(57)【要約】【課題】消費電流が少なく、ガス濃度を感度良く検知できるガスセンサを提供する。【解決手段】屈曲振動する振動腕１１と振動腕１１に連結される基部１２とを備えた水晶振動片１０と、水晶振動片１０に形成された励振電極１３，１４と、水晶振動片１０に形成されガスに反応して発熱する水素反応触媒膜１６と、水晶振動片１０を励振させる発振回路と、を備え、水素反応触媒膜１６の発熱による水晶振動片１０の温度変化を周波数信号として検出する。【選択図】図１
2008224581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲振動する振動腕と該振動腕に連結される基部とを備えた圧電振動片と、
前記圧電振動片に形成された励振電極と、
前記圧電振動片に形成されガスに反応して発熱するガス反応触媒膜と、
前記圧電振動片を励振させる発振回路と、を備え、
前記ガス反応触媒膜の発熱による前記圧電振動片の温度変化を周波数信号として検出す
ることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサにおいて、
前記ガス反応触媒膜が前記圧電振動片の基部の少なくとも一部に備えられたことを特徴
とするガスセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載のガスセンサにおいて、
前記ガス反応触媒膜が前記圧電振動片における励振電極の表面の少なくとも一部に備え
られたことを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
請求項１に記載のガスセンサにおいて、
前記ガス反応触媒膜が前記圧電振動片の励振電極を覆い形成された絶縁膜の上に備えら
れたことを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガスセンサにおいて、
前記ガス反応触媒膜は白金またはパラジウムから選択される材料で形成されていること
を特徴とするガスセンサ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガスセンサにおいて、
前記圧電振動片が水晶振動片であることを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
請求項６に記載のガスセンサにおいて、
水晶の結晶の電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光学軸をＺ軸として、
Ｘ軸とＹ軸の作る平面を主面とするＺ板をＸ軸の回りに反時計方向にθ°回転してでき
る水晶基板から、前記Ｚ板におけるＹ軸の回転後の軸であるＹ´軸に平行に前記水晶振動
片の振動腕が延在して形成されている前記水晶振動片であって、
θ＝２８〜３８（°）、または、θ＝−１７〜−３６（°）、
であることを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスと触媒媒質との触媒反応における発熱を利用する接触燃焼式のガスセン
サに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、用途に応じたガスを検出するガスセンサが実用化されている。特に可燃性ガ
スを検出するガスセンサは、使用上の安全性を確保する上での重要なセンサと位置付けら
れている。
近年、環境負荷を低減するために自動車用、家庭用として燃料電池の開発が進んでいる
。燃料電池は水素を燃料とするため、水素ガスのガス漏れを検知することが燃料電池を安
全に使用する際の重要な事項である。このガス漏れの検知は水素センサによって行われ、
水素ガスに応答し、約０．０５〜５％程度の水素濃度を定量的に検知する水素センサが必
要である。
【０００３】
現在、水素センサとして金属酸化物焼結体型半導体センサ、接触燃焼式センサなどが知
られている。
金属酸化物焼結体型半導体センサは、半導体表面のガスの吸着現象による電気抵抗の変
化を利用し、固定抵抗と対にしたブリッジ回路を構成して、この変化を電圧として検出す
るものである。
また、接触燃焼式センサは、ガスの検出機能を持つ物質の表面での接触燃焼現象による
発熱を利用し、この温度変化から電気抵抗の変化を固定抵抗と対にしたブリッジ回路から
電圧として検出するものである。
【０００４】
例えば、接触燃焼式水素センサの一例として特許文献１に示すように、触媒媒質として
の水素反応触媒層と該水素反応触媒層の発熱温度を検知する薄膜サーミスタが絶縁層を介
して積層され、この素子を用いてブリッジ回路を構成し、ブリッジ電圧を検出することで
水素濃度を検知可能としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９８７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の水素センサなどのガスセンサはブリッジ回路などから電圧を検出
するため消費電流が大きく、また、検出される電圧の変化が微小なためガス濃度を感度良
く検知できないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、消費電流が少な
く、ガス濃度を感度良く検知できるガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のガスセンサは、屈曲振動する振動腕と該振動腕に
連結される基部とを備えた圧電振動片と、前記圧電振動片に形成された励振電極と、前記
圧電振動片に形成されガスに反応して発熱するガス反応触媒膜と、前記圧電振動片を励振
させる発振回路と、を備え、前記ガス反応触媒膜の発熱による前記圧電振動片の温度変化
を周波数信号として検出することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、圧電振動片に形成されたガス反応触媒膜にガスが接触して発熱し、
この熱により圧電振動片の温度が上昇する。圧電振動片は、温度により固有周波数が変化
する特性を有しているため、圧電振動片の温度上昇に伴い周波数が変化する。そして、周
波数の変化を検知することで、ガスの存在またはガスの濃度を検知することが可能となる
。
また、本発明のガスセンサは圧電振動片の温度に起因する周波数信号を検出してガスを
検知することができることから、従来の電圧を検出してガスを検知する方法に比べて消費
電流が少なく、また、感度の良いガスセンサを得ることができる。
【００１０】
本発明では、前記ガス反応触媒膜が前記圧電振動片の基部の少なくとも一部に備えられ
たことが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、振動に関与しない基部にガス反応触媒膜を設けることから、圧電振
動片の設計上の制約を受けることなく、ガス反応触媒膜を設けるスペースを確保すること
ができる。
【００１２】
本発明では、前記ガス反応触媒膜が前記圧電振動片における励振電極の表面の少なくと
も一部に備えられていても良い。
【００１３】
この構成によれば、圧電振動片の表面で大きな面積を占める励振電極上にガス反応触媒
膜を設けることから、広い面積にガス反応触媒膜を形成することが可能であり、ガスによ
る発熱を充分に圧電振動片に伝達することができる。このことから、圧電振動片全体の温
度上昇に時間がかからず、応答性および感度の優れたガスセンサを提供できる。
【００１４】
また、本発明のガスセンサは、前記ガス反応触媒膜が前記圧電振動片における励振電極
を覆い形成された絶縁膜の上に備えられていても良い。
【００１５】
この構成によれば、絶縁膜を介してガス反応触媒膜が設けられることから、励振電極と
ガス反応触媒膜との短絡を防止し、より広い面積にガス反応触媒膜を配置することができ
る。このことから、ガスによる発熱を充分に圧電振動片に伝達することができ、圧電振動
片全体の温度上昇に時間がかからず、応答性および感度の優れたガスセンサを提供できる
。
【００１６】
本発明のガスセンサは、前記ガス反応触媒膜は白金またはパラジウムから選択される材
料で形成されていることが望ましい。
【００１７】
この構成によれば、ガス反応触媒膜として白金またはパラジウムを利用することで、高
い水素選択性を持ち、水素を含まない他の可燃性ガスにほとんど応答しないガス反応触媒
膜を構成することができる。
【００１８】
本発明のガスセンサは、前記圧電振動片が水晶振動片であることが望ましい。
【００１９】
この構成によれば、水晶は加工性が良く量産に適し、また、水晶の主面のカット角（切
断方位）を適宜選択することで水晶振動片の温度感度係数を調整できる。つまり、水晶の
主面のカット角を適宜選択することで温度に対する良好な感度を得ることができ、ひいて
は、ガス濃度を感度良く検知でき、かつ量産性に優れたガスセンサを提供することができ
る。
【００２０】
本発明のガスセンサは、水晶の結晶の電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光学軸をＺ軸とし
て、Ｘ軸とＹ軸の作る平面を主面とするＺ板をＸ軸の回りに反時計方向にθ°回転してで
きる水晶基板から、前記Ｚ板におけるＹ軸の回転後の軸であるＹ´軸に平行に前記水晶振
動片の振動腕が延在して形成されている前記水晶振動片であって、θ＝２８〜３８（°）
、または、θ＝−１７〜−３６（°）、であることが望ましい。
【００２１】
この構成によれば、温度感度係数の絶対値が３０〜６０ｐｐｍ／℃の水晶振動片を構成
することができ、ガス濃度に対応する発熱を効率よく検出でき、ガス濃度の検知感度に優
れたガスセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化したガスセンサの実施形態について水素分子を検出する水素セン
サを例にとり、図面に従って説明する。
（第１の実施形態）
【００２３】
図１は、本実施形態の水素センサに係る水素反応検出素子の構成を示し、図１（ａ）は
模式平面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う模式断面図である。
水素反応検出素子３には、水晶を材料とする圧電振動片としての水晶振動片１０が用い
られている。水晶振動片１０は２本の振動腕１１と、この振動腕１１を連結する基部１２
を備え、振動腕１１から基部１２にかけて金（Ａｕ）などからなる励振電極１３，１４が
表裏に形成されている。この水晶振動片１０はいわゆる音叉型水晶振動片と呼ばれ振動腕
１１が屈曲振動するように構成されている。水晶振動片１０の基部１２の端部には励振電
極１３，１４に接続された接続電極１５が形成されている。
また、水晶振動片１０の基部１２における、二つの振動腕１１の間に位置する部分には
白金（Ｐｔ）からなる水素反応触媒膜１６が真空蒸着あるいはスパッタなどの手法により
形成されている。
【００２４】
そして、水晶振動片１０を保持する支持体２０にはリードが貫通し、支持体２０の一方
から伸びるインナーリード２１と水晶振動片１０の接続電極１５とが導電性接着剤２３を
介して接着固定されている。また、支持体２０の他方から伸びるアウターリード２２は、
水晶振動片１０を励振させる発振回路（図示せず）に接続され、水素反応検出素子３と発
振回路から、水素センサが構成されている。
【００２５】
ここで水晶振動片１０のカット角（切断方位）について詳細に説明する。水晶にはカッ
ト角に依存する周波数温度特性があり、このカット角を適宜選択することで所望の温度感
度係数が得られる。本実施形態では屈曲振動モードを励振する音叉型水晶振動片を用いる
。
図２は本実施形態に用いる水晶振動片のカット角を説明する説明図である。
水晶のそれぞれ直交する３つの結晶軸において、電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光学軸
をＺ軸とする。
図２（ａ）に示すように、Ｘ軸とＹ軸の作る平面を主面とするＺ板を、Ｘ軸の回りに反
時計方向にθ°回転してできる水晶基板１ａを用い、Ｚ板におけるＹ軸の回転後の軸であ
るＹ´軸に平行に水晶振動片２ａの振動腕２ｃが延在するように水晶振動片２ａを形成し
ている。このときのカット角θ＝２８〜３８（°）である。
また、図２（ｂ）に示すように、Ｚ板をＸ軸の回りに時計方向θ°回転してできる水晶
基板１ｂを用いることもできる。そして、Ｚ板におけるＹ軸の回転後の軸であるＹ´軸に
平行に水晶振動片２ｂの振動腕２ｃが延在するように水晶振動片２ｂを形成している。こ
こではＺ板をＸ軸の回りに反時計方向の回転を正符号として表示すると、このときのカッ
ト角θ＝−１７〜−３６（°）となる。
【００２６】
次に、上記のようにカット角θを設定した経緯について説明する。
本発明の水素センサは接触燃焼式であることから、水素反応触媒膜に水素ガスが接触し
た際に生ずる発熱を利用している。この発熱により発生する熱量は微量であるため、温度
変化を効率よく検出する必要があり、周波数における温度依存性の高い水晶振動片が望ま
れる。
水晶振動片における固有周波数の温度依存性は、水晶振動片の形状の熱膨張による変化
、弾性定数の温度依存性、熱膨張による密度変化に関係し、これらを考慮して水晶のカッ
ト角を選択することにより決定した。
【００２７】
さらに、水晶のカット角を選定するにあたり以下の点について考慮した。まず、水素濃
度の検出感度を０．１％以下とした場合、水素濃度５％を検出する際の温度変化は２〜３
℃であり、水素濃度０．１％あたり０．０４〜０．０６℃の温度変化となる。ここで、周
波数の検出限界は１ｐｐｍ程度であり、水晶振動片の温度感度（温度感度係数）が３０ｐ
ｐｍ／℃以上あれば、水素濃度０．１％あたり１．２ｐｐｍ以上の周波数変化を得ること
ができる。ここで、１℃の温度変化における周波数変化を周波数偏差で表した値を温度感
度係数（ｐｐｍ／℃）と呼ぶ。
また一方、この温度感度係数を大きくすることは、水素濃度の検出感度を向上させるが
、温度感度係数が大きいと周波数の変動も大きくなり、スプリアスとの結合が心配される
。一般に、主振動に対して±５０００ｐｐｍ程度の変動であればスプリアスを回避できる
設計が可能であり、水素センサの使用温度範囲を５０〜２２０℃とすると、１７０℃の温
度変化で約１００００ｐｐｍの周波数変動の得られる温度感度係数６０ｐｐｍ／℃が上限
であると考えられる。
このことから、温度感度係数の絶対値が３０〜６０ｐｐｍ／℃となる水晶のカット角を
選ぶことが、水素センサに用いる水晶振動片に適しているといえる。
【００２８】
図３は図２の音叉型水晶振動片において、Ｘ軸を回転軸としてθ°回転したときのθ°
と温度感度係数との関係を示すグラフである。
このグラフから、温度感度係数の絶対値が３０〜６０ｐｐｍ／℃のカット角θを選択す
ると、θ＝２８〜３８（°）または、θ＝−１７〜−３６（°）となる。
【００２９】
以上のような構成の水素センサにおいて、水素反応検出素子３は、例えばカット角θ＝
−１７（°）の場合、図４に示すような周波数温度特性を示す。このグラフによれば水素
反応検出素子３は水晶振動片１０の温度が上昇するに従い、周波数が低下していく傾向に
あることが分かる。
図１に戻り、このような特性をもつ水素反応検出素子３を備えた水素センサは、水素反
応触媒膜１６に水素を含むガスが接触して発熱し、その熱が水晶振動片１０に伝わり、水
晶振動片１０の温度が上昇する。発振回路により励振された水晶振動片１０はこの温度に
対応する周波数を発振する。そして、例えば、この検出された周波数と水素が存在しない
状態で励振された周波数との差（周波数シフト）より水素濃度を検知することが可能とな
る。
図５は水晶振動片１０の周波数シフトと水素濃度の相関を示すグラフであり、カット角
θ＝−１７（°）（温度感度係数：−３０ｐｐｍ／℃）、動作温度１００℃の場合である
。このように、周波数シフトは水素濃度に対応し、周波数シフトから水素濃度を検知する
ことができる。
【００３０】
以上ように、本実施形態の水素センサは水晶振動片１０の温度に起因する周波数を検出
して水素ガスの濃度を検知することができることから、従来の電圧を検出して水素ガスの
濃度を検知する方法に比べて消費電流が少なく、また、水素濃度を感度良く検知できる水
素センサを得ることができる。
特に、本実施形態の水素センサは水晶振動片１０のカット角を選択して、水晶振動片１
０の温度感度を３０〜６０ｐｐｍ／℃の範囲に設定すれば、水晶振動片１０のスプリアス
を回避でき、水素反応触媒膜１６の発熱を感度よく検出できる。
（第２の実施形態）
【００３１】
次に、第２の実施形態における水素センサについて説明する。
この水素センサは、水素反応検出素子の構成が第１の実施形態と異なり、この水素反応
検出素子の構成について詳細に説明する。
【００３２】
図６は、本実施形態の水素センサに係る水素反応検出素子の構成を示し、図６（ａ）は
模式平面図、図６（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断線に沿う模式断面図である。
水素反応検出素子４には、水晶を材料とする圧電振動片としての水晶振動片３０が用い
られている。水晶振動片３０は２本の振動腕３１と、この振動腕３１を連結する基部３２
を備え、振動腕３１から基部３２にかけて金（Ａｕ）などからなる励振電極３３，３４が
表裏に形成されている。この水晶振動片３０はいわゆる音叉型水晶振動片と呼ばれ振動腕
３１が屈曲振動するように構成されている。水晶振動片３０の基部３２の端部には励振電
極３３，３４に接続された接続電極３５が形成されている。
さらに、励振電極３３，３４の上には、白金（Ｐｔ）からなる水素反応触媒膜３６が真
空蒸着あるいはスパッタなどの手法により形成されている。
【００３３】
そして、水晶振動片３０を保持する支持体４０にはリードが貫通し、支持体４０の一方
から伸びるインナーリード４１と水晶振動片３０の接続電極３５とが導電性接着剤４３を
介して接着固定されている。また、支持体４０の他方から伸びるアウターリード４２は、
水晶振動片３０を励振させる発振回路（図示せず）に接続され、水素反応検出素子４と発
振回路から、水素センサが構成されている。
なお、水晶振動片３０のカット角（切断方位）については、第１の実施形態と同様であ
り、説明を省略する。このカット角を適宜選択することで所望の温度感度係数が得られて
いる。
【００３４】
このような構成の水素反応検出素子４を備えた水素センサは、水素反応触媒膜３６に水
素を含むガスが接触して発熱し、その熱が水晶振動片３０に伝わり、水晶振動片３０の温
度が上昇する。発振回路により励振された水晶振動片３０はこの温度に対応する周波数を
発振する。そして、例えば、この検出された周波数と水素が存在しない状態で励振された
周波数との差（周波数シフト）より水素濃度を検知することが可能となる。
また、水晶振動片３０の表面で大きな面積を占める励振電極３３，３４上に水素反応触
媒膜３６を設けることから、広い面積に水素反応触媒膜３６を形成することが可能であり
、ガスによる発熱を充分に水晶振動片３０に伝達することができる。このことから、水晶
振動片３０全体の温度上昇に時間がかからず、応答性および感度の優れた水素センサを提
供できる。
（第３の実施形態）
【００３５】
次に、第３の実施形態における水素センサについて説明する。
この水素センサは、水素反応検出素子の構成が第１，第２の実施形態と異なり、この水
素反応検出素子の構成について詳細に説明する。
【００３６】
図７は、本実施形態の水素センサに係る水素反応検出素子の構成を示し、図７（ａ）は
模式平面図、図７（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ断線に沿う模式断面図である。
水素反応検出素子５には、水晶を材料とする圧電振動片としての水晶振動片５０が用い
られている。水晶振動片５０は２本の振動腕５１と、この振動腕５１を連結する基部５２
を備え、振動腕５１から基部５２にかけて金（Ａｕ）などからなる励振電極５３，５４が
表裏に形成されている。この水晶振動片５０はいわゆる音叉型水晶振動片と呼ばれ振動腕
５１が屈曲振動するように構成されている。水晶振動片５０の基部５２の端部には励振電
極５３，５４に接続された接続電極５５が形成されている。
さらに、振動腕５１の表裏には励振電極５３，５４を覆うＳｉＯ2などの絶縁膜５７が
形成されている。そして、絶縁膜５７の上に白金（Ｐｔ）からなる水素反応触媒膜５６が
真空蒸着あるいはスパッタなどの手法により形成されている。なお、この水素反応触媒膜
５６は、絶縁膜５７上にどのような形状、面積で形成しても良い。
【００３７】
そして、水晶振動片５０を保持する支持体６０にはリードが貫通し、支持体６０の一方
から伸びるインナーリード６１と水晶振動片５０の接続電極５５とが導電性接着剤６３を
介して接着固定されている。また、支持体６０の他方から伸びるアウターリード６２は、
水晶振動片５０を励振させる発振回路（図示せず）に接続され、水素反応検出素子５と発
振回路から、水素センサが構成されている。
なお、水晶振動片５０のカット角（切断方位）については、第１の実施形態と同様であ
り、説明を省略する。このカット角を適宜選択することで所望の温度感度係数が得られて
いる。
【００３８】
このような構成の水素反応検出素子５を備えた水素センサは、水素反応触媒膜５６に水
素を含むガスが接触して発熱し、その熱が水晶振動片５０に伝わり、水晶振動片５０の温
度が上昇する。発振回路により励振された水晶振動片５０はこの温度に対応する周波数を
発振する。そして、例えば、この検出された周波数と水素が存在しない状態で励振された
周波数との差（周波数シフト）より水素濃度を検知することが可能となる。
また、水晶振動片５０の振動腕５１に絶縁膜５７を介して水素反応触媒膜５６が設けら
れることから、水素反応触媒膜５６と励振電極５３，５４との短絡を防止し、より広い面
積に任意の位置に水素反応触媒膜５６を配置することが可能である。このことから、ガス
による発熱を充分に水晶振動片５０に伝達することができ、水晶振動片５０全体の温度上
昇に時間がかからず、応答性および感度の優れた水素センサを提供できる。
【００３９】
なお、上記第１〜第３の実施形態において、水素反応触媒膜として白金（Ｐｔ）を用い
たが、その他に、パラジウム（Ｐｄ）を用いることができる。パラジウムも白金と同様に
高い水素選択性を持ち、水素を含まない他の可燃性ガスにほとんど応答しないため良好な
水素反応触媒膜として構成できる。また、水素吸蔵合金においても水素を吸収して発熱す
る性質があり、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）に替わり水素吸蔵合金を利用して水素
センサを構成することも可能である。
【００４０】
つぎに、上記実施形態の水素センサを用いた水素濃度検出システムの一例を説明する。
図８は水素センサを用いた水素濃度検出システムの構成を示す概略構成図である。
水素センサ７１は水素反応検出素子３と発振回路７０を備えている。水素反応検出素子
３には帰還抵抗６、インバータ７が並列に接続され、ゲート側にはゲート容量８、ドレイ
ン側にはドレイン容量９が接続され、水素反応検出素子３の水晶振動片を励振させる発振
回路７０を構成している。
水素センサ７１の発振回路７０は整流器７２に接続され、整流器７２は周波数カウンタ
７３に接続されている。さらに、周波数カウンタ７３は演算器７４に接続され、演算器７
４から周波数信号を出力する。
【００４１】
このような構成の水素濃度検出システムにおいて、発振回路７０により水素反応検出素
子３の周波数信号が整流器７２に出力される。整流器７２において周波数信号が整流され
、周波数カウンタ７３に出力される。周波数カウンタ７３にて周波数が計測され演算器７
４に出力される。演算器７４では、例えば、計測された周波数と基準となる周波数とから
水素濃度を演算し、水素濃度の値、規格値を超えた場合のアラーム信号、電磁弁制御の信
号などを生成して出力する。
このように、水素濃度検出システムでは、水素センサ７１から出力される周波数信号を
用いて水素濃度を検知することができ、この得られた水素濃度を基に様々な機器へ制御信
号などを出力することができる。
【００４２】
なお、上記の回路のうち一部をＩＣ化することも可能であり、周波数カウンタ７３、演
算器７４を１チップマイコンとして構成することもできる。また、信号処理をアナログ処
理、ディジタル処理のどちらを用いても実施は可能である。
【００４３】
また、本実施形態の水素センサにおいて、水晶振動片と水素反応触媒膜の温度を制御す
る温度制御手段を備えていても良い。例えば、水素反応触媒膜を水晶振動片の励振電極以
外の部分に設け、この水素反応触媒膜に通電することにより発熱が生じ水晶振動片の温度
が上昇する。このことから、適宜電流の大きさ、通電時間を制御することで水晶振動片の
温度をガス雰囲気温度よりも高い温度で制御することができる。
このようにすれば、ガス雰囲気温度の変化、またはガスと反応して触媒媒質が発熱の際
に生じる水の影響を排除することができ、感度に優れたガスセンサを提供することができ
る。
【００４４】
なお、本実施形態の水素センサでは圧電振動片の材料として水晶を用いたが、他にタン
タル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いて圧電振動片を構成しても実施
が可能である。
また、本実施形態のガスセンサは、水素の酸化作用により水が形成される際の発熱を利
用していることから、水素（Ｈ2）を検出するだけでなく、水素原子を含むシランガス（
ＳｉＨ4）、ジボランガス（Ｂ2Ｈ4）、フォスフィン（ＰＨ4）、エタンガス（ＣＨ4）、
エチレンガス（Ｃ2Ｈ6）などのガスを検出することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施形態の水素センサに係る水素反応検出素子の構成を示し、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う模式断面図。
【図２】水晶振動片のカット角を示す説明図。
【図３】音叉型水晶振動片におけるＸ軸を回転軸としてθ°回転したときのθ°と温度感度係数との関係を示すグラフ。
【図４】水素反応検出素子の周波数温度特性を示すグラフ。
【図５】水素反応検出素子の周波数シフトと水素濃度の相関を示すグラフ。
【図６】第２の実施形態の水素センサに係る水素反応検出素子の構成を示し、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断線に沿う模式断面図。
【図７】第３の実施形態の水素センサに係る水素反応検出素子の構成を示し、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ断線に沿う模式断面図。
【図８】水素センサを用いた水素濃度検出システムの一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００４６】
３，４，５…水素反応検出素子、１０…圧電振動片としての水晶振動片、１１…振動腕
、１２…基部、１３，１４…励振電極、１６…ガス反応触媒膜としての水素反応触媒膜、
３０…圧電振動片としての水晶振動片、３１…振動腕、３２…基部、３３，３４…励振電
極、３６…ガス反応触媒膜としての水素反応触媒膜、５０…圧電振動片としての水晶振動
片、５１…振動腕、５２…基部、５３，５４…励振電極、５６…ガス反応触媒膜としての
水素反応触媒膜、５７…絶縁膜、７０…発振回路、７１…ガスセンサとしての水素センサ
、７２…整流器、７３…周波数カウンタ、７４…演算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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