接触燃焼式ガスセンサ
【課題】触媒被毒による感度の劣化を防ぐとともに、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサを提供する。
【解決手段】接触燃焼式ガスセンサ１０は、通電から生じる熱によって燃焼する検知対象ガスの燃焼熱に応じて抵抗値が変化する検知抵抗体１１と、前記検知抵抗体１１との間で熱を伝導するように配設され且つ前記検知対象ガスに対して活性を有する触媒を含む触媒層１３と、前記触媒層１３の表面を覆うように配設され、且つ、前記検知対象ガスを浸透するとともに、前記検知対象ガスに対して非活性である犠牲層１４と、を有する。
【解決手段】接触燃焼式ガスセンサ１０は、通電から生じる熱によって燃焼する検知対象ガスの燃焼熱に応じて抵抗値が変化する検知抵抗体１１と、前記検知抵抗体１１との間で熱を伝導するように配設され且つ前記検知対象ガスに対して活性を有する触媒を含む触媒層１３と、前記触媒層１３の表面を覆うように配設され、且つ、前記検知対象ガスを浸透するとともに、前記検知対象ガスに対して非活性である犠牲層１４と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触燃焼式ガスセンサに関し、特に、被毒による感度劣化の対策を施した接触燃焼式ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタンガスやイソブタンガス等の可燃性ガスを検知するセンサとして、接触燃焼式ガスセンサが知られており、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０は、図６に示すように、通電により発熱するヒータコイル１１１の周囲に、検知対象ガスに対して活性を有する触媒を含む触媒層１１３を配設し、ヒータコイル１１１の発熱で燃焼した検知対象ガスの燃焼熱によってヒータコイルの抵抗値が変化して、その抵抗値の変化を電位差としてとらえることで検知対象ガスの検知を行うものであった。
【０００３】
そして、接触燃焼式ガスセンサ１１０が、例えば、一般家屋に設置されるガス漏れ警報器等で用いられた場合など、図７に示すように、室内にある接着剤やゴムなどのシリコン含有物から飛散するシリコンガスを原因とする触媒被毒物質（シリコン化合物）１３０によって、その触媒層１１３が被毒し、被毒した箇所の触媒活性が低下して、検知対象ガスに対する感度が劣化してしまい、感度の劣化に伴う検知精度の低下により安全性が確保できなくなるという問題があった。そして、特許文献１にその解決が提案されている。
【０００４】
特許文献１に示される、接触燃焼式ガスセンサは、コイル状のヒータの周囲を触媒物質で覆った接触燃焼式ガスセンサであって、前記ヒータの近傍に対向するように棒状の電極を設け、前記ヒータと前記電極とによってその間に前記触媒物質をはさんだコンデンサを構成しており、このコンデンサの静電容量の変化を検知することにより接触燃焼式ガスセンサの感度の劣化を検出して、該検出に基づき接触燃焼式ガスセンサの出力の補正を行い、感度の劣化による影響を回避していた。
【特許文献１】特開２００６−３００７４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示される接触燃焼式ガスセンサにおいては、感度の劣化による影響を回避するための感度劣化検出回路（容量検出部）および出力補正回路（センサ出力増幅部）を設ける必要があり、部品数増加によって、コストの上昇および接触燃焼式ガスセンサを搭載する装置の小型化の妨げとなるという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、触媒被毒による感度の劣化を防ぐとともに、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサは、通電から生じる熱によって燃焼する検知対象ガスの燃焼熱に応じて抵抗値が変化する検知抵抗体と、前記検知抵抗体との間で熱を伝導するように配設され且つ前記検知対象ガスに対して活性を有する触媒を含む触媒層と、を有する接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記検知対象ガスを浸透し、且つ、前記検知対象ガスに対して非活性であり、且つ、前記触媒層の表面に設けられて触媒被毒物質による前記触媒層の被毒を防止する犠牲層を有することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の接触燃焼式ガスセンサは、請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記犠牲層が、前記触媒被毒物質に対する反応性を有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の接触燃焼式ガスセンサは、請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記検知対象ガスがイソブタンガスまたはメタンガスであり、前記犠牲層がアルミナを基材として構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の接触燃焼式ガスセンサは、請求項２に記載の接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記検知対象ガスがメタンガスであり、前記犠牲層が白金を基材として構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載した本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、犠牲層が、触媒層の表面に設けられていることから、触媒層の表面を覆う犠牲層が触媒被毒物質を吸着するなどして、触媒被毒物質が触媒層に到達することを防止できる。そのため、触媒被毒物質による触媒層の被毒を防ぐことができ、即ち、触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサの感度劣化を防止できる。また、犠牲層が検知対象ガスに対して非活性であり、つまり、元来犠牲層は検知対象ガスに対する活性を有していないので、犠牲層が触媒被毒物質を吸着しても接触燃焼式ガスセンサの感度が劣化することはない。よって、部品の追加なく接触燃焼式ガスセンサの感度劣化を防止でき、触媒被毒による感度劣化を防止した、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサを提供することができる。
【００１２】
請求項２に記載した本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、請求項１の効果に加えて、犠牲層が触媒被毒物質に対して反応性を有していることから、犠牲層によって、積極的に触媒被毒物質を吸着することができる。そのため、触媒被毒物質が触媒層に到達することをより一層防止し、触媒層の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサの感度劣化を防止できる。よって、触媒被毒による感度劣化をより一層防止した接触燃焼式ガスセンサを提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載した本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、犠牲層の基材として比表面積の大きいアルミナを用いていることから、イソブタンガスまたはメタンガスを検出する接触燃焼式ガスセンサにおいて、アルミナが触媒被毒物質であるシリコン化合物を吸着して、触媒層に到達することを防止できる。そのため、触媒層の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサのイソブタンガスまたはメタンガスに対する感度劣化を防止できる。よって、触媒被毒による感度劣化を防止したイソブタンガスまたはメタンガスを検出するための接触燃焼式ガスセンサを提供することができる。
【００１４】
請求項４に記載した本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、犠牲層の基材としてシリコン化合物との反応性を有する白金を用いていることから、メタンガスを検出する接触燃焼式ガスセンサにおいて、白金が触媒被毒物質であるシリコン化合物と反応して積極的にシリコン化合物を吸着し、シリコン化合物が触媒層に到達することを防止できる。そのため、触媒層の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサのメタンガスに対する感度劣化を防止できる。よって、触媒被毒による検知感度の劣化を防止したメタンガスを検出するための接触燃焼式ガスセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサの第１の実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。
【００１６】
接触燃焼式ガスセンサ１０は、ＬＰガス等で使用されるイソブタンガス及びメタンガス（即ち、検知対象ガス）の検出に用いられ、ヒータ１１と、ヒータ１１の周囲を覆って内包する楕円球状に形成された焼結体１２と、で構成されている。
【００１７】
ヒータ１１は、請求項の検知抵抗体に相当し、コイル状に形成された白金からなる細線であり、通電することにより発熱して、その周囲を覆う焼結体１２を加熱して検知対象ガスであるイソブタンガス及びメタンガスを燃焼させるものである。また、ヒータ１１は熱により自らの抵抗値が変化する性質を有している。なお、本実施形態では、ヒータ１１として白金を用いているが、これに限定するものではなく、例えば、タングステンなどの、抵抗温度係数が大きく、高温まで安定な金属又は化合物等であればどのようなものを用いても良い。
【００１８】
焼結体１２は、触媒層１３と、触媒層１３の全表面を覆うように配設された犠牲層１４と、で構成されている。
【００１９】
触媒層１３は、イソブタンガス及びメタンガスの燃焼を促す触媒であるパラジウム化合物と、触媒を担持する触媒担体である酸化アルミニウム（即ち、アルミナ）と、を混合したペーストを、ヒータ１１を内部に包み込むように、ヒータ１１の全周囲に厚みをもって塗布して楕円球状に形成したあと、高温で焼結させたものである。なお、本実施形態においては、触媒層１３に触媒物質であるパラジウム化合物を混合しているが、これに限定するものではなく、たとえば、アルミナのみを楕円球体に形成し、その表面にパラジウム化合物を塗布して、触媒膜を形成してもよい。また、触媒としてパラジウム化合物に限定するものではなく、検知対象ガスに対して触媒として機能する物質であれば、他のものを用いても良い。また、触媒担体としてアルミナに限定するものではなく、例えば、セラミック粉体など他のものを用いても良い。
【００２０】
犠牲層１４は、アルミナのみからなるペーストを、触媒層１３の全表面を均一の厚みで覆うように塗布したあと、高温で焼結させたものである。アルミナは、イソブタンガス及びメタンガスに対して活性を有しておらず、また、比表面積が大きいため触媒被毒物質であるシリコン化合物の吸着等に好適な材料である。なお、本実施形態においては、犠牲層１４の基材としてアルミナを用いているが、これに限定するものではなく、イソブタンガス及びメタンガスを浸透し且つそれらガスに対して不活性であり、触媒層を被毒する被毒物質であるシリコン化合物を吸着等する材料であれば、どのようなものを用いても良い。また、本実施形態において犠牲層１４は触媒層１３の全表面を覆っているが、これに限定するものではなく、少なくとも犠牲層１４による触媒被毒物質の吸着効果、即ち、感度劣化防止効果が確認できる程度に覆っていればよい。
【００２１】
また、本実施形態では、焼結体１２の直径を１ｍｍ程度とし、犠牲層１４の厚みを０．１〜０．１５ｍｍとしており、これは、被毒物質による触媒層１３の被毒を防止し、且つ、検知対象ガスが内層である触媒層１３まで到達することができる犠牲層１４の厚さとなっている。また、犠牲層１４が厚いほど、感度劣化防止効果が期待できるが、その一方で、初期状態における感度低下が生じてしまうので、それらのバランスを考慮して犠牲層１４の厚みを設定する必要があり、本実施形態においては、上述した厚みが好適である。なお、犠牲層の厚みは、接触燃焼式ガスセンサの各実施形態に合わせ、被毒による感度劣化および初期状態における感度低下のバランスを考慮して、適宜調整することができる。
【００２２】
次に、上記構成の接触燃焼式ガスセンサ１０の動作（作用）の一例について説明する。
【００２３】
接触燃焼式ガスセンサ１０を用いて、イソブタンガスの検知を行うと、イソブタンガスが犠牲層１４を通り抜けて触媒層１３に到達して、触媒により燃焼し、この燃焼による熱がヒータ１１に伝導して、ヒータ１１の抵抗値が変化する。そして、図２に示すように、時間経過に伴い、雰囲気中に存在するシリコンガスを原因とするシリコン化合物３０が、接触燃焼式ガスセンサ１０の表面、即ち、犠牲層１４に付着する。そして、このシリコン化合物３０の付着は、アルミナで構成された犠牲層１４にとどまり、触媒層１３に到達することはない。つまり、犠牲層１４によって、触媒層１３の被毒物質による被毒を防止できる。
【００２４】
上記より、本実施形態によれば、アルミナを基材とした犠牲層１４が、触媒層１３の表面に設けられていることから、触媒層１３の表面を覆う犠牲層１４が触媒被毒物質であるシリコン化合物を吸着等して、シリコン化合物が触媒層１３に到達することを防止できる。そのため、シリコン化合物による触媒層１３の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサ１０の感度劣化を防止できる。また、犠牲層１４の基材のアルミナがイソブタンガス及びメタンガスに対して非活性であり、つまり、元来犠牲層１４はイソブタンガス及びメタンガスに対する活性を有していないので、シリコン化合物が犠牲層１４に吸着されても接触燃焼式ガスセンサ１０の感度が劣化することはない。よって、部品の追加なく接触燃焼式ガスセンサ１０の感度劣化を防止でき、触媒被毒による感度劣化を防止した、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を提供することができる。
【００２５】
以下に、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサの第２の実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。
【００２６】
接触燃焼式ガスセンサ２０は、都市ガス等で使用されるメタンガスの検出に用いられ、ヒータ１１と、ヒータ１１の周囲を覆って内包する楕円球状に形成された焼結体２２と、で構成されている。なお、接触燃焼式ガスセンサ２０の、ヒータ１１および触媒層１３は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
焼結体２２は、触媒層１３と、触媒層１３の全表面を覆うように配設された犠牲層２４と、で構成されている。
【００２８】
犠牲層２４は、白金のペーストを、触媒層１３の全表面を覆うように均一の厚みをなすように塗布したあと、高温で焼結させたものである。白金は、メタンガスに対して活性を有しておらず、また、シリコン化合物に対する反応性を有しているため、触媒被毒物質であるシリコン化合物を積極的に吸着し、メタンガスに対する犠牲層として好適な材料である。なお、本実施形態においては、犠牲層２４の基材として白金を用いているが、これに限定するものではなく、検出対象ガスであるメタンガスに対して不活性であり、触媒層を被毒する被毒物質であるシリコン化合物を吸着する（積極的に吸着するものであればより良い）材料であれば、どのようなものを用いても良い。また、本実施形態において犠牲層２４は触媒層１３の全表面を覆っているが、これに限定するものではなく、少なくとも犠牲層２４による触媒被毒物質の吸着効果、即ち、感度劣化防止効果が確認できる程度に覆ってあればよい。
【００２９】
また、本実施形態では、焼結体２２の直径を１ｍｍ程度とし、犠牲層２４の厚みを０．１〜０．１５ｍｍとしており、これは、被毒物質による触媒層１３の被毒を防止し、且つ、検知対象ガスが内層である触媒層１３まで到達することができる犠牲層２４の厚さとなっている。また、犠牲層２４が厚いほど、感度劣化防止効果が期待できるが、その一方で、初期状態における感度低下が生じてしまうので、それらのバランスを考慮して犠牲層２４の厚みを設定する必要があり、本実施形態においては、上述した厚みが好適である。なお、犠牲層の厚みは、接触燃焼式ガスセンサの各実施形態に合わせ、被毒による感度劣化および初期状態における感度低下のバランスを考慮して、適宜調整することができる。
【００３０】
次に、上記構成の接触燃焼式ガスセンサ２０の動作（作用）の一例について説明する。
【００３１】
接触燃焼式ガスセンサ２０を用いて、メタンガスの検知を行うと、メタンガスが犠牲層２４を通り抜けて触媒層１３に到達して、触媒により燃焼し、この燃焼による熱がヒータ１１に伝導して、ヒータ１１の抵抗値が変化する。そして、図２に示すように、時間経過に伴い、雰囲気中に存在するシリコンガスを原因とするシリコン化合物３０が、犠牲層２４を構成する白金と反応して吸着され、即ち、接触燃焼式ガスセンサ２０の表面に付着する。そして、このシリコン化合物３０の付着は、犠牲層２４にとどまり、触媒層１３には到達することはない。つまり、犠牲層２４によって、触媒層１３の被毒物質による被毒から保護することができる。
【００３２】
上記より、本実施形態によれば、白金を基材とした犠牲層２４が、触媒層１３の表面に設けられており、且つ、シリコン化合物との反応性を有することから、触媒層１３の表面を覆う犠牲層２４が触媒被毒物質であるシリコン化合物を積極的に吸着して、シリコン化合物が触媒層１３に到達することを防止できる。そのため、シリコン化合物による触媒層１３の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサ２０の感度劣化を防止できる。また、犠牲層２４の基材の白金がメタンガスに対して非活性であり、つまり、元来犠牲層２４はメタンガスに対する活性を有していないので、シリコン化合物が犠牲層２４に吸着されても接触燃焼式ガスセンサ２０の感度が劣化することはない。よって、部品の追加なく接触燃焼式ガスセンサ２０の感度劣化を防止でき、触媒被毒による感度劣化を防止した、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサ２０を提供することができる。
【００３３】
次に、本発明者は、本発明に係る第２の実施形態の接触燃焼式ガスセンサ２０と、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０と、を用いて、シリコン化合物による感度劣化の比較試験を行った。その試験内容および結果について説明する。
【００３４】
比較対象となる従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０の構成について、図６を参照して説明する。また、試験回路１について、図３を参照して説明する。
【００３５】
従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０は、図６に示すように、ヒータコイル１１１と、ヒータコイル１１１の周囲を覆って内包する楕円球状に形成された焼結体１１３、即ち、触媒層１１３と、で構成されている。ヒータコイル１１１は、上述の第２の実施形態のヒータ１１と同一材質であり、同一形状に形成されている。また、焼結体１１３は、第２の実施形態の焼結体１２と同一形状であるとともに、触媒層１３と同一の材料（即ち、アルミナとパラジウム化合物との混合物）および同一の混合比で構成されている。つまり、本発明の本質とは関係しない、形状や材料の違いから生じる結果の差異が極力小さくなるよう、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサ２０と形状および材料を同一にする。
【００３６】
試験回路１は、図３に示すように、ブリッジ回路を構成する接触燃焼式ガスセンサ２０（１１０）、補償素子４０（１４０）、固定抵抗器Ｒ１、Ｒ２、および、可変抵抗器Ｒｖと、前記ブリッジ回路の中間点の電位差（即ち、検知電圧）を測定する電圧計５０と、前記ブリッジ回路に所定の周期の間歇電圧を印可する電圧印可装置６０と、を有している。接触燃焼式ガスセンサ１０（１１０）の一方の端子には、固定抵抗器Ｒ１の一方の端子と電圧印可装置６０の一方の端子が接続され、接触燃焼式ガスセンサ１０（１１０）の他方の端子には、補償素子４０（１４０）の一方の端子が接続されている。補償素子４０（１４０）の他方の端子には、固定抵抗器Ｒ２の一方の端子と電圧印可装置６０の他方の端子が接続されている。接触燃焼式ガスセンサ１０（１１０）と補償素子４０（１４０）との間には電圧計５０の一方の端子が接続されている。また、可変抵抗器Ｒｖの端子は、固定抵抗器Ｒ１、Ｒ２それぞれの他方の端子と、電圧計５０の他方の端子に接続されて、試験回路１を構成している。可変抵抗器Ｒｖは固定抵抗器Ｒ１、Ｒ２の間に接続されており、可変抵抗器Ｒｖを調整することで、ブリッジ回路の平衡状態（即ち、ゼロ点）を調整することができる。
【００３７】
補償素子４０は、触媒であるパラジウム化合物を混合せずにアルミナのみで触媒層１３を形成した以外は、接触燃焼式ガスセンサ２０と形状、材料共、同一のものである。また、補償素子１４０は、触媒であるパラジウム化合物を混合せずにアルミナのみで触媒層１１３を形成した以外は、接触燃焼式ガスセンサ１１０と形状、材料共、同一のものである。
【００３８】
（実施例１）
本発明者は、上述の実施形態に示した本発明に係る接触燃焼式ガスセンサ２０又は従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０を用いて、シリコン被毒によるメタンガス検知感度の比較試験を実施した。
【００３９】
試験は、以下の通り実施した。（１）本発明に係る接触燃焼式ガスセンサ２０又は従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０を試験回路１に組み込み、検知対象ガスが存在しない雰囲気中に設置して、検知電圧を０Ｖに調整する。（２）各接触燃焼式ガスセンサを、大気５０リットルに対してシリコンパテ３ｇが投入された密閉状態の雰囲気中に設置し、その状態において、各接触燃焼式ガスセンサを４５０℃に加熱する電圧を２４時間連続通電する。（３）各接触燃焼式ガスセンサを前記密閉状態の雰囲気中から取り出したのち、メタンガス濃度３０００ｐｐｍの雰囲気中に設置し、その状態において、接触燃焼式ガスセンサ２０又は接触燃焼式ガスセンサ１１０を４５０℃に加熱する電圧を通電し、前記ブリッジ回路の電位差（即ち、検知電圧）を検知して、メタンガス濃度の検知動作を行う。（４）以降、上記（２）、（３）を交互に繰り返して、メタンガス濃度の検知動作を複数回行う。試験はそれぞれ各３つずつの接触燃焼式ガスセンサ試料を用いて実施した。試験結果である、検知電圧の変化およびメタンガス感度変動率を図４および図５に示す。
【００４０】
図４の検知電圧（センサ出力電圧）の変化を示すグラフは、各ガス検知動作における検知電圧を試験回数とともにプロットしたものであり、図５のメタンガス感度変動率を示すグラフは、図４のグラフで用いた検知電圧に基づいて、初回に測定した検知電圧を基準としたときの各検知動作における検知電圧の変動率をプロットしたものである。
【００４１】
これらグラフから、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０では、初期から２回目までの間でセンサ出力電圧が一気に低下しており、メタンガス感度変動率が著しく感度が劣化していることがわかる。その後も緩やかに劣化が進み、試験終了時点の１３回目の検知動作においては、試験試料のすべてで５０％以上の感度劣化が認められる。
【００４２】
その一方で、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサ２０では、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０に比べて初期のセンサ出力電圧が低い、即ち、感度が低いものの、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０のように時間経過に伴う著しい感度の劣化は認められず、緩やかに感度劣化が進み、試験終了時点の１３回目の検知動作においては、２５％前後の感度劣化となった。これにより、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０に比べ、感度劣化を防止できることがわかった。
【００４３】
したがって、上述の実施例１からも、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサは、触媒被毒による感度劣化を防止できることがわかった。
【００４４】
なお、本実施形態においては、イソブタンガスまたはメタンガスを検知対象ガスとし、パラジウム化合物を含む触媒層を、アルミナまたは白金を基材とした犠牲層で覆う構成としているが、これらに限定するものではなく、検出対象ガスに対する活性を有する触媒を含む触媒層を、検出対象ガスに対して不活性であり且つ検出対象ガスを浸透するとともに触媒被毒物質を吸着または跳ね返すなどする材料で構成された犠牲層で覆うことで、他のガス検知用のセンサとしても応用することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、コイル状の白金線の周囲に触媒層を設け、さらにその周囲に犠牲層を設けて楕円球状をなしているが、これに限らず、例えば、シリコン基板上にスパッタリングおよびエッチングを施して形成した白金パターンを検知抵抗体として、その上に触媒層、そして触媒層の上に犠牲層を設けたマイクロガスセンサなど、接触燃焼式ガスセンサとして機能し、犠牲層により触媒層の被毒を防止できるものであればどのような形状でも良い。
【００４６】
なお、上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る接触燃焼式ガスセンサの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の接触燃焼式ガスセンサの表面に被毒物質が吸着された状態を示す図である。
【図３】接触燃焼式ガスセンサの比較試験に用いた回路の接続図である。
【図４】接触燃焼式ガスセンサの検知電圧の経時変化を示すグラフである。
【図５】接触燃焼式ガスセンサの感度変動率の経時変化を示すグラフである。
【図６】従来の接触燃焼式ガスセンサの構成を示す図である。
【図７】図６の接触燃焼式ガスセンサの表面に被毒物質が吸着された状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０、２０ 接触燃焼式ガスセンサ
１１ 検知抵抗体（ヒータ）
１３ 触媒層
１４、２４ 犠牲層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触燃焼式ガスセンサに関し、特に、被毒による感度劣化の対策を施した接触燃焼式ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタンガスやイソブタンガス等の可燃性ガスを検知するセンサとして、接触燃焼式ガスセンサが知られており、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０は、図６に示すように、通電により発熱するヒータコイル１１１の周囲に、検知対象ガスに対して活性を有する触媒を含む触媒層１１３を配設し、ヒータコイル１１１の発熱で燃焼した検知対象ガスの燃焼熱によってヒータコイルの抵抗値が変化して、その抵抗値の変化を電位差としてとらえることで検知対象ガスの検知を行うものであった。
【０００３】
そして、接触燃焼式ガスセンサ１１０が、例えば、一般家屋に設置されるガス漏れ警報器等で用いられた場合など、図７に示すように、室内にある接着剤やゴムなどのシリコン含有物から飛散するシリコンガスを原因とする触媒被毒物質（シリコン化合物）１３０によって、その触媒層１１３が被毒し、被毒した箇所の触媒活性が低下して、検知対象ガスに対する感度が劣化してしまい、感度の劣化に伴う検知精度の低下により安全性が確保できなくなるという問題があった。そして、特許文献１にその解決が提案されている。
【０００４】
特許文献１に示される、接触燃焼式ガスセンサは、コイル状のヒータの周囲を触媒物質で覆った接触燃焼式ガスセンサであって、前記ヒータの近傍に対向するように棒状の電極を設け、前記ヒータと前記電極とによってその間に前記触媒物質をはさんだコンデンサを構成しており、このコンデンサの静電容量の変化を検知することにより接触燃焼式ガスセンサの感度の劣化を検出して、該検出に基づき接触燃焼式ガスセンサの出力の補正を行い、感度の劣化による影響を回避していた。
【特許文献１】特開２００６−３００７４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示される接触燃焼式ガスセンサにおいては、感度の劣化による影響を回避するための感度劣化検出回路（容量検出部）および出力補正回路（センサ出力増幅部）を設ける必要があり、部品数増加によって、コストの上昇および接触燃焼式ガスセンサを搭載する装置の小型化の妨げとなるという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、触媒被毒による感度の劣化を防ぐとともに、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサは、通電から生じる熱によって燃焼する検知対象ガスの燃焼熱に応じて抵抗値が変化する検知抵抗体と、前記検知抵抗体との間で熱を伝導するように配設され且つ前記検知対象ガスに対して活性を有する触媒を含む触媒層と、を有する接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記検知対象ガスを浸透し、且つ、前記検知対象ガスに対して非活性であり、且つ、前記触媒層の表面に設けられて触媒被毒物質による前記触媒層の被毒を防止する犠牲層を有することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の接触燃焼式ガスセンサは、請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記犠牲層が、前記触媒被毒物質に対する反応性を有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の接触燃焼式ガスセンサは、請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記検知対象ガスがイソブタンガスまたはメタンガスであり、前記犠牲層がアルミナを基材として構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の接触燃焼式ガスセンサは、請求項２に記載の接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記検知対象ガスがメタンガスであり、前記犠牲層が白金を基材として構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載した本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、犠牲層が、触媒層の表面に設けられていることから、触媒層の表面を覆う犠牲層が触媒被毒物質を吸着するなどして、触媒被毒物質が触媒層に到達することを防止できる。そのため、触媒被毒物質による触媒層の被毒を防ぐことができ、即ち、触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサの感度劣化を防止できる。また、犠牲層が検知対象ガスに対して非活性であり、つまり、元来犠牲層は検知対象ガスに対する活性を有していないので、犠牲層が触媒被毒物質を吸着しても接触燃焼式ガスセンサの感度が劣化することはない。よって、部品の追加なく接触燃焼式ガスセンサの感度劣化を防止でき、触媒被毒による感度劣化を防止した、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサを提供することができる。
【００１２】
請求項２に記載した本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、請求項１の効果に加えて、犠牲層が触媒被毒物質に対して反応性を有していることから、犠牲層によって、積極的に触媒被毒物質を吸着することができる。そのため、触媒被毒物質が触媒層に到達することをより一層防止し、触媒層の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサの感度劣化を防止できる。よって、触媒被毒による感度劣化をより一層防止した接触燃焼式ガスセンサを提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載した本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、犠牲層の基材として比表面積の大きいアルミナを用いていることから、イソブタンガスまたはメタンガスを検出する接触燃焼式ガスセンサにおいて、アルミナが触媒被毒物質であるシリコン化合物を吸着して、触媒層に到達することを防止できる。そのため、触媒層の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサのイソブタンガスまたはメタンガスに対する感度劣化を防止できる。よって、触媒被毒による感度劣化を防止したイソブタンガスまたはメタンガスを検出するための接触燃焼式ガスセンサを提供することができる。
【００１４】
請求項４に記載した本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、犠牲層の基材としてシリコン化合物との反応性を有する白金を用いていることから、メタンガスを検出する接触燃焼式ガスセンサにおいて、白金が触媒被毒物質であるシリコン化合物と反応して積極的にシリコン化合物を吸着し、シリコン化合物が触媒層に到達することを防止できる。そのため、触媒層の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサのメタンガスに対する感度劣化を防止できる。よって、触媒被毒による検知感度の劣化を防止したメタンガスを検出するための接触燃焼式ガスセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサの第１の実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。
【００１６】
接触燃焼式ガスセンサ１０は、ＬＰガス等で使用されるイソブタンガス及びメタンガス（即ち、検知対象ガス）の検出に用いられ、ヒータ１１と、ヒータ１１の周囲を覆って内包する楕円球状に形成された焼結体１２と、で構成されている。
【００１７】
ヒータ１１は、請求項の検知抵抗体に相当し、コイル状に形成された白金からなる細線であり、通電することにより発熱して、その周囲を覆う焼結体１２を加熱して検知対象ガスであるイソブタンガス及びメタンガスを燃焼させるものである。また、ヒータ１１は熱により自らの抵抗値が変化する性質を有している。なお、本実施形態では、ヒータ１１として白金を用いているが、これに限定するものではなく、例えば、タングステンなどの、抵抗温度係数が大きく、高温まで安定な金属又は化合物等であればどのようなものを用いても良い。
【００１８】
焼結体１２は、触媒層１３と、触媒層１３の全表面を覆うように配設された犠牲層１４と、で構成されている。
【００１９】
触媒層１３は、イソブタンガス及びメタンガスの燃焼を促す触媒であるパラジウム化合物と、触媒を担持する触媒担体である酸化アルミニウム（即ち、アルミナ）と、を混合したペーストを、ヒータ１１を内部に包み込むように、ヒータ１１の全周囲に厚みをもって塗布して楕円球状に形成したあと、高温で焼結させたものである。なお、本実施形態においては、触媒層１３に触媒物質であるパラジウム化合物を混合しているが、これに限定するものではなく、たとえば、アルミナのみを楕円球体に形成し、その表面にパラジウム化合物を塗布して、触媒膜を形成してもよい。また、触媒としてパラジウム化合物に限定するものではなく、検知対象ガスに対して触媒として機能する物質であれば、他のものを用いても良い。また、触媒担体としてアルミナに限定するものではなく、例えば、セラミック粉体など他のものを用いても良い。
【００２０】
犠牲層１４は、アルミナのみからなるペーストを、触媒層１３の全表面を均一の厚みで覆うように塗布したあと、高温で焼結させたものである。アルミナは、イソブタンガス及びメタンガスに対して活性を有しておらず、また、比表面積が大きいため触媒被毒物質であるシリコン化合物の吸着等に好適な材料である。なお、本実施形態においては、犠牲層１４の基材としてアルミナを用いているが、これに限定するものではなく、イソブタンガス及びメタンガスを浸透し且つそれらガスに対して不活性であり、触媒層を被毒する被毒物質であるシリコン化合物を吸着等する材料であれば、どのようなものを用いても良い。また、本実施形態において犠牲層１４は触媒層１３の全表面を覆っているが、これに限定するものではなく、少なくとも犠牲層１４による触媒被毒物質の吸着効果、即ち、感度劣化防止効果が確認できる程度に覆っていればよい。
【００２１】
また、本実施形態では、焼結体１２の直径を１ｍｍ程度とし、犠牲層１４の厚みを０．１〜０．１５ｍｍとしており、これは、被毒物質による触媒層１３の被毒を防止し、且つ、検知対象ガスが内層である触媒層１３まで到達することができる犠牲層１４の厚さとなっている。また、犠牲層１４が厚いほど、感度劣化防止効果が期待できるが、その一方で、初期状態における感度低下が生じてしまうので、それらのバランスを考慮して犠牲層１４の厚みを設定する必要があり、本実施形態においては、上述した厚みが好適である。なお、犠牲層の厚みは、接触燃焼式ガスセンサの各実施形態に合わせ、被毒による感度劣化および初期状態における感度低下のバランスを考慮して、適宜調整することができる。
【００２２】
次に、上記構成の接触燃焼式ガスセンサ１０の動作（作用）の一例について説明する。
【００２３】
接触燃焼式ガスセンサ１０を用いて、イソブタンガスの検知を行うと、イソブタンガスが犠牲層１４を通り抜けて触媒層１３に到達して、触媒により燃焼し、この燃焼による熱がヒータ１１に伝導して、ヒータ１１の抵抗値が変化する。そして、図２に示すように、時間経過に伴い、雰囲気中に存在するシリコンガスを原因とするシリコン化合物３０が、接触燃焼式ガスセンサ１０の表面、即ち、犠牲層１４に付着する。そして、このシリコン化合物３０の付着は、アルミナで構成された犠牲層１４にとどまり、触媒層１３に到達することはない。つまり、犠牲層１４によって、触媒層１３の被毒物質による被毒を防止できる。
【００２４】
上記より、本実施形態によれば、アルミナを基材とした犠牲層１４が、触媒層１３の表面に設けられていることから、触媒層１３の表面を覆う犠牲層１４が触媒被毒物質であるシリコン化合物を吸着等して、シリコン化合物が触媒層１３に到達することを防止できる。そのため、シリコン化合物による触媒層１３の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサ１０の感度劣化を防止できる。また、犠牲層１４の基材のアルミナがイソブタンガス及びメタンガスに対して非活性であり、つまり、元来犠牲層１４はイソブタンガス及びメタンガスに対する活性を有していないので、シリコン化合物が犠牲層１４に吸着されても接触燃焼式ガスセンサ１０の感度が劣化することはない。よって、部品の追加なく接触燃焼式ガスセンサ１０の感度劣化を防止でき、触媒被毒による感度劣化を防止した、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を提供することができる。
【００２５】
以下に、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサの第２の実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。
【００２６】
接触燃焼式ガスセンサ２０は、都市ガス等で使用されるメタンガスの検出に用いられ、ヒータ１１と、ヒータ１１の周囲を覆って内包する楕円球状に形成された焼結体２２と、で構成されている。なお、接触燃焼式ガスセンサ２０の、ヒータ１１および触媒層１３は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
焼結体２２は、触媒層１３と、触媒層１３の全表面を覆うように配設された犠牲層２４と、で構成されている。
【００２８】
犠牲層２４は、白金のペーストを、触媒層１３の全表面を覆うように均一の厚みをなすように塗布したあと、高温で焼結させたものである。白金は、メタンガスに対して活性を有しておらず、また、シリコン化合物に対する反応性を有しているため、触媒被毒物質であるシリコン化合物を積極的に吸着し、メタンガスに対する犠牲層として好適な材料である。なお、本実施形態においては、犠牲層２４の基材として白金を用いているが、これに限定するものではなく、検出対象ガスであるメタンガスに対して不活性であり、触媒層を被毒する被毒物質であるシリコン化合物を吸着する（積極的に吸着するものであればより良い）材料であれば、どのようなものを用いても良い。また、本実施形態において犠牲層２４は触媒層１３の全表面を覆っているが、これに限定するものではなく、少なくとも犠牲層２４による触媒被毒物質の吸着効果、即ち、感度劣化防止効果が確認できる程度に覆ってあればよい。
【００２９】
また、本実施形態では、焼結体２２の直径を１ｍｍ程度とし、犠牲層２４の厚みを０．１〜０．１５ｍｍとしており、これは、被毒物質による触媒層１３の被毒を防止し、且つ、検知対象ガスが内層である触媒層１３まで到達することができる犠牲層２４の厚さとなっている。また、犠牲層２４が厚いほど、感度劣化防止効果が期待できるが、その一方で、初期状態における感度低下が生じてしまうので、それらのバランスを考慮して犠牲層２４の厚みを設定する必要があり、本実施形態においては、上述した厚みが好適である。なお、犠牲層の厚みは、接触燃焼式ガスセンサの各実施形態に合わせ、被毒による感度劣化および初期状態における感度低下のバランスを考慮して、適宜調整することができる。
【００３０】
次に、上記構成の接触燃焼式ガスセンサ２０の動作（作用）の一例について説明する。
【００３１】
接触燃焼式ガスセンサ２０を用いて、メタンガスの検知を行うと、メタンガスが犠牲層２４を通り抜けて触媒層１３に到達して、触媒により燃焼し、この燃焼による熱がヒータ１１に伝導して、ヒータ１１の抵抗値が変化する。そして、図２に示すように、時間経過に伴い、雰囲気中に存在するシリコンガスを原因とするシリコン化合物３０が、犠牲層２４を構成する白金と反応して吸着され、即ち、接触燃焼式ガスセンサ２０の表面に付着する。そして、このシリコン化合物３０の付着は、犠牲層２４にとどまり、触媒層１３には到達することはない。つまり、犠牲層２４によって、触媒層１３の被毒物質による被毒から保護することができる。
【００３２】
上記より、本実施形態によれば、白金を基材とした犠牲層２４が、触媒層１３の表面に設けられており、且つ、シリコン化合物との反応性を有することから、触媒層１３の表面を覆う犠牲層２４が触媒被毒物質であるシリコン化合物を積極的に吸着して、シリコン化合物が触媒層１３に到達することを防止できる。そのため、シリコン化合物による触媒層１３の触媒活性の低下を防ぐことができ、接触燃焼式ガスセンサ２０の感度劣化を防止できる。また、犠牲層２４の基材の白金がメタンガスに対して非活性であり、つまり、元来犠牲層２４はメタンガスに対する活性を有していないので、シリコン化合物が犠牲層２４に吸着されても接触燃焼式ガスセンサ２０の感度が劣化することはない。よって、部品の追加なく接触燃焼式ガスセンサ２０の感度劣化を防止でき、触媒被毒による感度劣化を防止した、低コスト且つ小型化が可能な接触燃焼式ガスセンサ２０を提供することができる。
【００３３】
次に、本発明者は、本発明に係る第２の実施形態の接触燃焼式ガスセンサ２０と、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０と、を用いて、シリコン化合物による感度劣化の比較試験を行った。その試験内容および結果について説明する。
【００３４】
比較対象となる従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０の構成について、図６を参照して説明する。また、試験回路１について、図３を参照して説明する。
【００３５】
従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０は、図６に示すように、ヒータコイル１１１と、ヒータコイル１１１の周囲を覆って内包する楕円球状に形成された焼結体１１３、即ち、触媒層１１３と、で構成されている。ヒータコイル１１１は、上述の第２の実施形態のヒータ１１と同一材質であり、同一形状に形成されている。また、焼結体１１３は、第２の実施形態の焼結体１２と同一形状であるとともに、触媒層１３と同一の材料（即ち、アルミナとパラジウム化合物との混合物）および同一の混合比で構成されている。つまり、本発明の本質とは関係しない、形状や材料の違いから生じる結果の差異が極力小さくなるよう、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサ２０と形状および材料を同一にする。
【００３６】
試験回路１は、図３に示すように、ブリッジ回路を構成する接触燃焼式ガスセンサ２０（１１０）、補償素子４０（１４０）、固定抵抗器Ｒ１、Ｒ２、および、可変抵抗器Ｒｖと、前記ブリッジ回路の中間点の電位差（即ち、検知電圧）を測定する電圧計５０と、前記ブリッジ回路に所定の周期の間歇電圧を印可する電圧印可装置６０と、を有している。接触燃焼式ガスセンサ１０（１１０）の一方の端子には、固定抵抗器Ｒ１の一方の端子と電圧印可装置６０の一方の端子が接続され、接触燃焼式ガスセンサ１０（１１０）の他方の端子には、補償素子４０（１４０）の一方の端子が接続されている。補償素子４０（１４０）の他方の端子には、固定抵抗器Ｒ２の一方の端子と電圧印可装置６０の他方の端子が接続されている。接触燃焼式ガスセンサ１０（１１０）と補償素子４０（１４０）との間には電圧計５０の一方の端子が接続されている。また、可変抵抗器Ｒｖの端子は、固定抵抗器Ｒ１、Ｒ２それぞれの他方の端子と、電圧計５０の他方の端子に接続されて、試験回路１を構成している。可変抵抗器Ｒｖは固定抵抗器Ｒ１、Ｒ２の間に接続されており、可変抵抗器Ｒｖを調整することで、ブリッジ回路の平衡状態（即ち、ゼロ点）を調整することができる。
【００３７】
補償素子４０は、触媒であるパラジウム化合物を混合せずにアルミナのみで触媒層１３を形成した以外は、接触燃焼式ガスセンサ２０と形状、材料共、同一のものである。また、補償素子１４０は、触媒であるパラジウム化合物を混合せずにアルミナのみで触媒層１１３を形成した以外は、接触燃焼式ガスセンサ１１０と形状、材料共、同一のものである。
【００３８】
（実施例１）
本発明者は、上述の実施形態に示した本発明に係る接触燃焼式ガスセンサ２０又は従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０を用いて、シリコン被毒によるメタンガス検知感度の比較試験を実施した。
【００３９】
試験は、以下の通り実施した。（１）本発明に係る接触燃焼式ガスセンサ２０又は従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０を試験回路１に組み込み、検知対象ガスが存在しない雰囲気中に設置して、検知電圧を０Ｖに調整する。（２）各接触燃焼式ガスセンサを、大気５０リットルに対してシリコンパテ３ｇが投入された密閉状態の雰囲気中に設置し、その状態において、各接触燃焼式ガスセンサを４５０℃に加熱する電圧を２４時間連続通電する。（３）各接触燃焼式ガスセンサを前記密閉状態の雰囲気中から取り出したのち、メタンガス濃度３０００ｐｐｍの雰囲気中に設置し、その状態において、接触燃焼式ガスセンサ２０又は接触燃焼式ガスセンサ１１０を４５０℃に加熱する電圧を通電し、前記ブリッジ回路の電位差（即ち、検知電圧）を検知して、メタンガス濃度の検知動作を行う。（４）以降、上記（２）、（３）を交互に繰り返して、メタンガス濃度の検知動作を複数回行う。試験はそれぞれ各３つずつの接触燃焼式ガスセンサ試料を用いて実施した。試験結果である、検知電圧の変化およびメタンガス感度変動率を図４および図５に示す。
【００４０】
図４の検知電圧（センサ出力電圧）の変化を示すグラフは、各ガス検知動作における検知電圧を試験回数とともにプロットしたものであり、図５のメタンガス感度変動率を示すグラフは、図４のグラフで用いた検知電圧に基づいて、初回に測定した検知電圧を基準としたときの各検知動作における検知電圧の変動率をプロットしたものである。
【００４１】
これらグラフから、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０では、初期から２回目までの間でセンサ出力電圧が一気に低下しており、メタンガス感度変動率が著しく感度が劣化していることがわかる。その後も緩やかに劣化が進み、試験終了時点の１３回目の検知動作においては、試験試料のすべてで５０％以上の感度劣化が認められる。
【００４２】
その一方で、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサ２０では、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０に比べて初期のセンサ出力電圧が低い、即ち、感度が低いものの、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０のように時間経過に伴う著しい感度の劣化は認められず、緩やかに感度劣化が進み、試験終了時点の１３回目の検知動作においては、２５％前後の感度劣化となった。これにより、従来の接触燃焼式ガスセンサ１１０に比べ、感度劣化を防止できることがわかった。
【００４３】
したがって、上述の実施例１からも、本発明に係る接触燃焼式ガスセンサは、触媒被毒による感度劣化を防止できることがわかった。
【００４４】
なお、本実施形態においては、イソブタンガスまたはメタンガスを検知対象ガスとし、パラジウム化合物を含む触媒層を、アルミナまたは白金を基材とした犠牲層で覆う構成としているが、これらに限定するものではなく、検出対象ガスに対する活性を有する触媒を含む触媒層を、検出対象ガスに対して不活性であり且つ検出対象ガスを浸透するとともに触媒被毒物質を吸着または跳ね返すなどする材料で構成された犠牲層で覆うことで、他のガス検知用のセンサとしても応用することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、コイル状の白金線の周囲に触媒層を設け、さらにその周囲に犠牲層を設けて楕円球状をなしているが、これに限らず、例えば、シリコン基板上にスパッタリングおよびエッチングを施して形成した白金パターンを検知抵抗体として、その上に触媒層、そして触媒層の上に犠牲層を設けたマイクロガスセンサなど、接触燃焼式ガスセンサとして機能し、犠牲層により触媒層の被毒を防止できるものであればどのような形状でも良い。
【００４６】
なお、上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る接触燃焼式ガスセンサの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の接触燃焼式ガスセンサの表面に被毒物質が吸着された状態を示す図である。
【図３】接触燃焼式ガスセンサの比較試験に用いた回路の接続図である。
【図４】接触燃焼式ガスセンサの検知電圧の経時変化を示すグラフである。
【図５】接触燃焼式ガスセンサの感度変動率の経時変化を示すグラフである。
【図６】従来の接触燃焼式ガスセンサの構成を示す図である。
【図７】図６の接触燃焼式ガスセンサの表面に被毒物質が吸着された状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０、２０ 接触燃焼式ガスセンサ
１１ 検知抵抗体（ヒータ）
１３ 触媒層
１４、２４ 犠牲層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電から生じる熱によって燃焼する検知対象ガスの燃焼熱に応じて抵抗値が変化する検知抵抗体と、前記検知抵抗体との間で熱を伝導するように配設され且つ前記検知対象ガスに対して活性を有する触媒を含む触媒層と、を有する接触燃焼式ガスセンサにおいて、
前記検知対象ガスを浸透し、且つ、前記検知対象ガスに対して非活性であり、且つ、前記触媒層の表面に設けられて触媒被毒物質による前記触媒層の被毒を防止する犠牲層を有することを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項２】
前記犠牲層が、前記触媒被毒物質に対する反応性を有することを特徴とする請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項３】
前記検知対象ガスがイソブタンガスまたはメタンガスであり、
前記犠牲層がアルミナを基材として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項４】
前記検知対象ガスがメタンガスであり、
前記犠牲層が白金を基材として構成されていることを特徴とする請求項２に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項１】
通電から生じる熱によって燃焼する検知対象ガスの燃焼熱に応じて抵抗値が変化する検知抵抗体と、前記検知抵抗体との間で熱を伝導するように配設され且つ前記検知対象ガスに対して活性を有する触媒を含む触媒層と、を有する接触燃焼式ガスセンサにおいて、
前記検知対象ガスを浸透し、且つ、前記検知対象ガスに対して非活性であり、且つ、前記触媒層の表面に設けられて触媒被毒物質による前記触媒層の被毒を防止する犠牲層を有することを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項２】
前記犠牲層が、前記触媒被毒物質に対する反応性を有することを特徴とする請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項３】
前記検知対象ガスがイソブタンガスまたはメタンガスであり、
前記犠牲層がアルミナを基材として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項４】
前記検知対象ガスがメタンガスであり、
前記犠牲層が白金を基材として構成されていることを特徴とする請求項２に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２８８８（Ｐ２００９−２８８８Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６６０４１（Ｐ２００７−１６６０４１）
【出願日】平成１９年６月２５日（２００７．６．２５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２５日（２００７．６．２５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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