JP2001330585A - Carbon monoxide sensor - Google Patents

Carbon monoxide sensor

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JP2001330585A
JP2001330585A JP2000152385A JP2000152385A JP2001330585A JP 2001330585 A JP2001330585 A JP 2001330585A JP 2000152385 A JP2000152385 A JP 2000152385A JP 2000152385 A JP2000152385 A JP 2000152385A JP 2001330585 A JP2001330585 A JP 2001330585A
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carbon monoxide
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negative electrode
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JP2000152385A
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Japanese (ja)
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Masato Shoji
理人 東海林
Nobuharu Katsuki
暢晴 香月
Takashi Ida
隆 伊田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon monoxide sensor having quick response. SOLUTION: This sensor is equipped with a proton conductive electrolyte film 1, electrodes 2 having catalysts disposed on both faces of the proton conductive electrolyte film 1, a positive electrode collector plate 8 equipped with a gas passage 7 having an inlet and an outlet of gas and disposed so that the gas passage 7 is brought into contact with the surface of one of the electrodes 2, a negative electrode collector plate 10 having plural holes 9 disposed in contact with the surface of the other of the electrodes 2, a direct current power source connected so that the positive electrode collector plate 8 becomes a positive electrode and that the negative electrode collector plate 10 becomes a negative electrode, and a current detection means for detecting a current changing corresponding to the concentration of carbon monoxide gas in the detection gas including hydrogen and flowing in the gas passage 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は例えば燃料電池に用
いられる水素を多量に含む燃料ガス中の一酸化炭素ガス
濃度を検出する一酸化炭素センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon monoxide sensor for detecting the concentration of carbon monoxide gas in a fuel gas containing a large amount of hydrogen used for a fuel cell, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、家庭用、自動車用等に固体高分子
プロトン伝導膜を用いた燃料電池の開発が盛んに行なわ
れている。この燃料電池は動作させる際に燃料ガスとし
て水素ガスを用いるので、メタノールなどの液体燃料や
都市ガスを改質することによって水素ガスを取り出す改
質器が必要となる。しかし、改質器から出てくる水素ガ
スを多量に含む燃料ガスには、数十ppmレベルのごく
わずかな一酸化炭素ガスが含まれる。この一酸化炭素ガ
スが燃料電池の電極を構成する白金触媒に吸着(この現
象を被毒という)すると、燃料電池の起電力が低下して
しまう。そのため、燃料ガス中の一酸化炭素ガスの濃度
をモニターし、燃料電池システムを制御する必要があ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, fuel cells using solid polymer proton conductive membranes for home use, automobile use, and the like have been actively developed. Since this fuel cell uses hydrogen gas as a fuel gas when operating, a reformer for reforming a liquid fuel such as methanol or a city gas to extract hydrogen gas is required. However, the fuel gas containing a large amount of hydrogen gas coming out of the reformer contains a very small amount of carbon monoxide gas at a level of several tens of ppm. When the carbon monoxide gas is adsorbed on the platinum catalyst constituting the electrode of the fuel cell (this phenomenon is called poisoning), the electromotive force of the fuel cell decreases. Therefore, it is necessary to monitor the concentration of carbon monoxide gas in the fuel gas and control the fuel cell system.

【0003】燃料電池に供給される水素ガスを多量に含
む燃料ガス中の一酸化炭素ガスを検出する一酸化炭素セ
ンサとしては、特開平11−219716号公報に記載
されたものが知られている。
[0003] As a carbon monoxide sensor for detecting carbon monoxide gas in a fuel gas containing a large amount of hydrogen gas supplied to a fuel cell, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-219716 is known. .

【0004】この一酸化炭素センサの概略構造の分解斜
視図を図6に示す。50は陽子交換膜としてプロトン伝
導性を有する高分子からなる電解質膜{例えばNAFI
ON(デュポン社の商標)}で、その両面上には触媒粒
子を含む陽極42および陰極44を有する。43および
45は炭素紙からなる伝導拡散部であり、それぞれ陽極
42および陰極44に接触するように配置される。上記
伝導拡散部43は被検出ガス入口59と被検出ガスが流
れる陽極流れチャンネル46と被検出ガスの出口51と
を有するハウジング54と接触する。陰極44はハウジ
ング54の開口52を介して周囲の空気に曝される。複
数個の孔があけられた金属電流コレクター49は伝導拡
散部45と接触しそのターミナル47に電流が伝達す
る。ターミナル47はスロット55を通ってハウジング
54から外部に突出している。
FIG. 6 shows an exploded perspective view of a schematic structure of the carbon monoxide sensor. Reference numeral 50 denotes an electrolyte membrane made of a polymer having proton conductivity as a proton exchange membrane {for example, NAFI
ON (a trademark of DuPont)}, having an anode 42 and a cathode 44 containing catalyst particles on both sides. Reference numerals 43 and 45 denote conductive diffusion portions made of carbon paper, which are arranged to be in contact with the anode 42 and the cathode 44, respectively. The conductive diffusion section 43 contacts a housing 54 having a gas inlet 59 to be detected, an anode flow channel 46 through which the gas to be detected flows, and an outlet 51 of the gas to be detected. Cathode 44 is exposed to ambient air through opening 52 in housing 54. A plurality of perforated metal current collectors 49 are in contact with the conductive diffusion 45 and conduct current to its terminals 47. The terminal 47 projects out of the housing 54 through the slot 55.

【0005】次にこの一酸化炭素センサの動作について
説明する。水素ガスを多量に含む被検出ガス(燃料ガス
に同じ)は被検出ガス入口59を通って陽極流れチャン
ネル46に到る。ここから伝導拡散部43の中を通り出
口51から排出される。一方、陰極44は常に大気中の
酸素ガスと接している。従って陽極42および陰極44
と接する電解質膜50の表面では、水素ガスと酸素ガス
を燃料として発電する燃料電池と同様な化学反応が起こ
り、陽極42と陰極44の間には起電力が発生する。こ
の時の電流、電圧をターミナル47とハウジング54に
接続された図示しない電流検出装置および電圧検出装置
によって検出する。
Next, the operation of the carbon monoxide sensor will be described. The gas to be detected containing a large amount of hydrogen gas (same as the fuel gas) reaches the anode flow channel 46 through the gas to be detected inlet 59. From here, it passes through the conduction diffusion part 43 and is discharged from the outlet 51. On the other hand, the cathode 44 is always in contact with oxygen gas in the atmosphere. Therefore, the anode 42 and the cathode 44
A chemical reaction similar to that of a fuel cell that generates electricity using hydrogen gas and oxygen gas as fuel occurs on the surface of the electrolyte membrane 50 in contact with the anode, and an electromotive force is generated between the anode and the cathode. The current and voltage at this time are detected by a current detection device and a voltage detection device (not shown) connected to the terminal 47 and the housing 54.

【0006】この状態で被検出ガス中に一酸化炭素ガス
が混在すると、陽極42中の触媒粒子に一酸化炭素ガス
が吸着して陽極42は被毒する。その結果、水素ガスと
酸素ガスによる電池反応が阻害され、陽極42と陰極4
4の間の起電力が低下する。一酸化炭素ガスの濃度が被
毒の程度に反映されるため、起電力低下に伴う電流揺ら
ぎおよび電圧揺らぎを測定することで被検出ガス中の一
酸化炭素ガスの濃度を知ることができる。
In this state, if carbon monoxide gas is mixed in the gas to be detected, the carbon monoxide gas is adsorbed on the catalyst particles in the anode 42 and the anode 42 is poisoned. As a result, the battery reaction by the hydrogen gas and the oxygen gas is inhibited, and the anode 42 and the cathode 4
The electromotive force during 4 decreases. Since the concentration of the carbon monoxide gas is reflected in the degree of poisoning, the concentration of the carbon monoxide gas in the detected gas can be known by measuring the current fluctuation and the voltage fluctuation accompanying the decrease in the electromotive force.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このような一酸化炭素
センサの出力特性を測定した結果を図3に点線で示す。
50ppmの一酸化炭素ガスを含む被検出ガスをこの一
酸化炭素センサに導入したところ、被検出ガスを導入し
てからセンサ出力、すなわち起電力が変化するまでに数
分間かかることがわかった。その間は一酸化炭素センサ
からの電圧や電流の変化が認められないため、電圧揺ら
ぎや電流揺らぎを測定することができず。従って一酸化
炭素ガスの濃度を知ることができない。
The results of measuring the output characteristics of such a carbon monoxide sensor are shown by the dotted lines in FIG.
When a gas to be detected containing 50 ppm of carbon monoxide gas was introduced into this carbon monoxide sensor, it was found that it took several minutes for the sensor output, that is, the electromotive force, to change after the gas to be detected was introduced. During that time, no change in the voltage or current from the carbon monoxide sensor is recognized, so that voltage fluctuations and current fluctuations cannot be measured. Therefore, the concentration of the carbon monoxide gas cannot be known.

【0008】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、速い応答性の一酸化炭素センサを提供する
ことを目的とする。
An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a fast-response carbon monoxide sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の一酸化炭素センサは、プロトン伝導性電解質
膜と、このプロトン伝導性電解質膜の両面に配設された
触媒を有する電極と、ガスの入口と出口とを有するガス
流路を備え、前記電極の一方の表面に前記ガス流路が接
するように配設された正極集電板と、前記電極の他方の
表面に接するように配設された複数個の孔を有する負極
集電板と、前記正極集電板が正極に前記負極集電板が負
極になるように接続された直流電源と、前記ガス流路に
流れる水素を含む被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度
に応じて変化する電流を検出する電流検出手段とを備え
たことを特徴とするものである。
In order to solve this problem, a carbon monoxide sensor according to the present invention comprises a proton conductive electrolyte membrane and electrodes having catalysts disposed on both sides of the proton conductive electrolyte membrane. A gas flow path having a gas inlet and a gas outlet, and a positive electrode current collector arranged such that the gas flow path is in contact with one surface of the electrode, and so as to be in contact with the other surface of the electrode. A negative electrode current collector having a plurality of holes disposed therein, a DC power supply in which the positive electrode current collector is connected to the positive electrode such that the negative electrode current collector becomes the negative electrode, and hydrogen flowing through the gas flow path. And a current detecting means for detecting a current that changes in accordance with the concentration of the carbon monoxide gas in the gas to be detected.

【0010】この構成により、応答性の速い一酸化炭素
センサが得られる。
With this configuration, a carbon monoxide sensor having a fast response can be obtained.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、プロトン伝導性電解質膜と、このプロトン伝導性電
解質膜の両面に配設された触媒を有する電極と、ガスの
入口と出口とを有するガス流路を備え、前記電極の内の
一方の表面に前記ガス流路が接するように配設された正
極集電板と、前記電極の内の他方の表面に接するように
配設された複数個の孔を有する負極集電板と、前記正極
集電板が正極に、前記負極集電板が負極になるように接
続された直流電源と、前記ガス流路に流れる水素を含む
被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度に応じて変化する
電流を検出する電流検出手段とを備えており、そのため
被検出ガスがガス流路を介して触媒を有する電極に素早
く拡散し、触媒の被毒が早く起こり、また空気(酸素)
が供給されない構成であるので、プロトンと電子と酸素
から水が生成するという反応速度の遅い化学反応は起こ
らず、代りにプロトン伝導を用いた検出を行うので、応
答性が速くなるといった作用を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention provides a proton conductive electrolyte membrane, electrodes having catalysts disposed on both sides of the proton conductive electrolyte membrane, an inlet and an outlet for gas. A positive electrode current collector plate provided so that the gas flow path is in contact with one surface of the electrode, and a gas flow path having the gas flow path having the same, and is provided so as to be in contact with the other surface of the electrode. A negative electrode current collector having a plurality of holes, a DC power supply connected such that the positive electrode current collector is a positive electrode, the negative electrode current collector is a negative electrode, and hydrogen flowing through the gas flow path. Current detection means for detecting a current that changes in accordance with the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected, so that the gas to be detected quickly diffuses through a gas flow path to an electrode having a catalyst, Poisoning occurs quickly and air (oxygen)
Is not supplied, so a chemical reaction with a low reaction rate of generating water from protons, electrons, and oxygen does not occur. Instead, detection using proton conduction is performed, which has an effect of increasing responsiveness. .

【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、ガス流路は電極の面積の範囲内にのみ
配設したため、被検出ガスの全量を触媒を有する電極に
のみ導入でき、効率よく触媒を被毒させることができる
という作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, since the gas flow path is provided only within the area of the electrode, the entire amount of the gas to be detected is introduced only into the electrode having the catalyst. This has the effect that the catalyst can be poisoned efficiently.

【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、正極集電板および負極集電板の表面に
金メッキ層を形成した構成のため、正極集電板、負極集
電板と、触媒を有する電極との電気的接触性が改善さ
れ、低ノイズの出力が得られるという作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, since a gold plating layer is formed on the surfaces of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are provided. This has the effect of improving the electrical contact between the plate and the electrode having the catalyst and obtaining a low-noise output.

【0014】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、負極集電板の電極に接していない側に
ガス出口を有するガス室が配設され、前記ガス出口に流
量抑制手段を備えたため、ガス室内の雰囲気がプロトン
伝導により生成された純水素と水蒸気のみになり、安定
した出力が得られるという作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a gas chamber having a gas outlet is provided on a side of the negative electrode current collector plate which is not in contact with the electrode, and the gas outlet is provided at the gas outlet. Because of the provision of the means, the atmosphere in the gas chamber becomes only pure hydrogen and water vapor generated by proton conduction, and has an effect that a stable output can be obtained.

【0015】請求項5に記載の発明は、プロトン伝導性
電解質膜と、このプロトン伝導性電解質膜の一方の表面
に配設された白金および金の合金からなる触媒を有する
正電極と、前記電解質膜の内の他方の表面に配設された
白金または白金と他の貴金属の合金からなる触媒を有す
る負電極と、前記正電極が正極に、前記負電極が負極に
なるように接続された直流電源と、前記正電極の近傍を
流れる水素を含む被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度
に応じて変化する電流を検出する電流検出手段とを備
え、空気(酸素)が供給されないので、プロトンと電子
と酸素から水が生成する反応速度の遅い化学反応は起こ
らず、プロトン伝導を用いて検出しているため応答性が
速くなり、また白金および金の合金は一酸化炭素ガスに
極めて被毒されやすい材料であるため、これを正電極の
触媒に用いることにより、応答性がより高速化するとい
う作用を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a proton conductive electrolyte membrane, a positive electrode having a catalyst made of an alloy of platinum and gold and disposed on one surface of the proton conductive electrolyte membrane, A negative electrode having a catalyst made of platinum or an alloy of platinum and another noble metal disposed on the other surface of the membrane, a direct current connected so that the positive electrode is a positive electrode and the negative electrode is a negative electrode A power supply; and a current detection means for detecting a current that changes in accordance with the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected containing hydrogen flowing near the positive electrode. Since air (oxygen) is not supplied, proton There is no slow chemical reaction in which water is generated from oxygen, electrons and oxygen, and the response is fast because it is detected using proton conduction.The alloy of platinum and gold is extremely poisoned by carbon monoxide gas. Easy to be Because a material, by using this catalyst in the positive electrode, has the effect that response is higher speed.

【0016】請求項6に記載の発明は、プロトン伝導性
を有した第1電解質膜と、前記第1電解質膜の一方の表
面に配設された白金および金の合金からなる触媒を有す
る第1正電極と、前記第1電解質膜の他方の表面に配設
された白金または白金と他の貴金属の合金からなる触媒
を有する第1負電極とからなる第1検出部と、前記第1
正電極が正極に第1負電極が負極になるように接続され
た第1直流電源と、前記第1正電極の近傍を流れる水素
を含む被検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度に応じて変
化する電流を検出する第1電流検出手段と、プロトン伝
導性を有した第2電解質膜と、この第2電解質膜の内の
一方の表面に配設された白金およびルテニウムの合金か
らなる触媒を有する第2正電極と、前記第2電解質膜の
内の他方の表面に配設された白金または白金と他の貴金
属の合金からなる触媒を有する第2負電極とからなる第
2検出部と、前記第2正電極が正極に第2負電極が負極
になるように接続された第2直流電源と、前記第2正電
極近傍を流れる被検出ガス中の水素ガスの濃度に応じて
変化する電流を検出する第2電流検出手段と、前記第2
電流検出手段から得られた電流から被検出ガス中の水素
濃度を求めることにより、第1電流検出手段から得られ
た電流のうち水素濃度の変動量を補正して一酸化炭素ガ
スの濃度に換算する補正演算部を有しているため、被検
出ガス中の水素濃度の変動にかかわらず高精度に一酸化
炭素濃度が検出できるという作用を有する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising: a first electrolyte membrane having proton conductivity; and a catalyst comprising a platinum and gold alloy disposed on one surface of the first electrolyte membrane. A first detection unit including a positive electrode and a first negative electrode having a catalyst made of platinum or an alloy of platinum and another noble metal disposed on the other surface of the first electrolyte membrane;
A first direct-current power supply in which a positive electrode is connected to a positive electrode and a first negative electrode is connected to a negative electrode, and according to the concentration of carbon monoxide gas in a gas to be detected containing hydrogen flowing near the first positive electrode. A first current detecting means for detecting a changing current, a second electrolyte membrane having proton conductivity, and a catalyst comprising an alloy of platinum and ruthenium provided on one surface of the second electrolyte membrane. A second positive electrode, and a second detection unit including a second negative electrode having a catalyst made of platinum or an alloy of platinum and another noble metal disposed on the other surface of the second electrolyte membrane, A second DC power supply in which the second positive electrode is connected to the positive electrode and the second negative electrode is connected to the negative electrode, and a current that changes according to the concentration of hydrogen gas in the gas to be detected flowing near the second positive electrode Second current detecting means for detecting
By obtaining the hydrogen concentration in the gas to be detected from the current obtained from the current detecting means, the fluctuation amount of the hydrogen concentration in the current obtained from the first current detecting means is corrected and converted into the concentration of carbon monoxide gas. Therefore, there is an effect that the concentration of carbon monoxide can be detected with high accuracy regardless of the fluctuation of the concentration of hydrogen in the gas to be detected.

【0017】請求項7に記載の発明は、請求項6に記載
の発明において、被検出ガス中は第1検出部に導入さ
れ、被検出ガス中の一酸化炭素ガスは第1検出部で極め
て低濃度まで除去された後、第2検出部に導入されるた
め、第2検出部の触媒を被毒させないという作用を有す
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the detected gas is introduced into the first detecting portion, and the carbon monoxide gas in the detected gas is extremely reduced by the first detecting portion. After being removed to a low concentration, it is introduced into the second detection unit, and thus has the effect of not poisoning the catalyst of the second detection unit.

【0018】請求項8に記載の発明は、請求項1、5お
よび6に記載の発明において、被検出ガスを一酸化炭素
センサに流した状態で直流電源を投入し、一酸化炭素ガ
スの濃度を求める構成を有するため、直流電源投入直後
から触媒の被毒が始まり、被毒特性を利用したセンサ応
答性がより高速化するという作用を有する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first, fifth and sixth aspects of the present invention, a DC power supply is turned on with the gas to be detected flowing through the carbon monoxide sensor, and the concentration of the carbon monoxide gas is increased. Therefore, the poisoning of the catalyst starts immediately after the DC power supply is turned on, and the response of the sensor using the poisoning characteristic is further increased.

【0019】請求項9に記載の発明は、請求項1、5お
よび6に記載の発明において、被検出ガスを導入するガ
ス導入部に空気を導入する切替弁を設けているため、被
毒した触媒をすばやく回復できるという作用を有する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first, fifth and sixth aspects of the present invention, a switching valve for introducing air is provided in a gas introduction portion for introducing a gas to be detected, so that poisoning is performed. It has the effect that the catalyst can be recovered quickly.

【0020】請求項10に記載の発明は、請求項9に記
載の発明において、被検出ガスをガス導入部に既定時間
導入した後、切替弁によりガス導入部に空気を導入する
ように構成したため、触媒が再現性よく被毒し、高精度
に一酸化炭素濃度が検出できるという作用を有する。
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the ninth aspect, after the gas to be detected is introduced into the gas introduction section for a predetermined time, air is introduced into the gas introduction section by the switching valve. This has the effect that the catalyst is poisoned with good reproducibility and the concentration of carbon monoxide can be detected with high accuracy.

【0021】請求項11に記載の発明は、請求項10に
記載の発明において、ガス導入部に空気を導入する際、
直流電源を遮断するとともに正極および負極に接続され
た電圧検出手段により電圧の変化速度を求め、前記電圧
の変化速度が負になった時に切替弁を切り替え、被検出
ガスを導入するように構成したため、被毒した触媒をす
ばやく、再現性よく回復できるという作用を有する。
According to an eleventh aspect of the present invention, when air is introduced into the gas introduction part in the tenth aspect,
Because the DC power supply is cut off and the voltage change rate is obtained by voltage detection means connected to the positive electrode and the negative electrode, the switching valve is switched when the change rate of the voltage becomes negative, and the gas to be detected is introduced. It has the effect that the poisoned catalyst can be recovered quickly and with good reproducibility.

【0022】請求項12に記載の発明は、請求項1、5
および6に記載の発明において、ガス導入部および被検
出ガスを排出するガス排出部に弁を設け、動作時には前
記弁を開け非動作時には前記弁を閉じる構成を有してい
るため非動作時には加湿された空気がガス流路にとどま
り、電解質膜の乾燥を防ぎ、安定して一酸化炭素濃度を
検出できるという作用を有する。
According to the twelfth aspect of the present invention,
In the inventions described in (6) and (7), a valve is provided in the gas introduction unit and the gas discharge unit that discharges the gas to be detected, and the valve is opened during operation and the valve is closed during non-operation. The trapped air stays in the gas flow path, prevents the electrolyte membrane from drying, and has the effect of stably detecting the concentration of carbon monoxide.

【0023】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図5を用いて説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0024】(実施の形態1)図1は本発明による一酸
化炭素センサの実施の形態1の概略構造を説明する分解
斜視図である。図2は同センサの構成を説明するブロッ
ク図である。図3は同センサおよび従来例の一酸化炭素
センサの出力特性図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining a schematic structure of a carbon monoxide sensor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the sensor. FIG. 3 is an output characteristic diagram of the sensor and a conventional carbon monoxide sensor.

【0025】図1において、1はフッ素系高分子材料か
らなる直径1.4cmのプロトン伝導性電解質膜であ
り、その両面には白金と金の比率が3:1になるように
合金化した触媒が担持させられたカーボン粉を直径1c
mのカーボンクロス上にフッ素系高分子材料で固着した
電極2が上下2枚配設されている。2枚の電極2の外側
には、それぞれガスの漏洩を防ぐための厚さ0.25m
mのシリコン系高分子からなるシール材3が配設されて
いる。2枚の電極2とシール材3によって挟持されたプ
ロトン伝導性電解質膜1は、130℃の温度条件下でホ
ットプレスにより固着されている。このようにして検出
素子4はプロトン伝導性電解質膜1と2枚の電極2と2
枚のシール材3とから構成される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a proton conductive electrolyte membrane made of a fluorine-based polymer material having a diameter of 1.4 cm, and a catalyst alloyed on both surfaces thereof so that the ratio of platinum to gold is 3: 1. Is loaded with carbon powder having a diameter of 1c.
The upper and lower two electrodes 2 are fixed on a carbon cloth of m with a fluorine-based polymer material. A thickness of 0.25 m is provided outside each of the two electrodes 2 to prevent gas leakage.
A sealing material 3 made of a silicon-based polymer of m is provided. The proton conductive electrolyte membrane 1 sandwiched between the two electrodes 2 and the sealing material 3 is fixed by hot pressing at a temperature of 130 ° C. Thus, the detection element 4 is composed of the proton conductive electrolyte membrane 1 and the two electrodes 2 and 2
And three sealing materials 3.

【0026】図2において、検出素子4の一方の表面に
はガスの入口5と出口6とを有するガス流路7が接する
ように正極集電板8が配設されている。ガス流路7は、
電極2の面積内に収まるように幅およびピッチが0.5
mm、深さが0.3mmとし、ステンレス鋼(例えばJ
IS規格のSUS304)製の正極集電板8の表面を切
削することによって形成されている。なお、ガス流路7
は所定のガス流量(本実施の形態1では50cc/分と
した)が確保できるものであれば、前記寸法に制限され
るものではない。この正極集電板8の表面には切削加工
の後、厚さ1μmの金メッキ層が形成されている。
In FIG. 2, a positive electrode current collector 8 is provided on one surface of the detection element 4 so that a gas flow path 7 having a gas inlet 5 and an outlet 6 is in contact with the gas collector 7. The gas flow path 7
The width and pitch are set to 0.5 so as to fit within the area of the electrode 2.
mm, depth 0.3 mm, stainless steel (for example, J
It is formed by cutting the surface of a positive electrode current collector 8 made of IS standard SUS304). The gas flow path 7
Is not limited to the above dimensions as long as a predetermined gas flow rate (50 cc / min in the first embodiment) can be secured. After cutting, a gold plating layer having a thickness of 1 μm is formed on the surface of the positive electrode current collector plate 8.

【0027】検出素子4の他方の表面には、直径1.5
mmの孔9を多数設けたステンレス鋼(例えばJIS規
格のSUS304)製の負極集電板10が配設されてい
る。この負極集電板10の表面にも厚さ1μmの金メッ
キ層が形成されている。
The other surface of the detecting element 4 has a diameter of 1.5
A negative electrode current collector plate 10 made of stainless steel (for example, SUS304 of JIS standard) provided with a large number of holes 9 of mm is provided. A gold plating layer having a thickness of 1 μm is also formed on the surface of the negative electrode current collector plate 10.

【0028】負極集電板10が検出素子4に接していな
い側、すなわち図2においては負極集電板10の上方に
はガス出口11を有したステンレス鋼(例えばJIS規
格のSUA304)を切削加工することにより形成され
たガス室12が配設されている。ガス出口11には流量
抑制手段として直径0.8mmのオリフィス13が接続
されている。
On the side where the negative electrode current collector plate 10 is not in contact with the detection element 4, that is, in FIG. 2, above the negative electrode current collector plate 10, a stainless steel having a gas outlet 11 (for example, JIS standard SUA304) is cut. Thus, a gas chamber 12 formed is provided. An orifice 13 having a diameter of 0.8 mm is connected to the gas outlet 11 as flow suppression means.

【0029】正極集電板8、検出素子4、負極集電板1
0およびガス室12は、この順番に4本のネジ14にて
固定されている。
Positive current collector 8, detecting element 4, negative current collector 1
The gas chamber 12 and the gas chamber 12 are fixed by four screws 14 in this order.

【0030】ガスの入口5と出口6には、それぞれテー
パーネジを有する配管部材からなるガス導入部15とガ
ス排出部16が接続されている。ガス導入部15の先に
は弁17および被検出ガスと加湿空気を切り替える切替
弁18が設けられている。なお、加湿空気は燃料電池へ
供給される加湿空気を一部分岐して切替弁18に導入さ
れている。ガス排出部16とオリフィス13の出口側は
合流するように配管されており、その先には弁17が設
けられている。
The gas inlet 5 and the gas outlet 15 are connected to the gas inlet 5 and the gas outlet 6, respectively. A switching valve 18 for switching between a gas to be detected and humidified air is provided at the end of the gas introduction unit 15. The humidified air is introduced into the switching valve 18 by partially branching the humidified air supplied to the fuel cell. The gas discharge part 16 and the outlet side of the orifice 13 are connected so as to merge with each other, and a valve 17 is provided at the end thereof.

【0031】正極集電板8と負極集電板10には、前者
が正極に後者が負極になるように直流電源19が接続さ
れている。正極集電板8と負極集電板10の間に流れる
電流を検出するために、直流電源19と直列に電流検出
手段としての電流計20が接続されている。また、正極
集電板8と負極集電板10の間の電圧を検出するため
に、両者間に電圧検出手段としての電圧計21が接続さ
れている。電流計20と電圧計21の出力はマイクロコ
ンピュータ22に接続されている。マイクロコンピュー
タ22は電流計20が検出した電流から、例えば1秒毎
の電流の変化速度を演算し、あらかじめ電流の変化速度
に対する一酸化炭素ガスの濃度の相関を求めたテーブル
(ROMに格納してある)を参照して一酸化炭素ガスの
濃度に換算し出力するとともに、一酸化炭素ガスが吸着
した触媒の機能の回復(以下、リフレッシュと呼ぶ)を
行うため、直流電源19の投入、遮断制御や、切替弁1
8の切替制御、弁17の開閉を行う。
A DC power supply 19 is connected to the positive current collector 8 and the negative current collector 10 so that the former is a positive electrode and the latter is a negative electrode. In order to detect a current flowing between the positive current collector 8 and the negative current collector 10, an ammeter 20 as current detection means is connected in series with the DC power supply 19. In order to detect a voltage between the positive current collector 8 and the negative current collector 10, a voltmeter 21 as a voltage detecting means is connected therebetween. The outputs of the ammeter 20 and the voltmeter 21 are connected to a microcomputer 22. The microcomputer 22 calculates, for example, the rate of change of the current per second from the current detected by the ammeter 20, and obtains a correlation between the rate of change of the current and the concentration of the carbon monoxide gas in advance (stored in the ROM). ), The output is converted into the concentration of carbon monoxide gas, and the DC power supply 19 is turned on and off in order to recover the function of the catalyst to which the carbon monoxide gas is adsorbed (hereinafter referred to as refresh). And switching valve 1
The switching control of 8 and the opening and closing of the valve 17 are performed.

【0032】次に、本実施の形態1の一酸化炭素センサ
の動作を説明する。
Next, the operation of the carbon monoxide sensor according to the first embodiment will be described.

【0033】プロトン伝導性電解質膜1が乾燥すること
に起因する出力変動を抑えるため、まずマイクロコンピ
ュータ22は2つの弁17を開け、切替弁18を加湿空
気側に切り替えて加湿空気を30秒間流す。加湿空気の
流量は50cc/分とした。なお、ここで30秒間とし
たのは、本実施の形態1の一酸化炭素センサの配管やガ
ス流路7中のガスが流量50cc/分の加湿空気で置換
されるのに必要な時間である。従って、流量やガス流路
7の寸法によって置換時間は異なるため、本実施の形態
1の時間に何ら限定されるものではない。
In order to suppress the output fluctuation caused by the drying of the proton conductive electrolyte membrane 1, the microcomputer 22 first opens the two valves 17, switches the switching valve 18 to the humidified air side, and flows the humidified air for 30 seconds. . The flow rate of the humidified air was 50 cc / min. Here, the time of 30 seconds is the time required for the gas in the pipe and the gas flow path 7 of the carbon monoxide sensor of the first embodiment to be replaced with humidified air at a flow rate of 50 cc / min. . Therefore, since the replacement time varies depending on the flow rate and the size of the gas flow path 7, the replacement time is not limited to the time in the first embodiment.

【0034】次に、マイクロコンピュータ22は切替弁
18を被検出ガス側に切り替える。被検出ガスの流量は
50cc/分とした。被検出ガスは弁17、ガス導入部
15、入口5を通りガス流路7に導かれる。ガス流路7
は電極2に接しているので、被検出ガスがガス流路7を
流れることにより電極2を構成するカーボンペーパーの
中へまんべんなく拡散し、白金と金の合金からなる触媒
に達する。その後被検出ガスは出口6、ガス排出部1
6、弁17を通って排気される。
Next, the microcomputer 22 switches the switching valve 18 to the gas to be detected. The flow rate of the gas to be detected was 50 cc / min. The gas to be detected passes through the valve 17, the gas introduction unit 15, and the inlet 5, and is guided to the gas channel 7. Gas flow path 7
Is in contact with the electrode 2, the gas to be detected flows through the gas flow path 7 and diffuses evenly into the carbon paper constituting the electrode 2 to reach a catalyst made of an alloy of platinum and gold. Thereafter, the detected gas is supplied to the outlet 6 and the gas discharge unit 1
6. Exhaust through valve 17;

【0035】上記の動作から30秒経過し、配管やガス
流路7中のガスが被検出ガスに置換された後、マイクロ
コンピュータ22は直流電源19のスイッチを投入す
る。これにより、正極集電板8と負極集電板10の間に
電圧が印加される。なお、本実施の形態1では電圧を
0.1Vとした。この動作により、被検出ガス中の水素
ガスは電極2の触媒上で正極、負極それぞれ以下に示す
反応が起こる。 正極側:H2→2H++2e- (1)式 負極側:2H++2e-→H2 (2)式 正極側の電極2では上記(1)式に示すように水素ガス
の解離反応が起こり、ここで生じたプロトン(H+)が
プロトン伝導性電解質膜1を通って負極側の電極2に到
達し、そこで上記(2)式に示すように再び電子
(e-)を受け取り水素ガスを生成する。従って、水素
ガスの存在下では検出素子4と直流電源19の間に電気
的な閉回路が形成され、プロトン伝導度に応じた電流が
流れる。
After a lapse of 30 seconds from the above operation, the gas in the pipe and the gas flow path 7 is replaced with the gas to be detected, and then the microcomputer 22 switches on the DC power supply 19. As a result, a voltage is applied between the positive electrode current collector 8 and the negative electrode current collector 10. In the first embodiment, the voltage is set to 0.1V. By this operation, the hydrogen gas in the detected gas causes the following reactions on the catalyst of the electrode 2 for each of the positive electrode and the negative electrode. Positive electrode side: H 2 → 2H + + 2e (1) Formula Negative electrode side: 2H + + 2e → H 2 (2) Formula 2 At the positive electrode 2, a hydrogen gas dissociation reaction occurs as shown in the above formula (1). The protons (H + ) generated here reach the electrode 2 on the negative electrode side through the proton conductive electrolyte membrane 1, where they receive the electrons (e ) again as shown in the above equation (2) and receive hydrogen gas. Generate. Therefore, in the presence of hydrogen gas, an electric closed circuit is formed between the detection element 4 and the DC power supply 19, and a current flows according to the proton conductivity.

【0036】このような状態の下で、被検出ガス中に一
酸化炭素ガスが含まれると白金と金の合金からなる触媒
の表面に一酸化炭素ガスが吸着し被毒する。その結果
(1)式、(2)式の反応が阻害され電流が減少する。
マイクロコンピュータ22は、電流の1秒毎の減少速度
を演算し、電流の変化速度と一酸化炭素ガスの濃度の相
関テーブルを参照して一酸化炭素ガスの濃度を出力す
る。
In such a state, if the gas to be detected contains a carbon monoxide gas, the carbon monoxide gas is adsorbed and poisoned on the surface of the catalyst made of an alloy of platinum and gold. As a result, the reactions of equations (1) and (2) are inhibited, and the current decreases.
The microcomputer 22 calculates the rate of decrease of the current every second and outputs the concentration of the carbon monoxide gas with reference to a correlation table between the rate of change of the current and the concentration of the carbon monoxide gas.

【0037】上記の動作を続けると、触媒は一酸化炭素
ガスにより被毒が進行し電流が流れにくくなっていく。
この時の電流の変化速度は、同じ濃度の一酸化炭素ガス
であっても、センサ起動時の変化速度に対して著しく遅
くなり大きな誤差要因となる。そこでマイクロコンピュ
ータ22は一酸化炭素ガスの被毒による触媒の電流減少
を既定時間(本実施の形態1では1分とした)測定した
後、以下のリフレッシュ動作を行っている。
When the above operation is continued, the catalyst is poisoned by the carbon monoxide gas, and the current becomes difficult to flow.
At this time, the change speed of the current is significantly slower than the change speed at the time of starting the sensor even if the concentration of the carbon monoxide gas is the same, which causes a large error. Therefore, the microcomputer 22 measures the decrease in the current of the catalyst due to the poisoning of the carbon monoxide gas for a predetermined time (1 minute in the first embodiment), and then performs the following refresh operation.

【0038】まず、マイクロコンピュータ22は直流電
源19のスイッチを遮断するとともに、切替弁18を加
湿空気側に切り替える。これによりガス流路7には加湿
空気が流入する。
First, the microcomputer 22 shuts off the switch of the DC power supply 19 and switches the switching valve 18 to the humidified air side. Thereby, the humidified air flows into the gas flow path 7.

【0039】一方、切替弁18を切り替える直前までは
前記(1)式、(2)式に示す反応により、ガス室12
内には水素ガスが生成している。さらにガス室12の出
口11にはオリフィス13が取り付けられているため、
生成した水素ガスはすぐに排気されずガス室12内には
一定量の水素ガスが存在している。
On the other hand, until immediately before the switching valve 18 is switched, the gas chamber 12 is operated by the reactions shown in the above equations (1) and (2).
Hydrogen gas is generated inside. Further, since the orifice 13 is attached to the outlet 11 of the gas chamber 12,
The generated hydrogen gas is not immediately exhausted, and a certain amount of hydrogen gas exists in the gas chamber 12.

【0040】従って、検出素子4はガス流路7内の空気
とガス室12内の水素ガスからなる燃料電池を形成し、
正極集電板8が正極、負極集電板10が負極となる起電
力が生じる。この起電力による電圧は本実施の形態1の
場合、最高約0.8Vまで増加した後徐々に減少してい
く。これは、ガス室12に存在する水素ガスが起電力を
生じさせるため徐々に消費されていくためである。
Accordingly, the detection element 4 forms a fuel cell composed of air in the gas flow path 7 and hydrogen gas in the gas chamber 12.
An electromotive force is generated in which the positive electrode current collector 8 serves as a positive electrode and the negative electrode current collector 10 serves as a negative electrode. In the case of the first embodiment, the voltage due to the electromotive force increases up to about 0.8 V and then gradually decreases. This is because the hydrogen gas existing in the gas chamber 12 is gradually consumed to generate an electromotive force.

【0041】このように動作させることにより、被毒し
た触媒には加湿空気中の酸素ガスが供給され、一酸化炭
素ガスと反応して二酸化炭素ガスになり触媒から離れ
る。同時に、被毒した触媒側の電極2は約0.8Vの起
電力が発生するため、触媒に吸着した一酸化炭素ガスが
脱離するのに必要な0.68V以上の電圧がかかり、一
酸化炭素ガスは触媒からより一層離れていく。従って、
ガス流路7に加湿空気を導入するだけで、これら酸化反
応と起電力が被毒した触媒に作用し、この触媒はほぼ元
の状態にリフレッシュされる。
By operating in this manner, the poisoned catalyst is supplied with oxygen gas in humidified air, reacts with carbon monoxide gas to form carbon dioxide gas, and leaves the catalyst. At the same time, the electrode 2 on the poisoned catalyst side generates an electromotive force of about 0.8 V. Therefore, a voltage of 0.68 V or more necessary for desorbing the carbon monoxide gas adsorbed on the catalyst is applied, and The carbon gas moves further away from the catalyst. Therefore,
By merely introducing humidified air into the gas passage 7, these oxidation reactions and electromotive forces act on the poisoned catalyst, and this catalyst is refreshed to almost its original state.

【0042】起電力による電圧の変化は正極集電板8と
負極集電板10の間に接続した電圧計21でモニターさ
れている。マイクロコンピュータ22は電圧計21の出
力から電圧の変化速度を求め、変化速度が負(電圧が減
少)になればリフレッシュが完了したと判断し、切替弁
18を被検出ガス側に切り替える。
The voltage change due to the electromotive force is monitored by a voltmeter 21 connected between the positive current collector 8 and the negative current collector 10. The microcomputer 22 obtains the rate of change of the voltage from the output of the voltmeter 21, and if the rate of change becomes negative (decreases the voltage), determines that the refresh has been completed, and switches the switching valve 18 to the gas to be detected.

【0043】次に、マイクロコンピュータ22は配管や
ガス流路7の中の加湿空気が被検出ガスに置き換わるま
で(本実施の形態1では30秒)待った後、直流電源1
9のスイッチを投入し一酸化炭素ガスの濃度測定を続行
する。
Next, the microcomputer 22 waits for the humidified air in the pipe and the gas flow path 7 to be replaced with the gas to be detected (30 seconds in the first embodiment),
The switch 9 is turned on and the measurement of the concentration of carbon monoxide gas is continued.

【0044】以上の動作を繰り返すことで、一酸化炭素
ガスの濃度を検知している。
By repeating the above operation, the concentration of the carbon monoxide gas is detected.

【0045】一酸化炭素センサの動作を停止する場合
は、マイクロコンピュータ22は切替弁18を加湿空気
側に切り替えて上記のリフレッシュ動作を行う。電圧計
21の出力から求めた電圧の変化速度が負になると、マ
イクロコンピュータ22は2つの弁17を閉じ直流電源
19のスイッチを遮断する。このようにして一酸化炭素
センサを停止するため、検出素子4は常に加湿空気にさ
らされており、プロトン伝導性電解質膜1が乾燥するこ
とに起因する出力変動を抑えることができる。
When the operation of the carbon monoxide sensor is stopped, the microcomputer 22 switches the switching valve 18 to the humidified air side to perform the above-described refresh operation. When the rate of change of the voltage obtained from the output of the voltmeter 21 becomes negative, the microcomputer 22 closes the two valves 17 and cuts off the switch of the DC power supply 19. Since the carbon monoxide sensor is stopped in this manner, the detection element 4 is constantly exposed to humidified air, and output fluctuations due to drying of the proton conductive electrolyte membrane 1 can be suppressed.

【0046】本実施の形態1の一酸化炭素センサに一酸
化炭素ガスの濃度が20ppmの被検出ガスを50cc
分の流量で流したときの出力特性図を図3の実線にて示
す。横軸は時間、縦軸は出力電流である。時間が0の時
直流電源19を投入した。直流電源19の投入と同時に
出力電流は減少しはじめた。この変化速度をマイクロコ
ンピュータ22で求めることで一酸化炭素ガスの濃度を
知ることができた。なお、従来例(図3の破線)の出力
電圧は同じ被検出ガスを流しても数分間変化することが
なかった。このように従来技術に比べ格段に応答性が高
い一酸化炭素センサを実現できた。これは、被検出ガス
がガス流路7を介して触媒を有する電極2に素早く拡散
し被毒が早く起こり、またプロトンと電子と酸素から水
が生成するという反応速度の遅い化学反応が本質的に起
こらない構成であり、さらに一酸化炭素ガスに極めて被
毒されやすい白金および金の合金を触媒に用いたためで
ある。
In the carbon monoxide sensor according to the first embodiment, 50 cc of a gas to be detected having a carbon monoxide gas concentration of 20 ppm is applied.
An output characteristic diagram when flowing at a flow rate per minute is shown by a solid line in FIG. The horizontal axis is time, and the vertical axis is output current. When the time was 0, the DC power supply 19 was turned on. As soon as the DC power supply 19 was turned on, the output current began to decrease. The concentration of the carbon monoxide gas could be known by obtaining the rate of change by the microcomputer 22. The output voltage of the conventional example (broken line in FIG. 3) did not change for several minutes even when the same gas to be detected was supplied. As described above, a carbon monoxide sensor having much higher responsiveness than that of the conventional technology was realized. This is essentially a chemical reaction in which the gas to be detected quickly diffuses into the electrode 2 having a catalyst through the gas flow path 7 and poisoning occurs quickly, and a slow reaction rate in which water is generated from protons, electrons and oxygen. This is because an alloy of platinum and gold, which is extremely toxic to carbon monoxide gas, was used for the catalyst.

【0047】なお、本実施の形態1では電極2を構成す
る触媒として、一酸化炭素による被毒性を有する白金と
金の合金を用いた。しかし負電極として機能する方の負
極集電板10に用いられる触媒については一酸化炭素に
よる被毒性は問わないため、白金のみまたは白金と他の
貴金属、例えば白金とルテニウムの合金でもよく、白金
と金の合金材料に何ら限定されない。
In the first embodiment, an alloy of platinum and gold poisoned by carbon monoxide was used as a catalyst constituting the electrode 2. However, since the catalyst used for the negative electrode current collector plate 10 that functions as the negative electrode may be toxic by carbon monoxide, platinum alone or an alloy of platinum and other noble metals, for example, platinum and ruthenium, may be used. The invention is not limited to gold alloy materials.

【0048】(実施の形態2)図4は本発明の一酸化炭
素センサの実施の形態2の構成を説明するブロック図で
ある。図5は本発明の一酸化炭素センサの実施の形態2
の第2検出素子の構造を示す斜視図である。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a carbon monoxide sensor according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 shows a second embodiment of the carbon monoxide sensor of the present invention.
It is a perspective view which shows the structure of the 2nd detection element of FIG.

【0049】本実施の形態2は、実施の形態1と同一構
成の一酸化炭素センサ(以下一酸化炭素検出部23)
と、正電極の触媒材質を白金とルテニウムの合金とした
以外は前述の実施の形態1と同じ水素ガス検出部24を
結合したものである。また水素ガス検出部24の回路に
おいて、電圧計21が接続されない以外は一酸化炭素ガ
ス検出部23と同一である。
In the second embodiment, a carbon monoxide sensor having the same configuration as that of the first embodiment (hereinafter, carbon monoxide detector 23)
And a hydrogen gas detector 24 similar to that of the first embodiment except that the catalyst material of the positive electrode is an alloy of platinum and ruthenium. The circuit of the hydrogen gas detector 24 is the same as the carbon monoxide gas detector 23 except that the voltmeter 21 is not connected.

【0050】従って実施の形態1と同一の構成部分、部
品に関しては同一番号を付して詳細な説明は省略する。
なお一酸化炭素検出部23に用いられている場合には名
称に「第1」を付し、同一の構成部分、部品が水素ガス
検出部24に用いられている場合には名称に「第2」を
付しかつ番号にaを付して区別する。
Therefore, the same components and parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
In addition, when used for the carbon monoxide detection unit 23, “1” is added to the name, and when the same constituent part or part is used for the hydrogen gas detection unit 24, the name is “second”. And a is attached to the number to distinguish them.

【0051】図5において25は白金とルテニウムの合
金でできた触媒が担持させられたカーボン粉を直径1c
mのカーボンクロス上にフッ素系高分子材料で固着した
触媒電極でこの電極以外のプロトン伝導性電解質膜1、
電極2、シール材3およびこれらの構成は図1で説明し
たものと同一である。
In FIG. 5, reference numeral 25 denotes a carbon powder carrying a catalyst made of an alloy of platinum and ruthenium having a diameter of 1 c.
m, a proton conductive electrolyte membrane 1 other than this catalyst electrode fixed on a carbon cloth with a fluoropolymer material,
The electrode 2, the sealing material 3, and their configurations are the same as those described in FIG.

【0052】実施の形態1で説明した一酸化炭素センサ
で測定を行っている間、被検出ガス中の水素ガス濃度が
大きく変化すると、プロトン電解質膜1中を流れるプロ
トンの量が変わり、その結果、出力電流が変化してしま
う。従って、出力電流の変化が一酸化炭素ガスの濃度変
化によるものなのか、水素ガスの濃度変化によるものな
のか区別ができなくなることがある。このため、実施の
形態1で述べた一酸化炭素センサは、改質器の動作が安
定し、改質器から出てくる水素ガスの濃度がほぼ一定の
状態での一酸化炭素ガスの濃度を検知するなどの限定さ
れた状態では十分に機能するが、改質器の立ち上がり直
後など水素ガスの濃度が変動する場合には不十分な場合
がある。
During the measurement with the carbon monoxide sensor described in the first embodiment, if the concentration of hydrogen gas in the gas to be detected changes greatly, the amount of protons flowing through the proton electrolyte membrane 1 changes. As a result, the output current changes. Therefore, it may not be possible to distinguish whether the change in the output current is due to a change in the concentration of carbon monoxide gas or a change in the concentration of hydrogen gas. For this reason, in the carbon monoxide sensor described in the first embodiment, the operation of the reformer is stabilized, and the concentration of the carbon monoxide gas in a state where the concentration of the hydrogen gas coming out of the reformer is almost constant is reduced. It functions satisfactorily in a limited state such as detection, but may be insufficient when the concentration of hydrogen gas fluctuates, for example, immediately after the reformer starts up.

【0053】そこで本実施の形態2においては、図4に
示すように一酸化炭素ガス検出部23の第1ガス排出部
16に、水素ガスの濃度のみを検出する水素ガス検出部
24を接続し、水素ガスの濃度変化を補正して一酸化炭
素ガスの濃度を出力する。
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, a hydrogen gas detecting unit 24 for detecting only the concentration of hydrogen gas is connected to the first gas discharging unit 16 of the carbon monoxide gas detecting unit 23. And corrects the change in the concentration of the hydrogen gas and outputs the concentration of the carbon monoxide gas.

【0054】次に本実施の形態2の一酸化炭素センサの
基本動作について説明する。まず、マイクロコンピュー
タ22は2つの弁17、17aを開けるとともに切替弁
18を加湿空気側に切り替え、60秒間待つ。加湿空気
の流量は50cc/分とした。
Next, the basic operation of the carbon monoxide sensor according to the second embodiment will be described. First, the microcomputer 22 opens the two valves 17 and 17a, switches the switching valve 18 to the humidified air side, and waits for 60 seconds. The flow rate of the humidified air was 50 cc / min.

【0055】次に、マイクロコンピュータ22は切替弁
18を被検出ガス側に切り替える。被検出ガスの流量は
50cc/分とした。被検出ガスは一酸化炭素ガス検出
部23の第1弁17、第1ガス導入部15、第1入口5
を通り、第1ガス流路7に導かれ電極2の中の白金と金
の合金からなる触媒に達する。その後、被検出ガスは第
1出口6、第1ガス排出部16を通り、水素ガス検出部
24の第2ガス導入部15a、第2入口5aを通り第2
ガス流路7aに導かれ第2検出素子26の中の白金とル
テニウムの合金からなる触媒電極25に達する。次に被
検出ガスは第2出口6a、第2ガス排出部16a、第2
弁17aを通って排気される。
Next, the microcomputer 22 switches the switching valve 18 to the detected gas side. The flow rate of the gas to be detected was 50 cc / min. The gas to be detected is the first valve 17, the first gas introduction unit 15, the first inlet 5 of the carbon monoxide gas detection unit 23.
Through the first gas flow path 7 to reach the catalyst in the electrode 2 made of an alloy of platinum and gold. Thereafter, the gas to be detected passes through the first outlet 6 and the first gas discharge unit 16, passes through the second gas introduction unit 15 a and the second inlet 5 a of the hydrogen gas detection unit 24, and passes through the second inlet 5 a.
It is led to the gas flow path 7a and reaches the catalyst electrode 25 in the second detection element 26 which is made of an alloy of platinum and ruthenium. Next, the gas to be detected is supplied to the second outlet 6a, the second gas discharging portion 16a,
The air is exhausted through the valve 17a.

【0056】切替弁18を被検出ガス側に切り替えてか
ら60秒経過し配管や第1ガス流路7、第2ガス流路7
a中のガスが被検出ガスに置換された後、マイクロコン
ピュータ22は一酸化炭素ガス検出部23と水素ガス検
出部24(以下、両検出部)の第1直流電源19、第2
直流電源19aのスイッチを同時に投入する。これによ
り第1正極集電板8と第1負極集電板10および第2正
極集電板8aと第2負極集電板10aの間に電圧が印加
される。本実施の形態2では両検出部の電圧をいずれも
0.1Vとした。この動作により、両検出部において被
検出ガス中の水素ガスは電極2および触媒電極25の触
媒上で正極、負極それぞれに以下に示す反応が起こり、
それに伴い両検出部にはプロトン伝導度に応じた電流が
流れる。 正極側:H2→2H++2e- (1)式 負極側:2H++2e-→H2 (2)式 このような状態の下で、被検出ガス中の一酸化炭素ガス
は一酸化炭素ガス検出部23の第1検出素子4の中の白
金と金の合金からなる触媒の表面に吸着し被毒する。そ
の結果一酸化炭素ガス検出部23において上記(1)
式、(2)式に示す反応が阻害され電流が減少する。一
方、一酸化炭素ガスが一酸化炭素ガス検出部23の触媒
に吸着された結果、水素ガス検出部24には一酸化炭素
ガスがほとんど除去された被検出ガスが導入され、さら
に第2検出素子26は一酸化炭素ガスに被毒しにくい白
金とルテニウムの合金からなる触媒電極25を有してい
るため、一酸化炭素ガスの影響を受けず水素ガスの濃度
に応じた電流を出力する。
Sixty seconds have passed since the switching valve 18 was switched to the gas to be detected, and the piping, the first gas flow path 7, and the second gas flow path 7
After the gas in a is replaced with the gas to be detected, the microcomputer 22 sends the first DC power supply 19 of the carbon monoxide gas detection unit 23 and the hydrogen gas detection unit 24 (hereinafter, both detection units) to the second
The switches of the DC power supply 19a are simultaneously turned on. As a result, a voltage is applied between the first positive electrode current collector 8 and the first negative electrode current collector 10 and between the second positive electrode current collector 8a and the second negative electrode current collector 10a. In the second embodiment, the voltages of both the detection units are set to 0.1 V. By this operation, the hydrogen gas in the gas to be detected in the two detection units causes the following reactions to occur on the positive electrode and the negative electrode on the catalyst of the electrode 2 and the catalyst electrode 25, respectively,
Accordingly, a current corresponding to the proton conductivity flows through both the detection units. Positive electrode side: H 2 → 2H + + 2e (1) formula Negative electrode side: 2H + + 2e → H 2 formula (2) Under these conditions, the carbon monoxide gas in the detected gas is carbon monoxide gas. The catalyst is adsorbed and poisoned on the surface of a catalyst made of an alloy of platinum and gold in the first detection element 4 of the detection unit 23. As a result, the carbon monoxide gas detector 23 detects (1)
The reaction shown in the equation (2) is inhibited, and the current decreases. On the other hand, as a result of the carbon monoxide gas being adsorbed on the catalyst of the carbon monoxide gas detection unit 23, the gas to be detected from which the carbon monoxide gas has been almost completely removed is introduced into the hydrogen gas detection unit 24, and the second detection element 26 has a catalyst electrode 25 made of an alloy of platinum and ruthenium which is hardly poisoned by carbon monoxide gas, and therefore outputs a current according to the concentration of hydrogen gas without being affected by carbon monoxide gas.

【0057】マイクロコンピュータ22は、一酸化炭素
ガス検出部23の電流の1秒毎の減少速度を演算し、電
流の変化速度と水素ガス検出部24の出力電流とから定
まる一酸化炭素ガスの濃度の相関テーブルを参照して一
酸化炭素ガスの濃度を出力する。
The microcomputer 22 calculates the rate of decrease of the current of the carbon monoxide gas detector 23 per second, and determines the concentration of the carbon monoxide gas determined from the current change rate and the output current of the hydrogen gas detector 24. And outputs the concentration of the carbon monoxide gas with reference to the correlation table.

【0058】この一酸化炭素ガス濃度出力を既定時間
(本実施の形態2では60秒とした)続けた後、マイク
ロコンピュータ22は実施の形態1と同様のリフレッシ
ュ動作を行う。
After the output of the carbon monoxide gas concentration is continued for a predetermined time (60 seconds in the second embodiment), the microcomputer 22 performs the same refresh operation as in the first embodiment.

【0059】次に、マイクロコンピュータ22は配管や
第1ガス流路7、第2ガス流路7aの中の加湿空気が被
検出ガスに置き換わるまで(本実施の形態2では60
秒)待った後、第1直流電源19および第2直流電源1
9aのスイッチを同時に投入し、一酸化炭素ガスの濃度
測定を既定時間(本実施の形態2では60秒とした)続
行する。
Next, the microcomputer 22 operates until the humidified air in the pipe, the first gas flow path 7 and the second gas flow path 7a is replaced with the gas to be detected (in the second embodiment, 60 μm).
Second), the first DC power supply 19 and the second DC power supply 1
The switch 9a is turned on at the same time, and the measurement of the concentration of carbon monoxide gas is continued for a predetermined time (60 seconds in the second embodiment).

【0060】以上の動作を繰り返すことで、一酸化炭素
ガスの濃度を検知している。
By repeating the above operation, the concentration of carbon monoxide gas is detected.

【0061】一酸化炭素センサの動作を停止する場合
は、実施の形態1と同様にマイクロコンピュータ22は
切替弁18を加湿空気側に切り替えて上記のリフレッシ
ュ動作を行う。電圧計21の出力から求めた電圧の変化
速度が負になると、マイクロコンピュータ22は2つの
弁17、17aを閉じ第1直流電源19、第2直流電源
19aのスイッチを遮断する。このようにして一酸化炭
素センサを停止するため、第1検出素子4、第2検出素
子26は常に加湿空気にさらされており、第1プロトン
伝導性電解質膜1と第2プロトン伝導性電解質膜1aが
乾燥することに起因する出力変動を抑えることができ
る。
When the operation of the carbon monoxide sensor is stopped, the microcomputer 22 switches the switching valve 18 to the humidified air side and performs the above-described refresh operation as in the first embodiment. When the rate of change of the voltage obtained from the output of the voltmeter 21 becomes negative, the microcomputer 22 closes the two valves 17, 17a and cuts off the switches of the first DC power supply 19 and the second DC power supply 19a. In order to stop the carbon monoxide sensor in this manner, the first detection element 4 and the second detection element 26 are always exposed to humidified air, and the first proton conductive electrolyte membrane 1 and the second proton conductive electrolyte membrane Output fluctuations due to drying of 1a can be suppressed.

【0062】本実施の形態2の一酸化炭素センサに一酸
化炭素ガスの濃度が20ppmの被検出ガスを50cc
/分の流量で流したときの出力を測定すると、実施の形
態1と同様の高い応答性が得られることを確認した。こ
れは、被検出ガスが第1ガス流路7を介して触媒を有す
る第1電極2に素早く拡散し、被毒が早く起こり、また
プロトンと電子と酸素から水が生成するという反応速度
の遅い化学反応が本質的に起こらない構成であり、さら
に一酸化炭素ガスに極めて被毒されやすい白金および金
の合金を触媒に用いたためである。また、水素ガス濃度
を変化させた被検出ガスで測定しても、一酸化炭素ガス
濃度を正確に検出することができた。
In the carbon monoxide sensor according to the second embodiment, 50 cc of a gas to be detected having a carbon monoxide gas concentration of 20 ppm was applied.
When the output at a flow rate of / min was measured, it was confirmed that the same high responsiveness as in the first embodiment was obtained. This is because the gas to be detected quickly diffuses through the first gas flow path 7 to the first electrode 2 having a catalyst, poisoning occurs quickly, and the reaction rate is low such that water is generated from protons, electrons, and oxygen. This is because a chemical reaction essentially does not occur, and an alloy of platinum and gold, which is very easily poisoned by carbon monoxide gas, is used for the catalyst. In addition, the carbon monoxide gas concentration could be accurately detected even when the measurement was performed with the gas to be detected in which the hydrogen gas concentration was changed.

【0063】なお、実施の形態1および2で述べた具体
的な材料名は、いずれも本発明の一酸化炭素センサを構
成する上での一例であり、これらの材料に何ら限定され
るものではない。
The specific material names described in the first and second embodiments are merely examples for constituting the carbon monoxide sensor of the present invention, and are not limited to these materials. Absent.

【0064】以上により、速い応答性を有する一酸化炭
素センサを実現することができる。また、被検出ガス中
の水素ガスの濃度が変化しても正確に一酸化炭素ガス濃
度を検知できる一酸化炭素センサも実現できる。
As described above, a carbon monoxide sensor having a quick response can be realized. Further, a carbon monoxide sensor capable of accurately detecting the concentration of carbon monoxide gas even when the concentration of hydrogen gas in the gas to be detected changes can be realized.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上のように本発明は、プロトン伝導性
電解質膜と、このプロトン伝導性電解質膜の両面に配設
された触媒を有する電極と、ガスの入口と出口とを有す
るガス流路を備え、前記電極の内の一方の表面に前記ガ
ス流路が接するように配設された正極集電板と、前記電
極の内の他方の表面に接するように配設された複数個の
孔を有する負極集電板と、前記正極集電板が正極に負極
集電板が負極になるように接続された直流電源と、前記
ガス流路に流れる水素を含む被検出ガス中の一酸化炭素
ガスの濃度に応じて変化する電流を検出する電流検出手
段とを備えていることにより、被検出ガスがガス流路を
介して触媒を有する電極にすばやく拡散し、触媒の被毒
が早く起こり、また空気(酸素)が供給されない構成で
あるので、プロトンと電子と酸素から水と電気が生成す
るという反応速度の遅い化学反応は起こらず、かわりに
プロトン伝導を用いた検出を行うので、応答性の速い一
酸化炭素センサが得られる。
As described above, the present invention provides a gas channel having a proton conductive electrolyte membrane, electrodes having catalysts disposed on both sides of the proton conductive electrolyte membrane, and a gas inlet and an outlet. A positive electrode current collector plate disposed so that the gas flow path is in contact with one surface of the electrode, and a plurality of holes disposed so as to be in contact with the other surface of the electrode. A negative electrode current collector plate, a DC power supply in which the positive electrode current collector plate is connected to the positive electrode and the negative electrode current collector plate as the negative electrode, and carbon monoxide in the gas to be detected containing hydrogen flowing in the gas flow path. With the provision of a current detecting means for detecting a current that changes in accordance with the concentration of the gas, the gas to be detected quickly diffuses to the electrode having the catalyst through the gas flow path, and poisoning of the catalyst occurs quickly, In addition, since the air (oxygen) is not supplied, the prototype And the chemical reaction does not occur slow reaction rate of producing water and electricity from electrons and oxygen, since the detection using the proton conductive Instead, fast carbon monoxide sensor responsive obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一酸化炭素センサの実施の形態1の検
出部の概略構造を説明するための分解斜視図
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a schematic structure of a detection unit according to a first embodiment of a carbon monoxide sensor of the present invention.

【図2】同センサの構成を説明するためのブロック図FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the sensor.

【図3】同センサおよび従来例の一酸化炭素センサの出
力特性図
FIG. 3 is an output characteristic diagram of the sensor and a conventional carbon monoxide sensor.

【図4】本発明の一酸化炭素センサの実施の形態2の構
成を説明するためのブロック図
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a carbon monoxide sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一酸化炭素センサの実施の形態2の検
出素子構造を説明するための分解斜視図
FIG. 5 is an exploded perspective view for describing a detection element structure according to a second embodiment of the carbon monoxide sensor of the present invention.

【図6】従来の一酸化炭素センサの概略構造の分解斜視
FIG. 6 is an exploded perspective view of a schematic structure of a conventional carbon monoxide sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プロトン伝導性電解質膜 2 電極 3 シール材 4 検出素子 5 入口 6 出口 7 ガス流路 8 正極集電板 9 孔 10 負極集電板 11 ガス出口 12 ガス室 13 オリフィス 14 ネジ 15 ガス導入部 16 ガス排出部 17 弁 18 切替弁 19 直流電源 20 電流計 21 電圧計 22 マイクロコンピュータ 23 一酸化炭素ガス検出部 24 水素ガス検出部 25 触媒電極 26 第2検出素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Proton conductive electrolyte membrane 2 Electrode 3 Sealing material 4 Detecting element 5 Inlet 6 Outlet 7 Gas flow path 8 Positive electrode current collector 9 Hole 10 Negative electrode current collector 11 Gas outlet 12 Gas chamber 13 Orifice 14 Screw 15 Gas introduction part 16 Gas Discharge unit 17 Valve 18 Switching valve 19 DC power supply 20 Ammeter 21 Voltmeter 22 Microcomputer 23 Carbon monoxide gas detection unit 24 Hydrogen gas detection unit 25 Catalyst electrode 26 Second detection element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊田 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H027 AA02 BA01 KK51  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Ida 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 5H027 AA02 BA01 KK51

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プロトン伝導性電解質膜と、このプロト
ン伝導性電解質膜の両面に配設された触媒を有する電極
と、ガスの入口と出口とを有するガス流路を備え、前記
電極の一方に前記ガス流路が接するように配設された正
極集電板と、前記電極の他方に接するように配設された
多孔を有する負極集電板と、前記正極集電板が正極に前
記負極集電板が負極になるように接続された直流電源
と、前記ガス流路に流れる水素を含む被検出ガス中の一
酸化炭素ガスの濃度に応じて変化する電流を検出する電
流検出手段とを備えた一酸化炭素センサ。
1. A fuel cell comprising a proton-conductive electrolyte membrane, electrodes having catalysts disposed on both sides of the proton-conductive electrolyte membrane, and a gas flow channel having a gas inlet and an outlet. A positive electrode current collector disposed in contact with the gas flow path; a negative electrode current collector having a porosity disposed in contact with the other of the electrodes; A direct current power supply connected so that the electric plate becomes a negative electrode, and current detection means for detecting a current that changes according to the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected including hydrogen flowing in the gas flow path. Carbon monoxide sensor.
【請求項2】 ガス流路は電極の面積の範囲内にのみに
配設した請求項1に記載の一酸化炭素センサ。
2. The carbon monoxide sensor according to claim 1, wherein the gas flow path is provided only within an area of the electrode.
【請求項3】 正極集電板および負極集電板の表面に金
メッキ層が形成された請求項1に記載の一酸化炭素セン
サ。
3. The carbon monoxide sensor according to claim 1, wherein a gold plating layer is formed on surfaces of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector.
【請求項4】 負極集電板の電極に接していない側にガ
ス出口を有するガス室が配設され、前記ガス出口に流量
抑制手段を備えた請求項1に記載の一酸化炭素センサ。
4. The carbon monoxide sensor according to claim 1, wherein a gas chamber having a gas outlet is provided on a side of the negative electrode current collector plate which is not in contact with the electrode, and the gas outlet is provided with a flow rate suppressing means.
【請求項5】 プロトン伝導性電解質膜と、このプロト
ン伝導性電解質膜の一方の表面に配設された白金および
金の合金からなる触媒を有する正電極と、前記プロトン
伝導性電解質膜の他方の表面に配設された白金または白
金と他の貴金属の合金からなる触媒を有する負電極と、
前記正電極が正極に負電極が負極になるように接続され
た直流電源と、前記正電極の近傍を流れる水素を含む被
検出ガス中の一酸化炭素ガスの濃度に応じて変化する電
流を検出する電流検出手段とを備えた一酸化炭素セン
サ。
5. A proton conductive electrolyte membrane, a positive electrode having a catalyst made of an alloy of platinum and gold disposed on one surface of the proton conductive electrolyte membrane, and the other of the proton conductive electrolyte membrane A negative electrode having a catalyst comprising platinum or an alloy of platinum and another noble metal disposed on the surface,
A direct current power supply in which the positive electrode is connected to the positive electrode and the negative electrode is connected to the negative electrode, and a current that changes according to the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected including hydrogen flowing near the positive electrode is detected. A carbon monoxide sensor comprising:
【請求項6】 プロトン伝導性を有する第1電解質膜
と、この第1電解質膜の一方の表面に配設された白金お
よび金の合金からなる触媒を有する第1正電極と、前記
第1電解質膜のうち他方の表面に配設された白金または
白金と他の貴金属の合金からなる触媒を有する第1負電
極とからなる第1検出部と、前記第1正電極が正極に第
1負電極が負極になるように接続された第1直流電源
と、前記第1正電極の近傍を流れる水素を含む被検出ガ
ス中の一酸化炭素ガスの濃度に応じて変化する電流を検
出する第1電流検出手段と、プロトン伝導性を有した第
2電解質膜と、この第2電解質膜の一方の表面に配設さ
れ白金およびルテニウムの合金からなる触媒を有する第
2正電極と、前記第2電解質膜のうち他方の表面に配設
された白金または白金と他の貴金属の合金からなる触媒
を有する第2負電極とからなる第2検出部と、前記第2
正電極が正極に第2負電極が負極になるように接続され
た第2直流電源と、前記第2正電極の近傍を流れる被検
出ガス中の水素ガスの濃度に応じて変化する電流を検出
する第2電流検出手段と、前記第2電流検出手段から得
られた電流から被検出ガス中の水素濃度を求めることに
より、第1電流検出手段から得られた電流のうち水素濃
度の変動量を補正して一酸化炭素ガスの濃度に換算する
補正演算部を有する一酸化炭素センサ。
6. A first electrolyte membrane having proton conductivity, a first positive electrode having a catalyst made of an alloy of platinum and gold disposed on one surface of the first electrolyte membrane, and said first electrolyte membrane A first detection unit including a first negative electrode having a catalyst made of platinum or an alloy of platinum and another noble metal disposed on the other surface of the membrane; and the first positive electrode being a positive electrode and the first negative electrode being a first negative electrode. A first direct-current power supply connected so as to be a negative electrode, and a first current for detecting a current that changes in accordance with the concentration of carbon monoxide gas in the gas to be detected containing hydrogen flowing near the first positive electrode Detecting means, a second electrolyte membrane having proton conductivity, a second positive electrode provided on one surface of the second electrolyte membrane and having a catalyst made of an alloy of platinum and ruthenium, and the second electrolyte membrane With platinum or platinum disposed on the other surface of A second detection unit comprising a second negative electrode having a catalyst comprising another noble metal alloy;
A second DC power supply in which the positive electrode is connected to the positive electrode and the second negative electrode is connected to the negative electrode, and a current that changes in accordance with the concentration of hydrogen gas in the gas to be detected flowing near the second positive electrode is detected. A second current detecting means for determining the hydrogen concentration in the gas to be detected from the current obtained from the second current detecting means, thereby obtaining a variation amount of the hydrogen concentration in the current obtained from the first current detecting means. A carbon monoxide sensor having a correction operation unit that corrects and converts to a concentration of carbon monoxide gas.
【請求項7】 被検出ガスは第1検出部に導入された後
第2検出部に導入されるように構成した請求項6に記載
の一酸化炭素センサ。
7. The carbon monoxide sensor according to claim 6, wherein the gas to be detected is introduced into the first detector and then into the second detector.
【請求項8】 被検出ガスを一酸化炭素センサに流した
状態で直流電源を投入し、一酸化炭素ガスの濃度を求め
る検出手順を有する請求項1、5および6に記載の一酸
化炭素センサ。
8. The carbon monoxide sensor according to claim 1, further comprising a detection procedure for turning on a DC power supply with the gas to be detected flowing through the carbon monoxide sensor and obtaining a concentration of the carbon monoxide gas. .
【請求項9】 被検出ガスを導入するガス導入部に空気
を導入する切替弁を設けた請求項1、5および6に記載
の一酸化炭素センサ。
9. The carbon monoxide sensor according to claim 1, wherein a switching valve for introducing air is provided in a gas introduction section for introducing a gas to be detected.
【請求項10】 被検出ガスをガス導入部に既定時間導
入した後切替弁によりガス導入部に空気を導入するよう
に構成した請求項9に記載の一酸化炭素センサ。
10. The carbon monoxide sensor according to claim 9, wherein a gas to be detected is introduced into the gas introduction unit for a predetermined time, and then air is introduced into the gas introduction unit by the switching valve.
【請求項11】 ガス導入部に空気を導入する際、直流
電源を遮断するとともに正極および負極に接続された電
圧検出手段により電圧の変化速度を求め、前記電圧の変
化速度が負になった時に切替弁を被検出ガスに切り替え
るように構成した請求項10に記載の一酸化炭素セン
サ。
11. When air is introduced into the gas introduction unit, the DC power supply is shut off, and a voltage change rate is obtained by voltage detection means connected to the positive electrode and the negative electrode, and when the change rate of the voltage becomes negative, The carbon monoxide sensor according to claim 10, wherein the switching valve is configured to switch to a gas to be detected.
【請求項12】 ガス導入部および被検出ガスを排出す
るガス排出部に弁を設け、動作時には前記弁を開け、非
動作時には前記弁を閉じるように構成した請求項1、5
および6に記載の一酸化炭素センサ。
12. The apparatus according to claim 1, wherein a valve is provided in the gas introduction section and the gas discharge section for discharging the gas to be detected, and the valve is opened when operating and the valve is closed when not operating.
7. The carbon monoxide sensor according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002063289A1 (en) * 2001-02-02 2002-08-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gas density detector and fuel cell system using the detector
JP2018048826A (en) * 2016-09-20 2018-03-29 新コスモス電機株式会社 Constant potential electrolytic type gas sensor

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