气体检测装置、气体检测方法及包括气体检测装置的装置与流程

1.本发明涉及一种气体检测装置、气体检测方法及包括气体检测装置的装置。


背景技术：

2.以前，例如在家电设备或办公自动化(office automation，oa)设备、食品贮藏设备、医疗设备、汽车等运输设备等中，为了检测湿度或特定气体，而使用气体传感器。
3.在此种气体传感器中，作为适合于高浓度气体的探测且具有实际效果的气体传感器，已知有热传导式气体传感器(参照专利文献1至专利文献4)。热传导式气体传感器利用了环境的热传导率根据气体的种类或浓度而不同的性质。
4.然而，在热传导式气体传感器中，虽然可获得微小的输出电压，但是产生检测灵敏度低的问题。
5.另一方面，申请人提出了以下的气体传感器：使用与感热电阻元件热耦合并且通过加热而解吸特定气体分子的多孔性的气体分子吸附材料来检测特定气体的浓度(参照专利文献5及专利文献6)。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本专利第2885661号公报
9.专利文献2：日本专利第3343801号公报
10.专利文献3：日本专利第5079723号公报
11.专利文献4：日本专利第6160667号公报
12.专利文献5：wo2017/145889号
13.专利文献6：wo2019/031260号


技术实现要素：

14.发明所要解决的问题
15.然而，在使用所述多孔性的气体分子吸附材料的气体传感器中，由于是将气体分子吸附材料热耦合于感热电阻元件而设置的结构，因此存在气体传感器自身的热容量变大、响应性降低的问题。
16.另外，多孔性的气体分子吸附材料通过加热、冷却，而在所述气体分子吸附材料中解吸、吸附气体分子，但在冷却状态下，有时会产生在气体分子吸附材料中吸附环境中的水蒸气(水分子)的现象。因此，在检测特定气体时，成为基准的输出电平(冷却状态的输出电平)中会引起变动，从而产生气体的检测精度降低的问题。
17.另外，另一方面，期望实现发挥了热传导式气体传感器与使用多孔性的气体分子吸附材料来检测特定气体的气体传感器此两者的特征的高灵敏度的气体检测装置。
18.本发明的实施方式欲解决使用所述多孔性的气体分子吸附材料时的问题，其目的在于提供一种可提高响应性及气体的检测灵敏度，并且能够提高气体的检测精度的气体检
测装置、气体检测方法及包括气体检测装置的装置。
19.另外，作为另一目的，目的在于提供一种发挥了热传导式气体传感器与使用多孔性的气体分子吸附材料来检测特定气体的气体传感器此两者的特征的复合的高灵敏度的气体检测装置、气体检测方法及包括气体检测装置的装置。
20.解决问题的技术手段
21.基于本发明的实施方式的气体检测装置是热传导式气体传感器的气体检测装置，且其特征在于，包括：连接电路，具有热敏电阻器及电阻器，所述热敏电阻器具有至少一对电极部，所述电阻器连接于所述热敏电阻器；
22.电力供给电路，对所述连接电路印可定电压，并且对所述热敏电阻器供给过电力而使所述热敏电阻器成为热失控状态；以及
23.电压探测部，对所述连接电路中的所述热敏电阻器的电极间的电压进行探测。
24.热传导式气体传感器是以下的气体传感器：通过环境的气体固有的热传导率，检测所述热敏电阻器的散热状态的变化作为温度变化，检测所述温度变化作为所述热敏电阻器的电阻变化。
25.热敏电阻器的热失控是热敏电阻器特有的物理现象，一般而言热失控有热敏电阻器破坏的可能性，因此推荐在不热失控的条件下使用。
26.另外，基于实施方式的包括气体检测装置的装置的特征在于，包括气体检测装置。
27.包括气体检测装置的装置可装配于医疗设备、汽车、家电设备或oa设备、食品贮藏设备等用以探测气体分子或湿度的各种装置中来应用。所应用的装置并无特别限定。
28.进而，基于实施方式的气体检测方法是具有热敏电阻器的热传导式气体传感器的气体检测方法，其特征在于，包括：对所述热敏电阻器供给过电力而使所述热敏电阻器成为热失控状态的步骤；以及在所述热失控状态下对检测对象气体进行检测的步骤。
29.进而，另外，基于实施方式的气体检测方法是气体传感器的气体检测方法，所述气体传感器包括多孔性的气体分子吸附材料，所述多孔性的气体分子吸附材料与热敏电阻器热耦合，并且通过加热而解吸特定气体分子，对所述热敏电阻器供给过电力而使所述热敏电阻器成为热失控状态，且所述气体检测方法的特征在于，通过改变向所述热敏电阻器的施加电压，能够选择通过在气体分子吸附材料中特定气体分子解吸的反应来检测气体的功能、与作为通过气体固有的热传导率来检测气体的热传导式气体传感器的功能。
30.发明的效果
31.根据本发明的实施方式，可提供一种可提高响应性及气体的检测灵敏度，并且能够提高气体的检测精度的气体检测装置、气体检测方法及包括气体检测装置的装置。
32.另外，可提供一种发挥了热传导式气体传感器与使用多孔性的气体分子吸附材料来检测特定气体的气体传感器此两者的特征的复合的高灵敏度的气体检测装置、气体检测方法及包括气体检测装置的装置。
附图说明
33.图1是表示本发明第一实施方式的热传导式气体传感器的剖面图。
34.图2是沿着图1中的x-x线的剖面图。
35.图3是本发明第一实施方式的气体检测装置的特性检测用的接线图。
36.图4是表示本发明第一实施方式的气体检测装置的方块结构图。
37.图5是表示环境温度与施加电压的关系的图表。
38.图6是用于说明气体检测装置的输出特性的测定结果，且是表示浓度不同的二氧化碳气体环境下的传感器温度的图表。
39.图7是表示同样的浓度不同的二氧化碳气体环境下的传感器电压的图表。
40.图8是表示气体的热传导率的温度依存性的表。
41.图9是表示气体的热传导率的温度依存性的图表。
42.图10是用于说明气体检测装置的输出特性的测定结果，且是表示氢气体的传感器输出电压与浓度的关系的图表。
43.图11是表示同样的浓度不同的氢气体环境下的传感器温度的图表。
44.图12是表示同样的浓度不同的氢气体环境下的传感器输出电压的图表。
45.图13是表示本发明第二实施方式的气体检测装置的结构例的立体图。
46.图14是表示本发明第二实施方式的气体检测装置的结构例的热传导式气体传感器的剖面图。
47.图15是表示本发明第三实施方式的气体检测装置的结构例的立体图。
48.图16是表示本发明第三实施方式的气体检测装置的方块系统图。
49.图17是表示本发明第四实施方式的气体检测装置的结构例的立体图。
50.图18是表示本发明第四实施方式的气体检测装置的方块系统图。
51.图19是表示本发明第五实施方式(实施例1)的气体检测装置的热传导式气体传感器的剖面图。
52.图20是沿着图19中的x-x线的剖面图。
53.图21是表示本发明第五实施方式(实施例2)的气体检测装置的气体传感器的剖面图。
54.图22同样是表示用于说明(实施例2)的施加电压与传感器输出电压的关系的图表。
55.图23是表示本发明另一实施方式(实施例1)的热传导式气体传感器的剖面图。
56.图24是表示本发明另一实施方式(实施例1)的热敏电阻器的剖面图。
57.图25是表示本发明另一实施方式(实施例2)的热传导式气体传感器的剖面图。
58.图26是本发明另一实施方式(实施例2)的气体检测装置的特性检测用的接线图。
59.图27是本发明另一实施方式(实施例3)的气体检测装置的特性检测用的接线图。
具体实施方式
60.＜第一实施方式＞
61.以下，参照图1至图12而对本发明第一实施方式的气体检测装置及气体检测方法进行说明。图1及图2是表示热传导式气体传感器的剖面图，图3是表示本发明的基本结构的气体检测装置的特性检测用的示意性的电路图，图4是表示气体检测装置的方块结构图，图5是表示环境温度与施加电压的关系的图表。另外，图6至图12是用以说明气体检测装置的输出特性的图表及表。
62.本实施方式的气体检测装置使用利用环境的热传导率不同的性质来检测气体的
种类或浓度的热传导式气体传感器。所述热传导式气体传感器包括热敏电阻器，通过环境的气体固有的热传导率，检测热敏电阻器的散热状态的变化作为温度变化，检测所述温度变化作为热敏电阻器的电阻变化。另外，气体检测装置的特征在于，对热敏电阻器供给过电力、具体而言施加过电压而使热敏电阻器成为热失控状态，提高气体的检测灵敏度。
63.(热传导式气体传感器)
64.如图1及图2所示，热传导式气体传感器1包括作为感热电阻元件的热敏电阻器2、基座构件4及外装壳体5。热传导式气体传感器1是对环境中的水蒸气(h2o)气体(水分子)或二氧化碳(co2)气体等进行探测的传感器。此外，在各图中，为了使各构件成为能够识别的大小，对各构件的缩尺进行了适宜变更。
65.热敏电阻器2为薄膜的热敏电阻器，且为探测用热敏电阻器。包括基板21、形成于所述基板21上的导电层22、薄膜元件层23、以及保护绝缘层24。
66.基板21呈大致长方形形状，且使用绝缘性的氧化铝、氮化铝、氧化锆等陶瓷或作为半导体的硅、锗等材料而形成。在所述基板21的一面上，通过溅射法进行成膜而形成有绝缘性薄膜。具体而言，基板21是使用氧化铝材料而制作，且形成地极薄，厚度尺寸为50μm～150μm。
67.通过将此种极薄的基板21用于热敏电阻器2，能够实现热容量变小、高灵敏度、且热响应性优异的热传导式气体传感器1。
68.导电层22构成配线图案且形成于基板21上。导电层22是通过溅射法来成膜金属薄膜而形成，对于其金属材料，可应用铂(pt)、金(au)、银(ag)、钯(pd)等贵金属或它们的合金，例如ag-pd合金等。另外，在基板21的两端部，与导电层22一体地形成有与导电层22电连接的一对电极部22a。
69.薄膜元件层23为热敏电阻器组合物，且包含具有负的温度系数的氧化物半导体。薄膜元件层23通过溅射法等而成膜于所述导电层22上并与导电层22电连接。此外，薄膜元件层也可包括具有正温度系数的氧化物半导体。另外，热敏电阻器不限于薄膜热敏电阻器，也可为包括金属氧化物、硅化物、氮化物等半导体的热敏电阻器元件。
70.所述薄膜元件层23例如包含选自锰(mn)、镍(ni)、钴(co)、铁(fe)等过渡金属元素中的两种或两种以上的元素。保护绝缘层24以被覆薄膜元件层23及导电层22的方式形成。保护绝缘层24是由硼硅酸玻璃形成的保护玻璃层。
71.另外，在所述电极部22a上通过熔接而接合并电连接有金属制的引线部22b。具体而言，引线部22b由例如康铜(constantan)、哈氏合金(hastelloy)(注册商标)之类的热传导度率低的材料形成，其热传导率优选为5w/m
·
k～25w/m
·
k。电极部22a与引线部22b在通过激光熔接而熔接的状态下经连接。因此，电极部22a与引线部22b的相互的金属熔化而接合。因此，在电极部22a与引线部22b之间，不存在焊接等时所使用的填充材(焊材)等附加材料、即不存在夹杂物，因此可减小热容量，可减小热时间常数并加快热敏电阻器2的热响应性。此外，引线部22b可使用剖面为圆形的线状体或框架状的窄幅板状体。引线部22b的形态并无特别限定。在引线部22b为线状体的情况下，优选为φ30μm～φ100μm、窄幅板状体的箔状，在为引线框架形状的情况下，优选宽度尺寸为80μm～200μm、厚度尺寸为10μm～60μm。另外，引线部22的剖面面积理想的是0.001mm2～0.03mm2。
72.如此，通过选定引线部22b的材料的热传导率为5w/m
·
k～25w/m
·
k且能够熔接的
材料，并将引线部22b的剖面面积设为0.001mm2～0.03mm2，能够减小由引线部22b引起的热敏电阻器2的热容量及散热量，实现高灵敏度、且热响应性优异的热传导式气体传感器1。特别是若引线部使用箔状物，则其效果得到进一步改善。另外，由于引线部22b在熔接的状态下连接于热敏电阻器2，因此在由过电力引起的热失控的现象中，可确保耐久性。
73.基座构件4是呈大致圆盘状形成的金属制的构件，且介隔绝缘构件41而插通有导电端子部42。自热敏电阻器2导出的引线部22b通过熔接、焊接等而电连接于所述导电端子部42。绝缘构件41由玻璃或树脂等绝缘材料形成。
74.此外，在基座构件4由绝缘材料形成的情况下，可无需绝缘构件41。另外，导电端子部42也可包含印刷配线基板等。
75.外装壳体5是呈大致圆筒状形成的热传导性良好的金属制的构件，且一端侧开口，并且在另一端侧形成有用来设置通气部51的圆形形状的开口部52。所述外装壳体5的一端侧安装于所述基座构件4而具有覆盖热敏电阻器2并加以保护的功能。
76.通气部51由能够减少外风的影响并供气体流出/流入的具有通气性的构件，理想的是包含金属网、无纺布及多孔性的海绵等材料。通气部51压入或粘着于外装壳体5的内周侧而设置。另外，通气部51并不限于设置于外装壳体5的情况。也可设置于基座构件4，还可在外装壳体5与基座构件4之间形成间隙并将通气部51设置于所述部分。
77.此外，外装壳体5可由陶瓷或树脂材料等形成。在所述情况下，也可实施金属镀敷等而使外装壳体5的内壁面具有发射红外线的功能。
78.(气体检测装置)
79.如图3所示，气体检测装置10是将电源(电压源)e连接于热传导式气体传感器1而构成。具体而言，将作为限制电阻器11的固定电阻器与热传导式气体传感器1(热敏电阻器2)串联连接于电源e而构成连接电路，且将输出端子连接于限制电阻器11与热敏电阻器2的中间，从而将所述输出端子的电压作为对传感器施加的电压并对传感器电压vout进行探测。
80.作为所述连接电路中的热敏电阻器2的电极间的电压的传感器电压vout的探测是通过未图示的电压探测部来进行。所述电压探测部例如只要具有接受来自输出端子的输出并以传感器电压vout的形式进行探测的功能即可，包含电子电路部等功能性部分或构件，并不特别限定于特定部分或构件。此外，当然也可对所述连接电路中的热敏电阻器2的电极间的电流进行探测。
81.限制电阻器11是用于在热敏电阻器2为热失控状态时限制在电路中流动的电流的电阻器。
82.如上所述的本实施方式的热传导式气体传感器1中，在热敏电阻器2的电极部22a上通过熔接而接合有金属制的引线部22b，但将在电极部上通过焊接而接合有金属制的引线部的热传导式气体传感器作为比较例的气体传感器，并尝试对本实施方式的热传导式气体传感器1与比较例的气体传感器此两者的输出特性进行了比较测定。
83.其结果判明，相对于本实施方式的热传导式气体传感器1，比较例的气体传感器中各个气体传感器的输出特性的偏差大。对此，认为在比较例的气体传感器的情况下，在电极部与引线部之间存在作为填充材料(焊材)的夹杂物，所述夹杂物容易产生量的偏差，此影响了输出特性的偏差。
84.因此，在本实施方式的热传导式气体传感器1中，不存在如比较例的气体传感器那样的夹杂物，因此可抑制各个热传导式气体传感器1的输出特性的偏差，能够提高可靠性。
85.接着，参照图4对气体检测装置10进行具体说明。本实施方式中，使作为控制机构的微型计算机(以下，称为“微机”)12执行整体的控制。概略而言，微机12包含具有运算部及控制部的中央处理器(central processing unit，cpu)13、作为存储部件的只读存储器(read only memory，rom)14及随机存取存储器(random access memory，ram)15、以及输入/输出控制部件16。而且，在输入/输出控制部件16连接有电源电路17。另外，在电源电路17连接有图3所示的电路。
86.电源电路17包含所述电源e且具有将电源e的电压施加至热敏电阻器2来对热敏电阻器2进行电力的供给、控制的功能。具体而言，通过保存于微机12的存储部件中的程序来控制来自电源电路17中的电源e的供给电力。另外，传感器电压vout被输入至微机12并经运算处理而以检测输出的形式输出至检测输出部o/p。检测输出部o/p是显示部件或印刷部件。进而，在输入/输出控制部件16连接有输入部i/p。输入部i/p是键盘等输入部件，可根据需要输入电压值或时间等信息来进行设定。
87.此外，在本实施方式中，使来自电源e的供给电力例如通过包括微机12或电源电路17的部件来执行。所述部件只要具有对气体传感器1供给电力的功能、具体而言是自电源e向热敏电阻器2供给电力的功能即可，并不特别限定于特定构件或部分。
88.另外，气体检测装置10构成为对热敏电阻器2的薄膜热敏电阻器供给过电力而使热敏电阻器2成为热失控状态，并对特定气体(检测对象气体)的浓度进行检测。
89.热失控是在对热敏电阻器施加定电压的情况下，若不遵守额定值，则温度会急剧上升，电流会持续增加的现象，且是热敏电阻器造成破坏的现象。即，热失控状态是当对热敏电阻器施加电压时会进行自己发热，达到与周围的温度相应的热平衡温度，但在其超过额定电压且为过电压的情况下，在有可能产生特性破坏的区域发生的现象。通过利用此种热失控状态，可获取大的检测输出，从而能够提高检测对象气体的检测灵敏度。
90.具体而言，为了对热敏电阻器2的薄膜热敏电阻器供给过电力而使热敏电阻器2成为热失控状态，而设置了包括电源电路17及限制电阻器11的电力供给电路ep。例如，针对由电源电路17施加的定电压，选择限制电阻器11的电阻值，来调整对热敏电阻器2施加的电压，并以热敏电阻器2成为热失控状态的方式施加过电压。
91.因此，通过电力供给电路ep的电源电路17来调整对限制电阻器11与热敏电阻器2的连接电路施加的定电压或限制电阻器11的电阻值，由此可使热敏电阻器2成为热失控状态。
92.另外，所述热敏电阻器2的热失控状态是热敏电阻器2以不会造成破坏的方式受到管理。即，热敏电阻器2产生热失控状态的现象，但不会因此而造成破坏。
93.通过与热敏电阻器2连接的电力供给电路ep，在热失控状态时在热敏电阻器2中流动的电流被限制为规定的电流值，所述限制主要是通过调整限制电阻器11的电阻值来进行。
94.因此，通过与热敏电阻器2连接的电力供给电路ep的电源e或限制电阻器11等的连接要素，热敏电阻器2以不会造成破坏的方式受到管理。电力供给电路ep具有作为热失控管理功能部的功能，所述热失控管理功能部以热敏电阻器2不会造成破坏的方式进行管理，虽
然热敏电阻器2会产生热失控状态的现象，但可防止破坏。
95.(二氧化碳气体检测)
96.接着，参照图5至图7对气体检测装置10的动作进行说明。在所述实施方式中，示出了将检测对象气体设为二氧化碳(co2)气体的情况。例如，是对冰箱内的二氧化碳(co2)气体进行检测的例子。
97.首先，图5示出了环境(周围)温度与热敏电阻器的施加电压的关系。横轴表示周围温度(℃)，纵轴表示施加电压(v)。表示施加与热传导式气体传感器1的周围温度对应的定电压，而使热敏电阻器2成为热失控状态时的测定数据。
98.根据所述测定数据可知，通过以随着周围温度的上升而降低施加电压的方式调整施加电压，热失控状态的控制变得容易。例如，在周围温度为10℃的情况下，通过施加约3.3v的电压，可使热敏电阻器2成为热失控状态。因此，通过对热敏电阻器2施加与周围温度对应的电压而使其成为热失控状态，能够进行稳定的检测。
99.此外，在此情况下，可设置温度探测用感热电阻元件来探测周围温度，并决定对热敏电阻器2施加的电压。在结构上，在热传导式气体传感器1搭载温度探测用感热电阻元件、即在热传导式气体传感器1的外装壳体5内配设已述的热敏电阻2以及温度探测用感热电阻元件。可采用与后述的图14所示的结构相同的结构。
100.图6及图7是表示用于说明气体检测装置10的输出特性的测定结果的图表。在所述气体检测时，利用热敏电阻器2的热失控现象。
101.图6表示浓度不同的二氧化碳(co2)气体环境下的传感器温度、即热敏电阻器2的温度，图7同样地出了传感器电压。
102.测定在氮(n2)100％(纯n2)、以氮(n2)为基质而包含5％、10％、20％的二氧化碳(co2)的环境及二氧化碳(co2)100％的环境下的传感器的温度(℃)以及传感器电压(v)。
103.在图6中，横轴表示时间(秒)，纵轴表示传感器温度(℃)，示出了自热失控的开始至结束的过程。如图所示，在热失控过程中，温度自测定开始温度的25℃急剧上升至120℃以上。可知，以氮(n2)100％为基准，随着二氧化碳(co2)的浓度变高而传感器温度上升。其原因在于：二氧化碳(co2)的热传导率小于氮(n2)的热传导率。即，其原因在于：若二氧化碳(co2)的浓度变高，则环境的热传导率变小，热敏电阻器2的散热变小而温度的降低变少。
104.图7示出了与图6的传感器温度对应的传感器电压。横轴表示时间(秒)，纵轴表示传感器电压(v)。可知，以氮(n2)100％为基准，随着二氧化碳(co2)的浓度变高而传感器电压下降。成为与传感器温度的变化相反的关系。由于传感器温度的变化，传感器(热敏电阻器)的电阻发生变化，所述电阻的变化以传感器电压的形式被探测。
105.如一并参照图3及图4所示，在检测对象气体的浓度检测时，驱动气体检测装置10，并通过电力供给电路ep来对环境中的热传导式气体传感器1的热敏电阻器2施加一定电压的过电压。由此，热敏电阻器2成为热失控状态，传感器温度急剧上升(参照图6)，传感器电压急剧下降(参照图7)。因此，可获得与二氧化碳(co2)的浓度相应的传感器电压vout。另外，由于所述传感器电压vout的变化急剧，因此可以大的电压值的形式获得，进而能够提高灵敏度。
106.传感器电压vout输入至微机12，基于所述输入来运算传感器输出，进而，根据传感器输出来运算二氧化碳(co2)的浓度，并以检测输出的形式输出至检测输出部o/p。此外，传
感器输出(电压)是以设为氮(n2)100％时的传感器电压为基准(零电平)，并与其进行比较所得的电压差。因此，为了检测作为检测对象气体的二氧化碳(co2)，预先进行作为基准的气体(氮100％)的输出的测定。
107.在微机12的存储部件中，预先存储并保存有与二氧化碳(co2)的浓度相应的传感器输出的变化的图案，微机12进行将所获得的传感器输出的图案与预先存储并保存的浓度的图案进行比较运算的动作，算出二氧化碳(co2)的浓度作为检测输出并予以输出。如此，通过利用热敏电阻器2的热失控现象，可获取传感器输出的大幅变化，从而可以高灵敏度检测二氧化碳(co2)的浓度。
108.因此，如上所述的气体检测方法具有对热敏电阻器2供给过电力而使热敏电阻器2成为热失控状态的步骤、以及在热失控状态下对检测对象气体进行检测的步骤。另外，在成为热失控状态的步骤之后，具有将热敏电阻器2冷却的步骤，能够将热失控过程及冷却过程作为一个循环来进行间歇运转。
109.再次参照图6及图7对与检测对象气体的浓度相应的最佳条件的设定进行说明。通过设定测定(检测)开始时的热敏电阻器2的温度(测定开始温度：在本例中为25℃)与自测定开始时起的经过时间(检测时间)，可进行与检测对象气体的浓度范围相应的灵敏度高的检测。
110.如图7所示，以表示氮(n2)100％(纯n2)的传感器电压的变化的曲线为基准，与所述曲线的电压差大的时间点可以说是灵敏度良好的检测时间。因此，例如，若将检测时间设定为10秒，则可准确且精度良好地检测二氧化碳(co2)浓度20％～100％的范围。另外，若将检测时间设定为30秒，则可准确且精度良好地检测二氧化碳(co2)浓度0％～5％的范围。
111.可知，无论在哪种情况下，均是热失控过程中的温度差及电压差变得最大的检测时间，且是成为高灵敏度的最佳条件。检测时间的最佳条件的设定可自与微机12连接的输入部i/p进行，基于所述设定，自检测输出部o/p输出检测输出。另外，测定开始温度可由后述的温度控制单元等设定。
112.如以上所述，在热失控状态下，与自测定开始时起45秒以后的稳定状态相比，温度差及电压差变大，从而成为高灵敏度。因此，通过设定作为自所述检测的开始时起的经过时间的检测时间，可以高灵敏度对检测对象气体进行检测。通过活用此种热失控状态特有的特性，能够兼顾高灵敏度与浓度检测范围宽的宽范围检测。另外，可将热失控过程及冷却过程作为一个循环并通过间歇运转进行检测，从而能够抑制消耗电力。
113.(混合存在气体中的检测对象气体检测)
114.具有利用热敏电阻器2的热失控现象的热传导式气体传感器1的气体检测装置10即便在热传导大的气体与热传导小的气体混合存在的情况下，也可通过设定成为热失控状态的动作温度来准确地对检测对象气体的浓度进行检测。
115.参照图8及图9对将大气中的氢(h2)气体作为检测对象气体来检测浓度的情况进行说明。图8是表示气体的热传导率的温度依存性的表，图9是表示气体的热传导率的温度依存性的图表。对于氮(n2)、二氧化碳(co2)、氢(h2)及水蒸气(h2o)，示出了0℃～300℃为止的热传导率的变化。氢(h2)相当于热传导大的气体，氮(n2)、二氧化碳(co2)及水蒸气(h2o)相当于热传导小的气体。
116.在图9中，横轴表示温度(℃)，纵轴表示热传导率(w/mk)。如图9所示，可知各气体
均有热传导率随着温度上升而变大的倾向。
117.此处，在温度0℃～300℃的范围内，以大气的主要成分的氮(n2)为基准，尝试研究与各气体的热传导率的比率。在氢(h2)的情况下，与氮(n2)的比率稍微变大，但无大的变化。另一方面，二氧化碳(co2)及水蒸气(h2o)有随着温度上升而与氮(n2)的比率变小、热传导率的差异变小的倾向。在温度为300℃的附近，二氧化碳(co2)及水蒸气(h2o)的热传导率成为接近氮(n2)的热传导率的值。
118.因此，在对氢(h2)气体的浓度进行检测的情况下，以热敏电阻器2在环境温度的300℃附近成为热失控状态的方式，印可过电压来设定热敏电阻器2的动作温度。由此，可极力减小二氧化碳(co2)及水蒸气(h2o)的影响，从而能够精度良好地检测氢(h2)的浓度。
119.具体的检测方法与所述相同，以氮(n2)为基质，以温度为300℃附近的氮(n2)的传感器电压为基准，通过将其与氢(h2)的传感器电压进行比较的电压差即传感器输出，算出氢(h2)的浓度并予以输出。
120.因此，所述气体检测方法在检测对象气体与多个检测对象以外的气体混合存在的环境且为多个检测对象以外的气体的热传导率成为接近的值的环境的温度下，以热敏电阻器2成为热失控状态的方式，印可过电压来设定热敏电阻器2的动作温度并对检测对象气体的浓度进行检测。
121.另外，二氧化碳(co2)及水蒸气(h2o)热传导率有在100℃～300℃的范围内差异小而大致相同的倾向，因此难以识别这两种气体来检测浓度。然而，例如通过将环境温度设定为0℃，在此情况下，以热敏电阻器2成为热失控状态的方式设定印可电压，可减少水蒸气(h2o)的影响，因此二氧化碳(co2)的检测变得容易。其原因在于：在环境温度为0℃的状态下，饱和水蒸气(h2o)的浓度成为6,025ppm，而成为极微量。
122.如以上所述，通过利用热敏电阻器2的热失控现象，可获取传感器输出的大幅变化，即便在检测对象气体以外的气体混合存在的情况下，也可减小干扰气体的影响，以高灵敏度对检测对象气体的浓度进行检测。
123.(氢气体检测)
124.参照图10至图12对检测氢(h2)气体的浓度的情况进行说明。
125.图10至图12是表示用于说明气体检测装置10的输出特性的测定结果的图表，图10表示氢(h2)气体的传感器输出电压与浓度的关系，图11表示浓度不同的氢(h2)气体环境下的传感器温度，图12示出了浓度不同的氢(h2)气体环境下的传感器输出电压。气体浓度的检测是利用热敏电阻器2的热失控现象。
126.在图10中，横轴表示氢(h2)气体浓度(ppm)，纵轴表示传感器输出电压(mv)。随着氢(h2)气体浓度上升而传感器输出电压变大。在此情况下，由于利用热失控现象，因此可获取传感器输出的大幅变化，从而可以高灵敏度检测作为检测对象气体的氢(h2)气体的浓度。另外，氢(h2)气体浓度检测的范围宽而能够进行100ppm～13,000ppm的宽范围(wide range)检测。
127.如图11及图12所示，测定在氮(n2)100％(纯n2)、以氮(n2)为基质而包含0.7％～4％的氢(h2)的环境下的传感器的温度(℃)及传感器输出电压(v)。
128.在图11中，横轴表示时间(秒)，纵轴表示传感器温度(℃)。如图所示，在热失控状态下，温度急剧上升。可知，以氮(n2)100％为基准，随着氢(h2)的浓度升高而传感器温度下
降。其原因在于：氢(h2)的热传导率大于氮(n2)的热传导率。即，其原因在于：若氢(h2)的浓度变高，则环境的热传导率变大，热敏电阻器2的散热变大而温度的降低程度变大。
129.图12示出了与图11的传感器温度对应的传感器输出电压。横轴表示时间(秒)，纵轴表示传感器输出电压(v)。可知，以氮(n2)100％为基准(零电平)，随着氢(h2)的浓度变高而传感器输出电压上升。成为与传感器温度的变化相反的关系。由于传感器温度的变化，传感器(热敏电阻器)的电阻发生变化，所述电阻的变化以传感器电压的形式被探测，进而，以氮(n2)100％为基准(零电平)的传感器电压的电压差以传感器输出电压的形式被检测。
130.如此，通过利用热敏电阻器2的热失控现象，可获取传感器输出的大幅变化，可以高灵敏度检测氢(h2)的浓度。
131.此外，在以后的实施方式的图中，对与本实施方式相同或相当的部分标注相同的符号并省略重复的说明。
132.＜第二实施方式＞
133.参照图13及图14对第二实施方式进行说明。本实施方式是在将热传导式气体传感器1温度调节并保持为一定温度的状态下，对热敏电阻器2施加定电压而使其成为热失控状态的气体检测方法。因此，在使热敏电阻器2成为热失控状态的步骤之前，包含使热传导式气体传感器1成为一定温度的步骤。
134.通过将热传导式气体传感器1的温度设为一定，可抑制环境温度的影响。因此，热失控状态的控制变得容易，可进行稳定的检测，从而能够兼顾高灵敏度与宽范围检测。热传导式气体传感器1的一定温度的控制理想的是设为
±
0.1℃以下。
135.如图13及图14所示，在将热传导式气体传感器1温度调节为一定温度的方法中，使用温度调节元件。温度调节元件例如有作为热电元件的珀尔帖(peltier)元件或作为加热元件的加热器。
136.(热电元件)
137.在图13中示出了作为将气体传感器1保持为一定温度的温度调节元件而包括热电元件te的气体检测装置10的结构例。在所述结构例中，作为将气体传感器1保持为一定温度的加热和/或冷却装置，示出了内置热电元件te的温度控制单元18。具体而言，所述气体检测装置10包括收容有图4所示的微机12或电源电路17的检测电路部10a、以及温度控制单元18。
138.检测电路部10a在框体中收纳有电路零件，在前表面侧设置有显示屏10p或操作按钮10m，且通过电线而连接有热传导式气体传感器1。
139.温度控制单元18是能够进行冷却、加热控制的温度调节器，且内置有珀尔帖元件作为热电元件te，能够在-20℃～ 80℃的范围内进行温度设定。珀尔帖元件作为加热和/或冷却元件发挥功能。
140.另外，在温度控制单元18的上表面的未图示的板上，配置有由铜等热传导良好的材料形成的设置构件18a。在所述设置构件18a中，形成有热传导式气体传感器1的插入孔18b及能够供环境气体流通的流通孔18c。
141.在所述插入孔18b中插入热传导式气体传感器1，并在插入状态下通过流通孔18c使气体自热传导式气体传感器1的通气部51流出、流入，从而可对气体进行检测。
142.根据以上的结构，可驱动温度控制单元18而通过热电元件te将热传导式气体传感
器1的温度调节为一定温度。
143.(加热元件)
144.在图14中示出了设置作为加热元件的加热器线圈作为将热传导式气体传感器1保持为一定温度的温度调节元件的结构例。图14是表示热传导式气体传感器的剖面图。
145.如图11所示，在外装壳体5的周围卷绕有加热器线圈hc作为加热元件。另外，在热传导式气体传感器1搭载有温度探测用感热电阻元件2t，在外装壳体5内配设有已述的热敏电阻器2与温度探测用感热电阻元件2t。温度探测用感热电阻元件2t对加热器线圈hc的加热温度进行控制。另外，温度调节用感热电阻元件2t与热敏电阻器2同样地是薄膜的热敏电阻器。
146.通过此种结构，热传导式气体传感器1的热敏电阻器2通过由温度探测用感热电阻元件2t控制了加热温度的加热器线圈hc被温度调节为一定温度。
147.＜第三实施方式＞
148.参照图15及图16对第三实施方式的气体检测装置进行说明。图15是表示气体检测装置的结构例，图16是表示气体检测装置的方块系统图。
149.本实施方式包括将热传导式气体传感器及检测对象气体收容于同一空间内的密闭空间形成部，通过密闭空间形成部内的检测对象气体的热传导率，对热敏电阻器的电阻变化进行检测，并对检测对象气体的浓度进行检测。
150.如图所示，气体检测装置10包括：热传导式气体传感器1、温度控制单元18、检测电路部10a、数据处理部19、密闭空间形成部20。此外，检测电路部10a及数据处理部19设置于温度控制单元18内。
151.温度控制单元18将热传导式气体传感器1保持为一定温度，作为加热和/或冷却装置，内置有作为温度调节元件的热电元件te。温度控制单元18是能够进行冷却、加热控制的温度调节器，且内置有珀尔帖元件作为热电元件te，能够在-20℃～ 80℃的范围内进行温度设定。此外，作为加热元件，可应用加热器等。另外，一定温度理想的是
±
0.1℃以下的精度。
152.进而，在温度控制单元18的上表面的未图示的板上，设置有由铜等热传导良好的材料形成的热传导式气体传感器1的设置部，使来自所述设置部的热传导至热传导式气体传感器1。
153.检测电路部10a具有电路零件，且通过电线而连接有热传导式气体传感器1。另外，在检测电路部10a连接有数据处理部19，以对来自检测电路部10a的检测输出数据进行处理。
154.密闭空间形成部20由箱型容器状的金属制或树脂制的密闭收容体20a形成，在本实施方式中，设置于温度控制单元18的上表面。所述密闭收容体20a可密闭地确保内部空间，在内部收容并配置有热传导式气体传感器1及探测对象物g。
155.另外，密闭收容体20a的一侧面侧成为盖部21c，而能够通过铰链机构21b进行开闭，可利用夹紧机构21d保持闭塞状态。即，密闭收容体20a可通过盖部21c的开闭而开闭，能够在密闭状态下收容或者取出探测对象物g。此外，盖部21c也可设置在多个部位。
156.进而，在密闭收容体20a的前表面侧，以配置于密闭收容体20a的内部空间的方式安装有热传导式气体传感器1。因此，在作为密闭空间形成部20的密闭收容体20a收容有热
传导式气体传感器1及探测对象物g的状态下，热传导式气体传感器1及探测对象物g配置于密闭的同一空间中，自探测对象物g泄漏的微量气体(检测对象气体)向由密闭收容体20a划分的内部扩散，依照所述气体的热传导率，由热传导式气体传感器1检测气体的浓度。此外，密闭空间形成部20的密闭度理想的是抽真空时的真空度1000pa以下。气体的检测需要将密闭度设为一定水平。
157.接着，对气体检测装置10的动作进行说明。在本实施方式中，对检测自收容于密闭空间形成部20的探测对象物g泄漏的特定的微量气体的浓度的情况进行说明。基本动作由于与第一实施方式相同，因此有时省略重复的说明。
158.在气体的检测测定时，通过温度控制单元18而将热传导式气体传感器1保持为一定温度。继而，当在作为密闭空间形成部20的密闭收容体20a收容并配置探测对象物g时，自探测对象物g泄漏的特定气体向密闭收容体20a的内部扩散。
159.通过气体检测装置10的驱动，对热敏电阻器2施加过电压，热敏电阻器2成为热失控状态，在所述热失控状态下，通过泄漏的检测对象气体的固有的热传导率，检测热敏电阻器2的散热状态的变化作为温度变化，检测所述温度变化作为热敏电阻器2的电阻变化，检测泄漏的检测对象气体的浓度。此外，通过对热敏电阻器2供给过电力而使其成为热失控状态，即便是微量的检测对象气体的浓度，也可获取传感器输出的大幅变化，从而可期待检测对象气体的浓度检测的提高。
160.作为所述探测对象物g，例如可应用锂离子聚合物电池bt，可进行与锂离子聚合物电池bt的检查有关系的测定。具体而言，是与锂离子聚合物电池bt的氢(h2)气体的泄漏相关的测定。如图16所示，将锂离子聚合物电池bt配置于密闭收容体20a内，基于固有的热传导率来检测扩散的氢(h2)气体的泄漏。
161.如以上所述，根据本实施方式，构成为在密闭空间形成部20的同一空间内收容热传导式气体传感器1及检测对象气体。因此，在密闭空间形成部20收容探测对象物g，使自探测对象物g泄漏的特定气体扩散至密闭空间形成部20内，来检测特定气体。因而，无需使用特别强制地导入特定气体的部件，利用特定气体的扩散现象、热传导率及热敏电阻器2的热失控现象，便可以高灵敏度对微量的特定气体进行浓度的检测。
162.＜第四实施方式＞
163.参照图17及图18对第四实施方式的气体检测装置进行说明。图17是表示气体检测装置的结构例，图18是表示气体检测装置的方块系统图。此外，对与第三实施方式相同或相当的部分标注相同的符号并省略重复的说明。
164.本实施方式与第三实施方式的气体检测装置10的密闭空间形成部20的结构不同。本实施方式的密闭空间形成部20形成为具有用来配置探测对象物g的密闭收容体20a、以及将密闭收容体20a与热传导式气体传感器1侧以密闭地连通状态相连的管部20b。
165.进而，在温度控制单元18的上表面的未图示的板上配置有设置构件18a作为由铜等热传导良好的材料形成的热传导式气体传感器1的设置部。在所述设置构件18a形成有热传导式气体传感器1的插入孔18b及能够供环境的气体流通的流通孔18c。
166.在所述插入孔18b中插入热传导式气体传感器1，并在插入状态下通过流通孔18c使气体自热传导式气体传感器1的通气部51流出、流入，从而可对气体进行检测。
167.具体而言，密闭空间形成部20包括：设置构件18a，作为用来设置热传导式气体传
感器1的设置部；密闭收容体20a，收容并配置探测对象物g；以及管部20b，将热传导式气体传感器1侧的设置构件18a与密闭收容体20a密闭地连通。
168.详细而言，将设置构件18a的流通孔18c、密闭收容体20a的内部空间、与管部20b的内侧连通路连通而形成密闭空间。密闭收容体20a是由金属或树脂材料制作的箱型容器，可密闭地确保内部空间。在内部收容并配置探测对象物g、例如锂离子聚合物电池bt等。另外，密闭收容体20a的上表面成为盖部21c，通过螺钉等能够拆卸的固定部件21a，而使盖部21c可装卸。即，通过盖部21c的装卸，密闭收容体20a可开闭，能够在密闭状态下收容或者取出探测对象物g。
169.管部20b是金属制或树脂制的细长的管，一端侧连接于设置构件18a的流通孔18c，另一端侧连接于密闭收容体20a。因此，流通孔18c与密闭收容体20a的内部空间通过管部20b而连通，在密闭收容体20a收容有探测对象物g的状态下，气体传感器1与收容于密闭收容体20a的内部空间中的探测对象物g收容并配置于连通的同一空间的密闭空间形成部20。另外，在管部20b的连通路的中途设置有能够开闭连通路的开闭部20c。在所述开闭部20c可应用开闭旋塞(cock)等。此外，开闭部20c也可在管部20b的连通路的中途设置于多个部位。
170.气体的检测测定与第三实施方式相同。将探测对象物g配置于密闭收容体20a内。将管部20b设为连通状态，并将热传导式气体传感器1与探测对象物g配置于连通的同一空间中。
171.自探测对象物g泄漏的检测对象气体扩散，通过管部20b的连通路，经过设置构件18a的流通孔18c，与热传导式气体传感器1接触。通过气体检测装置10的驱动，热敏电阻器2成为热失控状态，在所述热失控状态下，通过泄漏的检测对象气体的固有的热传导率，检测热敏电阻器2的散热状态的变化作为温度变化，检测泄漏的检测对象气体的浓度。
172.如以上所述，根据本实施方式，可发挥与第三实施方式相同的效果。另外，由于所述气体的扩散速度根据检测对象气体的种类而不同，因此利用扩散速度不同来调节管部20b的开闭部20c的开闭时机，从而能够检测特定的气体浓度。
173.＜第五实施方式＞
174.参照图19至图22对第五实施方式的气体检测装置进行说明。本实施方式涉及兼备热传导式气体传感器与使用特定的气体分子被吸附、解吸的多孔性的气体分子吸附材料的气体传感器(以下称为“多孔性吸附式气体传感器”)此两者的功能的复合的气体传感器。另外，可对热敏电阻器施加过电力，利用热敏电阻器的热失控现象，以高灵敏度进行检测对象气体的浓度的检测。
175.因此，能够实现发挥了热传导式气体传感器与多孔性吸附式气体传感器此两者的特征的高灵敏度的气体检测装置。
176.另外，通过使用热传导式气体传感器与多孔性吸附式气体传感器此两个气体传感器，也能够探测更多种类的气体。
177.(实施例1)
178.参照图19及图20进行说明。图19及图20是表示气体传感器的剖面图。
179.如图19所示，在气体传感器1的外装壳体5内，配设并搭载有作为热传导式气体传感器发挥功能的热敏电阻器2、及作为多孔性吸附式气体传感器发挥功能的热敏电阻器2p。热传导式气体传感器侧的热敏电阻器2由于与第一实施方式的结构相同(参照图1及图2)，
因此省略其说明。
180.另一方面，如图20所示，多孔性吸附式气体传感器侧的热敏电阻器2p与热传导式气体传感器侧的热敏电阻器2的不同之处在于，气体分子吸附材料3热耦合于热敏电阻器2p而设置。
181.气体分子吸附材料3是在热敏电阻器2p的表面成膜为膜状而形成。详细而言，气体分子吸附材料3以成膜于保护绝缘层24的表面及基板21的另一面侧(背面侧)的表面的状态受到保持。因此，热敏电阻器2p与气体分子吸附材料3经由保护绝缘层24及基板21而与薄膜元件层23热耦合。即，使得热敏电阻器2p与气体分子吸附材料3之间相互传导热。
182.气体分子吸附材料3是多孔性的吸附材料，例如是a型沸石的分子筛3a(细孔的直径0.3nm)在热敏电阻器2的表面成膜为膜状而形成。所述气体分子吸附材料3的厚度尺寸成为1μm～5μm。如此能够在热敏电阻器2p上成膜极薄的功能膜，由此能够实现热容量变小、高灵敏度、且热响应性优异的多孔性吸附式气体传感器。
183.另外，气体分子吸附材料3中，可根据检测对象气体而使用分子筛4a、分子筛5a、分子筛13x、高硅型的沸石、置换有金属离子的银沸石等或多孔性金属络合物。
184.气体分子吸附材料3使用a型沸石的分子筛3a(细孔的直径0.3nm)。所述气体分子吸附材料3产生分子筛分效果，只吸附分子的直径小于细孔的直径的分子。因此，吸附环境中的氢(h2)、氦(he)、水蒸气(水分子)(h2o)及氨(nh3)，但不吸附氮(n2)、氧(o2)。因此，可根据分子的大小选择性地检测气体，从而能够提高检测对象气体的选择性。
185.另外，气体分子吸附材料3通过吸附、解吸分子，随着反应热而温度发生变化。因此，在气体分子为氢(h2)的情况下，会产生若对气体分子吸附材料3进行加热而解吸氢(h2)则温度上升而发生变化的现象。
186.当对热敏电阻器2p施加过电压来供给电力时，对热敏电阻器2p通电并供给电力，热敏电阻器2p进行自热，成为热失控状态，与热敏电阻器2p热耦合的气体分子吸附材料3成为加热状态。此外，气体分子吸附材料3与热敏电阻器2p热耦合，但不电连接，而为非通电状态。
187.当气体分子吸附材料3成为加热状态时，吸附于气体分子吸附材料3的氢(h2)解吸，气体分子吸附材料3自身的温度根据浓度而变化。因此，热敏电阻器2p的温度(传感器温度)依照氢(h2)的浓度而变化，传感器电压依照氢(h2)的浓度而变化。如此，传感器温度、传感器电压、传感器输出依照氢气(h2)的浓度而变化，因此，能够检测氢(h2)的浓度。
188.在具有如以上那样的气体传感器1的气体检测装置中，构成为可在电路上切换并驱动作为热传导式气体传感器发挥功能的热敏电阻器2与作为多孔性吸附式气体传感器发挥功能的热敏电阻器2p。
189.因此，能够实现发挥了热传导式气体传感器与多孔性吸附式气体传感器此两者的特征的高灵敏度的气体检测装置，例如，在检测对象气体为低浓度的1ppm～100ppm的情况下，利用多孔性吸附式气体传感器进行检测，在高浓度的100ppm～数％的情况下，利用热传导式气体传感器进行检测。因而，可采用适合于热传导式气体传感器或多孔性吸附式气体传感器的气体检测方法。
190.(实施例2)
191.参照图21及图22进行说明。图21是表示气体传感器的剖面图，图22示出了施加电
压与传感器输出电压的关系。
192.图21示出了多孔性吸附式气体传感器1。所述多孔性吸附式气体传感器1包括作为在所述实施例1中说明的多孔性吸附式气体传感器发挥功能的探测用热敏电阻器2p。
193.在图22中，示出了热敏电阻器2p的施加电压与以氮(n2)为基质、氢(h2)为浓度100ppm时的传感器输出电压的关系，横轴表示施加电压(v)，纵轴表示传感器输出电压(mv)。施加电压是热敏电阻器2p成为热失控状态的过电压。
194.如图所示，施加电压5.3v以上的范围中未表现出传感器输出电压大，与此相对，小于施加电压5.3v的范围中表现出传感器输出电压大。认为其原因在于：在小于施加电压5.3v的范围中，作为多孔性吸附式气体传感器来检测气体的功能占主导地位，在施加电压5.3v以上的范围中，作为热传导式气体传感器来检测气体的功能占主导地位。即，在小于施加电压5.3v的范围中，热失控状态的时间长，因此，不仅气体分子吸附材料3的表面所吸附的气体、其中深处所吸附的气体也有助于反应。另一方面，认为因为在于在施加电压5.3v以上的范围中，热失控状态的时间短，仅停留在气体分子吸附材料3的表面的反应，作为基于气体的热传导率的热传导式气体传感器的功能优先而占支配地位。
195.因此，通过改变热敏电阻器2p的施加电压，例如在检测对象气体为低浓度的1ppm～100ppm的情况下作为多孔性吸附式气体传感器发挥功能来进行检测，在高浓度的100ppm～数％的情况下作为热传导式气体传感器发挥功能来进行检测。
196.此种气体检测方法是多孔性吸附式气体传感器1的气体检测方法，所述多孔性吸附式气体传感器1包括与热敏电阻器2p热耦合并且通过加热而解吸特定的气体分子的多孔性的气体分子吸附材料3，对热敏电阻器2p供给过电力而使热敏电阻器2p成为热失控状态，所述气体检测方法中，通过改变热敏电阻器2p的施加电压，可选择通过在气体分子吸附材料3中特定气体分子解吸的反应来检测气体的功能与作为通过气体固有的热传导率来检测气体的热传导式气体传感器的功能。
197.如以上所述，在本实施方式的气体检测装置中，能够提供一种多孔性吸附式气体传感器1、气体检测装置及气体检测方法，所述多孔性吸附式气体传感器1可利用热敏电阻器2p的热失控现象，以高灵敏度对检测对象气体的浓度进行检测，并且通过改变热敏电阻器2p的施加电压，选择性地包括热传导式气体传感器与多孔性吸附式气体传感器此两者的功能。
198.＜另一实施方式＞
199.参照图23至图27对热传导式气体传感器及气体检测装置的另一实施方式进行说明。此外，与所述各实施方式同样地，将热敏电阻器设为热失控状态来进行高灵敏度的气体检测。另外，对与所述各实施方式相同或相当的部分标注相同的符号并省略重复的说明。
200.(实施例1)
201.图23及图24所示的热传导式气体传感器1是微机电系统(micro electro mechanical systems，mems)结构的气体传感器。构成热敏电阻器2的mems芯片是在形成于硅(si)基板21的空洞部21a上的绝缘膜21b上设置能够自热的热敏电阻器2而构成。
202.根据此种mems结构的气体传感器1，可实现进一步的消耗电力的减少与响应性良好的传感器。最佳的是用于电池驱动的气体探测器。
203.(实施例2)
204.图25是表示热传导式气体传感器的剖面图，图26是气体检测装置的特性检测用的示意性的接线图。
205.如图25所示，本实施例的热传导式气体传感器1包括一对热敏电阻器。即，探测用热敏电阻器2与补偿用热敏电阻器2c被外装壳体5覆盖而设置。另外，通过外装壳体5而使补偿用热敏电阻器2c侧成为密闭状态，在所述密闭空间中收容有补偿用热敏电阻器2c。由此，可将探测用热敏电阻器2侧与补偿用热敏电阻器2c侧设为大致相同的结构，补偿用热敏电阻器2c不会受到环境的检测对象气体的影响，因此可实现良好的温度补偿，从而能够进行高精度的检测。
206.如图26所示，气体检测装置10中，将电源(电压源)e连接于热传导式气体传感器1而构成桥接电路。可检测输出电压vout1与输出电压vout2的差动输出。
207.探测用热敏电阻器2及固定电阻器11a的串联电路与补偿用热敏电阻器2c及可变电阻器11b的串联电路经由限制电阻器11而相对于电源e并联连接。另外，在各串联电路的中间连接有输出端子，并可检测其差动输出作为输出电压vout1及输出电压vout2。因此，作为探测用热敏电阻器2的电极间的电压的传感器电压vout1及作为补偿用热敏电阻器2c的电极间的电压的传感器电压vout2的探测是由已述的电压探测部进行。
208.此外，可变电阻器11b具有调整探测用热敏电阻器2及补偿用热敏电阻器2c的电阻值存在偏差时的电桥平衡(bridge balance)的功能。
209.(实施例3)
210.图27是气体检测装置的特性检测用的示意性的接线图。如图27所示，气体检测装置10中，将电源(电压源)e连接于热传导式气体传感器1而构成全桥电路。可检测输出电压vout1与输出电压vout2的差动输出。
211.探测用热敏电阻器2-1及补偿用热敏电阻器2c-1的串联电路与补偿用热敏电阻器2c-2及探测用热敏电阻器2-2的串联电路经由限制电阻器11而相对于电源e并联连接。另外，传感器电压vout1及传感器电压vout2的探测是由电压探测部进行。
212.通过如此构成全桥电路，可将输出设为大致2倍，能够进一步高灵敏度化而进行高精度的检测。
213.所述各实施方式的气体传感器及气体检测装置的检测对象气体并无限定，可检测氢(h2)、水蒸气(水分子)(h2o)、氦(he)及氨(nh3)等，可装配于医疗设备、汽车、家电设备或oa设备、食品贮藏设备等各种装置中来应用。所应用的装置并无特别限定。
214.此外，本发明并不限定于所述各实施方式的结构，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变形。另外，所述实施方式是作为一例而提示，并不意图限定发明的范围。所述新颖的实施方式可以其他各种方式实施，且可进行各种省略、置换、变更。所述实施方式或其变形包含于发明的范围或主旨中，同时包含于权利要求中所记载的发明及其均等的范围内。
215.符号的说明
216.1：热传导式气体传感器
217.2：探测用热敏电阻器
218.2c：补偿用热敏电阻器
219.2p：探测用热敏电阻器(多孔性吸附式气体传感器)
220.2t：温度探测用感热电阻元件
221.3：气体分子吸附构件
222.4：基座构件
223.5：外装壳体
224.10：气体检测装置
225.10a：检测电路部
226.11：限制电阻器
227.12：微机
228.17：电源电路
229.18：温度控制单元
230.19：数据处理部
231.20：密闭空间形成部
232.20a：密闭收容体
233.20b：管部
234.20c：开闭部
235.21：基板
236.22：导电层
237.22a：电极部
238.22b：引线部
239.23：薄膜元件层
240.24：保护绝缘层
241.42：导电端子部
242.51：通气部
243.ep：电力供给电路
244.g：探测对象物
245.hc：加热器线圈
246.te：热电元件