CN109387548B - 气体传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体传感器，能够抑制相对于温度变化的传感器输出的误差的增大。用于对被检测气氛中的气体进行检测的气体传感器具备：第一及第二气体检测元件；第一及第二收纳部，收纳有第一及第二气体检测元件；及壳体，收容有第一及第二收纳部。第一及第二气体检测元件分别是具有电阻值根据自身的温度变化而变化的发热电阻体的导热式的检测元件。第一收纳部具有由使水蒸汽透过且使被检测气体实质上不透过的膜体覆盖的第一气体导入口。第二收纳部具有从壳体的内部导入被检测气体的第二气体导入口。在使气氛温度从0℃变化至80℃时的、第一内部空间与第二内部空间的温度差的最大值为0.4℃以下的位置配置第一收纳部和第二收纳部。

Description

气体传感器
技术领域
本公开涉及气体传感器。
背景技术
作为检测可燃性气体等的气体传感器，不会受到水分的影响的气体传感器为公知(参照日本特开2001-124716号公报)。在该气体传感器中，一对第一、第二气体检测元件分别配置在不同的第一、第二内部空间内。供第一气体检测元件(参照元件)配置的第一内部空间经由膜体而与被检测气氛连通，供第二气体检测元件(检测元件)配置的第二内部空间向被检测气氛开放。膜体以离子交换膜为代表，是使水蒸汽透过且使被检测气体不透过的膜体。由此，在气体传感器中，一对气体检测元件的湿度条件相同，因此能够不受湿度的影响地检测气体。
发明内容
发明要解决的课题
在上述气体传感器中，如果第一、第二内部空间彼此分离，则存在根据环境的温度变化而一对气体检测元件的气氛温度差变大的情况。如果这样一对气体检测元件的温度差变大，则传感器输出的误差变大。
本公开的一方面目的在于提供一种能够抑制相对于温度变化的传感器输出的误差的增大的气体传感器。
用于解决课题的方案
本公开的一形态是用于对被检测气氛中的气体进行检测的气体传感器。气体传感器具备：第一气体检测元件及第二气体检测元件；第一收纳部，具有收纳有第一气体检测元件的第一内部空间；第二收纳部，具有收纳有第二气体检测元件的第二内部空间；壳体，收容有第一收纳部及第二收纳部；电路基板，向第一气体检测元件的发热电阻体及第二气体检测元件的发热电阻体施加电压；及运算部，计算被检测气氛中的气体的浓度。第一气体检测元件和第二气体检测元件分别是具有电阻值根据自身的温度变化而变化的发热电阻体的导热式的检测元件。壳体具有将被检测气体向内部导入的开口。第一收纳部具有第一气体导入口。第一气体导入口将第一内部空间与壳体的内部连通，并且由使水蒸汽透过且使被检测气体实质上不透过的膜体覆盖。第二收纳部具有第二气体导入口。第二气体导入口从壳体的内部向第二内部空间导入被检测气体。运算部根据向串联的两个发热电阻体施加了一定的电压时的两个发热电阻体之间的电位来计算浓度。而且，在使气氛温度从0℃变化至80℃时的、第一内部空间与第二内部空间的温度差的最大值为0.4℃以下的位置配置第一收纳部和第二收纳部。
根据上述的结构，即使产生了环境的温度变化，供第一气体检测元件配置的第一内部空间与供第二气体检测元件配置的第二内部空间的温度差也能较小地保持。即，第一气体检测元件与第二气体检测元件的测定条件接近。其结果是，对于温度变化的输出变动变小，能降低传感器输出的误差。而且，通过运算部，能够高精度地输出被检测气体的浓度。
在本公开的一形态中，第一收纳部可以具有：陶瓷制成的底座，载置第一气体检测元件及第二气体检测元件；及陶瓷制成的保护帽盖，以划定第一内部空间及第二内部空间的方式覆盖底座。
根据上述的结构，底座与保护帽盖的热膨胀率之差变小，能抑制由于热冲击而底座与保护帽盖的紧贴性下降这一情况。此外，根据这样的结构，能同时且容易地进行第一收纳部及第二收纳部的形成。其结果是，能够将第一内部空间与第二内部空间接近配置，因此能够降低第一内部空间与第二内部空间的温度差。
在本公开的一形态中，壳体可以具有过滤器，该过滤器配置于开口，使被检测气体透过且使液状的水不透过。
根据上述的结构，能抑制被检测气体的流速的影响，因此能够提高传感器输出的精度。
在本公开的一形态中，第一收纳部可以具有对侵入到第一内部空间内的被检测气体进行氧化的被检测气体氧化催化剂。
在被检测气体浓度高的情况下，尽管被检测气体浓度未变化，但如图12所示，有时也会产生气体传感器的输出伴随着时间的经过而稍微下降的现象。本发明者们进行了仔细研讨的结果是，发现了气体传感器的输出下降的上述现象虽然比较轻微但是以被检测气体通过膜体而第一收纳部内的被检测气体浓度上升这一情况为起因。
根据上述的结构，在高浓度的被检测气体环境下通过了膜体的被检测气体由被检测气体氧化催化剂氧化，由此从第一内部空间内被除去。其结果是，即使在被检测气体浓度高的情况下，也能维持第一内部空间与第二内部空间之间的被检测气体浓度之差，能够抑制气体传感器的输出下降。
在本公开的一形态中，被检测气体氧化催化剂可以配置于膜体与第一内部空间之间和第一内部空间内的至少一方。
根据上述的结构，能够将侵入到第一内部空间的被检测气体更可靠地除去。
在本公开的一形态中，被检测气体氧化催化剂可以配置在第一气体导入口内。
根据上述的结构，使通过了膜体的被检测气体与被检测气体氧化催化剂高效地接触，因此能够更可靠地抑制气体传感器的输出下降。
在本公开的一形态中，被检测气体氧化催化剂可以是以覆盖第一气体导入口的方式配置。
根据上述的结构，通过了膜体的被检测气体易于与被检测气体氧化催化剂接触，因此能够更可靠地抑制气体传感器的输出下降。
在本公开的一形态中，被检测气体氧化催化剂可以是在膜体的第一内部空间侧的面上配置的片体。
根据上述的结构，能够将膜体与被检测气体氧化催化剂配置成一体。因此，能够容易且可靠地以覆盖第一气体导入口的方式配置被检测气体氧化催化剂。
在本公开的一形态中，第一收纳部可以还具有对膜体和被检测气体氧化催化剂中的至少一方进行支撑的片状的支撑部件。
根据上述的结构，能够抑制膜体及被检测气体氧化催化剂的翘曲而提高第一气体导入口的密闭性。而且，能够提高将膜体及被检测气体氧化催化剂进行了一体化的片的处理性。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的气体传感器的示意性的剖视图。
图2是图1的气体传感器的第一收纳部及第二收纳部附近的示意性的局部放大剖视图。
图3是图1的气体传感器的气体检测元件的示意性的俯视图。
图4是图3的VI-VI线处的示意性的剖视图。
图5是图1的气体传感器的示意性的电路图。
图6A是表示在实施例1中使气氛温度从0℃变化为80℃时的气体传感器的第一内部空间与第二内部空间的温度差的变化的坐标图，图6B是表示在实施例1中使气氛温度从-40℃变化为100℃时的气体传感器的第一内部空间与第二内部空间的温度差的变化的坐标图，图6C是表示在实施例1中使气氛温度从100℃变化为-40℃时的气体传感器的第一内部空间与第二内部空间的温度差的变化的坐标图，图6D是表示在实施例1中使气氛温度从80℃变化为0℃时的气体传感器的第一内部空间与第二内部空间的温度差的变化的坐标图。
图7是表示气体传感器的第一内部空间与第二内部空间的温度差和气体传感器的输出误差的关系的坐标图。
图8是表示本发明的第二实施方式的气体传感器的示意性的剖视图。
图9是图8的气体传感器的第一收纳部及第二收纳部附近的示意性的局部放大剖视图。
图10A是与图8不同的实施方式的气体传感器中的第一收纳部及第二收纳部附近的示意性的局部放大剖视图，图10B是与图8及图10A不同的实施方式的气体传感器中的第一收纳部及第二收纳部附近的示意性的局部放大剖视图。
图11是表示实施例3的气体传感器的输出变化的坐标图。
图12是表示实施例2的气体传感器的输出变化的坐标图。
具体实施方式
以下，关于适用本公开的实施方式，使用附图进行说明。
[1-1.第一实施方式]
图1所示的气体传感器1是用于对被检测气氛中的气体进行检测的气体传感器。作为气体传感器1的被检测气体，可列举氢、氨、一氧化碳(CO)、烃(HC)等可燃性气体。
如图1所示，气体传感器1具备第一气体检测元件2及第二气体检测元件3、第一收纳部4及第二收纳部5、壳体6、电路基板10、运算部12。
<第一气体检测元件及第二气体检测元件>
第一气体检测元件2是与被检测气体不反应的导热式的检测元件。如图3及图4所示，第一气体检测元件2具有发热电阻体20、绝缘层21、配线22、一对第一电极焊盘23A、23B、测温电阻体24、一对第二电极焊盘25A、25B、基板26。
发热电阻体20是被图案化成涡旋形状的导体，埋设于四边形形状的绝缘层21的中央部分。而且，埋设于绝缘层21的配线22与发热电阻体20电连接。配线22将两端电连接于第一电极焊盘23A、23B。因此，发热电阻体20电连接于第一电极焊盘23A、23B。
第一电极焊盘23A、23B形成于绝缘层21的一方的表面。而且，第一电极焊盘23A、23B的一方连接于地面，另一方连接于电路基板10。
需要说明的是，在绝缘层21的与第一电极焊盘23A、23B相反的一侧的表面层叠有硅制的基板26。基板26不存在于配置发热电阻体20的区域。该区域成为绝缘层21露出的凹部27，构成隔膜构造。
测温电阻体24埋设于比发热电阻体20靠绝缘层21的外侧处，并与第二电极焊盘25A、25B电连接。具体而言，测温电阻体24配置在绝缘层21的一条边的附近。
第二电极焊盘25A、25B配置在绝缘层21的与第一电极焊盘23A、23B相同的一侧的表面。而且，第二电极焊盘25A、25B的一方连接于地面，另一方连接于电路基板10。
发热电阻体20是电阻值根据自身的温度变化而变化的部件，由温度电阻系数大的导电性材料构成。作为发热电阻体20的材料，可以使用例如铂(Pt)。
另外，测温电阻体24由电阻值与温度成比例地变化的导电性材料构成。作为测温电阻体24的材料，可以使用例如与发热电阻体20同样的铂(Pt)。配线22、第一电极焊盘23A、23B及第二电极焊盘25A、25B的材料也可以设为与发热电阻体20相同。
需要说明的是，绝缘层21可以由单一的材料形成，也可以由使用了不同的材料的多个层构成。作为构成绝缘层21的绝缘性材料，可列举例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)等。
与第一气体检测元件2同样，第二气体检测元件3具有电阻值根据自身的温度变化而变化的发热电阻体30、测温电阻体24。第二气体检测元件3的结构与第一气体检测元件2相同，因此省略详细的说明。需要说明的是，第一气体检测元件2的发热电阻体与第二气体检测元件3的发热电阻体优选电阻值相同。
<第一收纳部及第二收纳部>
第一收纳部4具有第一内部空间4A、第一气体导入口4B、膜体4C。
在第一内部空间4A收纳有第一气体检测元件2。而且，第一气体导入口4B将第一内部空间4A与壳体6的内部连通。
膜体4C以覆盖并堵塞第一气体导入口4B整体的方式配置。膜体4C具有使水蒸汽透过且使被检测气体实质上不透过的性质。需要说明的是，“实质上不透过”是指在体积基础上被检测气体(例如氢)的透过量为水蒸汽的透过量的50分之1以下这一情况。作为这样的膜体4C，可以优选使用氟树脂制的离子交换膜。具体而言，可列举例如Nafion(注册商标)、Flemion(注册商标)、Aciplex(注册商标)等。而且，作为膜体4C，可以使用能够使被检测气体与水蒸汽分离的中空纤维膜。
因此，不会向第一内部空间4A供给被检测气体。因此，第一气体检测元件2作为未曝露于被检测气体气氛的参照元件发挥功能，但是由于膜体4C使水蒸汽透过，因此湿度条件与第二气体检测元件3相同。需要说明的是，第一内部空间4A除了第一气体导入口4B以外不具有开口。
第二收纳部5具有第二内部空间5A和第二气体导入口5B。
在第二内部空间5A收纳有第二气体检测元件3。而且，第二气体导入口5B将第二内部空间5A与壳体6的内部连通。在第二气体导入口5B未配置膜体4C而开放。因此，从壳体6的内部经由第二气体导入口5B向第二内部空间5A供给被检测气体。需要说明的是，第二内部空间5A除了第二气体导入口5B以外不具有开口。
在本实施方式中，第一收纳部4及第二收纳部5共有绝缘性陶瓷制的底座7和绝缘性陶瓷制的保护帽盖8而构成。即，通过在底座7覆盖保护帽盖8，第一内部空间4A及第二内部空间5A分别以由1张壁分隔的状态相邻地形成。
第一收纳部4及第二收纳部5配置在如后所述使气氛温度在30分钟以内从0℃变化至80℃时的、第一内部空间4A与第二内部空间5A的温度差的最大值T1为0.4℃以下的位置。
(底座)
底座7具有载置第一气体检测元件2的凹部和载置第二气体检测元件3的凹部。而且，底座7设置于电路基板10的表面。
底座7的材质为陶瓷。作为构成底座7的优选的陶瓷，可列举例如氧化铝。在本实施方式中，底座7由与保护帽盖8相同的陶瓷构成。
(保护帽盖)
保护帽盖8具有划定第一内部空间4A及第二内部空间5A的2个凹部。保护帽盖8的2个凹部与底座7的2个凹部分别对接。保护帽盖8以覆盖底座7和在底座7的2个凹部载置的第一气体检测元件2及第二气体检测元件3的方式粘接于底座7。
在保护帽盖8的2个凹部分别设有第一气体导入口4B及第二气体导入口5B。而且，在第一气体导入口4B的第一内部空间4A侧的开口部分固定有膜体4C。具体而言，在保护帽盖8的与第一气体检测元件2相对的内表面粘接有膜体4C。
保护帽盖8的材质为陶瓷。作为构成保护帽盖8的优选的陶瓷，可列举例如氧化铝。如上所述，在本实施方式中，底座7与保护帽盖8由相同的陶瓷构成。
(粘接剂)
底座7与保护帽盖8由粘接剂9A粘接。作为该粘接剂9A，可以使用以热固化性树脂、热塑性树脂等为主成分的粘接剂。在它们之中，从提高底座7与保护帽盖8的紧贴性的观点出发，优选以热固化性树脂为主成分的粘接剂。作为热固化性树脂的具体例，可列举例如环氧树脂等。需要说明的是，“主成分”是指含有80质量％以上的成分。
另外，在本实施方式中，膜体4C也通过粘接剂9B粘接于保护帽盖8的内表面。将膜体4C粘接的粘接剂9B可以使用与将底座7与保护帽盖8粘接的粘接剂9A相同的粘接剂。
<使气氛温度变化时的温度差>
使设置气体传感器1的气氛温度(即，被检测气氛的温度)在30分钟以内从0℃变化至80℃时的、第一内部空间4A与第二内部空间5A的温度差的最大值T1为0.4℃以下。而且，关于同样地使气氛温度从80℃变化至0℃时的、第一内部空间4A与第二内部空间5A的温度差的最大值T2，也优选设为0.4℃以下。此外，T1及T2分别优选为0.2℃以下。
此外，关于同样地使气氛温度从-40℃变化至100℃时的第一内部空间4A与第二内部空间5A的温度差的最大值T3及使气氛温度从100℃变化至-40℃时的第一内部空间4A与第二内部空间5A的温度差的最大值T4，也分别优选为0.4℃以下。
T1、T2、T3及T4例如按照以下的步骤来测定。首先，在设定为计测开始温度的恒温槽内放置气体传感器。然后，对恒温槽内进行加热或冷却，计测第一内部空间4A与第二内部空间5A的温度差直至到达计测结束温度为止。根据计测的结果，算出T1、T2、T3及T4。
需要说明的是，第一内部空间4A及第二内部空间5A的温度可以分别由第一气体检测元件2及第二气体检测元件3的测温电阻体24测定。但是，也可以使用测温电阻体24以外的单元、例如配置于第一内部空间4A及第二内部空间5A的测温元件来测定温度。
T1、T2、T3及T4可以通过例如第一收纳部4与第二收纳部5的距离、构成它们的部件的材质、划定第一内部空间4A及第二内部空间5A的壁的厚度等的调整而成为上述的值以下。
<壳体>
壳体6收容第一收纳部4及第二收纳部5。壳体6具有将被检测气体向内部导入的开口6A和配置于开口6A的过滤器6B。具体而言，第一收纳部4及第二收纳部5(即底座7及保护帽盖8)收容于在壳体6与电路基板10之间设置的内部空间6C。内部空间6C通过将电路基板10经由密封部件11固定在向壳体6的内部突出的内框6D上而形成。
开口6A以将被检测气氛与内部空间6C连通的方式形成。从开口6A取入到内部空间6C的被检测气体通过第二气体导入口5B仅向第二内部空间5A供给。另一方面，内部空间6C内的水蒸汽能够向第一内部空间4A及第二内部空间5A这双方扩散。
过滤器6B是使被检测气体透过且使液状的水不透过的疏水过滤器。通过过滤器6B，能抑制被检测气体的流速变化对于传感器输出的影响。需要说明的是，在本实施方式中，过滤器6B以堵塞开口6A的方式安装于壳体6的内表面。
<电路基板>
电路基板10配置在壳体6内，形成运算部12和图5所示的电路。电路基板10具有：气体检测电路C1，向第一气体检测元件2的发热电阻体20及第二气体检测元件3的发热电阻体30施加电压，根据第一气体检测元件2的发热电阻体20与第二气体检测元件3的发热电阻体30之间的电位来输出气体浓度检测信号Vd；及温度测定电路C2，向测温电阻体24施加电压，根据第一气体检测元件2及第二气体检测元件3各自的测温电阻体24的电位差来输出温度检测信号Vt。
更详细而言，气体检测电路C1具有差动放大电路和固定电阻R3、R4。固定电阻R3、R4相互串联，且分别与第一气体检测元件2的发热电阻体20和第二气体检测元件3的发热电阻体30并列配置。第一气体检测元件2的发热电阻体20与第二气体检测元件3的发热电阻体30串联。当向第一气体检测元件2的发热电阻体20及第二气体检测元件3的发热电阻体30施加一定的电压Vcc时，在第一气体检测元件2的发热电阻体20与第二气体检测元件3的发热电阻体30之间产生电位，在固定电阻R3及固定电阻R4之间产生电位。上述的电位的电位差由差动放大电路放大，作为气体浓度检测信号Vd从气体检测电路C1向运算部12输出。
温度测定电路C2在第一、二气体检测元件2、3的测温电阻体24与运算部12之间具有差动放大电路。当伴随着被检测气氛的温度变化而测温电阻体24的电阻值变化从而产生电位差时，该电位差被差动放大电路放大，作为温度检测信号Vt从温度测定电路C2向运算部12输出。
<运算部>
运算部12基于气体浓度检测信号Vd来计算被检测气氛中的气体的浓度，基于温度检测信号Vt来计算第一收纳部4及第二收纳部5各自的被检测气氛的温度(第一、二内部空间的温度)。需要说明的是，从直流电源40向运算部12及电路基板10供给电流。
[1-2.效果]
根据以上详述的实施方式，能得到以下的效果。
(1a)T1为0.4℃以下，因此即使产生环境的温度变化，也能将供第一气体检测元件2配置的第一内部空间4A与供第二气体检测元件3配置的第二内部空间5A的温度差保持得小。即，第一气体检测元件2与第二气体检测元件3的测定条件接近。其结果是，对于温度变化的输出变动减小，传感器输出的误差降低。
(1b)通过电路基板10和运算部12，使用第一气体检测元件2的发热电阻体20及第二气体检测元件3的发热电阻体30之间的电位来计算气体的浓度，由此能够高精度地输出被检测气体的浓度。
(1c)底座7和保护帽盖8由陶瓷构成，由此两者的热膨胀率之差减小。因此，能抑制由于热冲击而底座7与保护帽盖8的紧贴性下降这一情况，能够提高第一内部空间4A的密闭性。
(1d)另外，第一气体导入口4B设置于陶瓷制的保护帽盖8，并且膜体4C以覆盖第一气体导入口4B的方式设置于保护帽盖8。因此，膜体4C不与金属接触，不会被金属离子污染。因此，能抑制膜体4C的水蒸汽透过性能的下降。
(1e)底座7及保护帽盖8构成第一收纳部4并且也构成第二收纳部5，因此能同时且容易地进行第一收纳部4及第二收纳部5的形成。而且，由于能够将第一内部空间4A与第二内部空间5A接近配置，因此能够降低第一内部空间4A与第二内部空间5A的温度差。
(1f)壳体6具有配置于开口6A的过滤器6B，由此能抑制液状的水向壳体6的内部的侵入。其结果是，能够提高传感器输出的精度。
[1-3.第二实施方式]
关于与第一实施方式相同的点，省略说明，关于与第一实施方式不同的特征，使用图8以后的附图进行说明。在此，作为被检测气体，以作为可燃性气体的氢为例进行说明。
氢氧化催化剂4D是对侵入到第一内部空间4A内的氢气进行氧化而转换成水或水蒸汽的催化剂。作为这样的催化剂，可列举铂、钯、钌、铑或它们的合金。在它们之中，可以优选使用铂或铂-钌合金。氢氧化催化剂4D相当于被检测气体氧化催化剂。
氢氧化催化剂4D配置在膜体4C与第一内部空间4A之间。具体而言，氢氧化催化剂4D以覆盖第一气体导入口4B的方式配置在第一气体导入口4B内。即，从第一气体导入口4B的贯通方向(即中心轴方向)观察时，氢氧化催化剂4D以与第一气体导入口4B重叠的方式配置。
另外，氢氧化催化剂4D通过由载持体载持而构成多孔质的片体。而且，氢氧化催化剂4D配置于膜体4C的第一内部空间4A侧的面，通过例如热压接等而接合于膜体4C。作为载持体，可以使用活性炭、富勒烯、碳纳米角、碳纳米管等碳材料。而且，作为载持体，可以使用多孔质状的氧化铝等陶瓷、钛等金属等。
在本实施方式中，膜体4C及氢氧化催化剂4D以从第一内部空间4A的外侧覆盖第一气体导入口4B的方式配置。由此，能够通过底座7及保护帽盖8的回流焊来形成第一内部空间4A，之后配置膜体4C及氢氧化催化剂4D。因此，能够防止由于回流焊时的第一内部空间4A内的空气的膨胀而膜体4C及氢氧化催化剂4D发生变形这一情况。但是，也可以是以从第一内部空间4A侧覆盖第一气体导入口4B的方式配置膜体4C及氢氧化催化剂4D。
膜体4C及氢氧化催化剂4D配置于在保护帽盖8设置的凹部，通过绝缘性的粘接剂而粘接于保护帽盖8。膜体4C及氢氧化催化剂4D的周缘由粘接剂密封。
在高浓度环境下通过了膜体4C的氢气与氢氧化催化剂4D接触而被氧化，成为水或水蒸汽。由此，膜体4C的内侧(即第一内部空间4A侧)的湿度升高，因此经由膜体4C向第一内部空间4A外排出水分。
[1-4.效果]
根据以上详述的实施方式，能得到以下的效果。
(1g)在高浓度的氢气环境下通过了膜体4C的氢气由氢氧化催化剂4D氧化，由此从第一内部空间4A内除去氢气。其结果是，即使在被检测气氛中的氢气浓度高的情况下，也能维持第一内部空间4A与配置有检测用的第二气体检测元件3的第二内部空间5A之间的氢气浓度差，能够抑制气体传感器1的输出下降。
(1h)氢氧化催化剂4D以覆盖第一气体导入口4B的方式配置在第一气体导入口4B内，由此，使通过了膜体4C的氢气与氢氧化催化剂4D高效地接触。因此，能够更可靠地抑制气体传感器1的输出下降。
(1i)氢氧化催化剂4D是在膜体4C的第一内部空间4A侧的面上配置的片体，因此能够将膜体4C与氢氧化催化剂4D配置成一体。因此，能够容易且可靠地以覆盖第一气体导入口4B的方式配置氢氧化催化剂4D。
[2.其他的实施方式]
以上，说明了本公开的实施方式，但是本公开没有限定为上述实施方式，当然可采用各种方式。
(2a)在上述实施方式的气体传感器1中，底座7和保护帽盖8可以不必由陶瓷构成。此外，底座7和保护帽盖8可以通过粘接剂9A以外的手段来固定。
(2b)在上述实施方式的气体传感器1中，构成第一收纳部4的底座及保护帽盖与构成第二收纳部5的底座及保护帽盖可以为不同部件。即，可以分别设置第一收纳部4的底座及保护帽盖、第二收纳部5的底座及保护帽盖。而且，第一收纳部4与第二收纳部5可以分离配置。
在上述实施方式的气体传感器1中，第一收纳部4及第二收纳部5可以不必由底座及保护帽盖构成。例如，第一收纳部4及第二收纳部5可以由中空状的1个部件分别构成。
(2c)在上述实施方式的气体传感器1中，膜体4C可以是以堵塞第一气体导入口4B的方式配置在保护帽盖8的外侧。而且，膜体4C可以通过粘接剂以外的手段安装于保护帽盖8。
(2d)在上述实施方式的气体传感器1中，壳体6可以不必具备过滤器6B。而且，图1及图2所示的壳体6的形状为一例，可以适当变更。
(2e)在上述实施方式的气体传感器1中，第一气体检测元件2及第二气体检测元件3可以不具备测温电阻体24。而且，在第一收纳部4及第二收纳部5可以设置测温电阻体24以外的测温单元。
(2f)在上述实施方式的气体传感器1中，如图10A所示，氢氧化催化剂4D可以不配置于第一气体导入口4B内地覆盖第一气体导入口4B。
(2g)如图10A所示，第一收纳部4可以具有对膜体4C及氢氧化催化剂4D进行支撑的片状的支撑部件4E。支撑部件4E为多孔体，构成为使气体透过。支撑部件4E由例如碳材料、陶瓷等构成。通过支撑部件4E，能够抑制膜体4C及氢氧化催化剂4D的翘曲，提高第一气体导入口4B的密闭性。而且，能够提高将膜体4C及氢氧化催化剂4D进行了一体化的片的处理性。需要说明的是，支撑部件4E在图10A中层叠于氢氧化催化剂4D的与膜体4C相反的一侧的面，但也可以层叠于膜体4C的与氢氧化催化剂4D相反的一侧的面。
(2h)在上述实施方式的气体传感器1中，氢氧化催化剂4D可以不必覆盖第一气体导入口4B，例如可以配置于构成第一气体导入口4B的第一收纳部4的内壁。而且，氢氧化催化剂4D可以不必配置于第一气体导入口4B内。例如，可以如图10B所示，氢氧化催化剂4D配置在第一内部空间4A内。而且，氢氧化催化剂4D可以不必为片状。
(2i)氢氧化催化剂4D可以不必配置在膜体2D与第一内部空间4A之间、或第一内部空间4A内。例如，氢氧化催化剂4D可以层叠于2个膜体4C之间。而且，氢氧化催化剂4D可以扩散地包含于膜体4C之中。
(2j)可以使上述实施方式中的1个结构要素具有的功能分散为多个结构要素，或者可以将多个结构要素具有的功能合并成1个结构要素。而且，可以省略上述实施方式的结构的一部分。而且，可以将上述实施方式的结构的至少一部分向其他的上述实施方式的结构进行附加、置换等。需要说明的是，根据权利要求书记载的语句而确定的技术思想所包含的所有形态都是本公开的实施方式。
[3.实施例]
以下，说明为了确认本公开的效果而进行的实施例1与比较例的比较。
(实施例1)
将图1所示的气体传感器1放置在初期温度0℃的恒温槽中。然后，测定了将恒温槽的温度设定为80℃至气体传感器1的气氛温度到达80℃为止的期间的第一内部空间4A及第二内部空间5A的温度差。
温度测定通过第一气体检测元件2及第二气体检测元件3各自的测温电阻体24进行。而且，在图5所示的电路中，将电压Vcc设为5V，将第一气体检测元件2的发热电阻体20的电阻设为100Ω，将第二气体检测元件3的发热电阻体30的电阻设为100Ω。
此外，将放置气体传感器1的恒温槽的初期温度分别设为-40℃、100℃及80℃，将到达温度分别设为100℃、-40℃及0℃，测定了第一内部空间4A及第二内部空间5A的温度差。上述的各计测条件的结果如图6A、6B、6C、6D所示。
(比较例)
相对于图1所示的气体传感器1，制作了将第一内部空间4A与第二内部空间5A的距离扩大为20倍的气体传感器。对于该气体传感器，以与实施例相同的多个计测条件使气氛温度变化而测定了第一内部空间4A及第二内部空间5A的温度差。上述的结果如图6A、6B、6C、6D所示。
(考察)
如图6A、6B、6C、6D所示，在实施例1中，在全部4个计测条件下，相对于气氛温度的变化的第一内部空间4A及第二内部空间5A的温度差的变化小。而且，在全部的计测条件下，温度差的最大值为0.4℃以下。相对于此，在比较例中，第一内部空间4A及第二内部空间5A的温度差的变化大，温度差的最大值在全部的计测条件下为1℃以上。
在此，如图7所示，第一内部空间及第二内部空间的温度差与气体传感器的输出误差处于比例关系。即，2个空间的温度差越大，则输出误差也越大。
在实施例1中，各计测条件下的温度差的最大值为0.4℃以下。因此，根据图7，实施例中的输出误差始终小于1000ppm。另一方面，在比较例中，在使气氛温度从-40℃向100℃变化的计测条件下，温度差的最大值超过2.0℃。此时，输出误差超过5000ppm。
这样，通过将第一内部空间4A及第二内部空间5A的温度差的最大值设为0.4℃以下，能大幅降低输出误差，能够提高传感器输出的精度。
以下，说明为了确认第二实施方式的效果而进行的实施例2与实施例3的比较。
(实施例2～3)
在实施例3中，制作图8所示的气体传感器1，在实施例2中，制作了从图8所示的气体传感器1去除了氢氧化催化剂4D的气体传感器。将上述的气体传感器1分别配置在25℃、相对湿度95％的气氛下，将2体积％的氢气供给15分钟，测定了气体传感器1的输出。
(考察)
如图12所示，在不具备氢氧化催化剂的实施例2的气体传感器中，气体传感器的输出随着时间经过而稍稍下降。另一方面，在具备氢氧化催化剂的实施例3的气体传感器中，如图11所示，其输出不会因时间经过而下降，保持为恒定，更高精度地输出氢浓度。

Claims (8)

1.一种气体传感器，用于对被检测气氛中的气体进行检测，所述气体传感器具备：
第一气体检测元件及第二气体检测元件；
第一收纳部，具有收纳有所述第一气体检测元件的第一内部空间；
第二收纳部，具有收纳有所述第二气体检测元件的第二内部空间；
壳体，收容有所述第一收纳部及所述第二收纳部；
电路基板，向所述第一气体检测元件的发热电阻体及所述第二气体检测元件的发热电阻体施加电压；及
运算部，计算被检测气氛中的气体的浓度，
所述第一气体检测元件和所述第二气体检测元件分别是具有电阻值根据自身的温度变化而变化的发热电阻体的导热式的检测元件，
所述壳体具有将被检测气体向内部导入的开口，
所述第一收纳部具有第一气体导入口，所述第一气体导入口将所述第一内部空间与所述壳体的内部连通，并且由使水蒸气 透过且使被检测气体实质上不透过的膜体覆盖，
所述第二收纳部具有第二气体导入口，所述第二气体导入口从所述壳体的内部向所述第二内部空间导入被检测气体，
所述壳体具有配置于所述开口而使被检测气体透过且使液状的水不透过的过滤器，
所述开口向所述被检测气氛开放，且隔着所述过滤器与所述第一气体导入口和所述第二气体导入口分别相对，
所述第一收纳部和所述第二收纳部共有载置所述第一气体检测元件和所述第二气体检测元件的绝缘性陶瓷制成的底座，
所述运算部根据向串联的两个所述发热电阻体施加了一定的电压时的两个所述发热电阻体之间的电位来计算所述浓度，
在使气氛温度从0℃变化至80℃时的、所述第一内部空间与所述第二内部空间的温度差的最大值为0.4℃以下的位置配置所述第一收纳部和所述第二收纳部。
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，
所述第一收纳部和所述第二收纳部共有以划定所述第一内部空间及所述第二内部空间的方式覆盖所述底座的陶瓷制成的保护帽盖。
3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其中，
所述第一收纳部具有对侵入到所述第一内部空间内的被检测气体进行氧化的被检测气体氧化催化剂。
4.根据权利要求3所述的气体传感器，其中，
所述被检测气体氧化催化剂配置于所述膜体与所述第一内部空间之间和所述第一内部空间内的至少一方。
5.根据权利要求4所述的气体传感器，其中，
所述被检测气体氧化催化剂配置在所述第一气体导入口内。
6.根据权利要求4或5所述的气体传感器，其中，
所述被检测气体氧化催化剂以覆盖所述第一气体导入口的方式配置。
7.根据权利要求6所述的气体传感器，其中，
所述被检测气体氧化催化剂是在所述膜体的所述第一内部空间侧的面上配置的片体。
8.根据权利要求7所述的气体传感器，其中，
所述第一收纳部还具有对所述膜体和所述被检测气体氧化催化剂中的至少一方进行支撑的片状的支撑部件。
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