JPH0435030B2 - - Google Patents
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- JPH0435030B2 JPH0435030B2 JP17263384A JP17263384A JPH0435030B2 JP H0435030 B2 JPH0435030 B2 JP H0435030B2 JP 17263384 A JP17263384 A JP 17263384A JP 17263384 A JP17263384 A JP 17263384A JP H0435030 B2 JPH0435030 B2 JP H0435030B2
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Classifications
-
- 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
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0062—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
この発明は、金属酸化物半導体ガスセンサを用
いたガス検出方法の改良に関する。
いたガス検出方法の改良に関する。
COガスの検出を例に従来例を説明する。金属
酸化物半導体ガスセンサを、低温域と高温域とに
交互に周期的に加熱し、低温域での出力からCO
を検出する方法が知られている（特公昭53−
43320号）。この方法は温度変化を利用して、CO
への選択性を高めた点に特徴がある。 ところで、COの危険性は濃度と時間との双方
で定まるので、センサ出力を積算する必要があ
る。CO以外の他のガスの検出においても濃度と
時間との双方を考慮するため、センサ出力の積算
が必要である。 この積算出力が装架して検出負荷を動作させた
とき、検出負荷の停止条件をどのようにするかに
ついては知られていない。積算出力が所定の値以
下になれば停止することとすれば、検出負荷の動
作によつてガス濃度が低下しても、積算出力が所
定値を越える間は検出負荷は停止せず、積算出力
が小さくなるまで動作し続けることになる。さら
にガス濃度が低下したときに、検出負荷の動作を
停止すると共に積算出力を初期値に戻す（リセツ
ト）こととすれば、一時的にガス濃度が低下した
場合でも積算出力がリセツトさせることになり、
それまでの積算が無意味になる。その結果、ガス
濃度が再び上昇しても、それに対応して検出負荷
が動作しないことになる。
酸化物半導体ガスセンサを、低温域と高温域とに
交互に周期的に加熱し、低温域での出力からCO
を検出する方法が知られている（特公昭53−
43320号）。この方法は温度変化を利用して、CO
への選択性を高めた点に特徴がある。 ところで、COの危険性は濃度と時間との双方
で定まるので、センサ出力を積算する必要があ
る。CO以外の他のガスの検出においても濃度と
時間との双方を考慮するため、センサ出力の積算
が必要である。 この積算出力が装架して検出負荷を動作させた
とき、検出負荷の停止条件をどのようにするかに
ついては知られていない。積算出力が所定の値以
下になれば停止することとすれば、検出負荷の動
作によつてガス濃度が低下しても、積算出力が所
定値を越える間は検出負荷は停止せず、積算出力
が小さくなるまで動作し続けることになる。さら
にガス濃度が低下したときに、検出負荷の動作を
停止すると共に積算出力を初期値に戻す（リセツ
ト）こととすれば、一時的にガス濃度が低下した
場合でも積算出力がリセツトさせることになり、
それまでの積算が無意味になる。その結果、ガス
濃度が再び上昇しても、それに対応して検出負荷
が動作しないことになる。
この発明では、センサ出力の積算値により検出
負荷を動作させ、ガス濃度が低下した場合に検出
負荷の動作を停止させることを目的とする。また
この発明ではガス濃度が低下した場合には、積算
出力を初期値に戻すことなく検出負荷の動作を停
止させることを目的とする。
負荷を動作させ、ガス濃度が低下した場合に検出
負荷の動作を停止させることを目的とする。また
この発明ではガス濃度が低下した場合には、積算
出力を初期値に戻すことなく検出負荷の動作を停
止させることを目的とする。
この発明は、金属酸化物半導体の抵抗値の変化
を利用したガスセンサによりガスを検出する方法
において、ガスセンサの出力をガス濃度の瞬時値
に対応するデジタル出力に変換し、このデジタル
出力を積算してガス濃度と時間とに依存する積算
出力とし、この積算出力により検出負荷を動作さ
せ、かつガスセンサ出力が所定のレベル以下に低
下したときに、積算出力を初期値に戻すことなく
検出負荷を停止させることを特徴とするガス検出
方法による。 実施例はCOの検出を例に示すが、他のガスの
検出に用いることができる。 なお実施例では、ADコンバータでガスセンサ
出力をデジタル量に変換する際に、ガスセンサ出
力の２乗に従つてADコンバータの出力を増すよ
うにした。これはCOの危険性がCO濃度のべき
乗、あるいは濃度とともに指数的に増すことに対
応して設けたもので、これに限るものではない。 また積算出力を初期値に戻さないとは、０等の
初期値にリセツトしないことをいい、積算値をそ
のままにしたおくか、あるいはそのまま積算を続
行する等のことをいう。 さらに検出負荷を停止させるためのガスセンサ
出力の所定のレベルは、検出ガスや検出条件に応
じて定めればよい。
を利用したガスセンサによりガスを検出する方法
において、ガスセンサの出力をガス濃度の瞬時値
に対応するデジタル出力に変換し、このデジタル
出力を積算してガス濃度と時間とに依存する積算
出力とし、この積算出力により検出負荷を動作さ
せ、かつガスセンサ出力が所定のレベル以下に低
下したときに、積算出力を初期値に戻すことなく
検出負荷を停止させることを特徴とするガス検出
方法による。 実施例はCOの検出を例に示すが、他のガスの
検出に用いることができる。 なお実施例では、ADコンバータでガスセンサ
出力をデジタル量に変換する際に、ガスセンサ出
力の２乗に従つてADコンバータの出力を増すよ
うにした。これはCOの危険性がCO濃度のべき
乗、あるいは濃度とともに指数的に増すことに対
応して設けたもので、これに限るものではない。 また積算出力を初期値に戻さないとは、０等の
初期値にリセツトしないことをいい、積算値をそ
のままにしたおくか、あるいはそのまま積算を続
行する等のことをいう。 さらに検出負荷を停止させるためのガスセンサ
出力の所定のレベルは、検出ガスや検出条件に応
じて定めればよい。
この発明では、ガスセンサの積算出力により検
出負荷を動作させ、ガスセンサ出力が所定のレベ
ル以下になれば検出負荷の動作を停止させる。ガ
スセンサの積算出力が高まり検出負荷を動作させ
るとガス濃度は低下する。例えばガスもれの場合
はコツクを止め換気を行う等の対策が施される
が、その結果ガス濃度が低下した場合には、これ
らの検出負荷の動作を停止してそれを知らせるべ
きである。ここで積算出力は過去のガス濃度によ
り支配されているので、ガス濃度が低下してもゆ
つくりとしか現象しない。そのため積算出力が所
定値以下になれば検出負荷を停止させることにす
れば、実際にガス濃度が低下していても、積算出
力が減少するまで検出負荷が動作し続けることと
なる。そこでガスセンサ出力が所定のレベル以下
に低下したときに検出負荷を停止することとす
る。 このとき積算出力は初期値に戻さない。検出負
荷の停止に伴い初期値に戻すこととすれば、ガス
濃度の低下が一時的なものであつた場合、再びガ
ス濃度が増加してもそれに伴い検出負荷が動作し
ないことになる。逆に積算出力を初期値に戻さな
ければ、ガス濃度が低下した後に再び増加する
と、積算出力には過去の値が記憶されているた
め、短時間で検出負荷が動作する。 ここでCOガスの検出を例にとれば、COガスの
場合、低濃度でもそれが長時間続けば危険性が高
まるので、積算出力が増大して検出負荷が動作す
る。その後CO濃度が減少すれば負荷を止めて安
全状態になつたことを知らせる。ところが一時的
にCO濃度が下がつた場合には、再びCO濃度が上
昇し危険性が生じる。ここで積算出力は初期値に
戻つていないので、直ちに検出負荷を動作させる
ことができる。COガス以外のガスの場合でも同
様に動作する。
出負荷を動作させ、ガスセンサ出力が所定のレベ
ル以下になれば検出負荷の動作を停止させる。ガ
スセンサの積算出力が高まり検出負荷を動作させ
るとガス濃度は低下する。例えばガスもれの場合
はコツクを止め換気を行う等の対策が施される
が、その結果ガス濃度が低下した場合には、これ
らの検出負荷の動作を停止してそれを知らせるべ
きである。ここで積算出力は過去のガス濃度によ
り支配されているので、ガス濃度が低下してもゆ
つくりとしか現象しない。そのため積算出力が所
定値以下になれば検出負荷を停止させることにす
れば、実際にガス濃度が低下していても、積算出
力が減少するまで検出負荷が動作し続けることと
なる。そこでガスセンサ出力が所定のレベル以下
に低下したときに検出負荷を停止することとす
る。 このとき積算出力は初期値に戻さない。検出負
荷の停止に伴い初期値に戻すこととすれば、ガス
濃度の低下が一時的なものであつた場合、再びガ
ス濃度が増加してもそれに伴い検出負荷が動作し
ないことになる。逆に積算出力を初期値に戻さな
ければ、ガス濃度が低下した後に再び増加する
と、積算出力には過去の値が記憶されているた
め、短時間で検出負荷が動作する。 ここでCOガスの検出を例にとれば、COガスの
場合、低濃度でもそれが長時間続けば危険性が高
まるので、積算出力が増大して検出負荷が動作す
る。その後CO濃度が減少すれば負荷を止めて安
全状態になつたことを知らせる。ところが一時的
にCO濃度が下がつた場合には、再びCO濃度が上
昇し危険性が生じる。ここで積算出力は初期値に
戻つていないので、直ちに検出負荷を動作させる
ことができる。COガス以外のガスの場合でも同
様に動作する。
第１図に、実施例に用いる回路のブロツク図
を、第２図にその機能のフローチヤートを、第３
図に動作の波形図を示す。なお以下の説明は、
COガス検出のための特定の回路構造について、
数値例を交えて行うが、これらのものは機能が共
通する範囲内で任意に変形し得る。また他のガス
の検出においても同様である。 第１図において、２は例えば150秒周期で動作
するタイマで、４は二段階出力の出力可変安定化
電源からなるヒータ制御電源である。GSはセン
サ回路で、金属酸化物半導体６とそのヒータ８と
からなるガスセンサ１０と、ガスセンサ１０の電
気伝導度に対応した出力を得るための演算増幅器
１２と、増幅器１２の出力の極性を反転させるた
めのユニイテイゲインアンプ１４とからなつてい
る。なおここでガスセンサ１０としては、低温域
でCOに可逆的に応答するもの、例えばSnO2に少
量の貴金属触媒を添加したもの、を用いる。また
ヒータ８はヒータ制御電源４に接続し、ユニイテ
イゲインアンプ１４の出力は二乗回路２０に接続
する。 二乗回路２０は、COの危険性が濃度のべき乗、
あるいは濃度とともに指数的に増すことに対応し
て設けたもので、少なくとも1.5乗以上のべき指
数を持つべき乗回路、より好ましくは二乗以上の
もの、あるいは指数増幅回路を用いることができ
る。またその設置位置については、後述するAD
コンバータADの内部、あるいはADコンバータ
ADと積算回路４６との間、等とすることもでき
る。なおこの実施例では、ガスセンサ１０の電気
伝導度がCO濃度に比例する領域で用いるので、
二乗回路２０の出力はCO濃度の二乗に比例する。 ADは周知のADコンバータで、カウンタ２２
とDAコンバータ２４、比較回路２６、アンド回
路２８とからなり、オア回路３２の出力信号によ
り、センサ回路GSの出力をサンプリングしてCO
濃度の瞬時値に対応したデジタル出力を得るため
のものである。 ３４はADコンバータADのデコータで、ADコ
ンバータAD内に内蔵させることもできる。デコ
ーダ３４では、ADコンバータADで得たCO濃度
の瞬時値に従つて、換気扇３６と、CO濃度の表
示用の発光ダイオード３８，４０，４２とを駆動
する。なお換気扇３６は、後述の他のデコーダ５
０の出力により駆動しても良い。デコーダ３４の
他の機能は、CO濃度が充分に低下した場合、例
えばCO濃度の長時間平均値への許容濃度以下に
低下した場合に、積算回路４６による検出負荷の
動作を留保させる点に有る。 さて、４６はアツプダウンカウンタからなる積
算回路で、タイマ２のT1信号により入力が可能
となり、カウンタ２２へのカウント信号S1によ
り加算され、タイマ２のT2信号により例えば１
デジツトだけ減算される。積算回路４６には任意
の変形ができるが、CO濃度の平均値が、長時間
平均値への許容濃度α以上であるか否かを弁別す
る機能を持たせることが好ましい。このためには
CO濃度の平均値がα以上で、積算回路４６が加
算され、それ以下で減算されるようにする。次に
４８はオーバーフロー防止回路で、積算回路４６
の出力がオーバーフローしたり負になつたりする
ことを防止する。５０はデコーダで、積算回路４
６に内蔵させることもできる。デコーダ５０は、
他のデコーダ３４からS2信号が有るときにのみ
出力し、積算回路４６の出力が所定値以上でかつ
CO濃度が充分には低下していない時に、検出負
荷としてのブザー５２を駆動するものである。な
おブザー５２は、燃料の供給を遮断するための電
磁弁等に変更しても良い。 ところでブザー５２の駆動時に検出のデツドタ
イムを短縮するため、センサ１０の温度を低温域
に保ち、かつサンプリングの間隔を短縮する。そ
こで信号S3をインバータ５４を介してアナログ
スイツチ５６に入力し、高温加熱信号THをカツ
トするとともに、アナログスイツチ５８を動作さ
せてタイマ２のT3信号をADコンバータADのサ
ンプリング信号として用いる。 次に第２図、第３図をもとに、実施例の装置に
よるCOガスの検出を説明する。動作をスタート
させると、タイマ２の高温加熱信号THにより、
例えば60秒間、センサ１０は350℃に加熱され、
ヒートクリーニングが行われる。ヒートクリーニ
ング後は、センサ１０は例えば80℃に90秒間保た
れ、サンプリング信号T1により、CO濃度の二乗
がサンプリングされる。ここで90秒待機するの
は、ヒートクリーニング後の過渡現象とCOへの
応答への完了を待つためとである。そしてヒート
クリーニングとその後の過渡現象やCOへの応答
時間等のため、サンプリングは間欠的とならざる
を得ず、検出にデツドタイムが生ずることとな
る。なお検出精度の低下を問題としない場合に
は、サンプリング間隔を短縮したり、一周期内に
複数回のサンプリングを行つたり、することもで
きる。 ここで実施例での検出目標について述べると、
CO濃度の平均値を長時間平均への許容濃度レベ
ルα以下とし、CO濃度の最大値、より正しくは
１回のサンプリング間隔の間だけ存在するCO濃
度への最大値、を最大許容濃度レベルβ以下とす
ることである。αの値としては20〜120ppmが好
ましく、より好ましくは30〜100ppmであるが、
ここでは70ppmとする。βについては300〜
1000ppm、より好ましくは400〜700ppm、が良い
が、ここでは500ppmとする。 ADコンバータADでは、CO濃度が50ppm以下で
出力が０、50ppm強で１、70ppm強で２、以下
CO濃度の二乗とともに出力を増大させて500ppm
強で100となるように、変換基準を定める。次に
デコーダ３４でCO濃度を評価し、70ppm以上で
換気扇３６と発光ダイオード３８が、100ppm以
上で発光ダイオード４０が、200ppm以上で発光
ダイオード４２が駆動されるようにする。また信
号S2のスレツシユホールドレベルはα以下とし、
ここではαに等しい70ppmとする。 積算回路４６では、カウンタ２２への加算信号
S1をそのまま加算信号として用い、タイマ２か
らの減算信号T2により１デジツト減算する。種
算回路４６への加算は70ppm以上で行われ、
50ppm以下では減算が行われる。そして積算回路
４６の出力は、 ∫｛（Pco）／50）2−１｝dt に対応したものとなる。ここでCO濃度の平均値
がα以上であれば、積算回路４６の出力は増大
し、CO濃度の長時間平均値への監視が行われる。
またこの出力は、COの人体への危険性に対応し
たものである。次にブザー５２の駆動条件は、
CO濃度の最大値への許容レベルβで定まる。こ
こではβを500ppmとしたので、積算回路４６の
出力Ｊが96以上で、ブザー５２を駆動することと
した。 ところで積算回路４６の出力は過去のCO濃度
により支配され、CO濃度が低下してもゆつくり
としか減少しない。そこでS2信号によりCO濃度
が低下した場合に、ブザー５２を停止させるよう
にする。ただしCO濃度が低下した後に、再びCO
濃度が増大すると、積算回路４６に過去のCOの
発生が記憶されているため、短時間で再びブザー
５２が鳴動する。 ブザー５２の駆動に伴う問題は、サンプリング
間のデツドタイムのため、CO濃度が低下しても
なおブザー５２が鳴動する点に有る。そこで信号
S3によりセンサ１０の温度を低温域に保ち、T3
信号により例えば30秒間隔でサンプリングを行う
ようにする。ただし積算回路４６の出力の意味を
あいまいにしないため、積算は信号T1によつて
のみ行うようにする。 第４図に、センサ１０の低温域への保持条件
と、検出の留保条件とについての、変形例を示
す。図において、６０はデコーダで、６２はオア
回路、６４は前回のADコンバータADの出力を
例えば２ビツトLSD側にシフトさせて記憶する
シフトレジスタ、６８は比較回路、７０はアナロ
グスイツチ、７２はアンド回路、７４，７６はオ
ア回路である。 この変形例では、CO濃度が例えば300ppm以上
で、デコーダ６０から信号S4を取り出し、オア
回路６２によりセンサ１０を低温域に固定すると
ともにサンプリング間隔を短縮する。このように
してCO濃度が最大許容レベルβに達するまえに、
サンプリング間隔を短縮し検出遅れを小さくす
る。次にデコーダ６０により、CO濃度の瞬時値
がCO濃度の最大値への許容レベルβを越えた場
合に検出信号S5を生じさせ、積算回路４６の動
作を待つことなくオア回路７６を介してブザー５
２を駆動させる。 さてシフトレジスタ６４等により、以下の処理
を行う。シフトレジスタ６４では、ADコンバー
タADの出力を２ビツトだけシフトして記憶し、
前回のCO濃度の1/2を記憶している。そこでCO
濃度が前回の1/2以下に低下した場合は、比較回
路６８でADコンバータADの出力とシフトレジ
スタ６４の出力を比較してアンド回路７２の出力
をロウレベルとし、S2信号を除きブザー５２を
停止させる。このようにしてCO濃度が前回の1/2
以下に低下した場合に、ブザー５２を停止させる
ようにする。なおここで重要なことは、CO濃度
の低下によりブザー５２を停止させることで、低
下の条件である1/2以下等の数値は自由に変形し
得る。 なお前回のCO濃度が既に充分低い場合、例え
ば100ppm以下、にはアナログスイツチ７０によ
り、以上の処理を打ちきり、CO濃度が例えば
70ppm以下となつた時にのみ、ブザー５２を停止
させる。
を、第２図にその機能のフローチヤートを、第３
図に動作の波形図を示す。なお以下の説明は、
COガス検出のための特定の回路構造について、
数値例を交えて行うが、これらのものは機能が共
通する範囲内で任意に変形し得る。また他のガス
の検出においても同様である。 第１図において、２は例えば150秒周期で動作
するタイマで、４は二段階出力の出力可変安定化
電源からなるヒータ制御電源である。GSはセン
サ回路で、金属酸化物半導体６とそのヒータ８と
からなるガスセンサ１０と、ガスセンサ１０の電
気伝導度に対応した出力を得るための演算増幅器
１２と、増幅器１２の出力の極性を反転させるた
めのユニイテイゲインアンプ１４とからなつてい
る。なおここでガスセンサ１０としては、低温域
でCOに可逆的に応答するもの、例えばSnO2に少
量の貴金属触媒を添加したもの、を用いる。また
ヒータ８はヒータ制御電源４に接続し、ユニイテ
イゲインアンプ１４の出力は二乗回路２０に接続
する。 二乗回路２０は、COの危険性が濃度のべき乗、
あるいは濃度とともに指数的に増すことに対応し
て設けたもので、少なくとも1.5乗以上のべき指
数を持つべき乗回路、より好ましくは二乗以上の
もの、あるいは指数増幅回路を用いることができ
る。またその設置位置については、後述するAD
コンバータADの内部、あるいはADコンバータ
ADと積算回路４６との間、等とすることもでき
る。なおこの実施例では、ガスセンサ１０の電気
伝導度がCO濃度に比例する領域で用いるので、
二乗回路２０の出力はCO濃度の二乗に比例する。 ADは周知のADコンバータで、カウンタ２２
とDAコンバータ２４、比較回路２６、アンド回
路２８とからなり、オア回路３２の出力信号によ
り、センサ回路GSの出力をサンプリングしてCO
濃度の瞬時値に対応したデジタル出力を得るため
のものである。 ３４はADコンバータADのデコータで、ADコ
ンバータAD内に内蔵させることもできる。デコ
ーダ３４では、ADコンバータADで得たCO濃度
の瞬時値に従つて、換気扇３６と、CO濃度の表
示用の発光ダイオード３８，４０，４２とを駆動
する。なお換気扇３６は、後述の他のデコーダ５
０の出力により駆動しても良い。デコーダ３４の
他の機能は、CO濃度が充分に低下した場合、例
えばCO濃度の長時間平均値への許容濃度以下に
低下した場合に、積算回路４６による検出負荷の
動作を留保させる点に有る。 さて、４６はアツプダウンカウンタからなる積
算回路で、タイマ２のT1信号により入力が可能
となり、カウンタ２２へのカウント信号S1によ
り加算され、タイマ２のT2信号により例えば１
デジツトだけ減算される。積算回路４６には任意
の変形ができるが、CO濃度の平均値が、長時間
平均値への許容濃度α以上であるか否かを弁別す
る機能を持たせることが好ましい。このためには
CO濃度の平均値がα以上で、積算回路４６が加
算され、それ以下で減算されるようにする。次に
４８はオーバーフロー防止回路で、積算回路４６
の出力がオーバーフローしたり負になつたりする
ことを防止する。５０はデコーダで、積算回路４
６に内蔵させることもできる。デコーダ５０は、
他のデコーダ３４からS2信号が有るときにのみ
出力し、積算回路４６の出力が所定値以上でかつ
CO濃度が充分には低下していない時に、検出負
荷としてのブザー５２を駆動するものである。な
おブザー５２は、燃料の供給を遮断するための電
磁弁等に変更しても良い。 ところでブザー５２の駆動時に検出のデツドタ
イムを短縮するため、センサ１０の温度を低温域
に保ち、かつサンプリングの間隔を短縮する。そ
こで信号S3をインバータ５４を介してアナログ
スイツチ５６に入力し、高温加熱信号THをカツ
トするとともに、アナログスイツチ５８を動作さ
せてタイマ２のT3信号をADコンバータADのサ
ンプリング信号として用いる。 次に第２図、第３図をもとに、実施例の装置に
よるCOガスの検出を説明する。動作をスタート
させると、タイマ２の高温加熱信号THにより、
例えば60秒間、センサ１０は350℃に加熱され、
ヒートクリーニングが行われる。ヒートクリーニ
ング後は、センサ１０は例えば80℃に90秒間保た
れ、サンプリング信号T1により、CO濃度の二乗
がサンプリングされる。ここで90秒待機するの
は、ヒートクリーニング後の過渡現象とCOへの
応答への完了を待つためとである。そしてヒート
クリーニングとその後の過渡現象やCOへの応答
時間等のため、サンプリングは間欠的とならざる
を得ず、検出にデツドタイムが生ずることとな
る。なお検出精度の低下を問題としない場合に
は、サンプリング間隔を短縮したり、一周期内に
複数回のサンプリングを行つたり、することもで
きる。 ここで実施例での検出目標について述べると、
CO濃度の平均値を長時間平均への許容濃度レベ
ルα以下とし、CO濃度の最大値、より正しくは
１回のサンプリング間隔の間だけ存在するCO濃
度への最大値、を最大許容濃度レベルβ以下とす
ることである。αの値としては20〜120ppmが好
ましく、より好ましくは30〜100ppmであるが、
ここでは70ppmとする。βについては300〜
1000ppm、より好ましくは400〜700ppm、が良い
が、ここでは500ppmとする。 ADコンバータADでは、CO濃度が50ppm以下で
出力が０、50ppm強で１、70ppm強で２、以下
CO濃度の二乗とともに出力を増大させて500ppm
強で100となるように、変換基準を定める。次に
デコーダ３４でCO濃度を評価し、70ppm以上で
換気扇３６と発光ダイオード３８が、100ppm以
上で発光ダイオード４０が、200ppm以上で発光
ダイオード４２が駆動されるようにする。また信
号S2のスレツシユホールドレベルはα以下とし、
ここではαに等しい70ppmとする。 積算回路４６では、カウンタ２２への加算信号
S1をそのまま加算信号として用い、タイマ２か
らの減算信号T2により１デジツト減算する。種
算回路４６への加算は70ppm以上で行われ、
50ppm以下では減算が行われる。そして積算回路
４６の出力は、 ∫｛（Pco）／50）2−１｝dt に対応したものとなる。ここでCO濃度の平均値
がα以上であれば、積算回路４６の出力は増大
し、CO濃度の長時間平均値への監視が行われる。
またこの出力は、COの人体への危険性に対応し
たものである。次にブザー５２の駆動条件は、
CO濃度の最大値への許容レベルβで定まる。こ
こではβを500ppmとしたので、積算回路４６の
出力Ｊが96以上で、ブザー５２を駆動することと
した。 ところで積算回路４６の出力は過去のCO濃度
により支配され、CO濃度が低下してもゆつくり
としか減少しない。そこでS2信号によりCO濃度
が低下した場合に、ブザー５２を停止させるよう
にする。ただしCO濃度が低下した後に、再びCO
濃度が増大すると、積算回路４６に過去のCOの
発生が記憶されているため、短時間で再びブザー
５２が鳴動する。 ブザー５２の駆動に伴う問題は、サンプリング
間のデツドタイムのため、CO濃度が低下しても
なおブザー５２が鳴動する点に有る。そこで信号
S3によりセンサ１０の温度を低温域に保ち、T3
信号により例えば30秒間隔でサンプリングを行う
ようにする。ただし積算回路４６の出力の意味を
あいまいにしないため、積算は信号T1によつて
のみ行うようにする。 第４図に、センサ１０の低温域への保持条件
と、検出の留保条件とについての、変形例を示
す。図において、６０はデコーダで、６２はオア
回路、６４は前回のADコンバータADの出力を
例えば２ビツトLSD側にシフトさせて記憶する
シフトレジスタ、６８は比較回路、７０はアナロ
グスイツチ、７２はアンド回路、７４，７６はオ
ア回路である。 この変形例では、CO濃度が例えば300ppm以上
で、デコーダ６０から信号S4を取り出し、オア
回路６２によりセンサ１０を低温域に固定すると
ともにサンプリング間隔を短縮する。このように
してCO濃度が最大許容レベルβに達するまえに、
サンプリング間隔を短縮し検出遅れを小さくす
る。次にデコーダ６０により、CO濃度の瞬時値
がCO濃度の最大値への許容レベルβを越えた場
合に検出信号S5を生じさせ、積算回路４６の動
作を待つことなくオア回路７６を介してブザー５
２を駆動させる。 さてシフトレジスタ６４等により、以下の処理
を行う。シフトレジスタ６４では、ADコンバー
タADの出力を２ビツトだけシフトして記憶し、
前回のCO濃度の1/2を記憶している。そこでCO
濃度が前回の1/2以下に低下した場合は、比較回
路６８でADコンバータADの出力とシフトレジ
スタ６４の出力を比較してアンド回路７２の出力
をロウレベルとし、S2信号を除きブザー５２を
停止させる。このようにしてCO濃度が前回の1/2
以下に低下した場合に、ブザー５２を停止させる
ようにする。なおここで重要なことは、CO濃度
の低下によりブザー５２を停止させることで、低
下の条件である1/2以下等の数値は自由に変形し
得る。 なお前回のCO濃度が既に充分低い場合、例え
ば100ppm以下、にはアナログスイツチ７０によ
り、以上の処理を打ちきり、CO濃度が例えば
70ppm以下となつた時にのみ、ブザー５２を停止
させる。
この発明では、ガスセンサの積算出力によりガ
スの検出を行つて検出負荷を動作させた場合、ガ
ス濃度の減少によつて、積算出力の減少を待つこ
となく、検出負荷を停止することができる。また
この発明では、ガスセンサの積算出力を初期値に
戻さないので、ガス濃度が一時的に減少しても再
度増加すれば、直ちに検出負荷を動作させること
ができる。
スの検出を行つて検出負荷を動作させた場合、ガ
ス濃度の減少によつて、積算出力の減少を待つこ
となく、検出負荷を停止することができる。また
この発明では、ガスセンサの積算出力を初期値に
戻さないので、ガス濃度が一時的に減少しても再
度増加すれば、直ちに検出負荷を動作させること
ができる。
第１図は実施例のガス検出方法に用いる電気回
路のブロツク図、第２図は実施例のガス検出方法
をあらわすフローチヤート、第３図は実施例の動
作をあらわす波形図、第４図は変形例のガス検出
方法に用いる電気回路のブロツク図である。 ２……タイマ、４……ヒータ制御電源、GS…
…センサ回路、１０……ガスセンサ、２０……二
乗回路、AD……ADコンバータ、４６……積算
回路。
路のブロツク図、第２図は実施例のガス検出方法
をあらわすフローチヤート、第３図は実施例の動
作をあらわす波形図、第４図は変形例のガス検出
方法に用いる電気回路のブロツク図である。 ２……タイマ、４……ヒータ制御電源、GS…
…センサ回路、１０……ガスセンサ、２０……二
乗回路、AD……ADコンバータ、４６……積算
回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属酸化物半導体の抵抗値の変化を利用した
ガスセンサによりガスを検出する方法において、 ガスセンサの出力をガス濃度の瞬時値に対応す
るデジタル出力に変換し、 このデジタル出力を積算してガス濃度と時間と
に依存する積算出力とし、 この積算出力により検出負荷を動作させ、かつ
ガスセンサ出力が所定のレベル以下に低下したと
きに、積算出力を初期値に戻すことなく検出負荷
を停止させることを特徴とするガス検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17263384A JPS6150051A (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | ガス検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17263384A JPS6150051A (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | ガス検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6150051A JPS6150051A (ja) | 1986-03-12 |
| JPH0435030B2 true JPH0435030B2 (ja) | 1992-06-09 |
Family
ID=15945494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17263384A Granted JPS6150051A (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | ガス検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6150051A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006130483A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Impact World Kk | 資源循環型施設 |
| JP4977122B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2012-07-18 | 大阪瓦斯株式会社 | 燃焼装置用のガス検出装置及び燃焼装置 |
| JP5903353B2 (ja) * | 2012-08-09 | 2016-04-13 | 日本写真印刷株式会社 | ガス検出装置 |
-
1984
- 1984-08-20 JP JP17263384A patent/JPS6150051A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6150051A (ja) | 1986-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |