JP2004020377A

JP2004020377A - 接触燃焼式ガスセンサ

Info

Publication number: JP2004020377A
Application number: JP2002175622A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sasaki; 佐々木　孝; Tsutomu Eguchi; 江口　強
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】シリコン化合物による触媒の被毒を防止し、可燃性ガスの検出感度を良好に維持することが可能な接触燃焼式ガスセンサを提供する。
【解決手段】触媒を担持する金属酸化物焼結体を測温抵抗体に付着させてなるガス検知素子と、触媒を担持しない金属酸化物を測温抵抗体に付着させてなる補償素子と、ガス検知素子および補償素子とに一定の電圧を印加する電源と、ガス検知素子および補償素子が収められ、かつ可燃性ガスの入口が設けられた容器とからなる接触式ガスセンサにおいて、シリコンまたはシリコン化合物に被毒される材料を含んだシリコントラップフィルタを、可燃性ガスの入口に設ける。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素ガス等の可燃性ガスを検知する接触燃焼式ガスセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な接触燃焼式ガスセンサとしては、例えば、図２に示すような構成のものが知られている。筒状容器１１の各端部には、ベース部１２と焼結フィルタ１３がそれぞれに配置されている。そして、このベース部１２には、筒状容器１１の内部に向かって、可燃性ガスを検知する素子等から構成されたブリッジ回路部１４が固定され、電源１５にこのブリッジ回路部１４が接続されている。このブリッジ回路部１４には、可燃性ガスに対して活性な触媒を担持した金属酸化物焼結体により白金コイル等の測温抵抗体を覆った構造のガス検知素子と、可燃性ガスに対して活性な触媒を含まない以外はガス検知素子と同様の構造の補償素子とが用いられており、図３に示すように、ガス検知素子２１、補償素子２２および２つの固定抵抗２３，２４が各枝辺に組み込まれ、さらに検出部２５に接続されたブリッジ回路を構成している。
【０００３】
この接触燃焼式ガスセンサには、電源１５により一定の電圧が印加されており、可燃性ガスの非存在下においては、ブリッジ回路は平衡が保たれるように設計されているので、検出部２５では電流が検出されない。そして、可燃性ガスが焼結フィルタ１３から接触燃焼式ガスセンサ内に入り込み、ガス検知素子２１に接触すると、可燃性ガスの燃焼が起こり、その燃焼熱により測温抵抗体の電気抵抗値が増加する。これに対し、補償素子２２においては、可燃性ガスが接触しても燃焼が起こらず温度変化が生じない。その結果、ブリッジ回路の平衡がくずれて、可燃性ガスの濃度に比例した不平衡電流が検出部２５に流れるため、この電流の測定により可燃性ガス濃度を検出することができる。
【０００４】
このような接触燃焼式ガスセンサは、環境温度および湿度の影響をほとんど受けることが無く、広い濃度範囲でほぼ直線的に検出でき、可燃性ガス検出の精度および再現性が優れており、さらに、消費電力が小さく、機器を小型化することができるため、各分野に広く利用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の接触燃焼式ガスセンサは、雰囲気中のシリコン化合物、特に、車両に用いた場合には、車両内の様々な部品から飛散してくるシリコン化合物によって検知素子の触媒が被毒され、可燃性ガスの検出感度が低下してしまうという問題を有していた。また、上記のシリコン化合物による被毒は、接触燃焼式ガスセンサへの通電により、触媒で選択的に生じるという問題もあった。
【０００６】
したがって、本発明は、シリコン化合物による触媒の被毒を防止し、可燃性ガスの検出感度を良好に維持することが可能な接触燃焼式ガスセンサを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の接触燃焼式ガスセンサは、触媒を担持する金属酸化物焼結体を測温抵抗体に付着させてなるガス検知素子と、触媒を担持しない金属酸化物を測温抵抗体に付着させてなる補償素子と、ガス検知素子および補償素子とに一定の電圧を印加する電源と、ガス検知素子および補償素子が収められ、かつ可燃性ガスの入口が設けられた容器と、可燃性ガスの入口に設けられた、シリコンまたはシリコン化合物に被毒される材料を含んだシリコントラップフィルタとからなることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の接触燃焼式ガスセンサにおいては、シリコントラップフィルタ中に抵抗体が設けられており、この抵抗体が、ガス検知素子および補償素子と並列に、電源に接続されていることが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、シリコンまたはシリコン化合物に被毒される材料を含んだシリコントラップフィルタを、可燃性ガスの入口に設けることによって、雰囲気中のシリコン化合物がシリコントラップフィルタにおける触媒の被毒に消費されるため、ガス検知素子における触媒が被毒されることがなく、可燃性ガスの検出感度を良好に維持することができるという効果を奏する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の接触燃焼式ガスセンサについてさらに詳細に説明する。
本発明の接触燃焼式ガスセンサにおいては、触媒を担持する金属酸化物焼結体の担体を測温抵抗体に付着させてなるガス検知素子と、触媒を担持しない金属酸化物を測温抵抗体に付着させてなる補償素子とが用いられている。これらの素子に用いられる金属酸化物としては、アルミナまたはゼオライトから選ばれた少なくとも１種類が挙げられるが、同じ金属酸化物である必要はない。また、ガス検知素子に用いられる触媒としては、検出する可燃性ガスの種類によって、白金、ルテニウム、およびロジウムの群から適宜選択することが好ましい。
【００１１】
上記のガス検知素子および補償素子を作製する方法としては、例えば、まず、直径６０μｍの白金線を、外径０．６ｍｍに１０回巻いて長さ１．５ｍｍのコイルを作製する。次いで、この白金コイルに、アルミナのペーストを付着させ、８００℃で焼成して白金コイルにアルミナ担体を固着させることにより、補償素子が作製される。次に、このアルミナ焼結担体を塩化白金酸水溶液に浸漬し、引き上げた後、６００℃で加熱分解して白金触媒をアルミナ焼結担体に担持させることにより、ガス検知素子が作製される。
【００１２】
上記のようにして得られたガス検知素子および補償素子は、前述したように、２つの固定抵抗とともに、電源により一定の電圧が印加された状態で平衡が保たれたブリッジ回路を構成し、本発明の接触燃焼式ガスセンサが形成される。この接触燃焼式ガスセンサにおいては、焼結フィルタからセンサ内部に可燃性ガスが入り込み、ガス検知素子に接触すると、触媒の存在により燃焼され、その燃焼熱により測温抵抗体の電気抵抗値を増加させる。一方、補償素子には触媒が含まれていないため、可燃性ガスが接触しても燃焼が起こらない。その結果、ブリッジ回路における平衡がくずれ、この時可燃性ガスの濃度に比例して生じる不平衡電流によって、可燃性ガス濃度が検出される。
【００１３】
ここで、本発明の接触燃焼式ガスセンサは、図１に示すように、ガス検知素子および補償素子等からなるブリッジ回路１４が収められ、かつ可燃性ガスの入口部に焼結フィルタ１３を設けた筒状容器１１からなり、この焼結フィルタ上に、シリコントラップフィルタ１６が設けられている。このシリコントラップフィルタ１６は、シリコンまたはシリコン化合物に被毒される材料を含んで形成され、ポーラス状に構成されている。そして、本発明の接触燃焼式ガスセンサ内に入り込む全てのガスは、このトラップフィルタ１６を通過するため、ガス検知素子における触媒を被毒し得るシリコン化合物がこのシリコントラップフィルタ１６における触媒の被毒に消費される。そのため、本発明の接触燃焼式ガスセンサ内にシリコン化合物１７が入り込むことを防止することができ、ガス検知素子における触媒が被毒されることがなく、可燃性ガスの検出感度を良好に維持することができる。
【００１４】
また、本発明の接触燃焼式ガスセンサにおけるシリコントラップフィルタ１６には、導電線１８等の通電機能を備えることが好ましい。このようにして、シリコントラップフィルタ１６を通電させ、温度を上げることにより、シリコントラップフィルタ１６における触媒を通電状態のガス検知素子における触媒とほぼ同等の環境条件とし、トラップフィルタ１６における触媒の被毒をさらに促進することができ、ガス検知素子における触媒を被毒し得るシリコン化合物を確実に捉えることができる。
【００１５】
本発明の接触燃焼式ガスセンサは、このような特徴を有するものであれば、図１に示した構成に限定されるものではなく、一般公知の接触燃焼式ガスセンサの構成に適用することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の接触燃焼式ガスセンサによれば、シリコンまたはシリコン化合物に被毒される材料を含んだシリコントラップフィルタを可燃性ガスの入口に設けることによって、雰囲気中のシリコン化合物がシリコントラップフィルタにおける触媒の被毒に消費されるため、ガス検知素子における触媒が被毒されることがなく、可燃性ガスの検出感度を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接触燃焼式ガスセンサの一例の構成を模式的に示した図である。
【図２】従来の接触燃焼式ガスセンサの一例を模式的に示した図である。
【図３】接触燃焼式ガスセンサのブリッジ回路を示した図である。
【符号の説明】
１１…筒状容器、１２…ベース、１３…焼結フィルタ、１４…ブリッジ回路部、１５…電源、１６…シリコントラップフィルタ、
１７…トラップされたシリコン化合物、１８…導電線、２１…ガス検知素子、
２２…補償素子、２３，２４…固定抵抗、２５…検出部。

Claims

触媒を担持する金属酸化物焼結体を測温抵抗体に付着させてなるガス検知素子と、
触媒を担持しない金属酸化物を測温抵抗体に付着させてなる補償素子と、
前記ガス検知素子および前記補償素子とに一定の電圧を印加する電源と、
前記ガス検知素子および前記補償素子が収められ、かつ可燃性ガスの入口が設けられた容器と、
前記可燃性ガスの入口に設けられた、シリコンまたはシリコン化合物に被毒される材料を含んだシリコントラップフィルタとからなることを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
前記シリコントラップフィルタ中には、抵抗体が設けられており、この抵抗体は、前記ガス検知素子および前記補償素子と並列に、電源に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の接触燃焼式ガスセンサ。