JPH0772080A - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
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- JPH0772080A JPH0772080A JP31873891A JP31873891A JPH0772080A JP H0772080 A JPH0772080 A JP H0772080A JP 31873891 A JP31873891 A JP 31873891A JP 31873891 A JP31873891 A JP 31873891A JP H0772080 A JPH0772080 A JP H0772080A
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- gas
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Links
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】含水酸化タングステン膜の光学的性質が水素ま
たは含水素化合物ガスによって迅速に変化することを利
用することによって、常温におけるガスセンサのこれら
ガスに対する応答を迅速化する。 【構成】基板１に含水酸化タングステン膜２を形成した
のち、その上にさらに半透明の触媒金属薄膜３を堆積し
た素子からなり、常温において約十秒で水素に対して可
逆的に応答する。上記素子の光反射率または光透過率の
変化を電気量に変換して前記ガスの濃度を評価する。
たは含水素化合物ガスによって迅速に変化することを利
用することによって、常温におけるガスセンサのこれら
ガスに対する応答を迅速化する。 【構成】基板１に含水酸化タングステン膜２を形成した
のち、その上にさらに半透明の触媒金属薄膜３を堆積し
た素子からなり、常温において約十秒で水素に対して可
逆的に応答する。上記素子の光反射率または光透過率の
変化を電気量に変換して前記ガスの濃度を評価する。
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は水素または含水素化合物ガスを検出する装置に
関するものであり、ガス漏れ検知、火災予知、変圧器の
絶縁油劣化予知などの分野で利用できる。従来、金属酸
化物の固体の光学的性質が水素などの還元性ガスによっ
て変化することを利用したガスセンサでは、常温におけ
るセンサの応答が迅速でなく、応答時間を１分程度にす
るにはセンサを加熱しなければならなかった。本発明
は、金属酸化物の固体の代わりに含水酸化タングステン
膜を用いることによってこの欠点を解消することを目的
とする。本発明の実例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。第１図はガスセンサの構造を示す。基板１に含水酸
化タングステン膜２を形成したのち、その上にさらに半
透明触媒金属膜３を堆積する。この素子を水素または含
水素化合物ガスを含む雰囲気にさらすと、含水酸化タン
グステン膜の複素屈折率が迅速に変化するので、素子の
光反射率または光透過率が迅速に変化する。それゆえ、
この変化を電気量に変換して前記ガスの濃度を迅速に評
価する反射型または透過型ガス検出装置が本素子を用い
ることによって構成できる。反射型ガス検出装置におけ
る本素子の一実施例を以下に示す。平坦なタングステン
基板１に膜厚数千Åの陽極酸化膜２を硫酸などの酸性溶
液中で形成したのち、膜厚数十Åのパラジウムまたは白
金薄膜３を真空蒸着、スパッタ法などにより堆積する。
第２図は上記実施例の素子における波長１．４μｍの光
に対する反射率の変化を示す。素子の雰囲気を通常の空
気から１％水素を含む空気に変えたのち、再び空気に戻
したとき、素子は常温において約１０秒で水素に応答す
る。この迅速な応答性は、陽極酸化時に形成される酸化
タングステンの水和物における水素原子または水素イオ
ンの速い拡散に基づく。第３図は反射型ガス検出装置の
一実施例である。常温付近に保たれたガスセンサに白熱
ランプ、発光ダイオード、レーザなどの光源６から入射
光ビーム４を照射し、反射光ビーム５はフォトダイオー
ドなどの受光器７に入射され、電気信号の出力によって
ガスの濃度が示される。ガスに対する感度は陽極酸化膜
の膜厚、光の波長などによって変化する。高い感度を実
現するため、反射光ビーム５の光路にフィルタ、プリズ
ム、回折格子などの光学素子を設置することができる。
第４図は本発明の他の実施例であり、光ビーム４および
５の導波路として２本の光ファイバを用いた装置であ
る。また第５図は、第４図の出射用および受光用光ファ
イバを１本にした装置の例である。低損失、可とう性の
光ファイバを使用することにより光信号の遠隔地への伝
送が可能である。本発明には、基板１を透明な基板例え
ばガラス板とした透過型ガス検出装置も含まれる。ただ
し、この場合第３図における反射光ビーム５および受光
器７、第４図における光ファイバ９および受光器７を基
板１の下方に配置し、光ビームを膜３から基板１へと透
過させる。なお、この透過型ガス検出装置においては、
基板１が膜３に対して上方になるよう本素子を裏返しに
しても同様の効果が得られる。
関するものであり、ガス漏れ検知、火災予知、変圧器の
絶縁油劣化予知などの分野で利用できる。従来、金属酸
化物の固体の光学的性質が水素などの還元性ガスによっ
て変化することを利用したガスセンサでは、常温におけ
るセンサの応答が迅速でなく、応答時間を１分程度にす
るにはセンサを加熱しなければならなかった。本発明
は、金属酸化物の固体の代わりに含水酸化タングステン
膜を用いることによってこの欠点を解消することを目的
とする。本発明の実例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。第１図はガスセンサの構造を示す。基板１に含水酸
化タングステン膜２を形成したのち、その上にさらに半
透明触媒金属膜３を堆積する。この素子を水素または含
水素化合物ガスを含む雰囲気にさらすと、含水酸化タン
グステン膜の複素屈折率が迅速に変化するので、素子の
光反射率または光透過率が迅速に変化する。それゆえ、
この変化を電気量に変換して前記ガスの濃度を迅速に評
価する反射型または透過型ガス検出装置が本素子を用い
ることによって構成できる。反射型ガス検出装置におけ
る本素子の一実施例を以下に示す。平坦なタングステン
基板１に膜厚数千Åの陽極酸化膜２を硫酸などの酸性溶
液中で形成したのち、膜厚数十Åのパラジウムまたは白
金薄膜３を真空蒸着、スパッタ法などにより堆積する。
第２図は上記実施例の素子における波長１．４μｍの光
に対する反射率の変化を示す。素子の雰囲気を通常の空
気から１％水素を含む空気に変えたのち、再び空気に戻
したとき、素子は常温において約１０秒で水素に応答す
る。この迅速な応答性は、陽極酸化時に形成される酸化
タングステンの水和物における水素原子または水素イオ
ンの速い拡散に基づく。第３図は反射型ガス検出装置の
一実施例である。常温付近に保たれたガスセンサに白熱
ランプ、発光ダイオード、レーザなどの光源６から入射
光ビーム４を照射し、反射光ビーム５はフォトダイオー
ドなどの受光器７に入射され、電気信号の出力によって
ガスの濃度が示される。ガスに対する感度は陽極酸化膜
の膜厚、光の波長などによって変化する。高い感度を実
現するため、反射光ビーム５の光路にフィルタ、プリズ
ム、回折格子などの光学素子を設置することができる。
第４図は本発明の他の実施例であり、光ビーム４および
５の導波路として２本の光ファイバを用いた装置であ
る。また第５図は、第４図の出射用および受光用光ファ
イバを１本にした装置の例である。低損失、可とう性の
光ファイバを使用することにより光信号の遠隔地への伝
送が可能である。本発明には、基板１を透明な基板例え
ばガラス板とした透過型ガス検出装置も含まれる。ただ
し、この場合第３図における反射光ビーム５および受光
器７、第４図における光ファイバ９および受光器７を基
板１の下方に配置し、光ビームを膜３から基板１へと透
過させる。なお、この透過型ガス検出装置においては、
基板１が膜３に対して上方になるよう本素子を裏返しに
しても同様の効果が得られる。
第１図はガスセンサの構造の断面図、第２図は雰囲気を
最初に空気、ついで含水素空気、最後に再び空気にした
ときのガスセンサの膜の反射率の変化を示した図、第３
図は反射型ガス検出装置の実施例を示す図、第４図は２
本の光ファイバを用いた反射型ガス検出装置を示す図、
第５図は出射および受光のため１本の光ファイバを用い
た反射型ガス検出装置を示す図である。 １・・基板、２・・含水酸化タングステン膜、３・・触
媒金属薄膜、４・・入射光ビーム、５・・反射光ビー
ム、６・・光源、７・・受光器、８，９・・光ファイ
バ。
最初に空気、ついで含水素空気、最後に再び空気にした
ときのガスセンサの膜の反射率の変化を示した図、第３
図は反射型ガス検出装置の実施例を示す図、第４図は２
本の光ファイバを用いた反射型ガス検出装置を示す図、
第５図は出射および受光のため１本の光ファイバを用い
た反射型ガス検出装置を示す図である。 １・・基板、２・・含水酸化タングステン膜、３・・触
媒金属薄膜、４・・入射光ビーム、５・・反射光ビー
ム、６・・光源、７・・受光器、８，９・・光ファイ
バ。
Claims (1)
- 【請求項１】水素または含水素化合物ガスの検出装置で
あって、被検ガスの影響によ栄って光学的性質が迅速に
変化する含水酸化タングステン膜からなるガスセンサ
と、この変化を電気量に変換して前記ガスの濃度を評価
するための装置とを含むガス検出装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31873891A JPH0772080A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31873891A JPH0772080A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ガス検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772080A true JPH0772080A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=18102396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31873891A Pending JPH0772080A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772080A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005300339A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Hitachi Cable Ltd | 光式ガスセンサ |
| JP2007121013A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Japan Atomic Energy Agency | 光学式水素ガス検出素子及びその製造方法と、その素子を使用した光学式水素ガス検知装置及び方法 |
| JP2007132889A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Japan Atomic Energy Agency | イオン照射を用いた光学式水素検出材料及びその製造方法 |
| WO2007116919A1 (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-18 | Japan Atomic Energy Agency | 水素ガス検知材とその被膜方法 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP31873891A patent/JPH0772080A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005300339A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Hitachi Cable Ltd | 光式ガスセンサ |
| JP2007121013A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Japan Atomic Energy Agency | 光学式水素ガス検出素子及びその製造方法と、その素子を使用した光学式水素ガス検知装置及び方法 |
| JP2007132889A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Japan Atomic Energy Agency | イオン照射を用いた光学式水素検出材料及びその製造方法 |
| WO2007116919A1 (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-18 | Japan Atomic Energy Agency | 水素ガス検知材とその被膜方法 |
| US8052898B2 (en) | 2006-04-04 | 2011-11-08 | Japan Atomic Energy Agency | Hydrogen gas detecting material and the coating method |
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