JP2001099809A - Carbon monoxide sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば燃料電池に
用いられる燃料ガス中に含まれる一酸化炭素ガスの濃度
を検出する一酸化炭素センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon monoxide sensor for detecting the concentration of carbon monoxide gas contained in a fuel gas used for a fuel cell, for example.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、燃料電池の開発が盛んに行われて
おり、最も実用化に近いものとして固体高分子からなる
プロトン伝導膜を用いた燃料電池がある。これは、動作
温度が１００℃未満と、他方式に比べ非常に低温で動作
するため取り扱いやすい。従って、家庭用及び自動車用
の燃料電池の本命とされている。2. Description of the Related Art In recent years, fuel cells have been actively developed, and a fuel cell using a proton conductive membrane made of a solid polymer is most practically used. When the operating temperature is lower than 100 ° C., the device operates at a very low temperature as compared with other systems, and is easy to handle. Therefore, it is regarded as a favorite for home and automobile fuel cells.
【０００３】この燃料電池に供給する燃料ガスとしては
純粋な水素ガスが望ましいが、現在、純粋な水素ガスを
供給するためのインフラはほとんど整備されていない。
従って、メタノールなどの液体燃料を改質することによ
って水素ガスを取り出す方式が主流となりつつある。こ
の場合、改質器から出てくる燃料ガスは、ほとんどが水
素ガスと二酸化炭素ガスであるものの、数十ｐｐｍレベ
ルのごくわずかな一酸化炭素ガスが含まれる場合があ
る。この一酸化炭素ガスはたとえ数十ｐｐｍレベルでも
燃料電池の電極を構成する白金触媒に吸着（この現象を
被毒という）すると、起電力が低下してしまう。そのた
め、常に燃料ガス中の一酸化炭素ガスの濃度をモニター
し、一酸化炭素ガスを減らすように改質器を制御しなけ
ればならない。従って、改質器を用いた燃料電池におい
て、一酸化炭素センサは必須部品である。As a fuel gas to be supplied to the fuel cell, pure hydrogen gas is desirable, but at present, almost no infrastructure has been provided for supplying pure hydrogen gas.
Therefore, a method of extracting hydrogen gas by reforming a liquid fuel such as methanol is becoming mainstream. In this case, the fuel gas coming out of the reformer is mostly hydrogen gas and carbon dioxide gas, but may contain a very small amount of carbon monoxide gas of several tens ppm level. If this carbon monoxide gas is adsorbed on a platinum catalyst constituting an electrode of a fuel cell even at a level of several tens of ppm (this phenomenon is called poisoning), the electromotive force is reduced. Therefore, it is necessary to constantly monitor the concentration of the carbon monoxide gas in the fuel gas and control the reformer to reduce the carbon monoxide gas. Therefore, a carbon monoxide sensor is an essential component in a fuel cell using a reformer.
【０００４】前述したような燃料電池として機能させる
ために供給される燃料ガス（水素ガスを多量に含む）中
の一酸化炭素ガスを検出する一酸化炭素センサとして
は、特開平８−３２７５９０号公報に記載されたものが
知られている。As a carbon monoxide sensor for detecting a carbon monoxide gas in a fuel gas (containing a large amount of hydrogen gas) supplied to function as a fuel cell as described above, JP-A-8-327590 discloses Are known.
【０００５】この一酸化炭素センサの概略構造の断面を
図８に示す。１１０はプロトン伝導性を有する高分子か
らなる電解質膜で、その両表面にはカーボンクロス上に
触媒用の白金を担持したカーボン粉を練り込んだ電極１
１２、１１４がホットプレスにより接合されている。電
極１１２、１１４の電解質膜１１０と接合されていない
表面にはメッシュ状の金属板１１６、１１８が配設され
ている。電解質膜１１０、電極１１２、１１４および金
属板１１６、１１８は金属製の円筒状の形状をしたホル
ダ１２０、１２２の内側に設けられたフランジ部１２０
ａ、１２２ａによって挟持されている。ホルダ１２２の
端面の電解質膜１１０側には、ガスシール用のＯリング
１２６が設けられている。FIG. 8 shows a schematic cross section of the structure of the carbon monoxide sensor. Reference numeral 110 denotes an electrolyte membrane made of a polymer having proton conductivity, on both surfaces of which an electrode 1 is prepared by kneading carbon powder carrying platinum for a catalyst on a carbon cloth.
12, 114 are joined by hot pressing. Mesh-shaped metal plates 116 and 118 are provided on the surfaces of the electrodes 112 and 114 that are not joined to the electrolyte membrane 110. The electrolyte membrane 110, the electrodes 112 and 114, and the metal plates 116 and 118 are formed by metal flanges 120 provided inside cylindrical holders 120 and 122.
a, 122a. On the electrolyte membrane 110 side of the end face of the holder 122, an O-ring 126 for gas sealing is provided.
【０００６】ホルダ１２０、１２２の外周にはそれぞれ
ネジ部１２０ｂ、１２２ｂが加工されており、これらが
ポリテトラフルオルエチレン｛例えばテフロン（デュポ
ン社の商標）｝からなる絶縁性部材１２４の内側に加工
されたネジ部１２４ａ、１２４ｂにねじ込まれることに
よりホルダ１２０、１２２が固定されている。Screw portions 120b and 122b are formed on the outer periphery of the holders 120 and 122, respectively, and these are formed inside an insulating member 124 made of polytetrafluoroethylene {for example, Teflon (trademark of DuPont)}. The holders 120 and 122 are fixed by being screwed into the screw portions 124a and 124b.
【０００７】ホルダ１２０の一端にはガス流入通路１２
８の一端が接続されており、ここから被検出ガス（燃料
ガスに同じ）が一酸化炭素センサに導入される。一方、
ホルダ１２２の一端にはガス流入通路１２８が接続され
ておらず、大気中に開放された状態となっている。A gas inflow passage 12 is provided at one end of the holder 120.
8 is connected to one end, from which a gas to be detected (same as fuel gas) is introduced into the carbon monoxide sensor. on the other hand,
The gas inflow passage 128 is not connected to one end of the holder 122, and is open to the atmosphere.
【０００８】ガス流入通路１２８の他端は燃料電池に導
入される燃料ガス通路１４０の一部に設けた分岐口１４
０ａに接続されている。The other end of the gas inflow passage 128 is connected to a branch port 14 provided in a part of a fuel gas passage 140 introduced into the fuel cell.
0a.
【０００９】ホルダ１２０、１２２にはそれぞれ検出端
子１２０Ｔ、１２２Ｔが設けられており、ここに電気回
路１３０が接続されている。電気回路１３０は、電圧計
１３２と負荷電流の調整用の抵抗器１３４が並列に接続
された構成である。なお、検出端子１２０Ｔは電圧計１
３２の負極に、検出端子１２２Ｔは正極にそれぞれ接続
されている。The holders 120 and 122 are provided with detection terminals 120T and 122T, respectively, to which an electric circuit 130 is connected. The electric circuit 130 has a configuration in which a voltmeter 132 and a resistor 134 for adjusting a load current are connected in parallel. The detection terminal 120T is a voltmeter 1
The detection terminal 122T is connected to the negative electrode 32, and the positive terminal, respectively.
【００１０】次に、この一酸化炭素センサの動作につい
て説明する。水素ガスを多量に含む被検出ガス（燃料ガ
スに同じ）は、ガス流入通路１２８を介して電極１１２
に到達する。一方、電極１１４は常に大気中の酸素ガス
と接している。従って、電極１１２、１１４と接する電
解質膜１１０の表面では、水素ガスと酸素ガスを燃料と
して発電する燃料電池と同様な電池反応が起こり、電極
１１２、１１４間には起電力が発生する。電極１１２、
１１４間には抵抗器１３４が接続されているため所定の
負荷電流が流れ、この時の電極１１２、１１４間の電位
差が電圧計１３２により検出される。Next, the operation of the carbon monoxide sensor will be described. A gas to be detected containing a large amount of hydrogen gas (the same as the fuel gas) is supplied to the electrode 112 through the gas inflow passage 128.
To reach. On the other hand, the electrode 114 is always in contact with oxygen gas in the atmosphere. Therefore, on the surface of the electrolyte membrane 110 in contact with the electrodes 112 and 114, a battery reaction similar to that of a fuel cell that generates power using hydrogen gas and oxygen gas as fuel occurs, and an electromotive force is generated between the electrodes 112 and 114. Electrode 112,
Since a resistor 134 is connected between the electrodes 114, a predetermined load current flows. At this time, a potential difference between the electrodes 112 and 114 is detected by a voltmeter 132.
【００１１】この状態で被検出ガス中に一酸化炭素ガス
が混在すると、電極１１２中の触媒用の白金に一酸化炭
素ガスが吸着し、電極１１２は被毒する。その結果、水
素ガスと酸素ガスによる電池反応が阻害され、電極１１
２、１１４間の電位差が低下する。一酸化炭素ガスの濃
度が被毒の程度に反映されるため、電極１１２、１１４
間の電位差を測定することで被検出ガス中の一酸化炭素
ガスの濃度を知ることができる。If carbon monoxide gas is mixed in the gas to be detected in this state, the carbon monoxide gas is adsorbed on the catalytic platinum in the electrode 112, and the electrode 112 is poisoned. As a result, the battery reaction by the hydrogen gas and the oxygen gas is inhibited, and the electrode 11
The potential difference between 2, 114 decreases. Since the concentration of carbon monoxide gas is reflected in the degree of poisoning, the electrodes 112, 114
The concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected can be known by measuring the potential difference between them.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】この一酸化炭素センサ
においては、被検出ガスと大気とを極めて薄い高分子の
電解質膜１１０によってシールしているため、ここには
常に被検出ガスと大気との圧力差（通常は数気圧とな
る）が加わっている。このような状態で、異常に高い圧
力や振動などに起因する予期しない大きな応力が集中し
て（特に図８の丸印個所に）印加されると電解質膜１１
０が破損し、水素ガスを多量に含んだ被検出ガスが大気
に漏れる可能性がある。また、電解質膜１１０の破損を
回避する手段として、異常な圧力時には被検出ガスを逃
がす安全弁を設けた構成についても記述されているが、
いずれにしても被検出ガスの大気中への漏洩は避けられ
ない。In this carbon monoxide sensor, the gas to be detected and the atmosphere are sealed by an extremely thin polymer electrolyte membrane 110. A pressure difference (usually several atmospheres) is applied. In such a state, when an unexpectedly large stress due to abnormally high pressure or vibration is concentrated and applied (especially to the circled portions in FIG. 8), the electrolyte membrane 11
0 may be damaged, and the gas to be detected containing a large amount of hydrogen gas may leak to the atmosphere. Further, as a means for avoiding damage to the electrolyte membrane 110, a configuration in which a safety valve for releasing a gas to be detected at an abnormal pressure is provided is also described.
In any case, leakage of the gas to be detected into the atmosphere is inevitable.
【００１３】本発明はこの課題を解決するものであり、
被検出ガスが大気中へ漏洩しない一酸化炭素センサを提
供することを目的とする。The present invention solves this problem,
It is an object of the present invention to provide a carbon monoxide sensor in which a gas to be detected does not leak into the atmosphere.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の一酸化炭素センサは、プロトン伝導性電解質
膜と、前記電解質膜の両面に配設された触媒を有する電
極とからなる検出部と、前記電極の内の一方が正極に、
他方が負極になるように接続された電源と、前記検出部
が水素ガスを含む被検出ガス中に設置され、前記被検出
ガス中の一酸化炭素ガスの濃度に応じて変化する電流を
検出する電流検出手段とを備えたことを特徴とするもの
である。According to the present invention, there is provided a carbon monoxide sensor comprising a proton conductive electrolyte membrane and electrodes having catalysts disposed on both sides of the electrolyte membrane. Part, and one of the electrodes is a positive electrode,
A power source connected so that the other side is a negative electrode, and the detection unit is installed in a gas to be detected including hydrogen gas, and detects a current that changes according to the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected. And a current detecting means.
【００１５】この構成により、被検出ガスが大気中へ漏
洩しない一酸化炭素センサが得られる。With this configuration, a carbon monoxide sensor in which the gas to be detected does not leak into the atmosphere can be obtained.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、プロトン伝導性電解質膜と、前記電解質膜の両面に
配設された触媒を有する電極とからなる検出部と、前記
電極の内の一方が正極に、他方が負極になるように接続
された電源と、前記検出部が水素ガスを含む被検出ガス
中に設置され、前記被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃
度に応じて変化する電流を検出する電流検出手段とを備
えているため、前記検出部自体がすべて前記被検出ガス
中にあり、仮に前記電解質膜が破損しても本質的に前記
被検出ガスが大気中へ漏洩しない。また、安全弁等も不
要になるため構造が極めて簡単になるといった作用を有
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is directed to a detecting section comprising a proton conductive electrolyte membrane, and electrodes having catalysts disposed on both sides of the electrolyte membrane; One of which is connected to a positive electrode and the other is connected to a negative electrode, and the detection unit is installed in a gas to be detected containing hydrogen gas, and is provided in accordance with the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected. Current detecting means for detecting a current that changes in the detection gas, the detection unit itself is entirely in the gas to be detected, and even if the electrolyte membrane is damaged, the gas to be detected is essentially in the atmosphere. Do not leak to In addition, since a safety valve and the like are not required, the structure is extremely simplified.
【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、電極は、触媒が担持されたカーボン粉
がカーボンクロス上に固着された２つの第１電極と、前
記２つの第１電極の外側に配設され少なくとも１ヶ所以
上の貫通孔を有した２つの第２電極からなるため、第１
電極への被検出ガスの拡散を妨げずに第１電極と第２電
極を面で接触させることができ、良好な出力安定性が得
られるという作用を有する。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the electrode comprises two first electrodes each having a carbon powder carrying a catalyst fixed on a carbon cloth, and the two first electrodes. Since it is composed of two second electrodes disposed outside one electrode and having at least one through hole, the first
The first electrode and the second electrode can be brought into surface contact with each other without obstructing diffusion of the gas to be detected to the electrodes, and an effect of obtaining good output stability can be obtained.
【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、第２電極の表面を平滑に加工し、かつ
金メッキ層を形成した構成のため、第１電極と第２電極
の接触性がさらに改善され、低ノイズの出力が得られる
という作用を有する。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, since the surface of the second electrode is processed smoothly and a gold plating layer is formed, the first electrode and the second electrode are formed. This has the effect of further improving the contact properties and obtaining a low-noise output.
【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、電流検出手段により検出された電流か
ら被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度を求める濃度演
算手段が設けられているため、出力電流から濃度に高精
度な換算ができるという作用を有する。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a concentration calculating means for obtaining the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected from the current detected by the current detecting means. Therefore, there is an effect that conversion from the output current to the concentration can be performed with high accuracy.
【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、濃度演算手段が電流の変化速度を一酸
化炭素ガスの濃度に換算する演算部を有しているため、
応答性がより高速化するという作用を有する。According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the concentration calculating means has a calculating section for converting a rate of change of current into a concentration of carbon monoxide gas.
This has the effect of increasing the response speed.
【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、検出部の一部分にヒーターが配設さ
れ、前記ヒーターを制御するヒーター制御回路が接続さ
れているため、被毒した第１電極を回復できるという作
用を有する。According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a heater is provided in a part of the detecting section, and a heater control circuit for controlling the heater is connected, so that the poisoning is performed. It has the function of recovering the first electrode.
【００２２】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、ヒーターの発熱体がフッ素系高分子シ
ートで挟持され、前記発熱体とシートを貫通する孔もし
くはスリットが設けられているため、簡単な構成であり
ながら第１電極への被検出ガスの拡散を妨げずに被毒し
た第１電極を加熱により回復できるという作用を有す
る。According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the heating element of the heater is sandwiched between fluoropolymer sheets, and a hole or a slit is provided through the heating element and the sheet. Therefore, the poisoned first electrode can be recovered by heating without disturbing the diffusion of the gas to be detected to the first electrode with a simple configuration.
【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、検出部が被検出ガスの流れに対し平行
に配設されているため、電解質膜の両面に加わる被検出
ガスの圧力差を最小にすることができ、電解質膜が破損
する可能性を大きく低減できるという作用を有する。According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, since the detection section is disposed in parallel to the flow of the gas to be detected, the detecting section of the gas to be detected applied to both surfaces of the electrolyte membrane is provided. This has the effect of minimizing the pressure difference and greatly reducing the possibility of damaging the electrolyte membrane.
【００２４】請求項９に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、電源の電圧を０．１Ｖ以上１Ｖ以下と
するため、触媒が安定して被毒し良好な出力の安定性と
感度が得られるという作用を有する。According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, since the voltage of the power supply is set to 0.1 V or more and 1 V or less, the catalyst is stably poisoned, and good output stability is obtained. It has the effect that sensitivity can be obtained.
【００２５】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【００２６】（実施の形態１）図１（ａ），（ｂ）は本
発明の一酸化炭素センサの実施の形態１の概略の構造を
説明するための正面断面図、側面断面図である。図２は
同検出部の構成を説明するための分解斜視図である。図
３は同検出部が配管中に設置された時の検出部の近傍の
被検出ガスの流れを説明するための断面図である。図４
は同検出回路の構成を説明するためのブロック図であ
る。図５は本発明の一酸化炭素センサの出力電流特性図
である。(Embodiment 1) FIGS. 1A and 1B are a front sectional view and a side sectional view for explaining a schematic structure of a carbon monoxide sensor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining the configuration of the detection unit. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the flow of the gas to be detected in the vicinity of the detection unit when the detection unit is installed in a pipe. FIG.
FIG. 3 is a block diagram for explaining a configuration of the detection circuit. FIG. 5 is an output current characteristic diagram of the carbon monoxide sensor of the present invention.
【００２７】図１において、１は被検出ガス中の一酸化
炭素ガスの濃度を検出するための検出部である。検出部
１は絶縁性を示すポリテトラフルオルエチレン｛例えば
テフロン（デュポン社の商標）｝製のホルダ２およびリ
ング３により固定される。ホルダ２の一部はステンレス
鋼（例えばＪＩＳ規格のＳＵＳ３０３）製の取り付けネ
ジ部４に挿入固定される。取り付けネジ部４は燃料電池
の被検出ガス管２２にＯリング（図示せず）を介してね
じ込んで固定されている。なお、図１においては被検出
ガス管２２のみを切断して示している。また、検出部１
は被検出ガスの流れ（図１の黒色の矢印方向）に対し平
行になるように固定されている。検出部１の両面にはテ
フロン被覆の出力リード線５が接続部６にて電気的に接
続されている。出力リード線５は外部の検出回路につな
がる出力ケーブル７に接続されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a detecting section for detecting the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected. The detecting unit 1 is fixed by a holder 2 and a ring 3 made of insulating polytetrafluoroethylene (for example, Teflon (trademark of DuPont)). A part of the holder 2 is inserted and fixed to a mounting screw 4 made of stainless steel (for example, SUS303 of JIS standard). The mounting screw portion 4 is screwed and fixed to the detected gas pipe 22 of the fuel cell via an O-ring (not shown). In FIG. 1, only the detected gas pipe 22 is cut off. Also, the detecting unit 1
Is fixed so as to be parallel to the flow of the gas to be detected (the direction of the black arrow in FIG. 1). An output lead wire 5 coated with Teflon is electrically connected to both surfaces of the detection unit 1 at a connection unit 6. The output lead wire 5 is connected to an output cable 7 connected to an external detection circuit.
【００２８】図２において、８はフッ素系高分子材料か
らなる直径１．４ｃｍのプロトン伝導性電解質膜であ
り、その両面には白金触媒が担持させられたカーボン粉
を直径１ｃｍのカーボンクロス上に、フッ素系高分子材
料で固着した２枚の第１電極９が配設されている。２枚
の第１電極９によって挟持された電解質膜８は、１３０
℃の温度条件下でホットプレスにより固着されている。
なお、電解質膜８の直径が第１電極９の直径より大きい
のは、両者をホットプレスで固着したとき２枚の第１電
極９が微妙な位置ずれにより部分的に短絡するのを防ぐ
ためである。In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a proton conductive electrolyte membrane made of a fluorine-based polymer material having a diameter of 1.4 cm, and on both surfaces thereof, a carbon powder carrying a platinum catalyst is deposited on a carbon cloth having a diameter of 1 cm. And two first electrodes 9 fixed with a fluorine-based polymer material. The electrolyte membrane 8 sandwiched between the two first electrodes 9 has a capacity of 130
It is fixed by hot pressing under a temperature condition of ° C.
The reason why the diameter of the electrolyte membrane 8 is larger than the diameter of the first electrode 9 is to prevent the two first electrodes 9 from being partially short-circuited due to slight displacement when both are fixed by hot pressing. is there.
【００２９】このようにして電解質膜８と２枚の第１電
極９とから構成された検出素子１０の両面には、細長い
形状の貫通孔１５が２ヶ所設けられたステンレス鋼（例
えばＪＩＳ規格のＳＵＳ３０３）製の直径１．３ｃｍ、
厚さ１ｍｍの円板状の２枚の第２電極１１が配設されて
いる。なお、２枚の第２電極１１の表面は平均表面粗度
が１．６μｍ以下になるように平滑に加工され、その上
には厚さ１μｍの金メッキ層が形成されている。また、
貫通孔１５の形状や寸法は被検出ガスを透過させること
ができるものであれば本実施の形態に何ら限定されるも
のではない。On both sides of the detecting element 10 composed of the electrolyte membrane 8 and the two first electrodes 9 in this way, stainless steel (for example, JIS standard) provided with two elongated through holes 15 is provided. SUS303) 1.3 cm in diameter,
Two disk-shaped second electrodes 11 having a thickness of 1 mm are provided. The surfaces of the two second electrodes 11 are smoothed so that the average surface roughness is 1.6 μm or less, and a 1 μm-thick gold plating layer is formed thereon. Also,
The shape and dimensions of the through-hole 15 are not limited to the present embodiment as long as the gas to be detected can pass therethrough.
【００３０】このように検出素子１０と２枚の第２電極
１１によって構成された検出部１は、ホルダ２の中に入
れられ、リング３を検出部１の上方からねじ込むことに
よって固定されている。The detecting section 1 constituted by the detecting element 10 and the two second electrodes 11 is put in the holder 2 and fixed by screwing the ring 3 from above the detecting section 1. .
【００３１】このようにして構成された検出部１を被検
出ガス管２２に取り付けたときの位置関係を図３に示
す。なお、図３は図１の白抜き矢印Ａの方向から見た図
であり、被検出ガス管２２のみを切断して示している。
図３の黒色の矢印は被検出ガスの流れの方向を示す。検
出部１（ホルダ２とリング３により挟持されている）は
被検出ガスの流れに対し平行に配設されているため、被
検出ガスの圧力は検出部１の両側からほぼ同等に印加さ
れる。従って、検出部１中の電解質膜８には、従来例で
説明したように被検出ガスと大気との数気圧にも及ぶ圧
力差は構造的に加わることがない。ゆえに、電解質膜８
の破損の可能性が小さくなるばかりか、仮に予期しない
大きな応力が印加され電解質膜８が破損したとしても、
それが原因で被検出ガスが大気中に漏れることはない。FIG. 3 shows a positional relationship when the detecting section 1 thus constructed is attached to the gas pipe 22 to be detected. FIG. 3 is a diagram viewed from the direction of the white arrow A in FIG. 1, and shows only the detected gas pipe 22 cut away.
The black arrows in FIG. 3 indicate the direction of the flow of the gas to be detected. Since the detector 1 (which is sandwiched between the holder 2 and the ring 3) is disposed in parallel to the flow of the gas to be detected, the pressure of the gas to be detected is applied substantially equally from both sides of the detector 1. . Therefore, the pressure difference of several atmospheres between the gas to be detected and the atmosphere is not structurally applied to the electrolyte membrane 8 in the detection unit 1 as described in the conventional example. Therefore, the electrolyte membrane 8
Not only is the possibility of breakage of the electrolyte membrane reduced, but even if unexpected large stress is applied and the electrolyte membrane 8 is broken,
As a result, the gas to be detected does not leak into the atmosphere.
【００３２】図４において、検出部１は出力ケーブル７
を介して直流電源１２および電流検出手段としての電流
計１３に接続されている。電流計１３には検出した電流
より被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度を求める濃度
演算手段としてのマイクロコンピュータ１４が接続され
ている。マイクロコンピュータ１４は一定時間（例えば
１秒）毎の電流差（すなわち、電流の変化速度）を演算
し、あらかじめ電流の変化速度に対する一酸化炭素ガス
の濃度の相関を求めたテーブル（ＲＯＭに格納してあ
る）を参照して一酸化炭素ガスの濃度に換算し出力す
る。In FIG. 4, the detecting unit 1 includes an output cable 7
Are connected to a DC power supply 12 and an ammeter 13 as current detecting means. The ammeter 13 is connected to a microcomputer 14 as a concentration calculating means for calculating the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected from the detected current. The microcomputer 14 calculates a current difference (i.e., a current change speed) for each predetermined time (for example, one second), and previously calculates a correlation between the current change speed and the concentration of the carbon monoxide gas (stored in a ROM). ) Is converted to the concentration of carbon monoxide gas and output.
【００３３】次に、本実施の形態の一酸化炭素センサの
動作を説明する。Next, the operation of the carbon monoxide sensor according to this embodiment will be described.
【００３４】本実施の形態では、検出部１の全体を被検
出ガス中に配設するため、酸素ガスを導入できない。従
って従来例のような電池反応を起こすことはできない。
そこで、本実施の形態では以下に述べるような動作原理
に基づき一酸化炭素ガスの濃度を検出する。In the present embodiment, since the entire detecting section 1 is disposed in the gas to be detected, oxygen gas cannot be introduced. Therefore, a battery reaction unlike the conventional example cannot be caused.
Therefore, in the present embodiment, the concentration of carbon monoxide gas is detected based on the operation principle described below.
【００３５】燃料電池へ供給される燃料ガスのような水
素ガスを多量に含む被検出ガスが検出部１に到ると、第
２電極１１の貫通孔１５を通って検出素子１０に到達す
る。検出素子１０を構成する第１電極９は大部分がカー
ボンクロスでできているため、被検出ガスはカーボンク
ロス中を拡散していき、白金触媒が担持されたカーボン
粉に到る。ここで、２枚の第１電極９において一方が正
極、他方が負極になるように直流電源１２が接続されて
いるため、被検出ガス中の水素ガスは各第１電極９上で
それぞれ（化１）に示す反応が起こる。When a gas to be detected containing a large amount of hydrogen gas, such as fuel gas supplied to the fuel cell, reaches the detecting section 1, it reaches the detecting element 10 through the through hole 15 of the second electrode 11. Since most of the first electrode 9 constituting the detecting element 10 is made of carbon cloth, the gas to be detected diffuses in the carbon cloth to reach carbon powder carrying a platinum catalyst. Here, since the DC power supply 12 is connected such that one of the two first electrodes 9 is a positive electrode and the other is a negative electrode, the hydrogen gas in the detected gas is formed on each of the first electrodes 9. The reaction shown in 1) occurs.
【００３６】[0036]
【化１】 Embedded image
【００３７】（化１）の（１）式に示すように正極側の
第１電極９で水素ガスの解離反応が起こり、ここで生じ
たプロトン（Ｈ+）が電解質膜８を通って負極側の第１
電極９に到達し、そこで（化１）の（２）式に示すよう
に再び電子ｅ-を受け取り水素ガスを生成する。従っ
て、水素ガスの存在下では検出素子１０と直流電源１２
の間に電気的な閉回路が形成され、プロトン伝導度に応
じた電流が流れる。As shown in the formula (1) of the chemical formula (1), a hydrogen gas dissociation reaction occurs at the first electrode 9 on the positive electrode side, and the protons (H + ) generated here pass through the electrolyte membrane 8 to the negative electrode side. First
Electrons arrive at the electrode 9, where they again receive the electron e- and generate hydrogen gas as shown in the formula (2) of Chemical Formula 1. Therefore, in the presence of hydrogen gas, the detection element 10 and the DC power supply 12
An electric closed circuit is formed between them, and a current flows according to the proton conductivity.
【００３８】このような状態の下で、被検出ガス中に一
酸化炭素ガスが含まれると白金触媒の表面に一酸化炭素
ガスが吸着し被毒する。その結果、上記（化１）に示す
反応が阻害され電流が減少する。従って、この電流をモ
ニターすることによって一酸化炭素ガスの濃度に応じた
出力を得ることができる。Under such conditions, if the gas to be detected contains carbon monoxide gas, the carbon monoxide gas is adsorbed on the surface of the platinum catalyst and is poisoned. As a result, the reaction shown in the above (Chem. 1) is inhibited, and the current decreases. Therefore, an output corresponding to the concentration of the carbon monoxide gas can be obtained by monitoring this current.
【００３９】検出素子１０に被検出ガスを流したときの
出力電流特性図を図５に示す。図５において、横軸は時
間、縦軸は出力電流である。検出素子１０への印加電圧
は約０．４Ｖとした。一酸化炭素ガスの濃度が０ｐｐｍ
の場合、出力電流は一定であったが、一酸化炭素ガスが
被検出ガスに混入すると出力電流が時間とともに低下し
た。このように一酸化炭素ガスの濃度によって出力電流
が低下する時間（すなわち、出力電流の変化速度）が異
なり、濃度が高いほど出力電流が速く低下した。これ
は、濃度が高いほど白金触媒が速く被毒するためであ
る。この出力電流の変化速度をマイクロコンピュータ１
４の中で一定時間（例えば１秒）毎の出力電流の変化量
から求めることによって、一酸化炭素ガスの濃度を知る
ことができた。これは本センサの応答性が１秒であるこ
とを示す。FIG. 5 shows an output current characteristic diagram when the gas to be detected flows through the detection element 10. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents output current. The voltage applied to the detection element 10 was about 0.4V. The concentration of carbon monoxide gas is 0ppm
In the case of (1), the output current was constant, but when carbon monoxide gas was mixed into the gas to be detected, the output current decreased with time. As described above, the time during which the output current decreases (that is, the rate of change of the output current) varies depending on the concentration of the carbon monoxide gas. This is because the higher the concentration, the faster the platinum catalyst is poisoned. The rate of change of the output current is determined by the microcomputer 1
4, the concentration of the carbon monoxide gas could be known by obtaining from the change amount of the output current every fixed time (for example, one second). This indicates that the response of the present sensor is 1 second.
【００４０】ここで、比較のために従来例のような水素
ガスと酸素ガスに基づく電池反応を利用した一酸化炭素
センサの応答性を測定したところ、濃度５０ｐｐｍの一
酸化炭素ガスを流してから数分後に出力電位の変化が起
こった。この結果から、本実施の形態の一酸化炭素セン
サは、応答性が従来技術に比べて格段に高いことがわか
った。Here, for comparison, the response of a carbon monoxide sensor using a battery reaction based on hydrogen gas and oxygen gas as in the conventional example was measured. A few minutes later the output potential changed. From this result, it was found that the carbon monoxide sensor according to the present embodiment has much higher responsiveness than the conventional technology.
【００４１】また、従来例においては電極１１２、１１
４がそれぞれメッシュ状の金属板１１６、１１８と接触
しているが、接触部分は点接触又は線接触となるため、
出力電圧が不安定でノイズも多かった。これに対し、本
構成では、第２電極１１が平板であり、その表面を平滑
化し且つ金メッキ処理してあるため、第１電極９との接
触が良好となり、極めて安定な出力電流が得られた。In the conventional example, the electrodes 112, 11
4 are in contact with the mesh-shaped metal plates 116 and 118, respectively, but since the contact portions are point contacts or line contacts,
The output voltage was unstable and there was much noise. On the other hand, in the present configuration, since the second electrode 11 is a flat plate, the surface of which is smoothed and plated with gold, the contact with the first electrode 9 becomes good, and an extremely stable output current is obtained. .
【００４２】なお、本実施の形態においては、電流検出
手段として一般の電流計を用いて説明したが、これに特
定されるものではなく、例えばカレントトランスを用い
たものなど様々な電流計を用いることが可能である。Although the present embodiment has been described using a general ammeter as the current detecting means, the present invention is not limited to this. For example, various ammeters such as those using a current transformer are used. It is possible.
【００４３】また、本実施の形態では検出素子１０への
印加電圧を約０．４Ｖとしたが、その理由は以下の通り
である。In this embodiment, the voltage applied to the detection element 10 is set to about 0.4 V, for the following reason.
【００４４】直流電源１２の電圧を決めるために、印加
電圧を変えながら一酸化炭素ガスを含む被検出ガスを流
して被毒特性を測定したところ、印加電圧が１Ｖを超え
ると出力電流が非常に不安定になることがわかった。こ
れは、印加電圧が高いと第１電極９中の白金触媒が高い
活性化状態となり、一酸化炭素ガスの吸着と同時に脱着
も発生しているためと考えられる。このように、一酸化
炭素ガスが白金触媒に吸着（被毒）したときに触媒本来
の機能が阻害され出力電流が低下するが、すぐに一酸化
炭素ガスが脱着し出力電流が再び増加する。これをラン
ダムに繰り返すため、出力電流は極めて不安定となる。In order to determine the voltage of the DC power supply 12, the poisoning characteristic was measured by flowing a gas to be detected containing carbon monoxide gas while changing the applied voltage. When the applied voltage exceeded 1 V, the output current became very high. It turned out to be unstable. It is considered that this is because when the applied voltage is high, the platinum catalyst in the first electrode 9 is in a high activated state, and the desorption occurs simultaneously with the adsorption of the carbon monoxide gas. As described above, when the carbon monoxide gas is adsorbed (poisoned) by the platinum catalyst, the original function of the catalyst is impaired, and the output current decreases. However, the carbon monoxide gas is immediately desorbed and the output current increases again. Since this is repeated at random, the output current becomes extremely unstable.
【００４５】以上のことから、安定な出力電流を得るた
めには１Ｖ以下の電圧であればよいことがわかった。但
し、０．１Ｖ以下では出力電流が小さくなり過ぎ、ノイ
ズとの判別が困難になった。従って、良好な出力電流を
得るためには、０．１Ｖから１Ｖの範囲の印加電圧が適
当であると考えられる。但し、印加電圧が高いほど出力
電流も増え、消費電力が大きくなるため、電極の形状や
寸法に工夫が必要である。From the above, it has been found that a voltage of 1 V or less is sufficient to obtain a stable output current. However, when the voltage is 0.1 V or less, the output current becomes too small, and it is difficult to discriminate the noise. Therefore, it is considered that an applied voltage in the range of 0.1 V to 1 V is appropriate for obtaining a good output current. However, the higher the applied voltage, the higher the output current and the higher the power consumption. Therefore, it is necessary to devise the shape and dimensions of the electrodes.
【００４６】さらに詳細な検討を行った結果、出力電流
の安定性、感度、ノイズ、電極の形状及び寸法の最適化
等の点に鑑みると印加電圧の範囲としては０．３Ｖから
０．８Ｖが好ましく、より好ましくは０．４Ｖから０．
５Ｖの範囲であった。As a result of further detailed examination, in view of stability of output current, sensitivity, noise, optimization of electrode shape and size, etc., the range of applied voltage is 0.3 V to 0.8 V. Preferably, more preferably, from 0.4 V to 0.1 V.
It was in the range of 5V.
【００４７】（実施の形態２）図６は本発明の一酸化炭
素センサの実施の形態２の検出部の構成を説明するため
の分解斜視図である。図７は同検出回路の構成を説明す
るためのブロック図である。(Embodiment 2) FIG. 6 is an exploded perspective view for explaining a configuration of a detection unit according to Embodiment 2 of the carbon monoxide sensor of the present invention. FIG. 7 is a block diagram for explaining the configuration of the detection circuit.
【００４８】本実施の形態において、実施の形態１と同
一構成部分に関しては同一番号を付して詳細な説明を省
略し、異なる部分についてのみ詳述する。In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only different portions will be described in detail.
【００４９】実施の形態１で説明した一酸化炭素センサ
には白金触媒が被毒した後、強制的に白金触媒から一酸
化炭素ガスを脱着する手段が含まれていない。このた
め、一酸化炭素ガスの濃度がある値以上になったことを
知らせる警報器やスイッチとしての機能は十分備えてい
るが、一度被毒してしまうとその反応は不可逆的である
ため、可逆的な機能を有する一酸化炭素センサとしては
不十分である。そこで、本実施の形態においては図６に
示すように一酸化炭素ガスが吸着（被毒）した白金触媒
を加熱することで白金触媒の機能を回復させるヒーター
１６を検出部１の片側に配設した。ヒーター１６は、図
６に示すような形状に加工したニクロム線からなる発熱
体１７を同じく図６に示すような形状に打ち抜き加工し
たテフロンなどのフッ素系の高分子シート１８で挟持
し、さらに、発熱体１７に電流を供給するためのヒータ
ーケーブル１９を接続し、平板状になるようにホットプ
レスにより形成されている。ヒーター１６にはスリット
２０が形成されているため、スリット２０を通して被検
出ガスを透過させることができる。なお、本実施の形態
ではスリット２０を設けたが、これは被検出ガスを透過
させることができるものであれば貫通孔でもよい。ま
た、貫通孔やスリットの形状、寸法も本実施の形態に何
ら限定されるものではない。The carbon monoxide sensor described in the first embodiment does not include a means for forcibly desorbing the carbon monoxide gas from the platinum catalyst after the poisoning of the platinum catalyst. For this reason, it has sufficient functions as an alarm or switch to notify that the concentration of carbon monoxide gas has exceeded a certain value, but once poisoned, the reaction is irreversible, so it is reversible. It is not sufficient as a carbon monoxide sensor having a specific function. Therefore, in the present embodiment, a heater 16 for restoring the function of the platinum catalyst by heating the platinum catalyst to which the carbon monoxide gas has been adsorbed (poisoned) as shown in FIG. did. The heater 16 sandwiches a heating element 17 made of a nichrome wire processed into a shape as shown in FIG. 6 with a fluorine-based polymer sheet 18 such as Teflon also punched into a shape as shown in FIG. A heater cable 19 for supplying a current to the heating element 17 is connected, and is formed by hot pressing so as to be flat. Since the slits 20 are formed in the heater 16, the gas to be detected can be transmitted through the slits 20. Although the slit 20 is provided in the present embodiment, the slit 20 may be a through hole as long as the gas to be detected can pass therethrough. Further, the shapes and dimensions of the through holes and the slits are not limited to the present embodiment.
【００５０】ヒーター１６は図６に示すように検出部１
とホルダ２の間に配設され、さらにヒーター１６と検出
部１はホルダ２にリング３を上方からねじ込むことで挟
持し固定されている。このようにして構成された検出部
１は図１と同じように取り付けネジ部４に挿入され固定
されている。The heater 16 is connected to the detector 1 as shown in FIG.
The heater 16 and the detection unit 1 are further sandwiched and fixed by screwing the ring 3 into the holder 2 from above. The detecting unit 1 thus configured is inserted and fixed in the mounting screw unit 4 as in FIG.
【００５１】図７に示す検出回路は、実施の形態１で説
明した図４に示す検出回路にヒーター制御回路２１を付
加したものとなっている。The detection circuit shown in FIG. 7 is obtained by adding a heater control circuit 21 to the detection circuit shown in FIG. 4 described in the first embodiment.
【００５２】次に本実施の形態の一酸化炭素センサの基
本動作原理について説明する。本実施の形態の一酸化炭
素センサの基本的な動作は実施の形態１と同じである
が、本実施の形態ではヒーター１６が配設されているこ
とによる動作に差異がある。すなわち、白金触媒に吸着
した一酸化炭素ガスをヒーター１６で加熱することによ
り脱着し、再び一酸化炭素センサとして動作できるよう
にした点にある。Next, the basic operation principle of the carbon monoxide sensor according to this embodiment will be described. Although the basic operation of the carbon monoxide sensor of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, there is a difference in the operation of the present embodiment due to the provision of the heater 16. That is, the carbon monoxide gas adsorbed on the platinum catalyst is desorbed by being heated by the heater 16, and can be operated again as a carbon monoxide sensor.
【００５３】マイクロコンピュータ１４で一定濃度以上
の一酸化炭素ガスであると判断されると、信号がヒータ
ー制御回路２１に伝達される。これにより、ヒーター制
御回路２１はヒーター１６の温度が約１３０℃になるよ
うに電流を流す。その結果、検出部１が加熱され、白金
触媒に吸着していた一酸化炭素ガスが脱着する。以上の
動作は、白金触媒が被毒しても繰り返し一酸化炭素セン
サとして使用することができることを示唆している。When the microcomputer 14 determines that the concentration of carbon monoxide gas is equal to or higher than a predetermined concentration, a signal is transmitted to the heater control circuit 21. As a result, the heater control circuit 21 supplies a current so that the temperature of the heater 16 becomes approximately 130 ° C. As a result, the detection unit 1 is heated, and the carbon monoxide gas adsorbed on the platinum catalyst is desorbed. The above operation suggests that even if the platinum catalyst is poisoned, it can be repeatedly used as a carbon monoxide sensor.
【００５４】このような一酸化炭素センサを作製し評価
したところ、基本的な出力電流特性は図５に示すものと
同様の特性が得られた。また、被毒後にヒーター１６を
動作させ１３０℃に加熱した後、ヒーター１６への通電
を止めて放冷し、一酸化炭素ガスの濃度が０ｐｐｍの被
検出ガス中で再度出力電流を測定するとほぼ元の出力電
流値に回復した。このことから、被毒しても検出機能を
回復させることができる可逆的な一酸化炭素センサを構
成できることが証明された。When such a carbon monoxide sensor was manufactured and evaluated, basic output current characteristics similar to those shown in FIG. 5 were obtained. Further, after the poisoning, the heater 16 was operated and heated to 130 ° C., and then the power supply to the heater 16 was stopped and the heater 16 was allowed to cool. The original output current value has been restored. From this, it was proved that a reversible carbon monoxide sensor capable of recovering the detection function even if poisoned could be constituted.
【００５５】なお、実施の形態１及び２では検出部１を
被検出ガスの流れに対し平行に配設しているが、被検出
ガスの圧力が検出部１の両側にほぼ同等に印加される状
態であれば、任意の方向に配設してもよい。In the first and second embodiments, the detection unit 1 is disposed in parallel to the flow of the gas to be detected. However, the pressure of the gas to be detected is applied to both sides of the detection unit 1 substantially equally. If it is in a state, it may be arranged in any direction.
【００５６】また、実施の形態１及び２で述べた具体的
な材料名は、いずれも本発明の一酸化炭素センサを構成
する上での一例であり、これらの材料に何ら限定される
ものではない。Further, the specific material names described in the first and second embodiments are merely examples for constituting the carbon monoxide sensor of the present invention, and are not limited to these materials. Absent.
【００５７】以上により、極めて簡単な構造でありなが
ら被検出ガスが大気中へ漏洩しない一酸化炭素センサを
実現することができる。As described above, it is possible to realize a carbon monoxide sensor which has a very simple structure and does not leak the gas to be detected into the atmosphere.
【００５８】また、被毒しても検出機能を回復すること
が可能な一酸化炭素センサも実現できる。Further, a carbon monoxide sensor capable of recovering the detection function even if poisoned can be realized.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上のように本発明は、プロトン伝導性
電解質膜と、前記電解質膜の両面に配設された触媒を有
する電極とからなる検出部と、前記電極の内の一方が正
極に、他方が負極になるように接続された電源と、前記
検出部が水素ガスを含む被検出ガス中に設置され、前記
被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度に応じて変化する
電流を検出する電流検出手段とを備えていることによ
り、極めて簡単な構造でありながら被検出ガスが大気中
へ漏洩しない一酸化炭素センサが得られる。As described above, according to the present invention, a detection section comprising a proton conductive electrolyte membrane, electrodes having catalysts disposed on both sides of the electrolyte membrane, and one of the electrodes serving as a positive electrode A power supply connected so that the other side is a negative electrode, and the detecting unit is installed in a gas to be detected including hydrogen gas, and detects a current that changes according to the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected. With such a configuration, a carbon monoxide sensor having a very simple structure and having no detected gas leaking into the atmosphere can be obtained.
【図１】（ａ）本発明の一酸化炭素センサの実施の形態
１の概略正面断面図 （ｂ）同側面断面図FIG. 1A is a schematic front sectional view of a carbon monoxide sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG.
【図２】同検出部の分解斜視図FIG. 2 is an exploded perspective view of the detection unit.
【図３】同検出部の近傍の被検出ガスの流れを説明する
ための断面図FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a flow of a gas to be detected in the vicinity of the detection unit.
【図４】同検出回路の構成を説明するためのブロック図FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the detection circuit.
【図５】同出力電流特性図FIG. 5 is a graph showing the output current characteristics.
【図６】本発明の一酸化炭素センサの実施の形態２にお
ける検出部の分解斜視図FIG. 6 is an exploded perspective view of a detection unit according to a second embodiment of the carbon monoxide sensor of the present invention.
【図７】同検出回路の構成を説明するためのブロック図FIG. 7 is a block diagram for explaining a configuration of the detection circuit.
【図８】従来の一酸化炭素センサの概略断面図FIG. 8 is a schematic sectional view of a conventional carbon monoxide sensor.
１ 検出部 ２ ホルダ ３ リング ４ 取り付けネジ部 ５ 出力リード線 ６ 接続部 ７ 出力ケーブル ８ プロトン伝導性電解質膜 ９ 第１電極 １０ 検出素子 １１ 第２電極 １２ 直流電源 １３ 電流計 １４ マイクロコンピュータ １５ 貫通孔 １６ ヒーター １７ 発熱体 １８ 高分子シート １９ ヒーターケーブル ２０ スリット ２１ ヒーター制御回路 ２２ 被検出ガス管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detecting part 2 Holder 3 Ring 4 Mounting screw part 5 Output lead wire 6 Connecting part 7 Output cable 8 Proton conductive electrolyte membrane 9 First electrode 10 Detecting element 11 Second electrode 12 DC power supply 13 Ammeter 14 Microcomputer 15 Through hole Reference Signs List 16 heater 17 heating element 18 polymer sheet 19 heater cable 20 slit 21 heater control circuit 22 detected gas pipe
Claims (9)
膜の両面に配設された触媒を有する電極とからなる検出
部と、前記電極の内の一方が正極に、他方が負極になる
ように接続された電源と、前記検出部が水素ガスを含む
被検出ガス中に設置され、前記被検出ガス中の一酸化炭
素ガスの濃度に応じて変化する電流を検出する電流検出
手段とを備えた一酸化炭素センサ。1. A detection unit comprising a proton conductive electrolyte membrane and electrodes having catalysts disposed on both sides of the electrolyte membrane, such that one of the electrodes is a positive electrode and the other is a negative electrode. A power supply connected thereto, and the detection unit is provided in a gas to be detected including hydrogen gas, and includes a current detection unit that detects a current that changes according to a concentration of the carbon monoxide gas in the gas to be detected. Carbon monoxide sensor.
カーボンクロス上に固着された２つの第１電極と、前記
２つの第１電極の外側に配設され少なくとも１ヶ所以上
の貫通孔を有した２つの第２電極からなる請求項１に記
載の一酸化炭素センサ。2. The electrode comprises two first electrodes having carbon powder supporting a catalyst fixed on a carbon cloth, and at least one or more through-holes disposed outside the two first electrodes. The carbon monoxide sensor according to claim 1, comprising two second electrodes.
金メッキ層が形成された請求項２に記載の一酸化炭素セ
ンサ。3. The carbon monoxide sensor according to claim 2, wherein the surface of the second electrode is processed smoothly and a gold plating layer is formed.
被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度を求める濃度演算
手段が設けられた請求項１に記載の一酸化炭素センサ。4. The carbon monoxide sensor according to claim 1, further comprising a concentration calculating means for calculating a concentration of the carbon monoxide gas in the gas to be detected from a current detected by the current detecting means.
炭素ガスの濃度に換算する演算部を有した請求項４に記
載の一酸化炭素センサ。5. The carbon monoxide sensor according to claim 4, wherein said concentration calculating means has a calculating section for converting a rate of change of the current into a concentration of carbon monoxide gas.
れ、前記ヒーターを制御するヒーター制御回路が接続さ
れた請求項１に記載の一酸化炭素センサ。6. The carbon monoxide sensor according to claim 1, wherein a heater is provided in a part of the detection unit, and a heater control circuit for controlling the heater is connected.
トで挟持され、前記発熱体とシートを貫通する孔もしく
はスリットが設けられた請求項６に記載の一酸化炭素セ
ンサ。7. The carbon monoxide sensor according to claim 6, wherein the heating element of the heater is sandwiched between fluoropolymer sheets, and a hole or a slit penetrating the heating element and the sheet is provided.
配設された請求項１に記載の一酸化炭素センサ。8. The carbon monoxide sensor according to claim 1, wherein the detection unit is provided in parallel with the flow of the gas to be detected.
る請求項１に記載の一酸化炭素センサ。9. The carbon monoxide sensor according to claim 1, wherein the voltage of the power supply is 0.1 V or more and 1 V or less.
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1999
- 1999-10-01 JP JP28130599A patent/JP2001099809A/en active Pending
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