JP2016188830A - ガス検知装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ちなみに、このガス検知装置は、都市ガス等の漏れを検出するために、一般家庭や業務用の厨房室等に設置されるものである。
検出対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化するガス検知層及び前記ガス検知層を加熱するヒータ層を備えたセンサ素子と、
前記ヒータ層への通電を行う通電駆動制御部とを備えたガス検知装置であって、その特徴構成は、
前記通電駆動制御部は、前記ガス検知層をプロパンガス検出用の設定高温温度に加熱する高温加熱状態と、前記ガス検知層を前記設定高温温度よりも低いプロパンガス検出用の設定低温温度に加熱する低温加熱状態とに切替えるように、前記ヒータ層への通電を制御する切替加熱処理を行うように構成され、
前記ヒータ層への通電時における前記ガス検知層の電気抵抗値に基づいて、前記検出対象ガスとしてのプロパンガスを検出するガス検出部を備え、
前記ガス検出部が、前記低温加熱状態における前記ガス検知層の電気抵抗値が、予め定めたプロパンガス検出用抵抗値よりも小さく、かつ、前記高温加熱状態における前記ガス検知層の電気抵抗値を、前記低温加熱状態における前記ガス検知層の電気抵抗値により除した値が、予め定めたプロパンガス検出用設定値よりも大きい場合に、設定濃度以上の前記プロパンガスが存在していると判定するプロパンガス検出処理を行うように構成されている点にある。
前記通電駆動制御部が、前記切替加熱処理を設定周期にて行うように構成されている点にある。
前記検出対象ガスをプロパンガスとするプロパンガス検出状態と、前記検出対象ガスをメタンガスとするメタンガス検出状態とを選択する検出ガス選択部が備えられ、
前記通電駆動制御部が、前記検出ガス選択部にて前記プロパンガス検出状態が選択されたときには、前記切替加熱処理を行い、前記検出ガス選択部にて前記メタンガス検出状態が選択されたときには、前記ガス検知層をメタンガス検出用のメタンガス検出用温度に加熱するように前記ヒータ層への通電を制御するメタンガス検出用加熱処理を行うように構成され、
前記ガス検出部が、前記検出ガス選択部にて前記プロパンガス検出状態が選択されたときには、前記プロパンガス検出処理を行い、前記検出ガス選択部にて前記メタンガス検出状態が選択されたときには、前記ガス検知層の電気抵抗値が予め定めたメタンガス検出用電気抵抗値よりも低い場合に、設定濃度以上の前記メタンガスが存在していると判定するメタンガス検出処理を行うように構成されている点にある。
図1に示すように、ガス検知装置100は、検出対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化する金属酸化物半導体にて構成されたガス検知層としての半導体検知層10及び半導体検知層10を加熱するヒータ層6を備えた金属酸化物半導体式のセンサ素子20と、ヒータ層6への通電を行う通電駆動制御部12と、ヒータ層6への通電時における半導体検知層10の電気抵抗値に基づいて、検出対象ガスとしてのプロパンガスを検出するガス検出部13とを備えている。
金属酸化物半導体式のセンサ素子20は、薄膜状の支持層5の外端部が脚状のSi基板1により支持されたダイアフラム構造の支持基板上に、検出対象ガスの濃度の変化により電気抵抗値が変化する半導体検知層10、及び、半導体検知層10を加熱するためのヒータ層6を備えて構成されている。
半導体検知層10は、金属酸化物半導体である酸化スズ(SnO2)の単体又は酸化スズを主成分とする混合物等により構成されている。
金属酸化物半導体式のセンサ素子20は、熱酸化膜2、Si3N4膜3、SiO2膜4が順次積層された支持層5を設けて構成され、さらにこの支持層5の上にヒータ層6を設け、当該ヒータ層6の上側に全体を覆う状態でSiO2膜からなる絶縁層7を設けるとともに、当該絶縁層7の上に一対の接合層8を設け、その接合層8の上に一対の電極層9を設けている。
また、絶縁層7の上面の当該一対の電極層9の間に相当する箇所に、半導体検知層10を設けている。
さらに、図1に示す例の場合は、一対の電極層9および半導体検知層10の全体を覆う形態で、選択触媒層11が設けられている。なお、その各々の層厚は0.1〜50μm程度のものである。
触媒としては、検出対象ガスに対して干渉ガスともなる還元性ガスを酸化除去できる、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)等を使用する。
担体を構成する金属酸化物としては、例えばアルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2
)、酸化スズ(SnO2)、酸化インジウム(In2O3)、酸化タングステン(WO3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化銅(CuO
)、酸化ジルコニウム(ZrO2)あるいはこれらの混合物等を使用できる。
また、上記の金属酸化物(触媒を担持する金属酸化物)同士を結合させるバインダーとしては、例えばアルミナ微粉末、アルミナゾル、シリカ微粉末、シリカゾル、マグネシアを使用することができる。
ここで、上記のような触媒、金属酸化物、バインダーはいずれも、1種類を単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
この選択触媒層11に含まれるPdまたはPtなどの貴金属酸化触媒の担持量は、5〜9質量%(触媒質量/(触媒+担体)質量×100)とする。
検出ガス選択部14は、検出ガス選択スイッチとしてガス検知装置100に設けられるものであって、例えば、ガス検知装置100を一般家庭や業務用の厨房室等の設置場所に設置するときに、ガス検知装置100の設置作業者等が、その設置場所においてプロパンガスが使用されているか、都市ガスが使用されているかを確認して選択する。
以下に、検出ガス選択部14にて、検出対象ガスをプロパンガスとするプロパンガス検出状態が選択されているときの通電駆動制御部12による制御内容について説明する。
また、プロパンガス検出用の設定高温温度は、例えば、設定低温温度よりも高温側の温度範囲である400℃〜450℃の温度範囲の何れかの温度に設定されている。なお、この400℃〜450℃の温度範囲は、酸化スズで構成される半導体検知層10にメタンガスが接触する状態において、最も低い電気抵抗値が検出される温度範囲である。
以下に、検出ガス選択部14にて、プロパンガス検出状態が選択されているときのガス検出部13による制御内容について説明する。
なお、プロパンガスの設定濃度は、2000ppmに設定されている。
図3のグラフにおいて、横軸に、低温電気抵抗値R1及びプロパンガス検出用抵抗値RAの値が示され、縦軸に、高温電気抵抗値R2を低温電気抵抗値R1により除した値としての抵抗比率及びプロパンガス検出用設定値RBが示されている。つまり、図3には、低温電気抵抗値R1と抵抗比率との関係が示されている。
なお、図3に示したプロパンガス検出用抵抗値RAは、設定低温温度を375℃として空気を検出すると仮定した場合に得らえるプロパンガス検出用抵抗値RAである。
よって、ガス検出部13は、プロパンガス検出処理において設定濃度以上のプロパンガスが存在していると判定することができる。
次に、検出ガス選択部14にて、メタンガス検出状態が選択されている場合において、ときのガス検出部13の制御内容について説明する。
以下、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態では、切替加熱処理において、半導体検知層10を低温加熱状態とした後に高温加熱状態としたが、これに限らず、切替加熱処理において、半導体検知層10を高温加熱状態とした後に低温加熱状態としてもよい。
よって、プロパンガスが半導体検知層10に接触する状態において、半導体検知層10において最も低い電気抵抗値が検出される温度範囲内にプロパンガス検出用の設定低温温度を設定し、メタンガスが半導体検知層10に接触する状態において、半導体検知層10において最も低い電気抵抗値が検出される温度範囲内にプロパンガス検出用の設定高温温度を設定することで、プロパンガスについては、高温電気抵抗値R2が低温電気抵抗値R1よりも高い電気抵抗値となるので、高温電気抵抗値R2を低温電気抵抗値R1により除した値は1.0よりも大きくなり、メタンガスについては、高温電気抵抗値R2が低温電気抵抗値R1よりも低い電気抵抗値となるので、高温電気抵抗値R2を低温電気抵抗値R1により除した値は1.0以下となる。
これにより、上記の金属酸化物半導体によって半導体検知層10が構成された場合においても、プロパンガス検出用設定値RBを1.0とすることでプロパンガスとメタンガスとを識別することができる。
10 半導体検知層(ガス検知層)
12 通電駆動制御部
13 ガス検出部
14 検出ガス選択部
20 センサ素子
100 ガス検知装置
R1 低温電気抵抗値(電気抵抗値)
R2 高温電気抵抗値(電気抵抗値)
RA プロパンガス検出用抵抗値
RB プロパンガス検出用設定値
Claims (3)
- 検出対象ガスとの接触により電気抵抗値が変化するガス検知層及び前記ガス検知層を加熱するヒータ層を備えたセンサ素子と、
前記ヒータ層への通電を行う通電駆動制御部とを備えたガス検知装置であって、
前記通電駆動制御部は、前記ガス検知層をプロパンガス検出用の設定高温温度に加熱する高温加熱状態と、前記ガス検知層を前記設定高温温度よりも低いプロパンガス検出用の設定低温温度に加熱する低温加熱状態とに切替えるように、前記ヒータ層への通電を制御する切替加熱処理を行うように構成され、
前記ヒータ層への通電時における前記ガス検知層の電気抵抗値に基づいて、前記検出対象ガスとしてのプロパンガスを検出するガス検出部を備え、
前記ガス検出部が、前記低温加熱状態における前記ガス検知層の電気抵抗値が、予め定めたプロパンガス検出用抵抗値よりも小さく、かつ、前記高温加熱状態における前記ガス検知層の電気抵抗値を、前記低温加熱状態における前記ガス検知層の電気抵抗値により除した値が、予め定めたプロパンガス検出用設定値よりも大きい場合に、設定濃度以上の前記プロパンガスが存在していると判定するプロパンガス検出処理を行うように構成されているガス検知装置。 - 前記通電駆動制御部が、前記切替加熱処理を設定周期にて行うように構成されている請求項1に記載のガス検知装置。
- 前記検出対象ガスをプロパンガスとするプロパンガス検出状態と、前記検出対象ガスをメタンガスとするメタンガス検出状態とを選択する検出ガス選択部が備えられ、
前記通電駆動制御部が、前記検出ガス選択部にて前記プロパンガス検出状態が選択されたときには、前記切替加熱処理を行い、前記検出ガス選択部にて前記メタンガス検出状態が選択されたときには、前記ガス検知層をメタンガス検出用のメタンガス検出用温度に加熱するように前記ヒータ層への通電を制御するメタンガス検出用加熱処理を行うように構成され、
前記ガス検出部が、前記検出ガス選択部にて前記プロパンガス検出状態が選択されたときには、前記プロパンガス検出処理を行い、前記検出ガス選択部にて前記メタンガス検出状態が選択されたときには、前記ガス検知層の電気抵抗値が予め定めたメタンガス検出用電気抵抗値よりも低い場合に、設定濃度以上の前記メタンガスが存在していると判定するメタンガス検出処理を行うように構成されている請求項1又は2に記載のガス検知装置。
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---|---|---|---|---|
CN112585453A (zh) * | 2018-09-05 | 2021-03-30 | 大阪瓦斯株式会社 | 气体检测装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57133344A (en) * | 1981-02-12 | 1982-08-18 | Hitachi Ltd | Gas detector |
US5055270A (en) * | 1988-11-23 | 1991-10-08 | Halitec Industries Corp. | Gas sensor |
JPH1054816A (ja) * | 1996-05-09 | 1998-02-24 | Siemens Ag | 酸化ガリウムセンサーを用いてのメタンの検出法及びメタン濃度の測定法 |
JPH11287777A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | New Cosmos Electric Corp | ガス種の判別方法及びガス種の判別装置 |
JP2005345381A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Osaka Gas Co Ltd | ガス検知器 |
JP2012167954A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Fuji Electric Co Ltd | ガス検知装置 |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57133344A (en) * | 1981-02-12 | 1982-08-18 | Hitachi Ltd | Gas detector |
US5055270A (en) * | 1988-11-23 | 1991-10-08 | Halitec Industries Corp. | Gas sensor |
JPH1054816A (ja) * | 1996-05-09 | 1998-02-24 | Siemens Ag | 酸化ガリウムセンサーを用いてのメタンの検出法及びメタン濃度の測定法 |
US5889198A (en) * | 1996-05-09 | 1999-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for detecting and measuring CH4 with GA2 O3 sensor |
JPH11287777A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | New Cosmos Electric Corp | ガス種の判別方法及びガス種の判別装置 |
JP2005345381A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Osaka Gas Co Ltd | ガス検知器 |
JP2012167954A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Fuji Electric Co Ltd | ガス検知装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112585453A (zh) * | 2018-09-05 | 2021-03-30 | 大阪瓦斯株式会社 | 气体检测装置 |
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