JP3549322B2 - Gas detection method and gas detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に組み込まれたガス検知素子を用いて所定濃度以上の被検知ガスの濃度を測定する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、雰囲気中のガスの濃度を測定するには、高温作動でガス濃度測定可能なガス検知素子を組み込んだガス検知装置を設けて、その出力を常時モニターして、その出力からガス濃度を測定する構成にしてあった。つまり、通常、ガス濃度測定可能な熱線型半導体式ガス検知素子は、ガス選択性を得るとともに、そのガス検知に基づき濃度情報の出力を得るためには、高温作動せねばならないものであるため、例えば、前記ガス検知素子を用いて、一酸化炭素濃度を監視する場合には前記ガス検知素子を設けたガス検知装置を常時作動させておかねばならないという実情があった。尚、前記ガス検知素子を高温作動させるには、通常、ガス検知素子に設けてある貴金属線コイル等に通電する事によりジュール熱を発生させ、そのガス検知素子を高温に維持させたまま作動させていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の技術によれば、前記ガス検知装置を、常時高温作動させておくと、前記ガス検知素子を高温に維持するための大きな電力を必要とし、コンセントから電力を供給する必要性が生じるため、小さな電力で作動出来るガス検知装置が望まれていた。そこで、小電力でガス検知可能なガス検知素子を用いてガス検知を行うことが考えられているが、この様なガス検知素子は、ガスに対して出力を得るまでの応答性が遅く、比較的低濃度のガスに対しては、安定した出力を得るのに15分程度の時間を要し、迅速にガス検知を行う事が困難になるという欠点があった。
【0004】
そこで、本発明の目的は、上記欠点に鑑み、小電力で作動させながらも所定量以上になったガス濃度を迅速かつ的確に測定できるガス検知装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔構成1〕
この目的を達成するための本発明のガス検知方法の特徴手段は、内部に組み込まれたガス検知素子を用いて所定濃度以上の被検知ガスの濃度を測定するのに、貴金属線コイルを覆って金属酸化物半導体を主材としてなるガス感応部を形成してある熱線型半導体式ガス検知素子のうち、常温作動でガス検知可能な第一ガス検知素子と、高温作動でガス濃度測定可能な第二ガス検知素子とを用い、前記第一ガス検知素子が被検知ガスを検知するに基づいて所定値以上の出力を示したときに、前記第二ガス検知素子によりその被検知ガスの濃度を測定することにある。
【0006】
〔作用効果〕
つまり、前記熱線型半導体式ガス検知素子は、小径に形成することにより、高いガス選択性を得られるガス検知素子であるから、通電して出力を得る場合に少ない電力で、作動する事ができる。また、雰囲気中に存在する一酸化炭素ガス濃度が低く、通常一酸化炭素ガス濃度を測定する必要のない場合には、常温でガス検知可能な第一ガス検知素子のみを作動させればよいから、ガス検知しなければならない期間の大部分は小電力で作動可能にできる。ところで、先の第一ガス検知素子は、正確なガス濃度を測定するためには、安定した出力が得られるまでの長時間を要するが、短時間で大まかなガス濃度を把握することもできる。そこで、前記第一ガス検知素子でガス濃度が高い、あるいは、危険濃度に達するおそれがあると判断できる出力が得られた場合には、第二ガス検知素子を働かせると、正確なガス濃度を測定することが出来、高温に維持したガス検知素子でのガス濃度測定を、必要最小限度に抑えることが出来、消費電力を少なく抑制することが出来た。
【0007】
〔構成2〕
また、本発明のガス検知装置の特徴構成は、内部に組み込まれたガス検知素子を用いて所定濃度以上の被検知ガスの濃度を測定するガス検知装置において、貴金属線コイルを覆って金属酸化物半導体を主材としてなるガス感応部を形成してある熱線型半導体式ガス検知素子のうち、常温作動でガス検知可能な第一ガス検知素子と、高温作動でガス濃度測定可能な第二ガス検知素子とを設け、前記第一ガス検知素子による被検知ガスの検知と、前記第二ガス検知素子による被検知ガスの検知とを択一的に作動切替可能にする切替機構を設け、前記第一ガス検知素子の被検知ガスの検知に基づく出力が所定値以上になったときに、前記第一ガス検知素子による被検知ガスの検知を前記第二ガス検知素子による被検知ガスの検知に切り替え、前記第二ガス検知素子の被検知ガス検知に基づく出力が所定値未満であったときに、前記第二ガス検知素子による被検知ガスの検知を前記第一ガス検知素子による被検知ガスの検知に切り替えるべく前記切替機構を切り替え操作する制御機構を設けたことにあり、
好ましくは、前記第一ガス検知素子が、酸化スズ半導体にパラジウム、白金、金の少なくとも一種の金属を0.05mol%以上5mol%以下添加して形成してあるガス感応部を有するものであればよく、
前記第二ガス検知素子が、酸化スズ半導体に鉛、ランタン、パラジウムを添加して形成してあるガス感応部を有するもの、あるいは、酸化スズ半導体にパラジウム、白金、金の少なくとも一種の金属を0.045mol%以下添加して形成してあるガス感応部を有するものであればさらに好ましい。
〔作用効果〕
つまり、先のガス検知方法を行うに当たって、前記第一、第二ガス検知素子を使い分けることが出来、小電力でガス検知操作を行うことの出来るガス検知装置を提供する事が出来る。
その結果、ガス検知装置全体としての消費電力量を極めて少なく設定できるので、例えば、乾電池などでの作動も可能になるなど、ガス検知装置の小型化、電源からの配線の不要化などを実現でき、前記ガス検知装置に携帯性を付与したり、コンセント等の位置による設置位置の制約等を排除することが出来るなどガス検知装置の利用性を大きく向上させる事が出来る。
【0008】
尚、このように、常時ガス濃度をモニターしておくべき技術としては、一例として一酸化炭素ガス検知が挙げられるが、一酸化炭素ガス検知用のガス検知素子としては、前記第一ガス検知素子としては、酸化スズ半導体にパラジウム、白金、金の少なくとも一種の金属を0.05mol%以上5mol%以下添加して形成してあるガス感応部を有するものであればよく、このようなガス検知素子は、常温で高い一酸化炭素ガス選択性を有するので、室温での作動によっても一酸化炭素ガスのみを効率よく検知し、大まかなガス濃度といえども、他のガスの影響を受けないという意味では正確なガス検知が可能となる。
また、前記第二ガス検知素子が、酸化スズ半導体に鉛、ランタン、パラジウムを添加して形成してあるガス感応部を有するもの、あるいは、酸化スズ半導体にパラジウム、白金、金の少なくとも一種の金属を0.045mol%以下添加して形成してあるガス感応部を有するものであれば、高い一酸化炭素ガス選択性を有し、高温での一酸化炭素ガス検知を素早く正確に行える。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本発明のガス検知装置には、第一、第二ガス検知素子1、2を組み込んである。
前記第一ガス検知素子1として、約20μm径の太さの貴金属線コイル(白金線コイル)3を覆って酸化スズ半導体を0.5mm径に設けてガス感応部4を形成し、前記ガス感応部4にパラジウムを0.05〜5mol%添加してある、常温作動型で一酸化炭素ガス選択性の熱線型半導体式ガス検知素子を用い、
同様に、前記第二ガス検知素子2として、白金線コイル3を覆って酸化スズ半導体を主材としてなるガス感応部4を形成し、前記ガス感応部4にパラジウムを0.005〜0.05mol%、及び、ランタン0.5〜5mol%、及び、鉛0.05〜0.5mol%を添加してある高温作動型で一酸化炭素ガス選択性の熱線型半導体式ガス検知素子を用い(図2参照)、ガス検知自在に構成してある。
前記第一、第二ガス検知素子1、2は、図1に示すように、ブリッジ回路等を組み込んでそれぞれの素子に基づく出力を検知する検出回路部5に接続し、さらに、前記第一、第二ガス検知素子1、2のいずれが前記検出回路部5に接続された状態になっているかを切り替える切替機構として回路切替部6を設け、電源からの電力供給及び前記回路切替部6の切り替え動作を、前記第一、第二ガス検知素子1、2からの出力に基づいて切り替え制御する切替制御部7を設けてあり、前記検出回路部5で検知された出力に基づき、所定値を越えるガス濃度を検出した場合に警報音を発生する警報装置8を接続して全体としてガス検知装置に構成してある。
【0010】
前記第一ガス検知素子1は、通常時に、常温で一酸化炭素ガスの吸着により、その第一ガス検知素子1の抵抗値が一酸化炭素ガス濃度に対応して変化するものとなっている。そのため、10秒あたり1ミリ秒通電する動作を繰り返すことによって、前記第一ガス検知素子が発熱するのを防止しつつ、前記第一ガス検知素子1の抵抗値の変化に基づく出力を得ると、その第一ガス検知素子1に接触している一酸化炭素ガス濃度を測定することが出来る。また、このような第一ガス検知素子1は、450℃程度の高温にさらすパージ動作を1時間〜数時間あたり数秒の割合で行うことにより、長期的に安定した動作を行える。
【0011】
前記第二ガス検知素子2は、先の第一ガス検知素子1で測定した一酸化炭素ガス濃度情報が、例えば、50ppmの一酸化炭素ガスの飽和出力の60%以上に達するときに通電を開始すると、前記第二ガス検知素子2が前記白金線コイル3のジュール熱により、所定温度に制御され、かつ、一酸化炭素ガスの吸着により、その第二ガス検知素子2の抵抗値が一酸化炭素ガス濃度に対応して変化するものとなっている。そのため、例えば通電開始から所定時間後の出力値を得れば、その出力から一酸化炭素ガス濃度を素早く正確に測定できる。
【0012】
前記切替制御部7は、前記第二ガス検知素子2の抵抗値の変化に基づく出力値が、所定値に満たない場合に、前記検出回路部5を、前記第一ガス検知素子1に対して間欠的に電力供給自在な状態にするとともに、前記第一ガス検知素子1の抵抗値の変化に基づく出力値が、所定値に達したときに、前記検出回路部5を、前記第二ガス検知素子2に対して電力供給してその第二ガス検知素子2を設定温度に維持可能な状態にするように、前記回路切替部6を切替制御するとともに、前記電力供給を制御する切替制御機構として働く構成にしてある。
【0013】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0014】
〔ガス検知素子〕
所定濃度の塩化スズの水溶液に、所定割合で塩化アンチモンを添加して調整しておく。この水溶液にアンモニア水を滴下して水酸化スズの沈殿物を得る。前記沈殿物を水洗、乾燥後、650℃で2時間焼成して、酸化スズを得る。前記酸化スズを粉砕して微粉末にし、水で練って酸化スズのペーストを得る。
【0015】
前記酸化スズのペーストを前記白金コイル3の周囲を覆うように塗布し、乾燥後600℃で1時間焼成して、前記白金コイルを覆ってガス感応部4を設ける。
次に、塩化パラジウム水溶液を調整しておき、前記塩化パラジウム水溶液を、前記酸化スズに対するパラジウム量が、0.05〜5mol%になるように前記ガス感応部4に含浸させ、これを乾燥後、600℃で1時間加熱して第一ガス検知素子を得る。
【0016】
この第一ガス検知素子1は、図3に示すように、常温で、水素ガスに対して高い一酸化炭素ガス選択性を有する事が分かり、さらに、この第一ガス検知素子1のガス応答性を調べると、図4に示すようになり、50ppmの一酸化炭素ガスであっても約15分で正確な出力を得る事ができるものの、約3分で飽和出力の約60%以上の出力値を得ることが出来るため、短時間で常温での一酸化炭素ガスの大まかな濃度を把握するのに役立つことが分かる。
【0017】
また、同様に、前記酸化スズのペーストを前記白金線コイル3の周囲を覆うように塗布し、乾燥後600℃で1時間焼成して、前記白金線コイル3を覆ってガス感応部4を設けるとともに、パラジウム塩水溶液、及び、ランタン塩水溶液、及び、鉛塩水溶液を調整しておき、前記ガス感応部4に対して、前記酸化スズに対するパラジウム量が、0.005〜0.05mol%、ランタン量が、0.5〜5mol%、鉛量が、0.05〜0.5mol%になるように前記各水溶液を含浸させ、これを乾燥後、600℃で1時間加熱して第二ガス検知素子2を得る。
この第二ガス検知素子2は、図5に示すように、200℃〜250℃の高温で、水素ガスや炭化水素ガスに対して極めて高い一酸化炭素ガス選択性を有する事が分かり、一酸化炭素ガスの正確な濃度を測定するのに役立つ事が分かる。
【0018】
〔ガス検知実験例〕
先の第一、第二ガス検知素子1、2を、前記ガス検知装置に組み込み、500ppmの一酸化炭素ガス漏洩を検知させる実験を行ったところ、図6に示すようになった。
前記ガス検知装置は、切替制御部7によって以下のように切替制御される。
通常時に、常温で一酸化炭素ガスを検知して、通電によって、前記500ppmの一酸化炭素ガスの濃度に対して出力を得る。この一酸化炭素ガスの検知は、10秒あたり1ミリ秒通電する動作を繰り返す。このとき、前記第一ガス検知素子1は、発熱せず、常温に維持されるとともに、消費電力も高温作動時の1万分の1程度と出来た。前記第一ガス検知素子1の抵抗値の変化に基づく出力を得て、その第一ガス検知素子1に接触している雰囲気中の一酸化炭素ガス濃度を測定し、前記第一ガス検知素子1で測定した一酸化炭素ガス濃度情報が、50ppmの一酸化炭素ガスの飽和出力の60%以上(一次検知ラインa)に達すると、前記回路切替部を切替えて、前記第二ガス検知素子2に通電を開始して、前記第二ガス検知素子2を250℃に制御する。こうして、通電開始から所定時間後に前記第二ガス検知素子2の出力値を得れば、その出力から一酸化炭素ガス濃度を正確に知ることが出来、しかも、一酸化炭素ガス供給からほぼ1分30秒程度の短時間でここで得られたガス濃度が所定濃度(警報ラインb)を超えていると判断して、警報装置の警報音を鳴らすことができた。
【0019】
尚、このような、ガス検知方法を行う場合に、特に低濃度の一酸化炭素ガス、例えば50ppmを5分以内に検知する必要があるときには、前記第一ガス検知素子1の被検知ガスに基づく所定値aを、50ppmのガス中での飽和出力の60%の出力値に設定しておけば、3分程度で第二ガス検知素子2が作動開始し、4〜5分程度で正確な濃度を知ることができ、一酸化炭素の警報器等への適用の上で好都合である。
【0020】
また、50〜100ppm程度の低濃度の一酸化炭素ガスであっても5分以内に警報音を鳴らす事が出来、十分実用に耐えることがわかり、携帯用のガス警報器に用いることが出来た。
【0021】
〔別実施形態〕
以下に別実施形態を説明する。
前記第一ガス検知素子1として、前記パラジウム、白金、金の少なくとも一種の貴金属の添加量を種々変更した第一ガス検知素子1を比較検討したところ図7のようになった。尚、前記各貴金属の添加量における感度比は、前記第一ガス検知素子1の100ppmの一酸化炭素ガスに対する感度が最も高くなった各貴金属の添加量を、感度=1としてそれに対する割合(感度比)で示してある。図7より、前記各金属の添加量は、0.5mol%以上1mol%以下が特に好ましいことがわかる。
また、前記第二ガス検知素子2としては、酸化スズ半導体にパラジウム、白金、金の少なくとも一種の貴金属を0.045mol%以下添加して形成してあるガス感応部を有するものとしてあってもよく、例えば、図8に示すように、酸化スズ半導体に白金を0.003mol%添加してある第二ガス検知素子2を用いれば、100ppmの一酸化炭素ガスに対して、1000ppmの水素ガスに対する出力に相当する程度の出力が得られていることが分かり、一酸化炭素ガスを選択的に検知するのに有用であることが分かる。また、これら白金、金、パラジウムは一種のみを用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【0022】
尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガス検知装置の概略図
【図2】ガス検知素子の一部破断斜視図
【図3】第一ガス検知素子の温度依存ガス検知特性図
【図4】第一ガス検知素子の応答特性図
【図5】第二ガス検知素子の温度依存ガス検知特性図
【図6】ガス検知実験例におけるガス検知装置の作動制御を示す図
【図7】別実施形態における第一ガス検知素子の貴金属添加量依存ガス検知特性図
【図8】別実施形態における第二ガス検知素子の濃度依存ガス検知特性図
【符号の説明】
1 第一ガス検知素子
2 第二ガス検知素子
3 貴金属線コイル
4 ガス感応部
6 切替機構
7 制御機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for measuring the concentration of a gas to be detected having a predetermined concentration or higher using a gas detection element incorporated therein.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, to measure the concentration of gas in the atmosphere, a gas detection device that incorporates a gas detection element that can measure gas concentration at high temperature operation is installed, the output is constantly monitored, and the gas concentration is measured from the output. Had to be configured. That is, usually, the hot-wire semiconductor gas detection element capable of measuring gas concentration, while obtaining gas selectivity, in order to obtain the output of the concentration information based on the gas detection, must be operated at high temperature, For example, when monitoring the concentration of carbon monoxide using the gas detection element, there has been a situation in which a gas detection device provided with the gas detection element must be constantly operated. In order to operate the gas detecting element at a high temperature, Joule heat is generally generated by energizing a noble metal wire coil or the like provided in the gas detecting element, and the gas detecting element is operated while being maintained at a high temperature. I was
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional technology described above, if the gas detection device is constantly operated at a high temperature, a large amount of power is required to maintain the gas detection element at a high temperature, and it is necessary to supply power from an outlet. Therefore, a gas detection device that can be operated with small electric power has been desired. Therefore, it has been considered to perform gas detection using a gas detection element that can detect gas with low power.However, such a gas detection element has a slow response until a gas output is obtained. For a gas having a very low concentration, it takes about 15 minutes to obtain a stable output, and there is a disadvantage that it is difficult to perform gas detection quickly.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a gas detection device capable of quickly and accurately measuring a gas concentration of a predetermined amount or more while operating with small electric power in view of the above-described drawbacks.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
[Configuration 1]
To achieve this object, the characteristic means of the gas detection method of the present invention is to cover the noble metal wire coil to measure the concentration of the gas to be detected having a predetermined concentration or more using the gas detection element incorporated therein. Among the hot-wire type semiconductor gas detection elements having a gas sensitive portion mainly composed of a metal oxide semiconductor, a first gas detection element capable of detecting gas at normal temperature operation and a second gas detection element capable of measuring gas concentration at high temperature operation Using a second gas detection element, when the first gas detection element shows an output of a predetermined value or more based on detection of the detection gas, the concentration of the detection gas is measured by the second gas detection element Is to do.
[0006]
(Function and effect)
That is, since the hot-wire semiconductor gas detection element is a gas detection element that can obtain high gas selectivity by being formed in a small diameter, it can operate with low power when energized to obtain an output. . In addition, when the concentration of carbon monoxide gas present in the atmosphere is low and it is not usually necessary to measure the concentration of carbon monoxide gas, only the first gas detection element that can detect gas at room temperature need be operated. Most of the time when gas must be detected, it can be operated with low power. By the way, the first gas detecting element requires a long time until a stable output is obtained in order to measure an accurate gas concentration, but it is also possible to grasp a rough gas concentration in a short time. Therefore, when the gas concentration is high in the first gas detection element or an output that can be determined to be likely to reach the dangerous concentration is obtained, when the second gas detection element is activated, the accurate gas concentration is measured. As a result, the gas concentration measurement by the gas detection element maintained at a high temperature can be suppressed to a necessary minimum, and the power consumption can be reduced.
[0007]
[Configuration 2]
Further, the characteristic configuration of the gas detection device of the present invention is a gas detection device that measures the concentration of a gas to be detected having a predetermined concentration or more using a gas detection element incorporated therein. Among the hot-wire semiconductor gas detection elements that have a gas-sensitive part made mainly of semiconductor, the first gas detection element that can detect gas at normal temperature operation and the second gas detection element that can measure gas concentration at high temperature operation Element, and a switching mechanism is provided for enabling the operation of the detection of the gas to be detected by the first gas detection element and the detection of the gas to be detected by the second gas detection element. When the output based on the detection of the gas to be detected by the gas detection element is equal to or more than a predetermined value, the detection of the gas to be detected by the first gas detection element is switched to the detection of the gas to be detected by the second gas detection element, The said When the output based on the detection of the gas to be detected by the gas detection element is less than a predetermined value, the detection of the gas to be detected by the second gas detection element is switched to the detection of the gas to be detected by the first gas detection element. With the provision of a control mechanism for switching the switching mechanism,
Preferably, the first gas detection element has a gas sensing portion formed by adding at least one metal of palladium, platinum, and gold to a tin oxide semiconductor in an amount of 0.05 mol% or more and 5 mol% or less. Often,
The second gas detection element has a gas sensing portion formed by adding lead, lanthanum, and palladium to a tin oxide semiconductor, or a tin oxide semiconductor containing at least one metal of palladium, platinum, and gold. It is more preferable to have a gas-sensitive portion formed by adding 0.045 mol% or less.
(Function and effect)
That is, in performing the above gas detection method, the first and second gas detection elements can be selectively used, and a gas detection device capable of performing a gas detection operation with low power can be provided.
As a result, the power consumption of the entire gas detection device can be set extremely small, so that the gas detection device can be made smaller, for example, can be operated with a dry battery, and the wiring from the power supply can be eliminated. Thus, the usability of the gas detection device can be greatly improved, for example, by providing portability to the gas detection device and eliminating restrictions on the installation position due to the position of an outlet or the like.
[0008]
As a technique for constantly monitoring the gas concentration as described above, carbon monoxide gas detection is given as an example, but as the gas detection element for carbon monoxide gas detection, the first gas detection element is used. Any gas detecting element may be used as long as it has a gas sensing portion formed by adding at least one metal of palladium, platinum, and gold to a tin oxide semiconductor in an amount of 0.05 mol% or more and 5 mol% or less. Has a high selectivity for carbon monoxide gas at room temperature, so it can efficiently detect only carbon monoxide gas even at room temperature operation and is not affected by other gases even if the gas concentration is rough. Thus, accurate gas detection becomes possible.
Further, the second gas detection element has a gas sensing portion formed by adding lead, lanthanum, and palladium to a tin oxide semiconductor, or at least one metal of palladium, platinum, and gold to a tin oxide semiconductor. Has a gas-sensitive portion formed by adding 0.045 mol% or less of, has high carbon monoxide gas selectivity and can quickly and accurately detect carbon monoxide gas at a high temperature.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the gas detection device of the present invention has first and second
As the first
Similarly, as the second
As shown in FIG. 1, the first and second
[0010]
The resistance value of the first
[0011]
The second
[0012]
When the output value based on the change in the resistance value of the second
[0013]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
[Gas detection element]
An aqueous solution of tin chloride having a predetermined concentration is adjusted by adding antimony chloride at a predetermined ratio. Aqueous ammonia is added dropwise to this aqueous solution to obtain a precipitate of tin hydroxide. The precipitate is washed with water, dried, and calcined at 650 ° C. for 2 hours to obtain tin oxide. The tin oxide is pulverized to a fine powder and kneaded with water to obtain a tin oxide paste.
[0015]
The tin oxide paste is applied so as to cover the periphery of the
Next, an aqueous solution of palladium chloride is prepared, and the gas-sensitive portion 4 is impregnated with the aqueous solution of palladium chloride such that the amount of palladium with respect to the tin oxide is 0.05 to 5 mol%. Heat at 600 ° C. for 1 hour to obtain a first gas detection element.
[0016]
As shown in FIG. 3, this first
[0017]
Similarly, the tin oxide paste is applied so as to cover the periphery of the
As shown in FIG. 5, the second
[0018]
[Example of gas detection experiment]
An experiment was conducted in which the first and second
The switching of the gas detection device is controlled by the switching
Normally, carbon monoxide gas is detected at room temperature, and an output is obtained for the concentration of 500 ppm of carbon monoxide gas by energization. This detection of carbon monoxide gas repeats the operation of energizing for 1 millisecond per 10 seconds. At this time, the first
[0019]
When performing such a gas detection method, particularly when it is necessary to detect a low-concentration carbon monoxide gas, for example, 50 ppm within 5 minutes, the detection is performed based on the detected gas of the first
[0020]
In addition, even if the concentration of carbon monoxide gas was as low as about 50 to 100 ppm, an alarm sound could be sounded within 5 minutes, which proved to be sufficiently practical and could be used for a portable gas alarm. .
[0021]
[Another embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.
FIG. 7 shows a comparison of the first
Further, the second
[0022]
In the claims, reference numerals are provided for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration of the accompanying drawings by the entry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a gas detection device. FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a gas detection device. FIG. 3 is a temperature-dependent gas detection characteristic diagram of a first gas detection device. FIG. 4 is a response of the first gas detection device. FIG. 5 is a graph showing temperature-dependent gas detection characteristics of a second gas detection element. FIG. 6 is a view showing operation control of a gas detection device in a gas detection experiment example. FIG. 7 is a diagram showing a first gas detection element in another embodiment. Noble metal addition dependent gas detection characteristic diagram [FIG. 8] Concentration dependent gas detection characteristic diagram of second gas detection element in another embodiment [Description of reference numerals]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
貴金属線コイル(3)を覆って金属酸化物半導体を主材としてなるガス感応部(4)を形成してある熱線型半導体式ガス検知素子のうち、常温作動でガス検知可能な第一ガス検知素子(1)と、高温作動でガス濃度測定可能な第二ガス検知素子(2)とを用い、前記第一ガス検知素子(1)が被検知ガスを検知するに基づいて所定値(a)以上の出力を示したときに、前記第二ガス検知素子(2)によりその被検知ガスの濃度を測定するガス検知方法。A gas detection method for measuring the concentration of a gas to be detected having a predetermined concentration or more using a gas detection element incorporated therein,
Among the hot-wire semiconductor gas detection elements having a gas-sensitive portion (4) composed mainly of a metal oxide semiconductor and covering the noble metal wire coil (3), the first gas detection capable of detecting gas at normal temperature operation Using the element (1) and a second gas detection element (2) capable of measuring gas concentration at high temperature operation, a predetermined value (a) based on detection of the gas to be detected by the first gas detection element (1). A gas detection method for measuring the concentration of the gas to be detected by the second gas detection element (2) when the above output is indicated.
貴金属線コイル(3)を覆って金属酸化物半導体を主材としてなるガス感応部(4)を形成してある熱線型半導体式ガス検知素子のうち、常温作動でガス検知可能な第一ガス検知素子(1)と、高温作動でガス濃度測定可能な第二ガス検知素子(2)とを設け、前記第一ガス検知素子(1)による被検知ガスの検知と、前記第二ガス検知素子(2)による被検知ガスの検知とを択一的に作動切替可能にする切替機構(6)を設け、前記第一ガス検知素子(1)の被検知ガスの検知に基づく出力が所定値(a)以上になったときに、前記第一ガス検知素子(1)による被検知ガスの検知を前記第二ガス検知素子(2)による被検知ガスの検知に切り替え、前記第二ガス検知素子(2)の被検知ガス検知に基づく出力が所定値(b)未満であったときに、前記第二ガス検知素子(2)による被検知ガスの検知を前記第一ガス検知素子(1)による被検知ガスの検知に切り替えるべく前記切替機構(6)を切り替え操作する制御機構(7)を設けたガス検知装置。A gas detection device for measuring the concentration of a gas to be detected having a predetermined concentration or more using a gas detection element incorporated therein,
Among the hot-wire semiconductor gas detection elements having a gas-sensitive portion (4) composed mainly of a metal oxide semiconductor and covering the noble metal wire coil (3), the first gas detection capable of detecting gas at normal temperature operation An element (1) and a second gas detection element (2) capable of measuring gas concentration at high temperature operation are provided, and detection of a gas to be detected by the first gas detection element (1) and the second gas detection element ( A switching mechanism (6) is provided for enabling the operation of the detection of the gas to be detected to be performed alternatively to the detection of the gas to be detected by 2), and the output based on the detection of the gas to be detected by the first gas detection element (1) is set to a predetermined value (a ), The detection of the gas to be detected by the first gas detection element (1) is switched to the detection of the gas to be detected by the second gas detection element (2). The output based on the detection of the gas to be detected was less than the predetermined value (b). A control mechanism for switching the switching mechanism (6) to switch the detection of the gas to be detected by the second gas detection element (2) to the detection of the gas to be detected by the first gas detection element (1). A gas detector provided with 7).
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