JPS63500541A - 人の居留に用いられる室内等に供給される空気の有害物質インジケ−シヨン法 - Google Patents

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】 本発明は、１つまたは複数個使用される半導体−ガス−センサにおける湿度およ び温度誤差の補償作用を有し、センサ加熱電圧が一定の加熱電力になるよ５に制 御され、センサ温度検出器ならびに温度に依存する加熱電圧を形成するために必 要な増幅器（制御段）が共通のケーシング中に設けられており、センサの領域で ケーシングが穿孔されて構成されている、人の居留に用いられる、例えば自動車 の室内等に供給される空気の有害物質インジケーション法に関する。

人の居留に用いられる室内に供給される空気に含まれる有害物質を除去するため ｋは、このよ５な有害物質をまず第一に検出し、次にフィルタ式清浄装置および ／または換気装置のスイッチングのため信号および／または調節量を形成するこ とが必要である。

空気中の有害物質を検出するため分析装置を設けることが既に提案されているが 、しかし分析装置は、個々の有害物質成分の検出ができるということはまったく 別にしても、その調達時およびその使用時に比較的費用が嵩む。

さらにこの目的に１通常の空気汚染物質に対する応動という要請を一般的に充た す半導体センサを用いることが公知である。しかしこのセンサの動作範囲が、セ ンナの応動感度に関しては、多くの有害物質の、人間にはまだ危険のない濃度に 対しては対処できない。

その上さらに半導体センサは、監視すべき空気流の温度変動及び流速の差異に対 して影響を受けやすい。さらにこのようなセンサのとくに低濃度領域での応動時 間および汚染物質除去時間が長すぎて、例えば濾過装置および／または換気装置 の制御用に自動車の室内に使用スることができない。このような従来技術を前提 として本発明の基礎となる課題は、前記の欠点を除去のもとに、湿度、温度等に よってセンナに生ずる誤差の補償が簡単かつ正確に保証された経済的で、保守不 要な、所要容積の小さい方法を提供することである。

検出され、有害物質−１温度−および湿度補正された出力信号の誤差を補償でき るようにするため、本発明にしたがって提案されていることは、該センサならび に該外部回路の同じ比例的値変化の影響量が相互に補償し合うように、該センナ の外部で該センナと共に分圧器を共通の供給電圧に形成する分圧器において、該 センサの特性曲線をシミュレートすることである。

この構成により前記出力信号は温度に関して一定に保持される。

同時にセンサ加熱電力もまた温度に依存して変化される。

温度が低い場合には加熱電圧は（したがってまた電力も）高められ、温度が比較 的高い場合には低下され有利な構成では加熱電圧は２０℃において５ｖである。

空気の湿度の絶対値に対する依存性が気体ＣＯの存在に大いに関連していること が、ＳｎＯ２検出器の特性である。

このセンナのＣＯにたいする感度は、例えば４．８ｖ〜５．２ｖの比較的小さい 範囲で加熱電力が変化する場合には、はとんど一定であり、他方別のガスに対す る感度は加熱電力が増枠するにつれて減少する。

加熱電圧の温度に依存しての変化および測定辺の抵抗網の値は、道路交通排気ガ ス中に存在し、常Ｋ　Ｃ０ならびに他の化合物を含有する場合のような複数種類 の信号の出力値が、加熱値変化および分圧器網の組み合わせによって、湿度の影 響を抑圧するように、大きさが選定されている。なぜならば湿度の絶対値が空気 温度に大いに関連しており、温度の伝導が加熱電圧を、したがってまたＣＯ以外 のすべてのガスに対する感度を変化し、かつ測定辺の分圧器が温度だけに対する 感度に加えてこの付加的変化もまた考慮するからである。

道路交通の場合に現われる低い有害物質濃度では、外気弁および／または濾過装 置を制御、するためセンサに後置接続された電気部材は非常に高い増幅率を有し なければならない。それｋよって相応のスイッチング信号は形成できるが、しか しその場合必然的にすべての望ましくない副次的影響もいっしょに増幅される。

道路文通に存在する有害物質の場合に大いに問題になるのは、汚染されていない 空気の成分とは異なる特有の性質を有するガスである。

特有の構造を有する適切なプラスチック箔を無害な空気成分が有利に一層良好に 透過拡散することができ、他方別の箔ではほとんどすべてのガスがさまたげられ ずに該箔を通過する。それゆえこのような技術思想を前提として本発明に従って 、有害物質に応動するセンナを、とのセンサにガス流を作用して、無害なガス分 子をあらかじめ拡散除去させることｋよって残りのガス流中の有害物質の濃度が 増加するように構成することが提案される。

それＫよって、使用される半導体ガスセンサが比較的高い有害物質濃度で作動し 、空気湿度、温度変化、空気速度による影響を無視できるはと小さくすることが 達成される。

なるはと半導体−ガス−センサは有害物質に応動するが、しかし選択的には検出 しないことが公知である。

半導体センサによる選択的測定法を提供するため、本発明にしたがって、２つの 非選択的に応動するセンサを測定ガス流中に相前後して配置し、両センナ間で選 択的な有害物質−沈澱および除去を行うことが提案される。

これは例えば化学的吸着溶液によって行うことができる。

この目的には例えばＳ０２遮断に対してはアルカリ媒質が適している。

この選択的化学的有害物質除去の結果としてセンサ１とセンサ２との間にこの選 択的に除去された成分に相応する測定差または差信号が形成される。

それによって間接的にセンサ１とセンサ２との間の選択的測定値送出が可能にさ れる。

選択的除去は例えば分子適過によっても行うことができる。

いろいろな選択的除去法が、しかも、センサｌとセンサ２との間でまたはさらに 多数の組み合わせ接続したセンサによって、選択的に定めた有害物質を分離する こと、それｋよって個々の有害物質成分に所属させることのできるいろいろな信 号を識別させるという基本的技術思想から外れることなしに、可能である。

半導体−ガス−センサに強制通風装置を設け、センサ表面の空気容積が振動ポン プによって振動されるよ５にすることは公知である。これは自然の摩耗を免れこ の摩耗を最小限にするため、本発明にしたがって、振動磁石の直流可動子が浮動 的に支承されており、しかも引張りばねと圧縮ばねとの間に固定されていること が提案される。

その利点は例えば、非常に安価な直流プランジャ磁石−可動子が使用できること である。そのさい引張りばねと圧縮ばねとの間での浮動ないしは遊動的取り付け によって、振動変位が機械的衝突による制限なく行なわれ、その結果摩耗の少な い作業がとくに可能になる。

本発明の実施例が図面に基づいて詳細に説明される。

第１図は温度および空気湿度の影響を補償するための回路装置を、第２図から第 ４図までは使用されたセンサの特性曲線図を、第５図はセンサの断面図をそれぞ れ示す。

第１図でセンサｌで、外部抵抗は２で示されている。

外部抵抗２は、負の温度係数をもつ温度依存抵抗３ならびに並列に接続した直線 化抵抗４および直列接続した制限抵抗５から成る。センナ並列に直線化抵抗６が 、センサの非直ａ％性を直線化するために接続されている。

加熱電圧の変調は、測定分岐にＰＴＣ抵抗が挿入されている電圧変調として実施 される。分圧器の非測定分岐にＮＴＣ抵抗を設けることも可能である。

第２図による特性曲線グラフはセンナ感度の１種々のガスの加熱電圧依存性を示 す。

第３図による特性曲線グラフには複数種類のガス混合物の未補正のセンサ感度曲 線の経過が示されている。

菖４図からＣｏ　＝　２０　ｐｐｍでのセンサ内部抵抗の、空気の湿度の絶対値 に対する依存性が分かる。

第５図ｋｌｌで半導体−ガス−センサが示されており、例えば無害ガスを透過さ せる箔板は１２で示されている。すべてのガスを透過させる箔板は参照符号１３ が付けである。１４ではガスポンプが示されている。

半導体−ガス−センサの安定化は、この実施例では、検出すべき汚染された空気 は、前置接続されたガス透過箔板によってその有害物質濃度を高くされることに 箆２図 第３図 第４図 第５図 悶　ａｉｍ　査　謡　倫

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．１つまたは複数個使用される半導体−ガス−センサにおける湿度および温度 誤差を補償するようにし、この場合、センサ加熱電圧を一定の加熱電力が得られ るように制御し、センサ温度検出器ならびに温度から導出される加熱電圧を形成 するために必要な増幅器（制御段）が共通のケーシング中に設けられており、該 ケーシングがセンサの領域で穿孔されて構成されている、人の居留に用いられる 、例えば自動車の室内等に供給される空気の有害物質インジケーシヨン法におい て、加熱電力を空気温度に依存して制御することを特徴とする人の居留に用いら れる室内等に供給される空気の有害物質インジケーシヨン法。
2. ２．センサがオーム抵抗から成る分圧器の一部であるようにした請求の範囲第１ 項記載の方法。
3. ３．前記の分圧器の一部が湿度に依存する抵抗として構成されている請求の範囲 第１項または第２項記載の方法。
4. ４．加熱電圧および外部抵抗を有する分岐路中の温度依存抵抗に対する温度作用 が相互に、使用されるセンサの温度特性と共働して補償されるように相互に適合 調整されている請求の範囲第１項または第１項から第３項までのいずれか１項に 記載の方法。
5. ５．検出すべき空気がダイヤフラムによる選別分離によつて、その組成が一層高 い有害物質濃度を有するようにされる、請求の範囲第１項または第１項から第４ 項までのいずれか１項に記載の方法。
6. ６．ガス流から箔を介して無害な成分が取り出される、請求の範囲第５項記載の 方法。
7. ７．測定室にポンプを介して空気が供給される、請求の範囲第５項または第６項 記載の方法。
8. ８．２つまたは複数のセンサが測定用のガス流内に組み合わされて接続され、個 々のセンサが選択的に有害物質の除去を化学吸着および／または分子濾過等によ つて行なう、請求の範囲第１項または第１項から第７項までのいずれか１項に記 載の方法。
9. ９．偶々のセンサ間の差信号が有害物質インジケーシヨンのために電気的に接続 される、請求の範囲第８項記載の方法。
10. １０．振動ポンプの駆動がパルス的に励磁される磁石を介して行われ、直流可動 子が引張り−および圧縮ばねの間に固定されている、請求の範囲第１項または第 １項から第９項までのいずれか１項に記載の方法。