JP4744025B2 - ガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器に関する。詳しくは、ガスセンサ及びガスセンサの接続状態の異常を瞬時に判別して報知することができるガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における定電位電解式ガスセンサは、ガスセンサの作用極と対極に一定電位を印加し、目的ガスの流入により生じる電解電流を検出するものであるが、目的ガスが存在しない状態においては極めて高いインピーダンスを持っており、センサの各電極の接続不良または断線が発生した場合において、ガス濃度値に変化をきたさないか、異常に高い値若しくは異常に低い値を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような定電位電解式ガスセンサでは、作用極と対極に一目的ガスが存在しない状態でセンサの各電極の接続不良または断線が発生してもガス濃度値に変化をきたさない、異常に高い値または低い値を示すかの何れかであるため、センサに示された値がガス濃度を示したものであるか、断線などによるものであるのか判別が困難であるという問題がある。
【０００４】
また、従来技術においてはポテンショスタット回路を介して対極及び参照極のみの電位変更パルスを印加していたため、作用極と対極及び参照極との間で電位差が発生し、電解液を介して強制電流が流れ、パルス電位、パルス幅を大きくするとガス濃度ゼロ点安定度が悪化するという問題が発生する。
【０００５】
従って、定電位電解式ガスセンサにおいて、ガスセンサ（の対極、参照極、作用極）の不良または断線発生などの接続異常を判別して報知すること、ガス濃度ゼロ点安定度の悪化を防止すること、に解決しなければならない課題を有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器は次のような構成にすることである。
【０００７】
（１） 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
を備え、
前記ポテンショスタット回路及びガス濃度増幅回路の非反転入力側に電位設定器からの電位変更パルスを同時に印加するようにし、
前記電位変更パルスの印加前と印加中の前記ポテンショスタット回路の出力電圧及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
前記測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び前記測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別し、
異常の場合は警報を発し、正常の場合は前記測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示するようにしたことを特徴とするガスセンサの接続状態判定方法。
（２） 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする（１）に記載のガスセンサの接続状態判定方法。
（３） 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記接続コードを介して、前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記接続コードを介して、前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の電圧を印加する電位設定器と、
前記マイクロプロセッサによって前記電位設定器を制御して前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した電位変更パルスを同時に印加し、
前記電位変更パルスの印加前と印加中のポテンショスタット回路の出力電圧及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
該測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び該測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別する異常検出手段と、
を備えたこと
を特徴とする定電位電解式ガス測定器。
（４） 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする（３）に記載の定電位電解式ガス測定器。
【０００８】
（５） 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記ガスセンサと接続コードで接続し、前記ガスセンサを制御する機器であって、
前記接続コードを介して、前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記接続コードを介して、前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の電圧を印加する電位設定器と、
前記ガスセンサと接続するための接続コードに所定の電圧を印加するコード電位設定部と、
前記マイクロプロセッサによって前記電位設定器を制御して前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した電位変更パルスを同時に印加し、
前記電位変更パルスの印加前と印加中のポテンショスタット回路の出力電圧及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
該測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び該測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別する異常検出手段と、
を備えたこと
を特徴とする定電位電解式ガス測定器。
（６） 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする（５）に記載の定電位電解式ガス測定器。
【０００９】
このようなガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器において、マイクロプロセッサによりプログラムされた所定の周期に従い、定常の電位を印加されているポテンショスタット回路の出力電圧を測定し、次に予め設定されたガスセンサへの動作電位を変える電位変更パルスをポテンショスタット回路に印加し、印加中のポテンショスタット回路の出力電圧を測定する。マイクロプロセッサは、測定した出力電圧同士の電位差を求め、あらかじめ定められた基準電位（規格値）と比較演算することにより、センサ部（ガスセンサの対極、参照極）の異常または接続異常を瞬時に判定し、この判定に基づいて異常の場合に異常表示および警報を発生させることができる。
【００１０】
上述同様、マイクロプロセッサによりプログラムされた所定の周期に従い、定常の電位を印加したガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、次にあらかじめ設定されたガスセンサへの動作電位を変える電位変更パルスをガス濃度増幅回路に印加し、印加中のガス濃度増幅回路の出力電圧を測定する。マイクロプロセッサは、測定した出力電圧同士の電位差を求め、予め定められた基準電位（規格値）と比較演算することにより、センサ部（ガスセンサの作用極、増幅抵抗回路）の異常または接続異常を瞬時に判定し、この判定に基づいて異常の場合は異常表示および警報を発生し、判定結果が正常な場合は、定常の電位を印加時のガス濃度増幅回路の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示する。
【００１１】
また、ポテンショスタット回路とガス濃度増幅回路に対して印加する定常の電位と電位変更パルス（パルス幅）を同じタイミングで印加することにより、ガスセンサの各電極に電位差が発生しないので、電位変更パルスの電位やパルス幅の制限条件がなくなるのでガス濃度ゼロ点安定度の悪化を防止することができる。
【００１２】
更に、センサ部をガス測定器と別体とした定電位電解式ガス測定により、遠方位置のガス濃度を測定することが可能であり、この場合も上述と同様に、センサ部（ガスセンサ）及びセンサ部とガス測定器を接続する接続コード（の各接続線）の断線などの異常を検知できるは勿論のこと、ガス測定器に設けたコード電位設定器により接続コード（例えば、シールドケーブルのシールド線）に所定電圧を印加しておくことで、センサ部〜接続コード（の各接続線）〜ガス測定器間が短絡している場合の検知を行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器の実施の形態を図面を参照して説明する。但し、図面は専ら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１４】
第１の実施例として、図１に示す定電位電解式ガス測定器は、センサ部１０と、センサ制御部２００とから構成される。
【００１５】
センサ部１０は、封入した電解液中に対極１１１および参照極１１２と作用極１１３が相対配置してあるガスセンサ１１０と、増幅抵抗回路１２０とから構成され、増幅抵抗回路１２０は、ガスセンサ１１０の作用極１１３からの電圧を増幅する増幅抵抗Ｒ１と、温度特性を測定するためのサーミスタ１２１と、サーミスタ１２１の出力を増幅する増幅抵抗Ｒ２とから構成されている。
【００１６】
センサ制御部２００は、ポテンショスタット回路２０と、ガス濃度増幅回路３０と、Ａ／Ｄコンバータ４０と、電位設定器５０と、マイクロプロセッサ６０と、表示部７０と、警報部８０とから構成されている。
【００１７】
ポテンショスタット回路２０は、電位設定器５０に印加された電圧とガスセンサ１１０の対極１１１からの電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０に送る。ガス濃度増幅回路３０は、電位設定器５０に印加された電圧とガスセンサ１１０の作用極１１３の電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０に送る。Ａ／Ｄコンバータ４０は、ポテンショスタット回路２０やガス濃度増幅回路３０からの出力電圧やガスセンサ１１０（の参照極１１２）やサーミスタ１２１からの出力を読み取ってデジタル値に変換してマイクロプロセッサ６０へ出力する。電位設定器５０は、マイクロプロセッサ６０に従ってポテンショスタット回路２０やガス濃度増幅回路３０に所定の電圧を所定の周期で印加する。マイクロプロセッサ６０は、プログラムに従いＡ／Ｄコンバータ４０からの出力電圧の読み取り、電位設定器５０の制御を行うと共に、その結果を表示部７０や警報部８０へ出力する。表示部７０は、マイクロプロセッサ６０から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報を表示する。警報部８０は、マイクロプロセッサ６０から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報に基づき音などによって報知する。
【００１８】
このような構成からなる定電位電解式ガス測定器は次のような接続状態となっている。
【００１９】
まず、センサ部１０内の接続状態を説明する。ガスセンサ１１０の対極１１１は、接続端子▲２▼１０ｂを介してポテンショスタット回路２０の出力端子２３に接続されている。ガスセンサ１１０の参照極１１２は、接続端子▲１▼１０ａを介してポテンショスタット回路２０のマイナス（−）入力端子２２に接続されている。ガスセンサ１１０の作用極１１３は、増幅抵抗回路１２０の増幅抵抗Ｒ１と接続されており、また、接続端子▲３▼１０ｃを介してガス濃度増幅器３０のマイナス（−）入力端子３２に接続されている。
【００２０】
次に、増幅抵抗回路１２０内の接続状態を説明する。増幅抵抗Ｒ１は、一方がガスセンサ１１０の作用極１１３と接続されていると共に接続端子▲３▼１０ｃを介してガス濃度増幅器３０のマイナス（−）入力端子３２と接続され、他方はサーミスタ１２１及び増幅抵抗Ｒ２と接続されている。サーミスタ１２１は、増幅抵抗Ｒ２と並列接続されていると共に、一方が増幅抵抗Ｒ１、他方は接続端子▲４▼１０ｄを介してガス濃度増幅器３０の出力端子３３に接続されている。
【００２１】
続いて、制御部２００の接続状態を説明する。ポテンショスタット回路２０は、プラス（＋）入力端子２１が電位設定器５０と接続され、マイナス（−）入力端子２２がセンサ部１０の接続端子▲１▼１０ａを介してガスセンサ１１０の参照極１１２と接続され、出力端子２３はＡ／Ｄコンバータ４０と接続されていると共に、センサ部１０の接続端子▲２▼１０ｂを介してガスセンサ１１０の対極１１１に接続されている。
【００２２】
ガス濃度増幅回路３０は、プラス（＋）入力端子３１が電位設定器５０と接続され、マイナス（−）入力端子３２がセンサ部１０の接続端子▲３▼１０ｃを介してガスセンサ１１０の作用極１１３と接続され、出力端子３３はＡ／Ｄコンバータ４０と接続されていると共に、センサ部１０の接続端子▲４▼１０ｄを介して増幅抵抗回路部１２０のサーミスタ１２１及び増幅抵抗Ｒ２と接続されている。
【００２３】
Ａ／Ｄコンバータ４０は、一方（入力側）には、ポテンショスタット回路２０の出力端子２３及びガス濃度増幅回路３０の出力端子３３が接続され、他方（出力側）には、マイクロプロセッサ６０が接続されている。
【００２４】
マイクロプロセッサ６０は、Ａ／Ｄコンバータ４０（の出力側）と接続され、また、電位設定器５０・表示部７０・警報部８０（の各入力側）と接続されている。
【００２５】
電位設定器５０は、一方（入力側）は、マイクロプロセッサ６０（の出力側）と接続され、他方（出力側）は、ポテンショスタット回路２０のプラス（＋）入力端子２１及びガス濃度増幅回路３０のプラス（＋）入力端子３１と接続されている。
【００２６】
表示部７０及び警報部８０は、マイクロプロセッサ６０（の出力側）と接続されている。
【００２７】
次に、このような接続状態である定電位電解式ガス測定器の接続判定の方法について図２を参照しながら説明する。
【００２８】
まず、ガスセンサ１１０との接続状態が正常時の場合について説明する。図２（ａ）に示すように、ポテンショスタット回路２０のプラス（＋）入力端子２１には、電位設定器５０により定時電圧１．２５［Ｖ］を印加されている。マイクロプロセッサ６０がタイミングｔ１にて定時電圧印加時のポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位の読み取りを行い、この時の出力端子２３の電位がＡ／Ｄコンバータ４０を介してデジタル値に変換され、電位ａとしてマイクロプロセッサ６０内に記憶される。
【００２９】
一方、ガス濃度増幅回路３０のプラス（＋）入力端子３１にも前述同様に電位設定器５０により定時電圧１．２５［Ｖ］が印加されており、マイクロプロセッサ６０が前述と同じタイミングｔ１で定時電圧印加時のガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位の読み取りを行うと、ガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位がＡ／Ｄコンバータ４０を介してデジタル値に変換され、電位ｃとしてマイクロプロセッサ６０内に記憶される。
【００３０】
マイクロプロセッサ６０は、プログラムに従って出力端子２３及び出力端子３３の電位ａ、電位ｃの読み取りに続き、電位設定器５０に対して電位変更パルス（電圧）を発生するように指示を行う。
【００３１】
電位設定器５０は、マイクロプロセッサ６０の指示により定時電圧１．２５［Ｖ］から５０［ｍＶ］低い電圧の１．２０［Ｖ］の電位変更パルスを発生させて、ポテンショスタット回路２０のプラス（＋）入力端子２１及びガス濃度増幅回路３０のプラス（＋）入力端子３１に印加する。
【００３２】
マイクロプロセッサ６０は、タイミングｔ２で電位変更パルス印加時のポテンショスタット回路２０の出力端子２３及びガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位の読み取りを行う。ポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位はＡ／Ｄコンバータ４０を介してデジタル値に変換された電位ｂ、ガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位はＡ／Ｄコンバータを介してデジタル変換された電位ｄとしてマイクロプロセッサ６０内に記憶される。そして、Ａ／Ｄコンバータ４０により各出力端子２３／３３の電位（電位ｂ、電位ｄ）のサンプリングが終了したら、プログラムに従い電位設定器５０に対して定時電圧１．２５［Ｖ］が発生するよう指示を行う。
【００３３】
マイクロプロセッサ６０は、記憶している電位ａ、ｂ、ｃ、ｄにもとづき電位変更パルス印加前と印加中の各出力端子２３／３３の電位差を算出し、所定の基準値（１０〜９０［ｍＶ］内の範囲）と比較してガスセンサ１１０（の各極１１１〜１１３）の異常や、センサ部１０の接続端子▲１▼〜▲４▼（１０ａ〜１０ｄ）と他の回路との接続異常の判定を行う。
【００３４】
このようなプロセスによってガスセンサ１１０及びガスセンサ１１０との接続状態の良否判定を行う場合における詳細な動作について説明する。
【００３５】
まず、ガスセンサ１１０及びガスセンサ１１０との接続状態が正常である場合について説明する。上述したように、最初は電位設定器５０により定時電圧１．２５［Ｖ］が印加されている状態のポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位ａ及びガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位ｃをタイミングｔ１で読み取り、マイクロプロセッサ６０内に記憶する。続いて、電位変更パルス１．２０［Ｖ］を印加した時のポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位ｂ及びガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位ｄをタイミングｔ２で読み取り、マイクロプロセッサ６０が記憶する。
【００３６】
この時、マイクロプロセッサ６０が記憶した電位は、電位ａ＝１．２５［Ｖ］、電位ｂ＝１．２０［Ｖ］であり、電位ａと電位ｂの電位差を算出すると、電位ａ−電位ｂ＝５０［ｍＶ］であるので、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］と比較し、この範囲内であるので正常と判定する。同じく、電位ｃ＝１．２５［Ｖ］、電位ｄ＝１．２０［Ｖ］であり、電位ｃと電位ｄの電位差を算出すると、電位ｃ−電位ｄ＝５０［ｍＶ］であるので、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲内であるので正常と判定する。この結果、どちらも正常であるので、ガスセンサ１１０及びガスセンサ１１０との接続状態は正常と判定し、マイクロプロセッサ６０で電位ｃをガス濃度表示変換して表示部７０に送り、表示部７０によりガス濃度値が表示される。
【００３７】
続いて、ガスセンサ１１０及びガスセンサ１１０との接続状態が異常である場合の動作について説明する。
【００３８】
まず、第１の異常検出状態として、接続端子▲１▼１０ａ（１ピン）及びこれに接続されている部分が断線した場合について説明する。
【００３９】
この場合、ポテンショスタット回路２０のマイナス（−）入力端子がオープンであり、ハイインピーダンス入力のため電位不定となり、ポテンショスタット回路２０内のオペアンプは増幅率無限のコンパレータとして働く。この時の出力端子２３の電位がオペアンプのオフセット電位を含めプラス（＋）入力端子２１の電位と比べて、電位が高いときはマイナス（−）入力端子２２（オペアンプ電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になり（図２（ｃ）参照）、電位が低きときはプラス（＋）入力端子２１（オペアンプ電源電圧のプラス電位）と同じ電位となる（図２（ｅ）参照）。つまり、どちらの場合も電位ａと電位ｂの電位差＝０［Ｖ］となり、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定される。
【００４０】
次に、マイクロプロセッサ６０がタイミングｔ１又はタイミングｔ２でポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位を読み取った時に異常を検出した場合の動作について説明する。
【００４１】
ポテンショスタット回路２０に定時電圧（１．２５［Ｖ］）を印加されている状態で、読み取りタイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位が、プラス（＋）入力端子２１の電位より高いとき、出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。また、ポテンショスタット回路２０に電位変更パルスが印加されている時の読み取りタイミングｔ２のときも同様に出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、１０［ｍＶ］以下であるので基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｃ）参照）。
【００４２】
一方、上述とは逆に、読み取りタイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子２１の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以内の場合は、出力端子２３の電位はプラス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）となるが、読み取りタイミングｔ２のときはプラス（＋）入力端子２１に印加される電位が５０［ｍＶ］下がるために出力端子２３の電位は反転のマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差は９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する。この状態の時は出力端子２３（オペアンプ出力）に接続されているガスセンサ１１０の対極１１１に同信号が伝わるので、参照極１１２に容量的に影響して定常の電位（定時電圧１．２５［Ｖ］）に戻ってもすぐにはプラス電位にはならない（図２（ｄ）参照）。
【００４３】
また、タイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、読み取りタイミングｔ２のときの出力端子２３の電位は反転のプラス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。
【００４４】
続いて、第２の異常検出状態として、接続端子▲３▼１０ｃ（２ピン）に接続されている部分）が断線した場合について説明する。
【００４５】
この場合、ポテンショスタット回路２０のオペアンプフィードバック制御が行われなくなるため、ガスセンサ１１０の参照極１１２はハイインピーダンスとなり接続端子▲１▼１０ａを介して接続されている（オペアンプの）マイナス（−）入力端子２２の電位は、プラス（＋）入力端子２１とほぼ同じになる。この時にマイナス（−）入力端子２２の電位がオフセット電圧を含めプラス（＋）入力端子２１の電位より高いとき、出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２と同じ電位（オペアンプ電源電圧のマイナス電位）になり（図２（ｃ）参照）、マイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子２１の電位より低いとき、出力端子２３の電位はプラス（＋）入力端子２１と同じ電位（オペアンプ電源電圧のプラス電位）になる（図２（ｅ）参照）。つまり、どちらの場合も電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定される。
【００４６】
次に、マイクロプロセッサ６０がタイミングｔ１及びタイミングｔ２でポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位を読み取った時に異常を検出した場合の動作について説明する。
【００４７】
ポテンショスタット回路２０に定時電圧（１．２５［Ｖ］）を印加されている状態で、タイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子２１の電位より高いとき、出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。また、ポテンショスタット回路２０に電位変更パルスが印加されている時の読み取りタイミングｔ２のときも同様に出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、１０［ｍＶ］以下であるので基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｃ）参照）。
【００４８】
一方、上述とは逆に、読み取りタイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以内の場合は、出力端子２３の電位はプラス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）となるが、読み取りタイミングｔ２のときプラス（＋）入力端子２１に印加される電位が５０［ｍＶ］下がるために出力端子２３の電位は反転のマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差は９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｄ）参照）。
【００４９】
また、読み取りタイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、読み取りタイミングｔ２のときに出力端子２３の電位は反転のプラス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。
【００５０】
第３の異常検出状態として、接続端子▲３▼１０ｃ（３ピン）及びこれに接続されている部分が断線した場合について説明する。この場合、前述の第１の異常検出状態で説明した動作と全く同じであり、ポテンショスタット回路２０→ガス濃度増幅回路３０、プラス（＋）入力端子２１→プラス（＋）入力端子３１、マイナス（−）入力端子２２→マイナス（−）入力端子３２、出力端子２３→出力端子３３に置き換えた説明と同じであるのでその説明を省略する。
【００５１】
第４の異常検出状態として、接続端子▲４▼１０ｄ（４ピン）及びこれに接続されている部分が断線した場合について説明する。この場合も同様に、前述の第２の異常検出状態で説明した動作と全く同じであり、ポテンショスタット回路２０→ガス濃度増幅回路３０、プラス（＋）入力端子２１→プラス（＋）入力端子３１、マイナス（−）入力端子２２→マイナス（−）入力端子３２、出力端子２３→出力端子３３に置き換えた説明と同じであるのでその説明を省略する。
【００５２】
次に、第２の実施例として、遠方位置のガス濃度を測定する為にセンサ部が別体である定電位電解式ガス測定器についてのガスセンサ異常及び接続異常の判定を行う場合を説明する。
【００５３】
図３に示す定電位電解式ガス測定器は、第１の実施例で説明した定電位電解式ガス測定器のセンサ部がセンサ制御部とは別体となっており、接続コードでセンサ部とガス測定器本体との接続を行って遠方位置のガス濃度を測定することができる定電位電解式ガス測定器の一例であり、センサ部１０’と、測定器２００’と、センサ部１０’と測定器２００’を接続する接続コード３００とから構成される。
【００５４】
センサ部１０’は、封入した電解液中に対極１１１’および参照極１１２’と作用極１１３’が相対配置してあるガスセンサ１１０’と、増幅抵抗Ｒ１’と、増幅抵抗Ｒ２’と、温度特性を測定するためのサーミスタ１２１’とからなる増幅抵抗回路１２０’とから構成される。
【００５５】
ガス測定器２００’は、ポテンショスタット回路２０’と、ガス濃度増幅回路３０’と、Ａ／Ｄコンバータ４０’と、電位設定器５０’と、マイクロプロセッサと６０’、表示部７０’と、警報部８０’と、シールド線電位設定器９０とから構成される。
【００５６】
ポテンショスタット回路２０’は、電位設定器５０’に印加された電圧とガスセンサ１１０’の対極１１１’からの電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０’に送る。ガス濃度増幅回路３０’は、電位設定器５０’に印加された電圧とガスセンサ１１０’の作用極１１３’の電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０’に送る。Ａ／Ｄコンバータ４０’は、ポテンショスタット回路２０’やガス濃度増幅回路３０’の出力電圧やガスセンサ１１０’（の参照極１１２’）やサーミスタ１２１’からの出力を読み取ってデジタル値に変換してマイクロプロセッサ６０’へ出力する。電位設定器５０’は、マイクロプロセッサ６０’に従ってポテンショスタット回路２０’やガス濃度増幅回路３０’に所定の電圧を所定の周期で印加する。マイクロプロセッサ６０’は、プログラムに従いＡ／Ｄコンバータ４０’からの出力電圧の読み取り、電位設定器５０’の制御を行うと共に、その結果を表示部７０’や警報部８０’へ出力する。表示部７０’は、マイクロプロセッサ６０’から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報を表示する。警報部８０’は、マイクロプロセッサ６０’から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報に基づき音などによって報知する。シールド線電位設定器９０は、接続コード３００のシールド線３０５に所定の電位を印加する。
【００５７】
接続コード３００は、センサ部１０’の接続端子▲１▼〜▲４▼（１０ａ’〜１０ｄ’）と測定器２００’の接続端子▲１▼〜▲４▼（２１０ａ〜２１０ｅ）を接続するための各芯線３０１〜３０４とシールド線３０５を有するシールドケーブルである。
【００５８】
このような定電位電解式ガス測定器は次のような接続状態となっている。
【００５９】
まず、センサ部１０’内の接続状態を説明する。ガスセンサ１１０’の対極１１１’は、接続端子▲２▼１０ｂ’→接続コード３００（芯線３０２）→測定器２００’の接続端子▲２▼２１０ｂを介して測定器２００’内のポテンショスタット回路２０’の出力端子２３’に接続されている。ガスセンサ１１０’の参照極１１２’は、接続端子▲１▼１０ａ’→接続コード３００（芯線３０１）→測定器２００’の接続端子▲１▼２１０ａを介して測定器２００’内のポテンショスタット回路２０’のマイナス（−）入力端子２２’に接続されている。ガスセンサ１１０’の作用極１１３’は、増幅抵抗回路１２０’の増幅抵抗Ｒ１’と接続されており、また、接続端子▲３▼１０ｃ’→接続コード３００（芯線３０３）→測定器２００’の接続端子▲３▼２１０ｃを介して測定器２００’内のガス濃度増幅器３０’のマイナス（−）入力端子３２’に接続されている。
【００６０】
次に、増幅抵抗回路１２０’内の接続状態を説明する。増幅抵抗Ｒ１’は、一方がガスセンサ１１０’の作用極１１３’と接続されていると共に接続端子▲３▼１０ｃ’→接続コード３００（芯線３０３）→測定器２００’の接続端子▲３▼２１０ｃを介して測定器２００’内のガス濃度増幅器３０’のマイナス（−）入力端子３２’と接続され、他方はサーミスタ１２１’及び増幅抵抗Ｒ２’と接続されている。サーミスタ１２１’は、増幅抵抗Ｒ２’と並列接続されていると共に、一方が増幅抵抗Ｒ１’、他方は接続端子▲４▼１０ｄ’→接続コード３００（芯線３０４）→測定器２００’の接続端子▲４▼２１０ｄを介して測定器２００’内のガス濃度増幅器３０’の出力端子３３’に接続されている。
【００６１】
続いて、測定器２００’内の各部の接続状態を説明する。まず、ポテンショスタット回路２０’は、プラス（＋）入力端子２１’が電位設定器５０’と接続され、マイナス（−）入力端子２２’が接続端子▲１▼２１０ａ→接続コード３００（芯線３０１）→センサ部１０’の接続端子▲１▼１０ａ’を介してガスセンサ１１０’の参照極１１２’と接続され、出力端子２３’はＡ／Ｄコンバータ４０’と接続されていると共に、接続端子▲２▼２１０ｂ→接続コード３００（芯線３０２）→センサ部１０’の接続端子▲２▼１０ｂ’を介してガスセンサ１１０’の対極１１１’に接続されている。
【００６２】
ガス濃度増幅回路３０’は、プラス（＋）入力端子３１’が電位設定器５０’と接続され、マイナス（−）入力端子３２’が接続端子▲３▼２１０ｃ→接続コード３００（芯線３０３）→センサ部１０’の接続端子▲３▼１０ｃ’を介してガスセンサ１１０’の作用極１１３’と接続され、出力端子３３’はＡ／Ｄコンバータ４０’と接続されていると共に、接続端子▲４▼２１０ｄ→接続コード３００（芯線３０４）→センサ部１０’の接続端子▲４▼１０ｄ’を介して増幅抵抗回路部１２０’のサーミスタ１２１’及び増幅抵抗Ｒ２’と接続されている。
【００６３】
Ａ／Ｄコンバータ４０’は、一方（入力側）には、ポテンショスタット回路２０’の出力端子２３’及びガス濃度増幅回路３０’の出力端子３３’が接続され、他方（出力側）には、マイクロプロセッサ６０’が接続されている。
【００６４】
マイクロプロセッサ６０’は、Ａ／Ｄコンバータ４０’（の出力側）と接続され、また、電位設定器５０’・表示部７０’・警報部８０’（の各入力側）と接続されている。
【００６５】
電位設定器５０’は、一方（入力側）は、マイクロプロセッサ６０’（の出力側）と接続され、他方（出力側）は、ポテンショスタット回路２０’のプラス（＋）入力端子２１’及びガス濃度増幅回路３０’のプラス（＋）入力端子３１’と接続されている。
表示部７０’及び警報部８０’は、マイクロプロセッサ６０’（の出力側）と接続されている。
【００６６】
シールド線電位測定器９０は、一方が接地され、他方が接続端子▲５▼２１０ｅを介して接続コード３００のシールド線３０５に接続されている。
【００６７】
次に、このような接続状態である定電位電解式ガス測定器の動作について説明する。
【００６８】
ここでは、接続コード３００の各芯線３０１〜３０４、シールド線３０５が短絡している場合を検出を行うときの動作について説明する。なお、センサ部１０’〜接続ケーブル３００〜測定器２００’間の接続異常、断線などの異常検出時の動作については、前述の第１の実施例で説明した第１の異常検出状態〜第４の異常検出状態と同様の動作で異常を判定するのでその説明は省略する。なお、その他の説明においても第１の実施例と同様である箇所の説明は省略する。
【００６９】
第１の短絡検出状態として、シールド線３０５がグランド（＝０［Ｖ］）の時、測定器２００’の接続端子▲１▼１０ａ’〜センサ１０’の接地端子▲１▼２１０ａ間又は測定器２００’の接続端子▲３▼１０ｃ’〜センサ１０’の接地端子▲３▼２１０ｃ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７０】
ポテンショスタット回路２０’及びガス濃度増幅回路３０’には定時電圧（１．２５［Ｖ］）を印加されている状態であり、マイクロプロセッサ６０’の読み取りタイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２’／３２’の電位がプラス（＋）入力端子の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、タイミングｔ２のときの出力端子２３’／３３’の電位は、反転のプラス（＋）入力端子２１’／３１’（電源電圧のプラス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［Ｖ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。
【００７１】
第２の短絡検出状態として、シールド線３０５がグランド（＝０［Ｖ］）の時、測定器２００’の接続端子▲２▼１０ｂ’〜センサ１０’の接地端子▲２▼２１０ｂ間又は測定器２００’の接続端子▲４▼１０ｄ’〜センサ１０’の接地端子▲４▼２１０ｄ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７２】
この場合、ポテンショスタット回路２０’及びガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位（オペアンプの出力）が強制的に０［Ｖ］になるので、タイミングｔ１、ｔ２で読み取る出力端子２３’／３３’の電位は、電位ａと電位ｂ並びに電位ｃと電位ｄはすべて同じ電位０［Ｖ］であるので、電位差も０［Ｖ］（電位ａ−電位ｂ＝電位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常を検出できる。
【００７３】
第３の短絡検出状態として、シールド線電位設定器９０によりシールド線３０５に定時電圧（１．２５［Ｖ］）が印加されている時、測定器２００’の接続端子▲１▼１０ａ’〜センサ１０’の接地端子▲１▼２１０ａ間又は測定器２００’の接続端子▲３▼１０ｃ’〜センサ１０’の接地端子▲３▼２１０ｃ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７４】
この場合、マイクロプロセッサ６０’がポテンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位を読みとるタイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２’／３２’の電位がプラス（＋）入力端子電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以内の場合は、出力端子２３’／３３’の電位はプラス（＋）入力端子２１’／３１’（電源電圧のプラス電位）となるが、読み取りタイミングｔ２のときにプラス（＋）入力端子２１’／３１’に印加される電位が５０［ｍＶ］下がるために出力端子２３’／３３’の電位はマイナス（−）入力端子２２’／３２’と同じ電位（電源電圧のマイナス電位）になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差は９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｄ）参照）。
【００７５】
また、読み取りタイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２’／３２’の電位がプラス（＋）入力端子２１’／３１’の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、読み取りタイミングｔ２のときに出力端子２３’／３３’の電位はプラス（＋）入力端子２１’／３１’と同じ電位（電源電圧のプラス電位）になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。
【００７６】
第４の短絡検出状態として、シールド線電位設定器９０によりシールド線３０５に定時電圧（１．２５［Ｖ］）が印加されている時、測定器２００’の接続端子▲２▼１０ｂ’〜センサ１０’の接地端子▲２▼２１０ｂ間又は測定器２００’の接続端子▲４▼１０ｄ’〜センサ１０’の接地端子▲４▼２１０ｄ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７７】
この場合は、ポテンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位（オペアンプの出力）が強制的に１．２５［Ｖ］になるので、読み取りタイミングｔ１及びｔ２における出力端子２３’／３３’の電位は、電位ａと電位ｂ並びに電位ｃと電位ｄはすべて同じ電位１．２５［Ｖ］であり、電位差は０［Ｖ］（電位ａ−電位ｂ＝電位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）となる。従って、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常を検出できる。
【００７８】
第５の短絡検出状態として、シールド線３０５に定時電圧１．２５［Ｖ］より高い電位が印加されている時、測定器２００’の接続端子▲１▼１０ａ’〜センサ１０’の接地端子▲１▼２１０ａ間又は測定器２００’の接続端子▲３▼１０ｃ’〜センサ１０’の接地端子▲３▼２１０ｃ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７９】
この場合、ポテンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位がオペアンプのオフセット電位を含めプラス（＋）入力端子２１’／３１’の電位と比べて高いときは、マイナス（−）入力端子２２’／３２’と同じ電位（オペアンプ電源電圧のマイナス電位）になり（図２（ｃ）参照）、電位が低きときはプラス（＋）入力端子２１／３１と同じ電位（オペアンプ電源電圧のプラス電位）となる（図２（ｅ）参照）。つまり、どちらの場合も電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定される。
【００８０】
第６の短絡検出状態として、シールド線３０５に定時電圧１．２５［Ｖ］より高い電位が印加されている時において、測定器２００’の接続端子▲２▼１０ｂ’〜センサ１０’の接地端子▲２▼２１０ｂ間又は測定器２００’の接続端子▲４▼１０ｄ’〜センサ１０’の接地端子▲４▼２１０ｄ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００８１】
この場合は、ポテンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位（オペアンプの出力）が強制的にプラス（＋）入力端子の電位（電源プラス電位）になるので、タイミングｔ１、ｔ２で読み取る出力端子２３’／３３’の電位は、電位ａと電位ｂ並びに電位ｃと電位ｄはすべて同じ電位となり、電位差は０［Ｖ］（電位ａ−電位ｂ＝電位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常を検出できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したようなガスセンサの接続状態判定方法を用いた定電位電解式ガス測定器によって、マイクロプロセッサによりプログラムされた所定の周期で定常の電位を印加した時のポテンショスタット回路及びガスセンサ濃度増幅回路の出力電圧と、予め設定されたセンサの動作電位を変える電位変更パルスを印加した時のポテンショスタット回路及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、測定した出力電圧同士の電位差を求めて規格値と比較することで、センサ部（ガスセンサ、増幅抵抗回路）の異常または接続異常を瞬時に判別し、異常の場合は異常表示および警報を発生させ、判定結果が正常な場合は、定常の電位を印加した時のガス濃度増幅回路の出力電圧に基づいて算出したガス濃度を表示するので、測定時にガスセンサ及びその接続状態などが異常であるのか、正常な測定（測定前後で変化なし、測定範囲外の測定値）であるのかを明確に識別することができる。
【００８３】
また、ポテンショスタット回路とガス濃度増幅回路に印加する電位変更パルスの電位およびパルス幅、タイミングは同じであるため、ガスセンサの各電極（対極、参照極、作用極）に電位差が発生しないので電位変更パルスの電位およびパルス幅の制限条件がなくなり、ガス濃度ゼロ点安定度が悪化を防止することができる。
【００８４】
更に、遠方位置のガス濃度を測定する場合には、センサ部とセンサ制御部を具備したガス測定器が別体となっている定電位電解式ガス測定器を用い、ガス測定器に設けたコード電位設定器によって接続コード（例えばシールコードのシールド線）に所定電圧（基準電圧）を印加しておくことで、センサ部や接続コードの断線などの異常を検知できることは勿論のこと、接続コードの各接続線が短絡している場合の検知を行うことが可能になるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器の構成を略示的に示した構成図である。
【図２】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器ガスにおいて、センサの各電極の接続不良または断線発生などの接続異常の検出過程を説明する為の説明図である。
【図３】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器において、センサ部と測定器を接続コード（シールド線有）で接続して使用する場合の構成を略示的に示した構成図である。
【符号の説明】
１０；センサ部、１０ａ〜１０ｄ；接続端子１１０；ガスセンサ、１１１；対極、１１２；参照極、１１３；作用極、１２０；増幅抵抗回路、Ｒ１；増幅抵抗、Ｒ２；増幅抵抗、１２１；サーミスタ、２００；センサ制御部、２０；ポテンショスタット回路、２１；プラス（＋）入力端子、２２；マイナス（−）入力端子、２３；出力端子、３０；ガス濃度増幅回路、３１；プラス（＋）入力端子、３２；マイナス（−）入力端子、３３；出力端子、４０；Ａ／Ｄコンバータ、５０；電位設定器、６０；マイクロプロセッサ、７０；表示部、８０；警報部、１０’；センサ部、１０ａ’〜１０ｄ’；接続端子１１０’；ガスセンサ、１１１’；対極、１１２’；参照極、１１３’；作用極、１２０’；増幅抵抗回路、Ｒ１’；増幅抵抗、Ｒ２’；増幅抵抗、１２１’；サーミスタ、２０’；ポテンショスタット回路、２１’；プラス（＋）入力端子、２２’；マイナス（−）入力端子、２３’；出力端子、３０’；ガス濃度増幅回路、３１’；プラス（＋）入力端子、３２’；マイナス（−）入力端子、３３’；出力端子、４０’；Ａ／Ｄコンバータ、５０’；電位設定器、６０’；マイクロプロセッサ、７０’；表示部、８０’；警報部、９０；シールド線電位設定器、２００’；測定器、２１０ａ〜２１０ｅ；接続端子、３００；接続コード、３０１〜３０４；芯線、３０５；シールド線
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器に関する。詳しくは、ガスセンサ及びガスセンサの接続状態の異常を瞬時に判別して報知することができるガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における定電位電解式ガスセンサは、ガスセンサの作用極と対極に一定電位を印加し、目的ガスの流入により生じる電解電流を検出するものであるが、目的ガスが存在しない状態においては極めて高いインピーダンスを持っており、センサの各電極の接続不良または断線が発生した場合において、ガス濃度値に変化をきたさないか、異常に高い値若しくは異常に低い値を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような定電位電解式ガスセンサでは、作用極と対極に一目的ガスが存在しない状態でセンサの各電極の接続不良または断線が発生してもガス濃度値に変化をきたさない、異常に高い値または低い値を示すかの何れかであるため、センサに示された値がガス濃度を示したものであるか、断線などによるものであるのか判別が困難であるという問題がある。
【０００４】
また、従来技術においてはポテンショスタット回路を介して対極及び参照極のみの電位変更パルスを印加していたため、作用極と対極及び参照極との間で電位差が発生し、電解液を介して強制電流が流れ、パルス電位、パルス幅を大きくするとガス濃度ゼロ点安定度が悪化するという問題が発生する。
【０００５】
従って、定電位電解式ガスセンサにおいて、ガスセンサ（の対極、参照極、作用極）の不良または断線発生などの接続異常を判別して報知すること、ガス濃度ゼロ点安定度の悪化を防止すること、に解決しなければならない課題を有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器は次のような構成にすることである。
【０００７】
（１） 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
を備え、
前記ポテンショスタット回路及びガス濃度増幅回路の非反転入力側に電位設定器からの電位変更パルスを同時に印加するようにし、
前記電位変更パルスの印加前と印加中の前記ポテンショスタット回路の出力電圧及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
前記測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び前記測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別し、
異常の場合は警報を発し、正常の場合は前記測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示するようにしたことを特徴とするガスセンサの接続状態判定方法。
（２） 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする（１）に記載のガスセンサの接続状態判定方法。
（３） 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記接続コードを介して、前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記接続コードを介して、前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の電圧を印加する電位設定器と、
前記マイクロプロセッサによって前記電位設定器を制御して前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した電位変更パルスを同時に印加し、
前記電位変更パルスの印加前と印加中のポテンショスタット回路の出力電圧及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
該測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び該測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別する異常検出手段と、
を備えたこと
を特徴とする定電位電解式ガス測定器。
（４） 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする（３）に記載の定電位電解式ガス測定器。
【０００８】
（５） 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記ガスセンサと接続コードで接続し、前記ガスセンサを制御する機器であって、
前記接続コードを介して、前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記接続コードを介して、前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の電圧を印加する電位設定器と、
前記ガスセンサと接続するための接続コードに所定の電圧を印加するコード電位設定部と、
前記マイクロプロセッサによって前記電位設定器を制御して前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した電位変更パルスを同時に印加し、
前記電位変更パルスの印加前と印加中のポテンショスタット回路の出力電圧及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
該測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び該測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別する異常検出手段と、
を備えたこと
を特徴とする定電位電解式ガス測定器。
（６） 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする（５）に記載の定電位電解式ガス測定器。
【０００９】
このようなガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器において、マイクロプロセッサによりプログラムされた所定の周期に従い、定常の電位を印加されているポテンショスタット回路の出力電圧を測定し、次に予め設定されたガスセンサへの動作電位を変える電位変更パルスをポテンショスタット回路に印加し、印加中のポテンショスタット回路の出力電圧を測定する。マイクロプロセッサは、測定した出力電圧同士の電位差を求め、あらかじめ定められた基準電位（規格値）と比較演算することにより、センサ部（ガスセンサの対極、参照極）の異常または接続異常を瞬時に判定し、この判定に基づいて異常の場合に異常表示および警報を発生させることができる。
【００１０】
上述同様、マイクロプロセッサによりプログラムされた所定の周期に従い、定常の電位を印加したガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、次にあらかじめ設定されたガスセンサへの動作電位を変える電位変更パルスをガス濃度増幅回路に印加し、印加中のガス濃度増幅回路の出力電圧を測定する。マイクロプロセッサは、測定した出力電圧同士の電位差を求め、予め定められた基準電位（規格値）と比較演算することにより、センサ部（ガスセンサの作用極、増幅抵抗回路）の異常または接続異常を瞬時に判定し、この判定に基づいて異常の場合は異常表示および警報を発生し、判定結果が正常な場合は、定常の電位を印加時のガス濃度増幅回路の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示する。
【００１１】
また、ポテンショスタット回路とガス濃度増幅回路に対して印加する定常の電位と電位変更パルス（パルス幅）を同じタイミングで印加することにより、ガスセンサの各電極に電位差が発生しないので、電位変更パルスの電位やパルス幅の制限条件がなくなるのでガス濃度ゼロ点安定度の悪化を防止することができる。
【００１２】
更に、センサ部をガス測定器と別体とした定電位電解式ガス測定により、遠方位置のガス濃度を測定することが可能であり、この場合も上述と同様に、センサ部（ガスセンサ）及びセンサ部とガス測定器を接続する接続コード（の各接続線）の断線などの異常を検知できるは勿論のこと、ガス測定器に設けたコード電位設定器により接続コード（例えば、シールドケーブルのシールド線）に所定電圧を印加しておくことで、センサ部〜接続コード（の各接続線）〜ガス測定器間が短絡している場合の検知を行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器の実施の形態を図面を参照して説明する。但し、図面は専ら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１４】
第１の実施例として、図１に示す定電位電解式ガス測定器は、センサ部１０と、センサ制御部２００とから構成される。
【００１５】
センサ部１０は、封入した電解液中に対極１１１および参照極１１２と作用極１１３が相対配置してあるガスセンサ１１０と、増幅抵抗回路１２０とから構成され、増幅抵抗回路１２０は、ガスセンサ１１０の作用極１１３からの電圧を増幅する増幅抵抗Ｒ１と、温度特性を測定するためのサーミスタ１２１と、サーミスタ１２１の出力を増幅する増幅抵抗Ｒ２とから構成されている。
【００１６】
センサ制御部２００は、ポテンショスタット回路２０と、ガス濃度増幅回路３０と、Ａ／Ｄコンバータ４０と、電位設定器５０と、マイクロプロセッサ６０と、表示部７０と、警報部８０とから構成されている。
【００１７】
ポテンショスタット回路２０は、電位設定器５０に印加された電圧とガスセンサ１１０の対極１１１からの電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０に送る。ガス濃度増幅回路３０は、電位設定器５０に印加された電圧とガスセンサ１１０の作用極１１３の電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０に送る。Ａ／Ｄコンバータ４０は、ポテンショスタット回路２０やガス濃度増幅回路３０からの出力電圧やガスセンサ１１０（の参照極１１２）やサーミスタ１２１からの出力を読み取ってデジタル値に変換してマイクロプロセッサ６０へ出力する。電位設定器５０は、マイクロプロセッサ６０に従ってポテンショスタット回路２０やガス濃度増幅回路３０に所定の電圧を所定の周期で印加する。マイクロプロセッサ６０は、プログラムに従いＡ／Ｄコンバータ４０からの出力電圧の読み取り、電位設定器５０の制御を行うと共に、その結果を表示部７０や警報部８０へ出力する。表示部７０は、マイクロプロセッサ６０から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報を表示する。警報部８０は、マイクロプロセッサ６０から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報に基づき音などによって報知する。
【００１８】
このような構成からなる定電位電解式ガス測定器は次のような接続状態となっている。
【００１９】
まず、センサ部１０内の接続状態を説明する。ガスセンサ１１０の対極１１１は、接続端子▲２▼１０ｂを介してポテンショスタット回路２０の出力端子２３に接続されている。ガスセンサ１１０の参照極１１２は、接続端子▲１▼１０ａを介してポテンショスタット回路２０のマイナス（−）入力端子２２に接続されている。ガスセンサ１１０の作用極１１３は、増幅抵抗回路１２０の増幅抵抗Ｒ１と接続されており、また、接続端子▲３▼１０ｃを介してガス濃度増幅器３０のマイナス（−）入力端子３２に接続されている。
【００２０】
次に、増幅抵抗回路１２０内の接続状態を説明する。増幅抵抗Ｒ１は、一方がガスセンサ１１０の作用極１１３と接続されていると共に接続端子▲３▼１０ｃを介してガス濃度増幅器３０のマイナス（−）入力端子３２と接続され、他方はサーミスタ１２１及び増幅抵抗Ｒ２と接続されている。サーミスタ１２１は、増幅抵抗Ｒ２と並列接続されていると共に、一方が増幅抵抗Ｒ１、他方は接続端子▲４▼１０ｄを介してガス濃度増幅器３０の出力端子３３に接続されている。
【００２１】
続いて、制御部２００の接続状態を説明する。ポテンショスタット回路２０は、プラス（＋）入力端子２１が電位設定器５０と接続され、マイナス（−）入力端子２２がセンサ部１０の接続端子▲１▼１０ａを介してガスセンサ１１０の参照極１１２と接続され、出力端子２３はＡ／Ｄコンバータ４０と接続されていると共に、センサ部１０の接続端子▲２▼１０ｂを介してガスセンサ１１０の対極１１１に接続されている。
【００２２】
ガス濃度増幅回路３０は、プラス（＋）入力端子３１が電位設定器５０と接続され、マイナス（−）入力端子３２がセンサ部１０の接続端子▲３▼１０ｃを介してガスセンサ１１０の作用極１１３と接続され、出力端子３３はＡ／Ｄコンバータ４０と接続されていると共に、センサ部１０の接続端子▲４▼１０ｄを介して増幅抵抗回路部１２０のサーミスタ１２１及び増幅抵抗Ｒ２と接続されている。
【００２３】
Ａ／Ｄコンバータ４０は、一方（入力側）には、ポテンショスタット回路２０の出力端子２３及びガス濃度増幅回路３０の出力端子３３が接続され、他方（出力側）には、マイクロプロセッサ６０が接続されている。
【００２４】
マイクロプロセッサ６０は、Ａ／Ｄコンバータ４０（の出力側）と接続され、また、電位設定器５０・表示部７０・警報部８０（の各入力側）と接続されている。
【００２５】
電位設定器５０は、一方（入力側）は、マイクロプロセッサ６０（の出力側）と接続され、他方（出力側）は、ポテンショスタット回路２０のプラス（＋）入力端子２１及びガス濃度増幅回路３０のプラス（＋）入力端子３１と接続されている。
【００２６】
表示部７０及び警報部８０は、マイクロプロセッサ６０（の出力側）と接続されている。
【００２７】
次に、このような接続状態である定電位電解式ガス測定器の接続判定の方法について図２を参照しながら説明する。
【００２８】
まず、ガスセンサ１１０との接続状態が正常時の場合について説明する。図２（ａ）に示すように、ポテンショスタット回路２０のプラス（＋）入力端子２１には、電位設定器５０により定時電圧１．２５［Ｖ］を印加されている。マイクロプロセッサ６０がタイミングｔ１にて定時電圧印加時のポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位の読み取りを行い、この時の出力端子２３の電位がＡ／Ｄコンバータ４０を介してデジタル値に変換され、電位ａとしてマイクロプロセッサ６０内に記憶される。
【００２９】
一方、ガス濃度増幅回路３０のプラス（＋）入力端子３１にも前述同様に電位設定器５０により定時電圧１．２５［Ｖ］が印加されており、マイクロプロセッサ６０が前述と同じタイミングｔ１で定時電圧印加時のガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位の読み取りを行うと、ガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位がＡ／Ｄコンバータ４０を介してデジタル値に変換され、電位ｃとしてマイクロプロセッサ６０内に記憶される。
【００３０】
マイクロプロセッサ６０は、プログラムに従って出力端子２３及び出力端子３３の電位ａ、電位ｃの読み取りに続き、電位設定器５０に対して電位変更パルス（電圧）を発生するように指示を行う。
【００３１】
電位設定器５０は、マイクロプロセッサ６０の指示により定時電圧１．２５［Ｖ］から５０［ｍＶ］低い電圧の１．２０［Ｖ］の電位変更パルスを発生させて、ポテンショスタット回路２０のプラス（＋）入力端子２１及びガス濃度増幅回路３０のプラス（＋）入力端子３１に印加する。
【００３２】
マイクロプロセッサ６０は、タイミングｔ２で電位変更パルス印加時のポテンショスタット回路２０の出力端子２３及びガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位の読み取りを行う。ポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位はＡ／Ｄコンバータ４０を介してデジタル値に変換された電位ｂ、ガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位はＡ／Ｄコンバータを介してデジタル変換された電位ｄとしてマイクロプロセッサ６０内に記憶される。そして、Ａ／Ｄコンバータ４０により各出力端子２３／３３の電位（電位ｂ、電位ｄ）のサンプリングが終了したら、プログラムに従い電位設定器５０に対して定時電圧１．２５［Ｖ］が発生するよう指示を行う。
【００３３】
マイクロプロセッサ６０は、記憶している電位ａ、ｂ、ｃ、ｄにもとづき電位変更パルス印加前と印加中の各出力端子２３／３３の電位差を算出し、所定の基準値（１０〜９０［ｍＶ］内の範囲）と比較してガスセンサ１１０（の各極１１１〜１１３）の異常や、センサ部１０の接続端子▲１▼〜▲４▼（１０ａ〜１０ｄ）と他の回路との接続異常の判定を行う。
【００３４】
このようなプロセスによってガスセンサ１１０及びガスセンサ１１０との接続状態の良否判定を行う場合における詳細な動作について説明する。
【００３５】
まず、ガスセンサ１１０及びガスセンサ１１０との接続状態が正常である場合について説明する。上述したように、最初は電位設定器５０により定時電圧１．２５［Ｖ］が印加されている状態のポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位ａ及びガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位ｃをタイミングｔ１で読み取り、マイクロプロセッサ６０内に記憶する。続いて、電位変更パルス１．２０［Ｖ］を印加した時のポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位ｂ及びガス濃度増幅回路３０の出力端子３３の電位ｄをタイミングｔ２で読み取り、マイクロプロセッサ６０が記憶する。
【００３６】
この時、マイクロプロセッサ６０が記憶した電位は、電位ａ＝１．２５［Ｖ］、電位ｂ＝１．２０［Ｖ］であり、電位ａと電位ｂの電位差を算出すると、電位ａ−電位ｂ＝５０［ｍＶ］であるので、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］と比較し、この範囲内であるので正常と判定する。同じく、電位ｃ＝１．２５［Ｖ］、電位ｄ＝１．２０［Ｖ］であり、電位ｃと電位ｄの電位差を算出すると、電位ｃ−電位ｄ＝５０［ｍＶ］であるので、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲内であるので正常と判定する。この結果、どちらも正常であるので、ガスセンサ１１０及びガスセンサ１１０との接続状態は正常と判定し、マイクロプロセッサ６０で電位ｃをガス濃度表示変換して表示部７０に送り、表示部７０によりガス濃度値が表示される。
【００３７】
続いて、ガスセンサ１１０及びガスセンサ１１０との接続状態が異常である場合の動作について説明する。
【００３８】
まず、第１の異常検出状態として、接続端子▲１▼１０ａ（１ピン）及びこれに接続されている部分が断線した場合について説明する。
【００３９】
この場合、ポテンショスタット回路２０のマイナス（−）入力端子がオープンであり、ハイインピーダンス入力のため電位不定となり、ポテンショスタット回路２０内のオペアンプは増幅率無限のコンパレータとして働く。この時の出力端子２３の電位がオペアンプのオフセット電位を含めプラス（＋）入力端子２１の電位と比べて、電位が高いときはマイナス（−）入力端子２２（オペアンプ電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になり（図２（ｃ）参照）、電位が低きときはプラス（＋）入力端子２１（オペアンプ電源電圧のプラス電位）と同じ電位となる（図２（ｅ）参照）。つまり、どちらの場合も電位ａと電位ｂの電位差＝０［Ｖ］となり、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定される。
【００４０】
次に、マイクロプロセッサ６０がタイミングｔ１又はタイミングｔ２でポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位を読み取った時に異常を検出した場合の動作について説明する。
【００４１】
ポテンショスタット回路２０に定時電圧（１．２５［Ｖ］）を印加されている状態で、読み取りタイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位が、プラス（＋）入力端子２１の電位より高いとき、出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。また、ポテンショスタット回路２０に電位変更パルスが印加されている時の読み取りタイミングｔ２のときも同様に出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、１０［ｍＶ］以下であるので基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｃ）参照）。
【００４２】
一方、上述とは逆に、読み取りタイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子２１の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以内の場合は、出力端子２３の電位はプラス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）となるが、読み取りタイミングｔ２のときはプラス（＋）入力端子２１に印加される電位が５０［ｍＶ］下がるために出力端子２３の電位は反転のマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差は９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する。この状態の時は出力端子２３（オペアンプ出力）に接続されているガスセンサ１１０の対極１１１に同信号が伝わるので、参照極１１２に容量的に影響して定常の電位（定時電圧１．２５［Ｖ］）に戻ってもすぐにはプラス電位にはならない（図２（ｄ）参照）。
【００４３】
また、タイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、読み取りタイミングｔ２のときの出力端子２３の電位は反転のプラス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。
【００４４】
続いて、第２の異常検出状態として、接続端子▲３▼１０ｃ（２ピン）に接続されている部分）が断線した場合について説明する。
【００４５】
この場合、ポテンショスタット回路２０のオペアンプフィードバック制御が行われなくなるため、ガスセンサ１１０の参照極１１２はハイインピーダンスとなり接続端子▲１▼１０ａを介して接続されている（オペアンプの）マイナス（−）入力端子２２の電位は、プラス（＋）入力端子２１とほぼ同じになる。この時にマイナス（−）入力端子２２の電位がオフセット電圧を含めプラス（＋）入力端子２１の電位より高いとき、出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２と同じ電位（オペアンプ電源電圧のマイナス電位）になり（図２（ｃ）参照）、マイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子２１の電位より低いとき、出力端子２３の電位はプラス（＋）入力端子２１と同じ電位（オペアンプ電源電圧のプラス電位）になる（図２（ｅ）参照）。つまり、どちらの場合も電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定される。
【００４６】
次に、マイクロプロセッサ６０がタイミングｔ１及びタイミングｔ２でポテンショスタット回路２０の出力端子２３の電位を読み取った時に異常を検出した場合の動作について説明する。
【００４７】
ポテンショスタット回路２０に定時電圧（１．２５［Ｖ］）を印加されている状態で、タイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子２１の電位より高いとき、出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。また、ポテンショスタット回路２０に電位変更パルスが印加されている時の読み取りタイミングｔ２のときも同様に出力端子２３の電位はマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、１０［ｍＶ］以下であるので基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｃ）参照）。
【００４８】
一方、上述とは逆に、読み取りタイミングｔ１におけるマイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以内の場合は、出力端子２３の電位はプラス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）となるが、読み取りタイミングｔ２のときプラス（＋）入力端子２１に印加される電位が５０［ｍＶ］下がるために出力端子２３の電位は反転のマイナス（−）入力端子２２（電源電圧のマイナス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差は９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｄ）参照）。
【００４９】
また、読み取りタイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２の電位がプラス（＋）入力端子の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、読み取りタイミングｔ２のときに出力端子２３の電位は反転のプラス（＋）入力端子２１（電源電圧のプラス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。
【００５０】
第３の異常検出状態として、接続端子▲３▼１０ｃ（３ピン）及びこれに接続されている部分が断線した場合について説明する。この場合、前述の第１の異常検出状態で説明した動作と全く同じであり、ポテンショスタット回路２０→ガス濃度増幅回路３０、プラス（＋）入力端子２１→プラス（＋）入力端子３１、マイナス（−）入力端子２２→マイナス（−）入力端子３２、出力端子２３→出力端子３３に置き換えた説明と同じであるのでその説明を省略する。
【００５１】
第４の異常検出状態として、接続端子▲４▼１０ｄ（４ピン）及びこれに接続されている部分が断線した場合について説明する。この場合も同様に、前述の第２の異常検出状態で説明した動作と全く同じであり、ポテンショスタット回路２０→ガス濃度増幅回路３０、プラス（＋）入力端子２１→プラス（＋）入力端子３１、マイナス（−）入力端子２２→マイナス（−）入力端子３２、出力端子２３→出力端子３３に置き換えた説明と同じであるのでその説明を省略する。
【００５２】
次に、第２の実施例として、遠方位置のガス濃度を測定する為にセンサ部が別体である定電位電解式ガス測定器についてのガスセンサ異常及び接続異常の判定を行う場合を説明する。
【００５３】
図３に示す定電位電解式ガス測定器は、第１の実施例で説明した定電位電解式ガス測定器のセンサ部がセンサ制御部とは別体となっており、接続コードでセンサ部とガス測定器本体との接続を行って遠方位置のガス濃度を測定することができる定電位電解式ガス測定器の一例であり、センサ部１０’と、測定器２００’と、センサ部１０’と測定器２００’を接続する接続コード３００とから構成される。
【００５４】
センサ部１０’は、封入した電解液中に対極１１１’および参照極１１２’と作用極１１３’が相対配置してあるガスセンサ１１０’と、増幅抵抗Ｒ１’と、増幅抵抗Ｒ２’と、温度特性を測定するためのサーミスタ１２１’とからなる増幅抵抗回路１２０’とから構成される。
【００５５】
ガス測定器２００’は、ポテンショスタット回路２０’と、ガス濃度増幅回路３０’と、Ａ／Ｄコンバータ４０’と、電位設定器５０’と、マイクロプロセッサと６０’、表示部７０’と、警報部８０’と、シールド線電位設定器９０とから構成される。
【００５６】
ポテンショスタット回路２０’は、電位設定器５０’に印加された電圧とガスセンサ１１０’の対極１１１’からの電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０’に送る。ガス濃度増幅回路３０’は、電位設定器５０’に印加された電圧とガスセンサ１１０’の作用極１１３’の電圧との差を出力電圧としてＡ／Ｄコンバータ４０’に送る。Ａ／Ｄコンバータ４０’は、ポテンショスタット回路２０’やガス濃度増幅回路３０’の出力電圧やガスセンサ１１０’（の参照極１１２’）やサーミスタ１２１’からの出力を読み取ってデジタル値に変換してマイクロプロセッサ６０’へ出力する。電位設定器５０’は、マイクロプロセッサ６０’に従ってポテンショスタット回路２０’やガス濃度増幅回路３０’に所定の電圧を所定の周期で印加する。マイクロプロセッサ６０’は、プログラムに従いＡ／Ｄコンバータ４０’からの出力電圧の読み取り、電位設定器５０’の制御を行うと共に、その結果を表示部７０’や警報部８０’へ出力する。表示部７０’は、マイクロプロセッサ６０’から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報を表示する。警報部８０’は、マイクロプロセッサ６０’から送られてくる測定結果やセンサの異常等の情報に基づき音などによって報知する。シールド線電位設定器９０は、接続コード３００のシールド線３０５に所定の電位を印加する。
【００５７】
接続コード３００は、センサ部１０’の接続端子▲１▼〜▲４▼（１０ａ’〜１０ｄ’）と測定器２００’の接続端子▲１▼〜▲４▼（２１０ａ〜２１０ｅ）を接続するための各芯線３０１〜３０４とシールド線３０５を有するシールドケーブルである。
【００５８】
このような定電位電解式ガス測定器は次のような接続状態となっている。
【００５９】
まず、センサ部１０’内の接続状態を説明する。ガスセンサ１１０’の対極１１１’は、接続端子▲２▼１０ｂ’→接続コード３００（芯線３０２）→測定器２００’の接続端子▲２▼２１０ｂを介して測定器２００’内のポテンショスタット回路２０’の出力端子２３’に接続されている。ガスセンサ１１０’の参照極１１２’は、接続端子▲１▼１０ａ’→接続コード３００（芯線３０１）→測定器２００’の接続端子▲１▼２１０ａを介して測定器２００’内のポテンショスタット回路２０’のマイナス（−）入力端子２２’に接続されている。ガスセンサ１１０’の作用極１１３’は、増幅抵抗回路１２０’の増幅抵抗Ｒ１’と接続されており、また、接続端子▲３▼１０ｃ’→接続コード３００（芯線３０３）→測定器２００’の接続端子▲３▼２１０ｃを介して測定器２００’内のガス濃度増幅器３０’のマイナス（−）入力端子３２’に接続されている。
【００６０】
次に、増幅抵抗回路１２０’内の接続状態を説明する。増幅抵抗Ｒ１’は、一方がガスセンサ１１０’の作用極１１３’と接続されていると共に接続端子▲３▼１０ｃ’→接続コード３００（芯線３０３）→測定器２００’の接続端子▲３▼２１０ｃを介して測定器２００’内のガス濃度増幅器３０’のマイナス（−）入力端子３２’と接続され、他方はサーミスタ１２１’及び増幅抵抗Ｒ２’と接続されている。サーミスタ１２１’は、増幅抵抗Ｒ２’と並列接続されていると共に、一方が増幅抵抗Ｒ１’、他方は接続端子▲４▼１０ｄ’→接続コード３００（芯線３０４）→測定器２００’の接続端子▲４▼２１０ｄを介して測定器２００’内のガス濃度増幅器３０’の出力端子３３’に接続されている。
【００６１】
続いて、測定器２００’内の各部の接続状態を説明する。まず、ポテンショスタット回路２０’は、プラス（＋）入力端子２１’が電位設定器５０’と接続され、マイナス（−）入力端子２２’が接続端子▲１▼２１０ａ→接続コード３００（芯線３０１）→センサ部１０’の接続端子▲１▼１０ａ’を介してガスセンサ１１０’の参照極１１２’と接続され、出力端子２３’はＡ／Ｄコンバータ４０’と接続されていると共に、接続端子▲２▼２１０ｂ→接続コード３００（芯線３０２）→センサ部１０’の接続端子▲２▼１０ｂ’を介してガスセンサ１１０’の対極１１１’に接続されている。
【００６２】
ガス濃度増幅回路３０’は、プラス（＋）入力端子３１’が電位設定器５０’と接続され、マイナス（−）入力端子３２’が接続端子▲３▼２１０ｃ→接続コード３００（芯線３０３）→センサ部１０’の接続端子▲３▼１０ｃ’を介してガスセンサ１１０’の作用極１１３’と接続され、出力端子３３’はＡ／Ｄコンバータ４０’と接続されていると共に、接続端子▲４▼２１０ｄ→接続コード３００（芯線３０４）→センサ部１０’の接続端子▲４▼１０ｄ’を介して増幅抵抗回路部１２０’のサーミスタ１２１’及び増幅抵抗Ｒ２’と接続されている。
【００６３】
Ａ／Ｄコンバータ４０’は、一方（入力側）には、ポテンショスタット回路２０’の出力端子２３’及びガス濃度増幅回路３０’の出力端子３３’が接続され、他方（出力側）には、マイクロプロセッサ６０’が接続されている。
【００６４】
マイクロプロセッサ６０’は、Ａ／Ｄコンバータ４０’（の出力側）と接続され、また、電位設定器５０’・表示部７０’・警報部８０’（の各入力側）と接続されている。
【００６５】
電位設定器５０’は、一方（入力側）は、マイクロプロセッサ６０’（の出力側）と接続され、他方（出力側）は、ポテンショスタット回路２０’のプラス（＋）入力端子２１’及びガス濃度増幅回路３０’のプラス（＋）入力端子３１’と接続されている。
表示部７０’及び警報部８０’は、マイクロプロセッサ６０’（の出力側）と接続されている。
【００６６】
シールド線電位測定器９０は、一方が接地され、他方が接続端子▲５▼２１０ｅを介して接続コード３００のシールド線３０５に接続されている。
【００６７】
次に、このような接続状態である定電位電解式ガス測定器の動作について説明する。
【００６８】
ここでは、接続コード３００の各芯線３０１〜３０４、シールド線３０５が短絡している場合を検出を行うときの動作について説明する。なお、センサ部１０’〜接続ケーブル３００〜測定器２００’間の接続異常、断線などの異常検出時の動作については、前述の第１の実施例で説明した第１の異常検出状態〜第４の異常検出状態と同様の動作で異常を判定するのでその説明は省略する。なお、その他の説明においても第１の実施例と同様である箇所の説明は省略する。
【００６９】
第１の短絡検出状態として、シールド線３０５がグランド（＝０［Ｖ］）の時、測定器２００’の接続端子▲１▼１０ａ’〜センサ１０’の接地端子▲１▼２１０ａ間又は測定器２００’の接続端子▲３▼１０ｃ’〜センサ１０’の接地端子▲３▼２１０ｃ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７０】
ポテンショスタット回路２０’及びガス濃度増幅回路３０’には定時電圧（１．２５［Ｖ］）を印加されている状態であり、マイクロプロセッサ６０’の読み取りタイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２’／３２’の電位がプラス（＋）入力端子の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、タイミングｔ２のときの出力端子２３’／３３’の電位は、反転のプラス（＋）入力端子２１’／３１’（電源電圧のプラス電位）と同じ電位になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［Ｖ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。
【００７１】
第２の短絡検出状態として、シールド線３０５がグランド（＝０［Ｖ］）の時、測定器２００’の接続端子▲２▼１０ｂ’〜センサ１０’の接地端子▲２▼２１０ｂ間又は測定器２００’の接続端子▲４▼１０ｄ’〜センサ１０’の接地端子▲４▼２１０ｄ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７２】
この場合、ポテンショスタット回路２０’及びガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位（オペアンプの出力）が強制的に０［Ｖ］になるので、タイミングｔ１、ｔ２で読み取る出力端子２３’／３３’の電位は、電位ａと電位ｂ並びに電位ｃと電位ｄはすべて同じ電位０［Ｖ］であるので、電位差も０［Ｖ］（電位ａ−電位ｂ＝電位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常を検出できる。
【００７３】
第３の短絡検出状態として、シールド線電位設定器９０によりシールド線３０５に定時電圧（１．２５［Ｖ］）が印加されている時、測定器２００’の接続端子▲１▼１０ａ’〜センサ１０’の接地端子▲１▼２１０ａ間又は測定器２００’の接続端子▲３▼１０ｃ’〜センサ１０’の接地端子▲３▼２１０ｃ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７４】
この場合、マイクロプロセッサ６０’がポテンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位を読みとるタイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２’／３２’の電位がプラス（＋）入力端子電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以内の場合は、出力端子２３’／３３’の電位はプラス（＋）入力端子２１’／３１’（電源電圧のプラス電位）となるが、読み取りタイミングｔ２のときにプラス（＋）入力端子２１’／３１’に印加される電位が５０［ｍＶ］下がるために出力端子２３’／３３’の電位はマイナス（−）入力端子２２’／３２’と同じ電位（電源電圧のマイナス電位）になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差は９０［ｍＶ］以上となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｄ）参照）。
【００７５】
また、読み取りタイミングｔ１において、マイナス（−）入力端子２２’／３２’の電位がプラス（＋）入力端子２１’／３１’の電位より低いとき、且つ、オペアンプのオフセット電圧も含めて５０［ｍＶ］以上の場合は、読み取りタイミングｔ２のときに出力端子２３’／３３’の電位はプラス（＋）入力端子２１’／３１’と同じ電位（電源電圧のプラス電位）になる。従って、電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定する（図２（ｅ）参照）。
【００７６】
第４の短絡検出状態として、シールド線電位設定器９０によりシールド線３０５に定時電圧（１．２５［Ｖ］）が印加されている時、測定器２００’の接続端子▲２▼１０ｂ’〜センサ１０’の接地端子▲２▼２１０ｂ間又は測定器２００’の接続端子▲４▼１０ｄ’〜センサ１０’の接地端子▲４▼２１０ｄ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７７】
この場合は、ポテンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位（オペアンプの出力）が強制的に１．２５［Ｖ］になるので、読み取りタイミングｔ１及びｔ２における出力端子２３’／３３’の電位は、電位ａと電位ｂ並びに電位ｃと電位ｄはすべて同じ電位１．２５［Ｖ］であり、電位差は０［Ｖ］（電位ａ−電位ｂ＝電位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）となる。従って、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常を検出できる。
【００７８】
第５の短絡検出状態として、シールド線３０５に定時電圧１．２５［Ｖ］より高い電位が印加されている時、測定器２００’の接続端子▲１▼１０ａ’〜センサ１０’の接地端子▲１▼２１０ａ間又は測定器２００’の接続端子▲３▼１０ｃ’〜センサ１０’の接地端子▲３▼２１０ｃ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００７９】
この場合、ポテンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位がオペアンプのオフセット電位を含めプラス（＋）入力端子２１’／３１’の電位と比べて高いときは、マイナス（−）入力端子２２’／３２’と同じ電位（オペアンプ電源電圧のマイナス電位）になり（図２（ｃ）参照）、電位が低きときはプラス（＋）入力端子２１／３１と同じ電位（オペアンプ電源電圧のプラス電位）となる（図２（ｅ）参照）。つまり、どちらの場合も電位ａと電位ｂの電位差＝０［ｍＶ］となり、基準値（正常時規格）１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常と判定される。
【００８０】
第６の短絡検出状態として、シールド線３０５に定時電圧１．２５［Ｖ］より高い電位が印加されている時において、測定器２００’の接続端子▲２▼１０ｂ’〜センサ１０’の接地端子▲２▼２１０ｂ間又は測定器２００’の接続端子▲４▼１０ｄ’〜センサ１０’の接地端子▲４▼２１０ｄ間と、シールド線３０５（接続端子▲５▼）が短絡している場合について説明する。
【００８１】
この場合は、ポテンショスタット回路２０’／ガス濃度増幅回路３０’の出力端子２３’／３３’の電位（オペアンプの出力）が強制的にプラス（＋）入力端子の電位（電源プラス電位）になるので、タイミングｔ１、ｔ２で読み取る出力端子２３’／３３’の電位は、電位ａと電位ｂ並びに電位ｃと電位ｄはすべて同じ電位となり、電位差は０［Ｖ］（電位ａ−電位ｂ＝電位ｃ−電位ｄ＝０［Ｖ］）となり、基準値１０［ｍＶ］〜９０［ｍＶ］の範囲外であるので異常を検出できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したようなガスセンサの接続状態判定方法を用いた定電位電解式ガス測定器によって、マイクロプロセッサによりプログラムされた所定の周期で定常の電位を印加した時のポテンショスタット回路及びガスセンサ濃度増幅回路の出力電圧と、予め設定されたセンサの動作電位を変える電位変更パルスを印加した時のポテンショスタット回路及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、測定した出力電圧同士の電位差を求めて規格値と比較することで、センサ部（ガスセンサ、増幅抵抗回路）の異常または接続異常を瞬時に判別し、異常の場合は異常表示および警報を発生させ、判定結果が正常な場合は、定常の電位を印加した時のガス濃度増幅回路の出力電圧に基づいて算出したガス濃度を表示するので、測定時にガスセンサ及びその接続状態などが異常であるのか、正常な測定（測定前後で変化なし、測定範囲外の測定値）であるのかを明確に識別することができる。
【００８３】
また、ポテンショスタット回路とガス濃度増幅回路に印加する電位変更パルスの電位およびパルス幅、タイミングは同じであるため、ガスセンサの各電極（対極、参照極、作用極）に電位差が発生しないので電位変更パルスの電位およびパルス幅の制限条件がなくなり、ガス濃度ゼロ点安定度が悪化を防止することができる。
【００８４】
更に、遠方位置のガス濃度を測定する場合には、センサ部とセンサ制御部を具備したガス測定器が別体となっている定電位電解式ガス測定器を用い、ガス測定器に設けたコード電位設定器によって接続コード（例えばシールコードのシールド線）に所定電圧（基準電圧）を印加しておくことで、センサ部や接続コードの断線などの異常を検知できることは勿論のこと、接続コードの各接続線が短絡している場合の検知を行うことが可能になるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器の構成を略示的に示した構成図である。
【図２】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器ガスにおいて、センサの各電極の接続不良または断線発生などの接続異常の検出過程を説明する為の説明図である。
【図３】本発明に係るガスセンサの接続状態判定方法及び定電位電解式ガス測定器において、センサ部と測定器を接続コード（シールド線有）で接続して使用する場合の構成を略示的に示した構成図である。
【符号の説明】
１０；センサ部、１０ａ〜１０ｄ；接続端子１１０；ガスセンサ、１１１；対極、１１２；参照極、１１３；作用極、１２０；増幅抵抗回路、Ｒ１；増幅抵抗、Ｒ２；増幅抵抗、１２１；サーミスタ、２００；センサ制御部、２０；ポテンショスタット回路、２１；プラス（＋）入力端子、２２；マイナス（−）入力端子、２３；出力端子、３０；ガス濃度増幅回路、３１；プラス（＋）入力端子、３２；マイナス（−）入力端子、３３；出力端子、４０；Ａ／Ｄコンバータ、５０；電位設定器、６０；マイクロプロセッサ、７０；表示部、８０；警報部、１０’；センサ部、１０ａ’〜１０ｄ’；接続端子１１０’；ガスセンサ、１１１’；対極、１１２’；参照極、１１３’；作用極、１２０’；増幅抵抗回路、Ｒ１’；増幅抵抗、Ｒ２’；増幅抵抗、１２１’；サーミスタ、２０’；ポテンショスタット回路、２１’；プラス（＋）入力端子、２２’；マイナス（−）入力端子、２３’；出力端子、３０’；ガス濃度増幅回路、３１’；プラス（＋）入力端子、３２’；マイナス（−）入力端子、３３’；出力端子、４０’；Ａ／Ｄコンバータ、５０’；電位設定器、６０’；マイクロプロセッサ、７０’；表示部、８０’；警報部、９０；シールド線電位設定器、２００’；測定器、２１０ａ〜２１０ｅ；接続端子、３００；接続コード、３０１〜３０４；芯線、３０５；シールド線
Claims (6)
- 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
を備え、
前記ポテンショスタット回路及びガス濃度増幅回路の非反転入力側に電位設定器からの電位変更パルスを同時に印加するようにし、
前記電位変更パルスの印加前と印加中の前記ポテンショスタット部の出力電圧及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
前記測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び前記測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別し、
異常の場合は警報を発し、正常の場合は前記測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧に基づいてガス濃度を算出して表示するようにしたことを特徴とするガスセンサの接続状態判定方法。 - 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする請求項１に記載のガスセンサの接続状態判定方法。 - 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の電圧を印加する電位設定器と、
前記マイクロプロセッサによって前記電位設定器を制御して前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した電位変更パルスを同時に印加し、
前記電位変更パルスの印加前と印加中のポテンショスタット回路の出力電圧及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
該測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び該測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別する異常検出手段と、
を備えたこと
を特徴とする定電位電解式ガス測定器。 - 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする請求項３に記載の定電位電解式ガス測定器。 - 作用極と対極および参照極を電解液中に相対して配置した定電位電解式のガスセンサを有し、
前記ガスセンサと接続コードで接続し、前記ガスセンサを制御する測定器であって、
前記接続コードを介して、前記参照極の電位を負帰還して前記作用極の電位を前記参照極の電位に対して一定電位に保つように前記対極の電位を出力するポテンショスタット回路と、
前記接続コードを介して、前記作用極の電位を負帰還して、作用極の電位を出力するガス濃度増幅回路と、
電位設定器から出力する電位変更パルスを制御すると共に、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路の出力電圧をサンプリングし、該サンプリングした出力電圧の電位差を算出すると共に予め設定されている基準電位との比較をする機能を備えたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサの設定に従って前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の電圧を印加する電位設定器と、
前記ガスセンサと接続するための接続コードに所定の電圧を印加するコード電位設定部と、
前記マイクロプロセッサによって前記電位設定器を制御して前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に予め設定した電位変更パルスを同時に印加し、
前記電位変更パルスの印加前と印加中のポテンショスタット回路の出力電圧及びガス濃度増幅回路の出力電圧を測定し、
該測定したポテンショスタット回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第１の電位差及び該測定したガス濃度増幅回路の電位変更パルス印加前の出力電圧と電位変更パルス印加中の出力電圧との第２の電位差を算出し、
該算出した第１の電位差及び第２の電位差と予め定めた基準電位とを比較することにより、ガスセンサの異常及びガスセンサの接続異常を判別する異常検出手段と、
を備えたこと
を特徴とする定電位電解式ガス測定器。 - 前記電位変更パルスは、前記ポテンショスタット回路及び前記ガス濃度増幅回路に所定の周期で印加するようにしたこと
を特徴とする請求項５に記載の定電位電解式ガス測定器。
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