(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作開始信号により金属酸化物半導体ガスセンサの通電を開始するとともに高温加熱し、該高温加熱中に呼気を金属酸化物半導体ガスセンサに吹きかけ、この呼気の吹きかけにより生じる金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値の変化から呼気の吹きかけを検知し、この検知に基づいて金属酸化物半導体ガスセンサの高温加熱を停止して低温加熱状態へ移行させ、該低温加熱状態に移行してから一定時間経過時点の金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値を検知して該検知抵抗値に基づいて呼気中の被検知対象のガス成分を検知することを特徴とする呼気ガス検知方法。
【請求項２】
高温加熱状態下で呼気の吹きかけ検知の直前又は一定時間後の抵抗値を基準抵抗値とし、低温加熱状態移行から一定時間経過時点の前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値と前記基準抵抗値との比の値と予め設定してある基準の比の値との比較により前記呼気中の被検知対象のガス成分を検知することを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検知方法。
【請求項３】
呼気の吹きかけを、湿度変化による前記金属酸化物半導体センサの抵抗値変化で検知することを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検知方法。
【請求項４】
呼気の吹きかけを、呼気中のガス成分と湿度変化による前記金属酸化物半導体センサの抵抗値変化で検知することを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検知方法。
【請求項５】
前記一定時間経過時点は前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗が安定する前の過渡期間内であることを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検知方法。
【請求項６】
前記被検知対象のガス成分がアルコールであることを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検知方法。
【請求項７】
前記被検知対象のガス成分が口臭要因ガス成分であることを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検知方法。
【請求項８】
金属酸化物半導体ガスセンサと、
該金属酸化物半導体ガスセンサを加熱するヒータと、
動作開始信号により前記金属酸化物半導体ガスセンサに通電するとともに前記金属酸化物半導体ガスセンサの温度が高温となるように前記ヒータの通電を制御し、該高温状態下で前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値の変化から前記金属酸化物半導体ガスセンサに呼気の吹きかけを検知し、該検知に基づいて前記金属酸化物半導体ガスセンサの温度が低温となるように前記ヒータの通電を制御するヒータ制御手段と、
前記金属酸化物半導体ガスセンサの温度が低温となるように前記ヒータの通電制御が開始されてから一定時間経過時点で、前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値を検知して該検知抵抗値に基づいて呼気中に含まれる被検知対象のガス成分を検知する検知手段とを備えて成ることを特徴とする呼気ガス検知装置。
【請求項９】
高温加熱状態下で呼気の吹きかけ検知の直前又は一定時間後の抵抗値を基準抵抗値とし、低温加熱状態移行から一定時間経過時点の前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値と前記基準抵抗値との比の値と予め設定してある基準の比の値との比較により前記呼気中の被検知対象のガス成分を検知することを特徴とする請求項８に記載の呼気ガス検知装置。
【請求項１０】
呼気の吹きかけを、湿度変化による前記金属酸化物半導体センサの抵抗値変化で検知することを特徴とする請求項８に記載の呼気ガス検知装置。
【請求項１１】
呼気の吹きかけを、呼気中のガス成分と湿度変化による前記金属酸化物半導体センサの抵抗値変化で検知することを特徴とする請求項８に記載の呼気ガス検知装置。
【請求項１２】
前記一定時間経過時点は前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗が安定する前の過渡期間内であることを特徴とする請求項８に記載の呼気ガス検知装置。
【請求項１３】
前記被検知対象のガス成分がアルコールであることを特徴とする請求項８に記載の呼気ガス検知装置。
【請求項１４】
前記被検知対象のガス成分が口臭要因ガスであることを特徴とする請求項８に記載の呼気ガス検知装置。
【請求項１５】
高温加熱状態の前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値が所定範囲外若しくは呼気吹きかけで上昇傾向である場合に不感状態であると判定することを特徴とする請求項８に記載の呼気ガス検知装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、アルコールや口臭要因ガス成分を検知するための呼気ガス検知方法、及びその装置に関するものである。
背景技術
金属酸化物半導体ガスセンサを用いた従来のポータブルガス検知器においては、電源投入後、センサ出力信号が安定になるまでの時間（イニシャルアクション）、すなわち数１０秒から数分間待つ必要があった。また、電源投入直後に金属酸化物半導体ガスセンサのヒータに高い電圧を印加して高温状態を作り出してセンサ表面をクリーニングし、より速くセンサ出力信号を安定にする処置（ビートクリーニング）を行っても数１０秒を要していた。このように待ち時間が長いのは、イニシャルアクションやヒートクリーニングの後のセンサ抵抗値のドリフトの安定を待ってから測定することと、更にガス中での応答を待つ必要があったからである。ビートクリーニング後のセンサ抵抗値の安定を待たずにガスを曝露する場合には、検知したガス中の抵抗値の再現性が非常に悪くなった。また検知するまでの時間が長いということは消費電力も大きくなり、特に電源を電池とする場合は、寿命が数１０回の検知分しか持たない場合があった。
また、金属酸化物半導体ガスセンサの多くは、温度・湿度や被検知対象でないガス成分による妨害でガス感度やガス中の抵抗値が変動し、その変動分を補正する手段が容易に得られないため、十分な精度が得られなかった。
ところで、上記のようなガス検知方法を用いた口臭チェッカーが従来（実開昭６４−４２０１５号公報参照）提供されているが、前述のように電源投入から検知できるまでに時間がかかる上に、ガス中の抵抗の再現性や、雰囲気の影響を受けて精度が悪くなるという問題があった。
発明の開示
本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは電源投入からガス検知までの時間を短くしても再現性が良く、精度の高い、しかも消費電力が小さい呼気ガス検知方法を提供することにある。すなわち、本発明の呼気ガス検知方法は、動作開始信号により金属酸化物半導体ガスセンサの通電を開始するとともに高温加熱し、該高温加熱中に呼気を金属酸化物半導体ガスセンサに吹きかけ、この呼気の吹きかけにより生じる金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値の変化から呼気の吹きかけを検知し、この検知に基づいて金属酸化物半導体ガスセンサの高温加熱を停止して低温加熱状態へ移行させ、該低温加熱状態に移行してから一定時間経過時点の金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値を検知して該検知抵抗値に基づいて呼気中の被検知対象のガス成分を検知することを特徴とするものである。
この呼気ガス検知方法には、ガス成分を金属酸化物半導体ガスセンサと高温で反応させてから低温加熱状態に移行させるため、低温になってから反応させる場合に比べてセンサ抵抗の応答を短時間で現出させることができ、その結果通電開始から短時間でガス検知ができ、しかも高温状態下で呼気を金属酸化物半導体ガスセンサに吹きかけたときの抵抗値の変化を低温加熱状態への移行させるタイミングのトリガとするため、低温加熱状態に移行させるタイミングを容易に決定でき、呼気吹きかけから金属酸化物半導体ガスセンサの応答を得るまでの時間をより短くでき、更に高温加熱状態で呼気にさらした後、低温加熱状態へ移行してから一定時間後の抵抗値を検知しているため、移行後短時間の過渡期間内であっても非常に再現性の良い、精度の高い検知ができ、また更に検知時間が短いことは、消費電力が小さく、電源を電池とした場合、電池の寿命を逆比例的に長くすることができるという効果がある。
上記した呼気ガス検知方法において、高温加熱状態下で呼気の吹きかけ検知の直前又は一定時間後の抵抗値を基準抵抗値とし、低温加熱状態移行から一定時間経過時点の前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値と前記基準抵抗値との比の値と予め設定してある基準の比の値との比較により前記呼気中の被検知対象のガス成分を検知することが好ましい。この場合は、高温状態と低温加熱状態に同等に現れる変動成分をキャンセルすることができ、高精度の検知が可能となる。
上記した呼気ガス検知方法において、呼気の吹きかけを湿度変化による前記金属酸化物半導体センサの抵抗値変化で検知することが好ましい。この場合は、速やかに且つ確実に呼気吹きかけを検知できる。
また、上記した呼気ガス検知方法において、呼気の吹きかけを呼気中のガス成分と湿度変化による前記金属酸化物半導体センサの抵抗値変化で検知することも好ましい。この場合も、速やかに且つ確実に呼気吹きかけを検知できる。
上記した呼気ガス検知方法において、前記一定時間経過時点は、前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗が安定する前の過渡期間内であることが好ましい。これにより、検知までの時間をより短くすることができる。
上記した呼気ガス検知方法において、被検知対象のガス成分は、アルコールであることが好ましい。この場合は、上記した発明の効果を奏するアルコール検知方法を実現できる。
上記した呼気ガス検知方法において、被検知対象のガス成分は、口臭要因ガス成分であることが好ましい。この場合は、上記した発明の効果を奏する口臭検知方法を実現できる。
本発明のさらなる目的は、電源投入からガス検知までの時間を短くしても再現性が良く、精度の高い、しかも消費電力が小さい呼気ガス検知装置を提供することにある。すなわち、本発明の呼気ガス検知装置は、金属酸化物半導体ガスセンサと、該金属酸化物半導体ガスセンサを加熱するヒータと、動作開始信号により前記金属酸化物半導体ガスセンサに通電するとともに前記金属酸化物半導体ガスセンサの温度が高温となるように前記ヒータの通電を制御し、該高温状態下で前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値の変化から前記金属酸化物半導体ガスセンサに呼気の吹きかけを検知し、該検知に基づいて前記金属酸化物半導体ガスセンサの温度が低温となるように前記ヒータの通電を制御するヒータ制御手段と、前記金属酸化物半導体ガスセンサの温度が低温となるように前記ヒータの通電制御が開始されてから一定時間経過時点で、前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値を検知して該検知抵抗値に基づいて呼気中に含まれる被検知対象のガス成分を検知する検知手段とを備えて成ることを特徴とする。
上記構成を特徴とする呼気ガス検知装置には、ガス成分を金属酸化物半導体ガスセンサと高温で反応させてから低温加熱状態に移行させるため、低温になってから反応させる場合に比べてセンサ抵抗の応答を短時間で現出させることができ、その結果通電開始から短時間でガス検知ができ、しかも高温状態下で呼気を金属酸化物半導体ガスセンサに吹きかけたときの抵抗値の変化を低温加熱状態への移行させるタイミングのトリガとするため、低温加熱状態に移行させるタイミングを容易に決定でき、呼気吹きかけから金属酸化物半導体ガスセンサの応答を得るまでの時間をより短くでき、更に高温加熱状態で呼気にさらした後、低温加熱状態へ移行してから一定時間後の抵抗値を検知しているため、移行後短時間の過渡期間内であっても非常に再現性の良い、精度の高い検知ができ、また更に検知時間が短いことは、消費電力が小さく、電源を電池とした場合、電池の寿命を逆比例的に長くすることができるという効果がある。
上記した呼気ガス検知装置において、高温加熱状態下で呼気の吹きかけ検知の直前又は一定時間後の抵抗値を基準抵抗値とし、低温加熱状態移行から一定時間経過時点の前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値と前記基準抵抗値との比の値と予め設定してある基準の比の値との比較により前記呼気中の被検知対象のガス成分を検知することが好ましい。この場合は、上記した発明の効果に加えて、高温状態と低温加熱状態に同等に現れる変動成分をキャンセルすることができ、高精度の検知が可能となる。
上記した呼気ガス検知装置において、呼気の吹きかけを湿度変化による前記金属酸化物半導体センサの抵抗値変化で検知することが好ましい。この場合は、速やかに且つ確実に呼気の吹きかけを検知することができる。
また、上記した呼気ガス検知装置において、呼気の吹きかけを呼気中のガス成分と湿度変化による前記金属酸化物半導体センサの抵抗値変化で検知することも好ましい。この場合も、速やかに且つ確実に呼気の吹きかけを検知することができる。
上記した呼気ガス検知装置において、一定時間経過時点は前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗が安定する前の過渡期間内であることが好ましい。この場合は、検知までの時間をより短くできるという効果がある。
上記した呼気ガス検知装置において、被検知対象のガス成分は、アルコールであることが好ましい。この場合は、上記した発明の効果を奏するアルコール検知装置を実現できる。
上記した呼気ガス検知装置において、被検知対象のガス成分は、口臭要因ガスであることが好ましい。この場合は、上記した発明の効果を奏する口臭検知装置を実現できる。
上記した呼気ガス検知装置において、高温加熱状態の前記金属酸化物半導体ガスセンサの抵抗値が所定範囲外若しくは呼気吹きかけで上昇傾向である場合に不感状態であると判定することが好ましい。この場合は、検知雰囲気の汚染に影響されて誤検知するのを未然に防止できる。
本発明のさらなる特徴およびそれがもたらす効果は，添付された図面を参照して以下に述べる発明の詳細な説明および実施例から理解されるだろう。
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明の一実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態は、呼気ガス検知装置、例えば口臭チェッカを構成するガス検知装置を構成するものであり、図１は本実施形態の回路図を示す。
本実施形態は、乾電池、充電池などの低電圧（例えば３Ｖ）の電池電源１と、ガスを感知するための感ガス体内にヒータ２を埋設し、ヒータ２の両端が接続される電極端子▲１▼、▲２▼と、感ガス体の一端に接続される出力電極端子▲３▼の３端子構造の熱応答速度の速い金属酸化物半導体ガスセンサ３と、液晶表示器（以下ＬＣＤと称する）４と、上記ヒータ２の通電制御を行う手段や被検知対象ガスの検知を行う検知手段などの機能がプログラム化され、またＬＣＤ４のドライバ機能を備え、装置全体の制御処理を行うマイクロコンピュータ（以下マイコンと略す）５と、口臭度合の判定を行うための基準となるデータを格納するＥＥＰＲＯＭ６とを主要な構成要素としている。
金属酸化物半導体ガスセンサ３は、出力電極端子▲３▼と、ヒータ２のグランド側の一端が接続される電極端子▲２▼との間の抵抗値が感ガス体にガスが接触することにより変化するもので、内蔵したヒータ２をＰＮＰ型のトランジスタＱ１を介して電池電源１に接続してある。また感ガス体は、電池電源１に対してＰＮＰ型のトランジスタＱ２と抵抗Ｒ２との直列回路と、ＰＮＰ型のトランジスタＱ３と抵抗Ｒ９との直列回路との並列回路を介して接続されており、トランジスタＱ２又はＱ３或いは両方がオン時に感ガス体に抵抗Ｒ２又はＲ９又は両抵抗の並列回路を介して流れる電流によって発生する感ガス体の両端電圧Ｖｓがマイコン５の入力ポートＩ１に取り込まれ、マイコン５はこの両端電圧Ｖｓから感ガス体の抵抗値を演算する。
マイコン５は、電池電源１にダイオードＤ１を介して電源端子Ｖを接続して電源供給を受け、電池電源１に接続されたスタートスイッチＳＷと抵抗Ｒ５の直列回路の中点を入力ポートＩ２に接続し、該入力ポートＩ２がハイレベル（以下Ｈレベルと称する）になればガス検知のための制御処理をプログラムに沿って開始するようになっている。
またマイコン５は、トランジスタＱ１のベースに中点を接続し、一端を電池電源１の＋極に接続した抵抗Ｒ３，Ｒ４の直列回路の他端を出力ポートＯ１に接続し、出力ポートＯ１からデュティ制御用のパルス信号を出力してトランジスタＱ１をオンオフさせることによりヒータ２の通電を制御する機能を備え、該機能によりトランジスタＱ１のオンデュティを長くすることにより金属酸化物半導体ガスセンサ３を高温状態に加熱したり、逆に短くすることにより低温加熱状態とする加熱制御を行う。
更にマイコン５は、上記トランジスタＱ２のバイアス回路を出力ポートＯ３に、またトランジスタＱ３のバイアス回路を出力ポートＯ４に接続し、出力ポートＯ３，Ｏ４をローレベルにすることにより、対応するトランジスタＱ２，Ｑ３にベース電流を流してオンさせ、感ガス体の抵抗Ｒｓと電池電源１の＋極との間に抵抗Ｒ２，Ｒ９を接続するようになっている。つまり負荷抵抗を切り替える機能が備わっている。
また更にマイコン５は、出力ポートＯ１１〜Ｏ１４にＬＣＤ４の入力端子ＩＤ１〜ＩＤ４を夫々接続し、また出力ポートＯ１５に入力端子ＩＤ５，ＩＤ６を、また出力ポートＯ１６に入力端子ＩＤ７，ＩＤ８を、出力ポートＯ１７に入力端子ＩＤ９，ＩＤ１０を、また出力ポートＯ１８に入力端子ＩＤ１１，ＩＤ１２を、出力ポートＯ１９に入力端子ＩＤ１３，ＩＤ１４を、また出力ポートＯ２０には入力端子ＩＤ１５，ＩＤ１６を夫々接続し、またＬＣＤ４の共通端子ＣＯＭ１を出力ポートＯ２に接続し、出力ポートＯ１１〜Ｏ２０，Ｏ２より出力するドライブ信号にてＬＣＤ４のキャラクタ表示を制御するようになっている。
またマイコン５は、シャントレギュレータ７の電圧を入力ポートＩ３に取り込み、該シャントレギュレータ７の電圧が所定電圧以下になると、電池切れを検知する電池切れ検知機能を持つ。
シャントレギュレータ７は、上記トランジスタＱ２と抵抗Ｒ１を介して電池電源１に接続され、電池電圧を所定電圧に安定化させるようになっている。        ＥＥＰＲＯＭ６は、被検知対象のガス検知に用いる基準値を登録するものであって、装置の検査工程時に、高温状態下の当該金属酸化物半導体ガスセンサ３の感ガス体の抵抗Ｒ０の値と、高温状態から低温加熱状態に切り替えたときの抵抗Ｒｓの値と、両者の比Ｒｓ／Ｒ０の値を夫々格納し、通常時にこの格納した比の値を被検知対象ガスたる口臭要因ガス（例えば硫化物、炭化水素、アンモニア或いはメチルメルカプタン）の検知、つまり口臭度合の検知のための基準値として用いられる。このようにして金属酸化物半導体ガスセンサ３のばらつきを考慮した適正な基準値Ｒｓ／Ｒ０を設定できるようになっている。
そしてＥＥＰＲＯＭ６はデータ入力端子ＤＩ、シリアルクロック端子ＳＲ及びチップセレクタ端子ＣＳをマイコン５のデータ出力ポートｄｏ、出力ポートＯ２１、Ｏ２２に夫々接続するとともに、抵抗Ｒ７、Ｒ８，Ｒ６で夫々プルアップしている。またデータ出力端子ＤＯをマイコン５のデータ入力端子ｄｉに接続してある。
ＬＣＤ４は入力端子ＩＤ１〜ＩＤ１６及び共通端子ＣＯＭ１を抵抗により夫々プルアップし、共通端子ＣＯＭ１とキャラクタに対応する何れかの入力端子ＩＤ１〜１Ｄ１６がローレベルとなると、当該入力端子に対応させたキャラクタを表示するようになっており、ＩＤ１〜ＩＤ４は夫々口臭要因ガスの濃度、つまり口臭度合を示すキャラクタに対応し、ＩＤ５〜ＩＤ１６は濃度を示すキャラクタの両側に表示される人物等の表情を示すキャラクタに対応し、口臭要因ガスの濃度が高く成る程例えば表情が険しくなるようになっている。
尚、図中番号８は電源投入時にマイコン５にリセット信号を与えてリセットするリセットＩＣ、番号９はマイコンに基準クロックを与える基準クロック発生回路、番号１０はマイコン５とＬＣＤ４とを接続するコネクタである。またＣ１〜Ｃ３はコンデンサである。
次に、本実施形態の動作を説明する。まず、電池電源１が接続されると、リセットＩＣ８の働きによりマイコン５はリセットされ、初期設定を行う。以後マイコン５は低消費モードで動作して待機状態となっている。
この待機状態において、マイコン５の出力ポートＯ３に接続されている設定端子ＡＤＪとグランドの間が短絡された状態で、スタートスイッチＳＷがオン操作され、入力ポートＩ２の入力がハイレベルに立ち上がると、つまり動作開始信号が入力すると、マイコン５は予めプログラムされている調整モードの動作状態になり、出力ポートＯ１から例えば周期が８．２ｍｓｅｃで、ローレベル期間が９６０μｓｅｃのパルス信号を発生させる。
従って、トランジスタＱ１は９６０μｓｅｃのオンデュティで且つ周期８．２ｍｓｅｃでオンオフし、オン期間にヒータ２には電池電源１から電力が供給される。このときのヒータ２に印加される平均電圧はデュティ制御により略１．０Ｖとなり、そのためヒータ２の発熱量が多く、金属酸化物半導体ガスセンサ３を高温状態に加熱する。
一方、マイコン５はトランジスタＱ１のオフ期間に同期させてトランジスタＱ２及びＱ３（或いはＱ２又はＱ３のみ）をオンさせる信号を出力ポートＯ３及びＯ４（或いはＯ３又はＯ４）より出力させ、負荷抵抗である抵抗Ｒ２及びＲ９からなる並列回路（或いは抵抗Ｒ２又はＲ９）を金属酸化物半導体ガスセンサ３の感ガス体に直列に接続し、この負荷抵抗を通じて感ガス体を通電する。
そして高温状態への加熱開始から金属酸化物半導体ガスセンサ３の感ガス体の抵抗値が安定する所定時間経過後にマイコン５は上記出力ポートＯ１から出力されるパルス信号のローレベル期間を７５μｓｅｃに切り替え、周期はそのままでトランジスタＱ１のオンデュティを７５μｓｅｃとする。これによりトランジスタＱ１を通じてヒータ２に印加される平均電圧が略０．３Ｖに低下し、ヒータ２の発熱量が低下する。従って、金属酸化物半導体ガスセンサ３は高温状態から低温加熱状態へ移行することになる。
さて、高温状態から低温加熱状態への切り替え開始時で且つトランジスタＱ１がオフしているタイミングにおいて、マイコン５は金属酸化物半導体ガスセンサ３の感ガス体の両端電圧Ｖｓを入力ポートＩ１に取り込み、この取り込んだ電圧Ｖｓ及び負荷抵抗値、電源電圧値から金属酸化物半導体ガスセンサ３の感ガス体の基準抵抗値Ｒ０を演算する。
そして低温加熱状態への移行開始から金属酸化物半導体ガスセンサ３の抵抗値が安定するまでの過渡期間、例えば２ｓｅｃ経過後で且つトランジスタＱ１がオフしているタイミングにおいて、マイコン５は金属酸化物半導体ガスセンサ３の感ガス体の両端電圧を入力ポートＩ１に取り込み、この取り込んだ電圧及び負荷抵抗値、電源電圧値から金属酸化物半導体ガスセンサ３の感ガス体の抵抗値Ｒｓを演算し、更にこの抵抗値Ｒｓと上記基準抵抗値Ｒ０の比Ｒｓ／Ｒ０を求め、Ｒｓ及びＲ０の値とともに基準値データとしてＥＥＰＲＯＭ６に格納する。これにより、当該チェッカの被検知対象ガスである口臭要因ガス成分の濃度を検知するための基準値が設定される。
上記の調整モードが終了すると、マイコン５は待機状態に戻ることになる。そして調整端子ＡＤＪと、グランド間の接続が解除された後、スタートスイッチＳＷ１がオン操作されれば、マイコン５は通常動作モードを開始することことになる。
次に上述の基準値データがＥＥＰＲＯＭ６に登録された本実施形態が口臭チェックに実際に使用される場合の動作を説明する。
既に電池電源１が接続されてマイコン５が待機の状態にあるとし、この待機状態時にスタートスイッチＳＷがオン操作され、入力ポートＩ２がハイレベルに立ち上がると、マイコン５は初期化処理後、通常動作モードによる動作を開始し、まずＥＥＰＲＯＭ６に登録しているデータを読み出して内蔵ＲＡＭに格納し、口臭度合の検知に用いる基準値を設定する。
また通常動作モードが開始されると、調整モード時と同様に、マイコン５は出力ポートＯ１から周期が８．２ｍｓｅｃで、ローレベル期間が９６０μｓｅｃのパルス信号を発生させる。
従って、トランジスタＱ１が９６０μｓｅｃのオンデュティで且つ周期８．２ｍｓｅｃでオンオフし、オン期間に金属酸化物半導体ガスセンサ３のヒータ２に電池電源１より電力を供給し、上述と同様に金属酸化物半導体ガスセンサ３を高温状態とする。そして例えば０．５ｓｅｃ毎にトランジスタＱ１のオフのタイミングでマイコン５は感ガス体の両端電圧をサンプリングして、感ガス体の抵抗値Ｒｓを計算するとともに、今回のサンプリングにより求めた抵抗値Ｒｓと前回のサンプリングにより求めた抵抗値Ｒｓの比を０．５ｓｅｃ毎に演算する。
高温状態下で被検知対象の人が呼気を金属酸化物半導体ガスセンサ３に吹きかけると、呼気には水蒸気やガス成分が含まれているため感ガス体の抵抗値Ｒｓが低下することになり、０．５ｓｅｃ毎に求める今回のサンプリングで求めた抵抗値Ｒｓと前回のサンプリングで求めたＲｓの比が０．９６以下となると、マイコン５は呼気が吹きかけられたと検知する。
ここでマイコン５は上記の呼気検知直後に雰囲気の汚染（大気汚染）を検知判断を行って、雰囲気が汚染していると検知判断した場合には呼気検知動作を中断する。つまり図２に示すように呼気検知開始時点ｔａの直後のサンプリング時に検知した金属酸化物半導体ガスセンサ３の感ガス体の抵抗値Ｒｓと調整モード時に検知してＥＥＰＲＯＭ６に格納した基準抵抗値Ｒ０との比を求め、その求めた値が所定値（例えば０．２）より小さい場合と、上昇傾向で有る場合、つまり抵抗値Ｒｓが上昇する清浄方向である場合には、口臭の検知が不可能な汚染状態にあると判断して、マイコン５は検知動作を停止して待機状態に戻るとともに、ＬＣＤ４に大気汚染状態であることを表示させる。図２は、この大気汚染判断の模式図を示しており、図中Ａ、Ａ’の曲線は大気の汚染が少ない場合の呼気検知のタイミングｔａからのＲｓ／Ｒ０の変化を示し、Ｂは大気汚染状態のＲｓ／Ｒ０の変化を示し、Ｃは大気汚染度合がより高く、呼気を吹きかけたことにより、Ｒｓ／Ｒ０の値が清浄方向を示す場合を示しており、αが呼気検知限界、βが大気汚染検知限界点を示している。
さて大気の汚れ判定が良である場合には、マイコン５は呼気検知から例えば１ｓｅｃ経過時点で、周期はそのままで、トランジスタＱ１のオンデュティを７５μｓｅｃとするパルス信号を出力ポートＯ１より出力して金属酸化物半導体ガスセンサ３の温度を低温加熱状態へ移行させる。
この移行開始時点においてサンプリングした感ガス体の抵抗値を基準抵抗値Ｒ０’として内蔵ＲＡＭに格納し、以後０．５ｓｅｃ毎のサンプリングで求めた抵抗値Ｒｓとの比Ｒｓ／Ｒ０’を演算する。そして低温加熱状態移行開始から２ｓｅｃ経過時点で求めた演算値の、調整モードで求めた基準値（Ｒｓ／Ｒ０）に対する比率を求めてその比率の値から口臭度合を判定し、その口臭度合に応じたキャラクタをＬＣＤ４で表示させる。マイコン５はその後一定時間経過すると待機状態に戻ることになり、ＬＣＤ４の表示も消灯させる。
図３、図４は、スタートスイッチＳＷのオン操作時点ｔ１からのＲｓ／Ｒ０（或いはＲｓ／Ｒ０’）の遷移状態を示しており、高温状態期間から低温加熱状態へ移行する時点ｔ３までの基準抵抗値は、調整モードで求めたＲ０を用い、時点ｔ３以後は時点ｔ３で求めた基準抵抗値Ｒ０’を用いている。そして図３では時点ｔ３から２ｓｅｃ経過時点ｔ４で求めたＲｓ／Ｒ０’の値が２５であること示し、図４では時点ｔ３から２ｓｅｃ経過時点ｔ４で求めたＲｓ／Ｒ０’の値が８であることを示している。
この図３，図４の場合、ＥＥＰＲＯＭ６に格納した基準値Ｒｓ／Ｒ０が１０で、時点ｔ４で求めたＲｓ／Ｒ０’の値が図３のように１０より大きい値の場合には口臭無しと判断され、図４のように１０より小さい値を示す場合には口臭ありと判断され、マイコン５は更に口臭度合を求めた値Ｒｓ／Ｒ０’と基準値Ｒｓ／Ｒ０に基づいて演算して口臭度合に対応したキャラクタをＬＣＤ４に表示させるのである。口臭が無い場合にもそれに対応したキャラクタをＬＣＤ４で表示させる。
尚、図３，図４中ｔ２は呼気検知時点を示す。ところで、マイコン５はシャントレギュレータ７の電圧を常時監視してその値が所定値より低下すると電池切れと判断し，ＬＣＤ４に電池切れを表示させる。
上記実施形態は、口臭チェッカを構成するものであるが、血中アルコール濃度を測定するためのアルコールチェッカとしても構成することができる。
血中アルコール濃度は摂取されたアルコールが一旦血液中に溶け、肺臓を介して呼気中にアルコール成分が含まれることを利用して検知することができる。この場合、金属酸化物半導体ガスセンサ３の負荷抵抗値をアルコール検知に合った値に設定するとともに、アルコール検知の判定を行うための基準値（Ｒｓ／Ｒ０）と測定値（Ｒｓ／Ｒ０’）と比率などを予めプログラムしておけばよい。
この場合も調整モードで、基準値（Ｒｓ／Ｒ０）及び夫々の値Ｒｓ，Ｒ０をＥＥＰＲＯＭ６に登録し、通常時には口臭チェッカと同様に、スタートスイッチＳＷのオン操作以後、呼気検知、大気汚染検知、金属酸化物半導体ガスセンサ３の温度を高温状態から低温加熱状態へ移行させる切り替え、基準抵抗値Ｒ０’の測定、一定時間後のＲｓ／Ｒ０’の測定、そして基準値Ｒｓ／Ｒ０との比較による血中アルコール度合の検知を行うのである。
図５，図６は飲酒前と、飲酒２５分後の呼気中のアルコールチェックを行った場合の高温状態下でのＲｓ／Ｒ０’の遷移及び低温加熱状態移行後のＲｓ／Ｒ０’の遷移を示している。アルコールチェックの場合には呼気検知のタイミングｔ２から約２ｓｅｃ経過後のタイミングｔ３で低温加熱状態へ移行させる制御を行い、基準抵抗値Ｒ０’を測定している。そしてこの移行後凡そ２ｓｅｃ経過後の時点ｔ４でＲｓ／Ｒ０’の測定と基準値Ｒｓ／Ｒ０とを比較してアルコール度合の判定をおこなっている。図５では基準値Ｒｓ／Ｒ０が２であるのに対してＲｓ／Ｒ０’の値が１０と非常に大きく、この場合アルコールが呼気中に無いと判断され、それに対応するキャラクタをＬＣＤ４で表示させる。一方、図６では基準値Ｒｓ／Ｒ０が２であるのに対してＲｓ／Ｒ０’の値が１．５と小さく、この場合アルコールが呼気中に存在していると判断され、この値と基準値の値とから血中アルコール濃度を演算し、その演算結果に基づいて対応するキャラクタをＬＣＤ４で表示させる。図５，図６のｔ１は、スタートスイッチＳＷをオン操作したタイミングを示す。
上記実施形態では、Ｒｓ／Ｒ０’と基準値Ｒｓ／Ｒ０の比較で被検知対象ガスの有無及び濃度を判定しているが、金属酸化物半導体ガスセンサ３の検知抵抗値Ｒｓと基準となる抵抗値との比較によって行ってもよい。また上記実施形態では、高温加熱状態下で呼気の吹きかけ検知の一定時間後の抵抗値を基準抵抗値Ｒ０’として用いているが、高温加熱状態下で呼気の吹きかけ検知直前のサンプリングで得た得た抵抗値を用いても良い。特に高温でも高感度なガス（例えばアルコール）や高濃度のガスを被検知対象とする場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の呼気検知装置の一実施形態の具体回路図である。
図２は、同上の大気汚染検知の動作説明用タイミングチャートである。
図３は、同上の口臭要因ガス検知における口臭無し時の金属酸化物半導体ガスセンサの動作説明用タイミングチャートである。
図４は、同上の口臭要因ガス検知における口臭有り時の金属酸化物半導体ガスセンサの動作説明用タイミングチャートである。
図５は、同上のアルコール検知におけるアルコール成分無し時の金属酸化物半導体ガスセンサの動作説明用タイミングチャートである。
図６は、同上のアルコール検知におけるアルコール成分有り時の金属酸化物半導体ガスセンサの動作説明用タイミングチャートである。
【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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