JP3383356B2 - Method of manufacturing fire sensor, fire sensor and fire detector - Google Patents

Method of manufacturing fire sensor, fire sensor and fire detector

Info

Publication number
JP3383356B2
JP3383356B2 JP11610293A JP11610293A JP3383356B2 JP 3383356 B2 JP3383356 B2 JP 3383356B2 JP 11610293 A JP11610293 A JP 11610293A JP 11610293 A JP11610293 A JP 11610293A JP 3383356 B2 JP3383356 B2 JP 3383356B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fire
sensor
manufacturing
circuit
vapor deposition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11610293A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06333180A (en
Inventor
義昭 岡山
篤史 小出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nohmi Bosai Ltd
Original Assignee
Nohmi Bosai Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nohmi Bosai Ltd filed Critical Nohmi Bosai Ltd
Priority to JP11610293A priority Critical patent/JP3383356B2/en
Publication of JPH06333180A publication Critical patent/JPH06333180A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3383356B2 publication Critical patent/JP3383356B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、焦げ臭に選択的に応答
する火災センサの製造方法に関するものであり、さらに
焦げ臭に応答して初期火災の検出に利用できる火災感知
器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a fire sensor which selectively responds to a burning odor, and more particularly to a fire detector which can be used for detecting an initial fire in response to a burning odor. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、火災を検知する方法としては、監
視区域の熱および煙を監視し、検出情報値が所定の閾値
または上昇率になったときに火災と判別するものが一般
的である。また、コンピュータールームや半導体製造装
置のある室で火災を発見しようとする場合は、サンプリ
ング管を張り巡らして室内の空気を採取し、パーティク
ルカウンタやダストモニターによって、採取した空気中
のサンプリングした空気中の粒子の光反射に基づいて、
火災を検知していた。しかし、上記のような空気の粒子
の光反射に基づく検出方法では、しばしばダストが原因
による誤報を生じていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of detecting a fire, a method of monitoring heat and smoke in a monitoring area and discriminating a fire when a detected information value reaches a predetermined threshold value or a rising rate is generally used. . Also, when trying to detect a fire in a computer room or a room with semiconductor manufacturing equipment, a sampling pipe is stretched to collect the air in the room, and a particle counter or dust monitor is used to collect the air in the sampled air. Based on the light reflection of the particles in
I was detecting a fire. However, in the detection method based on the light reflection of air particles as described above, a false alarm due to dust often occurs.

【0003】また近年では、初期火災のとくにくん焼火
災(200℃程度の温度で発煙が観察されず焦げ臭のみ
発生している状態)で生じる燃焼ガスやにおいによっ
て、大事に至る前に火災を検知することに関心が寄せら
れており、例えば、これらの放出ガスによる半導体素子
の抵抗値の変化によって、火災を検知する方法が検討さ
れつつある。
[0003] In recent years, the burning gas and odor generated in the initial fire, especially the smoldering fire (a state in which smoke is not observed at a temperature of about 200 ° C and only a burning odor is generated) causes a fire before it becomes important. There is an interest in detection, and for example, a method of detecting a fire by changing the resistance value of a semiconductor element due to these released gases is being studied.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この目的のために、従
来、種々のセンサが提案されてきた。その一般的なもの
は、SnO2等の酸化物半導体を使用したものである。
しかしながら、従来から利用されているEB蒸着法によ
り得られたセンサ素子は、抵抗値が高く(約50〜10
00KΩ)、しかもヒータで加熱した後に素子の抵抗値
が変動してしまうなど、経時的に不安定なものであっ
た。従って、初期火災時のにおいだけを選択的に検出す
る感知器に使用することは困難であった。一方、セルロ
ースは、木材、コットン、紙などとして、また塩化ビニ
ル系ポリマーは、配線、配管、パッキング材、袋、カバ
ー類などとして、人の居住空間に必ず存在するため、建
屋、乗物等の居住空間から発生する初期火災の検知に
は、セルロースや塩化ビニル系ポリマーから出る特有物
質を精度よく検知できるセンサが有効であるが、従来そ
のようなセンサは未だ見られないのが現状である。本発
明は上記のような従来の課題を解決し、初期火災、とく
にくん焼火災で生じる焦げ臭を感度よく検知することの
できる火災センサの製造方法および該方法により得られ
た火災センサを使用した火災感知器を提供することを目
的とするものである。
For this purpose, various sensors have been proposed in the past. The general one uses an oxide semiconductor such as SnO 2 .
However, the sensor element obtained by the EB vapor deposition method that has been conventionally used has a high resistance value (about 50 to 10).
00 KΩ), and the resistance value of the element fluctuates after being heated by a heater, and was unstable with time. Therefore, it was difficult to use it for a sensor that selectively detects only the odor during an initial fire. On the other hand, cellulose is always present in people's living spaces such as wood, cotton, paper, etc., and vinyl chloride polymer is always present in wiring, piping, packing materials, bags, covers, etc. A sensor capable of accurately detecting a specific substance emitted from cellulose or vinyl chloride-based polymer is effective for detecting an initial fire generated from a space, but such a sensor has not yet been found so far. The present invention solves the conventional problems as described above, and uses a method for manufacturing a fire sensor capable of sensitively detecting a burning odor caused by an initial fire, particularly a smoldering fire, and a fire sensor obtained by the method. It is intended to provide a fire detector.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、センサ素子をEB蒸着法により基板上に作製する
際に、その各条件を最適に設定することにより、上記の
ような従来の課題を解決することができる火災センサが
製造可能であることを見いだし、本発明を完成するに至
った。
As a result of earnest studies, the inventors of the present invention have found that when the sensor element is formed on a substrate by the EB vapor deposition method, the respective conditions are optimally set so that the conventional method as described above is used. It was found that a fire sensor capable of solving the above problem can be manufactured, and the present invention has been completed.

【0006】すなわち本発明は、基板上に、電子ビーム
蒸着法によりSnO2の薄膜を形成する工程を含む火災
センサの製造方法において、該電子ビーム蒸着法を、 基板温度:400〜500℃; 蒸着時の圧力:1×10-5Torr以下;および 蒸着速度:0.1〜5Å/秒の条件で膜厚:2000
〜5000Åの薄膜を形成し、 得られたセンサ素子に、大気中で500〜600℃、1
〜2時間の熱処理を行うことを特徴とする、火災センサ
の製造方法を提供するものである。また本発明は、基板
上に、蒸着により形成される膜厚:2000〜5000
ÅのSnOの薄膜を形成してあることを特徴とする、
火災センサを提供するものであり、その製造方法とし
て、上記の製造方法が利用できる。
That is, the present invention provides a method for manufacturing a fire sensor including a step of forming a SnO 2 thin film on a substrate by an electron beam vapor deposition method, wherein the electron beam vapor deposition method is used at a substrate temperature of 400 to 500 ° C .; Pressure: 1 × 10 −5 Torr or less; and vapor deposition rate: 0.1 to 5 Å / sec. Film thickness: 2000
~ 5000 Å thin film is formed, the obtained sensor element, 500 ~ 600 ℃ in the atmosphere, 1
The present invention provides a method for manufacturing a fire sensor, characterized by performing heat treatment for 2 hours. Further, according to the present invention, a film thickness formed by vapor deposition on a substrate: 2000 to 5000
Å SnO 2 thin film is formed,
A fire sensor is provided, and the above manufacturing method can be used as a manufacturing method thereof.

【0007】さらに本発明は、前記の火災センサおよび
該火災センサを350℃以上に加熱するためのヒータ
含む検出手段と、該検出手段の出力を火災判別レベルと
比較して、火災を判別する火災判別手段と、該火災判別
手段の出力に従って火災信号を送出する信号送出手段
と、を備えていることを特徴とする、火災感知器を提供
するものである。
The present invention further provides the above-mentioned fire sensor and
A detection unit including a heater for heating the fire sensor to 350 ° C. or higher , and an output of the detection unit as a fire discrimination level.
In comparison, there is provided a fire detector characterized by comprising a fire discrimination means for discriminating a fire and a signal transmission means for transmitting a fire signal according to the output of the fire discrimination means.
To do.

【0008】以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明に用いるEB蒸着法の各条件を以下に列記する。 基板温度:400〜500℃、好ましくは450〜5
00℃である。400℃未満あるいは500℃を超えた
基板温度では、得られたSnO2の薄膜(センサ素子)
の初期抵抗値が上昇し好ましくない。 蒸着時の圧力:1×10-5Torr以下である。この
圧力は低くなればなるほど好ましいが、用いる装置等に
より1×10-5Torr以下で適宜決定される。 蒸着膜厚:2000〜5000Å、好ましくは250
0〜3000Åである。蒸着したセンサ素子膜は厚くな
ればなるほど抵抗値は下がる傾向にあるが、この膜を均
一に加熱することや、製造工程の時間等を考慮すると、
上記膜厚範囲となる。また、蒸着速度は、例えば0.1
〜5Å/秒である。 熱処理:上記のような条件でEB蒸着終了後、大気中
で500〜600℃、、1〜2時間、好ましくは1時間
の熱処理を行う。 このようなEB蒸着法の各条件により、初期抵抗値が低
く、しかもヒータ加熱後でも安定、すなわち経時的に安
定であるニオイセンサが得られる。なお、本明細書にお
いて電子ビーム蒸着法とは、真空室内で物質を電子ビー
ムにより加熱し、蒸発させ、適宜蒸発物質を加速する等
して、基板上に物質を蒸着させる方法をいうものとす
る。
The present invention will be described in more detail below.
The respective conditions of the EB vapor deposition method used in the present invention are listed below. Substrate temperature: 400 to 500 ° C., preferably 450 to 5
It is 00 ° C. At substrate temperatures below 400 ° C or above 500 ° C, the resulting SnO 2 thin film (sensor element)
Undesirably increases the initial resistance value of. Pressure during vapor deposition: 1 × 10 −5 Torr or less. This the pressure is preferably as made becomes lower, it is suitably determined in the following 1 × 10 -5 Torr by a device or the like used. Deposition film thickness: 2000 to 5000Å, preferably 250
It is 0 to 3000Å. The thicker the vapor-deposited sensor element film, the lower the resistance value tends to be.However, considering uniform heating of this film and the time of the manufacturing process,
It becomes the above-mentioned film thickness range. The vapor deposition rate is, for example, 0.1.
~ 5Å / sec. Heat treatment: After the EB deposition is completed under the above conditions, heat treatment is performed in the atmosphere at 500 to 600 ° C. for 1 to 2 hours, preferably 1 hour. Due to the respective conditions of the EB vapor deposition method, it is possible to obtain an odor sensor having a low initial resistance value and being stable even after heating the heater, that is, stable over time. Note that in this specification, an electron beam evaporation method refers to a method in which a substance is evaporated on a substrate by heating a substance with an electron beam in a vacuum chamber to evaporate the substance and appropriately accelerating the evaporated substance. .

【0009】本発明で使用できる基板は、とくに制限す
るものではないが、一般的にはアルミナ基板が用いられ
る。その他の基板としては、ムライト基板、石英基板等
が挙げられる。この基板の裏面には、センサ素子を加熱
するためのヒータを設けることができる。ヒータとして
は、通常、印刷焼成された酸化ルテニウム等が用いられ
るがこれに限らない。
The substrate that can be used in the present invention is not particularly limited, but an alumina substrate is generally used. Examples of other substrates include a mullite substrate and a quartz substrate. A heater for heating the sensor element can be provided on the back surface of the substrate. As the heater, print ruthenium oxide or the like is usually used, but the heater is not limited to this.

【0010】本発明で使用できる酸化物半導体は、Sn
、ZnO、WO3等が挙げられる。この中でも、S
nOが好適に用いられる。例えば、この火災センサ
は、図7に示すように、例えば主電気回路が搭載される
ガラス基板等による回路基板15上に複数の端子13が
間隔をあけて設けられ、この端子13の頭部にセンサ電
極12およびヒータ電極(図示せず)のためのリード線
14が溶接(ボンディング)されて取り付けられ、セン
サ部5を有するアルミナ基板8を支持していた。アルミ
ナ基板8上のセンサ部5は、センサ素子3(例えばSn
2)と、このセンサ素子11の基板8を通じた反対面
に印刷焼成されたヒータ(図示せず)とから構成され、
センサ素子11がニオイを感応して検出するためにヒー
タ材料を350℃以上に加熱していた。この酸化物半導
体としてのSnO2は、真空蒸着、例えばEB(電子ビ
ーム)蒸着、アルゴンガス中でのスパッタリング等の方
法によって基板上に設けられている。
The oxide semiconductor that can be used in the present invention is Sn.
O 2 , ZnO, WO 3 and the like can be mentioned. Among these, S
nO 2 is preferably used. For example, as shown in FIG. 7, in this fire sensor, a plurality of terminals 13 are provided at intervals on a circuit board 15 such as a glass board on which a main electric circuit is mounted, and the heads of the terminals 13 are provided. The lead wires 14 for the sensor electrode 12 and the heater electrode (not shown) were attached by welding (bonding), and supported the alumina substrate 8 having the sensor portion 5. The sensor portion 5 on the alumina substrate 8 is a sensor element 3 (for example, Sn
O 2 ) and a heater (not shown) printed and fired on the opposite surface of the sensor element 11 through the substrate 8,
The heater material is heated to 350 ° C. or higher so that the sensor element 11 can detect the odor by sensing it. SnO 2 as the oxide semiconductor is provided on the substrate by a method such as vacuum vapor deposition, for example, EB (electron beam) vapor deposition, and sputtering in argon gas.

【0011】また、本発明の火災感知器は、前記の火災
センサおよび該火災センサを350℃以上に加熱するた
めのヒータを含む検出手段と、該検出手段の出力を火災
判別レベルと比較して、火災を判別する火災判別手段
と、該火災判別手段の出力に従って火災信号を送出する
信号送出手段と、を備えたことを特徴とするものであっ
て、検出手段からの出力に基づいて火災判別手段が火災
を判別し、火災と判断されるときに信号送出手段へ検出
出力を送出し、信号送出手段が検出出力に従って信号線
を介して火災受信機等の受信部へ火災信号を送出するも
のである。
Further, the fire detector of the present invention is provided with the above-mentioned fire.
Heat the sensor and the fire sensor to 350 ° C or higher.
Fire detection means, the output of the detection means, including the eyes of the heater
Comprising a fire discrimination means for discriminating a fire in comparison with the discrimination level, and a signal transmission means for transmitting a fire signal according to the output of the fire discrimination means. The fire discrimination means discriminates the fire based on the output, and when it is judged that the fire is detected, the detection output is transmitted to the signal transmission means, and the signal transmission means is responsive to the detection output to the reception unit such as the fire receiver through the signal line. It sends a fire signal.

【0012】図6は、本発明により得られたニオイセン
サを利用した火災感知器のブロック回路図であって、図
示しない火災受信機等の受信部に火災信号を送出する電
源兼信号線が接続される端子C、Lと、ダイオードブリ
ッジ等を利用して構成された無極性化回路1と、トラン
ジスタ等を利用したスイッチング回路2と、ツエナーダ
イオードやトランジスタ等を利用した定電圧回路3と、
分割抵抗やコンパレータ等を利用した比較回路4と、S
nO2薄膜を利用したセンサ部5および抵抗6とが設け
られ、センサ部5と抵抗6によって分圧された電圧が信
号として比較回路に入力されるようになっている。さら
に、センサ部5の基板8背面に設けられた酸化ルテニウ
ム等によるヒータ9の温度が一定になるよう、定電圧回
路や変動検出回路等によって構成された加熱制御回路1
0と、ヒータ9への電源線が接続される端子HC、HL
とが設けられている。
FIG. 6 is a block circuit diagram of a fire detector using the odor sensor obtained according to the present invention, in which a power source / signal line for sending a fire signal is connected to a receiver such as a fire receiver (not shown). Terminals C and L, a depolarizing circuit 1 configured by using a diode bridge or the like, a switching circuit 2 using a transistor or the like, a constant voltage circuit 3 using a Zener diode or a transistor,
A comparison circuit 4 using a dividing resistor or a comparator, and S
The sensor unit 5 and the resistor 6 using the nO 2 thin film are provided, and the voltage divided by the sensor unit 5 and the resistor 6 is input to the comparison circuit as a signal. Further, the heating control circuit 1 including a constant voltage circuit, a fluctuation detection circuit, and the like is provided so that the temperature of the heater 9 made of ruthenium oxide or the like provided on the back surface of the substrate 8 of the sensor unit 5 is constant.
0, terminals HC and HL to which the power line to the heater 9 is connected
And are provided.

【0013】例として動作について説明すると、センサ
部5は、火災を発生するときの材料が加熱されるときに
発生する焦げ臭に応答してその抵抗値が低下すると、定
電圧回路3より供給されている所定の電圧に基づいてセ
ンサ部5と抵抗6によって分割される電圧値を信号とし
て上昇させる。比較回路4は、図示しない分割抵抗によ
り決定されている閾値を有し、入力される電圧信号をコ
ンパレータによって閾値と比較している。そして、セン
サ部5の抵抗変化により電圧信号が火災判別レベルとし
ての閾値を超えるときにコンパレータがオンして、スイ
ッチング回路2を動作させる。スイッチング回路2は、
トランジスタなどのスイッチング素子により構成され、
比較回路4のコンパレータのオンに基づいてオンされ、
端子C、L間をほぼ短絡状態にする。端子C、L間の端
子に基づく信号線間の短絡を図示されない受信部が検出
することにより火災感知器の火災動作を検知して火災警
報を行う。
Describing the operation as an example, the sensor unit 5 is supplied from the constant voltage circuit 3 when the resistance value thereof decreases in response to the burning odor generated when the material that causes a fire is heated. The voltage value divided by the sensor unit 5 and the resistor 6 is increased as a signal based on the predetermined voltage. The comparison circuit 4 has a threshold value determined by a division resistor (not shown), and compares the input voltage signal with the threshold value by a comparator. Then, when the voltage signal exceeds the threshold value as the fire determination level due to the resistance change of the sensor unit 5, the comparator is turned on to operate the switching circuit 2. The switching circuit 2 is
Composed of switching elements such as transistors,
It is turned on when the comparator of the comparison circuit 4 is turned on,
The terminals C and L are almost short-circuited. When a receiver (not shown) detects a short circuit between signal lines based on the terminal between the terminals C and L, the fire operation of the fire detector is detected and a fire alarm is issued.

【0014】上記例では、火災判別手段として比較回路
4、信号検出手段としてスイッチング回路2を使用した
場合について説明しているが、例えば火災判別手段とし
てマイクロプロセッサを利用した演算回路を使用し、A
/D変換器等を介してセンサ部5の信号を取り込んで、
記憶回路に記憶された火災判別レベルと比較し、スイッ
チング回路2にオン信号を送出してもよい。また、スイ
ッチング回路2の代わりに信号送受信回路を使用して、
デジタル信号により火災信号を伝送により送出してもよ
い。さらに、演算回路を使用して、デジタル信号による
センサ部5の検出値をそのまま図示しない受信部へ伝送
して、受信部によって火災判別を行ってもよい。また、
スイッチング回路と無極性化回路1との間に複数のトラ
ンジスタの組み合わせ等による自己保持回路を設けて、
一旦動作したスイッチング回路2の短絡状態を保持し、
図示しない受信部からの火災状態の復旧まで動作を保持
してもよく、そして、火災感知器の動作時に点灯するL
ED等を使用した動作表示回路を設けてよいことは勿論
である。さらに、上述した実施例では、電源兼信号線の
端子C、Lおよびヒータ用の電源線の端子HC、HLが
別々に設けられ、図示しない受信部からの配線が4本必
要となっているが、両端子を共用にして配線を2本で済
むようにしてもよく、センサ部5用およびヒータ9用と
して必要な電圧値を生成する定電圧回路を別途構成すれ
ば、回路構成を簡略化することが可能である。
In the above example, the case where the comparison circuit 4 is used as the fire discriminating means and the switching circuit 2 is used as the signal detecting means is explained. For example, an arithmetic circuit utilizing a microprocessor is used as the fire discriminating means, and
Taking in the signal of the sensor unit 5 via the / D converter, etc.,
An ON signal may be sent to the switching circuit 2 by comparing with the fire determination level stored in the storage circuit. In addition, a signal transmission / reception circuit is used instead of the switching circuit 2,
The fire signal may be sent out by transmission as a digital signal. Furthermore, the detection value of the sensor unit 5 by a digital signal may be directly transmitted to a reception unit (not shown) using an arithmetic circuit, and the fire determination may be performed by the reception unit. Also,
A self-holding circuit is provided between the switching circuit and the depolarizing circuit 1 by combining a plurality of transistors.
Hold the short-circuited state of the switching circuit 2 that once operated,
The operation may be maintained until the fire condition is restored from the receiving unit (not shown), and L is lit when the fire detector is operating.
It goes without saying that an operation display circuit using an ED or the like may be provided. Further, in the above-described embodiment, the terminals C and L of the power supply / signal line and the terminals HC and HL of the power supply line for the heater are separately provided, and four wires from the receiver (not shown) are required. It is also possible to use both wirings by sharing both terminals, and if the constant voltage circuit for generating the required voltage value for the sensor unit 5 and the heater 9 is separately configured, the circuit configuration can be simplified. It is possible.

【0015】[0015]

【作用】一般にセルロースまたは塩化ビニル系ポリマー
を分解すると、高温1000℃以上では燃焼により主に
二酸化炭素と水に分解されるが、分解温度が200〜5
00℃近くでは脱水反応、酸化反応などにより分解物が
副生する。分解物の分子量は50以上であるものが多
く、このとき特有なくん焼の匂いを発する。
In general, when a cellulose or vinyl chloride polymer is decomposed, it decomposes mainly into carbon dioxide and water at a high temperature of 1000 ° C. or higher, but the decomposition temperature is 200 to 5
Decomposition products are by-produced at around 00 ° C due to dehydration reaction, oxidation reaction and the like. Many of the decomposed products have a molecular weight of 50 or more, and at this time, a characteristic smoldering odor is emitted.

【0016】セルロースの分解物としては、質量分析計
等を用いた分析により、脱水反応によって生ずるリボグ
ルコサン(分子量162)、リボグルコセノン(分子量
126)、3,6−ジアンヒドロ−α−グルコピラノー
ス(分子量144)、ピルビンアルデヒド(分子量7
2)、ジアセチル(分子量86)、フラン(分子量6
8)、アセトンアルコール(分子量74)、2−フルフ
ラール(分子量96)、5−メチル−2−フルフラール
(分子量110)が観察され、さらに温度が高温になっ
て行くと、二酸化炭素、水はもとより、フルフリルアル
コール、フェノール、クレゾール、ベンゾフラン、ブト
キシフェノール、ジベンゾフラン、インデン、ナフタレ
ン、ジメチルベンゼン、エチルベンゼン、メチルナフタ
レン、エチルナフタレン、メチルベンゼンなどが分解物
として観察される。また、塩化ビニル系ポリマーの分解
物としては、同様に分析して、脱水反応によって生ずる
ベンゼン(分子量78)、トルエン(分子量92)、ナ
フタレン(分子量128)、インデン(分子量11
6)、メチルナフタレン(分子量142)、スチレン
(分子量104)が観察され、さらに温度が高温になっ
て行くと、二酸化炭素、水はもとより、エチルベンゼ
ン、キシレンなどが分解物として観察される。
As a decomposition product of cellulose, riboglucosan (molecular weight 162), riboglucosenone (molecular weight 126), 3,6-dianhydro-α-glucopyranose (molecular weight 144) produced by a dehydration reaction are analyzed by using a mass spectrometer or the like. , Pyruvaldehyde (molecular weight 7
2), diacetyl (molecular weight 86), furan (molecular weight 6)
8), acetone alcohol (molecular weight 74), 2-furfural (molecular weight 96), 5-methyl-2-furfural (molecular weight 110) were observed, and when the temperature further increased, not only carbon dioxide and water but also Furfuryl alcohol, phenol, cresol, benzofuran, butoxyphenol, dibenzofuran, indene, naphthalene, dimethylbenzene, ethylbenzene, methylnaphthalene, ethylnaphthalene, methylbenzene and the like are observed as decomposition products. Further, as a decomposition product of the vinyl chloride-based polymer, benzene (molecular weight 78), toluene (molecular weight 92), naphthalene (molecular weight 128), indene (molecular weight 11) produced by the dehydration reaction are analyzed in the same manner.
6), methylnaphthalene (molecular weight 142) and styrene (molecular weight 104) are observed, and when the temperature further rises, not only carbon dioxide and water but also ethylbenzene, xylene and the like are observed as decomposition products.

【0017】本発明者らは、まず、これら分解物の中で
もリボグルコサン、ピルビンアルデヒド、ジアセチル、
フラン、リボグルコセノンがセルロースの低温くん焼時
に共通な特有なにおい物質であることを見いだし、続い
て、とくにこれらのにおい物質の中でも主成分であるリ
ボグルコサンに敏感に反応し、しかも初期抵抗値の低い
センサ素子を得るため、鋭意検討の結果、上記のような
EB蒸着の各条件を見いだすことができた。
The present inventors first of all, among these decomposition products, riboglucosan, pyruvaldehyde, diacetyl,
It was found that furan and riboglucosenone are unique odor substances common to low-temperature smoldering of cellulose, and subsequently, they are particularly sensitive to the main component of these odor substances, riboglucosan, and have a low initial resistance value. As a result of earnest studies for obtaining an element, each condition of the above-mentioned EB vapor deposition was able to be found.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。火災センサの製造 酸化物半導体としてSnO2を用い、基板温度400
℃、圧力1×10-5Torr、膜厚2500Å、蒸着速
度1.5Å/秒の条件のEB蒸着法によりアルミナ基板
上にSnO2の薄膜を形成した後、大気中、600℃で
1時間熱処理し、本発明の火災センサを作製した。その
結果、センサ素子の初期抵抗値は約7KΩと低く、しか
もヒータで加熱後も初期抵抗値が経時的に変動すること
はなかった。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. Manufacture of a fire sensor SnO 2 was used as an oxide semiconductor, and the substrate temperature was 400
After forming a SnO 2 thin film on an alumina substrate by EB vapor deposition under the conditions of ℃, pressure 1 × 10 -5 Torr, film thickness 2500 Å, vapor deposition rate 1.5 Å / sec, heat treatment is performed at 600 ° C. for 1 hour in the atmosphere. Then, the fire sensor of the present invention was produced. As a result, the initial resistance value of the sensor element was as low as about 7 KΩ, and the initial resistance value did not change with time even after being heated by the heater.

【0019】実施例 1 上記のようにして得られた火災センサを恒湿槽内に設置
し、この槽内に設けられたセラミックヒータで以下の表
1に示す各種材料および温度上昇率でもって同一重量く
ん焼させ、センサ素子の抵抗値を図5に示す回路で連続
して測定した。なお、初期環境を同一にするために前記
槽内に乾燥空気を充満させた後、ファンで撹拌しながら
実験を行った。
Example 1 The fire sensor obtained as described above was placed in a constant humidity chamber, and the ceramic heater provided in this chamber was the same with various materials and temperature rise rates shown in Table 1 below. It was burnt by weight and the resistance value of the sensor element was continuously measured by the circuit shown in FIG. In addition, in order to make the initial environment the same, after filling the inside of the tank with dry air, an experiment was conducted while stirring with a fan.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】得られた結果を図1〜4に示す。図1よ
り、セルロース粉末をくん焼させた場合、加熱開始後の
約600秒(220℃前後)より火災センサの抵抗値が
低下し始め、さらに約1100秒(300℃前後)から
急激に低下し飽和状態となっている。この220℃なら
びに300℃前後からのくん焼で発生しているニオイ物
質、主にリボグルコサンに、この火災センサが応答して
いると考えられる。
The obtained results are shown in FIGS. From Fig. 1, when the cellulose powder is smoldered, the resistance value of the fire sensor begins to decrease from about 600 seconds (about 220 ° C) after the start of heating, and further sharply decreases from about 1100 seconds (about 300 ° C). It is saturated. It is considered that this fire sensor responds to the odorous substances, mainly riboglucosan, generated by the smoldering from around 220 ° C and around 300 ° C.

【0022】図2および図3より、コットンおよびろ紙
をくん焼させた場合、加熱開始後の約600秒(220
℃前後)より火災センサの抵抗値が低下し始め、その後
は、前記セルロース粉末の場合と同様にS字状に低下し
ていることが判る。この場合も、220℃ならびに30
0℃前後からのくん焼で発生しているニオイ物質、主に
リボグルコサンに、火災センサが応答していると考えら
れる。
From FIG. 2 and FIG. 3, when the cotton and the filter paper are burnt, it takes about 600 seconds (220 seconds) after the start of heating.
It can be seen that the resistance value of the fire sensor starts to decrease from around (° C.) and thereafter decreases to an S-shape like the case of the cellulose powder. Again, 220 ° C and 30
It is considered that the fire sensor responds to the odorous substances, mainly riboglucosan, generated by smoldering from around 0 ° C.

【0023】図4より、ブナ材をくん焼させた場合、加
熱開始後の約450秒(180℃前後)より素子の抵抗
値が低下し始め、約850秒(240℃前後)からはゆ
るやかに低下し飽和状態となっている。この場合も、1
80℃ならびに240℃前後からのくん焼で発生してい
るニオイ物質、主にリボグルコサンに、火災センサが応
答していると考えられる。また、この火災センサに直接
COガスを嗅がせたところ、ほとんど応答がなく、この
結果から焦げ臭にのみ応答していると考えられる。ま
た、その他の還元性ガスとしてブタンガスやイソプロピ
ルアルコール(IPA)等を嗅がせたところ、IPAに
は若干の応答を示したが、その他にはほぼ無応答であっ
た。
From FIG. 4, when the beech material is smoldered, the resistance value of the element starts to decrease from about 450 seconds (about 180 ° C.) after the start of heating, and gradually starts from about 850 seconds (about 240 ° C.). It is decreasing and becoming saturated. Again, 1
It is considered that the fire sensor responds to the odorants, mainly riboglucosan, generated by smoldering from around 80 ° C and 240 ° C. Further, when CO gas was made to sniff directly to this fire sensor, there was almost no response, and from this result it is considered that only a burning odor is responding. When butane gas, isopropyl alcohol (IPA), or the like was smelled as other reducing gas, it showed a slight response to IPA, but almost no response to others.

【0024】実施例 2 本発明の火災センサと従来の高感度煙感知器との比較 上記のようにして得られた火災センサと、従来からクリ
ーンルーム等に使用される散乱光式の高感度煙感知器と
を、底面10m×10mで高さが3mの空間の中央140c
mの高さの位置におき、その直下でヒータによって試料
(セルロース粉末1g)を加熱し(10℃/分で330
℃まで)、本発明の火災センサの場合は出力電圧を、高
感度煙感知器の場合は減光率(%/m)を経時的にそれ
ぞれ測定した。なお、出力電圧は、図5に示した回路を
用いて測定した。得られた結果を図8に示す。図8にお
いて、曲線1は本発明の火災センサ、曲線2は従来の高
感度煙感知器である。その結果、高感度煙感知器が約1
600秒で出力を立ち上げているのに対して、本発明の
火災センサは、それより早く約800秒で立ち上がって
いる。従って、本発明の火災センサは、従来の高感度煙
感知器よりも、セルロースくん焼に対してより敏感であ
り、火災の早期発見に利用できることが判る。
Example 2 Comparison of Fire Sensor of the Present Invention with Conventional High Sensitivity Smoke Detector The fire sensor obtained as described above and the scattered light type high sensitivity smoke sensor conventionally used in a clean room or the like. Center and 140c of a space with a bottom of 10m x 10m and a height of 3m.
The sample (1 g of cellulose powder) is placed directly underneath it at a height of m (330 g at 10 ° C / min).
Output temperature in the case of the fire sensor of the present invention, and the extinction rate (% / m) in the case of the high-sensitivity smoke sensor were measured with time. The output voltage was measured using the circuit shown in FIG. The obtained results are shown in FIG. In FIG. 8, curve 1 is the fire sensor of the present invention, and curve 2 is the conventional high-sensitivity smoke detector. As a result, the high-sensitivity smoke detector is about 1
While the output rises in 600 seconds, the fire sensor of the present invention rises earlier in about 800 seconds. Therefore, it can be seen that the fire sensor of the present invention is more sensitive to cellulose smoldering than the conventional high-sensitivity smoke detector, and can be used for early detection of fire.

【0025】[0025]

【発明の効果】初期火災、とくにくん焼火災で生じる焦
げ臭を感度よく検知することのできる火災センサの製造
方法および該方法により得られた火災センサを使用した
火災感知器を提供することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION It is possible to provide a method of manufacturing a fire sensor capable of sensitively detecting a burning odor caused by an initial fire, particularly a smoldering fire, and a fire detector using the fire sensor obtained by the method. .

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

【図1】セルロース粉末をくん焼させたときのセンサ素
子の抵抗値の変化を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a change in resistance value of a sensor element when cellulose powder is burnt.

【図2】コットンをくん焼させたときのセンサ素子の抵
抗値の変化を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a change in resistance value of a sensor element when cotton is smoked.

【図3】ろ紙をくん焼させたときのセンサ素子の抵抗値
の変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change in resistance value of a sensor element when a filter paper is burnt.

【図4】ブナ材をくん焼させたときのセンサ素子の抵抗
値の変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in resistance value of a sensor element when a beech material is burnt.

【図5】センサ素子の抵抗値を測定するための回路を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit for measuring a resistance value of a sensor element.

【図6】本発明の火災感知器の一実施例におけるブロッ
ク回路図である。
FIG. 6 is a block circuit diagram of an embodiment of the fire detector of the present invention.

【図7】センサ素子の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a sensor element.

【図8】本発明の火災センサと従来の高感度煙感知器と
のくん焼時に発生するニオイ物質に対する敏感性の比較
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a comparison of sensitivities of the fire sensor of the present invention and a conventional high-sensitivity smoke detector to odorants generated during smoldering.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 無極性化回路 2 スイッチング回路 3 定電圧回路 4 比較回路 5 センサ部 6 抵抗 8 基板 9 ヒータ 10 加熱制御回路 11 センサ素子 12 センサ電極 13 端子 14 リード線 1 Depolarization circuit 2 switching circuits 3 constant voltage circuit 4 Comparison circuit 5 Sensor section 6 resistance 8 substrates 9 heater 10 Heating control circuit 11 Sensor element 12 sensor electrodes 13 terminals 14 lead wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−250748(JP,A) 特開 平2−88957(JP,A) 特開 平3−233350(JP,A) 特開 平2−128149(JP,A) 特開 平5−10904(JP,A) 特開 平1−206249(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-1-250748 (JP, A) JP-A-2-88957 (JP, A) JP-A-3-233350 (JP, A) JP-A-2- 128149 (JP, A) JP-A-5-10904 (JP, A) JP-A-1-206249 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 27/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に、電子ビーム蒸着法によりSn
の薄膜を形成する工程を含む火災センサの製造方法
において、 該電子ビーム蒸着法を、 基板温度:400〜500℃; 蒸着時の圧力:1×10−5Torr以下;および 蒸着速度:0.1〜5Å/秒の条件で膜厚:2000
〜5000Åの薄膜を形成し、 得られたセンサ素子に、大気中で500〜600℃、1
〜2時間の熱処理を行うことを特徴とする、火災センサ
の製造方法。
1. Sn on a substrate by electron beam evaporation method
The method of manufacturing a fire sensor including a step of forming a thin film of O 2, the electron beam vapor deposition method, a substrate temperature: 400 to 500 ° C., the pressure during vapor deposition: 1 × 10 -5 Torr or less; and deposition rate: 0 Film thickness: 2000 under conditions of .1 to 5Å / sec
~ 5000 Å thin film is formed, the obtained sensor element, 500 ~ 600 ℃ in the atmosphere, 1
A method for manufacturing a fire sensor, characterized by performing heat treatment for 2 hours.
【請求項2】 請求項1に記載の製造方法により製造さ
れた、火災センサ。
2. A product manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
Fire sensor.
【請求項3】 請求項2に記載の火災センサおよび該火
災センサを350℃以上に加熱するためのヒータを含む
検出手段と、 該検出手段の出力を火災判別レベルと比較して、火災を
判別する火災判別手段と、 該火災判別手段の出力に従って火災信号を送出する信号
送出手段と、 を備えていることを特徴とする、火災感知器。
3. The fire sensor according to claim 2, and the fire.
A detection unit including a heater for heating the disaster sensor to 350 ° C. or higher, a fire determination unit that compares the output of the detection unit with a fire determination level to determine a fire, and a fire signal according to the output of the fire determination unit. A fire detector, comprising: a signal transmitting means for transmitting the.
JP11610293A 1993-05-18 1993-05-18 Method of manufacturing fire sensor, fire sensor and fire detector Expired - Fee Related JP3383356B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11610293A JP3383356B2 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method of manufacturing fire sensor, fire sensor and fire detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11610293A JP3383356B2 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method of manufacturing fire sensor, fire sensor and fire detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06333180A JPH06333180A (en) 1994-12-02
JP3383356B2 true JP3383356B2 (en) 2003-03-04

Family

ID=14678753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11610293A Expired - Fee Related JP3383356B2 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method of manufacturing fire sensor, fire sensor and fire detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3383356B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4507438B2 (en) * 2001-04-05 2010-07-21 株式会社デンソー Gas detection method using a gas sensor
KR100939084B1 (en) * 2008-04-21 2010-01-28 박종남 Fire and smoke sensor
US11473973B2 (en) 2018-11-30 2022-10-18 Carrier Corporation Ultraviolet flame detector

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06333180A (en) 1994-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3198396B2 (en) Sensing element
US4225860A (en) Sensitivity controlled dual input fire detector
US5629474A (en) Production of a sensor for carbon monoxide or water vapor including a semi conductor metallic oxide, catalyst, and rheological agent
US5691703A (en) Multi-signature fire detector
US5856780A (en) Semiconductor sensors and method for detecting fires using such sensors
WO2001054093A1 (en) Fire detector
JPS6061651A (en) Device for selectively measuring component of gas mixture
GB1578611A (en) Flame sensing method and apparatus therefor
JP3383356B2 (en) Method of manufacturing fire sensor, fire sensor and fire detector
JP3299623B2 (en) Odor pressure measurement method, odor pressure standardization method, odor detection device, and fire detection device
US8234906B2 (en) Sensor for gases emitted by combustion
US4485667A (en) Method, sensor and device for detecting trace quantities of gases in a gaseous medium
JPH0727731A (en) Odor sensor and odor sensor unit
JP2002526871A (en) Fire alarm
JPH0712767A (en) Smell sensor
JP4987381B2 (en) Fire detection device and fire detection method
EP0609354A1 (en) Fire detector and a method of detecting a fire
JP2583529Y2 (en) Fire detector
JP3761142B2 (en) Fire detector
JPH10123083A (en) Gas sensor
JP4394224B2 (en) Smoke sensor and smoke heat combined sensor
JPH07318524A (en) Composite gas sensor
CA1261720A (en) Combined sensor device for detecting toxic gases
JP3688074B2 (en) Gas sensor
JP3314362B2 (en) Fire detector

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071220

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091220

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees