(57)【要約】  光源（２０）と、焦電センサ（２４）と、光源（２０）と焦電センサ（２４）との間に設けられ、赤外線の光路を形成する反射部材（２３）と、サーミスタ（２８）と、光路上に、第１バンドパスフィルタ（３４）と、第２バンドパスフィルタ（３６）とのうちのいずれか一方のフィルタを選択して配置する切替装置（３２）とを含むガス濃度検出装置において、第１バンドパスフィルタ（３４）が選択される場合の第１出力値と、基準温度におけるガスの濃度と第１出力値を基準出力値で規格化した値との関係を示す第１検量線と、基準濃度における第２出力値と基準出力値との関係を示す第２検量線とが予め定められ、第２バンドパスフィルタ（３６）が選択される場合の第１出力値に基づいて第２検量線を校正する校正係数が算出され、校正係数に基づいて第２検量線を校正するステップと、第１検量線と校正された第２検量線とに基づいてガスの濃度が算出される。
2016021495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を放射する光源と、前記光源から放射された前記赤外線を受光し、受光量に応じた第１出力値を出力する受光センサと、前記光源と前記受光センサとの間に設けられ、前記赤外線の光路を形成する反射部材と、前記光路上に、検出対象のガスによって他の波長帯よりも前記赤外線が吸収される程度が高い第１波長帯と、前記第１波長帯よりも前記赤外線が吸収される程度が低い第２波長帯とのうちのいずれか一方を選択して通過させるフィルタと、前記ガスの温度に応じた第２出力値を出力する温度センサとを含むガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法であって、
前記フィルタが前記第１波長帯の赤外線を通過させる場合の前記第１出力値と、基準温度における前記ガスの濃度と前記第１出力値を基準出力値で規格化した値との関係を示す第１検量線と、基準濃度における前記第２出力値と前記基準出力値との関係を示す第２検量線とを予め定めるステップと、
前記フィルタが前記第２波長帯の赤外線を通過させる場合の前記第１出力値に基づいて前記第２検量線を校正する校正係数を算出するステップと、
前記校正係数に基づいて前記第２検量線を校正するステップと、
前記第１検量線と校正された第２検量線とに基づいて前記ガスの濃度を算出するステップとを含む、ガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法。
【請求項２】
前記校正係数を算出するステップは、
前記フィルタが前記第２波長帯の赤外線を通過させる場合の前記基準濃度における前記第１出力値である参照出力値に対する、前記フィルタが前記第１波長帯の赤外線を通過させる場合の前記基準濃度における前記第１出力値である基準出力値の比を示す換算係数を算出するステップと、
前記第２出力値と前記参照出力値と前記換算係数とに基づいて前記校正係数を算出するステップとを含む、請求項１に記載のガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法。
【請求項３】
前記換算係数を算出するステップにて、前記基準濃度における、前記第２出力値に対応する前記換算係数を予め定められた第３検量線に基づいて算出する、請求項２に記載のガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法。
【請求項４】
前記校正係数を算出するステップは、
前記フィルタが前記第２波長帯の赤外線を通過させる場合の前記第２出力値に対応した参照出力値を予め定められた第４検量線を用いて算出するステップと、
前記フィルタが前記第２波長帯の赤外線を通過させる場合の前記第１出力値に対する前記参照出力値の比を前記校正係数として算出するステップとを含む、請求項１に記載のガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法。
【請求項５】
赤外線を放射する光源と、
前記光源から放射された前記赤外線を受光し、受光量に応じた第１出力値を出力する受光センサと、
前記光源と前記受光センサとの間に設けられ、前記赤外線の光路を形成する反射部材と、
前記光路上に、検出対象のガスによって他の波長帯よりも前記赤外線が吸収される程度が高い第１波長帯と、前記第１波長帯よりも前記赤外線が吸収される程度が低い第２波長帯とのうちのいずれか一方を選択して通過させるフィルタと、
前記ガスの温度に応じた第２出力値を出力する温度センサと、
前記光路上のガスの濃度を算出する算出部とを備え、
前記フィルタが前記第１波長帯の赤外線を通過させる場合の前記第１出力値と、基準温度における前記ガスの濃度と前記第１出力値を基準出力値で規格化した値との関係を示す第１検量線と、基準濃度における前記第２出力値と前記基準出力値との関係を示す第２検量線とが予め定められ、
前記算出部は、
前記フィルタが前記第２波長帯の赤外線を通過させる場合の前記第１出力値に基づいて前記第２検量線を校正する校正係数を算出し、
前記校正係数に基づいて前記第２検量線を校正し、
前記第１検量線と校正された第２検量線とに基づいて前記ガスの濃度を算出する、ガス濃度検出装置。
【請求項６】
前記算出部は、
前記フィルタが前記第２波長帯の赤外線を通過させる場合の前記基準濃度における前記第１出力値である参照出力値に対する、前記フィルタが前記第１波長帯の赤外線を通過させる場合の前記基準濃度における前記第１出力値である前記基準出力値の比を示す換算係数を算出し、
前記第２出力値と前記参照出力値と前記換算係数とに基づいて前記校正係数を算出する、請求項５に記載のガス濃度検出装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記基準濃度における、前記第２出力値に対応する前記換算係数を予め定められた第３検量線に基づいて算出する、請求項６に記載のガス濃度検出装置。
【請求項８】
前記算出部は、
前記フィルタが前記第２波長帯の赤外線を通過させる場合の前記第２出力値に対応した参照出力値を予め定められた第４検量線を用いて算出し、
前記フィルタが前記第２波長帯の赤外線を通過させる場合の前記第１出力値に対する前記参照出力値の比を前記校正係数として算出する、請求項５に記載のガス濃度検出装置。
【請求項９】
前記算出部は、予め定められた時間が経過する毎に前記校正係数を算出する、請求項５〜８のいずれかに記載のガス濃度検出装置。
【請求項１０】
前記算出部は、前記校正係数を算出した後に、前記校正係数を算出した時点の前記第２出力値が予め定められた値以上変化した場合には、前記校正係数を再度算出する、請求項５〜９のいずれかに記載のガス濃度検出装置。
【請求項１１】
前記算出部は、直前までに算出された校正係数の履歴のうち、有効時間内であって、かつ、前記第２出力値と、前記校正係数を算出した時点の前記第２出力値との差が前記予め定められた値よりも小さい場合には、当該校正係数を用いて前記第２検量線を校正する、請求項１０に記載のガス濃度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスの濃度の検出に用いられる検量線を、出力特性の変動を考慮して校正するように構成された、ガス濃度検出装置およびガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ＮＤＩＲ（Non-dispersive  Infrared）方式のガス濃度検出装置を用いて、検出対象のガスの赤外線の吸収量から当該ガスの濃度を検出する技術が公知である。このようなガス濃度検出装置として、たとえば、特開２０１３−７６６３４号公報（特許文献１）には、センサ部と、センサ部と着脱自在なセンサ本体とを含む構成が開示されている。検出対象のガスの赤外線の吸収量は、センサ部の出力特性として検出されている。また、構成部品の劣化等によりセンサ部の出力特性が本来検出されるべき値からずれた場合に、センサ部のみを交換することで出力特性を校正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−７６６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようなガス濃度検出装置においては、赤外線の光路長を長くするために、反射部材を用いて光路が形成されている。このようなガス濃度検出装置は、使用開始からの期間が長くなると、光源の出力の劣化や、ほこりや酸化の影響によって光路を形成している反射部材の内壁における赤外線の反射率の劣化が起きる。このようなガス濃度検出装置は、使用当初（たとえば、出荷時）にあらかじめメモリに格納されている検量線によって、濃度検出部の出力特性を測定対象ガスの濃度に変換している。このため、上述の劣化が起きると、濃度検出部の出力特性から算出される測定対象ガスの濃度と、実際の測定対象ガスの濃度にずれが生じてしまう。上述の特許文献１に記載の技術においては、変動した出力特性を適正に校正するために人の手によるセンサ部の交換が必要であるが、この交換は簡単な作業では済まないことが多く、作業が煩雑である。また、センサ部が交換されない限り、変動した出力特性を適切に校正することができない。【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、本来検出されるべき値からずれた出力特性を簡便に校正するガス濃度検出装置およびガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法は、赤外線を放射する光源と、光源から放射された赤外線を受光し、受光量に応じた第１出力値を出力する受光センサと、光源と受光センサとの間に設けられ、赤外線の光路を形成する反射部材と、光路上に、検出対象のガスによって他の波長帯よりも赤外線が吸収される程度が高い第１波長帯と、第１波長帯よりも赤外線が吸収される程度が低い第２波長帯とのうちのいずれか一方を選択して通過させるフィルタと、ガスの温度に応じた第２出力値を出力する温度センサとを含むガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法である。この算出方法は、以下の４つのステップを含む。すなわち、フィルタが第１波長帯の赤外線を通過させる場合の第１出力値と、基準温度におけるガスの濃度と第１出力値を基準出力値で規格化した値との関係を示す第１検量線と、基準濃度における第２出力値と基準出力値との関係を示す第２検量線とを予め定めるステップと、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の第１出力値に基づいて第２検量線を校正する校正係数を算出するステップと、校正係数に基づいて第２検量線を校正するステップと、第１検量線と校正された第２検量線とに基づいてガスの濃度を算出するステップとを含む。【０００７】
このようにすると、ガス濃度検出装置の構成部品の劣化により出力特性に変動が生じた場合にも、校正係数を算出して、第２検量線を校正することによってガスの濃度の検出精度の悪化を抑制することができる。【０００８】
好ましくは、校正係数を算出するステップは、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の基準濃度における第１出力値である参照出力値に対する、フィルタが第１波長帯の赤外線を通過させる場合の基準濃度における第１出力値である基準出力値の比を示す換算係数を算出するステップと、第２出力値と参照出力値と換算係数とに基づいて校正係数を算出するステップとを含む。【０００９】
このようにすると、第２出力値と参照出力値と換算係数とに基づいて校正係数を算出することができるため、第２検量線を適切に校正することができる。【００１０】
好ましくは、換算係数を算出するステップにて、基準濃度における、第２出力値に対応する換算係数を予め定められた第３検量線に基づいて算出する。【００１１】
このようにすると、第３検量線に基づいて第２出力値に対応する換算係数を算出することができるため、第２検量線を適切に校正することができる。【００１２】
好ましくは、校正係数を算出するステップは、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の第２出力値に対応した参照出力値を予め定められた第４検量線を用いて算出するステップと、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の第１出力値に対する参照出力値の比を校正係数として算出するステップとを含む。【００１３】
このようにすると、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の第１出力値に対する参照出力値の比を校正係数として算出することができるため、算出された校正係数を用いて第２検量線を適切に校正することができる。【００１４】
この発明のガス濃度検出装置は、赤外線を放射する光源と、光源から放射された赤外線を受光し、受光量に応じた第１出力値を出力する受光センサと、光源と受光センサとの間に設けられ、赤外線の光路を形成する反射部材と、光路上に、検出対象のガスによって他の波長帯よりも赤外線が吸収される程度が高い第１波長帯と、第１波長帯よりも赤外線が吸収される程度が低い第２波長帯とのうちのいずれか一方を選択して通過させるフィルタと、ガスの温度に応じた第２出力値を出力する温度センサと、光路上のガスの濃度を算出する算出部とを備える。フィルタが第１波長帯の赤外線を通過させる場合の第１出力値と、基準温度におけるガスの濃度と第１出力値を基準出力値で規格化した値との関係を示す第１検量線と、基準濃度における第２出力値と基準出力値との関係を示す第２検量線とが予め定められる。算出部は、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の第１出力値に基づいて第２検量線を校正する校正係数を算出し、校正係数に基づいて第２検量線を校正し、第１検量線と校正された第２検量線とに基づいてガスの濃度を算出する。【００１５】
このようにすると、ガス濃度検出装置の構成部品の劣化により出力特性に変動が生じた場合にも、校正係数を算出して、第２検量線を校正することによってガスの濃度の検出精度の悪化を抑制することができる。【００１６】
好ましくは、算出部は、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の基準濃度における第１出力値である参照出力値に対する、フィルタが第１波長帯の赤外線を通過させる場合の基準濃度における第１出力値である基準出力値の比を示す換算係数を算出し、第２出力値と参照出力値と換算係数とに基づいて校正係数を算出する。【００１７】
このようにすると、第２出力値と参照出力値と換算係数とに基づいて校正係数を算出することができるため、第２検量線を適切に校正することができる。【００１８】
好ましくは、算出部は、基準濃度における、第２出力値に対応する換算係数を予め定められた第３検量線に基づいて算出する。【００１９】
このようにすると、第３検量線に基づいて第２出力値に対応する換算係数を算出することができるため、第２検量線を適切に校正することができる。【００２０】
好ましくは、算出部は、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の第２出力値に対応した参照出力値を予め定められた第４検量線を用いて算出し、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の第１出力値に対する参照出力値の比を校正係数として算出する。【００２１】
このようにすると、フィルタが第２波長帯の赤外線を通過させる場合の第１出力値に対する参照出力値の比を校正係数として算出することができるため、算出された校正係数を用いて第２検量線を適切に校正することができる。【００２２】
好ましくは、算出部は、予め定められた時間が経過する毎に校正係数を算出する。
このようにすると、予め定められた時間が経過する毎に校正係数を算出することにより、ガス濃度検出装置の出力特性を適切に校正することができる。【００２３】
好ましくは、算出部は、校正係数を算出した後に、校正係数を算出した時点の第２出力値が予め定められた値以上変化した場合には、校正係数を再度算出する。【００２４】
このようにすると、校正係数を算出した時点の第２出力値が予め定められた値以上変化した場合であっても、校正係数を再度算出することにより第２検量線を適切に校正することができる。【００２５】
好ましくは、算出部は、直前までに算出された校正係数の履歴のうち、有効時間内であって、かつ、第２出力値と、校正係数を算出した時点の第２出力値との差が予め定められた値よりも小さい場合には、当該校正係数を用いて第２検量線を校正する。【００２６】
このようにすると、無駄に校正を実施することがないため、効率の良い頻度で校正を実施することができる。そのため、たとえば、切替装置が電動である場合には、消費電力を低減することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によると、本来検出されるべき値からずれた出力特性を簡便に校正するガス濃度検出装置およびガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態に係るガス濃度検出装置の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るガス濃度検出装置の構成を示す平面図である。
【図３】本実施の形態に係るガス濃度検出装置の回路構成図である。
【図４】基準温度における第１検量線と、基準濃度における第２検量線と、第２検量線の校正に用いる第３検量線とを説明するための図である。
【図５】フィルタ毎の温度とセンサ出力値との関係を示す図である。
【図６】温度と換算係数との関係を示す図である。
【図７】校正処理を示すフローチャートである。
【図８】校正処理の実行態様を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係るガス濃度検出装置１０の構成を示す図である。
【００３１】
本実施の形態において、ガス濃度検出装置１０は、非分散型赤外線吸収方式（ＮＤＩＲ）のガスセンサである。本実施の形態におけるガス濃度検出装置１０による濃度の検出対象となる気体は、二酸化炭素である。
【００３２】
ガス濃度検出装置１０は、たとえば、ＢＥＭＳ（Building  Energy  Management  System）において二酸化炭素の濃度に基づく換気量の制御等に用いられる。
【００３３】
図１に示すように、ガス濃度検出装置１０は、ガスの濃度の検出動作を行う濃度検出部３０と、ガスの温度を検出する温度検出部であるサーミスタ２８と、光源２０の点灯制御、後述する焦電センサ２４から出力される濃度検出信号（第１出力値）、およびサーミスタ２８から出力される温度検出信号（第２出力値）に対して所定の処理を行うための駆動回路４０とを含む。濃度検出部３０の構成部品およびサーミスタ２８の各々は、回路基板１２の一方の面上の所定の位置に設けられる。駆動回路４０の構成部品は、回路基板１２の他方の面上の所定の位置に設けられる。
【００３４】
濃度検出部３０は、光源２０と、保持台２２と、反射部材２３と、受光センサである焦電センサ２４と、複数種類のフィルタを切り替える切替装置３２とを構成部品として含む。
【００３５】
光源２０は、焦電センサ２４と所定の距離だけ離隔した位置に設けられる。光源２０は、赤外線を放射する。光源２０が赤外線を放射することによって光源２０と焦電センサ２４との間には光路１８が形成される。具体的には、光路１８は、反射部材２３が光源２０から放射された赤外線を反射することによって形成される。
【００３６】
図２は、本実施の形態に係るガス濃度検出装置の構成を示す平面図である。図２に示すように、光源２０と焦電センサ２４とは対向した位置関係ではなく、図２の紙面上下方向にずれた位置関係で向き合っている。反射部材２３は、カバー１４の内側に設けられ、光源２０に対向する位置に設けられる第１壁面２３ａと、焦電センサ２４に対向する位置に設けられる第２壁面２３ｂとを有する。第１壁面２３ａと第２壁面２３ｂとは、光源２０から放射された赤外線が焦電センサ２４に向かう光路１８が形成されるように予め向き（角度）が定められる。そのため、光源２０から放射された赤外線の一部は、図２の光路１８に示すように、対向する第１壁面２３ａで反射される。第１壁面２３ａで反射した赤外線の一部は、第２壁面２３ｂに向かい、第２壁面２３ｂで反射される。第２壁面２３ｂで反射した赤外線の一部は、焦電センサ２４に向かう。このようにして光路１８が形成される。
【００３７】
本実施の形態において、光源２０は、たとえば、フィラメントランプである。光源２０は、少なくとも赤外線を含む波長を放射する光源であれば、たとえば、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）であってもよい。光源２０は、回路基板１２に固定された保持台２２によって保持される。光源２０は、所定の周期で点滅するように制御される。
【００３８】
図１に戻って、保持台２２の断面形状は、焦電センサ２４側に開いた半楕円形状である。半楕円形状の内側は、鏡面とされる。すなわち、保持台２２には、楕円ミラーの一部が形成される。光源２０は、保持台２２の半楕円形状の焦点位置に設けられる。また、反射部材２３にも楕円ミラーの一部が形成される。そのため、光源２０から放射された赤外線は、光路１８を通過して焦電センサ２４に直接的に入射したり、保持台２２の形成される鏡面や反射部材の鏡面に反射した後、焦電センサ２４に入射したりする。
【００３９】
焦電センサ２４は、バルクセラミックスを用いた焦電型赤外線センサである。焦電センサ２４には、光源２０から放射される赤外線を受光する部分である入射窓２６が光源２０に向けて設けられる。
【００４０】
切替装置３２は、光源２０と焦電センサ２４との間に設けられる。切替装置３２は、後述する切替駆動回路４８からの制御信号に基づいて第１バンドパスフィルタ３４または第２バンドパスフィルタ３６を光源２０と焦電センサとの間の光路上に配置する。切替装置３２は、たとえば、モータ等のアクチュエータを用いて第１バンドパスフィルタ３４と第２バンドパスフィルタ３６とを切り替える。なお、第１バンドパスフィルタ３４が本請求項の第１フィルタに相当し、第２バンドパスフィルタ３６が本請求項の第２フィルタに相当する。
【００４１】
第１バンドパスフィルタ３４は、二酸化炭素の吸収率が高い波長である、４．２６μｍの近傍を含む第１波長帯の赤外線を通過させるフィルタである。焦電センサ２４は、切替装置３２によって第１バンドパスフィルタ３４が光路上に配置されている場合には、光源２０から放射された赤外線のうち第１波長帯の赤外線を受光する。そして、焦電センサ２４の出力値を二酸化炭素の濃度に換算する。
【００４２】
第２バンドパスフィルタ３６は、第１波長帯と異なる波長帯であって、かつ、検出対象のガスの吸収率が低い波長（たとえば、３．９μｍ）を含む第２波長帯の赤外線を通過させるフィルタである。焦電センサ２４は、切替装置３２によって第２バンドパスフィルタ３６が光路上に配置されている場合には、光源２０から放射された赤外線のうち第２波長帯の赤外線を受光する。
【００４３】
サーミスタ２８は、焦電センサ２４の近傍に設けられ、回路基板１２に固定される。サーミスタ２８においては、駆動回路４０から電圧が印加されることにより定電流が流れ、定電流が流れたときに生じる電圧が出力電圧として駆動回路４０において検出される。
【００４４】
カバー１４は、濃度検出部３０の構成部品およびサーミスタ２８を覆うように設けられ、回路基板１２に固定される。カバー１４には、カバー１４の外部からガスを取り入れたり、カバー１４の内部のガスを排出したりするための開口１６が設けられる。開口１６には、エアフィルターが設けられる。
【００４５】
ガス濃度検出装置１０による二酸化炭素の濃度の検出は、開口１６からカバー１４の内部に気体が取り入れられた状態で行われる。光源２０から焦電センサ２４に向けて赤外線が放射されると、放射された赤外線は、焦電センサ２４において受光される。焦電センサ２４は、赤外線の受光に応じて電圧を出力する。
【００４６】
第１バンドパスフィルタ３４が光路上に配置されている場合、焦電センサ２４から出力される電圧は、光路１８における二酸化炭素の濃度によって異なる。これは、光源２０から放射される赤外線のうち第１バンドパスフィルタ３４を通過する第１波長帯の赤外線が光路１８上の二酸化炭素により吸収されるため、二酸化炭素の濃度により、光源２０から第１バンドパスフィルタ３４を経由して焦電センサ２４に到達する赤外線の量も変化するためである（Lambert-Beerの法則）。
【００４７】
第２バンドパスフィルタ３６が光路上に配置されている場合、焦電センサ２４から出力される電圧は、光路１８における二酸化炭素の濃度に応じて変化することはない。これは、光源２０から放射される赤外線のうち第２バンドパスフィルタを通過する第２波長帯の赤外線が二酸化炭素やその他の気体によりほとんど吸収されないためである。
【００４８】
一方、光路上に配置されているフィルタが第１バンドパスフィルタ３４であるか第２バンドパスフィルタ３６であるかに関わらず、焦電センサ２４から出力される電圧は、温度に応じて変化する特性を有する。
【００４９】
図３は、本実施の形態に係るガス濃度検出装置１０の回路構成図である。図３に示すように、駆動回路４０は、増幅回路４２と、ＡＤ変換回路４４と、濃度変換処理回路４６と、切替駆動回路４８とを含む。なお、濃度変換処理回路４６が本請求項の算出部に相当する。
【００５０】
増幅回路４２は、たとえば、アンプ等によって構成され、焦電センサ２４から出力される濃度検出信号（第１出力値）の信号強度と、サーミスタ２８の温度検出信号（第２出力値）の信号強度とを増幅する。
【００５１】
ＡＤ変換回路４４は、増幅回路４２において信号強度が増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。なお、信号強度の増幅やアナログ信号からデジタル信号への変換は、周知の技術を用いればよい。
【００５２】
濃度変換処理回路４６は、ＡＤ変換回路４４において変換されたデジタル信号に対して所定の処理を実施することによってカバー１４の内部に取り入れられた気体に含まれる二酸化炭素の濃度Ｃｘを算出する。なお、本実施の形態において、濃度変換処理回路４６は、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）によって実現される。ＣＰＵは、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを実行することによって、所定の演算処理や制御処理を実行する。ＣＰＵは、たとえば、二酸化炭素の濃度を算出する演算処理に加えて、光源２０を点灯させる制御処理やサーミスタ２８に電圧を印加する制御処理と、切替装置３２を動作させて第１バンドパスフィルタ３４および第２バンドパスフィルタ３６のうちのいずれかを光源２０と焦電センサ２４との間の光路上に配置する制御処理とを実行する。ＣＰＵは、切替装置３２を動作させる場合に駆動指令を切替駆動回路４８に出力する。切替駆動回路４８は、ＣＰＵから受信した駆動指令に従って制御信号を生成し、切替装置３２に出力する。
【００５３】
本実施の形態において、ガス濃度検出装置１０における二酸化炭素の濃度の検出は、以下のような手順で行われる。なお、切替装置３２において第１バンドパスフィルタ３４が選択されている（すなわち、光路上に第１バンドパスフィルタ３４が配置されている）ものとする。
【００５４】
（１）サーミスタ２８から温度検出信号を取得する。（２）光源２０を点灯状態にする。（３）焦電センサ２４の出力値Ｖを取得する。（４）取得された焦電センサ２４の出力値Ｖに対して、所定の信号処理を実行する。
【００５５】
なお、焦電センサ２４の出力値Ｖが本発明の第１出力値に相当する。また、サーミスタ２８の温度検出信号が本発明の第２出力値に相当する。
【００５６】
なお、所定の信号処理は、たとえば、焦電センサ２４の出力波形から移動平均法を用いてノイズを除去する処理と、増幅回路４２によって信号強度を増幅する処理と、ＡＤ変換回路４４によってデジタルデータに変換する処理とを含む。これらの処理は、温度検出信号に対しても行なわれる。また、温度検出信号からサーミスタ温度Ｔｈ［Ｋ］が算出される。なお、サーミスタ温度Ｔｈの算出は、上記（１）において行なわれてもよい。
【００５７】
（５）サーミスタ温度Ｔｈと焦電センサ２４の出力値Ｖとから二酸化炭素の濃度Ｃｘを算出する。（６）光源２０を点灯停止状態にする。ガス濃度検出装置１０は、上記（１）〜（６）の処理を、たとえば、一定時間毎に行なう。
【００５８】
以下に、本実施の形態に係るガス濃度検出装置１０がサーミスタ２８の温度Ｔｈと焦電センサ２４の出力値Ｖとから二酸化炭素の濃度Ｃｘを算出する方法について説明する。
【００５９】
濃度変換処理回路４６は、焦電センサ２４の出力値Ｖと予め取得された第１検量線と第２検量線とに基づいて二酸化炭素の濃度を算出する。
【００６０】
第１検量線に関するデータおよび第２検量線に関するデータは、ガス濃度検出装置１０の製造時において予め取得されて、駆動回路４０に設けられるメモリ等の記憶媒体に記憶される。
【００６１】
第１検量線は、予め定められた基準温度（２５℃）における二酸化炭素の濃度Ｃｘと焦電センサ２４の出力値Ｖとの関係を示す。より具体的には、第１検量線は、焦電センサ２４の出力値Ｖを基準出力値Ｖ０で規格化した値（Ｖ／Ｖ０）と、二酸化炭素の濃度Ｃｘとの関係を示す。第１検量線は、基準温度における二酸化炭素の複数の濃度の各々に対応した、予め取得された複数の焦電センサ２４の出力値に基づいて所定の次数の近似式を導出して設定される。
【００６２】
この基準出力値Ｖ０は、二酸化炭素の濃度が予め定められた基準濃度（たとえば、０ｐｐｍ）である場合における、サーミスタ温度Ｔｈに対応した焦電センサ２４の出力値である。基準出力値Ｖ０は、サーミスタ温度Ｔｈに基づいて後述する第２検量線を用いて算出される。
【００６３】
本実施の形態において、第１検量線は、以下の式で示される。
Ｃｘ（二酸化炭素の濃度）＝ｆ（Ｖ／Ｖ０）…（式１）
上記（式１）におけるｆは、所定の次数の関数であって、たとえば、２次関数であってもよいし、３次関数であってもよい。ｆがＮ次関数である場合には、ガスの濃度Ｃｘは、以下の式で示される。
【００６４】
Ｃｘ＝ａ１×（Ｖ／Ｖ０）Ｎ＋ａ２×（Ｖ／Ｖ０）Ｎ−１＋・・・＋ａＮ＋１…（式２）
上記（式２）におけるａ１〜ａＮ＋１は、基準温度において予め実験等により取得された複数種類の二酸化炭素の濃度と焦電センサ２４の出力値との組み合わせに基づいて算出される。たとえば、図４に示すように、基準温度における予め定められた複数の二酸化炭素の濃度（たとえば、０ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍの濃度）にそれぞれ対応した複数の焦電センサ２４の出力値が予め実験等により取得され、取得された出力値に基づいてａ１〜ａＮ＋１が算出される。
【００６５】
上記（式２）および算出されたａ１〜ａＮ＋１の値は、駆動回路４０に設けられるメモリ等の記憶媒体に記憶される。
【００６６】
サーミスタ温度Ｔｈは、以下の式を用いて算出される。
Ｔｈ＝１／［１／Ｔｈ２５＋１／Ｂ×ｌｎ｛Ｖｔｈ／（Ｖｃｃ−Ｖｔｈ）｝］…（式３）
上記（式３）において、Ｂは、定数を示し、Ｖｔｈは、サーミスタ２８の出力電圧を示し、Ｖｃｃは、駆動回路４０からサーミスタ２８への印加電圧を示し、Ｔｈ２５は、２５℃時のサーミスタ温度［Ｋ］を示す。上記（式３）および定数Ｂは、駆動回路４０に設けられるメモリ等の記憶媒体に記憶される。
【００６７】
また、濃度変換処理回路４６は、第２検量線を用いて基準出力値Ｖ０を算出する。第２検量線は、予め定められた基準濃度（たとえば、０ｐｐｍ）におけるサーミスタ温度Ｔｈと基準出力値Ｖ０との関係を示す。第２検量線は、第１バンドパスフィルタ３４が選択されている場合において、基準濃度における二酸化炭素の複数の温度の各々に対応した、予め取得された複数の焦電センサ２４の出力値に基づいて所定の次数の近似式を導出して設定される。
【００６８】
本実施の形態において、第２検量線は、以下の式で示される。
Ｖ０＝ｇ（Ｔｈ）…（式４）
上記（式４）におけるｇは、所定の次数の関数であって、たとえば、ｇがＮ次関数である場合には、基準出力値Ｖ０は、以下の式で示される。
【００６９】
Ｖ０＝ｂ１×ＴｈＮ＋ｂ２×ＴｈＮ−１＋・・・＋ｂＮ＋１…（式５）
上記（式５）におけるｂ１〜ｂＮ＋１は、第１バンドパスフィルタ３４が選択される場合の、基準濃度において予め実験等により取得された複数種類の温度（サーミスタ温度Ｔｈ）と焦電センサ２４の出力値との組み合わせに基づいて算出される。
【００７０】
図４に示すように、基準濃度における複数の温度（０℃、１０℃、２５℃、４０℃および５０℃）にそれぞれ対応した複数の焦電センサ２４の出力値が予め実験等により取得され、取得された出力値に基づいてｂ１〜ｂＮ＋１が算出される。
【００７１】
上記（式５）および算出されたｂ１〜ｂＮ＋１の値は、駆動回路４０に設けられるメモリ等の記憶媒体に記憶される。
【００７２】
本実施の形態においては、濃度変換処理回路４６によって第２検量線を校正する校正処理を実行する。具体的には、図４の破線の矢印に示す第３検量線を取得し、第３検量線を用いて第２検量線を校正する。第３検量線は、第２バンドパスフィルタ３６が選択された場合の基準濃度における濃度出力値（以下、参照出力値Ｖｒｅｆと記載する）に対する、第１バンドパスフィルタ３４が選択された場合の基準濃度における濃度出力値（基準出力値Ｖ０）の比（以下、換算係数Ｃと記載する）と、サーミスタ温度Ｔｈから算出される。第３検量線は、基準濃度における二酸化炭素の複数の温度の各々に対応した、予め取得された複数の焦電センサ２４の出力値に基づいて所定の次数の近似式を導出して設定される。
【００７３】
本実施の形態において、第３検量線は、以下の式で示される。
Ｃ＝Ｖ０／Ｖｒｅｆ＝ｈ（Ｔｈ）…（式６）
基準出力値Ｖ０と参照出力値Ｖｒｅｆとは、いずれもＴｈを変数とした関数であるため、上記（式６）のようにＴｈを変数とした１つの関数として記載できる。上記（式６）におけるｈは、所定の次数の関数であって、たとえば、ｈがＮ次関数である場合には、換算係数Ｃは、以下の式で示される。
【００７４】
Ｃ＝ｃ１×ＴｈＮ＋ｃ２×ＴｈＮ−１＋・・・＋ｃＮ＋１…（式７）
上記（式７）におけるｃ１〜ｃＮ＋１は、基準濃度において予め実験等により取得された複数種類の温度（サーミスタ温度Ｔｈ）と、第１バンドパスフィルタ３４が選択された場合の焦電センサ２４の出力値（基準出力値）と、第２バンドパスフィルタ３６が選択された場合の焦電センサ２４の出力値（参照出力値）との組み合わせに基づいて算出される。
【００７５】
たとえば、図５に示すように、基準濃度における複数の温度（０℃、１０℃、２５℃、４０℃および５０℃）にそれぞれ対応した基準出力値Ｖ０と参照出力値Ｖｒｅｆとが予め実験等により取得され、取得された出力値に基づいてｃ１〜ｃＮ＋１が算出される。なお、図５の縦軸は、焦電センサ２４の第１出力値を示し、図５の横軸は、温度を示す。
【００７６】
上記（式７）および算出されたｃ１〜ｃＮ＋１の値は、駆動回路４０に設けられるメモリ等の記憶媒体に記憶される。
【００７７】
第３検量線で示される換算係数Ｃは、たとえば、図６に示すように、温度が高くなるほど低くなるような特性を有する。なお、図６の縦軸は、換算係数Ｃを示し、図６の横軸は、温度を示す。
【００７８】
濃度変換処理回路４６は、この第３検量線を用いて第２検量線を校正するための係数（以下、校正係数Ｒと記載する）を算出する。
【００７９】
校正係数Ｒは、出荷時の基準出力値Ｖ０をＶ０とし、校正時の基準出力値Ｖ０をＶ０’とすると、以下の式により定義される。
【００８０】
Ｒ＝Ｖ０’／Ｖ０…（式８）
Ｖ０は、第２検量線と、校正時におけるサーミスタ温度ＴｈｎｅｗとによってＶ０＝ｇ（Ｔｈｎｅｗ）の式より算出される。一方、Ｖ０’は、校正時の基準濃度において、第１バンドパスフィルタ３４が選択される場合の濃度出力値である。校正時の実環境においては、必ずしも基準濃度ではないため、Ｖ０’＝Ｖｒｅｆ×Ｃの式よりＶ０’が算出される。そのため、上記（式８）は、Ｒ＝Ｖｒｅｆ×Ｃ／ｇ（Ｔｈｎｅｗ）と書き換えられる。換算係数Ｃは、上記（式６）によって定義されていることから、校正係数Ｒは、校正時のガス濃度に関わらず算出することができる。
【００８１】
濃度変換処理回路４６は、校正係数Ｒが算出された場合には、算出された校正係数Ｒを用いて第２検量線を校正する。具体的には、以下の式を校正後の第２検量線として用いる。
【００８２】
Ｖ０＝Ｒ×ｇ（Ｔｈ）…（式９）
濃度変換処理回路４６は、校正時以降のガスの濃度Ｃｘの算出には、上記（式４）に代えて上記（式９）を用いる。すなわち、濃度変換処理回路４６は、上記（式９）に示される校正後の第２検量線を用いて基準出力値Ｖ０を算出し、算出された基準出力値Ｖ０と、第１検量線とを用いてガスの濃度Ｃｘを算出する。
【００８３】
以下に、濃度変換処理回路４６において校正処理が実行されるタイミングについて記載する。
【００８４】
濃度変換処理回路４６は、たとえば、使用当初から予め定められた時間が経過する場合に、初回の校正処理を実行する。濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理を実行するまでは、上記（式４）に示す出荷時の第２検量線を用いて基準出力値Ｖ０を算出する。濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理の実行後においては、上記（式９）に示す校正後の第２検量線を用いて基準出力値Ｖ０を算出する。濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理を実行した後は、予め定められた時間が経過する毎に校正処理を実行する。
【００８５】
さらに濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理の実行後においては、予め定められた時間が経過するまでの間であっても、環境温度が前回の校正処理の実行時点の温度からしきい値以上に変化（上昇または低下）した場合に校正処理を実行する。予め定められた時間は、たとえば、２４時間である。しきい値は、たとえば、前回の校正処理の実行時点の温度から±５℃である。
【００８６】
本実施の形態において、濃度変換処理回路４６は、図７のフローチャートに従って校正処理を実行する。
【００８７】
すなわち、ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理が実行済であるか否かを判定する。濃度変換処理回路４６は、たとえば、初回の校正処理が実行済であることを示すフラグがオン状態である場合に、初回の校正処理が実行済であると判定する。初回の校正処理が実行済であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０２に移される。
【００８８】
Ｓ１０２にて、濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理の実行条件が成立するか否かを判定する。初回の校正処理の実行条件は、たとえば、使用当初から予め定められた時間が経過したという条件を含むものとして説明するが、当該条件に加えて、または、代えて他の条件（たとえば、温度条件）を含むようにしてもよい。初回の校正処理の実行条件が成立すると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００８９】
Ｓ１０４にて、濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理を実行する。校正処理の内容については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。このとき濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理が実行済であることを示すフラグをオン状態にする。濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理の実行以降において、校正後の第２検量線（上記（式９））を用いてガスの濃度Ｃｘを算出する。
【００９０】
Ｓ１０６にて、濃度変換処理回路４６は、時間条件が成立するか否かを判定する。具体的には、濃度変換処理回路４６は、初回の校正処理が実行されてから、または、前回の時間条件が成立してから予め定められた時間が経過したという時間条件が成立するか否かを判定する。時間条件が成立すると判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。そうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００９１】
Ｓ１０８にて、濃度変換処理回路４６は、温度変化条件が成立するか否かを判定する。濃度変換処理回路４６は、直前の校正処理が実行された時点における温度と、現在の温度との差の大きさがしきい値以上である場合に温度変化条件が成立したと判定する。温度変化条件が成立すると判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。そうでない場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００９２】
Ｓ１１０にて、濃度変換処理回路４６は、直前までに算出された校正係数Ｒの履歴の中から利用可能な校正係数Ｒがあるか否かを判定する。具体的には、濃度変換処理回路４６は、直前までに算出された校正係数Ｒの履歴のうち、現在の温度が、校正係数Ｒの算出時点の温度を基準とした所定の温度範囲内（算出時点の温度に予め定められた値を加算した値を上限値とし、算出時点の温度から予め定められた値を減算した値を下限値とする範囲内）となり、かつ、校正係数Ｒの算出時点からの経過時間が有効時間内となる校正係数Ｒがあるか否かを判定する。直前までに算出された校正係数Ｒの履歴の中から利用可能な校正係数Ｒがあると判定される場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。そうでない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。
【００９３】
Ｓ１１２にて、濃度変換処理回路４６は、校正処理を実行する。Ｓ１１４にて、濃度変換処理回路４６は、利用可能であると判定された校正係数Ｒを用いて校正係数Ｒを更新する。なお、利用可能であると判定された校正係数Ｒが複数個ある場合には、たとえば、直前に算出された校正係数Ｒを用いて校正係数Ｒを更新してもよいし、現在の温度と校正係数Ｒの算出時点の温度との差が最も小さい校正係数Ｒを用いて校正係数Ｒを更新してもよい。
【００９４】
図７に示すフローチャートに従って校正処理を実行する場合のガス濃度検出装置１０の動作の一例について図８を用いて説明する。なお、図８に示されるＡ〜Ｆの各点は、校正係数Ｒが更新される時点を示し、Ａ〜Ｆの各点を左端の中央値とした矩形の領域は、各点で算出された校正係数Ｒの有効範囲を示す。
【００９５】
時間Ｔ（０）にて、初回の校正処理が実行済でなく（Ｓ１００にてＮＯ）、初回の校正処理の実行条件が成立した場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、初回の校正処理が実行される（Ｓ１０４）（Ａ点）。
【００９６】
時間Ｔ（１）にて、初回の校正処理が実行済であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ、前回の校正処理が実行されてから予め定められた時間が経過した場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、校正処理が実行される（Ｓ１１２）（Ｂ点）。
【００９７】
時間Ｔ（１）から予め定められた時間が経過する前の時間Ｔ（２）にて（Ｓ１０６にてＮＯ）、前回の校正処理が実行された時点（時間Ｔ（１））の温度Ｔｈ（０）と現在の温度Ｔｈとの差の大きさがしきい値以上となる場合であって（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、かつ、直前までに算出された校正係数Ｒの履歴のうち利用できる校正係数Ｒがない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、校正処理が実行される（Ｓ１１２）（Ｃ点）。
【００９８】
その後、環境温度が低下し、時間Ｔ（１）から予め定められた時間が経過する前の時間Ｔ（３）にて、前回の校正処理が実行された時点（時間Ｔ（２））の温度Ｔｈ（１）と現在の温度Ｔｈとの差の大きさがしきい値以上となる場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、直前までに算出された校正係数の履歴のうち利用できる校正係数Ｒがあるか否かが判定される（Ｓ１１０）。現在の温度と時間とが時間Ｔ（１）（Ｂ点）にて算出された校正係数Ｒの有効範囲内である場合、利用できる校正係数Ｒがあると判定され（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、Ｂ点で算出された校正係数Ｒを用いて校正係数Ｒが更新される（Ｓ１１４）（Ｄ点）。
【００９９】
時間Ｔ（１）から予め定められた時間が経過した時間Ｔ（４）にて（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、校正処理が実行される（Ｓ１１２）（Ｅ点）。その後、環境温度がさらに低下し、時間Ｔ（４）から予め定められた時間が経過する前の時間Ｔ（５）にて、前回の校正処理が実行された時点（時間Ｔ（４））の温度Ｔｈ（２）と現在の温度Ｔｈとの差の大きさがしきい値以上となる場合であって（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、直前までに算出された校正係数Ｒの履歴のうち利用できる校正係数Ｒがない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、校正処理が実行される（Ｓ１１２）（Ｆ点）。
【０１００】
以上のようにして、本実施の形態に係るガス濃度検出装置１０によると、ガス濃度検出装置１０の光源２０等の構成部品の劣化により出力特性に変動が生じた場合にも、第３検量線と上記（式８）とを用いて校正係数Ｒを算出して、算出された校正係数Ｒを用いて第２検量線を適切に校正することができる。そのため、ガスの濃度の検出精度の悪化を抑制することができる。したがって、変動した出力特性を適切に校正するガス濃度検出装置およびガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法を提供することができる。
【０１０１】
さらに、換算係数Ｃとサーミスタ温度Ｔｈとの関係を示す第３検量線を用いて校正係数Ｒを算出することにより、校正時の濃度に関わらず、第２検量線を適切に校正する校正係数Ｒを算出することができる。
【０１０２】
さらに予め定められた時間が経過する毎に校正係数Ｒを算出することにより、ガス濃度検出装置１０の出力特性を適切に校正することができる。
【０１０３】
さらに、温度が大きく変化する場合には、変化前の校正係数Ｒを用いて第２検量線を有効に校正できない場合があるため、校正処理を実行することにより、変化後の温度に応じた適切な校正係数Ｒを算出することができる。そのため、第２検量線を適切に校正することができる。
【０１０４】
さらに校正係数の履歴を利用することにより、再度の校正係数の算出が不要となるため、無駄に校正処理を実行することを抑制することができる。そのため、効率の良い頻度で校正処理を実行することができる。また、校正処理の実行頻度の低下により、切替装置３２の切換に消費される電力を低減することが可能となる。
【０１０５】
以下に変形例について説明する。
なお、上述の実施の形態では、ガス濃度検出装置１０による濃度の検出対象となる気体は、二酸化炭素であったが、検出対象となる気体は、二酸化炭素に特に限定されるものではない。たとえば、一酸化炭素やＣＨ４やＮＯｘ等のガスであってもよい。また、濃度検出対象が二酸化炭素以外の気体である場合には、第１波長帯は、濃度の検出対象となる気体の種類に応じた波長（すなわち、濃度の検出対象となる気体の吸収率が高い波長）を基準とした波長帯が選択される。
【０１０６】
なお、上述の実施の形態では、切替装置が切替駆動回路からの制御信号に基づいて第１バンドパスフィルタまたは第２バンドパスフィルタを光源と焦電センサとの間の光路上に配置し、機械的にフィルタの切替を行なっていた。フィルタは、光路上に、検出対象のガスによって他の波長帯よりも赤外線が吸収される程度が高い第１波長帯と、第１波長帯よりも赤外線が吸収される程度が低い第２波長帯とのうちのいずれか一方を選択して通過させるフィルタであればよく、２つのフィルタを選択するものに限定されるものではない。第１バンドパスフィルタおよび第２バンドパスフィルタに代えて、例えばファブリペローフィルタを光源と焦電センサとの間の光路上に配置し、電気的にフィルタの切替を行なってもよい。
【０１０７】
なお、ガス濃度検出装置１０は、基準濃度において予め実験等により取得された複数種類の温度（サーミスタ温度Ｔｈ）に代えて、基準濃度において予め実験等により取得された複数種類の温度の電圧値（サーミスタの出力電圧Ｖｔｈ）を用いてもよい。すなわち、基準出力値Ｖ０は、サーミスタの出力電圧Ｖｔｈから求められてもよい。したがって、上記（式４）、（式５）において、ＴｈをＶｔｈに置き換えてもよい。
【０１０８】
本実施の形態においては、換算係数Ｃは、第３検量線に従って温度依存性を有するものとして説明したが、温度依存性が微小である場合には、換算係数Ｃは、予め定められた値であってもよい。
【０１０９】
なお、図１に示すガス濃度検出装置１０の構成は、一例であり、図１に示される構成に特に限定されるものではない。
【０１１０】
また、図３に示すガス濃度検出装置１０の回路構成は、一例であり、図３に示される回路構成に限定されるものではない。
【０１１１】
本実施の形態において、予め定められた基準温度は、２５℃であるものとして説明したが、予め定められた基準温度は、２５℃以外の温度であってもよい。
【０１１２】
上述の実施の形態では、基準濃度における複数の温度（０℃、１０℃、２５℃、４０℃および５０℃）にそれぞれ対応した複数の焦電センサ２４の出力値が予め実験等により取得されるものとして説明した。さらに、上述の実施の形態では、基準濃度における複数の温度（０℃、１０℃、２５℃、４０℃および５０℃）にそれぞれ対応した基準出力値Ｖ０と参照出力値Ｖｒｅｆとが予め実験等により取得されるものとして説明した。しかしながら、複数の温度としてはこれらの温度に限定されるものではなく、複数の温度は、上記した温度以外の温度を含むようにしてもよい。
【０１１３】
本実施の形態においては、校正処理は、出荷時の第２検量線からの出力特性の変動に基づいて第２検量線を校正するものとして説明したが、たとえば、前回の校正処理後の第２検量線からの出力特性の変動に基づいて第２検量線を校正するようにしてもよい。
【０１１４】
本実施の形態においては、参照出力値Ｖｒｅｆは、第２バンドパスフィルタ３６が選択された場合の基準濃度における濃度出力値として説明したが、参照出力値Ｖｒｅｆは、検出対象のガスの吸収の影響を受けないため、基準濃度における濃度出力値に基づいて設定される必要はない。そのため、参照出力値Ｖｒｅｆは、濃度に関係なく、設定されてもよい。なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
【０１１５】
＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係るガス濃度検出装置について説明する。本実施の形態に係るガス濃度検出装置は、上述の第１の実施の形態に係るガス濃度検出装置の構成と比較して、濃度変換処理回路４６の動作が異なる。それ以外の構成については、上述の第１の実施の形態に係るガス濃度検出装置１０の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１１６】
上述の第１の実施の形態においては、換算係数と温度出力値との関係を示す第３検量線を用いて第２検量線を校正する点について説明したが、本実施の形態においては、第３検量線に代えて第４検量線を追加し、追加した第４検量線を用いて第２検量線を校正する点を特徴とする。
【０１１７】
第４検量線は、サーミスタ温度Ｔｈと参照出力値Ｖ０ｒとの関係を示す。第４検量線は、第２バンドパスフィルタ３６が選択されている場合において、二酸化炭素の複数の温度の各々に対応した、予め取得された複数の焦電センサ２４の出力値に基づいて所定の次数の近似式を導出して設定される。
【０１１８】
本実施の形態において、第４検量線は、以下の式で示される。
Ｖ０ｒ＝ｇｒｅｆ（Ｔｈ）…（式１０）
上記（式１０）におけるｇｒｅｆは、所定の次数の関数であって、たとえば、ｇｒｅｆがＮ次関数である場合には、参照出力値Ｖ０ｒは、以下の式で示される。
【０１１９】
Ｖ０ｒ＝ｄ１×ＴｈＮ＋ｄ２×ＴｈＮ−１＋・・・＋ｄＮ＋１…（式１１）
上記（式１１）におけるｄ１〜ｄＮ＋１は、第２バンドパスフィルタ３６が選択される場合に、予め実験等により取得された複数種類の温度（サーミスタ温度Ｔｈ）と焦電センサ２４の出力値との組み合わせに基づいて算出される。
【０１２０】
たとえば、複数の温度（０℃、１０℃、２５℃、４０℃および５０℃）にそれぞれ対応した複数の焦電センサ２４の出力値が予め実験等により取得され、取得された出力値に基づいてｄ１〜ｄＮ＋１が算出される。
【０１２１】
上記（式１１）および算出されたｄ１〜ｄＮ＋１は、駆動回路４０に設けられるメモリ等の記憶媒体に記憶される。
【０１２２】
本実施の形態において、濃度変換処理回路４６は、第４検量線を用いて校正係数Ｒを算出する。
【０１２３】
校正係数Ｒは、上述の第１の実施の形態においては、上記（式８）により算出されるものとして説明したが、本実施の形態において校正係数Ｒは、出荷時の参照出力値Ｖ０ｒをＶ０ｒとし、校正時の参照出力値Ｖ０ｒをＶ０ｒ’とすると、以下の式によって算出されるものとする。
【０１２４】
Ｒ＝Ｖ０ｒ／Ｖ０ｒ’…（式１２）
なお、上記（式１２）を用いて算出される校正係数Ｒは、上記（式８）を用いて算出される校正係数Ｒと実質的に同じ値となる。
【０１２５】
Ｖ０ｒは、第４検量線と、校正時におけるサーミスタ温度ＴｈｎｅｗとによってＶ０ｒ＝ｇｒｅｆ（Ｔｈｎｅｗ）の式より算出される。Ｖ０ｒ’は、第２バンドパスフィルタ３６が選択される場合の濃度出力値である。
【０１２６】
濃度変換処理回路４６は、校正係数Ｒが算出された場合には、算出された校正係数Ｒを用いて第２検量線を校正する。具体的には、上記（式９）を校正後の第２検量線として用いる。
【０１２７】
なお、校正処理の実行タイミングについては、上述の第１の実施の形態において、図７および図８を用いて説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１２８】
以上のようにして、本実施の形態に係るガス濃度検出装置１０によると、ガス濃度検出装置１０の光源２０等の構成部品の劣化により出力特性に変動が生じた場合にも、第４検量線と上記（式１２）とを用いて校正係数Ｒを算出して、算出された校正係数Ｒを用いて第２検量線を適切に校正することができる。そのため、ガスの濃度の検出精度の悪化を抑制することができる。したがって、変動した出力特性を適切に校正するガス濃度検出装置およびガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法を提供することができる。
【０１２９】
また、第４検量線を用いて校正係数Ｒを算出することにより、校正時の濃度に関わらず、第２検量線を適切に校正する校正係数Ｒを算出することができる。
【０１３０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３１】
１０  ガス濃度検出装置、１２  回路基板、１４  カバー、１６  開口、１８  光路部、２０  光源、２２  保持台、２３  反射部材、２４  焦電センサ、２８  サーミスタ、３０  濃度検出部、３２  切替装置、３４  第１バンドパスフィルタ、３６  第２バンドパスフィルタ、４０  駆動回路、４２  増幅回路、４４  ＡＤ変換回路、４６  濃度変換処理回路、４８  切替駆動回路。
【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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【国際調査報告】
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