接触燃烧式气体传感器制造技术

一种接触燃烧式气体传感器，通过使可燃性气体与通电发热的催化金属接触燃烧时的燃烧热，使催化金属的温度和电阻上升，并通过电阻的上升来对规定浓度以上的可燃性气体进行检测，其中，以达到从脱离温度减去规定浓度的可燃性气体与催化金属(检测元件)接触燃烧时的燃烧热所产生的温度上升量而得到的待机温度的方式对催化金属(检测元件)进行通电，所述脱离温度是使催化金属因硅中毒而吸附的吸附物质脱离的温度。脱离温度设定为超过350℃且600℃以下的范围内的温度。以在起动时和停止时中的至少某一方使催化金属(检测元件)的温度达到350℃～600℃的范围内的温度的方式对催化金属(检测元件)进行通电。由此，提供可抑制检测灵敏度的劣化的接触燃烧式气体传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于可燃性气体的检测的接触燃烧式气体传感器。
技术介绍
近年来，作为清洁的能源，将氢等可燃性气体作为燃料的燃料电池受到关注，将该燃料电池作为车辆驱动用的能源而搭载的燃料电池机动车的开发不断进展。并且，在燃料电池机动车上设有气体传感器，该气体传感器用于在氢等可燃性气体泄漏时对该泄漏进行检测。作为气体传感器，使用结构简单且易于实现小型化的接触燃烧式气体传感器。已知该接触燃烧式气体传感器在使用环境的气氛中存在硅化合物的蒸汽时检测灵敏度随时·间推移发生劣化(硅(Si)中毒)。为此，在以往的接触燃烧式气体传感器中，将直接硅中毒的检测元件用硅捕获(silicone trap)层加以覆盖(例如，参照专利文献I)。在先技术文献专利文献专利文献I :国际公开W02007/099933号文本专利技术的概要专利技术要解决的问题在以往的接触燃烧式气体传感器中，硅捕获层中会越来越附着气氛中的硅化合物，但认为其附着量存在极限。因此，虽然能够延长检测灵敏度达到劣化的时间，但认为最终检测灵敏度还是会劣化。并且，由于用硅捕获层覆盖检测元件，因此检测元件的热容量相应地增大，检测元件的温度难以上升，因而认为会造成检测灵敏度劣化。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种能够抑制检测灵敏度的劣化的接触燃烧式气体传感器。用于解决问题的手段本专利技术提供一种接触燃烧式气体传感器，通过使可燃性气体与通电发热的催化金属接触燃烧时的燃烧热，使所述催化金属的温度和电阻上升，并通过所述电阻的上升来对规定浓度以上的所述可燃性气体进行检测，所述接触燃烧式气体传感器的特征在于，以达到从脱离温度减去所述规定浓度的所述可燃性气体与所述催化金属接触燃烧时的燃烧热所产生的温度上升量而得到的待机温度的方式对所述催化金属进行通电，其中，所述脱离温度是使所述催化金属因硅中毒而吸附的吸附物质脱离的温度。由此，可使用催化金属来构成检测元件。另外，专利技术者等明确了存在催化金属(检测元件)因硅中毒而吸附的吸附物质(硅化合物)从检测元件脱离的脱离温度。并且，明确了该脱离温度的温度范围是350°C 600°C的范围。在该脱离温度的温度范围内，温度越高越容易恢复检测灵敏度。若催化金属(检测元件)的温度成为脱离温度，则吸附物质(硅化合物)脱离，所以能够使劣化的检测灵敏度恢复。另外，待机温度被设定成从脱离温度减去要检测的规定浓度的可燃性气体与催化金属(检测元件)接触燃烧时的燃烧热所产生的温度上升量而得到的温度，所以每次气氛中的可燃性气体的浓度达到要检测的规定浓度时，催化金属(检测元件)都会达到脱离温度，能够使检测灵敏度得以恢复。并且，通过该恢复，能够抑制检测灵敏度的劣化。另外，在本专利技术中，优选所述脱离温度设定为超过350°C且600°C以下的范围内的温度。由此，每次气氛中的可燃性气体的浓度达到要检测的规定浓度时，都能够使检测灵敏度得以恢复。 另外，在本专利技术中，优选所述接触燃烧式气体传感器设置在硅化合物的浓度比大气中的硅化合物的浓度高的气氛中，且所述待机温度为大致100°c以上且大致350°C以下。由此，由于接触燃烧式气体传感器设置在硅化合物的浓度比大气中的硅化合物的浓度高的气氛中，因此例如还能够设置在将来自燃料电池机动车的燃料电池的废气排出的废气配管内。这是因为，燃料电池中使用有大量的硅化合物。并且，在废气配管内，要检测的规定浓度设定成高浓度。若为高浓度，则检测时的温度上升量大，为250°C，所以即使在检测时达到600°C，待机温度也能够下降到350°C，且即使在检测时达到350°C，待机温度也能够下降到100°C。 另外，在本专利技术中，优选所述接触燃烧式气体传感器设置在大气中，且所述待机温度为大致270°C以上且大致520°C以下。由此，由于接触燃烧式气体传感器设置在大气中，因此例如还能够设置在安置于燃料电池机动车的底板的下方的燃料电池或储氢罐的周边、或者驾驶室内。这是因为，底板的下方或驾驶室内不应比其他地方更多地使用硅化合物。并且，在底板的下方或驾驶室内，要检测的规定浓度设定成低浓度。若为低浓度，则检测时的温度上升量小，为80°C，所以即使在检测时达到600°C，待机温度也能够上升到520°C，且即使在检测时达到350°C，待机温度也能够上升到270°C。另外，在本专利技术中，优选在起动时和停止时中的至少某一方以使所述催化金属的温度达到350°C 600°C的范围内的温度的方式对所述催化金属进行通电。由此，每次接触燃烧式气体传感器起动时和停止时都能够使检测灵敏度恢复。另外，在本专利技术中，优选所述接触燃烧式气体传感器设置于将供给到燃料电池的阴极的空气排出的废气排出管。由此，能够对在废气排出管内泄漏的氢进行检测。另外，在本专利技术中，优选所述接触燃烧式气体传感器搭载于燃料电池机动车。由此，能够对在燃料电池机动车内泄漏的氢进行检测。专利技术效果根据本专利技术，可提供能够抑制检测灵敏度的劣化的接触燃烧式气体传感器。附图说明图I是设置有本专利技术的实施方式的接触燃烧式气体传感器的燃料电池机动车的示意图。图2是本专利技术的实施方式的接触燃烧式气体传感器的剖视图。图3(a)是线圈状的检测元件的主视图，(b)是薄膜状的检测元件的剖视图。图4(a)是表示将检测元件和补偿元件串联连接的元件通电电路的图，(b)是表示将检测元件和补偿元件并联连接的元件通电电路的图。图5是表示检测元件温度与硅化合物附着量的关系的曲线图。图6是表示可燃性气体的气体浓度与检测元件温度的关系的曲线图，示出了检测浓度为1.0% (V01%，以下相同)以上时和为3.0%以上时的脱离温度和待机温度的设定方法。·具体实施例方式以下，适当参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在各图中，对于通用的部分标注相同符号而省略了重复的说明。图I中示出设置有本专利技术的实施方式的接触燃烧式气体传感器8的燃料电池机动车I的示意图。在燃料电池机动车I中搭载有燃料电池系统2和储氢罐6。燃料电池系统2具有进行发电的燃料电池2a和对燃料电池2a的发电量进行控制的辅机2b。燃料电池2a和辅机2b收纳在底板5的一部分隆起而构成的中央控制台5a内。底板5在燃料电池机动车I的后部侧也以覆盖储氢罐6的上部的方式隆起。燃料电池2a例如具有将由固体高分子构成的电解质膜、电极催化剂层(阳极、阴极)、气体扩散层层叠而成的膜电极接合体(MEA :Membrane Electrode Assembly),还具有将通过导电性的隔板夹着膜电极接合体的两面而构成的单电池沿厚度方向(本实施方式中为车辆的前后方向)层叠多个的结构。另外，在与阳极对置的隔板上形成有供氢流通的流路，在与阴极对置的隔板上形成有供空气流通的流路，并且形成有使隔板彼此连通的贯通孔等。并且，电解质膜具有含硅(Si)的硅酮树脂(硅化合物)来作为骨架。在这种燃料电池2a中，从储氢罐6经由氢供给管7向阳极侧的隔板供给的氢通过气体扩散层扩散而向阳极供给，从空气压缩机向阴极侧的隔板供给的空气(氧)通过气体扩散层扩散而向阴极供给。在阳极，在催化剂的作用下使氢分离为氢离子和电子，氢离子经由电解质膜透到阴极，在阴极，通过在催化剂的作用下透过的氢离子、借助外部负载移动到阴极的电子、供给的空气中的氧的电化学反应而生成水。从空气压缩机供给的空气含有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈岛一博，大石英俊，塚林俊二，铃木昭博，村上伸明，森本聪，香田弘史，松本隆，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：
国别省市：