特許 6244562 ガス検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6244562

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】ガス検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/12 20060101AFI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/12 D

   G01N27/12 B

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-494(P2013-494)

(22)【出願日】2013年1月7日

(65)【公開番号】特開2014-132241(P2014-132241A)

(43)【公開日】2014年7月17日

【審査請求日】2015年10月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231361

【氏名又は名称】ＮＩＳＳＨＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】特許業務法人北斗特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100087767

【弁理士】

【氏名又は名称】西川 惠清

(74)【代理人】

【識別番号】100155745

【弁理士】

【氏名又は名称】水尻 勝久

(74)【代理人】

【識別番号】100143465

【弁理士】

【氏名又は名称】竹尾 由重

(74)【代理人】

【識別番号】100155756

【弁理士】

【氏名又は名称】坂口 武

(74)【代理人】

【識別番号】100161883

【弁理士】

【氏名又は名称】北出 英敏

(74)【代理人】

【識別番号】100167830

【弁理士】

【氏名又は名称】仲石 晴樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162248

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 豊

(74)【代理人】

【識別番号】100100262

【弁理士】

【氏名又は名称】松永 勉

(72)【発明者】

【氏名】稲澤 領

(72)【発明者】

【氏名】翁長 一夫

【審査官】 櫃本 研太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２４８６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０９７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４４２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６４０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２７８２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３３１５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１０３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２９７８６０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス濃度に応じて抵抗値が変化する感ガス体と、
前記感ガス体の抵抗値からガスを検出するためのガス検出部と、
前記感ガス体を加熱するヒータ用抵抗と、
電池を電源として前記ヒータ用抵抗にパルス電圧を供給するヒータ駆動部と、
前記ヒータ用抵抗に印加されるパルス電圧を測定する電圧測定部と、
前記ヒータ用抵抗にパルス電圧が印加されている間に前記電圧測定部によって測定された電圧値に基づいて前記ヒータ用抵抗に供給する電力量が所定の電力量となるように前記ヒータ駆動部が前記ヒータ用抵抗に次回印加するパルス電圧の時間幅を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ヒータ用抵抗にパルス電圧が次回印加されている間に前記ヒータ用抵抗に供給する電力量が前記所定の電力量となるように、前記ヒータ駆動部が前記ヒータ用抵抗に次回印加するパルス電圧の時間幅を決定するように構成され、
前記電圧測定部は、前記ヒータ用抵抗へ印加中のパルス電圧の電圧値を、印加時間の半分が経過した時点で測定することを特徴とするガス検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ヒータ用抵抗線に印加される電池電圧を測定し、この電圧値を基にヒータ用抵抗線に供給する電力量が一定となるようヒータ用抵抗線に印加するパルス電圧のパルス印加時間を制御する電池駆動式のガス検出警報器があった（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−２４８６５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したガス検出警報器は、ヒータ用抵抗線に直前に印加された電池電圧を基にパルス電圧のパルス印加時間を制御していた。

【0005】

ところで、電池の出力電圧はエネルギー消費の増加によって内部抵抗が上昇することにより降下する。そのため、電池によってヒータ用抵抗に供給される電力量が、ヒータ用抵抗を所定の温度に加熱するために必要な電力量よりも低くなる可能性があった。

【0006】

所定の電力量がヒータ用抵抗に供給されなければ感ガス体が目的の温度に加熱されず、ガス感度特性に影響が出る。

【0007】

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ヒータ用抵抗へパルス電圧を印加している間に電池電圧が変動しても、ヒータ用抵抗に必要な電力量を供給できるガス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】

【0008】

請求項１の発明は、感ガス体と、ガス検出部と、ヒータ用抵抗と、ヒータ駆動部と、電圧測定部と、制御部とを備えることを特徴とする。前記感ガス体は、ガス濃度に応じて抵抗値が変化する。前記ガス検出部は、前記感ガス体の抵抗値からガスを検出する。前記ヒータ用抵抗は、前記感ガス体を加熱する。前記ヒータ駆動部は、電池を電源として前記ヒータ用抵抗にパルス電圧を供給する。前記電圧測定部は、前記ヒータ用抵抗に印加されるパルス電圧を測定する。前記ヒータ用抵抗にパルス電圧が印加されている間に前記電圧測定部によって測定された電圧値に基づいて、前記制御部は前記ヒータ用抵抗に供給する電力量が所定の電力量となるように前記ヒータ駆動部が前記ヒータ用抵抗に次回印加するパルス電圧の時間幅を制御する。前記制御部は、前記ヒータ用抵抗にパルス電圧が次回印加されている間に前記ヒータ用抵抗に供給する電力量が前記所定の電力量となるように、前記ヒータ駆動部が前記ヒータ用抵抗に次回印加するパルス電圧の時間幅を決定するように構成されている。前記電圧測定部は、前記ヒータ用抵抗へ印加中のパルス電圧の電圧値を、印加時間の半分が経過した時点で測定する。

【発明の効果】

【0012】

請求項１の発明によれば、電源電圧が徐々に変化する場合でも、ヒータ用抵抗に印加中のパルス電圧の電圧値を基に制御部が次回印加するパルス電圧の時間幅を決定しヒータ駆動部を動作させることで、感ガス体を所定の温度に加熱するために必要な電力量を電源がヒータ用抵抗に供給する。

【0015】

さらに、パルス電圧の印加時間の半分が経過した時点で電池電圧を測定し、この時点の電圧値を基に制御部が電池電圧の電圧降下を推定してパルス電圧の時間幅を決定する。電池電圧の測定回数は１回でよいので、２点の電圧値から時間幅を求める場合に比べて測定値の処理をさらに簡略化でき、測定部の駆動に必要な消費電力がさらに抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態の概略的な回路図である。

【図2】同上に用いられる感ガス体を収納したパッケージの断面図である。

【図3】同上に用いられるパッケージが外ケースに収納された状態の一部を破断した斜視図である。

【図4】同上の電池電圧の印加時期および測定時期を示し、（ａ）はヒータ駆動部１３の動作タイミング、（ｂ）はヒータ用抵抗に印加される電圧Ｖ２、（ｃ）〜（ｅ）は電圧測定部１０ｂが電圧Ｖ２を測定するタイミングおよび制御部１０ａに出力する電圧値Ｖｈを示す図である。

【図5】同上の動作を説明するタイムチャートであり、（ａ）は感ガス体の抵抗値Ｒｓの変化、（ｂ）は報知出力のタイミングを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明を、燃焼ガス（例えばメタンなど）の濃度が警報レベルを超えるとガス漏れ警報を発するガス警報器に適用した実施形態について図１〜図５を参照して説明する。尚、本発明に係るガス検出装置はガス警報器に限定されるものではなく、空気の汚れ度合いを検出するものや、匂いガスを検出するものに適用してもよいことは言うまでもない。

【0018】

図１はガス検出装置のブロック図であり、ガス検出装置は、感ガス体２０と、ヒータ用抵抗２１と、中心電極２２と、スイッチング素子Ｑ１と、信号処理回路１０と、報知回路１１と、電圧安定化回路１２とを備えている。

【0019】

感ガス体２０は、例えば酸化錫（ＳｎＯ_２）等の金属酸化物半導体の焼結体からなり、雰囲気中の感応ガスに感応して電気的特性値である電気抵抗が変化する。燃焼ガスの濃度が高くなるほど、感ガス体２０の酸化還元反応によって、感ガス体２０の電気抵抗は小さくなる。この種の感ガス体２０では、ガスの種類によって、ガス感度が高感度となる温度範囲が異なっている。例えば４００℃付近の比較的高温の温度範囲では、不完全燃焼ガスである一酸化炭素の感度に比べて、燃焼ガスであるメタンの感度が十分高感度であり、この温度範囲における抵抗値変化からメタンを選択的に検出することが可能となっている。また８０℃付近の比較的低温の温度範囲では、燃焼ガスであるメタンの感度に比べて、不完全燃焼ガスである一酸化炭素の感度が十分高感度であり、この温度範囲における抵抗値変化から一酸化炭素を選択的に検出することが可能となっている。尚、ガスに対して感度を有する温度範囲は、要求されるガス検出精度、感ガス体２０の組成、ガスの種類やそのガスに対して想定されるガス検出時の濃度（すなわち警報判定レベルの濃度）などに応じて適宜設定される。

【0020】

感ガス体２０の材料である金属酸化物半導体には、雑ガスに対する感度を低減させる触媒を担持していることが好ましい。このような触媒としては、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、セリウム（Ｃｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）等がある。これらの触媒は一種類が単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用して用いられてもよい。特に触媒としてＰｄが用いられる場合、感ガス体２０の応答性が向上する。すなわち、ガス濃度が上昇するのに伴って、感ガス体２０の電気抵抗が変化し始めてから、電気抵抗が安定するまでに要する時間が短縮される。

【0021】

ヒータ用抵抗２１は貴金属線（例えば白金線）をコイル状に巻回して形成され、感ガス体２０の内部に埋設されており、その両端は感ガス体２０の外部に露出している。そして、ヒータ用抵抗２１はスイッチング素子Ｑ１を介して電池１４の両端間に接続されている。

【0022】

中心電極２２は棒状の貴金属線（例えば白金線）からなり、コイル状に形成されたヒータ用抵抗２１の中心を貫通するようにして感ガス体２０の内部に埋設され、その両端は感ガス体２０の外部にそれぞれ露出している。中心電極２２の一方の端部は、信号処理回路１０の入力端子Ｔ３に接続されるとともに、負荷抵抗Ｒ１とトランジスタＱ２を介して電圧安定化回路１２の出力端に接続される。尚、トランジスタＱ２のベースは信号処理回路１０の出力端子Ｔ２に接続されている。図１中に感ガス体２０の等価回路を示してあり、ヒータ用抵抗２１の一端と中心電極２２との間の感ガス体２０の抵抗値をＲｓとする。

【0023】

スイッチング素子Ｑ１は例えばＦＥＴ（FieldEffect Transistor）からなり、そのゲート電極は信号処理回路１０の出力端子Ｔ１に接続され、信号処理回路１０からの出力信号に応じてオン／オフが切り替えられる。ここにおいてスイッチング素子Ｑ１と後述する信号処理回路１０の制御部１０ａとでヒータ駆動部１３が構成される。

【0024】

信号処理回路１０はマイクロコンピュータからなり、その演算機能が組み込みの制御プログラムを実行することによって、制御部１０ａと、電圧測定部１０ｂと、ガス検出部１０ｃを実現している。

【0025】

電圧測定部１０ｂはヒータ用抵抗２１に印加される電圧Ｖ２を入力端子Ｔ４から取り込んでＡ／Ｄ変換し、電圧値Ｖｈとして制御部１０ａに出力する。

【0026】

電圧測定部１０ｂによって出力された電圧値Ｖｈに応じて、感ガス体２０が所定の温度に加熱されるように制御部１０ａはヒータ用抵抗２１に印加するパルス電圧の時間幅を決定する。その決定された時間幅のデューティ信号を制御部１０ａが出力端子Ｔ１からスイッチング素子Ｑ１のゲート電極に出力することで、感ガス体２０を所定の温度に加熱するために必要な電力量を電池電源がヒータ用抵抗２１に供給する。例えば、メタンのような燃焼ガスの場合では、感ガス体２０の温度が約４００℃付近で感ガス体２０の感度が他のガスに対する感度よりも大きくなるので、ヒータ用抵抗２１の消費電力が約１５０ｍＷとなるようにパルス電圧の時間幅を制御部１０ａが電圧値Ｖｈに応じて決定し、出力端子Ｔ１の出力をオンにする。

【0027】

ガス検出部１０ｃは、出力端子Ｔ２からの出力信号によってトランジスタＱ２をオンにし、負荷抵抗Ｒ１と感ガス体２０との直列回路に一定電圧を印加した状態で入力端子Ｔ３に入力される電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換して取り込む。ここで、感ガス体２０の電気抵抗がガス濃度に応じて変化すると、負荷抵抗Ｒ１と感ガス体２０との分圧比が変化して、中心電極２２の電圧Ｖ１が変化する。例えばメタン等の燃焼ガスの場合ではガス濃度が上昇すると、感ガス体２０の電気抵抗が減少するので、分圧比の変化によって中心電極２２の電圧Ｖ１は低下する。ガス検出部１０ｃは、入力端子Ｔ３に入力される電圧Ｖ１から感ガス体２０の抵抗値Ｒｓを求め、この抵抗値Ｒｓからガス濃度を求めている。

【0028】

電圧安定化回路１２はダイオードＤ１およびコンデンサＣ１からなり、ダイオードＤ１を介して電池１４がコンデンサＣ１を一定電圧に充電する。この電圧安定化回路１２が信号処理回路１０などに一定電圧を供給する。

【0029】

報知回路１１は、例えばブザー音や音声メッセージなどの報知音（警報音）を出力するスピーカからなり、信号処理回路１０からの出力信号に応じて所定の報知音を出力する。

【0030】

図２に示すように、感ガス体２０の内部にはヒータ用抵抗２１と中心電極２２とが埋設される。中心電極２２は、コイル状に形成されたヒータ用抵抗２１の中心を貫通するように配置されている。

【0031】

この感ガス体２０は図２及び図３に示すようにベース３１とケース３２とからなるパッケージ３０内に収納されている。ベース３１は絶縁性の樹脂により円盤状に形成され、３本のリード端子３３ａ，３３ｂ，３３ｃがベース３１を厚み方向に貫通するように設けられている。ヒータ用抵抗２１の両端はそれぞれリード端子３３ａ，３３ｂに溶接され、中心電極２２の一端はリード端子３３ｃに溶接されている。ケース３２は金属材料により、円筒状の筒部３２ａと、筒部３２ａの上端部から内側に張り出すように設けられた上板部３２ｂとを一体に備えている。上板部３２ｂの中央には通気用の貫通孔３２ｃが設けられ、この貫通孔３２ｃには塵や埃の進入を抑制するために例えばステンレス製の金網３４が取り付けられている。

【0032】

そして、このパッケージ３０は、合成樹脂製の外ケース４０内に収納されている。外ケース４０は、筒部３２ａの外径よりも内径が若干大きめに形成された円筒状の筒部４０ａと、筒部４０ａの上端部から内側に張り出すように設けられた上板部４０ｂとを一体に備えている。上板部４０ｂの中央には通気用の開口４０ｃが設けられ、この開口４０ｃには例えばステンレス製の金網４１が取り付けられている。外ケース４０の内部には、貫通孔３２ｃを内側に向けた状態でパッケージ３０が収納されており、貫通孔３２ｃと開口４０ｃとの間のガス流路にはフィルタ４２が配置されている。このフィルタ４２は例えば活性炭、シリカゲル等で形成され、また活性炭とシリカゲルとを組み合わせた材料で形成されても良い。フィルタ４２が設けられていると、開口４０ｃから外ケース４０内に流入したガスに含まれる雑ガス（例えばＮＯｘ、アルコールのような有機溶剤の蒸気等）や被毒ガス（例えばシリコン蒸気等）がフィルタ４２に除去される。これにより、パッケージ３０内に流入する雑ガスや被毒ガスが低減されるから、雑ガスによる誤検出が抑制され、また感ガス体２０が被毒ガスによって被毒されにくくなる。

【0033】

ところで、上述の感ガス体２０は適宜の手法で作製される。例えば感ガス体２０に含まれる酸化物半導体がＳｎＯ_２である場合、適宜の手法で調製されたＳｎＯ_２の粉末が用いられる。例えばＳｎＣｌ_４の水溶液をＮＨ_４で加水分解してスズ酸ゾルを調製する。このスズ酸ゾルを風乾した後、例えば５５０〜７００℃の空気雰囲気中で０．５〜３時間焼成する。この焼成により得られたＳｎＯ_２の塊状物が粉砕されると、ＳｎＯ_２の粉末が得られる。粉末状のＳｎＯ_２にパラジウム（Ｐｄ）を担持させるためには、ＳｎＯ_２の粉末にＰｄの王水溶液を含浸させ、例えば５００℃の空気雰囲気中で１時間焼成する。Ｐｄの担持量は例えばＳｎＯ_２に対して１．７質量％とすることができる。またＰｄに加えて、タングステン（Ｗ）をＳｎＯ_２に対して５質量％担持させても良い。またＰｄ及びＷに加えて、ＳｎＯ_２に白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、セリウム（Ｃｅ）、モリブデン（Ｍｏ）の内の１つ又は複数を、ＳｎＯ_２に対して０．５質量％程度担持させても良い。骨材が使用される場合は、ＳｎＯ_２の粉末とアルミナ（α−アルミナ）等の骨材の粉末とを混合する。この混合物に、ポリエチレングリコール、グリセリン、テルピネオール等の有機溶剤が加えられると、ペースト状の混合物が調製される。このペースト状の混合物が、リード端子３３ａ〜３３ｃに支持されたヒータ用抵抗２１及び中心電極２２の周囲に塗布され、例えば５００℃の空気雰囲気中で１時間焼成されると、感ガス体２０が形成される。

【0034】

尚、感ガス体２０は平板状、球状（楕円球状を含む）等の適宜の形状に形成でき、また感ガス体２０の寸法も適宜設計される。本実施形態では、図２に示すように感ガス体２０は長手方向の径が略０．５ｍｍ、短手方向の径が略０．３ｍｍの楕円球状に形成されている。感ガス体２０が球状に形成されると、感ガス体２０が平板状や円筒状に形成される場合と比べて感ガス体２０の小型化が可能であり、その結果、感ガス体２０の熱容量を低減することができる。また本実施形態では、球状の感ガス体２０にヒータ用抵抗２１と中心電極２２とを埋設し、ヒータ用抵抗２１により感ガス体２０を直接加熱するガスセンサを例に説明したが、上記の構造のガスセンサに限定されるものではなく、アルミナなどの絶縁基板上に感ガス体を配置し、絶縁基板の裏面に配置したヒータで感ガス体を間接加熱するガスセンサでもよい。

【0035】

本実施形態のガス検出装置は、以上のような構成を有しており、その動作について以下に説明する。

【0036】

電池１４が回路に接続され、電圧安定化回路１２から信号処理回路１０に電圧が供給されると、信号処理回路１０は初期化動作を行った後、燃焼ガスの検出を開始する。

【0037】

制御部１０ａは、初期動作時はヒータ用抵抗２１に印加するパルス電圧の時間幅Ｔを初期値とし、オン期間が時間幅Ｔとなるようなデューティ信号を出力端子Ｔ１から出力することでスイッチング素子Ｑ１をオンにして、ヒータ用抵抗２１に電池電圧を印加する。

【0038】

ヒータ駆動部１３によってヒータ用抵抗２１に電池電圧が印加されている間に、電圧測定部１０ｂは入力端子Ｔ４から電圧Ｖ２を取り込み、Ａ／Ｄ変換して得た電圧値Ｖｈを制御部１０ａに出力する。図４に電圧Ｖ２の取り込みタイミングおよび電圧値Ｖｈを示す。

【0039】

図４（ａ）はヒータ駆動部１３の動作タイミングである。

【0040】

図４（ｂ）はヒータ駆動部１３によって印加される電圧Ｖ２の推移を表したものであり、エネルギー消費に伴う内部抵抗の増加によって電池電圧が漸減し、それに応じて電圧Ｖ２は漸減している。

【0041】

電圧測定部１０ｂは図４（ｃ）のように所定の測定間隔ｄｔが経過する毎に電池電圧Ｖ２を複数回取り込む。電圧測定部１０ｂによって取り込まれたそれらの電圧値Ｖｈはそれぞれ電圧値ｖｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ−１，ｎ）として制御部１０ａに出力され、電圧値ｖｉとヒータ用抵抗２１の抵抗値から求めた電力を時間積分することで制御部１０ａはヒータ用抵抗２１に供給される電力量を推定する。

【0042】

制御部１０ａは、電圧測定部１０ｂから出力される電圧値Ｖｈを基に、実際にヒータ用抵抗２１に供給される電力量を求めると、ヒータ用抵抗２１に所定の電力量を供給するために必要な印加時間Ｔｒを決定し、この印加時間Ｔｒを次回印加するパルス電圧の時間幅Ｔとする。

【0043】

以上のように、制御部１０ａはヒータ用抵抗２１にパルス電圧を印加する毎に電圧Ｖ２を測定した結果から次回印加するパルス電圧の時間幅Ｔを決定しており、ヒータ用抵抗２１に所定の電力量が供給され、感ガス体２０が所定の温度に加熱される。

【0044】

ここで、測定間隔ｄｔが短いほど電池電圧Ｖ２の取り込み回数が増えるため、制御部１０ａは電池電圧の変動およびヒータ用抵抗２１に供給される電力量をより正確に推定できる。なお、電圧測定部１０ｂは所定の測定間隔ｄｔが経過する毎に電圧Ｖ２を測定しているが、電圧測定部１０ｂをアナログ回路で構成して電圧Ｖ２を常時測定してもよい。

【0045】

上述のようにしてヒータ用抵抗２１に所定の電力量が供給されて感ガス体２０が所定の温度に加熱されると、ガス検出部１０ｃは感ガス体２０の抵抗値Ｒｓを基にガス濃度を測定する。このガス検出部１０ｃの動作を図５のタイムチャートにしたがって説明する。図５（ａ）は感ガス体２０の抵抗値Ｒｓを、図５（ｂ）は報知出力をそれぞれ示す。感ガス体２０の加熱後、制御部１０ａはスイッチング素子Ｑ１をオフにし、ガス検出部１０ｃはトランジスタＱ２をオンさせた状態で電圧Ｖ１を取り込み、その電圧Ｖ１から抵抗値Ｒｓを求める。ガス濃度が上昇するにつれて感ガス体２０の抵抗値Ｒｓが低下し、時刻ｔ１において抵抗値Ｒｓが警報判定レベルＬＶ１を下回ると、ガス検出部１０ｃはガス濃度が警報レベルを超えたと判断し、報知回路１１に報知動作を行わせる。その後、ガス濃度が低下し、時刻ｔ２において抵抗値Ｒｓが警報判定レベルＬＶ１を上回ると、信号処理回路１０はガス濃度が警報レベルを下回ったと判断し、報知回路１１に報知動作を停止させる。

【0046】

ところで、上記の説明では電圧測定部１０ｂが電池電圧を継続的に測定しているが、図４（ｄ）に示すように電圧測定部１０ｂはパルス電圧印加開始時およびパルス電圧印加終了時の電圧Ｖ２をそれぞれ電圧値ｖｓ、電圧値ｖｅとして取り込むようにしてもよい。この場合、電圧測定部１０ｂから制御部１０ａに入力された電圧ｖｓ，ｖｅを基に、制御部１０ａは電圧値ｖｓから電圧値ｖｅまで一定の割合で電圧降下が起こっていると推定する。ヒータ用抵抗２１に印加されるパルス電圧の時間幅Ｔにおける平均的な電圧値が（ｖｓ＋ｖｅ）／２であると制御部１０ａは推定し、この電圧値とヒータ用抵抗２１の抵抗値からヒータ用抵抗２１に供給される電力量を求める。パルス電圧の印加開始時及び印加終了時の２回だけの電圧測定でよいので、３回以上の複数回の電圧測定を行う場合に比べて制御部１０ａの処理を簡略化できる。

【0047】

また、図４（ｅ）に示すように、パルス電圧の印加開始時から前回印加時に決定した時間幅Ｔの半分が経過した時点の電圧Ｖ２を電圧測定部１０ｂは電圧値ｖｍとして取り込み、制御部１０ａに出力してもよい。この場合、制御部１０ａはパルス電圧の印加開始時から一定の割合で電圧降下が起こっていると推定する。パルス電圧の印加開始時から時間幅Ｔの半分が経過したときの電圧値ｖｍが印加期間中の平均電圧になると制御部１０ａは推定し、この電圧値ｖｍとヒータ用抵抗２１の抵抗値を基にヒータ用抵抗２１に供給される電力量を求める。このように、１回だけの電圧値の測定でヒータ用抵抗２１に印加される電力量を推定できるので、複数回電圧測定を行う場合に比べて制御部１０ａの処理を簡略化できる。
前記ヒータ駆動部は、電池を電源として前記ヒータ用抵抗にパルス電圧を供給し、前記電圧測定部は、前記ヒータ用抵抗に印加中のパルス電圧の電圧値を継続的に測定することを特徴とする。尚、継続的に測定するとは、前記ヒータ駆動部がパルス電圧を印加している間に前記電圧測定部がパルス電圧の電圧値を常時測定することや一定の時間間隔で測定することを意味する。
ヒータ用抵抗へ印加中の電池電圧を電圧測定部が継続的に測定し、測定された電圧値を基に次回パルス電圧をヒータ用抵抗に印加する時間幅を制御部がより正確に推定してヒータ駆動部を動作させることで、感ガス体を所定の温度に加熱するために必要な電力量を電池電源がヒータ用抵抗に確実に供給する。
前記ヒータ駆動部は、電池を電源として前記ヒータ用抵抗にパルス電圧を供給し、前記電圧測定部は、前記ヒータ用抵抗へ印加中のパルス電圧の電圧値を、パルス電圧の印加開始時及び印加終了時に測定することを特徴とする。
パルス電圧の印加開始時及び印加終了時の電池電圧を電圧測定部が測定し、測定された２点の電圧値を基に制御部がパルス電圧の時間幅を決定する。多点の電圧値から時間幅を求める場合に比べて測定値の処理を簡略化でき、測定部の駆動に必要な消費電力が抑えられる。

【符号の説明】

【0048】

１０ 信号処理回路（制御部、電圧測定部、ガス検出部）
１２ 電圧安定化回路
１３ ヒータ駆動部
１４ 電池
２０ 感ガス体
２１ ヒータ用抵抗
２２ 中心電極
Ｑ１ スイッチング素子（ヒータ駆動部）
Ｑ２ トランジスタ
Ｒ１ 負荷抵抗

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】