JPH10197471A - 熱量ガス検出器用のガスサンプル変調方法 - Google Patents
熱量ガス検出器用のガスサンプル変調方法Info
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- JPH10197471A JPH10197471A JP9302951A JP30295197A JPH10197471A JP H10197471 A JPH10197471 A JP H10197471A JP 9302951 A JP9302951 A JP 9302951A JP 30295197 A JP30295197 A JP 30295197A JP H10197471 A JPH10197471 A JP H10197471A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車の排出ガスを監視する熱量ガス検出器
の精度および検出限界を改善し、特にＡＣ出力を導き出
すために熱量ガス検出器に当たる酸素と反応する可燃物
質のフラックスを変調する方法を提供する。 【解決手段】 この方法は、可燃物質を侵入させて検出
エレメントおよび基準エレメントに当たるようにさせる
少なくとも一つの開口３０，１３０を周期的に制限し
て、予め定めた周波数で侵入する可燃物質のフラックス
を変調し、熱量ガス検出器１１から交流（ＡＣ）の出力
信号を発生させ、装置が制限される周波数で検出器出力
を測定するようにしたことを特徴とする。
の精度および検出限界を改善し、特にＡＣ出力を導き出
すために熱量ガス検出器に当たる酸素と反応する可燃物
質のフラックスを変調する方法を提供する。 【解決手段】 この方法は、可燃物質を侵入させて検出
エレメントおよび基準エレメントに当たるようにさせる
少なくとも一つの開口３０，１３０を周期的に制限し
て、予め定めた周波数で侵入する可燃物質のフラックス
を変調し、熱量ガス検出器１１から交流（ＡＣ）の出力
信号を発生させ、装置が制限される周波数で検出器出力
を測定するようにしたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に熱量装置に係
わり、特に熱量ガスセンサーに衝突する酸素と反応する
可燃物質のフラックスを変調する方法および装置に関す
る。
わり、特に熱量ガスセンサーに衝突する酸素と反応する
可燃物質のフラックスを変調する方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】合衆国の規則は自動車に排出ガス関係エ
レメントの性能を監視する車載式の診断装置（ＯＢＤ
ＩＩ）を備えることを要求している。この車載式診断装
置の機能の一つは、３路触媒（three way catalyst)
（ＴＷＣ）による炭化水素（ＨＣ）の変換効率を監視す
ることである。現在この機能は二つの酸素検出器による
方法（dual oxygen sensormethod）を使用して達成され
ている。一方は触媒式変換器の上流側に配置され、他方
はその下流側に配置された二つの排出ガス酸素検出器の
出力を比較して酸素保有容量が測定されるのであり、こ
の測定値はその後に炭化水素の変換効率と関係付けなけ
ればならない。この方法は生産車輌に現在使用されてい
るが、十分確固としたものでないという欠点を有する。
その理由は、３路触媒により得られる酸素保有容量が、
望まれる情報である触媒式変換器の炭化水素の変換効率
と弱い関係しか有していないからである。また、この二
つの酸素検出器を使用する方法の、極めて放出量の少な
い車輌（ＵＬＥＶ）への適用性には疑問がある。すなわ
ち、ａ）炭化水素の放出に主に関与するのはＨＥＧＯ
（加熱排出ガス中酸素）センサーが作動状態となってい
ない冷間始動時であり、また、ｂ）３路触媒における炭
化水素の変換効率の数パーセントの低下が放出量を標準
値を超える値になし得るからである。したがってこの分
野では触媒式変換器の炭化水素の変換効率を直接に監視
する方法が要求されている。
レメントの性能を監視する車載式の診断装置（ＯＢＤ
ＩＩ）を備えることを要求している。この車載式診断装
置の機能の一つは、３路触媒（three way catalyst)
（ＴＷＣ）による炭化水素（ＨＣ）の変換効率を監視す
ることである。現在この機能は二つの酸素検出器による
方法（dual oxygen sensormethod）を使用して達成され
ている。一方は触媒式変換器の上流側に配置され、他方
はその下流側に配置された二つの排出ガス酸素検出器の
出力を比較して酸素保有容量が測定されるのであり、こ
の測定値はその後に炭化水素の変換効率と関係付けなけ
ればならない。この方法は生産車輌に現在使用されてい
るが、十分確固としたものでないという欠点を有する。
その理由は、３路触媒により得られる酸素保有容量が、
望まれる情報である触媒式変換器の炭化水素の変換効率
と弱い関係しか有していないからである。また、この二
つの酸素検出器を使用する方法の、極めて放出量の少な
い車輌（ＵＬＥＶ）への適用性には疑問がある。すなわ
ち、ａ）炭化水素の放出に主に関与するのはＨＥＧＯ
（加熱排出ガス中酸素）センサーが作動状態となってい
ない冷間始動時であり、また、ｂ）３路触媒における炭
化水素の変換効率の数パーセントの低下が放出量を標準
値を超える値になし得るからである。したがってこの分
野では触媒式変換器の炭化水素の変換効率を直接に監視
する方法が要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】触媒式変換器の炭化水
素の変換効率を監視する一つの方法は、直接にテールパ
イプ中の炭化水素放出量を測定する炭化水素検出器を使
用することである。炭化水素検出器の一例はザニーニ−
フィッシャー(Zanini-Fisher）氏他に付与された米国特
許第５４５１３７１号に開示されているような熱量ガス
検出器である。極めて放出量の少ない車輌（ＵＬＥＶ）
におけるテールパイプ中の炭化水素濃度は一般に低いの
で、炭化水素検出器は非常に低濃度の検出限界と高い安
定性とを有するものでなければならない。熱量ガス検出
器の安定性はゼロオフセットドリフトに影響される。ま
た、熱量ガス検出器が排出ガス中に配置されると、信号
ノイズが増大する。何故なら、排気環境中の温度変動が
検出器の特性差によって完全には補償されないからであ
る。それ故に、この分野で熱量ガス検出器の精度および
検出限界を改善する方法の提供が要求されるのである。
素の変換効率を監視する一つの方法は、直接にテールパ
イプ中の炭化水素放出量を測定する炭化水素検出器を使
用することである。炭化水素検出器の一例はザニーニ−
フィッシャー(Zanini-Fisher）氏他に付与された米国特
許第５４５１３７１号に開示されているような熱量ガス
検出器である。極めて放出量の少ない車輌（ＵＬＥＶ）
におけるテールパイプ中の炭化水素濃度は一般に低いの
で、炭化水素検出器は非常に低濃度の検出限界と高い安
定性とを有するものでなければならない。熱量ガス検出
器の安定性はゼロオフセットドリフトに影響される。ま
た、熱量ガス検出器が排出ガス中に配置されると、信号
ノイズが増大する。何故なら、排気環境中の温度変動が
検出器の特性差によって完全には補償されないからであ
る。それ故に、この分野で熱量ガス検出器の精度および
検出限界を改善する方法の提供が要求されるのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】したがって本発明は、熱
量ガス検出器に当たる酸素と反応する可燃物質のフラッ
クスを変調する方法を提供する。この方法は、可燃物質
を侵入させて検出エレメントおよび基準エレメントに当
たるようにさせる少なくとも一つの開口を有する装置に
熱量ガス検出器の検出エレメントおよび基準エレメント
を閉込める段階を含む。この方法はまた、装置の開口を
周期的に制限して（若しくは絞って）予め定めた周波数
で侵入する可燃物質のフラックスを変調し、熱量ガス検
出器から交流（ＡＣ）の出力信号を発生させ、また装置
が制限される周波数で検出器出力を測定する段階を含
む。
量ガス検出器に当たる酸素と反応する可燃物質のフラッ
クスを変調する方法を提供する。この方法は、可燃物質
を侵入させて検出エレメントおよび基準エレメントに当
たるようにさせる少なくとも一つの開口を有する装置に
熱量ガス検出器の検出エレメントおよび基準エレメント
を閉込める段階を含む。この方法はまた、装置の開口を
周期的に制限して（若しくは絞って）予め定めた周波数
で侵入する可燃物質のフラックスを変調し、熱量ガス検
出器から交流（ＡＣ）の出力信号を発生させ、また装置
が制限される周波数で検出器出力を測定する段階を含
む。
【０００５】本発明の一つの特徴は、この方法は熱量ガ
ス検出器からＡＣ出力を導き出すために酸素と反応する
可燃物質のフラックスを変調することである。本発明の
他の特徴は、検出器の精度および検出限界を改善するた
めに、この方法が熱量ガス検出器に当たる酸素と反応す
る可燃物質のフラックスを変調させ、周波数または位相
敏感検波技術(frequency or phase-sensitive detectio
n techniques) を使用して検出器出力が変調周波数で測
定されるようにすることである。本発明のさらに他の特
徴は、この方法が熱量ガス検出器の検出限界を向上させ
て大きな熱変動を伴う環境で使用できるようにすること
である。本発明のさらに他の特徴は、この方法が直流
（ＤＣ）のゼロオフセットのドリフト(drift) に伴う熱
量ガス検出器の不正確さを排除することである。
ス検出器からＡＣ出力を導き出すために酸素と反応する
可燃物質のフラックスを変調することである。本発明の
他の特徴は、検出器の精度および検出限界を改善するた
めに、この方法が熱量ガス検出器に当たる酸素と反応す
る可燃物質のフラックスを変調させ、周波数または位相
敏感検波技術(frequency or phase-sensitive detectio
n techniques) を使用して検出器出力が変調周波数で測
定されるようにすることである。本発明のさらに他の特
徴は、この方法が熱量ガス検出器の検出限界を向上させ
て大きな熱変動を伴う環境で使用できるようにすること
である。本発明のさらに他の特徴は、この方法が直流
（ＤＣ）のゼロオフセットのドリフト(drift) に伴う熱
量ガス検出器の不正確さを排除することである。
【０００６】本発明の他の特徴および利点は、以下の説
明を読み、添付図面と関連させて考えることにより、容
易に認識されよう。
明を読み、添付図面と関連させて考えることにより、容
易に認識されよう。
【０００７】
【発明の実施の形態】図面、特に図１および図２を参照
すれば、本発明の方法の実施に使用する装置１０の一例
が全体を符号１１で示される熱量ガス検出器と作動関係
状態で示されている。熱量ガス検出器１１はザニーニ−
フィッシャー(Zanini-Fisher）氏他に付与された米国特
許第５４５１３７１号に開示されている形式であるのが
好ましく、その開示技術は本発明に組入れられる。
すれば、本発明の方法の実施に使用する装置１０の一例
が全体を符号１１で示される熱量ガス検出器と作動関係
状態で示されている。熱量ガス検出器１１はザニーニ−
フィッシャー(Zanini-Fisher）氏他に付与された米国特
許第５４５１３７１号に開示されている形式であるのが
好ましく、その開示技術は本発明に組入れられる。
【０００８】熱量ガス検出器１１は嵩体（bulk）けい素
フレーム１２と、該フレーム１２の片側に付着されたポ
リけい素層１４と含んでなる。ポリけい素層１４の境界
部の内部に二つのポリけい素プレート１６が配置されて
おり、これらのポリけい素プレート１６はポリけい素層
１４に形成されている開口１８内に配置されている。二
つのポリけい素プレート１６の各々は二つのプラチナ薄
層抵抗体（図示せず）を含んでおり、その一方はヒータ
ーターミナル２０を有するヒーターを形成し、また他方
は温度を検出する検出装置（ＲＴＤ）を形成している。
ポリけい素プレート１６の一方すなわち検出エレメント
はその上に付着された触媒層を有し、また他方すなわち
基準エレメント（その上に触媒層が付着されていない）
は温度補償のために使用される。ガスサンプル内部に可
燃物質が存在すると、触媒層上でそれらの物質若しくは
分子が発熱反応して検出エレメントの温度を基準エレメ
ントの温度よりも高くする。二つの温度を検出する検出
装置によるこれらの二つのエレメントの間の温度差はガ
スサンプル中の可燃物質の濃度の測定値を与える。熱量
ガス検出器１１は通常の装置であり、この分野で周知の
ものであることを認識すべきである。
フレーム１２と、該フレーム１２の片側に付着されたポ
リけい素層１４と含んでなる。ポリけい素層１４の境界
部の内部に二つのポリけい素プレート１６が配置されて
おり、これらのポリけい素プレート１６はポリけい素層
１４に形成されている開口１８内に配置されている。二
つのポリけい素プレート１６の各々は二つのプラチナ薄
層抵抗体（図示せず）を含んでおり、その一方はヒータ
ーターミナル２０を有するヒーターを形成し、また他方
は温度を検出する検出装置（ＲＴＤ）を形成している。
ポリけい素プレート１６の一方すなわち検出エレメント
はその上に付着された触媒層を有し、また他方すなわち
基準エレメント（その上に触媒層が付着されていない）
は温度補償のために使用される。ガスサンプル内部に可
燃物質が存在すると、触媒層上でそれらの物質若しくは
分子が発熱反応して検出エレメントの温度を基準エレメ
ントの温度よりも高くする。二つの温度を検出する検出
装置によるこれらの二つのエレメントの間の温度差はガ
スサンプル中の可燃物質の濃度の測定値を与える。熱量
ガス検出器１１は通常の装置であり、この分野で周知の
ものであることを認識すべきである。
【０００９】上記装置１０はキャップすなわち框体２４
を含み、この框体は熱量ガス検出器１１の一部の上に配
置されている。この框体２４は検出エレメントおよび基
準エレメントを封入するのが好ましい。框体２４は長方
形若しくは矩形にでき、片側にキャビティをエッチング
形成して中空フレーム２６を形成するようになされた嵩
体けい素から作ることができる。框体２４はフレーム２
６の頂面に取付けられるｐ＋型けい素層２８を有する。
框体２４は層２８を通して延在する少なくとも一つの開
口３０を有し、この開口は可燃物質が熱量ガス検出器１
１の検出エレメントおよび基準エレメントに接触できる
ようにする。開口３０は任意の適当な形状を有すること
ができる。
を含み、この框体は熱量ガス検出器１１の一部の上に配
置されている。この框体２４は検出エレメントおよび基
準エレメントを封入するのが好ましい。框体２４は長方
形若しくは矩形にでき、片側にキャビティをエッチング
形成して中空フレーム２６を形成するようになされた嵩
体けい素から作ることができる。框体２４はフレーム２
６の頂面に取付けられるｐ＋型けい素層２８を有する。
框体２４は層２８を通して延在する少なくとも一つの開
口３０を有し、この開口は可燃物質が熱量ガス検出器１
１の検出エレメントおよび基準エレメントに接触できる
ようにする。開口３０は任意の適当な形状を有すること
ができる。
【００１０】一つの例において、装置１０はマイクロマ
シーニング工程を使用してｐ＋型けい素層をエッチング
して形成された片持ちビーム３２を含む。マイクロマシ
ーニングはこの分野では通常の技術であり周知である。
ビーム３２は矩形若しくは長方形の形状またはさらに複
雑な形状すなわち幾何学形状、例えば狭い端部の短いア
ームにより取付けられたパドル（paddle) 形状のような
形状とすることができる。ビーム３２は層２８にエッチ
ング形成されるので、開口空間３４の一部はビーム３２
の形状で区画されるが、この開口の面積は片持ちビーム
３２の面積よりも格段に小さくすることができ、これに
より開口３０のほとんどが遮断されるようになされるこ
とを認識しなければならない。片持ちビーム３２は層２
８の上に頂部に配置された層で形成することができるこ
とも認識しなければならない。この場合、ビーム３２は
開口３０を完全に覆うか、または開口３０の一部を覆っ
て、開口空間３４が片持ちビーム３２と框体２４の残る
頂部部分との間で存在するようになされることができ
る。
シーニング工程を使用してｐ＋型けい素層をエッチング
して形成された片持ちビーム３２を含む。マイクロマシ
ーニングはこの分野では通常の技術であり周知である。
ビーム３２は矩形若しくは長方形の形状またはさらに複
雑な形状すなわち幾何学形状、例えば狭い端部の短いア
ームにより取付けられたパドル（paddle) 形状のような
形状とすることができる。ビーム３２は層２８にエッチ
ング形成されるので、開口空間３４の一部はビーム３２
の形状で区画されるが、この開口の面積は片持ちビーム
３２の面積よりも格段に小さくすることができ、これに
より開口３０のほとんどが遮断されるようになされるこ
とを認識しなければならない。片持ちビーム３２は層２
８の上に頂部に配置された層で形成することができるこ
とも認識しなければならない。この場合、ビーム３２は
開口３０を完全に覆うか、または開口３０の一部を覆っ
て、開口空間３４が片持ちビーム３２と框体２４の残る
頂部部分との間で存在するようになされることができ
る。
【００１１】片持ちビーム３２はバイモルフ構造であ
る。片持ちビーム３２の下側部分はニッケルのようなけ
い素よりも格段に大きな熱膨張係数を有する金属の層３
６で覆われる。片持ちビーム３２はその頂部上に埋設さ
れた抵抗体３８も含んでいる。抵抗体３８はヒーターの
ようにパターン形成された非常に薄い金属である。抵抗
体３８は電源（図示せず）に連結される。
る。片持ちビーム３２の下側部分はニッケルのようなけ
い素よりも格段に大きな熱膨張係数を有する金属の層３
６で覆われる。片持ちビーム３２はその頂部上に埋設さ
れた抵抗体３８も含んでいる。抵抗体３８はヒーターの
ようにパターン形成された非常に薄い金属である。抵抗
体３８は電源（図示せず）に連結される。
【００１２】作動において、框体２４に侵入するガスの
酸素（例えばＣＯ，ＨＣ）と反応する可燃物質のフラッ
クスは、片持ちビーム３２により開口３０を周期的に制
限する、即ち絞る（restrict) ことにより、予め定めた
周波数（ω）で変調若しくは調整（modulate) される。
車載式排出ガスの計測のためには、ωは５〜１０Ｈｚと
されることができる。片持ちビーム３２は質量が小さい
ので、電流が抵抗体３８に与えられると急激に加熱さ
れ、または電流が切られると急激に冷却されるのであ
り、したがって急激に振動することができる。したがっ
て、框体２４に侵入する酸素と反応する反応物質すなわ
ち可燃物質のフラックスは、抵抗体３８に与えられる周
波数ω／２の交流（ＡＣ）信号によって予め定めた周波
数ω（例えば２０Ｈｚ）で変調若しくは調節される。検
出エレメントの触媒で酸化された可燃物質のフラックス
が開口を通して侵入した最大限のフラックスに匹敵する
（comparable) ならば、検出器の出力はビームが周期的
に開口を絞るのと同じ周波数ωで変調される。検出器信
号出力がこの周波数ωで測定されると、この周波数以外
の大半のノイズは排除される。さらにこのＡＣ信号は、
熱量ガス検出器１１の精度を制限するＤＣゼロオフセッ
トドリフトを大幅に排除する。
酸素（例えばＣＯ，ＨＣ）と反応する可燃物質のフラッ
クスは、片持ちビーム３２により開口３０を周期的に制
限する、即ち絞る（restrict) ことにより、予め定めた
周波数（ω）で変調若しくは調整（modulate) される。
車載式排出ガスの計測のためには、ωは５〜１０Ｈｚと
されることができる。片持ちビーム３２は質量が小さい
ので、電流が抵抗体３８に与えられると急激に加熱さ
れ、または電流が切られると急激に冷却されるのであ
り、したがって急激に振動することができる。したがっ
て、框体２４に侵入する酸素と反応する反応物質すなわ
ち可燃物質のフラックスは、抵抗体３８に与えられる周
波数ω／２の交流（ＡＣ）信号によって予め定めた周波
数ω（例えば２０Ｈｚ）で変調若しくは調節される。検
出エレメントの触媒で酸化された可燃物質のフラックス
が開口を通して侵入した最大限のフラックスに匹敵する
（comparable) ならば、検出器の出力はビームが周期的
に開口を絞るのと同じ周波数ωで変調される。検出器信
号出力がこの周波数ωで測定されると、この周波数以外
の大半のノイズは排除される。さらにこのＡＣ信号は、
熱量ガス検出器１１の精度を制限するＤＣゼロオフセッ
トドリフトを大幅に排除する。
【００１３】図３および図４を参照すれば、装置１０の
他の例１１０が示されている。装置１０の同様部分は、
同じ符号に１００を加えた符号を付されている。装置１
１０はキャップすなわち框体１２４を含み、この框体は
熱量ガス検出器１１の一部の上に配置されている。この
框体１２４は検出エレメントおよび基準エレメントを閉
込めているのが好ましい。框体１２４は矩形若しくは長
方形にでき、片側にキャビティをエッチング形成して中
空フレーム１２６を形成するようになされた嵩体けい素
から作ることができる。框体１２４はフレーム１２６の
頂面に取付けられるｐ＋型けい素層１２８を有する。框
体１２４は層１２８を通して延在する少なくとも一つ
の、好ましくは複数のスロットまたは開口１３０を有
し、この開口は可燃物質が熱量ガス検出器１１の検出エ
レメントおよび基準エレメントに接触できるようにす
る。開口１３０は一般に矩形若しくは長方形であり、層
１２８に沿って横方向および間隔を隔てて長手方向に延
在する。開口１３０は任意の適当な形状を有することが
できることを認識しなければならない。
他の例１１０が示されている。装置１０の同様部分は、
同じ符号に１００を加えた符号を付されている。装置１
１０はキャップすなわち框体１２４を含み、この框体は
熱量ガス検出器１１の一部の上に配置されている。この
框体１２４は検出エレメントおよび基準エレメントを閉
込めているのが好ましい。框体１２４は矩形若しくは長
方形にでき、片側にキャビティをエッチング形成して中
空フレーム１２６を形成するようになされた嵩体けい素
から作ることができる。框体１２４はフレーム１２６の
頂面に取付けられるｐ＋型けい素層１２８を有する。框
体１２４は層１２８を通して延在する少なくとも一つ
の、好ましくは複数のスロットまたは開口１３０を有
し、この開口は可燃物質が熱量ガス検出器１１の検出エ
レメントおよび基準エレメントに接触できるようにす
る。開口１３０は一般に矩形若しくは長方形であり、層
１２８に沿って横方向および間隔を隔てて長手方向に延
在する。開口１３０は任意の適当な形状を有することが
できることを認識しなければならない。
【００１４】この例において、装置１１０は開口１３０
を開閉するシャッター１４０を含む。このシャッター１
４０はポリけい素および通常の表面マイクロマシーニン
グ技術を使用して作られる。シャッター１４０は少なく
とも一つの、好ましくは一連の開口１４２を有してお
り、この開口１４２は框体１２４の層１２８の開口１３
０と整合して横方向および間隔を隔てて長手方向へ延在
している。
を開閉するシャッター１４０を含む。このシャッター１
４０はポリけい素および通常の表面マイクロマシーニン
グ技術を使用して作られる。シャッター１４０は少なく
とも一つの、好ましくは一連の開口１４２を有してお
り、この開口１４２は框体１２４の層１２８の開口１３
０と整合して横方向および間隔を隔てて長手方向へ延在
している。
【００１５】シャッター１４０は４つの可撓アーム１４
４で框体１２４上方に懸架されており、このアームはシ
ャッター１４４が框体１２４の頂面のなす平面に沿って
容易に滑動できるようにしている。シャッター１４０は
各端部に一連の歯１４５を含み、各々の歯は、層１２８
に強固に取付けられ且つ歯１４５を受入れる複数の凹部
１４８を有する櫛形構造体１４６と組合わされている。
櫛形構造体１４６と歯１４５との組合わせの各々は互い
に噛合わされた櫛形駆動装置を形成する。静電引力によ
ってこの互いに噛合わされた櫛形構造１４６は、框体１
２４の開口１３０を変調させるために各方向へシャッタ
ー１４０を長手方向に振動させる。
４で框体１２４上方に懸架されており、このアームはシ
ャッター１４４が框体１２４の頂面のなす平面に沿って
容易に滑動できるようにしている。シャッター１４０は
各端部に一連の歯１４５を含み、各々の歯は、層１２８
に強固に取付けられ且つ歯１４５を受入れる複数の凹部
１４８を有する櫛形構造体１４６と組合わされている。
櫛形構造体１４６と歯１４５との組合わせの各々は互い
に噛合わされた櫛形駆動装置を形成する。静電引力によ
ってこの互いに噛合わされた櫛形構造１４６は、框体１
２４の開口１３０を変調させるために各方向へシャッタ
ー１４０を長手方向に振動させる。
【００１６】作動において、框体１２４に侵入するガス
の酸素と反応する可燃物質のフラックスは、シャッター
プレート１４０により開口１３０を周期的に制限する、
若しくは絞ることにより、予め定めた周波数（ω’）で
変調される。シャッタープレート１４０は框体１２４に
侵入する可燃物質のフラックスを変調させるために、櫛
形駆動装置１４６にＡＣ信号を与えることで框体１２４
の頂面に沿って振動される。開口１４２の幅は櫛形駆動
装置１４６で達成される数マイクロメーターの移動距離
に等しくされることができる。シャッタープレート１４
０の摩擦を避けるためには、それを層１２８から０．３
〜０．５マイクロメートルだけ上昇させて位置させてお
けばよいにすぎないため、シャッター１４０は開口１３
０の実質的な制限若しくは絞りを行える。車載式排出ガ
ス検出に関してω’は５〜１０Ｈｚとされ得ることを認
識すべきである。
の酸素と反応する可燃物質のフラックスは、シャッター
プレート１４０により開口１３０を周期的に制限する、
若しくは絞ることにより、予め定めた周波数（ω’）で
変調される。シャッタープレート１４０は框体１２４に
侵入する可燃物質のフラックスを変調させるために、櫛
形駆動装置１４６にＡＣ信号を与えることで框体１２４
の頂面に沿って振動される。開口１４２の幅は櫛形駆動
装置１４６で達成される数マイクロメーターの移動距離
に等しくされることができる。シャッタープレート１４
０の摩擦を避けるためには、それを層１２８から０．３
〜０．５マイクロメートルだけ上昇させて位置させてお
けばよいにすぎないため、シャッター１４０は開口１３
０の実質的な制限若しくは絞りを行える。車載式排出ガ
ス検出に関してω’は５〜１０Ｈｚとされ得ることを認
識すべきである。
【００１７】本発明による方法は熱量ガス検出器１１に
当たる酸素と反応する可燃物質のフラックスを変調す
る。この方法は、可燃物質を侵入させて検出エレメント
および基準エレメントに当たるようにさせる少なくとも
一つの開口３０，１３０を有する装置１０，１１０に熱
量ガス検出器１１の検出エレメントおよび基準エレメン
トを閉込める段階を含む。この方法はまた装置１０，１
１０の開口３０，１３０を周期的に制限して、若しくは
絞って予め定めた周波数で侵入する可燃物質のフラック
スを変調し、熱量ガス検出器１１からＡＣ出力信号を発
生させ、また開口が制限される周波数で検出器出力を測
定する段階を含む。
当たる酸素と反応する可燃物質のフラックスを変調す
る。この方法は、可燃物質を侵入させて検出エレメント
および基準エレメントに当たるようにさせる少なくとも
一つの開口３０，１３０を有する装置１０，１１０に熱
量ガス検出器１１の検出エレメントおよび基準エレメン
トを閉込める段階を含む。この方法はまた装置１０，１
１０の開口３０，１３０を周期的に制限して、若しくは
絞って予め定めた周波数で侵入する可燃物質のフラック
スを変調し、熱量ガス検出器１１からＡＣ出力信号を発
生させ、また開口が制限される周波数で検出器出力を測
定する段階を含む。
【００１８】本発明は図解により説明された。ここに使
用した用語は限定的なものでなく、説明の目的のもので
あることを理解しなければならない。
用した用語は限定的なものでなく、説明の目的のもので
あることを理解しなければならない。
【００１９】本発明の多くの改修例および変形例が上述
の教示に照らして可能である。それ故に、特別に記載す
る以外は特許請求の範囲の欄に記載の範囲内で本発明は
実施され得る。
の教示に照らして可能である。それ故に、特別に記載す
る以外は特許請求の範囲の欄に記載の範囲内で本発明は
実施され得る。
【図１】熱量ガス検出器との作動関係状態で示された、
本発明の方法の実施に使用する装置の斜視図。
本発明の方法の実施に使用する装置の斜視図。
【図２】図１の装置および熱量ガス検出器の横断面図。
【図３】熱量ガス検出器との作動関係状態で示された、
本発明の方法の実施に使用する他の装置の横断面図。
本発明の方法の実施に使用する他の装置の横断面図。
【図４】図３の装置および熱量ガス検出器の頂面図。
１０，１１０ 装置 １１ 熱量ガス検出器 １２ けい素フレーム １４ ポリけい素層 １６ ポリけい素プレート １８ 開口 ２０ ヒーターターミナル ２４，１２４ 框体 ２６，１２６ フレーム ２８，１２８ ｐ＋型けい素層 ３０，１３０ 開口 ３２ 片持ちビーム ３４ 開口空間 ３６ 金属層 ３８ 抵抗体 １４０ シャッター １４２ 開口 １４４ アーム １４５ 歯 １４６ 櫛形構造体 １４８ 凹部
フロントページの続き (72)発明者 ジャコブス エィチ．ビサー アメリカ合衆国ミシガン州ファーミントン ヒルズ，ベリー ヒルズ ロード 31045 (72)発明者 イー．エム．ロゴセティス アメリカ合衆国ミシガン州バーミンガム, アスペン 110
Claims (2)
- 【請求項１】 熱量ガスセンサーに当たる酸素と反応す
る可燃物質のフラックスを変調する方法であって、 可燃物質を侵入させて検出エレメントおよび基準エレメ
ントに当たるようにさせる少なくとも一つの開口を有す
る装置に熱量ガス検出器の検出エレメントおよび基準エ
レメントを閉込める段階と、 装置の開口を周期的に制限して予め定めた周波数で侵入
する可燃物質のフラックスを変調し、熱量ガス検出器か
らＡＣ出力信号を発生させるようにする段階と、 開口が制限される周波数で検出器出力を測定する段階と
を含む熱量ガス検出器用のガスサンプル変調方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載された方法であって、中
空嵩体けい素フレームと該フレーム上のｐ＋型けい素層
とを有し、少なくとも一つの開口が装置のために該層を
通して形成されている框体を準備する段階を含む熱量ガ
ス検出器用のガスサンプル変調方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US772661 | 1996-12-20 | ||
| US08/772,661 US5863803A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Method and apparatus for modulating a gas sample for a calorimetric gas sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10197471A true JPH10197471A (ja) | 1998-07-31 |
| JP3636417B2 JP3636417B2 (ja) | 2005-04-06 |
Family
ID=25095792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30295197A Expired - Fee Related JP3636417B2 (ja) | 1996-12-20 | 1997-11-05 | 熱量ガス検出器用のガスサンプル変調方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5863803A (ja) |
| EP (1) | EP0849593A3 (ja) |
| JP (1) | JP3636417B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016151556A (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 日野自動車株式会社 | ガスセンサーおよび濃度測定装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133042A (en) * | 1998-02-10 | 2000-10-17 | Ford Global Technologies, Inc. | Modulated oxygen-flux method and apparatus to improve the performance of a calorimetric gas sensor |
| US6455000B1 (en) * | 1999-07-12 | 2002-09-24 | Fantom Technologies Inc. | Method and apparatus for measuring the concentration of a gas |
| US6436346B1 (en) * | 1999-09-14 | 2002-08-20 | U T Battelle, Llc | Micro-machined calorimetric biosensors |
| AU2002355079C1 (en) * | 2001-07-16 | 2008-03-06 | Sensor Tech, Inc. | Sensor device and method for qualitative and quantitative analysis of gas phase substances |
| US7338640B2 (en) * | 2005-03-31 | 2008-03-04 | General Electric Company | Thermopile-based gas sensor |
| US20080273572A1 (en) * | 2006-06-02 | 2008-11-06 | James Madison University | Thermal detector for chemical or biological agents |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4542640A (en) * | 1983-09-15 | 1985-09-24 | Clifford Paul K | Selective gas detection and measurement system |
| CH668648A5 (de) * | 1984-04-04 | 1989-01-13 | Cerberus Ag | Verfahren und vorrichtung zum nachweis von reduzierenden gasen in einem gasgemisch. |
| DE3700460A1 (de) * | 1987-01-09 | 1988-07-21 | Draegerwerk Ag | Nachweisgeraet fuer gase mit einer waehrend der messung vom probenraum absperrbaren diffusionsmesskammer |
| CA1332208C (en) * | 1988-11-23 | 1994-10-04 | Franco Consadori | Gas sensor |
| ES2084170T3 (es) * | 1990-06-12 | 1996-05-01 | Catalytica Inc | Estructura detectora de nox. |
| GB9114038D0 (en) * | 1991-06-26 | 1991-08-14 | Atomic Energy Authority Uk | Gas sensor |
| US5265417A (en) * | 1993-01-07 | 1993-11-30 | Ford Motor Company | Method and apparatus for determining the hydrocarbon conversion efficiency of a catalytic converter |
| US5451371A (en) * | 1994-06-09 | 1995-09-19 | Ford Motor Company | High-sensitivity, silicon-based, microcalorimetric gas sensor |
| US5527446A (en) * | 1995-04-13 | 1996-06-18 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Gas sensor |
-
1996
- 1996-12-20 US US08/772,661 patent/US5863803A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-11-05 JP JP30295197A patent/JP3636417B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-09 EP EP97309904A patent/EP0849593A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016151556A (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 日野自動車株式会社 | ガスセンサーおよび濃度測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0849593A2 (en) | 1998-06-24 |
| US5863803A (en) | 1999-01-26 |
| EP0849593A3 (en) | 1999-12-22 |
| JP3636417B2 (ja) | 2005-04-06 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040622 |
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| A521 | Written amendment |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041001 |
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