(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源の光源抵抗値を検出する光源抵抗値検出部と、
前記光源が出力する赤外線に応じた信号を測定出力として出力する測定用赤外線検出部と、
前記光源抵抗値及びあらかじめ定めた基準抵抗値に基づいて、前記測定出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用測定出力を算出し、前記ガス濃度算出用測定出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出する演算部と、
を備え、
前記演算部は、前記光源抵抗値及び前記基準抵抗値に基づいて算出される測定時刻における前記測定出力を前記ガス濃度算出用測定出力として算出するガス濃度測定装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記光源抵抗値が前記基準抵抗値以上の値となった直後若しくは直前、又は前記光源抵抗値が前記基準抵抗値に基づいて定められた既定の値の範囲に入った直後若しくは直前に得られた前記測定出力を前記ガス濃度算出用測定出力として算出する請求項１に記載のガス濃度測定装置。
【請求項３】
前記演算部は、複数の時刻における前記光源抵抗値及び前記基準抵抗値に基づいて前記測定時刻を算出し、複数の時刻における前記測定出力及び前記測定時刻に基づいて前記ガス濃度算出用測定出力を算出する請求項１または請求項２に記載のガス濃度測定装置。
【請求項４】
前記演算部は、前記光源抵抗値に基づいて前記基準抵抗値を更新する請求項１から請求項３の何れか一項に記載のガス濃度測定装置。
【請求項５】
前記光源及び前記測定用赤外線検出部の周辺温度又は前記ガス濃度測定装置の温度を測定し、測定結果を温度情報として出力する温度測定部をさらに備え、
前記演算部は、前記基準抵抗値を、温度情報に基づいて補正する請求項１から請求項４の何れか一項に記載のガス濃度測定装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記光源の点灯時の前記光源抵抗値と、前記測定出力と、前記基準抵抗値と、前記ガス濃度算出用測定出力と、の少なくとも１つを、前記光源の消灯時の前記測定出力と、前記光源抵抗値と、の少なくとも１つに基づいて補正する請求項１から請求項５の何れか一項に記載のガス濃度測定装置。
【請求項７】
前記演算部は、ｍ回目（ｍは１より大きい自然数）の前記ガス濃度の測定における前記基準抵抗値を、ｍ−１回目までの前記ガス濃度の測定において検出された１つ以上の前記光源抵抗値の平均値又は該１つ以上の光源抵抗値にローパスフィルタを適用した値に基づいて更新する請求項４に記載のガス濃度測定装置。
【請求項８】
測定対象ガスによる吸収帯域の赤外線に対して前記測定用赤外線検出部よりも低い感度を有し、前記光源から出力される赤外線に応じた信号を参照出力として出力する参照用赤外線検出部をさらに備え、
前記演算部は、前記光源抵抗値と前記基準抵抗値とに基づいて前記参照出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用参照出力を算出し、前記ガス濃度算出用測定出力及び前記ガス濃度算出用参照出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出する請求項１から請求項６の何れか一項に記載のガス濃度測定装置。
【請求項９】
前記演算部は、ｍ回目（ｍは１より大きい自然数）の前記ガス濃度の測定における前記基準抵抗値を、ｍ−１回目までの前記ガス濃度の測定における前記参照出力が既定の値に一致する、又は前記参照出力が既定の値に基づいて定められた値の範囲に入るときの１つ以上の前記光源抵抗値の平均値又は該１つ以上の光源抵抗値にローパスフィルタを適用した値に基づいて更新する請求項８に記載のガス濃度測定装置。
【請求項１０】
ガス濃度測定装置であって、
光源と、
前記光源の光源抵抗値を検出する光源抵抗値検出部と、
前記光源が出力する赤外線に応じた信号を測定出力として出力する測定用赤外線検出部と、
前記光源抵抗値及びあらかじめ定めた基準抵抗値に基づいて、前記測定出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用測定出力を算出し、前記ガス濃度算出用測定出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出する演算部と、
前記光源及び前記測定用赤外線検出部の周辺温度又は前記ガス濃度測定装置の温度を測定し、測定結果を温度情報として出力する温度測定部と、
を備え、
前記演算部は、前記基準抵抗値を、前記温度情報に基づいて補正するガス濃度測定装置。
【請求項１１】
光源と、
前記光源の光源抵抗値を検出する光源抵抗値検出部と、
前記光源が出力する赤外線に応じた信号を測定出力として出力する測定用赤外線検出部と、
前記光源抵抗値及びあらかじめ定めた基準抵抗値に基づいて、前記測定出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用測定出力を算出し、前記ガス濃度算出用測定出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出する演算部と、
を備え、
前記演算部は、前記光源抵抗値に基づいて前記基準抵抗値を更新し、ｍ回目（ｍは１より大きい自然数）の前記ガス濃度の測定における前記基準抵抗値を、ｍ−１回目までの前記ガス濃度の測定において検出された１つ以上の前記光源抵抗値の平均値又は該１つ以上の光源抵抗値にローパスフィルタを適用した値に基づいて更新するガス濃度測定装置。
【請求項１２】
光源と、
前記光源の光源抵抗値を検出する光源抵抗値検出部と、
前記光源が出力する赤外線に応じた信号を測定出力として出力する測定用赤外線検出部と、
前記光源抵抗値及びあらかじめ定めた基準抵抗値に基づいて、前記測定出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用測定出力を算出し、前記ガス濃度算出用測定出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出する演算部と、
測定対象ガスによる吸収帯域の赤外線に対して前記測定用赤外線検出部よりも低い感度を有し、前記光源から出力される赤外線に応じた信号を参照出力として出力する参照用赤外線検出部と、
を備え、
前記演算部は、前記光源抵抗値と前記基準抵抗値とに基づいて前記参照出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用参照出力を算出し、前記ガス濃度算出用測定出力及び前記ガス濃度算出用参照出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出し、ｍ回目（ｍは１より大きい自然数）の前記ガス濃度の測定における前記基準抵抗値を、ｍ−１回目までの前記ガス濃度の測定における前記参照出力が既定の値に一致する、又は前記参照出力が既定の値に基づいて定められた値の範囲に入るときの１つ以上の前記光源抵抗値の平均値又は該１つ以上の光源抵抗値にローパスフィルタを適用した値に基づいて更新するガス濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象ガスの濃度測定を行うガス濃度測定装置として、非分散赤外線吸収型（Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ）ガス濃度測定装置が知られている。非分散赤外線吸収型ガス濃度測定装置は、ガスの種類によって吸収される赤外線の波長が異なることを利用し、この吸収量を検出することによりそのガス濃度を測定する。この原理を用いたガス濃度測定装置として、例えば、測定対象ガスが吸収特性を持つ波長に限定した赤外線を透過するフィルタ（透過部材）と赤外線センサとを組み合わせ、測定対象ガスが吸収する赤外線の吸収量を測定することによってガスの濃度を測定するように構成された装置が挙げられる。
【０００３】
また、この原理を応用した炭酸ガス濃度測定装置が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された炭酸ガス濃度測定装置は、測定対象ガスによる赤外線の吸収が生じない波長域（以下、「測定対象ガスによる非吸収帯域」、又は単に「非吸収帯域」と称する場合がある）の赤外線を選択的に透過する参照用フィルタと、測定対象ガスによる赤外線の吸収が生じる波長域（以下、「測定対象ガスによる吸収帯域」、又は単に「吸収帯域」と称する場合がある）の赤外線を選択的に透過する測定用フィルタとをそれぞれ配置した赤外線検出素子を複数配置し、それぞれの赤外線検出素子からの出力信号に基づいて測定対象ガスの検出や濃度測定を行う。このような炭酸ガス濃度測定装置及び炭酸ガス検出方法は、検出精度や出力の安定性を向上させることができることが特許文献１には記載されている。以下、炭酸ガスを含めてガス濃度を測定する装置及び方法を総称してガス濃度測定装置及びガス濃度測定方法という。
【０００４】
特許文献１に開示された炭酸ガス濃度測定装置の動作原理は、波長による吸収度合いの差異を炭酸ガス検出に応用したものである。光源であるセラミックヒータから放射された赤外線において、波長４．３μｍ付近の赤外線は、気体容器内の炭酸ガスにより吸収されて、その放射強度が低下する。一方、波長３．９μｍ付近の赤外線は、炭酸ガスによる吸収はなく、その放射強度が低下することはない。そして、ガス測定装置の気体容器内を通過した異なる波長を含む赤外線から、波長４．３μｍと波長３．９μｍとの２波を、２波それぞれに対応した通過帯域を有する２種類の光学フィルタで濾波選別する。これら波長の異なる赤外線それぞれの放射強度に基づいて、気体容器内の炭酸ガスの濃度が算出される。セラミックヒータの放射強度分布は、炭酸ガスの赤外線吸収スペクトルを含み、２μｍ〜５０μｍの波長領域でブロードであり、炭酸ガスの赤外線吸収スペクトル付近の波長領域で十分な放射強度を有する。したがって、光源にセラミックヒータを用いたガス測定装置の検出精度及び出力の安定性は向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３３４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術による非分散赤外線吸収型ガス濃度測定装置は、種々の方法で光源を動作させ赤外線検出部で検出された信号を用いている。従来技術による非分散赤外線吸収型ガス濃度測定装置は、例えば、光源を所定時間点灯させている間に赤外線検出部から検出された信号の最大値や、光源が点灯している時の所定期間に赤外線検出部から検出された信号を積分した値や、光源の点灯開始から所定時間経過後に赤外線検出部で検出された信号などを用いている。
【０００７】
従来技術による非分散赤外線吸収型ガス濃度測定装置は、光源点灯開始から任意の時間経過後に光源から出力されている赤外線の光量やスペクトルが毎回同一であることを暗に期待している。しかし、実際のガスセンサにおいては光源の経時・経年劣化や、光源点灯開始時の光源の状態のばらつき等により光源点灯開始から任意の時間経過後に光源から出力されている赤外線の光量やスペクトルには変動が生じる。このため、光源から出力される赤外線は、同じ動作条件であっても測定毎に光源点灯開始からの任意の時間経過後に同じ光量やスペクトルとなるとは限らない。以降、光源点灯開始から任意の時間経過後に光源から出力されている赤外線の光量やスペクトルの変動を単に「赤外線の出力変動」と呼ぶ。したがって、従来技術による非分散赤外線吸収型ガス濃度測定装置では、そのような光源から出力される赤外線のスペクトルの測定毎の変動の影響を受け、算出されるガス濃度に誤差が生じ得る。
【０００８】
尚、特許文献１に開示された炭酸ガス濃度測定装置においては、波長４．３μｍ付近の、気体容器内の炭酸ガスにより吸収されて放射強度が低下する赤外線と、波長３．９μｍ付近の、炭酸ガスにより吸収されず放射強度が低下しない赤外線の２種類の波長帯域が使用される。これにより、赤外線のスペクトルの形状が変化せずに光量のみが変化した場合、波長４．３μｍ付近の光量と波長３．９μｍ付近の光量の変化率は同一となるため、赤外線の光量の変化の影響を排除することができる。しかし、赤外線のスペクトルの形状が変化した場合、波長４．３μｍ付近の光量と波長３．９μｍ付近の光量の変化率は異なるため、該２種類の波長帯域を使用しても赤外線の光量の変化の影響を排除することはできない。
【０００９】
本発明は、光源から出力される赤外線の出力変動が生じても、高精度にガス濃度を算出することができるガス濃度測定装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によるガス濃度測定装置は、光源と、光源の光源抵抗値を検出する光源抵抗値検出部と、光源が出力する赤外線に応じた信号を測定出力として出力する測定用赤外線検出部と、光源抵抗値及びあらかじめ定めた基準抵抗値に基づいて、測定出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用測定出力を算出し、ガス濃度算出用測定出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出する演算部とを備え、演算部は、光源抵抗値及び基準抵抗値に基づいて算出される測定時刻における測定出力をガス濃度算出用測定出力として算出する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、光源から出力される赤外線の出力変動が生じても、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガス濃度測定装置を説明するための構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の実施例１によるガス濃度測定装置で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態の実施例２によるガス濃度測定装置で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の実施例３によるガス濃度測定装置で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態の実施例４によるガス濃度測定装置で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態の実施例５によるガス濃度測定装置で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態の実施例６によるガス濃度測定装置で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態の実施例７によるガス濃度測定装置の光源抵抗値検出部１０５の出力と光源抵抗値検出部１０５の周辺温度との関係の概略を表すグラフを示す図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第１実施形態の実施例８によるガス濃度測定装置において基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を固定した場合における測定用赤外線検出部１０２が出力する測定出力と温度ＴＰとの関係の概略を表すグラフを示す図であり、（ｂ）は、実施例８によるガス濃度測定装置において光源抵抗値検出部１０５の光源抵抗値と温度ＴＰとの関係の概略を表すグラフを示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるガス濃度測定装置を説明するための構成図である。
【図１１】本発明の第２実施形態によるガス濃度測定装置で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）によるガス濃度測定装置について図１から図９を用いて説明する。
［本発明の第１実施形態に係るガス濃度測定装置］
図１は本発明の第１実施形態に係るガス濃度測定装置を説明するための構成図である。
図１に示すように、本実施形態に係るガス濃度測定装置１００は、光源１０１と、光源１０１が出力する赤外線に応じた信号を測定出力として出力する測定用赤外線検出部１０２と、光源１０１の光源抵抗値を検出する光源抵抗値検出部１０５と、光源抵抗値及びあらかじめ定めた基準抵抗値に基づいて測定用赤外線検出部１０２から出力される測定出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用測定出力を算出し、算出したガス濃度算出用測定出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出する演算部１０４と、を備える。測定対象のガスは、少なくともガス濃度測定装置１００内の光源１０１と、測定用赤外線検出部１０２との間に流入可能である。ここで、流入可能とは光源１０１から出力された赤外線が前記測定対象ガスの存在する空間を通って測定提要赤外線検出部１０２に到達可能であることを示す。
【００１４】
光源１０１は、測定用赤外線検出部１０２が感度を有する波長帯を含む光であって、測定対象ガスが吸収する赤外線帯域を含む光を出力できれば特に制限されない。例えば白熱電球やセラミックヒータ、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ヒータやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などを光源１０１として用いることができる。本実施形態において、光源１０１は、その駆動回路を含み、点灯、消灯及び強度調整など出力を制御する機能を含んでもよい。
【００１５】
ここで、光源１０１として白熱電球やセラミックヒータ、ＭＥＭＳヒータなど、熱源とみなすことができる光源を用いる場合、その光源が発する赤外線のスペクトルは熱源の温度によって決まる。また、熱源である光源１０１の抵抗値も熱源の温度によって決まる。すなわち、光源１０１の抵抗値は光源１０１から出力される赤外線の出力変動に応じて変動する。また、例えばＬＥＤ等を用いる場合、その光源が発する赤外線スペクトルは光源の持つ温度特性に依存して、光源の温度によって決まる。光源１０１の抵抗値も温度特性を有するので、光源１０１の抵抗値は光源１０１から出力される赤外線の出力変動に応じて変動する。
【００１６】
光源抵抗値検出部１０５は光源１０１の抵抗値を取得できれば特に制限されない。例えば光源１０１の端子間の電圧と光源１０１に流れる電流を検出することで、光源１０１の抵抗値を取得してもよい。また、光源１０１を定電流駆動する場合は光源１０１の端子間電圧を検出することで光源１０１の抵抗値を取得してもよい。同様に光源１０１を定電圧駆動する場合は光源１０１に流れる電流を検出することで光源１０１の抵抗値を取得してもよい。
【００１７】
光源抵抗値検出部１０５は、光源１０１の点灯時（以下、「光源１０１点灯時」と称する場合がある）に、光源１０１の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を検出し、演算部１０４に出力してもよい。本実施形態において光源１０１点灯時とは、周囲環境から放射される赤外線量よりも多い量の赤外線を放射している状態をいう。また、光源１０１の消灯状態は完全に消灯している状態でなくてもよい。光源１０１に電力供給がされて光源１０１が赤外線を放射している状態であっても、放射する赤外線量が光源１０１点灯時に放射する赤外線量以下である場合、または周囲環境から放射される赤外線量以下である場合には、光源１０１は実質的に赤外線を放射しない状態であるため消灯状態と看做される。
【００１８】
測定用赤外線検出部１０２は、光源１０１が出力する赤外線に応じた赤外線を検出し、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）として出力する。測定用赤外線検出部１０２は、光源１０１が出力する赤外線の内、測定対象ガスによる吸収帯域を含む帯域の赤外線を検出し、光電変換した測定出力を演算部１０４に出力してもよい。
【００１９】
測定用赤外線検出部１０２は、上述の特性を有していれば特に制限されない。測定用赤外線検出部１０２には、焦電センサ（Ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｅｎｓｏｒ）、サーモパイル（Ｔｈｅｒｍｏｐｉｌｅ）、ボロメータ（Ｂｏｌｏｍｅｔｅｒ）等の熱型赤外線センサや、ダイオードやフォトトランジスタ等の量子型赤外線センサ等が好適である。
【００２０】
演算部１０４は、以下に述べるガス濃度算出における演算が可能であれば特に制限されない。演算部１０４として、例えば、アナログＩＣ、ディジタルＩＣ及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等が好適である。
【００２１】
演算部１０４は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）及びあらかじめ定めた基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａを算出する。演算部１０４は、算出したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａに基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出する。以降、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）及びあらかじめ定めた基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａを算出する方法を具体的に説明する。
【００２２】
演算部１０４は光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上の値となった直後若しくは直前、又は光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の範囲に入った直後若しくは直前に得られた測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして算出してもよい。ここで、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上の値となった後に、または光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の範囲に入った後に、最初に取得される測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして算出してもよい。また、ここで、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上の値となる前に、または光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の範囲に入る前に、最後に取得される測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして算出してもよい。
【００２３】
また、演算部１０４は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）とに基づいて測定時刻ｔＡを算出し、測定時刻ｔＡに測定用赤外線検出部１０２から出力された測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を、ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして算出し、ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａに基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出してもよい。例えば、演算部１０４は複数回取得された光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）とそれらの光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が取得された時刻とに基づいて光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）となる測定時刻ｔＡを求め、複数回取得された測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）とそれらの測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）が取得された時刻とに基づいて、測定時刻ｔＡにおける測定出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして算出してもよい
【００２４】
また、演算部１０４は、測定用赤外線検出部１０２から入力される測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）、光源抵抗値検出部１０５から入力される光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）が入力される時刻及び光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が入力される時刻を記憶する記憶領域を有していてもよい。測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）が入力される時刻は、演算部１０４が測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を取得する時刻となり、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が入力される時刻は、演算部１０４が光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を取得する時刻となる。
【００２５】
測定時刻ｔＡを求める場合において、演算部１０４は測定時刻ｔＡとなる前に１回以上取得した光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と該光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を取得した時刻とに基づいて、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）又は基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて決まる値と一致する時刻を測定時刻ｔＡとして算出してもよい。
【００２６】
または、演算部１０４は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）との差が既定の値以下になる時刻を測定時刻ｔＡとしてもよい。または、演算部１０４は、既定回数取得された光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）のうち、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）との差が最も小さくなる光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が取得された時刻を測定時刻ｔＡとしてもよい。または、演算部１０４は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に一致すると予想される時刻ｔＡ０と、実際に光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に一致する時刻との間に生じる時間差を加味して測定時刻ｔＡを算出してもよい。または、演算部１０４は、ガス濃度測定方法の実装上、測定時刻ｔＡに測定出力を取得することが困難である場合（例えば、測定時刻ｔＡにおいて光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）とを同時刻に取得できない場合など）には、測定時刻ｔＡに近い時刻における測定用赤外線検出部１０２の出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして用いてもよい。
【００２７】
ここで、測定時刻ｔＡに近い時刻として、例えば測定用赤外線検出部１０２が測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を所定の時間間隔で連続して測定する時刻のうち、測定時刻ｔＡの直近又は測定時刻ｔＡの直後若しくは直前の時刻を用いることができる。また、例えば、測定時刻ｔＡから一定時間経過後の時刻における測定用赤外線検出部１０２の出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして用いてもよい。
【００２８】
演算部１０４は、複数回取得された光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）について、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）の関数と看做して光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）となるときの測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を測定時刻ｔＡを介さずに算出し、測定時刻ｔＡにおけるガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして算出してもよい。
【００２９】
演算部１０４は、一回のガス濃度測定において測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を複数回取得するために、所定の時間間隔で光源１０１から出力された赤外線を検出するように測定用赤外線検出部１０２を制御するよう構成されていてもよい。また、演算部１０４は、一回のガス濃度測定において光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を複数回取得するために、所定の時間間隔で光源１０１の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を取得するように構成されていてもよい。
【００３０】
以上のようにしてガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａを算出することで、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができ、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００３１】
演算部１０４は事前に用意された換算式に以上のようにして算出したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａを入力してガス濃度を算出することができる。この換算式には、例えば１次関数や２次以上の多項式関数を用いてもよい。これらの関数の係数は、例えば、ガス濃度測定装置１００を製造する際の校正時や使用開始後の校正時に、ガス濃度測定装置１００を１種類以上の既知の測定対象ガス濃度環境に置いて動作させて得られたガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａと該測定対象ガス濃度とに基づいて、最小二乗法等により求めてもよい。
【００３２】
光源１０１として上述のいずれの光源を用いても、光源１０１を消灯状態から点灯状態に移行させる際、又は光源１０１の出力を変化させた際には出力特性に過渡的な変化が起こる。例えば、これらの間に光源１０１から出力される赤外線の光量やスペクトルは時間変化し、この時間変化に応じて測定出力及び光源抵抗値が時間変化する。また、測定出力及び光源抵抗値の時間変化の仕方は、光源１０１の経時・経年劣化や光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態のばらつきにより、測定ごと又は光源１０１を点灯するごとに変化し得る。この赤外線の出力変動は、光源１０１点灯時の光源１０１の発熱による光源１０１自体及びその周囲の温度変化や、光源１０１の駆動回路の過渡的動作などによってもたらされる。また、意図して光源１０１の状態を変化させない場合でも、光源１０１の経時・経年劣化や周囲環境の変化・ゆらぎなどによって、前述の内容と同様に赤外線の出力変動が生じ得る。
【００３３】
本実施形態に係るガス濃度測定装置１００は、演算部１０４が、光源１０１の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と、あらかじめ定めた基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）と、測定用赤外線検出部１０２の出力とに基づいてガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａを算出し、ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａに基づいてガス濃度を算出する。こうすることで、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００３４】
ガス濃度測定装置１００は、制御部を有し、この制御部によって光源１０１、測定用赤外線検出部１０２、光源抵抗値検出部１０５及び演算部１０４を統括的に制御するように構成されていてもよい。また、ガス濃度測定装置１００は、記憶部を有し、この記憶部によって測定用赤外線検出部１０２から入力される測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）、光源抵抗値検出部１０５から入力される光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）が入力される時刻及び光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が入力される時刻を記憶するようになっていてもよい。また、演算部１０４は光源１０１を制御するための機能や光源検出部１０５を含んでいてもよい。
【００３５】
［基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）］
基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）は、固定値であってもよいし可変値であってもよい。ガス濃度測定装置１００の精度を向上させる観点からは可変値であることが好ましい。
基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を可変値とする場合に、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を求める方法は、特定の条件下における光源抵抗値を用いる方法や、特定の条件下において複数回測定された光源抵抗値を平均化した値やフィルタリングした値を用いる方法や、装置の温度等を変数とする方法や、それらを組み合わせた方法などが挙げられる。よって演算部１０４は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）に基づいて基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を更新してもよい。以降で、本実施形態のガス濃度測定装置１００における基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を可変値とする場合の、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）の更新方法を説明する。
【００３６】
［基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）の更新方法］
ガス濃度測定装置１００を既知の測定対象ガス濃度環境において動作させたとき、演算部１０４は、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）が該測定対象ガス濃度において出力されるべきガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａと一致するときの光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）の更新値としてもよい。
【００３７】
また、演算部１０４は、ｍ（ｍは１より大きな自然数）回目のガス濃度の測定における基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を、ｍ−１回目までのガス濃度の測定における既定の時刻に出力された１つ以上の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）の平均値又は１つ以上の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）にローパスフィルタを適用した値に基づいて更新してもよい。１つ以上の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）に該ローパスフィルタを適用したｍ回目のガス濃度の測定における基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を以下の式を用いても求めても良い
Ｒｅｓ（ｓｔｄ）［ｍ］＝Ｘ・Ｒｅｓ（ｏｎ）_Ｓ［ｍ-１］+（１−Ｘ）・Ｒｅｓ（ｓｔｄ）［ｍ-１］
ここで、Ｘは０より大きく１より小さい値である。または１つ以上の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）の既定値に基づいて、前記平均値や前記ローパスフィルタを適した値を算出しても良い。
【００３８】
ここで、Ｒｅｓ（ｓｔｄ）［ｍ］はｍ回目のガス濃度の測定における基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）、Ｒｅｓ（ｓｔｄ）［ｍ−１］はｍ−１回目のガス濃度の測定における基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）、Ｒｅｓ（ｏｎ）Ｓ［ｍ−１］はｍ−１回目のガス濃度の測定における既定の時刻に出力された光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）である。このようにすることで、例えば演算部１０４の時間精度により光源１０１点灯の時刻に誤差が生じ、演算部１０４が想定している光源１０１点灯から特定の時間経過後の既定の時刻ｔｓと実際の光源１０１点灯から特定の同時間経過後の時刻ｔｓ０に誤差が生じてしまっても、真の既定の時刻ｔｓ０における光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）として得ることができる。これにより、例えば光源１０１の経時・経年劣化や連続駆動等により、光源１０１から出力される光量に変動が生じても、変動する光量に応じた基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を得ることができ、ガス濃度測定装置１００は、より高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００３９】
また、演算部１０４はある測定（例えばｍ回目の測定）が前回の測定（例えばｍ−１回目の測定）から所定の時間以上経過している場合には、前回までに取得された既定時刻光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）Ｓ［］に依らず、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）として既定の値を設定してもよい。今回の測定が前回の測定から所定の時間以上経過していることにより、光源１０１の状態が初期状態に近い状態に戻る場合がある。この場合、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を光源１０１の初期状態に適した値としておく方が、前回までに取得された既定時刻光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）Ｓ［］の平均値などを基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に設定するよりも、より適切な値となり、より高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００４０】
以上のようにして基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を更新することで、光源１０１の経時・経年劣化により光源が発する赤外線のスペクトルと光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）の関係に変化が生じても、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態又は既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応した基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を用いることができ、また、光源抵抗値を測定する回路等に起因して取得される光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が変動してしまってもその変動を加味した基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を用いることができ、ガス濃度測定装置１００は、より高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００４１】
また、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を可変値とする場合に、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を求める他の方法として、光源抵抗値検出部１０５や測定用赤外線検出部１０２の周辺温度やガス濃度測定装置１００等の温度に基づいて基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を求める方法が挙げられる。よって、本実施形態に係るガス濃度測定装置１００は、光源１０１及び測定用赤外線検出部１０２の周辺温度又はガス濃度測定装置１００の温度を測定し、測定結果を温度情報として出力する温度測定部１０７をさらに備えてもよい。ここで、例えば光源１０１の周辺温度は、光源１０１消灯時の光源１０１の抵抗値を測定することによって得ることができる。また、例えば測定用赤外線検出部１０２の周辺温度は測定用赤外線検出部１０２として量子型赤外線センサを用いる場合にはその抵抗値を測定することによって得ることができる。また、例えば光源１０１及び測定用赤外線検出部１０２の周辺温度、ガス濃度測定装置１００の温度のいずれについてもサーミスタを用いて測定することができる。
【００４２】
基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を、温度情報に基づいて補正する方法の例として、前以て取得した、光源１０１及び測定用赤外線検出部１０２の周辺温度又はガス濃度測定装置１００の温度と、光源１０１が既定の赤外線を発している状態における光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）との関係を用い、ガス濃度測定の際には該関係とそのときの光源１０１及び測定用赤外線検出部１０２の周辺温度又はガス濃度測定装置１００の温度に基づいてガス濃度の算出時に用いる基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を算出する方法が挙げられる。
【００４３】
また、別の例として、前以て取得した、測定対象ガス濃度を既知の一定値であるときの、光源１０１及び測定用赤外線検出部１０２の周辺温度又はガス濃度測定装置１００の温度と、それらの環境で測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）が既定の一定値となるときの光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）との関係を用い、ガス濃度測定の際には該関係とそのときの光源１０１及び測定用赤外線検出部１０２の周辺温度又はガス濃度測定装置１００の温度に基づいてガス濃度の算出時に用いる基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を算出する方法が挙げられる。この場合、算出されるガス濃度算出用測定出力は、温度環境によらず、ガス濃度のみによって変化する値となる。
【００４４】
以上のようにして基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を更新することで、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）は、ガス濃度測定装置１００の構成要素の温度特性による影響を補償するために適した値となり、ガス濃度測定装置１００は、より高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
以下、本実施形態によるガス濃度測定装置１００について実施例を用いてより具体的に説明する。
【００４５】
（実施例１）
本実施形態の実施例１によるガス濃度測定装置１００について図１を参照しつつ図２を用いて説明する。図２は本実施形態の実施例１によるガス濃度測定装置１００で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートである。
【００４６】
図２に示すように、実施例１におけるガス濃度測定装置１００は、まずステップＳ１０１において光源１０１を点灯する（光源点灯工程）。ステップＳ１０１の次のステップＳ１０２では、光源１０１点灯時の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を取得する（光源抵抗値取得工程）。ステップＳ１０２の次のステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で取得されたＲｅｓ（ｏｎ）が既定の基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上であるかを判定する（光源抵抗値判定工程）。ステップＳ１０３の次のステップＳ１０４では、測定用赤外線検出部１０２の出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして取得する（測定出力取得工程）。ステップＳ１０４の次のステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で取得されたガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａの値に基づいてガス濃度を演算する（ガス濃度演算工程）。ステップＳ１０５の次のステップＳ１０６では、光源１０１を消灯する（光源消灯工程）。
【００４７】
尚、ステップＳ１０３においては判定の結果が真であれば測定出力取得工程（ステップＳ１０４）に進み、偽であれば光源抵抗値取得工程（ステップＳ１０２）に戻る。ガス濃度測定装置１００は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上になるまで、光源抵抗値取得工程（ステップＳ１０２）及び光源抵抗値判定工程（ステップＳ１０３）を繰り返し実行する。
【００４８】
実施例１によるガス濃度測定装置１００においては、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）は、光源点灯開始後、光源１０１による電力消費により光源１０１の温度が上昇するとともに変化する。ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（оｎ）Ａは、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）と一致する時刻又はその直後に取得される。このため、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００４９】
（実施例２）
本実施形態の実施例２によるガス濃度測定装置１００について図１を参照しつつ図３を用いて説明する。図３は本実施形態の実施例２によるガス濃度測定装置１００で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートである。
【００５０】
図３に示すように、実施例２におけるガス濃度測定装置１００は、まずステップＳ２０１において光源１０１を点灯する（光源点灯工程）。ステップＳ２０１の次のステップＳ２０２では、光源１０１点灯時の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と測定用赤外線検出部１０２による測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を取得する（光源抵抗値及び測定出力取得工程）。ステップＳ２０２の次のステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で取得されたＲｅｓ（ｏｎ）が既定の基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上であるかを判定する（光源抵抗値判定工程）。ステップＳ２０３の次のステップＳ２０４では、最後に取得した測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして設定する（ガス濃度算出用測定出力設定工程）。ステップＳ２０４の次のステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で設定されたガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａの値に基づいてガス濃度を演算する（ガス濃度演算工程）。ステップＳ２０５の次のステップＳ２０６では、光源１０１を消灯する（光源消灯工程）。
【００５１】
尚、ステップＳ２０３においては判定の結果が真であればガス濃度算出用測定出力設定工程（ステップＳ２０４）に進み、偽であれば光源抵抗値及び測定出力取得工程（ステップＳ２０２）に戻る。ガス濃度測定装置１００は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上になるまで、光源抵抗値及び測定出力取得工程（ステップＳ２０２）及び光源抵抗値判定工程（ステップＳ２０３）を繰り返し実行する。
【００５２】
実施例２によるガス濃度測定装置１００においては、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）は、光源点灯開始後、光源１０１による電力消費により光源１０１の温度が上昇するとともに、変化する。光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）と一致する時刻又はその直前に取得された測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）がガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（оｎ）Ａとして用いられる。このため、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００５３】
（実施例３）
本実施形態の実施例３によるガス濃度測定装置１００について図１を参照しつつ図４を用いて説明する。図４は本実施形態の実施例３によるガス濃度測定装置１００で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートである。
【００５４】
図３に示すように、実施例３におけるガス濃度測定装置１００は、まずステップＳ３０１において光源１０１を点灯する（光源点灯工程）。ステップＳ３０１の次のステップＳ３０２では、光源１０１点灯時の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を取得する（光源抵抗値取得工程）。ステップＳ３０２の次のステップＳ３０３では、ステップＳ３０２で取得された光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が既定の基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）から既定値α（α＞０）を減算した値から基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に既定値β（β＞０）を加算した値の範囲であるかを判定する（光源抵抗値判定工程）。ステップＳ３０３の次のステップＳ３０４では、測定用赤外線検出部１０２の出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして取得する（測定出力取得工程）。ステップＳ３０４の次のステップＳ３０５では、ステップＳ１０４で取得されたガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａの値に基づいてガス濃度を演算する（ガス濃度演算工程）。ステップＳ３０５の次のステップＳ３０６では、光源１０１を消灯する（光源消灯工程）。
【００５５】
尚、ステップＳ３０３においては判定の結果が真であれば測定出力取得工程（ステップＳ３０４）に進み、偽であれば光源抵抗値取得工程（ステップＳ３０２）に戻る。ガス濃度測定装置１００は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の値の範囲に入るまで、光源抵抗値取得工程（ステップＳ３０２）及び光源抵抗値判定工程（ステップＳ３０３）を繰り返し実行する。
【００５６】
実施例３によるガス濃度測定装置１００においては、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）は、光源点灯開始後、光源１０１による電力消費により光源１０１の温度が上昇するとともに変化する。ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（оｎ）Ａは、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の値の範囲に入る時刻又はその直後に取得されている。このため、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００５７】
（実施例４）
本実施形態の実施例４によるガス濃度測定装置１００について図１を参照しつつ図５を用いて説明する。図５は本実施形態の実施例４によるガス濃度測定装置１００で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートである。
【００５８】
図５に示すように、実施例４におけるガス濃度測定装置１００は、まずステップＳ４０１において光源１０１を点灯する（光源点灯工程）。ステップＳ４０１の次のステップＳ４０２では、Ｎを既定の自然数として光源抵抗値をその取得時刻とともにＮ回繰り返し取得し、光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］、取得時刻列ｔ［］を取得する（時刻列及び光源抵抗値列取得工程）。これらの光源抵抗値列において、Ｎ回中ｉ回目（１≦ｉ≦Ｎ）の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）はＲｅｓ（ｏｎ）［ｉ］として取得され、取得時刻はｔ［ｉ］として取得される。ステップＳ４０２の次のステップＳ４０３では、ステップＳ４０２で取得した光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］と取得時刻列ｔ［］とに基づいて光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）となる測定時刻ｔＡを算出する（測定時刻算出工程）。ステップＳ４０３の次のステップＳ４０４では、時刻が測定時刻ｔＡ以上であるかを判定する（測定時刻判定工程）。ステップＳ４０４の次のＳ４０５では、測定用赤外線検出部１０２の出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして取得する（測定出力取得工程）。ステップＳ４０５の次のステップＳ４０６では、ステップＳ４０５で取得されたガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａの値に基づいてガス濃度を演算する（ガス濃度演算工程）。ステップＳ４０６の次のステップＳ４０７では、光源１０１を消灯する（光源消灯工程）。
【００５９】
尚、ステップＳ４０４においては判定の結果が真であれば測定出力取得工程（ステップＳ４０５）に進み、偽であれば測定時刻判定工程（ステップＳ４０４）を繰り返す。ガス濃度測定装置１００は、時刻が測定時刻ｔＡ以上となるまで、測定時刻判定工程（ステップＳ４０４）を繰り返し実行する。
【００６０】
実施例４によるガス濃度測定装置１００においては、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）は、光源点灯開始後、光源１０１による電力消費により光源１０１の温度が上昇するとともに変化する。ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（оｎ）Ａは、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の値となる時刻又はその直後に取得されている。このため、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００６１】
（実施例５）
本実施形態の実施例５によるガス濃度測定装置１００について図１を参照しつつ図６を用いて説明する。図６は本実施形態の実施例５によるガス濃度測定装置１００で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
図６に示すように、実施例５におけるガス濃度測定装置１００は、まずステップＳ５０１において光源１０１を点灯する（光源点灯工程）。ステップＳ５０１の次のステップＳ５０２では、Ｎを既定の自然数として光源抵抗値及び測定出力をその取得時刻とともにＮ回繰り返し取得し、光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］、測定出力列Ｍｅａｓ（ｏｎ）［］、取得時刻列ｔ［］を取得する（時刻列及び光源抵抗値列取得工程）。これらの光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］及び測定出力列Ｍｅａｓ（ｏｎ）［］において、Ｎ回中ｉ回目（１≦ｉ≦Ｎ）の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）はＲｅｓ（ｏｎ）［ｉ］として取得され、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）はＭｅａｓ（ｏｎ）［ｉ］として取得され、取得時刻はｔ［ｉ］として取得される。ステップＳ５０２の次のステップＳ５０３では、ステップＳ５０２で取得した光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］と取得時刻列ｔ［］とに基づいて光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）となる測定時刻ｔＡを算出する（測定時刻算出工程）。ステップＳ５０３の次のステップＳ５０４では、測定出力列Ｍｅａｓ（ｏｎ）［］と取得時刻列ｔ［］とに基づいて、測定時刻ｔＡにおける測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を、ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして特定する（測定出力特定工程）。ステップＳ５０４の次のステップＳ５０５では、ステップＳ５０４で取得されたガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａの値に基づいてガス濃度を演算する（ガス濃度演算工程）。ステップＳ５０５の次のステップＳ５０６では、光源１０１を消灯する（光源消灯工程）。
【００６３】
本実施形態の実施例５によるガス濃度測定装置１００において演算部１０４は、ステップＳ５０３において光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］における各々の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）の値と取得時刻列ｔ［］における各時刻との対応関係（光源抵抗値時間変化特性）を、ステップＳ５０４において測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）［］における各々の測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）の値と取得時刻列ｔ［］における各時刻との対応関係（赤外線検出特性）を求めている。
【００６４】
実施例５によるガス濃度測定装置１００においては、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）は、光源点灯開始後、光源による電力消費により光源の温度が上昇するとともに変化する。演算部１０４は光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の値となる時刻における測定出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（оｎ）Ａとして算出する。このため、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に一致する時刻における測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとしてより高精度に算出することが可能になる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００６５】
（実施例６）
本実施形態の実施例６によるガス濃度測定装置１００について図１を参照しつつ図７を用いて説明する。図７は本実施形態の実施例６によるガス濃度測定装置１００で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートである。実施例６におけるガス濃度測定装置１００は、ガス濃度の測定が複数回行われることを前提としている。
【００６６】
図７に示すように、実施例６におけるガス濃度測定装置１００は、まずステップＳ６０１において今回（ｍ回目（ｍは自然数））の測定で使用する基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を算出し設定する（基準値設定工程）。ステップＳ６０１の次のステップＳ６０２では、光源１０１を点灯する（光源点灯工程）。ステップＳ６０２の次のステップＳ６０３では、Ｎを既定の自然数として光源抵抗値及び測定出力をその取得時刻とともにＮ回繰り返し取得し、光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］、測定出力列Ｍｅａｓ（ｏｎ）［］、取得時刻列ｔ［］を取得する（時刻列及び光源抵抗値列取得工程）。これらの光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］及び測定出力列Ｍｅａｓ（ｏｎ）［］において、Ｎ回中ｉ回目（１≦ｉ≦Ｎ）の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）はＲｅｓ（ｏｎ）［ｉ］として取得され、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）はＭｅａｓ（ｏｎ）［ｉ］として取得され、取得時刻はｔ［ｉ］として取得される。
【００６７】
ステップＳ６０３の次のステップＳ６０４では、ステップＳ６０３で取得した光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］と取得時刻列ｔ［］とに基づいて光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）となる測定時刻ｔＡを算出する（測定時刻算出工程）。ステップＳ６０４の次のステップＳ６０５では、測定出力列Ｍｅａｓ（ｏｎ）［］と取得時刻列ｔ［］とに基づいて、測定時刻ｔＡにおける測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）を、ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして特定する（測定出力特定工程）。ステップＳ６０５の次のステップＳ６０６では、ステップＳ６０５で取得されたガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａの値に基づいてガス濃度を演算する（ガス濃度演算工程）。ステップＳ６０６の次のステップＳ６０７では光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］と取得時刻列ｔ［］とに基づいて、既定の時刻ｔＳにおける光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を算出し、算出した光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）をｍ回目の測定における既定時刻光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）Ｓ［ｍ］として既定時刻光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）Ｓ［］を更新する（既定時刻光源抵抗値列更新工程）。ステップＳ６０７の次のステップＳ６０８では、光源１０１を消灯する（光源消灯工程）。
【００６８】
尚、ステップＳ６０１においては測定回数が１回目であれば（真）、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）として既定の値を設定してステップＳ６０２に移行する。この既定の値には、ガス濃度測定装置１００を製造する際の試験、校正時や装置使用開始後の校正時に光源を点灯時の既定の時刻ｔＳにおける光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）の値を用いる。一方、ステップＳ６０１において、測定回数が１回目以外であれば（偽）、前回までのガス濃度測定時に取得された既定時刻光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）Ｓ［］の最新１０個までの値の平均値を基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）として算出して設定し、ステップＳ６０２に移行する。
【００６９】
本実施形態の実施例６によるガス濃度測定装置１００において演算部１０４は、ステップＳ６０４において光源抵抗値列Ｒｅｓ（ｏｎ）［］における各々の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）の値と取得時刻列ｔ［］における各時刻との対応関係（光源抵抗値時間変化特性）を、ステップＳ６０５において測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）［］における各々の測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）の値と取得時刻列ｔ［］における各時刻との対応関係（赤外線検出特性）を求めている。
【００７０】
実施例６によるガス濃度測定装置１００においては、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）は、光源点灯開始後、光源による電力消費により光源の温度が上昇するとともに変化する。演算部１０４は光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の値となる時刻における測定出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（оｎ）Ａとして算出するため、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に一致する時刻における測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとしてより高精度に算出することが可能になる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができる。
【００７１】
これにより、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。さらに基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を更新することで、光源１０１の経時・経年劣化により光源が発する赤外線のスペクトルと光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）の関係に変化が生じても、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態又は既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応した基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を用いることができる。また、光源抵抗値を測定する回路等に起因して取得される光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が変動してしまってもその変動を加味した基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を用いることができる。これにより、ガス濃度測定装置１００は、より高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
尚、本実施形態の実施例１−６によるガス濃度測定装置１００には、温度測定部１０７が備えられていなくてもよい。
【００７２】
（実施例７）
本実施形態の実施例７によるガス濃度測定装置１００について図１を参照しつつ図８を用いて説明する。本実施形態の実施例７によるガス濃度測定装置１００は、光源抵抗値検出部１０５の周辺温度に基づいて基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を補正する。
【００７３】
図８は、光源１０１点灯後の既定の時刻ｔＳにおける光源抵抗値検出部１０５の出力と光源抵抗値検出部１０５の周辺温度との関係の概略を表したグラフである。横軸は光源抵抗値検出部１０５の周辺温度を示し、縦軸は光源抵抗値を示している。図８中に示す光源抵抗値検出部１０５の温度特性Ｃ１０（以下、単に「温度特性Ｃ１０」と称する）は、光源抵抗値検出部１０５の周辺温度に対する光源抵抗値の温度特性を表している。また、温度特性Ｃ１０は、光源抵抗値検出部１０５の周辺温度が標準温度であるときに光源抵抗値が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）０となる赤外線を、周辺温度を変化させながら検出したときの特性である。温度特性Ｃ１０は、ガス濃度測定装置１００の校正時に取得される。
【００７４】
本実施形態の実施例７によるガス濃度測定装置１００は、ガス濃度の測定時における光源抵抗値検出部１０５の周辺温度に対応する基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を、図８中に示す校正時に取得された温度特性Ｃ１０に基づいて求める。例えばガス濃度の測定時の光源抵抗値検出部１０５の周辺温度が図８に示す測定温度Ｔである場合、ガス濃度測定装置１００の演算部１０４は、温度特性Ｃ１０に基づいて測定温度Ｔに対応する基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）Ｔを基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）として設定する。これによって、ガス濃度測定装置１００は、光源抵抗値検出部１０５の周辺温度によらず、測定時刻ｔＡを精度良く求めることができ、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００７５】
（実施例８）
次に、本実施形態の実施例８によるガス濃度測定装置１００について図１を参照しつつ図９を用いて説明する。本実施形態の実施例８によるガス濃度測定装置１００は、ガス濃度測定装置１００に係る温度の代表値である温度ＴＰに基づいて、ガス濃度測定装置１００の基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を補正する。ここで、温度ＴＰは、光源抵抗値検出部１０５や測定用赤外線検出部１０２の周辺温度等、ガス濃度測定装置１００に係る温度やその温度に基づいて求められる温度の代表値である。
【００７６】
図９（ａ）は、既定の標準ガス濃度環境において基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を固定した場合における測定用赤外線検出部１０２が出力する測定出力（以下、「標準ガス濃度測定出力」と称する）と温度ＴＰとの関係の概略を表したグラフである。横軸は温度ＴＰを示し、縦軸は測定用赤外線検出部１０２が出力する標準ガス濃度測定出力を示している。図９（ａ）中に示す測定用赤外線検出部１０２の温度特性Ｃ１１及び温度特性Ｃ１２（以下、単に「温度特性Ｃ１１」及び「温度特性Ｃ１２」と称する）は、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を互いに異なる値とした場合の特性を表している。温度特性Ｃ１１，Ｃ１２は、ガス濃度測定装置１００の校正時に取得される。
【００７７】
また、図９（ｂ）は、図９（ａ）中の温度特性Ｃ１１，Ｃ１２が得られたのと同様の既定の標準ガス濃度環境における光源抵抗値検出部１０５の光源抵抗値（以下、「標準ガス濃度光源抵抗値」と称する）と温度ＴＰとの関係の概略を表すグラフである。横軸は温度ＴＰを示し、縦軸は光源抵抗値検出部１０５が出力する標準ガス濃度光源抵抗値を示している。図９（ｂ）中に示す光源抵抗値検出部１０５の温度特性Ｃ１３（以下、単に「温度特性Ｃ１３」と称する）は、温度ＴＰを変更した場合に各温度において標準ガス濃度測定出力が既定の標準ガス濃度測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）０となるときの標準ガス濃度光源抵抗値の特性である。
【００７８】
本実施形態の実施例８によるガス濃度測定装置１００は、温度ＴＰと、ガス濃度測定装置１００の校正時に取得された温度特性Ｃ１１，Ｃ１２と、温度特性Ｃ１３とに基づいて基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を求める。例えば、温度特性Ｃ１１，Ｃ１２より、標準ガス濃度測定出力が既定の標準ガス濃度測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）０となるように温度ＴＰ（本例では、図９（ａ）に示す標準温度及び測定温度Ｔ２）と温度特性Ｃ１３とにより基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）が求められる。
【００７９】
実施例８によるガス濃度測定装置１００は、例えばガス濃度の測定時の温度ＴＰが図９（ａ）および図９（ｂ）中の測定温度Ｔ２である場合には、図９（ｂ）中に示す温度特性Ｃ１３に基づいて、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）の値として測定温度Ｔ２における標準ガス濃度光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）Ｔ０の値を設定する。温度ＴＰが測定温度Ｔ２での標準ガス濃度環境において、標準ガス濃度光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）Ｔ０の値を基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）とするときの測定出力は、図９（ａ）中に示す温度特性Ｃ１２より、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）０となる。また、ガス濃度測定装置１００は、例えばガス濃度の測定時の温度ＴＰが標準温度である場合には、温度特性Ｃ１３に基づいて、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）の値として標準温度における標準ガス濃度光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）００の値を設定する。温度ＴＰが標準温度での標準ガス濃度環境において、標準ガス濃度光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）００を基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）とするときの測定出力は、図９（ａ）中に示す温度特性Ｃ１１より、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）０となる。
【００８０】
このように、実施例８によるガス濃度測定装置１００は、測定時の温度ＴＰに応じて温度特性Ｃ１３に基づき基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を変更することにより、温度ＴＰによらず既定の測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）０を示すようになる。その結果、測定用赤外線検出部１０２及び光源抵抗値検出部１０５のそれぞれの温度に対する出力の影響がまとめて補正されることになり、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００８１】
［光源消灯時の出力を用いたオフセットの除去］
また演算部１０４は、光源１０１の点灯時の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）と、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）と、ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａと、の少なくとも１つを、光源１０１の消灯時の測定出力Ｍｅａｓ（ｏｆｆ）と、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｆｆ）と、の少なくとも１つに基づいて補正してもよい。
【００８２】
例えば、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）として測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）と消灯時の測定出力Ｍｅａｓ（ｏｆｆ）との差を用いる形態が挙げられる。この場合、測定出力の回路等に起因して測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）にオフセット成分が生じてしまっても同じオフセット成分を有する消灯時の測定出力Ｍｅａｓ（ｏｆｆ）との差を用いることでオフセット成分の影響を排除できる。
【００８３】
また、他の例として、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）として光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と消灯時の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｆｆ）との差を用いる形態が挙げられる。この場合、光源抵抗値を測定する回路等に起因して光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）にオフセット成分が生じてしまっても同じオフセット成分を有する消灯時の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｆｆ）との差を用いることでオフセット成分の影響を排除できる。
【００８４】
［光源の制御］
また、光源１０１の消灯の時刻は測定の繰り返し時間以外には制限されない。エネルギー消費を低減するために、後述するガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａを取得した直後に光源１０１を消灯してもよい。また、光源１０１の点灯開始時の状態をガス濃度の測定ごとにできるだけ一定に保つため点灯時間と消灯時間とを一定として点灯開始から既定の時間経過後に消灯してもよい。また、点灯時間に下限を設けて点灯開始から該下限時間以上経過するまでは光源１０１の点灯を継続してよいし、点灯時間に上限を設けて該上限時間以上経過したら光源１０１を消灯してもよい。これらの消灯方法を用いる場合に、光源１０１の点灯時間中に後述するガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａが求められない場合などには、下限時間や上限時間の直前の後述する測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとしてもよい。
【００８５】
また、光源１０１の点灯動作を素早く行うために、ガス濃度の測定終了後に光源１０１への電力供給を断つのではなく、ガス濃度を測定していない場合にも、光源１０１に電力を供給し続けてもよい。この場合、ガス濃度を測定していないときに光源１０１から放射される赤外線量は光源１０１が点灯時に放射する赤外線量未満の赤外線であって、消灯状態相当と看做される。
【００８６】
また、上述のガス濃度測定装置１００の動作においては、主に光源１０１点灯後の動作について述べたが、光源１０１の点灯・消灯動作は上述の内容に限られない。例えば光源１０１として白熱電球やセラミックヒータ、ＭＥＭＳヒータなど、熱源とみなすことができる光源を用いる場合、演算部１０４は光源１０１消灯後、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以下の値となった直後又は直前に得られた測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして算出してもよい。これらの光源１０１は電力供給を断っても光源１０１が冷めきるまでは赤外線を出力する。こうすることで、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１消灯後の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができ、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００８７】
また、例えば、光源１０１を点灯、消灯動作させるのではなく、供給する電力を周期的に時間変化させて、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）と一致する、又は光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）に基づいて定められた既定の範囲に入った時に取得される測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして算出してもよい。こうすることで、光源１０１の経時・経年劣化があったとしても、ガス濃度測定装置１００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができ、ガス濃度測定装置１００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００８８】
本実施形態に係るガス濃度測定装置１００は、ガスセルを有しても良い。ガスセルは、光源１０１、測定用赤外線検出部１０２、を囲うように、ただし測定対象ガスを少なくとも光源１０１と測定用赤外線検出部１０２の間に流入可能なように構成されていてもよい。そのように構成することによって、ガス濃度測定装置の外部からの赤外線の入射を抑制することができ、測定用赤外線検出部１０２が光源１０１に依らない赤外線に応じた信号を出力してしまうことを防ぎ、より精度よくガス濃度を算出することができる。
【００８９】
ガスセルは導電性の材料によって構成されていてもよい。該導電性の材料には銅、鉄、ステンレス等の金属類が好適である。このように構成することでガスセル全体が等電位に保たれ、ガス濃度測定装置１００の外部から局所的に飛来する電磁ノイズのガス濃度測定装置１００への影響を緩和することができ、ガス濃度測定装置１００はより精度よくガス濃度を算出することができる。また更にガス濃度測定装置内の光源１０１を含む電子部品が局所的に外部に放射する電磁ノイズのガス濃度測定装置１００の外部の電子機器への影響を緩和することができる。
【００９０】
ガスセルは導電性の材料によって構成されていて、さらに、電源電位等ある一定電位に対してインピーダンスの低い電極、電位に電気的に接続されていてもよい。該導電性の材料には銅、鉄、ステンレス等の金属類が好適である。このように構成することでガスセル１０６全体が等電位に保たれ、かつ、ある一定の電位に低いインピーダンスで接続され、ガス濃度測定装置１００の外部から飛来する電磁ノイズのガス濃度測定装置１００への影響を緩和することができ、ガス濃度測定装置１００はより精度よくガス濃度を算出することができる。また更にガス濃度測定装置内の光源１０１を含む電子部品が外部に放射する電磁ノイズのガス濃度測定装置１００の外部の電子機器への影響を緩和することができる。
【００９１】
ガスセルは少なくともその内部表面が赤外線の反射率の高い材料で覆われていてもよい。該材料には金やアルミニウム、ステンレス等が好適であり、これらの材料はスパッタや蒸着、メッキ等によってガスセルの表面に形成されてもよい。ガスセルの少なくとも内部表面を赤外線の反射率の高い材料で覆うことで光源１０１から出力された赤外線は効率的に測定用赤外線検出部１０２に達し、測定用赤外線検出部１０２が測定出力および参照出力を出力する際に、その過程で発生するノイズの影響を抑制することができる。その結果、ガス濃度測定装置１００はより精度よくガス濃度を算出することができる。
【００９２】
ガスセルは少なくともその外部表面が赤外線を含む光の反射率の高い材料で覆われていてもよい。該材料には金やアルミニウム、ステンレス等が好適であり、これらの材料はスパッタや蒸着、メッキ等によってガスセルの表面に形成されてもよい。ガスセルは少なくともその外部表面が赤外線を含む光の反射率の高い材料で覆うことで、ガス濃度測定装置１００の外部から赤外線がガスセルを透過することによる内部への入射を抑制することができる。これにより、測定用赤外線検出部１０２が光源１０１に依らない赤外線に応じた信号を出力してしまうことを防ぎ、より精度よくガス濃度を算出することができる。
【００９３】
また、さらにガスセルは少なくともその外部表面が赤外線を含む光の反射率の高い材料で覆うことで、外部からの光によりガスセルの温度が上昇し、測定用赤外線検出部１０２がガスセルから輻射によって出力される赤外線に応じた信号を出力してしまうことを抑制し、より精度よくガス濃度を算出することができる。
【００９４】
［本発明の第２実施形態に係るガス濃度測定装置］
図１０は本発明の第２実施形態に係るガス濃度測定装置を説明するための構成図である。第２実施形態によるガス濃度測定装置２００は、参照用赤外線検出部１０３およびガスセル１０６を備える点でガス濃度測定装置１００と異なる。また、第２実施形態によるガス濃度測定装置２００の演算部２０４は、参照用赤外線検出部１０３を用いて測定対象ガスのガス濃度を算出することが可能である点が第１実施形態に係るガス濃度測定装置１００の演算部１０４と異なり、その他は演算部１０４と同様である。なお、上記第１実施形態に係るガス濃度測定装置１００と同一の機能・作用を奏する構成要素には、同一の符号を付して、説明は省略する。本実施形態によるガス濃度測定装置２００においても上記第１実施形態の実施例１から実施例８によるガス濃度測定装置１００と同様の作用効果が得られる。尚、上記第１実施形態の実施例１−６によるガス濃度測定装置１００と同様の作用効果を奏する、本実施形態によるガス濃度測定装置２００には、温度測定部１０７が備えられていなくてもよい。
【００９５】
図１０に示すように、本実施形態に係るガス濃度測定装置２００は、測定対象ガスによる吸収帯域の赤外線に対して測定用赤外線検出部１０２よりも低い感度を有し、光源から出力される赤外線に応じた信号を参照出力として出力する参照用赤外線検出部１０３をさらに備えている。演算部２０４は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）とに基づいて参照出力からガス濃度の算出に用いるガス濃度算出用参照出力を算出し、ガス濃度算出用測定出力及びガス濃度算出用参照出力に基づいて測定対象ガスのガス濃度を算出してもよい。これにより、光源１０１から発せられる赤外線の測定ごとのばらつきに対し、例えばガス濃度算出用測定出力とガス濃度算出用参照出力の比をとることでも、ばらつきの影響を抑制することができ、ガス濃度測定装置２００は、ガス濃度算出用測定出力のみを用いる場合と比べて、より高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【００９６】
ここでガス濃度算出用参照出力については、上述のガス濃度算出用測定出力同様のいずれかの方法を用いて、適宜求めることが可能である。ここで参照用赤外線検出部１０３が有する低い感度とは、参照用赤外線検出部１０３の測定対象ガスによる吸収帯域への感度（以下、「吸収帯感度」と称する）の非吸収帯域への感度（以下、「非吸収帯感度」と称する）に対する比（以下、「感度比」と称する）が測定用赤外線検出部１０２における感度比よりも低いことを意味する。例えば一例として、測定用赤外線検出部１０２における吸収帯感度と非吸収帯感度の比が３：２であり、参照用赤外線検出部１０３における吸収帯感度と非吸収帯感度の比が３：７であるとき、上述した参照用赤外線検出部１０３を構成するための要件を満たす。
【００９７】
参照用赤外線検出部１０３の配置場所は、光源１０１から出力される赤外線を受光できる場所であれば特に制限されない。参照用赤外線検出部１０３は、測定用赤外線検出部１０２の隣りに配置されてもよいし、参照用赤外線検出部１０３のみ光源１０１の付近に配置してもよい。すなわち測定対象のガスは、光源１０１と、参照用赤外線検出部１０３との間に流入可能でなくてもよい。また、光源１０１と、参照用赤外線検出部１０３との間に測定対象のガスが流入不可能な場合は、参照用赤外線検出部１０３は前述の低い感度である必要はなく、光源１０１から出力される赤外線に対して感度を有してさえいればよい。
【００９８】
参照用赤外線検出部１０３は、上述の特性を有していれば特に制限されない。参照用赤外線検出部１０３には、測定用赤外線検出部１０２と同様に、焦電センサ（Ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｅｎｓｏｒ）、サーモパイル（Ｔｈｅｒｍｏｐｉｌｅ）、ボロメータ（Ｂｏｌｏｍｅｔｅｒ）等の熱型赤外線センサや、ダイオードやフォトトランジスタ等の量子型赤外線センサ等が好適である。
【００９９】
演算部２０４は、参照出力が既定の値に一致する、又は参照出力が既定の値に基づいて定められた既定の値の範囲に入るときの光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）の更新値としてもよい。また、ガス濃度測定装置２００が参照用赤外線検出部１０３を有する場合には、演算部２０４は、ｍ（ｍは１より大きな自然数）回目のガス濃度の測定における基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）を、ｍ−１回目までのガス濃度の測定における参照出力が既定の値に一致する、又は参照出力が既定の値に基づいて定められた既定の値の範囲に入るときの１つ以上の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）の平均値又は１つ以上の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）にローパスフィルタを適用した値に基づいて更新してもよい。または１つ以上の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）の既定値に基づいて、前記平均値や前記ローパスフィルタを適した値を算出しても良い。
【０１００】
また、演算部２０４は、光源１０１の点灯時の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）と、測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）と、基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）と、参照出力Ｒｅｆ（ｏｎ）と、ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａと、の少なくとも１つを、光源１０１の消灯時の測定出力Ｍｅａｓ（ｏｆｆ）と、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｆｆ）と、参照出力Ｒｅｆ（ｏｆｆ）との少なくとも１つに基づいて補正してもよい。
【０１０１】
例えば、参照出力Ｒｅｆ（ｏｎ）として参照出力Ｒｅｆ（ｏｎ）と消灯時の参照出力Ｒｅｆ（ｏｆｆ）との差を用いる形態が挙げられる。この場合、参照出力の回路等に起因して参照出力Ｒｅｆ（ｏｎ）にオフセット成分が生じてしまっても同じオフセット成分を有する消灯時の参照出力Ｒｅｆ（ｏｆｆ）との差を用いることでオフセット成分の影響を排除できる。
【０１０２】
図１１は本実施形態によるガス濃度測定装置２００で実施されるガス濃度測定方法を説明するためのフローチャートである。
【０１０３】
図１１に示すように、本実施形態におけるガス濃度測定装置２００は、まずステップＳ９０１において光源１０１を点灯する（光源点灯工程）。ステップＳ９０１の次のステップＳ９０２では、光源１０１点灯時の光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）を取得する（光源抵抗値取得工程）。ステップＳ９０２の次のステップＳ９０３では、ステップＳ９０２で取得された光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が既定の基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上であるかを判定する（光源抵抗値判定工程）。ステップＳ９０３の次のステップＳ９０４では、測定用赤外線検出部１０２の出力をガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとして取得し、参照用赤外線検出部１０３の出力をガス濃度算出用参照出力Ｒｅｆ（ｏｎ）Ａとして取得する（測定出力及び参照出力取得工程）。ステップＳ９０４の次のステップS９０５では、ステップＳ９０４で取得されたガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａとガス濃度算出用参照出力Ｒｅｆ（ｏｎ）Ａの比に基づいてガス濃度を演算する（ガス濃度演算工程）。ステップＳ９０５の次のステップＳ９０６では、光源１０１を消灯する（光源消灯工程）。
【０１０４】
尚、ステップS９０３においては判定の結果が真であれば測定出力及び参照出力取得工程（ステップＳ９０４）に進み、偽であれば光源抵抗値取得工程（ステップＳ９０２）に戻る。ガス濃度測定装置２００は、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）以上になるまで、光源抵抗値取得工程（ステップＳ９０２）及び光源抵抗値判定工程（ステップＳ９０３）を繰り返し実行する。
【０１０５】
本実施形態によるガス濃度測定装置２００においては、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）は、光源点灯開始後、光源による電力消費により光源の温度が上昇するとともに変化する。ガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（оｎ）Ａは、光源抵抗値Ｒｅｓ（ｏｎ）が基準抵抗値Ｒｅｓ（ｓｔｄ）と一致する時刻又はその直後に取得されている。このため、光源１０１の経時・経年劣化や、光源１０１点灯開始時の光源１０１の状態に測定毎にばらつきがあったとしても、ガス濃度測定装置２００は、光源１０１から既定の赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａ又は光源１０１から既定の赤外線スペクトルとの差が小さい赤外線スペクトルが出力されている状態に対応したガス濃度算出用測定出力Ｍｅａｓ（ｏｎ）Ａをガス濃度の測定ごとに安定して得ることができる。これにより、ガス濃度測定装置２００は、高精度にガス濃度を算出することが可能になる。さらに、光源１０１から発せられる赤外線の測定ごとのばらつきに対し、ガス濃度算出用測定出力とガス濃度算出用参照出力との比をとることで、ばらつきの影響を抑制することができる。これにより、ガス濃度測定装置２００は、ガス濃度算出用測定出力のみを用いる場合と比べて、より高精度にガス濃度を算出することが可能になる。
【０１０６】
また、図１０に示すように、本実施形態に係るガス濃度測定装置２００は、ガスセル１０６を有しても良い。ガスセル１０６は、光源１０１、測定用赤外線検出部１０２、参照用赤外線検出部１０３を囲うように、ただし測定対象ガスを少なくとも光源１０１と測定用赤外線検出部１０２の間に流入可能なように構成されていてもよい。そのように構成することによって、ガス濃度測定装置の外部からの赤外線の入射を抑制することができ、測定用赤外線検出部１０２及び参照用赤外線検出部１０３が光源１０１に依らない赤外線に応じた信号を出力してしまうことを防ぎ、より精度よくガス濃度を算出することができる。
【０１０７】
ガスセル１０６は導電性の材料によって構成されていてもよい。該導電性の材料には銅、鉄、ステンレス等の金属類が好適である。このように構成することでガスセル全体が等電位に保たれ、ガス濃度測定装置２００の外部から局所的に飛来する電磁ノイズのガス濃度測定装置２００への影響を緩和することができ、ガス濃度測定装置２００はより精度よくガス濃度を算出することができる。また更にガス濃度測定装置内の光源１０１を含む電子部品が局所的に外部に放射する電磁ノイズのガス濃度測定装置２００の外部の電子機器への影響を緩和することができる。
【０１０８】
ガスセル１０６は導電性の材料によって構成されていて、さらに、電源電位等ある一定電位に対してインピーダンスの低い電極、電位に電気的に接続されていてもよい。該導電性の材料には銅、鉄、ステンレス等の金属類が好適である。このように構成することでガスセル１０６全体が等電位に保たれ、かつ、ある一定の電位に低いインピーダンスで接続され、ガス濃度測定装置２００の外部から飛来する電磁ノイズのガス濃度測定装置２００への影響を緩和することができ、ガス濃度測定装置２００はより精度よくガス濃度を算出することができる。また更にガス濃度測定装置内の光源１０１を含む電子部品が外部に放射する電磁ノイズのガス濃度測定装置２００の外部の電子機器への影響を緩和することができる。
【０１０９】
ガスセル１０６は少なくともその内部表面が赤外線の反射率の高い材料で覆われていてもよい。該材料には金やアルミニウム、ステンレス等が好適であり、これらの材料はスパッタや蒸着、メッキ等によってガスセル１０６の表面に形成されてもよい。ガスセル１０６の少なくとも内部表面を赤外線の反射率の高い材料で覆うことで光源１０１から出力された赤外線は効率的に測定用赤外線検出部１０２及び参照用赤外線検出部１０３に達し、測定用赤外線検出部１０２及び参照用赤外線検出部１０３が測定出力および参照出力を出力する際に、その過程で発生するノイズの影響を抑制することができる。その結果、ガス濃度測定装置２００はより精度よくガス濃度を算出することができる。
【０１１０】
ガスセル１０６は少なくともその外部表面が赤外線を含む光の反射率の高い材料で覆われていてもよい。該材料には金やアルミニウム、ステンレス等が好適であり、これらの材料はスパッタや蒸着、メッキ等によってガスセル１０６の表面に形成されてもよい。ガスセル１０６は少なくともその外部表面が赤外線を含む光の反射率の高い材料で覆うことで、ガス濃度測定装置２００の外部から赤外線がガスセルを透過することによる内部への入射を抑制することができる。これにより、測定用赤外線検出部１０２及び参照用赤外線検出部１０３が光源１０１に依らない赤外線に応じた信号を出力してしまうことを防ぎ、より精度よくガス濃度を算出することができる。
【０１１１】
また、さらにガスセル１０６は少なくともその外部表面が赤外線を含む光の反射率の高い材料で覆うことで、外部からの光によりガスセル１０６の温度が上昇し、測定用赤外線検出部１０２及び参照用赤外線検出部１０３がガスセル１０６から輻射によって出力される赤外線に応じた信号を出力してしまうことを抑制し、より精度よくガス濃度を算出することができる。
【０１１２】
上記の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、炭酸ガスに代表されるガスの濃度測定に適用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１００、２００  ガス濃度測定装置
１０１  光源
１０２  測定用赤外線検出部
１０３  参照用赤外線検出部
１０４、２０４  演算部
１０５  光源抵抗値検出部
１０６  ガスセル
【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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