ガス検出装置
【課題】接触燃焼式ガスセンサの劣化が進んだ場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できるガス検出装置を提供する。
【解決手段】ガス検出装置１は、接触燃焼式ガスセンサ１５において、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。また、検出対象ガスの劣化度合を検出するとともに、検出対象ガスの濃度を予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合と、予備的に検出した濃度と、接触燃焼式ガスセンサ１５の劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる低温駆動時間を設定する。
【解決手段】ガス検出装置１は、接触燃焼式ガスセンサ１５において、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。また、検出対象ガスの劣化度合を検出するとともに、検出対象ガスの濃度を予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合と、予備的に検出した濃度と、接触燃焼式ガスセンサ１５の劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる低温駆動時間を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象ガスと感応する感応素子を備えた接触燃焼式ガスセンサを有するガス検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来知られている接触燃焼式ガスセンサは、例えば、感応素子と補償素子を有し、検出対象となるガスを感応素子の触媒作用により燃焼させ、この燃焼熱を白金コイル（即ち、白金ヒータ）の抵抗値変化として捉えるように構成されている。検出対象となるガスのうちトルエンや酢酸、エタノール等のように、極性が大きく吸着力の大きなガスは、低温駆動時に、ガス分子が感応素子の触媒表面に吸着し、高温駆動時に、吸着したガスが瞬時に燃焼すると共に接触燃焼反応も同時に起こるので、センサ出力は、短時間でピークに達しその後徐々に減少するピーク波形（山形波形）を生じる。一方、メタンや水素、一酸化炭素等の無極性または極性の小さいガスは、吸着力も小さいので上記のような現象は起こらず、センサ出力は、定常値で安定するまで徐々に増加していく。
【０００３】
このように、トルエン等の特定種類のガスにおいて固有のピーク波形を呈することを利用して、接触燃焼式ガスセンサを用いてガス濃度の検出やガス種の分別などのガス検出を行うことができる。このような特定種類のガスの吸着現象を利用する接触燃焼式ガスセンサは、吸着燃焼式ガスセンサとも呼ばれている。このような接触燃焼式ガスセンサは、ガス濃度検出装置やガス種別検出装置などの種々のガス検出装置において用いられている。
【０００４】
上述した接触燃焼式ガスセンサの感応素子は、検出対象ガスの燃焼する際に、その表面にカーボンやシリコンなどの被毒物質が付着するとともに経時的に堆積して、この付着量（即ち、被毒量）に応じてその出力が変化（即ち、経時変化）することが知られている。具体的には、接触燃焼式ガスセンサは、使用期間が長くなるにしたがって、被毒量が増加し、そして、この被毒量の増加によって接触燃焼式ガスセンサにおける検出対象ガスの燃焼量が減少して、これによりセンサ感度が低下する。つまり、接触燃焼式ガスセンサは、センサ感度が徐々に低下していく（即ち、非劣化時を１として、徐々に０に向かう）ように経時変化する。そして、このような経時変化を生じた場合において、センサ出力を補正する技術が、本発明者らによって特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１において開示されたガス検出装置は、（１）接触燃焼式ガスセンサ（即ち、感応素子）を一旦高温まで加熱した後に、検出対象ガスの吸着がほとんど進行しない期間（低温駆動時間という）にわたって通電オフしてセンサ温度を低温にし、この通電オフした期間に続いて所定の期間にわたって通電オンしてセンサ温度を高温にする。（２）この通電オンした期間における接触燃焼式ガスセンサの出力を、エアベース濃度出力として取得する。（３）そして、エアベース濃度出力を取得した後に、検出対象ガスがセンサ表面上へ検出できる量になるまで吸着するのに十分な期間（吸着時間という）にわたって通電オフしてセンサ温度を低温にし、この通電オフした期間に続いて所定の期間にわたって通電オンしてセンサ温度を高温にする。（４）この通電オンした期間における接触燃焼式ガスセンサの出力を、計測濃度出力として取得する。（５）そして、計測濃度出力からエアベース濃度出力を差し引いて検出対象ガスの検知濃度出力を取得する。（６）そして、検出対象ガスの濃度がゼロガス状態と見なせる程度に低いときに取得したエアベース濃度出力を用いて、予備計測などにより予め設定されたエアベース濃度と経時量との関係、及び、経時量とセンサ感度との関係から、接触燃焼式ガスセンサのセンサ感度を取得する。（７）そして、上記（５）で取得した検出対象ガスの検知濃度出力に、取得したセンサ感度の逆数を補正係数として乗じて補正を行う。
【０００６】
このガス検出装置によれば、ガス濃度を検出する途中に計測したエアベース濃度を、予め設定された各関係情報に当てはめることによりセンサ感度の経時変化を求めて、該センサ感度に基づき接触燃焼式ガスセンサの出力を補正するので、標準ガスによる校正が不要で且つ連続してガス濃度検出することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６７８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記ガス検出装置では、検出対象ガスの検知濃度出力に、補正係数としてのセンサ感度の逆数を乗じて補正を行うものであるが、接触燃焼式ガスセンサは、被毒量の増加に伴い、センサ感度が徐々に低下していくように経時変化するので、この経時変化（即ち、劣化）が進むと、補正係数の値が大きくなり、そのため、この補正係数を乗ずることにより補正後の検知濃度出力に含まれる誤差の絶対値が大きくなり、そのため、検知濃度出力が真値から離れて、精度が悪化してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、接触燃焼式ガスセンサの劣化が進んだ場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できるガス検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、図１の基本構成図に示すように、（ａ）検出対象ガスと感応する感応素子を備えるとともに、前記感応素子の温度が前記検出対象ガスを燃焼しない低温となる低温駆動制御及び前記感応素子の温度が前記検出対象ガスを燃焼する高温となる高温駆動制御が行われる、接触燃焼式ガスセンサ１５と、（ｂ）前記感応素子の温度が前記高温にされた後に、前記接触燃焼式ガスセンサ１５に、所定の低温駆動時間にわたって前記低温駆動制御を行い、続いて、所定の接触燃焼時間にわたって前記高温駆動制御を行う接触燃焼駆動制御手段６１ａと、（ｃ）前記接触燃焼駆動制御手段６１ａによって前記高温駆動制御が行われているときに、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の出力を測定する接触燃焼出力測定手段６１ｂと、（ｄ）前記接触燃焼出力測定手段６１ｂによって測定された前記出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、前記検出対象ガスを検出するガス検出手段６１ｃと、を有するガス検出装置１において、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の劣化度合を検出する劣化度合検出手段６１ｄと、前記検出対象ガスの濃度を検出する濃度予備検出手段６１ｅと、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の劣化度合、前記検出対象ガスの濃度、及び、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の非劣化時の前記ガス検出値と劣化時の前記ガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報を予め記憶する低温駆動時間記憶手段６４ａと、前記劣化度合検出手段６１ｄによって検出された前記劣化度合、前記濃度予備検出手段６１ｅによって検出された前記濃度、及び、前記低温駆動時間記憶手段６４ａに記憶された低温駆動時間関係情報、に基づいて、前記接触燃焼駆動制御手段６１ａで用いられる前記低温駆動時間を設定する低温駆動時間設定手段６１ｆと、を有していることを特徴とするガス検出装置１である。
【００１１】
請求項１に記載された発明によれば、接触燃焼式ガスセンサにおいて、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。また、検出対象ガスの劣化度合を検出するとともに、検出対象ガスの濃度を予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合と、予備的に検出した濃度と、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる低温駆動時間を設定する。この接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分は、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、低温駆動時間、によって変化する。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、図１の基本構成図に示すように、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の劣化度合、前記検出対象ガスの濃度、及び、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の非劣化時の前記ガス検出値と劣化時の前記ガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間における前記接触燃焼式ガスセンサ１５の出力補正量に関する補正情報、の関係を示す補正情報関係情報を予め記憶する補正情報記憶手段６４ｂと、前記劣化度合検出手段６１ｄによって検出された前記劣化度合、前記濃度予備検出手段６１ｅによって検出された前記濃度、及び、前記補正情報記憶手段６４ｂに記憶された前記補正情報関係情報、に基づいて、前記補正情報を取得する補正情報取得手段６１ｇと、前記補正情報取得手段６１ｇで取得された前記補正情報に基づいて、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の出力を補正する出力補正手段６１ｈと、を更に有していることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に記載された発明によれば、検出した接触燃焼式ガスセンサの劣化度合と、予備的に検出した検出対象ガスの濃度と、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間における接触燃焼式ガスセンサの出力補正量に関する補正情報、の関係を示す補正情報関係情報と、に基づいて、検出した前記劣化度合及び予備的に検出した前記濃度に応じた上記補正情報を取得して、この取得した補正情報に基づいて、接触燃焼式ガスセンサの出力を補正する。この補正情報は、劣化度合及び濃度との関係で、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなるときのものであり、つまり、この補正情報は、当該劣化度合及び濃度において、接触燃焼式ガスセンサの出力の補正量が最も少なくなるときのものである。
【００１４】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記低温駆動時間の長さが、前記感応素子に前記検出対象ガスが吸着しない長さにされていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載された発明によれば、前記低温駆動時間の長さを、前記感応素子に前記検出対象ガスが吸着しない長さにして、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を測定する。
【００１６】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、図１の基本構成図に示すように、前記接触燃焼式ガスセンサ１５に、前記検出対象ガスが前記感応素子に吸着する所定の吸着時間にわたって前記低温駆動制御を行い、続いて、所定の吸着燃焼時間にわたって前記高温駆動制御を行う吸着燃焼駆動制御手段６１ｉと、前記吸着燃焼駆動制御手段６１ｉによって前記高温駆動制御が行われているときに、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の出力を測定する吸着燃焼出力測定手段６１ｊと、を更に備え、且つ、前記ガス検出手段６１ｃが、前記接触燃焼出力測定手段６１ｂによって測定された前記出力に加えて、前記吸着燃焼出力測定手段６１ｊによって測定された前記出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、前記検出対象ガスを検出する、ことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４に記載された発明によれば、接触燃焼式ガスセンサにおいて、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力に加えて、検出対象ガスを吸着燃焼させたときの出力である吸着燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載された発明によれば、検出対象ガスの劣化度合を検出するとともに、検出対象ガスの濃度を予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合と、予備的に検出した濃度と、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる低温駆動時間を設定するので、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分は、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、低温駆動時間、によって変化するものであり、そのため、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合及び検出対象ガスの濃度を予め検出して、これら劣化度合及び濃度において、該接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間を設定することにより、算出されるガス検出値を非劣化時のガス検出値と同一にし、又は、非劣化時のガス検出値に近づけることができる。したがって、劣化度合が進むにしたがい値が大きくなる補正係数をガス検出に用いることがなくなり、接触燃焼式ガスセンサの劣化が進んだ場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できる。
【００１９】
請求項２に記載された発明によれば、検出した接触燃焼式ガスセンサの劣化度合と、予備的に検出した検出対象ガスの濃度と、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間における接触燃焼式ガスセンサの出力補正量に関する補正情報、の関係を示す補正情報関係情報と、に基づいて、前記劣化度合及び前記濃度に応じた上記補正情報を取得して、この取得した補正情報に基づいて、接触燃焼式ガスセンサの出力を補正するので、劣化度合が進むにしたがい値が大きくなる補正係数を用いることなく、予め検出した接触燃焼式ガスセンサの劣化度合及び検出対象ガス濃度において、該接触燃焼式ガスセンサの出力補正量が最も少なくなる補正情報に基づいて出力を補正でき、そのため、ガス検出の精度を向上させることができる。
【００２０】
請求項３に記載された発明によれば、前記低温駆動時間の長さを、前記感応素子に前記検出対象ガスが吸着しない長さにして、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を測定するので、吸着性を有する検出対象ガスを検出する吸着燃焼式ガスセンサを用いた場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できる。
【００２１】
請求項４に記載された発明によれば、接触燃焼式ガスセンサにおいて、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力に加えて、検出対象ガスを吸着燃焼させたときの出力である吸着燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知するので、吸着燃焼出力と接触燃焼出力とを用いることにより、検出対象ガスの特徴をより顕著に示す、吸着燃焼におけるピーク波形に係る出力（吸着ピーク出力）を取り出せるともに、環境温度、環境湿度、又は、雰囲気の流動（外風）などの環境条件の影響を排除でき、そのため、ガス検出の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のガス検出装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明のガス検出装置の一実施形態であるガス濃度検出装置を示す構成図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、図２のガス濃度検出装置が備える吸着燃焼式ガスセンサ回路のガスセンサユニットの平面図、背面図、及び、平面図におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２のガス濃度検出装置が備えるＥＥＰＲＯＭに記憶されている低温駆動時間関係情報の一例を示す図である。
【図５】図２のガス濃度検出装置が備えるＣＰＵが行う劣化度合検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】図２のガス濃度検出装置が備えるＣＰＵが行うガス濃度検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図２のガス濃度検出装置が備えるＣＰＵが行うガス濃度検出処理での、ガスセンサユニットの駆動制御のイメージを示す図である。
【図８】ガス検出装置における吸着燃焼式ガスセンサの時間差吸着方式での駆動制御のイメージを示す図である。
【図９】時間差吸着方式での吸着燃焼出力電圧波形の一例を示すグラフである。
【図１０】時間差吸着方式での接触燃焼出力電圧波形の一例を示すグラフである。
【図１１】時間差吸着方式での吸着ピーク出力電圧波形の一例を示すグラフである。
【図１２】時間差吸着方式が用いられるガス検出装置を示す構成図である。
【図１３】非吸着時間に対する吸着ピーク積分値の変化を示すグラフである。
【図１４】非吸着時間が長いときの、吸着燃焼式ガスセンサの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びに吸着燃焼式ガスセンサの出力を模式的に示した図であり、（ａ）は、劣化していない吸着燃焼式ガスセンサの場合を示し、（ｂ）は、劣化した吸着燃焼式ガスセンサの場合を示す。
【図１５】非吸着時間が短いときの、吸着燃焼式ガスセンサの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びに吸着燃焼式ガスセンサの出力を模式的に示した図であり、（ａ）は、劣化していない吸着燃焼式ガスセンサの場合を示し、（ｂ）は、劣化した吸着燃焼式ガスセンサの場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、上記低温駆動時間に対する接触燃焼式ガスセンサの出力の関係について、図８〜図１５を参照して説明する。
【００２４】
接触燃焼式ガスセンサは、検出対象ガスと感応する感応素子を備えている。そして、この感応素子の温度が、検出対象ガスが燃焼しない低温（吸着燃焼式の場合は、検出対象ガスが吸着する低温）、及び、検出対象ガスが燃焼する高温、になるように、接触燃焼式ガスセンサの駆動制御（即ち、通電や電圧供給）が行われる。このような駆動制御によって、感応素子の温度が上記高温にされると、感応素子が備える触媒による反応によって、検出対象ガスが燃焼する。そして、この検出対象ガスの燃焼熱で白金コイル（白金ヒータ）の抵抗値が変化して、この変化量に基づきガス濃度やガス種を検出する。
【００２５】
このような接触燃焼式ガスセンサは、検出対象ガスの燃焼に際し、感応素子表面にカーボンやシリコンなどの被毒物質が付着、堆積することが一般的に知られている。そして、接触燃焼式ガスセンサは、温度変化に対する応答特性を向上させるために、熱容量が小さくなるように非常に微小に形成されているが、上記被毒物質の付着量（即ち、被毒量）に応じて熱容量が大きくなり、応答特性が悪化してしまう。
【００２６】
ところで、接触燃焼式ガスセンサを吸着燃焼式ガスセンサとして使用した場合においては、時間差吸着方式という制御方式を用いてガス検出が行われることがある。この時間差吸着方式では、図８に示すように、（１）感応素子の温度が上記低温となる低温駆動電圧を、該感応素子に検出対象ガスが吸着する吸着時間ｂ１にわたって供給し、続いて、感応素子の温度が上記高温となる高温駆動電圧を、該感応素子に吸着した検出対象ガスが燃焼する吸着燃焼時間Ｂ１にわたって供給し、（２）このときの吸着燃焼時間Ｂ１における吸着燃焼式ガスセンサの出力の積分値（吸着燃焼積分値Ｓｂ）を計測し、（３）続いて、上記低温駆動電圧を、該感応素子に検出対象ガスが吸着しない非吸着時間ａ１（低温駆動時間に相当、非吸着時間ａ１は吸着時間ｂ１より短い）にわたって供給し、続いて、上記高温駆動電圧を、該感応素子に所定の接触燃焼時間Ａ１（吸着燃焼時間Ｂ１と同じ長さ）にわたって供給し、（４）このときの接触燃焼時間Ａ１における吸着燃焼式ガスセンサの出力の積分値（接触燃焼積分値Ｓａ）を計測し、（５）吸着燃焼積分値Ｓｂから接触燃焼積分値Ｓａを差し引いた値をガス検出値（吸着ピーク積分値Ｓ）として算出して、（６）このガス検出値である吸着ピーク積分値Ｓと、予備計測などによって予め取得した吸着ピーク積分値Ｓと検出対象ガスの濃度との関係情報と、に基づいて、検出対象ガスの濃度を求める。なお、感応素子に検出対象ガスが吸着するためには、相応の時間が必要である。そして、上述した感応素子に検出対象ガスが吸着する吸着時間とは、感応素子に検出対象ガスが吸着するのに十分な長さの時間のことであり、また、感応素子に検出対象ガスが吸着しない非吸着時間とは、上記吸着時間に満たない、感応素子に検出対象ガスが吸着するのに不十分な長さの時間のことである。
【００２７】
このように、時間差吸着方式は、検出対象ガスを吸着させたときの吸着燃焼出力（吸着燃焼積分値Ｓｂ）から検出対象ガスを吸着させないときの接触燃焼出力（接触燃焼積分値Ｓａ）を差し引くので、吸着した検出対象ガスに係るピーク出力のみをとりだすことができ、そのため、検出対象ガスの吸着燃焼に係る特徴をより明確に得ることができる。図９に、吸着燃焼時間Ｂ１における吸着燃焼式ガスセンサの出力（吸着燃焼出力電圧Ｖｂ）の一例を示し、図１０に、接触燃焼時間Ａ１における吸着燃焼式ガスセンサの出力（接触燃焼出力電圧Ｖａ）の一例を示し、図１１に、吸着燃焼出力電圧Ｖｂから接触燃焼出力電圧Ｖａを差し引いた値（吸着ピーク出力電圧Ｖｂ−Ｖａ）の一例を示す。吸着燃焼積分値Ｓｂ、接触燃焼積分値Ｓａ、及び、吸着ピーク積分値Ｓ、はこれらグラフの面積を求めたものである。なお、時間差吸着方式の詳細については、特許文献１等を参照されたい。
【００２８】
そして、本発明者らは、接触燃焼式ガスセンサの被毒による上記応答特性の変化に着目して、図１２に示すガス濃度検出装置８０１において、被毒程度（劣化度合）の異なる吸着燃焼式ガスセンサを適用して、濃度の異なる一種類の検出対象ガス（ここではトルエンを用いた）について、上述した時間差吸着方式における非吸着時間ａ１の時間を５ｍ秒〜５００ｍ秒の間で変化させたときの吸着ピーク積分値Ｓを測定した。
【００２９】
図１２のガス濃度検出装置８０１は、検出対象ガスと感応する感応素子８１１及び検出対象ガスと感応しない補償素子８１２を備える吸着燃焼式ガスセンサ８１５と、感応素子８１１及び該感応素子８１１と直列に接続された固定抵抗器８１４からなるセンサ回路部８１０、並びに、センサ回路部８１０と並列接続されるとともに、補償素子８１２及び該補償素子８１２と直列接続された固定抵抗器８１３からなるレファレンス回路部８２０、で構成されたブリッジ回路８０２と、感応素子８１１の温度が検出対象ガスを吸着する低温となる低温駆動電圧、及び、感応素子８１１の温度が感応素子８１１に吸着した検出対象ガスを燃焼させる高温となる高温駆動電圧、をブリッジ回路８０２に順次供給する電圧供給源８０５と、感応素子８１１及び固定抵抗器８１４間に生じる第１電圧Ｖ１と補償素子８１２及び固定抵抗器８１３間に生じる第２電圧Ｖ２とが入力されるように、センサ回路部８１０の中点とレファレンス回路部８２０の中点とに接続されて、これら第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との電位差Ｖｃ（即ち、吸着燃焼式ガスセンサの出力）を所定の増幅率で増幅する計装アンプ８０６と、計装アンプ８０６で増幅された上記出力をアナログ値からデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ８０７と、Ａ／Ｄコンバータ８０７によってデジタル値に変換された上記出力の積分値を算出して、該積分値に基づいて検出対象ガスの濃度を検出する周知のマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）８６０と、を備えている。ブリッジ回路８０２は、検出対象ガスを含まない雰囲気中において高温駆動電圧を供給されたときに、各素子の温度変化が収束した定常状態で平衡（即ち、電位差Ｖｃが０）となるように、固定抵抗器８１３、８１４の抵抗値が定められている。吸着燃焼式ガスセンサ８１５として、使用期間が１月の吸着燃焼式ガスセンサ（以下、ガスセンサＰという）と、このガスセンサＰをさらに５ヶ月使用して、使用期間を６月とした吸着燃焼式ガスセンサ（以下、ガスセンサＱという）と、を用いている。ガスセンサＰは、ほぼ未使用で被毒量が少なく、即ち、劣化していない吸着燃焼式ガスセンサである。ガスセンサＱは、被毒量が多く、即ち、劣化した吸着燃焼式ガスセンサである。
【００３０】
図１３に、図１２のガス濃度検出装置８０１を用いて測定した、非吸着時間ａ１に対する吸着ピーク積分値Ｓのグラフを示す。このグラフによれば、各グラフは、非吸着時間ａ１が２０ｍ秒付近でピークとなり、その後、なだらかに低下して一定の値に収束する傾向にある。また、劣化していないガスセンサＰと劣化したガスセンサＱとでは、測定に用いた非吸着時間ａ１の値の範囲全体にわたり、それぞれの吸着ピーク積分値Ｓが一致しない（即ち、差異がある）が、検出対象ガスの濃度毎に、これらの差異が無くなり、又は、差異が小さくなる、特定の非吸着時間ａ１が存在している。
【００３１】
このことから、非吸着時間ａ１を、吸着燃焼式ガスセンサの劣化度合及び検出対象ガスの濃度に応じて適切な値とすることで、劣化していないガスセンサＰと劣化したガスセンサＱとの出力の差異（差分）を小さくして、ガスセンサＱの吸着ピーク積分値Ｓを、ガスセンサＰの吸着ピーク積分値Ｓとほぼ同一にでき（例えば、濃度０．１ｐｐｍで１４０ｍ秒（矢印Ａ）、濃度１ｐｐｍで２０ｍ秒（矢印Ｂ））、又は、ガスセンサＱの吸着ピーク積分値Ｓを、ガスセンサＰの吸着ピーク積分値Ｓに近づけることができる（例えば、濃度１０ｐｐｍで２０ｍ秒（矢印Ｃ））。この理由について、以下に説明する。
【００３２】
図１４（ａ）は、劣化していないガスセンサＰにおいて、非吸着時間ａ１を比較的長いａ１TLとしたときの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びにガスセンサＰの出力を模式的に示した図であり、図１４（ｂ）は、劣化したガスセンサＱにおいて、非吸着時間ａ１をａ１TLとしたときの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びにガスセンサＱの出力を模式的に示した図である。また、図１５（ａ）は、劣化していないガスセンサＰにおいて、非吸着時間ａ１を比較的短いａ１TSとしたときの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びにガスセンサＰの出力を模式的に示した図であり、図１５（ｂ）は、劣化したガスセンサＱにおいて、非吸着時間ａ１をａ１TSとしたときの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びにガスセンサＱの出力を模式的に示した図である。吸着燃焼式ガスセンサの出力を決定する白金コイルの抵抗値は温度に応じて変化するので、これら温度変化波形は、接触燃焼式ガスセンサの感応素子及び補償素子の出力の変化とみなすことができる。なお、図１４、図１５では、検出対象ガスの濃度がゼロであり、補償素子の熱容量が、感応素子の熱容量より大きい場合について示している。
【００３３】
吸着燃焼式ガスセンサの感応素子は、非吸着時間ａ１を長くしたとき（ａ１＝ａ１TL）、被毒量にかかわらず、吸着燃焼時間Ｂ１において高温にされた感応素子の温度が、該非吸着時間ａ１内で、高温から低温に下がりきることができる（図１４（ａ）、（ｂ））。
【００３４】
その一方で、吸着燃焼式ガスセンサの感応素子は、非吸着時間ａ１を短くしたとき（ａ１＝ａ１TS）、被毒量が少なければ熱容量が小さいので、吸着燃焼時間Ｂ１において高温にされた感応素子の温度が、該非吸着時間ａ１内で高温から低温に下がりきることができる（図１５（ａ））が、被毒量が多いと熱容量が大きくなるので、吸着燃焼時間Ｂ１において高温にされた感応素子の温度が、該非吸着時間ａ１内で高温から低温まで下がりきることができず、そのため、続く接触燃焼時間Ａ１において、低温より高い温度から加熱が始まって、より早く高温に到達してしまい、これにより、接触燃焼積分値Ｓａ（Ｑ）TSが、非吸着時間ａ１を長くしたとき（接触燃焼積分値Ｓａ（Ｑ）TL）に比べて変化する（図１５（ｂ））。つまり、非吸着時間ａ１を変化させると、被毒量に応じて接触燃焼積分値Ｓａが変化する。
【００３５】
各ガスセンサの吸着ピーク積分値Ｓは、吸着燃焼積分値Ｓｂから接触燃焼積分値Ｓａを差し引くことにより算出されるものであるが、上記より、図１３のグラフにおいて、ガスセンサＱの吸着ピーク積分値ＳがガスセンサＰの吸着ピーク積分値Ｓと同一となる非吸着時間ａ１では、ガスセンサＱの吸着燃焼積分値Ｓｂ及び接触燃焼積分値Ｓａに含まれる、劣化による出力の経時変化分が、非吸着時間ａ１に応じた接触燃焼積分値Ｓａの変化分によって相殺されていると考えられる。
【００３６】
また、同様に、ガスセンサＱの吸着ピーク積分値ＳがガスセンサＰの吸着ピーク積分値Ｓに最も近づく（差分が最も小さくなる）非吸着時間ａ１では、ガスセンサＱの吸着燃焼積分値Ｓｂ及び接触燃焼積分値Ｓａに含まれる、劣化による出力の経時変化分の一部が、非吸着時間ａ１に応じた接触燃焼積分値Ｓａの変化分によって相殺されていると考えられる。
【００３７】
なお、上記は吸着燃焼式ガスセンサについて説明したものであるが、主に低温駆動時間に対する接触燃焼出力に係るものであるので、非吸着動作の接触燃焼式ガスセンサについても上記と同様である。また、感応素子のみからなる接触燃焼式ガスセンサについても上記と同様である。また、上記はトルエンを用いて検証を行ったものであるが、他のガス種についても原理的には上記と同様である。
【００３８】
以上より、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合及び検出対象ガスの濃度に応じて、劣化による出力の経時変化分を相殺するように、即ち、非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなるように、低温駆動時間を適切な値に調節して積極的に接触燃焼出力を変化させることにより、劣化した接触燃焼式ガスセンサの出力を、劣化していない状態と同一にし、又は、劣化していない状態に近づけることができる。
【００３９】
次に、本発明に係るガス検出装置の一実施形態としてのガス濃度検出装置を、図２〜図７を参照して説明する。
【００４０】
ガス濃度検出装置１は、図２に示すように、ブリッジ回路２と、電圧供給源５と、計装アンプ６と、Ａ／Ｄコンバータ７と、マイクロコンピュータ６０と、図示しない気体収容室と、図示しない表示装置と、を備えている。
【００４１】
ブリッジ回路２は、第１固定抵抗器１３と、第２固定抵抗器１４と、吸着燃焼式ガスセンサとしてのガスセンサユニット１５と、を備えている。このガスセンサユニット１５は、感応素子１１と補償素子１２とを備えている。そして、第２固定抵抗器１４と感応素子１１とを互いに直列接続することでセンサ回路部１０を構成し、第１固定抵抗器１３と補償素子１２とを互いに直列接続することでレファレンス回路部２０を構成している。また、センサ回路部１０とレファレンス回路部２０とを互いに並列接続することでブリッジ回路２を構成している。ブリッジ回路２における第１固定抵抗器１３と第２固定抵抗器１４とを接続する信号線は、電圧供給源５に接続されている。ブリッジ回路２における感応素子１１と補償素子１２とを接続する信号線は接地点（ＧＮＤ）に接続されている。
【００４２】
ガスセンサユニット１５は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、所定厚さ（例えば、４００μｍ程度）のシリコン（Ｓｉ）ウェハ４１上に、所定厚さ（例えば、６００ｎｍ程度）の酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜４８ｃ、所定厚さ（例えば、２５０ｎｍ程度）の窒化シリコン（ＳｉＮ）膜４８ｂ、および所定厚さ（例えば、３０ｎｍ程度）の酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）膜４８ａの絶縁薄膜が順次成膜され、多層絶縁膜が形成されている。
【００４３】
この多層絶縁膜上に、感応素子１１として、所定厚さ（例えば、２５０ｎｍ程度）の第１のヒータとしての白金（Ｐｔ）ヒータ４２（即ち、白金コイル）が形成されていると共に、この白金ヒータ４２と熱的に接触するとともに、触媒物質として、例えば、検出対象ガスを吸着及び燃焼させるパラジウム（Ｐｄ）などの白金族を担持した酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなる触媒層４３が所定厚さ（例えば、１〜４０μｍ程度）で形成されている。
【００４４】
また、多層絶縁膜上には、補償素子１２として、所定厚さ（例えば、２５０ｎｍ程度）の第２のヒータとしての白金（Ｐｔ）ヒータ４４（即ち、白金コイル）と、この白金ヒータ４４と熱的に接触する酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）のみからなる非触媒層４５が所定厚さ（例えば、１〜４０μｍ程度）で形成されている。
【００４５】
また、図３（Ｃ）に示すように、シリコンウェハ４１を異方性エッチングして、感応素子１１及び補償素子１２に対応する位置に凹部４６、４７を形成し、それにより、上述の各絶縁薄膜による薄膜ダイヤフラムＤｓおよびＤｒが形成されている。
【００４６】
感応素子１１及び補償素子１２は、検出対象ガスを含まない雰囲気中において、後述する電圧供給源５によって低温駆動電圧及び高温駆動電圧が供給されたのちにそれらの温度変化が収束した定常状態では、感応素子１１の白金ヒータ４２と補償素子１２の白金ヒータ４４とが同一の抵抗値となるように形成されている。
【００４７】
また、感応素子１１は触媒層４３を備えているとともに、補償素子１２は非触媒層４５を備えている（即ち、触媒を備えていない）ので、電圧供給源５によってブリッジ回路２（センサ回路部１０及びレファレンス回路部２０）に所定の低温駆動電圧が供給されると、感応素子１１では検出対象ガスが触媒層４３に吸着され、その一方で、補償素子１２では検出対象ガスが非触媒層４５に吸着されず、そして、電圧供給源５によってブリッジ回路２に所定の高温駆動電圧が供給されると、感応素子１１では触媒により検出対象ガスが燃焼し、その一方で、補償素子１２では検出対象ガスが燃焼しない。即ち、感応素子１１は検出対象ガスと感応し、補償素子１２は検出対象ガスと感応しない。
【００４８】
このため、感応素子１１及び補償素子１２は、検出対象ガスを含む雰囲気中において、電圧供給源５によって低温駆動電圧が供給されたのちに高温駆動電圧が供給されると、感応素子１１に吸着した検出対象ガスが爆発的に燃焼する。すると、この燃焼エネルギーにより感応素子１１の温度が補償素子１２の温度より高くなり、感応素子１１と補償素子１２とのそれぞれに検出対象ガスの濃度に応じた温度差が生じて、この温度差によって感応素子１１の白金ヒータ４２と補償素子１２の白金ヒータ４４との抵抗値に差が生じる。そして、この抵抗値の差が、第２固定抵抗器１４及び感応素子１１間（即ち、センサ回路部１０の中点）と第１固定抵抗器１３及び補償素子１２間（即ち、レファレンス回路部２０の中点）との間、つまり、ブリッジ回路２における一対の中点間に、電位差として現れる。この一対の中点間の電位差を「中点電位差Ｖｃ」といい、この中点電位差Ｖｃに基づいてガス濃度が検出される。この中点電位差Ｖｃが、ガスセンサユニット１５の出力となる。
【００４９】
ガスセンサユニット１５は、図示しない気体収容室内に設置されている。この気体収容室には、検出対象ガスの濃度が既知の雰囲気（基準濃度ガス）、又は、検出対象ガスの濃度を検出する雰囲気（被検ガス）が、後述するマイクロコンピュータ６０の制御によって充填される。
【００５０】
第１固定抵抗器１３及び第２固定抵抗器１４は、予め定められた固定値の電気抵抗を生じる周知の電子部品である。第１固定抵抗器１３及び第２固定抵抗器１４は、複数の固定抵抗器を直列、並列、または、直列及び並列に組み合わせて構成してもよく、或いは、ガス濃度測定時に抵抗値を固定して用いるものであれば、例えば、平衡調整のためなどに抵抗値を変更できる、可変抵抗器であってもよい。第１固定抵抗器１３及び第２固定抵抗器１４は、検出対象ガスを含まない雰囲気中において、これら第１固定抵抗器１３、第２固定抵抗器１４及びガスセンサユニット１５で構成されたブリッジ回路２に電圧供給源５によって高温駆動電圧が供給されたときに、感応素子１１の温度及び補償素子１２の温度の変化が収束した定常状態で平衡となるように、即ち、一対の中点間に生じる中点電位差Ｖｃが０となるように、それぞれの抵抗値が定められている。本実施形態においては、第１固定抵抗器１３の抵抗値が２００Ω、第２固定抵抗器１４の抵抗値が２００Ωに設定されている。
【００５１】
感応素子１１の抵抗値をＲｓ、補償素子１２の抵抗値をＲｒ、第１固定抵抗器１３の抵抗値をＲ１、第２固定抵抗器１４の抵抗値をＲ２、ブリッジ回路２への供給電圧をＶｂｒｇ、とすると、上記中点電位差Ｖｃは、以下の式で表される。
【００５２】
Ｖｃ＝（（Ｒｓ／（Ｒ２＋Ｒｓ））−（Ｒｒ／（Ｒ１＋Ｒｒ）））×Ｖｂｒｇ
【００５３】
電圧供給源５は、ブリッジ回路２に所定の電圧を供給する電圧供給回路である。電圧供給源５は、後述するＭＰＵ６０に接続されるとともに、該ＭＰＵ６０からの電圧制御信号に応じて、感応素子１１の温度が検出対象ガスを吸着する低温（例えば、２００度）となる低温駆動電圧、及び、感応素子１１の温度が感応素子１１に吸着した検出対象ガスを燃焼させる高温（例えば、４００度）となる高温駆動電圧、などのパルス状の供給電圧Ｖｂｒｇをブリッジ回路２に供給する。即ち、低温駆動制御として上記低温駆動電圧を供給し、高温駆動制御として上記高温駆動電圧を供給する。また、本実施形態では、電圧供給源によって電圧を供給して、接触燃焼式ガスセンサとしてのガスセンサユニット１５を駆動するものであるが、これに限らず、例えば、電流源などによって感応素子の温度が低温又は高温になるような電流を通電して、ガスセンサユニット１５を駆動するものであってもよい。
【００５４】
計装アンプ６は、差動入力・シングルエンド出力の平衡入力アンプであり、同相信号除去比（ＣＭＲＲ）を大きくとれるという特徴を有する周知の増幅器である。計装アンプ６は、それぞれ高インピーダンスの一対の差動入力端子に入力された信号の電位差を、所定の増幅率で増幅して出力する。計装アンプ６の差動入力端子の一方（Ｖ＋）には、センサ回路部１０の第２固定抵抗器１４及び感応素子１１間（中点）の信号線が接続されており、他方（Ｖ−）には、レファレンス回路部２０の第１固定抵抗器１３及び補償素子１２間（中点）の信号線が接続されている。つまり、計装アンプ６は、センサ回路部１０の中点の電位（以下、「第１電圧Ｖ１」という）と、レファレンス回路部２０の中点の電位（以下、「第２電圧Ｖ２」という）と、が入力されて、これら第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の電位差（即ち、中点電位差Ｖｃ）を、所定の増幅率で増幅して出力端子から出力する。
【００５５】
Ａ／Ｄコンバータ７は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する周知のアナログ−デジタル変換器である。Ａ／Ｄコンバータ７の入力部には、計装アンプ６において増幅された中点電位差Ｖｃが入力される。また、Ａ／Ｄコンバータ７の出力部は、ＭＰＵ６０に接続されており、デジタル信号に変換された中点電位差ＶｃがＭＰＵ６０に向けて出力される。
【００５６】
マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）６０は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）６１、ＣＰＵ６１のためのプログラムや各種パラメータを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ６２、各種データを格納するとともにＣＰＵ６１の処理作業に必要な領域を有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ６３、及び、電力供給が断たれた場合でも、格納された各種データの保持が可能であり、ＣＰＵ６１の処理作業に必要な各種格納エリアを有するＥＥＰＲＯＭ６４等を備えている。
【００５７】
ＲＯＭ６２には、ＣＰＵ６１を、接触燃焼駆動制御手段、接触燃焼出力測定手段、ガス検出手段、劣化度合検出手段、濃度予備検出手段、低温駆動時間設定手段、補正情報取得手段、出力補正手段等の各種手段として機能させるプログラムが予め記憶されている。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に格納された各種プログラムを実行することにより、これら手段等として機能する。
【００５８】
ＲＡＭ６３には、吸着燃焼積分値Ｓｂ、接触燃焼積分値Ｓａ、吸着ピーク積分値Ｓ、非吸着時間ａ１ｍ、などを格納する領域が設けられている。ＥＥＰＲＯＭ６４には、吸着時間ｂ１、吸着燃焼時間Ｂ１、非吸着時間ａ１ｐ、接触燃焼時間Ａ１（Ａ１＝Ｂ１）、低温駆動時間関係情報Ｊ１、補正情報関係情報Ｊ２、濃度情報Ｊ３、基準吸着ピーク積分値Ｓｓ、センサ感度Ｋ、劣化度合Ｗ、サンプリング間隔時間、低温駆動電圧値、高温駆動電圧値など、が予め記憶されている。ＥＥＰＲＯＭ６４に記憶された上記各種データは、検出対象ガスの種類などに応じて適宜書き換えられる。なお、ＥＥＰＲＯＭ６４は、請求項中の低温駆動時間記憶手段、補正情報記憶手段に相当する。
【００５９】
ＥＥＰＲＯＭ６４に記憶される低温駆動時間関係情報Ｊ１の一例を図４に示す。低温駆動時間関係情報Ｊ１は、ガスセンサユニット１５のセンサ感度Ｋに応じて区分された劣化度合Ｗ毎に、予備検出濃度Ｄｐに対する非吸着時間ａ１ｍが設定されている。この非吸着時間ａ１ｍは、当該劣化度合Ｗ及び予備検出濃度Ｄｐにおいて、ガスセンサユニット１５の非劣化時の吸着ピーク積分値Ｓと劣化時（劣化度合Ｗ）の吸着ピーク積分値Ｓとの差分が最も小さくなる非吸着時間である。また、補正情報関係情報Ｊ２（図示なし）は、例えば、低温駆動時間関係情報Ｊ１において、非吸着時間ａ１ｍに代えて、ガスセンサユニット１５の非劣化時の吸着ピーク積分値Ｓと劣化時（劣化度合Ｗ）の吸着ピーク積分値Ｓとの差分が最も小さくなる非吸着時間における当該差分を補正する補正係数（請求項中の出力補正量に関する補正情報に相当）が設定されている。この補正係数は、測定に基づいて算出された吸着ピーク積分値Ｓに乗ぜられることにより、吸着ピーク積分値Ｓを補正する。特に、非吸着時間ａ１ｍを適切な値にすることにより、劣化時の吸着ピーク積分値Ｓが非劣化時の吸着ピーク積分値Ｓと同一になるような場合（例えば、図１３で劣化時のグラフと非劣化時のグラフが重なる非吸着時間など）には、補正係数として１が設定される。また、補正情報関係情報Ｊ２には、このような補正係数に代えて、測定に基づいて算出された吸着ピーク積分値Ｓに加算される補正情報としての出力補正量などが設定されていてもよい。このような低温駆動時間関係情報Ｊ１及び補正情報関係情報Ｊ２は、例えば、ガスセンサユニット１５の劣化度合、検出対象ガスの濃度、非吸着時間、及び、吸着ピーク積分値の関係について予め測定を行った結果などに基づいて設定される。
【００６０】
ＭＰＵ６０は、図示しない入出力ポートや各種インタフェース機能を備えた外部接続部をさらに備えている。ＭＰＵ６０は、この外部接続部を介して、Ａ／Ｄコンバータ７及び電圧供給源５と接続されている。ＭＰＵ６０は、Ａ／Ｄコンバータ７からデジタル信号に変換された中点電位差Ｖｃを受信して、この中点電位差Ｖｃに基づいて、ガス濃度を検出する。ＭＰＵ６０は、処理に応じて、例えば、所定の低温駆動時間（吸着時間ｂ１、非吸着時間ａ１ｐ、非吸着時間ａ１ｍ）にわたって低温駆動電圧を供給（即ち、低温駆動制御）した後、所定の高温駆動時間（吸着燃焼時間Ｂ１、接触燃焼時間Ａ１）にわたって高温駆動電圧を供給（即ち、高温駆動制御）するように、電圧供給源５に向けて電圧制御信号を送信する。
【００６１】
また、ＭＰＵ６０は、この外部接続部を介して、図示しない表示装置に接続されており、例えば、検出した検出対象ガスの濃度に関する情報を含む表示制御信号を、該表示装置に向けて送信する。また、ＭＰＵ６０は、この外部接続部を介して、ガスセンサユニット１５の故障情報を含む表示制御信号を、該表示装置に向けて送信する。そして、表示装置は、この表示制御信号に応じた情報、即ち、検出対象ガスの濃度、又は、ガスセンサユニット１５の故障通知メッセージ、などを表示する。また、ＭＰＵ６０は、この外部接続部を介して、ポンプなどを備えた気体収容室に接続されており、処理に応じて各種気体を該気体収容室に充填する。
【００６２】
次に、上述したＣＰＵ６１が実行する本発明に係る処理（劣化度合検出処理）の一例を、図５に示すフローチャートを参照して、以下に説明する。
【００６３】
ガス濃度検出装置１に電源が投入され、使用者などにより劣化度合検出処理を選択する操作が入力されると、ＣＰＵ６１は、その処理をステップＳ１１０に進め、気体収容室内に濃度既知の基準濃度ガスを充填し、並行して、ＲＡＭ６３上に設けられた各種変数を初期化する（吸着燃焼積分値Ｓｂ＝０、接触燃焼積分値Ｓａ＝０）。そして、ステップＳ１２０に進む。
【００６４】
ステップＳ１２０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された吸着時間ｂ１（例えば、６０秒）が経過するまで待つ。そして、吸着時間ｂ１が経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された吸着燃焼時間Ｂ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に計装アンプ６で増幅されるとともにＡ／Ｄコンバータ７でデジタル信号に変換された中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた吸着燃焼積分値Ｓｂに積算する。そして、燃焼時間Ｂ１が経過した後、ステップＳ１３０に進む。
【００６５】
ステップＳ１３０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された非吸着時間ａ１ｐ（例えば、１００ｍ秒）が経過するまで待つ。そして、非吸着時間ａ１ｐが経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された接触燃焼時間Ａ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に上記中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた接触燃焼積分値Ｓａに積算する。そして、接触燃焼時間Ａ１が経過した後、ステップＳ１４０に進む。
【００６６】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０で測定した吸着燃焼積分値Ｓｂから、ステップＳ１３０で測定した接触燃焼積分値Ｓａを差し引いて、吸着ピーク積分値Ｓを算出する。そして、ステップＳ１５０に進む。
【００６７】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で算出した吸着ピーク積分値Ｓを、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め格納された、未使用（即ち、非劣化時）のガスセンサユニット１５を用いて測定した、基準吸着ピーク積分値Ｓｓで除した値をセンサ感度Ｋとして算出する。そして、センサ感度Ｋの値に対応する劣化度合Ｗ（０〜１０）を取得して、ＥＥＰＲＯＭ６４に設けられたセンサ感度Ｋ及び劣化度合Ｗに格納する。そして、本フローチャートを終了する。なお、本ステップにおいて、センサ感度Ｋが、所定の劣化基準値（例えば、０．７）以下のときは、ガスセンサユニット１５が劣化により使用不可能となったものとして、ガスセンサユニット１５の故障を通知する処理（故障情報を含む表示制御信号を、表示装置に向けて送信する）などを行ってもよい。
【００６８】
次に、上述したＣＰＵ６１が実行する本発明に係る処理（ガス濃度検出処理）の一例を、図６に示すフローチャートを参照して、以下に説明する。
【００６９】
ガス濃度検出装置１に電源が投入され、使用者によりガス濃度検出処理を選択する操作が入力されると、ＣＰＵ６１は、その処理をステップＴ１１０に進め、気体収容室内に検出対象ガスの濃度を検出する雰囲気（被検ガス）を充填し、並行して、ＲＡＭ６３上に設けられた各種変数を初期化する（吸着燃焼積分値Ｓｂ＝０、接触燃焼積分値Ｓａ＝０）。そして、ステップＴ１２０に進む。
【００７０】
ステップＴ１２０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された吸着時間ｂ１（例えば、６０秒）が経過するまで待つ。そして、吸着時間ｂ１が経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された吸着燃焼時間Ｂ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に計装アンプ６で増幅されるとともにＡ／Ｄコンバータ７でデジタル信号に変換された中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた吸着燃焼積分値Ｓｂに積算する。そして、燃焼時間Ｂ１が経過した後、ステップＴ１３０に進む。
【００７１】
ステップＴ１３０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された非吸着時間ａ１ｐ（例えば、１００ｍ秒）が経過するまで待つ。そして、非吸着時間ａ１ｐが経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された接触燃焼時間Ａ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に上記中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた接触燃焼積分値Ｓａに積算する。そして、接触燃焼時間Ａ１が経過した後、ステップＴ１４０に進む。
【００７２】
ステップＴ１４０では、ステップＴ１２０で測定した吸着燃焼積分値Ｓｂから、ステップＴ１３０で測定した接触燃焼積分値Ｓａを差し引いて、吸着ピーク積分値Ｓを算出する。そして、ステップＴ１５０に進む。
【００７３】
ステップＴ１５０では、ステップＴ１４０で算出した吸着ピーク積分値Ｓを、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定されたセンサ感度Ｋで除して該吸着ピーク積分値Ｓを補正し、この補正した吸着ピーク積分値Ｓを、ＥＥＰＲＯＭ６４上に予め格納された、予備測定やシミュレーションなどによって取得された吸着ピーク積分値Ｓとガス濃度の関係についての変換テーブルである濃度情報Ｊ３に当てはめて、被検ガス中の検出対象ガスのガス濃度Ｄｐを予備的に検出する。そして、ステップＴ１６０に進む。
【００７４】
ステップＴ１６０では、劣化度合検出処理においてＥＥＰＲＯＭ６４に予め格納された劣化度合Ｗ及びステップＴ１５０で予備的に検出されたガス濃度Ｄｐを、ＥＥＰＲＯＭ６４上に予め格納された低温駆動時間関係情報Ｊ１に当てはめて、ガス濃度の本検出で用いられる非吸着時間ａ１ｍ（即ち、低温駆動時間）を取得し、ＲＡＭ６３に格納する。そして、ステップＴ１７０に進む。
【００７５】
ステップＴ１７０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ステップＴ１６０でＲＡＭ６３に格納された非吸着時間ａ１ｍが経過するまで待つ。そして、非吸着時間ａ１ｍが経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された接触燃焼時間Ａ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に上記中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた接触燃焼積分値Ｓａに積算する。そして、接触燃焼時間Ａ１が経過した後、ステップＴ１８０に進む。
【００７６】
ステップＴ１８０では、ステップＴ１２０で測定した吸着燃焼積分値Ｓｂから、ステップＴ１７０で測定した接触燃焼積分値Ｓａを差し引いて、吸着ピーク積分値Ｓを算出する。そして、ステップＴ１９０に進む。
【００７７】
ステップＴ１９０では、劣化度合検出処理においてＥＥＰＲＯＭ６４に予め格納された劣化度合Ｗ及びステップＴ１５０で予備的に検出されたガス濃度Ｄｐを、ＥＥＰＲＯＭ６４上に予め格納された補正情報関係情報Ｊ２に当てはめて、吸着ピーク積分値Ｓを補正するための補正係数を取得する。そして、ステップＴ２００に進む。
【００７８】
ステップＴ２００では、ステップＴ１９０で取得した補正係数を、ステップＴ１４０で算出した吸着ピーク積分値Ｓに乗じて、該吸着ピーク積分値Ｓを補正する。そして、ステップＴ２１０に進む。
【００７９】
ステップＴ２１０では、ステップＴ２００で補正した吸着ピーク積分値Ｓを、ＥＥＰＲＯＭ６４上に予め格納された濃度情報Ｊ３に当てはめて、被検ガス中の検出対象ガスのガス濃度Ｄを検出する（本検出）。そして、ステップＴ２２０に進む。
【００８０】
ステップＴ２２０では、ステップＴ２１０で検出したガス濃度Ｄについての情報を含む表示制御信号を生成して、表示装置に対して送信する。そして、本フローチャートの処理を終了する。
【００８１】
上述したステップＳ１５０が、請求項中の劣化度合検出手段に相当し、ステップＴ１７０が、請求項中の接触燃焼駆動制御手段及び接触燃焼出力測定手段に相当し、ステップＴ２１０が、請求項中のガス検出手段に相当し、ステップＴ１５０が、請求項中の濃度予備検出手段に相当し、ステップＴ１６０が、請求項中の低温駆動時間設定手段に相当し、ステップＴ１９０が、請求項中の補正情報取得手段に相当し、ステップＴ２００が、請求項中の出力補正手段に相当し、ステップＴ１２０が、請求項中の吸着燃焼駆動制御手段及び吸着燃焼出力測定手段に相当する。
【００８２】
次に、上述したガス濃度検出装置１における本発明に係る動作（作用）について説明する。
【００８３】
ガス濃度検出装置１は、ガスセンサユニット１５の劣化度合を検出するために、濃度既知の基準濃度ガスを気体収容室に充填したのち（Ｓ１１０）、吸着燃焼出力（吸着燃焼積分値Ｓｂ）及び接触燃焼出力（接触燃焼積分値Ｓａ）を測定する（Ｓ１２０、Ｓ１３０）。この接触燃焼出力の測定は非吸着時間ａ１ｐを用いて行う。そして、これら出力からガス検出値（吸着ピーク積分値Ｓ）を算出し（Ｓ１４０）、この算出したガス検出値と、ガスセンサユニット１５が非劣化時に測定した基準値（基準吸着ピーク積分値Ｓｓ）と、からガスセンサユニット１５のセンサ感度Ｋと劣化度合Ｗとを求める（Ｓ１５０）。この劣化度合の検出動作は、例えば、ガス濃度検出を所定回数行う毎に又は所定期間毎に、定期的に行う。
【００８４】
次に、ガス濃度検出装置１は、被検ガスに含まれる検出対象ガスの濃度を検出するために、該被検ガスを気体収容室に充填したのち（Ｔ１１０）、吸着燃焼出力（吸着燃焼積分値Ｓｂ）及び接触燃焼出力（接触燃焼積分値Ｓａ）を測定する（Ｔ１２０、Ｔ１３０）。この接触燃焼出力の測定は、上記劣化度合検出時と同じ非吸着時間ａ１ｐを用いて行う。そして、これら出力からガス検出値（吸着ピーク積分値Ｓ）を算出し（Ｔ１４０）、このガス検出値をセンサ感度Ｋで補正した値を用いて、ガス濃度Ｄｐを予備的に検出する（Ｔ１５０）。
【００８５】
そして、予め検出した劣化度合Ｗ及び予備的に検出したガス濃度Ｄｐを、低温駆動時間関係情報Ｊ１に当てはめて、接触燃焼出力の測定で用いる非吸着時間ａ１ｍを取得する（Ｔ１６０）。そして、この非吸着時間ａ１ｍを用いて接触燃焼出力（接触燃焼積分値Ｓａ）を再度測定し（Ｔ１７０）、この接触燃焼出力と上記吸着燃焼出力とからガス検出値（吸着ピーク積分値Ｓ）を再度算出する（Ｔ１８０）。
【００８６】
そして、予め検出した劣化度合Ｗ及び予備的に検出したガス濃度Ｄｐを、補正情報関係情報Ｊ２に当てはめて、ガス検出値を補正する補正係数を取得して（Ｔ１９０）、該補正係数を用いてガス検出値を補正する（Ｔ２００）。そして、補正したガス検出値からガス濃度Ｄを検出して（Ｔ２１０）、表示装置に、被検ガスに含まれる検出対象ガスの濃度を出力する（Ｔ２２０）。図７に、上記ガス濃度検出処理でのガスセンサユニット１５の駆動制御のイメージを示す。
【００８７】
以上より、本実施形態によれば、ガスセンサユニット１５において、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。また、検出対象ガスの劣化度合Ｗを検出するとともに、検出対象ガスの濃度Ｄｐを予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合Ｗと、予備的に検出した濃度Ｄｐと、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ、検出対象ガスの濃度Ｄｐ、及び、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍ、の関係を示す低温駆動時間関係情報Ｊ１と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる非吸着時間ａ１ｍ（低温駆動時間）を設定する。このガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分は、ガスセンサユニット１５の劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、非吸着時間、によって変化する。
【００８８】
また、検出したガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗと、予備的に検出した検出対象ガスの濃度Ｄｐと、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ、検出対象ガスの濃度Ｄｐ、及び、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍにおけるガスセンサユニット１５の出力を補正する補正係数（補正情報）、の関係を示す補正情報関係情報Ｊ２と、に基づいて、検出した前記劣化度合Ｗ及び予備的に検出した前記濃度Ｄｐに応じた上記補正係数を取得して、この取得した補正係数に基づいて、ガスセンサユニット１５の出力を補正する。この補正係数は、劣化度合Ｗ及び濃度Ｄｐとの関係で、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなるときのものであり、つまり、この補正係数は、当該劣化度合及び濃度において、ガスセンサユニット１５の出力の補正量が最も少なくなるときのものである。
【００８９】
また、低温駆動時間の長さを、ガスセンサユニット１５の感応素子１１に前記検出対象ガスが吸着しない長さにして、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を測定する。
【００９０】
また、ガスセンサユニット１５において、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力とともに、検出対象ガスを吸着燃焼させたときの出力である吸着燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。
【００９１】
以上より、本発明によれば、検出対象ガスの劣化度合Ｗを検出するとともに、検出対象ガスの濃度Ｄｐを予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合Ｗと、予備的に検出した濃度Ｄｐと、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ、検出対象ガスの濃度Ｄｐ、及び、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍ、の関係を示す低温駆動時間関係情報Ｊ１と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる非吸着時間ａ１ｍを設定するので、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分は、ガスセンサユニット１５の劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、低温駆動時間、によって変化するものであり、そのため、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ及び検出対象ガスの濃度Ｄｐを予め検出して、これら劣化度合Ｗ及び濃度Ｄｐにおいて、該ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍを設定することにより、算出されるガス検出値を非劣化時のガス検出値と同一にし、又は、非劣化時のガス検出値に近づけることができる。したがって、ガス濃度の本検出において、劣化度合Ｗが進むにしたがい値が大きくなる補正係数を用いることがなくなり、ガスセンサユニット１５の劣化が進んだ場合においても、ガス濃度検出の精度の悪化を防止できる。
【００９２】
また、検出したガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗと、予備的に検出した検出対象ガスの濃度Ｄｐと、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ、検出対象ガスの濃度Ｄｐ、及び、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍにおけるガスセンサユニット１５の出力を補正する補正係数、の関係を示す補正情報関係情報Ｊ２と、に基づいて、前記劣化度合Ｗ及び前記濃度Ｄｐに応じた上記補正係数を取得して、この取得した補正係数に基づいて、ガスセンサユニット１５の出力（即ち、吸着ピーク積分値Ｓ）を補正するので、劣化度合Ｗが進むにしたがい値が大きくなる補正係数を用いることなく、予め検出したガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ及び検出対象ガスの濃度Ｄｐにおいて、該ガスセンサユニット１５の出力補正量が最も少なくなる補正係数に基づいて出力を補正でき、そのため、ガス検出の精度を向上させることができる。
【００９３】
また、接触燃焼出力の測定に用いられる低温駆動時間の長さを、感応素子１１に前記検出対象ガスが吸着しない長さにして、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を測定するので、吸着性を有する検出対象ガスを検出する吸着燃焼式ガスセンサを用いた場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できる。
【００９４】
また、ガスセンサユニット１５において、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力とともに、検出対象ガスを吸着燃焼させたときの出力である吸着燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知するので、吸着燃焼出力と接触燃焼出力とを用いることにより、検出対象ガスの特徴をより顕著に示す、吸着燃焼におけるピーク波形に係る出力（吸着ピーク出力）を取り出せるともに、環境温度、環境湿度、などの環境条件の影響を排除でき、そのため、ガス検出の精度を向上させることができる。
【００９５】
本実施形態においては、予め検出した劣化度合Ｗ及び予備的に検出したガス濃度Ｄｐを、補正情報関係情報Ｊ２に当てはめて、ガス検出値を補正する補正係数を取得し、該補正係数を用いてガス検出値を補正するものであったが、例えば、図１３の０．１ｐｐｍのグラフ、及び、１ｐｐｍのグラフのように、適切な非吸着時間を設定することにより非劣化時と劣化時とで値が略同一になる場合（図１３の矢印Ａ、Ｂ）などには、補正係数による補正処理を省略してもよい。
【００９６】
また、本実施形態においては、濃度既知の基準濃度ガスを用いて、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗを検出するものであったが、これに限らず、例えば、特許文献２に示されるように、ガス濃度を検出する途中に計測したエアベース濃度を、予め設定された各関係情報に当てはめることによりセンサ感度を求め、該センサ感度から劣化度合を求める方法など、他の方法を用いて、劣化度合Ｗを検出するものであってもよい。
【００９７】
また、本実施形態においては、検出対象ガスを吸着燃焼させて測定した吸着燃焼出力と、劣化度合検出時の非吸着時間ａ１ｐを用いて、検出対象ガスを接触燃焼させて測定した接触燃焼出力と、を用いて、ガス検出値を算出し、該ガス検出値に基づいて、検出対象ガスのガス濃度Ｄｐを予備的に検出するものであったが、これに限らず、例えば、接触燃焼式ガスセンサ以外の方式のガスセンサを用いて、検出対象ガスのガス濃度Ｄｐを予備的に検出するなど、検出対象ガスの濃度が検出できれば、予備的に行う濃度検出の方法は任意である。
【００９８】
また、本実施形態においては、低温駆動時間関係情報Ｊ１及び補正情報関係情報Ｊ２がＥＥＰＲＯＭ６４に記憶されているものであったが、これに限らず、例えば、ＲＯＭ６２や、外部記憶装置（外付ハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ等）に記憶されるなど、本発明の目的に反しない限り、これら情報を記憶する記憶手段は任意である。
【００９９】
また、本実施形態では、吸着燃焼式ガスセンサとしてのガスセンサユニット１５を備えるものであったが、これに限らず、非吸着燃焼を行う接触燃焼式ガスセンサを備えるものであってもよい。
【０１００】
また、本実施形態は検出対象ガスの濃度を検出するものであったが、これに限らず、本発明は、成分不明の被検ガスに含まれるガスの種別を検出するガス種別検出装置など、他の種類のガス検出装置に適用してもよい。
【０１０１】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ ガス濃度検出装置（ガス検出装置）
２ ブリッジ回路
５ 電圧供給源
６ 計装アンプ
１１ 感応素子
１２ 補償素子
１５ ガスセンサユニット（接触燃焼式ガスセンサ、吸着燃焼式ガスセンサ）
６０ ＭＰＵ
６１ ＣＰＵ（接触燃焼駆動制御手段、接触燃焼出力測定手段、ガス検出手段、劣化度合検出手段、濃度予備検出手段、低温駆動時間設定手段、補正情報取得手段、出力補正手段、吸着燃焼駆動制御手段、吸着燃焼出力測定手段）
６４ ＥＥＰＲＯＭ（低温駆動時間記憶手段、補正情報記憶手段）
ａ１ｐ、ａ１ｍ 非吸着時間（低温駆動時間）
Ａ１ 接触燃焼時間
ｂ１ 吸着時間
Ｂ１ 吸着燃焼時間
Ｊ１ 低温駆動時間関係情報
Ｊ２ 補正情報関係情報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象ガスと感応する感応素子を備えた接触燃焼式ガスセンサを有するガス検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来知られている接触燃焼式ガスセンサは、例えば、感応素子と補償素子を有し、検出対象となるガスを感応素子の触媒作用により燃焼させ、この燃焼熱を白金コイル（即ち、白金ヒータ）の抵抗値変化として捉えるように構成されている。検出対象となるガスのうちトルエンや酢酸、エタノール等のように、極性が大きく吸着力の大きなガスは、低温駆動時に、ガス分子が感応素子の触媒表面に吸着し、高温駆動時に、吸着したガスが瞬時に燃焼すると共に接触燃焼反応も同時に起こるので、センサ出力は、短時間でピークに達しその後徐々に減少するピーク波形（山形波形）を生じる。一方、メタンや水素、一酸化炭素等の無極性または極性の小さいガスは、吸着力も小さいので上記のような現象は起こらず、センサ出力は、定常値で安定するまで徐々に増加していく。
【０００３】
このように、トルエン等の特定種類のガスにおいて固有のピーク波形を呈することを利用して、接触燃焼式ガスセンサを用いてガス濃度の検出やガス種の分別などのガス検出を行うことができる。このような特定種類のガスの吸着現象を利用する接触燃焼式ガスセンサは、吸着燃焼式ガスセンサとも呼ばれている。このような接触燃焼式ガスセンサは、ガス濃度検出装置やガス種別検出装置などの種々のガス検出装置において用いられている。
【０００４】
上述した接触燃焼式ガスセンサの感応素子は、検出対象ガスの燃焼する際に、その表面にカーボンやシリコンなどの被毒物質が付着するとともに経時的に堆積して、この付着量（即ち、被毒量）に応じてその出力が変化（即ち、経時変化）することが知られている。具体的には、接触燃焼式ガスセンサは、使用期間が長くなるにしたがって、被毒量が増加し、そして、この被毒量の増加によって接触燃焼式ガスセンサにおける検出対象ガスの燃焼量が減少して、これによりセンサ感度が低下する。つまり、接触燃焼式ガスセンサは、センサ感度が徐々に低下していく（即ち、非劣化時を１として、徐々に０に向かう）ように経時変化する。そして、このような経時変化を生じた場合において、センサ出力を補正する技術が、本発明者らによって特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１において開示されたガス検出装置は、（１）接触燃焼式ガスセンサ（即ち、感応素子）を一旦高温まで加熱した後に、検出対象ガスの吸着がほとんど進行しない期間（低温駆動時間という）にわたって通電オフしてセンサ温度を低温にし、この通電オフした期間に続いて所定の期間にわたって通電オンしてセンサ温度を高温にする。（２）この通電オンした期間における接触燃焼式ガスセンサの出力を、エアベース濃度出力として取得する。（３）そして、エアベース濃度出力を取得した後に、検出対象ガスがセンサ表面上へ検出できる量になるまで吸着するのに十分な期間（吸着時間という）にわたって通電オフしてセンサ温度を低温にし、この通電オフした期間に続いて所定の期間にわたって通電オンしてセンサ温度を高温にする。（４）この通電オンした期間における接触燃焼式ガスセンサの出力を、計測濃度出力として取得する。（５）そして、計測濃度出力からエアベース濃度出力を差し引いて検出対象ガスの検知濃度出力を取得する。（６）そして、検出対象ガスの濃度がゼロガス状態と見なせる程度に低いときに取得したエアベース濃度出力を用いて、予備計測などにより予め設定されたエアベース濃度と経時量との関係、及び、経時量とセンサ感度との関係から、接触燃焼式ガスセンサのセンサ感度を取得する。（７）そして、上記（５）で取得した検出対象ガスの検知濃度出力に、取得したセンサ感度の逆数を補正係数として乗じて補正を行う。
【０００６】
このガス検出装置によれば、ガス濃度を検出する途中に計測したエアベース濃度を、予め設定された各関係情報に当てはめることによりセンサ感度の経時変化を求めて、該センサ感度に基づき接触燃焼式ガスセンサの出力を補正するので、標準ガスによる校正が不要で且つ連続してガス濃度検出することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６７８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記ガス検出装置では、検出対象ガスの検知濃度出力に、補正係数としてのセンサ感度の逆数を乗じて補正を行うものであるが、接触燃焼式ガスセンサは、被毒量の増加に伴い、センサ感度が徐々に低下していくように経時変化するので、この経時変化（即ち、劣化）が進むと、補正係数の値が大きくなり、そのため、この補正係数を乗ずることにより補正後の検知濃度出力に含まれる誤差の絶対値が大きくなり、そのため、検知濃度出力が真値から離れて、精度が悪化してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、接触燃焼式ガスセンサの劣化が進んだ場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できるガス検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、図１の基本構成図に示すように、（ａ）検出対象ガスと感応する感応素子を備えるとともに、前記感応素子の温度が前記検出対象ガスを燃焼しない低温となる低温駆動制御及び前記感応素子の温度が前記検出対象ガスを燃焼する高温となる高温駆動制御が行われる、接触燃焼式ガスセンサ１５と、（ｂ）前記感応素子の温度が前記高温にされた後に、前記接触燃焼式ガスセンサ１５に、所定の低温駆動時間にわたって前記低温駆動制御を行い、続いて、所定の接触燃焼時間にわたって前記高温駆動制御を行う接触燃焼駆動制御手段６１ａと、（ｃ）前記接触燃焼駆動制御手段６１ａによって前記高温駆動制御が行われているときに、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の出力を測定する接触燃焼出力測定手段６１ｂと、（ｄ）前記接触燃焼出力測定手段６１ｂによって測定された前記出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、前記検出対象ガスを検出するガス検出手段６１ｃと、を有するガス検出装置１において、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の劣化度合を検出する劣化度合検出手段６１ｄと、前記検出対象ガスの濃度を検出する濃度予備検出手段６１ｅと、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の劣化度合、前記検出対象ガスの濃度、及び、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の非劣化時の前記ガス検出値と劣化時の前記ガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報を予め記憶する低温駆動時間記憶手段６４ａと、前記劣化度合検出手段６１ｄによって検出された前記劣化度合、前記濃度予備検出手段６１ｅによって検出された前記濃度、及び、前記低温駆動時間記憶手段６４ａに記憶された低温駆動時間関係情報、に基づいて、前記接触燃焼駆動制御手段６１ａで用いられる前記低温駆動時間を設定する低温駆動時間設定手段６１ｆと、を有していることを特徴とするガス検出装置１である。
【００１１】
請求項１に記載された発明によれば、接触燃焼式ガスセンサにおいて、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。また、検出対象ガスの劣化度合を検出するとともに、検出対象ガスの濃度を予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合と、予備的に検出した濃度と、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる低温駆動時間を設定する。この接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分は、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、低温駆動時間、によって変化する。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、図１の基本構成図に示すように、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の劣化度合、前記検出対象ガスの濃度、及び、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の非劣化時の前記ガス検出値と劣化時の前記ガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間における前記接触燃焼式ガスセンサ１５の出力補正量に関する補正情報、の関係を示す補正情報関係情報を予め記憶する補正情報記憶手段６４ｂと、前記劣化度合検出手段６１ｄによって検出された前記劣化度合、前記濃度予備検出手段６１ｅによって検出された前記濃度、及び、前記補正情報記憶手段６４ｂに記憶された前記補正情報関係情報、に基づいて、前記補正情報を取得する補正情報取得手段６１ｇと、前記補正情報取得手段６１ｇで取得された前記補正情報に基づいて、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の出力を補正する出力補正手段６１ｈと、を更に有していることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に記載された発明によれば、検出した接触燃焼式ガスセンサの劣化度合と、予備的に検出した検出対象ガスの濃度と、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間における接触燃焼式ガスセンサの出力補正量に関する補正情報、の関係を示す補正情報関係情報と、に基づいて、検出した前記劣化度合及び予備的に検出した前記濃度に応じた上記補正情報を取得して、この取得した補正情報に基づいて、接触燃焼式ガスセンサの出力を補正する。この補正情報は、劣化度合及び濃度との関係で、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなるときのものであり、つまり、この補正情報は、当該劣化度合及び濃度において、接触燃焼式ガスセンサの出力の補正量が最も少なくなるときのものである。
【００１４】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記低温駆動時間の長さが、前記感応素子に前記検出対象ガスが吸着しない長さにされていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載された発明によれば、前記低温駆動時間の長さを、前記感応素子に前記検出対象ガスが吸着しない長さにして、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を測定する。
【００１６】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、図１の基本構成図に示すように、前記接触燃焼式ガスセンサ１５に、前記検出対象ガスが前記感応素子に吸着する所定の吸着時間にわたって前記低温駆動制御を行い、続いて、所定の吸着燃焼時間にわたって前記高温駆動制御を行う吸着燃焼駆動制御手段６１ｉと、前記吸着燃焼駆動制御手段６１ｉによって前記高温駆動制御が行われているときに、前記接触燃焼式ガスセンサ１５の出力を測定する吸着燃焼出力測定手段６１ｊと、を更に備え、且つ、前記ガス検出手段６１ｃが、前記接触燃焼出力測定手段６１ｂによって測定された前記出力に加えて、前記吸着燃焼出力測定手段６１ｊによって測定された前記出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、前記検出対象ガスを検出する、ことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４に記載された発明によれば、接触燃焼式ガスセンサにおいて、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力に加えて、検出対象ガスを吸着燃焼させたときの出力である吸着燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載された発明によれば、検出対象ガスの劣化度合を検出するとともに、検出対象ガスの濃度を予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合と、予備的に検出した濃度と、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる低温駆動時間を設定するので、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分は、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、低温駆動時間、によって変化するものであり、そのため、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合及び検出対象ガスの濃度を予め検出して、これら劣化度合及び濃度において、該接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間を設定することにより、算出されるガス検出値を非劣化時のガス検出値と同一にし、又は、非劣化時のガス検出値に近づけることができる。したがって、劣化度合が進むにしたがい値が大きくなる補正係数をガス検出に用いることがなくなり、接触燃焼式ガスセンサの劣化が進んだ場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できる。
【００１９】
請求項２に記載された発明によれば、検出した接触燃焼式ガスセンサの劣化度合と、予備的に検出した検出対象ガスの濃度と、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、接触燃焼式ガスセンサの非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間における接触燃焼式ガスセンサの出力補正量に関する補正情報、の関係を示す補正情報関係情報と、に基づいて、前記劣化度合及び前記濃度に応じた上記補正情報を取得して、この取得した補正情報に基づいて、接触燃焼式ガスセンサの出力を補正するので、劣化度合が進むにしたがい値が大きくなる補正係数を用いることなく、予め検出した接触燃焼式ガスセンサの劣化度合及び検出対象ガス濃度において、該接触燃焼式ガスセンサの出力補正量が最も少なくなる補正情報に基づいて出力を補正でき、そのため、ガス検出の精度を向上させることができる。
【００２０】
請求項３に記載された発明によれば、前記低温駆動時間の長さを、前記感応素子に前記検出対象ガスが吸着しない長さにして、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を測定するので、吸着性を有する検出対象ガスを検出する吸着燃焼式ガスセンサを用いた場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できる。
【００２１】
請求項４に記載された発明によれば、接触燃焼式ガスセンサにおいて、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力に加えて、検出対象ガスを吸着燃焼させたときの出力である吸着燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知するので、吸着燃焼出力と接触燃焼出力とを用いることにより、検出対象ガスの特徴をより顕著に示す、吸着燃焼におけるピーク波形に係る出力（吸着ピーク出力）を取り出せるともに、環境温度、環境湿度、又は、雰囲気の流動（外風）などの環境条件の影響を排除でき、そのため、ガス検出の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のガス検出装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明のガス検出装置の一実施形態であるガス濃度検出装置を示す構成図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、図２のガス濃度検出装置が備える吸着燃焼式ガスセンサ回路のガスセンサユニットの平面図、背面図、及び、平面図におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２のガス濃度検出装置が備えるＥＥＰＲＯＭに記憶されている低温駆動時間関係情報の一例を示す図である。
【図５】図２のガス濃度検出装置が備えるＣＰＵが行う劣化度合検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】図２のガス濃度検出装置が備えるＣＰＵが行うガス濃度検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図２のガス濃度検出装置が備えるＣＰＵが行うガス濃度検出処理での、ガスセンサユニットの駆動制御のイメージを示す図である。
【図８】ガス検出装置における吸着燃焼式ガスセンサの時間差吸着方式での駆動制御のイメージを示す図である。
【図９】時間差吸着方式での吸着燃焼出力電圧波形の一例を示すグラフである。
【図１０】時間差吸着方式での接触燃焼出力電圧波形の一例を示すグラフである。
【図１１】時間差吸着方式での吸着ピーク出力電圧波形の一例を示すグラフである。
【図１２】時間差吸着方式が用いられるガス検出装置を示す構成図である。
【図１３】非吸着時間に対する吸着ピーク積分値の変化を示すグラフである。
【図１４】非吸着時間が長いときの、吸着燃焼式ガスセンサの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びに吸着燃焼式ガスセンサの出力を模式的に示した図であり、（ａ）は、劣化していない吸着燃焼式ガスセンサの場合を示し、（ｂ）は、劣化した吸着燃焼式ガスセンサの場合を示す。
【図１５】非吸着時間が短いときの、吸着燃焼式ガスセンサの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びに吸着燃焼式ガスセンサの出力を模式的に示した図であり、（ａ）は、劣化していない吸着燃焼式ガスセンサの場合を示し、（ｂ）は、劣化した吸着燃焼式ガスセンサの場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、上記低温駆動時間に対する接触燃焼式ガスセンサの出力の関係について、図８〜図１５を参照して説明する。
【００２４】
接触燃焼式ガスセンサは、検出対象ガスと感応する感応素子を備えている。そして、この感応素子の温度が、検出対象ガスが燃焼しない低温（吸着燃焼式の場合は、検出対象ガスが吸着する低温）、及び、検出対象ガスが燃焼する高温、になるように、接触燃焼式ガスセンサの駆動制御（即ち、通電や電圧供給）が行われる。このような駆動制御によって、感応素子の温度が上記高温にされると、感応素子が備える触媒による反応によって、検出対象ガスが燃焼する。そして、この検出対象ガスの燃焼熱で白金コイル（白金ヒータ）の抵抗値が変化して、この変化量に基づきガス濃度やガス種を検出する。
【００２５】
このような接触燃焼式ガスセンサは、検出対象ガスの燃焼に際し、感応素子表面にカーボンやシリコンなどの被毒物質が付着、堆積することが一般的に知られている。そして、接触燃焼式ガスセンサは、温度変化に対する応答特性を向上させるために、熱容量が小さくなるように非常に微小に形成されているが、上記被毒物質の付着量（即ち、被毒量）に応じて熱容量が大きくなり、応答特性が悪化してしまう。
【００２６】
ところで、接触燃焼式ガスセンサを吸着燃焼式ガスセンサとして使用した場合においては、時間差吸着方式という制御方式を用いてガス検出が行われることがある。この時間差吸着方式では、図８に示すように、（１）感応素子の温度が上記低温となる低温駆動電圧を、該感応素子に検出対象ガスが吸着する吸着時間ｂ１にわたって供給し、続いて、感応素子の温度が上記高温となる高温駆動電圧を、該感応素子に吸着した検出対象ガスが燃焼する吸着燃焼時間Ｂ１にわたって供給し、（２）このときの吸着燃焼時間Ｂ１における吸着燃焼式ガスセンサの出力の積分値（吸着燃焼積分値Ｓｂ）を計測し、（３）続いて、上記低温駆動電圧を、該感応素子に検出対象ガスが吸着しない非吸着時間ａ１（低温駆動時間に相当、非吸着時間ａ１は吸着時間ｂ１より短い）にわたって供給し、続いて、上記高温駆動電圧を、該感応素子に所定の接触燃焼時間Ａ１（吸着燃焼時間Ｂ１と同じ長さ）にわたって供給し、（４）このときの接触燃焼時間Ａ１における吸着燃焼式ガスセンサの出力の積分値（接触燃焼積分値Ｓａ）を計測し、（５）吸着燃焼積分値Ｓｂから接触燃焼積分値Ｓａを差し引いた値をガス検出値（吸着ピーク積分値Ｓ）として算出して、（６）このガス検出値である吸着ピーク積分値Ｓと、予備計測などによって予め取得した吸着ピーク積分値Ｓと検出対象ガスの濃度との関係情報と、に基づいて、検出対象ガスの濃度を求める。なお、感応素子に検出対象ガスが吸着するためには、相応の時間が必要である。そして、上述した感応素子に検出対象ガスが吸着する吸着時間とは、感応素子に検出対象ガスが吸着するのに十分な長さの時間のことであり、また、感応素子に検出対象ガスが吸着しない非吸着時間とは、上記吸着時間に満たない、感応素子に検出対象ガスが吸着するのに不十分な長さの時間のことである。
【００２７】
このように、時間差吸着方式は、検出対象ガスを吸着させたときの吸着燃焼出力（吸着燃焼積分値Ｓｂ）から検出対象ガスを吸着させないときの接触燃焼出力（接触燃焼積分値Ｓａ）を差し引くので、吸着した検出対象ガスに係るピーク出力のみをとりだすことができ、そのため、検出対象ガスの吸着燃焼に係る特徴をより明確に得ることができる。図９に、吸着燃焼時間Ｂ１における吸着燃焼式ガスセンサの出力（吸着燃焼出力電圧Ｖｂ）の一例を示し、図１０に、接触燃焼時間Ａ１における吸着燃焼式ガスセンサの出力（接触燃焼出力電圧Ｖａ）の一例を示し、図１１に、吸着燃焼出力電圧Ｖｂから接触燃焼出力電圧Ｖａを差し引いた値（吸着ピーク出力電圧Ｖｂ−Ｖａ）の一例を示す。吸着燃焼積分値Ｓｂ、接触燃焼積分値Ｓａ、及び、吸着ピーク積分値Ｓ、はこれらグラフの面積を求めたものである。なお、時間差吸着方式の詳細については、特許文献１等を参照されたい。
【００２８】
そして、本発明者らは、接触燃焼式ガスセンサの被毒による上記応答特性の変化に着目して、図１２に示すガス濃度検出装置８０１において、被毒程度（劣化度合）の異なる吸着燃焼式ガスセンサを適用して、濃度の異なる一種類の検出対象ガス（ここではトルエンを用いた）について、上述した時間差吸着方式における非吸着時間ａ１の時間を５ｍ秒〜５００ｍ秒の間で変化させたときの吸着ピーク積分値Ｓを測定した。
【００２９】
図１２のガス濃度検出装置８０１は、検出対象ガスと感応する感応素子８１１及び検出対象ガスと感応しない補償素子８１２を備える吸着燃焼式ガスセンサ８１５と、感応素子８１１及び該感応素子８１１と直列に接続された固定抵抗器８１４からなるセンサ回路部８１０、並びに、センサ回路部８１０と並列接続されるとともに、補償素子８１２及び該補償素子８１２と直列接続された固定抵抗器８１３からなるレファレンス回路部８２０、で構成されたブリッジ回路８０２と、感応素子８１１の温度が検出対象ガスを吸着する低温となる低温駆動電圧、及び、感応素子８１１の温度が感応素子８１１に吸着した検出対象ガスを燃焼させる高温となる高温駆動電圧、をブリッジ回路８０２に順次供給する電圧供給源８０５と、感応素子８１１及び固定抵抗器８１４間に生じる第１電圧Ｖ１と補償素子８１２及び固定抵抗器８１３間に生じる第２電圧Ｖ２とが入力されるように、センサ回路部８１０の中点とレファレンス回路部８２０の中点とに接続されて、これら第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との電位差Ｖｃ（即ち、吸着燃焼式ガスセンサの出力）を所定の増幅率で増幅する計装アンプ８０６と、計装アンプ８０６で増幅された上記出力をアナログ値からデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ８０７と、Ａ／Ｄコンバータ８０７によってデジタル値に変換された上記出力の積分値を算出して、該積分値に基づいて検出対象ガスの濃度を検出する周知のマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）８６０と、を備えている。ブリッジ回路８０２は、検出対象ガスを含まない雰囲気中において高温駆動電圧を供給されたときに、各素子の温度変化が収束した定常状態で平衡（即ち、電位差Ｖｃが０）となるように、固定抵抗器８１３、８１４の抵抗値が定められている。吸着燃焼式ガスセンサ８１５として、使用期間が１月の吸着燃焼式ガスセンサ（以下、ガスセンサＰという）と、このガスセンサＰをさらに５ヶ月使用して、使用期間を６月とした吸着燃焼式ガスセンサ（以下、ガスセンサＱという）と、を用いている。ガスセンサＰは、ほぼ未使用で被毒量が少なく、即ち、劣化していない吸着燃焼式ガスセンサである。ガスセンサＱは、被毒量が多く、即ち、劣化した吸着燃焼式ガスセンサである。
【００３０】
図１３に、図１２のガス濃度検出装置８０１を用いて測定した、非吸着時間ａ１に対する吸着ピーク積分値Ｓのグラフを示す。このグラフによれば、各グラフは、非吸着時間ａ１が２０ｍ秒付近でピークとなり、その後、なだらかに低下して一定の値に収束する傾向にある。また、劣化していないガスセンサＰと劣化したガスセンサＱとでは、測定に用いた非吸着時間ａ１の値の範囲全体にわたり、それぞれの吸着ピーク積分値Ｓが一致しない（即ち、差異がある）が、検出対象ガスの濃度毎に、これらの差異が無くなり、又は、差異が小さくなる、特定の非吸着時間ａ１が存在している。
【００３１】
このことから、非吸着時間ａ１を、吸着燃焼式ガスセンサの劣化度合及び検出対象ガスの濃度に応じて適切な値とすることで、劣化していないガスセンサＰと劣化したガスセンサＱとの出力の差異（差分）を小さくして、ガスセンサＱの吸着ピーク積分値Ｓを、ガスセンサＰの吸着ピーク積分値Ｓとほぼ同一にでき（例えば、濃度０．１ｐｐｍで１４０ｍ秒（矢印Ａ）、濃度１ｐｐｍで２０ｍ秒（矢印Ｂ））、又は、ガスセンサＱの吸着ピーク積分値Ｓを、ガスセンサＰの吸着ピーク積分値Ｓに近づけることができる（例えば、濃度１０ｐｐｍで２０ｍ秒（矢印Ｃ））。この理由について、以下に説明する。
【００３２】
図１４（ａ）は、劣化していないガスセンサＰにおいて、非吸着時間ａ１を比較的長いａ１TLとしたときの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びにガスセンサＰの出力を模式的に示した図であり、図１４（ｂ）は、劣化したガスセンサＱにおいて、非吸着時間ａ１をａ１TLとしたときの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びにガスセンサＱの出力を模式的に示した図である。また、図１５（ａ）は、劣化していないガスセンサＰにおいて、非吸着時間ａ１を比較的短いａ１TSとしたときの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びにガスセンサＰの出力を模式的に示した図であり、図１５（ｂ）は、劣化したガスセンサＱにおいて、非吸着時間ａ１をａ１TSとしたときの感応素子及び補償素子の温度変化波形並びにガスセンサＱの出力を模式的に示した図である。吸着燃焼式ガスセンサの出力を決定する白金コイルの抵抗値は温度に応じて変化するので、これら温度変化波形は、接触燃焼式ガスセンサの感応素子及び補償素子の出力の変化とみなすことができる。なお、図１４、図１５では、検出対象ガスの濃度がゼロであり、補償素子の熱容量が、感応素子の熱容量より大きい場合について示している。
【００３３】
吸着燃焼式ガスセンサの感応素子は、非吸着時間ａ１を長くしたとき（ａ１＝ａ１TL）、被毒量にかかわらず、吸着燃焼時間Ｂ１において高温にされた感応素子の温度が、該非吸着時間ａ１内で、高温から低温に下がりきることができる（図１４（ａ）、（ｂ））。
【００３４】
その一方で、吸着燃焼式ガスセンサの感応素子は、非吸着時間ａ１を短くしたとき（ａ１＝ａ１TS）、被毒量が少なければ熱容量が小さいので、吸着燃焼時間Ｂ１において高温にされた感応素子の温度が、該非吸着時間ａ１内で高温から低温に下がりきることができる（図１５（ａ））が、被毒量が多いと熱容量が大きくなるので、吸着燃焼時間Ｂ１において高温にされた感応素子の温度が、該非吸着時間ａ１内で高温から低温まで下がりきることができず、そのため、続く接触燃焼時間Ａ１において、低温より高い温度から加熱が始まって、より早く高温に到達してしまい、これにより、接触燃焼積分値Ｓａ（Ｑ）TSが、非吸着時間ａ１を長くしたとき（接触燃焼積分値Ｓａ（Ｑ）TL）に比べて変化する（図１５（ｂ））。つまり、非吸着時間ａ１を変化させると、被毒量に応じて接触燃焼積分値Ｓａが変化する。
【００３５】
各ガスセンサの吸着ピーク積分値Ｓは、吸着燃焼積分値Ｓｂから接触燃焼積分値Ｓａを差し引くことにより算出されるものであるが、上記より、図１３のグラフにおいて、ガスセンサＱの吸着ピーク積分値ＳがガスセンサＰの吸着ピーク積分値Ｓと同一となる非吸着時間ａ１では、ガスセンサＱの吸着燃焼積分値Ｓｂ及び接触燃焼積分値Ｓａに含まれる、劣化による出力の経時変化分が、非吸着時間ａ１に応じた接触燃焼積分値Ｓａの変化分によって相殺されていると考えられる。
【００３６】
また、同様に、ガスセンサＱの吸着ピーク積分値ＳがガスセンサＰの吸着ピーク積分値Ｓに最も近づく（差分が最も小さくなる）非吸着時間ａ１では、ガスセンサＱの吸着燃焼積分値Ｓｂ及び接触燃焼積分値Ｓａに含まれる、劣化による出力の経時変化分の一部が、非吸着時間ａ１に応じた接触燃焼積分値Ｓａの変化分によって相殺されていると考えられる。
【００３７】
なお、上記は吸着燃焼式ガスセンサについて説明したものであるが、主に低温駆動時間に対する接触燃焼出力に係るものであるので、非吸着動作の接触燃焼式ガスセンサについても上記と同様である。また、感応素子のみからなる接触燃焼式ガスセンサについても上記と同様である。また、上記はトルエンを用いて検証を行ったものであるが、他のガス種についても原理的には上記と同様である。
【００３８】
以上より、接触燃焼式ガスセンサの劣化度合及び検出対象ガスの濃度に応じて、劣化による出力の経時変化分を相殺するように、即ち、非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなるように、低温駆動時間を適切な値に調節して積極的に接触燃焼出力を変化させることにより、劣化した接触燃焼式ガスセンサの出力を、劣化していない状態と同一にし、又は、劣化していない状態に近づけることができる。
【００３９】
次に、本発明に係るガス検出装置の一実施形態としてのガス濃度検出装置を、図２〜図７を参照して説明する。
【００４０】
ガス濃度検出装置１は、図２に示すように、ブリッジ回路２と、電圧供給源５と、計装アンプ６と、Ａ／Ｄコンバータ７と、マイクロコンピュータ６０と、図示しない気体収容室と、図示しない表示装置と、を備えている。
【００４１】
ブリッジ回路２は、第１固定抵抗器１３と、第２固定抵抗器１４と、吸着燃焼式ガスセンサとしてのガスセンサユニット１５と、を備えている。このガスセンサユニット１５は、感応素子１１と補償素子１２とを備えている。そして、第２固定抵抗器１４と感応素子１１とを互いに直列接続することでセンサ回路部１０を構成し、第１固定抵抗器１３と補償素子１２とを互いに直列接続することでレファレンス回路部２０を構成している。また、センサ回路部１０とレファレンス回路部２０とを互いに並列接続することでブリッジ回路２を構成している。ブリッジ回路２における第１固定抵抗器１３と第２固定抵抗器１４とを接続する信号線は、電圧供給源５に接続されている。ブリッジ回路２における感応素子１１と補償素子１２とを接続する信号線は接地点（ＧＮＤ）に接続されている。
【００４２】
ガスセンサユニット１５は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、所定厚さ（例えば、４００μｍ程度）のシリコン（Ｓｉ）ウェハ４１上に、所定厚さ（例えば、６００ｎｍ程度）の酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜４８ｃ、所定厚さ（例えば、２５０ｎｍ程度）の窒化シリコン（ＳｉＮ）膜４８ｂ、および所定厚さ（例えば、３０ｎｍ程度）の酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）膜４８ａの絶縁薄膜が順次成膜され、多層絶縁膜が形成されている。
【００４３】
この多層絶縁膜上に、感応素子１１として、所定厚さ（例えば、２５０ｎｍ程度）の第１のヒータとしての白金（Ｐｔ）ヒータ４２（即ち、白金コイル）が形成されていると共に、この白金ヒータ４２と熱的に接触するとともに、触媒物質として、例えば、検出対象ガスを吸着及び燃焼させるパラジウム（Ｐｄ）などの白金族を担持した酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなる触媒層４３が所定厚さ（例えば、１〜４０μｍ程度）で形成されている。
【００４４】
また、多層絶縁膜上には、補償素子１２として、所定厚さ（例えば、２５０ｎｍ程度）の第２のヒータとしての白金（Ｐｔ）ヒータ４４（即ち、白金コイル）と、この白金ヒータ４４と熱的に接触する酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）のみからなる非触媒層４５が所定厚さ（例えば、１〜４０μｍ程度）で形成されている。
【００４５】
また、図３（Ｃ）に示すように、シリコンウェハ４１を異方性エッチングして、感応素子１１及び補償素子１２に対応する位置に凹部４６、４７を形成し、それにより、上述の各絶縁薄膜による薄膜ダイヤフラムＤｓおよびＤｒが形成されている。
【００４６】
感応素子１１及び補償素子１２は、検出対象ガスを含まない雰囲気中において、後述する電圧供給源５によって低温駆動電圧及び高温駆動電圧が供給されたのちにそれらの温度変化が収束した定常状態では、感応素子１１の白金ヒータ４２と補償素子１２の白金ヒータ４４とが同一の抵抗値となるように形成されている。
【００４７】
また、感応素子１１は触媒層４３を備えているとともに、補償素子１２は非触媒層４５を備えている（即ち、触媒を備えていない）ので、電圧供給源５によってブリッジ回路２（センサ回路部１０及びレファレンス回路部２０）に所定の低温駆動電圧が供給されると、感応素子１１では検出対象ガスが触媒層４３に吸着され、その一方で、補償素子１２では検出対象ガスが非触媒層４５に吸着されず、そして、電圧供給源５によってブリッジ回路２に所定の高温駆動電圧が供給されると、感応素子１１では触媒により検出対象ガスが燃焼し、その一方で、補償素子１２では検出対象ガスが燃焼しない。即ち、感応素子１１は検出対象ガスと感応し、補償素子１２は検出対象ガスと感応しない。
【００４８】
このため、感応素子１１及び補償素子１２は、検出対象ガスを含む雰囲気中において、電圧供給源５によって低温駆動電圧が供給されたのちに高温駆動電圧が供給されると、感応素子１１に吸着した検出対象ガスが爆発的に燃焼する。すると、この燃焼エネルギーにより感応素子１１の温度が補償素子１２の温度より高くなり、感応素子１１と補償素子１２とのそれぞれに検出対象ガスの濃度に応じた温度差が生じて、この温度差によって感応素子１１の白金ヒータ４２と補償素子１２の白金ヒータ４４との抵抗値に差が生じる。そして、この抵抗値の差が、第２固定抵抗器１４及び感応素子１１間（即ち、センサ回路部１０の中点）と第１固定抵抗器１３及び補償素子１２間（即ち、レファレンス回路部２０の中点）との間、つまり、ブリッジ回路２における一対の中点間に、電位差として現れる。この一対の中点間の電位差を「中点電位差Ｖｃ」といい、この中点電位差Ｖｃに基づいてガス濃度が検出される。この中点電位差Ｖｃが、ガスセンサユニット１５の出力となる。
【００４９】
ガスセンサユニット１５は、図示しない気体収容室内に設置されている。この気体収容室には、検出対象ガスの濃度が既知の雰囲気（基準濃度ガス）、又は、検出対象ガスの濃度を検出する雰囲気（被検ガス）が、後述するマイクロコンピュータ６０の制御によって充填される。
【００５０】
第１固定抵抗器１３及び第２固定抵抗器１４は、予め定められた固定値の電気抵抗を生じる周知の電子部品である。第１固定抵抗器１３及び第２固定抵抗器１４は、複数の固定抵抗器を直列、並列、または、直列及び並列に組み合わせて構成してもよく、或いは、ガス濃度測定時に抵抗値を固定して用いるものであれば、例えば、平衡調整のためなどに抵抗値を変更できる、可変抵抗器であってもよい。第１固定抵抗器１３及び第２固定抵抗器１４は、検出対象ガスを含まない雰囲気中において、これら第１固定抵抗器１３、第２固定抵抗器１４及びガスセンサユニット１５で構成されたブリッジ回路２に電圧供給源５によって高温駆動電圧が供給されたときに、感応素子１１の温度及び補償素子１２の温度の変化が収束した定常状態で平衡となるように、即ち、一対の中点間に生じる中点電位差Ｖｃが０となるように、それぞれの抵抗値が定められている。本実施形態においては、第１固定抵抗器１３の抵抗値が２００Ω、第２固定抵抗器１４の抵抗値が２００Ωに設定されている。
【００５１】
感応素子１１の抵抗値をＲｓ、補償素子１２の抵抗値をＲｒ、第１固定抵抗器１３の抵抗値をＲ１、第２固定抵抗器１４の抵抗値をＲ２、ブリッジ回路２への供給電圧をＶｂｒｇ、とすると、上記中点電位差Ｖｃは、以下の式で表される。
【００５２】
Ｖｃ＝（（Ｒｓ／（Ｒ２＋Ｒｓ））−（Ｒｒ／（Ｒ１＋Ｒｒ）））×Ｖｂｒｇ
【００５３】
電圧供給源５は、ブリッジ回路２に所定の電圧を供給する電圧供給回路である。電圧供給源５は、後述するＭＰＵ６０に接続されるとともに、該ＭＰＵ６０からの電圧制御信号に応じて、感応素子１１の温度が検出対象ガスを吸着する低温（例えば、２００度）となる低温駆動電圧、及び、感応素子１１の温度が感応素子１１に吸着した検出対象ガスを燃焼させる高温（例えば、４００度）となる高温駆動電圧、などのパルス状の供給電圧Ｖｂｒｇをブリッジ回路２に供給する。即ち、低温駆動制御として上記低温駆動電圧を供給し、高温駆動制御として上記高温駆動電圧を供給する。また、本実施形態では、電圧供給源によって電圧を供給して、接触燃焼式ガスセンサとしてのガスセンサユニット１５を駆動するものであるが、これに限らず、例えば、電流源などによって感応素子の温度が低温又は高温になるような電流を通電して、ガスセンサユニット１５を駆動するものであってもよい。
【００５４】
計装アンプ６は、差動入力・シングルエンド出力の平衡入力アンプであり、同相信号除去比（ＣＭＲＲ）を大きくとれるという特徴を有する周知の増幅器である。計装アンプ６は、それぞれ高インピーダンスの一対の差動入力端子に入力された信号の電位差を、所定の増幅率で増幅して出力する。計装アンプ６の差動入力端子の一方（Ｖ＋）には、センサ回路部１０の第２固定抵抗器１４及び感応素子１１間（中点）の信号線が接続されており、他方（Ｖ−）には、レファレンス回路部２０の第１固定抵抗器１３及び補償素子１２間（中点）の信号線が接続されている。つまり、計装アンプ６は、センサ回路部１０の中点の電位（以下、「第１電圧Ｖ１」という）と、レファレンス回路部２０の中点の電位（以下、「第２電圧Ｖ２」という）と、が入力されて、これら第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の電位差（即ち、中点電位差Ｖｃ）を、所定の増幅率で増幅して出力端子から出力する。
【００５５】
Ａ／Ｄコンバータ７は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する周知のアナログ−デジタル変換器である。Ａ／Ｄコンバータ７の入力部には、計装アンプ６において増幅された中点電位差Ｖｃが入力される。また、Ａ／Ｄコンバータ７の出力部は、ＭＰＵ６０に接続されており、デジタル信号に変換された中点電位差ＶｃがＭＰＵ６０に向けて出力される。
【００５６】
マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）６０は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）６１、ＣＰＵ６１のためのプログラムや各種パラメータを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ６２、各種データを格納するとともにＣＰＵ６１の処理作業に必要な領域を有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ６３、及び、電力供給が断たれた場合でも、格納された各種データの保持が可能であり、ＣＰＵ６１の処理作業に必要な各種格納エリアを有するＥＥＰＲＯＭ６４等を備えている。
【００５７】
ＲＯＭ６２には、ＣＰＵ６１を、接触燃焼駆動制御手段、接触燃焼出力測定手段、ガス検出手段、劣化度合検出手段、濃度予備検出手段、低温駆動時間設定手段、補正情報取得手段、出力補正手段等の各種手段として機能させるプログラムが予め記憶されている。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に格納された各種プログラムを実行することにより、これら手段等として機能する。
【００５８】
ＲＡＭ６３には、吸着燃焼積分値Ｓｂ、接触燃焼積分値Ｓａ、吸着ピーク積分値Ｓ、非吸着時間ａ１ｍ、などを格納する領域が設けられている。ＥＥＰＲＯＭ６４には、吸着時間ｂ１、吸着燃焼時間Ｂ１、非吸着時間ａ１ｐ、接触燃焼時間Ａ１（Ａ１＝Ｂ１）、低温駆動時間関係情報Ｊ１、補正情報関係情報Ｊ２、濃度情報Ｊ３、基準吸着ピーク積分値Ｓｓ、センサ感度Ｋ、劣化度合Ｗ、サンプリング間隔時間、低温駆動電圧値、高温駆動電圧値など、が予め記憶されている。ＥＥＰＲＯＭ６４に記憶された上記各種データは、検出対象ガスの種類などに応じて適宜書き換えられる。なお、ＥＥＰＲＯＭ６４は、請求項中の低温駆動時間記憶手段、補正情報記憶手段に相当する。
【００５９】
ＥＥＰＲＯＭ６４に記憶される低温駆動時間関係情報Ｊ１の一例を図４に示す。低温駆動時間関係情報Ｊ１は、ガスセンサユニット１５のセンサ感度Ｋに応じて区分された劣化度合Ｗ毎に、予備検出濃度Ｄｐに対する非吸着時間ａ１ｍが設定されている。この非吸着時間ａ１ｍは、当該劣化度合Ｗ及び予備検出濃度Ｄｐにおいて、ガスセンサユニット１５の非劣化時の吸着ピーク積分値Ｓと劣化時（劣化度合Ｗ）の吸着ピーク積分値Ｓとの差分が最も小さくなる非吸着時間である。また、補正情報関係情報Ｊ２（図示なし）は、例えば、低温駆動時間関係情報Ｊ１において、非吸着時間ａ１ｍに代えて、ガスセンサユニット１５の非劣化時の吸着ピーク積分値Ｓと劣化時（劣化度合Ｗ）の吸着ピーク積分値Ｓとの差分が最も小さくなる非吸着時間における当該差分を補正する補正係数（請求項中の出力補正量に関する補正情報に相当）が設定されている。この補正係数は、測定に基づいて算出された吸着ピーク積分値Ｓに乗ぜられることにより、吸着ピーク積分値Ｓを補正する。特に、非吸着時間ａ１ｍを適切な値にすることにより、劣化時の吸着ピーク積分値Ｓが非劣化時の吸着ピーク積分値Ｓと同一になるような場合（例えば、図１３で劣化時のグラフと非劣化時のグラフが重なる非吸着時間など）には、補正係数として１が設定される。また、補正情報関係情報Ｊ２には、このような補正係数に代えて、測定に基づいて算出された吸着ピーク積分値Ｓに加算される補正情報としての出力補正量などが設定されていてもよい。このような低温駆動時間関係情報Ｊ１及び補正情報関係情報Ｊ２は、例えば、ガスセンサユニット１５の劣化度合、検出対象ガスの濃度、非吸着時間、及び、吸着ピーク積分値の関係について予め測定を行った結果などに基づいて設定される。
【００６０】
ＭＰＵ６０は、図示しない入出力ポートや各種インタフェース機能を備えた外部接続部をさらに備えている。ＭＰＵ６０は、この外部接続部を介して、Ａ／Ｄコンバータ７及び電圧供給源５と接続されている。ＭＰＵ６０は、Ａ／Ｄコンバータ７からデジタル信号に変換された中点電位差Ｖｃを受信して、この中点電位差Ｖｃに基づいて、ガス濃度を検出する。ＭＰＵ６０は、処理に応じて、例えば、所定の低温駆動時間（吸着時間ｂ１、非吸着時間ａ１ｐ、非吸着時間ａ１ｍ）にわたって低温駆動電圧を供給（即ち、低温駆動制御）した後、所定の高温駆動時間（吸着燃焼時間Ｂ１、接触燃焼時間Ａ１）にわたって高温駆動電圧を供給（即ち、高温駆動制御）するように、電圧供給源５に向けて電圧制御信号を送信する。
【００６１】
また、ＭＰＵ６０は、この外部接続部を介して、図示しない表示装置に接続されており、例えば、検出した検出対象ガスの濃度に関する情報を含む表示制御信号を、該表示装置に向けて送信する。また、ＭＰＵ６０は、この外部接続部を介して、ガスセンサユニット１５の故障情報を含む表示制御信号を、該表示装置に向けて送信する。そして、表示装置は、この表示制御信号に応じた情報、即ち、検出対象ガスの濃度、又は、ガスセンサユニット１５の故障通知メッセージ、などを表示する。また、ＭＰＵ６０は、この外部接続部を介して、ポンプなどを備えた気体収容室に接続されており、処理に応じて各種気体を該気体収容室に充填する。
【００６２】
次に、上述したＣＰＵ６１が実行する本発明に係る処理（劣化度合検出処理）の一例を、図５に示すフローチャートを参照して、以下に説明する。
【００６３】
ガス濃度検出装置１に電源が投入され、使用者などにより劣化度合検出処理を選択する操作が入力されると、ＣＰＵ６１は、その処理をステップＳ１１０に進め、気体収容室内に濃度既知の基準濃度ガスを充填し、並行して、ＲＡＭ６３上に設けられた各種変数を初期化する（吸着燃焼積分値Ｓｂ＝０、接触燃焼積分値Ｓａ＝０）。そして、ステップＳ１２０に進む。
【００６４】
ステップＳ１２０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された吸着時間ｂ１（例えば、６０秒）が経過するまで待つ。そして、吸着時間ｂ１が経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された吸着燃焼時間Ｂ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に計装アンプ６で増幅されるとともにＡ／Ｄコンバータ７でデジタル信号に変換された中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた吸着燃焼積分値Ｓｂに積算する。そして、燃焼時間Ｂ１が経過した後、ステップＳ１３０に進む。
【００６５】
ステップＳ１３０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された非吸着時間ａ１ｐ（例えば、１００ｍ秒）が経過するまで待つ。そして、非吸着時間ａ１ｐが経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された接触燃焼時間Ａ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に上記中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた接触燃焼積分値Ｓａに積算する。そして、接触燃焼時間Ａ１が経過した後、ステップＳ１４０に進む。
【００６６】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０で測定した吸着燃焼積分値Ｓｂから、ステップＳ１３０で測定した接触燃焼積分値Ｓａを差し引いて、吸着ピーク積分値Ｓを算出する。そして、ステップＳ１５０に進む。
【００６７】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で算出した吸着ピーク積分値Ｓを、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め格納された、未使用（即ち、非劣化時）のガスセンサユニット１５を用いて測定した、基準吸着ピーク積分値Ｓｓで除した値をセンサ感度Ｋとして算出する。そして、センサ感度Ｋの値に対応する劣化度合Ｗ（０〜１０）を取得して、ＥＥＰＲＯＭ６４に設けられたセンサ感度Ｋ及び劣化度合Ｗに格納する。そして、本フローチャートを終了する。なお、本ステップにおいて、センサ感度Ｋが、所定の劣化基準値（例えば、０．７）以下のときは、ガスセンサユニット１５が劣化により使用不可能となったものとして、ガスセンサユニット１５の故障を通知する処理（故障情報を含む表示制御信号を、表示装置に向けて送信する）などを行ってもよい。
【００６８】
次に、上述したＣＰＵ６１が実行する本発明に係る処理（ガス濃度検出処理）の一例を、図６に示すフローチャートを参照して、以下に説明する。
【００６９】
ガス濃度検出装置１に電源が投入され、使用者によりガス濃度検出処理を選択する操作が入力されると、ＣＰＵ６１は、その処理をステップＴ１１０に進め、気体収容室内に検出対象ガスの濃度を検出する雰囲気（被検ガス）を充填し、並行して、ＲＡＭ６３上に設けられた各種変数を初期化する（吸着燃焼積分値Ｓｂ＝０、接触燃焼積分値Ｓａ＝０）。そして、ステップＴ１２０に進む。
【００７０】
ステップＴ１２０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された吸着時間ｂ１（例えば、６０秒）が経過するまで待つ。そして、吸着時間ｂ１が経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された吸着燃焼時間Ｂ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に計装アンプ６で増幅されるとともにＡ／Ｄコンバータ７でデジタル信号に変換された中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた吸着燃焼積分値Ｓｂに積算する。そして、燃焼時間Ｂ１が経過した後、ステップＴ１３０に進む。
【００７１】
ステップＴ１３０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された非吸着時間ａ１ｐ（例えば、１００ｍ秒）が経過するまで待つ。そして、非吸着時間ａ１ｐが経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された接触燃焼時間Ａ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に上記中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた接触燃焼積分値Ｓａに積算する。そして、接触燃焼時間Ａ１が経過した後、ステップＴ１４０に進む。
【００７２】
ステップＴ１４０では、ステップＴ１２０で測定した吸着燃焼積分値Ｓｂから、ステップＴ１３０で測定した接触燃焼積分値Ｓａを差し引いて、吸着ピーク積分値Ｓを算出する。そして、ステップＴ１５０に進む。
【００７３】
ステップＴ１５０では、ステップＴ１４０で算出した吸着ピーク積分値Ｓを、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定されたセンサ感度Ｋで除して該吸着ピーク積分値Ｓを補正し、この補正した吸着ピーク積分値Ｓを、ＥＥＰＲＯＭ６４上に予め格納された、予備測定やシミュレーションなどによって取得された吸着ピーク積分値Ｓとガス濃度の関係についての変換テーブルである濃度情報Ｊ３に当てはめて、被検ガス中の検出対象ガスのガス濃度Ｄｐを予備的に検出する。そして、ステップＴ１６０に進む。
【００７４】
ステップＴ１６０では、劣化度合検出処理においてＥＥＰＲＯＭ６４に予め格納された劣化度合Ｗ及びステップＴ１５０で予備的に検出されたガス濃度Ｄｐを、ＥＥＰＲＯＭ６４上に予め格納された低温駆動時間関係情報Ｊ１に当てはめて、ガス濃度の本検出で用いられる非吸着時間ａ１ｍ（即ち、低温駆動時間）を取得し、ＲＡＭ６３に格納する。そして、ステップＴ１７０に進む。
【００７５】
ステップＴ１７０では、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に低温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ステップＴ１６０でＲＡＭ６３に格納された非吸着時間ａ１ｍが経過するまで待つ。そして、非吸着時間ａ１ｍが経過した後、電圧供給源５に対して、ブリッジ回路２に、高温駆動電圧を供給するための電圧制御信号を送信して、ＥＥＰＲＯＭ６４に予め設定された接触燃焼時間Ａ１（例えば、４００ｍ秒）が経過するまで、所定のサンプリング間隔時間（例えば、１ｍ秒）毎に上記中点電位差Ｖｃを取得して、この中点電位差ＶｃをＲＡＭ６３上に設けた接触燃焼積分値Ｓａに積算する。そして、接触燃焼時間Ａ１が経過した後、ステップＴ１８０に進む。
【００７６】
ステップＴ１８０では、ステップＴ１２０で測定した吸着燃焼積分値Ｓｂから、ステップＴ１７０で測定した接触燃焼積分値Ｓａを差し引いて、吸着ピーク積分値Ｓを算出する。そして、ステップＴ１９０に進む。
【００７７】
ステップＴ１９０では、劣化度合検出処理においてＥＥＰＲＯＭ６４に予め格納された劣化度合Ｗ及びステップＴ１５０で予備的に検出されたガス濃度Ｄｐを、ＥＥＰＲＯＭ６４上に予め格納された補正情報関係情報Ｊ２に当てはめて、吸着ピーク積分値Ｓを補正するための補正係数を取得する。そして、ステップＴ２００に進む。
【００７８】
ステップＴ２００では、ステップＴ１９０で取得した補正係数を、ステップＴ１４０で算出した吸着ピーク積分値Ｓに乗じて、該吸着ピーク積分値Ｓを補正する。そして、ステップＴ２１０に進む。
【００７９】
ステップＴ２１０では、ステップＴ２００で補正した吸着ピーク積分値Ｓを、ＥＥＰＲＯＭ６４上に予め格納された濃度情報Ｊ３に当てはめて、被検ガス中の検出対象ガスのガス濃度Ｄを検出する（本検出）。そして、ステップＴ２２０に進む。
【００８０】
ステップＴ２２０では、ステップＴ２１０で検出したガス濃度Ｄについての情報を含む表示制御信号を生成して、表示装置に対して送信する。そして、本フローチャートの処理を終了する。
【００８１】
上述したステップＳ１５０が、請求項中の劣化度合検出手段に相当し、ステップＴ１７０が、請求項中の接触燃焼駆動制御手段及び接触燃焼出力測定手段に相当し、ステップＴ２１０が、請求項中のガス検出手段に相当し、ステップＴ１５０が、請求項中の濃度予備検出手段に相当し、ステップＴ１６０が、請求項中の低温駆動時間設定手段に相当し、ステップＴ１９０が、請求項中の補正情報取得手段に相当し、ステップＴ２００が、請求項中の出力補正手段に相当し、ステップＴ１２０が、請求項中の吸着燃焼駆動制御手段及び吸着燃焼出力測定手段に相当する。
【００８２】
次に、上述したガス濃度検出装置１における本発明に係る動作（作用）について説明する。
【００８３】
ガス濃度検出装置１は、ガスセンサユニット１５の劣化度合を検出するために、濃度既知の基準濃度ガスを気体収容室に充填したのち（Ｓ１１０）、吸着燃焼出力（吸着燃焼積分値Ｓｂ）及び接触燃焼出力（接触燃焼積分値Ｓａ）を測定する（Ｓ１２０、Ｓ１３０）。この接触燃焼出力の測定は非吸着時間ａ１ｐを用いて行う。そして、これら出力からガス検出値（吸着ピーク積分値Ｓ）を算出し（Ｓ１４０）、この算出したガス検出値と、ガスセンサユニット１５が非劣化時に測定した基準値（基準吸着ピーク積分値Ｓｓ）と、からガスセンサユニット１５のセンサ感度Ｋと劣化度合Ｗとを求める（Ｓ１５０）。この劣化度合の検出動作は、例えば、ガス濃度検出を所定回数行う毎に又は所定期間毎に、定期的に行う。
【００８４】
次に、ガス濃度検出装置１は、被検ガスに含まれる検出対象ガスの濃度を検出するために、該被検ガスを気体収容室に充填したのち（Ｔ１１０）、吸着燃焼出力（吸着燃焼積分値Ｓｂ）及び接触燃焼出力（接触燃焼積分値Ｓａ）を測定する（Ｔ１２０、Ｔ１３０）。この接触燃焼出力の測定は、上記劣化度合検出時と同じ非吸着時間ａ１ｐを用いて行う。そして、これら出力からガス検出値（吸着ピーク積分値Ｓ）を算出し（Ｔ１４０）、このガス検出値をセンサ感度Ｋで補正した値を用いて、ガス濃度Ｄｐを予備的に検出する（Ｔ１５０）。
【００８５】
そして、予め検出した劣化度合Ｗ及び予備的に検出したガス濃度Ｄｐを、低温駆動時間関係情報Ｊ１に当てはめて、接触燃焼出力の測定で用いる非吸着時間ａ１ｍを取得する（Ｔ１６０）。そして、この非吸着時間ａ１ｍを用いて接触燃焼出力（接触燃焼積分値Ｓａ）を再度測定し（Ｔ１７０）、この接触燃焼出力と上記吸着燃焼出力とからガス検出値（吸着ピーク積分値Ｓ）を再度算出する（Ｔ１８０）。
【００８６】
そして、予め検出した劣化度合Ｗ及び予備的に検出したガス濃度Ｄｐを、補正情報関係情報Ｊ２に当てはめて、ガス検出値を補正する補正係数を取得して（Ｔ１９０）、該補正係数を用いてガス検出値を補正する（Ｔ２００）。そして、補正したガス検出値からガス濃度Ｄを検出して（Ｔ２１０）、表示装置に、被検ガスに含まれる検出対象ガスの濃度を出力する（Ｔ２２０）。図７に、上記ガス濃度検出処理でのガスセンサユニット１５の駆動制御のイメージを示す。
【００８７】
以上より、本実施形態によれば、ガスセンサユニット１５において、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。また、検出対象ガスの劣化度合Ｗを検出するとともに、検出対象ガスの濃度Ｄｐを予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合Ｗと、予備的に検出した濃度Ｄｐと、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ、検出対象ガスの濃度Ｄｐ、及び、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍ、の関係を示す低温駆動時間関係情報Ｊ１と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる非吸着時間ａ１ｍ（低温駆動時間）を設定する。このガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分は、ガスセンサユニット１５の劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、非吸着時間、によって変化する。
【００８８】
また、検出したガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗと、予備的に検出した検出対象ガスの濃度Ｄｐと、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ、検出対象ガスの濃度Ｄｐ、及び、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍにおけるガスセンサユニット１５の出力を補正する補正係数（補正情報）、の関係を示す補正情報関係情報Ｊ２と、に基づいて、検出した前記劣化度合Ｗ及び予備的に検出した前記濃度Ｄｐに応じた上記補正係数を取得して、この取得した補正係数に基づいて、ガスセンサユニット１５の出力を補正する。この補正係数は、劣化度合Ｗ及び濃度Ｄｐとの関係で、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなるときのものであり、つまり、この補正係数は、当該劣化度合及び濃度において、ガスセンサユニット１５の出力の補正量が最も少なくなるときのものである。
【００８９】
また、低温駆動時間の長さを、ガスセンサユニット１５の感応素子１１に前記検出対象ガスが吸着しない長さにして、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を測定する。
【００９０】
また、ガスセンサユニット１５において、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力とともに、検出対象ガスを吸着燃焼させたときの出力である吸着燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知する。
【００９１】
以上より、本発明によれば、検出対象ガスの劣化度合Ｗを検出するとともに、検出対象ガスの濃度Ｄｐを予備的に検出して、そして、これら検出した劣化度合Ｗと、予備的に検出した濃度Ｄｐと、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ、検出対象ガスの濃度Ｄｐ、及び、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍ、の関係を示す低温駆動時間関係情報Ｊ１と、に基づいて、検出対象ガスを接触燃焼させるときに用いられる非吸着時間ａ１ｍを設定するので、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分は、ガスセンサユニット１５の劣化度合、検出対象ガスの濃度、及び、低温駆動時間、によって変化するものであり、そのため、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ及び検出対象ガスの濃度Ｄｐを予め検出して、これら劣化度合Ｗ及び濃度Ｄｐにおいて、該ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍを設定することにより、算出されるガス検出値を非劣化時のガス検出値と同一にし、又は、非劣化時のガス検出値に近づけることができる。したがって、ガス濃度の本検出において、劣化度合Ｗが進むにしたがい値が大きくなる補正係数を用いることがなくなり、ガスセンサユニット１５の劣化が進んだ場合においても、ガス濃度検出の精度の悪化を防止できる。
【００９２】
また、検出したガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗと、予備的に検出した検出対象ガスの濃度Ｄｐと、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ、検出対象ガスの濃度Ｄｐ、及び、ガスセンサユニット１５の非劣化時のガス検出値と劣化時のガス検出値との差分が最も小さくなる非吸着時間ａ１ｍにおけるガスセンサユニット１５の出力を補正する補正係数、の関係を示す補正情報関係情報Ｊ２と、に基づいて、前記劣化度合Ｗ及び前記濃度Ｄｐに応じた上記補正係数を取得して、この取得した補正係数に基づいて、ガスセンサユニット１５の出力（即ち、吸着ピーク積分値Ｓ）を補正するので、劣化度合Ｗが進むにしたがい値が大きくなる補正係数を用いることなく、予め検出したガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗ及び検出対象ガスの濃度Ｄｐにおいて、該ガスセンサユニット１５の出力補正量が最も少なくなる補正係数に基づいて出力を補正でき、そのため、ガス検出の精度を向上させることができる。
【００９３】
また、接触燃焼出力の測定に用いられる低温駆動時間の長さを、感応素子１１に前記検出対象ガスが吸着しない長さにして、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力を測定するので、吸着性を有する検出対象ガスを検出する吸着燃焼式ガスセンサを用いた場合においても、ガス検出の精度の悪化を防止できる。
【００９４】
また、ガスセンサユニット１５において、検出対象ガスを接触燃焼させたときの出力である接触燃焼出力とともに、検出対象ガスを吸着燃焼させたときの出力である吸着燃焼出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、検出対象ガスを検知するので、吸着燃焼出力と接触燃焼出力とを用いることにより、検出対象ガスの特徴をより顕著に示す、吸着燃焼におけるピーク波形に係る出力（吸着ピーク出力）を取り出せるともに、環境温度、環境湿度、などの環境条件の影響を排除でき、そのため、ガス検出の精度を向上させることができる。
【００９５】
本実施形態においては、予め検出した劣化度合Ｗ及び予備的に検出したガス濃度Ｄｐを、補正情報関係情報Ｊ２に当てはめて、ガス検出値を補正する補正係数を取得し、該補正係数を用いてガス検出値を補正するものであったが、例えば、図１３の０．１ｐｐｍのグラフ、及び、１ｐｐｍのグラフのように、適切な非吸着時間を設定することにより非劣化時と劣化時とで値が略同一になる場合（図１３の矢印Ａ、Ｂ）などには、補正係数による補正処理を省略してもよい。
【００９６】
また、本実施形態においては、濃度既知の基準濃度ガスを用いて、ガスセンサユニット１５の劣化度合Ｗを検出するものであったが、これに限らず、例えば、特許文献２に示されるように、ガス濃度を検出する途中に計測したエアベース濃度を、予め設定された各関係情報に当てはめることによりセンサ感度を求め、該センサ感度から劣化度合を求める方法など、他の方法を用いて、劣化度合Ｗを検出するものであってもよい。
【００９７】
また、本実施形態においては、検出対象ガスを吸着燃焼させて測定した吸着燃焼出力と、劣化度合検出時の非吸着時間ａ１ｐを用いて、検出対象ガスを接触燃焼させて測定した接触燃焼出力と、を用いて、ガス検出値を算出し、該ガス検出値に基づいて、検出対象ガスのガス濃度Ｄｐを予備的に検出するものであったが、これに限らず、例えば、接触燃焼式ガスセンサ以外の方式のガスセンサを用いて、検出対象ガスのガス濃度Ｄｐを予備的に検出するなど、検出対象ガスの濃度が検出できれば、予備的に行う濃度検出の方法は任意である。
【００９８】
また、本実施形態においては、低温駆動時間関係情報Ｊ１及び補正情報関係情報Ｊ２がＥＥＰＲＯＭ６４に記憶されているものであったが、これに限らず、例えば、ＲＯＭ６２や、外部記憶装置（外付ハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ等）に記憶されるなど、本発明の目的に反しない限り、これら情報を記憶する記憶手段は任意である。
【００９９】
また、本実施形態では、吸着燃焼式ガスセンサとしてのガスセンサユニット１５を備えるものであったが、これに限らず、非吸着燃焼を行う接触燃焼式ガスセンサを備えるものであってもよい。
【０１００】
また、本実施形態は検出対象ガスの濃度を検出するものであったが、これに限らず、本発明は、成分不明の被検ガスに含まれるガスの種別を検出するガス種別検出装置など、他の種類のガス検出装置に適用してもよい。
【０１０１】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ ガス濃度検出装置（ガス検出装置）
２ ブリッジ回路
５ 電圧供給源
６ 計装アンプ
１１ 感応素子
１２ 補償素子
１５ ガスセンサユニット（接触燃焼式ガスセンサ、吸着燃焼式ガスセンサ）
６０ ＭＰＵ
６１ ＣＰＵ（接触燃焼駆動制御手段、接触燃焼出力測定手段、ガス検出手段、劣化度合検出手段、濃度予備検出手段、低温駆動時間設定手段、補正情報取得手段、出力補正手段、吸着燃焼駆動制御手段、吸着燃焼出力測定手段）
６４ ＥＥＰＲＯＭ（低温駆動時間記憶手段、補正情報記憶手段）
ａ１ｐ、ａ１ｍ 非吸着時間（低温駆動時間）
Ａ１ 接触燃焼時間
ｂ１ 吸着時間
Ｂ１ 吸着燃焼時間
Ｊ１ 低温駆動時間関係情報
Ｊ２ 補正情報関係情報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）検出対象ガスと感応する感応素子を備えるとともに、前記感応素子の温度が前記検出対象ガスを燃焼しない低温となる低温駆動制御及び前記感応素子の温度が前記検出対象ガスを燃焼する高温となる高温駆動制御が行われる、接触燃焼式ガスセンサと、（ｂ）前記感応素子の温度が前記高温にされた後に、前記接触燃焼式ガスセンサに、所定の低温駆動時間にわたって前記低温駆動制御を行い、続いて、所定の接触燃焼時間にわたって前記高温駆動制御を行う接触燃焼駆動制御手段と、（ｃ）前記接触燃焼駆動制御手段によって前記高温駆動制御が行われているときに、前記接触燃焼式ガスセンサの出力を測定する接触燃焼出力測定手段と、（ｄ）前記接触燃焼出力測定手段によって測定された前記出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、前記検出対象ガスを検出するガス検出手段と、を有するガス検出装置において、
前記接触燃焼式ガスセンサの劣化度合を検出する劣化度合検出手段と、
前記検出対象ガスの濃度を検出する濃度予備検出手段と、
前記接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、前記検出対象ガスの濃度、及び、前記接触燃焼式ガスセンサの非劣化時の前記ガス検出値と劣化時の前記ガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報を予め記憶する低温駆動時間記憶手段と、
前記劣化度合検出手段によって検出された前記劣化度合、前記濃度予備検出手段によって検出された前記濃度、及び、前記低温駆動時間記憶手段に記憶された低温駆動時間関係情報、に基づいて、前記接触燃焼駆動制御手段で用いられる前記低温駆動時間を設定する低温駆動時間設定手段と、を有している
ことを特徴とするガス検出装置。
【請求項２】
前記接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、前記検出対象ガスの濃度、及び、前記接触燃焼式ガスセンサの非劣化時の前記ガス検出値と劣化時の前記ガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間における前記接触燃焼式ガスセンサの出力補正量に関する補正情報、の関係を示す補正情報関係情報を予め記憶する補正情報記憶手段と、
前記劣化度合検出手段によって検出された前記劣化度合、前記濃度予備検出手段によって検出された前記濃度、及び、前記補正情報記憶手段に記憶された前記補正情報関係情報、に基づいて、前記補正情報を取得する補正情報取得手段と、
前記補正情報取得手段で取得された前記補正情報に基づいて、前記接触燃焼式ガスセンサの出力を補正する出力補正手段と、を更に有していることを特徴とする請求項１に記載のガス検出装置。
【請求項３】
前記低温駆動時間の長さが、前記感応素子に前記検出対象ガスが吸着しない長さにされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス検出装置。
【請求項４】
前記接触燃焼式ガスセンサに、前記検出対象ガスが前記感応素子に吸着する所定の吸着時間にわたって前記低温駆動制御を行い、続いて、所定の吸着燃焼時間にわたって前記高温駆動制御を行う吸着燃焼駆動制御手段と、
前記吸着燃焼駆動制御手段によって前記高温駆動制御が行われているときに、前記接触燃焼式ガスセンサの出力を測定する吸着燃焼出力測定手段と、を更に備え、且つ、
前記ガス検出手段が、前記接触燃焼出力測定手段によって測定された前記出力に加えて、前記吸着燃焼出力測定手段によって測定された前記出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、前記検出対象ガスを検出する、ことを特徴とする請求項３に記載のガス検出装置。
【請求項１】
（ａ）検出対象ガスと感応する感応素子を備えるとともに、前記感応素子の温度が前記検出対象ガスを燃焼しない低温となる低温駆動制御及び前記感応素子の温度が前記検出対象ガスを燃焼する高温となる高温駆動制御が行われる、接触燃焼式ガスセンサと、（ｂ）前記感応素子の温度が前記高温にされた後に、前記接触燃焼式ガスセンサに、所定の低温駆動時間にわたって前記低温駆動制御を行い、続いて、所定の接触燃焼時間にわたって前記高温駆動制御を行う接触燃焼駆動制御手段と、（ｃ）前記接触燃焼駆動制御手段によって前記高温駆動制御が行われているときに、前記接触燃焼式ガスセンサの出力を測定する接触燃焼出力測定手段と、（ｄ）前記接触燃焼出力測定手段によって測定された前記出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、前記検出対象ガスを検出するガス検出手段と、を有するガス検出装置において、
前記接触燃焼式ガスセンサの劣化度合を検出する劣化度合検出手段と、
前記検出対象ガスの濃度を検出する濃度予備検出手段と、
前記接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、前記検出対象ガスの濃度、及び、前記接触燃焼式ガスセンサの非劣化時の前記ガス検出値と劣化時の前記ガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間、の関係を示す低温駆動時間関係情報を予め記憶する低温駆動時間記憶手段と、
前記劣化度合検出手段によって検出された前記劣化度合、前記濃度予備検出手段によって検出された前記濃度、及び、前記低温駆動時間記憶手段に記憶された低温駆動時間関係情報、に基づいて、前記接触燃焼駆動制御手段で用いられる前記低温駆動時間を設定する低温駆動時間設定手段と、を有している
ことを特徴とするガス検出装置。
【請求項２】
前記接触燃焼式ガスセンサの劣化度合、前記検出対象ガスの濃度、及び、前記接触燃焼式ガスセンサの非劣化時の前記ガス検出値と劣化時の前記ガス検出値との差分が最も小さくなる低温駆動時間における前記接触燃焼式ガスセンサの出力補正量に関する補正情報、の関係を示す補正情報関係情報を予め記憶する補正情報記憶手段と、
前記劣化度合検出手段によって検出された前記劣化度合、前記濃度予備検出手段によって検出された前記濃度、及び、前記補正情報記憶手段に記憶された前記補正情報関係情報、に基づいて、前記補正情報を取得する補正情報取得手段と、
前記補正情報取得手段で取得された前記補正情報に基づいて、前記接触燃焼式ガスセンサの出力を補正する出力補正手段と、を更に有していることを特徴とする請求項１に記載のガス検出装置。
【請求項３】
前記低温駆動時間の長さが、前記感応素子に前記検出対象ガスが吸着しない長さにされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス検出装置。
【請求項４】
前記接触燃焼式ガスセンサに、前記検出対象ガスが前記感応素子に吸着する所定の吸着時間にわたって前記低温駆動制御を行い、続いて、所定の吸着燃焼時間にわたって前記高温駆動制御を行う吸着燃焼駆動制御手段と、
前記吸着燃焼駆動制御手段によって前記高温駆動制御が行われているときに、前記接触燃焼式ガスセンサの出力を測定する吸着燃焼出力測定手段と、を更に備え、且つ、
前記ガス検出手段が、前記接触燃焼出力測定手段によって測定された前記出力に加えて、前記吸着燃焼出力測定手段によって測定された前記出力を用いて算出したガス検出値に基づいて、前記検出対象ガスを検出する、ことを特徴とする請求項３に記載のガス検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１１２４４２（Ｐ２０１１−１１２４４２Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６７４８３（Ｐ２００９−２６７４８３）
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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