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第6017号 ガス検知警報器:半導体式センサー

人間の五感では感じられない、可燃性ガス、毒性ガス、酸素など
人体に景況の無い濃度を検知し未然に事故を回避させる命綱が、
ガス検知警報器です。

今回ご紹介するのは、半導体式センサー Semi-Conductor Method
です。

このセンサーは、金属酸化物半導体が検知対象ガスと接触し
たときに生じる抵抗値の変化を、ガス濃度として検知します。
毒性ガスから可燃性ガスまであらゆるガスを検知する汎用型
のガス検知センサです。

構造としては・・・

ヒーターコイルとアルミナチューブ上に形成された金属酸
化物半導体(SnO2)で構成されています。アルミナチューブ
の両端には半導体の抵抗を測るための2つの金電極がありま
す。

検出原理は・・・

ヒーターコイルによって350~400℃に加熱された金属酸化
物の半導体表面には、大気中の酸素が O- や O2- の形で
吸着しており、半導体は一定の抵抗値を保っています。
この表面上にメタンガス等が接触、化学吸着すると、吸着
していた O2- イオンにより酸化され離脱します。このとき
センサ表面では次のような反応が起こります。
CH4 + 4O2- → CO2 + 2H2O + 8e
メタンガスがセンサ表面に吸着して吸着酸素を奪い、センサ
内部の自由電子が増加することで抵抗値は低下します。この
抵抗値変化を測定することによって、ガス濃度を求めること
ができます。

検知対象ガス
一般可燃性ガス 0~5000ppm
水素 0~200ppm
メタン 0~200ppm

高圧ガス、低温機器、真空機器
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(利根川ダム統合管理事務所河川情報より)
(藤原・相俣・薗原・矢木沢・奈良俣・八ッ場・下久保・草木および渡良瀬貯水池)

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