JP7055680B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
図1に示すガスセンサ1は、被検出雰囲気中の水素ガスを検出するためのガスセンサである。
第1ガス検出素子3は、自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体を有する熱伝導式の検出素子である。
第1ガス検出素子3は、図3及び図4に示すように、発熱抵抗体20と、絶縁層21と、配線22と、1対の第1電極パッド23A,23Bと、測温抵抗体24と、1対の第2電極パッド25A,25Bと、基板26とを有する。
なお、図4に示すように、絶縁層21の第1電極パッド23A,23Bと反対側の表面には、シリコン製の基板26が積層されている。基板26は、発熱抵抗体20が配置される領域には存在しない。この領域は、絶縁層21が露出する凹部27となり、ダイアフラム構造を構成している。
第2格納部4は、図2に示すように、第2内部空間4Aと、第2ガス導入口4Bと、膜体4Cとを有する。また、第2格納部4は、絶縁性セラミック製の台座7と、絶縁性セラミック製の保護キャップ8とを有する。
ここで、第1ガス導入口5Bが特許請求の範囲における第1開口部に相当し、第2ガス導入口4Bが第2開口部に相当する。さらに、膜体4Cが特許請求の範囲における固体高分子電解質の部材に相当する。
台座7は、第2ガス検出素子2が載置される凹部と、第1ガス検出素子3が載置される凹部とを有する。また、台座7は、回路基板10の表面に設置されている。
保護キャップ8は、台座7と、台座7の2つの凹部に載置された第2ガス検出素子2及び第1ガス検出素子3とを覆うように台座7に接着されている。
ケーシング6は、第2格納部4及び第1格納部5を収容する。ケーシング6は、被検出ガスを内部に導入する開口6Aと、開口6Aに配置されたフィルタ6Bとを有する。
回路基板10は、ケーシング6内に配置される板状の基板であり、図5に示す回路を備えている。この回路は、第2ガス検出素子2及び第1ガス検出素子3の第1電極パッド23A,23B及び第2電極パッド25A,25Bと、それぞれ電気的に接続されている。
演算部12は、被検出雰囲気中のガスの濃度を演算する。具体的には、図5に示すように、演算部12は、直列に接続された第2ガス検出素子2の発熱抵抗体20及び第1ガス検出素子3の発熱抵抗体30に一定の電圧Vccを印加したときの、第2ガス検出素子2の発熱抵抗体20と第1ガス検出素子3の発熱抵抗体30との間の電位から濃度を演算する。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。第1ガス導入口5Bの最小開口面積が第2ガス導入口4Bの最小開口面積よりも小さいことで、第1内部空間5Aに導入されるガスが律速される。つまり、第1内部空間5Aにおける水蒸気濃度の時間変化が緩やかになる。その結果、被検出雰囲気の湿度が短期間に大きく変化する湿度過渡期においても、過渡期膜体4Cを介して水蒸気が供給される第2内部空間4Aと被検出雰囲気が直接導入される第1内部空間5Aとの間での水蒸気濃度の差が生じにくくなる。よって、湿度過渡期においても、検知対象ガス濃度を精度よく測定することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
4…第2格納部、4A…第2内部空間、4B…第2ガス導入口、
4C…膜体、5…第1格納部、
5A…第1内部空間、5B…第1ガス導入口、5C…内部空間形成部材、6…ケーシング、6A…開口、
6B…フィルタ、6C…内部空間、6D…内枠、7…台座、8…保護キャップ、
10…回路基板、11…シール部材、12…演算部、20…発熱抵抗体、
21…絶縁層、22…配線、23A,23B…第1電極パッド、24…測温抵抗体、
25A,25B…第2電極パッド、26…基板、27…凹部、30…発熱抵抗体、
40…直流電源。
Claims (2)
- 1対のガス検出素子の一方が第1内部空間に配置され、他方が第2内部空間に配置されるとともに、前記第1内部空間の第1開口部を被検出雰囲気に開放し、前記第2内部空間の第2開口部を水蒸気を透過する固体高分子電解質の部材で閉塞してなり、前記1対のガス検出素子の出力に基づいて前記被検出雰囲気中の検知対象ガスの濃度を検知するガスセンサであって、
前記第1開口部の最小開口面積が前記第2開口部の最小開口面積よりも小さいことを特徴とするガスセンサ。 - 水蒸気を透過する固体高分子電解質からなり、前記第1内部空間の少なくとも一部を形成する内部空間形成部材を備え、前記内部空間形成部材は前記第1開口部を有することを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。
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