JP3435921B2

JP3435921B2 - 接触燃焼式ガスセンサ

Info

Publication number: JP3435921B2
Application number: JP21315295A
Authority: JP
Inventors: 匡渡邊; 眞一小知和; 徳美長瀬
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1995-08-22
Publication date: 2003-08-11
Anticipated expiration: 2015-08-22
Also published as: JPH08226908A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は空気などのガス中
の一酸化炭素ガスあるいは一酸化炭素ガスとメタンガス
とを選択的に検出して信号を発したり、濃度を測定した
りする接触燃焼式ガスセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の接触燃焼式ガスセンサはガス検出
素子と温度補償素子（以下補償素子と略記する）の一組
を主要部品としてなる。これら素子は、測温抵抗体とこ
れを金属酸化物焼結体により小球状にくるんだ担体とか
らなる。ガス検出素子はその担体の表面に酸化触媒を担
持しており、補償素子はガス検出素子とは違う酸化触媒
を担持する場合もありまた酸化触媒を担持しない場合も
ある。

【０００３】図１０は一般の接触燃焼式ガスセンサの断
面模式図を示し、（ａ）はガス検出部８ｄ、（ｂ）は温
度補償部８ｃである。ガス検出素子８０ｄは測温抵抗体
１１とその中央に固着されていて酸化触媒８３ｄを担持
している担体８２よりなる。測温抵抗体１１の両端は、
絶縁材のベース１４に貫通固定されている２本のピン１
５にそれぞれ溶接されている。ガス検出素子８０ｄは防
爆のため二重金網１６により覆われていて、二重金網１
６の周縁はベース１４の周縁に接着されている。酸化触
媒８３ｃを担持する補償素子８０ｃは、ガス検出部８ｄ
と全く同じ構造に組立てられ、補償部８ｃとされる。ガ
ス検出部と補償部との一組が接触燃焼式ガスセンサとな
り、下記のブリッジ回路の２つの枝辺にはそれぞれガス
検出部および補償部のピン１５が接続される。

【０００４】接触燃焼式ガスセンサ、ブリッジ回路、ガ
ス検出信号を発するための電子回路、発音器等を一つの
筐体に収めたものが接触燃焼式ガスセンサである。接触
燃焼式ガスセンサを用いたガス検出回路の主要部はブリ
ッジ回路である。接触燃焼式ガスセンサのブリッジ回路
図を図１１に示す。素子９１としてガス検出素子または
ガス検出部のピンが接続され、素子９２として補償素子
または補償部のピンが接続されることによりブリッジ回
路の２つの枝辺が完成する。他の枝辺には抵抗９３、９
４が接続されている。ブリッジ回路には電源９５が接続
されており、ブリッジの出力は負荷９６に印加される。
電源９５は、酸化触媒が常時触媒作用を発揮できるよう
に、ガス検出素子８０ｄおよび補償素子８０ｃには常時
電流を流しており、測温抵抗体１１に発生するジュール
熱により両素子は同じ一定の高温に保持される。

【０００５】検出対象ガスと接触していないときには負
荷９６にブリッジ出力が印加されないように、他の枝辺
に接続されている抵抗９３、９４の抵抗値は調整されて
いる。対象ガスと接触すると、ガス検出素子８０ｄの表
面では酸化触媒の作用により対象ガスは燃焼しその熱に
よりガス検出素子８０ｄの温度が保持温度より上昇して
その内部の測温抵抗体１１の抵抗値は大きくなり、補償
素子８０ｃ表面では燃焼は起こらず抵抗値は変わらない
ので、負荷９６にブリッジ出力が印加される。

【０００６】従来の一酸化炭素ガスを検出する接触燃焼
式ガスセンサ（以下、ＣＯセンサと略記する）は、例え
ば、ガス検出素子は、測温抵抗体として白金コイル、担
体として活性アルミナ、触媒として白金とパラジウムの
混合物からなり、補償素子は測温抵抗体と担体は同じで
あり、触媒は酸化銅である。一方、都市ガス等に対する
ガス漏れ警報とガスの不完全燃焼により発生する一酸化
炭素ガスに対するガス漏れ警報とを同じ警報器で行える
ことは有用であるが、一対のガス検知素子と補償素子と
からなる接触燃焼式ガスセンサによってメタンガスを検
出できる接触燃焼式ガスセンサは特開昭６１−１４５４
４２号公報に開示されているが、一酸化炭素ガスとメタ
ンガスとを同時に検出できるものはまだ実現していな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このＣＯセンサは、ガ
ス感度の再現性が良く、湿度の影響を受けないという長
所があるものの、ガスの選択性が十分でないという欠点
がある。すなわち、従来のＣＯセンサは、一酸化炭素ガ
スに対する感度を有しているが、不完全燃焼時に一酸化
炭素ガスと同時に発生する水素ガスにも高い感度を持
ち、例えば、同一濃度の一酸化炭素ガスと水素ガスに対
する感度比（＝水素ガスに対するブリッジ出力／一酸化
炭素ガスに対するブリッジ出力）は、約２〜４倍であっ
た。しかしながら、一般に不完全燃焼時に発生する一酸
化炭素ガスと水素ガスの濃度比（一酸化炭素：水素）
は、燃焼器具の種類や、燃焼条件により、１〜６：１の
範囲に変化することが知られている。このため、従来の
ＣＯセンサでは、燃焼条件によって一酸化炭素：水素の
比率が大幅に変動する不完全燃焼排ガスに含まれる、毒
性の強い一酸化炭素ガスを精度良く検出することは困難
であった。更に、雑ガスとして存在するアルコールガス
等にもガス感度を持っているため、調理に用いる酒など
から発生するアルコール蒸気によって誤動作し易いとい
う問題があった。

【０００８】この発明の目的は、フィルタを用いること
により一酸化炭素ガスを選択的に精度良く検出できる、
上記の問題点のない、一酸化炭素接触燃焼式ガスセンサ
あるいは一酸化炭素ガスと他の特定の可燃性ガスを選択
的に精度良く検出できる接触燃焼式ガスセンサを提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】目的を達成するために、
負荷にガス検出信号を出力するブリッジ回路の２つの枝
辺にそれぞれ組み込まれて用いられるガス検出部と補償
部とからなる接触燃焼式ガスセンサにおいて、ガス検出
部は、測温抵抗体に付着している担体が少なくとも一酸
化炭素ガスに対して酸化活性度を持つ第１の触媒を担持
しているガス検出素子が金網により囲まれてなり、補償
部は、測温抵抗体に付着している担体が少なくとも一酸
化炭素ガスに対しては第１の触媒と同じ酸化活性度を持
つ第２の触媒を担持している補償素子が常温で一酸化炭
素ガスを選択酸化する第３の触媒を有するフィルタによ
り非接触で囲まれてなることとする。

【００１０】また、ガス検出部は、測温抵抗体に付着し
ている担体が少なくとも一酸化炭素ガスに対して酸化活
性度を持つ第１の触媒を担持しているガス検出素子が常
温で一酸化炭素ガスを選択酸化する第３の触媒を有する
フィルタにより非接触で囲まれてなり、補償部は、測温
抵抗体に付着している担体が少なくとも一酸化炭素ガス
に対しては第１の触媒と同じ酸化活性度を持つ第２の触
媒を担持している補償素子が金網により囲まれてなるこ
ととする。

【００１１】上記のいずれの構造においても、大気中に
含まれる一酸化炭素ガスは素子の外周のフィルタで燃焼
除去され、フィルタ内の素子には届かず、素子の抵抗値
は変わらない。一方、金網内の素子は一酸化炭素ガスと
接触燃焼反応し、温度が上昇し、測温抵抗体の抵抗値が
大きくなり、一酸化炭素ガス濃度に対応したブリッジ出
力が発生する。

【００１２】前記の接触燃焼式ガスセンサにおいて、前
記ガス検出素子の第１の触媒と補償素子の第２の触媒が
同一の触媒からなることとする。この場合は両素子が同
じ担体であれば、一酸化炭素ガスのみを検出できる。ま
た、担体が異なり、一酸化炭素ガス以外のガスを酸化さ
せるならば、このガスも検出可能である。また、ガス検
出素子および補償素子の担体は活性アルミナ担体であ
り、担持される触媒は白金またはパラジウムのいずれか
または両者であると良い。この構成の素子は少なくとも
一酸化炭素ガスに対する酸化能力が高い。

【００１３】前記の接触燃焼式ガスセンサにおいて、第
１の触媒はパラジウムを主成分とする白金族の金属また
は白金族の金属酸化物であり、第２の触媒は白金を主成
分とする白金族の金属または白金族の金属酸化物である
と良い。このように、一酸化炭素に対する酸化活性度が
同一で、一酸化炭素ガス以外の可燃性ガスに対して酸化
活性度の大きい素子を例えばガス検出素子として用いガ
ス検出部を構成し、酸化活性度の小さい素子を補償素子
として用い、一酸化炭素ガスを酸化させる触媒よりなる
フィルタを被せて補償部を構成すれば、この対のセンサ
はその可燃性ガスおよび一酸化炭素ガスの２ガスに対し
て感度を持つことができる。さらに、フィルタを相互に
交換すれば、補償素子側が一酸化炭素ガスを酸化させる
ので、一酸化炭素ガスに対してはブリッジ出力は逆符号
となり、他のガスとの分別が可能である。

【００１４】前記の接触燃焼式ガスセンサに於いて、第
３の触媒は、金を酸化鉄に担持した触媒または白金を活
性アルミナに担持した触媒のいずれかであると良い。こ
れらの触媒は常温において一酸化炭素ガスのみを酸化さ
せ、その能力が高い。また、フィルタと使用時高温の素
子とを接触させない構造なので、フィルタの温度は常温
に保たれ、一酸化炭素ガスを選択酸化する能力は保持さ
れる。

【００１５】前記の接触燃焼式ガスセンサにおいて、前
記ガス検出素子および補償素子の各素子は、単一のベー
スに設けられた複数対のピンにそれぞれ溶接されてお
り、両端が開口している金属筒には前記ガス検出素子と
補償素子とを隔離する隔壁が設けられ、金属筒の開口部
の一方には二重金網が嵌め込まれこれに隣接する他の開
口部には２枚の網の間に第３の触媒が充填されたフィル
タが嵌め込まれたキャップが両素子を覆ってベースに固
着されてなると良い。こうして、ガス検出部と補償部と
を一体化するのでガスセンサの小型化に寄与できる。

【００１６】前記の接触燃焼式ガスセンサにおいて、ガ
ス検出部または補償部のどちらか一方は、ガス検出素子
あるいは補償素子が絶縁性のベースを貫通する一対の金
属ピンに支持されてなる基体のベースに、一方の円形開
口部に前記フィルタが嵌められた金属円筒が取り付けら
れてなると良い。

【００１７】前記の接触燃焼式ガスセンサにおいて、ガ
ス検出部は、ガス検出素子が絶縁性のベースを貫通する
一対の金属ピンに支持されてガス検出基体とされ、補償
部は、補償素子が絶縁性のベースを貫通する一対の金属
ピンに支持されて補償基体とされ、前記ガス検出基体あ
るいは前記補償基体の一方のベースに該ガス検出素子あ
るいは補償素子を覆うように金網が固着され、他方のベ
ースに該ガス検出素子あるいは補償素子を覆うように２
枚の金網の間に第３の触媒が充填されたフィルタが固着
されてなると良い。前記の接触燃焼式ガスセンサにおい
て、前記ガス検出基体および補償基体を、接触燃焼式ガ
スセンサの出力を変換して警報として出力するガス警報
器の筐体内にそれぞれ隔離して設置し、それぞれの基体
が配置される筐体の一方の上部開口部に前記金網または
前記フィルタを装着するとともに、他方の上部開口部に
金網またはフィルタを装着して、補償部およびガス検出
部とすると良い（実施例５）。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施例１この発明の一つの実施例を説明する。本発明において
は、ガス検出素子と温度補償素子を一酸化炭素ガスに対
する酸化能に優れた同一の触媒素子を用いて構成し、か
つ温度補償素子側に一酸化炭素ガスを選択酸化する触媒
を充填したフィルタを設けるように構成した。ガス検出
素子および温度補償素子は次のように作製した。比表面
積１５０m²/gのγ−アルミナ粉末に、コロイダルアルミ
ナと水を加えてペースト状にし、これを白金コイルに塗
布し、乾燥後７００℃に加熱してγ- アルミナを白金コ
イルに固着させ担体とした。次いで、この担体を、白金
担持量（白金重量／（白金重量＋アルミナ重量））が５
重量％になるようにあらかじめ調製した濃度の塩化白金
酸水溶液中に浸漬後、乾燥し６００℃に加熱してγ- ア
ルミナ上に白金を担持させた。

【００１９】一酸化炭素ガス選択酸化触媒は以下の方法
で作成した。金および酸化鉄からなる可燃性ガスの接触
燃焼用触媒は公知である（特開昭６０−２３８１４８号
公報）。熱処理後の金の担持量（金重量／（金重量＋酸
化鉄重量））が５重量％になるようにあらかじめ調製し
た所定濃度の硝酸第２鉄と塩化金酸の混合水溶液に炭酸
ナトリウム水溶液を作用させ、生成した沈殿物を洗浄、
乾燥後、４００℃で熱処理した。次いで、フルイを用い
て粒径０．５〜１．０ mm に分級し、粒状の金／酸化鉄
一酸化炭素ガス酸化触媒を作成した。

【００２０】これらをガス検出部および補償部に組み立
てＣＯセンサとした。図１はこの発明の接触燃焼式ガス
センサの断面模式図であり、（ａ）はガス検出部、
（ｂ）は補償部である。なお、従来例の接触燃焼式ガス
センサと同一部材には同一符号を付して説明を省略す
る。この発明において、ガス検出基体Ｄはベース１４と
これに貫通固定され上記ガス検出素子１０ｄが溶接され
てなるピン１５とから構成され、同様に補償基体Ｃはベ
ース１４とこれに貫通固定され、補償素子１０ｃが溶接
されているピン１５とから構成されている。

【００２１】ガス検出部１ｄはガス検出基体Ｄに二重金
網１６を被せて固着したもので、従来の接触燃焼式ガス
センサのガス検出部と同じ構造である。補償部１ｃは従
来と異なり、補償基体Ｃに、２枚のベル形状のステンレ
ス製金網１６ｃの間隙に上記の一酸化炭素ガス選択酸化
触媒１７を充填したフィルタを被せて固着したものであ
る。

【００２２】上記接触燃焼式ガスセンサを図１１のブリ
ッジ回路に組み込み、素子の温度は１５０℃、ブリッジ
の電源電圧は１．７Ｖとして、一酸化炭素ガス、メタ
ン、水素、アルコールの濃度に対するブリッジ出力を測
定した。図２は本発明の接触燃焼式ガスセンサの一酸化
炭素ガスおよびその他のガスの濃度に対するブリッジ出
力線図である。イは一酸化炭素ガスに、ロはメタンに、
ハは水素に、ニはアルコールに対するブリッジ出力であ
る。

【００２３】図２より、上記の構成により、一酸化炭素
ガスを選択的に検出できることが判る。実施例２この発明の他の実施例を説明する。ガス検出素子および
補償素子として実施例１と同じものを使用し、この発明
の他の一酸化炭素ガス選択酸化触媒を以下のように作成
した。

【００２４】粒径Ｏ．５〜１．０mm、比表面積１５０ m
²/g の球状γ−アルミナ担体を、白金担持量が５重量％
になるようにあらかじめ調製した濃度の塩化白金酸水溶
液中に浸漬後、乾燥し６００℃で熱処理し、球状の白金
／活性アルミナ一酸化炭素ガス酸化触媒を作成した。こ
の触媒を用いて、実施例１と同様にフィルタを作成し
た。

【００２５】上記のフィルタとガス検出素子および補償
素子とを、実施例１と同様に、接触燃焼式ガスセンサを
組み立て、実施例１と同様の測定を行った。図３は、本
発明の他のＣＯセンサの一酸化炭素ガスおよびその他の
ガスの濃度に対するブリッジ出力線図である。ホは一酸
化炭素ガスに、ヘはメタンに、トは水素に、チはアルコ
ールに対するブリッジ出力である。

【００２６】図３より、上記の構成により、一酸化炭素
ガスを選択的に検出できることが判る。実施例３この発明の別の実施例を説明する。フィルタは実施例１
と同じものを使用した。

【００２７】この発明の別のガス検出素子および補償素
子は次のように作製した。比表面積１５０ m²/g のγ-
アルミナ粉末に、コロイダルアルミナと水を加えてペー
スト状にし、これを白金コイルに塗布し、乾燥後７００
℃に加熱してγ- アルミナをコイルに固着させた。次い
で、この素子を、白金担持量が５重量％、パラジウム担
持量が３重量％になるようにあらかじめ調製した所定濃
度の塩化白金酸、塩化パラジウム混合水溶液中に浸漬
後、乾燥し６００℃に加熱してγ- アルミナ上に白金を
担持させた。

【００２８】上記のガス検出素子および補償素子と、フ
ィルタとを実施例１と同様に接触燃焼式ガスセンサを組
み立て、同様の測定を行った。図４は、本発明の別のＣ
Ｏセンサの一酸化炭素ガスおよびその他のガスの濃度に
対するブリッジ出力線図である。リは一酸化炭素ガス
に、ヌはメタンに、ルは水素に、ヲはアルコールに対応
するブリッジ出力である。

【００２９】図４より、上記の構成により、一酸化炭素
ガスを選択的に検出できることが判る。実施例４この発明のＣＯセンサの補償部の一つの実施例を説明す
る。ガス検出素子及びフィルタ中の触媒は、実施例１と
同様に作成した。

【００３０】図５はフィルタ付キャップを有する補償部
を備えた接触燃焼式ガスセンサを示し、（ａ）はガス検
出部断面模式図であり、（ｂ）は補償部断面模式図であ
る。アルミニウム製の金属円筒２１の上端を曲げフラン
ジとした。２枚のステンレス製金網２２の間に一酸化炭
素ガス酸化触媒を充填したものを金属円筒２１の内径よ
りわずかに大きい円形に打ち抜きフィルタ板２３とし、
これを金属円筒２１のフランジ内側に嵌め込み固定し、
キャップとした。

【００３１】補償基体Ｃに上記のキャップを被せ補償部
２ｃとした。ガス検出部１ｄとこの補償部２ｃとからな
るＣＯセンサについて、実施例１と同様の測定を行った
ところ、実施例１と同様（図２参照）ＣＯガスに選択的
であり、感度の良い一酸化炭素ガス検出感度が得られ
た。実施例５この発明のＣＯセンサの補償部の他の実施例を説明す
る。

【００３２】ガス検出素子及びフィルタに用いる触媒
は、実施例２と同様に作成した。実施例４と同様の方法
により、正方形のフィルタ板３３を打ち抜いた。図６は
ガス検出装置に補償部を設けた場合の接触燃焼式ガスセ
ンサの断面模式図である。接触燃焼式ガスセンサの筐体
３１に形成された断面が正方形の角筒の上部開口部には
フィルタ板３３を嵌め込みその周囲を角筒の周縁に固着
する。角筒の底面は補償基体Ｃが接続されたプリント基
板３４により閉ざされて、接触燃焼式ガスセンサの補償
部が形成される。接触燃焼式ガスセンサの隣接する角筒
の開口部底面をなすプリント基板３４にはガス検出部１
ｄが接続される。なお，３１ｂは電子回路等が収納され
る収納室である。

【００３３】こうして、完成した一酸化炭素接触燃焼式
ガスセンサについて、実施例１と同様の測定を行ったと
ころ、実施例２と同様（図３参照）ＣＯガスに選択的で
あり、感度の良い一酸化炭素ガス検出感度が得られた。実施例６この発明のＣＯセンサの一つの実施例を説明する。

【００３４】ガス検出素子と補償素子およびフィルタ中
の触媒は、実施例３と同様に作成した。図７はフィルタ
付キャップを有する一体型接触燃焼式ガスセンサを示
す。（ａ）は平面図、（ｂ）は断面模式図である。ベー
ス１４ｅは４本のピン１５を有し、ガス検出素子１０ｄ
および補償素子１０ｃはそれぞれ２本のピンに溶接され
る。フィルタ板４３は実施例１と同じ方法により作製さ
れる。アルミニウム製の金属円筒は内側にガス検出素子
１０ｄと補償素子１０ｃとを隔離するための隔壁を備え
ており、略半円形の開口部の一つにはフィルタ板４３
が、他の開口部には二重金網１６ｅが嵌め込まれ、２室
からなるキャップが形成される。

【００３５】キャップは、金網側にはガス検出素子１０
ｄが、フィルタ側には補償素子１０ｃが収まるようにベ
ース１４ｅに被せられ、一体型接触燃焼式ガスセンサが
完成する。二重金網側の半円筒部はガス検出部に、フィ
ルタ側の半円筒部は補償部になる。この接触燃焼式ガス
センサについて、実施例１と同様の測定を行ったとこ
ろ、実施例３と同様（図４参照）ＣＯガスに選択的であ
り、感度の良い一酸化炭素ガス検出感度が得られた。実施例７この発明のＣＯガスとメタンガスのみを検出できるセン
サの一つの実施例を説明する。

【００３６】ガス検出素子と補償素子の担体作製は実施
例１と同じである。ガス検出素子へのパラジウムを主成
分とする触媒の担持の方法を次に示す。担体を５ｗｔ％
の濃度の塩化パラジウム・塩酸酸性水溶液中に常温で１
ｈ浸漬した後、これを引き上げ、常温で３ｈ、１１０℃
で２０ｈ乾燥後、水素気流中で４００℃、３ｈ還元処理
をした。

【００３７】補償素子への白金を主成分とする触媒の担
持を次に示す。担体を５ｗｔ％の濃度の塩化白金酸水溶
液中に常温で１ｈ浸漬した後、これを引き上げ、常温で
３ｈ、１１０℃で２０ｈ乾燥後、水素気流中で４００
℃、３ｈ還元処理をした。各素子を、実施例５と同様
に、２室の一体センサに組み立てた。これをブリッジ回
路に組み込み、一酸化炭素ガス、メタンガス、エタノー
ルガスおよび水素ガスに対するブリッジ出力を調べた。
その結果を図８に示す。図８は一酸化炭素ガス、メタン
ガス、水素ガスおよびエタノールガスの濃度に対するブ
リッジ出力線図である。直線ワは一酸化炭素ガス、直線
カはメタンガス、直線ヨは水素ガスおよび直線タはエタ
ノールガスに対するブリッジ出力である。

【００３８】図８から、この接触燃焼式ガスセンサは一
酸化炭素ガスおよびメタンガスに対しては感度を持ち、
エタノールガスおよび水素ガスに対しては感度を持たな
いことが判る。実施例８この発明のＣＯガスとメタンガスのみを検出でき、さら
にこれらを分別できるセンサの一つの実施例を説明す
る。

【００３９】ガス検出素子および補償素子の作製は実施
例８と同じである。各素子を、実施例５と同様に、２室
の一体センサに組み立てたが、この実施例ではフィルタ
をガス検出素子に被せた。これをブリッジ回路に組み込
み、一酸化炭素ガス、メタンガス、エタノールガスおよ
び水素ガスに対するブリッジ出力を調べた。その結果を
図９に示す。図９は一酸化炭素ガス、メタンガス、水素
ガスおよびエタノールガスの濃度に対するブリッジ出力
線図である。直線レは一酸化炭素ガス、直線ソはメタン
ガス、直線ツは水素ガスおよび直線ネはエタノールガス
に対するブリッジ出力である。

【００４０】フィルタをガス検出素子に被せたため、一
酸化炭素ガスは補償素子で酸化されブリッジ出力はフィ
ルタをガス検出素子に被せた実施例７とは逆符号とな
る。従って、一酸化炭素ガスを分別することができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、ガス検出部および補償
部に少なくとも一酸化炭素ガスに対して同じ酸化活性度
のある素子を用い、ガス検出部または補償部のどちらか
一方の素子には一酸化炭素ガスの選択酸化触媒のフィル
タを被せることにより、一酸化炭素ガス以外の可燃性ガ
スに対してはブリッジ出力が発生せず、一酸化炭素ガス
に対する時にのみ、ブリッジ出力が発生するようにで
き、一酸化炭素ガスのみの選択的検出が可能となり、高
精度の優れた一酸化炭素接触燃焼式ガスセンサあるいは
ガス検出装置あるいはガス警報器が得られる。

【００４２】また、一酸化炭素ガスと特定の可燃性ガス
に対して高い酸化活性度を持つガス検出素子と、一酸化
炭素ガスに対しては同じで特定の可燃性ガスに対しては
低い酸化活性度を持つ補償素子とを対で用い、補償素子
に前記フィルタを被せることにより、一酸化炭素ガスお
よび特定の可燃性ガスの２種のガスにのみ感度を持つブ
リッジ回路を構成することができる。特定のガスがメタ
ンガスであれば、ガス漏れと不完全燃焼の警報動作を１
つの接触燃焼式ガスセンサが行うことが可能である。こ
に場合には、フィルタをガス検出素子に被せることによ
り、一酸化炭素ガスに対するブリッジ出力を他のガスに
対するブリッジ出力とは逆符号とすることができ、一酸
化炭素ガスの分別ができる。

【００４３】さらに、幾つかの形状の補償部を選択でき
るようにしたので、ガス検出装置あるいはガス漏れ警報
器の設計の自由度が増す。また、ガス検出部と補償部と
の一体形センサはサイズが小さくなり、ガス検出装置小
型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の接触燃焼式ガスセンサの一実施例を
示し、（ａ）はガス検出部の断面模式図、（ｂ）は補償
素子部の断面模式図

【図２】本発明の接触燃焼式ガスセンサの一酸化炭素ガ
スおよびその他のガスの濃度に対するブリッジ出力線図

【図３】本発明の他の接触燃焼式ガスセンサの一酸化炭
素ガスおよびその他のガスの濃度に対するブリッジ出力
線図

【図４】本発明の別の接触燃焼式ガスセンサの一酸化炭
素ガスおよびその他のガスの濃度に対するブリッジ出力
線図

【図５】本発明のフィルタ付キャップを有する補償部を
備えた接触燃焼式ガスセンサを示し、（ａ）はガス検出
部の断面模式図、（ｂ）は補償部の断面模式図

【図６】本発明のガス検出装置に補償部を設けた場合の
一酸化炭素接触燃焼式ガスセンサの断面模式図

【図７】本発明のフィルタ付キャップを有する一体型接
触燃焼式ガスセンサを示し、（ａ）はガス検出部の断面
模式図、（ｂ）は補償部の断面模式図

【図８】本発明のその他の接触燃焼式ガスセンサの一酸
化炭素ガス、メタンガスおよびその他のガスの濃度に対
するブリッジ出力線図

【図９】本発明の別の接触燃焼式ガスセンサの一酸化炭
素ガス、メタンガスおよびその他のガスの濃度に対する
ブリッジ出力線図

【図１０】一般の接触燃焼式ガスセンサの断面模式図

【図１１】接触燃焼式ガスセンサのブリッジ回路図

【符号の説明】

１ｄガス検出部Ｄガス検出基体１ｃ補償部Ｃ補償基体８ｄガス検出部８ｃ補償部１０ｄガス検出素子１０ｃ補償素子１１測温抵抗体１２担体１３ｄ酸化触媒１３ｃ酸化触媒１４ベース１４ｅベース１５ピン１６二重金網１６ｅ二重金網１７一酸化炭素選択酸化触媒２１金属円筒２２二重金網２３フィルタ板３０接触燃焼式ガスセンサ３１接触燃焼式ガスセンサ筐体３３フィルタ板３４プリント基板４１金属円筒４３フィルタ板８０ｄガス検出素子８０ｃ補償素子８２担体８３ｄ酸化触媒８３ｃ酸化触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭53−34598（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−143394（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−142396（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−155292（ＪＰ，Ａ) 実開昭48−81893（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷にガス検出信号を出力するブリッジ回
路の２つの枝辺にそれぞれ組み込まれて用いられるガス
検出部と補償部とからなる接触燃焼式ガスセンサにおい
て、ガス検出部は、測温抵抗体に付着している担体が少
なくとも一酸化炭素ガスに対して酸化活性度を持つ第１
の触媒を担持しているガス検出素子が金網により囲まれ
てなり、補償部は、測温抵抗体に付着している担体が少
なくとも一酸化炭素ガスに対しては第１の触媒と同じ酸
化活性度を持つ第２の触媒を担持している補償素子が常
温で一酸化炭素ガスを選択酸化する第３の触媒を有する
フィルタにより非接触で囲まれてなることを特徴とする
接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項２】負荷にガス検出信号を出力するブリッジ回
路の２つの枝辺にそれぞれ組み込まれて用いられるガス
検出部と補償部とからなる接触燃焼式ガスセンサにおい
て、ガス検出部は、測温抵抗体に付着している担体が少
なくとも一酸化炭素ガスに対して酸化活性度を持つ第１
の触媒を担持しているガス検出素子が常温で一酸化炭素
ガスを選択酸化する第３の触媒を有するフィルタにより
非接触で囲まれてなり、補償部は、測温抵抗体に付着し
ている担体が少なくとも一酸化炭素ガスに対しては第１
の触媒と同じ酸化活性度を持つ第２の触媒を担持してい
る補償素子が金網により囲まれてなることを特徴とする
接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項３】請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサに
おいて、前記ガス検出素子の第１の触媒と補償素子の第
２の触媒が同一の触媒からなることを特徴とする接触燃
焼式ガスセンサ。
【請求項４】請求項３に記載の接触燃焼式ガスセンサに
おいて、ガス検出素子および補償素子の担体は活性アル
ミナ担体であり、担持される触媒は白金またはパラジウ
ムのいずれかまたは両者であることを特徴とする接触燃
焼式ガスセンサ。
【請求項５】請求項１または２に記載の接触燃焼式ガス
センサにおいて、第１の触媒はパラジウムを主成分とす
る白金族の金属または白金族の金属酸化物であり、第２
の触媒は白金を主成分とする白金族の金属または白金族
の金属酸化物であることを特徴とする接触燃焼式ガスセ
ンサ。
【請求項６】請求項１または２に記載の接触燃焼式ガス
センサに於いて、第３の触媒は、金を酸化鉄に担持した
触媒または白金を活性アルミナに担持した触媒のいずれ
かであることを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項７】請求項１または２に記載の接触燃焼式ガス
センサにおいて、前記ガス検出素子および補償素子の各
素子は、単一のベースに設けられた複数対のピンにそれ
ぞれ溶接されており、両端が開口している金属筒には前
記ガス検出素子と補償素子とを隔離する隔壁が設けら
れ、金属筒の開口部の一方には二重金網が嵌め込まれこ
れに隣接する他の開口部には２枚の網の間に第３の触媒
が充填されたフィルタが嵌め込まれたキャップが両素子
を覆ってベースに固着されてなることを特徴とする接触
燃焼式ガスセンサ。
【請求項８】請求項１または２に記載の接触燃焼式ガス
センサにおいて、ガス検出部または補償部のどちらか一
方は、ガス検出素子あるいは補償素子が絶縁性のベース
を貫通する一対の金属ピンに支持されてなる基体のベー
スに、一方の円形開口部に前記フィルタが嵌められた金
属円筒が取り付けられてなることを特徴とする接触燃焼
式ガスセンサ。
【請求項９】請求項１または２に記載の接触燃焼式ガス
センサにおいて、ガス検出部は、ガス検出素子が絶縁性
のベースを貫通する一対の金属ピンに支持されてガス検
出基体とされ、補償部は、補償素子が絶縁性のベースを
貫通する一対の金属ピンに支持されて補償基体とされ、
前記ガス検出基体あるいは前記補償基体の一方のベース
に該ガス検出素子あるいは補償素子を覆うように金網が
固着され、他方のベースに該ガス検出素子あるいは補償
素子を覆うように２枚の金網の間に第３の触媒が充填さ
れたフィルタが固着されてなることを特徴とする接触燃
焼式ガスセンサ。
【請求項１０】請求項９に記載の接触燃焼式ガスセンサ
において、前記ガス検出基体および補償基体を、接触燃
焼式ガスセンサの出力を変換して警報として出力するガ
ス警報器の筐体内にそれぞれ隔離して設置し、それぞれ
の基体が配置される筐体の一方の上部開口部に前記金網
または前記フィルタを装着するとともに、他方の上部開
口部に金網またはフィルタを装着して、補償部およびガ
ス検出部とすることを特徴とする接触燃焼式ガスセン
サ。