JPS61159146A - フイルタ付ガス検知素子 - Google Patents

フイルタ付ガス検知素子

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JPS61159146A
JPS61159146A JP59275862A JP27586284A JPS61159146A JP S61159146 A JPS61159146 A JP S61159146A JP 59275862 A JP59275862 A JP 59275862A JP 27586284 A JP27586284 A JP 27586284A JP S61159146 A JPS61159146 A JP S61159146A
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JP
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gas
zinc oxide
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detection element
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JP59275862A
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Toru Fujioka
藤岡 透
Shigekazu Kusanagi
草薙 繁量
Toru Nobetani
延谷 徹
Kazuhisa Fujii
和久 藤井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0011Sample conditioning
    • G01N33/0014Sample conditioning by eliminating a gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、ガス漏れ警報器などのガス検知部を構成し
ているフィルタ付ガス検知素子に関するものである。
〔背景技術〕
最近、地下食堂街等に取り付けられたガス漏れ警報器の
誤報が多発し、大きな問題となっているガス漏れにより
生ずるCH4,H2、C3Hj、C4HIGなどのガス
を選択的に検出するため、活性炭、活性アルミナ、ゼオ
ライト、シリカゲルなどのガス弁別のためのフィルタを
ガス検知素子に取り付けて、そのフィルタにより妨害ガ
ス、ミスト粉塵などを吸着してこれらの妨害ガスなどを
ガス感応体に到達させないようにしたフィルタ付ガス検
知素子が古くから特許等で知られている。しかし、かつ
ては、地下街等でのガス漏れ警報器設置義務もなく、従
って誤報問題もなく、地下街特有に起こるガス感応体の
高感度化要因を知るすべもなかった。このフィルタの使
用目的は、主として調理時に発生するエタノールなどに
よるガス漏れ警報器の誤報を防止することにあり、それ
なりの効果があったと思われる。
ガス漏れ警報器の誤報の原因は、もちろん、ガス漏れ警
報器付近の雰囲気に、エタノール、点火時のガス漏れ等
による燃料ガスなど、ガス感応体に反応されやすいガス
が存在することにあるが、もつと重要なことは、地下食
堂街などの過酷雰囲気にガス感応体がさらされることに
よって、徐々にガス感応体の、対象ガス(メタン、水素
、ブタンなど)に対する感度が変化しているということ
である。このため上記のエタノール、点火時のガス漏れ
等による燃料ガスが低濃度で存在しても、ガス漏れ警報
器取り付は時は、発報しないものが、短期間(約3カ月
)経過すると発報するという事態になっているのである
。誤報多発場所での詳細な雰囲気分析と、分析により明
らかになった各ガスでの素子の促進試験を行い、原因を
抽出した。その結果、この経時的な感度変化をひき起こ
す物質(これを被毒物質という)のうち、特にガス感応
体を鋭敏化させる(感度を上昇させる)ものは、亜硫酸
ガス(502)、硫化水素(H2S)等の硫化物である
ことが明らかになった。高温な状態、多湿な状態、水素
などの還元性ガスの存在状態も高感度化の要因であるが
、前記硫化物はどではなかった。
上記502.H2Sは、1 ppm未満の低濃度であっ
てもガス感応体を著しく高感度化させる。これら被毒物
質両者は、ガス弁別のためのフィルタがガス検知素子に
取り付けられていても、従来のフィルタでは完全に除去
することができず、ガス漏れ警報器の誤報を招いていた
。特に、地下街等では一般家庭に比べS02.H2Sが
高濃度であるため、ガス漏れ警報器の誤報が多発してい
たのである。
ガス検知素子に取り付けるフィルタとしては、前述した
ちの以外に、特開昭58−92850に各種金属酸化物
(Nip、Co203 、’Coo。
ZnO,5n02 、F e203 、V205 、A
g2O、CuO等とそれらへのPd添加物)フィルタが
提案されているが、この目的は、上記酸化物の酸化触媒
作用を利用して可燃性ガスを選択的に酸化排除するとい
う選択透過膜としての機能をもたせたものであり、S0
2.H2Sに対する選択的吸着除去ではなかった。
〔発明の目的〕
この発明は、以上のことに鑑みて、ガス漏れ警報器など
の誤報をひき起こす原因となるSO2やH2Sによる感
度変化が生じないようなフィルタ付ガス検知素子を提供
することを目的とする。
〔発明の開示〕
前記目的を達成するため、発明者らは、種々考察を重ね
、実験研究を重ねた。
従来からガス検知素子用のフィルタ材として使用されて
いる主なものには、前述したように活性炭、活性アルミ
ナ、ゼオライト、シリカゲル等がある。ガス感応体の被
毒物質である302.H2Sに対するこれらのフィルタ
材の吸着能力は、以下のようである。
ゼオライトは、最初のうちは孔径3〜10人のミクロボ
アで502.H2Sを吸着するが、その吸蔵量が少なく
、短期間でミクロボアが飽和するため、しかる後はマク
ロポアを通してガス感応体に502 、H2Sが到達し
てしまう。シリカゲルも、SO2,H2Sに対し物理吸
着を行うが、平衡状態になったところからは、もはやガ
スがフィルタを通過してガス感応体に到達してしまう。
活性アルミナは、S02に対して不可逆な吸着を示すが
、H2Sに対しては、その能力が小さい。活性炭は、S
02.H2Sの両者を吸着するが、S02に対してはそ
の能力が弱い。
一方、SO2またはH2Sに対して高い吸着能力を有す
るものは種々知られている。その中で、H2Sに対して
高い吸着能力を有するものに活性酸化亜鉛がある。
そこで、発明者らは、活性酸化亜鉛と活性アルミナを併
用し、フィルタとして用いると、S02およびH2Sの
両者を除去できるため、ガス感応体の特性を安定に保持
できると考えて、この発明を完成させた。
すなわち、この発明は、ガス感応体の検知能力を妨げる
物質を除去するためのフィルタを備えたフィルタ付ガス
検知素子において、フィルタ材が活性アルミナおよび活
性酸化亜鉛を含むことを特徴とするフィルタ付ガス検知
素子をその要旨とする。
このようにすると、被毒物質であるSO2およびH2S
は、活性アルミナおよび活性酸化亜鉛の両者に接触され
、S02は活性アルミナで除去され、H2Sは活性酸化
亜鉛で除去される。そのため、この発明にかかるフィル
タを使用すれば、S02とH2Sの混合雰囲気であって
も、ガス感応体にこれらの被毒物質が到達せず、ガス感
応体が特性変化を起こすことがないのである。
この発明にかかるフィルタ付ガス検知素子のフィルタの
製法としては、微粉末状の酸化亜鉛に適当なバインダを
加えてペースト状にし、それを活性アルミナからなる成
形体表面に塗布したのち乾燥させ、活性酸化亜鉛として
活性アルミナからなる成形体表面に付着させる方法など
があるが、特に限定されない。フィルタの形状、構造も
自由であり、活性アルミナと活性酸化亜鉛が混り合って
一体化された単一構造であっても、活性アルミナと活性
酸化亜鉛が別体となって合わされた併合構造であっても
よい。
ガス警報器が使用される雰囲気では、一般にH2S濃度
はSO2濃度の1/10程度であるため、活性酸化亜鉛
は活性アルミナに対して3〜30evt%の割合で併用
することが好ましい。特に、活性アルミナからなる成形
体表面に活性酸化亜鉛が付着されてフィルタが形成され
ている場合は、活性酸化亜鉛は活性アルミナに対して3
〜lQw t%の割合がより好ましい。これは、活性酸
化亜鉛が活性アルミナに対して少ないと、活性酸化亜鉛
のH2S吸着能が不十分となり、逆に多いと、活性アル
ミナのS02吸着能が不十分となるからである。
以下、実施例および比較例を示す。
(実施例) フィルタ付ガス検知素子を第1図に示すように構成した
図にみるように、4本の電極ピン1を備えた基体2に、
ガス感応体3.コイル状ヒータ4および防爆用ネット5
がそれぞれ配置されている。電極ピン1はニッケルから
なり、基体2はアルミナからなる。ガス感応体3の2本
の電極は4本の電極ピン1のうちの2本に接続されてい
る。コイル状ヒータ4はガス感応体3を囲むように配置
され、その両端が残りの2本の電極ピン1に接続されて
いる。防爆用ネット5は、ガス感応体3およびコイル状
ヒータ4に覆われている。基体2には、コツプ形のフィ
ルタ6が逆さにされてかぶせられており、ガスがフィル
タ6を通ることなしにガス感応体3に達することができ
ないようになっている。フィルタ6は、基体2にエポキ
シ系接着剤により接合した。フィルタ6は、つぎのよう
にして作った。市販の酸化亜鉛(日産ガードラ触媒側製
)を微粉末状に粉砕し、エチルシリケートとエタノール
中に混合してペースト状にし、市販のコツプ形活性アル
ミナ成形体(住友アルミニウム精錬(株製)7の内面に
塗布した。その後、これを乾燥して活性アルミナ成形体
7の内面に活性酸化亜鉛8を付着させた。乾燥後の重量
測定から、活性酸化亜鉛の付着量は活性アルミナに対し
て10wt%であることがわかった。
(比較例1) 活性アルミナ内面に活性酸化亜鉛が付着されてないフィ
ルタを用い、その他は実施例と全く同じようにしてフィ
ルタ付ガス検知素子を作製した。
(比較例2) 実施例に示したフィルタ付ガス検知素子からフィルタを
取り除いたガス検知素子を作製した。
この様にして得た上記3種のガス検知素子を性能評価の
ためにS02とH2S共存雰囲気において耐久性試験を
行った。5024度が5ppm、H2S濃度が2 pp
mとなるようにso2およびH2Sを連続発生させた試
験槽内で、温度40℃、湿度50RH%の条件下で一定
期間、上記3種のガス検知素子のガス感応体に通電した
。ガス検知素子のガス感応体の特性は、露点13°Cの
精製空気中での抵抗値(Ra)を基準とし、メタン(C
H4)ガスおよび水素(H2)ガスの500ppm、1
500ppm、4500ppmの各濃度における抵抗値
を測定した。Rmはメタンガスでのガス感応体の抵抗値
、Rhは水素ガスでのガス感応体の抵抗値である。ガス
感応体の温度は、耐久性試験中および特性測定中とも4
50℃に保持した。
実施例の測定結果を第2図に、比較例1の測定結果を第
3図に、比較例2の測定結果を第4図に示す。
なお、これらの図中、Rm、Rhの値がそれぞれ3つず
つあるのは、上から順にメタンガス、水素ガスの各濃度
が500.1500.4500ppmでの値を示し、R
hがRmに対してずれているのは、表現上具やすくする
ためである。
比較例2のフィルタのないガス検知素子のガス感応体は
、第4図にみるように502とH2Sの影響を受け、抵
抗値Rm、Rhの低下、すなわち、特性劣化が著しい。
また比較例1の活性酸化亜鉛を含まないフィルタ付ガス
検知素子のガス感応体も第3図にみるようにH2Sの影
響を受け、特性劣化をおこす。しかし、活性アルミナと
活性酸化亜鉛を含むフィルタを取り付けたガス検知素子
のガス感応体は第2図にみるように特性変化が小さく、
安定していると言える。
前記実施例では、活性アルミナ内面に活性酸化亜鉛を付
着させてフィルタを形成していたが、活性アルミナ外面
または両面に活性酸化亜鉛を付着させるようにしてもよ
い。
〔発明の効果〕
以上に見てきたように、活性アルミナと活性酸化亜鉛を
含むフィルタは、被毒物質であるS02およびH2Sを
吸着除去する能力が高い。それゆえ、このフィルタをガ
ス検知素子に取り付けてなるこの発明のフィルタ付ガス
検知素子のガス感応体は、S02およびH2Sに被毒さ
れず、感度上昇を招かない。そのため、この発明にかか
るフィルタ付ガス検知素子をガス漏れ警報器などに用い
れば、誤報、失報が起こらず信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかるフィルタ付ガス検知素子の一
実施例を示す断面図、第2図はこの発明にかかるフィル
タ付ガス検知素子のガス感応体の一実施例の感度変化を
示すグラフ、第3図は比較例1のガス検知素子のガス感
応体の感度変化を示すグラフ、第4図は比較例2のフィ
ルタ付ガス検知素子のガス感応体の感度変化を示すグラ
フである。 1・・・電極ビン 2・・・基体 3・・・ガス感応体
 4・・・ヒータ 5・・・網 6・・・フィルタ 7
・・・活性アルミナ成形体 8・・・活性酸化亜鉛 代理人 弁理士  松 本 武 彦 手続ネ甫正書(自発) 昭和60年 4月158 2、発明の名称 フィルタ付ガス検知素子 3、補正をする者 事件との関係     特許出願人 柱   所    大阪府門真市大字門真1048番地
名 称(583)松下電工株式会社 代表者  代表取締役藤井貞夫 4、代理人 6、補正の対象 明細書および図面 7、補正の内容 (11明細書の特許請求の範囲欄の全文を別紙のとおり
に訂正する。 (2)明細書第8頁第1O行ないし第14行に「特に、
・・・好ましい。」とあるを削除する。 (3)明細書第8頁第20行に「実施例」とあるを、「
実施例1」と訂正する。 (4)明細書第9頁第12行に「ヒータ4に覆われてい
る」とあるを、「ヒータ4を覆っている」と訂正する。 (5)明細書第9真第12行ないし第13行に「コツプ
」とあるを、「キャップ」と訂正する。 (6)明細書第9真第13行に「逆さにされて」とある
を削除する。 (7)明細書第9頁第20行に「コツプ」とあるを、「
キャップ」と訂正する。 (8)明細書第10頁第6行と第7行の間に、下記の文
言を挿入する。 一記一 (実施例2) 実施例1のフィルタで、活性酸化亜鉛の付着量が活性ア
ルミナに対して2wt%の割合となるようにして作製し
たフィルタを用い、その他は実施例1と全く同じように
してフィルタ付ガス検知素子を作製した。 (実施例3) 実施例1のフィルタで、活性酸化亜鉛の付着量が活性ア
ルミナに対して3wt%の割合となるようにして作製し
たフィルタを用い、その他は実施例1と全く同じように
してフィルタ付ガス検知素子を作製した。 (実施例4) 実施例1のフィルタで、活性酸化亜鉛の付着量が活性ア
ルミナに対して20wt%の割合となるようにして作製
したフィルタを用い、その他は実施例1と全く同じよう
にしてフィルタ付ガス検知素子を作製した。 (実施例5) 実施例1のフィルタで、活性酸化亜鉛の付着量が活性ア
ルミナに対して30wt%の割合となるようにして作製
したフィルタを用い、その他は実施例1と全く同じよう
にしてフィルタ付ガス検知素子を作製した。 (実施例6) 実施例1のフィルタで、活性酸化亜鉛の付着量が活性ア
ルミナに対して40wt%の割合となるようにして作製
したフィルタを用い、その他は実施例1と全く同じよう
にしてフィルタ付ガス検知素子を作製した。 (9)明細書第10頁第14行および第19行に「3」
とあるを、「8」に訂正する。 00  明細書第11頁第5行の「メタンガス」と「で
のガス」の間に、「中」を挿入する。 (11)明細書第11頁第6行の「水素ガス」と「での
ガス」の間に、「中」を挿入する。 (12)明細書第11頁第9行ないし第11行に「実施
例の・・・第4図に示す。」とあるを、「実施例1の測
定結果を第2図に、実施例2の測定結果を第5図に、実
施例3の測定結果を第6図に、実施例4の測定結果を第
7図に、実施例5の測定結果を第8図に、比較例1の測
定結果を第3図に、比較例2の測定結果を第4図に示す
。」と訂正する。 (13)明細書第12頁第5行の「第2図」と「にみる
ように」の間に、「および第5図から第9図」を挿入す
る。 (14)明細書第12頁第6行の「と言える」と第7行
の「前記実施例では」の間に、下記の文言を挿入する。 一記一 特に、活性酸化亜鉛の付着量が活性アルミナに対して3
〜30wt%の割合となっているフィルタを取り付けた
ガス検知素子のガス感応体は第2図および第6図から第
8図にみるように特性変化がほとんどなく、極めて安定
してると言える。 (15)明細書第12頁第20行に「、失報」とあるを
削除する。 (16)明細書第13頁第8行の「グラフ」と「でJの
間に、「、第5図から第9図はそれぞれ別の実施例のガ
ス感応体の感度変化を示すグラフ」を挿入する。 (17)明細書第13頁第11行に「網」とあるを、「
防爆用ネット」と訂正する。 (18)別紙のとおり、第5図ないし第9図を追加する
。 〔補正後の特許請求の範囲欄 全文〕 2、特許請求の範囲 (1)  ガス感応体の検知能力を妨げる物質を除去す
るためのフィルタを備えたフィルタ付ガス検知素子にお
いて、フィルタ材が活性アルミナおよび活性酸化亜鉛を
含むことを特徴とするフィルタ付ガス検知素子。 (2)活性酸化亜鉛が活性アルミナに対して3〜30w
t%の割合で含まれる特許請求の範囲第1項記載のフィ
ルタ付ガス検知素子。 (3)活性アルミナからなる成形体表面に活性酸化亜鉛
が付着されてフィルタが形成されている特許請求の範囲
第1項または第2項記載のフィルタ付ガス検知素子。 経過日数(日) P&過日数(日) 経通日数(日)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガス感応体の検知能力を妨げる物質を除去するた
    めのフィルタを備えたフィルタ付ガス検知素子において
    、フィルタ材が活性アルミナおよび活性酸化亜鉛を含む
    ことを特徴とするフィルタ付ガス検知素子。
  2. (2)活性酸化亜鉛が活性アルミナに対して3〜30w
    t%の割合で含まれる特許請求の範囲第1項記載のフィ
    ルタ付ガス検知素子。
  3. (3)活性アルミナからなる成形体表面に活性酸化亜鉛
    が付着されてフィルタが形成されている特許請求の範囲
    第1項記載のフィルタ付ガス検知素子。
  4. (4)活性酸化亜鉛が活性アルミナからなる成形体に対
    して3〜10wt%の割合で付着されている特許請求の
    範囲第3項記載のフィルタ付ガス検知素子。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013088267A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Figaro Eng Inc ガスセンサ
EP3346267A1 (en) * 2017-01-10 2018-07-11 Sensirion AG Sensor device for detecting a permanent gas

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