JPS6166145A - ガス検出装置 - Google Patents

ガス検出装置

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JPS6166145A
JPS6166145A JP18750684A JP18750684A JPS6166145A JP S6166145 A JPS6166145 A JP S6166145A JP 18750684 A JP18750684 A JP 18750684A JP 18750684 A JP18750684 A JP 18750684A JP S6166145 A JPS6166145 A JP S6166145A
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gas
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light
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JP18750684A
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Kentaro Ito
伊東 謙太郎
Tetsuya Kubo
久保 哲哉
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Hochiki Corp
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Hochiki Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G01N21/783Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour for analysing gases

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、水素ガス及び含水素化合物ガス以外の還元性
ガス、例えばCOガス等を高い選択性をもって検出する
ガス検出装置に関する。
(従来技術) 従来、還元性ガスを検出するガス検出装置としては、還
元性ガス分子の吸着によって電気的特性、例えば抵抗値
が変化するセンサ素子を単体で使用したものが知られて
いるが、還元性ガスの内の特定のガス、例えばCOガス
のみを検出するためには、素子の使用温麿によってガス
の選択性が変ることから、使用温石の異なった複数のセ
ン勺素子を使用し、これらのセンサ素子の検出出力から
特定のガスに対づる選択性をもたせるようにしている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、使用温度を変えた複数のセンサ素子の組
み合せを行なっても、水素及び含水素化合物ガスの補償
を充分に行なうことができず、水素ガスまたは含水素化
合物ガスに干渉されて検出対象となる特定の還元性ガス
、例えばCOガラス選択性を向上覆ることが困難であっ
た。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、水素ガス及び含水素化合物ガスの以外の還元性ガ
スを高い選択性をもって検出することを目的とし、パラ
ジウムPd等の触媒金属と3NII化タングステン等の
固体化合物の積層構造をもち水素・含水素化合物ガスの
接触で光吸収特性が変化する水素・含水素化合物ガスに
対して極めて高い選択性をもったセンサ素子を補償素子
として使用し、従来の選択性をもたない還元ガスのセン
サ素子の検出出力から水素・含水素化合物ガスの影響を
取り除くことで、水素・含水素化合物ガス以外の還元性
ガスの検出に高い選択性をもた【!るようにしたもので
ある。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を検出回路部と共に示1ノた
説明図である。
まず構成を説明すると、1は還元性ガスを検出するセン
サ素子であり、水素及び含水素化合物ガスに対し光吸収
特性が変化する機能を有する。即ち、センサ素子はパラ
ジウムPdを使用した触媒金属半透明膜2と、3酸化タ
ングステンWO3を使用したクロミック材料膜3と、I
TOを使用した透明導電膜4の積層構造をもち、この触
媒金属半透明膜2.クロミック材料膜3及び透明導電膜
4の積層構造でなるセンサ素子1の製造は、ガラスを使
用した透明基板5の上にrTOの透明導電膜4を所定の
厚さに蒸着し、続いてWO3でなるクロミック材料膜3
を所定の厚さに蒸着し、最終的にクロミック材料膜3の
上にPdでなる触媒金属半透明膜2を透明性を保つ程廉
に薄く蒸゛着することで作り出している。
このセンサ素子1は水素ガスあるいは含水素化合物ガス
(NH3,H2s等)が接触したとき、次のようにして
光吸収特性が変化する。
例えば、水素ガスが接触したとすると、触媒金属半透明
膜2により水素が吸着解離されて水素原子を触媒金属半
透明膜2の中に生成し、この水素原子が固体化合物とし
てのクロミック材料膜3の中に注入される。触媒金属半
透明膜2によるプロトンHの注入を受けたクロミック材
料膜3の固体化合物WO8は、還元されて色中心密度が
変化する。即ち、クロミック材料膜3としてWO3を使
用したときにはプロトン1」の注入による色中心密度の
変化で光吸収が増大し、その増大の度合はガス濃度の増
加に応じて強くなる。勿論、水素ガスがなくなれば固体
化合物WO8に注入されたプ[1トンHが再び抜は出し
て光吸収を減じ、元のより透明な状態に戻る。
このようなセンサ素子1における光吸収現象は水素ガス
の他にN H3、H1’ S 、 S i H4等の含
水素化合物ガスの接触に対しても同様である。
一方、センサ素子1は水素・含水素化合物ガスを含む還
元性ガスの接触に対しクロミック材料膜3の両側に形成
した電極としての触媒金属半透明膜2と透明導電膜4と
の間の電気的特性、具体的には抵抗値が還元性ガスの濃
度に応じて変化し、この抵抗値の変化から電気的に水素
・含水素化合物ガスを含む還元性ガスを検出することが
できる。
水素・含水素化合物ガスの接触に対し光吸収特性が変化
するセンサ素子1の一方には、センサ素子1の光吸収の
変化を光学的に検出するため、光源としての発光素子6
が設けられ、発光用電源7にJ:る発光駆動を受けてセ
ンサ素子1に検出光を入射している。また、センサ素子
1の反対側にはセンサ素子1を透過した光を受光して電
気信号に変換でる受光素子8が設けられ、水素ガスまた
は含水素化合物ガスの接触でセンサ素子1におけるクロ
ミック材料I!!3の光吸収特性の変化で減衰した透過
光を受光して電気信号に変換している。受光素子8の受
光電流は水素・含水素化合物ガス検出回路9に与えられ
、透過光の減衰に応じた水素ガス及びまたは含水素化合
物ガスのガス1g1i度を検出する。
一方、センサ素子1の触媒金属半透明1!J 2及び透
明導電膜4に対しては電源10よりセンサ素子1の抵抗
値を検出するための電源電圧が還元性ガス検出回路11
を介して印加されており、電源10よりセンサ素子1の
抵抗値に応じた検出電流を流し、還元性ガスが接触する
と抵抗値の変化に応じて還元性ガス検出回路を流れる検
出電流が変化することから、この検出電流の変化に応じ
て水素・含水素化合物ガスを含む還元1/lガスのガス
1lJtffを検出している。12&よ水素・含水素化
合物ガス、例えばCOガラを検出するための判断部であ
り、水素・含水素化合物ガス検出回路9とj!元元方ガ
ス検出回路10各検出出力に基づいてCOガラの検出m
而を判断する。
次に、第1図の実施例にJ:る還元性ガスの検出動作を
説明する。
まず、センサ索子1に接触した還元性ガスが水素ガス及
びCOガラを含む還元性ガスであったと1゛ると、水素
ガスの接触を受けてセンサ索子1におけるり[1ミツク
材1!I 膜3の光吸収が変化し、クロミック材料膜3
としてはWO3を使用(〕ていることから、水水ガスの
ガス濃度に応じて光吸収が増大し、発光素子6からの透
過光がセン4ノ素子1で吸収され、受光素子8に入射す
る透過光量が減衰づ゛る。このため、水素・含水素化合
物検出回路9は受光素子8による受光信号の低下から水
素がスのガス111度を検出し判断部12に出力する。
一方、水素ガス及びCOガラを含む)!元性ガスの接触
でセンサ索子1の抵抗値が変化し、電[10より還元性
ガス検出回路11を介してセンサ素子1に流れる検出電
流の変化から水素ガス及びCOガラでなる還元性ガスの
ガス濃度を検出して判断部12に出力する。
判断部12においては、還元性ガス検出回路11の検出
ガス濃度をトータル的なガス濃度とし、この値から水素
・含水素化合物ガス検出回路9で検出された水素ガスの
ガス濃度を差し引くことによりCOガラのガス濃度を判
断する。勿論、水素ガスのみの場合には、判断部12に
対する水素・含水素化合物ガス検出回路9の検出ガス濃
度と還元性ガス検出回路11のガス111度とが略一致
しており、判断部12においては水素ガスであると判断
することができる。また、水素・含水素化合物ガス以外
の還元性ガス、例えばCOガラのみの場合には、水素・
含水素化合物カス検出回路9の検出出力が得られないこ
とから、水素・含水素化合物ガス以外の還元性ガス、例
えばCOガラであることを容易に判断できる。
第2図番j本発明の他の実施例をガス検出回路部と共に
示した説明図であり、この実施例は水素・含水素化合物
ガスを含む還元性ガスのガス検出に独立したセンサ素子
を使用しI、=ことを特徴どする。
即ち、水素・含水素化合物ガスを検出Jるためのセンサ
索子1及びその光学系は第1図の実施例と同じであるが
、水素・含水素化合物ガスを含むトータル的なj9元性
ガスを検出するため新たにセンサ索子13を別途に設け
、電源10によって還元性ガス検出回路11を介して電
源電圧を印加し、センサ索子13は水素・含水素化合物
ガスを含む還元性ガスの接触に対し電気的特性、例えば
抵抗値が変化することから、抵抗値の変化に応じた検出
電流に基づいて還元性ガス検出回路11でトータル的な
還元性ガスのガス濃度を検出し、判断部12において水
素・含水素化合物ガス検出回路9の検出出力で補償()
、水素ガス及びまたは含水素化合物ガス以外の還元性ガ
スのガス濃度を判断するようにしている。
尚、上記の実施例において、センサ素子の触媒金属半透
明膜2としてはパラジウムPdの他に白金ptを使用す
ることができ、またクロミック材料膜3を形成する固体
化合物としは、3酸化モリブデンM003の他に2酸化
チタンTiO2,水酸化イリジウムIr  (OH)1
.5酸化バナジウムV2O,を用いてもよい。また、第
2図のセンサ素子1において、透明導!l!4は設けな
(ともよい。
(発明の効果) 以上説明してきたように本発明によれば、パラジウムP
d等の触媒金属と3酸化タングステン等の固体化合物と
の積層構造をもち、水素・含水素化合物ガスの接触で光
吸収特性が変化する水素ガス及び含水素化合物ガスに対
し極めて高い選択性をもったセンサ素子を補りIt素子
として使用し、選択性をもたない還元性ガスのセンサ素
子の検出出力から水素・含水素化合物ガスの影響を取り
除くことで水素・含水素化合物ガス以外の還元性ガス、
例えばCoガスの検出に高い選択性をもたせるようにし
たため、水素ガス及びまたは含水素化合物ガスを含む還
元性ガスであっても水素ガス及びまたは含水素化合物ガ
スの影響を取り除いて特定の還元性ガス、例えばCoガ
ス等に対する高い選択性をもったガス検出を行なうこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を検出回路部と共に示した説
明図、第2図は本発明の伯の実施例を示した説明図であ
る。 1:センV索子 2:触媒金属半透明膜 3:クロミック材料膜 4:透明導電膜 6:発光素子 7:発光用電源 8:受光素子 9:水素・含水素化合物ガス検出回路 10:電源 11:還元性ガス検出回路 12:判断部 13:センサ素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水素または含水素化合物ガスの濃度に応じた光吸
    収特性の変化を検出する水素・含水素化合物ガス検出手
    段と、 前記水素・含水素化合物ガスを含む還元性ガスの濃度を
    検出する還元性ガス検出手段と、 前記水素・含水素化合物ガス検出手段と前記還元性ガス
    検出手段の各検出出力に基づいて水素・含水素化合物以
    外の還元性ガスの濃度を判断する判断手段とを設けたこ
    とを特徴とするガス検出装置。
  2. (2)前記水素・含水素化合物ガス検出手段は、水素ま
    たは含水素化合物ガスを吸着解離する金属と、該金属中
    の水素原子により還元される固体化合物と、還元による
    前記固体化合物の光吸収の変化を検出して電気信号に変
    換する手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のガス検出装置。
JP18750684A 1984-09-07 1984-09-07 ガス検出装置 Granted JPS6166145A (ja)

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JP18750684A JPS6166145A (ja) 1984-09-07 1984-09-07 ガス検出装置

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JPS6166145A true JPS6166145A (ja) 1986-04-04
JPH051897B2 JPH051897B2 (ja) 1993-01-11

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003329592A (ja) * 2002-05-08 2003-11-19 Shinji Okazaki ガスセンサ用の膜の製造方法
JP2005331284A (ja) * 2004-05-18 2005-12-02 Kobe Steel Ltd 水素ガス検知剤および水素ガス検知装置
JP2009081127A (ja) * 2007-09-05 2009-04-16 Atsumi Tec:Kk イオン伝導性電解質膜およびイオン伝導性電解質膜と水素極との接合体の検査方法

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JP2009081127A (ja) * 2007-09-05 2009-04-16 Atsumi Tec:Kk イオン伝導性電解質膜およびイオン伝導性電解質膜と水素極との接合体の検査方法

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JPH051897B2 (ja) 1993-01-11

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