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JPH04282446A - Method, element and apparatus for detecting concentration of gas - Google Patents

Method, element and apparatus for detecting concentration of gas

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Publication number
JPH04282446A
JPH04282446A JP7259791A JP7259791A JPH04282446A JP H04282446 A JPH04282446 A JP H04282446A JP 7259791 A JP7259791 A JP 7259791A JP 7259791 A JP7259791 A JP 7259791A JP H04282446 A JPH04282446 A JP H04282446A
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JP
Japan
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gas
gas detection
film resistor
temperature
detected
Prior art date
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Granted
Application number
JP7259791A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2794347B2 (en
Inventor
Riichiro Kasahara
笠原 理一郎
Toshi Sakai
酒井 才
Akira Tabuchi
彰 田渕
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.)
New Cosmos Electric Co Ltd
Original Assignee
New Cosmos Electric 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.)
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Publication date
Application filed by New Cosmos Electric Co Ltd filed Critical New Cosmos Electric Co Ltd
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Publication of JPH04282446A publication Critical patent/JPH04282446A/en
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Publication of JP2794347B2 publication Critical patent/JP2794347B2/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、有機性の気体ガス又は
蒸気(以下ガスという)の検出方法及びそれに用いるガ
ス検知素子ならびにそのようなガス検知素子を使用した
ガス検出装置に関するものであって、 特に有機溶剤や
燃料油等のガス検知に用いるものである。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for detecting an organic gas or vapor (hereinafter referred to as gas), a gas detection element used therein, and a gas detection apparatus using such a gas detection element. It is especially used to detect gases such as organic solvents and fuel oil.

【0002】0002

【従来の技術】従来この種のガス検出装置に用いられる
ガス検知素子としては、 接触燃焼式ガス検知素子、 
金属酸化物を用いた半導体式ガス検知素子、 ガスの熱
伝導度の差を利用した熱伝導式ガス検出素子等がある。
[Prior Art] Gas detection elements conventionally used in this type of gas detection device include catalytic combustion type gas detection elements;
There are semiconductor type gas detection elements using metal oxides, thermal conduction type gas detection elements that utilize differences in thermal conductivity of gases, etc.

【0003】又、特公昭43−6836号、実公昭54
−15672号公報により開示されたような、外表面が
、有機性ガスに触れることにより、膨潤変形又は体積変
化を起こし易い天然ゴムやシリコンゴム等の高分子材料
に、導電性粉末を分散混入した皮膜抵抗体を用いた検知
素子がある。
[0003] Also, Special Publication No. 43-6836, Utility Publication No. 54
- As disclosed in Publication No. 15672, conductive powder is dispersed and mixed into a polymeric material such as natural rubber or silicone rubber whose outer surface tends to undergo swelling deformation or volume change when exposed to organic gas. There are sensing elements that use film resistors.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来のこ
の種のガス検出方法及び装置にあっては、前述の接触燃
焼式、半導体式及び熱伝導式等のガス検知素子は何れも
100〜500℃に加熱して使用するために、測定中に
ガスの濃度によっては、着火源となって、更には爆発の
危険性がある。したがって、これらのガス検知素子を防
爆構造にしなければならないので、構造が複雑で、大形
に、且つ高価になるという問題があった。また、このよ
うな皮膜抵抗体を用いたガス検知素子は、加熱機構の必
要がなく、室温で使用できるので、着火、爆発の危険性
はなく、それ自体が防爆構造である利点があるが、低濃
度域におけるガス検知感度が低く、又、ガス検知感度の
温度依存性が大きいという欠点を有している。
[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, in the conventional gas detection method and device of this type, the above-mentioned catalytic combustion type, semiconductor type, thermal conduction type, etc. gas detection elements all have temperatures of 100 to 500°C. During measurement, depending on the concentration of the gas, it may become a source of ignition and even cause an explosion. Therefore, these gas detection elements must be made to have an explosion-proof structure, resulting in a problem that the structure is complicated, large in size, and expensive. In addition, gas detection elements using such film resistors do not require a heating mechanism and can be used at room temperature, so there is no risk of ignition or explosion, and they have the advantage of being explosion-proof themselves. It has the drawbacks of low gas detection sensitivity in a low concentration range and high temperature dependence of gas detection sensitivity.

【0005】そこで、本発明は、このような従来の皮膜
抵抗体を用いたガス検知素子が有していた問題点を解決
するために、検知素子自体を特定の低温度に維持するこ
とによって、ガス検知感度を向上したガス検出方法と、
それに使用するガス検知素子を提供することを目的とす
るものである。
Therefore, in order to solve the problems of the conventional gas detection element using a film resistor, the present invention maintains the detection element itself at a specific low temperature. A gas detection method with improved gas detection sensitivity,
The object of the present invention is to provide a gas detection element for use therein.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】該目的を達成するための
本発明方法、ガス検知素子、ガス検知装置の構成を、そ
れぞれの実施例に対応する図1乃至図8を用いて説明す
ると、本第1発明は、図1〜図3において、外表面を被
検出ガスに露出して接触することにより変化する、皮膜
抵抗体(1a)の電気抵抗値を測定して、 ガスの濃度
を検出するガス検出方法において、 前記の皮膜抵抗体
(1a)を検知ガス雰囲気の温度より低い特定温度に維
持して、 前記の電気抵抗値を測定することを特徴とす
るガス検出方法である。
[Means for Solving the Problems] The structure of the method, gas detection element, and gas detection device of the present invention to achieve the object will be explained using FIGS. 1 to 8 corresponding to each embodiment. In the first invention, as shown in FIGS. 1 to 3, the concentration of the gas is detected by measuring the electrical resistance value of the film resistor (1a), which changes when the outer surface is exposed to and comes into contact with the gas to be detected. The gas detection method is characterized in that the film resistor (1a) is maintained at a specific temperature lower than the temperature of the detection gas atmosphere, and the electrical resistance value is measured.

【0007】第2発明は、図1〜図6において、皮膜抵
抗体(1a)の下面(1b)を、 内部に冷媒(3a)
を流通する管体(3)の側面に、 形成着接された構造
のガス検知素子である。
In the second invention, in FIGS. 1 to 6, the lower surface (1b) of the film resistor (1a) is provided with a refrigerant (3a) inside.
This gas detection element is formed and bonded to the side surface of the pipe body (3) through which the gas flows.

【0008】第3発明は、 図1〜図7において、皮膜
抵抗体(1a)が、 熱電対素子(4)の冷接点面(4
c)に、 電気絶縁層(2)を介して着接形成されてい
る構造のガス検知素子である。
A third aspect of the invention is that in FIGS. 1 to 7, the film resistor (1a) is connected to the cold contact surface (4) of the thermocouple element (4).
c) is a gas detection element having a structure in which the gas detection element is bonded with an electrically insulating layer (2) interposed therebetween.

【0009】第4発明は、図1〜図8において、皮膜抵
抗体(1a)の上面が、 被検出ガスに露出され、下面
(1b)が、 被検出ガス流通管体(13)の内面に配
置され、 且つ前記被検出ガス流通管体(13)の外側
に設けた冷却用部材(7)に連結した熱伝導体(6)の
表面に、 電気絶縁層(2)を介して着接されたガス検
知素子(10)を備えたガス検出装置である。
[0009] In a fourth aspect of the present invention, in FIGS. 1 to 8, the upper surface of the film resistor (1a) is exposed to the gas to be detected, and the lower surface (1b) is on the inner surface of the gas distribution pipe (13) to be detected. and is attached to the surface of a thermal conductor (6) connected to a cooling member (7) provided on the outside of the gas distribution pipe (13) to be detected, via an electrically insulating layer (2). This is a gas detection device equipped with a gas detection element (10).

【0010】0010

【作用】本発明は、このような構成、構造としたもので
あるから、本発明方法は、皮膜材を構成する高分子部材
が、外表面に接触したガスを吸着して膨潤し、カーボン
導電粒子間の結合、接触が緩和されて、電気抵抗を増加
し、そして、前記の膨潤の度合いは、被検出ガス濃度に
依存するほか、 同一濃度であっても皮膜抵抗体の温度
が低いほど膨潤し易くなるという原理を利用したもので
ある。したがって、皮膜抵抗体を検知雰囲気温度よりも
低く維持することにより、低濃度のガスを高感度で検知
できるのである。
[Operation] Since the present invention has such a configuration and structure, the method of the present invention is such that the polymer member constituting the coating material absorbs the gas that comes into contact with the outer surface and swells, thereby forming a carbon conductor. Bonds and contacts between particles are relaxed, increasing electrical resistance, and the degree of swelling depends on the concentration of the gas to be detected, and even at the same concentration, the lower the temperature of the film resistor, the more it swells. This is based on the principle that it becomes easier to do. Therefore, by maintaining the film resistor at a temperature lower than the detection atmosphere temperature, low concentration gas can be detected with high sensitivity.

【0011】また、本発明ガス検知素子及び検知装置は
、 皮膜抵抗体を着接形成する基体が、 管体状で内部
に冷媒を流通して基体を冷却して、 あるいは熱電素子
の冷接点面に着接してあるので、 皮膜抵抗体を低い特
定温度に維持することができ、 高い値の電気抵抗とし
て、大きなスケール目盛りで、正確にかつ容易に読み取
り測定することができる。
Furthermore, in the gas detection element and detection device of the present invention, the substrate on which the film resistor is bonded is tubular and a refrigerant is circulated inside to cool the substrate, or the cold junction surface of the thermoelectric element is cooled. The film resistor can be maintained at a low specific temperature and can be read and measured accurately and easily on a large scale as a high value electrical resistance.

【0012】0012

【実施例】以下本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。図中、図1乃至図3は、本第1発明方法の1
実施例を示す図であって、図1はその本発明方法の実施
例装置の構成図を示し、図3はガス検知素子の構造を示
す断面図である。すなわち、本発明方法を実施する検出
装置は、図1に示すような構成で、所定濃度の被測定ガ
スを詰め込んだガスバッグ(11)から、 誘導管(1
2)を経て測定容器(13)に導き、 測定容器(13
)内において、 整流板(14)を透して、測定容器(
13)内において直交横断するように配置して、 取り
付けた後記のガス検知素子(1)の皮膜抵抗体(1a)
の外表面に触れながら、 他端の流出口(15)から流
量計(16)に導き、 更にポンプ(17)で吸引して
、 装置全体のガスの一定速度の流れを制御するように
してある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the figure, FIGS. 1 to 3 are 1 to 3 of the first method of the present invention.
1 is a diagram showing a configuration of an apparatus according to an embodiment of the method of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a gas detection element. That is, the detection device for carrying out the method of the present invention has a configuration as shown in FIG.
2) to the measurement container (13).
), the measurement container (
13) The film resistor (1a) of the gas detection element (1) described below is installed so as to cross orthogonally within the gas detection element (1).
While touching the outer surface of the gas, it is guided from the outlet (15) at the other end to the flow meter (16), and then sucked in by the pump (17) to control the constant flow of gas throughout the device. .

【0013】本発明ガス検知素子(1)の構造は、図1
〜図6において、図2に示す外観図、図3に示す断面図
のように直径約3mmφの肉薄ガラス管の管体(3)の
外側面に、約6mmの間隔を保って一対の電極(5a,
5a)およびリード線(5b,5b)を配設し、前記の
従来例に従って、所定の抵抗値が得られるように、炭素
粉末を均一に分散させた天然ゴムやシリコンゴム等の高
分子材料を、両電極(5a,5a)を被覆するように塗
布して皮膜を構成して、皮膜抵抗体(1a)とする。而
して、前記の皮膜抵抗体(1a)のガラス管(3)のダ
クト穴(3b)中を冷却水(3a)を通すようにしてあ
る。
The structure of the gas sensing element (1) of the present invention is shown in FIG.
- In FIG. 6, as shown in the external view shown in FIG. 2 and the cross-sectional view shown in FIG. 3, a pair of electrodes ( 5a,
5a) and lead wires (5b, 5b), and according to the conventional example described above, a polymeric material such as natural rubber or silicone rubber with carbon powder uniformly dispersed therein is used to obtain a predetermined resistance value. , to form a film by coating both electrodes (5a, 5a) to form a film resistor (1a). Cooling water (3a) is passed through the duct hole (3b) of the glass tube (3) of the film resistor (1a).

【0014】また、 本発明ガス検知装置は、 図8に
示すように、皮膜抵抗体(1a)の上面が、被検出ガス
に露出され、下面(1b)が、 被検出ガス流通管体(
13)の内面に配置され、 且つ前記被検出ガス流通管
体(13)の外側に設けた冷却部材(7)に連結した熱
伝導体(6)の表面に、 電気絶縁層(2)を介して着
接されたガス検知素子(10)を備えたガス検出装置で
ある。
Further, in the gas detection device of the present invention, as shown in FIG. 8, the upper surface of the film resistor (1a) is exposed to the gas to be detected, and the lower surface (1b) is connected to the gas distribution pipe (1a) to be detected.
13) and connected to the cooling member (7) provided outside the gas distribution tube (13) to be detected, through an electrically insulating layer (2). This is a gas detection device equipped with a gas detection element (10) bonded to the gas detection element (10).

【0015】本発明方法の操作手順は、 その概略を上
述した装置を使用して、先ず測定容器(13)内にフレ
ッシュエアを流し、 皮膜抵抗体(1a)を着接したガ
ラス管(3)のダクト穴(3b)内に所定温度の水(3
a)を通水し、内部温度をそれぞれ1℃、21℃、50
℃の所定温度に保って、ベース値を測定する。次にガス
バッグ(11)にトルエン蒸気を、それぞれ0.25v
ol%、0.50vol%、0.75vol%、1.0
0vol%、1.25vol%のガス濃度を維持するよ
うに試料ガスを調製する。次に皮膜抵抗体(1a)をそ
れぞれ1℃、21℃、50℃の温度に保って、測定容器
(13)内を上記それぞれのトルエン含有空気で置換す
る。 そして測定中のガス流量は50ml/minとする。 
次にガス検知素子(1)の抵抗値が安定した時の値を読
み取る。
The operating procedure of the method of the present invention is as follows: Using the apparatus outlined above, first, fresh air is flowed into the measuring container (13), and the glass tube (3) to which the film resistor (1a) is attached is heated. Water at a predetermined temperature (3
a) Water is passed through and the internal temperature is set to 1℃, 21℃, and 50℃, respectively.
The base value is measured while maintaining the temperature at a predetermined temperature of °C. Next, add toluene vapor to the gas bag (11) at 0.25v each.
ol%, 0.50vol%, 0.75vol%, 1.0
Sample gas is prepared to maintain gas concentrations of 0 vol% and 1.25 vol%. Next, the film resistor (1a) is maintained at a temperature of 1° C., 21° C., and 50° C., respectively, and the inside of the measuring container (13) is replaced with the above-mentioned toluene-containing air. The gas flow rate during measurement is 50 ml/min.
Next, read the value when the resistance value of the gas detection element (1) becomes stable.

【0016】本発明方法では、 電気絶縁物であるガラ
ス管を用いたガス検知素子を使用した例を示したが、 
熱伝導の良好な金属管や熱電素子の冷接点面に電気絶縁
層を介して皮膜抵抗体を設けたガス検知素子、 または
皮膜抵抗体を冷却する部材として放熱フィンを設けたガ
ス検知装置を用いてもよい。 要は皮膜抵抗体を被検知
ガス雰囲気より低い特定温度に一定に保って、被検知ガ
スを均一にガス検知素子に接触させることである。
In the method of the present invention, an example was shown in which a gas detection element using a glass tube, which is an electrical insulator, was used.
Using a gas detection device with a film resistor provided on the cold junction surface of a metal tube or thermoelectric element with good thermal conductivity through an electrical insulating layer, or a gas detection device with a heat dissipation fin as a member to cool the film resistor. It's okay. The key is to keep the film resistor constant at a specific temperature lower than the atmosphere of the gas to be detected so that the gas to be detected uniformly contacts the gas sensing element.

【0017】以上の手順で測定した結果は、 図9(A
1、A2、A3)に示すとおりで、ガス検知素子(1)
の温度を低下することによって、 同一濃度のトルエン
含有空気に対して、 抵抗値の変化度合いが大きくなっ
て、高感度になっているのが識知できる。又、ガス検知
素子(1)の温度が変わると、同一濃度のガスに対して
抵抗値がこのように大きく変化することから、 温度依
存性が大きいことを示しており、本発明方法によると、
 ガス検知素子(1)の温度を特定して一定に保つこと
ができて、信頼性の高い測定結果が得られるのである。
[0017] The results measured using the above procedure are shown in Figure 9 (A
1, A2, A3), gas detection element (1)
It can be seen that by lowering the temperature, the degree of change in resistance increases with respect to the same concentration of toluene-containing air, resulting in higher sensitivity. Furthermore, when the temperature of the gas detection element (1) changes, the resistance value changes greatly for gases of the same concentration, indicating that the resistance value is highly dependent on temperature, and according to the method of the present invention,
The temperature of the gas detection element (1) can be specified and kept constant, and highly reliable measurement results can be obtained.

【0018】更に又、ベンゼンについても前記したトル
エンの場合と同様の測定をして、 比較すると、 ガス
検知素子(1)の温度が21℃のとき図10の点線(A
2、B2)で、また、ガス検知素子(1)の温度を1℃
に低下させたとき同図の実線(A1、B1)で、それぞ
れ示すように、点線のA2とB2の差よりも、実線のA
1とB1の差の方がはるかに大きい。すなわち、沸点1
10℃のトルエン(A1、A2)の方が、沸点80℃の
ベンゼン(B1,B2)よりも温度依存性は大きい。す
なわち、ガス検知素子(1)を低い温度に保つことによ
って、ガス選択性を著しく向上させることができるので
ある。また、逆にガス検知素子(1)の温度を選ぶこと
によって、 被測定ガスの選択性を、もたせることも可
能となる。
Furthermore, benzene was measured in the same manner as in the case of toluene, and for comparison, when the temperature of the gas detection element (1) was 21°C, the dotted line (A) in FIG.
2. In B2), also increase the temperature of the gas detection element (1) by 1°C.
When lowered to
The difference between 1 and B1 is much larger. That is, boiling point 1
Toluene (A1, A2) with a boiling point of 10°C has a greater temperature dependence than benzene (B1, B2) with a boiling point of 80°C. That is, by keeping the gas sensing element (1) at a low temperature, gas selectivity can be significantly improved. Conversely, by selecting the temperature of the gas detection element (1), it is also possible to provide selectivity of the gas to be measured.

【0019】本発明の原理を更に詳しく説明する。前記
したガス検知素子(1)の皮膜材料(1a)のガスによ
る膨潤作用は、一種の溶解現象であつて、その膨潤率は
ガスの分子のSP値(Solubility Para
meter)に依存する。そしてそのSP値が高分子膜
のそれと近い物質ほど、外表面皮膜(1a)への溶解性
は高くなってよく膨潤して、 ガス検知素子(1)の検
知感度は高くなる。また、このガスによる膨潤率は、そ
の物質のその温度における相対蒸気濃度(蒸気濃度/そ
の温度における飽和蒸気濃度)にも依存する。すなわち
、蒸気による皮膜の湿り度合い(平衡含有率)に依存す
ることになる。ある程度湿った皮膜(1a)は、それ自
体から発生する相対蒸気濃度と気相の相対濃度が一致し
たところで平衡が成り立つ。したがって、気相の蒸気濃
度が一定であっても、温度が高いほど相対蒸気濃度は低
く、乾燥し易くなって、皮膜(1a)は湿り難い。また
、沸点の低い物質ほど、一定温度、一定濃度での相対蒸
気濃度は低くなり、ガスの種類による沸点の相違によっ
て、著しく検知感度が異なる原因となっているのである
。つまり、 前記したように、 沸点110℃のトルエ
ンの方が、沸点80℃のベンゼンよりも検知感度は高い
のである。
The principle of the present invention will be explained in more detail. The swelling action of the coating material (1a) of the gas detection element (1) due to the gas is a kind of dissolution phenomenon, and the swelling rate is determined by the SP value (Solubility Parameter) of the gas molecules.
meter). The closer the SP value of a substance is to that of the polymer membrane, the higher the solubility in the outer surface film (1a), the better the substance swells, and the higher the detection sensitivity of the gas detection element (1). The rate of swelling by this gas also depends on the relative vapor concentration of the substance at that temperature (vapor concentration/saturated vapor concentration at that temperature). In other words, it depends on the degree of wetting of the film due to steam (equilibrium content). The film (1a), which is moist to some extent, reaches equilibrium when the relative concentration of vapor generated from itself matches the relative concentration of the gas phase. Therefore, even if the vapor concentration in the gas phase is constant, the higher the temperature, the lower the relative vapor concentration, the easier it is to dry, and the film (1a) is less likely to get wet. Furthermore, the lower the boiling point of a substance, the lower the relative vapor concentration at a constant temperature and constant concentration, and the difference in boiling point depending on the type of gas causes a significant difference in detection sensitivity. In other words, as mentioned above, toluene with a boiling point of 110°C has a higher detection sensitivity than benzene with a boiling point of 80°C.

【0020】以上のようなことから、皮膜抵抗体(1a
)の皮膜温度を検知雰囲気の温度より、低い一定温度に
維持することにより低濃度のガスを、加熱機構を要せず
に、高精度、高感度で検知することができるのである。 そして、このように本発明の基礎となる皮膜抵抗体(1
a)を冷却して動作させる原理のガス検知素子(1)は
現在まで存在しなかったのである。
From the above, film resistor (1a
) By maintaining the film temperature at a constant temperature lower than the temperature of the detection atmosphere, low concentration gases can be detected with high accuracy and sensitivity without the need for a heating mechanism. In this way, the film resistor (1
Until now, there has been no gas detection element (1) based on the principle of operation by cooling a).

【0021】次に、ガス検知素子(1)の実施例につい
て述べる。図1の装置の構成を示す断面図、図3の同一
部拡大断面図、図2の素子の外観図、図4の断面図にお
いて示すガス検知素子(1)は、セラミック製基体の管
体(3)の上に平帯状の電極板(5a,5a)を、間隔
を保って配置して、それらをリード線(5b,5b)で
抵抗計(18)に接続してある。 (1a)は電極(5
a,5a)の上に被覆するように形成した皮膜抵抗体で
ある。 セラミック基体(3)は内部に冷却用の空気又
は水等の冷媒(3a)の通路となるダクト(3b)を設
けてある。
Next, an example of the gas detection element (1) will be described. The gas sensing element (1) shown in the sectional view showing the configuration of the device in FIG. 1, the enlarged sectional view of the same part in FIG. 3, the external view of the element in FIG. 2, and the sectional view in FIG. 3) flat strip-shaped electrode plates (5a, 5a) are arranged at intervals, and are connected to a resistance meter (18) with lead wires (5b, 5b). (1a) is the electrode (5
This is a film resistor formed to cover parts a and 5a). The ceramic base (3) is provided with a duct (3b) that serves as a passage for a refrigerant (3a) such as air or water for cooling.

【0022】以上が基本的な構造であって、応用例とし
て、熱伝導を良好に保って、冷却効果を高めるために、
基体を金属製の管体(3)とするときは、図4及び図6
の断面図に示すように、表面に絶縁層(2)を介して電
極板(5a,5a)を形成する。また、熱電素子の電子
冷却素子(4)を利用するときは、図7にその断面を示
すように、その冷接点面(4c)上に形成した電気絶縁
層(2)の上に、電極板(5a,5a)と皮膜抵抗体(
1a)を形成することができ、 そのときは熱電素子(
4)の電源とそれへ接続するリード線(4b,4b)が
必要で、 冷媒及びその流路は不要である。その場合、
点線で示すように、ガス流通管体(13)の内部の壁面
に着接してもよいし、 管体(13)内部に吊り下げて
使用することも可能である。
The above is the basic structure, and as an application example, in order to maintain good heat conduction and enhance the cooling effect,
When the base body is a metal tube (3), Figs. 4 and 6
As shown in the cross-sectional view, electrode plates (5a, 5a) are formed on the surface with an insulating layer (2) interposed therebetween. In addition, when using the electronic cooling element (4) of the thermoelectric element, as shown in the cross section of FIG. (5a, 5a) and film resistor (
1a), then a thermoelectric element (
A power source (4) and lead wires (4b, 4b) to connect to it are required; a refrigerant and its flow path are not required. In that case,
As shown by the dotted line, it may be attached to the inner wall surface of the gas distribution pipe (13), or it may be used by being suspended inside the pipe (13).

【0023】更にまた図8に示す本発明ガス検出装置は
、 前記の皮膜抵抗体(1a)の上面が、被検出ガスに
露出されるとともに、下面(1b)を、 ガス流通管体
(13)の内面に配置され、 且つ前記ガス流通管体(
13)の外側に設けた冷却フィンのような冷却用部材(
7)に連結した熱伝導体(6)の金属面の表面に、 電
気絶縁層(2)を介して着接された構造のガス検知素子
(10)を備えたガス検出装置である。
Furthermore, in the gas detection device of the present invention shown in FIG. 8, the upper surface of the film resistor (1a) is exposed to the gas to be detected, and the lower surface (1b) is exposed to the gas distribution pipe (13). arranged on the inner surface of the gas flow pipe (
13) A cooling member such as a cooling fin provided on the outside of the
This gas detection device is equipped with a gas detection element (10) that is bonded to the metal surface of a thermal conductor (6) connected to a heat conductor (6) via an electrically insulating layer (2).

【0024】以上本発明の代表的と思われる実施例につ
いて説明したが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造
のみに限定されるものではなく、本発明にいう前記の構
成要件を備え、かつ、本発明にいう目的を達成し、以下
にいう効果を有する範囲内において適宜改変して実施す
ることができるものである。
Although the embodiments considered to be representative of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited to the structures of these embodiments, and the present invention is not necessarily limited to the structures of these embodiments. The present invention can be modified and implemented as appropriate within the scope of achieving the purpose of the present invention and having the following effects.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から既に明らかなように、本
発明方法は、皮膜抵抗体(1a)を検知ガス雰囲気の温
度より低い温度に維持することにより、低濃度のガスを
、従来の素子の加熱機構を要せずに、高精度、 高感度
で検知できるという従来のものには期待することが出来
ない顕著な効果を有するガス検出方法である。
Effects of the Invention As is already clear from the above description, the method of the present invention maintains the film resistor (1a) at a temperature lower than the temperature of the detection gas atmosphere, thereby allowing a low concentration gas to be used in the process compared to conventional elements. This gas detection method has remarkable effects that cannot be expected from conventional methods, such as high precision and high sensitivity detection without the need for a heating mechanism.

【0026】そして、本第2発明は、管体(3)の外側
面に、間隔を保って一対の電極(5a,5a)およびリ
ード線(5b,5b)を配設し、炭素粉末を均一に分散
させた高分子材を、両電極(5a,5a)を被覆するよ
うに塗布して皮膜(1a)を構成して、ガス検知素子(
1)の皮膜抵抗体(1a)とした構造により、 前記管
体(3)のダクト穴(3b)中を冷媒(3a)を通すこ
とにより、 容易且つ確実に皮膜抵抗体(1a)を低温
に維持することができる効果を有するガス検出素子であ
る。
[0026] In the second invention, a pair of electrodes (5a, 5a) and lead wires (5b, 5b) are arranged at intervals on the outer surface of the tube (3), and the carbon powder is uniformly spread. A polymeric material dispersed in the gas detection element (
Due to the structure of the film resistor (1a) in 1), by passing the refrigerant (3a) through the duct hole (3b) of the tube body (3), the film resistor (1a) can be easily and reliably brought to a low temperature. This gas detection element has an effect that can be maintained.

【0027】また、 第3発明は、 皮膜抵抗体(1a
)が、 熱電対素子(4)の冷接点面(4c)に、 熱
伝導の良好な電気絶縁層(2)を介して着接されている
ので、 冷媒を流して冷却することなく、 容易且つ確
実に皮膜抵抗体(1a)を低温に維持することができる
効果を有するガス検知素子である。さらに、 第4発明
のガス検出装置に使用されるガス検知素子(10)は、
 本発明の原理を巧みに利用したもので、被検出ガスの
温度が外温(室温)よりも高く、 その差が大きい場合
等に用いられて特に有効である。 また、 第4発明の
ガス検出装置は、被検出ガスの温度が特に高温の場合、
冷却用部材(7)を備えないで、 ガス検知素子(10
)をガス流通管体(13)の内部に配置することも可能
である。
Further, the third invention provides a film resistor (1a
) is attached to the cold junction surface (4c) of the thermocouple element (4) via the electrically insulating layer (2) with good thermal conductivity, so it can be easily and easily cooled without flowing a refrigerant. This gas detection element has the effect of reliably maintaining the film resistor (1a) at a low temperature. Furthermore, the gas detection element (10) used in the gas detection device of the fourth invention is
This method skillfully utilizes the principle of the present invention, and is particularly effective when the temperature of the gas to be detected is higher than the outside temperature (room temperature) and the difference is large. Further, in the gas detection device of the fourth invention, when the temperature of the gas to be detected is particularly high,
Gas detection element (10) without cooling member (7)
) can also be arranged inside the gas flow pipe (13).

【0028】以上のように、 皮膜抵抗体を用いたガス
検知素子は、本来的に防爆構造であるとともに、 小電
力消費形のガス警報器に応用でき、 また、測定ガスと
皮膜抵抗体の皮膜材料のSP値を選択することによって
、検知感度と選択性を向上させることができる。その他
の効果として、皮膜抵抗体の膜厚や電極間の間隔を自由
に選択して、検知感度及び応答速度を調節することがで
きる利点がある。また、付帯的効果として、冷却を中止
することによって、昇温することができ、吸着ガスの脱
離を促進して、零点への戻り時間を短くすることができ
るという利点もある。
As described above, a gas detection element using a film resistor has an inherently explosion-proof structure and can be applied to a low power consumption type gas alarm. By selecting the SP value of the material, detection sensitivity and selectivity can be improved. Another advantage is that the thickness of the film resistor and the spacing between the electrodes can be freely selected to adjust the detection sensitivity and response speed. Further, as an additional effect, by stopping the cooling, the temperature can be increased, promoting the desorption of the adsorbed gas, and shortening the return time to the zero point.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明方法の実施例装置の構成を示す一部欠截
断面説明図。
FIG. 1 is a partially cutaway cross-sectional explanatory diagram showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the method of the present invention.

【図2】本発明方法に用いるガス検知素子の外観図。FIG. 2 is an external view of a gas detection element used in the method of the present invention.

【図3】第1図の本発明方法に用いるガス検知素子の実
施例のIII−III断面図。
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of an embodiment of the gas detection element used in the method of the present invention shown in FIG.

【図4】本発明のガス検知素子の他の実施例の一部断面
図。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the gas sensing element of the present invention.

【図5】本発明のガス検知素子の別の実施例の一部欠截
断面図。
FIG. 5 is a partially cutaway sectional view of another embodiment of the gas sensing element of the present invention.

【図6】本発明のガス検知素子のまた別の実施例の断面
図。
FIG. 6 is a sectional view of another embodiment of the gas sensing element of the present invention.

【図7】熱電素子を適用した本発明の実施例の断面説明
図。
FIG. 7 is a cross-sectional explanatory diagram of an embodiment of the present invention to which a thermoelectric element is applied.

【図8】本発明のガス検出装置の構造を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the gas detection device of the present invention.

【図9】本発明方法の、トルエンガスの各濃度における
、ガス検知素子の各温度の抵抗値の変化を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing changes in the resistance value of the gas sensing element at various temperatures at various concentrations of toluene gas in the method of the present invention.

【図10】  本発明方法と従来方法例とのトルエンガ
スとベンゼンガスのガス検知素子の温度差による抵抗値
の変化の相違を示した図。
FIG. 10 is a diagram showing the difference in the change in resistance value due to the temperature difference between the gas detection elements for toluene gas and benzene gas between the method of the present invention and an example of a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1)  ガス検知素子 (1a)  皮膜抵抗体 (1b)  皮膜抵抗体の下側面 (2)  電気絶縁層 (3)  管体 (3a)  冷媒 (3b)  冷媒の流路 (4)  熱電対素子 (4c)  冷接点面 (6)  熱伝導体 (7)  冷却用部材 (10)  ガス検知素子 (13)  ガス流通管体 (1) Gas detection element (1a) Film resistor (1b) Bottom surface of film resistor (2) Electrical insulation layer (3) Pipe body (3a) Refrigerant (3b) Refrigerant flow path (4) Thermocouple element (4c) Cold contact surface (6) Thermal conductor (7) Cooling member (10) Gas detection element (13) Gas flow pipe

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  外表面を被検出ガスに露出して接触す
ることにより変化する、皮膜抵抗体(1a)の電気抵抗
値を測定して、 ガスの濃度を検出するガス検出方法に
おいて、 前記の皮膜抵抗体(1a)を検知ガス雰囲気
の温度より低い特定温度に維持して、 前記の電気抵抗
値を測定することを特徴とするガス検出方法。
1. A gas detection method for detecting the gas concentration by measuring the electrical resistance value of the film resistor (1a), which changes when the outer surface is exposed to and comes into contact with the gas to be detected, comprising: A gas detection method characterized in that the film resistor (1a) is maintained at a specific temperature lower than the temperature of the detection gas atmosphere and the electrical resistance value is measured.
【請求項2】  請求項1に記載の皮膜抵抗体(1a)
の下面(1b)を、 内部に冷媒(3a)を流通する管
体(3)の外側面に、 形成着接されたことを特徴とす
るガス検知素子。
2. The film resistor (1a) according to claim 1.
A gas detection element characterized in that a lower surface (1b) of the element is formed and adhered to an outer surface of a tube (3) through which a refrigerant (3a) flows.
【請求項3】  請求項1に記載の皮膜抵抗体(1a)
が、 熱電対素子(4)の冷接点面(4c)に、 電気
絶縁層(2)を介して着接形成されていることを特徴と
するガス検知素子。
3. The film resistor (1a) according to claim 1.
A gas sensing element characterized in that: is formed by adhering to a cold contact surface (4c) of a thermocouple element (4) via an electrically insulating layer (2).
【請求項4】  請求項1に記載の皮膜抵抗体(1a)
の上面が、 被検出ガスに露出され、下面(1b)が、
 被検出ガス流通管体(13)の内面に配置され、 且
つ前記被検出ガス流通管体(13)の外側に設けた冷却
用部材(7)に連結した熱伝導体(6)の表面に、 電
気絶縁層(2)を介して着接されたガス検知素子(10
)を備えたことを特徴とするガス検出装置。
4. The film resistor (1a) according to claim 1.
The upper surface of is exposed to the gas to be detected, and the lower surface (1b) is
On the surface of a thermal conductor (6) arranged on the inner surface of the gas distribution tube to be detected (13) and connected to the cooling member (7) provided on the outside of the gas distribution tube to be detected (13), Gas sensing element (10) adhered via electrical insulating layer (2)
) A gas detection device characterized by comprising:
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