JP3019165B2 - メタンガスの測定方法及び接触燃焼式メタンガスセンサ - Google Patents
メタンガスの測定方法及び接触燃焼式メタンガスセンサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、可燃性ガスの存在を
検出するのに使用して好適な接触燃焼式ガスセンサに関
するものである。
検出するのに使用して好適な接触燃焼式ガスセンサに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】可燃性ガスの濃度を検出するために用い
られる接触燃焼式ガスセンサは、測定精度が高いという
特長を有している。そして、この接触燃焼式ガスセンサ
は、白金線上に可燃性ガスに対する酸化触媒、例えば第
８族金属などをアルミナなどの担体上に担持させたもの
などを付着させた検知素子と、同様な構造ではあるが、
雰囲気ガスに対して感応しないように密閉するか、また
は不活性化処理を施した温度補償素子を組み合わせて、
例えばブリッジ回路を構成し、可燃性ガスの燃焼発熱に
対応した電気信号を出力するものが普通である。
られる接触燃焼式ガスセンサは、測定精度が高いという
特長を有している。そして、この接触燃焼式ガスセンサ
は、白金線上に可燃性ガスに対する酸化触媒、例えば第
８族金属などをアルミナなどの担体上に担持させたもの
などを付着させた検知素子と、同様な構造ではあるが、
雰囲気ガスに対して感応しないように密閉するか、また
は不活性化処理を施した温度補償素子を組み合わせて、
例えばブリッジ回路を構成し、可燃性ガスの燃焼発熱に
対応した電気信号を出力するものが普通である。
【０００３】ところが、このような検知素子に用いられ
る酸化触媒は、検出する目的ガス、例えばメタン、プロ
パン、ブタンなどのガスの他に、水素、エタノールなど
の雑ガスに対しても触媒能を有しているので、密閉型の
温度補償素子と組み合わせたものであっても目的ガス以
外の雑ガスに対する感度を無視することができないもの
である。
る酸化触媒は、検出する目的ガス、例えばメタン、プロ
パン、ブタンなどのガスの他に、水素、エタノールなど
の雑ガスに対しても触媒能を有しているので、密閉型の
温度補償素子と組み合わせたものであっても目的ガス以
外の雑ガスに対する感度を無視することができないもの
である。
【０００４】これに対し、雑ガスに対する感度を低下さ
せる手段として目的ガスに対する触媒能が低く、雑ガス
に対する触媒能の高い酸化触媒を用いた温度補償素子を
非密閉型として組み合わせる方法がある。
せる手段として目的ガスに対する触媒能が低く、雑ガス
に対する触媒能の高い酸化触媒を用いた温度補償素子を
非密閉型として組み合わせる方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非密閉
型（開放型）の温度補償素子を用いる場合、選択的触媒
能を酸化触媒に付与することは、必ずしも容易でない
上、検知素子と温度補償素子の触媒能のバランスを長期
間にわたって維持させることが困難であるという不都合
があった。
型（開放型）の温度補償素子を用いる場合、選択的触媒
能を酸化触媒に付与することは、必ずしも容易でない
上、検知素子と温度補償素子の触媒能のバランスを長期
間にわたって維持させることが困難であるという不都合
があった。
【０００６】また、一般的に、検出素子と温度補償素子
は、成分の異なる酸化触媒を使用するので、各々の酸化
触媒のばらつきにより、センサ性能を長期にわたって維
持することがむずかしいという不都合があった。
は、成分の異なる酸化触媒を使用するので、各々の酸化
触媒のばらつきにより、センサ性能を長期にわたって維
持することがむずかしいという不都合があった。
【０００７】なお、上記した酸化触媒のばらつきは、酸
化触媒の製造ロットによってセンサ出力（電気信号）が
ばらつき、検出素子と温度補償素子に成分の異なる酸化
触媒を使用した場合、さらにセンサ出力にそれぞれのば
らつきが加味される。
化触媒の製造ロットによってセンサ出力（電気信号）が
ばらつき、検出素子と温度補償素子に成分の異なる酸化
触媒を使用した場合、さらにセンサ出力にそれぞれのば
らつきが加味される。
【０００８】この発明は、上記したような不都合を解消
するためになされたもので、目的ガスに対する選択性を
大幅に向上させることができ、センサ性能を長期にわた
って維持することのできる接触燃焼式ガスセンサを提供
するものである。
するためになされたもので、目的ガスに対する選択性を
大幅に向上させることができ、センサ性能を長期にわた
って維持することのできる接触燃焼式ガスセンサを提供
するものである。
【０００９】この発明にかかるメタンガスの測定方法
は、上記したような不都合を解消するためになされたも
ので、担体上にパラジウムを担持させた第１の酸化触媒
を白金線に付着固定させた検知素子と、前記第１の酸化
触媒のパラジウム濃度よりも低い濃度で担体上にパラジ
ウムを担持させた第２の酸化触媒を白金線に付着固定さ
せた非密閉型の温度補償素子とを備えた接触燃焼式ガス
センサを用いて、これら素子に水素ガス、イソブタンガ
ス及びエチルアルコール蒸気に対して感度を有さず、か
つ、メタンガスにのみ感度を有するよう電流を流すこと
を特徴とするメタンガスの測定方法である。
は、上記したような不都合を解消するためになされたも
ので、担体上にパラジウムを担持させた第１の酸化触媒
を白金線に付着固定させた検知素子と、前記第１の酸化
触媒のパラジウム濃度よりも低い濃度で担体上にパラジ
ウムを担持させた第２の酸化触媒を白金線に付着固定さ
せた非密閉型の温度補償素子とを備えた接触燃焼式ガス
センサを用いて、これら素子に水素ガス、イソブタンガ
ス及びエチルアルコール蒸気に対して感度を有さず、か
つ、メタンガスにのみ感度を有するよう電流を流すこと
を特徴とするメタンガスの測定方法である。
【００１０】
【作用】この発明における接触燃焼式ガスセンサは、検
知素子と温度補償素子が上記のように構成されているの
で、検知素子と温度補償素子を直列に接続してブリッジ
回路を構成し、暴露させた検知素子にガスが接触して燃
焼すると、ブリッジ回路の出力が変化する。
知素子と温度補償素子が上記のように構成されているの
で、検知素子と温度補償素子を直列に接続してブリッジ
回路を構成し、暴露させた検知素子にガスが接触して燃
焼すると、ブリッジ回路の出力が変化する。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。まず、
ベーマイト型水酸化アルミニウムを９００℃で脱水焼成
してアルミナ（γ−アルミナ）Ｘを得る。
ベーマイト型水酸化アルミニウムを９００℃で脱水焼成
してアルミナ（γ−アルミナ）Ｘを得る。
【００１２】そして、このアルミナＸにパラジウム塩水
溶液を含浸させて乾燥させた後、焼成する方法によって
パラジウム濃度が１５％（１５ｇのパラジウムに対して
アルミナＸが８５ｇ）の酸化触媒（第１の酸化触媒）Ｘ
1 を得る。
溶液を含浸させて乾燥させた後、焼成する方法によって
パラジウム濃度が１５％（１５ｇのパラジウムに対して
アルミナＸが８５ｇ）の酸化触媒（第１の酸化触媒）Ｘ
1 を得る。
【００１３】次に、この第１の酸化触媒Ｘ1 にアルミナ
Ｘを混合し、パラジウム濃度が１０％（１０ｇのパラジ
ウムに対してアルミナＸが９０ｇ）の酸化触媒（第１ま
たは第２の酸化触媒）Ｘ2 と、パラジウム濃度が５％
（５ｇのパラジウムに対してアルミナＸが９５ｇ）の酸
化触媒（第２の酸化触媒）Ｘ3 を得る。
Ｘを混合し、パラジウム濃度が１０％（１０ｇのパラジ
ウムに対してアルミナＸが９０ｇ）の酸化触媒（第１ま
たは第２の酸化触媒）Ｘ2 と、パラジウム濃度が５％
（５ｇのパラジウムに対してアルミナＸが９５ｇ）の酸
化触媒（第２の酸化触媒）Ｘ3 を得る。
【００１４】さらに、各酸化触媒Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ3 、ア
ルミナＸをそれぞれ水と少量のバインダを用いてペース
ト状にし、これを白金線のコイルの表面に付着させて乾
燥させた後、白金線に通電することによって約７００℃
まで加熱して焼き付け、それぞれの酸化触媒Ｘ1 、
Ｘ2 、Ｘ3 を付着させた素子Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3 と、アル
ミナＸを付着させた素子Ｙを得る。
ルミナＸをそれぞれ水と少量のバインダを用いてペース
ト状にし、これを白金線のコイルの表面に付着させて乾
燥させた後、白金線に通電することによって約７００℃
まで加熱して焼き付け、それぞれの酸化触媒Ｘ1 、
Ｘ2 、Ｘ3 を付着させた素子Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3 と、アル
ミナＸを付着させた素子Ｙを得る。
【００１５】図１はこの発明の接触燃焼式ガスセンサの
測定回路の構成を示す回路図である。図１において、Ｓ
は検知素子、Ｒは温度補償素子、Ａは電流計、Ｖは電圧
計、ｒ1 は第１の固定抵抗、ｒ2 は第２の固定抵抗、Ｖ
Ｒ1 は第１の可変抵抗、ＶＲ2 は第２の可変抵抗、Ｅは
電源を示す。
測定回路の構成を示す回路図である。図１において、Ｓ
は検知素子、Ｒは温度補償素子、Ａは電流計、Ｖは電圧
計、ｒ1 は第１の固定抵抗、ｒ2 は第２の固定抵抗、Ｖ
Ｒ1 は第１の可変抵抗、ＶＲ2 は第２の可変抵抗、Ｅは
電源を示す。
【００１６】上述したようにして得た各素子Ｙ、Ｙ1 〜
Ｙ3 を第１表のように組み合わせて図１に示すブリッジ
回路を構成することにより、各接触燃焼式ガスセンサを
得ることができる。
Ｙ3 を第１表のように組み合わせて図１に示すブリッジ
回路を構成することにより、各接触燃焼式ガスセンサを
得ることができる。
【００１７】
【表１】 なお、＊を付したものはこの発明の実施例である。
【００１８】上述のように構成して得た各接触燃焼式ガ
スセンサを、それぞれメタン（ＣＨ4 ）を0.３％、水素
（Ｈ2 ）を0.３％、イソブタン（ｉ−Ｃ4 Ｈ10）を0.２
％、またはエタノール（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）を0.２％の濃度
で含有する空気に接触させ、通電電流を変化させて出力
電圧を測定した特性曲線を図２〜図１１に示す。
スセンサを、それぞれメタン（ＣＨ4 ）を0.３％、水素
（Ｈ2 ）を0.３％、イソブタン（ｉ−Ｃ4 Ｈ10）を0.２
％、またはエタノール（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）を0.２％の濃度
で含有する空気に接触させ、通電電流を変化させて出力
電圧を測定した特性曲線を図２〜図１１に示す。
【００１９】図２〜図１１の特性から分かるように、図
２に示す従来の接触燃焼式ガスセンサ１に対し、図９〜
図１１に示すこの発明の実施例である接触燃焼式ガスセ
ンサ８〜接触燃焼式ガスセンサ１０は、メタン、イソブ
タンに対する感度が高く、水素、エタノールに対する感
度が低くなる。
２に示す従来の接触燃焼式ガスセンサ１に対し、図９〜
図１１に示すこの発明の実施例である接触燃焼式ガスセ
ンサ８〜接触燃焼式ガスセンサ１０は、メタン、イソブ
タンに対する感度が高く、水素、エタノールに対する感
度が低くなる。
【００２０】そして、特に、図９および図１０に示す接
触燃焼式ガスセンサ８および接触燃焼式ガスセンサ９で
は、通電電流値によって水素、エタノールに対する出力
電圧をゼロとすることも可能であり、メタンに対する出
力のみとすることも可能である。
触燃焼式ガスセンサ８および接触燃焼式ガスセンサ９で
は、通電電流値によって水素、エタノールに対する出力
電圧をゼロとすることも可能であり、メタンに対する出
力のみとすることも可能である。
【００２１】さらに、図６〜図８の特性から分かるよう
に、メタン、イソブタンに対する感度を高く、水素、エ
タノールに対する感度を低くできるのは、単にアルミナ
Ｘの触媒作用によるものではなく、酸化触媒Ｘ2 ，Ｘ3
のパラジウム濃度を１０％または５％に調整した作用に
よるものである。
に、メタン、イソブタンに対する感度を高く、水素、エ
タノールに対する感度を低くできるのは、単にアルミナ
Ｘの触媒作用によるものではなく、酸化触媒Ｘ2 ，Ｘ3
のパラジウム濃度を１０％または５％に調整した作用に
よるものである。
【００２２】これは、温度補償素子Ｒに検知素子Ｓと同
一の酸化触媒を、触媒の担体で貴金属濃度を調整した酸
化触媒を用いることで、メタン、イソブタンに対する選
択性が向上したものと考えられる。
一の酸化触媒を、触媒の担体で貴金属濃度を調整した酸
化触媒を用いることで、メタン、イソブタンに対する選
択性が向上したものと考えられる。
【００２３】なお、上記した実施例では、第１の酸化触
媒のパラジウム濃度を１５％として第２の酸化触媒のパ
ラジウム濃度を１０％とした場合、第１の酸化触媒のパ
ラジウム濃度を１５％として第２の酸化触媒のパラジウ
ム濃度を５％とした場合、第１の酸化触媒のパラジウム
濃度を１０％として第２の酸化触媒のパラジウム濃度を
５％とした場合を示したが、第２の酸化触媒のパラジウ
ム濃度は第１の酸化触媒のパラジウム濃度に対して３０
％〜７０％の範囲であれば、同様な効果を得ることがで
きる。
媒のパラジウム濃度を１５％として第２の酸化触媒のパ
ラジウム濃度を１０％とした場合、第１の酸化触媒のパ
ラジウム濃度を１５％として第２の酸化触媒のパラジウ
ム濃度を５％とした場合、第１の酸化触媒のパラジウム
濃度を１０％として第２の酸化触媒のパラジウム濃度を
５％とした場合を示したが、第２の酸化触媒のパラジウ
ム濃度は第１の酸化触媒のパラジウム濃度に対して３０
％〜７０％の範囲であれば、同様な効果を得ることがで
きる。
【００２４】上記した３０％〜７０％の根拠は、下限が
５÷１５×１００＝３３.3（％）（≒３０％）で、上限
が１０÷１５×１００＝６６.7（％）（≒７０％）によ
るものである。
５÷１５×１００＝３３.3（％）（≒３０％）で、上限
が１０÷１５×１００＝６６.7（％）（≒７０％）によ
るものである。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、目的
ガスに対する選択性を大幅に向上させることができ、通
電電流を調整することにより、雑ガス（水素、アルコー
ル）に対する出力をゼロとすることができるとともに、
目的ガス（メタン）のみを検出することもできる。
ガスに対する選択性を大幅に向上させることができ、通
電電流を調整することにより、雑ガス（水素、アルコー
ル）に対する出力をゼロとすることができるとともに、
目的ガス（メタン）のみを検出することもできる。
【００２６】また、温度補償素子に使用する第２の酸化
触媒は検知素子に使用する第１の酸化触媒を用いている
ので、第１の酸化触媒と第２の酸化触媒の触媒能のバラ
ンスを長期間にわたって安定的に維持させることができ
る、すなわちセンサ性能を長期にわたって維持すること
ができるという効果がある。
触媒は検知素子に使用する第１の酸化触媒を用いている
ので、第１の酸化触媒と第２の酸化触媒の触媒能のバラ
ンスを長期間にわたって安定的に維持させることができ
る、すなわちセンサ性能を長期にわたって維持すること
ができるという効果がある。
【図１】この発明の接触燃焼式ガスセンサの測定回路の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図２】従来例の接触燃焼式ガスセンサの各種可燃性ガ
スに対する感度を示す特性図である。
スに対する感度を示す特性図である。
【図３】従来例の接触燃焼式ガスセンサの各種可燃性ガ
スに対する感度を示す特性図である。
スに対する感度を示す特性図である。
【図４】従来例の接触燃焼式ガスセンサの各種可燃性ガ
スに対する感度を示す特性図である。
スに対する感度を示す特性図である。
【図５】従来例の接触燃焼式ガスセンサの各種可燃性ガ
スに対する感度を示す特性図である。
スに対する感度を示す特性図である。
【図６】従来例の接触燃焼式ガスセンサの各種可燃性ガ
スに対する感度を示す特性図である。
スに対する感度を示す特性図である。
【図７】従来例の接触燃焼式ガスセンサの各種可燃性ガ
スに対する感度を示す特性図である。
スに対する感度を示す特性図である。
【図８】従来例の接触燃焼式ガスセンサの各種可燃性ガ
スに対する感度を示す特性図である。
スに対する感度を示す特性図である。
【図９】この発明の一実施例による接触燃焼式ガスセン
サの各種可燃性ガスに対する感度を示す特性図である。
サの各種可燃性ガスに対する感度を示す特性図である。
【図１０】この発明の他の実施例による接触燃焼式ガス
センサの各種可燃性ガスに対する感度を示す特性図であ
る。
センサの各種可燃性ガスに対する感度を示す特性図であ
る。
【図１１】この発明のさらに他の実施例による接触燃焼
式ガスセンサの各種可燃性ガスに対する感度を示す特性
図である。
式ガスセンサの各種可燃性ガスに対する感度を示す特性
図である。
Ｓ 検知素子 Ｒ 温度補償素子 Ａ 電流計 Ｖ 電圧計 ｒ1 第１の固定抵抗 ｒ2 第２の固定抵抗 Ｖｒ1 第１の可変抵抗 Ｖｒ2 第２の固定抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 担体上にパラジウムを担持させた第１の
酸化触媒を白金線に付着固定させた検知素子と、前記第
１の酸化触媒のパラジウム濃度よりも低い濃度で担体上
にパラジウムを担持させた第２の酸化触媒を白金線に付
着固定させた非密閉型の温度補償素子とを備えた接触燃
焼式ガスセンサを用いて、これら素子に水素ガス、イソ
ブタンガス及びエチルアルコール蒸気に対して感度を有
さず、かつ、メタンガスにのみ感度を有するよう電流を
流すことを特徴とするメタンガスの測定方法。 - 【請求項２】 担体上にパラジウムを担持させた第１の
酸化触媒を白金線に付着固定させた検知素子、 前記第１の酸化触媒のパラジウム濃度よりも低い濃度で
担体上にパラジウムを担持させた第２の酸化触媒を白金
線に付着固定させた非密閉型の温度補償素子と、これら
素子に水素ガス、イソブタンガス及びエチルアルコール
蒸気に対して感度を有さず、かつ、メタンガスにのみ感
度を有するよう電流を流す電流制御手段とを備えた接触
燃焼式メタンガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413012A JP3019165B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | メタンガスの測定方法及び接触燃焼式メタンガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413012A JP3019165B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | メタンガスの測定方法及び接触燃焼式メタンガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223255A JPH04223255A (ja) | 1992-08-13 |
| JP3019165B2 true JP3019165B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=18521730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2413012A Expired - Fee Related JP3019165B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | メタンガスの測定方法及び接触燃焼式メタンガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019165B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016137039A (ja) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 真志 熱海 | 指先装飾具 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP2413012A patent/JP3019165B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016137039A (ja) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 真志 熱海 | 指先装飾具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04223255A (ja) | 1992-08-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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