(57)【要約】【課題】  環境試験器を用いて耐久試験を適切に行うことが可能なガスセンサの評価方法、及び、このような耐久試験を行うことが可能なガスセンサの耐久試験装置を提供することを目的とする。【解決手段】  感ガス膜２４３を有するガスセンサ２００の評価方法は、ガスセンサ２００を恒温恒湿槽１１０の収容室１１１内に配置して、収容室１１１の室内気体ＳＡにより収容室１１１内を所定温度環境とすると共に、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３を、室内気体ＳＡを含まない評価用気体ＧＡであって、第２所定温度とされた評価用気体ＧＡに曝した状態で当該ガスセンサ２００を評価する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感ガス部を有するガスセンサの評価方法であって、
前記ガスセンサを環境試験器の収容室内に配置して、前記収容室内の室内気体により前記収容室内を第１所定温度環境とすると共に、
前記ガスセンサのうち少なくとも前記感ガス部を、前記室内気体を含まない評価用気体であって、第２所定温度とした評価用気体に曝した状態で当該ガスセンサを評価する
ガスセンサの評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサの評価方法であって、
前記評価用気体の前記第２所定温度を、前記室内気体の前記第１所定温度と同温度とする
ガスセンサの評価方法。
【請求項３】
請求項２に記載のガスセンサの評価方法であって、
前記評価用気体を、前記室内気体との熱交換により、前記室内気体と同温度とする
ガスセンサの評価方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガスセンサの評価方法であって、
前記ガスセンサを駆動状態に維持し続ける
ガスセンサの評価方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のガスセンサの評価方法であって、
前記ガスセンサの前記感ガス部は、酸化物半導体からなる感ガス膜を含み、
前記環境試験器は、前記室内気体にシリコンが混入する材質からなる部材を有する
ガスセンサの評価方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のガスセンサの評価方法であって、
前記評価用気体に、１または複数の特定ガス成分を所定の濃度パターンで含ませて行う
ガスセンサの評価方法。
【請求項７】
感ガス部を有するガスセンサの評価装置であって、
前記ガスセンサを収容可能な収容室を有し、この収容室内の室内気体によりこの収容室内を第１所定温度環境に保持可能な環境試験器と、
少なくとも一部が前記収容室内に配置されてなり、前記室内気体を含まない評価用気体を包囲すると共に、前記収容室に対し気密とされた評価用気体包囲体であって、前記感ガス部への前記評価用気体の接触を可能とする気体曝露部を有する評価用気体包囲体と、
前記評価用気体のうち少なくとも前記気体曝露部に流通させる評価用気体の温度を、第２所定温度とする評価用気体第２温度化手段と、
を備えるガスセンサの評価装置。
【請求項８】
請求項７に記載のガスセンサの評価装置であって、
前記評価用気体第２温度化手段は、前記評価用気体の前記第２所定温度を、前記室内気体の前記第１所定温度と同温度とする評価用気体同温度化手段である
ガスセンサの評価装置。
【請求項９】
請求項８に記載のガスセンサの評価装置であって、
前記評価用気体包囲体は、前記評価用気体と前記室内気体との熱交換を行わせる熱交換部を有し、
前記評価用気体同温度化手段は、この熱交換部を含む
ガスセンサの評価装置。
【請求項１０】
請求項７〜請求項９のいずれか一項に記載のガスセンサの評価装置であって、
前記評価用気体包囲体は、前記環境試験器外で外部に開放されてなり、
前記環境試験器外の外気を前記評価用気体として導入する外気導入手段を備え、
前記評価用気体第２温度化手段は、前記環境試験器外に、前記評価用気体包囲体内に導入された前記評価用気体を、前記第２所定温度に近づけるまたは前記第２所定温度とする評価用気体温度調整手段を有する
ガスセンサの評価装置。
【請求項１１】
請求項７〜請求項１０のいずれか一項に記載のガスセンサの評価装置であって、
前記環境試験器は、前記室内気体にシリコンが混入する材質からなる部材を有し、
前記評価用気体包囲体は、前記評価用気体にシリコンが混入しない材質からなる
ガスセンサの評価装置。
【請求項１２】
請求項７〜請求項１１のいずれか一項に記載のガスセンサの評価装置であって、
前記評価用気体に、１または複数の特定ガス成分を有する特定気体を加える特定気体添加手段を備える
ガスセンサの評価装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のガスセンサの評価装置であって、
前記気体曝露部は、前記評価用気体が導入される気体導入部を有し、
前記特定気体添加手段を、前記評価用気体包囲体のうち、前記気体導入部またはその近傍に接続してなる
ガスセンサの評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感ガス部を有するガスセンサの評価方法、及び、このような評価を行うためのガスセンサの評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば特定ガスの濃度変化に応じて電気抵抗値が変化する感ガス部を備えるガスセンサが知られている。そして、このようなガスセンサに対し、センサ自身の特性の安定化や出力特性検査などを目的として、特定ガスを含むセンサ処理用ガスを感ガス部に供給してセンサ処理（エージング処理やセンサ特性検査処理）を行うことが知られている。例えば、特許文献１にこのようなセンサ処理方法が具体的に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５３４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスセンサを開発したり製造するにあたっては、上記のセンサ処理方法の他に、例えば、ガスセンサを所定の環境（例えば高温多湿環境）に置いて感ガス部の耐久性を評価する耐久試験などのガスセンサの評価を行うことが考えられる。このようなガスセンサの評価は、ガスセンサを例えば恒温槽などの環境試験器の収容室内に配置し、収容室内を所定環境に維持して行う。
【０００５】
ところで、環境試験器の収容室をなす扉や壁材、扉と壁材との隙間などをシールするシール材、更には、収容室内に以前に置いた被検物から飛散し壁材等に付着した物質などから、ガス成分が放出され、このガス成分が収容室内の室内気体に含まれる場合がある。しかるに、含まれるガス成分によっては、ガスセンサの感ガス部への特性や耐久性等に影響を及ぼす場合がある。一般的に収容室のシール材にはシリコンゴムが利用されているが、シリコンゴムからはシリコンが揮発することがあり、感ガス部に酸化物半導体を用いている場合には、シリコン被毒によってその特性が劣化することがある。このような場合には、ガスセンサの耐久試験等を適切に行うことができない。耐久試験等でガスセンサに劣化が認められた場合に、それが耐久試験等によるものなのか、それともシリコン被毒によるものなのかを正確に区別できないからである。このように一般的な環境試験器を用いた耐久試験などのガスセンサの評価方法では、ガスセンサの評価を適切に行うことができない場合があった。
【０００６】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、環境試験器を用いてガスセンサの評価を適切に行うことが可能なガスセンサの評価方法、及び、このようなガスセンサの評価を行うことが可能なガスセンサの評価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】
【０００７】
その解決手段は、感ガス部を有するガスセンサの評価方法であって、前記ガスセンサを環境試験器の収容室内に配置して、前記収容室内の室内気体により前記収容室内を第１所定温度環境とすると共に、前記ガスセンサのうち少なくとも前記感ガス部を、前記室内気体を含まない評価用気体であって、第２所定温度とした評価用気体に曝した状態で当該ガスセンサを評価するガスセンサの評価方法である。
【０００８】
前述のように、一般的な環境試験器を用いてガスセンサの評価を行うと、その収容室内の室内気体に含まれるガス成分がガスセンサの感ガス部に影響を及ぼし、ガスセンサの評価を適切に行えない場合がある。
これに対し、本発明の評価方法では、収容室の室内気体を含まない評価用気体をガスセンサの感ガス部に曝した状態でガスセンサの評価を行うので、感ガス部に影響を及ぼすガス成分が含まれている可能性がある室内気体の影響を受けることなく、適切にガスセンサを評価できる。しかも、評価用気体の温度を第２所定温度としているので、ガスセンサの感ガス部を、所望の第２所定温度とした評価用気体に曝した状態で、ガスセンサの評価を行うことができる。
【０００９】
なお、「評価用気体」としては、所定の容器に包囲され、ガスセンサの感ガス部とは接触するが、室内気体とは混合しないように封止された気体であって、静置或いは循環可能とされた気体や環境試験器外から導入した外気などが挙げられる。
「環境試験器」としては、収容室内にガスセンサを収容でき、このガスセンサを収容室の室内気体により収容室内を所定温度環境とすることができる機能を有するものであればよく、いわゆる恒温槽（恒温器）、恒温恒湿槽、低温恒温器（ヒートサイクル試験器）、冷熱衝撃試験器などが挙げられる。
【００１０】
評価用気体の温度を第２所定温度とする方法としては、例えば、評価用気体を包囲する評価用気体包囲体の一部を加熱して評価用気体を間接的に加熱するヒータ、評価用気体包囲体の一部を冷却して評価用気体を間接的に冷却する冷却器などの温度調整手段を用いて、評価用気体の温度を調整する方法が挙げられる。
【００１１】
ガスセンサの「評価方法」としては、室内気体または評価用気体、或いはこの両者を高温として、この環境下にガスセンサを放置する高温放置試験、室内気体または評価用気体、或いはこの両者を低温として、この環境下にガスセンサを放置する低温放置試験、室内気体または評価用気体、或いはこの両者を、高温から低温、更に高温へと徐々にかつ繰り返し変化させて、この環境下にガスセンサを放置する熱サイクル試験、室内気体または評価用気体、或いはこの両者を、高温から低温または低温から高温へと急激に変化させたり、或いはこの変化を繰り返して、この環境下にガスセンサを放置する熱衝撃試験などが挙げられる。更に、室内気体または評価用気体、或いはこの両者を所定温度でかつ高湿度状態とした環境下にガスセンサを放置する湿中試験、室内気体または評価用気体、或いはこの両者を所定温度でかつ高湿度状態とした環境下で、ガスセンサを駆動状態に維持し続ける湿中負荷試験、更には高気圧下で行う、高温放置試験、高温負荷試験、湿中負荷試験なども挙げられる。
【００１２】
更に、上記のガスセンサの評価方法であって、前記評価用気体の前記第２所定温度を、前記室内気体の前記第１所定温度と同温度とするガスセンサの評価方法とすると良い。
【００１３】
本発明では、評価用気体の温度（第２所定温度）を室内気体の温度（第１所定温度）と同じにしているので、評価用気体と室内気体の温度が異なることで生じる熱応力、結露等、室内気体にガスセンサ全体を曝した場合とは異なる熱的現象が生じるのを防止できる。
【００１４】
評価用気体の温度を室内気体と同温度とする方法としては、例えば、評価用気体を包囲する評価用気体包囲体の一部を加熱して評価用気体を間接的に加熱するヒータ、評価用気体包囲体の一部を冷却して評価用気体を間接的に冷却する冷却器などの温度調整手段を用いて、評価用気体の温度を調整する方法が挙げられる。また、評価用気体包囲体の一部を、長い筒状（例えば直線状や螺旋状など）、ラジエター形状など、広い面積に亘り評価用気体と室内気体とが熱交換壁を介して隣り合う形態の熱交換構造とし、室内気体との熱交換により、評価用気体の温度を室内気体と同温度とする方法も挙げられる。更には、上述のヒータや冷却器などの温度調節手段により、評価用気体の温度を室内気体の温度と同程度とし、その後、評価用気体包囲体のうち熱交換器構造とした熱交換部により、評価用気体の温度を室内気体と同温度とするなど、これらを組み合わせることもできる。
【００１５】
また、解決手段は、感ガス部を有するガスセンサの評価方法であって、前記ガスセンサを環境試験器の収容室内に配置して、前記収容室内の室内気体により前記収容室内を所定温度環境とすると共に、前記ガスセンサのうち少なくとも前記感ガス部を、前記室内気体を含まない評価用気体であって、前記室内気体と同温度とされた評価用気体に曝した状態で当該ガスセンサを評価するガスセンサの評価方法である。
【００１６】
前述のように、一般的な環境試験器を用いてガスセンサの評価を行うと、その収容室内の室内気体に含まれるガス成分がガスセンサの感ガス部に影響を及ぼし、ガスセンサの評価を適切に行えない場合がある。
これに対し、本発明の評価方法では、収容室の室内気体を含まない評価用気体をガスセンサの感ガス部に曝した状態でガスセンサの評価を行うので、感ガス部に影響を及ぼすガス成分が含まれている可能性がある室内気体の影響を受けることなく、適切にガスセンサを評価できる。しかも、評価用気体の温度を室内気体の温度と同じにしているので、評価用気体と室内気体の温度が異なることで生じる熱応力、結露等、室内気体にガスセンサ全体を曝した場合とは異なる熱的現象が生じるのを防止できる。
【００１７】
更に、上記のガスセンサの評価方法であって、前記評価用気体を、前記室内気体との熱交換により、前記室内気体と同温度とするガスセンサの評価方法とすると良い。
【００１８】
本発明の評価方法では、室内気体との熱交換により評価用気体を室内気体と同温度とするので、環境試験器自体の有する温度調節機能を用いることで、容易に評価用気体を室内気体と同温度とすることができる。また、評価用気体及び室内気体の温度を変更する場合にも、両者を同温度に保ったまま容易に温度を変更できる。
【００１９】
なお、室内気体との熱交換により評価用気体を室内気体と同温度とする方法としては、前述したように、評価用気体包囲体の一部を、広い面積に亘り評価用気体と室内気体とが熱交換壁を介して隣り合う形態の熱交換構造として、室内気体との熱交換により、評価用気体の温度を室内気体と同温度とする方法が挙げられる。なお、室内気体との熱交換により評価用気体を室内気体と同温度とするにあたり、予め、ヒータや冷却器などの温度調節手段により、評価用気体の温度を室内気体の温度と同程度としておくこともできる。
【００２０】
更に、上記のいずれかに記載のガスセンサの評価方法であって、前記ガスセンサを駆動状態に維持し続けるガスセンサの評価方法とすると良い。
【００２１】
ガスセンサの感ガス部は、ガスセンサを駆動状態としている場合に、特に、被毒など、特定ガス成分の影響を受けやすい。
これに対し、本発明の評価方法では、前述したように、感ガス部が室内気体の影響を受けないので、ガスセンサを駆動状態に維持し続けるいわゆる負荷試験においても、被毒などの影響を受けることなく、適切にガスセンサを評価できる。
【００２２】
更に、上記にいずれかに記載のガスセンサの評価方法であって、前記ガスセンサの前記感ガス部は、酸化物半導体からなる感ガス膜を含み、前記環境試験器は、前記室内気体にシリコンが混入する材質からなる部材を有するガスセンサの評価方法とすると良い。
【００２３】
環境試験器がその収容室の室内気体にシリコンが混入する材質からなる部材を有する場合には、ガスセンサの評価中の室内気体にもシリコンが含まれることになる。一方、ガスセンサの感ガス部が酸化物半導体からなる感ガス膜を有する場合には、シリコンによって被毒し、その特性が劣化し易い。従って、この環境試験器の収容室内にこのガスセンサを配置して感ガス膜に室内気体が触れるようにしたのでは、シリコン被毒による耐性劣化とガスセンサの評価方法による特性変化とを区別できず、ガスセンサの評価を適切に行うことができない。
これに対し、本発明の評価方法では、環境試験器として室内気体にシリコンが混入する材質からなる部材を有するものを用いながらも、評価用気体には室内気体を含まないため、即ち、評価用気体にはシリコンを含まないため、酸化物半導体からなる感ガス膜がシリコン被毒によって特性劣化することがない。このため、シリコン被毒による影響を受けることなく、温度や湿度などの環境因子による感ガス膜の特性劣化など、ガスセンサの状態を適切に評価することができる。
【００２４】
更に、上記のいずれかに記載のガスセンサの評価方法であって、前記評価用気体に、１または複数の特定ガス成分を所定の濃度パターンで含ませて行うガスセンサの評価方法とすると良い。
【００２５】
本発明では、評価用気体に特定ガス成分を所定の濃度パターンで含ませて評価試験を行うので、例えば、実際の使用環境に近いガス条件でガスセンサを評価できるなど、所望のガス環境下でガスセンサをより適切に評価できる。
なお、「特定ガス成分」としては、感ガス部が検知可能な検知ガス成分や、感ガス部が被毒し得る被毒ガス成分などが挙げられる。
また、特定ガス成分を含ませる所定の「濃度パターン」としては、特定ガス成分の濃度を一定に保つ他、特定ガス成分の濃度を時間と共に一方向に或いは繰り返し変化させるものが挙げられる。濃度変化のパターンとしては、更に具体的には、ガス濃度の高い状態と低い状態とを矩形波状に繰り返すパターンや、ガス濃度の上昇と低下を三角波状に繰り返すパターンなどが挙げられる。また、特定ガス成分を所定の濃度パターンで含ませて行う態様としては、評価試験の全期間において、特定ガス成分を所定の濃度パターンで含ませる態様と、評価試験の一部の期間においてのみ、特定ガス成分を所定の濃度パターンで含ませる態様が挙げられる。
【００２６】
また、他の解決手段は、感ガス部を有するガスセンサの評価装置であって、前記ガスセンサを収容可能な収容室を有し、この収容室内の室内気体によりこの収容室内を第１所定温度環境に保持可能な環境試験器と、少なくとも一部が前記収容室内に配置されてなり、前記室内気体を含まない評価用気体を包囲すると共に、前記収容室に対し気密とされた評価用気体包囲体であって、前記感ガス部への前記評価用気体の接触を可能とする気体曝露部を有する評価用気体包囲体と、前記評価用気体のうち少なくとも前記気体曝露部に流通させる評価用気体の温度を、第２所定温度とする評価用気体第２温度化手段と、を備えるガスセンサの評価装置である。
【００２７】
本発明の評価装置は上述の構成を有しているので、この評価装置を用いてガスセンサの評価を行えば、その間、ガスセンサの感ガス部は、収容室の室内気体を含まない評価用気体に曝されることとなり、室内気体には曝されない。このため、例えば、この環境試験器にシリコンゴムからなるシール材を用いるなど、シリコン、その他の感ガス部の特性や耐久性に影響を与えるガス成分を発生する部材を、このようなガス成分が室内気体に含まれる形態で使用しても、ガスセンサの評価を適切に行うことができる。従って、評価装置、特に、環境試験器を構成する各部材の材質選択が容易である。しかも、評価用気体第２温度化手段を備えるので、評価用気体のうち少なくとも気体曝露部に流通させる評価用気体の温度を第２所定温度とすることができる。このため、ガスセンサの感ガス部を、所望の第２所定温度とした評価用気体に曝した状態で、ガスセンサの評価を行うことができる。
【００２８】
「評価用気体第２温度化手段」としては、評価用気体のうち少なくとも気体曝露部に流通させる評価用気体の温度を第２所定温度とすることができるものであればよく、例えば、評価用気体包囲体の一部を加熱して評価用気体を間接的に加熱するヒータや、評価用気体包囲体の一部を冷却して評価用気体を間接的に冷却する冷却器などの、評価用気体の温度を調節する評価用気体温度調節手段が挙げられる。なお、評価用気体第２温度化手段は、その一部または全体が評価用気体包囲体に含まれるものでもよいし、評価用気体包囲体には含まれずに独立して存在するものでもよい。
【００２９】
更に、上記のガスセンサの評価装置であって、前記評価用気体第２温度化手段は、前記評価用気体の前記第２所定温度を、前記室内気体の前記第１所定温度と同温度とする評価用気体同温度化手段であるガスセンサの評価装置とすると良い。
【００３０】
本発明では、評価用気体同温度化手段により、評価用気体の温度（第２所定温度）を室内気体の温度（第１所定温度）と同温度にできるので、評価用気体の温度が室内温度と異なることで生じる熱応力、結露等、室内気体にガスセンサ全体を曝した場合とは異なる熱的現象が生じるのを防止し、ガスセンサについて適切な評価を行うことができる。
【００３１】
「評価用気体同温化手段」としては、評価用気体のうち少なくとも気体曝露部（気体供給部）に流通させる評価用気体の温度を室内気体と同温度とすることができるものであればよく、例えば、評価用気体包囲体の一部を加熱して評価用気体を間接的に加熱するヒータや、評価用気体包囲体の一部を冷却して評価用気体を間接的に冷却する冷却器などの、評価用気体の温度を調節する評価用気体温度調節手段が挙げられる。また、評価用気体包囲体の一部を、長い筒状（例えば直線状や螺旋状など）やラジエター形状など、広い面積に亘り評価用気体と室内気体とが熱交換壁を介して隣り合う形態の熱交換器構造とし、この熱交換部を評価用気体同温化手段とすることができる。これによれば、室内気体との熱交換により評価用気体の温度を室内気体と同温度とすることができる。更には、上述の評価用気体温度調節手段により評価用気体の温度を室内気体の温度に近づけておいて、その後、評価用気体包囲体のうち熱交換器構造とした熱交換部により、評価用気体の温度を室内気体と同温度とするなど、これらを組み合わせたものを評価用気体同温化手段とすることができる。
【００３２】
また、感ガス部を有するガスセンサの評価装置であって、前記ガスセンサを収容可能な収容室を有し、この収容室内の室内気体によりこの収容室内を所定温度環境に保持可能な環境試験器と、少なくとも一部が前記収容室内に配置されてなり、前記室内気体を含まない評価用気体を包囲すると共に、前記収容室に対し気密とされた評価用気体包囲体であって、前記評価用気体を流通させて前記感ガス部への接触を可能とする気体供給部を有する評価用気体包囲体と、前記評価用気体のうち少なくとも前記気体供給部に流通させる評価用気体の温度を、前記室内気体と同温度とする評価用気体同温度化手段と、を備えるガスセンサの評価装置とするのが好ましい。
【００３３】
この評価装置は上述の構成を有しているので、この評価装置を用いてガスセンサの評価を行えば、その間、ガスセンサの感ガス部は、収容室の室内気体を含まない評価用気体に曝されることとなり、室内気体には曝されない。このため、例えば、この環境試験器にシリコンゴムからなるシール材を用いるなど、シリコン、その他の感ガス部の特性や耐久性に影響を与えるガス成分を発生する部材を、このようなガス成分が室内気体に含まれる形態で使用しても、ガスセンサの評価を適切に行うことができる。従って、評価装置、特に、環境試験器を構成する各部材の材質選択が容易である。しかも、評価用気体同温化手段を備えるので、評価用気体のうち少なくとも気体供給部に流通させる評価用気体の温度を室内気体と同温度とすることができる。このため、評価用気体の温度が異なることで生じる熱応力、結露等、室内気体にガスセンサ全体を曝した場合とは異なる熱的現象が生じるのを防止し、ガスセンサについて適切な評価を行うことができる。
【００３４】
更に、上記のガスセンサの評価装置であって、前記評価用気体包囲体は、前記評価用気体と前記室内気体との熱交換を行わせる熱交換部を有し、前記評価用気体同温度化手段は、この熱交換部を含むガスセンサの評価装置とすると良い。
【００３５】
本発明の評価装置は、評価用気体同温化手段に、熱交換部（例えば、前述した長い筒状やラジエター形状などの熱交換器構造とした熱交換部）を含むので、環境試験器自身の有する室内気体の温度調節機能を用いて、容易に、評価用気体を室内気体と同温度とすることができる。また、評価用気体及び室内気体の温度を変更する場合にも、両者を同温度に保ったまま容易に温度を変更できる。
【００３６】
更に、上記のいずれかに記載のガスセンサの評価装置であって、前記評価用気体包囲体は、前記環境試験器外で外部に開放されてなり、前記環境試験器外の外気を前記評価用気体として導入する外気導入手段を備え、前記評価用気体第２温度化手段は、前記環境試験器外に、前記評価用気体包囲体内に導入された前記評価用気体を、前記第２所定温度に近づけるまたは前記第２所定温度とする評価用気体温度調整手段を有するガスセンサの評価装置とすると良い。
【００３７】
評価用気体が静止或いは循環しているだけで、外気が導入されない形態の評価用気体包囲体等を用いた場合には、時間の経過と共に評価用気体包囲体、ガスセンサ等の各部（例えば高温に曝された部分）から発生するガス成分が次第に蓄積し、その影響でガスセンサの特性や耐久性に影響が生じるおそれがある。
同様に、環境試験器の室内気体についても、収容室の壁材や扉、扉と壁材との隙間を埋めるシール材など、或いは壁材等に付着した物質などから発生するガス成分が次第に蓄積する場合がある。しかるに、環境試験器の室内気体として、環境試験器外の外気を大量に導入し続けることは、室内温度によっては、環境試験器のヒータや冷却器の能力を超えるために困難となる。また、所定温度環境を維持するためのエネルギーロスも大きい。
【００３８】
これに対し、本発明の評価装置では、環境試験器外の外気を評価用気体包囲体内に導入するので、ガスセンサの評価中、ガスセンサの感ガス部に新鮮な外気を供給できる。このため、評価用気体包囲体等でたとえ何らかのガス成分が発生したとしても、それが蓄積しないので、ガスセンサの特性や耐久性に及ぼす影響を無くす、或いはごく少なくすることができる。また、評価用気体として外気を導入するので、この外気（評価用気体）を加熱或いは冷却するエネルギーが、環境試験器の室内気体として外気を導入し続ける場合よりも少なくて済む。
【００３９】
更に、上記のいずれかに記載のガスセンサの評価装置であって、前記環境試験器は、前記室内気体にシリコンが混入する材質からなる部材を有し、前記評価用気体包囲体は、前記評価用気体にシリコンが混入しない材質からなるガスセンサの評価装置とすると良い。
【００４０】
環境試験器がその収容室内の室内気体にシリコンが混入する材質からなる部材を有する場合には、ガスセンサの評価中の室内気体にもシリコンが含まれることになる。ところで、ガスセンサの感ガス部が酸化物半導体からなる感ガス膜を有する場合には、シリコンによって被毒し、その特性が劣化し易い。従って、この環境試験器の収容室内にガスセンサを配置し感ガス膜に室内気体が触れる状態としたのでは、シリコン被毒の影響が加わるので、適切にガスセンサを評価することができない。
【００４１】
これに対し、本発明の評価装置は、環境試験器には室内気体にシリコンが混入する材質からなる部材を用いている。しかし、評価用気体に接触する評価用気体包囲体は、評価用気体にシリコンが混入しない材質からなる。従って、感ガス膜が酸化物半導体からなるガスセンサの評価に本発明の評価装置を用いた場合でも、シリコンが混入した室内気体によって感ガス膜がシリコン被毒し特性劣化することを防止できる。このため、この評価装置では、シリコン被毒による影響を受けることなく、温度や湿度などの環境因子による感ガス膜の特性劣化など、ガスセンサの状態を適切に評価することができる。
【００４２】
更に、上記のいずれかに記載のガスセンサの評価装置であって、前記評価用気体に、１または複数の特定ガス成分を有する特定気体を加える特定気体添加手段を備えるガスセンサの評価装置とすると良い。
【００４３】
本発明の評価装置は、特定気体添加手段により、評価用気体に特定ガス成分を有する特定気体を加えることができるので、例えば、特定ガス成分の濃度の増減を繰り返すことにより、実際の使用環境に近いガス条件でガスセンサを評価できるなど、所望のガス環境下でガスセンサをより適切に評価できる。
なお、「特定ガス成分」としては、感ガス部が検知可能な検知ガス成分や、感ガス部が被毒し得る被毒ガス成分などが挙げられる。また、特定気体中における特定ガス成分の濃度は、適宜変更できる。
【００４４】
更に、上記のガスセンサの評価装置であって、前記気体曝露部は、前記評価用気体が導入される気体導入部を有し、前記特定気体添加手段を、前記評価用気体包囲体のうち、前記気体導入部またはその近傍に接続してなるガスセンサの評価装置とすると良い。
【００４５】
例えば、ガスセンサの応答性を評価するにあたり、評価試験中に、評価用気体に特定気体を含ませる場合と、評価用気体に特定気体を含ませない場合とを、急激に（ステップ状に）切り替えたい（濃度を変化させたい）場合がある。また、評価試験中に、評価用気体に第１の特定気体を含ませる場合と、評価用気体に第１の特定気体とは異なる第２の特定気体を含ませる場合とを、急激に（ステップ状に）切り替えたい場合もある。このように特定気体の有無や種類を切り替えて、応答性などの評価試験を行う場合には、ガスセンサをより適切に評価するために、評価用気体に特定気体を加えてから、ガスセンサの感ガス部に届くまでの流路及び時間をできる限り短くしたい。また、評価用気体への特定気体の添加を止めてから、特定ガス成分が無い評価用気体が感ガス部に届くまでの時間をできる限り短くしたい。特定ガス成分の濃度が急激に変化した評価用気体が、ガスセンサに届くようにしたいからである。
なお、特定気体の濃度を徐々に変化させる場合も、変化の度合いを（変化率）をコントロールしたい点で同様である。
【００４６】
本発明の評価装置では、特定気体添加手段が、評価用気体包囲体のうち、気体導入部またはその近傍に接続されているので、気体導入部またはその近傍で、評価用気体に特定気体を加えることができる。このため、特定気体を評価用気体に含ませてから、この評価用気体がガスセンサの感ガス部に達するまでの流路及び時間が短くなる。従って、感ガス部における特定気体の濃度を急激に（ステップ状に）変化させるなど、評価用気体中の特定ガス成分の濃度を適切に変化させることができる。よって、ガスセンサの応答性等の特性をより適切に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態１に係るガスセンサの耐久試験装置（ガスセンサの評価装置）１００（以下、単に耐久試験装置１００とも言う。）の概略構成を示す。また、図２にこの耐久試験装置１００のうち、ガスセンサ２００を取り付けた状態における気体供給部（気体曝露部）１４０を示す。
図１に示すように、耐久試験装置１００は、収容室１１１を有する恒温恒湿槽（環境試験器）１１０と、気体供給部１４０を含む評価用気体包囲体１２０と、熱交換部１３１等を含む評価用気体同温化手段（評価用気体第２温度化手段）１７０と、コンプレッサを有する外気導入手段１９０とを備える。
【００４８】
このうち、恒温恒湿槽１１０は、図示しないヒータ、冷却機、加湿機などにより、収容室１１１内に存在する室内気体ＳＡの温度及び湿度を調整する温度・湿度調節機能を有しており、例えば、湿中負荷試験などの耐久試験中、収容室１１１内を所定温度（第１所定温度）・湿度環境に保持、或いは所定パターンに変化させることができる。収容室１１１を構成する扉１１３と壁材１１４との隙間には、シリコンを有するシリコンゴムからなるシール部材１１５が介在されている。このシール部材１１５からはごく僅かながらシリコンが徐々に放出されるので、室内気体ＳＡにはシリコンが混入する。
【００４９】
一方、この耐久試験装置１００で耐久試験（耐久性の評価）が施される、後述するガスセンサ２００のセンサ素子２４０は、酸化物半導体からなる感ガス膜（感ガス部）２４３を有する（図４参照）。このため、シリコンを含む室内気体ＳＡ中にガスセンサ２００を配置し、室内気体ＳＡを感ガス膜２４３に接触させると、感ガス膜２４３がシリコン被毒し、ガスセンサ２００の特性が徐々に劣化する。従って、この恒温恒湿槽１１０の収容室１１１に単にガスセンサ２００を配置しただけでは、ガスセンサ２００の耐久試験を適切に行うことができない。この耐久試験においてたとえガスセンサ２００に特性劣化が認められた場合でも、それが温度や湿度によるセンサの劣化であるのか、それともシリコン被毒によるものであるのかを的確に区別できないからである。
【００５０】
次に、評価用気体包囲体１２０について説明する。評価用気体包囲体１２０は、一部が恒温恒湿槽１１０の収容室１１１の内部に配置され、一部が恒温恒湿槽１１０の外部に配置されて外部に開放されている。評価用気体包囲体１２０は、室内気体ＳＡを含まない恒温恒湿槽１１０外の外気を評価用気体ＧＡとして包囲すると共に、恒温恒湿槽１１０の収容室１１１に対して気密に構成されている。
評価用気体包囲体１２０は、恒温恒湿槽１１０の外部に配置される室外メイン配管１２１と、同じく恒温恒湿槽１１０の外部に配置される室外サブ配管１２３と、同じく恒温恒湿槽１１０の外部に配置され、評価用気体ＧＡに所定の湿度を付与するための湿度付与水槽１２５と、同じく恒温恒湿槽１１０の外部に配置され、外気を評価用気体ＧＡとして導入する外気導入手段１９０とを有する。また、評価用気体包囲体１２０は、恒温恒湿槽１１０の収容室１１１の内部に配置される室内配管１３１と、同じく収容室１１１の内部に配置され、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３に評価用気体ＧＡを供給する気体供給部１４０とを有する。
【００５１】
このうち、室外メイン配管１２１は、テフロン（登録商標）からなり、その一端が外気導入手段１９０に気密に接続され、他端が室内配管１３１に気密に接続されている。また、外気導入手段１９０は、コンプレッサを有し、新鮮な外気を評価用気体ＧＡとして、この室外メイン配管１２１に導入することができる。
室外サブ配管１２３も、テフロン（登録商標）からなり、その両端は室外メイン配管１２１の所定位置に気密に接続されている。また、その中間に湿度付与水槽１２５が気密に接続されている。この湿度付与水槽１２５には純水ＪＳが入れられ、この純水ＪＳ内に評価用気体ＧＡを通過させることにより、評価用気体ＧＡに所定の湿度を付与できる。具体的には、室外メイン配管１２１に流通させる評価用気体ＧＡの流量と、室外サブ配管１２３に流通させる評価用気体ＧＡの流量とを調整することにより、評価用気体ＧＡに付与する湿度を所定の値に調整することができる。なお、これら室外メイン配管１２１、室外サブ配管１２３、湿度付与水槽１２５及び外気導入手段１９０は、いずれもシリコンを含まない材質からなるので、これらの部材から評価用気体ＧＡにシリコンが混入することはない。
【００５２】
室内配管１３１は、テフロン（登録商標）からなり、中央部分が螺旋状とされ、全長１２ｍ程度の長さを有し、その一端が上述したように室外メイン配管１２１に気密に接続され、他端が気体供給部１４０の気体導入部１４２に気密に接続されている。この室内配管１３１は、上記のように全長が長く、広い面積に亘り評価用気体ＧＡと室内気体ＳＡとが熱交換壁（配管）を介して隣り合う形態をなす熱交換部でもある。従って、耐久試験中、評価用気体ＧＡと室内気体ＳＡと間で熱交換が行われ、評価用気体ＧＡは室内気体ＳＡと同温度とされる。この室内配管１３１も、シリコンを含まない材質からなるので、ここから評価用気体ＧＡにシリコンが混入することもない。また、室内配管１３１は、収容室１１１（室内気体ＳＡ）とは気密にされ、評価用気体ＧＡに室内気体ＳＡが混入することはないので、評価用気体ＧＡに室内気体ＳＡを通じてシリコンが混入することもない。
【００５３】
気体供給部１４０は、図２に示すように、評価用気体ＧＡを流通させて、これに取り付けたガスセンサ２００の感ガス膜２４３（図４参照）に評価用気体ＧＡを接触させることができる。
気体供給部１４０は、アルミ合金またはステンレス合金からなるガスチャンバ１４１を１０個有する。１つのガスチャンバ１４１には、２つのガスセンサ２００がそれぞれ取り付けられるので、この気体供給部１４０には、２０個のガスセンサ２００が同時に取り付けられる。各々のガスチャンバ１４１は、テフロン（登録商標）からなる供給部配管１４３を介して直列に接続されている。具体的には、ガスチャンバ１４１は５個ずつ供給部配管１４３を介して直線状に接続され、更にこれらは供給部配管１４３を介して２列に並べられている。
【００５４】
また、気体供給部１４０は、ガスセンサ２００をガスチャンバ１４１に取り付ける際に、ガスセンサ２００を載置する板状の載置台１４５と、ガスセンサ２００に当接し、ガスチャンバ１４１との間でガスセンサ２００を挟持して固定する板状のセンサ挟持部１４７とを備える。各々のセンサ挟持部１４７は、一列に並べられた５個のガスチャンバ１４１に取り付けられる１０個のガスセンサ２００のうち、各ガスチャンバ１４１に対して同じ方向に取り付けられる５個のガスセンサ２００を、同時に保持できる形態とされている。
【００５５】
次に、ガスチャンバ１４１について具体的に説明する。図３（ａ）にガスチャンバ１４１の斜視図を示し、図３（ｂ）にガスチャンバ１４１の図３（ａ）の上方から見た平面図を示し、図３（ｃ）にガスチャンバ１４１の図３（ｂ）のｃ−ｃ断面における断面図を示す。ガスチャンバ１４１は、外形円柱状をなしており、その内部に評価用気体ＧＡを充填可能なガス室１５１が構成されている。また、ガスチャンバ１４１には、ガス室１５１に繋がるガス挿入口１５３，１５３が対向して二カ所に形成されている。このガス挿入口１５３，１５３には、供給部配管１４３が接続され（図２参照）、一方のガス挿入口１５３を通じて評価用気体ＧＡがガス室１５１に取り入れられ、他方のガス挿入口１５３を通じて評価用気体ＧＡがガス室１５１から排出される。
【００５６】
更に、ガスチャンバ１４１には、ガスセンサ２００を取り付けた際に、ガスセンサ２００に評価用気体ＧＡを供給するため、ガス室１５１に繋がるセンサ挿通口１５５，１５５が対向して二カ所に形成されている。そして、このセンサ挿通孔１５５，１５５を取り囲むガスチャンバ１４１の外表面には、図３（ｃ）に示すように、ガスチャンバ１４１とガスセンサ２００との密着性を向上させるための  フッ素ゴムからなるリング状のパッキン１５７，１５７が配置されている。なお、上記のように気体供給部１４０を構成する各部材も、シリコンを含まない材質からなるので、この気体供給部１４０で評価用気体ＧＡにシリコンが混入することもない。
【００５７】
このような評価用気体包囲体１２０により、耐久試験中、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３は、収容室１１１の室内気体ＳＡには曝されずに、室内気体ＳＡを含まない評価用気体ＧＡにのみ曝されることとなる。このため、室内気体ＳＡに含まれるシリコン成分などの影響を受けることなく、ガスセンサ２００の耐久試験を適切に行うことができる。
また、外気導入手段１９０により、恒温恒湿槽１１０外の外気を評価用気体ＧＡとして評価用気体包囲体１２０内に導入できるので、耐久試験中は、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３に新鮮な評価用気体ＧＡを供給し続けることができる。このため、評価用気体包囲体１２０からたとえ何らかのガス成分が発生したとしても、それが蓄積しないので、耐久試験中においてガスセンサ２００の特性や耐久性に及ぼす影響を無くす、或いはごく少なくすることができる。また、評価用気体ＧＡとして少量の外気を導入すれば足りるので、評価用気体包囲体１２０が無く恒温恒湿槽１１０で発生するガス成分の影響を抑えるべく、恒温恒湿槽１１０の室内気体ＳＡとして大量の外気を導入し続ける場合に比べ、外気（評価用気体ＧＡ）を加熱するエネルギーが少なくて済む。
【００５８】
次に、図１に戻り、耐久試験装置１００のその他の部分について説明する。
評価用気体同温化手段１７０は、熱交換部でもある前述の室内配管１３１と、室外メイン配管用ヒータ１７１と、湿度付与水槽用ヒータ１７３とを有する。このうち、室外メイン配管用ヒータ１７１及び湿度付与水槽用ヒータ１７３が本発明の評価用気体温度調節手段に相当する。室外メイン配管用ヒータ１７１は、恒温恒湿槽１１０の外部において、前述の室外メイン配管１２１に取り付けられ、この室外メイン配管１２１内を流通する評価用気体ＧＡを加熱することができる。また、湿度付与水槽用ヒータ１７３は、恒温恒湿槽１１０の外部において、前述の湿度付与水槽１２５に取り付けられ、内部の純水ＪＳを加熱する。これにより、この湿度付与水槽１２５を通る評価用気体ＧＡの温度及び湿度（含ませる水蒸気量）を調整することができる。
【００５９】
耐久試験中は、評価用気体同温化手段１７０のうち、評価用気体温度調節手段（室外メイン配管用ヒータ１７１及び湿度付与水槽用ヒータ１７３）により、評価用気体ＧＡの温度及び湿度を室内気体ＳＡの温度及び湿度に近づけ、更に、熱交換部（室内配管）１３１により、評価用気体ＧＡの温度（第２所定温度）を室内気体ＳＡの温度（第１所定温度）と同温度とすることができる。従って、ガスセンサ２００が取り付けられる気体供給部１４０には、室内気体ＳＡと同温度とした評価用気体ＧＡを流通させることができる。このため、耐久試験中に、評価用気体ＧＡの温度が異なることで生じる熱応力等、室内気体ＳＡにガスセンサ２００全体を曝した場合とは異なる熱的現象が生じるのを防止し、ガスセンサ２００について適切な耐久試験を行うことができる。また、評価用気体同温化手段１７０に熱交換部（室内配管）１３１を有するので、恒温恒湿槽１１０自身の有する室内気体ＳＡの温度調節機能を用いて、容易に、評価用気体ＧＡを室内気体ＳＡと同温度とすることができる。
【００６０】
次いで、この耐久試験装置１００を用いて耐久試験を行うガスセンサ２００について説明する。図４にこのガスセンサ２００の分解斜視図を示す。
図４に示すように、ガスセンサ２００は、センサユニット２０１とケーシング２１０とからなる。このうちセンサユニット２０１は、配線基板２０３と、この配線基板２０３に組み付けられたセンサ素子モジュール２０５と、配線基板２０３に組み付けられ、センサ素子モジュール２０５からの出力信号を処理するセンサ出力処理回路部２０７とを有する。このうちセンサ素子モジュール２０５は、被検知ガスを取り入れるガス取入口２０５ｂが形成されたプラスチック製のキャップ２０５ｃの内部に、排気ガス成分（ＮＯｘなどの酸化性ガス成分やＣＯ，ＨＣなどの還元性ガス成分）の吸着により電気抵抗値を変化させる感ガス膜２４３，２４３を有するセンサ素子２４０が組み込まれることにより構成されている。
【００６１】
センサ素子２４０は、絶縁基板２４７を有し、この絶縁基板２４７の表面の所定位置には、感ガス膜２４３，２４３が２つ設けられている。この感ガス膜２４３，２４３は、ＣＯ等の還元性ガスの濃度変化に応じて電気抵抗値が変化するＳｎＯ2 を主体とした第１感ガス膜と、ＮＯ2 等の酸化性ガスの濃度変化に応じて電気抵抗値が変化するＷＯ3 を主体とした第２感ガス膜とからなる。また、絶縁基板２４７のうち、感ガス膜２４３，２４３が形成された表面には、感ガス膜２４３，２４３を活性温度に加熱するためのヒータ２４５が設けられている。
上述のように、センサ素子２４０は酸化物半導体からなる感ガス膜２４３を有しているので、このガスセンサ２００は、測定気体中にシリコンが含まれていると、感ガス膜２４３がシリコンによって被毒し、その特性が劣化する性質を有している。
【００６２】
次に、ケーシング２１０について説明する。ケーシング２１０は、本体部材２１１と蓋２１３を有する。
蓋２１３は、被検知ガスを内部（センサ素子モジュール２０５内）に取り込むための平面視円形状のガス入口孔２２１を有する。このガス入口孔２２１は、ポリテトラフルオロエチレンの多孔質繊維構造体の撥水性高分子材料からなり、薄いシート状をなす通気性及び撥水性を兼ね備えたフィルタ２２３により閉塞されている。
【００６３】
本体部材２１１には、底壁２２７及び側壁２２９により凹状のガス収容部２３１が構成されている。また、側壁２２９の外面からは、筒状のコネクタ外装部２３３が突出しており、その内側には、センサユニット２０１のセンサ出力処理回路部２０７からの信号を外部に取り出すための金属端子（図示せず）が突出している。また、側壁２２９の外面からは、自動車のフロントグリル後部等に形成された図示しない取付部に、このガスセンサ２００を取り付けるためのセンサ取付部２３５が延出している。
【００６４】
次いで、このような耐久試験装置１００及びガスセンサ２００を用いたガスセンサの耐久試験方法（ガスセンサの評価方法）について説明する。
まず、ガスセンサ２００を耐久試験装置１００のうち恒温恒湿槽１１０内の気体供給部１４０に装着する。具体的には、ガスセンサ２００の蓋２１３がガスチャンバ１４１のパッキン１５７に当接するようにして、ガスセンサ２００を載置台１４５上に配置する（図２及び図３参照）。この際、蓋２１３のガス入口孔２２１がガスチャンバ１４１のセンサ挿通口１５５と対向するように配置する。また、１つのガスチャンバ１４１に対向して取り付けられる２つのガスセンサ２００のコネクタ外装部２３３は、同一方向（図２中、紙面表向き）を向くようにして配置する。
【００６５】
そして、複数のガスセンサ２００を載置台１４５上に配置した状態で、ガスセンサ２００の本体部２１１に対してセンサ挟持部１４７を当接させ、更にはセンサ挟持部１４７をガスチャンバ１４１側に押圧しつつ、載置台１４５に対してセンサ挟持部１４７を係止させることで、ガスセンサ２００をガスチャンバ１４１とセンサ挟持部１４７とにより挟持する。この際、ガスチャンバ１４１のパッキン１５７，１５７が弾性変形するので、ガス室１５１の評価用気体ＧＡがガスチャンバ１４１の外部に漏れること、及び、室内気体ＳＡがガスチャンバ１４１内に混入することを防止できる。そして、各々のガスセンサ２００のコネクタ外装部２３３に、外部回路に繋がる雌コネクタ部１４９を接続する。
【００６６】
次に、外気導入手段１９０を制御して、評価用気体包囲体１２０に外気を評価用気体ＧＡとして導入する。評価用気体包囲体１２０に導入された評価用気体ＧＡは、室外メイン配管１２１を通り、また、室外サブ配管１２３及び湿度付与水槽１２５を通り、更に、室内配管１３１を通って、気体供給部１４０に供給される。そして、評価用気体ＧＡは、気体供給部１４０内を流通して、気体供給部１４０のうちの各ガスチャンバ１４１から、そこに装着したガスセンサ２００のセンサ素子２４０（感ガス膜２４３）に供給される。
【００６７】
前述したように、評価用気体包囲体１２０は、恒温恒湿槽１１０の収容室１１１に対して気密にされているので、外気導入手段１９０によって導入された新鮮な外気（評価用気体ＧＡ）に、収容室１１１の室内気体ＳＡが混ざることはない。従って、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３は、室内気体ＳＡ、従ってシリコンを含まない評価用気体ＧＡに曝される。
【００６８】
また、外気導入手段１９０と共に、評価用気体同温化手段（評価用気体第２温度化手段）１７０のうち、評価用気体温度調節手段（室外メイン配管用ヒータ１７１及び湿度付与水槽用ヒータ１７３）も制御して、室外メイン配管１２１内を流通する評価用気体ＧＡを加熱すると共に、湿度付与水槽１２５内の純水ＪＳを加熱する。これにより、室内配管１３１に導入される評価用気体ＧＡが加熱及び加湿される。本実施形態１では、評価用気体温度調節手段１７０より、評価用気体ＧＡが温度約８０℃、相対湿度９０％ＲＨまで加熱・加湿される。
【００６９】
次に、恒温恒湿槽１１０を操作して、その収容室１１１内の室内気体ＳＡの温度及び湿度を所定の値（本実施形態１では８５℃（第１所定温度）、９０％ＲＨ）とする。
室内配管１３１に導入された評価用気体ＧＡは、１２ｍに亘るこの室内配管（熱交換部）１３１によって、収容室１１１内の室内気体ＳＡとの熱交換が行われる。これにより、評価用気体ＧＡの温度（第２所定温度）は、室内気体ＳＡと同温度（本実施形態１では８５℃）となる。従って、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３は、室内気体ＳＡと同温度及び同湿度とされた評価用気体ＧＡに曝される。
なお、本実施形態１では、ガスセンサ２００に供給される評価用気体ＧＡは、温度（第２所定温度）を８５℃、相対湿度を９０％ＲＨ、流速を１分あたり１リットルとしている。
【００７０】
恒温恒湿槽１１０の収容室１１１内が８５℃、９０％ＲＨに保持され、評価用気体ＧＡが８５℃、９０％ＲＨまで加熱・加湿されたら、ガスセンサ２００に通電を開始し放置する。この耐久試験中、各ガスセンサ２００のセンサ素子２４０の感ガス膜２４３，２４３が活性化状態となるように、センサ素子２４０に形成されたヒータ２４５を通電状態とし、２つの感ガス膜２４３，２４３を加熱して、ガスセンサ２００を駆動状態に維持し続ける。そして、この状態で８００時間放置することにより、ガスセンサ２００の耐久試験（高温湿中負荷試験）を行う。
この耐久試験が終了した後は、ガスセンサ２００を気体供給部１４０から取り外し、恒温恒湿槽１１０の収容室１１１から取り出す。
【００７１】
この耐久試験方法（評価方法）では、収容室１１１の室内気体ＳＡを含まない評価用気体ＧＡをガスセンサ２００の感ガス膜２４３に曝した状態で行うので、シリコンなど感ガス膜２４３に影響を及ぼすガス成分が含まれている可能性がある室内気体ＳＡの影響を受けることなく、適切に耐久試験を行うことができる。しかも、評価用気体ＧＡの温度及び湿度を室内気体ＳＡの温度及び湿度と同じにしているので、評価用気体ＧＡと室内気体ＳＡの温度及び湿度が異なることで生じる熱応力等、室内気体ＳＡにガスセンサ２００全体を曝した場合とは異なる熱的現象が生じるのを防止できる。
【００７２】
特に本実施形態１では、恒温恒湿槽１１０の収容室１１１にシリコンゴムからなるシール部材１５１が用いられているため、室内気体ＳＡにシリコンが混入するおそれがあり、一方で、ガスセンサ２００を構成するセンサ素子２４０が酸化物半導体からなる感ガス膜２４３，２４３を有するため、測定ガス中にシリコンが存在すると被毒し、その特性が劣化する。
これに対し、本実施形態１では、前述のように、評価用気体ＧＡが室内気体ＳＡを含まないため、即ち、評価用気体ＧＡがシリコンを含まないため、酸化物半導体からなる感ガス膜２４３，２４３がシリコン被毒によって特性劣化することがない。このため、シリコン被毒による影響を受けることなく、温度及び湿度の環境因子による感ガス膜２４３，２４３の劣化について、ガスセンサ２００の耐久性を適切に試験し評価することができる。
【００７３】
更に、本実施形態１では、室内気体ＳＡとの熱交換により評価用気体ＧＡを室内気体ＳＡと同温度としているので、恒温恒湿槽１１０自体の有する温度調節機能を用いて、容易に評価用気体ＧＡを室内気体ＳＡと同温度とすることができる。
また、本実施形態１では、ガスセンサ２００を駆動状態として耐久試験を行っているため、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３は被毒し易いところ、前述したように、感ガス膜２４３は室内気体ＳＡの影響を受けない。従って、ガスセンサ２００を駆動状態に維持し続けても、被毒の影響を受けることなく、適切な試験結果を得ることができる。
【００７４】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図５に本実施形態２に係るガスセンサの耐久試験装置（ガスセンサの評価装置）３００（以下、単に耐久試験装置３００とも言う。）の概略構成を示す。上記実施形態１では、外気導入手段１９０により導入した外気を評価用気体ＧＡとしている。これに対し、本実施形態２では、外気導入手段１９０で導入した外気に、特定気体添加手段３１０により２種類の特定気体ＴＡ１，ＴＡ２を加えた気体を、評価用気体ＧＡとする点が異なる。それ以外は、基本的に上記実施形態１と同様である。
【００７５】
図５に示すように、耐久試験装置３００は、恒温恒湿槽（環境試験器）１１０、評価用気体包囲体１２０、評価用気体同温化手段（評価用気体第２温度化手段）１７０、外気導入手段１９０、特定気体添加手段３１０等を備える。このうち、恒温恒湿槽１１０、評価用気体包囲体１２０、評価用気体同温化手段１７０及び外気導入手段１９０は、上記実施形態１（図１参照）と同様なものである。
【００７６】
特定気体添加手段３１０は、酸化性ガス供給部３１１と、還元性ガス供給部３１２と、酸化性ガス供給部３１１に接続する酸化性ガス配管３１３と、還元性ガス供給部３１２に接続する還元性ガス配管３１４と、一端で酸化性ガス配管３１３及び還元性ガス配管３１４に接続すると共に、他端で室内配管１３１に接続する特定ガス配管３２５とを有する。また、酸化性ガス配管３１３の途中には、マスフローコントローラ３１５及び電磁弁３１７が設けられ、還元性ガス配管３１４の途中には、マスフローコントローラ３１６及び電磁弁３１８が設けられている。
【００７７】
酸化性ガス供給部３１１は、恒温恒湿槽１１０の外部に配置され、ガスセンサ２００の一方の感ガス膜２４３（図４参照）で検知可能な酸化性ガスを供給する。具体的には、Ｎ2 ガス中に、特定ガス成分（検知ガス成分）として５００ｐｐｍのＮＯ2 ガスを含ませた第１特定気体ＴＡ１を供給する。この酸化ガス供給部３１１から供給された第１特定気体ＴＡ１は、酸化性ガス配管３１３を介して、マスフローコントローラ３１５、更には、電磁弁３１７に流れる。この電磁弁３１７は、３方電磁弁であり、第１特定気体ＴＡ１を評価用気体ＧＡに添加するために、第１特定気体ＴＡ１を特定ガス配管３２５に向けて流す場合と、第１特定気体ＴＡ１を外部に排出するために、第１特定気体ＴＡ１を酸化性ガス排出管３２１に流す場合とを切り替えることができる。
【００７８】
一方、還元性ガス供給部３１２は、恒温恒湿槽１１０の外部に配置され、ガスセンサ２００の他方の感ガス膜２４３（図４参照）で検知可能な還元性ガスを供給する。具体的には、Ｎ2 ガス中に、特定ガス成分（検知ガス成分）として２％のＣＯガスを含ませた第２特定気体ＴＡ２を供給する。この還元性ガス供給部３１２から供給された第２特定気体ＴＡ２は、還元性ガス配管３１４を介して、マスフローコントローラ３１６、更には、電磁弁３１８に流れる。この電磁弁３１８も、３方電磁弁であり、第２特定気体ＴＡ２を評価用気体ＧＡに添加するために、第２特定気体ＴＡ２を特定ガス配管３２５に向けて流す場合と、第２特定気体ＴＡ２を外部に排出するために、第２特定気体ＴＡ２を還元性ガス排出管３２２に流す場合とを切り替えることができる。
【００７９】
特定ガス配管３２５は、特定気体ＴＡ１，ＴＡ２を評価用気体ＧＡに添加するために、評価用気体ＧＡが流通する評価用気体包囲体１２０の室内配管１３１のうち、気体供給部１４０の気体導入部１４２の近傍に且つ気密に接続している。具体的には、特定ガス配管３２５は、全長１２ｍ程度の室内配管１３１のうち、気体供給部１４０（気体導入部１４２）から１ｍ以内（具体的には１０ｃｍ）の部位に接続している。
【００８０】
本実施形態２では、このような特定気体添加手段３１０を備えることにより、評価用気体ＧＡに、特定ガス成分（ＮＯ2 ガスまたはＣＯガス）を有する特定気体ＴＡ１，ＴＡ２を含ませることができる。従って、特定ガス成分を含む所望のガス環境下で耐久試験を行うことができ、ガスセンサ２００を実使用に近いガス環境下でより適切に評価できる。
また、特定気体添加手段３１０は、評価用気体包囲体１２０のうち、気体供給部１４０の気体導入部１４２の近傍に接続されているので、ガスセンサ２００に評価用気体ＧＡを供給する直前で、評価用気体ＧＡに特定気体ＴＡ１，ＴＡ２を加えることができる。こうすることにより、特定気体ＴＡ１，ＴＡ２を加えた、或いは、特定ガス気体ＴＡ１，ＴＡ２の添加を止めた評価用気体ＧＡが、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３に達するまでの時間を短時間に抑えることができ、感ガス膜２４３における特定気体ＴＡ１，ＴＡ２の濃度を急激に（ステップ状に）変化させるなど、評価用気体ＧＡ中の特定気体ＴＡ１，ＴＡ２の濃度を適切に変化させることができる。
【００８１】
なお、この特定気体添加手段３１０は、シリコンを含まない部材からなるので、これらの部材から特定気体ＴＡ１，ＴＡ２にシリコンが混入することはない。従って、耐久試験中、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３は、収容室１１１の室内気体ＳＡには曝されずに、室内気体ＳＡを含まず、シリコンを含まない評価用気体ＧＡにのみ曝されることとなる。このため、室内気体ＳＡに含まれるシリコン成分などの影響を受けることなく、ガスセンサ２００の耐久試験を適切に行うことができる。
【００８２】
次いで、この耐久試験装置３００を用いたガスセンサ３００の耐久試験方法（ガスセンサの評価方法）について説明する。
まず、上記実施形態１と同様に、ガスセンサ２００を耐久試験装置３００のうち恒温恒湿槽１１０内の気体供給部１４０に装着する。次に、外気導入手段１９０を制御して、評価用気体包囲体１２０に外気（評価用気体ＧＡ）を導入する。評価用気体包囲体１２０に導入された外気は、室外メイン配管１２１を通り、また、室外サブ配管１２３及び湿度付与水槽１２５を通り、更に、室内配管１３１を通って、気体供給部１４０に供給される。そして、この外気は、気体供給部１４０内を流通して、気体供給部１４０のうちの各ガスチャンバ１４１から、そこに装着したガスセンサ２００のセンサ素子２４０（感ガス膜２４３）に供給される。
【００８３】
また、上記実施形態１と同様に、評価用気体同温化手段（評価用気体第２温度化手段）１７０のうち、評価用気体温度調節手段（室外メイン配管用ヒータ１７１及び湿度付与水槽用ヒータ１７３）も制御して、室外メイン配管１２１内を流通する評価用気体ＧＡを加熱すると共に、湿度付与水槽１２５内の純水ＪＳを加熱する。これにより、室内配管１３１に導入される評価用気体ＧＡが加熱及び加湿される。本実施形態２では、評価用気体温度調節手段１７０より、評価用気体ＧＡが温度約３０℃、相対湿度５０％ＲＨまで加熱・加湿される。
【００８４】
また、上記実施形態１と同様に、恒温恒湿槽１１０を操作して、その収容室１１１内の室内気体ＳＡの温度及び湿度を所定の値（本実施形態２では３０℃（第１所定温度）、５０％ＲＨ）とする。室内配管１３１に導入された評価用気体ＧＡは、１２ｍに亘るこの室内配管（熱交換部）１３１によって、収容室１１１内の室内気体ＳＡとの熱交換が行われる。これにより、評価用気体ＧＡの温度（第２所定温度）は、室内気体ＳＡと同温度（本実施形態２では８５℃）となる。従って、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３は、室内気体ＳＡと同温度及び同湿度とされた評価用気体ＧＡに曝される。
【００８５】
次に、恒温恒湿槽１１０の収容室１１１内が３０℃、５０％ＲＨに保持され、評価用気体ＧＡが３０℃、５０％ＲＨまで加熱・加湿されたら、ガスセンサ２００に通電を開始し放置する。この耐久試験中、各ガスセンサ２００のセンサ素子２４０の感ガス膜２４３，２４３が活性化状態となるように、センサ素子２４０に形成されたヒータ２４５を通電状態とし、２つの感ガス膜２４３，２４３を加熱して、ガスセンサ２００を駆動状態に維持し続ける。
【００８６】
一方で、特定気体添加手段３１０のマスフローコントローラ３１５及び電磁弁３１７を制御して、酸化性ガス供給部３１１から、Ｎ2 ガス中に５００ｐｐｍのＮＯ2 ガスを含ませた第１特定気体ＴＡ１を供給させる。なお、マスフローコントローラ３１５を流れる第１特定気体ＴＡ１の流量が安定するまでは、第１特定気体ＴＡ１を酸化性ガス排出管３２１を通じて外部に排出するように、電磁弁３１７を制御する。第１特定気体ＴＡ１の流量が安定したら、電磁弁３１７を制御して、第１特定気体ＴＡ１を特定ガス配管３２５に流し、評価用気体包囲体１２０を流通する外気に添加する。これにより、評価用気体ＧＡ中の特定ガス成分（ＮＯ2 ガス）の濃度が急激に立ち上がって短時間のうちに２ｐｐｍとなる。
【００８７】
評価用気体包囲体１２０及び特定気体添加手段３１０は、恒温恒湿槽１１０の収容室１１１に対して気密にされているので、特定ガス成分を含む評価用気体ＧＡに、収容室１１１の室内気体ＳＡが混ざることはない。従って、この試験中、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３は、室内気体ＳＡ、従ってシリコンを含まない評価用気体ＧＡに曝すことができる。
【００８８】
第１特定気体ＴＡ１を特定ガス配管３２５に供給してから２０秒経過後、特定気体添加手段３１０を制御して、酸化性ガス供給部３１１からの第１特定気体ＴＡ１の供給を止める。これにより、評価用気体ＧＡ中の特定ガス成分（ＮＯ2 ガス）の濃度が急激に立ち下がって短時間のうちに特定ガス成分を含まない外気のみとなる。そして、この状態で５分間放置する。
【００８９】
次に、特定気体添加手段３１０のマスフローコントローラ３１６及び電磁弁３１８を制御して、還元性ガス供給部３１２から、Ｎ2 ガス中に２％のＣＯガスを含ませた第２特定気体ＴＡ２を供給させる。なお、マスフローコントローラ３１６を流れる第２特定気体ＴＡ２の流量が安定するまでは、第２特定気体ＴＡ２を還元性ガス排出管３２２を通じて外部に排出するように、電磁弁３１８を制御する。第２特定気体ＴＡ２の流量が安定したら、再び電磁弁３１８を制御して、第２特定気体ＴＡ２を特定ガス配管３２５に流し、評価用気体包囲体１２０を流通する外気に添加する。これにより、評価用気体ＧＡ中の特定ガス成分（ＣＯガス）の濃度が急激に立ち上がって短時間のうちに１００ｐｐｍとなる。
【００９０】
第２特定気体ＴＡ２を特定ガス配管３２５に供給してから２０秒経過後、特定気体添加手段３１０を制御して、還元性ガス供給部３１１からの第２特定気体ＴＡ２の供給を止める。これにより、評価用気体ＧＡ中の特定ガス成分（ＣＯガス）の濃度が急激に立ち下がって短時間のうちに再び特定ガス成分を含まない外気のみとなる。そして、この状態で５分間放置する。
【００９１】
その後は、上述した（１）評価用気体ＧＡがＮＯ2 ガスを含む状態と、（２）評価用気体ＧＡが外気のみからなる状態と、（３）評価用気体ＧＡがＣＯガスを含む状態と、（４）評価用気体ＧＡが外気のみからなる状態と、を繰り返し、この環境下でガスセンサ２００を駆動状態に維持し続けて、ガスセンサ２００の耐久試験を行う。なお、耐久試験は、全体で２０００時間行う。
【００９２】
この耐久試験方法（評価方法）では、収容室１１１の室内気体ＳＡを含まない評価用気体ＧＡをガスセンサ２００の感ガス膜２４３に曝した状態で行うので、シリコンなど感ガス膜２４３に影響を及ぼすガス成分が含まれている可能性がある室内気体ＳＡの影響を受けることなく、適切に耐久試験を行うことができる。しかも、評価用気体ＧＡの温度及び湿度を室内気体ＳＡの温度及び湿度と同じにしているので、評価用気体ＧＡと室内気体ＳＡの温度及び湿度が異なることで生じる熱応力等、室内気体ＳＡにガスセンサ２００全体を曝した場合とは異なる熱的現象が生じるのを防止できる。
【００９３】
更に、本実施形態２では、感ガス膜２４３，２４３が検知可能な検知ガス成分（ＮＯ2 ガス，ＣＯガス）を有する特定気体ＴＡ１，ＴＡ２を評価用気体ＧＡに加えるので、実際の使用環境に近いガス条件とすることができる。
その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
【００９４】
以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態１，２では、気体供給部１４０に同時に装着可能なガスセンサ２００の個数を２０個としているが、これに限ることなく、装着可能な個数は適宜変更できる。
また、実施形態１，２では、ガスセンサ２００の耐久試験として、温度と相対湿度を所定の値に定めて実施したが、試験条件はこれに限られず、温度−４０℃〜１２５℃、相対湿度０％ＲＨ〜９５％ＲＨの範囲内で実施することができる。また、室内気体ＳＡの温度及び湿度と、評価用気体ＧＡの温度及び湿度とを異ならせることもできる。なお、室内気体ＳＡの温度や評価用気体ＧＡの温度を常温以下に設定する場合には、室外メイン配管１２１や恒温恒湿層１１０に評価用気体ＧＡ、室内気体ＳＡを冷却するための冷却手段を付設して実施すればよい。
更に、上記の実施形態１，２では、室外メイン配管１２１、室外サブ配管１２３、室内配管１３１をテフロン（登録商標）を用いて構成したが、材質はこれに限定されず、例えば、ステンレス合金により構成してもよい。
【００９５】
また、実施形態２では、評価用気体ＧＡに含ませる特定ガス成分として、ガスセンサ２００の感ガス膜２４３，２４３で検知可能な検知ガス成分（具体的にはＮＯ2 ガス及びＣＯガス）を用いた。しかし、添加する特定ガス成分はこれに限らず、目的に応じて適宜変更できる。例えば、感ガス膜２４３，２４３が被毒し得る被毒ガス成分、具体的には、ヘキサメチルジシラザンなどの有機シリコン等を特定ガス成分として用いることもできる。このように被毒ガス成分を用いる場合でも、室内気体ＳＡの影響を受けることなく、耐久試験を行うことができるので、より適切にガスセンサ２００の耐久性を評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施形態１に係るガスセンサの耐久試験装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】実施形態１に係るガスセンサの耐久試験装置のうち、ガスセンサを取り付けた状態における気体供給部の構成を示す説明図である。
【図３】実施形態１に係るガスセンサの耐久試験装置のうち、（ａ）がガスチャンバの斜視図であり、（ｂ）が（ａ）の上方から見たガスチャンバの平面図であり、（ｃ）が（ｂ）のｃ−ｃ断面におけるガスチャンバの断面図である。
【図４】実施形態１に係るガスセンサの耐久試験装置で耐久試験が行われるガスセンサの分解斜視図である。
【図５】実施形態２に係るガスセンサの耐久試験装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００，３００  ガスセンサの耐久試験装置（ガスセンサの評価装置）
１１０  恒温恒湿槽（環境試験器）
１１１  収容室
１１５  シール部材
１２０  評価用気体包囲体
１３１  室内配管（熱交換部）
１４０  気体供給部（気体曝露部）
１７０  評価用気体同温化手段（評価用気体第２温度化手段）
１７１  室外メイン配管用ヒータ（評価用気体温度調整手段）
１７３  湿度付与水槽用ヒータ（評価用気体温度調整手段）
１９０  外気導入手段
２００  ガスセンサ
２４３  感ガス膜
２４５  ヒータ
３１０  特定気体添加手段
ＧＡ  評価用気体
ＳＡ  室内気体
ＴＡ１  第１特定気体
ＴＡ２  第２特定気体
【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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