(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素濃度に基づく出力値を出力するガルバニ電池式のセンサ部と、
前記出力値から酸素濃度を求める演算部と、
前記演算部で求めた酸素濃度を表示する表示部と、
劣化前の前記センサ部が清浄空気中の酸素濃度に基づいて出力する出力値（Ａ）及び前記センサ部の劣化判断の指標となる前記センサ部の最小出力値（Ｂ）を記憶している記憶部と、
清浄空気中の酸素濃度に基づいて実際に出力された校正前出力値（Ｙ）を清浄空気中の酸素濃度に対応する出力値に校正するための校正定数（ｋ）を前記演算部によって求める校正モードと、前記出力値（Ａ）に前記校正定数（ｋ）を乗じ、前記出力値（Ａ）に前記校正定数を乗じた値と清浄空気中の酸素濃度と検知対象ガス中の酸素濃度に基づいて出力された検知出力値（Ｘ）とから、検知対象ガス中の酸素濃度を前記演算部によって求める測定モードと、に切替えるモード切替部と、を備え、
前記校正モードにおいて、前記校正前出力値（Ｙ）が前記最小出力値（Ｂ）に１よりも大きな係数（ｍ）を乗じた値よりも大きい場合に、前記最小出力値（Ｂ）を、清浄空気中の酸素濃度に基づいて出力された出力値であると仮定して、清浄空気中の酸素濃度と前記最小出力値（Ｂ）とを基に前記校正前出力値（Ｙ）に対応する酸素濃度を前記演算部によって求め、その酸素濃度に基づく酸素濃度情報を前記表示部に表示する工程を、前記校正定数（ｋ）を求める前に行うガルバニ電池式酸素濃度計。
【請求項２】
前記工程において、前記係数（ｍ）を２３／２１とすると共に、前記校正前出力値（Ｙ）が前記最小出力値（Ｂ）に前記係数（ｍ）を乗じた値よりも小さい場合、前記ガルバニ電池式センサ部が劣化していることを前記表示部に警告表示する警告表示機構を備えた請求項１に記載のガルバニ電池式酸素濃度計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清浄空気中の酸素と、検知対象ガス中に含まれる酸素濃度に基づく出力を得るガルバニ電池式センサ部（以下単にセンサ部と称する）を備え、得られた出力から検知対象ガス中に含まれる酸素濃度を求める演算部を備えるとともに、前記酸素濃度を表示する表示部を備え、清浄空気中における酸素濃度を表示する校正モードと、検知対象ガス中の酸素濃度を表示する測定モードとを切替えるモード切替部を備えたガルバニ電池式酸素濃度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガルバニ電池式酸素濃度計は、検知対象ガス中に含まれる酸素濃度に基づくセンサ部からの出力を得ることが出来る。清浄空気中の酸素濃度に基づく前記センサ部からの出力に基づき、検知対象ガス中に含まれる酸素濃度を前記演算部により求めることが出来る。このとき、前記清浄空気中の酸素濃度は、一定であるとして、ここで得られる出力を酸素濃度２１％に相当するように校正し、前記検知対象ガス中の酸素濃度に対する出力と、清浄空気中における酸素濃度と検知対象ガス中の酸素濃度とを基に、前記演算部により、その検知対象ガス中の酸素濃度を求めるものである。前記センサ部は、空気に触れているだけでも経時劣化することが知られている（新酸素欠乏危険作業主任者テキスト、労働省労働衛生課編、中央労働災害防止協会、８５頁等）。そのため、従来、この種のガルバニ電池式酸素濃度計は、前記センサ部の劣化などによる出力のばらつきを緩和するために、通常の清浄空気（大気）中の酸素濃度出力を２１％として校正して用いる必要があり、前記校正モードにおいて酸素濃度出力が２１％になるように出力レベルを調整し、測定モードにおいて、前記校正された出力を基に、検知対象ガスに対する出力を求めて、前記検知対象ガス中の酸素濃度を演算して求める構成としてあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにして酸素濃度を求めると、前記センサ部が劣化していたとしても、出力レベルを２１％にまで校正可能である間は、センサ部の劣化に気づくことなく、そのガルバニ電池式酸素濃度計を用いることになり、測定精度の信頼性にかけることが危惧されるため、前記センサ部の寿命を経験的に判断して余裕を持って交換を行われる傾向にあった。すると、寿命に満たないセンサ部が無駄に交換されることになるなど経済面から有効ではなかった。また、センサ部の使用時に出力レベルを、たとえば２３％に校正し、再度２１％に校正し直す操作を行えば、そのセンサ部の交換時期を判断することが出来るものと考えられるが、このような校正作業は、煩雑であり、現実的ではなかった。
そこで、前記校正モードと、前記測定モードとを切り替えて、自動的に清浄空気中の酸素濃度を２１％に設定する校正を行うモード切替部を設けたガルバニ電池式酸素濃度計が提案されているが、このような機器によれば、校正可能な酸素濃度域が２１％よりわずかに高いだけであるという、寿命に近いような場合であっても、センサ部が劣化していることに気づかず、用いられてしまうおそれがあり、しかも、センサ部が、これ以上使用に耐えないと言う寿命に達する前の交換時期を予測することは困難であった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、前記センサ部からの出力の校正を容易に行いながら、前記センサ部の劣化を容易に把握することが出来るガルバニ電池式酸素濃度計を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明のガルバニ電池式酸素濃度計の特徴構成は、
酸素濃度に基づく出力値を出力するガルバニ電池式のセンサ部と、
前記出力値から酸素濃度を求める演算部と、
前記演算部で求めた酸素濃度を表示する表示部と、
劣化前の前記センサ部が清浄空気中の酸素濃度に基づいて出力する出力値（Ａ）及び前記センサ部の劣化判断の指標となる前記センサ部の最小出力値（Ｂ）を記憶している記憶部と、
清浄空気中の酸素濃度に基づいて実際に出力された校正前出力値（Ｙ）を清浄空気中の酸素濃度に対応する出力値に校正するための校正定数（ｋ）を前記演算部によって求める校正モードと、前記出力値（Ａ）に前記校正定数（ｋ）を乗じ、前記出力値（Ａ）に前記校正定数を乗じた値と清浄空気中の酸素濃度と検知対象ガス中の酸素濃度に基づいて出力された検知出力値（Ｘ）とから、検知対象ガス中の酸素濃度を前記演算部によって求める測定モードと、に切替えるモード切替部と、を備え、
前記校正モードにおいて、前記校正前出力値（Ｙ）が前記最小出力値（Ｂ）に１よりも大きな係数（ｍ）を乗じた値よりも大きい場合に、前記最小出力値（Ｂ）を、清浄空気中の酸素濃度に基づいて出力された出力値であると仮定して、清浄空気中の酸素濃度と前記最小出力値（Ｂ）とを基に前記校正前出力値（Ｙ）に対応する酸素濃度を前記演算部によって求め、その酸素濃度に基づく酸素濃度情報を前記表示部に表示する工程を、前記校正定数（ｋ）を求める前に行う点にある。
また、前記工程において、前記係数（ｍ）を２３／２１とすると共に、前記校正前出力値（Ｙ）が前記最小出力値（Ｂ）に前記係数（ｍ）を乗じた値よりも小さい場合、前記ガルバニ電池式センサ部が劣化していることを前記表示部に警告表示する警告表示機構を備えてあることが好ましい。
【０００６】
〔作用効果〕
つまり、清浄空気を検知対象ガスとしたときの校正前出力値（Ｙ）を得て、前記校正前出力値（Ｙ）を校正定数（ｋ）倍する校正した場合に清浄空気中の酸素濃度を表示させることを許容可能な最小出力値（Ｂ）に対して、１より大きな係数（ｍ）を乗じた値よりも、前記校正前出力（Ｙ）が大きい場合に、前記最小出力値（Ｂ）を清浄空気中の酸素濃度に対する出力値であるとし、校正前出力値（Ｙ）を測定酸素濃度情報に変換して表示すると、清浄空気中の酸素濃度は通常２１％であるから、
２１／Ｂ＝ｘ／Ｙ
として測定酸素濃度（ｘ）が得られる。
このとき、
Ｙ＝（ｘ／２１）Ｂ
であるから、
Ｙ＞ｍＢ
である場合には、ｘは必ず２１より大きく、校正により清浄空気中の酸素濃度を表示させることが許容可能である。この値は、絶対的に現在の酸素濃度を示すものではないが、前記最小出力値（Ｂ）に対して校正前出力値（Ｙ）がどの程度大きいかの指標が得られることになる。また、係数（ｍ）として１より大きな値を設定してあれば、前記校正前出力値（Ｙ）が、校正した場合に清浄空気中の酸素濃度を表示させることを許容可能な最小出力値（Ｂ）よりも大きな状態で酸素濃度を測定可能な状態となる。そこで、この測定酸素濃度（ｘ）あるいは、これに基づく濃度情報（測定酸素濃度情報）を得れば、用いられているガス検知素子が確実に機能しうるものかどうか（センサ寿命に達していないかどうか）を確認することが出来る（センサ寿命表示工程）。すると、この表示を基に、センサ部の劣化度合いが推定でき、前記センサ部の交換時期、寿命が予測可能になるとともに、機器の交換切替が適時に行え、酸素濃度の測定を滞り無く行える。尚、このとき、表示される酸素濃度情報は、具体的な測定酸素濃度（ｘ）であってもよく、たとえば、２３％以上まで濃度測定可能か否か等の良否判断であっても良い。
【０００７】
次に、前記校正前出力値（Ｙ）を、清浄空気を検知対象ガスとしたときの清浄空気中の酸素濃度に対応するものとして校正して表示するための新たな校正定数（ｋ）を求めると、先に寿命を判定するのに用いた測定酸素濃度情報の表示とは異なり、前記校正前出力値（Ｙ）に対して、実際に測定する検知対象ガス中の酸素濃度を求めるための校正を行うことが出来る（校正工程）。
前記校正モードと、測定モードとを切り替えると、実際の検知対象ガス中の酸素濃度を知るための清浄空気中の酸素濃度に対する校正前出力値（Ｙ）が、前記モード切替部が校正モードに切り替えられるたびに所定の値にリセットさせられる。
従って、切替操作の度に、前記センサ部の劣化状態の診断と、校正とが行われることになる。そのため、簡便かつ容易に前記ガルバニ電池式酸素濃度計を正確な酸素濃度測定に供することが出来るようになった。
【０００８】
また、前記センサ寿命表示工程において得られた清浄空気を検知対象ガスとしたときの出力が酸素濃度２３％以上に相当する値であるときに校正出来ない場合には、通常広い濃度域での酸素濃度測定が出来ないものと判断できることが経験的に知られているから、前記センサ寿命表示工程において、前記係数（ｍ）を２３／２１とし、前記最小出力値（Ｂ）に対して、係数（ｍ）を乗じた値よりも、前記校正前出力値（Ｙ）が小さい場合に、前記ガルバニ電池式センサ部の劣化を警告表示すると、前記センサ部は、校正後のセンサ出力が２３％以上を表示できないことを警告することになって好ましい。
ガルバニ電池式センサ部の劣化を警告表示することによって、前記センサ部の交換時期を明確に警告する事が可能となるので、センサ部の交換時期をガルバニ電池式酸素濃度計の使用者に周知徹底することなしにも、信頼性の低いセンサ部の使用を確実に回避できるようになるので好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明のガルバニ電池式酸素濃度計は、清浄空気中の酸素と、検知対象ガス中に含まれる酸素との濃度差に基づく出力値を得るガルバニ電池式センサ部１を備えてなる。
前記ガルバニ電池式センサ部１は、図１に示すように、一対の電極２ａ，２ｂを備えた電解セル３からなり、前記一対の電極２ａ，２ｂからの出力値を得る出力部４に接続され、前記出力部４で得られた出力値を酸素濃度として演算する演算部５を経て、その酸素濃度を表示する表示部６に表示可能に構成してある。
【００１０】
前記出力部４は、清浄空気中における酸素濃度を表示する校正モードと、検知対象ガス中の酸素濃度を前記表示部６に表示する測定モードとを切替えるモード切替部７を備え、標準清浄空気中における酸素濃度に対する出力値（Ａ）を記憶する記憶部８を設けるとともに、前記記憶部８に記憶した出力値（Ａ）を基に、清浄空気を検知対象ガスとしたときの校正前出力値（Ｙ）を得て、前記校正前出力値（Ｙ）を校正定数（ｋ）倍する校正した場合に清浄空気中の酸素濃度を表示させることを許容可能な最小出力値（Ｂ）に対して、１より大きな係数（ｍ）を乗じた値よりも、前記校正前出力値（Ｙ）が大きい場合に、前記最小出力値（Ｂ）を清浄空気中の酸素濃度に対する出力値であるとし、校正前出力値（Ｙ）を測定酸素濃度情報に変換して表示するセンサ寿命表示工程と、
前記校正前出力値（Ｙ）を、清浄空気を検知対象ガスとしたときの清浄空気中の酸素濃度に対応するものとして校正して表示するための新たな校正定数（ｋ）を求める校正工程とを順に行う切替制御部９を設けてある。
【００１１】
また、前記切替制御部９は、前記センサ寿命表示工程において得られた清浄空気を検知対象ガスとしたときの校正前出力値（Ｙ）を酸素濃度２３％以上に相当する値にまで比例的に増幅させることが出来ない場合に、ガルバニ電池式センサ部１の劣化を警告表示する警告表示機構１０を設けてある。
【００１２】
以下、検知対象ガスとしてマンホール内の雰囲気中の酸素濃度を測定する手順について、実施例に詳述する。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、まず、ガルバニ電池式酸素濃度計の電源を清浄空気雰囲気下で投入し、モード切替部７により、前記出力部４を校正モードに設定すると、校正前出力値（Ｙ）が得られる。ここで、前記記憶部８には清浄空気中の酸素濃度を表示させることを許容可能な最小出力値（Ｂ：劣化していないセンサ部の清浄空気中での酸素濃度出力値をＡとした場合に、Ｂ＝ｔＡ、（ｔは１未満の定数）としてあらわされる）を記憶されており、この最小出力値（Ｂ）を基に、
２１／Ｂ＝ｘ／Ｙ
として測定酸素濃度ｘが得られ、続いて、前記測定酸素濃度ｘは、表示部に測定酸素濃度情報として表示される。
尚、このとき、
Ｙ＝（ｘ／２１）Ｂ
であるから、
Ｙ＞ｍＢ
となる係数（ｍ）として２３／２１を設定してある。ｘの値が２３よりも小さい場合には、さらにセンサ部が劣化しているものとして、警告表示機構１０により警告表示が行われる（センサ寿命表示工程）。
【００１４】
前記警告表示及び測定酸素濃度情報の表示は、適宜設定される所定時間持続させられ、さらに、前記清浄空気中における前記センサ部１からの校正前出力値（Ｙ）を酸素濃度２１％として表示するための演算が前記演算部５において行われ、校正された校正定数ｋが得られる（校正工程）とともに、校正出力として、清浄空気中の酸素濃度出力として前記表示部６に酸素濃度２１％が表示される。
【００１５】
この後、前記モード切替部７を測定モードに切り替えると、雰囲気中の酸素濃度に対応する出力値（検知出力値Ｘ）が得られる。この検知出力値（Ｘ）を、前記校正係数（ｋ）を用いて対比して前記演算部５により酸素濃度（ｘ）を求める。
前記酸素濃度（ｘ）は、
２１／ｋＡ＝ｘ／Ｘ
を満たすｘとして求められる。
【００１６】
尚、前記校正前出力値（Ｙ）は電源のＯＮ−ＯＦＦ、あるいは、モード切替部７の操作が次に行われるまで保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガルバニ電池式酸素濃度計の概略図
【符号の説明】
１  ガルバニ電池式センサ部
５  演算部
６  表示部
８  記憶部
【図１】
0004658284.tif 000002