(57)【要約】【課題】センサ寿命の長寿命化が図れ且つ長寿命化のための光源制御処理が簡単に行えるガスセンサ装置を提供することにある。【解決手段】信号処理部６は受光素子３２からの基準信号を取り込むとタイマ９のカウント値をアップさせ、そのカウント値が記憶部７に格納しているテーブルに登録されているか否かを判定し、タイマ９のカウント値が記憶部７のテーブルに登録されている場合、つまり光源２の点灯時間の累積値が一定時間経過を示していると、光源２の調整が必要であると判定し、当該カウント値に対応してテーブルに登録されている光源印加電圧を制御値として読み出し、この光源印加電圧値に基づいた新たな制御指令を光源制御部８に対して与え、光源２の点灯を制御する。【選択図】図１
2005337873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点灯時に赤外線を出力する光源と、
該光源から出力される赤外線の内、検出対象ガスが吸収する波長の赤外線のみを通過させる選択用フィルタを介して赤外線を受光して該受光した赤外線量に対応した電気量レベルのガス検出信号を出力する受光素子と前記波長をほぼ除いた波長域の赤外線を通過させる基準用フィルタを介して赤外線を受光して該受光した赤外線量に対応した電気レベルの基準信号を出力する受光素子とからなる受光部と、
光源の経時劣化に対応して低下する光源出力を所定レベル以上確保する期間を延命するための制御値のデータを格納した記憶部と、
前記ガス検出信号及び基準信号の少なくとも何れか一方の信号に基づいて前記データから制御値を読み出し、当該制御値により光源の経時劣化によるセンサ寿命の到達時期が延長されるように光源の点灯を制御する制御手段と、
前記受光部から出力される少なくともガス検出信号に基づいて検出対象ガスの空気中の濃度を計測するガス濃度計測手段とを備えていることを特徴とするガスセンサ装置。
【請求項２】
前記記憶部に格納された前記データが、累積点灯時間と、初期時の定格点灯での光源出力よりも低い所定の光源出力が得られる光源印加電圧との関係を示すデータからなり、
前記制御手段は、光源の累積点灯時間を前記基準信号に基づいて計測する計測機能を有し、計測された累積点灯時間に対応する光源に印加する電圧を前記記憶部のデータから制御値として読み出し、該電圧により光源の点灯を制御することを特徴とする請求項１記載のガスセンサ装置。
【請求項３】
前記記憶部に格納された前記データが、初期時の定格点灯での光源出力よりも低い所定の光源出力に対応した前記基準信号の電気量レベルが得られる光源に印加する電圧を光源に対する制御処理回数に対応付けてあるデータからなり、
前記制御手段は、前記光源に対する制御回数を計数する機能を備え、該計数された制御回数に対応した光源の印加電圧を前記データから制御値として読み出し、該電圧により光源の点灯を制御することを特徴とする請求項１記載のガスセンサ装置。
【請求項４】
前記記憶部に格納された前記データが、計測されるガス濃度と、光源の点灯時間及び消灯時間との関係を示すデータからなり、
前記制御手段は、前記光源を間歇点灯させる機能を有し、前記ガス濃度計測手段で計測される検出対象ガスの濃度に対応する前記光源の点灯時間及び消灯時間を前記データより制御値として読み出し、該点灯時間及び消灯時間に基づいて光源の点灯を制御することを特徴とする請求項１記載のガスセンサ装置。
【請求項５】
前記記憶部に格納された前記データが、前回の計測と今回の計測との間における検出対象ガスのガス濃度の変化量が閾値内に収まっている状態が連続して計測された計測回数と、光源の点灯時間及び消灯時間との関係を示すデータからなり、
前記制御手段は、前記光源を間歇点灯させる機能と前記変化量が前記閾値内に連続して計測される回数を計数する計数機能とを有し、該計数機能の計測回数に基づいて前記データから対応する前記光源の点灯時間及び消灯時間を制御値として前記関係データから読み出し、該点灯時間及び消灯時間に基づいて光源の点灯を制御することを特徴とする請求項１記載のガスセンサ装置。
【請求項６】
少なくとも前記基準信号の電気量レベルの変化と、光源出力との関係により前記寿命到達を予測して報知する手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３記載のガスセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象ガスが特定の波長の赤外線を吸収することを利用して雰囲気中の検出対象ガスを検出するガスセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のガスセンサ装置には、検出対象ガスを透過しないフィルタを介して光源からの赤外線を受光し、その受光した赤外線量に基づいて光源の印加電圧を制御して光源からの赤外線量を一定に保つものが提供されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６１−２２３６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載されたものでは、光源の経時劣化による出力低下によってもたらせるセンサ寿命の延命化が図れることができても、検出対象ガスを透過しないフィルタを介して光源からの赤外線を受光し、その受光した赤外線量に基づいて光源の印加電圧をフィードバック制御するものであるため、目標の赤外線量と受光赤外線量との差から制御量の演算を行う必要があるため、演算処理の負担が大きいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところはセンサ寿命の長寿命化が図れ且つ長寿命化のための光源制御処理が簡単に行えるガスセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、点灯時に赤外線を出力する光源と、
該光源から出力される赤外線の内、検出対象ガスが吸収する波長の赤外線のみを通過させる選択用フィルタを介して赤外線を受光して該受光した赤外線量に対応した電気量レベルのガス検出信号を出力する受光素子と前記波長をほぼ除いた波長域の赤外線を通過させる基準用フィルタを介して赤外線を受光して該受光した赤外線量に対応した電気レベルの基準信号を出力する受光素子とからなる受光部と、光源の経時劣化に対応して低下する光源出力を所定レベル以上確保する期間を延命するための制御値のデータを格納した記憶部と、前記ガス検出信号及び基準信号の少なくとも何れか一方の信号に基づいて前記データから制御値を読み出し、当該制御値により光源の経時劣化によるセンサ寿命の到達時期が延長されるように光源の点灯を制御する制御手段と、前記受光部から出力される少なくともガス検出信号に基づいて検出対象ガスの空気中の濃度を計測するガス濃度計測手段とを備えていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、光源の経時劣化によるセンサ寿命の到達時期を長くすることができて長寿命化が図れ、しかも記憶部のデータから制御値を読み出すため、制御値を演算する処理が必要なく、そのため制御手段の負担が少ない。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記記憶部に格納された前記データが、累積点灯時間と、初期時の定格点灯での光源出力よりも低い所定の光源出力が得られる光源印加電圧との関係を示すデータからなり、前記制御手段は、光源の累積点灯時間を前記基準信号に基づいて計測する計測機能を有し、計測された累積点灯時間に対応する光源に印加する電圧を前記記憶部のデータから制御値として読み出し、該電圧により光源の点灯を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明によれば、光源の経時劣化による光源の寿命到達時期を長くすることができ、その結果としてセンサ寿命の長寿命化が図れる。
【０００９】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記記憶部に格納された前記データが、初期時の定格点灯での光源出力よりも低い所定の光源出力に対応した前記基準信号の電気量レベルが得られる光源に印加する電圧を光源に対する制御処理回数に対応付けてあるデータからなり、前記制御手段は、前記光源に対する制御回数を計数する機能を備え、該計数された制御回数に対応した光源の印加電圧を前記データから制御値として読み出し、該電圧により光源の点灯を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明によれば、光源の経時劣化による光源の寿命到達時期を長くすることができ、その結果としてセンサ寿命の長寿命化が図れる。
【００１１】
請求項４の発明では、請求項１の発明において、前記記憶部に格納された前記データが、計測されるガス濃度と、光源の点灯時間及び消灯時間との関係を示すデータからなり、
前記制御手段は、前記光源を間歇点灯させる機能を有し、前記ガス濃度計測手段で計測される検出対象ガスの濃度に対応する前記光源の点灯時間及び消灯時間を前記データより制御値として読み出し、該点灯時間及び消灯時間に基づいて光源の点灯を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明によれば、雰囲気中の検出対象ガスの濃度が低いときなど一定時間当たりの計測回数が少なくても良い場合に、一定時間当たりの光源の点灯回数を減らすことが可能となり、そのため光源の経時劣化による光源寿命の到達時期を遅らせることができ、その結果としてセンサ寿命の長寿命化が図れる。
【００１３】
請求項５の発明では、請求項１の発明において、前記記憶部に格納された前記データが、前回の計測と今回の計測との間における検出対象ガスのガス濃度の変化量が閾値内に収まっている状態が連続して計測された計測回数と、光源の点灯時間及び消灯時間との関係を示すデータからなり、前記制御手段は、前記光源を間歇点灯させる機能と前記変化量が前記閾値内に連続して計測される回数を計数する計数機能とを有し、該計数機能の計測回数に基づいて前記データから対応する前記光源の点灯時間及び消灯時間を制御値として前記関係データから読み出し、該点灯時間及び消灯時間に基づいて光源の点灯を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明によれば、検出対象ガスのガス濃度の変化が小さく、計測回数を減らしても良い場合に、一定時間当たりの光源の点灯回数を減らすことが可能となり、そのため光源の経時劣化による光源寿命の到達時期を遅らせることができ、その結果としてセンサ寿命の長寿命化が図れる。
【００１５】
請求項６の発明では、請求項２又は３の発明において、少なくとも前記基準信号の電気量レベルの変化と、光源出力との関係により前記寿命到達を予測して報知する手段を備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明によれば、ユーザーにとってセンサ寿命を把握することが可能となり、交換等の対処が容易となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、光源の経時劣化によるセンサ寿命の到達時期を長くすることができて長寿命化が図れ、しかも記憶部のデータから制御値を読み出すため、制御値を演算する処理が必要なく、そのため制御手段の負担が少ないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
図１は本実施形態のガスセンサ装置Ａの全体構成を示しており、このガスセンサ装置Ａのセンサヘッド部１は、赤外線発光用の光源２と、検出対象ガス（本実施形態ではＣＯ２）が吸収する波長（４．２μｍ〜４．３μｍ）の赤外線のみを通過させる選択用フィルタ３１ａを介して赤外線を検出する焦電素子からなる受光素子３１及び検出対象ガスがほぼ吸収しない波長の赤外線を通過させる基準用フィルタ３１ｂを介して赤外線を検出する焦電素子からなる受光素子３１により構成される受光部３とで構成され、光源２と受光部３との間には検出対象ガスを含む雰囲気中の空気Ｘが流入するようになっている。尚
光源２は赤外線の強度の微分に応答する焦電素子からなる受光素子３１，３２で赤外線を検出するために、例えば１Ｈｚ〜１０Ｈｚの周期で間歇的に電圧が印加されて図２（ａ）に示すように点灯するもので、例えば赤外線のほぼ全波長領域（〜５０００μｍ）に亘る赤外光を含む光を発光する例えば白熱電球により構成され、点灯時の光源出力（赤外線量）は印加電圧を変えることで制御できるようになっている。尚図１では光源２に電圧印加するための電源及び各部の動作電源部の図示は省略している。
【００１９】
さて焦電素子からなる各受光素子３１、３２は間歇的に受光される赤外線量を電圧レベルに変換して出力するもので、その出力信号は、増幅回路４によりそれぞれ増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５によってＡ／Ｄ変換され、ＣＰＵなどからなる信号処理部６に取り込まれる。
【００２０】
信号処理部６は後述する光源制御部８とで装置全体の制御手段を構成するもので、受光素子３１の出力信号、つまり検出対象ガスで吸収された残りの波長（４．２μｍ〜４．３μｍ）の赤外線量に対応したガス検出信号のレベルに基づいて雰囲気中の検出対象ガスの濃度を計測するガス濃度計測機能を備えている。尚本実施形態の選択用フィルタ３１ａとしては上記波長（４．２μｍ〜４．３μｍ）の内の例えば４．２６μｍの波長を通過させるものが使用されるが、ＣＯ２ が吸収する波長に対応するものであれば良い。
【００２１】
つまりガス濃度計測のために、予め雰囲気中の標準となる検出対象ガスの濃度と、当該検出対象ガスで吸収される波長の赤外線量の変化とを標準となるセンサヘッド部１を用いて実測し、その実測データに基づいて作成した検出対象ガスの濃度とガス検出信号の電圧レベルとの関係を示すデータを記憶部７に登録しており、信号処理部６は受光素子３１から出力されるガス検出信号の電圧レベルに対応した検出対象ガス濃度を記憶部７のデータベースから読み出して当該検出ガス濃度を計測結果として出力するのである。
【００２２】
この計測処理において一定以上の精度を確保するためには、光源２からの赤外線量が常に一定量以上必要であるが  光源２からの赤外線量（光源出力）は図２（ｂ）に示すように経時的な劣化によって低下するため、赤外線量が一定量より低くなると精度が確保できなくなってガスセンサ装置Ａとしての寿命がくることになる。
【００２３】
図２（ｃ）は初期点灯時において光源出力が１００％となるように光源２を定格電圧で点灯させた場合（イ）と、初期点灯時から定格の７０％の赤外線量が得られるように光源２を点灯させた場合（ロ）の光源出力の経時的な変化（劣化特定）を計測した結果を示しており、この図からわかるように１００％の場合に比べて７０％の方が光源２の劣化特性が良くなるのである。
【００２４】
そこで、本実施形態では、光源２に定格電圧を印加した初期時の赤外線量を１００％とし、これに対して目標とする精度が出せる光源出力を例えば定格の７０％とし、この７０％の赤外線量を維持できるように受光素子３２の信号レベル（基準信号レベル）を基に光源２の印加電圧を制御して光源出力を７０％とするようにしたものであって、光源出力の経時的な低下を見込んで累積点灯時間と、当該累積点灯時間における７０％なる光源出力が得られる光源印加電圧との関係を示したテーブル（データ）を記憶部７に予め登録してある。
【００２５】
このテーブル作成に用いるセンサヘッド部１の光源２は、特性ばらつきが許容できる範囲内に収まったものが用いられる。
【００２６】
ここで累積点灯時間を計測するために、本実施形態の信号処理部６には、雰囲気中の検出対象ガスの濃度に影響を受けることがなく、光源２の点灯に応じて受光素子３２から出力する基準信号の数をタイマ９によりカウントさせ、そのカウント値に基づいて光源の点灯時間の累積計測を行う機能を備えている。つまり１回当たりの光源２の点灯時間は信号処理部６の制御の下で予め設定されているため、点灯に同期して得られる基準信号の計数値から光源２の点灯時間の累積計測ができるのである。表１はカウント値（累積点灯時間）と光源２の印加電圧との関係を示す上記テーブルの一例を示す。
【００２７】
【表１】
2005337873.tif 000003
【００２８】
尚光源２の種類等によってテーブルの光源印加電圧が異なるのは勿論であって、表１のテーブルで示す値は一例に過ぎない。
【００２９】
次に本実施形態のガスセンサ装置Ａは動作を図３（ａ）のフローチャートにより説明する。まずセンサ装置Ａを初期スタートさせると、信号処理部６からの制御指令に基づいて光源制御部８から電圧が光源２に印加され、光源２が点灯される（ステップＳ１）。ここで初期スタート時ではタイマ９のカウント値が０であるため、信号処理部６から光源制御部８に与える制御指令は、記憶部７に登録されているテーブルのカウント値”０”に対応した光源２の印加電圧を制御値として作成された電圧指令となる。
【００３０】
さて光源２の点灯によって光源２から放射された赤外線は、受光部３の各受光素子３１，３２でフィルタ３１ａ、３１ｂを介して受光され、受光素子３１，３２からは受光した赤外線量を電圧レベルに変換したガス検出信号、基準信号がそれぞれ出力される。
【００３１】
これら信号は増幅回路４で増幅され（ステップＳ２）、更にＡ／Ｄ変換器５でＡ／Ｄ変換され（ステップＳ３）、信号処理部６に取り込まれる。
【００３２】
信号処理部６は基準信号を取り込むとタイマ９のカウント値をアップさせ、そのカウント値、つまり累積点灯時間がテーブルに登録されているか否かを判定する。つまり光源２の印加電圧の調整を必要とするか否かを判定する（ステップ３）
ここで光源２の印加電圧の調整が不要と判定された場合には、信号処理部６はガス検出信号のレベルに対応するガス濃度を記憶部７のデータから読み出して計測ガス濃度を決定し、その計測ガス濃度を外部へセンサ出力として出力し、例えばＬＣＤ等にガス濃度を表示させる（ステップＳ５）。そして基準信号及びガス検出信号の各電圧レベルのデータを記憶部７に保存し（ステップＳ６）、光源制御部８はステップＳ１にて前回と同様の電圧で光源２を点灯させる。
【００３３】
一方ステップＳ４でタイマ９のカウント値が記憶部７のテーブルに登録されている場合、つまり光源２の点灯時間の累積値が一定時間経過を示していると、光源２の調整が必要であると信号処理部６は判定し、当該カウント値に対応して登録されている光源印加電圧を制御値として読み出し、この光源印加電圧値に基づいた新たな制御指令を光源制御部８に対して与える。
【００３４】
光源制御部８はこの制御指令に基づいて光源２に印加する電圧を設定して光源２の出力が初期定格点灯時の７０％となるように光源２をステップＳ１で点灯させる。
【００３５】
このようにして本実施形態では、光源２の累積点灯時間に応じて光源２に印加する電圧を制御することで、光源出力、つまり赤外線量を初期定格点灯時の７０％に維持して所定のガス検出精度を長期間に亘って確保し、センサ寿命を延ばすのである。
【００３６】
尚図３（ｂ）はステップＳ４での信号処理部６の処理動作を詳細に示したものであって、ます基準信号をステップ４０で取り込んで、タイマ９でカウントさせ（ステップＳ４１）、そのカウント値Ｘｉがテーブルに登録されているカウント値か否かの判定を行うのである（ステップＳ４２）。
（実施形態２）
上記実施形態１では、光源２の累積点灯時間をタイマ９で計測し、その累積点灯時間に対応して光源２に印加する電圧を設定して光源２を点灯することで、光源出力を初期定格点灯時の７０％に維持するものであるが、本実施形態では、基準信号の電圧レベルを、初期定格点灯時の７０％の光源出力に対応する基準信号の電圧レベルに維持されるように光源２の印加電圧を設定することで、光源出力を７０％に維持するものであって、図４に示すように図１におけるタイマ９を設けず、また記憶部２には、次のようなテーブルを格納してある点で実施形態１と相違する。
【００３７】
つまり、初期点灯時（光源制御部８に対して光源出力が上述の７０％となるように電圧指令を与えた回数、つまり光源制御回数が０のとき）に定格電圧で光源２を点灯させたときの受光素子３２から出力される基準信号の電圧レベルと、この基準信号の電圧レベルに対応して初期定格点灯時の光源出力に対して７０％の出力となる光源印加電圧との関係を標準となるセンサヘッド部１を用いた実測データに基づいて作成した初期点灯時のテーブル（表２）を記憶部７に格納するとともに、光源制御回数毎に基準信号の電圧レベルが例えば４．０（Ｖ）となる光源印加電圧を実測データに基づいて作成したテーブル（表３）を格納してある。
【００３８】
一方信号処理部６には光源制御部８に制御指令を与えた回数、つまり光源制御回数をカウントする機能と、そのカウント値に対応する光源印加電圧値を記憶部７のテーブルより制御値として読み出し、その光源印加電圧に基づいて光源制御部８に制御指令を与える制御機能とを、上述したガス濃度の計測機能以外に備えている。
【００３９】
【表２】
2005337873.tif 000004
【００４０】
【表３】
2005337873.tif 000005
【００４１】
尚表２で示すテーブルは三例のみを挙げているが光源２の初期ばらつきに対応して三例以上のテーブルを準備しておくことで、個々のセンサヘッド１のばらつきに柔軟に対応させることができる。
【００４２】
また表３で示すテーブルでは光源制御カウント値が”１”〜”６”までしか挙げていないが、”７”以上についても同様なテーブルが準備されるのは言うまでもない。また光源２の種類等によってテーブルの基準信号のレベルや光源印加電圧が異なるのは勿論であって、表３のテーブルで示す値は一例に過ぎない。
【００４３】
而して本実施形態のガスセンサ装置Ａは、基本的には図３のフローチャートに基づいて動作するが。初期スタート時にあっては、信号処理部６の制御の下で光源制御部８は定格電圧を光源２に印加して点灯させる。
【００４４】
また信号処理部６は、最初の光源２の点灯時に得られる基準信号を取り込むと、その基準信号の電圧レベルに対応する光源印加電圧値を制御値として記憶部７に格納してある表２に示すテーブルから読み出し、この光源印加電圧で光源２を点灯させるように制御指令を光源制御部８に与えるとともに、光源制御回数のカウント値を”１”にカウントアップする処理を行う。
【００４５】
これにより次に光源２を点灯させる印加電圧は光源出力が７０％となる電圧に制御され、光源出力（赤外線量）は初期定格点灯時の７０％となる。
【００４６】
以後図３のフローチャートにおいて、信号処理部６は受光素子３２からの基準信号が４．０Ｖであるか否かをステップＳ４で判断して、４．０Ｖ以下の場合には、その時点の光源制御回数のカウント値に基づいて表３のテーブルから光源印加電圧値を制御値として読み出し、その光源印加電圧値に基づいた制御指令を光源制御部８に与えて、光源２の印加電圧を制御する。
【００４７】
これにより光源２の経時劣化があっても基準信号レベルが４．０Ｖとなるように光源出力が制御され、つまり光源出力が７０％に維持されることで、実施形態１の場合と同様にガス検出の精度が確保できる期間を長くすることができ、結果としてセンサ寿命の長寿命化が図れることになる。
【００４８】
尚その他の動作は実施形態１に準ずるものであるので、ここでは説明を省略する。
（実施形態３）
上記実施形態１では、光源２の点灯時間の累積値に対応して光源２の印加電圧を制御設定して光源出力を初期定格点灯時の７０％に維持し、また実施形態２では、基準信号レベルが光源出力を初期定格点灯時の７０％のときの基準信号レベルとなるように光源２への印加電圧を制御設定することで、センサ寿命を長くするものであったが、これら実施形態１又は２の機能に併用して、光源２の使用を制限することで更にセンサ寿命が長くなるようにしたものである。
【００４９】
つまり本実施形態のガスセンサ装置Ａでは雰囲気中の検出対象ガスの濃度をガス検出信号の電圧レベルと基準信号の電圧レベルに基づいて計測するガス濃度計測機能を信号処理部６に備え、雰囲気中の検出対象ガスの濃度が所定値以上となった場合や正確なデータが必要なガス濃度範囲となった場合には、光源２の１回当たりの点滅時の消灯時間を小さくしてガス濃度の計測ポイント数を増やし、逆に計測されるガス濃度が所定値より低く、又は或る程度の精度であれば良いガス濃度範囲となった場合には光源２の消灯時間を大きくしてガス濃度の計測ポイント数を減らすようにすることで光源２の使用を制限し、これにより光源２の劣化を遅らせて寿命を延ばし、結果としてセンサ寿命の長寿命化を図るようにしたものである。尚本実施形態に併用する光源２に対する電圧制御の機能については、上述した実施形態１又は２の構成及び動作の説明を参照し、ここでは説明を省略する。
【００５０】
而して本実施形態のガスセンサ装置Ａでは、雰囲気中の検出対象ガスの濃度と光源２の点滅方法との関係を示すテーブル（表４参照）を記憶部７に予め登録し、また信号処理部６にはガス濃度計測機能により計測するガス濃度とテーブルの内容とを照合して、光源点滅方法を決定してこの光源点滅方法に示された点灯時間及び消灯時間を制御値として光源制御部８に制御指令を与える機能を持たせている。
【００５１】
つまり信号処理部６は、計測されるガス濃度とテーブル内容とを照合して、計測ガス濃度が０〜５００ｐｐｍの範囲であれば、点灯時間と消灯時間とをそれぞれ１秒として光源２を点滅させる光源点滅方法に基づく制御指令を、５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍであれば１秒点灯５秒消灯で光源２を点滅させる光源点滅方法に基づく制御指令を光源制御部８に与えるようになっている。つまり光源２の一定時間における光源２の点灯回数、つまり点灯周期を計測ガス濃度により制御するのである。尚ガス濃度計測は実施形態１，２と同様に行う。
【００５２】
【表４】
2005337873.tif 000006
【００５３】
次に本実施形態のガスセンサ装置Ａの動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００５４】
ガスセンサ装置Ａは動作を開始すると、図５で示すようにステップＳ１１で光源２を信号処理部６の制御の下で光源制御部８により設定される所定電圧で点灯させ（ステップＳ１１）、次のステップＳ１２で受光部３の各受光素子３１，３２から出力されるガス検出信号、基準信号を増幅し、更にステップＳ１３でＡ／Ｄ変換した後、ステップＳ１４にて信号処理部６により実施形態１或いは２と同様にガス濃度の計測を行い、その計測結果を外部へセンサ出力として出力させ、更にステップＳ１５で上記各検出信号の電圧値データを記憶部７に保存させた後、上記計測ガス濃度が上記表３で示す何れの範囲にあるかを判定して光源２の調整の要否をステップＳ１６で決定し、現時点の光源点滅方法を変更する必要がある場合には、計測されたガス濃度の範囲に対応するテーブル中の光源点滅方法に登録されている制御値を基に光源制御部８へ制御指令するのである。この指令を受けた光源制御部８は光源２をステップＳ１７で光源点滅方法を変更して光源２をステップＳ１１で点灯させるのである。
【００５５】
一方現時点の光源点滅方法を変更する必要がない場合には、新たな制御指令が与えられないため光源制御部８は現在の光源点滅方法による制御を維持してステップＳ１１へ戻るのである。
【００５６】
図６は計測ガス濃度の時間的な変化の例を示しており、上記の５００ｐｐｍのガス濃度を閾値としてこの閾値を計測ガス濃度が越えると、上述のように光源２の消灯時間を短くするように光源２の点灯を制御して計測ポイント数を増やし、応答速度を速くする。逆に閾値以下の場合には光源２の消灯時間を長くして計測ポイント数を減らし、光源２の使用を制限するのである。
【００５７】
以上のようにして本実施形態では光源２の点灯周期を検出対象ガスの雰囲気中の濃度に応じて変更することで光源２の使用を制限するため、光源２の劣化を遅らせることができる。そして印加電圧を制御する機能と併用されることで、実施形態１，２に比して更にセンサ寿命を大幅に伸ばすことができることになる。
【００５８】
尚実施形態１又は２の光源２の印加電圧を制御する機能を併用せず、ガス濃度に応じて光源２の点灯周期を変える機能のみでも光源２の劣化を遅らせ、結果としてセンサ寿命を延ばすこともできる。この場合には基準信号レベルが光源２の経時劣化で低下するため、基準信号の電圧レベルをベースとして基準信号とガス検出信号の電圧レベル差の値からガス濃度を検出し、予め実測に基づいて格納してある両信号のレベル差値とガス濃度との関係を示すテーブルに基づいて雰囲気中の検出対象ガスの濃度を決定するようにすれば良い。
【００５９】
（実施形態４）
上記実施形態３では検出ガス濃度の範囲に基づいて光源２の消灯時間（点灯周期）を制御することで、不必要に光源２が使用されるのを制限して、光源２の経時劣化を遅らせるようにしたものであるが、本実施形態では、検出ガス濃度が連続して変化しない場合に光源２の一定時間当たりの点滅回数を減らす、つまり点灯周期を大きくすることで、光源２の寿命を延ばすようにしたものであり、実施形態３と同様に実施形態１又は２における光源２への印加電圧を制御する機能とを併用する。
【００６０】
而して本実施形態のガスセンサ装置Ａでは、記憶部７に、雰囲気中の検出対象ガスの濃度の変化量と、その継続時間と光源２の点滅方法との関係を示すテーブル（表５参照）を予め格納し、信号処理部６にはテーブル内容に基づいて計測されるガス濃度の変化量が所定の閾値内で連続的に計測される回数をカウントする機能と、カウントされる回数や変化量とテーブルの内容とを照合して対応する光源点滅方法に登録されている点灯時間及び消灯時間を制御値として読み出し、その制御値に基づいて光源制御部８に制御指令を与える機能とを持たせている。
【００６１】
つまり信号処理部６は、ガス濃度を計測する度に記憶部２に記憶して、この記憶された前回のガス濃度と今回の計測ガス濃度との差（ガス変化量）を求め、そのガス変化量が閾値（例えば１００ｐｐｍ）未満であれば、カウント値をアップする処理を行うとともに、そのアップしたときのカウント値とテーブル内容とを照合してカウント値が１０未満であればそれに対応した光源点滅方法、つまり光源２を１秒点灯させた後１秒消灯する方法に基づいて、また１０以上の場合には１秒点灯させた後５秒消灯させる方法に基づいて、また上記のガス変化量が１００ｐｐｍ以上の場合にはカウント値に関係なく、光源２を１秒点灯させた後１秒消灯させる方法に基づいて、光源２を制御する制御指令を光源制御部８に与えるのである。つまり光源２の点灯周期を検出ガス濃度の変化量に基づいて制御するのである。本実施形態の信号処理部６のガス濃度計測機能は実施形態１，２と同様な機能を用いる。
【００６２】
【表５】
2005337873.tif 000007
【００６３】
次に本実施形態のガスセンサ装置Ａの動作を説明する。尚本実施形態のガスセンサ装置Ａの基本的な動作は図５のフローチャートを基本とするものであるが、光源２の調整についての判定処理が図７に基づいて行う点で相違するので、この相違点となる処理について詳説する。
【００６４】
本実施形態では、図６のステップＳ１５において、信号処理部６の制御の下で、基準信号レベル及びガス検出信号レベルデータを記憶部７に保存処理後、信号処理部６は記憶部７にて保存している前回の計測ガス濃度データと、今回の計測ガス濃度の差を求めて、その差、つまりガス濃度の変化量が１００ｐｐｍ未満か否かをステップＳ１６１で判定し、未満であれば信号処理部６の内蔵カウンタのカウント値Ｎを”１”アップし（ステップＳ１６２）し、次のステップＳ１６３でそのカウント値Ｎが１０以上であるか否かを判定し、１０未満であれば記憶部７のテーブルから対応する光源点滅方法を読み出し（ステップＳ１６３）、この光源点滅方法が示す制御値に基づいた光源制御部８に制御指令を図５のステップＳ１７で与える。この場合の光源点滅方法は点灯１秒消灯１秒であって、光源制御部８は制御指令に基づいて所定の電圧をステップＳ１で光源２に印加して光源２を点灯させる。
【００６５】
一方ステップＳ１６２でカウント値Ｎが１０以上と判定された場合には、信号処理部６は記憶部７のテーブルから対応する光源点滅方法を読み出す（ステップＳ１６５）。この光源点滅方法が示す制御値に基づいて光源制御部８に新たな制御指令をステップＳ１７で与える。この場合の光源点滅方法は点灯１秒消灯５秒であって、光源制御部８はこの制御指令に基づいて所定の電圧をステップＳ１で光源２に印加して光源２を点灯させる。
【００６６】
またステップＳ１６１でガス濃度変化量が１００ｐｐｍ以上と判定された場合にはステップＳ１６６で信号処理部６はカウント値Ｎをリセットした上で、記憶部７のテーブルから対応する光源点滅方法を読み出し、この光源点滅方法に基づいた制御指令をステップＳ１７で光源制御部８に与える。この場合の光源点滅方法は点灯１秒消灯１秒であって、光源制御部８は制御指令に基づいて所定の電圧をステップＳ１で光源２に印加して光源２を点灯させる。
【００６７】
尚ステップＳ１に戻る前に信号処理部６は記憶部７に記憶している前回の計測ガス濃度データを今回の計測ガス濃度データで更新し、次のガス変化量を求める際に前回の計測ガス濃度データとして用いる。
【００６８】
以上のように本実施形態では、計測ガス濃度の変化量が一定範囲内で連続的に推移している場合には安定している見なして、光源２の点灯周期を長くする安定モードを適用し、一方変化量が一定値以上変化した場合や変化量が一定範囲内であっても連続しない場合には光源２の点灯周期を短くした通常モードを適用することで、計測ガス濃度の変化が安定している状態での光源２の点灯を制限して光源２の劣化を遅らせることができる。そして、印加電圧を制御する機能と併用されることで、実施形態１，２に比して更にセンサ寿命を大幅に伸ばすことができることになる。
【００６９】
尚実施形態１又は２の光源２の印加電圧を制御する機能を併用せず、ガス濃度の変化量に応じて光源２の点灯周期を変える機能のみでも光源２の劣化を遅らせ、結果としてセンサ寿命を延ばすこともできる。この場合には基準信号レベルが光源２の経時劣化で低下するため、基準信号の電圧レベルをベースとして基準信号とガス検出信号の電圧レベル差の値からガス濃度を検出し、予め実測に基づいて格納してある両信号のレベル差値とガス濃度との関係を示すテーブルに基づいて雰囲気中の検出対象ガスの濃度を決定するようにすれば良い。
（実施形態５）
本実施形態は実施形態１又は実施形態２に適用できるものであって、光源２に印加する電圧を上昇させても所定の赤外線量が得られなくなる限界点から寿命が近づいていることを予測して表示し、また寿命がきたときにはそれを検出して寿命がきたことを表示する点に特徴がある。
【００７０】
つまり実施形態１又は２において、図８に示すように信号処理部６で制御される表示部１１を設けるとともに、記憶部７に予め実測によって得た図９に示す寿命末期の基準信号のレベルにおいて、センサ寿命が近づいていることが予測できる限界点の基準信号のレベル及び寿命がきたときの基準信号レベルをそれぞれ寿命予告レベルＬＡ及び寿命レベルＬＢとして記憶部７に予め登録しておき、信号処理部６では受光素子３２から取り込まれる基準信号のレベルを寿命予告レベルＬＢ及び寿命レベルＬＡとを比較し、基準信号のレベルが寿命予告レベルＬＡに達したときには信号処理部６はセンサ寿命が近づいていることを表示部１１で予告表示させ、更に基準信号のレベルが寿命レベルＬＢに達したときには寿命がきたことを表示部１１で表示させる。
【００７１】
これにより本実施形態のガスセンサ装置Ａでは寿命の早期予告と、寿命がきたことをユーザーに正確に知らせることができる。尚センサ寿命を延ばす動作は実施形態１又は２と同じであるので、ここでは説明は省略し、また装置全体の構成を図示するのは省略する。
【００７２】
尚光源２に印加する電圧レベルが制御可能な最大値に達したときに寿命が近づいていると信号処理部６が判断して表示部１１で寿命予告を行い、その後基準信号レベルが所定レベルに低下したときに寿命と判断して表示部１１で寿命報知を行うようにしても良い。
【００７３】
更に光源２の印加電圧を制御しない場合においても、基準信号のレベルの低下と光源２の寿命との相関データを実測により求めておけば、同様に寿命予告の表示や寿命の表示が行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態１の構成図である。
【図２】（ａ）は実施形態１の光源の点灯動作のタイミングチャート、（ｂ）は実施形態１の光源の出力の経時的変化の説明図、（ｃ）は実施形態１の光源出力の率と経時的変化の説明図である。
【図３】実施形態１の動作説明用のフローチャートであって、（ａ）は全体のフローチャート、（ｂ）は要部のフローチャートである。
【図４】実施形態２の構成図である。
【図５】実施形態３の動作説明用の全体のフローチャートである。
【図６】実施形態３の動作説明用の計測ガス濃度の遷移図である。
【図７】実施形態４の動作説明用の要部のフローチャートである。
【図８】実施形態５の要部の構成図である。
【図９】実施形態５の寿命予告及び寿命の検出の説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  センサヘッド
２  光源
３  受光部
３１  受光素子
３１ａ  選択用フィルタ
３２  受光素子
３２ａ  基準用フィルタ
４  増幅回路
５  Ａ／Ｄ変換器
６  信号処理部
７  記憶部
８  光源制御部
９  タイマ
Ａ  ガスセンサ装置
【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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【図９】
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