JPH01262475A - ガスレートセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 翫産業上の利用分野 本発明は、ガスレートセンサに関し、特に、一対ノホッ
トワイヤをカーボンファイバーで構成し１機械的強度が
高く、極めて感度の高いセンサ一部を有することができ
るようにするための新規な改良に関する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種のガスレートセンサとして
は、種々あるが、その中で代表的１（。

構成について述べると、例えば、特願昭６１−２２６８
６８号明細書に開示されているように、センサ部に用い
られる一対のホットワイヤは、直径１Ｍｓ程度の電極の
端面に、直径５μｍ〜２０μｍ程度の白金製又はタング
ステン製のワイヤを半田付又は溶接によって電気的に接
続することにより構成されている。

Ｃ９発明が解決しようとする問題点 従来のガスレートセンサは、以ヒのように構成されてい
たため、次のような課題が存在していた。

すなわち、ホットワイヤは、入毛よりも細いため、その
機械的強度が弱く、肉眼による観察及びビンセット等に
よる取扱いが困難で、組立時の作業性を著しく損ねてい
た。

さらに、前述のように細い形状であるため、取扱い時に
おける切断等の破損が起りやすく、歩留シが低下してい
た。

父、ホットワイヤを電極に接続する際Ｃ二、半田付ある
いは溶接によって一体化するため、半田のフラックスが
ホットワイヤに付着することがあり、又、これらの加熱
によりホットワイヤの表面が酸化されることがあり、ホ
ットワイヤ自体が有する本来の理想的な特性が阻害され
ていた。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、一対のホットワイヤをカーボンファイバ
ーで構成し、機械的強度が高く、極めて感度の高いセン
サ一部を有したガスレートセンサを提供することを目的
とする。

４０課題を解決するための手段 本発明によるガスレートセンサは、ケーシング内に設け
られた気体ポンプによって吐出されたガス流に対して設
けられた一対のホットワイヤの各抵抗値を検出すること
により、印加された角速度を検出するようにしたものに
おいて、前記各ホットワイヤは、カーボンファイバーよ
りなる構成である。

０９作　　用 本発明によるがスレートセンナにおいては、各ホットワ
イヤがカーボンファイバーによって構成されているため
、各ホットワイヤが、金属以−ヒの強度、銅以−ヒの熱
伝導度を有することになり、ホットワイヤの機械的破損
を防止し、高感度のホットワイヤからなるセンサ部を構
成することができる。

ｆ、実施例 以下、図面と共に本発明によるがスレートセンナの好適
な実施例について詳細に説明する。

第１図から第７因迄は、本発明によるがスレートセンナ
を示すためのもので、第１図から第６因迄はガスレート
センサを示すもので、第４図から第７因迄はホットワイ
ヤの製造工程を示している。

まず、第１図から第６図において、符号１で示されるも
のは、全体がほぼ円筒状をなし、その両端が開放された
形状からなるケーシングであり、このケーシング１の各
端部は、ポンプホルダ２及び中継端子板６によって各々
閉塞され、ケーシング１内が外部から遮断されている。

このポンプホルダ２には、電歪形のセラミック円板から
なる振動板４ａが設けられ、その周縁部がポンプホルダ
２に一体状に固着されることによって、電歪振動ポンプ
４（気体ポンプ）が形成されている。

父、このケーシング１の内部には、この振動板４ａから
所定距離だけ離間した位置に電極ホルダ５が配置され、
この電極ホルダ５は第６図に示されるように構成されて
いる。

すなわち、電極ホルダ５には、４個のガス案内孔５ａ〜
５ｄが形成され、さらに、４個の電極６ａ〜６ｄが、中
心軸に対して対称的に配置されている。これらの電極６
８〜６ｄのうち、電極６ａ及び６ｂ間及び６Ｃ及び６ｄ
間には、ホットワイヤ７ａ及び７ｂが溶着によって接続
されている。

さらに、前記ケーシング１内における前記中継端子板３
の近傍位置には、ノズル孔８及び補助孔９を有するノズ
ル板１０が設けられ、この中継端子板３とノズル板１０
との間には、それらのほぼ中間位置にダストプレート１
１が設けられている。

前記電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）の振動板４ａと前
記ポンプホルダ２との間には、ポンプ室１２が形成され
ており、この電歪振動ポンプ４によって送り出されたガ
スは、ガス吐出孔５０からガス案内路１３を経て、ノズ
ル孔８からガス流路１ｂに送られている。

前記ケーシング１の中継端子板３の外方位置には、ＩＣ
からなる信号処理回路部１４が設けられ、この信号処理
回路部１４は、外部から電力を受け、又、外部へホット
ワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を取り出すための中継端
子板３の中継端子１５に接続されている。

父、前記中継端子板６には、リードビン１６が設けられ
、このリードビン１６は外部ケーシング１７に設けられ
た外部端子１８に接続されている。

前記外部端子１８は、前記電歪振動ポンプ４の作動に要
する電力及び前記ホットワイヤ７ａ及び７ｂを加熱する
ために要する電力を、信号処理回路部１４及びリードビ
ン１６を経ると共に、ケーシング１内の軸方向に配設さ
れた複数のリード線１９を介して、適宜供給する作用を
有している。又、この外部端子１８は、信号処理回路部
１４を経た後のホットワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を
外部に出力させる作用を有する。

さらに、前記各ホットワイヤ７ａ及び７ｂは、カーボン
ファイバーより構成されており、このカーボンファイバ
ーよりなる各ホットワイヤ７ａ及び７ｂを、各電極６ａ
〜６ｂ間及び６Ｃ゛〜６ｄ間において、直接、気相成長
させる場合について説明する。

まず、第７図で示される扉２ｏを有する反応炉２１内に
形成された炉室２２内には、一対の発熱体２３が設けら
れていると共に、その底部２１ａ−１１に設けられたト
レイ２４−ｔ：には、２組の電極６ａ、６ｂ及び６ｃ、
６ｄを有する１修ホルダ５が載置して設けられている。

さらに、この反応炉２１には、前記炉室２２内を真空と
するための真空排気管２５が取付けられていると共に、
前記炉室２２内に炭化水素を供給するための炭化水素供
給菅２６が取付けられている。

前述の構成において、前記各電極６ａ〜６ｄの上面に、
カーボンファイバー生成の触媒となる金属片２７を付着
させた状態で、前記発熱体２３によって炉室２２の温度
を１０００　’Ｃ〜６０００℃程度以上に設定し、真空
排気管２５を介して炉室２２内を所定の真空度とすると
共に、炭化水素供給管２６を介して炉室２２内に天然ガ
ス又はベンゼン等の炭化水素を供給する。

前述の条件下で炭化水素の熱分解が進行すると、触媒の
金属片２７は、カーボンによって完全に覆われ、第４図
で示されるように、各金属片２７から内方に向ってカー
ボンファイバーのホットワイヤ７ａ及び７ｂが形成され
、所定時間経過後、第５図で示すように、−本の連続し
た糸状のホットワイヤ７ａ及び７ｂが形成される。

さらに、このホットワイヤ７ａ及び７ｂの径を大きくす
るため、前述の処理時間を延長することによって、第６
図で示すように、所定の大きさの径を有するホットワイ
ヤ７ａ及び７ｂが形成される。

本発明によるがスレートセンナは、前述したように構成
されており、以下に、その動作について説明する。

まず、電歪振動ポンプ４（気体ボンブノが通電されると
、振動板４ａが振動し、ポンプ室１２内のガスが圧縮さ
れ、この圧縮ガスは、この振動板４ａの吐出口４ｂ及び
電極ホルダ５の吐出口５ｅを介してガス案内路１３に流
れ、ノズル孔８と補助孔９とを経てガス流路１ｂから各
電極６ａ〜６ｄに向って噴出される。

前述の圧縮ガスは、各電極６ａ、６ｂ間及び６ｃ、６ｄ
間に形成されたカーボンファイバーからなる各ホットワ
イヤ７ａ及び７ｂを均等に冷却した後、ガス案内孔５ａ
〜５ｄを経て振動板４ａに向って排出され、この排出ガ
スは再び電歪振動ポンプ４（気体ポンプ］の作用によっ
て、ガス案内路１３を経てノズル板１０に戻り、ケーシ
ング１内を矢印の方向に従って循環している。

前述の状態で、ケーシング１に角速度が印加されない場
合には、各ホットワイヤ７ａ及び７ｂは均一に冷却され
るが、外部から角速度が加えられた場合には、ガス流が
ケーシング１内において偏位し、各ホットワイヤ７ａ及
び７ｂの間において冷却の不均一状態が生じ、そのため
に、各ホットワイヤ７ａ及び７ｂ間には微少な電圧差が
生じ、第７図にて示されるブリツー゛５回路１４Ａによ
って、この電圧差を測定し、信号処理回路部１４により
ケーシング１に加わる角速度を検出することができる。

尚、本実施例においては、カーボンファイバーからなる
ホットワイヤ７ａ、７ｂを各電極６ａ、６ｂ及び６ｅ、
６ａ間において直接形成させる場合について述べたが、
本実施例に限らず、気相成長により別途製造された糸状
のカーボンファイバーを電極間に接続手段（半田等）を
介して取付けた場合も前述と同様の作用を有することか
できる。

ｇ３発明の効果 本発明によるがスレートセンナは、以−ヒのように構成
されているため、次のような効果を得ることができる。

（１１ホットワイヤに用いられたカーボンファイバーは
、特に、２８００℃以上の高温で処理されたものは、金
属以上の強度（３００に９レ−２〜７００　ｋｙ）／ｘ
ｘ’ノ、鋼尺上の熱伝導度（３ｏωｃｍ−’に一’）を
有しているため、ホットワイヤの機械的破損を防止する
ことができ、又、高熱伝導性故に感度の高いホットワイ
ヤを構成することが可能である。

（２）　　又、ホットワイヤを気相成長させた場合には
、カーボンファイバーを電極に付着させた微少な触媒金
属片より成長させるため、従来のように、ホットワイヤ
の半田付又は溶接のフラックスによってホットワイヤが
汚染されることがなく、カーボンファイバー自体が有す
る特性を十分に発揮することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるがスレートセンナを示すためのもの
で、第１図から第３図は、ガスレートセンチを示すもの
で、第１図は断面図、第２図は要部を示す断面図、第６
図はブリッジ回路を示す回路図、第４図から第６図はホ
ット【ワイヤな形成する工程を示す構成図、第７図は反
応炉の断面図である。 １・・ケーシング、４・・気体ポンプ、７ａ。 ７ｂ・・ホットワイヤである。 ＷＩｌ會 嘉４図 第５図 第６図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケーシング（１）内に設けられた気体ポンプ（４
   ）によつて吐出されたガス流に対して設けられた一対の
   ホットワイヤ（７ａ、７ｂ）の各抵抗値を検出すること
   により、印加された角速度を検出するようにしたガスレ
   ートセンサにおいて、前記各ホットワイヤ（７ａ、７ｂ
   ）は、カーボンフアイバーよりなることを特徴とするガ
   スレートセンサ。
2. （２）前記ホットワイヤ（７ａ、７ｂ）は、あらかじめ
   形成された糸状体よりなり、電極（６ａ〜６ｄ）に接続
   手段を介して接続されていることを特徴とする請求項１
   項記載のガスレートセンサ。