(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と共に動作することができ、少なくとも１つの所定のガスの存在を検出するガス検出器であって、
第１および第２の電極を含み、第１の電極が、第１の電極を加熱するための電源に接続された検出回路と、
第１の電極の温度を所定の温度に維持するために検出回路に動作可能に接続することのできる温度コントローラと、
第２の電極の電流を所定の大きさに維持するために検出回路に動作可能に接続することのできる電流コントローラと、
第１のスイッチ位置では、温度コントローラが検出回路に動作可能に接続され、第２のスイッチ位置では、電流コントローラが検出回路に動作可能に接続され、該スイッチの位置がガス検出器の動作条件に基づいて決定される、少なくとも２つの位置の間で調整することのできるスイッチとを備えるガス検出器。
【請求項２】
前記スイッチが前記ガス検出器の内部に配置されている、請求項１に記載のガス検出器。
【請求項３】
前記スイッチが前記ガス検知器の外部に配置されている、請求項１に記載のガス検出器。
【請求項４】
電源と共に動作することができ、少なくとも１つの所定のガスの存在を検知するガス検出器であって、
セラミック材料で被覆された陽極／陰極アセンブリであって、陰極線と、陰極線を少なくとも部分的に囲み、互いに向かい合う端部を有し、一方の端部が電源に電気的に接続されている陽極線とを有する陽極／陰極アセンブリと、
陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の供給接点と、
陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の温度検知接点と、
陰極線の端部に電気的に接続された陰極接点と、
陽極／陰極アセンブリの温度を監視するために少なくとも一方の温度検知接点に電気的に接続された温度検知回路と、
陰極接点に電気的に接続されたバイアス電流検知回路とを有するガス検出器。
【請求項５】
加熱された第１の電極と加熱された第２の電極を有する、少なくとも１つの所定のガスの存在を検出するガス検出器を制御するシステムであって、
第１の電極を所定の絶対温度に加熱する手段と、
該電極を試験位置に配置する手段と、
第２の電極でより大きな電流を生成する手段と、
各電極を該試験位置に配置し、かつより大きな電流を生成しながら、第１の電極を実質的に所定の絶対温度に維持する手段とを含むシステム。
【請求項６】
所定の絶対温度を選択する手段と、該所定の絶対温度をガス検出器に示す手段とをさらに含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
所定の絶対温度を示す手段が、検出器が動作している間に行われる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
所定の絶対温度を示す手段が、所定の絶対温度を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
該所定の絶対温度が、製造時に定義された所定の絶対温度を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
所定の絶対温度を示す手段が、所定の絶対温度をガス検出器に入力する手段をさらに含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
第１の電極に加えられる熱の量が、デューティサイクルに依存し、第１の電極を実質的に所定の絶対温度に維持する手段が、デューティサイクルを調整する手段を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項１２】
第１の電極の実際の温度を監視する手段、実際の温度が所定の絶対温度を超えたと判定したときに第１の電極の温度を低下させる手段と、実際の温度が所定の絶対温度よりも低くなったと判定したときに第１の電極の温度を上昇させる手段とをさらに含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項１３】
前記内部スイッチが、分離した部品として提供される、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、2001年1月18日に出願され「HEATED ELECTRODE REFRIGERANT DETECTOR UTILIZING ONE OR MORE CONTROL LOOP」という名称の米国特許出願第60/262525号の恩典を得る資格を有し、かつその優先権を主張するものである。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的にはガス・センサの分野に関し、特に、改良された「加熱式電極」技術に制御理論を適用し、高度な検知装置および１つまたは複数の制御ループを使用して検出器の動作を制御することによって、ハロゲン化された冷媒を検出する分野に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ハロゲン化ガスおよびその他のガスの存在を検知するガス検出器は公知である。図１は、一般に「加熱式電極」センサと呼ばれる、この目的に適した１つの従来技術のガス検出器タイプを示している。このセンサは、白金、パラジウム、またはそれらの合金で作られた陰極線および陽極線を利用する。通常、陰極には、各被覆間に乾燥期間を設けながら、アルカリ金属シリケートとアルミニウムまたはシリコンの酸化物との混合物などのセラミック材料が繰り返し被覆され、次いで、陰極は、陽極線のいくつかの巻きで形成された陽極コイルに挿入される。次いで、陽極／陰極アセンブリに、陽極の端部および陰極の露出した端部を除いて、同じ混合物が被覆され、乾燥させられる。最終的な乾燥の後で、陽極／陰極アセンブリは焼成釜で焼成され、次いでハウジング内に設置され、陽極および陰極の露出した端部がそれぞれ、陽極接点および陰極接点に接続される。次いで、最終的なアセンブリは、陽極コイルを通って陰極線に流れる電流および陽極コイルの両端間の電圧を印加することによって、長時間にわたって充電されバイアスをかけられる。
【０００４】
セラミックは、電極間に電気抵抗層を形成する。電気抵抗層が第１の電極を通過する電流によって加熱されると、イオンのなくなった外層が各電極に沿って形成される。この層がハロゲンのような反応性ガスにさらされると、空乏ゾーンを横切ってイオンが流れ、装置の導電率が高くなる。したがって、バイアス電流と呼ばれる、第２の電極で生成される電流を、装置をこのようなガスに導入することによって急激に増大するかどうかについて監視することによって、ハロゲン化ガスの存在を判定することができる。このようなセンサは一般に、冷媒の漏れが存在するかどうかを判定し、その原因を突き止めるために技術者によって利用されている。
【０００５】
有利なことに、加熱式センサは電力要件が低く感度が良好であり、このようなセンサは、典型的な試験環境に存在する可能性のある大部分の薬品蒸気と水蒸気を無視する傾向があるという点で優れた感度を示す。残念なことに、従来技術の加熱式電極センサにはいくつかの欠点がある。第１に、そして最も重要な欠点として、バイアス電流は、各電極におけるハロゲン化分子の有無に依存するだけでなく、装置の温度にも依存する。したがって、急激な温度の変化がハロゲン化分子の存在を示すものと誤解されることが多い。というのは、温度変化のそれぞれの効果は同じであり、各変化がセンサのバイアス電流を増大させるからである。
【０００６】
Mickoの米国特許第4,305,724号（「第4305724号特許」）は、センサ温度制御システムを含む可燃ガス検出システムを開示している。この検出システムは、可燃ガスを検出する能動センサおよび基準センサを有するセンサ素子と、センサ素子に電力を供給する制御式電流源と、可変デューティサイクルの方形波制御信号を供給する電圧-デューティサイクル変換器と、制御信号に応答して能動センサ素子をバイパスするためのバイパス・スイッチとを含む。デューティサイクルを増減させることによって、能動素子に流れる電気エネルギーの量も同様に影響を受け、それに対応して能動センサの温度を上向きまたは下向きに偏らせることができる。可燃ガスが存在することによって能動センサの温度が高くなると、この上昇が温度制御システムによって検出され、この上昇を打ち消し温度を一定に維持するようにデューティサイクルが調整される。
【０００７】
残念なことに、第4305724号特許の検出システムにはいくつかの欠点がある。第１に、第4305724号特許の検出システムでは基準センサを使用する必要がある。おそらくより重要なこととして、温度制御システムは、一方のセンサの温度を他方のセンサと等しくするためのみに使用される。特に、温度制御システムは、いずれかのセンサの絶対温度を測定する手段を含まず、またいずれかのセンサの絶対温度を独立に、特定の選択された値に設定する手段も含まない。追求されるガスの存在は一般に、酸化プロセスによって放出される熱、すなわち、基準センサの温度に対する能動センサの温度によってのみ示すことができることから、第4305724号特許の能動センサ・タイプではこれで十分である。この特性のために、第4305724号特許の能動センサは、大気状態による絶対温度の変動の影響を受けにくい。しかし、加熱式電極冷媒検出器システムでは、追及されるガスの存在が一般にバイアス電流の増大によって示され、バイアス電流はセンサの周囲温度の影響も受ける。その結果、第4305724号特許の温度制御システムを使用する加熱式電極冷媒センサは、センサの絶対温度を調整することができないので依然として大気状態の影響を受ける。また、システムの加熱時の損傷などを防止するようにセンサの絶対温度を制御することはできない。したがって、基準センサを使用せず、かつ加熱式電極の絶対温度を制御するために利用できる加熱式電極冷媒検出システムと共に使用するのに適した温度制御システムが必要である。
【０００８】
Longeneckerの米国特許第3,912,967号（「第3912967号特許」）は、冷媒ガスセンサのヒータ-陽極の絶対温度を調節する回路を開示している。電源は２つの異なるDC電圧レベルを出力し、一方の電圧レベルはトランジスタ・スイッチを通して加熱式電極ガス検知素子のヒータ-陽極コイルに接続される。この回路は、ヒータ-陽極の有効抵抗に基づいてヒータ-陽極の近似絶対温度を監視する。ヒータ-陽極の絶対温度が所望の値よりもかなり低い値に低下すると、温度調節回路はこのスイッチを閉じ、ヒータ-陽極に供給される電流の量が多くなる。ヒータ-陽極の温度が再び所望の値に達すると、温度調節回路はスイッチを開き、ヒータ-陽極に供給される電流の量が少なくなる。したがって、検知素子の温度が変動すると、温度調節回路によってヒータ-陽極に加えられる熱の量が多くなるかまたは少なくなる。残念なことに、この回路は加熱式電極冷媒センサの絶対温度をある程度制御するが、この調節は比較的大雑把であり、実際上、補助熱源のオンとオフを切り換えないかぎり制御は不可能である。したがって、センサの温度は、近似上限が所望の温度であり、近似下限が、スイッチのトランジスタが補助電源を結合させることができるほど冷却される温度である、概略的な範囲に大雑把に維持されるに過ぎない。しかし、最悪の場合、このような大雑把なコントローラでは、センサの温度が制御不能に変動し、ある条件の下では危険をもたらす可能性がある。さらに、この回路では、補助電源のオンとオフが切り換えられるトリガ温度に調整することができない。したがって、センサの温度を広い温度範囲内に維持するのではなく、厳密に特定の絶対値に維持できるようにし、この値が調整可能である加熱式電極冷媒検出システムと共に使用するのに適したより精密な温度制御システムが必要である。
【０００９】
従来技術の加熱式電極センサの他の欠点は、寿命が必要以上に制限されることが多いことである。加熱式電極センサの動作および寿命がセンサ内のアルカリ・イオンの数によって制限されることが公知である。バイアス電流とイオン涸渇率が正比例することがわかっている。したがって、センサの使用時間が長くなればなるほど、イオンが涸渇していき、イオンが全くなくなると、センサは「動作不能」になる。残念なことに、センサの感度はバイアス電流に正比例しており、したがって、センサの感度が高くなればなるほど、センサの寿命は短くなる。従来技術の加熱式センサは、これらの特性を考慮しておらず、したがって、必要以上に早く寿命が短くなる。また、従来技術のセンサは、場合によっては比較的短期間の間、高濃度の冷媒にさらされるので、それに対応する大きなバイアス電流が生じ、ただちにセンサの感度が低下し、センサの寿命がかなり短くなる。この効果は、当技術分野ではセンサの「ポイズニング」と呼ばれており、この問題の適切な解決策はまだ提案されていない。最後に、従来技術の冷媒検出器は、寿命が制限されているにもかかわらず、センサを監視または検査してその残りの寿命を判定する手段を備えていない。
【００１０】
これらの問題のいくつかの解決策が提案されている。たとえば、アメリカ合衆国ジョージア州ニューナンのYokogawa Corporationから市販されているH10Xpro Refrigerant Leak Detectorは、加熱式電極型の冷媒漏れセンサである。この種の他のセンサと同様に、Yokogawaセンサは経時的に感度が低くなる。Yokogawaセンサでは、ユーザが、電極に加えられる熱を増大させることによってセンサの感度を高めることができる。バイアス電流の大きさが、陽極と陰極の間の電位および存在する冷媒の量に依存するだけでなく、電極の温度にも依存し、かつセンサの感度がバイアス電流の大きさと関係があるので、センサの感度は、センサの動作時の電極の温度を高くすることによって改善することができる。Yokogawaセンサでは、ねじを手で少しだけ回し、おそらく電極の動作電圧を調整することによってこれを行うことができる。さらに、ユーザが、イオンの涸渇したセンサを新しいセンサと交換するときにセンサの温度を製造業者の設定値に戻すことを忘れ、したがって、新しいセンサが非常に高い温度で動作し、その寿命を大幅に縮める恐れがある。電極の動作を連続的かつ自動的に調整し、センサのより長い寿命の間十分な感度を与える改良されたセンサが必要である。
【００１１】
Schadlerの米国特許第3,739,260号（「第3739260号特許」）は、加熱式電極型のハロゲン検出器を動作させる方法を開示している。電源ユニットは、電流設定手段を通して電極に電流を供給して陽極を加熱し、したがって、陽極と陰極との間に基本イオン電流を生じさせる。電極にハロゲン・ガスが存在すると、イオン電流が増幅されて大きくなり、その大きさがインジケータおよび／またはアラームによって示される。また、フィードバック・ループ内の、電極の出力と電流設定手段との間に別の増幅器が接続される。イオン電流の大きさが所定の量だけ変化すると、この可変利得増幅器は、陽極への加熱供給電流をこの変化を打ち消す方向に調整する信号を電流設定手段に供給する。残念なことに、第3739260号特許の検出器はいくつかの深刻な欠点を有する。
【００１２】
第１に、電源オン時には通常、電極を流れる漏れ電流があるので、フィードバック・ループはイオン電流を漏れ電流のレベルに維持するように供給電流を調整するように動作する。漏れ電流は、検出器が使用されていない間に水分が吸収されることによって起こり、一般に、通常の動作に必要なバイアス電流よりも大きいことがわかっている。したがって、記載された「可変利得増幅器」が、センサの温度を所望の動作点に上昇させるのに十分な利得を電源オン時に与えることはできない。
【００１３】
第3739260号特許の性能には、冷媒を検出する手段によって重大な制限も課される。具体的には、イオン電流がフィードバック・ループによって制御されるだけでなく、ハロゲン分子の存在を示す条件に関してプロセス変数も監視される。残念なことに、このような手法では、信号レベルの変化を、センサにまだ冷媒が存在するにもかかわらず、ある期間しか持続しない時変ピークに変換する、固有のハイパス・フィルタ・アーチファクトを使用する必要がある。さらに、第3739260号特許の検出器は、イオン電流の比較的低速の変動のみを補償するように構成されており、利得増幅器の周期が終了する前に消失するイオン電流の大きさにおけるスパイクが、フィードバック・ループによって調整されることはない。したがって、この単一プロセス変数手法では、イオン電流が短期間で大きく変動する可能性があり、センサの寿命が著しく短くなる。したがって、制御ループおよび複数のプロセス変数を使用して冷媒の存在をより確実に検出するより感度が高く長持ちする加熱式電極漏れ検出器が必要である。
【００１４】
最後に、従来技術の検知装置の他の欠点は、陽極／陰極アセンブリを組み立て「ならす」のに必要な時間が長いことである。既存の方法では、陽極と陰極の両方に組立ての前にセラミック材料を被覆し、その後さらに被覆する必要があり、様々なコーティング間に陽極および陰極をかなりの期間にわたって乾燥させる必要がある。さらに、従来技術の方法では、組み立てられた陽極／陰極アセンブリをまず焼成してバイアシングおよび組立ての前にこのセラミック材料を焼結させ、空乏領域を形成する必要がある。公知の方法を使用した場合に可能な期間よりもずっと短い期間で完了できる製造方法が必要である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、１つまたは複数の所定のガスの存在を検知する加熱式電極検知装置と、検知装置の動作を制御する１つまたは複数の制御ループとを有するガス検出器を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
広義の定義では、本発明の１つの局面において、本ガス検出器は、電源と共に動作することができ、第１および第２の電極を有し、第１の電極が、それを加熱するための電源に接続されている検知装置を含む検出回路と、第１の電極の温度を所定の温度に維持するために検出回路に動作可能に接続することのできる温度コントローラと、第２の電極の電流を所定の大きさに維持するために検出回路に動作可能に接続することのできる電流コントローラとを含む。
【００１７】
このガス検出器の特徴において、第１の動作モードの間は温度コントローラが検出回路に動作可能に接続され、第２の動作モードの間は電流コントローラが検出回路に動作可能に接続される。第１の動作モードは加熱相であり、第２の動作モードは通常動作相である。ガス検出器は少なくとも２つの位置の間で調整することのできるスイッチを有しており、第１のスイッチ位置では、温度コントローラが検出回路に動作可能に接続され、第２のスイッチ位置では、電流コントローラが検出回路に動作可能に接続される。スイッチの位置はガス検出器の動作条件に基づいて決定される。検知装置は、陰極線と、陰極線を少なくとも部分的に囲み、互いに向かい合う端部を有する陽極線と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の供給接点と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の温度検知接点と、陰極線の端部に電気的に接続された陰極接点とを含む。
【００１８】
本発明は、所定の種類のガスの存在を示すガス検知装置の動作を制御する方法であって、ガス検知装置を調整可能に加熱する段階と、バイアス電流を生成する段階と、検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて加熱式ガス検知装置の温度を制御する段階と、検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて加熱式ガス検知装置によって生成されるバイアス電流を制御する段階とを含む方法も含む。
【００１９】
本方法の特徴において、温度制御段階は、加熱式ガス検知装置の温度を所定の絶対温度に維持する段階を含む。本方法は、検知装置を所定の種類のガスの存在内に移動させる段階を含み、バイアス電流制御段階は、該移動段階の間、バイアス電流の大きさを概ね一定のレベルに維持する段階と、検知装置の温度を少なくとも部分的に表す信号を生成する段階と、少なくとも１つの所定のガスの存在を示すかどうかについて該信号を監視する段階とを含む。加熱式ガス検知装置の温度を制御する段階と加熱式ガス検知装置によって生成されるバイアス電流を制御する段階は順次行われる。一方の制御段階から他方の制御段階への遷移は、検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて行われる。
【００２０】
本発明の他の局面では、所定の種類のガスの存在を示し、加熱式ガス検知装置にバイアス電流を生成させるガス検出器の動作を制御するコントローラは、加熱式ガス検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて該検知装置の温度を制御する温度制御ループと、加熱式ガス検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて該検知装置によって生成されるバイアス電流を制御するバイアス電流制御ループとを含む。
【００２１】
この局面の特徴において、第１の動作モード、たとえば加熱相の間は、温度制御ループが検出回路に動作可能に接続され、第２の動作モード、たとえば通常動作相の間は、バイアス電流制御ループが検出回路に動作可能に接続される。コントローラは、少なくとも２つのスイッチ位置、すなわち、温度制御ループが検出回路に動作可能に接続される第１のスイッチ位置と、バイアス電流制御ループが検出回路に動作可能に接続される第２のスイッチ位置との間で調整可能なスイッチを有する。スイッチの位置は、ガス検出器の動作条件に基づいて決定される。検知装置は、陰極線と、陰極線を少なくとも部分的に囲み、互いに向かい合う端部を有する陽極線と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の供給接点と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の温度検知接点と、陰極線の端部に電気的に接続された陰極接点とを含み、温度制御ループは、温度検知接点に電気的に接続されている。バイアス電流制御ループの出力は、温度制御ループの入力に電気的に接続される。
【００２２】
本発明は、加熱式の第１の電極および第２の電極を有する、少なくとも１つの所定のガスの存在を検出するガス検出器を制御する方法であって、第１の電極を所定の絶対温度に加熱する段階と、該所定の絶対温度に達したときに、各電極を試験位置に配置する段階と、所定のガスのうちの１つにさらされたときに、第２の電極でより大きな電流を生成する段階と、各電極を該試験位置に配置し、かつより大きな電流を生成しながら、第１の電極を実質的に所定の絶対温度に維持する段階とを含む方法も含む。
【００２３】
本方法の特徴において、本方法は、所定の絶対温度を選択する段階と、検出器が動作している間、該所定の絶対温度をガス検出器に示す段階とをさらに含む。所定の絶対温度を示す段階は、製造時に所定の絶対温度を定義する段階を含む。所定の絶対温度を示す段階は、所定の絶対温度をガス検出器に入力する段階を含む。第１の電極に加えられる熱の量は、デューティサイクルに依存し、第１の電極を実質的に所定の絶対温度に維持する段階は、デューティサイクルを調整する段階を含む。本方法は、第１の電極の実際の温度を監視する段階をさらに含み、第１の電極を実質的に所定の絶対温度に維持する段階は、実際の温度が所定の絶対温度を超えたと判定したときに第１の電極の温度を低下させる段階と、実際の温度が所定の絶対温度よりも低くなったと判定したときに第１の電極の温度を上昇させる段階とを含む。
【００２４】
本発明は、第１の電極および第２の電極を有する、少なくとも１つの所定のガスの存在を検知する加熱式電極ガス検出器を制御する方法であって、好ましい絶対温度を選択する段階と、選択された好ましい絶対温度をガス検出器に示す段階と、第１の電極を調整可能に加熱する段階と、所定のガスのうちの１つにさらされたときに、第２の電極でより大きな電流を生成する段階と、より大きな電流が生成されている間、第１の電極の温度を監視する段階と、監視された温度を選択された好ましい絶対温度と比較する段階と、該比較段階の結果に基づいて第１の電極の加熱を変化させる段階とを含む方法も含む。
【００２５】
本方法の特徴において、選択された好ましい絶対温度を示す段階は、選択された好ましい絶対温度に対応する値をガス検出器に入力する段階を含む。選択された好ましい絶対温度を示す段階は、ガス検出器への選択された所定の絶対温度を製造時に定義する段階を含む。第１の電極の加熱を変化させる段階は、監視された温度が選択された好ましい絶対温度を超えたと判定したときに第１の電極の温度を低下させる段階と、監視された温度が選択された好ましい絶対温度よりも低くなったと判定したときに第１の電極の温度を上昇させる段階とを含む。少なくとも監視段階、比較段階、および変化段階は、ガス検出器の動作時に実質的に連続的に繰り返される。選択された好ましい絶対温度は第１の好ましい絶対温度であり、この方法は、第２の好ましい絶対温度を選択する段階と、第２の選択された好ましい絶対温度をガス検出器に示す段階と、第１の電極を調整可能に加熱する段階と、所定のガスのうちの任意のガスにさらされたときに、第２の電極でより大きな電流を生成する段階と、より大きな電流が生成されている間、第１の電極の温度を監視する段階と、監視された温度を第２の選択された好ましい絶対温度と比較する段階と、該比較段階の結果に基づいて第１の電極の加熱を変化させる段階とを含む方法をさらに含む。
【００２６】
本発明は、第１および第２の電極を有する検知装置における少なくとも１つの所定のガスの存在を検知する方法であって、第１の電極を加熱する段階と、第２の電極でバイアス電流を生成する段階と、検知装置を所定のガスのうちの１つの存在内に移動させる段階と、該移動段階の間、バイアス電流の大きさを概ね一定のレベルに維持する段階と、検知装置の温度を少なくとも部分的に表す信号を生成する段階と、少なくとも１つの所定のガスの存在を示すかどうかについて該温度信号を監視する段階とを含む方法も含む。
【００２７】
本方法の特徴において、所定のガスが存在することは、温度の低下によって示される。バイアス電流は第１の信号であり、温度信号は第２の信号である。第１の電極は少なくとも２つの端部を含み、生成段階は、第１の電極の1つまたは複数の端部で温度信号を生成することを含む。バイアス電流を生成する段階は、デューティサイクルに従ってバイアス電流を生成することを含み、バイアス電流の大きさを概ね一定のレベルに維持する段階は、バイアス電流の大きさをデューティサイクルの値に応じて概ね一定のレベルに維持することを含む。
【００２８】
本発明は、第１および第２の電極を有する検知装置における少なくとも１つの所定のガスの存在を検知する方法であって、第１の電極を加熱する段階と、第２の電極でバイアス電流を生成する段階と、バイアス電流の大きさ、すなわち第１の動作条件を少なくとも部分的に表す第１の信号を生成する段階と、第２の動作条件を少なくとも部分的に表す第２の信号を生成する段階と、バイアス電流の大きさを第１の信号に基づいて概ね一定のレベルに維持する段階と、少なくとも１つの所定のガスの存在を示すかどうかについて第２の信号を監視する段階とを含む方法も含む。
【００２９】
本方法の特徴において、第２の動作条件は検知装置の温度である。所定のガスの存在は、温度の低下によって示される。第１の電極は少なくとも２つの端部を含み、第２の信号を生成する段階は、第１の電極の1つまたは複数の端部で第２の信号を生成することを含む。本方法は、検知装置を所定のガスのうちの１つの存在内に移動させる段階を含み、維持段階は、該移動段階の間、バイアス電流を概ね一定のレベルに維持することを含み、バイアス電流を生成する段階は、デューティサイクルに従ってバイアス電流を生成することを含み、バイアス電流の大きさを概ね一定のレベルに維持する段階は、バイアス電流の大きさをデューティサイクルの値に応じて概ね一定のレベルに維持することを含む。
【００３０】
本発明は、第１および第２の電極を有する、少なくとも１つの所定のガスの存在を検知する加熱式電極ガス検出器の残りの有効寿命を推定する方法であって、第１の電極に少なくとも部分的に依存する所定の大きさの電流を第２の電極で維持するように第１の電極を調整可能に加熱する段階と、第１の電極を加熱しながら、ガス検出器の動作温度を少なくとも部分的に表す情報を得る段階と、該動作温度情報を最高動作温度を表す情報と比較する段階と、該比較に基づいてガス検出器の残りの有効寿命を判定する段階とを含む方法も含む。
【００３１】
本方法の特徴において、ガス検出器の動作温度を少なくとも部分的に表す情報と最高動作温度を表す情報は共に特定の値である。該情報を得る段階は、ガス検出器の実際の動作温度を検知することを含む。ガス検出器の動作温度を少なくとも部分的に表す情報と最高動作温度を表す情報は共に特定の温度値である。ガス検出器の動作温度を少なくとも部分的に表す情報は、特定のデューティサイクル値であり、ガス検出器の動作温度に対応する。温度を比較する段階は、最高動作温度値から動作温度を減じることを含む。残りの有効寿命を判定する段階は、ガス検出器の残りの有効寿命を、動作温度値と最高動作温度値との差の関数として判定することを含む。本方法は、最高動作温度を事前に決定する段階をさらに含む。最高動作温度を事前に決定する段階は、経験的に行われる。最高動作温度はガス検出器の最高安全動作温度であり、かつ／または最高動作温度はガス検出器の最高有効動作温度である。
【００３２】
本発明の他の局面では、少なくとも１つの所定のガスの存在を検知し、電源と共に動作することのできるガス検出器は、セラミック材料で被覆された陽極／陰極アセンブリであって、陰極線と、陰極線を少なくとも部分的に囲み、互いに向かい合う端部を有し、一方の端部が電源に電気的に接続されている陽極線とを有する陽極／陰極アセンブリと、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の供給接点と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の温度検知接点と、陰極線の端部に電気的に接続された陰極接点と、陽極／陰極アセンブリの温度を監視するために少なくとも一方の温度検知接点に電気的に接続された温度検知回路とを含む。
【００３３】
この局面の特徴において、電源は少なくとも一方の供給接点に電気的に接続されている。ガス検出器は、陰極接点に電気的に接続されたバイアス電流検知回路を有する。ガス検出器は、少なくとも一方の供給接点に電気的に接続された電流源を有する。ガス検出器は、電流源をバイパスするためのスイッチを有する。
【００３４】
本発明は、加熱式電極ガス検出器用の検知装置を製造する方法であって、被覆されていない陽極コイルに陰極線を挿入して電極アセンブリを形成する段階と、被覆されていない陽極コイルに陰極線が挿入された後、電極アセンブリにセラミック材料を被覆する段階と、被覆された電極アセンブリを焼成する段階とを含む方法も含む。
【００３５】
本方法の特徴において、挿入段階は、被覆されていない陽極コイルに被覆されていない陰極線を挿入して電極アセンブリを形成する段階を含む。焼成段階は、陽極コイルに加熱電流を印加することによって行われる。本方法は、電極アセンブリにバイアス電圧を印加することにより、被覆された電極アセンブリにバイアスをかける段階を含む。焼成段階とバイアシング段階は実質的に完全に同時に行われる。
【００３６】
本発明は、加熱式電極ガス検出器用の検知装置を製造する方法であって、陽極コイルに陰極線を挿入して電極アセンブリを形成する段階と、陰極線の少なくとも一部および陽極コイルの少なくとも一部にセラミック材料を被覆し、焼成されていない電極アセンブリを形成する段階と、焼成されていない電極アセンブリにバイアスをかけて空乏領域を形成する段階とを含む方法も含む。
【００３７】
本方法の特徴において、バイアシング段階は、陽極コイルにバイアス電圧を印加することにより、焼成されていない電極アセンブリにバイアスをかけることを含む。本方法は、陽極コイルに加熱電流を印加することにより、焼成されていない電極アセンブリを焼成する段階をさらに含む。焼成段階とバイアシング段階は実質的に完全に同時に行われる。焼成段階およびバイアシング段階は１時間以内に完了する。
【００３８】
本発明は、検知装置を含む、使用される加熱式電極冷媒検出器を効率的に準備する方法であって、第１の温度、すなわち所望の検知装置動作温度を決定する段階と、第１の温度よりも高い第２の温度を決定する段階と、検知装置の実際の温度を、第１の温度よりも実質的に低い第３の温度から第２の温度に達するまで徐々に上昇させる段階と、第２の温度に達した後、検知装置の実際の温度を、第１の温度に達するまで低下させる段階とを含む方法も含む。
【００３９】
本方法の特徴において、第２の温度は検知装置の最高持続可能動作温度に概ね等しく、第３の温度は、検知装置が加熱される前の検知装置の周囲温度である。
【００４０】
本発明は、検知装置を含む、使用される加熱式電極冷媒検出器を効率的に準備する方法であって、検知装置の実際の温度を第１の温度に維持する段階と、検知装置の実際の温度を第１の温度に維持しながら、大きさが経時的に小さくなるバイアス電流を生成する段階と、バイアス電流を監視する段階と、監視されたバイアス電流に基づいて、検知装置の実際の温度を、第２の温度、すなわち所望の検知装置動作温度に低下させる段階とを含む方法も含む。
【００４１】
本方法の特徴において、第１の温度は検知装置の最高安全動作温度に概ね等しい。温度低下段階は、経時的に監視されるバイアス電流の負の勾配が所定の値よりも小さくなったことに基づいて実行される。この温度低下は、バイアス電流の大きさを所望の動作レベルまで小さくすることによって行われる。
【００４２】
本発明は、ある動作温度で動作できる検知装置を有する加熱式電極冷媒検出器を再分極する方法であって、検知装置の温度を該動作温度よりも高い温度に上昇させ、検知装置が実質的に再分極されるまで上昇させ続ける段階と、検知装置の温度を該動作温度に低下させる段階とを含む方法も含む。
【００４３】
本方法の特徴において、本方法は、検知装置によって生成されるバイアス電流の大きさを監視する段階をさらに含み、検知装置の温度を低下させる段階の開始は、バイアス電流の大きさに少なくとも部分的に依存する。本方法は、検知装置の温度を動作温度よりも高い温度に上昇させる時間の長さを監視する段階をさらに含み、検知装置の温度を低下させる段階の開始は、該時間の長さに少なくとも部分的に依存する。
【００４４】
本発明は、検知装置を有する、使用される加熱式電極冷媒検出器を効率的に準備する方法であって、検出器をオンにする段階と、検知装置の実際の温度を第１の上昇率で上昇させる段階と、検知装置の少なくとも１つの動作条件を監視する段階と、検知装置の動作条件に基づいて、検知装置の実際の温度を、所望の検知装置動作温度に達するまで第２の上昇率で上昇させる段階とを含む方法も含む。
【００４５】
本方法の特徴において、検知装置はバイアス電流を生成することができ、動作条件を監視する段階は、バイアス電流を監視することを含む。第２の率で上昇させる段階は、バイアス電流の大きさが実質的に零に等しくなったことに基づいて行われる。動作条件を監視する段階は、検知装置内の吸収された水分を監視することを含む。第２の率で上昇させる段階は、初期量の吸収された水分の実質的にすべてが蒸発したことに基づいて行われる。検知装置内の吸収された水分を監視する段階は、吸収された水分が存在するかどうかを判定することを含む。第１の上昇率は毎秒50℃から100℃の間でよい。第２の上昇率は毎秒500℃から2000℃の間でよい。
【００４６】
本発明は、加熱式電極冷媒検出器を動作させる方法であって、所望の温度値のシーケンスを定義する段階と、定義されたシーケンスに従って検出器の温度を調整する段階とを含む方法も含む。
【００４７】
本方法の特徴において、温度を調整する段階は、該シーケンスにおけるそれぞれの所望の温度値ごとに、該シーケンスにおける次の所望の温度値を求める段階と、該所望の温度値が得られるように検出器の温度を制御する段階と、検出器の温度を監視し、該所望の温度値に達したかどうかを判定する段階と、該所望の温度値に達するまで該制御段階および監視段階を繰り返す段階とを含む。所望の温度値のシーケンスとしては、温度と時間のランプ関数を形成するシーケンスが選択される。
【００４８】
本発明に係るガス検出器においては、（１）電源と共に動作することができ、少なくとも１つの所定のガスの存在を検出するガス検出器であって、第１および第２の電極を含み、第１の電極が、第１の電極を加熱するための電源に接続された検出回路と、第１の電極の温度を所定の温度に維持するために検出回路に動作可能に接続することのできる温度コントローラと、第２の電極の電流を所定の大きさに維持するために検出回路に動作可能に接続することのできる電流コントローラとを備えるガス検出器であることを特徴とする。
【００４９】
また、本発明に係るガス検出器においては、（２）温度コントローラが、第１の動作モードの間、検出回路に動作可能に接続され、電流コントローラが、第２の動作モードの間、検出回路に動作可能に接続される、上記(1)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【００５０】
また、本発明に係るガス検出器においては、（３）第１の動作モードが加熱相であり、第２の動作モードが通常動作相である、上記(2)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【００５１】
また、本発明に係るガス検出器においては、（４）少なくとも２つの位置の間で調整することのできるスイッチをさらに備え、第１のスイッチ位置では、温度コントローラが検出回路に動作可能に接続され、第２のスイッチ位置では、電流コントローラが検出回路に動作可能に接続される、上記(1)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【００５２】
また、本発明に係るガス検出器においては、（５）スイッチの位置がガス検出器の動作条件に基づいて決定される、上記(4)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【００５３】
また、本発明に係るガス検出器においては、（６）検知装置が、陰極線と、陰極線を少なくとも部分的に囲み、互いに向かい合う端部を有する陽極線と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の供給接点と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の温度検知接点と、陰極線の端部に電気的に接続された陰極接点とを含む、上記(1)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【００５４】
また、本発明に係る方法においては、（７）所定の種類のガスの存在を示すガス検知装置の動作を制御する方法であって、ガス検知装置を調整可能に加熱する段階と、バイアス電流を生成する段階と、検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて加熱式ガス検知装置の温度を制御する段階と、検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて加熱式ガス検知装置によって生成されるバイアス電流を制御する段階とを含む方法であることを特徴とする。
【００５５】
また、本発明に係る方法においては、（８）温度制御段階が、加熱式ガス検知装置の温度を所定の絶対温度に維持する段階を含む、上記(7)記載の方法であることを特徴とする。
【００５６】
また、本発明に係る方法においては、（９）検知装置を所定の種類のガスの存在内に移動させる段階をさらに含み、バイアス電流制御段階が、該移動段階の間、バイアス電流の大きさを概ね一定のレベルに維持する段階を含む、上記(7)記載の方法であることを特徴とする。
【００５７】
また、本発明に係る方法においては、（10）検知装置の温度を少なくとも部分的に表す信号を生成する段階と、少なくとも１つの所定のガスの存在を示すかどうかについて該信号を監視する段階とをさらに含む、上記(9)記載の方法であることを特徴とする。
【００５８】
また、本発明に係る方法においては、（11）加熱式ガス検知装置の温度を制御する段階と、加熱式ガス検知装置によって生成されるバイアス電流を制御する段階が順次行われる、上記(7)記載の方法であることを特徴とする。
【００５９】
また、本発明に係る方法においては、（12）加熱式ガス検知装置の温度を制御する段階が、加熱式ガス検知装置によって生成されるバイアス電流を制御する段階の前に行われる、上記(11)記載の方法であることを特徴とする。
【００６０】
また、本発明に係る方法においては、（13）一方の制御段階から他方の制御段階への遷移が、検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて行われる、上記(11)記載の方法であることを特徴とする。
【００６１】
また、本発明に係るコントローラにおいては、（14）所定の種類のガスの存在を示し、加熱式ガス検知装置にバイアス電流を生成させる、ガス検出器の動作を制御するコントローラであって、加熱式ガス検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて該検知装置の温度を制御する温度制御ループと、加熱式ガス検知装置の少なくとも１つの動作条件に基づいて該検知装置によって生成されるバイアス電流を制御するバイアス電流制御ループとを備えるコントローラであることを特徴とする。
【００６２】
また、本発明に係るコントローラにおいては、（15）温度制御ループが、第１の動作モードの間、温度制御ループが検出回路に動作可能に接続され、バイアス電流制御ループが、第２の動作モードの間、検出回路に動作可能に接続される、上記(14)記載のコントローラであることを特徴とする。
【００６３】
また、本発明に係るコントローラにおいては、（16）第１の動作モードが加熱相であり、第２の動作モードが通常動作相である、上記(15)記載のコントローラであることを特徴とする。
【００６４】
また、本発明に係るコントローラにおいては、（17）少なくとも２つのスイッチ位置間、すなわち、温度制御ループが検出回路に動作可能に接続される第１のスイッチ位置と、バイアス電流制御ループが検出回路に動作可能に接続される第２のスイッチ位置との間で調整可能なスイッチをさらに備える、上記(14)記載のコントローラであることを特徴とする。
【００６５】
また、本発明に係るコントローラにおいては、（18）スイッチの位置が、ガス検出器の動作条件に基づいて決定される、上記(17)記載のコントローラであることを特徴とする。
【００６６】
また、本発明に係るコントローラにおいては、（19）検知装置が、陰極線と、陰極線を少なくとも部分的に囲み、互いに向かい合う端部を有する陽極線と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の供給接点と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の温度検知接点と、陰極線の端部に電気的に接続された陰極接点とを含み、温度制御ループが、温度検知接点に電気的に接続されている、上記(14)記載のコントローラであることを特徴とする。
【００６７】
また、本発明に係るコントローラにおいては、（20）バイアス電流制御ループの出力が、温度制御ループの入力に電気的に接続される、上記(14)記載のコントローラであることを特徴とする。
【００６８】
また、本発明に係る方法においては、（21）加熱式の第１の電極および第２の電極を有する、少なくとも１つの所定のガスの存在を検出するガス検出器を制御する方法であって、第１の電極を所定の絶対温度に加熱する段階と、該所定の絶対温度に達したときに、各電極を試験位置に配置する段階と、所定のガスのうちの１つにさらされたときに、第２の電極でより大きな電流を生成する段階と、各電極を該試験位置に配置し、かつより大きな電流を生成しながら、第１の電極を実質的に所定の絶対温度に維持する段階とを含む方法であることを特徴とする。
【００６９】
また、本発明に係る方法においては、（22）所定の絶対温度を選択する段階と、該所定の絶対温度をガス検出器に示す段階とをさらに含む、上記(21)記載の方法であることを特徴とする。
【００７０】
また、本発明に係る方法においては、（23）所定の絶対温度を示す段階が、検出器が動作している間に行われる、上記(22)記載の方法であることを特徴とする。
【００７１】
また、本発明に係る方法においては、（24）所定の絶対温度を示す段階が、製造時に所定の絶対温度を定義する段階を含む、上記(22)記載の方法であることを特徴とする。
【００７２】
また、本発明に係る方法においては、（25）所定の絶対温度を示す段階が、所定の絶対温度をガス検出器に入力する段階を含む、上記(22)記載の方法であることを特徴とする。
【００７３】
また、本発明に係る方法においては、（26）第１の電極に加えられる熱の量が、デューティサイクルに依存し、第１の電極を実質的に所定の絶対温度に維持する段階が、デューティサイクルを調整する段階を含む、上記(21)記載の方法であることを特徴とする。
【００７４】
また、本発明に係る方法においては、（27）第１の電極の実際の温度を監視する段階をさらに含み、第１の電極を実質的に所定の絶対温度に維持する段階が、実際の温度が所定の絶対温度を超えたと判定したときに第１の電極の温度を低下させる段階と、実際の温度が所定の絶対温度よりも低くなったと判定したときに第１の電極の温度を上昇させる段階とを含む、上記(21)記載の方法であることを特徴とする。
【００７５】
また、本発明に係る方法においては、（28）第１の電極および第２の電極を有する、少なくとも１つの所定のガスの存在を検知する加熱式電極ガス検出器を制御する方法であって、好ましい絶対温度を選択する段階と、選択された好ましい絶対温度をガス検出器に示す段階と、第１の電極を調整可能に加熱する段階と、所定のガスのうちの１つにさらされたときに、第２の電極でより大きな電流を生成する段階と、より大きな電流が生成されている間、第１の電極の温度を監視する段階と、監視された温度を選択された好ましい絶対温度と比較する段階と、該比較段階の結果に基づいて第１の電極の加熱を変化させる段階とを含む方法であることを特徴とする。
【００７６】
また、本発明に係る方法においては、（29）選択された好ましい絶対温度を示す段階が、選択された好ましい絶対温度に対応する値をガス検出器に入力する段階を含む、上記(28)記載の方法であることを特徴とする。
【００７７】
また、本発明に係る方法においては、（30）選択された好ましい絶対温度を示す段階が、ガス検出器への選択された所定の絶対温度を製造時に定義する段階を含む、上記(28)記載の方法であることを特徴とする。
【００７８】
また、本発明に係る方法においては、（31）第１の電極の加熱を変化させる段階が、監視された温度が選択された好ましい絶対温度を超えたと判定したときに第１の電極の温度を低下させる段階と、監視された温度が選択された好ましい絶対温度よりも低くなったと判定したときに第１の電極の温度を上昇させる段階とを含む、上記(28)記載の方法であることを特徴とする。
【００７９】
また、本発明に係る方法においては、（32）少なくとも監視段階、比較段階、および変化段階が、ガス検出器の動作時に実質的に連続的に繰り返される、上記(28)記載の方法であることを特徴とする。
【００８０】
また、本発明に係る方法においては、（33）選択された好ましい絶対温度が第１の好ましい絶対温度であり、方法が、第２の好ましい絶対温度を選択する段階と、第２の選択された好ましい絶対温度をガス検出器に示す段階と、第１の電極を調整可能に加熱する段階と、所定のガスのうちの任意のガスにさらされたときに、第２の電極でより大きな電流を生成する段階と、より大きな電流が生成されている間、第１の電極の温度を監視する段階と、監視された温度を第２の選択された好ましい絶対温度と比較する段階と、該比較段階の結果に基づいて第１の電極の加熱を変化させる段階とを含む上記(28)記載の方法であることを特徴とする。
【００８１】
また、本発明に係る方法においては、（34）第１および第２の電極を有する検知装置における少なくとも１つの所定のガスの存在を検知する方法であって、第１の電極を加熱する段階と、第２の電極でバイアス電流を生成する段階と、検知装置を所定のガスのうちの１つの存在内に移動させる段階と、該移動段階の間、バイアス電流の大きさを概ね一定のレベルに維持する段階と、検知装置の温度を少なくとも部分的に表す信号を生成する段階と、少なくとも１つの所定のガスの存在を示すかどうかについて該温度信号を監視する段階とを含む方法であることを特徴とする。
【００８２】
また、本発明に係る方法においては、（35）所定のガスが存在することが、温度の低下によって示される、上記(34)記載の方法であることを特徴とする。
【００８３】
また、本発明に係る方法においては、（36）バイアス電流が第１の信号であり、温度信号が第２の信号である、上記(34)記載の方法であることを特徴とする。
【００８４】
また、本発明に係る方法においては、（37）第１の電極が少なくとも２つの端部を含み、生成段階が、第１の電極の1つまたは複数の端部で温度信号を生成することを含む、上記(34)記載の方法であることを特徴とする。
【００８５】
また、本発明に係る方法においては、（38）バイアス電流を生成する段階が、デューティサイクルに従ってバイアス電流を生成することを含み、バイアス電流の大きさを概ね一定のレベルに維持する段階が、バイアス電流の大きさをデューティサイクルの値に従って概ね一定のレベルに維持することを含む、上記(34)記載の方法であることを特徴とする。
【００８６】
また、本発明に係る方法においては、（39）第１および第２の電極を有する検知装置における少なくとも１つの所定のガスの存在を検知する方法であって、第１の電極を加熱する段階と、第２の電極でバイアス電流を生成する段階と、バイアス電流の大きさ、すなわち第１の動作条件を少なくとも部分的に表す第１の信号を生成する段階と、第２の動作条件を少なくとも部分的に表す第２の信号を生成する段階と、バイアス電流の大きさを第１の信号に基づいて概ね一定のレベルに維持する段階と、少なくとも１つの所定のガスの存在を示すかどうかについて第２の信号を監視する段階とを含む方法であることを特徴とする。
【００８７】
また、本発明に係る方法においては、（40）第２の動作条件が検知装置の温度である、上記(39)記載の方法であることを特徴とする。
【００８８】
また、本発明に係る方法においては、（41）所定のガスの存在が温度の低下によって示される、上記(40)記載の方法であることを特徴とする。
【００８９】
また、本発明に係る方法においては、（42）第１の電極が少なくとも２つの端部を含み、第２の信号を生成する段階が、第１の電極の1つまたは複数の端部で第２の信号を生成することを含む、上記(40)記載の方法であることを特徴とする。
【００９０】
また、本発明に係る方法においては、（43）検知装置を所定のガスのうちの１つの存在内に移動させる段階をさらに含み、維持段階が、該移動段階の間、バイアス電流を概ね一定のレベルに維持することを含む、上記(39)記載の方法であることを特徴とする。
【００９１】
また、本発明に係る方法においては、（44）バイアス電流を生成する段階が、デューティサイクルに従ってバイアス電流を生成することを含み、バイアス電流の大きさを概ね一定のレベルに維持する段階が、バイアス電流の大きさをデューティサイクルの値に従って概ね一定のレベルに維持することを含む、上記(39)記載の方法であることを特徴とする。
【００９２】
また、本発明に係る方法においては、（45）第１および第２の電極を有する、少なくとも１つの所定のガスの存在を検知する加熱式電極ガス検出器の残りの有効寿命を推定する方法であって、第１の電極の温度に少なくとも部分的に依存する所定の大きさの電流を第２の電極で維持するように第１の電極を調整可能に加熱する段階と、第１の電極を加熱しながら、ガス検出器の動作温度を少なくとも部分的に表す情報を得る段階と、該動作温度情報を最高動作温度を表す情報と比較する段階と、該比較に基づいてガス検出器の残りの有効寿命を判定する段階とを含む方法であることを特徴とする。
【００９３】
また、本発明に係る方法においては、（46）ガス検出器の動作温度を少なくとも部分的に表す情報と最高動作温度を表す情報が共に特定の値である、上記(45)記載の方法であることを特徴とする。
【００９４】
また、本発明に係る方法においては、（47）情報を得る段階が、ガス検出器の実際の動作温度を検知することを含む、上記(46)記載の方法であることを特徴とする。
【００９５】
また、本発明に係る方法においては、（48）ガス検出器の動作温度を少なくとも部分的に表す情報と最高動作温度を表す情報が共に特定の温度値である、上記(46)記載の方法であることを特徴とする。
【００９６】
また、本発明に係る方法においては、（49）ガス検出器の動作温度を少なくとも部分的に表す情報が、特定のデューティサイクル値であり、ガス検出器の動作温度に対応する、上記(46)記載の方法であることを特徴とする。
【００９７】
また、本発明に係る方法においては、（50）温度を比較する段階が、最高動作温度値から動作温度値を減じることを含む、上記(46)記載の方法であることを特徴とする。
【００９８】
また、本発明に係る方法においては、（51）残りの有効寿命を判定する段階が、ガス検出器の残りの有効寿命を、動作温度値と最高動作温度値との差の関数として判定することを含む、上記(46)記載の方法であることを特徴とする。
【００９９】
また、本発明に係る方法においては、（52）最高動作温度を事前に決定する段階をさらに含む、上記(45)記載の方法であることを特徴とする。
【０１００】
また、本発明に係る方法においては、（53）最高動作温度を事前に決定する段階が経験的に行われる、上記(52)記載の方法であることを特徴とする。
【０１０１】
また、本発明に係る方法においては、（54）最高動作温度がガス検出器の最高安全動作温度である、上記(45)記載の方法であることを特徴とする。
【０１０２】
また、本発明に係る方法においては、（55）最高動作温度がガス検出器の最高有効動作温度である、上記(45)記載の方法であることを特徴とする。
【０１０３】
また、本発明に係るガス検出器においては、（56）電源と共に動作することができ、少なくとも１つの所定のガスの存在を検知するガス検出器であって、セラミック材料で被覆された陽極／陰極アセンブリであって、陰極線と、陰極線を少なくとも部分的に囲み、互いに向かい合う端部を有し、一方の端部が電源に電気的に接続されている陽極線とを有する陽極／陰極アセンブリと、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の供給接点と、陽極線のそれぞれの端部に電気的に接続された一対の温度検知接点と、陰極線の端部に電気的に接続された陰極接点と、陽極／陰極アセンブリの温度を監視するために少なくとも一方の温度検知接点に電気的に接続された温度検知回路とを有するガス検出器であることを特徴とする。
【０１０４】
また、本発明に係るガス検出器においては、（57）電源が少なくとも一方の供給接点に電気的に接続されている、上記(56)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【０１０５】
また、本発明に係るガス検出器においては、（58）陰極接点に電気的に接続されたバイアス電流検知回路をさらに備える、上記(56)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【０１０６】
また、本発明に係るガス検出器においては、（59）少なくとも一方の供給接点に電気的に接続された電流源をさらに備える、上記(56)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【０１０７】
また、本発明に係るガス検出器においては、（60）電流源をバイパスするためのスイッチをさらに備える、上記(59)記載のガス検出器であることを特徴とする。
【０１０８】
また、本発明に係る方法においては、（61）加熱式電極ガス検出器用の検知装置を製造する方法であって、被覆されていない陽極コイルに陰極線を挿入して電極アセンブリを形成する段階と、被覆されていない陽極コイルに陰極線が挿入された後、電極アセンブリにセラミック材料を被覆する段階と、被覆された電極アセンブリを焼成する段階とを含む方法であることを特徴とする。
【０１０９】
また、本発明に係る方法においては、（62）挿入段階が、被覆されていない陽極コイルに被覆されていない陰極線を挿入して電極アセンブリを形成する段階を含む、上記(61)記載の方法であることを特徴とする。
【０１１０】
また、本発明に係る方法においては、（63）焼成段階が、陽極コイルに加熱電流を印加することによって行われる、上記(61)記載の方法であることを特徴とする。
【０１１１】
また、本発明に係る方法においては、（64）電極アセンブリにバイアス電圧を印加することにより、被覆された電極アセンブリにバイアスをかける段階をさらに含む、上記(63)記載の方法であることを特徴とする。
【０１１２】
また、本発明に係る方法においては、（65）焼成段階とバイアシング段階が実質的に完全に同時に行われる、上記(64)記載の方法であることを特徴とする。
【０１１３】
また、本発明に係る方法においては、（66）加熱式電極ガス検出器用の検知装置を製造する方法であって、陽極コイルに陰極線を挿入して電極アセンブリを形成する段階と、陰極線の少なくとも一部および陽極コイルの少なくとも一部にセラミック材料を被覆し、焼成されていない電極アセンブリを形成する段階と、焼成されていない電極アセンブリにバイアスをかけて空乏領域を形成する段階とを含む方法であることを特徴とする。
【０１１４】
また、本発明に係る方法においては、（67）バイアシング段階が、陽極コイルにバイアス電圧を印加することにより、焼成されていない電極アセンブリにバイアスをかけることを含む、上記(66)記載の方法であることを特徴とする。
【０１１５】
また、本発明に係る方法においては、（68）陽極コイルに加熱電流を印加することにより、焼成されていない電極アセンブリを焼成する段階をさらに含む、上記(67)記載の方法であることを特徴とする。
【０１１６】
また、本発明に係る方法においては、（69）焼成段階とバイアシング段階が実質的に完全に同時に行われる、上記(68)記載の方法であることを特徴とする。
【０１１７】
また、本発明に係る方法においては、（70）焼成段階およびバイアシング段階が１時間以内に完了する、上記(69)記載の方法であることを特徴とする。
【０１１８】
また、本発明に係る方法においては、（71）検知装置を含む、使用される加熱式電極冷媒検出器を効率的に準備する方法であって、第１の温度、すなわち所望の検知装置動作温度を決定する段階と、第１の温度よりも高い第２の温度を決定する段階と、検知装置の実際の温度を、第１の温度よりも実質的に低い第３の温度から第２の温度に達するまで徐々に上昇させる段階と、第２の温度に達した後、検知装置の実際の温度を、第１の温度に達するまで低下させる段階とを含む方法であることを特徴とする。
【０１１９】
また、本発明に係る方法においては、（72）第２の温度が検知装置の最高持続可能動作温度に概ね等しい、上記(71)記載の方法であることを特徴とする。
【０１２０】
また、本発明に係る方法においては、（73）第３の温度が、検知装置が加熱される前の検知装置の周囲温度である、上記(71)記載の方法であることを特徴とする。
【０１２１】
また、本発明に係る方法においては、（74）検知装置を含む、使用される加熱式電極冷媒検出器を効率的に準備する方法であって、検知装置の実際の温度を第１の温度に維持する段階と、検知装置の実際の温度を第１の温度に維持しながら、大きさが経時的に小さくなるバイアス電流を生成する段階と、バイアス電流を監視する段階と、監視されたバイアス電流に基づいて、検知装置の実際の温度を、第２の温度、すなわち所望の検知装置動作温度に低下させる段階とを含む方法であることを特徴とする。
【０１２２】
また、本発明に係る方法においては、（75）第１の温度が検知装置の最高安全動作温度に概ね等しい、上記(74)記載の方法であることを特徴とする。
【０１２３】
また、本発明に係る方法においては、（76）温度低下段階が、経時的に監視されるバイアス電流の負の勾配が所定の値よりも小さくなったことに基づいて実行される、上記(74)記載の方法であることを特徴とする。
【０１２４】
また、本発明に係る方法においては、（77）温度低下が、バイアス電流の大きさを所望の動作レベルまで小さくすることによって行われる、上記(74)記載の方法であることを特徴とする。
【０１２５】
また、本発明に係る方法においては、（78）ある動作温度で動作できる検知装置を有する加熱式電極冷媒検出器を再分極する方法であって、検知装置の温度を、検知装置が実質的に再分極されるまで該動作温度よりも高い温度に上昇させる段階と、検知装置の温度を該動作温度に低下させる段階とを含む方法であることを特徴とする。
【０１２６】
また、本発明に係る方法においては、（79）検知装置によって生成されるバイアス電流の大きさを監視する段階をさらに含み、検知装置の温度を低下させる段階の開始が、バイアス電流の大きさに少なくとも部分的に依存する、上記(78)記載の方法であることを特徴とする。
【０１２７】
また、本発明に係る方法においては、（80）検知装置の温度を動作温度よりも高い温度に上昇させる時間の長さを監視する段階をさらに含み、検知装置の温度を低下させる段階の開始が、該時間の長さに少なくとも部分的に依存する、上記(78)記載の方法であることを特徴とする。
【０１２８】
また、本発明に係る方法においては、（81）検知装置を有する、使用される加熱式電極冷媒検出器を効率的に準備する方法であって、検出器をオンにする段階と、検知装置の実際の温度を第１の上昇率で上昇させる段階と、検知装置の少なくとも１つの動作条件を監視する段階と、検知装置の動作条件に基づいて、検知装置の実際の温度を、所望の検知装置動作温度に達するまで第２の上昇率で上昇させる段階とを含む方法であることを特徴とする。
【０１２９】
また、本発明に係る方法においては、（82）検知装置がバイアス電流を生成することができ、動作条件を監視する段階が、バイアス電流を監視することを含む、上記(81)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３０】
また、本発明に係る方法においては、（83）第２の率で上昇させる段階が、バイアス電流の大きさが実質的に零に等しくなったことに基づいて行われる、上記(82)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３１】
また、本発明に係る方法においては、（84）第２の率で上昇させる段階が、バイアス電流の大きさが5μA未満になったことに基づいて行われる、上記(82)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３２】
また、本発明に係る方法においては、（85）第２の率で上昇させる段階が、バイアス電流の大きさが0.1μA未満になったことに基づいて行われる、上記(84)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３３】
また、本発明に係る方法においては、（86）検出器がオンにされるときに、初期量の吸収された水分が検知装置内に存在しており、動作条件を監視する段階が、検知装置内の吸収された水分を監視することを含む、上記(81)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３４】
また、本発明に係る方法においては、（87）第２の率で上昇させる段階が、初期量の吸収された水分の実質的にすべてが蒸発したことに基づいて行われる、上記(86)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３５】
また、本発明に係る方法においては、（88）検知装置内の吸収された水分を監視する段階は、吸収された水分が存在するかどうかを判定することを含む、上記(86)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３６】
また、本発明に係る方法においては、（89）第１の上昇率が毎秒50℃から100℃の間である、上記(81)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３７】
また、本発明に係る方法においては、（90）第２の上昇率が毎秒500℃から2000℃の間である、上記(81)記載の方法であることを特徴とする。
【０１３８】
また、本発明に係る方法においては、（91）加熱式電極冷媒検出器を動作させる方法であって、所望の温度値のシーケンスを確立する段階と、確立されたシーケンスに従って検出器の温度を調整する段階とを含む方法であることを特徴とする。
【０１３９】
また、本発明に係る方法においては、（92）温度を調整する段階が、シーケンスにおけるそれぞれの所望の温度値ごとに、該シーケンスにおける次の所望の温度値を求める段階と、該所望の温度値が得られるように検出器の温度を制御する段階と、検出器の温度を監視し、該所望の温度値に達したかどうかを判定する段階と、該所望の温度値に達するまで該制御段階および監視段階を繰り返す段階とを含む、上記(91)記載の方法であることを特徴とする。
【０１４０】
また、本発明に係る方法においては、（93）所望の温度のシーケンスを確立する段階が、自動化されたアルゴリズムを使用してそれぞれの所望の温度値を時間の関数として生成することを含み、検出器の温度を調整する段階が、所望の温度値のシーケンスの各値の生成時に該アルゴリズムによって生成される値に基づいて検出器の温度を調整することを含む、上記(91)記載の方法であることを特徴とする。
【０１４１】
また、本発明に係る方法においては、（94）アルゴリズムが、定義済みの開始温度値および終了温度値、ならびに定義済みの総ランプ時間を使用する、上記(93)記載の方法であることを特徴とする。
【０１４２】
また、本発明に係る方法においては、（95）検出器の温度を調整する段階を開始する前に所望の温度値の確立されたシーケンスをメモリに格納しておく段階をさらに含む、上記(91)記載の方法であることを特徴とする。
【０１４３】
また、本発明に係る方法においては、（96）所望の温度値のシーケンスとして、温度と時間のランプ関数を形成するシーケンスが選択される、上記(91)記載の方法であることを特徴とする。
【０１４４】
本発明の他の特徴、態様、および利点は、図面を参照することによって以下の説明から明らかになると思われる。
【０１４５】
【発明の実施の形態】
次に、同じ参照番号がいくつかの図にわたって同じ構成要素を表す各図面を参照して、本発明の好ましい態様による、１つまたは複数の制御ループを有する改良された加熱式電極冷媒検出器５を図示し説明する。図２から図４は、本発明の改良された加熱式電極冷媒検出器５の第１、第２、および第３の好ましい態様の概略図である。
【０１４６】
それぞれの好ましい態様では、本発明の加熱式電極冷媒検出器５は、一次検出回路10と、１つまたは複数の信号を後処理するポストプロセッサ18と、漏れ検出インジケータおよびアラーム20と、少なくとも１つの制御ループ22とを備えている。一次検出回路10は、検知装置11と、電池電源12と、電流源14と、電流源14をバイパスするためのスイッチ15と、１つまたは複数の制御ループ22によって決定される所望のデューティサイクルに従ってスイッチ15を変調する変調器16と、第１のコンデンサ32、第２のコンデンサ38、抵抗器36、およびインダクタ34を含む、いくつかの基本的な回路素子とを含む。
【０１４７】
検知装置11は、すでに説明し図１に示したような任意の従来の加熱式電極冷媒検知装置でよく、または図６に関連して説明するような改良された検知装置でよい。さらに、図１に示す検知装置11または図６に示す改良された検知装置111を製造する改良された方法では、被覆されていない陽極コイル26に被覆されていない陰極線24を挿入し、次いで、この組合せに前述のセラミック材料の１層または２層のコーティングを被覆することができる。次いで、焼成されていない陽極／陰極アセンブリをハウジング、たとえば、標準的なTO-5カン内に取り付けることができる。次いで、検知装置11が充電され、したがって、検知装置11の焼成とバイアシングが同時に比較的短期間の内に行われる。感度および反復性に関して十分な性能が30分程度で実現され、したがって、組立て時間が大幅に短縮されることがわかっている。
【０１４８】
図のように、検知装置11は、その陽極接点28および陰極接点30を介して一次検出回路10の残りの部分に電気的に接続されている。当技術分野で公知のように、本発明の一次検出回路10など適切な回路にこのように設置されると、陰極接点30でバイアス電流が生成される。バイアス電流の大きさは、陽極コイルの両端間の電圧降下と陰極電圧との平均電位差、検知装置11の温度、検知装置11の動作時間、検知装置11を囲むハロゲン化分子の周囲濃度、以前のすべての使用時に検知装置がハロゲン化分子にさらされたかどうかに依存する。したがって、検知装置11は、「ならされた」後、ハロゲンのような反応性ガスにさらされ、同時に加熱され、それにより、陽極26から陰極24にイオンが流れ、バイアス電流が増大する。したがって、この特性を検知装置11におけるハロゲン化分子の有無を示すものとして使用することができる。
【０１４９】
電池電源12は、典型的な態様では、DC4VからDC8Vの範囲の非調節電圧を供給することのできる容易に得られる電池装置でよい。スイッチは、電流を検知装置11の陽極コイル26を通して適切な入力周波数およびデューティサイクルで伝搬させることのできるトランジスタまたはその他の適切な装置でよい。適切な入力周波数およびデューティサイクルは、本明細書ではそれぞれ、20kHzおよび10%未満である。600℃から1000℃の典型的な動作温度では、陽極コイル26の有効抵抗は約１オームである。したがって、各サイクルの、スイッチ15が「オン」である短い部分の間、陽極コイル26で約4Aから8Aの電流が生成される。この電流が大きいため、他の場合には電源上で顕著な雑音を生じさせる全体的に短い持続時間（通常は1.5μ秒から4.0μ秒）の電流スパイクを除外する第１のコンデンサ32およびインダクタ34が検知装置11の電源側に設けられている。
【０１５０】
電流源14は、スイッチ15がオンである間、陽極コイル26で生成される電流よりも小さな一定の電流を生成する。適切な態様では、電流源は10mAの電流を供給することができる。したがって、各サイクルの、スイッチ15が「オフ」である部分の間、陽極コイル26で約10mAの電流が生成される。スイッチがオフである間の陽極コイル26の両端間の電圧降下は、陽極コイル26の有効抵抗に正比例する。この抵抗が、ほぼ線形に上昇するコイル26の温度の関数であり、かつスイッチ15が「オフ」である間コイル26を流れる電流が一定であるので、スイッチ15が「オフ」である間の陽極コイル26の両端間の電圧降下の大きさは、センサの絶対温度を直接示す。
【０１５１】
また、スイッチ15が「オフ」である間、陽極電圧は陰極電圧に対して非常に高く、したがって、陽極電圧と陰極電圧との電位差は電池電源12から供給される電圧にほぼ等しい。全時間の90%にわたってスイッチ15が「オフ」であるので、陽極電圧と陰極電圧との平均差は従来技術の解決策よりもずっと大きい。このため、検知装置11の温度が低くなるにつれてバイアス電流が大きくなり、したがって感度が高くなる。
【０１５２】
抵抗器36および第２のコンデンサ38は、検知装置11上の陰極接点30接点に接続されている。したがって、陰極接点30でバイアス電流が生成されると、バイアス電流に比例する電圧が抵抗器36の両端間で生成され、第２のコンデンサ38によってフィルタリングされる。典型的な態様では、抵抗器36の値は100KΩであり、第２のコンデンサの値は0.1μFである。したがって、検知装置11の温度が比較的一定であるとき、検知装置11をハロゲン分子の存在内に導入すると、抵抗器36の両端間の電圧レベルが著しく変化する。
【０１５３】
後述のように、バイアス電流電圧レベルに対応する信号は、検知装置11におけるハロゲン分子の有無に関する情報をユーザに与えるためにポストプロセッサ18に与えることのできる１つまたは複数の信号のうちの１つである。ポストプロセッサ18に与えることのできる他の信号は、スイッチ15の「オフ」期間中の検知装置11の温度に対応する信号である。ポストプロセッサ18に与えることのできる他の信号は、変調器16が動作するデューティサイクルを設定するために使用されるデューティサイクル設定値信号である。ポストプロセッサ18は、検知装置11である所定の条件を検出または認識し、かつユーザに冷媒漏れを知らせるように１つまたは複数の漏れ検出インジケータまたはアラーム20を制御することができる。
【０１５４】
図２に示す本発明の第１の態様では、制御ループ22は温度制御ループ40のみを含む。温度制御ループ40は、好ましくはマイクロプロセッサおよび適切な符号を使用してデジタルに実施されるが、電圧電位変換器42、第１の利得増幅器44、温度入力手段46、第１の減算器48、および第１の処理手段50を含む離散構成要素を使用して実施することができる。電圧電位変換器42はスイッチ-コンデンサ同期差分-シングル・エンド変換器であり、陽極接点28に存在する差分温度信号をシングル・エンド信号に変換する。電圧電位変換器42は、スイッチ15の「オフ」時間の間に陽極接点28に存在する電圧のみが変換されるように変調器16からの同期入力も受け取る。電圧電位変換器42の出力は第１の利得増幅器44に接続され、第１の利得増幅器44は公知の構成の非反転増幅器であり、利得が150である。
【０１５５】
第１の利得増幅器44の出力は第１の減算器48の入力に接続され、それに対して、第１の減算器48の他方の入力は温度入力手段46に接続される。温度入力手段46は、検知装置11用の特定の所望の動作温度に対応する電圧レベル・データを入力する任意の適切な手段でよい。マイクロプロセッサを使用する場合、好ましい温度入力手段46は、プログラム済み設定値または定義済み温度と時間のプロファイルであり、プログラム済み設定値は一定温度動作に使用され、定義済み温度と時間のプロファイルは、本明細書で説明する好ましい加熱手順および／または通常の動作に使用される。プログラム済み設定値または温度-時間プロファイルをマイクロプロセッサにプログラムしてユーザの介入をなくすことができる。また、マイクロプロセッサ制御式システムでは、温度入力手段46からの入力と第１の利得増幅器44からの出力を共にデジタル化することができ、したがって、第１の減算器48によって処理される値が実際の電圧ではなく、デジタル化された値でよいことが明らかであろう。
【０１５６】
この代わりに温度制御ループ40が離散構成要素で実施される場合、温度入力手段46は好ましくは、対応する電圧レベルに自動的に変換することのできる特定の所望の温度を数値入力するためのキーパッドを含むが、ユーザが変換の必要なしに特定の温度に対応する電圧レベルを直接入力できることが明らかであろう。あるいは、温度入力手段46は、所望電圧レベルを直接入力するのではなく電圧レベルをその電流値に対して調整する調整手段を含むことができる。所望の温度設定値を入力するために使用される方法または装置にかかわらず、第１の減算器48は、第１の利得増幅器44の出力からの信号と温度入力手段46からの信号との差を求め、この差を減算器48の出力で得られるようにする。
【０１５７】
第１の減算器48の出力は第１の処理手段50に接続され、第１の減算器48と第１の処理手段50は共に、信号処理手段および装置の当業者によって容易に構成することができる。第１の処理手段50は、当業者によって経験的に係数を求めることができるアナログ・フィルタまたはデジタル・フィルタであり、第１の減算器48からの信号を増幅し位相補償するために使用することができる。第１の処理手段50の出力は変調器16の入力に接続され、変調器16にデューティサイクル設定信号を与える。変調器16はパルス幅変調器であり、発振器を使用し、制御可能なデューティサイクルを用いて一様な周波数の信頼できる出力信号を供給する。デューティサイクルの値は第１の処理手段50からの出力に依存する。例示的な態様では、変調器16からの出力信号の周波数は約20kHzであり、デューティサイクルは約3%から8%である。変調器16からの出力は、陽極コイル26で生成された電流を変調するためにスイッチ15に接続される。
【０１５８】
動作時には、ユーザが冷媒検出器５をオンにし、温度入力手段46を使用して上述の方法のうちの１つで冷媒検出器５に所望の温度が与えられる。温度制御ループ40は、設定されたデューティサイクルでスイッチ15にパルス幅変調信号を供給する。デューティサイクルの「オフ」位置の間、温度制御ループ40は、陽極接点28に存在する電圧電位を変換して増幅し、温度入力手段46から与えられた所望の設定値信号からこの信号を減じる。結果として得られた誤差信号は第１の処理手段50によって増幅され位相補償され、整定時間、オーバシュート、およびリンギングが最適化される。第１の処理手段50の出力は、変調器16への入力として与えられるデューティサイクル設定信号である。次いで、変調器16は、検知装置の温度の上昇または低下を打ち消すように変調のデューティサイクルを調整する。検知装置11の測定温度が所望の温度よりも低いとき、デューティサイクル設定信号は、デューティサイクルを大きくし、したがって、各サイクルの期間においてスイッチ15が「オン」になる時間を延長し、かつ電池電源12によって陽極コイル26が加熱される時間を延長することを求める、変調器16への指示を表す。この効果は、検知装置11の温度を、温度入力手段46を使用して入力された所望の温度に上昇させることである。一方、検知装置11の測定温度が所望の温度よりも高いとき、デューティサイクル設定信号は、デューティサイクルを小さくし、したがって、各サイクルの期間においてスイッチ15が「オン」になる時間を短縮し、かつ電池電源12によって陽極コイル26が加熱される時間を短縮することを求める、変調器16への指示を表す。この効果は、検知装置11の温度を、温度入力手段46を使用して入力された所望の温度に低下させることである。検知装置11の実際の温度を絶えず監視し、それに応じて印加される電力の量を調整することによって、検知装置11の温度を実質的に一定に維持することができる。
【０１５９】
冷媒検出器５が動作可能になった後、ユーザは冷媒検出器５を使用してハロゲン分子の存在を検出し、それに応じて冷媒漏れを特定することができる。漏れを検出するには、まず、ハロゲン分子がないことがわかっている位置で冷媒検出器５をリセットすることができる。次いで、冷媒検出器５を所望の試験位置に移動させることができる。検知装置11をハロゲン分子の存在内に移動させた場合、バイアス電流がそれに応じて大きくなり、それに対応して、抵抗器36の両端間の電圧が高くなる。次いで、検知装置11からのバイアス電流がこのように大きくなったことがポストプロセッサ18によって検出され、漏れ検出インジケータおよびアラーム20を使用してユーザに漏れの存在が知らされる。
【０１６０】
バイアス電流の増大は、従来技術の冷媒センサが低温領域から高温領域に移動したときに起こる検知装置11の温度の上昇によっても起こるが、本発明の検知装置11の温度は、温度制御ループ40によって一定の制御可能な温度に維持される。したがって、検知装置の温度が上昇した結果として生成されるバイアス電流の増大によって生じる偽読取り値、たとえば、電池電源12の変動によって生じる偽読取り値が回避される。その結果、バイアス電流の増大は、冷媒検出器５により、偽読取り値ではなくハロゲン分子の存在を示すものとして確実に解釈することができる。
【０１６１】
図３に示す本発明の第２の態様では、制御ループ22はバイアス電流制御ループ52のみを含む。バイアス電流制御ループ52は、デジタル手段（マイクロプロセッサおよび符号）またはアナログ手段（離散構成要素）によって実施することができ、第２の利得増幅器54、バイアス電流入力手段56、第２の減算器58、および第２の処理手段60を含む。公知の構成の非反転増幅器であり、利得が16である第２の利得増幅器54の入力は、陰極接点30に接続され、検知装置11のバイアス電流に比例する電圧レベルを搬送する。第２の利得増幅器54の出力は第２の減算器58の一方の入力に接続され、それに対して、第２の減算器58の他方の入力はバイアス電流入力手段56に接続される。バイアス電流入力手段56は、動作バイアス電流の特定の所望の大きさに対応する電圧レベルを入力する任意の適切な手段でよい。経験的な研究により、バイアス電流を大きくすると感度が高くなるが、検知装置11の寿命がかなり短くなることがわかっている。好ましい態様では、抵抗器36の抵抗が100KΩであるときの電圧範囲40mVから80mVに対応する0.4μAから0.8μAの範囲にバイアス電流を維持することによって上記の因子の平衡がとられる。マイクロプロセッサを使用する場合、好ましいバイアス電流入力手段56は、ユーザの介入をなくすためにマイクロプロセッサにプログラムすることのできるプログラム済み設定値でよい。さらに、様々な目的のために複数のプログラム済み設定値を与えることができ、かつバイアス電流入力手段56は、好ましい設定値を選択する選択手段を含むことができる。この場合、複数の設定値は、感度が最高になる第１の設定値と、検知装置の寿命が最長になる第２の設定値と、感度と検知装置寿命との上述の兼ね合せに到達する第３の設定値とを含むことができる。また、マイクロプロセッサによって制御されるシステムでは、バイアス電流入力手段56からの入力と第２の利得増幅器54の出力との両方をデジタル化することができ、したがって、第２の減算器58によって処理される値は実際の値ではなくデジタル化された値でよい。この代わりにバイアス電流制御ループ52を離散構成要素で実施する場合、バイアス電流入力手段56は好ましくは、対応する電圧レベルに自動的に変換することのできる特定のバイアス電流を数値入力するためのキーパッドを含むが、他の装置を使用して特定の数を入力することができ、またはユーザが変換の必要なしに特定のバイアス電流の大きさに対応する電圧レベルを直接入力できることが明らかであろう。あるいは、バイアス電流入力手段56は、所望電圧レベルを直接入力するのではなく電圧レベルをその電流値に対して調整する調整手段を含むことができる。
【０１６２】
所望のバイアス電流設定値を入力するために使用される方法または装置にかかわらず、第２の減算器58は、第２の利得増幅器54の出力からの信号とバイアス電流入力手段56からの信号との差を求め、この差を減算器58の出力で得られるようにする。第２の減算器58の出力は第２の処理手段60に接続され、第2の減算器58と第２の処理手段60は共に、信号処理手段および装置の当業者によって容易に構成することができる。第１の処理手段50と同様に、第２の処理手段60は、当業者によって経験的に係数を求めることができるアナログ・フィルタまたはデジタル・フィルタであり、第２の減算器58からの信号を増幅し位相補償するために使用することができる。第２の処理手段60の出力は変調器16の入力に接続され、変調器16にデューティサイクル設定信号を与える。変調器16は、第１の好ましい態様に関して説明したパルス幅変調器と同一であってよい。第１の好ましい態様と同様に、変調器16からの出力は、陽極コイル26で生成された電流を周波数約20kHzおよびデューティサイクル約3%から8%で変調するためにスイッチ15に接続される。
【０１６３】
動作時には、ユーザが冷媒検出器５をオンにし、バイアス電流入力手段56を使用して上述の方法のうちの１つで冷媒検出器５に所望の大きさのバイアス電流が与えられる。バイアス電流制御ループ52は、設定されたデューティサイクルでスイッチ15にパルス幅変調信号を供給する。バイアス電流制御ループ52は、抵抗器36の両端間の電圧電位を変換して増幅し、バイアス電流入力手段56から与えられた所望の設定値信号からこの信号を減じる。結果として得られた誤差信号は第2の処理手段60によって増幅され位相補償され、整定時間、オーバシュート、およびリンギングが最適化される。第２の処理手段60の出力は、変調器16への入力として与えられるデューティサイクル設定信号である。次いで、変調器16は、温度制御ループ40に関して説明したように、検知装置11に加えられる熱の量を増やすかまたは減らすように変調のデューティサイクルを調整する。バイアス電流の大きさは検知装置11の温度に正比例するので、検知装置11の温度が上昇または低下すると、それに対応して、バイアス電流はそれぞれの場合に大きくなるか、または小さくなる。したがって、バイアス電流の大きさのあらゆる変化は、バイアス電流制御ループ52によって検出され、対応する調整を検知装置11の温度に施すことによって打ち消され、バイアス電流が指定されたレベルに戻される。このプロセスが連続的に行われるので、検知装置11からのバイアス電流は、検知装置11におけるハロゲン分子の有無を含め、あらゆる外部の影響または条件にかかわらず、設定値にかなり近い値に常に維持される。
【０１６４】
冷媒検出器５が動作可能になった後、ユーザは冷媒検出器５を使用してハロゲン分子の存在を検出し、それに応じて冷媒漏れを特定することができる。漏れを検出するには、まず、ハロゲン分子がないことがわかっている位置で冷媒検出器５をリセットすることができる。次いで、冷媒検出器５を所望の試験位置に移動させることができる。検知装置11をハロゲン分子の存在内に移動させた場合、バイアス電流が瞬間的に大きくなり始め、それに対応して、抵抗器36の両端間の電圧の最初の上昇が起こる。これに応答して、バイアス電流制御ループ52は、検知装置11の温度を低下させるようにデューティサイクルを調整し、したがって、それに対応してバイアス電流が小さくなり、バイアス電流が実際上一定に維持される。したがって、この態様では、ハロゲン分子の存在は、バイアス電流の増大ではなく、検知装置11の温度の急激な低下によって示される。しかし、検知装置11の温度を監視しなくても済むように、変調器16のデューティサイクルに関係する情報を受け取り、検知装置11の温度に基づくのではなくデューティサイクルに関する情報に基づいて漏れ検出インジケータおよびアラーム20を制御するようにポストプロセッサ18を構成することができる。これは、検知装置11の温度が、検知装置11に印加される電力と関係を有し、この電力がデューティサイクルの値に正比例するからである。したがって、検知装置11の温度の変化はまず、変調器16のデューティサイクルの変化とみなすことができる。したがって、検知装置11のデューティサイクルの急激に小さくなったことをポストプロセッサ18によって検出することができ、漏れ検出インジケータおよびアラーム20を使用してユーザに漏れの存在が知らされる。しかし、検知装置11の温度に正比例する情報を受け取るようにポストプロセッサ18を構成することができ、その場合、温度の低下が検知装置11におけるハロゲン分子の存在を直接示すことが、当業者には自明であろう。
【０１６５】
本発明の他の特徴において、バイアス電流制御ループ52を有する検出器５の残りの有効寿命を判定する方法も提供される。検知装置11によって生成されるバイアス電流は、経時的に、検知装置11の寿命が短くなっていくにつれて自然に小さくなる傾向があるので、温度を定期的に高くしてこの自然な減少を補償しなければならない。しかし、あらゆる検知装置11は最高安全動作温度を有しており、この温度を超えると、検知装置11を安全に動作させることができなくなり、検出器５が損傷しユーザが怪我する可能性が著しく高くなる。この最高安全動作温度は好ましくは、製造業者によって経験的に決定することができ、技術情報文書またはマイクロプロセッサを使用する場合にはその一方によってユーザに示すことができる。次いで、ユーザにより、最高安全動作温度を使用して以下のように検出器５の残りの有効寿命を推定することができる。陽極26が陰極24に一定のバイアス電流を維持するように可変的に加熱される際、検知装置11の実際の動作温度を直接検知するかまたは実際のデューティサイクル周波数から導いて、最高安全動作温度と比較することができる。次いで、検出器５の残りの有効寿命を、実際の動作温度と最高安全動作温度との差の関数として求めることができる。マイクロプロセッサを使用する場合、残りの有効寿命を時間で表してユーザに自動的に与えることができるが、その代わりに簡単な関数を使用して温度差を手動で時間に変換できることが自明であろう。残りの有効寿命が最低になったときに緑色ＬＥＤを使用し、有効寿命が尽きそうになったときに黄色ＬＥＤを使用し、有効寿命に達したときに赤色ＬＥＤを使用することなどによって、残りの有効寿命の段階的な一連の表示をユーザに示すことができることも自明であろう。残りの有効寿命を実際の動作温度とバッファされている最高有効動作温度との差として求めることができることも自明であろう。この場合、最高有効動作温度は、最高安全動作温度よりも低く、最大安全動作温度を超えずに周囲条件の顕著な変化を補償するために動作時に検知装置11の温度を一時的に高くすることができように設定される。この場合、最高有効動作温度は、その温度を超えると検出器５の安全な動作がすべての動作条件の下で保証されるとは限らなくなる最高温度と解釈することができる。
【０１６６】
図４に示す本発明の第３の態様では、温度制御ループ40とバイアス電流制御ループ52の両方が設けられている。制御ループ40、52は、デジタル手段（マイクロプロセッサおよび符号）またはアナログ手段（離散構成要素）によって実施することができ、電圧電位変調器42、第１の利得増幅器44および第２の利得増幅器54、温度入力手段46およびバイアス電流入力手段56、第１の減算器48および第２の減算器58、第１の処理手段50および第２の処理手段60、ならびに制御可能なスイッチ62を含む。本発明の第１の好ましい態様に関して説明したように、電圧電位変換器42は陽極接点28および変調器16に接続されており、陽極接点28に存在する差分温度信号を、変調器16の「オフ」時間と同期してシングル・エンド信号に変換する。電圧電位変換器42の出力は第１の利得増幅器44に接続され、第１の利得増幅器44の出力は温度誤差減算器48の入力に接続される。本発明の第２の好ましい態様に関して説明したように、第２の利得増幅器54の入力は、検知装置11の陰極接点30に接続され、検知装置11のバイアス電流に比例する電圧レベルを搬送する。前述のように、第２の利得増幅器54の出力はバイアス電流誤差減算器58の一方の入力に接続され、それに対して、バイアス電流誤差減算器58の他方の入力はバイアス電流入力手段56に接続される。したがって、バイアス電流誤差減算器58の出力は、バイアス電流誤差を表す信号を搬送し、第２の処理手段60に接続される。
【０１６７】
制御可能なスイッチ62は、１つの入力が第２の処理手段60の出力に接続され、他の入力が温度入力手段46に接続される。制御可能なスイッチ62の出力は温度誤差減算器48の入力に接続される。したがって、制御可能なスイッチは、必要に応じ、または実際のバイアス電流の大きさ、期間、検知装置11内の水分の量などに基づいて、温度入力手段46からの出力を温度誤差減算器48に経路指定するか、または第２の処理手段60からの出力を温度誤差減算器48に経路指定するように構成することができる。本明細書において、「動作条件」の語には、所望または実際の温度、所望または実際のバイアス電流の大きさ、期間、検知装置11内の水分の量などを制限なしに含めることができる。第１の減算器48の出力は、第１の好ましい態様と同様に第１の処理手段50に接続され、第１の処理手段50の出力は変調器16の入力に接続される。最後に、変調器16の出力は、陽極コイル26で生成された電流を変調するためにスイッチ15に接続される。
【０１６８】
動作時には、ユーザが冷媒検出器５をオンにし、制御可能なスイッチ62を温度入力手段46を温度誤差減算器48に経路指定するように設定する。次いで、ユーザは、温度入力手段46を使用して１つまたは一連の所望の温度を冷媒センサ５に入力することができる。検知装置11を高速に加熱し、同時に、検知装置にかかる応力の量を最小限に抑える好ましい方法では、最初に入力される温度は零またはそれに相当する温度でよく、その後、ランプ関数を形成する値として選択された連続的に大きくなる一連の設定値を、検知装置11が特定のピーク温度に達するまで入力できることがわかっている。一連の温度は、時間に基づくアルゴリズムを使用して加熱時に生成するか、または事前に参照テーブルなどに記憶しておくことができる。この目的に適したアルゴリズムは、開始温度値、終了温度値、および総ランプ時間を入力として使用し、総ランプ時間に対する経過時間の関数として、定義された開始温度値から定義された終了温度値まで一様な勾配に沿って徐々に大きくなる一連の出力温度値を算出する。この組み合わされた一連の温度は全体として、温度と時間の関係を示す好ましいプロファイルを形成する。
【０１６９】
機能的には、好ましい温度-時間プロファイルによる温度変化は以下のように実施される。温度-時間プロファイルの各温度が温度制御ループ40に入力されると、検知装置11の実際の温度と入力された温度との差を表す誤差信号が、温度誤差減算器48によって連続的に生成され、第１の処理手段50によって増幅され位相補償され、変調器16に与えられる。変調器16は、変調のデューティサイクルを、入力された温度に達するまで徐々に調整する。
【０１７０】
検知装置11の温度を上昇させるのに必要な時間の長さは、検出器５が最後に使用されてから経過した時間に依存する。加熱された電極ガス検出器５がある期間の間使用されないとき、検知装置11は、特に検出器が１日以上使用されないと吸湿作用によって水分を吸収する傾向がある。この水分はコイル26を充電し、それによって温度を上昇させることによって高速に蒸発させることができる。残念なことに、毎秒数百℃の上昇率など、温度の急激な上昇が起こると、検知装置11のセラミック部分に亀裂が生じる恐れがある。したがって、温度上昇率は、検知装置11から水分が実質的に除去されるまで制限しなければならず、その時点で、温度上昇率を高くし、全体的な加熱時間を実質的に最短にすることができる。
【０１７１】
検知装置11に水分が存在することは、バイアス電流または漏れ電流の存在によって示され、該バイアス電流または漏れ電流は、水分の導電効果によって生じ、検知装置11に電力または熱が加えられる前または加えられた後に検出することのできる。検知装置11から実質的にすべての水分が蒸発したことは、バイアス電流の大きさが零になることによって示される。したがって、温度制御ループ40は、バイアス電流を監視することによって、第１の温度上昇率から第２の温度上昇率に切り換えるのに適切な時間を検出することができる。例示的な態様では、第１の温度上昇率として毎秒50℃から毎秒100℃の間の上昇率、たとえば、毎秒約75℃の上昇率が選択され、第２の温度上昇率として毎秒500℃から毎秒2000℃の間の上昇率、たとえば、毎秒約1000℃の上昇率が選択される。
【０１７２】
検出器５を加熱する方法の好ましい態様では、検知装置11の温度が上昇した後に到達する特定のピーク温度は、所望の動作温度を超えており、該ピーク温度としては、以下に明らかになる理由で、検知装置11の最高安全動作温度に概ね等しい温度が選択されることが好ましい。検知装置11は、十分に加熱されるまで、選択された期間にわたってこの温度に維持される。検知装置11が所望の動作温度よりも高い温度に維持される期間はいくつかの因子に依存するが、このうちで最も重要な因子は、数秒から数か月の範囲の、検出器５がオフであった時間の長さである。使用されていない検知装置11は、最後に使用されてから経過した時間に比例する量だけ分極する傾向があると考えられる。検知装置11が再分極されないうちに検出器５を使用すると、現在動作しているのがバイアス電流制御ループ52であるか、それとも温度制御ループ40であるかに応じて、検知装置11の温度またはバイアス電流が不安定になるために信頼できない挙動が示される。検知装置11は加熱することによって再分極することができ、再分極に必要な時間の長さは、加えられる熱の量に反比例する。したがって、再分極時間は、検知装置11が加熱された後に達する温度を最高にすることよって最短にすることができる。
【０１７３】
残念なことに、特に、使用されてから短時間しか経過しておらず、したがって、再分極をほとんど必要としない検知装置11の場合は過分極する可能性がある。この場合、温度が急速に低下するか（バイアス制御ループ52が動作しているとき）、またはバイアス電流が急激に大きくなり（温度制御ループ40が動作しているとき）、どちらの場合も冷媒ガスの検出として不適切に解釈される可能性がある。検知装置を不必要に高いピーク温度で引き続き動作させると、検知装置の寿命も短くなる。したがって、再分極が完了し信頼できる動作が確保された直後に検知装置11の温度を所望の動作温度に低下させることが重要である。この温度調整は、バイアス電流のステータスに基づいて行うことができ、バイアス電流は、著しく分極された検知装置11では一定の動作条件の下で大幅に小さくなるが、再分極が完了すると漸近的に一定の大きさになる。バイアス電流がその漸近値に十分に近くなった後、検出器５の信頼できる動作を確保できることがわかっている。この漸近値は変動する可能性があるので、温度が所望の動作温度を超えた温度に維持されている間バイアス信号の負の勾配を測定することによって、この状態を自動的に正確に得ることができる。勾配が、経験的に求めることのできる所定の値まで小さくなった後、検知装置11の加熱が完了し、検出器５の通常の動作を開始することができる。
【０１７４】
上述の方法の組み合わされた段階により、冷媒センサ５を安全に加熱するのに必要な時間の長さが、１分以上から、最近使用されたセンサの場合には２秒未満の範囲に短縮され、何週間も使用されていないセンサの場合には約15秒に短縮されることがわかっている。冷媒検出器５を加熱するためのこのランプ技術は、マイクロプロセッサを使用して効果的に実施できるが、手動でも同様に実施できることが自明であろう。マイクロプロセッサを使用する場合にはもちろん、このマイクロプロセッサによってそれぞれの温度制御ループ40およびバイアス電流制御ループ52の他の機能を実施することもできる。また、温度制御ループ40のみを使用して同様な加熱手順を検出器５に使用することもできることが自明であろう。
【０１７５】
冷媒検出器５が加熱された後、ユーザは、バイアス電流制御ループ52の出力を温度誤差減算器48に経路指定するように、直接またはマイクロコードを介して、制御可能なスイッチ62を設定することを選択することができる。次いで、バイアス電流入力手段56を使用して冷媒検出器５に所望のバイアス電流を入力することができる。あるいは、バイアス信号の負の勾配が小さくなって所定の値に達することなど、ある所定の現象が起こったときに、制御可能なスイッチ62を自動的に一方の位置から他方の位置に調整することができる。該スイッチがバイアス電流制御ループ52の出力を該スイッチを通過するように調整した後、バイアス電流制御ループ52は、抵抗器36の両端間の電圧電位を変換して増幅し、バイアス電流入力手段56から与えられた所望の設定値信号からこの信号を減じる。結果として得られた誤差信号は第2の処理手段60によって増幅され位相補償され、次いで基準温度設定値として、制御可能なスイッチ62を介して温度制御ループ40に与えられる。重要な点として、第２の処理手段60には、第１の処理手段50に必要なフィルタ係数とは別の１組の経験的に求められたフィルタ係数が必要である。
【０１７６】
検知装置11を加熱する好ましい方法を使用する場合、最初に入力されるバイアス電流の大きさは、最初にバイアス制御ループ52に切り換えられるときのバイアス電流の大きさである。通常、このときのバイアス電流の大きさは、前述の所望のバイアス電流よりもかなり大きい。しかし、この場合、バイアス電流は、所望の大きさに達するまで高速に低減することができ、次いで、前述のように、このレベルに一定に維持される。
【０１７７】
重要な点として、検出器５が、検知装置11を加熱するために使用される温度制御モードから、通常の動作に使用されるバイアス電流制御モードに遷移する場合には通常、検知装置11が、再分極に使用される所定のピーク温度から、バイアス電流の大きさおよび検知装置11の使用時間に主として依存する動作温度まで低下するため、検知装置11の温度が著しく低下する。検知装置11の寿命が尽きるまで、この態様では実際には、所望のバイアス電流の大きさを維持するのに必要な任意の温度であるこの「所望の動作温度」は、検知装置11の最高安全動作温度にほぼ等しくなるまで徐々に上昇していき、最高安全動作温度に等しくなった時点で、検知装置11を交換しなければならない。
【０１７８】
図５に示す本発明のこの態様の変形形態では、温度制御ループ40とバイアス電流制御ループ52が組み合わされて単一のループ64が形成されている。単一の制御ループ64は、この場合も、デジタル手段（マイクロプロセッサおよび符号）またはアナログ手段（離散構成要素）によって実施することができ、電圧電位変調器42、第１の利得増幅器44および第２の利得増幅器54、温度入力手段46およびバイアス電流入力手段56、多目的減算器66、多目的処理手段68、ならびに一対の制御可能なスイッチ70、72を含む。図４に示す第３の態様の変形形態と同様に、電圧電位変換器42は陽極接点28および変調器16に接続されており、陽極接点28に存在する差分温度信号を、変調器16の「オフ」時間と同期してシングル・エンド信号に変換する。第１の利得増幅器44の出力は第１の制御可能なスイッチ70の一方の入力に接続される。第１の制御可能なスイッチ70の他方の入力は第２の利得増幅器54の出力に接続され、第２の利得増幅器54の入力は検知装置11の陰極接点30に接続される。
【０１７９】
第１の制御可能なスイッチ70の出力は多目的減算器66の入力に接続され、多目的減算器66の他方の入力は第２の制御可能なスイッチ72の出力に接続される。第２の制御可能なスイッチ72のそれぞれの入力は温度入力手段およびバイアス電流入力手段に接続される。減算器66の出力は多目的処理手段68の入力に接続され、多目的処理手段68の出力は変調器16に接続される。図４に示す第３の態様の変形形態の変調器と同様に、変調器16の出力は、陽極コイル26で生成された電流を変調するためにスイッチ15に接続される。
【０１８０】
動作時には、ユーザが冷媒検出器５をオンにし、制御可能なスイッチ70、72を、第１の利得増幅器44の出力および温度入力手段46からの信号を多目的減算器66に経路指定するように設定する。好ましくは、制御可能なスイッチ70、72の両方に動作可能に接続された単一の機械的制御装置やトランジスタなど、任意の適切な制御装置または方法を使用し、マイクロプロセッサからのコマンドなどで、制御可能なスイッチ70、72の両方を同時に調整することができる。ユーザは次いで、温度入力手段46を使用して冷媒検出器５に所望の温度を入力し、次に第３の好ましい態様の第１の変形形態に関して説明した方法を使用して検知装置11を高速に加熱することができる。
【０１８１】
冷媒検出器５が加熱された後、ユーザは、第２の利得増幅器54の出力およびバイアス電流入力手段56からの信号を多目的減算器48に経路指定するように、制御可能なスイッチ70、72を同時に調整することを選択することができる。前述のように、所望の動作温度に達した直後にスイッチ70、72を自動的に調整することができ、その場合、ユーザがバイアス電流入力手段56を使用して冷媒検出器５に所望のバイアス電流を入力することができ、またはマイクロプロセッサによって所望のバイアス電流を自動的に入力することができる。スイッチ70、72がこのように調整されると、抵抗器36の両端間の電圧電位が増幅され、かつバイアス電流入力手段56から与えられた所望の設定値信号から減じられ、結果として得られた誤差信号が多目的処理手段60によって増幅され位相補償され、変調器16に与えられる。その後、第２の好ましい態様に関して説明したように冷媒検出器５を使用して、当該の領域にハロゲン分子が存在することを示すことができる。多目的処理手段60が、前述のように、スイッチ70、72の位置によって選択される使用において別々の２組の経験的に求められた係数を使用することができ、またはその代わりに、いずれかのループに有効な１組の経験的に求められた係数のみを使用し、したがって、スイッチの状態を無関係にすることによって制御を簡略化できることに留意されたい。
【０１８２】
本発明の他の特徴において、冷媒検出器５は、一般に「ケルビン接続」と呼ばれる構成を持つ、雑音が少ない低インピーダンスの装置を形成するように一対のバス・バーおよび一対の追加の接点を有する改良された検知装置111を用いることもできる。図６は、図２から図４の一次検出回路10で使用するのに適した改良された検知装置111の詳細図である。改良された冷媒センサ111は、従来技術の検知装置11と同様な構成の陽極／陰極アセンブリと、一対のバス・バー125と、一対の供給接点または駆動接点128と、一対の温度検知接点またはケルビン接点129とを含む。陽極コイル26の端部はそれぞれのバス・バー125の中央に取り付けることができる。一方の供給接点128は各バス・バー125の端部に接続され、一方の温度検知接点129が各バス・バーの反対側に接続されている。従来技術の検知装置11と同様に、陰極線24の露出された端部が陰極接点30に接続され、合計で５つの接点が形成されている。各接点はTO-5トランジスタ・カンのベース131を貫通して取り付けられており、TO-5トランジスタ・カンは、陽極／陰極アセンブリに隣接して配設されたサンプル空気排気穴133をさらに含む。
【０１８３】
上記で説明し図示したように、バス・バー125が駆動接点128および温度検知接点129とは別の素子であり、この代わりに様々な代替構成を使用できることが当業者には自明であろう。たとえば、各バス・バー125およびそれに対応する接点128、129を、本明細書ではＵ字形ピンと呼ぶ単一の「Ｕ」字形金属片で形成することができる。陽極コイル26の各端部をそれぞれのＵ字形ピンの中央部に取り付けることができ、「Ｕ」字部分の下向きに延びる端部は、TO-5カンのベース131から延びる接点128、129を形成する。他の変形形態では、２対のピンの上端を、カンの下側に接触するように各ピンを他方に向かって曲げることにより、互いに垂直な別々の５本のピンを有する既製のTO-5アセンブリを使用することができる。次いで、陽極コイル26の各端部をそれぞれのピン対に、該ピンの端部で形成された分岐点で取り付けることができる。バス・バー構成の他の変形形態も当業者には容易に明らかになろう。
【０１８４】
供給接点128は、電池電源12からの加熱電流を陽極コイル26に供給するために使用される。温度検知接点129は、スイッチ15の「オフ」期間の間陽極コイル26の両端間の電圧電位を測定するために使用される。前述のように、陽極コイル26の両端間の電圧電位は陽極コイル26の抵抗に比例し、陽極コイル26の抵抗は、検知装置111の温度にほぼ正比例し、したがって検知装置111の絶対温度の直接的なインジケータとなる。これらの追加の接点を使用すると、陽極コイル26の温度検知を最適化し、同時に、抵抗による非線形性と、汚れた接点または高インピーダンスの接点による雑音とをなくすことができる。当業者には、検知装置111の温度に関する正確な情報が望ましい加熱式電極冷媒センサ実現形態によってこの改良された検知装置111を使用できることが明らかであろう。しかし、改良された検知装置111が容易に得られないか、または他の要因によって、該検知装置111を使用することが望ましくない場合、その代わりに、本明細書で説明した様々な制御ループにおいて前述の通常の３端子検知装置を使用できることも同様に明らかであろう。
【０１８５】
したがって、当業者には、本発明では広範囲の用途が可能であることが容易に理解されよう。本明細書で説明した以外の本発明の多くの態様および適応形態、ならびに多数の変形形態、修正形態、および同等な構成が、本発明の内容または範囲から逸脱せずに、本発明およびその上記の説明から明らかになるか、または合理的に示唆されよう。したがって、本明細書では本発明をその好ましい態様に関して詳しく説明したが、この開示が本発明を例示するものに過ぎず、かつ単に本発明の完全で有効な開示を与えるためにのみなされたものであることを理解されたい。上記の開示は、本発明を制限するか、またはそのような他の態様、適応形態、変形形態、修正形態、および同等な構成をその他の点で除外することを意図したものではなく、またそのように解釈すべきものでもなく、本発明は添付の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ制限される。
【０１８６】
【発明の効果】
本発明により、１つまたは複数の所定のガスの存在を検知する加熱式電極検知装置と、検知装置の動作を制御する１つまたは複数の制御ループとを有するガス検出器が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の加熱式電極冷媒検出器の様々な態様で使用される従来技術の検知装置の詳細図である。
【図２】  本発明による加熱式電極冷媒検出器の第１の好ましい態様の概略図である。
【図３】  本発明の加熱式電極冷媒検出器の第２の好ましい態様の概略図である。
【図４】  本発明の加熱式電極冷媒検出器の第３の好ましい態様の概略図である。
【図５】  図４の加熱式電極冷媒検出器の第３の好ましい態様の変形形態の概略図である。
【図６】  図２から図４の一次検出回路で使用するのに適した改良された検知装置の詳細図である。
【符号の説明】
５  加熱式電極冷媒検出器、１０  一次検出回路、１１  検知装置、１２  電池電源、１４  電流源、１５  スイッチ、１６  変調器、１８  ポストプロセッサ、２０  漏れ検出インジケータおよびアラーム、２２  制御ループ、２４  陰極線、２６  陽極コイル、２８  陽極接点、３０  陰極接点、３２  第１のコンデンサ、３４  インダクタ、３６  抵抗器、３８  第２のコンデンサ、４０  温度制御ループ、４２  電圧電位変換器、４４  第１の利得増幅器、４６  温度入力手段、４８  第１の減算器、５０  第１の処理手段、５２  バイアス電流制御ループ、５４  第２の利得増幅器、５６  バイアス電流入力手段、５８  第２の減算器、６０  第２の処理手段、６２  制御可能なスイッチ、６４  ループ、６６  減算器、６８  多目的処理手段、７０  第１の制御可能なスイッチ、７２  第２の制御可能なスイッチ、１１１  改良された検知装置、１２５  バス・バー、１２８  供給接点または駆動接点、１２９  温度検知接点またはケルビン接点、１３１  ベース、１３３  サンプル空気排気穴。
【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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