(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部と、を備えるガスセンサの較正を行うガスセンサ較正装置であって、
ガスセンサを配置可能であり、かつガスを導入可能なチャンバーと、
前記チャンバー内の温度を測定し、該温度を温度情報として出力する温度測定部と、
前記チャンバー内の圧力を調整可能な圧力調整部と、
前記チャンバー内の圧力を圧力情報として出力する圧力センサと、
前記圧力情報及び前記受光部の出力が入力され、前記算出係数を較正する較正部と、
を備え、
前記圧力調整部は、前記チャンバー内の圧力を一定の周期で変調させ、
前記温度測定部は、前記チャンバー内の温度を調整し、
前記較正部は、前記圧力調整部によって前記チャンバー内の圧力が調整された状態に於ける前記圧力センサの出力である前記圧力情報と、前記温度測定部によって前記チャンバー内の温度が調整された状態に於ける前記温度測定部の出力である前記温度情報との取得を複数回行った後に、前記圧力情報、前記温度情報及び前記受光部の出力に基づいて前記算出係数を較正するガスセンサ較正装置。
【請求項２】
前記チャンバー内に前記ガスセンサが収納される請求項１に記載のガスセンサ較正装置。
【請求項３】
発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部と、を備えるガスセンサの較正を行うガスセンサ較正方法であって、
チャンバー内にガスを導入し、前記チャンバー内に配置された前記ガスセンサの温度及び前記チャンバー内の圧力をそれぞれ変化させる第１のステップと、
前記チャンバー内の圧力情報を較正部に出力する第２のステップと、
前記ガスセンサの温度及び前記チャンバー内の圧力をそれぞれ変化させた状態で、前記受光部が受光した光に応じた信号を前記較正部に出力する第３のステップと、
前記ガスセンサの温度を測定し、該温度を温度情報として前記較正部に出力する第４のステップと、
前記第２のステップから前記第４のステップを、前記チャンバー内の圧力を変更して複数回行った後に、前記圧力情報、前記受光部の出力及び前記温度情報に基づいて前記算出係数を較正する第５のステップと、を有し、
前記第１のステップは、前記チャンバー内の圧力を一定の周期で変調させるガスセンサ較正方法。
【請求項４】
前記第１のステップは、
前記ガスセンサの温度を一定に制御した状態で、前記チャンバー内の圧力を変更する請求項３に記載のガスセンサ較正方法。
【請求項５】
発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部と、を備えるガスセンサであって、
前記算出係数が、
チャンバー内にガスを導入し、前記チャンバー内に配置された前記ガスセンサの温度を変化させるとともに前記チャンバー内の圧力を一定の周期で変調させる第１のステップと、
前記チャンバー内の圧力情報を較正部に出力する第２のステップと、
前記ガスセンサの温度及び前記チャンバー内の圧力をそれぞれ変化させた状態で、前記受光部が受光した光に応じた信号を前記較正部に出力する第３のステップと、
前記ガスセンサの温度を測定し、該温度を温度情報として前記較正部に出力する第４のステップと、
前記第２のステップから前記第４のステップを、前記チャンバー内の圧力を変更して複数回行った後に、前記圧力情報、前記受光部の出力及び前記温度情報に基づいて前記算出係数を較正する第５のステップと、により設定されたものであるガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサ較正装置及びガスセンサ較正方法に関し、より詳細には、従来と比べてより簡易かつ短時間でガスセンサを較正することのできるガスセンサ較正装置、ガスセンサ較正方法及びガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から大気中の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、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非分散赤外吸収型（Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ）ガス濃度測定装置が知られている。
この原理を用いたガス濃度測定装置としては、例えば、測定対象ガスが吸収特性を持つ波長の光を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源、フォトダイオード型のセンサ及びガスセルから構成される例がある。このガスセルとは、光路でありながら、被検出ガスのサンプルを抽出するための容器という役割を有する。このような構成のガスセンサは、受光部と発光部の構造からみれば、高速応答性と高信頼性が実現できるという特徴はあるが、高精度の測定を実現するには下記の技術的な難点がある。
【０００３】
１．ガス濃度及びセンサ出力信号は非線形の温度特性を有する。
２．ガス濃度変化に対するセンサ出力の関係は非線形である。
３．センサの各波長における感度（分光感度特性）と光源の各波長における発光特性（分光発光特性）は異なる。
４．製造時に、分光感度特性と分光発光特性を決める半導体材料は一般的にナローギャップ半導体材料であり、３つ以上の元素から成るものが多い（例えば、ＡｌＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＳｂなど）。この場合、各々の原材料の混合比がばらつくとセンサの分光感度特性及びＬＥＤの分光発光特性の温度依存性もばらつく。
【０００４】
高精度なガス濃度測定装置を実現するには、上記の１〜４に依るガス濃度測定装置の個体毎の特性のばらつきを、製造の段階で較正（キャリブレーション）することが必要となる。
例えば、特許文献１には、ガスの濃度を変化させたときに得られるセンサの出力データを基に、センサ出力をガス濃度へ換算するための較正係数を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５４１０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術によれば、任意の温度におけるガス濃度変化に対するセンサ出力の関係の非線形特性を線形になるよう補正するには、較正時に多数の濃度のガスを供給する必要がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来と比べてより簡易かつ短時間でガスセンサを較正することのできるガスセンサ較正装置、ガスセンサ較正方法及びガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部と、を備えるガスセンサの較正を行うガスセンサ較正装置であって、ガスセンサを配置可能であり、かつガスを導入可能なチャンバーと、前記チャンバー内の温度を測定し、該温度を温度情報として出力する温度測定部と、前記チャンバー内の圧力を調整可能な圧力調整部と、前記チャンバー内の圧力を圧力情報として出力する圧力センサと、前記圧力情報及び前記受光部の出力が入力され、前記算出係数を較正する較正部と、を備え、前記圧力調整部は、前記チャンバー内の圧力を一定の周期で変調させ、前記温度測定部は、前記チャンバー内の温度を調整し、前記較正部は、前記圧力調整部によって前記チャンバー内の圧力が調整された状態に於ける前記圧力センサの出力である前記圧力情報と前記温度測定部によって前記チャンバー内の温度が調整された状態に於ける前記温度測定部の出力である前記温度情報との取得を複数回行った後に、前記圧力情報、前記温度情報及び前記受光部の出力に基づいて前記算出係数を較正する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部と、を備えるガスセンサの較正を行うガスセンサ較正方法であって、チャンバー内にガスを導入し、前記チャンバー内に配置された前記ガスセンサの温度及び前記チャンバー内の圧力をそれぞれ変化させる第１のステップと、前記チャンバー内の圧力情報を較正部に出力する第２のステップと、前記ガスセンサの温度及び前記チャンバー内の圧力をそれぞれ変化させた状態で、前記受光部が受光した光に応じた信号を前記較正部に出力する第３のステップと、前記ガスセンサの温度を測定し、該温度を温度情報として前記較正部に出力する第４のステップと、前記第２のステップから前記第４のステップを、前記チャンバー内の圧力を変更して複数回行った後に、前記圧力情報、前記受光部の出力及び前記温度情報に基づいて前記算出係数を較正する第５のステップと、を有し、前記第１のステップは、前記チャンバー内の圧力を一定の周期で変調させる。
【０００９】
本発明の第３の態様は、発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部と、を備えるガスセンサであって、前記算出係数が、チャンバー内にガスを導入し、前記チャンバー内に配置された前記ガスセンサの温度を変化させるとともに前記チャンバー内の圧力を一定の周期で変調させる第１のステップと、前記チャンバー内の圧力情報を較正部に出力する第２のステップと、前記ガスセンサの温度及び前記チャンバー内の圧力をそれぞれ変化させた状態で、前記受光部が受光した光に応じた信号を前記較正部に出力する第３のステップと、前記ガスセンサの温度を測定し、該温度を温度情報として前記較正部に出力する第４のステップと、前記第２のステップから前記第４のステップを、前記チャンバー内の圧力を変更して複数回行った後に、前記圧力情報、前記受光部の出力及び前記温度情報に基づいて前記算出係数を較正する第５のステップと、により設定されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来と比べてより簡易かつ短時間でガスセンサを較正するためのガスセンサ較正装置、ガスセンサ較正方法及びガスセンサが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るガスセンサ較正装置の実施形態１を説明するための構成図である。
【図２】図１に示した実施形態１のガスセンサ較正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】本発明に係るガスセンサ較正装置の実施形態２を説明するための構成図である。
【図４】図３に示した実施形態２のガスセンサ較正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】（ａ）乃至（ｃ）は、温度と圧力の具体的な変更プロファイルを示す図である。
【図６】（ａ）乃至（ｃ）は、温度と圧力の他の具体的な変更プロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の各態様について説明する。なお、以下の態様は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、態様の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
［第１の態様］
＜ガスセンサ較正装置＞
第１の態様に係るガスセンサ較正装置は、発光部、受光部、並びに、受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部を備えるガスセンサの較正を行うガスセンサ較正装置であって、ガスを導入可能なチャンバーと、チャンバー内の圧力を調整可能な圧力調整部と、チャンバー内の圧力を圧力情報として出力する圧力センサと、圧力情報及び受光部の出力が入力され、算出係数を出力する較正部と、を備えている。
【００１３】
第１の態様に係るガスセンサ較正装置によれば、１種類の標準ガスを利用し、チャンバー内のガスの圧力を変えることによって、ガスセンサからみた疑似的な濃度を変えることができ、従来と比べてより簡易かつ短時間でガスセンサを較正することが可能となる。
第１の態様に係るガスセンサ較正装置は、ガスセンサの温度を温度情報として出力する温度測定部をさらに備え、較正部は、圧力情報、受光部の出力及び温度情報が入力され、算出係数を出力してもよい。
【００１４】
第１の態様に係るガスセンサ較正装置は、さらに温度制御部を備えても良い。温度制御部は、後述の温度センサから出力される温度情報を利用して、チャンバー内が所望の温度になるように温度制御を行うことが可能である。
第１の態様に係るガスセンサ較正装置は、さらにパージ用弁を備えても良い。パージ用弁はチャンバーに接続され、チャンバー内の残留ガスを排気することが可能である。パージ用弁は、ガスセンサがチャンバー内に設置される際に、チャンバー内に入り込んだ大気（濃度のコントロールされていない空気）を排気するのに利用される。
第１の態様に係るガスセンサ較正装置は、さらに標準ガス源を備えても良い。標準ガス源は、一定の温度及び圧力下に於いて、所望の濃度を持つガス源である。一般的にはボンベ内に収納される。較正の際に、このガス濃度を基準にしてガスセンサを較正することとなる。
【００１５】
＜チャンバー＞
チャンバーは、密閉性が良く、ガスを導入可能なチャンバーであれば特に限定されない。材質や形状は特に限定されないが、較正の際に係る圧力に十分に耐えるように設計されている必要がある。後述のように、ガスの入れ替え効率を高められるという観点から、最低限の容積で設計されることが好ましい。またチャンバーは密閉のできる恒温槽であっても良い。この場合、内部のガス及びガスセンサが同一の温度になるため、好ましい場合がある。
【００１６】
＜圧力調整部＞
圧力調整部は、チャンバー内の圧力を調整可能なものであれば特に限定されない。ここで圧力の「調整」とは１つの圧力値から他の圧力値に変化することを意味し、すなわち加圧・減圧のいずれも意味するものである。変化後の他の圧力値は所望の値に制御されたものであってもよいし、成り行きで変化したものであってもよい。圧力調整部は、後述の圧力センサの出力を基準にチャンバー内の圧力を調整することができる。圧力調整部の具体的な例としては、チャンバー内を加圧および／または減圧が可能なポンプや、チャンバー内の圧力とは異なる圧力の空間に接続可能なバルブや、ピストンを持ったポンプなどが挙げられる。
【００１７】
＜圧力センサ＞
圧力センサは、チャンバー内の圧力情報を出力する役割を有する。圧力情報とは、チャンバー内の圧力を直接または間接的に示す情報を意味し、例えば、チャンバー内の圧力を直接示すデータや、チャンバー内の圧力に応じて圧力センサから出力された信号等が挙げられる。圧力センサは、ガスセンサの較正の際に使用する圧力を正確に測定できれば良く、検出方式は特に限定されない。後述のように、高速に圧力を変調するような較正方法の場合、応答性の良い圧力センサを利用することが好ましい。
【００１８】
＜ガスセンサ＞
ガスセンサは、発光部、受光部、並びに、受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部を備え、ガス濃度を検出するセンサである。方式は問わないが、本発明の効果は特に高速に応答するガスセンサの較正時に特に発揮できる。信号処理部はガスセンサに備えられ、較正の際にガスセンサ較正装置で較正される算出係数を記憶し、実使用環境下でこの算出係数を基にガス濃度の測定行い、その結果を出力する役割を有する。
【００１９】
＜較正部＞
較正部は、圧力情報及び受光部の出力が入力され、算出係数を出力する。較正部から出力された算出係数は、ガスセンサ内に備えられる信号処理部に入力される。較正部は、較正部内に備えられた記録部に記録された圧力情報、受光部の出力に基づき算出係数を算出する。記録部の具体的な構成としては、例えば、半導体メモリー回路（ＥＥＰＲＯＭなど）が挙げられる。
【００２０】
また、較正部は、圧力情報、受光部の出力及び後述の温度測定部が出力する温度情報が入力され、算出係数を出力してもよい。この場合も、較正部から出力された算出係数は、ガスセンサ内に備えられる信号処理部に入力される。較正部は、較正部内に備えられた記録部に記録された圧力情報、受光部の出力及び温度情報に基づき算出係数を算出する。較正部は、温度情報に基づいて算出係数を較正することで、環境温度の影響を受けずに正確なガス濃度測定が可能となるという効果を奏する。
【００２１】
また、較正部は、前回の較正時の算出係数を記録部に記録し、圧力情報、受光部の出力及び温度情報に基づきその算出係数を更新することで、新たな算出係数（較正後の算出係数）を算出してもよい。
＜温度測定部＞
温度測定部は、チャンバー内の温度を温度情報として出力する。温度測定部としては、具体的にはサーミスタや白金抵抗体等を利用することができる。
【００２２】
［第２の態様］
＜ガスセンサ較正方法＞
第２の態様に係るガスセンサ較正方法は、発光部、受光部、並びに、受光部の出力及び算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部を備えるガスセンサの較正を行うガスセンサの較正方法であって、チャンバー内にガスを導入する第１のステップと、チャンバー内の圧力情報を較正部に出力する第２のステップと、受光部が受光した光に応じた信号を較正部に出力する第３のステップと、第２のステップ及び第３のステップを、チャンバー内の圧力を変更して複数回行った後に、圧力情報及び受光部が出力した信号に基づいて算出係数を較正する第４のステップと、を有する。
【００２３】
第２の態様に係るガスセンサ較正方法によれば、１種類の標準ガスを利用し、チャンバー内のガスの圧力を変えることによって、ガスセンサからみた疑似的な濃度を変えることができ、従来と比べてより簡易かつ短時間でガスセンサを較正することが可能となる。
第２の態様に係るガスセンサ較正方法では、ガスセンサの温度を測定し、温度を温度情報として較正部に出力する第５のステップをさらに有し、第４のステップは、圧力情報、受光部が出力した信号及び温度情報に基づいて算出係数を較正し、較正後の算出係数を信号処理部に出力してもよい。較正部は、温度情報に基づいて算出係数を較正することで、環境温度の影響を受けずに正確なガス濃度測定が可能となるという効果を奏する。
【００２４】
第２の態様に係るガスセンサ較正方法では、第１のステップは、ガスセンサの温度を一定に制御した状態で、チャンバー内の圧力を変更してもよい。これにより、ガスセンサの温度による出力の影響を排除することで高精度の較正が可能となる。
第２の態様に係るガスセンサ較正方法では、第１のステップは、ガスセンサの温度及びチャンバー内の圧力をそれぞれ変化させ、第３のステップは、ガスセンサの温度及びチャンバー内の圧力をそれぞれ変化させた状態で、受光部が受光した光に応じた信号を較正部に出力してもよい。これにより、短時間の較正が可能となるという効果を奏する。
【００２５】
第２の態様に係るガスセンサ較正方法では、第１のステップは、圧力調整部が、チャンバー内の圧力を一定の周期で変調させてもよい。ここで変調とは、一定の周期（周波数）でチャンバー内の圧力を変動させる（加圧・減圧の繰り返し）ことを意味する。これにより、高精度の較正が可能という効果を奏する。
【００２６】
［第３の態様］
＜ガスセンサ＞
第３の態様に係るガスセンサは、発光部、受光部、並びに、受光部の出力及び較正算出係数に基づいてガス濃度を算出する信号処理部を備えるガスセンサであって、較正算出係数が、チャンバー内にガスを導入する第１のステップと、チャンバー内の圧力を測定し、この圧力を圧力情報として較正部に出力する第２のステップと、受光部が受光した光に応じた信号を較正部に出力する第３のステップと、第２のステップ及び第３のステップをチャンバー内の圧力を変更して複数回行った後に、圧力情報及び受光部が出力した信号に基づいて算出係数を較正し、較正後の算出係数を信号処理部に出力する第４のステップにより設定されたものである。
【００２７】
第３の態様に係るガスセンサによれば、従来と比べて簡易かつ短時間でガスセンサの較正が可能となったため、同程度の時間でより高精度の較正を行うことが可能となり、その結果、高精度のガスセンサが実現可能となる。
以下に本発明を実施するための形態（以下、本実施形態という）について説明する。なお、以下の各実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
また、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
＜実施形態１＞
図１は、本発明に係るガスセンサ較正装置の実施形態１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１のガスセンサ較正装置１０は、発光部２Ａと、この発光部２Ａからの光を受光する受光部２Ｂと、受光部２Ｂの出力Ｓ及び算出係数Ｋに基づいてガス濃度を算出する信号処理部３と、を備えるガスセンサ１の較正を行うガスセンサ較正装置である。
【００２９】
また、ガスセンサ較正装置１０は、ガスを導入可能なチャンバー４と、このチャンバー４内の圧力を調整可能な圧力調整部５と、チャンバー４内の圧力を圧力情報Ｐとして出力する圧力センサ６と、圧力情報Ｐ及び受光部２Ｂの出力Ｓが入力され、算出係数Ｋを出力する較正部７と、を備えている。
また、図１に記載のガスセンサ較正装置１０は、標準ガス源８とパージ用弁９とを備えている。また、チャンバー４内には、ガスセンサ１が収納されている。
【００３０】
また、上述したように、ガスセンサ１は、発光部２Ａと、この発光部２Ａからの光を受光する受光部２Ｂと、受光部２Ｂの出力Ｓ及び算出係数Ｋに基づいてガス濃度を算出する信号処理部３と、を備えている。
そこで、算出係数Ｋは、チャンバー４内にガスを導入する第１のステップＳ１１と、チャンバー４内の圧力情報Ｐを較正部７に出力する第２のステップＳ１２と、受光部２Ｂが受光した光に応じた信号を較正部７に出力する第３のステップＳ１３と、第２のステップＳ１２及び第３のステップＳ１３を、チャンバー４内の圧力を変更して複数回行った後に、圧力情報Ｐ及び受光部２Ｂの出力Ｓに基づいて算出係数Ｋを較正する第４のステップＳ１４と、により設定されたものである。
【００３１】
このようなガスセンサ較正装置１０におけるガスセンサ較正方法は、発光部２Ａと、この発光部２Ａからの光を受光する受光部２Ｂと、受光部２Ｂの出力Ｓ及び算出係数Ｋに基づいてガス濃度を算出する信号処理部３と、を備えるガスセンサ１の較正を行うガスセンサ較正方法である。
まず、チャンバー４内にガスを導入する第１のステップＳ１１と、チャンバー４内の圧力情報Ｐを較正部７に出力する第２のステップＳ１２と、受光部２Ｂが受光した光に応じた信号を較正部７に出力する第３のステップＳ１３と、第２のステップＳ１２及び第３のステップＳ１３を、チャンバー４内の圧力を変更して複数回行った後に、圧力情報Ｐ及び受光部２Ｂの出力Ｓに基づいて算出係数Ｋを較正する第４のステップＳ１４と、を有している。
【００３２】
ここで、算出係数Ｋの次元は、ガスセンサの構造及び実使用環境に於いて要求される測定精度によって異なるが、多次元であっても良い。例えば、（ｋ１、ｋ２、・・・、ｋｍ）のように、ｍ次元の係数であってもよい。
図２は、図１に示した実施形態１のガスセンサ較正方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００３３】
（搬送）
ガスセンサ１をチャンバー４内のステージに搬入する（Ｓ２１）。この操作は、ロボットを利用して自動的に行われても良い。また、図示されないが、搬送用の開口部を設けて、ガスセンサ１をチャンバー４内のステージに搬送しても良い。ガスセンサ較正装置１０の構成によっては、複数のガスセンサ１を同時に較正する構成とすることも可能である。この場合、タクトタイムが短くなるので、好ましい場合がある。
【００３４】
（ガス導入）
搬送後、標準ガス源８から標準ガスが導入される（Ｓ２２）。その時に、パージ用弁９は開かれ、チャンバー４が標準ガスで充満されるまでガスの置換が行われる。タクトタイムを更に短くするため、標準ガス導入前に、パージ用弁９から真空ポンプで引いても良い。
（圧力情報、受光部の出力の記録）
ここでは標準ガス源８から標準ガスが導入された状態において、圧力センサ６の出力である圧力情報及びガスセンサ１の受光部２Ｂの出力が、較正部７内に備えられた記録部に記録される。
【００３５】
（圧力変更）
圧力調整部５によってチャンバー４内の圧力が調整され、この状態下でガスセンサ１を動作させる（Ｓ２３）。
（圧力情報、受光部の出力の記録）
ここでは圧力調整部５によってチャンバー４内の圧力が調整された状態に於ける圧力センサ６の出力である圧力情報及びガスセンサ１の受光部２Ｂの出力が、較正部７内に備えられた記録部に記録される（Ｓ２４）。
【００３６】
（算出係数の算出）
ここで、記録部に記録された圧力情報及びガスセンサ１の受光部２Ｂの出力に基づいて算出係数Ｋを算出する方法（Ｓ２５）の一例を説明する。
圧力Ｐと受光部の出力Ｓとの関係は、例えば、下記の式（１）のように示すことができる。
Ｐ（Ｓ）＝ｋ１（Ｓ）＋ｋ２  ・・・（１）
但し、ｋ１、ｋ２は定数である。
【００３７】
また、ガスセンサが一定の圧力にさらされた場合の濃度ＣＧＡＳは、式（２）に示す気体方程式から算出することができる。
ＣＧＡＳ＝（ｎ／Ｖ）＝Ｐ／（ＲＴ）  ・・・（２）
但し、ｎは分子数、Ｖは体積、Ｒは気体定数、Ｐは圧力、Ｔは温度である。
ここで、圧力変更前後において記録部に記録された圧力情報及びガスセンサ１の受光部２Ｂの出力に基づいて、式（１）の定数ｋ１、ｋ２を求めることができる。また、ガスセンサ１は、定数ｋ１、ｋ２の求まった式（１）及び式（２）を基に、ガス濃度の演算が可能である（Ｓには測定時の受光部の出力を使用する）。
【００３８】
なおここで、式（１）は１次の多項式として示したが、特に次元は制限されない。多項式の次元は要求されるガスセンサの精度に応じて減らしてもよいし、増やしても良く、タクトタイムと要求精度に応じて設定されても良い。
なおこの場合、算出係数Ｋとは式（１）の定数ｋ１、ｋ２を意味する。なお定数ｋ１、ｋ２の算出方法は特に限定されないが、一般的には数値計算によるフィッティングが使われる。
【００３９】
（算出係数書き込み）
記録部に記録された圧力情報Ｐ及びガスセンサ１の受光部２Ｂの出力に基づいて算出係数Ｋを算出した後、ガスセンサ１の信号処理部３に較正後の算出係数Ｋが書き込まれる（Ｓ２６）。
（搬出）
ガスセンサ１が較正（新たな算出係数の書き込みが完了）後、チャンバー４内から搬出される（Ｓ２７）。搬出の手段は問わないが、搬入と同様の手法を利用しても良い。
【００４０】
＜実施形態２＞
図３は、本発明に係るガスセンサ較正装置の実施形態２を説明するための構成図である。本実施形態２は、上述した実施形態１に温度測定部１１をさらに備えた構成で、その他の構成は、実施形態１と同様である。
チャンバー４内の温度を温度情報Ｔとして出力する温度測定部１１をさらに備え、較正部７は、圧力情報Ｐと受光部２Ｂの出力Ｓ及び温度情報Ｔとが入力されて算出係数Ｋを較正（若しくは算出）する。
【００４１】
また、ガスセンサ１の温度を測定し、この温度を温度情報Ｔとして較正部７に出力する第５のステップＳ１５をさらに有し、第４のステップＳ１４は、圧力情報Ｐと受光部２Ｂの出力Ｓ及び温度情報Ｔに基づいて算出係数Ｋを較正する。
また、第１のステップＳ１１は、ガスセンサ１の温度を一定に制御した状態で、チャンバー４内の圧力を変更する。
【００４２】
また、第１のステップＳ１１は、ガスセンサ１の温度及びチャンバー４内の圧力をそれぞれ変化させ、第３のステップＳ１３は、ガスセンサ１の温度及びチャンバー４内の圧力をそれぞれ変化させた状態で、受光部２Ｂが受光した光に応じた信号を較正部７に出力する。さらに、第１のステップＳ１１は、チャンバー４内の圧力を一定の周期で変調させる。
図４は、図３に示した実施形態２のガスセンサ較正方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００４３】
（搬送）
ガスセンサ１をチャンバー４内のステージに搬入する（Ｓ４１）。この操作は、ロボットを利用して自動的に行われても良い。また、図示されないが、搬送用の開口部を設けて、ガスセンサ１をチャンバー４内のステージに搬送しても良い。ガスセンサ較正装置１０の構成によっては、複数のガスセンサ１を同時に較正する構成とすることも可能である。この場合、タクトタイムが短くなるので、好ましい場合がある。
【００４４】
（ガス導入）
搬送後、標準ガス源８から標準ガスが導入される（Ｓ４２）。その時に、パージ用弁９は開かれ、チャンバー４が標準ガスで充満されるまでガスの置換が行われる。タクトタイムを更に短くするため、標準ガス導入前に、パージ用弁９から真空ポンプで引いても良い。
（温度安定化）
温度制御部（図示せず）によって、チャンバー４内が所望の温度になるように制御される（Ｓ４３）。
【００４５】
（圧力変更）
圧力調整部５によってチャンバー４の内の圧力が制御・変更され、この状態下でガスセンサ１を動作させる（Ｓ４４）。
（ガスセンサの電源について）
この操作は、図４からは省略している。実施形態２においては、ガスセンサ１の電源投入タイミングは特に制限されないが、ガスセンサ１から発熱がある場合、温度安定化のフローの前か、又は、温度安定化のフローと同時にガスセンサ１の電源を投入しても良い。投入タイミングはチャンバー４の内の温度安定化がし易いように決めることが好ましい。ガスセンサ１を間欠駆動して較正する場合、ガスセンサ１からは発熱が殆ど生じないため、ガスセンサの較正前のデータ読み取りの際（つまり、読み取りの直前）に電源投入をしても良い。
【００４６】
（圧力情報、温度情報、受光部の出力の記録）
圧力調整部５によってチャンバー４内の圧力が調整された状態に於ける圧力センサ６の出力である圧力情報と温度測定部１１によってチャンバー４内の温度が調整された状態に於ける温度測定部１１の出力である温度情報Ｔ及びガスセンサ１の受光部２Ｂの出力が、較正部７内に備えられた記録部に記録される（Ｓ４５）。他温度で測定されたかどうかを判断し、他温度であればステップＳ４３に戻り、他温度でなければ次のステップに進む（Ｓ４６）。
【００４７】
（算出係数の算出）
ここで、記録部に記録された圧力情報、温度情報及びガスセンサ１の受光部２Ｂの出力に基づいて算出係数を算出する方法（Ｓ４７）の一例を説明する。
図５（ａ）乃至（ｃ）は、温度と圧力の具体的な変更プロファイルを示す図で、図５（ａ）はセンサ温度Ｔと圧力Ｐの変化、図５（ｂ）は受光部の出力Ｓの変化、図５（ｃ）は記録データ（圧力Ｐに対する受光部出力Ｓの関係）をそれぞれ示している。
【００４８】
図５（ａ）では、温度は、例えば、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３になるように制御されている。各々の温度になったときに、圧力Ｐを変化させて、各圧力でのガスセンサの受光部の出力が記録される。また、図５（ａ）では、圧力Ｐが線形に変化するプロファイルを示したが、ステップ状のプロファイルでも良い。また、図５（ａ）は圧力上昇のみのプロファイルであるが、加圧・減圧のプロファイルでも良く、圧力上下のサイクルを何回か繰り返しても良い。この場合、ＳＮＲと較正精度の観点から、好ましい場合がある。
【００４９】
また、後述のように、応答性の良いガスセンサの較正の場合、一定の周波数で圧縮・膨張させても良い。この場合、高精度での構成が可能となるため、本発明の効果が発揮できる。つまり、高速化、高精度の較正を両立するため、好ましい場合はある。
圧力Ｐを変えることで、疑似的にチャンバー内の分子数を変えることができる。これによりガスセンサで検出される濃度を容易に変えることができるため、一種類の標準ガスで多数のガス濃度の環境が瞬時に作られるため、ガスセンサの較正が容易にできる。
【００５０】
図５（ｂ）は、ガスセンサの受光部の出力Ｓの変化を示す図で、この出力Ｓに加え、チャンバー４内の温度と圧力Ｐが記録される。
温度Ｔをパラメータにし、圧力Ｐと受光部の出力Ｓとの関係は、例えば、図５（ｃ）で示す関係となる。この関係は、一般的には下記の式（３）で示すことができる。
Ｐ（Ｓ、Ｔ）＝Ａ（Ｔ）（Ｓ）３＋Ｂ（Ｔ）（Ｓ）２＋Ｃ（Ｔ）（Ｓ）＋Ｄ（Ｔ）  ・・・（３）
但し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは温度の関数である。
【００５１】
また、ガスセンサが一定の圧力にさらされた場合の濃度ＣＧＡＳは、式（４）に示す気体方程式から算出することができる。
ＣＧＡＳ＝（ｎ／Ｖ）＝Ｐ／（ＲＴ）  ・・・（４）
但し、ｎは分子数、Ｖは体積、Ｒは気体定数、Ｐは圧力、Ｔは温度を示している。
上記の式のＡ〜Ｄは温度によって、変化し、一般的に式（５）〜（８）で示すことができる。
【００５２】
Ａ（Ｔ）＝ａＡＴ３＋ｂＡＴ２＋ｃＡＴ＋ｄＡ  ・・・（５）
Ｂ（Ｔ）＝ａＢＴ３＋ｂＢＴ２＋ｃＢＴ＋ｄＢ  ・・・（６）
Ｃ（Ｔ）＝ａＣＴ３＋ｂＣＴ２＋ｃＣＴ＋ｄＣ  ・・・（７）
Ｄ（Ｔ）＝ａＤＴ３＋ｂＤＴ２＋ｃＤＴ＋ｄＤ  ・・・（８）
ここで式（３）及び式（５）〜（８）では、３次の多項式として示したが、次元は制限されず、何次の多項式でも良い。多項式の次元は要求されるガスセンサの精度に応じて減らしてもよいし、増やしても良く、タクトタイムと要求精度に応じて設定されても良い。
【００５３】
なおこの場合、算出係数Ｋとは、式（５）〜（８）のパラメータａＮ〜ｄＮを意味する。ガスセンサ１は、式（３）、式（４）及びパラメータａＮ〜ｄＮの求まった式（５）〜（８）を基に、ガス濃度の演算が可能である（Ｓ及びＴには測定時の受光部の出力及び温度情報を使用する）。ここで、パラメータａＮ〜ｄＮの算出方法は特に問わないが、一般的には数値計算によるフィッティングによって求めることが可能である。
【００５４】
上述した搬入・較正・搬出という過程は、ガスセンサ毎に行われても良いが、多数のガスセンサで同時に行っても良い。また、同様に、搬送・搬出は複数のガスセンサが配置されるようなカセット式であってもよい。
上述した方法は、一種類の標準ガスを利用した実施形態を示したが、較正の濃度範囲が広い場合、複数の標準ガスを利用しても良い。
【００５５】
図６（ａ）乃至（ｃ）は、温度と圧力の他の具体的な変更プロファイルを示す図で、図６（ａ）はセンサ温度Ｔと圧力Ｐの変化、図６（ｂ）は受光部の出力Ｓの変化、図６（ｃ）は温度に対する感度の関係をそれぞれ示している。
図５（ａ）乃至（ｃ）では、温度を一定にして、圧力を変えながら測定を行うという手段を説明したが、図６（ａ）で示すように、温度を可変にしながら、圧力に変調をかけても良い。例えば、温度をＴＳＴＡＲＴ〜ＴＥＮＤ変化させている間に、一定の振幅、一定の周波数ｆで圧力を変調させても良い。変調の一例として、圧力Ｐ０を中心にΔＰの振幅で変調させる方法が挙げられる。この場合、例えば、図６（ｂ）で示すような受光部の出力が得られる。この方法を利用することで、図６（ｂ）で示すように、変調周波数ｆで変調した信号が得られる。この信号の振幅は温度によって異なる。
【００５６】
また、圧力変化ΔＰ（若しくはガス濃度ＣＧＡＳ）に対して、信号変化ΔＳの比（ΔＳ／ΔＰ、若しくはΔＳ／ΔＣＧＡＳ）と温度との依存性が求められる。
図６（ｃ）は、ΔＳ／ΔＣＧＡＳの温度依存の一例を示す図である。ΔＳ／ΔＣＧＡＳと温度Ｔとの関係を基に、ガスセンサの算出係数を算出しても良い。また、Ｐ０を変えることで、異なる圧力での感度（ΔＳ／ΔＣＧＡＳ）｜Ｐを算出しても良い。
【００５７】
この方法（例えば、一度高い周波数ｆに変調し、その後復調する）のメリットは高いＳＮＲを実現できるということであり、ガスセンサの較正に応用することで、本発明の効果が大いに発揮でき、タクトタイム短縮及び高精度の較正の観点から好ましい場合がある。
（算出係数書き込み）
記録部に記録された圧力情報Ｐ及びガスセンサ１の受光部２Ｂの出力に基づいて算出係数Ｋを算出した後、ガスセンサ１の信号処理部３に較正後の算出係数Ｋが書き込まれる（Ｓ４８）。
【００５８】
（搬出）
ガスセンサ１が較正（新たな算出係数の書き込みが完了）後、チャンバー４内から搬出される（Ｓ４９）。搬出の手段は問わないが、搬入と同様の手法を利用しても良い。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態に記載の技術的範囲には限定されない。上述した各実施形態に、多様な変更又は改良を加えることも可能であり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５９】
１  ガスセンサ
２Ａ  発光部
２Ｂ  受光部
３  信号処理部
４  チャンバー
５  圧力調整部
６  圧力センサ
７  較正部
８  標準ガス源
９  パージ用弁
１０  ガスセンサ較正装置
１１  温度測定部
【図１】
0006581439.tif 000002
【図２】
0006581439.tif 000003
【図３】
0006581439.tif 000004
【図４】
0006581439.tif 000005
【図５】
0006581439.tif 000006
【図６】
0006581439.tif 000007