JPS6326335B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一酸化炭素ガスを選択的に検出で
きるようにした一酸化素ガス検出装置に関するも
のである。

一酸化炭素ガス（CO）を選択的に検出できる
固体素子で実用に足るものは見当らないのが現状
である。例えば、ホプカライト触媒使用の場合、
水の影響をとり除くのに除湿器が必要であり、メ
ンテナンスが繁雑である。また、半導体式素子に
おいても水とH₂の影響をとり除くのに困難さが
ある。さらに接触燃焼式素子においても、H₂の
影響を受けずにCOのみ測定することには成功し
てはいなかつた。

第７図は白金触媒を用いた従来の接触燃焼式素
子の印加電圧と出力電圧の特性を示すもので、曲
線Ａは0.1％H₂の場合、曲線Ｂは0.2％COの場合、
曲線Ｃは0.1％COの場合である。この場合、印加
電圧は接触燃焼式素子の温度を規定することにな
る。第７図からわかるように印加電圧が0.6V
（DC）より低いときにはH₂のみ検出されるが、
その出力電圧は5mV以下である。そして印加電
圧が約0.4V以下になればH₂の検出もできなくな
り、検出できる印加電圧の範囲はわずかに0.2V
の幅しかない。しかも印加電圧に対する出力電圧
の変化率はきわめて大きい。このように狭い幅の
中で低い出力電圧しか得られないため、実用上、
H₂とCOとを分けて検出することはできないばか
りか、分けて検出しようとする技術思想もあまり
存在しなかつた。

たゞ、特開昭51−7996号公報にみられるように
COとH₂を分けて検出しようとするものもないで
はないが、これは白金中にロジウムを添加した白
金―ロジウム合金を用いるものであり、特にロジ
ウム含有量を10重量％以上としたものである。そ
して得られる出力電圧については記載はないが、
このような白金―ロジウム合金を用いると、使用
温度が高いばかりでなく、その抵抗温度係数は
0.00166／℃となり、白金の場合の抵抗温度係数
0.0039／℃に比較して半分以下であり、実用上き
わめて取扱いにくいばかりでなく、均質なものを
得るのにも困難であるなどの欠点は避けられな
い。

この発明は上述の点にかんがみなされたもの
で、接触燃焼式素子における触媒を変えることに
よりある温度以下で使用すればH₂の影響を受け
ずにCOが検出できることを見出した事実を基礎
としてなされたものである。以下図面についてこ
の発明を説明する。

第１図はこの発明に用いる一酸化炭素ガス検出
素子（以下単に検出素子という）の一例を示す正
断面図である。１１は純白金線でコイル状をなし
ていて、ヒータと抵抗温度計の抵抗体とを兼ねて
おり、純粋の白金から出来たものを用いる。１２
はロジウム触媒付焼結触媒担体で、白金線１１の
コイル状部分を覆うように形成される。

ロジウム触媒付焼結触媒担体１２の形成には、
まず白金線１１に触媒担体としてAl₂O₃，．SiO₂
の混合物の焼結体を作り、この触媒担体に例えば
含浸法によりロジウム触媒を分散させて作る。あ
るいは混合法等により作つてもよい。かくしてこ
の発明に用いる一酸化炭素ガス検出素子１０がで
きる。

第２図は補償素子２０の一例を示すもので、第
１図の白金線１１と同一材料，同一形状の白金線
２１のコイル状部分を、ガス不活性焼結体２２で
覆つたものである。

次に、第１図の検出素子１０の使用方法を第３
図の一酸化炭素ガス検出装置によつて説明する。

第３図に示すように、検出素子１０，補償素子
２０，抵抗器R₁，R₂および可変抵抗器VRとでブ
リツジ回路を構成し、出力端子間に警報器，指示
計その他の負荷Ｌを接続し、直流電源Ｅにより検
出素子１０と補償素子２０とに電流を流し所要温
度に加熱しておく、COが検出素子１０と補償素
子２０とに触れると、補償素子２０には何の変化
も生じないが、検出素子１０はロジウム触媒付焼
結触媒担体１２により接触燃焼を生じ、白金線１
１の抵抗値が増大し、その結果、負荷Ｌに所要の
電流が供給される。

第４図，第５図は第３図に示すこの発明の一酸
化炭素ガス検出装置の特性図で、第４図は印加電
圧と出力電圧との特性を、第５図はガス濃度と出
力電圧との特性をそれぞれ示すものである。

第４図において、曲線ＡはCOが2000ppm，曲
線ＢはCOが1000ppm，曲線ＣはH₂が2000ppm，
曲線ＤはH₂が1000ppmの場合をそれぞれ示して
いる。印加電圧1.6V以下ではCOのみが検知され
ることがあきらかであり、出力電圧も6mV程度
得られる。そして、第７図の曲線Ａのように印加
電圧の変動に対し不安定な形でなく、安定したも
のであることは明瞭である。そして、印加電圧
1.6Vは約100℃であり、従来のものにくらべては
るかに低い温度である。

また、第５図の曲線ＡはCO，線ＢはH₂を示し
ており、H₂の濃度変化に対しては殆んど出力電
圧の変化はないが、COに対してはほゞ直線的に
出力が変化することがわかる。

第６図はこの発明の一実施例を示すもので、検
出素子１０と補償素子２０とを組込んだものであ
る。すなわち、３０は絶縁物からなる基体で、こ
れに導体からなる支柱３１が４本表裏に貫通して
植設されており、これらの支柱３１間に検出素子
１０と補償素子２０の白金線１１および２１の両
端が溶着等により接続固定される。そして検出素
子１０と補償素子２０を仕切るように熱遮蔽板３
２が設けられる。さらに検出素子１０と補償素子
２０の周囲には耐熱性のグラスウール３３，３４
を配置してある。なお、３５はメツシユ状の蓋で
ある。この構成によると、熱遮蔽板３２により両
素子１０，２０相互間の熱干渉が妨げられる。そ
してグラスウール３３，３４のために熱対流が抑
えられるので、ますます両素子１０，２０間の熱
干渉は小さくなり、検出精度を高めることができ
る。

なお、第４図の曲線Ｂに示されるように、CO
が1000ppm以下の場合には出力が小さいから、こ
の場合には検出素子１０および補償素子２０をい
ずれも同数だけ直列接続として、ブリツジ回路の
それぞれの辺を構成するようにすればよい。

以上説明したように、この発明は、純白金線コ
イルに多孔質担体層を焼結形成し、この多孔質担
体層中に微細なロジウム触媒を均一に分散させて
一酸化炭素ガス検出素子を構成したので、純粋の
白金線と純粋のロジウム触媒とを用いて構成でき
るため、製造が容易であることはもちろん、抵抗
温度係数の大きな白金線をヒータと抵抗温度計の
抵抗体に用いたため大きな出力電圧をとり出すこ
とができる。さらに、100℃以下に一酸化炭素ガ
ス検出素子を加熱するので、H₂の影響を受ける
ことなくCOのみを検出することができる。

また、検出素子と補償素子とは両素子の丁度中
間に熱遮蔽板を設け、両素子の周囲を耐熱性のグ
ラスウールによつて熱遮蔽板に関し対称となるよ
うに覆つたので、熱対流が防止され、両素子は常
に同じ状態に維持されるため測定姿勢等による平
衡の崩れがない。そのため低濃度のCOガスを精
度よく検出できる等の幾多の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いる検出素子の一例を示
す正断面図、第２図は補償素子の一例を示す正断
面図、第３図はこの発明の検出素子の使用方法の
一例を説明するための一酸化炭素ガス検出装置の
回路図、第４図は第３図の一酸化炭素ガス検出装
置の印加電圧と出力電圧との特性図、第５図は同
じくガス濃度と出力電圧との特性図、第６図ａ，
ｂはこの発明の一実施例を示す正面図および平面
図、第７図は従来の白金触媒を用いた接触燃焼式
素子の印加電圧と出力電圧との特性図である。 図中、１０は検出素子、１１は白金線、１２は
ロジウム触媒付焼結触媒担体３０は基体、３１は
支柱、３２は熱遮蔽板、３３，３４はグラスウー
ルである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 純白金線コイルの所定部に多孔質担体層を焼
   結形成し、この多孔質担体層中に微細なロジウム
   触媒を均一に分散させてなる一酸化炭素ガス検出
   素子と、前記純白金線コイルと同じ大きさの純白
   金線コイルの所定部に前記多孔質担体層と同じ大
   きさの多孔質担体層を焼結形成し、この多孔質担
   体層中に微細なロジウム触媒を均一に分散させ全
   表面をガス不活性焼結体で覆つてなる補償素子と
   を基体上の支柱間にそれぞれ取付け、前記両素子
   を100℃以下に加熱し、さらに前記両素子の丁度
   中間に熱遮蔽板を設けるとともに、前記両素子の
   周囲をそれぞれ熱対流を防止するための耐熱性の
   グラスウールによつて前記熱遮蔽板に関し対称と
   なるように覆つたことを特徴とする一酸化炭素ガ
   ス検出装置。