JPH0473744B2 - - Google Patents

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JPH0473744B2
JPH0473744B2 JP62103333A JP10333387A JPH0473744B2 JP H0473744 B2 JPH0473744 B2 JP H0473744B2 JP 62103333 A JP62103333 A JP 62103333A JP 10333387 A JP10333387 A JP 10333387A JP H0473744 B2 JPH0473744 B2 JP H0473744B2
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carbon monoxide
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hydrogen
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガスセンサー、特に接触燃焼式一酸化
炭素ガスセンサーに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a gas sensor, particularly a catalytic combustion type carbon monoxide gas sensor.

更に詳細には、接触燃焼式一酸化炭素ガスセン
サーの選択性を向上させることを目的としたもの
である。
More specifically, the purpose is to improve the selectivity of a catalytic combustion type carbon monoxide gas sensor.

従来技術 従来、接触燃焼式ガスセンサーにおいてロジウ
ム、パラジウム、白金触媒を用いて一酸化炭素ガ
ス(以下COガスという)を検知することが可能
である。
Prior Art Conventionally, it has been possible to detect carbon monoxide gas (hereinafter referred to as CO gas) using a rhodium, palladium, or platinum catalyst in a catalytic combustion gas sensor.

しかしながら、従来の公知技術にあつては、通
常の使用方法では、COガス以外の可燃性ガス、
特に水素ガスなどに対する感度も高く、COガス
のみを選択的に検知するためには素子温度を約
150℃以下で使用する必要があつた。素子温度を
下げて使用する場合には水分などの影響をうけや
すい欠点があつた。
However, in the conventional known technology, in normal usage, combustible gas other than CO gas,
It is particularly sensitive to hydrogen gas, etc., and in order to selectively detect only CO gas, the element temperature must be set to approximately
It was necessary to use it at a temperature below 150℃. When the device is used at a lower temperature, it has the disadvantage of being easily affected by moisture.

発明の解決しようとする問題点 従来のガスセンサーでは、COガスに対する感
度が小さく、経時的にも不安定であつた。
Problems to be Solved by the Invention Conventional gas sensors have low sensitivity to CO gas and are unstable over time.

従つて、COガスのみを選択的に検知するため
にはCOガスに対する選択性が発揮できる上限温
度付近の高い温度で使用する必要があつた。
Therefore, in order to selectively detect only CO gas, it was necessary to use it at a high temperature near the upper limit temperature at which selectivity for CO gas can be exhibited.

問題点を解決するための手段 本発明は、 1 検知素子としてロジウムまたはパラジウム触
媒を用いた接触燃焼式ガスセンサーにおいて、
該検知素子は150℃以上で一酸化炭素と水素の
両方を検知するに十分な量の触媒を備え、比較
素子として、検知素子と同一材料からなる素子
であつて上記温度範囲内において一酸化炭素を
検知せずに水素を検知するに十分低い量の触媒
を備えているものを使用することによつて両素
子間に感度差をもたせて一酸化炭素ガス選択性
を高めたことを特徴とする接触燃焼式COガス
センサー。
Means for Solving the Problems The present invention provides: 1. A catalytic combustion gas sensor using a rhodium or palladium catalyst as a detection element,
The sensing element is equipped with a sufficient amount of catalyst to detect both carbon monoxide and hydrogen at temperatures above 150°C, and as a comparison element, an element made of the same material as the sensing element is used to detect carbon monoxide within the above temperature range. The carbon monoxide gas selectivity is improved by creating a sensitivity difference between the two elements by using a catalyst that has a low enough amount of catalyst to detect hydrogen without detecting hydrogen. Catalytic combustion type CO gas sensor.

2 検知素子としてロジウム触媒を用いた接触燃
焼式ガスセンサーにおいて、該検知素子には
150℃以上で一酸化炭素と水素の両方を検知す
るに十分な量の上記触媒を備え、比較素子とし
て酸化マンガンまたはパラジウム触媒を用い、
該比較素子は上記温度範囲内において一酸化炭
素を検知せずに水素を検知する量の触媒を備え
ているものとすることによつて両素子間に感度
差をもたせて一酸化炭素ガス選択性を高めたこ
とを特徴とする接触燃焼式COガスセンサー。
2. In a catalytic combustion gas sensor using a rhodium catalyst as a detection element, the detection element has
Equipped with a sufficient amount of the above catalyst to detect both carbon monoxide and hydrogen at 150°C or higher, using a manganese oxide or palladium catalyst as a comparison element,
The comparative element is equipped with an amount of catalyst that detects hydrogen without detecting carbon monoxide within the above temperature range, thereby creating a sensitivity difference between the two elements and improving carbon monoxide gas selectivity. A catalytic combustion type CO gas sensor characterized by increased

に関するものである。It is related to.

すなわち、本発明の検知素子は従来と同様のロ
ジウムまたはパラジウム触媒とすることができる
が、比較素子は150℃以上の或る温度領域におい
て一酸化炭素は検知しないが水素を検知する特性
を備えていることが必要である。
That is, the sensing element of the present invention can be made of a conventional rhodium or palladium catalyst, but the comparative element has the characteristic of not detecting carbon monoxide but detecting hydrogen in a certain temperature range of 150°C or higher. It is necessary to be present.

実施例 以下に、本発明の実施に適する代表的なCOガ
スセンサーについて説明するが、これに限定され
るものではない。
Examples A typical CO gas sensor suitable for implementing the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

素子の製法 () 検知素子と比較素子とにおいて、触媒担
持濃度が異なる場合 両素子には、検知部にロジウム又はパラジウム
を使用した。
Element manufacturing method () When the catalyst loading concentration is different between the detection element and the comparison element Rhodium or palladium was used in the detection part of both elements.

検知素子は次のようにして作つた。すなわち、
700℃以上で焼成したγ−A2O3に0.1%(重量)
および5%(重量)の金属ロジウム又はパラジウ
ムを担持し、1〜10μm程度の粒径になるように
粉砕する。次にこの触媒にアルミナ系バイダーを
約10重量%添加し、適量の水を混ぜてペースト状
になるように混練する。
The sensing element was made as follows. That is,
0.1% (weight) in γ-A 2 O 3 fired at 700℃ or higher
and 5% (by weight) of metallic rhodium or palladium is supported and ground to a particle size of about 1 to 10 μm. Next, about 10% by weight of alumina-based binder is added to this catalyst, mixed with an appropriate amount of water, and kneaded to form a paste.

次に直径30μmのPt線をコイル状に成形し、こ
のコイル上にペーストをビード状に成形し、700
℃以上の温度で焼成する。
Next, a Pt wire with a diameter of 30 μm was formed into a coil shape, and the paste was formed into a bead shape on this coil.
Fire at temperatures above ℃.

第1図は得られた素子の外観を示す図である。
図において、1はPt線、2は触媒層である。
FIG. 1 is a diagram showing the appearance of the obtained device.
In the figure, 1 is a Pt wire and 2 is a catalyst layer.

この素子に200メツシユの二重金網を取り付け
て検知素子とする。
A 200-mesh double wire mesh is attached to this element to form a sensing element.

比較素子は、検知素子と同様の方法を用い、
0.1〜0.5%(重量)のロジウム又はパラジウム−
アルミナ触媒を用いて素子を作成し、これに200
メツシユの二重金網を取り付けて比較素子とす
る。
The comparison element uses the same method as the detection element,
0.1-0.5% (by weight) rhodium or palladium
An element was created using an alumina catalyst, and 200
A double mesh wire mesh was attached to serve as a comparison element.

これらの検知素子と比較素子とを第2図に示す
ブリツジ回路に組み込み、一対のセンサーとして
使用する。3は検知素子、4は比較素子5,6は
出力端子である。
These detection elements and comparison elements are incorporated into a bridge circuit shown in FIG. 2 and used as a pair of sensors. 3 is a detection element, 4 is a comparison element, and 5 and 6 are output terminals.

() 検知素子と比較素子とにおいて触媒の種
類が異なる場合 検知素子として、700℃以上で焼成したγ−A
2O3に0.1%(重量)および5%(重量)の金属
ロジウムを担持する以外は上記()の場合と同
様にしてロジウム−アルミナ触媒を製造した。
() When the type of catalyst is different between the sensing element and the comparison element. As the sensing element, γ-A fired at 700℃ or higher is used.
Rhodium-alumina catalysts were produced in the same manner as in () above except that 0.1% (by weight) and 5% (by weight) of metal rhodium was supported on 2 O 3 .

比較素子として、上記γ−A2O3に5〜40%
(重量)の酸化マンガン(Mn2O3)、および0.1〜
0.5%(重量)の金属パラジウムをそれぞれ担持
する以外は上記()の場合と同様にして酸化マ
ンガン−アルミナ触媒、パラジウム−アルミナ触
媒をそれぞれ製造した。
As a comparative element, 5 to 40% of the above γ-A 2 O 3
(by weight) of manganese oxide (Mn 2 O 3 ), and 0.1 to
A manganese oxide-alumina catalyst and a palladium-alumina catalyst were produced in the same manner as in () above, except that 0.5% (by weight) of metal palladium was supported on each catalyst.

これに200メツシユの二重金網を取り付けて比
較素子とする。
A 200 mesh double wire mesh was attached to this to serve as a comparison element.

これらの検知素子と比較素子とを第2図に示す
ブリツジ回路に組み込み、一対のセンサーとして
使用する。図において、3は検知素子、4は比較
素子、5,6は出力端子である。
These detection elements and comparison elements are incorporated into a bridge circuit shown in FIG. 2 and used as a pair of sensors. In the figure, 3 is a detection element, 4 is a comparison element, and 5 and 6 are output terminals.

素子の作用 第3図において、Aは5%(重量)ロジウム−
アルミナ触媒、Bは0.1%(重量)ロジウム−ア
ルミナ触媒、Cは20%(重量)Mn2O3−アルミ
ナ触媒を使用した接触燃焼式ガスセンサーの素子
温度(℃)とセンサー出力(mV)との関係を示
すグラフである。
Function of the element In Figure 3, A is 5% (by weight) rhodium-
Element temperature (°C) and sensor output (mV) of a catalytic combustion gas sensor using an alumina catalyst, B is 0.1% (by weight) rhodium-alumina catalyst, and C is 20% (by weight) Mn 2 O 3 -alumina catalyst. It is a graph showing the relationship between.

CO感度は素子温度200℃,CO濃度1000ppmの
場合、センサー出力はAでは1.7mV,B,Cでは
0mVであるのに対し、水素感度は素子温度200
℃、水素濃度1000ppmの場合、センサー出力は
A,BおよびC共に約0.5mVであつた。
For CO sensitivity, when the element temperature is 200℃ and the CO concentration is 1000ppm, the sensor output is 1.7mV for A, and for B and C.
0mV, while hydrogen sensitivity is at element temperature 200mV.
℃ and hydrogen concentration of 1000 ppm, the sensor outputs for A, B and C were approximately 0.5 mV.

従つて、A素子を検知素子、BまたはC素子を
比較素子とし、素子温度200℃付近で使用すると
COガスを選択的に検知することができる。
Therefore, if element A is used as a detection element, element B or C is used as a comparison element, and the element temperature is around 200℃,
CO gas can be selectively detected.

上記()の場合 検知素子と比較素子とにおいて触媒担持濃度が
異なる場合の一例を第4図に示した。
Case () above: An example of a case where the catalyst loading concentration is different between the detection element and the comparison element is shown in FIG. 4.

第4図においては、検知素子に5%(重量)ロ
ジウム−アルミナ触媒を使用し、比較素子に0.1
%(重量)ロジウム−アルミナ触媒を使用し、上
記の検知素子と比較素子とを第2図に示すように
組合せて素子温度(℃)とセンサー出力(mV)
との関係を示した。
In Figure 4, a 5% (by weight) rhodium-alumina catalyst was used for the sensing element, and a 0.1% (by weight) rhodium-alumina catalyst was used for the comparison element.
% (by weight) Using a rhodium-alumina catalyst, the above sensing element and comparison element were combined as shown in Figure 2, and the element temperature (°C) and sensor output (mV) were measured.
showed the relationship between

上記()の場合 検知素子と比較素子において担持触媒の種類が
異なる場合の一例を第5図および第6図に示し
た。
Case () above An example of a case where the types of supported catalysts are different between the detection element and the comparative element is shown in FIGS. 5 and 6.

第5図において、検知素子に5%(重量)のロ
ジウム−アルミナ触媒を使用し、比較素子に20%
(重量)のMn2O3−アルミナ触媒を使用した。
In Figure 5, a 5% (by weight) rhodium-alumina catalyst was used for the sensing element, and a 20% rhodium-alumina catalyst was used for the comparison element.
( by weight) of Mn2O3 -alumina catalyst was used.

これらの両素子を上記()の場合と同様にし
て検知素子と比較素子とを組合せて素子温度
(℃)とセンサー出力(mV)との関係を示した。
The relationship between the element temperature (° C.) and the sensor output (mV) was shown by combining both of these elements with the sensing element and the comparison element in the same manner as in the case () above.

また、第6図において、検知素子に5%(重
量)のロジウム−アルミナ触媒を使用し、比較素
子に0.5%(重量)のパラジウム−アルミナ触媒
を使用した。
Further, in FIG. 6, a 5% (by weight) rhodium-alumina catalyst was used for the sensing element, and a 0.5% (by weight) palladium-alumina catalyst was used for the comparative element.

これらの両素子を上記()の場合と同様にし
て検知素子と比較素子とを組合せて素子温度
(℃)とセンサー出力(mV)との関係を示した。
The relationship between the element temperature (° C.) and the sensor output (mV) was shown by combining both of these elements with the sensing element and the comparison element in the same manner as in the case () above.

結 果 素子温度200℃、検知ガス濃度1000ppmの場合、
センサー感度(出力)は、第4図ではCO1.7mV、
水素0mV、第5図では、CO1.7mV、水素
0.2mV、第6図ではCO1.5mV、水素0mVであつ
て、COガスを選択的に検知することができるこ
とがわかつた。
Results When the element temperature is 200℃ and the detected gas concentration is 1000ppm,
The sensor sensitivity (output) is CO1.7mV in Figure 4,
Hydrogen 0mV, in Figure 5, CO1.7mV, hydrogen
0.2 mV, CO 1.5 mV and hydrogen 0 mV in Figure 6, and it was found that CO gas could be selectively detected.

発明の効果 本発明によれば次のような結果が得られる。Effect of the invention According to the present invention, the following results can be obtained.

1 COガスのみを選択的に検知できる高感度CO
ガスセンサーが得られる。
1 Highly sensitive CO that can selectively detect only CO gas
A gas sensor is obtained.

2 比較的高温度で使用できるので経時安定性が
大きい。
2. High stability over time as it can be used at relatively high temperatures.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、接触燃焼式COガスセンサー素子部
の断面図、第2図は、ブリツジ回路を示す図、第
3図はA〜Cは、5%(重量)ロジウム−アルミ
ナ触媒A,0.1%(重量)ロジウム−アルミナ触
媒B,20%(重量)Mn2O3−アルミナ触媒Cの
素子をそれぞれ使用した場合における素子温度
(℃)とセンサー出力(mV)との関係を示す図、
第4図は、検知素子と比較素子との触媒担持濃度
を変化させた場合の素子温度(℃)とセンサー出
力(mV)との関係を示す図、および第5図およ
び第6図は、検知素子と比較素子とにそれぞれ種
類の異なる触媒を使用した場合における素子温度
(℃)とセンサー出力(mV)との関係を示す図
である。 第1図および第2図において、1……Ptコイ
ル、2……触媒、3……検知素子、4……比較素
子、5,6……出力端子。
Figure 1 is a cross-sectional view of the catalytic combustion type CO gas sensor element, Figure 2 is a diagram showing the bridge circuit, Figure 3 is A to C, 5% (by weight) rhodium-alumina catalyst A, 0.1%. A diagram showing the relationship between element temperature (°C) and sensor output (mV) when using elements of (weight) rhodium-alumina catalyst B and 20% (weight) Mn 2 O 3 -alumina catalyst C, respectively.
Figure 4 shows the relationship between element temperature (°C) and sensor output (mV) when the catalyst loading concentration of the detection element and comparison element is changed, and Figures 5 and 6 show the relationship between the detection element temperature (°C) and the sensor output (mV). FIG. 7 is a diagram showing the relationship between element temperature (° C.) and sensor output (mV) when different types of catalysts are used in the element and comparative element, respectively. 1 and 2, 1...Pt coil, 2...catalyst, 3...sensing element, 4...comparison element, 5, 6...output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 検知素子としてロジウムまたはパラジウム触
媒を用いた接触燃焼式ガスセンサーにおいて、該
検知素子は150℃以上で一酸化炭素と水素の両方
を検知するに十分な量の触媒を備え、比較素子と
して、検知素子と同一材料からなる素子であつて
上記温度範囲内において一酸化炭素を検知せずに
水素を検知するに十分低い量の触媒を備えている
ものを使用することによつて両素子間に感度差を
もたせて一酸化炭素ガス選択性を高めたことを特
徴とする接触燃焼式一酸化炭素ガスセンサー。 2 検知素子としてロジウム触媒を用いた接触燃
焼式ガスセンサーにおいて、該検知素子は150℃
以上で一酸化炭素と水素の両方を検知するに十分
な量の上記触媒を備え、比較素子として酸化マン
ガンまたはパラジウム触媒を用い、該比較素子は
上記温度範囲内において一酸化炭素を検知せずに
水素を検知する量の触媒を備えているものとする
ことによつて両素子間に感度差をもたせて一酸化
炭素ガス選択性を高めたことを特徴とする接触燃
焼式一酸化炭素ガスセンサー。
[Claims] 1. A catalytic combustion gas sensor using a rhodium or palladium catalyst as a detection element, the detection element comprising a sufficient amount of catalyst to detect both carbon monoxide and hydrogen at 150°C or higher. , by using as a comparison element an element made of the same material as the sensing element, but with a sufficiently low amount of catalyst to detect hydrogen without detecting carbon monoxide within the above temperature range. A catalytic combustion type carbon monoxide gas sensor characterized by increasing carbon monoxide gas selectivity by creating a sensitivity difference between both elements. 2 In a catalytic combustion gas sensor that uses a rhodium catalyst as a detection element, the detection element is heated to 150°C.
In the above, the comparison element is equipped with a sufficient amount of the above catalyst to detect both carbon monoxide and hydrogen, and a manganese oxide or palladium catalyst is used as a comparison element, and the comparison element does not detect carbon monoxide within the above temperature range. A catalytic combustion type carbon monoxide gas sensor characterized in that carbon monoxide gas selectivity is improved by providing a sensitivity difference between both elements by including a catalyst in an amount sufficient to detect hydrogen.
JP10333387A 1987-04-28 1987-04-28 Contact combustion type gaseous carbon monoxide sensor Granted JPS63271150A (en)

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