JPH08278275A - ガス検知素子 - Google Patents
ガス検知素子Info
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- JPH08278275A JPH08278275A JP8095595A JP8095595A JPH08278275A JP H08278275 A JPH08278275 A JP H08278275A JP 8095595 A JP8095595 A JP 8095595A JP 8095595 A JP8095595 A JP 8095595A JP H08278275 A JPH08278275 A JP H08278275A
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- Japan
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- gas
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- gas detection
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ガス検知素子の機械的強度を高め、落下衝撃強
度の高いガス検知素子を提供する。 【構成】測温抵抗体の回りに酸化触媒を担持している金
属酸化物焼結体よりなる担体１３が焼結されているガス
検知素子において、測温抵抗体と担体１３との間に、担
体より機械的強度の高い補強層１４が測温抵抗体の少な
くともコイル部分１２を被覆して、固着されているもの
とする。補強層１４はガラスまたは金属酸化物焼結体よ
りなる。
度の高いガス検知素子を提供する。 【構成】測温抵抗体の回りに酸化触媒を担持している金
属酸化物焼結体よりなる担体１３が焼結されているガス
検知素子において、測温抵抗体と担体１３との間に、担
体より機械的強度の高い補強層１４が測温抵抗体の少な
くともコイル部分１２を被覆して、固着されているもの
とする。補強層１４はガラスまたは金属酸化物焼結体よ
りなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大気中に漏れたメタ
ンガスやプロパンガスなどの爆発性ガスを検知して警報
を発生したり、遮断弁を閉じる信号を発生させるガス警
報器に用いられるガス検知素子に関する。
ンガスやプロパンガスなどの爆発性ガスを検知して警報
を発生したり、遮断弁を閉じる信号を発生させるガス警
報器に用いられるガス検知素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス警報器に用いられるガス検知素子と
しては、主に、（イ）接触燃焼式ガス検知素子、（ロ）
半導体式ガス検知素子、の２種類がある。（イ）は可燃
性ガスに接触、酸化する機能を持つガス検知素子とこの
機能を持たない補償素子との対を２つの抵抗と共にブリ
ッジ回路に組み、燃焼による接触素子の温度上昇を素子
内部に埋め込まれた抵抗線の抵抗変化として検知するも
のであり、（ロ）は酸化スズなどの金属酸化物焼結体で
ある半導体が、可燃性ガスに接触燃焼すると電気抵抗が
低下する性質を利用したものである。
しては、主に、（イ）接触燃焼式ガス検知素子、（ロ）
半導体式ガス検知素子、の２種類がある。（イ）は可燃
性ガスに接触、酸化する機能を持つガス検知素子とこの
機能を持たない補償素子との対を２つの抵抗と共にブリ
ッジ回路に組み、燃焼による接触素子の温度上昇を素子
内部に埋め込まれた抵抗線の抵抗変化として検知するも
のであり、（ロ）は酸化スズなどの金属酸化物焼結体で
ある半導体が、可燃性ガスに接触燃焼すると電気抵抗が
低下する性質を利用したものである。
【０００３】図３はこれらの従来のガス検知素子の図で
あり、（ａ）は接触燃焼式ガス検知素子の断面図、
（ｂ）は半導体式ガス検知素子の断面図である。いずれ
のガス検知素子においても、リード線１１とコイル部１
２から形成されている白金ワイヤと、コイル部１２を中
に包んでいるビーズ状の金属酸化物焼結体の担体１３は
表面に図示していない酸化触媒を担持している。酸化触
媒は担体１３の表面に分散付着している。接触燃焼式の
補償素子はおなじ構造であるが酸化触媒が担持されてい
ない。接触燃焼式ガス検知素子は１本の白金ワイヤを有
し、２本のリード部１１は一の字状に担体１３から突き
出ている。半導体式ガス検知素子は２本の白金ワイヤを
有し、鏡像対称に配置され、４本のリード線１１はほぼ
十の字状に担体１３から突き出ている。上記２種のガス
検知素子は、いずれも３００〜５００℃に加熱された状
態で機能するため、担体が空中に保持される状態の構造
のガスセンサに組み立てられて使用される。図４はガス
センサの図であり、（ａ）は接触燃焼式ガスセンサの要
部破断図、（ｂ）は半導体式ガスセンサの要部破断図で
ある。絶縁性ベース２１上に立てられた金属ピン２２
に、担体１３から突き出ている白金ワイヤのリード部１
１がボンディングされ、担体１３はリード部１１を介し
てピン２２間に張架される。ガス検知素子とピン２２は
ベース２１と防爆用の金網からなるキャップ２３とによ
って覆われる。
あり、（ａ）は接触燃焼式ガス検知素子の断面図、
（ｂ）は半導体式ガス検知素子の断面図である。いずれ
のガス検知素子においても、リード線１１とコイル部１
２から形成されている白金ワイヤと、コイル部１２を中
に包んでいるビーズ状の金属酸化物焼結体の担体１３は
表面に図示していない酸化触媒を担持している。酸化触
媒は担体１３の表面に分散付着している。接触燃焼式の
補償素子はおなじ構造であるが酸化触媒が担持されてい
ない。接触燃焼式ガス検知素子は１本の白金ワイヤを有
し、２本のリード部１１は一の字状に担体１３から突き
出ている。半導体式ガス検知素子は２本の白金ワイヤを
有し、鏡像対称に配置され、４本のリード線１１はほぼ
十の字状に担体１３から突き出ている。上記２種のガス
検知素子は、いずれも３００〜５００℃に加熱された状
態で機能するため、担体が空中に保持される状態の構造
のガスセンサに組み立てられて使用される。図４はガス
センサの図であり、（ａ）は接触燃焼式ガスセンサの要
部破断図、（ｂ）は半導体式ガスセンサの要部破断図で
ある。絶縁性ベース２１上に立てられた金属ピン２２
に、担体１３から突き出ている白金ワイヤのリード部１
１がボンディングされ、担体１３はリード部１１を介し
てピン２２間に張架される。ガス検知素子とピン２２は
ベース２１と防爆用の金網からなるキャップ２３とによ
って覆われる。
【０００４】従来のガス検知素子の製造工程例として、
接触燃焼式ガス検知素子の製造工程を次に示す。 （１）スラリー作製：活性アルミナ粉末と無機バインダ
の懸濁液および水を調合しスラリーを作製する。 （２）素子形成：前記のスラリーを白金ワイヤのコイル
部分に付着させ、ビーズ状の素子とする。
接触燃焼式ガス検知素子の製造工程を次に示す。 （１）スラリー作製：活性アルミナ粉末と無機バインダ
の懸濁液および水を調合しスラリーを作製する。 （２）素子形成：前記のスラリーを白金ワイヤのコイル
部分に付着させ、ビーズ状の素子とする。
【０００５】（３）焼結：ビーズ状の素子を大気中５０
０〜８００℃に加熱しアルミナを焼結し白金コイルに焼
結させる。 （４）触媒担持：焼結した素子をガス検知素子には酸化
触媒を、補償素子には不活性化触媒を、それぞれ通常の
浸漬法によって担持する。 （５）素子組み立て：図４（ａ）の様に素子のリード線
をピンに溶接する。
０〜８００℃に加熱しアルミナを焼結し白金コイルに焼
結させる。 （４）触媒担持：焼結した素子をガス検知素子には酸化
触媒を、補償素子には不活性化触媒を、それぞれ通常の
浸漬法によって担持する。 （５）素子組み立て：図４（ａ）の様に素子のリード線
をピンに溶接する。
【０００６】半導体式ガス検知素子の場合は、担体の原
料が酸化スズとなるので、（１）スラリー作製法が異な
るだけで、その後の工程は殆ど同じなので省略する。ガ
ス検知素子はガスセンサに組み立てられた後、ガス警報
器に取り付けられる。ガスセンサがガス警報器に取り付
けられる工程において、誤って固い床に落とされること
がある。また、ガス警報器は一般に、建屋の壁面に設置
されるため、設置時または設置後何らかの原因で落下す
ることがある。このような場合の落下衝撃により、コイ
ル端部のほつれ、担体の破壊およびリード部の破断がお
こりガス検知素子が損傷することがある。
料が酸化スズとなるので、（１）スラリー作製法が異な
るだけで、その後の工程は殆ど同じなので省略する。ガ
ス検知素子はガスセンサに組み立てられた後、ガス警報
器に取り付けられる。ガスセンサがガス警報器に取り付
けられる工程において、誤って固い床に落とされること
がある。また、ガス警報器は一般に、建屋の壁面に設置
されるため、設置時または設置後何らかの原因で落下す
ることがある。このような場合の落下衝撃により、コイ
ル端部のほつれ、担体の破壊およびリード部の破断がお
こりガス検知素子が損傷することがある。
【０００７】上記の損傷のうち最も問題となるのは、リ
ード部から衝撃が伝えられての担体の破壊である。ガス
検知素子は、コイルに電流を流して３００〜５００℃に
加熱された状態で使用するため、担体の破壊により熱伝
導性や熱容量が変化し、センサ温度の変化、検知素子と
補償素子との熱バランスの崩れなどが起き、ガス検知性
能が大幅に変化し、規定濃度範囲の検知ガスが接触して
も動作しなかったり、検知ガスが無い状態でも動作して
しまう（誤動作という）不具合が生ずることがある。
ード部から衝撃が伝えられての担体の破壊である。ガス
検知素子は、コイルに電流を流して３００〜５００℃に
加熱された状態で使用するため、担体の破壊により熱伝
導性や熱容量が変化し、センサ温度の変化、検知素子と
補償素子との熱バランスの崩れなどが起き、ガス検知性
能が大幅に変化し、規定濃度範囲の検知ガスが接触して
も動作しなかったり、検知ガスが無い状態でも動作して
しまう（誤動作という）不具合が生ずることがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明はガ
ス検知素子の機械的強度を高め、対落下衝撃強度の高い
ガス検知素子を提供することを目的とする。
ス検知素子の機械的強度を高め、対落下衝撃強度の高い
ガス検知素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、測温抵抗体の回りに酸化触媒を担持して
いる金属酸化物焼結体よりなる担体が焼結されているガ
ス検知素子において、前記担体より機械的強度の高い補
強層が測温抵抗体を被覆しており、補強層の回りに前記
担体が焼結されているものとする。
め、本発明は、測温抵抗体の回りに酸化触媒を担持して
いる金属酸化物焼結体よりなる担体が焼結されているガ
ス検知素子において、前記担体より機械的強度の高い補
強層が測温抵抗体を被覆しており、補強層の回りに前記
担体が焼結されているものとする。
【００１０】また、前記ガス検知素子において、前記補
強層は測温抵抗体に沿って担体からはみ出ていると良
い。前記補強層はガラスまたは金属酸化物焼結体よりな
ると良い。
強層は測温抵抗体に沿って担体からはみ出ていると良
い。前記補強層はガラスまたは金属酸化物焼結体よりな
ると良い。
【００１１】
【作用】本発明によれば、担体より機械的強度の高い補
強層が測温抵抗体を被覆しているようにしたため、ガス
検知素子がピンに保持された状態で落下衝撃などを受け
た場合、測温抵抗体のリード部にかかる引っ張り力はこ
の補強層が受け、測温抵抗体の非直線部分が延ばされる
ことは防止される。従って、測温抵抗体および担体は変
形せず、特性変化は生じないことが期待できる。さら
に、担体は全てが前記補強層上に焼結され、測温抵抗体
には直接接触していないので、リード部が被覆表面に対
し斜めに引っ張られた場合でも、リードは補強層により
支えられ、担体をこじることはない。従って、担体は欠
けたりせず、特性変化は生じないことが期待できる。
強層が測温抵抗体を被覆しているようにしたため、ガス
検知素子がピンに保持された状態で落下衝撃などを受け
た場合、測温抵抗体のリード部にかかる引っ張り力はこ
の補強層が受け、測温抵抗体の非直線部分が延ばされる
ことは防止される。従って、測温抵抗体および担体は変
形せず、特性変化は生じないことが期待できる。さら
に、担体は全てが前記補強層上に焼結され、測温抵抗体
には直接接触していないので、リード部が被覆表面に対
し斜めに引っ張られた場合でも、リードは補強層により
支えられ、担体をこじることはない。従って、担体は欠
けたりせず、特性変化は生じないことが期待できる。
【００１２】
実施例１ 図１は本発明に係るガス検知素子の図であり、（ａ）は
接触燃焼式ガス検知素子の断面図、（ｂ）は半導体式ガ
ス検知素子の断面図である。測温抵抗体である白金コイ
ルのコイル部１２に耐熱ガラスの補強層１４を焼結し、
次いで担体を補強層１４を完全に覆うように焼結し、触
媒を付着した。
接触燃焼式ガス検知素子の断面図、（ｂ）は半導体式ガ
ス検知素子の断面図である。測温抵抗体である白金コイ
ルのコイル部１２に耐熱ガラスの補強層１４を焼結し、
次いで担体を補強層１４を完全に覆うように焼結し、触
媒を付着した。
【００１３】担体焼結および触媒付着工程は従来と同じ
（従来の技術の項参照）であるので省略し、補強層１４
の被覆方法を次に説明する。補強層１４がガラスの場合
には、鉛−ホウ素−シリカ系ガラスのペーストを、白金
線のコイル部１２を完全に被覆するように付着させ、６
００℃の空気中で３０min 熱処理し、一体のガラスとし
た。
（従来の技術の項参照）であるので省略し、補強層１４
の被覆方法を次に説明する。補強層１４がガラスの場合
には、鉛−ホウ素−シリカ系ガラスのペーストを、白金
線のコイル部１２を完全に被覆するように付着させ、６
００℃の空気中で３０min 熱処理し、一体のガラスとし
た。
【００１４】作製したガス検知素子を下記試験のためガ
スセンサに組み立てた（図４参照）。ガス検知素子の機
械的強度を以下の２方法により評価した。（Ａ）引っ張
り強度：素子の１本のリード線の端を固定し、他のリー
ド線の端を１０mm/minの速度で引っ張り、素子に欠けあ
るいはリード線のほつれが生じた時の引っ張り力。
（Ｂ）落下耐量：落下スタート高さを順に高くし、厚さ
３cmの樫板にガスセンサを落下させ、素子に欠けあるい
はリード線のほつれが生じた時の落下高さで表す。
スセンサに組み立てた（図４参照）。ガス検知素子の機
械的強度を以下の２方法により評価した。（Ａ）引っ張
り強度：素子の１本のリード線の端を固定し、他のリー
ド線の端を１０mm/minの速度で引っ張り、素子に欠けあ
るいはリード線のほつれが生じた時の引っ張り力。
（Ｂ）落下耐量：落下スタート高さを順に高くし、厚さ
３cmの樫板にガスセンサを落下させ、素子に欠けあるい
はリード線のほつれが生じた時の落下高さで表す。
【００１５】比較のため、補強層を持たない従来のガス
検知素子も評価した。表１は、本発明に係るガス検知素
子の引っ張り強度と落下耐量を示す。従来例の評価結果
も付記してある。
検知素子も評価した。表１は、本発明に係るガス検知素
子の引っ張り強度と落下耐量を示す。従来例の評価結果
も付記してある。
【００１６】
【表１】 表１より、この実施例のガス検知素子は、従来例に比
べ、引っ張り強度は３倍、落下耐量も３倍の改善がなさ
れたことが判る。 実施例２ 補強層を従来のガスセンサの担体形成に用いるアルミナ
とし、アルミナスラリを白金線のコイル部１２を完全に
被覆するように付着させ、１３００℃の空気中で１２０
min 焼成し、αアルミナとした。
べ、引っ張り強度は３倍、落下耐量も３倍の改善がなさ
れたことが判る。 実施例２ 補強層を従来のガスセンサの担体形成に用いるアルミナ
とし、アルミナスラリを白金線のコイル部１２を完全に
被覆するように付着させ、１３００℃の空気中で１２０
min 焼成し、αアルミナとした。
【００１７】補強層１４をαアルミナとした以外は実施
例１と同じとした。実施例１と同様の試験を行った結
果、引っ張り強度は約２倍、落下耐量も約２倍の改善が
なされた。 実施例３ 図２は本発明に係る他の実施例のガス検知素子の断面図
である、（ａ）は接触燃焼式ガス検知素子の断面図、
（ｂ）は半導体式ガス検知素子の断面図である。
例１と同じとした。実施例１と同様の試験を行った結
果、引っ張り強度は約２倍、落下耐量も約２倍の改善が
なされた。 実施例３ 図２は本発明に係る他の実施例のガス検知素子の断面図
である、（ａ）は接触燃焼式ガス検知素子の断面図、
（ｂ）は半導体式ガス検知素子の断面図である。
【００１８】補強層１４ａはリード部１１に迄延長さ
れ、担体１３が白金線に触れないように補強層１４ａは
担体１３からはみ出ている。その他については実施例１
と同じである。実施例１と同様な試験を行った結果、実
施例１に比べ、引っ張り強度は３倍と変わらなかった
が、落下耐量は約１３０cmとさらに向上した。
れ、担体１３が白金線に触れないように補強層１４ａは
担体１３からはみ出ている。その他については実施例１
と同じである。実施例１と同様な試験を行った結果、実
施例１に比べ、引っ張り強度は３倍と変わらなかった
が、落下耐量は約１３０cmとさらに向上した。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、測温素子抵抗体と金属
酸化物担体との間に、担体より機械的強度の高い補強層
を設けたので、ガス検知素子の機械的強度は高くなり、
警報器組み立て時の振動や落下衝撃、警報器の梱包、設
置時の振動や落下衝撃に対して、ガス検知素子の特性変
動は生じなくなり、信頼性の高いガス警報器を得ること
ができる。
酸化物担体との間に、担体より機械的強度の高い補強層
を設けたので、ガス検知素子の機械的強度は高くなり、
警報器組み立て時の振動や落下衝撃、警報器の梱包、設
置時の振動や落下衝撃に対して、ガス検知素子の特性変
動は生じなくなり、信頼性の高いガス警報器を得ること
ができる。
【図１】本発明に係る実施例のガス検知素子の図であ
り、（ａ）は接触燃焼式ガス検知素子の断面図、（ｂ）
は半導体式ガス検知素子の断面図
り、（ａ）は接触燃焼式ガス検知素子の断面図、（ｂ）
は半導体式ガス検知素子の断面図
【図２】本発明に係る他の実施例のガス検知素子の図で
あり、（ａ）は接触燃焼式ガス検知素子の断面図、
（ｂ）は半導体式ガス検知素子の断面図
あり、（ａ）は接触燃焼式ガス検知素子の断面図、
（ｂ）は半導体式ガス検知素子の断面図
【図３】従来のガス検知素子の図であり、（ａ）は接触
燃焼式ガス検知素子の断面図、（ｂ）は半導体式ガス検
知素子の断面図
燃焼式ガス検知素子の断面図、（ｂ）は半導体式ガス検
知素子の断面図
【図４】ガスセンサの図であり、（ａ）は接触燃焼式ガ
スセンサの要部破断図、（ｂ）は半導体式ガスセンサの
要部破断図
スセンサの要部破断図、（ｂ）は半導体式ガスセンサの
要部破断図
１１ リード部 １２ コイル部 １３ 担体 １４ 補強層 １４ａ 補強層 ２１ ベース ２２ ピン ２３ キャップ
Claims (3)
- 【請求項１】測温抵抗体の回りに酸化触媒を担持してい
る金属酸化物焼結体よりなる担体が焼結されているガス
検知素子において、前記担体より機械的強度の高い補強
層が測温抵抗体を被覆しており、補強層の回りに前記担
体が焼結されていることを特徴とするガス検知素子。 - 【請求項２】請求項１に記載のガス検知素子において、
前記補強層は測温抵抗体に沿って担体からはみ出ている
ことを特徴とするガス検知素子。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のガス検知素子に
おいて、前記補強層はガラスまたは金属酸化物焼結体よ
りなることを特徴とするガス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8095595A JPH08278275A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | ガス検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8095595A JPH08278275A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | ガス検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278275A true JPH08278275A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13732938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8095595A Pending JPH08278275A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | ガス検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08278275A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275708A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Citizen Watch Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ素子 |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP8095595A patent/JPH08278275A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275708A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Citizen Watch Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ素子 |
| JP4559894B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2010-10-13 | シチズンホールディングス株式会社 | 接触燃焼式ガスセンサ素子 |
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