JPS59228153A - ガス・湿度検出装置 - Google Patents
ガス・湿度検出装置Info
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- JPS59228153A JPS59228153A JP10323183A JP10323183A JPS59228153A JP S59228153 A JPS59228153 A JP S59228153A JP 10323183 A JP10323183 A JP 10323183A JP 10323183 A JP10323183 A JP 10323183A JP S59228153 A JPS59228153 A JP S59228153A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はｊＷ元性ガスおよび水蒸気に感応しく電気伝導
度が変化覆る金属酸化物半導体を使用したガス・湿度検
出装置に関するものである。
度が変化覆る金属酸化物半導体を使用したガス・湿度検
出装置に関するものである。
近釘、車両の車室内には車室雰囲気を快適に保つために
加除湿の機能を右づる空調機や空気清浄器等が設けられ
ている。そして、これらの空調機や空気清浄器を適正に
作動せしめるために精度が高く、かつ低、′１ストのガ
ス・湿度検出装置が望まれている。
加除湿の機能を右づる空調機や空気清浄器等が設けられ
ている。そして、これらの空調機や空気清浄器を適正に
作動せしめるために精度が高く、かつ低、′１ストのガ
ス・湿度検出装置が望まれている。
本発明は上記要請に鑑み、精度が高くしかも安価なガス
・湿度検出装置を提供することを目的とするものである
。
・湿度検出装置を提供することを目的とするものである
。
ところで、酸化スズ（Ｓｎ Ｏλ）等の金属酸化物半導
体は還元性ガスと水蒸気の両方に感応するが、５℃・−
〇 〇 ”にの低温域では還元性ガスの有無に関係なく
水蒸気にのみ感応覆ることが知られている。一方、還元
性ガスに対する感応度は１００℃〜４００℃の高温域で
大ぎい、。
体は還元性ガスと水蒸気の両方に感応するが、５℃・−
〇 〇 ”にの低温域では還元性ガスの有無に関係なく
水蒸気にのみ感応覆ることが知られている。一方、還元
性ガスに対する感応度は１００℃〜４００℃の高温域で
大ぎい、。
そこで、本発明のガス・湿度検出装置は上記の如き性質
を右する金属酸化物半導体よりなる感応体に、加熱手段
および冷却手段を一体的に設けてガス・湿度センサを構
成り゛るとともに上記両手段を周期的に交互に作動せし
める冷熱切換手段を段けて、上記センνを交互に低温状
態と高温状態になし、低調サイクルにおけるセンザ出カ
Ｊ、り湿度検出手段にて正確な湿度を得る ｈ、＾温す
イクルにおけるセンサ出力を上記低温サイクルにζ得ら
れた湿度で補正してガス・淵麿検出手段に（ｉｔ確な還
元ガス１１度を得る構成としたものである。。
を右する金属酸化物半導体よりなる感応体に、加熱手段
および冷却手段を一体的に設けてガス・湿度センサを構
成り゛るとともに上記両手段を周期的に交互に作動せし
める冷熱切換手段を段けて、上記センνを交互に低温状
態と高温状態になし、低調サイクルにおけるセンザ出カ
Ｊ、り湿度検出手段にて正確な湿度を得る ｈ、＾温す
イクルにおけるセンサ出力を上記低温サイクルにζ得ら
れた湿度で補正してガス・淵麿検出手段に（ｉｔ確な還
元ガス１１度を得る構成としたものである。。
以下、本発明を図示の実施例により説明づる、。
第１図ないし第３図はガス・湿度セン→）１の構造を示
づもので、アルミナ基板１１の止面には５ｎｏ２を使用
した金属酸化物半導体Ｊ：りなる感応体１２おＪ：び該
感応体１２の湿度を測定りるり−ミスタ１３が形成しで
ある。サーミスタ１３はンンガン（Ｍｎ）、ニラクル（
Ｎｉ ＞ 、：ＴＩ／に／Ｌ／１−ＣＯ）、銅（Ｃｕ）
、鉄Ｎ”ａ）、ングネシウム（ＭＱ）、ヂタン（Ｔｉ
）ｒの金属酸化物の混合物よりなり、温度が高くなるに
従ってその抵抗値は小さくなる。
づもので、アルミナ基板１１の止面には５ｎｏ２を使用
した金属酸化物半導体Ｊ：りなる感応体１２おＪ：び該
感応体１２の湿度を測定りるり−ミスタ１３が形成しで
ある。サーミスタ１３はンンガン（Ｍｎ）、ニラクル（
Ｎｉ ＞ 、：ＴＩ／に／Ｌ／１−ＣＯ）、銅（Ｃｕ）
、鉄Ｎ”ａ）、ングネシウム（ＭＱ）、ヂタン（Ｔｉ
）ｒの金属酸化物の混合物よりなり、温度が高くなるに
従ってその抵抗値は小さくなる。
一方、アルミナ基板１１の背面にはこれと接してＲｕｂ
２抵抗体あるいはＢ ａ Ｔ ＋ ０３ を主成分とす
るＰＴＣ抵抗体等Ｊ、りなるヒータ１４が形成し−Ｃあ
り、該ヒータ１４とアルミナ等の絶縁層１６を隔ててさ
らに冷２ＪＩ手段たる吸熱体１５が形成しである。
２抵抗体あるいはＢ ａ Ｔ ＋ ０３ を主成分とす
るＰＴＣ抵抗体等Ｊ、りなるヒータ１４が形成し−Ｃあ
り、該ヒータ１４とアルミナ等の絶縁層１６を隔ててさ
らに冷２ＪＩ手段たる吸熱体１５が形成しである。
上記吸熱体１５はビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ
）等のＶ族金属とデルル（Ｔｅ＞、セレン（ＳＯ）等
のＶＩＩＡ金属との金属間化合物たるテルル化ビスマス
（［−３ｉ２−ｒｅ３ ） 、デルル化アンヂモン（
Ｓｌ１２ ’１−ｅ３ ） 、 ’ｔ？レン化ビス
マス（Ｂｉ２Ｓｅ３ ＞等の中休、ｂｂ＜はこれらの
固溶体に添加物としてタリウム（１−１）、Ｓｂ、カド
ミウム〈Ｃｄ）、ヨｊつ素（Ｉ）、Ｃｕ、銀（Δｇ）、
ｌｅ、３ｃのいずれかをドーピングしてなるＰ型半導体
１５１ Ｊ５よσＮ型半導体１５２を積層したｆＩ）ｉ
屠体の両面にＱｕ等よりなる電極１５３．１５４を形成
して構成しである。
）等のＶ族金属とデルル（Ｔｅ＞、セレン（ＳＯ）等
のＶＩＩＡ金属との金属間化合物たるテルル化ビスマス
（［−３ｉ２−ｒｅ３ ） 、デルル化アンヂモン（
Ｓｌ１２ ’１−ｅ３ ） 、 ’ｔ？レン化ビス
マス（Ｂｉ２Ｓｅ３ ＞等の中休、ｂｂ＜はこれらの
固溶体に添加物としてタリウム（１−１）、Ｓｂ、カド
ミウム〈Ｃｄ）、ヨｊつ素（Ｉ）、Ｃｕ、銀（Δｇ）、
ｌｅ、３ｃのいずれかをドーピングしてなるＰ型半導体
１５１ Ｊ５よσＮ型半導体１５２を積層したｆＩ）ｉ
屠体の両面にＱｕ等よりなる電極１５３．１５４を形成
して構成しである。
なＪ３、上記感応体１２、サーミスタ１３おＪ：びヒー
タ１４には金（Ａｌｌ ）−白金（＋）ｔ）よりなるリ
ード電極１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ。
タ１４には金（Ａｌｌ ）−白金（＋）ｔ）よりなるリ
ード電極１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ。
１４ａ、１４ｂがそれぞれ接続しである。また吸熱イホ
１５の電極１５３．１５４は一部を延出せしめてリード
電極としである。
１５の電極１５３．１５４は一部を延出せしめてリード
電極としである。
上記電極１５３．１５４ ＧＥＬ第２図に示り如（セン
サ１と別体に設けた放熱体１７．１８にリード線１５３
ａ 、１５４ａによりそれぞれ接続しである。放熱体１
７．１８は放熱フィンを形成したＣｕ！ｌｌ電極１７１
．１８１ど、同１．； ＜ Ｃｔｌ ％ｆｆ１４１５１
７３．１８３間にそれぞれ［〕型半端を体１７２、Ｎ型
半導体１８２を介在せしめた構成にしＣある。
サ１と別体に設けた放熱体１７．１８にリード線１５３
ａ 、１５４ａによりそれぞれ接続しである。放熱体１
７．１８は放熱フィンを形成したＣｕ！ｌｌ電極１７１
．１８１ど、同１．； ＜ Ｃｔｌ ％ｆｆ１４１５１
７３．１８３間にそれぞれ［〕型半端を体１７２、Ｎ型
半導体１８２を介在せしめた構成にしＣある。
」：記電極１７１．１８１にはそれぞれ通電用り一ド線
１７ａ、１８ａが接続され、電極１“ｔ３、１８３には
上記リード線１５３ａ、１５’ｌａが接続しくある。ぞ
して、リード線１８ａよりリード線１７ａに向【ノ′Ｃ
電流を通じると放熱体１７．１８にて放熱が行なわれる
一方、吸熱体１５では吸熱が行なわれてセンナ１が冷却
される。
１７ａ、１８ａが接続され、電極１“ｔ３、１８３には
上記リード線１５３ａ、１５’ｌａが接続しくある。ぞ
して、リード線１８ａよりリード線１７ａに向【ノ′Ｃ
電流を通じると放熱体１７．１８にて放熱が行なわれる
一方、吸熱体１５では吸熱が行なわれてセンナ１が冷却
される。
なお、上記感応体１２、サーミスタ１３ Ｊｊ にびヒ
ータ１４は例えば基板１１上にＡ１１−ｐｔペーストを
あらかじめスクリーン印刷してリード電極１２ａ １１
２ｂ 、１３ａ 、１３ｂ 、、１４ａ 、１４ｂを形
成した上に、ざらに感応体１２を構成りる金属酸化物半
導体、サーミスタ１３を構成する金属酸化物、ヒータ１
４を構成づ゛るＲｕｂ、抵抗体等をスクリーン印刷し、
これらを約８５０℃の温度で一体焼成してなる。また、
吸熱体１５は絶縁層１６の表面に蒸ネ１、スパッタ等に
より順次電極１５３、半導体１５１．１５２およびＮ極
１５４を形成してなる。
ータ１４は例えば基板１１上にＡ１１−ｐｔペーストを
あらかじめスクリーン印刷してリード電極１２ａ １１
２ｂ 、１３ａ 、１３ｂ 、、１４ａ 、１４ｂを形
成した上に、ざらに感応体１２を構成りる金属酸化物半
導体、サーミスタ１３を構成する金属酸化物、ヒータ１
４を構成づ゛るＲｕｂ、抵抗体等をスクリーン印刷し、
これらを約８５０℃の温度で一体焼成してなる。また、
吸熱体１５は絶縁層１６の表面に蒸ネ１、スパッタ等に
より順次電極１５３、半導体１５１．１５２およびＮ極
１５４を形成してなる。
第４図は上記構成を有するガス・湿度センυ１を使用し
て車掌のガス、湿度検出装置を構成した例を示づもので
、図中２はセンサ１に段レプたヒータ１４および吸熱体
１５への通電を切替えてセン′ｖ１を加熱あるいは冷１
３ ”ｌる冷熱切換回路、３は上記切換回路２への切換
信号を周期的に発する切換信号発生回路、４は冷却時の
センチ１の出力信号より車室内の湿度を知り、これを適
正な範囲に維持すべく空調機７を制御する湿度検出回路
、５（よ加熱時のセン４）づの出力より車室内のＣＯガ
ス濃度を知り、口れを上限愉以下にＪべく空気清浄器８
を作動せしめるガス瀧度検出回路である。図中６は補正
回路で、冷却時のセンサ１の出力より湿度を知り、この
湿度値より」記ガス濃度検出回路５の上限値を補正づる
。
て車掌のガス、湿度検出装置を構成した例を示づもので
、図中２はセンサ１に段レプたヒータ１４および吸熱体
１５への通電を切替えてセン′ｖ１を加熱あるいは冷１
３ ”ｌる冷熱切換回路、３は上記切換回路２への切換
信号を周期的に発する切換信号発生回路、４は冷却時の
センチ１の出力信号より車室内の湿度を知り、これを適
正な範囲に維持すべく空調機７を制御する湿度検出回路
、５（よ加熱時のセン４）づの出力より車室内のＣＯガ
ス濃度を知り、口れを上限愉以下にＪべく空気清浄器８
を作動せしめるガス瀧度検出回路である。図中６は補正
回路で、冷却時のセンサ１の出力より湿度を知り、この
湿度値より」記ガス濃度検出回路５の上限値を補正づる
。
なお、ガス・湿欧セン勺１の出力【五図示しない分圧回
路にｊ：す、セン１ノ１の感応体１２（第１図参照）の
抵抗値が小さいはどにｂ＜、大きいはと低い電圧信号と
して出力される。
路にｊ：す、セン１ノ１の感応体１２（第１図参照）の
抵抗値が小さいはどにｂ＜、大きいはと低い電圧信号と
して出力される。
以上、上記各回路の構成と作動を（７Ｆ ｔ！”ｒ ｉ
ｌＪ明Ｊる。
ｌＪ明Ｊる。
切換信号発生回路３は第５図に示す如く光郁器３１と分
周用カウンタ３２より成り、第１０図（１）、（２）、
（３）に承り各パルス信舅３ａ、３ｂ 、３ｃを発−４
る。パルス信号３８は加熱冷ｌ、ＩＩの切換信号で、そ
のパルス周期は１５秒・〜６０秒としてあり、冷熱切換
回路２へ人力される。
周用カウンタ３２より成り、第１０図（１）、（２）、
（３）に承り各パルス信舅３ａ、３ｂ 、３ｃを発−４
る。パルス信号３８は加熱冷ｌ、ＩＩの切換信号で、そ
のパルス周期は１５秒・〜６０秒としてあり、冷熱切換
回路２へ人力される。
第６図に冷熱切換回路２の回路例を丞１ｏ図中２０１【
よスイッチング素子、２０２．２０３はパワー１−ラン
ジスタ、２０４．２０５はΔベノＩンノである。
よスイッチング素子、２０２．２０３はパワー１−ラン
ジスタ、２０４．２０５はΔベノＩンノである。
１−ランジスタ２０２．２０３の一ルクタはスイッチン
グ素子２０１の接点を介して電源ＶＳに接続され°Ｃい
るａｄ、た、トランジスタ２０．２．２０３のエミッタ
には抵抗２０７．２０８とそれぞれ直列に接続されたセ
ンサ１のヒータ１４および吸熱体１６が接続しである。
グ素子２０１の接点を介して電源ＶＳに接続され°Ｃい
るａｄ、た、トランジスタ２０．２．２０３のエミッタ
には抵抗２０７．２０８とそれぞれ直列に接続されたセ
ンサ１のヒータ１４および吸熱体１６が接続しである。
サーミスタ１３は抵抗２０６と直列に接続され、分圧電
圧ｖａはＡベアシブ２０４の正入力端子およびオペアン
プ２０５の負入力端子に入力しである。、Ａペアンプ２
０４の負入力端子にはヒータ１４と抵抗２０７の分圧電
圧ｖｂが入力され、一方オペアンプ２０５の正入力端子
には抵抗２０９と抵抗２１０の分圧電圧ＶＣが入力され
ている。
圧ｖａはＡベアシブ２０４の正入力端子およびオペアン
プ２０５の負入力端子に入力しである。、Ａペアンプ２
０４の負入力端子にはヒータ１４と抵抗２０７の分圧電
圧ｖｂが入力され、一方オペアンプ２０５の正入力端子
には抵抗２０９と抵抗２１０の分圧電圧ＶＣが入力され
ている。
上記切換パルス（ｉ ８３ ａはスイッチング素子２０
１に入力してあり、スイッチング素子２０１はパルス信
号３ａが「０」レベルの時にトランジスタ２０３と電源
Ｖｓを接続する。これにＪ：す、ｈランラスタ２０３が
作動ｌ！シめられて吸熱体１６に通電され、セン→）づ
（第２図参照）の冷却が行なわれる。センサ１の湿度が
低下するにつれでサーミスタ１３の抵抗は大きくなり、
分Ｊ］：電圧■ａが高りムる。充分温度が低下して分圧
電圧Ｖａが分圧電圧ＶＣＪ：り高くなると１−ランジス
タ２０３が非尋通となって吸熱体１６への通電は停止づ
°る。
１に入力してあり、スイッチング素子２０１はパルス信
号３ａが「０」レベルの時にトランジスタ２０３と電源
Ｖｓを接続する。これにＪ：す、ｈランラスタ２０３が
作動ｌ！シめられて吸熱体１６に通電され、セン→）づ
（第２図参照）の冷却が行なわれる。センサ１の湿度が
低下するにつれでサーミスタ１３の抵抗は大きくなり、
分Ｊ］：電圧■ａが高りムる。充分温度が低下して分圧
電圧Ｖａが分圧電圧ＶＣＪ：り高くなると１−ランジス
タ２０３が非尋通となって吸熱体１６への通電は停止づ
°る。
このにうにして、分圧電圧Ｖａが常に分圧用１１ＶＣに
等しくなるにうに吸熱体１６への通電か制御される結果
、セン′ＩＪ１の温度は５℃・−Ｃ；０℃の低湿域の所
定温度に維持される。
等しくなるにうに吸熱体１６への通電か制御される結果
、セン′ＩＪ１の温度は５℃・−Ｃ；０℃の低湿域の所
定温度に維持される。
パルス信り３ａが［１］レベルになると１−ランジスタ
２０２と電源ＶＳが接続され、ヒータ１４に通電されて
セン９１が加熱される。加熱中は７；シに分圧電圧Ｖａ
と分圧電圧Ｖｂ／ｆｉ等しくなるＪ、うにヒータ１４へ
の通電電流が制御゛されてセンサ１の温度が低いほどヒ
ータ１４への通電電流番。１人きく、この結果センサ１
の温度は１００℃・〜４００℃の高温域の所定温度に維
持される、。
２０２と電源ＶＳが接続され、ヒータ１４に通電されて
セン９１が加熱される。加熱中は７；シに分圧電圧Ｖａ
と分圧電圧Ｖｂ／ｆｉ等しくなるＪ、うにヒータ１４へ
の通電電流が制御゛されてセンサ１の温度が低いほどヒ
ータ１４への通電電流番。１人きく、この結果センサ１
の温度は１００℃・〜４００℃の高温域の所定温度に維
持される、。
このにうにして、センサ１はパルス４１ｉＮ ｊ３３
ａの周期で交互に低温状態と高温状態を繰り返り９．そ
して、センサ１からは第１０図（４）で承り如く、交互
に続く低温サイクルおよび高４ザイクルに応じて出力１
ａが発ぜられる。
ａの周期で交互に低温状態と高温状態を繰り返り９．そ
して、センサ１からは第１０図（４）で承り如く、交互
に続く低温サイクルおよび高４ザイクルに応じて出力１
ａが発ぜられる。
ところで、低湿域におけるセンサ１の出ノＪ雷ハ］１ａ
は還元ガスＩＣ８ＣＯガスの有無に関係なく湿度のみの
関数となる。これを第１１図中線Ｘで示１゜ さて、湿度検出回路４（第４図参照）には切換信号発生
回路３Ｊ、り光しｌこパルス信号３ｂが入力されており
、これは第１０図に示Ｊ′如く、パルス信号３ａが「０
」レベルすなわちセンサ１の低湿ザイクルで発せられる
１、イして、上記湿度検出回路４はパルス信号３ｂにに
リセンザ１が低温域にある場合のみ作動μ゛しめられる
。
は還元ガスＩＣ８ＣＯガスの有無に関係なく湿度のみの
関数となる。これを第１１図中線Ｘで示１゜ さて、湿度検出回路４（第４図参照）には切換信号発生
回路３Ｊ、り光しｌこパルス信号３ｂが入力されており
、これは第１０図に示Ｊ′如く、パルス信号３ａが「０
」レベルすなわちセンサ１の低湿ザイクルで発せられる
１、イして、上記湿度検出回路４はパルス信号３ｂにに
リセンザ１が低温域にある場合のみ作動μ゛しめられる
。
湿度検出回路４の回路図を第７図に示す。図中／１０１
．４０２は］ンパレータぐある。セン勺出力１ａはコン
パレータ４０１の内入ツノ端子およびコンパレータ４０
２の正入力端子に入力され、それぞれ定電圧Ｖｄ１ 、
Ｖｄ２ と比較される。ここで、定電ルｖｄ１ 、Ｖｄ
２ はイれぞれ湿度５０％、７０％に対応する電圧とし
である。
．４０２は］ンパレータぐある。セン勺出力１ａはコン
パレータ４０１の内入ツノ端子およびコンパレータ４０
２の正入力端子に入力され、それぞれ定電圧Ｖｄ１ 、
Ｖｄ２ と比較される。ここで、定電ルｖｄ１ 、Ｖｄ
２ はイれぞれ湿度５０％、７０％に対応する電圧とし
である。
湿度が５０％以下になるとセンサ１の出力電圧１ａは電
圧Ｖｄ、 より小さくなり、コンパレータ４０１の出
力は「１」レベルとなる。ここで、パルス信号３ｂが入
力覆るとＡ Ｎ Ｃ）グーｈ ４０３が問いて空調機７
＜第４図参照）へ出力信号４ａが発せられ、空調機７の
図示しない加湿器が作動０１ノめられる。 一方、濃度
が７０％以上に４．＜るとセンサ１の出力電圧１ａは電
圧Ｖ（１１Ｊ：り人さくなるから、コンパレータ４０２
の出力が［１ルベルとなり、パルス信号３ａのタイミン
グで空調機７へ出力信号４ｂが発ぜられる。これトニＪ
、り空調１幾７の除湿器が作動せしめられる。
圧Ｖｄ、 より小さくなり、コンパレータ４０１の出
力は「１」レベルとなる。ここで、パルス信号３ｂが入
力覆るとＡ Ｎ Ｃ）グーｈ ４０３が問いて空調機７
＜第４図参照）へ出力信号４ａが発せられ、空調機７の
図示しない加湿器が作動０１ノめられる。 一方、濃度
が７０％以上に４．＜るとセンサ１の出力電圧１ａは電
圧Ｖ（１１Ｊ：り人さくなるから、コンパレータ４０２
の出力が［１ルベルとなり、パルス信号３ａのタイミン
グで空調機７へ出力信号４ｂが発ぜられる。これトニＪ
、り空調１幾７の除湿器が作動せしめられる。
このＪ：うにして、小室内の湿度は己う０％〜７０％の
適正な範囲に保たれる。
適正な範囲に保たれる。
ところＣ１第１１図中線ｙ、７はイれぞれＣＯガス濶度
ｏ ｐｐｍおよび５０ ｐｐｍにａ、’ｉ Ｕるｉｊ”
ｔｉ湿域でのセンサ１の出力電圧１ａを示づものひある
６１図より知られる如く、センｖ１の出力′＃ｉＩ十１
ａは００ガス淵度によって大きく変化覆る一万、湿度
ににっでも影響な受ける。
ｏ ｐｐｍおよび５０ ｐｐｍにａ、’ｉ Ｕるｉｊ”
ｔｉ湿域でのセンサ１の出力電圧１ａを示づものひある
６１図より知られる如く、センｖ１の出力′＃ｉＩ十１
ａは００ガス淵度によって大きく変化覆る一万、湿度
ににっでも影響な受ける。
そこで、本発明では空気清浄器８を作動せしめてガスｍ
度を上限値以下に制御ｉＩｌツるガス潤度°検出回路５
（第４図参照）の上記上限値を湿度にＪ：って補正する
４０正回路６を設けている。
度を上限値以下に制御ｉＩｌツるガス潤度°検出回路５
（第４図参照）の上記上限値を湿度にＪ：って補正する
４０正回路６を設けている。
補正回路６のブロック図を第８図に示す。図中６１はリ
ンプルホールド回路、６２は演粋回路である。サンプル
ホールド回路６１はパルス信−シ）３ｂのタイミングで
低温υイクルにおりるセン９１の出ツノ信’４１ ａを
サンプルづる。この時の出力信号１ａは正確に湿度のみ
に比例しており、演算回路６２ではホールドされた出力
信号１ａに基づいて次の＾温ザイクルにおりるガス濃度
検出回路５の上限値を補正算出し、これを信号６ａとし
で検出回路５へ出力Ｊる。１上記上限値信Ｑ６ａを第１
０図５）に承り。図に承り−ように、上限値信号６ａは
低温リーイクルにＪ３Ｌノるセン勺１の出力電圧１ａの
上昇づなわち湿度の増加に伴なつ（次第に畠り？ｉ１正
され、低温υイクルにお【プる出力電圧１ａが低下りる
と低く補正されで、常に所定のＣＯガス淵度（例えば１
１００ｐｐ＞に対応せしめられ°Ｃいる。
ンプルホールド回路、６２は演粋回路である。サンプル
ホールド回路６１はパルス信−シ）３ｂのタイミングで
低温υイクルにおりるセン９１の出ツノ信’４１ ａを
サンプルづる。この時の出力信号１ａは正確に湿度のみ
に比例しており、演算回路６２ではホールドされた出力
信号１ａに基づいて次の＾温ザイクルにおりるガス濃度
検出回路５の上限値を補正算出し、これを信号６ａとし
で検出回路５へ出力Ｊる。１上記上限値信Ｑ６ａを第１
０図５）に承り。図に承り−ように、上限値信号６ａは
低温リーイクルにＪ３Ｌノるセン勺１の出力電圧１ａの
上昇づなわち湿度の増加に伴なつ（次第に畠り？ｉ１正
され、低温υイクルにお【プる出力電圧１ａが低下りる
と低く補正されで、常に所定のＣＯガス淵度（例えば１
１００ｐｐ＞に対応せしめられ°Ｃいる。
第９図にはガス濃度検出回路５の回路図を示づ。
検出回路５はパルス信号３Ｃにより高温１〕−イクル時
のみ作動せしめられる。図中５１は一１ンパレータで、
ビンサ１の出力信Ｆ′ｉ１ａど上記上限値イ１−；号６
ａを比較し、出力信号’Ｉ ａが」限値信号６ａより大
さくなると、すなわちガス濃度が１００ ＤＤｍを越え
るとｒ１Ｊレベル出カを光りる。これはパルス信号３ｃ
により開＜ＡＮＤゲート５２を介して空気清浄器起動信
号５ａとし゛ｃｉｆ＋浄器８（閉器８参照）に出力され
、これにょっ（、中室内のＣＯガス濃度は湿度の変化に
関係なく正確に−に限ｆ１ｒＪ以下に抑えられる。
のみ作動せしめられる。図中５１は一１ンパレータで、
ビンサ１の出力信Ｆ′ｉ１ａど上記上限値イ１−；号６
ａを比較し、出力信号’Ｉ ａが」限値信号６ａより大
さくなると、すなわちガス濃度が１００ ＤＤｍを越え
るとｒ１Ｊレベル出カを光りる。これはパルス信号３ｃ
により開＜ＡＮＤゲート５２を介して空気清浄器起動信
号５ａとし゛ｃｉｆ＋浄器８（閉器８参照）に出力され
、これにょっ（、中室内のＣＯガス濃度は湿度の変化に
関係なく正確に−に限ｆ１ｒＪ以下に抑えられる。
このようにして、本発明のガス・ｉ！Ｉｉ１度検出装置
６は小室内に置いた１台のガス・湿度ヒン１すを知かい
周期で交Ｈに加熱冷？ＪＩ して、冷ｆＪ］時のセン１
ノ出力より正確な湿度を知るととしにこの湿Ｉ宴値によ
って加熱時のセンナ出力を補正し’Ｃ’ ｊト、 Ｕ（
ｒなＣＯガス濃度を知るもので、これににす、車掌雰囲
気の変化に迅速に対応して空Ｗｉｌｔあるいは空気清浄
Ｚ：を適正に作動ぜしめて車掌雰囲気を常に快適に保つ
ものである。
６は小室内に置いた１台のガス・湿度ヒン１すを知かい
周期で交Ｈに加熱冷？ＪＩ して、冷ｆＪ］時のセン１
ノ出力より正確な湿度を知るととしにこの湿Ｉ宴値によ
って加熱時のセンナ出力を補正し’Ｃ’ ｊト、 Ｕ（
ｒなＣＯガス濃度を知るもので、これににす、車掌雰囲
気の変化に迅速に対応して空Ｗｉｌｔあるいは空気清浄
Ｚ：を適正に作動ぜしめて車掌雰囲気を常に快適に保つ
ものである。
そして、本発明によれば１台のセン９で湿瑣とＣＯガス
澗瓜を正？ａに測定でさるため安価であり、しかもセン
ザ白体はレラミックの一体焼成体であるからコンバク１
−で・ありしかも寿命が長い。なｄ３、感応体１２を構
成する金属酸化物半導体としてはＳｎＯ２以外にＣ１ｌ
０．１−ｉ ０２ 、Ｚｎ Ｏ等が使用でき、ざらに
スピネル系の複合酸化物を使用しても良い。
澗瓜を正？ａに測定でさるため安価であり、しかもセン
ザ白体はレラミックの一体焼成体であるからコンバク１
−で・ありしかも寿命が長い。なｄ３、感応体１２を構
成する金属酸化物半導体としてはＳｎＯ２以外にＣ１ｌ
０．１−ｉ ０２ 、Ｚｎ Ｏ等が使用でき、ざらに
スピネル系の複合酸化物を使用しても良い。
また、上記実施例ではセンソの温度を２段階に制御した
が、３段階に制御して５℃〜６０℃の低温域で湿度を検
出し、１００℃〜２５６℃の中温域でＣＯガス、１」２
ガスを検出し、２５０℃〜４００℃の高温域でプＩ」
パンガス、ブタンガス等の炭化水素ガスを検出づるとい
う具合に各ガスの高感度域１″複数のガスを精度良く検
出Ｊるにうにしても良い。この場合にも各ガス濃度の検
出値４．１４度ぐ補正する必要がある。
が、３段階に制御して５℃〜６０℃の低温域で湿度を検
出し、１００℃〜２５６℃の中温域でＣＯガス、１」２
ガスを検出し、２５０℃〜４００℃の高温域でプＩ」
パンガス、ブタンガス等の炭化水素ガスを検出づるとい
う具合に各ガスの高感度域１″複数のガスを精度良く検
出Ｊるにうにしても良い。この場合にも各ガス濃度の検
出値４．１４度ぐ補正する必要がある。
以」−の如く、本発明のガス・湿度検出８置はきわめて
優れた性能を有し、車両に限らず家庭や工場等の空調装
置と組合わせて広い用途で使用できるものである。
優れた性能を有し、車両に限らず家庭や工場等の空調装
置と組合わせて広い用途で使用できるものである。
第１図はガス・湿度センサの１１−面図、第２図番よそ
の背面図、第３図は第１図にお１ノるＩＩＩ −ＩＩＩ
ａｌ ｌ１７ｉ面図、第４図はガス・湿度検出８置の
構成を示づブＬ１ツク図、第５図は切換信号光！１１回
路の４１″４成を一示リブ［ｊツク図、第６図は冷熱切
換回路の回路図、第７図は湿度検出回路の回路図、第８
図は補ｉ、Ｅ ［ＩＩＩ路のブロック図、第９図はガス
澹度検出回路の回路図、第１０図は各種信号のタイムチ
翫・−１〜、第１１図は湿度およびガス淵１良とセンイ
ノ出ツノ電ＩＩの関係を示４図である。 １・・・・・・ガス・湿庶しンサ １２・・・・・・感応体 １４・・・・・・ヒータ １５・・・・・・吸熱体 ２・・・・・・冷熱切換回路 ４・・・・・・湿度検出回路 ５・・・・・・ガス澹度検出回路 ６・・・・・・補正回路 ７・・・・・・空調機 ８・・・・・・空気消浄器 第５図 ′３ 第６図 ＶＣ。 第７図 ； 一□」 ３ト 第８図 第９図 ら 第１０図 第１１図 温 ／Ｉ （’／−）
の背面図、第３図は第１図にお１ノるＩＩＩ −ＩＩＩ
ａｌ ｌ１７ｉ面図、第４図はガス・湿度検出８置の
構成を示づブＬ１ツク図、第５図は切換信号光！１１回
路の４１″４成を一示リブ［ｊツク図、第６図は冷熱切
換回路の回路図、第７図は湿度検出回路の回路図、第８
図は補ｉ、Ｅ ［ＩＩＩ路のブロック図、第９図はガス
澹度検出回路の回路図、第１０図は各種信号のタイムチ
翫・−１〜、第１１図は湿度およびガス淵１良とセンイ
ノ出ツノ電ＩＩの関係を示４図である。 １・・・・・・ガス・湿庶しンサ １２・・・・・・感応体 １４・・・・・・ヒータ １５・・・・・・吸熱体 ２・・・・・・冷熱切換回路 ４・・・・・・湿度検出回路 ５・・・・・・ガス澹度検出回路 ６・・・・・・補正回路 ７・・・・・・空調機 ８・・・・・・空気消浄器 第５図 ′３ 第６図 ＶＣ。 第７図 ； 一□」 ３ト 第８図 第９図 ら 第１０図 第１１図 温 ／Ｉ （’／−）
Claims (4)
- （１）金属酸化物半導体にりなり、還元性ガスおよび水
蒸気に感応する感応体に、加熱手段および冷却手段を一
体的に設りてなるガス・湿度ヒンリ−と、上記ガス・湿
度センサの加熱手段おにび冷ｕ１１段を周期的に交互に
作動せしめる冷熱切換手段と、冷７４１時のカス・湿度
センサ出力より湿度を知る湿度検出装置と、加熱時のガ
ス・湿度センリ゛出力を上記得られた湿１良により補正
して還冗性ガス淵度を知るガス淵度検出手段を具備する
ガス・湿度検出装置。 - （２）上記金属酸化物半導体とし−ｒｌ化スズ（ＳｎＯ
ｚ）、酸化銅（Ｃｕ Ｏ） 、酸化チタン（１”ｆ Ｏ
２） 、ＵＵ化亜鉛（Ｚｎ、Ｏ）おＪ：びスピネル系複
合酸化物のいずれかを使用した特許請求の範囲第１項記
載のカス・湿度検出装置。 - （３）上記加熱手段は酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）抵抗
体およびヂタン酸バリウム（Ｂ ａ １− ｉ ０３
）を主成分とりるＰ ’ｒ Ｃ抵抗体のいずれかＪ、
りなるヒータである特ＩＦ Ｗ７求の範囲Ｗｉ １ ）
（Ｊ ｉ′ｌＬ載のガス・湿度検出装置、１ - （４）上記冷却手段はビスマス（Ｂｉ）、アンチセン（
Ｓｂ ）等のＶ族金属ど）゛ルル（−ｌ’ｅ）、セレン
（ＳＣ）等のＶＩＭ金属との金属間化合物Ｉこるテルル
化ビスマス（Ｂｉｚ Ｔｅ３ ） 、 ｊ−ルル化
アンヂ七ン（Ｓｂｚ Ｔｅ３ ）、レレン化ビスマ
ス（Ｂｉ２ Ｓｅ３ ）等の単体、も（）くはこれ
らの固溶体に添加物としてタリウム（ＴＩ）、Ｓｂ、カ
ドミウム（Ｃｄ）、ヨウ素（Ｉ）、銅（Ｃｌ）、銀（Ａ
（１） 、Ｔｅ 、Ｓｅのいずれかをドーピングしてな
る１つ型半導体とＮ型半導体を接合しくイ１１１成した
吸熱体である特許請求の範［ＩＴＪ第１項記載のカス・
湿度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323183A JPS59228153A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | ガス・湿度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323183A JPS59228153A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | ガス・湿度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59228153A true JPS59228153A (ja) | 1984-12-21 |
Family
ID=14348685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10323183A Pending JPS59228153A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | ガス・湿度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59228153A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0421853U (ja) * | 1990-06-08 | 1992-02-24 | ||
| JP2016017741A (ja) * | 2014-07-04 | 2016-02-01 | 富士電機株式会社 | ガス検出装置およびガス検出方法 |
-
1983
- 1983-06-09 JP JP10323183A patent/JPS59228153A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0421853U (ja) * | 1990-06-08 | 1992-02-24 | ||
| JP2016017741A (ja) * | 2014-07-04 | 2016-02-01 | 富士電機株式会社 | ガス検出装置およびガス検出方法 |
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