特許 6875230 ガスセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6875230

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】ガスセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/16 20060101AFI20210510BHJP

   G01N 27/18 20060101ALI20210510BHJP

   G01N 25/22 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/16 B

   G01N27/18

   G01N25/22

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-168549(P2017-168549)

(22)【出願日】2017年9月1日

(65)【公開番号】特開2019-45297(P2019-45297A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2020年1月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】山下 雅広

(72)【発明者】

【氏名】北野谷 昇治

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 昌哉

(72)【発明者】

【氏名】松倉 佑介

(72)【発明者】

【氏名】市川 大祐

【審査官】 村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１２４７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２８５８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１７０９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９４４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０３３４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２６５４２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−２６９３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−１２６２９３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４−２７／２４

Ｇ０１Ｎ ２５／２２

Ｇ０１Ｎ ２５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検出雰囲気中の水素ガスを検出するためのガスセンサであって、
第１ガス検出素子と、
前記第１ガス検出素子が格納された第１内部空間を有する第１格納部と、
第２ガス検出素子と、
前記第２ガス検出素子が格納された第２内部空間を有する第２格納部と、
台座と、
前記台座に連結された保護キャップと、
を備え、
前記第１格納部は、
前記第１内部空間と前記被検出雰囲気とを連通すると共に、水蒸気を透過する固体高分子電解質の膜体で覆われた第１ガス導入口と、
前記第１内部空間内に侵入する水素を酸化する水素酸化触媒と、
を有し、
前記第２格納部は、前記第２格納部と前記被検出雰囲気とを前記膜体を介さず連通する第２ガス導入口を有し、
前記第１格納部及び前記第２格納部は、それぞれ前記台座及び前記保護キャップによって構成され、
前記膜体及び前記水素酸化触媒は、前記第１内部空間及び前記第１ガス導入口の外側から前記第１ガス導入口を覆うように配置され、
前記水素酸化触媒は、前記膜体と前記第１内部空間との間に配置される、ガスセンサ。

【請求項2】

前記水素酸化触媒は、前記膜体の前記第１内部空間側の面に配置されたシート体である、請求項１に記載のガスセンサ。

【請求項3】

前記第１格納部は、前記膜体及び前記水素酸化触媒の少なくとも一方を支持するシート状のサポート部材をさらに有する、請求項２に記載のガスセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガスセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

水素ガスを検出するガスセンサとして、水分（つまり湿度）の影響を受けないガスセンサが公知である（特許文献１参照）。特許文献１のガスセンサでは、検知対象ガスに開放した空間に検知用のガス検出素子が配置され、水蒸気を透過しかつ被検出ガスを透過しない膜体を介して検知対象ガスに連通する空間に参照用のガス検出素子が配置される。

【0003】

これにより、１対のガス検出素子の湿度条件が同じになるため、特許文献１のガスセンサでは、湿度の影響を受けずにガスを検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−１２４７１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記ガスセンサにおいて、被検出雰囲気中の水素ガス濃度が高い場合に、水素ガス濃度が変化していないにも関わらず、図８に示すように、ガスセンサの出力が時間の経過に伴って低下する現象が発生することがある。このような現象が発生すると、水素ガス濃度を正しく得ることができない。

【0006】

本開示の一局面は、高濃度の水素ガス環境下における出力の低下を抑制できるガスセンサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、鋭意検討した結果、ガスセンサの出力が低下する上記現象は、参照用のガス検出素子側に設けられた膜体を水素ガスが通過し、参照用のガス検出素子が配置された空間内の水素ガス濃度が上昇することに起因することを見出した。

【0008】

この知見に基づいた本開示の一態様は、被検出雰囲気中の水素ガスを検出するためのガスセンサである。ガスセンサは、第１ガス検出素子と、第１ガス検出素子が格納された第１内部空間を有する第１格納部と、第２ガス検出素子と、第２ガス検出素子が格納された第２内部空間を有する第２格納部と、を備える。第１格納部は、第１ガス導入口と、水素酸化触媒と、を有する。第１ガス導入口は、第１内部空間と被検出雰囲気とを連通すると共に、水蒸気を透過する固体高分子電解質の膜体で覆われる。水素酸化触媒は、第１内部空間内に侵入する水素を酸化する。第２格納部は、第２格納部と被検出雰囲気とを膜体を介さず連通する第２ガス導入口を有する。

【0009】

このような構成によれば、高濃度の水素ガス環境下で膜体を通過した水素ガスが、水素酸化触媒によって水蒸気に変化することで、第１内部空間内から除去される。その結果、水素ガス濃度が高い場合でも、参照用のガス検出素子が配置された空間と、検知用のガス検出素子が配置された空間との間での水素ガス濃度の差が維持され、ガスセンサの出力低下を抑制できる。

【0010】

本開示の一態様では、水素酸化触媒は、膜体と第１内部空間との間及び第１内部空間内
の少なくとも一方に配置されてもよい。このような構成によれば、第１内部空間に侵入する水素ガスをより確実に除去できる。

【0011】

本開示の一態様では、水素酸化触媒は、第１ガス導入口内に配置されてもよい。このような構成によれば、膜体を通過した水素ガスを水素酸化触媒に効率よく接触させられるので、ガスセンサの出力低下をより確実に抑制できる。

【0012】

本開示の一態様では、水素酸化触媒は、第１ガス導入口を覆うように配置されてもよい。このような構成によれば、膜体を通過した水素ガスが水素酸化触媒に接触しやすくなるため、ガスセンサの出力低下をさらに確実に抑制できる。

【0013】

本開示の一態様では、水素酸化触媒は、膜体の第１内部空間側の面に配置されたシート体であってもよい。このような構成によれば、膜体と水素酸化触媒とを一体に配置することができる。そのため、水素酸化触媒を容易かつ確実に第１ガス導入口を覆うように配置できる。

【0014】

本開示の一態様では、第１格納部は、膜体及び水素酸化触媒の少なくとも一方を支持するシート状のサポート部材をさらに有してもよい。このような構成によれば、膜体及び水素酸化触媒の反りを抑制して、第１ガス導入口の密閉性を高めることができる。また、膜体及び水素酸化触媒を一体化したシートのハンドリング性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態のガスセンサを示す模式的な断面図である。

【図2】図１のガスセンサの第１格納部及び第２格納部近傍の模式的な部分拡大断面図である。

【図3】図１のガスセンサのガス検出素子の模式的な平面図である。

【図4】図３のＶＩ−ＶＩ線での模式的な断面図である。

【図5】図１のガスセンサの模式的な回路図である。

【図6】図６Ａは、図２とは異なる実施形態のガスセンサにおける第１格納部及び第２格納部近傍の模式的な部分拡大断面図であり、図６Ｂは、図２及び図６Ａとは異なる実施形態のガスセンサにおける第１格納部及び第２格納部近傍の模式的な部分拡大断面図である。

【図7】実施例１におけるガスセンサの出力変化を示すグラフである。

【図8】比較例１におけるガスセンサの出力変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示すガスセンサ１は、被検出雰囲気中の水素ガスを検出するためのガスセンサである。

【0017】

ガスセンサ１は、図１及び図２に示すように、第１ガス検出素子２及び第２ガス検出素子３と、第１格納部４及び第２格納部５と、ケーシング６と、回路基板１０と、演算部１２とを備える。

【0018】

＜第１ガス検出素子及び第２ガス検出素子＞
第１ガス検出素子２は、自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体を有する熱伝導式の検出素子である。
第１ガス検出素子２は、図３及び図４に示すように、発熱抵抗体２０と、絶縁層２１と
、配線２２と、１対の第１電極パッド２３Ａ，２３Ｂと、測温抵抗体２４と、１対の第２電極パッド２５Ａ，２５Ｂと、基板２６とを有する。

【0019】

発熱抵抗体２０は、渦巻き形状にパターン化された導体であり、絶縁層２１の中央部分に埋設されている。また、発熱抵抗体２０は、配線２２を介して第１電極パッド２３Ａ，２３Ｂに電気的に接続されている。

【0020】

第１電極パッド２３Ａ，２３Ｂは、絶縁層２１の表面に形成されている。また、第１電極パッド２３Ａ，２３Ｂの一方は、グランドに接続される。
なお、図４に示すように、絶縁層２１の第１電極パッド２３Ａ，２３Ｂと反対側の表面には、シリコン製の基板２６が積層されている。基板２６は、発熱抵抗体２０が配置される領域には存在しない。この領域は、絶縁層２１が露出する凹部２７となり、ダイアフラム構造を構成している。

【0021】

測温抵抗体２４は、発熱抵抗体２０よりも絶縁層２１の外縁側に埋設され、第２電極パッド２５Ａ，２５Ｂと電気的に接続されている。具体的には、測温抵抗体２４は、絶縁層２１の１辺の近傍に配置されている。また、第２電極パッド２５Ａ，２５Ｂの一方は、グランドに接続される。

【0022】

発熱抵抗体２０は、自身の温度変化により抵抗値が変化する部材であり、温度抵抗係数が大きい導電性材料で構成される。発熱抵抗体２０の材料としては、例えば白金（Ｐｔ）が使用できる。

【0023】

また、測温抵抗体２４は、抵抗値が温度に比例して変化する導電性材料で構成される。測温抵抗体２４の材料としては、例えば発熱抵抗体２０と同様の白金（Ｐｔ）が使用できる。配線２２、第１電極パッド２３Ａ，２３Ｂ、及び第２電極パッド２５Ａ，２５Ｂの材料も、発熱抵抗体２０と同様とすることができる。

【0024】

なお、絶縁層２１は、単一の材料で形成されてもよいし、異なる材料を用いた複数の層から構成されてもよい。絶縁層２１を構成する絶縁性材料としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ_２）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等が挙げられる。

【0025】

第２ガス検出素子３は、第１ガス検出素子２と同様、自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体を有する熱伝導式の検出素子である。第２ガス検出素子３の構成は、第１ガス検出素子２と同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、第１ガス検出素子２の発熱抵抗体と第２ガス検出素子３の発熱抵抗体とは、抵抗値が同じであることが好ましい。

【0026】

＜第１格納部及び第２格納部＞
第１格納部４は、図２に示すように、第１内部空間４Ａと、第１ガス導入口４Ｂと、膜体４Ｃと、水素酸化触媒４Ｄとを有する。また、第１格納部４は、絶縁性セラミック製の台座７と、絶縁性セラミック製の保護キャップ８とを有する。

【0027】

膜体４Ｃは、水蒸気を透過し、かつ、水蒸気に比べ水素ガスを透過しにくい性質（つまり水素ガスの透過を阻害する性質）を有する固体高分子電解質からなる。このような膜体４Ｃとしては、フッ素樹脂系のイオン交換膜が好適に使用できる。具体的には、例えばＮａｆｉｏｎ（登録商標）、Ｆｌｅｍｉｏｎ（登録商標）、Ａｃｉｐｌｅｘ（登録商標）等が挙げられる。また、膜体４Ｃとして、被検出ガスと水蒸気とを分離できる中空糸膜を用いてもよい。

【0028】

第１内部空間４Ａには、第１ガス検出素子２が格納されている。また、第１ガス導入口４Ｂは、第１内部空間４Ａと被検出雰囲気（つまり第１内部空間４Ａの外部であるケーシング６の内部）とを連通する。さらに、膜体４Ｃは、第１ガス導入口４Ｂの全体を覆って塞ぐように配置されている。

【0029】

このように、第１内部空間４Ａは膜体４Ｃによって被検出ガスの流入が規制されている。そのため、第１ガス検出素子２は、被検出ガス雰囲気に晒されない参照素子として機能するが、膜体４Ｃが水蒸気を透過させるので、湿度条件は第２ガス検出素子３と同じになる。なお、第１格納部４は、第１ガス導入口４Ｂ以外に開口を有さない。

【0030】

水素酸化触媒４Ｄは、第１内部空間４Ａ内に侵入する水素ガスを酸化して水又は水蒸気に変換する触媒である。このような触媒としては、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、又はこれらの合金が挙げられる。これらの中でも白金又は白金−ルテニウム合金が好適に使用できる。

【0031】

水素酸化触媒４Ｄは、膜体４Ｃと第１内部空間４Ａとの間に配置されている。具体的には、水素酸化触媒４Ｄは、第１ガス導入口４Ｂ内に、第１ガス導入口４Ｂを覆うように配置されている。つまり、水素酸化触媒４Ｄは、第１ガス導入口４Ｂの貫通方向（つまり中心軸方向）から視て、第１ガス導入口４Ｂと重なるように配置されている。

【0032】

また、水素酸化触媒４Ｄは、膜体４Ｃの第１内部空間４Ａ側の面に配置された多孔質のシート体である。水素酸化触媒４Ｄは、担持体によって担持されることでシート体を構成している。また、水素酸化触媒４Ｄは、膜体４Ｃに例えば熱圧着等によって接合されている。

【0033】

担持体としては、活性炭、フラーレン、カーボンナノホーン、カーボンナノチューブ等のカーボン材が使用できる。また、担持体として、多孔質状のアルミナ等のセラミック、チタン等の金属などを用いてもよい。

【0034】

本実施形態では、膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄは、第１内部空間４Ａの外側から第１ガス導入口４Ｂを覆うように配置されている。これにより、台座７及び保護キャップ８のリフローによって第１内部空間４Ａを形成してから膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄを配置することができる。そのため、リフロー時の第１内部空間４Ａ内の空気の膨張によって膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄが変形することが防止できる。ただし、第１内部空間４Ａ側から第１ガス導入口４Ｂを覆うように膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄを配置してもよい。

【0035】

膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄは、保護キャップ８に設けられた凹部に配置され、絶縁性の接着剤により保護キャップ８に接着されている。膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄは、周縁が接着剤によって封止されている。

【0036】

高濃度環境下で膜体４Ｃを通過した水素ガスは、水素酸化触媒４Ｄと接触し酸化され、水又は水蒸気になる。これにより、膜体４Ｃの内側（つまり第１内部空間４Ａ側）における湿度が高くなるため、膜体４Ｃを介して第１内部空間４Ａの外に水分が排出される。

【0037】

第２格納部５は、第２内部空間５Ａと、第２ガス導入口５Ｂとを有する。また、第２格納部５は、絶縁性セラミック製の台座７と、絶縁性セラミック製の保護キャップ８とを、第１格納部４と共有している。

【0038】

第２内部空間５Ａには、第２ガス検出素子３が格納されている。また、第２ガス導入口５Ｂは、第２内部空間５Ａと被検出雰囲気（つまり第２内部空間５Ａの外部であるケーシ
ング６の内部）とを連通する。第２ガス導入口５Ｂには膜体４Ｃが配置されておらず、開放されている。そのため、ケーシング６の内部から第２ガス導入口５Ｂを介して第２内部空間５Ａに被検出ガスが供給される。つまり、第２ガス導入口５Ｂは、膜体等を介さずに、第２内部空間５Ａに被検出ガスを直接導入する。なお、第２格納部５は、第２ガス導入口５Ｂ以外に開口を有さない。

【0039】

第１内部空間４Ａ及び第２内部空間５Ａは、それぞれ、台座７に保護キャップ８を被せることで形成されている。つまり、台座７及び保護キャップ８は、第１格納部４を構成すると共に第２格納部５も構成している。

【0040】

また、第１内部空間４Ａ及び第２内部空間５Ａは、台座７及び保護キャップ８を連結することで構成される壁によって仕切られている。つまり、第１格納部４及び第２格納部５は、１枚の壁を共有するように隣接して設けられている。このように第１内部空間４Ａと第２内部空間５Ａとを近接して配置することで、第１内部空間４Ａと第２内部空間５Ａとの温度差を低減できる。その結果、温度変化に対するガスセンサ１の出力変動が小さくなり、センサ出力の誤差を低減することができる。

【0041】

（台座）
台座７は、第１ガス検出素子２が載置される凹部と、第２ガス検出素子３が載置される凹部とを有する。また、台座７は、回路基板１０の表面に設置されている。

【0042】

台座７の材質は、絶縁性セラミックである。台座７を構成する好適な絶縁性セラミックとしては、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア等が挙げられる。本実施形態では、台座７は保護キャップ８と同一の絶縁性セラミックで構成される。

【0043】

（保護キャップ）
保護キャップ８は、台座７と、台座７の２つの凹部に載置された第１ガス検出素子２及び第２ガス検出素子３とを覆うように台座７に接着されている。

【0044】

保護キャップ８には、第１ガス導入口４Ｂ及び第２ガス導入口５Ｂが設けられている。また、第１ガス導入口４Ｂにおける第１内部空間４Ａの外側の開口部分には膜体４Ｃが接着剤等によって固定されている。

【0045】

保護キャップ８の材質は、絶縁性セラミックである。保護キャップ８を構成する好適な絶縁性セラミックとしては、例えばアルミナが挙げられる。上述のように、本実施形態では、台座７と保護キャップ８とは同一の絶縁性セラミックで構成される。

【0046】

台座７と保護キャップ８とは絶縁性接着剤により接着されている。この絶縁性接着剤としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂等を主成分とするものが使用できる。これらの中でも台座７と保護キャップ８との密着性を高める観点から、熱硬化性樹脂を主成分とする絶縁性接着剤が好ましい。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えばエポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂等を挙げることができる。なお、「主成分」とは、８０質量％以上含有される成分を意味する。

【0047】

＜ケーシング＞
ケーシング６は、第１格納部４及び第２格納部５を収容する。ケーシング６は、被検出ガスを内部に導入する開口６Ａと、開口６Ａに配置されたフィルタ６Ｂとを有する。

【0048】

具体的には、第１格納部４及び第２格納部５（つまり台座７及び保護キャップ８）は、ケーシング６と回路基板１０との間に設けられた内部空間６Ｃに収容されている。内部空
間６Ｃは、ケーシング６の内部に突出した内枠６Ｄにシール部材１１を介して回路基板１０を固定することで形成されている。

【0049】

また、開口６Ａは、被検出雰囲気と内部空間６Ｃとを連通するように形成されている。開口６Ａから内部空間６Ｃに取り入れられた被検出ガスは、被検出ガスの濃度が低い場合には、第２ガス導入口５Ｂを通じて第２内部空間５Ａのみに供給される。一方、内部空間６Ｃ内の水蒸気は、第１内部空間４Ａ及び第２内部空間５Ａの双方に拡散可能である。

【0050】

フィルタ６Ｂは、被検出ガスを透過しかつ液状の水を透過しない（つまり、被検出ガスに含まれている水滴を除去する）撥水フィルタである。フィルタ６Ｂにより、開口６Ａから内部空間６Ｃに、水滴及びその他の異物が侵入することが抑制される。なお、本実施形態では、フィルタ６Ｂは、開口６Ａを塞ぐようにケーシング６の内面に取り付けられている。

【0051】

＜回路基板＞
回路基板１０は、ケーシング６内に配置される板状の基板であり、図５に示す回路を備えている。この回路は、第１ガス検出素子２及び第２ガス検出素子３の第１電極パッド２３Ａ，２３Ｂ及び第２電極パッド２５Ａ，２５Ｂと、それぞれ電気的に接続されている。

【0052】

＜演算部＞
演算部１２は、被検出雰囲気中のガスの濃度を演算する。具体的には、図５に示すように、演算部１２は、直列に接続された第１ガス検出素子２の発熱抵抗体２０及び第２ガス検出素子３の発熱抵抗体３０に一定の電圧Ｖｃｃを印加したときの、第１ガス検出素子２の発熱抵抗体２０と第２ガス検出素子３の発熱抵抗体３０との間の電位から濃度を演算する。

【0053】

より詳細には、演算部１２は、第１ガス検出素子２の発熱抵抗体２０と第２ガス検出素子３の発熱抵抗体３０との間の電位と、発熱抵抗体２０，３０と並列に配置された固定抵抗Ｒ３と固定抵抗Ｒ４との間の電位との電位差を作動増幅回路により増幅させた電位差Ｖｄを取得する。演算部１２は、電位差Ｖｄから水素ガスの濃度Ｄを算出し、出力する。

【0054】

なお、演算部１２及び回路基板１０には直流電源４０から電流が供給される。直流電源４０は、第１ガス検出素子２の発熱抵抗体２０及び第２ガス検出素子３の発熱抵抗体３０に電圧を印加する。

【0055】

［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）高濃度の水素ガス環境下で膜体４Ｃを通過した水素ガスが、水素酸化触媒４Ｄによって酸化されることで、第１内部空間４Ａ内から水素ガスが除去される。その結果、被検出雰囲気中の水素ガス濃度が高い場合でも、第１内部空間４Ａと検知用の第２ガス検出素子３が配置された第２内部空間５Ａとの間での水素ガス濃度の差が維持され、ガスセンサ１の出力低下を抑制できる。

【0056】

（１ｂ）水素酸化触媒４Ｄが第１ガス導入口４Ｂ内に第１ガス導入口４Ｂを覆うように配置されることで、膜体４Ｃを通過した水素ガスを水素酸化触媒４Ｄに効率よく接触させられる。そのため、ガスセンサ１の出力低下をより確実に抑制できる。

【0057】

（１ｃ）水素酸化触媒４Ｄが膜体４Ｃの第１内部空間４Ａ側の面に配置されたシート体であるので、膜体４Ｃと水素酸化触媒４Ｄとを一体に配置することができる。そのため、水素酸化触媒４Ｄを容易かつ確実に第１ガス導入口４Ｂを覆うように配置できる。

【0058】

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0059】

（２ａ）上記実施形態のガスセンサ１において、水素酸化触媒４Ｄは、図６Ａに示すように、第１ガス導入口４Ｂ内に配置されることなく、第１ガス導入口４Ｂを覆ってもよい。なお、図６Ａでは、第１格納部４は、膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄを支持するシート状のサポート部材４Ｅを有している。サポート部材４Ｅは、多孔質体であり、ガスを透過させるように構成されている。サポート部材４Ｅは、例えばカーボン材、セラミック等で構成される。

【0060】

サポート部材４Ｅによって、膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄの反りを抑制して、第１ガス導入口４Ｂの密閉性を高めることができる。また、膜体４Ｃ及び水素酸化触媒４Ｄを一体化したシートのハンドリング性を高めることができる。なお、サポート部材４Ｅは、図６Ａでは水素酸化触媒４Ｄの膜体４Ｃとは反対側の面に積層されているが、膜体４Ｃの水素酸化触媒４Ｄとは反対側の面に積層されてもよい。

【0061】

（２ｂ）上記実施形態のガスセンサ１において、水素酸化触媒４Ｄは、必ずしも第１ガス導入口４Ｂを覆う必要はなく、例えば第１ガス導入口４Ｂを構成する第１格納部４の内壁に配置されてもよい。また、水素酸化触媒４Ｄは、必ずしも第１ガス導入口４Ｂ内に配置されなくてもよい。例えば、図６Ｂに示すように、水素酸化触媒４Ｄは、第１内部空間４Ａ内に配置されてもよい。また、水素酸化触媒４Ｄは、必ずしもシート状でなくてもよい。

【0062】

さらに、水素酸化触媒４Ｄは必ずしも膜体２Ｄと第１内部空間４Ａとの間、又は第１内部空間４Ａ内に配置される必要はない。例えば、水素酸化触媒４Ｄは、２つの膜体４Ｃの間に積層されてもよい。また、水素酸化触媒４Ｄは、膜体４Ｃの中に拡散して含まれてもよい。

【0063】

（２ｃ）上記実施形態のガスセンサ１において、第１格納部４を構成する台座及び保護キャップと、第２格納部５を構成する台座及び保護キャップとは、別部材であってもよい。つまり、第１格納部４の台座及び保護キャップと、第２格納部５の台座及び保護キャップとを別々に設けてもよい。また、第１格納部４と第２格納部５とは離間して配置されてもよい。

【0064】

さらに、第１格納部４及び第２格納部５は、必ずしも絶縁性セラミック製の台座や保護キャップを有さなくてもよい。つまり、第１格納部４及び第２格納部５は、それぞれ、１つの部材で構成されてもよい。

【0065】

（２ｄ）上記実施形態のガスセンサ１において、第１ガス検出素子２及び第２ガス検出素子３は、測温抵抗体２４を備えなくてもよい。また、第１格納部４及び第２格納部５に測温抵抗体２４以外の測温手段が設けられてもよい。

【0066】

（２ｅ）上記実施形態のガスセンサ１において、第１ガス検出素子２及び第２ガス検出素子３は、熱伝導式に限定されない。したがって、第１ガス検出素子２及び第２ガス検出素子３は、貴金属等の燃焼触媒により水素ガスを燃焼させる接触燃焼式の検出素子であってもよい。

【0067】

（２ｆ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分
散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【0068】

［３．実施例］
以下、本開示の効果を確認するために行った実施例１と比較例１との比較について説明する。

【0069】

（実施例）
図１に示すガスセンサ１を２５℃、相対湿度９５％の雰囲気下に配置した。このガスセンサ１に、２体積％の水素ガスを１５分間供給し、ガスセンサ１の出力を測定した。結果を図７に示す。

【0070】

（比較例）
図１に示すガスセンサ１から水素酸化触媒４Ｄを取り除いたガスセンサを作製した。このガスセンサに対し、実施例１と同じ条件で水素ガスを１５分間供給し、その出力を測定した。結果を図８に示す。

【0071】

（考察）
図８に示されるように、水素酸化触媒を備えない比較例１のガスセンサでは、ガスセンサの出力が時間経過に伴って低下した。

【0072】

一方、水素酸化触媒を備える実施例１のガスセンサでは、図７に示されるように、その出力が時間経過によって低下することなく一定に保たれており、精度よく水素濃度が出力された。

【符号の説明】

【0073】

１…ガスセンサ、２…第１ガス検出素子、３…第２ガス検出素子、
４…第１格納部、４Ａ…第１内部空間、４Ｂ…第１ガス導入口、
４Ｃ…膜体、４Ｄ…水素酸化触媒、４Ｅ…サポート部材、５…第２格納部、
５Ａ…第２内部空間、５Ｂ…第２ガス導入口、６…ケーシング、６Ａ…開口、
６Ｂ…フィルタ、６Ｃ…内部空間、６Ｄ…内枠、７…台座、８…保護キャップ、
１０…回路基板、１１…シール部材、１２…演算部、２０…発熱抵抗体、
２１…絶縁層、２２…配線、２３Ａ，２３Ｂ…第１電極パッド、２４…測温抵抗体、
２５Ａ，２５Ｂ…第２電極パッド、２６…基板、２７…凹部、３０…発熱抵抗体、
４０…直流電源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】