JPH1183776A - ガス検出装置とその設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 金属酸化物半導体ガスセンサを温度変化さ
せ、対象ガス中での感度が高い時点での信号を主信号と
する。主信号との相関を補正対象に付いて他の時点の信
号に対して求め、対象ガスへの感度が異なり補正対象で
の感度が高い時点の信号を補正用信号とする。 【効果】 温度変化に伴う多数の時点でのセンサ信号か
ら、好適な信号の組合せを容易に決定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】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装置とその設計とに関する。

【０００２】

【従来技術】温度変化を用いた金属酸化物半導体ガスセ
ンサとして、ＳｎＯ2系のＣＯセンサＴＧＳ２０３等
（ＴＧＳ２０３はフィガロ技研の商品名）がある。この
ガスセンサは１５０秒周期で動作し、最初の６０秒間を
高温域に次の９０秒間を低温域に割り当て、高温域での
最終温度は３００℃、低温域での最終温度は８０℃で、
低温域終了時の金属酸化物半導体の抵抗値からＣＯを検
出する。センサの抵抗値はＣＯ濃度にほぼ反比例し、水
素とＣＯとの相対感度は１：１０で、例えば水素１００
０ppmとＣＯ１００ppmとが等価となる。さらに抵抗値の
初期分布は、ＣＯ１００ppm中で１〜１０ＫΩである。

【０００３】しかしながら金属酸化物半導体ガスセンサ
には使用に伴う特性のドリフトがあり、このセンサの場
合は使用開始から２カ月程度で抵抗値は最大２倍に増加
し、その後数年程度で抵抗値は初期値の約１／２程度ま
で低下する。ＴＧＳ２０３の抵抗値はＣＯ濃度にほぼ反
比例するので、上記のドリフトはＣＯ検出濃度が２倍〜
１／２倍に変化することを意味する。

【０００４】発明者は、ＴＧＳ２０３を用いて温度変化
に伴う複数の時点での信号を組合せ、ドリフトを補正す
ることを検討した。ＣＯの検出信号としては従来法と同
様に低温域の信号を用いることとし、それと組み合わせ
る信号を探索した。そしてこのためには、どの信号を用
いるのが好ましいかの探索手法が必要であった。例えば
ＴＧＳ２０３は１５０秒周期で動作し、仮に３秒毎にセ
ンサ信号をサンプリングすると信号の総数は５０個であ
り、これらの信号の組合せは極めて多数存在する。そし
て信号の数が多いとその整理はきわめて難しい。

【０００５】ここで関連する先行技術を示す。ガスセン
サの温度を変化させて、その抵抗値の挙動を温度波形と
見なし、これをフーリエ変換してガスを検出すること
は、吉川らにより提案されている（アナリティカル・ケ
ミストリー VoL６８，No.１３，２０６７−２０７２，
１９９６）。またガスセンサの高温域の信号と低温域の
信号とを組み合わせることには、多数の研究がある（例
えば、米国特許４８９６１４３，同４３９９６８４）。

【０００６】

【発明の課題】この発明の課題は、金属酸化物半導体ガ
スセンサの温度変化を用いてガスを検出するに際し、用
いる信号の組合せを容易に決定し得るようにすることに
ある。

【０００７】

【発明の構成】この発明では、金属酸化物半導体ガスセ
ンサを温度変化させて複数のガスセンサ信号を取り出
し、これらを組み合わせて対象ガスを検出する。例えば
複数の時点でガスセンサの出力をサンプリングすれば、
複数のガスセンサ信号が得られる。またサンプリングし
た出力にフーリエ変換等を施せば、フーリエ変換等での
成分が複数のガスセンサ信号となる。

【０００８】この発明はここで、対象ガスへの感度の高
いガスセンサ信号を主信号として用い、上記主信号と相
関が高いガスセンサ信号の中で、対象ガスへの感度が異
なり、かつ補正対象に対する特性が類似した信号を補正
用信号として用いることを特徴とする。

【０００９】この発明では、金属酸化物半導体ガスセン
サを温度変化させて複数のガスセンサ信号を取り出し、
これらを組み合わせて対象ガスを検出するようにしたガ
ス検出装置の設計において、対象ガスへの感度の高いガ
スセンサ信号を主信号として用い、上記主信号と相関が
高いガスセンサ信号を探索して、探索したガスセンサ信
号の中で、対象ガスへの感度が異なり、かつ補正対象に
対する特性が類似した信号を補正用信号として用いるこ
とを特徴とする。

【００１０】好ましくは、前記の相関として、ガスセン
サを複数個、例えば１０個〜１００個程度用いて温度変
化に対するガスセンサ信号の波形（以下温度波形）を測
定し、対象ガス中での抵抗値の相関を用いる。また好ま
しくは、前記の相関として、ガスセンサを複数個、例え
ば１０個〜１００個程度用いて温度波形を測定し、補正
対象での抵抗値の挙動の相関を用いる。

【００１１】

【発明の作用と効果】この発明では、金属酸化物半導体
ガスセンサを温度変化させてＣＯや水蒸気，アンモニ
ア，エタノール，ベンゼン等のガスを検出する。温度変
化は例えばガスセンサのヒータに方形波状の電力を加え
て行うが、サイン波状や鋸波状等でも良い。金属酸化物
半導体の種類は実施例に示すＳｎＯ2の他にＩｎ2Ｏ3や
ＺｎＯ等でも良く、センサの構造は任意である。

【００１２】主信号は検出対象ガスへの感度が高い信号
で、補正用信号はセンサ特性のドリフト，温湿度依存
性，共存ガスへの感度等への補正用の信号である。そし
てこの発明では、補正対象での特性に関して主信号と相
関が高く、かつ対象ガスへの感度が異なる信号を補正用
の信号とする。

【００１３】ここで発明者は１つの経験則を発見した。
例えばガスセンサのドリフト、即ち使用に伴うセンサ特
性の変化を補正対象とする。主信号の選択は対象ガスへ
の感度の点から行えばよく簡単である。ここで例えば数
十個のセンサを用い、測定開始時、例えばガスセンサの
使用開始から３日目〜１週間目程度の時期での、対象ガ
ス中等での温度波形を測定する。ここで主信号と抵抗値
の相関の高い時点を選び出す。この選択は使用開始時の
初期的特性に関して行ったもので、ドリフトを反映して
いない。しかしここで抵抗値の相関の高い信号を用いる
と、ドリフトに関しても高い相関が得られるのである。

【００１４】即ちある測定日に置いて相関が高い２つの
信号は、他の項目に関しても挙動が類似した信号であ
り、その一方を主信号他方を補正用信号とすると、これ
らはドリフト補正にも用いる得る。当然のことながら、
例えばドリフトを補正対象とする場合、ドリフトに関す
る挙動、例えば抵抗値の初期値からの変化分等を測定し
て、この変化分の相関を求めて補正用信号を決定しても
良い。ここでの発明者の知見は、初期的に抵抗値が相関
する２つの信号は、ドリフトによる抵抗値の変化に関し
ても強く相関することである。

【００１５】フーリエ変換等の母関数へ変換する場合、
対象ガスへの感度が高い成分を主信号とし、これと相関
が強く、かつ対象ガスへの感度が低く、補正対象での挙
動が類似する成分を補正用の信号とする。

【００１６】この発明では、主信号と組み合わせる補正
用信号を容易に決定することができる。以下に相関関数
を用いて補正用信号を選択し、クラスター解析で選択し
た補正用信号の妥当性を確認をするようにした実施例を
示す。なおガス検出装置の構造、その調整方法、ガス検
出のアルゴリズム等も示すが、これはガス検出装置の構
造自体も新しいものが要求され、調整方法に関しても従
来の調整では不十分であるからである。実施例では特定
のガスセンサと特定の検出対象や補正対象を示すが、こ
れらに限られるものではない。

【００１７】

【実施例】

【００１８】

【ガス検出装置の構造】図１〜図３６に実施例を示す。
図１に開発したガス検出装置の構造を示すと、Ｓは金属
酸化物半導体ガスセンサで、ここではＴＧＳ２０３を用
い、ＳｎＯ2系の金属酸化物半導体２の両端に一対のヒ
ータｈ１，ｈ２を配置したものである。センサＳの種類
や構造，材料，検出対象ガスは任意である。４は直流５
Ｖ等の直流電源で、その出力ＶDDを用いてガス検出装置
を駆動する。ガスセンサＳの一対のヒータｈ１，ｈ2を
共に駆動するため、トランジスタＴ１，Ｔ２を用い、こ
れらを同時にオン／オフさせる。そしてトランジスタＴ
１，Ｔ２が共にオンすると、ヒータｈ１、ｈ２に電流が
流れ、トランジスタＴ１，Ｔ２のオンのデューティー比
を変えることによって、金属酸化物半導体２の温度を周
期的に変化させる。ここではＴＧＳ２０３の動作条件に
従い、高温域を６０秒間、低温域を９０秒間とし、ヒー
タ電力の波形は高温域と低温域の２段階で変化する方形
波状で、高温域の最終温度は３００℃、低温域の最終温
度は８０℃である。また実施例では時刻の表示として、
低温域の終了直前を０秒目とし、０〜６０秒目を高温域
として、９０〜１５０秒目（１５０秒目は０秒目と等し
い）を低温域とする。ただしヒータ波形は方形波に限ら
ず、サイン波や鋸波等でも良い。

【００１９】金属酸化物半導体２には、抵抗ラダー５を
接続し、Ｒ１〜Ｒｎはその個別の抵抗である。ここでは
各抵抗Ｒ１〜Ｒｎは４倍ずつ変化するものとし、例えば
０.５ＫΩ，２ＫΩ，８ＫΩ，３２ＫΩ，１２８ＫΩ，
５１２ＫΩの６つの抵抗を用いる。固定抵抗の精度は±
２％程度のものが容易に得られ、抵抗値の切り替えに基
づくＡＤ変換誤差は±２％程度である。そしてトランジ
スタＴ１，Ｔ２をオフすると、電源出力ＶDD（以下検出
電圧Ｖcと呼ぶ）は金属酸化物半導体２を介して抵抗ラ
ダー５に流れ、抵抗ラダー５への出力電圧をＡＤ変換し
て処理する。

【００２０】８はマイクロコンピュータで、ここでは４
ビットの１チップマイクロコンピュータを想定する。１
０はそのバスで、１２は例えば８ビットのＡＤコンバー
タ、１４は抵抗ラダー制御部で、抵抗Ｒ１〜Ｒｎの１本
のみをアースし、アースした抵抗を負荷抵抗として用い
る。そして前記のように抵抗ラダーへの出力電圧はＡＤ
コンバータ１２でＡＤ変換される。なお抵抗ラダー５へ
の出力電圧をさらに分圧してＡＤ変換しても良いことは
当然で、また抵抗ラダー５側の電圧ではなく、センサＳ
側の電圧をＡＤ変換しても同じことである。１６はヒー
タ制御部で、トランジスタＴ１，Ｔ２のオン／オフを制
御し、６０秒の高温域と９０秒の低温域からなる温度サ
イクルを発生させる。１８はＥＥＰＲＯＭ制御部で、２
０はＥＥＰＲＯＭである。

【００２１】ＥＥＰＲＯＭ２０の構成を図３に示すと、
例えばここではＣＯを検出対象とし、検出範囲をＣＯ５
０〜６００ppmの約１０倍の範囲とする。基準信号とし
てはＣＯ６５ppm，２００ppm，４００ppmの３点を用
い、基準信号として０秒目のセンサ抵抗の対数ＬnＲ0，
６秒目のセンサ抵抗の対数ＬnＲ6，６９秒目（低温域の
初期）のセンサ抵抗の対数ＬnＲ69を用いる。なおＬnは
自然対数を表し、Ｒ0の０等の添え字は０秒基準のタイ
ミングを表す。ＣＯ２００ppmや４００ppmでも、同様に
して０秒目，６秒目，６９秒目の３つの基準信号をセン
サ抵抗の対数の形で記憶させる。５１〜５３は、各濃度
についての基準信号を１枚のカードとして考えた際のカ
ードである。これ以外にカード５４にはＣＯ検出装置の
使用経歴を記録させる。即ち経過時間として、延べ使用
時間と過去のＣＯの警報に関する記録を記憶させる。延
べ使用時間はＣＯ検出装置の電源がオンしている時間の
累積値であり、例えば時間の単位は１日として、累積使
用時間をカード５４に記憶させる。警報の記録として
は、後述のブザーが鳴動する毎にその日付を記憶する。
日付としては、延べ使用時間と同じ基準での日付を記憶
させる。このようにすると、ブザーが鳴動した日が判明
する。

【００２２】２２は入出力で、調整スイッチ２３とリセ
ットスイッチ２４が接続されており、調整スイッチ２３
をオンすると、ＥＥＰＲＯＭ制御部１８はＥＥＰＲＯＭ
２０への書き込みが可能になり、ＣＯ検出装置の調整時
にのみ使用するスイッチである。リセットスイッチ２４
はブザー３８の鳴動を停止させるためのスイッチであ
る。

【００２３】マイクロコンピュータ８には４ビットの算
術論理演算ユニット２６があり、１５０秒周期でＣＯ検
出装置を動作させるためのシーケンス制御部２８が存在
し、シーケンス制御部２８はタイマを内蔵している。３
０はＲＡＭで、揮発性メモリーとして用い、その構成を
図２に示す。ＲＡＭ３０には、ＬnＲ0，ＬnＲ6，ＬnＲ6
9の３つの測定データと、これらに対する２濃度での基
準信号が記憶されている。基準信号は常時は低濃度側の
６５ppmと２００ppmを使用し、ガス濃度が２００ppmを
越えると、６５ppmの基準信号を４００ppmの基準信号で
置き換える。そしてガス濃度が２００ppm以下に低下す
ると、４００ppmの基準信号を６５ppmの基準信号で置き
換える。ガスの検出範囲は５０〜６００ppmであり、５
０〜６５ppmの範囲は、基準信号６５ppmに近い。また４
００〜６００ppmの範囲は、基準信号の４００ppmに対し
て１.５倍の範囲であり、４００ppmの基準信号を用いて
ガス濃度を正確に求めることができる。これらの範囲を
除くと、ＣＯが発生している場合、現実のＣＯ濃度の両
側の基準信号を用いて、２つの基準信号間の補間により
ガス濃度を決定する。

【００２４】ＲＡＭ３０にはこれ以外に、求めたＣＯ濃
度やＣＯ濃度から換算したＣＯＨｂ（血中のＣＯヘモグ
ロビン濃度）やその他の補助信号（例えば１日単位での
タイマを構成するための時刻データ）等を記録する。

【００２５】図１に戻り、３２は警報制御部で、駆動回
路３６を介してＬＥＤ３９，４０を動作させ、血中ＣＯ
ヘモグロビン濃度が例えば５％以上でブザー３８を鳴動
させる。ブザー３８を鳴動させると、ＥＥＰＲＯＭ制御
部１８はカード５４に警報の日付を書き込む。３４はプ
ログラムメモリーであり、これ以外に温度補正に用いる
様々な常数等のデータも記録させてある。なおこれらの
データは、センサＳが変わっても共通の固定データであ
る。そしてセンサ毎のデータは全てＥＥＰＲＯＭ２０に
記録させてある。４２はサーミスタで周囲温度を測定
し、４４は温湿度補正部である。

【００２６】

【検出装置でのサンプリングと対数変換】図４に１０個
のセンサの平均の温度波形を示す。ＣＯ１００ppmの波
形に実施例で用いたサンプリングポイントを○で示す
と、１５０秒目，６秒目及び６９秒目でサンプリングを
行う。センサの抵抗値はＣＯ３０ppm〜３００ppmの範囲
で約１０倍変化し、また０秒目と６９秒目とでは抵抗値
が約１０倍異なる。これ以外にセンサ抵抗のばらつきや
周囲温湿度の変動等を加えると、ＡＤ変換の範囲は抵抗
値で約０.５〜５００ＫΩとなる。そこでこの範囲でＡ
Ｄ変換ができるように、抵抗Ｒ１〜Ｒｎを０.５ＫΩ〜
５１２ＫΩまで４倍ずつ６段階に変化させ、各サンプリ
ングタイミングの直前に抵抗ラダーへの出力ＶRlを監視
して、その値に応じて負荷抵抗を切り替える。ＶRlのＡ
Ｄ変換自体は１秒以内に行うことができ、その時の値に
応じて各サンプリングポイントでどの抵抗を用いるかを
決定すればよい。

【００２７】図５は、別の１０個のセンサについて高温
域の初期の温度波形を拡大して示したものである。雰囲
気は０℃で相対湿度９６％，２０℃ ６５％，５０℃
４０％，の３種類で、±２δ（δは標準偏差）の範囲と
平均値とを示してある。ガス濃度はＣＯ１００ppmであ
るが、周囲の温度や湿度の変動により抵抗値は各タイミ
ングで１０倍弱変化している。また０秒目と６秒目の抵
抗値はほぼ等しく、例えば６秒目には０秒目と同じ負荷
抵抗を用いても良い。しかし好ましくは例えば１４８秒
目の信号で０秒目（もしくは高温域への移行前のサンプ
リングを確実にするため、１４９秒目）の抵抗値を決定
し、５秒目の抵抗値から６秒目の負荷抵抗を決定する。
同様に６８秒目の抵抗値から６９秒目の負荷抵抗を決定
する。

【００２８】図６にサンプリングのアルゴリズムを示
す。時刻が１４８秒目に達すると、出力電圧をＡＤ変換
し、この値が検出電圧Ｖc（ＶDDと同じ）の１／３〜２
／３の範囲内にあることを確認する。この範囲では、セ
ンサ抵抗と負荷抵抗との抵抗値の比は２：１〜１：２の
範囲内にある。出力電圧が正しければそのままで、正し
くない場合には負荷抵抗を切り替え、この範囲に収まる
ようにする。次に０秒目に達すると出力電圧をＡＤ変換
し、ＡＤ変換した出力電圧ＶRlを用いて式(1)により０
秒目でのセンサ抵抗の対数を求める。同様に５秒に負荷
抵抗の値が正しいかどうかをチェックし、６秒目のセン
サ抵抗の対数を求める。さらに６８秒目でも負荷抵抗の
値が正しいかどうかをチェックし、６９秒目でセンサ抵
抗の対数を求める。

【００２９】 ＬnＲ＝２−４ＶRl／Ｖc＋ＬnＲl (1) 式(1)のようにセンサ抵抗の対数を１次の項まで近似し
た場合、Ｒ／Ｒlが１で誤差が０、Ｒ／Ｒlが１／２また
は２で誤差は２％、Ｒ／Ｒlが１／３または３で誤差は
１１％となる。実施例ではＣＯ濃度を±２０％以下の誤
差で検出することを目的とするので、±１０％の誤差は
大きすぎる。そこでセンサ抵抗と負荷抵抗との比を０秒
目，６秒目，６９秒目の３点で２〜１／２の範囲に保つ
ように抵抗ラダー５を制御する。

【００３０】式(1)によるＶRlからセンサ抵抗の対数へ
の変換は線形変換であり、極めて簡単な変換である。し
かしこれに伴って６個の負荷抵抗が必要であった。負荷
抵抗の数を例えば４個に減少させるには、Ｒ／Ｒlの範
囲を４〜１／４、より好ましくはルート８〜１／ルート
８の範囲に保つようにする。このためには３次の項まで
の変換が必要である。センサ抵抗の対数をＶRlで級数展
開すると、２次の項は存在せず、３次の項までを加味し
たものが式(2)、(3)である。式(2)，(3)を用いた場合、
Ｒ／Ｒlが１で変換誤差は０％、Ｒ／Ｒlが１／４または
４で変換誤差は４％、Ｒlが１／３または３で変換誤差
は２％である。そこで例えば抵抗Ｒ１〜Ｒｎの値を１６
倍ずつ、より好ましくは８倍もしくは９倍ずつ変化させ
る。そして例えば抵抗Ｒ１〜Ｒｎの値を１ＫΩ，８Ｋ
Ω，６４ＫΩ，５１２ＫΩの４種とする。このようにす
れば０.５〜１ＭΩの範囲を２％以下の誤差で対数に変
換することができる。 ＬnＲ＝２ｘ＋２／３×ｘ³＋ＬnＲl (2) ｘ＝１−２ＶRl／Ｖc (3)

【００３１】

【ガス検出装置の調整】図１のガス検出装置の調整の手
続を図７に示す。なおこの時調整スイッチ２３をオン
し、ＥＥＰＲＯＭ２０への基準信号の書き込みを可能に
しておく。ＣＯ検出装置を調整槽にセットするものとし
て説明すると、検出装置をセットした後、電源を投入し
て作動させる。そして例えば６５ppmのＣＯを注入す
る。するとマイクロコンピュータ８はＲＡＭ３０に書き
込むために、ＬnＲ0，ＬnＲ6，ＬnＲ69を発生する。こ
れをＥＥＰＲＯＭ２０のカード５１に記入させる。次い
でＣＯ濃度を２００ppmに増加し、同様の手順を行う。
さらにＣＯ濃度を４００ppmまで増加させる。このよう
に所定の手順でＣＯ濃度を増加させれば、ＥＥＰＲＯＭ
２０に基準信号を書き込むことができる。そしてこの結
果、可変抵抗を調整して基準信号を記憶させる必要が無
く、調整作業が簡単になる。

【００３２】ここではＣＯ検出装置を調整槽にセットす
るものとしたが、センサＳのみをセットしても良い。そ
してセンサＳの抵抗値を例えば１２ビット程度のＡＤコ
ンバータでＡＤ変換し、パーソナルコンピュータ等に記
録させ、これをＥＥＰＲＯＭ２０に書き込んでも良い。
この場合にはセンサＳはＣＯ検出装置には組み込まれて
おらず、センサＳをＥＥＰＲＯＭ２０とセットにして取
り扱い、これらを別途に組み立てたＣＯ検出装置に組み
付ける。センサＳとＥＥＰＲＯＭ２０以外の部分は、通
常の電子回路と全く同様に扱え、ガスセンサについて経
験のないメーカーでもＣＯ検出装置を組み立てることが
できる。

【００３３】

【ガスセンサ信号の相関】図８にＴＧＳ２０３の温度、
（サーミスタで測定した金属酸化物半導体の表面温度，
センサ数１個）を示す。

【００３４】図９〜図１２に、ＣＯ１００ppm中でのＴ
ＧＳ２０３のセンサ信号の抵抗値の相関を示す。通電期
間は、途中２回の放置を挟んで、約４０日間である。セ
ンサの抵抗値は１５０秒周期の５０点で３秒間隔で測定
した。用いたＴＧＳ２０３は１０個で、図１９〜図２６
に用いたサンプル中の良品２０個の内の、ランダムに抽
出した１０個のデータである。図９は０秒目との抵抗値
の相関を、図１０は６秒目との抵抗値の相関を、図１１
は６０秒目との抵抗値の相関を、図１２は６９秒目との
抵抗値の相関を示す。図１３〜図１５に同じ１０個のサ
ンプルに付いて、０秒目値と他のタイミングとの抵抗値
の相関を示し、図１３はＣＯ３００ppm中で、図１４は
ＣＯ１００ppm＋Ｈ2３００ppm中で、図１５はＨ2１００
０ppm中である。

【００３５】低温域の後期（１２０秒〜１５０秒）の相
関は強く（図９）、高温域の初期（６秒）は低温域の後
期から高温域の中期（３０秒）と相関が強く（図１
０）、高温域の後期（６０秒）は高温域の中期（３０
秒）と強く相関するが低温域の後期との相関は弱い（図
１１）。また低温域の初期（６９秒）は６０秒や９０秒
と相関する（図１２）。ＣＯ３００ppm中でもＣＯ１０
０ppm中と相関の傾向は変わらないが（図１３）、ＣＯ
と水素との混合ガスでは相関の傾向は変わり（図１
４）、水素中でも相関の傾向が異なる（図１５）。

【００３６】ドリフトに伴う抵抗値の変化の相関を図１
６に示す。ガスはＣＯ１００ppmで、通電開始から３日
目のＣＯ１００ppm中の０秒を基準とする他者相関であ
る。通電開始３日目に、０秒目の抵抗値と６秒目の抵抗
値は強い相関があるが、この相関はその後も崩れない。
０秒目の抵抗値は測定日を変えても相関係数はほぼ１な
ので、通電開始３日目の６秒目の抵抗値は、その後の０
秒目の抵抗値と強く相関する。従って、通電開始３日目
の６秒目の抵抗値で、その後の０秒目の抵抗値のドリフ
トを補正できる。

【００３７】図１７に抵抗値の相関を用いた際の補正用
信号の決定基準を示し、図１８にドリフトに伴う抵抗値
の変化分の相関を用いた際の補正用信号の決定基準を示
す。図１７では、０秒目の抵抗値をＴＧＳ２０３の従来
の用い方に従いＣＯ検出用の主信号とする。通電開始３
日目，あるいは７日目等の適当な日に各タイミングｔに
ついて、ＣＯ中での抵抗値を測定し、抵抗値の平均と分
散とを各タイミングついて求める。次に０秒目とｔ秒目
との抵抗値の他者相関Ｃを求め、相関が強く、ＣＯ感度
が低く、妨害ガスである水素への感度が類似したタイミ
ングの信号を補正用の信号とする。

【００３８】図１８の処理も同様で、０秒目の抵抗値を
ＴＧＳ２０３の従来の用い方に従いＣＯ検出用の主信号
とする。例えば４０日〜１年程度の期間に渡って、ＣＯ
中での抵抗値を測定し、同じタイミングでの抵抗値の初
期値（３日目あるいは７日目）との比の平均と分散とを
求める。次に０秒目とｔ秒目との抵抗値の他者相関Ｃを
求め、相関が強く、ＣＯ感度が低く、妨害ガスである水
素への感度が類似したタイミングの信号を補正用の信号
とする。

【００３９】

【ガスセンサ信号のドリフト】図１９〜図２４にセンサ
抵抗のドリフト特性を示す。用いたサンプルは４５個
で、良品（２０個），２年以上放置したサンプル（８
個），不良品（７個），いったんＣＯ警報器に組み込ん
だ後回収したサンプル（１０個）を含んでいる。各図の
横軸は０秒目のセンサ抵抗を対数目盛りで示し、縦軸は
３秒目（図１９），６秒目（図２０），１２秒目（図２
１），３０秒目（図２２），６０秒目（図２３），１２
０秒目（図２４）のセンサ抵抗を同様に対数目盛りで示
している。そして横軸が１は０秒目のＣＯ１００ppm中
での基準信号（通電開始３日目）で、縦軸が１は６秒目
等でのＣＯ１００ppmでの基準信号（通電開始３日目）
である。図１９〜図２４はＣＯ１００ppm中での通電開
始３日目の基準信号で正規化してある。

【００４０】図の各点は５週間の通電に伴う測定点を示
し、４５個のＴＧＳ２０３を５週間使用すると、センサ
は２倍程度、高低抵抗化してゆく。図２０では、高抵抗
化は６秒目等と０秒目との２次元位相空間で傾きが１の
狭い直線上に集中している。この軸をドリフト軸と呼ぶ
ことにする。なおＣＯ３０ppm中や３００ppm中でドリフ
ト軸が明瞭でないのは、ＴＧＳ２０３の濃度依存性の分
散のためである。即ち濃度依存性が均一でなく、ＣＯ３
０ppm中や３００ppm中での初期点が１点に揃わないの
で、初期点の分散のためドリフト軸が不明瞭である。ま
たＣＯ３０ppm，１００ppm，３００ppmの３点を結んだ
直線を濃度軸と呼ぶことにする。そしてＴＧＳ２０３の
初期の特性はこの濃度軸上にあり、使用と共に濃度軸は
ドリフト軸の方向に沿って平行移動していく。また図１
９〜図２４を通してサンプルの一部は低抵抗化が始まっ
ており、これはＣＯ１００ppm中の座標（位相点）が原
点よりも左下の第４象限にあるものが存在することに示
されている。そして低抵抗化のドリフトは高抵抗化の場
合と同様にドリフト軸に沿って進行している。

【００４１】抵抗値の谷の３秒目の信号と０秒目の信号
の組合せ（図１９）では、ドリフト軸と濃度軸は近接
し、ドリフト補正は困難である。これは３秒目の信号
（１００℃強）は低温域の信号（８０℃付近）とＣＯ感
度が類似するためである。

【００４２】図２１でも図２０と同様のドリフト軸が見
られるが、ドリフト軸の周囲の位相点の分布は広がり、
これは０秒目の信号のドリフトと１２秒目の信号のドリ
フトの相関が、０−６秒目の場合に比べて弱いことを示
している。図２２の３０−０秒目の特性では、ドリフト
軸の周囲の分布はより広く、ＣＯ３００ppmでＣＯ１０
０ppmとの区別が難しい点が生じている。図２３の６０
−０秒目の特性では、ＣＯ３００ppm中で最もドリフト
したものでは、ＣＯ１００ppmでの基準点にほぼ重なろ
うとしているものが存在する。図２４の１２０秒目−０
秒目の特性では、０秒目の信号と１２０秒目の信号が酷
似した信号であるため、ドリフト軸も濃度軸も共通で、
かつ全ての位相点が１本の直線の周囲に集まっている。

【００４３】これらのことからドリフト補正に用いるこ
とができるのは、高温域の初期の信号は、例えば４〜２
０秒目の信号、好ましくは５〜１５秒目の信号とする。
そして組み合わせる相手は低温域の後期の信号で、例え
ば９０〜１５０秒目，好ましくは１２０〜１５０秒目の
信号である。図１９〜図２３のいずれでも濃度軸とドリ
フト軸は斜交し、直交座標系でＣＯ濃度とドリフトとに
対応する２軸を求めることができない。仮にドリフト軸
と直交する濃度軸を求めることができるとすると、それ
はドリフトの影響を受けない軸が存在し、その軸上の座
標はガス濃度のみで定まることを意味する。しかしなが
らこのような軸を見つけることはできなかった。

【００４４】

【負の水素感度】各図にはこれ以外にＣＯ１００ppmと
水素３００ppmの混合ガスの挙動や、水素１０００ppm中
での挙動を示した。図２０から明らかなように、水素に
対しては感度は僅かに負になっている。例えば図２０の
ＣＯ１００ppm＋水素３００ppmの各点をドリフト軸に沿
って平行移動させ、濃度軸との交点を求めると、得られ
る濃度範囲はＣＯ８０ppm〜６０ppmである。一方ＣＯ１
００ppm中での５週間の各点の分布は狭く、ドリフト軸
に沿って平行移動させ、濃度軸との交点を求めると、分
布範囲はＣＯ８０〜１２０ppm程度となる。水素に対す
る感度が負になるのは、６秒目の信号の方が０秒目の信
号よりも水素感度が高いためである。そこでこれを補正
するため、０秒目と６９秒目の信号からなる位相空間を
用いる。

【００４５】この場合の同様の５週間の通電データを図
２５に示す。図２５から明らかなように、水素が発生す
ると６９秒目の抵抗値は著しく減少し、濃度軸から極端
に離れた場所にある。そこで濃度軸から図２５の下方向
に下降する距離をもって水素濃度を表す信号とする。

【００４６】このような水素検出信号は正確なものでは
なく、図２５では斜交座標系を用いていない。しかし小
さな負の水素感度の補正用なので、定量性のない水素検
出信号でも用いることができる。そして水素感度の補正
では、図２０で僅かに負になっている水素感度を０に戻
す、即ちＣＯのみに極めて選択的なＣＯ検出装置を設計
する、あるいはＴＧＳ２０３の本来の特性のようにＣＯ
対水素の相対感度を１０：１となるように補正する、の
２通りが考えられる。これらのいずれを選ぶかは、ＣＯ
検出装置の設計方針の問題である。

【００４７】

【温湿度依存性】図２６は４０個のＴＧＳ２０３につい
て、０℃相対湿度９６％と２０℃，６５％，５０℃４０
％での温湿度依存性を、ＣＯ３０ppm，１００ppm，３０
０ppmについて示したものである。０℃では２０℃や５
０℃とは別のライン上に位相点が存在し、絶対湿度の低
下を検出することができる。なおＴＧＳ２０３の温湿度
依存性は周知のように、主として絶対湿度依存性であ
る。

【００４８】図２７に別の１０個のＴＧＳ２０３（使用
開始から２カ月弱経過）について、ＣＯ１００ppm中で
の０℃，相対湿度約９６％と、２０℃相対湿度６５％と
の間の抵抗値の比を示す。横軸は温度変化でのタイミン
グである。温湿度依存性の大部分は０秒目と６秒目との
ドリフト補正の副作用として補正される。

【００４９】図２８に同じ１０個のＴＧＳ２０３（図２
７と同じサンプル）について、ＣＯ１００ppm中での５
０℃，相対湿度約４０％と、２０℃相対湿度６５％との
間の抵抗値の比を示す。温湿度依存性の大部分は０秒目
と６秒目とのドリフト補正の副作用として補正される。

【００５０】図２７，図２８は高温域の初期で温湿度依
存性が小さくなることを示しており、低温域よりも温湿
度依存性が小さいことが問題である。温湿度補正のため
に高温域初期での温湿度依存性を増大させるには、例え
ば１０〜１５秒目の信号が信号が好ましく、６秒目付近
の信号を用いてドリフトを正確に補正するか、１０〜１
５秒目の信号を用いて温湿度依存性の補正に重点を置く
かはトレードオフの問題である。

【００５１】

【ガスセンサの情報次元】ガスセンサが含む独立した信
号の数を情報次元と呼ぶことにする。情報次元はエント
ロピーを基礎として情報科学で明確に定義された概念で
あるが、ここでは単に独立した信号の数を定性的に求め
て情報次元と呼ぶ。既に述べたように、０秒目の信号と
６秒目の信号との組合せでＣＯ濃度とドリフトの程度と
を知ることができ、０秒目の信号と６９秒目の信号の組
合せでＨ2濃度を知ることができた。

【００５２】ＴＧＳ２０３の温度波形を用いると、Ｃ
Ｏ，ドリフト，水素，絶対湿度（図２６）の４種の信号
を得ることができる。一方ＴＧＳ２０３の温度波形の相
関（図９〜図１６）からは、低温域の後期，高温域の初
期，高温域の後期，低温域の初期の４つに温度波形を分
類できることが分かっている。またＴＧＳ２０３の特性
に影響するのは、ＣＯ，水素，絶対湿度，ドリフトの４
者である。これらのことからＴＧＳ２０３の温度波形は
ＣＯ，水素，絶対湿度，ドリフトの４つの信号を含んで
おり、ＴＧＳ２０３の温度波形の情報次元は４次元であ
るといえる。

【００５３】そしてこれらの４次元の情報次元の信号
は、 1) ＣＯ検出用の主信号、例えば９０秒〜１５０秒，よ
り好ましくは１２０秒〜１５０秒の信号と、 2) ドリフト補正用の信号，例えば４〜２０秒，より好
ましくは５〜１５秒の信号、 3) 低温域初期の水素検出用の信号と、 4) 高温域初期の信号と高温域後期の信号の組合せによ
るサーミスタ無しでの絶対湿度の補正用の信号、 の４種の信号として使用できる。

【００５４】ＴＧＳ２０３の情報次元が４次元であるこ
とは、相関解析とクラスター解析で裏付けられている。
そして相関解析は高温域初期の信号をドリフト補正用の
信号とすべきことを示している。主信号となる低温域後
期の信号と相関の強いのは高温域初期の信号で、高温域
の後期の信号とは相関が弱い。また低温域初期の信号と
低温域後期の信号は相関が弱く、かつ低温域初期の信号
は水素に選択的でドリフト補正用の信号とはならない。

【００５５】図４の波形データは、高温域初期の例えば
３秒目では０秒目とＣＯ感度が酷似し、その後は水素感
度が増すことを示している。従ってドリフト補正用の信
号は例えば４〜２０秒、好ましくは５〜１５秒目の信号
に限られる。即ち３秒目では検出対象ガスでの特性が類
似し過ぎ、２０秒を越えると水素感度の差が著しくな
る。このことは図１９〜図２２のクラスター解析で裏付
けられ、６〜１２秒目付近に最適点があることが判明す
る。

【００５６】

【ドリフト補正】図２９にドリフト補正の原理を示す。
図の実線は濃度軸、破線はドリフト軸である。そして６
５ppm、２００ppm，４００ppmの３点での基準信号がＥ
ＥＰＲＯＭ２０に記録されている。測定により、ＬnＲ0
とＬnＲ6の２つの次元での位相空間上の点（ａ，ｂ）が
定まる。またこの位相空間での各基準信号の座標を図２
９のように定める。そして点（ａ，ｂ）からドリフト軸
に沿って平行移動させ、濃度軸との交点の座標を（ｅ，
ｆ）とする。座標（ｅ，ｆ）が求まれば、濃度軸上の位
置からＣＯ濃度を求めることができる。そして座標
（ａ，ｂ）から座標（ｅ，ｆ）への移動は、ドリフト軸
に平行な濃度軸への射影である。

【００５７】なお射影の手法は任意で、例えば図２９の
位相空間上にＣＯ濃度を示すデータを書き込んで２次元
のマップとし、マップ上の位置からＣＯ濃度を求めても
良い。そしてマップが粗く各座標に直接対応するデータ
が無いことは、マップの各点間の補間で処理すれば良
い。あるいは各基準点（ｌ，ｍ），（ｅ，ｆ），（ｑ，
ｒ）からドリフト軸に平行な３本の線を引き、各線上に
ＣＯ濃度に対する補正値を書き込み、濃度軸上では補正
値は１とする。そしてドリフトによる高抵抗化を補正す
るように、補正値を定める。そして測定点を通るように
濃度軸を平行移動させ、両側の２つの補正線との交点を
求め、各補正線での補正値を求めて補間する。このよう
にして求めた補正値で０秒目のセンサ抵抗の対数を補正
し、ＣＯ濃度に換算する。これらの変形例では、射影の
制限を補正線での補正値やマップの値に反映させること
ができ、射影への微細な操作が容易である。

【００５８】

【信号処理】図３１〜図３６に、ＣＯ濃度の算出を示
す。図３１はメインループを示し、最初に測定データか
ら、ａ，ｂ，ｃの３つの変数を定義する。次に温度補正
のサブルーチン（図３２）、ドリフト補正のサブルーチ
ン（図３３），水素補正のサブルーチン（図３４）によ
りＣＯ濃度を求める。最後にＣＯ濃度から血中ＣＯヘモ
グロビン濃度ＣＯＨｂを求める。なおＣＯＨｂの初期値
はリセット時には０としておく。この変換自体は既に周
知で、ｋ２，ｋ３，ｋ４は定数で、ｋ４はここでは検出
下限以下のＣＯ３０ppm程度に相当する値とし、ＣＯ濃
度が３０ppm以下では検出を行わないようにする。

【００５９】

【温度補正サブルーチン】図３２の温度補正サブルーチ
ンでは、サーミスタ４２から周囲温度Ｔを求める。プロ
グラムメモリー３４には、周囲温度からａ，ｂ，ｃに対
する補正常数Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の参照表が用意され、こ
れを読み出してａ，ｂ，ｃに加算する。

【００６０】

【ドリフト補正サブルーチン】図３３にドリフト補正サ
ブルーチンを示す。ドリフト軸の傾きは１で、（ｅ−
ａ）と（ｆ−ｂ）は等しい。このため ｆ＝ｅ＋（ｂ−
ａ） が成立する。そこでｅ，ｆの２つの未知数の１つ
を消去できる。次に、ｎ−ｐがａ−ｂ以上かどうかチェ
ックする。この条件が不成立の場合、測定点は２００pp
mからドリフト軸を延ばした際にドリフト軸の下側にあ
り、検出濃度は２００ppm以下である。次に点（ｅ，
ｆ）は６５ppmと２００ppmの２つの基準信号で定まる線
分を内分している。このことからｅ，ｆは６５ppmや２
００ppmでの基準信号の座標ｎ，ｐ，ｑ，ｒと１つの関
係式に拘束され、これらを用いて座標ｅを解くことがで
きる。

【００６１】求めたｅには射影の制限がなく、濃度軸か
ら極端に離れた点でも、濃度軸の近傍でも同様に射影し
ている。また濃度軸の上下で射影は対称である。これに
対して、濃度軸から高抵抗側へのドリフトが著しいほ
ど、射影を制限してドリフトの一部のみを補正するよう
にすることが好ましい。また濃度軸から低抵抗側にドリ
フトした場合には、高抵抗側へのドリフトよりも補正を
控え目にすることが好ましい。さらにＣＯ３０ppm程度
でのドリフト軸の傾きは、１００ppm以上でのドリフト
軸の傾きよりも僅かに大きく、濃度毎にドリフト軸の傾
きを変えるのが好ましい。また３０ppmのＣＯは無害で
検出対象に含まれず、このような低濃度域のＣＯに対し
てドリフト補正を行う必要が無い。そこで図３５に示す
ように、濃度軸の上下で補正を非対称にし、かつ濃度軸
からの距離が増すとドリフトを部分的に補正することが
好ましい。

【００６２】マップを用いる場合やドリフト軸をＣＯ濃
度毎に複数容易する場合は、上記の処理はマップ内のデ
ータの操作やドリフト軸の傾きの操作で処理できる。し
かし実施例では、ｅを求めた後にプログラムメモリー３
４に記憶させた２次元の参照表で、上記の処理を行う。
この参照表の見出しは（ｅ−ａ）とｅで、（ｅ−ａ）は
濃度軸からの距離に比例する。また（ｅ−ａ）の符号
は、濃度軸の上下で反転する。ｅの値はＣＯ濃度を示
し、低濃度域の処理か高濃度域の処理かはｅの値で判明
する。そこで（ｅ−ａ）とｅに応じて、ｅの値を参照表
から更新すれば、濃度軸の上下で非対称で、濃度軸から
の距離の大きな領域で補正を控え目にし、低濃度域で補
正を控え目にすることができる。ただし図３５に対応す
る処理は行わなくても良い。

【００６３】値ｅが最終的に判明すると、６５ppmと２
００ppm間の線分の内分比ｙを求める。ｙが０でＣＯ濃
度が２００ppm、ｙが１でＣＯ濃度が６５ppmである。こ
の間には約３倍のＣＯ濃度の変化があり、これをそのま
ま解くと、ｅｘｐ（ｙ）の級数展開で２次以上の項が必
要になるので、６５ppmと２００ppmの中点を考え、これ
よりも２００ppm寄りでは、２００ppmの濃度を元に級数
展開し、これよりも６５ppm寄りでは６５ppmの濃度を元
に級数展開する。このようにすればｅｘｐ（ｙ）＝１＋
ｙ と近似しても、ほとんど近似誤差は生じない。この
ようにして水素濃度の補正前のＣＯ濃度が定まる。

【００６４】さて求めた位相点がＣＯ２００ppmを通る
ドリフト軸よりも上側にある場合、ＣＯ濃度は２００pp
mを越えている。そこでこの場合ＥＥＰＲＯＭ２０にア
クセスし、ＣＯ４００ppmの基準信号を読み出す。以下
同様にしてＣＯ濃度を求める。この場合の処理はＣＯ６
５ppmと２００ppmの２つの基準信号を用いた場合の処理
と同様で、ＣＯ６５ppmの基準信号の代わりにＣＯ４０
０ppmの基準信号を用いればよい。

【００６５】温湿度依存性には図３６のようなガス濃度
依存性があり、低濃度域と高濃度域とでは温湿度依存性
が異なる。しかし温湿度補正サブルーチンの段階ではＣ
Ｏ濃度は不明である。そこでＣＯ濃度を仮に求めた後
に、周囲温度Ｔと仮に求めたＣＯ濃度とからプログラム
メモリー３４に記憶させた２次元の参照表を用い、ＣＯ
濃度を再補正する。これは温湿度依存性のＣＯ濃度依存
性を無視して１次近似し、求めた仮のＣＯ濃度を用いて
温湿度依存性のＣＯ濃度依存性を再補正する手法であ
る。参照表には仮のＣＯ濃度と周囲温度とを見出しとし
てＣＯ濃度の増減量を記憶させ、この値を加えて再度Ｃ
Ｏ濃度を求める。図３５に対応する処理は省略可能であ
る。

【００６６】

【水素補正サブルーチン】ＣＯ濃度が求まると水素補正
を施す。その処理を図３４に、その原理を図３０に示
す。０秒目の抵抗値の対数と６９秒目の抵抗値の対数で
定まる２次元位相空間において、測定点の座標が（ａ，
ｃ）であるとする。これを６５ppm，２００ppm，４００
ppmの濃度軸へ図３０の垂直上方に移動させた際の交点
を（ａ，ｇ）とする。そしてｇとｃとの差をｈとし、ｈ
によって水素濃度が定まるものとする。この場合ａの値
がｎを越えるか否かから、基準信号として４００ppmの
信号を用いる必要があるか否かを判別し、ａがｎ以下の
場合、ＥＥＰＲＯＭ２０にアクセスして４００ppmの基
準信号を読み出す。そして点（ａ，ｇ）が２００ppmの
基準信号と４００ppmの基準信号を結ぶ線分上にあるこ
とから、座標ｇについて１つの式が発生し、これからｇ
を求めることができる。ｇが求まればｈが求まり、例え
ばｋ１を適当な正の定数として、図３１のメインループ
で求めたＣＯ濃度にｋ１×ｈを加算する。ここでの加算
の基準としては、例えばＣＯ検出装置の水素濃度依存性
が０となるようにする、あるいはＣＯ対水素の相対感度
が１０：１等の適当な値となるようにする。ａがｎより
も大きい場合、即ち図３０で求めた座標点（ａ，ｃ）が
２００ppmの基準信号よりも右側にある場合、６５ppmと
２００ppmの基準信号を用いる。そして前記と同様にし
てｈを求め、水素濃度の補正を行う。

【００６７】

【フーリエ変換】特定のセンサを例にし特定のヒータ波
形を例にして、実施例を説明したが、これらは例であ
る。また実施例ではガスセンサ信号の温度波形を母関数
に変換せずに用いたが、フーリエ変換等を施した信号を
用いても良い。例えばガスセンサの温度波形にラプラス
変換やフーリエ変換を施し、変換後の成分を複数組み合
わせてガスを検出する。この場合、対象ガスへの感度の
高い成分を主信号とし、これと相関して対象ガスへの感
度が低く、補正対象での挙動が類似した成分を補正用の
信号とすれば良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のガス検出装置のブロック図

【図２】 実施例のガス検出装置でのＲＡＭの構成を
示す図

【図３】 実施例のガス検出装置でのＥＥＰＲＯＭの
構成を示す図

【図４】 実施例で用いたガスセンサの抵抗値の波形
を示す特性図

【図５】 実施例で用いたガスセンサの高温域初期の
抵抗値波形を示す特性図

【図６】 実施例のガス検出装置での、サンプリング
アルゴリズムを示すフローチャート

【図７】 実施例のガス検出装置での、調整アルゴリ
ズムを示すフローチャート

【図８】 実施例で用いたガスセンサの温度変化を示
す特性図

【図９】 実施例での０秒目のセンサ信号と他の時点
でのセンサ信号との、同一測定日での抵抗値の相関を示
す特性図

【図１０】 実施例での６秒目のセンサ信号と他の時点
でのセンサ信号との、同一測定日でＣＯ１００ppm中で
の抵抗値の相関を示す特性図

【図１１】 実施例での６０秒目のセンサ信号と他の時
点でのセンサ信号との、同一測定日でＣＯ１００ppm中
での抵抗値の相関を示す特性図

【図１２】 実施例での６９秒目のセンサ信号と他の時
点でのセンサ信号との、同一測定日でＣＯ１００ppm中
での抵抗値の相関を示す特性図

【図１３】 実施例での０秒目のセンサ信号と他の時点
でのセンサ信号との、同一測定日でＣＯ３００ppm中で
の抵抗値の相関を示す特性図

【図１４】 実施例での６秒目のセンサ信号と他の時点
でのセンサ信号との、同一測定日でＣＯ１００ppm＋Ｈ2
３００ppm中での抵抗値の相関を示す特性図

【図１５】 実施例での６０秒目のセンサ信号と他の時
点でのセンサ信号との、同一測定日でＨ2１０００ppm中
での抵抗値の相関を示す特性図

【図１６】 実施例での６９秒目のセンサ信号と他の時
点でのセンサ信号との、異なる測定日での抵抗値の相関
を示す特性図

【図１７】 実施例での相関の評価を示すフローチャー
ト

【図１８】 変形例での相関の評価を示すフローチャー
ト

【図１９】 実施例での０−３秒平面でのドリフト特性
を示す特性図

【図２０】 実施例での０−６秒平面でのドリフト特性
を示す特性図

【図２１】 実施例での０−１２秒平面でのドリフト特
性を示す特性図

【図２２】 実施例での０−３０秒平面でのドリフト特
性を示す特性図

【図２３】 実施例での０−６０秒平面でのドリフト特
性を示す特性図

【図２４】 実施例での０−１２０秒平面でのドリフト
特性を示す特性図

【図２５】 実施例での０−６９秒平面でのドリフト特
性を示す特性図

【図２６】 実施例での９−６０秒平面での温湿度特性
を示す特性図

【図２７】 ガスセンサの２０℃−６５％ＲＨと０℃間
の温湿度依存性を示す特性図

【図２８】 ガスセンサの２０℃−６５％ＲＨと５０℃
−４０％ＲＨ間の温湿度依存性を示す特性図

【図２９】 実施例でのＣＯ濃度の算出機構を示す特性
図

【図３０】 実施例での水素補正を示す特性図

【図３１】 実施例での、メインプログラムを示すフロ
ーチャート

【図３２】 実施例での、温湿度補正を示すフローチャ
ート

【図３３】 実施例での、ドリフト補正を示すフローチ
ャート

【図３４】 実施例のガス検出装置での、共存水素への
補正を示すフローチャート

【図３５】 実施例でのドリフト補正の詳細を示す特性
図

【図３６】 実施例での温湿度補正の詳細を示す特性図

【符号の説明】

２ 金属酸化物半導体 ４ 直流電源 ５ 抵抗ラダー ８，４８ マイクロコンピュータ １０ バス １２ ＡＤコンバータ １４ 抵抗ラダー制御部 １６ ヒータ制御部 １８ ＥＥＰＲＯＭ制御部 ２０ ＥＥＰＲＯＭ ２２ 入出力 ２３ 調整スイッチ ２４ リセットスイッチ ２６ 算術論理演算ユニット ２８ シーケンス制御部 ３０ ＲＡＭ ３２ 警報制御部 ３４ プログラムメモリー ３６ 駆動回路 ３８ ブザー ３９，４０ ＬＥＤ ５１〜５４ カード ４２ サーミスタ ４４ 温湿度補正部 Ｓ 金属酸化物半導体ガスセンサ ｈ１，ｈ２ ヒータ Ｔ１，Ｔ２ トランジスタ Ｒ１〜Ｒｎ 抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 和子 箕面市船場西１丁目５番３号 フィガロ技 研株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属酸化物半導体ガスセンサを温度変
   化させて複数のガスセンサ信号を取り出し、これらを組
   み合わせて対象ガスを検出するようにしたガス検出装置
   において、 対象ガスへの感度の高いガスセンサ信号を主信号として
   用い、 上記主信号と相関が高いガスセンサ信号の中で、対象ガ
   スへの感度が異なり、かつ補正対象に対する特性が類似
   した信号を補正用信号として用いることを特徴とする、
   ガス検出装置。
2. 【請求項２】 金属酸化物半導体ガスセンサを温度変
   化させて複数のガスセンサ信号を取り出し、これらを組
   み合わせて対象ガスを検出するようにしたガス検出装置
   の設計において、 対象ガスへの感度の高いガスセンサ信号を主信号として
   用い、 上記主信号と相関が高いガスセンサ信号を探索して、 探索したガスセンサ信号の中で、対象ガスへの感度が異
   なり、かつ補正対象に対する特性が類似した信号を補正
   用信号として用いることを特徴とする、ガス検出装置の
   設計方法。
3. 【請求項３】 前記の相関として、ガスセンサを複数
   用いて、対象ガス中での抵抗値の相関を用いることを特
   徴とする、請求項２のガス検出装置の設計方法。
4. 【請求項４】 前記の相関として、ガスセンサを複数
   用いて、補正対象での抵抗値の挙動の相関を用いること
   を特徴とする、請求項２のガス検出装置の設計方法。