JPH0989835A - Cleaning method for carbon monoxide sensor - Google Patents

Cleaning method for carbon monoxide sensor

Info

Publication number
JPH0989835A
JPH0989835A JP7247899A JP24789995A JPH0989835A JP H0989835 A JPH0989835 A JP H0989835A JP 7247899 A JP7247899 A JP 7247899A JP 24789995 A JP24789995 A JP 24789995A JP H0989835 A JPH0989835 A JP H0989835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
carbon monoxide
time
voltage
polarization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7247899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3275939B2 (en
Inventor
Takashi Kono
隆志 河野
Akifumi Tanda
亮史 反田
Kazu Mochizuki
計 望月
Hiromasa Takashima
裕正 高島
Kazutoshi Yasugata
和俊 安形
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Gas Co Ltd
Yazaki Corp
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Gas Co Ltd, Yazaki Corp filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
Priority to JP24789995A priority Critical patent/JP3275939B2/en
Publication of JPH0989835A publication Critical patent/JPH0989835A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3275939B2 publication Critical patent/JP3275939B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the aging of a solid electrolytic carbon monoxide sensor, i.e., the increase of H2 /CO ratio, deterioration of response and fluctuation of air base, by applying a voltage between the electrodes of solid electrolytic carbon monoxide sensor for a predetermined time and then performing heat-up processing. SOLUTION: The voltage being applied between the electrodes of a sensor must have same polarity as the electromotive force being generated between the electrodes of sensor. The applying voltage is 1-5V and when it is required to shorten the applying time, a voltage of 4-5V is applied thus obtaining sufficient effect through processing of 4-15sec. An applying voltage higher than 5V may cause damage on stabilization zirconia. A sensor deuterated through long term use is applied with voltages of 1, 3, 5V for 10sec (polarization) in order to lower the sensitivity of carbon monoxide thus enhancing the S/N ratio relatively. This effect is especially eminent when polarization is carried out with applying voltage of 5V.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一酸化炭素センサ
のクリーニング方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for cleaning a carbon monoxide sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一酸化炭素センサとしては現在様々なも
のが実用化されており、それらは工程管理、安全管理等
の分野で幅広く使われている。これらのうち、内燃機関
等の燃焼排ガスの不完全燃焼を検知する一酸化炭素セン
サとして用いることができるものとしては半導体式セン
サ及び接触燃焼式センサが挙げられる。その中でも、半
導体式センサは試料ガス中の酸素濃度や水分率が変化す
ると正確に測定できないと云う欠点を有するため、通
常、接触燃焼式センサが用いられている。しかし、一般
に燃焼機関排ガスの場合、その負荷変動に伴い、燃焼排
ガス温度が数十〜数百℃の間で変動する。このような試
料ガスの温度変化に対応するため接触燃焼式センサにお
いても、極めて厳密な温度補正を行う必要がある。
2. Description of the Related Art Various carbon monoxide sensors have been put into practical use at present and are widely used in fields such as process control and safety control. Among these, semiconductor type sensors and catalytic combustion type sensors can be used as carbon monoxide sensors that detect incomplete combustion of combustion exhaust gas from internal combustion engines and the like. Among them, the contact sensor is usually used because the semiconductor sensor has a drawback that it cannot be accurately measured when the oxygen concentration or the water content in the sample gas changes. However, in general, in the case of combustion engine exhaust gas, the combustion exhaust gas temperature fluctuates in the range of several tens to several hundreds of degrees Celsius as the load changes. In order to cope with such a temperature change of the sample gas, it is necessary to perform extremely strict temperature correction even in the catalytic combustion type sensor.

【0003】そのため上記問題点を解決するものとし
て、固体電解質(酸素イオン伝導体)を用いた排ガス用
不完全燃焼検知センサの開発が進められている(特公昭
58−4985号公報等)。図1にこのような固体電解
質型一酸化炭素センサの断面図を示す。なお図1におい
て中央にはセンサの断面図、その両側の図はセンサ電極
付近の反応を解説する原理説明図である。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, development of an incomplete combustion detection sensor for exhaust gas using a solid electrolyte (oxygen ion conductor) is underway (Japanese Patent Publication No. 58-4985). FIG. 1 shows a cross-sectional view of such a solid electrolyte type carbon monoxide sensor. It should be noted that in FIG. 1, the center is a cross-sectional view of the sensor, and the drawings on both sides thereof are explanatory diagrams of the principle for explaining the reaction in the vicinity of the sensor electrode.

【0004】図中符号1a及び1bは多孔質白金電極、
2は可燃性ガス酸化触媒層、3は酸素イオン導電性を有
する安定化ジルコニア(以下「YSZ」とも云う)で、
アルミナ層4を介してヒーター5によってその導電性に
最適な温度に加温されている。
In the figure, reference numerals 1a and 1b are porous platinum electrodes,
2 is a combustible gas oxidation catalyst layer, 3 is a stabilized zirconia having oxygen ion conductivity (hereinafter also referred to as "YSZ"),
A heater 5 heats the alumina layer 4 to a temperature optimum for its conductivity.

【0005】ここで、このようなセンサを一酸化炭素ガ
スを含む雰囲気においた場合、電極1aに接した一酸化
炭素は電極1aに吸着されている酸素と結合して二酸化
炭素となる。一方電極1bの周囲には可燃性ガス酸化触
媒層2が存在するため、雰囲気中の一酸化炭素はその触
媒層2によって酸化されて二酸化炭素となってしまい電
極1bに達することはない。このような電極表面におけ
る酸化反応の有無により、これら電極1a及び1bの間
に、センサの置かれた雰囲気の一酸化炭素濃度に応じた
起電力が生じる。この起電力を測定することにより雰囲
気中の一酸化炭素濃度を検知することができる。
Here, when such a sensor is placed in an atmosphere containing carbon monoxide gas, carbon monoxide in contact with the electrode 1a is combined with oxygen adsorbed on the electrode 1a to form carbon dioxide. On the other hand, since the combustible gas oxidation catalyst layer 2 exists around the electrode 1b, carbon monoxide in the atmosphere is oxidized by the catalyst layer 2 to carbon dioxide and does not reach the electrode 1b. Depending on the presence or absence of such an oxidation reaction on the electrode surface, an electromotive force corresponding to the carbon monoxide concentration in the atmosphere where the sensor is placed is generated between the electrodes 1a and 1b. By measuring this electromotive force, the concentration of carbon monoxide in the atmosphere can be detected.

【0006】なお、一般に燃焼排ガス中には水素ガスな
どの可燃性気体が微量残存することが多いが、上記の固
体電解質型一酸化炭素センサは水素ガスに対してもノイ
ズとして感度を有する。センサを長期間使用すると、セ
ンサのS/N比が低下する。このS/N比の低下につい
て図2を用いて説明する。図2は1000ppmの一酸
化炭素を含有する空気を試料ガスとしたときのセンサ出
力値(信号)に対する1000ppmの水素を含有する
空気を試料ガスとしたときのセンサ出力値(ノイズ)の
比率(H2 /CO比)の経時変化を示す図である。な
お、図2中2種の符号で示されているデータは、共に同
種の固体電解質型一酸化炭素センサであるが作製ロット
が異なる2つセンサによる結果である。
In general, a small amount of combustible gas such as hydrogen gas often remains in combustion exhaust gas, but the above-mentioned solid electrolyte type carbon monoxide sensor has sensitivity to hydrogen gas as noise. If the sensor is used for a long time, the S / N ratio of the sensor decreases. This decrease in S / N ratio will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the ratio (H) of the sensor output value (noise) when the air containing 1000 ppm of hydrogen is used as the sample gas to the sensor output value (signal) when the air containing 1000 ppm of carbon monoxide is used as the sample gas. FIG. 2 is a diagram showing a change over time of ( 2 / CO ratio). Note that the data indicated by the two symbols in FIG. 2 are the results of two sensors of the same type of solid electrolyte type carbon monoxide sensor but of different production lots.

【0007】また、長期の使用により、上記S/N比の
低下以外にも応答性の劣化と云う問題が生じる。ここで
その応答性の劣化について図3を用いて説明する。図3
は1000、1500、2000及び3000ppmの
一酸化炭素を含有する空気をそれぞれ試料ガスとして、
10分ごとに一酸化炭素を含まない空気と交互に、固体
電解質型一酸化炭素センサに接触させたときのセンサ出
力を示す図である。一酸化炭素を含有するガスと接触さ
せた直後から徐々に出力は上昇するが10分後でも安定
しないことが判る。(なお、新しいセンサの場合にはこ
の出力値は1〜2分程度で安定する。) なお、上記一酸化炭素の代わりに水素ガスを含有する空
気を接触させたときの同様の出力の変化を示した図を図
4に示すが、水素の場合には長期間使用して劣化したセ
ンサにおいても応答性が良好で、接触開始1分程度でほ
ぼ安定することが判る。
[0007] In addition, the long-term use causes a problem other than the decrease in the S / N ratio, that is, a decrease in responsiveness. Here, the deterioration of the response will be described with reference to FIG. FIG.
Are air containing 1000, 1500, 2000 and 3000 ppm of carbon monoxide as sample gases, respectively.
It is a figure which shows the sensor output at the time of making it contact with the solid electrolyte type carbon monoxide sensor alternately with the air which does not contain carbon monoxide every 10 minutes. It can be seen that the output gradually increases immediately after contact with the gas containing carbon monoxide, but is not stable even after 10 minutes. (In the case of a new sensor, this output value is stabilized in about 1 to 2 minutes.) Note that a similar change in output when air containing hydrogen gas is brought into contact instead of carbon monoxide is used. As shown in FIG. 4, it can be seen that in the case of hydrogen, the responsiveness is good even with a sensor that has been used for a long period of time and deteriorated, and it is almost stable within about one minute from the start of contact.

【0008】或いは、長期使用の結果、図5に示される
ようなエアベース(一酸化炭素及び水素共に含有しない
空気を試料ガスとして用いたときの出力値)が変動して
しまい、その結果測定値の補正が必要となると云った問
題もあった。なお、この補正を自動的に行わせようとす
ると、コスト上昇及び装置の大型化を引き起こす。
Alternatively, as a result of long-term use, the air base (output value when air containing neither carbon monoxide nor hydrogen is used as a sample gas) as shown in FIG. There is also a problem that the correction of is necessary. If the correction is to be performed automatically, the cost and the size of the apparatus will increase.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、固体電解質
型一酸化炭素センサの経時変化、即ち、H2 /CO比の
上昇、応答性の劣化、エアベースの変動を防止すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent a change over time of a solid electrolyte type carbon monoxide sensor, that is, an increase in the H 2 / CO ratio, deterioration of responsiveness, and fluctuation of an air base. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の固体電解質型一
酸化炭素センサのクリーニング方法は、上記課題を解決
するため、請求項1に記載のように、固体電解質型一酸
化炭素センサのクリーニング方法において、センサの電
極間に電圧を一定時間印加する構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for cleaning a solid electrolyte type carbon monoxide sensor according to the present invention is, as set forth in claim 1, a method for cleaning a solid electrolyte type carbon monoxide sensor. In the above, there is a configuration in which a voltage is applied between the electrodes of the sensor for a certain period of time.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明において、センサの電極間
に印加する電圧はセンサ電極間に発生する起電力と同極
性にして印加する必要がある。そのときの印加電圧は1
〜5V、この印加時間を短くする必要がある場合には、
4〜5Vの電圧印加を行えば、4〜15秒程度の処理に
より充分な効果が得られる。なお、このとき5V超の電
圧を印加することは安定化ジルコニアを損傷することが
あるので注意が必要である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, the voltage applied between the electrodes of the sensor must be applied with the same polarity as the electromotive force generated between the sensor electrodes. The applied voltage at that time is 1
~ 5V, if it is necessary to shorten this application time,
If a voltage of 4 to 5 V is applied, a sufficient effect can be obtained by processing for about 4 to 15 seconds. At this time, applying a voltage of more than 5 V may damage the stabilized zirconia, so care must be taken.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

〔分極処理の効果:実施例1〕図6に、長期間使用して
劣化したセンサに対し1、3及び5Vの電圧による10
秒間の電圧印加処理(「分極処理」とも云う)を行い、
その前後の固体電解質型一酸化炭素センサにおける10
00ppmの一酸化炭素ガスを含有する空気に対するセ
ンサ出力(信号値)の差、及び、同様に分極処理前後の
1000ppmの水素を含有する空気に対するセンサ出
力(ノイズ)の差の調査結果を示す。図6より明らか
に、分極処理によって、一酸化炭素に対するセンサ出力
が増加し、水素に対する感度が減少するため、相対的に
S/N比が向上することが理解できる。特にこの効果は
印加電圧を5Vとして分極処理を行った際に著しい。
[Effects of polarization treatment: Example 1] FIG. 6 shows that a sensor deteriorated after a long period of use is affected by a voltage of 1, 3 and 5 V.
Voltage application process (also called "polarization process") for 2 seconds,
10 before and after the solid electrolyte type carbon monoxide sensor
FIG. 5 shows the results of investigation of the difference in sensor output (signal value) with respect to air containing 00 ppm carbon monoxide gas, and the difference in sensor output (noise) with air containing 1000 ppm hydrogen before and after the polarization treatment. It is apparent from FIG. 6 that the polarization processing increases the sensor output with respect to carbon monoxide and decreases the sensitivity with respect to hydrogen, so that the S / N ratio is relatively improved. In particular, this effect is remarkable when polarization processing is performed with an applied voltage of 5V.

【0013】また、分極処理によって一酸化炭素に対す
る応答性も改良される。すなわち、図3で示したように
一酸化炭素に対する応答性が劣化してしまったセンサに
上記分極処理(印加電圧:5V、印加時間10秒)を行
った直後にその応答性を調べた結果を図7に示す。この
ように本発明に係る分極処理による応答性の改善効果は
明らかである。なお、図8には、このときの水素ガスに
対する応答性を示した。(これらの測定方法はそれぞれ
図3及び図4の場合と同様である。)
Further, the response to carbon monoxide is also improved by the polarization treatment. That is, the result of examining the response immediately after performing the above-mentioned polarization treatment (applied voltage: 5 V, application time: 10 seconds) on the sensor whose response to carbon monoxide has deteriorated as shown in FIG. As shown in FIG. Thus, the effect of improving the responsiveness by the polarization treatment according to the present invention is apparent. FIG. 8 shows the response to hydrogen gas at this time. (These measuring methods are the same as those in FIGS. 3 and 4, respectively.)

【0014】〔分極処理の効果の持続性〕ここで、分極
処理による効果の持続性について述べる。図9は100
0ppmの一酸化炭素を含有する空気を試料ガスとした
ときの出力値の経時変化を示す図である(分極処理条
件、印加電圧:5V、印加時間:10秒)。なお、各符
号はそれぞれ違う製造ロットの固体電解質型一酸化炭素
センサでの結果を示す。また、図10は1000ppm
の水素を含有する空気を試料ガスとしたときの出力値の
経時変化を表す図である。なおこの図10における各符
号は、図9における同符号のセンサによる結果を示す。
[Persistence of Effect of Polarization Treatment] Here, the persistence of the effect of the polarization treatment will be described. FIG. 9 shows 100
It is a figure which shows the time-dependent change of the output value when air containing 0 ppm carbon monoxide is used as a sample gas (polarization processing conditions, applied voltage: 5 V, applied time: 10 seconds). In addition, each code | symbol shows the result in the solid electrolyte type carbon monoxide sensor of a different manufacturing lot. FIG. 10 shows 1000 ppm
FIG. 5 is a diagram illustrating a change over time of an output value when hydrogen-containing air is used as a sample gas. Each symbol in FIG. 10 indicates a result obtained by the sensor having the same symbol in FIG.

【0015】これら図9及び図10から理解されるよう
に、分極処理後3時間は感度及びS/N比ともに良好で
あるが、その後性能が低下する。そのため、分極処理は
5時間以内を目処に周期的に行うことによって、センサ
を常に良好な状態に保つことができることが判った。
As can be understood from FIGS. 9 and 10, the sensitivity and the S / N ratio are good for 3 hours after the polarization treatment, but the performance decreases thereafter. Therefore, it was found that the sensor can always be kept in a good condition by periodically performing the polarization treatment within 5 hours.

【0016】ここで5V・10秒の分極処理を30分ご
とに行った場合の、S/N比の安定性を図11に示し
た。これは、1000ppmの一酸化炭素を含む空気に
よるセンサ出力値に対する1000ppmの水素を含む
空気によるセンサ出力値の比率を示したものである。図
中2種の符号は異なるロットのセンサによる結果を示
す。このように、本発明に係る分極処理を行うことでセ
ンサのS/N比を長期間に亘って安定させることができ
ることが判った。このことにより、本発明により測定値
の信頼性を高め、或いは、センサの寿命を延ばすことが
できることが明らかである。
FIG. 11 shows the stability of the S / N ratio when the polarization treatment of 5 V for 10 seconds is performed every 30 minutes. This shows the ratio of the sensor output value of air containing 1000 ppm of hydrogen to the sensor output value of air containing 1000 ppm of carbon monoxide. In the figure, two types of symbols indicate results obtained by sensors of different lots. Thus, it has been found that the S / N ratio of the sensor can be stabilized over a long period of time by performing the polarization processing according to the present invention. This makes it clear that the present invention can increase the reliability of the measured values or extend the life of the sensor.

【0017】〔分極処理直後のエアーベースの変動に対
する対策:実施例2〕上記のような分極電圧印加処理に
よって、センサはクリーニングされるが、そのときエア
ーベースが変動する。図12において、「分極処理の
み」の曲線により示されるように、10秒間の分極処理
後、エアーベースが著しく低下し、定常状態に復帰する
まで数分(ここでは8分)を要することが判った。一般
に一酸化炭素検知器は1分程度のインターバルで測定で
きることが要求されるため、このエアーベースの速やか
な安定が求められる。
[Measures Against Fluctuation of Air Base Immediately after Polarization: Second Embodiment] The sensor is cleaned by the above-described polarization voltage application process, but the air base fluctuates at that time. In FIG. 12, as shown by the curve of "polarization only", it was found that after the polarization treatment for 10 seconds, the air base was significantly lowered and it took several minutes (here, 8 minutes) to return to the steady state. Was. Generally, a carbon monoxide detector is required to be able to measure at intervals of about one minute, so that the air base is required to be quickly stabilized.

【0018】検討の結果、分極処理終了後直ちにセンサ
のヒーター電圧を通常より増加してヒートアップ処理を
行うことでエアーベースを直ちに復帰させることができ
ることが判った。図12には、センサの作動温度である
400℃において10秒間の分極処理後、センサ温度を
600℃に上昇させて20秒保ち、再度400℃に戻し
たときのエアーベースの変動の様子を併せて示してあ
る。この図より明らかなように、ヒートアップ処理によ
って15秒程度でエアーベースが定常状態に復帰する。
ヒートアップ温度は測定時の温度、即ち作動温度より高
く、かつ、500〜600℃であると充分な効果が得ら
れる。なお、このようなヒートアップ処理を行っても前
記分極処理の効果が損なわれたり、減少したりすること
はない。
As a result of the study, it was found that the air base can be immediately returned by increasing the heater voltage of the sensor and performing the heat-up process immediately after the completion of the polarization process. FIG. 12 also shows how the air base fluctuates when the sensor temperature is raised to 600 ° C. for 20 seconds after being polarized for 10 seconds at the sensor operating temperature of 400 ° C. and then returned to 400 ° C. again. Is shown. As is clear from this figure, the heat-up process returns the air base to the steady state in about 15 seconds.
When the heat-up temperature is higher than the temperature at the time of measurement, that is, the operating temperature, and 500 to 600 ° C., a sufficient effect can be obtained. Even if such heat-up treatment is performed, the effect of the polarization treatment is not impaired or reduced.

【0019】〔一酸化炭素検知器への応用:実施例3〕
図13に本発明に係る一酸化炭素検知器の基本構成図を
示す。電源回路αの起動により装置全体に電源が供給さ
れるが、このとき、まずタイマー回路β1 が起動する。
タイマー回路β1 は起動と同時に、ヒーター用定電圧回
路γ3 を起動してセンサーを測定時の温度、すなわち作
動温度(350〜500℃)に保つとともに、電極印加
回路γ1を起動してセンサδに分極電圧を印加する。一
定時間後これら電圧回路γ1 及びγ3の動作を終了させ
るとともにタイマー回路β2 を起動し、同時に自らの動
作を終了する。
[Application to carbon monoxide detector: Example 3]
FIG. 13 shows a basic configuration diagram of the carbon monoxide detector according to the present invention. Power is supplied to the entire device by activation of the power supply circuit α, but at this time, the timer circuit β1 is activated first.
At the same time as the timer circuit β1 is activated, the constant voltage circuit γ3 for the heater is activated to keep the sensor at the measurement temperature, that is, the operating temperature (350 to 500 ° C), and the electrode application circuit γ1 is activated to polarize the sensor δ. Apply voltage. After a certain period of time, the operations of these voltage circuits γ1 and γ3 are terminated and the timer circuit β2 is activated, and at the same time, the operation of itself is terminated.

【0020】タイマー回路β2 は起動するとヒートアッ
プ用定電圧回路γ2 を起動してセンサδのヒーターをヒ
ートアップして、すなわち、作動温度より高い温度(5
00〜600℃)に保つ。一定時間後電源回路γ2 の動
作を終了させるとともにタイマーβ3 を起動し、同時に
自らの動作を終了する。
When the timer circuit β2 is activated, the constant voltage circuit γ2 for heat-up is activated to heat up the heater of the sensor δ, that is, a temperature higher than the operating temperature (5
(0 to 600 ° C). After a certain period of time, the operation of the power supply circuit γ2 is ended, the timer β3 is started, and at the same time, the operation of itself is ended.

【0021】また、タイマー回路β3 には、ヒーター用
定電圧回路γ3 センサーを作動温度に保つ時間がセット
されている。起動後直ちにセンサ検出回路εを起動し、
そのセットされた時間の経過後タイマーβ1 を起動さ
せ、同時に、センサ検出回路εの動作を終了させるとと
もに自らの動作を終了する。なお、タイマー回路β3 に
よるタイマー回路β1の起動によって上記一連の動作は
繰り返される。センサ検出回路εは、起動から一定時間
後センサの出力を計測する。
Further, in the timer circuit β3, a time for keeping the heater constant voltage circuit γ3 sensor at the operating temperature is set. The sensor detection circuit ε is activated immediately after activation,
After the lapse of the set time, the timer β1 is started, and at the same time, the operation of the sensor detection circuit ε is ended and the operation of itself is ended. The above series of operations is repeated by the activation of the timer circuit β1 by the timer circuit β3. The sensor detection circuit ε measures the output of the sensor after a lapse of a certain time from the start.

【0022】なお、本発明に係る一酸化炭素検知器にお
いて、一酸化炭素センサの電極間に電圧を一定時間印加
する手段とは、上記タイマー回路β1 及び電極印加回路
γ1から構成される。また本発明に係る一酸化炭素検知
器において、一酸化炭素センサの温度を一定時間、測定
時より高い温度に保つ手段とは、上記タイマー回路β2
及びヒートアップ用定電圧回路γ2 によって構成されて
いる。
In the carbon monoxide detector according to the present invention, the means for applying a voltage between the electrodes of the carbon monoxide sensor for a certain period of time is composed of the timer circuit β1 and the electrode application circuit γ1. Further, in the carbon monoxide detector according to the present invention, the means for keeping the temperature of the carbon monoxide sensor at a temperature higher than that at the time of measurement for a certain time is the timer circuit β2.
And a constant voltage circuit γ2 for heat-up.

【0023】次に本発明に係る一酸化炭素検知器につい
て具体的に説明する。センサは図1に示す固体電解質型
一酸化炭素センサを用いた。そのセンサの上面図を図1
4に示す。センサの電極1a及び1bとセンサの隅に設
けられた接続用端子部6とがそれぞれ白金からなるリー
ド線7によって接続されている。このセンサは取り扱い
しやすいように図15に示すようにフェノール樹脂製の
台座8に固定されている。なお、図15中4本の導電性
のピン9が図示されているが、このうち2本が上記セン
サ電極1a及び1bに接続されているもので、残りの2
本はセンサ内部のヒーターに接続されているものであ
る。
Next, the carbon monoxide detector according to the present invention will be specifically described. As the sensor, the solid electrolyte type carbon monoxide sensor shown in FIG. 1 was used. A top view of the sensor is shown in Figure 1.
4 shows. The electrodes 1a and 1b of the sensor and the connecting terminal portions 6 provided at the corners of the sensor are connected by lead wires 7 made of platinum, respectively. This sensor is fixed to a pedestal 8 made of phenolic resin as shown in FIG. 15 for easy handling. Although four conductive pins 9 are shown in FIG. 15, two of them are connected to the sensor electrodes 1a and 1b, and the remaining two pins are used.
The book is connected to the heater inside the sensor.

【0024】次に本発明に係る一酸化炭素検知器の回路
図を図16に示す。センサ11のセンサ部の出力は増幅
回路15を介してマイクロプロセッシングユニット(以
下「MPU」と云う)13のA/Dコンバーター付きの
入力ポート13i に接続されている。またこのセンサ部
には分極処理のための電圧印加用電源12がスイッチS
w のオンによって接続可能となっている。このスイッチ
Sw はMPU13からその出力ポートO3 (符号13o
c)によって制御可能となっている。一方、センサ11
のヒーター部11b には作動温度用電源14l 及びヒー
トアップ用電源14hが接続されている。これら電源1
4l及び14hはMPUの出力ポートO1 及びO2 (符号
13oa及び13ob)によって選択的に作動するようにな
っている。
Next, a circuit diagram of the carbon monoxide detector according to the present invention is shown in FIG. The output of the sensor section of the sensor 11 is connected to an input port 13i with an A / D converter of a microprocessing unit (hereinafter referred to as "MPU") 13 via an amplifier circuit 15. In addition, a power source 12 for voltage application for polarization processing is provided in the sensor section with a switch S.
Connection is possible when w is turned on. This switch Sw is connected from the MPU 13 to its output port O3 (reference numeral 13o).
It can be controlled by c). On the other hand, the sensor 11
An operating temperature power source 14l and a heat-up power source 14h are connected to the heater section 11b. These power sources 1
4l and 14h are selectively activated by the output ports O1 and O2 of the MPU (reference numerals 13oa and 13ob).

【0025】また、MPU13には、以上の他、CPU
(符号13cp)、ROM(符号13ro)、RAM(符号
13ra)、及び、測定結果を表示するLCD16にデー
タを出力する出力ポートO4 (符号13od)等がある。
In addition to the above, the MPU 13 has a CPU.
(Reference numeral 13cp), ROM (reference numeral 13ro), RAM (reference numeral 13ra), and an output port O4 (reference numeral 13od) for outputting data to the LCD 16 for displaying the measurement result.

【0026】RAM内には、予めROM内に書き込まれ
ている定数a、b、c及びdによって分極処理時間を制
御するタイマI 、ヒートアップ処理を制御するタイマI
I、ヒートアップ処理終了後測定開始までの時間を制御
するタイマIII 、及び、測定開始後次の分極処理を行う
までの時間を制御するタイマIVなどがある。一方、RO
M内には上記定数の他、センサの補正定数或いは制御プ
ログラムなどが予め用意されている。
In the RAM, the timer I for controlling the polarization processing time and the timer I for controlling the heat-up processing by the constants a, b, c and d written in the ROM in advance.
I, a timer III that controls the time from the end of the heat-up process to the start of measurement, and a timer IV that controls the time from the start of measurement to the next polarization process. On the other hand, RO
In M, in addition to the above constants, a sensor correction constant or a control program is prepared in advance.

【0027】上記検知器は図17のタイムチャートに従
って動作する。即ち、電源オンと同時にタイマI が初期
化後動作を開始し、上記スイッチSw がオンとなり分極
処理が開始され、またヒーター部11b は作動電温度用
電源14l により作動温度まで昇温される。時間aの経
過後、タイマIIが初期化後起動され、同時にスイッチS
w がオフとなって分極処理が中止される。またヒートア
ップ用電源14h によってヒーター部11b がヒートア
ップされる。
The detector operates according to the time chart of FIG. That is, when the power is turned on, the timer I starts operation after initialization, the switch Sw is turned on to start the polarization process, and the heater section 11b is heated to the operating temperature by the operating temperature power supply 14l. After the lapse of time a, the timer II is started after initialization and at the same time the switch S
w turns off and the polarization process is stopped. Further, the heater section 11b is heated by the heating power source 14h.

【0028】タイマIIの計測時間が時間bに達した後、
タイマIII が初期化後起動され、同時にヒートアップ用
電源14h の動作が止められて、ヒーター部11b には
作動温度用電源14l によって作動温度に保たれる。タ
イマIII の計測時間が時間cに達したとき、タイマIVが
初期化後起動される。その後タイマIVの計測時間が時間
dに達するまで、センサ11のセンサ部11aの出力は
増幅回路15を経てA/Dコンバーター付きの入力ポー
ト13I からMPU13に入力され、必要に応じて演算
されて、算出された一酸化炭素濃度値がMPU13の出
力ポートO4 からLCD16に出力されて表示される。
タイマIVの計測時間が時間dに達すると、再びタイマI
が初期化されて上記動作を順次繰り返す。このような一
酸化炭素検知器を用いることにより、使用者はただ電源
投入するだけで、常に安定した正確な測定値を得ること
ができる。
After the time measured by the timer II reaches the time b,
The timer III is started after initialization, and at the same time, the operation of the heat-up power source 14h is stopped, and the heater portion 11b is kept at the operating temperature by the operating temperature power source 14l. When the time measured by the timer III reaches the time c, the timer IV is initialized and then started. After that, until the time measured by the timer IV reaches the time d, the output of the sensor unit 11a of the sensor 11 is input to the MPU 13 from the input port 13I with the A / D converter via the amplifier circuit 15, and is calculated as necessary. The calculated carbon monoxide concentration value is output from the output port O4 of the MPU 13 to the LCD 16 and displayed.
When the measurement time of timer IV reaches time d, timer I is restarted.
Are initialized and the above operation is sequentially repeated. By using such a carbon monoxide detector, the user can always obtain stable and accurate measured values by simply turning on the power.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明により、長期に亘って、S/N比
の高い安定した正確な一酸化炭素測定を行うことが可能
となった。また、センサの一酸化炭素濃度の変化に対す
る応答性が大幅に向上するため、安全管理等に応用した
場合に効果が大きい。同時に、センサ寿命を延ばすこと
ができるので、ランニングコストの削減が可能となると
共にセンサ交換等の手間を防止することができる。
According to the present invention, stable and accurate carbon monoxide measurement with a high S / N ratio can be carried out for a long period of time. Further, the responsiveness of the sensor to changes in the carbon monoxide concentration is significantly improved, which is very effective when applied to safety management and the like. At the same time, since the sensor life can be extended, it is possible to reduce the running cost and prevent the trouble of replacing the sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】固体電解質型一酸化炭素センサの断面図及びそ
の原理説明図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid electrolyte type carbon monoxide sensor and an explanatory view of its principle.

【図2】センサの一酸化炭素による出力値に対する水素
ガスによる出力値の比率の経時変化を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a change over time in the ratio of the output value of hydrogen gas to the output value of carbon monoxide of the sensor.

【図3】劣化したセンサの一酸化炭素に対する応答性を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the response of a deteriorated sensor to carbon monoxide.

【図4】劣化したセンサの水素に対する応答性を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing the response of a deteriorated sensor to hydrogen.

【図5】センサ出力のエアベースの経時変化を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a change over time of an air base of a sensor output.

【図6】分極処理の電圧の違いによる一酸化炭素に対す
る感度、及び水素に対する感度の変化を示す図である。
FIG. 6 is a graph showing changes in sensitivity to carbon monoxide and sensitivity to hydrogen depending on the difference in voltage of the polarization treatment.

【図7】分極処理を行ったセンサの一酸化炭素に対する
応答性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the response of a polarized sensor to carbon monoxide.

【図8】分極処理を行ったセンサの水素に対する応答性
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the response of a polarization-treated sensor to hydrogen.

【図9】1000ppmの一酸化炭素を含有する空気を
試料ガスとしたときの出力値の経時変化を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a change over time of an output value when air containing 1000 ppm of carbon monoxide is used as a sample gas.

【図10】1000ppmの水素を含有する空気を試料
ガスとしたときの出力値の経時変化を表す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a change over time of an output value when air containing 1000 ppm of hydrogen is used as a sample gas.

【図11】分極処理を定期的に行ったときのS/N比の
経時変化を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a change over time of the S / N ratio when a polarization process is performed periodically.

【図12】分極処理によるエアーベースの変動及びヒー
トアップ処理の効果を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the effect of air base fluctuation and heat-up processing due to polarization processing.

【図13】本発明に係る一酸化炭素検知器の基本構成図
である。
FIG. 13 is a basic configuration diagram of a carbon monoxide detector according to the present invention.

【図14】固体電解質型一酸化炭素センサの上面図であ
る。
FIG. 14 is a top view of a solid electrolyte type carbon monoxide sensor.

【図15】センサの台座への固定状態を示す図(斜視
図)である。
FIG. 15 is a diagram (perspective view) showing a state where the sensor is fixed to the pedestal.

【図16】本発明に係る一酸化炭素検知器の回路図であ
る。
FIG. 16 is a circuit diagram of a carbon monoxide detector according to the present invention.

【図17】図16の一酸化炭素検知器の動作のタイムチ
ャートである。
FIG. 17 is a time chart of the operation of the carbon monoxide detector of FIG. 16.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b 多孔質白金電極 2 可燃性ガス酸化触媒層 3 安定化ジルコニア 4 アルミナ層 5 ヒーター 6 接続用端子部 7 リード線 8 台座 9 ピン 11 センサ 11a センサ部 11b ヒーター部 12 電圧印加用電源 13 MPU 14l 作動温度用電源 14h ヒートアップ用電源 15 増幅回路 16 LCD 1a, 1b Porous platinum electrode 2 Combustible gas oxidation catalyst layer 3 Stabilized zirconia 4 Alumina layer 5 Heater 6 Connection terminal part 7 Lead wire 8 Pedestal 9 Pin 11 Sensor 11a Sensor part 11b Heater part 12 Voltage application power supply 13 MPU 14l Operating temperature power supply 14h Heat-up power supply 15 Amplifying circuit 16 LCD

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年4月22日[Submission date] April 22, 1996

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 計 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 矢崎計器株 式会社内 (72)発明者 高島 裕正 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 矢崎計器株 式会社内 (72)発明者 安形 和俊 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 矢崎計器株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mochizuki Total 23 Kashima, Minamata-cho, Futamachi, Shizuoka Prefecture Yazaki Keiki Co., Ltd. 72) Inventor Kazutoshi Agata 23 Yazaki Keiki Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質型一酸化炭素センサのクリー
ニング方法において、センサの電極間に電圧を一定時間
印加することを特徴とする固体電解質型一酸化炭素セン
サのクリーニング方法。
1. A method for cleaning a solid electrolyte type carbon monoxide sensor, which comprises applying a voltage between electrodes of the sensor for a certain period of time.
【請求項2】 上記の電圧印加後、センサ温度を一定時
間、測定時より高い温度に保つことを特徴とする請求項
2に記載の固体電解質型一酸化炭素センサのクリーニン
グ方法。
2. The method for cleaning a solid electrolyte type carbon monoxide sensor according to claim 2, wherein the sensor temperature is maintained at a temperature higher than that during measurement for a certain period of time after the voltage application.
【請求項3】 固体電解質型一酸化炭素センサを有する
一酸化炭素検知器において、センサの電極間に電圧を一
定時間印加する手段を有することを特徴とする一酸化炭
素検知器。
3. A carbon monoxide detector having a solid electrolyte type carbon monoxide sensor, comprising a means for applying a voltage for a predetermined time between electrodes of the sensor.
【請求項4】 上記一酸化炭素センサを一定時間、測定
時より高い温度に保つ手段を有することを特徴とする特
徴とする請求項3に記載の一酸化炭素検知器。
4. The carbon monoxide detector according to claim 3, further comprising means for keeping the carbon monoxide sensor at a temperature higher than that at the time of measurement for a certain period of time.
JP24789995A 1995-09-26 1995-09-26 Cleaning method for carbon monoxide sensor Expired - Fee Related JP3275939B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24789995A JP3275939B2 (en) 1995-09-26 1995-09-26 Cleaning method for carbon monoxide sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24789995A JP3275939B2 (en) 1995-09-26 1995-09-26 Cleaning method for carbon monoxide sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0989835A true JPH0989835A (en) 1997-04-04
JP3275939B2 JP3275939B2 (en) 2002-04-22

Family

ID=17170226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24789995A Expired - Fee Related JP3275939B2 (en) 1995-09-26 1995-09-26 Cleaning method for carbon monoxide sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3275939B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11304750A (en) * 1998-04-17 1999-11-05 Ngk Spark Plug Co Ltd Method for controlling detector and sensor
JP2002303602A (en) * 2001-04-03 2002-10-18 Tokyo Yogyo Co Ltd Method and instrument for solid electrolytic hydrogen/ steam measurement utilizing hydrogen pump
JP2013205069A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Osaka Gas Co Ltd Electrochemical gas sensor, selective detection method of co and h2, and modification method of electrochemical gas sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11304750A (en) * 1998-04-17 1999-11-05 Ngk Spark Plug Co Ltd Method for controlling detector and sensor
JP2002303602A (en) * 2001-04-03 2002-10-18 Tokyo Yogyo Co Ltd Method and instrument for solid electrolytic hydrogen/ steam measurement utilizing hydrogen pump
JP2013205069A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Osaka Gas Co Ltd Electrochemical gas sensor, selective detection method of co and h2, and modification method of electrochemical gas sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3275939B2 (en) 2002-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10318979A (en) Gas sensor
JPH01277751A (en) Measuring device of concentration of nox
US7445698B2 (en) Gas concentration detecting apparatus
JP2009507225A (en) Nitrogen oxide gas sensor and method
JP2005024561A (en) Measuring device for monitoring residual oxygen in exhaust gas
US20120006692A1 (en) Solid electrolyte gas sensor for measuring various gas species
JP6234568B2 (en) Gas sensor for detecting nitrogen oxides and method of operating such a gas sensor
US6638405B2 (en) Gas sensor and method of manufacturing the same
US5034107A (en) Method for sensing nitrous oxide
JP3275939B2 (en) Cleaning method for carbon monoxide sensor
JP4175767B2 (en) Gas analyzer and calibration method thereof
US20040129562A1 (en) Low impedance oxygen sensor and associated methods
JPH08201336A (en) Electrochemical gas sensor and driving method thereof
JP2004205357A (en) Detection method of gas concentration
JP3308624B2 (en) Hydrocarbon sensor
US9304101B1 (en) Method of sensor conditioning for improving signal output stability for mixed gas measurements
JPH11237298A (en) Gas leakage measurement and alarm device
US4326318A (en) Electrode-active oxygen monitor
JP3343883B2 (en) Cleaning method for carbon monoxide sensor and carbon monoxide detector
JPH11304752A (en) Carbon monoxide sensor and its aging method
JP3658285B2 (en) Carbon monoxide sensor and carbon monoxide concentration meter
JPH0361851A (en) Method and apparatus for measuring types and densities of atmospheric components
JP2772330B2 (en) Initial stabilization method of solid electrolyte type carbon dioxide sensor and solid electrolyte type carbon dioxide detection device
JP3139672B2 (en) Carbon monoxide concentration measuring method and measuring instrument
JPH116816A (en) Detecting and driving method for carbon monoxide gas

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20011225

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080208

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090208

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090208

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100208

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100208

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208

Year of fee payment: 11

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208

Year of fee payment: 11

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees