JPH116816A - 一酸化炭素ガス検出駆動方法 - Google Patents

一酸化炭素ガス検出駆動方法

Info

Publication number
JPH116816A
JPH116816A JP9161523A JP16152397A JPH116816A JP H116816 A JPH116816 A JP H116816A JP 9161523 A JP9161523 A JP 9161523A JP 16152397 A JP16152397 A JP 16152397A JP H116816 A JPH116816 A JP H116816A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon monoxide
sensor
temperature
gas
low
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.)
Granted
Application number
JP9161523A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3463848B2 (ja
Inventor
Takashi Kono
隆志 河野
Riyouji Tanda
亮史 反田
Kazu Mochizuki
計 望月
Hiromasa Takashima
裕正 高島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Gas Co Ltd
Yazaki Corp
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
Yazaki Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Gas Co Ltd, Yazaki Corp filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
Priority to JP16152397A priority Critical patent/JP3463848B2/ja
Publication of JPH116816A publication Critical patent/JPH116816A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3463848B2 publication Critical patent/JP3463848B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低濃度ガスのみならず、高濃度ガスに対して
も精度良く濃度検出を行うことができる固体電解質型一
酸化炭素センサを検出部として用いる一酸化炭素ガス検
出駆動方法を提供する。 【解決手段】 固体電解質型一酸化炭素センサを検出部
として用いる一酸化炭素ガス検出駆動方法において、該
センサの温度を、低濃度領域測定時に低く、高濃度領域
測定時に高く設定する一酸化炭素ガス検出駆動方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解質型一酸
化炭素センサを検出部として用いる一酸化炭素ガス検出
駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一酸化炭素ガス濃度測定装置としては現
在様々なものが実用化されており、それらは工程管理、
安全管理等の分野で幅広く使われている。これらのう
ち、内燃機関あるいは給湯器などの燃焼機器の燃焼排ガ
スの不完全燃焼を検知する一酸化炭素ガス濃度測定装置
のセンサとして用いることができるものとしては半導体
式センサ及び接触燃焼式センサが挙げられる。その中で
も、半導体式センサは試料ガス中の酸素濃度や水分率が
変化すると正確に測定できないと云う欠点を有するた
め、通常、接触燃焼式センサが用いられている。しか
し、一般に燃焼排ガス温度は70〜200℃の間で変動
する。このような試料ガスの温度変化に対応するため接
触燃焼式センサにおいても、極めて厳密な温度補正を行
う必要があった。
【0003】ここで、給湯器においてはより安全性を求
めるため、低濃度検知(500ppm以下)できるセン
サが必要となっているが、接触燃焼式センサではこのよ
うな低濃度での検知には特性上困難がある。そこでこの
ような問題点を改善すべく固体電解質(酸素イオン伝導
体)を用いた排ガス用不完全燃焼検知センサの開発が検
討され、実用化されはじめている(特公昭58−498
5号公報等)。図1にこのような固体電解質型一酸化炭
素センサの断面図を示す。なお図1において中央にはセ
ンサの断面図、その両側の図はセンサ電極付近の反応を
解説する原理説明図である。
【0004】図中符号1a及び1bは多孔質白金電極、
2は可燃性ガス酸化触媒層、3は酸素イオン導電性を有
する安定化ジルコニア(以下「YSZ」とも云う)で、
アルミナ層4を介してヒーター5によってその導電性に
最適な温度(300〜500℃)に加温されている。
【0005】ここで、このようなセンサを一酸化炭素ガ
スを含む雰囲気においた場合、電極1aに接した一酸化
炭素は電極1aに吸着されている酸素と結合して二酸化
炭素となる。一方電極1bの周囲には可燃性ガス酸化触
媒層2が存在するため、雰囲気中の一酸化炭素はその触
媒層2によって酸化されて二酸化炭素となってしまい電
極1bに達することはない。このような電極表面におけ
る酸化反応の有無により、これら電極1a及び1bの間
に、センサの置かれた雰囲気の一酸化炭素濃度に応じた
起電力が生じる。この起電力を測定することにより雰囲
気中の一酸化炭素濃度を検知することができる。
【0006】なお、一般に燃焼排ガス中には水素ガスな
どの可燃性ガスが微量残存することが多いが、上記の固
体電解質型一酸化炭素センサは水素ガスに対しても感度
を有する。このような固体電解質型一酸化炭素センサに
おいて、その出力は半導体式センサ同様、対数関数的な
応答であるため、低濃度ガスでは精度良く濃度測定が可
能であるが、高度ガスに対しては測定精度が低くなると
云う問題点を有していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低濃度ガス
のみならず、高濃度ガスに対しても精度良く濃度検出を
行うことができる固体電解質型一酸化炭素センサを検出
部として用いる一酸化炭素ガス検出駆動方法を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の一酸化炭素ガス
検出駆動方法は、請求項1に記載の通り、固体電解質型
一酸化炭素センサを検出部として用いる一酸化炭素ガス
検出駆動方法において、該センサの温度を、低濃度領域
測定時に低く、高濃度領域測定時に高く設定する構成を
有する。また、本発明の一酸化炭素ガス検出駆動方法
は、請求項2に記載の通り、固体電解質型一酸化炭素セ
ンサを検出部として用いる一酸化炭素ガス検出駆動方法
において、該センサの温度を高低少なくとも2段切り替
え、低温時に低濃度領域の測定を行い、高温時に高濃度
領域の測定を行う構成を有する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において、センサ温度は安
定化ジルコニアにイオン伝導性が生じる温度以上である
ことが必要である。一般に300℃以上で充分なイオン
伝導性が得られる。また、最高でも800℃以下である
ことが望ましい。800℃超では安定化ジルコニアが損
傷することがあり、センサ寿命を著しく短くする。通常
500℃以下であれば安定化ジルコニアへの影響は殆ど
ないとされている。本発明において、センサ温度を少な
くとも高低2段に設定する必要がある。通常は高低2段
であれば充分ではあるが、必要に応じ、高中低3段など
3段以上に細かく切り替えるようにしても良い。
【0010】センサ温度を高低2段にする場合、たとえ
ば400℃以上500℃以下を高温、300℃以上40
0℃未満を低温としてよい。なお、充分な効果を得るた
めには、これら温度の差を100℃以上とすることが望
ましい。また、良好な測定を可能とするためにセンサ温
度は、再現性良く、かつ安定していることが求められ
る。本発明において、高濃度領域の一酸化炭素ガスを測
定するためにセンサ温度を高温に、低濃度領域の一酸化
炭素ガスを測定するためにセンサ温度を低温に設定して
それぞれ測定しても良い。しかし、例えばセンサ温度を
高温低温と交互に設定し、センサ出力を調べて、測定対
象ガス中の一酸化炭素ガス濃度が高濃度領域にあると判
断されるときに高温設定時に濃度を測定し、また、低濃
度領域にあると判断されるときに低温設定時に濃度を測
定してもよい。
【0011】後者の場合、温度切り替えの間隔は、セン
サ出力が実質安定する時間以上に設定することが必要で
あり、センサ個体差によっても変わるが通常5秒以上1
0秒以下であるが、特に迅速な切り替えが必要な場合、
推測論理手段などを設けた場合、あるいは特に正確な値
が求められる場合などはこの限りではない。なお、上記
のようなセンサ温度の切り替えや測定領域の判断はマイ
クロコンピューターを用いれば容易に行うことができ
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、検出部として用いたセンサは図1に示した固体電解
質型一酸化炭素センサであり、その上面図を図2に示
す。センサの電極1a及び1bとセンサの隅に設けられ
た接続用端子部6とがそれぞれ白金からなるリード線部
7によって接続されている。このセンサは取り扱いしや
すいように図3に示すようにフェノール樹脂製の台座8
に固定されている。なお、図3中4本の導電性のピン9
が図示されているが、このうち2本が上記センサ電極1
a及び1bに接続されているもので、残りの2本はセン
サ内部のヒータに接続されているものである。
【0013】このセンサを検出部として一酸化炭素を含
む試料ガスに対する応答を調べた。センサのヒータに印
加するヒータ電圧を低く(Lo)設定してセンサ温度を
350℃としたとき、0〜1000ppmの一酸化炭素
を含む試料ガスに対するセンサ出力を図4に示した。な
お、この測定において水素を一酸化炭素濃度の半分にな
るよう添加してある。これは、燃料として炭化水素を用
いるときの排気ガス中の一酸化炭素濃度を測定すること
を想定し、この場合に不完全燃焼時に発生する一酸化炭
素及び水素のモデルとしてこの比率を選択したものであ
り、以下に示す測定においても同様の比率で行ってい
る。図4よりこのヒータ電圧をLoとしたとき、一酸化
炭素ガス濃度が0ppm以上500以下ppmの範囲で
は感度が高い測定が可能であるが、500ppm超10
00ppmの濃度範囲では感度が低いことが判る。
【0014】一方、ヒータ電圧を高く(Hi)設定して
センサ温度を450℃としたとき、0〜3000ppm
の一酸化炭素を含む試料ガスに対するセンサ出力を図5
に示した。図5より、ヒータ電圧をHiに設定したとき
には500ppm超の範囲でも高い精度を有する測定が
行えることが判る。
【0015】次にこのセンサの応答性について示す。図
6はヒータ電圧をLoとしたときの200ppmの一酸
化炭素を含む試料ガスに対する応答性を示す図である。
図中経過時間30秒の時にこのセンサを試料ガスに露出
したときの結果である。図6より露出後15秒でセンサ
出力は実質安定し、25秒で安定することが判る。
【0016】一方、図7はヒータ電圧をHiとしたとき
の1000ppmの一酸化炭素を含む試料ガスに対する
応答性を同様に調べた結果を示す図である。図より、ヒ
ータ電圧をLoとしたときと同様、露出後15秒でセン
サ出力は実質安定し、25秒で安定することが判る。
【0017】さらに、センサ温度を、高低2段交互に切
り替えた時の結果について説明する。図8はヒータ電圧
をHi、Loと切り替えたときの結果を示す図である。
なお、用いた試料ガスは1000ppmの一酸化炭素を
含むもので、図中経過時間が30秒のときにセンサをこ
のガスに露出した。図8より、センサ温度を高低2段交
互に切り替えたとき、センサ出力の応答性は良好で、セ
ンサ温度の切り替えに良好に追随できることが判る。な
お、この結果から、センサ温度を高低交互に切り替えた
とき、図4及び図5のガス濃度−センサ出力の関係を検
量線とすることにより、一酸化炭素の測定が高濃度領域
まで高精度で測定できることが判る
【0018】なお、図9にセンサ温度を高低交互に連続
的に切り替えるときのヒータ電圧のタイミングチャート
を示す。この図に示されたようにヒータ電圧をHi、L
oに交互に設定することで、広い範囲で一酸化炭素濃度
の測定を精度良く、連続的に測定することが可能とな
る。
【0019】
【発明の効果】本発明により、固体電解質型一酸化炭素
センサを用いた一酸化炭素ガス濃度測定において、従来
困難であった500ppm以上の濃度領域での測定を精
度良く測定することができる。またセンサ温度を少なく
とも高低2段階に連続的に切り替えることにより、上記
利点を生かしながら、連続的な測定を可能とすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】固体電解質型一酸化炭素センサの断面図及びそ
の原理説明図である。
【図2】固体電解質型一酸化炭素センサの上面図であ
る。
【図3】センサの台座への固定状態を示す図(斜視図)
である。
【図4】ヒータ電圧Lo(センサ温度:低)時の一酸化
炭素200ppm及び水素100ppmを含む混合ガス
に対するガス濃度特性を示す図である。
【図5】ヒータ電圧Hi(センサ温度:高)時の一酸化
炭素1000ppm及び水素500ppmを含む混合ガ
スに対するガス濃度特性を示す図である。
【図6】ヒータ電圧Lo(センサ温度:低)時の一酸化
炭素200ppm及び水素100ppmを含む混合ガス
に対するセンサ出力の応答性を示す図である。
【図7】ヒータ電圧Hi(センサ温度:高)時の一酸化
炭素1000ppm及び水素500ppmを含む混合ガ
スに対するセンサ出力の応答性を示す図である。
【図8】ヒータ電圧をHi、Loと交互に切り替えたと
きの1000ppmのCOガスに対するセンサ出力の応
答性を示す図である。
【図9】センサ温度を高低交互に連続的に切り替えると
きのヒータ電圧のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
1a、1b 多孔質白金電極 2 可燃性ガス酸化触媒層 3 安定化ジルコニア 4 アルミナ層 5 ヒーター 6 接続用端子部 7 リード線部 8 台座 9 ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 計 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 矢崎計器株 式会社内 (72)発明者 高島 裕正 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 矢崎計器株 式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体電解質型一酸化炭素センサを検出部
    として用いる一酸化炭素ガス検出駆動方法において、該
    センサの温度を、低濃度領域測定時に低く、高濃度領域
    測定時に高く設定することを特徴とする一酸化炭素ガス
    検出駆動方法。
  2. 【請求項2】 固体電解質型一酸化炭素センサを検出部
    として用いる一酸化炭素ガス検出駆動方法において、該
    センサの温度を高低少なくとも2段切り替え、低温時に
    低濃度領域の測定を行い、高温時に高濃度領域の測定を
    行うことを特徴とする一酸化炭素ガス検出駆動方法。
JP16152397A 1997-06-18 1997-06-18 一酸化炭素ガス検出駆動方法 Expired - Fee Related JP3463848B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16152397A JP3463848B2 (ja) 1997-06-18 1997-06-18 一酸化炭素ガス検出駆動方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16152397A JP3463848B2 (ja) 1997-06-18 1997-06-18 一酸化炭素ガス検出駆動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH116816A true JPH116816A (ja) 1999-01-12
JP3463848B2 JP3463848B2 (ja) 2003-11-05

Family

ID=15736711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16152397A Expired - Fee Related JP3463848B2 (ja) 1997-06-18 1997-06-18 一酸化炭素ガス検出駆動方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3463848B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048747A (ja) * 2000-05-25 2002-02-15 Tokyo Gas Co Ltd 一酸化炭素センサ複合素子、一酸化炭素濃度計および一酸化炭素センサ
JP2006047275A (ja) * 2004-06-29 2006-02-16 Honda Motor Co Ltd ガス検出装置
JP2010091299A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Ngk Spark Plug Co Ltd 可燃性ガス検出装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048747A (ja) * 2000-05-25 2002-02-15 Tokyo Gas Co Ltd 一酸化炭素センサ複合素子、一酸化炭素濃度計および一酸化炭素センサ
JP2006047275A (ja) * 2004-06-29 2006-02-16 Honda Motor Co Ltd ガス検出装置
JP2010091299A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Ngk Spark Plug Co Ltd 可燃性ガス検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3463848B2 (ja) 2003-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3871497B2 (ja) ガスセンサ
EP0194082B1 (en) Method of determining concentration of a component in gases and electrochemical device suitable for practicing the method
US4927517A (en) NOx sensor having catalyst for decomposing NOx
US4902400A (en) Gas sensing element
US4441981A (en) Gas sensor
JPWO1998012550A1 (ja) ガスセンサ
US20030116448A1 (en) Gas sensor element, production method, and reconditioning method thereof
US4828673A (en) Apparatus for measuring combustible gas concentration in flue gas
EP0987548B1 (en) Gas sensor
CA2068131A1 (en) Apparatus for sensing oxides of nitrogen
US5608154A (en) Carbon monoxide sensor
JP3827721B2 (ja) 混合気中の窒素酸化物を測定するための電気化学センサ
JP4625261B2 (ja) ガスセンサのセンサ素子
US4428817A (en) Sensor cell structure for oxygen-combustibles gas mixture sensor
JPH116816A (ja) 一酸化炭素ガス検出駆動方法
EP0178149B1 (en) Method of detecting oxygen partial pressure
US5221445A (en) Method for determining identification and concentration of an atmospheric component
JPH11304752A (ja) 一酸化炭素センサおよびそのエージング方法
JP2512548B2 (ja) 酸素センサの多孔質保護層の検査方法
JP3343883B2 (ja) 一酸化炭素センサのクリーニング方法および一酸化炭素検知器
JP2881947B2 (ja) ジルコニアセンサー
JPH06242060A (ja) 炭化水素センサ
JP3371358B2 (ja) 酸素ガス・一酸化炭素ガスセンサ、酸素・一酸化炭素測定装置及び酸素・一酸化炭素測定方法
RU2053506C1 (ru) Твердоэлектролитный датчик для анализа газов
JP2000171433A (ja) 可燃性ガス濃度測定デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030722

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees