JPS6217639A - ガス分析装置 - Google Patents
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- JPS6217639A JPS6217639A JP61142448A JP14244886A JPS6217639A JP S6217639 A JPS6217639 A JP S6217639A JP 61142448 A JP61142448 A JP 61142448A JP 14244886 A JP14244886 A JP 14244886A JP S6217639 A JPS6217639 A JP S6217639A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明はガス分析装置に関し、特に圧電体を組み込ん
だ発振回路を用いてガス混合物における成るガス成分の
比率を測定するための装置に関する。
だ発振回路を用いてガス混合物における成るガス成分の
比率を測定するための装置に関する。
（従来技術）
ガス混合物の成る成分の存在を検出しおよび／またはそ
の比率を測定したい場合に、その表面上に、ガス混合物
から興味のあるガス成分すなわち関連するガス成分を可
逆的にかつ選択的に吸着することができる１またはそれ
以上の物質を含む薄いサブストレート層が形成されかつ
分析されるガス混合物がそのサブストレート層に接触す
ることができるように配置された圧電結晶、たとえば水
晶を組み込んだ装置が利用され得る、ということはよく
知られている。サブストレート層は、ガス混合物中にお
けるそのガス成分の濃度に応じた程度まで、ガス混合物
からその関連するガス成分の分子を吸着し、それによっ
て質量が増加し、その結果圧電結晶の振動周波数が低下
する。結晶の振動周波数は、通常、その結晶を発振回路
に組み込むことによって測定され、その発振回路は、基
準周波数に関連して、その発振回路の発振周波数、した
がってその結晶の振動周波数を表す出力信号を発生する
。基準周波数は、通常、他のもの、すなわち同じような
圧電結晶の発振周波数であり、その結晶は上述のサブス
トレート層をもたないが、他のすべての点については、
そのサブストレート層を有する結晶と同じように配置さ
れている。したがって、２つの圧電結晶の周波数差を表
す出力信号がその分析されるガス混合物中に存在する関
連のガス成分の量の測定を構成する。この種の装置は、
たとえば、アメリカ合衆国特許第３．１６４．００４号
および第４，３９９，６８６号などに開示されている。
の比率を測定したい場合に、その表面上に、ガス混合物
から興味のあるガス成分すなわち関連するガス成分を可
逆的にかつ選択的に吸着することができる１またはそれ
以上の物質を含む薄いサブストレート層が形成されかつ
分析されるガス混合物がそのサブストレート層に接触す
ることができるように配置された圧電結晶、たとえば水
晶を組み込んだ装置が利用され得る、ということはよく
知られている。サブストレート層は、ガス混合物中にお
けるそのガス成分の濃度に応じた程度まで、ガス混合物
からその関連するガス成分の分子を吸着し、それによっ
て質量が増加し、その結果圧電結晶の振動周波数が低下
する。結晶の振動周波数は、通常、その結晶を発振回路
に組み込むことによって測定され、その発振回路は、基
準周波数に関連して、その発振回路の発振周波数、した
がってその結晶の振動周波数を表す出力信号を発生する
。基準周波数は、通常、他のもの、すなわち同じような
圧電結晶の発振周波数であり、その結晶は上述のサブス
トレート層をもたないが、他のすべての点については、
そのサブストレート層を有する結晶と同じように配置さ
れている。したがって、２つの圧電結晶の周波数差を表
す出力信号がその分析されるガス混合物中に存在する関
連のガス成分の量の測定を構成する。この種の装置は、
たとえば、アメリカ合衆国特許第３．１６４．００４号
および第４，３９９，６８６号などに開示されている。
ガス混合物の多数の異なるガス成分の選択的かつ可逆的
な吸着のためのサブストレート層として使用されるに適
した物質は、また、すでにこの技術において公知である
。
な吸着のためのサブストレート層として使用されるに適
した物質は、また、すでにこの技術において公知である
。
（発明が解決しようとする問題点）
この種のガス分析装置が有する１つの問題は、ガス混合
物からその関連するガス成分を吸着するサブストレート
材料の能力がそのサブストレート材料の温度に大きく依
存し、そのためにそのガス混合物中における関連のガス
成分の濃度が変化しないにも拘らず、サブストレート層
の温度上昇にともなって、吸着されるガス成分の量が減
少することである。このように、ガス分析器の感度は、
温度に依存し、サブストレート温度が上昇すると低下す
る。ハロタン（ｈａｌｏｔｈａｎｅ） 、エンフルーラ
ンス（ｅｎｆｌｕｒａｎｃｅ） 、メトキシ・フルーラ
ンス（ｍａｔｈｏｘｙ ｆｌｕｒａｎｃｅ）およびイソ
・フルーランス（ｉｓｏ−ｆｌｕｒａｎｃｅ）のような
ハロゲン化炭化水素化合物（ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄ
ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）のタイ
プの麻酔ガスの組成比ないし成分比率を測定するために
、呼吸ガス混合物を分析するためのガス分析器に関連し
て、そのサブストレート層は、たとえば、異なる形式の
シリコンオイルからなり、上述の温度依存性は次式（１
）によって表され得る形式を有することが知られている
。
物からその関連するガス成分を吸着するサブストレート
材料の能力がそのサブストレート材料の温度に大きく依
存し、そのためにそのガス混合物中における関連のガス
成分の濃度が変化しないにも拘らず、サブストレート層
の温度上昇にともなって、吸着されるガス成分の量が減
少することである。このように、ガス分析器の感度は、
温度に依存し、サブストレート温度が上昇すると低下す
る。ハロタン（ｈａｌｏｔｈａｎｅ） 、エンフルーラ
ンス（ｅｎｆｌｕｒａｎｃｅ） 、メトキシ・フルーラ
ンス（ｍａｔｈｏｘｙ ｆｌｕｒａｎｃｅ）およびイソ
・フルーランス（ｉｓｏ−ｆｌｕｒａｎｃｅ）のような
ハロゲン化炭化水素化合物（ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄ
ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）のタイ
プの麻酔ガスの組成比ないし成分比率を測定するために
、呼吸ガス混合物を分析するためのガス分析器に関連し
て、そのサブストレート層は、たとえば、異なる形式の
シリコンオイルからなり、上述の温度依存性は次式（１
）によって表され得る形式を有することが知られている
。
３〜７−８／Ｚ 、 ｅ ｌ／Ｔ ・・・（
１）ただし、Ｓは２つの圧電結晶の周波数差を表す上述
の出力信号であり、Ｔはサブストレート層の温度（０Ｋ
）である。この種のガス分析器にとって適当な温度範囲
であるところの２０〜４５℃の温度範囲内において、そ
の温度変化の結果としての分析器の感度の変化は１５０
％のオーダである。
１）ただし、Ｓは２つの圧電結晶の周波数差を表す上述
の出力信号であり、Ｔはサブストレート層の温度（０Ｋ
）である。この種のガス分析器にとって適当な温度範囲
であるところの２０〜４５℃の温度範囲内において、そ
の温度変化の結果としての分析器の感度の変化は１５０
％のオーダである。
上述の温度依存性は何らかの方法で除去されるべきであ
るということが理解されよう。１つの可能性は圧電結晶
とそのサブストレート層を一定温度に維持するというこ
とである。これは結晶を冷却しあるいは加熱することに
よって行われ得る。
るということが理解されよう。１つの可能性は圧電結晶
とそのサブストレート層を一定温度に維持するというこ
とである。これは結晶を冷却しあるいは加熱することに
よって行われ得る。
結晶を冷却すると、その結晶上に水蒸気の凝縮が生じ、
少なくとも呼吸ガス混合物を分析するときには、問題と
なり、全体的に正確な分析が不可能になる。結晶を加熱
するときには、５０’Ｃまでの温度を使用する必要があ
り、少なくとも上述の呼吸ガス混合物の分析に適用する
場合には、その分析器の感度の著しい減少およびサブス
トレート層の特性の急速な劣化を結果的に生じ、そのた
めに結晶の有用な寿命が短くなる。結晶とそのサブスト
レート層を一定温度に維持するためのこれらの方法の両
方とも、消費電力がかなり大きくなり、したがってバッ
テリ駆動型のガス分析器を使用するのが不可能になる。
少なくとも呼吸ガス混合物を分析するときには、問題と
なり、全体的に正確な分析が不可能になる。結晶を加熱
するときには、５０’Ｃまでの温度を使用する必要があ
り、少なくとも上述の呼吸ガス混合物の分析に適用する
場合には、その分析器の感度の著しい減少およびサブス
トレート層の特性の急速な劣化を結果的に生じ、そのた
めに結晶の有用な寿命が短くなる。結晶とそのサブスト
レート層を一定温度に維持するためのこれらの方法の両
方とも、消費電力がかなり大きくなり、したがってバッ
テリ駆動型のガス分析器を使用するのが不可能になる。
結晶とそのサブストレート層とを一定温度に維持するこ
とに関連する別の困難性は、結晶はその熱容量が非常に
小さく、したがって、その温度は、非常に早く環境温度
の変化、すなわち実際には分析されるガス混合物の温度
変化に追随する。
とに関連する別の困難性は、結晶はその熱容量が非常に
小さく、したがって、その温度は、非常に早く環境温度
の変化、すなわち実際には分析されるガス混合物の温度
変化に追随する。
それゆえに、この発明の目的は、圧電体やそのサブスト
レート層を一定温度に維持する必要なしに、温度依存性
の感度に関連する問題を除去しあるいはほとんど減じる
ことができる、ガス分析装置を提供することである。
レート層を一定温度に維持する必要なしに、温度依存性
の感度に関連する問題を除去しあるいはほとんど減じる
ことができる、ガス分析装置を提供することである。
（問題点を解決するための手段）
上述の問題を解決する最も直接的な方法は、圧電結晶の
温度を測定してそれに応じて分析器の出力信号を修正す
ることであろう。しかしながら、前述の（１）式で示し
たように、その温度依存性は複雑であるので、そのよう
な直接的な方法は複雑となりかつ複雑な電子回路を設け
なければならない。
温度を測定してそれに応じて分析器の出力信号を修正す
ることであろう。しかしながら、前述の（１）式で示し
たように、その温度依存性は複雑であるので、そのよう
な直接的な方法は複雑となりかつ複雑な電子回路を設け
なければならない。
この発明はサブストレート層の温度に依存する吸着を補
償する非常に簡単な方法の発見に基づいている。
償する非常に簡単な方法の発見に基づいている。
この発明に従った装置は、ガス混合物からガス成分を可
逆的に吸着することができる物質を含む表面層を有する
圧電体を備え、表面層がガス混合物に接触するように配
置され、さらに圧電体を組み込んだ発振回路を備え、そ
の発振回路が圧電体の発振周波数、したがって、ガス混
合物におけるガス成分の比率を表す出力信号（Ｓ）を発
生するように構成されたガス分析装置において、圧電体
の表面層と同じ温度変化を生じるように配置された温度
依存性電気部品（Ｒｒ ） 、および発振回路の出力信
号（Ｓ）が印加される信号処理回路を備え、信号処理回
路は、その回路がガス成分を吸着する物質の吸着特性の
温度依存変化を実質的に補償する出力信号（Ｖ、）を発
生するように温度依存性電気部品（Ｒｔ ）を組み込ん
だ、ガス分析装置である。
逆的に吸着することができる物質を含む表面層を有する
圧電体を備え、表面層がガス混合物に接触するように配
置され、さらに圧電体を組み込んだ発振回路を備え、そ
の発振回路が圧電体の発振周波数、したがって、ガス混
合物におけるガス成分の比率を表す出力信号（Ｓ）を発
生するように構成されたガス分析装置において、圧電体
の表面層と同じ温度変化を生じるように配置された温度
依存性電気部品（Ｒｒ ） 、および発振回路の出力信
号（Ｓ）が印加される信号処理回路を備え、信号処理回
路は、その回路がガス成分を吸着する物質の吸着特性の
温度依存変化を実質的に補償する出力信号（Ｖ、）を発
生するように温度依存性電気部品（Ｒｔ ）を組み込ん
だ、ガス分析装置である。
（作用）
この発明の基本的な原理は、温度依存性の電気部品を、
圧電体やそのサブストレート層と同じ温度変化になるよ
うに配置し、圧電体を含む発振回路からの温度依存性の
出力信号を上述の温度依存性電子部品を組み込んだ信号
処理回路、好ましくは増幅回路に供給し、それによって
、その信号処理回路がサブストレート層の吸着能力にお
ける温度に応じた変化を実質的に補償する出力信号を発
生するというものである。
圧電体やそのサブストレート層と同じ温度変化になるよ
うに配置し、圧電体を含む発振回路からの温度依存性の
出力信号を上述の温度依存性電子部品を組み込んだ信号
処理回路、好ましくは増幅回路に供給し、それによって
、その信号処理回路がサブストレート層の吸着能力にお
ける温度に応じた変化を実質的に補償する出力信号を発
生するというものである。
（発明の効果）
この発明によれば、たとえばサーミスタのような温度依
存性の電気部品を用いて発振回路の出力を補正すること
によって、感度の温度に対する依存性を除去ないし抑制
するようにしているため、圧電体やそのサブストレート
層の温度を一定に維持する方法に比べて、その構成が非
常に簡単になる。それとともに、圧電体を冷却したり加
熱したりする必要がない。そのために、水蒸気の付着に
よる感度の低下などが生じず、またサブストレート層の
特性の劣化がほとんどなく、したがって寿命の長いガス
分析装置が得られる。さらに、温度を一定にするための
電力消費がほとんどなく、この点でも非常に有効である
。
存性の電気部品を用いて発振回路の出力を補正すること
によって、感度の温度に対する依存性を除去ないし抑制
するようにしているため、圧電体やそのサブストレート
層の温度を一定に維持する方法に比べて、その構成が非
常に簡単になる。それとともに、圧電体を冷却したり加
熱したりする必要がない。そのために、水蒸気の付着に
よる感度の低下などが生じず、またサブストレート層の
特性の劣化がほとんどなく、したがって寿命の長いガス
分析装置が得られる。さらに、温度を一定にするための
電力消費がほとんどなく、この点でも非常に有効である
。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
（実施例）
前述したように、発振回路の温度依存性の出力信号は前
（１）式で表現することができる。１５〜５０℃の温度
範囲内においては、この式は次式（２）で非常によ（近
似することができる。
（１）式で表現することができる。１５〜５０℃の温度
範囲内においては、この式は次式（２）で非常によ（近
似することができる。
Ｓ ＝ Ｓ ０ 、 ｅ −Ｍ （１７丁０−１
７丁’ −−−（２）ただし、Ｓｏは温度
Ｔ０における発振回路の出力信号であり、ａはサブスト
レート層の特性および吸着ガス成分に依存する定数であ
る。
７丁’ −−−（２）ただし、Ｓｏは温度
Ｔ０における発振回路の出力信号であり、ａはサブスト
レート層の特性および吸着ガス成分に依存する定数であ
る。
この発明の１つの好ましい実施例に従えば、用いられる
温度依存性電子部品は負・の温度係数（ＮＴＣ）を有す
るサーミスタであり、これはサブストレート層が設けら
れた圧電体と同じ態様で分析ガスの温度によって影響を
受けるように配置され、したがってそのサブストレート
層と同じ温度変化を受ける。発振回路の出力信号を処理
するために用いられている回路は、好ましくは、第１図
に図示したような構成の増幅回路であり、発振回路の出
力信号Ｓがその増幅回路の入力に印加される。
温度依存性電子部品は負・の温度係数（ＮＴＣ）を有す
るサーミスタであり、これはサブストレート層が設けら
れた圧電体と同じ態様で分析ガスの温度によって影響を
受けるように配置され、したがってそのサブストレート
層と同じ温度変化を受ける。発振回路の出力信号を処理
するために用いられている回路は、好ましくは、第１図
に図示したような構成の増幅回路であり、発振回路の出
力信号Ｓがその増幅回路の入力に印加される。
増幅回路は演算増幅器Ｆを含み、この演算増幅器は、そ
の出力から抵抗Ｒ０を通してその入力の一方に接続され
る抵抗フィードバック経路を有する。増幅回路の入力に
印加されるガス分析器の発振回路からの出力信号Ｓは、
抵抗Ｒ１を通して演算増幅器Ｆのフィードバック入力に
接続され、かつ抵抗Ｒ８およびＲ１を含む抵抗性分圧回
路を介して演算増幅器の他方の入力に印加される。もし
、抵抗Ｒ，，Ｒ，，Ｒ，およびＲ３がＲｏ＞Ｒｔでかつ
Ｒ，）Ｒ３のように選択されれば、増幅回路の増幅度Ｖ
ｕ／Ｖ＋ は、近似的に、次式（３）で表される。
の出力から抵抗Ｒ０を通してその入力の一方に接続され
る抵抗フィードバック経路を有する。増幅回路の入力に
印加されるガス分析器の発振回路からの出力信号Ｓは、
抵抗Ｒ１を通して演算増幅器Ｆのフィードバック入力に
接続され、かつ抵抗Ｒ８およびＲ１を含む抵抗性分圧回
路を介して演算増幅器の他方の入力に印加される。もし
、抵抗Ｒ，，Ｒ，，Ｒ，およびＲ３がＲｏ＞Ｒｔでかつ
Ｒ，）Ｒ３のように選択されれば、増幅回路の増幅度Ｖ
ｕ／Ｖ＋ は、近似的に、次式（３）で表される。
Ｖ ｕ ／ Ｖ ｌ 〜−ＲＯ／Ｒ１・−・ （３）し
たがって、これによって、次式（４）が得られる。
たがって、これによって、次式（４）が得られる。
ｙ Ｕ Ｑ−Ｖ ＋ ・Ｒｏ ／ Ｒ＋−５，（Ｒ，
／Ｔ０） 、ｅ−１＋１／Ｔｌ１−１／Ｔ）・・ ・
（４） この発明の第１の実施例に従えば、サーミスタは第１図
の抵抗Ｒ１を構成するように増幅回路に結合され、した
がって Ｒｔ＝Ｒｒ となる、ただし、ＲＴはサーミスタの抵抗である。
／Ｔ０） 、ｅ−１＋１／Ｔｌ１−１／Ｔ）・・ ・
（４） この発明の第１の実施例に従えば、サーミスタは第１図
の抵抗Ｒ１を構成するように増幅回路に結合され、した
がって Ｒｔ＝Ｒｒ となる、ただし、ＲＴはサーミスタの抵抗である。
サーミスタの温度依存性の抵抗Ｒｔは、Ｒｔ ’＝Ｒ
１６・ ６−ｂ （１ｉ丁Ｏ−／丁）で与えられる。た
だし、Ｒ１゜は温度Ｔｏにおける抵抗であり、ｂはサー
ミスタの特性温度（’Ｋ）である。したがって、次式（
５）が得られる。
１６・ ６−ｂ （１ｉ丁Ｏ−／丁）で与えられる。た
だし、Ｒ１゜は温度Ｔｏにおける抵抗であり、ｂはサー
ミスタの特性温度（’Ｋ）である。したがって、次式（
５）が得られる。
Ｖｕ ’ｓ −Ｓｏ （Ｒｅ ／Ｔｏ） 、
ｅ （ｂ◆亀） （μテロー１パ）・・・ （５） この弐から、サーミスタがａｗｂに選ばれると、増幅回
路の出力信号ｖｕは、圧電体およびサブストレート層の
温度Ｔとは独立していて、すなわち圧電体およびそのサ
ブストレート層のどんな温度変化の影響も受けず、信号
Ｓ０すなわち成る温度における発振回路の出力信号に比
例し、この出力信号はサブストレート層に影響を及ぼす
ガス混合物中における関連のガス成分の割合を表す。
ｅ （ｂ◆亀） （μテロー１パ）・・・ （５） この弐から、サーミスタがａｗｂに選ばれると、増幅回
路の出力信号ｖｕは、圧電体およびサブストレート層の
温度Ｔとは独立していて、すなわち圧電体およびそのサ
ブストレート層のどんな温度変化の影響も受けず、信号
Ｓ０すなわち成る温度における発振回路の出力信号に比
例し、この出力信号はサブストレート層に影響を及ぼす
ガス混合物中における関連のガス成分の割合を表す。
呼吸ガス混合物中における麻酔ガス、イソ・フルーラン
スの割合を分析するために、前述した種類のガス分析器
で、サブストレート層にシリコンオイルを含ませて、比
較テストを行った。ガス分析器の感度の温度依存性を、
まず、温度補償しようとしないで測定し、次いで第１図
に図示した上述の温度補償回路を設けて測定した。この
場合、増幅回路の抵抗値はＲｔ＝５０にΩ（２５℃で）
、Ｒｏ””ＩＭΩ、Ｒｔ＝１００にΩそしてＲ３＝５に
Ωとし、サーミスタの特性温度はｂ＝３９３４ｍＫであ
った。第２図に示すグラフにおいて、曲線Ａは温度補償
がない場合の温度Ｔ （’Ｃ）の関数としての問題の麻
酔ガスについての分析器の感度Ｋを表し、これに対して
曲＆？ＩＢは第１図に示す上述の温度補償回路を用いた
ときの温度の関数としての分析器の感度を表している。
スの割合を分析するために、前述した種類のガス分析器
で、サブストレート層にシリコンオイルを含ませて、比
較テストを行った。ガス分析器の感度の温度依存性を、
まず、温度補償しようとしないで測定し、次いで第１図
に図示した上述の温度補償回路を設けて測定した。この
場合、増幅回路の抵抗値はＲｔ＝５０にΩ（２５℃で）
、Ｒｏ””ＩＭΩ、Ｒｔ＝１００にΩそしてＲ３＝５に
Ωとし、サーミスタの特性温度はｂ＝３９３４ｍＫであ
った。第２図に示すグラフにおいて、曲線Ａは温度補償
がない場合の温度Ｔ （’Ｃ）の関数としての問題の麻
酔ガスについての分析器の感度Ｋを表し、これに対して
曲＆？ＩＢは第１図に示す上述の温度補償回路を用いた
ときの温度の関数としての分析器の感度を表している。
理解されるように、温度補償回路を用いたときには、温
度依存性は約１／１０にまで減じられた。
度依存性は約１／１０にまで減じられた。
この発明の他の実施例に従えば、求める温度補償はまた
、サーミスタが抵抗Ｒ１を形成するように結合すること
によって、すなわち次式（７）のようにすることによっ
て、第１図に示す増幅回路を用いて達成することができ
る。
、サーミスタが抵抗Ｒ１を形成するように結合すること
によって、すなわち次式（７）のようにすることによっ
て、第１図に示す増幅回路を用いて達成することができ
る。
Ｒ３−ＲＴ ・・・ （７）この場合、
抵抗の抵抗値はＲＯ＞Ｒ１かつＲ，）Ｒ２とし、同時に
Ｒｏ ・Ｒ，＞Ｒ，・Ｒ１のように選択した。
抵抗の抵抗値はＲＯ＞Ｒ１かつＲ，）Ｒ２とし、同時に
Ｒｏ ・Ｒ，＞Ｒ，・Ｒ１のように選択した。
それぞれの抵抗の相互の抵抗値をこの方法で選択すると
、増幅回路の増幅度ｖｕ／Ｖ、は、近似的に、次式（８
）で表される。
、増幅回路の増幅度ｖｕ／Ｖ、は、近似的に、次式（８
）で表される。
Ｖｕ ／ Ｖ＋ −（Ｒｚ・Ｒｏ） ／（Ｒ＋ ・Ｒ
３）・・・ （８） 前（２）、 （５）および（７）を適用すると、次式
（９）が得られる。
３）・・・ （８） 前（２）、 （５）および（７）を適用すると、次式
（９）が得られる。
Ｖｔ＋ ｌｂ−（（Ｒｚ ・Ｒ１１） ／（Ｒ１＝Ｒ
ｒｏ） ） −Ｓ。
ｒｏ） ） −Ｓ。
、ｅ＋ｂ−ａ＋（Ｉ７ｔｏ−Ｉ／ｌ）、、、（９）出力
信号■。は、この場合にもまた、サーミスタをａ＝ｂと
なるように選択すれば、圧電体およびサブストレート層
の温度Ｔとは実質的に独立したものとなるであろう。
信号■。は、この場合にもまた、サーミスタをａ＝ｂと
なるように選択すれば、圧電体およびサブストレート層
の温度Ｔとは実質的に独立したものとなるであろう。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図である。
第２図はこの発明に従って構成されたテスト装置によっ
て得られた結果を示すグラフである。 図において、Ｆは演算増幅器、Ｒｏ 、 Ｒ＋ 、
Ｒ２、Ｒ３は抵抗を示す。
て得られた結果を示すグラフである。 図において、Ｆは演算増幅器、Ｒｏ 、 Ｒ＋ 、
Ｒ２、Ｒ３は抵抗を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガス混合物におけるガス成分の比率を測定するため
のガス分析装置であって、 ガス混合物から前記ガス成分を可逆的に吸着することが
できる物質を含む表面層を有する圧電体を備え、前記表
面層はガス混合物に接触するように配置され、さらにそ
の圧電体を組み込んだ発振回路を備え、その発振回路が
圧電体の発振周波数、したがってガス混合物における前
記ガス成分の比率を表す出力信号（Ｓ）を発生するよう
に構成されたガス分析装置において、 圧電体の前記表面層と同じ温度変化を生じるように配置
された温度依存性電気部品（Ｒ＿ｒ）、および前記発振
回路の前記出力信号（Ｓ）が印加される信号処理回路を
備え、 前記信号処理回路は、その信号処理回路が前記ガス成分
を吸着する物質の吸着特性の温度依存変化を実質的に補
償する出力信号（Ｖ＿ｕ）を発生するように、前記温度
依存性電気部品（Ｒ＿ｒ）を組み込んだことを特徴とす
る、ガス分析装置。 ２ 信号処理回路は、温度依存性電気部品（Ｒ＿ｒ）を
含みかつその温度依存性電気部品の値に応じた増幅度を
有する増幅回路を備えることを特徴とする、特許請求の
範囲第１項記載のガス分析装置。 ３ 前記温度依存性電気部品（Ｒ＿ｒ）はサーミスタを
含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１項または第
２項記載のガス分析装置。 ４ 信号処理回路は演算増幅器（Ｆ）を含み、その出力
は抵抗（Ｒ＿ｏ）を通して一方の入力に接続された抵抗
フィードバック経路を有し、発振回路の前記出力信号（
Ｓ）は、サーミスタ（Ｒ＿１＝Ｒ＿ｒ）を通してその演
算増幅器の一方入力に、また抵抗性分圧回路（Ｒ＿２、
Ｒ＿３）を介してその演算増幅器の他方入力に接続され
、フィードバック抵抗（Ｒ＿ｏ）はサーミスタの抵抗（
Ｒ＿１＝Ｒ＿ｒ）より非常に大きく、抵抗性分圧回路（
Ｒ＿２、Ｒ＿３）は演算増幅器の前記他方入力に印加さ
れる発振回路の出力信号（Ｓ）の一部がその全信号（Ｓ
）の非常に小さい部分を構成するように決められている
ことを特徴とする、特許請求の範囲第３項記載のガス分
析装置。 ５ 前記信号処理回路は演算増幅器（Ｆ）を含み、その
出力は第１の抵抗（Ｒ＿ｏ）を介して一方の入力に接続
されたフィードバック経路を有し、発振回路の前記出力
信号（Ｓ）は第２の抵抗（Ｒ＿１）を介して演算増幅器
の一方の入力に、そして分圧器（Ｒ＿２、Ｒ＿３）を介
して演算増幅器の他方の入力に接続され、さらにサーミ
スタ（Ｒ＿３＝Ｒ＿ｒ）に直列の第３の抵抗（Ｒ＿２）
を備え、このサーミスタは、演算増幅器の前記他方の入
力に接続された発振回路の出力信号（Ｓ）の一部がその
サーミスタ（Ｒ＿３＝Ｒ＿ｒ）にかかる一部であるよう
に配置され、フィードバック抵抗（Ｒ＿ｏ）は前記第２
の抵抗（Ｒ＿１）より非常に大きく、サーミスタの抵抗
（Ｒ＿３＝Ｒ＿ｒ）は前記第３の抵抗（Ｒ＿２）より非
常に大きく、同時に、負のフィードバック抵抗（Ｒ＿ｏ
）と第３の抵抗（Ｒ＿２）との積は第２の抵抗（Ｒ＿１
）とサーミスタの抵抗（Ｒ＿３＝Ｒ＿ｒ）との積より非
常に大きいことを特徴とする、特許請求の範囲第３項記
載のガス分析装置。 ６ 前記サーミスタ（Ｒ＿ｒ）は負の温度係数を有する
ことを特徴とする、特許請求の範囲第３項ないし第５項
のいずれかに記載のガス分析装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8503017-9 | 1985-06-18 | ||
| SE8503017A SE456944B (sv) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Anordning foer maetning av halten av en given gaskomponent i en gasblandning |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217639A true JPS6217639A (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=20360616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61142448A Pending JPS6217639A (ja) | 1985-06-18 | 1986-06-17 | ガス分析装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4730478A (ja) |
| EP (1) | EP0210150A3 (ja) |
| JP (1) | JPS6217639A (ja) |
| SE (1) | SE456944B (ja) |
Cited By (1)
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-
1985
- 1985-06-18 SE SE8503017A patent/SE456944B/sv not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-06-17 JP JP61142448A patent/JPS6217639A/ja active Pending
- 1986-06-17 US US06/875,344 patent/US4730478A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-18 EP EP86850227A patent/EP0210150A3/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8503017L (sv) | 1986-12-19 |
| SE8503017D0 (sv) | 1985-06-18 |
| EP0210150A3 (en) | 1989-07-12 |
| SE456944B (sv) | 1988-11-14 |
| EP0210150A2 (en) | 1987-01-28 |
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