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JPH09329559A - Correction method for signal baseline value in measuring unit for carbon dioxide, and measuring unit for carbon dioxide - Google Patents

Correction method for signal baseline value in measuring unit for carbon dioxide, and measuring unit for carbon dioxide

Info

Publication number
JPH09329559A
JPH09329559A JP8146016A JP14601696A JPH09329559A JP H09329559 A JPH09329559 A JP H09329559A JP 8146016 A JP8146016 A JP 8146016A JP 14601696 A JP14601696 A JP 14601696A JP H09329559 A JPH09329559 A JP H09329559A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon dioxide
signal
time
value
correction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8146016A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3183387B2 (en
Inventor
Yoshiharu Nakawa
良春 名川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP14601696A priority Critical patent/JP3183387B2/en
Publication of JPH09329559A publication Critical patent/JPH09329559A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3183387B2 publication Critical patent/JP3183387B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a correction method in which a signal baseline value can be corrected by one detection means by setting the signal baseline value in such a way that the signal value agrees with the reference concentration when the signal value of the concentration of carbon dioxide is less than a reference concentration. SOLUTION: A detection means A1 which detects the concentration of carbon dioxide includes a carbon dioxide sensor, a power supply which is required to drive the sensor, various temperature compensation circuits and the like. On the other hand, when the signal value of the concentration of the carbon dioxide detected by the means A1 is less than a reference concentration, a primary correction which sets a signal baseline value in such a way that the signal value agrees with the reference concentration and the time, i.e., the lowest signal time, in which the signal value of the concentration of the carbon dioxide detected by the means A1 becomes lowest are investigated, the correction time on that day us decided, and a secondary correction in which the signal baseline value is corrected by a correction calibration means A2 is executed to the correction time so that the sigbal value of the carbon dioxide detected by the means A1 agrees with a second reference concentration.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸ガス濃度を検
出する検出手段と、検出手段によって検出された信号値
を補正・校正して炭酸ガス濃度値に換算する補正校正手
段とを有する炭酸ガス測定ユニットに関する。このもの
は、例えば、表示ユニットに接続されて炭酸ガス濃度測
定器となり、また、警報ユニットに接続されて炭酸ガス
警報器を構成するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon dioxide gas having detection means for detecting the concentration of carbon dioxide, and correction and calibration means for correcting and calibrating a signal value detected by the detection means and converting it to a carbon dioxide concentration value. Related to the measurement unit. This is, for example, connected to a display unit to form a carbon dioxide concentration measuring instrument, and connected to an alarm unit to form a carbon dioxide alarm.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭酸ガス警報器は、その炭酸ガス検出手
段に固体電解質型センサ、あるいは赤外線式センサ等の
炭酸ガスセンサを有し、その検出手段から送られてきた
信号値を予め設定されている要警報濃度と比較して、そ
の値より高い場合に異常が検出されたとして光(赤ラン
プ等)あるいは音(ブザー等)等により警告を行うもの
であり、安全ないし保安、あるいは、好気性菌による廃
水処理における曝気処理制御などに広く用いられてい
る。
2. Description of the Related Art A carbon dioxide alarm has a carbon dioxide sensor such as a solid electrolyte type sensor or an infrared sensor as its carbon dioxide detecting means, and a signal value sent from the detecting means is preset. Compared with the required alarm concentration, if the concentration is higher than that value, an alarm is given by light (red lamp, etc.) or sound (buzzer, etc.), etc. to warn of safety or security or aerobic bacteria. It is widely used for aeration treatment control in wastewater treatment.

【0003】このような警報器では、長期間の使用の結
果、検出手段の出力のベースラインがドリフトして必要
な場合でも警告を行なわない、あるいは誤警報するおそ
れがあり、そのため定期的に補正・校正される必要があ
る。しかし、その補正・校正には手間、時間が必要であ
る。これら手間、時間等を省くため、例えば特開平7―
270315号公報などで補正・校正を自動的に行う補
正校正手段が提案された。この従来技術では2つの検出
手段を有し、それら2つの検出手段の出力のベースライ
ンのドリフトが等しいものとして補正・校正を行ってい
た。
In such an alarm device, as a result of long-term use, the baseline of the output of the detection means may drift, so that no warning may be given or an erroneous alarm may occur even if necessary. Therefore, the alarm is periodically corrected. -Needs to be calibrated. However, the correction / calibration requires time and effort. In order to save these troubles and time, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-
A correction / calibration means for automatically performing correction / calibration has been proposed in Japanese Patent No. 270315. This prior art has two detection means, and the correction / calibration is performed on the assumption that the baseline drifts of the outputs of these two detection means are equal.

【0004】しかしながら、複数の検出手段において、
ベースラインのドリフトの完全に等しいことは期しがた
く、そのため信頼性が低いこと、また複数の検出手段を
有するため装置のコンパクト化が困難となり、またコス
トの上昇を招くことが問題となり、簡便なベースライン
の補正方法が求められていた。
However, in a plurality of detecting means,
It is difficult to completely equalize the drift of the baseline, and therefore the reliability is low, and it is difficult to make the device compact because it has a plurality of detection means. There was a need for a baseline correction method.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決する、1つの検出手段で簡便に行うこ
とができる炭酸ガス測定ユニットの信号ベースライン値
の補正方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for correcting the signal baseline value of a carbon dioxide gas measuring unit which solves the above-mentioned problems of the prior art and can be easily performed by one detecting means. With the goal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、請求項1に記載のように、検出手段によっ
て検出される炭酸ガス濃度の信号値が基準濃度未満とな
ったとき、その信号値が基準濃度に一致するよう信号ベ
ースライン値を設定する構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, when the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detecting means becomes less than the reference concentration, The signal baseline value is set so that the signal value matches the reference density.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】ここで、基準濃度とは、通常の空
気内での炭酸ガスの濃度であり、本発明においては、通
常、空気中の炭酸ガス濃度が基準濃度未満にはならない
ことを利用するものである。なお、基準濃度は通常の空
気中に存在する二酸化炭素濃度であって、化学便覧(改
訂3版)では330ppm、理科年表(平成8年度版)
では320ppmである旨記載されている。これらのよ
うな文献に記載された値のいずれか、あるいはそれらの
平均値を用いても良いが、通常の環境での観測ではこれ
ら値は通常観測されず、それらより若干高めの350p
pmを基準濃度として用いることが望ましい。このよう
に検出手段からの信号値が基準濃度未満になったとき
に、信号ベースライン値を補正してその信号値を基準濃
度に設定すること(このような補正を以下「一次補正」
と云う)により、実際に検出手段が測定する雰囲気中の
炭酸ガス濃度が要警報濃度に達した際に確実に警報を発
することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Here, the reference concentration is the concentration of carbon dioxide gas in normal air, and in the present invention, it is usually assumed that the concentration of carbon dioxide gas in air does not fall below the reference concentration. To use. The standard concentration is the concentration of carbon dioxide present in normal air, and is 330 ppm in the Chemical Handbook (revised 3rd edition), science chronology (1996 edition).
Describes that it is 320 ppm. Although any of the values described in literatures such as these or their average value may be used, these values are not usually observed in the observation in a normal environment, and 350 p which is slightly higher than them.
It is desirable to use pm as the reference concentration. In this way, when the signal value from the detection means becomes less than the reference density, the signal baseline value is corrected and the signal value is set to the reference density (such correction will be referred to as "primary correction" hereinafter).
Therefore, when the concentration of carbon dioxide gas in the atmosphere actually measured by the detecting means reaches the required alarm concentration, an alarm can be surely issued.

【0008】なお、上記の構成では、ベースラインが下
方へのドリフトした際の補正が可能になったが、上方へ
ドリフトした場合には対処できず、したがって、実際に
は低い二酸化炭素濃度であるにも係わらず要警報濃度で
あるとして誤警報を行う可能性がある。この問題は、次
に示すように解決することができる。すなわち、通常、
人間が出入りするような室内(化学工場等で24時間稼
働している場所を除く)では、夜間に二酸化炭素濃度が
低下する。このような場所で種々検討を行ったところ、
昼間人間が出入りする時間帯に高くなった二酸化炭素濃
度は夜間徐々に低下するが、最低でも400ppm程度
までしか下がらないことが判った(図1参照)(このよ
うなレベルの二酸化炭素濃度を本発明では「第2基準濃
度」と云う)。
In the above structure, the correction when the baseline drifts downward is possible, but it cannot be dealt with when the baseline drifts upward, and therefore the carbon dioxide concentration is actually low. Nevertheless, there is a possibility that an erroneous alarm will be issued because the alarm concentration is required. This problem can be solved as follows. That is, normally
In a room where people enter and leave (excluding a place where a chemical factory operates for 24 hours), the carbon dioxide concentration decreases at night. After conducting various studies in such a place,
It was found that the CO2 concentration, which became high during the daytime when people entered and exited, gradually decreased at night, but dropped to at least about 400 ppm (see Fig. 1). In the invention, it is called "second reference concentration").

【0009】そこで、この事実を応用すれば、上記一次
補正だけの場合より、さらに正確にベースラインの補正
を行うことが可能であることが判った。その補正方法と
して検出手段からの信号値のその日の最低値を予め決定
した第2基準濃度になるよう信号ベースライン値を補正
することも可能であるが、この場合、最大で50〜80
ppmの誤差が生じる可能性がある。そのため、種々検
討を行ったところ、検出手段からの信号値が最低となる
時刻(以下「最低信号時刻」と云う)は毎日ほぼ同じ時
刻である(図1参照)ものの、若干ずれがあることを利
用して、上記誤差を減少させることが可能であることが
判った。
Therefore, it has been found that by applying this fact, the baseline can be corrected more accurately than in the case of only the above-mentioned primary correction. As the correction method, it is possible to correct the signal baseline value so that the lowest value of the signal value from the detection means on the day becomes the second reference density determined in advance, but in this case, the maximum value is 50 to 80.
An error of ppm may occur. Therefore, as a result of various studies, it was found that the time at which the signal value from the detection means becomes the minimum (hereinafter referred to as the “minimum signal time”) is almost the same time every day (see FIG. 1), but there is a slight deviation. It has been found that it is possible to reduce the above error by utilizing this.

【0010】すなわち、前日に検出手段が最低濃度を検
出した時刻の重みを1として、それ以前1日さかのぼる
毎に1/2ずつ乗する重みを付してその日の補正時刻
(本発明では「補正時刻」とは「信号ベースライン値を
補正する時刻」を指す)を決定し、この補正時刻に検出
された炭酸ガス濃度の信号値を第2基準濃度に一致する
よう信号ベースライン値を補正する(このような補正を
以下「二次補正」と云う)。この二次補正をおこなえ
ば、通常とは大幅に異なった時刻が最低信号時刻となっ
た場合にも、その影響を受けることが少ない。
That is, the weight of the time when the detection means detects the lowest concentration on the previous day is set to 1, and the weight is multiplied by 1/2 for each one day before that. The "time" means "the time when the signal baseline value is corrected"), and the signal baseline value is corrected so that the signal value of the carbon dioxide concentration detected at this correction time matches the second reference concentration. (Such correction is hereinafter referred to as "secondary correction"). If this secondary correction is performed, even if a time that is significantly different from the normal time becomes the minimum signal time, it is less likely to be affected.

【0011】なお、上記補正の際に、特異的に濃度の低
下が少ない日があった場合、信号ベースライン値が大幅
に狂うことが予想されるが、この信号ベースライン値の
狂いは、次の日の補正か、あるいは、その信号ベースラ
イン値による補正された炭酸ガス濃度値が350ppm
未満となったときに上記一次補正により補正される。こ
のような二次補正を上記一次補正と組み合わせることに
より、測定精度を長期的に安定させることが可能とな
る。なお、病院や工場等炭酸ガス濃度が一日中高く維持
される可能性のある場所に炭酸ガスセンサを設置しこの
ような二次補正を行う場合には、予め二次補正レベルを
500〜600ppmに設定することにより、誤差を少
なくすることが可能である。
In the above correction, if there is a day when the decrease in the density is small, it is expected that the signal baseline value will be significantly deviated. However, the signal baseline value is deviated as follows. Or the corrected CO2 concentration value based on the signal baseline value is 350 ppm
When it becomes less than, it is corrected by the above-mentioned primary correction. By combining such secondary correction with the above-mentioned primary correction, it becomes possible to stabilize the measurement accuracy for a long term. When a carbon dioxide sensor is installed in a place where the carbon dioxide concentration may be maintained high all day long, such as in a hospital or a factory, and such secondary correction is performed, the secondary correction level is set to 500 to 600 ppm in advance. By doing so, it is possible to reduce the error.

【0012】このような炭酸ガス測定ユニットの信号ベ
ースライン値の補正方法を実施した炭酸ガス警報器の例
を示す。図2に炭酸ガス警報器の一例のブロック図を示
す。図中符号A1を付して示されているのは炭酸ガス濃
度を検出する検出手段である。これは、例えば固体電解
質型炭酸ガスセンサ、あるいは、赤外線式炭酸ガスセン
サ等、通常用いられる二酸化炭素センサ及びその駆動に
必要な電源や各種温度補償回路や信号増幅回路等を含
む。
An example of a carbon dioxide alarm device which implements the method of correcting the signal baseline value of the carbon dioxide measuring unit will be described. FIG. 2 shows a block diagram of an example of the carbon dioxide alarm device. In the figure, reference numeral A1 indicates a detecting means for detecting the carbon dioxide concentration. This includes a carbon dioxide sensor that is normally used, such as a solid electrolyte type carbon dioxide sensor or an infrared type carbon dioxide sensor, and a power supply necessary for driving the carbon dioxide sensor, various temperature compensation circuits, signal amplification circuits, and the like.

【0013】一方、符号A2で示されているのは、検出
手段A1によって検出される炭酸ガス濃度の信号値が基
準濃度未満となったときその信号値が基準濃度に一致す
るよう信号ベースライン値を設定する一次補正、及び、
検出手段A1によって検出される炭酸ガス濃度の信号値
が最も低くなる時刻すなわち最低信号時刻を調べ、前日
の最低信号時刻の重みづけを1としてそれ以前1日さか
のぼる毎に1/2ずつ乗する重みづけをそれぞれの最低
信号時刻におこなってその日の補正時刻を決定しその補
正時刻に検出手段A1により検出された炭酸ガス濃度の
信号値を第2基準濃度に一致するよう信号ベースライン
値を補正する二次補正を行う補正校正手段である。測定
ユニットAはこれら検出手段A1及び補正校正手段A2
により構成されている。
On the other hand, reference numeral A2 indicates a signal baseline value so that when the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detecting means A1 becomes less than the reference concentration, the signal value matches the reference concentration. Primary correction to set, and
The time when the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detection means A1 becomes the lowest, that is, the lowest signal time is checked, and the weighting of the lowest signal time of the previous day is set to 1, and the weight is multiplied by ½ every time one day before. The correction is performed at each minimum signal time, the correction time of the day is determined, and the signal baseline value is corrected so that the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detection means A1 at the correction time matches the second reference concentration. It is a correction / calibration means for performing secondary correction. The measuring unit A includes the detection means A1 and the correction / calibration means A2.
It consists of.

【0014】この測定ユニットAの補正校正手段A2に
よって補正・校正された炭酸ガス濃度データは警報ユニ
ットBの警報判断手段B1に入力され、別途定められた
要警報濃度と比較されて、必要に応じて警報手段B2に
より警報が発せされる。なお、上記炭酸ガス測定ユニッ
トAは、警報ユニットBの代わりに、濃度表示手段を有
する表示ユニット(図示せず)に接続されれば、炭酸ガ
ス警報器ではなく炭酸ガス測定器が形成される。
The carbon dioxide concentration data corrected / calibrated by the correction / calibration means A2 of the measurement unit A is input to the alarm determination means B1 of the alarm unit B, compared with the alarm concentration required separately, and if necessary, A warning is issued by the warning means B2. If the carbon dioxide measuring unit A is connected to a display unit (not shown) having a concentration displaying means instead of the alarm unit B, a carbon dioxide measuring instrument is formed instead of the carbon dioxide alarm.

【0015】以下、上記本発明に係る炭酸ガス測定ユニ
ットを用いる炭酸ガス警報器の例についてさらに詳細に
説明する。図3(a)は本発明に係る固体電解質型炭酸
ガスセンサを用いる炭酸ガス警報器の回路図である。符
号1で示されるのが検出部であり、センサ及びその付属
回路からなる。符号1aは固体電解質型炭酸ガスセンサ
のセンサ素子、符号1bは固体電解質型炭酸ガスセンサ
のヒータ部でありセンサ素子1aを測定適温に保つ。な
お、これら1a及び1bで固体電解質型炭酸ガスセンサ
が構成されている。
Hereinafter, an example of a carbon dioxide alarm device using the carbon dioxide measuring unit according to the present invention will be described in more detail. FIG. 3A is a circuit diagram of a carbon dioxide alarm device using the solid electrolyte carbon dioxide sensor according to the present invention. Reference numeral 1 denotes a detection unit, which includes a sensor and its associated circuit. Reference numeral 1a is a sensor element of the solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor, and reference numeral 1b is a heater portion of the solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor, which keeps the sensor element 1a at a suitable measurement temperature. A solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor is constituted by these 1a and 1b.

【0016】符号1cは上記センサのヒータ部1bに接
続された電圧印加回路である。この電圧印加回路1c
は、後述するマイクロプロセッシングユニット2の出力
ポート2oaに出力される信号の変化によりセンサのヒー
タ1bに高電圧及び低電圧の2段階の電圧を印加するも
のである。即ち、出力信号として出力ポート2oaにHi
が出力されたときは高電圧が、出力信号として出力ポー
ト2oaにLoが出力されたときは低電圧がヒータ1bに
印加される。なお、この電圧印加回路1cは具体的には
スイッチ機構と電源回路とを組み合わせて構成されてい
る。
Reference numeral 1c is a voltage application circuit connected to the heater portion 1b of the sensor. This voltage application circuit 1c
Is for applying a two-stage voltage of a high voltage and a low voltage to the heater 1b of the sensor according to a change in the signal output to the output port 2oa of the microprocessing unit 2 described later. That is, Hi is output to the output port 2oa as an output signal.
Is output to the heater 1b, and when Lo is output to the output port 2oa as an output signal, a low voltage is applied to the heater 1b. The voltage application circuit 1c is specifically configured by combining a switch mechanism and a power supply circuit.

【0017】ここで、ヒータ1cに高低2段階の電圧が
印加できるようになっているのは、次の理由による。固
体電解質型炭酸ガスセンサのセンサ素子1aは、固体電
解質膜を挟んで2つの電極が配されている構造を有し、
それぞれの電極付近の炭酸ガス濃度の違いにより生じる
起電力を測定するものである。このような固体電解質型
炭酸ガスセンサのセンサ素子は、充分なセンサ感度を得
るために、その固定電解質における炭酸イオンによる導
電性が良好な350℃〜450℃に加熱される必要があ
り、上記高低2段階の電圧のうち、低電圧はこの温度を
保持するためのものである。ところが、電源投入前の固
体電解質膜には水分等が吸着されていて、電源投入直
後、これら吸着物質が脱着するためセンサ素子出力は急
激に高くなり、ゼロ信号時の出力値である基準レベルを
越えてしまい、出力値が基準レベルに戻るまでには数時
間ないし数日間を要する。
Here, the two levels of high and low voltages can be applied to the heater 1c for the following reason. A sensor element 1a of a solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor has a structure in which two electrodes are arranged with a solid electrolyte membrane sandwiched therebetween.
The electromotive force generated by the difference in carbon dioxide concentration near each electrode is measured. In order to obtain sufficient sensor sensitivity, the sensor element of such a solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor needs to be heated to 350 ° C. to 450 ° C. at which the fixed electrolyte has good conductivity due to carbonate ions. Of the voltages of the stages, the low voltage is for maintaining this temperature. However, water and other substances are adsorbed on the solid electrolyte membrane before the power is turned on, and immediately after the power is turned on, these adsorbed substances are desorbed, so the sensor element output rises sharply and the reference level, which is the output value at the time of zero signal, is exceeded. It will take several hours or days for the output value to return to the standard level.

【0018】ここでヒータ部1bに高電圧を印加して、
センサ素子を劣化しない程度の高温(470℃〜550
℃)に保つことによって、吸着物質を速やかに放出させ
る処理、即ち、いわゆるヒートアップ処理によって、こ
のセンサ出力の基準レベルへの復帰に要する時間を数分
程度へと短縮することが可能である。なお、上記ヒート
アップ処理の処理時間は、基準レベルへの復帰までに必
要となる時間を大きく左右する。このヒートアップ処理
には最適処理時間が存在し、ヒートアップ処理時間が、
最適処理時間より短くても長くても、センサ素子1aの
出力の安定までに要する時間の短縮効果が少ないことが
判った。
Here, a high voltage is applied to the heater section 1b,
High temperature (470 ℃ to 550 ℃) that does not deteriorate the sensor element
By maintaining the temperature at (° C.), the time required for returning the sensor output to the reference level can be shortened to about several minutes by a process of rapidly releasing the adsorbed substance, that is, a so-called heat-up process. Note that the processing time of the heat-up processing largely influences the time required to return to the reference level. There is an optimum processing time for this heat-up processing,
It has been found that the effect of shortening the time required to stabilize the output of the sensor element 1a is small regardless of whether the processing time is shorter or longer than the optimum processing time.

【0019】ここで、ヒートアップ処理の最適処理時間
(y)について、種々検討を行ったところ、ヒータ1b
による加熱開始から基準レベル(350ppm〜400
ppm)を越えるまでに必要な時間xと、そのセンサ固
有の値であるa及びbから、演算ax+bによって求め
られることが判った。
Here, various examinations were conducted on the optimum processing time (y) of the heat-up processing, and the heater 1b
From the start of heating by the standard level (350ppm-400
It has been found that it can be obtained by the calculation ax + b from the time x required for exceeding (ppm) and the sensor-specific values a and b.

【0020】図3(a)において、センサ素子1aの出
力信号はインピーダンス変換回路1d、温度補正回路1
e及び増幅回路1fによって変換・補正及び増幅された
のち、A/Dコンバータ付きの入力ポート2iaからマイ
クロプロセッシングユニット(以下、「MPU」と云
う)2内に取り込まれ、入力ポート2ia内で出力に応じ
た数値に変換される(なお、この入力ポート2iaにより
得られた値を以下「センサ出力」と云う)。
In FIG. 3A, the output signal of the sensor element 1a is the impedance conversion circuit 1d and the temperature correction circuit 1.
After being converted / corrected and amplified by the e and amplifier circuit 1f, it is taken into the micro processing unit (hereinafter referred to as “MPU”) 2 from the input port 2ia with an A / D converter, and is output at the input port 2ia. It is converted into a corresponding numerical value (the value obtained by this input port 2ia is hereinafter referred to as "sensor output").

【0021】MPU2には、上記入力ポート2iaに加え
て、要警報濃度設定スイッチ3にセットされた要警報濃
度をMPU2内に取り込むための入力ポート2ib、前述
の電圧印加回路1cの制御信号を送出するための出力ポ
ート2oa、及び警報手段であるLED報知部4を制御す
る信号を送出するための出力ポート2ob、また、制御プ
ログラム、センサ定数a及びb、基準レベル値などを格
納したROM2ro(図2(b)参照)及び、二次補正のた
めの計時データ(以下、「タイマT1」と云う)、電源
投入からの経過時間の計時データ(以下、「タイマT
2」と云う)、ヒートアップ処理のための計時データ
(以下、「タイマT3」と云う)や任意のスタート時間
からの経過時間の計時データ(以下、「タイマT4」と
云う)、あるいは、各種制御用変数x、y、Tmin1(最
低信号時刻)およびTmin2(補正時刻)、信号ベースラ
イン値Baの各種のデータなどを格納するRAM2ra
(図2(c)参照)、上記プログラムを実行するためのセ
ントラルプロセッシングユニット(以下、「CPU」と
記述する)2cpを内蔵している。
In addition to the above-mentioned input port 2ia, the MPU 2 sends an input port 2ib for taking in the required alarm concentration set in the required alarm concentration setting switch 3 into the MPU 2 and a control signal for the voltage applying circuit 1c. Output port 2oa for outputting, and an output port 2ob for sending out a signal for controlling the LED notification unit 4 which is an alarm means, a ROM 2ro storing a control program, sensor constants a and b, reference level values, etc. 2 (b)), time measurement data for secondary correction (hereinafter referred to as "timer T1"), and time measurement data of elapsed time after power-on (hereinafter referred to as "timer T1").
2 "), time measurement data for heat-up processing (hereinafter referred to as" timer T3 "), time measurement data of elapsed time from an arbitrary start time (hereinafter referred to as" timer T4 "), or various types. RAM 2ra for storing control variables x, y, Tmin1 (minimum signal time) and Tmin2 (correction time), various data of signal baseline value Ba, etc.
As shown in FIG. 2 (c), a central processing unit (hereinafter referred to as "CPU") 2cp for executing the above program is incorporated.

【0022】なお、上記タイマT1は0から24時間ま
での計時データであり、これは後述するように24時間
を越えると再度0から計時するようになっており、本実
施例に関する説明においてはこのタイマT1が0になっ
たときからの24時間を「1日」として扱う。すなわ
ち、電源投入から24時間後までを初日、24時間超4
8時間までを2日目と云う。
The above-mentioned timer T1 is the time measurement data from 0 to 24 hours, and it will be timed again from 0 when the time exceeds 24 hours as will be described later. Twenty-four hours from when the timer T1 becomes 0 is treated as "one day". In other words, 24 hours after the power is turned on, the first day, more than 24 hours 4
Up to 8 hours is called the second day.

【0023】図3に符号3を付して示される要警報濃度
設定スイッチはスライドスイッチにより構成されてお
り、要警報濃度を設定するために用いる。要警報濃度と
してはこの警報装置の場合700ppm、1400pp
m、あるいは2400ppmが設定可能となっている。
MPU2の出力ポート2obにはLED報知部4が接続さ
れている。このLED報知部4には緑色の発光ダイオー
ド4g及び赤色の発光ダイオード4rがあり、出力ポー
ト2obに信号Gblが出力された際には緑色の発光ダイオ
ード4gを点滅させ、信号Gonが出力された際にはこの
緑色の発光ダイオード4gを連続点灯させ、一方、信号
Ronが出力された際には赤色の発光ダイオード4rを連
続点灯させる。
The alarm concentration setting switch indicated by reference numeral 3 in FIG. 3 is composed of a slide switch and is used to set the alarm concentration required. The required alarm concentration is 700 ppm, 1400 pp for this alarm device.
m or 2400 ppm can be set.
The LED notification unit 4 is connected to the output port 2ob of the MPU 2. The LED notification unit 4 has a green light emitting diode 4g and a red light emitting diode 4r. When the signal Gbl is output to the output port 2ob, the green light emitting diode 4g is blinked, and when the signal Gon is output. The green light emitting diode 4g is continuously turned on, while the red light emitting diode 4r is continuously turned on when the signal Ron is output.

【0024】上記炭酸ガス警報器の動作を流れ図(図4
〜7)及び説明図(図8)を用いて説明する。まず、図
3に示すように、電源投入により制御プログラムがスタ
ートし、ステップS1に示されるように信号Gblが出力
ポート2oaに出力され、その結果、LED報知部4の緑
色の発光ダイオード4gが点滅し(図8参照)、この炭
酸ガス警報器に電源が投入されたことを示す。
A flow chart of the operation of the carbon dioxide alarm device (see FIG. 4).
7 to 7) and an explanatory diagram (FIG. 8). First, as shown in FIG. 3, the control program is started by turning on the power, and the signal Gbl is output to the output port 2oa as shown in step S1. As a result, the green light emitting diode 4g of the LED notification unit 4 blinks. (See FIG. 8), indicating that the carbon dioxide alarm has been turned on.

【0025】ステップS2でタイマT1及びタイマT2
がスタートし、次いで、出力ポート2obに信号Hloが出
力され(ステップS3)、ヒータ1bに低電圧が印加さ
れてセンサ素子1aの加熱が開始される。ステップS4
でその状態が10秒間保持された後、ステップS5で信
号Hhiが出力ポート2obに出力され、電圧印加手段1c
によりヒータ1bに高電圧が印加され、ヒートアップ処
理が行われる(S5)。なお、このようにヒータ1bに
一旦低電圧が印加された後にヒートアップ処理が行われ
るのは、急激な昇温によるセンサ素子1aの劣化や損傷
を予防するためである。
In step S2, timer T1 and timer T2
Then, the signal Hlo is output to the output port 2ob (step S3), a low voltage is applied to the heater 1b, and heating of the sensor element 1a is started. Step S4
After that state is held for 10 seconds, the signal Hhi is output to the output port 2ob in step S5, and the voltage applying means 1c is output.
As a result, a high voltage is applied to the heater 1b, and heat-up processing is performed (S5). The reason why the heat-up process is performed after the low voltage is once applied to the heater 1b is to prevent the sensor element 1a from being deteriorated or damaged due to a rapid temperature rise.

【0026】ヒートアップ処理開始とともにステップS
6で、ヒートアップの最適処理時間を求めるため、タイ
マT2がスタートする。センサ出力が基準レベルL(こ
の炭酸ガス警報器では400ppm)に達した際(ステ
ップS7)にタイマT3の値(x)及びセンサ固有の値
であるa、bからヒートアップ処理の最適処理時間
(y)を求め(ステップS8及びS9)、ヒートアップ
処理時間(タイマT2の値)が最適処理時間(y)ある
いは120秒のいずれかに達するまで(ステップS10
及びステップS11)ヒートアップ処理を行う。なお、
ここでヒートアップ処理を最長でも120秒としたの
は、ヒートアップ処理を120秒を越えて行うとセンサ
素子1aが劣化するおそれがあり、その劣化防止のため
である。
With the start of the heat-up process, step S
At 6, the timer T2 is started in order to obtain the optimum heat-up processing time. When the sensor output reaches the reference level L (400 ppm in this carbon dioxide alarm device) (step S7), the optimum processing time of the heat-up process is calculated from the value (x) of the timer T3 and the sensor-specific values a and b. y) is obtained (steps S8 and S9) until the heat-up processing time (value of the timer T2) reaches either the optimum processing time (y) or 120 seconds (step S10).
And step S11) heat-up processing is performed. In addition,
Here, the heat-up process is set to 120 seconds at the longest in order to prevent the sensor element 1a from being deteriorated if the heat-up process is performed for more than 120 seconds, and the deterioration is prevented.

【0027】ヒートアップ処理を終了すべき時間に達し
たら、信号Hloを出力ポート2obに出力し、ヒータ1b
へ印加する電圧を低電圧とする(ステップS12)。次
いで、図5に示すように、タイマT4によりセンサ出力
が安定するまでの時間として130秒経過後(ステップ
S13、ステップS14)に測定状態に入る。ここで、
センサ出力のベースラインが落ち着かず、その値が高い
ために測定状態になった瞬間に誤警報を出すおそれがあ
る。そのためこの測定状態に入った際のセンサ出力が4
00ppmより高い場合には、これが400ppmにな
るよう信号ベースライン値Baを補正した後(ステップ
S15及びステップS16)、信号Gonを出力ポート2
obに出力して(ステップS17)、LED報知部4の緑
色の発光ダイオード4gを点灯させ、この炭酸ガス警報
器が測定状態にあることを示す(図8参照)。
When the time to finish the heat-up process is reached, the signal Hlo is output to the output port 2ob, and the heater 1b is output.
The voltage applied to is set to a low voltage (step S12). Next, as shown in FIG. 5, after 130 seconds have elapsed as the time until the sensor output is stabilized by the timer T4 (step S13, step S14), the measurement state is entered. here,
Since the baseline of the sensor output is not stable and its value is high, there is a possibility that an erroneous alarm will be issued at the moment when the measurement state is entered. Therefore, the sensor output when entering this measurement state is 4
When it is higher than 00 ppm, the signal baseline value Ba is corrected so that it becomes 400 ppm (steps S15 and S16), and then the signal Gon is output from the output port 2
This is output to ob (step S17), and the green light emitting diode 4g of the LED notification unit 4 is turned on to indicate that this carbon dioxide alarm is in the measuring state (see FIG. 8).

【0028】図6に測定開始以降の動作のフローチャー
トを示す。センサ出力を信号ベースライン値Baにより
補正した炭酸ガス濃度値(以下「補正後の濃度値」と云
う)が基準濃度(この実施例では350ppm)未満で
ある場合には、信号ベースライン値Baを変更して、補
正後の濃度値を350ppmに一致させる(ステップS
18及びステップS19)。これらステップS18及び
S19は一次補正に係わるものである。
FIG. 6 shows a flowchart of the operation after the start of measurement. When the carbon dioxide concentration value obtained by correcting the sensor output with the signal baseline value Ba (hereinafter referred to as “corrected concentration value”) is less than the reference concentration (350 ppm in this embodiment), the signal baseline value Ba is set to Change to make the corrected concentration value equal to 350 ppm (step S
18 and step S19). These steps S18 and S19 are related to the primary correction.

【0029】補正後の濃度値を、要警報濃度設定スイッ
チ3に設定された要警報濃度(入力ポート2iaに入力さ
れている)と比較し(ステップS20)、要警報濃度以
上の場合には、信号Ronを出力ポート2oaからLED報
知部4に出力して、その赤色の発光ダイオード4rを点
灯させる(ステップS21)。なお、この赤色の発光ダ
イオード4rの点灯の代わりに(あるいは同時に)ブザ
ー等で要警報濃度以上の炭酸ガス濃度値となったことを
報知しても良い。またこの警報手段に別途設けた換気手
段を連動させて、警報を行うと共に検知雰囲気の換気に
よる改善を行っても良い。
The corrected concentration value is compared with the required alarm concentration set in the required alarm concentration setting switch 3 (input to the input port 2ia) (step S20). The signal Ron is output from the output port 2oa to the LED notification section 4 to turn on the red light emitting diode 4r (step S21). Instead of (or at the same time as) turning on the red light emitting diode 4r, a buzzer or the like may be used to notify that the concentration of carbon dioxide gas is equal to or higher than the required alarm concentration. Further, the alarm means may be linked to a separately provided ventilation means to give an alarm and to improve the detected atmosphere by ventilation.

【0030】なお、上記ステップS20で補正後の濃度
値が、要警報濃度未満の場合には信号Rofを出力ポート
2oaからLED報知部4に出力して(ステップS2
2)、その赤色の発光ダイオード4rが点灯している場
合には消灯させる。次いで、ステップS23〜ステップ
S33により二次補正について述べる。ステップS23
でセンサ出力がその日の最小値になったか調べ、最小値
になった場合にはその時刻をタイマT1から読み込んで
最低信号時刻Tmin1として保存する(ステップS2
4)。
If the corrected concentration value is less than the required alarm concentration in step S20, the signal Rof is output from the output port 2oa to the LED notification section 4 (step S2).
2) If the red light emitting diode 4r is on, turn it off. Next, the secondary correction will be described in steps S23 to S33. Step S23
Check whether the sensor output has reached the minimum value of the day, and if it has reached the minimum value, read the time from the timer T1 and save it as the minimum signal time Tmin1 (step S2).
4).

【0031】次に図7に示すように、ステップS25で
は電源投入から24時間以上経過したかどうか調べ、経
過していない場合にはステップS26で上記最低信号時
刻Tmin1の値を補正時刻Tmin2へ複写したのち
ステップS18(図6参照)に戻り、上記ステップS1
8〜ステップS26を順次繰り返し、この間、必要に応
じ一次補正を行い、また、補正後の濃度値が要警報濃度
に達している場合には警報を行う。このように電源投入
から24時間(初日)はステップS18〜ステップS2
6を繰り返すが、その後(2日目以降)にはステップS
25からステップS27に進む。
Next, as shown in FIG. 7, in step S25, it is checked whether or not 24 hours or more have passed since the power was turned on. If not, the value of the minimum signal time Tmin1 is copied to the correction time Tmin2 in step S26. After that, the process returns to step S18 (see FIG. 6) and the above step S1.
8 to step S26 are sequentially repeated, during which primary correction is performed as necessary, and an alarm is issued when the corrected concentration value reaches the required alarm concentration. In this way, for 24 hours (first day) after the power is turned on, steps S18 to S2 are performed.
Repeat step 6, but after that (from the second day onwards) step S
It progresses from 25 to step S27.

【0032】すなわちタイマT1の値を調べこれが上記
Tmin2(補正時刻:2日目の場合には初日のセンサ
出力が最小値となった時刻)に一致する場合には、ステ
ップS28でそのときのセンサ出力の値を第2基準レベ
ル(本実施例では400ppm)であるとして、ベース
ライン変数Baを補正する(二次補正)。ステップS2
9でタイマT1が24時間以上の値となっていた場合に
は、1日日付が進んだとして、ステップS30でタイマ
T1の値から24時間を減じた後ステップS31で前日
の最低信号時刻Tmin1の値と前日の補正時刻Tmi
n2の値との相加平均を行い、その結果をその日の補正
時刻Tmin2として保存する。この相加平均により、
その補正時刻Tmin2は、前日の最低信号時刻の重み
づけを1として、それ以前1日さかのぼる毎に1/2ず
つ乗する重みづけをそれぞれの最低信号時刻におこなっ
てその日の補正時刻が決定される。その後、ステップS
18(図6参照)に戻り、上記ステップS18〜ステッ
プS31を順次繰り返し、一日1回二次補正を行い、ま
た、必要に応じて一次補正を行い、さらに、補正後の濃
度値が要警報濃度に達している場合には警報を行う。
That is, if the value of the timer T1 is checked and it matches the above Tmin2 (correction time: the time when the sensor output on the first day becomes the minimum value in the case of the second day), the sensor at that time is determined in step S28. The baseline variable Ba is corrected (secondary correction) assuming that the output value is the second reference level (400 ppm in this embodiment). Step S2
When the timer T1 has a value of 24 hours or more in 9, it is considered that the date of one day has advanced, and 24 hours is subtracted from the value of the timer T1 in step S30, and then the minimum signal time Tmin1 of the previous day Value and correction time Tmi of the previous day
The arithmetic average with the value of n2 is performed, and the result is stored as the correction time Tmin2 of the day. By this arithmetic mean,
As for the correction time Tmin2, the weighting of the lowest signal time of the previous day is set to 1, and the weighting of ½ each time going back one day before that is performed on each minimum signal time to determine the correction time of the day. . Then, step S
18 (see FIG. 6), the above steps S18 to S31 are sequentially repeated to perform the secondary correction once a day, and the primary correction is performed if necessary. If the concentration is reached, give an alarm.

【0033】このような本発明に係る炭酸ガス警報器は
上記説明からも明らかなように、検出部1は図2のブロ
ック図の炭酸ガス測定ユニットAの検知手段A1に、M
PU3は要警報濃度設定スイッチと共に炭酸ガス測定ユ
ニットAの補正構成手段A2及び警報ユニットBの警報
判断手段B1に、また、LED報知部4は警報ユニット
Bの警報手段B2に該当する。
As is apparent from the above description, the carbon dioxide alarm device according to the present invention as described above has the detection unit 1 as the detection means A1 of the carbon dioxide measurement unit A shown in the block diagram of FIG.
The PU 3 and the alarm concentration setting switch correspond to the correction component A2 of the carbon dioxide measuring unit A and the alarm determination unit B1 of the alarm unit B, and the LED notification unit 4 corresponds to the alarm unit B2 of the alarm unit B.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の炭酸ガス測定ユニットは、検出
手段によって検出される炭酸ガス濃度の信号値が基準濃
度未満となったとき、その信号値が基準濃度に一致する
よう信号ベースライン値を設定する構成を有するため、
炭酸ガス測定ユニットの信号ベースライン値の補正を、
1つの検出手段で、かつ、簡便に行うことができる。
According to the carbon dioxide measuring unit of the present invention, when the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detecting means becomes less than the reference concentration, the signal baseline value is adjusted so that the signal value matches the reference concentration. Since it has a configuration to set,
Correction of the signal baseline value of the carbon dioxide measurement unit,
It can be easily performed with one detection means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】通常人間が出入りする室内での二酸化炭素の周
期的な変化を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a periodic change of carbon dioxide in a room where a person usually goes in and out.

【図2】炭酸ガス警報器の一例のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an example of a carbon dioxide alarm device.

【図3】固体電解質型炭酸ガスセンサを用いる炭酸ガス
警報器の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a carbon dioxide alarm device using a solid electrolyte carbon dioxide sensor.

【図4】実施例の炭酸ガス警報器の動作を示す流れ図で
ある。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the carbon dioxide alarm device of the embodiment.

【図5】実施例の炭酸ガス警報器の動作を示す流れ図で
ある。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the carbon dioxide alarm device of the embodiment.

【図6】実施例の炭酸ガス警報器の動作を示す流れ図で
ある。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the carbon dioxide alarm device of the embodiment.

【図7】実施例の炭酸ガス警報器の動作を示す流れ図で
ある。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the carbon dioxide alarm device of the embodiment.

【図8】実施例の炭酸ガス警報器の動作の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the carbon dioxide alarm device of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A1 検出手段 A2 補正校正手段 1 検出部 1a 固体電解質型炭酸ガスセンサのセンサ素子 1b 固体電解質型炭酸ガスセンサのヒータ部 1c 電圧印加回路 1d インピーダンス変換回路 1e 温度補正回路 1f 増幅回路 2 MPU 2cp CPU 2ia 入力ポート 2ib 入力ポート 2oa 出力ポート 2ob 出力ポート 2ra RAM 2ro ROM 3 要警報濃度設定スイッチ 4 LED報知部4 4g 緑色の発光ダイオード 4r 赤色の発光ダイオード Ba 信号ベースライン値 A1 detection means A2 correction calibration means 1 detection part 1a sensor element of solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor 1b heater part of solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor 1c voltage application circuit 1d impedance conversion circuit 1e temperature correction circuit 1f amplification circuit 2 MPU 2cp CPU 2ia input port 2ib Input port 2oa Output port 2ob Output port 2ra RAM 2ro ROM 3 Alarm concentration setting switch 4 LED notification section 4 4g Green light emitting diode 4r Red light emitting diode Ba Signal baseline value

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 27/26 381 G01N 27/26 381B 27/416 27/46 376 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location G01N 27/26 381 G01N 27/26 381B 27/416 27/46 376

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出手段によって検出される炭酸ガス濃
度の信号値が基準濃度未満となったとき、その信号値が
基準濃度に一致するよう信号ベースライン値を設定する
ことを特徴とする炭酸ガス測定ユニットの信号ベースラ
イン値の補正方法。
1. A carbon dioxide gas characterized by setting a signal baseline value such that when the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detecting means becomes less than the reference concentration, the signal value matches the reference concentration. How to correct the signal baseline value of the measuring unit.
【請求項2】 検出手段によって検出される炭酸ガス濃
度の信号値が最も低くなる時刻、すなわち最低信号時刻
を調べ、その最低信号時刻から信号ベースライン値の補
正を行う補正時刻を決定し、その補正時刻に検出手段に
より検出された炭酸ガス濃度の信号値を第2基準濃度に
一致するよう信号ベースライン値を補正することを特徴
とする請求項1に記載の炭酸ガス測定ユニットの信号ベ
ースライン値の補正方法。
2. The time when the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detection means becomes the lowest, that is, the lowest signal time is examined, and the correction time for correcting the signal baseline value is determined from the lowest signal time, The signal baseline value of the carbon dioxide gas measuring unit according to claim 1, wherein the signal baseline value is corrected so that the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detecting means at the correction time matches the second reference concentration. Value correction method.
【請求項3】 上記補正時刻の決定に際し、前日の最低
信号時刻の重みづけを1として、それ以前1日さかのぼ
る毎に1/2ずつ乗する重みづけをそれぞれの最低信号
時刻におこなってその日の補正時刻を決定することを特
徴とする請求項2に記載の炭酸ガス測定ユニットの信号
ベースライン値の補正方法。
3. When determining the correction time, the weighting of the lowest signal time of the previous day is set to 1, and the weighting of 1/2 is multiplied at each previous day, and the weighting is performed at each lowest signal time of the day. The method for correcting the signal baseline value of the carbon dioxide measuring unit according to claim 2, wherein the correction time is determined.
【請求項4】 炭酸ガス濃度を検出する検出手段と、検
出手段によって検出される炭酸ガス濃度の信号値が基準
濃度未満となったときその信号値が基準濃度に一致する
よう信号ベースライン値を設定する補正校正手段とを有
することを特徴とする炭酸ガス測定ユニット。
4. A detecting means for detecting the carbon dioxide concentration, and a signal baseline value so that when the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detecting means becomes less than the reference concentration, the signal baseline value matches the reference concentration. A carbon dioxide gas measuring unit, comprising: a correction / calibration means for setting.
【請求項5】 上記補正校正手段が検出手段によって検
出される炭酸ガス濃度の信号値が最も低くなる時刻すな
わち最低信号時刻を調べ、その最低信号時刻からセンサ
出力の補正を行う補正時刻を決定し、その補正時刻に検
出手段により検出された炭酸ガス濃度の信号値を第2基
準濃度に一致するよう信号ベースライン値を補正するも
のであることを特徴とする請求項4に記載の炭酸ガス測
定ユニット。
5. The correction / calibration means checks the time at which the signal value of the carbon dioxide concentration detected by the detection means becomes the lowest, that is, the minimum signal time, and determines the correction time for correcting the sensor output from the minimum signal time. 5. The carbon dioxide gas measurement according to claim 4, wherein the signal baseline value is corrected so that the signal value of the carbon dioxide gas concentration detected by the detection means at the correction time matches the second reference concentration. unit.
【請求項6】 上記補正時刻の決定に際し、前日の最低
信号時刻の重みづけを1として、それ以前1日さかのぼ
る毎に1/2ずつ乗する重みづけをそれぞれの最低信号
時刻におこなってその日の補正時刻を決定するものであ
ることを特徴とする請求項5に記載の炭酸ガス測定ユニ
ット。
6. When determining the correction time, weighting of the lowest signal time of the previous day is set to 1, and weighting that is multiplied by 1/2 is traced back to one day before that day at each lowest signal time, and the weighting is performed at each lowest signal time. The carbon dioxide measuring unit according to claim 5, wherein the correction time is determined.
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