(57)【要約】【課題】  薄膜サーミスタの技術を駆使してセンサーの小型化を実現する。【解決手段】  水素センサーは、水素反応検知素子３を有している。水素反応検知素子３は、水素反応用触媒層４と温度検知層５との積層である。水素反応用触媒層４は、水素ガスに反応して発熱する層であり、温度検知層５は薄膜サーミスタであり、水素濃度の変化によって生ずる水素反応触媒層の発熱温度を検知し、その発熱温度を３〜５秒の反応時間で検知して出力するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素反応検知素子を有する接触燃焼式センサーであって、
水素反応検知素子は、水素反応用触媒層と温度検知層との積層を有し、
水素反応用触媒層は、水素ガスに反応して発熱する層であり、
温度検知層は、薄膜サーミスタであり、水素濃度の変化によって生ずる水素反応触媒層の発熱温度を検知し、発熱温度の上昇によって減少するサーミスタの抵抗の値から水素濃度を検知するものであることを特徴とする接触燃焼式水素センサー。
【請求項２】
水素反応検知素子と、環境温度検知素子とを有する接触燃焼式水素センサーであって、
水素反応検知素子は、水素反応用触媒層と温度検知層との積層を有し、
水素反応用触媒層は、水素ガスに反応して発熱する層であり、
温度検知層は、薄膜サーミスタであり、水素濃度の変化によって生ずる水素反応触媒層の発熱温度を検知し、発熱温度の上昇によって減少するサーミスタの抵抗の値から水素濃度を検知するものであり、
環境温度検知素子は、温度検知層を有し、
温度検知層はサーミスタであり、温度検知層の薄膜サーミスタと同じ抵抗値を示し、サーミスタの抵抗値によって水素反応検知素子が置かれた環境の温度を常に検知し、水素反応検知素子の温度上昇によって変化したサーミスタ抵抗値の変化を補償するものであることを特徴とする接触燃焼式水素センサー。
【請求項３】
環境温度検知素子の温度検知層は、薄膜サーミスタであり、環境温度検知素子は、水素反応検知素子から水素反応用触媒層を除いた層によって構成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の接触燃焼式水素センサー。
【請求項４】
薄膜サーミスタは、基板の電極上に形成され、
電極は、互いに隙間内に入込ませた対をなす櫛型をなし、櫛型の形状、数、或いは電極相互の間隔の調整によって薄膜サーミスタの抵抗値を調整するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の接触燃焼式水素センサー。
【請求項５】
薄膜サーミスタは、マンガン、コバルト、鉄、ニッケル等の遷移金属を配合して所定の抵抗値に設定された組成物の蒸着膜であり、櫛型の両電極間に跨がり、基板の範囲内で一定の面積で、一定の厚みに積層されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の接触燃焼式水素センサー。
【請求項６】
薄膜サーミスタの表面は、絶縁層にて覆われ、水素反応用触媒層は、絶縁層の表面にＰｔ触媒膜を数〜数十ｎｍの厚さにスパッタ蒸着することによって積層されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の接触燃焼式水素センサー。
【請求項７】
環境温度検知素子は、水素反応検知素子から水素反応用触媒層を除いた積層、すなわち、基板と、基板の櫛型の電極の対に跨って積層された温度検知層と、温度検知層を覆う絶縁層との積層にて構成されているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の接触燃焼式水素センサー。
【請求項８】
水素反応検知素子と、環境温度検知素子とは同じ基板上に別個に形成されているものであることを特徴とする請求項２に記載の接触燃焼式水素センサー。
【請求項９】
基板は、水素反応検知素子形成領域と、環境温度検知素子の形成領域と、共通端子形成領域とに区画され、
水素反応検知素子形成領域は、水素反応用触媒層と温度検知層とを積層する部分であり、
共通端子形成領域は、水素反応検知素子形成領域と、環境温度検知素子の形成領域とをつなぐ部分であり、
環境温度検知素子の形成領域は、薄膜サーミスタを積層する部分であり、水素反応検知素子形成領域と、環境温度検知素子の形成領域とには、それぞれ薄膜サーミスタの電極が形成され、共通端子形成領域には、両薄膜サーミスタの共通電極が形成され、
水素反応検知素子形成領域と、環境温度検知素子の形成領域とは、水素ガスの接触反応による熱影響が問題にならない間隔に保たれていることを特徴とする請求項３に記載の接触燃焼式水素センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用の接触燃焼式水素センサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池、とりわけ固体高分子型燃料電池は、純水素を燃料に用いて水しか排出されないことから、自動車用燃料電池としてにわかに注目を浴びてきた。固体高分子型燃料電池は、イオン交換膜を挟んで空気極（酸素極）と、水素極とがあり、その外側にそれぞれ集電体が配列され、さらに一番外側にセパレータを配列して１つのセルを構成したものである。そして、燃料電池の中ではおよそ以下のような化学反応が起こっている。
【０００３】
すなわち、燃料の水素ガスがセルに送られてきて水素極の触媒と反応すると、電子が飛び出し、Ｈ＋となる（Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−）。このプロトンがイオン交換膜の中を通り抜けて反対側の空気極に向い、空気極では送られてきた空気中の酸素が触媒の力でＨ＋と仕事を終えて戻ってきたｅ−と反応して水になる（Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ）。改良された固体高分子型燃料電池の構造は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００４】
この一連の作動温度は８０〜９０℃で行われる。セル１枚で約０．７Ｖが得られるので、例えばセルを３００枚重ねた燃料電池では、一個で２１０Ｖの電圧が得られる（非特許文献１参照）。燃料電池が正常に動作しているかどうか、あるいは水素ガスのガス漏れを検知することは、燃料電池を使用する上、あるいは安全管理上重要な事項であり、水素の正常供給、あるいはガス漏れの有無は、水素センサーによって検知することができる。
【０００５】
現在、実用化されている水素センサーには、熱線型半導体式センサー、気体熱伝導式センサー、接触燃焼式センサーの３種類が知られている。
【０００６】
熱線型半導体センサーは、白金線コイルに金属酸化物半導体ペーストを塗布し、多孔質体として焼成したものを検出素子に用いたもので、可燃性ガスの存在により、半導体素子表面に負イオン化吸着した酸素は消費され、同時に自由電子が生成して半導体が低抵抗状態になり、それを固定抵抗と対にしてブリッジ出力として電圧を取り出すものである。９０％応答時間は２０秒以内である。
【０００７】
気体熱伝導式センサーは、標準ガス（通常は空気）と対象ガスとの熱伝導率の違いを利用したセンサーである。やはり検知素子の温度変化を温度補償素子と対にしてブリッジ出力として取り出される。９０％応答時間は５〜１０秒である。
【０００８】
接触燃焼式センサーは、白金線コイルに貴金属触媒を担持したアルミナ粒を焼結したものを検出素子に用いたものであり、白金線コイルは、素子を加熱するヒーターと、その温度を測定する測温抵抗体を兼ねるものである。可燃性ガスを含む空気を接触させると、触媒燃焼により検知素子温度が上昇し、白金線の抵抗値が増大する。これを温度補償素子と対にしてブリッジ電圧の変化としてガス濃度に対応した電圧を取り出すものである。接触燃焼式センサー熱線型半導体センサーに比べて検知ガス濃度と出力（感度）との直線性は良く、９０％応答時間は５〜１０秒である（非特許文献２参照）。
【０００９】
ところが、現有の水素センサーは高価であるばかりでなく、応答速度が遅い、選択性がない、混在する他の種類のガスによってセンサーが劣化、破損するといった問題があり、現有の水素センサーのままでは、高濃度水素計測を要する燃料電池システムに適合することは難しい。例えば水素ガスのガス漏れを検知するときに、９０％応答速度が１０〜２０秒では検知に時間がかかりすぎて実用にならない。気体熱伝導式センサの応答性を改善する試みとして、第１のサーミスタを有孔ケース内に収容した検出素子と、第２のサーミスタを無孔ケース内に収容した参照素子との組合せを用い、各サーミスタを発熱させ、水素に触れて冷却されて上昇した第１のサーミスタの抵抗値と、冷却されないまま抵抗値が変化しない第２のサーミスタの抵抗値の差を電圧的に検出する水素センサーが提案されている（特許文献２参照）。
【００１０】
この水素センサーは、要するに従来から用いられているサーミスタを用いた従来の湿度センサーをそのまま水素の検出に転用したに過ぎないものと思われる。接触燃焼式センサーの水素ガスの検出精度を高める新しい試みとして、熱電交換式水素ガスセンサーが申  ウソク等によって提案された（非特許文献３参照）。
【００１１】
申  ウソク等の提案する熱電交換式水素ガスセンサーの動作原理は、水素ガスとＰｔ触媒との触媒発熱から発生する局部的な温度差を熱電変換材料により電圧信号に変換するというものである。申  ウソク等の報告では、白金の触媒反応熱を信号のトリガーとして用いるという試みは１９８５年のＭｃＡｌｅｅｒの報告が最初で唯一の報告であると述べている。
【００１２】
申  ウソク等の報告では、さらに熱電変換材料としてＬｉをドープした酸化ニッケルの材料探索研究の結果を参考に、最適組成の熱酸化物ペーストを作成し、そのペーストをアルミナ基板に印刷し、その後大気中で焼成することによって熱電変換酸化物厚膜を作成したこと、次に熱電変換酸化物厚膜表面の半分にスパッター装置を用いて、触媒となる白金を数〜数十nmの厚みで形成してセンサー素子を作成したこと、この水素センサーによれば、動作範囲は、８０〜１００℃付近が適当だと考えられること、今後の課題としては耐久性と応答性の向上であること、マイクロ化の必要性などが論じられている。
【００１３】
接触燃焼式センサーをニッケル―金属水素化物電池の充電の終了時期を検知する手段に用いた例が特許文献３に記載されている。
【００１４】
この例では、人工衛星などの宇宙航行体に搭載される電力源や自動車等の動力源として使用されるニッケル−金属水素化物電池の充電終了時期又は酸素発生時期を検知する目的で発電素子に対応して電池ケースの内壁に酸素・水素反応用触媒層を取り付け、電池ケースの外壁に、前記触媒層と対抗して温度検知センサーを具備したというものである。
【００１５】
特許文献３に記載されたニッケル−金属水素化物電池は、ガスの正常供給、あるいはガス漏れの有無を検知する目的で触媒層とサーミスタとの組合せが用いられたものではないが、ガスと触媒との接触反応により上昇した触媒層の温度を温度センサーで検知してガスの発生を検知しようとする構想は、前記非特許文献２に記載された熱電交換式水素ガスセンサーの構想と基本的には同じである。
【００１６】
しかしながら、バルク型のサーミスタを使用したのでは形状の小型化に限界があり、センサーの小型化、省エネルギー設計、高応答性などの要求に対応できないばかりでなく、電池ケースの内壁にシート状の触媒層を発電素子に対抗して沿わせるようにように設け、電池ケースの外壁には例えばサーミスタを接着剤等により触媒層に対抗して取り付けることによって、ガスの正常供給、あるいはガス漏れの有無は、水素濃度を検知することであり、水素濃度はもっぱら触媒層の反応温度に依存するが、上記の構造では触媒の反応温度が正確に検知されるとは思われない。
【００１７】
このように従来はガスと触媒との触媒発熱から発生する熱電変換材料により電圧信号に変換するセンサーの構想を実用化にむけての模索が続けられてきたものの未だ実用レベルには達していないのが実情であった。
【特許文献１】特開２００１−７６７４２号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０８３４号公報
【特許文献３】特開平１０−１６２８６３号公報
【非特許文献１】ＴＲＩＧＧＥＲ  ２０００  ＪＵＬ  特集  燃料電池革命の衝撃  ｐ５〜９
【非特許文献２】天然ガスの高度利用技術  市川勝監修  北大触媒化学センター２０００年４月１０日発行
【非特許文献３】セラミックス２００３年Ｎｏ．6  特集新しいセラミックスセンサーの開発  Ｐ４３０〜４３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
解決しようとする問題点は、水素センサー、特に接触燃焼式水素センサーについて、ガスと触媒との反応によって発熱した触媒層の発熱温度を正確に検知するとともに、耐久性、応答性が実用レベルに具体化できていなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、薄膜サーミスタの技術を駆使してセンサーの小型化を実現して応答性を改善し、環境温度との比較上で水素ガスのガス濃度の測定を正確に行う点を最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の接触燃焼式水素センサーは、水素ガスと、水素反応触媒層との触媒発熱から発生する局部的な温度差を検知し、その温度差から水素ガスの絶対的な濃度を測定することができる。特に、温度検知層として選定した薄膜サーミスタは、温度係数が大きいことから少ない消費電力で大信号を取り出すことができ、応答性を改善できる。水素反応触媒層には、白金あるいは白金系触媒が用いられるが、その他、例えばパラジウム触媒の使用なども考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
接触燃焼式水素水素センサーは、薄膜サーミスタと白金触媒層との積層である。水素ガスと白金触媒との触媒反応により発生する熱温度差は、薄膜サーミスタによって電圧信号に変換される。一方環境温度は温度補償用の薄膜サーミスタに検知され、水素ガス濃度を正確に検知するという目的を温度補償用の薄膜サーミスタの検知温度と、白金触媒層が積層された薄膜サーミスタの検知温度とを対比することによって実現した。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の接触燃焼式水素センサーの基本的構成を示す図である。図１（ａ）、（ｂ）において、本発明による接触燃焼式水素センサー１は、水素反応検知素子３を有している。水素反応検知素子３は、基板２と水素反応用触媒層４と温度検知層５との積層からなっている。基板２上には水素反応用触媒層４と温度検知層５とがあり、水素反応用触媒層４は、水素ガスに反応して発熱する層であり、温度検知層５は、水素濃度の変化によって生ずる水素反応触媒層の発熱温度を検知し、その発熱温度から、水素濃度を検知するものである
【００２３】
本発明において、温度検知層５は、基板２の電極６上に形成された薄膜サーミスタである。基板２は、通常ガラス、セラミックスあるいは単結晶のいずれかが選択使用されるが、熱ひずみの少ないアルミナ基板の使用が望ましい。電極６は、互いに隙間内に入込ませた対をなす櫛型をなし、櫛型の形状、数、或いは電極相互の間隔の調整によってサーミスタの抵抗値が調整される。薄膜サーミスタは、水素濃度の変化によって生ずる水素反応触媒層の発熱温度を検知し、発熱温度の上昇によって減少するサーミスタの抵抗の値から水素濃度を検知する。
【００２４】
温度検知層５である薄膜サーミスタは、マンガン、コバルト、鉄、ニッケル等の遷移金属を所要の割合で配合して所定の抵抗値に設定された組成物の蒸着膜であり、櫛型の両電極間に跨がり、基板の範囲内で一定の面積で、一定の厚みに積層されたものである。
【００２５】
温度検知層５である薄膜サーミスタの表面は、ガラスコートのような絶縁層７にて覆われ、水素反応用触媒層４は、絶縁層７の表面にＰｔ触媒膜を数〜数十ｎｍの厚さにスパッタ蒸着することによって積層することによって形成されたものである。
【００２６】
本発明による接触燃焼式水素センサー１は、図１のように水素反応検知素子３に環境温度検知素子８を組合せられる。環境温度検知素子８は、水素反応検知素子３が置かれた環境の温度による電気信号の値を補償するものである。環境温度検知素子８は、温度検知層５ａを有している。温度検知層５ａは、サーミスタであり、水素反応検知素子３の温度検知層５に用いた薄膜サーミスタと同じ抵抗―温度特性を有するサーミスタを選定する必要がある。  
【００２７】
環境温度検知素子８の温度検知層５ａとして用いられたサーミスタは、抵抗値によって水素反応検知素子３が置かれた環境の温度を常に検知し、水素反応検知素子３の温度上昇によって変化したサーミスタ抵抗値の変化を補償する。環境温度検知素子８に用いるサーミスタの形状、構造は問わないが、水素反応検知素子３の温度検知層５に用いた薄膜サーミスタと同じ特性のものを温度検知層５ａとして用いることは接触燃焼式水素センサーの製造上有利である。
【００２８】
図２においては、水素反応検知素子から水素反応用触媒層を除いた積層、すなわち、基板２ａと、基板２ａの櫛型の電極６ａの対に跨って積層された温度検知層（薄膜サーミスタ）５ａと、温度検知層５ａを覆う絶縁層７ａとの積層にて構成した例を示している。この構成によれば、環境温度検知素子８の絶縁層７ａの上に水素反応用触媒層を積層すれば、水素反応検知素子になる。
【００２９】
環境温度検知素子８は、要するに水素反応検知素子３と同じ条件の下に置かれ、水素反応検知素子３が置かれた環境の温度を測定できればよいのであって、必ずしも図２に示す構造に限定されるものではない。温度検知層５ａは必ずしも基板２ａ上に積層されていなければならないというわけではない。環境温度検知素子８には、例えばガラス封止されたビード型のサーミスタを使用できる。
【００３０】
水素反応検知素子３と、環境温度検知素子８とは、図３に示すように例えばベース板９に一定間隔を置いて取り付けて同じ環境に設置される。水素反応検知素子３と、環境温度検知素子８との間隔は、水素反応検知素子の水素反応用触媒層４に発した熱の影響が環境温度検知素子８のサーミスタに影響を与えない程度の距離が確保できればよい。
【００３１】
水素反応検知素子３と、環境温度検知素子８とは、不測の衝撃などから保護するため、例えば網ケース１０内に収容され、水素反応検知素子３の電極から引き出されたリード線１１と、環境温度検知素子８の電極から引き出されたリード線１２を図４に示すブリッジ回路１３の２辺の端子ａ−ｃ、ａ−ｄ間に接続し、電圧計１４をはさんでブリッジ回路１３の他の２辺の端子ｃ−ｂ、ｂ−ｄ間には、それぞれ抵抗Ｒ１、Ｒ２を接続する。
【００３２】
水素反応検知素子３の抵抗をＲｒ、環境温度検知素子８の抵抗をＲｔとすると、直流電圧Ｖ１が印加された状態でブリッジ回路１３が平衡状態にあるとき、対抗する抵抗の積は等しいから、Ｒｒ・Ｒ２＝Ｒｔ・Ｒ１のようになり、水素反応検知素子３の抵抗Ｒｒと環境温度検知素子８の抵抗Ｒｔの両端の電圧は、オームの法則によりＲｒ・Ｉｒ＝Ｒｔ・Ｉｔであったとすれば、水素反応検知素子３の抵抗Ｒｒの両端の電圧Ｖｃａと環境温度検知素子８の抵抗Ｒｔの両端の電圧＝Ｖｄａは、Ｖｃａ＝Ｖｄａの関係が成り立ち、ｃ−ｄ端子間の電位差が０となる。
【００３３】
本発明の接触燃焼式水素センサーを燃料電池の水素ガス供給配管系に設置したときに、ブリッジ回路１３に平衡状態が保たれるように設定すれば、燃料電池に水素ガスが供給されないときには電圧計１４には電流は流れない。ついで、燃料電池に水素ガスが供給されたときには、接触燃焼式水素センサーの水素反応検知素子３側においては、供給された水素ガスに触れて水素反応用触媒層４が触媒反応により発熱し、その発熱温度が温度検知層５である薄膜サーミスタに検知されて抵抗値Ｒｒが変わるのに対し、環境温度検知素子８の抵抗値Ｒｔは、水素ガス供給配管系の温度によって決定され、燃料電池が８０〜１００℃付近で動作したときには、８０〜１００℃を環境温度としてほぼ一定の抵抗値を保つ。
【００３４】
この結果、ブリッジ回路１３の平衡状態が崩れ、水素反応検知素子３の抵抗Ｒｒの両端の電圧Ｖａｃと環境温度検知素子の抵抗Ｒｔの両端の電圧＝Ｖｄａに差が生じ、電圧計１４に電圧が生じる。すなわち、水素反応検知素子３の抵抗値Ｒｒの変化を生じさせる水素反応用触媒層４の発熱温度、すなわち、水素ガス濃度に比例した電気信号が出力される。本発明においては、水素反応検知素子が薄膜サーミスタであるため、応答性に優れ、水素ガスと触媒との反応によって発熱した触媒層の発熱温度を正確に検知し、短時間で信号が出力される。
【実施例２】
【００３５】
図５は、接触燃焼式水素センサー２１の水素反応検知素子２３と、環境温度検知素子２８とを同じ基板２２上に形成した例である。基板２２は、水素反応検知素子形成領域Ｚ２３と、環境温度検知素子の形成領域Ｚ２８と、共通端子形成領域ＺＴとに区画されて略Ｕ字型をなしている。水素反応検知素子形成領域Ｚ２３は、水素反応用触媒層２４と温度検知層２５とを積層するＵ字の縦長の一側部分であり、環境温度検知素子形成領域Ｚ２８は、温度検知層２５aを積層するＵ字の縦長の他側部分であり、共通端子形成領域ＺＴは、水素反応検知素子形成領域Ｚ２３と、環境温度検知素子形成領域Ｚ２８とをつなぐ横長のＵ字の底部分である。
【００３６】
水素反応検知素子形成領域Ｚ２３と、環境温度検知素子形成領域Ｚ２８とは、基板２２の共通端子形成領域ＺTに支えられて水素ガスの触媒反応による熱影響が問題にならない間隔に保たれている。水素反応検知素子形成領域Ｚ２３と、環境温度検知素子形成領域Ｚ２８とには、それぞれ薄膜サーミスタの櫛型の電極２６、２６ａが形成され、共通端子形成領域ＺＴには、両薄膜サーミスタの櫛型の電極２６、２６ａに通ずる共通電極２９が形成されている。水素反応検知素子形成領域Ｚ２３と、環境温度検知素子形成領域Ｚ２８の櫛型の電極２６、２６ａには、温度検知層２５、２５ａとしてそれぞれ個別に薄膜サーミスタの蒸着膜が付され、その上に絶縁膜２７を共通に付し、さらに、水素反応検知素子形成領域Ｚ２３の絶縁膜２７上には、水素反応用触媒層２４が積層されて接触燃焼式水素センサー２１が完成する。
【００３７】
温度検知層２５、２５ａの各櫛型の電極２６、２６ａからリード線１１，１２を引き出し、これをブリッジ回路に接続して接触燃焼式水素センサーとして機能させる要領は、先の実施例と全く同じである。この実施例によれば、共通基板２２上の水素反応検知素子形成領域Ｚ２３と、環境温度検知素子形成領域Ｚ２８の電極上に温度検知層及び絶縁層と順に付し、さらに水素反応検知素子形成領域Ｚ２３には、水素反応用触媒層２４を付すことによって簡単に接触燃焼式水素センサーを製造できる。
【００３８】
本発明において、環境温度検知素子は、燃料電池の動作温度を含めた環境温度のみによってその抵抗値が決定されるが、水素反応検知素子の抵抗値Ｒｒは、環境温度に加えて水素ガスと水素反応用触媒層との触媒反応によって発生する発熱温度によって決定されるため、サーミスタにＮＴＣが用いられる限り、燃料電池の動作中は常に環境温度検知素子の抵抗Ｒｒ＝Ｒｔ、あるいはブリッジ回路１３の平衡状態の崩れを監視することによって、燃料電池に対して水素ガスが正常に供給されていることが分かる。
【００３９】
全く同様に、本発明による接触燃焼式水素ガスセンサーを燃料電池の外部近傍に設置することによって、燃料電池からの水素ガスのガス漏れが生じたときにも直ちに反応して電気信号が発せられ、ガス漏れの事実を容易に検知できる。
【００４０】
本発明において、温度検知層に薄膜サーミスタを選定使用するため、センサーの薄型化、小型化が可能であり、応答性に優れ、高感度化を実現できる。図１に示すセンサーの大きさとその積層構造の1例を以下に示す。
基板                    １ｍｍ×０．２〜０．５ｍｍ
櫛型の電極              ２〜３μｍ
薄膜サーミスタの膜厚    ２〜３μｍ（５μｍ未満）
絶縁膜                  １μｍ以下
水素反応用触媒層        数〜数十ｎｍ
上記積層からなる接触燃焼式水素ガスセンサーについて、通常のＢ定数のもとで９０％反応時間３〜５秒を実現することができた。
【００４１】
薄膜サーミスタの抵抗値は、薄膜サーミスタのターゲット材料の組成の選定や膜厚によるほか、櫛型の電極の櫛の形状、対の櫛型の電極間の間隔の設定によって決定できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
温度検知層に薄膜サーミスタを選定することによって、熱応答性が改善され、小型化、薄型化を実現でき、また、その表面を絶縁層にて覆うことにより機械的強度が大きく、従来の接触燃焼式水素ガスセンサーが抱える課題を一挙に解決して燃料電池の動作確認用、水素ガスのガス漏れ検知用などとして実際の用途に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による接触燃焼式水素センサーの水素反応検知素子を示すもので、（ａ）は一部断面平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】環境温度検知素子を示すもので図１（ａ）のＢ−Ｂ線に相当する部分の縦断面図である。
【図３】本発明による接触燃焼式水素センサーの構造の一例を示す図である。
【図４】本発明による接触燃焼式水素センサーを構成するブリッジ回路である。
【図５】本発明による接触燃焼式水素センサーの構造の他の例を示すもので、（ａ）は一部断面平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、２１  接触燃焼式水素センサー
２（２ａ）２２  基板
３、２３  水素反応検知素子
４、２４  水素反応用触媒層
５（５ａ）２５（２５ａ）  温度検知層
６（６ａ）２６  電極
７（７ａ）２７絶縁層
８、２８  環境温度検知素子
９  ベース板
１０  網ケース
１１  リード線
１２  リード線
１３  ブリッジ回路
１４  電圧計
２９  共通電極
【図１】
2005098742.tif 000003
【図２】
2005098742.tif 000004
【図３】
2005098742.tif 000005
【図４】
2005098742.tif 000006
【図５】
2005098742.tif 000007