温度補償機能付検出装置
【課題】検出出力の温度補正を正確に行える温度補償機能付検出装置を提供する。
【解決手段】温度補償機能付検出装置は、検知対象ガスのガス濃度に応じて起電力が変化するガスセンサ１と、複数点のガス濃度（校正点）の各々についてガスセンサ１の出力と温度との関係を示した温度補償テーブルが予め登録された記憶部３と、演算処理部５とを備え、演算処理部５は、複数の温度補償テーブルから温度センサ２の検出温度に対応したセンサ出力を抽出することによって、上記検出温度において複数点の物理量とセンサ出力との関係を示す検量線を作成し、当該検量線とガスセンサ１から取り込んだセンサ出力とを用いて今回検出時の物理量を演算により求める。
【解決手段】温度補償機能付検出装置は、検知対象ガスのガス濃度に応じて起電力が変化するガスセンサ１と、複数点のガス濃度（校正点）の各々についてガスセンサ１の出力と温度との関係を示した温度補償テーブルが予め登録された記憶部３と、演算処理部５とを備え、演算処理部５は、複数の温度補償テーブルから温度センサ２の検出温度に対応したセンサ出力を抽出することによって、上記検出温度において複数点の物理量とセンサ出力との関係を示す検量線を作成し、当該検量線とガスセンサ１から取り込んだセンサ出力とを用いて今回検出時の物理量を演算により求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償機能付検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する金属酸化物半導体ガスセンサを用い、ガスセンサの検出出力を温度補正する機能を備えたガス検出装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記公報に示されるガス検出装置は、空気質を検出する空気質センサと、空気質センサの検出出力と空気質レベル判定閾値とを比較することで空気質を判定する演算手段と、周囲温度を検出する温度センサと、複数の温度において空気質センサの出力値を補正するための補正係数を記憶した記憶手段とを備えている。このガス検出装置は、温度センサの検出温度をもとに記憶手段から補正係数を読み出し、この補正係数を基準温度における空気質レベル判定閾値に乗算することで、空気質レベル判定閾値の温度補正を行っており、演算手段では補正後の空気質レベル判定閾値と空気質センサの検出出力とを比較することによって、空気質を判定していた。
【０００４】
また、この種のガス検出装置としては、基準温度（例えば２５℃）におけるガス濃度とセンサ出力との関係を示す検量線データをメモリに記憶させておき、所定のガス濃度および基準温度におけるセンサ出力を取り込み、この時のセンサ出力を用いて検量線データを補正し、補正後の検量線データとセンサ出力のサンプリング値とを用い、補間計算などを行うことによってセンサ出力からガス濃度を求めていた。
【特許文献１】特開平６−１３００１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属酸化物半導体ガスセンサや接触燃焼式のガスセンサでは、検知対象ガスのガス濃度によって、センサ出力の温度に対する変動割合が大きく異なるため、ある１点のガス濃度で検量線データを補正しただけでは、検量線データの補正を正確に行うことができず、このような検量線データを用いた場合、ガス濃度の検出値が不正確になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、検出出力の温度補正を正確に行える温度補償機能付検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、検知対象の物理量を電気量に変換するとともに、その出力特性が周囲温度に応じて変動するセンサ部と、周囲温度を検出する温度検出部と、複数点の物理量の各々についてセンサ部の出力と温度との関係を示した温度補償テーブルが予め登録された記憶部と、センサ部のセンサ出力と温度検出部の検出温度と温度補償テーブルとを用いて測定対象の物理量を演算する演算処理部とを備え、演算処理部は、複数の温度補償テーブルから温度検出部の検出温度に対応したセンサ出力を抽出することによって、検出温度において複数点の物理量とセンサ出力との関係を示す検量線を作成し、当該検量線とセンサ部から今回取り込んだセンサ出力とを用いて検知対象の物理量を求めることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、複数点の物理量（校正点）で温度補償テーブルを用意し、測定時の検出温度をもとに複数の温度補償テーブルからセンサ出力を抽出することで、上記検出温度におけるセンサ出力と物理量との関係を示す検量線を作成しているので、この検量線と今回測定時のセンサ出力とを用いて物理量を求めることによって、温度によって出力特性が変動するようなセンサ部を用いた場合でも、検知対象の物理量をより正確に検出することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、温度を一定とした時にセンサ出力と検知対象の物理量との関係が直線で近似可能な場合に、演算処理部が、検量線を構成する複数点のセンサ出力の内、センサ部から今回取り込んだセンサ出力Ａｘに最も近い２点のセンサ出力をＡ１，Ａ２、センサ出力Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する物理量をＣ１，Ｃ２、今回検出時の検知対象の物理量をＣｘとしたときに、Ｃｘ＝（Ａｘ−Ａ１）×（Ｃ２−Ｃ１）／（Ａ２−Ａ１）＋Ｃ１なる演算式を用いて検知対象の物理量を演算することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、温度を一定とした時にセンサ出力と検知対象の物理量との関係が直線で近似可能な場合には、上記の演算式を用いることによって検知対象の物理量を正確に求めることができる。
【００１１】
また請求項３の発明は、請求項１の発明において、温度を一定とした時にセンサ出力の対数値と検知対象の物理量の対数値との関係が直線で近似可能な場合に、演算処理部が、検量線を構成する複数点のセンサ出力の内、センサ部から今回取り込んだセンサ出力Ａｘに最も近い２点のセンサ出力をＡ１，Ａ２、センサ出力Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する物理量をＣ１，Ｃ２、今回検出時の検知対象の物理量をＣｘとしたときに、Ｃｘ＝ｅｘｐ（（Ｌｎ（Ａｘ）−Ｌｎ（Ａ１））×（Ｌｎ（Ｃ２）−Ｌｎ（Ｃ１））／（Ｌｎ（Ａ２）−Ｌｎ（Ａ１））＋Ｌｎ（Ｃ１））なる演算式を用いて検知対象の物理量を演算により求めることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、温度を一定とした時にセンサ出力の対数値と検知対象の物理量の対数値との関係が直線で近似可能な場合には、上記の演算式を用いることによって検知対象の物理量を正確に求めることができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、センサ部が、触媒作用を有する材料で形成され、検知対象の可燃性ガスが触媒作用によりセンサ表面で燃焼する時の燃焼熱によって発生する抵抗値変化から可燃性ガスのガス濃度を求める接触燃焼式ガスセンサからなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、接触燃焼式ガスセンサを用いてガス濃度を検出する際に、温度変化に応じてセンサ出力が変動したとしても、ガス濃度を正確に検出することができる。
【００１５】
また請求項５の発明は、請求項１又は３の発明において、センサ部が、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する金属酸化物半導体ガスセンサからなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、金属酸化物半導体ガスセンサを用いてガス濃度を検出する際に、温度変化に応じてセンサ出力が変動したとしても、ガス濃度を正確に検出することができる。
【００１７】
さらに、請求項６の発明は、請求項１又は２の発明において、センサ部が、異種の金属で形成された一対の電極を有し、検知対象の溶液に一対の電極を浸けると、両電極間に検知対象の濃度に応じた起電力が発生する水質センサからなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、水質センサを用いて検知対象の濃度を検出する際に、温度変化に応じてセンサ出力が変動したとしても、検知対象の濃度を正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数点の物理量（校正点）で温度補償テーブルを用意し、測定時の検出温度をもとに複数の温度補償テーブルからセンサ出力を抽出することで、上記検出温度におけるセンサ出力と物理量との関係を示す検量線を作成しているので、この検量線と今回測定時のセンサ出力とを用いて物理量を求めることによって、温度によって出力特性が変動するようなセンサ部を用いた場合でも、検知対象の物理量をより正確に検出できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の温度補償機能付検出装置のブロック図であり、この検出装置は、ガスセンサ１と、温度センサ２と、記憶部３と、入力部４と、演算処理部５と、表示部６とを主要な構成として備えている。
【００２１】
ガスセンサ１は例えば従来周知の接触燃焼式ガスセンサを用いて構成され、触媒反応によりセンサ表面で可燃性ガス（検知対象ガス）が燃焼すると、燃焼熱によりセンサの温度が上昇し、この温度上昇を受けてセンサの抵抗値が変化するため、センサの抵抗値変化からガス濃度を求めることができる。
【００２２】
温度センサ２は例えばサーミスタからなり、その検出出力は演算処理部５に出力される。
【００２３】
記憶部３は、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような不揮発性メモリやＲＯＭなどからなり、予め設定された複数点のガス濃度（このガス濃度を校正点と言う）の各々について、センサ出力と周囲温度との関係を示した温度補償テーブルが予め登録されている。
【００２４】
入力部４は、使用者が測定開始などの入力操作を行うために設けられ、その入力信号は演算処理部５に出力される。
【００２５】
演算処理部５は、ガスセンサ１および温度センサ２の検出出力をＡ／Ｄ変換部（図示せず）によりＡ／Ｄ変換した値を取り込み、両センサ１，２の検出出力と記憶部３に記憶された温度補償テーブルとを用いてガス濃度を演算する。
【００２６】
表示部６は、例えば７セグメントＬＥＤからなり、演算処理部５による演算結果の表示などを行う。なお、演算結果の出力形態としては様々な形態が考えられ、例えば演算処理部５による演算結果（検出濃度）をＤ／Ａ変換器により電圧値に変換して出力したり、さらに電流値に変換して出力しても良いし、検出濃度のレベルに応じた報知音を出力するスピーカを設け、濃度レベルに応じて報知音の音色、音量、或いは報知音の断続周期を変化させるようにしても良い。
【００２７】
ここで、演算処理部５によるガス濃度の検出方法について以下に説明を行う。入力部４を用いて動作モードが測定モードに切り換えられると、演算処理部５は測定動作を開始する。
【００２８】
上述のように記憶部３には複数点の校正点（例えば０，５００，１０００，２５００，５０００，１００００，１５０００，２００００ｐｐｍの８点）における温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ８が登録されている。各温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ８は、各々の濃度中で温度を変化させた時のセンサ出力（抵抗値Ｒ’）を、基準温度（例えば２５℃）におけるセンサ出力Ｒｓで割って基準化した値Ｒ（＝Ｒ’／Ｒｓ）に所定の係数を乗算して整数化してあり、この値と温度とを対応付けてテーブルを作成している。なお、各々の温度で求めた抵抗値Ｒは、温度センサ２による検出温度のＡ／Ｄ変換値（例えば０〜１０２４）をアドレスとして記憶させれば良く、表１に温度補償テーブルの一例を示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
各温度補償テーブルＴａ１〜Ｔａ８はそれぞれ８点の濃度中でのセンサ出力の温度特性を示しており、図２（ａ）は０ｐｐｍにおける温度補償テーブルＴａ１と、５００ｐｐｍにおける温度補償テーブルＴａ２と、２００００ｐｐｍにおける温度補償テーブルＴａ８とをそれぞれグラフ化して示している。
【００３１】
演算処理部５では、所定のサンプリング周期が経過する毎に、ガスセンサ１と温度センサ２の出力を取り込み、先ず温度センサ１により検出された温度Ｔｘを用いて、記憶部３に登録された複数の温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ８を参照し、各々の温度補償テーブルから各校正点（ガス濃度）において温度Ｔｘの時の基準化し整数化されたセンサ出力Ｒ１，Ｒ２…Ｒ８を読み込む。そして、全ての温度補償テーブルから温度Ｔｘの時のセンサ出力Ｒ１，Ｒ２…Ｒ８を読み込むと、これら８点のセンサ出力Ｒ１，Ｒ２…Ｒ８を用いて図２（ｂ）に示すような検量線が求まるから、演算処理部５では、この検量線とガスセンサ１から読み込んだセンサ出力Ｒｘ’とを用いて、現在のガス濃度を求めることができる。
【００３２】
すなわち演算処理部５は、今回サンプリングしたセンサ出力Ｒｘ’を基準温度（例えば２５℃）におけるセンサ出力Ｒｓで基準化し、さらに整数化した値Ｒｘを求め、上述の処理で求めた８点のセンサ出力Ｒ１，Ｒ２…Ｒ８から、上記のセンサ出力Ｒｘを間に挟む２点（つまりセンサ出力Ｒｘに最も近い２点）のセンサ出力（例えばＲ２とＲ３）を求め、この２点間でセンサ出力とガス濃度との関係が一次式で示されると仮定して補間計算を行うことにより、現在のガス濃度を求めている。すなわち、センサ出力Ｒｘを間に挟む２点のセンサ出力がＲａ１，Ｒａ２であり、その時のガス濃度がＣ１，Ｃ２の場合、演算処理部５は以下の式（１）の計算を行って、現在のガス濃度Ｃｘを求めており、演算結果を表示部６に表示させる。
【００３３】
Ｃｘ＝（Ｒｘ−Ｒａ１）×（Ｃ２−Ｃ１）／（Ｒａ２−Ｒａ１）＋Ｃ１ …（１）
なお、現在のガス濃度が０ｐｐｍ以上且つ２００００ｐｐｍ以下の範囲内であれば、センサ出力Ｒｘはセンサ出力Ｒ１〜Ｒ８の範囲内にあるので、上述の補間計算を行うことで、ガス濃度を求めることが可能であるが、現在のガス濃度が２００００ｐｐｍよりも高い場合は、１５０００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｒ７と２００００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｒ８との間を補間する補間曲線を２００００ｐｐｍを超える高濃度領域に延長した補間曲線を用いてガス濃度を求めれば良い。すなわち、上記の式（１）においてＲａ１，Ｒａ２にそれぞれＲ７，Ｒ８を、Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ１５０００，２００００（ｐｐｍ）を代入した式を用いてガス濃度を演算すれば良い。
【００３４】
ところで、本実施形態ではセンサ部として接触燃焼式のガスセンサ１を用いているが、センサ部を接触燃焼式ガスセンサに限定する趣旨のものではなく、例えばガス濃度に応じて抵抗値が変化する従来周知の金属酸化物半導体ガスセンサを用いても良い。
【００３５】
センサ部に金属酸化物半導体ガスセンサを用いる場合も、上述と略同様の方法でガス濃度を求めることができ、演算処理部５では、複数点のガス濃度における温度補償テーブルから、温度センサ２を用いて検出した現在の温度におけるセンサ出力を読み込んで、横軸および縦軸をそれぞれセンサ出力の対数値、ガス濃度の対数値とした検量線を作成し、この検量線とガスセンサ１から読み込んだセンサ出力とを用いて、直線補間計算を行うことで、現在のガス濃度を演算する。
【００３６】
ここで、ガスセンサ１に金属酸化物半導体ガスセンサを用いた場合の測定方法について以下に簡単に説明する。記憶部３には、複数点のガス濃度（１０，１００，１０００，５０００，１００００，２００００，３００００ｐｐｍの７点）における温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ７を記憶しているのであるが、金属酸化物半導体ガスセンサの場合はセンサ出力の対数値とガス濃度の対数値とが略線形な関係を有しているので、温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ７として、各々の濃度中で温度を変化させた時のセンサ抵抗Ｒ’を、基準温度（例えば２５℃）におけるセンサ抵抗Ｒｓで割って基準化した値Ｒ（＝Ｒ’／Ｒｓ）を求め、この基準化したセンサ抵抗Ｒの対数値Ｌｎ（Ｒ）に所定の係数Ｋを乗じて整数化した値Ｆ（Ｒ）と温度とを対応付けてテーブルを作成している。但し、Ｆ（Ｒ）＝Ｌｎ（Ｒ）×Ｋとする。
【００３７】
そして演算処理部５では、所定のサンプリング周期が経過する毎に、ガスセンサ１と温度センサ２の出力を取り込み、先ず温度センサ１により検出された温度Ｔｘを用いて、記憶部３に登録された複数の温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ７を参照し、各々の温度補償テーブルから各校正点（ガス濃度）において温度Ｔｘの時の基準化し整数化したセンサ出力Ｆ（Ｒ１），Ｆ（Ｒ２）…Ｆ（Ｒ７）を読み込む。そして、全ての温度補償テーブルから温度Ｔｘの時のセンサ出力Ｆ（Ｒ１），Ｆ（Ｒ２）…Ｆ（Ｒ７）を読み込むと、これら７点のセンサ出力Ｆ（Ｒ１），Ｆ（Ｒ２）…Ｆ（Ｒ７）を用いて検量線が求まるから、演算処理部５では、ガスセンサ１から読み取ったセンサ抵抗Ｒｘ’を基準温度におけるセンサ抵抗Ｒｓで割った値の対数値Ｌｎ（Ｒｘ）を整数化した値Ｆ（Ｒｘ）を求め、このセンサ出力Ｆ（Ｒｘ）と上記の検量線とを用いて、現在のガス濃度を求めることができる。
【００３８】
すなわち演算処理部５は、上述の処理で求めた７点のセンサ出力Ｆ（Ｒ１），Ｆ（Ｒ２）…Ｆ（Ｒ７）から、今回サンプリングしたセンサ抵抗Ｒｘ’より求めたセンサ出力Ｆ（Ｒｘ）を間に挟む２点のセンサ出力（例えばＦ（Ｒａ１）とＦ（Ｒａ２））を求め、この２点間でセンサ出力の対数値とガス濃度の対数値との関係が一次式で示されると仮定し、以下の式（２）を用いて補間計算を行うことにより、現在のガス濃度Ｃｘを求めている。
【００３９】
Ｃｘ＝ｅｘｐ（（Ｆ（Ｒｘ）−Ｆ（Ｒａ１））×（Ｌｎ（Ｃ２）−Ｌｎ（Ｃ１））／（Ｆ（Ｒａ２）−Ｆ（Ｒａ１））＋Ｌｎ（Ｃ１）） …（２）
但し、Ｃ１，Ｃ２はそれぞれセンサ出力Ｆ（Ｒｘ）を間に挟む２点のガス濃度である。
【００４０】
なお、現在のガス濃度が１０ｐｐｍ以上且つ３００００ｐｐｍ以下の範囲内であれば、センサ出力Ｆ（Ｒｘ）はセンサ出力Ｆ（Ｒ１）〜Ｆ（Ｒ７）の範囲内にあるので、上述の補間計算を行うことで、ガス濃度を求めることが可能であるが、現在のガス濃度が１０ｐｐｍよりも低い場合は、１０ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｆ（Ｒ１）と１００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｆ（Ｒ２）との間を補間する補間直線を１０ｐｐｍ以下の低濃度領域に延長した補間直線を用いてガス濃度を求めれば良い。同様に、現在のガス濃度が３００００ｐｐｍよりも高い場合は、２００００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｆ（Ｒ６）と３００００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｆ（Ｒ７）との間を補間する補間直線を３００００ｐｐｍ以上の高濃度領域に延長した補間直線を用いてガス濃度を求めれば良い。演算処理部５は以上のような演算を行ってガス濃度を求めると、演算結果を表示部６に表示させる。
【００４１】
（実施形態２）
上述の実施形態１では、センサ部として金属酸化物半導体ガスセンサ或いは接触燃焼式ガスセンサからなるガスセンサ１を用いた場合について説明を行ったが、本実施形態では、図３に示すようにガスセンサ１の代わりに、異種の金属で形成された一対の電極を有し、これら一対の電極を検査対象の液に浸けて、両電極間に発生する起電力から液中の溶存塩素、溶存オゾン、溶存酸素、溶存水素、溶存二酸化炭素などの濃度を測定する水質センサ７を用いている。尚、水質センサ７以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４２】
演算処理部５では、実施形態１と同様の方法で検知対象の濃度を測定しており、以下にその測定方法を簡単に説明する。
【００４３】
入力部４を用いて動作モードが測定モードに切り換えられると、演算処理部５は測定動作を開始する。
【００４４】
記憶部３には、例えば溶存塩素の濃度が０．０５、０．１、０．６ｍｇ／Ｌの時の温度補償テーブルが登録されている。表２は各温度における温度補償テーブルを示しており、各温度補償テーブルでは各々の濃度中で温度を変化させた時のセンサ出力（起電力）を温度と対応付けて記憶している。
【００４５】
【表２】
【００４６】
図４（ａ）は各温度補償テーブルをグラフ化したものであり、図４（ａ）中の◆は０．０５ｍｇ／Ｌのデータ、■は０．１ｍｇ／Ｌのデータ、▲は０．６ｍｇ／Ｌのデータであり、Ｌ１は０．０５ｍｇ／Ｌのデータを多項式で近似した曲線、Ｌ２は０．１ｍｇ／Ｌのデータを多項式で近似した曲線、Ｌ３は０．６ｍｇ／Ｌのデータを多項式で近似した曲線である。
【００４７】
演算処理部５では、所定のサンプリング周期が経過する毎に、水質センサ７と温度センサ２の出力を取り込み、先ず温度センサ１により検出された温度Ｔｘを用いて、記憶部３に登録された複数の温度補償テーブルを参照し、各温度補償テーブルのデータを近似した近似曲線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から温度Ｔｘにおけるセンサ出力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を読み込む。そして、これら３点のセンサ出力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を用いて図４（ｂ）に示すような検量線が求まるから、演算処理部５では、この検量線と水質センサ７から読み込んだセンサ出力Ｖｘとを用いて、現在の残留塩素濃度を求めることができる。すなわち演算処理部５は、上述の処理で求めた３点のセンサ出力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３から、今回サンプリングしたセンサ出力Ｖｘを間に挟む２点（つまりセンサ出力Ｖｘに最も近い２点）のセンサ出力（例えばＶ２とＶ３）を求め、この２点間でセンサ出力とガス濃度との関係が一次式で示されると仮定して補間計算を行うことにより、現在の残留塩素濃度を求めている。ここでセンサ出力Ｖｘを間に挟む２点のセンサ出力がＶａ１，Ｖａ２であり、その時の残留塩素濃度がＣ１，Ｃ２の場合、演算処理部５は以下の式（３）の計算を行って、現在の残留塩素濃度Ｃｘを求め、演算結果を表示部６に表示させている。
【００４８】
Ｃｘ＝（Ｖｘ−Ｖａ１）×（Ｃ２−Ｃ１）／（Ｖａ２−Ｖａ１）＋Ｃ１ …（３）
なお、現在の残留塩素濃度が０．０５ｍｇ／Ｌ以上且つ０．６ｍｇ／Ｌ以下の範囲内であれば、現在のセンサ出力Ｖｘがセンサ出力Ｖ１〜Ｖ３の範囲内にあるので、上述の補間計算を行うことで、残留塩素濃度を求めることが可能であるが、現在の残留塩素濃度が０．０５ｍｇ／Ｌ未満、或いは、０．６ｍｇ／Ｌよりも高い場合は、今回取り込んだセンサ出力Ｖｘに最も近い２点のセンサ出力の間を補間する補間曲線を用いて残留塩素濃度を求めれば良い。例えば、現在の残留塩素濃度が０．６ｍｇ／Ｌよりも高い場合は、センサ出力Ｖｘに最も近い０．１ｍｇ／Ｌにおけるセンサ出力Ｖ２と０．６ｍｇ／Ｌにおけるセンサ出力Ｖ３との間を補間する補間曲線を０．６ｍｇ／Ｌを超える高濃度領域に延長した補間直線を用いて残留塩素濃度を求めれば良い。同様に、現在の残留塩素濃度が０．０５ｍｇ／Ｌよりも低い場合は、センサ出力Ｖｘに最も近い０．０５ｍｇ／Ｌにおけるセンサ出力Ｖ１と０．１ｍｇ／Ｌにおけるセンサ出力Ｖ２との間を補間する補間直線を０．０５ｍｇ／Ｌ以下の低濃度領域に延長した補間直線を用いてガス濃度を求めれば良い。
【００４９】
なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態１の温度補償機能付検出装置のブロック図である。
【図２】（ａ）は温度補償テーブルの説明図、（ｂ）は温度補償テーブルから検出温度におけるセンサ出力を抽出して作成された検量線の説明図である。
【図３】実施形態２の温度補償機能付検出装置のブロック図である。
【図４】（ａ）は温度補償テーブルの説明図、（ｂ）は温度補償テーブルから検出温度におけるセンサ出力を抽出して作成された検量線の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ ガスセンサ
２ 温度センサ
３ 記憶部
４ 入力部
５ 演算処理部
６ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償機能付検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する金属酸化物半導体ガスセンサを用い、ガスセンサの検出出力を温度補正する機能を備えたガス検出装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記公報に示されるガス検出装置は、空気質を検出する空気質センサと、空気質センサの検出出力と空気質レベル判定閾値とを比較することで空気質を判定する演算手段と、周囲温度を検出する温度センサと、複数の温度において空気質センサの出力値を補正するための補正係数を記憶した記憶手段とを備えている。このガス検出装置は、温度センサの検出温度をもとに記憶手段から補正係数を読み出し、この補正係数を基準温度における空気質レベル判定閾値に乗算することで、空気質レベル判定閾値の温度補正を行っており、演算手段では補正後の空気質レベル判定閾値と空気質センサの検出出力とを比較することによって、空気質を判定していた。
【０００４】
また、この種のガス検出装置としては、基準温度（例えば２５℃）におけるガス濃度とセンサ出力との関係を示す検量線データをメモリに記憶させておき、所定のガス濃度および基準温度におけるセンサ出力を取り込み、この時のセンサ出力を用いて検量線データを補正し、補正後の検量線データとセンサ出力のサンプリング値とを用い、補間計算などを行うことによってセンサ出力からガス濃度を求めていた。
【特許文献１】特開平６−１３００１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属酸化物半導体ガスセンサや接触燃焼式のガスセンサでは、検知対象ガスのガス濃度によって、センサ出力の温度に対する変動割合が大きく異なるため、ある１点のガス濃度で検量線データを補正しただけでは、検量線データの補正を正確に行うことができず、このような検量線データを用いた場合、ガス濃度の検出値が不正確になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、検出出力の温度補正を正確に行える温度補償機能付検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、検知対象の物理量を電気量に変換するとともに、その出力特性が周囲温度に応じて変動するセンサ部と、周囲温度を検出する温度検出部と、複数点の物理量の各々についてセンサ部の出力と温度との関係を示した温度補償テーブルが予め登録された記憶部と、センサ部のセンサ出力と温度検出部の検出温度と温度補償テーブルとを用いて測定対象の物理量を演算する演算処理部とを備え、演算処理部は、複数の温度補償テーブルから温度検出部の検出温度に対応したセンサ出力を抽出することによって、検出温度において複数点の物理量とセンサ出力との関係を示す検量線を作成し、当該検量線とセンサ部から今回取り込んだセンサ出力とを用いて検知対象の物理量を求めることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、複数点の物理量（校正点）で温度補償テーブルを用意し、測定時の検出温度をもとに複数の温度補償テーブルからセンサ出力を抽出することで、上記検出温度におけるセンサ出力と物理量との関係を示す検量線を作成しているので、この検量線と今回測定時のセンサ出力とを用いて物理量を求めることによって、温度によって出力特性が変動するようなセンサ部を用いた場合でも、検知対象の物理量をより正確に検出することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、温度を一定とした時にセンサ出力と検知対象の物理量との関係が直線で近似可能な場合に、演算処理部が、検量線を構成する複数点のセンサ出力の内、センサ部から今回取り込んだセンサ出力Ａｘに最も近い２点のセンサ出力をＡ１，Ａ２、センサ出力Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する物理量をＣ１，Ｃ２、今回検出時の検知対象の物理量をＣｘとしたときに、Ｃｘ＝（Ａｘ−Ａ１）×（Ｃ２−Ｃ１）／（Ａ２−Ａ１）＋Ｃ１なる演算式を用いて検知対象の物理量を演算することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、温度を一定とした時にセンサ出力と検知対象の物理量との関係が直線で近似可能な場合には、上記の演算式を用いることによって検知対象の物理量を正確に求めることができる。
【００１１】
また請求項３の発明は、請求項１の発明において、温度を一定とした時にセンサ出力の対数値と検知対象の物理量の対数値との関係が直線で近似可能な場合に、演算処理部が、検量線を構成する複数点のセンサ出力の内、センサ部から今回取り込んだセンサ出力Ａｘに最も近い２点のセンサ出力をＡ１，Ａ２、センサ出力Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する物理量をＣ１，Ｃ２、今回検出時の検知対象の物理量をＣｘとしたときに、Ｃｘ＝ｅｘｐ（（Ｌｎ（Ａｘ）−Ｌｎ（Ａ１））×（Ｌｎ（Ｃ２）−Ｌｎ（Ｃ１））／（Ｌｎ（Ａ２）−Ｌｎ（Ａ１））＋Ｌｎ（Ｃ１））なる演算式を用いて検知対象の物理量を演算により求めることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、温度を一定とした時にセンサ出力の対数値と検知対象の物理量の対数値との関係が直線で近似可能な場合には、上記の演算式を用いることによって検知対象の物理量を正確に求めることができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、センサ部が、触媒作用を有する材料で形成され、検知対象の可燃性ガスが触媒作用によりセンサ表面で燃焼する時の燃焼熱によって発生する抵抗値変化から可燃性ガスのガス濃度を求める接触燃焼式ガスセンサからなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、接触燃焼式ガスセンサを用いてガス濃度を検出する際に、温度変化に応じてセンサ出力が変動したとしても、ガス濃度を正確に検出することができる。
【００１５】
また請求項５の発明は、請求項１又は３の発明において、センサ部が、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する金属酸化物半導体ガスセンサからなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、金属酸化物半導体ガスセンサを用いてガス濃度を検出する際に、温度変化に応じてセンサ出力が変動したとしても、ガス濃度を正確に検出することができる。
【００１７】
さらに、請求項６の発明は、請求項１又は２の発明において、センサ部が、異種の金属で形成された一対の電極を有し、検知対象の溶液に一対の電極を浸けると、両電極間に検知対象の濃度に応じた起電力が発生する水質センサからなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、水質センサを用いて検知対象の濃度を検出する際に、温度変化に応じてセンサ出力が変動したとしても、検知対象の濃度を正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数点の物理量（校正点）で温度補償テーブルを用意し、測定時の検出温度をもとに複数の温度補償テーブルからセンサ出力を抽出することで、上記検出温度におけるセンサ出力と物理量との関係を示す検量線を作成しているので、この検量線と今回測定時のセンサ出力とを用いて物理量を求めることによって、温度によって出力特性が変動するようなセンサ部を用いた場合でも、検知対象の物理量をより正確に検出できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の温度補償機能付検出装置のブロック図であり、この検出装置は、ガスセンサ１と、温度センサ２と、記憶部３と、入力部４と、演算処理部５と、表示部６とを主要な構成として備えている。
【００２１】
ガスセンサ１は例えば従来周知の接触燃焼式ガスセンサを用いて構成され、触媒反応によりセンサ表面で可燃性ガス（検知対象ガス）が燃焼すると、燃焼熱によりセンサの温度が上昇し、この温度上昇を受けてセンサの抵抗値が変化するため、センサの抵抗値変化からガス濃度を求めることができる。
【００２２】
温度センサ２は例えばサーミスタからなり、その検出出力は演算処理部５に出力される。
【００２３】
記憶部３は、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような不揮発性メモリやＲＯＭなどからなり、予め設定された複数点のガス濃度（このガス濃度を校正点と言う）の各々について、センサ出力と周囲温度との関係を示した温度補償テーブルが予め登録されている。
【００２４】
入力部４は、使用者が測定開始などの入力操作を行うために設けられ、その入力信号は演算処理部５に出力される。
【００２５】
演算処理部５は、ガスセンサ１および温度センサ２の検出出力をＡ／Ｄ変換部（図示せず）によりＡ／Ｄ変換した値を取り込み、両センサ１，２の検出出力と記憶部３に記憶された温度補償テーブルとを用いてガス濃度を演算する。
【００２６】
表示部６は、例えば７セグメントＬＥＤからなり、演算処理部５による演算結果の表示などを行う。なお、演算結果の出力形態としては様々な形態が考えられ、例えば演算処理部５による演算結果（検出濃度）をＤ／Ａ変換器により電圧値に変換して出力したり、さらに電流値に変換して出力しても良いし、検出濃度のレベルに応じた報知音を出力するスピーカを設け、濃度レベルに応じて報知音の音色、音量、或いは報知音の断続周期を変化させるようにしても良い。
【００２７】
ここで、演算処理部５によるガス濃度の検出方法について以下に説明を行う。入力部４を用いて動作モードが測定モードに切り換えられると、演算処理部５は測定動作を開始する。
【００２８】
上述のように記憶部３には複数点の校正点（例えば０，５００，１０００，２５００，５０００，１００００，１５０００，２００００ｐｐｍの８点）における温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ８が登録されている。各温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ８は、各々の濃度中で温度を変化させた時のセンサ出力（抵抗値Ｒ’）を、基準温度（例えば２５℃）におけるセンサ出力Ｒｓで割って基準化した値Ｒ（＝Ｒ’／Ｒｓ）に所定の係数を乗算して整数化してあり、この値と温度とを対応付けてテーブルを作成している。なお、各々の温度で求めた抵抗値Ｒは、温度センサ２による検出温度のＡ／Ｄ変換値（例えば０〜１０２４）をアドレスとして記憶させれば良く、表１に温度補償テーブルの一例を示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
各温度補償テーブルＴａ１〜Ｔａ８はそれぞれ８点の濃度中でのセンサ出力の温度特性を示しており、図２（ａ）は０ｐｐｍにおける温度補償テーブルＴａ１と、５００ｐｐｍにおける温度補償テーブルＴａ２と、２００００ｐｐｍにおける温度補償テーブルＴａ８とをそれぞれグラフ化して示している。
【００３１】
演算処理部５では、所定のサンプリング周期が経過する毎に、ガスセンサ１と温度センサ２の出力を取り込み、先ず温度センサ１により検出された温度Ｔｘを用いて、記憶部３に登録された複数の温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ８を参照し、各々の温度補償テーブルから各校正点（ガス濃度）において温度Ｔｘの時の基準化し整数化されたセンサ出力Ｒ１，Ｒ２…Ｒ８を読み込む。そして、全ての温度補償テーブルから温度Ｔｘの時のセンサ出力Ｒ１，Ｒ２…Ｒ８を読み込むと、これら８点のセンサ出力Ｒ１，Ｒ２…Ｒ８を用いて図２（ｂ）に示すような検量線が求まるから、演算処理部５では、この検量線とガスセンサ１から読み込んだセンサ出力Ｒｘ’とを用いて、現在のガス濃度を求めることができる。
【００３２】
すなわち演算処理部５は、今回サンプリングしたセンサ出力Ｒｘ’を基準温度（例えば２５℃）におけるセンサ出力Ｒｓで基準化し、さらに整数化した値Ｒｘを求め、上述の処理で求めた８点のセンサ出力Ｒ１，Ｒ２…Ｒ８から、上記のセンサ出力Ｒｘを間に挟む２点（つまりセンサ出力Ｒｘに最も近い２点）のセンサ出力（例えばＲ２とＲ３）を求め、この２点間でセンサ出力とガス濃度との関係が一次式で示されると仮定して補間計算を行うことにより、現在のガス濃度を求めている。すなわち、センサ出力Ｒｘを間に挟む２点のセンサ出力がＲａ１，Ｒａ２であり、その時のガス濃度がＣ１，Ｃ２の場合、演算処理部５は以下の式（１）の計算を行って、現在のガス濃度Ｃｘを求めており、演算結果を表示部６に表示させる。
【００３３】
Ｃｘ＝（Ｒｘ−Ｒａ１）×（Ｃ２−Ｃ１）／（Ｒａ２−Ｒａ１）＋Ｃ１ …（１）
なお、現在のガス濃度が０ｐｐｍ以上且つ２００００ｐｐｍ以下の範囲内であれば、センサ出力Ｒｘはセンサ出力Ｒ１〜Ｒ８の範囲内にあるので、上述の補間計算を行うことで、ガス濃度を求めることが可能であるが、現在のガス濃度が２００００ｐｐｍよりも高い場合は、１５０００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｒ７と２００００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｒ８との間を補間する補間曲線を２００００ｐｐｍを超える高濃度領域に延長した補間曲線を用いてガス濃度を求めれば良い。すなわち、上記の式（１）においてＲａ１，Ｒａ２にそれぞれＲ７，Ｒ８を、Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ１５０００，２００００（ｐｐｍ）を代入した式を用いてガス濃度を演算すれば良い。
【００３４】
ところで、本実施形態ではセンサ部として接触燃焼式のガスセンサ１を用いているが、センサ部を接触燃焼式ガスセンサに限定する趣旨のものではなく、例えばガス濃度に応じて抵抗値が変化する従来周知の金属酸化物半導体ガスセンサを用いても良い。
【００３５】
センサ部に金属酸化物半導体ガスセンサを用いる場合も、上述と略同様の方法でガス濃度を求めることができ、演算処理部５では、複数点のガス濃度における温度補償テーブルから、温度センサ２を用いて検出した現在の温度におけるセンサ出力を読み込んで、横軸および縦軸をそれぞれセンサ出力の対数値、ガス濃度の対数値とした検量線を作成し、この検量線とガスセンサ１から読み込んだセンサ出力とを用いて、直線補間計算を行うことで、現在のガス濃度を演算する。
【００３６】
ここで、ガスセンサ１に金属酸化物半導体ガスセンサを用いた場合の測定方法について以下に簡単に説明する。記憶部３には、複数点のガス濃度（１０，１００，１０００，５０００，１００００，２００００，３００００ｐｐｍの７点）における温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ７を記憶しているのであるが、金属酸化物半導体ガスセンサの場合はセンサ出力の対数値とガス濃度の対数値とが略線形な関係を有しているので、温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ７として、各々の濃度中で温度を変化させた時のセンサ抵抗Ｒ’を、基準温度（例えば２５℃）におけるセンサ抵抗Ｒｓで割って基準化した値Ｒ（＝Ｒ’／Ｒｓ）を求め、この基準化したセンサ抵抗Ｒの対数値Ｌｎ（Ｒ）に所定の係数Ｋを乗じて整数化した値Ｆ（Ｒ）と温度とを対応付けてテーブルを作成している。但し、Ｆ（Ｒ）＝Ｌｎ（Ｒ）×Ｋとする。
【００３７】
そして演算処理部５では、所定のサンプリング周期が経過する毎に、ガスセンサ１と温度センサ２の出力を取り込み、先ず温度センサ１により検出された温度Ｔｘを用いて、記憶部３に登録された複数の温度補償テーブルＴａ１，Ｔａ２…Ｔａ７を参照し、各々の温度補償テーブルから各校正点（ガス濃度）において温度Ｔｘの時の基準化し整数化したセンサ出力Ｆ（Ｒ１），Ｆ（Ｒ２）…Ｆ（Ｒ７）を読み込む。そして、全ての温度補償テーブルから温度Ｔｘの時のセンサ出力Ｆ（Ｒ１），Ｆ（Ｒ２）…Ｆ（Ｒ７）を読み込むと、これら７点のセンサ出力Ｆ（Ｒ１），Ｆ（Ｒ２）…Ｆ（Ｒ７）を用いて検量線が求まるから、演算処理部５では、ガスセンサ１から読み取ったセンサ抵抗Ｒｘ’を基準温度におけるセンサ抵抗Ｒｓで割った値の対数値Ｌｎ（Ｒｘ）を整数化した値Ｆ（Ｒｘ）を求め、このセンサ出力Ｆ（Ｒｘ）と上記の検量線とを用いて、現在のガス濃度を求めることができる。
【００３８】
すなわち演算処理部５は、上述の処理で求めた７点のセンサ出力Ｆ（Ｒ１），Ｆ（Ｒ２）…Ｆ（Ｒ７）から、今回サンプリングしたセンサ抵抗Ｒｘ’より求めたセンサ出力Ｆ（Ｒｘ）を間に挟む２点のセンサ出力（例えばＦ（Ｒａ１）とＦ（Ｒａ２））を求め、この２点間でセンサ出力の対数値とガス濃度の対数値との関係が一次式で示されると仮定し、以下の式（２）を用いて補間計算を行うことにより、現在のガス濃度Ｃｘを求めている。
【００３９】
Ｃｘ＝ｅｘｐ（（Ｆ（Ｒｘ）−Ｆ（Ｒａ１））×（Ｌｎ（Ｃ２）−Ｌｎ（Ｃ１））／（Ｆ（Ｒａ２）−Ｆ（Ｒａ１））＋Ｌｎ（Ｃ１）） …（２）
但し、Ｃ１，Ｃ２はそれぞれセンサ出力Ｆ（Ｒｘ）を間に挟む２点のガス濃度である。
【００４０】
なお、現在のガス濃度が１０ｐｐｍ以上且つ３００００ｐｐｍ以下の範囲内であれば、センサ出力Ｆ（Ｒｘ）はセンサ出力Ｆ（Ｒ１）〜Ｆ（Ｒ７）の範囲内にあるので、上述の補間計算を行うことで、ガス濃度を求めることが可能であるが、現在のガス濃度が１０ｐｐｍよりも低い場合は、１０ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｆ（Ｒ１）と１００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｆ（Ｒ２）との間を補間する補間直線を１０ｐｐｍ以下の低濃度領域に延長した補間直線を用いてガス濃度を求めれば良い。同様に、現在のガス濃度が３００００ｐｐｍよりも高い場合は、２００００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｆ（Ｒ６）と３００００ｐｐｍにおけるセンサ出力Ｆ（Ｒ７）との間を補間する補間直線を３００００ｐｐｍ以上の高濃度領域に延長した補間直線を用いてガス濃度を求めれば良い。演算処理部５は以上のような演算を行ってガス濃度を求めると、演算結果を表示部６に表示させる。
【００４１】
（実施形態２）
上述の実施形態１では、センサ部として金属酸化物半導体ガスセンサ或いは接触燃焼式ガスセンサからなるガスセンサ１を用いた場合について説明を行ったが、本実施形態では、図３に示すようにガスセンサ１の代わりに、異種の金属で形成された一対の電極を有し、これら一対の電極を検査対象の液に浸けて、両電極間に発生する起電力から液中の溶存塩素、溶存オゾン、溶存酸素、溶存水素、溶存二酸化炭素などの濃度を測定する水質センサ７を用いている。尚、水質センサ７以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４２】
演算処理部５では、実施形態１と同様の方法で検知対象の濃度を測定しており、以下にその測定方法を簡単に説明する。
【００４３】
入力部４を用いて動作モードが測定モードに切り換えられると、演算処理部５は測定動作を開始する。
【００４４】
記憶部３には、例えば溶存塩素の濃度が０．０５、０．１、０．６ｍｇ／Ｌの時の温度補償テーブルが登録されている。表２は各温度における温度補償テーブルを示しており、各温度補償テーブルでは各々の濃度中で温度を変化させた時のセンサ出力（起電力）を温度と対応付けて記憶している。
【００４５】
【表２】
【００４６】
図４（ａ）は各温度補償テーブルをグラフ化したものであり、図４（ａ）中の◆は０．０５ｍｇ／Ｌのデータ、■は０．１ｍｇ／Ｌのデータ、▲は０．６ｍｇ／Ｌのデータであり、Ｌ１は０．０５ｍｇ／Ｌのデータを多項式で近似した曲線、Ｌ２は０．１ｍｇ／Ｌのデータを多項式で近似した曲線、Ｌ３は０．６ｍｇ／Ｌのデータを多項式で近似した曲線である。
【００４７】
演算処理部５では、所定のサンプリング周期が経過する毎に、水質センサ７と温度センサ２の出力を取り込み、先ず温度センサ１により検出された温度Ｔｘを用いて、記憶部３に登録された複数の温度補償テーブルを参照し、各温度補償テーブルのデータを近似した近似曲線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から温度Ｔｘにおけるセンサ出力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を読み込む。そして、これら３点のセンサ出力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を用いて図４（ｂ）に示すような検量線が求まるから、演算処理部５では、この検量線と水質センサ７から読み込んだセンサ出力Ｖｘとを用いて、現在の残留塩素濃度を求めることができる。すなわち演算処理部５は、上述の処理で求めた３点のセンサ出力Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３から、今回サンプリングしたセンサ出力Ｖｘを間に挟む２点（つまりセンサ出力Ｖｘに最も近い２点）のセンサ出力（例えばＶ２とＶ３）を求め、この２点間でセンサ出力とガス濃度との関係が一次式で示されると仮定して補間計算を行うことにより、現在の残留塩素濃度を求めている。ここでセンサ出力Ｖｘを間に挟む２点のセンサ出力がＶａ１，Ｖａ２であり、その時の残留塩素濃度がＣ１，Ｃ２の場合、演算処理部５は以下の式（３）の計算を行って、現在の残留塩素濃度Ｃｘを求め、演算結果を表示部６に表示させている。
【００４８】
Ｃｘ＝（Ｖｘ−Ｖａ１）×（Ｃ２−Ｃ１）／（Ｖａ２−Ｖａ１）＋Ｃ１ …（３）
なお、現在の残留塩素濃度が０．０５ｍｇ／Ｌ以上且つ０．６ｍｇ／Ｌ以下の範囲内であれば、現在のセンサ出力Ｖｘがセンサ出力Ｖ１〜Ｖ３の範囲内にあるので、上述の補間計算を行うことで、残留塩素濃度を求めることが可能であるが、現在の残留塩素濃度が０．０５ｍｇ／Ｌ未満、或いは、０．６ｍｇ／Ｌよりも高い場合は、今回取り込んだセンサ出力Ｖｘに最も近い２点のセンサ出力の間を補間する補間曲線を用いて残留塩素濃度を求めれば良い。例えば、現在の残留塩素濃度が０．６ｍｇ／Ｌよりも高い場合は、センサ出力Ｖｘに最も近い０．１ｍｇ／Ｌにおけるセンサ出力Ｖ２と０．６ｍｇ／Ｌにおけるセンサ出力Ｖ３との間を補間する補間曲線を０．６ｍｇ／Ｌを超える高濃度領域に延長した補間直線を用いて残留塩素濃度を求めれば良い。同様に、現在の残留塩素濃度が０．０５ｍｇ／Ｌよりも低い場合は、センサ出力Ｖｘに最も近い０．０５ｍｇ／Ｌにおけるセンサ出力Ｖ１と０．１ｍｇ／Ｌにおけるセンサ出力Ｖ２との間を補間する補間直線を０．０５ｍｇ／Ｌ以下の低濃度領域に延長した補間直線を用いてガス濃度を求めれば良い。
【００４９】
なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態１の温度補償機能付検出装置のブロック図である。
【図２】（ａ）は温度補償テーブルの説明図、（ｂ）は温度補償テーブルから検出温度におけるセンサ出力を抽出して作成された検量線の説明図である。
【図３】実施形態２の温度補償機能付検出装置のブロック図である。
【図４】（ａ）は温度補償テーブルの説明図、（ｂ）は温度補償テーブルから検出温度におけるセンサ出力を抽出して作成された検量線の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ ガスセンサ
２ 温度センサ
３ 記憶部
４ 入力部
５ 演算処理部
６ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象の物理量を電気量に変換するとともに、その出力特性が周囲温度に応じて変動するセンサ部と、周囲温度を検出する温度検出部と、複数点の物理量の各々について前記センサ部の出力と温度との関係を示した温度補償テーブルが予め登録された記憶部と、センサ部のセンサ出力と温度検出部の検出温度と前記温度補償テーブルとを用いて測定対象の物理量を演算する演算処理部とを備え、前記演算処理部は、複数の温度補償テーブルから温度検出部の検出温度に対応したセンサ出力を抽出することによって、前記検出温度において複数点の物理量とセンサ出力との関係を示す検量線を作成し、当該検量線と前記センサ部から今回取り込んだセンサ出力とを用いて検知対象の物理量を求めることを特徴とする温度補償機能付検出装置。
【請求項２】
温度を一定とした時に前記センサ出力と前記検知対象の物理量との関係が直線で近似可能な場合に、前記演算処理部が、前記検量線を構成する複数点のセンサ出力の内、前記センサ部から今回取り込んだセンサ出力Ａｘに最も近い２点のセンサ出力をＡ１，Ａ２、センサ出力Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する物理量をＣ１，Ｃ２、今回検出時の検知対象の物理量をＣｘとしたときに、
Ｃｘ＝（Ａｘ−Ａ１）×（Ｃ２−Ｃ１）／（Ａ２−Ａ１）＋Ｃ１
なる演算式を用いて検知対象の物理量を演算することを特徴とする請求項１記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項３】
温度を一定とした時に前記センサ出力の対数値と前記検知対象の物理量の対数値との関係が直線で近似可能な場合に、前記演算処理部が、前記検量線を構成する複数点のセンサ出力の内、前記センサ部から今回取り込んだセンサ出力Ａｘに最も近い２点のセンサ出力をＡ１，Ａ２、センサ出力Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する物理量をＣ１，Ｃ２、今回検出時の検知対象の物理量をＣｘとしたときに、
Ｃｘ＝ｅｘｐ（（Ｌｎ（Ａｘ）−Ｌｎ（Ａ１））×（Ｌｎ（Ｃ２）−Ｌｎ（Ｃ１））／（Ｌｎ（Ａ２）−Ｌｎ（Ａ１））＋Ｌｎ（Ｃ１））
なる演算式を用いて検知対象の物理量を演算により求めることを特徴とする請求項１記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項４】
前記センサ部が、触媒作用を有する材料で形成され、検知対象の可燃性ガスが触媒作用によりセンサ表面で燃焼する時の燃焼熱によって発生する抵抗値変化から可燃性ガスのガス濃度を求める接触燃焼式ガスセンサからなることを特徴とする請求項１又は２記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項５】
前記センサ部が、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する金属酸化物半導体ガスセンサからなることを特徴とする請求項１又は３記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項６】
前記センサ部が、異種の金属で形成された一対の電極を有し、検知対象の溶液に前記一対の電極を浸けると、両電極間に検知対象の濃度に応じた起電力が発生する水質センサからなることを特徴とする請求項１又は２記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項１】
検知対象の物理量を電気量に変換するとともに、その出力特性が周囲温度に応じて変動するセンサ部と、周囲温度を検出する温度検出部と、複数点の物理量の各々について前記センサ部の出力と温度との関係を示した温度補償テーブルが予め登録された記憶部と、センサ部のセンサ出力と温度検出部の検出温度と前記温度補償テーブルとを用いて測定対象の物理量を演算する演算処理部とを備え、前記演算処理部は、複数の温度補償テーブルから温度検出部の検出温度に対応したセンサ出力を抽出することによって、前記検出温度において複数点の物理量とセンサ出力との関係を示す検量線を作成し、当該検量線と前記センサ部から今回取り込んだセンサ出力とを用いて検知対象の物理量を求めることを特徴とする温度補償機能付検出装置。
【請求項２】
温度を一定とした時に前記センサ出力と前記検知対象の物理量との関係が直線で近似可能な場合に、前記演算処理部が、前記検量線を構成する複数点のセンサ出力の内、前記センサ部から今回取り込んだセンサ出力Ａｘに最も近い２点のセンサ出力をＡ１，Ａ２、センサ出力Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する物理量をＣ１，Ｃ２、今回検出時の検知対象の物理量をＣｘとしたときに、
Ｃｘ＝（Ａｘ−Ａ１）×（Ｃ２−Ｃ１）／（Ａ２−Ａ１）＋Ｃ１
なる演算式を用いて検知対象の物理量を演算することを特徴とする請求項１記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項３】
温度を一定とした時に前記センサ出力の対数値と前記検知対象の物理量の対数値との関係が直線で近似可能な場合に、前記演算処理部が、前記検量線を構成する複数点のセンサ出力の内、前記センサ部から今回取り込んだセンサ出力Ａｘに最も近い２点のセンサ出力をＡ１，Ａ２、センサ出力Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する物理量をＣ１，Ｃ２、今回検出時の検知対象の物理量をＣｘとしたときに、
Ｃｘ＝ｅｘｐ（（Ｌｎ（Ａｘ）−Ｌｎ（Ａ１））×（Ｌｎ（Ｃ２）−Ｌｎ（Ｃ１））／（Ｌｎ（Ａ２）−Ｌｎ（Ａ１））＋Ｌｎ（Ｃ１））
なる演算式を用いて検知対象の物理量を演算により求めることを特徴とする請求項１記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項４】
前記センサ部が、触媒作用を有する材料で形成され、検知対象の可燃性ガスが触媒作用によりセンサ表面で燃焼する時の燃焼熱によって発生する抵抗値変化から可燃性ガスのガス濃度を求める接触燃焼式ガスセンサからなることを特徴とする請求項１又は２記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項５】
前記センサ部が、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値の変化する金属酸化物半導体ガスセンサからなることを特徴とする請求項１又は３記載の温度補償機能付検出装置。
【請求項６】
前記センサ部が、異種の金属で形成された一対の電極を有し、検知対象の溶液に前記一対の電極を浸けると、両電極間に検知対象の濃度に応じた起電力が発生する水質センサからなることを特徴とする請求項１又は２記載の温度補償機能付検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−５７２６６（Ｐ２００７−５７２６６Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４０２３２（Ｐ２００５−２４０２３２）
【出願日】平成１７年８月２２日（２００５．８．２２）
【出願人】（５９３２１０９６１）エフアイエス株式会社 (39)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２２日（２００５．８．２２）
【出願人】（５９３２１０９６１）エフアイエス株式会社 (39)
【Ｆターム（参考）】
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