JPH09269306A - 熱線型半導体式ガス検知素子及びガス検知装置 - Google Patents
熱線型半導体式ガス検知素子及びガス検知装置Info
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- JPH09269306A JPH09269306A JP8080204A JP8020496A JPH09269306A JP H09269306 A JPH09269306 A JP H09269306A JP 8080204 A JP8080204 A JP 8080204A JP 8020496 A JP8020496 A JP 8020496A JP H09269306 A JPH09269306 A JP H09269306A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱線型半導体式ガス検知素子の体積を小さく
形成する場合に、効率よく消費電力の抑制を達成させ易
くする技術を提供する。 【解決手段】 貴金属線コイル２を覆って酸化スズを主
成分とする半導体から形成される感応部３を設け、前記
感応部３を、その長径ｄ２が短径ｄ３の１．５倍以下
で、かつ、体積が８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成し、
前記貴金属線コイル２のコイル部２ａから前記感応部３
外表面までの距離を５０μｍ以下に形成してあるととも
に、前記感応部３にパラジウムを担持させてガス透過性
の第一被覆層４１を形成してある。
形成する場合に、効率よく消費電力の抑制を達成させ易
くする技術を提供する。 【解決手段】 貴金属線コイル２を覆って酸化スズを主
成分とする半導体から形成される感応部３を設け、前記
感応部３を、その長径ｄ２が短径ｄ３の１．５倍以下
で、かつ、体積が８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成し、
前記貴金属線コイル２のコイル部２ａから前記感応部３
外表面までの距離を５０μｍ以下に形成してあるととも
に、前記感応部３にパラジウムを担持させてガス透過性
の第一被覆層４１を形成してある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、貴金属線コイルを
覆って酸化スズを主成分とする半導体から形成される感
応部を設けてある熱線型半導体式ガス検知素子、及び、
熱線型半導体式ガス検知素子をガス検知回路に組み込む
とともに、そのガス検知回路に電圧を供給する電圧供給
部を設けて、前記熱線型半導体式ガス検知素子からの出
力を検知自在に構成したガス検知装置に関する。
覆って酸化スズを主成分とする半導体から形成される感
応部を設けてある熱線型半導体式ガス検知素子、及び、
熱線型半導体式ガス検知素子をガス検知回路に組み込む
とともに、そのガス検知回路に電圧を供給する電圧供給
部を設けて、前記熱線型半導体式ガス検知素子からの出
力を検知自在に構成したガス検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の熱線型半導体式ガス検知
素子としては、体積が２．１×１０-2ｍｍ3 程度の小さ
なものに形成してあるものが知られており、このような
熱線型半導体式ガス検知素子をガス検知回路に組み込ん
でガス検知装置を構成していた。
素子としては、体積が２．１×１０-2ｍｍ3 程度の小さ
なものに形成してあるものが知られており、このような
熱線型半導体式ガス検知素子をガス検知回路に組み込ん
でガス検知装置を構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のガス検
知素子は、体積の小さなものほど、総熱容量が小さく、
小消費電力で作動温度を維持できるという観点から好ま
しいとされている。つまり、半導体厚膜よりも、半導体
薄膜のほうが消費電力が小さいという点では好ましいの
である。しかし、マイクロチップのようにガス検知素子
の体積を小さく形成するにしても、その消費電力を低下
させることはできても、たとえば大気中のオゾンに高感
度であるなどの原因から、他のガス検知素子に比べて、
出力が干渉ガスによって不安定になったり、長期安定性
に乏しくなるという問題点がありさらに、炭化水素ガス
に対する出力が低いという問題点があった。また、それ
にともない、メタン等の炭化水素ガスの検知を必要とさ
れるガスを検知できないのが現状であった。
知素子は、体積の小さなものほど、総熱容量が小さく、
小消費電力で作動温度を維持できるという観点から好ま
しいとされている。つまり、半導体厚膜よりも、半導体
薄膜のほうが消費電力が小さいという点では好ましいの
である。しかし、マイクロチップのようにガス検知素子
の体積を小さく形成するにしても、その消費電力を低下
させることはできても、たとえば大気中のオゾンに高感
度であるなどの原因から、他のガス検知素子に比べて、
出力が干渉ガスによって不安定になったり、長期安定性
に乏しくなるという問題点がありさらに、炭化水素ガス
に対する出力が低いという問題点があった。また、それ
にともない、メタン等の炭化水素ガスの検知を必要とさ
れるガスを検知できないのが現状であった。
【０００４】従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑
み、消費電力が小さく、かつ、干渉ガスに対する出力安
定性や、長期安定性に優れたガス検知素子、あるいは、
これに加えて応答速度の速いガス検知素子を提供するこ
とにある。またさらに本発明の目的は、そのような熱線
型半導体式ガス検知素子が小電力であることから利用容
易なガス検知装置を提供することにもある。
み、消費電力が小さく、かつ、干渉ガスに対する出力安
定性や、長期安定性に優れたガス検知素子、あるいは、
これに加えて応答速度の速いガス検知素子を提供するこ
とにある。またさらに本発明の目的は、そのような熱線
型半導体式ガス検知素子が小電力であることから利用容
易なガス検知装置を提供することにもある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、体積が
６．５×１０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下の
熱線型半導体式ガス検知素子に通電した場合の消費電力
や、応答速度は、貴金属線コイルのコイル部から、その
熱線型半導体式ガス検知素子の感応部外表面までの距離
に大きく依存しているという新知見を得た。また、前記
熱線型半導体式ガス検知素子の感応部外表面までの距離
は、５０μｍ以下（０μｍ、つまり金属線コイルのコイ
ル部が感応部外表面に位置する場合も含む）である場合
に、特に応答速度を高くできるという新知見を得てい
る。本発明はこれらの新知見に基づき成されたものであ
る。
６．５×１０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下の
熱線型半導体式ガス検知素子に通電した場合の消費電力
や、応答速度は、貴金属線コイルのコイル部から、その
熱線型半導体式ガス検知素子の感応部外表面までの距離
に大きく依存しているという新知見を得た。また、前記
熱線型半導体式ガス検知素子の感応部外表面までの距離
は、５０μｍ以下（０μｍ、つまり金属線コイルのコイ
ル部が感応部外表面に位置する場合も含む）である場合
に、特に応答速度を高くできるという新知見を得てい
る。本発明はこれらの新知見に基づき成されたものであ
る。
【０００６】〔構成１〕図１〜５を参酌して説明すれ
ば、上記目的を達成するための本発明の熱線型半導体式
ガス検知素子の特徴構成は、貴金属線コイル２を覆って
酸化スズを主成分とする半導体から形成される感応部３
を設け、前記感応部３を、その長径ｄ２が短径ｄ３の
１．５倍以下で、かつ、体積が６．５×１０-5ｍｍ3 以
上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成し、前記貴金属線コ
イル２のコイル部２ａから前記感応部３外表面までの距
離を５０μｍ以下に形成してあるとともに、前記感応部
３にパラジウムを担持させてガス透過性の第一被覆層４
１を形成してある（図１参照）ことにあり、上記構成に
替え、貴金属線コイル２を覆って酸化スズを主成分とす
る半導体から形成される感応部３を設け、前記感応部３
を、その長径ｄ２が短径ｄ３の１．５倍以下で、かつ、
体積が６．５×１０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3
以下に形成し、前記貴金属線コイル２のコイル部２ａか
ら前記感応部３外表面までの距離を５０μｍ以下に形成
してあるとともに、前記感応部３の外表面に、アルミ
ナ、シリカ、シリカアルミナのすくなくともいずれか一
種を主成分としてなるガス透過性の第二被覆層４２を形
成してあってもよく（図３参照）、上記構成に替え、貴
金属線コイル２を覆って酸化スズを主成分とする半導体
から形成される感応部３を設け、前記感応部３を、その
長径ｄ２が短径ｄ３の１．５倍以下で、かつ、体積が
６．５×１０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に
形成し、前記貴金属線コイル２のコイル部２ａから前記
感応部３外表面までの距離を５０μｍ以下に形成してあ
るとともに、前記感応部３の外表面に、パラジウムを担
持させてあるアルミナ、シリカ、シリカアルミナのすく
なくともいずれか一種を主成分としてなるガス透過性の
第二被覆層４２を形成してあってもよく（図４参照）、
貴金属線コイル２を覆って酸化スズを主成分とする半導
体から形成される感応部３を設け、前記感応部３を、そ
の長径ｄ２が短径ｄ３の１．５倍以下で、かつ、体積が
６．５×１０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に
形成し、前記貴金属線コイル２のコイル部２ａから前記
感応部３外表面までの距離を５０μｍ以下に形成してあ
るとともに、前記感応部３にパラジウムを担持させてガ
ス透過性の第一被覆層４１を形成してあるとともに、前
記感応部３の外表面にパラジウムを担持させてあるアル
ミナ、シリカ、シリカアルミナのすくなくともいずれか
一種を主成分としてなるガス透過性の第二被覆層４２を
形成してあってもよい（図５参照）。また、二次粒子径
が平均０．３μｍ以上０．８μｍ以下の酸化スズを主成
分とする半導体を焼結させて前記感応部３を形成してあ
ることが好ましい。尚、本発明の特徴構成を説明するの
に図面を参照したが、本発明は図面に限られるものでは
ない。
ば、上記目的を達成するための本発明の熱線型半導体式
ガス検知素子の特徴構成は、貴金属線コイル２を覆って
酸化スズを主成分とする半導体から形成される感応部３
を設け、前記感応部３を、その長径ｄ２が短径ｄ３の
１．５倍以下で、かつ、体積が６．５×１０-5ｍｍ3 以
上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成し、前記貴金属線コ
イル２のコイル部２ａから前記感応部３外表面までの距
離を５０μｍ以下に形成してあるとともに、前記感応部
３にパラジウムを担持させてガス透過性の第一被覆層４
１を形成してある（図１参照）ことにあり、上記構成に
替え、貴金属線コイル２を覆って酸化スズを主成分とす
る半導体から形成される感応部３を設け、前記感応部３
を、その長径ｄ２が短径ｄ３の１．５倍以下で、かつ、
体積が６．５×１０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3
以下に形成し、前記貴金属線コイル２のコイル部２ａか
ら前記感応部３外表面までの距離を５０μｍ以下に形成
してあるとともに、前記感応部３の外表面に、アルミ
ナ、シリカ、シリカアルミナのすくなくともいずれか一
種を主成分としてなるガス透過性の第二被覆層４２を形
成してあってもよく（図３参照）、上記構成に替え、貴
金属線コイル２を覆って酸化スズを主成分とする半導体
から形成される感応部３を設け、前記感応部３を、その
長径ｄ２が短径ｄ３の１．５倍以下で、かつ、体積が
６．５×１０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に
形成し、前記貴金属線コイル２のコイル部２ａから前記
感応部３外表面までの距離を５０μｍ以下に形成してあ
るとともに、前記感応部３の外表面に、パラジウムを担
持させてあるアルミナ、シリカ、シリカアルミナのすく
なくともいずれか一種を主成分としてなるガス透過性の
第二被覆層４２を形成してあってもよく（図４参照）、
貴金属線コイル２を覆って酸化スズを主成分とする半導
体から形成される感応部３を設け、前記感応部３を、そ
の長径ｄ２が短径ｄ３の１．５倍以下で、かつ、体積が
６．５×１０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に
形成し、前記貴金属線コイル２のコイル部２ａから前記
感応部３外表面までの距離を５０μｍ以下に形成してあ
るとともに、前記感応部３にパラジウムを担持させてガ
ス透過性の第一被覆層４１を形成してあるとともに、前
記感応部３の外表面にパラジウムを担持させてあるアル
ミナ、シリカ、シリカアルミナのすくなくともいずれか
一種を主成分としてなるガス透過性の第二被覆層４２を
形成してあってもよい（図５参照）。また、二次粒子径
が平均０．３μｍ以上０．８μｍ以下の酸化スズを主成
分とする半導体を焼結させて前記感応部３を形成してあ
ることが好ましい。尚、本発明の特徴構成を説明するの
に図面を参照したが、本発明は図面に限られるものでは
ない。
【０００７】〔作用効果〕つまり、前記感応部の体積が
８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成してあることで、上述
した従来の熱線型半導体式ガス検知素子よりも、さらに
消費電力を低減させられることが分かる。また、先の新
知見に基づけば、前記貴金属線コイルのコイル部から前
記感応部外表面までの距離（以下感応部厚さと称する）
を５０μｍ以下に形成してあることで、さらに低い消費
電力で作動させられ、かつ高い応答性が得られる（例え
ば、体積１．８×１０-3ｍｍ3 、感応部厚さ３５μｍの
ガス検知素子は、体積８．７×１０-2ｍｍ3 、感応部厚
さ１４５μｍの従来のガス検知素子の５０倍の応答速度
を発揮する）。また、このような熱線型半導体式ガス検
知素子を形成する場合には、その体積の小ささから、感
応部の長径が短径よりも大きくなるなど、表面積の大き
なものとなり、吸・放熱の熱収支の関係等から、特性の
安定した熱線型半導体式ガス検知素子を形成しにくくな
るのに対して、長径を短径の１．５倍以下に制御してお
くことで、特性の安定した熱線型半導体式ガス検知素子
を形成しやすい。ここで、前記感応部にパラジウムを担
持させてガス透過性の第一被覆層を形成してあると、前
記パラジウムは妨害ガスとなる種々のガスを燃焼除去す
るなどして前記感応部に炭化水素ガス以外のガスを到達
させにくくし、前記感応部に極めて高い炭化水素ガス選
択性を付与することが出来るとともに、前記ガス透過性
の第一被覆層に替え、パラジウムを担持させてあるアル
ミナ、シリカ、シリカアルミナのすくなくともいずれか
一種を主成分としてなるガス透過性の第二被覆層を形成
してあっても同様に前記感応部に高い炭化水素ガス選択
性を付与する事が出来るようになるとともに、パラジウ
ムをアルミナ、シリカ、シリカアルミナの少なくとも一
種に担持させてあっても前記第一被覆層の焼結進行によ
る劣化を抑制でき、効果的に安定化する事が出来て、長
期安定性が実現できる。勿論、前記ガス透過性の第一被
覆層、ガス透過性の第二被覆層共に備えた構成であれ
ば、高いガス選択性と、、高い長期安定性とを実現でき
るのでより一層有効である。尚、前記感応部を形成する
半導体は、二次粒子径が小さいほど感応部と貴金属線コ
イルとの密着性が良く、ガス検知特性が長期安定性を設
定しやすいので、前記感応部を酸化スズを主成分とする
半導体で構成する場合には、二次粒子径が平均０．８μ
ｍ以下であることが好ましい。ところが、前記熱線型半
導体式ガス検知素子によるガス検知の応答性には、前記
感応部内へのガス拡散速度が関与しているものとかんが
えられ、感応部があまりにも緻密である場合には、感応
部外表面側から、コイル部側へのガス拡散が阻害され、
前記感応部の外表面側と、コイル部側とで検知すべきガ
スの濃度が均一になるのに時間を要し、その濃度差が大
きいときには出力が安定しないので、安定した出力が得
られるまでの応答速度が遅くなる。そのため、前記二次
粒子径としては、平均０．３μｍ以上であることが好ま
しい。つまり、ガスに対する応答速度を大幅に向上させ
ることにより、必要以上に長時間前記感応部を高温に維
持することなく、定常状態においてガスを正確に検知す
ることが出来、そのため、前記感応部の温度を所定温度
域に維持するための通電時間を、必要最小限に抑制する
ような作動制御を行うことが出来るようになり、消費電
力の抑制に役立てるのに有用な感応部を形成することが
出来るようになった。
８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成してあることで、上述
した従来の熱線型半導体式ガス検知素子よりも、さらに
消費電力を低減させられることが分かる。また、先の新
知見に基づけば、前記貴金属線コイルのコイル部から前
記感応部外表面までの距離（以下感応部厚さと称する）
を５０μｍ以下に形成してあることで、さらに低い消費
電力で作動させられ、かつ高い応答性が得られる（例え
ば、体積１．８×１０-3ｍｍ3 、感応部厚さ３５μｍの
ガス検知素子は、体積８．７×１０-2ｍｍ3 、感応部厚
さ１４５μｍの従来のガス検知素子の５０倍の応答速度
を発揮する）。また、このような熱線型半導体式ガス検
知素子を形成する場合には、その体積の小ささから、感
応部の長径が短径よりも大きくなるなど、表面積の大き
なものとなり、吸・放熱の熱収支の関係等から、特性の
安定した熱線型半導体式ガス検知素子を形成しにくくな
るのに対して、長径を短径の１．５倍以下に制御してお
くことで、特性の安定した熱線型半導体式ガス検知素子
を形成しやすい。ここで、前記感応部にパラジウムを担
持させてガス透過性の第一被覆層を形成してあると、前
記パラジウムは妨害ガスとなる種々のガスを燃焼除去す
るなどして前記感応部に炭化水素ガス以外のガスを到達
させにくくし、前記感応部に極めて高い炭化水素ガス選
択性を付与することが出来るとともに、前記ガス透過性
の第一被覆層に替え、パラジウムを担持させてあるアル
ミナ、シリカ、シリカアルミナのすくなくともいずれか
一種を主成分としてなるガス透過性の第二被覆層を形成
してあっても同様に前記感応部に高い炭化水素ガス選択
性を付与する事が出来るようになるとともに、パラジウ
ムをアルミナ、シリカ、シリカアルミナの少なくとも一
種に担持させてあっても前記第一被覆層の焼結進行によ
る劣化を抑制でき、効果的に安定化する事が出来て、長
期安定性が実現できる。勿論、前記ガス透過性の第一被
覆層、ガス透過性の第二被覆層共に備えた構成であれ
ば、高いガス選択性と、、高い長期安定性とを実現でき
るのでより一層有効である。尚、前記感応部を形成する
半導体は、二次粒子径が小さいほど感応部と貴金属線コ
イルとの密着性が良く、ガス検知特性が長期安定性を設
定しやすいので、前記感応部を酸化スズを主成分とする
半導体で構成する場合には、二次粒子径が平均０．８μ
ｍ以下であることが好ましい。ところが、前記熱線型半
導体式ガス検知素子によるガス検知の応答性には、前記
感応部内へのガス拡散速度が関与しているものとかんが
えられ、感応部があまりにも緻密である場合には、感応
部外表面側から、コイル部側へのガス拡散が阻害され、
前記感応部の外表面側と、コイル部側とで検知すべきガ
スの濃度が均一になるのに時間を要し、その濃度差が大
きいときには出力が安定しないので、安定した出力が得
られるまでの応答速度が遅くなる。そのため、前記二次
粒子径としては、平均０．３μｍ以上であることが好ま
しい。つまり、ガスに対する応答速度を大幅に向上させ
ることにより、必要以上に長時間前記感応部を高温に維
持することなく、定常状態においてガスを正確に検知す
ることが出来、そのため、前記感応部の温度を所定温度
域に維持するための通電時間を、必要最小限に抑制する
ような作動制御を行うことが出来るようになり、消費電
力の抑制に役立てるのに有用な感応部を形成することが
出来るようになった。
【０００８】尚、前記感応部の温度は、通電により約２
ｍ秒で安定させることができる｛バーズ社製 赤外線顕
微鏡型温度計 ｍｏｄｅｌ ＲＭ−２Ａ（測定精度２μ
秒）により測定｝のに対して、先のガスに対する応答速
度は、本発明の熱線型半導体式ガス検知素子にあっても
２００ｍ秒程度であり、感応部の熱応答に比べ、極めて
長時間を要することになり、通電時間は前記ガスに対す
る応答速度によって決定されることが容易に理解出来
る。
ｍ秒で安定させることができる｛バーズ社製 赤外線顕
微鏡型温度計 ｍｏｄｅｌ ＲＭ−２Ａ（測定精度２μ
秒）により測定｝のに対して、先のガスに対する応答速
度は、本発明の熱線型半導体式ガス検知素子にあっても
２００ｍ秒程度であり、感応部の熱応答に比べ、極めて
長時間を要することになり、通電時間は前記ガスに対す
る応答速度によって決定されることが容易に理解出来
る。
【０００９】〔構成２〕図２を参照して説明すれば、上
記目的を達成するための本発明のガス検知装置の特徴構
成は、構成１記載の熱線型半導体式ガス検知素子１をガ
ス検知回路に組み込むとともに、そのガス検知回路に電
圧を供給する電力供給部５を電池によって電力供給可能
に構成してあることにあり、前記ガス検知回路に電力を
供給するＯＮ状態と、前記ガス検知回路への電力供給を
停止するＯＦＦ状態とを交互に切り替える回路切替手段
７を設けるとともに、前記ＯＮ状態の継続時間を１秒以
下にするとともに、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間
比率（ＯＮ状態／ＯＦＦ状態）を１／１０以下に制御す
る制御装置８を設けてあれば好ましく、前記ガス検知回
路に電力を供給するＯＮ状態と、前記ガス検知回路への
電力供給を停止するＯＦＦ状態とを交互に切り替える回
路切替手段７を設けるとともに、前記ＯＮ状態の継続時
間を０．５秒以下にするとともに、前記ＯＮ状態とＯＦ
Ｆ状態との時間比率（ＯＮ状態／ＯＦＦ状態）を１／４
０以下に制御する制御装置８を設けてあればより好まし
い。また、前記制御装置８が、前記熱線型半導体式ガス
検知素子を４５０℃以上５５０℃以下の設定温度に維持
制御可能に構成してあってもよい。尚、本発明の特徴構
成を説明するのに図面を参照したが、本発明は図面に限
られるものではない。
記目的を達成するための本発明のガス検知装置の特徴構
成は、構成１記載の熱線型半導体式ガス検知素子１をガ
ス検知回路に組み込むとともに、そのガス検知回路に電
圧を供給する電力供給部５を電池によって電力供給可能
に構成してあることにあり、前記ガス検知回路に電力を
供給するＯＮ状態と、前記ガス検知回路への電力供給を
停止するＯＦＦ状態とを交互に切り替える回路切替手段
７を設けるとともに、前記ＯＮ状態の継続時間を１秒以
下にするとともに、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間
比率（ＯＮ状態／ＯＦＦ状態）を１／１０以下に制御す
る制御装置８を設けてあれば好ましく、前記ガス検知回
路に電力を供給するＯＮ状態と、前記ガス検知回路への
電力供給を停止するＯＦＦ状態とを交互に切り替える回
路切替手段７を設けるとともに、前記ＯＮ状態の継続時
間を０．５秒以下にするとともに、前記ＯＮ状態とＯＦ
Ｆ状態との時間比率（ＯＮ状態／ＯＦＦ状態）を１／４
０以下に制御する制御装置８を設けてあればより好まし
い。また、前記制御装置８が、前記熱線型半導体式ガス
検知素子を４５０℃以上５５０℃以下の設定温度に維持
制御可能に構成してあってもよい。尚、本発明の特徴構
成を説明するのに図面を参照したが、本発明は図面に限
られるものではない。
【００１０】〔作用効果〕つまり、本発明のガス検知装
置は、先の熱線型半導体式ガス検知素子を備えたもので
あるから、小電力で炭化水素ガスを検知容易なものとな
り、電池によって電池駆動することができる。そこで、
電池を電源とする電圧供給部を設けて前記ガス検知装置
を形成すれば、そのガス検知装置を可搬式のものに出
来、従来のガス検知装置のようにコンセントを電源とす
るガス検知装置の場合には、設置場所に制約が生じた
り、コードを張り巡らせねばならないなど設置が困難に
なったりする場合も考えられるのに対して、設置場所に
制限を受けにくく、従来利用することの出来なかったよ
うな場所での利用を図ることが出来、ガス検知装置の設
置に要するコストを低減可能にし、また、ガス検知装置
を可搬式のものにでき、ガス検知装置の利用性を向上さ
せることができた。また、前記ガス検知回路に電力を供
給するＯＮ状態と、前記ガス検知回路への電力供給を停
止するＯＦＦ状態とを交互に切り替える回路切替手段を
設けると、そのガス検知回路に組み込んだ熱線型半導体
式ガス検知素子に電力を供給する状態と電力を供給停止
する状態とを切り換えることが出来る。そのため、ＯＮ
状態の時にガス検知を行うことが出来るとともに、正確
なガス検知を行わないときには、前記熱線型半導体式ガ
ス検知素子に通電せずに電力消費を抑制可能な構成を実
現できる。そして、前記ＯＮ状態の継続時間を１秒以下
にするとともに、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間比
率（ＯＮ状態／ＯＦＦ状態）を１／１０以下に、さらに
好ましくは、前記ＯＮ状態の継続時間を０．５秒以下に
するとともに、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間比率
（ＯＮ状態／ＯＦＦ状態）を１／４０以下に制御する制
御装置を設けてあれば、前記熱線型半導体式ガス検知素
子を、長時間ガス検知作動させても、その通電時間は作
動時間の１／１０以下あるいは１／４０以下にできるこ
とになる。そのため、前記熱線型半導体式ガス検知素子
を、より一層小電力で作動出来、電池を電源として作動
する場合にも、その電池の寿命を長くすることができ
る。そのため、長期にわたってそのガス検知装置を安定
して利用できる。また、上述の切替駆動に加えて、前記
制御装置を、前記熱線型半導体式ガス検知素子を４５０
℃以上５５０℃以下の設定温度に維持制御可能にすれ
ば、妨害ガスによる被毒に耐久性を付与することが出来
るとともに、切替駆動に基づき前記感応部は高温に維持
されにくいので、焼結が進行してガス検知特性の変化し
たものとなるような不都合を生じにくく、前記感応部の
長期安定性を高めることができる。前記熱線型半導体式
ガス検知素子が安定したガス検知を行えるとともに、前
記熱線型半導体式ガス検知素子自体を劣化しにくい環境
に維持しやすいので、ガス検知装置を長期使用した場合
にも熱線型半導体式ガス検知素子の劣化などに伴う不都
合を抑制できる。
置は、先の熱線型半導体式ガス検知素子を備えたもので
あるから、小電力で炭化水素ガスを検知容易なものとな
り、電池によって電池駆動することができる。そこで、
電池を電源とする電圧供給部を設けて前記ガス検知装置
を形成すれば、そのガス検知装置を可搬式のものに出
来、従来のガス検知装置のようにコンセントを電源とす
るガス検知装置の場合には、設置場所に制約が生じた
り、コードを張り巡らせねばならないなど設置が困難に
なったりする場合も考えられるのに対して、設置場所に
制限を受けにくく、従来利用することの出来なかったよ
うな場所での利用を図ることが出来、ガス検知装置の設
置に要するコストを低減可能にし、また、ガス検知装置
を可搬式のものにでき、ガス検知装置の利用性を向上さ
せることができた。また、前記ガス検知回路に電力を供
給するＯＮ状態と、前記ガス検知回路への電力供給を停
止するＯＦＦ状態とを交互に切り替える回路切替手段を
設けると、そのガス検知回路に組み込んだ熱線型半導体
式ガス検知素子に電力を供給する状態と電力を供給停止
する状態とを切り換えることが出来る。そのため、ＯＮ
状態の時にガス検知を行うことが出来るとともに、正確
なガス検知を行わないときには、前記熱線型半導体式ガ
ス検知素子に通電せずに電力消費を抑制可能な構成を実
現できる。そして、前記ＯＮ状態の継続時間を１秒以下
にするとともに、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間比
率（ＯＮ状態／ＯＦＦ状態）を１／１０以下に、さらに
好ましくは、前記ＯＮ状態の継続時間を０．５秒以下に
するとともに、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間比率
（ＯＮ状態／ＯＦＦ状態）を１／４０以下に制御する制
御装置を設けてあれば、前記熱線型半導体式ガス検知素
子を、長時間ガス検知作動させても、その通電時間は作
動時間の１／１０以下あるいは１／４０以下にできるこ
とになる。そのため、前記熱線型半導体式ガス検知素子
を、より一層小電力で作動出来、電池を電源として作動
する場合にも、その電池の寿命を長くすることができ
る。そのため、長期にわたってそのガス検知装置を安定
して利用できる。また、上述の切替駆動に加えて、前記
制御装置を、前記熱線型半導体式ガス検知素子を４５０
℃以上５５０℃以下の設定温度に維持制御可能にすれ
ば、妨害ガスによる被毒に耐久性を付与することが出来
るとともに、切替駆動に基づき前記感応部は高温に維持
されにくいので、焼結が進行してガス検知特性の変化し
たものとなるような不都合を生じにくく、前記感応部の
長期安定性を高めることができる。前記熱線型半導体式
ガス検知素子が安定したガス検知を行えるとともに、前
記熱線型半導体式ガス検知素子自体を劣化しにくい環境
に維持しやすいので、ガス検知装置を長期使用した場合
にも熱線型半導体式ガス検知素子の劣化などに伴う不都
合を抑制できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図２に示すように、本発明のガス
検知装置は、熱線型半導体式ガス検知素子１をブリッジ
回路に組み込んで構成してある。前記ガス検知素子１
は、コイル部２ａの径ｄ１が約８０μｍの太さの白金コ
イル線（貴金属線コイル）２を覆って、平均二次粒子径
が約０．８μｍの酸化スズを主成分とする半導体を、長
径が短径とほぼ等しいほぼ１５０μｍの球形に設けて乾
燥したのち、その酸化スズを主成分とする半導体を６０
０℃で１時間焼成して感応部３を形成してある。つま
り、前記白金コイル線２のコイル部２ａから感応部３の
外表面までの距離は約３５μｍに形成してある。さら
に、この感応部３の外側には電着によりパラジウム（Ｐ
ｄ）を主成分とするガス透過性の第一被覆層４１を形成
してある。また、前記ガス検知装置には、もし電圧印加
を持続させ続ければそのガス検知素子１の最終到達温度
を、４５０〜５００℃にできる電圧を印加自在な電圧供
給装置５、及び、前記ガス検知素子１を検知回路部６に
接続してある。また、前記電圧供給装置５には、制御規
則に従って、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）と、前
記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）とを、切り替え
る切替手段７を設けるとともに、前記切替手段７を切替
制御する制御機構８を設け、前記検知回路部６には、前
記パルス電圧の印加に基づくガス検知素子からの出力を
被検知ガスの検知情報（警報音）として出力する出力装
置（警報装置）９を設けてある。
に基づいて説明する。図２に示すように、本発明のガス
検知装置は、熱線型半導体式ガス検知素子１をブリッジ
回路に組み込んで構成してある。前記ガス検知素子１
は、コイル部２ａの径ｄ１が約８０μｍの太さの白金コ
イル線（貴金属線コイル）２を覆って、平均二次粒子径
が約０．８μｍの酸化スズを主成分とする半導体を、長
径が短径とほぼ等しいほぼ１５０μｍの球形に設けて乾
燥したのち、その酸化スズを主成分とする半導体を６０
０℃で１時間焼成して感応部３を形成してある。つま
り、前記白金コイル線２のコイル部２ａから感応部３の
外表面までの距離は約３５μｍに形成してある。さら
に、この感応部３の外側には電着によりパラジウム（Ｐ
ｄ）を主成分とするガス透過性の第一被覆層４１を形成
してある。また、前記ガス検知装置には、もし電圧印加
を持続させ続ければそのガス検知素子１の最終到達温度
を、４５０〜５００℃にできる電圧を印加自在な電圧供
給装置５、及び、前記ガス検知素子１を検知回路部６に
接続してある。また、前記電圧供給装置５には、制御規
則に従って、前記パルス電圧の電圧印加（ＯＮ）と、前
記パルス電圧の電圧印加停止（ＯＦＦ）とを、切り替え
る切替手段７を設けるとともに、前記切替手段７を切替
制御する制御機構８を設け、前記検知回路部６には、前
記パルス電圧の印加に基づくガス検知素子からの出力を
被検知ガスの検知情報（警報音）として出力する出力装
置（警報装置）９を設けてある。
【００１２】このガス検知装置は、例えば、以下のよう
な制御規則に従って、マイコンで切替制御されガス検知
に用いられる。 ◎第一規則：電圧印加される状態の持続時間が（電圧印
加（ＯＮ）持続時間）０．２秒に達したときに、その電
圧印加を停止する。 ◎第二規則：電圧印加を停止された状態の持続時間（電
圧印加停止（ＯＦＦ）持続時間）が前記電圧印加（Ｏ
Ｎ）持続時間の１００倍（２０秒間）に達したときに
（作動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）が１／１００になったと
きに）電圧印加を開始する。
な制御規則に従って、マイコンで切替制御されガス検知
に用いられる。 ◎第一規則：電圧印加される状態の持続時間が（電圧印
加（ＯＮ）持続時間）０．２秒に達したときに、その電
圧印加を停止する。 ◎第二規則：電圧印加を停止された状態の持続時間（電
圧印加停止（ＯＦＦ）持続時間）が前記電圧印加（Ｏ
Ｎ）持続時間の１００倍（２０秒間）に達したときに
（作動時間比（ＯＮ／ＯＦＦ）が１／１００になったと
きに）電圧印加を開始する。
【００１３】つまり、この規則に従って制御すると、前
記ガス検知素子１には、パルス電圧が印加されることに
なり、そのため、２０秒あたり０．２秒通電する動作を
繰り返すことによって、前記ガス検知素子１を所定温度
に維持しつつ、前記ガス検知素子１の抵抗値の変化に基
づく出力を得ると、そのガス検知素子１に接触している
炭化水素ガス濃度を測定することが出来る。
記ガス検知素子１には、パルス電圧が印加されることに
なり、そのため、２０秒あたり０．２秒通電する動作を
繰り返すことによって、前記ガス検知素子１を所定温度
に維持しつつ、前記ガス検知素子１の抵抗値の変化に基
づく出力を得ると、そのガス検知素子１に接触している
炭化水素ガス濃度を測定することが出来る。
【００１４】この様な切替制御を行うと、前記所定温度
が５００℃のとき、前記ガス検知素子１の消費電力は６
００μＷと極めて低く設定でき、例えば単一電池２本を
直列に配し駆動電力を供給した場合に、約２年間ガス検
知を行える構成が得られる。
が５００℃のとき、前記ガス検知素子１の消費電力は６
００μＷと極めて低く設定でき、例えば単一電池２本を
直列に配し駆動電力を供給した場合に、約２年間ガス検
知を行える構成が得られる。
【００１５】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。先の実施の形態では貴金属線コイルとして白金コイ
ル線２を用いたが、他に白金ロジウム合金や、ジルコニ
ウム安定化白金線等他の貴金属との合金を用いることも
出来る。また、前記ガス透過性の第一被覆層４１は電着
以外の方法でも形成することも出来、単に塩化パラジウ
ムの溶液を前記感応部に含浸させ、単に焼結させて前記
ガス透過性の第一被覆層を形成してもよい。また、前記
第一被覆層を設けるのに替えパラジウムを触媒を担持さ
せてあるアルミナ、シリカ、シリカアルミナからなる第
二被覆層のみを設けてあっても良い。また、ガス透過性
の第一被覆層４１の外側に、ガス透過性の第一被覆層４
１のパラジウムを保護するガス透過性の第二被覆層４２
を設けてあってもよく、さらにそのガス透過性の第二被
覆層４２に対しても、パラジウムを担持させてあっても
よい。つまり、予めアルミナ、シリカ、シリカアルミナ
等（以下単に、アルミナ等と称する）にパラジウムを担
持させたものを用意しておき、そのパラジウム触媒を担
持させたアルミナ等を前記感応部に担持させてガス透過
性の第二被覆層４２を設けてあっても良い。尚、本発明
にいうパラジウムとは、金属パラジウムのみならず酸化
パラジウムを含んでなるものであってもよく、さらに
は、パラジウムにコバルト、ニッケル、銅、チタン、セ
リウム、バナジウム、ランタン、バリウム等遷移金属を
添加したものであってもよい。また、本発明において５
０μｍ以下に形成されるべき寸法は、前記コイル部から
感応部外表面までの距離ｄ４であって、前記第一、ガス
透過性の第二被覆層の厚さにはよらない。尚、前記ガス
透過性の第一、第二被覆層の厚さは、第一被覆層が５μ
ｍ以下、第二被覆層の厚さは１０μｍ以上３０μｍ以下
が望ましい。
る。先の実施の形態では貴金属線コイルとして白金コイ
ル線２を用いたが、他に白金ロジウム合金や、ジルコニ
ウム安定化白金線等他の貴金属との合金を用いることも
出来る。また、前記ガス透過性の第一被覆層４１は電着
以外の方法でも形成することも出来、単に塩化パラジウ
ムの溶液を前記感応部に含浸させ、単に焼結させて前記
ガス透過性の第一被覆層を形成してもよい。また、前記
第一被覆層を設けるのに替えパラジウムを触媒を担持さ
せてあるアルミナ、シリカ、シリカアルミナからなる第
二被覆層のみを設けてあっても良い。また、ガス透過性
の第一被覆層４１の外側に、ガス透過性の第一被覆層４
１のパラジウムを保護するガス透過性の第二被覆層４２
を設けてあってもよく、さらにそのガス透過性の第二被
覆層４２に対しても、パラジウムを担持させてあっても
よい。つまり、予めアルミナ、シリカ、シリカアルミナ
等（以下単に、アルミナ等と称する）にパラジウムを担
持させたものを用意しておき、そのパラジウム触媒を担
持させたアルミナ等を前記感応部に担持させてガス透過
性の第二被覆層４２を設けてあっても良い。尚、本発明
にいうパラジウムとは、金属パラジウムのみならず酸化
パラジウムを含んでなるものであってもよく、さらに
は、パラジウムにコバルト、ニッケル、銅、チタン、セ
リウム、バナジウム、ランタン、バリウム等遷移金属を
添加したものであってもよい。また、本発明において５
０μｍ以下に形成されるべき寸法は、前記コイル部から
感応部外表面までの距離ｄ４であって、前記第一、ガス
透過性の第二被覆層の厚さにはよらない。尚、前記ガス
透過性の第一、第二被覆層の厚さは、第一被覆層が５μ
ｍ以下、第二被覆層の厚さは１０μｍ以上３０μｍ以下
が望ましい。
【００１６】尚、本発明にいう第二被覆層は、パラジウ
ム（第一被覆層、第二被覆層の少なくともいずれか一
方）を安定化する被覆層、つまり、感応部外周に形成さ
れるアルミナ等からなる被覆層を総称するものとする。
ム（第一被覆層、第二被覆層の少なくともいずれか一
方）を安定化する被覆層、つまり、感応部外周に形成さ
れるアルミナ等からなる被覆層を総称するものとする。
【００１７】
【実施例】 ＜１＞ 先の実施の形態に示すガス検知素子１でガス検
知したときの応答特性を図６に示す。尚、図中破線は、
上述と同様の工程で製作した従来のガス検知素子によっ
てガス検知したときの応答特性であり、この従来のガス
検知素子は、ほぼ５５０μｍの球形であり、白金コイル
線２の外径から感応部３の外表面までの距離は１４５μ
ｍに形成してある。図６より、本発明のガス検知素子１
は各可燃性ガスに対して素早く応答して安定した出力を
示すことがわかる。
知したときの応答特性を図６に示す。尚、図中破線は、
上述と同様の工程で製作した従来のガス検知素子によっ
てガス検知したときの応答特性であり、この従来のガス
検知素子は、ほぼ５５０μｍの球形であり、白金コイル
線２の外径から感応部３の外表面までの距離は１４５μ
ｍに形成してある。図６より、本発明のガス検知素子１
は各可燃性ガスに対して素早く応答して安定した出力を
示すことがわかる。
【００１８】＜２＞ 本発明のガス検知素子によって各
種ガスを検知させ、ガス感度の濃度依存性を調べたとこ
ろ図７、８のようになった。尚、図７、８に示すガス検
知素子は、それぞれ、先の実施の形態における感応部に
０．１ｍｏｌ／リットルの塩化パラジウム（ＰｄＣ
ｌ2）水溶液中、１分間（図７）あるいは３０秒間（図
８）の電着によりパラジウムからなるガス透過性の第一
被覆層を形成したものである。その結果、図７の特性を
示すガス検知素子は、特にメタンに対して高い出力が得
られていることからメタン選択性ガス検知素子として用
いることが出来、図７の特性を示すガス検知素子は、メ
タンのみならずイソブタンに対しても高い出力を示すこ
とから炭化水素ガス全般に選択性を有するものと考えら
れ、炭化水素ガス選択性ガス検知素子として用いること
が出来ることがわかる。
種ガスを検知させ、ガス感度の濃度依存性を調べたとこ
ろ図７、８のようになった。尚、図７、８に示すガス検
知素子は、それぞれ、先の実施の形態における感応部に
０．１ｍｏｌ／リットルの塩化パラジウム（ＰｄＣ
ｌ2）水溶液中、１分間（図７）あるいは３０秒間（図
８）の電着によりパラジウムからなるガス透過性の第一
被覆層を形成したものである。その結果、図７の特性を
示すガス検知素子は、特にメタンに対して高い出力が得
られていることからメタン選択性ガス検知素子として用
いることが出来、図７の特性を示すガス検知素子は、メ
タンのみならずイソブタンに対しても高い出力を示すこ
とから炭化水素ガス全般に選択性を有するものと考えら
れ、炭化水素ガス選択性ガス検知素子として用いること
が出来ることがわかる。
【００１９】＜３＞ 次に、前記ガス検知素子１の白金
コイル線２の外径寸法や、感応部３の外径寸法を種々に
変更して、前記白金コイル線２の外径から感応部３の外
表面までの距離ｄ４と、そのガス検知素子の応答速度と
の関係を調べたところ表１のようになった。尚、表中の
数値は従来のガス検知素子の応答速度を１とした比応答
速度である。
コイル線２の外径寸法や、感応部３の外径寸法を種々に
変更して、前記白金コイル線２の外径から感応部３の外
表面までの距離ｄ４と、そのガス検知素子の応答速度と
の関係を調べたところ表１のようになった。尚、表中の
数値は従来のガス検知素子の応答速度を１とした比応答
速度である。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１より白金コイル線２の外径寸法につい
ても、前記白金コイル線２の外径から感応部３の外表面
までの距離ｄ４についても、全体としてガス検知素子１
を小さくする構成が好ましく、応答速度の改善に大きく
役立っていることがわかり、例えば、距離ｄ４＝５０μ
ｍ、コイル外径ｄ１＝１４５μｍのもので従来のもの
（距離ｄ４＝１４５μｍ、コイル外径ｄ１＝２６０μｍ
のもの）の１０倍の応答速度が得られている。ここで、
ガス検知素子の応答速度について考察すると、ガス検知
出力は、主に白金コイル線２近傍での検知ガスと、半導
体との反応に基づいて得られるため、応答速度は、検知
ガスがガス検知素子表面から白金コイル線２近傍に達す
るまでの時間に依存するものと言える。また、検知ガス
は感応部３を拡散して白金コイル線２近傍に達するわけ
であるから、前記ガス検知素子内で均一な反応が起きる
条件（濃度が平衡状態）になって初めて安定した出力を
生じるものといえ、つまり、前記応答速度は、検知ガス
の拡散時間に大きく寄与する感応部厚さに依存すると言
える。本発明のガス検知素子は、小体積でかつ感応部厚
さが薄いので、ガス検知素子内（特に白金コイル線近
傍）に達する検知ガス濃度が平衡濃度になるまでに要す
る時間が短くてすみ、従来のガス検知素子では体積が大
きいために、ガス検知出力が一定になるまで長時間要し
ていたのに比較して、応答速度を高めることが出来たの
である。
ても、前記白金コイル線２の外径から感応部３の外表面
までの距離ｄ４についても、全体としてガス検知素子１
を小さくする構成が好ましく、応答速度の改善に大きく
役立っていることがわかり、例えば、距離ｄ４＝５０μ
ｍ、コイル外径ｄ１＝１４５μｍのもので従来のもの
（距離ｄ４＝１４５μｍ、コイル外径ｄ１＝２６０μｍ
のもの）の１０倍の応答速度が得られている。ここで、
ガス検知素子の応答速度について考察すると、ガス検知
出力は、主に白金コイル線２近傍での検知ガスと、半導
体との反応に基づいて得られるため、応答速度は、検知
ガスがガス検知素子表面から白金コイル線２近傍に達す
るまでの時間に依存するものと言える。また、検知ガス
は感応部３を拡散して白金コイル線２近傍に達するわけ
であるから、前記ガス検知素子内で均一な反応が起きる
条件（濃度が平衡状態）になって初めて安定した出力を
生じるものといえ、つまり、前記応答速度は、検知ガス
の拡散時間に大きく寄与する感応部厚さに依存すると言
える。本発明のガス検知素子は、小体積でかつ感応部厚
さが薄いので、ガス検知素子内（特に白金コイル線近
傍）に達する検知ガス濃度が平衡濃度になるまでに要す
る時間が短くてすみ、従来のガス検知素子では体積が大
きいために、ガス検知出力が一定になるまで長時間要し
ていたのに比較して、応答速度を高めることが出来たの
である。
【００２２】＜４＞ さらに、ガス透過性の第一被覆層
の形成方法の相違による前記ガス検知素子の経時安定性
の違いを調べた。その結果図８のようになった。尚、Ａ
は、先の実施の形態に示した電着で感応層にガス透過性
の第一被覆層を作成したガス検知素子であり（図１参
照）、Ｂは、Ａのガス透過性の第一被覆層に対してさら
に、シリカアルミナの第二被覆層を白金電極を陽極に、
本発明のガス検知素子を陰極に用い、印加電圧３〜５Ｖ
の条件で電気泳動法により形成してあるガス検知素子で
あり（図４参照）、Ｃは、まず、パラジウムをシリカア
ルミナに担持させておき、そのパラジウムを担持させて
あるシリカアルミナを用いて、前記感応層の外表面側に
担持させてガス透過性の第二被覆層を形成したものであ
り、（図３参照） Ｄは、Ａのガス透過性の第一被覆層の外表面側に、さら
に前記パラジウムを担持させてあるシリカアルミナを用
いてガス透過性の第二被覆層を設けてあるガス検知素子
（図５参照）である。図８より、前記ガス透過性の第一
被覆層は前記第二被覆層により安定化を受け、経時安定
性が改善されていることがわかる。また、前記第二被覆
層は、触媒機能を持たないものよりも、触媒機能を有す
るもののほうが優れた安定性を発揮していることも分か
る。また、パラジウム触媒は、第一被覆層として設ける
よりもシリカ、アルミナ、シリカアルミナに予め担持さ
せてある（第二被覆層として設ける）形態の方がより安
定化を受け、長期安定性にすぐれていることが判る。
の形成方法の相違による前記ガス検知素子の経時安定性
の違いを調べた。その結果図８のようになった。尚、Ａ
は、先の実施の形態に示した電着で感応層にガス透過性
の第一被覆層を作成したガス検知素子であり（図１参
照）、Ｂは、Ａのガス透過性の第一被覆層に対してさら
に、シリカアルミナの第二被覆層を白金電極を陽極に、
本発明のガス検知素子を陰極に用い、印加電圧３〜５Ｖ
の条件で電気泳動法により形成してあるガス検知素子で
あり（図４参照）、Ｃは、まず、パラジウムをシリカア
ルミナに担持させておき、そのパラジウムを担持させて
あるシリカアルミナを用いて、前記感応層の外表面側に
担持させてガス透過性の第二被覆層を形成したものであ
り、（図３参照） Ｄは、Ａのガス透過性の第一被覆層の外表面側に、さら
に前記パラジウムを担持させてあるシリカアルミナを用
いてガス透過性の第二被覆層を設けてあるガス検知素子
（図５参照）である。図８より、前記ガス透過性の第一
被覆層は前記第二被覆層により安定化を受け、経時安定
性が改善されていることがわかる。また、前記第二被覆
層は、触媒機能を持たないものよりも、触媒機能を有す
るもののほうが優れた安定性を発揮していることも分か
る。また、パラジウム触媒は、第一被覆層として設ける
よりもシリカ、アルミナ、シリカアルミナに予め担持さ
せてある（第二被覆層として設ける）形態の方がより安
定化を受け、長期安定性にすぐれていることが判る。
【図１】本発明の実施の形態におけるガス検知素子の部
分断面斜視図
分断面斜視図
【図２】ガス検知装置の概略図
【図３】別実施形態におけるガス検知素子の部分断面斜
視図
視図
【図４】別実施形態におけるガス検知素子の部分断面斜
視図
視図
【図５】別実施形態におけるガス検知素子の部分断面斜
視図
視図
【図６】本発明の実施例（応答速度試験）を示すグラフ
【図７】本発明の実施例（ガス検知特性）を示すグラフ
【図８】本発明の実施例（ガス検知特性）を示すグラフ
【図９】本発明の実施例（出力安定性）を示すグラフ
２ 貴金属線コイル ３ 感応部 ４１ 第一被覆層 ４２ 第二被覆層 ５ 電力供給部 ６ 回路切替手段 ７ 制御装置 ｄ２ 長径 ｄ３ 短径
Claims (9)
- 【請求項１】 貴金属線コイルを覆って酸化スズを主成
分とする半導体から形成される感応部を設けてある熱線
型半導体式ガス検知素子であって、前記感応部を、その
長径が短径の１．５倍以下で、かつ、体積が６．５×１
０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成し、前
記貴金属線コイルのコイル部から前記感応部外表面まで
の距離を５０μｍ以下に形成してあるとともに、前記感
応部にパラジウムを担持させてガス透過性の第一被覆層
を形成してある熱線型半導体式ガス検知素子。 - 【請求項２】 貴金属線コイルを覆って酸化スズを主成
分とする半導体から形成される感応部を設けてある熱線
型半導体式ガス検知素子であって、前記感応部を、その
長径が短径の１．５倍以下で、かつ、体積が６．５×１
０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成し、前
記貴金属線コイルのコイル部から前記感応部外表面まで
の距離を５０μｍ以下に形成してあるとともに、前記感
応部の外表面に、パラジウムを担持させてあるアルミ
ナ、シリカ、シリカアルミナのすくなくともいずれか一
種を主成分としてなるガス透過性の第二被覆層を形成し
てある熱線型半導体式ガス検知素子。 - 【請求項３】 貴金属線コイルを覆って酸化スズを主成
分とする半導体から形成される感応部を設けてある熱線
型半導体式ガス検知素子であって、前記感応部を、その
長径が短径の１．５倍以下で、かつ、体積が６．５×１
０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成し、前
記貴金属線コイルのコイル部から前記感応部外表面まで
の距離を５０μｍ以下に形成してあるとともに、前記感
応部にパラジウムを担持させてガス透過性の第一被覆層
を形成してあるとともに、前記感応部の外表面に、アル
ミナ、シリカ、シリカアルミナのすくなくともいずれか
一種を主成分としてなるガス透過性の第二被覆層を形成
してある熱線型半導体式ガス検知素子。 - 【請求項４】 貴金属線コイルを覆って酸化スズを主成
分とする半導体から形成される感応部を設けてある熱線
型半導体式ガス検知素子であって、前記感応部を、その
長径が短径の１．５倍以下で、かつ、体積が６．５×１
０-5ｍｍ3 以上８．２×１０-3ｍｍ3 以下に形成し、前
記貴金属線コイルのコイル部から前記感応部外表面まで
の距離を５０μｍ以下に形成してあるとともに、前記感
応部にパラジウムを担持させてガス透過性の第一被覆層
を形成してあるとともに、前記感応部の外表面に、パラ
ジウムを担持させてあるアルミナ、シリカ、シリカアル
ミナのすくなくともいずれか一種を主成分としてなるガ
ス透過性の第二被覆層を形成してある熱線型半導体式ガ
ス検知素子。 - 【請求項５】 二次粒子径が平均０．３μｍ以上０．８
μｍ以下の酸化スズを主成分とする半導体を焼結させて
前記感応部を形成してある請求項１〜４のいずれかに記
載の熱線型半導体式ガス検知素子。 - 【請求項６】 熱線型半導体式ガス検知素子をガス検知
回路に組み込むとともに、そのガス検知回路に電圧を供
給する電圧供給部を設けて、前記熱線型半導体式ガス検
知素子からの出力を検知自在に構成したガス検知装置で
あって、熱線型半導体式ガス検知素子として請求項１〜
５の熱線型半導体式ガス検知素子を用い、かつ、前記電
圧供給部を電池によって電力供給可能に構成してあるガ
ス検知装置。 - 【請求項７】 前記ガス検知回路に電力を供給するＯＮ
状態と、前記ガス検知回路への電力供給を停止するＯＦ
Ｆ状態とを交互に切り替える回路切替手段を設けるとと
もに、前記ＯＮ状態の継続時間を１秒以下にするととも
に、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間比率（ＯＮ状態
／ＯＦＦ状態）を１／１０以下に制御する制御装置を設
けた請求項６に記載のガス検知装置。 - 【請求項８】 前記ガス検知回路に電力を供給するＯＮ
状態と、前記ガス検知回路への電力供給を停止するＯＦ
Ｆ状態とを交互に切り替える回路切替手段を設けるとと
もに、前記ＯＮ状態の継続時間を０．５秒以下にすると
ともに、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間比率（ＯＮ
状態／ＯＦＦ状態）を１／４０以下に制御する制御装置
を設けた請求項６に記載のガス検知装置。 - 【請求項９】 前記制御装置が、前記熱線型半導体式ガ
ス検知素子を４５０℃以上５５０℃以下の設定温度に維
持制御可能に構成してある請求項５〜８のいずれかに記
載のガス検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8080204A JPH09269306A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 熱線型半導体式ガス検知素子及びガス検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8080204A JPH09269306A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 熱線型半導体式ガス検知素子及びガス検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09269306A true JPH09269306A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=13711860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8080204A Pending JPH09269306A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 熱線型半導体式ガス検知素子及びガス検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09269306A (ja) |
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- 1996-04-02 JP JP8080204A patent/JPH09269306A/ja active Pending
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