〔19〕
中华人民共和国专利局
〔12〕发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1075209A
〔43〕公开日1993年8月11日
[21]申请号92110062.0[22]申请日92.8.29
[71]申请人中国有金属工业总公司昆明贵金
属研究所
地址650221云南省昆明市85信箱
[72]发明人雷远进 蒋竹凤 陶月梅 吴志鸿 [74]专利代理机构云南省专利事务所代理人何通培
[51]Int.CI 5
G01N 27/16
权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 1 页
[54]发明名称
[57]摘要
特征是：加热线圈由直径1.5～2.5μm的铂丝制成；
所说的催化剂担体由Al 2O 3、造孔剂、稀土氧化物、
钍氧化物的混合物组成，催化剂活性金属为铂、钯
混合物。本发明传感器具有功耗低(工作电流60～7
0mA)、体积小、重量轻、工作寿命长(三年)等优点，
可方便地用于现场可燃气体检测报警，还可装入矿
灯帽内，作为使用方便的矿灯瓦斯报警器。
92110062.0权 利 要 求 书第1/2页 1、一种微功耗催化可燃气体感器，包括：一个元件架(1)：一层位于元件架(1)中部并与之粘结在一起的绝缘层(2)；两根穿过绝缘层(2)的元件脚(3)；一个由铂金属丝制成的螺线管加热线圈(4)，其两端分别同二元件脚(3)焊接连接；一个包在加热线圈(4)周围的小球型氧化催化剂(5)，它由提体(5-1)和催化活性金属层(5-2)组成，所说的活性金属是铂和钯中之一种或二种，其含量为催化剂(5)总重量的0.5～10%；一个元件帽(6)，它沿元件架(1)上部凸缘的周边将催化剂(5)罩在里面，元件帽(6)的顶部中心有一个小孔(7)，本发明的特征是： A、所说的加热线圈(4)的铂丝直径为1.5～2.5μm，线圈长度为0.2 5～2.5m m，线圈直径为0.1～0.4m m，线圈圈数为5～30， B、所说的担体(5-1)由下列组分的混合物组成(按担体重量%计)： 造孔剂1～10，是从面粉、碳粉和其他可烧掉的有机物粉末中选择的至少一种，
稀土氧化物0.5～10，
钍氧化物0.5～10，
A12O3余量，
C、当活性金属层为铂、钯混合物时，其重量比Pt∶Pd=0.01～0.5∶1。
92110062.0权 利 要 求 书 第2/2页 2、如权利要求1的传感器，其特征是所说的活性金属层铂、钯混合物中还可加入Sn，其中Pt∶Sn＝0.1～1.0∶1。
3、如权利要求1和2的传感器，其特征是所说的担体（5-1）中的稀土氧化物是铈和镧氧化物中的至少一种。
4、如权利要求1和2的传感器，其特征是所说的加热线圈（4）的铂丝直径为1.5～2.0μm。
5、如权利要求3的传感器，其特征是所说的加热线圈（4）的铂丝直径为1.5～2.0μm。
92110062.0说 明 书第1/9页
微功耗催化可燃气体传感器
本发明涉及环境可燃气体监测传感器，特别涉及利用可燃气体催化氧化导致物体电阻改变的可燃气体传
感器。
目前用于可燃气体检测的元件，主要有半导体型传感器和催化氧化型传感器。半导体型传感器由于线性差，主要用于微量可燃气体存在的报警用的定性检测，难于进行准确定量的检测。催化氧化型传感器由于线性好，不但可用于报警，而且可以在较宽的浓度范围内对可燃气体进行准确的定量检测。
美国专利US4077775公开了一种检测气体气氛中可燃气体存在的元件，其基本结构是，在A12O3和难熔纤维混合物组成的担体上，浸涂一层铂系元素（特别是Pt5-90%、Pd95-10%）或其氧化物的催化剂层，形成担体催化剂，一个由铂或弥散强化铂丝制成的螺线管灯丝至少有一部分绕在所说的担体上面，通常情况下，担体完全位于所说的灯丝线圈里面。美国专利US4416911也公开了一种气体敏感元件及其制造方法，其基本原理结构类似于US4077775，但是它的制造方法和催化剂组成稍有不同。它是在螺线管加热线圈上沉积一种由Al2O3、催化剂先质和有机液体组成的浆料，烧成之后形成一小球形催化剂包围着加热线圈。所说的催化剂为贵金属之一种，如Pt、Pd或其盐类。所说的浆料中还可加入和Al2O3等量的氯亚钯酸铵和硝酸酸钍的混合物。其他文献，为US388307、US4045177、特开昭56-05840、特开昭56-164347、DE2426773
92110062.0说 明 书 第2/9页等，均具有和上述美国专利的类似结构，其担体用Al2O3，或TiO2、高岭土、SiO2等，以Pt、Pd、Rh为催化剂活性组分。上述这些传感器，其加热丝一般采用直径2.5μm以上
的铂丝作线圈，工作电流大（一般≥180m A），同时，由于Al2O3担体在工作温度下比表面很快降低，造成贵金属组分聚集而使灵敏度下降较快，因此工作寿命短（一年左右），加之Al2 O3大孔少，受内扩散影响严重，影响催化传感器性能。 本发明的目的在于克服现有技术之不足，设计出一种功耗低、体积小，寿命长，性能好的可燃气体催化传感器。
本发明的目的采用下述技术措施来实现：采用超细贵金属丝作加热线圈，可以大幅度降低工作电流（可达60-70mA），可长时间使用；采用超小型元件架以减少元件体积和重量、有利于微型化；在担体中加入担体体稳定剂和扩孔剂，以提高担体的稳定性并改善其性能。 本发明的微功耗催化可燃气体传感器包括：一个元件架（1）；一层位于元件架（1）中部并与之粘结在一起的绝缘层（2）；两根穿过绝缘层（2）的元件脚（3）；一个由铂金属丝制成的螺线管加热线圈（4），其两端分别同二元件脚（3）焊接连接；一个包在加热圈（4）周围的小球形氧化催化剂（5），所说的催化剂（5）由担体（5-1）和催化活性金属层（5-2）组成，所说的活性金属是Pt和Pd中之至少一种，其含量为催化剂（5）总重量的0.5～10%；一个元件帽（6），它沿元件架（1）上部凸缘的周边将将催化剂（5）罩在里面，元件帽（6）的顶部中心有一小孔（7），它使催化剂直接与环境气氛相通；本发明的特征是：
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