(57)【要約】【課題】ガス検出装置においては、多種類のガスを検出できることが好ましい。【解決手段】検出対象ガスとの接触により出力が変化するガス検出層とガス検出層を加熱するヒーター層とを有するガスセンサと、判別部と、を備え、判別部は、ヒーター層の温度が第１温度の場合におけるガスセンサの出力の変化を示す第１波形と、ヒーター層の温度が第１温度と異なる第２温度の場合におけるガスセンサの出力の変化を示す第２波形と、に基づいて検出対象ガスの種類を判別する、ガス検出装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象ガスとの接触により出力が変化するガス検出層と、前記ガス検出層を加熱するヒーター層と、を有するガスセンサと、
判別部と、
を備え、
前記判別部は、
前記ヒーター層の温度が第１温度の場合における前記ガスセンサの出力の変化を示す第１波形と、
前記ヒーター層の温度が前記第１温度と異なる第２温度の場合における前記ガスセンサの出力の変化を示す第２波形と、
に基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、ガス検出装置。
【請求項２】
前記判別部は、前記第１波形と前記第２波形とに基づいて少なくとも３種類の前記検出対象ガスを判別する、請求項１に記載のガス検出装置。
【請求項３】
前記判別部は、前記第１波形の予め定められた第１期間における出力値の変化率に基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項１または２に記載のガス検出装置。
【請求項４】
前記判別部は、前記第２波形における出力値が予め定められた第１基準値に収束するか否かに基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項１から３のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項５】
前記判別部は、前記第２波形に極小値が存在するか否かに基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項１から４のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項６】
前記判別部は、
前記第１波形と、前記第２波形と、
前記ヒーター層の温度が前記第１温度および前記第２温度と異なる第３温度の場合における、前記ガスセンサの出力の変化を示す第３波形と、
に基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項１から４のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項７】
前記判別部は、前記第１波形または前記第２波形に基づいて前記第２波形の予め定められた第２期間を制御する、請求項１から６のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項８】
前記ガス検出層は、前記ヒーター層により間欠的なタイミングで加熱され、
前記判別部は、前記第１波形および前記第２波形の少なくとも一方に基づいて間欠的な前記タイミングを制御する、請求項１から７のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項９】
前記ガス検出層は、前記第２温度に設定された前記ヒーター層により第１周期で加熱され、
前記判別部は、前記第１周期の何れかの検出タイミングにおいて、前記第２波形の予め定められた第２期間における前記ガスセンサの出力が予め定められた第１基準値に収束した場合、前記第１波形と前記第２波形とに基づいて前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項１から７のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項１０】
前記ガス検出層は、前記第１温度に設定された前記ヒーター層により第２周期で加熱され、
前記判別部は、前記第２周期の何れかの検出タイミングにおいて、前記第１波形の予め定められた第１期間における出力値の変化率が予め定められた第２基準値以上である場合、前記第１波形と前記第２波形とに基づいて、前記検出対象ガスの種類を判別する、請求項１から７のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【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。
【背景技術】
【０００２】
従来、３種類のガス種を判別するガス検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  特開２０１１−１４９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ガス検出装置においては、多種類のガスを検出できることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、ガス検出装置を提供する。ガス検出装置は、ガスセンサと判別部とを備える。ガスセンサは、検出対象ガスとの接触により出力が変化するガス検出層と、ガス検出層を加熱するヒーター層と、を有する。判別部は、ヒーター層の温度が第１温度の場合におけるガスセンサの出力の変化を示す第１波形と、ヒーター層の温度が第１温度と異なる第２温度の場合におけるガスセンサの出力の変化を示す第２波形と、に基づいて検出対象ガスの種類を判別する。
【０００５】
判別部は、第１波形と第２波形とに基づいて少なくとも３種類の検出対象ガスを判別してよい。
【０００６】
判別部は、第１波形の予め定められた第１期間における出力値の変化率に基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。
【０００７】
判別部は、第２波形における出力値が予め定められた基準値に収束するか否かに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。
【０００８】
判別部は、第２波形に極小値が存在するか否かに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。
【０００９】
判別部は、第１波形と、第２波形と、ヒーター層の温度が第１温度および第２温度と異なる第３温度の場合における、ガスセンサの出力の変化を示す第３波形と、に基づいて検出対象ガスの種類を判別してよい。
【００１０】
判別部は、第１波形または第２波形に基づいて第２波形の予め定められた第２期間を制御してよい。
【００１１】
ガス検出層は、ヒーター層により間欠的なタイミングで加熱されてよい。判別部は、第１波形および第２波形の少なくとも一方に基づいて間欠的なタイミングを制御してよい。
【００１２】
ガス検出層は、第２温度に設定されたヒーター層により第１周期で加熱されてよい。判別部は、第１周期の何れかの検出タイミングにおいて、第２波形の予め定められた第２期間におけるガスセンサの出力が予め定められた第１基準値に収束した場合、第１波形と第２波形とに基づいて検出対象ガスの種類を判別してよい。
【００１３】
ガス検出層は、第１温度に設定されたヒーター層により第２周期で加熱されてよい。判別部は、第２周期の何れかの検出タイミングにおいて、第１波形の予め定められた第１期間における出力値の変化率が予め定められた第２基準値以上である場合、第１波形と第２波形とに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。
【００１４】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る監視対象３００を示す図である。
【図２】本発明の一つの実施形態に係るガス検出装置１００の一例を示す図である。
【図３】ガスセンサ１０の断面の一例を示す図である。
【図４】ガスセンサ１０のヒーター層８６の温度と時間との関係の一例を示す図である。
【図５Ａ】ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例をガスＡについて示す図である。
【図５Ｂ】ガスセンサ１０のガス検出層９６の電気抵抗の変化を定電圧により測定する場合の回路の一例を示す図である。
【図６】ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例をガスＢについて示す図である。
【図７】ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例をガスＣについて示す図である。
【図８】判別部２０による検出対象ガスの判別のフローチャートを示す図である。
【図９Ａ】ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例を４つのガス種について示す図である。
【図９Ｂ】第１期間ｔａ１、第３期間ｔａ３および第２期間ｔａ２におけるガスＡ〜Ｄの波形の傾向をまとめた図である。
【図１０】ガスセンサ１０のヒーター層８６の温度と時間との関係の他の一例を示す図である。
【図１１】ガスセンサ１０のヒーター層８６の温度と時間との関係の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１７】
図１は、本発明の一つの実施形態に係る監視対象３００を示す図である。本例の監視対象３００は、ガス検出装置１００および電気装置２００を備える。監視対象３００は、例えば工場、プラント等である。電気装置２００は、例えば工場、プラント等に設置されたボイラーや空調設備等、電気の供給により動作する装置である。ガス検出装置１００は、監視対象３００において、例えば電気装置２００の（ボイラーからの）燃料ガス漏洩による可燃性ガスや不完全燃焼ガスのガス成分を検出する。また、災害防止の観点から、ガス検出装置１００は監視対象３００において、過剰発熱に起因する揮発ガス成分を検出してもよい。当該揮発ガス成分は、電気装置２００の過剰発熱に起因して発火する前に発生する成分であってよい。
【００１８】
図２は、本発明の一つの実施形態に係るガス検出装置１００の一例を示す図である。ガス検出装置１００は、ガスセンサ１０および判別部２０を備える。ガスセンサ１０は、ガス検出層９６およびヒーター層８６を有する。ヒーター層８６は、ガス検出層９６を加熱する。
【００１９】
ガスセンサ１０の出力は、検出対象ガスとの接触により変化する。ガスセンサ１０は、低消費電力のガスセンサであることが好ましい。本例のガスセンサ１０は、半導体製造技術で微細に加工されたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ガスセンサである。ガスセンサ１０は、シリコン等の半導体基板上に形成されていてよい。
【００２０】
本例のガス検出装置１００は、電源部３０をさらに備える。電源部３０は、ガスセンサ１０に電力を供給する。電源部３０は、電池であってよい。電源部３０は、商用電源であってもよい。ガスセンサ１０がＭＥＭＳガスセンサ等の低消費電力のセンサであれば、電池からでも長期間にわたって電力を供給できる。ガスセンサ１０が電池駆動可能であれば、ガスセンサ１０を様々な監視対象３００に容易に設けることができる。電源部３０は、監視対象３００の他の装置にも電力を供給してよい。
【００２１】
ガス検出層９６をヒーター層８６により加熱すると、ガスセンサ１０の出力は加熱時間の経過とともに変化する。ヒーター層８６の温度が第１温度の場合におけるガスセンサ１０の出力の変化を示す波形を第１波形とする。ヒーター層８６の温度が第２温度（第１温度と異なる）の場合におけるガスセンサ１０の出力の変化を示す波形を第２波形とする。第１波形および第２波形については後述する。判別部２０は、当該第１波形および当該第２波形に基づいて検出対象ガスの種類を判別する。
【００２２】
図３は、ガスセンサ１０の断面の一例を示す図である。ガスセンサ１０は、ガス検出層９６およびヒーター層８６を有する。本例のガスセンサ１０は、半導体基板８０、薄膜積層部８１、絶縁層８５およびガス感知部９０をさらに有する。半導体基板８０は、一例としてシリコン（Ｓｉ）基板である。半導体基板８０には、他の領域よりも基板厚が小さいダイヤフラム８８が設けられている。ダイヤフラム８８は、半導体基板８０を貫通して設けられていてよい。
【００２３】
薄膜積層部８１は、半導体基板８０の上面に積層されている。本例の薄膜積層部８１は、熱酸化膜８２、窒化膜８３および酸化膜８４を有する。熱酸化膜８２は、半導体基板８０の上面を熱酸化して形成されてよい。本例の熱酸化膜８２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜である。
【００２４】
窒化膜８３は、例えばプラズマＣＶＤ法により、熱酸化膜８２の上面に積層される。本例の窒化膜８３は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜である。酸化膜８４は、例えばプラズマＳＶＤ法により、窒化膜８３の上面に積層される。本例の酸化膜８４は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜である。薄膜積層部８１は、ダイヤフラム構造の支持層および熱絶縁層として機能する。
【００２５】
ヒーター層８６は、薄膜積層部８１の上面に形成される。ヒーター層８６は、白金、金およびニッケルの少なくともいずれかと、クロムおよびタングステンの少なくともいずれかとを含む膜である。本例のヒーター層８６は、酸化膜８４の上面において、ガス感知部９０の下方に設けられている。ヒーター層８６は、例えばスパッタ法により成膜される。
【００２６】
絶縁層８５は、例えばスパッタ法により薄膜積層部８１の上面に形成される。絶縁層８５は、ヒーター層８６を覆って設けられている。本例の絶縁層８５は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜である。
【００２７】
ガス感知部９０は、絶縁層８５の上面に設けられている。ガス感知部９０は、半導体基板８０の上面視でヒーター層８６と重なる範囲に設けられてよい。ガス感知部９０がヒーター層８６と重なる範囲に設けられることで、ヒーター層８６はガス感知部９０を効率よく加熱できる。また、ダイヤフラム８８は半導体基板８０の上面視で、少なくともガス感知部９０およびヒーター層８６の少なくとも一方と重なる範囲に形成されてよい。ダイヤフラム８８が設けられることで、ヒーター層８６からの熱が半導体基板８０に逃げることが抑制される。また、ダイヤフラム８８が設けられることで、ヒーター層８６からの熱の拡散が、ダイヤフラム８８が設けられない場合よりも速くなる。このため、ヒーター層８６はガス感知部９０を効率よく加熱できる。
【００２８】
ガス感知部９０は、選択燃焼層９８、ガス検出層９６、電極９４および接合層９２を有する。接合層９２は、絶縁層８５の上面に部分的に形成される。ガス感知部９０は、１つのガス検出層９６に対して２つの接合層９２を有してよい。接合層９２は、スパッタ法により形成されてよい。本例の接合層９２は、タンタルまたはチタンを含む材料で形成されている。
【００２９】
電極９４は、接合層９２の上面に形成される。電極９４は、スパッタ法により形成されてよい。本例の電極９４は、白金または金を含む材料で形成されている。接合層９２は、電極９４と絶縁層８５とを接続する。接合層９２は、電極９４よりも薄い膜であってよい。例えば、接合層９２の厚さは５０ｎｍであり、電極９４の厚さは２００ｎｍである。
【００３０】
ガス検出層９６は、一方の電極９４の上面から、他方の電極９４の上面まで延在して設けられている。２つの電極９４の間において、ガス検出層９６は絶縁層８５の上面に接して設けられてよい。ガス検出層９６は、スパッタ法により形成されてよい。本例のガス検出層９６は、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化スズ（ＳｎＯ２）膜である。ガスセンサ１０は、２つの電極９４の間におけるガス検出層９６の抵抗値を検出することで、対象ガスを検知する。
【００３１】
ガス検出層９６は、ガス成分が存在しない雰囲気においては表面に酸素（Ｏ２）が負電荷吸着している。ガス検出層９６の表面に酸素（Ｏ２）が負電荷吸着すると、ガス検出層９６中のキャリア電子が少なくなる。このため、ガス検出層９６の電気抵抗値は高くなる。一方で、特定のガス成分が存在すると、ガス検出層９６の表面に吸着していた酸素（Ｏ２）が当該ガス成分と反応してガス検出層９６中のキャリア電子が増大する。このため、ガス検出層９６の電気抵抗値は低くなる。ヒーター層８６は、それぞれのガス検出層９６における吸着酸素とガス成分との反応を促進すべく、ガス検出層９６を加熱する。
【００３２】
選択燃焼層９８は、ガス検出層９６を覆って設けられている。選択燃焼層９８は、特定のガス成分をガス検出層９６まで通過させ、可燃性ガス等の雑ガスを燃焼して除去する。また、選択燃焼層９８は触媒を担持している。選択燃焼層９８に含まれる触媒の種類を選択することで、ガス検出層９６の表面に吸着した酸素（Ｏ２）と感度よく反応するガス成分を選択できる。
【００３３】
本例の選択燃焼層９８は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に触媒を担持させた焼結材である。選択燃焼層９８は、スクリーン印刷法によりガス検出層９６の全体を覆うように塗布した後、例えば５００℃で１時間以上焼成することで形成されてよい。選択燃焼層９８を形成した後、半導体基板８０の下面をエッチングして、ダイヤフラム８８を形成する。選択燃焼層９８は、ガス検出層９６の上面を覆うように塗布されてもよい。
【００３４】
図４は、ガスセンサ１０のヒーター層８６の温度と時間との関係の一例を示す図である。ヒーター層８６の温度は、複数設定されてよい。本例においては、ヒーター層８６の温度は第１温度Ｔｐ１、および、第１温度Ｔｐ１よりも温度の高い第２温度Ｔｐ２の２種類に設定される。第１温度Ｔｐ１および第２温度Ｔｐ２は、検出対象ガスの種類に応じて設定されてよい。
【００３５】
ガス感知部９０の外側から選択燃焼層９８を通りガス検出層９６へ向かう検出対象ガスおよび雑ガスは、選択燃焼層９８において燃焼する。雑ガスとは、監視対象３００に定常的に存在するガスを指す。ヒーター層８６によりガス感知部９０が加熱されると、検出対象ガスおよび雑ガスの選択燃焼層９８における燃焼が促進される。選択燃焼層９８における検出対象ガスの燃焼については後述する。
【００３６】
検出対象ガスおよび雑ガスの選択燃焼層９８における燃焼は、ガス感知部９０がヒーター層８６の温度が高いほど促進されやすい。第２温度Ｔｐ２は第１温度Ｔｐ１よりも高いので、ヒーター層８６が第２温度Ｔｐ２に設定された場合の方が、第１温度Ｔｐ１に設定された場合よりも選択燃焼層９８における燃焼が促進される。このため、検出対象ガスおよび雑ガスが選択燃焼層９８において同じ時間燃焼された場合、残留する検出対象ガスおよび雑ガスは、第２温度Ｔｐ２の場合よりも第１温度Ｔｐ１の場合の方が多くなりやすい。
【００３７】
検出対象ガスがメタン（ＣＨ４）、一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ２）およびイソブタン（Ｃ４Ｈ１０）のいずれかである場合、第１温度Ｔｐ１は６０℃以上３５０℃以下であってよい。第１温度Ｔｐ１は、例えば２５０℃である。検出対象ガスがメタン（ＣＨ４）、一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ２）およびイソブタン（Ｃ４Ｈ１０）のいずれかである場合、第２温度Ｔｐは３５０℃以上４６０℃以下であってよい。第２温度Ｔｐ２は、例えば４３０℃である。
【００３８】
第１温度Ｔｐ１および第２温度Ｔｐ２の継続期間は、それぞれ予め定められた第１期間ｔａ１および第２期間ｔａ２であってよい。第１期間ｔａ１および第２期間ｔａ２は、検出対象ガスの種類および濃度の少なくとも一方に応じて設定されてよい。第１期間ｔａ１および第２期間ｔａ２は、検出対象ガスの濃度が高いほど長くしてよく、当該濃度が低いほど短くしてもよい。第１期間ｔａ１は、第１温度Ｔｐ１および第２温度Ｔｐ２の少なくとも一方に応じて決定されてもよい。第２期間ｔａ２は、第２温度Ｔｐ２および第１温度Ｔｐ１の少なくとも一方に応じて決定されてもよい。
【００３９】
第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２は等しくてよく、異なっていてもよい。図４の例においては、第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２は等しい。図４の例における期間Ｔ１は、第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２との合計である。第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２とは、共に５０ｍｓ以上５００ｍｓ以下であってよく、５０ｍｓ以上１０００ｍｓ以下であってもよい。第１期間ｔａ１および第２期間ｔａ２は、例えば２００ｍｓである。
【００４０】
第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２は連続であってよく、間欠的であってもよい。図４の例においては、期間Ｔ１に含まれる第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２はこの順に連続であり、当該第２期間ｔａ２と次の（後の時間の）期間Ｔ１における第１期間ｔａ１とは間欠的である。図４において、当該第２期間ｔａ２と当該第１期間ｔａ１との間隔がＴ２で示されている。期間Ｔ１に含まれる第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２との間に、間隔Ｔ２よりも短い所定の間隔が設けられていてもよい。
【００４１】
なお、期間Ｔ１に含まれる第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２は、第２期間ｔａ２、第１期間ｔａ１の順に連続であってもよい。この場合、当該第１期間ｔａ１と次の（後の時間の）期間Ｔ１における第２期間ｔａ２とは間欠的であってもよい。期間Ｔ１に含まれる第２期間ｔａ２と第１期間ｔａ１との間に、間隔Ｔ２よりも短い所定の間隔が設けられていてもよい。
【００４２】
間隔Ｔ２は、検出対象ガスの種類に応じて設定されてよい。間隔Ｔ２は、第１期間ｔａ１および第２期間ｔａ２の少なくとも一方に応じて設定されてもよい。本例においてヒーター層８６の温度は、周期（Ｔ１＋Ｔ２）で間欠的にＴｐ１およびＴｐ２に設定されている。
【００４３】
図５Ａは、ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例をガスＡについて示す図である。ガスＡは、例えばメタン（ＣＨ４）である。図５Ａには、ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係がガスＡの４つの濃度（第１濃度〜第４濃度）について示されている。ガスＡの濃度は、第１濃度、第２濃度、第３濃度、第４濃度の順に高い。第１濃度の場合が細かい破線で、第２濃度の場合が一点鎖線で、第３濃度の場合が粗い破線で、第４濃度の場合が二点鎖線で、それぞれ示されている。
【００４４】
本例において、第１濃度は３００ｐｐｍ以上７００ｐｐｍ以下であり、第２濃度は８００ｐｐｍ以上１２００ｐｐｍ以下であり、第３濃度は１５００ｐｐｍ以上２５００ｐｐｍ以下であり、第４濃度は３０００ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下である。第１濃度〜第４濃度は、例えばそれぞれ順に５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍおよび４０００ｐｐｍである。
【００４５】
図５Ａにおいて、ガスが空気の場合についてのガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係が実線で合わせて示されている。空気とは、窒素（Ｎ２）および酸素（Ｏ２）を体積比で約４：１の割合で含む混合気体であってよい。また図５Ａにおいて、ガスが空気の場合のガスＡの濃度は、ガスセンサ１０によって検出不可能なほど微少である。
【００４６】
図５Ａにおいて、ヒーター層８６の加熱開始時刻を時刻０とする。また、第１温度Ｔｐ１での加熱終了時刻、且つ、第２温度Ｔｐ１での加熱開始時刻を時刻ｔ１とする。また、第２温度での加熱終了時刻を時刻ｔ２とする。なお、図４に示される第１期間ｔａ１および第２期間ｔａ２は、それぞれ時刻０からｔ１までの長さ、および、時刻ｔ１からｔ２までの長さである。
【００４７】
第１期間ｔａ１において、ヒーター層８６の温度が第１温度Ｔｐ１の場合におけるガスセンサ１０の出力波形を第１波形４２とする。本例の第１波形４２は、検出対象ガスがガスＡである場合のガスセンサ１０の出力波形である。第２期間ｔａ２において、ヒーター層の温度が第２温度Ｔｐ２の場合におけるガスセンサ１０の出力波形を第２波形４４とする。本例の第２波形４４は、検出対象ガスがガスＡである場合のガスセンサ１０の出力波形である。
【００４８】
第１期間ｔａ１において、ヒーター層８６の温度が第１温度Ｔｐ１の場合におけるガスセンサ１０の出力波形を波形５２とする。波形５２は、検出対象ガスが空気である場合のガスセンサ１０の出力波形である。第２期間ｔａ２において、ヒーター層の温度が第２温度Ｔｐ２の場合におけるガスセンサ１０の出力波形を波形５４とする。波形５４は、検出対象ガスが空気である場合のガスセンサ１０の出力波形である。
【００４９】
ガスセンサ１０の出力は、検出対象ガスの可燃性成分の濃度と、監視対象３００における酸素（Ｏ２）等の他のガス濃度により定まる。ガスセンサ１０の出力の時間波形の形状は、同一の加熱条件で駆動した場合でも、接触するガスの種類に応じて変化する。
【００５０】
検出対象ガスに可燃性成分（例えばメタン（ＣＨ４））が含まれる場合、ガス検出層９６がヒーター層８６により加熱されると、当該成分とガス検出層９６の表面に吸着した酸素（Ｏ２）とが反応する。このため、ガス検出層９６の電気抵抗が低下しやすい。このため、２つの電極９４の間に流れる電流が定電流の場合、ガスセンサ１０の出力は低下しやすい。また、検出対象ガスに含まれる可燃性成分の濃度が高いほど、当該成分と反応する吸着酸素の量が増加するので、ガス検出層９６の電気抵抗の低下量が大きくなりやすい。このため、ガスセンサ１０の出力の低下量が大きくなりやすい。
【００５１】
図５Ａ、並びに後述する図６および７に示される例においては、２つの電極９４の間に定電流を流すことにより、ガス検出層９６の電気抵抗の変化がガスセンサ１０の出力の変化として測定されている。ガス検出層９６の電気抵抗の変化は、定電圧により測定されてもよい。
【００５２】
図５Ｂは、ガスセンサ１０のガス検出層９６の電気抵抗の変化を定電圧により測定する場合の回路の一例を示す図である。当該回路においては、定電圧源１１０、電圧計１２０、負荷抵抗Ｒｓｓおよびガスセンサ１０が図５Ｂに示されるように接続される。定電圧源１１０は、定電圧Ｅを発生する。ガスセンサ１０の２つの電極９４の間のセンサ抵抗（ガス検出層９６の抵抗）をＲｓとする。負荷抵抗Ｒｓｓは、センサ抵抗Ｒｓに流れる電流を監視するために設けられる。負荷抵抗Ｒｓｓの抵抗値は、固定される。電圧計１２０は、負荷抵抗Ｒｓｓの両端の電圧を測定する。
【００５３】
２つの電極９４の一方は、負荷抵抗Ｒｓｓの一方の端子と接続される。電圧Ｅは、２つの電極９４の他方と負荷抵抗Ｒｓｓの他方の端子との間に印加される。即ち、定電圧Ｅは直列に接続されたセンサ抵抗Ｒｓと負荷抵抗Ｒｓｓの両端に印加される。
【００５４】
負荷抵抗Ｒｓｓの両端に印加される電圧Ｖｓｓは、定電圧Ｅが、センサ抵抗Ｒｓと負荷抵抗Ｒｓｓとの比で按分された値となる。センサ抵抗Ｒｓおよび負荷抵抗Ｒｓｓに流れる電流をＩとすると、以下の式が成り立つ。
【数１】
2020197379.tif 000003
【００５５】
定電圧Ｅおよび負荷抵抗Ｒｓｓは既知であるので、電圧Ｖｓｓを測定すれば（１）、（２）式よりセンサ抵抗Ｒｓを算出できる。即ち、図５Ｂの回路によりセンサ抵抗Ｒｓの変化を電圧Ｖｓｓの変化として検出できる。検出対象ガスの可燃性成分（例えばメタン（ＣＨ４））とガス検出層９６の表面に吸着した酸素（Ｏ２）とが反応してガス検出層９６の抵抗（センサ抵抗Ｒｓ）が低下した場合、電圧Ｖｓｓは増加する。
【００５６】
また、検出対象ガスに含まれる可燃性の成分とガス検出層９６の表面に吸着した酸素（Ｏ２）とが反応しやすい温度は、当該成分によって異なる。当該成分と吸着酸素とは、ガス検出層９６の温度が高いほど反応しやすい。このため、ガスセンサ１０の出力はガス検出層９６の温度が高いほど低下しやすい。
【００５７】
さらに、検出対象ガスに含まれる可燃性の成分が選択燃焼層９８で燃焼しやすい温度も、検出対象ガスに含まれる当該成分によって異なる。当該成分は、選択燃焼層９８の温度が高いほど燃焼しやすい。このため、当該成分は選択燃焼層９８の温度が高いほどガス検出層９６に届きにくくなる。このため、ガスセンサ１０の出力は選択燃焼層９８の温度が高いほど検出対象ガスが空気の場合の出力に近くなる。
【００５８】
時刻０におけるガスセンサ１０の出力をＭＸとする。時刻０においては、検出対象ガスに含まれる可燃性成分とガス検出層９６の表面に吸着した酸素（Ｏ２）との反応が開始していないので、出力ＭＸは検出対象ガスの種類にかかわらず等しくなりやすい。
【００５９】
検出対象ガスがガスＡの場合、第１期間ｔａ１が開始するとガスＡに含まれる可燃性成分とガス検出層９６への吸着酸素との反応が促進されるので、ガスセンサ１０の出力は低下し始める。ガスセンサ１０の出力は、時刻ｔ１ｃにおいて所定の下限値ＭＮＡ（第４濃度の場合）に収束し、時刻ｔ１ｃ以降は下限値ＭＮＡで横ばいとなる。
【００６０】
また、第２期間ｔａ２が開始すると、ガスＡに含まれる可燃性成分とガス検出層９６への吸着酸素との反応がさらに促進されるので、ガスセンサ１０の出力はさらに低下し始める。ガスＡに含まれる可燃性成分は、第２温度Ｔｐ２において選択燃焼層９８で燃焼除去されにくいので、第２期間ｔａ２においてガスセンサ１０の出力は波形５４（空気の場合）の出力値（第１基準値Ｓ１（後述））に漸近しにくい。ガスセンサ１０の出力は時刻ｔ２ｃにおいて下限値ＭＮＡとは異なる所定の下限値に収束し、時刻ｔｃ２以降は当該下限値で横ばいとなる。
【００６１】
検出対象ガスが空気の場合、空気に含まれる雑ガス等の可燃性成分の量は微少である。この場合、ガス検出層９６の表面に吸着した酸素（Ｏ２）と反応する当該可燃性成分が微少であるので、検出対象ガスにメタン（ＣＨ４）等の可燃性成分が含まれる場合と比較してガス検出層９６の電気抵抗は低下しにくい。第２期間ｔａ２において、空気に含まれる雑ガス等の可燃性成分は燃焼し尽くされやすいので、波形５４は所定の下限値に収束する。波形５４のこの下限値を第１基準値Ｓ１とする。図５Ａに、第１基準値Ｓ１が示されている。
【００６２】
図６は、ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例をガスＢについて示す図である。ガスＢは、例えば一酸化炭素（ＣＯ）である。図６には、ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係がガスＢの４つの濃度（第１濃度〜第４濃度）について示されている。本例においても、ガスＢの濃度は、第１濃度、第２濃度、第３濃度、第４濃度の順に高い。また図５Ａと同様に、ガスが空気の場合についてのガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係が、実線で合わせて示されている。
【００６３】
本例において、第１濃度は１０ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下であり、第２濃度は６０ｐｐｍ以上１４０ｐｐｍ以下であり、第３濃度は２５０ｐｐｍ以上３５０ｐｐｍ以下であり、第４濃度は４００ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下である。第１濃度〜第４濃度は、例えばそれぞれ順に３０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、３００ｐｐｍおよび５００ｐｐｍである。
【００６４】
検出対象ガスがガスＢの場合、第１期間ｔａ１が開始するとガスＢに含まれる可燃性成分とガス検出層９６への吸着酸素との反応が促進されるので、ガスセンサ１０の出力は低下し始める。ガスセンサ１０の出力は時刻ｔ１ｃ'において所定の下限値ＭＮＢ（第４濃度の場合）に収束し、時刻ｔ１ｃ'以降は下限値ＭＮＢで横ばいとなる。なお、下限値ＭＮＢは、下限値ＮＭＡと異なっていてよい。
【００６５】
また、第２期間Ｔａ２が開始すると、ガスＢに含まれる可燃性成分とガス検出層９６への吸着酸素との反応がさらに促進されるので、ガスセンサ１０の出力はさらに低下し始め、時刻ｔ２ｍにおいて極小値を示す。ガスＢに含まれる可燃性の成分は、第２温度Ｔｐ２においては選択燃焼層９８で燃焼しやすいので、当該成分はガス検出層９６まで届きにくい。このため、第２期間ｔａ２においてガスセンサ１０の出力は波形５４（空気の場合）の出力値（第１基準値Ｓ１）に漸近しやすい。
【００６６】
図７は、ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例をガスＣについて示す図である。ガスＣは、例えば水素（Ｈ２）である。図７も、ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係がガスＣの４つの濃度（第１濃度〜第４濃度）について示されている。本例においても、ガスＣの濃度は、第１濃度、第２濃度、第３濃度、第４濃度の順に高い。また図５Ａおよび図６と同様に、ガスが空気の場合についてのガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係が、実線で合わせて示されている。
【００６７】
本例において、第１濃度は３００ｐｐｍ以上７００ｐｐｍ以下であり、第２濃度は８００ｐｐｍ以上１２００ｐｐｍ以下であり、第３濃度は１５００ｐｐｍ以上２５００ｐｐｍ以下であり、第４濃度は３０００ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下である。第１濃度〜第４濃度は、例えばそれぞれ順に５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍおよび４０００ｐｐｍである。
【００６８】
検出対象ガスがガスＣの場合、第１期間ｔａ１が開始するとガスＣに含まれる可燃性成分とガス検出層９６への吸着酸素との反応が促進されるので、ガスセンサ１０の出力は低下を始める。本例において、ガスセンサ１０の出力は第１期間ｔａ１の間、継続的に低下し続ける。時刻ｔ１におけるガスセンサ１０の出力をＭＮＣ（第４濃度の場合）とする。
【００６９】
なお、ガスセンサ１０の出力は、第１期間ｔａ１において所定の下限値に収束してもよい。この場合、ガスセンサ１０の出力が当該下限値に収束する時刻をｔ１'（０＜ｔ１'＜ｔ１）とすると、ガスセンサ１０の出力は時刻０から時刻ｔ１'未満の間、継続的に低下している。この時刻０から時刻ｔ１'未満の間におけるガスセンサ１０の所定の出力を、ＭＮＣ（第４濃度）としてもよい。また、この場合、ガスＣの濃度は上述した収束した下限値に基づいて決定されてよい。
【００７０】
第２期間ｔａ２が開始すると、ガスＣに含まれる可燃性成分とガス検出層９６への吸着酸素との反応がさらに促進される。このため、ガスセンサ１０の出力はさらに低下を始め、時刻ｔ２ｍ'において極小値を示す。ガスＣに含まれる可燃性の成分は、第２温度Ｔｐ２において選択燃焼層９８で燃焼しやすいので、当該成分はガス検出層９６まで届きにくい。このため、第２期間ｔａ２においてガスセンサ１０の出力は波形５４（空気の場合）の出力値（第１基準値Ｓ１）に漸近しやすい。
【００７１】
判別部２０（図２参照）は、第１波形４２と第２波形４４とに基づいて検出対象ガスの種類を判別する。図５Ａ、図６および図７における説明から明らかなように、第１波形４２および第２波形４４は検出対象ガスの種類により異なる。このため、判別部２０は、第１波形４２と第２波形４４とに基づいて検出対象ガスの種類を判別できる。本例においては、判別部２０は第１波形４２と第２波形４４とに基づいて、少なくとも３種類の検出対象ガス（ガスＡ、ＢおよびＣ）を判別する。
【００７２】
判別部２０は、第２波形４４における出力値が予め定められた第１基準値Ｓに収束するか否かに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してよい。第１基準値Ｓは、上述した通り、検出対象ガスが空気の場合におけるガスセンサ１０の出力の収束値である。図５Ａにおいて説明したように、第２波形４４における出力値が第１基準値Ｓ１に収束しない場合、判別部２０は検出対象ガスがガスＡ（例えばメタン（ＣＨ４））であると判別できる。
【００７３】
判別部２０は、第２波形４４に極小値が存在するか否かに基づいて、検出対象ガスの種類を判別してもよい。図５Ａにおいて説明したように、第２波形４４が所定時間（本例においては時刻ｔｃ２）以上で横ばいとなり極小値が存在しない場合、判別部２０は検出対象ガスがガスＡ（例えばメタン（ＣＨ４））であると判別できる。
【００７４】
判別部２０は、第１波形４２の第１期間ｔａ１における出力値の変化率に基づいて、検出対象ガスの種類を判別してもよい。図７において説明したように、検出対象ガスがガスＣの場合、第１期間ｔａ１においてガスセンサ１０の出力は下限値に収束しない。このため、出力ＭＸから出力ＭＮＣへの出力値の変化率（（ＭＸ−ＭＮＣ）／ＭＸ）は、ガスＡの場合の変化率（（ＭＸ−ＭＮＡ）／ＭＸ）、および、ガスＢの場合の変化率（（ＭＸ−ＭＮＢ）／ＭＸ）よりも大きい蓋然性が高い。このため、判別部２０は第１波形４２の第１期間ｔａ１における出力値の変化率に基づいて、検出対象ガスの種類を判別できる。
【００７５】
図８は、判別部２０による検出対象ガスの判別のフローチャートを示す図である。ステップＳ２００において判別部２０は、１つの検出タイミングにおける時刻ｔ２のガスセンサ１０の出力が、第１基準値Ｓ１（空気の場合におけるガスセンサ１０の出力の収束値）よりも低下しているかを判定する。ガスセンサ１０の出力が、空気の場合の出力よりも低下していると判定された場合、判別部２０は検出対象ガスをガスＡ（例えばメタン（ＣＨ４））と判別する。この場合、判別部２０は検出対象ガスの判別を終了する。ガスセンサ１０の出力が空気の場合の出力よりも低下していると判定されない場合、ステップＳ２０２に進む。
【００７６】
ステップＳ２０２において判別部２０は、上述した１つの検出タイミングの次の検出タイミングにおける時刻ｔ１において、ガスセンサ１０の出力が空気の場合の出力よりも低下しているかを判定する。ガスセンサ１０の出力が、空気の場合の出力よりも低下していると判定された場合、ステップＳ２０４に進む。ガスセンサ１０の出力が、空気の場合の出力よりも低下していると判定されない場合、判別部２０は検出対象ガスには検出したいガス成分が含まれない（ガスなし）と判別する。この場合、判別部２０は検出対象ガスの判別を終了する。
【００７７】
ステップＳ２０４において、判別部２０は期間ｔａ１におけるガスセンサ１０の出力が所定の下限値に収束するかを判定する。ガスセンサ１０の出力が所定の下限値に収束すると判定された場合、判別部２０は検出対象ガスをガスＢ（例えば一酸化炭素（ＣＯ））と判別する。ガスセンサ１０の出力が所定の下限値に収束しないと判定された場合、判別部２０は検出対象ガスをガスＣ（例えば水素（Ｈ２））と判別する。判別部２０は、間欠的な検出タイミングごとに、図８に示されるフローチャートに沿って検出対象ガスの種類を判別してよい。
【００７８】
判別部２０は、第１波形４２に基づいて第２期間ｔａ２を制御してよい。上述したとおり、ステップＳ２０４において（第１期間ｔａ１において）検出対象ガスがガスＣ（例えば水素（Ｈ２））と判別された場合、判別部２０は検出対象ガスの判別を終了する。この場合、第２期間ｔａ２は監視対象３００に含まれる雑ガスを燃焼除去し得る長さであればよい。このため、判別部２０は第２期間ｔａ２を、雑ガスを燃焼除去し得る長さに制御してよい。判別部２０は、検出対象ガスがガスＣであると判別した場合の第２期間ｔａ２を、ガスＣ以外のガスであると判別した場合の第２期間ｔａ２よりも短縮してよい。判別部２０は、第１期間ｔａ１において検出対象ガスがガスＣであると判別した場合、当該第１期間ｔａ１に続く第２期間ｔａ２を短縮してよい。当該第２期間ｔａ２は、６０ｍｓ以上９０ｍｓ以下であってよい。当該第２期間ｔａ２は、例えば９０ｍｓである。
【００７９】
判別部２０は、第２波形４４に基づいて第２期間ｔａ２を制御してもよい。上述したとおり、検出対象ガスがガスＢ（例えば一酸化炭素（ＣＯ））またはＣ（例えば水素（Ｈ２））の場合、第２期間ｔａ２においてガスセンサ１０の出力は第１基準値Ｓ１に漸近する。時刻ｔ２（図６および７参照）において、判別部２０は、監視対象３００に含まれるガスＢまたはＣをガスセンサ１０が検出するか否かに基づいて、検出対象ガスが空気のみであるか否かを判別してよい。ガスセンサ１０がガスＢまたはＣを検出した場合、判別部２０は監視対象３００にガスＢまたはＣが残留していると判定する。この場合、判別部２０は残留しているガスＢまたはＣが燃焼除去されるよう、第２期間ｔａ２を延長してよい。判別部２０は、ガスセンサ１０がガスＢおよびＣを検出した場合も、第２期間ｔａ２を延長してよい。
【００８０】
判別部２０は、第１波形４２および第２波形４４の少なくとも一方に基づいて、ガス検出層９６の間欠的な加熱タイミングを制御してよい。ガス検出層９６の間欠的な加熱タイミングとは、周期（Ｔ１＋Ｔ２）（図４参照）を指す。図４に示される間欠的な加熱タイミングの例において、判別部２０が１つの検出タイミングにおいて検出対象ガスの種類を判別した場合、当該検出タイミングにおいて検出対象ガスとガス検出層９６に吸着した酸素（Ｏ２）とが反応する。このため、ガス検出層９６に吸着していた酸素（Ｏ２）はガス検出層９６からいったん分離する。判別部２０が、当該検出タイミングの次の検出タイミングにおいて検出対象ガスの種類を判別するためには、ガス検出層９６に再び所定量の酸素（Ｏ２）が吸着する必要がある。ガス検出層９６に再び所定量の酸素（Ｏ２）が吸着していない場合、次の検出タイミングにおいて、第１波形４２および第２波形４４の少なくとも一方の波形が、ガス検出層９６に所定量の酸素（Ｏ２）が吸着した場合の波形と異なる場合がある。この場合、判別部２０は検出対象ガスの種類を判別できない場合がある。このため、判別部２０は検出対象ガスの種類を判別できない場合、判別部２０は周期（Ｔ１＋Ｔ２）を増大させてよい。
【００８１】
図９Ａは、ガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例を４つのガス種について示す図である。図９Ａには、ガスＡ、ＢおよびＣに加えて、ガスＤの場合のガスセンサ１０の加熱時間と出力の関係の一例も合わせて示さていれる。ガスＤの種類は、ガスＡ、ＢおよびＣの何れとも異なる。ガスＤは、例えばイソブタン（Ｃ４Ｈ１０）である。図９Ａには、ガスＡ，ＢおよびＣについては、それぞれ図５Ａ、図６および図７における第４濃度の場合が示されている。
【００８２】
ガスＤの濃度は、ガスセンサ１０の特性に応じて設定されてよい。本例においてガスＤの濃度は、３０００ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下である。ガスＤの濃度は、例えば４０００ｐｐｍである。
【００８３】
また本例は、加熱時間に第３期間ｔａ３をさらに有する点で図５Ａ、図６および図７における例と異なる。本例の第３期間ｔａ３は、第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２との間に設けられる。第３期間Ｔａ３において、ヒーター層８６の温度は第３温度Ｔｐ３に設定される。第３温度Ｔｐ３は、検出対象ガスの種類に応じて設定されてよい。第３温度Ｔｐ３は、第１温度Ｔｐ１よりも高く第２温度Ｔｐ２よりも低い。第３温度Ｔｐ３は、３００℃以上４００℃以下であってよい。第３温度Ｔｐ３は、例えば３５０℃である。
【００８４】
第３期間ｔａ３において、ヒーター層８６の温度が第３温度Ｔｐ３の場合におけるガスセンサ１０の出力の変化を検出対象ガス（本例ではガスＡ〜Ｄ）について示す波形を、第３波形４６とする。第３期間ｔａ３において、ヒーター層８６の温度が第３温度Ｔｐ３の場合におけるガスセンサ１０の出力の変化を空気について示す波形を、波形５６とする。
【００８５】
検出対象ガスがガスＤの場合、第１期間ｔａ１が開始するとガスＤに含まれる可燃性成分とガス検出層９６への吸着酸素との反応が促進されるので、ガスセンサ１０の出力はガスＡ、ＢおよびＣと同様に低下し始める。第１期間ｔａ１において、ガスセンサ１０の出力は所定の下限値に収束する。
【００８６】
第３期間ｔａ３が開始すると、ガスＡ〜Ｄのそれぞれについて、各ガスに含まれる可燃性成分とガス検出層９６の吸着酸素との反応がさらに促進される。このため、ガスＡ〜Ｄのそれぞれについて、ガスセンサ１０の出力は第１期間ｔａ１で収束していた下限値からさらに低下を始める。
【００８７】
検出対象ガスがガスＡおよびＤの場合、第３期間ｔａ３においてガスセンサ１０の出力は所定の下限値に収束する。図９Ａにおいて、検出対象ガスがガスＤの場合のこの下限値がＭＮＤで、下限値ＭＮＤとなる時刻がｔ３ｃ'で、それぞれ示されている。検出対象ガスがガスＢおよびＣの場合、第３期間ｔａ３においてガスセンサ１０の出力は極小値を示す。図９Ａにおいて、この極小値となる時刻がｔ３ｃで示されている。ガスＢの場合の当該時刻と、ガスＣの場合の当該時刻は異なっていてもよい。ガスＢおよびＣに含まれる可燃性成分は、第３温度Ｔｐ３において選択燃焼層９８で燃焼しやすいので、当該成分はガス検出層９６まで届きにくい。このため、第３期間ｔａ３においてガスセンサ１０の出力は極小値を示した後、波形５４（空気の場合）の出力値（第１基準値Ｓ１）に向けて増加傾向となりやすい。
【００８８】
検出対象ガスがガスＤの場合、第３期間ｔａ３に続いて第２期間ｔａ２が開始するとガスＤに含まれる可燃性成分とガス検出層９６への吸着酸素との反応が再度促進される。このため、ガスセンサ１０の出力は再度低下し始め、時刻ｔ２ｍ''において極小値ＭＮＤ２を示す。ガスＤに含まれる可燃性成分は、第２温度Ｔｐ２においては選択燃焼層９８で燃焼しやすいので、当該成分はガス検出層９６まで届きにくい。このため、第２期間ｔａ２においてガスセンサ１０の出力は波形５４（空気の場合）の出力値（第１基準値Ｓ１）に漸近しやすい。
【００８９】
図９Ｂは、第１期間ｔａ１、第３期間ｔａ３および第２期間ｔａ２におけるガスＡ〜Ｄの波形の傾向をまとめた図である。判別部２０（図２参照）は、第１波形４２、第２波形４４および第３波形４６に基づいて検出対象ガスの種類を判別してよい。第１期間ｔａ１、第３期間ｔａ３および第２期間ｔａ２にわたるガスＡ〜Ｄの波形の形状は、ガスＡ〜Ｄのそれぞれについて異なる。例えば、第１期間ｔａ１および第３期間ｔａ３において低下安定傾向の波形となった（所定の下限値に収束した）後、第２期間ｔａ２において極小値を示す波形となった場合、判別部２０は検出対象ガスの種類をガスＤ（例えばイソブタン（Ｃ４Ｈ１０））と判別できる。また、例えば第１期間ｔａ１、第３期間ｔａ３および第２期間ｔａ２の全てについて低下安定傾向の波形となった（所定の下限値に収束した）場合、判別部２０は検出対象ガスの種類をガスＡ（例えばメタン（ＣＨ４））と判別できる。また、例えば第１期間ｔａ１において低下安定傾向の波形となった（所定の下限値に収束した）後、第３期間ｔａ３および第２期間ｔａ２において極小値を示す波形となった場合、判別部２０は検出対象ガスの種類をガスＢ（例えば一酸化炭素（ＣＯ））と判別できる。また、例えば第１期間ｔａ１において低下傾向の波形となった（所定の下限値に収束しなかった）後、第３期間ｔａ３および第２期間ｔａ２において極小値を示す波形となった場合、判別部２０は検出対象ガスの種類をガスＣ（例えば水素（Ｈ２））と判別できる。
【００９０】
図１０は、ガスセンサ１０のヒーター層８６の温度と時間との関係の他の一例を示す図である。本例において、ガス検出層９６は第２温度Ｔｐ２に設定されたヒーター層８６により第１周期ＴＴ１で間欠的に加熱される。また本例において、判別部２０は間欠的な検出タイミング（第１周期ＴＴ１）のそれぞれにおいて検出対象ガスの種類を判別する。第２温度Ｔｐ２の継続期間は、第２期間ｔａ２である。図１０において第２期間ｔａ２は、加熱時間の早い方からｔａ２＿１、ｔａ２＿２・・・ｔａ２＿Ｎ−１、ｔａ２＿Ｎと示されている。
【００９１】
本例においては、間欠的な検出タイミングのそれぞれにおけるガスセンサ１０の出力が第１基準値Ｓ１に収束するまでは、ヒーター層８６の温度は第１温度Ｔｐ１に設定されない。第１基準値Ｓ１は、検出対象ガスが空気の場合のガスセンサ１０の出力値である（図５Ａ、図６および図７参照）。
【００９２】
本例において、判別部２０は間欠的な検出タイミングごとに第２波形４４を取得し、ガスセンサ１０の出力が第１基準値Ｓ１に収束するかを間欠的なタイミングごとに判定する。判別部２０は、ガスセンサ１０の出力が第１基準値Ｓ１に収束するかの判定を、図５Ａ、図６および図７に示される時刻ｔ２のタイミングで行ってよい。
【００９３】
判別部２０が、ガスセンサ１０の出力が第１基準値Ｓ１に収束していないと判定した場合、監視対象３００には検出対象ガスおよび雑ガスの少なくとも一方が残留している蓋然性が高い。この場合、次の検出タイミングにおいて、判別部２０は検出対象ガスの種類を正確に検出できない可能性がある。この場合、検出対象ガスおよび残留ガスの少なくとも一方が燃焼除去されるよう、次の検出タイミングにおいても第２期間ｔａ２を継続する。図１０における第２期間ｔａ２＿１〜ｔａ２＿Ｎ−２が、この第２期間ｔａ２に該当する。
【００９４】
判別部２０が、ガスセンサ１０の出力が第１基準値Ｓ１に収束したと判定した場合、監視対象３００に含まれる検出対象ガスおよび残留ガスが燃焼除去された蓋然性が高い。この場合、判別部２０は、ガスセンサ１０の出力が第１基準値Ｓ１に収束したと判定された検出タイミングの次の検出タイミングにおいて、第１期間ｔａ１を設定する。図１０において、第２期間ｔａ２＿Ｎ−１が、ガスセンサ１０の出力が第１基準値Ｓ１に収束した検出タイミングであり、第２期間ｔａ２＿Ｎが、第１期間ｔａ１が設定される検出タイミングである。本例においては、判別部２０は第１期間ｔａ１および第２期間ｔａ２＿Ｎの検出タイミングにおいて、第１波形４２と第２波形４４とに基づいて検出対象ガスの種類を判別する。
【００９５】
図１１は、ガスセンサ１０のヒーター層８６の温度と時間との関係の他の一例を示す図である。本例において、ガス検出層９６は第１温度Ｔｐ１に設定されたヒーター層８６により第２周期ＴＴ２で間欠的に加熱される。また本例において、判別部２０は間欠的な検出タイミング（第２周期ＴＴ２）のそれぞれにおいて検出対象ガスの種類を判別する。第１温度Ｔｐ１の継続期間は、例えば第１期間ｔａ１である。図１１において第１期間ｔａ１は、加熱時間の早い方からｔａ１＿１、ｔａ１＿２・・・ｔａ１＿Ｎ−１、ｔａ１＿Ｎと示されている。なお、第２周期ＴＴ２は第１周期ＴＴ１と等しくてよく、異なっていてもよい。
【００９６】
本例においては、間欠的な検出タイミングのそれぞれにおいて、ガスセンサ１０の出力値の変化率が予め定められた第２基準値Ｓ２以上となるまでは、ヒーター層８６の温度は第２温度Ｔｐ２に設定されない。第２基準値Ｓ２は、図７において説明した出力ＭＸから出力ＭＮＣへの出力値の変化率（（ＭＸ−ＭＮＣ）／ＭＸ）に所定のマージンを加減算して設定されてよい。
【００９７】
本例において、判別部２０は間欠的なタイミングごとに第１波形４２を取得し、ガスセンサ１０の出力の変化率が第２基準値Ｓ２以上となるかを間欠的なタイミングごとに判定する。判別部２０は、ガスセンサ１０の出力の変化率が第２基準値Ｓ２以上となるかの判定を、間欠的なタイミングごとに、図５Ａ、図６および図７に示される時刻ｔ１のタイミングで行ってよい。
【００９８】
判別部２０が、ガスセンサ１０の出力の変化率が第２基準値Ｓ２以上であると判定した場合、監視対象３００に含まれる検出対象ガスはガスＣ（例えば水素（Ｈ２））である蓋然性が高い。この場合、判別部２０は検出対象ガスがガスＣであると判定し、検出対象ガスの判別を終了する（図８におけるステップＳ２０４）。このため、判別部２０はガスＣを検出した検出タイミングにおいて、第１期間ｔａ１に続いて第２期間ｔａ２を設定する必要が無い。このため、判別部２０は、検出対象ガスがガスＣであると判別する間は、第１期間ｔａ１を継続してよい。この場合、監視対象３００に含まれる雑ガスは、第１温度Ｔｐ１においては燃焼除去されにくいので、監視対象３００に雑ガスは残りやすい。図１１における第１期間ｔａ１＿１〜ｔａ１＿Ｎ−１が、この第２期間ｔａ２に該当する。
【００９９】
判別部２０が、ガスセンサ１０の出力の変化率が第２基準値Ｓ２未満であると判定した場合、監視対象３００に含まれる検出対象ガスはガスＣ（例えば水素（Ｈ２））ではない蓋然性が高い。この場合、判別部２０は検出対象ガスがガスＣではないと判定し、検出対象ガスの種類の判別を継続する。この場合、判別部２０は第１期間ｔａ１に続いて第２期間ｔａ２を設定して検出対象ガスの種類を判別する。図１１における第１期間ｔａ１＿Ｎが、この第１期間ｔａ１に該当する。本例においては、判別部２０は第１期間ｔａＮおよび第２期間ｔａ２の検出タイミングにおいて、第１波形４２と第２波形４４とに基づいて検出対象ガスの種類を判別する。
【０１００】
なお、第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２は、間欠的に交互に設定されてもよい。第１期間ｔａ１と第２期間ｔａ２は、間欠的にランダムに設定されてもよい。
【０１０１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１０２】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１０３】
１０・・・ガスセンサ、２０・・・判別部、３０・・・電源部、４２・・・第１波形、４４・・・第２波形、４６・・・第３波形、５２・・・波形、５４・・・波形、５６・・・波形、８０・・・半導体基板、８１・・・薄膜積層部、８２・・・熱酸化膜、８３・・・窒化膜、８４・・・酸化膜、８５・・・絶縁層、８６・・・ヒーター層、８８・・・ダイヤフラム、９０・・・ガス感知部、９２・・・接合層、９４・・・電極、９６・・・ガス検出層、９８・・・選択燃焼層、１００・・・ガス検出装置、１１０・・・定電圧源、１２０・・・電圧計、２００・・・電気装置、３００・・・監視対象
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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