JPS61195339A - 高還元性ガスに不感応なガス検出器 - Google Patents
高還元性ガスに不感応なガス検出器Info
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- JPS61195339A JPS61195339A JP3728585A JP3728585A JPS61195339A JP S61195339 A JPS61195339 A JP S61195339A JP 3728585 A JP3728585 A JP 3728585A JP 3728585 A JP3728585 A JP 3728585A JP S61195339 A JPS61195339 A JP S61195339A
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-
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、高還元性ガスに対して不感応なガス検出素子
に関する。
に関する。
（従来技術）
可燃性ガスの漏洩検知には、ヒータにより数百度Ｃに加
熱された金属酸化物系半導体をセンサとし、可燃性ガス
との接触により生じる抵抗変化を検出することにより行
なわれている。
熱された金属酸化物系半導体をセンサとし、可燃性ガス
との接触により生じる抵抗変化を検出することにより行
なわれている。
ところで、このような金属酸化物を用いたガス検出素子
は、可燃性ガスによる還元作用を受け、この作用の程度
に比例して出力が変化する。
は、可燃性ガスによる還元作用を受け、この作用の程度
に比例して出力が変化する。
このため、ＬＰＧプラント等においてＬＰＧ系ガスの漏
洩検知を目的として金属酸化物ガス検出素子を用いると
、検知目的ガスよりも還元性が高い、プラント内に存在
する水素等のＷｉ量ガスの影響を受は検出ミスを起すと
いう問題があった。
洩検知を目的として金属酸化物ガス検出素子を用いると
、検知目的ガスよりも還元性が高い、プラント内に存在
する水素等のＷｉ量ガスの影響を受は検出ミスを起すと
いう問題があった。
このような問題を解消すべく、例えば特公昭５８−６２
２号公報や特公昭５８−６２３号公報に示されたように
、ガス検出素子本体を形成する金属酸化物系半導体の表
面に、白金やバラジュウム等の触媒金属を積層して触媒
層を形成し、ＬＰガス検知に際して訪客ガスとなるアル
コールガス等の高還元性ガスを触媒層により酸化して検
出素子本体への影響を小さくしたガス検出器が提案され
ている。
２号公報や特公昭５８−６２３号公報に示されたように
、ガス検出素子本体を形成する金属酸化物系半導体の表
面に、白金やバラジュウム等の触媒金属を積層して触媒
層を形成し、ＬＰガス検知に際して訪客ガスとなるアル
コールガス等の高還元性ガスを触媒層により酸化して検
出素子本体への影響を小さくしたガス検出器が提案され
ている。
しかしながら、触媒層を金属酸化物系半導体の表面に直
接に形成するため、検出素子本体への目的ガスの浸透を
阻げて検出感度に低下を招くばかりでなく、触媒層にお
ける高還元性ガスの接触燃焼熱が金属酸化物系半導体に
伝達されて金属醇化物系半導体の温度上昇を招き、素子
本体の寿命を縮めるといった問題がある。
接に形成するため、検出素子本体への目的ガスの浸透を
阻げて検出感度に低下を招くばかりでなく、触媒層にお
ける高還元性ガスの接触燃焼熱が金属酸化物系半導体に
伝達されて金属醇化物系半導体の温度上昇を招き、素子
本体の寿命を縮めるといった問題がある。
（目的）
本発明はこのような問題に鑑み、触媒層が検出素子本体
に及ぼす悪影響を可及的に小さくした高還元性ガスに不
感応なガス検出素子を提供することを目的とする。
に及ぼす悪影響を可及的に小さくした高還元性ガスに不
感応なガス検出素子を提供することを目的とする。
（構成）
そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図（イ）（ロ）は、本発明の一実施例を示すもので
あって１図中符号１は、ガス検出素子本体で、外周両側
に１対の検出電極が形成された筒状絶縁基体２の表面に
酸化錫系半導体層を形成してガス感応部３を設ける一方
、前記筒状絶縁基体２の内部にガス感応部３を所定温度
に加熱するヒータ４を配設して構成されている。このガ
ス検出素子本体１は、検出電極及びヒータから延長され
たリード線５．５・・・・により絶縁基板６を貫通する
ステ一部材７．７・・・・に導電的に接続して宙釣り状
態で固定されている。８は、本発明の特徴部分をなす触
媒層で、第２図に示したように耐熱性と電気絶縁性を持
つ＠ ｇ ８ ａ、８ａ・・・・からなるガラスウール
に白金やパラジウム等の酸化触媒物質の粉状体８ｂ、８
ｂ・・・・を分散させたものを、ガス検出素子本体１を
包み込むように配設して構成されている。
あって１図中符号１は、ガス検出素子本体で、外周両側
に１対の検出電極が形成された筒状絶縁基体２の表面に
酸化錫系半導体層を形成してガス感応部３を設ける一方
、前記筒状絶縁基体２の内部にガス感応部３を所定温度
に加熱するヒータ４を配設して構成されている。このガ
ス検出素子本体１は、検出電極及びヒータから延長され
たリード線５．５・・・・により絶縁基板６を貫通する
ステ一部材７．７・・・・に導電的に接続して宙釣り状
態で固定されている。８は、本発明の特徴部分をなす触
媒層で、第２図に示したように耐熱性と電気絶縁性を持
つ＠ ｇ ８ ａ、８ａ・・・・からなるガラスウール
に白金やパラジウム等の酸化触媒物質の粉状体８ｂ、８
ｂ・・・・を分散させたものを、ガス検出素子本体１を
包み込むように配設して構成されている。
なお、図中符号９は、上部にガス流入口９ａが穿設され
、基板６と一体になって容器を形成するキャップ部材を
示す。
、基板６と一体になって容器を形成するキャップ部材を
示す。
この実施例において、ヒータ４に通電してガス感応部３
を目的ガスの検出に適した温度に加熱する。ガス感応部
３から放出された熱は、ガス感応部３の周囲に設けられ
た触媒層８に伝達されて酸化触媒物質８ｂ、８ｂ・・・
・をガス感応部３程度の温度から常温までの広い温度範
囲に亘って昇温させる（第３図）。
を目的ガスの検出に適した温度に加熱する。ガス感応部
３から放出された熱は、ガス感応部３の周囲に設けられ
た触媒層８に伝達されて酸化触媒物質８ｂ、８ｂ・・・
・をガス感応部３程度の温度から常温までの広い温度範
囲に亘って昇温させる（第３図）。
このような状態において、検知すべきガス例えばイソブ
タンに、これの検知を妨害する水素ガスの混合した空気
が流入口９ａから侵入して来ると、目的ガスに比較して
高い還元性を持つ水素ガスは、感応部３への侵入過程に
おいてガラスウールに分散されて広い温度範囲に亘って
昇温されている酸化触媒物質８ｂ、８ｂ・・・・と接触
し、その触媒作用を受けて大気中のｍ素と化合して検出
素子ｌに不感応なＨ２Ｏに変換されてガス反応部３に電
気的な作用を及ぼすことができない、ところでこの酸化
過程は、発熱を伴なう反応ではあるが、酸化触媒物質８
ｂ、８ｂ・・・・が三次元的に分散されているために速
やかに大気中に放散され、しかも熱不良導体である繊維
８ａ、８ａ・・・・を介して検出素子ｌから隔絶されて
いるため、ガス反応部ｌの温度に影響を与えることはな
い。
タンに、これの検知を妨害する水素ガスの混合した空気
が流入口９ａから侵入して来ると、目的ガスに比較して
高い還元性を持つ水素ガスは、感応部３への侵入過程に
おいてガラスウールに分散されて広い温度範囲に亘って
昇温されている酸化触媒物質８ｂ、８ｂ・・・・と接触
し、その触媒作用を受けて大気中のｍ素と化合して検出
素子ｌに不感応なＨ２Ｏに変換されてガス反応部３に電
気的な作用を及ぼすことができない、ところでこの酸化
過程は、発熱を伴なう反応ではあるが、酸化触媒物質８
ｂ、８ｂ・・・・が三次元的に分散されているために速
やかに大気中に放散され、しかも熱不良導体である繊維
８ａ、８ａ・・・・を介して検出素子ｌから隔絶されて
いるため、ガス反応部ｌの温度に影響を与えることはな
い。
一方、目的ガスであるイソブタンは、水素に比較して還
元性が低いため、この程度の温度に加熱された酸化触媒
物質によっては酸化作用を受けることがなく、ガラスウ
ールの間を通り抜けてガス反応部３に到達する。ガス反
応部３は、イソブタンと接触してイソブタンだけの濃度
に応じて電気特性に変化を起し、検出信号を出力する。
元性が低いため、この程度の温度に加熱された酸化触媒
物質によっては酸化作用を受けることがなく、ガラスウ
ールの間を通り抜けてガス反応部３に到達する。ガス反
応部３は、イソブタンと接触してイソブタンだけの濃度
に応じて電気特性に変化を起し、検出信号を出力する。
［実 施 例］
イソブタンの濃度をｌｏＯｐｐｍに保持し、水素ガスの
濃度を変化させながら測定を行なったところ、第４図に
示したように、水素濃度に拘りなく一定の検出出力を得
た。
濃度を変化させながら測定を行なったところ、第４図に
示したように、水素濃度に拘りなく一定の検出出力を得
た。
一方、比較のため、触媒層を取外して測定したところ、
点線で示したように水素濃度に比例して出力が変化した
。
点線で示したように水素濃度に比例して出力が変化した
。
このことから、触媒層は、水素だけを選択的に除去する
一方、目的ガスに対しては何ら干渉しないことが解った
。
一方、目的ガスに対しては何ら干渉しないことが解った
。
また、高い還元性を示すアルコールガスや一酸化炭素に
ついても同様の試験を行なったところ、これらのガスを
選択的に除去することができた。
ついても同様の試験を行なったところ、これらのガスを
選択的に除去することができた。
第５図は１本発明の第２の実施例を示すものであって、
検出素子１表面近傍にはガラスウール１０ａを配設し、
これの上に触媒物質を分散させたガラスウール１０ｂを
、さらにこれの上をガラスウール１０ｃで包んで触媒層
１０を形成したもので、この実施例によれば、触媒物質
を効果的に働く温度に加熱することができる。。
検出素子１表面近傍にはガラスウール１０ａを配設し、
これの上に触媒物質を分散させたガラスウール１０ｂを
、さらにこれの上をガラスウール１０ｃで包んで触媒層
１０を形成したもので、この実施例によれば、触媒物質
を効果的に働く温度に加熱することができる。。
なお、この実施例においては、ガス感応部とヒータを筒
状基体により分離した形成のものに例を採って説明した
が、金属酸化物半導体をヒータに直接固定したものや、
金属酸化物半導体に直接通電して加熱する形式のものに
適用しても同様の作用を奏することは云うまでもない。
状基体により分離した形成のものに例を採って説明した
が、金属酸化物半導体をヒータに直接固定したものや、
金属酸化物半導体に直接通電して加熱する形式のものに
適用しても同様の作用を奏することは云うまでもない。
（効果）
以上、説明したように本発明によれば、ガラスウール等
の通気性を阻げない断熱材に、訪客ガスを酸化させるの
に有効な触媒物質を分散させて検出素子本体の周囲に配
設したので、 ■妨害ガスを効果的に除去する一方、目的ガスを検出素
子本体のガス感応面に速やかに浸透させて検出感度を向
上させることができ、 ■触媒物質を三次元的に分散させることができ、訪客ガ
スに対する作用面積を増大させて高価な触媒物質の節約
と、酸化反応熱の放散を図ることができ、 ■断熱剤による保温効果により検出素子の加熱用電力を
小さくすることができる等の数々の優れた効果をもたら
す。
の通気性を阻げない断熱材に、訪客ガスを酸化させるの
に有効な触媒物質を分散させて検出素子本体の周囲に配
設したので、 ■妨害ガスを効果的に除去する一方、目的ガスを検出素
子本体のガス感応面に速やかに浸透させて検出感度を向
上させることができ、 ■触媒物質を三次元的に分散させることができ、訪客ガ
スに対する作用面積を増大させて高価な触媒物質の節約
と、酸化反応熱の放散を図ることができ、 ■断熱剤による保温効果により検出素子の加熱用電力を
小さくすることができる等の数々の優れた効果をもたら
す。
第１図（イ）（ロ）は、それぞれ本発明の一実施例をな
す装置の斜視図、及びＡ−Ａ線における断面図、第２図
は同上装置に使用する触媒層の一実施例を示す拡大模式
図、第３図は同上装置における触媒層の温度分布を示す
説明図、第４図は同上装置の検出結果の一例を示す特性
図、第５図は、本発明の他の実施例を示す装置の断面図
である。
す装置の斜視図、及びＡ−Ａ線における断面図、第２図
は同上装置に使用する触媒層の一実施例を示す拡大模式
図、第３図は同上装置における触媒層の温度分布を示す
説明図、第４図は同上装置の検出結果の一例を示す特性
図、第５図は、本発明の他の実施例を示す装置の断面図
である。
Claims (1)
- 金属酸化物系半導体からなるガス感応部と、該感応部を
ガス感応温度まで昇温させる加熱手段と、酸化触媒物質
を分散担持して前記ガス感応部を囲繞する綿状部材を備
えてなる高還元性ガスに不感応なガス検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3728585A JPS61195339A (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 高還元性ガスに不感応なガス検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3728585A JPS61195339A (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 高還元性ガスに不感応なガス検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61195339A true JPS61195339A (ja) | 1986-08-29 |
Family
ID=12493431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3728585A Pending JPS61195339A (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 高還元性ガスに不感応なガス検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61195339A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7827847B2 (en) * | 2006-10-24 | 2010-11-09 | Honda Motor Co., Ltd | Gas sensor |
| WO2012116681A1 (de) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Gassensor, insbesondere für automobile anwendungen |
-
1985
- 1985-02-25 JP JP3728585A patent/JPS61195339A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7827847B2 (en) * | 2006-10-24 | 2010-11-09 | Honda Motor Co., Ltd | Gas sensor |
| WO2012116681A1 (de) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Gassensor, insbesondere für automobile anwendungen |
| CN103477214A (zh) * | 2011-03-01 | 2013-12-25 | 赫拉胡克公司 | 尤其用于汽车应用的气体传感器 |
| US9255919B2 (en) | 2011-03-01 | 2016-02-09 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Gas sensor, in particular for automobile applications |
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