KR100806876B1 - Catalytic combustion type gas sensor for detecting leakage of combustible gas - Google Patents

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Abstract

A catalytic combustion type gas sensor for detecting leakage of combustible gas is provided to quickly respond in comparison with a conventional sensor, and to use a gas sensor for a long time even in an environment of high temperature and humidity. A catalytic combustion type gas sensor for detecting leakage of combustible gas includes a sensor unit(10), a compensation unit(20), a plastic support unit(5a), a separation plate(6), a metallic shield(3), and a mesh cover(2). The sensor unit is provided with a sensor device(11), a first sensor pole(12a), and a second sensor pole(12b). The first and second sensor poles are connected to both ends of the sensor device respectively. The compensation unit is provided with a compensation device(21), a first compensation pole(22a), and a second compensation pole(22b). The first and second compensation poles are connected to both ends of the compensation device respectively. The separation plate is installed between the sensor unit and the compensation unit on the support unit. The metallic shield wraps the plastic support unit. The mesh cover is coupled to the top of the support unit to protect the sensor unit and the compensation unit.

Description

가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서{Catalytic combustion type gas sensor for detecting leakage of combustible gas}Catalytic combustion type gas sensor for detecting leakage of combustible gas

도1은 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서(1)의 사시도이다. 1 is a perspective view of a contact combustion gas sensor 1 for a flammable gas leak detector according to the present invention.

도2는 도1의 접촉연소식 가스센서(1)의 분해사시도이다. FIG. 2 is an exploded perspective view of the contact combustion gas sensor 1 of FIG. 1.

도3 및 도4는 도2에 도시된 접촉연소식 가스센서(1) 중에서 센서바디(5)의 측면도들로서, 도3은 감지부를 도시하며, 도4는 보상부를 도시한다. 3 and 4 are side views of the sensor body 5 of the contact combustion gas sensor 1 shown in FIG. 2, FIG. 3 shows a sensing unit, and FIG. 4 shows a compensating unit.

도5는 본 발명에 따른 접촉연소식 가스센서(1)의 핵심 부품인 감지부 소자(11) 및 보상부 소자(21)를 제작하는 공정의 일부로서, 백금선(platinum wire,13a)에 백금 코일(platinum coil,13)을 형성하는 공정을 도시한다. 5 is a part of the process of fabricating the detector element 11 and the compensator element 21, which are the core components of the contact combustion gas sensor 1 according to the present invention, a platinum coil on a platinum wire 13a. The process of forming (platinum coil) 13 is shown.

도6은 도5에서 형성된 백금선(13a) 중의 백금코일(13) 부분에 담체(14)를 비드(bead) 형태로 덮어 씌워 형성하는 공정을 도시한다. FIG. 6 shows a process of forming the bead in the support 14 by covering the portion of the platinum coil 13 in the platinum wire 13a formed in FIG.

도7은 도6에서 형성된 담체(14)위에 촉매물질(15)을 담지시킴으로써 감지부 소자(11)를 완성하는 공정을 도시한다. FIG. 7 shows a process for completing the sensing element 11 by supporting the catalyst material 15 on the carrier 14 formed in FIG.

도8은 도6에서 형성된 담체(14)위에 불활성물질(25)을 담지시킴으로써 보상부 소자(21)를 완성하는 공정을 도시한다. FIG. 8 shows a process for completing the compensator element 21 by supporting an inert material 25 on the carrier 14 formed in FIG.

도9 및 도10은 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스 센서의 단자들(4a,4b,4c,4d)의 배선 연결상태와 가연성 가스의 누설을 감지하는 원리를 설명하는 도면들로서, 도9는 가연성 가스가 존재하지 않을 경우의 단자들 간의 전압 분포를 보이며, 도10은 가연성 가스가 존재하는 경우의 단자들 간의 전압분포를 보인다. 9 and 10 are diagrams illustrating the wiring connection state of the terminals 4a, 4b, 4c, and 4d of the contact combustion gas sensor for the flammable gas leak detector according to the present invention, and the principle of detecting the leakage of the flammable gas. 9 shows the voltage distribution between terminals when no flammable gas is present, and FIG. 10 shows the voltage distribution between terminals when no flammable gas is present.

도11은 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서에 있어서 감지부에 걸리는 출력전압(y축)과 가스농도(x축) 간의 상관관계를 도시한 그래프이다. FIG. 11 is a graph showing a correlation between an output voltage (y-axis) and a gas concentration (x-axis) applied to a sensing unit in a contact combustion gas sensor for a flammable gas leak detector according to the present invention.

도12는 본 발명에 따른 접촉연소식 가스센서를 이용하여 가연성 가스들의 농도를 측정할 경우의 출력전압-가스농도의 상대감도를 정리한 표이다.12 is a table summarizing the relative sensitivity of the output voltage-gas concentration when measuring the concentration of the combustible gases using the contact combustion gas sensor according to the present invention.

도13 및 도14는 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서가 적용된 가스누설 감지기의 일 예를 도시한 것으로서, 도13은 가스누설 감지기(100)가 결합된 상태의 사시도이고, 도14는 감지기 커버(130)가 분리된 상태의 사시도이다. 13 and 14 illustrate an example of a gas leak detector to which a contact combustion gas sensor for a flammable gas leak detector according to the present invention is applied, and FIG. 13 is a perspective view of a gas leak detector 100 coupled thereto; 14 is a perspective view of the detector cover 130 is removed.

*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1: 접촉연소식 가스센서 2: 메쉬 커버1: Contact combustion gas sensor 2: Mesh cover

3: 금속제 쉴드 4a,4b,4c,4d: 단자3: metal shield 4a, 4b, 4c, and 4d: terminal

5: 센서 바디 5a: 지지부5: sensor body 5a: support portion

6: 차단판 11: 감지부 소자6: blocking plate 11: sensing element

11a,11b: 감지부 폴(pole) 13: 백금 코일11a, 11b: detector pole 13: platinum coil

13a: 백금선(wire) 14: 담체(carrier)13a: platinum wire 14: carrier

14a: 담체물질 15: 촉매14a: carrier material 15: catalyst

15a: 촉매물질 21: 보상부 소자15a: catalyst material 21: compensation element

22a,22b: 보상부 폴(pole) 25,25a: 불활성 물질22a, 22b: compensation pole 25, 25a: inert material

30,31,32: 시린지 머신(syringe machine) 30,31,32: syringe machine

100: 가스감지기 105: 전선케이블100: gas detector 105: wire cable

110: 표시부 120: 감지기 하우징 바디110: display unit 120: detector housing body

120a: 결합공 120b: 외부접지단자120a: coupling hole 120b: external ground terminal

121: 기능스위치 122: 리셋스위치121: function switch 122: reset switch

123: 업 스위치 124: 다운 스위치123: up switch 124: down switch

130: 감지기 커버 130a: 볼트130: detector cover 130a: bolt

130c: 투시창 130e: 씰링 링130c: sight glass 130e: sealing ring

140: 센서 어셈블리 140a: 센서 커버140: sensor assembly 140a: sensor cover

150,150': 케이블 통과관 160: 센서결합관150,150 ': Cable pass-through tube 160: Sensor coupling tube

본 발명은 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서에 관한 것으로서, 특히 감지부 및 보상부에 백금 코일을 형성하고 그 위에 담체를 입혀 촉매물질 또는 불활성 물질을 충분히 포함하도록 함으로써 불연성 가스에 영향을 받지 않고 가스농도에 대해 출력전압이 직선적으로 증가하며 응답속도와 재현성이 뛰어나고 장시간 사용이 가능한 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact combustion gas sensor for a flammable gas leak detector, and in particular, to form a platinum coil on a sensing part and a compensating part, and to apply a carrier thereon to sufficiently include a catalytic material or an inert material, thereby not being affected by the incombustible gas. The present invention relates to a contact combustion gas sensor for a flammable gas leak detector, which has a linear increase in output voltage with respect to gas concentration, excellent response speed, reproducibility, and long life.

최근 산업의 급속한 발전에 따라서 각종 가연성가스와 유독성 가스가 생산, 저장, 운송, 사용, 폐기되면서 가스의 누설사고가 많이 발생하고 있다. 이러한 사고를 미연에 방지할 목적으로 각종 설비로부터 누출되는 가연성 가스나 독성가스를 조기에 감지하여 재해를 미연에 방지함은 물론, 신속히 조치하기 위해 산업용 가스누설 감지기를 설치하여 사용하고자 하는 요구가 급속히 높아지고 있다. Recently, due to the rapid development of the industry, various kinds of flammable gases and toxic gases are produced, stored, transported, used, and disposed, and gas leakage accidents are frequently generated. In order to prevent such accidents in advance, it is possible to detect flammable or toxic gases leaked from various facilities at an early stage, thereby preventing accidents in advance, and to install and use industrial gas leakage detectors to promptly respond. It is rising.

가스누설감지기 시스템은 폭발성 가스 및 유독성 가스의 누설위험장소에 설치되어 상시 감시하면서 가스의 누설시 즉각적으로 감지하여 경보 및 안전 차단 등의 조치를 취함으로써 인명 및 재산상의 재해를 사전에 예방하는데 그 목적을 두고 있다. The gas leakage detector system is installed in the place where the explosive gas and the toxic gas are leaked, and it always detects the gas leakage immediately and takes measures such as alarm and safety cutoff to prevent human and property accidents in advance. Leave.

탄화수소 계열의 가연성 가스들을 감지하는 장비들은 측정형태에 따라 대기확산식과 자동흡입식으로 분류되며, 사용되는 센서들의 측정원리에 따라서 반도체식, 접촉연소식 및 전기화학식 등으로 분류된다. Equipment for detecting hydrocarbon-based flammable gases is classified into atmospheric diffusion and auto-suction according to the measurement type, and classified into semiconductor type, contact combustion type and electrochemical type according to the measuring principle of the sensors used.

이 중 접촉연소식(catalytic combustion type)의 가연성 가스센서는 세라믹 계통의 담체(carrier)물질 안에 금속제 열선을 이용한 발열부가 설치된 구조로 되어 있다. 이때, 담체 안의 금속열선에 전원을 인가하여 담체를 가열하면, 담체 주변의 가연성 가스가 가열된 담체에 접촉하면서 산소와 반응하여 연소반응이 일어나며 그 결과 반응열이 발생한다. 가스의 연소로 인한 반응열로 금속열선의 온도가 올라갈수록 저항이 증가하여 그 부분에 걸리는 전압이 올라가게 되므로, 금속열선 에 걸리는 전압을 측정하면 역으로 가스농도를 계산할 수 있게 된다. Among these, the combustible gas sensor of the catalytic combustion type has a structure in which a heating part using a metal heating wire is installed in a carrier material of a ceramic system. At this time, when the carrier is heated by applying power to the metal heating wire in the carrier, the combustible gas around the carrier contacts the heated carrier and reacts with oxygen to generate a combustion reaction, resulting in reaction heat. As the temperature of the metal heating wire increases as the temperature of the metal heating wire increases due to the reaction heat caused by the combustion of the gas, the voltage applied to the portion of the metal heating wire increases, so that the gas concentration can be calculated by measuring the voltage applied to the metal heating wire.

이와 같이, 접촉연소식 가스센서는 가연성 가스와 산소가 반응할 때 발생하는 반응열을 전기신호로 변환하여 감지하는 방식의 센서이며, 그 안에 열선이 내장되어 있어 열선식(hot wire type) 센서라고 부르기도 한다. As such, the contact combustion gas sensor is a sensor that converts and reacts the reaction heat generated when the combustible gas and oxygen react with an electric signal, and is called a hot wire type sensor because a hot wire is embedded therein. Also

그러나, 종래의 접촉연소식 가스센서는 담체 안에 내장된 금속열선이 쉽게 마모되며, 고온 다습한 상황에서 장시간 사용하면 고장이 발생하기 쉬운 단점이 있었다. 또한, 가연성 가스의 연소반응이 더뎌 즉각적으로 가스의 누출을 감지하기 어려운 문제점이 있었다. However, the conventional contact combustion gas sensor has a disadvantage that the metal heating wire embedded in the carrier is easily worn, and failure occurs easily when used for a long time in a high temperature and high humidity condition. In addition, the combustion reaction of the combustible gas is slow, there is a problem that it is difficult to detect the leakage of gas immediately.

본 발명은, 상기 문제점들을 해결하기 위하여, 불연성 가스에 영향을 받지 않고 출력전압이 가스농도에 직선형으로 비례하며 응답속도와 재현성이 뛰어나고 장시간 사용이 가능한 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a contact combustion gas sensor for a flammable gas leak detector, which is linearly proportional to the gas concentration and has excellent response speed and reproducibility, and can be used for a long time without being affected by incombustible gas. It aims to do it.

이를 위하여, 본 발명은 가연성 가스의 존재에 따라 저항이 가변되는 감지부와 이와 달리 항시 일정한 저항 상태를 유지하는 보상부를 구성하고, 상기 감지부의 소자는 백금코일 위에 담체를 입히고 그 위에 백금 분말 및 팔라듐 분말의 촉매물질을 입혀 형성하며, 상기 보상부의 소자는 백금코일 위에 담체를 입히고 그 위에 물유리(규산나트륨)로 된 불활성 물질을 입혀 형성한 접촉연소식 가스센서를 제공하는 것을 목적으로 한다. To this end, the present invention constitutes a sensing unit having a variable resistance according to the presence of the combustible gas, and a compensating unit which maintains a constant resistance state at all times, wherein the sensing unit is coated with a carrier on a platinum coil and platinum powder and palladium thereon. It is formed by coating a catalyst material of the powder, the element of the compensation unit is to provide a contact combustion gas sensor formed by coating a carrier on a platinum coil and an inert material of water glass (sodium silicate) thereon.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서는, 가연성 가스와 산소에 노출된 상태에서 전압이 인가되면 400℃ 이상의 고온으로 가열되는 감지부 소자(11)와 상기 감지부 소자(11)의 양단이 각각 연결된 제1감지부 폴(pole, 12a) 및 제2감지부 폴(12b)을 가진 감지부(10); 가연성 가스 및 산소의 존재와 상관없이 일정한 온도를 유지하는 보상부 소자(21)와 상기 보상부 소자(21)의 양단이 각각 연결된 제1보상부 폴(22a) 및 제2보상부 폴(22b)을 가진 보상부(20); 상기 제1 및 제2감지부 폴들(12a,12b)과 상기 제1 및 제2보상부 폴들(22a,22b)이 서로 마주보는 상태로 관통하여 설치된 합성수지제의 지지부(5a); 상기 지지부(5a)의 상부에서 상기 감지부(10)와 상기 보상부(20)의 사이에 설치되어 서로 격리시키는 차단판(6); 상기 지지부(5a)의 둘레를 감싸는 금속제의 쉴드(3); 및 상기 지지부(5a)의 상부에 결합되어 상기 감지부(10)와 상기 보상부(20)를 보호하는 메쉬 커버(2);를 포함한 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a flammable gas leak detector contact combustion gas sensor provided by the present invention includes: a sensing element element 11 that is heated to a high temperature of 400 ° C. or higher when a voltage is applied in a state exposed to flammable gas and oxygen; A sensing unit (10) having a first sensing pole (12a) and a second sensing pole (12b) connected at both ends of the sensing element (11); The first compensator pole 22a and the second compensator pole 22b, which are connected to both ends of the compensator element 21 and the compensator element 21 that maintain a constant temperature regardless of the presence of flammable gas and oxygen, respectively. Compensation unit 20 with; A support part 5a made of synthetic resin provided through the first and second sensing part poles 12a and 12b and the first and second compensating part poles 22a and 22b facing each other; A blocking plate 6 installed between the sensing unit 10 and the compensating unit 20 at an upper portion of the support part 5a to isolate from each other; A metal shield 3 surrounding the circumference of the support 5a; And a mesh cover 2 coupled to an upper portion of the support 5a to protect the sensing unit 10 and the compensating unit 20.

이하, 첨부한 도면들을 참고하면 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서의 구성 및 작용효과를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the flammable gas leak detector for a combustion-type gas sensor according to the present invention.

도1은 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서(1)의 사시도이고, 도2는 도1의 접촉연소식 가스센서(1)의 분해사시도이다. 1 is a perspective view of a contact combustion gas sensor 1 for a flammable gas leak detector according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the contact combustion gas sensor 1 of FIG.

도1 및 도2를 참고하면, 본 발명의 접촉연소식 가스센서(1)는 금속제 쉴드(3)로 포장된 지지부(5a) 위에 4개의 폴(pole)들, 즉 막대들이 관통되어 설치되며, 그 위로 가스의 출입이 가능한 메쉬 커버(mesh cover, 2)가 결합되어 있다. 상기 지지부(5a)에 관통되어 설치된 4개의 폴(12a,12b,22a,22b) 중 2개의 폴 들(12a,12b)은 제1 및 제2감지부 폴들이며, 나머지 2개의 폴들(22a,22b)은 제1 및 제2보상부 폴들이다. 상기 폴들(12a,12b,22a,22b)이 지지부(5a)의 밑면으로 돌출된 부분은 각각 단자들(4a,4b,4c,4d)이 되며, 도13 및 도14에 도시된 가스누설 감지기(100)의 센서 어셈블리(140)안에 설치되었을 때 감지기의 회로와 연결된다. 1 and 2, the contact combustion gas sensor 1 of the present invention is installed with four poles, i.e., bars, penetrating through a support part 5a wrapped with a metal shield 3, There is a mesh cover (2) is coupled to the gas in and out. Two poles 12a and 12b of the four poles 12a, 12b, 22a and 22b installed through the support part 5a are first and second sensing poles, and the remaining two poles 22a and 22b. Are the first and second compensation poles. Portions of the poles 12a, 12b, 22a, and 22b protruding to the bottom surface of the support part 5a are terminals 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively, and the gas leak detectors shown in FIGS. When installed in the sensor assembly 140 of 100 is connected to the circuit of the detector.

도2를 참고하면, 감지부(10)를 구성하는 제1 및 제2감지부 폴들(12a,12b)의 사이에는 매우 가느다란 백금선(platinum wire,13a)이 용접 고정되며, 상기 백금선(13a)의 중앙 부분에는 감지부 소자(11)가 형성되어 있다. 또한, 보상부(11)를 구성하는 제1 및 제2보상부 폴들(22a,22b)의 사이에는 위 감지부(10)와 마찬가지로 백금선(13a)이 용접 고정되며, 상기 백금선(13a)의 중앙에는 보상부 소자(21)가 형성되어 있다. 이하 설명하는 바와 같이, 상기 감지부(10)와 보상부(20)의 백금선들은 모두 동일한 재질이면서 동일한 방법으로 제작된 것이므로 동일한 도면부호(13a)를 사용한다. 2, a very thin platinum wire 13a is welded and fixed between the first and second sensing poles 12a and 12b constituting the sensing unit 10, and the platinum wire 13a. In the central portion of the sensing element 11 is formed. In addition, the platinum wire 13a is welded and fixed to the center of the platinum wire 13a between the first and second compensation poles 22a and 22b constituting the compensator 11, similarly to the sensing unit 10. The compensator element 21 is formed in the. As will be described below, since the platinum wires of the sensing unit 10 and the compensating unit 20 are all made of the same material and the same method, the same reference numeral 13a is used.

상기 감지부(10)는 가연성 가스 감지를 위해 구성된 부분으로서, 가스의 농도에 비례해 온도가 높아지고 저항값이 증가하는 감지부 소자(11)를 포함한다. 상기 감지부(10)에 대응되게 설치된 보상부(20)는 주위온도 및 습도변화 등을 보상하고 상기 감지부(10)에 대한 기준값을 제공하기 위해 구성된 부분으로서, 가연성 가스에 관계없이 항상 일정한 온도와 저항값을 유지하는 보상부 소자(21)를 포함한다. The sensing unit 10 is configured to detect the combustible gas, and includes a sensing unit element 11 having a high temperature and an increased resistance value in proportion to the concentration of the gas. Compensation unit 20 corresponding to the sensing unit 10 is configured to compensate for changes in ambient temperature and humidity, and to provide a reference value for the sensing unit 10, and is always at a constant temperature regardless of flammable gas. And a compensator element 21 which maintains a resistance value.

상기 감지부(10)와 보상부(20)의 사이에는 차단판(6)이 설치되어, 감지부(10)의 열이 보상부(20)로 전달되는 것을 차단한다. A blocking plate 6 is installed between the sensing unit 10 and the compensating unit 20 to block heat from the sensing unit 10 from being transferred to the compensating unit 20.

도3 및 도4는 도2에 도시된 접촉연소식 가스센서(1) 중에서 센서바디(5)의 측면도들로서, 도3은 감지부(10)를 도시하며, 도4는 보상부(20)를 도시한다. 3 and 4 are side views of the sensor body 5 of the contact combustion gas sensor 1 shown in FIG. 2, FIG. 3 shows the sensing unit 10, and FIG. 4 shows the compensation unit 20. FIG. Illustrated.

도3을 참고하면, 감지부(10) 중의 감지부 소자(11)는 백금선(13a)의 일부가 코일(coil, 13)을 이루고 그 백금코일(13)을 세라믹 계통의 담체(14)가 둘러싸며, 상기 담체(14)위에 다시 촉매물질(15)이 도포된 구조를 취하고 있다. 이 중에서, 상기 코일부(13)는 전류가 통할 때 열을 발생하는 발열부의 기능을 하며, 상기 담체(14)는 고령토 계통의 다공질 세라믹스로서 미세한 구멍들이 무수히 많이 형성되어 비표면적이 매우 크므로 많은 양의 촉매를 균일하게 담지할 수 있다. 그리고, 상기 담체(14)위에 담지된 촉매는 백금 분말과 팔라듐 블랙 분말, 바인더 및 알루미나 에어로겔(alumina aerogel, Al2O3)로 구성되며, 산소를 과잉으로 함유하여 가연성 가스가 있을 경우 연소 반응을 촉진시킨다. 이때, 촉매에 첨가되는 알루미나 에어로겔은 비표면적이 매우 크기 때문에 가스접촉 표면을 넓게 해주어 센서의 감도를 좋게 해주는 역할을 한다. 그리고, 바인더는 백금 분말과 팔라듐 블랙 분말 및 알루미나 에어로겔을 서로 반죽하여 담체에 접착시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 3, the sensing element 11 of the sensing unit 10 has a portion of the platinum wire 13a forming a coil 13 and the platinum coil 13 surrounded by a ceramic carrier 14. A catalyst material 15 is applied on the carrier 14 again. Among them, the coil part 13 functions as a heat generating part that generates heat when current flows, and the carrier 14 is a porous ceramics of kaolin system. A positive catalyst can be supported uniformly. In addition, the catalyst supported on the carrier 14 is composed of platinum powder, palladium black powder, a binder, and alumina aerogel (Al 2 O 3 ). Promote At this time, the alumina aerogel added to the catalyst has a large specific surface area and thus serves to improve the sensitivity of the sensor by widening the gas contact surface. The binder serves to knead the platinum powder, the palladium black powder and the alumina aerogel to each other to adhere to the carrier.

따라서, 본 발명의 접촉연소식 가스센서가 전압이 인가된 상태에서 가연성 가스에 노출되었을 경우에는 상기 촉매에 잡힌 과잉산소에 의해 가연성 가스와 산소의 반응속도가 높아져 쉽게 발열부(백금 코일(13))의 온도가 올라가며 감지부 소자(11)의 저항값에 분명한 차이가 나타나게 된다. Therefore, when the contact combustion gas sensor of the present invention is exposed to the combustible gas in the state where the voltage is applied, the reaction rate of the combustible gas and oxygen is increased by the excess oxygen trapped in the catalyst, thereby easily generating the heat generating unit (platinum coil 13). As the temperature of) increases, a clear difference appears in the resistance value of the sensing element 11.

탄화수소 계열의 가연성 가스 중 메탄(CH4)을 예로 들어 산소와의 연소반응 의 메커니즘을 설명하면 다음 화학식과 같이 표현할 수 있다. Taking the methane (CH 4 ) among hydrocarbon-based flammable gases as an example, the mechanism of combustion reaction with oxygen can be expressed as the following formula.

CH4 + 2O2 --> CO2 + 2H2O : 메탄의 반응 메커니즘. CH 4 + 2O 2- > CO 2 + 2H 2 O: reaction mechanism of methane.

한편, 도4에 도시된 보상부(20)는 담체(14) 위에 불활성 물질(25)이 코팅된 것을 제외하고는 도3의 감지부(10)의 구조와 완전히 동일하다. 보상부 소자(21)에서 담체(14)의 표면에 도포된 불활성 물질은 물유리(규산나트륨)가 바람직하며, 가연성 가스와 백금 코일(13)간의 접촉을 차단하는 역할을 한다. 불활성 물질은 물유리에 반드시 한정되지는 않으며 그 외에도 백금코일과 가연성 가스를 차단할 수 있는 물질이면 어떤 것이든 적용이 가능하다. Meanwhile, the compensator 20 illustrated in FIG. 4 is exactly the same as the structure of the sensing unit 10 of FIG. 3 except that the inert material 25 is coated on the carrier 14. The inert material applied to the surface of the carrier 14 in the compensator element 21 is preferably water glass (sodium silicate), and serves to block contact between the combustible gas and the platinum coil 13. The inert material is not necessarily limited to water glass, and any material that can block platinum coils and flammable gases can be applied.

도5는 본 발명에 따른 접촉연소식 가스센서(1)의 핵심 부품인 감지부 소자(11) 및 보상부 소자(21)를 제작하는 공정의 일부로서, 백금선(platinum wire,13a)에 백금 코일(platinum coil,13)을 형성하는 공정을 도시한다. 5 is a part of the process of fabricating the detector element 11 and the compensator element 21, which are the core components of the contact combustion gas sensor 1 according to the present invention, a platinum coil on a platinum wire 13a. The process of forming (platinum coil) 13 is shown.

본 발명에서 감지부 소자(11) 및 보상부 소자(21)를 만들기 위해 사용하는 백금선의 직경은 0.04mm 정도이며, 백금선 자체는 탄력성이 있기 때문에 그냥 코일 형태로 감기는 어렵다. 따라서, 도5의 (a)에 도시된 바와 같이 얇은 황동선(16)을 대고 그 위에 백금선(13a)을 감아 백금코일(13)을 형성하게 된다. 이때, 코일은 대략 12~16 회 정도 감는 것이 바람직한데, 본 발명의 발명자에 의한 실험결과 13.5회 만큼 코일을 감는 것이 감지부 소자 및 보상부 소자의 특성을 발휘하는데 있어 최적의 상태가 되는 것으로 나타났다. 이 경우 코일 부분의 길이는 1mm 이하로 하는 것이 바람직하다. In the present invention, the diameter of the platinum wire used to make the sensing element 11 and the compensating element 21 is about 0.04 mm, and since the platinum wire itself is elastic, it is difficult to wind it in a coil shape. Therefore, as shown in (a) of FIG. 5, a thin brass wire 16 is applied and the platinum wire 13a is wound thereon to form a platinum coil 13. At this time, the coil is preferably wound about 12 to 16 times. Experimental results by the inventors of the present invention showed that the coil was wound as much as 13.5 times in order to achieve the characteristics of the sensing element and the compensating element. . In this case, the length of the coil portion is preferably 1 mm or less.

황동선 위에 감은 백금코일(13a)을 감은 다음에는 도5의 (b)에 도시된 바와 같이 질산과 증류수를 1:1로 섞어 만든 질산 수용액에 백금선(13)과 황동선(16)을 함께 담가 황동선(16)을 녹여낸다. 그 결과 황동선이 사라지고 백금코일(13)이 있는 백금선(13a)만을 얻게 된다. After winding the platinum coil 13a wound on the brass wire, the platinum wire 13 and the brass wire 16 were immersed together in a nitric acid solution made by mixing nitric acid and distilled water 1: 1 as shown in (b) of FIG. 5. Melt 16). As a result, the brass wire disappears and only the platinum wire 13a having the platinum coil 13 is obtained.

도6은 도5에서 형성된 백금선(13a) 중의 백금코일(13) 부분에 담체물질(14a)을 비드(bead) 형태로 입혀 담체(14)를 만드는 공정을 도시한다. FIG. 6 shows a process of making a carrier 14 by applying a carrier material 14a in the form of beads to a portion of the platinum coil 13 in the platinum wire 13a formed in FIG.

도6의 (a)의 담체물질(14a)은 고령토(카오린, kaolin)와 같은 다공질 세라믹스에 소량의 접착제(바인더)를 첨가하여 제조하며, 백금 코일(13)에 상기 담체물질(14a)을 비드(bead) 형태로 접착한 후 건조 및 소결을 하여 담체(14)를 완성한다(도6의 (b) 참조). 다공질 세라믹스는 미세한 기공이 다수 존재하여 비표면적이 매우 크기 때문에 보다 많은 양의 촉매를 담지할 수 있다. The carrier material 14a of FIG. 6A is prepared by adding a small amount of adhesive (binder) to a porous ceramic such as kaolin (kaolin, kaolin), and beads the carrier material 14a to the platinum coil 13 After bonding in the form of (bead), the carrier 14 is completed by drying and sintering (see FIG. 6 (b)). Porous ceramics can support a larger amount of catalyst because there are many fine pores and the specific surface area is very large.

도6의 (a)를 참고하면, 고령토에 접착제를 섞어 만든 담체 물질(14a)이 졸(sol) 상태로 시린지 머신(syringe machine,30)안에 담겨 있으며, 시린지 머신(30)을 작동하면 정해진 양만큼 담체물질(14a)이 배출되어 백금코일(13)위에 접착된다. 이대로 건조 및 소결시키면 도6의 (b)와 같이 담체(14) 안에 백금코일(13)이 매몰된 상태가 된다. Referring to Figure 6 (a), the carrier material (14a) made by mixing the adhesive to the kaolin is contained in the syringe machine (soling machine) 30 in a sol state, the operation of the syringe machine 30 in a predetermined amount As much as the carrier material 14a is discharged and bonded onto the platinum coil 13. When dried and sintered as described above, the platinum coil 13 is buried in the carrier 14 as shown in FIG.

도7은 도6에서 형성된 담체(14)위에 촉매물질(15a)을 담지시킴으로써(도7의 (a) 참조) 촉매(15)가 형성된 감지부 소자(11)를 완성하는 공정을 도시하며(도7의 (b) 참조), 도8은 도6에서 형성된 담체(14)위에 불활성물질(25a)을 담지시킴으로써 보상부 소자(21)를 완성하는 공정을 도시한다. 도8의 (b)에서 도면부호 25는 담체(14)위에 코팅완료된 불활성물질을 표시한다.FIG. 7 shows a process of completing the sensing element 11 on which the catalyst 15 is formed by supporting the catalyst material 15a on the carrier 14 formed in FIG. 6 (see FIG. 7 (b)) and FIG. 8 show a process of completing the compensating element 21 by supporting the inert material 25a on the carrier 14 formed in FIG. In FIG. 8B, reference numeral 25 denotes an inert material coated on the carrier 14.

도5 및 도6의 공정을 통해 백금코일(13) 위에 담체(14)를 형성한 뒤에는, 담체 위에 촉매물질(15)을 입히면 감지부 소자(10)가 되고(도7 참고), 이와 달리 담 체 위에 불활성 물질(25)을 입히면 보상부 소자(20)가 된다(도8 참고). After the carrier 14 is formed on the platinum coil 13 through the process of FIGS. 5 and 6, the catalyst material 15 is coated on the carrier to form the sensing element 10 (see FIG. 7). The inert material 25 is coated on the sieve to form the compensating element 20 (see Fig. 8).

가스누설 센서가 우수한 반응속도 및 감도 특성을 가지기 위해서는 감지부 소자의 촉매 표면에 과잉의 산소가 존재하여야 한다. 따라서, 과잉의 산소를 가질 수 있는 백금/팔라듐 혼합물을 사용하여 촉매를 제조하는 것이 바람직하다. In order for the gas leakage sensor to have excellent reaction speed and sensitivity characteristics, excess oxygen must be present on the catalyst surface of the sensing element. Therefore, it is desirable to prepare the catalyst using a platinum / palladium mixture that may have excess oxygen.

백금 분말과 팔라듐 분말의 혼합물에 소량의 접착제를 첨가하여 촉매물질을 제조한 다음, 도7의 (a)에 도시된 바와 같이 시린지 머신(31)으로부터 촉매물질(15a)이 정해진 양만큼 배출되어 상기 담체(14)의 위에 도포된다. 이어 건조 및 소결을 거치면 도7의 (b)와 같이 담체(14)위에 촉매(15)가 코팅된 상태가 된다. 이때, 촉매는 담체의 미세 구멍들 안에도 부착된다. After adding a small amount of adhesive to the mixture of platinum powder and palladium powder to prepare a catalyst material, the catalyst material 15a is discharged by a predetermined amount from the syringe machine 31 as shown in FIG. It is applied on the carrier 14. Subsequently, after drying and sintering, the catalyst 15 is coated on the carrier 14 as shown in FIG. At this time, the catalyst is also attached in the micropores of the carrier.

이와 같이 백금/팔라듐의 혼합물을 사용하여 제조한 촉매를 담체에 접착하고 건조 및 소결을 하는 공정을 2회 이상 반복하여 형성함으로써 충분한 양의 촉매가 결합되도록 하는 것이 바람직하다. Thus, it is preferable that a sufficient amount of the catalyst is bonded by repeatedly forming the catalyst prepared by using the mixture of platinum / palladium to the carrier, drying and sintering two or more times.

가능한 한 보다 많은 양의 촉매를 담체에 결합시키게 되면 감지부 소자(11)의 감도특성이 우수하여 가스가 저농도일 경우에도 계측이 가능하게 된다. 한편, 담체가 백금코일과 촉매 사이에 위치함으로써 금속과 금속간의 접착으로 인한 박리현상을 예방할 수 있으며, 코일을 보호하여 센서의 수명을 연장시킬 수 있다. When the amount of catalyst coupled to the carrier is as high as possible, the sensitivity of the sensing element 11 is excellent, so that measurement can be performed even when the gas is low in concentration. On the other hand, the carrier is located between the platinum coil and the catalyst can prevent the peeling phenomenon due to the adhesion between the metal and the metal, it is possible to protect the coil to extend the life of the sensor.

담체(15)위에 불활성 물질을 코팅하는 과정은 도8에 도시된 바와 같이 이루어진다. 물유리(규산나트륨)와 증류수를 사용하여 제조한 불활성 물질을 시린지 머신(32)을 이용하여 담체에 접착한 후(도8의 (a) 참조) 건조 및 소결을 하여 보상부 소자(20)를 완성한다(도8의 (b) 참조). The process of coating the inert material on the carrier 15 takes place as shown in FIG. The inert material prepared by using water glass (sodium silicate) and distilled water was adhered to the carrier by using the syringe machine 32 (see FIG. 8 (a)), followed by drying and sintering to complete the compensating element 20. (See FIG. 8 (b)).

도9 및 도10은 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서의 단자들(4a,4b,4c,4d)의 배선 연결상태와 가연성 가스의 누설을 감지하는 원리를 설명하는 도면들로서, 도9는 가연성 가스가 존재하지 않을 경우의 단자들 간의 전압 분포를 보이며, 도10은 가연성 가스가 존재하는 경우의 단자들 간의 전압분포를 보인다. 9 and 10 are diagrams illustrating the wiring connection state of the terminals 4a, 4b, 4c, and 4d of the contact combustion gas sensor for the flammable gas leak detector according to the present invention, and the principle of detecting the leakage of the flammable gas. 9 shows the voltage distribution between terminals when no flammable gas is present, and FIG. 10 shows the voltage distribution between terminals when no flammable gas is present.

도9 및 도10에는 설명의 편의상 감지부(10)와 보상부(20)를 서로 분리시켜 도시하였다. 본 발명의 접촉연소식 가스센서(1)가 가스감지기(1, 도13 및 도14 참조)에 결합되면 감지부(10)의 2개의 감지부 폴들 중 한 개(12a)와 보상부(10)의 2개의 보상부 폴들 중 한 개(22a)는 회로배선상으로 연결되며, 나머지 폴들(12b,22b)의 사이에 전압이 걸린다. 상기 보상부(20)와 감지부(10)의 전체(즉, A지점과 C지점의 사이)에 걸리는 전압을 VAC라 하고, 보상부(20)의 양 단(즉, A지점과 B지점)에만 걸리는 전압을 VAB라고 하며, 감지부(10)의 양 단(즉, B지점과 C지점)에만 걸리는 전압을 VBC라고 하면, 감지부와 보상부에 전압이 걸리고 가스가 존재하지 않는 상태에서는 백금 코일의 발열에 의해 감지부와 보상부가 모두 약 400℃정도의 고온으로 달궈진다. 그러나, 가스가 존재하지 않기 때문에 감지부와 보상부의 온도 분포가 모두 동일하게 되어 보상부 소자(21)와 감지부 소자(11)의 저항값은 동일하게 유지된다. 따라서, 보상부(20)와 감지부(10)에 걸리는 전압들(VAB,VBC)도 모두 동일하게 된다. 즉, VAC가 2.6V일 경우 VAB와 VBC는 모두 1.3V씩 나누어서 걸리게 되는 것이다(도9 참조). 9 and 10 illustrate the sensing unit 10 and the compensating unit 20 separately from each other for convenience of description. When the contact combustion gas sensor 1 of the present invention is coupled to a gas detector 1 (see FIGS. 1 and 13 and 14), one of the two detector poles 12a and the compensator 10 of the detector 10 is provided. One of the two compensator poles 22a is connected on the circuit wiring and a voltage is applied between the remaining poles 12b and 22b. The voltage across the compensator 20 and the sensing unit 10 (that is, between the point A and the point C) is referred to as V AC , and both ends of the compensator 20 (that is, the point A and the point B). ) Is called V AB , and when the voltage applied only to both ends of the sensing unit 10 (ie, point B and C) is called V BC , the voltage is applied to the sensing unit and the compensating unit, and gas is not present. In the state, both the sensing unit and the compensating unit are heated to a high temperature of about 400 ° C. by the heating of the platinum coil. However, since there is no gas, the temperature distributions of the sensing unit and the compensating unit are the same, so that the resistance values of the compensating element 21 and the sensing element 11 remain the same. Therefore, the voltages V AB and V BC applied to the compensator 20 and the detector 10 are also the same. That is, when V AC is 2.6V, both V AB and V BC are divided by 1.3V (see FIG. 9).

그러나, 가연성 가스가 존재하는 경우에는 가스가 연소반응하면서 발생하는 반응열로 인해 감지부 소자(11)의 표면의 온도가 더 올라가 400℃보다 높은 온도(예를 들어, 약 400~500℃의 고온)로 달궈지며, 이로 인해 감지부 소자의 저항값(RBC)이 증가하면서 감지부 소자의 출력전압(VBC)도 따라서 올라가게 된다(도10 참조). 이때, 보상부 소자(21)는 가연성 가스에 의해 영향을 받지 않으므로 최초의 전기가 공급된 상태대로 약 400℃의 온도를 그대로 유지한다. 즉, 가연성 가스가 존재하는 경우에는 감지부의 출력전압(VBC)이 보상부의 출력전압(VAB)보다 높게 되며, 감지부의 출력전압은 가스농도에 직선적으로 비례하여 증가한다(도11 참조). 이때, 감지부 소자가 가연성 가스와 접촉하여 연소반응을 함으로써 400-500℃의 고온으로 될 때에 촉매측은 반응열에 의해 이보다 훨씬 더 높은 온도가 된다. However, in the presence of flammable gas, the temperature of the surface of the sensing element 11 is increased due to the reaction heat generated while the gas is burned, resulting in a temperature higher than 400 ° C. (for example, a high temperature of about 400 ° C. to 500 ° C.). As a result, the resistance value (R BC ) of the detector element is increased, thereby increasing the output voltage (V BC ) of the detector element (see FIG. 10). At this time, since the compensator element 21 is not affected by the combustible gas, the compensator element 21 maintains a temperature of about 400 ° C. as it is initially supplied with electricity. That is, when flammable gas is present, the output voltage V BC of the sensing unit becomes higher than the output voltage V AB of the compensating unit, and the output voltage of the sensing unit increases linearly in proportion to the gas concentration (see FIG. 11). At this time, when the sensing element is brought into a high temperature of 400-500 ° C by the combustion reaction in contact with the combustible gas, the catalyst side becomes much higher than this by the heat of reaction.

도11은 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서에 있어서 감지부에 걸리는 출력전압(y축)과 가스농도(x축) 간의 상관관계를 도시한 그래프이다. FIG. 11 is a graph showing a correlation between an output voltage (y-axis) and a gas concentration (x-axis) applied to a sensing unit in a contact combustion gas sensor for a flammable gas leak detector according to the present invention.

도11의 그래프에서 A1은 메탄(CH4)에 대한 가스농도-출력전압간의 상관관계를 나타내는 직선이며, A2와 A3는 각각 수소(H2)와 아이소 부탄(i-C4H10)에 대한 상관관계를 나타내는 직선들이다. 메탄은 분자구조가 가장 안정되어 있기 때문에 다른 가스들에 비하여 같은 농도라도 더 높은 온도(출력전압)를 보이게 된다. 도11에서 직선들의 기울기는 각 가연성 가스의 특성을 나타내는 것이므로, 본 발명의 접촉연소식 가스센서를 적용한 가스누설 감지기(도13 및 도14 참조)에서 제어부(마이 컴)에 여러 종류의 가스들에 대한 기울기(즉, 출력전압-농도 특성에 대한 데이터)를 미리 저장해 두면, 측정된 감지부 출력전압을 각 가스별 농도로 환산하여 표시할 수 있다. In the graph of FIG. 11, A1 is a straight line indicating a correlation between gas concentration and output voltage for methane (CH 4 ), and A2 and A3 are correlations for hydrogen (H 2 ) and isobutane (iC 4 H 10 ), respectively. Are straight lines. Since methane has the most stable molecular structure, it shows higher temperature (output voltage) at the same concentration than other gases. Since the inclination of the straight lines in FIG. 11 represents the characteristics of each combustible gas, the gas leakage detector (see FIGS. 13 and 14) to which the contact combustion type gas sensor of the present invention is applied is applied to various types of gases in the control unit (microcomputer). If the gradient (that is, the data on the output voltage-concentration characteristic) is stored in advance, the measured output voltage of the detector may be converted into each gas concentration and displayed.

도12는 본 발명에 따른 접촉연소식 가스센서를 이용하여 가연성 가스들의 농도를 측정할 경우의 출력전압-가스농도의 상대감도를 메탄을 기준으로 하여 정리한 표이다. 도12의 표에서 메탄의 상대감도를 100이라고 할 때, 수소의 상대감도는 105 정도로서 메탄보다 조금 더 높다. 따라서, 도12에 도시된 가스들의 상대감도는 수소가 제일 높고, 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H2), 에틸렌(C2H4) 등의 순이 된다. 12 is a table summarizing the relative sensitivity of the output voltage-gas concentration when methane is measured by measuring the concentration of combustible gases using the contact combustion gas sensor according to the present invention. In the table of FIG. 12, when the relative sensitivity of methane is 100, the relative sensitivity of hydrogen is about 105, which is slightly higher than that of methane. Accordingly, the relative sensitivity of the gases shown in FIG. 12 is highest in hydrogen, followed by methane (CH 4 ), acetylene (C 2 H 2 ), ethylene (C 2 H 4 ), and the like.

도13 및 도14는 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서가 적용된 가스누설 감지기의 일 예를 도시한 것으로서, 도13은 가스누설 감지기(100)가 결합된 상태의 사시도이고, 도14는 감지기 커버(130)가 분리된 상태의 사시도이다. 13 and 14 illustrate an example of a gas leak detector to which a contact combustion gas sensor for a flammable gas leak detector according to the present invention is applied, and FIG. 13 is a perspective view of a gas leak detector 100 coupled thereto; 14 is a perspective view of the detector cover 130 is removed.

도13을 참고하면, 상기 가연성 가스누설감지기(100)는 전체적으로 원통형의 하우징 바디(120)와 상기 하우징 바디(120)의 상부에 나사체결식으로 회전하여 결합되는 커버(130)로 구성된다. 상기 하우징 바디(120)의 측면에는 1개 혹은 2개의 케이블 통과관(150)이 형성되며, 상기 케이블 통과관(150)에는 외부로부터 전원을 공급받고 센서의 출력신호를 별도의 제어반(미도시)으로 전송하기 위한 전선케이블(105)이 연결된다. Referring to FIG. 13, the flammable gas leakage detector 100 includes a cylindrical housing body 120 and a cover 130 that is rotatably coupled to an upper portion of the housing body 120. One or two cable through pipes 150 are formed on the side of the housing body 120, and the cable through pipes 150 are supplied with power from the outside and receive output signals from the sensors in a separate control panel (not shown). Wire cable 105 for transmitting to is connected.

한편, 상기 하우징 바디(120)와 커버(130)는 가연성 가스의 폭발 위험으로부 터 견딜 수 있는 내화성 재질로 제작된다. On the other hand, the housing body 120 and the cover 130 is made of a refractory material that can withstand the explosion risk of flammable gas.

상기 커버(130)의 중앙에는 투명한 재질의 투시창(130c)이 설치되어 사용자가 그 내부의 표시부(110)에 표시되는 내용을 볼 수 있다. A transparent viewing window 130c is installed at the center of the cover 130 so that the user can see the contents displayed on the display unit 110 therein.

상기 가연성 가스감지기(1)의 하우징 바디(120)의 아래쪽에는 볼트 등의 결합을 위한 결합공들(120a)이 형성된다. 그리고, 하우징 바디(2)의 일부에는 감전을 방지하기 위한 외부접지단자(120b)가 형성된다. Coupling holes 120a for coupling bolts or the like are formed below the housing body 120 of the combustible gas detector 1. In addition, an external ground terminal 120b is formed in a part of the housing body 2 to prevent an electric shock.

상기 하우징 바디(120)의 측면에 돌출 형성된 센서 결합관(160)에는 본 발명의 접촉연소식 센서가 내장된 센서 어셈블리(140)가 설치된다. 도면부호 140a는 상기 센서 어셈블리(140)를 덮는 센서커버이다. The sensor coupling tube 160 protruding from the side of the housing body 120 is provided with a sensor assembly 140 incorporating the contact combustion sensor of the present invention. Reference numeral 140a denotes a sensor cover covering the sensor assembly 140.

도14를 참고하면, 상기 하우징 바디(120)안에는 판넬 형태의 조작부(125)가 위치하며, 상기 조작부(125)의 중앙에는 사각형의 통공이 뚫려있어 그 아래의 표시부 인쇄회로기판에 설치된 표시부(110)가 위에서 보이도록 되어 있다. Referring to FIG. 14, a panel-shaped operation unit 125 is located in the housing body 120, and a rectangular through hole is formed in the center of the operation unit 125 to display the display unit 110 installed on the display unit printed circuit board below. ) Is supposed to be seen from above.

상기 조작부(125)에는 자석을 갖다 대면 스위치가 작동하는 마그네틱 스위치들이 표시되어 있다. 조작부(125)의 표면에 표시된 기능 스위치(121), 리셋 스위치(122), 업 스위치(123) 및 다운 스위치(124)는 마그네틱 봉을 접근시키면 온(on)으로 작동하는 스위치들이다. The operation unit 125 has magnetic switches that operate when the switch is placed on the magnet. The function switch 121, the reset switch 122, the up switch 123, and the down switch 124 displayed on the surface of the operation unit 125 are switches that operate on when the magnetic rod is approached.

도14에서 미설명 부호 150'는 하우징 바디(120)의 측면에 형성된 또 다른 케이블 통과관이며, 130e는 하우징 바디(120)와 커버(130)의 사이의 밀봉을 위한 씰링 링(sealing ring)이다. In FIG. 14, reference numeral 150 ′ denotes another cable through tube formed on the side of the housing body 120, and 130e is a sealing ring for sealing between the housing body 120 and the cover 130. .

본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서는, 담체와 촉매를 입힌 백금코일을 감지부 소자로 사용하고 담체와 불활성 물질을 입힌 백금코일을 보상부 소자로 사용하되, 촉매는 백금과 팔라듐을 사용함으로써, 불연성 가스에 영향을 받지 않고 가스농도에 대해 출력전압이 직선적으로 증가하는 특성을 보이는 장점이 있다. The flammable gas leak detector according to the present invention uses a platinum coil coated with a carrier and a catalyst as a sensing element, and a platinum coil coated with a carrier and an inert material as a compensating device, but the catalyst is platinum and By using palladium, there is an advantage that the output voltage increases linearly with respect to the gas concentration without being affected by the incombustible gas.

또한, 본 발명에 따른 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서는 종래 방식의 센서들에 비해 응답속도가 빠르고, 정확성과 재현성이 뛰어나며 고온 다습한 환경에서도 장시간 사용이 가능한 장점이 있다. In addition, the contact combustion gas sensor for a flammable gas leak detector according to the present invention has the advantage that the response speed is faster, excellent accuracy and reproducibility, and can be used for a long time in a high temperature and high humidity environment compared to conventional sensors.

Claims (8)

가연성 가스와 산소에 노출된 상태에서 전압이 인가되면 400℃ 이상의 고온으로 가열되는 감지부 소자(11)와 상기 감지부 소자(11)의 양단이 각각 연결된 제1감지부 폴(pole, 12a) 및 제2감지부 폴(12b)을 가진 감지부(10);A first sensing pole 12a connected to both ends of the sensing element 11 and the sensing element 11 that are heated to a high temperature of 400 ° C. or more when a voltage is applied in a state exposed to flammable gas and oxygen; A sensing unit 10 having a second sensing pole 12b; 가연성 가스 및 산소의 존재와 상관없이 일정한 온도를 유지하는 보상부 소자(21)와 상기 보상부 소자(21)의 양단이 각각 연결된 제1보상부 폴(22a) 및 제2보상부 폴(22b)을 가진 보상부(20);The first compensator pole 22a and the second compensator pole 22b, which are connected to both ends of the compensator element 21 and the compensator element 21 that maintain a constant temperature regardless of the presence of flammable gas and oxygen, respectively. Compensation unit 20 with; 상기 제1 및 제2감지부 폴들(12a,12b)과 상기 제1 및 제2보상부 폴들(22a,22b)이 서로 마주보는 상태로 관통하여 설치된 합성수지제의 지지부(5a);A support part 5a made of synthetic resin provided through the first and second sensing part poles 12a and 12b and the first and second compensating part poles 22a and 22b facing each other; 상기 지지부(5a)의 상부에서 상기 감지부(10)와 상기 보상부(20)의 사이에 설치되어 상기 감지부 소자(11)와 상기 보상부 소자(21)를 서로 격리시키는 차단판(6);A blocking plate 6 disposed between the sensing unit 10 and the compensating unit 20 on the support part 5a to isolate the sensing element 11 and the compensating element 21 from each other. ; 상기 지지부(5a)의 둘레를 감싸는 금속제의 쉴드(3); 및A metal shield 3 surrounding the circumference of the support 5a; And 상기 지지부(5a)의 상부에 결합되어 상기 감지부(10)와 상기 보상부(20)를 보호하는 메쉬 커버(2);를 포함하며, And a mesh cover 2 coupled to an upper portion of the support part 5a to protect the sensing part 10 and the compensating part 20. 상기 감지부 소자(11)는, 그 양단이 상기 제1감지부 폴(12a) 및 제2감지부 폴(12b)에 각각 고정된 백금선(platinum wire, 13a), 상기 백금선(13a)의 일부가 코일 형태로 감겨 형성된 백금 코일(13), 상기 백금 코일(13)을 뒤덮어 상기 백금 코일(13)이 외부로 노출되지 않도록 하는 담체(14), 및 상기 담체(14)의 표면에 도포되며 상기 가연성 가스와 산소의 연소반응을 촉진하는 촉매 물질(15)을 포함하고, The sensing element 11 has a platinum wire 13a fixed at both ends of the first sensing pole 12a and the second sensing pole 12b, and a part of the platinum wire 13a. Platinum coil 13 wound in the form of a coil, the carrier 14 to cover the platinum coil 13 so that the platinum coil 13 is not exposed to the outside, and applied to the surface of the carrier 14 and the flammable A catalyst material 15 for promoting the combustion reaction of gas and oxygen, 상기 보상부 소자(21)는, 그 양단이 상기 제1감지부 폴(22a) 및 제2감지부 폴(22b)에 각각 고정된 백금선(13a), 상기 백금선(13a)의 일부가 코일 형태로 감겨 형성된 백금 코일(13), 상기 백금 코일(13)을 뒤덮어 상기 백금 코일(13)이 외부로 노출되지 않도록 하는 담체(14), 및 상기 담체(14)의 표면에 도포되며 상기 가연성 가스와 산소의 연소반응을 억제하는 불활성 물질(25)을 포함하며, The compensator element 21 has a platinum wire 13a fixed at both ends of the first detector pole 22a and a second detector pole 22b, and a part of the platinum wire 13a is coiled. A wound coil coil 13, a carrier 14 covering the platinum coil 13 to prevent the platinum coil 13 from being exposed to the outside, and a surface of the carrier 14 and the flammable gas and oxygen Inert material (25) to suppress the combustion reaction of, 상기 담체(14)는 고령토 분말에 접착제를 섞어 만든 혼합물을 상기 백금 코일(13)에 접착시킨 후에 건조 및 소결시켜 형성한 것이고, The carrier 14 is formed by adhering a mixture made of kaolin powder with an adhesive to the platinum coil 13, followed by drying and sintering, 상기 촉매물질(15)은 백금 분말과 팔라듐(palladium) 분말 및 알루미나 에어로겔(Al2O3)의 혼합물에 접착제를 섞어 상기 담체(14)의 표면에 접착시킨 후에 건조 및 소결시켜 형성한 것이며, The catalyst material 15 is formed by adhering an adhesive to a mixture of platinum powder, palladium powder and alumina aerogel (Al 2 O 3 ), adhering to the surface of the carrier 14, and drying and sintering it. 상기 불활성 물질(25)은 물유리를 증류수에 섞어 상기 담체(14)의 표면에 접착시킨 후에 건조 및 소결시켜 형성한 것이고, The inert material 25 is formed by mixing water glass with distilled water, adhering to the surface of the carrier 14, and then drying and sintering it. 상기 백금선(13a)은 직경이 0.04mm이며, 상기 백금 코일(13)은 13.5 회 만큼 감겨지고 코일 부분의 길이가 1mm 이하이며, 백금선(13a)보다 두꺼운 직경을 가진 황동선의 둘레에 상기 백금선(13a)을 코일 형태로 감은 다음 상기 황동선과 백금 코일을 질산 수용액에 담가 황동선을 녹여서 제거함으로써 형성된 것이고,The platinum wire 13a is 0.04 mm in diameter, the platinum coil 13 is wound by 13.5 times, the length of the coil portion is 1 mm or less, and the platinum wire 13a is around a brass wire having a diameter thicker than the platinum wire 13a. ) Is wound into a coil form, and then the brass wire and the platinum coil are immersed in a nitric acid solution to remove the brass wire, and then removed. 상기 제1 및 제2감지부 폴들(12a,12b)과 상기 제1 및 제2보상부 폴들(22a,22b)은 도전성의 금속제이고, 상기 제1감지부 폴(12a)과 제1보상부 폴(22a)은 전기적으로 서로 연결되며, 상기 제2감지부 폴(12b)과 제2보상부 폴(22b)의 양단에는 소정의 전압(VAC)이 인가되고, 상기 감지부(10)의 양 폴들(12a,12b)의 사이에는 제1전압(VBC)이 걸리며, 상기 보상부(20)의 양 폴들(22a,22b)의 사이에는 제2전압(VAB)이 걸리되, VAC = VBC + VAB의 관계가 있으며, 가연성 가스가 존재하지 않는 환경에서는 상기 제1전압 및 제2전압이 동일하고, 가연성 가스가 존재하는 환경에서는 상기 제1전압이 가스농도에 비례하여 직선적으로 증가하여 상기 제2전압 보다 커지게 되는 것을 특징으로 하는, 가연성 가스 누설 감지기용 접촉연소식 가스센서.The first and second detector poles 12a and 12b and the first and second compensator poles 22a and 22b are made of a conductive metal, and the first detector pole 12a and the first compensator poles. 22a are electrically connected to each other, and a predetermined voltage V AC is applied to both ends of the second detector pole 12b and the second compensation pole 22b, and the amount of the sensing unit 10 is reduced. takes a first voltage (V BC) between the poles (12a, 12b), being there take a second voltage (V AB) between both pawls (22a, 22b) of said compensator (20), V AC = In the relationship of V BC + V AB , the first voltage and the second voltage are the same in an environment where no flammable gas exists, and the first voltage increases linearly in proportion to the gas concentration in an environment where flammable gas is present. Combustion gas sensor for a flammable gas leak detector, characterized in that greater than the second voltage. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120239343A1 (en) * 2011-02-24 2012-09-20 Rochester Institute Of Technology Event monitoring dosimetry apparatuses and methods thereof
KR101325267B1 (en) * 2011-06-27 2013-11-04 주식회사 신우전자 Catalytic combustion type gas sensor for portable
KR101400777B1 (en) * 2012-04-27 2014-05-29 주식회사 가스트론 Hot-wire type semiconductor gas sensor, the manufacturing method thereof and a gas detector having the hot-wire type semiconductor gas sensor
CN109917069A (en) * 2019-04-16 2019-06-21 泰州职业技术学院 A kind of novel catalytic combustion type gas sensor
US20220268722A1 (en) * 2021-02-22 2022-08-25 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gas detection device with a detector and with a compensator and gas detection process with such a gas detection device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08189912A (en) * 1994-11-08 1996-07-23 Fuji Electric Co Ltd Combastible gas detecting device
JPH08226908A (en) * 1994-12-20 1996-09-03 Fuji Electric Co Ltd Contact-combustion-type gas sensor
JPH08226909A (en) * 1995-02-22 1996-09-03 Fuji Electric Co Ltd Contact-combustion-type carbon monoxide gas sensor
JPH09101279A (en) * 1995-10-03 1997-04-15 Fuji Electric Co Ltd Catalytic combustion method gas sensor
JP2001349862A (en) 2000-06-07 2001-12-21 Yazaki Corp Catalytic combustion type gas sensor
JP2001349861A (en) 2000-06-07 2001-12-21 Yazaki Corp Catalytic combustion type gas sensor
JP2002131263A (en) 2000-10-27 2002-05-09 Yazaki Corp Contact combustion type gas sensor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08189912A (en) * 1994-11-08 1996-07-23 Fuji Electric Co Ltd Combastible gas detecting device
JPH08226908A (en) * 1994-12-20 1996-09-03 Fuji Electric Co Ltd Contact-combustion-type gas sensor
JPH08226909A (en) * 1995-02-22 1996-09-03 Fuji Electric Co Ltd Contact-combustion-type carbon monoxide gas sensor
JPH09101279A (en) * 1995-10-03 1997-04-15 Fuji Electric Co Ltd Catalytic combustion method gas sensor
JP2001349862A (en) 2000-06-07 2001-12-21 Yazaki Corp Catalytic combustion type gas sensor
JP2001349861A (en) 2000-06-07 2001-12-21 Yazaki Corp Catalytic combustion type gas sensor
JP2002131263A (en) 2000-10-27 2002-05-09 Yazaki Corp Contact combustion type gas sensor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120239343A1 (en) * 2011-02-24 2012-09-20 Rochester Institute Of Technology Event monitoring dosimetry apparatuses and methods thereof
US10292445B2 (en) * 2011-02-24 2019-05-21 Rochester Institute Of Technology Event monitoring dosimetry apparatuses and methods thereof
KR101325267B1 (en) * 2011-06-27 2013-11-04 주식회사 신우전자 Catalytic combustion type gas sensor for portable
KR101400777B1 (en) * 2012-04-27 2014-05-29 주식회사 가스트론 Hot-wire type semiconductor gas sensor, the manufacturing method thereof and a gas detector having the hot-wire type semiconductor gas sensor
CN109917069A (en) * 2019-04-16 2019-06-21 泰州职业技术学院 A kind of novel catalytic combustion type gas sensor
US20220268722A1 (en) * 2021-02-22 2022-08-25 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gas detection device with a detector and with a compensator and gas detection process with such a gas detection device

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