JP5342602B2 - ガスセンサ - Google Patents

ガスセンサ Download PDF

Info

Publication number
JP5342602B2
JP5342602B2 JP2011114213A JP2011114213A JP5342602B2 JP 5342602 B2 JP5342602 B2 JP 5342602B2 JP 2011114213 A JP2011114213 A JP 2011114213A JP 2011114213 A JP2011114213 A JP 2011114213A JP 5342602 B2 JP5342602 B2 JP 5342602B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection element
detection
compensation
pair
gas
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
JP2011114213A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012242303A (ja
Inventor
俊二 塚林
英俊 大石
一博 岡島
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co 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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2011114213A priority Critical patent/JP5342602B2/ja
Priority to CN2012101548283A priority patent/CN102788820A/zh
Priority to DE102012208384A priority patent/DE102012208384A1/de
Priority to US13/474,867 priority patent/US8713990B2/en
Publication of JP2012242303A publication Critical patent/JP2012242303A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5342602B2 publication Critical patent/JP5342602B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/14—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
    • G01N27/16—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by burning or catalytic oxidation of surrounding material to be tested, e.g. of gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04402—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/005—H2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

本発明は、ガスセンサに関する。
近年、燃料電池車等の電源として着目されている燃料電池は、そのアノードから発電で消費されなかった水素（被検出ガス）を排出する。この水素は、燃料電池のカソードからのカソードオフガス（希釈用ガス）で希釈された後、車外（外部）に排出される。
このように車外に排出されるガス（希釈後ガス）中の水素濃度は、接触燃焼式の水素センサ（ガスセンサ）によって検出される（特許文献１参照）。また、水素センサの使用に伴って、水素を接触燃焼させる検出素子が劣化するので、水素センサは、常用検出素子対と基準検出素子対とを備える構成される。
詳細には、常用検出素子対は、水素が接触することで温度上昇し抵抗値が変化する第１検出素子と、水素に対して不活性である第１補償素子（温度補償素子）とを備える構成とされ、基準検出素子対は、水素が接触することで温度上昇し抵抗値が変化する第２検出素子と、水素に対して不活性である第２補償素子とを備える構成とされる。そして、（１）通常時、基準検出素子対には通電せずに、常用検出素子対のみに通電し起動させて水素濃度を検出し、（２）常用検出素子対の劣化判断時、基準検出素子対にも通電し起動させて、常用検出素子対の出力と、基準検出素子対の出力とを比較して、常用検出素子対が劣化しているか否か判断される。
特開２００４−２５１８６２号公報
しかしながら、特許文献１の水素センサは、常用検出素子対を収容する第１素子ハウジングと、基準検出素子対を収容する第２素子ハウジングとを別々に備える構成であるので、水素センサを小型化し難いという不都合がある。また、このように複数の素子ハウジングを備える場合、素子ハウジング毎に、その内部の検出室を加熱するヒータや、この検出室の温度を検出する温度センサを設けることになり、部品点数が増加してしまい、水素センサを構成するためのコストが高くなる。
そこで、特許文献１のように、１つの素子ハウジング内に、常用検出素子対と基準検出素子対とを配置する構成が考えられるが、常用検出素子対と基準検出素子対との間で相互に熱干渉してしまい、その結果、水素濃度の検出精度が低下する虞がある。
そこで、本発明は、簡易な構成であって、被検出ガスの濃度を高精度で検出可能なガスセンサを提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段として、本発明は、被検出ガスが接触することで温度上昇し抵抗値が変化する第１検出素子と、被検出ガスに対して不活性である第１補償素子とを有し、前記第１検出素子の抵抗値と前記第１補償素子の抵抗値との差に基づいて被検出ガスの濃度に対応した第１信号を出力する常用検出素子対と、被検出ガスが接触することで温度上昇し抵抗値が変化する第２検出素子と、被検出ガスに対して不活性である第２補償素子とを有し、前記常用検出素子対の劣化判断時、前記第２検出素子の抵抗値と前記第２補償素子の抵抗値との差に基づいて被検出ガスの濃度に対応し劣化判断基準となる第２信号を出力する基準検出素子対と、前記常用検出素子対及び前記基準検出素子対の両方を収容する検出室を有する素子ハウジングと、前記検出室に配置され、当該検出室の温度を検出する温度センサと、前記常用検出素子対の第１信号と、前記基準検出素子対の第２信号とを、前記温度センサの検出する前記検出室の温度に基づいてそれぞれ補正する補正手段と、を備え、前記第１検出素子及び前記第１補償素子の第１並び方向と、前記第２検出素子及び前記第２補償素子の第２並び方向とは、平行であり、前記常用検出素子対と前記基準検出素子対とは、前記第１並び方向及び前記第２並び方向に直交する直交方向で並んでおり、前記第１検出素子及び前記第１補償素子の第１並び順と、前記第２検出素子及び前記第２補償素子の第２並び順とは、逆であり、前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子は、仮想的な正方形の頂点に位置するように配置されており、前記温度センサは、前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子が頂点に配置された仮想的な前記正方形の対角線の交点に位置するように配置されていることを特徴とするガスセンサである。
このような構成によれば、１つの素子ハウジングを備える簡易な構成であるので、ガスセンサを小型化し易くなる。また、１つの素子ハウジングを備え、その検出室は１つであるので、検出室を加熱するヒータや検出室の温度を検出する温度センサを備える場合、１つのヒータや１つの温度センサを増加すればよいので、部品点数が大幅に増加せず、ガスセンサを低コストで構成できる。
また、第１検出素子及び前記１補償素子の第１並び方向と、第２検出素子及び第２補償素子の第２並び方向とは、平行であり、常用検出素子対と基準検出素子対とは、第１並び方向及び第２並び方向に直交する直交方向で並んでおり、第１検出素子及び第１補償素子の第１並び順と、第２検出素子及び第２補償素子の第２並び順とは、逆であるので、検出室において、被検出ガスが接触することで温度上昇する（発熱する）第１検出素子と第２検出素子とは、相互に遠ざかり離れて配置されることになる。
これにより、第１検出素子と第２検出素子との間で、相互に熱干渉し難くなる。つまり、第１検出素子の温度及び抵抗値は、第２検出素子の熱によって変化し難くなり、第２検出素子の温度及び抵抗値は、第１検出素子の熱によって変化し難くなる。したがって、常用検出素子対の第１信号と、基準検出素子対の第２信号とは、それぞれ、被検出ガスの濃度のみに対応して変化し易くなる。ゆえに、被検出ガスの濃度を高精度で検出でき、また、常用検出素子対を良好に劣化判断できる。
また、このような構成によれば、温度センサは、第１検出素子、第１補償素子、第２検出素子及び第２補償素子に囲まれるように配置されているので、素子ハウジング（検出室）を小さくしつつ、温度センサの検出する温度が、常用検出素子対及び基準検出素子対の雰囲気温度と等しくなり易くなる。
そして、このように温度センサの検出する温度が、常用検出素子対及び基準検出素子対の雰囲気温度と等しくなり易いので、補正手段が、温度センサの検出する温度に基づいて、常用検出素子対の第１信号と、基準検出素子対の第２信号とを、それぞれ良好に補正でき、被検出ガスの濃度を高精度で検出したり、常用検出素子対を良好に劣化判断したりできる。
また、前記ガスセンサにおいて、前記検出室を加熱するヒータを備えることが好ましい。
このような構成によれば、１つのヒータで、検出室に加えて、常用検出素子対（第１検出素子、第１補償素子）と、基準検出素子対（第２検出素子、第２補償素子）とを加熱（暖機）でき、また、ヒータの部品点数は最小となるので、ガスセンサは低コストとなる。
さらに、常用検出素子対の雰囲気温度と、基準検出素子対の雰囲気温度とは、同一となり易いので、常用検出素子対を高精度で劣化判断できる。
また、前記ガスセンサにおいて、前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子のうちの少なくとも２つの素子間における熱干渉を低減する断熱部材を備えることが好ましい。
このような構成によれば、断熱部材によって、前記少なくとも２つの素子間における熱干渉を低減できる。
また、前記ガスセンサにおいて、前記断熱部材は、前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子間における熱干渉を低減するように十字形であることが好ましい。
このような構成によれば、十字形の断熱部材によって、第１検出素子、第１補償素子、第２検出素子及び第２補償素子間における熱干渉を低減できる。
また、前記ガスセンサにおいて、前記断熱部材は筒状であり、当該筒状の断熱部材は、前記第１検出素子及び前記第２検出素子をそれぞれ囲むように設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、筒状の断熱部材によって、第１検出素子及び第２検出素子への熱干渉をそれぞれ低減できる。
また、前記ガスセンサにおいて、前記筒状の断熱部材の周壁部には、被検出ガスの出入する貫通孔が形成されていることが好ましい。
また、前記ガスセンサにおいて、前記貫通孔は、前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子が頂点に配置された仮想的な前記正方形の対角方向内側位置以外の位置に形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、貫通孔を介して、円筒状の断熱部材の内外に、被検出ガスを出入させることができる。
本発明によれば、簡易な構成であって、被検出ガスの濃度を高精度で検出可能なガスセンサを提供することができる。
第１実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。 第１実施形態に係る水素センサの側断面図である。 第１実施形態に係る水素センサの側断面図を拡大した図であり、図４のＸ２−Ｘ２線断面に対応している。 第１実施形態に係る水素センサの平断面図であり、図３のＸ１−Ｘ１線断面に対応している。 第１実施形態に係る水素センサの回路図である。 検出室の温度と補正係数α、βとの関係を示すマップである。 検出室の温度と抵抗値との関係を示すグラフである。 第１実施形態に係る水素センサの動作を示すフローチャートである。 参考形態に係る水素センサの平断面図であり、図３のＸ１−Ｘ１線断面に相当する図である。 第２実施形態に係る水素センサの側断面図を拡大した図であり、図１１のＸ４−Ｘ４線断面に対応している。 第２実施形態に係る水素センサの平断面図であり、図１０のＸ３−Ｘ３線断面に対応している。 第３実施形態に係る水素センサの側断面図を拡大した図であり、図１３のＸ６−Ｘ６線断面に対応している。 第３実施形態に係る水素センサの平断面図であり、図１２のＸ５−Ｘ５線断面に対応している。
≪第１実施形態≫
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
まず、水素センサ１（ガスセンサ）が組み込まれた燃料電池システム１００を説明する。燃料電池システム１００は、燃料電池車（移動体）に搭載されており、燃料電池スタック１１０（燃料電池）と、希釈器１２０と、水素センサ１と、ＥＣＵ１３０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１１０は、固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）であり、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly、膜電極接合体）をセパレータ（図示しない）で挟持してなる単セルが複数積層されて構成されている。ＭＥＡは、電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟持するカソード及びアノードとを備えている。各セパレータには、溝や貫通孔からなるアノード流路１１１及びカソード流路１１２が形成されている。
そして、水素が、水素タンク（図示しない）から、アノード流路１１１を介してアノードに供給され、酸素を含む空気が、外気を吸気するコンプレッサ（図示しない）から、カソード流路１１２を介してカソードに供給されると、アノード及びカソードに含まれる触媒（Ｐｔ等）上で電極反応が起こり、燃料電池スタック１１０が発電可能な状態となる。このように発電可能な状態の燃料電池スタック１１０と外部負荷（例えば走行用のモータ）とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１１０が発電するようになっている。
また、アノード流路１１１から排出された未消費の水素を含むアノードオフガスは、配管１１１ａを通って希釈器１２０に向かうようになっている。一方、カソード流路１１２から排出されたカソードオフガス（希釈用ガス）は、配管１１２ａを通って希釈器１２０に向かうようになっている。
＜希釈器＞
希釈器１２０は、アノードオフガス中の水素を、カソードオフガス等で希釈する容器であり、その内部に希釈空間を有している。そして、水素を含む希釈後のガスは、配管１２０ａを通って車外（外部）に排出されるようになっている。
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。そして、ＥＣＵ１３０は、ＩＧ１３１のＯＮ信号を検知した場合、水素センサ１に起動指令を出力するようになっている。なお、ＩＧ１３１は、燃料電池システム１００（燃料電池車）の起動スイッチであり、運転席周りに配置されている。
≪水素センサの構成≫
水素センサ１は、図２に示すように、その第１検出素子３１Ａで水素を燃焼させることによって、配管１２０ａを通流するガス中の水素濃度を検出する接触燃焼式のセンサである。
水素センサ１は、所定の回路が形成された基板１１と、基板１１を収容する薄箱状のケース１２と、ケース１２の底壁部から鉛直下向きに延びる有底円筒状の素子ハウジング１３と、検出室１３ａの温度を検出する温度センサ１４と、素子ハウジング１３の外側に取り付けられた円筒状のヒータ２１と、ヒータ２１の温度を検出する温度センサ２２と、を備えている。
ただし、素子ハウジング１３は円筒状に限定されず、多角筒状（六角筒状）としてもよい。また、ヒータ２１の形状・位置・数はこれに限定されず、例えば、素子ハウジング１３内の検出室１３ａに、板状のヒータを複数備える構成としてもよい。
ケース１２は、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂製である。そして、ケース１２は、配管１２０ａの天壁部１２０ｂにボルトによって取り付けられている。
＜素子ハウジング＞
素子ハウジング１３は、その内部に水素を検出するために水素を含むガスを取り込む検出室１３ａを有している。そして、この検出室１３ａに、後記する常用検出素子対Ｐ１（第１検出素子３１Ａと第１補償素子３２Ａとの対）と、基準検出素子対Ｐ２（第２検出素子３１Ｂと第２補償素子３２Ｂとの対）とが配置されている（図４参照）。つまり、素子ハウジング１３は、常用検出素子対Ｐ１及び基準検出素子対Ｐ２の両方を収容している。
このような素子ハウジング１３は、ヒータ２１の熱が検出室１３ａに伝達するように、熱伝導度の高い材料（ＳＵＳ等の金属や、熱伝導度の高い樹脂）から形成されている。
また、素子ハウジング１３の底壁部には、平面視で円形のガス出入口１３ｂが形成されている。そして、ガス出入口１３ｂを介して、水素を含むガスが、検出室１３ａと配管１２０ａとの間で、出入するようになっている。
なお、ガス出入口１３ｂに蓋をするように、防爆フィルタ及び撥水フィルタ（いずれも図示しない）が設けられている。防爆フィルタは、防爆性を確保するためのフィルタであり、例えば、金属製のメッシュや多孔質体から構成される。撥水フィルタは、ガス（水素）の通過を許容するが、液体（水滴）の通過を許容しないフィルタであり、例えば、テトラフルオロエチレン膜から構成される。
＜検出室用の温度センサ＞
温度センサ１４は、平面視で円形を呈する検出室１３ａの中心（円筒状の素子ハウジング１３の中心軸線上）に配置されている（図４参照）。そして、温度センサ１４は、検出室１３ａの温度を検出し、後記するマイコン５１に出力するようになっている（図５参照）。
また、温度センサ１４は、平面視において、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂに囲まれるように配置されている。詳細には、温度センサ１４は、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂが、その頂点（四隅）に配置された仮想的な長方形の中心（対角線の交点）に配置されている。
これにより、温度センサ１４の検出する検出室１３ａの温度は、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂの雰囲気温度と略等しくなるようになっている。すなわち、１つの温度センサ１４によって、４つの素子（第１検出素子３１Ａ等）の雰囲気温度が検出されるようにレイアウトされており、温度センサ１４の部品点数の削減が図られている。
＜ヒータ＞
ヒータ２１は、抵抗器であって電気ヒータであり、後記するヒータ駆動回路５２から通電にされることで発熱する発熱体である。ヒータ２１は、温度抵抗係数（抵抗温度係数）が大きく、その抵抗値とその温度とが線形関係となる材料で形成されている。このような特性を有する材料としては、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、銅（Ｃｕ）等の金属や、ニクロム、ＳＵＳ等の合金から選択された少なくとも一種を使用できる。
＜ヒータ用の温度センサ＞
温度センサ２２は、ヒータ２１の温度を検出し、後記するマイコン５１に出力するようになっている（図５参照）。
＜ブリッジ回路＞
水素センサ１は、図５に示すように、常用検出素子対Ｐ１（図４参照）を含む第１ブリッジ回路Ｂ１と、基準検出素子対Ｐ２を含む第２ブリッジ回路Ｂ２と、を備えている。
第１ブリッジ回路Ｂ１は、通常時に起動し、水素濃度を検出する回路であり、一方、第２ブリッジ回路Ｂ２は、マイコン５１からの指令に従って常用検出素子対Ｐ１（第１ブリッジ回路Ｂ１）の劣化判断時に起動し、水素濃度を検出する回路である。
すなわち、通常時、マイコン５１からの指令に従って後記する電圧発生回路５３から第１ブリッジ回路Ｂ１に電圧が印加（通電）され、一方、常用検出素子対Ｐ１（第１ブリッジ回路Ｂ１）の劣化判断時、マイコン５１からの指令に従って電圧発生回路５３から第１ブリッジ回路Ｂ１及び第２ブリッジ回路Ｂ２に電圧が印加（通電）されるようになっている。
ここで、第１ブリッジ回路Ｂ１と第２ブリッジ回路Ｂ２とは、同様の構成であるので、以下、第１ブリッジ回路Ｂ１について詳細に説明する。
第１ブリッジ回路Ｂ１は、第１直列辺３０と、第２直列辺４０と、を備えている。
＜第１ブリッジ回路−第１直列辺＞
第１直列辺３０は、第１検出素子３１Ａ（抵抗値Ｒ３１）と第１補償素子３２Ａ（抵抗値Ｒ３２）とを備え、第１検出素子３１Ａと第１補償素子３２Ａとが直列に接続されることで構成されている。そして、常用検出素子対Ｐ１は、第１検出素子３１Ａと第１補償素子３２Ａとの対（組）で構成されている（図３、図４参照）。
第１検出素子３１Ａは、基板１１から鉛直下向きに延びると共に第１直列辺３０の一部を構成する金属製のステー３１ｄ、３１ｄの下端に固定されており、検出室１３ａに配置されている（図２〜図４参照）。一方、第１補償素子３２Ａは、第１検出素子３１Ａと同様に、基板１１から鉛直下向きに延びると共に第１直列辺３０の一部を構成する金属製のステー３２ｄ、３２ｄの下端に固定されており、検出室１３ａに配置されている。
第１検出素子３１Ａは、水素に対して活性である公知の素子であって、触媒抵抗体とも称されるものであり、コイル３１ａと、コイル３１ａを被覆した球状の担体３１ｂと、担体３１ｂに担持された酸化触媒３１ｃと、を備えている。
コイル３１ａは、前記したヒータ２１と同様に、白金（Ｐｔ）等の温度抵抗係数の大きい材料で形成されている。担体３１ｂは、アルミナ等から形成された多孔質体である。酸化触媒３１ｃは、水素に対して活性が高く、水素を酸化（燃焼）させる貴金属（白金等）から形成されている。
ただし、第１検出素子３１Ａは、コイル型に限定されず、その他に例えば、薄膜型でもよい。
したがって、第１検出素子３１Ａの温度及び抵抗値Ｒ３１は、（１）検出室１３ａの温度（雰囲気温度、環境温度）と、（２）水素が酸化触媒３１ｃに接触し、燃焼（酸化）したことによる燃焼熱と、に基づいて変化することになる。
第１補償素子３２Ａは、水素に対して不活性である公知の素子であって、コイル３２ａと、コイル３２ａを被覆した球状の担体３２ｂと、水素に対して不活性とするために担体３２ｂの表面を被覆した不活性層（図示しない）と、を備えている。
不活性層は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）等の非金属や、金（Ａｕ）等の水素と反応しない金属から形成される。そして、第１補償素子３２Ａに水素が接触しても、水素は触媒燃焼反応せず、燃焼熱は生成しないようになっている。
したがって、第１補償素子３２Ａの温度及び抵抗値Ｒ３２は、検出室１３ａの温度（雰囲気温度、環境温度）のみに基づいて変化することになる。
＜第１ブリッジ回路−第２直列辺＞
第２直列辺４０は、第１抵抗４１（抵抗値Ｒ４１）と、第２抵抗４２（抵抗値Ｒ４２）とを備え、第１抵抗４１と第２抵抗４２とが直列に接続されることで構成されている。第１抵抗４１及び第２抵抗４２は、基板１１上に取り付けられている（図２参照）。第１抵抗４１の抵抗値Ｒ４１、第２抵抗４２の抵抗値Ｒ４２は、固定値である。
＜第１直列辺、第２直列辺の接続状態＞
第１直列辺３０の両端と、第２直列辺４０の両端とは、それぞれ接続されて入力端子Ｔ１、入力端子Ｔ２を構成している。入力端子Ｔ１、入力端子Ｔ２は、電圧発生回路５３に接続されており、電圧発生回路５３で発生した電圧ＶＩＮが入力端子Ｔ１、Ｔ２に印加し、第１ブリッジ回路Ｂ１に通電するようになっている。
第１直列辺３０において、第１検出素子３１Ａと第１補償素子３２Ａとの間の中間点は、出力端子Ｔ３を構成し、第２直列辺４０において、第１抵抗４１と第２抵抗４２との間の中間点は出力端子Ｔ４を構成している。そして、出力端子Ｔ３、出力端子Ｔ４は、マイコン５１に接続されており、第１ブリッジ回路Ｂ１の電位差Ｖ１ＯＵＴ（第１信号）が、マイコン５１に出力されるようになっている。
すなわち、第１抵抗４１の抵抗値Ｒ４１及び第２抵抗４２の抵抗値Ｒ４２は固定値あることに対して、第１検出素子３１Ａの抵抗値Ｒ３１が、（１）検出室１３ａの温度と（２）水素の燃焼熱とに基づいて変化し、第１補償素子３２Ａの抵抗値Ｒ３２が（１）検出室１３ａの温度に基づいて変化し、抵抗値Ｒ３１と抵抗値Ｒ３２との差に基づく、出力端子Ｔ３、Ｔ４の電位差Ｖ１ＯＵＴが、第１ブリッジ回路Ｂ１の第１信号として、マイコン５１に出力されるようになっている。
ここで、検出室１３ａの温度が常温（２５℃等）であり、水素濃度が０である場合、第１ブリッジ回路Ｂ１の電位差Ｖ１ＯＵＴが０となるように、第１検出素子３１Ａの抵抗値Ｒ３１、第１補償素子３２Ａの抵抗値Ｒ３２、第１抵抗４１の抵抗値Ｒ４１及び第２抵抗４２の抵抗値Ｒ４２は、設定されている。
そして、第１検出素子３１Ａの抵抗値Ｒ３１と、第１補償素子３２Ａの抵抗値Ｒ３２とは、検出室１３ａの温度に対応して同様に変化するので、第１ブリッジ回路Ｂ１の電位差Ｖ１ＯＵＴは、水素濃度に対応して変化するようになっている。
＜第２ブリッジ回路＞
第２ブリッジ回路Ｂ２は、第１ブリッジ回路Ｂ１と同様の構成であり、第１ブリッジ回路Ｂ１の常用検出素子対Ｐ１（第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ）の劣化判断時に、通電されることで駆動し、劣化判断基準となる電位差Ｖ２ＯＵＴ（第２信号）を、マイコン５１に出力する回路である。
すなわち、第２ブリッジ回路Ｂ２は、第１ブリッジ回路Ｂ１と比較して、第１検出素子３１Ａに代えて第２検出素子３１Ｂを、第１補償素子３２Ａに代えて第２補償素子３２Ｂを、備えている。第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂは、検出室１３ａに配置されている（図２〜図４参照）。そして、基準検出素子対Ｐ２は、第２検出素子３１Ｂと第２補償素子３２Ｂとの対（組）で構成されている。
第２検出素子３１Ｂは、第１検出素子３１Ａと同様の構成であり、その抵抗値Ｒ３１は、（１）検出室１３ａの温度と（２）水素の燃焼熱とに基づいて変化するようになっている。第２補償素子３２Ｂは、第１補償素子３２Ａと同様の構成であり、その抵抗値Ｒ３２は、（１）検出室１３ａの温度に基づいて変化するようになっている。
そして、第２ブリッジ回路Ｂ２における出力端子Ｔ３、Ｔ４の電位差Ｖ２ＯＵＴが、第２ブリッジ回路Ｂ２の第２信号として、マイコン５１に出力されるようになっている。
＜第１検出素子等の配置状況＞
ここで、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂの配置状況について、図４を参照して説明する。なお、第１検出素子３１Ａ及び第２検出素子３１Ｂは、これに水素が接触すると燃焼熱を生成し発熱する。
第１検出素子３１Ａ及び第１補償素子３２Ａの第１並び方向Ｄ１と、第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂの第２並び方向Ｄ２とは、平行であって、ここでは、配管１２０ａにおけるオフガスの通流方向（図２の左右方向）と一致している。ただし、第１並び方向Ｄ１及び第２並び方向Ｄ２は、これに限定されず、例えば、配管１２０ａにおけるオフガスの通流方向と直交する方向（図２の紙面に対して垂直方向）でもよい。
そして、常用検出素子対Ｐ１と基準検出素子対Ｐ２とは、第１並び方向Ｄ１及び第２並び方向Ｄ２と直交する直交方向Ｄ５（図４の上下方向）において、所定間隔をあけて並んでいる。
また、平面視において、常用検出素子対Ｐ１における第１検出素子３１Ａ及び第１補償素子３２Ａの第１並び順と、基準検出素子対Ｐ２における第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂの第２並び順とは、逆となっている（図４参照）。
これにより、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂは、仮想的な長方形（正方形とすることが好ましい）の頂点に配置されており、第１検出素子３１Ａと第２検出素子３１Ｂとは、前記仮想的な長方形において対角に配置されている。このようにして、水素の燃焼により発熱する第１検出素子３１Ａと第２検出素子３１Ｂとが相互に遠ざかり離れて配置されているので、第１検出素子３１Ａと第２検出素子３１Ｂとが直交方向Ｄ５において並んでいる構成と比較して、第１検出素子３１Ａと第２検出素子３１Ｂとの間で、相互に熱干渉し難くなっている。
すなわち、第１検出素子３１Ａの温度及び抵抗値Ｒ３１は、第２検出素子３１Ｂの熱によって変化し難くなり、第２検出素子３１Ｂの温度及び抵抗値Ｒ３１は、第１検出素子３１Ａの熱によって変化し難くなる。したがって、第１ブリッジ回路Ｂ１（常用検出素子対Ｐ１）の電位差Ｖ１ＯＵＴ（第１信号）と、第２ブリッジ回路Ｂ２（基準検出素子対Ｐ２）の電位差Ｖ２ＯＵＴ（第２信号）とは、それぞれ、水素濃度のみに対応して変化し易くなる。ゆえに、水素濃度を高精度で検出でき、また、マイコン５１が常用検出素子対Ｐ１を良好に劣化判断するようになっている。
＜マイコン＞
水素センサ１は、マイコン５１（制御手段、補正手段）を備えている。マイコン５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路等を含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機能を発揮する。
＜マイコン−ヒータ制御機能＞
詳細には、マイコン５１は、温度センサ２２から入力されるヒータ２１の温度（及び／又は温度センサ１４から入力される検出室１３ａの温度）に基づいて、検出室１３ａの温度が目標温度以上となるように、ヒータ駆動回路５２を制御（ＰＷＭ制御、ＯＮ／ＯＦＦ制御、等）する機能を備えている。前記目標温度は、例えば、検出室１３ａでオフガスの水蒸気が結露しない結露防止温度以上に設定される。
＜マイコン−電圧制御機能＞
また、マイコン５１は、電圧発生回路５３を制御して、（１）通常時、第１ブリッジ回路Ｂ１に所定電圧を印加し、（２）第１ブリッジ回路Ｂ１（常用検出素子対Ｐ１）の劣化判断時、第１ブリッジ回路Ｂ１及び第２ブリッジ回路Ｂ２（基準検出素子対Ｐ２）に所定電圧を印加させる機能を備えている。なお、第１ブリッジ回路Ｂ１の劣化判断は、例えば、（１）水素センサ１の積算使用時間が所定時間経過した場合、（２）積算水素濃度が所定濃度以上となった場合、等に実行される。
＜マイコン−補正機能＞
また、マイコン５１（補正手段）は、第１ブリッジ回路Ｂ１（常用検出素子対Ｐ１）の電位差Ｖ１ＯＵＴ（第１信号）と、補正係数αとを乗算し、電位差Ｖ１ＯＵＴを補正する機能を備えている。これにより、第１検出素子３１Ａと第１補償素子３２Ａとの個体差（雰囲気温度が同一とした場合において、温度変化に起因する抵抗値Ｒ３１、Ｒ３２の差）に基づく電位差Ｖ１ＯＵＴが補正、つまり、水素濃度のみに対応した電位差Ｖ１ＯＵＴに補正されるようになっている。
ここで、補正係数αは、検出室１３ａの温度と、図６のマップとに基づいて算出される。ここでは、図６に示すように、検出室１３ａの温度が高くなるにつれて、補正係数αが大きくなる関係を例示している。これは、第１検出素子３１Ａのコイル３１ａ、担体３１ｂと、第１補償素子３２Ａのコイル３２ａ、担体３２ｂとが、完全に同一の仕様（コイルの長さ・太さ、担体の大きさ等）であることは難しく、図７に示すように、水素濃度を０とした場合において、第１検出素子３１Ａの抵抗値Ｒ３１と、第１補償素子３２Ａの抵抗値Ｒ３２とに差が形成され、この抵抗値の差が、検出室１３ａの温度変化に伴って変化するからである。
なお、図７では、第１補償素子３２Ａの抵抗値Ｒ３２が、第１検出素子３１Ａの抵抗値Ｒ３１よりも大きく、検出室１３ａの温度が高くなるにつれて、抵抗値Ｒ３２と抵抗値Ｒ３１との差が大きくなり、図６に示すように、補正係数αが大きくなる場合を例示しているが、これに限定されず、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａの仕様、第１ブリッジ回路Ｂ１への印加電圧の向き、等に基づいて、逆の傾向となる場合もある。また、図６のマップは、事前試験等によって求められ、マイコン５１に記憶されている。
これと同様に、マイコン５１は、第２ブリッジ回路Ｂ２（基準検出素子対Ｐ２）の電位差Ｖ２ＯＵＴ（第２信号）と、補正係数βとを乗算し、電位差Ｖ２ＯＵＴを補正する機能を備えている。これにより、第２検出素子３１Ｂと第２補償素子３２Ｂとの個体差に基づく電位差Ｖ２ＯＵＴが補正、つまり、水素濃度のみに対応した電位差Ｖ２ＯＵＴに補正されるようになっている。
そして、マイコン５１は、通常時、水素濃度に対応した補正後の電位差Ｖ１ＯＵＴ（又はこれを変換した信号）を、ＥＣＵ１３０に出力するようになっている。
＜マイコン−劣化判断機能＞
また、マイコン５１（劣化判断手段）は、第１ブリッジ回路Ｂ１の常用検出素子対Ｐ１（特に第１検出素子３１Ａ）が劣化したか否か判断する機能を備えている。
具体的に例えば、マイコン５１は、補正後の電位差Ｖ１ＯＵＴ（第１信号）と、補正後の電位差Ｖ２ＯＵＴ（第２信号）との差が、所定値以上である場合、常用検出素子対Ｐ１は劣化したと判断するようになっている。所定値は、常用検出素子対Ｐ１が劣化したと判断される値であり、事前試験等によって求められ、マイコン５１に記憶されている。なお、常用検出素子対Ｐ１の第１検出素子３１Ａの劣化が進むと、酸化触媒３１ｃの触媒機能が低下し、抵抗値Ｒ３１が小さくなる。
そして、マイコン５１は、常用検出素子対Ｐ１が劣化していると判断した場合、これに対応した信号（劣化信号）をＥＣＵ１３０に出力するようになっている。
＜ヒータ駆動回路、電圧発生回路＞
水素センサ１は、ヒータ駆動回路５２と、電圧発生回路５３と、を備えている。
ヒータ駆動回路５２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を備えて構成され、外部電源６１（１２Ｖバッテリ等）と接続されている。そして、ヒータ駆動回路５２は、マイコン５１の指令に従って、外部電源６１からの電力を、その電流値を可変しつつ、ヒータ２１に供給する機能を備えている。
電圧発生回路５３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を備えて構成され、外部電源６２（例えば１２Ｖバッテリ）と接続されている。そして、電圧発生回路５３は、マイコン５１の指令に従って、（１）通常時、第１ブリッジ回路Ｂ１に、（２）常用検出素子対Ｐ１の劣化判断時、第１ブリッジ回路Ｂ１及び第２ブリッジ回路Ｂ２に、所定電圧を印加するようになっている。
≪水素センサの動作≫
次に、水素センサ１の動作について、図８を参照して説明する。なお、ＩＧ１３１のＯＮ信号を検知したＥＣＵ１３０からの指令に従って、マイコン５１は、図８の一連の処理を繰り返している。
ステップＳ１０１において、マイコン５１は、常用検出素子対Ｐ１の劣化判断時であるか否か判定する。
劣化判断時であると判定した場合（Ｓ１０１・Ｙｅｓ）、マイコン５１の処理はステップＳ１０５に進む。一方、劣化判断時でないと判定した場合（Ｓ１０１・Ｎｏ）、マイコン５１の処理はステップＳ１０２に進む。なお、このようにステップＳ１０２に進む場合、通常時である。
ステップＳ１０２において、マイコン５１は、電圧発生回路５３を制御して、第１ブリッジ回路Ｂ１に所定電圧を印加する。なお、第２ブリッジ回路Ｂ２はＯＦＦする。
ステップＳ１０３において、マイコン５１は、第１ブリッジ回路Ｂ１からの電位差Ｖ１ＯＵＴを補正する。
具体的には、マイコン５１は、検出室１３ａの温度と図６のマップとに基づいて、補正係数αを算出し、電位差Ｖ１ＯＵＴと補正係数αとを乗算して、補正後の電位差Ｖ１ＯＵＴを算出する。
ステップＳ１０４において、マイコン５１は、補正後の電位差Ｖ１ＯＵＴ（又はこれに対応した信号）を、ＥＣＵ１３０に出力する。
その後、マイコン５１の処理は、リターンを通ってスタートに戻る。
ステップＳ１０５において、マイコン５１は、電圧発生回路５３を制御して、第１ブリッジ回路Ｂ１、第２ブリッジ回路Ｂ２に、所定電圧をそれぞれ印加する。
ステップＳ１０６において、マイコン５１は、第１ブリッジ回路Ｂ１からの電位差Ｖ１ＯＵＴと、第２ブリッジ回路Ｂ２からの電位差Ｖ２ＯＵＴとをそれぞれ補正する。
ステップＳ１０７において、マイコン５１は、常用検出素子対Ｐ１が劣化しているか否か判定する。例えば、補正後の電位差Ｖ１ＯＵＴと、補正後の電位差Ｖ２ＯＵＴとの差の絶対値が所定値以上である場合、常用検出素子対Ｐ１は劣化していると判定する。
常用検出素子対Ｐ１は劣化していると判定した場合（Ｓ１０７・Ｙｅｓ）、マイコン５１の処理は、ステップＳ１０８に進む。一方、常用検出素子対Ｐ１は劣化していないと判定した場合（Ｓ１０７・Ｎｏ）、マイコン５１の処理は、リターンを通って、スタートに戻る。
ステップＳ１０８において、マイコン５１は、常用検出素子対Ｐ１が劣化していることに対応した劣化信号を、ＥＣＵ１３０に出力する。
この場合において、ＥＣＵ１３０は、常用検出素子対Ｐ１が劣化していることを運転者に報知するべく、報知装置（図示しない）を作動、例えば、警告ランプを点灯させる構成とすることが好ましい。
その後、マイコン５１の処理は、リターンを通って、スタートに戻る。
≪水素センサの効果≫
このような水素センサ１によれば次の効果を得る。
１つの素子ハウジング１３を備える構成であるので、水素センサ１を小型化し、低コストで構成できる。
第１検出素子３１Ａと第２検出素子３１Ｂとが離れているので、第１検出素子３１Ａと第２検出素子３１Ｂとの間で熱干渉し難く、水素濃度を高精度で検出し、常用検出素子対Ｐ１を正確に劣化判断できる。
素子ハウジング１３が１つであり、検出室１３ａも１つであるので、１つのヒータ２１で加熱できる。これにより、ヒータ２１の部品点数が最小となり、水素センサ１を低コストで構成できる。
温度センサ１４が、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂに囲まれた構成であるので、温度センサ１４の検出する温度は、第１検出素子３１Ａ等の雰囲気温度と等しくなり易くなる。
そして、温度センサ１４の検出する温度に基づいて、電位差Ｖ１ＯＵＴ、Ｖ２ＯＵＴを補正するので、水素濃度を高精度で検出したり、常用検出素子対Ｐ１の劣化判断を正確に実行したりできる。
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、後記する形態の構成と適宜に組み合わせてもよいし、また、次のように変更してもよい。
前記した実施形態では、被検出ガスが水素である構成を例示したが、その他のガスでもよい。
前記した実施形態では、水素センサ１が接触燃焼式である構成を例示したが、その他の熱を発生する方式、例えば、熱伝導式、プロトン式、半導体式でもよい。
前記した実施形態では、燃料電池システム１００が燃料電池車に搭載された場合を例示したが、その他の移動体、例えば、自動二輪車、列車、船舶に搭載された構成でもよい。また、家庭用の据え置き型の燃料電池システムや、給湯システムに組み込まれた燃料電池システムに、本発明を適用してもよい。
≪参考形態≫
次に、本発明の参考形態について、図９を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
参考形態に係る水素センサ２は、常用検出素子対Ｐ１とは別である常用検出素子対Ｐ３を備えている。そして、例えば、通常時、常用検出素子対Ｐ１と常用検出素子対Ｐ３とは、所定時間経過毎に交互に作動するように構成されており、常用検出素子対Ｐ１及び常用検出素子対Ｐ３の長寿命化が図られている。
常用検出素子対Ｐ３は、第３検出素子３１Ｃと第３補償素子３２Ｃとの対で構成されている。なお、水素センサ１は、第１ブリッジ回路Ｂ１と同様の第３ブリッジ回路（図示しない）を備えており、常用検出素子対Ｐ３は前記第３ブリッジ回路（図示しない）の一部を構成している。
第３検出素子３１Ｃ及び第３補償素子３２Ｃの第３並び方向Ｄ３は、第１並び方向Ｄ１及び第２並び方向Ｄ２と平行である。
また、常用検出素子対Ｐ３は、直交方向Ｄ５において、基準検出素子対Ｐ２を対称中心として、常用検出素子対Ｐ１の反対側に、基準検出素子対Ｐ２に対して所定間隔をあけて並んでいる。
さらに、常用検出素子対Ｐ３における第３検出素子３１Ｃ及び第３補償素子３２Ｃの第３並び順と、基準検出素子対Ｐ２における第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂの第２並び順とは逆となっている。
これにより、常用検出素子対Ｐ３の第３検出素子３１Ｃと、基準検出素子対Ｐ２の第２検出素子３１Ｂとが離れて配置されるので、第３検出素子３１Ｃと第２検出素子３１Ｂとの間における熱干渉を低減できる。
前記した形態では、２つの常用検出素子対Ｐ１、Ｐ３と、１つの基準検出素子対Ｐ２と、を備える構成を例示したが、その他に例えば、１つの常用検出素子対と、２つの基準検出素子対とを備える構成としてもよい。この場合、直交方向Ｄ５において、２つの基準検出素子対で、１つの常用検出素子対を挟む構成とすればよい。
また、２つの常用検出素子対と、２つの基準検出素子対とを備える構成としてもよい。この場合、直交方向Ｄ５において、基準検出素子対と、常用検出素子対とを交互に並べる構成とすればよい。
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について、図１０〜図１１を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
第２実施形態に係る水素センサ３は、平面視で十字形を呈する樹脂製（ポリフェニレンサルファイド等）の断熱部材１５を備えている。ただし、断熱部材１５は、腐食し難い金属製（ＳＵＳ等）としてもよい。
断熱部材１５は、平面視において、互いの中間位置で交差する第１壁部１５ａと第２壁部１５ｂとを備えている。第１壁部１５ａは、常用検出素子対Ｐ１と基準検出素子対Ｐ２との間で、第１並び方向Ｄ１及び第２並び方向Ｄ２と平行な方向で延びている。第２壁部１５ｂは、常用検出素子対Ｐ１の第１検出素子３１Ａと第１補償素子３２Ａとの間、かつ、基準検出素子対Ｐ２の第２検出素子３１Ｂと第２補償素子３２Ｂとの間で、直交方向Ｄ５と平行な方向で延びている。
なお、断熱部材１５は、高さ方向において、ケース１２の底壁部から下方に向かって、第１検出素子３１Ａ等よりも下方位置まで延びている。そして、温度センサ１４は、第１壁部１５ａと第２壁部１５ｂとの交差位置に取り付けられている。
このような水素センサ３によれば、第１壁部１５ａが、常用検出素子対Ｐ１と基準検出素子対Ｐ２との間で延び、第２壁部１５ｂが、第１検出素子３１Ａと第１補償素子３２Ａとの間、かつ、第２検出素子３１Ｂと第２補償素子３２Ｂとの間で延びているので、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ及び第２補償素子３２Ｂ間における熱干渉を低減できる。
前記した実施形態では、断熱部材１５は十字形である構成を例示したが、その他に例えば、直交方向Ｄ５に延びる第２壁部１５ｂを省略し、第１壁部１５ａのみを備える構成としてもよい。このような構成によれば、第１検出素子３１Ａの雰囲気温度と、第１補償素子３２Ａの雰囲気温度とが等しくなり易くなる。第２検出素子３１Ｂの雰囲気温度と第２補償素子３２Ｂの雰囲気温度とについても同様である。
≪第３実施形態≫
次に、本発明の第３実施形態について、図１２〜図１３を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分を説明する。
第３実施形態に係る水素センサ４は、円筒状を呈する４つの断熱部材１６を備えている。ただし、円筒状に限定されず、多角筒状（例えば六角筒状）としてもよい。
４つの断熱部材１６は、ケース１２の底壁部から下方に延びると共に、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ、第２補償素子３２Ｂのそれぞれを囲んでいる。これにより、第１検出素子３１Ａ、第１補償素子３２Ａ、第２検出素子３１Ｂ、第２補償素子３２Ｂの間における熱干渉が低減されている。
ただし、少なくとも第１検出素子３１Ａ、第２検出素子３１Ｂのみをそれぞれ囲む構成としてもよい。
円筒状の各断熱部材１６の周壁部には、３つの貫通孔１６ａが形成されており、各貫通孔１６ａを通って、水素を含むオフガスが出入するようになっている。ただし、貫通孔１６ａの無い構成でもよい。
３つの貫通孔１６ａは、第１並び方向Ｄ１又は第２並び方向Ｄ２から４５°ずれた位置に形成されている。つまり、貫通孔１６ａは、任意の素子（例えば第１検出素子３１Ａ）から最も近い素子（第１補償素子３２Ａ又は第２補償素子３２Ｂ）の方向に、形成されていない。
これにより、第１並び方向Ｄ１（第２並び方向Ｄ２）又は直交方向Ｄ５において、隣り合う素子間（例えば、第１検出素子３１Ａと第１補償素子３２Ａとの間）における熱干渉が低減されている。
ただし、貫通孔１６ａは、第１検出素子３１Ａ等を頂点とする仮想的な長方形の対角方向内側位置には形成されていない。これにより、第１検出素子３１Ａと第２検出素子３１Ｂとの間、第１補償素子３２Ａと第２補償素子３２Ｂとの間における熱干渉が低減されている。
１、２、３、４ 水素センサ（ガスセンサ）
１３ 素子ハウジング
１３ａ 検出室
１４ 温度センサ
１５、１６ 断熱部材
２１ ヒータ
２２ 温度センサ
３１Ａ 第１検出素子
３１Ｂ 第２検出素子
３１Ｃ 第３検出素子
３２Ａ 第１補償素子
３２Ｂ 第２補償素子
３２Ｃ 第３補償素子
５１ マイコン（制御手段、補正手段）
Ｂ１ 第１ブリッジ回路
Ｂ２ 第２ブリッジ回路
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 並び方向
Ｄ５ 直交方向
Ｐ１、Ｐ３ 常用検出素子対
Ｐ２ 基準検出素子対
Ｖ１ＯＵＴ 電位差（第１信号）
Ｖ２ＯＵＴ 電位差（第２信号）

Claims (7)

  1. 被検出ガスが接触することで温度上昇し抵抗値が変化する第１検出素子と、被検出ガスに対して不活性である第１補償素子とを有し、前記第１検出素子の抵抗値と前記第１補償素子の抵抗値との差に基づいて被検出ガスの濃度に対応した第１信号を出力する常用検出素子対と、
    被検出ガスが接触することで温度上昇し抵抗値が変化する第２検出素子と、被検出ガスに対して不活性である第２補償素子とを有し、前記常用検出素子対の劣化判断時、前記第２検出素子の抵抗値と前記第２補償素子の抵抗値との差に基づいて被検出ガスの濃度に対応し劣化判断基準となる第２信号を出力する基準検出素子対と、
    前記常用検出素子対及び前記基準検出素子対の両方を収容する検出室を有する素子ハウジングと、
    前記検出室に配置され、当該検出室の温度を検出する温度センサと、
    前記常用検出素子対の第１信号と、前記基準検出素子対の第２信号とを、前記温度センサの検出する前記検出室の温度に基づいてそれぞれ補正する補正手段と、
    を備え、
    前記第１検出素子及び前記第１補償素子の第１並び方向と、前記第２検出素子及び前記第２補償素子の第２並び方向とは、平行であり、
    前記常用検出素子対と前記基準検出素子対とは、前記第１並び方向及び前記第２並び方向に直交する直交方向で並んでおり、
    前記第１検出素子及び前記第１補償素子の第１並び順と、前記第２検出素子及び前記第２補償素子の第２並び順とは、逆であり、
    前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子は、仮想的な正方形の頂点に位置するように配置されており、
    前記温度センサは、前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子が頂点に配置された仮想的な前記正方形の対角線の交点に位置するように配置されている
    ことを特徴とするガスセンサ。
  2. 前記検出室を加熱するヒータを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
  3. 前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子のうちの少なくとも２つの素子間における熱干渉を低減する断熱部材を備える
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガスセンサ。
  4. 前記断熱部材は、前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子間における熱干渉を低減するように十字形である
    ことを特徴とする請求項３に記載のガスセンサ。
  5. 前記断熱部材は筒状であり、
    当該筒状の断熱部材は、前記第１検出素子及び前記第２検出素子をそれぞれ囲むように設けられている
    ことを特徴とする請求項３に記載のガスセンサ。
  6. 前記筒状の断熱部材の周壁部には、被検出ガスの出入する貫通孔が形成されている
    ことを特徴とする請求項５に記載のガスセンサ。
  7. 前記貫通孔は、前記第１検出素子、前記第１補償素子、前記第２検出素子及び前記第２補償素子が頂点に配置された仮想的な前記正方形の対角方向内側位置以外の位置に形成されている
    ことを特徴とする請求項６に記載のガスセンサ。
JP2011114213A 2011-05-20 2011-05-20 ガスセンサ Expired - Fee Related JP5342602B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011114213A JP5342602B2 (ja) 2011-05-20 2011-05-20 ガスセンサ
CN2012101548283A CN102788820A (zh) 2011-05-20 2012-05-17 气体传感器
DE102012208384A DE102012208384A1 (de) 2011-05-20 2012-05-18 Gassensor
US13/474,867 US8713990B2 (en) 2011-05-20 2012-05-18 Gas sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011114213A JP5342602B2 (ja) 2011-05-20 2011-05-20 ガスセンサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012242303A JP2012242303A (ja) 2012-12-10
JP5342602B2 true JP5342602B2 (ja) 2013-11-13

Family

ID=47088358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011114213A Expired - Fee Related JP5342602B2 (ja) 2011-05-20 2011-05-20 ガスセンサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8713990B2 (ja)
JP (1) JP5342602B2 (ja)
CN (1) CN102788820A (ja)
DE (1) DE102012208384A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014048335A1 (zh) * 2012-09-28 2014-04-03 华瑞科学仪器(上海)有限公司 防爆型小型化可燃气体传感器
JP6287098B2 (ja) * 2013-11-20 2018-03-07 株式会社デンソー ガスセンサ
JP6558884B2 (ja) * 2014-03-28 2019-08-14 新コスモス電機株式会社 接触燃焼式ガスセンサ
JP6330492B2 (ja) * 2014-06-02 2018-05-30 Tdk株式会社 ガスセンサ素子
WO2017187663A1 (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 シャープ株式会社 ガスセンサおよびガス検出装置
JP6840170B2 (ja) * 2016-12-15 2021-03-10 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 水素検出装置、燃料電池自動車、水素漏洩監視システム、複合センサモジュール、水素検出方法、およびプログラム
DE102016225597A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zu einer Prüfung und/oder einer Kalibration zumindest eines Gaskon-zentrationssensors eines Brennstoffzellensystems
US11543396B2 (en) * 2019-06-11 2023-01-03 Msa Technology, Llc Gas sensor with separate contaminant detection element
DE102022208287A1 (de) 2022-08-09 2023-05-11 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Ermitteln eines Fehlers einer Gassensorvorrichtung und Gassensorvorrichtung

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4443791A (en) * 1978-01-05 1984-04-17 Risgin Ojars Self-compensating gas detection apparatus
US5831146A (en) 1996-05-09 1998-11-03 Cts Corporation Gas sensor with multiple exposed active elements
JP3836440B2 (ja) 2002-05-13 2006-10-25 本田技研工業株式会社 ガスセンサの劣化診断方法
US7080545B2 (en) * 2002-10-17 2006-07-25 Advanced Technology Materials, Inc. Apparatus and process for sensing fluoro species in semiconductor processing systems
JP4016813B2 (ja) * 2002-11-21 2007-12-05 松下電器産業株式会社 ガス検出器とそれを用いた燃料電池システムおよび自動車
JP2006153598A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Honda Motor Co Ltd ガス検出装置およびガス検出素子の制御方法
JP4606948B2 (ja) * 2005-06-16 2011-01-05 本田技研工業株式会社 ガスセンサ
JP4739166B2 (ja) * 2006-10-24 2011-08-03 本田技研工業株式会社 ガスセンサ
JP4814771B2 (ja) * 2006-12-01 2011-11-16 本田技研工業株式会社 ガスセンサ
JP5113391B2 (ja) * 2007-01-19 2013-01-09 本田技研工業株式会社 ガスセンサ
JP4885748B2 (ja) * 2007-01-23 2012-02-29 日本特殊陶業株式会社 可燃性ガス検出装置
JP4892511B2 (ja) * 2008-04-15 2012-03-07 本田技研工業株式会社 ガスセンサ
JP2010230385A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Citizen Holdings Co Ltd 薄膜型ガスセンサ
JP5558082B2 (ja) 2009-11-27 2014-07-23 三菱電機株式会社 ヘテロ接合電界効果トランジスタの等価回路モデルの作成方法および回路シミュレータ
DE102010053366A1 (de) * 2009-12-24 2011-06-30 HORIBA, Ltd., Kyoto Wasserstoffkonzentrationsmesseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN102788820A (zh) 2012-11-21
US8713990B2 (en) 2014-05-06
JP2012242303A (ja) 2012-12-10
DE102012208384A1 (de) 2012-11-22
US20120291522A1 (en) 2012-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5342602B2 (ja) ガスセンサ
JP4739166B2 (ja) ガスセンサ
US20140273262A1 (en) Catalytic combustion typed gas sensor
JP2012163514A (ja) ガス検知システム
JP2007040755A (ja) ガスセンサ
JP4571002B2 (ja) ガスセンサ
JP2006349513A (ja) ガスセンサ
US7104110B2 (en) Control device used for a gas sensor
JP2010019732A (ja) ガスセンサ
JP5297497B2 (ja) ガスセンサ
JP4083652B2 (ja) ガスセンサの制御装置
JP4602124B2 (ja) ガス検出装置
JP5192919B2 (ja) ガスセンサ
JP2012251951A (ja) ガスセンサ
JP5091078B2 (ja) 可燃性ガス検出装置
US20090123294A1 (en) Fuel cell with temperature sensor device
JP2008101923A (ja) 電気化学式センサ
JP3836403B2 (ja) ガス検出方法
JP5044630B2 (ja) ガスセンサ
JP4021827B2 (ja) ガスセンサ
JP2006010622A (ja) ガス検出システムおよび燃料電池車両
JP2009129847A (ja) 燃料電池システム
JP2015125114A (ja) ガスセンサ
JP5374081B2 (ja) ガスセンサ
JP4430520B2 (ja) ガスセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130614

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5342602

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees