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JP2002318221A - Gas detector - Google Patents

Gas detector

Info

Publication number
JP2002318221A
JP2002318221A JP2001125445A JP2001125445A JP2002318221A JP 2002318221 A JP2002318221 A JP 2002318221A JP 2001125445 A JP2001125445 A JP 2001125445A JP 2001125445 A JP2001125445 A JP 2001125445A JP 2002318221 A JP2002318221 A JP 2002318221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
temperature
constant voltage
voltage circuit
gas
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.)
Pending
Application number
JP2001125445A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Shibuya
誠 渋谷
Masao Maki
正雄 牧
Katsuhiko Uno
克彦 宇野
Takashi Niwa
孝 丹羽
Kunihiro Tsuruta
邦弘 鶴田
Takahiro Umeda
孝裕 梅田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001125445A priority Critical patent/JP2002318221A/en
Publication of JP2002318221A publication Critical patent/JP2002318221A/en
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明のガス検出装置は、センサ素子の温度
を昇温させるヒータに定常的に一定電圧を印可するの
で、昇温させるのに非常に時間がかかることを課題とす
るものである。 【解決手段】 センサ素子2と、ヒータ3を昇温させる
ための定電圧回路4と、制御手段5とヒータ3に流れる
電流を検出する電流検出手段6を有し、制御手段5はガ
スを検知するときのみヒータ3に通電するよう制御し、
定電圧回路4の出力電圧は、センサ素子2がガスを検出
するために必要な温度を保持するために最小限必要な電
圧値よりも高い電圧値とする構成とし、また制御手段5
は電流検出手段6の検出結果により定電圧回路4の電圧
をオンオフさせてヒータ3に電圧を印可し温度を制御す
る構成としたので、より短時間で正確に昇温可能とな
る。
(57) [Problem] To provide a gas detection device of the present invention, since a constant voltage is constantly applied to a heater for raising the temperature of a sensor element, it takes a very long time to raise the temperature. It is assumed that. SOLUTION: It has a sensor element 2, a constant voltage circuit 4 for raising the temperature of a heater 3, a control means 5 and a current detection means 6 for detecting a current flowing through the heater 3, and the control means 5 detects gas. Is controlled so that the heater 3 is energized only when
The output voltage of the constant voltage circuit 4 is configured to have a voltage value higher than a minimum voltage value required to maintain a temperature required for the sensor element 2 to detect gas.
Since the voltage is applied to the heater 3 to control the temperature by turning on and off the voltage of the constant voltage circuit 4 based on the detection result of the current detecting means 6, the temperature can be raised accurately in a shorter time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス検出器の加熱
制御に関するものである。
[0001] The present invention relates to heating control of a gas detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の従来の一酸化炭素を検出するガ
ス検出装置は、例えば特開昭63−78059号公報の
ように検出装置にヒータが備えられており、検出装置が
安定して動作するようにしている。また、特開平11−
6816号公報のようにパルス状の電圧を印可すること
で2つの温度領域で加熱制御されているものもある。さ
らに、小電力化のためにガスを検出するときのみパルス
状の電圧を印可するものも考えられている。これを図8
から図11により説明する。
2. Description of the Related Art A conventional gas detector for detecting carbon monoxide has a heater provided in the detector as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-78059, and operates stably. I am trying to do it. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
As in JP-A-6816, heating is controlled in two temperature regions by applying a pulsed voltage. Further, a method of applying a pulse-like voltage only when detecting gas to reduce power consumption has been considered. This is shown in FIG.
11 will be described with reference to FIG.

【0003】まず、図8を用いてセンサ素子2について
説明する。この例では、例えばアルミナのような耐熱性
絶縁基板7に酸素イオン導電性を示す安定化ジルコニア
のような固体電解質薄膜9を積層している。この安定化
ジルコニア薄膜9上に一対の薄膜白金電極10a、10
bを例えばスパッタリング法等で積層し、さらに白金電
極の一方10bに白金触媒11を積層している。また、
耐熱性絶縁基板7の裏面には白金をスパッタリングで生
成したヒーター薄膜3を生成している。そして、このセ
ンサ素子2により一酸化炭素を検出する。
First, the sensor element 2 will be described with reference to FIG. In this example, a solid electrolyte thin film 9 such as stabilized zirconia showing oxygen ion conductivity is laminated on a heat-resistant insulating substrate 7 such as alumina. On this stabilized zirconia thin film 9, a pair of thin film platinum electrodes 10a, 10a
b is stacked by, for example, a sputtering method, and a platinum catalyst 11 is stacked on one of the platinum electrodes 10b. Also,
On the back surface of the heat-resistant insulating substrate 7, a heater thin film 3 formed by sputtering platinum is formed. Then, the sensor element 2 detects carbon monoxide.

【0004】次にセンサ素子2が一酸化炭素を検知する
動作、作用について説明する。センサ素子2の白金触媒
11を積層した白金電極10bの側では、一酸化炭素は
白金触媒11の作用により酸素ガスと反応して二酸化炭
素ガスとなり消耗して無くなるため、酸素分圧が上昇す
る。一方、白金電極10aの側では、一酸化炭素ガスと
酸素ガスが共存しているため酸素分圧は相対的に低い。
このため、白金電極10bの方が白金電極10aより酸
素ガスの分圧は高くなり、安定化ジルコニア9の中を酸
素イオンが移動し起電力が発生する。この起電力は一酸
化炭素の濃度の対数値に略比例した値が得られる。
Next, the operation and operation of the sensor element 2 for detecting carbon monoxide will be described. On the platinum electrode 10b side of the sensor element 2 on which the platinum catalyst 11 is laminated, carbon monoxide reacts with oxygen gas by the action of the platinum catalyst 11 to become carbon dioxide gas and is consumed and disappears, so that the oxygen partial pressure increases. On the other hand, on the side of the platinum electrode 10a, the oxygen partial pressure is relatively low because the carbon monoxide gas and the oxygen gas coexist.
For this reason, the partial pressure of oxygen gas is higher in the platinum electrode 10b than in the platinum electrode 10a, and oxygen ions move in the stabilized zirconia 9 to generate an electromotive force. This electromotive force has a value substantially proportional to the logarithmic value of the concentration of carbon monoxide.

【0005】また、図9のブロック図に示すように、ガ
ス検出装置14はセンサ素子2と定電圧回路15と制御
回路16とからなり、定電圧回路15はヒータ3に電圧
を印可しヒータ3を昇温させる。そして、センサ素子2
は、安定した起電力を得るためにヒータ3により400
℃〜500℃好ましくは450℃に温度制御されてい
る。
As shown in the block diagram of FIG. 9, the gas detector 14 comprises a sensor element 2, a constant voltage circuit 15, and a control circuit 16, and the constant voltage circuit 15 applies a voltage to the heater 3 and Is heated. And the sensor element 2
Is 400 by the heater 3 in order to obtain a stable electromotive force.
The temperature is controlled at a temperature of from 500C to 500C, preferably 450C.

【0006】図10に示すように、ガスを検出するとき
にはヒータ3にパルス状の矩形波が印可される。その結
果、ヒータは図11に示すようなカーブを描き昇温す
る。そして、充分時間が経過し温度平衡状態に達したと
きに約450℃になるような電圧値にあらかじめ設定さ
れている。
As shown in FIG. 10, when detecting gas, a pulse-shaped rectangular wave is applied to the heater 3. As a result, the heater draws a curve as shown in FIG. The voltage value is set in advance so that the temperature becomes approximately 450 ° C. when a sufficient time has elapsed and the temperature has reached the temperature equilibrium state.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のガス検出器ではセンサが一酸化炭素ガスを検知できる
温度、つまり約450℃になるまでに時間がかかるとい
う課題がある。
However, the above conventional gas detector has a problem that it takes a long time to reach a temperature at which the sensor can detect carbon monoxide gas, that is, about 450 ° C.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、耐熱絶縁性基板と、前記耐熱絶縁性基板に積
層した固体電解質薄膜と、前記固体電解質薄膜に積層し
た一対の白金電極薄膜と、前記白金電極薄膜の一方に積
層した白金触媒と、前記白金電極と前記白金触媒と前記
固体電解質とを昇温させるために耐熱絶縁性基板に積層
したヒータの薄膜で構成されるセンサ素子と、前記ヒー
タを昇温させるための定電圧回路と、前記定電圧回路の
電圧印可時間を制御する制御手段とを有し、ガスを検知
するときにヒータを昇温するよう制御され、前記定電圧
回路を複数回オンオフすることでヒータの温度を制御
し、また前記定電圧回路の電圧値は、センサ素子がガス
を検出するために必要な温度を保持するために最小限必
要な電圧値よりも高い電圧値とする構成とした。
According to the present invention, there is provided a heat-resistant insulating substrate, a solid electrolyte thin film laminated on the heat-resistant insulating substrate, and a pair of platinum electrode thin films laminated on the solid electrolyte thin film. And a platinum catalyst laminated on one of the platinum electrode thin films, and a sensor element composed of a thin film of a heater laminated on a heat-resistant insulating substrate to raise the temperature of the platinum electrode, the platinum catalyst and the solid electrolyte. A constant voltage circuit for raising the temperature of the heater, and control means for controlling a voltage application time of the constant voltage circuit, wherein the constant voltage circuit is controlled to raise the temperature of the heater when gas is detected, The temperature of the heater is controlled by turning the circuit on and off a plurality of times, and the voltage value of the constant voltage circuit is lower than the minimum voltage value required to maintain the temperature required for the sensor element to detect gas. High And configured to the voltage value.

【0009】上記発明によれば、昇温時に高い電圧を印
可して昇温させるので、より短時間で昇温可能となる。
また適温になった時点でオンオフを切り替えて制御する
ので、ヒータの温度が過度に上昇することがない。
According to the above invention, the temperature can be raised in a shorter time because a high voltage is applied during the temperature rise and the temperature is raised.
In addition, since the control is performed by switching on and off when the temperature becomes appropriate, the temperature of the heater does not excessively increase.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1にかかるガス検
出装置は、耐熱絶縁性基板と、前記耐熱絶縁性基板に積
層した固体電解質薄膜と、前記固体電解質薄膜に積層し
た一対の白金電極薄膜と、前記白金電極薄膜の一方に積
層した白金触媒と、前記白金電極と前記白金触媒と前記
固体電解質とを昇温させるために耐熱絶縁性基板に積層
したヒータ薄膜で構成されるセンサ素子と、前記ヒータ
を昇温させるための定電圧回路と、前記定電圧回路の電
圧印可時間を制御する制御手段とを有し、ガスを検知す
るときにヒータを昇温するよう制御され、前記定電圧回
路を複数回オンオフすることでヒータの温度を制御し、
また前記定電圧回路の電圧値は、センサ素子がガスを検
出するために必要な温度を保持するために最小限必要な
電圧値よりも高い電圧値とする構成とした。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A gas detector according to claim 1 of the present invention comprises a heat-resistant insulating substrate, a solid electrolyte thin film laminated on the heat-resistant insulating substrate, and a pair of platinum electrodes laminated on the solid electrolyte thin film. A thin film, a platinum catalyst laminated on one of the platinum electrode thin films, and a sensor element composed of a heater thin film laminated on a heat-resistant insulating substrate to raise the temperature of the platinum electrode, the platinum catalyst and the solid electrolyte. A constant voltage circuit for raising the temperature of the heater, and control means for controlling a voltage application time of the constant voltage circuit, wherein the constant voltage circuit is controlled to raise the temperature of the heater when gas is detected, By controlling the temperature of the heater by turning on and off the circuit several times,
Further, the voltage value of the constant voltage circuit is configured to be higher than a minimum voltage value required for maintaining a temperature required for the sensor element to detect gas.

【0011】そして、昇温時に高い電圧を印可して昇温
させるので、より短時間で昇温可能となる。また適温に
なった時点でオンオフを切り替えて制御するので、ヒー
タの温度が過度に上昇することがない。
[0011] Since a high voltage is applied at the time of heating to raise the temperature, the temperature can be raised in a shorter time. In addition, since the control is performed by switching on and off when the temperature becomes appropriate, the temperature of the heater does not excessively increase.

【0012】本発明の請求項2にかかるガス検出装置
は、ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段を有
し、検出した電流値からヒータの温度を算出しその値か
ら定電圧回路のオフ時間を決定する構成とした。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a gas detecting device having current detecting means for detecting a current flowing through a heater, calculating a temperature of the heater from the detected current value, and calculating an off time of the constant voltage circuit from the calculated value. Is determined.

【0013】そして、適温の範囲で定電圧源のオンオフ
を切り替えて制御できるので、ヒータの温度が過度に上
昇することがない。
[0013] Since the ON / OFF of the constant voltage source can be switched and controlled within an appropriate temperature range, the temperature of the heater does not rise excessively.

【0014】本発明の請求項3にかかるガス検出装置
は、第2の定電圧回路とヒータに流れる電流を検出する
第2の電流検出手段を有し、第1の定電圧回路のオフ時
間に、前記第2の定電圧回路により微弱電圧をヒータに
印可し、そのときの電圧値と電流値から求められるヒー
タ抵抗値より温度を算出する構成とし、ヒータの温度が
低下したら第1の定電圧回路をオンするよう制御する構
成とした。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a gas detecting device comprising a second constant voltage circuit and a second current detecting means for detecting a current flowing through the heater, and a second constant voltage circuit for detecting an off time of the first constant voltage circuit. A weak voltage is applied to the heater by the second constant voltage circuit, and the temperature is calculated from a heater resistance value obtained from the voltage value and the current value at that time. The circuit is controlled to be turned on.

【0015】そして、第1の定電圧回路がオフしている
間も第2の定電圧回路と第2の電流検出手段によりヒー
タの温度を検出するので、より正確にヒータの温度を制
御することができる。
Further, since the heater temperature is detected by the second constant voltage circuit and the second current detecting means even while the first constant voltage circuit is off, the heater temperature can be controlled more accurately. Can be.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】(実施例1)図1は本発明の実施例1のガ
ス検出装置1センサ素子2の側面断面図、図2はブロッ
ク図、図3はヒータ3に印可する電圧を示す図、図4
は、ヒータ3の温度上昇カーブを示す図である。なお、
本実施例において、従来例と同様の動作作用を示すもの
については説明を省略する。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a side sectional view of a sensor element 2 of a gas detection device 1 according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a block diagram, and FIG. 3 is a diagram showing a voltage applied to a heater 3. 4
3 is a diagram showing a temperature rise curve of the heater 3. FIG. In addition,
In this embodiment, a description of the same operation and operation as in the conventional example will be omitted.

【0018】図2に示す、定電圧回路4の出力電圧はヒ
ータ3にその電圧を定常的に印可すると450℃以上の
温度になるような高めの値としている。
The output voltage of the constant voltage circuit 4 shown in FIG. 2 is set to a higher value so that the temperature becomes 450 ° C. or more when the voltage is constantly applied to the heater 3.

【0019】常温からヒータ3を昇温させるときは、制
御手段5はまず定電圧回路4をオンしヒータ3が約45
0℃になるまで電圧を印可し続ける。その後、定電圧回
路4をオンオフすることでヒータ3を約450℃に保つ
ように制御される。そのとき、電流検出手段6によりヒ
ータ3に流れる電流を検出しており、ヒータ3にかかる
電圧値とヒータ3に流れる電流値からヒータ抵抗値を算
出する。ヒータ3は白金抵抗体なのでその抵抗値は正の
温度特性を持っており、算出したヒータ抵抗値よりヒー
タの温度が分かる。ヒータ3の温度は例えば450℃±
10℃程度の範囲で制御される。そのときは、ヒータ3
の温度が455℃になったときに定電圧回路4をオフ
し、445℃になったときに定電圧回路4とオンするよ
う制御する。このとき定電圧回路4をオフする時間は4
55℃から10K温度が低下する自然冷却による放熱を
考慮し計算するものとする。そのときのヒータ3に印可
される電圧波形を表したのが図3で、パルス状の矩形波
がヒータに印可される。そのときのヒータ3の温度上昇
カーブは図4に示すように常温から455℃までは連続
的に上昇し、それ以降は図3の電圧パルスのオンオフに
従って455℃から445℃の間を上下するよう制御さ
れている。そして、ガスの検知は、ヒータ3の温度が約
450℃に制御されている間に行う。
When the temperature of the heater 3 is raised from the normal temperature, the control means 5 first turns on the constant voltage circuit 4 and the heater 3
Continue applying voltage until it reaches 0 ° C. Thereafter, the heater 3 is controlled to be maintained at about 450 ° C. by turning on and off the constant voltage circuit 4. At this time, the current flowing through the heater 3 is detected by the current detecting means 6, and the heater resistance value is calculated from the voltage value applied to the heater 3 and the current value flowing through the heater 3. Since the heater 3 is a platinum resistor, its resistance has a positive temperature characteristic, and the heater temperature can be determined from the calculated heater resistance. The temperature of the heater 3 is, for example, 450 ° C. ±
It is controlled within a range of about 10 ° C. At that time, heater 3
The constant voltage circuit 4 is controlled to be turned off when the temperature reaches 455 ° C. and to be turned on when the temperature reaches 445 ° C. At this time, the time for turning off the constant voltage circuit 4 is 4
The calculation shall be made in consideration of heat radiation by natural cooling in which the temperature is reduced from 55 ° C. to 10 K. FIG. 3 shows a voltage waveform applied to the heater 3 at that time, and a pulse-like rectangular wave is applied to the heater. At this time, the temperature rise curve of the heater 3 continuously rises from room temperature to 455 ° C. as shown in FIG. 4, and thereafter rises and falls between 455 ° C. and 445 ° C. according to the ON / OFF of the voltage pulse in FIG. Is controlled. The detection of gas is performed while the temperature of the heater 3 is controlled to about 450 ° C.

【0020】従って、以上説明したように、昇温時に高
い電圧を印可して昇温させるので、より短時間で昇温可
能となる。また適温になった時点でオンオフを切り替え
て制御するので、ヒータ3の温度が過度に上昇すること
がない。
Therefore, as described above, since a high voltage is applied at the time of heating to increase the temperature, the temperature can be increased in a shorter time. In addition, since the control is performed by switching on and off when the temperature becomes appropriate, the temperature of the heater 3 does not rise excessively.

【0021】尚、本実施例では、ヒータの温度は例えば
450℃±10℃程度の範囲で制御される例を説明した
が、本発明はこれに限られることなくより狭い温度範囲
例えば450℃±2℃程度の範囲になるようより細かく
制御されても良い。
In this embodiment, an example in which the temperature of the heater is controlled in a range of, for example, about 450 ° C. ± 10 ° C. has been described. However, the present invention is not limited to this. It may be finely controlled to be in the range of about 2 ° C.

【0022】尚、図5のように耐熱絶縁性基板7の上に
ヒータ薄膜3、耐熱絶縁薄膜8、固体電解質薄膜9、白
金電極薄膜10a、10b、白金触媒11の順に積層し
たセンサ素子でも同様の制御をすることで同様の効果が
あることは言うまでもない。
As shown in FIG. 5, a sensor element in which a heater thin film 3, a heat resistant insulating thin film 8, a solid electrolyte thin film 9, platinum electrode thin films 10a and 10b, and a platinum catalyst 11 are stacked in this order on a heat resistant insulating substrate 7 is also used. It is needless to say that the same effect can be obtained by controlling.

【0023】ここで説明した定電圧回路4とは例えば電
池、または3端子レギュレター、1組、DC−DCコン
バータ、AC電源と直流化回路の組み合わせなどであ
る。
The constant voltage circuit 4 described here is, for example, a battery, a three-terminal regulator, one set, a DC-DC converter, a combination of an AC power supply and a DC conversion circuit, and the like.

【0024】(実施例2)本発明実施例2が実施例1と
異なる点は、図6に示すように、第2の定電圧回路12
を有し、第1の定電圧回路4がオフしている間にヒータ
3に微弱な電圧を印可する点である。このときに第2の
定電圧回路12により印可される電圧値は図7に示すよ
うに第1の定電圧回路4による電圧値Aにたいして充分
小さく、ヒータ3の温度上昇に寄与しない程度の小さな
値Bとする。例えば第1の定電圧回路により3〜5V程
度の電圧が印可されているとすると、第2の定電圧回路
12による印可電圧は1V以下、特に0.1V前後が望
ましい。
(Embodiment 2) Embodiment 2 of the present invention is different from Embodiment 1 in that, as shown in FIG.
And that a weak voltage is applied to the heater 3 while the first constant voltage circuit 4 is off. At this time, the voltage value applied by the second constant voltage circuit 12 is sufficiently smaller than the voltage value A by the first constant voltage circuit 4 and small enough not to contribute to the temperature rise of the heater 3 as shown in FIG. B. For example, assuming that a voltage of about 3 to 5 V is applied by the first constant voltage circuit, the applied voltage by the second constant voltage circuit 12 is preferably 1 V or less, particularly about 0.1 V.

【0025】これにより第1の定電圧回路4がオフして
いる間もヒータ3の温度を検出することができる。ヒー
タ3の温度の検出の仕方は実施例1で説明したのと同じ
く、第2の電流検出手段13を備えており、電圧値と電
流値から抵抗値を求める方法である。
Thus, the temperature of the heater 3 can be detected even while the first constant voltage circuit 4 is off. The method of detecting the temperature of the heater 3 is the same as that described in the first embodiment, in which the second current detecting means 13 is provided, and the resistance value is obtained from the voltage value and the current value.

【0026】従って、第1の定電圧回路4のオン時はも
ちろんのことオフ時もヒータ3の温度が検知できるので
より正確にヒータ3の温度制御が可能となる。
Therefore, since the temperature of the heater 3 can be detected not only when the first constant voltage circuit 4 is turned on but also when it is turned off, the temperature of the heater 3 can be more accurately controlled.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
係るガス検出装置は、昇温時に高い電圧を印可して昇温
させるので、より短時間で昇温可能となる。また適温に
なった時点でオンオフを切り替えて制御するので、ヒー
タの温度が過度に上昇することがないという効果があ
る。
As described above, the gas detecting device according to the first aspect of the present invention increases the temperature by applying a high voltage when the temperature is raised, so that the temperature can be raised in a shorter time. Further, since the control is performed by switching on and off when the temperature reaches an appropriate temperature, there is an effect that the temperature of the heater does not excessively increase.

【0028】また、請求項2に係るガス検出装置は、適
切な温度範囲で定電圧源のオンオフを切り替えて制御で
きる。
The gas detector according to the second aspect can control the constant voltage source by switching on and off within an appropriate temperature range.

【0029】また、請求項3に係るガス検出装置は、第
1の定電圧回路のオン時はもちろんのことオフ時もヒー
タの温度が検知できるのでより正確にヒータの温度制御
が可能となる。
In the gas detector according to the third aspect, the temperature of the heater can be detected not only when the first constant voltage circuit is turned on but also when the first constant voltage circuit is turned off, so that the temperature of the heater can be more accurately controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1におけるガス検出装置の側面
断面図
FIG. 1 is a side sectional view of a gas detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同ガス検出装置のブロック図FIG. 2 is a block diagram of the gas detector.

【図3】同ガス検出装置のヒータに印可する電圧を示す
FIG. 3 is a diagram showing a voltage applied to a heater of the gas detection device.

【図4】同ガス検出装置のヒータの温度上昇を示す図FIG. 4 is a diagram showing a temperature rise of a heater of the gas detection device.

【図5】実施例1における別の形態のガス検出装置の側
面断面図
FIG. 5 is a side cross-sectional view of another example of the gas detection device according to the first embodiment.

【図6】実施例2におけるガス検出装置のブロック図FIG. 6 is a block diagram of a gas detection device according to a second embodiment.

【図7】同ガス検出器のヒータに印可する電圧を示す図FIG. 7 is a diagram showing a voltage applied to a heater of the gas detector.

【図8】従来のガス検出装置の側面断面図FIG. 8 is a side sectional view of a conventional gas detector.

【図9】従来のガス検出装置のブロック図FIG. 9 is a block diagram of a conventional gas detection device.

【図10】従来のガス検出器のヒータに印可する電圧を
示す図
FIG. 10 is a diagram showing a voltage applied to a heater of a conventional gas detector.

【図11】従来のガス検出器のヒータの温度上昇を示す
FIG. 11 is a diagram showing a temperature rise of a heater of a conventional gas detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガス検出装置 2 センサ素子 3 ヒータ 4 定電圧回路 5 制御手段 6 電流検出手段 7 耐熱絶縁性基板 9 固体電解質薄膜 10a、10b白金電極薄膜 11 白金触媒 12 第2の定電圧電源 13 第2の電流検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas detector 2 Sensor element 3 Heater 4 Constant voltage circuit 5 Control means 6 Current detecting means 7 Heat resistant insulating substrate 9 Solid electrolyte thin film 10 a, 10 b platinum electrode thin film 11 Platinum catalyst 12 Second constant voltage power supply 13 Second current Detection means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 克彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 丹羽 孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鶴田 邦弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 梅田 孝裕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2G004 BB04 BE04 BE22 BF05 BF07 BJ03 BK04 BL08 BM04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Katsuhiko Uno 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Kunihiro Tsuruta 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Takahiro Umeda 1006 Odaka, Kazuma Kadoma, Osaka Pref. BF05 BF07 BJ03 BK04 BL08 BM04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 耐熱絶縁性基板と、前記耐熱絶縁性基板
に積層した固体電解質薄膜と、前記固体電解質薄膜に積
層した一対の白金電極薄膜と、前記白金電極薄膜の一方
に積層した白金触媒と、前記白金電極と前記白金触媒と
前記固体電解質とを昇温させるために耐熱絶縁性基板に
積層したヒータの薄膜で構成されるセンサ素子と、前記
ヒータを昇温させるための定電圧回路と、前記定電圧回
路の電圧印可時間を制御する制御手段とを有し、ガスを
検知するときにヒータを昇温するよう制御され、前記定
電圧回路を複数回オンオフすることでヒータの温度を制
御し、また前記定電圧回路の電圧値は、センサ素子がガ
スを検出するために必要な温度を保持するために最小限
必要な電圧値よりも高い電圧値とする構成とした一酸化
炭素ガスを検出するガス検出装置。
1. A heat-resistant insulating substrate, a solid electrolyte thin film laminated on the heat-resistant insulating substrate, a pair of platinum electrode thin films laminated on the solid electrolyte thin film, and a platinum catalyst laminated on one of the platinum electrode thin films. A sensor element composed of a thin film of a heater laminated on a heat-resistant insulating substrate to raise the temperature of the platinum electrode, the platinum catalyst, and the solid electrolyte, and a constant voltage circuit for raising the temperature of the heater, Control means for controlling the voltage application time of the constant voltage circuit, the temperature of the heater is controlled by turning on and off the constant voltage circuit a plurality of times, when the gas is detected, the temperature of the heater is controlled. In addition, the voltage value of the constant voltage circuit is configured to be a voltage value higher than a minimum voltage value required to maintain a temperature required for the sensor element to detect the gas, and the carbon monoxide gas is detected. Do Gas detector.
【請求項2】 ヒータに流れる電流を検出する電流検出
手段を有し、検出した電流値からヒータの温度を算出し
その値から定電圧回路のオフ時間を決定する請求項1記
載のガス検出装置。
2. The gas detection device according to claim 1, further comprising current detection means for detecting a current flowing through the heater, calculating a temperature of the heater from the detected current value, and determining an off time of the constant voltage circuit from the calculated value. .
【請求項3】 第2の定電圧回路とヒータに流れる電流
を検出する第2の電流検出回路を有し、第1の定電圧回
路のオフ時間に、前記第2の定電圧回路により微弱電圧
をヒータに印可し、そのときの電圧値と電流値から求め
られるヒータ抵抗値より温度を算出する構成とし、ヒー
タの温度が低下したら第1の定電圧回路をオンするよう
制御する請求項1記載のガス検出装置。
And a second current detecting circuit for detecting a current flowing through the heater, wherein the second constant voltage circuit detects a weak voltage when the first constant voltage circuit is turned off. And applying a control to turn on the first constant voltage circuit when the temperature of the heater is lowered, wherein the temperature is calculated from a heater resistance value obtained from the voltage value and the current value at that time. Gas detector.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024561A (en) * 2003-07-03 2005-01-27 Sulzer Hexis Ag Measuring device for monitoring residual oxygen in exhaust gas

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