(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導層中にヒータコイルを埋設し、該熱伝導層の表面に検知対象ガスを接触により燃焼させる燃焼触媒層を被覆するか担持した接触燃焼式ガスセンサ用検知素子であって、
前記燃焼触媒層が酸化スズを主成分とする焼成材料からなり、前記熱伝導層が前記燃焼触媒層の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料からなることを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ用検知素子。
【請求項２】
前記熱伝導層が、前記燃焼触媒層の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料の微粉によって形成されたことを特徴とする請求項１記載の接触燃焼式ガスセンサ用検知素子。
【請求項３】
前記熱伝導層の焼成材料に、白金とパラジウムの少なくとも一方が添加されていることを特徴とする請求項１又は２記載の接触燃焼式ガスセンサ用検知素子。
【請求項４】
前記熱伝導層を形成する焼成材料の微粉が、酸化ビスマス系低融点ガラスで結着されていることを特徴とする請求項２記載の接触燃焼式ガスセンサ用検知素子。
【請求項５】
熱伝導層中にヒータコイルを埋設し、該熱伝導層の表面に補償材料層を被覆するか担持した接触燃焼式ガスセンサ用補償素子であって、
前記補償材料層が酸化スズを主成分とする焼成材料からなり、前記熱伝導層が前記補償材料層の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料からなることを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ用補償素子。
【請求項６】
前記熱伝導層が、前記補償材料層の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料の微粉によって形成されたことを特徴とする請求項５記載の接触燃焼式ガスセンサ用補償素子。
【請求項７】
前記熱伝導層を形成する焼成材料の微粉が、酸化ビスマス系低融点ガラスで結着されていることを特徴とする請求項６記載の接触燃焼式ガスセンサ用補償素子。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ用検知素子と、請求項５から７のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ用補償素子とを備え、
前記検知素子のヒータコイルと前記補償素子のヒータコイルとを直列に接続した第１の直列回路と、第１の抵抗素子と第２の抵抗素子とを直列に接続した第２の直列回路とを並列に接続してホイートストンブリッジ回路を構成し、
前記第１の直列回路と前記第２の直列回路の接続点間に直流電圧を印加し、前記検知素子と前記補償素子との接続点と前記第１の抵抗素子と前記第２の抵抗素子との接続点との間の電圧を、検知対象ガスの検出信号として出力するようにしたことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項９】
前記検知対象ガスが水素ガスである請求項８記載の接触燃焼式ガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種のガス漏れを検知する接触燃焼式ガスセンサ用検知素子と補償素子、並びにそれらを備えた接触燃焼式ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水素ガスやメタンガス等の可燃性ガスを検知するセンサとして、接触燃焼式ガスセンサが知られている。接触燃焼式ガスセンサは、例えば図１３に示すように、検知対象ガスを接触により燃焼させる燃焼触媒層２１を表面に被覆するか担持する熱伝導層（触媒担体）２２中にヒータコイル２３を埋設した検知素子２０を使用し、その検知素子２０のヒータコイル２３に通電して所定の温度に加熱しておき、可燃性ガスが燃焼触媒層２１に接触して燃焼すると、その燃焼による温度上昇によりヒータコイル２３の抵抗値が変化するので、それを電圧として検出することにより燃焼ガスの存在を検知するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、周囲温度の変化による影響を補償するために、図１４に示すように、センサ本体２５の内部に検知素子２０（抵抗値ＲＤ）と直列に補償素子２６（抵抗値ＲＣ）を接続し、２個の固定の抵抗素子２７（抵抗値Ｒ１）と２８（抵抗値Ｒ２）を直列に接続した直列回路と並列に接続してホイートストンブリッジ回路を構成し、その並列回路の両端間に電源２９によって直流電圧を印加し、検知素子２０と補償素子２６の接続点ａと２個の抵抗素子２７，２８の接続点ｂとの間の出力電圧Ｖｏｕｔを検出するようにしたガス検知装置も、同じ特許文献１に記載されている。この場合の補償素子２６としては、検知素子２０と同じ電気的特性をもつヒータコイルを燃焼触媒層の代わりに補償材料層を被覆した熱伝導層中に埋設したものを使用する。
【０００４】
上述したホイートストンブリッジ回路の出力電圧Ｖｏｕｔは、検知素子２０と補償素子２６の通電抵抗（ＲＤとＲＣ）のバランスに応じた電圧を示す。清浄大気中においては、検知素子２０と補償素子２６がそれぞれ内蔵するヒータコイルの発熱量と大気中に発散される放熱量との平衡状態で抵抗値ＲＤと抵抗値ＲＣが決まり、出力電圧Ｖｏｕｔはゼロ点値を生成する。検知対象ガスが検知素子２０に接触すると、接触燃焼によって検知素子２０の温度が上昇してその抵抗値ＲＤだけが上昇するため、出力電圧Ｖｏｕｔが上昇し、その上昇分によって対象ガスを検知する。
【０００５】
ところで、近年ガソリンのような化石燃料を使用せず、廃棄ガスによる大気汚染の心配もない燃料電池自動車（以下「ＦＣＶ」と略称する）が実用化され始めたが、そのＦＣＶには水素の漏れを高感度で検出するためのガスセンサの設置が義務付けられている。
しかし、自動車部品に対しては、部品を結露させて凍結させたり、９０℃の蒸気中に暴露しながらＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返す等の過酷な試験が課される。これらの試験は、いずれも自動車部品に対して水分の印加が行われ、その耐久性が問われるものであるが、ＦＣＶに搭載される部品に対しても同様な耐久性が求められている。
【０００６】
接触燃焼式ガスセンサは、ＦＣＶ用水素センサとして総合的な適応性が高い動作原理を持つセンサの一つとされているが、構造的に耐水性能が高いとは云えなかった。
そこで、その理由を簡単に説明する。従来の接触燃焼式ガスセンサにおける検知素子と補償素子は、図１３に示したような断面構造を有しており、検知素子２０においては、燃焼触媒層２１の厚さ方向においても水素の燃焼活性を得るべく、水素の浸透が可能なスポンジ状の断面構造を有しており、燃焼触媒層２１に対する水蒸気や細かな水滴などの進入は容易である。
【０００７】
また、その燃焼触媒層２１の構成材料は、「酸化スズ＋酸化鉄＋白金微粉＋パラジウム微粉＋その他」であり、これらの材料の親水特性からも水滴などの保持能力が高い特性を示す。
補償素子の補償材料層はスポンジ状の断面構造を有してはいないが、その構成材料は「酸化スズ＋酸化銅＋その他」であり、親水特性自体は検知素子と同様である。
一方、検知素子と補償素子の燃焼触媒層や補償材料層の内側に位置する熱伝導層は、構造的に緻密であり、またその構成材料が「アルミナ＋チタニア＋窒化ホウ素＋酸化ビスマスガラス＋その他」などであり、これらの要因から疎水性を示す。
【０００８】
そのため、その構成層間の含水特性の相違により、高湿度環境中ではその構成層間における剥離を発生させる。特に、検知素子や補償素子に結露が生じ、それが凍結した場合、燃焼触媒層や補償材料層が熱伝導層の表面から欠落することが起きた。それによって、検知素子と補償素子の通電抵抗値が初期の値から変動し、ホイートストンブリッジ回路の出力電圧のゼロ点出力値が大きく変動し、誤検知が発生してしまうことになる。
そのため、ＦＣＶメーカによっては、水素センサに水がかからないように専用環境を設定するなどの高コスト要因を含む対応をとっており、今後のＦＣＶ普及には水素センサ自体の耐水性能の向上が求められている。
【０００９】
このような従来のガスセンサの耐久性を高める技術としては、例えば特許文献２に見られるように、被検出ガスが流通する流路中のガスセンサ取付位置より上流側に隣接して、被検出ガスを加熱するヒータを設け、ガスセンサの結露を防止することが提案されている。
【特許文献１】特開平３−１６２６５８号公報
【特許文献２】特開２００４−６９４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このように被検出ガスをヒータによって加熱してガスセンサの結露を防止するのでは、これを接触燃焼式ガスセンサに適用しても対処療法的な手段にすぎず、接触燃焼式ガスセンサ自体の耐久性および耐水性能を高めることはできない。
この発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、接触燃焼式ガスセンサ自体の耐久性および耐水性能を高め、特別な環境を設定するなどの対策をとらなくても、ＦＣＶに搭載することも可能にすることを目的とする。そのために、耐久性および耐水性能が高い接触燃焼式ガスセンサ用検知素子と補償素子を提供し、さらに、その検知素子と補償素子を備えた接触燃焼式ガスセンサも提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による接触燃焼式ガスセンサ用検知素子は、熱伝導層中にヒータコイルを埋設し、その熱伝導層の表面に検知対象ガスを接触により燃焼させる燃焼触媒層を被覆するか担持した検知素子であって、上記の目的を達成するため、上記燃焼触媒層を酸化スズを主成分とする焼成材料で構成し、上記熱伝導層を上記燃焼触媒層の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料で構成することを特徴とする。
【００１２】
その熱伝導層を、上記燃焼触媒層の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料の微粉によって形成するとよい。
さらに、その熱伝導層の焼成材料に、白金とパラジウムの少なくとも一方を添加するとなおよい。
また、上記熱伝導層を形成する焼成材料の微粉を、酸化ビスマス系低融点ガラスで結着するのが望ましい。
【００１３】
この発明による接触燃焼式ガスセンサ用補償素子は、熱伝導層中にヒータコイルを埋設し、その熱伝導層の表面に補償材料層を被覆するか担持した補償素子であって、上記の目的を達成するため、上記補償材料層を酸化スズを主成分とする焼成材料で構成し、上記熱伝導層を上記補償材料層の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料で構成することを特徴とする。
その熱伝導層を、上記補償材料層の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料の微粉によって形成するとよい。
さらに、上記熱伝導層を形成する焼成材料の微粉を、酸化ビスマス系低融点ガラスで結着するのが望ましい。
【００１４】
この発明による接触燃焼式ガスセンサは、上記の目的を達成するため、上述したこの発明による接触燃焼式ガスセンサ用検知素子と補償素子とを備え、その検知素子のヒータコイルと補償素子のヒータコイルとを直列に接続した第１の直列回路と、第１の抵抗素子と第２の抵抗素子とを直列に接続した第２の直列回路とを並列に接続してホイートストンブリッジ回路を構成する。
そして、上記第１の直列回路と第２の直列回路の接続点間に直流電圧を印加し、上記検知素子と補償素子との接続点と上記第１の抵抗素子と第２の抵抗素子との接続点との間の電圧を、検知対象ガスの検出信号として出力するようにしたものである。
種々の燃焼性ガスを上記検知対象ガスとすることができるが、水素ガスの検知に特に有効である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明による接触燃焼式ガスセンサは、検知素子と補償素子の耐久性および耐水性能を高められるので、センサ自体の耐久性および耐水性能を高めることができ、特別な環境を設定するなどの対策をとらなくても、ＦＣＶに搭載することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、この発明による接触燃焼式ガスセンサ用検知素子と補償素子の実施例を図１〜図６を用いて説明する。
図１はその検知素子の長手方向に沿う断面図、図３はそのＡ−Ａ線に沿う横断面図である。この検知素子１０は、ヒータコイル１３のビード部を熱伝導層１２に埋設し、その熱伝導層１２の表面に、検知対象ガスを接触により酸化燃焼させる触媒層である燃焼触媒層（酸化触媒層ともいう）１１を被覆させている。
【００１７】
ヒータコイル１３は、白金線、白金−ロジウム合金等の白金系合金線で作られる。例えば、線径が１０μｍ〜５０μｍ、より好ましくは２０μm〜３０μｍ程度の原線を芯金に巻き付けて一重巻回コイルを作成し、それを再度芯金に巻き付けてビード部となる部分を二重巻きにするとよい。このようにするとヒータコイル１３の熱伝導層１２との接触面積が大きくなると共に抵抗値が高くなるので、高いガス感度が得られる。また、リード部１３ａ、１３ｂも一重巻回コイルになっているため、外部からの衝撃を吸収することができ、衝撃に強いセンサとなる。しかし、これに限るものではなく、従来の一般的なヒータコイル、すなわちビード部が一重巻回コイルで、リード部は直線状のものを使用してもよい。
【００１８】
熱伝導層１２と燃焼触媒層１１は、含水特性の相違を小さくして物理的親和性を図ることによって、高湿度環境中での耐水特性を向上させることができる。但し、燃焼触媒層１１に対しては、ガス感度特性の観点から変更せず、熱伝導層１２を燃焼触媒層１１の材料に変更してそれを実現した。
そのため、この検知素子１０の熱伝導層１２と燃焼触媒層１１は、いずれも酸化スズを主成分とする焼成材料からなる。
【００１９】
さらに好ましくは、燃焼触媒層１１は、従来の検知素子の場合と同様に、酸化スズ（ＳｎＯ2）を主成分とし、必要に応じて酸化鉄を加え、触媒として微粉状の白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）を分散させて、大気中で６００℃程度の温度で焼成した焼成材料を、熱伝導層１２の表面に被覆する。
【００２０】
熱伝導層１２は、従来のアルミナとチタニアの代わりに酸化スズを用いる。但し、熱伝導層用の酸化スズは燃焼触媒層用のものとは異なり、１１００〜１２００℃の大気中で高温焼成を行い、燃焼触媒層用の６００℃焼成のものに比べて結晶水の含有率を下げ、且つその焼成材料の微粉を使用して形成するとよい。
【００２１】
また、熱伝導層用酸化スズに対しては、白金とパラジウムの少なくとも一方、好ましくは両方を添加するとよい。それによって、従来の検知素子の熱伝導層と燃焼触媒層との界面に設定していた白金―パラジウムの中間層が不要になり、ガス検知感度の向上も図ることができる。従来は、この中間層の設定は、検知素子の製造工程において、アルミナ−チタニア系の熱伝導層の表面に白金―パラジウム溶液を塗布し、熱処理によりその熱伝導層の表面に形成していた。この実施例によれば、この中間層形成工程を省略することができる。
【００２２】
さらに、この実施例では、上述した熱伝導層用の酸化スズ系焼成材料粉に、酸化ビスマス系低融点ガラスを混合して結着させる。それによって、内部に微細な細孔が分布し、検知対象ガスの熱伝導層１２に対する進入を許す。
このような、この発明の検知素子に使用する好ましい熱伝導層用材料を製造する工程を図６に示すフロー図によって説明する。
まず、スズ塩と鉄塩を水溶液化および乾燥して焼成する。そうして生成した酸化スズと酸化鉄からなる焼成材料に白金塩とパラジウム塩とを添加して再度焼成した微粉に、酸化ビスマス系低融点ガラスを混合して、熱伝導層用材料とする。
【００２３】
なお、熱伝導層用材料を極微細化した微粉にするのは、熱伝導層における空隙層の生成を回避して、熱伝導性能が鈍化するのを防止するためである。
このように熱伝導層を変更した結果、検知素子１０に結露が発生して凍結が起きた場合でも、従来発生した燃焼触媒層が熱伝導層の表面から欠落するようなことが無くなり、接触燃焼式ガスセンサ用検知素子の耐久性および耐水性能が大幅に高まった。
【００２４】
また、熱伝導層１２の材料に白金もパラジウムも添加しない場合は、図４に示すように、燃焼活性度が燃焼触媒層１１では高いが熱伝導層１２内では低く、可燃性ガスの接触燃焼は熱伝導層１２内では発生しない。これに対して、熱伝導層１２の材料に白金とパラジウムの少なくとも一方を添加すると、図５に示すように、燃焼活性度が熱伝導層１２内でも高くなる。それによって、可燃性ガスの接触燃焼が、燃焼触媒層１１の全域から熱伝導層１２の内部にまで発生するようになり、可燃性ガスの検知感度が向上する。
【００２５】
図２は、この発明による接触燃焼式ガスセンサ用補償素子の一実施例を示す長手方向に沿う断面図である。
この補償素子３０は、ヒータコイル３３のビード部を熱伝導層３２に埋設し、その熱伝導層３２の表面に、補償材料層３１を被覆させている。
この補償素子３０のヒータコイル３３と熱伝導層３２は、検知素子１０のヒータコイル１３および熱伝導層１２と同じ材料で同じ熱容量になるように構成される。したがって、ヒータコイル３３は、白金線あるいは白金−ロジウム合金等の白金系合金線で作られる。
【００２６】
熱伝導層３２は、従来のアルミナとチタニアの代わりに酸化スズを主成分とする焼成材料によって形成される。
補償材料層３１も、検知素子１０の燃焼触媒層１１と同じく酸化スズを主成分とする焼成材料に酸化銅などを添加することによって、燃焼触媒層１１と同じ熱容量になるように形成される。しかし、酸化触媒となる白金やパラジウムは添加しない。
【００２７】
熱伝導層３２の酸化スズを主成分とする焼成材料は、補償材料層３１の焼成材料より高温で焼成された酸化スズを主成分とする焼成材料の微粉によって形成するとよい。  さらに、その熱伝導層を形成する焼成材料の微粉を酸化ビスマス系低融点ガラスで結着するとよい。これらについては、前述した検知素子１０の熱伝導層１２の場合と同じであるから、詳細な説明は省略する。
この補償素子３０も、熱伝導層の材料を変更して補償材料層との物理的親和性を図ったので、補償素子３０に結露が発生して凍結が起きた場合でも、従来発生した補償材料層が熱伝導層の表面から欠落するようなことが無くなり、接触燃焼式ガスセンサ用補償素子の耐久性および耐水性能が大幅に高まった。
【００２８】
次に、この発明による接触燃焼式ガスセンサの実施例を図７および図８によって説明する。図７はこのセンサ本体の正面図である。
この図７に示すセンサ本体１は、セラミックや樹脂からなる板状のマウントベース３を有し、そのマウントベース３を貫通する外部接続用の電極ピン４，５に、上述したこの発明による接触燃焼式ガスセンサ用検知素子１０が、その両端から出ているヒータコイル１３のリード部１３ａ，１３ｂを係着して固定されている。
【００２９】
また、この図には現れていないが、この検知素子１０と並んで、上述したこの発明による接触燃焼式ガスセンサ用補償素子３０が、同様にそのヒータコイル３３の両端のリード部を別の一対の電極ピンに係着して固定されている。
この検知素子１０と補償素子３０は、マウントベース３と、ガス透過性を有する金網又は金属粉もしくはセラミック粉の焼結体からなる図示していない防爆構造体によって囲まれている。
【００３０】
図８はこの発明による接触燃焼式ガスセンサの基本的な回路構成を示し、ホイートストンブリッジ回路とそれに直流電圧を印加する電源による回路図である。
センサ本体１の上述した検知素子（Ｄ素子）１０と補償素子（Ｃ素子）３０とが直列に接続された第１の直列回路と、第１の抵抗素子７と第２の抵抗素子８とを直列に接続した第２の直列回路とを並列に接続してホイートストンブリッジ回路を構成している。そして、第１の直列回路と第２の直列回路の接続点間に電源９によって直流電圧を印加し、検知素子１０と補償素子３０との接続点ａと第１の抵抗素子７と第２の抵抗素子８との接続点ｂとの間の電圧Ｖout を検知対象ガスの検出信号として出力する。
【００３１】
ここで、検知素子１０、補償素子３０、第１の抵抗素子７、および第２の抵抗素子８の各通電抵抗値を、それぞれＲＤ，ＲＣ，Ｒ１，Ｒ２とすると、Ｒ１×Ｒ２＝ＲＤ×ＲＣのときに、ホイートストンブリッジ回路の出力電圧Ｖout はゼロボルト（０ｍＶ）になる。なお、第１の抵抗素子７と第２の抵抗素子８は同じ抵抗値で温度特性も同じものを使用するのが望ましい。
【００３２】
出力電圧を可変し得る電源９により、検知素子１０のヒータコイルと補償素子３０のヒータコイルの直列回路に定格電圧を印加すると、検知素子１０および補償素子３０にその動作温度が生成され、清浄な大気中においては、各素子が内蔵するヒータコイルからの熱供給成分と大気中に発散される放熱成分との平衡状態における各通電抵抗値ＲＤ，ＲＣに依存した出力電圧Ｖout が得られる。このときの出力電圧を「ゼロ点値」という。もし検知対象ガスが存在して、それが検知素子１０の図１に示した燃焼触媒層１１に接触して燃焼すると、ヒータコイル１３の温度が上昇してその通電抵抗値ＲＤのみが増加するので、出力電圧Ｖoutはガス感度に応じた分だけプラス（＋）側に上昇し、それを検知することができる。
【００３３】
検知対象ガスとしては、例えば、メタンガス、水素ガス、ＬＰガス（液化石油ガス）、プロパンガス、ブタンガス、エチレンガス、一酸化炭素ガス、またはエタノールやアセトン等の有機成分ガスが挙げられる。
燃料電池自動車（ＦＣＶ）にこの接触燃焼式ガスセンサを搭載すれば、水素ガスの漏れを感度よく検知することができる。
【００３４】
そして、この接触燃焼式ガスセンサは、この発明による検知素子１０と補償素子３０を用いているので、耐久性および耐水性能が著しく向上したので、自動車部品に対する過酷な試験にも合格することができる。
その冷凍試験結果を表１、表２と図９、図１０に示し、結露中電源ＯＮ−ＯＦＦ試験結果を表３、表４と図１１、図１２に示す。検知対象ガスとしては水素（Ｈ２）ガスを用い、センサ出力変動の単位は〔Ｈ２／ｐｐｍ〕である。
【００３５】
表１と図９は、この発明による熱伝導層仕様の検知素子と補償素子を使用した接触燃焼式ガスセンサの凍結試験の結果を示すデータであり、冷凍回数が６００回になっても、センサ出力変動は最大のサンプルでも±５００〔Ｈ２／ｐｐｍ〕以内である。
これに対し、表２と図１０は、従来の熱伝導層仕様の検知素子と補償素子を使用した接触燃焼式ガスセンサの凍結試験の結果を示すデータであり、冷凍回数が４００回を超えると、センサ出力変動が急激に増加して±５００〔Ｈ２／ｐｐｍ〕を超え、検知素子と補償素子のいずれか又は両方が破損し始めたことが判る。
【００３６】
表３と図１１は、この発明による熱伝導層仕様の検知素子と補償素子を使用した接触燃焼式ガスセンサの結露中電源ＯＮ−ＯＦＦ試験結果を示すデータであり、結露中電源ＯＮ回数が６０００回になっても、センサ出力変動は最大のサンプルでも±５００〔Ｈ２／ｐｐｍ〕以内である。
表４と図１２は、従来の熱伝導層仕様の検知素子と補償素子を使用した接触燃焼式ガスセンサの結露中電源ＯＮ−ＯＦＦ試験結果を示すデータであり、結露中電源ＯＮ回数が４０００回を超えると、センサ出力変動が急激に増加して±５００〔Ｈ２／ｐｐｍ〕を超え、検知素子と補償素子のいずれか又は両方が破損し始めたことが判る。
【００３７】
なお、この発明による接触燃焼式ガスセンサおよびその検知素子と補償素子の構造や形状、材料あるいはその製造方法等は、上述した実施例に限るものではなく、特許請求の範囲に記載した事項以外は適宜変更し得ることは勿論である。
【００３８】
【表１】
0004833717.tif 000002
【００３９】
【表２】
0004833717.tif 000003
【００４０】
【表３】
0004833717.tif 000004
【００４１】
【表４】
0004833717.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００４２】
この発明による検知素子と補償素子および接触燃焼式ガスセンサは、各種の可燃性ガスを使用する機器やシステムあるいはそれらを設置した室内などのガス漏れ検知装置として広範に適用することができる。特に、今後急速な実用化が望まれる燃料電池は、燃料として可燃性の水素ガスを使用するため、水素漏れを検出するセンサを装備することが必須であり、燃料電池自動車においては、内部の１区画ごとに水素ガスセンサを設置することが義務付けられた。また、産業用あるいは家庭用の補助電源として使用する燃料電池システムなどにも水素ガスセンサを設けることは必須であり、これらの水素ガスセンサにもこの発明を適用することが極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明による接触燃焼式ガスセンサ用検知素子の一実施例を示す長手方向に沿う断面図である。
【図２】この発明による接触燃焼式ガスセンサ用補償素子の一実施例を示す長手方向に沿う断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う検知素子の拡大断面図である。
【図４】図３における破線Ｂで囲んだ部分を拡大して焼結活性度を示す図である。
【図５】この発明の他の実施例の図４と同様な図である。
【００４４】
【図６】この発明に使用する熱伝導層の材料を製造する工程を説明するためのフロー図である。
【図７】この発明による接触燃焼式ガスセンサにおける検知素子の取付状態を示すセンサ本体の正面図である。
【図８】この発明による接触燃焼式ガスセンサの基本的な回路構成を示す図である。
【図９】この発明による熱伝導層仕様の検知素子と補償素子を使用した接触燃焼式ガスセンサの凍結試験の結果を示す線図である。
【００４５】
【図１０】従来の熱伝導層仕様の検知素子と補償素子を使用した接触燃焼式ガスセンサの凍結試験の結果を示す線図である。
【図１１】この発明による熱伝導層仕様の検知素子と補償素子を使用した接触燃焼式ガスセンサの結露中電源ＯＮ−ＯＦＦ試験結果を示す線図である。
【図１２】従来の熱伝導層仕様の検知素子と補償素子を使用した接触燃焼式ガスセンサの結露中電源ＯＮ−ＯＦＦ試験結果を示す線図である。
【図１３】従来の接触燃焼式ガスセンサ用検知素子の一例を示す長手方向に沿う断面図である。
【図１４】従来の接触燃焼式ガスセンサの基本的な回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：接触燃焼式ガスセンサのセンサ本体      ３：マウントべース
４，５：電極ピン      ７：第１の抵抗素子      ８：第２の抵抗素子
９：電源      １０：検知素子      １１：燃焼触媒層
１２，１２′：検知素子の熱伝導層      １３：検知素子のヒータコイル
３０：補償素子      ３１：補償材料層
３２：補償素子の熱伝導層      ３３：補償素子のヒータコイル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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