JPH0519945B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0519945B2 JPH0519945B2 JP60108340A JP10834085A JPH0519945B2 JP H0519945 B2 JPH0519945 B2 JP H0519945B2 JP 60108340 A JP60108340 A JP 60108340A JP 10834085 A JP10834085 A JP 10834085A JP H0519945 B2 JPH0519945 B2 JP H0519945B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot wire
- sensor
- semiconductor sensor
- type semiconductor
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ガスセンサに熱線型半導体センサ
を用してCOガスの検出を行う熱線型半導体セン
サを用いたCOガス検出装置に関するものである。
を用してCOガスの検出を行う熱線型半導体セン
サを用いたCOガス検出装置に関するものである。
従来からガス検知のための種々のガスセンサが
提案されている。このうち、よく使用されるもの
に接触燃焼式と半導体式とがある。前者は白金コ
イルに触媒を焼結したもので、可燃性ガスを含ん
だ空気が触媒活性な表面（約300℃に保たれてい
る）に接触すると、爆発下限界以下の濃度であつ
ても可燃性ガスと酸素が反応し、反応熱が発生す
るため、白金コイルの温度が上昇し、その抵抗値
が増大するので、この抵抗値変化をブリツジ回路
等で検出ガスを検知するものである。
提案されている。このうち、よく使用されるもの
に接触燃焼式と半導体式とがある。前者は白金コ
イルに触媒を焼結したもので、可燃性ガスを含ん
だ空気が触媒活性な表面（約300℃に保たれてい
る）に接触すると、爆発下限界以下の濃度であつ
ても可燃性ガスと酸素が反応し、反応熱が発生す
るため、白金コイルの温度が上昇し、その抵抗値
が増大するので、この抵抗値変化をブリツジ回路
等で検出ガスを検知するものである。
この接触燃焼式のガス検知素子は、感度特性に
直線性を有すが、長期安定性の点では半導体式の
ガスセンサに劣つている。
直線性を有すが、長期安定性の点では半導体式の
ガスセンサに劣つている。
一方、半導体式のガスセンサは金属酸化物半導
体、例えSnO2、ZnOなどを一対の電極間に亘つ
て焼結したもので、一方の電極をコイル状に形成
してヒータ兼用電極として通常用いる。
体、例えSnO2、ZnOなどを一対の電極間に亘つ
て焼結したもので、一方の電極をコイル状に形成
してヒータ兼用電極として通常用いる。
そして、ヒータ兼用電極により300℃〜400℃の
温度に保つておき、ガス吸着により半導体の電導
度が増大し、両電極間の抵抗値が低くなるのを検
出することでガス検知を行う。
温度に保つておき、ガス吸着により半導体の電導
度が増大し、両電極間の抵抗値が低くなるのを検
出することでガス検知を行う。
この半導体式のガスセンサは、接触燃焼式に比
べ長寿命で長期安定性に優れており、しかも被毒
に対し接触燃焼式より優れているが、消費電力が
大きいため電源トランスなど電源部の容量が大き
くなり、コストが高くなる。
べ長寿命で長期安定性に優れており、しかも被毒
に対し接触燃焼式より優れているが、消費電力が
大きいため電源トランスなど電源部の容量が大き
くなり、コストが高くなる。
さらに、半導体式のガスセンサは、一般に低温
度加熱時に特定のガスを捕えることができるが、
ガスの蓄積による誤報が出る欠点がある。
度加熱時に特定のガスを捕えることができるが、
ガスの蓄積による誤報が出る欠点がある。
これを除去するため、ガス測定前に半導体式の
ガスセンサを一時的に高温にしてガスパージを行
うことが行われている（例え特公昭53−43320号
公報参照）。
ガスセンサを一時的に高温にしてガスパージを行
うことが行われている（例え特公昭53−43320号
公報参照）。
このような公知例においては、高温度と低温度
とにパルス的に交互に加熱するようにしたもので
あり、パルス的電圧印加のためマルチバイブレー
タのような短形波発生器を用いて波高値が大、小
のパルスを半導体式のガスセンサに印加してい
る。
とにパルス的に交互に加熱するようにしたもので
あり、パルス的電圧印加のためマルチバイブレー
タのような短形波発生器を用いて波高値が大、小
のパルスを半導体式のガスセンサに印加してい
る。
したがつて、パルスの発生のための機構が大型
になるばかりでなく、パルス的であるためガスセ
ンサに急激に熱歪みが発生し、クラツクを生ずる
という問題点があつた。
になるばかりでなく、パルス的であるためガスセ
ンサに急激に熱歪みが発生し、クラツクを生ずる
という問題点があつた。
この発明は、上記の問題点を解決するためにな
されたもので、構成がきわめて簡易で、かつガス
センサのクラツクの発生を防止できるCOガス検
出装置を提供することを目的とする。
されたもので、構成がきわめて簡易で、かつガス
センサのクラツクの発生を防止できるCOガス検
出装置を提供することを目的とする。
この発明にかかる熱線型半導体センサを用いた
COガス検出装置は、熱線型半導体センサに、正
弦波電圧を印加する正弦波印加手段と、正弦波電
圧のゼロクロス点近傍の電圧時に熱線型半導体セ
ンサの抵抗値を検知する測定手段とを備えたもの
である。
COガス検出装置は、熱線型半導体センサに、正
弦波電圧を印加する正弦波印加手段と、正弦波電
圧のゼロクロス点近傍の電圧時に熱線型半導体セ
ンサの抵抗値を検知する測定手段とを備えたもの
である。
また、この発明の第２番目の発明は、さらに、
熱線型半導体センサを低温に保持するための直流
印加手段を備えたものである。
熱線型半導体センサを低温に保持するための直流
印加手段を備えたものである。
この発明においては、熱線型半導体センサに正
弦波電圧が印加され、この正弦波電圧の波高値に
近い高い電圧の部分でガスのパージが行われ、ゼ
ロクロス点の近傍の低い電圧の部分で熱線型半導
体センサの抵抗値が測定され、この値によりガス
濃度の検出がなされる。
弦波電圧が印加され、この正弦波電圧の波高値に
近い高い電圧の部分でガスのパージが行われ、ゼ
ロクロス点の近傍の低い電圧の部分で熱線型半導
体センサの抵抗値が測定され、この値によりガス
濃度の検出がなされる。
また、この発明の２番目の発明では、熱線型半
導体センサは直流印加手段により常時一定の低温
に保持される。
導体センサは直流印加手段により常時一定の低温
に保持される。
まず、この発明に用いる熱線型半導体センサ
（以下単にセンサという）について説明する。
（以下単にセンサという）について説明する。
第２図はこの発明に用いるセンサの構成を示す
もので、１は加熱用ヒータ兼電気抵抗値変化検出
用電極となる。例えば15μmφの白金線からなる
コイル状の金属線、２は前記金属線１に密着させ
たSnO2、ZnO等の金属酸化物半導体であり、こ
れらでセンサ３が構成される。４はリードと支柱
兼用の金属ピンで、これに金属線１の両端が溶着
され支持されている。
もので、１は加熱用ヒータ兼電気抵抗値変化検出
用電極となる。例えば15μmφの白金線からなる
コイル状の金属線、２は前記金属線１に密着させ
たSnO2、ZnO等の金属酸化物半導体であり、こ
れらでセンサ３が構成される。４はリードと支柱
兼用の金属ピンで、これに金属線１の両端が溶着
され支持されている。
このセンサ３は、応答速度が極めて速く、初期
安定時間が極めて短い。また、消費電力が少な
く、感度が高く、かつ触媒劣化がない等の特長を
有している。
安定時間が極めて短い。また、消費電力が少な
く、感度が高く、かつ触媒劣化がない等の特長を
有している。
第２図に示すセンサ３を用いて構成したこの発
明の一実施例を第１図に示す。
明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、Rbは抵抗器、３Ａは補償素
子であり、センサ３とともにブリツジ回路を構成
している。なお、補償素子３Ａは第２図のセンサ
３と同じ形状であるが、ガスとは反応しないよう
に表面をガラス等で被覆している。Ｅは電池のよ
うな電源、Rlは信号検出用の可変抵抗器であり、
これらで抵抗値変化の検知回路１０が構成され
る。１１はトランスで、１次側に可変交流電源１
２が接続され、２次側はセンサ３の両端に接続さ
れ、これらのトランス１１と可変交流電源１２と
で交流電圧印加手段が構成されている。１３はゼ
ロクロス点検出器で、可変交流電源１２の出力が
ゼロ点近傍になつたかどうかを検出するものであ
る。１４は電子スイツチで、ゼロクロス点検出器
１３から出力が出たとき、その立上りから所定時
間だけ閉成する。１５は抵抗値測定手段である電
圧計で、電子スイツチ１４の閉成により出力電
圧、つまりガス濃度を指示する。
子であり、センサ３とともにブリツジ回路を構成
している。なお、補償素子３Ａは第２図のセンサ
３と同じ形状であるが、ガスとは反応しないよう
に表面をガラス等で被覆している。Ｅは電池のよ
うな電源、Rlは信号検出用の可変抵抗器であり、
これらで抵抗値変化の検知回路１０が構成され
る。１１はトランスで、１次側に可変交流電源１
２が接続され、２次側はセンサ３の両端に接続さ
れ、これらのトランス１１と可変交流電源１２と
で交流電圧印加手段が構成されている。１３はゼ
ロクロス点検出器で、可変交流電源１２の出力が
ゼロ点近傍になつたかどうかを検出するものであ
る。１４は電子スイツチで、ゼロクロス点検出器
１３から出力が出たとき、その立上りから所定時
間だけ閉成する。１５は抵抗値測定手段である電
圧計で、電子スイツチ１４の閉成により出力電
圧、つまりガス濃度を指示する。
次に動作について第３図の波形図を参照して説
明する。
明する。
第３図のａに示す曲線Ａのような正弦波の交流
電圧を、可変交流電源１２からトランス１１を介
してセンサ３に印加すると、その発熱状態は第３
図のｂの曲線Ｂのようになる。
電圧を、可変交流電源１２からトランス１１を介
してセンサ３に印加すると、その発熱状態は第３
図のｂの曲線Ｂのようになる。
すなわち、第３図のａで波高値Epのように高
い電圧のときには第３図のｂのように発熱も高く
なり、ガスのパージが行われる。
い電圧のときには第３図のｂのように発熱も高く
なり、ガスのパージが行われる。
そして、電圧が次第に低くなつてゼロクロス点
近傍、例え第３図のａのしきい値L1とL2の間に
入つてガス検出に適した温度、つまり第３図のｂ
の温度レベル線L3に温度が低下したときゼロク
ロス点検出器１３は出力を出して電子スイツチ１
４を閉成する。これによりその時点の検知回路１
０の出力を測定する。この出力はとりも直さずセ
ンサ３の内部抵抗を示し、この内部抵抗はガス濃
度に依存するので、結局、ガス濃度が測定された
ことになる。
近傍、例え第３図のａのしきい値L1とL2の間に
入つてガス検出に適した温度、つまり第３図のｂ
の温度レベル線L3に温度が低下したときゼロク
ロス点検出器１３は出力を出して電子スイツチ１
４を閉成する。これによりその時点の検知回路１
０の出力を測定する。この出力はとりも直さずセ
ンサ３の内部抵抗を示し、この内部抵抗はガス濃
度に依存するので、結局、ガス濃度が測定された
ことになる。
第４図はこの発明の第２番目の発明の実施例を
示すものである。第１図の実施例との相違は直流
電源１６および抵抗値１７とにより直流印加手段
を構成し、センサ３に常時一定電流を流し、ガス
濃度測定温度よりわずかに低い温度にセンサ３を
加熱するようにした点であり、その他は第１図と
同じである。
示すものである。第１図の実施例との相違は直流
電源１６および抵抗値１７とにより直流印加手段
を構成し、センサ３に常時一定電流を流し、ガス
濃度測定温度よりわずかに低い温度にセンサ３を
加熱するようにした点であり、その他は第１図と
同じである。
この実施例の場合には、第５図のａ，ｂのよう
な波形、つまり電圧、温度とも０点が0′点までず
れたことになる。これは常に直流電源１６からセ
ンサ３に電流が流れて一定の低い温度に加熱され
ているからであり、そのためにセンサ３に与える
熱シヨツクがさらに緩和される。
な波形、つまり電圧、温度とも０点が0′点までず
れたことになる。これは常に直流電源１６からセ
ンサ３に電流が流れて一定の低い温度に加熱され
ているからであり、そのためにセンサ３に与える
熱シヨツクがさらに緩和される。
この発明は上記のように、センサに交流電圧を
印加するようにしたので、センサには滑らかに変
化する電圧が印加されるために、与える熱シヨツ
クが少なくなり、クラツクの発生を防止できる。
しかも、交流電圧の波高値の部分でガスのパージ
が行われた後、センサの抵抗値の測定が行われる
ので誤差のない測定ができる。
印加するようにしたので、センサには滑らかに変
化する電圧が印加されるために、与える熱シヨツ
クが少なくなり、クラツクの発生を防止できる。
しかも、交流電圧の波高値の部分でガスのパージ
が行われた後、センサの抵抗値の測定が行われる
ので誤差のない測定ができる。
また、この発明の２番目の発明は、直流印加手
段によりセンサに常時電流を流して所定の低い温
度に加熱しておくようにしたので交流電圧を印加
したときの熱シヨツクをさらに低減できる利点が
ある。
段によりセンサに常時電流を流して所定の低い温
度に加熱しておくようにしたので交流電圧を印加
したときの熱シヨツクをさらに低減できる利点が
ある。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第
２図はこの発明に用いるセンサ３の構成例を示す
図、第３図ａ，ｂは第１図の実施例の動作説明の
ための電圧波形および発熱波形を示す図、第４図
はこの発明の第２番目の発明の一実施例を示す回
路図、第５図ａ，ｂは第４図の実施例の動作説明
のための電圧波形および発熱波形を示す図であ
る。 図中、１は金属線、２は金属酸化物半導体、３
はセンサ、３Ａは補償素子、４は金属ピン、１０
は検知回路、１１はトランス、１２は可変交流電
源、１３はゼロクロス点検出器、１４は電子スイ
ツチ、１５は電圧計、１６は直流電源、１７，
Rbは抵抗器、Rlは可変抵抗器、Ｅは電源である。
２図はこの発明に用いるセンサ３の構成例を示す
図、第３図ａ，ｂは第１図の実施例の動作説明の
ための電圧波形および発熱波形を示す図、第４図
はこの発明の第２番目の発明の一実施例を示す回
路図、第５図ａ，ｂは第４図の実施例の動作説明
のための電圧波形および発熱波形を示す図であ
る。 図中、１は金属線、２は金属酸化物半導体、３
はセンサ、３Ａは補償素子、４は金属ピン、１０
は検知回路、１１はトランス、１２は可変交流電
源、１３はゼロクロス点検出器、１４は電子スイ
ツチ、１５は電圧計、１６は直流電源、１７，
Rbは抵抗器、Rlは可変抵抗器、Ｅは電源である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガスを吸着することによつて電気抵抗が変化
する熱線型半導体センサと、この熱線型半導体セ
ンサに所要の波高値の正弦波電圧を印加する正弦
波印加手段と、前記正弦波電圧のゼロクロス点近
傍の電圧時に前記熱線型半導体センサの抵抗値を
検知する測定手段とからなることを特徴とする熱
線型半導体センサを用いたCOガス検出装置。 ２ ガスを吸着することによつて電気抵抗が変化
する熱線型半導体センサと、この熱線型半導体セ
ンサを常時所定の温度に保持するための直流電圧
を印加する直流印加手段と、この熱線型半導体セ
ンサに所要の波高値の正弦波電圧を印加する正弦
波印加手段と、前記正弦波電圧のゼロクロス点近
傍の電圧時に前記熱線型半導体センサの抵抗値を
検知する測定手段とからなることを特徴とする熱
線型半導体センサを用いたCOガス検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10834085A JPS61266949A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 熱線型半導体センサを用いたｃｏガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10834085A JPS61266949A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 熱線型半導体センサを用いたｃｏガス検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61266949A JPS61266949A (ja) | 1986-11-26 |
| JPH0519945B2 true JPH0519945B2 (ja) | 1993-03-18 |
Family
ID=14482206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10834085A Granted JPS61266949A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 熱線型半導体センサを用いたｃｏガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61266949A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63159482U (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-19 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61104367U (ja) * | 1984-12-14 | 1986-07-02 |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP10834085A patent/JPS61266949A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61266949A (ja) | 1986-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4541988A (en) | Constant temperature catalytic gas detection instrument | |
| US4723439A (en) | Humidity detector | |
| US4134818A (en) | Solid electrolyte sensor for monitoring combustibles in an oxygen containing environment | |
| US4045729A (en) | Gas detector | |
| JPH0113531B2 (ja) | ||
| JPH0426702B2 (ja) | ||
| CN114324494A (zh) | 一种半导体薄膜气体传感器 | |
| US9857239B2 (en) | Temperature analysis with voltage-current time differential operation of electrochemical sensors | |
| JPH0519945B2 (ja) | ||
| EP0086415B1 (en) | Humidity sensitive device | |
| JP3929845B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
| JP4528638B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| JP4091713B2 (ja) | 複合ガスセンサ | |
| EP0117692B1 (en) | Heated electrochemical cell | |
| JP2002243686A (ja) | 可燃性ガス濃度測定装置 | |
| JP3929846B2 (ja) | 間欠駆動型可燃性ガス検出装置 | |
| JPH06242060A (ja) | 炭化水素センサ | |
| JPH02263145A (ja) | 半導体式ガスセンサ | |
| JP3809898B2 (ja) | 可燃性ガス検出装置 | |
| JPS60114757A (ja) | ガス検出用ブリツジ | |
| JPH10282031A (ja) | ガス検知装置及びガス検知方法 | |
| JP2002340841A (ja) | 二酸化炭素ガスの測定方法、および、ガス検出方法 | |
| JPS6224378B2 (ja) | ||
| JPH049258B2 (ja) | ||
| JPH01213562A (ja) | オゾンガスセンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |