NL8104198A - Gasdetector. - Google Patents

Description

t 5 m » -1- 22115/JF/mv

Korte Aanduiding: Gasdetector.

De uitvinding heeft betrekking op een gasdetector.

In het algemeen hebben metaaloxide halfgeleiders, zoals SnOg, 5 Zn02» Fe2^3> Ce02 de eigenschap hun weerstandswaarde te veranderen wanneer zij in contact komen met waterstofgas, methaangas, butaangas etc., terwijl zij verhit worden tot een hoge temperatuur. Daardoor, door gebruik te maken van deze eigenschap, zijn gas-aftastende elementen (gasaftasters) voor het detecteren van het lekken van brandstof gassen, zoals LPG ( vloeibaar gemaakt petroleumgas), aardgas in de praktijk toegepast. Deze gasidentificatie elementen hebben echter een slechte selec-tieviteit voor gassen. Dat wil zeggen ze hebben de eigenschap de weerstandsverandering niet alleen met betrekking tot doelgassen, die dienen te worden gedetecteerd, zoals waterstof gas,methaangas, butaangas aanwezig in 15 LPG, aardgas etc. welke in huis wordt verbruikt, maar eveneens met betrekking tot ethanolgas, stoom, die worden gevormd gedurende het koken. Bij gevolg detecteren zij ook de niet doelgassen naast de doelgassen die dienen te worden gedetecteerd, waardoor de betrouwbaarheid van de detectie wordt verkleind.

20 Derhalve bestaat er behoefte aan een gaslekdetector met een zeer betrouwbare detectiewerking, dat wil zeggen niet alleen in staat de doelgassen in aanwezigheid van alleen de doelgassen, zoals waterstofgas, V methaangas, butaangas te detecteren maar eveneens in staat de doelgassen te detecteren bij gelijktijdige aanwezigheid van niet- doelgassen, die 25 niet dienen te worden gedetecteerd, zoals stoom, ethanolgas, rook, zonder onderbroken te worden door de niet-doelgassen en verder niet het detectie-signaal naar de alarmschakeling zendt wanneer de niet- doelgassen alleen aanwezig zijn, waardoor een foutmelding wordt voorkomen.

In samenhang met gaslekdetectie is het volgende reeds geopenbaard.

2° Het Amerikaanse Octrooischrift 3.644.795 openbaart een structuur, waarbij zeer sterke gasdetectieelementen worden gebruikt door deze te verkrijgen door toevoeging van siliciumsamenstellingen in gasaftastercomponenten inclusief halfgeleiders van metaaloxiden, zoals Sni^» SnO, Fe^^ of Cr^^ en het uitgangssignaal opgewekt door de weerstandsverandering van de ele-35 menten wordt toegevoerd naar een zoemer. Het Amerikaanse Octrooischrift 3.845.529 openbaart een werkwijze voor het bereiden van gasaftastende element, samengesteld uit metaaloxide halfgeleiders, zoals Sn02, ZnO,

Fe_0 , TiOp, Cr 0 NiO en CoO, door middel van processen van mengen, vormen, 8104198 -2- 22115/JF/rav i 4

( I

bakken en installatie van electroden. Tenslotte bevat een gas-aftastend element volgens het Amerikaanse Octrooischrift 3.732.519 een tweetal electrodes en poreus metaaloxiden bevattende halfgeleider deeltjes, waarbij de metaaloxide,de deeltjes van en SiOg bevat. Met behulp van 5 de genoemde stand van de techniek is het ónmogelijk te bereiken dat slechts een alarm wordt gegeven wanneer brandstofgas lekkage plaats vindt.

Het is een hoofddoel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een gaslekdetector met een verbeterde betrouwbaarheid bij het detecteren van het lekken van brandstofgassen, zoals waterstofgas, methaangas 10 en butaangas.

Dit doel wordt verwezenlijkt volgens de uitvinding door te voorzien in een gasdetector, die het kenmerk heeft, dat deze een hoofd-signaalverwerkingseenheid omvat, welke is voorzien van een hoofdgas aftastend-element, dat een verandering in electrische weerstandswaarde toont voor 15 zowel doel als niet- doelgassen als een aftaster en voor het afgeven van een eerste alarmaansturendsignaal door het detecteren dat het gas een bepaald niveau overschrijdt, een subsignaal verwerkingseenheid, voorzien van een schakelingseenheid voor het afgeven van een tweede alarmaansturendsignaal door het . detecterendat het gas een concentratieniveau overschrijdt, 20 welk lager is ingesteld dan het vernoemde niveau door gebruik te maken van het hoofdgas aftastende element in de hoofdsignaalverwerkingseenheid, een poortsignaaltrekkereenheid voor het blokkeren van het voornoemde tweede alarmaansturendsignaal door het detecteren van het niet-doelgas met een concentratie, die een bepaald niveau overschrijdt, door middel van een extra gasaftas-25tend element, dat een verandering in electrische weerstandswaarde in hoofdzaak voor het niet-doelgas detecteert, als aftaster en eveneens een poortscha-kelingseenheid, en ene alarmtrekkerorgaan, dat wordt bekrachttigd, door het ontvangen van het voornoemde eerste of tweede alarmaansturendsignaal.

Een voordelige uitvoeringsvorm van de gasdetector 30 volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat deze is voorzien van een hoofdgas-aftastend element, dat de weerstandsverandering toont voor zowel de detectie van doelgassen, zoals methaan, butaan, waterstofgas en niet-doèlgassen, zoals alcohol, stoom, rook, een extra gasaftastend element, dat de weerstandsverandering toont voor in hoofdzaak alleen 35 de niet-doelgassen, een eerste vergelijker waaraan het uitgangssignaal, gebaseerd op de weerstandsverandering van het hoofdgas-aftastend element wordt toegevoerd als ingangssignaal in parallelle vorm, een tweede vergelijker met een lagere referentie electrisch vermogen dan dat van de 8104198 £ t -3- 22115/JF/mv tl ^ eerste vergelijker, een poortschakeling voor het afsnijden van het alarmbekrachtigingssignaal van de tweede vergelijker door middel van een uitgangssignaal opgewekt door de weerstandsverandering van het extra gas-aftastend element. Of het uitgangssignaal van de poortschakeling of het 5 uitgangssignaal van de eerste vergelijker wordt gebruikt als alarmbekrachtigingssignaal voor de alarmschakeling.

De uitvinding zal nu gedetailleerder worden beschreven aan de hand van de tekening, waarin ;

Fig. 1A een basisschakelingsschema is van een gasdetector volgens 10 de onderhavige uitvinding, en een uitvoeringsvorm toont, waarbij metaal-oxiden met de eigenschap, die een afneming in electrische weerstand toont bij toeneming van concentratie van gassen die dienen te worden gedetecteerd, wordt gebruikt als gas aftastend element;

Fig. 1B een gasdetectieschakelingsschema is, dat verder is ont-• 15 wikkeld op basis van de schakeling volgens de onderhavige uitvinding, ge toond in fig. 1A;

Fig. 1C een ander gasdetectieschakelingsschema is, dat verder is ontwikkeld uit de basisuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding, getoond in fig. 1A; 20 Fig. 2 het effect van de gasdetector volgens de onderhavige uit vinding toont bij methaan als doelgas en alcohol als niet-doelgas;

Fig.3-14 uitvoeringsvormen van de uitvinding tonen;

Fig. 15-24 vergelijkingsuitvoeringsvormen tonen;

Fig. 25 het meten van de weerstandswaarde van de gas aftastende 25 elementen volgens de uitvinding toont;

Fig. 26-38 andere uitvoeringsvormen van de uitvinding tonen;

Fig. 39-43 vergelijkingsuitvoeringsvormen tonen;

Fig. 45 een vergelijkingsuitvoeringsvorm met betrekking tot een alcohol aftastend element toont; en 30 Fig. 46-48 uitvoeringsvormen tonen van het alcohol aftastende ele ment volgens de uitvinding.

8104198 ,1 i i -4- 22115/JF/mv

Fig. 1A is een basisschakelingsschema van een· gasdetector volgens de onderhavige uitvinding, dat een uitvoeringsvorm toont, waarbij metaaloxiden met de eigenschap dat deze een afneming van de electrische weerstand bij toeneming van de concentratie van gassen, die dienen te wor- 5 den gedetecteerd tonen, wordt gebruikt als gas aftastend element.

Zoals getoond in de figuur, is deze uitvoeringsvorm voorzien van een hoofdgas aftastend element (sensor) Sm, dat de markante verandering in weerstand door het contact van niet alleen de doelgassen, maar ook de niet- doelgassen toont en een extra gas aftastend element Ss, 10 · dat de grotere verandering door het contact van niet-doelgassen dan door het contact van doelgassen toont. Het hoofdgas-aftastende element Sm en het extra gas aftastende element Ss worden verhit en op de temperatuur gehouden waarbij de' markante weerstandsverandering optreedt, vanwege het contact met respectieve gassen. Voor dit doel bevatten Sm 15 en Ss verhitters respectievelijk Hm en Hs en de verhitters Hm en Hs worden gestuurd om het dement op de temperatuur te houden, waarbij de weerstandsveranderingssnélheid maximaal is door temperatuursturingsscha-kelingen Tm en Ts voorzien van spanningsschakelingen.

Alvorens een beschrijving van de gasdetectie schakeling te geven, 20 zal hieronder een beschrijving van het element worden gegeven. Als hoofdgas-aftastende elementen, getoond in fig. 1A, worden metaaloxiden, zoals SnO^, ZnO, Fe^, WO^, Ce02 en ln203 gebruikt. Van deze metaaloxiden is bekend dat deze de eigenschap hebben dat deze verschillen in weerstands-waarde, afhankelijk van het type gas wanneer de concentratie van de gassen 25 constant is en dat, zelfs wanneer de gassen identiek van het type zijn verschillen de metaaloxiden van weerstandswaarden, niet alleen afhankelijk van de temperatuur waarop deze worden gehandhaafd, maar eveneens van de concentratie. Derhalve kan een bepaalde weerstandsverandering, veroorzaakt wanneer de concentratie van lekkend gas een bepaald punt be-30 reikt, worden geeffectueerd voor het opwekken van een bepaalde uitgang door middel van het toevoeren van een bepaalde spanning en het detec-tiesignaal kan worden verkregen door het vergelijken van het uitgangssignaal met een referentiespanning, van een bepaald niveau.

De beschrijving van de gasdetectieschakeling zal hieronder 35 worden gegeven.

Het hoofdgasaftastend element Sm en de daarmee gepaarde tegenwaarde, extra gas aftastend element Ss zijn in serie verbonden met respectievelijk de weerstanden Rm en Rs. Wanneer de gelijkspanning wordt 8104198 -5- 22115/JF/mv f * I · toegevoerd naar de beide einden van de vernoemde serieschakelingen, worden de weerstandsveranderingen van hoofdgas aftastend element Sm en extra gas aftastend element Ss gedetecteerd als beide eindspanningen van elk van de weerstanden Rm en Rs en de uitgangsignalen On-1 en 5 Os 1 opgewekt door die respectieve weerstandsveranderingen worden verkregen. Met andere woorden vormen het hoofdgas aftastende element Sm en het extra gas aftastende element Ss de uitgangsschakeling van de gas aftastende elementen die de uitgangssignalen Om 1 en Os 1 verkrijgen, welke zijn opgewekt door de weerstandsverandering, veroorzaakt door het 10 contact met gas.

In de gasdetectieschakeling, zijn eveneens een eerste vergelijker, waardoor het uitgangssignaal Om 1, opgewekt door de weerstandsverandering in het hoofdgas aftastende element Sm wordt ontvangen als ingangssignaal en een tweede vergelijker Cm 2 parallel aangebracht 15 aan de eerste vergelijker in een vorm om daar een paar mee te maken. De referentiespanning Vm 2 van de tweede vergelijker Cm 2 is lager ingesteld dan de referentiespanning Vm 1 van de eerste vergelijker Cm 1.

Anderzijds is eveneens een derde vergelijker Cs, waaraan het 20 uitgangssignaal Os 1, opgewekt door de weerstandsverandering in het extra gas aftastend element Ss als ingangssignaal wordt toegevoerd, vervat in de gasdetectieschakeling. De referentiespanning van de vergelijker Cs is ingesteld op Vs. Daarnaast, door te beschouwen dat uitgangs-»-signaal Os 2 van de derde vergelijker komt van en wordt bestuurd door 25 de specifieke eigenschap van het extra gas aftastend element, dat de toeneming toont van de electrische weerstand ervan in parallel met toeneming van concentratie van het detecteergas, is een inverter I aangebracht voor het inverteren van het uitgangssignaal Os 2. Er is eveneens een EN- schakeling A, die het uitgangssignaal Os 3 van de inverter I 30 ontvangt, alsmede het uitgangssignaal Om 2 van de tweede vergelijker

Cm 2 als ingangssignaal. De EN-schakeling A vormt de poortschakeling voor het blokkeren van het alarmbekrachtigingssignaal van de tweede vergelijker Cm 2 door middel van de uitgang Os 3, opgewekt door de weerstandsverandering van het extra gas aftastend element.

Dan is daar een Omschakeling Or voor gebruik making van of het uitgangssignaal 0a van de EN -schakeling A, verkregen op basis van de eigenschap van EN-schakeling A, die de poortschakeling vormt of het uitgangssignaal Om 2 van de eerste vergeliiker Cm 1 als alarmbekrachtigingssignaal van een alarm- 8104198 -6- 22115/JP/mv -- ί * schakeling AL. Door de alarmschakeling AL wordt een waarschuwingsindi-catie met betrekking tot de gasdetectie gegeven. Voor het uitdrukken van de waarschuwing kunnen zeer bekende middellen, zoals het opwekken van een hoorbaar geluid, het zenden van zichtbaar licht worden gebruikt 5 zonder het type middel té beperken.

Vervolgens zal een beschrijving worden gegeven van de werking afhankelijk van de aanwezigheid of afwezigheid van doel en niet-doel-gassen welke de weerstandsveranderingen opwekken in respectieve gas aftastende elementen Sm en Ss.

10 Bij afwezigheid van zowel doel-als niet-doelgassen treedt geen weerstandsverandering op in het hoofdaftastend element Sm, noch in extra gas aftastend element Ss, bevattende metaaloxiden met de eigenschap electrische weerstand te verlagen bij toeneming van concentratie van gas dat dient te worden gedetecteerd. Overeenkomstig kunnen de ' 15 respectieve uitgangssignalen Om 2, Om 3, Os 2 van de eerste vergelijker

Cm 1, de tweede vergelijker Cm 2 en de derde vergelijker Cs, die ingesteld zijn op een referentiespanning, hoger dan dat van de uitgangssignalen Om, Os 1 van de respectieve elementen het L-niveau worden verkregen. Dan, ofschoon het uitgangssignaal Os 2 met het L-niveau wordt.

20 verkregen van de derde vergelijker Cs en wordt geïnverteerd door de invertor I tot het H-niveau in de EN-schakeling A, die het logische product met het uitgangssignaal Om 3 van het L-niveau, verkregen van de V tweede vergelijker Gm 2 wordt het uitgangssignaal Oa verkregen als een uitgangssignaal met een L-niveau en in de OF-schakeling Or, waar de 25: logische som van het uitgangssignaal 0a en het uitgangssignaal Om 2 met een laag niveau van de eerste vergelijker Cm verkregen met een L-niveau. Door het uitgangssignaal Or met het L-niveau wordt de alarmschakeling niet bekrachtigd. Dit betekent dat de waarschuwing niet wordt gegeven wanneer zowel de doel als niet-doelgassen afwezig zijn.

30 Bij de aanwezigheid van alleen detectiedoelgassen wordt een lichte afneming van de weerstandswaarde evenredig met de concentratie van het doelgas waargenomen, door het contact van het doelgas en opgewekt * door de afneming in weerstandswaarde, wordt het uitgangssignaal Os 1 verkregen. Het uitgangssignaal Os 2 van de derde vergelijker Cs met de 35 referentiespanning ingesteld op een hoger niveau dan dat van de uitgang Os 1 kan worden verkregen met het L-niveau. Het uitgangssignaal Os 2 met het L-niveau wordt geïnverteerd in de invertor I en het uitgangssignaal Os 2 wordt met het H-niveau verkregen.

8104198 V * t t -7- 22115/JF/mv

Anderzijds wordt in het hoofdgas aftastende element Sm een afneming van weerstandswaarde evenredig met de doelgasconcentratie veroorzaakt en in de responsie op de weerstandsverlaging wordt het uitgangssignaal Om 1 opgewekt. Wanneer het niveau van het uitgangssig-5 naai Om 1 hoger is dan dat van de referentiespanning ingesteld in de tweede vergelijker Cm 2, wordt het uitgangssignaal Om 3 met een H-niveau verkregen van de tweede vergelijker Cm 2.

Bijgevolg zijn de ingangssignalen van de EN-schakeling A, afgeleid van de uitgangssignalen Om 1, Os 1, van zowel het hoofdgas af-10 tastende element Sm en het extra gas aftastende element Ss van het H-niveau, waardoor van de EN-schakeling A het uitgangssignaal Oa met een hoog niveau wordt verkregen. Het uitgangssignaal Oa met het H-niveau wordt verwerkt in de OF-schakeling voor het verkrijgen van de logische som met het uitgangssignaal van het L-niveau van de eerste vergelijker Cm 1 en het 15 uitgangssignaal Oor is het resultaat van de bewerking in OF-schakeling Or, waarna door het uitgangssignaal Oor de alarmschakeling AL wordt bekrachtigd. Dit betekent dat in de aanwezigheid van alleen het detec-tiedoelgas het doelgas wordt gedetecteerd.

Wanneer het uitgangssignaal Om 1, opgewekt door het contact met 20 het doelgas met hoge concentratie hoger is dan het spanningsniveau van de referentiespanning van de eerste vergelijker Cm 1, waarvan de referentiespanning hoger is ingesteld dan die van de tweede vergelijker, wordt van de eerste vergelijker Cm 1 het uitgangssignaal Om 2 met het H-niveau verkregen als het alarmbekrachtigingssignaal zonder de noodzaak het uit-25 gangssignaal van de tweede vergelijker als alarmaanstuursignaal te gebruiken.

Bij de aanwezigheid van alleen niet-doelgas wordt in het hoofdgas aftastende element door het contact van niet-doelgas de afneming in weerstandswaarde evenredig met de concentratie van het niet-doelgas en opge-30 wekt door deze afneming wordt het uitgangssignaal 0m1 verkregen.

4

Wanneer het niveau van het uitgangssignaal Om 1 hoger is dan dat van de referentiespanning Vm 2 van de tweede vergelijker Cm 2 wordt het uitgangssignaal Cm 3 met het H-niveau verkregen. Intussen verlaagt eveneens de weerstandswaarde van het hoofdgas aftastend element Ss en overeen-35 komstig met deze afneming wordt het uitgangssignaal Os 1 verkegen. Wanneer het uitgangssignaal Os 1 een hoger niveau heeft dan de referentiespanning Vs van de derde vergelijker Cs, wordt het uitgangssignaal Os 2 met het H-niveau verkegen van de derde vergelijker Cs. Dit uitgangssig- 8104 198 -8-. 22115/JF/mv •i *

« I

naai Os 2 wordt geïnverteerd in invertor I en het uitgangssignaal Os 3 met het L-niveau wordt verkregen. In de EN-schakeling A dat het logische product van het uitgangssignaal Os 3 van het L-niveau met het uitgangssignaal Om van de tweede vergelijker Cm 2 vormt, wordt het uit-5 gangssignaal Oa met het L-niveau verkregen. In dit geval, omdat het uitgangssignaal Om 2 van de eerste vergelijker Cm 1 het L-niveau heeft, wordt het uitgangssignaal Oor met het L-niveau verkregen in de ·OF-schakeling Or. Met andere woorden wordt het niet-doelgas niet gedetecteerd en de alarmschakeling AL wordt niet bekrachtigd.

10 .Ofschoon echter het gas dat aanwezig is het niet-doelgas is, wordt wanneer het uitgangssignaal Om 1 met het hogere niveau dan de referentiespanning Vm 1 van de eerste vergelijker Cm 1 verkregen door het hoofdgas aftastende element Sm vanwege de aanwezigheid van niet-doelgas met hoge concentraite wordt het niveau van Om 2 hoog, hetgeen bekrachtiging 15 van het alarmaanstuursignaal tot gevolg heeft.

Bij gelijktijdige aanwezigheid van niet-doel en doelgassen tonen het hoofdgas aftastende element Sm en het extra gas aftastende element t Ss de overeenkomstige toeneming in weerstandswaarde door de invloed door het optellen van concentraties van niet doelgas.en doelgas en over-20 eenkomstig de respectieve afneming, worden uitgangssignalen Om 1 en Os 1 verkregen. Eerst, wanneer het uitgangssignaal Os 1 een hoger niveau heeft dan de referentiespanning van de' derde vergelijker Cs, die een \ uitgangssignaal Os 1 van het extra gas aftastende element Ss als ingangssignaal ontvangt,wordt het uitgangssignaal Os 2 -met het H-niveau ver-25 kregen van de derde vergelijker Cs en het uitgangssignaal Os 2 wordt geïnverteerd naar het L-niveau in de invertor I. Anderzijds, wanneer het uitgangssignaal Om 1 van het hoofdgas aftastende element Sm wordt opgewekt door het doelgas, aanwezig in een dermate extreme microhoeveelheid dat dit waard is gedetecteerd te worden, wanneer het uitgangssignaal Am 1 30 een lager niveau heeft dan de referentiespanning van de tweede vergelijker Cm 2, wordt het uitgangssignaal 0m3 van de tweede vergelijker Cm 2 verkregen als uitgangssignaal met het L-niveau.

Bijgevolg 'wordt van de EN-schakeling A, die het uitgangssignaal Os 3 met het L-niveau en het uitgangssignaal Om 3 met het L-niveau 35 als ingangssignaal ontvangt, geen uitgangssignaal met het H-niveau verkregen en wordt het alarmbekrachtigingssignaal niet gegeven. Dat wil zeggen dat wanneer het alarmaansturend signaal op dit moment wordt gegeven, dit valt in het bereik van een foutief signaal.

8104198 • » ψ « -9- 22115/JF/mv

Anderzijds bevat het uitgangssignaal Om 1 van het hoofdgas aftastende element, dat de bij elkaar opgetelde effect van concentraties van doelgas en niet-doelgas bevat het uitgangssignaal van het niet-doel-gas. Ofschoon wanneer het uitgangssignaal Om 1 in dit geval het hogere 5 niveau bereikt dan dat van de referentiespanning van de tweede vergelijker Cm 2, worden de uitgangssignaal Om 3 van de tweede vergelijker Om 2 verkregen in de vorm van een alarmbekrachtigingssignaal met het H-niveau wordt dit geblokkeerd door het uitgangssignaal van het extra gas aftastend element Os 3 toegevoerd naar de EN-schakeling, die de poortschakeling vormt. 10 Aangezien echter het uitgangssignaal Om 3 van de tweede vergelijker Cm 2 het uitgangssignaal afgeleid van het niet-doelgas als ruis bevat, is de concentratie van het doelgas in een uitermate microhoeveelheid en dus het niet waard te worden gedetecteerd en geldt niet als detectie fout.

Wanneer het uitgangssignaal Om 1 van het hoofdgas aftastende 15 element beïnvloed; door het optel effect overeenkomt met de gasconcentratie dat het uitgangssignaal qua niveau hoger maakt dan de referentiespanning Vm 1 van de eerste vergelijker Cm 1, wordt het uitgangssignaal Om 1 van de eerste vergelijker met het H-niveau verkregen en het alarmbekrachtigingssignaal wordt gegeven ongeacht het uitgangssignaal Oa van 20 de EN-schakeling A.

De volgende tabel 1 toont de werking die hierboven is beschreven in verband met de aanwezigheid of afwezigheid van de doel en de niet- 4 doelgassen waardoor de weerstandsverandering in de respectieve gassen aftastende elementen Sm, Ss wordt opgewekt zoals hierboven beweerd, 25 tezamen met de werking in sommige andere voorbeeldgevallen.

-TABEL 1 8104198 -10- | 22115/JF/av

Η I

a a H <4 a «c a ,, h as a | H O '“C g O O H 5 ca a Ni ïï a co co ij »-3 b ^ o < < 3 ^ o q o _ K J J H 3 ÜWHN 3 0 o o a =! a o q § ____________ i a

1 M J I O

M JS

o ω o q ou ω Ω ca £ £8 S * * J M * 35 5 o η a ω N 2 ca o h a > H Cd \ H S a a eh cg <4 a 5 o ia<ict;^ * a flOHH ______ <4 " > ^ a co m

« <4 H

H o «4 ω jp5 a μη o o a η a ö ω MCdWSÖ *3 C0 *J B B * S >J H O H 5 a J H U N 2 =4 <a> o ω 5 =< aai 5 CO H O a :3 a < ca <3 <c a H _0 O Ja!____________________3-.

J

ω o o ca o Η H s « H N g _ o o ca ri Γ o a a a s x j j > h co a ^ g s.

^_3 Cö «a! «=C .0 ω co o o <4 · ______??__ m <4 ------------— ----- " "*' · —-—·

o) o Eh a O

ω co i O 40

Q OW

C J U

E-ι ca h r « O S Q g , a ω ω Η ca eh a ο S3 a h < a h pa > ο κ a is ** a m μ m ·~·

a a > a S

q η h a a S

h a h o «a· tj a o a a *aj a a _...........—........... ........—--- o

H

to a a ca ^ si- hmo § a E- Η 4 H g

4 C OO N S

< a a a a . „ , , ·, H

E-Enaa i4 B b m ·-» £3

s a a o a · S

h q a ω <4. ° —-----—------1 o ' a

H

ΓΠ

" " " " U M

a I s s s 8 a _ [a 8104198 » * / * -11- 22115/JF/mv

Vervolgens zal een beschrijving worden gegeven van fig. 1B.

4

Figuur 1B is een gasdetectieschakelingsschema, verder ontwikkeld op basis van de schakeling volgens de onderhavige uitvinding, die was getoond in fig, IA. Het karakteristieke kenmerk van het schakelingsschema is 5 de verbeterde detectie nauwkeurigheid, die wordt bereikt door het verder opheffen van de beperking vrat betreft het type doelgas, door het gebruik van twee type hoofdgas aftastende elementen die verschillende eigenschappen bezitten. Dat wil zeggen dit is een uitvoeringsvorm, waarbij twee types hoofdgas aftastende elementen Sm 1, Sm 2 verschillen in type doel-10 gas, waarbij de respectieve elementen veranderingen in hun weerstands- waarden tonen, worden gebruikt, ten einde de beperking op te heffen van hét type doelgas, opgelegd door het gebruik van slechts een type aftaster element om daardoor mogelijke niet optredende detectie uitgevoerd door gebnuikt te maken van de verandering in weerstand, getoond door het gas-15 aftastende element als gevolg van het doelgas. Als hoofdgas aftastende etoenten, worden de volgende elementen in gepaarde vorm verschaft:

Een hoofdgas aftastend element Sm 1, dat een belangrijke verandering in de weerstandswaarde vertoont voor bijvoorbeeld waterstofgas en butaangas dat met betrekking tot andere te detecteren gassen en hoofdgas af-20 tastend element Sm 2 dat een markantere weerstandsverandering toont met betrekking tot methaangas en propaangas dan met betrekking tot waterstofgas en butaangas. De hoofdgas aftastende elementen zijn vervat in de uit-, gagsschakeling voor de elementen. De gepaarde hoofdgas aftastende ele* menten Sm 1, Sm 2 hebben de eigenschap van het tonen van de verandering 25 in weerstandswaarde voor zowel doel als niet-doelgassen. Bij gevolg wordt het uitgangssignaal afhankelijk van de weerstandsverandering niet alleen veroorzaakt door de aanwezigheid van doelgas maar ook door de onafhankelijke aanwezigheid of gelijktijdige aanwezigheid van het niet-doelgas.

Van de gas aftastende elementen Sip 1, Sm 2, zoals was beschreven met 30 betrekking tot fig. 1A, worden de uitgangssignalen Om 11, Om 12 vanwege de afneming in weerstandswaarde opgewekt samenvallend met de afneming van weerstandswaarde veroorzaakt door het contact met de bovengenoemde gassen. Eveneens eerste vergelijker Cm 11, Cm 12 alsmede de tweede vergelijker Cm 21, Cm 22 waarnaar de uitgangssignalen Om 11, Om 12, opge-35 wekt door de weerstandsverandering in de hoofdgas aftastende elementen Sm 11, Sm 12 worden toegevoerd, zijn aangebracht in elk'van de hoofdgas aftastende elementen Sm 1, Sm 2. De referentiespanning Vm 21, Vm 22 van de tweede vergelijker Cm 21, Cm 22 zijn ingesteld op een lager niveau 8104198 * « , -12- 22115/JF/mv dan de refërentiespanningen Vin 11, Vm 12, ingesteld voor de eerste vergelijker Cm 11, Cm 12.

Daarnaast is voorzien in een derde vergelijker Cs, die het uitgangssignaal Os 1, opgewekt door de weerstandsverandering in extra gas aftastend 5 element Ss als ingangssignaal ontvangt en de vergelijker Cs is ingesteld op de referentiespanning Vs. ·

Verder wordt het uitgangssignaal Os 2 van de, derde vergelijker Cs geïnverteerd in de invertor I en het invertor uitgangssignaal Os 3 wordt verkregen. Er is eveneens voorzien in de EN-schakelingen A, die 10 de uitgangssignalen Os 3 van de invertor I ontvangen, alsmede de uitgangssignalen Om 21, Om 32 van de tweede vergelijkers Cm 21, Cm 22 aangebracht voor elke gepaarde hoofdgas aftastend elementen Sm 1, Sm 2 als ingangssignaal en in de EN-schakelingen A worden de uitgangsignalen van invertor I en de tweede vergelijker Cm 21, Cm 22 verwerkt door het vormen van 15 een logisch product.

Dan is er de..OF-schakeling OR, die de uitgangen Oa, ontvangen van de EN-schakelingen A alsmede de uitgangsignalen Om 21, Om 22 van de eerste vergelijkers Cm 11, Cm 22 ontvangen, respectievelijk aangebracht voor de gepaarde hoofdgas aftast elementen als ingangsignalen. De uitgangs-20 signalen worden verwerkt met logische som in de OF-schakeling Or.

Tenslotte is er de alarmschakeling AL, die het uitgangssignaal Oor van de OF schakeling Or als ingangssignaal ontvangt. Door de alarmsChake- <· ling AL, wordt alarm gegeven met betrekking tot het doelgas.

De werking in overeenstemming met de aan- of afwezigheid van 25 doel en niet-doelgassen, die weerstandsverandering in respectieve gas-aftastende elementen opwekken in deze uitvoeringsvorm, dient duidelijk te zijn aan de hand van de voorgaande beschrijving.

Tenslotte zal een beschrijving worden gegeven met betrekking tot fig. 1C. Net zoals in fig. 1B is fig. 1C een gasdetectieschakelingssche-30 ma verder ontwikkeld uit de basis uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding, getoond in fig. 1A.

Dit schakelingsschema is een uitvoeringsvorm, ontwerpen voor het vermijden van het onjuiste detectiesignaal, opgewekt door de weerstandsverandering, getoond door het hoofdgas aftastende element Sm met betrekking 35 tot het niet-doelgas; door te voorzien in twee typen extra gas aftastende elementen met verschillende eigenschappen wordt de beperking opgelegd door het type niet-doelgas vanwege het gebruik van slechts een type extra gas aftastend element opgeheven. Als extra gas aftastende elementen, is 8104198 * « -13- 22115/JF/mv voorzien in een extra gas aftastend element Ss 1, dat een aanzienlijke verandering in weerstand vertoont met betrekking tot bijvoorbeeld etha-nolgas, dat met betrekking tot andere niet-doelgassen en een extra gas-aftastend element Ss 2, dat een markante verandering in weerstands-5 waarde vertoont met betrekking tot alleen rook, verschillend van het extra gas aftastend element Ss 1 als een paar. De respectieve elementen zijn bevat in de respectieve uitgangsschakelingen. Anderzijds heeft het hoofdgas aftastende element Sm de eigenschap de verandering in weerstands-waarde te tonen voor zowel doel als niet-doelgassen. Derhalve wordt het 10 uitgangssignaal van het hoofdgas aftastend element Sm vanwege de weerstandsverandering niet alleen bewerkstelligd door de aanwezigheid van doelgas, maar eveneens door de aanwezigheid van in hoofdzaak niet-doelgassen of de gelijktijdige aanwezigheid van niet-doelgas. Voor elk van de vergelijkers, die de uitgangssignalen Os 11, Os 12 van een tweetal 15 extra gas aftastende elementen Ss 1, Ss 2 als ingangssignaal ontvangen, is voorzien in de invertoren 11, I 2 en de uitgangssignalen Os 21, Os 22, verkregen van respectieve de vergelijkers Cs 1, Cs 2 worden geïnverteerd in de invertoren 11,12. De uitgangssignalen Os 31, Os 32 verkregen na geïnverteerd te zijn in de invertoren 11, I 2 en het uitgangssig-20 naai Om 3 van de tweede vergelijker Cm 2, die het uitgangssignaal Om 1 van het hoofdgas aftastende element Sm als ingangssignaal ontvangt, worden toegevoerd naar de EN-schakeling A en verwerkt met de logisch * product in de EN-schakeling A voor het verkrijgen van het uitgangssignaal 0a. Het uitgangssignaal 0a, verkregen van de EN-schakeling A en 25 het uitgangssignaal Om 2 van de eerste vergelijker Cm 1, die het uitgangssignaal Cm 1 van het hoofdgas aftastend element Sm ontvangt worden toegevoerd aan de OF-schakeling Or en hier verwerkt met de logische son.

Tenslotte is er de alarmschakeling AL, die het uitgangssignaal 30 Or van de OF-schakeling Or ontvangt als ingangssignaal en door de alarmschakeling AL wordt de waarschuwing met betrekking tot het doelgas gegeven.

De werking afhankelijk van de aanwezigheid van doel en niet-doel-gas opgewekt door weerstandsverandering in respectieve gas aftastende 35 elementen dient duidelijk te zijn,te zamen met die van de uitvoeringsvormen, getoond in fig. 1B, aan de hand van de hiervoor gegeven beschrijving onder verwijzing naar fig. 1A.

Uit de hierboven gegeven beschrijving dient het duidelijk te 8104198

4 V

-14- 22115/JF/mv

, B

zijn dat de hierboven beschreven uitvoeringsvormen slechts weinig van vele mogelijke specifieke uitvoeringsvormen zijn, waarbij twee of meer typen hoofdgas aftastende elementen verschillend in type doelgassen ten opzichte waarvan deze de verandering in weerstandswaarde vertonen zijn 5 aangebracht als een stel'en eveneens twee of meer type extra gas aftastende elementen, verschillend in type van niet-doelgassen met betrekking waartoe deze de weerstandsverandering tonen zijn aangebracht in paren en talrijke en verschillende andere inrichtingen kunnen worden afgeleid zonder buiten de strekking en geest van de uitvinding te komen.

10 Een representatieve variatie van de uitvoeringsvorm van deze uitvinding is die, waarbij halfgeleiders van P-vorm metaaloxiden, zoals molybdenumoxide, siliciumoxide worden gebruikt als extra gas aftastende elementen. Het dient duidelijk te zijn op basis van de voorgaande beschrijving van de uitvoeringsvormen van deze uitvinding, dat in het 15 hierboven genoemde geval, omdat de P-vorm metaaloxide halfgeleider de eigenschap hebben de weerstandstoeneming parallel aan de gasconcentratie toeneming, de invertoren, getoond in fig. 1A, 1B, 1C, waarin de N-vorm metaaloxiden zijn gebruikt als extra gas aftastende elementen niet noodzakelijk zijn. Eveneens, aangezien de voorgestelde gasdetector werkt, 20 zoals hierboven besproken, geeft deze niet de onjuiste waarschuwing door de aanwezigheid van niet-doelgas gevormd gedurende koeling etc.

Verder geeft deze betrouwbaar de waarschuwing zelfs wanneer het lek v van het doelgas in slechts microhoeveelheden is.

De verdere concrete beschrijving zal hieronder worden gegeven 25 met betrekking tot het effect, getoond door de gasdetector onder verwijzing naar fig. 2, door het kiezen, als voorbeelden,' methaan dat een hoofdcomponent van aardgas als doelgas is en alcohol als niet-doelgas.

De benedenbegrenzing van concentratie voor het starten van het alarm, voorgeschreven door de inspectie standaard dient te liggen .binnen het 30 bereik, getoond door symbool B in fig. 2. Bij de bekende gasdetectoren echter, wordt de detectiegevoeligheid verlaagt om de ruis als gevolg van niet-doelgas te vermijden, waardoor de mogelijkheden ervan zijn beperkt tot het alleen detecteren van gaslek binnen het bereik getoond door symbool C.

35 Anderzijds kan in de voorgestelde gasdetector, die hierboven is beschreven, omdat de ruis, vanwege het niet-doelgas kan worden geëlimineerd, de detectie mogelijkheden vergroot en het doelgas kan worden gedetecteerd in het. bereik getoond door symbool E in fig. 2, dat wil 8104198 -15- 22115/JF/mv zeggen het bereik geliik aan dat voorgeschreven door de inspectiestan-daard.

De voorgestelde gasdetector vereist het hoofdgas aftastende element voor het detecteren van de aanwezigheid van brandstofgas, 5 zoals hiervoor vermeld,. Aangezien echter het onvlambare gas aftastende element de volgende problemen heeft, is de verbetering noodzakelijk. Dat wil zeggen er was het probleem dat wanneer het bekende gas aftastend element wordt gebruikt voor een stadsgaslekalarm, het concentratieniveau voor het bekrachtigen van de alarmering aanzienlijk verschilt afhanke-10 lijk van het type stadsgas. Er was bijvoorbeeld de neiging dat de waarschuwing niet werd gegeven voor stadsgas, dat hoofdzakelijk is samengesteld uit vloeibaar gemaakt aardgas (LNG) totdat de concentratie een te hoog niveau bereikt, terwijl de waarschuwing wordt gegeven zelfs bij een lage concentratieniveau, wanneer het stadsgas is samengesteld 15 uit in hoofdzaak vloeibaar gemaakt petroleumgas (LPG). De reden voor het bovenstaande is dat de bekende gas aftastende elementen een lagere gevoeligheid hebben voor methaan-(CH^) gas, dat de hoofdcomponent van LNG is, dan voor butaan-(C^H^) gas dat een hoofdcoraponent van LPG is.

Het hiervoor genoemde probleem kan echter niet eenvoudigweg worden opge-20 lost door het vergroten van de gevoeligheid voor methaangas. Met andere woorden, omdat de beneden explosieve grens (LEL) van methaan 5,6 vol.% is, zowel de beneden explosiebegrenzing van isobutaan 1,8 vol.% is, v dient de relatieve gevoeligheid voor butaan hoger te zijn dan voor methaan. Verder, aangezien de beneden explosieve begrenzing van water-25 stof (Hg) gas, dat gebruikelijk als stadsgas wordt gebruikt 4 vol.% is, dient daarvoor eveneens een geschikt relatief relatieviteit te worden getoond.

Zoals duidelijk zal zijn uit de voorgaande beschrijving, is het voor de gas aftastende elementen Οφ geschikt te zijn toegepast voor de 30 gaslekalarm voor stadsgas voor zo ver er verschillende stadsgassen, samengesteld uit hoofdzakelijk methaan, butaan of waterstof zijn, noodzakelijk een goed gebalanseerde gevoeligheid voor de drie typen hoofd-samenstellende gassen te hebben.

Met de hiervoor genoemde omstandigheden in het hoofd, is de 35 onderhavige uitvinding bedoeld om te voorzien in een gas aftastend element, geschikt om te voldoen aan de voorgaande vereisten.

Dat wil zeggen een gas aftastend element volgens de onderhavige uitvinding is gekenmerkt, doordat dit de componenten omvat die in staat 8104198 -16- 22115/JF /mv

t V

t · zijn de gassen te detecteren, dat wil zeggen de effectieve componenten bevatten idiumoxide,een type gekozen uit een groep samengesteldwit o( -vorm ferrioxides en palladiumoxide.

De verdere gedetailleerde beschrijving hieronder zal worden 5 gegeven met betrekking tot het gas aftastend element.

Een vorm van de uitvoeringsvormen van het gas aftastende element volgens deze uitvinding is die waarbij als de effectieve componenten drie types, dat wil zeggen indiumoxide, tinoxide en palladiumoxide worden gebruikt en teneinde zowel de gevoeligheid te verbeteren en te balanseren 10 voor verschillende gassen, waarbij de drie types componenten voor respectieve kenmerken voor gebruik worden gemengd. Verder, wanneer Pt02 of RhgO^ wordt toegevoegd als de vierde component met betrekking tot ln203 - Sn02 - PdO systeem, kan de gevoeligheid van waterstof worden verbeterd door de toegevoegde Pt02 en de concentratie afhankelijkheid 15 voor elk van de gassen kan worden verbeterd door het toegevoegde Rh^.

Elk oxide, vervat in het element kan verschillende oxidatie» vormen aannemen, aangezien dit vele type valenties heeft en derhalve is er geen beperking opgelegd op de oxidatievormen. Eveneens, aangezien de oxides met de meerdere typen oxidatievormen, kunnen er gevallen bestaan 20 met elk van de oxidatievormen in het element als enkele component, of er kunnen gevallen zijn, waarbij die met meervoudige tyeps van oxidatievormen gelijktijdig aanwezig zijn in het dement. In de hierboven ge- * noemde oxidatievormen, zijn die met niet-stoichiometrische samenstelling vanwege het hoogste effect, etc vervat.

25 Gebruikelijk neemt echter indiumoxide de geoxideerde In2°3 tinoxide de geoxideerde vorm Sn02 en palladiumoxide de geoxideerde vorm PdÖ aan. Overeenkomstig, voor wat betreft de verhouding van componenten (samenstellingverhouding) die het dement vormt in deze beschrijving, wordt voor elk oxide aangenomen dat dit de oxidatievorm aanneemt onder 30 die het hierboven 'getoond Eveneens zijn er de gevallen dat In, Sn, Pd zijn vervat in het gas aftastende element in de vorm van het element, maar eveneens in die gevallen, wordt de samenstellingsverhouding berekend door aan te nemen dat die elementen in de vorm kunnen zijn van de hierboven genoemde oxiden.

35 De karakteristieke punten van het gas aftastende element volgens deze uitvinding zijn dat dit de hiervoor genoemde drie type componenten bevat met de volgende relatieve verhoudingen;In het totaal van effectieve componenten neemt indiumoxide de verhouding van 25-50 gew.% (hierna 8104198 -17- 22115/JF/mv af gekort als %), tinoxide neemt 75-50 % van het totale gewicht in beslag en pallediumoxide neemt 0,06- 5 % van het totale gewicht in beslag en eveneens dat bij voorkeur de samenstellende verhouding is ingesteld om 35-45 % voor indiumoxide te zijn, 65- 55 voor tinoxide en 0,06-5 % 5 palladiumoxide. Wanneer indiumoxide 50 % overschrijdt, is de weerstands-waarde van het element te klein, hetgeen problemen veroorzaakt tij de vorming van een alarmschakeling. Eveneens is er het probleem dat de gevoeligheid van waterstof en butaan wordt verlaagt in vergelijking met die van methaan. Wanneer tinoxide 75 % overschrijdt, neemt de concentratie 10 afhankelijkheid met betrekking tot waterstof af en de gevoeligheid bij hoge concentratie wordt kleiner. Wanneer palladiumoxide 5 % overschrijdt neemt de weerstandswaarde van het element af en de gevoeligheid voor respectieve gassen wordt verlaagd. Wanneer de hoeveelheid palladiumoxide lager wordt dan 0,06 % wordt de gevoeligheid voor methaan nihil.

15 Na bereiding van het gas aftastende element, worden soms componen ten, die werken als bindmiddel of die werken als verdikkingsmiddel etc. toegevoegd aan de componenten, die de gas aftastende mogelijkheid vertonen. Zelfs in dergelijke gevallen, voor zover betreft de componenten, die de gas aftastende mogelijkheid vertonen, indiumoxide, tinoxide en 20 palladiumoxide bevatten, zijn deze vervat in de strekking van de onderhavige uitvinding. De reden zelf voor het beschrijven in deze beschrijving dat de effectieve componenten de hiervoor genoemde drie type oxiden bevat komt vanaf het inzicht van de veelvuldig toegepaste techniek van het toevoegen van componenten anders dan de gas aftastende mogelijk-25 heid vertonen hij de feitelijke bereiding van het gas aftastende element. Ondanks de voorgaande beschrijving echter is het niet nodig te zeggen, dat gevallen waarbij het verbrandbare gas aftastende element slechts de effectieve componenten zoals hierboven besproken vervat binnen de strekking van de huidige uitvinding en de voorgaande beschrijving heeft 30 niet bedoeling dergeli.ike gevallen buiten de strekking van de onderhavige uitvinding uit te sluiten.

Als een vorm van verbrahdbaar gas aftastend element volgens deze uitvinding, verdient in het algemeen de gesinterde vorm de voorkeur met het oog op het feit dat een bevredigende gasgevoeligheid kan worden ver-35 kregen en wel op een eenvoudige wijze en dat dit uitermate stabiel is met betrekking tot het tijdsverloop etc. De vorm is echter niet beperkt tot de hierboven genoemde en vele andere vormen, zoals dunne film, dikke film kunnen vrijelijk worden gebruikt. Eveneens het bereidingsmateriaal, 8104198 -18- 22115/JF/rav Λ ·> • 1 de bereidingsmethode!etc. kunnen flexibel worden gekozen, afhankeli.iheid van de beschikbaarheid van de materialen, kosten, toepassing, doel etc. Er is geen beperking op het type van het startmateriaal voor bereiding (materiaal kan de doeloxides zelf zijn)1 voor zover deze indiumoxide, 5 tinoxide en palladium geven op het punt waarop deze worden vervaardigd in het element. Eveneens kan een tussenbehandeling worden uitgevoerd met betrekking tot het startmateriaal voor zover nodig.

Zoals hiervoor opgemerkt, hebben waterstof, butaan en methaan verschillende beneden explosiebegrenzingswaarden van respectievelijk 4%, 10 1,8% en 5,6%. Volgens de onderhavige uitvinding kunnen de gas aftastende elementen, die gelijke gevoeligheid voor gassen vertonen, ongeachthet type gas, bij de gasconcentratie Biveaus van 1/100, 1/10, 1/4 etc, gemeten met behulp van de hiervoor genoemde benedenbegrenzingswaarde als standaarden, worden Verkregen. Bij gevolg, door het gebruik van het gas aftasten-15 de dement volgens deze uitvinding, ongeacht het type gas dat aanwezig is, kan de gevaarlijke toestand, vanwege de aanwezigheid ervan, worden gedetecteerd met :nagenoeg gelijke gevoeligheid voor al dergelijke gassen. Derhalve kunnen de stadsgassen, inclusief de verschillende gascomponenten worden bewaakt met betrekking tot lekkage ervan onder gebruikmaking 20 van dezelfde gaslekalarmen, waardoor dus het gas aftastende element kan worden beschouwd als ideaal voor toepassing op huiselijk gaslekalarm.

Vervolgens zal een beschrijving worden gegeven met betrekking tot de uitvoeringsvormen van deze uitvinding alsmede met betrekking tot vergelijkende uitvoeringsvormen.

25 Als materialenpoeders, IngO^ (Yamanaka Semiconductor Co.,Ltd 99,99%), SnOg (Yamanaka Semiconductor Co.,Ltd 99,99%) en PdO (Nakarai Kagaka Yakuhin Co.,Ltd, gr-grade) gekozen en werden samengesteld met de verhouding, zodat de samenstelling van elk element gelijk wórdt aan die in tabel 2 (later getoond). Daarna, na het grondig mengen van de 30 materiaalpoeders onder gebruikmaking van een maalinrichting (totale hoeveelheid 1gr-30 min.) werd het gemengde poeder gewogen om porties af te scheiden met een specifieke hoeveelheid (15mg) en gevormd in cilinder vormige elementen van 2mm doorsnede en lengte van 2mm met twee plati- ne electrodes (diameter 0,2mm, lengte 15mm) parallel daarin ingebed, door 2 compressievorming (druk 1-2 t/cm ). Daarna, door bakken onder de omstandigheden van 600°C, 700°C, 750°C en 800°C baktemperatuur bij 1-3 uur baktijd, in lucht werd het element dat wil zeggen de gasaftaster (sinter) bereid.

8104198 -19- 22115/JF/mv Röntgenstralen analyse, toonde dat de respectieve oxiden, die het gas samenstellen aanwezig zijn in gemengde toestand. Door analyse bleek dus onder gebruikmaking van de röntgenstralende microanalyseer-inrichting, dat de dispersie van de respectieve componenten zeer homogeen 5 was. Het werd eveneens bevestigd door ESCA (fotoelectronische spectroco-pische analyse) dat palladiumoxide soms gedeeltelijk is gereduceerd tot metaalpalladium, maar bij de onderhavige uitvinding, werd metaalpalladium eveneens beschouwd als palladiumoxide en vervat in palladiumoxide in berekening van de samenstellingsverhouding.

10 Rond elke gasaftaster, verkregen zoals hierboven beschreven, werd een verhitter in de vorm van een spoel aangebracht en eveneens voor bescherming tegen explosie, werd een roestvrijstalen draadnetkap aangebracht als deksel om een gasaftastende eenheid te verkrijgen.

' 15 -TABEL 2 - 1 8104198 -20- 22115/JF/mv TABEL 2

ELEMENTSAMENSTELLING

(GEW.%) ' WERKING

VIERDE - BAKTEMPE- TUSSENLIGGENDE FIG.

COMPONENT \ RATUUR E WEERSTANDSWAAR- NUM-, ΙηΛ Sn02 PdO ^ ^ <°« (.) DE

UITVOERINGSVORM 1 ” 29,4 68,6- 2,0 600 4,12 8,07 3 UITVOERINGSVORM 2 2g^ 88,6 2f0 700 2,95 12,70 4 UITVOERINGSVORM 3 29,4 68,6 2,0 800 1,93 5 UITVOERINGSVORM 4 29,7 69,3' 1,0 800 4,00 16,00 6 UITVOERINGSVORM 5 39,2 58,8 2,0 600 2,74 11,13 7 UITVOERINGSVORM 6 39,2 58,8 2,0 800 2,17 1,14 8 UITVOERINGSVORM 7 38i0 57,0 5,0 600 1,99 0,65 9 UITVOERINGSVORM 8 38;0 57,0. 5,0 800 2,25 23,06 10 UITVOERINGSVORM 9 47>5 47,5 5,0 600 2,59 3,42 11 UITVOERINGSVORM 10 26,1 71,8 2,1 750 2,75 32,88 12 UITVOERINGSVORM 11 29)4 68}6 1,5 0j5___600 1,96 3^Q__13 UITVOERINGSVORM 12 39^4 58j5 ^5 0,5 600 1,86 3j66 14 VERGELIJKINGS ' UITVOERINGSVORM 1 19 »6 78,4 2,0 600 1,39 13,78 15

VERGELIJKINGS

UITVOERINGSVORM 2 19»6 78,4 2,0 ___700 1,19 52,94__16

VERGELIJKINGS

UITVOERINGSVORM 3 J9,6 78,4 2,0 800 1,47 26,13 17

VERGELIJKINGS

UITVOERINGSVORM 4 9j8 88,2 p,q___800__1,77 46,88 __18

VERGELIJKINGS

UITVOERINGSVORM 5 49,0 49,0 2,0 800 1,87 0,23 19 VERGELIJKINGS 66 5 28,5 5,0 600 1,40 . .p pn UITVOERINGSVORM 6 ’______;____20 VERGELIJKINGS' 30,0 70,0 O 600 0,54 , * P1 UITVOERINGSVORM 7__'_____;__6,99__^

VERGELIJKINGS

UITVOERINGSVORM 8 30,0 70,0 O 800 1,31. 1 g3 22 VERGELIJKINGS “ UITVOERINGSVORM 9 36,0 54,0 10,0 600 1,62 ^ ?? 23 VERGELIJKINGS 1 UITVOERINGSVORM 10 24,99 74,96 3,05 600 1,22 _ 24 8104198 Η * -21- 22115/JF/mv

Met betrekking tot respectieve elementen, verkregen zoals hierboven beschreven, werd het verband tussen de gasconcentratie en de weer-standswaarde bestudeerd onder gebruikmaking van de gassen, verkregen door het samenstellen van waterstof, methaan of butaan met zuivere lucht 5 als monsters. De resultaten zijn getoond in de figuren 3 t/m 22.

Het verband tussen de figuren en de respectieve uitvoeringsvorm is zoals getoond in fig. 2. In elke figuur, is het concentratie/weerstandswaarde-verband weergegeven door de lijn LH voor waterstof, door Lm voor methaan en door de lijn LB voor butaan.

10 De weerstandswaarde werd gemeten door de hierbeneden beschreven werkwijze.

Zoals getoond in fig. 25 werd een vaste weerstand 2 (weerstandswaarde van R ) voor het meten van de weerstand in serie verbonden met c het hoofdgas aftastende element 1, verkregen zoals hierboven beschreven 15 en aan de beide uiteinden ervan, werd een constante spanning van 5V toegevoerd. Door het meten van de electrische potentiaal Vc (V) aan de beide einden van de vaste weerstand 2, kan de weerstandswaarde Rs (-^) van het hoofdgas aftastende element 1 worden verkregen aan de hand van de volgende vergelijking. In dit geval geeft i de electrische stroom 20 vloeiend door de schakeling aan.

5 = 1 (R + R ) s c * V = i . R c c 25· . Rs = R (f - 1) . . c v_ c

Eerst werd de zuiver gemaakte lucht met een geregelde vochtigheid gevoerd in de metertank met het hoofdgas aftastende element daarin geïnstalleerd en de atmosfeer werd grondig gestabiliseerd. Daarna werd de 30 weerstandswaarde van het element gemeten onder gebruikmaking van de voornoemde werkwijze. Vervolgens werden waterstof, methaan, butaan na elkaar gevoerd in de meettank en onder een volledig gestabiliseerde toestand (rond 2 uur kter) werden de weerstandswaarden in de respectieve gasatmosferen gemeten met behulp van dezelfde werkwijze. In dit geval ^ verdient het de voorkeur de respectieve metingen te scheiden met intervallen van een dag, teneinde te vermijden de handel van elke meting te verlaten. Voor de meting werd de temperatuur van het element ingesteld en gehandhaaft op 450°C, door het regelen van de spanning, toegevoerd naar 8104198 -22- 22115/JF/mv y » f r de verhitter gebruikt voor het verhitten van het element.

Eveneens de index E, aangevend of het element gelijk werkt voor waterstof, methaan en butaan of niet werd verkregen onder gebruik making van de volgende vergelijking. De resultaten zijn getoond in tabel 2.

5 <*, E = »2

In de hierboven getoonde vergelijking geeft R-j de minimale waarde van de weerstandswaarde voor respectieve elementen met 0,04 %, 10 0,05 % in methaan en 0,02 % in butaan, dat wil zeggen 1/110 van de beneden explosieve begrenzing. R2 vertegenwoordigd de maximale waarde van de weerstandswaarde van de respectieve elementen met 1,0% in waterstof, 1,25 in methaan en 0,45 in butaan, dat wil zeggen 1/4 van de beneden explosie® begrenzing.

Bovendien werd het geometrisch gemiddelde \(""r^7r^ van de minimale waarde en de maximale waarde, die aldus werden verkregen berekend en dit is aangegeven in tabel 2 als de gemiddelde weerstarids-waarde.

De totale evaluatie van de voorgaande resultaten gaf aan dat 20 alle uitvoeringsvormen beter waren dan de vergelijkingsuitvoerings-vormen. Dat wil zeggen de vergelijkingsuitvoeringsvormen 1-3 alsmede 6-10 hebben een kleine E, de vergelijkingsuitvoeringsvormen en 4 en 5 hebben een te kleine gradient van het methaanconcentraite/weerstandsver- bandslijn LM en de vergelijkingsuitvoeringsvormen 5 en 6 hebben een 25 J te lage tussenliggende weerstandswaarde.

De andere vorm van het hoofdgas aftastende element volgens deze uitvinding is die waarbij 3 types, dat wil zeggen indiuraöxide, 0( -vorm ferrioxide (als ruw metaal van 0( Fe2C>3, & Fe2°3’

Fe_0,, 0( FeOOH etc kunnen worden gebruikt voor zover deze o( Fe?CL

J geven na het bakken), en palladiumoxide worden gebruikt als effectieve componenten en teneinde de gevoeligheid.alsmede de balans ervan te verbeteren, worden de 3 typen componenten met respectieve kenmerken gemengd voor gebruik.

In het Ιη90, -0^ Fe, CL - PdO systeem zijn de bedoelde effecten

qC d J d J

J door toevoegen^van de secondaire componenten de verbetering van de weerstandswaarde, alsmede de concentratie afhankelijkheid van de respectieve gassen, zoals Fe^, terwijl de bedoelde effecten de verbetering zijn in gevoeligheid voor methaangas, alsmede concentratie afhankelijkheid 8104198 -23- 22115/JF/mv « 1 * van respectieve gassen zoals PdO.

In het hoofdgas aftastende element volgens de onderhavige uitvinding kunnen de andere effecten eveneens bewerkstelligd worden door het toevoegen van Pt02 of Rh^ a^s de vierde component. De toevoe-5 ging van Pt02 verbetert de gevoeligheid voor-waterstofgas en de toevoeging van RhgO^ verbetert de afhankelijheid met betrekking tot de concentratie van respectieve gassen.

De beschrijving zal hieronder worden gegeven met betrekking tot uitvoeringsvormen van hiervoor, alsmede met betrekking.tot vergelijkings-10 uitvoeringsvormen.

Een element, dat wil zeggen een gasaftaster (sinter) werd als volgt bereid. Als startpoedermateriaal werden θ( FegO^, verkregen door het ontsteken van d FeOOH (Toda Kobyo Co.,Ltd Part No. Y-2) bij 300°C voor 1 uur in de lucht en In^, Pd02 hetzelfde als die in het 15 ln20g - Sn02 - PdO systeem, gekozen en de materialen werden samengesteld op een wijze voor het verkrijgen van de element saraenstellings verhouding hetzelfde als in tabel 3,. die later wordt getoond. Daarna, na het grondig mengen (totale hoeveelheid 1gr-30min.) in een maalinrichting werd een specifieke hoeveelheid (15mg) van het gemengde poeder gewogen voor het gebruik 20 en gevormd in cilindervormige elementen met een diameter van 2mm, een lengte van 2mm en met twee platina electrodes ( diameter 0,2 mm, 2 lengte 15 mm) parallel ingebed, door compressie vorming fdruk 1-2 t/ cm )* daarna gebakken bij 600°C, 700°C, 750°C of 800°C gedurende 1-3 uur in de lucht.

25 De röntgenstraling analyse- onthulde dat respectieve oxiden vervat in de gasaftaster aanwezige waren in gemengde toestand. Eveneens toonde de analyse onder gebruik making van de röntgenstralingsmicroanalysa-tor dat respectieve componenten zeer homogeen waren gedivergeerd.

ESCA (fotoelectronisch spectroscopische analyse) bevestig-30 de dat er gevallen waren, waarin palladiumoxide gedeëtelijk was gereduceerd tot metaalpalladium. Bij de onderhavige uitvinding echter, werd metaalpalladium behandeld als palladiumoxide en vervat in palladiumox-ede voor het berekenen van een samenstellingsverhoudingen.

Een gas aftastende eenheid werd voorbereid door het. aanbrengen 35 van een verhitter van het spoeltype daaromheen en eveneens door deze te bedekken met een roestvrijstalen draadnet deksel als maatregel voor explosiebeveiliging.

Voor elk aldus verkregen element, werd het verband tussen de 8104198 -24- 22115/JF/mv gasconcentratie en de weerstrandswaarde bestudeerd onder gebruik making van het monstergas bereid door samenstelling van de zuiver gemaakte lucht met waterstof» methaan of butaan. De resultaten zijn getoond in de figuren 26 t/m 43. Het verband tussen de figuren en de uitvoeringsvorm 5 is getoond in tabel 3. In' elke fig. vertegenwoordigd de lijn LH voor waterstof, de lijn LM voor methaan en de lijn LB voor butaan het concentratie/weerstandswaarde-verband van respectieve componenten. De weerstandswaarde werd gemeten onder gebruikmaking van dezelfde werkwijze als hiervoor beschreven.

10 -TABEL 3-

V

.8104198 -25- · 22115/JF/mv _TABEL 3___

SAMENSTELLING VAN DE HOOFDGAS WERKING

DETSCTQR ,, .....ONTSTE- -.....— . —— VIERDE- KINGS . „ TUSSENLIGGENDE FIG.

COMPONENT TEMPERA- h WEERSTANDS- m τη r? n --TUUR '(-> WAARDE < >

In2°3 Fe2°3 Pd° PtOp RhpO^ (°C)____ UITVOERINGSVORM 1 82,0 ’ 15 3,0 600 2,58 1,45 26 UITVOERINGSVORM 2 79,94 2Ö 0,06 600 2,01 1,16 27 UITVOERINGSVORM 3 79,0 20 1,0 600 3,40 1,02 28 UITVOERINGSVORM 4 77,0 20 3,0 600 3,39 2,53 29 UITVOERINGSVORM 5 74,0 20 6,0 600 2393 8,03 30 UITVOERINGSVORM 6 69,94 35 0,06 600 2,56 1,45 31 UITVOERINGSVORM 7 64,0 35 1,0 600 3,09 1,92 32 UITVOERINGSVORM 8 62,0 35 3,0 600 3,00 2,53__33 UITVOERINGSVORM 9 ^ 5Q_ 3^___600 3,72 9,49 34 UITVOERINGSVORM 10 __44.0__52__6jQ____600__3,56 16,38__35 UITVOERINGSVORM 11 ,nn o oc 1/ oa ^ 37,0 60 3,0 600 2,25 14,88 36 UITVOERINGSVORM 12 77 20 2,0 1,0 600 3,05 3,41 37 UITVOERINGSVORM 13 62 35 2,0 1,0 600 3,02 3,28 38 VERGELIJKINGS 89,94 10 0,06 600 1,51 0,44 39 UITVOERINGSVORM 1__________ VERGELIJKINGS 87,0 10 3,0 600 1,94 0,24 40 UITVOERINGSVORM 2__________ VERGELIJKINGS „ „ „„„ , UITVOERINGSVORM 3 80,0 20 0 600 °'^3 41 VERGELIJKINGS ~ ~ 7Γ7 ~Z 7~Z T7~ UITVOERINGSVORM 4 70,0 20 10,C 600 1,76 4,56 ^2 VERGELIJKINGS : ' UITVOERINGSVORM 5 27,0 70 3,0 600 1,88 24,25 43 8104198 4 V * -26- 22115/JF/mv

De hoofdgas aftaster volgens de onderhavige uitvinding heeft het kenermk, dat de relatieve verhouding van de drie typen componenten als volgt is ingesteld. 85-40 gew.% (hierna afgekort als %) voor in-dlumoxide, 15-60 % voor ijzeroxide, 0,06-6 & voor palladiumoxide en 5 bij voorkeur 80-50 & voor indiumoxide , 20-50 % voor -vom ferrieoxide en 1,0-6,0 % voor palladiumoxide. Wanneer (yi -vorm ferrioxide minder is dan 15 %, is de element weerstand te klein (fig. 39 en 40), terwijl wanneer dit 60 % overschrijdt, de gevoeligheid alsmede de concentratie afhankelijheid van waterstofgas afneemt, hetgeen een verstoring van de 10 balans van de gevoeligheid voor respectieve gassen tot gevolg heeft alsmede een afneming in E-waarde (fig.43). Wanneer palladiumoxide minder is dan 0,06 % nèemt de gevoeligheid voor methaangas merkbaar af en eveneens de E-waarde neemt af (fig 40), terwijl wanneer deze 6,0 % overschrijdt, in tegenstelling daartoe, de concentratie afhankelijkheid van de res-15 pectieve gassen afnemen, hetgeen een afneming van de E-waarde tot gevolg heeft (fig. 41).

De onderhavige uitvinding voorziet in een alcohol aftaster die effectief is als extra gasaftaster bij de voorgestelde gasdetectie.

De unieke kenmerken van de alcohol aftaster volgens de onder-20 havige uitvinding zijn dat de effectieve componenten ervan magnesiumoxide, chroomoxide, zirconiumoxide bevatten en dat de molaireverhouding van de componenten is ingesteld om het verband te hebben, dat wordt getoond t door de volgende vergelijking. Wanneer de molaireverhouding van elk componentoxide met betrekking tot het totale effectieve componenten 25 wordt vertegenwoordigd door Mn voor magnesiumoxide, door Mc voor chroomoxide en door Mz zirkoniumoxide.

--—- = 0,01-0,5 (Mm + Mc) i 2 + Mz 1

Hierbeneden zal een gedetailleerde beschrijving worden gegeven voor het hierbovenstaande.

In het hierboven genoemde geval wordt onder effectieve componenten verstaan de componenten, die de mogelijkheid tonen het doelgas te detecteren (gas aftastingsmogelijkheid).

^ In de voorgaande beschrijving "werd beweerd dat de effectieve componenten magnesiumoxide,,chrromoxide en zirkoniumoxide bevatten, maar dit is de uitdrukking, die wordt gebruikt met het doel de samenstellings-verhouding van het element te definiëren. Bij gevolg betekent dit niet 8104198 * » -27- 22115/JF/mv noodzakelijkerwijs dat alleen de gassen samengesteld van de mengsels van de .drie typen oxiden alleen kunnen worden toegepast. Daarentegen kan het zoals gebruikelijk betekenen dat het mengsel als volgt wordt verkregen: omdat het de voorkeur verdient magnesiumoxide en chroomoxide 5 aanwezig te hebben in de toestand van equi-mol, worden de oxiden hun meervoudige oxiden (MgCr^) in de bakprocedure en zirkoniumoxide wordt toegevoegd in het meervoudige oxide. Mg en Cr kunnen gedeeltelijk in de vorm van de samenstelling zijn door reaktie als in het voorgaande geval van MgCr*o0^ of allo ervan kunnen de vorm aannemen van wederzijds sreaktie 10 product. Verder kunnen deze gedeeltelijke aanwezig zijn als elementen of samenstellingen anders dan oxiden. Anderzijds kunnen de oxides ervan verschillende vormen van oxide aannemen vanwege het feit dat de component elementen ervan meerdere typen valenties hebben en er geen beperking wordt opgelegd op de typen oxides. Eveneens in de oxides met de meervou-15 dige type oxidevormen, bestaat soms een van deze vormen in het element onafhankelijk als enkele componenttype, of soms meervoudige types van oxides bestaan naast elkaar in het gas aftastende element. De oxidevormen, waarnaar in dit geval wordt verwezen, bevatten die met de niet-stoichio-metrische samenstelling dankzij het roostereffect, etc.

20 Magnesium neemt echter de geoxideerde vorm MgO aan, terwijl zirkoniumoxide de geoxideerde vorm ZrO£ aanneemt en chroomoxide gebruikelijk de geoxideerde vorm Cr aanneemt. Derhalve is in deze beschrijving, bij het specificeren van de samenstellingsverhouding van componenten die de effectieve componenten vormen, de aanneming als volgt: magnesiumoxide 25 neemt de geoxideerde vorm MgO aan; chroomoxide is aanwezig in de vorm van Cren zirkoniumoxide neemt de vorm aan van ZrO^ als oxide. Dan, onder deze aanneming is het noodzakelijk, dat de samenstellingsverhouding van de voorgaande drie typen oxides worden ingesteld, zoals weergegeven door de hierboven staande vergelijking. De beschrijving onder verwijzing 30 naar de uitvoeringsvormen zal als volgt zijn. In de vergelijking wordt de maximale waarde (0,5) in het bereik (0,01-0,5) mogelijk voor de vergelijkingswaarde te nemen, verkregen, wanneer bijvoorbeeld de molaire verhouding van elk van de drie typen oxiden 1/3 is. In tegenstelling daartoe wordt de minimale waarde (0,01) nagenoeg bereikt wanneer bijvoor-35 beeld de molaire verhouding van zowel magnesiumoxide als chroomoxide 0,4975 is en dat van zirkoniumoxide 0,005.

Wanneer zirkoniumoxide afwezig is, verlaagt de gevoeligheid voor alcohol en eveneens wat betreft de relatieve gevoeligheid in ver- 8104198 ___ -28- 22115/JF/mv 1 « , ( gelijking met die voor butaangas, wordt de gevoeligheid van alcohol.inferieur Eveneens neemt de mechanische sterkte van het element af. Wanneer anderzijds magnesiumoxide en chroomoxide qua hoeveelheid overschrijdt, neigt naast de afnemende weerstandswaarde van het element de alcoholgevoeligheid 5 te worden verlaagd. Zoals hierboven besproken, nemen de componenten, vervat in effectieve componenten de vorm van wederzijdse reaktieprodukten aan, zoals een meervoudige oxide, of element, of samenstelling anders dan oxiden. In een dergelijk geval echter wordt voor berekening van de samen-stellingsverhouding aangenomen dat deze de hier vernoemde oxidatievormen 10 hebben, zodat 1 molMgCr^O^ een combinatie is van 1 mol MgO met 1 mol

Cr2°3.

Bij de vervaardiging van een gas aftastend element, wordt soms een component die werkt als bindmiddel, of werkt als verdikkingsmiddel etc toegevoegd aan de componenten, die de mogelijkheid tonen van het aftasten ^ van gassen. Dergelijke gevallen zijn echter vervat in de strekking van deze uitvinding zolang de gas aftastende componenten ervan voldoen aan de hierboven gedefinieerde specificaties. De reden dat in de beschrijving slechts de effectieve componenten worden gekozen voor definitie zoals hierboven beschreven is niets meer dan het resultaat van de beschouwing ^ van de praktijk van het toevoegen van componenten anders dan de gas aftastende componenten gedurende de feitelijke vervaardiging van het gasaftaster element. Een dergelijke bewering brengt echter niet de uitsluiting van de gevallen met zich mee, waarbij het gas aftastende element alleen is samengesteld uit de effectieve componenten, zoals hier-^ boven besproken en het is onnodig te zeggen dat deze liggen binnen de strekking van deze uitvinding.

Het alcohol aftastende element als extra gas aftastend element volgens deze uitvinding heeft de eigenschap de toeneming in weerstandswaarde bij een toeneming van gasconcentratie te vertonen en overeenkom-^ stig is wanneer deze is geïnstalleerd in detectieschakeling van fig. 1 als extra gas aftastend element de invertor I niet nodig.

Het alcohol aftastende element volgens deze uitvinding wordt bijvoorbeeld vervaardigd door de volgende processen. Fig. 44 toont het processchema daarvoor. Zoals getoond in dat schema worden eerst de start-materialen afgewogen voor samenstelling. Materiaal voor MgO en materiaal voor Cr20^ worden zo afgewogen, dat MgO en Cr203 equimolair worden en het materiaal voor Zr02 wordt zodanig afgewogen dat een specifieke hoeveelheid wordt samengesteld. In dit geval verdient het de voorkeur de 8104198 -29- 22115/JF/mv ruwe materialen te kiezen, die de vorm aannemen van het gewenste oxide, dat wil zeggen Mgo, en ZrOg, maar het is niet altijd noodzakelijk dit zo te doen. Kortom elk ruw materiaal kan worden gebruikt, zolang deze uiteindelijk het alcohol aftastende element met de hiervoor beschre-5 ven samenstelling geven.

Dan wordén de ruwe materialen voor samenstelling gemengd onder gebruik making van een molen. Een voorkeurstijd voor mengen is meer dan 30 min.

Na het mengen wordt het ruwe materiaal mengsel gevormd in een 10 bepaalde gedaante. Het vormen wordt uitgevoerd bijvoorbeeld door Het persen in een cilindervormige gedaante (diameter 2 mm, hoogte 2 mm) met twee platna draden (diameter 0,2 mm, en lengte 15 mm) parallel ingebed onder gebruik making van een pers met kleine afmetingen.

Het aldus verkregen lichaam wordt dan bijvoorbeeld geplaatst in 15 een hitte bestendige porceleinen houder en gebakken bij een temperatuur van rond 1000°C in de lucht onder gebruik making van een electrische oven. Soms wordt voorafgaand aan het vormen voorgebakken voor het veranderen van magnesiumoxide èn chroomoxide in bijvoorbeeld MgCr20^ , «naar gebruikelijk wordt het voorbakken weggelaten.en wordt alleen gebakken.

20 Het element wordt gebruikelijk vervaardigd om de vorm te nemen van sinter omdat dan de hoge gasgevoeligheid eenvoudig kan worden verkregen, alsmede een grote stabiliteit bij het verstrijken van de tijd etc,v maar de vorm is niet beperkt tot de genoemde en kan een dildce film, dunne film of elke andere vorm zijn.

25 Het aldus verkregen element wordt samengesteld in een specifiek alcohol aftastend element door het puntlassen van de platina electrodes aan hun aansluitbord uitgerust met verhitter en het bedekken met een roestvrijstalen explosie voorkomend net.

Overeenkomstig de analyse van de gas aftaster door röntgen-30 stralen diffractie, was het meeste magnesiumoxide en chroomoxide gereageerd in MgCrgO^. Chroomoxide als reaktie residu werd echter 'eveneens gedetecteerd.

Vervolgens zal de beschrijving worden gegeven van uitvoeringsvormen alsmede van vergelijkingsuitvoeringsvormen.

35 Het alcohol aftastende element werd gemaakt onder gebruikmaking van de hierboven beschreven werkwijze na het samenstellen van de ruwe materialen met een inrichting voor het verkrijgen van de samenstelling van de elementen, zoals getoond in tabel 4. De bakomstandigheden waren 8104198 i * * -30- 22115/JF/mv als volgt: 1300°C baktemperatuur, 5 uur gedurende 1100°C baktijd, de luchtbak atmosfeeren graduele verhitting/ graduele afkoeling .baktoestand.

TABEL 4 ------—- ELEMENT SAMENSTELLING (MOLAIRE VERHOUDING)

Zr02 MgO Cr203 NUMMER

VERGELIJKINGS

10 * UITVOERINGS- o · lüO/200 100/200 45

‘ VORM

"uitvoeringsvorm 1 5/195- 95/195 95/195 46

TitvoërÏngs- ” 15 ' VORM 2 10/190 90/190 90/190 47 UITVOERING^ I VORM 3 20/180 80/180 80/180 48 2ö Met betrekking tot de respectieve elementen, verkregen zoals hierboven, werd het verband tussen de gasconcentratie en weerstandswaarde getest onder gebruik making van het monstergas bereid door de samenstel- v ling van alcoholdamp, waterstof* methaan of butaan met zuiver gemaakte lucht. De resultaten zijn getoond in de figuren 45-48. Het verband 25 tussen de figuren en de respectieve uitvoeringsvormen is getoond in tabel 4. In elke .fig. vertegenwoordigen de lijnen LA, LH, LM het concentratie/ weerstandswaarde-verband voor respectievelijk waterstof, methaan en butaan.

De weerstandswaarde werd gemeten door de werkwijze, die hetzelfde 2Q ‘is als voor het doelgas aftastende element (fig. 25).

Aan de hand van de voorgaande expirimentele resultaten dient het duidelijk te zijn dat het alcohol aftastende element volgens deze uitvinding een grote gasdetecterende gevoeligheid heeft voor alcoholdamp, terwijl in vergelijking daarmee, de detectie gevoeligheid met 25 betrekking tot de andere gassen aanmerkelijk laag is.

« 8104198

Claims (16)

1. Gasdetector, met het kenmerk, dat deze een hoofdsignaalverwerk- ingseenheid omvat, welke is Voorzien van een hoofdgas aftastend element, dat een verandering in electrische weerstandswaarde toont voor zowel doel- als 5 niet- doelgassen als een aftaster en voor het afgeven van een eerste alarm-aansturendsignaal door het detecteren dat het gas een bepaald niveau overschrijdt, een subsignaalverwerkingseenheid, voorzien van een schakelings-eenheid voor het afgeven van een tweede alarmaansturendsignaal door het detecteren dat het gas een concentratieniveau overschrijdt, welk lager is 10 ingesteld dan het vernoemde niveau door gebruik te maken van het hoofdgas-aftastend élement in de hoofdsignaalverwerkingseenheid een poortsig-naaltrekkereenheid voor het blokkeren van het voornoemde tweede alarmaansturendsignaal door het detecteren van het niet- doelgas met eenconcentratie, die een bepaald niveau overschrijdt, door middel van een extra gas-15 aftastend element, dat een verandering in electrische weerstandswaarde in hoofdzaak voor het niet- doelgas detecteert, en als aftaster eveneens een poortschakelingseenheid, en een alarmtrekkerorgaan, dat wordt bekrachtigd door het ontvangen van het voornoemde eerste of tweede alarmaansturendsignaal.

2. Mz

2. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de voor noemde hoofdsignaalverwerkingseenheid een eerste vergelijker omvat, welke een spanning ontvangt, die variërt in afhankelijkheid van de weerstandswaarde van het hoofdgas aftastende element als ingangssignaal en dat de voornoemde schakelingseenheid voor het geven van het tweede alarmaansturend 25 signaal in de subsignaalverwerkings eenheid een tweede vergelijker omvat met een referentiespanning, die lager is dan die van de eerste vergelijker en de spanning, variërend afhankelijk van de weerstandswaarde van het hoofdgas aftastende element als ingangssignaal ontvangt.

3. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de voornoem-30 de poortsignaal afgevende eenheid is voorzien van een derde vergelijker, die de spanning, die varieert afhankelijk van de weerstandswaarde van het extra gasaftastende element als ingangssignaal onvangt en dat de poortschakelingseenheid een EN-schakeling bevat, welke het geïnverteerde signaal van de derde vergelijker alsmede het tweede alarmaansturende signaal als 35 ingangssignaal ontvangt.

4. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de poort-schakeling een EN-schakeling bevat, welke het uitgangssignaal van de derde vergelijker ontvangt en het uitgangssignaal van het extra gas aftastende element en het uit- 8104198 ' r -32- 22115/JF/mv gangssignaal van de tweede vergelijker als parallelle ingangssignalen.

5. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoofd gasaftaster twee of meer typen gepaarde elementen omvat met verschillende typen doelgassen waarvoor deze een weerstandsverandering tonen. 5

6, Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hulpgas- aftaster twee of meer typen gepaarde elementen omvat met verschillende niet- doelgassen waarop deze weerstandsveranderingen tonen.

7, Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hoofdgas aftastende element metaaloxide is met de eigenschap' de weerstand te 10 verkleinen bij toeneming van de doelgasconcentratie. /

8. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het extra gas aftastende element een metaaloxide is met de eigenschap dat deze een afneming in weerstand toont bij een toeneming in concentratie van het niet-doelgas. .15

9. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het extra gasaftastende element een metaaloxide is met de eigenschap, die een toeneming vertoont van de weerstand bij een afneming van de concentratie van het niet- doelgas.

10. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de effec-20 tieve componenten van het extra gasaftastend element magnesiumoxide, chroomoxide, zirconiumoxide omvat en vergeleken met het totaal aan effectieve componenten, de molaireverhouding van magnesiumoxide Mm, chromium Me, zirconiumoxide Mz zijn ingesteld om te worden: Mz --- = 0,01-0 «5 ^ Mm + Mc

11. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hoofdgas-aftastendeelement een metaaloxide sinter is, welke indiumoxide omvat, 30 een type gekozen uit een groep, samengesteld uit tinoxide en Q( -vorm ferrioxides en palladiumoxide.

12. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hoofd-gasaftastendeelement een metaaloxide sinter is, omvattende indiumoxide, tinoxide en palladiumoxide met verhoudingen van respectievelijk 25-50 gew.%, 35 75-50 gew.% en o,06-5,0 gew.%.

13. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hoofdgasaftastendeelement indiumoxide > tinoxide en palladiumoxide bevat met verhoudingen van respectievelijk 35-45 %, 65-55 % en 0,06-5 %. 8104198 -33- 22115/JF/mv

14. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hoofd- gasaftastende element een metaaloxide sinter is, bevattende indiumoxide, O^vorm ferrieoxide en palladiumoxide met verhoudingen van respectievelijk 85-40 %, 15-60 % en 0,06-6 %.

15. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hoofd- gasaftastende element een metaaloxide sinter is,< bevattende indiumoxide, 0( vorm ferrieoxide en palladiumoxide met verhoudingen van respectievelijk 85-50 %, 20-50 % en 1,0-6,0 %.

16. Gasdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hoofdgasaftas- 10 tende element verder platinaoxide of rhodiumoxide bevat. Eindhoven, september 1981. m v 8104198