【手続補正書】
【提出日】平成27年8月25日(2015.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガスに曝されるガスセンサ素子（１０）と、該ガスセンサ素子（１０）の出力を用いて、上記被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出する算出部（１１）とを備えるガス濃度検出装置（１）であって、
上記ガスセンサ素子（１０）は、上記被測定ガスが導入される被測定ガス室（７）と、基準ガスが導入される基準ガス室（１２）と、上記被測定ガス室（７）と上記基準ガス室（１２）との間に介在し酸素イオン伝導性を有する固体電解質体（２）と、該固体電解質体（２）の両面に設けられた複数の電極（８）とを備え、
上記固体電解質体（２）と上記電極（８）とにより、上記被測定ガス室（７）における上記被測定ガスの酸素濃度を調整するポンプセル（３）と、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流が流れるモニタセル（４）と、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流と上記特定ガスの濃度に対応した量の電流との合計の電流が流れるセンサセル（５）とを形成してあり、
上記算出部（１１）は、上記モニタセル（４）に流れる電流であるモニタセル電流Ｉｍの値を、上記センサセル（５）に流れる電流であるセンサセル電流Ｉｓのうち酸素濃度に起因する成分である酸素起因電流Ｉｓｏの値に近づけるように補正し、その補正値Ｉｍ’を上記センサセル電流Ｉｓから減算することにより、上記センサセル電流Ｉｓのうち上記特定ガスの濃度に起因する成分である特定ガス起因電流Ｉｘを求めて、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を算出するよう構成されており、
上記算出部（１１）は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれているときに、上記ポンプセル（３）に加える電圧を、上記特定ガスの濃度を算出するときの値よりも低くし、その状態で上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（１）を用いることにより、上記酸素起因電流Ｉｓｏを上記モニタセル電流Ｉｍで除した値である感度比αの近似値α’を算出し、
Ｉｓ／Ｉｍ＝α’          （１）
上記算出部（１１）は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（２）を用いて、上記特定ガス起因電流Ｉｘの近似値Ｉｘ’を算出することにより、上記特定ガスの濃度を近似的に求めるよう構成されていることを特徴とするガス濃度検出装置（１）。
Ｉｓ−α’Ｉｍ＝Ｉｘ’          （２）
【請求項２】
被測定ガスに曝されるガスセンサ素子（１０）と、該ガスセンサ素子（１０）の出力を用いて、上記被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出する算出部（１１）とを備えるガス濃度検出装置（１）であって、
上記ガスセンサ素子（１０）は、上記被測定ガスが導入される被測定ガス室（７）と、基準ガスが導入される基準ガス室（１２）と、上記被測定ガス室（７）と上記基準ガス室（１２）との間に介在し酸素イオン伝導性を有する固体電解質体（２）と、該固体電解質体（２）の両面に設けられた複数の電極（８）とを備え、
上記固体電解質体（２）と上記電極（８）とにより、上記被測定ガス室（７）における上記被測定ガスの酸素濃度を調整するポンプセル（３）と、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流が流れるモニタセル（４）と、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流と上記特定ガスの濃度に対応した量の電流との合計の電流が流れるセンサセル（５）とを形成してあり、
上記算出部（１１）は、上記モニタセル（４）に流れる電流であるモニタセル電流Ｉｍの値を、上記センサセル（５）に流れる電流であるセンサセル電流Ｉｓのうち酸素濃度に起因する成分である酸素起因電流Ｉｓｏの値に近づけるように補正し、その補正値Ｉｍ’を上記センサセル電流Ｉｓから減算することにより、上記センサセル電流Ｉｓのうち上記特定ガスの濃度に起因する成分である特定ガス起因電流Ｉｘを求めて、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を算出するよう構成されており、
上記算出部（１１）は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれているときに、上記ポンプセル（３）に互いに値が異なる第１電圧（Ｖ１）と第２電圧（Ｖ２）とを加え、上記第１電圧（Ｖ１）を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ１及び上記センサセル電流Ｉｓ１を測定すると共に、上記第２電圧（Ｖ２）を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ２及び上記センサセル電流Ｉｓ２を測定し、下記式（３）を用いて、上記酸素起因電流Ｉｓｏを上記モニタセル電流Ｉｍで除した値である感度比αの近似値α’を算出し、
（Ｉｓ１−Ｉｓ２）／（Ｉｍ１−Ｉｍ２）＝α’          （３）
上記算出部（１１）は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（４）を用いて、上記特定ガス起因電流Ｉｘの近似値Ｉｘ’を算出することにより、上記特定ガスの濃度を近似的に求めるよう構成されていることを特徴とするガス濃度検出装置（１）。
Ｉｓ−α’Ｉｍ＝Ｉｘ’          （４）
【請求項３】
被測定ガスに曝されるガスセンサ素子（１０）と、該ガスセンサ素子（１０）の出力を用いて、上記被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出する算出部（１１）とを備えるガス濃度検出装置（１）であって、
上記ガスセンサ素子（１０）は、上記被測定ガスが導入される被測定ガス室（７）と、基準ガスが導入される基準ガス室（１２）と、上記被測定ガス室（７）と上記基準ガス室（１２）との間に介在し酸素イオン伝導性を有する固体電解質体（２）と、該固体電解質体（２）の両面に設けられた複数の電極（８）とを備え、
上記固体電解質体（２）と上記電極（８）とにより、上記被測定ガス室（７）における上記被測定ガスの酸素濃度を調整するポンプセル（３）と、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流が流れるモニタセル（４）と、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流と上記特定ガスの濃度に対応した量の電流との合計の電流が流れるセンサセル（５）とを形成してあり、
上記算出部（１１）は、上記モニタセル（４）に流れる電流であるモニタセル電流Ｉｍの値を、上記センサセル（５）に流れる電流であるセンサセル電流Ｉｓのうち酸素濃度に起因する成分である酸素起因電流Ｉｓｏの値に近づけるように補正し、その補正値Ｉｍ’を上記センサセル電流Ｉｓから減算することにより、上記センサセル電流Ｉｓのうち上記特定ガスの濃度に起因する成分である特定ガス起因電流Ｉｘを求めて、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を算出するよう構成されており、
上記算出部（１１）は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれているときに、上記ポンプセル（３）に加える電圧を、上記特定ガスの濃度を算出するときの値よりも高くし、その状態で上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（５）を用いることにより、上記酸素起因電流Ｉｓｏを上記モニタセル電流Ｉｍで除した値である感度比αの近似値α’を算出し、
Ｉｓ／Ｉｍ＝α’          （５）
上記算出部（１１）は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（６）を用いて、上記特定ガス起因電流Ｉｘの近似値Ｉｘ’を算出することにより、上記特定ガスの濃度を近似的に求めるよう構成されていることを特徴とするガス濃度検出装置（１）。
Ｉｓ−α’Ｉｍ＝Ｉｘ’          （６）
【請求項４】
被測定ガスに曝されるガスセンサ素子（１０）と、該ガスセンサ素子（１０）の出力を用いて、上記被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出する算出部（１１）とを備えるガス濃度検出装置（１）であって、
上記ガスセンサ素子（１０）は、上記被測定ガスが導入される被測定ガス室（７）と、基準ガスが導入される基準ガス室（１２）と、上記被測定ガス室（７）と上記基準ガス室（１２）との間に介在し酸素イオン伝導性を有する固体電解質体（２）と、該固体電解質体（２）の両面に設けられた複数の電極（８）とを備え、
上記固体電解質体（２）と上記電極（８）とにより、上記被測定ガス室（７）における上記被測定ガスの酸素濃度を調整するポンプセル（３）と、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流が流れるモニタセル（４）と、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流と上記特定ガスの濃度に対応した量の電流との合計の電流が流れるセンサセル（５）とを形成してあり、
上記算出部（１１）は、上記モニタセル（４）に流れる電流であるモニタセル電流Ｉｍの値を、上記センサセル（５）に流れる電流であるセンサセル電流Ｉｓのうち酸素濃度に起因する成分である酸素起因電流Ｉｓｏの値に近づけるように補正し、その補正値Ｉｍ’を上記センサセル電流Ｉｓから減算することにより、上記センサセル電流Ｉｓのうち上記特定ガスの濃度に起因する成分である特定ガス起因電流Ｉｘを求めて、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を算出するよう構成されており、
上記算出部（１１）は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれない状態において、上記ポンプセル（３）に互いに値が異なる第１電圧（Ｖ１）と第２電圧（Ｖ２）とを加え、上記第１電圧（Ｖ１）を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ１及び上記センサセル電流Ｉｓ１を測定すると共に、上記第２電圧（Ｖ２）を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ２及び上記センサセル電流Ｉｓ２を測定し、下記式（７）を用いて、上記センサセル電流Ｉｓから、酸素および上記特定ガスの有無に関わらず流れる成分であるオフセット電流Ｉｏｆｆを減算した値Ｉｓ−Ｉｏｆｆと、上記モニタセル電流Ｉｍから上記オフセット電流Ｉｏｆｆを減算した値Ｉｍ−Ｉｏｆｆとの比である減算値感度比βを算出すると共に、下記式（８）を用いて上記オフセット電流Ｉｏｆｆを算出し、
β＝（Ｉｓ１−Ｉｓ２）／（Ｉｍ１−Ｉｍ２）          （７）
Ｉｏｆｆ＝（Ｉｓ１−βＩｍ１）／（１−β）          （８）
上記算出部（１１）は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（９）を用いて上記特定ガス起因電流Ｉｘを算出して、上記特定ガスの濃度を求めるよう構成されていることを特徴とするガス濃度検出装置（１）。
Ｉｘ＝Ｉｓ−{β（Ｉｍ−Ｉｏｆｆ）＋Ｉｏｆｆ}          （９）
【請求項５】
上記算出部（１１）は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれているときに、上記ポンプセル（３）に互いに値が異なる第３電圧（Ｖ３）と第４電圧（Ｖ４）とを加え、上記第３電圧（Ｖ３）を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ３及び上記センサセル電流Ｉｓ３を測定すると共に、上記第４電圧（Ｖ４）を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ４及び上記センサセル電流Ｉｓ４を測定し、下記式（１０）を用いて、上記減算値感度比βの近似値β’を算出すると共に、下記式（１１）を用いて、上記オフセット電流Ｉｏｆｆの近似値Ｉｏｆｆ’を算出し、
β’＝（Ｉｓ３−Ｉｓ４）／（Ｉｍ３−Ｉｍ４）          （１０）
Ｉｏｆｆ’＝（Ｉｓ３−β’Ｉｍ３）／（１−β’）          （１１）
上記算出部（１１）は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（１２）を用いて、上記特定ガス起因電流Ｉｘの近似値Ｉｘ’を算出することにより、上記特定ガスの濃度を近似的に求めるよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載のガス濃度検出装置（１）。
Ｉｘ’＝Ｉｓ−{β’（Ｉｍ−Ｉｏｆｆ’）＋Ｉｏｆｆ’}          （１２）
【請求項６】
上記被測定ガス室（７）は、上記ポンプセル（３）を形成した側から、上記モニタセル（４）及び上記センサセル（５）を形成した側にわたって、上記固体電解質体（２）の厚さ方向における間隔が一定であると共に、上記被測定ガスの流れ方向と上記厚さ方向との双方に直交する幅方向における間隔が一定であり、一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のガス濃度検出装置（１）。
【請求項７】
上記ポンプセル（３）と上記モニタセル（４）と上記センサセル（５）とは、１つの上記固体電解質体（２）を共有していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガス濃度検出装置（１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第１の態様は、被測定ガスに曝されるガスセンサ素子と、該ガスセンサ素子の出力を用いて、上記被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出する算出部とを備えるガス濃度検出装置であって、
上記ガスセンサ素子は、上記被測定ガスが導入される被測定ガス室と、基準ガスが導入される基準ガス室と、上記被測定ガス室と上記基準ガス室との間に介在し酸素イオン伝導性を有する固体電解質体と、該固体電解質体の両面に設けられた複数の電極とを備え、
上記固体電解質体と上記電極とにより、上記被測定ガス室における上記被測定ガスの酸素濃度を調整するポンプセルと、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流が流れるモニタセルと、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流と上記特定ガスの濃度に対応した量の電流との合計の電流が流れるセンサセルとを形成してあり、
上記算出部は、上記モニタセルに流れる電流であるモニタセル電流Ｉｍの値を、上記センサセルに流れる電流であるセンサセル電流Ｉｓのうち酸素濃度に起因する成分である酸素起因電流Ｉｓｏの値に近づけるように補正し、その補正値Ｉｍ’を上記センサセル電流Ｉｓから減算することにより、上記センサセル電流Ｉｓのうち上記特定ガスの濃度に起因する成分である特定ガス起因電流Ｉｘを求めて、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を算出するよう構成されており、
上記算出部は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれているときに、上記ポンプセルに加える電圧を、上記特定ガスの濃度を算出するときの値よりも低くし、その状態で上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（１）を用いることにより、上記酸素起因電流Ｉｓｏを上記モニタセル電流Ｉｍで除した値である感度比αの近似値α’を算出し、
Ｉｓ／Ｉｍ＝α’          （１）
上記算出部は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（２）を用いて、上記特定ガス起因電流Ｉｘの近似値Ｉｘ’を算出することにより、上記特定ガスの濃度を近似的に求めるよう構成されていることを特徴とするガス濃度検出装置にある。
Ｉｓ−α’Ｉｍ＝Ｉｘ’          （２）
また、本発明の第２の態様は、被測定ガスに曝されるガスセンサ素子と、該ガスセンサ素子の出力を用いて、上記被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出する算出部とを備えるガス濃度検出装置であって、
上記ガスセンサ素子は、上記被測定ガスが導入される被測定ガス室と、基準ガスが導入される基準ガス室と、上記被測定ガス室と上記基準ガス室との間に介在し酸素イオン伝導性を有する固体電解質体と、該固体電解質体の両面に設けられた複数の電極とを備え、
上記固体電解質体と上記電極とにより、上記被測定ガス室における上記被測定ガスの酸素濃度を調整するポンプセルと、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流が流れるモニタセルと、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流と上記特定ガスの濃度に対応した量の電流との合計の電流が流れるセンサセルとを形成してあり、
上記算出部は、上記モニタセルに流れる電流であるモニタセル電流Ｉｍの値を、上記センサセルに流れる電流であるセンサセル電流Ｉｓのうち酸素濃度に起因する成分である酸素起因電流Ｉｓｏの値に近づけるように補正し、その補正値Ｉｍ’を上記センサセル電流Ｉｓから減算することにより、上記センサセル電流Ｉｓのうち上記特定ガスの濃度に起因する成分である特定ガス起因電流Ｉｘを求めて、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を算出するよう構成されており、
上記算出部は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれているときに、上記ポンプセルに互いに値が異なる第１電圧と第２電圧とを加え、上記第１電圧を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ１及び上記センサセル電流Ｉｓ１を測定すると共に、上記第２電圧を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ２及び上記センサセル電流Ｉｓ２を測定し、下記式（３）を用いて、上記酸素起因電流Ｉｓｏを上記モニタセル電流Ｉｍで除した値である感度比αの近似値α’を算出し、
（Ｉｓ１−Ｉｓ２）／（Ｉｍ１−Ｉｍ２）＝α’          （３）
上記算出部は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（４）を用いて、上記特定ガス起因電流Ｉｘの近似値Ｉｘ’を算出することにより、上記特定ガスの濃度を近似的に求めるよう構成されていることを特徴とするガス濃度検出装置にある。
Ｉｓ−α’Ｉｍ＝Ｉｘ’          （４）
また、本発明の第３の態様は、被測定ガスに曝されるガスセンサ素子と、該ガスセンサ素子の出力を用いて、上記被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出する算出部とを備えるガス濃度検出装置であって、
上記ガスセンサ素子は、上記被測定ガスが導入される被測定ガス室と、基準ガスが導入される基準ガス室と、上記被測定ガス室と上記基準ガス室との間に介在し酸素イオン伝導性を有する固体電解質体と、該固体電解質体の両面に設けられた複数の電極とを備え、
上記固体電解質体と上記電極とにより、上記被測定ガス室における上記被測定ガスの酸素濃度を調整するポンプセルと、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流が流れるモニタセルと、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流と上記特定ガスの濃度に対応した量の電流との合計の電流が流れるセンサセルとを形成してあり、
上記算出部は、上記モニタセルに流れる電流であるモニタセル電流Ｉｍの値を、上記センサセルに流れる電流であるセンサセル電流Ｉｓのうち酸素濃度に起因する成分である酸素起因電流Ｉｓｏの値に近づけるように補正し、その補正値Ｉｍ’を上記センサセル電流Ｉｓから減算することにより、上記センサセル電流Ｉｓのうち上記特定ガスの濃度に起因する成分である特定ガス起因電流Ｉｘを求めて、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を算出するよう構成されており、
上記算出部は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれているときに、上記ポンプセルに加える電圧を、上記特定ガスの濃度を算出するときの値よりも高くし、その状態で上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（５）を用いることにより、上記酸素起因電流Ｉｓｏを上記モニタセル電流Ｉｍで除した値である感度比αの近似値α’を算出し、
Ｉｓ／Ｉｍ＝α’          （５）
上記算出部は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（６）を用いて、上記特定ガス起因電流Ｉｘの近似値Ｉｘ’を算出することにより、上記特定ガスの濃度を近似的に求めるよう構成されていることを特徴とするガス濃度検出装置にある。
Ｉｓ−α’Ｉｍ＝Ｉｘ’          （６）
また、本発明の第４の態様は、被測定ガスに曝されるガスセンサ素子と、該ガスセンサ素子の出力を用いて、上記被測定ガスに含まれる特定ガスの濃度を算出する算出部とを備えるガス濃度検出装置であって、
上記ガスセンサ素子は、上記被測定ガスが導入される被測定ガス室と、基準ガスが導入される基準ガス室と、上記被測定ガス室と上記基準ガス室との間に介在し酸素イオン伝導性を有する固体電解質体と、該固体電解質体の両面に設けられた複数の電極とを備え、
上記固体電解質体と上記電極とにより、上記被測定ガス室における上記被測定ガスの酸素濃度を調整するポンプセルと、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流が流れるモニタセルと、上記被測定ガス中の酸素濃度に対応した量の電流と上記特定ガスの濃度に対応した量の電流との合計の電流が流れるセンサセルとを形成してあり、
上記算出部は、上記モニタセルに流れる電流であるモニタセル電流Ｉｍの値を、上記センサセルに流れる電流であるセンサセル電流Ｉｓのうち酸素濃度に起因する成分である酸素起因電流Ｉｓｏの値に近づけるように補正し、その補正値Ｉｍ’を上記センサセル電流Ｉｓから減算することにより、上記センサセル電流Ｉｓのうち上記特定ガスの濃度に起因する成分である特定ガス起因電流Ｉｘを求めて、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を算出するよう構成されており、
上記算出部は、上記被測定ガスに上記特定ガスが含まれない状態において、上記ポンプセルに互いに値が異なる第１電圧と第２電圧とを加え、上記第１電圧を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ１及び上記センサセル電流Ｉｓ１を測定すると共に、上記第２電圧を加えた状態における上記モニタセル電流Ｉｍ２及び上記センサセル電流Ｉｓ２を測定し、下記式（７）を用いて、上記センサセル電流Ｉｓから、酸素および上記特定ガスの有無に関わらず流れる成分であるオフセット電流Ｉｏｆｆを減算した値Ｉｓ−Ｉｏｆｆと、上記モニタセル電流Ｉｍから上記オフセット電流Ｉｏｆｆを減算した値Ｉｍ−Ｉｏｆｆとの比である減算値感度比βを算出すると共に、下記式（８）を用いて上記オフセット電流Ｉｏｆｆを算出し、
β＝（Ｉｓ１−Ｉｓ２）／（Ｉｍ１−Ｉｍ２）          （７）
Ｉｏｆｆ＝（Ｉｓ１−βＩｍ１）／（１−β）          （８）
上記算出部は、上記被測定ガス中の上記特定ガスの濃度を検出するときに、上記センサセル電流Ｉｓと上記モニタセル電流Ｉｍとを測定し、下記式（９）を用いて上記特定ガス起因電流Ｉｘを算出して、上記特定ガスの濃度を求めるよう構成されていることを特徴とするガス濃度検出装置にある。
Ｉｘ＝Ｉｓ−{β（Ｉｍ−Ｉｏｆｆ）＋Ｉｏｆｆ}          （９）