JPS60205348A - 気体成分の検出装置 - Google Patents
気体成分の検出装置Info
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- JPS60205348A JPS60205348A JP60040238A JP4023885A JPS60205348A JP S60205348 A JPS60205348 A JP S60205348A JP 60040238 A JP60040238 A JP 60040238A JP 4023885 A JP4023885 A JP 4023885A JP S60205348 A JPS60205348 A JP S60205348A
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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】
本発明は汚染物質を検出するだめの装置、ざらに詳しく
は、環境気体中に比較的低い濃度で存在する汚染物質を
検出しつる装置に関するものである。電気化学的検出素
子、Ｒに米国特許第３．７７６、８３２月、同第４，２
０１，６３４月および同第４．３２６，９２７号に開示
されたもののような電流古１式レン１）は、携帯性、リ
アルタイム読み出し、比較的低＝１ストを可能とし、Ｃ
Ｏ２、１−１゜Ｓ。
は、環境気体中に比較的低い濃度で存在する汚染物質を
検出しつる装置に関するものである。電気化学的検出素
子、Ｒに米国特許第３．７７６、８３２月、同第４，２
０１，６３４月および同第４．３２６，９２７号に開示
されたもののような電流古１式レン１）は、携帯性、リ
アルタイム読み出し、比較的低＝１ストを可能とし、Ｃ
Ｏ２、１−１゜Ｓ。
Ｎｏ、Ｎｏ２，３０２ 、ヒドラジン。
ＣＯＣ１２，１−ＩＣＮ、またはＣ１２といった僅かな
特定汚染物質にはかなりの感応性と選択性を５えるもの
である。しかし、これらの装置は今［１のところ、電気
化学的に活性でない多くの種類の物質の検出には適用で
きない。
特定汚染物質にはかなりの感応性と選択性を５えるもの
である。しかし、これらの装置は今［１のところ、電気
化学的に活性でない多くの種類の物質の検出には適用で
きない。
イｉ出物質を含右匁る汚染物質の検出においては、検出
装置は、特にその汚染物質がほとんど電気化学的に活性
をもたないか、または検出国難な活性しかもたない場合
は、その汚染物質の２０１ｕに関しては使用を限られて
きたものである。
装置は、特にその汚染物質がほとんど電気化学的に活性
をもたないか、または検出国難な活性しかもたない場合
は、その汚染物質の２０１ｕに関しては使用を限られて
きたものである。
ある値以下、例えば、塩化ベンジル、テトラクロロエチ
レンなどの１１００ｐｐ以下では、現在利用できるポー
タプル装置はその汚染物質にほとんど応答しない。ある
種の汚染物質は極端に市竹が強いから、低温度においで
各種の）汚染物質を検出りるための装置を開発りること
は弔要である。
レンなどの１１００ｐｐ以下では、現在利用できるポー
タプル装置はその汚染物質にほとんど応答しない。ある
種の汚染物質は極端に市竹が強いから、低温度においで
各種の）汚染物質を検出りるための装置を開発りること
は弔要である。
従って、本発明の１つのＬ１的は、気体中の低温度の汚
染物質を検出りるための装置を提供覆ることである。、
もう１つの目的は、汚染物質が電気化学的にほとんど不
活↑ノ１であるか、検出困ｆｆ１ｆｆな活性しかもたな
い場合にお【ノる環境気体中の汚染物質を検出するだめ
の電気化学的Ｑ ｔ＆を提供することである。さらにも
う１つの目的は、地域検査の１＝めのポータプル機器ど
じで、または広範囲の気体にｉＪ−する現瘍−［ニター
どしで利用しうる装置を１１？供Ｊることである。さら
にもう１つの目的は、急Ｍ ｍ竹または引火の危険１７
１を示ずような比較的高温度においてもまた汚染物質を
検出しつる装置を提供することである。
染物質を検出りるための装置を提供覆ることである。、
もう１つの目的は、汚染物質が電気化学的にほとんど不
活↑ノ１であるか、検出困ｆｆ１ｆｆな活性しかもたな
い場合にお【ノる環境気体中の汚染物質を検出するだめ
の電気化学的Ｑ ｔ＆を提供することである。さらにも
う１つの目的は、地域検査の１＝めのポータプル機器ど
じで、または広範囲の気体にｉＪ−する現瘍−［ニター
どしで利用しうる装置を１１？供Ｊることである。さら
にもう１つの目的は、急Ｍ ｍ竹または引火の危険１７
１を示ずような比較的高温度においてもまた汚染物質を
検出しつる装置を提供することである。
筒中にいえば、本発明は周囲気体すなわち環境気体中の
汚染物質を検出するだめの装置に関するものであって、
この装置は、ｉ）汚染物質（例えば炭化水素）を！ｌ！
１徴的な電気化学的活１イＩを有する誘導体生成物（例
えば−酸化炭素）に化学的に変化せしめるための触媒的
表面をもつ電気的変換手段と、ｉＤその電気化学的活性
ノ１に［１ン答し、その誘導体生成物を示づ信号を与え
、それによってもとの汚染物質を検出する電気化学的検
出手段とからなるものである。１つの実施態様において
は、前記変換手段は、電気化学的に不活性な汚染物質の
比較的高い温度には応答づるが、比較的低い濃度には実
質的に応答しないレンリと、誘導体生成物には応答づる
が、低温１身の汚染物質には実質的に応答しない電気化
学的センリを含んでいる。変換手段は、ｐｔ。
汚染物質を検出するだめの装置に関するものであって、
この装置は、ｉ）汚染物質（例えば炭化水素）を！ｌ！
１徴的な電気化学的活１イＩを有する誘導体生成物（例
えば−酸化炭素）に化学的に変化せしめるための触媒的
表面をもつ電気的変換手段と、ｉＤその電気化学的活性
ノ１に［１ン答し、その誘導体生成物を示づ信号を与え
、それによってもとの汚染物質を検出する電気化学的検
出手段とからなるものである。１つの実施態様において
は、前記変換手段は、電気化学的に不活性な汚染物質の
比較的高い温度には応答づるが、比較的低い濃度には実
質的に応答しないレンリと、誘導体生成物には応答づる
が、低温１身の汚染物質には実質的に応答しない電気化
学的センリを含んでいる。変換手段は、ｐｔ。
Ｐｄ、Ｉ ｒ、Ｒｈ、Ａｕ、Ａｇなどの貴金属触媒、ま
たはそれらの金属の１つの合金または化合物で作られる
か、あるいは被覆された加熱ノイラメン１〜から（ｔ１
成することができる。
たはそれらの金属の１つの合金または化合物で作られる
か、あるいは被覆された加熱ノイラメン１〜から（ｔ１
成することができる。
本発明の装置は、環境気体中の各種の汚染物質ないし危
険性気体または蒸気の少なくとも１つを検出する際に用
いるのに適している。これらの汚染物質は各種の有機組
成物、例えばベンＬン、塩化ベンジル、１〜ルエン、メ
タン、テ１〜ラク「１口エチレン、テトラヒドロフラン
、シフ［１ヘキ４ノンなどを通常含んでいる。ある種の
検出装置が動かないような約１〜１００ｐｐｍ程度の低
ｍ度にある塩化ベンジルまたはペンピンなどの汚染物質
の存在を検出するには狛に有用である。さらに、本装置
は、）り染物質の現場検出の可能なポータプル機として
使えるような構成部品から組立てることができ、また場
合によっては、その汚染物質の一般的潤度の固定個所で
の分析用に構成することもできる。
険性気体または蒸気の少なくとも１つを検出する際に用
いるのに適している。これらの汚染物質は各種の有機組
成物、例えばベンＬン、塩化ベンジル、１〜ルエン、メ
タン、テ１〜ラク「１口エチレン、テトラヒドロフラン
、シフ［１ヘキ４ノンなどを通常含んでいる。ある種の
検出装置が動かないような約１〜１００ｐｐｍ程度の低
ｍ度にある塩化ベンジルまたはペンピンなどの汚染物質
の存在を検出するには狛に有用である。さらに、本装置
は、）り染物質の現場検出の可能なポータプル機として
使えるような構成部品から組立てることができ、また場
合によっては、その汚染物質の一般的潤度の固定個所で
の分析用に構成することもできる。
本装置は、汚染物資を、特徴的な電気化学的活性をもつ
誘導体生成物にＦＩ学的に変えるための貴金属露出表面
を杓する電気的加熱手段と、その生成物の電気化学的活
性に応答し、生成物すなわち汚染物質を指示覆る信号を
与える信号手段を含む検出手段とを組合せてなるもので
ある。誘導体生成物は汚染物質中の化学変化の結果生ず
るものであって、この化学変化は汚染物質に対する酸化
またはその他のプ「ｌセスにより ５− 起るものであり、汚染物質に電気化学的活↑１１を与え
たりあるいはその既存の活性を変えたりサ−ることかで
きる。その装置に対する特に有用な組合せは、電気化学
的検出手段によって検出ｌるための仝温度範囲にわたっ
て誘導体生成物を供給すると同時に、約０．１〜１．０
％以上の汚染物貿淵度で信号を与えるセン９としても働
く貴金属加熱手段を含んでいる。電気化学的検出手段か
らの信号と組合せて貴金属加熱手段からの信号があるか
ないかは、汚染物質の有無およびその一般的連続範囲を
決めるのに用いることができる。
誘導体生成物にＦＩ学的に変えるための貴金属露出表面
を杓する電気的加熱手段と、その生成物の電気化学的活
性に応答し、生成物すなわち汚染物質を指示覆る信号を
与える信号手段を含む検出手段とを組合せてなるもので
ある。誘導体生成物は汚染物質中の化学変化の結果生ず
るものであって、この化学変化は汚染物質に対する酸化
またはその他のプ「ｌセスにより ５− 起るものであり、汚染物質に電気化学的活↑１１を与え
たりあるいはその既存の活性を変えたりサ−ることかで
きる。その装置に対する特に有用な組合せは、電気化学
的検出手段によって検出ｌるための仝温度範囲にわたっ
て誘導体生成物を供給すると同時に、約０．１〜１．０
％以上の汚染物貿淵度で信号を与えるセン９としても働
く貴金属加熱手段を含んでいる。電気化学的検出手段か
らの信号と組合せて貴金属加熱手段からの信号があるか
ないかは、汚染物質の有無およびその一般的連続範囲を
決めるのに用いることができる。
汚染物質からの誘導体生成物は特徴的な電気化学的活性
を示し、それが約１１）ｌ）ｍ程度の低レベルで検出手
段によって検出されうるちのである。これらの生成物は
炭素、硫黄、窒素などの酸化物であって電気化学的活性
をもつものか、あるいは汚染物質の部分酸化または分解
を示でその他の組成物であってもよい。
を示し、それが約１１）ｌ）ｍ程度の低レベルで検出手
段によって検出されうるちのである。これらの生成物は
炭素、硫黄、窒素などの酸化物であって電気化学的活性
をもつものか、あるいは汚染物質の部分酸化または分解
を示でその他の組成物であってもよい。
第１図の装置は、環境気体の試お１を受け入れ＝ ６−
るように配置された熱線ＩＺレンジ例示された触媒加熱
１段と、誘導体生成物を受１ノ入れるように配置され／
＝電気化学的１？ンリによって例示され７．−検出１段
を含んでいる。変換１段は、検出手段からのｆ、［１ｊ
４とは別の信号を作るための信月丁段を含んでいる。熱
線レンジは、加熱手段と、１つ以−にの酸化触媒の如き
触媒とを含んでいる。
１段と、誘導体生成物を受１ノ入れるように配置され／
＝電気化学的１？ンリによって例示され７．−検出１段
を含んでいる。変換１段は、検出手段からのｆ、［１ｊ
４とは別の信号を作るための信月丁段を含んでいる。熱
線レンジは、加熱手段と、１つ以−にの酸化触媒の如き
触媒とを含んでいる。
一般に、Ｐ ｔ、 、 Ｆ）ｄ 、 ＲｈおよびＡＱ系
の触媒と熱線レンジが’ｔ；＋に有用（・ある。１ｒま
たはＡＱ、あるいはＰｄ−ＡＱ、Ｐｔ−Ｒ［）、Ｐｔ−
ＩｒまたはＡ ＬＪ−八ｇなどの各種の白金属合金、あ
るいは該金属の１つの化合物１！１に酸化物からなる触
媒もＪ：だ有用である。熱線またはフィラメン１〜は、
線内金属で作られていてもよく、あるいは好ましくは、
適当な−（ｙ＞とシ１，１な金属または合金」に被覆さ
れていＣしよい。ＦＩ１１！媒はまた、Ｃ，Ｓｉまたは
アルミノ等の相体−にに分散さけてもＪ、い。試料が加
熱触媒にざらされると、それは化学的に酸化または分解
されで、少なくとも１つの、電気化学的セン９による検
出が可能な誘導体生成物になる。
の触媒と熱線レンジが’ｔ；＋に有用（・ある。１ｒま
たはＡＱ、あるいはＰｄ−ＡＱ、Ｐｔ−Ｒ［）、Ｐｔ−
ＩｒまたはＡ ＬＪ−八ｇなどの各種の白金属合金、あ
るいは該金属の１つの化合物１！１に酸化物からなる触
媒もＪ：だ有用である。熱線またはフィラメン１〜は、
線内金属で作られていてもよく、あるいは好ましくは、
適当な−（ｙ＞とシ１，１な金属または合金」に被覆さ
れていＣしよい。ＦＩ１１！媒はまた、Ｃ，Ｓｉまたは
アルミノ等の相体−にに分散さけてもＪ、い。試料が加
熱触媒にざらされると、それは化学的に酸化または分解
されで、少なくとも１つの、電気化学的セン９による検
出が可能な誘導体生成物になる。
電気化学的レンジは低レベルの誘導体生成物に応答して
、その生成物ひいては汚染物質を指示覆る信号を与える
。電気化学的セン１）はこれらの低レベルにあるいくつ
かの電気化学的に活性な物質に応答できるけれども、塩
化ベンジルその他のごとき電気化学的活性によってさし
て特徴化されない化合物に対する応答は非常に制限され
る傾向にあるから、上述の酸化触媒のひとつによる助け
がな（）れば検出には使えないこともある。
、その生成物ひいては汚染物質を指示覆る信号を与える
。電気化学的セン１）はこれらの低レベルにあるいくつ
かの電気化学的に活性な物質に応答できるけれども、塩
化ベンジルその他のごとき電気化学的活性によってさし
て特徴化されない化合物に対する応答は非常に制限され
る傾向にあるから、上述の酸化触媒のひとつによる助け
がな（）れば検出には使えないこともある。
電気化学的セン９には定電汀電流Δ１式センリの使用が
適している。誘導体生成物を検知すると、レンジの″作
動電極″での電気化学的活性を指示する信号が発生ずる
。・般に、変換１段を代表する熱線レノ１ノと、検出手
段を代表する電流削代化学しンリは十分に小さいから、
それらを中−コニッ１〜に作り上げて、熱線セン９から
の誘導体生成物が同じユニット内で電気化学的セン１ノ
と相互作用を行なえるようにすることができる。試料は
、イれを最初熱線レンジに導入するようにした試別チャ
ンネリング配列に導入するのが好ましい。熱線−１２ン
サを出た誘導体生成物は、つぎに直接に、但しその温度
を好ましい値に上げることによって該レンジの活性を高
めるように制御されたやり方で、電気化学的セン１ノへ
送られるか、あるいは電気化学的セン９が熱線セン９の
ヒータに直接さらされなくてもよいように、バッフル配
置またはぞの他の隔離システムを通して電気化学的セン
９に送られる。
適している。誘導体生成物を検知すると、レンジの″作
動電極″での電気化学的活性を指示する信号が発生ずる
。・般に、変換１段を代表する熱線レノ１ノと、検出手
段を代表する電流削代化学しンリは十分に小さいから、
それらを中−コニッ１〜に作り上げて、熱線セン９から
の誘導体生成物が同じユニット内で電気化学的セン１ノ
と相互作用を行なえるようにすることができる。試料は
、イれを最初熱線レンジに導入するようにした試別チャ
ンネリング配列に導入するのが好ましい。熱線−１２ン
サを出た誘導体生成物は、つぎに直接に、但しその温度
を好ましい値に上げることによって該レンジの活性を高
めるように制御されたやり方で、電気化学的セン１ノへ
送られるか、あるいは電気化学的セン９が熱線セン９の
ヒータに直接さらされなくてもよいように、バッフル配
置またはぞの他の隔離システムを通して電気化学的セン
９に送られる。
第１図は、電気化学的レンジを熱線セン−りから隔離し
、それによって電気化学的レノ１ノにＪｎ傷を与える可
能↑ノｌを減り”るためのバッフル配置を含む経路を示
１゜本発明装置の分解説明図である。
、それによって電気化学的レノ１ノにＪｎ傷を与える可
能↑ノｌを減り”るためのバッフル配置を含む経路を示
１゜本発明装置の分解説明図である。
本発明の装置は、気体を加熱して汚染物質の燃焼を触媒
し、特徴的な電気化学的活性を有する誘導体生成物を生
成させる、気体にさらされる員金属表面をもった電気的
加熱手段と、その−〇 − 活性に応答してぞの活性を示すイハ号を与えるための電
気化学的検出手段とを含んでいる。第１図に説明されて
いるように、加熱手段は、ブロック１５の反応室１６中
に設りられた加熱系了］ア１２と員金属表面１４からな
る加熱フィラメント１０によってもたらされる。検出素
子１８は、汚染物質の燃焼で誘導された生成物の電気化
学的活性を検出するために、ブロック１９の室２０内に
設εノられている。基準電極２２と対向電極２１も設け
られている。ブロック１５とブロック１９とは、室２４
をもつブロック２３を介して連結されている。入口２６
゜出口２８および室１６と２４は、気体を加熱用フィラ
メン［・１０に接触させるための、また誘導体生成物を
検出素子１８に接触させるためのヂャンネリング手段を
与えるものである。閉鎖具３０は室２０の密封用である
。室２０の上にある栓止可能な開口部３２は、電解質を
電気化学的センυに入れるためのものである。
し、特徴的な電気化学的活性を有する誘導体生成物を生
成させる、気体にさらされる員金属表面をもった電気的
加熱手段と、その−〇 − 活性に応答してぞの活性を示すイハ号を与えるための電
気化学的検出手段とを含んでいる。第１図に説明されて
いるように、加熱手段は、ブロック１５の反応室１６中
に設りられた加熱系了］ア１２と員金属表面１４からな
る加熱フィラメント１０によってもたらされる。検出素
子１８は、汚染物質の燃焼で誘導された生成物の電気化
学的活性を検出するために、ブロック１９の室２０内に
設εノられている。基準電極２２と対向電極２１も設け
られている。ブロック１５とブロック１９とは、室２４
をもつブロック２３を介して連結されている。入口２６
゜出口２８および室１６と２４は、気体を加熱用フィラ
メン［・１０に接触させるための、また誘導体生成物を
検出素子１８に接触させるためのヂャンネリング手段を
与えるものである。閉鎖具３０は室２０の密封用である
。室２０の上にある栓止可能な開口部３２は、電解質を
電気化学的センυに入れるためのものである。
本発明のもう１つの実施態様においては、第 １０−
２図（ご示り−ように、１１１１１１１敗式電気化学的
レンジて、３０（）〜６００℃好Ｊ：シクは４００〜５
００ ’Ｃに加熱したイリジウム−被覆フィラメントに
、該レンジに向りτ拡散ないし対流りる環境気体を予め
ざら一す−ことによっ−Ｃ，空気中のＯ〜・２．４％ｉ
ｕｍのメタンを検出しようとり−る一ｂのＣある。
レンジて、３０（）〜６００℃好Ｊ：シクは４００〜５
００ ’Ｃに加熱したイリジウム−被覆フィラメントに
、該レンジに向りτ拡散ないし対流りる環境気体を予め
ざら一す−ことによっ−Ｃ，空気中のＯ〜・２．４％ｉ
ｕｍのメタンを検出しようとり−る一ｂのＣある。
このノイシメン１〜は、イリジウムと類似の熱膨張係数
を：（、）った比較的高抵抗の金属または合金、例えば
、商業的グレードのチタンなどで作るのが好ましい。フ
ィラメントの長さと断面積とを調節して、約１０ミリア
ンペアの電流で加熱したとき約２００（１；４−ムの抵
抗値と４ （１０へ・５００°Ｃの温度か（ｑられるよ
うにすると、完全に安全な坑道監視用の用途に適した低
電力低電流ｉＪＩ出メウメタン検出器ることが用能にな
る。
を：（、）った比較的高抵抗の金属または合金、例えば
、商業的グレードのチタンなどで作るのが好ましい。フ
ィラメントの長さと断面積とを調節して、約１０ミリア
ンペアの電流で加熱したとき約２００（１；４−ムの抵
抗値と４ （１０へ・５００°Ｃの温度か（ｑられるよ
うにすると、完全に安全な坑道監視用の用途に適した低
電力低電流ｉＪＩ出メウメタン検出器ることが用能にな
る。
第２図において、装置３６はハウジング３７内に設（ノ
られた加熱フィーノメンｉ〜３８を有し、ガラスウール
ぞの他の過当な多孔質（１石でできたバリ（７／１２に
よってフィシメンＩ・３８に１６接ざらされないように
覆われた電気化学的検出累 １１− 了／１０を右している。第２図において、入［］５２、
通気孔４６およびチレンネル／１８．／１９おＪ、び５
０は、気体と誘導体生成物のヂャンネリング用に設Ｃノ
られている。電流電源はセラミック製プラグ４／１を通
ってフィラメント３８へ通ずるリード線５４と５６につ
なかっている。
られた加熱フィーノメンｉ〜３８を有し、ガラスウール
ぞの他の過当な多孔質（１石でできたバリ（７／１２に
よってフィシメンＩ・３８に１６接ざらされないように
覆われた電気化学的検出累 １１− 了／１０を右している。第２図において、入［］５２、
通気孔４６およびチレンネル／１８．／１９おＪ、び５
０は、気体と誘導体生成物のヂャンネリング用に設Ｃノ
られている。電流電源はセラミック製プラグ４／１を通
ってフィラメント３８へ通ずるリード線５４と５６につ
なかっている。
第２図のイリジウム被覆フィシメン１〜の加熱は好まし
くは、第３図のブ「ｌツクダイアダラムに示したような
温度制御器によって制御される。
くは、第３図のブ「ｌツクダイアダラムに示したような
温度制御器によって制御される。
加熱電力所要枡をさらに削減りるために、フィシメン１
〜の加熱を断続パルスで行なってもよい。
〜の加熱を断続パルスで行なってもよい。
例えば１０秒ごとに０．５〜３秒持続するパルスを用い
る。一般に装置の応答口）間は約２０秒より短い。加熱
用パルスはフィシメン１〜ピーク温度を４００〜５００
°Ｃの範囲まで貯湯１れば十分である。
る。一般に装置の応答口）間は約２０秒より短い。加熱
用パルスはフィシメン１〜ピーク温度を４００〜５００
°Ｃの範囲まで貯湯１れば十分である。
ここで注意したいのは、電気化学的レンジは第２図の装
置中に用いたようす１１式で中独使用されたときは、通
常１００％に近い高温度においてさえメタンに応答しな
いことＣある。しかし、 １２− 加熱イリジウムフィシメン１〜で得られた信号は０．０
５％イｒいしそれ以下の低いメタン温度の測定を容易に
１）なえるＪ：うにできる。
置中に用いたようす１１式で中独使用されたときは、通
常１００％に近い高温度においてさえメタンに応答しな
いことＣある。しかし、 １２− 加熱イリジウムフィシメン１〜で得られた信号は０．０
５％イｒいしそれ以下の低いメタン温度の測定を容易に
１）なえるＪ：うにできる。
検出ブｎ Ｉ＝スに関ηる一般的なノ「１−グイ１７グ
ラムの説明どして、第３図に誘導体生成物が自動的にマ
ルチパス・ソレノイドバルブまたはその他の分岐下段を
通じて電気化学的レンジにｈ ＜か、あるいは温度レベ
ルによってはレンジに接触りる前に装置から抽出される
よう′／、Ｔ配置を示している。このフ［］−配置では
、熱線レンジからの信号は約０，５へ・１．０％以上の
濃度にある汚染物質の存在を示Ｊのにやくたててもよく
、またある種の汚染物質の過剰濃度が電気化学的レンジ
に及ばりかもしれない影響を避りるために誘導体（１成
物の流れを装置から外へ向（〕るのにも用いられる。
ラムの説明どして、第３図に誘導体生成物が自動的にマ
ルチパス・ソレノイドバルブまたはその他の分岐下段を
通じて電気化学的レンジにｈ ＜か、あるいは温度レベ
ルによってはレンジに接触りる前に装置から抽出される
よう′／、Ｔ配置を示している。このフ［］−配置では
、熱線レンジからの信号は約０，５へ・１．０％以上の
濃度にある汚染物質の存在を示Ｊのにやくたててもよく
、またある種の汚染物質の過剰濃度が電気化学的レンジ
に及ばりかもしれない影響を避りるために誘導体（１成
物の流れを装置から外へ向（〕るのにも用いられる。
熱線レンジからの信号が（ｑられないときは、フローパ
ターンは誘導体生成物を電気化学的センリヘ指向りるの
に用いられることになり、その信号は誘導体生成物ひい
ては汚染物質の存在 １３ − を示Ｊことになる。複数の信号を絹合口ることによって
、汚染物質の存在とぞのｉ９度が測定できることになる
。
ターンは誘導体生成物を電気化学的センリヘ指向りるの
に用いられることになり、その信号は誘導体生成物ひい
ては汚染物質の存在 １３ − を示Ｊことになる。複数の信号を絹合口ることによって
、汚染物質の存在とぞのｉ９度が測定できることになる
。
気体と誘導体生成物の一般的）「ｌ−パターンが第３図
に示されている。そこで図示されているように、気体試
料はライン６０から変換至６２に入る。ここにはフィシ
メン］・６４が備えてあり、その温度は制御器６５によ
って制御される。信号指示手段は信号指示器６６によっ
てもたらされ、フィシメン１−６４から１ｑられる信号
を与える。誘導体生成物はライン６８、バルブ７０およ
びライン７２を通って、信号指示器７６をもつ電気化学
的センリフ４に送られる。
に示されている。そこで図示されているように、気体試
料はライン６０から変換至６２に入る。ここにはフィシ
メン］・６４が備えてあり、その温度は制御器６５によ
って制御される。信号指示手段は信号指示器６６によっ
てもたらされ、フィシメン１−６４から１ｑられる信号
を与える。誘導体生成物はライン６８、バルブ７０およ
びライン７２を通って、信号指示器７６をもつ電気化学
的センリフ４に送られる。
ポンプ７８は吸引式であって、装置内の流速を決めるも
のである。制御器６５とバルブ７０は指示器６６および
７６からの信号を受（りるマイクロプロセッサ（］ンピ
コータ／制御器）によって制御されている。
のである。制御器６５とバルブ７０は指示器６６および
７６からの信号を受（りるマイクロプロセッサ（］ンピ
コータ／制御器）によって制御されている。
上述した実施態様の本発明装置の代表的１ノ１能の一例
として、第４図はベンゼンに対する応答＝ １４− 曲線を示し′（いる、、・般に、ベンセンは円）ｍレベ
ルに、１−３い’Ｃ（Ｊ、 ？Ｆｉ気化学的センリでは
容易に検出されないし、ｐ ｌ）１ルベルでは熱線レン
゛りによってはほとんど検出不能である。しかし、異な
る２つのセンリを組合ＵることにＪ：って、空気中に１
００１）ｌ）ｎｌ以下の濃度で存在づるベンぎンを示づ
信号を（ｑることか可能になる。このような低レベルの
ベンセンは熱線または加熱半導体センリでは検出てきな
いが、かかるレンリまたはその他の内金属被覆ノイラメ
ントの触媒表面は、ベン−ピンを１つないし２つの炭素
酸化物あるいは分解生成物に変え、次いでこれらを電気
化学的センリによって検出η−るの（゛ある。
として、第４図はベンゼンに対する応答＝ １４− 曲線を示し′（いる、、・般に、ベンセンは円）ｍレベ
ルに、１−３い’Ｃ（Ｊ、 ？Ｆｉ気化学的センリでは
容易に検出されないし、ｐ ｌ）１ルベルでは熱線レン
゛りによってはほとんど検出不能である。しかし、異な
る２つのセンリを組合ＵることにＪ：って、空気中に１
００１）ｌ）ｎｌ以下の濃度で存在づるベンぎンを示づ
信号を（ｑることか可能になる。このような低レベルの
ベンセンは熱線または加熱半導体センリでは検出てきな
いが、かかるレンリまたはその他の内金属被覆ノイラメ
ントの触媒表面は、ベン−ピンを１つないし２つの炭素
酸化物あるいは分解生成物に変え、次いでこれらを電気
化学的センリによって検出η−るの（゛ある。
第４図Δでは、加熱フィラメン１〜は熱線可燃性カスセ
ン１〕に用いられるのと同じ細い白金線（径０．（１８
＋１１１１１ ）で作れら、約１０００℃まで加熱され
た。約１．１）分と４分ののところから始まる２つの山
は、それぞれベンセン２００ｐｐｍおよび５０ｐｐｍの
試ｒ１に接触ざＩた場合に相当する。第４図Ｂでは、変
換手段として、約３００°Ｃに加熱さ １５− れた市販の酸化錫半導体セン９が用いられた。
ン１〕に用いられるのと同じ細い白金線（径０．（１８
＋１１１１１ ）で作れら、約１０００℃まで加熱され
た。約１．１）分と４分ののところから始まる２つの山
は、それぞれベンセン２００ｐｐｍおよび５０ｐｐｍの
試ｒ１に接触ざＩた場合に相当する。第４図Ｂでは、変
換手段として、約３００°Ｃに加熱さ １５− れた市販の酸化錫半導体セン９が用いられた。
約１分、６分および１０分のところで始まる３つの山は
、それぞれベンゼン２ｏｏｐｐｍ、 ５０ｐｐｍおよび
２００ ｒ） Ｉ）ＩＩＩの試料に相当する。第４図Ｃ
では、変換装置は９５０±５０’Ｃに加熱された細い（
径０．０８ｍｍ ）金フイラメン１〜からなるもので、
約０．６分のころから始まる山はベンぜン２００ｐｐｍ
の試料によるものであった。３つの場合すべてに、標準
可逆水素電極に対して約１．１ポル１〜の電位差を示す
白金黒製検出電極からなる同じ電気化学的セン１ノが使
われた。第１ＩＡ。
、それぞれベンゼン２ｏｏｐｐｍ、 ５０ｐｐｍおよび
２００ ｒ） Ｉ）ＩＩＩの試料に相当する。第４図Ｃ
では、変換装置は９５０±５０’Ｃに加熱された細い（
径０．０８ｍｍ ）金フイラメン１〜からなるもので、
約０．６分のころから始まる山はベンぜン２００ｐｐｍ
の試料によるものであった。３つの場合すべてに、標準
可逆水素電極に対して約１．１ポル１〜の電位差を示す
白金黒製検出電極からなる同じ電気化学的セン１ノが使
われた。第１ＩＡ。
４（３および４Ｃ図を比較すると、ＩＪｌ熱酸化錫は白
金フィラメントよりほぼ３〜４侶高い応答を生ずるが、
金フィラメン１〜は酸化錫より３１））高い応答を牛し
、白金よりは１０倍も高い応答を示Ｊ−ということがわ
かる。
金フィラメントよりほぼ３〜４侶高い応答を生ずるが、
金フィラメン１〜は酸化錫より３１））高い応答を牛し
、白金よりは１０倍も高い応答を示Ｊ−ということがわ
かる。
どちらかのタイプのセン１ノ単独では検出されないが、
２つのセン１）を組合せると、約１００ｐｐＨｌ以下の
濃度でも検出されるようになるその他の代表的化合物は
、塩化ベンジルとテ１へラフ「１［１１６− エチレンである。
２つのセン１）を組合せると、約１００ｐｐＨｌ以下の
濃度でも検出されるようになるその他の代表的化合物は
、塩化ベンジルとテ１へラフ「１［１１６− エチレンである。
次の実施例は説明の目的のために与えられるものであっ
て、本発明の範囲を制限しようとする意図はイＴい。
て、本発明の範囲を制限しようとする意図はイＴい。
実施例Ｉ
米国カリノＡルニア州、サニイベイルのレックスノート
・］−ボレーション（ＲｃｘｎｏｒｄＣＯｒｐＯｒａｊ
ｉＯｌｌ）製の触媒じ一ズセンリと米国ニュー］−り州
、ホウソーンの工づ−ジエテイクス・リイエンス（１ｎ
ｃｒｏｅｔｉｃｓ ３ｃｉｅｎｃｅ）製のＰｔ−触媒Ｃ
Ｏフイラメン１〜を備えた装置中で、テ１〜ラク１］［
１工チレン２ｏｏｐｐｍ含右空気試利のテストを（ｊな
った。試料を各素子が別個に動作覆るようにしてデスト
した。別個に動作づる各レンリ素子から得られた電流は
、通常のノイズレベルと区別できなかった。別のデスト
で、同様に作られた電気化学的セン１〕とＰｔ−触媒Ｃ
Ｏフィラメン１〜とを組合ｌで、僅か２０１）ｌ）ＩＩ
Ｉのテ１〜ラク［１０エチレンを含む空気のデストを行
なった。フィラメン１〜なしでの０．２（ノイズレベ
１７− ル）マイクロアンペア以下の値と比べて、センリを組合
せた場合には約０．３マイクロアンペアの信号が認めら
れた。
・］−ボレーション（ＲｃｘｎｏｒｄＣＯｒｐＯｒａｊ
ｉＯｌｌ）製の触媒じ一ズセンリと米国ニュー］−り州
、ホウソーンの工づ−ジエテイクス・リイエンス（１ｎ
ｃｒｏｅｔｉｃｓ ３ｃｉｅｎｃｅ）製のＰｔ−触媒Ｃ
Ｏフイラメン１〜を備えた装置中で、テ１〜ラク１］［
１工チレン２ｏｏｐｐｍ含右空気試利のテストを（ｊな
った。試料を各素子が別個に動作覆るようにしてデスト
した。別個に動作づる各レンリ素子から得られた電流は
、通常のノイズレベルと区別できなかった。別のデスト
で、同様に作られた電気化学的セン１〕とＰｔ−触媒Ｃ
Ｏフィラメン１〜とを組合ｌで、僅か２０１）ｌ）ＩＩ
Ｉのテ１〜ラク［１０エチレンを含む空気のデストを行
なった。フィラメン１〜なしでの０．２（ノイズレベ
１７− ル）マイクロアンペア以下の値と比べて、センリを組合
せた場合には約０．３マイクロアンペアの信号が認めら
れた。
以上説明したように、本発明は、気体媒体中の気体、蒸
気、化学的汚染物質またはその他の成分を検出するため
の有用な装置を提供し、触媒的加熱素子と電気化学的セ
ン１ノの組合せによって、低温度にある成分の検出を可
能とするものである。
気、化学的汚染物質またはその他の成分を検出するため
の有用な装置を提供し、触媒的加熱素子と電気化学的セ
ン１ノの組合せによって、低温度にある成分の検出を可
能とするものである。
本発明の実施態様に関する前述の記載は、本発明の説明
と例示の目的で行なわれたものである。本発明はこれら
の実施態様に限定されるものＣはなく、上述した説明に
照らして多くの修正や変更が可能であることは明らかで
あろう。
と例示の目的で行なわれたものである。本発明はこれら
の実施態様に限定されるものＣはなく、上述した説明に
照らして多くの修正や変更が可能であることは明らかで
あろう。
第１図は本発明の１つの実施例の分解図である。
第２図は本発明のもう１つの実施例の断面図である。
第３図は本発明のもう１つの実施例の７１１−１８−
ダイヤグラムである。
第４図は本発明によって作られた装置からのベン１ンに
ついての代表的応答曲線を示す。 １０．３８・・・加熱フィシメン１〜（加熱系子）、１
４・・・員金属表面、１８．４０・・・検出素子。 ！１７１許出願人 アメリカ合衆国 代 ］！Ｐ 人 尾 股 行 雄 １９− ７ ８ ９ １０ Ｉ＋ １２ ０ １ ２ ３ 時 ＋ｔ１ （’ｙｒ゛ン ９０つ （４１゛ン
ついての代表的応答曲線を示す。 １０．３８・・・加熱フィシメン１〜（加熱系子）、１
４・・・員金属表面、１８．４０・・・検出素子。 ！１７１許出願人 アメリカ合衆国 代 ］！Ｐ 人 尾 股 行 雄 １９− ７ ８ ９ １０ Ｉ＋ １２ ０ １ ２ ３ 時 ＋ｔ１ （’ｙｒ゛ン ９０つ （４１゛ン
Claims (1)
- １、気体媒体中の４７ｉ定の気体、蒸気、化学的汚染物
またはイの他の希１１気体成分を検出づ−る装置であっ
て、該気体成分にさらされる白金属含有触媒表面を有し
、該気体成分を加熱して特徴的な電気化学的活ｆ１をも
つ該気体成分の誘導体生成物を触媒作用により生成する
電気的加熱索子と、該誘導体生成物にさらされるように
配列され、該誘導体生成物の電気化学的活性に応答し、
該活性に応答して信弓を発生することができる電気化学
的検出素子とからなることを特徴と覆る気体成分の検出
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58572184A | 1984-03-02 | 1984-03-02 | |
| US585721 | 1984-03-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60205348A true JPS60205348A (ja) | 1985-10-16 |
Family
ID=24342673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60040238A Pending JPS60205348A (ja) | 1984-03-02 | 1985-02-28 | 気体成分の検出装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60205348A (ja) |
| CA (1) | CA1261720A (ja) |
| DE (1) | DE3507385A1 (ja) |
| FR (1) | FR2560685B1 (ja) |
| GB (2) | GB2155184B (ja) |
| IT (1) | IT1184147B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3624509A1 (de) * | 1980-09-26 | 1988-06-30 | Maria Gyulai Dr Dobosne | Anordnung und verfahren zur erfassung von halogenhaltigen verbindungen |
| DE3729286A1 (de) * | 1987-09-02 | 1989-03-16 | Draegerwerk Ag | Messgeraet zur analyse eines gasgemisches |
| GB8804717D0 (en) * | 1988-02-29 | 1988-03-30 | Atomic Energy Authority Uk | Gas sensing |
| GB2482335B (en) * | 2010-07-30 | 2012-09-19 | Thermo Electron Mfg Ltd | Apparatus and method for combustion analysing a sample |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2812613C2 (de) * | 1978-03-22 | 1983-12-15 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Elektrochemische Zelle |
| GB2034893A (en) * | 1978-11-17 | 1980-06-11 | English Electric Valve Co Ltd | Combustible gas detector |
| IT1145264B (it) * | 1979-03-15 | 1986-11-05 | Ricardo Consulting Eng | Apparecchio e procedimento per determinare la concentrazione della miscela aria/combustibile alimentata ad un motore a combustione interna |
| DE3118936C2 (de) * | 1981-05-13 | 1985-07-04 | Drägerwerk AG, 2400 Lübeck | Verwendung eines Meßverfahrens für gas- oder dampfförmige Medien und Vorrichtung hierzu |
| GB2099588B (en) * | 1981-05-28 | 1985-10-30 | Nat Res Dev | Fluid component measuring and alarm device |
| US4433922A (en) * | 1982-07-02 | 1984-02-28 | The Babcock & Wilcox Company | Calorimeter |
-
1985
- 1985-02-12 GB GB08503514A patent/GB2155184B/en not_active Expired
- 1985-02-13 CA CA000474247A patent/CA1261720A/en not_active Expired
- 1985-02-28 FR FR858502975A patent/FR2560685B1/fr not_active Expired
- 1985-02-28 JP JP60040238A patent/JPS60205348A/ja active Pending
- 1985-03-01 IT IT19721/85A patent/IT1184147B/it active
- 1985-03-02 DE DE19853507385 patent/DE3507385A1/de not_active Ceased
-
1986
- 1986-12-04 GB GB08629014A patent/GB2184244B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2184244A (en) | 1987-06-17 |
| FR2560685A1 (fr) | 1985-09-06 |
| IT8519721A0 (it) | 1985-03-01 |
| GB8503514D0 (en) | 1985-03-13 |
| CA1261720A (en) | 1989-09-26 |
| GB2155184A (en) | 1985-09-18 |
| DE3507385A1 (de) | 1985-09-05 |
| IT1184147B (it) | 1987-10-22 |
| GB8629014D0 (en) | 1987-01-14 |
| GB2155184B (en) | 1988-04-13 |
| FR2560685B1 (fr) | 1989-05-12 |
| GB2184244B (en) | 1988-04-07 |
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