(57)【要約】【課題】スタートアップ駆動においても、過燃焼ガスによる過昇温を防止することが望ましい。【解決手段】検知対象ガスとの接触により電気的特性が変化するガス感知層と、ガス感知層を加熱するヒータとを備え、ヒータによりガス検知温度に加熱されたガス感知層の電気的特性に基づいて検知対象ガスを検知するガス検知装置であって、ガス検知装置の設置後、ガス検知装置が検知対象ガスの監視状態となる前に、検知対象ガスの監視状態において周期的にヒータに通電される一回あたりの時間より長い第１通電時間にわたってヒータに通電するスタートアップ駆動を実行する制御部を備えており、制御部は、スタートアップ駆動の前に、ガス検知温度より低い温度でヒータに通電する脱離除去駆動を実行する、ガス検知装置【選択図】図３
2020153735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象ガスとの接触により電気的特性が変化するガス感知層と、前記ガス感知層を加熱するヒータとを備え、前記ヒータによりガス検知温度に加熱された前記ガス感知層の前記電気的特性に基づいて前記検知対象ガスを検知するガス検知装置であって、
前記ガス検知装置の設置後、前記ガス検知装置が前記検知対象ガスの監視状態となる前に、前記検知対象ガスの監視状態において周期的に前記ヒータに通電される一回あたりの時間より長い第１通電時間にわたって前記ヒータに通電するスタートアップ駆動を実行する制御部を備えており、
前記制御部は、前記スタートアップ駆動の前に、前記ガス検知温度より低い温度で前記ヒータに通電する脱離除去駆動を実行する、
ガス検知装置。
【請求項２】
スタートアップ駆動するときのヒータ温度は、前記脱離除去駆動するときのヒータ温度より高い、
請求項１に記載のガス検知装置。
【請求項３】
前記脱離除去駆動するときのヒータ温度は、２５０℃以上４００℃以下である、請求項１または２に記載のガス検知装置。
【請求項４】
前記脱離除去駆動するときのヒータ温度は、２５０℃以上３５０℃以下である、請求項３に記載のガス検知装置。
【請求項５】
前記制御部は、３０秒以上にわたって前記脱離除去駆動を実行する、請求項１から４の何れか一項に記載のガス検知装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記ガス検知装置が前記検知対象ガスの監視状態となった後は、前記脱離除去駆動を実行しない、請求項１から５の何れか一項に記載のガス検知装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記脱離除去駆動に連続して前記スタートアップ駆動を実行する、請求項１から６の何れか一項に記載のガス検知装置。
【請求項８】
前記脱離除去駆動の期間と前記スタートアップ駆動の期間との間に、前記ヒータへの通電を停止する停止期間が設けられる、請求項１から６の何れか一項に記載のガス検知装置。
【請求項９】
前記脱離除去駆動の期間は、前記スタートアップ駆動の期間に比べて長い、請求項１から８の何れか一項に記載のガス検知装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記脱離除去駆動のときの前記ガス感知層の電気的特性の変化に基づいて、前記脱離除去駆動の期間を変える、
請求項１から９のいずれか一項に記載のガス検知装置。
【請求項１１】
ガス検知装置のスタートアップ駆動の前に、前記ガス検知装置のガス検知温度より低い温度で前記ガス検知装置のセンサ部を加熱する段階と、
第１通電時間にわたって前記センサ部を加熱する前記スタートアップ駆動を実行する段階と、
一回あたりの加熱時間が前記第１通電時間より短くなるように周期的に前記センサ部を前記ガス検知温度に加熱したときの前記センサ部の電気的特性に基づいて対象ガスを検知する段階と、を備える、ガス検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス検知装置およびガス検知方法に関する。
【０００２】
オクタン及びテトラヒドロフランのような燃焼熱が２０００ｋＪ／ｍｏｌを超える過燃焼ガスがガスセンサに吸着すると、ガスセンサを加熱したときに温度が燃焼熱によって予想以上に増加する過昇温と呼ばれる現象が生じる。ガスセンサにおける過昇温を防止するために過燃焼ガスを脱離除去するガス検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ガス検知装置において、１秒以上２０秒間にわたって、ガスセンサを６０℃以上２００℃の温度に加熱することで有機溶媒による被毒の防止を図った技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開２０１７−５３７８６号公報
［特許文献２］  特開２０１２−２４７２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ガス検知装置を設置した後、ガスの監視状態となる前に、ガスセンサのガス検知部を加熱するスタートアップ駆動がされる。スタートアップ駆動においても、過燃焼ガスによる過昇温を防止することが望ましい。
【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、ガス検知装置を提供する。ガス検知装置は、ガス感知層とヒータを備えてよい。ガス感知層は検知対象ガスとの接触により電気的特性が変化してよい。ヒータは、ガス感知層を加熱してよい。ガス検知装置は、ヒータによりガス検知温度に加熱されたガス感知層の電気的特性に基づいて検知対象ガスを検知してよい。ガス検知装置は、制御部を備えてよい。制御部は、ガス検知装置の設置後、ガス検知装置が検知対象ガスの監視状態となる前に、検知対象ガスの監視状態において周期的にヒータに通電される一回あたりの時間より長い第１通電時間にわたってヒータに通電するスタートアップ駆動を実行する制御部を備えてよい。制御部は、スタートアップ駆動の前に、ガス検知温度より低い温度でヒータに通電する脱離除去駆動を実行してよい。
【０００５】
スタートアップ駆動するときのヒータ温度は、脱離除去駆動するときのヒータ温度より高くてよい。
【０００６】
脱離除去駆動するときのヒータ温度は、２５０℃以上４００℃以下であってよい。脱離除去駆動するときのヒータ温度は、２５０℃以上３５０℃以下であってよい。
【０００７】
制御部は、３０秒以上にわたって脱離除去駆動を実行してよい。
【０００８】
制御部は、ガス検知装置が検知対象ガスの監視状態となった後は、脱離除去駆動を実行しないでよい。
【０００９】
制御部は、脱離除去駆動に連続してスタートアップ駆動を実行してよい。
【００１０】
脱離除去駆動の期間とスタートアップ駆動の期間との間に、ヒータへの通電を停止する停止期間が設けられてよい。
【００１１】
脱離除去駆動の期間は、スタートアップ駆動の期間に比べて長くてよい。制御部は、脱離除去駆動のときのガス感知層の電気的特性の変化に基づいて、脱離除去駆動の期間を変えてよい。
【００１２】
本発明の第２の態様においてはガス検知方法を提供する。ガス検知方法は、ガス検知装置のスタートアップ駆動の前に、ガス検知装置のガス検知温度より低い温度でガス検知装置のセンサ部を加熱する段階と、第１通電時間にわたってセンサ部を加熱するスタートアップ駆動を実行する段階と、一回あたりの加熱時間が第１通電時間より短くなるように周期的にセンサ部をガス検知温度に加熱したときのセンサ部の電気的特性に基づいて対象ガスを検知する段階と、を備えてよい。
【００１３】
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】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態におけるガス検知装置１の概略を示す図である。
【図２】ガスセンサ１０の概略構成の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のガス検知装置１におけるヒータ層の駆動パターンの一例を示す図である。
【図４】比較例におけるヒータ層の駆動パターンの一例を示す図である。
【図５】脱離除去駆動を実行したことによる過昇温防止の効果を説明する図である。
【図６】ガス検知装置１におけるヒータ層の駆動パターンの他例を示す図である。
【図７】ガス検知装置１におけるヒータ層の駆動パターンの他例を示す図である。
【図８】ガス検知装置１におけるヒータ層の駆動パターンの他例を示す図である。
【図９】ガス検知装置１による処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図１０】ガス検知装置１による処理内容の他例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】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態におけるガス検知装置１の概略を示す図である。本例のガス検知装置１は、検知対象ガスを検知した場合に警報を発報する。検知対象ガスは、例えば、ＣＯ、ＣＨ４（メタン）、Ｃ３Ｈ８（プロパン）、Ｃ４Ｈ１０（ブタン）、及びＣＨ３ＯＨ（メタノール）等の可燃性ガスである。検知対象ガスは、メタンを主成分とする都市ガスであってよく、プロパン及びブタンを主成分とするＬＰガスであってもよい。
【００１７】
ガス検知装置１は、ガスセンサ１０、制御装置２０、及び電源２１を備える。ガス検知装置１には、表示部２２、警報発生部２４、及び外部インタフェース部２６が接続されてよい。表示部２２、警報発生部２４、及び外部インタフェース部２６は、ガス検知装置１の構成の一部としてガス検知装置１に含まれてもよい。ガスセンサ１０は、検知対象ガスの有無を検知する。
【００１８】
ガスセンサ１０は、ガス検知装置１が設置されている雰囲気中の検知対象ガスを検知する。ガスセンサ１０は、ガス感知層１２及びヒータ層１４を備える。ガス感知層１２は、検知対象ガスとの接触により電気的特性が変化する。ガス感知層１２は、ガス検知装置１のセンサ部として機能する。ヒータ層１４は、ガス感知層を加熱するヒータである。ガスセンサ１０の構成については後述する。
【００１９】
制御装置２０は、一例において、マイクロコンピュータであってよい。制御装置２０は、ＣＰＵ及び周辺回路を備えてよい。制御装置２０は、ガスセンサ１０、表示部２２、警報発生部２４、及び外部インタフェース部２６と接続されており、これらの各部を制御する。
【００２０】
電源２１は、ガスセンサ１０及び制御装置２０と接続されている。電源２１は、ガスセンサ１０及び制御装置２０に電力を供給する。電源２１は、例えば、電池である。電池は、一次電池または二次電池であってよい。但し、電源２１は、電池の場合に限られず、ＡＣ１００Ｖ等の商用電源と定電圧回路とにより構成されてもよい。
【００２１】
制御装置２０は、測定部３０、制御部４０、判定部５０、及び記憶部６０を備える。制御装置２０は、表示制御部７２、警報制御部７４、及び出力制御部７６を備えてよい。測定部３０は、ガス感知層１２の電気的特性を測定する。ガス感知層１２電気的特性は、ガス感知層１２の抵抗値に関係づけられる物性値または測定値であってよい。一例において、測定部３０は、ガス感知層１２に電流を流してガス感知層１２の両端の電圧を測定する。一例において、測定部３０は、ガス感知層１２に電圧を印加してガス感知層１２に流れる電流を測定する。
【００２２】
制御部４０は、ヒータ層１４への通電を制御する。ガス検知装置１が出荷され、実際の環境に設置される場合、ガス検知装置１がガスの監視状態になる前に、制御部４０は、スタートアップ駆動を実行する。スタートアップ駆動の後に、ガス検知装置１がガスを監視可能な状態となる。制御部４０は、ガスの監視状態において、ガスの検知のために周期的にヒータ層１４に通電する。
【００２３】
制御部４０は、スタートアップ駆動に先だって、ガス検知温度より低い温度でヒータに通電する脱離除去駆動を実行する。制御部４０による具体的な処理内容については、後述する。
【００２４】
判定部５０は、測定部３０によるガス感知層１２の電気的特性の測定結果に基づいて検知対象ガスの有無を判定する。判定部５０は、ガス感知層１２の電気的特性の測定結果を予め定められた閾値と比較することで、検知対象ガスの有無を判定してよい。ガス感知層１２の電気的特性の測定結果が、ガス検知装置１の周辺温度に応じて補正されてよい。この場合、判定部５０は、補正された電気的特性に基づいて、検知対象ガスの有無を判定する。
【００２５】
ガスが検知されたと判定部５０が判定した場合に、表示制御部７２は、表示部２２に警報を表示させるように制御してよく、警報制御部７４は、スピーカ等の警報発生部２４を通じて警報を発するように制御してよく、出力制御部７６は、外部インタフェース部２６を通じて外部機器へ予め定められた電圧等の電気信号を出力するように制御してよい。記憶部６０は、ガス感知層１２の電気的特性の測定結果とガス濃度との関係を示すパラメータおよび閾値などの基準となる値を記憶してよい。
【００２６】
図２は、ガスセンサ１０の概略構成を示す断面図である。本例のガスセンサ１０は、薄膜マイクロセンサである。本例のガスセンサ１０は、シリコン基板２と、熱絶縁支持層３と、ヒータとして機能するヒータ層１４と、電気絶縁層４と、ガス検知部５とを備える。シリコン基板２には、貫通孔６が設けられている。ガス検知部５は、接合層７と、感知層電極８と、ガス感知層１２と、選択燃焼層９とを備えている。
【００２７】
ガス感知層１２は、金属酸化物を主成分とする感知層として形成される。金属酸化物は、一例において、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＷＯ３、ＺｎＯ、及びＴｉＯ２等であってよい。ガス感知層１２は、検知対象ガスとの接触により電気的特性が変化する。ＳｎＯ２等で構成されるガス感知層１２は、多孔質体及び柱状構造体を有する。これによって、検知対象ガスとの接触面積を増大させてガスの検知感度を高めることができる。
【００２８】
選択燃焼層９は、触媒を担持した焼結体である。一例において、選択燃焼層９は、触媒担持Ａｌ２Ｏ３焼結体である。Ａｌ２Ｏ３は、多孔質体であるため、孔を通過するガスが貴金属触媒に接触する機会を増加させる。検知対象ガスよりも酸化活性の強い還元性ガス（妨害ガス）の燃焼反応を促進し、検知対象ガスの選択性を高くする。選択燃焼層９は、検知対象ガスに対して妨害ガスを酸化除去できる。選択燃焼層９は、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｉ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ゼオライト等の金属酸化物を主成分として形成されてもよい。貴金属触媒としては、例えば、Ｐｄ、ＰｄＯ、及びＰｔ等の少なくとも一種が用いられる。
【００２９】
シリコン基板２はシリコンウェハから構成される。ヒータ層１４はガス検知部５を加熱する。ガスセンサ１０は、ヒータ層１４によりガス検知温度に加熱されたガス感知層１２の電気的特性に基づいて検知対象ガスを検知する。
【００３０】
図３は、本発明のガス検知装置１におけるヒータ層の駆動パターンの一例を示す図である。図４は、比較例におけるヒータ層の駆動パターンの一例を示す図である。図４に示されるとおり、比較例のガス検知装置では、ガス検知装置が検知対象ガスの監視状態になった後においては、ヒータ層１４に通電する脱離除去駆動（第３通電時間ｔＶ）を周期的に実行する。しかし、比較例のガス検知装置１では、ガス検知装置が検知対象ガスの監視状態になる前においては、脱離除去駆動を実行しない。特に、比較例のガス検知装置１は、スタートアップ駆動の第１通電時間ｔＳより前に、脱離除去駆動を実行しない。
【００３１】
図３に示されるとおり、本発明のガス検知装置１においては、ガス検知装置の設置後、ガス検知装置１が検知対象ガスの監視状態となる前に、制御部４０は、第１通電時間ｔＳにわたってヒータ層１４に通電するスタートアップ駆動を実行する。制御部４０がヒータ層１４をスタートアップ駆動するときのヒータ温度Ｔ１は、４００℃以上であってよく、本例では、Ｔ１は４２０℃以上４６０℃以下である。本例では、スタートアップ駆動するときのヒータ温度Ｔ１は、ガス検知温度Ｔ３と同じ４３０℃である。
【００３２】
スタートアップ駆動は、ガス感知層１２の抵抗値を安定させる。本明細書において、検知対象ガスの監視状態は、第１通電時間ｔＳの終了時点から始まる。したがって、第１通電時間ｔＳの終了時点以降を検知対象ガスの監視状態と称し、第１通電時間ｔＳの終了時点以前を検知対象ガスの非監視状態と称する。
【００３３】
検知対象ガスの監視状態において、制御部４０は、ガス検知のために周期的にヒータ層１４に通電する。具体的には、ヒータ層１４への第２通電時間ｔＤをパルス幅とする通電が、ガス検知周期ｔＰ毎に繰り返される。制御部４０は、第２通電時間ｔＤにおけるヒータ層１４の温度が、ガス検知温度Ｔ３になるように制御する。ガス検知温度Ｔ３は、４００℃以上５００℃以下であってよく、本例では、ガス検知温度Ｔ３は、４２０℃以上４６０℃以下である。特に、ガス検知温度Ｔ３は、４３０℃であってよい。
【００３４】
スタートアップ駆動の第１通電時間ｔＳは、検知対象ガスの監視状態において周期的にヒータ層１４に通電される一回あたりの第２通電時間ｔＤより長い。好ましくは、第１通電時間ｔｓは、第２通電時間ｔＤの１０倍以上３００倍以下であってよい。第２通電時間ｔＤは、５０ｍ秒以上８００ｍ秒以下であってよく、例えば、５００ｍ秒である。一方、第１通電時間ｔｓは、８秒以上２０秒以下であり、例えば、１０秒である。
【００３５】
制御部４０は、スタートアップ駆動の前に、ガス検知温度Ｔ３より低い温度Ｔ２で過燃焼性ガスを脱離除去するためにヒータ層１４に通電する脱離除去駆動を実行する。具体的には、制御部４０は、ガス感知層１２がガス検知温度Ｔ３より低い温度Ｔ２に加熱されるようにヒータ層１４に通電する。ガス検知のためにヒータ層１４に通電するときの供給電力より、脱離除去駆動のためにヒータ層１４に通電するときの供給電力が小さい。過燃焼ガスは、オクタン及びテトラヒドロフランのような燃焼熱が２０００ｋＪ／ｍｏｌを超えるガスである。このように燃焼熱が２０００ｋＪ／ｍｏｌを超えるガス成分である過燃焼ガスは、ガス検知部５に影響を与えることがあり、ガス検知に影響を与える物質である。
【００３６】
環境中に存在する過燃焼性ガスが、前述のような多孔質体のガス感知層１２及びガス選択燃焼層９の微細孔に毛管凝縮により多量に吸着することがある。この場合、ヒータ層１４に通電することによりガス感知層１２及びガス選択燃焼層９が４００℃以上の高温に加熱されると、微細孔に吸着していた過燃焼性ガスが燃焼し、２０００ｋＪ／ｍｏｌを超える燃焼熱により薄膜ガスセンサのガス感知層１２やガス選択燃焼層９がガス検知温度以上に昇温される過昇温が発生する。この結果、熱劣化により正常な検知特性が得られなくなることが考えられる。
【００３７】
検知対象ガスの監視状態になる前のスタートアップ駆動においても、ガス感知層１２及びガス選択燃焼層９が４００℃以上の高温に加熱される。したがって、スタートアップ駆動時においても、ガス感知層１２及びガス選択燃焼層９が過度に加熱されてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態のガス検知装置１では、スタートアップ駆動に先だって、ガス検知温度Ｔ３より低い温度Ｔ２で過燃焼性ガスを脱離除去することによって、スタートアップ駆動時における過昇温を防止する。「脱離除去」には、燃焼熱を発生させる燃焼除去以外の気化、脱離、脱着、及び除去を意味してよい。
【００３８】
スタートアップ駆動するときのヒータ温度Ｔ１は、制御部４０が脱離除去駆動するときのヒータ温度Ｔ２より高い。スタートアップ駆動するときのヒータ温度Ｔ１より低いヒータ温度Ｔ２になるように脱離除去駆動が実行されるので、燃焼熱の影響を軽減しつつ、過昇温の発生を未然に防止することができる。
【００３９】
脱離除去駆動するときのヒータ温度Ｔ２は、２５０℃以上４００℃以下であってよく、より好ましくは、２５０℃以上３５０℃以下であってよい。脱離除去駆動するときのヒータ温度が２００℃以下の場合には、脱離除去駆動の第３通電時間ｔＶを長くしても、過燃焼性ガスを十分に脱離させることが困難である。一方、脱離除去駆動するときのヒータ温度が４００℃以上の場合には、過燃焼性ガスが燃焼して２０００ｋＪ／ｍｏｌを超える燃焼熱を発生させるおそれがある。脱離除去駆動するときのヒータ温度を、２５０℃以上４００℃以下とすることで、過燃焼性ガスが燃焼することを防ぎつつ、スタートアップ駆動に先駆けて、過燃焼性ガスを十分に脱離させることができる。
【００４０】
脱離除去駆動の第３通電時間ｔＶは、３０秒以上であってよく、好ましくは、３０秒以上６０秒以下であってよい。脱離除去駆動の第３通電時間ｔＶが３０秒未満であると、過燃焼性ガスを十分に脱離させることができない場合がある。第３通電時間ｔＶを６０秒より長くすると、電源２１の消費電力が大きくなってしまう。特に、電源２１が電池である場合に、消費電力が問題となる。第３通電時間ｔＶを３０秒以上６０秒以下とすることで過燃焼性ガスを十分に脱離させることができる。
【００４１】
脱離除去駆動の第３通電時間ｔＶは、スタートアップ駆動の第１通電時間ｔＳに比べて長くてよい。但し、スタートアップ駆動の第１通電時間ｔＳの長さによっては、脱離除去駆動の第３通電時間ｔＶが、スタートアップ駆動の第１通電時間ｔＳに比べて短くてもよい。第３通電時間ｔＶは、可変であってもよい。一例において、制御部４０は、脱離除去駆動のときのガス感知層１２の電気的特性の変化に基づいて、脱離除去駆動の期間を変えてもよい。ガス感知層１２の抵抗値変化によってガス感知層１２に吸着している過燃焼性ガスが脱離除去されたことを確認できた場合には、脱離除去駆動を完了してもよい。
【００４２】
本例では、脱離除去駆動の期間（第３通電時間ｔＶ）と、スタートアップ駆動の期間（第１通電時間ｔｓ）との間に、ヒータへの通電を停止する停止期間が設けられる。脱離除去駆動によって過燃焼性ガスが十分に除去されているので、その後に停止期間が設けられても、その後のスタートアップ駆動のときに過昇温の発生を防止することができる。
【００４３】
本例では、スタートアップ駆動（第１通電時間ｔＳ）が完了して、ガス検知装置１が検知対象ガスの監視状態となった後は、制御部４０は、脱離除去駆動を実行しない。過昇温が問題となるほどの量の過燃焼性ガスがガスセンサ１０に吸着するのは、製造から目的の設置個所に設置するまでの無通電期間であると考えられる。通電後は、周期的にヒータによる加熱がなされるので、過昇温が問題となるほどの量の過燃焼性ガスが残存しない。したがって、スタートアップ駆動の前に過燃焼性ガスを脱離除去する一方、検知対象ガスの監視状態となった後は脱離除去駆動を実行しないことにより、過昇温を防止しつつ、電源２１の消費電力の消耗を軽減することができる。
【００４４】
図５は、脱離除去駆動を実行したことによる過昇温防止の効果を説明する図である。ヒータ温度Ｔ２を２００℃、２５０℃、３００℃、及び４００℃として事前に各温度で脱離除去駆動した上で、ヒータ温度Ｔ１を４３０℃としてスタートアップ駆動した場合の時間によるヒータ温度の変化が示されている。異なるヒータ温度Ｔ２のそれぞれの場合において、脱離除去駆動の第３通電時間ｔＶは共通とした。本実験では、第３通電時間ｔＶは１時間とした。
【００４５】
ヒータ温度Ｔ２が２００℃で事前にガス検知部５を加熱した場合には、図５に示されるとおり、制御部４０が、その後にＴ１を４３０℃としてスタートアップ駆動することによって過昇温が発生した。２０００ｋＪ／ｍｏｌを超える燃焼熱により薄膜ガスセンサのガス感知層１２やガス選択燃焼層９がガス検知温度以上の温度となり、ヒータ温度Ｔ２もその影響を受けて５５０℃となった。これは、ヒータ温度Ｔ２が２００℃で脱離除去駆動を実行しても、過燃焼性ガスを十分に脱離させることができず、過燃焼性ガスが残存したためだと考えられる。なお、図４の比較例に示されるように、スタートアップ駆動に先だって脱離除去駆動を実行しない場合にも、図５のヒータ温度Ｔ２が２００℃の場合のように、過昇温が発生する。
【００４６】
一方、２５０℃以上４００℃以下で事前にガス検知部５を加熱した場合には、制御部４０が、その後にスタートアップ駆動しても、２０００ｋＪ／ｍｏｌを超える燃焼熱により薄膜ガスセンサのガス感知層１２やガス選択燃焼層９がガス検知温度以上に過昇温となることが防止された。ヒータ温度も過昇温とならない。図５に示される結果から、ヒータ温度Ｔ２が２５０℃以上４００℃以下となるように脱離除去駆動を実行することによって、過燃焼性ガスを十分に脱離させることができることがわかる。
【００４７】
以上のように、本実施形態のガス検知装置１によれば、制御部４０は、スタートアップ駆動の前に、ガス検知温度Ｔ３より低い温度でヒータに通電する脱離除去駆動を実行するので、ガスセンサ１０が過昇温となることを防止し、熱劣化により正常な検知特性が得られなくことを未然に防止することができる。
【００４８】
図６は、ガス検知装置１におけるヒータ層の駆動パターンの他例を示す図である。図３に示される駆動パターンでは、制御部４０が、ガス検知温度Ｔ３と同じヒータ温度になるようにスタートアップ駆動を実行する場合が示された。すなわち、スタートアップ駆動するときのヒータ温度Ｔ１とガス検知温度Ｔ３とが同じである場合が示された。しかしながら、本発明のガス検知装置１は、この場合に限られない。図６に示される例では、スタートアップ駆動するときのヒータ温度Ｔ１は、ガス検知温度Ｔ３より高い。
【００４９】
本実施形態のガス検知装置１によれば、制御部４０は、スタートアップ駆動の前に、過燃焼性ガスを脱離除去しているので、スタートアップ駆動するときのヒータ温度Ｔ１をガス検知温度Ｔ３に比べて高くしても、過昇温となることを防止することができる。
【００５０】
図７は、ガス検知装置１におけるヒータ層の駆動パターンの他例を示す図である。図３に示される例では、検知対象ガスの監視状態となった後は脱離除去駆動を実行しない場合が示された。しかしながら、本発明のガス検知装置１は、この場合に限られない。検知対象ガスの監視状態となった後において、制御部４０は、ガス検知のための通電と交互に脱離除去駆動を実行してよい。ガス検知装置１が検知対象ガスの監視状態となった後における脱離除去駆動の第３通電時間ｔＶは、スタートアップ駆動の前における脱離除去駆動の第３通電時間ｔＶよりも短くてよい。
【００５１】
図８は、ガス検知装置１におけるヒータ層の駆動パターンの他例を示す図である。図３に示される例では、脱離除去駆動の期間（第３通電時間ｔＶ）とスタートアップ駆動の期間（第１通電時間ｔＳ）との間に、ヒータ層１４への通電を停止する停止期間が設けられる場合を説明した。しかしながら、本発明のガス検知装置１は、この場合に限られない。図８に示されるとおり、制御部４０は、脱離除去駆動（第３通電時間ｔＶ）に連続してスタートアップ駆動（第１通電時間ｔＳ）を実行してよい。図８に示される構成によれば、停止期間がないので、電源２１を投入してから監視状態となるまでの時間を短縮することができる。
【００５２】
図９は、ガス検知装置１による処理内容の一例を示すフローチャートである。ガス検知装置１が室内等に設置される場合、ガス検知装置１の電源２１がオンされると、制御部４０は、ガス検知温度Ｔ３より低い温度Ｔ２でヒータ層に通電する脱離除去駆動を実行する（ステップＳ１１）。予め定められた時間（第３通電時間ｔＶ）が経過するのを待って（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御部４０は、脱離除去駆動（ステップＳ１１）を終了する。制御部４０は、続いて、スタートアップ駆動を実行する（ステップＳ１３）。但し、脱離除去駆動（ステップＳ１１）とスタートアップ駆動（ステップＳ１３）の間に、ヒータ層１４への通電を停止する停止期間が設けられてもよい。予め定められた時間（第３通電時間ｔＶ）が経過するのを待って（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、スタートアップ駆動（ステップＳ１３）が完了する。ステップＳ１１の処理は、ガス検知装置１のスタートアップ駆動の前に、ガス検知装置１のガス検知温度Ｔ３より低い温度Ｔ２でガス検知装置１のセンサ部であるガス感知層１２を加熱する段階の一例に対応する。ステップＳ１３の処理は、第１時間（第１通電時間）にわたってセンサ部を加熱するスタートアップ駆動を実行する段階に対応する。
【００５３】
スタートアップ駆動が完了すると、ガス検知装置１は、検知対象ガスの監視状態となる。制御部４０は、ガス検知のために周期的にヒータ層１４に通電する。具体的には、ヒータ層１４への第２通電時間ｔＤをパルス幅とする通電が、ガス検知周期ｔＰ毎に繰り返される。ヒータ層１４によってガス感知層１２がガス検知温度Ｔ３に加熱されている状態において、測定部３０はガス感知層１２の電気的特性値を取得する（ステップＳ１５）。
【００５４】
判定部５０は、ガス感知層１２の電気的特性値に基づいて検知対象ガスを検知する（ステップＳ１６）。判定部５０が検知対象ガスを検知した場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、例えば、表示制御部７２、警報制御部７４、及び出力制御部７６が、表示部２２、警報発生部２４、及び外部インタフェース部２６を制御して、表示、音、及び外部出力信号等によってガス漏れ警報を発報する（ステップＳ１７）。ステップＳ１４からステップＳ１６の処理は、一回あたりの加熱時間が第１時間より短くなるように周期的にセンサ部をガス検知温度Ｔ３に加熱したときのセンサ部の電気的特性に基づいて対象ガスを検知する段階に対応する。
【００５５】
図１０は、ガス検知装置１による処理内容の他例を示すフローチャートである。図９に示されるガス検知装置１による処理内容においては、制御部４０は、予め定められた時間が経過するのを待って（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、脱離除去駆動（ステップＳ１１）を完了する場合を説明した。しかしながら、ガス検知装置１による処理内容は、この場合に限られない。
【００５６】
図１０のステップＳ２２に示されるとおり、制御部４０は、測定部３０によって測定されたガス感知層１２の電気的特性から、過燃焼ガスの脱離が完了したかを判断する（ステップＳ２２）例えば、検知対象ガス以外の過燃焼ガスがガス感知層１２に吸着すると、ガス感知層１２の電気抵抗値が低下する場合がある。この場合、脱離除去駆動（ステップＳ２１）の進行にしたがって、過燃焼ガスが脱離除去されることによってガス感知層１２の電気抵抗値が上昇する場合がある。ガス種によっては、逆に、脱離除去駆動（ステップＳ２１）の進行にしたがって、過燃焼ガスが脱離除去されることによってガス感知層１２の電気抵抗値が低下する場合もあり得る。制御部４０は、このようなガス感知層１２の電気抵抗値の時間変化に基づいて、過燃焼ガスの脱離が完了した旨を判断してよい。
【００５７】
過燃焼ガスの脱離が完了したと制御部４０が判断するのをまって（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部４０は、脱離除去駆動（ステップＳ２１）を終了する。その他のステップＳ２３からステップＳ２７までの処理は、図９に示されるステップＳ１３からステップＳ１７における処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。図１０に示される処理によれば、過燃焼ガスの脱離の状況に応じて、脱離除去駆動の通電時間を短くすることができる。したがって、過昇温を防止しつつ、消費電力の軽減を実現できる。
【００５８】
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、多様な変更又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。その様な変更又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。
【００５９】
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及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、及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、この順序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】
【００６０】
１・・ガス検知装置、２・・シリコン基板、３・・熱絶縁支持層、４・・電気絶縁層、５・・ガス検知部、６・・貫通孔、７・・接合層、８・・感知層電極、９・・選択燃焼層、１０・・ガスセンサ、１２・・ガス感知層、１４・・ヒータ層、２０・・制御装置、２１・・電源、２２・・表示部、２４・・警報発生部、２６・・外部インタフェース部、３０・・測定部、４０・・制御部、５０・・判定部、６０・・記憶部、７２・・表示制御部、７４・・警報制御部、７６・・出力制御部
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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