JPH0510901A - 触媒燃焼式ガスセンサ - Google Patents
触媒燃焼式ガスセンサInfo
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- JPH0510901A JPH0510901A JP21590591A JP21590591A JPH0510901A JP H0510901 A JPH0510901 A JP H0510901A JP 21590591 A JP21590591 A JP 21590591A JP 21590591 A JP21590591 A JP 21590591A JP H0510901 A JPH0510901 A JP H0510901A
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- gas sensor
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- thermocouple
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 周囲温度に対する補償回路が不必要で、断線
の心配がなく、しかも高感度化を実現することができる
触媒燃焼式ガスセンサを提供する。 【構成】 ガラス基板１１上にパターン１２を被着、形
成する。パターン１２に線材１３と線材１４とが交互に
直列に接続させ、全体として櫛歯状に配設する。線材１
３としてｐ型ＦｅＳｉ2を、線材１４としてｎ型ＦｅＳ
ｉ2を組合せる。パターン１２における線材１３，１４
の延在する方向（図１中矢印方向）の両端側（折り返し
部分）にて、線材１３と１４とを接続する。パターン１
２をアルミナ膜１５により被覆する。上記線材１３，１
４の接続部の一端側のみを、アルミナ膜１５を介して白
金の触媒を含むアルミナ被膜１６でコーティングする。
この熱電対パターン１２にて被膜１６によるコーティン
グ部が温接点として、コーティングしていない側が冷接
点として、それぞれ機能し、検知対象の可燃性ガスにふ
れて触媒が発熱すると、熱起電力が発生する。これによ
り可燃性ガスの存在を検出する。
の心配がなく、しかも高感度化を実現することができる
触媒燃焼式ガスセンサを提供する。 【構成】 ガラス基板１１上にパターン１２を被着、形
成する。パターン１２に線材１３と線材１４とが交互に
直列に接続させ、全体として櫛歯状に配設する。線材１
３としてｐ型ＦｅＳｉ2を、線材１４としてｎ型ＦｅＳ
ｉ2を組合せる。パターン１２における線材１３，１４
の延在する方向（図１中矢印方向）の両端側（折り返し
部分）にて、線材１３と１４とを接続する。パターン１
２をアルミナ膜１５により被覆する。上記線材１３，１
４の接続部の一端側のみを、アルミナ膜１５を介して白
金の触媒を含むアルミナ被膜１６でコーティングする。
この熱電対パターン１２にて被膜１６によるコーティン
グ部が温接点として、コーティングしていない側が冷接
点として、それぞれ機能し、検知対象の可燃性ガスにふ
れて触媒が発熱すると、熱起電力が発生する。これによ
り可燃性ガスの存在を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石油化学工場、鉱山坑内
で可燃性ガスによるガス爆発などの災害の発生を未然に
防止するために使用される触媒燃焼式ガスセンサに関す
る。
で可燃性ガスによるガス爆発などの災害の発生を未然に
防止するために使用される触媒燃焼式ガスセンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の触媒燃焼式ガスセンサにおいて
は、図１３に示すように、そのセンサ素子１は、多孔質
アルミナに白金やパラジウムを担持した触媒２で、細い
（５０μｍ程度）白金線コイル３を覆い、これを１，０
００℃前後の高い温度でビーズ状に焼き固めて作られて
いる。
は、図１３に示すように、そのセンサ素子１は、多孔質
アルミナに白金やパラジウムを担持した触媒２で、細い
（５０μｍ程度）白金線コイル３を覆い、これを１，０
００℃前後の高い温度でビーズ状に焼き固めて作られて
いる。
【０００３】このセンサ素子１を３００〜４００℃に加
熱しておくと、その表面にメタンなどの燃料ガスが接触
した場合、通常は炎がつかない程度の希薄なガスでも、
貴金属の触媒作用により燃焼が起こる。この結果、素子
内部の白金線コイル３の温度が上昇し、その電気抵抗が
高くなる。
熱しておくと、その表面にメタンなどの燃料ガスが接触
した場合、通常は炎がつかない程度の希薄なガスでも、
貴金属の触媒作用により燃焼が起こる。この結果、素子
内部の白金線コイル３の温度が上昇し、その電気抵抗が
高くなる。
【０００４】一方、貴金属触媒を担持していないアルミ
ナで覆われた補償素子上ではガスが燃焼しないので、そ
の白金線コイルの電気抵抗は変化しない。
ナで覆われた補償素子上ではガスが燃焼しないので、そ
の白金線コイルの電気抵抗は変化しない。
【０００５】このため、上記センサ素子１と補償素子と
を２辺としたブリッジ回路に電圧の差が生じる。この電
圧の差は、燃料ガスの爆発下限界までは、ガス濃度に比
例した出力として検出される。
を２辺としたブリッジ回路に電圧の差が生じる。この電
圧の差は、燃料ガスの爆発下限界までは、ガス濃度に比
例した出力として検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の触媒燃焼式ガスセンサは、以下の課題があっ
た。すなわち、白金線コイルが５０μｍと細いため、断
線し易い。抵抗変化測定形であるため、素子の周囲の温
度変化に対する補償回路が必要である。その高感度化に
限界がある。
うな従来の触媒燃焼式ガスセンサは、以下の課題があっ
た。すなわち、白金線コイルが５０μｍと細いため、断
線し易い。抵抗変化測定形であるため、素子の周囲の温
度変化に対する補償回路が必要である。その高感度化に
限界がある。
【０００７】
【課題解決のための知見】そこで、本願の発明者は、可
燃性ガスの燃焼による温度上昇の検知方法として、薄膜
熱電対方式を用いることによって、燃焼による温度上昇
と周囲温度との温度差を直接検出することができるた
め、周囲温度に対する補償回路が不必要であること、ま
た、細い白金線を用いることがないので断線の心配がな
いこと、さらに、リソグラフィ法を用いてわずかな面積
に多数の熱電対を形成することができるため、高感度化
を実現することができる、との知見を得た。
燃性ガスの燃焼による温度上昇の検知方法として、薄膜
熱電対方式を用いることによって、燃焼による温度上昇
と周囲温度との温度差を直接検出することができるた
め、周囲温度に対する補償回路が不必要であること、ま
た、細い白金線を用いることがないので断線の心配がな
いこと、さらに、リソグラフィ法を用いてわずかな面積
に多数の熱電対を形成することができるため、高感度化
を実現することができる、との知見を得た。
【０００８】また、熱電対の材質として、ＦｅＳｉ2系
化合物を用いることによって、耐酸化性が高く、高温で
も安定なため、ガスの燃焼に最適な温度で該ガスセンサ
を動作させることが容易にできること、さらに、ゼーベ
ック係数が高いので、より高感度なセンサを構成するこ
とができるとの知見を得た。
化合物を用いることによって、耐酸化性が高く、高温で
も安定なため、ガスの燃焼に最適な温度で該ガスセンサ
を動作させることが容易にできること、さらに、ゼーベ
ック係数が高いので、より高感度なセンサを構成するこ
とができるとの知見を得た。
【０００９】
【発明の目的】本発明は、周囲温度に対する補償回路が
不必要で、断線の心配がなく、しかも高感度化を実現す
ることができる触媒燃焼式ガスセンサを提供すること
を、その目的としている。
不必要で、断線の心配がなく、しかも高感度化を実現す
ることができる触媒燃焼式ガスセンサを提供すること
を、その目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る触媒燃焼式
ガスセンサは、絶縁性基板と、この絶縁性基板上に配設
された熱電対パターンと、この熱電対パターンの一端部
上に絶縁膜を介して被着された触媒担体と、を備えてい
る。
ガスセンサは、絶縁性基板と、この絶縁性基板上に配設
された熱電対パターンと、この熱電対パターンの一端部
上に絶縁膜を介して被着された触媒担体と、を備えてい
る。
【００１１】また、上記熱電対パターンは、その一端側
から他端側に向かって延在するＮ型半導体からなる第１
の熱電変換物質と、この第１の熱電変換物質に一端側で
接続され、他端部側に向かって延在するＰ型半導体から
なる第２の熱電変換物質と、で構成している。
から他端側に向かって延在するＮ型半導体からなる第１
の熱電変換物質と、この第１の熱電変換物質に一端側で
接続され、他端部側に向かって延在するＰ型半導体から
なる第２の熱電変換物質と、で構成している。
【００１２】また、上記熱電対パターンは一平面に配設
された構造を有している。
された構造を有している。
【００１３】また、上記熱電対パターンは、絶縁膜を介
して複数層に積層された構造である。
して複数層に積層された構造である。
【００１４】さらに、上記第１および第２の熱電変換物
質は、ＦｅＳｉ2系化合物である。
質は、ＦｅＳｉ2系化合物である。
【００１５】また、本発明に係る触媒燃焼式ガスセンサ
にあって上記絶縁膜は、上記熱電対パターンの全体を覆
うように被着されたものである。
にあって上記絶縁膜は、上記熱電対パターンの全体を覆
うように被着されたものである。
【００１６】また、本発明に係る触媒燃焼式ガスセンサ
は、上記絶縁性基板を加熱する加熱手段を有している。
は、上記絶縁性基板を加熱する加熱手段を有している。
【００１７】
【作用】本発明によれば、可燃性ガスの燃焼による温度
上昇と周囲温度との温度差を熱電対パターンにより直接
検出することができるため、その周囲温度に対する補償
回路が不必要である。
上昇と周囲温度との温度差を熱電対パターンにより直接
検出することができるため、その周囲温度に対する補償
回路が不必要である。
【００１８】また、本発明は、細い白金線を用いること
がないので断線の心配がない。
がないので断線の心配がない。
【００１９】さらに、本発明は、リソグラフィ法を用い
ることによって、わずかな面積に多数の熱電対を形成す
ることができるため、高感度化を容易に実現することが
できる。
ることによって、わずかな面積に多数の熱電対を形成す
ることができるため、高感度化を容易に実現することが
できる。
【００２０】また、本発明においては、これらの熱電対
パターンを積層化することにより、より高感度のガスセ
ンサを得ることができる。
パターンを積層化することにより、より高感度のガスセ
ンサを得ることができる。
【００２１】また、本発明では、熱電対の材質として、
ＦｅＳｉ2系化合物を用いると、これは耐酸化性が高
く、高温でも安定なため、ガスの燃焼に最適な温度でガ
スセンサとして動作させることが容易にできる。
ＦｅＳｉ2系化合物を用いると、これは耐酸化性が高
く、高温でも安定なため、ガスの燃焼に最適な温度でガ
スセンサとして動作させることが容易にできる。
【００２２】また、この化合物はゼーベック係数が高い
ので、より高感度なセンサを構成することができる。
ので、より高感度なセンサを構成することができる。
【００２３】絶縁膜で熱電対パターンの全体を覆うこと
により、この熱電対パターンが直接ガス中に晒されるこ
とがなく、例えば不燃性ガスに晒されているときに熱電
対パターンに温度差が生じて起電力を発生するというこ
とを、完全に防止することができる。すなわち、ガスセ
ンサの検知性能を安定化することができ、その信頼性を
高めることができる。
により、この熱電対パターンが直接ガス中に晒されるこ
とがなく、例えば不燃性ガスに晒されているときに熱電
対パターンに温度差が生じて起電力を発生するというこ
とを、完全に防止することができる。すなわち、ガスセ
ンサの検知性能を安定化することができ、その信頼性を
高めることができる。
【００２４】さらに、加熱手段により加熱して触媒を活
性化しておくことができ、高感度のガスセンサを得るこ
とができる。
性化しておくことができ、高感度のガスセンサを得るこ
とができる。
【００２５】
【実施例】本発明に係る触媒燃焼式ガスセンサを実施例
に基づいて以下説明する。図１〜図１０は本発明の第１
実施例を説明するためのものである。
に基づいて以下説明する。図１〜図１０は本発明の第１
実施例を説明するためのものである。
【００２６】これらの図において、ガラス等の絶縁性基
板１１上には、薄膜熱電対パターン１２が被着、形成さ
れている。この熱電対パターン１２は、第１の線材１３
と第２の線材１４とを交互に直列に接続したもので、全
体として櫛歯状に配設されている。
板１１上には、薄膜熱電対パターン１２が被着、形成さ
れている。この熱電対パターン１２は、第１の線材１３
と第２の線材１４とを交互に直列に接続したもので、全
体として櫛歯状に配設されている。
【００２７】この熱電対パターン１２は、銅−コンスタ
ンタン、アルメル−クロメルなどの一般的な材料で形成
してもよいが、ＦｅＳｉ2系化合物で形成することが望
ましい。例えば第１の線材１３としてｐ型ＦｅＳｉ
2を、第２の線材１４としてｎ型ＦｅＳｉ2を組合せるも
のとする。あるいは、これらの線材１３，１４としてＢ
ｉ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｐｂの単体、若しくは、その化合物の
内から選択した組合せを用いることもできる。
ンタン、アルメル−クロメルなどの一般的な材料で形成
してもよいが、ＦｅＳｉ2系化合物で形成することが望
ましい。例えば第１の線材１３としてｐ型ＦｅＳｉ
2を、第２の線材１４としてｎ型ＦｅＳｉ2を組合せるも
のとする。あるいは、これらの線材１３，１４としてＢ
ｉ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｐｂの単体、若しくは、その化合物の
内から選択した組合せを用いることもできる。
【００２８】そして、その配線パターン１２における線
材１３，１４の延在する方向（図１中矢印方向）の両端
側（折り返し部分）において、線材１３および１４は接
続されている。この薄膜熱電対パターン１２の同方向の
一端側の接続部はアルミナなどの絶縁性酸化物の膜１５
によって被覆されている。この絶縁膜１５はＳｉ3Ｎ4、
ＳｉＯ2等を用いて成膜することもできる。さらに、こ
の膜１５の上には、白金、パラジウム等の触媒を含むア
ルミナ等による被膜１６が真空蒸着等でコーティングさ
れている。
材１３，１４の延在する方向（図１中矢印方向）の両端
側（折り返し部分）において、線材１３および１４は接
続されている。この薄膜熱電対パターン１２の同方向の
一端側の接続部はアルミナなどの絶縁性酸化物の膜１５
によって被覆されている。この絶縁膜１５はＳｉ3Ｎ4、
ＳｉＯ2等を用いて成膜することもできる。さらに、こ
の膜１５の上には、白金、パラジウム等の触媒を含むア
ルミナ等による被膜１６が真空蒸着等でコーティングさ
れている。
【００２９】したがって、この被膜１６に被覆された配
線パターン１２の一端側部分は温接点部分として、ま
た、その他端側部分は冷接点部分として、熱電対を構成
するものである。なお、これらの熱電対パターン１２に
おいて線材１３，１４の両端部は電極部としてそれぞれ
リード線を介して電流測定器（または電圧測定器）に接
続されている。
線パターン１２の一端側部分は温接点部分として、ま
た、その他端側部分は冷接点部分として、熱電対を構成
するものである。なお、これらの熱電対パターン１２に
おいて線材１３，１４の両端部は電極部としてそれぞれ
リード線を介して電流測定器（または電圧測定器）に接
続されている。
【００３０】また、このようにして得られたセンサ素子
は、触媒、動作温度をかえることによって、検知するガ
スを選択することができる。
は、触媒、動作温度をかえることによって、検知するガ
スを選択することができる。
【００３１】また、熱電対パターンの繰り返し数（線材
１３，１４の接続の数）を増やすことによってその感度
を向上させることができる。
１３，１４の接続の数）を増やすことによってその感度
を向上させることができる。
【００３２】次に、本実施例に係るガスセンサの製法を
図３〜図１０を参照して説明する。
図３〜図１０を参照して説明する。
【００３３】まず、絶縁体基板１１としてアルミナ基板
を使用するものとする（図３）。そして、この基板１１
上に所定パターンのレジスト２１を被着し（図４）、さ
らに、この上から例えばスパタリングによりＦｅＳｉ2
膜１３を全面に被着する（図５）。このスパッタリング
条件は、Ａｒガス圧を、３×１０-3Ｔｏｒｒとし，印加
電圧はＤＣ１ｋＶであり、その膜厚を３μmであった。
を使用するものとする（図３）。そして、この基板１１
上に所定パターンのレジスト２１を被着し（図４）、さ
らに、この上から例えばスパタリングによりＦｅＳｉ2
膜１３を全面に被着する（図５）。このスパッタリング
条件は、Ａｒガス圧を、３×１０-3Ｔｏｒｒとし，印加
電圧はＤＣ１ｋＶであり、その膜厚を３μmであった。
【００３４】次に、レジスト２１とともにＦｅＳｉ2膜
１３をリフトオフして、上記櫛歯状のパターンを基板１
１上に形成する（図６）。続いて同様の方法でＦｅＳi2
膜１４からなる櫛歯上のパターンを形成する。なお、こ
れらの線材１３，１４を薄膜で形成する場合にはスパタ
リング、真空蒸着等を、厚膜で形成する場合にはスクリ
ーン印刷等を用いる。
１３をリフトオフして、上記櫛歯状のパターンを基板１
１上に形成する（図６）。続いて同様の方法でＦｅＳi2
膜１４からなる櫛歯上のパターンを形成する。なお、こ
れらの線材１３，１４を薄膜で形成する場合にはスパタ
リング、真空蒸着等を、厚膜で形成する場合にはスクリ
ーン印刷等を用いる。
【００３５】次いで、第１の線材１３と第２の線材１４
とを結晶化させるためにアニールを行い、熱電対パター
ン１２を完成させる。例えば、これらの線材をＦｅＳｉ
2で形成した場合には、６００℃で３０分間のアニール
を行う。アニールにより熱起電力を高めるものである。
とを結晶化させるためにアニールを行い、熱電対パター
ン１２を完成させる。例えば、これらの線材をＦｅＳｉ
2で形成した場合には、６００℃で３０分間のアニール
を行う。アニールにより熱起電力を高めるものである。
【００３６】さらに、この熱電対パターン１２を形成す
るＦｅＳｉ2膜１３，１４の全面上に例えばスクリーン
印刷あるいはスパッタリングや真空蒸着などにより所定
の厚さのアルミナ膜１５を被着する（図７）。そして、
このアルミナ膜１５の上面で他端側部分にはレジスト２
２を被着する（図８）。
るＦｅＳｉ2膜１３，１４の全面上に例えばスクリーン
印刷あるいはスパッタリングや真空蒸着などにより所定
の厚さのアルミナ膜１５を被着する（図７）。そして、
このアルミナ膜１５の上面で他端側部分にはレジスト２
２を被着する（図８）。
【００３７】さらに、この上から蒸着等により白金を含
む膜１６を被着する（図９）。そして、このレジスト２
２を膜１６一部とともに剥離することにより、一端側の
上面のみに膜１６を残す（図１０）。なお、リフトオフ
プロセス（図８，図９）によらず、アルミナ膜１６は例
えばエッチングによってその一部を除去してもよい。エ
ッチャントとしてはＨＦ＋Ｈ2ＳＯ4等を使用する。
む膜１６を被着する（図９）。そして、このレジスト２
２を膜１６一部とともに剥離することにより、一端側の
上面のみに膜１６を残す（図１０）。なお、リフトオフ
プロセス（図８，図９）によらず、アルミナ膜１６は例
えばエッチングによってその一部を除去してもよい。エ
ッチャントとしてはＨＦ＋Ｈ2ＳＯ4等を使用する。
【００３８】このようにして形成されたセンサ素子に対
し、線材１３，１４の電極部にリード線をハンダ付けす
る。そして、これらリード線を例えば電流測定器に接続
する。なお、上記リソグラフィプロセスを各層毎に繰り
返すことにより、複数層を積層することができる。
し、線材１３，１４の電極部にリード線をハンダ付けす
る。そして、これらリード線を例えば電流測定器に接続
する。なお、上記リソグラフィプロセスを各層毎に繰り
返すことにより、複数層を積層することができる。
【００３９】以上のようにして作製したセンサ素子をヒ
ータ上に配設し、触媒が活性化する温度に加熱し、ガス
センサとして動作させるものである。
ータ上に配設し、触媒が活性化する温度に加熱し、ガス
センサとして動作させるものである。
【００４０】したがって、この被膜１６が可燃性ガスに
さらされると、触媒によってガスが燃焼しこの被膜１６
部分の温度が上昇する。この結果、この線材１３，１４
においてその一端側部分が加熱されて高温になり、その
他端側部分が低温の状態であると、第１の線材１３と第
２の線材１４とに熱起電力が発生する。
さらされると、触媒によってガスが燃焼しこの被膜１６
部分の温度が上昇する。この結果、この線材１３，１４
においてその一端側部分が加熱されて高温になり、その
他端側部分が低温の状態であると、第１の線材１３と第
２の線材１４とに熱起電力が発生する。
【００４１】そして、これらの熱電対パターン１２によ
り生じた熱起電力を電流測定器によって測定することに
よりガスの濃度を検出することができる。
り生じた熱起電力を電流測定器によって測定することに
よりガスの濃度を検出することができる。
【００４２】図１１及び図１２は、本発明の第２実施例
に係る触媒燃焼式ガスセンサを示している。
に係る触媒燃焼式ガスセンサを示している。
【００４３】これらの図において、ガラス等の矩形の絶
縁性基板１１１上には、薄膜熱電対パターン１１２が被
着、形成されている。この熱電対パターン１１２は、第
１の線材１１３と第２の線材１１４とを交互に直列に接
続したもので、全体として櫛歯状に配設されている。こ
の熱電対パターン１１２は、ＦｅＳｉ2系化合物で形成
することが望ましい。例えば第１の線材１１３としてｐ
型ＦｅＳｉ2を、第２の線材としてｎ型ＦｅＳｉ2を組合
せるものとする。
縁性基板１１１上には、薄膜熱電対パターン１１２が被
着、形成されている。この熱電対パターン１１２は、第
１の線材１１３と第２の線材１１４とを交互に直列に接
続したもので、全体として櫛歯状に配設されている。こ
の熱電対パターン１１２は、ＦｅＳｉ2系化合物で形成
することが望ましい。例えば第１の線材１１３としてｐ
型ＦｅＳｉ2を、第２の線材としてｎ型ＦｅＳｉ2を組合
せるものとする。
【００４４】そして、その熱電対パターン１１２におけ
る線材１１３，１１４の延在する方向（図１１中矢印方
向）の両端側（折り返し部分）において、線材１１３お
よび１１４は接続されている。さらに、この薄膜の熱電
対パターン１１２の全体は、アルミナなどの絶縁性酸化
物の膜１１５によって被覆されている。この絶縁膜１１
５はＳｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2等を用いて成膜することもでき
る。
る線材１１３，１１４の延在する方向（図１１中矢印方
向）の両端側（折り返し部分）において、線材１１３お
よび１１４は接続されている。さらに、この薄膜の熱電
対パターン１１２の全体は、アルミナなどの絶縁性酸化
物の膜１１５によって被覆されている。この絶縁膜１１
５はＳｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2等を用いて成膜することもでき
る。
【００４５】ここで、この熱電対パターン１２の両端部
にてその上部の絶縁膜１１５には、穴１２１がエッチン
グ等であけられている。そして、熱電対パターン１２の
両端部、すなわち線材１１３または１１４は、電極部と
してそれぞれリード線を介して電極棒１１７，１１７に
接続されている。この電極棒１１７，１１７は電流測定
器にそれぞれ接続されている。
にてその上部の絶縁膜１１５には、穴１２１がエッチン
グ等であけられている。そして、熱電対パターン１２の
両端部、すなわち線材１１３または１１４は、電極部と
してそれぞれリード線を介して電極棒１１７，１１７に
接続されている。この電極棒１１７，１１７は電流測定
器にそれぞれ接続されている。
【００４６】さらに、この絶縁膜１１５の上には、白
金、パラジウム等の触媒を含むアルミナの被膜１１６が
真空蒸着等でコーティングされている。したがって、こ
の被膜１１６に被覆された配線パターン１１２の一端側
部分は温接点部として、また、被覆されていない他端側
部分は冷接点部として、熱電対を構成するものである。
金、パラジウム等の触媒を含むアルミナの被膜１１６が
真空蒸着等でコーティングされている。したがって、こ
の被膜１１６に被覆された配線パターン１１２の一端側
部分は温接点部として、また、被覆されていない他端側
部分は冷接点部として、熱電対を構成するものである。
【００４７】さらに、絶縁性基板１１１の下面には、こ
の下面全面に例えば導電性物質の厚膜または所定厚さの
金属箔１１８（以下、ヒータ）が被着されている。この
ヒータ１１８は触媒燃焼式ガスセンサ全体を加熱するも
のであり、ヒータ１１８の下面の図中矢印方向の両端側
には２つのヒータ用電極１１９（帯状の膜）がそれぞれ
被着されている。これらのヒータ用電極１１９の下面に
は、２本の支持棒１２０、例えば金属棒がそれぞれ固
着、垂下されている。これらの支持棒１２０はヒータ用
電源（図示していない）に接続されている。なお、これ
らの支持棒１２０は、測定部位または装置（図示してい
ない）に燃焼式ガスセンサを固定するためのものであ
る。その他の構成および作用は、上記第１実施例と同じ
である。
の下面全面に例えば導電性物質の厚膜または所定厚さの
金属箔１１８（以下、ヒータ）が被着されている。この
ヒータ１１８は触媒燃焼式ガスセンサ全体を加熱するも
のであり、ヒータ１１８の下面の図中矢印方向の両端側
には２つのヒータ用電極１１９（帯状の膜）がそれぞれ
被着されている。これらのヒータ用電極１１９の下面に
は、２本の支持棒１２０、例えば金属棒がそれぞれ固
着、垂下されている。これらの支持棒１２０はヒータ用
電源（図示していない）に接続されている。なお、これ
らの支持棒１２０は、測定部位または装置（図示してい
ない）に燃焼式ガスセンサを固定するためのものであ
る。その他の構成および作用は、上記第１実施例と同じ
である。
【００４８】この実施例に係る触媒燃焼式ガスセンサに
おいても、触媒、動作温度をかえることによって、検知
するガスを選択することができる。また、熱電対パター
ン１１２の繰り返し数（線材１１３，１１４の接続の
数）を増やすことによってその感度を向上させることが
できる。さらに、第１実施例と比較すると、絶縁膜１１
５が熱電対パターン１１２の全体を被覆しガスから保護
しているので、可燃性ガスが触媒燃焼式ガスセンサに流
入していないときは、熱電対パターン１１２は温度差を
生じることがない。このガスセンサは、支持棒１２０に
よって装置表面より所定の高さ位置に固定することがで
きる結果、ガスの流路中に触媒を配置することができ、
検出感度を高めることができる。さらに、ヒータ１１８
により加熱しているので、触媒を活性化することがで
き、触媒上での可燃性ガスの燃焼が容易になり、感度が
さらに向上する。なお、ヒータ１１８による加熱手段を
第１実施例に用いてもよい。
おいても、触媒、動作温度をかえることによって、検知
するガスを選択することができる。また、熱電対パター
ン１１２の繰り返し数（線材１１３，１１４の接続の
数）を増やすことによってその感度を向上させることが
できる。さらに、第１実施例と比較すると、絶縁膜１１
５が熱電対パターン１１２の全体を被覆しガスから保護
しているので、可燃性ガスが触媒燃焼式ガスセンサに流
入していないときは、熱電対パターン１１２は温度差を
生じることがない。このガスセンサは、支持棒１２０に
よって装置表面より所定の高さ位置に固定することがで
きる結果、ガスの流路中に触媒を配置することができ、
検出感度を高めることができる。さらに、ヒータ１１８
により加熱しているので、触媒を活性化することがで
き、触媒上での可燃性ガスの燃焼が容易になり、感度が
さらに向上する。なお、ヒータ１１８による加熱手段を
第１実施例に用いてもよい。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る触媒
燃焼式ガスセンサは、周囲温度に対する補償回路（補償
素子）が不必要で、断線の心配がなく、しかも高感度化
を実現することができる。
燃焼式ガスセンサは、周囲温度に対する補償回路（補償
素子）が不必要で、断線の心配がなく、しかも高感度化
を実現することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係るガスセンサを示すそ
の平面図である。
の平面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るガスセンサの縦断面
図である。
図である。
【図３】本発明の第１実施例に係るガスセンサの製造方
法の一工程を示す断面図である。
法の一工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例に係るガスセンサの製造方
法の一工程を示す断面図である。
法の一工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施例に係るガスセンサの製造方
法の一工程を示す断面図である。
法の一工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施例に係るガスセンサの製造方
法の一工程を示す断面図である。
法の一工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施例に係るガスセンサの製造方
法の一工程を示す断面図である。
法の一工程を示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施例に係るガスセンサの製造方
法の一工程を示す断面図である。
法の一工程を示す断面図である。
【図９】本発明の第１実施例に係るガスセンサの製造方
法の一工程を示す断面図である。
法の一工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の第１実施例に係るガスセンサの製造
方法の一工程を示す断面図である。
方法の一工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例に係るガスセンサを示す
その平面図である。
その平面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線による矢視断面図
である。
である。
【図１３】従来のガスセンサの一部を断面して示すその
斜視図である。
斜視図である。
１１ 絶縁性基板
１２ 熱電対パターン
１３ 第１の線材
１４ 第２の線材
１５ 絶縁膜
１６ 被膜（触媒担体）
１１８ ヒータ（加熱手段）
Claims (7)
- 【請求項１】 絶縁性基板と、 この絶縁性基板上に配設された熱電対パターンと、 この熱電対パターンの一端部上に絶縁膜を介して被着さ
れた触媒担体と、を備えたことを特徴とする触媒燃焼式
ガスセンサ。 - 【請求項２】 上記熱電対パターンは、その一端側から
他端側に向かって延在するＮ型半導体からなる第１の熱
電変換物質と、 この第１の熱電変換物質に一端側で接続され、他端側に
向かって延在するＰ型半導体からなる第２の熱電変換物
質と、で構成した請求項１に記載の触媒燃焼式ガスセン
サ。 - 【請求項３】 上記熱電対パターンは、一平面に配設さ
れた構造を有する請求項１、または、請求項２に記載の
触媒燃焼式ガスセンサ。 - 【請求項４】 上記熱電対パターンは、絶縁膜を介して
複数層に積層された構造である請求項１、請求項２、ま
たは、請求項３に記載の触媒燃焼式ガスセンサ。 - 【請求項５】 上記第１および第２の熱電変換物質は、
ＦｅＳｉ2系化合物である請求項２〜請求項４のいずれ
か１項に記載の触媒燃焼式ガスセンサ。 - 【請求項６】 上記絶縁膜は、上記熱電対パターンの全
体を覆うように被着された請求項１に記載の触媒燃焼式
ガスセンサ。 - 【請求項７】 上記絶縁性基板を加熱する加熱手段を有
する請求項１または請求項６に記載の触媒燃焼式ガスセ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21590591A JP2929789B2 (ja) | 1990-08-10 | 1991-08-01 | 触媒燃焼式ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21300690 | 1990-08-10 | ||
| JP2-213006 | 1990-08-10 | ||
| JP21590591A JP2929789B2 (ja) | 1990-08-10 | 1991-08-01 | 触媒燃焼式ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510901A true JPH0510901A (ja) | 1993-01-19 |
| JP2929789B2 JP2929789B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=26519569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21590591A Expired - Lifetime JP2929789B2 (ja) | 1990-08-10 | 1991-08-01 | 触媒燃焼式ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2929789B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001099798A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Yazaki Corp | 接触燃焼式ガスセンサ並びにガス検出方法及びその装置 |
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| JP2002071613A (ja) * | 2000-06-14 | 2002-03-12 | Shinei Kk | 抵抗検出型感湿素子及びその製造方法 |
| EP1160567A3 (en) * | 2000-04-17 | 2004-01-21 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | Sensor and method for measuring gas concentrations |
| JP2005183795A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Eko Instruments Trading Co Ltd | 熱電堆パターンを備える気体センサ |
| JP2006071362A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Horiba Ltd | 可燃性ガスセンサ |
| JP2006090822A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Citizen Watch Co Ltd | 熱電式化学センサとその製造方法 |
| JP2006228991A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Hokkaido Univ | 熱電発電素子及びその利用 |
| JP2007024796A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Fujitsu Ten Ltd | 水素検知素子制御装置および水素検知素子の制御方法 |
| JP2007248223A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | ガスセンサとその製造方法 |
| DE112008000824T5 (de) | 2007-03-28 | 2010-02-11 | HORIBA, Ltd., Kyoto-shi | Sensor für brennbare Gase |
| JP2012173007A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Metawater Co Ltd | 熱電対、熱電対具備部材及びそれを用いたオゾン濃度計 |
| JP2018124153A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | Tdk株式会社 | ガスセンサ素子およびガスセンサ素子の製造方法 |
| WO2018147101A1 (ja) * | 2017-02-13 | 2018-08-16 | ヤマハファインテック株式会社 | ガスセンサ素子、ガス検出装置及びガス検出方法 |
| CN110998303A (zh) * | 2017-08-10 | 2020-04-10 | 国际商业机器公司 | 低功率可燃气体感测 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070212263A1 (en) * | 2004-03-17 | 2007-09-13 | Nat. Inst. Of Adv. Industrial Sci. And Tech. | Micro Thermoelectric Type Gas Sensor |
| JP4581113B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2010-11-17 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 微細パターン形成方法 |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP21590591A patent/JP2929789B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (18)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2929789B2 (ja) | 1999-08-03 |
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|---|---|---|---|
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