JPH1183780A - ガスセンサの選別方法 - 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、温度変化時の波形と標準波形との類似度により、ガ
スセンサを選別する。類似度は、温度波形のフーリエ変
換と標準波形のフーリエ変換の類似度、あるいは温度波
形と標準波形との相関関数の値で定める。 【効果】 ガスセンサを複雑系として扱うにふさわしい
選別方法が得られる。

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
ンサの選別に関する。

【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】発明者は、ＴＧＳ２０３を用いたＣＯ検出
装置を高精度化し、検出精度を２倍以上向上させること
を検討した。用いた方法論は、ＴＧＳ２０３を複雑系と
見なし、ガスセンサ信号の温度波形を用いて信頼性の高
いＣＯ検出信号を得ることであった。この過程で発明者
は、ＴＧＳ２０３の経時的ドリフトを除き、また温湿度
依存性を補償することに成功した。

【０００４】しかし上記の技術のために、金属酸化物半
導体ガスセンサに対する新たな選別方法、即ち出荷時や
ＣＯ警報機に組み込む際の新たな検査方法が必要になっ
た。従来のＴＧＳ２０３の選別基準は、低温域の最後の
信号で、ＣＯの水素に対する相対感度が１０倍以上であ
ること、ＣＯ１００ppm中の抵抗値が１〜１０ＫΩにあ
ることである。しかしながらこのような選別基準は不十
分である。ＴＧＳ２０３は温度変化するので、温度変化
時のセンサ信号の波形を用いれば複数の信号が得られ、
検出精度が向上する。しかし従来の選別基準は低温域の
最後の信号のみに着目している。またＣＯ１００ppm中
でのセンサ抵抗の範囲が１〜１０ＫΩにあることは、ガ
スセンサの特性とは余り関係がなく、単に製造収率を低
下させているだけである。

【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
スセンサの新たな選別方法を提供することにある。

【０００７】

【発明の構成】この発明では、ヒータとガスにより抵抗
値が変化する金属酸化物半導体とを備えたガスセンサを
選別する方法において、ガスセンサを検出対象ガス中で
温度変化させた際のガスセンサ信号の温度波形を測定
し、この温度波形と標準波形との類似度に基づいてガス
センサを選別することを特徴とする。

【０００８】好ましくは、前記温度波形として、温度変
化過程での少なくとも４点のガスセンサ信号を用いる。
また好ましくは、ガスセンサ信号の温度波形と標準波形
とを共に正規化した後に類似度を求める。また好ましく
は、温度波形と標準波形との母関数を求めて、母関数間
の類似度により、ガスセンサの温度波形と標準波形との
類似度を求める。また好ましくは、温度波形と標準波形
との相関関数の値を求めて、相関関数の値によりガスセ
ンサの温度波形と標準波形との類似度を求める。

【０００９】

【発明の作用と効果】この発明では金属酸化物半導体ガ
スセンサを検出対象ガス中で温度変化させ、好ましくは
４点以上、より好ましくは１０点以上でのガスセンサ信
号をサンプリングして、温度波形を求める。求めた温度
波形を、特性を予め確認済みの標準的なガスセンサに対
応する標準波形と比較する。あるいは選別するガスセン
サの集団中の平均波形を標準波形として、これとと比較
する。そして測定した温度波形と標準波形との類似度に
基づき、ガスセンサを選別する。このようにすれば波形
の揃ったガスセンサを選別でき、温度波形を用いてガス
を検出する際に好都合である。

【００１０】温度波形を求めるのに必要なサンプリング
ポイントの数は、ガスセンサの情報量と関係する。例え
ば実施例で用いたＴＧＳ２０３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つの種類の異
なる信号を含んでおり、近似的に情報次元を４次元と見
なすことができる。そこで４点でのサンプリングは、Ｔ
ＧＳ２０３の温度波形を表現するための条件である。よ
り複雑な温度波形を有するガスセンサでは、必要なサン
プリングポイントの数は増加する。

【００１１】温度波形の比較において、ガスセンサの抵
抗値自体は余り重要ではない。そこで抵抗値の違いをマ
スクして比較するため、好ましくは温度波形も標準波形
も抵抗値に関して正規化を行う。

【００１２】温度波形の比較では、フーリエ変換やラプ
ラス変換等の母関数に温度波形や標準波形を変換して比
較しても良い。母関数では元の温度波形に比べてデータ
が圧縮されいる。ただし母関数を用いる場合、母関数へ
の変換のために温度波形を多数の点、例えば１０点以上
で好ましくは２０点以上でサンプリングする必要があ
る。

【００１３】温度波形の比較では、標準波形との相関関
数の値を求めても良い。相関関数の値は測定した温度波
形と標準波形との類似度を表し、例えば４点のサンプリ
ングでは母関数を求めることはできないが、相関関数の
値を求めることはできる。

【００１４】標準波形と温度波形との類似性は、標準の
ガスセンサと、仮にそれがバーチャルなものでも実在の
ものでも、選別対象のガスセンサとの、全体的な特性の
類似性を示している。そこでこの発明では、ガスセンサ
特性の全体的な特徴を選別し、温度波形を用いるガスセ
ンサに適した選別方法を提供することができる。

【００１５】

【実施例】

【００１６】

【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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】

【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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】 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。

【００２８】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)

【００２９】

【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。

【００３０】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。

【００３１】

【ガスセンサ信号のドリフト】図８〜図１２にセンサ抵
抗のドリフト特性を示す。これはＴＧＳ２０３の４５個
のデータで、不良品（７個）や良品（２０個）、あるい
は２年以上放置したサンプル（８個）、さらにはいった
んＣＯ検出装置にセットした後に回収したサンプル（１
０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６秒目（図８），１２秒目
（図９），３０秒目（図１０），６０秒目（図１１），
１２０秒目（図１２）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ＣＯ１００pp
m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８〜図１２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。

【００３２】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８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、ＣＯ３０pp
m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ＣＯ
３０ppm，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。

【００３３】図９でも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１０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ＣＯ１００ppmとの区
別が難しい点が生じている。図１１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１２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。

【００３４】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で例えば４〜２０
秒目の信号、好ましくは５〜１５秒目の信号である。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８〜図１１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。

【００３５】実施例ではセンサ抵抗の対数を用いるの
で、濃度軸やドリフト軸は直線となる。しかしセンサ抵
抗そのものを用いれば、濃度軸は放物線に近い曲線軸と
なる。

【００３６】

【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８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８のＣＯ
１００ppm＋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ＣＯ１００
ppm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。

【００３７】この場合の同様の５週間の通電データを図
１３に示す。図１３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１３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。

【００３８】このような水素検出信号は正確なものでは
なく、図１３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８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。

【００３９】

【ドリフト補正】図１４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１
４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。

【００４０】なお射影の手法は任意で、例えば図１４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。

【００４１】

【温湿度依存性】図１６に別の１０個のＴＧＳ２０３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。

【００４２】図１７に同じ１０個のＴＧＳ２０３につい
て、ＣＯ１００ppm中での５０℃，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。

【００４３】

【信号処理】図１８〜図２３に、ＣＯ濃度の算出を示
す。図１８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１９）、ドリフト補正のサブルーチ
ン（図２０），水素補正のサブルーチン（図２１）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。

【００４４】

【温度補正サブルーチン】図１９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。

【００４５】

【ドリフト補正サブルーチン】図２０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。

【００４６】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２２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。

【００４７】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２２に対応す
る処理は行わなくても良い。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】温湿度依存性には図２３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２３に対応する処理は省略可能であ
る。

【００５１】

【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２１に、その原理を図１５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１５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１２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１５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。

【００５２】

【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。

【００５３】図２４は別の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。

【００５４】ＴＧＳ２０３の温度波形を用いると、Ｃ
Ｏ，ドリフト，水素，絶対湿度（図２４）の４種の信号
を得ることができる。一方ＴＧＳ２０３の温度波形の他
者相関データ（サンプリングタイミングを変えた信号を
他者信号と見なした際の相関）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。

【００５５】

【ガスセンサの選別】

【００５６】

【温度波形の分散】図２５は、図８のドリフト特性中の
不良品７個の特性を示す。同様に図２６は、図８のドリ
フト特性中の２年以上放置したサンプル８個の特性を示
す。図２５と図８とを比較するとドリフト軸から離れた
サンプルは図２５に表れ、不良品ではドリフト補正の精
度が低いことが分かる。同様に図２６と図８とを比較す
ると、２年以上放置したサンプルではドリフトは小さ
く、しかもドリフト軸に集中して、きわめて扱い易いサ
ンプルであることが分かる。

【００５７】図２７〜３４は通電開始３日目での図８の
各グループの温度波形を示し、図２７，図３１は不良品
の波形を、図２８，図３２は２年以上放置したサンプル
の波形を、図２９，図３３は良品２０個からランダム抽
出した１０個の波形を、図３０，図３４は返却品１０個
の波形を示す。図２７〜図３０では、空気中（最も高抵
抗なライン）、ＣＯ３０ppm中，１００ppm中，３００pp
m中のラインを示し、ＣＯ１００ppmでは抵抗値の最大と
最小の範囲を示した。これ以外に７０秒目付近に抵抗値
の谷があるラインは、ＣＯ１００ppm＋Ｈ2３００ppmの
ラインである。また図の右端の数字の内、正の数字はＣ
Ｏ１００ppmの抵抗値の平均で、負の数字はガス濃度依
存性を示している。同様に図３１〜図３４はＣＯ１００
ppm中での個々のセンサの温度波形を示している。

【００５８】図２７と図２８を比べると、図２７の不良
品では温度波形の分散が大きく、図２８のサンプルは温
度波形の分散が小さく、図２９，３０のサンプルでは分
散は中程度である。この特徴は図３１，図３２でも明ら
かで、図３１の不良品では温度波形の分散が著しく、図
３２の放置サンプルでは分散が４グループ中で最小であ
る。そして図３３，図３４のサンプルは温度波形の分散
が中程度である。

【００５９】上記のことをまとめると、ドリフト補正の
成否，即ちドリフトが特定のドリフト軸に沿って進行す
るか否かは、温度波形の分散の程度で定まる。そして温
度波形の分散の小さなサンプルを用いると、ドリフトは
ドリフト軸に沿って狭い幅で進行する。このことは、標
準波形、例えば図２８の波形に近い波形のサンプル程優
れたセンサであり、図２９，３０が許容範囲の限界で、
図２７のサンプルの内で波形平均からのずれが大きいサ
ンプルを排除する必要があることを示している。なお図
２７〜図３０から明らかなように、ＣＯ１００ppm中で
の抵抗値の平均には４グループとも差が無く、不良品中
の最も高抵抗なサンプルを除いては、ＣＯ１００ppm中
での抵抗値はいずれも１〜１０ＫΩの範囲にある。図２
７のサンプルが不良品とされた原因は、選別を行った日
においてＣＯ１００ppm中での抵抗値が１０ＫΩを超え
ていたことで、日を変えて測定すれば（実施例では数カ
月放置した後に再測定）図２７の特性が得られるのであ
る。発明者は、図８に用いた４グループに付いて温度波
形の経時的変化を測定したが、不良品のグループが最も
平均波形からの分散が大きく、２年以上放置したサンプ
ルが最も平均波形に近い、分散の小さな分布を示すこと
は変わらなかった。

【００６０】図２５，図３１にセンサ番号を記入した。
図３１で平均波形からのずれが大きいのは２７，２８，
３０で、平均波形に近いものは２４，２５，２６，２９
である。図２５では、ＣＯ１００ppm中でのドリフト
で、軸からのずれが大きいものに２７，３０が含まれ、
軸に沿ったデータに２４，２５，２６，２９が含まれて
いる。このように平均波形からのずれが大きいサンプル
は、ドリフトでも他のサンプルとは異なった挙動を示
す。

【００６１】

【選別方法】図３５にフーリエ変換を用いたガスセンサ
の選別方法を示す。ガスセンサを検出対象ガス中で温度
変化させ、例えばここではＣＯ１００ppm中で６０秒高
温域，９０秒低温域で温度変化させる。温度波形の分散
の程度は１つのガス濃度中で測定すれば充分で、選別に
も１つのガス濃度中での温度波形を用いれば充分であ
る。また温度変化の条件は、ガスセンサの実使用時の温
度変化と同じにすることが好ましいが、これに限るもの
ではない。そして温度変化の過程で、例えば１０点，こ
こでは６０点のガスセンサ信号をサンプリングし、Ｌｎ
Ｒｓｔ（Ｒｓはセンサ信号，ｔはサンプリングポイント
を示す）を求める。

【００６２】求めたセンサ信号の温度波形をフーリエ変
換する。フーリエ変換に変えてラプラス変換等を用いて
もよく、ガスセンサ信号の温度波形の母関数を求める変
換で有れば良い。フーリエ変換で得られた直流成分をＤ
１，サイン成分をＲ１〜Ｒ１５，コサイン成分をＤ１〜
Ｄ１５とする。フーリエ変換の基本周波数は、例えば６
０秒と９０秒の最小公倍数の１８０秒とする。ここでＲ
１５やＩ１５までの成分を求めたのは、高温域の初期の
抵抗値の谷が約３秒目に生じ、周期約１２秒に対応する
からである。そしてこれは方形波状のヒータ波形を用い
たからで、サイン波や鋸波等のヒータ波形を用いれば、
例えばＲ４やＩ４までの変換で充分でサンプリングポイ
ントも例えば１０点で充分である。

【００６３】次に得られたフーリエ変換の値を正規化
し、ここでは直流成分Ｄ１の値で正規化する。正規化に
は比に変えて差等を用いてもよく、またＤ１，Ｒ１〜Ｒ
１５，Ｉ１〜Ｉ１５等の重み付き平均等で正規化しても
良い。

【００６４】別途に好ましい特性を示すことを確認済み
のサンプルの温度波形、例えば実施例では図３２の温度
波形の平均値、を求め、これを同様にフーリエ変換し正
規化して標準波形とする。正規化した標準波形と測定し
た標準波形を比較し、類似度Ｓを求める。なお正規化は
類似度を求める前に行い、これは抵抗値の大小をマスク
するためである。類似度はＲ１〜Ｒ１５，Ｉ１〜Ｉ１５
で定まる３０次元空間での距離として定義でき、直流成
分Ｄ１は正規化で用いたので類似度には考慮しない。そ
して距離にはトポロジーで知られる様々な距離を用いれ
ばよく、ここでは単純にＲ１〜Ｒ１５，Ｉ１〜Ｉ１５の
各次元について、距離の重みＡｉ，Ｂｉを用意し、標準
波形でのデータＲｓ１〜Ｒｓ１５，Ｉｓ１〜Ｉｓ１５と
の差の絶対値を加算した。このようにして求めた類似度
Ｓは波形の類似性が高いときに小さくなり、Ｓが所定値
以下のセンサを良品として選別する。

【００６５】図３６に相関関数の値を用いた実施例を示
し、フーリエ変換に変えて相関関数を用いることと、相
関関数を用いるので例えば４点，好ましくは１０点以上
のセンサ信号を正規化後に比較すればよく、サンプリン
グポイントが減少すること以外は、同様である。例えば
ＣＯ１００ppm中で１０点でのセンサ信号Ｒｓｔの対数
を求める。ＴＧＳ２０３の情報次元は４次元で、温度波
形の比較には少なくとも４つの信号が必要である。また
例えば高温域の末期と低温域の末期の２点の信号のみを
サンプリングすると、これは温度波形を代表する信号と
しては余りにも粗い。３点の信号では、直流成分に１次
元を割り当て、これ以外の交流成分に２次元を割り当て
たことになり、温度波形を代表する信号を得たことには
ならない。そこで最小限のサンプリングポイントは４点
で、好ましくは１０点以上である。

【００６６】サンプリングしたＬｎＲｓｔを例えば０秒
目の信号ＬｎＲｓ０で正規化し、同様に標準波形ＬｎＳ
ｔもＬｎＳ０で正規化する。次いで相関関数の値Ｃを、
重み因子Ａｔと測定波形と標準波形の差の絶対値の積和
として求める。Ａｔの定め方は様々で、例えば分散の大
きい成分では寄与を小さくするため、ＬｎＲｓｔの分散
の平方根とＬｎＳｔの分散の平方根の積を用いれば、標
準的な相関関数となる。そして図３５と同様に、相関関
数の値が小さいものを良品として選別する。

【００６７】実施例ではＴＧＳ２０３について測定した
が、ガスセンサの種類は任意で、金属酸化物半導体ガス
センサで有れば良い。実施例ではドリフト特性の揃った
ガスセンサを選別でき、ドリフトを正確に補正できる。
また温度波形が揃っていれば、温湿度の補正（図２４）
や水素の検出（図１３）でも、優れた結果が得られる。

【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】 実施例での０−６秒平面でのドリフト特性
を示す特性図

【図９】 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１０】 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１１】 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１２】 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１３】 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１４】 実施例でのＣＯ濃度の算出機構を示す特性
図

【図１５】 実施例での水素補正を示す特性図

【図１６】 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１７】 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１８】 実施例での、メインプログラムを示すフロ
ーチャート

【図１９】 実施例での、温湿度補正を示すフローチャ
ート

【図２０】 実施例での、ドリフト補正を示すフローチ
ャート

【図２１】 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２２】 実施例でのドリフト補正の詳細を示す特性
図

【図２３】 実施例での温湿度補正の詳細を示す特性図

【図２４】 実施例での９−６０秒平面での温湿度特性
を示す特性図

【図２５】 不良品７個での０−６秒平面でのドリフト
を示す特性図

【図２６】 放置サンプル８個での０−６秒平面でのド
リフトを示す特性図

【図２７】 不良品７個での、空気中，ＣＯ３０ppm
中，１００ppm中，３００ppm中，及びＣＯ１００ppm＋
Ｈ2３００ppm中での温度波形を示す特性図

【図２８】 放置サンプル８個での、空気中，ＣＯ３０
ppm中，１００ppm中，３００ppm中，及びＣＯ１００ppm
＋Ｈ2３００ppm中での温度波形を示す特性図

【図２９】 良品１０個での、空気中，ＣＯ３０ppm
中，１００ppm中，３００ppm中，及びＣＯ１００ppm＋
Ｈ2３００ppm中での温度波形を示す特性図

【図３０】 返却品１０個での、空気中，ＣＯ３０ppm
中，１００ppm中，３００ppm中，及びＣＯ１００ppm＋
Ｈ2３００ppm中での温度波形を示す特性図

【図３１】 不良品７個でのＣＯ１００ppm中での個々
の温度波形を示す特性図

【図３２】 放置サンプル８個でのＣＯ１００ppm中で
の個々の温度波形を示す特性図

【図３３】 良品１０個でのＣＯ１００ppm中での個々
の温度波形を示す特性図

【図３４】 返却品１０個でのＣＯ１００ppm中での個
々の温度波形を示す特性図

【図３５】 フーリエ変換を用いたガスセンサの選別を
示すフローチャート

【図３６】 相関関数の値を用いたガスセンサの選別を
示すフローチャート

【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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータとガスにより抵抗値が変化する
   金属酸化物半導体とを備えたガスセンサを選別する方法
   において、 ガスセンサを検出対象ガス中で温度変化させた際のガス
   センサ信号の温度波形を測定し、この温度波形と標準波
   形との類似度に基づいてガスセンサを選別することを特
   徴とするガスセンサの選別方法。
2. 【請求項２】 前記温度波形として、温度変化過程で
   の少なくとも４点のガスセンサ信号を用いることを特徴
   とする、請求項１のガスセンサの選別方法。
3. 【請求項３】 ガスセンサ信号の温度波形と標準波形
   とを共に正規化した後に類似度を求めることを特徴とす
   る、請求項１のガスセンサの選別方法。
4. 【請求項４】 温度波形と標準波形との母関数を求め
   て、母関数間の類似度により、ガスセンサの温度波形と
   標準波形との類似度を求めることを特徴とする、請求項
   １のガスセンサの選別方法。
5. 【請求項５】 温度波形と標準波形との相関関数の値
   を求めて、相関関数の値によりガスセンサの温度波形と
   標準波形との類似度を求めることを特徴とする、請求項
   １のガスセンサの選別方法。