JPH0862169A - 一酸化炭素ガス検出装置 - Google Patents

一酸化炭素ガス検出装置

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JPH0862169A
JPH0862169A JP6201602A JP20160294A JPH0862169A JP H0862169 A JPH0862169 A JP H0862169A JP 6201602 A JP6201602 A JP 6201602A JP 20160294 A JP20160294 A JP 20160294A JP H0862169 A JPH0862169 A JP H0862169A
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JP
Japan
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carbon monoxide
carrier
copper oxide
gas detection
gas
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Pending
Application number
JP6201602A
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English (en)
Inventor
Kazunari Kubota
一成 窪田
Fumihiro Inoue
文宏 井上
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】共存するアルコールに妨害されずに一酸化炭素
ガスの検出ができる接触燃焼方式の一酸化炭素ガス検出
装置を提供する。 【構成】白金コイル1に付着させた担体2が酸化触媒3
を担持したガス検出素子Mと、白金コイル4に付着させ
た担体5が酸化触媒6を担持した補償素子Kとを備え、
これらのガス検出素子Mと補償素子Kとをブリッジ回路
Bの2つの枝辺にそれぞれ組み込み、このブリッジ回路
Bの出力側に負荷Vを接続する接触燃焼方式の一酸化炭
素ガス検出装置において、酸化触媒3、6は酸化銅であ
り、ガス検出素子Mの酸化銅の担持量の担体に対する重
量比が補償素子Kの酸化銅の担持量の担体に対する重量
比よりも大きくする。さらに、酸化触媒3の酸化銅の担
持量が担体2に対し、1〜10重量%であり、酸化触媒
6の酸化銅の担持量が担体5に対し、0.05〜0.5
重量%とすると良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、可燃性ガスの不完全
燃焼などにより発生する有毒な一酸化炭素ガスを検出す
ることができる一酸化炭素ガス検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】接触燃焼式ガスセンサは、検出対象ガス
との接触により抵抗が変化するガス検出素子と、ガスと
接触していない場合のガス検出素子と同じ温度特性の抵
抗を有し、形状もほぼ同じであって、検出対象ガスとの
接触によって抵抗が変化しない補償素子との2つの素子
を内蔵するデバイスであり、ガス検出装置に用いられ
る。
【0003】ガス検出装置は接触燃焼式ガスセンサを組
み込んだ、すなわちガス検出素子と補償素子とを枝辺と
するブリッジ回路とこれに給電する電源とブリッジ回路
の出力側に接続される負荷とから構成される。ガス検出
装置の結線図およびガス検出素子と補償素子の断面模式
図を図1に示す。図1の構成はこの発明においても、従
来例においても同じなのでこの項では、従来例の説明に
用いている。
【0004】接触燃焼式ガスセンサのガス検出素子Mと
補償素子Kとはブリッジ回路Bの2つの枝辺を構成して
いる。ブリッジ回路Bには給電のための電源Eが接続さ
れている。出力端子間に発生する電位差をブリッジ回路
Bの出力電圧とする。出力端子間には負荷Vが接続さ
れ、出力電圧は負荷に印加される。このガス検出回路に
おいて、検出対象ガスがガス検出素子Mに接触していな
い場合には、出力電圧が発生しないように抵抗R1,R
2の抵抗値は調整されている。検出対象ガスがガス検出
素子Mに接触すると、その抵抗が増加してブリッジ回路
のバランスはくずれ、出力電圧が発生する。この出力電
圧がガス検出信号であり、感度とも言う。
【0005】ガス検出素子Mは、直径数十μmの細線を
捲いた白金コイル1よりなる抵抗体と、白金コイル1を
完全に包むほぼ回転楕円体状の金属酸化物焼結体等から
なる担体2および担体2の表面に担持されている触媒3
からなっている。補償素子Kの構造はガス検出素子Mと
同じであり、白金コイル4、担体5および触媒6からな
っている。担体5は担体2と同じ材質であり、触媒6は
触媒3とは違う場合が多い。
【0006】従来より、白金コイルに付着させたアルミ
ナ担体に可燃性ガスの酸化触媒であるパラジウムを担持
させたガス検出素子と、同じく白金コイルに付着させた
アルミナ担体に可燃性ガスに不活性な酸化鉛を担持させ
た補償素子とからなる接触燃焼式ガスセンサを用いた可
燃性ガス検出装置は特公昭57−52986号公報に開
示されており、広く用いられている。
【0007】従来の接触燃焼式ガス検出装置を一酸化炭
素ガスとエチルアルコール蒸気とに接触させたときのブ
リッジ回路の出力電圧特性図を図5に示す。特性線g
は、一酸化炭素ガスと接触させた時の出力電圧特性であ
り、hはエチルアルコール蒸気と接触させた時の出力電
圧特性である。同じガス濃度に対して、一酸化炭素ガス
に対する出力電圧または感度はエチルアルコール蒸気に
対するそれの約0.7倍である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、このガ
ス検出装置は、有毒な一酸化炭素ガスを検出すると同様
に、毒性が低く検出する必要のないエチルアルコール蒸
気にも高い感度を持つため、一般家庭用の一酸化炭素ガ
ス警報器に用いた場合、調理中に発生するエチルアルコ
ール蒸気によって誤報を発する可能性があるという欠点
をもっている。また、ガス検出素子に担持されたパラジ
ウムと補償素子に担持された酸化鉛はガス検出装置が使
用される350℃付近での熱放射率が異なるため、ガス
検出素子と同じ温度にならず、ブリッジ回路のバランス
をとるのが困難であった。
【0009】この発明の目的は、上述した接触燃焼式ガ
ス検出装置が、エチルアルコール蒸気に高い感度を持つ
という問題点を解決し、エチルアルコール蒸気による誤
報を発することなくまたブリッジ回路のバランスのとり
易い一酸化炭素ガス検出装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、白金コイルに付着させた担体が酸化触媒
を担持したガス検出素子と、白金コイルに付着させた担
体が酸化触媒を担持した補償素子とを備え、これらのガ
ス検出素子と補償素子とをブリッジ回路の枝辺にそれぞ
れ組み込み、このブリッジ回路の出力側に負荷を接続す
るようにした接触燃焼方式の一酸化炭素ガス検出装置に
おいて、酸化触媒は酸化銅であり、ガス検出素子の酸化
銅の担持量の担体に対する重量比が補償素子の酸化銅の
担持量の担体に対する重量比よりも大きいこととする。
【0011】前記接触燃焼方式の一酸化炭素ガス検出装
置において、ガス検出素子の酸化銅の担持量が担体に対
し、1〜10重量%であり、補償素子の酸化銅の担持量
が担体に対し、0.05〜0.5重量%であることとす
ると有効である。
【0012】
【作用】アルミナ担体に高重量比の酸化銅を担持させた
ガス検出素子は一酸化炭素ガスと同様にエチルアルコー
ル蒸気と接触するとこれらガスの酸化反応により、素子
温度が上昇し、白金コイルの電気抵抗が高くなる。一
方、アルミナ担体に低重量比の酸化銅を担持させた補償
素子は、一酸化炭素ガスと接触しても酸化反応は起きな
いが、エチルアルコール蒸気と接触すると酸化反応が起
こり、白金コイルの電気抵抗が高くなる。
【0013】このように、一酸化炭素ガスとエチルアル
コール蒸気に対するガスの酸化反応がそれぞれ異なるガ
ス検出素子と補償素子とを枝辺として構成されるブリッ
ジ回路は、エチルアルコール蒸気に対しては出力電圧を
生ぜず、すなわちガス感度を持たず、一酸化炭素ガスに
対しては出力電圧を生じ、すなわちガス感度を持つこと
となる。
【0014】
【実施例】この発明の一つの実施例を説明する。ブリッ
ジ回路の結線図およびガス検出素子と補償素子の断面模
式図は図1に同じである。アルミナ担体2あるいは5の
作製方法は、一般に知られた方法でよく、例えば、アル
ミナ粉末とコロイダルアルミナを混合したペーストを白
金コイル1および4に付着させ、800℃の空気中で3
時間焼き付ければよい。
【0015】ガス検出素子Mは白金コイル1に焼き付け
られたアルミナ担体2を高濃度の硝酸銅水溶液中に浸漬
し、取り出し乾燥させ、550℃の空気中で硝酸銅を熱
分解して、酸化触媒3として酸化銅を担持させたもので
ある。ガス検出素子Mは約250℃に加熱された状態
で、一酸化炭素ガスまたはエチルアルコール蒸気と接触
すると、酸化反応が起こり、その反応熱により白金コイ
ル1の電気抵抗は高くなり、ガス検出素子Mの電気抵抗
は高くなる。
【0016】補償素子Kは、白金コイル4に焼き付けら
れたアルミナ担体5を低濃度の硝酸銅水溶液中に浸漬
し、取り出し乾燥させ、550℃の空気中で硝酸銅を熱
分解して、酸化触媒6として酸化銅を担持させたもので
ある。補償素子Kは約250℃に加熱された状態で一酸
化炭素ガスと接触しても酸化反応は起こらないが、エチ
ルアルコール蒸気と接触すると酸化反応が起こり、その
反応熱により白金コイル4の電気抵抗は高くなり、補償
素子Kの電気抵抗は高くなる。
【0017】従って、ガス検出素子Mと補償素子Kとを
図1のブリッジ回路Bの枝辺とすれば、ブリッジ回路B
の出力端子には、一酸化炭素ガスと接触した時には出力
電圧が発生するが、エチルアルコール蒸気と接触した時
にはガス検出素子Mと補償素子Kの電気抵抗の増加分が
相殺され、出力電圧は発生しない。それ故、負荷Vは作
動しない。
【0018】次に、ガス検出素子Mおよび補償素子Kの
触媒の担持量を変えた場合のブリッジ回路の出力特性を
説明する。図2は補償素子Kの酸化銅担持量を0.2重
量%に保ち、ガス検出素子の酸化銅担持量を変えた場合
のブリッジ回路の出力電圧特性図である。一酸化炭素ガ
スあるいはエチルアルコール蒸気の濃度は1000pp
mとした。カーブaで示す一酸化炭素ガスに対する出力
はガス検出素子Mの酸化銅担持量1重量%辺りから飽和
して一定であり、カーブbで示すエチルアルコール蒸気
に対する出力は低くほぼ一定である。この実験結果か
ら、ガス検出素子Mの酸化触媒3の酸化銅の担持量はア
ルミナ担体2の1〜10重量%が望ましいことが判る。
【0019】担持量が少ないと、一酸化炭素ガスと接触
しても酸化反応が起きないため白金コイル1の電気抵抗
が高くならず、出力が小さい。担持量が多いと、酸化銅
触媒のシンタリングが起きて、長期安定性が良くない。
図3はガス検出素子Mの酸化銅担持量を5重量%に保
ち、補償素子Kの酸化銅担持量を変えた場合のブリッジ
回路の出力電圧特性図である。一酸化炭素ガスあるいは
エチルアルコール蒸気の濃度は1000ppmである。
カーブcで示す一酸化炭素ガスに対する出力は補償素子
Kの酸化銅担持量0.4重量%辺り迄高く一定であり、
カーブdで示すエチルアルコール蒸気に対する出力は担
持量が少ないと、エチルアルコール蒸気の酸化反応が起
きるため、エチルアルコール蒸気と接触した時、ブリッ
ジ回路の出力が発生する。カーブdが低くほぼ一定であ
る範囲は0.05重量%以上である。この実験結果か
ら、補償素子Kの酸化触媒6の酸化銅の担持量はアルミ
ナ担体5の0.05〜0.5重量%が望ましいことが判
る。
【0020】次に実験結果にもとずいて、この発明のブ
リッジ回路の出力電圧特性の例を説明する。この発明に
よるガス検出素子Mと補償素子Kを用いて、図1のブリ
ッジ回路Bを構成して電源電圧1.2Vを供給し、一酸
化炭素ガスとエチルアルコール蒸気とをそれぞれ接触さ
せた時のブリッジ回路の出力電圧特性図を図4に示す。
ガス検出素子の酸化銅触媒の担持量は5重量%であり、
補償素子の酸化銅触媒の担持量は0.2重量%である。
特性線eは一酸化炭素ガスを接触させた時の出力電圧特
性であり、特性線fはエチルアルコール蒸気と接触させ
た時の出力電圧特性である。同じガス濃度に対して、一
酸化炭素ガスに対する出力電圧または感度はエチルアル
コール蒸気に対するそれの約4倍となった。
【0021】一方、この発明のように、高濃度の酸化銅
を担持したガス検出素子と、低濃度の酸化銅を担持した
補償素子を用いた接触燃焼式ガス検出装置では、一酸化
炭素ガス感度は僅かに小さくなったが、エチルアルコー
ル蒸気による誤報が発生しない一酸化炭素ガス警報器を
作製することができた。
【0022】
【発明の効果】高重量比の酸化銅を担持したガス検出素
子と、低重量比の酸化銅を担持した補償素子とをガス検
出回路の枝辺に組み込むことにより、エチルアルコール
蒸気に対する感度の低い、すなわちエチルアルコール蒸
気に対して誤報を発しない一酸化炭素ガス検出装置を得
ることができる。
【0023】また、ガス検出素子と補償素子とが同種の
触媒を担持したため、それら素子の表面状態によって定
まる熱放射率が近い値となり温度補償がとり易くなっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガス検出装置の結線図およびガス検出
素子と補償素子の断面模式図
【図2】本発明の一酸化炭素ガス検出装置におけるガス
検出素子の酸化銅担持量を変えた場合のブリッジ回路の
出力電圧特性図
【図3】本発明の一酸化炭素ガス検出装置における補償
素子の酸化銅担持量を変えた場合のブリッジ回路の出力
電圧特性図
【図4】本発明のセンサによるブリッジ回路の出力電圧
特性図
【図5】従来のセンサによるブリッジ回路の出力電圧特
性。
【符号の説明】
M ガス検出素子 1 白金コイル 2 担体 3 酸化触媒 K 補償素子 4 白金コイル 5 担体 6 酸化触媒 R1 固定抵抗 R2 固定抵抗 E 供給電源 V 負荷 B ブリッジ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】白金コイルに付着させた担体が酸化触媒を
    担持したガス検出素子と、白金コイルに付着させた担体
    が酸化触媒を担持した補償素子とを備え、これらのガス
    検出素子と補償素子とをブリッジ回路の2つの枝辺にそ
    れぞれ組み込み、このブリッジ回路の出力側に負荷を接
    続するようにした接触燃焼方式の一酸化炭素ガス検出装
    置において、酸化触媒は酸化銅であり、ガス検出素子の
    酸化銅の担持量の担体に対する重量比が補償素子の酸化
    銅の担持量の担体に対する重量比よりも大きいことを特
    徴とする一酸化炭素ガス検出装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の一酸化炭素ガス検出装置
    において、ガス検出素子の酸化触媒の酸化銅の担持量が
    担体に対し、1〜10重量%であり、補償素子の酸化触
    媒の酸化銅の担持量が担体に対し、0.05〜0.5重
    量%であることを特徴とする一酸化炭素ガス検出装置。
JP6201602A 1994-08-26 1994-08-26 一酸化炭素ガス検出装置 Pending JPH0862169A (ja)

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