作時は第１出力端子Ａに切り替えられてガス濃
度の測定を行っており、異常および寿命の判定時には第
２出力端子Ｂに切り替えることができるようになってい
る。切り替え器２を使用することにより、ガスセンサー
素子１の出力端子を通常の測定端子と内部インピーダン
スの測定端子とに共用することができガスセンサー素子
１に設ける端子数を減らすことができる。
【０００９】切り替え器２の第１出力端子Ａは増幅器３
に接続され、さらに増幅器の出力はＡ／Ｄ変換されて演
算用ＣＰＵ４に入力される。また、切り替え器２の第２
出力端子Ｂは内部インピーダンス測定回路５に接続さ
れ、さらに内部インピーダンス測定回路５の出力はＡ／
Ｄ変換されて演算用ＣＰＵ４に入力される。そして、演
算用ＣＰＵの出力端子は表示部６に接続されている。
に接続され、さらに増幅器の出力はＡ／Ｄ変換されて演
算用ＣＰＵ４に入力される。また、切り替え器２の第２
出力端子Ｂは内部インピーダンス測定回路５に接続さ
れ、さらに内部インピーダンス測定回路５の出力はＡ／
Ｄ変換されて演算用ＣＰＵ４に入力される。そして、演
算用ＣＰＵの出力端子は表示部６に接続されている。
【００１０】以上の構成からなるシステムを利用してガ
スセンサー素子の異常の判定、劣化の判定および寿命の
判定は次のようにして行う。即ち、ガスセンサー素子の
異常の判定は、 ａ．測定システムの電源が投入されたとき（始動時の確
認） ｂ．センサー素子の動作時間が一定時間経過する毎（定
期確認） ｃ．センサー素子の異常確認のユーザーの要求があった
とき（非定期確認） に次のような手順で行われる。
スセンサー素子の異常の判定、劣化の判定および寿命の
判定は次のようにして行う。即ち、ガスセンサー素子の
異常の判定は、 ａ．測定システムの電源が投入されたとき（始動時の確
認） ｂ．センサー素子の動作時間が一定時間経過する毎（定
期確認） ｃ．センサー素子の異常確認のユーザーの要求があった
とき（非定期確認） に次のような手順で行われる。
【００１１】上記ａ．ｂ．ｃの少なくとも一つの状態と
なり、異常判定動作に入ると、ＣＰＵは切り替え器２を
Ｂに切り替えてガスセンサー素子の出力を内部インピー
ダンス測定回路５へ接続する。内部インピーダンス測定
回路５はガスセンサー素子の出力端子からみた内部イン
ピーダンスを測定し、その結果をＣＰＵへ送る。ＣＰＵ
は所定の時間待機後、ＣＰＵ内に予め記憶してある図１
に示すようなマップをもとにガスセンサー素子の内部イ
ンピーダンス値を予め決められた複数の異常判定用の値
（しきい値）と比較してガスセンサー素子の異常を判定
する。異常であると判定された場合はその旨の表示を表
示部に行う。異常または寿命と判断されなかった場合は
異常判定動作を終了して切り替え器２をＡに切り替えて
通常動作に入る。
なり、異常判定動作に入ると、ＣＰＵは切り替え器２を
Ｂに切り替えてガスセンサー素子の出力を内部インピー
ダンス測定回路５へ接続する。内部インピーダンス測定
回路５はガスセンサー素子の出力端子からみた内部イン
ピーダンスを測定し、その結果をＣＰＵへ送る。ＣＰＵ
は所定の時間待機後、ＣＰＵ内に予め記憶してある図１
に示すようなマップをもとにガスセンサー素子の内部イ
ンピーダンス値を予め決められた複数の異常判定用の値
（しきい値）と比較してガスセンサー素子の異常を判定
する。異常であると判定された場合はその旨の表示を表
示部に行う。異常または寿命と判断されなかった場合は
異常判定動作を終了して切り替え器２をＡに切り替えて
通常動作に入る。
【００１２】ガスセンサー素子の劣化または寿命の判定
条件ガスセンサー素子の劣化または寿命の判定も上記の
異常の判定と同様に切り替え器をＢに切り替えて内部イ
ンピーダンスを測定し行う。そして計測された内部イン
ピーダンスが次のような状態のときには劣化もしくは寿
命と判定する。 イ）ガスセンサー素子の内部インピーダンスの値が例え
ば図１に示すマップの上限のしきい値を越えた場合には
寿命であると判定する。 ロ）ガスセンサー素子の内部インピーダンスの値が設定
の下限のしきい値を越えた場合、センサー劣化と判定す
る。 ハ）ガスセンサー素子の内部インピーダンスの値が０Ω
の場合、ショートと判定する。
条件ガスセンサー素子の劣化または寿命の判定も上記の
異常の判定と同様に切り替え器をＢに切り替えて内部イ
ンピーダンスを測定し行う。そして計測された内部イン
ピーダンスが次のような状態のときには劣化もしくは寿
命と判定する。 イ）ガスセンサー素子の内部インピーダンスの値が例え
ば図１に示すマップの上限のしきい値を越えた場合には
寿命であると判定する。 ロ）ガスセンサー素子の内部インピーダンスの値が設定
の下限のしきい値を越えた場合、センサー劣化と判定す
る。 ハ）ガスセンサー素子の内部インピーダンスの値が０Ω
の場合、ショートと判定する。
【００１３】ガスセンサー素子の残りの寿命時間表示方
法 ガスセンサー素子の残りの寿命時間は次のようにして行
い、その結果を表示装置に表示する。前述の方法でガス
センサー素子の内部インピーダンスを測定しその値を元
にセンサー素子の寿命までの残り時間を測定する。図１
を例にすると、実験によって求められたグラフよりセン
サー素子の内部インピーダンスと寿命までの動作可能日
数Ｄの関係を数式化する。 Ｄ＝（Ｚ−Ｋ1 ）／Ｋ2 （１） ただし、Ｄは動作可能日数、Ｚはセンサー素子を寿命と
判定する内部インピーダンス（しきい値）、Ｋ1 、Ｋ2
は定数である。
法 ガスセンサー素子の残りの寿命時間は次のようにして行
い、その結果を表示装置に表示する。前述の方法でガス
センサー素子の内部インピーダンスを測定しその値を元
にセンサー素子の寿命までの残り時間を測定する。図１
を例にすると、実験によって求められたグラフよりセン
サー素子の内部インピーダンスと寿命までの動作可能日
数Ｄの関係を数式化する。 Ｄ＝（Ｚ−Ｋ1 ）／Ｋ2 （１） ただし、Ｄは動作可能日数、Ｚはセンサー素子を寿命と
判定する内部インピーダンス（しきい値）、Ｋ1 、Ｋ2
は定数である。
【００１４】以上より、現在の内部インピーダンスから
センサー素子の寿命までの残り動作可能日数Ｄｒを次式
（２）より求めることができる。 Ｄｒ＝Ｄ−（Ｚ0 −Ｋ1 ）／Ｋ2 （２） ただし、Ｚ0 はセンサー素子の現在の内部インピーダン
ス 以上のようにガスセンサー素子の内部インピーダンス特
性を実験もしくは理論モデルからの計算などによって求
めてＣＰＵ内にプログラムしておくことにより、容易に
センサー素子の残り寿命を知ることができ、的確なセン
サー素子の保守管理を行うことができる。
センサー素子の寿命までの残り動作可能日数Ｄｒを次式
（２）より求めることができる。 Ｄｒ＝Ｄ−（Ｚ0 −Ｋ1 ）／Ｋ2 （２） ただし、Ｚ0 はセンサー素子の現在の内部インピーダン
ス 以上のようにガスセンサー素子の内部インピーダンス特
性を実験もしくは理論モデルからの計算などによって求
めてＣＰＵ内にプログラムしておくことにより、容易に
センサー素子の残り寿命を知ることができ、的確なセン
サー素子の保守管理を行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように，本発明は、ガスセ
ンサー素子の内部インピーダンスの変化を監視して予め
決められた値と比較することによりセンサー素子の異常
や寿命を正確に検出できる。また、異常および寿命の判
定用の値は複数用意し測定システムに記憶させておくこ
とによって異常の内容を細分化して表示することがで
き、さらに寿命までの残り時間を予測計算して求めるこ
ともできる。その結果、的確なセンサー素子の保守管理
を行うことができる、等の優れた効果を奏することがで
きる。
ンサー素子の内部インピーダンスの変化を監視して予め
決められた値と比較することによりセンサー素子の異常
や寿命を正確に検出できる。また、異常および寿命の判
定用の値は複数用意し測定システムに記憶させておくこ
とによって異常の内容を細分化して表示することがで
き、さらに寿命までの残り時間を予測計算して求めるこ
ともできる。その結果、的確なセンサー素子の保守管理
を行うことができる、等の優れた効果を奏することがで
きる。
【図１】内部インピーダンスと動作日数との関係図であ
る。
る。
【図２】ガスセンサー素子の異常または寿命判定を行う
ためのシステム構成図である。
ためのシステム構成図である。
１ ガスセンサー素子 ２ 切り替え器 ３ 増幅器 ４ 演算用ＣＰＵ ５ 内部インピーダンス測定回路
Claims (4)
- 【請求項１】 ガスセンサー素子の内部インピーダンス
を測定し、この内部インピーダンスが予め定めたしきい
値よりも大きくなった時にセンサー素子に異常がありと
判定するかもしくは寿命が来たと判定することを特徴と
するセンサー素子の異常および寿命判定方法。 - 【請求項２】 ガスセンサー素子の内部インピーダンス
を測定し、この内部インピーダンスの値が０Ωの場合は
センサー素子の配線の短絡異常があると判定することを
特徴とするセンサー素子の異常判定方法。 - 【請求項３】 ガスセンサー素子の内部インピーダンス
を測定し、この内部インピーダンスの値からセンサー素
子の寿命を予測し、寿命までの残り時間を求めることを
特徴としたセンサー素子の寿命判定方法。 - 【請求項４】 ガスセンサー素子の起電力出力端子を内
部インピーダンス測定用に共用してガスセンサー素子の
内部インピーダンスを測定するようにしたことを特徴と
するセンサー素子の異常および寿命判定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265501A JPH11108878A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | センサー素子の異常および寿命判定方法 |
| US09/163,302 US6076389A (en) | 1997-09-30 | 1998-09-30 | Method for judging the failure or end of life of a sensor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265501A JPH11108878A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | センサー素子の異常および寿命判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108878A true JPH11108878A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17418056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9265501A Withdrawn JPH11108878A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | センサー素子の異常および寿命判定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6076389A (ja) |
| JP (1) | JPH11108878A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014130163A (ja) * | 2003-06-20 | 2014-07-10 | F Hoffmann-La Roche Ag | 生物学的流体中の分析物の測定中に誤用されたセンサーを決定するシステムおよび方法 |
| KR20200086051A (ko) * | 2019-01-08 | 2020-07-16 | 고려대학교 산학협력단 | 정화통 잔여수명 측정 시스템 및 방법 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10239610B3 (de) * | 2002-08-29 | 2004-06-24 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Verfahren zur Funktionsüberwachung von Sensoren |
| US6987459B2 (en) * | 2003-01-24 | 2006-01-17 | Honeywell International, Inc. | Portable combustible gas detector |
| DE10318648A1 (de) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Siemens Ag | Verfahren zum Betreiben eines Abgassensors |
| DE102004002289B4 (de) * | 2004-01-16 | 2007-02-22 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Gasmessgerät mit einem elektrochemischen Sensor |
| US7413645B2 (en) * | 2004-05-05 | 2008-08-19 | Mine Safety Appliances Company | Devices, systems and methods for testing gas sensors and correcting gas sensor output |
| DE102007022590A1 (de) * | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines stromabwärts nach einem Partikelfilter angeordneten Partikelsensors und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| JP4468460B2 (ja) * | 2008-02-25 | 2010-05-26 | リンナイ株式会社 | 不完全燃焼検出装置 |
| WO2014072798A2 (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | Rondish Co., Ltd | Bed monitoring pad |
| US10197525B2 (en) | 2015-12-21 | 2019-02-05 | Msa Technology, Llc | Pulsed potential gas sensors |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4252098A (en) * | 1978-08-10 | 1981-02-24 | Chrysler Corporation | Air/fuel ratio control for an internal combustion engine using an exhaust gas sensor |
| JPH08233770A (ja) * | 1995-02-23 | 1996-09-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 電気化学式ガスセンサ |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP9265501A patent/JPH11108878A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-09-30 US US09/163,302 patent/US6076389A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014130163A (ja) * | 2003-06-20 | 2014-07-10 | F Hoffmann-La Roche Ag | 生物学的流体中の分析物の測定中に誤用されたセンサーを決定するシステムおよび方法 |
| KR20200086051A (ko) * | 2019-01-08 | 2020-07-16 | 고려대학교 산학협력단 | 정화통 잔여수명 측정 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6076389A (en) | 2000-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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