(57)【要約】【課題】起動から出力値が安定するに至るまでの期間を短縮できるガス検出器を提供する。【解決手段】自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体１５と、発熱抵抗体１５の温度を制御する通電制御部２１と、環境温度の測定に用いられる測温抵抗体１６と、高温期間および低温期間における発熱抵抗体１５の端子間電圧、測温抵抗体１６の抵抗値から求められる環境温度を用いて、可燃性ガスの濃度を演算により求める演算部３０とが設けられ、演算部３０は、主演算期間において、高温期間および低温期間それぞれにおける複数の端子間電圧を移動平均処理して得られた第１高温側平均値および第１低温側平均値を用いて演算処理を実行し、演算処理の開始後所定の立ち上り演算期間は、主演算期間と比較して少ない数の端子間電圧を、主演算期間と同様に平均化処理して得られた第２高温側平均値および第２低温側平均値に基づいて演算処理を行うことを特徴とする。【選択図】  図１
2013250130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出雰囲気内に配置されて、自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体への通電状態を所定の周期で切り替える制御を行うことにより、前記発熱抵抗体の温度を予め設定された２つの異なる温度の間で交互に切り替える通電制御部と、
前記被検出雰囲気の温度である環境温度の変化により抵抗値が変化する測温抵抗体と、
前記発熱抵抗体の温度を、前記２つの異なる温度のうちの高温側に制御する高温期間における端子間電圧、前記２つの異なる温度のうちの低温側に制御する低温期間における前記端子間電圧、前記測温抵抗体の抵抗値から求められる前記環境温度、を用いて、前記被検出雰囲気に含まれる可燃性ガスの濃度の演算処理を行う演算部と、
が設けられたガス検出器であって、
前記演算部は、主演算期間において、前記高温期間および前記低温期間それぞれにおける複数の前記端子間電圧を移動平均処理して得られた第１高温側平均値および第１低温側平均値を用いて前記演算処理を実行し、前記演算処理の開始後所定の立ち上り演算期間は、前記高温期間および前記低温期間のそれぞれを対象にして前記立ち上り演算期間が経過した後の前記主演算期間と比較して、より少ない数の前記端子間電圧を平均化処理して得られた第２高温側平均値および第２低温側平均値に基づいて前記演算処理を行うことを特徴とするガス検出器。
【請求項２】
前記演算部は、前記高温期間および前記低温期間のそれぞれを対象にして前記立ち上り演算期間が経過した後の前記主演算期間と比較して、より少ない数の前記端子間電圧を移動平均処理して第２高温側平均値および第２低温側平均値を求めることを特徴とする請求項１記載のガス検出器。
【請求項３】
前記演算部は、前記演算処理の開始後取得した前記端子間電圧の数が、前記移動平均処理に必要な数に満たない場合には、それまでに取得した前記端子間電圧に対して、相加平均処理を実行して第２高温側平均値および第２低温側平均値を求めることを特徴とする請求項１記載のガス検出器。
【請求項４】
前記演算部は、前記主演算期間における前記移動平均処理に用いられる前記端子間電圧を取得する期間の長さを、前記高温期間および前記低温期間の１サイクルの長さよりも長く設定することを特徴とする請求項３記載のガス検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性ガスの濃度測定や漏えい検知等に用いられるガス検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護や自然保護などの社会的要求から、高い効率を有し、かつ、環境への負荷が少ないエネルギー源として、燃料電池の研究が活発に行われている。燃料電池の中で、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）が、作動温度が低く出力密度が高いなどの利点により、家庭用のエネルギー源、または、車載用のエネルギー源として着目されている。固体高分子型燃料電池は、他の燃料と比較して漏れが発生しやすい水素を燃料として用いている。そのため、固体高分子型燃料電池を実用化するためには、水素漏れを検知するガス検知器が必要になると考えられている。
【０００３】
また、固体高分子型燃料電池と同様に、水素を燃料とした環境への負荷が少ないエネルギー源として、水素内燃機関の研究も活発に行われている。水素内燃機関についても、実用化するためには、水素漏れを検知するガス検知器が必要になると考えられている。
【０００４】
水素漏れを検知するガス検知器としては、発熱抵抗体を有する検出素子を備えたものが知られている。このガス検知器は、発熱抵抗体から被検出雰囲気に奪われる熱量を測定することにより、被検出雰囲気の熱伝導率の変化を算出して水素濃度を求めるものである。
【０００５】
また、発熱抵抗体と、発熱抵抗体により加熱される触媒とを有する検出素子を備えたものも知られている。このガス検知器は、触媒上で水素が燃焼した際に発生する熱を測定することにより、被検出雰囲気に含まれる水素の濃度を求めるものであり、接触燃焼式ガス検知器と呼ばれる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０９３４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の熱伝導式のガス検知器では、発熱抵抗体の温度を切り替えるスイッチを備えており、低い温度に制御された発熱抵抗体の電圧を移動平均演算して得られたデータ、および、高い温度に制御された発熱抵抗体の電圧を移動平均演算して得られたデータを用いて水素の濃度を算出している。
【０００８】
しかしながら、水素の濃度が算出可能になるには、発熱抵抗体が低い温度に制御された際の移動平均演算により得られたデータと、高い温度に制御された際の移動平均演算により得られたデータと、が必要になるため、水素の濃度の算出に長い時間が必要とされている。言い換えると、従来のガス検知器では、ガス検知器が起動してから最初に水素濃度を出力するまで、起動出力が遅くなるという問題があった。
【０００９】
さらに、発熱抵抗体の電圧に対して移動平均演算したデータを用いて水素濃度の算出を行うため、ガス検知器から出力される水素濃度の値が、起動時の不安定な値から、定常運転時の安定した値に至るまでの時間が長くなるという問題があった。言い換えると、ガス検知器における起動時の出力の立ち上がりが緩やかとなるため、短時間で安定した出力を行うことが難しいという問題がった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、算出される可燃性ガス濃度の精度低下を抑制しつつ、起動から算出される可燃性ガス濃度の値が安定するまでの期間を短縮することができるガス検出器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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のガス検出器は、被検出雰囲気内に配置されて、自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体への通電状態を所定の周期で切り替える制御を行うことにより、前記発熱抵抗体の温度を予め設定された２つの異なる温度の間で交互に切り替える通電制御部と、前記被検出雰囲気の温度である環境温度の変化により抵抗値が変化する測温抵抗体と、前記発熱抵抗体の温度を、前記２つの異なる温度のうちの高温側に制御する高温期間における端子間電圧、前記２つの異なる温度のうちの低温側に制御する低温期間における前記端子間電圧、前記測温抵抗体の抵抗値から求められる前記環境温度、を用いて、前記被検出雰囲気に含まれる可燃性ガスの濃度の演算処理を行う演算部と、が設けられたガス検出器であって、前記演算部は、主演算期間において、前記高温期間および前記低温期間それぞれにおける複数の前記端子間電圧を移動平均処理して得られた第１高温側平均値および第１低温側平均値を用いて前記演算処理を実行し、前記演算処理の開始後所定の立ち上り演算期間は、前記高温期間および前記低温期間のそれぞれを対象にして該立ち上り演算期間が経過した後の前記主演算期間と比較して、より少ない数の前記端子間電圧を平均化処理して得られた第２高温側平均値および第２低温側平均値に基づいて前記演算処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、演算部による演算処理の開始後、所定の立ち上り演算期間の間は、その後の主算出期間と比較して、平均化処理に用いられる発熱抵抗体の端子間電圧の数が少なくした上で第２高温側平均値および第２低温側平均値を算出するようにしている。そのため、主算出期間において移動平均処理に必要な端子間電圧の数が取得できるまでの間にも、第２高温側平均値および第２低温側平均値を算出でき、この立ち上がり期間に得られた第２高温側、低温側平均値を用いて演算部による可燃性ガスの濃度の算出を早期に開始することができる。また、立ち上がり期間では、主算出期間の移動平均処理に必要な端子電圧の数より少ない数であっても、端子間電圧の平均化処理を行って第２高温側、低温側平均値を算出していることから、端子間電圧にノイズの重畳等の影響により偶発的に端子間電圧の値が変動しても、その変動の影響を軽減した精度のよい値（各平均値）を算出することが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、立ち上り演算期間が経過した後の主演算期間では、立ち上がり演算期間よりも多い数の端子間電圧を用いて移動平均処理を行って第１高温側平均値、および、第１低温側平均値を算出しているため、主演算期間以降は、端子間電圧にノイズの重畳等の影響により偶発的に端子間電圧の値が変動しても、その変動の影響をより軽減した各平均値を算出することができ、可燃性ガスの濃度の算出精度を高めることができる。
【００１４】
なお、上述の立ち上り演算期間における平均化処理の手法は、主演算期間と比較して、より少ない数の端子間電圧を対象にして実行される公知の平均化処理（例えば、移動平均処理、相加平均処理、加重平均処理）を用いればよい。
【００１５】
より具体的には、上記発明において前記演算部は、前記高温期間および前記低温期間のそれぞれを対象にして該立ち上り演算期間が経過した後の主演算期間と比較して、より少ない数の前記端子間電圧を移動平均処理して第２高温側平均値および第２低温側平均値を求めればよい。このようにすることで、立ち上がり演算期間と主演算期間とで実行される平均化処理の手法を共通化することができ、演算処理の負荷の軽減を図ることが可能となる。
【００１６】
あるいは、上記発明において前記演算部は、前記演算処理の開始後取得した前記端子間電圧の数が、前記移動平均処理に必要な数に満たない場合には、それまでに取得した数の前記端子間電圧に対して、相加平均処理を実行して第２高温側平均値および第２低温側平均値を求めてもよい。このような相加平均処理を実行することでより早い可燃性ガスの濃度の算出が可能となる。
【００１７】
上記発明において前記演算部は、前記主演算期間における前記移動平均処理に用いられる前記端子間電圧を取得する期間の長さを、前記高温期間および前記低温期間の１サイクルの長さよりも長く設定するとよい。
【００１８】
このように、主演算期間における移動平均処理に用いられる端子間電圧を取得する期間の長さを、高温期間および低温期間の１サイクルの長さより長く設定する、言い換えると、複数の高温期間、または、複数の低温期間にわたる長さに設定することにより、数多くの端子間電圧に基づく移動平均処理が可能となり、より安定した第１高温側、低温側平均値をそれぞれ得ることができる。その結果、算出される可燃性ガス濃度の値の安定性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のガス検出器によれば、演算部による可燃性ガスの濃度を求める演算処理の開始後所定の期間（立ち上がり演算期間）は、その後の可燃性ガスの濃度の算出期間（主演算期間）の移動平均処理に用いられる端子間電圧の数と比較して、より少ない数の端子間電圧を用いて平均化処理を実行して、可燃性ガスの濃度を求めるのに必要な第２高温側平均値および第２低温側平均値を算出するようにしている。これにより、ガス検出器の起動（換言すれば、演算部による演算処理の開始）から早期に、且つ、安定した可燃性ガスの濃度の算出ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る可燃性ガス検出装置の全体構成を説明する図である。
【図２】図１のガス検出素子の構成を説明する図である。
【図３】図１の演算部における移動平均処理を説明するフローチャートである。
【図４】図１の演算部における移動平均処理を説明するフローチャートである。
【図５】図１の演算部におけるガス濃度の演算処理を説明するフローチャートである。
【図６】図１の発熱抵抗体の端子間電圧の時間変化、および、発熱抵抗体の温度の時間変化を説明するグラフである。
【図７】低温測定期間ｔの後半期間ｔ／２または高温測定期間ｔの後半期間ｔ／２を説明するグラフである。
【図８】起動時における、低温時電圧の移動平均値ＶＬａｖまたは高温時電圧の移動平均値ＶＨａｖの変化を説明するグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る可燃性ガス検出装置の演算部における平均処理を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る可燃性ガス検出装置の演算部における平均処理を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る可燃性ガス検出装置の演算部におけるガス濃度の演算処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る可燃性ガス検出装置１ついて図１から図８を参照して説明する。図１は、本実施形態の可燃性ガス検出装置１の全体構成を説明する図である。
【００２２】
本実施形態の可燃性ガス検出装置（ガス検出器）１は、被検出雰囲気に含まれる可燃性ガスである水素ガスの濃度を検出する装置であり、熱伝導式のガス検出装置である。例えば、燃料電池自動車の客室内に設置され、水素の漏れを検出する目的等に用いられるものである。
【００２３】
可燃性ガス検出装置１には、図１に示すように、水素ガス濃度を検出するガス検出素子１０と、ガス検出素子１０を制御する制御部２０と、ガス検出素子１０の出力信号に基づいて水素ガス濃度を演算する処理を少なくとも実行する演算部３０と、制御部２０および演算部３０に電力を供給する直流電源４０と、が主に設けられている。
【００２４】
ガス検出素子１０は、凹部１３が形成された裏面が被検出雰囲気に晒された状態で配置されるものである。ガス検出素子１０は、図２（ａ）の平面視図、および、図２（ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面図に示すように、平板状に形成された基部１１と、基部１１の一方の面（以下、「表面」と表記する。）に配置された複数の電極１２と、他方の面（以下、「裏面」と表記する。）に形成された凹部１３と、が主に設けられている。
【００２５】
基部１１は、ガス検出素子１０の本体を構成するものであり、本実施形態では、縦横ともに数ｍｍ程度の大きさ、例えば３ｍｍ×３ｍｍ程度の大きさに形成されたシリコンからなる矩形状の板部材である。基部１１に対して複数の電極や、凹部１３などを形成する技術としては、シリコン基板に対して行われるマイクロマシニング技術（マイクロマシニング加工）などを例示することができる。
【００２６】
基部１１は、シリコン基板１１１と、シリコン基板１１１の表面に形成された絶縁層１１２から構成されている。シリコン基板１１１の裏面の中央には、平面視においてシリコン基板１１１をほぼ正方形に除去した凹部１３が形成されている。凹部１３の底部では絶縁層１１２が露出している。言い換えると、基部１１には、絶縁層１１２を薄膜とするダイヤフラム構造が形成されている。
【００２７】
絶縁層１１２における凹部１３に対応する領域には、言い換えると、凹部１３の底面を構成する領域には、線状の発熱抵抗体１５が渦巻き状に埋設されている。また、絶縁層１１２における他方の辺（図２（ａ）の上側の辺）には、被検出雰囲気の温度を測定する測温抵抗体１６が埋設されている。
【００２８】
このように凹部１３を形成して、発熱抵抗体１５が設けられる絶縁層１１２の下方を空間部とすることにより、発熱抵抗体１５が周囲と熱的に絶縁され、昇温、降温を短時間で行うことができ、発熱抵抗体１５の消費電力を低減することができる。
【００２９】
なお、絶縁層１１２は、単一の材料で形成されていてもよいし、異なる材料を用いて複数層を成すように形成されていてもよい。また、絶縁層１１２を構成する絶縁性材料としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）や窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を挙げることができる。
【００３０】
発熱抵抗体１５は、自身の温度変化により抵抗値が変化する材料であって、温度抵抗係数が大きな導電性材料から形成されたものである。測温抵抗体１６は、電気抵抗が温度に比例して変化する導電性材料から形成されたものであり、本実施形態では、温度の上昇に伴って抵抗値が増大する導電性材料から形成された例に適用して説明する。発熱抵抗体１５および測温抵抗体１６は、同じ材料から形成されていてもよく、本実施形態では発熱抵抗体１５および測温抵抗体１６が白金（Ｐｔ）から形成されている例に適用して説明する。
【００３１】
測温抵抗体１６は、上述の抵抗値の変化に基づく電位差が増幅されて後述する温度検出信号ＶＴとして出力されるものである。本実施形態において、測温抵抗体１６から出力される温度検出信号ＶＴは、ガス検出素子１０が晒される被検出雰囲気の温度が予め設定された基準温度の時に、所定の電位差である基準値となる例に適用して説明する。
【００３２】
電極１２は、基部１１の表面のうち、対向する一方の辺および他方の辺（図２（ａ）の下側の辺および上側の辺）の近傍に形成された電極であり、例えばアルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）を用いて形成されたものである。電極１２のうち、一方の辺に接近して配置された２つが第１電極１２１、第１接地電極１２２であり、他方の辺に接近して配置された２つが第２電極１２３、第２接地電極１２４である。
【００３３】
なお、第１電極１２１は後述する通電制御回路２１の接続点Ｐ＋に接続され、第２電極１２３は後述する温度調整回路２５の接続点Ｐ−に接続されている。第１接地電極１２２および第２接地電極１２４は制御部２０と共通のグランドラインに接続されている。
【００３４】
基部１１、より詳細には絶縁層１１２の内部には、配線１７および配線膜１８が設けられている。配線１７および配線膜１８は、発熱抵抗体１５と、第１電極１２１および第１接地電極１２２と、を電気的に接続するものである。基部１１の表面に形成される第１電極１２１および第１接地電極１２２と、絶縁層１１２の内部に形成される配線膜１８とは、導電性を有するコンタクトホールによって電気的に接続されている。言い換えると、発熱抵抗体１５は、一端において第１電極１２１と導通可能に接続され、他端において第１接地電極１２２と導通可能に接続されている。
【００３５】
また、絶縁層１１２の内部には、測温抵抗体１６と、第２電極１２３および第２接地電極１２４と、を電気的に接続する配線膜（図示せず）も設けられている。言い換えると、測温抵抗体１６は、一端において第２電極１２３と導通可能に接続され、他端において第２接地電極１２４と導通可能に接続されている。なお、配線１７および配線膜１８を構成する材料としては、発熱抵抗体１５および測温抵抗体１６を構成する材料と同じ材料を用いることができる。
【００３６】
制御部２０には、図１に示すように、発熱抵抗体１５への通電制御を行うと共に発熱抵抗体１５の両端電圧（端子間電圧）に対応する検出信号Ｖ１を出力する通電制御回路（通電制御部）２１と、測温抵抗体１６への通電を行うと共に被検出雰囲気の温度に係る温度検出信号ＶＴを出力する温度調整回路２５とが設けられている。
【００３７】
通電制御回路２１は、発熱抵抗体１５の温度を一定温度に保つ回路である。通電制御回路２１には、発熱抵抗体１５を含むホイートストンブリッジ回路であるブリッジ回路２１０と、ブリッジ回路２１０で検出される電位差を増幅する増幅回路２２０と、増幅回路２２０の出力に従ってブリッジ回路２１０に流れる電流を増減調整する電流調整回路２３０とが設けられている。
【００３８】
ブリッジ回路２１０は、発熱抵抗体１５と、２つの第１ブリッジ固定抵抗２１１および第２ブリッジ固定抵抗２１２と、抵抗値を切替可能な可変抵抗部２１３からなる回路である。第１ブリッジ固定抵抗２１１は発熱抵抗体１５と直列接続されるものであり、第１ブリッジ固定抵抗２１１の発熱抵抗体１５側の端部ＰＧは接地され、第２ブリッジ固定抵抗２１２側の端部は電源側である電流調整回路２３０に接続されている。また、第２ブリッジ固定抵抗２１２は可変抵抗部２１３と直列接続されるものであり、第２ブリッジ固定抵抗２１２の可変抵抗部２１３側の端部ＰＧは接地され、第１ブリッジ固定抵抗２１１側の端部は電源側である電流調整回路２３０に接続されている。
【００３９】
第１ブリッジ固定抵抗２１１と発熱抵抗体１５との接続点Ｐ＋は、第１固定抵抗２２２を介して演算増幅器２２１の非反転入力端子に接続されている。接続点Ｐ＋の電位は、検出信号Ｖ１として演算部３０に供給されている。また、第２ブリッジ固定抵抗２１２と可変抵抗部２１３との接続点Ｐ−は、第２固定抵抗２２３を介して演算増幅器２２１の反転入力端子に接続されている。
【００４０】
可変抵抗部２１３は、抵抗値を切り替えることで、ブリッジ回路２１０のバランスを変化させるものである。可変抵抗部２１３には、抵抗値の異なる２個の第１固定抵抗２１４および第２固定抵抗２１５と、第１固定抵抗２１４および第２固定抵抗２１５のいずれか一方を有効に動作させる切替スイッチ２１６と、が設けられている。切替スイッチ２１６は、演算部３０から出力された切替信号ＣＧ１に従って切り替え動作を行うものである。
【００４１】
なお、第１固定抵抗２１４は、発熱抵抗体１５が第１設定温度（高温）ＣＨ（例えば、４００℃）となる抵抗値を有するものである。また、第２固定抵抗２１５は、発熱抵抗体１５が第１設定温度ＣＨより低く設定された第２設定温度（低温）ＣＬ（例えば、３００℃）となる抵抗値を有するものである。
【００４２】
増幅回路２２０は差動増幅回路であって、演算増幅器２２１と、演算増幅器２２１の反転入力端子および非反転入力端子のそれぞれに接続された第１固定抵抗２２２および第２固定抵抗２２３と、演算増幅器２２１の反転入力端子と出力端子との間に並列接続された第３固定抵抗２２４およびコンデンサ２２５と、によって構成された周知の回路である。
【００４３】
増幅回路２２０は、非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧より大きい場合には、出力である調整信号Ｃの値が大きくなる。その結果、ブリッジ回路２１０に流れる電流が減少する。逆に、非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧より小さい場合には、調整信号Ｃの値が小さくなる。その結果、ブリッジ回路２１０に流れる電流が増大する。
【００４４】
電流調整回路２３０のスイッチング回路２３２は、ブリッジ回路２１０に直流電源Ｖｃｃを供給する電源ラインと電流調整回路２３０の通電状態を変化させる制御ラインＣＬ１とに接続され、演算部３０からの作動許可信号Ｓ１に従ってオン，オフ動作するトランジスタからなり、このトランジスタがオンしている所定期間、起動信号Ｓ１１を制御ラインＣＬ１に出力するように構成されている。なお、トランジスタがオンする所定期間は、後述する調整信号Ｃの出力を妨げないように予め設定されている。
【００４５】
電流調整回路２３０の定温度制御回路２３１は、上記電源ラインとブリッジ回路２１０とに接続され、制御ラインＣＬ１を流れる信号に従って通電状態（オン抵抗）が変化するトランジスタからなる。具体的には、スイッチング回路２３２の出力である起動信号Ｓ１１に従って、ブリッジ回路２１０へ電流供給を開始する。そして、ブリッジ回路２１０への電流供給が開始されると、増幅回路２２０の出力である調整信号Ｃに従って、調整信号Ｃが大きいほど、オン抵抗が大きくなって、ブリッジ回路２１０に流れる電流が減少し、逆に、調整信号が小さいほど、オン抵抗が小さくなって、ブリッジ回路２１０に流れる電流が増大するように構成されている。
【００４６】
上述の構成を有する通電制御回路２１は、直流電源４０からブリッジ回路２１０への通電が開始されると、増幅回路２２０および電流調整回路２３０は、接続点Ｐ＋と接続点Ｐ−との間に生じる電位差がゼロになるようにブリッジ回路２１０に流れる電流を調整する。これにより、発熱抵抗体１５の抵抗値、言い換えると発熱抵抗体１５の温度が、可変抵抗部２１３によって決まる一定値、言い換えると、第１設定温度ＣＨまたは第２設定温度ＣＬに制御される。
【００４７】
具体的には、被検出雰囲気中の可燃性ガスの濃度が変化することにより、発熱抵抗体１５から可燃性ガスに奪われる熱量が、発熱抵抗体１５において発生する熱量より大きくなった場合には、発熱抵抗体１５の温度が低下して、発熱抵抗体１５の抵抗値が減少する。逆に、発熱抵抗体１５から可燃性ガスに奪われる熱量が、発熱抵抗体１５において発生する熱量より小さくなった場合には、発熱抵抗体１５の温度が上昇して、発熱抵抗体１５の抵抗値が増大する。
【００４８】
上述のように発熱抵抗体１５の抵抗値が減少すると、増幅回路２２０および電流調整回路２３０は、ブリッジ回路２１０に流れる電流、言い換えると、発熱抵抗体１５において発生する熱量を増大させる。逆に、発熱抵抗体１５の抵抗値が増大すると、ブリッジ回路２１０に流れる電流、言い換えると、発熱抵抗体１５において発生する熱量を減少させる。このようにして、増幅回路２２０および電流調整回路２３０は、発熱抵抗体１５の抵抗値、言い換えると発熱抵抗体１５の温度を一定の値に保つ。
【００４９】
接続点Ｐ＋の電位を表す検出信号Ｖ１を測定することにより、発熱抵抗体１５に流れる電流の大きさ、即ち、発熱抵抗体１５の温度言い換えると抵抗値を一定に保つために必要な熱量が判る。発熱抵抗体１５から可燃性ガス（水素ガス）へ奪われる熱量がわかり、奪われる熱量は水素ガスの濃度に依存するため、検出信号Ｖ１を測定することにより、水素ガス濃度が判る。
【００５０】
温度調整回路２５には、測温抵抗体１６を含むホイーストーンブリッジであるブリッジ回路２５０と、ブリッジ回路２５０から得られる電位差を増幅する増幅回路２６０と、が設けられている。
【００５１】
ブリッジ回路２５０は、測温抵抗体１６と、３個の第１ブリッジ固定抵抗２５１、第２ブリッジ固定抵抗２５２、第３ブリッジ固定抵抗２５３からなる回路である。第１ブリッジ固定抵抗２５１は測温抵抗体１６と直接接続されるものであり、第１ブリッジ固定抵抗２５１の測温抵抗体１６側の端部は接地され、第２ブリッジ固定抵抗２５２側の端部は電源に接続されている。また、第２ブリッジ固定抵抗２５２は第３ブリッジ固定抵抗２５３に直列接続されるものであり、第２ブリッジ固定抵抗２５２の第３ブリッジ固定抵抗２５３側の端部は接地され、第１ブリッジ固定抵抗２５１側の端部は電源に接続されている。
【００５２】
第１ブリッジ固定抵抗２５１と測温抵抗体１６との接続点Ｐ−は、第２温調抵抗２６３を介して演算増幅器２６１の反転入力端子に接続されている。第２ブリッジ固定抵抗２５２と第３ブリッジ固定抵抗２５３との接続点Ｐ＋は、第１温調固定抵抗２６２を介して演算増幅器２６１の非反転入力端子に接続されている。また、演算増幅器２６１の出力は、温度検出信号ＶＴとして演算部３０に供給されている。
【００５３】
増幅回路２６０は差動増幅回路であって、演算増幅器２６１と、演算増幅器２６１の非反転入力端子および反転入力端子のそれぞれに接続された第１温調固定抵抗２６２および第２温調抵抗２６３と、演算増幅器２６１の反転入力端子と出力端子との間に並列接続された第３固定抵抗２６４と、コンデンサ２６５によって構成された周知の回路である。
【００５４】
演算部３０は、温度調整回路２５から出力される温度検出信号ＶＴと、通電制御回路２１から出力される検出信号Ｖ１に基づき水素ガス濃度を演算するものである。演算部３０は、直流電源４０から給電が開始されて起動するものであり、起動後、演算部３０は各部を初期化してガス濃度演算処理を開始するものである。
【００５５】
演算部３０には、ガス濃度演算処理などの各種の演算処理を実行する中央演算装置（ＣＰＵ）や、ＣＰＵで各種の演算処理を実行させる各種のプログラムやデータなどを格納するＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部や、各種信号を入出力するためのＩＯポートや、計時用タイマー等が設けられている（図示せず。）。
【００５６】
上述の記憶装置には、温度換算データと、湿度換算データと、濃度換算データとが少なくとも記憶されている。温度換算データは、被検出雰囲気の環境温度Ｔと上述の温度検出信号ＶＴでもある温度電圧ＶＴとの相関関係を表すものである。湿度換算データは、被検出雰囲気内の湿度Ｈと、高温時電圧ＶＨ、低温時電圧ＶＬおよび温度電圧ＶＴとの相関関係を表すものである。濃度換算データは、高温時電圧ＶＨまたは低温時電圧ＶＬと、可燃性ガスのガス濃度Ｘとの相関関係を表すものである。本実施形態では、高温時電圧ＶＨと、水素ガスのガス濃度Ｘとの相関関係を表す濃度換算データを用いる例に適用して説明する。なお、各換算データは、換算用マップデータや換算用計算式等からなるものであり、実験等により得られたデータに基づいて予め作成されたものである。
【００５７】
上述の湿度換算データには、環境温度Ｔ（ひいては温度電圧ＶＴ）と後述する電圧比ＶＣ（０）との相関関係を表す電圧比換算用マップデータ、および、後述する電圧比差ΔＶＣと湿度Ｈとの相関関係を表す湿度換算用マップデータが含まれている。
【００５８】
上述の濃度換算データには、温度電圧ＶＴと後述する高温時電圧ＶＨ（０）との相関関係を表す高温時電圧換算用マップデータ、高温時電圧ＶＨおよび湿度Ｈと後述する高温時電圧変化ΔＶＨ（Ｈ）との相関関係を表す湿度電圧変化換算用マップデータ、および、温度電圧ＶＴおよび高温時電圧ＶＨと後述するガス感度Ｇ（ＶＴ）との相関関係を表すガス感度換算用マップデータが含まれている。
【００５９】
次に、本実施形態の可燃性ガス検出装置１による水素ガス濃度の検出について説明する。水素ガス濃度を検出する際に可燃性ガス検出装置１は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、一定の周期時間ｔの間（以下「低温期間ｔ」と表記する。）発熱抵抗体１５の設定温度を低温側の第２設定温度ＣＬに保持する制御の処理と、一定の周期時間ｔの間（以下「高温期間ｔ」と表記する。）高温側の第１設定温度ＣＨに保持する制御の処理と、を交互に繰り返し行う。
【００６０】
具体的には、可燃性ガス検出装置１の演算部３０が切替信号ＣＧ１を出力することにより、低温期間ｔの間、ブリッジ回路２１０の抵抗値、即ち、発熱抵抗体１５の端子間電圧を低温時電圧ＶＬに保持する制御の処理と、高温期間ｔの間、発熱抵抗体１５の端子間電圧を高温時電圧ＶＨに保持する制御と、を交互に繰り返し行う。
【００６１】
本実施形態では、低温期間ｔおよび高温期間ｔが同一周期、すなわち、同じ２００ｍｓである例に適応して説明する。なお、低温期間ｔおよび高温期間ｔの１サイクルである２ｔの長さは、長くても５秒以下であることが望ましい。１サイクルの長さが長くなると、環境変化に対する出力の追従性、言い換えると出力の精度が悪くなるためである。
【００６２】
この状態において、演算部３０は図３および図４のフローチャートに関する制御処理と、図５のフローチャートに関する制御処理と、を同時進行で行う。ここでは、図３および図４のフローチャートに関する制御処理について先に説明した後、図５のフローチャートに関する制御処理を説明する。
【００６３】
まず演算部３０は、図３に示すように、制御処理が開始されると、発熱抵抗体１５の温度を高温に保持する制御を行うとともに、測温抵抗体１６に通電を開始する制御を実行する（Ｓ１０）。同時に演算部３０は、通電を開始してからの経過時間を測定する制御信号をタイマー部（図示せず）などの経過時間を測定する手段に出力する。なお、制御処理開始時には、後述するカウンタＮが０の値にセットされる。
【００６４】
その後演算部３０は、Ｓ１０の通電制御が開始されてからの経過時間Ｔｓ、言い換えると、可燃性ガス検出装置１の起動後の経過時間Ｔｓが、所定の時間（立ち上り演算期間）Ｔｃを超えたか否かを判定する（Ｓ１１）。ここで、所定の時間Ｔｃとしては、演算部３０が後述する５０点のデータを取得するのに必要な時間以上の長さの時間を例示することができる。
【００６５】
Ｓ１１の判定において、経過時間Ｔｓが所定の時間Ｔｃ以下であると判定された場合（ＮＯの場合）には、演算部３０は、移動平均の演算処理に用いる発熱抵抗体１５の端子間電圧の数（以下、単に「データ数」と表記する。）ｍを、１０に設定する処理を実行する（Ｓ１３）。つまり、可燃性ガス検出装置１が起動してから（本ガス濃度の演算処理が開始してから）所定の時間Ｔｃまでの立ち上り演算期間は、データ数ｍが１０の移動平均の演算処理を行う。
【００６６】
Ｓ１１の判定において、経過時間Ｔｓが所定の時間Ｔｃを超えたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は、後述する移動平均の演算処理に用いるデータ数ｍを、５０に設定する処理を実行する（Ｓ１２）。つまり、可燃性ガス検出装置１が起動してから立ち上り演算期間が経過した後の主演算期間は、データ数ｍが５０の移動平均の演算処理を行う。
【００６７】
その後演算部３０は、Ｓ１０の制御から１０ｍｓを経過したか否かの判定を行う（Ｓ１４）。１０ｍｓを経過していない場合（ＮＯの場合）にはＳ１４の判定を繰り返し行い、１０ｍｓを経過したと判定された場合には、演算部３０はカウンタＮの数を１つ増やすカウントアップの処理を行う（Ｓ１５）。
【００６８】
なお、Ｓ１４の判定としては、Ｓ１０の通電処理からの経過時間の判定の他に、Ｓ１９でカウンタＮが１１以上でないと判定されてからの経過時間の判定や、Ｓ２３でカウンタＮが２０でないと判定されてからの経過時間の判定も行われる。さらには、Ｓ３７の通電処理からの経過時間の判定も行われる。
【００６９】
Ｓ１５のカウントアップの処理を行うと演算部３０は、カウンタＮの値が１０であるか否かの判定を行う（Ｓ１６）。カウンタＮの値が１０であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は、温度調整回路２５から出力される測温抵抗体１６の温度電圧ＶＴを、電圧ＶＴＨとして取得し、記憶する処理を行う（Ｓ１７）。つまり、高温期間ｔが開始されてから１００ｍｓ後に１点のみ電圧ＶＴＨが取得されて記憶される。
【００７０】
その後演算部３０は、Ｓ１７で記憶した電圧ＶＴＨと、１つ前の処理サイクルで記憶された電圧ＶＴＬの平均値（（ＶＴＨ＋ＶＴＬ）／２）である平均電圧ＶＴａｖを求める処理を行う（Ｓ１８）。ここで、電圧ＶＴＬが記憶されていない場合には、電圧ＶＴＨがそのまま平均電圧ＶＴａｖとして用いられる。
【００７１】
Ｓ１６でカウンタＮの値が１０でない場合（ＮＯの場合）、または、Ｓ１８の処理が行われた後、演算部３０は、カウンタＮの値が１１以上であるか否かの判定を行う（Ｓ１９）。カウンタＮの値が１１以上でないと判定された場合（ＮＯの場合）には、演算部３０は上述のＳ１４に戻り上述の処理を繰り返す。
【００７２】
Ｓ１９の判定でカウンタＮの値が１１以上であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は、発熱抵抗体１５の高温期間ｔにおける両端電圧（端子間電圧）として高温時電圧ＶＨを取得し、取得した値である高温時電圧ＶＨを記憶する（Ｓ２０）。記憶される高温時電圧ＶＨの数は予め定められており、既に定められた数の高温時電圧ＶＨが記憶されている場合には、最も古い高温時電圧ＶＨに、直近に取得された高温時電圧ＶＨを上書き保存する。本実施形態では予め定められた数を、移動平均処理で用いられる最大のデータ数と同じ５０個の例に適用して説明する。
【００７３】
次に演算部３０は、取得された高温時電圧ＶＨの数がｍ個以上であるか否かの判定処理を行う（Ｓ２１）。取得された高温時電圧ＶＨの数がｍ個以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は直近のｍ個の高温時電圧ＶＨに基づいて高温時電圧移動平均値ＶＨａｖの算出処理を行う（Ｓ２２）。
【００７４】
つまり、上述の立ち上り演算期間の間は、ｍが１０と設定されているため、１０個の高温時電圧ＶＨに基づいて高温時電圧移動平均値ＶＨａｖ（「第２高温側平均値」に相当）の算出処理を行う。その一方で、上述の主演算期間の間は、ｍが５０と設定されているため、５０個の高温時電圧ＶＨに基づいて高温時電圧移動平均値ＶＨａｖ（「第１高温側平均値」に相当）の算出処理を行う。
【００７５】
高温時電圧移動平均値ＶＨａｖが算出されると、または、Ｓ２１で取得された高温時電圧ＶＨの数がｍ個未満と判定された場合（ＮＯの場合）には、演算部３０は、カウントＮの値が２０であるか否かの判定を行う（Ｓ２３）。カウントＮの値が２０でないと判定された場合（ＮＯの場合）には、上述のＳ１４に戻って上述の処理を繰り返し行う。その一方で、Ｓ２３でカウントＮの値が２０であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は、カウントＮの値を０とする（リセットする）処理を行う（Ｓ２４）。
【００７６】
その後演算部３０は、図４に示すように、発熱抵抗体１５の温度を低温に保持する制御を実行する（Ｓ２５）。その後演算部３０は、Ｓ２５の制御から１０ｍｓを経過したか否かの判定を行う（Ｓ２６）。１０ｍｓを経過していない場合（ＮＯの場合）にはＳ２６の判定を繰り返し行い、１０ｍｓを経過したと判定された場合には、演算部３０はカウンタＮの数を１つ増やすカウントアップの処理を行う（Ｓ２７）。
【００７７】
なおＳ２６では、Ｓ２５の通電処理からの経過時間の判定の他に、Ｓ３１でカウンタＮが１１以上でないと判定されてからの経過時間の判定や、Ｓ３５でカウンタＮが２０でないと判定されてからの経過時間の判定も行われる。
【００７８】
以降の処理内容はＳ１６からＳ２４までの処理とほぼ同様である。
つまり、Ｓ２７のカウントアップの処理を行うと演算部３０は、カウンタＮの値が１０であるか否かの判定を行う（Ｓ２８）。カウンタＮの値が１０であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は、温度調整回路２５から出力される温度電圧ＶＴを、電圧ＶＴＬとして取得し、記憶する処理を行う（Ｓ２９）。つまり、低温期間ｔが開始されてから１００ｍｓ後に１点のみ電圧ＶＴＬが取得されて記憶される。
【００７９】
その後演算部３０は、Ｓ２９で記憶した電圧ＶＴＬと、Ｓ１７で記憶された電圧ＶＴＨの平均値（（ＶＴＨ＋ＶＴＬ）／２）である平均電圧ＶＴａｖを求める処理を行う（Ｓ３０）。
【００８０】
Ｓ２８でカウンタＮの値が１０でない場合（ＮＯの場合）、または、Ｓ３０の処理が行われた後、演算部３０は、カウンタＮの値が１１以上であるか否かの判定を行う（Ｓ３１）。カウンタＮの値が１１以上でないと判定された場合（ＮＯの場合）には、演算部３０は上述のＳ２６に戻り上述の処理を繰り返す。
【００８１】
Ｓ３１の判定でカウンタＮの値が１１以上であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は、発熱抵抗体１５の低温期間ｔにおける両端電圧（端子間電圧）として低温時電圧ＶＬを取得し、取得した値である低温時電圧ＶＬを記憶する（Ｓ３２）。記憶される低温時電圧ＶＬの数は予め定められており、既に定められた数の低温時電圧ＶＬが記憶されている場合には、最も古い低温時電圧ＶＬに、直近に取得された低温時電圧ＶＬを上書き保存する。
【００８２】
次に演算部３０は、取得された低温時電圧ＶＬの数がｍ個以上であるか否かの判定処理を行う（Ｓ３３）。取得された低温時電圧ＶＬの数がｍ個以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は低温時電圧移動平均値ＶＬａｖの算出処理を行う（Ｓ３４）。
【００８３】
つまり、上述の立ち上り演算期間では、ｍが１０と設定されているため、１０個の低温時電圧ＶＬに基づいて低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ（「第２低温側平均値」に相当）の算出処理を行う。その一方で、上述の主演算期間では、ｍが５０と設定されているため、５０個の低温時電圧ＶＬに基づいて低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ（「第１低温側平均値」に相当）の算出処理を行う。
【００８４】
低温時電圧移動平均値ＶＬａｖが算出されると、または、Ｓ３３で取得された低温時電圧ＶＬの数がｍ個未満と判定された場合（ＮＯの場合）には、演算部３０は、カウントＮの値が２０であるか否かの判定を行う（Ｓ３５）。カウントＮの値が２０でないと判定された場合（ＮＯの場合）には、上述のＳ２６に戻って上述の処理を繰り返し行う。その一方で、Ｓ３５でカウントＮの値が２０であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は、カウントＮの値を０とする（リセットする）処理を行う（Ｓ３６）。
【００８５】
その後、演算部３０は、発熱抵抗体１５の温度を高温に保持する制御を実行する（Ｓ３７）。その後演算部３０は、図３のＳ１１に戻り上述の処理を繰り返し実行する。
本実施形態では、低温期間ｔおよび高温期間ｔの開始後、１００ｍｓから２００ｍｓまでの間の期間に取得された低温時電圧ＶＬおよび高温時電圧ＶＨに基づいて移動平均処理が行われる。その一方で、発熱抵抗体１５の端子間電圧が安定していない低温期間ｔおよび高温期間ｔの前半期間ｔ／２である０ｍｓから１００ｍｓまでの間の期間（温度の切り替え過渡期）の端子間電圧は移動平均処理に用いられない（図７参照。）。
【００８６】
なお本実施形態では、温度の切り替え過渡期の長さが、低温期間ｔや高温期間ｔの１／２である例に適用して説明したが、１／２よりも長い所定の期間であってもよいし、１／２よりも短い所定の期間であってもよく、特に限定するものではない。
【００８７】
次に図５のフローチャートに関する制御処理であるガス濃度の演算処理について説明する。
図５に示すように、演算部３０においてガス濃度の演算処理が実行されると、まず、図３および図４のフローチャートに関する制御処理で求められて記憶されている低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび平均電圧（温度電圧）ＶＴａｖを取得する処理が実行される（Ｓ１１０）。
【００８８】
演算部３０は、低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび平均電圧ＶＴａｖの取得ができたか否かの判定処理を行う（Ｓ１１５）。取得できていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、本演算処理を終了し、次回のガス濃度の演算処理に備える。
【００８９】
Ｓ１１５で低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび平均電圧ＶＴａｖを取得できたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は低温時電圧移動平均値ＶＬａｖおよび高温時電圧移動平均値ＶＨａｖと、下記の式（１）と、に基づいて電圧比ＶＣを算出する演算処理を実行する（Ｓ１２０）。
【００９０】
ＶＣ＝ＶＨａｖ／ＶＬａｖ  …（１）
この演算処理に続いて、演算部３０は、平均電圧ＶＴａｖおよび電圧比換算用マップデータに基づいて、環境温度Ｔひいては平均電圧ＶＴａｖにおけるガス濃度Ｘ、および、湿度Ｈがゼロのときの電圧比ＶＣ（０）を算出する演算処理を実行する（Ｓ１３０）。
【００９１】
その後演算部３０は、Ｓ１２０において算出した電圧比ＶＣ、および、Ｓ１３０において算出した電圧比ＶＣ（０）を、下記の式（２）の入力値として、平均電圧ＶＴａｖにおける電圧比差ΔＶＣを算出する演算処理を実行する（Ｓ１４０）。
【００９２】
ΔＶＣ＝ＶＣ−ＶＣ（０）  …（２）
次に演算部３０は、Ｓ１４０において算出した電圧比差ΔＶＣ、および、湿度換算用マップデータに基づいて、電圧比差ΔＶＣのときの湿度Ｈを算出する演算処理を実行する（Ｓ１５０）。
【００９３】
湿度Ｈの演算処理に続いて、演算部３０は、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび平均電圧ＶＴａｖと、高温時電圧換算用マップデータと、に基づいて、環境温度Ｔひいては平均電圧ＶＴａｖにおけるガス濃度Ｘ、および、湿度Ｈがゼロのときの高温時電圧ＶＨ（０）を算出する演算処理を実行する（Ｓ１６０）。
【００９４】
続いて演算部３０は、Ｓ１１０で取得された高温時電圧移動平均値ＶＨａｖ、および、Ｓ１５０にて算出した湿度Ｈ、並びに、湿度電圧変化換算用マップデータに基づいて、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖのうちの湿度Ｈに起因する電圧変化分を表す高温時電圧変化ΔＶＨ（Ｈ）を算出する演算処理を実行する（Ｓ１７０）。
【００９５】
そして演算部３０は、Ｓ１１０で取得された高温時電圧移動平均値ＶＨａｖ、Ｓ１６０において算出した高温時電圧ＶＨ（０）、および、Ｓ１７０において算出した高温時電圧変化ΔＶＨ（Ｈ）を、下記の式（３）の入力値として、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖのうちの可燃性ガスに起因する電圧変化分を表す高温時電圧変化ΔＶＨ（Ｇ）を算出する演算処理を実行する（Ｓ１８０）。
【００９６】
ΔＶＨ（Ｇ）＝ＶＨａｖ−ＶＨ（０）−ΔＶＨ（Ｈ）  …（３）
高温時電圧変化ΔＶＨ（Ｇ）の演算処理と並行して、演算部３０は、Ｓ１１０で取得された高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび平均電圧ＶＴａｖ、並びに、ガス感度換算用マップデータに基づいて、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖについて、平均電圧ＶＴａｖ毎に予め設定された可燃性ガスに対する感度（単位はガス濃度Ｘの逆数）を表すガス感度Ｇ（ＶＴ）を算出する演算処理を実行する（Ｓ１９０）。
【００９７】
最後に演算部３０は、Ｓ１８０において算出した高温時電圧変化ΔＶＨ（Ｇ）、および、Ｓ１９０において算出したガス感度Ｇ（ＶＴ）を、下記の式（４）の入力値として、可燃性ガス（水素）のガス濃度Ｘを算出する演算処理を実行し、（Ｓ２００）本処理を終了する。そして、このガス濃度の演算処理を、所定の周期毎（例えば、１０ｍｓ毎）に繰り返し実行する。
【００９８】
Ｘ＝ΔＶＨ（Ｇ）／Ｇ（ＶＴ）  …（４）
なお、本実施形態では、第１設定温度ＣＨを４００℃に設定し、第２設定温度ＣＬを３００℃に設定している例に適用して説明する。そのため、４００℃に対応する発熱抵抗体１５の両端電圧が高温時電圧ＶＨとなり、３００℃に対応する発熱抵抗体１５の両端電圧が低温時電圧ＶＬとなっている。この第１設定温度ＣＨと第２設定温度ＣＬとの差（設定温度差）を１００℃とすることにより、高温時電圧ＶＨと低温時電圧ＶＬとの比における高分解能を確保することができる。高温時電圧ＶＨと低温時電圧ＶＬとの比における分解能を確保するためには、設定温度差を５０℃以上にして、被検出雰囲気内の湿度Ｈを精度よく算出する必要があるからである。
【００９９】
次に、本実施形態の可燃性ガス検出装置１の起動時における、低温時電圧の移動平均値ＶＬａｖまたは高温時電圧の移動平均値ＶＨａｖの変化について、図８を参照しながら説明する。
【０１００】
従来のように、立ち上り演算期間でも主演算期間と同じデータ数ｍ（データ数５０）の移動平均処理を行う場合には、１サイクルの低温期間ｔおよび高温期間ｔで取得されるデータ数が１０であるため、低温期間ｔおよび高温期間ｔのサイクルが５回繰り返された後に（１０ｔの期間経過後に）、最初の低温時電圧ＶＬａｖや高温時電圧ＶＨａｖが算出される（図８（ａ）参照。）。
【０１０１】
また立ち上り演算期間では、発熱抵抗体１５の温度が、時間の経過に伴い、室温から第１設定温度ＣＨや第２設定温度ＣＬに上昇する。移動平均処理の用いられるデータ数ｍが５０の場合には、データ数ｍが小さい場合と比較して、発熱抵抗体１５の温度上昇に対する低温時電圧ＶＬａｖや、高温時電圧ＶＨａｖの追従性が悪く、その値の上昇は緩やかとなる。
【０１０２】
その一方で、本実施形態のように、立ち上り演算期間における移動平均処理に用いるデータ数ｍを１０とする場合には、低温期間ｔおよび高温期間ｔのサイクルが１回繰り返された後に（２ｔの期間経過後に）、最初の低温時電圧ＶＬａｖや高温時電圧ＶＨａｖが算出される（図８（ｂ）参照。）。
【０１０３】
また、移動平均処理に用いるデータ数ｍを１０と少なくすることにより、データ数ｍが大きい場合と比較して、発熱抵抗体１５の温度上昇に対する低温時電圧ＶＬａｖや、高温時電圧ＶＨａｖの追従性が良くなり、その値が速やかに上昇する。言い換えると、低温時電圧ＶＬａｖや、高温時電圧ＶＨａｖの誤差が小さくなり、精度の高い値となる。
【０１０４】
上記の構成によれば、演算部３０による演算処理の開始後、所定の立ち上り演算期間の間は、その後の主算出期間と比較して、平均化処理に用いられる発熱抵抗体１５の端子間電圧の数を少なくした上で高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび低温時電圧移動平均値ＶＬａｖを算出するようにしている。そのため、主算出期間において移動平均処理に必要な端子間電圧の数が取得できるまでの間にも、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび低温時電圧移動平均値ＶＬａｖを算出でき、この立ち上がり期間に得られた高温時電圧移動平均値ＶＨａｖ、低温時電圧移動平均値ＶＬａｖを用いて演算部３０によるガス濃度Ｘの算出を早期に開始することができる。また、立ち上がり期間では、主算出期間の移動平均処理に必要な端子電圧の数より少ない数であっても、端子間電圧の平均化処理を行って高温時電圧移動平均値ＶＨａｖ、低温時電圧移動平均値ＶＬａｖを算出していることから、端子間電圧にノイズの重畳等の影響により偶発的に端子間電圧の値が変動しても、その変動の影響を軽減した精度のよい値（各平均値）を算出することが可能となる。
【０１０５】
さらに、立ち上り演算期間が経過した後の主演算期間では、立ち上がり演算期間よりも多い数の端子間電圧を用いて移動平均処理を行って高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび低温時電圧移動平均値ＶＬａｖを算出しているため、主演算期間以降は、端子間電圧にノイズの重畳等の影響により偶発的に端子間電圧の値が変動しても、その変動の影響をより軽減した各平均値を算出することができ、ガス濃度Ｘの算出精度を高めることができる。
【０１０６】
また、発熱抵抗体１５の温度変化が大きな上述の立ち上り演算期間であっても、平均値である低温時電圧ＶＬａｖや高温時電圧ＶＨａｖは発熱抵抗体１５の温度変化を反映した値となりやすく、低温時電圧ＶＬａｖや高温時電圧ＶＨａｖの精度が低下しにくい。さらに、発熱抵抗体１５の温度が所望の一定温度に近づいた時点、または、所望の一定温度に制御された時点から、低温時電圧ＶＬａｖや高温時電圧ＶＨａｖが所望の一定温度を反映した所定の精度を有する値になるまでの時間を短縮することができる。従って、可燃性ガス検出装置１が起動してから（本ガス濃度の演算処理が開始してから）早期に、且つ、安定した可燃性ガス（水素）の濃度算出を行うことができる。
【０１０７】
さらに、立ち上がり演算期間で実行される平均化処理の手法と、主演算期間とで実行される平均化処理の手法と、を移動平均処理に共通化することにより、演算部３０の演算処理の負荷軽減を図ることが可能となる。
【０１０８】
なお、上述の立ち上り演算期間に行われる移動平均処理に用いられるデータ数ｍは、１０であってもよいし、１０より多くてもよい。つまり、立ち上り演算期間内に、移動平均処理に用いられるデータ数ｍを（例えば、１０から２５に）切り替える処理を行ってもよい。
【０１０９】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る可燃性ガス検出装置１ついて図９から図１１を参照しながら説明する。本実施形態の可燃性ガス検出装置１の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、可燃性ガス検出装置１の起動時における発熱抵抗体１５および測温抵抗体１６のデータの取り扱い方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図９から図１１を用いて可燃性ガス検出装置１の起動時におけるガス濃度の演算処理について説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【０１１０】
図９に示すように、演算部３０は第１の実施形態と同様に、制御処理が開始されると発熱抵抗体１５の温度を高温に保持する制御を行うとともに、測温抵抗体１６に通電を開始する制御を実行する（Ｓ１０）。その後演算部３０は、Ｓ１０の制御から１０ｍｓを経過したか否かの判定を行う（Ｓ１４）。Ｓ１４からＳ２０までの処理は、第１の実施形態と同様であるため、図９にフローチャートを示しその説明を省略する。
【０１１１】
Ｓ２０の処理が行われると演算部３０は、取得された高温時電圧ＶＨの数が５０個以上であるか否かの判定処理を行う（Ｓ３２１）。取得された高温時電圧ＶＨの数が５０個以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、第１の実施形態と同様に、演算部３０は５０個の高温時電圧ＶＨに基づいて高温時電圧移動平均値ＶＨａｖ（「第１高温側平均値」に相当）の算出処理を行う（Ｓ２２）。
【０１１２】
その一方で、取得された高温時電圧ＶＨの数が５０個未満と判定された場合（ＮＯの場合）には、演算部３０はそれまでに取得された高温時電圧ＶＨに基づいて高温時電圧相加平均値ＶＨａｖａ（「第２高温側平均値」に相当）の算出処理を行う（Ｓ３２２）。
【０１１３】
高温時電圧移動平均値ＶＨａｖまたは高温時電圧相加平均値ＶＨａｖａの算出処理が行われた後のＳ２３からＳ３２（図１０参照。）までの演算処理は第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１１４】
Ｓ３２の処理が行われると演算部３０は、取得された低温時電圧ＶＬの数が５０個以上であるか否かの判定処理を行う（Ｓ３３３）。取得された低温時電圧ＶＬの数が５０個以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ（「第１低温側平均値」に相当）の算出処理を行う（Ｓ３４）。
【０１１５】
その一方で、取得された低温時電圧ＶＬの数が５０個未満と判定された場合（ＮＯの場合）には、演算部３０はそれまでに取得された低温時電圧ＶＬに基づいて低温時電圧相加平均値ＶＬａｖａ（「第２低温側平均値」に相当）の算出処理を行う（Ｓ３３４）。
【０１１６】
低温時電圧移動平均値ＶＬａｖまたは温時電圧相加平均値ＶＬａｖａの算出処理が行われた後のＳ３５からＳ３７までの演算処理は第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１１７】
次に図５のフローチャートに関する制御処理であるガス濃度の演算処理について説明する。
図１１に示すように、演算部３０においてガス濃度の演算処理が実行されると、まず、図９および図１０のフローチャートに関する制御処理で求められて記憶されている低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび平均電圧（温度電圧）ＶＴａｖ、または、低温時電圧相加平均値ＶＬａｖａ、高温時電圧相加平均値ＶＨａｖａおよび平均電圧ＶＴａｖを取得する処理が実行される（Ｓ４１０）。
【０１１８】
そして演算部３０は、低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび平均電圧ＶＴａｖの取得、または、低温時電圧相加平均値ＶＬａｖａ、高温時電圧相加平均値ＶＨａｖａおよび平均電圧ＶＴａｖの取得ができたか否かの判定処理を行う（Ｓ４１５）。取得できていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、本演算処理を終了し、次回のガス濃度の演算処理に備える。
【０１１９】
Ｓ４１５で低温時電圧移動平均値ＶＬａｖ、高温時電圧移動平均値ＶＨａｖおよび平均電圧ＶＴａｖを取得できた、または、低温時電圧相加平均値ＶＬａｖａ、高温時電圧相加平均値ＶＨａｖａおよび平均電圧ＶＴａｖを取得できたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部３０は下記の処理を行う。つまり、低温時電圧移動平均値ＶＬａｖおよび高温時電圧移動平均値ＶＨａｖが取得できた場合には、前述の式（１）に基づいて電圧比ＶＣを算出する演算処理を実行する。その一方で、低温時電圧相加平均値ＶＬａｖａおよび高温時電圧相加平均値ＶＨａｖａが取得できた場合には、下記の式（１）´に基づいて電圧比ＶＣを算出する演算処理を実行する（Ｓ４２０）。
【０１２０】
ＶＣ＝ＶＨａｖａ／ＶＬａｖａ  …（１）´
以降のガス濃度の演算処理は第１の実施形態におけるガス濃度の演算処理と同様であるため、その説明を省略する。
【０１２１】
上記の構成によれば、可燃性ガス検出装置１が起動してから（本ガス濃度の演算処理が開始してから）から取得された端子間電圧の数が、移動平均処理に必要な数に満たない場合にも、前述の端子間電圧に対して得られた数だけ分の相加平均処理（単純平均処理）を実行することにより、演算部３０はより早いタイミングで低温時電圧相加平均値ＶＬａｖａおよび高温時電圧相加平均値ＶＨａｖａを求めることができ、求められた低温時電圧相加平均値ＶＬａｖａおよび高温時電圧相加平均値ＶＨａｖａを用いて可燃性ガスの濃度Ｘを算出することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１…可燃性ガス検出装置（ガス検出器）、１５…発熱抵抗体、１６…測温抵抗体、２１…通電制御回路（通電制御部）、３０…演算部、ＣＨ…第１設定温度（高温）、ＣＬ…第２設定温度（低温）、Ｔ…環境温度、Ｔｃ…所定の時間
【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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【図１０】
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【図１１】
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