特開 2023-130161 ガスセンサモジュール及びガスセンサシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023130161

(43)【公開日】2023-09-20

(54)【発明の名称】ガスセンサモジュール及びガスセンサシステム

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/00 20060101AFI20230912BHJP

   G01N 5/02 20060101ALN20230912BHJP

【ＦＩ】

G01N27/00 K

G01N5/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022034671

(22)【出願日】2022-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000005887

【氏名又は名称】三井化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗原 舞

(72)【発明者】

【氏名】河口 康晃

(72)【発明者】

【氏名】町田 秀和

(72)【発明者】

【氏名】下石坂 望

【テーマコード（参考）】

2G060

【Ｆターム（参考）】

2G060AA01

2G060HC10

2G060HC13

(57)【要約】

【課題】ガスを検出する信号の電圧の範囲の幅が大きい場合に、電力やスペースの増大を抑制しつつ、ガス検出の信号を取得しやすいガスセンサモジュールを提供する。
【解決手段】ガスセンサ１１０と、測定対象の測定結果に応じてガスセンサ１１０から出力される第１アナログ信号を所定量増幅して第２アナログ信号を出力するアンプ群１２０と、第２アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１３０と、デジタル信号を取得するマイクロコントローラ１４０と、備え、マイクロコントローラ１４０は、アンプ群１２０の各アンプのオフセット電圧をスライドさせる制御を行うオフセット制御部１４４を備える、ガスセンサモジュール１０が提供される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスセンサと、
測定対象の測定結果に応じて前記ガスセンサから出力される第１アナログ信号を所定量増幅して第２アナログ信号を出力する増幅器と、
前記第２アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
前記デジタル信号を取得する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記増幅器のオフセット電圧をスライドさせる制御を行うオフセット制御部を備える、ガスセンサモジュール。

【請求項2】

前記オフセット制御部は、設定値に基づいて前記ＡＤ変換器の入力レンジをスライドさせる制御を行う、請求項１に記載のガスセンサモジュール。

【請求項3】

前記制御部は、前記設定値を記憶する記憶部をさらに備える、請求項２に記載のガスセンサモジュール。

【請求項4】

前記設定値を選択する選択スイッチをさらに備える、請求項２に記載のガスセンサモジュール。

【請求項5】

前記オフセット制御部は、所定時間における前記デジタル信号の傾きに基づいて前記増幅器のオフセット電圧をスライドさせる制御を行う、請求項１に記載のガスセンサモジュール。

【請求項6】

前記制御部は、前記増幅器の増幅率を切り替える制御を行うゲイン制御部をさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載のガスセンサモジュール。

【請求項7】

前記ゲイン制御部は、前記第２アナログ信号の電圧が前記ＡＤ変換器の入力レンジを超えた場合に前記増幅器の増幅率を減少させるように制御する、請求項６に記載のガスセンサモジュール。

【請求項8】

前記ゲイン制御部は、所定時間における前記デジタル信号の傾きに基づいて前記増幅器の増幅率を切り替える制御を行う、請求項６に記載のガスセンサモジュール。

【請求項9】

前記制御部は、前記オフセット制御部によるオフセット電圧のスライドの前後又は前記ゲイン制御部による前記増幅器の増幅率の切り替えの前後で前記ＡＤ変換器の出力を合わせる補正を行う補正部をさらに備える、請求項６～８のいずれか１項に記載のガスセンサモジュール。

【請求項10】

前記ガスセンサは、
検出対象のガスの量に応じて体積が変化する感応膜と、
前記感応膜の体積の変化に伴って生じる応力を検出する検出部と、
を備える、請求項１～９のいずれか１項に記載のガスセンサモジュール。

【請求項11】

請求項１に記載のガスセンサモジュールと、
前記制御部から前記デジタル信号を取得し、前記デジタル信号に基づいた情報を出力する情報処理装置と、
を備えるガスセンサシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガスセンサモジュール及びガスセンサシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

対象（例えば、気体又は液体を構成する分子等）の量に応じて体積が変化する体積変化体を備えるとともに、体積変化体の体積の変化に伴って生じる応力を検出するセンサが知られている。特許文献１には、本体部と、体積変化体と、検出部とを備えるセンサが開示されている。本体部は、平板状であり、且つ、第１方向における第１端が支持されるとともに、厚さ方向における両端面のうちの少なくとも一方にて開口する収容空間を有する。体積変化体は、対象の量に応じて体積が変化するとともに、少なくとも一部が収容空間に収容されるように本体部により支持される。検出部は、本体部のうちの、第１方向における第２端に連接し、且つ、体積変化体の体積の変化に伴って生じる応力を検出する。

【0003】

このようなセンサを用いたガスセンサモジュールは、センサにより検出されたガスのアナログ信号の電圧をアンプにより増幅した後、ＡＤコンバータによりデジタル信号に変更したものをマイクロコンピュータに出力することで、ガスの検出データを取得する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１９／１８８１６４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＡＤコンバータに出力されたアナログ信号が、ＡＤコンバータにより出力可能な電圧のレンジを超えることがある。そうすると、マイクロコンピュータはガス検出の信号を取得することができない。例えば、ガスに応じて膨張又は収縮することで生じる応力によりガスを検知する感応膜を用いるガスセンサの場合、ガスがプラスとマイナスの両方を含む広い範囲の電圧として検出されることがある。このような場合は、検出された信号が、ＡＤコンバータにより出力可能な電圧のレンジを超えやすくなる。検出された信号が、ＡＤコンバータにより出力可能な電圧のレンジを超えやすくなると、当然、ガス検出の信号を取得することができない。

【0006】

他方、この問題に対応するために、ＡＤコンバータにより出力可能な電圧のレンジの幅を単純に広くしようとすると、多量の電力を要したり、ＡＤコンバータのサイズを大きくしたりする必要などの問題も生じる。

【0007】

本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ガスを検出する信号の電圧の範囲の幅が大きい場合に、電力やスペースの増大を抑制しつつ、ガス検出の信号を取得しやすいガスセンサモジュール及びガスセンサシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示のある観点によれば、ガスセンサと、測定対象の測定結果に応じて前記ガスセンサから出力される第１アナログ信号を所定量増幅して第２アナログ信号を出力する増幅器と、前記第２アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記デジタル信号を取得する制御部と、を備え、前記制御部は、前記増幅器のオフセット電圧をスライドさせる制御を行うオフセット制御部を備える、ガスセンサモジュールが提供される。

【0009】

前記オフセット制御部は、設定値に基づいて前記ＡＤ変換器の入力レンジをスライドさせる制御を行ってもよい。

【0010】

前記制御部は、前記設定値を記憶する記憶部をさらに備えてもよい。

【0011】

上記ガスセンサモジュールは、前記設定値を選択する選択スイッチをさらに備えてもよい。

【0012】

前記オフセット制御部は、所定時間における前記デジタル信号の傾きに基づいて前記増幅器のオフセット電圧をスライドさせる制御を行ってもよい。

【0013】

前記制御部は、前記増幅器の増幅率を切り替える制御を行うゲイン制御部をさらに備えてもよい。

【0014】

前記ゲイン制御部は、前記第２アナログ信号の電圧が前記ＡＤ変換器の入力レンジを超えた場合に前記増幅器の増幅率を減少させるように制御してもよい。

【0015】

前記ゲイン制御部は、所定時間における前記デジタル信号の傾きに基づいて前記増幅器の増幅率を切り替える制御を行ってもよい。

【0016】

前記制御部は、前記オフセット制御部によるオフセット電圧のスライドの前後又は前記ゲイン制御部による前記増幅器の増幅率の切り替えの前後で前記ＡＤ変換器の出力を合わせる補正を行う補正部をさらに備えてもよい。

【0017】

前記ガスセンサは、検出対象のガスの量に応じて体積が変化する感応膜と、前記感応膜の体積の変化に伴って生じる応力を検出する検出部と、を備えてもよい。

【0018】

本開示の別の観点によれば、上記ガスセンサモジュールと、前記制御部から前記デジタル信号を取得し、前記デジタル信号に基づいた情報を出力する情報処理装置と、を備えるガスセンサシステムが提供される。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、ガスを検出する信号の電圧の範囲の幅が大きい場合であっても、電力やスペースの増大を抑制しつつ、ガス検出の信号を取得しやすいガスセンサモジュール及びガスセンサシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態に係るガスセンサモジュールを備えたガスセンサシステムの概略構成を示す図である。

【図2】センサから出力されるアナログ信号の例を示すグラフである。

【図3】ガスセンサモジュールの構成例を示す図である。

【図4】アンプから出力されるアナログ信号の時間変化の例を示すグラフである。

【図5】アンプから出力されるアナログ信号の時間変化の例を示すグラフである。

【図6】ＡＤ変換器が出力するデジタル信号の補正例を示す図である。

【図7】アンプから出力されるアナログ信号の時間変化の例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0022】

図１は、本実施形態に係るガスセンサモジュールを備えたガスセンサシステムの概略構成を示す図である。図１に示したガスセンサシステム１は、ガスセンサモジュール１０と、中継装置２０と、情報処理装置３０と、を備える。

【0023】

ガスセンサモジュール１０は、測定対象を測定する。測定対象は、気体、液体、又は、固体を構成する分子である。また例えば、測定対象は、気体、液体、及び、固体のうちの少なくとも２つからなる混合物を構成する分子である。ガスセンサモジュール１０は、内部にセンサを備える。本実施形態に係るセンサは、測定対象の量に応じて体積が変化する体積変化体を備えるとともに、体積変化体の体積の変化に伴って生じる応力を検出するセンサである。

【0024】

中継装置２０は、ガスセンサモジュール１０による測定対象の測定結果をガスセンサモジュール１０から取得する。ガスセンサモジュール１０と中継装置２０とは有線で接続されている。中継装置２０は、測定対象の測定結果をガスセンサモジュール１０から取得すると共に、ガスセンサモジュール１０へ電力を供給する。

【0025】

そして中継装置２０は、ガスセンサモジュール１０から取得した測定対象の測定結果を蓄積し、蓄積した測定結果を任意のタイミングで情報処理装置３０に送信する。中継装置２０から情報処理装置３０への送信は、所定の通信プロトコル、例えばＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって行われる。中継装置２０から情報処理装置３０への送信は、有線送信であってもよく、無線送信であってもよい。中継装置２０は、測定結果を蓄積する際に、所定のフォーマット、例えばＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ｖａｌｕｅ）形式で蓄積する。

【0026】

情報処理装置３０は、ガスセンサモジュール１０で測定され、中継装置２０から送信された測定結果に対する情報処理を実行する。例えば、情報処理装置３０は、ガスセンサモジュール１０で測定された測定結果をグラフで表示する処理を実行する。

【0027】

なお、本実施形態では、ガスセンサモジュール１０と、中継装置２０とを別々の装置としているが、本開示は係る例に限定されない。ガスセンサモジュール１０に、中継装置２０の機能を備え、ガスセンサモジュール１０から情報処理装置３０へ直接測定結果を送信してもよい。

【0028】

ガスセンサモジュール１０は、センサからの出力をアンプで増幅し、増幅後のアナログ信号を、ＡＤ変換器でデジタル信号に変換することで、センサによる測定対象の測定結果を得る。ここで、通常ＡＤ変換器があらゆる信号レベルの入力を変換できるわけではなく、変換可能な信号レベルは、仕様の最大電圧に制限される。センサから出力されるアナログ信号の範囲が予め分かっていれば、その範囲をカバーできる入力レンジのＡＤ変換器を用意すればよい。しかし、センサから出力されるアナログ信号の範囲が不定であれば、センサから出力されるアナログ信号を正しくデジタル信号に変換できない場合がある。

【0029】

図２は、あるセンサから出力されるアナログ信号の例を示すグラフである。例えば入力レンジが０Ｖ～５ＶのＡＤ変換器を用いた場合、０Ｖ～５Ｖの範囲にあるアナログ信号はデジタル信号へ変換することができる。しかし、０Ｖ～５Ｖの範囲を超えるアナログ信号は、入力レンジが０Ｖ～５ＶのＡＤ変換器ではクリッピングされてしまい、デジタル信号へ正しく変換することができない。

【0030】

また、本実施形態で用いるセンサは、測定対象の量に応じて体積が変化する体積変化体を備えており、膨張すればプラスの電圧値を、収縮すればマイナスの電圧値を、それぞれ出力する。また、センサが出力する波形は、測定対象と官能膜とによって決まるため、新規の測定対象を測定した場合、センサがどのような波形のデータを出力するかどうか分からない。

【0031】

さらに、センサから出力されるアナログ信号は微小なため、アンプで増幅させてからＡＤ変換器に送られるが、アンプのオフセット電圧によっては、アンプを通過した後のアナログ信号の範囲が、ＡＤ変換器の入力レンジから外れてしまう。そこで、アンプのオフセット電圧の調整も必要となるが、測定対象に応じた調整が求められ、さらにオフセット電圧は、周囲温度及び時間経過によりドリフトする。

【0032】

また、入力レンジを超える範囲のアナログ信号がＡＤ変換器に入力された場合を想定して、入力レンジの幅が広いＡＤ変換器を用いたり、オフセット電圧がドリフトしないアンプを用いたりすることは、電力消費量の増大及びガスセンサモジュールのコストアップに繋がってしまう。

【0033】

本実施形態に係るガスセンサモジュールは、コストアップに繋がるような部品を用いずに、様々な測定対象に対応できるよう、アンプのオフセット電圧の調整、及び、アンプのゲインの調整を、ガスセンサモジュールの筐体を開けずに行えるようにしたことを特徴とする。

【0034】

図３は、本実施形態に係るガスセンサモジュール１０の構成例を示す図である。ガスセンサモジュール１０は、ガスセンサ１１０と、アンプ群１２０と、ＡＤ変換器１３０と、マイクロコントローラ１４０と、ＤＣＤＣ変換器１５０と、スイッチ部１６０と、を備える。

【0035】

ガスセンサ１１０は、測定対象の量に応じて体積が変化する官能膜１１１を備えるとともに、体積変化体の体積の変化に伴って生じる応力を検出する検出部１１２を備える、ピエゾ抵抗型応力応答センサである。ガスセンサ１１０は、例えば、国際公開第２０１９／１８８１６４号に開示されているセンサを用いることができる。本実施形態に係るガスセンサ１１０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）プロセスを用いて製造されたセンサである。本実施形態に係るガスセンサ１１０は、４つのチャンネルで測定対象の測定結果を出力する。ガスセンサ１１０による測定対象の測定に応じて出力されるアナログ信号が、本開示の第１アナログ信号の一例である。

【0036】

アンプ群１２０は、ガスセンサ１１０の出力を所定量増幅する。アンプ群１２０は、ガスセンサ１１０の出力チャンネルの数に応じたアンプからなり、本実施形態では、アンプ群１２０は４つのアンプ１２１、１２２、１２３、１２４からなる。アンプ群１２０を構成する各アンプ１２１～１２４は、それぞれ、外部から増幅率（ゲイン）及びオフセット電圧を切り替えることが可能なアンプである。アンプ群１２０の各アンプ１２１～１２４が出力するアナログ信号が、本開示の第２アナログ信号の一例である。

【0037】

ＡＤ変換器１３０は、アンプ群１２０の各アンプが出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。本実施形態では、ＡＤ変換器１３０は４チャンネルのアナログ信号の入力のそれぞれをデジタル信号へ変換して、デジタル信号をマイクロコントローラ１４０へ出力する。

【0038】

マイクロコントローラ１４０は、本開示の制御部の一例であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を備える集積回路である。マイクロコントローラ１４０のＲＯＭには、アンプ群１２０の各アンプ１２１～１２４のゲインを制御することで、レンジ制御プログラムが格納されている。マイクロコントローラ１４０のＣＰＵが、ＲＯＭに格納されたゲイン制御プログラムを読み出して実行することにより、マイクロコントローラ１４０はオフセット制御部１４２、ゲイン制御部１４４及び補正部１４６を備えるように機能する。

【0039】

オフセット制御部１４２は、アンプ群１２０の各アンプ１２１～１２４のオフセット電圧を切り替える制御を行う。オフセット制御部１４２は、アンプ１２１～１２４のオフセット電圧を切り替えることで、アンプ群１２０の出力をＡＤ変換器１３０の入力レンジに適合させることができる。

【0040】

ゲイン制御部１４４は、アンプ群１２０の各アンプ１２１～１２４のゲイン（増幅率）を切り替える制御を行う。ゲイン制御部１４４は、アンプ１２１～１２４のゲインを切り替えることで、アンプ群１２０の出力をＡＤ変換器１３０の入力レンジに適合させることができる。

【0041】

オフセット制御部１４２は、設定値記憶部１４８に記憶されている設定値を参照して、アンプ１２１～１２４のオフセット電圧を切り替える。また、ゲイン制御部１４４は、設定値記憶部１４８に記憶されている設定値を参照して、アンプ１２１～１２４のゲインを切り替える。設定値記憶部１４８に記憶されている設定値は、例えば、予めいくつかの測定対象を測定し、その測定対象の測定結果としてガスセンサ１１０が出力するアナログ信号がＡＤ変換器１３０の入力レンジに適合するようなオフセット電圧及びゲインの設定値である。

【0042】

オフセット制御部１４２及びゲイン制御部１４４が参照する設定値の切り替えは、例えば、中継装置２０又は情報処理装置３０から設定値を切り替えるコマンドをガスセンサモジュール１０に送信することによって行われてもよい。中継装置２０又は情報処理装置３０から設定値を切り替えるコマンドをガスセンサモジュール１０に送信することで、ガスセンサモジュール１０の筐体を開けてオフセット電圧を調整したりゲインを変更したりする必要無く、ガスセンサ１１０が出力するアナログ信号をＡＤ変換器１３０の入力レンジに適合させることができる。

【0043】

図４は、アンプ群１２０のあるアンプから出力されるアナログ信号の時間変化の例を示すグラフである。例えば、ガスセンサ１１０による測定結果を示す電圧値が時間と共に上昇していく場合、ある時刻ｔで所定の閾値を上回る。このまま電圧値が上昇を続けると、やがてＡＤ変換器１３０の入力レンジの上限に達し、測定結果を示す電圧値をＡＤ変換器１３０で正しくデジタル信号に変換できなくなってしまう。

【0044】

そこで、オフセット制御部１４２及びゲイン制御部１４４は、ＡＤ変換器１３０から出力されるデジタル信号が所定の閾値を超えた場合に、参照する設定値を切り替えて、切り替えた設定値をアンプ群１２０の各アンプ１２１～１２４に設定してもよい。例えばＡＤ変換器１３０から出力されるデジタル信号の値が所定の閾値を超えた場合（言い換えれば、アンプ群１２０のあるアンプから出力されるアナログ信号の電圧値が所定の閾値を超えた場合）に、ゲイン制御部１４４は、設定値記憶部１４８に格納されている設定値の参照先を切り替え、アンプ群１２０の各アンプに設定するゲインを変更する。

【0045】

図５は、アンプ群１２０のあるアンプから出力されるアナログ信号の時間変化の例を示すグラフである。図５に示した例では、時刻ｔまではアンプのゲインを１００倍にしていたが、時刻ｔでＡＤ変換器１３０から出力されるデジタル信号の値が所定の閾値を超えたので、時刻ｔ以後ではゲイン制御部１４４がアンプのゲインを５０倍に切り替えている。時刻ｔでゲイン制御部１４４がアンプのゲインを半分に切り替えることで、仮に電圧値が上昇を続けても、ＡＤ変換器１３０の入力レンジの上限に達するまで余裕が生じる。

【0046】

測定の途中でオフセット制御部１４２がアンプのオフセット電圧を切り替えたり、ゲイン制御部１４４がアンプのゲインを切り替えたりすると、アンプから出力されるアナログ信号の連続性が無くなる。マイクロコントローラ１４０は、ＡＤ変換器１３０から出力されるオフセット電圧又はゲインの切り替え後のデジタル信号に対して、切り替え前のオフセット電圧又はゲインに合わせるような補正を行う補正部１４６を備えてもよい。図５の例では、補正部１４６は、時刻ｔ以後はＡＤ変換器１３０が出力するデジタル信号を２倍にする補正を行う。

【0047】

図６は、補正部１４６による、ＡＤ変換器１３０が出力するデジタル信号の補正の例を示す図である。時刻ｔ以後でＡＤ変換器１３０が出力するデジタル信号を補正しない場合は、図６の破線で示す値となるが、これは時刻ｔ以前の測定結果とゲインが一致していないので、正しい値とはならない。時刻ｔ以後では、ＡＤ変換器１３０が出力するデジタル信号を補正部１４６が２倍に補正することで、時刻ｔ以前の測定結果と時刻ｔ以後の時刻ｔ以前の測定結果とでゲインが一致することになる。

【0048】

図５の例ではゲイン制御部１４４がアンプのゲインを切り替えていたが、アンプのゲインの切り替えに代えて、又はアンプのゲインの切り替えに加えて、オフセット制御部１４２がアンプのオフセット電圧の切り替えを行ってもよい。

【0049】

図７は、アンプ群１２０のあるアンプから出力されるアナログ信号の時間変化の例を示すグラフである。図７に示した例では、時刻ｔまではアンプのオフセット電圧を所定の第１の電圧にしていたが、時刻ｔでＡＤ変換器１３０から出力されるデジタル信号の値が所定の閾値を超えたので、時刻ｔ以後ではオフセット制御部１４２がアンプのオフセット電圧を第１の電圧より低い所定の第２の電圧に切り替えている。時刻ｔでオフセット制御部１４２がアンプのオフセット電圧を下方に切り替えることで、仮に電圧値が上昇を続けても、ＡＤ変換器１３０の入力レンジの上限に達するまで余裕が生じる。

【0050】

図６では、時刻ｔの前後でアンプのゲインが切り替わった場合の補正例が示されているが、時刻ｔの前後でオフセット電圧が切り替わった場合も、補正部１４６は同様にデジタル信号を補正する。

【0051】

ＤＣＤＣ変換器１５０は、直流電圧の変換を行う。例えば、ＤＣＤＣ変換器１５０は、外部から供給された電力の電圧を、内部の動作電圧に変換して各部に出力する。本実施形態では、中継装置２０から供給される電力の電圧を内部の動作電圧に変換して出力する。

【0052】

スイッチ部１６０は、ガスセンサモジュール１０を操作するための各種のスイッチからなる。本実施形態では、スイッチ部１６０は、オフセット制御部１４２及びゲイン制御部１４４が参照する設定値を切り替えるスイッチが設けられ得る。設定値を切り替えるスイッチがスイッチ部１６０に設けられていることで、ガスセンサモジュール１０は、外部の装置による、オフセット制御部１４２及びゲイン制御部１４４が参照する設定値の切り替えが不要となる。

【0053】

本実施形態にかかるガスセンサモジュール１０は、図３に示したような構成を有することで、ゲイン及びオフセット電圧の切り替えをマイクロコントローラから行わない構成と比較して、電力やスペースの増大を抑制しつつ、ガス検出の信号が取得しやすくなる。

【0054】

なお、設定値記憶部１４８に格納されている設定値は、情報処理装置３０等の外部の装置から修正されてもよい。また、情報処理装置３０等の外部の装置から設定値が設定値記憶部１４８に追加されてもよい。ガスセンサモジュール１０の外部から設定値が修正又は追加されることで、ガスセンサモジュール１０で検出するガスの種類の増加に対応することが出来る。

【0055】

また、上述の例では、補正部１４６は、ＡＤ変換器１３０から出力されるオフセット電圧又はゲインの切り替え後のデジタル信号に対して、切り替え前のオフセット電圧又はゲインに合わせるような補正を行っていたが、本開示は係る例に限定されない。補正部１４６は、ＡＤ変換器１３０から出力されるオフセット電圧又はゲインの切り替え前のデジタル信号に対して、切り替え後のオフセット電圧又はゲインに合わせるような補正を行ってもよい。補正部１４６によるこのような補正は、例えば、ノイズが小さく、切り替え前のデジタル信号に対して信号を増幅させる方が良い場合に好適である。

【0056】

また、上述の例では、オフセット制御部１４２及びゲイン制御部１４４は、設定値記憶部１４８に記憶されている設定値を参照して、各アンプ１２１～１２４のゲイン及びオフセット電圧を切り替えていたが、本開示は係る例に限定されない。例えば、オフセット制御部１４２又はゲイン制御部１４４は、所定時間のデジタル信号の傾きに基づいて、その傾きが継続すると、デジタル信号が所定の閾値を超えるかどうかを判断し、判断結果に基づいて、各アンプ１２１～１２４のゲイン又はオフセット電圧を切り替える制御を行ってもよい。例えば、オフセット制御部１４２又はゲイン制御部１４４は、測定開始からの所定時間のデジタル信号の傾きに基づいて各アンプ１２１～１２４のゲイン又はオフセット電圧を切り替える制御を行ってもよい。係る制御を行うことで、オフセット制御部１４２又はゲイン制御部１４４は、設定値を参照せずに各アンプ１２１～１２４のゲイン又はオフセット電圧をリアルタイムで切り替えることができる。

【0057】

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これら各種の変更例または修正例についても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0058】

１ ガスセンサシステム
１０ ガスセンサモジュール
２０ 中継装置
３０ 情報処理装置
１１０ ガスセンサ
１２０ アンプ群
１３０ ＡＤ変換器
１４０ マイクロコントローラ
１５０ ＤＣＤＣ変換器
１６０ スイッチ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】