(57)【要約】【課題】  被検出雰囲気の熱伝導率が当該被検出雰囲気内の相対湿度に基づき変動することを考慮して、可燃性ガスを精度よく検出するようにした可燃性ガス検出装置及び可燃性ガス検出方法を提供する。【解決手段】  発熱抵抗体２２１の端子電圧の発熱抵抗体２１１の端子電圧に対する電圧差及び電圧比が各ステップ４３０、４３１にて算出され、相対湿度がこの相対湿度の電圧比との近似直線関係を表す特性から電圧比に基づきステップ４３２にて算出され、電圧差と水素ガス濃度との関係を表す一次関数式の切片がこの切片の相対湿度との関係を表すマップデータに基づき算出相対湿度からステップ４３３にて決定され、一次関数式の勾配がステップ４３４にて被検出雰囲気の環境温度に基づき算出される。そして、水素ガスの濃度が、ステップ４４０にて、上記一次関数式を用いて、算出勾配、決定切片及び算出電圧差に基づいて算出される。【選択図】    図６
2006010670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出雰囲気内に晒される複数の発熱抵抗体を備えてなる可燃性ガス検出装置において、
前記複数の発熱抵抗体のうち２つの発熱抵抗体の各抵抗値を互いに異なる各一定温度に対応する各値にそれぞれ維持するように当該２つの発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段と、
前記被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段と、
前記通電制御手段による通電制御状態にて生ずる前記２つの発熱抵抗体の各端子電圧の差を電圧差として算出する電圧差算出手段と、
前記通電制御手段による通電制御状態にて生ずる前記２つの発熱抵抗体の各端子電圧の比を電圧比として決定する電圧比決定手段と、
この電圧比決定手段による決定電圧比と前記温度検出手段による検出環境温度との間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の湿度を決定する湿度決定手段と、
前記電圧差算出手段による算出電圧差、前記湿度決定手段による決定湿度及び前記検出環境温度の間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の前記可燃性ガスの濃度を算出する濃度算出手段とを備えて、
この濃度算出手段の算出濃度に基づき前記可燃性ガスを検出するようにしたことを特徴とする可燃性ガス検出装置。
【請求項２】
被検出雰囲気内に晒される発熱抵抗体を備えてなる可燃性ガス検出装置において、
前記発熱抵抗体の抵抗値を互いに異なる一定温度に対応する各値に時を異にして維持するように当該発熱抵抗体を間欠的に通電制御する通電制御手段と、
前記被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段と、
前記通電制御手段による間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる前記発熱抵抗体の各端子電圧の差を電圧差として算出する電圧差算出手段と、
前記通電制御手段による間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる前記発熱抵抗体の各端子電圧の比を電圧比として決定する電圧比決定手段と、
この電圧比決定手段による決定電圧比と前記温度検出手段による検出環境温度との間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の湿度を決定する湿度決定手段と、
前記電圧差算出手段による算出電圧差、前記湿度決定手段による決定湿度及び前記検出環境温度の間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の前記可燃性ガスの濃度を算出する濃度算出手段とを備えて、
この濃度算出手段の算出濃度に基づき前記可燃性ガスを検出するようにしたことを特徴とする可燃性ガス検出装置。
【請求項３】
複数の凹部を間隔をおいて裏面側から形成してなる半導体基板と、この半導体基板の表面に形成される絶縁層と、この絶縁層の表面に前記各凹部に対応して形成される複数の発熱抵抗体と、これら発熱抵抗体を覆うように前記絶縁層の表面に形成される保護層とを備えて、被検出雰囲気内に配置される検出素子と、
前記複数の発熱抵抗体のうち２つの発熱抵抗体の各抵抗値を互いに異なる各一定温度に対応する各値にそれぞれ維持するように当該２つの発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段と、
前記被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段と、
前記通電制御手段による通電制御状態にて生ずる前記２つの発熱抵抗体の各端子電圧の差を電圧差として算出する電圧差算出手段と、
前記通電制御手段による通電制御状態にて生ずる前記２つの発熱抵抗体の各端子電圧の比を電圧比として決定する電圧比決定手段と、
この電圧比決定手段による決定電圧比と前記温度検出手段による検出環境温度との間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の湿度を決定する湿度決定手段と、
前記電圧差算出手段による算出電圧差、前記湿度決定手段による決定湿度及び前記検出環境温度の間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の前記可燃性ガスの濃度を算出する濃度算出手段とを備えて、
この濃度算出手段の算出濃度に基づき前記可燃性ガスを検出するようにした可燃性ガス検出装置。
【請求項４】
凹部を裏面側から形成してなる半導体基板と、この半導体基板の表面に形成される絶縁層と、この絶縁層の表面に前記凹部に対応して形成される発熱抵抗体と、この発熱抵抗体を覆うように前記絶縁層の表面に形成される保護層とを備えて、被検出雰囲気内に配置される検出素子と、
前記発熱抵抗体の抵抗値を互いに異なる一定温度に対応する各値に時を異にして維持するように当該発熱抵抗体を間欠的に通電制御する通電制御手段と、
前記被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段と、
前記通電制御手段による間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる前記発熱抵抗体の各端子電圧の差を電圧差として算出する電圧差算出手段と、
前記通電制御手段による間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる前記発熱抵抗体の各端子電圧の比を電圧比として決定する電圧比決定手段と、
この電圧比決定手段による決定電圧比と前記温度検出手段による検出環境温度との間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の湿度を決定する湿度決定手段と、
前記電圧差算出手段による算出電圧差、前記湿度決定手段による決定湿度及び前記検出環境温度の間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の前記可燃性ガスの濃度を算出する濃度算出手段とを備えて、
この濃度算出手段の算出濃度に基づき前記可燃性ガスを検出するようにした可燃性ガス検出装置。
【請求項５】
前記電圧差を独立変数とし、前記可燃性ガスの濃度を従属変数とし、前記湿度及び前記環境温度をパラメータとして成立する一次関数式の切片と前記湿度との間の所定の関係を用いて前記決定湿度に基づき前記切片を決定する切片決定手段と、
前記検出環境温度に基づき前記一次関数式の勾配を決定する勾配決定手段とを備えて、
前記濃度算出手段は、前記決定湿度及び前記検出環境温度に代わる前記切片決定手段による決定切片及び前記勾配決定手段による決定勾配を共に用いて、前記算出電圧差に応じて、前記一次関数式に基づき前記可燃性ガスの濃度を算出するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項６】
前記温度検出手段は、前記被検出雰囲気内に配置される測温抵抗体であってその抵抗値の変化に応じて前記被検出雰囲気内の環境温度を検出する測温抵抗体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項７】
前記温度検出手段は、前記半導体基板の表面上に形成される薄膜抵抗体であって、
この薄膜抵抗体はその抵抗値の変化に基づき前記被検出雰囲気内の環境温度を検出することを特徴とする請求項３或いは４に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項８】
被検出雰囲気内に晒される両発熱抵抗体の各抵抗値を互いに異なる各一定温度に対応する各値にそれぞれ維持するように当該両発熱抵抗体を通電制御し、
前記被検出雰囲気内の前記通電制御状態において生ずる前記両発熱抵抗体の各端子電圧の電圧比と前記被検出雰囲気内の環境温度との間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の湿度を決定し、
前記両発熱抵抗体の各端子電圧の電圧差、前記湿度及び前記環境温度の間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を算出することで、当該可燃性ガスを検出するようにした可燃性ガス検出方法。
【請求項９】
被検出雰囲気内に晒される発熱抵抗体の抵抗値を互いに異なる一定温度に対応する各値に時を異にして維持するように当該発熱抵抗体を間欠的に通電制御し、
前記被検出雰囲気内の前記間欠的通電制御状態において生ずる前記発熱抵抗体の各端子電圧の電圧比と前記被検出雰囲気内の環境温度との間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の湿度を決定し、
前記発熱抵抗体の各端子電圧の電圧差、前記湿度及び前記環境温度の間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を算出することで、当該可燃性ガスを検出するようにした可燃性ガス検出方法。
【請求項１０】
前記可燃性ガスの算出は、
前記電圧差を独立変数とし、前記被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を従属変数とし、前記湿度及び前記環境温度をパラメータとして成立する一次関数式の切片と前記湿度との間の所定の関係を用いて、前記決定湿度に基づき前記切片を決定し、
前記環境温度に基づき決定される前記一次関数式の勾配、前記切片及び前記電圧差を用いて、前記一次関数式に基づき前記可燃性ガスの濃度を算出することで行うようにしたことを特徴とする請求項８或いは９に記載の可燃性ガス検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出雰囲気内の可燃性ガスを検出する可燃性ガス検出装置及び可燃性ガス検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の可燃性ガスの検出装置においては、下記非特許文献１にて開示された燃料電池自動車用水素ガスセンサがある。この水素ガスセンサは、互いに異なる温度に制御される両サーミスタの各検出値の差分から湿度の影響度合いを求め、湿度成分を補正して水素ガスを検出するようになっている。
【非特許文献１】Masaaki Tada、他３名、「Hydrogen Sensor for Fuel Cell Vehicles（燃料電池自動車用水素ガスセンサ）」、SAE-2003-01-1137、p7-p8
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記水素ガスセンサにおいては、被検出雰囲気中の水素ガスの濃度が同じであっても、被検出雰囲気中の湿度の変動によって当該被検出雰囲気全体の熱伝導率が変動するという現象が考慮されていないため、水素ガスの検出精度が低いという不具合を招く。
【０００４】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度が当該被検出雰囲気内の湿度に基づき変動することを考慮して、可燃性ガスを精度よく検出するようにした可燃性ガス検出装置及び可燃性ガス検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題の解決にあたり、本発明に係る可燃性ガスの検出装置は、請求項１の記載によれば、被検出雰囲気内に晒される複数の発熱抵抗体（２１１、２２１、３３０）を備える。
【０００６】
当該可燃性ガス検出装置において、複数の発熱抵抗体のうち２つの発熱抵抗体（２１１）の各抵抗値を互いに異なる各一定温度に対応する各値にそれぞれ維持するように当該２つの発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段（２３０、２４０、４８０）と、
被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段（３９０）と、
通電制御手段による通電制御状態にて生ずる上記２つの発熱抵抗体の各端子電圧の差を電圧差として算出する電圧差算出手段（４２０、４３０）と、
通電制御手段による通電制御状態にて生ずる上記２つの発熱抵抗体の各端子電圧の比を電圧比として決定する電圧比決定手段（４３１）と、
この電圧比決定手段による決定電圧比と温度検出手段による検出環境温度との間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の湿度を決定する湿度決定手段（４３２）と、
電圧差算出手段による算出電圧差、湿度決定手段による決定湿度及び上記検出環境温度の間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の上記可燃性ガスの濃度を算出する濃度算出手段（４３３、４３４、４４０）とを備えて、
この濃度算出手段の算出濃度に基づき上記可燃性ガスを検出するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、上記通電制御状態にて生ずる２つの発熱抵抗体の各端子電圧の差が電圧差として算出され、上記通電制御状態にて生ずる２つの発熱抵抗体の各端子電圧の比が電圧比として決定され、被検出雰囲気内の湿度が、上記決定電圧比と上記検出環境温度との間の関係に基づき決定される。そして、上記被検出雰囲気内の上記可燃性ガスの濃度が上記算出電圧差、上記決定湿度及び上記検出環境温度の間の関係に基づき算出され、この算出濃度に基づき可燃性ガスが検出される。
【０００８】
これにより、被検出雰囲気の熱伝導率が当該被検出雰囲気内の湿度に応じて変動することを考慮して、この変動をなくするように処理して可燃性ガスを検出することとなるので、この検出精度を高く確保できる。
【０００９】
また、本発明に係る可燃性ガス検出装置は、請求項２の記載によれば、被検出雰囲気内に晒される発熱抵抗体（２１１、２２１、３３０）を備える。
【００１０】
当該可燃性ガス検出装置において、発熱抵抗体の抵抗値を互いに異なる一定温度に対応する各値に時を異にして維持するように当該発熱抵抗体を間欠的に通電制御する通電制御手段（２１４、２１５、２１６、２３１、２９０、４８１）と、
上記被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段（５００、３９０）と、
通電制御手段による間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の差を電圧差として算出する電圧差算出手段（４２０、４３０）と、
通電制御手段による間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の比を電圧比として決定する電圧比決定手段（４３１）と、
この電圧比決定手段による決定電圧比と前記温度検出手段による検出環境温度との間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の湿度を決定する湿度決定手段（４３２）と、
前記電圧差算出手段による算出電圧差、前記湿度決定手段による決定湿度及び前記検出環境温度の間の関係に基づき前記被検出雰囲気内の前記可燃性ガスの濃度を算出する濃度算出手段（４３３、４３４、４４０）とを備えて、
この濃度算出手段の算出濃度に基づき前記可燃性ガスを検出するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、上記間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の差が電圧差として算出され、上記間欠的電制御状態にて時を異にして生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の比が電圧比として決定され、被検出雰囲気内の湿度が、上記決定電圧比と上記検出環境温度との間の関係に基づき決定される。そして、上記被検出雰囲気内の上記可燃性ガスの濃度が上記算出電圧差、上記決定湿度及び上記検出環境温度の間の関係に基づき算出され、この算出濃度に基づき可燃性ガスが検出される。
【００１２】
このように、発熱抵抗体の数を単一にしても、上記間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる当該発熱抵抗体の各端子電圧の差及び比を電圧差及び電圧比とすることで、ガス検出装置の構成をより一層小型化するとともに当該検出素子の電力消費をより一層抑制しつつ、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成し得る。
【００１３】
また、本発明に係る可燃性ガス検出装置は、請求項３の記載によれば、
複数の凹部（３１１）を間隔をおいて裏面側から形成してなる半導体基板（３１０）と、この半導体基板の表面に形成される絶縁層（３２０）と、この絶縁層の表面に前記各凹部に対応して形成される複数の発熱抵抗体（２１１、２２１、３３０）と、これら発熱抵抗体を覆うように前記絶縁層の表面に形成される保護層（３５０、３６０）とを備えて、被検出雰囲気内に配置される検出素子（３００）と、
複数の発熱抵抗体のうち２つの発熱抵抗体（２１１、２２１）の各抵抗値を互いに異なる各一定温度に対応する各値にそれぞれ維持するように当該２つの発熱抵抗体を通電制御する通電制御手段（２３０、２４０、４８０）と、
被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段（３９０）と、
通電制御手段による通電制御状態にて生ずる上記２つの発熱抵抗体の各端子電圧の差を電圧差として算出する電圧差算出手段（４２０）と、
通電制御手段による通電制御状態にて生ずる上記２つの発熱抵抗体の各端子電圧の比を電圧比として決定する電圧比決定手段（４３１）と、
この電圧比決定手段による決定電圧比と温度検出手段による検出環境温度との間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の湿度を決定する湿度決定手段（４３２）と、
電圧差算出手段による算出電圧差、湿度決定手段による決定湿度及び上記検出環境温度の間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の前記可燃性ガスの濃度を算出する濃度算出手段（４４０）とを備えて、
この濃度算出手段の算出濃度に基づき前記可燃性ガスを検出するようにした。
【００１４】
これによれば、請求項１に記載の発明とは異なり、上記構成の検出素子を有する可燃性ガス検出装置においても、当該請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成し得る。
【００１５】
また、本発明に係る可燃性ガス検出装置は、請求項４の記載によれば、
凹部（３１１）を裏面側から形成してなる半導体基板（３１０）と、この半導体基板の表面に形成される絶縁層（３２０）と、この絶縁層の表面に上記凹部に対応して形成される発熱抵抗体（２１１、２２１、３３０）と、この発熱抵抗体を覆うように絶縁層の表面に形成される保護層（３５０、３６０）とを備えて、被検出雰囲気内に配置される検出素子（３００）と、
発熱抵抗体の抵抗値を互いに異なる一定温度に対応する各値に時を異にして維持するように当該発熱抵抗体を間欠的に通電制御する通電制御手段（２１４、２１５、２１６、２３１、２９０、４８１）と、
上記被検出雰囲気内の環境温度を検出する温度検出手段（５００、３９０）と、
通電制御手段による間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の差を電圧差として算出する電圧差算出手段（４２０、４３０）と、
通電制御手段による間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の比を電圧比として決定する電圧比決定手段（４３１）と、
この電圧比決定手段による決定電圧比と温度検出手段による検出環境温度との間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の湿度を決定する湿度決定手段（４３２）と、
電圧差算出手段による算出電圧差、湿度決定手段による決定湿度及び上記検出環境温度の間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の上記可燃性ガスの濃度を算出する濃度算出手段（４３３、４３４、４４０）とを備えて、
この濃度算出手段の算出濃度に基づき上記可燃性ガスを検出するようにした。
【００１６】
これによれば、請求項２に記載の発明とは異なり、上記構成の検出素子を有する可燃性ガス検出装置においても、当該請求項２に記載の発明と同様の作用効果を達成し得る。
【００１７】
なお、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、湿度決定手段は、各環境温度において上記電圧比と上記湿度との間にて成立する近似直線関係に基づき、上記決定電圧比から上記湿度を決定するようにしてもよい。
【００１８】
また、請求項２或いは４に記載の発明において、電圧比決定手段でもって、上記間欠的通電制御状態にて時を異にして生ずる発熱抵抗体の各端子電圧のうち、先行して生ずる端子電圧を、後続して生ずる端子電圧で除して得られる比を、電圧比とし、この電圧比が１よりも大きいとき（或いは小さいとき）にのみ、湿度決定手段による湿度決定を行うようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項１〜４のいずれか１つに記載の可燃性ガス検出装置において、
上記電圧差を独立変数とし、上記可燃性ガスの濃度を従属変数とし、上記湿度及び上記環境温度をパラメータとして成立する一次関数式の切片と上記湿度との間の所定の関係を用いて上記決定湿度に基づき上記切片を決定する切片決定手段（４３３）と、
上記検出環境温度に基づき上記一次関数式の勾配を決定する勾配決定手段（４３４）とを備えて、
濃度算出手段は、上記決定湿度及び上記検出環境温度に代わる切片決定手段による決定切片及び勾配決定手段による決定勾配を共に用いて、上記算出電圧差に応じて、上記一次関数式に基づき上記可燃性ガスの濃度を算出するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
これによれば、通電制御手段による上記通電制御状態において生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の電圧差を独立変数とし、被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を従属変数とし、上記湿度及び上記環境温度をパラメータとして成立する一次関数式を前提とする。
【００２１】
このような前提のもと、当該一次関数式の切片と上記湿度との間で成立する所定の関係を用いて、上記一次関数式の切片が上記決定湿度に基づき決定され、かつ、当該一次関数式の勾配が上記検出環境温度に基づき決定される。
【００２２】
そして、上記可燃性ガスの濃度が、上記通電制御状態にて生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の電圧差、上記決定切片及び上記決定勾配を用いて上記一次関数式に基づき算出され、この算出濃度に基づき可燃性ガスが検出される。
【００２３】
これにより、被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度が当該被検出雰囲気内の湿度に応じて変動することをより一層考慮して、この変動をなくするように処理して可燃性ガスを検出することとなるので、この検出精度をより一層高く確保できる。
【００２４】
また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項１〜５のいずれか１つに記載の可燃性ガス検出装置において、温度検出手段は、被検出雰囲気内に配置される測温抵抗体であってその抵抗値の変化に応じて被検出雰囲気内の環境温度を検出する測温抵抗体であることを特徴とする。
【００２５】
このように、温度検出手段として、被検出雰囲気内に配置される測温抵抗体を採用しても、請求項１〜５のいずれか１つに記載の発明と同様の作用効果を達成できる。
【００２６】
また、本発明は、請求項７の記載によれば、請求項３或いは４に記載の可燃性ガス検出装置において、温度検出手段は、半導体基板の表面上に形成される薄膜抵抗体であって、
この薄膜抵抗体はその抵抗値の変化に基づき上記被検出雰囲気内の環境温度を検出する薄膜抵抗体であることを特徴とする。
【００２７】
このように、温度検出手段として、半導体基板の表面上に形成されてなる薄膜抵抗体を採用したので、この薄膜抵抗体の抵抗値が、上記環境温度の変化に伴い迅速に変化し得る。従って、請求項３或いは４に記載の発明と同様の作用効果をより一層精度よく達成し得る。
【００２８】
また、本発明に係る可燃性ガス検出方法では、請求項８の記載によれば、
被検出雰囲気内に晒される両発熱抵抗体（２１１、２２１、３３０）の各抵抗値を互いに異なる各一定温度に対応する各値にそれぞれ維持するように当該両発熱抵抗体を通電制御し、
上記被検出雰囲気内の上記通電制御状態において生ずる両発熱抵抗体の各端子電圧の電圧比と上記被検出雰囲気内の環境温度との間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の湿度を決定し、
両発熱抵抗体の各端子電圧の電圧差、上記湿度及び上記環境温度の間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を算出することで、当該可燃性ガスを検出する。
【００２９】
これによれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成し得る可燃性ガス検出方法の提供が可能となる。
【００３０】
また、本発明に係る可燃性ガス検出方法では、請求項９の記載によれば、
被検出雰囲気内に晒される発熱抵抗体の抵抗値を互いに異なる一定温度に対応する各値に時を異にして維持するように当該発熱抵抗体を間欠的に通電制御し、
上記被検出雰囲気内の上記間欠的通電制御状態において生ずる発熱抵抗体の各端子電圧の電圧比と上記被検出雰囲気内の環境温度との間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の湿度を決定し、
発熱抵抗体の各端子電圧の電圧差、上記湿度及び上記環境温度の間の関係に基づき上記被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を算出することで、当該可燃性ガスを検出する。
【００３１】
これによれば、請求項２に記載の発明と同様の作用効果を達成し得る可燃性ガス検出方法の提供が可能となる。
【００３２】
また、本発明は、請求項１０の記載によれば、請求項８或いは９に記載の可燃性ガス検出方法において、
上記可燃性ガスの算出は、
上記電圧差を独立変数とし、上記被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を従属変数とし、上記湿度及び上記環境温度をパラメータとして成立する一次関数式の切片と上記湿度との間の所定の関係を用いて、上記決定湿度に基づき上記切片を決定し、
上記環境温度に基づき決定される上記一次関数式の勾配、上記切片及び上記電圧差を用いて、上記一次関数式に基づき上記可燃性ガスの濃度を算出することで行うようにしたことを特徴とする。
【００３３】
これにより、請求項８或いは９に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００３４】
なお、請求項１、２、３、４、８或いは９に記載の上記各関係または請求項５或いは１０に記載の所定の関係及び一次関数式は、データとして、メモリに予め記憶されていてもよい。また、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１及び図２は、本発明に係る可燃性ガス検出装置の第１実施形態を示しており、この可燃性ガス検出装置は、例えば、燃料電池から漏れる水素ガスを検出するのに用いられる。
【００３６】
当該可燃性ガス検出装置は、装置ユニット１００（図１参照）と、制御回路２００（図２参照）とにより構成されている。装置ユニット１００は、図１にて示すごとく、ケーシング１１０、蓋体１２０及びコネクタ１３０を備えている。ケーシング１１０は両ケーシング部材１１１、１１２を有しており、当該両ケーシング部材１１１、１１２は、その各開口部にて互いに嵌合されて、ケーシング１１０を構成している。
【００３７】
ここで、ケーシング部材１１１は、ガス導入筒１１３を備えており、このガス導入筒１１３は、ケーシング部材１１１の底壁中央から外方へ円筒状に延出し、ガス導入口部１１４にて、外方に開口している。なお、図１にて、符号１１５は、Ｏリングを示す。このＯリングは、当該可燃性ガス検出装置の取り付け箇所によっては、廃止してもよい。
【００３８】
蓋体１２０は、図１にて示すごとく、ケーシング部材１１１の内側からガス導入筒１１３内に同軸的に嵌装されており、当該蓋体１２０は、図１及び図３にて示すごとく、円筒部材１２１を備えている。この円筒部材１２１は、その底壁側円筒部にて、図１にて示すごとく、ガス導入筒１１３の小径穴部内に同軸的に嵌装されており、当該円筒部材１２１は、その環状底壁１２２（図３参照）にて、ガス導入口部１１４にその内面側から着座している。なお、円筒部材１２１は、その環状底壁１２２の中空部にて、ガス導入口部１１４を通り外方に開口している。
【００３９】
また、円筒部材１２１は、その基端側環状フランジ部１２３にて、ガス導入筒１１３の基端側に形成した大径穴部内にパッキン等の環状シール（図示しない）を介し接着剤でもって気密的に接着嵌装されている。なお、上述のように環状シールを介し接着剤で接着することに代えて、溶着に依ってもよい。
【００４０】
また、蓋体１２０は、円筒部材１２１内に設けた撥水フィルタ１２４及び金網１２５を備えている。撥水フィルタ１２４は、その外周部にて、円筒部材１２１の環状底壁１２２と環板状スペーサ１２６との間に挟持されており、この撥水フィルタ１２４は、ガス導入口部１１４及び円筒部材の環状底壁１２２の中空部からスペーサ１２６内への水滴の浸入や粉塵の侵入を防止する。
【００４１】
金網１２５は、その外周部にて、環板状スぺーサ１２６と円筒状スペーサ１２７の環状底壁との間に挟持されており、この金網１２５は、次のような役割を果たす。即ち、後述する発熱抵抗体３３０（図４参照）への通電に伴い当該発熱抵抗体に電流が流れて当該発熱抵抗体の温度が水素ガスの下限爆発温度を上回ることで、水素ガスがスペーサ１２７内で発火した場合に、金網１２５は、スペーサ１２７の内部からその外方へ逸火することを防止する。
【００４２】
なお、スペーサ１２７は、円筒部材１２１の円筒部内に同軸的に圧入により嵌装されて、その環状底壁にて、金網１２５、環状スペーサ１２６及び撥水フィルタ１２４を、円筒部材１２１の環状底壁１２２の内面上に固定している。
【００４３】
コネクタ１３０は、ケーシング部材１１１の図１にて図示右側壁に組み付けられており、このコネクタ１３０は、その複数のコネクタピン１３１（図１では、一コネクタピンのみを示す）にて、ケーシング１１１の右側壁を通し配線板１８０の配線パターン部（図示しない）に電気的に接続されている。なお、当該コネクタ１３０は、ケーシング部材１１１と一体で構成されていてもよい。
【００４４】
当該装置ユニット１００は、図１及び図３にて示すごとく、検出素子３００、敷き板１４０及び取り付け板１５０を備えており、検出素子３００は、図１及び図３にて示すごとく、敷き板１４０及び取り付け板１５０と共に、円筒部材１２１内に支持されている。取り付け板１５０は、図３にて示すごとく、その断面Ｌ字状外周部１５１にて、円筒部材１２１の環状フランジ部１２３内に同軸的にかつ気密的に固定されている。敷き板１４０は、熱伝導率の小さい材料でもって形成されており、この敷き板１４０は、取り付け板１５０の外面（スペーサ１２７側の面）の中央部に接着剤でもって接着されている。検出素子３００は、敷き板１４０の外面（スペーサ１２７側の面）に接着剤で接着されて、スペーサ１２７内に露呈している。
【００４５】
また、当該装置ユニット１００は、図１及び図３にて示すごとく、複数本のピン状ターミナル１６０〜１６４及びヒータ１７０を備えており、各ターミナル１６０〜１６４は、取り付け板１５０に挿通されている。ヒータ１７０は、図１及び図３にて示すごとく、両ターミナル１６０、１６３の各先端部間に電気的に接続されており、このヒータ１７０は、両ターミナル１６０、１６３を介する給電により検出素子３００を加熱してこの検出素子３００に付着する結露や不純物を乾燥消失させる。
【００４６】
特に、雰囲気温度を検出する測温抵抗体を検出素子３００の表面上に設ける場合、当該測温抵抗体でもって検出する温度が、検出素子３００の表面に付着した結露や不純物に起因して実際の雰囲気温度よりも低くなり、温度の検出精度の低下を招くという事態の発生を防止する効果がある。なお、検出素子３００は、後述する各電極膜３７０（図４参照）にて、ターミナル１６１、１６２及び１６４の各先端部にワイヤボンディングにより電気的に接続されている。
【００４７】
配線板１８０は、ケーシング１１０内に設けられており、この配線板１８０は、その外周部にて、ケーシング部材１１１の開口端部に支持されている。なお、当該配線板１８０には、各ターミナル１６０〜１６４が、その基端部にて、嵌着されて配線板１８０の上記配線パターン部に電気的に接続されている。
【００４８】
制御回路２００は、図１にて示すごとく、ケーシング１１０内にて配線板１８０の裏面（図１にて図示下側）に実装されており、この制御回路２００は、当該配線板１８０の上記配線パターン部を介し、コネクタ１３０のコネクタピン１３１及び各ターミナル１６０〜１６４に電気的に接続されている。
【００４９】
次に、上述した検出素子３００の構成につき図４及び図５を参照して説明する。検出素子３００はマイクロマシニング技術を用いて製造されているもので、当該検出素子３００は、図４にて示すごとく、シリコン製半導体基板３１０及び上下両側絶縁層３２０を備えている。上側絶縁層３２０は、半導体基板３１０の表面に形成されており、一方、下側絶縁層３２０は、半導体基板３１０の裏面に形成されている。なお、上側絶縁層３２０は、半導体基板３１０の表面に形成した酸化シリコン膜３２１と、この酸化シリコン膜３２１上に積層した窒化シリコン膜３２２でもって構成されている。また、下側絶縁層３２０は、半導体基板３１０の裏面に形成した酸化シリコン膜３２１と、この酸化シリコン膜３２１上に積層した窒化シリコン膜３２２でもって構成されている。
【００５０】
ここで、半導体基板３１０には、図４にて図示左右両側凹部３１１が、上側絶縁層３２０の裏面側において、間隔をおいて形成されている。また、下側絶縁層３２０は、各凹部３１１に対応する部位にて、それぞれ除去されて、各凹部３１１の開口部として形成されている。これにより、上側絶縁層３２０は、その裏面のうち各凹部３１１に対する各対応裏面部にて、当該各凹部３１１の開口部を通して外方に露呈している。なお、半導体基板３１０は、各凹部３１１以外の部位にて基板部３１２を構成する。
【００５１】
また、検出素子３００は、図４及び図５にて示すごとく、左右両側発熱抵抗体３３０並びに左側、中央側及び右側の各配線膜３４０を備えている。左側発熱抵抗体３３０は、上側絶縁層３２０の表面のうち左側凹部３１１に対応する部位上に渦巻き状に形成されており、一方、右側発熱抵抗体３３０は、上側絶縁層３２０の表面のうち右側凹部３１１に対応する部位上に渦巻き状に形成されている。本第１実施形態において、両発熱抵抗体３３０は、後述する各配線膜３４０と共に、白金抵抗材料でもって形成されている。
【００５２】
左側配線膜３４０は、図４にて示すごとく、上側絶縁層３２０の表面の左側部上において、半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、図５にて示すごとく、左側発熱抵抗体３３０の一端と一体となるように形成されている。中央側配線膜３４０は、上側絶縁層３２０の表面の中央部上にて、半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、左側発熱抵抗体３３０の他端及び右側発熱抵抗体３３０の一端と一体となるように形成されている。また、右側配線膜３４０は、上側絶縁層３２０の表面の右側部上にて、半導体基板３１０の基板部３１２に対応して位置し、右側発熱抵抗体３３０の他端と一体となるように形成されている。
【００５３】
また、当該検出素子３００は、図４及び図５にて示すごとく、内側保護層３５０及び外側保護層３６０並びに左側、中央側及び右側の各電極膜３７０を備えており、内側保護層３５０は、各配線膜３４０及び各発熱抵抗体３３０を覆うように、上側絶縁層３２０の表面上に形成されている。また、外側保護層３６０は、内側保護層３５０上に積層状に形成されている。
【００５４】
ここで、内側保護層３５０及び外側保護層３６０には、左側、中央側及び右側の各コンタクトホール３６１が、内側保護層３５０及び外側保護層３６０のうち左側、中央側及び右側の各配線膜３４０に対応する各部位に形成されている。これにより、左側、中央側及び右側の各配線膜３４０は、その表面にて、左側、中央側及び右側の各コンタクトホール３６１を通り外方に露呈している。左側、中央側及び右側の各電極膜３７０は、左側、中央側及び右側の各コンタクトホール３６１を通して左側、中央側及び右側の各配線膜３４０上に形成されている。
【００５５】
本第１実施形態では、検出素子３００において、左側発熱抵抗体３３０、左側及び中央側の各配線膜３４０並びに左側及び中央側の各電極膜３７０が、主として、左側熱伝導式ガス検出部３８０を構成し、右側発熱抵抗体３３０、中央側及び右側の各配線膜３４０並びに中央側及び右側の各電極膜３７０が、主として、右側熱伝導式ガス検出部３８０を構成する。
【００５６】
また、当該検出素子３００は、図５にて示すごとく、測温抵抗体３９０を備えており、この測温抵抗体３９０は、白金（Ｐｔ）を含む測温抵抗材料でもって、図５にて図示上側において、上側絶縁層３２０と内側保護層３５０との間に薄膜抵抗体として形成されている。これにより、当該測温抵抗体３９０は、当該ガス検出装置を配置した被検出雰囲気の温度（以下、環境温度ともいう）を検出する。本第１実施形態では、測温抵抗体３９０の温度抵抗係数は両発熱抵抗体３３０の各温度抵抗係数とほぼ同一となっている。
【００５７】
また、各電極膜３９１は、内側保護層３５０及び外側保護層３６０に形成した各コンタクトホール（図示しない）内にて測温抵抗体３９０の左右両端部上に形成されている。なお、この測温抵抗体３９０は、両電極膜３９１を介しターミナル（図示しない）を介し配線板１８０の上記配線パターン部に接続されている。
【００５８】
次に、上述した制御回路２００の構成について図２を参照して説明する。制御回路２００は、両ブリッジ回路２１０、２２０を備えており、ブリッジ回路２１０は、図２にて示すごとく、ガス検出用発熱抵抗体２１１及び各固定抵抗２１２、２１３、２１４でもって、ホイートストーンブリッジ回路を形成するように構成されている。
【００５９】
このブリッジ回路２１０において、ガス検出用発熱抵抗体２１１は、検出素子３００の左側熱伝導式ガス検出部３８０を構成する左側発熱抵抗体３３０でもって構成されている。ここで、発熱抵抗体２１１は、その一端にて、接地されており、当該発熱抵抗体２１１の他端は、固定抵抗２１２、固定抵抗２１３及び固定抵抗２１４を介し接地されている。
【００６０】
しかして、当該ブリッジ回路２１０は、発熱抵抗体２１１及び固定抵抗２１４の共通端子（一側電源端子）及び両固定抵抗２１２、２１３の共通端子（他側電源端子）の間に、定温度制御回路２３０から制御電圧を受けて作動する。そして、この作動のもと、当該ブリッジ回路２１０は、ガス検出用発熱抵抗体２１１の抵抗値の変化に基づき発熱抵抗体２１１及び固定抵抗２１２の共通端子（ブリッジ回路２１０の一側出力端子）と両固定抵抗２１３、２１４の共通端子（ブリッジ回路２１０の他側出力端子）との間に生ずる電位差（水素ガスの濃度を表す）を出力する。
【００６１】
定温度制御回路２３０は、演算増幅回路２５０の出力（後述する）に応じて、ガス検出用発熱抵抗体２１１の抵抗値を一定温度（例えば、１５０（℃））に対応する値に維持するように、内蔵直流電源（図示しない）の出力電圧に基づき、ブリッジ回路２１０への上記制御電圧を形成する。なお、発熱抵抗体２１１（３３０）の抵抗値は上記制御電圧或いは当該発熱抵抗体２１１の温度の上昇（又は低下）に応じて増大（又は減少）する。
【００６２】
また、ブリッジ回路２２０は、図２にて示すごとく、ガス検出用発熱抵抗体２２１及び各固定抵抗２２２、２２３、２２４でもって、ホイートストーンブリッジ回路を形成するように構成されている。このブリッジ回路２２０において、ガス検出用発熱抵抗体２２１は、検出素子３００の右側熱伝導式ガス検出部３８０を構成する右側発熱抵抗体３３０でもって構成されている。ここで、発熱抵抗体２２１は、その一端にて、接地されており、当該発熱抵抗体２２１の他端は、固定抵抗２２２、固定抵抗２２３及び固定抵抗２２４を介し接地されている。
【００６３】
しかして、ブリッジ回路２２０は、発熱抵抗体２２１及び固定抵抗２２４の共通端子（一側電源端子）及び両固定抵抗２２２、２２３の共通端子（他側電源端子）の間に、定温度制御回路２４０から制御電圧を受けて作動する。そして、この作動のもと、当該ブリッジ回路２２０は、ガス検出用発熱抵抗体２２１の抵抗値の変化に基づき発熱抵抗体２２１及び固定抵抗２２２の共通端子（ブリッジ回路２２０の一側出力端子）と両固定抵抗２２３、２２４の共通端子（ブリッジ回路２２０の他側出力端子）との間に生ずる電位差（水素ガス濃度を表す）を出力する。
【００６４】
定温度制御回路２４０は、演算増幅回路２６０の出力（後述する）に応じて、ガス検出用発熱抵抗体２２１の抵抗値を一定温度（例えば、３３０（℃））に対応する値に維持するように、内蔵直流電源（図示しない）の出力電圧に基づき、ブリッジ回路２２０への上記制御電圧を形成する。なお、発熱抵抗体２２１の抵抗値は、定温度制御回路２４０からの制御電圧或いは当該発熱抵抗体２１１の温度の上昇（又は低下）に応じて増大（又は減少）する。また、両定温度制御回路２３０、２４０の各制御電圧の出力は、電源スイッチ２８１のオンに同期して開始されるようになっている。
【００６５】
演算増幅回路２５０は、ブリッジ回路２１０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差を定温度制御回路２３０及びマイクロコンピュータ２７０に出力する。演算増幅回路２６０は、ブリッジ回路２２０の両出力端子間に生ずる電位差を増幅して増幅電位差を定温度制御回路２４０及びマイクロコンピュータ２７０に出力する。
【００６６】
マイクロコンピュータ２７０は、直流電源２８０から電源スイッチ２８１を介し給電されて作動し、図６にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行する。この実行中において、マイクロコンピュータ２７０は、測温抵抗体３９０の検出環境温度や両演算増幅回路２５０、２６０の各出力電位差に基づき、水素ガスの濃度の算出に要する各種の処理を行う。なお、上記コンピュータプログラムは、マイクロコンピュータ２７０のＲＯＭに当該マイクロコンピュータにより読み出し可能に記憶されている。
【００６７】
以上のように構成した本第１実施形態において、当該可燃性ガス検出装置の装置ユニット１００が被検出雰囲気内に配置されているものとする。このような状態にて、上記被検出雰囲気内に漏洩する水素ガスが、装置ユニット１００のガス導入筒１１３内にそのガス導入口部１１４から流入すると、当該水素ガスは、撥水フィルタ１２４及び金網１２５を通り円筒状スペーサ１２７内に流入し、然る後、検出素子３００に到達する。これに伴い、当該水素ガスが、検出素子３００に接触するようにして外側保護層３６０の表面付近にて流動する。
【００６８】
このような状態において、電源スイッチ２８１がオンされ、マイクロコンピュータ２７０が直流電源２８０から給電されると、当該マイクロコンピュータ２７０は、図６のフローチャートに従い上記コンピュータプログラムの実行を開始する。この開始に伴い、ステップ４００において、マイクロコンピュータ２７０に内蔵のソフトタイマーの起動処理がなされる。従って、当該ソフトタイマーがそのリセット起動により計時を開始する。
【００６９】
ついで、上記ソフトタイマーの計時時間が所定の待ち時間を経過するまで、ステップ４１０においてＮＯとの判定が繰り返される。なお、上記所定の待ち時間は、定温度制御回路２３０による制御のもと発熱抵抗体２１１の温度が上記一定温度（１５０（℃））になるとともに定温度制御回路２４０による制御のもと発熱抵抗体２２１が上記一定温度（３３０（℃））になるに要する時間（例えば、０．５（秒））に設定されている。
【００７０】
また、電源スイッチ２８１のオンに同期して、両定温度制御回路２３０、２４０による各制御電圧の出力が開始される。これに伴い、定温度制御回路２３０がブリッジ回路２１０の両電源端子間に制御電圧を出力すると、当該ブリッジ回路２１０が当該制御電圧でもって通電される。そして、このブリッジ回路２１０の両出力端子間から出力される電位差が演算増幅回路２５０により増幅されて定温度制御回路２３０にフィードバックされる。従って、ステップ４１０におけるＮＯとの判定の繰り返し中において、発熱抵抗体２１１の抵抗値が上記一定温度（１５０（℃））に対応する値を維持するように、当該発熱抵抗体２１１が定温度制御回路２３０により通電制御される。
【００７１】
また、定温度制御回路２４０がブリッジ回路２２０の両電源端子間に制御電圧を出力すると、当該ブリッジ回路２２０が当該制御電圧でもって通電される。そして、このブリッジ回路２２０の両出力端子間から出力される電位差が演算増幅回路２６０により増幅されて定温度制御回路２４０にフィードバックされる。従って、ステップ４１０におけるＮＯとの判定の繰り返し中において、発熱抵抗体２２１の抵抗値が上記一定温度（３３０（℃））に対応する値を維持するように、当該発熱抵抗体２２１が定温度制御回路２４０により通電制御される。
【００７２】
然る後、上記ソフトタイマーの計時時間が上記所定の待ち時間を経過すると、ステップ４１０においてＹＥＳと判定され、次のステップ４１１において、変数Ｎ＝０とクリアされる。ついで、ステップ４２０において、両演算増幅回路２５０、２６０の各増幅電位差及び測温抵抗体３９０により検出される環境温度（以下、環境温度Ｔという）の入力処理がなされる。
【００７３】
ついで、ステップ４３０において、電圧差Ｖｄの算出処理がなされる。ここで、電圧差Ｖｄは、発熱抵抗体２２１の端子電圧と発熱抵抗体２１１の端子電圧との差をいう。このステップ４３０での算出処理では、電圧差Ｖｄが、演算増幅回路２６０からの増幅電位差の演算増幅回路２５０からの増幅電位差に対する差に基づき算出される。
【００７４】
然る後、ステップ４３１において、電圧比Ｒｖの算出処理がなされる。ここで、電圧比Ｒｖは、発熱抵抗体２２１の端子電圧の発熱抵抗体２１１の端子電圧に対する比をいう。このステップ４３１の処理では、電圧比Ｒｖが、演算増幅回路２６０からの増幅電位差の演算増幅回路２５０からの増幅電位差に対する比に基づき算出される。
【００７５】
このようにして電圧比の算出が終了すると、次のステップ４３２において、上記被検出雰囲気内の相対湿度Ｈの算出処理がなされる。この算出処理では、各環境温度における相対湿度Ｈが、図７にて示す相対湿度Ｈと電圧比Ｒｖとの近似直線関係を表す特性（以下、相対湿度−電圧比特性ともいう）に基づき電圧比Ｒｖから算出される。
【００７６】
本実施形態において、上記近似関係は、電圧比が被検出雰囲気内の相対湿度の増大及び環境温度の上昇（或いは、被検出雰囲気内の相対湿度の減少及び環境温度の低下）に応じて増大（或いは減少）する関係をいう。換言すれば、上記近似関係は、被検出雰囲気内の相対湿度が、電圧比の増大及び環境温度の上昇（或いは、電圧比の減少及び環境温度の低下）に応じて増大（或いは減少）する関係をいう。但し、上記相対湿度−電圧比特性は、後述する一次関数式及びマップデータと共に、データとしてマイクロコンピュータ２７０のＲＯＭに予め記憶されている。なお、当該データの記憶は、上記ＲＯＭに限ることなく、適宜なメモリでおこなってもよい。
【００７７】
ここで、上記相対湿度−電圧比特性の導入根拠について説明する。検出素子３００を被検出雰囲気内に配置して、当該被検出雰囲気に含まれる水素ガスの濃度Ｄ（以下、水素ガス濃度Ｄともいう）が、当該検出素子３００の右側発熱抵抗体３３０の端子電圧の左側発熱抵抗体３３０の端子電圧に対する電圧差Ｖｄ（以下、両発熱抵抗体３３０間の電圧差Ｖｄともいう）との間においてどのような関係を有するかにつき、当該被検出雰囲気内の相対湿度Ｈをパラメータとして、測定してみた。但し、上記被検出雰囲気の環境温度Ｔは、例えば８０（℃）であるものとする。また、左側発熱抵抗体３３０の温度は１５０（℃）に維持されており、一方、右側発熱抵抗体３３０の温度は３３０（℃）に維持されているものとする。
【００７８】
上記測定の結果、複数のグラフが、図８にて例示するように、相対湿度Ｈをパラメータとして得られた。但し、図８において、グラフ１は、相対湿度Ｈ＝０（％ＲＨ）のときの両発熱抵抗体３３０間の電圧差Ｖｄと水素ガス濃度Ｄとの関係を示す。また、グラフ２は、相対湿度Ｈ＝４５（％ＲＨ）のときの両発熱抵抗体３３０間の電圧差Ｖｄと水素ガス濃度Ｄとの関係を示し、グラフ３は、相対湿度Ｈ＝１００（％ＲＨ）のときの両発熱抵抗体３３０間の電圧差Ｖｄと水素ガス濃度Ｄとの関係を示す。なお、このような関係は、Ｈ＝０（％ＲＨ）、４５（％ＲＨ）及び１００（％ＲＨ）以外の相対湿度においても実質的に同様に得られる。
【００７９】
従って、図８の各グラフによれば、両発熱抵抗体３３０間の電圧差Ｖｄと水素ガス濃度Ｄとの関係は、環境温度Ｔ＝８０（℃）のもとで、相対湿度Ｈをパラメータとして、図８の直交座標面の縦軸に沿い平行移動する直線的グラフでもって表されることが分かる。換言すれば、両発熱抵抗体３３０間の電圧差Ｖｄは、相対湿度Ｈをパラメータとするものの、水素ガス濃度Ｄと正比例の関係にあることが分かる。
【００８０】
ここで、図８では、各グラフの勾配は、互いに同一であって、主として、上記被検出雰囲気内の環境温度Ｔによって決まる。よって、この勾配をＡとすれば、各グラフは、一次関数式Ｖｄ＝Ａ・Ｄ＋Ｂによって表せる。但し、Ｖｄは、当該一次関数式の独立変数であり、Ｄは当該一次関数式の従属変数であり、Ｂは、当該一次関数式の切片を示す。この切片Ｂは、上記一次関数式の図８の直交座標面の縦軸との交点、即ち、Ｄ＝０（％）のときの両発熱抵抗体３３０間の電圧差を表す。
【００８１】
また、図８の各グラフを前提に、上記被検出雰囲気内の相対湿度Ｈが、左側発熱抵抗体３３０の端子電圧の右側発熱抵抗体３３０の端子電圧に対する電圧比Ｒｖ（以下、両発熱抵抗体３３０の電圧比Ｒｖともいう）との間においてどのような関係を有するかにつき、測定してみた。この測定の結果、図７にて示すグラフ４が得られた。このグラフ４によれば、相対湿度Ｈは両発熱抵抗体３３０の電圧比Ｒｖに対し近似直線関係を有することが分かる。
【００８２】
そこで、図７のグラフで特定される相対湿度Ｈと両発熱抵抗体３３０の電圧比Ｒｖとの関係が、図８の各グラフで特定される両発熱抵抗体３３０間の電圧差Ｖｄと水素ガス濃度Ｄとの関係に対しどのような関係を有するかについて検討してみた。
【００８３】
図８によれば、両発熱抵抗体３３０間の電圧差Ｖｄと水素ガス濃度Ｄとの関係は、相対湿度Ｈをパラメータする。従って、各グラフ１、２、３の図８の縦軸との交点である切片Ｂは、相対湿度Ｈと一定の関係にあることを利用して相対湿度Ｈから決まる。ここで、切片Ｂと相対湿度Ｈとは、３次関数的な関係にあり簡単には導出できないが、切片Ｂと相対湿度Ｈとの関係が、実測により、マップデータとして得られる。
【００８４】
また、相対湿度Ｈは、図７のグラフ４から分かるように、環境温度Ｔ及び両発熱抵抗体３３０の電圧比Ｒｖによって一義的に決まる。よって、この決定相対湿度Ｈに対応する切片Ｂは、上記マップデータから一義的に決まることが分かる。
【００８５】
以上より、一次関数式Ｖｄ＝Ａ・Ｄ＋Ｂから変換した式、Ｄ＝（Ｖｄ−Ｂ）／Ａを用いれば、水素ガス濃度Ｄの算出が可能となる。ここで、Ｖａ＝（Ｖｄ−Ｂ）と表せば、ＤはＶａと正比例の関係となるから、Ｄは、Ｄ＝Ｖａ／ＡからＶａに基づき算出されて、図９にて示すグラフが得られる。そこで、図７のグラフで特定される上記相対湿度−電圧比特性を導入した。
【００８６】
上述のようにステップ４３０及びステップ４３１において電圧比Ｒｖ及び電圧差Ｖｄの算出が終了すると、ステップ４３２において、相対湿度Ｈの算出処理がなされる。この算出処理では、相対湿度Ｈが図７の相対湿度−電圧比特性（上記ＲＯＭに記憶済み）を用いて電圧比Ｒｖに基づき算出される。
【００８７】
ついで、ステップ４３３において、切片Ｂが、上記マップデータ（上記ＲＯＭに記憶済み）に基づきステップ４３２における算出相対湿度Ｈから決定される。そして、ステップ４３４において、勾配Ａが、ステップ４２０における環境温度Ｔに基づき算出される。但し、勾配Ａは環境温度と一定の関係を有する。なお、勾配Ａは、好ましくは、検出ガスの種類をも考慮して算出するとよい。
【００８８】
然る後、ステップ４４０において、水素ガスの濃度Ｄが、一次関数式Ｖｄ＝Ａ・Ｄ＋Ｂから変換した式、Ｄ＝（Ｖｄ−Ｂ）／Ａを用いて、電圧差Ｖｄ、勾配Ａ及び切片Ｂに基づき算出される。なお、上記変換式Ｄ＝（Ｖｄ−Ｂ）／Ａは、マイクロコンピュータ２７０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００８９】
ついで、ステップ４５０において、Ｎ＝Ｎ＋１＝１と加算更新され、ステップ４６０において、変数Ｎ＝所定回数Ｎｏか否かが判定される。現段階では、Ｎ＝１であることから、ステップ４６０において、Ｎ＝１＜Ｎｏ（＝１０）に基づき、ＮＯと判定され、コンピュータプログラムがステップ４２０に戻る。
【００９０】
以後、ステップ４５０における変数Ｎの加算更新値がＮ＝Ｎｏとなるまで、ステップ４２０〜ステップ４６０を通る循環処理が繰り返される。然る後、Ｎ＝Ｎｏとなり、ステップ４６０における判定がＹＥＳになると、次のステップ４７０において、ステップ４４０にて算出済みの全ての水素ガス濃度の平均値が算出され検出水素ガス濃度として出力される。
【００９１】
以上説明したように、本第１実施形態によれば、定温度制御回路２３０、２４０による上述の通電制御状態にて生ずる発熱抵抗体２１１の端子電圧の発熱抵抗体２２１の端子電圧に対する電圧差Ｖｄを独立変数とし、被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度Ｄを従属変数とし、相対湿度Ｈ及び環境温度Ｔをパラメータとして成立する一次関数式Ｖｄ＝Ａ・Ｄ＋Ｂを前提とする。
【００９２】
そして、当該一次関数式の切片Ｂと相対湿度Ｈとの間で成立する３次関数的な関係を表す上記マップデータに加え、定温度制御回路２３０、２４０による通電制御状態にて生ずる発熱抵抗体２２１の端子電圧の発熱抵抗体２１１の端子電圧に対する電圧比Ｒｖと被検出雰囲気内の相対湿度Ｈとの間で環境温度Ｔにおいて成立する近似直線関係（図７参照）をも利用して、相対湿度Ｈが当該近似直線関係から上記決定電圧比Ｒｖに基づき算出され、上記一次関数式の切片Ｂが上記マップデータから当該決定相対湿度Ｈに基づき決定され、かつ、当該一次関数式の勾配Ａが上記環境温度Ｔに基づき算出される。
【００９３】
そして、上記可燃性ガスの濃度Ｄが、定温度制御回路２３０、２４０による通電制御状態にて生ずる発熱抵抗体２２１の端子電圧の発熱抵抗体２１１の端子電圧との電圧差Ｖｄ、上記決定切片Ｂ及び上記算出勾配Ａを用いて上記一次関数式に基づき算出され、この算出濃度に基づき可燃性ガスが検出される。
【００９４】
以上より、被検出雰囲気の熱伝導率が当該被検出雰囲気内の相対湿度に応じて変動することを考慮して、この変動の影響をなくするように処理して可燃性ガスを検出することとなり、その結果、この検出精度を高く確保できる。ここで、両発熱抵抗体２１１、２２１の温度抵抗係数は上述のごとく測温抵抗体３９０の温度抵抗係数とほぼ同一であるから、両発熱抵抗体２１１、２２１の各抵抗値及び測温抵抗体３９０の抵抗値が、共通の上記環境温度においてほぼ同様の変化特性を示す。従って、可燃性ガス濃度の算出や検出がより精度よくなされ得る。また、測温抵抗体３９０は薄膜抵抗体であるため、この薄膜抵抗体の抵抗値が環境温度の変化に伴い迅速に変化し得る。
（第２実施形態）
図１０及び図１１は、本発明に係る可燃性ガス検出装置の第２実施形態を示している。この第２実施形態では、上記第１実施形態において、マイクロコンピュータ２７０が、図１０から分かるように、定温度制御回路２３０に代えて、この定温度制御回路２３０の出力制御電圧をブリッジ回路２１０に直接出力するとともに、定温度制御回路２４０に代えて、この定温度制御回路２４０の出力制御電圧をブリッジ回路２２０に直接出力するようにした構成となっている。これに伴い、本第２実施形態では、両定温度制御回路２３０、２４０が廃止されている。
【００９５】
また、本第２実施形態では、マイクロコンピュータ２７０が、図６のフローチャートに代えて、図１１にて示すフローチャートに従い、上記コンピュータプログラムを実行するように変更されている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００９６】
このように構成した本第２実施形態において、上記第１実施形態にて述べたと同様に当該可燃性ガス検出装置が上記被検出雰囲気内に配置されているものとする。
【００９７】
このような状態において、電源スイッチ２８１がオンされ、マイクロコンピュータ２７０が直流電源２８０から給電されると、当該マイクロコンピュータ２７０は、図１１のフローチャートに従い上記コンピュータプログラムの実行を開始する。この開始に伴い、ステップ４８０において、両発熱抵抗体２１１、２２１の定温度制御処理がなされる。
【００９８】
この定温度制御処理では、制御電圧が、演算増幅回路２５０の出力に応じて、ガス検出用発熱抵抗体２１１の抵抗値を一定温度（例えば、１５０（℃））に対応する値に維持するように、直流電源２８０の出力電圧に基づき形成されてブリッジ回路２１０に出力される。また、他の制御電圧が、演算増幅回路２６０の出力に応じて、ガス検出用発熱抵抗体２２１の抵抗値を一定温度（例えば、３３０（℃））に対応する値に維持するように、直流電源２８０の出力電圧に基づき形成されてブリッジ回路２２０に出力される。
【００９９】
これにより、発熱抵抗体２１１が上記一定温度（例えば、１５０（℃））に維持されるとともに、発熱抵抗体２２１が上記一定温度（例えば、３３０（℃））に維持される。
【０１００】
このような状態にて、以下のステップ４１１以後の処理が上記第１実施形態と同様になされる。その結果、上記第１実施形態と同様の作用効果が達成され得る。
（第３実施形態）
図１２〜図１８は、本発明に係る可燃性ガス検出装置の第３実施形態を示している。この第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた検出素子３００（図４及び図５参照）において、右側発熱抵抗体３３０に代えて、測温抵抗体５００を採用した構成となっている（図１２及び図１３参照）。これに伴い、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた測温抵抗体３９０は廃止されている。
【０１０１】
測温抵抗体５００は、上記第１実施形態にて述べた上側絶縁層３２０の表面のうち右側凹部３１１に対応する部位上に、白金（Ｐｔ）を含む測温抵抗材料でもって、蛇行状に形成されている。これにより、当該測温抵抗体５００は、上記第１実施形態にて述べた測温抵抗体３９０と同様に、当該ガス検出装置を配置した被検出雰囲気の環境温度を検出する。
【０１０２】
ここで、当該測温抵抗体５００は、その両端にて、上記第１実施形態にて述べた中央側及び右側の両配線膜３４０とそれぞれ一体となるように形成されている。なお、本第３実施形態では、測温抵抗体５００の温度抵抗係数は上記第１実施形態にて述べた左側発熱抵抗体３３０の温度抵抗係数とほぼ同一となっている。
【０１０３】
また、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた制御回路２００に代えて、図１４にて示す制御回路が採用されている。この制御回路は、上記第１実施形態にて述べた定温度制御回路２３０に代えて、温度制御回路２３１を採用するとともに、上記第１実施形態にて述べたブリッジ回路２２０、定温度制御回路２４０、演算増幅回路２６０を廃止した構成となっている。
【０１０４】
温度制御回路２３１は、マイクロコンピュータ２７０による制御のもと、所定のパルス周期にてパルス状の制御電圧（図１６参照）を発生するように構成されている。ここで、当該制御電圧は、上記パルス周期の前半（例えば、図１６にてｔ＝ｔ０〜ｔ１参照）にて、ローレベルＬ（＞０）となり、上記パルス周期の後半（例えば、図１６にてｔ＝ｔ１〜ｔ２参照）にて、ハイレベルＨ（＞Ｌ）となるように発生される。なお、当該パルス周期は、例えば、２０（秒）であって、このパルス周期の前半及び後半は、それぞれ、１０（秒）である。また、上記制御電圧のレベルがローレベルＬ（＞０）以上であるのは、後述のように発熱抵抗体２１１を常時通電状態におくためである。このことは、発熱抵抗体２１１の断線や短絡等の故障検知を容易にすることに役立つ。
【０１０５】
また、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べたマイクロコンピュータ２７０が、図６のフローチャートに代えて、図１５にて示すフローチャートに従い、上記コンピュータプログラムを実行するように変更されている。ここで、図１５のフローチャートは、上記第２実施形態にて述べたフローチャート（図１１参照）を変更したものである。
【０１０６】
また、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べたブリッジ回路２１０（図２参照）において、図１４にて示すごとく、両固定抵抗２１５、２１６及びアナログ切り換えスイッチ２９０を付加的に採用した構成が採用されている。
【０１０７】
アナログ切り換えスイッチ２９０は、図１４にて示すごとく、可動接点２９１と、この可動接点２９１を選択的に切り換え投入する各固定接点２９２、２９３及び２９４とにより構成されている。ここで、可動接点２９１は、上記第１実施形態にて述べた固定抵抗２１３、固定抵抗２１２及び固定抵抗２１１を介し接地されている。固定接点２９２は、固定抵抗２１４を介し接地されている。また、固定接点２９３は固定抵抗２１５を介し接地されるとともに、固定接点２９４は固定抵抗２１６を介し接地されている。
【０１０８】
しかして、当該アナログ切り換えスイッチ２９０は、上記第１実施形態にて述べたマイクロコンピュータ２７０による制御のもと、上記制御電圧のレベル変化に同期して可動接点２９１を各固定接点２９２、２９３及び２９４のいずれかに切り換え投入する。なお、以下、可動接点２９１の固定接点２９２への投入状態を第１投入状態といい、可動接点２９１の固定接点２９３への投入状態を第２投入状態といい、可動接点２９１の固定接点２９４への投入状態を第３投入状態という。
【０１０９】
ここで、上記制御電圧がローレベルＬにあるときアナログ切り換えスイッチ２９０は第１投入状態になるようにマイクロコンピュータ２７０により切り換え制御される。これに伴い、ブリッジ回路２１０において、各固定抵抗２１４〜２１６のうち固定抵抗２１４が固定抵抗２１３に直列接続される。
【０１１０】
上記制御電圧がローレベルＬからハイレベルＨになるとアナログ切り換えスイッチ２９０は第２及び第３の投入状態のいずれかに切り換わるようにマイクロコンピュータ２７０により制御される。これに伴い、ブリッジ回路２１０において、両固定抵抗２１５、２１６のいずれかが固定抵抗２１３に直列接続される。
【０１１１】
本第３実施形態では、ブリッジ回路２１０において、各固定抵抗２１４〜２１６の抵抗値は次のように設定されている。即ち、上記制御電圧のローレベル状態にて固定抵抗２１４が固定抵抗２１３に直列接続されているとき、発熱抵抗体２１１の温度（以下、抵抗体温度Ｃともいう）をＣ＝Ｃ１（図１７参照）に維持する電流（以下、電流Ｉ１ともいう）を発熱抵抗体２１１に流すように、固定抵抗２１４の抵抗値（以下、抵抗値Ｒ１ともいう）が設定されている。
【０１１２】
また、上記制御電圧のハイレベル状態にて固定抵抗２１５が固定抵抗２１３に直列接続されているとき、抵抗体温度ＣをＣ＝Ｃ２（図１７参照）に維持する電流（以下、電流Ｉ２ともいう）を発熱抵抗体２１１に流すように、固定抵抗２１５の抵抗値（以下、抵抗値Ｒ２ともいう）が設定されている。
【０１１３】
また、上記制御電圧のハイレベル状態にて固定抵抗２１６が固定抵抗２１３に直列接続されているとき、抵抗体温度ＣをＣ＝Ｃ３（図１７参照）に維持する電流（以下、電流Ｉ３ともいう）を発熱抵抗体２１１に流すように、固定抵抗２１６の抵抗値（以下、抵抗値Ｒ３ともいう）が設定されている。
【０１１４】
ここで、各固定抵抗２１４〜２１６の抵抗値は、Ｒ１＜Ｒ３＜Ｒ２という関係を有する。従って、抵抗体温度Ｃは、図１７にて示すごとく、Ｃ１＜Ｃ３＜Ｃ２という関係を有する。
【０１１５】
また、抵抗体温度Ｃ＝Ｃ１は、１００（℃）よりも高い。これは、上述のように制御電圧のレベルをローレベルＬ（＞０）以上とすることで発熱抵抗体２１１に常時通電することにより、発熱抵抗体２１１の温度を１００（℃）よりも高く維持し、当該発熱抵抗体２１１に対する結露水等の水分の付着を未然に防止するためである。なお、当該防止は、発熱抵抗体２１１の温度上昇を円滑にするのに役立つ。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【０１１６】
このように構成した本第３実施形態において、上記第１実施形態にて述べたと同様に当該可燃性ガス検出装置が上記被検出雰囲気内に配置されているものとする。
【０１１７】
このような状態において、電源スイッチ２８１がオンされ、マイクロコンピュータ２７０が直流電源２８０から給電されると、当該マイクロコンピュータ２７０は、図１５のフローチャートに従い上記コンピュータプログラムの実行を開始する。この開始に伴い、ステップ４１２において、変数Ｎ＝０とクリアされる。このとき、時間ｔ＝ｔ０であるとする。
【０１１８】
ついで、両ステップ４８１、ステップ４１３の循環処理がなされる。即ち、ステップ４１３では、温度周期τの経過か否かが判定される。本第３実施形態では、温度周期τは、当該制御電圧のパルス周期の２倍（例えば、ｔ＝ｔ０〜ｔ４）に相当する。しかして、温度周期τの経過までは、ステップ４１３でＮＯとの判定が繰り返されるため、上述のように両ステップ４８１、４１３の循環処理がなされる。
【０１１９】
このような循環処理中、ステップ４８１において、本第３実施形態におけるブリッジ回路２１０の発熱抵抗体２１１の温度制御処理がなされる。具体的には、温度制御回路２３１が、マイクロコンピュータ２７０により制御されて、上記パルス周期にて制御電圧をパルス状に発生する。ここで、当該制御電圧は、ｔ＝ｔ０〜ｔ１にてローレベルＬを維持し、ｔ＝ｔ１〜ｔ２にてハイレベルＨを維持し、ｔ＝ｔ２〜ｔ３にてローレベルＬを維持し、ｔ＝ｔ３〜ｔ４にてハイレベルＨを維持するように変化する。
【０１２０】
また、アナログ切り換えスイッチ２９０は、マイクロコンピュータ２７０による制御のもと、当該制御電圧のレベル変化に同期して、可動接点２９１を各固定接点２９２〜２９４のいずれかに切り換え投入する。詳細には、アナログ切り換えスイッチ２９０は、時間ｔ＝ｔ０にて第１投入状態になり、ｔ＝ｔ１にて第２投入状態になり、ｔ＝ｔ２にて第１投入状態になり、ｔ＝ｔ３にて第３投入状態になり、ｔ＝ｔ４にて第１投入状態になる。
【０１２１】
しかして、上述のように、ｔ＝ｔ０にて、アナログ切り換えスイッチ２９０が第１投入状態になり、温度制御回路２３１からの制御電圧がローレベルＬにてブリッジ回路２１０に出力されると、ブリッジ回路２１０において固定抵抗２１４が固定抵抗２１３に直列接続され、電流Ｉ１が発熱抵抗体２１１に流れて当該発熱抵抗体の温度をＣ＝Ｃ１に維持する。
【０１２２】
ついで、上述のように、時間ｔ＝ｔ１にて、アナログ切り換えスイッチ２９０が第２投入状態になり、ブリッジ回路２１０において固定抵抗２１５が固定抵抗２１３に直列接続されると、温度制御回路２３１からの制御電圧がハイレベルＨにてブリッジ回路２１０に出力され、電流Ｉ２が発熱抵抗体２１１に流れて当該発熱抵抗体の温度をＣ＝Ｃ２に維持する。
【０１２３】
ここで、上述のように、温度制御回路２３１からの制御電圧がハイレベルＨにてブリッジ回路２１０に出力されると、ブリッジ回路２１０は、両固定抵抗２１３、２１５の共通端子と固定抵抗２１２及び発熱抵抗体２１１の共通端子との間から、固定抵抗２１５の抵抗値Ｒ２及び発熱抵抗体２１１の抵抗値の変化に基づき電位差Ｖ１（図１８にてｔ＝ｔ１〜ｔ２参照）を出力する。すると、この電位差Ｖ１は、演算増幅回路２５０により増幅されて増幅電位差ＶＡ１としてマイクロコンピュータ２７０に出力される。このようにマイクロコンピュータ２７０に出力される増幅電位差ＶＡ１は、次のｔ＝ｔ２〜ｔ３の間にて当該マイクロコンピュータ２７０のＲＡＭに記憶される。
【０１２４】
然る後、上述のように、時間ｔ＝ｔ２にて、アナログ切り換えスイッチ２９０が第１投入状態になり、ブリッジ回路２１０において固定抵抗２１４が固定抵抗２１３に再び直列接続されると、温度制御回路２３１からの制御電圧がローレベルＬにてブリッジ回路２１０に出力され、電流Ｉ１が発熱抵抗体２１１に流れて当該発熱抵抗体の温度をＣ＝Ｃ１に維持する。
【０１２５】
ついで、上述のように、時間ｔ＝ｔ３にて、アナログ切り換えスイッチ２９０が第３投入状態になり、ブリッジ回路２１０において固定抵抗２１６が固定抵抗２１３に直列接続されると、温度制御回路２３１からの制御電圧がハイレベルＨにてブリッジ回路２１０に出力され、電流Ｉ３が発熱抵抗体２１１に流れて当該発熱抵抗体の温度をＣ＝Ｃ３に維持する。
【０１２６】
ここで、上述のように、温度制御回路２３１からの制御電圧が時間ｔ＝ｔ３にてハイレベルＨにてブリッジ回路２１０に出力されると、ブリッジ回路２１０は、両固定抵抗２１３、２１６の共通端子と固定抵抗２１２及び発熱抵抗体２１１の共通端子との間から、固定抵抗２１６の抵抗値Ｒ３及び発熱抵抗体２１１の抵抗値の変化に基づき電位差Ｖ２（図１８にてｔ＝ｔ３〜ｔ４参照）を出力する。すると、この電位差Ｖ２は、演算増幅回路２５０により増幅されて増幅電位差ＶＡ２としてマイクロコンピュータ２７０に出力される。このようにマイクロコンピュータ２７０に出力される演算増幅電圧ＶＡ２は、ｔ＝ｔ４〜ｔ５の間にてマイクロコンピュータ２７０のＲＡＭに記憶される。現段階では、図１８にて示すごとく、電位差Ｖ１＞電位差Ｖ２であることから、増幅電位差ＶＡ１＞増幅電位差ＶＡ２である。
【０１２７】
然る後、温度周期τの経過に伴いステップ４１３における判定がＹＥＳになると、次のステップ４２０において、両増幅電位差の読み出し処理及び環境温度Ｔの入力処理がなされる。
【０１２８】
この読み出し処理及び入力処理では、上記第１実施形態にて述べた両演算増幅回路２５０、２６０からの各増幅電位差に代えて、上述のようにステップ４８１でマイクロコンピュータ２７０のＲＡＭに記憶済みの演算増幅回路２５０からの両増幅電位差ＶＡ１、ＶＡ２が読み出されるとともに、測温抵抗体５００により検出される環境温度Ｔがマイクロコンピュータ２７０に入力される。
【０１２９】
ついで、ステップ４３０において、電圧差Ｖｄの算出処理がなされる。この算出処理では、上記第１実施形態にて述べた両演算増幅回路２５０、２６０からの各増幅電位差の差に代えて、ステップ４２０で読み出された両増幅電位差ＶＡ１、ＶＡ２の差（ＶＡ１−ＶＡ２）が算出される。
【０１３０】
このようにしてステップ４３０での処理が終了すると、ステップ４３１において、電圧比Ｒｖの決定処理がなされる。この決定処理では、上記第１実施形態にて述べた両演算増幅回路２５０、２６０からの各増幅電位差の比に代えて、増幅電位差ＶＡ１の増幅電位差ＶＡ２に対する比（ＶＡ１／ＶＡ２）が電圧比Ｒｖとして算出される。
【０１３１】
すると、次のステップ４９０において、Ｒｖ＞１が成立するか否かが判定される。現段階では、上述のごとく、ＶＡ１＞ＶＡ２であることから、Ｒｖ＞１が成立する。従って、ステップ４９０における判定がＹＥＳとなる。なお、Ｒｖ≦１が成立する場合には、ステップ４８１以後の処理が再びなされる。
【０１３２】
上述のようにステップ４９０におけるＹＥＳとの判定に伴い、ステップ４３２以後の処理が上記第１実施形態と同様になされる。そして、ステップ４６０における判定がＹＥＳとなるまで、ステップ４８１以後の処理が、ｔ＝ｔ４〜ｔ８以後にて、上述と同様になされる。
【０１３３】
即ち、温度制御回路２３１からの制御電圧は、ｔ＝ｔ４〜ｔ５にてローレベルＬを維持し、ｔ＝ｔ５〜ｔ６にてハイレベルＨを維持し、ｔ＝ｔ６〜ｔ７にてローレベルＬを維持し、ｔ＝ｔ７〜ｔ８にてハイレベルＨを維持するように変化する。
【０１３４】
また、アナログ切り換えスイッチ２９０は、マイクロコンピュータ２７０による制御のもと、当該制御電圧のレベル変化に同期して、時間ｔ＝ｔ４にて第１投入状態になり、ｔ＝ｔ５にて第２投入状態になり、ｔ＝ｔ６にて第１投入状態になり、ｔ＝ｔ７にて第３投入状態になり、ｔ＝ｔ８にて第１投入状態になる。
【０１３５】
しかして、上述のように、ｔ＝ｔ４にて、アナログ切り換えスイッチ２９０が第１投入状態になり、温度制御回路２３１からの制御電圧がローレベルＬにてブリッジ回路２１０に出力されると、ブリッジ回路２１０の固定抵抗２１４が固定抵抗２１３に直列接続され、電流Ｉ１が発熱抵抗体２１１に流れて当該発熱抵抗体の温度をＣ＝Ｃ１に維持する（図１７参照）。
【０１３６】
ついで、上述のように、時間ｔ＝ｔ５にて、アナログ切り換えスイッチ２９０が第２投入状態になり、ブリッジ回路２１０において固定抵抗２１５が固定抵抗２１３に直列接続されると、温度制御回路２３１からの制御電圧がハイレベルＨにてブリッジ回路２１０に出力され、電流Ｉ２が発熱抵抗体２１１に流れて当該発熱抵抗体の温度をＣ＝Ｃ２に維持する（図１７参照）。
【０１３７】
ここで、上述のように、温度制御回路２３１からの制御電圧がハイレベルＨにてブリッジ回路２１０に出力されると、ブリッジ回路２１０は、両固定抵抗２１３、２１５の共通端子と固定抵抗２１２及び発熱抵抗体２１１の共通端子との間から、固定抵抗２１５の抵抗値Ｒ２及び発熱抵抗体２１１の抵抗値の変化に基づき電位差Ｖ３（図１８にてｔ＝ｔ５〜ｔ６参照）を出力する。すると、この電位差Ｖ３は、演算増幅回路２５０により増幅されて増幅電位差ＶＡ３としてマイクロコンピュータ２７０に出力される。このようにマイクロコンピュータ２７０に出力される増幅電位差ＶＡ３は、次のｔ＝ｔ６〜ｔ７の間にて当該マイクロコンピュータ２７０のＲＡＭに記憶される。
【０１３８】
然る後、上述のように、時間ｔ＝ｔ６にて、アナログ切り換えスイッチ２９０が第１投入状態になり、ブリッジ回路２１０において固定抵抗２１４が固定抵抗２１３に再び直列接続されると、温度制御回路２３１からの制御電圧がローレベルＬにてブリッジ回路２１０に出力され、電流Ｉ１が発熱抵抗体２１１に流れて当該発熱抵抗体の温度をＣ＝Ｃ１に維持する（図１７参照）。
【０１３９】
ついで、上述のように、時間ｔ＝ｔ７にて、アナログ切り換えスイッチ２９０が第３投入状態になり、ブリッジ回路２１０において固定抵抗２１６が固定抵抗２１３に直列接続されると、温度制御回路２３１からの制御電圧がハイレベルＨにてブリッジ回路２１０に出力され、電流Ｉ３が発熱抵抗体２１１に流れて当該発熱抵抗体の温度をＣ＝Ｃ３に維持する（図１７参照）。
【０１４０】
ここで、上述のように、温度制御回路２３１からの制御電圧が時間ｔ＝ｔ７にてハイレベルＨにてブリッジ回路２１０に出力されると、ブリッジ回路２１０は、両固定抵抗２１３、２１６の共通端子と固定抵抗２１２及び発熱抵抗体２１１の共通端子との間から、固定抵抗２１６の抵抗値Ｒ３及び発熱抵抗体２１１の抵抗値の変化に基づき電位差Ｖ１（図１８にてｔ＝ｔ７〜ｔ８参照）を出力する。すると、この電位差Ｖ１は、演算増幅回路２５０により増幅されて増幅電位差ＶＡ１としてマイクロコンピュータ２７０に出力される。このようにマイクロコンピュータ２７０に出力される演算増幅電圧ＶＡ１は、ｔ＝ｔ８〜ｔ９の間にてマイクロコンピュータ２７０のＲＡＭに記憶される。現段階では、図１８にて示すごとく、電位差Ｖ３＞電位差Ｖ１であることから、増幅電位差ＶＡ３＞増幅電位差ＶＡ１である。
【０１４１】
しかして、ｔ＝ｔ４〜ｔ８に対応する温度周期τの経過に伴いステップ４１３においてＹＥＳとの判定がなされると、ステップ４２０において、上述のようにステップ４８１でマイクロコンピュータ２７０のＲＡＭに記憶済みの演算増幅回路２５０からの両増幅電位差ＶＡ３、ＶＡ１が読み出されるとともに、測温抵抗体５００により検出される環境温度Ｔがマイクロコンピュータ２７０に入力される。ついで、ステップ４３０において、ステップ４２０で読み出された両増幅電位差ＶＡ３、ＶＡ１の差（ＶＡ３−ＶＡ１）が算出される。然る後、ステップ４３１において、増幅電位差ＶＡ３の増幅電位差ＶＡ１に対する比（ＶＡ３／ＶＡ１）が電圧比Ｒｖとして算出される。
【０１４２】
しかして、現段階では、上述のごとく、ＶＡ３＞ＶＡ１であることから、Ｒｖ＞１が成立することから、ステップ４９０における判定がＹＥＳとなる。これに伴い、ステップ４３２以後の処理が上述と同様になされる。
【０１４３】
以上説明したように、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べたブリッジ回路２２０、定温度制御回路２４０及び演算増幅回路２６０を廃止した上で、ブリッジ回路２１０として、上記第１実施形態にて述べたブリッジ回路２１０において上述のようにアナログ切り換えスイッチ２９０及び両固定抵抗２１５、２１６を付加した構成を採用し、温度制御回路２３１を上記第１実施形態にて述べた定温度制御回路２３０に代えて採用した。そして、本第３実施形態にいうブリッジ回路２１０及び温度制御回路２３１をマイクロコンピュータ２７０でもって図１５のフローチャートに従い上述のように制御することで、温度周期τ毎に、ブリッジ回路２１０を上述のようにパルス駆動するとともにアナログ切り換えスイッチ２９０を切り換え駆動するようにした。
【０１４４】
これにより、ブリッジ回路及び発熱抵抗体をブリッジ回路２１０及び発熱抵抗体２１１とそれぞれ単一とすることで、検出素子３００の小型化及び電力消費抑制を確保しつつ、上記第１実施形態と同様の作用効果を達成し得る。
【０１４５】
次に、上記第３実施形態の変形例について説明する。上記第３実施形態では、上述したごとく、温度周期τの経過毎に電圧比Ｒｖ＞１の成立に伴い水素ガスの濃度の算出に伴う処理を行う例が示されている。しかしながら、これに限ることなく、当該第３実施形態を次のように変形してもよい。
【０１４６】
即ち、ステップ４１３における判定基準として、「温度周期τの経過か？」に代えて、「上記制御電圧のパルス周期の経過か？」を採用する。ここで、当該パルス周期の経過は、例えば、温度周期τの前半の経過、当該温度周期τの後半の経過、或いはこれに後続する温度周期τの前半の経過に相当する。
【０１４７】
このような前提のもと、当該パルス周期の経過に伴いステップ４１３にてＹＥＳと判定される毎に、ステップ４２０以後の処理が次のように繰り返される。
【０１４８】
上記第３実施形態にて述べたように、例えば、ｔ＝ｔ２〜ｔ３の間、ｔ＝ｔ４〜ｔ５の間、ｔ＝ｔ６〜ｔ７の間及びｔ＝ｔ８〜ｔ９の間にてマイクロコンピュータ２７０のＲＡＭに順次記憶された各増幅電位差ＶＡ１、ＶＡ２、ＶＡ３及びＶＡ１のうち、両増幅電位差ＶＡ１、ＶＡ２、両増幅電位差ＶＡ２、ＶＡ３及び両増幅電位差ＶＡ３、ＶＡ１が順次ステップ４２０にて環境温度Ｔとともに読み出される。
【０１４９】
そして、このように順次読み出された両増幅電位差ＶＡ１、ＶＡ２、両増幅電位差ＶＡ２、ＶＡ３及び両増幅電位差ＶＡ３、ＶＡ１が、順次、電圧差Ｖｄとしてステップ４３０にて算出される。ついで、上述のように順次読み出された両増幅電位差ＶＡ１、ＶＡ２、両増幅電位差ＶＡ２、ＶＡ３及び両増幅電位差ＶＡ３、ＶＡ１が、それぞれ、順次、電圧比Ｒｖ＝ＶＡ１／ＶＡ２、ＶＡ２／ＶＡ３、ＶＡ３／ＶＡ１としてステップ４３１にて決定される。
【０１５０】
ここで、Ｒｖ＝ＶＡ１／ＶＡ２＞１、Ｒｖ＝ＶＡ２／ＶＡ３＜１及びＲｖ＝ＶＡ３／ＶＡ１＞１である（図１８参照）。従って、ステップ４９０において、Ｒｖ＝ＶＡ１／ＶＡ２＞１のときにはＹＥＳと判定され、Ｒｖ＝ＶＡ２／ＶＡ３＜１のときにはＮＯと判定され、Ｒｖ＝ＶＡ３／ＶＡ１＞１のときにはＹＥＳと判定される。
【０１５１】
このため、ステップ４９０における判定がＹＥＳのときにのみ、ステップ４３２以後の処理がなされる。これによっても、上記第３実施形態と同様の作用効果が達成され得る。
【０１５２】
なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）発熱抵抗体３３０及び配線膜３４０の形成材料としては、高温において化学的耐久性が高く、かつ温度抵抗係数が大きいことが望ましい。
（２）水素ガスに限らず、都市ガス等の可燃性ガスの濃度検出や当該ガスの漏洩検出に本発明を適用してもよい。
（３）上記各実施形態における発熱抵抗体の数は２つに限ることなく、３つ以上であってもよい。
（４）測温抵抗体３９０或いは５００は、薄膜抵抗体に限ることなく、サーミスタ等の温度検出可能な各種の抵抗体であってもよい。
（５）測温抵抗体３９０或いは５００に代えて、検出素子３００とは別体の測温抵抗体その他の温度センサを採用してもよい。この場合、当該温度センサは、検出素子３００を配置した被検出雰囲気内に配置することが望ましい。
（６）発熱抵抗体２１１、２２１（３３０）は、上記実施形態とは異なり、当該発熱抵抗体の温度の上昇（或いは低下）に応じて減少（或いは増大）するように抵抗値を変化させる発熱抵抗体であってもよい。この場合、上記実施形態にて述べた電圧差Ｖｄ及び電圧比Ｒｖは、両発熱抵抗体２１１、２２１のうち抵抗値の大きい方を基準に算出するようにする。
（７）図６のステップ４１０における判定基準である所定の待ち時間は、０．５（秒）に限ることなく、適宜変更してもよく、要するに、両発熱抵抗体２１１、２２１をその定温度制御により各上記対応の一定温度にし得る時間であればよい。
（８）両発熱抵抗体２１１、２２１の各温度抵抗係数は、測温抵抗体３９０或いは５００の温度抵抗係数とは、必ずしも同一でなくてもよい。
（９）上記第３実施形態において、ステップ４９０（図１５参照）における判定基準は、Ｒｖ＞１に限ることなく、Ｒｖ＜１であってもよい。
（１０）上記第３実施形態において、図１５のフローチャートのステップ４１２の処理に先立ち、上記第１実施形態にて述べたフローチャート（図６参照）の両ステップ４００、４１０と同様の処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明に係る可燃性ガス検出装置の第１実施形態における装置ユニットの断面図である。
【図２】上記第１実施形態における制御回路を示すブロック図である。
【図３】図１の蓋体に対する検出素子の組み付け構造を示す断面図である。
【図４】図３の検出素子の断面図である。
【図５】図３の検出素子の平面図である。
【図６】図２のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。
【図７】上記第１実施形態における被検出雰囲気内の相対湿度と電圧比との関係を示すグラフである。
【図８】上記第１実施形態における電圧差と水素ガス濃度との関係を示す相対湿度をパラメータとしたグラフである。
【図９】上記第１実施形態における水素ガス濃度とＶａ（＝電圧差−切片）との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態における制御回路図である。
【図１１】図１０のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。
【図１２】図１３にて１２−１２線に沿う断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態における検出素子の平面図である。
【図１４】当該第３実施形態における制御回路図である。
【図１５】図１４のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。
【図１６】上記第３実施形態における温度制御回路の出力波形を示すタイミングチャートである。
【図１７】上記第３実施形態における発熱抵抗体の温度の時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図１８】上記第３実施形態における発熱抵抗体の端子電圧の時間的変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１５４】
２１１、２２１、３３０…発熱抵抗体、２１４〜２１６…固定抵抗、
２３０、２４０…定温度制御回路、２３１…温度制御回路、２８０…直流電源、
２５０、２６０…演算増幅回路、２７０…マイクロコンピュータ、
２９０…アナログ切り換えスイッチ回路、３００…検出素子、３１０…半導体基板、
３１１…凹部、３２０…絶縁層、３５０…内側保護層、３６０…外側保護層、
３９０、５００…測温抵抗体。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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