熱伝導型ガスセンサー

【課題】被検ガスの温度変化による擬似信号を発生を防止すること。
【解決手段】基台１２を貫通する２本のステー１３、１３にヒータ線１１を張設して構成された温度補償用エレメント１０と、中継台２２を貫通する２本のステー２３、２３にヒータ線２１を張設して構成された検出用エレメント２０と、ガス取り入れ口３１を備え基台１２に固定されるキャップ３０とを備え、検出用エレメント２０のステー２３、２３を基台１２を貫通させて温度補償用エレメント１０に層状に配置して基台１２と中継台２２とキャップ３０とにより密閉空間からなる補償室５０を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導率の相違に基づいてガスの濃度を検出する熱伝導型ガスセンサー、より詳細には温度補償素子を付帯させた熱伝導型ガスセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
気体を構成する成分や濃度を見かけの熱伝導率に基づいて検出するガスセンサーは、気体の温度変化による誤差を最小限とするために、図５に見られるように、ヒータ線Ｒをステーに張設したガスセンサーＡと、このガスセンサーを密閉キャップＢに収容して被検ガスから絶縁するように構成された温度補償用エレメントＣとを可及的に近接させて回路基板などの基板Ｄに固定して２つのヒータ線Ｒ、Ｒの抵抗差を検出するように構成されている。
【０００３】
しかしながら、基準温度、例えば２０℃から一定速度で環境の温度が変化すると、密閉キャップを有する温度補償用エレメントＢは環境の温度の影響が小さく、これに対してガスセンサーＡは即応するため、図５の点線で示したように誤差信号が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは環境の温度または被検ガスの温度の影響を可及的に防止することができる熱伝導型ガスセンサーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を達成するために本発明においては、基台を貫通する２本のステーにヒータ線を張設して構成された第１のエレメントと、中継台を貫通する２本のステーにヒータ線を張設して構成された第２のエレメントと、前記第１、第２のエレメントを上下関係となるように収容するとともに前記基台に固定されるキャップとを備え、前記キャップが前記中継台により前記エレメントを収容する２つの領域に区画され、いずれか一方の領域だけが前記キャップに形成された通孔により外部に連通されている。
【発明の効果】
【０００６】
温度補償用エレメント及び検出用エレメントを構成する２つのエレメントが共にキャップに収容されているため、外部の温度変化に可及的に同一の形態で追従して温度変化に伴う擬似信号の発生を防止することができる。
また、２つのエレメントを上下関係に配置して１つのキャップを装着することにより構成できるため、封止構造の簡素化、組み立て作業の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１（イ）、（ロ）及び図２（イ）、（ロ）は、本発明の一実施例を示すものであって、温度補償用エレメント１０を構成するヒータ線１１は基台１２を貫通する２本のステー１３、１３に張設されている。
【０００８】
一方、ガス検出エレメント２０を構成するヒータ線２１は、温度補償用エレメント１０のヒータ線１１と同一構造で、中継台２２を貫通する２本のステー２３に張設された上で、温度補償用エレメントのヒータ線１１に直交し、かつヒータ線１１よりも基台１２の遠方側に位置するように基台１２にステー２３が挿通され層状に配置されている。好ましくは、温度補償用エレメント１０のステー１３の先端により中継台２２を支持するように構成されている。
【０００９】
キャップ３０は、検出用エレメント２０のヒータ線２１に被検ガスを接触させるべく先端にガス取り入れ口３１を有し、基台１２に装着されている。中継台２２にはその外周にパッキン４０が装着されていて中継台２２と基台１２との間に密閉空間からなる補償室５０が形成され、この補償室５０に所要の標準ガスが封入されている。なお、図中符号１４は、ステー２３を挿通するための貫通孔を示す。
【００１０】
この実施例において、温度補償用エレメント１０のヒータ線１１と検出用エレメント２０のヒータ線２１をブリッジ接続、もしくは差分接続すると、検出室５１に補償室５０と同一の被検ガスが流入している状態では両ヒータ線１１、２１が同一の温度に維持されているため、零信号が出力する。
【００１１】
一方、ガス取り入れ口３１から標準ガスとは異なる成分を含む被検ガスが検出室５１に流れ込むと、ガスの熱伝導率に応じてヒータ線２１の熱の放散度に変化が生じて両ヒータ線間の抵抗に差が生じて信号が出力する。
【００１２】
一方、被検ガスの温度が変動すると、補償室５０の標準ガスを介して温度補償用エレメント１０のヒータ線１１も検出用エレメント２０のヒータ線２１と同等の熱的影響を受けるから、被検ガスの温度変化の影響を可及的に防止することができる。
【００１３】
すなわち、本発明においては温度補償用エレメントのヒータ線１１が収容されている補償室５０は、単一のキャップ３０を介して被検ガスに接触しているため、略同等の速度で環境の温度に追従する。
【００１４】
図３は、被検ガスの温度を０℃から４０℃まで２００分で一定速度で変化させた場合の出力特性で、本願発明においては検出素子と温度補償素子とが共に単一のキャップに収容されているため、図５の実線で示したようにそれぞれのヒータの温度が同一となり擬似信号の発生が無かった。
これに対して図５の点線で示した従来のものでは、温度補償素子だけがキャップに収容されているため、検出素子との間に温度差が生じて温度変化に対して擬似信号の発生が見られた。
【００１５】
なお、上述の実施例においてはキャップの頂部に被検ガス取り入れ口３１を形成しているが、図４に示したように下段のヒータ線１１を収容した領域のキャップ３０の胴部にガス取り入れ口３１’を形成し、上部のヒータ線２１を温度補償用素子に、下部のヒータ線１１を検出素子に使用しても同様の作用を奏することは明らかである。なお、本明細書では上部、下部、または上下関係という用語を使用しているが、これは図面に対応させて説明するためで、同一線上に略同一の姿勢で位置することを含む用語である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図(イ)、(ロ)は本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図(イ)、(ロ)は、同上ガスセンサーの組み立て分解図である。
【図３】本発明と従来の熱伝導型ガスセンサーの温度変化時における出力を示す線図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図５】従来の熱伝導型ガスセンサーの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０温度補償用エレメント１１ヒータ線１２基台１３ステー２０ガス検出エレメント２１ヒータ線２２中継台２３ステー３０キャップ３１、３１’ ガス取り入れ口４０パッキン５０補償室５１検出室

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台を貫通する２本のステーにヒータ線を張設して構成された第１のエレメントと、中継台を貫通する２本のステーにヒータ線を張設して構成された第２のエレメントと、前記第１、第２のエレメントを上下関係となるように収容するとともに前記基台に固定されるキャップとを備え、
前記キャップが前記中継台により前記エレメントを収容する２つの領域に区画され、いずれか一方の領域だけが前記キャップに形成された通孔により外部に連通されている熱伝導型ガスセンサー。
【請求項２】
前記中継台の外周と前記キャップの内面との間にパッキンが装填されている請求項１に記載の熱伝導型ガスセンサー。

【図１】