JPS60120239A - 熱線形半導体式ガス検知装置 - Google Patents
熱線形半導体式ガス検知装置Info
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- JPS60120239A JPS60120239A JP22853383A JP22853383A JPS60120239A JP S60120239 A JPS60120239 A JP S60120239A JP 22853383 A JP22853383 A JP 22853383A JP 22853383 A JP22853383 A JP 22853383A JP S60120239 A JPS60120239 A JP S60120239A
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- Japan
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- gas detecting
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/14—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
- G01N27/18—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by changes in the thermal conductivity of a surrounding material to be tested
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気伝導を利用して還元性ガス及び酸化性ガス
を検知する熱線形半導体式ガス検知装置に関する。
を検知する熱線形半導体式ガス検知装置に関する。
従来この種のガス検知装置は、ガス検出素子と温度補償
素子を直列二辺とし、他の直列二辺の抵抗素子とを並列
に接続したブリッジ回路を構成し、ガス検出素子がガス
吸着により電気伝導度を変化する特性を利用してこの変
化を電気的に取出すことによりガスを検出する。
素子を直列二辺とし、他の直列二辺の抵抗素子とを並列
に接続したブリッジ回路を構成し、ガス検出素子がガス
吸着により電気伝導度を変化する特性を利用してこの変
化を電気的に取出すことによりガスを検出する。
ガス検出素子は、高温で酸化しにくい金属線でできた熱
線条の上に金属酸化物半導体例えば５ｎ０２ 、ＺｎＯ
のガス吸着部を塗布焼結して構成する。
線条の上に金属酸化物半導体例えば５ｎ０２ 、ＺｎＯ
のガス吸着部を塗布焼結して構成する。
一方温度補償素子は、この熱線条上に金属酸化物半導体
の吸着部を塗布し、更にその上にガスに応答しない材料
例えば酸化クロムを塗布焼結して構成する。
の吸着部を塗布し、更にその上にガスに応答しない材料
例えば酸化クロムを塗布焼結して構成する。
しかし、ガス検出素子はガスを吸着する材料で、一方の
補償素子はガスを吸着しない材料、すなわち互に異物質
の素子で構成されているため画素子の熱伝導度が異なる
。従って画素子を被検ガス中にさらし、被検ガスの温度
を変えると十分な温度補償をすることができず、測定誤
差が大きい欠点があった。
補償素子はガスを吸着しない材料、すなわち互に異物質
の素子で構成されているため画素子の熱伝導度が異なる
。従って画素子を被検ガス中にさらし、被検ガスの温度
を変えると十分な温度補償をすることができず、測定誤
差が大きい欠点があった。
本発明は、こうした従来の欠点を除去し、高精度な温度
補償が行なえることにより分給ｐｐｍの還元性及び酸化
性ガスを高精度で検知することのできる熱線形半導体式
ガス検知装置を提供することを目的とする。
補償が行なえることにより分給ｐｐｍの還元性及び酸化
性ガスを高精度で検知することのできる熱線形半導体式
ガス検知装置を提供することを目的とする。
以下図面について詳細に説明する。
第１図及び第２図は本発明の一実施例であり、この発明
を実施した熱線形半導体式ガス検知装置の一例を第１図
について説明する。
を実施した熱線形半導体式ガス検知装置の一例を第１図
について説明する。
図の１．１′の入力端子に直流又は交流の電源を接き、
その両端子間にカス検知素子及び温度補償素子とを直列
二辺として接続し、他の直列二辺の抵抗素子３，３′を
上記直列二辺の素子に並列に接続しブリッジ回路を構成
する。
その両端子間にカス検知素子及び温度補償素子とを直列
二辺として接続し、他の直列二辺の抵抗素子３，３′を
上記直列二辺の素子に並列に接続しブリッジ回路を構成
する。
図の出力端子２．２′には電位差計を接続しメータの振
れよりガスを検知する。
れよりガスを検知する。
カス検知素子は白金線のような耐熱耐腐食性の線をコイ
ル状に巻いた熱線条４に金属酸化物半導体５を塗布焼結
して構成する。
ル状に巻いた熱線条４に金属酸化物半導体５を塗布焼結
して構成する。
温度補償素子は、上記と同じ熱線条４に電気絶縁材料を
薄く塗布して更にその上に金属酸化物半導体５′を塗布
焼結して構成づる。
薄く塗布して更にその上に金属酸化物半導体５′を塗布
焼結して構成づる。
これを動作するには、電源より入力端子に直流又は交流
の電圧を印加しガス検知素子及び温度補償素子を２０Ｃ
Ｐ乃至５００℃に加熱し零点調整器（不図示）によりブ
リッジ回路の零点を調整し平衡状態にする。
の電圧を印加しガス検知素子及び温度補償素子を２０Ｃ
Ｐ乃至５００℃に加熱し零点調整器（不図示）によりブ
リッジ回路の零点を調整し平衡状態にする。
ガス検知素子を被検ガスにさらす前の清浄空気中におい
て、ｎ型金属酸化物半導体は、解離吸着酸素が電導電子
を捕捉し負電荷吸着している。この状態て半導体と熱線
との合成電気抵抗が一定になっている。温度補償素子に
ついても同様に一定の抵抗値になっている。
て、ｎ型金属酸化物半導体は、解離吸着酸素が電導電子
を捕捉し負電荷吸着している。この状態て半導体と熱線
との合成電気抵抗が一定になっている。温度補償素子に
ついても同様に一定の抵抗値になっている。
この状態でブリッジ回路の零点調整が行なわれ、ブリッ
ジからの出力を平衡状態にする。
ジからの出力を平衡状態にする。
次にカス検知素子を被検カスにさらすと、被検カスが半
導体に吸着する。被検ガスが例えば還元性ガスの場合に
は半導体の電導電子が増大し、電気抵抗値が減少する。
導体に吸着する。被検ガスが例えば還元性ガスの場合に
は半導体の電導電子が増大し、電気抵抗値が減少する。
この結果、半導体と検知用熱線との合成電気抵抗値が減
少する。被検ガスが酸化性ガスの場合は逆の変化を示し
、合成電気抵抗値は増加する。以後被検ガスは、還元性
ガスの場合について説明する。
少する。被検ガスが酸化性ガスの場合は逆の変化を示し
、合成電気抵抗値は増加する。以後被検ガスは、還元性
ガスの場合について説明する。
一方、温度補償素子は、被検カスに接触しても半導体と
補償素子の熱線間は電気絶縁材料で隔離されているので
、ガス吸着による半導体の抵抗値の変化が生じても温度
補償素子の抵抗値を変化させない。そこでブリッジ回路
の平衡が破れて出力端子間に電位差を生ずる。これを電
位差計にて測定することによりカスを検知する。
補償素子の熱線間は電気絶縁材料で隔離されているので
、ガス吸着による半導体の抵抗値の変化が生じても温度
補償素子の抵抗値を変化させない。そこでブリッジ回路
の平衡が破れて出力端子間に電位差を生ずる。これを電
位差計にて測定することによりカスを検知する。
次に第２図に示す温度補償素子について説明する。温度
補償素子は、カス検知用熱線と同じ白金線で線径０．０
１５ｍｍφのものを用い、これに１０００人程度アルミ
ナ、シリカ等の半導体と熱伝導度が近似した電気絶縁材
料６を蒸着、スパッタリング、イオンプレーテング等に
より極めて薄く塗装しである。そし７て検知用熱線と同
様に酸化錫の半導体を同条件で塗布焼結させて構成する
。従って画素子の半導体は同種同製造条件で作られたも
のを使用している。
補償素子は、カス検知用熱線と同じ白金線で線径０．０
１５ｍｍφのものを用い、これに１０００人程度アルミ
ナ、シリカ等の半導体と熱伝導度が近似した電気絶縁材
料６を蒸着、スパッタリング、イオンプレーテング等に
より極めて薄く塗装しである。そし７て検知用熱線と同
様に酸化錫の半導体を同条件で塗布焼結させて構成する
。従って画素子の半導体は同種同製造条件で作られたも
のを使用している。
このように、検知素子と補償素子に用いられる半導体材
料は、全く同材質で同一条件で製造されているだめ、画
素子の熱伝導度は非常に近似したものを作ることができ
る。
料は、全く同材質で同一条件で製造されているだめ、画
素子の熱伝導度は非常に近似したものを作ることができ
る。
従って、検知装置の周囲温度及び被検カスの温度が変動
した場合に温度補償を精度よく行なうことができるよう
になり、Ｓ／Ｎ比が改善され、温度の変動した場合の測
定誤差は従来品のｌ／１０以下になった。
した場合に温度補償を精度よく行なうことができるよう
になり、Ｓ／Ｎ比が改善され、温度の変動した場合の測
定誤差は従来品のｌ／１０以下になった。
一例としてＳ／Ｎ比を従来のものと比較をすると
従来の場合 Ｓ／Ｎヨ５０
本発明の場合 Ｓ／Ｎ＝５００
但し、Ｓ：（イソブタン１０００ ｐｐｍの出力）−（
２０℃の空気中出力） Ｎ： （４０℃の空気中出力）−（２０℃の空気中出力
） この結果、環境温度が大きく変動する場合においても分
給ｐｐｍの還元性及び酸化性カスを精度良く検知できる
ようになった。
２０℃の空気中出力） Ｎ： （４０℃の空気中出力）−（２０℃の空気中出力
） この結果、環境温度が大きく変動する場合においても分
給ｐｐｍの還元性及び酸化性カスを精度良く検知できる
ようになった。
第１図はこの発明を実施した熱線形半導体式カス検知装
置の電気的接続図、 第２図はこの発明の補償用素子の一実施例を示す断面図
である。 １．１′は入力端子、２．２′は出力端子、３．３′は
抵抗 、４は熱線条、 ５．５′は金属酸化物半導体、 ６は電気絶縁材 を示す。 第１図 第２図 ５′
置の電気的接続図、 第２図はこの発明の補償用素子の一実施例を示す断面図
である。 １．１′は入力端子、２．２′は出力端子、３．３′は
抵抗 、４は熱線条、 ５．５′は金属酸化物半導体、 ６は電気絶縁材 を示す。 第１図 第２図 ５′
Claims (1)
- 熱線条に金属酸化物半導体を塗布焼結したガス検知素子
と、熱線条に金属酸化物半導体を塗布焼結した温度補償
素子とをそれぞれ直列二辺とし、他に直列二辺の抵抗素
子を前記直列二辺の素子に並列に接続したブリッジ回路
を有するガス検知装置において、前記温度補償素子は、
前記ガス検知素子と同一の熱線条に電気絶縁材料を極め
て薄く塗布し前記検知素子と同一の金属酸化物半導体を
同形状に塗布焼結したことを特徴とするガス検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22853383A JPS60120239A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 熱線形半導体式ガス検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22853383A JPS60120239A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 熱線形半導体式ガス検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60120239A true JPS60120239A (ja) | 1985-06-27 |
Family
ID=16877893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22853383A Pending JPS60120239A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 熱線形半導体式ガス検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60120239A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2433601A (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-27 | Patrick Timothy Moseley | Dual sensor air quality monitor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4883890A (ja) * | 1972-02-07 | 1973-11-08 |
-
1983
- 1983-12-05 JP JP22853383A patent/JPS60120239A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4883890A (ja) * | 1972-02-07 | 1973-11-08 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2433601A (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-27 | Patrick Timothy Moseley | Dual sensor air quality monitor |
| GB2433601B (en) * | 2005-12-20 | 2009-01-14 | Patrick Timothy Moseley | Air quality monitor |
| US7900501B2 (en) | 2005-12-20 | 2011-03-08 | Atmospheric Sensors Ltd. | Air quality monitor |
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