JPH08292138A

JPH08292138A - 気体の検出装置

Info

Publication number: JPH08292138A
Application number: JP7098690A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Komiya; 弘隆小宮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1995-04-24
Publication date: 1996-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】ポンプ等を必要としない気体の検出装置を得
る。【構成】加熱手段を設けた熱分解器の下方に入口を設
け、出口を上方に配置し、出口側には熱分解器で生成し
た気体を検知する電気化学的センサーのような気体セン
サーを配置し、気体センサーへ加熱手段によって発生す
る熱によって生じる上昇流によって通気を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気体の検出装置に関す
るもので、とくに被検試料中の気体の熱分解器を有する
気体の検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】気体の種類、濃度を検出する各種の気体
センサーが知られている。気体センサーは、被検試料中
の気体の種類、濃度を直接に検出するものと、そのまま
では測定することができない気体を熱分解器において加
熱し、気体成分の熱分解、あるいは気体成分の相互の反
応によって、ガスセンサーで検出可能な成分とし、検出
すべき気体の濃度を間接的に検出することが行われてい
る。例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の炭
化水素は、可燃性気体であり、空気中に含まれているこ
れらの気体を検出することは、防災あるいは各種の機器
の制御において極めて重要なことである。

【０００３】炭化水素の検出用の気体センサーとして、
半導体への気体の吸着による導電性、表面電位の変化を
利用した半導体気体センサー、触媒による接触燃焼で発
生した燃焼熱によって生じた電気抵抗の変化を検知する
接触燃焼気体センサーが知られているが、これらの検知
方法では、爆発限界に達したことを検知することは可能
であるが、ｐｐｍレベルの低濃度の気体の濃度を正確に
測定することができない。そこで、隔膜を透過した気体
を電極反応によって検出する定電位電解式、ガルバニ電
池式等の電気化学反応による電流を利用した隔膜式気体
センサーのように検出感度の大きな気体センサーを利用
することが考えられるが、炭化水素を直接に電気化学反
応によって検出することは容易ではないので、炭化水素
を熱分解器によって熱分解し、生成する一酸化炭素を検
出することによって間接的に炭化水素を高感度で検出す
ることが提案されている。熱分解器と気体センサーを組
み合わせた可燃性気体の検出装置の一例を図２に示す。
試料気体５は、ポンプ１１によって吸引され、フィルタ
ー７を通過し、熱分解器１に流入し、熱分解によって気
体センサー８によって検出可能な成分を生成し、気体セ
ンサーにおいて検出され、検出結果は信号処理装置１０
において処理される。ところが、このような検出装置で
は、熱分解器に被検試料を通気するために、送気あるい
は吸引するためのポンプを用いているので、ポンプの駆
動用の電源が必要であり、また装置の小型化の点でも問
題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、加熱による
熱分解器を設けた気体の検出装置において、構造が簡単
で、しかも小型の検出装置を提供することを課題とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検出試料中
の成分を熱分解する熱分解器を有する気体の検出装置に
おいて、熱分解器は加熱手段を有し、入口を下方に、出
口を上方に配置し、出口には上方へ向かう気体の流路を
有し、出口側の流路には少なくとも１個の気体の検出用
センサーを配置した気体の検出装置である。被検試料中
の気体の熱分解器は、白金等の耐食性の大きな金属のフ
ィラメント等の加熱手段もしくは触媒による接触燃焼手
段を有しており、酸化反応もしくは触媒による接触燃焼
によって熱分解器は数百度の温度に保持されている点に
着目し、熱分解器、および気体センサーの配置を工夫す
れば、熱分解器における高温を気体の移動するエネルギ
ーとして有効に利用することが可能であることを見いだ
し、本発明を想到したものである。

【０００６】すなわち、加熱された気体は、体積が増加
するとともに、熱分解反応の種類によっては、導入した
気体および反応した酸素の合計の容量よりも体積が増加
し、熱分解器の気体の入口を下方に、出口を上方に設け
るならば、加熱による気体の上昇力によって気体の流れ
が形成される。その結果、熱分解器の上方の気体の流路
に気体センサーを設けると、ポンプ等の送気あるいは吸
引手段を用いることなく気体センサーに被検試料を供給
することが可能となる。

【０００７】図１は、本発明の検出装置を説明する図で
ある。熱分解器１は、下方に気体流入口２、上方に気体
排出口３を有し、内部には白金フィラメント４が設けら
れている。白金フィラメントには電流が通電され、数百
度の温度に加熱されているので、加熱された気体によっ
て熱分解器の流入口から流出口に向けて気体の上昇流が
生じる。その結果、試料気体５は、ポンプ等の吸引手段
を用いなくても気体流入口６から流入し、塵埃を除去す
るフィルター７によって塵埃を取り除かれた後に、熱分
解器において熱分解を受け、熱分解によって生成した成
分を含んだ気体は上昇し、気体センサー８によって検出
され、排出口９から流出し、気体センサーの出力電流は
信号処理装置１０によって処理される。可燃性物質の取
り扱い場所等のように爆発の危険がある場所では、気体
流入口および流出口に塵埃を除去するフィルターととも
に金属の多孔体等からなるフレームアレスタ１２、１３
設け、熱分解器および気体センサーを防爆容器１４内に
設けることによって熱分解器における異常燃焼等が外部
へ拡がることを防止することができる。

【０００８】また、図３は、気体センサー部の管路の配
置の一例を説明する図である。気体センサー８は防爆容
器１４内の気体センサー取り付け室１５にガスケット１
６で密閉化されて約４５度の角度で取り付けられてい
る。上昇した被検気体は、気体流入口６から流入し、気
体センサーの検出部１７に有効に接触し、上部に設けた
気体流出口９から排出される。このような配置とするこ
とによって、気体センサーを垂直に配置した場合に比べ
て上昇流の流れがより円滑に形成される。

【０００９】本発明の検出装置には、気体センサーとし
て各種のセンサーを用いることができるが、隔膜を用い
た定電位電解式、ガルバニ電池式の電気化学的センサー
は選択性が大きく、高感度であるので好ましく、電気化
学的センサーの種類を変えることによって各種の気体を
検出することができる。ガルバニ電池式の電気化学的セ
ンサーには、膜に近接した作用極と固体電極からなる対
極を有するもの、検出用の膜電極とともに、対極も膜電
極としたもの等を用いることができる。

【００１０】例えば、熱分解器によって一酸化炭素が生
成するメタン、エタン、ブタン、ヘキサン等の炭化水素
等の一酸化炭素センサーによる検出、パークロロエチレ
ン、クロロホルム、トリクロロエチレン、四塩化炭素、
塩化メチル、クロロベンゼン等の塩素化炭化水素の塩化
水素用センサーによる検出、臭化メチル、ヨウ化メチル
等のハロゲン化物のハロゲン測定用センサーによる検
出、アセトニトリル等のシアン含有物質のシアン化水素
センサーによる検出、二硫化炭素等の硫黄含有化合物の
二酸化硫黄センサーによる検出、酢酸エチル等の熱分解
によって生成する酸に着目した酸性物質検出用センサー
による検出、ベンゼン、トルエン、キシレン等のホルム
アルデヒドセンサーによる検出を行うことができる。

【００１１】また、熱分解器には、各種のフィラメント
を有するもの、接触燃焼を行う触媒を有するものを用い
ることが可能であるが、フィラメントには耐食性の大き
な白金フィラメントを有するものが好ましい。熱分解器
へ流入する管路に熱分解器の上方の気体センサー取り付
け部に取り付けた気体センサーと特性が同一の気体セン
サーを取り付け、両気体センサーの出力の差を被測定試
料の検出値とすることによって、測定環境の変化、およ
び共存気体による悪影響を防止することができる。

【００１２】

【作用】本発明は、熱分解器によって気体センサーで検
出可能な物質を生成させることによって気体を検出する
装置において、熱分解器の発熱による気体の体積の増加
によって生じる上昇流を利用したので、気体センサーへ
導入するためのポンプを用いることなく気体を検知する
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をより詳細に説
明する。実施例１白金フィラメントを有する容量１ｍｌの熱分解器の流入
口を下部に流出口を上部となるように配置し、流入口お
よび流出口に、内径４ｍｍの合成樹脂製の管を結合し
た。流入口の上部に設けた気体センサーの取り付け室に
ガルバニ電池式のシアン化水素検知用センサーを取り付
け、気体センサー取り付け室の流出口側の配管を開口部
が気体センサー取り付け室よりも上部に位置するように
配置した。アセトニトリルを６０ｐｐｍ含有する空気
を、内圧が大気圧と等しくなるように充填した合成樹脂
製の試料袋を流入口に結合して被検試料とし、気体セン
サーによってアセトニトリルの濃度に比例するシアン化
水素を検出した。その結果を図４に示す。図４におい
て、Ａ点において、熱分解器の加熱用のフィラメントへ
の通電を開始し、Ｂ点においてフィラメントへの通電を
停止すると出力が急激に低下し、再度、Ｃ点において通
電することによって再び検出することができ、熱分解器
によって生成した成分を検出したことを示している。

【００１４】実施例２気体センサーとしてガルバニ電池式の臭素検知用センサ
ーを用いるとともに、臭化メチルを５０ｐｐｍ含有する
空気を用いた点を除き、実施例１と同様にして測定を行
った。図５に示すように、Ｄ点において熱分解器への通
電を開始し、Ｅ点において、通電を中断し、再度、Ｆ点
において通電し、前と同様の測定値が得られることが示
されており、Ｇ点において通電を中止したことを示して
いる。導入した臭化メチルに相当する臭素を検出するこ
とができた。また、熱分解器の加熱電流を切断すると、
図５においてＥ点で示すように出力が低下し、次いで、
再度Ｆ点において通電すると検出することができ、熱分
解器によって生成した物質を検出したことを示してい
る。

【００１５】

【発明の効果】熱分解器によって被検試料の濃度に比例
する物質を生成させるとともに、熱分解器の発熱によっ
て生じる上昇流によって被検試料を気体センサー部に導
入するようにしたので、試料の導入用のポンプ、および
ポンプ駆動用の電源等が必要でなく、装置を小型化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気体の検出装置を説明する図である。

【図２】従来の気体の検出装置を説明する図である。

【図３】熱分解器を説明する図である。

【図４】本発明の気体の検出装置による測定結果を説明
する図である。

【図５】本発明の気体の検出装置による測定結果を説明
する図である。

【符号の説明】

１…熱分解器、２…気体流入口、３…気体排出口、４…
白金フィラメント、５…試料気体、６…気体流入口、７
…フィルター、８…気体センサー、９…排出口、１０…
信号処理装置、１１…ポンプ、１２、１３…フレームア
レスタ、１４…防爆容器、１５…気体センサー取り付け
室、１６…ガスケット、１７…検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検出試料中の成分を熱分解する熱分解
器を有する気体の検出装置において、熱分解器は加熱手
段を有し、入口を下方に、出口を上方に配置し、出口に
は上方へ向かう気体の流路を有し、出口側の流路には熱
分解で生成した気体を検出することができる気体センサ
ーを配置し、流路に生じる上昇流によって気体センサー
へ気体を供給することを特徴とする気体の検出装置。