經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 60693 at ______ B7 五、發明説明（) 1 【發明所屬之技術領域】 本發明’係有關可燃性氣體或可燃性氣體內之氧氣的 檢測感測器之改良，被利用於各種之生產裝置或生產設備 之維修用’半導體製造用純水或半導體製造用氣體內的氫 之檢測等。 【先前之技術】 做爲可燃性氣體之檢測感測器，先前被廣泛利用的有 接觸反應式（或接觸燃燒式）感測器或半導體式感測器， 熱傳導度式感測器，其中以接觸反應式感測器因爲壽命及 穩定性優異，所以在氫等之檢測被大多數使用。 圖1 〇係顯示先前之接觸反應式感測器之感測器元件 A之一例圖，在白金線（直徑約20"111)之線圈8，將 形成觸媒擔體C之鋁或硅鋁及粘合劑的混合物進行燒結， 在此藉由使白金等之觸媒D擔持被構成。 使用上述感測器元件A時，如圖1 1所示，係以感測 器元件A及使不活性物質燒結之溫度補償元件A 〇用以組 合電橋電路，預先在感測器元件A加上適當的電壓並將此 預熱到約250° C以上的溫度放著。而且，在該被預熱 之感測器元件A使氫等之可燃性氣體進行接觸，則藉由觸 媒D之觸媒作用使氫等引起接觸反應，並使感測器元件A 被加熱使其電氣抵抗增大。該結果，使電橋電路之平衡崩 潰而產生電位差，由指示計E之振動的大小在感測器元件 A可讀取發熱量即被檢測氣體內的可燃性氣體濃度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） -------^---^----訂------氧 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 460693 五、發明説明（） 2 前述圖1 0之感測器元件，係具有如下優異的優點， (A )對可燃性氣體有優異的選擇性，（B )難以受到共 存之Η 2 0之影響，（C )適合於測定爆發下界限程度之氣 體濃度（氫氣之情形約1〜4 %左右）。 可是，必須將感測器元件之溫度保持在2 5 0 ° C以 上，而且可燃性氣體之檢測中係因爲使動作溫度進而上昇 有可能成爲著火源，所以藉由具有2 0 0網眼（mesh )程 度之金屬網或燒結金屬等用以覆蓋感測器元件A +，有必要 將感測器元件A做成防爆構造，在安全性之點係有困難點 〇 又，該種之感測器元件A，係如前述在觸媒擔體C內 因爲形成用以擔持觸媒D之構成，所以在所謂觸媒活性之 穩定性之點持有基本上的問題。特別是，藉由可燃性氣體 之燃燒使觸媒之熔渣，或由於一部分之不完全燃燒產生之 碳波及影響到觸媒活性度係尙未充分被解析，在高濃度之 Η 2 0或〇 2之共存下該種感測器元件A之使用實績幾乎等
I 於零（看不到）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進而，該種感測器元件A係洗淨觸媒擔體C之內部有 困難，因此在被要求高淸淨度之半導體製造過程中會有不 能使用之問題。 如此，在高濃度之Η 2 0或0 2的共存下接觸反應式可 燃性氣體檢測感測器元件Α之使用，係在信賴性等之點留 下很大的問題，此事係在使用半導體式可燃性氣體檢測感 測器或熱傳導度式可燃性氣體感測器也同樣。又，該種感 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） -5- 460693 A7 B7 五、發明説明（） 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 測器元件A，係在原則上也可做爲可燃性氣體中之氧檢測 用之感測器使用，但以現實而言係由於前述信賴性等問題 所以無法被實用化，其使用實績幾乎等於零（看不到）。 換言之，習知技術之接觸反應式可燃性氣體檢測用感 測器元件A，係與使用時間之經過一起觸媒活性度，即形 成使H2氣體檢測感應度大大的降底，譬如在半導體製造用 水分產生反應爐3之水分取出管線內未反應氫氣濃度之檢 測等，則在信賴性之點究竟不可利用。尙且，此事，係在 前述之半導體式氫氣檢測用感測器或熱傳導度式氫氣檢測 用感測器之情形也相同，但根據實驗被確認。 ' 又，在半導體製造用水分產生爐3 ，係在氫氣過剩狀 態下也有使水分產生進行使用方法的情形，該情形，有必 要用以檢測水分取出管線內之產生水分+多餘氫大氣中之 未反應，氧氣的濃度，但習知技術之感測器元件A，係不能 使用於此等之情形。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，本件申請人，係爲了用以解決習知技術之接觸 反應式可燃性氣體檢測用感測器元件A之問題點，首先開 發如圖1 2所示之構成的可燃性氣體檢測器，並將此·公開 在日本專利（案）特願平9 一 1 86383號公報中。 該可燃性氣體檢測器，係由可燃性氣體感測器2 0及 檢測器本體3 0等被形成，前者可燃性氣體檢測感測器 2 0 ，其形成係由：第1檢測感測器2 1 ，實施有白金塗 層觸媒；第2檢測感測器2 2 ，用以檢測被檢測氣體之溫 度；及感測器保持部2 3等。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 46_3 Λ7 B7 五、發明說明（4) 又，後者檢測器本體3 0，其構成係具有：第1 '溫度 檢測器3 1 ，由第1檢測感測器2 1用以探測溫度信號； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第2溫度檢測器3 2 ，由第2檢測感測器2 2用以探測溫 度信號；第1溫度顯示部3 3及第2溫度顯示部3 4 ,分 別用以顯示兩者之檢測溫度；溫度差檢測器3 5 ，用以檢 測兩者之檢測溫度的差；及溫度差顯示部3 6等，由檢測 器3 5用以顯示溫度差。 .而且，前述可燃性氣體檢測感測器2 0，通常如圖 1 3所示，係將感測器保持部2 3藉由插著呈氣密狀到設 於氣體供給管3 7具備防爆用金屬眼網體3 8的T字形分 歧管3 9內，將兩檢測感測器2 1、2 2固定配設到供給 管3 7內之狀態下被提供使用。 該可燃性氣體檢測器係具有優異的應答性或氣體濃度 之檢測精確度，除此之外即使改變檢測氣體流量時也可簡 單修正檢測値，同時在檢測感應度之經時.變化也可達成所 請較少具有優異的實用性效果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可是，在該可燃性氣體檢測器尙留下很多應解決之問 題，而其中特別急於解決之問題，係防止流通配管路內之 高純度氣體之污損，及確保檢測精確度之穩定性及安全性 之點。 即，在插著到高純度氣體內之第1檢測感測器2 1及 第2檢測感測器2 2係使用著熱電偶’且藉由可燃性氣體 之接觸反應被加熱在第1檢測感測器2 1之外表面係通過 T i N等之壁壘皮膜使白金觸媒皮膜被塗層。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7 - 4 60 693 A7 B7 五、發明説明（5 ) (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 但是，用以形成熱對偶之金屬譬如鉻鎳及T i N等之 壁壘皮膜之間的固著力係較容易受到經年變化’該結果由 於第1檢測感測器2 1之白金觸媒皮膜的脫落將高純度氣 體進行污損，或由於白金觸媒皮膜的部分剝離使觸媒反應 性形成下降。 又，做爲第1檢測感測器2 1之熱電偶的貴金屬系統 ，譬如使用白金·铑（Rh)系統之熱電偶’爲了用以檢 測流體之類的溫度將第2檢測感測器2 2之方面藉由 T i N等之壁壘皮膜構成覆蓋之氣體檢測感測器時，則由 於經年變化不會產生壁壘皮膜之剝離脫落。 可是，貴金屬系統之熱電偶除了較高價之外’在機械 性的強度或加工性之點也有問題，會有難以達成實用化之 問題。 【發明所欲解決之問題】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之目的，係爲了用以解決如圖1 2所示之型式 的氣體檢測感測器中如上述之問題，β卩（A )使用Cj金屬 系統之熱電偶時，則會使白金觸媒皮膜及熱電偶形成材之 間的固著力經時性的下降，由於白金觸媒皮膜之剝離會產 生高純度氣體之污損或觸媒反應性的下降，（B )使用貴 金屬系統之熱電偶時，則難以達成氣體檢測感測器之製造 成本的下降，及（C )使感測器之加工除了困難之外機械 性的強度也較底，難以達成製造成本的下降等，而提供一 種氣體檢測感測器，不會產生高純度氣體之污損或檢測精 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~7β~. 6 Ο 6 9 3 Α7 ____ Β7_ 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 確度之經年變化，而安全性也優異，而且較廉價可製造。 【解決問題之手段】 本案發明人等，係經長年累月進行使用於半導體之製 造的水分產生用反應爐之開發，但在水分產生用反應爐之 開發過程中，將形成於不銹鋼製之反應爐本體的內壁面之 白金觸媒_層穩定化，即成功的防止觸媒性能之經時變化。 於此，本案發明人等係著想在水分產生反應爐中將白 金觸媒層之形成技術藉由應用到可燃性氣體檢測器，使觸 媒性能之惡化減少而使信賴性提高，而且以廉價可獲得安 全性優異之可燃性氣體檢測感測器。 又，本案發明人等係根據如上述之著想，將「藉由熱 對偶之溫度變化使輸出變化」假想做爲可燃性氣體濃度之 檢測要素，使用各種型式之熱電偶做爲可燃性氣體檢測感 測器將諸特性進行測試，同時對於其結果詳細加以檢討。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明係經過如上述過程而被創作，申請專利範圍第 1項所記載之發明，一種氣體檢測感測器，係根據可燃性 之接觸反應藉由感測器之發熱可用以發送可燃性氣體之檢 測信號中，其構成係由：隔膜，使被檢測氣體在接觸流通 之接氣面具有白金塗層皮膜；及熱電偶，在前述隔膜之非 接氣面分別使近接並用以固著異種金屬之一端側；而發明 之基本構成具有：第1檢測感測器，藉由可燃性氣體之接 觸反應被加熱，其構成係由，隔膜’具有接氣面使被檢測 氣體進行接觸流通，及熱電偶，在前述隔膜之非接氣面分 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X25»7公釐)~~_ g _ - 460693 at B7 五、發明説明.（7 _). 別使近接並用以固著異種金屬的一端側；及第2檢測感測 器，用以檢測被檢測氣體之溫度。 申請專利範圍第2項所記載之發明，一種氣體檢測感 測器，係根據可燃性之接觸反應藉由感測器之發熱可用以 發送被檢測氣體內的氧氣之檢測信號中，其構成係由：隔 膜，使被檢測氣體在接觸流通之接氣面具有白金塗層皮膜 :及熱電偶，在前述隔膜之非接氣面分別使近接並用以固 著異種金屬之一端側；而發明之基本構成具有：第1檢測 感測器，藉由可燃性氣體之接觸反應被加熱，其構成係由 ，隔膜，具有接氣面使被檢測氣體進行接觸流通，及熱電 偶，在前述隔膜之非接氣面分別使近接並用以固著異種金 屬的一端側；及第2檢測感測器，用以檢測被檢測氣體之 溫度。. 申請專利範圍第3項所記載之發明，係如申請專利範 圍第1或2項之發明中，係將第1檢測感測器及第2檢測 感測器之隔膜做爲不銹鋼製，同時在兩隔膜之接氣面用以 形成壁壘皮膜者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 H - - - · - =1 1^1 n^i HI m —Λ m HI 1^1 ^-* ,:1..- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 申請專利範圍第4項之發明，係如申請專利範圍第3 •項之發明中，係將壁壘皮膜，由氧化物或氮化物所構成之 壁壘皮膜者。 申請專利範圍第5項之發明，係如申請專利範圍第1 或2項之發明中，係將各熱電偶，由鉻鎳所構成之熱電偶 者。. 申請專利範圍第6項之發明，係如申請專利範圍第1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 460693 A7 ________B7 _ 五、發明説明（8 ) 或2項之發明中’將被檢測氣體之入口及出口，及用以連 通入口及出口之氣體通路，及用以連通氣體通路之第1檢 測感測器插入孔及第2檢測感測器插入孔對設置之不銹鋼 感測器本體之前述各檢測感測器插入孔內，將其接氣面使 對置氣體通路側分別用以插著第1檢測感測器之隔膜及第 2檢測感測器之隔膜’並將前述各插入孔藉由隔，膜密封呈 氣密狀者。 [發明之實施形態】 以下，根據圖式將本發明之實施形態加以說明。 圖1係有關本發明使用可燃性氣體之檢測感測器2的 可燃性氣體檢測器之方塊構成圖，圖2係第1氣體檢測感 測器5之縱剖面圖，圖3係第2氣體檢測感測器6之縱剖 面圖，圖4係顯示對第1氣體檢測感測器5之感測器本體 7安裝狀態之部分放大剖面圖。 參考圖1 ，有關本發明之可燃性氣體檢測器1 ，係由 用以連接可燃性氣體之檢測感測器2及檢測器本體3兩者 之間的連接電纜4所形成。 前述可燃性氣體之檢測感測器2，其形成係由：第1 檢測感測器5 ，具備如後述之白金塗層觸媒皮膜；第2檢 測感測器6，用以檢測被檢測氣體之溫度；及感 '測器本體 7等。 尙有，感測器本體7係使用不銹鋼（S ϋ S 3 1 6 L )形成呈方塊狀，分別形成著可燃性氣體入口 7 a ’可燃 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）_】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) S ^------訂丨---一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 460693 A7 B7 五、發明説明（9) 性氣體出口 7 b，可燃性氣體通路7 c，第1檢測感測器 揷著孔7 d ’及第2檢測感測器插著孔7 e等。尙有，圖 ;[中’ 7 f係配管連接用配件’ 7 g係感測器固定用配件 ，7 h係感測器固定用螺栓。 · 前述檢測器本體3 ’其構成係具有：第1溫度檢測器 3 a ’由第1檢測感測器5用以探測溫度信號； '第2溫度 檢測器3 b ，由第2檢測器6用以探測溫度信號；第1溫 度顯示部3 c及第2溫度顯示部3 d，分別用以顯示兩者 之檢測溫度：溫度差檢測器3 e ，用以檢測兩者之檢測溫 度的差：及溫度差顯示部3 f等，由溫度差檢測器3 e用 以顯示溫度差。 又，本實施形態，係在檢測器本體3具備第1溫度顯 示部3 c及第2溫度顯示部3 d，能分別各自顯示兩檢測 感測器5、6之檢測溫度，但僅設溫度差（可燃性氣體濃 度）顯示部3 f也可，或在溫度差顯示部3 f具備可燃性 氣體濃度警報發送部（圖示省略）也可，檢測器本體3之 構成以任可形成皆可。 前述第1檢測感測器5 ，其構成係由：隔膜底座· 5 a ，如圖2所示之不銹鋼（SUS316L — P *W熔融） ，隔膜5 b ，與此一體形成；壁壘皮膜5 c ，形成於隔膜 5 b之接氣面（外表面）’白金塗層皮膜5 d ’形成於壁 壘皮膜5 c之外表面；及熱對偶5 e ’分別對隔膜5 b之 非接氣面（背面側）使近接並用以固著異種金屬之一端側 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇 X 297公釐）_ 12 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装---------訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 460693 五、發明説明（10) 尙有’圖2中，8係熱電偶之保持體，將熱電偶5 e 之鞘體5 e >通過環體5 e 〃加以保持固定。 前述隔膜底座5 a係使用不銹鋼（SUS 3 1 6 L ) 形成呈環狀’在其外周面係形成著密封用環（圖示省略） 之卡合段部5 a >。 又’前述隔膜5 b係與隔膜底座5 a —體被1形成，在 形成爲厚度約1 mm上藉由實施拋光硏磨等，加工成厚度 約0 .1〜0 . 3mm (內徑約10〜20mm?h 。 前述壁壘皮膜5 c係使用T i N被形成，在隔膜5 b 之接氣面形成著厚度約2 之厚度的T i N皮膜。 前述壁壘皮膜5 c之形成時，首先，係在隔膜5 b之 外表面（接氣面）實施.適當的表面處.理，並在不銹鋼表面 被自然形成有各種金屬之氧化膜或除去不動態膜。其次使 用丁 i N進行壁壘皮膜5 c之形成。在本實施形態係藉由 離子電鍍工法形成厚度約2 /z m之T i N皮膜。 尙有，做爲前述壁壘皮膜5 c之材質係T i N之外可 使用T 1 C、T i CN、Ti A 1等之氮膜或C r2〇3、 S :〇2等之氧化膜。又，壁壘皮膜5 c之厚度係〇 . 1 〜5 程度爲適當。因爲’厚度在〇 . 1 "m以下 ，則使壁壘機能不能充分發揮，又相反，厚度超過5 // m 則除了形成壁壘皮膜相當費事之外，加熱時會成爲膨脹差 等原因會產生壁壘皮膜剝離等之虞。 進而，做爲壁壘皮膜5 c之形成方法，除了前述離子 電鍍工法之外，也可使用離子濺射法或真空蒸鍍法等之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~. 13 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ;袈. .ίτ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5〇693 at 一__^Β7__ 五、發明説明（11) P v D法或化學蒸鍍法（C V D法），熱壓法，熔射法等 〇 設於前述第1檢測感測器5之隔膜5 C的接氣面之白 金塗層皮膜5 d，係形成於壁壘皮膜5 c之上方的厚度約 〇 . 2 /z m程度之白金皮膜，使前述壁壘皮膜5 c之形成 終了，則繼續在其上用以形成白金塗層皮膜8 b1。本實施 开夕態中，係藉由離子電鍍工法形成著厚度約〇 . 2 # m之 白金塗層皮膜5d。 前述白金塗層皮膜5d之厚度係〇 . lym〜3/iin 程度爲適當。因爲’厚度在0 . 1 Mm以下時，經過長期 要發揮觸媒活性會有所困難，又相反，厚度在3 " m以上 時’則除了白金塗層皮膜5 d之形成費高昂之外，即使厚 度在3 m以上但觸媒活性度或其保持期間幾乎沒有差別 ’而且在加熱時由於膨脹差等會有產生剝離之虞。 又’白金塗層皮膜5 d之形成方法，除了離子電鍍工 法之外可使用離子濺射法，真空蒸鍍法，化學蒸鍍法，熱 壓法等，進而，壁壘皮膜8 a係在T i N等之導電性的物 質時則也可使用電鍍法。 前述熱電偶5 e係由二種異種金屬A 1 . A 2所形成 ，兩金屬A 1 · A 2之一端側係對隔膜5 c之背面側（非 接氣面）呈近接狀態（約0 . 1〜0 . 2 m m之間隔位置 )被固著，又兩金屬A 1 · A2之他端側係藉由鞘體 5 e /在被保護之狀態下被拉出到外部。 尙有，本實施形態中，做爲熱電偶5 e係使用卑金屬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 14 _ (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 60693 A? —___B7_ 五、發明説明（12) 系統之鉻鎳系統熱電偶5 e。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 前述熱電偶保持體8係用以保持固定熱電偶5 e ,將 設於熱電偶5 e之鞘體5 e —的環體5 e 〃藉由固定到該 保持體8，用以保持固定熱電偶5 e之鞘體5 e -的構造 〇 尙有，熱電偶保持體8之構成，若可用以保持固定熱 電偶5 έ之鞘體5 e /，則當然任何構造皆可。 前述第2檢測感測器6 ，係如圖3所示由前述第1檢 測感測器5僅取掉白金塗層皮膜5 d，而其構造係與第1 檢測感測器5完全相同。即，圖3中6 a係不銹鋼（ SUS316L-P .W熔融）製之隔膜底座，6b係隔 膜，6 c係壁壘皮膜，6 e係熱電偶，6 e /係鞘體， 6 e 〃係環體，隔膜6 b，壁壘皮膜6 c ，熱電偶6 e等 係與第1檢測感測器5之情形完全相同。 尙有，前述圖2及圖3實施形態中，係將隔膜5 b、 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 6 b與隔膜底座5 a、6 a分別以一體形成，但將隔膜 5b、6b與隔膜底座5a、6a做爲別體形成也可，將 兩者藉由熔接等加於固著也可。 又，圖2及圖3之實施形態中，係將隔膜底座5 a、 6 a及熱電偶保持體8分別設置所構成，但將隔膜5 b、 6 b可呈氣密狀分別固定插著到前述感測器本體7之各感 測器插著孔7 d、7 e內，同時若將熱電偶5 e、6 e可 堅固加以固定保持，則當然除去隔膜底座5 a 、6 a或熱 電偶保持體8做爲構成也可。 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 460693 A7 B7 五、發明説明（13) 進而，圖2及圖3之實施形態中，做爲熱電偶5 e、 6 e係使用鉻鎳A 1 、A2之C A型的卑金屬系統熱電偶 ，但當然也可使用其他之銅鎳合金（constantan ) ( C c型 )或鐵鎳合金（C I型）等之熱電偶。 又’本實施形態中’如圖1所示將感測器本體7形成 爲方塊形狀’並將第1檢會感測器5及第2檢測感測器6 配置成垂直狀，同時將被檢測氣體G首先使接觸到第2檢 測感測器6之後再使接觸到第1檢測感測器5 ，但與此相 反’也可將被檢測氣體G首先使接觸到第1檢測感測器5 ，之後再使接觸到第2檢測感測器6。 進而本實施形態中係如圖1所示，將兩檢測感測器5 、6配置成能使被檢測氣體G衝突到第1及第2檢測感測 器5、6之形態，但將兩檢測感測器並設成一列狀，沿著 各隔膜5 b、6 b之接氣面使被檢測氣體G配置成流通當 然也可。 圖4係顯示將前述圖2所示之第1檢測感測器5固定 到感測器本體7之狀態的放大部分縱剖面圖，圖4中9係 密封環，7 g係感測器固定配件，7 h係固定用螺栓。第 1檢測感測器5係介設密封環9並被插入到感測器本體7 之第1檢測感測器插著孔7 d內，並使用感測器固定配件 7 g由上方藉由推壓，使第1檢測感測器5之隔膜5 b的 接氣面（即形成白金塗層皮膜5 d之外表面）露出到可燃 性氣體通路7 c側，將第1檢測感測器插著孔7 d密封呈 氣密狀的狀態下，被固著到感測器本體7側。 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）""".16- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員.工消費合作杜印製 46〇693 A7 B7 五、發明説明（14) 其次，對於有關本發明可燃性氣體檢測器；L之作動加 以說明。 參考圖1 ，由可燃性氣體入口 7 a流入到感測器本體 7內之被檢測氣體D，係首先接擋到第2檢測感測器6之 隔膜6 b，接著朝向第1檢測感測器5側進行流出。 前述第2檢測感測器6之隔膜6 b ，係通過壁壘皮膜 6 c並被加熱到與被檢測氣體G之溫度大致相等之溫度。 即，藉由熱電偶6 e使被檢測氣體G之溫度被檢測，並被 輸入到第2溫度檢測器3 b。 尙有，隔膜6 b及壁壘皮膜6 c係因爲在極薄上具有 約1 0〜2 0 m m 0程度的面積，所以藉由熱電偶6 e使氣 體溫度檢測之應答性，係如後述具有極高的應答性。 又，第2檢測感測器6之隔膜6 b的接氣面係因爲藉 由壁壘皮膜6 c被覆蓋，所以在被檢測氣體G內即使萬一 含有Η 2等之可燃性氣體，但由於所謂接觸觸媒活性使一切 反應熱不會發生，該結果，第2檢測感測器6係經常顯示 被檢測氣體G之氣體溫度。 進而藉由前述壁壘皮膜6 c ，由隔膜6 b被有效防止 所謂金屬擴散到被檢測氣體G，同時也被完全阻止形成隔 膜6b之不銹鋼的觸媒作用。 另外，通過第2檢測感測器6之氣體G，係繼續流出 到第1檢測感測器5之方向，並接觸到其隔膜5 b之接氣 面。 在該第1檢測感測器5之隔膜5 b的接氣面，係因爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'1^ 4 60S93 A7 B7 五、發明說明（巧 設有如前述之白金塗層皮膜5 d，所以萬一在被檢測氣體 G內含有Η 2等之可燃性氣體，則藉由白金塗層皮膜5 d之 觸媒作用使Η 2被活性化，藉由使產生所謂接觸反應使隔膜 5 b被加熱。 尙且，隔膜5 b保因爲厚度極薄爲〇 . 2 m m程度， 所以藉由與白金塗層皮膜5 c之接觸觸媒反應使產生之熱 在早期藉由熱電偶5 e被檢測，並被輸入到第1溫度檢測 器3 a。 前述第1溫度檢測器3 a之檢測値及第2溫度檢測器 之檢測値的差，係藉由溫度差檢測器3 e被檢測，並，由兩 者之溫度差使被檢測氣體內之可燃性氣體濃度，被顯示於 溫度差顯示部（可燃性氣體濃度顯示部）3 f。 尙有，圖1之實施形態中，將第1檢測感測器5及第 2檢測感測器6之各熱電偶5 e、6 e的輸出係輸入到檢 測器本體3之第1溫度檢測器3 a及第2溫度檢測器3 b ，並藉由溫度差檢測器3 e用以檢測兩檢測器3 a 、3 b 的溫度差，將該溫度差換算成可燃性氣體濃度，但檢測器 本體3之構成係任何型式皆可，譬如如圖5所示，將第1 -檢測感測器5之熱電偶輸出及第2檢測感測器6之熱電偶 輸出分別連接成反極性，並將兩檢/測感測器5、6之輸出 差以電位差計1 0讀取’將該電位差計1 〇之讀取直接換 算成被檢測氣體G內的可燃性氣體濃度也可。 圖6及圖7係顯示含有〇2氣體內之H2濃度和第1檢 測感測器5及第2檢測感測器6之各檢測溫度關係的實測 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公爱） — — — —— r«lnl — --I I l· I I —訂. — — 11 — ！· I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 4 60 β93 ____________ Β7_.____ 五、發明說明（5 圖，又，圖8係顯示含有Η 2氣體內之〇2濃度及兩檢測感 測器5、6.之各檢測溫度關係的實測圖， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尙且，使用於試驗之第1檢測感測器5，係不錄，鋼（ SUS316L)隔膜5b之厚度〇.2mm，直徑2〇 mm0，壁.壘皮膜5 c係T iN皮膜·厚度2 · Oym， 白金塗層皮膜5d之厚度0 . 2//m，熱電偶5'e係鎳· 鉻型，對鉻前端及鎳前端分別設定成固著間隔0 . 2 m m ，又，第2檢測感測器6 ，係由前述第1檢測感測器5僅 除去白金塗層皮膜5d者。 由圖.6乃至圖8也明白顯示，第1檢測感測器5之檢 測溫度係與Η 2濃度或0 2濃度具有正比例之關係，由兩檢 測感測器5、6之輸出差（溫度差）可檢測被檢測氣體G 內的Η2濃度或〇2濃度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖9係顯示可燃性氣體檢測器1之應答性試驗的結果 ，將 N2 8OOSCCM+O2 200SCCM (氣 體溫度1 4 0 ° C )之被檢測氣體G在檢測中之第1及第 2檢測感測器5、6，將Η 2濃度由1 . 0 %急速上昇到 4 . 0 %時顯示兩檢測感測器5、6之溫度檢測輸出的變 -化狀態之實測圖。 由圖9也明白顯示，Η 2濃度1 . 0 %時第1檢測感測 器5的溫度輸出（約190 . 4° C)係在2 . 3 s e c 之間達到3 0 4 . 2 5 ° C (由1 4 0 ° C (差溫度）到 322.5°C 之 90%)。 尙有，相同條件下，將H2濃度由1 %使急速上昇到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- A7 4 60693 ___B7__ 五、發明說明（巧 3 . 0 %，2 . 0 %及1 · 5 %時，使第1檢測感測器5 之溫度檢測輸出達到最終溫度之9 0 %爲止的時間，係分 別爲2.456(：，2.6'560，3.〇56_(：。。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由上述圖9也明白顯示，使Η 2氣體濃度急速上昇時， 則在遲延2〜3 s e c可用以檢測氣體濃度之急速上昇， 該氣體檢測感測器2係被確認具有高的應答性。' 前述圖6乃至圖8中，對於做爲可燃性氣體含H2及 0 2之被檢測氣體G，已陳述了 Η 2濃度及0 2濃度之測定 ，但有關本件發明之氣體檢測感測器2，係與白金塗層皮 膜進行接觸並被活性化，藉此若有燃燒之氣體則任何可燃 性氣體，譬如也可檢測C 0，當然可燃性氣體係不限定於 氫氣。 又，有關本發明之氣體檢測感測器係由前述圖8也明 白顯示，當然做爲可燃性氣體中之氧濃度的檢測用感測器 也可使用。 【發明之效果】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍第1項之發明中，第1檢測感測器，其 .構成係由：隔膜，使被檢測氣體在接觸流通之接氣面具有 白金塗層皮膜；及熱電偶，在隔膜之非接氣面分別使近接 並用以固著異種金屬之一端側：而與此同一構造因爲由無 白金塗層皮膜之第2檢測感測器用以構成氣體檢測感測器 ，所以使構造極爲簡單，而且使檢測輸出及可燃性氣體濃 度有極爲直線之關係下可獲得可燃性氣體感測器’而由半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 60693 A7 B7 五、發明説明（1δ) 導體製造裝置用水分產生反應爐對被取出之產生水分中的 殘留氫等之檢測極爲有用。 同樣，申請專利範圍第2項之發明中，將含有可燃性 氣體之被檢測氣體內的氧氣濃度以高精確度可檢測，由水 分產生反應爐對被取出之產生水分中的殘留氧等之檢測爲 有用。 ' 又，_本發明中，係將各檢測感測器之隔膜做爲不銹鋼 製，且在其接氣面能用以形成T i Ν等之壁壘皮膜，但壁 壘皮膜及不銹鋼之固著力係極高，而且被証實固著力幾乎 _無經年變化。該結果，有關本發明之氣體檢測感測器，係 經過長期使白金塗層皮膜保持穩定的觸媒活性，同時使白 金塗層皮膜或壁壘皮膜不會產生剝離脫落，成爲經長期可 測定高精確度之氣體濃度，同時完全不會產生高純度氣體 之污損。 進而，將兩檢測感測器組裝到感測器本體時，被露出 到氣體流路內係設於如上述隔膜上之固著力極強的壁壘皮 膜或由壁壘皮膜及白金塗層皮膜所構成的皮膜層。 該結果，使隔膜5 c、6 c藉由被檢測氣體之流速完 •全不會受到機械性損傷之虞，不僅經長期可進行穩定的高 精確度之濃度測定，而且構造也顯著的簡單化，可大幅度 減少所謂檢測感測器內之閒置空間提高氣體之置換性。 本發明係可達成如上述優異的實用效果。 【圖式之簡單說明】 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~. 〇1 . ' -.!11. - - - - - - - - I - - - .士·- - —II —J— ^eJ * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 4606y3 五、發明説明（） •19 圖1係使用有關本發明可燃性氣體之檢測感測器的氣 體檢測器之方塊構成圖。 圖2係第1檢測感測器之縱剖面圖。 圖3係第2檢測感測器之縱剖面圖。 圖4係顯示將第1檢測感測器安裝到感測器本體之狀 態的縱剖面圖。 圖5係顯示可燃性氣體檢測器之檢測器本體其他實施 形態之方塊線圖。 圖6係顯示有關本發明檢測感測器之Η 2濃度及感測器 輸出溫度之篇係的一例線圖。 圖7係顯示Η 2濃度及感測器輸出溫度之關，係的一例線 圖。 圖8係顯示0 2濃度及感測器輸出溫度之關係的一例線 圖。 圖9係顯示有關本發明檢測感測器之應答性的一例線 圖。. 圖1 0係顯示先前之接觸反應式感測器之感測器元件 的一例圖。 圖1 1係使用圖1 0之感測器元件之可燃性氣體檢測 器的電路圖。 圖1 2係有關先前申請可燃性氣體檢測器之全體構成 圖。 圖1 3係顯示有關先前申請可燃性氣體檢測器之安裝 狀態的剖面槪要圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2Ϊ0Χ297公釐） ' (請先閱讀背vg之注意事項再填寫本頁) 訂 線， -22- 460693 A7 B7五、發明説明（20) 【元件編號之說明】 A 1 、A 2…熱電偶用金屬， G…被檢測氣體， 1…可燃性氣體檢測器， 2…檢測感測器， 3…檢測器本體， 3 a…第1溫度檢測器， 3 b …第2溫度檢測器， 3 c…第1溫度顯示部、 3 d…第2溫度顯示部， 3 e…溫度差檢測器， 3 f…溫度差顯示部， 4…連接用電纜， 4a、 4 b…連接器.， 5…第1檢測感測器， 5 a…隔 膜底座， 5 b…隔膜， 5 c…壁壘皮膜， 5 d…白金塗層皮膜， 5 e…熱電偶， 5 e z… 鞘體， 5 e 〃…環體，6…第2檢測感測器，7…感 測器本體， 7 a…氣體入口， 7 b…氣體出口， 7 c…氣體通路， 7 d…第1檢測感測器插著孔 ， 7 e…第2檢測感測器插著孔， 7 ί…配管連 接用配件， 7 g…感測器安裝用配件， 7 h…感 測器固定用螺栓， 8…熱電偶保持體， 9…密封 環， 1 0…電位差計。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 23