JPH1164264A - ガス濃度検出装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばメタンの場合に、数ｐｐｍ程度から２
０ｐｐｍ以下という低濃度域に於けるガスを定量的且つ
再現性良く、検出することができるガス濃度検出方法を
得る。 【解決手段】 濃度検出対象のメタンが含有される被検
出ガスが導入されるセンサ室２内に、メタンとの接触に
より電気抵抗が変化する酸化スズ半導体を有する半導体
型ガスセンサ６を備え、センサの電気抵抗の変化を検出
して、可燃性ガスの濃度を検出するガス濃度検出装置１
を構成するに、被検出ガスをセンサ室２に導く導入路４
に、被検出ガス内の水蒸気分を導入路外へ奪うととも
に、センサ室２への可燃性ガスの移流を許容して、露点
０℃以下に除湿する除湿装置２０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検出ガス中に含
まれる可燃性ガスの濃度を検出するガス濃度検出技術に
関するものであり、例えば数ｐｐｍオーダーの低濃度域
のガス濃度を、好適に検出するガス濃度検出技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガス濃度の検出技術に関して、可燃性ガ
スの代表例であるメタンを例に採って、以下、説明す
る。メタンのガス濃度検出にあっては、所謂、酸化物半
導体である酸化スズをガス検知部に備え、メタンガスの
ガス検知部への接触による抵抗変化を検出して、濃度を
検出する。ここで、従来、検出対象とされていたガス濃
度は、数１０ｐｐｍから％オーダーの濃度域である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さて、発明者らのグル
ープは、一般環境中のメタン濃度を検出して環境保護に
役立てようとするプロジェクトに参画する機会があっ
た。このプロジェクトは、湿原地帯から大気中に発生す
るメタンの濃度を個別に検出しようとするものであり、
検出対象となるメタン濃度領域は、数ｐｐｍ域から２０
ｐｐｍ域程度である。しかしながら、従来、このような
低濃度域のメタンガスを信頼性の高い状態で定量性良く
検出することは、積極的に考えておらず、技術的に解決
すべき問題を含有するものであった。即ち、このような
濃度域においては、センサ感度が小さいために、メタン
に対する感度域が、機器のノイズレベルとなってしま
い、ガスを識別検知できなかった。このような状況を図
５、６に基づいて説明する。図５、図６は、共に、本願
が対象とするメタンガスのガス濃度域に於ける感度（空
気中に於けるセンサの抵抗値Ｒ₀と、メタンガスがｐｐ
ｍオーダで含まれているセンサの抵抗値Ｒの比である抵
抗変化率Ｒ／Ｒ₀）を示したものであり、図５が、所
謂、基板上に薄膜型のガス検知部を備えた薄膜タイプ
（このセンサの代表例は、特公平６−４３９７８があ
る）の結果を、図６が、所謂、焼結体球型のガス検知部
を備えた焼結タイプ（このセンサの代表例はフィガロ技
研社製ＴＧＳ８４２がある）の結果を示したものであ
る。これらの図において、黒三角印が従来型の除湿装置
なしの結果を示しており、●印が本願の構成に従った場
合（除湿装置あり）の結果を示している。さらに、これ
らの図面において、太線で示されているのが、検出に於
けるノイズレベルである。これらの図面を参照すること
により、従来型の構成にあっては、メタンに対する感度
がノイズレベル内もしくはその近傍にあり、十分な識別
検知ができなかったことが判る。そこで本発明の目的
は、例えばメタンの場合には、数ｐｐｍ程度から２０ｐ
ｐｍ以下という低濃度域に於けるガスを定量的且つ再現
性良く、検出することができるガス濃度検出方法を得る
とともに、このような方法を使用するガス濃度検出装置
を得ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による濃度検出対象の可燃性ガスが含有される
被検出ガスが導入されるセンサ室内に、前記可燃性ガス
との接触により電気抵抗が変化する半導体型ガスセンサ
を備え、前記半導体型ガスセンサの電気抵抗の変化を検
出して、前記被検出ガスに含有される可燃性ガスの濃度
を検出するガス濃度検出装置の特徴構成は、被検出ガス
をセンサ室に導く導入路に、被検出ガス内の水蒸気を導
入路外へ奪うとともに、センサ室への可燃性ガスの移流
を許容して除湿する除湿装置を備えることにある。発明
者らは、低濃度域に於ける可燃性ガスのガス感度を上昇
させることに関して、鋭意、研究を行った結果、所謂、
半導体をガス検知部に備えたガスセンサにあっては、湿
度が低い程、ガス感度が向上することを見出して、本願
を完成した。また、この効果は、低濃度の検知対象ガス
程顕著となる。したがって、ガス濃度検出装置として
は、ガスセンサが配設されるセンサ室に、被検出ガスを
導く導入路に除湿装置を備えることで、低濃度域に於け
るガスセンサの感度を上げることができ、低濃度域を検
出対象としても、ガス濃度を定量性よく検出できるよう
になった。

【０００５】さて、酸化スズ半導体をガス検知部に備え
た半導体型ガスセンサをセンサ室内に備えたものを使用
して、数ｐｐｎから２０ｐｐｍ以下のメタン濃度を、検
出対象とする場合に、除湿装置が、センサ室へ導入され
る被検出ガスの露点を０℃以下にするものであることが
好ましい。センサ室に導入される被検出ガスの露点を０
℃以下とすることで、従来のノイズレベルに対して可燃
性ガスに対するセンサ感度が高い状態で、検出を行える
ためである。この構成にあっては、従来、検出対象外と
されていた、ｐｐｍオーダーから２０ｐｐｍ程度までの
メタンガス濃度を、定量的且つ再現性良く、検出でき
る。因みに、湿原地帯に於ける地上のメタン濃度は、４
ｐｐｍといった値であり、この濃度域を検出できること
が、非常に有用である。

【０００６】さて、半導体型ガスセンサとしては、基板
上に２０μｍ以下の薄膜状に形成された半導体からなる
ガス検知部を備えて構成される薄膜型のセンサを使用す
ることが好ましい。半導体型ガスセンサは、高湿度雰囲
気下より低湿度雰囲気下の方が湿度変化に影響されやす
い特徴を持っている。このため半導体型ガスセンサと除
湿装置とを組み合わせた場合には、可燃性ガスとセンサ
の化学反応によって発生する水分の影響を受けやすくな
り、これがガス検出時の電気抵抗変化の収束性を悪化さ
せる原因になる。しかしながら、所謂薄膜タイプで、そ
の膜厚が２０μｍ以下のものにあっては、この収束性の
悪化の程度がかなり抑えられる。従って、除湿をおこな
う場合にあっては、所定膜厚以下の膜状のガス検知部を
有する薄膜タイプのセンサを使用することが好ましい。

【０００７】本願にあっては、可燃性ガスとの接触によ
り電気抵抗が変化する半導体型ガスセンサを使用して、
被検出ガスに含有される前記可燃性ガスの濃度を検出す
るガス検出方法として、可燃性ガス濃度が２０ｐｐｍ以
下の低濃度域検出を対象とする場合に、被検出ガスから
水蒸気分を除去する除湿操作を行った後、除湿済の前記
被検出ガスを前記半導体型ガスセンサと接触させて可燃
性ガス濃度の検出をおこなうガス濃度検出方法を提案す
るものである。この方法を採用することにより、数ｐｐ
ｍオーダから２０ｐｐｍ程度までの低下濃度域の濃度検
出を、定量性よく、再現性よくおこなうことができる。

【０００８】また、酸化スズ半導体をガス検知部に備え
た半導体型ガスセンサを使用して、前記可燃性ガスとし
てのメタンの濃度を検出する場合に、除湿操作にあっ
て、被検出ガスの露点を０℃以下にして、ガス濃度検出
をおこなうことが好ましい。この構成を採用することに
より、これまで検出が不可能と考えられている数ｐｐｍ
オーダのメタンガス濃度を検出可能となるためである。

【０００９】さらに、前記半導体型ガスセンサとして、
基板上に膜厚２０μｍ以下の薄膜状に形成された半導体
からなるガス検知部を備えた薄膜型センサを使用するこ
とが好ましい。本願のように低濃度域の検出を行いたい
場合、除湿操作が必要となるが、この操作を行うと、焼
結タイプ、薄膜タイプともに、除湿操作を伴わない場合
と比較して、その応答速度に鈍化が見られる。しかしな
がら、このような鈍化は、焼結タイプにもので著しく、
薄膜タイプのものにあっては、従来型の除湿を行わない
ものに相当する状態を、膜厚を所定値以下とすることに
より確保できる。即ち２０μｍ以下とするのである。こ
のようにすることにより、除湿操作により発生し易い応
答性能の鈍化の問題を薄膜タイプのものを採用すること
により、解決できる。

【００１０】このように除湿をおこなう場合にあって、
半導体型ガスセンサが配設されるセンサ室内への被検出
ガスの導入路に、被検出ガス内の水蒸気を導入路外へ奪
うとともに、センサ室への前記可燃性ガスの移流を許容
して除湿する除湿装置を備え、水蒸気を導入路外へ導出
して、除湿をおこなうことが好ましい。このようにして
おくと、実質上、水分を検出系外へ導くこととなり、結
果的にセンサ近傍の湿度状態を、長期に渡って、安定的
に低い湿度状態に維持することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本願のガス濃度検出装置及びガス
濃度検出方法に関して、以下、図面を参照しながら説明
する。図１は、本願のガス濃度検出装置１の概略基本構
成を示している。装置１は、濃度検出対象の可燃性ガス
が含有される被検出ガスが導入されるセンサ室２と、こ
のセンサ室２に被検出ガスを導入するための吸引ポンプ
３を備えた導入路４とを備えて構成されている。前記セ
ンサ室２内には、可燃性ガスとの接触により電気抵抗が
変化する半導体型ガスセンサ５が備えられており、セン
サ室２内に導入された可燃性ガスがガスセンサのガス検
知部６に接触することにより、この部位６の電気抵抗が
変わることとなる。この半導体型ガスセンサの検出端７
は、このセンサの電気抵抗を計測するための検知回路の
所定部位８に接続されており、この検知回路８に備えら
れる出力端９からの出力を計測することで、センサの抵
抗値を得ることができる。

【００１２】図３に、半導体型ガスセンサ５の一例とし
て使用する、薄膜タイプのセンサ基本構成を説明的に記
載するとともに、検知回路８の要部基本構成を示した。
同図に示すように、このタイプのセンサは、所謂、酸化
物半導体（具体的には、メタンを濃度検出対象とする場
合は酸化スズ）の薄膜からなるガス検知部６を加熱可能
なシリコンウエハー基板１０上に備えて構成されてお
り、薄膜６上に一対の白金櫛形薄膜電極１１を備えると
ともに、基板１０の裏面側に加熱用の薄膜ヒータ１２を
備える構成とされている。ここで、この薄膜の膜厚は、
２０μｍ以下、好適には１０μｍ以下程度である。この
薄膜形成にあたっては、例えば、基板を酸素及び水蒸気
を含む雰囲気中で１０００℃で２時間加熱して表面にＳ
ｉＯ ₂絶縁層を形成させた後、平行平板型高周波マグネ
トロンスパッタリング装置を使用し、ＳｎＯ₂焼結体を
ターゲット材として蒸着操作をおこなって得ることがで
きる（蒸着条件等に関しては、特公平６−４３９７４に
詳しいため省略する）。薄膜ヒータ１２の端子は、加熱
用電源１３に接続されることで、センサを３５０℃〜４
５０℃程度のガス検知温度に維持するように構成されて
いる。一方、前記一対の白金櫛形薄膜電極１１は、抵抗
検出用の回路に接続されており、この回路に備えられる
負荷抵抗１４間の出力を検出することで、ガス検知部６
の抵抗値を得ることができる。勿論、図示するこの構造
は、最も、基本的な構成であり、一対の検出端を所謂ホ
ーイストンブリッジの一部に組み込み、センサの抵抗値
を得ることもできる。このようにして得られた抵抗値出
力Ｒは、空気中に於ける同一構成の半導体型ガスセンサ
（図外）の抵抗値出力Ｒ₀との関係において処理され、
先に説明した感度（抵抗変化率Ｒ／Ｒ₀）として、出力
できるように構成されている。

【００１３】以上の説明にあっては、薄膜タイプの半導
体型ガスセンサ５について説明したが、所謂、焼結タイ
プのものも、本願にあっては使用できる。即ち、図４に
示すように、コイル状のヒータ１５を内部に備えたアル
ミナチューブ１６外表面に、一対のリード線１７付の金
電極１８を備え、その表面に酸化物半導体（先の例にな
らう場合は酸化スズ）の塊状（具体的には円筒状）の焼
結体部１９（この部位が所謂ガス検知部６となる）を備
えた構成のものにあっても、リード線１７の両端からの
出力により、電気抵抗の変化を検出することができる。
さらに、焼結タイプのものにあっては、図示は省略する
が、所謂、バルク状（薄板直方体状）のガス検知部を備
えて、これを構成することもできる。但し、いずれの構
成の場合にあっても、濃度検出対象の可燃性ガスが、ガ
ス検知部に接触することにより、センサの電気抵抗が変
化し、この抵抗変化を検出することとなり、予め得られ
ている図５、図６に対応するような、ガス濃度と感度
（Ｒ／Ｒ₀）との関係指標（ルックアップテイブル等）
に基づいて、ガス濃度の導出をおこなうことができる。
さて、以上が、半導体型ガスセンサ５を使用したセンサ
室２内にある可燃性ガスの濃度検出の原理であるが、本
願の検出装置１は、比較的低濃度域に於けるガス濃度を
定量性、再現性よく検出しようとする。従って、この目
的から、本願の検出装置１には、被検出ガスをセンサ室
２に導く導入路４に、この被検出ガス内の水蒸気を導入
路４から導入路外へ奪うとともに、センサ室２への可燃
性ガスの移流を許容して除湿する除湿装置２０が備えら
れている。除湿装置２０の詳細構成を図２に示した。こ
の除湿装置２０の具体的構造は、装置内に複数の中空糸
２１を備えたものであり、被検出ガス入口２２から複数
の中空糸内部に導入された被検出ガスが、装置被検出ガ
ス出口２３に導かれるように構成されている。一方、こ
の中空糸２１の外空間２４には、除湿済の被検出ガスが
パージガス供給路２５を介して圧力調整を伴って導入さ
れる構成とされるとともに、空間内のガスがパージガス
排気路２６から排気される構成とされている。ここで、
この中空糸２１は水蒸気選択透過機能を有するフッ素樹
脂から構成されており、水蒸気の透過を糸内外間で許容
するとともに、酸素、窒素、本願の場合はメタンの透過
を抑制するものである。従って、被検出ガス中の水蒸気
はパージガス側へ移流され、被検出ガスの除湿をおこな
うことができる。ここで、本願の場合は、パージガスの
圧力調整によって、センサ室側へ送られる被検出ガスの
露点を少なくとも０℃以下に調整する。センサ室２にお
いては、被検出ガスの露点が０℃以下とされるため、後
にも図５の●線に基づいて説明するように、数ｐｐｍか
ら２０ｐｐｍ程度までの低能域を、ノイズレベルを問題
とすることなく検出することができる。さらに、この例
のように、図１、図３に示すように薄膜タイプのセンサ
を使用する場合は、メタンガス濃度に対する感度の線形
性が良好に保たれるため、濃度検知を定量性良く、おこ
なうことができる。感度の再現性も良好であった。

【００１４】以下に、本願のガス濃度検出方法の有用性
を検証するために、発明者らが行った実験例について説
明する。実験項目を先ず箇条書きする。 １ 除湿装置を使用する場合と使用しない場合との低濃
度域に於けるセンサ感度 イ 薄膜タイプの半導体型ガスセンサに関するもの ロ 焼結タイプの半導体型ガスセンサに関するもの ２ 被検出ガスの露点とセンサ感度の関係 ３ 除湿装置を備える場合に於ける応答性 イ 薄膜タイプの半導体型ガスセンサに関するもの ロ 焼結タイプの半導体型ガスセンサに関するもの ４ 薄膜タイプの半導体型ガスセンサの膜厚と収束時間
の関係

【００１５】以下、それぞれの検討結果について、図面
に基づいて説明する。 １ 除湿装置を使用する場合と使用しない場合との低濃
度域に於けるセンサ感度 この検討結果を先に説明したように、図５、図６に示し
た。これらの図面において、縦軸は、センサの感度（空
気中に於けるセンサの抵抗値Ｒ₀と、メタンガスがｐｐ
ｍオーダで含まれているセンサの抵抗値Ｒの比である抵
抗変化率Ｒ／Ｒ₀）を示し、横軸は、メタンガス濃度
（ｐｐｍ）を示している。●印が除湿装置を働かせて被
検出ガスの露点が−２０℃に低下させられているものに
対応しており、黒三角印が除湿装置を働かせない、従来
構造の場合に対応している。この場合、被検出ガスの露
点は１３℃程度となっている。 イ 薄膜タイプの半導体型ガスセンサに関するもの このタイプのセンサの結果が、図５に示されている。除
湿をおこなわないものと比較して、除湿をおこなうもの
は大きく感度が変化（絶対値は小さくなる）しており、
少なくとも 数ｐｐｍから２０ｐｐｍ程度まで定量性よ
く検出できることが判る。また、この例にあっては、濃
度変化に対する感度変化の線形性が十分に確保されるた
め、抵抗値検出後の情報処理系は簡便な構成ですみ、信
頼性の高いデータが得られるものとなっている。 ロ 焼結タイプの半導体型ガスセンサに関するもの このタイプのセンサの結果が、図６に示されている。除
湿をおこなわないものと比較して、除湿をおこなうもの
は大きく感度が変化しており、少なくとも 数ｐｐｍか
ら２０ｐｐｍ程度まで定量性よく検出できることが判
る。

【００１６】２ 被検出ガスの露点とセンサ感度の関係 上記の薄膜タイプの半導体型ガスセンサを使用する場合
に関して、被検出ガスの露点と、感度との関係を図７に
示した。メタンガスの濃度は、本願が対象とする低濃度
域でほぼ中心的な濃度である１０ｐｐｍとした。結果、
被検出ガスの露点が低下するに従って、同濃度のガスに
関する感度の変化大きく、露点を０℃以下にすること
で、この程度の濃度のメタンガスをノイズから分離して
検出可能となることが判る。この露点に関しては、これ
が、−１０℃以下とされると、さらに好ましいく、この
露点の下限に関しては、低ければ低い方が好ましいが、
実質上、除湿装置で除去可能な湿度がその限界となる。

【００１７】３ 除湿装置を備える場合に於ける応答性 図８、図９に、１０ｐｐｍのメタンガスに対して、除湿
装置を作動させて、被検出ガスの除湿を、ほぼ、露点が
−２０℃程度となるまでおこなった場合のセンサ出力の
応答状況を示した。これらの図面において、横軸は時間
であり、縦軸は応答率（１００％応答に対する出力の割
合）を示している。また、一点鎖線が除湿を行った場合
（露点−２０℃）の、実線が除湿を行わない場合（露点
１３℃）の結果に対応するものである。これら図面を参
照すると、除湿をおこなう場合と行わない場合とで、応
答性能に関しては、除湿をおこなう場合の方が応答が若
干、遅れることがあることが判る。 イ 薄膜タイプの半導体型ガスセンサに関するもの 図８に先に説明した薄膜タイプの結果を示した。除湿を
行わない場合と比較して、若干の遅れを認めることがで
きるが、ほぼ、遜色無い程度であり、実用的でる。 ロ 焼結タイプの半導体型ガスセンサに関するもの 図９に先に説明した焼結タイプの結果を示した。除湿を
行わない場合と比較して、かなりの遅れを認めることが
できる。この点に関しては、焼結タイプは不利である。
以下の表１に、１０ｐｐｍのメタンガス導入１０分後の
抵抗変化を、１００％として抵抗変化がそれぞれ６０
％、９０％、９５％になる時間の比較結果を示した。

【００１８】

【表１】 この例にあっても、先に述べた状態が起こっていること
が判る。

【００１９】４ 薄膜タイプの半導体型ガスセンサの膜
厚と収束時間の関係 以上の応答性の結果から、薄膜タイプのセンサにおい
て、応答の収束時間の変化状況を、薄膜の膜厚との関係
から検討した。一般に薄膜タイプにあっては、応答時間
は、膜厚に依存するものとなるため、このような検討を
行ったものである。結果の整理にあたっては、図９の縦
軸に示すように、９５％応答時間と９０％応答時間との
差を取ることにより、その収束時間の長・短を調べるも
のとした。同図において、横軸はμｍ単位の膜厚（ガス
検知部の膜厚）である。結果、収束時間は膜厚の減少と
ともに減少して、膜厚２０μｍ以下程度で、下限値に収
束する傾向を示す。従って、薄膜タイプを使用する場合
は、膜厚２０μｍ以下のものを使用することが実用的か
つ収束時間の短いものを得ることができることが判る。
膜厚としては、１０μｍ以下程度が最適である。膜厚の
下限は抵抗値を検出可能な限界の膜厚といえる。

【００２０】〔別実施の形態例〕本願の別実施の形態例
に関して以下説明する。 １ 本願が適応できる半導体型ガスセンサの例 上記の実施形態にあっては、ガス検知部の構成材料とし
て、これが酸化スズからなるものである例について説明
したが、このような構成材料としては、酸化亜鉛、酸化
タングステン、酸化チタン、酸化鉄、酸化マグネシウ
ム、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化
バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化クロム等の所謂金
属酸化物を使用したものを使用しても、各金属酸化物に
対応する可燃性ガスの濃度検出にあって、低濃度域で、
有効に働くことができる。従って、上記のメタンの他、
エタン、プロパン、ブタン等の炭化水素類、水素等を含
む所謂、可燃性ガスに対して本願の技術思想は有効に適
応できる。 ２ 上記の実施の形態にあっては、水蒸気を選択的に透
過する中空糸を内部に備えた除湿装置を使用して、濃度
測定時に、常時、導入路外へ水蒸気を奪って、除湿をす
る構成とすることにより、センサ室内の湿度を、好適に
低湿度のものとした。しかしながら、感度の増加を図り
たい場合、このような好適な構造をとることなく、例え
ば水分の吸脱着を繰り返しながら、半導体型センサの近
傍から湿度を奪う構成を採用していおけば、本願が目的
とする低濃度域での可燃性ガス濃度の検出をおこなうこ
とが可能となる。 ３ 上記の実施の形態例にあっては、導入路４から除湿
装置２０に除湿済の被検出ガスを送るのにパージガス供
給路２５を介してガスを送る構成としたが、センサ室２
からの排気を、パージ用に除湿装置２０のパージガス入
口に導き、パージガス供給路２５を省略することとして
もよい。この場合は、パージガス供給路２５が省略でき
るため、装置全体をコンパクトにすることができる。 ４ 上記の実施の形態例にあっては、被検出ガスが、常
時、除湿装置２０を通過する構成としたが、吸引ポンプ
３からセンサ室２への導入経路の構築にあたって、除湿
装置２０を通る経路と、これをバイパスする経路とを設
けておき、従来通りの比較的濃度の高い状態の検出をお
こなう場合にあっては、バイパス路を介して被検出ガス
をセンサ室へ、所定濃度以下と成った場合に、上記のよ
うに除湿装置２０を介する経路を通過する経路を経るよ
うに切り換え自在に構成しておいてもよい。この場合
は、高濃度域にあっては、除湿装置２０による圧損が問
題となることがないため、広い濃度範囲を検出対象とし
ながら、その装置負荷を低減した状態で装置の運転をお
こなうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願のガス濃度検出装置の概略構成を示す図

【図２】除湿装置の詳細断面図

【図３】薄膜タイプの半導体型ガスセンサの基本構成の
説明図

【図４】焼結タイプの半導体型ガスセンサの例示構成図

【図５】薄膜タイプの半導体型ガスセンサの低濃度域に
於けるセンサ感度を示す図

【図６】焼結タイプの半導体型ガスセンサの低濃度域に
於けるセンサ感度を示す図

【図７】薄膜タイプの半導体型ガスセンサに於ける露点
（湿度）と感度の関係を示す図

【図８】薄膜タイプの半導体型ガスセンサの応答性能を
示す図

【図９】焼結タイプの半導体型ガスセンサの応答性能を
示す図

【図１０】薄膜タイプの半導体型ガスセンサの膜厚と収
束時間の関係を示す図

【符号の説明】

１ ガス濃度検出装置 ２ センサ室 ４ 導入路 ５ 半導体型ガスセンサ ６ ガス検知部 ２０ 除湿装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濃度検出対象の可燃性ガスが含有される
   被検出ガスが導入されるセンサ室内に、前記可燃性ガス
   との接触により電気抵抗が変化する半導体型ガスセンサ
   を備え、前記半導体型ガスセンサの電気抵抗の変化を検
   出して、前記被検出ガスに含有される可燃性ガスの濃度
   を検出するガス濃度検出装置であって、 前記被検出ガスを前記センサ室に導く導入路に、前記被
   検出ガス内の水蒸気を導入路外へ奪うとともに、前記セ
   ンサ室への前記可燃性ガスの移流を許容して除湿する除
   湿装置を備えたガス濃度検出装置。
2. 【請求項２】 酸化スズ半導体をガス検知部に備えた半
   導体型ガスセンサを備え、２０ｐｐｍ以下の前記可燃性
   ガスとしてのメタンガスの濃度を検出対象とし、前記除
   湿装置が、前記センサ室へ導入される被検出ガスの露点
   を０℃以下にする請求項１記載のガス濃度検出装置。
3. 【請求項３】 前記半導体型ガスセンサが、膜厚が２０
   μｍ以下で、基板上に薄膜成形されたガス検知部を備え
   た薄膜タイプのものである請求項１または２記載のガス
   濃度検出装置。
4. 【請求項４】 可燃性ガスとの接触により電気抵抗が変
   化する半導体型ガスセンサを使用して、被検出ガスに含
   有される前記可燃性ガスの濃度を検出するガス検出方法
   であって、 可燃性ガス濃度が２０ｐｐｍ以下の低濃度域検出を対象
   とする場合に、 前記被検出ガスから水蒸気を除去する除湿操作を行った
   後、除湿済の前記被検出ガスを前記半導体型ガスセンサ
   と接触させて可燃性ガス濃度の検出をおこなうガス濃度
   検出方法。
5. 【請求項５】 酸化スズ半導体をガス検知部に備えた半
   導体型ガスセンサを使用して、前記可燃性ガスとしての
   メタンの濃度を検出する場合に、前記除湿操作にあっ
   て、前記被検出ガスの露点を０℃以下にする請求項４記
   載のガス濃度検出方法。
6. 【請求項６】 前記半導体型ガスセンサとして、基板上
   に膜厚が２０μｍ以下に形成された薄膜状の半導体から
   なるガス検知部を備えた薄膜タイプのセンサを使用する
   請求項４、５のいずれか１項記載のガス濃度検出方法。
7. 【請求項７】 前記除湿操作をおこなうに、前記半導体
   型ガスセンサが配設されるセンサ室内への前記被検出ガ
   スの導入路に、前記被検出ガス内の水蒸気を導入路外へ
   奪うとともに、前記センサ室への前記可燃性ガスの移流
   を許容して除湿する除湿装置を備え、水蒸気を導入路外
   へ導出して、除湿をおこなう請求項４、５、６のいずれ
   か１項記載のガス濃度検出方法。