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JP7268485B2 - gas detector - Google Patents
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Description

本発明は、ガス検出装置に関する。 The present invention relates to gas detection devices.

従来、3種類のガス種を判別するガス検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2011-149754号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, a gas detection device that distinguishes between three types of gas is known (see, for example, Patent Document 1).
Patent document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-149754

ガス検出装置においては、多種類のガスを検出できることが好ましい。 A gas detection device is preferably capable of detecting a wide variety of gases.

本発明の第1の態様においては、ガス検出装置を提供する。ガス検出装置は、ガスセンサと判別部とを備える。ガスセンサは、検出対象ガスとの接触により出力が変化するガス検出層と、ガス検出層を加熱するヒーター層と、を有する。判別部は、ヒーター層の温度が第1温度の場合におけるガスセンサの出力の変化を示す第1波形と、ヒーター層の温度が第1温度と異なる第2温度の場合におけるガスセンサの出力の変化を示す第2波形と、に基づいて検出対象ガスの種類を判別する。 SUMMARY OF THE INVENTION In a first aspect of the invention, a gas detection apparatus is provided. A gas detection device includes a gas sensor and a determination unit. The gas sensor has a gas detection layer whose output changes upon contact with a gas to be detected, and a heater layer that heats the gas detection layer. The discriminating portion indicates a first waveform indicating a change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is the first temperature, and a change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is a second temperature different from the first temperature. The type of gas to be detected is discriminated based on the second waveform.

判別部は、第1波形と第2波形とに基づいて少なくとも3種類の検出対象ガスを判別してよい。 The determination unit may determine at least three types of detection target gas based on the first waveform and the second waveform.

判別部は、第1波形の予め定められた第1期間における出力値の変化率に基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。 The determination unit may determine the type of detection target gas based on the change rate of the output value of the first waveform in a predetermined first period.

判別部は、第2波形における出力値が予め定められた基準値に収束するか否かに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。 The determination unit may determine the type of detection target gas based on whether or not the output value of the second waveform converges to a predetermined reference value.

判別部は、第2波形に極小値が存在するか否かに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。 The determination unit may determine the type of detection target gas based on whether or not the second waveform has a minimum value.

判別部は、第1波形と、第2波形と、ヒーター層の温度が第1温度および第2温度と異なる第3温度の場合における、ガスセンサの出力の変化を示す第3波形と、に基づいて検出対象ガスの種類を判別してよい。 The discriminating unit is based on the first waveform, the second waveform, and the third waveform showing the change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is a third temperature different from the first temperature and the second temperature. The type of gas to be detected may be determined.

判別部は、第1波形または第2波形に基づいて第2波形の予め定められた第2期間を制御してよい。 The determination unit may control a predetermined second period of the second waveform based on the first waveform or the second waveform.

ガス検出層は、ヒーター層により間欠的なタイミングで加熱されてよい。判別部は、第1波形および第2波形の少なくとも一方に基づいて間欠的なタイミングを制御してよい。 The gas detection layer may be heated intermittently by the heater layer. The determination unit may control the intermittent timing based on at least one of the first waveform and the second waveform.

ガス検出層は、第2温度に設定されたヒーター層により第1周期で加熱されてよい。判別部は、第1周期の何れかの検出タイミングにおいて、第2波形の予め定められた第2期間におけるガスセンサの出力が予め定められた第1基準値に収束した場合、第1波形と第2波形とに基づいて検出対象ガスの種類を判別してよい。 The gas sensing layer may be heated for a first period with the heater layer set to a second temperature. If the output of the gas sensor in a predetermined second period of the second waveform converges to a predetermined first reference value at any detection timing in the first period, the determination unit determines whether the first waveform and the second waveform are equal to each other. The type of gas to be detected may be determined based on the waveform.

ガス検出層は、第1温度に設定されたヒーター層により第2周期で加熱されてよい。判別部は、第2周期の何れかの検出タイミングにおいて、第1波形の予め定められた第1期間における出力値の変化率が予め定められた第2基準値以上である場合、第1波形と第2波形とに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。 The gas sensing layer may be heated for a second period with the heater layer set to the first temperature. If the rate of change in the output value of the first waveform in a predetermined first period is equal to or greater than a predetermined second reference value at any detection timing in the second cycle, the determination unit determines the first waveform and The type of detection target gas may be determined based on the second waveform.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not list all the necessary features of the invention. Subcombinations of these feature groups can also be inventions.

本発明の一つの実施形態に係る監視対象300を示す図である。3 illustrates a monitored object 300 according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一つの実施形態に係るガス検出装置100の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a gas detection device 100 according to one embodiment of the invention; FIG. ガスセンサ10の断面の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a cross section of the gas sensor 10; FIG. ガスセンサ10のヒーター層86の温度と時間との関係の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of the relationship between the temperature of the heater layer 86 of the gas sensor 10 and time. FIG. ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例をガスAについて示す図である。4 is a diagram showing an example of the relationship between heating time and output of the gas sensor 10 for gas A. FIG. ガスセンサ10のガス検出層96の電気抵抗の変化を定電圧により測定する場合の回路の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of a circuit for measuring a change in electrical resistance of the gas detection layer 96 of the gas sensor 10 using a constant voltage; FIG. ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例をガスBについて示す図である。4 is a diagram showing an example of the relationship between heating time and output of gas sensor 10 for gas B. FIG. ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例をガスCについて示す図である。4 is a diagram showing an example of the relationship between heating time and output of the gas sensor 10 for gas C. FIG. 判別部20による検出対象ガスの判別のフローチャートを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of determination of detection target gas by the determination unit 20. FIG. ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例を4つのガス種について示す図である。4 is a diagram showing an example of the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 for four gas species. FIG. 第1期間ta1、第3期間ta3および第2期間ta2におけるガスA~Dの波形の傾向をまとめた図である。FIG. 4 is a diagram summarizing trends of waveforms of gases A to D in a first period ta1, a third period ta3, and a second period ta2. ガスセンサ10のヒーター層86の温度と時間との関係の他の一例を示す図である。8 is a diagram showing another example of the relationship between the temperature of the heater layer 86 of the gas sensor 10 and time. FIG. ガスセンサ10のヒーター層86の温度と時間との関係の他の一例を示す図である。8 is a diagram showing another example of the relationship between the temperature of the heater layer 86 of the gas sensor 10 and time. FIG.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.

図1は、本発明の一つの実施形態に係る監視対象300を示す図である。本例の監視対象300は、ガス検出装置100および電気装置200を備える。監視対象300は、例えば工場、プラント等である。電気装置200は、例えば工場、プラント等に設置されたボイラーや空調設備等、電気の供給により動作する装置である。ガス検出装置100は、監視対象300において、例えば電気装置200の(ボイラーからの)燃料ガス漏洩による可燃性ガスや不完全燃焼ガスのガス成分を検出する。また、災害防止の観点から、ガス検出装置100は監視対象300において、過剰発熱に起因する揮発ガス成分を検出してもよい。当該揮発ガス成分は、電気装置200の過剰発熱に起因して発火する前に発生する成分であってよい。 FIG. 1 is a diagram illustrating a monitored object 300 according to one embodiment of the invention. The monitored object 300 in this example comprises a gas detection device 100 and an electrical device 200 . A monitoring target 300 is, for example, a factory, a plant, or the like. The electric device 200 is a device such as a boiler or an air conditioner installed in a factory, plant, or the like, which operates by supplying electricity. The gas detection device 100 detects gas components of combustible gas and incomplete combustion gas due to fuel gas leakage (from the boiler) of the electric device 200 in the monitored object 300 . Moreover, from the viewpoint of disaster prevention, the gas detection device 100 may detect volatile gas components caused by excessive heat generation in the monitored object 300 . The volatile gas component may be a component generated before ignition due to excessive heat generation of the electrical device 200 .

図2は、本発明の一つの実施形態に係るガス検出装置100の一例を示す図である。ガス検出装置100は、ガスセンサ10および判別部20を備える。ガスセンサ10は、ガス検出層96およびヒーター層86を有する。ヒーター層86は、ガス検出層96を加熱する。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a gas detection device 100 according to one embodiment of the invention. A gas detection device 100 includes a gas sensor 10 and a determination section 20 . Gas sensor 10 has gas detection layer 96 and heater layer 86 . Heater layer 86 heats gas detection layer 96 .

ガスセンサ10の出力は、検出対象ガスとの接触により変化する。ガスセンサ10は、低消費電力のガスセンサであることが好ましい。本例のガスセンサ10は、半導体製造技術で微細に加工されたMEMS(Micro Electro Mechanical System)ガスセンサである。ガスセンサ10は、シリコン等の半導体基板上に形成されていてよい。 The output of the gas sensor 10 changes according to contact with the gas to be detected. The gas sensor 10 is preferably a low power consumption gas sensor. The gas sensor 10 of this example is a MEMS (Micro Electro Mechanical System) gas sensor finely processed by semiconductor manufacturing technology. The gas sensor 10 may be formed on a semiconductor substrate such as silicon.

本例のガス検出装置100は、電源部30をさらに備える。電源部30は、ガスセンサ10に電力を供給する。電源部30は、電池であってよい。電源部30は、商用電源であってもよい。ガスセンサ10がMEMSガスセンサ等の低消費電力のセンサであれば、電池からでも長期間にわたって電力を供給できる。ガスセンサ10が電池駆動可能であれば、ガスセンサ10を様々な監視対象300に容易に設けることができる。電源部30は、監視対象300の他の装置にも電力を供給してよい。 The gas detection device 100 of this example further includes a power supply section 30 . The power supply unit 30 supplies power to the gas sensor 10 . The power supply unit 30 may be a battery. The power supply unit 30 may be a commercial power supply. If the gas sensor 10 is a low power consumption sensor such as a MEMS gas sensor, power can be supplied from a battery for a long period of time. If the gas sensor 10 can be driven by a battery, the gas sensor 10 can be easily provided to various monitored objects 300 . The power supply unit 30 may also supply power to other devices of the monitored object 300 .

ガス検出層96をヒーター層86により加熱すると、ガスセンサ10の出力は加熱時間の経過とともに変化する。ヒーター層86の温度が第1温度の場合におけるガスセンサ10の出力の変化を示す波形を第1波形とする。ヒーター層86の温度が第2温度(第1温度と異なる)の場合におけるガスセンサ10の出力の変化を示す波形を第2波形とする。第1波形および第2波形については後述する。判別部20は、当該第1波形および当該第2波形に基づいて検出対象ガスの種類を判別する。 When the gas detection layer 96 is heated by the heater layer 86, the output of the gas sensor 10 changes with the lapse of heating time. A waveform indicating a change in the output of the gas sensor 10 when the temperature of the heater layer 86 is the first temperature is referred to as a first waveform. A waveform indicating a change in the output of the gas sensor 10 when the temperature of the heater layer 86 is a second temperature (different from the first temperature) is referred to as a second waveform. The first waveform and second waveform will be described later. The discrimination unit 20 discriminates the type of gas to be detected based on the first waveform and the second waveform.

図3は、ガスセンサ10の断面の一例を示す図である。ガスセンサ10は、ガス検出層96およびヒーター層86を有する。本例のガスセンサ10は、半導体基板80、薄膜積層部81、絶縁層85およびガス感知部90をさらに有する。半導体基板80は、一例としてシリコン(Si)基板である。半導体基板80には、他の領域よりも基板厚が小さいダイヤフラム88が設けられている。ダイヤフラム88は、半導体基板80を貫通して設けられていてよい。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross section of the gas sensor 10. As shown in FIG. Gas sensor 10 has gas detection layer 96 and heater layer 86 . The gas sensor 10 of this example further has a semiconductor substrate 80 , a thin film lamination portion 81 , an insulating layer 85 and a gas sensing portion 90 . The semiconductor substrate 80 is, for example, a silicon (Si) substrate. A semiconductor substrate 80 is provided with a diaphragm 88 having a smaller substrate thickness than other regions. The diaphragm 88 may be provided through the semiconductor substrate 80 .

薄膜積層部81は、半導体基板80の上面に積層されている。本例の薄膜積層部81は、熱酸化膜82、窒化膜83および酸化膜84を有する。熱酸化膜82は、半導体基板80の上面を熱酸化して形成されてよい。本例の熱酸化膜82は、酸化シリコン(SiO)膜である。 The thin film lamination portion 81 is laminated on the upper surface of the semiconductor substrate 80 . The thin film lamination portion 81 of this example has a thermal oxide film 82 , a nitride film 83 and an oxide film 84 . The thermal oxide film 82 may be formed by thermally oxidizing the upper surface of the semiconductor substrate 80 . The thermal oxide film 82 of this example is a silicon oxide (SiO 2 ) film.

窒化膜83は、例えばプラズマCVD法により、熱酸化膜82の上面に積層される。本例の窒化膜83は、窒化シリコン(Si)膜である。酸化膜84は、例えばプラズマSVD法により、窒化膜83の上面に積層される。本例の酸化膜84は、酸化シリコン(SiO)膜である。薄膜積層部81は、ダイヤフラム構造の支持層および熱絶縁層として機能する。 The nitride film 83 is laminated on the upper surface of the thermal oxide film 82 by plasma CVD, for example. The nitride film 83 of this example is a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film. The oxide film 84 is laminated on the upper surface of the nitride film 83 by plasma SVD, for example. The oxide film 84 in this example is a silicon oxide (SiO 2 ) film. The thin film stack 81 functions as a support layer and a thermal insulation layer for the diaphragm structure.

ヒーター層86は、薄膜積層部81の上面に形成される。ヒーター層86は、白金、金およびニッケルの少なくともいずれかと、クロムおよびタングステンの少なくともいずれかとを含む膜である。本例のヒーター層86は、酸化膜84の上面において、ガス感知部90の下方に設けられている。ヒーター層86は、例えばスパッタ法により成膜される。 A heater layer 86 is formed on the upper surface of the thin film lamination section 81 . The heater layer 86 is a film containing at least one of platinum, gold and nickel and at least one of chromium and tungsten. The heater layer 86 of this example is provided below the gas sensing portion 90 on the top surface of the oxide film 84 . The heater layer 86 is formed by sputtering, for example.

絶縁層85は、例えばスパッタ法により薄膜積層部81の上面に形成される。絶縁層85は、ヒーター層86を覆って設けられている。本例の絶縁層85は、酸化シリコン(SiO)膜である。 The insulating layer 85 is formed on the upper surface of the thin film lamination section 81 by, for example, sputtering. An insulating layer 85 is provided to cover the heater layer 86 . The insulating layer 85 in this example is a silicon oxide (SiO 2 ) film.

ガス感知部90は、絶縁層85の上面に設けられている。ガス感知部90は、半導体基板80の上面視でヒーター層86と重なる範囲に設けられてよい。ガス感知部90がヒーター層86と重なる範囲に設けられることで、ヒーター層86はガス感知部90を効率よく加熱できる。また、ダイヤフラム88は半導体基板80の上面視で、少なくともガス感知部90およびヒーター層86の少なくとも一方と重なる範囲に形成されてよい。ダイヤフラム88が設けられることで、ヒーター層86からの熱が半導体基板80に逃げることが抑制される。また、ダイヤフラム88が設けられることで、ヒーター層86からの熱の拡散が、ダイヤフラム88が設けられない場合よりも速くなる。このため、ヒーター層86はガス感知部90を効率よく加熱できる。 The gas sensing portion 90 is provided on the upper surface of the insulating layer 85 . The gas sensing part 90 may be provided in a range overlapping the heater layer 86 when viewed from the top of the semiconductor substrate 80 . The heater layer 86 can efficiently heat the gas sensing portion 90 by providing the gas sensing portion 90 in a range overlapping the heater layer 86 . Further, the diaphragm 88 may be formed in a range overlapping at least one of the gas sensing portion 90 and the heater layer 86 when viewed from above the semiconductor substrate 80 . Provision of the diaphragm 88 suppresses escape of heat from the heater layer 86 to the semiconductor substrate 80 . Also, with the diaphragm 88 provided, the diffusion of heat from the heater layer 86 is faster than when the diaphragm 88 is not provided. Therefore, the heater layer 86 can efficiently heat the gas sensing portion 90 .

ガス感知部90は、選択燃焼層98、ガス検出層96、電極94および接合層92を有する。接合層92は、絶縁層85の上面に部分的に形成される。ガス感知部90は、1つのガス検出層96に対して2つの接合層92を有してよい。接合層92は、スパッタ法により形成されてよい。本例の接合層92は、タンタルまたはチタンを含む材料で形成されている。 Gas sensing portion 90 has selective combustion layer 98 , gas detection layer 96 , electrode 94 and bonding layer 92 . The bonding layer 92 is partially formed on the upper surface of the insulating layer 85 . The gas sensing portion 90 may have two bonding layers 92 for one gas detection layer 96 . The bonding layer 92 may be formed by a sputtering method. The bonding layer 92 of this example is made of a material containing tantalum or titanium.

電極94は、接合層92の上面に形成される。電極94は、スパッタ法により形成されてよい。本例の電極94は、白金または金を含む材料で形成されている。接合層92は、電極94と絶縁層85とを接続する。接合層92は、電極94よりも薄い膜であってよい。例えば、接合層92の厚さは50nmであり、電極94の厚さは200nmである。 An electrode 94 is formed on the upper surface of the bonding layer 92 . The electrodes 94 may be formed by a sputtering method. The electrode 94 in this example is made of a material containing platinum or gold. The bonding layer 92 connects the electrode 94 and the insulating layer 85 . The bonding layer 92 may be a film thinner than the electrode 94 . For example, the bonding layer 92 has a thickness of 50 nm and the electrode 94 has a thickness of 200 nm.

ガス検出層96は、一方の電極94の上面から、他方の電極94の上面まで延在して設けられている。2つの電極94の間において、ガス検出層96は絶縁層85の上面に接して設けられてよい。ガス検出層96は、スパッタ法により形成されてよい。本例のガス検出層96は、アンチモン(Sb)をドープした酸化スズ(SnO)膜である。ガスセンサ10は、2つの電極94の間におけるガス検出層96の抵抗値を検出することで、対象ガスを検知する。 The gas detection layer 96 is provided extending from the upper surface of one electrode 94 to the upper surface of the other electrode 94 . A gas detection layer 96 may be provided in contact with the top surface of the insulating layer 85 between the two electrodes 94 . The gas detection layer 96 may be formed by a sputtering method. The gas detection layer 96 of this example is a tin oxide (SnO 2 ) film doped with antimony (Sb). The gas sensor 10 detects the target gas by detecting the resistance value of the gas detection layer 96 between the two electrodes 94 .

ガス検出層96は、ガス成分が存在しない雰囲気においては表面に酸素(O)が負電荷吸着している。ガス検出層96の表面に酸素(O)が負電荷吸着すると、ガス検出層96中のキャリア電子が少なくなる。このため、ガス検出層96の電気抵抗値は高くなる。一方で、特定のガス成分が存在すると、ガス検出層96の表面に吸着していた酸素(O)が当該ガス成分と反応してガス検出層96中のキャリア電子が増大する。このため、ガス検出層96の電気抵抗値は低くなる。ヒーター層86は、それぞれのガス検出層96における吸着酸素とガス成分との反応を促進すべく、ガス検出層96を加熱する。 Oxygen (O 2 ) is negatively charged on the surface of the gas detection layer 96 in an atmosphere in which no gas component exists. When oxygen (O 2 ) adsorbs a negative charge to the surface of the gas detection layer 96, carrier electrons in the gas detection layer 96 decrease. Therefore, the electrical resistance value of the gas detection layer 96 increases. On the other hand, when a specific gas component exists, oxygen (O 2 ) adsorbed on the surface of the gas detection layer 96 reacts with the gas component, increasing carrier electrons in the gas detection layer 96 . Therefore, the electrical resistance value of the gas detection layer 96 becomes low. The heater layer 86 heats the gas sensing layers 96 to promote reaction between the adsorbed oxygen and gas components in each gas sensing layer 96 .

選択燃焼層98は、ガス検出層96を覆って設けられている。選択燃焼層98は、特定のガス成分をガス検出層96まで通過させ、可燃性ガス等の雑ガスを燃焼して除去する。また、選択燃焼層98は触媒を担持している。選択燃焼層98に含まれる触媒の種類を選択することで、ガス検出層96の表面に吸着した酸素(O)と感度よく反応するガス成分を選択できる。 A selective combustion layer 98 is provided over the gas detection layer 96 . The selective combustion layer 98 allows specific gas components to pass to the gas detection layer 96 and burns and removes miscellaneous gases such as combustible gases. Also, the selective combustion layer 98 carries a catalyst. By selecting the type of catalyst contained in the selective combustion layer 98, it is possible to select gas components that react with oxygen (O 2 ) adsorbed on the surface of the gas detection layer 96 with high sensitivity.

本例の選択燃焼層98は、酸化アルミニウム(Al)に触媒を担持させた焼結材である。選択燃焼層98は、スクリーン印刷法によりガス検出層96の全体を覆うように塗布した後、例えば500℃で1時間以上焼成することで形成されてよい。選択燃焼層98を形成した後、半導体基板80の下面をエッチングして、ダイヤフラム88を形成する。選択燃焼層98は、ガス検出層96の上面を覆うように塗布されてもよい。 The selective combustion layer 98 of this example is a sintered material in which a catalyst is supported on aluminum oxide (Al 2 O 3 ). The selective combustion layer 98 may be formed by, for example, baking at 500° C. for 1 hour or more after applying the coating so as to cover the entire gas detection layer 96 by a screen printing method. After forming the selective combustion layer 98 , the lower surface of the semiconductor substrate 80 is etched to form the diaphragm 88 . The selective combustion layer 98 may be applied over the top surface of the gas detection layer 96 .

図4は、ガスセンサ10のヒーター層86の温度と時間との関係の一例を示す図である。ヒーター層86の温度は、複数設定されてよい。本例においては、ヒーター層86の温度は第1温度Tp1、および、第1温度Tp1よりも温度の高い第2温度Tp2の2種類に設定される。第1温度Tp1および第2温度Tp2は、検出対象ガスの種類に応じて設定されてよい。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the temperature of the heater layer 86 of the gas sensor 10 and time. A plurality of temperatures of the heater layer 86 may be set. In this example, the temperature of the heater layer 86 is set to two types, a first temperature Tp1 and a second temperature Tp2 higher than the first temperature Tp1. The first temperature Tp1 and the second temperature Tp2 may be set according to the type of gas to be detected.

ガス感知部90の外側から選択燃焼層98を通りガス検出層96へ向かう検出対象ガスおよび雑ガスは、選択燃焼層98において燃焼する。雑ガスとは、監視対象300に定常的に存在するガスを指す。ヒーター層86によりガス感知部90が加熱されると、検出対象ガスおよび雑ガスの選択燃焼層98における燃焼が促進される。選択燃焼層98における検出対象ガスの燃焼については後述する。 The detection target gas and miscellaneous gas that travel from the outside of the gas sensing section 90 through the selective combustion layer 98 toward the gas detection layer 96 are burned in the selective combustion layer 98 . Miscellaneous gas refers to gas that constantly exists in the monitored object 300 . When the gas sensing portion 90 is heated by the heater layer 86 , combustion of the detection target gas and the miscellaneous gas in the selective combustion layer 98 is promoted. Combustion of the detection target gas in the selective combustion layer 98 will be described later.

検出対象ガスおよび雑ガスの選択燃焼層98における燃焼は、ガス感知部90がヒーター層86の温度が高いほど促進されやすい。第2温度Tp2は第1温度Tp1よりも高いので、ヒーター層86が第2温度Tp2に設定された場合の方が、第1温度Tp1に設定された場合よりも選択燃焼層98における燃焼が促進される。このため、検出対象ガスおよび雑ガスが選択燃焼層98において同じ時間燃焼された場合、残留する検出対象ガスおよび雑ガスは、第2温度Tp2の場合よりも第1温度Tp1の場合の方が多くなりやすい。 Combustion of the detection target gas and the miscellaneous gas in the selective combustion layer 98 is more likely to be promoted as the temperature of the heater layer 86 of the gas sensing section 90 is higher. Since the second temperature Tp2 is higher than the first temperature Tp1, combustion in the selective combustion layer 98 is promoted more when the heater layer 86 is set at the second temperature Tp2 than when it is set at the first temperature Tp1. be done. Therefore, when the detection target gas and the miscellaneous gas are burned in the selective combustion layer 98 for the same period of time, the remaining detection target gas and miscellaneous gas are greater at the first temperature Tp1 than at the second temperature Tp2. Prone.

検出対象ガスがメタン(CH)、一酸化炭素(CO)、水素(H)およびイソブタン(C10)のいずれかである場合、第1温度Tp1は60℃以上350℃以下であってよい。第1温度Tp1は、例えば250℃である。検出対象ガスがメタン(CH)、一酸化炭素(CO)、水素(H)およびイソブタン(C10)のいずれかである場合、第2温度Tpは350℃以上460℃以下であってよい。第2温度Tp2は、例えば430℃である。 When the gas to be detected is any one of methane (CH 4 ), carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ), and isobutane (C 4 H 10 ), the first temperature Tp1 is 60° C. or higher and 350° C. or lower. you can The first temperature Tp1 is 250° C., for example. When the gas to be detected is any one of methane (CH 4 ), carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ), and isobutane (C 4 H 10 ), the second temperature Tp is 350° C. or higher and 460° C. or lower. you can The second temperature Tp2 is 430° C., for example.

第1温度Tp1および第2温度Tp2の継続期間は、それぞれ予め定められた第1期間ta1および第2期間ta2であってよい。第1期間ta1および第2期間ta2は、検出対象ガスの種類および濃度の少なくとも一方に応じて設定されてよい。第1期間ta1および第2期間ta2は、検出対象ガスの濃度が高いほど長くしてよく、当該濃度が低いほど短くしてもよい。第1期間ta1は、第1温度Tp1および第2温度Tp2の少なくとも一方に応じて決定されてもよい。第2期間ta2は、第2温度Tp2および第1温度Tp1の少なくとも一方に応じて決定されてもよい。 The durations of the first temperature Tp1 and the second temperature Tp2 may be predetermined first period ta1 and second period ta2, respectively. The first period ta1 and the second period ta2 may be set according to at least one of the type and concentration of the gas to be detected. The first period ta1 and the second period ta2 may be longer as the concentration of the detection target gas is higher, and may be shorter as the concentration is lower. The first period ta1 may be determined according to at least one of the first temperature Tp1 and the second temperature Tp2. The second period ta2 may be determined according to at least one of the second temperature Tp2 and the first temperature Tp1.

第1期間ta1と第2期間ta2は等しくてよく、異なっていてもよい。図4の例においては、第1期間ta1と第2期間ta2は等しい。図4の例における期間T1は、第1期間ta1と第2期間ta2との合計である。第1期間ta1と第2期間ta2とは、共に50ms以上500ms以下であってよく、50ms以上1000ms以下であってもよい。第1期間ta1および第2期間ta2は、例えば200msである。 The first period ta1 and the second period ta2 may be equal or different. In the example of FIG. 4, the first period ta1 and the second period ta2 are equal. The period T1 in the example of FIG. 4 is the sum of the first period ta1 and the second period ta2. Both the first period ta1 and the second period ta2 may be 50 ms or more and 500 ms or less, or may be 50 ms or more and 1000 ms or less. The first period ta1 and the second period ta2 are, for example, 200 ms.

第1期間ta1と第2期間ta2は連続であってよく、間欠的であってもよい。図4の例においては、期間T1に含まれる第1期間ta1と第2期間ta2はこの順に連続であり、当該第2期間ta2と次の(後の時間の)期間T1における第1期間ta1とは間欠的である。図4において、当該第2期間ta2と当該第1期間ta1との間隔がT2で示されている。期間T1に含まれる第1期間ta1と第2期間ta2との間に、間隔T2よりも短い所定の間隔が設けられていてもよい。 The first period ta1 and the second period ta2 may be continuous or intermittent. In the example of FIG. 4, the first period ta1 and the second period ta2 included in the period T1 are continuous in this order, and the second period ta2 and the first period ta1 in the next (later) period T1 is intermittent. In FIG. 4, the interval between the second period ta2 and the first period ta1 is indicated by T2. A predetermined interval shorter than the interval T2 may be provided between the first period ta1 and the second period ta2 included in the period T1.

なお、期間T1に含まれる第1期間ta1と第2期間ta2は、第2期間ta2、第1期間ta1の順に連続であってもよい。この場合、当該第1期間ta1と次の(後の時間の)期間T1における第2期間ta2とは間欠的であってもよい。期間T1に含まれる第2期間ta2と第1期間ta1との間に、間隔T2よりも短い所定の間隔が設けられていてもよい。 Note that the first period ta1 and the second period ta2 included in the period T1 may be continuous in the order of the second period ta2 and the first period ta1. In this case, the first period ta1 and the second period ta2 in the next (later time) period T1 may be intermittent. A predetermined interval shorter than the interval T2 may be provided between the second period ta2 and the first period ta1 included in the period T1.

間隔T2は、検出対象ガスの種類に応じて設定されてよい。間隔T2は、第1期間ta1および第2期間ta2の少なくとも一方に応じて設定されてもよい。本例においてヒーター層86の温度は、周期(T1+T2)で間欠的にTp1およびTp2に設定されている。 The interval T2 may be set according to the type of gas to be detected. The interval T2 may be set according to at least one of the first period ta1 and the second period ta2. In this example, the temperature of the heater layer 86 is intermittently set to Tp1 and Tp2 in a cycle (T1+T2).

図5Aは、ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例をガスAについて示す図である。ガスAは、例えばメタン(CH)である。図5Aには、ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係がガスAの4つの濃度(第1濃度~第4濃度)について示されている。ガスAの濃度は、第1濃度、第2濃度、第3濃度、第4濃度の順に高い。第1濃度の場合が細かい破線で、第2濃度の場合が一点鎖線で、第3濃度の場合が粗い破線で、第4濃度の場合が二点鎖線で、それぞれ示されている。 FIG. 5A is a diagram showing an example of the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 for gas A. FIG. Gas A is, for example, methane (CH 4 ). FIG. 5A shows the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 for four concentrations of gas A (first concentration to fourth concentration). The concentration of gas A is higher in order of first concentration, second concentration, third concentration, and fourth concentration. The case of the first density is indicated by a fine dashed line, the case of the second density by a one-dot chain line, the case of the third density by a coarse dashed line, and the case of the fourth density by a two-dot chain line.

本例において、第1濃度は300ppm以上700ppm以下であり、第2濃度は800ppm以上1200ppm以下であり、第3濃度は1500ppm以上2500ppm以下であり、第4濃度は3000ppm以上5000ppm以下である。第1濃度~第4濃度は、例えばそれぞれ順に500ppm、1000ppm、2000ppmおよび4000ppmである。 In this example, the first concentration is 300 ppm to 700 ppm, the second concentration is 800 ppm to 1200 ppm, the third concentration is 1500 ppm to 2500 ppm, and the fourth concentration is 3000 ppm to 5000 ppm. The first to fourth concentrations are, for example, 500 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm and 4000 ppm, respectively.

図5Aにおいて、ガスが空気の場合についてのガスセンサ10の加熱時間と出力の関係が実線で合わせて示されている。空気とは、窒素(N)および酸素(O)を体積比で約4:1の割合で含む混合気体であってよい。また図5Aにおいて、ガスが空気の場合のガスAの濃度は、ガスセンサ10によって検出不可能なほど微少である。 In FIG. 5A, the solid line shows the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 when the gas is air. Air may be a mixture of nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ) in a volume ratio of about 4:1. Further, in FIG. 5A, the concentration of gas A when the gas is air is so small that it cannot be detected by gas sensor 10 .

図5Aにおいて、ヒーター層86の加熱開始時刻を時刻0とする。また、第1温度Tp1での加熱終了時刻、且つ、第2温度Tp1での加熱開始時刻を時刻t1とする。また、第2温度での加熱終了時刻を時刻t2とする。なお、図4に示される第1期間ta1および第2期間ta2は、それぞれ時刻0からt1までの長さ、および、時刻t1からt2までの長さである。 5A, the heating start time of the heater layer 86 is assumed to be time 0. In FIG. Further, the heating end time at the first temperature Tp1 and the heating start time at the second temperature Tp1 are defined as time t1. Also, let the heating end time at the second temperature be time t2. Note that the first period ta1 and the second period ta2 shown in FIG. 4 have a length from time 0 to t1 and a length from time t1 to t2, respectively.

第1期間ta1において、ヒーター層86の温度が第1温度Tp1の場合におけるガスセンサ10の出力波形を第1波形42とする。本例の第1波形42は、検出対象ガスがガスAである場合のガスセンサ10の出力波形である。第2期間ta2において、ヒーター層の温度が第2温度Tp2の場合におけるガスセンサ10の出力波形を第2波形44とする。本例の第2波形44は、検出対象ガスがガスAである場合のガスセンサ10の出力波形である。 A first waveform 42 is the output waveform of the gas sensor 10 when the temperature of the heater layer 86 is the first temperature Tp1 in the first period ta1. The first waveform 42 of this example is the output waveform of the gas sensor 10 when the detection target gas is the gas A. As shown in FIG. A second waveform 44 is the output waveform of the gas sensor 10 when the temperature of the heater layer is the second temperature Tp2 in the second period ta2. The second waveform 44 in this example is the output waveform of the gas sensor 10 when the gas to be detected is the gas A. As shown in FIG.

第1期間ta1において、ヒーター層86の温度が第1温度Tp1の場合におけるガスセンサ10の出力波形を波形52とする。波形52は、検出対象ガスが空気である場合のガスセンサ10の出力波形である。第2期間ta2において、ヒーター層の温度が第2温度Tp2の場合におけるガスセンサ10の出力波形を波形54とする。波形54は、検出対象ガスが空気である場合のガスセンサ10の出力波形である。 A waveform 52 is the output waveform of the gas sensor 10 when the temperature of the heater layer 86 is the first temperature Tp1 in the first period ta1. A waveform 52 is an output waveform of the gas sensor 10 when the gas to be detected is air. A waveform 54 is the output waveform of the gas sensor 10 when the temperature of the heater layer is the second temperature Tp2 in the second period ta2. A waveform 54 is an output waveform of the gas sensor 10 when the gas to be detected is air.

ガスセンサ10の出力は、検出対象ガスの可燃性成分の濃度と、監視対象300における酸素(O)等の他のガス濃度により定まる。ガスセンサ10の出力の時間波形の形状は、同一の加熱条件で駆動した場合でも、接触するガスの種類に応じて変化する。 The output of the gas sensor 10 is determined by the concentration of combustible components in the detection target gas and the concentration of other gases such as oxygen (O 2 ) in the monitoring target 300 . The shape of the time waveform of the output of the gas sensor 10 changes according to the type of the contacting gas even when driven under the same heating conditions.

検出対象ガスに可燃性成分(例えばメタン(CH))が含まれる場合、ガス検出層96がヒーター層86により加熱されると、当該成分とガス検出層96の表面に吸着した酸素(O)とが反応する。このため、ガス検出層96の電気抵抗が低下しやすい。このため、2つの電極94の間に流れる電流が定電流の場合、ガスセンサ10の出力は低下しやすい。また、検出対象ガスに含まれる可燃性成分の濃度が高いほど、当該成分と反応する吸着酸素の量が増加するので、ガス検出層96の電気抵抗の低下量が大きくなりやすい。このため、ガスセンサ10の出力の低下量が大きくなりやすい。 When the detection target gas contains a combustible component (for example, methane (CH 4 )), when the gas detection layer 96 is heated by the heater layer 86, the component and oxygen (O 2 ) reacts. Therefore, the electrical resistance of the gas detection layer 96 tends to decrease. Therefore, when the current flowing between the two electrodes 94 is a constant current, the output of the gas sensor 10 tends to decrease. Also, the higher the concentration of the combustible component contained in the gas to be detected, the greater the amount of adsorbed oxygen that reacts with the component. Therefore, the amount of decrease in the output of the gas sensor 10 tends to increase.

図5A、並びに後述する図6および7に示される例においては、2つの電極94の間に定電流を流すことにより、ガス検出層96の電気抵抗の変化がガスセンサ10の出力の変化として測定されている。ガス検出層96の電気抵抗の変化は、定電圧により測定されてもよい。 In the example shown in FIG. 5A and FIGS. 6 and 7 described later, by passing a constant current between the two electrodes 94, the change in the electrical resistance of the gas detection layer 96 is measured as the change in the output of the gas sensor 10. ing. A change in electrical resistance of gas sensing layer 96 may be measured by a constant voltage.

図5Bは、ガスセンサ10のガス検出層96の電気抵抗の変化を定電圧により測定する場合の回路の一例を示す図である。当該回路においては、定電圧源110、電圧計120、負荷抵抗Rssおよびガスセンサ10が図5Bに示されるように接続される。定電圧源110は、定電圧Eを発生する。ガスセンサ10の2つの電極94の間のセンサ抵抗(ガス検出層96の抵抗)をRsとする。負荷抵抗Rssは、センサ抵抗Rsに流れる電流を監視するために設けられる。負荷抵抗Rssの抵抗値は、固定される。電圧計120は、負荷抵抗Rssの両端の電圧を測定する。 FIG. 5B is a diagram showing an example of a circuit for measuring a change in electrical resistance of the gas detection layer 96 of the gas sensor 10 using a constant voltage. In the circuit, constant voltage source 110, voltmeter 120, load resistor Rss and gas sensor 10 are connected as shown in FIG. 5B. A constant voltage source 110 generates a constant voltage E. FIG. Let Rs be the sensor resistance between the two electrodes 94 of the gas sensor 10 (the resistance of the gas detection layer 96). A load resistor Rss is provided to monitor the current flowing through the sensor resistor Rs. The resistance value of load resistor Rss is fixed. A voltmeter 120 measures the voltage across the load resistor Rss.

2つの電極94の一方は、負荷抵抗Rssの一方の端子と接続される。電圧Eは、2つの電極94の他方と負荷抵抗Rssの他方の端子との間に印加される。即ち、定電圧Eは直列に接続されたセンサ抵抗Rsと負荷抵抗Rssの両端に印加される。 One of the two electrodes 94 is connected to one terminal of the load resistor Rss. A voltage E is applied between the other of the two electrodes 94 and the other terminal of the load resistor Rss. That is, the constant voltage E is applied across the serially connected sensor resistor Rs and load resistor Rss.

負荷抵抗Rssの両端に印加される電圧Vssは、定電圧Eが、センサ抵抗Rsと負荷抵抗Rssとの比で按分された値となる。センサ抵抗Rsおよび負荷抵抗Rssに流れる電流をIとすると、以下の式が成り立つ。

Figure 0007268485000001
The voltage Vss applied across the load resistor Rss has a value obtained by proportionally dividing the constant voltage E by the ratio between the sensor resistor Rs and the load resistor Rss. Assuming that the current flowing through the sensor resistor Rs and the load resistor Rss is I, the following equation holds.
Figure 0007268485000001

定電圧Eおよび負荷抵抗Rssは既知であるので、電圧Vssを測定すれば(1)、(2)式よりセンサ抵抗Rsを算出できる。即ち、図5Bの回路によりセンサ抵抗Rsの変化を電圧Vssの変化として検出できる。検出対象ガスの可燃性成分(例えばメタン(CH))とガス検出層96の表面に吸着した酸素(O)とが反応してガス検出層96の抵抗(センサ抵抗Rs)が低下した場合、電圧Vssは増加する。 Since the constant voltage E and the load resistance Rss are known, the sensor resistance Rs can be calculated from the equations (1) and (2) by measuring the voltage Vss. That is, the circuit of FIG. 5B can detect changes in the sensor resistance Rs as changes in the voltage Vss. When the combustible component (for example, methane (CH 4 )) of the gas to be detected reacts with oxygen (O 2 ) adsorbed on the surface of the gas detection layer 96 and the resistance (sensor resistance Rs) of the gas detection layer 96 decreases. , the voltage Vss increases.

また、検出対象ガスに含まれる可燃性の成分とガス検出層96の表面に吸着した酸素(O)とが反応しやすい温度は、当該成分によって異なる。当該成分と吸着酸素とは、ガス検出層96の温度が高いほど反応しやすい。このため、ガスセンサ10の出力はガス検出層96の温度が高いほど低下しやすい。 Also, the temperature at which the combustible component contained in the gas to be detected and the oxygen (O 2 ) adsorbed on the surface of the gas detection layer 96 tend to react varies depending on the component. The higher the temperature of the gas detection layer 96, the easier the reaction between the component and adsorbed oxygen. Therefore, the output of the gas sensor 10 tends to decrease as the temperature of the gas detection layer 96 increases.

さらに、検出対象ガスに含まれる可燃性の成分が選択燃焼層98で燃焼しやすい温度も、検出対象ガスに含まれる当該成分によって異なる。当該成分は、選択燃焼層98の温度が高いほど燃焼しやすい。このため、当該成分は選択燃焼層98の温度が高いほどガス検出層96に届きにくくなる。このため、ガスセンサ10の出力は選択燃焼層98の温度が高いほど検出対象ガスが空気の場合の出力に近くなる。 Furthermore, the temperature at which combustible components contained in the detection target gas are likely to burn in the selective combustion layer 98 also varies depending on the components contained in the detection target gas. The higher the temperature of the selective combustion layer 98, the more easily the component burns. Therefore, the higher the temperature of the selective combustion layer 98 is, the more difficult it is for the component to reach the gas detection layer 96 . Therefore, the higher the temperature of the selective combustion layer 98, the closer the output of the gas sensor 10 to the output when the gas to be detected is air.

時刻0におけるガスセンサ10の出力をMXとする。時刻0においては、検出対象ガスに含まれる可燃性成分とガス検出層96の表面に吸着した酸素(O)との反応が開始していないので、出力MXは検出対象ガスの種類にかかわらず等しくなりやすい。 Let the output of the gas sensor 10 at time 0 be MX. At time 0, the reaction between the combustible component contained in the detection target gas and oxygen (O 2 ) adsorbed on the surface of the gas detection layer 96 has not started, so the output MX is irrespective of the type of detection target gas. likely to be equal.

検出対象ガスがガスAの場合、第1期間ta1が開始するとガスAに含まれる可燃性成分とガス検出層96への吸着酸素との反応が促進されるので、ガスセンサ10の出力は低下し始める。ガスセンサ10の出力は、時刻t1cにおいて所定の下限値MNA(第4濃度の場合)に収束し、時刻t1c以降は下限値MNAで横ばいとなる。 When the gas to be detected is gas A, the reaction between the combustible component contained in gas A and the oxygen adsorbed to the gas detection layer 96 is accelerated when the first period ta1 starts, so the output of the gas sensor 10 begins to decrease. . The output of the gas sensor 10 converges to a predetermined lower limit MNA (in the case of the fourth concentration) at time t1c, and levels off at the lower limit MNA after time t1c.

また、第2期間ta2が開始すると、ガスAに含まれる可燃性成分とガス検出層96への吸着酸素との反応がさらに促進されるので、ガスセンサ10の出力はさらに低下し始める。ガスAに含まれる可燃性成分は、第2温度Tp2において選択燃焼層98で燃焼除去されにくいので、第2期間ta2においてガスセンサ10の出力は波形54(空気の場合)の出力値(第1基準値S1(後述))に漸近しにくい。ガスセンサ10の出力は時刻t2cにおいて下限値MNAとは異なる所定の下限値に収束し、時刻tc2以降は当該下限値で横ばいとなる。 Further, when the second period ta2 starts, the reaction between the combustible components contained in the gas A and the oxygen adsorbed to the gas detection layer 96 is further accelerated, so the output of the gas sensor 10 begins to further decrease. Since the combustible components contained in the gas A are difficult to burn off in the selective combustion layer 98 at the second temperature Tp2, the output of the gas sensor 10 in the second period ta2 is the output value of the waveform 54 (for air) (first reference It is difficult to asymptotically approach the value S1 (described later). The output of the gas sensor 10 converges to a predetermined lower limit value different from the lower limit value MNA at time t2c, and levels off at the lower limit value after time tc2.

検出対象ガスが空気の場合、空気に含まれる雑ガス等の可燃性成分の量は微少である。この場合、ガス検出層96の表面に吸着した酸素(O)と反応する当該可燃性成分が微少であるので、検出対象ガスにメタン(CH)等の可燃性成分が含まれる場合と比較してガス検出層96の電気抵抗は低下しにくい。第2期間ta2において、空気に含まれる雑ガス等の可燃性成分は燃焼し尽くされやすいので、波形54は所定の下限値に収束する。波形54のこの下限値を第1基準値S1とする。図5Aに、第1基準値S1が示されている。 When the gas to be detected is air, the amount of combustible components such as miscellaneous gases contained in the air is very small. In this case, since the amount of the combustible component that reacts with the oxygen (O 2 ) adsorbed on the surface of the gas detection layer 96 is very small, it is compared with the case where the detection target gas contains a combustible component such as methane (CH 4 ). As a result, the electrical resistance of the gas detection layer 96 is less likely to decrease. In the second period ta2, combustible components such as miscellaneous gases contained in the air are likely to burn out, so the waveform 54 converges to the predetermined lower limit. This lower limit value of the waveform 54 is taken as the first reference value S1. FIG. 5A shows the first reference value S1.

図6は、ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例をガスBについて示す図である。ガスBは、例えば一酸化炭素(CO)である。図6には、ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係がガスBの4つの濃度(第1濃度~第4濃度)について示されている。本例においても、ガスBの濃度は、第1濃度、第2濃度、第3濃度、第4濃度の順に高い。また図5Aと同様に、ガスが空気の場合についてのガスセンサ10の加熱時間と出力の関係が、実線で合わせて示されている。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 for gas B. In FIG. Gas B is, for example, carbon monoxide (CO). FIG. 6 shows the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 for four concentrations of gas B (first concentration to fourth concentration). Also in this example, the concentration of the gas B is higher in order of the first concentration, the second concentration, the third concentration, and the fourth concentration. As in FIG. 5A, the solid line also shows the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 when the gas is air.

本例において、第1濃度は10ppm以上50ppm以下であり、第2濃度は60ppm以上140ppm以下であり、第3濃度は250ppm以上350ppm以下であり、第4濃度は400ppm以上600ppm以下である。第1濃度~第4濃度は、例えばそれぞれ順に30ppm、100ppm、300ppmおよび500ppmである。 In this example, the first concentration is 10 ppm to 50 ppm, the second concentration is 60 ppm to 140 ppm, the third concentration is 250 ppm to 350 ppm, and the fourth concentration is 400 ppm to 600 ppm. The first to fourth concentrations are, for example, 30 ppm, 100 ppm, 300 ppm and 500 ppm, respectively.

検出対象ガスがガスBの場合、第1期間ta1が開始するとガスBに含まれる可燃性成分とガス検出層96への吸着酸素との反応が促進されるので、ガスセンサ10の出力は低下し始める。ガスセンサ10の出力は時刻t1c'において所定の下限値MNB(第4濃度の場合)に収束し、時刻t1c'以降は下限値MNBで横ばいとなる。なお、下限値MNBは、下限値NMAと異なっていてよい。 When the gas to be detected is the gas B, the reaction between the combustible components contained in the gas B and the oxygen adsorbed on the gas detection layer 96 is accelerated when the first period ta1 starts, so the output of the gas sensor 10 begins to decrease. . The output of the gas sensor 10 converges to a predetermined lower limit MNB (in the case of the fourth concentration) at time t1c', and levels off at the lower limit MNB after time t1c'. Note that the lower limit MNB may be different from the lower limit NMA.

また、第2期間Ta2が開始すると、ガスBに含まれる可燃性成分とガス検出層96への吸着酸素との反応がさらに促進されるので、ガスセンサ10の出力はさらに低下し始め、時刻t2mにおいて極小値を示す。ガスBに含まれる可燃性の成分は、第2温度Tp2においては選択燃焼層98で燃焼しやすいので、当該成分はガス検出層96まで届きにくい。このため、第2期間ta2においてガスセンサ10の出力は波形54(空気の場合)の出力値(第1基準値S1)に漸近しやすい。 Further, when the second period Ta2 starts, the reaction between the combustible component contained in the gas B and the oxygen adsorbed on the gas detection layer 96 is further promoted, so the output of the gas sensor 10 begins to further decrease, and at time t2m Indicates a local minimum. Combustible components contained in the gas B are likely to burn in the selective combustion layer 98 at the second temperature Tp<b>2 , so the components do not easily reach the gas detection layer 96 . Therefore, in the second period ta2, the output of the gas sensor 10 tends to asymptotically approach the output value (first reference value S1) of the waveform 54 (in the case of air).

図7は、ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例をガスCについて示す図である。ガスCは、例えば水素(H)である。図7も、ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係がガスCの4つの濃度(第1濃度~第4濃度)について示されている。本例においても、ガスCの濃度は、第1濃度、第2濃度、第3濃度、第4濃度の順に高い。また図5Aおよび図6と同様に、ガスが空気の場合についてのガスセンサ10の加熱時間と出力の関係が、実線で合わせて示されている。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 for gas C. In FIG. Gas C is, for example, hydrogen (H 2 ). FIG. 7 also shows the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 for four concentrations of gas C (first concentration to fourth concentration). Also in this example, the concentration of the gas C is higher in the order of the first concentration, the second concentration, the third concentration, and the fourth concentration. 5A and 6, the solid line also shows the relationship between the heating time and the output of the gas sensor 10 when the gas is air.

本例において、第1濃度は300ppm以上700ppm以下であり、第2濃度は800ppm以上1200ppm以下であり、第3濃度は1500ppm以上2500ppm以下であり、第4濃度は3000ppm以上5000ppm以下である。第1濃度~第4濃度は、例えばそれぞれ順に500ppm、1000ppm、2000ppmおよび4000ppmである。 In this example, the first concentration is 300 ppm to 700 ppm, the second concentration is 800 ppm to 1200 ppm, the third concentration is 1500 ppm to 2500 ppm, and the fourth concentration is 3000 ppm to 5000 ppm. The first to fourth concentrations are, for example, 500 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm and 4000 ppm, respectively.

検出対象ガスがガスCの場合、第1期間ta1が開始するとガスCに含まれる可燃性成分とガス検出層96への吸着酸素との反応が促進されるので、ガスセンサ10の出力は低下を始める。本例において、ガスセンサ10の出力は第1期間ta1の間、継続的に低下し続ける。時刻t1におけるガスセンサ10の出力をMNC(第4濃度の場合)とする。 When the gas to be detected is the gas C, the reaction between the combustible components contained in the gas C and the oxygen adsorbed to the gas detection layer 96 is accelerated when the first period ta1 starts, so the output of the gas sensor 10 begins to decrease. . In this example, the output of the gas sensor 10 continues to decrease during the first period ta1. Let the output of the gas sensor 10 at time t1 be MNC (in the case of the fourth concentration).

なお、ガスセンサ10の出力は、第1期間ta1において所定の下限値に収束してもよい。この場合、ガスセンサ10の出力が当該下限値に収束する時刻をt1'(0<t1'<t1)とすると、ガスセンサ10の出力は時刻0から時刻t1'未満の間、継続的に低下している。この時刻0から時刻t1'未満の間におけるガスセンサ10の所定の出力を、MNC(第4濃度)としてもよい。また、この場合、ガスCの濃度は上述した収束した下限値に基づいて決定されてよい。 Note that the output of the gas sensor 10 may converge to a predetermined lower limit value during the first period ta1. In this case, assuming that the time at which the output of the gas sensor 10 converges to the lower limit is t1' (0<t1'<t1), the output of the gas sensor 10 continuously decreases from time 0 to less than time t1'. there is A predetermined output of the gas sensor 10 between time 0 and less than time t1' may be used as the MNC (fourth concentration). Also, in this case, the concentration of gas C may be determined based on the aforementioned converged lower limit.

第2期間ta2が開始すると、ガスCに含まれる可燃性成分とガス検出層96への吸着酸素との反応がさらに促進される。このため、ガスセンサ10の出力はさらに低下を始め、時刻t2m'において極小値を示す。ガスCに含まれる可燃性の成分は、第2温度Tp2において選択燃焼層98で燃焼しやすいので、当該成分はガス検出層96まで届きにくい。このため、第2期間ta2においてガスセンサ10の出力は波形54(空気の場合)の出力値(第1基準値S1)に漸近しやすい。 When the second period ta2 starts, the reaction between the combustible components contained in the gas C and the oxygen adsorbed on the gas detection layer 96 is further promoted. As a result, the output of the gas sensor 10 begins to drop further and reaches a minimum value at time t2m'. Combustible components contained in the gas C are likely to burn in the selective combustion layer 98 at the second temperature Tp<b>2 , so the components are less likely to reach the gas detection layer 96 . Therefore, in the second period ta2, the output of the gas sensor 10 tends to asymptotically approach the output value (first reference value S1) of the waveform 54 (in the case of air).

判別部20(図2参照)は、第1波形42と第2波形44とに基づいて検出対象ガスの種類を判別する。図5A、図6および図7における説明から明らかなように、第1波形42および第2波形44は検出対象ガスの種類により異なる。このため、判別部20は、第1波形42と第2波形44とに基づいて検出対象ガスの種類を判別できる。本例においては、判別部20は第1波形42と第2波形44とに基づいて、少なくとも3種類の検出対象ガス(ガスA、BおよびC)を判別する。 The discrimination unit 20 (see FIG. 2) discriminates the type of gas to be detected based on the first waveform 42 and the second waveform 44 . 5A, 6 and 7, the first waveform 42 and the second waveform 44 differ depending on the type of gas to be detected. Therefore, the determination unit 20 can determine the type of detection target gas based on the first waveform 42 and the second waveform 44 . In this example, the discrimination unit 20 discriminates at least three types of detection target gases (gases A, B and C) based on the first waveform 42 and the second waveform 44 .

判別部20は、第2波形44における出力値が予め定められた第1基準値Sに収束するか否かに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。第1基準値Sは、上述した通り、検出対象ガスが空気の場合におけるガスセンサ10の出力の収束値である。図5Aにおいて説明したように、第2波形44における出力値が第1基準値S1に収束しない場合、判別部20は検出対象ガスがガスA(例えばメタン(CH))であると判別できる。 The determination unit 20 may determine the type of detection target gas based on whether or not the output value of the second waveform 44 converges to a predetermined first reference value S. As described above, the first reference value S is the convergence value of the output of the gas sensor 10 when the gas to be detected is air. As described with reference to FIG. 5A, when the output value of the second waveform 44 does not converge to the first reference value S1, the determination unit 20 can determine that the gas to be detected is gas A (eg, methane (CH 4 )).

判別部20は、第2波形44に極小値が存在するか否かに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してもよい。図5Aにおいて説明したように、第2波形44が所定時間(本例においては時刻tc2)以上で横ばいとなり極小値が存在しない場合、判別部20は検出対象ガスがガスA(例えばメタン(CH))であると判別できる。 The determination unit 20 may determine the type of detection target gas based on whether or not the second waveform 44 has a minimum value. As described with reference to FIG. 5A, when the second waveform 44 levels off after a predetermined time (time tc2 in this example) and there is no minimum value, the determination unit 20 determines that the gas to be detected is gas A (for example, methane (CH 4 )).

判別部20は、第1波形42の第1期間ta1における出力値の変化率に基づいて、検出対象ガスの種類を判別してもよい。図7において説明したように、検出対象ガスがガスCの場合、第1期間ta1においてガスセンサ10の出力は下限値に収束しない。このため、出力MXから出力MNCへの出力値の変化率((MX-MNC)/MX)は、ガスAの場合の変化率((MX-MNA)/MX)、および、ガスBの場合の変化率((MX-MNB)/MX)よりも大きい蓋然性が高い。このため、判別部20は第1波形42の第1期間ta1における出力値の変化率に基づいて、検出対象ガスの種類を判別できる。 The determination unit 20 may determine the type of detection target gas based on the change rate of the output value of the first waveform 42 during the first period ta1. As described with reference to FIG. 7, when the gas to be detected is the gas C, the output of the gas sensor 10 does not converge to the lower limit value during the first period ta1. Therefore, the rate of change in output value from output MX to output MNC ((MX-MNC)/MX) is the rate of change for gas A ((MX-MNA)/MX) and for gas B There is a high probability that it is greater than the rate of change ((MX-MNB)/MX). Therefore, the determination unit 20 can determine the type of detection target gas based on the change rate of the output value of the first waveform 42 during the first period ta1.

図8は、判別部20による検出対象ガスの判別のフローチャートを示す図である。ステップS200において判別部20は、1つの検出タイミングにおける時刻t2のガスセンサ10の出力が、第1基準値S1(空気の場合におけるガスセンサ10の出力の収束値)よりも低下しているかを判定する。ガスセンサ10の出力が、空気の場合の出力よりも低下していると判定された場合、判別部20は検出対象ガスをガスA(例えばメタン(CH))と判別する。この場合、判別部20は検出対象ガスの判別を終了する。ガスセンサ10の出力が空気の場合の出力よりも低下していると判定されない場合、ステップS202に進む。 FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of determination of detection target gas by the determination unit 20 . In step S200, the determination unit 20 determines whether the output of the gas sensor 10 at time t2 in one detection timing is lower than the first reference value S1 (convergence value of the output of the gas sensor 10 in the case of air). When it is determined that the output of the gas sensor 10 is lower than the output for air, the discrimination unit 20 discriminates the gas to be detected as gas A (eg, methane (CH 4 )). In this case, the determination unit 20 terminates the determination of the gas to be detected. If it is not determined that the output of the gas sensor 10 is lower than the output for air, the process proceeds to step S202.

ステップS202において判別部20は、上述した1つの検出タイミングの次の検出タイミングにおける時刻t1において、ガスセンサ10の出力が空気の場合の出力よりも低下しているかを判定する。ガスセンサ10の出力が、空気の場合の出力よりも低下していると判定された場合、ステップS204に進む。ガスセンサ10の出力が、空気の場合の出力よりも低下していると判定されない場合、判別部20は検出対象ガスには検出したいガス成分が含まれない(ガスなし)と判別する。この場合、判別部20は検出対象ガスの判別を終了する。 In step S202, the determination unit 20 determines whether the output of the gas sensor 10 is lower than the output for air at time t1 at the detection timing next to the one detection timing described above. If it is determined that the output of the gas sensor 10 is lower than the output for air, the process proceeds to step S204. If it is not determined that the output of the gas sensor 10 is lower than the output for air, the determination unit 20 determines that the target gas does not contain the gas component to be detected (no gas). In this case, the determination unit 20 terminates the determination of the gas to be detected.

ステップS204において、判別部20は期間ta1におけるガスセンサ10の出力が所定の下限値に収束するかを判定する。ガスセンサ10の出力が所定の下限値に収束すると判定された場合、判別部20は検出対象ガスをガスB(例えば一酸化炭素(CO))と判別する。ガスセンサ10の出力が所定の下限値に収束しないと判定された場合、判別部20は検出対象ガスをガスC(例えば水素(H))と判別する。判別部20は、間欠的な検出タイミングごとに、図8に示されるフローチャートに沿って検出対象ガスの種類を判別してよい。 In step S204, the determination unit 20 determines whether the output of the gas sensor 10 in period ta1 converges to a predetermined lower limit value. When it is determined that the output of the gas sensor 10 converges to the predetermined lower limit value, the discrimination unit 20 discriminates the gas to be detected as gas B (for example, carbon monoxide (CO)). When it is determined that the output of the gas sensor 10 does not converge to the predetermined lower limit value, the discrimination unit 20 discriminates the detection target gas as gas C (for example, hydrogen (H 2 )). The determination unit 20 may determine the type of detection target gas according to the flowchart shown in FIG. 8 at each intermittent detection timing.

判別部20は、第1波形42に基づいて第2期間ta2を制御してよい。上述したとおり、ステップS204において(第1期間ta1において)検出対象ガスがガスC(例えば水素(H))と判別された場合、判別部20は検出対象ガスの判別を終了する。この場合、第2期間ta2は監視対象300に含まれる雑ガスを燃焼除去し得る長さであればよい。このため、判別部20は第2期間ta2を、雑ガスを燃焼除去し得る長さに制御してよい。判別部20は、検出対象ガスがガスCであると判別した場合の第2期間ta2を、ガスC以外のガスであると判別した場合の第2期間ta2よりも短縮してよい。判別部20は、第1期間ta1において検出対象ガスがガスCであると判別した場合、当該第1期間ta1に続く第2期間ta2を短縮してよい。当該第2期間ta2は、60ms以上90ms以下であってよい。当該第2期間ta2は、例えば90msである。 The determination unit 20 may control the second period ta2 based on the first waveform 42. FIG. As described above, when the detection target gas is determined to be the gas C (for example, hydrogen (H 2 )) in step S204 (during the first period ta1), the determination unit 20 finishes determination of the detection target gas. In this case, the second period ta2 may be long enough to burn and remove miscellaneous gases contained in the monitored object 300 . For this reason, the determination unit 20 may control the second period ta2 to a length that allows the miscellaneous gas to be burned and removed. The determination unit 20 may shorten the second period ta2 when determining that the gas to be detected is the gas C than the second period ta2 when determining that the gas other than the gas C is detected. When the determination unit 20 determines that the gas to be detected is the gas C in the first period ta1, the determination unit 20 may shorten the second period ta2 following the first period ta1. The second period ta2 may be 60 ms or more and 90 ms or less. The second period ta2 is, for example, 90 ms.

判別部20は、第2波形44に基づいて第2期間ta2を制御してもよい。上述したとおり、検出対象ガスがガスB(例えば一酸化炭素(CO))またはC(例えば水素(H))の場合、第2期間ta2においてガスセンサ10の出力は第1基準値S1に漸近する。時刻t2(図6および7参照)において、判別部20は、監視対象300に含まれるガスBまたはCをガスセンサ10が検出するか否かに基づいて、検出対象ガスが空気のみであるか否かを判別してよい。ガスセンサ10がガスBまたはCを検出した場合、判別部20は監視対象300にガスBまたはCが残留していると判定する。この場合、判別部20は残留しているガスBまたはCが燃焼除去されるよう、第2期間ta2を延長してよい。判別部20は、ガスセンサ10がガスBおよびCを検出した場合も、第2期間ta2を延長してよい。 The determination unit 20 may control the second period ta2 based on the second waveform 44. FIG. As described above, when the gas to be detected is gas B (eg, carbon monoxide (CO)) or C (eg, hydrogen (H 2 )), the output of gas sensor 10 asymptotically approaches first reference value S1 in second period ta2. . At time t2 (see FIGS. 6 and 7), the determination unit 20 determines whether the detection target gas is only air based on whether the gas sensor 10 detects gas B or C contained in the monitoring target 300. can be determined. When the gas sensor 10 detects gas B or C, the determination unit 20 determines that gas B or C remains in the monitored object 300 . In this case, the determination unit 20 may extend the second period ta2 so that the remaining gas B or C is burned off. The determination unit 20 may extend the second period ta2 even when the gas sensor 10 detects the gases B and C.

判別部20は、第1波形42および第2波形44の少なくとも一方に基づいて、ガス検出層96の間欠的な加熱タイミングを制御してよい。ガス検出層96の間欠的な加熱タイミングとは、周期(T1+T2)(図4参照)を指す。図4に示される間欠的な加熱タイミングの例において、判別部20が1つの検出タイミングにおいて検出対象ガスの種類を判別した場合、当該検出タイミングにおいて検出対象ガスとガス検出層96に吸着した酸素(O)とが反応する。このため、ガス検出層96に吸着していた酸素(O)はガス検出層96からいったん分離する。判別部20が、当該検出タイミングの次の検出タイミングにおいて検出対象ガスの種類を判別するためには、ガス検出層96に再び所定量の酸素(O)が吸着する必要がある。ガス検出層96に再び所定量の酸素(O)が吸着していない場合、次の検出タイミングにおいて、第1波形42および第2波形44の少なくとも一方の波形が、ガス検出層96に所定量の酸素(O)が吸着した場合の波形と異なる場合がある。この場合、判別部20は検出対象ガスの種類を判別できない場合がある。このため、判別部20は検出対象ガスの種類を判別できない場合、判別部20は周期(T1+T2)を増大させてよい。 The determination unit 20 may control intermittent heating timing of the gas detection layer 96 based on at least one of the first waveform 42 and the second waveform 44 . The intermittent heating timing of the gas detection layer 96 refers to the period (T1+T2) (see FIG. 4). In the example of the intermittent heating timing shown in FIG. 4, when the discrimination unit 20 discriminates the type of the detection target gas at one detection timing, the detection target gas and the oxygen ( O 2 ) reacts. Therefore, oxygen (O 2 ) adsorbed on the gas detection layer 96 is temporarily separated from the gas detection layer 96 . In order for the discrimination unit 20 to discriminate the type of detection target gas at the next detection timing after the current detection timing, it is necessary for the gas detection layer 96 to adsorb a predetermined amount of oxygen (O 2 ) again. If a predetermined amount of oxygen (O 2 ) is not adsorbed to the gas detection layer 96 again, at the next detection timing, at least one of the first waveform 42 and the second waveform 44 is applied to the gas detection layer 96 by a predetermined amount. may differ from the waveform when oxygen (O 2 ) is adsorbed. In this case, the discrimination unit 20 may not be able to discriminate the type of gas to be detected. Therefore, when the determination unit 20 cannot determine the type of detection target gas, the determination unit 20 may increase the period (T1+T2).

図9Aは、ガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例を4つのガス種について示す図である。図9Aには、ガスA、BおよびCに加えて、ガスDの場合のガスセンサ10の加熱時間と出力の関係の一例も合わせて示さていれる。ガスDの種類は、ガスA、BおよびCの何れとも異なる。ガスDは、例えばイソブタン(C10)である。図9Aには、ガスA,BおよびCについては、それぞれ図5A、図6および図7における第4濃度の場合が示されている。 FIG. 9A is a diagram showing an example of the relationship between heating time and output of the gas sensor 10 for four gas species. FIG. 9A also shows an example of the relationship between the heating time of the gas sensor 10 and the output for gas D in addition to gases A, B, and C. FIG. The type of gas D is different from any of gases A, B and C. Gas D is, for example , isobutane ( C4H10 ). FIG. 9A shows the case of the fourth concentration in FIGS. 5A, 6 and 7 for gases A, B and C, respectively.

ガスDの濃度は、ガスセンサ10の特性に応じて設定されてよい。本例においてガスDの濃度は、3000ppm以上5000ppm以下である。ガスDの濃度は、例えば4000ppmである。 The concentration of gas D may be set according to the characteristics of gas sensor 10 . In this example, the concentration of gas D is 3000 ppm or more and 5000 ppm or less. The concentration of gas D is, for example, 4000 ppm.

また本例は、加熱時間に第3期間ta3をさらに有する点で図5A、図6および図7における例と異なる。本例の第3期間ta3は、第1期間ta1と第2期間ta2との間に設けられる。第3期間Ta3において、ヒーター層86の温度は第3温度Tp3に設定される。第3温度Tp3は、検出対象ガスの種類に応じて設定されてよい。第3温度Tp3は、第1温度Tp1よりも高く第2温度Tp2よりも低い。第3温度Tp3は、300℃以上400℃以下であってよい。第3温度Tp3は、例えば350℃である。 Also, this example differs from the examples in FIGS. 5A, 6 and 7 in that the heating time further includes a third period ta3. The third period ta3 in this example is provided between the first period ta1 and the second period ta2. During the third period Ta3, the temperature of the heater layer 86 is set to the third temperature Tp3. The third temperature Tp3 may be set according to the type of gas to be detected. The third temperature Tp3 is higher than the first temperature Tp1 and lower than the second temperature Tp2. The third temperature Tp3 may be 300° C. or higher and 400° C. or lower. The third temperature Tp3 is 350° C., for example.

第3期間ta3において、ヒーター層86の温度が第3温度Tp3の場合におけるガスセンサ10の出力の変化を検出対象ガス(本例ではガスA~D)について示す波形を、第3波形46とする。第3期間ta3において、ヒーター層86の温度が第3温度Tp3の場合におけるガスセンサ10の出力の変化を空気について示す波形を、波形56とする。 In the third period ta3, a third waveform 46 represents a change in the output of the gas sensor 10 for the detection target gases (gases A to D in this example) when the temperature of the heater layer 86 is the third temperature Tp3. In the third period ta3, a waveform 56 represents a waveform representing a change in the output of the gas sensor 10 when the temperature of the heater layer 86 is the third temperature Tp3.

検出対象ガスがガスDの場合、第1期間ta1が開始するとガスDに含まれる可燃性成分とガス検出層96への吸着酸素との反応が促進されるので、ガスセンサ10の出力はガスA、BおよびCと同様に低下し始める。第1期間ta1において、ガスセンサ10の出力は所定の下限値に収束する。 When the gas to be detected is the gas D, the reaction between the combustible component contained in the gas D and the oxygen adsorbed to the gas detection layer 96 is accelerated when the first period ta1 starts, so the output of the gas sensor 10 is the gas A, Like B and C, it starts to decline. In the first period ta1, the output of the gas sensor 10 converges to a predetermined lower limit value.

第3期間ta3が開始すると、ガスA~Dのそれぞれについて、各ガスに含まれる可燃性成分とガス検出層96の吸着酸素との反応がさらに促進される。このため、ガスA~Dのそれぞれについて、ガスセンサ10の出力は第1期間ta1で収束していた下限値からさらに低下を始める。 When the third period ta3 starts, the reaction between the combustible component contained in each gas and the oxygen adsorbed in the gas detection layer 96 is further promoted for each of the gases A to D. Therefore, for each of the gases A to D, the output of the gas sensor 10 starts to further decrease from the lower limit value converged in the first period ta1.

検出対象ガスがガスAおよびDの場合、第3期間ta3においてガスセンサ10の出力は所定の下限値に収束する。図9Aにおいて、検出対象ガスがガスDの場合のこの下限値がMNDで、下限値MNDとなる時刻がt3c'で、それぞれ示されている。検出対象ガスがガスBおよびCの場合、第3期間ta3においてガスセンサ10の出力は極小値を示す。図9Aにおいて、この極小値となる時刻がt3cで示されている。ガスBの場合の当該時刻と、ガスCの場合の当該時刻は異なっていてもよい。ガスBおよびCに含まれる可燃性成分は、第3温度Tp3において選択燃焼層98で燃焼しやすいので、当該成分はガス検出層96まで届きにくい。このため、第3期間ta3においてガスセンサ10の出力は極小値を示した後、波形54(空気の場合)の出力値(第1基準値S1)に向けて増加傾向となりやすい。 When the detection target gases are gases A and D, the output of the gas sensor 10 converges to the predetermined lower limit value in the third period ta3. In FIG. 9A, MND is the lower limit value when the detection target gas is gas D, and t3c' is the time when the lower limit value MND is reached. When the detection target gases are gases B and C, the output of the gas sensor 10 shows a minimum value in the third period ta3. In FIG. 9A, the time when this minimum value occurs is indicated by t3c. The time for gas B and the time for gas C may be different. Since the combustible components contained in the gases B and C are likely to burn in the selective combustion layer 98 at the third temperature Tp3, the components do not easily reach the gas detection layer 96 . Therefore, after the output of the gas sensor 10 indicates a minimum value in the third period ta3, it tends to increase toward the output value (first reference value S1) of the waveform 54 (in the case of air).

検出対象ガスがガスDの場合、第3期間ta3に続いて第2期間ta2が開始するとガスDに含まれる可燃性成分とガス検出層96への吸着酸素との反応が再度促進される。このため、ガスセンサ10の出力は再度低下し始め、時刻t2m''において極小値MND2を示す。ガスDに含まれる可燃性成分は、第2温度Tp2においては選択燃焼層98で燃焼しやすいので、当該成分はガス検出層96まで届きにくい。このため、第2期間ta2においてガスセンサ10の出力は波形54(空気の場合)の出力値(第1基準値S1)に漸近しやすい。 When the gas to be detected is the gas D, the reaction between the combustible components contained in the gas D and the oxygen adsorbed on the gas detection layer 96 is promoted again when the second period ta2 starts following the third period ta3. Therefore, the output of the gas sensor 10 begins to decrease again and exhibits a minimum value MND2 at time t2m''. Since combustible components contained in the gas D are likely to burn in the selective combustion layer 98 at the second temperature Tp2, the components do not easily reach the gas detection layer 96 . Therefore, in the second period ta2, the output of the gas sensor 10 tends to asymptotically approach the output value (first reference value S1) of the waveform 54 (in the case of air).

図9Bは、第1期間ta1、第3期間ta3および第2期間ta2におけるガスA~Dの波形の傾向をまとめた図である。判別部20(図2参照)は、第1波形42、第2波形44および第3波形46に基づいて検出対象ガスの種類を判別してよい。第1期間ta1、第3期間ta3および第2期間ta2にわたるガスA~Dの波形の形状は、ガスA~Dのそれぞれについて異なる。例えば、第1期間ta1および第3期間ta3において低下安定傾向の波形となった(所定の下限値に収束した)後、第2期間ta2において極小値を示す波形となった場合、判別部20は検出対象ガスの種類をガスD(例えばイソブタン(C10))と判別できる。また、例えば第1期間ta1、第3期間ta3および第2期間ta2の全てについて低下安定傾向の波形となった(所定の下限値に収束した)場合、判別部20は検出対象ガスの種類をガスA(例えばメタン(CH))と判別できる。また、例えば第1期間ta1において低下安定傾向の波形となった(所定の下限値に収束した)後、第3期間ta3および第2期間ta2において極小値を示す波形となった場合、判別部20は検出対象ガスの種類をガスB(例えば一酸化炭素(CO))と判別できる。また、例えば第1期間ta1において低下傾向の波形となった(所定の下限値に収束しなかった)後、第3期間ta3および第2期間ta2において極小値を示す波形となった場合、判別部20は検出対象ガスの種類をガスC(例えば水素(H))と判別できる。 FIG. 9B is a diagram summarizing trends of waveforms of gases A to D in the first period ta1, the third period ta3, and the second period ta2. The discrimination section 20 (see FIG. 2) may discriminate the type of detection target gas based on the first waveform 42 , the second waveform 44 and the third waveform 46 . The shapes of the waveforms of the gases A to D over the first period ta1, the third period ta3 and the second period ta2 are different for each of the gases A to D. For example, when the waveform shows a stable downward trend (converges to a predetermined lower limit) in the first period ta1 and the third period ta3, and then the waveform shows a minimum value in the second period ta2, the determination unit 20 The type of gas to be detected can be identified as gas D (for example, isobutane (C 4 H 10 )). Further, for example, when all of the waveforms of the first period ta1, the third period ta3, and the second period ta2 exhibit a decreasing and stable waveform (converge to a predetermined lower limit value), the discrimination unit 20 determines the type of the gas to be detected as gas. It can be identified as A (for example, methane (CH 4 )). Further, for example, when the waveform shows a decreasing and stable trend (converges to a predetermined lower limit value) in the first period ta1, and then the waveform shows a minimum value in the third period ta3 and the second period ta2, the determining unit 20 can discriminate the type of gas to be detected as gas B (for example, carbon monoxide (CO)). Further, for example, after the waveform showing a downward trend in the first period ta1 (does not converge to a predetermined lower limit), when the waveform shows a minimum value in the third period ta3 and the second period ta2, the determination unit 20 can discriminate the type of gas to be detected as gas C (for example, hydrogen (H 2 )).

図10は、ガスセンサ10のヒーター層86の温度と時間との関係の他の一例を示す図である。本例において、ガス検出層96は第2温度Tp2に設定されたヒーター層86により第1周期TT1で間欠的に加熱される。また本例において、判別部20は間欠的な検出タイミング(第1周期TT1)のそれぞれにおいて検出対象ガスの種類を判別する。第2温度Tp2の継続期間は、第2期間ta2である。図10において第2期間ta2は、加熱時間の早い方からta2_1、ta2_2・・・ta2_N-1、ta2_Nと示されている。 FIG. 10 is a diagram showing another example of the relationship between the temperature of the heater layer 86 of the gas sensor 10 and time. In this example, the gas detection layer 96 is intermittently heated in the first period TT1 by the heater layer 86 set to the second temperature Tp2. Further, in this example, the discrimination unit 20 discriminates the type of detection target gas at each intermittent detection timing (first period TT1). The duration of the second temperature Tp2 is the second period ta2. In FIG. 10, the second period ta2 is indicated by ta2_1, ta2_2, .

本例においては、間欠的な検出タイミングのそれぞれにおけるガスセンサ10の出力が第1基準値S1に収束するまでは、ヒーター層86の温度は第1温度Tp1に設定されない。第1基準値S1は、検出対象ガスが空気の場合のガスセンサ10の出力値である(図5A、図6および図7参照)。 In this example, the temperature of the heater layer 86 is not set to the first temperature Tp1 until the output of the gas sensor 10 at each intermittent detection timing converges to the first reference value S1. The first reference value S1 is the output value of the gas sensor 10 when the gas to be detected is air (see FIGS. 5A, 6 and 7).

本例において、判別部20は間欠的な検出タイミングごとに第2波形44を取得し、ガスセンサ10の出力が第1基準値S1に収束するかを間欠的なタイミングごとに判定する。判別部20は、ガスセンサ10の出力が第1基準値S1に収束するかの判定を、図5A、図6および図7に示される時刻t2のタイミングで行ってよい。 In this example, the determination unit 20 acquires the second waveform 44 at each intermittent detection timing, and determines at each intermittent timing whether the output of the gas sensor 10 converges to the first reference value S1. The determination unit 20 may determine whether the output of the gas sensor 10 converges to the first reference value S1 at time t2 shown in FIGS. 5A, 6 and 7 .

判別部20が、ガスセンサ10の出力が第1基準値S1に収束していないと判定した場合、監視対象300には検出対象ガスおよび雑ガスの少なくとも一方が残留している蓋然性が高い。この場合、次の検出タイミングにおいて、判別部20は検出対象ガスの種類を正確に検出できない可能性がある。この場合、検出対象ガスおよび残留ガスの少なくとも一方が燃焼除去されるよう、次の検出タイミングにおいても第2期間ta2を継続する。図10における第2期間ta2_1~ta2_N-2が、この第2期間ta2に該当する。 When the determination unit 20 determines that the output of the gas sensor 10 has not converged to the first reference value S1, there is a high probability that at least one of the detection target gas and miscellaneous gas remains in the monitoring target 300 . In this case, the determination unit 20 may not be able to accurately detect the type of detection target gas at the next detection timing. In this case, the second period ta2 continues even at the next detection timing so that at least one of the detection target gas and the residual gas is burned and removed. The second periods ta2_1 to ta2_N−2 in FIG. 10 correspond to the second period ta2.

判別部20が、ガスセンサ10の出力が第1基準値S1に収束したと判定した場合、監視対象300に含まれる検出対象ガスおよび残留ガスが燃焼除去された蓋然性が高い。この場合、判別部20は、ガスセンサ10の出力が第1基準値S1に収束したと判定された検出タイミングの次の検出タイミングにおいて、第1期間ta1を設定する。図10において、第2期間ta2_N-1が、ガスセンサ10の出力が第1基準値S1に収束した検出タイミングであり、第2期間ta2_Nが、第1期間ta1が設定される検出タイミングである。本例においては、判別部20は第1期間ta1および第2期間ta2_Nの検出タイミングにおいて、第1波形42と第2波形44とに基づいて検出対象ガスの種類を判別する。 When the determination unit 20 determines that the output of the gas sensor 10 has converged to the first reference value S1, there is a high probability that the detection target gas and residual gas contained in the monitoring target 300 have been burned and removed. In this case, the determination unit 20 sets the first period ta1 at the next detection timing after the detection timing when it is determined that the output of the gas sensor 10 has converged to the first reference value S1. In FIG. 10, the second period ta2_N-1 is the detection timing at which the output of the gas sensor 10 converges to the first reference value S1, and the second period ta2_N is the detection timing at which the first period ta1 is set. In this example, the determination unit 20 determines the type of detection target gas based on the first waveform 42 and the second waveform 44 at the detection timings of the first period ta1 and the second period ta2_N.

図11は、ガスセンサ10のヒーター層86の温度と時間との関係の他の一例を示す図である。本例において、ガス検出層96は第1温度Tp1に設定されたヒーター層86により第2周期TT2で間欠的に加熱される。また本例において、判別部20は間欠的な検出タイミング(第2周期TT2)のそれぞれにおいて検出対象ガスの種類を判別する。第1温度Tp1の継続期間は、例えば第1期間ta1である。図11において第1期間ta1は、加熱時間の早い方からta1_1、ta1_2・・・ta1_N-1、ta1_Nと示されている。なお、第2周期TT2は第1周期TT1と等しくてよく、異なっていてもよい。 FIG. 11 is a diagram showing another example of the relationship between the temperature of the heater layer 86 of the gas sensor 10 and time. In this example, the gas detection layer 96 is intermittently heated at the second period TT2 by the heater layer 86 set to the first temperature Tp1. Further, in this example, the discrimination unit 20 discriminates the type of detection target gas at each intermittent detection timing (second cycle TT2). The duration of the first temperature Tp1 is, for example, the first period ta1. In FIG. 11, the first period ta1 is indicated by ta1_1, ta1_2, . The second period TT2 may be equal to or different from the first period TT1.

本例においては、間欠的な検出タイミングのそれぞれにおいて、ガスセンサ10の出力値の変化率が予め定められた第2基準値S2以上となるまでは、ヒーター層86の温度は第2温度Tp2に設定されない。第2基準値S2は、図7において説明した出力MXから出力MNCへの出力値の変化率((MX-MNC)/MX)に所定のマージンを加減算して設定されてよい。 In this example, at each intermittent detection timing, the temperature of the heater layer 86 is set to the second temperature Tp2 until the change rate of the output value of the gas sensor 10 reaches or exceeds the predetermined second reference value S2. not. The second reference value S2 may be set by adding or subtracting a predetermined margin to the rate of change in the output value from the output MX to the output MNC ((MX-MNC)/MX) described in FIG.

本例において、判別部20は間欠的なタイミングごとに第1波形42を取得し、ガスセンサ10の出力の変化率が第2基準値S2以上となるかを間欠的なタイミングごとに判定する。判別部20は、ガスセンサ10の出力の変化率が第2基準値S2以上となるかの判定を、間欠的なタイミングごとに、図5A、図6および図7に示される時刻t1のタイミングで行ってよい。 In this example, the determination unit 20 acquires the first waveform 42 at each intermittent timing, and determines at each intermittent timing whether the change rate of the output of the gas sensor 10 is greater than or equal to the second reference value S2. The determining unit 20 determines whether or not the rate of change in the output of the gas sensor 10 is greater than or equal to the second reference value S2 at each intermittent timing at time t1 shown in FIGS. 5A, 6 and 7. you can

判別部20が、ガスセンサ10の出力の変化率が第2基準値S2以上であると判定した場合、監視対象300に含まれる検出対象ガスはガスC(例えば水素(H))である蓋然性が高い。この場合、判別部20は検出対象ガスがガスCであると判定し、検出対象ガスの判別を終了する(図8におけるステップS204)。このため、判別部20はガスCを検出した検出タイミングにおいて、第1期間ta1に続いて第2期間ta2を設定する必要が無い。このため、判別部20は、検出対象ガスがガスCであると判別する間は、第1期間ta1を継続してよい。この場合、監視対象300に含まれる雑ガスは、第1温度Tp1においては燃焼除去されにくいので、監視対象300に雑ガスは残りやすい。図11における第1期間ta1_1~ta1_N-1が、この第2期間ta2に該当する。 When the determination unit 20 determines that the change rate of the output of the gas sensor 10 is equal to or greater than the second reference value S2, there is a probability that the detection target gas included in the monitoring target 300 is gas C (for example, hydrogen (H 2 )). expensive. In this case, the determination unit 20 determines that the gas to be detected is the gas C, and terminates the determination of the gas to be detected (step S204 in FIG. 8). Therefore, the determination unit 20 does not need to set the second period ta2 following the first period ta1 at the detection timing when the gas C is detected. Therefore, the determination unit 20 may continue the first period ta1 while determining that the detection target gas is the gas C. In this case, the miscellaneous gas contained in the monitored object 300 is difficult to burn off at the first temperature Tp1, so the miscellaneous gas tends to remain in the monitored object 300 . The first periods ta1_1 to ta1_N−1 in FIG. 11 correspond to the second period ta2.

判別部20が、ガスセンサ10の出力の変化率が第2基準値S2未満であると判定した場合、監視対象300に含まれる検出対象ガスはガスC(例えば水素(H))ではない蓋然性が高い。この場合、判別部20は検出対象ガスがガスCではないと判定し、検出対象ガスの種類の判別を継続する。この場合、判別部20は第1期間ta1に続いて第2期間ta2を設定して検出対象ガスの種類を判別する。図11における第1期間ta1_Nが、この第1期間ta1に該当する。本例においては、判別部20は第1期間taNおよび第2期間ta2の検出タイミングにおいて、第1波形42と第2波形44とに基づいて検出対象ガスの種類を判別する。 When the determination unit 20 determines that the change rate of the output of the gas sensor 10 is less than the second reference value S2, there is a probability that the detection target gas included in the monitoring target 300 is not the gas C (for example, hydrogen (H 2 )). expensive. In this case, the determination unit 20 determines that the detection target gas is not gas C, and continues to determine the type of detection target gas. In this case, the determination unit 20 sets the second period ta2 following the first period ta1 to determine the type of detection target gas. The first period ta1_N in FIG. 11 corresponds to this first period ta1. In this example, the discrimination unit 20 discriminates the type of gas to be detected based on the first waveform 42 and the second waveform 44 at the detection timings of the first period taN and the second period ta2.

なお、第1期間ta1と第2期間ta2は、間欠的に交互に設定されてもよい。第1期間ta1と第2期間ta2は、間欠的にランダムに設定されてもよい。 Note that the first period ta1 and the second period ta2 may be intermittently alternately set. The first period ta1 and the second period ta2 may be intermittently and randomly set.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the scope of claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
[項目1]
検出対象ガスとの接触により出力が変化するガス検出層と、前記ガス検出層を加熱するヒーター層と、を有するガスセンサと、
判別部と、
を備え、
前記判別部は、
前記ヒーター層の温度が第1温度の場合における前記ガスセンサの出力の変化を示す第1波形と、
前記ヒーター層の温度が前記第1温度と異なる第2温度の場合における前記ガスセンサの出力の変化を示す第2波形と、
に基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、ガス検出装置。
[項目2]
前記判別部は、前記第1波形と前記第2波形とに基づいて少なくとも3種類の前記検出対象ガスを判別する、項目1に記載のガス検出装置。
[項目3]
前記判別部は、前記第1波形の予め定められた第1期間における出力値の変化率に基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、項目1または2に記載のガス検出装置。
[項目4]
前記判別部は、前記第2波形における出力値が予め定められた第1基準値に収束するか否かに基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、項目1から3のいずれか一項に記載のガス検出装置。
[項目5]
前記判別部は、前記第2波形に極小値が存在するか否かに基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、項目1から4のいずれか一項に記載のガス検出装置。
[項目6]
前記判別部は、
前記第1波形と、前記第2波形と、
前記ヒーター層の温度が前記第1温度および前記第2温度と異なる第3温度の場合における、前記ガスセンサの出力の変化を示す第3波形と、
に基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、項目1から4のいずれか一項に記載のガス検出装置。
[項目7]
前記判別部は、前記第1波形または前記第2波形に基づいて前記第2波形の予め定められた第2期間を制御する、項目1から6のいずれか一項に記載のガス検出装置。
[項目8]
前記ガス検出層は、前記ヒーター層により間欠的なタイミングで加熱され、
前記判別部は、前記第1波形および前記第2波形の少なくとも一方に基づいて間欠的な前記タイミングを制御する、項目1から7のいずれか一項に記載のガス検出装置。
[項目9]
前記ガス検出層は、前記第2温度に設定された前記ヒーター層により第1周期で加熱され、
前記判別部は、前記第1周期の何れかの検出タイミングにおいて、前記第2波形の予め定められた第2期間における前記ガスセンサの出力が予め定められた第1基準値に収束した場合、前記第1波形と前記第2波形とに基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、項目1から7のいずれか一項に記載のガス検出装置。
[項目10]
前記ガス検出層は、前記第1温度に設定された前記ヒーター層により第2周期で加熱され、
前記判別部は、前記第2周期の何れかの検出タイミングにおいて、前記第1波形の予め定められた第1期間における出力値の変化率が予め定められた第2基準値以上である場合、前記第1波形と前記第2波形とに基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、項目1から7のいずれか一項に記載のガス検出装置。
The execution order of each process such as actions, procedures, steps, and stages in the devices, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly "before", "before etc., and it should be noted that they can be implemented in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the specification, and the drawings, even if the description is made using "first,""next," etc. for the sake of convenience, it means that it is essential to carry out in this order. not a thing
[Item 1]
A gas sensor having a gas detection layer whose output changes upon contact with a gas to be detected, and a heater layer for heating the gas detection layer;
a determination unit;
with
The determination unit is
a first waveform showing a change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is the first temperature;
a second waveform showing a change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is a second temperature different from the first temperature;
A gas detection device that determines the type of the detection target gas based on.
[Item 2]
The gas detection device according to item 1, wherein the discrimination section discriminates at least three types of the detection target gas based on the first waveform and the second waveform.
[Item 3]
3. The gas detection device according to item 1 or 2, wherein the discrimination section discriminates the type of the detection target gas based on a change rate of the output value of the first waveform in a predetermined first period.
[Item 4]
4. Any one of items 1 to 3, wherein the determination unit determines the type of the detection target gas based on whether or not the output value of the second waveform converges to a predetermined first reference value. The gas detection device according to .
[Item 5]
5. The gas detection device according to any one of items 1 to 4, wherein the determination unit determines the type of the detection target gas based on whether or not the second waveform has a minimum value.
[Item 6]
The determination unit is
the first waveform and the second waveform;
a third waveform showing a change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is a third temperature different from the first temperature and the second temperature;
5. The gas detection device according to any one of items 1 to 4, wherein the type of the gas to be detected is determined based on.
[Item 7]
7. The gas detection device according to any one of items 1 to 6, wherein the determination unit controls a predetermined second period of the second waveform based on the first waveform or the second waveform.
[Item 8]
The gas detection layer is heated intermittently by the heater layer,
8. The gas detection device according to any one of items 1 to 7, wherein the determination unit intermittently controls the timing based on at least one of the first waveform and the second waveform.
[Item 9]
the gas detection layer is heated in a first cycle by the heater layer set to the second temperature;
When the output of the gas sensor in a predetermined second period of the second waveform converges to a predetermined first reference value at any detection timing of the first period, the determination unit detects the first reference value. 8. The gas detection device according to any one of items 1 to 7, wherein the type of the gas to be detected is determined based on the first waveform and the second waveform.
[Item 10]
the gas detection layer is heated in a second cycle by the heater layer set to the first temperature;
If the rate of change of the output value in a predetermined first period of the first waveform is equal to or greater than a predetermined second reference value at any detection timing of the second period, the determining unit detects the 8. The gas detection device according to any one of items 1 to 7, wherein the type of the gas to be detected is determined based on the first waveform and the second waveform.

10・・・ガスセンサ、20・・・判別部、30・・・電源部、42・・・第1波形、44・・・第2波形、46・・・第3波形、52・・・波形、54・・・波形、56・・・波形、80・・・半導体基板、81・・・薄膜積層部、82・・・熱酸化膜、83・・・窒化膜、84・・・酸化膜、85・・・絶縁層、86・・・ヒーター層、88・・・ダイヤフラム、90・・・ガス感知部、92・・・接合層、94・・・電極、96・・・ガス検出層、98・・・選択燃焼層、100・・・ガス検出装置、110・・・定電圧源、120・・・電圧計、200・・・電気装置、300・・・監視対象 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Gas sensor, 20... Discrimination part, 30... Power supply part, 42... 1st waveform, 44... 2nd waveform, 46... 3rd waveform, 52... Waveform, 54... Waveform, 56... Waveform, 80... Semiconductor substrate, 81... Thin film stack, 82... Thermal oxide film, 83... Nitride film, 84... Oxide film, 85 Insulating layer 86 Heater layer 88 Diaphragm 90 Gas sensing part 92 Junction layer 94 Electrode 96 Gas detection layer Selective combustion layer 100 Gas detection device 110 Constant voltage source 120 Voltmeter 200 Electric device 300 Monitoring object

Claims (13)

検出対象ガスとの接触により出力が変化するガス検出層と、前記ガス検出層を加熱するヒーター層と、を有するガスセンサと、
判別部と、
を備え、
前記判別部は、
前記ヒーター層の温度が第1温度の場合における前記ガスセンサの出力の変化を示す第1波形と、
前記ヒーター層の温度が前記第1温度と異なる第2温度の場合における前記ガスセンサの出力の変化を示す第2波形と、
に基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、ガス検出装置。
A gas sensor having a gas detection layer whose output changes upon contact with a gas to be detected, and a heater layer for heating the gas detection layer;
a determination unit;
with
The determination unit is
a first waveform showing a change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is the first temperature;
a second waveform showing a change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is a second temperature different from the first temperature;
A gas detection device that determines the type of the detection target gas based on.
前記判別部は、前記第1波形と前記第2波形とに基づいて少なくとも3種類の前記検出対象ガスを判別する、請求項1に記載のガス検出装置。 2. The gas detection device according to claim 1, wherein said discrimination section discriminates at least three types of said detection target gas based on said first waveform and said second waveform. 前記判別部は、前記第2波形における出力値が予め定められた第1基準値に収束しない場合、前記検出対象ガスの種類が、前記少なくとも3種類の前記検出対象ガスのうち第1種類の前記検出対象ガスと判別する、請求項に記載のガス検出装置。 When the output value of the second waveform does not converge to a predetermined first reference value, the determination unit determines that the type of the detection target gas is the first type of the at least three detection target gases. 3. The gas detection device according to claim 2 , which discriminates a gas to be detected . 前記判別部は、前記第2波形における出力値が予め定められた第1基準値に収束し、且つ、前記第1温度での加熱終了時刻において前記第1波形における出力値が前記第1基準値よりも低下している場合、前記検出対象ガスの種類が、前記少なくとも3種類の前記検出対象ガスのうち第2種類または第3種類の前記検出対象ガスと判別する、請求項2または3に記載のガス検出装置。The determination unit converges the output value of the second waveform to a predetermined first reference value, and the output value of the first waveform is the first reference value at the heating end time at the first temperature. 4. The method according to claim 2, wherein the type of the detection target gas is determined to be the second type or the third type of the detection target gas of the at least three types of the detection target gas when the detection target gas is lower than gas detector. 前記判別部は、前記第1波形の予め定められた第1期間において、前記第1波形における前記出力値が予め定められた下限値に収束する場合、前記検出対象ガスの種類が、前記第2種類の前記検出対象ガスと判別する、請求項4に記載のガス検出装置。When the output value of the first waveform converges to a predetermined lower limit value in a predetermined first period of the first waveform, the determination unit determines whether the type of the gas to be detected is the second detection target gas. 5. The gas detection device according to claim 4, wherein the type of gas to be detected is discriminated. 前記判別部は、前記第1期間において、前記第1波形における前記出力値が前記下限値に収束しない場合、前記検出対象ガスの種類が、前記第3種類の前記検出対象ガスと判別する、請求項5に記載のガス検出装置。wherein, in the first period, when the output value of the first waveform does not converge to the lower limit value, the determination unit determines that the type of the detection target gas is the third type of the detection target gas. Item 6. The gas detection device according to item 5. 前記判別部は、前記第1波形の予め定められた第1期間における前記出力値の変化率に基づいて、前記検出対象ガスの種類が、前記第2種類または前記第3種類と判別する、請求項4に記載のガス検出装置。wherein the discrimination unit discriminates the type of the gas to be detected as the second type or the third type based on the rate of change of the output value in a predetermined first period of the first waveform. Item 5. The gas detection device according to item 4. 前記判別部は、前記第2波形に極小値が存在しない場合、前記検出対象ガスの種類が、前記少なくとも3種類の前記検出対象ガスのうち第1種類の前記検出対象ガスと判別する、請求項に記載のガス検出装置。 The determination unit determines that the type of the detection target gas is the first type of the detection target gas among the at least three types of the detection target gas when the second waveform does not have a minimum value. 3. The gas detection device according to 2 . 前記判別部は、
前記第1波形と、前記第2波形と、
前記ヒーター層の温度が前記第1温度および前記第2温度と異なる第3温度の場合における、前記ガスセンサの出力の変化を示す第3波形と、
に基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項1からのいずれか一項に記載のガス検出装置。
The determination unit is
the first waveform and the second waveform;
a third waveform showing a change in the output of the gas sensor when the temperature of the heater layer is a third temperature different from the first temperature and the second temperature;
9. The gas detection device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the type of the gas to be detected is determined based on.
前記判別部は、前記第1波形または前記第2波形に基づいて前記第2波形の予め定められた第2期間を制御する、請求項1からのいずれか一項に記載のガス検出装置。 The gas detection device according to any one of claims 1 to 9 , wherein the determination section controls a predetermined second period of the second waveform based on the first waveform or the second waveform. 前記ガス検出層は、前記ヒーター層により間欠的なタイミングで加熱され、
前記判別部は、前記第1波形および前記第2波形の少なくとも一方に基づいて間欠的な前記タイミングを制御する、請求項1から10のいずれか一項に記載のガス検出装置。
The gas detection layer is heated intermittently by the heater layer,
The gas detection device according to any one of claims 1 to 10 , wherein the determination unit intermittently controls the timing based on at least one of the first waveform and the second waveform.
前記ガス検出層は、前記第2温度に設定された前記ヒーター層により第1周期で加熱され、
前記判別部は、前記第1周期の何れかの検出タイミングにおいて、前記第2波形の予め定められた第2期間における前記ガスセンサの出力が予め定められた第1基準値に収束した場合、前記第1波形と前記第2波形とに基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項1から10のいずれか一項に記載のガス検出装置。
the gas detection layer is heated in a first cycle by the heater layer set to the second temperature;
When the output of the gas sensor in a predetermined second period of the second waveform converges to a predetermined first reference value at any detection timing of the first period, the determination unit detects the first reference value. The gas detection device according to any one of claims 1 to 10 , wherein the type of the gas to be detected is determined based on the first waveform and the second waveform.
前記ガス検出層は、前記第1温度に設定された前記ヒーター層により第2周期で加熱され、
前記判別部は、前記第2周期の何れかの検出タイミングにおいて、前記第1波形の予め定められた第1期間における出力値の変化率が予め定められた第2基準値以上である場合、前記第1波形と前記第2波形とに基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項1から10のいずれか一項に記載のガス検出装置。
the gas detection layer is heated in a second period by the heater layer set to the first temperature;
If the rate of change of the output value in a predetermined first period of the first waveform is equal to or greater than a predetermined second reference value at any detection timing of the second period, the determining unit detects the The gas detection device according to any one of claims 1 to 10 , wherein the type of the gas to be detected is determined based on the first waveform and the second waveform.
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