JPH0420854A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH0420854A JPH0420854A JP12446890A JP12446890A JPH0420854A JP H0420854 A JPH0420854 A JP H0420854A JP 12446890 A JP12446890 A JP 12446890A JP 12446890 A JP12446890 A JP 12446890A JP H0420854 A JPH0420854 A JP H0420854A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- resistance value
- sensor
- temperature
- metal oxide
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (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】
〔技術分野〕
本発明は、雰囲気中にガスが存在することを検知するガ
ス検出装置に関するものであり、たとえば、ＬＰガスや
都市ガスのガス漏れ警報器として使用するに適したガス
センサに関する。
ス検出装置に関するものであり、たとえば、ＬＰガスや
都市ガスのガス漏れ警報器として使用するに適したガス
センサに関する。
ガス感応物質として金属酸化物半導体を用いたガスセン
サは既に広く普及しているが、その性質上様々なガス（
イソブタン、プロパン、エタン、メタン、エタノール、
プロピレン、トルエン、キシレン、メタノール、水素、
−酸化炭素等）に感度を有するため、ある特定のガスを
検出したい場合、他のガスによるノイズが大きな問題に
なる。例えば、家庭用のガス漏れ警報器においては、都
市ガスの場合メタンガスにのみ反応することが望ましい
が、設置場所が天井に近いところであるために、水蒸気
や各種蒸気、雑ガスの影響を受けやすい。雑ガスとして
家庭内で最も発生しやすいのはアルコールであるが、一
般のガス検出装置はアルコールに対しても高い感度を有
する。そのため通常はガス選択性を持たせるために、フ
ィルターを付加したりしているが、コスト面において問
題がある・〔目 的〕 本発明の目的は、雰囲気中で発生したガス種を識別する
ことができるガスセンサ、たとえば家庭用ガスの主成分
であるイソブタンあるいはメタンと、家庭内で最もそれ
らに対する雑ガスとなりやすいエタノールとを容易に識
別することができるガスセンサの提供にある。
サは既に広く普及しているが、その性質上様々なガス（
イソブタン、プロパン、エタン、メタン、エタノール、
プロピレン、トルエン、キシレン、メタノール、水素、
−酸化炭素等）に感度を有するため、ある特定のガスを
検出したい場合、他のガスによるノイズが大きな問題に
なる。例えば、家庭用のガス漏れ警報器においては、都
市ガスの場合メタンガスにのみ反応することが望ましい
が、設置場所が天井に近いところであるために、水蒸気
や各種蒸気、雑ガスの影響を受けやすい。雑ガスとして
家庭内で最も発生しやすいのはアルコールであるが、一
般のガス検出装置はアルコールに対しても高い感度を有
する。そのため通常はガス選択性を持たせるために、フ
ィルターを付加したりしているが、コスト面において問
題がある・〔目 的〕 本発明の目的は、雰囲気中で発生したガス種を識別する
ことができるガスセンサ、たとえば家庭用ガスの主成分
であるイソブタンあるいはメタンと、家庭内で最もそれ
らに対する雑ガスとなりやすいエタノールとを容易に識
別することができるガスセンサの提供にある。
現在、汎用されているガス検知装置は、金属酸化物半導
体の内部に電極を兼ねたヒーターコイルを内蔵させた形
式が採用されている。この形式におけるガス検知は、前
記ヒーターコイルにより、通常３００〜４５０℃に加熱
された金属酸化物半導体の抵抗値が表面でのガス吸着に
より変化することを利用して行われている。
体の内部に電極を兼ねたヒーターコイルを内蔵させた形
式が採用されている。この形式におけるガス検知は、前
記ヒーターコイルにより、通常３００〜４５０℃に加熱
された金属酸化物半導体の抵抗値が表面でのガス吸着に
より変化することを利用して行われている。
一方、前記したように金属酸化物半導体をある温度に加
熱しているのは、雰囲気中に存在する被検ガスと金属酸
化物半導体に吸着している酸素とを反応させるためであ
る。そのため被検ガスの接触酸化活性度の違いにより、
ガスセンサの最適動作温度が異なる。
熱しているのは、雰囲気中に存在する被検ガスと金属酸
化物半導体に吸着している酸素とを反応させるためであ
る。そのため被検ガスの接触酸化活性度の違いにより、
ガスセンサの最適動作温度が異なる。
前記最適動作温度については、たとえばエタノールでは
２５０℃付近で最大感度を持つが、イソブタンでは４５
０℃付近で最大感度を持つ、メタンに対してはイソブタ
ンよりさらに高温側に最大感度を有する。第１図にエタ
ノールとイソブタンに対するガス感度の、センサ動作温
度依存性を示す。
２５０℃付近で最大感度を持つが、イソブタンでは４５
０℃付近で最大感度を持つ、メタンに対してはイソブタ
ンよりさらに高温側に最大感度を有する。第１図にエタ
ノールとイソブタンに対するガス感度の、センサ動作温
度依存性を示す。
なお１図中ガス感度（Ｒａ／８ｇ）のＲａは空気中抵抗
値、 Ｒｇはガス中抵抗値であり、曲線１−ａがエタノ
ール１１０００ｐｐ、曲１！ １−ｂがイソブタン３５
００ｐｐｍのときのセンサ温度との関係を示している。
値、 Ｒｇはガス中抵抗値であり、曲線１−ａがエタノ
ール１１０００ｐｐ、曲１！ １−ｂがイソブタン３５
００ｐｐｍのときのセンサ温度との関係を示している。
そこで１本発明者等は、さらに鋭意研究したところ、金
属酸化物半導体を一定温度で動作させておき、ガスが検
知されると前記金属酸化物半導体の抵抗値がガス種に関
係なく変化するので、その変化量が、ガス検知前の抵抗
値の３０〜８０％に達した時点で、前記金属酸化物半導
体の温度を検知前とは異なる温度に変えることによりガ
スの識別が可能となることを見い出し本発明を完成する
に至った。
属酸化物半導体を一定温度で動作させておき、ガスが検
知されると前記金属酸化物半導体の抵抗値がガス種に関
係なく変化するので、その変化量が、ガス検知前の抵抗
値の３０〜８０％に達した時点で、前記金属酸化物半導
体の温度を検知前とは異なる温度に変えることによりガ
スの識別が可能となることを見い出し本発明を完成する
に至った。
すなわち、本発明は金属酸化物半導体の抵抗値変化を利
用してガス検出を行う金属酸化物半導体ガスセンサにお
いて、金属酸化物半導体よりなるガス検知手段と、該半
導体の抵抗値の変化を読み取る手段と、該抵抗値の変化
量がガス検知前の抵抗値の３０〜８０％に達した時点で
該半導体の温度を変化させる手段とを有することを特徴
とするガスセンサに関する。
用してガス検出を行う金属酸化物半導体ガスセンサにお
いて、金属酸化物半導体よりなるガス検知手段と、該半
導体の抵抗値の変化を読み取る手段と、該抵抗値の変化
量がガス検知前の抵抗値の３０〜８０％に達した時点で
該半導体の温度を変化させる手段とを有することを特徴
とするガスセンサに関する。
本発明におけるガス検知手段には金属酸化物半導体が用
いられ、この金属酸化物半導体としては、従来のものを
全て利用し得る。
いられ、この金属酸化物半導体としては、従来のものを
全て利用し得る。
前記金属酸化物半導体の温度を変化させるには１例えば
前記金属酸化物半導体の内部に電極を兼ねたヒーターコ
イルを内蔵させ、このヒーターコイルに流す電流を制御
することによって行うことができる。
前記金属酸化物半導体の内部に電極を兼ねたヒーターコ
イルを内蔵させ、このヒーターコイルに流す電流を制御
することによって行うことができる。
次にセンサ動作温度を変えることにより、たとえばイソ
ブタンあるいはメタンとエタノールとを識別できること
を第２１ｉ！を参照しながら説明する。
ブタンあるいはメタンとエタノールとを識別できること
を第２１ｉ！を参照しながら説明する。
まず、ガス検出装置の金属酸化物半導体薄膜を４５０℃
程度で動作させておく、ガスを検知（第２図２−ａ）す
ると、金属酸化物半導体がｎ型半導体の場合にはその抵
抗値は減少する。この時点はガス種が何であるかはわか
らないが、その直後にセンサ温度を２５０℃程度まで低
下（第２図２−ｂ）させる、これにより、抵抗値が増加
した場合には、ガス種はイソブタンあるいはメタン（第
２図２−ｃ）であり、さらに減少した場合にはエタノー
ル（第２図２−ｄ）である。
程度で動作させておく、ガスを検知（第２図２−ａ）す
ると、金属酸化物半導体がｎ型半導体の場合にはその抵
抗値は減少する。この時点はガス種が何であるかはわか
らないが、その直後にセンサ温度を２５０℃程度まで低
下（第２図２−ｂ）させる、これにより、抵抗値が増加
した場合には、ガス種はイソブタンあるいはメタン（第
２図２−ｃ）であり、さらに減少した場合にはエタノー
ル（第２図２−ｄ）である。
次に、第３図を参照しながら、センサの温度を変化させ
るシステムの一例を説明する。
るシステムの一例を説明する。
センサ電圧として適当な一定電圧Ｖｓを印加しておく。
オペアンプＡｌの出力には、センサの電導度に比例した
電圧が表われる。つまりガス検知によりｇ力が変化する
。Ａ２はコンパレータであり、 Ｖｒｅｆの値を、ガス
検知前出力に対し、 ３０〜８０％変化した時に、出力
が変化するように設定しておく、この出力信号はヒータ
ー制御回路に入り、ヒーター電圧あるいはヒーター電流
を制御してセンサ温度を変化させる。センサ温度変化前
後のＡ１出力を検出回路で比較することにより、ガス種
を識別できる。
電圧が表われる。つまりガス検知によりｇ力が変化する
。Ａ２はコンパレータであり、 Ｖｒｅｆの値を、ガス
検知前出力に対し、 ３０〜８０％変化した時に、出力
が変化するように設定しておく、この出力信号はヒータ
ー制御回路に入り、ヒーター電圧あるいはヒーター電流
を制御してセンサ温度を変化させる。センサ温度変化前
後のＡ１出力を検出回路で比較することにより、ガス種
を識別できる。
金属酸化物半導体を酸化スズとする。
まず４５０℃程度で動作させておくと、その抵抗値は１
００にΩ程度となっている。ガスを検知し、その抵抗値
が５ＯＫΩ程度となった時点で、ヒーターに流す電流を
減少させ、温度を２５０℃程度にする。
００にΩ程度となっている。ガスを検知し、その抵抗値
が５ＯＫΩ程度となった時点で、ヒーターに流す電流を
減少させ、温度を２５０℃程度にする。
ガス種がイソブタンあるいはメタンの場合には、抵抗値
は５０にΩよりも増加する。エタノールの場合には５０
にΩよりも減少する。
は５０にΩよりも増加する。エタノールの場合には５０
にΩよりも減少する。
本発明によれば、ガスを検知し抵抗値が変化した直後に
センサの動作温度を変えて、その抵抗値の増減を見るこ
とができるので、たとえばイソブタンあるいはメタンと
エタノールとを識別することができる。
センサの動作温度を変えて、その抵抗値の増減を見るこ
とができるので、たとえばイソブタンあるいはメタンと
エタノールとを識別することができる。
第１図は、センサ温度変化によるエタノールとイソブタ
ンのガス感度の曲線図、第２図は。 センサ温度を降下させたときの経時変化で示すセンサ抵
抗値の一曲線図、第３図は、センサの温度を変化させる
システムの説明図である。 １−ａ・・・エタノール曲線 １−ｂ・・・イソブタン曲線 ２−ａ・・・ガス検知点 ２−ｂ・・・センサ温度降下点
ンのガス感度の曲線図、第２図は。 センサ温度を降下させたときの経時変化で示すセンサ抵
抗値の一曲線図、第３図は、センサの温度を変化させる
システムの説明図である。 １−ａ・・・エタノール曲線 １−ｂ・・・イソブタン曲線 ２−ａ・・・ガス検知点 ２−ｂ・・・センサ温度降下点
Claims (1)
- １、金属酸化物半導体の抵抗値変化を利用してガス検出
を行う金属酸化物半導体ガスセンサにおいて、金属酸化
物半導体よりなるガス検知手段と、該半導体の抵抗値の
変化を読み取る手段と、該抵抗値の変化量がガス検知前
の抵抗値の３０〜８０％に達した時点で該半導体の温度
を変化させる手段とを有することを特徴とするガスセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12446890A JPH0420854A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12446890A JPH0420854A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0420854A true JPH0420854A (ja) | 1992-01-24 |
Family
ID=14886274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12446890A Pending JPH0420854A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0420854A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629474A (en) * | 1993-03-30 | 1997-05-13 | Keele University | Production of a sensor for carbon monoxide or water vapor including a semi conductor metallic oxide, catalyst, and rheological agent |
| JP2004271263A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-09-30 | Osaka Gas Co Ltd | ガス検知装置 |
| JP2016188832A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス検知装置 |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP12446890A patent/JPH0420854A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629474A (en) * | 1993-03-30 | 1997-05-13 | Keele University | Production of a sensor for carbon monoxide or water vapor including a semi conductor metallic oxide, catalyst, and rheological agent |
| JP2004271263A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-09-30 | Osaka Gas Co Ltd | ガス検知装置 |
| JP2016188832A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス検知装置 |
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