JPH1114578A - 接触燃焼式ガスセンサおよびその温度補償素子の製造方法 - Google Patents
接触燃焼式ガスセンサおよびその温度補償素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH1114578A JPH1114578A JP16287697A JP16287697A JPH1114578A JP H1114578 A JPH1114578 A JP H1114578A JP 16287697 A JP16287697 A JP 16287697A JP 16287697 A JP16287697 A JP 16287697A JP H1114578 A JPH1114578 A JP H1114578A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コスト高や大型化の要因となる別部品が不要
で、測定ミスの発生が生じにくい、目的ガスのガス濃度
の正確な測定ができる接触燃焼式ガスセンサを提供す
る。 【解決手段】 温度補償素子と検出素子とを有する接触
燃焼式ガスセンサにおいて、温度補償素子に酸化マンガ
ンが担持されたα-アルミナ層を有する接触燃焼式ガス
センサ。
で、測定ミスの発生が生じにくい、目的ガスのガス濃度
の正確な測定ができる接触燃焼式ガスセンサを提供す
る。 【解決手段】 温度補償素子と検出素子とを有する接触
燃焼式ガスセンサにおいて、温度補償素子に酸化マンガ
ンが担持されたα-アルミナ層を有する接触燃焼式ガス
センサ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、接触燃焼式ガスセ
ンサにおいて、ガス検出に際してノイズ発生の原因とな
るアルコールに対して不感化する技術に関する。
ンサにおいて、ガス検出に際してノイズ発生の原因とな
るアルコールに対して不感化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】接触燃焼式センサは空気中の可燃性ガス
を検出するものであって、ガス漏れ警報器など広く用い
られている。しかしながら、水素やメタン・エタン等の
低沸点燃料ガスを対象としてガス漏れ検知器として用い
る場合、従来のセンサは雰囲気中のアルコール類に対し
ても感度を持つため、例えば洗浄用、あるいは拭き取り
用のアルコール類を使用した場合、あるいは、調理中の
酒類の加熱により発生したアルコール蒸気を検出して誤
報するなどの問題が生じた。
を検出するものであって、ガス漏れ警報器など広く用い
られている。しかしながら、水素やメタン・エタン等の
低沸点燃料ガスを対象としてガス漏れ検知器として用い
る場合、従来のセンサは雰囲気中のアルコール類に対し
ても感度を持つため、例えば洗浄用、あるいは拭き取り
用のアルコール類を使用した場合、あるいは、調理中の
酒類の加熱により発生したアルコール蒸気を検出して誤
報するなどの問題が生じた。
【０００３】ここで、アルコールに対して不感化させる
技術として、実公平７−１４８７５号でｘＣｕＯ・ｙＡ
ｌ2Ｏ・ｚＳｉＯ2・ｍＨ2０（ｘ＝０．９〜１．１、ｙ
＝１、ｚ＝１〜２、ｍ：９以下である）で表されるゼオ
ライト触媒を温度補償素子に用いアルコールに対して不
感化する技術が提案されている。また実公平１−２７８
６４号で、可燃性検知目的ガス以外の雑ガスに対して吸
着性を有する吸着剤をガス検知素子に取り付ける技術が
提案されている。しかしながら、前者では、温度補償素
子の長期的耐久性や周囲温度変化による影響が大きく、
欠点があった。一方、後者の吸着剤を用いる方法ではセ
ンサ外部にフィルタを取り付けるためコスト高となり、
またセンサ部の大きさが大きくなると云った問題があっ
た。
技術として、実公平７−１４８７５号でｘＣｕＯ・ｙＡ
ｌ2Ｏ・ｚＳｉＯ2・ｍＨ2０（ｘ＝０．９〜１．１、ｙ
＝１、ｚ＝１〜２、ｍ：９以下である）で表されるゼオ
ライト触媒を温度補償素子に用いアルコールに対して不
感化する技術が提案されている。また実公平１−２７８
６４号で、可燃性検知目的ガス以外の雑ガスに対して吸
着性を有する吸着剤をガス検知素子に取り付ける技術が
提案されている。しかしながら、前者では、温度補償素
子の長期的耐久性や周囲温度変化による影響が大きく、
欠点があった。一方、後者の吸着剤を用いる方法ではセ
ンサ外部にフィルタを取り付けるためコスト高となり、
またセンサ部の大きさが大きくなると云った問題があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解決する、すなわち、コスト高や大型化の要
因となる別部品が不要で、測定ミスの発生が生じにく
い、目的ガスのガス濃度の正確な測定ができる接触燃焼
式ガスセンサを提供することを目的とする。
術の欠点を解決する、すなわち、コスト高や大型化の要
因となる別部品が不要で、測定ミスの発生が生じにく
い、目的ガスのガス濃度の正確な測定ができる接触燃焼
式ガスセンサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために、従来のアルミナ系担体を用いる接触
燃焼式ガスセンサの温度補償素子の被覆層に酸化マンガ
ンを担持させることを試みた。その結果を図２及び図３
に示す。図２の横軸は被覆層におけるマンガンの重量％
である。図２により、従来のアルミナ系担体を用いる接
触燃焼式ガスセンサの温度補償素子の被覆層に酸化マン
ガンを担持させることにより、メタンガス及び水素ガス
に対する感度に影響を与えることなく、エチルアルコー
ルに対しての感度を大幅に下げることができることが判
る。
を解決するために、従来のアルミナ系担体を用いる接触
燃焼式ガスセンサの温度補償素子の被覆層に酸化マンガ
ンを担持させることを試みた。その結果を図２及び図３
に示す。図２の横軸は被覆層におけるマンガンの重量％
である。図２により、従来のアルミナ系担体を用いる接
触燃焼式ガスセンサの温度補償素子の被覆層に酸化マン
ガンを担持させることにより、メタンガス及び水素ガス
に対する感度に影響を与えることなく、エチルアルコー
ルに対しての感度を大幅に下げることができることが判
る。
【０００６】しかしながら、この方法では図３に示すよ
うな欠点があることが判った。図３は図２で検討を行っ
た各種ガスに対するセンサ出力の経時変化を示す図であ
る。図３よりこのセンサのエチルアルコールに対する感
度は徐々に高くなり、その値は使用開始１０００時間後
でも上昇を続け、そのため実用に耐えないことが判っ
た。なおこの欠点を解決するため、演算処理を行うこと
も考えられるが、信頼性の点で不安があり、また高コス
ト化の要因になるため、採用できない。本発明者等はこ
のような検討の結果、従来のアルミナ系担体を用いる接
触燃焼式ガスセンサの温度補償素子の被覆層がγ−アル
ミナからなるためこのような問題点があると考え、アル
ミナの材質について検討し、本発明に至ったものであ
る。すなわち、本発明の接触燃焼式ガスセンサは請求項
１に記載のように、温度補償素子と検出素子とを有する
接触燃焼式ガスセンサにおいて、温度補償素子が酸化マ
ンガンが担持されたα-アルミナ層を有するものである
接触燃焼式ガスセンサである構成を有する。
うな欠点があることが判った。図３は図２で検討を行っ
た各種ガスに対するセンサ出力の経時変化を示す図であ
る。図３よりこのセンサのエチルアルコールに対する感
度は徐々に高くなり、その値は使用開始１０００時間後
でも上昇を続け、そのため実用に耐えないことが判っ
た。なおこの欠点を解決するため、演算処理を行うこと
も考えられるが、信頼性の点で不安があり、また高コス
ト化の要因になるため、採用できない。本発明者等はこ
のような検討の結果、従来のアルミナ系担体を用いる接
触燃焼式ガスセンサの温度補償素子の被覆層がγ−アル
ミナからなるためこのような問題点があると考え、アル
ミナの材質について検討し、本発明に至ったものであ
る。すなわち、本発明の接触燃焼式ガスセンサは請求項
１に記載のように、温度補償素子と検出素子とを有する
接触燃焼式ガスセンサにおいて、温度補償素子が酸化マ
ンガンが担持されたα-アルミナ層を有するものである
接触燃焼式ガスセンサである構成を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】α−アルミナは、一般にベーマイ
ト形水酸化アルミニウムを１０００〜１２００℃で熱処
理を行って得られる。なお、マンガンを含む化合物と混
合する際には、粉状としたものを用いることが望まし
い。なお、本発明でα−アルミナを用いるのは、長期安
定性を考慮してのことであり、例えばγ−アルミナ等他
の結晶形のアルミナを用いると、長期使用中にガス種に
対する感度が変化してしまい、正確な測定ができなくな
るため、本発明の効果は得られない。本発明に係るガス
センサで用いる温度補償素子は例えば次のように作製す
ることができる。すなわち、マンガンを含む化合物をα
−アルミナに添加し、金属線周囲に配し、さらに酸素存
在下で熱処理することによって得ることができる。本発
明においてマンガンを含む化合物とは、硝酸マンガン、
二酸化マンガンを挙げることができる。また、その他の
物質であっても加熱によって三酸化二マンガンを形成す
るものであれば好適に用いうる。
ト形水酸化アルミニウムを１０００〜１２００℃で熱処
理を行って得られる。なお、マンガンを含む化合物と混
合する際には、粉状としたものを用いることが望まし
い。なお、本発明でα−アルミナを用いるのは、長期安
定性を考慮してのことであり、例えばγ−アルミナ等他
の結晶形のアルミナを用いると、長期使用中にガス種に
対する感度が変化してしまい、正確な測定ができなくな
るため、本発明の効果は得られない。本発明に係るガス
センサで用いる温度補償素子は例えば次のように作製す
ることができる。すなわち、マンガンを含む化合物をα
−アルミナに添加し、金属線周囲に配し、さらに酸素存
在下で熱処理することによって得ることができる。本発
明においてマンガンを含む化合物とは、硝酸マンガン、
二酸化マンガンを挙げることができる。また、その他の
物質であっても加熱によって三酸化二マンガンを形成す
るものであれば好適に用いうる。
【０００８】マンガンを含む化合物、α−アルミナ及び
少量の水、及び必要に応じてバインダーを加えて混練
し、ペースト状にして図１に示すような金属線のコイル
部に粒状になるよう被覆し、酸素存在下で熱処理する。
ここで、金属線は耐酸化性、耐久性、耐熱性、価格とを
勘案してその材質を決定するが、通常は白金を用いるこ
とが望ましい。また、酸素存在下の熱処理では、空気中
など酸素が存在する環境で６００℃以上で焼成する。な
お三酸化二マンガンは空気中５３０〜９４０℃の熱処理
で形成されることが知られている。本発明においてマン
ガンを含む化合物は求める性能に応じて適宜決定する
が、通常アルミナの重量に対してマンガンの量が１０重
量％以上であることが望ましい。なお、マンガンの量が
多すぎると、温度補償素子の被覆層の強度が低下しやす
くなるので通常３０重量％以下であることが望ましい。
なお、本発明においては、検出素子は通常の接触燃焼式
ガスセンサで用いられる材質をそのまま原料として用い
ることができる。
少量の水、及び必要に応じてバインダーを加えて混練
し、ペースト状にして図１に示すような金属線のコイル
部に粒状になるよう被覆し、酸素存在下で熱処理する。
ここで、金属線は耐酸化性、耐久性、耐熱性、価格とを
勘案してその材質を決定するが、通常は白金を用いるこ
とが望ましい。また、酸素存在下の熱処理では、空気中
など酸素が存在する環境で６００℃以上で焼成する。な
お三酸化二マンガンは空気中５３０〜９４０℃の熱処理
で形成されることが知られている。本発明においてマン
ガンを含む化合物は求める性能に応じて適宜決定する
が、通常アルミナの重量に対してマンガンの量が１０重
量％以上であることが望ましい。なお、マンガンの量が
多すぎると、温度補償素子の被覆層の強度が低下しやす
くなるので通常３０重量％以下であることが望ましい。
なお、本発明においては、検出素子は通常の接触燃焼式
ガスセンサで用いられる材質をそのまま原料として用い
ることができる。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例について具体的に説明す
る。 （温度補償素子の作製）ベーマイト形水酸化アルミニウ
ムを１１００℃で熱処理して得たα−アルミナに硝酸マ
ンガンを加え６５０℃に加熱し、三酸化二マンガンが担
持されたα−アルミナを得、これを粒径が１〜２μｍ程
度になるよう粉砕した。これに若干のアルミナ系バイン
ダー（水酸化アルミニウム）と水とを添加し、混練して
ペースト状にしたのち、図１にその外観を示す白金線
（コイル部外径：０．６ｍｍ）のコイル部を覆うように
粒状に付着させ、風乾した。その後、この白金線に通電
を行って発熱させて７００℃付近で焼き付けを行って温
度補償素子とした。
る。 （温度補償素子の作製）ベーマイト形水酸化アルミニウ
ムを１１００℃で熱処理して得たα−アルミナに硝酸マ
ンガンを加え６５０℃に加熱し、三酸化二マンガンが担
持されたα−アルミナを得、これを粒径が１〜２μｍ程
度になるよう粉砕した。これに若干のアルミナ系バイン
ダー（水酸化アルミニウム）と水とを添加し、混練して
ペースト状にしたのち、図１にその外観を示す白金線
（コイル部外径：０．６ｍｍ）のコイル部を覆うように
粒状に付着させ、風乾した。その後、この白金線に通電
を行って発熱させて７００℃付近で焼き付けを行って温
度補償素子とした。
【００１０】（検知素子の作製）白金の量が５重量％に
調製された塩化白金酸塩水溶液と、パラジウムの量が５
重量％に調製された塩化パラジウムの塩酸賛成水溶液と
を等量混合し触媒担持用水溶液を作製した。この触媒担
持用水溶液にベーマイト形水酸化アルミニウムを８５０
℃で熱処理して得られたγ−アルミナを浸漬した後濾別
して取り出し、乾燥後、若干のアルミナ系バインダー
（水酸化アルミニウム）と水とを加えて混練し、このペ
ーストを温度補償素子で用いたのと同様の白金線のコイ
ル部を覆うように粒状に付着させ、風乾後、通電して７
００℃付近で焼き付けを行って検知素子を得た。
調製された塩化白金酸塩水溶液と、パラジウムの量が５
重量％に調製された塩化パラジウムの塩酸賛成水溶液と
を等量混合し触媒担持用水溶液を作製した。この触媒担
持用水溶液にベーマイト形水酸化アルミニウムを８５０
℃で熱処理して得られたγ−アルミナを浸漬した後濾別
して取り出し、乾燥後、若干のアルミナ系バインダー
（水酸化アルミニウム）と水とを加えて混練し、このペ
ーストを温度補償素子で用いたのと同様の白金線のコイ
ル部を覆うように粒状に付着させ、風乾後、通電して７
００℃付近で焼き付けを行って検知素子を得た。
【００１１】（接触燃焼式ガスセンサの組立とその評
価）上記で得た温度補償素子及び検知素子を用いてブリ
ッジ回路を形成し、接触燃焼式ガスセンサとした。次い
でこの接触燃焼式ガスセンサの両素子をヒータにより４
００℃に保ち、水素、メタン、イソブタン及びエチルア
ルコールに対する感度を調べた。結果を図４に示す。図
４の横軸は被覆層におけるマンガンの重量％である。図
４により、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサでは、メ
タンガス及び水素ガスに対する感度に影響を与えること
なく、エチルアルコールに対しての感度を大幅に下げる
ことができることが判る。
価）上記で得た温度補償素子及び検知素子を用いてブリ
ッジ回路を形成し、接触燃焼式ガスセンサとした。次い
でこの接触燃焼式ガスセンサの両素子をヒータにより４
００℃に保ち、水素、メタン、イソブタン及びエチルア
ルコールに対する感度を調べた。結果を図４に示す。図
４の横軸は被覆層におけるマンガンの重量％である。図
４により、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサでは、メ
タンガス及び水素ガスに対する感度に影響を与えること
なく、エチルアルコールに対しての感度を大幅に下げる
ことができることが判る。
【００１２】一方、エタノールに対する感度の長期安定
性について調べた。結果を図５に示す。図５よりこのセ
ンサのエタノールに対する感度は使用開始２０時間程度
までわずかに変動するものの、その後は一定した感度と
なることが判る。なお、図５ではエタノールが０．２％
のガスを用いたが、これは非常に高濃度であり、通常の
環境であればこのセンサはエタノールに対して不感化し
ているものとして使用可能である。本発明によりこのよ
うな効果が得られる理由については下記のように考察さ
れる。すなわち、γ−アルミナを用いた場合、使用状態
における長期通電（素子温度としては４００〜５００
℃）により担体そのものがシンタリングをおこし、三酸
化二マンガンの活性点にも悪影響を及ぼしているのでは
ないかと考察される。そのためα−アルミナを用いる本
発明の構成によって、このような問題点を解消すること
ができたと推測される。なお、図６に上記温度補償素子
の被覆層の三酸化二マンガンの生成を確認するために測
定を行ったＸ線回折スペクトルを示す。
性について調べた。結果を図５に示す。図５よりこのセ
ンサのエタノールに対する感度は使用開始２０時間程度
までわずかに変動するものの、その後は一定した感度と
なることが判る。なお、図５ではエタノールが０．２％
のガスを用いたが、これは非常に高濃度であり、通常の
環境であればこのセンサはエタノールに対して不感化し
ているものとして使用可能である。本発明によりこのよ
うな効果が得られる理由については下記のように考察さ
れる。すなわち、γ−アルミナを用いた場合、使用状態
における長期通電（素子温度としては４００〜５００
℃）により担体そのものがシンタリングをおこし、三酸
化二マンガンの活性点にも悪影響を及ぼしているのでは
ないかと考察される。そのためα−アルミナを用いる本
発明の構成によって、このような問題点を解消すること
ができたと推測される。なお、図６に上記温度補償素子
の被覆層の三酸化二マンガンの生成を確認するために測
定を行ったＸ線回折スペクトルを示す。
【００１３】
【発明の効果】本発明の接触燃焼式ガスセンサは、ハウ
ジングが不要であるため低廉・コンパクトで、センサ挿
着後も点検が容易で、測定ミスの発生が生じにくく、目
的ガスのガス濃度の測定が長期に亘って正確にできる優
れたものである。
ジングが不要であるため低廉・コンパクトで、センサ挿
着後も点検が容易で、測定ミスの発生が生じにくく、目
的ガスのガス濃度の測定が長期に亘って正確にできる優
れたものである。
【図１】接触燃焼式ガスセンサで用いる導体として金属
線を示した図である。
線を示した図である。
【図２】本発明者等が検討した接触燃焼式ガスセンサの
各種ガスに対する感度を示す図である。
各種ガスに対する感度を示す図である。
【図３】図２で用いたセンサの各種ガスに対する感度の
経時変化を示す図である。
経時変化を示す図である。
【図４】本発明に係る接触燃焼式ガスセンサの各種ガス
に対する感度を示す図である。
に対する感度を示す図である。
【図５】図４で用いたセンサの各種ガスに対する感度の
経時変化を示す図である。
経時変化を示す図である。
【図６】実施例で作製した温度補償素子の被覆層の三酸
化二マンガンの生成を確認するために測定を行ったＸ線
回折スペクトルである。
化二マンガンの生成を確認するために測定を行ったＸ線
回折スペクトルである。
Claims (4)
- 【請求項１】 温度補償素子と検出素子とを有する接触
燃焼式ガスセンサにおいて、温度補償素子に酸化マンガ
ンが担持されたα-アルミナ層を有することを特徴とす
る接触燃焼式ガスセンサ。 - 【請求項２】 上記酸化マンガンが三酸化二マンガンで
あることを特徴とする請求項１に記載の接触燃焼式ガス
センサ。 - 【請求項３】 温度補償素子と検出素子とを有する接触
燃焼式ガスセンサにおいて、温度補償素子がマンガンを
含む化合物をα−アルミナに添加し、金属線周囲に配
し、さらに酸素存在下で熱処理してなるものであること
を特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。 - 【請求項４】 温度補償素子と検出素子とを有する接触
燃焼式ガスセンサの温度補償素子の製造方法において、
マンガンを含む化合物をα−アルミナに添加し、金属線
周囲に配し、さらに酸素存在下で熱処理することを特徴
とする接触燃焼式ガスセンサの温度補償素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16287697A JPH1114578A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 接触燃焼式ガスセンサおよびその温度補償素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16287697A JPH1114578A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 接触燃焼式ガスセンサおよびその温度補償素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114578A true JPH1114578A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15762955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16287697A Pending JPH1114578A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 接触燃焼式ガスセンサおよびその温度補償素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114578A (ja) |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP16287697A patent/JPH1114578A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030527 |