TW202012902A - 氣體偵測裝置 - Google Patents
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Abstract
提供提升觸媒部位的性能，且提升對於甲烷及CO雙方之感度的氣體偵測裝置。
氣體偵測裝置(100)係具有氣體偵測層(10)、加熱器層(6)、控制加熱器層(6)所致之加熱的加熱控制部(12)、測定氣體偵測層(10)的特性且檢測出檢測對象氣體的氣體檢測部(13)、及檢測出周邊溫度的溫度檢測部(14)。加熱控制部(12)係以進行依據溫度檢測部(14)所檢測出的溫度，控制加熱器層(6)所致之加熱，將氣體偵測層(10)及觸媒層(11)加熱至一氧化碳檢測用溫度的一氧化碳檢測用加熱動作之方式構成。一氧化碳檢測用溫度為60℃以上200℃以下。
Description
本發明係關於氣體偵測裝置。
公知具有因為與檢測對象氣體的接觸而特性變化的氣體偵測部位、對氣體偵測部位進行加熱的加熱器部位、控制加熱器部位所致之加熱的加熱控制部、測定氣體偵測部位的特性，檢測出檢測對象氣體的氣體檢測部的氣體偵測裝置。於此種氣體偵測裝置中，藉由利用加熱控制部控制加熱器部位所致之加熱，將氣體偵測部加熱至因應檢測對象氣體之種類的適切溫度為止，依據保持該溫度的狀態之氣體偵測部位的特性(電阻值、電壓值等)，來檢測出檢測對象氣體。
在專利文獻1的氣體偵測裝置中，可將加熱器部位保持高溫(300~500℃)對感測器元件進行清洗，之後，保持低溫(約60~200℃)來偵測CO。又，也可作為保持高溫不僅清洗也進行甲烷偵測，在低溫的狀態下進行CO偵測的所謂甲烷/CO單一感測器來動作。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2013-190232號公報
[發明所欲解決之課題]
在目的為省電力利用間歇驅動控制加熱器部位所致之加熱來偵測CO時，一般來說是以高溫對氣體偵測部位的表面進行清洗，之後休止，以低溫偵測CO的High-Off-Low驅動。先前，在Low驅動時，無關於周圍溫度而對加熱器部位施加一定電壓。於是，氣體偵測部位的表面溫度係依存於周圍溫度而變動，但是因為CO的吸附量(表面被覆率)因溫度而不同，所以，氣體偵測部位(氧化錫)表面之CO的吸附量會產生差，即使相同的CO濃度也會因為周圍溫度而成為CO感度不均的原因。
本發明係有鑑於上述的課題所發明者，其目的係提供抑制周圍溫度的影響且減低了CO感度的不均的氣體偵測裝置。
[用以解決課題之手段]
＜構造1＞
用以達成前述目的之氣體偵測裝置的特徵構造，是氣體偵測裝置具有：氣體偵測部位，係因為與檢測對象氣體的接觸而特性變化；加熱器部位，係對前述氣體偵測部位進行加熱；加熱控制部，係控制前述加熱器部位所致之加熱；溫度檢測部，係檢測出前述氣體偵測部位或其周邊的溫度；及氣體檢測部，係測定前述氣體偵測部位的特性，並檢測出檢測對象氣體；前述加熱控制部，係以進行依據前述溫度檢測部所檢測出的溫度，控制前述加熱器部位所致之加熱，將前述氣體偵測部位加熱至一氧化碳檢測用溫度的一氧化碳檢測用加熱動作之方式構成，前述一氧化碳檢測用溫度為60℃以上200℃以下之處。
依據前述的特徵構造，一氧化碳檢測用加熱動作係依據溫度檢測部所檢測出的溫度，控制加熱器部位所致之加熱來進行，不限於氣體偵測部位或其周邊的溫度，將加熱時的氣體偵測部位的溫度經常保持為一定，藉此，可將Low驅動之CO偵測時的氣體偵測部位(氧化錫)表面之CO的吸附量(表面被覆率)保持為一定，可抑制CO的吸附量的不均所致之CO感度的不均。再者，前述一氧化碳檢測用溫度為60℃以上200℃以下的話發現對於一氧化碳有意義的感度，在實驗中確認可進行一氧化碳檢測。
＜構造2＞
本發明的氣體偵測裝置，係以前述一氧化碳檢測用溫度為100℃以上160℃以下之方式構成的話，可發現更高的CO感度，更為理想。
＜構造3＞
本發明的氣體偵測裝置的其他特徵構造是前述加熱控制部，係以在進行前述一氧化碳檢測用加熱動作之前，進行控制前述加熱器部位所致之加熱，將前述氣體偵測部位加熱至一氧化碳檢測準備用溫度的一氧化碳檢測準備用加熱動作之方式構成，前述一氧化碳檢測準備用溫度比設置環境溫度還高，比前述一氧化碳檢測用溫度還低之處。
在先前的High-Off-Low驅動所致之氣體偵測裝置中，Off之間成為設置環境溫度，但其溫度因周圍環境而變動，故CO偵測時之氣體偵測部位表面的CO吸附量會產生差，導致CO感度不均。依據前述的特徵構造，藉由進行一氧化碳檢測準備用加熱動作，不限於氣體偵測部位或其周邊的溫度，加熱時的氣體偵測部位的溫度可幾乎保持為一定。所以，可將Low驅動之CO偵測時的偵測層(氧化錫)表面之CO的吸附量(表面被覆率)幾乎保持為一定，可大幅抑制CO的吸附量的不均所致之CO感度的不均。
＜構造4＞
本發明的氣體偵測裝置的其他特徵構造是前述加熱控制部，係以在進行前述一氧化碳檢測準備用加熱動作時，依據前述溫度檢測部所檢測出的溫度，控制前述加熱器部位所致之加熱之方式構成之處。
依據前述的特徵構造，一氧化碳檢測準備用加熱動作是依據溫度檢測部所檢測出的溫度，控制加熱器部位所致之加熱來進行，所以，不限於氣體偵測部位或其周邊的溫度，加熱時的氣體偵測部位的溫度經常保持為一定。於是，抑制伴隨一氧化碳檢測用加熱動作的開始時間點之CO吸附量的不均之加熱的吸附量變化動作的不均，將經過所定時間後的吸附量在CO濃度相同時經常設為一定，藉此，不需要等待加熱溫度之吸附量到達平衡為止再進行偵測，即使吸附量到達平衡之前的過渡狀態下，也可成為依存於CO濃度的吸附量，故可進行到達平衡前的過渡狀態(短時間加熱)下的偵測。所以，除了抑制CO感度的不均之外，也可省電力化。
＜構造5＞
本發明的氣體偵測裝置中，前述加熱控制部，係以進行控制前述加熱器部位所致之加熱，將前述氣體偵測部位加熱至表面清洗用溫度的清洗用加熱動作之方式構成，且以前述清洗用溫度為300℃以上之方式構成的話，可抑制周圍環境所致之CO感度變動，更加理想。
依據圖1說明本實施形態的氣體偵測裝置100。氣體偵測裝置100係具有感測器元件20、加熱控制部12、氣體檢測部13、溫度檢測部14。感測器元件20係具有氣體偵測層10(氣體偵測部位之一例)、觸媒層11、加熱器層6(加熱器部位之一例)。
氣體偵測裝置100係藉由利用加熱控制部12進行加熱器層6的通電，將氣體偵測層10加熱至因應檢測對象氣體之種類的適切溫度為止，依據保持該溫度的狀態之氣體偵測層10的特性(電阻值、電壓值等)，來檢測出檢測對象氣體。在本實施形態中，作為檢測對象氣體，假設一氧化碳。
觸媒層11係藉由加熱器層6被加熱成為高溫，於其溫度中燃燒有活性(燃燒)的氣體，在其溫度中使惰性的可燃性氣體透過‧擴散，到達氣體偵測層10。藉此，藉由適切控制加熱溫度，提升可燃性氣體(例如，CH4
(甲烷)、C3
H8
(丙烷)等)的檢測精度。換句話說，觸媒層11係具有在檢測出甲烷等之可燃性氣體時，不讓檢測對象氣體以外的氫氣、酒精氣體等的還原性氣體(非檢測對象氣體)燃燒而到達氣體偵測層10，使氣體偵測裝置100具有氣體選擇性的功能，故在檢測甲烷等之可燃性氣體時有其必要。再者，在低溫(160℃以下)中CO以外的氣體於氣體偵測層10中也不會在該溫度區域發生反應(不是300℃以上不會發生反應)，故即使到達氣體偵測層10也不會被檢測出來，所以，在僅進行CO偵測時，觸媒層11不一定需要。
(感測器元件)
感測器元件20係設為支持層5的端部被矽基板1支持的膜片構造。支持層5係依序層積熱氧化膜2、Si3
N4
膜3、SiO2
膜4所形成。然後，於支持層5上形成加熱器層6，覆蓋加熱器層6整體以形成絕緣層7，於絕緣層7上形成一對接合層8，於接合層8上形成電極層9。加熱器層6係藉由通電發熱，對氣體偵測層10及觸媒層11進行加熱。感測器元件20係採用架橋構造亦可，加熱器層6兼用於電極亦可。
絕緣層7上的一對電極層9之間，形成有氣體偵測層10。氣體偵測層10係以金屬氧化物為主成分的半導體層。在本實施形態中，作為氣體偵測層10，使用以氧化錫(SnO2
)為主成分的混合物。氣體偵測層10係因為與檢測對象氣體的接觸，電阻值產生變化。
於氣體偵測層10上，以覆蓋氣體偵測層10的形態，形成觸媒層11。觸媒層11係使以金屬氧化物為主成分的載體，保持觸媒金屬所構成。
具體來說，使保持觸媒金屬的金屬氧化物透過黏結劑相互結合所形成。氣體偵測層10係設為厚度為0.2~1.6μm程度的薄膜亦可，設為具有超過1.6μm之厚度的膜(厚膜)亦可。
作為觸媒金屬，使用在偵測甲烷等之可燃性氣體時，可氧化去除檢測對象氣體的檢測時可能引起錯誤偵測的干擾氣體(乙醇或H2
(氫)等的還原性氣體、其他混合氣體)的觸媒的金屬。作為觸媒金屬，可使用鈀(Pd)、白金(Pt)、銠(Rh)、銥(Ir)等，在本實施形態中，使用包含鈀、白金、銥、銠中至少之一者。
作為保持觸媒金屬的載體，可使用氧化鋁(Al2
O3
)、氧化鋯(ZrO2
)、氧化釔(Y2
O3
)、氧化鈰(CeO2
)、氧化鑭(La2
O3
)、氧化鈦(TiO3
)、氧化鉿(HfO2
)、氧化鈮(Nb2
O5
)、或氧化鉭(Ta2
O5
)。
作為結合載體的黏結劑，可使用金屬氧化物的微粉末，例如氧化鋯、氧化矽微粉末、矽溶膠、氧化鎂等。只要是作為黏結劑之微量的使用，在不阻礙觸媒層11的功能的範圍，也可使用氧化鋁微粉末或鋁溶膠。
上述之觸媒金屬、作為載體的金屬氧化物、黏結劑任一都可單獨使用1種類亦可，併用兩種以上亦可。
觸媒層11所含有之觸媒金屬的量，係對於觸媒金屬與載體的合計質量設為0.3~9質量%為佳，更理想為對於觸媒金屬與載體的合計質量設為0.5質量%~6質量%為佳。
(加熱控制部)
加熱控制部12係以進行對加熱器層6通電的加熱動作(進行加熱器部位所致之氣體偵測部位的加熱的動作)，與不對加熱器層6通電的非加熱動作(停止加熱器部位所致之氣體偵測部位的加熱的非加熱動作)之方式構成。又，加熱控制部12係以使加熱器層6的溫度變動之方式構成，且以可將加熱器層6的溫度加熱至所設定之任意溫度之方式構成。
具體來說，加熱控制部12係從未圖示的電池等的電源接受電源供給，對感測器元件20的加熱器層6通電，對感測器元件20進行加熱。加熱的溫度，亦即氣體偵測層10及觸媒層11的到達溫度係例如藉由變更施加於加熱器層6的電壓來控制。
(氣體檢測部)
氣體檢測部13係測定氣體偵測層10的特性，並檢測出檢測對象氣體。在本實施形態中，氣體檢測部13係藉由測定一對電極層9之間的電阻值(電氣特性)，測定氣體偵測層10的電阻值，根據其變化檢測出檢測對象氣體的濃度。
溫度檢測部14係檢測出氣體偵測層10或其周邊的溫度(氣體偵測裝置100的周邊溫度)。具體來說，溫度檢測部14係熱敏電阻等的溫度感測器。又，也可藉由計測加熱器層6的電阻值，來檢測出加熱器層6的溫度(與氣體偵測層10的溫度幾乎同等)。藉由溫度檢測部14所檢測出的溫度(以下有記載成「周邊溫度」的情況)被送至加熱控制部12。
(檢測對象氣體的檢測)
針對如以上所構成的氣體偵測裝置100之檢測對象氣體的檢測時的動作進行說明。在本實施形態的氣體偵測裝置中，進行一氧化碳檢測用加熱動作與清洗用加熱動作。
一氧化碳檢測用加熱動作係加熱控制部12進行依據溫度檢測部14所檢測出的溫度(周邊溫度)，控制加熱器層6(加熱器部位)所致之加熱，將氣體偵測層10(氣體偵測部位)及觸媒層11(觸媒部位)加熱至一氧化碳檢測用溫度的動作。一氧化碳檢測用溫度係100℃以上160℃以下的所定溫度。例如一氧化碳檢測用溫度為150℃。
具體來說，加熱控制部12控制加熱器層6的通電，將氣體偵測層10及觸媒層11設為一氧化碳檢測用溫度，0.05秒~10秒之間保持溫度。其間，氣體檢測部13測定氣體偵測層10的電阻值，從該值檢測出CO(一氧化碳)的濃度。
於一氧化碳檢測用加熱動作中，加熱控制部12所致之加熱器層6的通電，係依據溫度檢測部14所檢測出的周邊溫度進行。具體來說，加熱控制部12係依據周邊溫度來控制施加至加熱器層6的加熱器驅動電壓VH。例如，將周邊溫度20℃設為基準溫度，周邊溫度變高的話相對地加熱器驅動電壓VH被設定為較低，周邊溫度變低的話相對地加熱器驅動電壓VH被設定為較高。亦即，將周邊溫度20℃設為基準溫度，以周邊溫度變高的話則用於加熱器驅動的電力變低之方式控制，且以周邊溫度變低的話則用於加熱器驅動的電力變高之方式控制，不限於周邊溫度，以氣體偵測層10的溫度成為一定之方式控制。
在本實施形態的氣體偵測裝置100中，一氧化碳檢測用加熱動作係依據周邊溫度，控制加熱器部位所致之加熱來進行，不限於周邊溫度，將溫度經常保持為一定，藉此，可將Low驅動之CO偵測時的偵測層(氧化錫)表面之CO的吸附量(表面被覆率)保持為一定，可抑制CO的吸附量的不均所致之CO感度的不均。
清洗用加熱動作係加熱控制部12依據周邊溫度控制加熱器層6(加熱器部位)所致之加熱，將氣體偵測層10(氣體偵測部位)及觸媒層11(觸媒部位)加熱至表面清洗用溫度，加熱去除在Low驅動中無法去除乾淨之氣體偵測層10的表面吸附物(水分、污垢等)的動作。表面清洗用溫度係300℃以上500℃以下的所定溫度。例如表面清洗用溫度為400℃。
具體來說，加熱控制部12控制加熱器層6的通電，將氣體偵測層10及觸媒層11設為表面清洗用溫度，0.05秒~5.0秒之間保持溫度。藉由該動作，去除水分等之氣體偵測層10的表面吸附物，對表面進行清洗，抑制周圍環境所致之表面的污垢導致之CO感度的變動。
於清洗用加熱動作中，加熱控制部12所致之加熱器層6的通電，係依據溫度檢測部14所檢測出的周邊溫度進行。具體來說，加熱控制部12係依據周邊溫度來控制施加至加熱器層6的加熱器驅動電壓VH。例如，將周邊溫度20℃設為基準溫度，周邊溫度變高的話相對地加熱器驅動電壓VH被設定為較低，周邊溫度變低的話相對地加熱器驅動電壓VH被設定為較高。亦即，將周邊溫度20℃設為基準溫度，以周邊溫度變高的話則相對地用於加熱器驅動的電力變低之方式控制，且以周邊溫度變低的話則相對地用於加熱器驅動的電力變高之方式控制。
在本實施形態中，一氧化碳檢測用加熱動作及清洗用加熱動作係夾雜休止動作(停止加熱器層6的通電的動作)重複進行。再者，各動作的時間可適當設定‧變更，也可省略休止動作。又，一氧化碳檢測用加熱動作與清洗用加熱動作的執行頻度相等亦可，不同亦可。例如，以每進行5次一氧化碳檢測用加熱動作，則進行1次清洗用加熱動作之方式構成氣體偵測裝置100等，因應使用環境來減少清洗動作的頻度亦可。又，清洗用加熱動作時不僅表面清洗，也進行甲烷檢測亦可。此時，表面清洗用加熱動作時氣體檢測部13測定氣體偵測層10的電阻值，並從該值檢測出甲烷的濃度。
圖2係於一氧化碳檢測用加熱動作中，測定進行依據周邊溫度之加熱器驅動電力的控制的狀況(實施例1)與不進行的狀況(比較例)之CO感度的周圍溫度依存性的結果。再者，加熱器驅動方法係重複清洗用加熱動作(400℃，0.2秒)、休止動作(5秒)、一氧化碳檢測用加熱動作(150℃，0.5秒)、休止動作(54.3秒)，CO感度的測定係在CO濃度300ppm的環境下使周圍溫度從0℃變化至50℃來進行。又，CO感度的測定係在一氧化碳檢測用加熱動作開始0.5秒後進行。圖2的圖表將周圍溫度20℃之CO感度作為1進行揭示。
在比較例中，周圍溫度上升的話則CO感度會減少。另一方面，在實施例1中，即使周圍溫度變化，CO感度也未變化。根據以上的結果，表示藉由進行依據周邊溫度之加熱器驅動電力的控制，抑制了周圍溫度所致之CO感度變化的狀況。
(第2實施形態)
在本實施形態的氣體偵測裝置100中，除了一氧化碳檢測用加熱動作與清洗用加熱動作之外，執行一氧化碳檢測準備用加熱動作。
一氧化碳檢測準備用加熱動作係加熱控制部12在進行一氧化碳檢測用加熱動作之前，控制加熱器層6(加熱器部位)所致之加熱，將氣體偵測層10(氣體偵測部位)及觸媒層11(觸媒部位)加熱至一氧化碳檢測準備用溫度的動作。一氧化碳檢測準備用溫度係比設置環境溫度還高，比一氧化碳檢測用溫度還低的所定溫度。例如一氧化碳檢測準備用溫度為50℃。
具體來說，加熱控制部12控制加熱器層6的通電，將氣體偵測層10及觸媒層11設為一氧化碳檢測準備用溫度，0.05秒~20秒之間保持溫度。例如保持5秒。再者，與先前所示實施形態相同，一氧化碳檢測用加熱動作與清洗用加熱動作的執行頻度相等亦可，不同亦可，一氧化碳檢測準備用加熱動作一定要在一氧化碳檢測用加熱動作前進行。又，清洗用加熱動作時不僅表面清洗，進行甲烷檢測亦可。
於一氧化碳檢測準備用加熱動作中，加熱控制部12所致之加熱器層6的通電，係依據溫度檢測部14所檢測出的周邊溫度進行亦可。具體來說，加熱控制部12係依據周邊溫度來控制施加至加熱器層6的加熱器驅動電壓VH。例如，將周邊溫度20℃設為基準溫度，周邊溫度變高的話相對地加熱器驅動電壓VH被設定為較低，周邊溫度變低的話相對地加熱器驅動電壓VH被設定為較高。亦即，將周邊溫度20℃設為基準溫度，以周邊溫度變高的話則相對地用於加熱器驅動的電力變低之方式控制，且以周邊溫度變低的話則相對地用於加熱器驅動的電力變高之方式控制。
在本實施形態的氣體偵測裝置100中，在一氧化碳檢測準備用加熱動作結束之後，執行一氧化碳檢測用加熱動作。在先前的High-Off-Low驅動所致之氣體偵測裝置中，Off之間成為設置環境溫度，但其溫度因周圍環境而變動，故CO偵測時之偵測層表面的CO吸附量(根據溫度，吸附量會變動)會產生差，導致CO感度不均。藉由進行一氧化碳檢測準備用加熱動作，可將Low驅動之CO偵測時的偵測層(氧化錫)表面之CO的吸附量(表面被覆率)幾乎保持為一定，可抑制CO的吸附量的不均所致之CO感度的不均。然後，在本實施形態中，一氧化碳檢測準備用加熱動作係依據周邊溫度，控制加熱器部位所致之加熱來進行，所以，不限於周圍溫度，溫度經常被保持一定。於是，一氧化碳檢測用加熱動作的開始時間點之CO吸附量不依存於溫度，僅根據CO濃度來決定，故加熱後的吸附量變化動作依存於CO濃度而成為一定，抑制周圍溫度所致之不均，所以，到達吸附平衡前的經過所定時間之時間點的吸附量變化成為一定，不需要等待一氧化碳檢測用加熱動作所致之吸附量達到平衡(吸附量穩定)為止再進行偵測，即使是吸附量達到平衡的過渡狀況下，也會成為依存於CO濃度的吸附量，因此，可進行平衡前的過渡狀態(短時間加熱)中的偵測。所以，也可省電力化。
圖3係於一氧化碳檢測用加熱動作中，測定進行依據周邊溫度之加熱器驅動電力的控制的狀況(實施例2)與進而也進行一氧化碳檢測準備用加熱(依據周邊溫度，控制加熱器部位所致之加熱)動作的狀況(實施例3)之CO感度的周圍溫度依存性的結果。加熱器驅動方法係重複清洗用加熱動作(400℃，0.2秒)、一氧化碳檢測準備用加熱動作(實施例3，5秒)或休止動作(實施例2，5秒)、一氧化碳檢測用加熱動作(150℃，0.1秒)、休止動作(54.7秒)，CO感度的測定係在一氧化碳檢測用加熱動作開始0.1秒後，CO濃度300ppm的環境下使周圍溫度變化成0℃、20℃及50℃來進行。圖3的圖表將周圍溫度20℃之CO感度作為1進行揭示。再者，可知一氧化碳檢測用加熱動作後CO吸附量達到平衡為止需要0.2秒以上。
在實施例2中，周圍溫度上升的話則CO感度會減少。此係因為一氧化碳檢測用加熱動作之開始時間點的偵測層(氧化錫)表面之CO吸附量，根據周圍溫度而不均，故一氧化碳檢測用加熱動作開始後的CO吸附量變化動作也根據周圍溫度而不均，一氧化碳檢測用加熱動作開始0.1秒後(CO吸附量達到平衡前的過渡狀態)的吸附量，即使是相同CO濃度，也會根據周圍溫度而不均之故。另一方面，在實施例3中，即使周圍溫度變化，CO感度也未變化。此係因為一氧化碳檢測用加熱動作之開始時間點的偵測層(氧化錫)表面之CO吸附量不限於周圍溫度而為一定，故一氧化碳檢測用加熱動作開始經過0.1秒的時間點之CO吸附量也不限於周圍溫度而為一定之故。再者，雖未圖示，確認到即使不依據周邊溫度來控制加熱器部位所致之加熱，進行一氧化碳檢測準備用加熱動作的狀況中，周圍溫度所致之CO感度變化也相較於實施例2更被抑制的狀況。根據以上的結果，表示了藉由進行一氧化碳檢測準備用加熱動作，即使在進行0.1秒程度的短時間加熱之偵測，也抑制了周圍溫度所致之CO感度變化，所以，可進行更省電力之驅動下的偵測。
表1係根據清洗用加熱動作的頻度，比較高濕(20℃90%RH)中驅動100小時後的CO感度的結果。加熱器驅動方法係以將清洗用加熱動作(400℃，0.2秒)、一氧化碳檢測準備用加熱動作(5秒)、一氧化碳檢測用加熱動作(150℃，0.1秒)、休止動作(54.7秒)設為1循環來重複進行為基本，以＜a＞每一循環進行清洗用加熱動作者，＜b＞每5循環進行1次清洗用加熱動作者，＜c＞僅表面污染偵測(後述)時進行清洗用加熱動作者，＜d＞不進行清洗用加熱動作者的4種。CO感度的測定係一氧化碳檢測用加熱動作開始0.1秒後進行，在CO濃度300ppm的環境下(僅測定時)高濕中的驅動開始後(初期)與驅動24小時後進行測定，求出將初期的感度設為1時之驅動100小時後的感度。又，表面污染偵測係偵測一氧化碳檢測加熱動作之空氣氣氛中的輸出值，因為表面的污染(水分吸附及污垢等)而變化(低阻抗化)的狀況的方法，具體來說，將在輸出值變化了10%(比判定為CO偵測的輸出變化還小)的狀況作為表面污染偵測。不進行清洗時或5循環進行1次的低頻度的話，因為表面污染而感度大幅降低，但是，僅表面污染偵測時進行清洗的狀況，僅觀察到些許的感度降低。據此，利用不每一循環進行清洗用加熱動作而僅在表面污染偵測時進行，可一邊將表面污染所致之感度降低抑制在最小限度，一邊實現清洗頻度減低所致之省電力化。
(其他實施形態)
＜1＞ 在上述的實施形態中，氣體偵測裝置100的構造係圖1所示之所謂基板型，但也可做為其他構造。例如，也可作為不設置覆蓋加熱器層6的絕緣層7，加熱器層6兼用於電極層9的構造。又例如圖4所示般，也可作為於兼用於電極與加熱器部位之電極線21的線圈22周圍，形成由氧化物半導體所成的氣體偵測部位23，並於其周圍形成觸媒層24的構造。又如圖5所示般，也可作為於兼用於電極與加熱器部位之電極線31的線圈32中心，配置其他電極33，於線圈32周圍，形成由氧化物半導體所成的氣體偵測部位34，並於其周圍形成觸媒層35的構造。
＜2＞ 又，於上述的實施例中，一氧化碳檢測準備用加熱動作係在清洗用加熱動作之後進行，但是，清洗用加熱動作後夾雜休止動作，進行一氧化碳檢測準備用加熱動作亦可。
再者，上述的實施形態(包含其他實施形態，以下相同)所揭示的構造，係只要不產生矛盾，也可與其他實施形態所揭示的構造組合適用，又，本說明書中所揭示的實施形態為例示，本發明的實施形態並不限定於此，可在不脫離本發明的目的的範圍內適當改變。
1:矽基板
2:熱氧化膜
3:Si3N4膜
4:SiO2膜
5:支持層
6:加熱器層(加熱器部位)
7:絕緣層
8:接合層
9:電極層
10:氣體偵測層(氣體偵測部位)
11:觸媒層(觸媒部位)
12:加熱控制部
13:氣體檢測部
14:溫度檢測部
20:感測器元件
21:電極線(加熱器部位)
23:氣體偵測部位
24:觸媒層(觸媒部位)
31:電極線(加熱器部位)
34:氣體偵測部位
35:觸媒層(觸媒部位)
100:氣體偵測裝置
[圖1] 揭示氣體偵測裝置的概要的概略圖。
[圖2] 揭示周圍溫度與CO感度之關係的圖表。
[圖3] 揭示周圍溫度與CO感度之關係的圖表。
[圖4] 揭示氣體偵測裝置的構造的概略圖。
[圖5] 揭示氣體偵測裝置的構造的概略圖。
1:矽基板
2:熱氧化膜
3:Si3N4膜
4:SiO2膜
5:支持層
6:加熱器層
7:絕緣層
8:接合層
9:電極層
10:氣體偵測層
11:觸媒層
12:加熱控制部
13:氣體檢測部
14:溫度檢測部
20:感測器元件
100:氣體偵測裝置
Claims (5)
- 一種氣體偵測裝置，其特徵為具有： 氣體偵測部位，係因為與檢測對象氣體的接觸而特性變化； 加熱器部位，係對前述氣體偵測部位進行加熱； 加熱控制部，係控制前述加熱器部位所致之加熱； 溫度檢測部，係檢測出前述氣體偵測部位或其周邊的溫度；及 氣體檢測部，係測定前述氣體偵測部位的特性，並檢測出檢測對象氣體； 前述加熱控制部，係以進行依據前述溫度檢測部所檢測出的溫度，控制前述加熱器部位所致之加熱，將前述氣體偵測部位加熱至一氧化碳檢測用溫度的一氧化碳檢測用加熱動作之方式構成，前述一氧化碳檢測用溫度為60℃以上200℃以下。
- 如申請專利範圍第1項所記載之氣體偵測裝置，其中， 前述一氧化碳檢測用溫度為100℃以上160℃以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之氣體偵測裝置，其中， 前述加熱控制部，係以在進行前述一氧化碳檢測用加熱動作之前，進行控制前述加熱器部位所致之加熱，將前述氣體偵測部位加熱至一氧化碳檢測準備用溫度的一氧化碳檢測準備用加熱動作之方式構成，前述一氧化碳檢測準備用溫度比設置環境溫度還高，比前述一氧化碳檢測用溫度還低。
- 如申請專利範圍第3項所記載之氣體偵測裝置，其中， 前述加熱控制部，係以在進行前述一氧化碳檢測準備用加熱動作時，依據前述溫度檢測部所檢測出的溫度，控制前述加熱器部位所致之加熱之方式構成。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所記載之氣體偵測裝置，其中， 前述加熱控制部，係以進行控制前述加熱器部位所致之加熱，將前述氣體偵測部位加熱至表面清洗用溫度的清洗用加熱動作之方式構成，前述表面清洗用溫度為300℃以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW107132729A TW202012902A (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 氣體偵測裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW107132729A TW202012902A (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 氣體偵測裝置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202012902A true TW202012902A (zh) | 2020-04-01 |
Family
ID=71130531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107132729A TW202012902A (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 氣體偵測裝置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW202012902A (zh) |
-
2018
- 2018-09-18 TW TW107132729A patent/TW202012902A/zh unknown
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