JPH09222407A - ガス検知方法及びガス検知装置 - Google Patents
ガス検知方法及びガス検知装置Info
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- JPH09222407A JPH09222407A JP2885996A JP2885996A JPH09222407A JP H09222407 A JPH09222407 A JP H09222407A JP 2885996 A JP2885996 A JP 2885996A JP 2885996 A JP2885996 A JP 2885996A JP H09222407 A JPH09222407 A JP H09222407A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で、かつ、前記ガス検知素子の特
性を有効に生かし、小電力でガスを検知することのでき
る技術を提供する。 【解決手段】 金、白金、パラジウムの少なくとも一種
以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下添
加してある酸化スズ半導体からなるガス感応部を、貴金
属コイル線を覆って設けてある熱線型半導体式のガス検
知素子１を備えるとともに、そのガス検知素子１にパル
ス電圧を印加自在な電圧供給装置４を備え、電圧供給装
置４によるパルス電圧供給を、前記パルス電圧の電圧印
加（ＯＮ）持続時間を１０ミリ秒以下に設定するととも
に、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続時間と、前
記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）持続時間との作
動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）を１／１００以下に設定して
ある。
性を有効に生かし、小電力でガスを検知することのでき
る技術を提供する。 【解決手段】 金、白金、パラジウムの少なくとも一種
以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下添
加してある酸化スズ半導体からなるガス感応部を、貴金
属コイル線を覆って設けてある熱線型半導体式のガス検
知素子１を備えるとともに、そのガス検知素子１にパル
ス電圧を印加自在な電圧供給装置４を備え、電圧供給装
置４によるパルス電圧供給を、前記パルス電圧の電圧印
加（ＯＮ）持続時間を１０ミリ秒以下に設定するととも
に、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続時間と、前
記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）持続時間との作
動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）を１／１００以下に設定して
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス検知方法及び
ガス検知装置に関し、具体的には、酸化スズ半導体部
を、貴金属コイル線を覆って設けてある熱線型半導体式
のガス検知素子を用いて被検知ガスを検知する技術に関
する。
ガス検知装置に関し、具体的には、酸化スズ半導体部
を、貴金属コイル線を覆って設けてある熱線型半導体式
のガス検知素子を用いて被検知ガスを検知する技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化スズ半導体部を、貴金属コイ
ル線を覆って設けてある熱線型半導体式のガス検知素子
を備えたガス検知装置は知られており、例えば、前記ガ
ス検知素子に電圧を印加し、前記貴金属コイル線による
ジュール熱により、そのガス検知素子を２００℃〜３０
０℃の高温域に加熱した状態で、そのガス検知素子か
ら、電圧の印加に基づく出力を得ることによって被検知
ガスを検知することが行われている。ところが、このよ
うなガス検知装置は、常に前記ガス検知素子を高温域に
加熱した状態に維持せねばならないため、消費電力が大
きくなるので、高温域に加熱した状態に維持しなくても
被検知ガスを検知することのできるガス検知素子が望ま
れている。そこで、金、白金、パラジウムの少なくとも
一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以
下添加してある酸化スズ半導体部を有するガス検知素子
が開発され、このようなガス検知素子は常温付近（たと
えば６０℃以下）で、種々のガス（例えば一酸化炭素ガ
ス）に対して高いガス選択性を発揮することが見いださ
れている。そのため、前記ガス検知素子を高温に維持す
ることなく、ほぼ常温の温度域に維持し、電圧の印加に
基づく出力を得ることによって被検知ガスを検知するこ
とが可能になりつつある。
ル線を覆って設けてある熱線型半導体式のガス検知素子
を備えたガス検知装置は知られており、例えば、前記ガ
ス検知素子に電圧を印加し、前記貴金属コイル線による
ジュール熱により、そのガス検知素子を２００℃〜３０
０℃の高温域に加熱した状態で、そのガス検知素子か
ら、電圧の印加に基づく出力を得ることによって被検知
ガスを検知することが行われている。ところが、このよ
うなガス検知装置は、常に前記ガス検知素子を高温域に
加熱した状態に維持せねばならないため、消費電力が大
きくなるので、高温域に加熱した状態に維持しなくても
被検知ガスを検知することのできるガス検知素子が望ま
れている。そこで、金、白金、パラジウムの少なくとも
一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以
下添加してある酸化スズ半導体部を有するガス検知素子
が開発され、このようなガス検知素子は常温付近（たと
えば６０℃以下）で、種々のガス（例えば一酸化炭素ガ
ス）に対して高いガス選択性を発揮することが見いださ
れている。そのため、前記ガス検知素子を高温に維持す
ることなく、ほぼ常温の温度域に維持し、電圧の印加に
基づく出力を得ることによって被検知ガスを検知するこ
とが可能になりつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した前
記ガス検知素子を用いて、被検知ガスを検知するには、
電圧の印加に基づく前記ガス検知素子からの出力を得る
ために、前記ガス検知素子がガスを吸着することによる
抵抗値変化の情報を出力するのに加えて、前記ガス検知
素子の温度を所定範囲に維持したり、前記ガス検知素子
をパージしたりする温度制御を行う回路を必要とすると
いう実情があり、被検知ガス検知に種々の回路を要して
全体として複雑になるとともに、前記ガス検知素子の温
度制御のためにヒーター等を設ける場合には、前記ガス
検知素子自体の構造が複雑かつ大型になり、やはり、消
費電力が大きくなるという欠点があった。
記ガス検知素子を用いて、被検知ガスを検知するには、
電圧の印加に基づく前記ガス検知素子からの出力を得る
ために、前記ガス検知素子がガスを吸着することによる
抵抗値変化の情報を出力するのに加えて、前記ガス検知
素子の温度を所定範囲に維持したり、前記ガス検知素子
をパージしたりする温度制御を行う回路を必要とすると
いう実情があり、被検知ガス検知に種々の回路を要して
全体として複雑になるとともに、前記ガス検知素子の温
度制御のためにヒーター等を設ける場合には、前記ガス
検知素子自体の構造が複雑かつ大型になり、やはり、消
費電力が大きくなるという欠点があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、上記実情に鑑
み、簡単な構造で、かつ、前記ガス検知素子の特性を有
効に生かし、小電力でガスを検知することのできる技術
を提供することにある。
み、簡単な構造で、かつ、前記ガス検知素子の特性を有
効に生かし、小電力でガスを検知することのできる技術
を提供することにある。
【０００５】
〔構成１〕この目的を達成するための本発明のガス検知
方法の特徴手段は、金、白金、パラジウムの少なくとも
一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以
下添加してある酸化スズ半導体からなるガス感応部を、
貴金属コイル線を覆って設けてある熱線型半導体式のガ
ス検知素子に対して、被検知ガスに対して前記ガス検知
素子がガス選択性を発揮する最高温度以下に前記ガス検
知素子の温度を維持可能にパルス電圧を印加して、前記
パルス電圧の印加に基づくガス検知素子からの出力によ
って被検知ガスを検知することにある。
方法の特徴手段は、金、白金、パラジウムの少なくとも
一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以
下添加してある酸化スズ半導体からなるガス感応部を、
貴金属コイル線を覆って設けてある熱線型半導体式のガ
ス検知素子に対して、被検知ガスに対して前記ガス検知
素子がガス選択性を発揮する最高温度以下に前記ガス検
知素子の温度を維持可能にパルス電圧を印加して、前記
パルス電圧の印加に基づくガス検知素子からの出力によ
って被検知ガスを検知することにある。
【０００６】〔作用効果〕つまり、酸化スズ半導体部
を、貴金属コイル線を覆って設けてある熱線型半導体式
のガス検知素子を用いて被検知ガスを検知するのである
から、前記貴金属コイル線の両端部に接続して、前記ガ
ス検知素子に電圧を印加するとともに、前記ガス検知素
子の温度を所定範囲に維持したり、前記ガス検知素子を
パージしたりすることの出来る回路として用いることが
でき、簡単な構造の回路及びガス検知素子によって被検
知ガスを検知することが可能となる。そこで、通常この
ようなガス検知素子によって、ガスを検知するために
は、前記ガス検知素子を高温に維持する必要があるもの
の、前記酸化スズ半導体部を、金、白金、パラジウムの
少なくとも一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５
ｍｏｌ％以下含む酸化スズ半導体により、構成しておく
から、前記ガス検知素子を高温に維持する必要がなくな
る。ところで、前記ガス検知素子に電圧を印加して、そ
の電圧の印加に基づくガス検知素子からの出力を得よう
とすると、前記貴金属コイル線が発熱するために、前記
ガス検知素子を、前記酸化スズ半導体部が被検知ガスに
対してガス選択性を発揮する温度域よりも高温に過熱し
てしまい、高感度に前記被検知ガスを検知することがで
きなくなるのではないかと考えられる。しかし、本発明
によれば、前記電圧の印加を、パルス電圧によって行
い、かつ、その電圧の印加を、被検知ガスに対して前記
ガス検知素子がガス選択性を発揮する最高温度以下に前
記ガス検知素子の温度を維持可能に設定して行うので、
前記ガス検知素子の温度を比較的低温（常温）に維持し
て小電力で被検知ガスの検知を継続して行うことができ
るのである。そのため、家庭用ガス検知装置に適用する
ような場合に、ガス検知装置全体としての消費電力量を
極めて少なく設定できるので、例えば、乾電池などでの
作動も可能になるなど、ガス検知装置の小型化、電源か
らの配線の不要化などを実現でき、前記ガス検知装置に
携帯性を付与したり、コンセント等の位置による設置位
置の制約等を排除することが出来るなどガス検知装置の
利用性を大きく向上させる事が出来る。
を、貴金属コイル線を覆って設けてある熱線型半導体式
のガス検知素子を用いて被検知ガスを検知するのである
から、前記貴金属コイル線の両端部に接続して、前記ガ
ス検知素子に電圧を印加するとともに、前記ガス検知素
子の温度を所定範囲に維持したり、前記ガス検知素子を
パージしたりすることの出来る回路として用いることが
でき、簡単な構造の回路及びガス検知素子によって被検
知ガスを検知することが可能となる。そこで、通常この
ようなガス検知素子によって、ガスを検知するために
は、前記ガス検知素子を高温に維持する必要があるもの
の、前記酸化スズ半導体部を、金、白金、パラジウムの
少なくとも一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５
ｍｏｌ％以下含む酸化スズ半導体により、構成しておく
から、前記ガス検知素子を高温に維持する必要がなくな
る。ところで、前記ガス検知素子に電圧を印加して、そ
の電圧の印加に基づくガス検知素子からの出力を得よう
とすると、前記貴金属コイル線が発熱するために、前記
ガス検知素子を、前記酸化スズ半導体部が被検知ガスに
対してガス選択性を発揮する温度域よりも高温に過熱し
てしまい、高感度に前記被検知ガスを検知することがで
きなくなるのではないかと考えられる。しかし、本発明
によれば、前記電圧の印加を、パルス電圧によって行
い、かつ、その電圧の印加を、被検知ガスに対して前記
ガス検知素子がガス選択性を発揮する最高温度以下に前
記ガス検知素子の温度を維持可能に設定して行うので、
前記ガス検知素子の温度を比較的低温（常温）に維持し
て小電力で被検知ガスの検知を継続して行うことができ
るのである。そのため、家庭用ガス検知装置に適用する
ような場合に、ガス検知装置全体としての消費電力量を
極めて少なく設定できるので、例えば、乾電池などでの
作動も可能になるなど、ガス検知装置の小型化、電源か
らの配線の不要化などを実現でき、前記ガス検知装置に
携帯性を付与したり、コンセント等の位置による設置位
置の制約等を排除することが出来るなどガス検知装置の
利用性を大きく向上させる事が出来る。
【０００７】〔構成２〕また、前記目的を達成するため
の本発明のガス検知装置の特徴構成は、金、白金、パラ
ジウムの少なくとも一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ
％以上５ｍｏｌ％以下添加してある酸化スズ半導体から
なるガス感応部を、貴金属コイル線を覆って設けてある
熱線型半導体式のガス検知素子を備えるとともに、その
ガス検知素子にパルス電圧を印加自在な電圧供給装置を
備え、電圧供給装置によるパルス電圧供給を、前記パル
ス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続時間を１０ミリ秒以下に
設定するとともに、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）
持続時間と、前記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）
持続時間との作動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）を１／１００
以下に設定してあることにあり、前記パルス電圧の電圧
印加（ＯＮ）持続時間を設定する第一規則と、作動時間
比（ＯＮ／ＯＦＦ）を設定する第二規則とを含む所定規
則に従って、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）と、前
記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）とを、切り替え
制御する制御機構を設けてあってもよく、前記パルス電
圧を、前記ガス検知素子に対する継続電圧印加によっ
て、そのガス検知素子の最終到達温度を３５０℃〜４５
０℃にできる電圧に設定してあってもよく、パルス電圧
の電圧印加（ＯＮ）持続時間を、前記ガス検知素子の温
度の上昇幅を５℃以下にする所定時間に設定してあって
もよく、前記所定規則が、前記ガス検知素子を３５０℃
〜４５０℃に加熱可能にするパージ時間を設定する第三
規則を含むものであれば尚好ましい。
の本発明のガス検知装置の特徴構成は、金、白金、パラ
ジウムの少なくとも一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ
％以上５ｍｏｌ％以下添加してある酸化スズ半導体から
なるガス感応部を、貴金属コイル線を覆って設けてある
熱線型半導体式のガス検知素子を備えるとともに、その
ガス検知素子にパルス電圧を印加自在な電圧供給装置を
備え、電圧供給装置によるパルス電圧供給を、前記パル
ス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続時間を１０ミリ秒以下に
設定するとともに、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）
持続時間と、前記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）
持続時間との作動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）を１／１００
以下に設定してあることにあり、前記パルス電圧の電圧
印加（ＯＮ）持続時間を設定する第一規則と、作動時間
比（ＯＮ／ＯＦＦ）を設定する第二規則とを含む所定規
則に従って、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）と、前
記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）とを、切り替え
制御する制御機構を設けてあってもよく、前記パルス電
圧を、前記ガス検知素子に対する継続電圧印加によっ
て、そのガス検知素子の最終到達温度を３５０℃〜４５
０℃にできる電圧に設定してあってもよく、パルス電圧
の電圧印加（ＯＮ）持続時間を、前記ガス検知素子の温
度の上昇幅を５℃以下にする所定時間に設定してあって
もよく、前記所定規則が、前記ガス検知素子を３５０℃
〜４５０℃に加熱可能にするパージ時間を設定する第三
規則を含むものであれば尚好ましい。
【０００８】〔作用効果〕つまり、金、白金、パラジウ
ムの少なくとも一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以
上５ｍｏｌ％以下添加してある酸化スズ半導体からなる
ガス感応部を、貴金属コイル線を覆って設けてある熱線
型半導体式のガス検知素子を備えるとともに、そのガス
検知素子にパルス電圧を印加自在な電圧供給装置を備え
てあれば、前記ガス検知素子にパルス電圧を印加して、
その電圧の印加に基づくガス検知素子からの出力を得る
ことが出来るので、前記ガス検知素子に対するガスの吸
着に伴う前記出力の変化を測定することによって、ガス
を検出することが出来る。このとき、電圧供給装置によ
るパルス電圧供給を、前記パルス電圧の電圧印加（Ｏ
Ｎ）持続時間を１０ミリ秒以下に設定してあれば、通常
の熱線型半導体式のガス検知素子は、ほとんど発熱しな
い状況に維持可能であり、前記パルス電圧の電圧印加
（ＯＮ）持続時間と、前記パルス電圧の電圧印加停止
（ＯＦＦ）持続時間との作動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）を
１／１００以下に設定してあれば、たとえ前記ガス検知
素子が発熱したとしても、前記パルス電圧の電圧印加停
止（ＯＦＦ）持続時間中に自然冷却され、そのガス検知
素子の温度は、ほぼ外気温（常温）に維持されやすい。
尚、前記パルス電圧の印加を所定の制御機構を用いて行
えば、前記ガス検知素子の温度を容易に常温に維持でき
る。そこで、前記制御機構としては、前記パルス電圧の
電圧印加（ＯＮ）持続時間を設定する第一規則と、作動
時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）を設定する第二規則とを含む所
定規則に従って、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）
と、前記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）とを、切
り替え制御するものとしておくことで、簡単な構成によ
って、ガス検知素子の温度を常温に維持しやすい。パル
ス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続時間を、前記ガス検知素
子の温度の上昇幅を５℃以下にする所定時間に設定して
あれば、パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）時間を特
に大きくとることなく、ガス検知素子の温度を常温に維
持しやすいので、被検知ガスの検知を短い間隔で行え、
ガス検知素子が常温に低下するまで被検知ガスの検知が
出来なくなって、ガス検知遅れを生じるような不都合を
防止できる。また、上述のガス検知素子といえども、長
期使用によってガス検知特性が低下するおそれはある。
そこで、前記制御機構は、前記ガス検知素子を一時的に
短時間、高温に加熱するパージ操作を可能にする構成で
あることが望ましい。そこで、前記パルス電圧を、前記
ガス検知素子に対する継続電圧印加によって、そのガス
検知素子の最終到達温度を３５０℃〜４５０℃にできる
電圧に設定してあれば、通常、ガス検知素子がほとんど
加熱されない１０ミリ秒以下の電圧印加によりガスを検
知しながらも、パージ操作を必要とする場合には、電圧
印加時間を長くして前記ガス検知素子の最終到達温度を
３５０℃〜４５０℃にすれば、前記ガス検知素子に付着
して被検知ガスを検知するのを妨害するような成分を、
燃焼、あるいは、分解させて除去し、前記ガス検知素子
の被検知ガス検知特性を高く回復させることができる。
そのため、印加電圧を特に制御することなく被検知ガス
検知操作及びパージ操作を容易に切り替えて利用するこ
とが可能になる。そこで、さらに、前記制御機構が作用
するための所定規則として、前記ガス検知素子を３５０
℃〜４５０℃に加熱可能にするパージ時間を設定する第
三規則を含むものであれば、上述のガス検知素子を長期
にわたって安定動作させることが出来るので有効であ
る。
ムの少なくとも一種以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以
上５ｍｏｌ％以下添加してある酸化スズ半導体からなる
ガス感応部を、貴金属コイル線を覆って設けてある熱線
型半導体式のガス検知素子を備えるとともに、そのガス
検知素子にパルス電圧を印加自在な電圧供給装置を備え
てあれば、前記ガス検知素子にパルス電圧を印加して、
その電圧の印加に基づくガス検知素子からの出力を得る
ことが出来るので、前記ガス検知素子に対するガスの吸
着に伴う前記出力の変化を測定することによって、ガス
を検出することが出来る。このとき、電圧供給装置によ
るパルス電圧供給を、前記パルス電圧の電圧印加（Ｏ
Ｎ）持続時間を１０ミリ秒以下に設定してあれば、通常
の熱線型半導体式のガス検知素子は、ほとんど発熱しな
い状況に維持可能であり、前記パルス電圧の電圧印加
（ＯＮ）持続時間と、前記パルス電圧の電圧印加停止
（ＯＦＦ）持続時間との作動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）を
１／１００以下に設定してあれば、たとえ前記ガス検知
素子が発熱したとしても、前記パルス電圧の電圧印加停
止（ＯＦＦ）持続時間中に自然冷却され、そのガス検知
素子の温度は、ほぼ外気温（常温）に維持されやすい。
尚、前記パルス電圧の印加を所定の制御機構を用いて行
えば、前記ガス検知素子の温度を容易に常温に維持でき
る。そこで、前記制御機構としては、前記パルス電圧の
電圧印加（ＯＮ）持続時間を設定する第一規則と、作動
時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）を設定する第二規則とを含む所
定規則に従って、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）
と、前記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）とを、切
り替え制御するものとしておくことで、簡単な構成によ
って、ガス検知素子の温度を常温に維持しやすい。パル
ス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続時間を、前記ガス検知素
子の温度の上昇幅を５℃以下にする所定時間に設定して
あれば、パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）時間を特
に大きくとることなく、ガス検知素子の温度を常温に維
持しやすいので、被検知ガスの検知を短い間隔で行え、
ガス検知素子が常温に低下するまで被検知ガスの検知が
出来なくなって、ガス検知遅れを生じるような不都合を
防止できる。また、上述のガス検知素子といえども、長
期使用によってガス検知特性が低下するおそれはある。
そこで、前記制御機構は、前記ガス検知素子を一時的に
短時間、高温に加熱するパージ操作を可能にする構成で
あることが望ましい。そこで、前記パルス電圧を、前記
ガス検知素子に対する継続電圧印加によって、そのガス
検知素子の最終到達温度を３５０℃〜４５０℃にできる
電圧に設定してあれば、通常、ガス検知素子がほとんど
加熱されない１０ミリ秒以下の電圧印加によりガスを検
知しながらも、パージ操作を必要とする場合には、電圧
印加時間を長くして前記ガス検知素子の最終到達温度を
３５０℃〜４５０℃にすれば、前記ガス検知素子に付着
して被検知ガスを検知するのを妨害するような成分を、
燃焼、あるいは、分解させて除去し、前記ガス検知素子
の被検知ガス検知特性を高く回復させることができる。
そのため、印加電圧を特に制御することなく被検知ガス
検知操作及びパージ操作を容易に切り替えて利用するこ
とが可能になる。そこで、さらに、前記制御機構が作用
するための所定規則として、前記ガス検知素子を３５０
℃〜４５０℃に加熱可能にするパージ時間を設定する第
三規則を含むものであれば、上述のガス検知素子を長期
にわたって安定動作させることが出来るので有効であ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明のガス検知装置は、ガス検
知素子１として約２０μｍ径の太さの白金コイル線２を
覆って酸化スズ半導体を０．５ｍｍ径に設けて、その酸
化スズ半導体を６００℃で１時間焼成してガス感応部３
を形成し（図２参照）、前記ガス感応部３にパラジウム
を０．０５ｍｏｌ％添加してある、常温作動型で一酸化
炭素ガス選択性の熱線型半導体式ガス検知素子を設け、
図１に示すように、もし電圧印加を持続させ続ければそ
のガス検知素子１の最終到達温度を、３５０〜４５０℃
にできる電圧を印加自在な電圧供給装置４を設け、これ
らを検知回路部５に接続して構成するとともに、前記電
圧供給装置４には、制御規則に従って、前記パルス電圧
の電圧印加（ＯＮ）と、前記パルス電圧の電圧印加停止
（ＯＦＦ）とを、切り替え制御する制御機構６を設け、
前記検知回路部５には、前記パルス電圧の印加に基づく
ガス検知素子からの出力を被検知ガスの検知情報（警報
音）として出力する出力装置（警報装置）７を設けて、
全体としてガス検知装置に構成してある。
に基づいて説明する。本発明のガス検知装置は、ガス検
知素子１として約２０μｍ径の太さの白金コイル線２を
覆って酸化スズ半導体を０．５ｍｍ径に設けて、その酸
化スズ半導体を６００℃で１時間焼成してガス感応部３
を形成し（図２参照）、前記ガス感応部３にパラジウム
を０．０５ｍｏｌ％添加してある、常温作動型で一酸化
炭素ガス選択性の熱線型半導体式ガス検知素子を設け、
図１に示すように、もし電圧印加を持続させ続ければそ
のガス検知素子１の最終到達温度を、３５０〜４５０℃
にできる電圧を印加自在な電圧供給装置４を設け、これ
らを検知回路部５に接続して構成するとともに、前記電
圧供給装置４には、制御規則に従って、前記パルス電圧
の電圧印加（ＯＮ）と、前記パルス電圧の電圧印加停止
（ＯＦＦ）とを、切り替え制御する制御機構６を設け、
前記検知回路部５には、前記パルス電圧の印加に基づく
ガス検知素子からの出力を被検知ガスの検知情報（警報
音）として出力する出力装置（警報装置）７を設けて、
全体としてガス検知装置に構成してある。
【００１０】前記ガス検知素子１は、常温で一酸化炭素
ガスを検知して、通電によって、前記一酸化炭素ガスの
濃度に対して出力を生じる特性を有するものであり、ま
た、一酸化炭素ガスの接触により、その第一ガス検知素
子１の抵抗値が一酸化炭素ガス濃度に対応して変化する
ものとなっている。
ガスを検知して、通電によって、前記一酸化炭素ガスの
濃度に対して出力を生じる特性を有するものであり、ま
た、一酸化炭素ガスの接触により、その第一ガス検知素
子１の抵抗値が一酸化炭素ガス濃度に対応して変化する
ものとなっている。
【００１１】前記制御規則は、以下の３規則によって構
成してあり、マイコン制御される。 ◎第一規則：電圧印加される状態の持続時間が（電圧印
加（ＯＮ）持続時間）１ミリ秒に達したときに、その電
圧印加を停止する。 ◎第二規則：電圧印加を停止された状態の持続時間（電
圧印加停止（ＯＦＦ）持続時間）が前記電圧印加（Ｏ
Ｎ）持続時間の１００００倍（１０秒間）に達したとき
に（作動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）が１／１００００にな
ったときに）電圧印加を開始する。 ◎第三規則：前記第一、第二規則に関わらず、３時間に
一度、５秒間の電圧印加状態（パージ時間）を持続させ
る。
成してあり、マイコン制御される。 ◎第一規則：電圧印加される状態の持続時間が（電圧印
加（ＯＮ）持続時間）１ミリ秒に達したときに、その電
圧印加を停止する。 ◎第二規則：電圧印加を停止された状態の持続時間（電
圧印加停止（ＯＦＦ）持続時間）が前記電圧印加（Ｏ
Ｎ）持続時間の１００００倍（１０秒間）に達したとき
に（作動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）が１／１００００にな
ったときに）電圧印加を開始する。 ◎第三規則：前記第一、第二規則に関わらず、３時間に
一度、５秒間の電圧印加状態（パージ時間）を持続させ
る。
【００１２】つまり、第一、第二規則のみに従って制御
すると、前記ガス検知素子１には、パルス電圧が印加さ
れることになり、そのため、１０秒あたり１ミリ秒通電
する動作を繰り返すことによって、前記第一ガス検知素
子１が発熱するのを防止しつつ、前記第一ガス検知素子
１の抵抗値の変化に基づく出力を得ると、その第一ガス
検知素子１に接触している一酸化炭素ガス濃度を測定す
ることが出来る。また、上述の制御による継続したガス
検知によって、前記ガス検知素子１は次第に応答性が低
下するなどガス検知性能が低下するおそれがあるもの
の、パージ時間を設定する第三規則に従って電圧印加を
行えば、前記ガス検知素子１を一時的に３５０℃〜４５
０℃に加熱可能にする事が出来、前記ガス検知素子１の
ガス検知性能を高く維持できる。
すると、前記ガス検知素子１には、パルス電圧が印加さ
れることになり、そのため、１０秒あたり１ミリ秒通電
する動作を繰り返すことによって、前記第一ガス検知素
子１が発熱するのを防止しつつ、前記第一ガス検知素子
１の抵抗値の変化に基づく出力を得ると、その第一ガス
検知素子１に接触している一酸化炭素ガス濃度を測定す
ることが出来る。また、上述の制御による継続したガス
検知によって、前記ガス検知素子１は次第に応答性が低
下するなどガス検知性能が低下するおそれがあるもの
の、パージ時間を設定する第三規則に従って電圧印加を
行えば、前記ガス検知素子１を一時的に３５０℃〜４５
０℃に加熱可能にする事が出来、前記ガス検知素子１の
ガス検知性能を高く維持できる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１４】〔ガス検知素子〕所定濃度の塩化スズの水
溶液に、所定割合で塩化アンチモンを添加した水溶液を
調整しておく。この水溶液にアンモニア水を滴下して水
酸化スズの沈殿物を得る。前記沈殿物を水洗、乾燥後、
電気炉で焼成して、酸化スズを得る。前記酸化スズを粉
砕して微粉末にし、水で練って酸化スズのペーストを得
る。
溶液に、所定割合で塩化アンチモンを添加した水溶液を
調整しておく。この水溶液にアンモニア水を滴下して水
酸化スズの沈殿物を得る。前記沈殿物を水洗、乾燥後、
電気炉で焼成して、酸化スズを得る。前記酸化スズを粉
砕して微粉末にし、水で練って酸化スズのペーストを得
る。
【００１５】前記酸化スズのペーストを前記白金線（白
金コイル）２の周囲を覆うように塗布し、乾燥後６００
℃で１時間焼成して、前記白金コイルを覆って酸化スズ
半導体からなるガス感応部３を設けるとともに、塩化パ
ラジウム水溶液を、前記ガス感応部３に含浸させて、前
記ガス感応部３に対してパラジウムが０．０５ｍｏｌ％
担持させた状態にして第一ガス検知素子１を得る。
金コイル）２の周囲を覆うように塗布し、乾燥後６００
℃で１時間焼成して、前記白金コイルを覆って酸化スズ
半導体からなるガス感応部３を設けるとともに、塩化パ
ラジウム水溶液を、前記ガス感応部３に含浸させて、前
記ガス感応部３に対してパラジウムが０．０５ｍｏｌ％
担持させた状態にして第一ガス検知素子１を得る。
【００１６】〔ガス検知実験例〕このガス検知素子１
は、図３に示すように、常温で、水素ガスに対して高い
一酸化炭素ガス選択性を有する事が分かり、さらに、こ
のガス検知素子１のガス応答性を調べると、図４に示す
ようになり、５０ｐｐｍの一酸化炭素ガスであっても約
１５分で正確な出力を得る事ができることがわかり、短
時間で常温での一酸化炭素ガス濃度を把握するのに役立
ち、実用に耐えることが分かる。また、このようなガス
検知素子１を上述のガス検知装置に用いてガス検知を行
ったところ、図５に示すような出力結果が得られ、雰囲
気の一酸化炭素ガス濃度を応答性高く検知していること
がわかり、さらに、この時の消費電力は、前記ガス検知
装置に常時電圧印加を行ってガス検知を行う場合に比べ
て極めて少なく設定されていることもわかった。
は、図３に示すように、常温で、水素ガスに対して高い
一酸化炭素ガス選択性を有する事が分かり、さらに、こ
のガス検知素子１のガス応答性を調べると、図４に示す
ようになり、５０ｐｐｍの一酸化炭素ガスであっても約
１５分で正確な出力を得る事ができることがわかり、短
時間で常温での一酸化炭素ガス濃度を把握するのに役立
ち、実用に耐えることが分かる。また、このようなガス
検知素子１を上述のガス検知装置に用いてガス検知を行
ったところ、図５に示すような出力結果が得られ、雰囲
気の一酸化炭素ガス濃度を応答性高く検知していること
がわかり、さらに、この時の消費電力は、前記ガス検知
装置に常時電圧印加を行ってガス検知を行う場合に比べ
て極めて少なく設定されていることもわかった。
【００１７】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。前記ガス検知素子として、前記パラジウム、白金、
金の少なくとも一種の貴金属の添加量を種々変更した第
一ガス検知素子を比較検討したところ図６のようになっ
た。尚、前記各貴金属の添加量における感度比は、前記
ガス検知素子の１００ｐｐｍの一酸化炭素ガスに対する
感度が最も高くなった各貴金属の添加量を、感度＝１と
してそれに対する割合（感度比）で示してある。図６よ
り、前記各貴金属の添加量は、０．５ｍｏｌ％以上１ｍ
ｏｌ％以下が特に好ましいことがわかる。
る。前記ガス検知素子として、前記パラジウム、白金、
金の少なくとも一種の貴金属の添加量を種々変更した第
一ガス検知素子を比較検討したところ図６のようになっ
た。尚、前記各貴金属の添加量における感度比は、前記
ガス検知素子の１００ｐｐｍの一酸化炭素ガスに対する
感度が最も高くなった各貴金属の添加量を、感度＝１と
してそれに対する割合（感度比）で示してある。図６よ
り、前記各貴金属の添加量は、０．５ｍｏｌ％以上１ｍ
ｏｌ％以下が特に好ましいことがわかる。
【００１８】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】本発明のガス検知装置の概略図
【図２】ガス検知素子の一部断面斜視図
【図３】ガス検知素子の温度依存ガス検知特性図
【図４】ガス検知素子の応答特性図
【図５】ガス検知素子の作動制御を示す図
【図６】ガス検知素子の貴金属添加量依存ガス検知特性
図
図
１ ガス検知素子 ２ 貴金属コイル線 ３ ガス感応部 ４ 電圧供給装置 ６ 制御機構
Claims (6)
- 【請求項１】 金、白金、パラジウムの少なくとも一種
以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下添
加してある酸化スズ半導体からなるガス感応部（３）
を、貴金属コイル線（２）を覆って設けてある熱線型半
導体式のガス検知素子（１）に対して、 被検知ガスに対して前記ガス検知素子（１）がガス選択
性を発揮する最高温度以下に前記ガス検知素子（１）の
温度を維持可能にパルス電圧を印加して、 前記パルス電圧の印加に基づくガス検知素子（１）から
の出力によって被検知ガスを検知するガス検知方法。 - 【請求項２】 金、白金、パラジウムの少なくとも一種
以上の貴金属を０．０５ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下添
加してある酸化スズ半導体からなるガス感応部（３）
を、貴金属コイル線（２）を覆って設けてある熱線型半
導体式のガス検知素子（１）を備えるとともに、そのガ
ス検知素子（１）にパルス電圧を印加自在な電圧供給装
置（４）を備え、電圧供給装置（４）によるパルス電圧
供給を、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続時間を
１０ミリ秒以下に設定するとともに、前記パルス電圧の
電圧印加（ＯＮ）持続時間と、前記パルス電圧の電圧印
加停止（ＯＦＦ）持続時間との作動時間比（ＯＮ／ＯＦ
Ｆ）を１／１００以下に設定してあるガス検知装置。 - 【請求項３】 前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続
時間を設定する第一規則と、作動時間比（ＯＮ／ＯＦ
Ｆ）を設定する第二規則とを含む所定規則に従って、前
記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）と、前記パルス電圧の
電圧印加停止（ＯＦＦ）とを、切り替え制御する制御機
構（６）を設けてある請求項２記載のガス検知装置。 - 【請求項４】 パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）持続時間
を、前記ガス検知素子（１）の温度の上昇幅を５℃以下
にする所定時間に設定してある請求項２〜３のいずれか
に記載のガス検知装置。 - 【請求項５】 前記パルス電圧を、前記ガス検知素子に
対する継続電圧印加によって、そのガス検知素子の最終
到達温度を３５０℃〜４５０℃にできる電圧に設定して
ある請求項２〜４のいずれかに記載のガス検知装置。 - 【請求項６】 前記所定規則が、前記ガス検知素子
（１）を３５０℃〜４５０℃に加熱可能にするパージ時
間を設定する第三規則を含むものである請求項３〜５の
いずれかに記載のガス検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02885996A JP3933216B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | ガス検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02885996A JP3933216B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | ガス検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222407A true JPH09222407A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3933216B2 JP3933216B2 (ja) | 2007-06-20 |
Family
ID=12260114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02885996A Expired - Lifetime JP3933216B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | ガス検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3933216B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001330578A (ja) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | New Cosmos Electric Corp | ガス検知方法及び装置 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP02885996A patent/JP3933216B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001330578A (ja) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | New Cosmos Electric Corp | ガス検知方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3933216B2 (ja) | 2007-06-20 |
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