JP2003279517A - Apparatus and method for detection of gas - Google Patents
Apparatus and method for detection of gasInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被検出ガス中に含
まれるエチルアルコール・ホルムアルデヒドなどの揮発
性の有機化合物のガス(以下、検出対象ガスと呼ぶ)を
検出するためのガス検出装置、及び、ガス検出方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas detection device for detecting a gas of a volatile organic compound such as ethyl alcohol and formaldehyde (hereinafter referred to as a detection target gas) contained in a gas to be detected, and , A gas detection method.
【0002】[0002]
【従来の技術】住宅の高気密化などに伴い、住居内にお
いて空気(被検出ガスに相当)中に微量のエチルアルコ
ール・ホルムアルデヒドなどのガス状の有機化合物が存
在することが問題となっている。これらは揮発性の有機
化合物と呼ばれているが、特に人間の鼻(嗅覚)には感
じないような数ppmから数ppbという低濃度のガス
として空気中に存在する場合でも、長期にわたりそのよ
うな雰囲気中で暮すことにより人体に害を及ぼす場合も
あり得る。よって、これら微量の揮発性の有機化合物が
空気中にガス状に存在することを検出するガス検出装置
や方法が望まれているが、従来では、このような微量の
揮発性の有機化合物の存在を高感度に検出することが必
ずしも容易でなかった。2. Description of the Related Art With the increasing airtightness of houses, the presence of trace amounts of gaseous organic compounds such as ethyl alcohol and formaldehyde in the air (corresponding to the gas to be detected) in the house has become a problem. . These are called volatile organic compounds, but even when they are present in the air as low concentration gas of several ppm to several ppb which is not felt by human nose (olfaction), it is not Living in a different atmosphere may harm the human body. Therefore, a gas detection device or method for detecting the presence of these trace amounts of volatile organic compounds in the gaseous state in the air is desired, but conventionally, the presence of such trace amounts of volatile organic compounds is desired. Was not always easy to detect with high sensitivity.
【0003】ところで、本発明者らを含むグループは、
以前に、特開平11−64264号公報に示されるよう
に、被検出ガス(具体的には空気)を除湿して水蒸気を
奪うことにより、空気中に数ppmオーダーの低濃度で
含まれる検出対象ガス(具体的には、メタンなどの可燃
性ガス)を高感度に検出する技術を開発した。因みに、
この公報記載の技術では、350℃〜450℃程度の動
作温度に維持した酸化スズなどの半導体型ガスセンサに
除湿された空気を接触させることにより、空気中に含ま
れる低濃度のメタンガスに対して高い検出感度を実現し
ている。By the way, the group including the present inventors
Previously, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-64264, a detection target contained in air at a low concentration of several ppm order by dehumidifying a gas to be detected (specifically, air) to remove water vapor. We have developed a technology to detect gas (specifically, combustible gas such as methane) with high sensitivity. By the way,
In the technique described in this publication, the dehumidified air is brought into contact with a semiconductor-type gas sensor such as tin oxide maintained at an operating temperature of about 350 ° C. to 450 ° C., so that the concentration of methane gas contained in the air is high. Achieves detection sensitivity.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の技術では、エチルアルコール・ホルムアルデ
ヒドなどの揮発性の有機化合物のガスが空気中に数pp
mから数ppbという低濃度で存在することを高感度に
検出ことができなかった。However, in the technique described in the above publication, a gas of a volatile organic compound such as ethyl alcohol and formaldehyde is contained in the air by several pp.
The presence at a low concentration of m to several ppb could not be detected with high sensitivity.
【0005】そこで、本発明者らはさらに鋭意研究を進
めた結果、上記低濃度の揮発性の有機化合物の存在を高
感度に検出できる技術を開発した。すなわち、本発明の
目的は、低濃度の揮発性の有機化合物のガスを高感度に
検出することが可能であるガス検出装置及びその検出方
法を提供することである。Therefore, as a result of further intensive research, the present inventors have developed a technique capable of detecting the presence of the above-mentioned low-concentration volatile organic compound with high sensitivity. That is, an object of the present invention is to provide a gas detection device and a detection method thereof that are capable of detecting a low concentration gas of a volatile organic compound with high sensitivity.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係るガス検出装
置は、特許請求の範囲の欄の請求項1に記載した如く、
検出対象ガスが含有された被検出ガスを除湿する除湿部
と、前記検出対象ガスとの接触により電気抵抗が変化す
る半導体型ガスセンサを備え且つ前記除湿部にて除湿さ
れた前記被検出ガスが導入可能に構成されたセンサ部
と、前記半導体型ガスセンサの電気抵抗の変化に基づい
て前記被検出ガスに含有された前記検出対象ガスを検出
する検出部とを設けたものであって、その第一の特徴構
成は、前記検出対象ガスを揮発性の有機化合物のガスと
し、且つ、前記半導体型ガスセンサの動作温度を、前記
検出対象ガスに対する検出感度が空気に対して有意に得
られる高温側の限界温度よりも低い温度範囲に維持する
温度維持手段が設けられている点にある。The gas detecting device according to the present invention is as described in claim 1 of the scope of claims.
A dehumidifying section for dehumidifying the gas to be detected containing the gas to be detected, and a semiconductor type gas sensor whose electric resistance changes due to contact with the gas to be detected are introduced, and the gas to be detected dehumidified by the dehumidifying section is introduced. A sensor unit configured as possible and a detection unit for detecting the gas to be detected contained in the gas to be detected based on a change in electric resistance of the semiconductor type gas sensor, the first of which is provided. Is characterized in that the gas to be detected is a gas of a volatile organic compound, and the operating temperature of the semiconductor-type gas sensor is the limit on the high temperature side where the detection sensitivity for the gas to be detected is significantly obtained with respect to air. The point is that the temperature maintaining means for maintaining the temperature range lower than the temperature is provided.
【0007】同第二の特徴構成は、請求項2に記載した
如く、上記第一の特徴構成に加えて、前記温度維持手段
が、前記半導体型ガスセンサの動作温度を0℃〜220
℃の範囲に維持するように構成されている点にある。According to the second characteristic constitution, as described in claim 2, in addition to the first characteristic constitution, the temperature maintaining means makes the operating temperature of the semiconductor type gas sensor 0 ° C. to 220 ° C.
It is configured to be maintained in the range of ° C.
【0008】同第三の特徴構成は、請求項3に記載した
如く、上記第一又は第二の特徴構成に加えて、前記除湿
部が、前記被検出ガスの露点を0℃以下にするように構
成されている点にある。In the third characteristic constitution, as described in claim 3, in addition to the first or second characteristic constitution, the dehumidifying section sets the dew point of the gas to be detected to 0 ° C. or lower. It is a point that is configured.
【0009】同第四の特徴構成は、請求項4に記載した
如く、上記第一から第三のいずれかの特徴構成に加え
て、前記検出対象ガスが、エタノールやメタノールを含
むアルコール類、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒド
を含むアルデヒド類、及び、アセトンを含むケトン類の
うちの少なくともいずれか1つの類に含まれるガスであ
る点にある。In the fourth characteristic constitution, as described in claim 4, in addition to any one of the first to third characteristic constitutions, the gas to be detected is alcohols containing ethanol or methanol, formaldehyde. It is a gas contained in at least any one of aldehydes including acetaldehyde and ketones including acetone.
【0010】本発明に係るガス検出方法は、請求項5に
記載した如く、検出対象ガスが含有された被検出ガスを
除湿し、その除湿した前記被検出ガスを、前記検出対象
ガスとの接触により電気抵抗が変化する半導体型ガスセ
ンサに接触させ、前記半導体型ガスセンサの電気抵抗の
変化に基づいて前記被検出ガスに含有された前記検出対
象ガスを検出するものであって、前記検出対象ガスを揮
発性の有機化合物のガスとし、且つ、前記半導体型ガス
センサの動作温度を、前記検出対象ガスに対する検出感
度が空気に対して有意に得られる高温側の限界温度より
も低い温度範囲に維持することを特徴とする点にある。As described in claim 5, the gas detection method according to the present invention dehumidifies the gas to be detected containing the gas to be detected, and the dehumidified gas to be detected is contacted with the gas to be detected. By contacting the semiconductor type gas sensor whose electric resistance changes by the one for detecting the detection target gas contained in the gas to be detected based on the change in the electric resistance of the semiconductor type gas sensor, the detection target gas is Using a gas of a volatile organic compound, and maintaining the operating temperature of the semiconductor type gas sensor in a temperature range lower than a high temperature limit temperature at which the detection sensitivity for the gas to be detected is significantly obtained for air. It is a feature.
【0011】以下に上記特徴構成による作用並びに効果
を説明する。本発明に係るガス検出装置の第一の特徴構
成によれば、検出対象ガスである揮発性の有機化合物の
ガスが含有された被検出ガスを除湿部にて除湿し、前記
検出対象ガスとの接触により電気抵抗が変化する半導体
型ガスセンサの動作温度を、温度維持手段によって前記
検出対象ガスに対する検出感度が空気に対して有意に得
られる高温側の限界温度よりも低い温度範囲に維持し、
上記除湿部にて除湿された被検出ガスを上記半導体型ガ
スセンサを備えたセンサ部に導入して上記半導体型ガス
センサに接触させ、検出対象ガスとの接触により変化し
た半導体型ガスセンサの電気抵抗の変化に基づいて、検
出部が前記被検出ガスに含有された前記検出対象ガスを
検出する。The operation and effect of the above characteristic structure will be described below. According to the first characteristic configuration of the gas detection apparatus according to the present invention, the detection target gas containing the gas of the volatile organic compound that is the detection target gas is dehumidified in the dehumidifying section, and the detection target gas is The operating temperature of the semiconductor gas sensor whose electrical resistance changes due to contact is maintained in a temperature range lower than the limit temperature on the high temperature side where the detection sensitivity to the detection target gas is significantly obtained for air by the temperature maintaining means,
The detection target gas dehumidified in the dehumidifying unit is introduced into the sensor unit including the semiconductor type gas sensor and brought into contact with the semiconductor type gas sensor, and the change in the electrical resistance of the semiconductor type gas sensor is changed by the contact with the gas to be detected. Based on the above, the detection unit detects the gas to be detected contained in the gas to be detected.
【0012】すなわち、除湿された被検出ガス中に含ま
れる低濃度の揮発性の有機化合物のガスに対する半導体
型ガスセンサの検出感度は、動作温度により変化して、
高温側の限界温度よりも高い動作温度の範囲では空気に
対して有意に得られないが、上記高温側の限界温度より
も低い動作温度の範囲では空気に対して有意に得られる
ので、半導体型ガスセンサの動作温度を上記高温側の限
界温度よりも低い温度範囲に維持することにより、除湿
された被検出ガス中に含まれる揮発性の有機化合物のガ
スに対して高いガス検出感度を実現させることができ
る。従って、低濃度の揮発性の有機化合物のガスを高感
度に検出することが可能なガス検出装置が提供される。That is, the detection sensitivity of the semiconductor type gas sensor for the gas of low concentration volatile organic compound contained in the dehumidified gas to be detected changes depending on the operating temperature,
It cannot be obtained significantly for air in the operating temperature range higher than the high temperature limit temperature, but is significantly obtained for air in the operating temperature range lower than the high temperature side limit temperature. By maintaining the operating temperature of the gas sensor in a temperature range lower than the above-mentioned temperature limit on the high temperature side, it is possible to realize high gas detection sensitivity with respect to a gas of a volatile organic compound contained in the dehumidified gas to be detected. You can Therefore, a gas detection device capable of detecting a low-concentration volatile organic compound gas with high sensitivity is provided.
【0013】同第二の特徴構成によれば、前記半導体型
ガスセンサの動作温度が、温度維持手段によって0℃〜
220℃の範囲に維持される。すなわち、検出部が半導
体型ガスセンサの電気抵抗の変化に基づいて被検出ガス
中の検出対象ガスを検出する場合には、回路誤差、温度
湿度変動による誤差等の検出誤差を考慮しなければなら
ない。図5に例示するように、半導体型ガスセンサの電
気抵抗は温度によって変化するが、低温側の温度範囲で
半導体型ガスセンサの抵抗値が1MΩを超えるようにな
ると抵抗値の検出が難しくなるため、低温側は0℃以上
であることが必要であり、一方、高温側の温度範囲で
は、空気に対して揮発性の有機化合物のガスを有意に検
出できるためには、揮発性の有機化合物のガスの存在に
より半導体型ガスセンサの抵抗値が空気だけのときに比
べて2倍以上変化することが望ましいので、高温側は2
20℃以下であることが必要である。つまり、高温側の
限界温度が220℃になる。従って、半導体型ガスセン
サの動作温度を0℃〜220℃の範囲に維持することに
より、低濃度の揮発性の有機化合物のガスを高感度に検
出することが可能なガス検出装置の好適な具体的実施形
態が提供される。According to the second characteristic configuration, the operating temperature of the semiconductor type gas sensor is 0.degree.
It is maintained in the range of 220 ° C. That is, when the detection unit detects the gas to be detected in the gas to be detected based on the change in the electrical resistance of the semiconductor gas sensor, it is necessary to consider detection errors such as circuit errors and errors due to temperature and humidity fluctuations. As illustrated in FIG. 5, the electric resistance of the semiconductor-type gas sensor changes depending on the temperature, but when the resistance value of the semiconductor-type gas sensor exceeds 1 MΩ in the temperature range on the low temperature side, it becomes difficult to detect the resistance value. On the other hand, it is necessary that the temperature is 0 ° C. or higher. On the other hand, in the temperature range on the high temperature side, in order to be able to significantly detect the gas of the volatile organic compound with respect to air, the gas of the volatile organic compound must be Since it is desirable that the resistance value of the semiconductor type gas sensor changes more than twice as compared with the case where only air is used, it is 2
It is necessary to be 20 ° C or lower. That is, the limit temperature on the high temperature side becomes 220 ° C. Therefore, by maintaining the operating temperature of the semiconductor-type gas sensor in the range of 0 ° C. to 220 ° C., a preferable specific example of a gas detection device capable of detecting a gas of a low concentration volatile organic compound with high sensitivity. Embodiments are provided.
【0014】同第三の特徴構成によれば、前記被検出ガ
スの露点が0℃以下になるように、前記除湿部によって
除湿される。すなわち、検出部が半導体型ガスセンサの
電気抵抗の変化に基づいて被検出ガス中の検出対象ガス
を検出する場合には、回路誤差、温度湿度変動による誤
差等の検出誤差を考慮しなければならないが、図6に例
示するように、半導体型ガスセンサの電気抵抗は被検出
ガスの露点が低くなるほど小さくなり、露点が0℃以下
の条件で半導体型ガスセンサの抵抗値が1MΩよりも小
さくなるので、被検出ガスの露点が0℃以下であること
が必要である。従って、被検出ガスの露点が0℃以下に
することにより、低濃度の揮発性の有機化合物のガスを
高感度に検出することが可能なガス検出装置の好適な具
体的実施形態が提供される。According to the third characteristic construction, the dehumidifying section dehumidifies the detected gas so that the dew point of the detected gas becomes 0 ° C. or lower. That is, when the detection unit detects the gas to be detected in the gas to be detected based on the change in the electric resistance of the semiconductor gas sensor, it is necessary to consider a detection error such as a circuit error and an error due to temperature and humidity fluctuation. As illustrated in FIG. 6, the electric resistance of the semiconductor type gas sensor becomes smaller as the dew point of the gas to be detected becomes lower, and the resistance value of the semiconductor type gas sensor becomes smaller than 1 MΩ under the condition that the dew point is 0 ° C. or less. The dew point of the detection gas needs to be 0 ° C. or lower. Therefore, by setting the dew point of the gas to be detected to be 0 ° C. or lower, a preferable specific embodiment of the gas detection device capable of detecting the gas of the low concentration volatile organic compound with high sensitivity is provided. .
【0015】同第四の特徴構成によれば、エタノールや
メタノールを含むアルコール類、ホルムアルデヒドやア
セトアルデヒドを含むアルデヒド類、及び、アセトンを
含むケトン類のうちの少なくともいずれか1つの類に含
まれるガスが、前記検出対象ガスとして検出される。従
って、揮発性の有機化合物のガスとして、代表的なアル
コール類、アルデヒド類、ケトン類のガスを高感度に検
出することが可能なガス検出装置の具体的実施形態が提
供される。According to the fourth characteristic constitution, the gas contained in at least one of alcohols containing ethanol and methanol, aldehydes containing formaldehyde and acetaldehyde, and ketones containing acetone is used. , Is detected as the detection target gas. Therefore, a specific embodiment of a gas detection device capable of detecting typical alcohol gases, aldehyde gases, and ketone gases as the volatile organic compound gas with high sensitivity is provided.
【0016】本発明に係るガス検出方法の特徴構成によ
れば、検出対象ガスである揮発性の有機化合物のガスが
含有された被検出ガスを除湿し、前記検出対象ガスとの
接触により電気抵抗が変化する半導体型ガスセンサの動
作温度を、前記検出対象ガスに対する検出感度が空気に
対して有意に得られる高温側の限界温度よりも低い温度
範囲に維持し、上記除湿した被検出ガスを上記半導体型
ガスセンサに接触させ、検出対象ガスとの接触により変
化した半導体型ガスセンサの電気抵抗の変化に基づい
て、前記被検出ガスに含有された前記検出対象ガスを検
出する。すなわち、除湿された被検出ガス中に含まれる
低濃度の揮発性の有機化合物のガスに対する半導体型ガ
スセンサの検出感度は、動作温度により変化して、高温
側の限界温度よりも高い動作温度の範囲では空気に対し
て有意に得られないが、上記高温側の限界温度よりも低
い動作温度の範囲では空気に対して有意に得られるの
で、半導体型ガスセンサの動作温度を上記高温側の限界
温度よりも低い温度範囲に維持することにより、除湿さ
れた被検出ガス中に含まれる揮発性の有機化合物のガス
に対して高いガス検出感度を実現させることができる。
従って、低濃度の揮発性の有機化合物のガスを高感度に
検出することが可能なガス検出方法が提供される。According to the characteristic configuration of the gas detection method according to the present invention, the gas to be detected containing the gas of the volatile organic compound, which is the gas to be detected, is dehumidified and brought into contact with the gas to be detected to obtain an electrical resistance. Changes the operating temperature of the semiconductor-type gas sensor in a temperature range lower than the limit temperature on the high temperature side where the detection sensitivity for the detection target gas is significantly obtained for air, and the dehumidified detection target gas is used as the semiconductor. The gas to be detected contained in the gas to be detected is detected based on the change in the electrical resistance of the semiconductor gas sensor which is brought into contact with the gas sensor to be detected and changed due to the contact with the gas to be detected. That is, the detection sensitivity of the semiconductor gas sensor for the low concentration volatile organic compound gas contained in the dehumidified gas to be detected varies depending on the operating temperature, and the operating temperature range higher than the high temperature side limit temperature. However, since it can be obtained significantly for air in the operating temperature range lower than the above-mentioned high temperature side limit temperature, the operating temperature of the semiconductor type gas sensor should be higher than the above-mentioned high temperature side limit temperature. By maintaining the temperature range at a low temperature, it is possible to realize high gas detection sensitivity for the gas of the volatile organic compound contained in the dehumidified gas to be detected.
Therefore, a gas detection method capable of detecting a low-concentration volatile organic compound gas with high sensitivity is provided.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】本発明に係るガス検出装置及びガ
ス検出方法の実施の形態について図面に基づいて説明す
る。図1に示すように、本発明に係るガス検出装置1
は、検出対象ガスが含有された被検出ガスを除湿する除
湿部20と、検出対象ガスとの接触により電気抵抗が変
化する半導体型ガスセンサ5を備え且つ前記除湿部20
にて除湿された前記被検出ガスが導入可能に構成された
センサ部Sと、前記半導体型ガスセンサ5の電気抵抗の
変化に基づいて前記被検出ガスに含有された前記検出対
象ガスを検出する検出部8とを設けている。尚、7は半
導体型ガスセンサ5と検出部8を接続する信号線であ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a gas detection device and a gas detection method according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a gas detection device 1 according to the present invention
The dehumidifying section 20 includes a dehumidifying section 20 for dehumidifying the gas to be detected containing the gas to be detected, and a semiconductor gas sensor 5 whose electric resistance changes due to contact with the gas to be detected.
And a detection unit for detecting the detection target gas contained in the detection target gas based on a change in electric resistance of the semiconductor type gas sensor 5 And a section 8 are provided. A signal line 7 connects the semiconductor gas sensor 5 and the detector 8.
【0018】前記検出対象ガスは、揮発性の有機化合物
のガスであり、具体的には、エタノールやメタノールを
含むアルコール類、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒ
ドを含むアルデヒド類、及び、アセトンを含むケトン類
のうちの少なくともいずれか1つの類に含まれるガスで
ある。尚、これらのガスは可燃性ガスである。The gas to be detected is a gas of a volatile organic compound, and specifically, of alcohols containing ethanol and methanol, aldehydes containing formaldehyde and acetaldehyde, and ketones containing acetone. It is a gas contained in at least one of the classes. Note that these gases are combustible gases.
【0019】前記センサ部Sは、被検出ガスが導入され
るセンサ室2を備え、このセンサ室2内に、前記半導体
型ガスセンサ5が設置されるとともに、センサ室2に対
して被検出ガスを導入する導入路4に、被検出ガスを吸
引するための吸引ポンプ3と前記除湿部20が設けられ
ている。The sensor section S is provided with a sensor chamber 2 into which a gas to be detected is introduced. The semiconductor type gas sensor 5 is installed in the sensor chamber 2 and the gas to be detected is supplied to the sensor chamber 2. A suction pump 3 for sucking the gas to be detected and the dehumidifying section 20 are provided in the introduction path 4 for introducing the gas.
【0020】図2に除湿部20の詳細構成を示す。除湿
部20は、被検出ガス中の水蒸気を導入路4の外に排出
するとともに、センサ室2へ検出対象ガスを通流させて
いる。具体的には、複数の中空糸21を備え、被検出ガ
ス入口22から複数の中空糸21の内部に導入された被
検出ガスが、被検出ガス出口23に導かれている。一
方、中空糸21の外側空間には、除湿済みの被検出ガス
がパージガス供給路25を介して圧力調整されながら導
入され、パージガス出口26から外部に排出されてい
る。ここで、中空糸21は水蒸気選択透過機能を有する
フッ素樹脂で構成され、糸の内外間での水蒸気の透過を
許容するとともに、酸素、窒素及び上記検出対象ガスの
透過を抑制する。従って、被検出ガス中の水蒸気はパー
ジガス側に移行して、被検出ガスが除湿されることにな
る。そして、除湿部20は、パージガスの圧力調整によ
って、センサ室2に送られる被検出ガスの露点を0℃以
下にするように構成されている。FIG. 2 shows the detailed structure of the dehumidifying section 20. The dehumidifying section 20 discharges water vapor in the gas to be detected to the outside of the introduction path 4 and allows the gas to be detected to flow into the sensor chamber 2. Specifically, the plurality of hollow fibers 21 are provided, and the gas to be detected introduced from the gas to be detected inlet 22 into the plurality of hollow fibers 21 is guided to the gas to be detected outlet 23. On the other hand, the dehumidified gas to be detected is introduced into the outer space of the hollow fiber 21 through the purge gas supply path 25 while adjusting the pressure, and is discharged from the purge gas outlet 26 to the outside. Here, the hollow fiber 21 is made of a fluororesin having a water vapor selective permeation function, allows the permeation of water vapor between the inside and outside of the fiber, and suppresses the permeation of oxygen, nitrogen and the above-mentioned gas to be detected. Therefore, the water vapor in the detected gas moves to the purge gas side, and the detected gas is dehumidified. Then, the dehumidifying unit 20 is configured to adjust the dew point of the gas to be detected sent to the sensor chamber 2 to 0 ° C. or lower by adjusting the pressure of the purge gas.
【0021】図3に、上記半導体型ガスセンサ5の一例
として使用する薄膜タイプのセンサの基本構成と、前記
検出部8の構成を示す。上記センサは、酸化物半導体
(具体的には、n型半導体である酸化スズ)の薄膜から
なるガス検知層6をシリコンウエハ基板10上に形成
し、ガス検知層6上に一対の白金櫛形薄膜電極11を形
成している。さらに、基板10の裏面側に、加熱用の薄
膜ヒータ12を形成している。FIG. 3 shows the basic structure of a thin film type sensor used as an example of the semiconductor type gas sensor 5 and the structure of the detection section 8. In the above sensor, a gas detection layer 6 made of a thin film of an oxide semiconductor (specifically, tin oxide which is an n-type semiconductor) is formed on a silicon wafer substrate 10, and a pair of platinum comb-shaped thin films are formed on the gas detection layer 6. The electrode 11 is formed. Further, a thin film heater 12 for heating is formed on the back surface side of the substrate 10.
【0022】上記ガス検知層6の膜厚は20μm以下、
好適には10μm以下程度である。この薄膜形成は、例
えば、シリコンウエハ基板10を酸素及び水蒸気を含む
雰囲気中で1000℃で2時間加熱して表面にSiO2
絶縁層を形成させた後、平行平板型高周波マグネトロン
スパッタリング装置を使用し、SnO2焼結体をターゲ
ット材として蒸着操作により得ることができる。尚、半
導体型ガスセンサ5として、上記の薄膜タイプ以外に、
アルミナ材料を用いた焼結タイプでもよい。The film thickness of the gas detection layer 6 is 20 μm or less,
It is preferably about 10 μm or less. This thin film is formed, for example, by heating the silicon wafer substrate 10 at 1000 ° C. for 2 hours in an atmosphere containing oxygen and water vapor to form SiO 2 on the surface.
After forming the insulating layer, it can be obtained by a vapor deposition operation using a parallel plate type high frequency magnetron sputtering device and a SnO 2 sintered body as a target material. As the semiconductor type gas sensor 5, other than the above thin film type,
A sintered type using an alumina material may be used.
【0023】前記薄膜ヒータ12の端子は、加熱用電源
13に接続されている。そして、加熱用電源13の電
圧、電流の調整によって、半導体型ガスセンサ5の動作
温度を室温〜220℃の範囲に維持できるようにしてい
る。The terminals of the thin film heater 12 are connected to a heating power source 13. The operating temperature of the semiconductor gas sensor 5 can be maintained in the range of room temperature to 220 ° C. by adjusting the voltage and current of the heating power supply 13.
【0024】検出部8について説明すると、一対の白金
櫛形薄膜電極11には、信号線7によって負荷抵抗14
と検出用電源15が直列接続され、負荷抵抗14の端子
9間に現われる電圧がマイコン等からなる判別回路16
に入力されている。すなわち、負荷抵抗14の端子9間
には、検出用電源15から印加される電圧が負荷抵抗1
4と上記電極11間のガス検知層6の抵抗とで分圧され
た電圧が現われ、しかも、負荷抵抗14の抵抗値と検出
用電源15の電圧値は固定値であるので、上記端子9間
の電圧より判別回路16がガス検知層6の抵抗値(半導
体型ガスセンサ5の抵抗値)を求めることができる。
尚、上記回路以外に、一対の白金櫛形薄膜電極11をホ
イーストンブリッジに組込んで、ガス検知層6の抵抗値
を求めるようにしてもよい。The detector 8 will be described. The pair of platinum comb-shaped thin film electrodes 11 are connected to the load resistance 14 by the signal line 7.
And a power source 15 for detection are connected in series, and the voltage appearing between the terminals 9 of the load resistor 14 is determined by a discrimination circuit 16 such as a microcomputer.
Has been entered in. That is, a voltage applied from the detection power supply 15 is applied across the terminals 9 of the load resistor 14 to the load resistor 1.
4 and the resistance of the gas detection layer 6 between the electrodes 11 appear, and since the resistance value of the load resistor 14 and the voltage value of the detection power supply 15 are fixed values, the voltage between the terminals 9 is increased. The determination circuit 16 can determine the resistance value of the gas detection layer 6 (the resistance value of the semiconductor-type gas sensor 5) from the voltage.
In addition to the above circuit, a pair of platinum comb thin-film electrodes 11 may be incorporated in the Wheatstone bridge to obtain the resistance value of the gas detection layer 6.
【0025】次に、上記構成のガス検出装置1によるガ
ス検出特性について説明する。図4に、半導体型ガスセ
ンサ5の動作温度を150℃に維持し、被検出ガス(空
気)の露点をマイナス20℃まで下げた状態で、ガスが
存在しない(空気だけの)場合と、空気中に検出対象ガ
スとしてエチルアルコール、ホルムアルデヒド、水素、
メタンの各ガスが、0.05〜10ppmの低濃度条件
で存在する場合のガスセンサ5の抵抗値を測定した結果
を示す。ここで、ガス濃度を正確に検出するには、前記
検出部8における回路ノイズや温度湿度の変動に起因す
る測定誤差(測定限界)等を考慮すると、センサ抵抗値
が1MΩ以下で、かつ、ガスが存在しない場合に比べて
十分に低い(少なくとも2倍以上の差がある)ことが必
要である。Next, the gas detection characteristics of the gas detection device 1 having the above structure will be described. In FIG. 4, the operating temperature of the semiconductor type gas sensor 5 is maintained at 150 ° C. and the dew point of the gas to be detected (air) is lowered to -20 ° C., in the absence of gas (only air) and in air. Ethyl alcohol, formaldehyde, hydrogen,
The result of having measured the resistance value of the gas sensor 5 when each gas of methane exists in the low concentration condition of 0.05-10 ppm is shown. Here, in order to accurately detect the gas concentration, in consideration of the measurement error (measurement limit) due to the circuit noise in the detection unit 8 and the fluctuation of temperature and humidity, the sensor resistance value is 1 MΩ or less, and the gas Should be sufficiently low (at least twice as much difference) as in the absence of.
【0026】上記測定データでは、ガスが存在しない場
合のガスセンサ5の抵抗値は10MΩを超える値であ
り、エチルアルコール及びホルムアルデヒドについて
は、0.05ppmという低濃度からセンサ抵抗値が1
MΩ以下となるので、極めて高感度に検出できている。
一方、水素については、1ppm未満ではセンサ抵抗値
が10MΩ以上、1〜10ppmの範囲でも1MΩ以上
であり、正確な検出はできない。さらに、メタンについ
ては、10ppm未満では常に10MΩ以上であり、検
出は不可能である。従って、本実施形態の半導体型ガス
センサ5によって、微量のエチルアルコール及びホルム
アルデヒドなどの揮発性の有機化合物のガスに対して、
特異的な高感度が実現されている。In the above measurement data, the resistance value of the gas sensor 5 in the absence of gas exceeds 10 MΩ, and for ethyl alcohol and formaldehyde, the sensor resistance value is 1 from the low concentration of 0.05 ppm.
Since it is less than MΩ, it can be detected with extremely high sensitivity.
On the other hand, with respect to hydrogen, when the amount is less than 1 ppm, the sensor resistance value is 10 MΩ or more, and even in the range of 1 to 10 ppm, it is 1 MΩ or more, and accurate detection is impossible. Furthermore, with respect to methane, if it is less than 10 ppm, it is always 10 MΩ or more, and detection is impossible. Therefore, the semiconductor-type gas sensor 5 of the present embodiment can be used for trace amounts of gases of volatile organic compounds such as ethyl alcohol and formaldehyde.
Specific high sensitivity is realized.
【0027】図5に、被検出ガス(空気)の露点をマイ
ナス20℃にした状態で、半導体型ガスセンサ5の動作
温度を変化させて、空気だけの場合と、空気中に検出対
象ガスとしてエチルアルコールが0.05ppmの濃度
条件で存在する場合のガスセンサ5の抵抗値を測定した
結果を示す。高温側の動作温度について、220℃以下
では、空気だけの場合のセンサ抵抗値が1MΩ以上であ
るのに対して、0.05ppmのエチルアルコール存在
時のセンサ抵抗値は1MΩ以下となり、しかも、その両
者のセンサ抵抗値の比が約2(エチルアルコール存在時
のセンサ抵抗値が空気だけの場合の抵抗値の約1/2以
下になっている)であるので、エチルアルコールについ
て高感度な検出が可能である。220℃を超える動作温
度では、空気だけの場合とエチルアルコールが存在する
場合のセンサ抵抗値の比が2倍よりも小さくなり、エチ
ルアルコールの検出は難しくなる。尚、150℃付近で
エチルアルコール存在時のセンサ抵抗値が最も低下して
おり、この温度がガス検出に最適であることが判る。In FIG. 5, the operating temperature of the semiconductor type gas sensor 5 is changed in a state where the dew point of the gas to be detected (air) is -20.degree. C., and only when air is used and when ethyl is used as a gas to be detected in the air. The result of having measured the resistance value of the gas sensor 5 when alcohol exists in 0.05 ppm concentration conditions is shown. Regarding the operating temperature on the high temperature side, when the temperature is 220 ° C. or lower, the sensor resistance value in the case of only air is 1 MΩ or more, whereas the sensor resistance value in the presence of 0.05 ppm ethyl alcohol is 1 MΩ or less, and Since the ratio of the sensor resistance values of the two is about 2 (the sensor resistance value in the presence of ethyl alcohol is about 1/2 or less of the resistance value in the case of only air), it is possible to detect ethyl alcohol with high sensitivity. It is possible. At operating temperatures above 220 ° C., the ratio of sensor resistance values in the case of air alone and in the presence of ethyl alcohol is less than double, making detection of ethyl alcohol difficult. It should be noted that the sensor resistance value in the presence of ethyl alcohol is the lowest around 150 ° C., which indicates that this temperature is optimal for gas detection.
【0028】従って、前記薄膜ヒータ12と前記加熱用
電源13によって、前記半導体型ガスセンサ5の動作温
度を、前記検出対象ガスに対する検出感度が空気に対し
て有意に得られる高温側の限界温度よりも低い温度範囲
に維持する温度維持手段Hが構成されている。この実施
形態では、上述のように高温側の限界温度は220℃と
なる。Therefore, by the thin film heater 12 and the heating power source 13, the operating temperature of the semiconductor type gas sensor 5 is higher than the limit temperature on the high temperature side where the detection sensitivity for the gas to be detected is significantly obtained for air. Temperature maintaining means H for maintaining a low temperature range is configured. In this embodiment, the high temperature side limit temperature is 220 ° C. as described above.
【0029】一方、低温側の動作温度について、0℃以
下では、0.05ppmのエチルアルコール存在時のセ
ンサ抵抗値が1MΩ以上となるので、エチルアルコール
の検出はできない。従って、ガス検出装置1において
は、半導体型ガスセンサ5の動作温度を0℃〜220℃
の範囲に維持することが望ましい。なお、この実施形態
では、室温が0℃を下回るような低温条件(例えば、業
務用の冷蔵庫内など)の場合は、前記薄膜ヒータ12に
より、半導体型ガスセンサ5の動作温度を0℃以上にな
るように加熱して、低濃度の前記揮発性の有機化合物の
ガスを検出できるようにする。On the other hand, with respect to the operating temperature on the low temperature side, at 0 ° C. or lower, the sensor resistance value in the presence of 0.05 ppm of ethyl alcohol becomes 1 MΩ or higher, so that ethyl alcohol cannot be detected. Therefore, in the gas detection device 1, the operating temperature of the semiconductor type gas sensor 5 is set to 0 ° C to 220 ° C.
It is desirable to maintain the range. In this embodiment, under low temperature conditions where the room temperature is lower than 0 ° C. (for example, in a commercial refrigerator), the thin film heater 12 causes the operating temperature of the semiconductor gas sensor 5 to be 0 ° C. or higher. So that the low concentration gas of the volatile organic compound can be detected.
【0030】図6に、半導体型ガスセンサ5の動作温度
を150℃に維持し、被検出ガス(空気)の露点を変化
させて、ガスが存在しない場合と、空気中に検出対象ガ
スとしてエチルアルコールが0.05ppmの低濃度条
件で存在する場合のガスセンサ5の抵抗値を測定した結
果を示す。露点が0℃以下の条件で、センサ抵抗値が1
MΩ以下となり、エチルアルコールの検出が可能であ
る。従って、そのため、前記除湿部20は、前記被検出
ガス(空気)の露点を0℃以下にするように構成されて
いる。In FIG. 6, the operating temperature of the semiconductor type gas sensor 5 is maintained at 150 ° C., the dew point of the gas to be detected (air) is changed, and when no gas is present, ethyl alcohol is used as a gas to be detected in the air. Shows the result of measuring the resistance value of the gas sensor 5 in the case where is present in a low concentration condition of 0.05 ppm. The sensor resistance value is 1 when the dew point is 0 ° C or less.
It becomes less than MΩ and ethyl alcohol can be detected. Therefore, therefore, the dehumidifying section 20 is configured to set the dew point of the gas to be detected (air) to 0 ° C. or lower.
【0031】次に、本発明に係るガス検出方法は、検出
対象ガスが含有された被検出ガスを除湿し、その除湿し
た検出対象ガスを、前記検出対象ガスとの接触により電
気抵抗が変化する半導体型ガスセンサに接触させ、前記
半導体型ガスセンサの電気抵抗の変化に基づいて前記被
検出ガスに含有された前記検出対象ガスを検出するガス
検出方法であって、前記検出対象ガスを揮発性の有機化
合物のガスとし、且つ、前記半導体型ガスセンサの動作
温度を、前記検出対象ガスに対する検出感度が空気に対
して有意に得られる高温側の限界温度よりも低い温度範
囲に維持することを特徴としている。尚、詳述はしない
が、検出対象ガス、被検出ガス、除湿後の被検出ガスの
露点、半導体型ガスセンサの構造、半導体型ガスセンサ
の動作温度などの具体的な条件については、ガス検出装
置において前述した条件と同様の条件に設定する。Next, the gas detection method according to the present invention dehumidifies the gas to be detected containing the gas to be detected, and changes the electric resistance of the dehumidified gas to be detected by contact with the gas to be detected. A gas detection method of contacting a semiconductor type gas sensor to detect the detection target gas contained in the detection target gas based on a change in electrical resistance of the semiconductor type gas sensor, wherein the detection target gas is a volatile organic gas. A compound gas, and the operating temperature of the semiconductor-type gas sensor is maintained in a temperature range lower than a limit temperature on the high temperature side at which the detection sensitivity for the gas to be detected is significantly obtained for air. . Although not described in detail, in the gas detection device, specific conditions such as the gas to be detected, the gas to be detected, the dew point of the gas to be detected after dehumidification, the structure of the semiconductor type gas sensor, and the operating temperature of the semiconductor type gas sensor are described. The same conditions as those described above are set.
【0032】次に、以上述べたように、本発明に係るガ
ス検出装置及びガス検出方法において、被検出ガス(空
気)の除湿と、半導体型ガスセンサ5の動作温度の設定
により、低濃度の揮発性の有機化合物のガスを高感度に
検出できる技術的なメカニズムについて、除湿による感
度増大と温度依存性に分けて説明する。尚、以下の説明
では、検出対象ガスが可燃性ガスである場合を例に説明
し、また、前記半導体型ガスセンサ5のガス検知層6を
感ガス体と呼んでいる。Next, as described above, in the gas detecting apparatus and the gas detecting method according to the present invention, by dehumidifying the gas to be detected (air) and setting the operating temperature of the semiconductor type gas sensor 5, a low concentration volatilization is performed. The technical mechanism that can detect the gas of organic compounds with high sensitivity will be explained separately for sensitivity increase by dehumidification and temperature dependence. In the following description, the case where the gas to be detected is a combustible gas is described as an example, and the gas detection layer 6 of the semiconductor type gas sensor 5 is called a gas sensitive body.
【0033】(除湿による感度増大のメカニズム)一般
的に、可燃性ガスに対するガスセンサは、酸化スズなど
の感ガス体表面で可燃性ガスが吸着、あるいは酸化反応
などの相互作用を起こし、その相互作用が感ガス体の抵
抗値の変化を引き起こすことで可燃性ガスを検出してい
る。一方、空気中の水分も感ガス体に吸着するため感ガ
ス体の抵抗値の変化を引き起こすが、その影響は可燃性
ガスに比べて小さく、除湿したからといって、可燃性ガ
スと感ガス体の相互作用が顕著に大きくなるとは一般的
には言えない。しかしながら、本発明においては、エタ
ノール、メタノールなどのアルコール類、ホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類、アセトン
などのケトン類等のガスが吸着する感ガス体上の部位が
除湿により著しく活性化されていると考えられる。これ
は、水素などの一般的な可燃性ガスが吸着・反応する感
ガス体上の部位と、上記アルコール類、アルデヒド類、
ケトン類等のガスが吸着・反応する感ガス体上の部位が
実は異なっており、一般的な可燃性ガスが吸着・反応す
る感ガス体の部位は水分の影響を受けにくいのに対し
て、上記アルコール類、アルデヒド類、ケトン類等のガ
スが吸着・反応する感ガス体上の部位は水分の影響を強
く受けて不活性化するという本発明の過程で見出された
新たな知見に基づいている。このため、除湿により、上
記アルコール類、アルデヒド類、ケトン類等のガスと感
ガス体との相互作用が著しく増大し、感度が増大してい
ると考えられる。他方、水素などの一般的な可燃性ガス
では、感ガス体上の吸着・反応部位が水分の影響を受け
にくいため、除湿による感度増大の効果はほとんどない
と考えられる。(Mechanism of Increased Sensitivity by Dehumidification) Generally, in a gas sensor for a combustible gas, the combustible gas is adsorbed on the surface of a gas-sensitive body such as tin oxide, or an interaction such as an oxidation reaction occurs, and the interaction thereof occurs. Detects flammable gas by causing a change in the resistance value of the gas sensitive body. On the other hand, since moisture in the air is also adsorbed by the gas-sensitive material, it causes a change in the resistance value of the gas-sensitive material, but the effect is smaller than that of the flammable gas, and dehumidification does not mean that the flammable gas and It cannot generally be said that body interactions are significantly greater. However, in the present invention, it is said that the sites on the gas-sensing body where gases such as alcohols such as ethanol and methanol, aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde, and ketones such as acetone are adsorbed are significantly activated by dehumidification. Conceivable. This is a site on the gas-sensing body where a general flammable gas such as hydrogen is adsorbed / reacted with the above alcohols, aldehydes,
The parts on the gas-sensitive body where the gases such as ketones are adsorbed / reacted are actually different, whereas the parts of the gas-sensitive body where the general flammable gas is adsorbed / reacted are less susceptible to moisture. Based on the new finding found in the process of the present invention that the sites on the gas-sensing body where the above-mentioned alcohols, aldehydes, ketones, etc., adsorb and react with gas are strongly affected by water and are inactivated. ing. Therefore, it is considered that the dehumidification remarkably increases the interaction between the gas such as alcohols, aldehydes, and ketones and the gas-sensitive material, thereby increasing the sensitivity. On the other hand, with a general combustible gas such as hydrogen, the adsorption / reaction site on the gas-sensitive body is unlikely to be affected by moisture, and therefore it is considered that desensitization has little effect of increasing sensitivity.
【0034】(温度依存性のメカニズム)前記感ガス体
上での上記アルコール類、アルデヒド類、ケトン類等の
ガスの吸着・反応には、熱的な活性化作用も関係してい
る。そのため、温度を0℃付近から高くしていくことに
よって、その熱的な活性化作用は大きくなっていく。し
かしながら、温度を150℃よりも高くすると、感ガス
体上での吸着が起こりにくくなり、また例え吸着したと
しても、感ガス体の抵抗変化を起こすような相互作用を
する前に燃焼除去される確率が高くなり、その結果、感
度増大の効果が小さくなると考えられる。(Temperature Dependent Mechanism) The thermal activation action is also involved in the adsorption / reaction of the above-mentioned alcohols, aldehydes, ketones and the like on the gas-sensitive material. Therefore, by increasing the temperature from around 0 ° C., the thermal activation action becomes larger. However, if the temperature is higher than 150 ° C., the adsorption on the gas-sensitive body becomes difficult to occur, and even if it is adsorbed, it is burned and removed before the interaction causing the resistance change of the gas-sensitive body. It is considered that the probability is increased, and as a result, the effect of increasing the sensitivity is reduced.
【0035】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。上記実施形態では、検出対象ガスである揮発性の有
機化合物のガスを、エタノールやメタノールを含むアル
コール類、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドを含む
アルデヒド類、及び、アセトンを含むケトン類のうちの
少なくともいずれか1つの類に含まれるガスとしたが、
これ以外の揮発性の有機化合物のガスでもよい。また、
上記実施形態では、検出対象ガスが含有された被検出ガ
スを空気としたが、空気以外のガスでもよい。[Other Embodiment] Another embodiment will be described below. In the above embodiment, the gas of the volatile organic compound that is the detection target gas is at least one of alcohols containing ethanol and methanol, aldehydes containing formaldehyde and acetaldehyde, and ketones containing acetone. The gas included in the class,
Other volatile organic compound gases may be used. Also,
In the above embodiment, the gas to be detected containing the gas to be detected is air, but a gas other than air may be used.
【0036】上記実施形態では、半導体型ガスセンサ5
のガス検知層6の主成分である酸化物半導体を、n型半
導体(具体的には、酸化スズ)で構成したが、他のn型
半導体、あるいはp型半導体で構成してもよい。尚、ガ
ス検知層6の主成分である酸化物半導体を変更した場合
には、前記温度維持手段Hが維持する温度条件(高温側
の限界温度等)は適切な値に変更されることになる。In the above embodiment, the semiconductor type gas sensor 5 is used.
Although the oxide semiconductor which is the main component of the gas detection layer 6 is composed of an n-type semiconductor (specifically, tin oxide), it may be composed of another n-type semiconductor or a p-type semiconductor. When the oxide semiconductor, which is the main component of the gas detection layer 6, is changed, the temperature condition maintained by the temperature maintaining means H (high temperature side limit temperature, etc.) is changed to an appropriate value. .
【図1】本発明に係るガス検出装置の全体構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a gas detection device according to the present invention.
【図2】除湿部の構造を示す側面断面図FIG. 2 is a side sectional view showing a structure of a dehumidifying section.
【図3】薄膜タイプの半導体型ガスセンサの構造と、検
出回路を示す図FIG. 3 is a diagram showing a structure of a thin film type semiconductor type gas sensor and a detection circuit.
【図4】低ガス濃度域におけるガス濃度とセンサ抵抗値
との関係を示すグラフFIG. 4 is a graph showing a relationship between a gas concentration and a sensor resistance value in a low gas concentration region.
【図5】センサ温度とセンサ抵抗値との関係を示すグラ
フFIG. 5 is a graph showing the relationship between sensor temperature and sensor resistance value.
【図6】被検出ガスの露点とセンサ抵抗値との関係を示
すグラフFIG. 6 is a graph showing the relationship between the dew point of the gas to be detected and the sensor resistance value.
5 半導体型ガスセンサ 8 検出部 20 除湿部 H 温度維持手段 S センサ部 5 Semiconductor type gas sensor 8 detector 20 Dehumidification section H temperature maintaining means S sensor section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 檜垣 勝己 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐々木 博一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 大西 久男 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 小知和 眞一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 鈴木 卓弥 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 2G046 AA18 AA24 AA25 AA26 DB05 EB06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Katsumi Higaki 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Within Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Hirokazu Sasaki 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Within Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Hisao Onishi 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Within Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Shinichi Ochi 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Within Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takuya Suzuki 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Within Fuji Electric Co., Ltd. F-term (reference) 2G046 AA18 AA24 AA25 AA26 DB05 EB06
Claims (5)
除湿する除湿部と、前記検出対象ガスとの接触により電
気抵抗が変化する半導体型ガスセンサを備え且つ前記除
湿部にて除湿された前記被検出ガスが導入可能に構成さ
れたセンサ部と、前記半導体型ガスセンサの電気抵抗の
変化に基づいて前記被検出ガスに含有された前記検出対
象ガスを検出する検出部とを設けたガス検出装置であっ
て、 前記検出対象ガスを揮発性の有機化合物のガスとし、且
つ、前記半導体型ガスセンサの動作温度を、前記検出対
象ガスに対する検出感度が空気に対して有意に得られる
高温側の限界温度よりも低い温度範囲に維持する温度維
持手段が設けられているガス検出装置。1. A dehumidifying section for dehumidifying a gas to be detected containing a gas to be detected, and a semiconductor-type gas sensor whose electric resistance changes due to contact with the gas to be detected, and dehumidified by the dehumidifying section. A gas detection device provided with a sensor part configured to be able to introduce a gas to be detected, and a detection part for detecting the gas to be detected contained in the gas to be detected based on a change in electric resistance of the semiconductor gas sensor. The detection target gas is a gas of a volatile organic compound, and the operating temperature of the semiconductor-type gas sensor, the detection temperature for the detection target gas detection temperature significantly high temperature limit temperature on the side A gas detection device provided with temperature maintaining means for maintaining a temperature range lower than the temperature range.
センサの動作温度を0℃〜220℃の範囲に維持するよ
うに構成されている請求項1記載のガス検出装置。2. The gas detector according to claim 1, wherein the temperature maintaining means is configured to maintain the operating temperature of the semiconductor type gas sensor within a range of 0 ° C. to 220 ° C.
0℃以下にするように構成されている請求項1又は2記
載のガス検出装置。3. The gas detection device according to claim 1, wherein the dehumidifying section is configured to set a dew point of the gas to be detected to 0 ° C. or lower.
ノールを含むアルコール類、ホルムアルデヒドやアセト
アルデヒドを含むアルデヒド類、及び、アセトンを含む
ケトン類のうちの少なくともいずれか1つの類に含まれ
るガスである請求項1〜3のいずれかに記載のガス検出
装置。4. The gas to be detected is a gas contained in at least one of alcohols containing ethanol and methanol, aldehydes containing formaldehyde and acetaldehyde, and ketones containing acetone. Item 4. The gas detection device according to any one of items 1 to 3.
除湿し、その除湿した前記被検出ガスを、前記検出対象
ガスとの接触により電気抵抗が変化する半導体型ガスセ
ンサに接触させ、前記半導体型ガスセンサの電気抵抗の
変化に基づいて前記被検出ガスに含有された前記検出対
象ガスを検出するガス検出方法であって、 前記検出対象ガスを揮発性の有機化合物のガスとし、且
つ、前記半導体型ガスセンサの動作温度を、前記検出対
象ガスに対する検出感度が空気に対して有意に得られる
高温側の限界温度よりも低い温度範囲に維持することを
特徴とするガス検出方法。5. A semiconductor type gas sensor whose electric resistance changes by dehumidifying a gas to be detected containing a gas to be detected, the dehumidified gas to be detected being brought into contact with the gas to be detected, A gas detection method for detecting the detection target gas contained in the detection target gas based on a change in electric resistance of a gas sensor, wherein the detection target gas is a volatile organic compound gas, and the semiconductor A gas detecting method, wherein the operating temperature of the type gas sensor is maintained in a temperature range lower than a limit temperature on the high temperature side where the detection sensitivity for the gas to be detected is significantly obtained for air.
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---|---|---|---|
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