(57)【要約】【課題】周囲に電波が存在しても、電気化学式ガスセンサを用いて周辺雰囲気中の対象ガス濃度を正確に測定できるガス濃度測定装置を提供する。【解決手段】電気化学式ＣＯセンサ１の周辺雰囲気中のＣＯガス濃度に応じて検知極３１に発生した電子の対極３２への移動により、対極３２から検知極３１に流れる短絡電流を、電気化学式ＣＯセンサ１の周辺雰囲気中のＣＯガス濃度に応じた電圧値のＣＯ濃度信号に変換し、このＣＯ濃度信号を、検知極３１が正相入力端子に接続されると共に対極３２が逆相入力端子に接続されて、正相入力端子にベース電圧発生回路３０から供給されるベース電圧により作動するオペアンプＡＭＰによって増幅するＣＯ警報器であって、対極３２と逆相入力端子との間が、キャパシタＣを介して接地されており、検知極３１と正相入力端子との間にインダクタＬ３、Ｌ４が介設される構成とした。【選択図】図３
2008014926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を収容するための水容器、該水容器からの水蒸気と対象ガスとの反応によって電子が発生する検知極、及び、該検知極で発生した前記電子を移動させて前記対象ガス濃度に応じた短絡電流を流すための対極、を有する電気化学式ガスセンサと、前記対極が接続され前記短絡電流が入力される逆相入力端子、前記検知極が接続され定電圧源から定電圧が入力される正相入力端子、及び、前記短絡電流を電圧変換して得た前記対象ガス濃度に応じた電圧値であるガス濃度信号が増幅されて出力される出力端子、を有するオペアンプと、を有するガス濃度測定装置において、
前記対極及び前記逆相入力端子間の接続点と接地との間に設けられたキャパシタを有することを特徴とするガス濃度測定装置。
【請求項２】
前記検知極と前記正相入力端子との間に設けられたインダクタを有することを特徴とする請求項１に記載のガス濃度測定装置。
【請求項３】
水を収容するための水容器、該水容器からの水蒸気と対象ガスとの反応によって電子が発生する検知極、及び、該検知極で発生した前記電子を移動させて前記対象ガス濃度に応じた短絡電流を流すための対極、を有する電気化学式ガスセンサと、前記検知極が接続され前記短絡電流が入力される逆相入力端子、前記対極が接続され定電圧源から定電圧が入力される正相入力端子、及び、前記短絡電流を電圧変換して得た前記対象ガス濃度に応じた電圧値であるガス濃度信号が増幅されて出力される出力端子、を有するオペアンプと、を有するガス濃度測定装置において、
前記検知極及び前記逆相入力端子間の接続点と接地との間に設けられたキャパシタを有することを特徴とするガス濃度測定装置。
【請求項４】
前記対極と前記正相入力端子との間に設けられたインダクタを有することを特徴とする請求項３に記載のガス濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロトン導電体膜を用いた電気化学式ガスセンサにより周辺雰囲気中の対象ガス濃度を測定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼機器の不完全燃焼等によるＣＯガスを検出し警報するＣＯ警報器のように、周辺雰囲気中のＣＯ濃度を測定する装置として、従来から、電気化学式ＣＯセンサを内蔵したものが知られている。
【０００３】
図５に断面図で示すように、この電気化学式ＣＯセンサ１は、内部に水５が収容された金属缶２の上部開口４にプロトン導電体膜３を設置して、その対極３２を金属缶２内に露出させると共に、反対側の検知極３１にガス吸着フィルタ８ｃを内蔵した金属キャップ８を重ねて金属缶２の上部開口４にかしめ固定して構成されている。
【０００４】
上述した構成の電気化学式ＣＯセンサ１では、周辺雰囲気中のＣＯが、金属キャップ８の導入孔８ａから内部に導入されて、活性炭やシリカゲル、ゼオライト等からなるガス吸着フィルタ８ｃや導出孔８ｂ、そして、金属キャップ８とプロトン導電体膜３との間に介設した金属製の拡散防止板７の拡散制御孔７ａを通過して検知極３１に到達し、ここで、対極３２側からプロトン導電体膜３に供給される金属缶２内の水５の水分を利用した酸化反応を起こして、検知極３１にプロトン（２Ｈ+ ）と電子（２ｅ- ）を発生させる。
【０００５】
検知極３１に発生した電子（２ｅ- ）はプロトン導電体膜３の内部を通過できないので検知極３１に滞留し、一方、プロトン（２Ｈ+ ）は、プロトン導電体膜３の内部を通過して対極３２に移動し、ここで、容器２内の酸素と還元反応を起こして、対極３２に水（Ｈ2 Ｏ）を生成する。
【０００６】
したがって、検知極３１と電気的に接続されてそのターミナルとして機能する金属キャップ８と、拡散防止板７を介して対極３２と電気的に接続されてそのターミナルとして機能する金属缶２との間に負荷（図示せず）を接続すると、検知極３１に滞留した電子（２ｅ- ）の対極３２に向かう流れが負荷に生じ、これにより対極３２から負荷を経て検知極３１に向かう短絡電流の流れが生じるので、この負荷に流れる短絡電流を電流−電圧変換することで、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた電圧値のＣＯ濃度信号が得られる（例えば特許文献１，２）。
【０００７】
このような検出原理の構成による電気化学式ＣＯセンサ１は、それ自身では、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた電圧値のＣＯ濃度信号を生成するために外部からの電力供給を必要としないことから、電池によって長期間駆動する必要のあるＣＯ警報器での利用に適している。
【０００８】
ところで、上述した電気化学式ＣＯセンサ１においては、検知極３１に発生する電子（２ｅ- ）が僅かであり、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じたＣＯ濃度信号が非常に微弱なものであることから、電気化学式ＣＯセンサ１からのＣＯ濃度信号は増幅されてＣＯ濃度の測定等に使用される。
【０００９】
図５は電気化学式ＣＯセンサ１からのＣＯ濃度信号の増幅に用いられる信号処理回路の詳細を示す回路図であり、図５中引用符号２０Ａで示す信号処理回路では、ＣＯ濃度信号の増幅用のオペアンプＡＭＰと、オペアンプＡＭＰの出力端子と逆相入力端子との間に接続された、ゲイン設定用の抵抗Ｒｇとを有している。
【００１０】
オペアンプＡＭＰの正相入力端子には、電気化学式ＣＯセンサ１の金属キャップ８乃至検知極３１が接続されていると共に不図示の定電圧回路が接続されており、オペアンプＡＭＰの逆相入力端子には電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２乃至対極３２が接続されていて、不図示の定電圧回路から供給される定電圧により作動したオペアンプＡＭＰによって、抵抗Ｒｇに応じたゲインで電気化学式ＣＯセンサ１からのＣＯ濃度信号が増幅される。
【００１１】
このとき、周辺に電波が存在すると、それによる高周波の誘導電流が、ＣＯ濃度信号をオペアンプに導くラインに重畳して流れることになるが、そうすると、電気化学式ＣＯセンサ１は一種の大容量（数百〜数千μＦ）コンデンサとして機能することから、オペアンプＡＭＰのゲイン設定用の抵抗Ｒｇとコンデンサとして機能する電気化学式ＣＯセンサ１とで構成される微分回路により、ＣＯ濃度信号に重畳された高周波の誘導電流がオペアンプＡＭＰで増幅されてしまう。
【００１２】
そのため、実際にはＣＯ濃度が０ｐｐｍであるにも拘わらず、増幅後のＣＯ濃度信号が例えば１００ｐｐｍのレベルに上がってしまい、ＣＯ濃度の測定やＣＯ濃度の警報動作の精度に、悪影響を及してしまうことになってしまう。
【００１３】
そこで、電気化学式ＣＯセンサ１の対極３２側のターミナルである金属缶２とオペアンプＡＭＰの逆相入力端子との間に高周波ゲイン特性低減用の抵抗Ｒｓを挿入し、また、オペアンプＡＭＰのゲイン設定用の抵抗Ｒｇと並列に、ローパスフィルタとしてのコンデンサＣｆを並列に接続して、高周波におけるゲイン特性を下げると共にゲインの上限自体を低くすることが考えられる。
【００１４】
これにより、ＣＯ濃度信号に重畳された誘導電流の高周波成分が、オペアンプＡＭＰで大きいゲインで増幅されてしまうのを防ぎ、ＣＯ濃度の測定やＣＯ濃度の警報動作の精度に悪影響が及ばないようにすることができるはずである。
【特許文献１】特開２００４−１７０１０１号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、上述した対策を講じてもなお、電気化学式ＣＯセンサ１の周辺に電波が存在すると、実際のＣＯ濃度とは異なるレベルに、増幅後のＣＯ濃度信号のレベルが上下してしまう問題が生じた。
【００１６】
このような、増幅後のＣＯ濃度信号のレベル変動は、高周波ゲイン特性低減用の抵抗Ｒｓにより防ごうとした増幅後のＣＯ濃度信号のレベル低下と同じく、ＣＯガス濃度の測定精度の低下を招く原因になるので、上述したように、近辺の電波の影響でＣＯ濃度信号をオペアンプＡＭＰに導くラインに重畳して流れる誘導電流の高周波成分を、高周波ゲイン特性低減用の抵抗Ｒｓによりフィルタリングするだけでは不十分であった。
【００１７】
以上に説明した問題点は、ＣＯ警報器においてのみ発生し得るものではなく、電気化学式のガスセンサからのガス濃度信号をオペアンプで増幅して増幅後のガス濃度信号により周辺雰囲気中の対象ガス濃度を測定する際、高周波ノイズ対策用の抵抗を電気化学式ガスセンサとオペアンプとの間に介設する場合に広く起こり得るものである。
【００１８】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、周辺に電波が存在していても、電気化学式ガスセンサを用いて周辺雰囲気中の対象ガス濃度を正確に測定できるガス濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本出願人は、上述した増幅後のＣＯ濃度信号のレベル変動の原因を鋭意探求したところ、電気化学式ＣＯセンサ１の周辺に存在する電波による高周波の誘導電流が、ＣＯ濃度信号をオペアンプＡＭＰに導くラインに重畳して流れることに起因するだけでなく、オペアンプＡＭＰにおいて、不図示の定電圧回路から供給された作動用の定電圧が、ＣＯ濃度信号に重畳された誘導電流の高周波成分によって上下に変動してしまうことに起因すると見られる、ということを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００２０】
即ち、請求項１に記載した本発明のガス濃度測定装置は、水を収容するための水容器、該水容器からの水蒸気と対象ガスとの反応によって電子が発生する検知極、及び、該検知極で発生した前記電子を移動させて前記対象ガス濃度に応じた短絡電流を流すための対極、を有する電気化学式ガスセンサと、前記対極が接続され前記短絡電流が入力される逆相入力端子、前記検知極が接続され定電圧源から定電圧が入力される正相入力端子、及び、前記短絡電流を電圧変換して得た前記対象ガス濃度に応じた電圧値であるガス濃度信号が増幅されて出力される出力端子、を有するオペアンプと、を有するガス濃度測定装置において、前記対極及び前記逆相入力端子間の接続点と接地との間に設けられたキャパシタを有することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項２に記載した本発明のガス濃度測定装置は、請求項１に記載の発明において、前記検知極と前記正相入力端子との間に設けられたインダクタを有することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項３に記載した本発明のガス濃度測定装置は、水を収容するための水容器、該水容器からの水蒸気と対象ガスとの反応によって電子が発生する検知極、及び、該検知極で発生した前記電子を移動させて前記対象ガス濃度に応じた短絡電流を流すための対極、を有する電気化学式ガスセンサと、前記検知極が接続され前記短絡電流が入力される逆相入力端子、前記対極が接続され定電圧源から定電圧が入力される正相入力端子、及び、前記短絡電流を電圧変換して得た前記対象ガス濃度に応じた電圧値であるガス濃度信号が増幅されて出力される出力端子、を有するオペアンプと、を有するガス濃度測定装置において、前記検知極及び前記逆相入力端子間の接続点と接地との間に設けられたキャパシタを有することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項４に記載した本発明のガス濃度測定装置は、請求項３に記載の発明において、前記対極と前記正相入力端子との間に設けられたインダクタを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載した本発明のガス濃度測定装置によれば、周囲の電波により発生した高周波の誘導電圧が、対極から検知極に向けて流れる、周辺雰囲気中の対象ガス濃度に応じた大きさの短絡電流の流れに重畳されると、本来ならば、オペアンプにおいて、正相入力端子に定電圧源から供給された定電圧が、誘導電流の周波数に合わせて周期的に上下に変動し、その結果、オペアンプによる増幅後のガス濃度信号のレベルが、誘導電流の周波数に合わせて周期的に上下に変動するはずである。
【００２５】
しかし、短絡電流の流れに重畳された高周波の誘導電圧は、実際には、専らキャパシタを経て接地側に流れ、オペアンプの逆相入力端子側にはほとんど流れないので、オペアンプにおいて、正相入力端子に定電圧源から供給された定電圧が誘導電流の高周波成分によって変動することなく、一定の電圧に保たれる。
【００２６】
そのため、近くに存在する携帯電話等の高周波の電波を出力する機器の影響で発生した高周波の誘導電流が、対極とオペアンプの逆相入力端子とを接続する短絡電流の流れるラインに重畳して流れた場合にも、誘導電流の高周波成分の影響でオペアンプに定電圧源から供給される定電圧、ひいては、オペアンプによる増幅後のガス濃度信号のレベルが、上下に変動してしまうのを防止し、増幅後のガス濃度信号のレベルを周辺雰囲気中のガス濃度に応じた一定のレベルにすることができる。
【００２７】
尚、請求項１に記載した本発明のガス濃度測定装置において、キャパシタ自身が共振周波数を有しており、この共振周波数に、短絡電流の流れに重畳されてキャパシタを流れる誘導電流の高周波成分の周波数が合致すると、キャパシタにおいて共振が起こり、耐圧を超える大きさの高周波電流がキャパシタを流れてキャパシタの損傷を招いてしまう恐れがある。
【００２８】
しかし、請求項２に記載した本発明のガス濃度測定装置のように、検知極とオペアンプの正相入力端子との間にインダクタを介設して、短絡電流の流れに重畳された誘導電流の高周波成分の位相をずらすようにすれば、キャパシタでの共振が起こらなくなるようキャパシタの共振周波数に対して誘導電流の高周波成分の周波数をずらしたり、キャパシタに共振が生じてもその耐圧を超えない程度の大きさの電流にしかならないように、誘導電流に含まれるキャパシタの共振周波数と同一周波数の成分の振幅を弱めることができる。
【００２９】
請求項３に記載した本発明のガス濃度測定装置によれば、周囲の電波により発生した高周波の誘導電圧が、対極から検知極に向けて流れる、周辺雰囲気中の対象ガス濃度に応じた大きさの短絡電流の流れに重畳されると、本来ならば、オペアンプにおいて、正相入力端子に定電圧源から供給された定電圧が、誘導電流の周波数に合わせて周期的に上下に変動し、その結果、オペアンプによる増幅後のガス濃度信号のレベルが、誘導電流の周波数に合わせて周期的に上下に変動するはずである。
【００３０】
しかし、短絡電流の流れに重畳された高周波の誘導電圧は、実際には、専らキャパシタを経て接地側に流れ、オペアンプの逆相入力端子側にはほとんど流れないので、オペアンプにおいて、正相入力端子に定電圧源から供給された定電圧が誘導電流の高周波成分によって変動することなく、一定の電圧に保たれる。
【００３１】
そのため、近くに存在する携帯電話等の高周波の電波を出力する機器の影響で発生した高周波の誘導電流が、検知極とオペアンプの逆相入力端子とを接続する短絡電流の流れるラインに重畳して流れた場合にも、誘導電流の高周波成分の影響でオペアンプに定電圧源から供給される定電圧、ひいては、オペアンプによる増幅後のガス濃度信号のレベルが、上下に変動してしまうのを防止し、増幅後のガス濃度信号のレベルを周辺雰囲気中のガス濃度に応じた一定のレベルにすることができる。
【００３２】
尚、請求項３に記載した本発明のガス濃度測定装置において、キャパシタ自身が共振周波数を有しており、この共振周波数に、短絡電流の流れに重畳されてキャパシタを流れる誘導電流の高周波成分の周波数が合致すると、キャパシタにおいて共振が起こり、耐圧を超える大きさの高周波電流がキャパシタを流れてキャパシタの損傷を招いてしまう恐れがある。
【００３３】
しかし、請求項４に記載した本発明のガス濃度測定装置のように、対極とオペアンプの正相入力端子との間にインダクタを介設して、短絡電流の流れに重畳された誘導電流の高周波成分の位相をずらすようにすれば、キャパシタでの共振が起こらなくなるようキャパシタの共振周波数に対して誘導電流の高周波成分の周波数をずらしたり、キャパシタに共振が生じてもその耐圧を超えない程度の大きさの電流にしかならないように、誘導電流に含まれるキャパシタの共振周波数と同一周波数の成分の振幅を弱めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図１は本発明の一実施形態に係るガス濃度測定装置を採用した電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器の斜視図であり、図１中引用符号１００で示す本実施形態の電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器（以下、「ＣＯ警報器」と略記する。）は、予め設置先の壁面（図示せず）に取着される取付部材２００のフック２１０に樹脂製のケース１１０を吊り下げて使用される。
【００３６】
前記ケース１１０の内部には、従来技術の欄で説明した図５の電気化学式ＣＯセンサ１（請求項中の電気化学式ガスセンサに相当）や、図２に電気的構成の回路図で示す電池Ｂ、定電圧回路１０、信号処理回路２０、ベース電圧発生回路３０（請求項中の定電圧源に相当）、スイッチ回路ＩＣ１、電源スイッチＳＷ、マイクロコンピュータ（以下、「μＣＯＭ」と略記する。）４０、音声ＩＣ５０、インジケータ６０、及び、スピーカ７０が内蔵されている。
【００３７】
前記定電圧回路１０は、電池Ｂの電圧を定電圧化するものであり、前記信号処理回路２０は、電気化学式ＣＯセンサ１の金属キャップ８と金属缶２との間に接続されて、電気化学式ＣＯセンサ１の対極３２から金属缶２及び信号処理回路２０を経て金属キャップ８乃至検知極３１に向かう短絡電流に応じた電圧値のＣＯ濃度信号（請求項中のガス濃度信号に相当）を増幅し、増幅後のＣＯ濃度信号として出力するものである。
【００３８】
前記ベース電圧発生回路３０は、信号処理回路２０におけるＣＯ濃度信号の増幅時のゲインを定めるベース電圧を生成し、電気化学式ＣＯセンサ１の検知極３１側のターミナルである金属キャップ８と信号処理回路２０とに供給するものである。
【００３９】
尚、信号処理回路２０及びベース電圧発生回路３０は、ＣＯ警報器１００の周辺雰囲気中のＣＯ濃度を測定する際にＯＮされる電源スイッチＳＷの投入中に、定電圧回路１０からの定電圧を電源として作動するものであり、ベース電圧発生回路３０が電気化学式ＣＯセンサ１の金属キャップ８と信号処理回路２０とに出力する。信号処理回路２０内のオペアンプＡＭＰ（図３参照）のゲインを定めるベース電圧（レファレンス電圧）は、電源スイッチＳＷがＯＮしているＣＯ濃度の測定時は、定電圧回路１０から供給される定電圧電源から作られた例えば２．７Ｖとなり、電源スイッチＳＷがＯＦＦしているＣＯ濃度の非測定時は、定電圧回路１０から定電圧電源が供給されないので０Ｖとなる。
【００４０】
前記スイッチ回路ＩＣ１は、電源スイッチＳＷの投入中に定電圧回路１０から供給される定電圧を電源として作動するものであり、電源スイッチＳＷがＯＦＦしているＣＯ濃度の非測定時に強制的にＯＦＦとなるノーマリーＯＦＦ型に構成されていて、このＯＦＦ状態では信号処理回路２０からプロトン導電体膜３の対極３２を切り離し、電源スイッチＳＷがＯＮされたＣＯ濃度の測定時に、後述するμＣＯＭ４０の制御によりＯＮされると、信号処理回路２０をプロトン導電体膜３の対極３２に接続するものである。
【００４１】
前記μＣＯＭ４０は、電源スイッチＳＷのＯＮ、ＯＦＦに関係なく常時、定電圧回路１
０からの定電圧電源の供給を受けて作動するもので、電源スイッチＳＷやスイッチ回路ＩＣ１のＯＮ、ＯＦＦを制御すると共に、信号処理回路２０から入力されるＣＯ濃度信号に基づいて、ＣＯ警報器１００の周辺雰囲気中のＣＯ濃度が警報レベルに達しているか否かの判定を行い、達している場合に、インジケータ６０を点灯させると共に、「ピッポピッポ、空気が汚れて危険です。窓を開けて換気をして下さい。」等の音声メッセージを音声ＩＣ５０から読み出してスピーカ７０により鳴動（音声出力）させる。
【００４２】
ちなみに、電池Ｂの−側、定電圧回路１０、信号処理回路２０、ベース電圧発生回路３０、スイッチ回路ＩＣ１、及び、μＣＯＭ４０は、いずれも接地（０Ｖ）されている。
【００４３】
このような構成のＣＯ警報器１００においては、電気化学式ＣＯセンサ１の周辺雰囲気中のＣＯ濃度を間欠的に測定するタイミングが到来すると、μＣＯＭ４０の制御により電源スイッチＳＷがＯＮされ、これにより、スイッチ回路ＩＣ１がＯＮされて信号処理回路２０がプロトン導電体膜３の対極３２に接続されると共に、ベース電圧発生回路３０からプロトン導電体膜３の検知極３１側のターミナルである金属キャップ８に供給されるベース電圧が０Ｖから２．７Ｖに変わる。
【００４４】
すると、電気化学式ＣＯセンサ１の周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じてプロトン導電体膜３の検知極３１に発生する電子（２ｅ- ）が、スイッチ回路ＩＣ１のＯＮにより、金属缶２、信号処理回路２０、金属キャップ８を介して、対極３２に移動する。
【００４５】
したがって、電子（２ｅ- ）の移動経路上にある信号処理回路２０に短絡電流が流れて、信号処理回路２０における短絡電流のＣＯ濃度信号への電流−電圧変換や信号増幅が行われ、増幅後のＣＯ濃度信号が入力されるμＣＯＭ４０において、増幅後のＣＯ濃度信号の示すＣＯ濃度が警報レベルに達したか否かの判定や、警報レベルに達した際のインジケータ６０やスピーカ７０を用いた警報動作が、適宜行われることになる。
【００４６】
ここで、ＣＯ警報器１００の周辺に電波が存在すると、それによる高周波の誘導電流が電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２に流れて、電源スイッチＳＷがＯＮしているＣＯ濃度の測定時に金属缶２から信号処理回路２０を経て金属キャップ８に流れる、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた大きさの短絡電流の流れに、高周波の誘導電流が重畳して流れる。
【００４７】
この様子を、信号処理回路２０の詳細を示す図３の回路図を参照して説明すると、信号処理回路２０は、電源スイッチＳＷのＯＮにより定電圧回路１０から供給される定電圧によって作動するオペアンプＡＭＰと、オペアンプＡＭＰの出力端子と逆相入力端子との間に接続された、ゲイン設定用の抵抗Ｒｇ及びローパスフィルタとしてのコンデンサＣｆの並列回路とを有している。
【００４８】
オペアンプＡＭＰの正相入力端子には、直列のチョークコイルＬ３，Ｌ４を介して電気化学式ＣＯセンサ１の金属キャップ８乃至検知極３１が接続され、オペアンプＡＭＰの逆相入力端子には電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２乃至対極３２が接続され、金属缶２とオペアンプＡＭＰの逆相入力端子との間に、一端を接地（０Ｖ）させたハイパスフィルタとしてのコンデンサＣ（請求項中のキャパシタに相当）の他端が接続されている。
【００４９】
このような構成のＣＯ警報器において、電気化学式ＣＯセンサ１の周辺の電波により発生した高周波の誘導電流が、金属缶２から金属キャップ８に向けて流れる、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた大きさの短絡電流の流れに重畳されると、本来ならば、オペアンプＡＭＰにおいて、金属キャップ８が接続された正相入力端子にベース電圧発生回路３０から供給される２．７Ｖのベース電圧が、誘導電流の周波数に合わせて周期的に上下に変動し、その結果、オペアンプＡＭＰによる増幅後のＣＯ濃度信号のレベルが、誘導電流の周波数に合わせて周期的に上下に変動するはずである。
【００５０】
しかし、短絡電流の流れに重畳された高周波の誘導電流は、実際には、専らコンデンサＣを経て接地側に流れ、オペアンプＡＭＰの逆相入力端子側にはほとんど流れないので、オペアンプＡＭＰにおいて、正相入力端子にベース電圧発生回路３０から供給されたベース電圧が誘導電流の高周波成分によって変動することはなく、２．７Ｖのまま一定に保たれる。
【００５１】
そのため、ＣＯ警報器の近くに存在する携帯電話等の高周波の電波を出力する機器の影響で、電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２に流れた高周波の誘導電流が、金属缶２とオペアンプＡＭＰの逆相入力端子とを接続する短絡電流の流れるラインに重畳して流れた場合にも、誘導電流の高周波成分の影響で、オペアンプＡＭＰにベース電圧発生回路３０から供給されたベース電圧、ひいては、増幅後のＣＯ濃度信号のレベルが、上下に変動してしまうのを防止し、増幅後のＣＯ濃度信号のレベルを周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた一定のレベルにすることができる。
【００５２】
これにより、オペアンプＡＭＰで増幅したＣＯ濃度信号の波形に乱れを生じさせず、ＣＯ濃度を精度よく検出して、周辺雰囲気中のＣＯ濃度が警報レベルに達した旨のインジケータ６０やスピーカ７０による警報の表示や鳴動を、的確に行わせることができる。
【００５３】
尚、コンデンサＣはそれ自身が共振周波数を有しており、この共振周波数に、電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２で発生してコンデンサＣに流れる誘導電流の高周波成分の周波数が合致すると、コンデンサＣにおいて共振が起こり、耐圧を超える大きさの高周波電流がコンデンサＣを流れてコンデンサＣの損傷を招いてしまう恐れがある。
【００５４】
そこで、コンデンサＣの共振周波数に対して誘導電流の高周波成分の周波数を大きくずらして共振が起こらないようにするか、あるいは、誘導電流に含まれるコンデンサＣの共振周波数と同一周波数の成分の振幅を、コンデンサＣに共振が生じてもコンデンサＣの耐圧を超えない程度の大きさの電流にしかならないようにするために、電気化学式ＣＯセンサ１の金属キャップ８とオペアンプＡＭＰの正相入力端子との間に介設された直列のチョークコイルＬ３，Ｌ４によって、短絡電流の流れに重畳された誘導電流の高周波成分の位相をずらすようにしてもよい。
【００５５】
但し、コンデンサＣの耐圧に十分余裕がある場合は、チョークコイルＬ３，Ｌ４を省略してもよく、また、チョークコイルＬ３，Ｌ４を用いる場合は、インダクタの設定上の都合によって、単一のインダクタによって構成してもよく、あるいは、３つ以上の複数のインダクタの直列回路で構成してもよい。
【００５６】
そして、本実施形態では電気化学式ＣＯセンサ１を用いてＣＯ濃度の測定及び警報動作を行うＣＯ警報器を例に取って説明したが、本発明はＣＯに限らず、電気化学式のガスセンサで対象ガスのガス濃度を測定する場合に広く適用可能であることは、言うまでもない。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、対極３２がオペアンプＡＭＰの逆相入力端子に接続され、検知極３１がオペアンプＡＭＰの正相入力端子に接続されていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば図４に示すように、検知極３１がオペアンプＡＭＰの逆相入力端子に接続され、対極３２がオペアンプＡＭＰの正相入力端子に接続されるようにしてもよい。この場合、キャパシタＣは、検知極３１及び逆相入力端子間の接続点と接地との間に設けられる。インダクタＬ３、Ｌ４は、対極３２と正極入力端子との間に設けられる。
【００５８】
このような構成のＣＯ警報器において、電気化学式ＣＯセンサ１の周辺の電波により発生した高周波の誘導電流が、金属缶２から金属キャップ８に向けて流れる、周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた大きさの短絡電流の流れに重畳されると、本来ならば、オペアンプＡＭＰにおいて、金属キャップ８が接続された正相入力端子にベース電圧発生回路３０から供給される２．７Ｖのベース電圧が、誘導電流の周波数に合わせて周期的に上下に変動し、その結果、オペアンプＡＭＰによる増幅後のＣＯ濃度信号のレベルが、誘導電流の周波数に合わせて周期的に上下に変動するはずである。
【００５９】
しかし、短絡電流の流れに重畳された高周波の誘導電流は、実際には、専らコンデンサＣを経て接地側に流れ、オペアンプＡＭＰの逆相入力端子側にはほとんど流れないので、オペアンプＡＭＰにおいて、正相入力端子にベース電圧発生回路３０から供給されたベース電圧が誘導電流の高周波成分によって変動することはなく、２．７Ｖのまま一定に保たれる。
【００６０】
そのため、ＣＯ警報器の近くに存在する携帯電話等の高周波の電波を出力する機器の影響で、電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２に流れた高周波の誘導電流が、金属缶２とオペアンプＡＭＰの逆相入力端子とを接続する短絡電流の流れるラインに重畳して流れた場合にも、誘導電流の高周波成分の影響で、オペアンプＡＭＰにベース電圧発生回路３０から供給されたベース電圧、ひいては、増幅後のＣＯ濃度信号のレベルが、上下に変動してしまうのを防止し、増幅後のＣＯ濃度信号のレベルを周辺雰囲気中のＣＯ濃度に応じた一定のレベルにすることができる。
【００６１】
これにより、オペアンプＡＭＰで増幅したＣＯ濃度信号の波形に乱れを生じさせず、ＣＯ濃度を精度よく検出して、周辺雰囲気中のＣＯ濃度が警報レベルに達した旨のインジケータ６０やスピーカ７０による警報の表示や鳴動を、的確に行わせることができる。
【００６２】
尚、コンデンサＣはそれ自身が共振周波数を有しており、この共振周波数に、電気化学式ＣＯセンサ１の金属缶２で発生してコンデンサＣに流れる誘導電流の高周波成分の周波数が合致すると、コンデンサＣにおいて共振が起こり、耐圧を超える大きさの高周波電流がコンデンサＣを流れてコンデンサＣの損傷を招いてしまう恐れがある。
【００６３】
そこで、コンデンサＣの共振周波数に対して誘導電流の高周波成分の周波数を大きくずらして共振が起こらないようにするか、あるいは、誘導電流に含まれるコンデンサＣの共振周波数と同一周波数の成分の振幅を、コンデンサＣに共振が生じてもコンデンサＣの耐圧を超えない程度の大きさの電流にしかならないようにするために、電気化学式ＣＯセンサ１の金属キャップ８とオペアンプＡＭＰの正相入力端子との間に介設された直列のチョークコイルＬ３，Ｌ４によって、短絡電流の流れに重畳された誘導電流の高周波成分の位相をずらすようにしてもよい。
【００６４】
但し、コンデンサＣの耐圧に十分余裕がある場合は、チョークコイルＬ３，Ｌ４を省略してもよく、また、チョークコイルＬ３，Ｌ４を用いる場合は、インダクタの設定上の都合によって、単一のインダクタによって構成してもよく、あるいは、３つ以上の複数のインダクタの直列回路で構成してもよい。
【００６５】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明が適用される電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の電気化学式ＣＯセンサ内蔵ＣＯ警報器に内蔵される電気的構成の回路図である。
【図３】図２の信号処理回路の詳細を示す回路図である。
【図４】他の実施形態における図２の信号処理回路の詳細を示す回路図である。
【図５】一般的な電気化学式ＣＯセンサの構成を示す断面図である。
【図６】図５の電気化学式ＣＯセンサが出力するＣＯ濃度信号を増幅する従来の信号処理回路の詳細を示す回路図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  電気化学式ＣＯセンサ（電気化学式ガスセンサ）
３０  ベース電圧発生回路（定電圧源）
３１  検知極
３２  対極
ＡＭＰ  オペアンプ
Ｃ  コンデンサ（キャパシタ）
Ｌ３，Ｌ４  チョークコイル（インダクタ）
【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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