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公開番号2025095550
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023211624
出願日2023-12-15
発明の名称可燃性ガス測定装置及び可燃性ガス測定システム
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/12 20060101AFI20250619BHJP(測定;試験)
要約【課題】小型化が可能で、かつ、測定精度を向上させた可燃性ガス測定装置及び可燃性ガス測定システムを提供する。
【解決手段】外部に連通するガス導入口100hを有し、ガス導入口からガスが流入する測定室100sが自身の内部に形成された筐体部100と、測定室の内部にあって、可燃性ガスからなる対象ガスを検出する可燃性ガスセンサ10と、を有する可燃性ガス測定装置200であって、測定室と外部とを隔て、外部と測定室との間で酸素を出し入れ可能な酸素ポンプセル20をさらに有し、酸素ポンプセルは、酸素イオン伝導性固体電解質体と、一対の電極とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
外部に連通するガス導入口を有し、前記ガス導入口からガスが流入する測定室が自身の内部に形成された筐体部と、
前記測定室の内部にあって、可燃性ガスからなる対象ガスを検出する可燃性ガスセンサと、
を有する可燃性ガス測定装置であって、
前記測定室と前記外部とを隔て、前記外部と前記測定室との間で酸素を出し入れ可能な酸素ポンプセルをさらに有し、
前記酸素ポンプセルは、酸素イオン伝導性固体電解質体と、一対の電極とを有することを特徴とする可燃性ガス測定装置。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記測定室の内部に、前記対象ガスを吸着する吸着部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の可燃性ガス測定装置。
【請求項３】
前記酸素ポンプセルは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の可燃性ガス測定装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の可燃性ガス測定装置と、
前記可燃性ガス測定装置を制御する制御部と、
を備えた可燃性ガス測定システムであって、
前記制御部は、前記酸素ポンプセルに前記測定室内部の酸素を外部に汲み出させる第１処理と、
前記第１処理の後、前記可燃性ガスセンサの測定を行う第２処理と、
前記第２処理の後、前記酸素ポンプセルに外部の酸素を前記測定室内部に汲み入れさせる第３処理と、を実行することを特徴とする可燃性ガス測定システム。
【請求項５】
請求項４に記載の可燃性ガス測定システムであって、
前記可燃性ガス測定装置はさらに前記吸着部を備え、
前記制御部は、前記第１処理の後、前記第２処理の前に、前記酸素ポンプセルに外部の酸素を前記測定室内部に汲み入れさせる第４処理を実行するとともに、
前記第２処理において、前記吸着部から前記対象ガスを脱離させつつ、前記可燃性ガスセンサの測定を行うことを特徴とする可燃性ガス測定システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスの濃度を検出する可燃性ガス測定装置及び可燃性ガス測定システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出するガスセンサとして、酸化スズ（ＳｎＯ
２
）等の金属酸化物半導体を用いた半導体式ガスセンサ、発熱抵抗体を備えた熱伝導式ガスセンサ、接触燃焼的ガスセンサ等の各種ガスセンサが知られている。特に、これらガスセンサをＭＥＭＳの技術を用いて作製すると、ガスセンサ、ひいては可燃性ガス測定装置全体を小型化、省電力化することができる。
【０００３】
ところで、可燃性ガスセンサは、可燃性ガス測定装置の筐体内の測定室に配置されるが、測定装置の寸法を小型化すると、測定室も小さくなって被検出ガスが測定室内に流入しにくくなり、検出精度が低下する。そこで、測定室に被検出ガスを強制的に流入させることが考えられる。
このような技術として、ガスセンサを配置したガス流通路に吸引ポンプを繋げ、物理的に被検出ガスをガス流通路内に吸引するガス検知装置が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１１－１５３５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガス検知装置に吸引ポンプを繋げると、装置全体が大型化したり、吸引ポンプをガス検知装置と別体で用意しなければならず、設置や製造に手間がかかるという問題がある。
また、被検出ガスを測定した後の測定室の内部の雰囲気は、被検出ガスの濃度が低下し、干渉ガス等の濃度が高くなった状態であり、次の測定の際に実際の外部の雰囲気（ガス濃度）を反映していないという問題がある。
【０００６】
さらに、例えば半導体式ガスセンサは、ガス検知能を発揮する酸化スズ等の金属酸化物半導体からなるガス検知層で一対の検知電極を覆った構造を持つが、可燃性ガスを検知するにつれてガス検知層表面の酸素が欠乏する。このため、ガス検知層表面に酸素を供給してガス検知能を回復させるキャリブレーションが必要となるが、単に被検出ガスを吸引するだけではキャリブレーションが十分に進行しないという問題がある。
すなわち、本発明は、小型化が可能で、かつ、測定精度を向上させた可燃性ガス測定装置及び可燃性ガス測定システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の可燃性ガス測定装置は、外部に連通するガス導入口を有し、前記ガス導入口からガスが流入する測定室が自身の内部に形成された筐体部と、前記測定室の内部にあって、可燃性ガスからなる対象ガスを検出する可燃性ガスセンサと、を有する可燃性ガス測定装置であって、前記測定室と前記外部とを隔て、前記外部と前記測定室との間で酸素を出し入れ可能な酸素ポンプセルをさらに有し、前記酸素ポンプセルは、酸素イオン伝導性固体電解質体と、一対の電極とを有することを特徴とする。
【０００８】
この可燃性ガス測定装置によれば、別個に吸引ポンプ等を設けなくても酸素ポンプセルで測定室から酸素を汲み出すことで、負圧によりガス導入口からガスを強制的に測定室に流入させることができる。
又、測定後の測定室の内部の雰囲気は、対象ガスの濃度が低下し、干渉ガス等の濃度が高くなった状態である。そこで、酸素ポンプセルで測定室に酸素を汲み入れることで、ガス導入口から測定室内のガスを排出でき、次の測定の際に干渉ガスの影響を低減すると共に、実際の外部の雰囲気（ガス濃度）を反映させることができる。
その結果、可燃性ガス測定装置及び可燃性ガス測定システムの小型化が可能で、かつ測定精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の可燃性ガス測定装置において、前記測定室の内部に、前記対象ガスを吸着する吸着部が配置されていてもよい。
この可燃性ガス測定装置によれば、吸着部から対象ガスを脱離させつつ、可燃性ガスセンサの測定を行うことで、ガス中の対象ガスの濃度が低くても吸着部に吸着されて局所的に濃度が高くなった対象ガスを測定することになるので、測定精度が向上するともに、測定下限濃度が低下する。
【００１０】
本発明の可燃性ガス測定装置において、前記酸素ポンプセルは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）型でもよい。
この可燃性ガス測定装置によれば、酸素ポンプセル、ひいては可燃性ガス測定装置をさらに小型化できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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