JPH0194255A - 油中ガスセンサ - Google Patents
油中ガスセンサInfo
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は油中に溶存している水素ガスの検知に好適な
油中ガスセンサに関する。
油中ガスセンサに関する。
（従来の技術）
周知のように変圧器、コンデンサ、リアクトルその他の
油入電気機器においては、局部的にコロナ放電が発生す
るような異常或いは局部加熱により、絶縁油が分解され
て水素ガスが発生することが知られている。したがって
水素ガスを検出することによって、電気機器の異常を、
事故が発生する以前に検知することができるようになる
。
油入電気機器においては、局部的にコロナ放電が発生す
るような異常或いは局部加熱により、絶縁油が分解され
て水素ガスが発生することが知られている。したがって
水素ガスを検出することによって、電気機器の異常を、
事故が発生する以前に検知することができるようになる
。
従来ではこのような水素ガスの検出に、電気機器より絶
縁油を採取し、これより溶存ガスを抽出し、これをガス
クロマトグラフにより分析するようにしている。しかし
このような手段によると、電気機器の設置現場では分析
できないし、またオンライン分析ができないなどの不便
がある。
縁油を採取し、これより溶存ガスを抽出し、これをガス
クロマトグラフにより分析するようにしている。しかし
このような手段によると、電気機器の設置現場では分析
できないし、またオンライン分析ができないなどの不便
がある。
これを解決するために、絶縁性の基板の表面に水素ガス
に反応して抵抗値が変化する金属酸化物の薄膜を設け、
その表面に一対の電極を形成してセンサ本体を構成し、
その表面をポリイミド樹脂からなる薄膜により被覆して
油中ガスセンサとし、これを油中に浸漬して使用するよ
うにしたものが本発明者によって別途提案された。
に反応して抵抗値が変化する金属酸化物の薄膜を設け、
その表面に一対の電極を形成してセンサ本体を構成し、
その表面をポリイミド樹脂からなる薄膜により被覆して
油中ガスセンサとし、これを油中に浸漬して使用するよ
うにしたものが本発明者によって別途提案された。
これによればポリイミド樹脂が水素ガスを選択透過する
特性を具備しているところから、これによって油中の水
素ガスがこのポリイミド樹脂からなる薄膜を選択透過し
、金属酸化物に反応して所要の水素ガスに反応するよう
になる。
特性を具備しているところから、これによって油中の水
素ガスがこのポリイミド樹脂からなる薄膜を選択透過し
、金属酸化物に反応して所要の水素ガスに反応するよう
になる。
しかしポリイミド樹脂からなる膜を被覆した場合、その
膜が極めて薄いために、これを油中に浸漬したとき油が
この膜を透過してくることがあり、そのため透過してき
た油と金属酸化物とが反応してしまうことがある。金属
酸化物は表面が油に触れると、水素ガスに対するセンサ
機能が消失してしまうので、油との反応を確実に防止す
ることが肝要である。
膜が極めて薄いために、これを油中に浸漬したとき油が
この膜を透過してくることがあり、そのため透過してき
た油と金属酸化物とが反応してしまうことがある。金属
酸化物は表面が油に触れると、水素ガスに対するセンサ
機能が消失してしまうので、油との反応を確実に防止す
ることが肝要である。
（発明が解決しようとする問題点）
この発明は油中に溶存している水素ガスの測定に際して
、金属酸化物とこれをポリイミド膜で被覆したセンサ本
体を使用する場合でも、ポリイミド膜を透過してくる油
によって金属酸化物が反応しないようにし、もって油中
の水素ガスを正確に測定できるようにすることを目的と
する。
、金属酸化物とこれをポリイミド膜で被覆したセンサ本
体を使用する場合でも、ポリイミド膜を透過してくる油
によって金属酸化物が反応しないようにし、もって油中
の水素ガスを正確に測定できるようにすることを目的と
する。
（問題点を解決するための手段）
この発明は金属酸化物とその表面に互いに向かい合う一
対の電極を形成することによってセンサ本体を構成し、
前記センサ本体の表面を、ポリイミド樹脂からなる薄膜
により被覆し、更に前記センサ本体をガス透過性フィル
ムで覆ってなることを特徴とする。
対の電極を形成することによってセンサ本体を構成し、
前記センサ本体の表面を、ポリイミド樹脂からなる薄膜
により被覆し、更に前記センサ本体をガス透過性フィル
ムで覆ってなることを特徴とする。
（実施例）
この発明の実施例を図によって説明すると、１はたとえ
ばポリエチレンテレフタレートのような樹脂からなるフ
ィルム状の基板（第２図、第３図参照。以下同じ。）、
或いはＡ１□０３，５ｉ０２などの無機絶縁材料からな
る基板、２は基板１の表面に設けられた金属酸化物から
なる薄膜である。これはたとえばＳｎＯ２、Ｔｉｅ□、
ｌ１ｌＯ３、Ｉｎｋ、その他の単体またはこれらのうち
の２種以上の複合体が使用できる。
ばポリエチレンテレフタレートのような樹脂からなるフ
ィルム状の基板（第２図、第３図参照。以下同じ。）、
或いはＡ１□０３，５ｉ０２などの無機絶縁材料からな
る基板、２は基板１の表面に設けられた金属酸化物から
なる薄膜である。これはたとえばＳｎＯ２、Ｔｉｅ□、
ｌ１ｌＯ３、Ｉｎｋ、その他の単体またはこれらのうち
の２種以上の複合体が使用できる。
この種の金属酸化物類は、水素ガスによってその表面抵
抗が変化するものとして知られている。
抗が変化するものとして知られている。
なおこれらの金属酸化物の薄膜は、 ＩＶＤ法、ＩＢＳ
法、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法などによって適当に
設けられる。
法、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法などによって適当に
設けられる。
薄膜２の表面には互いに向かい合う一対の電極３が形成
される。これは図のように櫛型とするのが好ましい。電
極３はたとえばＡｕ、Ｐｄなどによって形成される。こ
のようにしてセンサ本体４が構成されるが、更にこのセ
ンサ本体４はポリイミド樹脂からなる薄膜５で被覆され
る。なお電極３にはリードが接続され外部に導出される
。
される。これは図のように櫛型とするのが好ましい。電
極３はたとえばＡｕ、Ｐｄなどによって形成される。こ
のようにしてセンサ本体４が構成されるが、更にこのセ
ンサ本体４はポリイミド樹脂からなる薄膜５で被覆され
る。なお電極３にはリードが接続され外部に導出される
。
センサ本体４はガス透過性フィルムたとえば、フッ素系
樹脂からなるフィルムで覆うようにする。
樹脂からなるフィルムで覆うようにする。
フッ素系樹脂は油を透過することがなく、また水素ガス
その他のガスに対する透過係数が、ポリイミド樹脂より
も大きい。
その他のガスに対する透過係数が、ポリイミド樹脂より
も大きい。
したがってフッ素系樹脂のフィルムで覆っておくと、こ
のフィルムによって油は確実に遮断されるとともに、こ
のフィルムを透過してきたガスのうち、水素ガスはポリ
イミドからなる薄膜により選択透過し、金属酸化物は確
実に水素ガスに反応するようになる。
のフィルムによって油は確実に遮断されるとともに、こ
のフィルムを透過してきたガスのうち、水素ガスはポリ
イミドからなる薄膜により選択透過し、金属酸化物は確
実に水素ガスに反応するようになる。
これを第１図によって説明すると、６はたとえば変圧器
のタンクで、その側壁の一部に窓７を開け、ここを蓋８
で閉塞自在としておく。蓋８には支柱９を介してセンサ
本体４を、タンク６の内部に入り込むように取り付けて
おく。窓７の周縁のフランジ１０を利用して、センサ本
体４を覆うようにフッ素系樹脂からなる筒状のフィルム
１１を取り付ける。
のタンクで、その側壁の一部に窓７を開け、ここを蓋８
で閉塞自在としておく。蓋８には支柱９を介してセンサ
本体４を、タンク６の内部に入り込むように取り付けて
おく。窓７の周縁のフランジ１０を利用して、センサ本
体４を覆うようにフッ素系樹脂からなる筒状のフィルム
１１を取り付ける。
具体的にはフィルム１１を、筒状に丸めた金網１２の内
面に支持することによって保護するとともに、この金網
１２の基端をフランジ１０の先端に溶接などによって固
定する。金［１２の先端は保護板１３の内面に溶接など
によって固定する。
面に支持することによって保護するとともに、この金網
１２の基端をフランジ１０の先端に溶接などによって固
定する。金［１２の先端は保護板１３の内面に溶接など
によって固定する。
フィルム１１はパツキン１４、押え部材１５を介して、
フランジ１０、保護板１３にビス１６によって固定され
る。なお１７は○リング、１８はセンサ本体４からのリ
ードに接続されるケーブル、１９は防雨用のカバーであ
る。
フランジ１０、保護板１３にビス１６によって固定され
る。なお１７は○リング、１８はセンサ本体４からのリ
ードに接続されるケーブル、１９は防雨用のカバーであ
る。
以上の構成によれば、タンク６内の油はフィルム１１に
よって確実に遮断され、センサ本体４の周囲にまでは到
達しない。しかし水素ガスその他のガスに対しては、こ
のフィルム１１は透過係数が大きいので、これらのガス
は確実に透過してくる。
よって確実に遮断され、センサ本体４の周囲にまでは到
達しない。しかし水素ガスその他のガスに対しては、こ
のフィルム１１は透過係数が大きいので、これらのガス
は確実に透過してくる。
一方水素ガスに対してはポリイミド膜５は透過６一
係数が他のガスよりも大きいので、前記のようにフィル
ム１１を透過してきたガスのうち、水素ガスがポリイミ
ドＭ５を選択透過して金属酸化物からなる薄膜２に接触
して反応する。これによってその薄Ｍ２の表面抵抗が、
水素ガスの濃度に応じて変化する。したがってこの表面
抵抗を電極３ｍの抵抗として検知することによって、水
素ガスの濃度を知ることができるようになる。
ム１１を透過してきたガスのうち、水素ガスがポリイミ
ドＭ５を選択透過して金属酸化物からなる薄膜２に接触
して反応する。これによってその薄Ｍ２の表面抵抗が、
水素ガスの濃度に応じて変化する。したがってこの表面
抵抗を電極３ｍの抵抗として検知することによって、水
素ガスの濃度を知ることができるようになる。
なおフィルム１１のためのフッ素系樹脂としては、４フ
ッ化エチレン−パーフロロアルキルビニル共重合物、４
フッ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合物、４フッ
化エチレン−エチレン共重合物、４フツ化エチレンなど
が使用できる。
ッ化エチレン−パーフロロアルキルビニル共重合物、４
フッ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合物、４フッ
化エチレン−エチレン共重合物、４フツ化エチレンなど
が使用できる。
次にこの発明の実験例について説明する。厚さ１５μｍ
、５０ｍｍ平方のポリエチレンテレフタレートフィルム
からなる基板１の表面に１．ＴＶＤ法により厚さ１．０
μｍに金属酸化物であるＳｎＯ□の薄膜２を設け、この
薄膜２の表面にＡｕによって櫛状の電極３を形成して、
センサ本体４を構成し、これにプラズマ重合法によりポ
リイミド膜５を約１．０μｍの厚さに形成した。これを
第１図に示すように変圧器内で、４フッ化エチレン−パ
ーフロロアルキルビニル共重合物からなるフィルム１１
により覆うように設定した。
、５０ｍｍ平方のポリエチレンテレフタレートフィルム
からなる基板１の表面に１．ＴＶＤ法により厚さ１．０
μｍに金属酸化物であるＳｎＯ□の薄膜２を設け、この
薄膜２の表面にＡｕによって櫛状の電極３を形成して、
センサ本体４を構成し、これにプラズマ重合法によりポ
リイミド膜５を約１．０μｍの厚さに形成した。これを
第１図に示すように変圧器内で、４フッ化エチレン−パ
ーフロロアルキルビニル共重合物からなるフィルム１１
により覆うように設定した。
第４図は第１図のように水素ガスが溶存している変圧器
の油中に浸漬して、そのときの水素ガス濃度に対する抵
抗変化率（水素ガスと反応した後の抵抗値／反応前の初
期の抵抗値）をグラフにした特性曲線である。これによ
れば水素ガス濃度に対して抵抗変化率は、はぼ直線的に
変化していることが判明する。
の油中に浸漬して、そのときの水素ガス濃度に対する抵
抗変化率（水素ガスと反応した後の抵抗値／反応前の初
期の抵抗値）をグラフにした特性曲線である。これによ
れば水素ガス濃度に対して抵抗変化率は、はぼ直線的に
変化していることが判明する。
第５図は同じ曲内の水素ガス濃度を、ガスクロマトグラ
フによって測定したときの測定値Ａと、この発明による
ガスセンサによって測定したときの測定値（油中濃度換
算値）Ｂとの相関関係を示す特性曲線である。これによ
ると水素ガス濃度が５０ｐｐｍ以上のとき、両側定値Ａ
、Ｂは互いにほぼ同じ値を呈するようになる。
フによって測定したときの測定値Ａと、この発明による
ガスセンサによって測定したときの測定値（油中濃度換
算値）Ｂとの相関関係を示す特性曲線である。これによ
ると水素ガス濃度が５０ｐｐｍ以上のとき、両側定値Ａ
、Ｂは互いにほぼ同じ値を呈するようになる。
以上の結果、この発明によるガスセンサによって水素ガ
ス濃度を計測するとき、その濃度に対応して感度よく抵
抗が変化するとともに、これによる測定値は、ガスクロ
マトグラフによる測定値とほぼ匹敵する正確な値となる
ことが理解される。
ス濃度を計測するとき、その濃度に対応して感度よく抵
抗が変化するとともに、これによる測定値は、ガスクロ
マトグラフによる測定値とほぼ匹敵する正確な値となる
ことが理解される。
（発明の効果）
以上詳述したようにこの発明によれば、油中に溶存する
水素ガス濃度の測定を、その測定対象の油の中に単に浸
漬するだけの簡単な操作で可能となるし、しかも油の透
過を確実に回避し、水素ガスに正確に反応させることが
できるようになるといった効果を奏する。
水素ガス濃度の測定を、その測定対象の油の中に単に浸
漬するだけの簡単な操作で可能となるし、しかも油の透
過を確実に回避し、水素ガスに正確に反応させることが
できるようになるといった効果を奏する。
第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図はセン
サ本体の断面図、第３図は同正面図、第４図は抵抗変化
率を示す特性曲線図、第５図は測定値の相関関係を示す
特性曲線図である。 １・・・基板、２・・・薄膜、３・・・電極、４・・・
センサ本体５・・・薄膜、１１・・・フィルム、
サ本体の断面図、第３図は同正面図、第４図は抵抗変化
率を示す特性曲線図、第５図は測定値の相関関係を示す
特性曲線図である。 １・・・基板、２・・・薄膜、３・・・電極、４・・・
センサ本体５・・・薄膜、１１・・・フィルム、
Claims (1)
- 絶縁性の基板の表面に、金属酸化物の薄膜を設け、その
表面に互いに向かい合う一対の電極を形成することによ
ってセンサ本体を構成し、前記センサ本体の表面を、ポ
リイミド樹脂からなる薄膜により被覆し、更に前記セン
サ本体をガス透過性フィルムで覆ってなる油中ガスセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25131187A JPH0194255A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 油中ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25131187A JPH0194255A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 油中ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0194255A true JPH0194255A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17220918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25131187A Pending JPH0194255A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 油中ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0194255A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7228724B2 (en) | 2002-10-17 | 2007-06-12 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and process for sensing target gas species in semiconductor processing systems |
| US7296458B2 (en) | 2002-10-17 | 2007-11-20 | Advanced Technology Materials, Inc | Nickel-coated free-standing silicon carbide structure for sensing fluoro or halogen species in semiconductor processing systems, and processes of making and using same |
| US7475588B2 (en) * | 2002-10-17 | 2009-01-13 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and process for sensing fluoro species in semiconductor processing systems |
| KR20210126381A (ko) * | 2020-04-10 | 2021-10-20 | 부산대학교 산학협력단 | 지진 관측 장비용 함체 |
-
1987
- 1987-10-05 JP JP25131187A patent/JPH0194255A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7228724B2 (en) | 2002-10-17 | 2007-06-12 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and process for sensing target gas species in semiconductor processing systems |
| US7296458B2 (en) | 2002-10-17 | 2007-11-20 | Advanced Technology Materials, Inc | Nickel-coated free-standing silicon carbide structure for sensing fluoro or halogen species in semiconductor processing systems, and processes of making and using same |
| US7475588B2 (en) * | 2002-10-17 | 2009-01-13 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and process for sensing fluoro species in semiconductor processing systems |
| KR20210126381A (ko) * | 2020-04-10 | 2021-10-20 | 부산대학교 산학협력단 | 지진 관측 장비용 함체 |
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