CN1399720A - 气体检测传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明的主要目的是简化气体检测传感器的构造，并且在有H2O和O2存在的条件下，可高精度地检测被检测气体内的可燃性气体的浓度、和含有可燃性气体的被检测气体内的氧气的浓度。为了达到上述目的，本发明的气体检测传感器是通过可燃性气体的接触反应而使传感器发热，通过该发热而发出可燃性气体的检测信号的气体检测传感器，由以下部分构成：膜片，该膜中在被检测气体所接触的接气面上具有白金镀层薄膜；第1检测传感器，该检测传感器由两种不同金属的一端分别接近上述膜片的非接气面地固定的热电偶构成，通过可燃性气体的接触反应而被加热；具有与被检测气体相接触的接气面的膜片；对被检测气体的温度进行检测的第2检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近上述膜片的非接气面地固定的热电偶构成。

Description

气体检测传感器
技术领域
本发明涉及可燃性气体和可燃性气体内的氧气的检测传感器的改进，是用于确保各种生产装置和生产设备的安全、和用于检测半导体制造用纯水内的氢气、半导体制造用气体内的氢气的检测传感器。
背景技术
作为可燃性气体的检测传感器，早就广泛使用接触反应式(或接触燃烧式)气体检测传感器、和半导体式气体检测传感器、热传导式气体检测传感器。其中，接触反应式气体检测传感器因寿命长、稳定性好，故多用于氢气等的检测。
图10是表示现有的接触反应式气体检测传感器的传感器元件A的一个例子的图。该传感器元件A是这样构成的，即把作为催化剂载体C的铝、或硅酸铝和粘合剂的混合物烧结在白金线(直径约20μm)的线圈B上，使其载有白金等的催化剂D。
在使用上述传感器元件A时，如图11所示，由传感器元件A和惰性物质烧结而成的温度补偿元件A0组成电桥电路，预先在传感器元件A上施加适当的电压，将其预热到约250℃以上的温度。将经过这样预热的传感器元件A与氢气等可燃性气体接触时，由于催化剂D的催化作用，氢气等便产生接触反应，传感器元件A便被加热。这样，传感器元件A的电阻增大，结果破坏了电桥电路的平衡而产生电位差，指示计E产生振动。根据该指示计E振动幅度的大小，便可读出传感器元件A上的发热量、即被检测气体内的可燃性气体的浓度。
上述图10的传感器元件A具有以下优点：(a)对可燃性气体的选择性灵活，(b)不容易受共存的H2O的影响，(c)适合于测定接近爆炸下限的气体浓度(在氢气场合为1-4％左右)。
但是，图10的传感器元件A必须始终将传感器元件A的温度保持在250℃以下，而且在检测可燃性气体的过程中，动作温度进一步升高。因此，传感器元件A往往成为可燃性气体的着火源，为了确保安全性，需要用200目左右的金属丝网或烧结金属等覆盖传感器元件A，将传感器元件A做成防爆结构。即，图10的传感器元件A在安全性方面存在着大问题。
这种传感器元件A由于上述催化剂载体C内载有催化剂D，故其基本问题在于催化剂活性的稳定性这一点。特别是可燃性气体燃烧而产生的催化剂烧结物、和可燃性气体不完全燃烧而产生的碳对催化剂活性度的影响尚未完全搞清楚，而且在高浓度的H2O和O2共存的条件下使用这种传感器元件的例子几乎还没有。
另外，这种传感器元件A其催化剂载体C的内部难以洗净，故存在着在要求高洁净度的半导体制造工艺中不能使用这种元件的问题。
这样，在高浓度H2O和O2共存的条件下、使用接触反应式可燃烧性气体检测传感器元件A在可靠性等方面还存在着较大的问题。而且，在半导体式可燃性气体检测传感器、和热传导式可燃性气体传感器的使用中也存在着同样的问题。另外，这种传感器元件A即使在原理上可作为检测可燃性气体中的氧用的传感器使用，但是，在现实中则因上述可靠性等问题而没有实际应用，其使用实绩几乎没有。
也就是说，现有的接触反应式可燃性气体检测用的传感器元件A，随着使用时间的推移，催化剂的活性度、即H2气体的检测灵敏度会大大降低。因此，例如检测制造半导体用水分发生反应炉的取水线内的未反应氢气的浓度，从可靠性来看终究是不能使用的。这通过试验可以确认，上述的半导体式氢气检测用传感器和热传导式氢气检测用传感器的情况也一样。
半导体制造用水分发生炉，在氢气过剩的状态下，往往当作发生水分的炉子使用，这种情况下必须对取水线内含有氢气的发生水分内的未反应氧气的浓度进行检测，但是，现有的传感器元件A不能用于这些场合。
本专利申请人为解决现在的接触反应式可燃性气体检测用的传感器元件A的问题，首先开发了具有图12所示构造的可燃性气体检测器，以特愿平9-186383号对该检测器作了揭示。
该可燃性气体检测器是由可燃性气体检测传感器20和检测器主体30等构成，前者的可燃性气体检测传感器20是由载有白金涂层催化剂的第1检测传感器21、和对被检测气体的温度进行检测的第2检测传感器22、以及传感器保持部23等构成的。
后者的检测器主体30是由检测第1检测传感器21发出的温度信号的第1温度检测器31、检测第2检测传感器22发出的温度信号的第2温度检测器32、分别显示两者检测温度的第1温度显示部33及第2温度显示部34、检测两者的温度差的温度差检测器35、以及显示检测器35测出的温度差的温度差显示部36等构成的。
上述可燃性气体检测传感器20一般如图13所示，密封地将传感器保持部23插入T字形分支管39内，两检测传感器21、22在配设固定于供给管37内的状态下供使用。该T字形分支管具有设于气体供给管37上的防爆用金属网体38。
该图12及图13所示的可燃性气体检测器其应答性和对气体浓度的检测精度良好，而且，即使当检测气体的流量发生变化时，亦可简单地对检测值进行校正，同时还可具有这样的实用效果，即检测灵敏度随着时间的推移而变化的幅度较小。
但是，这种可燃性气体检测器也存在着许多应解决的问题，其中特别急需解决的问题是防止在管路内流动着的高纯度气体被污染、确保检测精度的稳定性和确保安全性的问题。
即，插在高纯度气体内的第1检测传感器21及第2检测传感器22中使用热电偶，并且在通过可燃性气体的接触反应而被加热的第1检测测传感器21的外表面上，中介有TiN等阻挡层薄膜地镀有白金催化剂薄膜。
可是，形成热电偶的金属(例如，铬镍-铝镍热电偶)与TiN的阻挡层薄膜之间的粘合力容易随着时间的推移而变化，结果由于第1检测传感器21的白金催化剂薄膜的脱落而使高纯度气体受到污染，或者由于白金催化剂薄膜的局部性剥离而使催化剂的反应性降低。
第1检测传感器21的热电偶采用贵金属系统的热电偶，例如使用铂-铑类热电偶，检测流体自身的温度用的第2检测传感器22用TiN等的阻挡层薄膜包覆铂-铑的外表面，在使用这种结构的气体检测传感器的情况下，阻挡层薄膜不随着时间的变化而剥落、脱落。
但是，贵金属系热电偶的价格比较昂贵，而且机械强度和加工性方面也有问题，存在着难以工业化的问题。
发明拟解决的课题
本发明要解决图12所示型式的气体检测传感器所存在的上述问题，即(a)在使用廉价金属类的热电偶的情况下，白金催化剂薄膜与热电偶材料之间的粘合力随着时间的推移而降低，由于白金催化剂薄膜的脱落而污染高纯度气体，以及使催化剂的反应性降低；(b)在使用贵金属类热电偶的情况下，气体检测传感器的制造成本难以降低；(c)传感器难以加工，而且机械强度也比较低，难以降低制造成本等问题。本发明的主要目的是提供一种气体检测传感器，这种传感器不污染高纯度气体，其检测精度不随时间而变化，安全性好，而且可以较廉价地进行制造。
发明的公开
本专利发明者长年进行用于半导体制造的水分发生用反应炉的开发，在该水分发生用反应炉的开发过程中，在使不锈钢制作的反应炉主体的内壁面上所形成的白金催化剂层稳定方面取得了成功，即可防止催化性能随着时间的推移而变化。
因此，本发明者想到了将水分发生反应炉的白金催化剂层的形成技术应用于可燃性气体检测传感器，这样来低成本地制造催化剂性能降低少、可靠性高、而且安全性高的可燃性气体检测传感器。
本发明者根据上述构想，设想将热电偶随温度的变化所引起的输出变化作为可燃性气体浓度的检测因素，用各种型式的热电偶作为可燃性气体检测传感器，对其各种特性进行试验，并对其结果进行了详细研讨。
本发明是经历了上述过程而研制成功的，权利要求1所述的发明是一种通过可燃性气体的接触反应使传感器发热，由此发出可燃性气体的检测信号的气体检测传感器，基本由以下部分构成：膜片，该膜片在流通的被检测气体所接触的接气面上具有白金镀层薄膜；第1检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近非接气面地固定的热电偶构成，通过可燃气体的接触反应而被加热，该非接气面位于上述膜片上与接气面相反一侧；具有接气面的膜片，该接气面与流通的被检测气体相接触，检测流通的被检测气体之温度的第2检测传感器，该传感器由两种不用金属的一端分别接近非接气面地固定的热电偶构成，该非接气面位于上述膜片上与接气面相反一侧。
权利要求2的发明是一种通过可燃性气体的接触反应使传感器发热，由此发出可燃性被检测气体内的氧气的检测信号的气体检测传感器，基本由以下部分构成：膜片，该膜片在流通的被检测气体所接触的接气面上具有白金镀层薄膜；第1检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近非接气面地固定的热电偶构成，通过流通的可燃性气体的接触反应而被加热，该非接气面位于上述膜片上与接气面相反一侧；具有接气面的膜片，该接气面与流通的被检测气体相接触检测流动的被检测气体之温度的第2检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近非接气面地固定的热电偶构成，该非接气面位于上述膜片上与接气面相反一侧。
权利要求3的发明是将权利要求1或权利要求2的发明中的第1检测传感器及第2检测传感器的膜片选用的不锈钢制的，并在两膜片的接气面上形成有阻挡层薄膜。
权利要求4的发明是将权利要求3的发明中的阻挡层薄膜做成由氧化物或氮化物构成的阻挡层薄膜。
权利要求5的发明是将权利要求1或权利要求2的发明中的各热电偶选用由铬镍-铝镍热电偶构成的热电偶。
权利要求6的发明是将权利要求1或权利要求2的发明中的第1检测传感器的膜片及第2检测传感器的膜片、以其接气面朝向气体通路一侧的形式分别插入不锈钢传感器主体的上述各检测传感器的插入孔内，该不锈钢传感器主体设有被检测气体的入口和出口、连通入口和出口的气体通路、连通气体通路的第1检测传感器插入孔及第2检测传感器插入孔，利用插在上述各插入孔内部的上述各膜片气密状地进行密封。
附图的简单说明
图1是使用本发明可燃性气体检测传感器的气体检测器的方框构成图。
图2是第1检测传感器的纵剖面图。
图3是第2检测传感器的纵剖面图。
图4是表示第1检测传感器安装在传感器主体上的状态的纵剖面图。
图5是表示可燃性气体检测器的检测器主体的其他实施形态的方框图。
图6是表示本发明的检测传感器的H2浓度与传感器输出温度的关系之一个例子的曲线图。
图7是表示H2浓度与传感器输出温度的关系之一个例子的曲线图。
图8是表示O2浓度与传感器输出温度的关系之一个例子的曲线图。
图9是表示本发明的检测传感器的应答性之一个例子的曲线图。
图10是表示现有的接触反应式传感器的传感器元件之一个例子的图。
图11是使用图10的传感器元件的可燃性气体检测器的电路图。
图12是以前申请的专利的可燃性气体检测器的整体构成图。
图13是以前申请的专利的可燃性气体检测器之安装状态的剖面概要图。
实施发明的形式
发明的实施形式
以下，根据附图对本发明的实施形式进行说明。
图1是使用本发明的可燃性气体检测传感器2的可燃性气体检测器之方框构成图，图2是第1气体检测传感器5的纵剖面图，图3是第2气体检测传感器6的纵剖面图，图4是表示第1气体检测传感器5安装在传感器主体7上的安装状态的部分放大剖面图。
参照图1，本发明的可燃性气体检测器1是由将可燃性气体检测传感器2和检测器主体3两者之间连接起来的连接电缆4形成的。
上述可燃性气体检测传感器2如后所述，是由具有白金镀层催化剂薄膜的第1检测传感器5、和检测被检测气体的温度的第2检测传感器6以及传感器主体7构成的。
传感器主体7用不锈钢(SUS 316L)制作成块状，分别形成有可能性气体入口7a、可燃性气体出口7b、可燃性气体通路7c、第1检测传感器的插孔7d、第2检测传感器的插孔7e等。图1中，7f为配管连接用连接件，7g为传感器安装用配件、7h为传感器安装用螺栓。
上述检测器主体3由以下部分构成：检测第1检测传感器5发出的温度信号用的第1温度检测器3a、检测第2检测传感器6发出的温度信号用的第2温度检测器3b、分别显示两者的检测温度用的第1温度显示部3c及第2温度显示部3d、检测两者的检测温度差用的温度差检测器3e、显示温度差检测器3e测出的温度差用的温度差显示部3f等。
上述连接电缆4的两端设有连接器部4a、4b，可装卸地将可燃性气体检测传感器2和检测器主体3之间在电气上连接起来。
在图1的实施形式中，检测器主体3具有第1温度显示部3c及第2温度显示部3d，分别单独显示两检测传感器5、6的检测温度，但是，也可只设温度差(可燃性气体浓度)的显示部3f，或者，也可以在温度差的显示部3f上设置可燃性气体浓度报警部(省略图示)，检测器主体3的构成可以是任何形式的。
上述第1检测传感器5如图2所示，由以下部分构成：不锈钢(SUS316L)制的膜片底座5a、与其构成一体的膜片5b、形成于膜片5b的接气面(外表面)上的阻挡层薄膜5c、形成于阻挡层薄膜5c的外表面上的白金镀层薄膜5d、分别接近膜片5b的非接气面(里面侧)并将两种不同金属的一端侧固定的热电偶5e。
图2中，符号8是热电偶的保持体，热电偶5e的套体5e’由凸缘体5e”保持固定。
上述膜片底座5a用不锈钢(SUS 316L)制成环状，其外围面上形成有密封环(图示略)的卡合台阶部5a’。
上述膜片5b与膜片底座5a形成一体，通过对厚1mm左右的坯子进行抛光研磨，精加工成厚约0.1-0.3mm(内径约为10-20mm)。
上述阻挡层薄膜5c由TiN构成，在膜片5b的接气面上形成有厚约2μm的TiN薄膜。
形成上述阻挡层薄膜5c时，首先对膜片5b的外表面(接气面)进行适宜的表面处理，去除不锈钢表面上自然形成的各种金属氧化膜和钝化膜。然后，用TiN形成阻挡层薄膜5c。在本实施形式中，用离子镀层方法形成厚约2μm的TiN薄膜。
作为上述阻挡层薄膜5c的材质，除了TiN以外还可用TiC、TiCN、TiAlN等的氮化膜和Cr2O3、SiO2等的氧化膜。阻挡层薄膜5c的厚度为0.1μm-5μm较合适。这是因为，若厚度小于0.1μm，则不能充分发挥阻挡层的作用，相反，若厚度超过5μm，形成阻挡层薄膜费时费功，而且成为加热时产生膨胀差的原因，往往会导致阻挡层薄膜剥离等的缘故。
作为阻挡层薄膜5c的形成方法，除了上述离子镀层方法之外，还可采用离子涂覆法和真空蒸镀法等的PVD法和化学蒸镀法(CVD法)、热挤压法、喷镀法等。
设在上述第1检测传感器5的膜片5b的接气面上的白金镀层薄膜5d是形成于阻挡层薄膜5c上方的厚0.2μm左右的白金薄膜，上述阻挡层薄膜5c形成后，接着在其上形成白金镀层薄膜8b。本实施形式中，用离子镀层法形成厚约0.2μm的白金镀层膜5d。
上述白金镀层膜5d的厚度为0.1μm-3μm左右较合适。这是因为，若厚度小于0.1μm，则经过长时间使用后难以发挥催化剂的活性，相反，若厚度超过3μm，则不仅白金镀层薄膜5d的形成费用昂贵，而且即使做成3μm以上的厚度，催化剂的活性度及其保持期也几乎没有差别，并且在加热时往往因膨胀差而产生剥离的缘故。
白金镀层薄膜5d的形成方法除了离子镀层方法之外，还可采用离子涂覆法、真空蒸镀法、化学蒸镀法、热挤压法等，另外，当阻挡层薄膜8a为TiN之类的具有导电性的物质时，也可使用电镀方法。
上述热电偶5e是用两种不同的金属A1、A2制成的，两金属A1、A2的一端在接近膜片5b的里面侧(非接气面)的状态(约0.1-0.2mm的间隔位置)下固定。而且两金属A1、A2的另一端在被套体5e’保护的状态下拉出到外部。
在本实施形式中，热电偶5e使用贱金属类的铝镍-铬镍系热电偶5e。
上述热电偶保护体8是对热电偶5e进行保持固定的部件，将设在热电偶5e的套体5e’上的凸缘体5e”固定在该保持体8上，便可将热电偶5e的套体5e’保持固定位。
热电偶保持体8的结构只要是能将热电偶5e的套体5e’保持固定住的部件，任何结构的部件都可以。
上述第2检测传感器6如图3所示，从上述第1检测传感器5上将白金镀层薄膜5d去掉后便是该第2检测传感器，其他构造同第1检测传感器5完全一样。即，图3中的6a是不锈钢(SUS 316L)制的膜片底座、6d是膜片、6c是阻挡层薄膜、6e是热电偶、6e’是套体、6e”是凸缘体，膜片6b、阻挡层薄膜6c、热电偶6e等同第1检测传感器5的完全一样。
在上述图2和图3的实施形式中，是将膜片5b、6b分别用膜片5a、6a做成一体，但是，也可将膜片5b、6b与膜片5a、6a分开形成，然后，再用焊接等方法将两者固定。
在图2和图3的实施形态中，是各设有膜片底座5a、6a和热电偶保持体8的结构，但是，分别将膜片5b、6b气密状地插在上述传感器主体7的各传感器插孔7d、7e内，只要能固定住、而且能牢固地将热电偶5e、6e保持固定住，当然也可去掉膜片底座5a、6a和热电偶保持体8。
在图2和图3的实施形式中，热电偶5e、6e是使用铬镍-铝镍A1、A2的CA型贱金属类热电偶，当然也可以使用其他的铜-康铜(CC型)或铁-康铜(CI型)等热电偶。
在本实施形式中，如图1所示，将传感器主体7做成块状，将第1检测传感器5与第2检测传感器6配置成直角状，并且使被检测气体G首先与第2检测传感器6接触，然后，再与第1检测传感器5接触，但是，也可与此相反，使被检测气体G先与第1检测传感器5接触，然后，再与第1检测传感器6接触。
在本实施形式中，如图1所示，是将两个检测传感器5、6配置成被检测气体G的流股冲击第1及第2检测传感器5、6的形态，但是，当然也可将两个检测传感器并列设置成一列状，使被检测气体G沿着膜片5b、6b的接气面流动。
图4是表示上述图2所示的第1检测传感器5安装在传感器主体7上的状态之放大部分纵剖面图，图4中的符号9是密封环、7g是传感器固定件、7h是固定用螺栓。第1检测传感器5，夹着密封环9插入传感器主体7的第1检测传感器插孔7d内，由传感器固定件7g从上方进行按压，这样，便可将第1检测传感器5的膜片5b的接气面(即形成有白金镀层薄膜5d的外表面)露在可燃性气体通路7c一侧，在气密状地密封第1检测传感器插孔7d的状态下、固定在传感器主体7一侧上。
可燃性气体检测器的动作
下面，对本发明的可燃性气体检测器1的动作加以说明。
参照图1，从可燃性气体入口7a流入传感器主体7内的被检测气体G首先与第2检测传感器6的薄膜6b接触，接着向第1检测传感器5一侧流出。
上述第2检测传感器6的膜片6b通过阻挡层薄膜6c被加热到同被检测气体G的温度基本相等的温度。即，通过热电偶6e对被检测气体G的温度进行检测，并输入到第2温度检测器3b。
膜片6b和阻挡层薄膜6c的厚度极薄，并且具有10-20mm左右的面积，故热电偶6e对气体温度检测的应答性如后面所述是极高的。
第2检测传感器6的膜片6b的接气面被阻挡层薄膜6c覆盖，因此，即使被检测气体G内万一含有H2等可燃性气性，也不会发生因所谓接触催化剂活性而产生的反应热，其结果，第2检测传感器6便显示被检测气体G的气体温度。
通过上述阻挡层薄膜6c，可有效地防止从膜片6b向被检测气体G内的所谓金属扩散，而且还可完全阻止形成膜片6b的不锈钢的催化剂作用。
另外，通过了第2检测传感器6的气体G继续向第1检测传感器5的方向流出，与其膜片5b的接气面相接触。
在该第1检测传感器5的膜片5b的接气面上设有上述白金镀层薄膜5d，故万一被检测气体G内含有H2等可燃性气体时，由于白金镀层薄膜5d的催化剂作用，使H2活性化，引起所谓的接触反应，于是对薄膜5b进行加热。
又因膜片5b的厚度极薄、为0.2mm左右，故通过与白金镀层薄膜5c的接触催化剂反应而产生的热，会在早期被热电偶5e检测出来、并输入到第1温度检测器3a。
上述第1温度检测器3a的检测值与第2温度检测器3b的检测值之差通过温度差检测器3e进行检测，根据两者的温度差、将被检测气体内的可燃性气体浓度显示在温度差显示部(可燃性气体浓度显示部)3f上。
在图1的实施形式中，第1检测传感器5及第2检测传感器6的各热电偶5e、6e的输出值被输入到检测器主体3的第1温度检测器3a及第2温度检测器3b内，通过温度差检测器3e检测两个检测器3a、3b的温度差，并将该温度差换算成可燃性气体的浓度。检测器主体3的结构可以是任何型式的，例如如图5所示，也可以将第1检测传感器5的热电偶输出和第2检测传感器6的热电偶输出分别反极性地连接起来，用电位差计10读出两检测传感器5、6的输出差，将该电位差计10的读数直接换算成被检测气体G内的可燃性气体浓度。
实施例1
图6和图7是表示含有O2的气体内的H2浓度与第1检测传感器5及第2检测传感器6的各检测温度的关系之实测图。
实施例2
图8是表示含有H2的气体内的O2浓度与两检测传感器5、6的各检测温度的关系之实测图。
实施例1及实施例2中，试验所使用的第1检测传感器5设定为：不锈钢(SUS 316L)膜片5b的厚度为0.2mm、直径为20mm；阻挡层薄膜5C为，其TiN薄膜厚2.0μm、白金镀层薄膜厚0.2μm；热电偶5e采用铝镍-铬镍型，铬镍的前端和铝镍的前端固定在膜片5b上的固定间隔为0.2mm。第2检测传感器6为仅从上述第1检测传感器5上去掉了白金镀层薄膜5d。
从图6-图8可知，第1检测传感器5的检测温度具有与H2浓度或O2浓度成正比的关系，根据两检测传感器5、6的输出差(温度差)可检测出被检测气体G内的H2浓度或O2浓度。
实施例3
图9是表示可燃性气体检测器1的应答性试验结果的图。同实施例1及实施例2的情况一样，是在用第1及第2检测传感器5、6，对N2800 SCCM+O2200 SCCM(气体温度140℃)的被检测气体G进行检测的过程中，表示使被检测气体G内的H2浓度从1.0％急速上升到4.0％情况下的、两检测传感器5、6的温度检测输出值的变化状况之实测图。
从图9可知，可判断H2浓度为1.0％时第1检测传感器5的温度输出(约190.4℃)约在2、3秒钟达到304.25℃。
在同一条件下，使H2浓度从1％急升至3.0％、2.0％及1.5％时，第1检测传感器5的温度检测输出达到最终温度的90％为止的时间分别为2.4秒、2.6秒、3.0秒。
从上述图9可知，在H2浓度急速上升的情况下，迟2-3秒钟可检测出气体浓度急速上升，可确认该气体检测传感器2是具有高应答性的传感器。
在上述图6-图8中，可燃性气体采用含有H2及O2的被检测气体G，对该气体的H2浓度及O2浓度的测定进行了说明，本发明的气体检测传感器2与白金镀层薄膜接触而活化，因此，只要是燃烧的气体、任何可燃性气体、例如CO气体也可检测出来，可燃性气体当然不局限于氢气。
从上述图8还可知，本发明的气体检测传感器当然也可作为检测可燃性气体中的氧浓度的传感器使用。
发明的效果
权利要求1的发明中，气体检测传感器是由下述部分构成的：膜片，该膜片在流通的被检测气体所接触的接气面上具有白金镀层薄膜；第1检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近膜片的非接气面地固定的热电偶构成的；第2检测传感器，该传感器同第1检测传感器的构造一样，没有白金镀层薄膜。因此，本发明的构造极为简单，而且可得到一种检测输出与可燃性气体浓度有着极为明显的线性关系的可燃性气体检测传感器。另外，本发明的可燃性气体检测传感器对检测从半导体制造装置用水分发生反应炉内取出的发生水分中残留的氢气等极为有用。
同样，在权利要求2的发明中，可以高精度地对含有可燃性气体的被检测气体内的氧浓度进行检测，对从水分发生反应炉取出的发生水分中的残留氧气等的检测是有用的。
在本发明中，各检测传感器的膜片用不锈钢制成，并且在其接气面上形成有TiN等的阻挡层薄膜。阻挡层薄膜与不锈钢的粘合力极强，而且，还证实了粘合力几乎不随时间的推移而变化。其结果，本发明的气体检测传感器可长期保持白金镀层薄膜稳定的催化剂活性，而且白金镀层薄膜和阻挡层薄膜不产生剥离脱落现象，可长期进行高精度的气体浓度测定，对高纯度气体不产生污染。
另外，即使在将两个检测传感器组装在传感器主体内的情况下，露出在气体流路内的是设在上述薄膜上的粘合力极强的阻挡层薄膜、以及由阻挡层薄膜和白金镀层薄膜构成的薄膜层。
其结果，膜片5b就完全不会因为被检测气体的流速而受到损坏，可长期地进行稳定的高精度的气体浓度测定。又因构造非常简单，故可大大减小所谓检测传感器内的无信号区，这样，便可提高气体的置换性。
本发明可取得上述良好的实用效果。

Claims (6)

1.一种可燃性气体检测传感器，这种传感器因可燃性气体的接触反应而发热，由此发出可燃性气体的检测信号，其特征在于，由以下部分构成：膜片，该膜片在流通的被检测气体所接触的接气面上具有白金镀层薄膜；第1检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近非接气面地固定的热电偶构成，通过可燃性气体的接触反应而被加热，该非接气面位于上述膜片中与接气面相反一侧；具有接气面的膜片，该接气面与流通的被检测气体相接触；检测流通的被检测气体的温度的第2检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近非接气面地固定的热电偶构成，该非接气面位于上述膜片上与接气面相反一侧。
2.一种检测可燃性气体内所含的氧气的气体检测传感器，这种传感器因可燃性气体的接触反应而发热，由此发出被检测气体内的氧气的检测信号，其特征在于，由以下部分构成：膜片，该膜片在流通的被检测气体所接触的接气面上具有白金镀层薄膜；第1检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近非接气面地固定的热电偶构成，通过可燃性气体的接触反应而被加热，该非接气面位于上述膜片上与接气面相反一侧；具有接气面的膜片，该接气面与流通的被检测气体相接触；检测流通的被检测气体的温度的第2检测传感器，该传感器由两种不同金属的一端分别接近非接气面地固定的热电偶构成，该非接气面位于上述膜片上与接气面相反一侧。
3.如权利要求1或权利要求2所述的气体检测传感器，其中第1检测传感器和第2检测传感器的膜片是用不锈钢制的，并且在两膜片的接气面上形成有阻挡层薄膜。
4.如权利要求3所述的气体检测传感器，其中阻挡层薄膜是由氧化物或氮化物构成的。
5.如权利要求1或权利要求2所述的气体检测传感器，其中各热电偶是由铬镍-铝镍构成的热电偶。
6.如权利要求1或权利要求2所述的气体检测传感器，其中第1检测传感器的膜片和第2检测传感器的膜片、以其接气面朝向气体通路一侧的形式分别插入不锈钢制传感器主体的上述各检测传感器插入孔内，该不锈钢传感器主体设有被检测气体的入口和出口、连通入口和出口的气体通路、与气体通路相连通的第1检测传感器插入孔及第2检测传感器插入孔，通过插在上述各插入孔内的上述各膜片气密状地进行密封。
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