特許 6805321 検知器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6805321

(24)【登録日】2020年12月7日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】検知器

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/26 20060101AFI20201214BHJP

   G01N 27/416 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/26 391Z

   G01N27/416 311Z

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-210087(P2019-210087)

(22)【出願日】2019年11月21日

【審査請求日】2020年7月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000190301

【氏名又は名称】新コスモス電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】石野 智敬

【審査官】 櫃本 研太郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１８／１２３９４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−１９０１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０６６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１１６２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００９３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４９５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４２６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０６６２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０７８３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／２６−２７／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検知ガスの電気化学反応を検出するための作用電極と、前記作用電極に対する対極と、を有するセンサと、
前記センサのショート異常を判定する判定処理部と、
前記作用電極及び前記対極と接続されると共に、前記被検知ガスを検知可能な状態において前記判定処理部が前記ショート異常の発生有無を判断している状態、及び前記被検知ガスを検知可能な状態において前記判定処理部が前記ショート異常の発生有無を判断していない状態のいずれにおいても、前記作用電極の電位について前記対極の電位よりも低い電位にて前記センサを駆動するセンサ駆動回路と、を備え、
前記判定処理部は、前記センサ駆動回路の出力から、前記センサのショート異常を判定する検知器。

【請求項2】

被検知ガスの電気化学反応を検出するための作用電極と、前記作用電極に対する対極と、を有するセンサと、
前記センサのショート異常を判定する判定処理部と、
前記作用電極及び前記対極と接続されると共に、前記判定処理部が前記ショート異常の発生有無を判断している状態、及び前記判定処理部が前記ショート異常の発生有無を判断していない状態のいずれにおいても、前記作用電極の電位について前記対極の電位よりも低い電位にて前記センサを駆動するセンサ駆動回路と、を備え、
前記判定処理部は、前記センサ駆動回路の出力から、前記センサのショート異常を判定し、
前記センサ駆動回路は、前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差が１０ｍＶ以下となるように駆動する検知器。

【請求項3】

前記センサ駆動回路は、
第１入力端が前記作用電極に接続され、第２入力端が前記対極に接続されると共に、前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差に基づき動作する差動回路と、
前記第２入力端と前記対極との間に接続された第１抵抗器と、
前記第２入力端と前記第１抵抗器との間に接続された配線から分岐する配線に接続された第２抵抗器と、を有することにより、前記作用電極の電位について前記対極の電位よりも低い電位にて前記センサを駆動する請求項１または２に記載の検知器。

【請求項4】

前記センサ駆動回路は、
第１入力端が前記作用電極に接続され、第２入力端が前記対極に接続されると共に、
前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差に基づき動作する差動回路を有し、
前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差が、前記差動回路のオフセット電圧より大きくなるように前記センサを駆動する請求項１または２に記載の検知器。

【請求項5】

前記センサ駆動回路は、前記センサに対して並列に接続された第３抵抗器を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の検知器。

【請求項6】

前記センサ駆動回路は、第１入力端が前記作用電極に接続され、第２入力端が前記対極に接続されると共に、前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差に基づき動作する差動回路を有し、
前記判定処理部は、（１）前記差動回路から出力された電圧が所定閾値未満となる回数が所定期間内において所定回数以上である場合、または、（２）前記差動回路から出力された電圧が前記所定閾値未満となる期間の長さが所定長さ以上である場合に、前記センサの前記ショート異常が発生していると判定する請求項１に記載の検知器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検知器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被検知ガスの電気化学反応を検出するセンサの故障を判定する検知器が知られている。例えば、特許文献１には、作用電極と対極とを有する定電位電解式センサや当該センサに接続されるセンサ回路の接続不良または断線の有無を検知する動作確認装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実公昭６２−３９３１８号公報（１９８７年１０月７日公告）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されている動作確認装置では、定電位電解式センサのショート異常が発生しているか否かについての当該センサの故障に係る判定を行う場合、前記センサに対する充放電を行う必要がある。充放電中は被検知ガスの検出ができないため、前記センサのショート異常が発生しているか否かについての前記センサの故障に係る判定を即座に行うことができないという問題があった。本発明の一態様は、センサのショート異常が発生しているか否かについてのセンサの故障に係る判定を即座に行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る検知器は、被検知ガスの電気化学反応を検出するための作用電極と、前記作用電極に対する対極と、を有するセンサと、前記センサのショート異常を判定する判定処理部と、前記作用電極及び前記対極と接続されると共に、前記判定処理部が前記ショート異常の発生有無を判断している状態、及び前記判定処理部が前記ショート異常の発生有無を判断していない状態のいずれにおいても、前記作用電極の電位について前記対極の電位よりも低い電位にて前記センサを駆動するセンサ駆動回路と、を備え、前記判定処理部は、前記センサ駆動回路の出力から、前記センサのショート異常を判定する。

【0006】

前記構成において、センサのショート異常が発生しているか否かについてのセンサの故障に係る判定を判定処理部にて行う場合、センサに対する充放電を行わずに、センサの故障の判定を行うことができる。また、検知器によるガス検知の処理を止めずに、センサの故障の判定を行うことができる。よって、センサの故障の判定を即座に行うことができる。

【0007】

前記センサ駆動回路は、前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差が１０ｍＶ以下となるように駆動してもよい。一般的に、被検知ガスの電気化学反応を検出するセンサは、ガス検知の精度を十分に維持するために、作用電極の電位と対極の電位との電位差が１０ｍＶ以下であるように、使用されることが好ましい。このため、前記構成によれば、検知器のガス検知の精度を十分に維持することができるので、センサの故障の判定を即座に、しかも精度よく行うことができる。

【0008】

前記センサ駆動回路は、第１入力端が前記作用電極に接続され、第２入力端が前記対極に接続されると共に、前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差に基づき動作する差動回路と、前記第２入力端と前記対極との間に接続された第１抵抗器と、前記第２入力端と前記第１抵抗器との間に接続された配線から分岐する配線に接続された第２抵抗器と、を有することにより、前記作用電極の電位について前記対極の電位よりも低い電位にて前記センサを駆動してもよい。前記構成によれば、２つの抵抗器を用いて、作用電極の電位を対極の電位よりも低くする構成を容易に実現することができる。

【0009】

前記センサ駆動回路は、第１入力端が前記作用電極に接続され、第２入力端が前記対極に接続されると共に、前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差に基づき動作する差動回路を有し、前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差が、前記差動回路のオフセット電圧より大きくなるように前記センサを駆動してもよい。

【0010】

前記構成によれば、作用電極の電位と対極の電位との電位差が、差動回路のオフセット電圧より大きくなるように、センサ駆動回路がセンサを駆動する。したがって、作用電極の電位が対極の電位よりも常に低くなるよう、センサ駆動回路がセンサを駆動する。よって、センサの故障の判定を即座かつ確実に行うことができる。

【0011】

前記センサ駆動回路は、前記センサに対して並列に接続された第３抵抗器を有してもよい。前記構成において、検知器の電源がＯＦＦである状態で検知器の周囲でガスが発生した場合を考える。この場合、第３抵抗器が設けられていることによって、作用電極と対極との間に生じる電位差による電流が、第３抵抗器に流れる。そして、第３抵抗器に流れた電流が熱として消費されると、作用電極と対極との間における電位差が解消される。

【0012】

よって、検知器の電源をＯＮにしたとき、検知器が被検知ガスを検知可能なように、検知器の電源がＯＦＦである状態で生じた、作用電極と対極との間における電位差が解消されるまで待機する必要がなくなる。したがって、検知器が被検知ガスを検知可能な状態になるまでの時間を低減することができる。

【0013】

前記センサ駆動回路は、第１入力端が前記作用電極に接続され、第２入力端が前記対極に接続されると共に、前記作用電極の電位と前記対極の電位との電位差に基づき動作する差動回路を有し、前記判定処理部は、（１）前記差動回路から出力された電圧が所定閾値未満となる回数が所定期間内において所定回数以上である場合、または、（２）前記差動回路から出力された電圧が前記所定閾値未満となる期間の長さが所定長さ以上である場合に、前記センサの前記ショート異常が発生していると判定してもよい。前記構成によれば、センサのショート異常が発生しているか否かについてのセンサの故障に係る判定の精度を向上させることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一態様によれば、センサのショート異常が発生しているか否かについてのセンサの故障に係る判定を即座に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態１に係る検知器の構成の一例を示す概略図である。

【図2】図１に示す検知器が備えるオペアンプから出力される電圧の波形を示すグラフである。

【図3】本発明の実施形態２に係る検知器の構成の一例を示す概略図である。

【図4】本発明の実施形態３に係る検知器において、センサのショート異常の判定手順を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態４に係る検知器において、センサのショート異常の判定手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔実施形態１〕
（検知器１の構成）
図１は、本発明の実施形態１に係る検知器１の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、検知器１は、センサ１０と、センサ駆動回路２０と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータ３０と、処理装置４０と、を備える。検知器１は、外気中の一酸化炭素等の被検知ガスを検知するものである。

【0017】

センサ１０は、被検知ガスの電気化学反応を検出するための作用電極１１と、作用電極１１に対する対極１２と、を有する。なお、センサ１０は、３つ以上の対極１２を有していてもよい。作用電極１１は、被検知ガスを電気化学反応させる反応極としての機能を有すると共に、被検知ガスを検知するための検知極としての機能を有する。対極１２は、作用電極１１に対向して配置され、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差が一定になるように制御される。

【0018】

作用電極１１及び対極１２は、センサ１０に収容される電解質に接触するように配置されている。なお、センサ１０は、作用電極１１及び対極１２に加えて、当該電解質に接触するように配置された参照電極（図示せず）をさらに有していてもよい。当該参照電極は、作用電極１１の電位を制御するためのものであり、センサ駆動回路２０と接続されている。

【0019】

センサ駆動回路２０は、オペアンプ２１（差動回路）と、第１抵抗器２２と、第２抵抗器２３と、帰還抵抗器２４と、定電圧電源ＰＳと、を有する。センサ駆動回路２０は、作用電極１１及び対極１２と接続される。定電圧電源ＰＳは、対極１２と第１抵抗器２２との間に接続されている。オペアンプ２１は、第１入力端２１１と、第２入力端２１２と、出力端２１３と、を有する。

【0020】

第１入力端２１１は、作用電極１１と接続されていると共に、帰還抵抗器２４を介して、出力端２１３及びＡ／Ｄコンバータ３０と接続されている。第２入力端２１２は、第１抵抗器２２を介して対極１２と接続されている。なお、第２入力端２１２は、第１抵抗器２２を介して２つ以上の対極１２と接続されていてもよい。出力端２１３は、Ａ／Ｄコンバータ３０と接続されている。オペアンプ２１は、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差に基づき動作する。

【0021】

第１抵抗器２２は、第２入力端２１２と対極１２との間に接続されている。第２抵抗器２３は、第２入力端２１２と第１抵抗器２２との間に接続された配線Ｗ１から分岐する配線Ｗ２に接続されている。第１抵抗器２２の抵抗値は、第２抵抗器２３の抵抗値よりも小さい。

【0022】

これにより、第２入力端２１２の電位は、対極１２の電位よりも常に低くなる。第２入力端２１２の電位と第１入力端２１１の電位とが同一であり、第１入力端２１１の電位と作用電極１１の電位とが同一であるため、作用電極１１の電位は、対極１２の電位よりも常に低くなる。よって、センサ駆動回路２０は、常時、作用電極１１の電位について対極１２の電位よりも低い電位にてセンサ１０を駆動することになる。このように、２つの抵抗器を用いて、作用電極１１の電位を対極１２の電位よりも低くする構成を容易に実現することができる。

【0023】

例えば、第１抵抗器２２の抵抗値は、１．５ｋΩであり、第２抵抗器２３の抵抗値は、１ＭΩである。これにより、例えば、対極１２の電位が１０００ｍＶである場合、第２入力端２１２の電位が約９９８．５ｍＶとなり、作用電極１１の電位も約９９８．５ｍＶとなる。よって、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差は、約１．５ｍＶとなる。

【0024】

第１抵抗器２２及び第２抵抗器２３は、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差が１０ｍＶ以下となるように、採用されることが好ましい。これにより、センサ駆動回路２０は、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差が１０ｍＶ以下となるように駆動することができる。

【0025】

一般的に、被検知ガスの電気化学反応を検出するセンサ１０は、ガス検知の精度を十分に維持するために、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差が１０ｍＶ以下であるように、使用されることが好ましい。このため、前記構成によれば、検知器１のガス検知の精度を十分に維持することができるので、センサ１０の故障の判定を即座に、しかも精度よく行うことができる。

【0026】

また、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差が１０ｍＶ以下であれば、センサ１０の検知性能に影響はないが、当該電位差はより小さい方が好ましい。このため、検知器１が使用される環境等の他の影響を考慮し、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差を約１．５ｍＶに設定した。

【0027】

さらに、第１抵抗器２２及び第２抵抗器２３は、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差が、オペアンプ２１のオフセット電圧より大きくなるように、採用されることが好ましい。これにより、センサ駆動回路２０は、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差が、オペアンプ２１のオフセット電圧より大きくなるようにセンサ１０を駆動することができる。

【0028】

前記構成によれば、作用電極１１の電位と対極１２の電位との電位差が、オペアンプ２１のオフセット電圧より大きくなるように、センサ駆動回路２０がセンサ１０を駆動する。したがって、作用電極１１の電位が対極１２の電位よりも常に低くなるよう、センサ駆動回路２０がセンサ１０を駆動する。よって、センサ１０の故障の判定を即座かつ確実に行うことができる。

【0029】

作用電極１１の電位が対極１２の電位よりも常に低いことにより、センサ１０がショート異常の場合に対極１２から作用電極１１の方向に電流が流れ、センサ１０のショート異常の判定を確実に行うことができる。一方、センサ１０が正常かつ検知器１の周囲に被検知ガスが存在しない場合では、センサ１０に電流が流れず、ショート異常と判別することができる。

【0030】

帰還抵抗器２４の一端は、作用電極１１及び第１入力端２１１と接続されており、帰還抵抗器２４の他端は、出力端２１３及びＡ／Ｄコンバータ３０と接続されている。センサ１０に流れる電流が、帰還抵抗器２４に流れることにより、センサ１０に流れる電流が、電圧として出力端２１３から出力される。Ａ／Ｄコンバータ３０は、出力端２１３から出力された電圧をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をセンサ出力として処理装置４０に提供する。なお、センサ１０に流れる電流とは、対極１２から作用電極１１へ流れる電流である。

【0031】

処理装置４０は、計測処理部４１と、比較処理部４２と、カウント処理部４３と、判定処理部４４と、を有してもよい。処理装置４０は、Ａ／Ｄコンバータ３０から提供されたセンサ出力に基づいて、外気中の被検知ガスを検知すると共に、センサ１０のショート異常の発生有無を判断する装置である。ここでは、処理装置４０による被検知ガスを検知する処理については、公知であるため説明を省略し、センサ１０のショート異常の発生有無を判断する処理について説明する。

【0032】

計測処理部４１は、経過時間を計測する。比較処理部４２は、オペアンプ２１の出力端２１３から出力された電圧と所定閾値とを比較する。カウント処理部４３は、所定のカウント処理を行う。判定処理部４４は、センサ駆動回路２０の出力から、センサ１０のショート異常を判定する。

【0033】

（センサ１０のショート異常の判定）
図２は、図１に示す検知器１が備えるオペアンプ２１から出力される電圧の波形を示すグラフである。また、図２は、センサ１０のショート異常が発生している場合の電圧の波形を示している。図２において、横軸は、時間Ｔ１[ｓ]を示しており、縦軸は、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１[ｍＶ]と、増幅後の電圧Ｖａ[ｍＶ]と、を示している。時間Ｔ１が０ｓである時点は、検知器１の電源がＯＮになった時点である。

【0034】

図２に示すように、センサ１０のショート異常が発生している場合、電圧Ｖ１は、小さくなっていき、第１所定閾値Ｖｔｈ１より小さくなる。比較処理部４２は、電圧Ｖ１と第１所定閾値Ｖｔｈ１とを比較する。判定処理部４４は、比較処理部４２による比較結果を参照し、電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１以上である場合、センサ１０のショート異常が発生していないと判定する。一方、判定処理部４４は、比較処理部４２による比較結果を参照し、電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満である場合、センサ１０のショート異常が発生していると判定する。

【0035】

このように、判定処理部４４は、センサ駆動回路２０の出力として、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１から、センサ１０のショート異常を判定する。また、検知器１の動作状態には、センサ１０のショート異常の発生有無を判断している状態と、センサ１０のショート異常の発生有無を判断していない状態と、がある。

【0036】

これに加えて、作用電極１１の電位が対極１２の電位よりも常に低くなることから、センサ駆動回路２０は、下記の第１状態及び第２状態のいずれにおいても、作用電極１１の電位について対極１２の電位よりも低い電位にてセンサ１０を駆動する。前記第１状態は、判定処理部４４がセンサ１０のショート異常の発生有無を判断している状態であり、前記第２状態は、判定処理部４４がセンサ１０のショート異常の発生有無を判断していない状態である。

【0037】

前記構成において、センサ１０のショート異常が発生しているか否かについてのセンサ１０の故障に係る判定を判定処理部４４にて行う場合、センサ１０に対する充放電を行わずに、センサ１０の故障の判定を行うことができる。また、検知器１によるガス検知の処理を止めずに、センサ１０の故障の判定を行うことができる。よって、センサ１０の故障の判定を即座に行うことができる。

【0038】

（変形例）
センサ駆動回路２０は、増幅回路（図示せず）をさらに有していてもよい。この場合、当該増幅回路は、図１において、オペアンプ２１の出力端２１３とＡ／Ｄコンバータ３０との間に接続されている。具体的には、出力端２１３から伸びる配線と、帰還抵抗器２４から伸びる配線と、の接続部分Ｃ１について、前記増幅回路は、接続部分Ｃ１とＡ／Ｄコンバータ３０との間に接続されている。前記増幅回路は、例えば、オペアンプである。

【0039】

前記増幅回路は、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１を増幅することにより、増幅後の電圧ＶａをＡ／Ｄコンバータ３０に出力する。Ａ／Ｄコンバータ３０は、前記増幅回路から出力された電圧Ｖａをデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をセンサ出力として処理装置４０に提供する。

【0040】

図２に示すように、センサ１０のショート異常が発生している場合、電圧Ｖａは、小さくなっていき、第２所定閾値Ｖｔｈ２より小さくなる。比較処理部４２は、電圧Ｖａと第２所定閾値Ｖｔｈ２とを比較する。判定処理部４４は、比較処理部４２による比較結果を参照し、電圧Ｖａが第２所定閾値Ｖｔｈ２以上である場合、センサ１０のショート異常が発生していないと判定する。

【0041】

一方、判定処理部４４は、比較処理部４２による比較結果を参照し、電圧Ｖａが第２所定閾値Ｖｔｈ２未満である場合、センサ１０のショート異常が発生していると判定する。このように、判定処理部４４は、センサ駆動回路２０の出力として、前記増幅回路から出力された電圧Ｖａから、センサ１０のショート異常を判定する。

【0042】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図３に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図３は、本発明の実施形態２に係る検知器１Ａの構成の一例を示す概略図である。図３に示すように、検知器１Ａは、検知器１と比べて、センサ駆動回路２０がセンサ駆動回路２０Ａに変更されている点が異なる。

【0043】

センサ駆動回路２０Ａは、センサ駆動回路２０と比べて、第３抵抗器２５を有する点が異なる。第３抵抗器２５は、センサ１０に対して並列に接続されている。具体的には、第３抵抗器２５の一端は、作用電極１１と接続されており、第３抵抗器２５の他端は、対極１２と接続されている。第３抵抗器２５は、検知器１Ａの電源がＯＦＦである状態で、センサ１０に分極が発生することを防止する機能を有する。

【0044】

前記構成において、検知器１Ａの電源がＯＦＦである状態で検知器１Ａの周囲でガスが発生した場合を考える。この場合、第３抵抗器２５が設けられていることによって、作用電極１１と対極１２との間に生じる電位差による電流が、第３抵抗器２５に流れる。そして、第３抵抗器２５に流れた電流が熱として消費されると、作用電極１１と対極１２との間における電位差が解消される。

【0045】

よって、検知器１Ａの電源をＯＮにしたとき、検知器１Ａが被検知ガスを検知可能なように、検知器１Ａの電源がＯＦＦである状態で生じた、作用電極１１と対極１２との間における電位差が解消されるまで待機する必要がなくなる。したがって、検知器１Ａが被検知ガスを検知可能な状態になるまでの時間を低減することができる。

【0046】

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、図１及び図４に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図４は、本発明の実施形態３に係る検知器１において、センサ１０のショート異常の判定手順を示すフローチャートである。

【0047】

図４に示すように、まず、検知器１の電源がＯＮになると、計測処理部４１は、経過時間を計測する（Ｓ１）。計測処理部４１が経過時間の計測を開始した後、比較処理部４２は、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１と第１所定閾値Ｖｔｈ１とを比較する（Ｓ２）。比較処理部４２が比較処理を行っている間、カウント処理部４３は、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満となる回数をカウントする（Ｓ３）。

【0048】

計測処理部４１は、計測している経過時間が所定期間の長さに達したか否かを判断する（Ｓ４）。経過時間が所定期間の長さに達していない場合（Ｓ４にてＮＯ）、カウント処理部４３は、ステップＳ３の処理を続行する。経過時間が所定期間の長さに達した場合（Ｓ４にてＹＥＳ）、判定処理部４４は、カウント処理部４３によってカウントされた回数が所定回数以上であるか否かを判断する（Ｓ５）。

【0049】

カウント処理部４３によってカウントされた回数が所定回数以上である場合（Ｓ５にてＹＥＳ）、判定処理部４４は、センサ１０のショート異常が発生していると判定する（Ｓ６）。カウント処理部４３によってカウントされた回数が所定回数未満である場合（Ｓ５にてＮＯ）、判定処理部４４は、センサ１０のショート異常が発生していないと判定する（Ｓ７）。また、ステップＳ７の処理が完了した後、ステップＳ１の処理から再開される。

【0050】

以上により、判定処理部４４は、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満となる回数が所定期間内において所定回数以上である場合に、センサ１０のショート異常が発生していると判定する。前記構成によれば、センサ１０のショート異常が発生しているか否かについてのセンサ１０の故障に係る判定の精度を向上させることができる。

【0051】

なお、検知器１において、センサ１０が水素に反応すると、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が上昇した後に低下する。この場合、電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満になったとしても、電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満となる回数は、所定期間内において１回だけである。よって、センサ１０が水素に反応した場合と、センサ１０のショート異常が発生した場合と、を区別することができる。

【0052】

〔実施形態４〕
本発明の実施形態４について、図１及び図５に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図５は、本発明の実施形態４に係る検知器１において、センサ１０のショート異常の判定手順を示すフローチャートである。

【0053】

図５に示すように、まず、検知器１の電源がＯＮになると、比較処理部４２は、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１と第１所定閾値Ｖｔｈ１とを比較する（Ｓ１１）。また、比較処理部４２は、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満であるか否かを判断する（Ｓ１２）。

【0054】

オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１以上である場合（Ｓ１２にてＮＯ）、比較処理部４２は、ステップＳ１１の処理を続行する。オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満である場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、計測処理部４１は、電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満である時間（経過時間）を計測する（Ｓ１３）。

【0055】

計測処理部４１は、計測している経過時間が所定長さ以上であるか否かを判断する（Ｓ１４）。経過時間が所定長さ以上である場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、判定処理部４４は、センサ１０のショート異常が発生していると判定する（Ｓ１５）。経過時間が所定長さ未満である場合（Ｓ１４にてＮＯ）、判定処理部４４は、センサ１０のショート異常が発生していないと判定する（Ｓ１６）。また、ステップＳ１６の処理が完了した後、ステップＳ１１の処理から再開される。

【0056】

以上により、判定処理部４４は、オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満となる期間の長さが所定長さ以上である場合に、センサ１０のショート異常が発生していると判定する。前記構成によれば、センサ１０のショート異常が発生しているか否かについてのセンサ１０の故障に係る判定の精度を向上させることができる。

【0057】

つまり、実施形態３及び実施形態４の構成から、判定処理部４４は、下記の（１）または（２）の場合に、センサ１０のショート異常が発生していると判定する。（１）オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満となる回数が所定期間内において所定回数以上である場合。（２）オペアンプ２１から出力された電圧Ｖ１が第１所定閾値Ｖｔｈ１未満となる期間の長さが所定長さ以上である場合。

【0058】

〔ソフトウェアによる実現例〕
処理装置４０の制御ブロック（特に計測処理部４１、比較処理部４２、カウント処理部４３及び判定処理部４４）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

【0059】

後者の場合、処理装置４０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0060】

本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0061】

１、１Ａ 検知器
１０ センサ
１１ 作用電極
１２ 対極
２０、２０Ａ センサ駆動回路
２１ オペアンプ（差動回路）
２２ 第１抵抗器
２３ 第２抵抗器
２５ 第３抵抗器
４４ 判定処理部
２１１ 第１入力端
２１２ 第２入力端
Ｗ１、Ｗ２ 配線

【要約】

【課題】センサのショート異常が発生しているか否かについてのセンサの故障に係る判定を即座に行う。
【解決手段】検知器（１）は、センサ（１０）と、センサ（１０）のショート異常を判定する判定処理部（４４）と、判定処理部（４４）がショート異常の発生有無を判断している状態、及び判定処理部（４４）がショート異常の発生有無を判断していない状態のいずれにおいても、作用電極（１１）の電位について対極（１２）の電位よりも低い電位にてセンサ（１０）を駆動するセンサ駆動回路（２０）と、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】