JPH08285803A

JPH08285803A - 検知素子

Info

Publication number: JPH08285803A
Application number: JP8929195A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Niwa; 和裕丹羽
Original assignee: F I S KK; Matsushita Seiko Co Ltd
Current assignee: F I S KK; Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】ガスセンサの検知対象ガスに対する検知精度
を向上することを目的とする。【構成】ガスセンサ素子１と、前記ガスセンサ素子１
と同一の特性を持つガスセンサ素子に検知対象ガス除去
手段２２を付加した比較素子１０で電気回路を構成し、
電気的特性の差を電気信号として検出するのでガスセン
サの特性に影響を与える環境変動にかかわらず、精度良
く検知対象ガス濃度を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、住宅空調用、ビル空調
用、施設園芸用、工業用、環境衛生用、防災用などのガ
ス濃度を計測し、制御する場所に使用する検知素子に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガス濃度を測定する方法として
は、被検ガス雰囲気中における半導体ガスセンサの抵抗
値変化により測定する方法が一般である。しかしなが
ら、半導体ガスセンサは、測定目的とするガス成分以外
のガスや、雰囲気温度、雰囲気湿度によっても抵抗値が
変化するものが多く、高感度化が困難である。選択性の
改善により高感度化するための方法としては、次に述べ
る方式等が提案されている。

【０００３】検知対象ガスに対する感度以外の特性がほ
ぼ同じで、なおかつ検知対象ガスに対する感度が大きく
異なる特性の２個以上のセンサ素子を組合わせて、各セ
ンサ素子の電気的特性の差を検出する。この方式による
と雰囲気温度や雰囲気湿度の変動による抵抗値の変動を
キャンセルすることができるので選択性が改善され感度
良く検知対象ガスの濃度を測定することが可能とされて
いる。

【０００４】以下、従来のガスセンサについて図１６〜
１７を参照しながら説明する。図１６に示すようにガス
センサ素子１０１内には、ガスセンサ素子基板１０２上
にガスセンサ素子感応部１０３、比較素子基板１０４上
に比較素子感応部１０５を備えている。また、ガスセン
サ素子基板１０２の下部には加熱部１０６ａと、比較素
子基板１０４の下部には加熱部１０６ｂをそれぞれ備え
ている。ガスセンサ素子感応部１０３には電極１０７ａ
と電極１０７ｂにリード線１０８ａ、１０８ｂが接続さ
れている。リード線１０８ａ、１０８ｂのもう一方はリ
ードピン１０９ａ、１０９ｂに接続されている。比較素
子感応部１０５も同様に電極１１０ａと電極１１０ｂに
リード線１１１ａ、１１１ｂが接続され、リード線１１
１ａ、１１１ｂの一方はリードピン１１２ａ、１１２ｂ
に接続されている。前記加熱部１０６ａと１０６ｂから
取り出したリード線１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１
１３ｄはそれぞれリードピン１１４ａ、１１４ｂ、１１
４ｃ、１１４ｄに接続している。また、リードピン１０
９ａ、１０９ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１４ａ、１１
４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄは台座１１５に固定されてい
る。そして、きょう体１１６は、内包するガスセンサ素
子感応部１０３、ガスセンサ素子基板１０２、比較素子
感応部１０５、比較素子基板１０４、加熱部１０６ａ、
１０６ｂ、電極１０７ａ、１０７ｂ、１１０ａ、１１０
ｂ、リード線１０８ａ、１０８ｂ、１１１ａ、１１１
ｂ、１１３ａ、１１３ｂを機械的損傷から保護するとと
もに測定雰囲気と接触を良くするため開口部１１７が設
けられており、台座１１５に固定されている。

【０００５】図１７に示すようにガスセンサ素子感応部
１０３と比較素子感応部１０５の電気的特性の差を検出
し検知対象ガス濃度を演算する電気回路１１８が構成さ
れている。ガスセンサ素子感応部１０３の抵抗値の変化
は、ガスセンサ素子信号出力回路１１９とガスセンサ素
子信号入力回路１２０で補償回路１２１に入力され、比
較素子感応部１０５の抵抗値変化は、比較素子信号出力
回路１２２と比較素子信号入力回路１２３で補償回路１
２１に入力される。補償回路１２１ではガスセンサ素子
感応部１０３と比較素子感応部１０５の電気的特性の差
から検知対象ガスの濃度が演算され、ガス濃度信号出力
回路１２４により検知対象ガスの濃度が電気的信号で出
力される。

【０００６】上記構成によりガスセンサ素子感応部１０
３と比較素子感応部１０５はそれぞれ加熱部１０６ａ、
１０６ｂにより駆動温度に加熱される。一方電極１０７
ａと電極１０７ｂの間、および電極１１０ａと電極１１
０ｂの間に一定電圧を印加した状態できょう体１１６の
開口部１１７を通じてガスセンサ素子感応部１０３と比
較素子感応部１０５が測定雰囲気と接触すると、測定雰
囲気の検知対象ガスの濃度に応じてガスセンサ素子感応
部１０３と比較素子感応部１０５の抵抗値が変化するも
のである。抵抗値の変化の割合を感度と定義すると、ガ
スセンサ素子感応部１０３と比較素子感応部１０５は検
知対象ガスの感度は大きく異なり、検知対象ガスの感度
以外の特性のうち少なくとも一つが同程度であるので、
検知対象ガスを感度良く検知することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のガス
センサでは、検知対象のガス濃度以外の環境変動、例え
ば温度、湿度、干渉ガス濃度などの変動に応じてガス感
応部の抵抗値が変動することに対して、２個以上のセン
サ素子の電気的信号の差を検出することにより検知対象
のガス以外による抵抗値変化をキャンセルすることがで
きる。この場合、２個以上のセンサ素子の検知対象のガ
スに対する感度以外の特性が似ているほどキャンセルの
効果は大きいものである。しかし２個以上のセンサ素子
を組み合わせる場合、それぞれのセンサ素子の特性に関
して、検知対象のガスに対する感度以外を全く同一にす
ることは容易ではなく、検知対象のガス以外による抵抗
値変化を完全にキャンセルすることが困難であるという
課題があった。

【０００８】本発明は上記課題を解決するもので、ガス
センサの、測定雰囲気温度、湿度、干渉ガス成分に対す
る影響を無くして検知対象ガスに対する検知精度を向上
することを第１の目的とする。

【０００９】第２の目的はガスセンサのアルコールに対
する検知精度を向上することにある。

【００１０】第３の目的はガスセンサの一酸化炭素に対
する検知精度を向上することにある。

【００１１】第４の目的はガスセンサの水素に対する検
知精度を向上することにある。第５の目的はガスセンサ
の硫化水素に対する検知精度を向上することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するための第１の手段は、ガスセンサ素子と、前記ガ
スセンサ素子と同一の特性を持つガスセンサ素子に検知
対象ガス除去手段を付加した比較素子とで電気回路を構
成し、前記ガスセンサ素子と前記比較素子の電気的特性
の差を電気信号として検知対象ガス濃度を検出する構成
としたものである。

【００１３】また、第２の目的を達成するための第２の
手段は、ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子と同一
の特性を持つガスセンサ素子にアルコール除去手段を付
加した比較素子とで電気回路を構成し、前記ガスセンサ
素子と前記比較素子の電気的特性の差を電気信号として
アルコール濃度を検出する構成としたものである。

【００１４】また、第３の目的を達成するための第３の
手段は、ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子と同一
の特性を持つガスセンサ素子に一酸化炭素除去手段を付
加した比較素子とで電気回路を構成し、前記ガスセンサ
素子と前記比較素子の電気的特性の差を電気信号として
一酸化炭素濃度を検出する構成としたものである。

【００１５】また、第４の目的を達成するための第４の
手段は、ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子と同一
の特性を持つガスセンサ素子に水素除去手段を付加した
比較素子とで電気回路を構成し、前記ガスセンサ素子と
前記比較素子の電気的特性の差を電気信号として水素濃
度を検出する構成としたものである。

【００１６】また、第５の目的を達成するための第５の
手段は、ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子と同一
の特性を持つガスセンサ素子に硫化水素除去手段を付加
した比較素子とで電気回路を構成し、前記ガスセンサ素
子と前記比較素子の電気的特性の差を電気信号として硫
化水素濃度を検出する構成としたものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記した第１の手段の構成により、ガ
スセンサ素子の比較素子として検知対象ガスの感度を含
む全ての特性が同一である素子を用いて電気回路を構成
するので、ガスセンサ素子と比較素子の電気的特性の差
は同一である。電気的特性の差が同一であることより、
温度、湿度等の環境変動に対しても、同じように電気的
特性が変動する。しかし、測定雰囲気中に検知対象ガス
が存在した場合は、比較素子感応部の上部の検知対象ガ
ス除去手段が検知対象ガスを除去することによって比較
素子感応部に検知対象ガスが接触しなくなるので、比較
素子は検知対象ガスに感じなくなり、ガスセンサ素子の
電気的特性のみが変動するので、ガスセンサ素子と比較
素子の出力の差を検出すれば、検知対象ガスの濃度を知
ることができる。したがって検知対象ガスの感度を向上
することができるものである。

【００１８】また、第２の手段の構成により、ガスセン
サ素子の比較素子としてアルコールの感度を含む全ての
特性が同一である素子を用いて電気回路を構成するの
で、ガスセンサ素子と比較素子の電気的特性の差は同一
である。電気的特性の差が同一であることより、温度、
湿度等の環境変動に対しても、同じように電気的特性が
変動する。しかし、測定雰囲気中にアルコールが存在し
た場合は、比較素子感応部の上部のアルコール除去手段
がアルコールを除去することによって比較素子感応部に
アルコールが接触しなくなるので、比較素子はアルコー
ルに感じなくなり、ガスセンサ素子の電気的特性のみが
変動するので、ガスセンサ素子と比較素子の出力の差を
検出すれば、アルコールの濃度を知ることができる。し
たがってアルコールの感度を向上することができるもの
である。

【００１９】また、第３の手段の構成により、ガスセン
サ素子の比較素子として一酸化炭素の感度を含む全ての
特性が同一である素子を用いて電気回路を構成するの
で、ガスセンサ素子と比較素子の電気的特性の差は同一
である。電気的特性の差が同一であることより、温度、
湿度等の環境変動に対しても、同じように電気的特性が
変動する。しかし、測定雰囲気中に一酸化炭素が存在し
た場合は、比較素子感応部の上部の一酸化炭素除去手段
が一酸化炭素を除去することによって比較素子感応部に
一酸化炭素が接触しなくなるので、比較素子は一酸化炭
素に感じなくなり、ガスセンサ素子の電気的特性のみが
変動するので、ガスセンサ素子と比較素子の出力の差を
検出すれば、一酸化炭素の濃度を知ることができる。し
たがって検知対象ガスの感度を向上することができるも
のである。

【００２０】また、第４の手段の構成により、ガスセン
サ素子の比較素子として水素の感度を含む全ての特性が
同一である素子を用いて電気回路を構成するので、ガス
センサ素子と比較素子の電気的特性の差は同一である。
電気的特性の差が同一であることより、温度、湿度等の
環境変動に対しても、同じように電気的特性が変動す
る。しかし、測定雰囲気中に水素が存在した場合は、比
較素子感応部の上部の水素除去手段が水素を除去するこ
とによって比較素子感応部に水素が接触しなくなるの
で、比較素子は水素に感じなくなり、ガスセンサ素子の
電気的特性のみが変動するので、ガスセンサ素子と比較
素子の出力の差を検出すれば、水素の濃度を知ることが
できる。したがって水素の感度を向上することができる
ものである。

【００２１】また、第５の手段の構成により、ガスセン
サ素子の比較素子として硫化水素の感度を含む全ての特
性が同一である素子を用いて電気回路を構成するので、
ガスセンサ素子と比較素子の電気的特性の差は同一であ
る。電気的特性の差が同一であることより、温度、湿度
等の環境変動に対しても、同じように電気的特性が変動
する。しかし、測定雰囲気中に硫化水素が存在した場合
は、比較素子感応部の上部の硫化水素除去手段が硫化水
素を除去することによって比較素子感応部に硫化水素が
接触しなくなるので、比較素子は硫化水素に感じなくな
り、ガスセンサ素子の電気的特性のみが変動するので、
ガスセンサ素子と比較素子の出力の差を検出すれば、硫
化水素の濃度を知ることができる。したがって硫化水素
の感度を向上することができるものである。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図１〜
図３を参照しながら説明する。

【００２３】なお、従来例と同一部分は同一番号を付し
詳細な説明を省略する。図１に示すようにガスセンサ素
子１内には、ガスセンサ素子基板２上にガスセンサ素子
感応部３を備えている。また、ガスセンサ素子基板２の
下部には加熱部４を備えている。ガスセンサ素子感応部
３は電極５ａと５ｂから取り出したリード線６ａ、６ｂ
を介してリードピン７ａ、７ｂに電気的に接合してい
る。前記加熱部４から取り出したリード線８ａ、８ｂは
リードピン９ａ、９ｂに接続している。また、リードピ
ン７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂは台座１１５に固定されてい
る。

【００２４】図２に示すように比較素子１０内には、比
較素子基板１１上に比較素子感応部１２を備えている。
また、比較素子基板１１の下部には加熱部１３を備えて
いる。比較素子感応部１２は電極１４ａと１４ｂから取
り出したリード線１５ａ、１５ｂを介してリードピン１
６ａ、１６ｂに電気的に接合している。前記加熱部１３
から取り出したリード線１７ａ、１７ｂはリードピン１
８ａ、１８ｂに接続している。また、リードピン１６
ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂは台座１１５に固定されて
いる。比較素子感応部１２の上部には触媒１９を充填し
た検知対象ガス除去手段２０が装着されている。

【００２５】図３に示すようにガスセンサ素子感応部３
と比較素子感応部１２の電気的特性の差を検出し検知対
象ガス濃度を演算する電気回路１１８が構成されてい
る。ガスセンサ素子感応部３の抵抗値の変化は、ガスセ
ンサ素子信号出力回路１１９とガスセンサ素子信号入力
回路１２０で補償回路１２１に入力され、比較素子感応
部１２の抵抗値変化は、比較素子信号出力回路１２２と
比較素子信号入力回路１２３で補償回路１２１に入力さ
れる。補償回路１２１ではガスセンサ素子感応部３と比
較素子感応部１２の電気的特性の差から検知対象ガスの
濃度が演算され、ガス濃度信号出力回路１２４により検
知対象ガスの濃度が電気的信号で出力される。

【００２６】上記構成によりガスセンサ素子感応部３は
加熱部４により駆動温度に加熱される。電極５ａと電極
５ｂの間に一定電圧を印加した状態できょう体１１６の
開口部１１７を通じてガスセンサ素子３が測定雰囲気と
接触すると、測定雰囲気の検知対象ガスの濃度に応じて
ガスセンサ素子感応部３の抵抗値が変化するものであ
る。一方、比較素子感応部１２も同様に加熱部１３によ
り駆動温度に加熱される。比較素子感応部１２とガスセ
ンサ素子感応部３の電気的特性は全く同じである。電極
１４ａと電極１４ｂの間に一定電圧を印加した状態でき
ょう体１１６の開口部１１７を通じて比較素子感応部１
２は測定雰囲気と接触するが、測定雰囲気中に含まれる
検知対象ガスは触媒１９を充填した検知対象ガス除去手
段２０によって除去されるので比較素子感応部１２の抵
抗値は変化しないものである。抵抗値の変化の割合を感
度と定義すると、ガスセンサ素子１と比較素子１０は検
知対象ガスに対する感度が大きく異なり、検知対象ガス
の感度以外の特性、つまり雰囲気の温度変動や湿度変動
や他の干渉ガス成分に対する特性は同じであるので、ガ
スセンサ素子１と比較素子１０の電気的特性の差を検出
することにより、測定雰囲気中の検知対象ガス濃度を感
度良く検知することができる。

【００２７】なお、本実施例では、触媒１９の組成を特
に限定しなかったが、貴金属などを含む酸化触媒を用い
ることにより、検知対象ガスを酸化分解できるものであ
るならば、本実施例と同様の効果が得られるということ
は明確である。酸化触媒の例としては、白金、金、パラ
ジウム、銅等の化合物が適用可能である。本実施例の構
成では比較素子感応部１２を加熱する加熱部１３の熱を
利用して触媒１９の温度を上昇させている。加熱部１３
の温度は比較素子感応部１２が検知対象ガスに対して活
性となる温度（３００〜４００℃）である。触媒１９に
低温酸化触媒を使用しているので触媒１９の温度が上昇
することによって、触媒活性が高くなり検知対象ガスの
除去効率が向上するものである。また、検知対象ガス除
去手段２０の構成としては触媒を用いる方法に限ったも
のではなく、検知対象ガスを比較素子感応部１２に接触
させないで、かつ他の特性に影響を与えることのない方
法であれば、検知対象ガス除去手段として活性炭などの
吸着剤を用いる方法や、検知対象ガスの分子の大きさ以
上の分子は通すことのできない分子フィルター的な膜を
用いる方法等、どのような方法を用いても本実施例と同
様の効果が得られるということはいうまでもない。

【００２８】つぎに、本発明の第２実施例について、図
４〜図６を参照しながら説明する。なお、従来例および
実施例１と同一部分は同一番号を付し詳細な説明を省略
する。

【００２９】図４に示すようにガスセンサ素子１内には
アルコールに対して高感度なガスセンサ素子感応部３が
収められている。

【００３０】図５に示すように比較素子感応部１２の上
部には白金触媒２１を充填したアルコール除去手段２２
が装着されている。

【００３１】図６に示すようにガスセンサ素子感応部３
と比較素子感応部１２の電気的特性の差を検出し検知対
象ガス濃度を演算する電気回路１１８が構成されてい
る。ガスセンサ素子感応部３の抵抗値の変化は、ガスセ
ンサ素子信号出力回路１１９とガスセンサ素子信号入力
回路１２０で補償回路１２１に入力され、比較素子感応
部１２の抵抗値変化は、比較素子信号出力回路１２２と
比較素子信号入力回路１２３で補償回路１２１に入力さ
れる。補償回路１２１ではガスセンサ素子感応部３と比
較素子感応部１２の電気的特性の差から検知対象ガスの
濃度が演算され、ガス濃度信号出力回路１２４により検
知対象ガスの濃度が電気的信号で出力される。

【００３２】上記構成によりガスセンサ素子感応部３は
加熱部４により駆動温度に加熱される。電極５ａと電極
５ｂの間に一定電圧を印加した状態できょう体１１６の
開口部１１７を通じてガスセンサ素子３が測定雰囲気と
接触すると、測定雰囲気の検知対象ガスの濃度に応じて
ガスセンサ素子感応部３の抵抗値が変化するものであ
る。一方、比較素子感応部１２も同様に加熱部１３によ
り駆動温度に加熱される。比較素子感応部１２とガスセ
ンサ素子感応部３の電気的特性は全く同じである。電極
１４ａと電極１４ｂの間に一定電圧を印加した状態でき
ょう体１１６の開口部１１７を通じて比較素子感応部１
２は測定雰囲気と接触するが、測定雰囲気中に含まれる
検知対象ガスは白金触媒２１を充填したアルコール除去
手段２２によって除去されるので比較素子感応部１２の
抵抗値は変化しないものである。抵抗値の変化の割合を
感度と定義すると、ガスセンサ素子１と比較素子１０は
検知対象ガスに対する感度が大きく異なり、検知対象ガ
スの感度以外の特性、つまり雰囲気の温度変動や湿度変
動や他の干渉ガス成分に対する特性は同じであるので、
ガスセンサ素子１と比較素子１０の電気的特性の差を検
出することにより、測定雰囲気中のアルコール濃度を感
度良く検知することができる。

【００３３】なお、本実施例では、白金触媒２１の組成
を特に限定しなかったが、白金をシリカゲルに担持した
常温酸化触媒を用いることにより、アルコールを酸化す
ることができる。また他の方法として触媒活性を有する
他の各種貴金属を使用することも可能である。触媒の担
体としてはシリカゲル以外にもゼオライトや活性炭など
の吸着剤の活用も可能である。つまり、アルコールを酸
化分解できるものであるならば、本実施例と同様の効果
が得られるということは明確である。また、アルコール
除去手段の構成として触媒を用いる方法に限ったもので
はなく、アルコールを比較素子に接触させないで、かつ
他の特性に影響を与えることのない方法であれば、アル
コール除去手段として触媒を使用しなくても長寿命の吸
着剤のみを用いる方法等を用いても本実施例と同様の効
果が得られるということはいうまでもない。

【００３４】つぎに、本発明の第３実施例について、図
７〜図９を参照しながら説明する。なお、従来例および
実施例１、実施例２と同一部分は同一番号を付し詳細な
説明を省略する。

【００３５】図７に示すようにガスセンサ素子１内には
一酸化炭素に対して高感度なガスセンサ素子感応部３が
収められている。

【００３６】図８に示すように比較素子感応部１２の上
部には金触媒２３を充填した一酸化炭素除去手段２４が
装着されている。

【００３７】上記構成によりガスセンサ素子感応部３は
加熱部４により駆動温度に加熱される。電極５ａと電極
５ｂの間に一定電圧を印加した状態できょう体１１６の
開口部１１７を通じてガスセンサ素子感応部３が測定雰
囲気と接触すると、測定雰囲気の一酸化炭素の濃度に応
じてガスセンサ素子感応部３の抵抗値が変化するもので
ある。一方、比較素子感応部１２も同様に加熱部１３に
より駆動温度に加熱される。比較素子感応部１２とガス
センサ素子感応部３の電気的特性は全く同じである。電
極１４ａと電極１４ｂの間に一定電圧を印加した状態で
きょう体１１６の開口部１１７を通じて比較素子感応部
１２は測定雰囲気と接触するが、測定雰囲気中に含まれ
る一酸化炭素は金触媒２３を充填した一酸化炭素除去手
段２４によって除去されるので比較素子感応部１２の抵
抗値は変化しないものである。抵抗値の変化の割合を感
度と定義すると、ガスセンサ素子１と比較素子１０は一
酸化炭素に対する感度が大きく異なり、一酸化炭素の感
度以外の特性、つまり雰囲気の温度変動や湿度変動や他
の干渉ガス成分に対する特性は同じであるので、ガスセ
ンサ素子１と比較素子１０の電気的特性の差を検出する
ことにより、測定雰囲気中の一酸化炭素濃度を感度良く
検知することができる。

【００３８】なお、本実施例では、触媒２３の組成を特
に限定しなかったが、金を酸化鉄表面に高分散した酸化
触媒を用いることにより一酸化炭素を酸化分解すること
ができる。また他の方法として酸化銅−二酸化マンガン
の複合酸化触媒、塩化パラジウム−塩化銅の複合酸化触
媒等、一酸化炭素を酸化分解できるものであるならば、
本実施例と同様の効果が得られるということは明確であ
る。また、一酸化炭素除去手段の構成として触媒を用い
る方法に限ったものではなく、一酸化炭素を比較素子に
接触させないで、かつ他の特性に影響を与えることのな
い方法であれば、一酸化炭素除去手段として吸着剤を用
いる等どのような方法を用いても本実施例と同様の効果
が得られるということはいうまでもない。

【００３９】つぎに、本発明の第４実施例について、図
１０〜図１２を参照しながら説明する。なお、従来例お
よび実施例１、実施例２、実施例３と同一部分は同一番
号を付し詳細な説明を省略する。

【００４０】図１０に示すようにガスセンサ素子１内に
は水素に対して高感度なガスセンサ素子感応部３が収め
られている。

【００４１】図１１に示すように比較素子感応部１２の
上部にはパラジウム触媒２５を充填した水素除去手段２
６が装着されている。

【００４２】図１２に示すようにガスセンサ素子感応部
３と比較素子感応部１２の電気的特性の差を検出し検知
対象ガス濃度を演算する電気回路１１８が構成されてい
る。ガスセンサ素子感応部３の抵抗値の変化は、ガスセ
ンサ素子信号出力回路１１９とガスセンサ素子信号入力
回路１２０で補償回路１２１に入力され、比較素子感応
部１２の抵抗値変化は、比較素子信号出力回路１２２と
比較素子信号入力回路１２３で補償回路１２１に入力さ
れる。補償回路１２１ではガスセンサ素子感応部３と比
較素子感応部１２の電気的特性の差から検知対象ガスの
濃度が演算され、ガス濃度信号出力回路１２４により検
知対象ガスの濃度が電気的信号で出力される。

【００４３】上記構成によりガスセンサ素子感応部３は
加熱部４により駆動温度に加熱される。電極５ａと電極
５ｂの間に一定電圧を印加した状態できょう体１１６の
開口部１１７を通じてガスセンサ素子感応部３が測定雰
囲気と接触すると、測定雰囲気の水素の濃度に応じてガ
スセンサ素子感応部３の抵抗値が変化するものである。
一方、比較素子感応部１２も同様に加熱部１３により駆
動温度に加熱される。比較素子感応部１２とガスセンサ
素子感応部３の電気的特性は全く同じである。電極１４
ａと電極１４ｂの間に一定電圧を印加した状態できょう
体１１６の開口部１１７を通じて比較素子感応部１２は
測定雰囲気と接触するが、測定雰囲気中に含まれる水素
はパラジウム触媒２５を充填した水素除去手段２６によ
って除去されるので比較素子感応部１２の抵抗値は変化
しないものである。抵抗値の変化の割合を感度と定義す
ると、ガスセンサ素子１と比較素子１０は水素に対する
感度が大きく異なり、水素の感度以外の特性、つまり雰
囲気の温度変動や湿度変動や他の干渉ガス成分に対する
特性は同じであるので、ガスセンサ素子と比較素子の電
気的特性の差を検出することにより、測定雰囲気中の水
素濃度を感度良く検知することができる。

【００４４】なお、本実施例では、パラジウム触媒２５
の組成を特に限定しなかったが、パラジウムをシリカゲ
ルに坦持させた酸化触媒を用いることにより水素を酸化
分解することができる。他の各種貴金属を含む酸化触媒
を用いることにより、水素を酸化分解できるものである
ならば、本実施例と同様の効果が得られるということは
明確である。また、水素除去手段の構成として触媒を用
いる方法に限ったものではなく、水素を比較素子に接触
させないで、かつ他の特性に影響を与えることのない方
法であれば、水素除去手段として吸着剤を用いる等どの
ような方法を用いても本実施例と同様の効果が得られる
ということはいうまでもない。

【００４５】つぎに、本発明の第５実施例について、図
１３〜図１５を参照しながら説明する。なお、従来例お
よび実施例１、実施例２、実施例３、実施例４と同一部
分は同一番号を付し詳細な説明を省略する。

【００４６】図１３に示すようにガスセンサ素子１内に
は硫化水素に対して高感度なガスセンサ素子感応部３が
収められている。

【００４７】図１４に示すように比較素子感応部１２の
上部には銅触媒２７を充填した硫化水素除去手段２８が
装着されている。

【００４８】図１５に示すようにガスセンサ素子感応部
３と比較素子感応部１２の電気的特性の差を検出し検知
対象ガス濃度を演算する電気回路１１８が構成されてい
る。ガスセンサ素子感応部３の抵抗値の変化は、ガスセ
ンサ素子信号出力回路１１９とガスセンサ素子信号入力
回路１２０で補償回路１２１に入力され、比較素子感応
部１２の抵抗値変化は、比較素子信号出力回路１２２と
比較素子信号入力回路１２３で補償回路１２１に入力さ
れる。補償回路１２１ではガスセンサ素子感応部３と比
較素子感応部１２の電気的特性の差から検知対象ガスの
濃度が演算され、ガス濃度信号出力回路１２４により検
知対象ガスの濃度が電気的信号で出力される。

【００４９】上記構成によりガスセンサ素子感応部３は
加熱部４により駆動温度に加熱される。電極５ａと電極
５ｂの間に一定電圧を印加した状態できょう体１１６の
開口部１１７を通じてガスセンサ素子感応部３が測定雰
囲気と接触すると、測定雰囲気の硫化水素の濃度に応じ
てガスセンサ素子感応部３の抵抗値が変化するものであ
る。一方、比較素子感応部１２も同様に加熱部１３によ
り駆動温度に加熱される。比較素子感応部１２とガスセ
ンサ素子感応部３の電気的特性は全く同じである。電極
１４ａと電極１４ｂの間に一定電圧を印加した状態でき
ょう体１１６の開口部１１７を通じて比較素子感応部１
２は測定雰囲気と接触するが、測定雰囲気中に含まれる
硫化水素は銅触媒２７を充填した硫化水素除去手段２８
によって除去されるので比較素子の抵抗値は変化しない
ものである。抵抗値の変化の割合を感度と定義すると、
ガスセンサ素子１と比較素子１０は硫化水素に対する感
度が大きく異なり、硫化水素の感度以外の特性、つまり
雰囲気の温度変動や湿度変動や他の干渉ガス成分に対す
る特性は同じであるので、ガスセンサ素子と比較素子の
電気的特性の差を検出することにより、測定雰囲気中の
硫化水素濃度を感度良く検知することができる。

【００５０】なお、本実施例では、触媒２７の組成を特
に限定しなかったが、銅などを含む酸化触媒を用いるこ
とにより、硫化水素を酸化分解できるものであるなら
ば、本実施例と同様の効果が得られるということは明確
である。また、硫化水素除去手段の構成として触媒を用
いる方法に限ったものではなく、硫化水素を比較素子に
接触させないで、かつ他の特性に影響を与えることのな
い方法であれば、硫化水素除去手段として吸着剤を用い
る等どのような方法を用いても本実施例と同様の効果が
得られるということはいうまでもない。

【００５１】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば温湿度等の環境変動に対しても検知対象ガス
の測定精度が影響されない効果のあるガスセンサが提供
できる。

【００５２】また、本発明によれば温湿度等の環境変動
に対してもアルコールの測定精度が影響されない効果の
あるアルコールセンサが提供できる。

【００５３】また、本発明によれば温湿度等の環境変動
に対しても一酸化炭素の測定精度が影響されない効果の
ある一酸化炭素センサが提供できる。

【００５４】また、本発明によれば温湿度等の環境変動
に対しても水素の測定精度が影響されない効果のある水
素センサが提供できる。

【００５５】さらに、本発明によれば温湿度等の環境変
動に対しても硫化水素の測定精度が影響されない効果の
ある硫化水素センサが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のガスセンサ素子の構造図

【図２】本発明の第１実施例の比較素子の構造図

【図３】本発明の第１実施例の電気回路の構成図

【図４】本発明の第２実施例のガスセンサ素子の構造図

【図５】本発明の第２実施例の比較素子の構造図

【図６】本発明の第２実施例の電気回路の構成図

【図７】本発明の第３実施例のガスセンサ素子の構造図

【図８】本発明の第３実施例の比較素子の構造図

【図９】本発明の第３実施例の電気回路の構成図

【図１０】本発明の第４実施例のガスセンサ素子の構造
図

【図１１】本発明の第４実施例の比較素子の構造図

【図１２】本発明の第４実施例の電気回路の構成図

【図１３】本発明の第５実施例のガスセンサ素子の構造
図

【図１４】本発明の第５実施例の比較素子の構造図

【図１５】本発明の第５実施例の電気回路の構成図

【図１６】従来のガスセンサ素子の構造図

【図１７】従来の電気回路の構成図

【符号の説明】

１ガスセンサ素子１０比較素子２０検知対象ガス除去手段２２アルコール除去手段２４一酸化炭素除去手段２６水素除去手段２８硫化水素除去手段１１８電気回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子
と同一の特性を持つガスセンサ素子に検知対象ガス除去
手段を付加した比較素子とで電気回路を構成し、前記ガ
スセンサ素子と前記比較素子の電気的特性の差を電気信
号として検知対象ガス濃度を検出することを特徴とする
検知素子。
【請求項２】ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子
と同一の特性を持つガスセンサ素子にアルコール除去手
段を付加した比較素子とで電気回路を構成し、前記ガス
センサ素子と前記比較素子の電気的特性の差を電気信号
としてアルコール濃度を検出することを特徴とする検知
素子。
【請求項３】ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子
と同一の特性を持つガスセンサ素子に一酸化炭素除去手
段を付加した比較素子とで電気回路を構成し、前記ガス
センサ素子と前記比較素子の電気的特性の差を電気信号
として一酸化炭素濃度を検出することを特徴とする検知
素子。
【請求項４】ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子
と同一の特性を持つガスセンサ素子に水素除去手段を付
加した比較素子とで電気回路を構成し、前記ガスセンサ
素子と前記比較素子の電気的特性の差を電気信号として
水素濃度を検出することを特徴とする検知素子。
【請求項５】ガスセンサ素子と、前記ガスセンサ素子
と同一の特性を持つガスセンサ素子に硫化水素除去手段
を付加した比較素子とで電気回路を構成し、前記ガスセ
ンサ素子と前記比較素子の電気的特性の差を電気信号と
して硫化水素濃度を検出することを特徴とする検知素
子。