(57)【要約】【課題】駆動回路及び消費電力の増加を抑制しつつも、ガスを解析することが可能なガス検出装置を提供する。【解決手段】ガスセンサ装置１の接触燃焼式ガスセンサ２１は、第１の触媒が塗布された第１領域３１、及び、第１領域３１の外側において第１の触媒とガスに対する反応が異なる第２の触媒が塗布された第２領域３２を有している。そして、ガス検出装置１は、第１の触媒が塗布された第１領域３１を燃焼させた後、第２触媒が塗布された第２領域３２を燃焼させて、同一の燃焼式ガスセンサ２１から２つの出力電圧を取得する。【選択図】図１
2010054225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の触媒が塗布された第１領域、及び、前記第１の触媒とガスに対する反応が異なる第２の触媒が塗布された第２領域を有する接触燃焼式ガスセンサと、
前記第１領域が有極性ガスを燃焼させる燃焼温度以上となるように、前記接触燃焼式ガスセンサに第１電圧を印加する第１電圧印加手段と、
前記第１電圧印加手段による電圧印加によって駆動させられた接触燃焼式ガスセンサからの出力を取得する第１出力取得手段と、
前記第２領域が有極性ガスを燃焼させる燃焼温度以上となるように、前記接触燃焼式ガスセンサに第２電圧を印加する第２電圧印加手段と、
前記第２電圧印加手段による電圧印加によって駆動させられた接触燃焼式ガスセンサからの出力を取得する第２出力取得手段と、
前記第１出力取得手段により取得された出力と前記第２出力取得手段により取得された出力とに基づいて、前記接触燃焼式ガスセンサの周囲雰囲気におけるガスを解析する解析手段と、
を備えることを特徴とするガス検出装置。
【請求項２】
前記第２領域は、前記第１領域の外側を包むように形成され、
前記第２電圧印加手段は、前記第１電圧印加手段により第１電圧が印加された後に、前記第２電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス検出装置。
【請求項３】
前記接触燃焼式ガスセンサは、前記第１領域と前記第２領域との間に、シリコーン被毒させるか、又は、有極性ガスの非吸着処理を施すことによって形成された第３領域を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のガス検出装置。
【請求項４】
前記第１出力取得手段によって得られた出力を補正する補正手段を
さらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１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、希望する特定の種類のガスのみを選択的に検出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）。このガス検出装置は、ガスに対する反応が異なる４つのガスセンサを備え、これらガスセンサからの出力信号に応じて特定の種類のガスのみを選択的に検出する。また、上記ガス検出装置は、選択的にガスを検出できるため、混合ガスがどのようなガスによって構成されているか、すなわち混合ガスの種類を判別することも可能である。
【特許文献１】特開平１１−２３７２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上のように、特許文献１に記載のガス検出装置は、ガスの解析が可能となっている。しかし、特許文献１に記載のガス検出装置では、センサ数が多く、センサの数だけ駆動回路が必要となると共に、センサの数だけ消費電力についても増加してしまう。
【０００４】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、駆動回路及び消費電力の増加を抑制しつつも、ガスを解析することが可能な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】
【０００５】
本発明のガス検出装置は、第１の触媒が塗布された第１領域、及び、第１の触媒とガスに対する反応が異なる第２の触媒が塗布された第２領域を有する接触燃焼式ガスセンサと、第１領域が有極性ガスを燃焼させる燃焼温度以上となるように、接触燃焼式ガスセンサに第１電圧を印加する第１電圧印加手段と、第１電圧印加手段による電圧印加によって駆動させられた接触燃焼式ガスセンサからの出力を取得する第１出力取得手段と、第２領域が有極性ガスを燃焼させる燃焼温度以上となるように、接触燃焼式ガスセンサに第２電圧を印加する第２電圧印加手段と、第２電圧印加手段による電圧印加によって駆動させられた接触燃焼式ガスセンサからの出力を取得する第２出力取得手段と、第１出力取得手段により取得された出力と第２出力取得手段により取得された出力とに基づいて、接触燃焼式ガスセンサの周囲雰囲気におけるガスを解析する解析手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明のガス検出装置において、第２領域は、第１領域の外側を包むように形成され、第２電圧印加手段は、第１電圧印加手段により第１電圧が印加された後に、第２電圧を印加することが好ましい。
【０００７】
また、本発明のガス検出装置において、接触燃焼式ガスセンサは、第１領域と第２領域との間に、シリコーン被毒させるか、又は、有極性ガスの非吸着処理を施すことによって形成された第３領域を有することが好ましい。
【０００８】
また、本発明のガス検出装置において、第１出力取得手段によって得られた出力を補正する補正手段をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のガス検出装置によれば、第１領域が有極性ガスを燃焼させる燃焼温度以上となるように、接触燃焼式ガスセンサに第１電圧を印加する一方、第２領域が有極性ガスを燃焼させる燃焼温度以上となるように、接触燃焼式ガスセンサに第２電圧を印加する。ここで、第１領域には第１の触媒が塗布され、第２領域には第２の触媒が塗布され、第２の触媒は第１の触媒とガスに対する反応が異なっている。このため、同一の接触燃焼式ガスセンサによって、２種類の出力を得ることができ、この２種類の出力からガスを解析することができる。また、同一の接触燃焼式ガスセンサを駆動するため、駆動回路の数の増加を抑え、且つ、消費電力の増加についても抑制させることができる。従って、駆動回路及び消費電力の増加を抑制しつつも、ガスを解析することができる。
【００１０】
また、第２領域が第１領域の外側を包むように形成されている場合、第２領域を燃焼温度以上とすると、温度分布の関係上、必然的に第１領域についても燃焼温度以上となってしまう。よって、このような場合には接触燃焼式ガスセンサに第１電圧を印加した後に、第２電圧を印加する。これにより、まず第１領域に付着していた有極性ガスを燃焼させ、その後第１領域の外周側にある第２領域に付着していた有極性ガスを燃焼させることとなる。しかも、第２領域の燃焼時には、第１領域に付着していた有極性ガスが既に燃焼していることとなる。よって、第１領域を燃焼温度以上とした場合には第１の触媒の反応による出力を得ることができ、第２領域を燃焼温度以上とした場合には第１の触媒の影響が少ない状態で第２の触媒の反応による出力を得ることができる。従って、触媒間の影響を抑えた状態で出力を取得することができる。
【００１１】
また、第１領域と第２領域との間に、シリコーン被毒させるか、又は、有極性ガスの非吸着処理を施すことによって形成された第３領域を有するため、第１領域の燃焼による熱が第２領域に伝わり難くなって、第１領域と第２領域とが隣接する場合よりも、両触媒間の影響を一層抑えた出力を取得することができる。
【００１２】
また、第１出力取得手段によって得られた出力を補正する補正手段をさらに備える。このため、第１領域を燃焼温度以上としたときに第２の触媒上の有極性ガスが多少燃焼してしまい、第１の触媒の反応による出力のみならず第２の触媒の反応による出力が加算されてしまった場合であっても、第２の触媒の反応による出力を除去して、第１の触媒の反応による出力の計測精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るガス検出装置を示す構成図である。図１に示すように、ガス検出装置１は、センサ出力をもとに有極性ガスの濃度を算出等するものであって、制御部１０と、接触燃焼式ガスセンサ２１を有するガスセンサ部２０とを備えている。ここで、有極性ガスとは、分子内で正電荷と負電荷との重心が一致しないため、分子が電気的な双極子を有するガスであって、単に極性ガスともいう。このような有極性ガスは、例えば、エタノール、酢酸、ホルムアルデヒド及びトルエンなどが該当する。
【００１４】
制御部１０は、ガスセンサ部２０の駆動制御、及び、ガス濃度の算出等を行うものであって、例えばＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）により構成されている。この制御部１０は、センサ駆動制御部１１、センサ出力取得部（第１出力取得手段、第２出力取得手段）１２、記憶部１３、及び、解析部（解析手段）１４を有している。
【００１５】
センサ駆動制御部１１は、駆動信号を出力して接触燃焼式ガスセンサ２１を駆動制御するものである。センサ出力取得部１２は、センサ駆動制御部１１により駆動制御された接触燃焼式ガスセンサ２１の出力電圧の情報を取得するものである。記憶部１３は、所定の演算プログラムや制御プログラム等を記憶したものである。解析部１４は、接触燃焼式ガスセンサ２１の周囲雰囲気におけるガスの成分や濃度等を解析するものである。また、解析部１４は、補正部（補正手段）１４ａを有している。補正部１４ａは、記憶部１３に記憶される補正演算式に従って接触燃焼式ガスセンサ２１からの出力電圧を補正するものである。
【００１６】
また、ガスセンサ部２０は、接触燃焼式ガスセンサ２１に加えて、各種抵抗Ｒ１〜Ｒ３、ブリッジ駆動回路２２、計装アンプ２３、及びＡ／Ｄ変換器２４を有している。
【００１７】
接触燃焼式ガスセンサ２１は、図１に示すように、２つの抵抗Ｒｒ，Ｒｓを有し、これら抵抗Ｒｒ，Ｒｓが抵抗Ｒ１，Ｒ２と共にブリッジ回路を構成している。抵抗Ｒ１は、一端がブリッジ駆動回路２２側に接続され、他端が接続点Ｂにつながっている。抵抗Ｒ２は、一端がブリッジ駆動回路２２側に接続され、他端が接続点Ａにつながっている。センサ抵抗Ｒｓは、抵抗Ｒ２と直列接続され、一端が接続点Ａにつながっており、他端がグランド接続されている。リファレンス抵抗Ｒｒは、抵抗Ｒ１と直列接続され、一端が接続点Ｂにつながっており、他端がグランド接続されている。
【００１８】
ブリッジ駆動回路２２は、センサ駆動制御部１１からの駆動信号に基づいて、ブリッジ回路に印加する電圧を制御するものである。このため、ブリッジ駆動回路２２は、センサ駆動制御部１１と共に、接触燃焼式ガスセンサ２１に印加する電圧を制御する第１及び第２電圧印加手段を構成している。
【００１９】
図２は、図１に示した接触燃焼式ガスセンサ２１の詳細を示す外観図であり、（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は断面図を示している。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面を示している。
【００２０】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す接触燃焼式ガスセンサ２１は、半導体製造プロセス技術を用いて製造された超小型センサである。この接触燃焼式ガスセンサ２１は、シリコンウェハ２１ａ上に、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、及び酸化ハフニウム膜等からなる絶縁膜２１ｂが形成されており、絶縁膜２１ｂ上にセンサ抵抗Ｒｓとリファレンス抵抗Ｒｒが設けられている。
【００２１】
センサ抵抗Ｒｓは、白金からなる抵抗体であって、この抵抗体を包むように触媒層２１ｓが設けられている。リファレンス抵抗Ｒｒは、センサ抵抗Ｒｓと同様に白金からなる抵抗体であって、この抵抗体を包むようにアルミナ層２１ｒが設けられている。
【００２２】
また、図２に示すように、シリコンウェハ２１ａ上には３つのボンディングパッド２１ｃ〜２１ｅが形成されている。第１ボンディングパッド２１ｃは接続点Ａとなる。第２ボンディングパッド２１ｄはグランド接続される。また、第３ボンディングパッド２１ｅは接続点Ｂとなる。
【００２３】
さらに、シリコンウェハ２１ａは、センサ抵抗Ｒｓ及びリファレンス抵抗Ｒｒに対応する位置に、裏面から異方性エッチングによって凹部２１ｆ，２１ｇが形成されている。接触燃焼式ガスセンサ２１は、これらの凹部２１ｆ，２１ｇによって熱容量が小さくなっている。
【００２４】
再度、図１を参照する。計装アンプ２３は、非反転入力端子と反転入力端子に入力する電圧の差を増幅するものである。この計装アンプ２３は、非反転入力端子が接続点Ａにつながっており、反転入力端子が接続点Ｂにつながっている。このため、計装アンプ２３は、接続点Ａと接続点Ｂとの電圧差を増幅することとなる。また、計装アンプ２３には、可変抵抗Ｒ３が接続されている。可変抵抗Ｒ３はオフセット調整するためのものである。Ａ／Ｄ変換器２４は、計装アンプ２３から出力されたアナログの電圧を入力し、Ａ／Ｄ変換したうえで、センサ出力取得部１２に出力するものである。
【００２５】
ここで、触媒層２１ｓにおける温度分布を説明する。図３は、図２に示した触媒層２１ｓにおける温度分布を示す概念図であり、（ａ）は低温駆動及び高温駆動時の温度等を示し、（ｂ）はセンサ部分として機能する領域を示している。
【００２６】
ガス検出装置１では、接触燃焼式ガスセンサ２１を低温駆動させて有極性ガスを触媒層２１ｓに吸着させた後、接触燃焼式ガスセンサ２１を高温駆動させて吸着した有極性ガスを燃焼させる。この吸着と燃焼とを繰り返すことによって、接触燃焼式ガスセンサ２１は有極性ガスの濃度に応じた電圧を出力することとなる。従って、図３に示すように、触媒層２１ｓのうち、低温駆動時に燃焼温度未満の吸着温度となり、高温駆動時に燃焼温度以上となる領域２５のみがセンサ部分として機能することとなる。特に、触媒層２１ｓは、中央付近が温められやすく、外側に向かうほど温められ難くなる。このため、センサ部分として機能する領域２５は、触媒層２１ｓの中央を中心とする円形状となる。
【００２７】
図４は、図２に示した触媒層２１ｓにおける温度分布を示す第２の概念図であり、（ａ）は低温駆動及び高温駆動時の温度等を示し、（ｂ）はセンサ部分として機能する領域を示している。図４に示す例では、図３に示す例よりも、高温駆動時における接触燃焼式ガスセンサ２１の温度を高くしている。よって、センサ部分として機能する領域２６は、図３に示す領域２５よりも広くなる。
【００２８】
そして、本実施形態に係るガス検出装置１は、このような触媒層２１ｓ上の温度分布を利用して、１つの接触燃焼式ガスセンサ２１から２以上の出力を得るようにしている。すなわち、本実施形態に係るガス検出装置１は、センサが１つであるにも拘わらず、複数のセンサを有するように２以上の出力を得る構成とされている。
【００２９】
図５は、図２に示した触媒層２１ｓの詳細を示す上面図である。同図に示すように、本実施形態において触媒層２１ｓは、第１の触媒が塗布された第１領域３１、及び、第１の触媒とガスに対する反応が異なる第２の触媒が塗布された第２領域３２を有している。第１領域３１及び第２領域３２は同心円状に形成され、第２領域３２が第１領域３１の外側を包むように形成されている。
【００３０】
ここで、図５に示す第１領域３１は、図３に示したセンサとして機能する領域２５と同じとされている。また、第２領域３２と第１領域３１とからなる領域は、図４に示した領域２６と同じとされている。このような構成となっているため、以下のように接触燃焼式ガスセンサ２１を駆動させることで、１つの接触燃焼式ガスセンサ２１から２以上の出力を得ることができることとなる。
【００３１】
次に、本実施形態に係るガス検出装置１の特徴的動作の概要を説明する。本実施形態に係るガス検出装置１は、接触燃焼式ガスセンサ２１を吸着温度で駆動させた後に、低温燃焼温度で駆動させ、その後高温燃焼温度で駆動させる。すなわち、本実施形態に係るガス検出装置１は、低温及び高温の２温度を切り替えながら駆動するのではなく、吸着温度、低温燃焼温度及び高温燃焼温度の３温度を切り替えながら駆動することとなる。ここで、低温燃焼温度とは、第１の触媒が塗布された第１領域３１のみが燃焼温度以上となり、第１領域３１を除く領域が吸着温度となる温度である。高温燃焼温度とは、第１領域３１に加えて第２の触媒が塗布された第２領域３２についても燃焼温度となり、第１領域３１及び第２領域３２を除く領域が吸着温度となる温度である。すなわち、本実施形態に係るガス検出装置１は、有極性ガスの吸着、第１領域３１での燃焼、第１領域３１及び第２領域３２での燃焼を繰り返すこととなる。
【００３２】
以下、詳細に動作を説明する。図６は、センサ抵抗Ｒｓを包む触媒層２１ｓの温度等を示す概念図であり、（ａ）は各駆動時の温度等を示し、（ｂ）はセンサ部分として機能する領域を示している。
【００３３】
まず、ブリッジ駆動回路２２は、センサ駆動制御部１１からの駆動信号に基づいて、接触燃焼式ガスセンサ２１に所定電圧を印加し、接触燃焼式ガスセンサ２１を吸着温度で駆動させる。これにより、温度分布は、図６（ａ）吸着駆動に示すようになる。
【００３４】
次いで、所定時間経過後に、ブリッジ駆動回路２２は、センサ駆動制御部１１からの駆動信号に基づいて、接触燃焼式ガスセンサ２１に第１電圧を印加し、接触燃焼式ガスセンサ２１を低温燃焼温度で駆動させる。これにより、図６（ａ）低温燃焼駆動に示すように、第１領域３１が燃焼温度以上となる。よって、第１領域３１に付着した有極性ガスが燃焼することとなる（図６（ｂ）低温燃焼領域参照）。そして、センサ出力取得部１２は、第１領域３１に塗布される第１の触媒の反応による出力電圧を取得する。
【００３５】
その後、ブリッジ駆動回路２２は、センサ駆動制御部１１からの駆動信号に基づいて、接触燃焼式ガスセンサ２１に第１電圧よりも高い第２電圧を印加し、接触燃焼式ガスセンサ２１を高温燃焼温度で駆動させる。これにより、図６（ａ）高温燃焼駆動に示すように、第１領域３１及び第２領域３２が燃焼温度以上となる。ここで、第１領域３１に付着していた有極性ガスは、低温燃焼駆動時において既に燃焼済みである。このため、高温燃焼駆動時では、ほぼ第２領域３２に付着していた有極性ガスのみが燃焼することとなる（図６（ｂ）高温燃焼領域参照）。よって、センサ出力取得部１２は、第２領域３２に塗布される第２の触媒の反応による出力電圧を取得する。
【００３６】
以上のようにして、センサ出力取得部１２がそれぞれの出力電圧を取得した後、解析部１４はガスを解析する。ガスの解析内容については、種々の内容がある。例えば、第１の触媒がガスＡ、ガスＢ及びガスＣに反応し、第２の触媒がガスＤ、ガスＥ及びガスＦに反応する場合、解析部１４は、ガスＡ〜Ｃからなる第１混合ガスの濃度と、ガスＤ〜Ｆからなる第２混合ガスの濃度とを求め、第１混合ガスと第２混合ガスとが雰囲気中でどのような割合となっているかを解析する。また、これに限らず、第１の触媒がガスＡ、ガスＢ及びガスＣに反応し、第２の触媒がガスＢ及びガスＣに反応する場合、解析部１４は、第１領域３１において得られた出力電圧から、第２領域３２において得られた出力を所定の割合で減算し、ガスＡのみの濃度を選択的に解析するようにしてもよい。なお、ガスの解析方法は上記以外の方法であってもよい。
【００３７】
次に、本実施形態に係るガス検出装置１の詳細動作をフローチャートを参照して説明する。図７は、本実施形態に係るガス検出装置１の詳細動作を示すフローチャートである。
【００３８】
図７に示すように、まずブリッジ駆動回路２２は、制御部１０のセンサ駆動制御部１１からの駆動信号によって接触燃焼式ガスセンサ２１に第２電圧を印加する。これにより、接触燃焼式ガスセンサ２１は高温燃焼温度で駆動する（Ｓ１）。次に、制御部１０は、接触燃焼式ガスセンサ２１が高温燃焼温度で駆動してから、所定時間（例えば１０秒〜６００秒）経過したか否かを判断する（Ｓ２）。
【００３９】
所定時間経過していないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、経過したと判断するまでこの処理が繰り返される。一方、所定時間経過したと判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に移行する。このように、ガス検出装置１は、処理開始時に高温燃焼温度で駆動してから所定時間経過したか否かを判断することにより、接触燃焼式ガスセンサ２１に付着していた有極性ガスを燃焼させるクリーニング期間を実現している。
【００４０】
ステップＳ３においてブリッジ駆動回路２２は、センサ駆動制御部１１からの駆動信号によって接触燃焼式ガスセンサ２１に所定電圧を印加する。これにより、接触燃焼式ガスセンサ２１は吸着温度で駆動する（Ｓ３）。次に、制御部１０は、接触燃焼式ガスセンサ２１が吸着温度で駆動してから、所定時間（例えば１秒〜６０秒）経過したか否かを判断する（Ｓ４）。
【００４１】
所定時間経過していないと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）、経過したと判断するまでこの処理が繰り返される。一方、所定時間経過したと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５に移行する。このように、ガス検出装置１は、所定時間経過したか否かを判断することにより、接触燃焼式ガスセンサ２１に有極性ガスを吸着させる吸着期間を実現している。
【００４２】
ステップＳ５においてブリッジ駆動回路２２は、センサ駆動制御部１１からの駆動信号によって接触燃焼式ガスセンサ２１に第１電圧を印加する。これにより、接触燃焼式ガスセンサ２１は低温燃焼温度で駆動する（Ｓ５）。そして、センサ出力取得部１２は、低温燃焼温度による駆動によって得られた第１の応答波形を取得する（Ｓ６）。すなわち、センサ出力取得部１２は、第１領域３１に塗布された第１の触媒による反応によって得られた第１の応答波形を取得する。
【００４３】
次いで、ブリッジ駆動回路２２は、センサ駆動制御部１１からの駆動信号によって接触燃焼式ガスセンサ２１に第２電圧を印加する。これにより、接触燃焼式ガスセンサ２１は高温燃焼温度で駆動する（Ｓ７）。そして、センサ出力取得部１２は、高温燃焼温度による駆動によって得られた第２の応答波形を取得する（Ｓ８）。すなわち、センサ出力取得部１２は、第２領域３２に塗布された第２の触媒による反応によって得られた第２の応答波形を取得する。
【００４４】
そして、補正部１４ａは、第１の応答波形の補正を行う（Ｓ９）。これは、低温燃焼温度による駆動によって第２の触媒上の有極性ガスが多少燃焼してしまい、第１の触媒の反応による出力のみならず第２の触媒の反応による出力が加算されてしまうことがあるためである。よって、補正部１４ａは、第２の応答波形による第１の応答波形への影響特性を利用して、第１の応答波形から第２の触媒の反応による出力を除去することとなる。
【００４５】
次いで、解析部１４は、第１の応答波形に基づいて第１の触媒に反応するガスの濃度を算出すると共に、第２の応答波形に基づいて第２の触媒に反応するガスの濃度を算出する（Ｓ１０）。ここで、例えば、第１の触媒に反応するガスがガスＡ及びガスＢなど、２種以上である場合、解析部１４は、第１の応答波形基づいてガスＡ及びガスＢの混合濃度を算出することとなる。第２の触媒についても同様に混合濃度を算出することとなる。
【００４６】
その後、解析部１４は、算出したガス濃度を出力する（Ｓ１１）。このとき、解析部１４は、第１の触媒に反応するガスの混合濃度と、第２の触媒に反応するガスの混合濃度との双方を出力する。なお、出力される情報はこれに限らず、第１の触媒に反応するガスの混合濃度と、第２の触媒に反応するガスの混合濃度とが雰囲気中に占める割合であってもよいし、特定ガスについて濃度を算出できる場合には特定ガスの濃度のみを出力するようにしてもよい。
【００４７】
その後、図７に示す処理は終了する。なお、図７に示す処理は、ガス検出装置１の電源がオフされるまで、繰り返し実行される。繰り返し実行するにあたっては、既にクリーニング期間を設ける必要性が少ないため、ステップＳ３から実行するようにしてもよい。
【００４８】
このようにして、本実施形態に係るガス検出装置１によれば、第１領域３１が有極性ガスを燃焼させる燃焼温度以上となるように、接触燃焼式ガスセンサ２１に第１電圧を印加する一方、第２領域３２が有極性ガスを燃焼させる燃焼温度以上となるように、接触燃焼式ガスセンサ２１に第２電圧を印加する。ここで、第１領域３１には第１の触媒が塗布され、第２領域３２には第２の触媒が塗布され、第２の触媒は第１の触媒とガスに対する反応が異なっている。このため、同一の接触燃焼式ガスセンサ２１によって、２種類の出力を得ることができ、この２種類の出力からガスを解析することができる。また、同一の接触燃焼式ガスセンサ２１を駆動するため、駆動回路の数の増加を抑え、且つ、消費電力の増加についても抑制させることができる。従って、駆動回路及び消費電力の増加を抑制しつつも、ガスを解析することができる。
【００４９】
特に、本実施形態では、同一の接触燃焼式ガスセンサ２１の触媒を２種類とし、それぞれの触媒から出力電圧を取得するようにしているため、各触媒はごく近距離に配置される。よって、特許文献１に記載のように、センサ間の距離が遠く、センサそれぞれにより検出される雰囲気が異なってしまうことがなく、ガス分布のバラツキの影響を受け難くすることができる。
【００５０】
また、第２領域３２が第１領域３１の外側を包むように形成されている場合、第２領域３２を燃焼温度以上とすると、温度分布の関係上、必然的に第１領域３１についても燃焼温度以上となってしまう。よって、このような場合には接触燃焼式ガスセンサ２１に第１電圧を印加した後に、第２電圧を印加する。これにより、まず第１領域３１に付着していた有極性ガスを燃焼させ、その後第１領域３１の外周側にある第２領域３２に付着していた有極性ガスを燃焼させることとなる。しかも、第２領域３２の燃焼時には、第１領域３１に付着していた有極性ガスが既に燃焼していることとなる。よって、第１領域３１を燃焼温度以上とした場合には第１の触媒の反応による出力を得ることができ、第２領域３２を燃焼温度以上とした場合には第１の触媒の影響が少ない状態で第２の触媒の反応による出力を得ることができる。従って、触媒間の影響を抑えた状態で出力を取得することができる。
【００５１】
また、低温燃焼温度による駆動によって得られた出力電圧を補正する補正部１４ａをさらに備える。このため、第１領域３１を燃焼温度以上としたときに第２の触媒上の有極性ガスが多少燃焼してしまい、第１の触媒の反応による出力のみならず第２の触媒の反応による出力が加算されてしまった場合であっても、第２の触媒の反応による出力を除去して、第１の触媒の反応による出力の計測精度を向上させることができる。
【００５２】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、上記実施形態において接触燃焼式ガスセンサ２１は、リファレンス抵抗Ｒｒとセンサ抵抗Ｒｓと固定抵抗Ｒ１，Ｒ２とによってブリッジ回路を形成しているが、これら配置は適宜変更可能である。
【００５３】
また、上記実施形態では、第１の触媒及び第２の触媒の反応による２つの応答波形を取得し、この応答波形からガスを解析することとしているが、これに限らず、触媒数を３つ以上にし、３つ以上の応答波形を得ることにより、ガス解析について一層詳細に行うようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態においてガス検出装置１は吸着期間を有し、吸着期間における有極性ガスの吸着後に燃焼を行うようにしているが、これに限らず、特に吸着期間がなく、単に燃焼時における温度を切り替える構成であってもよい。すなわち、図６に示す例では、低温燃焼温度と高温燃焼温度とを切り替える構成であってもよい。
【００５５】
また、図７のフローチャートに示したガスの解析処理は、ステップＳ１０に示した内容に限らず、他の解析処理であってもよい。
【００５６】
また、上記実施形態において補正部１４ａは、第２の応答波形による第１の応答波形への影響特性を利用して、第１の応答波形の補正を行うようにしているが、これに加えて、第１の応答波形による第２の応答波形への影響特性を利用して、第２の応答波形の補正を行うようにしてもよい。これにより、より精度を向上できるからである。
【００５７】
さらに、図５に示すように、第１領域３１と第２領域３２とは隣接している構成に限らず、両者は離間していてもよい。特に離間させる場合、第１領域３１と第２領域３２との間に、シリコーン被毒させるか、又は、有極性ガスの非吸着処理（例えばガラスコーティング）を施すことによって第３領域を形成することが好ましい。これにより、第１領域３１の燃焼による熱が第２領域３２に伝わり難くなって、第１領域３１と第２領域３２とが隣接する場合よりも、両触媒間の影響を一層抑えた出力を取得することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係るガス検出装置を示す構成図である。
【図２】図１に示した接触燃焼式ガスセンサの詳細を示す外観図であり、（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は断面図を示している。
【図３】図２に示した触媒層における温度分布を示す概念図であり、（ａ）は低温駆動及び高温駆動時の温度等を示し、（ｂ）はセンサ部分として機能する領域を示している。
【図４】図２に示した触媒層における温度分布を示す第２の概念図であり、（ａ）は低温駆動及び高温駆動時の温度等を示し、（ｂ）はセンサ部分として機能する領域を示している。
【図５】図２に示した触媒層の詳細を示す上面図である。
【図６】センサ抵抗Ｒｓを包む触媒層の温度等を示す概念図であり、（ａ）は各駆動時の温度等を示し、（ｂ）はセンサ部分として機能する領域を示している。
【図７】本実施形態に係るガス検出装置の詳細動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１…ガス検出装置
１０…制御部
１１…センサ駆動制御部（第１電圧印加手段、第２電圧印加手段）
１２…センサ出力取得部（第１出力取得手段、第２出力取得手段）
１３…記憶部
１４…解析部
１４ａ…補正部
２０…ガスセンサ部
２１…接触燃焼式ガスセンサ
２１ａ…シリコンウェハ
２１ｂ…絶縁膜
２１ｃ〜２１ｅ…ボンディングパッド
２１ｆ，２１ｇ…凹部
２１ｓ…触媒層
２１ｒ…アルミナ層
２２…ブリッジ駆動回路（第１電圧印加手段、第２電圧印加手段）
２３…計装アンプ
２４…Ａ／Ｄ変換器
Ｒｓ…センサ抵抗
Ｒｒ…リファレンス抵抗
Ｒ１〜Ｒ３…抵抗
【図１】
2010054225.tif 000003
【図２】
2010054225.tif 000004
【図３】
2010054225.tif 000005
【図４】
2010054225.tif 000006
【図５】
2010054225.tif 000007
【図６】
2010054225.tif 000008
【図７】
2010054225.tif 000009