JP3042237B2 - ガス漏れ警報器の保管用器具 - Google Patents

ガス漏れ警報器の保管用器具

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JP3042237B2
JP3042237B2 JP5017747A JP1774793A JP3042237B2 JP 3042237 B2 JP3042237 B2 JP 3042237B2 JP 5017747 A JP5017747 A JP 5017747A JP 1774793 A JP1774793 A JP 1774793A JP 3042237 B2 JP3042237 B2 JP 3042237B2
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眞一 小知和
憲知 佐藤
匡 渡邊
明彦 浅野
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Fuji Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は金属酸化物半導体を検
知部に用いるガスセンサを内蔵するガス漏れ警報器の保
管用器具に係り、特にガス漏れ警報器のセンサの初期鳴
動時間を短縮する保管用器具に関する。
【0002】
【従来の技術】酸化スズ等の金属酸化物半導体を大気中
で約200℃以上に加熱するとその粒子表面に大気中の
酸素を吸着し、高抵抗化する。この状態でLPガスのよ
うな可燃性ガスが接触すると、これが吸着酸素と反応し
吸着酸素が粒子表面から脱離し大気中の抵抗の1/10
ないし1/100に低下する。この電気抵抗値の変化に
より可燃性ガスの有無が検知される。
【0003】図6は従来の焼結型のガスセンサを示す透
視図である。酸化スズの焼結体からなる検知部18の内
部に一対の金属製コイルからなる電極17,17Aが埋
め込まれている。一対の金属製コイルからなる電極1
7,17Aは酸化スズ焼結体からなる検知部18の電気
抵抗値を検知する電極でこのうちの一つは焼結体を20
0ないし400℃に加熱するヒータでもある。
【0004】図7は従来の厚膜型のガスセンサを示す断
面図である。絶縁基板19の主面の一つにヒータ20が
他の主面には電極21と金属酸化物半導体の厚膜からな
る検知部22が形成される。上述のガスセンサの検知部
18,22には白金,パラジウムのような貴金属が微量
添加される。この貴金属は上述の酸素の吸着,可燃性ガ
スの吸着による酸素脱離の速度を早める触媒として機能
する。
【0005】ヒータ17,20はガスセンサを300な
いし500℃の温度に保持する。酸素の吸着は次式に示
すように金属酸化物半導体より電子を捕捉して金属酸化
物半導体を高抵抗化する。
【0006】
【化1】 O2 +2e=2O-1 (I) また酸素の脱離は次式に示すように金属酸化物半導体に
電子を戻して金属酸化物半導体を低抵抗化する。
【0007】
【化2】 2O-1+H2 =(1/2)O2 +H2 O+2e (II) 図8は金属酸化物半導体を用いる従来のガスセンサの基
本回路を示す結線図である。金属酸化物半導体からなる
ガスセンサ26はヒータ25により所定温度に加熱され
る。ガスセンサ26の電気抵抗値の変化はこれと直列に
接続された固定抵抗27の両端電圧VL により検出され
る。23は電源である。ガスセンサ26とヒータ25に
はトランス24,24Aを介して所定の電圧が供給され
る。固定抵抗27の両端電圧VL はガスセンサの抵抗を
s 、固定抵抗の抵抗値をRL とするときに次式で示さ
れる。
【0008】
【数1】 VL =VC ・RL /(Rs +RL ) (1) ここでVC はガスセンサと固定抵抗の両者に直列に印加
される電圧である。図9は従来のガスセンサの初期鳴動
特性を示す線図である。ガスセンサの抵抗値Rs は室温
では103 KΩ程度であるが通電直後に急激に低下し、
その後ゆっくりと上昇し30分以上経過して定常値に達
する。
【0009】通電直後の急激な抵抗値の低下は、ガスセ
ンサの温度上昇に対応する金属酸化物半導体の半導体的
性質に起因するものである。またそれ以降のガスセンサ
抵抗値の増大は、金属酸化物半導体表面に大気中の酸素
が吸着する過程である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図10は従来のガスセ
ンサの初期鳴動におけるセンサ出力を示す線図である。
センサ出力は通電直後急激に上昇し、次いで定常値に達
する。ここでガス漏れ警報器が警報を発する出力のしき
い値VT を(1/2)VC に設定すると、出力が1/2
以上になる期間ΔTは警報を発する鳴動状態であり、こ
の期間は現在のガスセンサでは通常1ないし3分であ
る。
【0011】このように電源投入後数分の間の鳴動状態
は避けることができない。しかしながらこの初期鳴動は
使用者がガス漏れと誤解する危険性があり、現在のガス
漏れ警報器ではこの初期鳴動の期間中はタイマ回路によ
り鳴動を防止する方法がとられるが数分間の鳴動状態は
時間として長過ぎるという問題があった。この発明は上
述の点に鑑みてなされ、その目的は初期鳴動時間を短縮
することにより始動が容易なガス漏れ警報器を提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば、金属酸化物半導体からなる検知部と、この検知
部を所定温度に加熱するヒータとからなるセンサを内蔵
するガス漏れ警報器の保管用器具であって、(1)気密
性容器と、(2)密封ガスとを有し、気密性容器はガス
漏れ警報器を無通電で密封してガス漏れ警報器を一定期
間保管し、密封ガスは所定の水蒸気圧を有して前記気密
性容器内にガス漏れ警報器とともに封入されてなるとす
ることにより達成される。
【0013】
【作用】初期鳴動時間が短くなる機構は不明であるが、
上述の要件を備えるときは初期鳴動時間が再現性良く短
縮される。
【0014】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例1 図1はこの発明の実施例に係る保管用器具を示す配置図
である。気密性袋11が水分透過性の極めて低い、ポリ
エチレンとアルミ箔のラミネート膜から構成される。ガ
ーゼに水を含ませた保水剤13がガス漏れ警報器12と
ともに気密性袋11に収納される。気密性袋はシール機
を用いて開口部が気密シールされる。所定時間毎にガス
漏れ警報器を気密性袋から取り出し、25℃で相対湿度
60%の大気中に1h保持したのち、初期鳴動時間を測
定した。
【0015】ガス漏れ警報器のセンサは図7に示す従来
例と同様に酸化スズを用いてスクリーン印刷法、および
焼成により検知部22を形成し、ヒータ20には酸化ル
テニウムを用いている。検知部22には増感剤として
0.2%のパラジウムを酸化スズに担持した。このよう
にして製作したガスセンサをガス漏れ警報器に組み込
み、定格で大気中の24h運転を行った。通電状態でセ
ンサ温度は320℃であった。固定抵抗値は15kΩ、
C =5Vに設定した。ガス漏れ警報器はその後保管用
器具に密封した。 比較例 比較のために前記と同様にして製造されたガス漏れ警報
器を24h通電後25℃で相対湿度60%の大気中に無
通電で放置した場合の初期鳴動時間を測定した。
【0016】図2はこの発明の実施例に係る保管用器具
を用いて保管したガス漏れ警報器の初期鳴動特性14を
比較例に係るガス漏れ警報器の初期鳴動特性15ととも
に示す線図である。本発明のガス漏れ警報器の初期鳴動
時間は1カ月の放置によっても10ないし15sで比較
例の130ないし140sに比し、短いことがわかる。
【0017】図3はこの発明の実施例に係る保管用器具
を用いて異なる相対湿度で保管したガス漏れ警報器の初
期鳴動特性を示す線図である。放置時間は30dであ
る。相対湿度が95%以上では30d放置しても初期鳴
動時間は20s以内であることがわかる。 実施例2 図4はこの発明の異なる実施例に係る保管用器具を示す
配置図である。
【0018】気密性袋31内にガス漏れ警報器30と密
封ガス32と乾燥剤34が載置される。気密性袋31は
熱圧着部33においてシールされる。乾燥剤はシリカゲ
ルである。乾燥剤34に加えて必要に応じガス吸着剤が
併用される。ガス吸着剤は活性炭である。密封に先立ち
ガス漏れ警報器30は乾燥デシケータ内で30分乾燥し
た。次いで露点が−60℃の乾燥空気が流されている容
器内でガス漏れ警報器をナイロンフィルムからなる気密
性袋31の中に送入し160℃の温度で開口部を熱圧着
した。
【0019】図5は図4に示す発明の実施例に係る保管
用器具を用いて保管したガス漏れ警報器の初期鳴動特性
35と、ガス吸着剤を併用した際のガス漏れ警報器の初
期鳴動特性36を示す線図である。乾燥空気中で保管す
ると初期鳴動時間が短くなることがわかる。またガス吸
着剤を併用すると初期鳴動時間は若干ではあるがさらに
短縮されることがわかる。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、金属酸化物半導体か
らなる検知部と、この検知部を所定温度に加熱するヒー
タとからなるセンサを内蔵するガス漏れ警報器の保管用
器具であって、(1)気密性容器と、(2)密封ガスと
を有し、気密性容器はガス漏れ警報器を無通電で密封し
てガス漏れ警報器を一定期間保管し、密封ガスは所定の
水蒸気圧を有して前記気密性容器内にガス漏れ警報器と
ともに封入されてなるとするので、初期鳴動時間が15
s程度の短時間となり、警報器を設置する際に正常動作
を確認する作業時間が大幅に短縮される。
【0021】さらにガス漏れ警報器に初期鳴動を防止す
るための防止回路が不要となり、代わりに正常動作を確
認する信号として利用することができる。因みに高圧ガ
ス保安協会で制定された液化ガス用ガス漏れ警報器の検
定規定では電源投入後初期警報音の発生する時間は2分
以内と規定されており、本発明のガス漏れ警報器はこの
規定を完全に充たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係る保管用器具を示す配置
【図2】この発明の実施例に係る保管用器具を用いて保
管したガス漏れ警報器の初期鳴動特性14を比較例に係
るガス漏れ警報器の初期鳴動特性15とともに示す線図
【図3】この発明の実施例に係る保管用器具を用いて異
なる相対湿度で保管したガス漏れ警報器の初期鳴動特性
を示す線図
【図4】この発明の異なる実施例に係る保管用器具を示
す配置図
【図5】図4に示す発明の実施例に係る保管用器具を用
いて保管したガス漏れ警報器の初期鳴動特性35と、ガ
ス吸着剤を併用した際のガス漏れ警報器の初期鳴動特性
36を示す線図
【図6】従来の焼結型のガスセンサを示す透視図
【図7】従来の厚膜型のガスセンサを示す断面図
【図8】従来のガスセンサの基本回路を示す結線図
【図9】従来のガスセンサの初期鳴動特性を示す線図
【図10】従来のガスセンサの初期鳴動におけるセンサ
出力を示す線図
【符号の説明】
11 気密性袋 12 ガス漏れ警報器 13 保水剤 16 密封ガス 17 コイル 17A コイル 18 検知部 19 絶縁基板 20 ヒータ 21 電極 22 検知部 23 電源 24 トランス 24A トランス 25 ヒータ 26 ガスセンサ 27 固定抵抗 30 ガス漏れ警報器 31 気密性袋 32 密封ガス 33 熱圧着部 34 乾燥剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 明彦 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 (56)参考文献 特開 平3−213972(JP,A) 特開 昭51−58400(JP,A) 特開 昭53−78890(JP,A) 特開 昭57−46152(JP,A) 特開 平5−256807(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/12

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属酸化物半導体からなる検知部と、この
    検知部を所定温度に加熱するヒータとからなるセンサを
    内蔵するガス漏れ警報器の保管用器具であって、 (1)気密性容器と、 (2)密封ガスとを有し、 気密性容器はガス漏れ警報器を無通電で密封してガス漏
    れ警報器を一定期間保管し、 密封ガスは所定の水蒸気圧を有して前記気密性容器内に
    ガス漏れ警報器とともに封入されてなることを特徴とす
    るガス漏れ警報器の保管用器具。
  2. 【請求項2】請求項1記載の保管用器具において、気密
    性容器は有機物フィルムまたは金属フィルムの少なくと
    も一つからなることを特徴とするガス漏れ警報器の保管
    用器具。
  3. 【請求項3】請求項1記載の保管用器具において、密封
    ガスは保水剤を介して飽和水蒸気圧に維持されてなるこ
    とを特徴とするガス漏れ警報器の保管用器具。
  4. 【請求項4】請求項1記載の保管用器具において、密封
    ガスは乾燥剤を介して低水蒸気圧に維持されてなること
    を特徴とするガス漏れ警報器の保管用器具。
  5. 【請求項5】請求項1記載の保管用器具において、金属
    酸化物半導体は酸化スズの厚膜であることを特徴とする
    ガス漏れ警報器の保管用器具。
  6. 【請求項6】請求項1記載の保管用器具において、密封
    ガスはガス吸着剤を介して妨害ガスが除去されることを
    特徴とするガス漏れ警報器の保管用器具。
  7. 【請求項7】請求項6記載の保管用器具において、ガス
    吸着剤は活性炭であることを特徴とするガス漏れ警報器
    の保管用器具。
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