JP5424665B2 - 接触燃焼式ガス検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、接触燃焼式ガスセンサを用いたガス検出装置の感度補正に関する。
可燃性ガスの漏洩検知を接触燃焼式ガスセンサにより行うと、環境中に存在するいわゆる被毒物質が接触燃焼式ガスセンサの表面に吸着、蓄積されて検出感度が徐々に低下する。特にシリコーンは、ガスセンサの検出感度を大きく低下させる。このため、接触燃焼式ガスセンサの感度を定期的に補正する必要がある。
このような問題に対処するため、例えば特許文献1に見られるような被毒耐久性を向上させた接触燃焼式ガスセンサが提案されているが、対策対象外のさらに過酷な条件の場合には検出感度が著しく低下する。
このような問題に対処するため、例えば特許文献1に見られるような被毒耐久性を向上させた接触燃焼式ガスセンサが提案されているが、対策対象外のさらに過酷な条件の場合には検出感度が著しく低下する。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであってその目的とするとことは、接触燃焼式ガスセンサ自体の構成や組成を変更することなく、被毒による感度低下を自動的に補正できる接触燃焼式ガス検出装置を提供することである。
このような課題を達成するために本発明においては、ヒータ線に電気絶縁層を介して酸化触媒層を設けた接触燃焼式ガスセンサからなる測定用検出素子と、前記測定用素子と同様にヒータ線に電気絶縁層を介して酸化触媒層を設けた接触燃焼式ガスセンサからなる感度変化検出用素子とをそれぞれの酸化触媒層の層厚、もしくは酸化触媒量を相違させて被毒による感度の低下度が相違するように構成するとともに、前記測定用検出素子及び前記感度変化検出用素子のそれぞれと温度補償素子とのそれぞれの差分出力同士の差分に基づいて前記測定用検出素子により検出された被検出ガスの出力を補正する感度補正手段とを有する。
また請求項3の発明は、前記測定用検出素子には被検出ガスの流入量を制限する手段が設けられている。
また請求項4の発明は、前記感度変化検出用素子には被検出ガスの流入量を制限する手段が設けられている。
請求項1の発明によれば、測定用検出素子と感度変化検出用素子との出力比から被毒による測定用素子の感度低下の度合いが判定できるから、測定用素子の出力を補正することがでる。
請求項3、および請求項4の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えてさらに同一仕様のガスセンサを測定用、及び感度変化検出用に用いることができ、製造コストを下げることができる。
そこで以下に本発明の詳細を実施例に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施例を示すものであって、測定用の第一の接触燃焼式ガスセンサ（以下、測定用素子という）1は温度補償素子Ｃ1及び基準抵抗Ｒ1，Ｒ2とともにブリッジ接続されており、また感度の補正用である第二の接触燃焼式ガスセンサ（以下、感度変化検出用素子という）2は温度補償素子Ｃ2及び基準抵抗Ｒ3，Ｒ4とともにブリッジ接続されている。
図1は本発明の一実施例を示すものであって、測定用の第一の接触燃焼式ガスセンサ（以下、測定用素子という）1は温度補償素子Ｃ1及び基準抵抗Ｒ1，Ｒ2とともにブリッジ接続されており、また感度の補正用である第二の接触燃焼式ガスセンサ（以下、感度変化検出用素子という）2は温度補償素子Ｃ2及び基準抵抗Ｒ3，Ｒ4とともにブリッジ接続されている。
感度変化検出用素子2は、基本的には測定用素子1と組成的に同等であるが、酸化触媒の触媒量の濃度を測定用素子1のそれよりも低く調整したり、また触媒層の厚みを薄くして被毒による影響、つまり感度低下の度合いが測定用素子1よりも大きくなるように構成されている。
これら測定用検出素子1及び感度変化検出用素子2は、周知のように熱伝導性が良好な電気絶縁体にヒータ線を埋め込み、電気絶縁体に感応物質、つまり酸化触媒を混合したり、また表面に酸化触媒の層を配置して構成されている。
これら二種類の素子１，２をそれぞれ所定濃度の被毒物質と所定濃度の被検出ガスと混在する環境中で作動状態に維持させ、所定時間ごとに被検出ガスを検出すると、図2に示したような被毒の程度と検出感度の低下の度合いとの関係を得ることができる。
なお、測定用検出素子１と感度変化検出素子2とは絶対感度が異なるので、それぞれの出力は零点補正手段3、3’により初期段階で同一となるように補正されている。
なお、測定用検出素子１と感度変化検出素子2とは絶対感度が異なるので、それぞれの出力は零点補正手段3、3’により初期段階で同一となるように補正されている。
図2から明らかなように時間の経過、つまり素子1、2の被毒量による検出感度の低下の度合いが、素子1,2のそれぞれの触媒量又は触媒層の厚さにより相違する。
このことから、表1に示したような測定用検出素子1（表中ではＡ検知素子）と感度変化検出用素子2（表中ではＢ検知素子）との出力比と測定用検出素子1の感度の低下の度合いとの関係、例えば図3に示すような関係を求め、この関係を数値データや関係式として感度補正手段4に格納しておき、実働時における各ブリッジからの検出出力の比率を検出し、前記比率により測定用検出素子1の出力を補正することができる。
このことから、表1に示したような測定用検出素子1（表中ではＡ検知素子）と感度変化検出用素子2（表中ではＢ検知素子）との出力比と測定用検出素子1の感度の低下の度合いとの関係、例えば図3に示すような関係を求め、この関係を数値データや関係式として感度補正手段4に格納しておき、実働時における各ブリッジからの検出出力の比率を検出し、前記比率により測定用検出素子1の出力を補正することができる。
すなわち、未知の濃度のガスを検出している状態で、測定用検出素子1と感度変化検出用素子2とのそれぞれの出力の比がたとえば1.20の場合には、図3や表１のデータから被毒により測定用検出素子1の感度が10%低下していると判断でき、したがって測定用検出素子1により検出されたガス濃度値を10%分だけ補正すれば被毒による誤差分を修正できることになる。
ところで上述の実施例においては測定用検出素子1及び感度変化検出用素子2とのそれぞれに検出感度の差を設けるため、素子自体の感応物質の量や濃度を異ならせているが、図4に示したように測定用検出素子1にガス流入量制限孔6を形成したキャップ5を装着する一方、測定用検出素子1と同一構成、つまり同一感度の素子を感度変化検出素子1'として使用することもできる。
この実施例の場合は、測定用検出素子1はキャップ6のガス流入量制限孔5によりガス流入量が感度変化検出用素子1'に比較して少なくなるため、被検出ガスである燃焼性ガスとの接触燃焼による発熱量が少なく、表面温度が素子１'よりも低く、被毒ガス、たとえばシリコーンの測定用素子1の表面での酸化反応が少なくなり、素子1を構成する触媒粒子、つまり活性点における被毒物質の生成も少なくなる。
このため、測定用検出素子1は、被毒物質ガスの付着量、吸着量が少なく被毒ガスによる感度低下の度合いが小さく、また感度変化検出用素子1’の被毒度合いは相対的に大きくなり、したがって素子1と素子1'との間に検出感度の差が生じ、この差を検出して測定用素子1の検出感度を補正することが可能となる。
なお、測定用検出素子1の感度変化の度合いは大きくなっても検出感度を高くする必要がある場合には図5に示したように感度変化検出素子１'の側に前述の実施例に示したようなガス流入量制限孔6を形成したキャップ5キャップを設け、図6に示したように両素子1、1’の間に被毒の程度による感度低下の度合いに差が生じるようにしても同様の作用効果がある。
すなわち被毒による検出の感度変化の度合いは、測定用検出素子1が図6のＡ’、また感度変化検出用素子が図6のＢ’のようになるので、前述の実施例と同様に両者の検出出力の差分に基づいて感度を補正することができる。
本発明によれば、素子自体に被毒対策を施すことなく被毒による感度低下による測定誤差を防止することができる。
1 測定用検出素子
1’感度変化検出用素子
2 感度変化検出用素子
5 キャップ
6 ガス取入れ口
Ｃ1，Ｃ2 補償素子
Ｒ1〜Ｒ4 基準抵抗
1’感度変化検出用素子
2 感度変化検出用素子
5 キャップ
6 ガス取入れ口
Ｃ1，Ｃ2 補償素子
Ｒ1〜Ｒ4 基準抵抗
Claims (3)
- ヒータ線に電気絶縁層を介して酸化触媒層を設けた接触燃焼式ガスセンサからなる測定用検出素子と、前記測定用素子と同様にヒータ線に電気絶縁層を介して酸化触媒層を設けた接触燃焼式ガスセンサからなる感度変化検出用素子とをそれぞれの酸化触媒層の層厚、もしくは酸化触媒量を相違させて被毒による感度の低下度が相違するように構成するとともに、前記測定用検出素子及び前記感度変化検出用素子のそれぞれと温度補償素子とのそれぞれの差分出力同士の差分に基づいて前記測定用検出素子により検出された被検出ガスの出力を補正する感度補正手段とを有する接触燃焼式ガスセンサを使用したガス検出装置。
- ヒータ線に電気絶縁層を介して酸化触媒層を設けた接触燃焼式ガスセンサからなる測定用検出素子と、前記測定用素子と同様にヒータ線に電気絶縁層を介して酸化触媒層を設け接触燃焼式ガスセンサからなる感度変化検出用素子と、前記測定用検出素子及び前記感度変化検出用素子のそれぞれと温度補償素子とのそれぞれの差分出力同士の差分に基づいて前記測定用検出素子により検出された被検出ガスの出力を補正する感度補正手段と、前記測定用検出素子に被検出ガスの流入量を制限する手段が設けられていて、前記測定用検出素子よりも感度変化検出用素子への被検出ガスの流入量が多くなるようにした接触燃焼式ガスセンサを使用したガス検出装置。
- ヒータ線に電気絶縁層を介して酸化触媒層を設けた接触燃焼式ガスセンサからなる測定用検出素子と、前記測定用素子と同様にヒータ線に電気絶縁層を介して酸化触媒層を設け接触燃焼式ガスセンサからなる感度変化検出用素子と、前記測定用検出素子及び前記感度変化検出用素子のそれぞれと温度補償素子とのそれぞれの差分出力同士の差分に基づいて前記測定用検出素子により検出された被検出ガスの出力を補正する感度補正手段と、前記感度変化検出用素子に被検出ガスの流入量を制限する手段が設けられていて、感度変化検出用素子に比較して前記前記測定用検出素子の被検出ガスの流入量が多くなるようにした接触燃焼式ガスセンサを使用したガス検出装置。
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