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2002/12/12NAPNAPNAPNAP----505505505505传感器传感器传感器传感器((((电化学式电化学式电化学式电化学式COCOCOCO传感器传感器传感器传感器))))使用使用使用使用说明书说明书说明书说明书根本特殊化学株式会社東京都杉並区高井戸東4-10-91（１）ＮＥＭＯＴＯ的化学传感器（１）ＮＥＭＯＴＯ的化学传感器（１）ＮＥＭＯＴＯ的化学传感器（１）ＮＥＭＯＴＯ的化学传感器（1.1）根本特殊化学株式会社的历史（1.2）化学传感事业方向的组合（1.3）制品的介绍・接触燃烧式气体传感器・工业用接触燃烧式气体传感器・电化学式气体传感器・湿度传感器／湿度传感器组合品（２）电化学式传感器的概念（２）电化学式传感器的概念（２）电化学式传感器的概念（２）电化学式传感器的概念（2.1）基本动作原理（2.2）基本构成（2.3）特征（３）ＮＡＰ－５０５（３）ＮＡＰ－５０５（３）ＮＡＰ－５０５（３）ＮＡＰ－５０５（3.1）特征（3.2）用途（3.3）特性（3.3.1）基本规格（3.3.2）气体灵敏度（3.3.3）应答性（3.3.4）选择性（3.3.5）温度依存性（3.3.6）信頼性（3.3.7）和其它公司制品的比较（3.3.8）用语的说明（3.4）电路设计的指导（3.4.1）基本动作电路（3.4.2）低功耗电路的设计（3.4.3）单电源的动作方法（3.5）使用上的注意（3.5.1）气体灵敏度的长期漂移（3.5.2）气体感度的季节变动（3.5.3）关于传感器的保管（3.5.4）传感器实际安装上的留意事项（3.5.5）气体报警器、气体浓度计的设计、使用上的留意事项（3.5.6）一般注意事项2（１）（１）（１）（１）ＮＥＭＯＴＯ的化学传感器ＮＥＭＯＴＯ的化学传感器ＮＥＭＯＴＯ的化学传感器ＮＥＭＯＴＯ的化学传感器（（（（1.11.11.11.1）根本特殊化学株式会社的历史）根本特殊化学株式会社的历史）根本特殊化学株式会社的历史）根本特殊化学株式会社的历史根本特殊化学株式会社从１９４１年创业以来经过半世紀以上的飞速发展，主要在安全、防卫、保健分野，以独创的开发技术为社会做出了卓著贡献。目前在日本国内拥有两个开发中心和包含集团公司在内的５个制造据点，海外在葡萄牙、中国(大连、上海、深圳)有形成规模的生产工厂。这些开发中心和生产工厂进行有机地配合，形成了一个快速地研发、生产和销售的完整、健全的网络体系，向客户提供优质的产品和优良售后服务。（（（（1.21.21.21.2）化学传感事业方向的组合）化学传感事业方向的组合）化学传感事业方向的组合）化学传感事业方向的组合根本特殊化学株式会社从１９７９年开始步入化学传感事業分野，25年时间主要向社会提供了民用燃气泄漏报警用的高品质、高信赖性的接触燃烧式燃气传感器。至今以燃气泄漏报警器为中心销售出累计约三千万個以上的接触燃烧式传感器，作为传感器的权威专业厂家为传感事业做出了巨大贡献。再加上，以迄今的化学传感器的研发和生产技术中养成的固有技术为基础，高分子型湿度传感器和电化学式传感器已形成商品化，从２０００年已开始投入大量生产。对要求更高灵敏度、更高精度，面对工业计测用途的接触燃烧式和电气化学式气体传感器体制组合，朝着更高的境界发展壮大。（（（（1.31.31.31.3）制品的紹介）制品的紹介）制品的紹介）制品的紹介寄予着人的生命的家庭用・业务用气体报警器，主要采用的是接触燃烧式传感器，因拥有２０年以上的实绩和高信頼性，被全世界广泛采用。检知气体检知气体检知气体检知气体型号型号型号型号检知浓度范围检知浓度范围检知浓度范围检知浓度范围特征特征特征特征NAP－3A0.03－1.8%(I－Bu)0.05－3.3%(EOH)高性能、通用型液化石油气、乙醇NAP－66A0.03－1.8％(I－Bu)0.05－3.3％(EOH)小型、省電力、高速应答NAP－2A0.05－5％(CH4)0.03－1.8％(I－Bu)高性能、通用型可燃性气体全般NAP－55A0.05－5％(CH4)0.03－1.8％(I－Bu)小型、低功耗、高速应答天然气、液化石油气NAP－50A0.05－5％(CH4)0.05－4％(H2)小型・低功耗・高速应答・低酒精感度3在更特殊的条件下使用可能的接触燃烧式工业用气体传感器。安装外形和防爆性能等可根据顾客的要求和规格，进行设计加工。检知气体检知气体检知气体检知气体型号型号型号型号检知浓度范围检知浓度范围检知浓度范围检知浓度范围特征特征特征特征NAP－100AM0.03－5％(CH4)0.02－1.8％(I－Bu)高性能、工业用NAP－100AC0.1－5％(CH4)0.05－1.8％(I－Bu)高性能、工业用可燃性气体全般NAP－100AD0.03－5％(CH4)0.02－1.8％(I－Bu)高性能、工业用、高温下使用可氢气NAP－100AH0.05－4％高性能、工业用、高温下使用可汽油蒸汽NTU－300.02－1.4％(C5H12)体小、高性能、高识別性能近年来，新闻媒体对CO中毒事故的报导举不胜举。以下是我们开发的CO气体检知用的传感器。直接燃烧排气装置内设置可能的类型等，根据用途可以选择最合适的型号。检知气体检知气体检知气体检知气体方式方式方式方式型号型号型号型号检知浓度范围检知浓度范围检知浓度范围检知浓度范围特征特征特征特征不完全燃烧废气接触燃烧式NAP－78A0.03－0.5％(1／2H2＋CO)热水器用NAP－5050－1000ppm通用型、小型、高信頼性一氧化碳电气化学式NAP－7050－1000ppm高感度、高精度、高選択性ＮＥＭＯＴＯ的湿度传感器，因为是低阻抗的设计、即使２０％ＲＨ以下の低湿度领域也可以高精度地测量湿度。可应用于长期信頼性卓越的加湿器、空调、湿度控制器等。湿度传感器检知方式測定湿度範囲温度範囲印加電圧周波数ＮＨＳ－１２高分子・电阻变化型10－90%RH0－60℃500－2kHz请浏览ＮＥＭＯＴＯ的主页。组合式湿度传感器额定電圧输出電圧測定精度ＮＨＵ－１２ＴDC5VDC0－3V±５％ＲＨ4（２）电化学式传感器的概念（２）电化学式传感器的概念（２）电化学式传感器的概念（２）电化学式传感器的概念（（（（2.12.12.12.1）基本动作原理）基本动作原理）基本动作原理）基本动作原理电化学式气体传感器是由根据发生氧化（还原）反应的检知电极，与此同時发生还原（氧化）反应的对向电极，并且与此同时用来监视检知电极的电位变化的参照电极构成。并且在动作状態下，以参照电极检出电位为基础，根据外部接续低电位制御电路，检知电极可以保持预先设定好的一定电位。例如，有一氧化碳气检出的情况下，首先在检知电极发生如下的一氧化碳氧化反应：ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋２Ｈ＋＋２ｅ－这时生成的电子分布在检知电极，氢离子分布在电极旁边的电解液中，形成两层电。在此检知电极和对向电极同外部电路相结合，电子从检知电极向对向电极流动。氢离子在电解液中移动接受对向电极侧的电子，发生如下化学反应生成水。２Ｈ＋＋Ｏ２／２＋２ｅ－→Ｈ２Ｏ这样电化学式气体传感器根据化学反应（氧化还原反应）产生的能量，直接以电能的形式释放出，从而检出气体。这些反应状态如图1所示。并且一氧化碳的氧化反应全过程方程式用ＣＯ＋Ｏ２／２→ＣＯ２表示。这些反应过程中在电解液的内部，电极附近引起的反应层分极、氢离子在电解液中移动时接受内部的阻抗等的原因发生电压下降。气体浓度越高电压下降越明显，成为电化学式传感器直线性输出的阻碍原因。在此参照电极的作用是检出检知电极的电位，不受电压下降的影响检知点极的电位保持一定，检知电极和对相电极间能够经常性地流动着和气体浓度成比例的电流。如此根据参照电极具有控制电位机能的电化学式传感器叫做三电极方式（3electrodecelltype），或简单地叫三脚型等。这种三电极方式，由于输出的直线性和稳定性优越，成为被一般工业所广泛地采用的电化学式气体传感器。对于三电极方式，节省参照电极、由检知电极和对向电极构成的电化学式气体传感器叫做二电极方式(2electrodecelltype)，或叫做二脚型。这种方式和以前的相比在成本方面有优越性，被要求精度不太高的民用煤气报警器等所广泛使用。输出的直线性和稳定性比三电极方式的略差，但具有应用民用煤气报警器的性能和灵敏度。可是最近，三电极方式的电化学式气体传感器也像ＮＡＰ－５０５二电极方式的那样同等，或更低成本的三电极方式的电化学式气体传感器也成为商品化。图１：动作原理图対向電極参照電極検知電極ガス透過性隔膜ポテンショスタット電流負荷抵抗（ＰＴＦＥﾒﾝﾌﾞﾚﾝ）COout2O2COin+CO+HO→CO+2H+2e22-電解質溶液+2HOHO2H+H225（（（（2.22.22.22.2）基本构成）基本构成）基本构成）基本构成电化学式传感器的代表性的构造如图２所示。一般电化学式气体传感器，由作为电极的检知电极、参照・对向电极、电解液、电解液的保持体、除去干涉气体用的活性炭过滤网，读取电极信号用的贵重金属线和电极脚等构成。使用的代表性的电极材料是白金、金、铑、碳素等、都是对检出气体最合适的电极材料。电解液采用的是像硫酸一样的酸性溶液、氢氧化钾一样的碱溶液，或氯化锂等的水溶液。为了保持电解液的稳定性，维持检知电极和对向电极间的离子传导性，各电极间夹有化学性质稳定、电解液的保持能力很强的氧化铝纤维和玻璃纤维制成的薄片。从电极读取信号一般采用像白金一样耐腐蚀性的贵重金属丝，这种金属丝焊接在外脚的一端。根据检出的气体不同，有时会对于干涉性气体具有很高的选择性。针对这种情况，如图所示检知电极和吸入管间封有除去干涉气体的活性炭过滤网。图２：电化学式气体传感器的构造6（（（（2.32.32.32.3）特征）特征）特征）特征电化学式气体传感器，和从来的半导体传感器、接触燃烧式传感器相比具有以下的优越特性。①对于气体的浓度能够得到线性输出。①对于气体的浓度能够得到线性输出。①对于气体的浓度能够得到线性输出。①对于气体的浓度能够得到线性输出。②具有突出的再现性②具有突出的再现性②具有突出的再现性②具有突出的再现性。。。。③对气体的选择性突出。③对气体的选择性突出。③对气体的选择性突出。③对气体的选择性突出。④不受湿度的影响。④不受湿度的影响。④不受湿度的影响。④不受湿度的影响。⑤大气中的输出值漂移小，可以获得稳定的出力特性。⑤大气中的输出值漂移小，可以获得稳定的出力特性。⑤大气中的输出值漂移小，可以获得稳定的出力特性。⑤大气中的输出值漂移小，可以获得稳定的出力特性。⑥不具备加热源，电力消耗小，报警器可以用电池驱动。⑥不具备加热源，电力消耗小，报警器可以用电池驱动。⑥不具备加热源，电力消耗小，报警器可以用电池驱动。⑥不具备加热源，电力消耗小，报警器可以用电池驱动。⑦体积小、重量轻，可以容易地搭载到便携式机器上。⑦体积小、重量轻，可以容易地搭载到便携式机器上。⑦体积小、重量轻，可以容易地搭载到便携式机器上。⑦体积小、重量轻，可以容易地搭载到便携式机器上。⑧不存在机械性能差的部分，对于震动和撞击经久耐用。⑧不存在机械性能差的部分，对于震动和撞击经久耐用。⑧不存在机械性能差的部分，对于震动和撞击经久耐用。⑧不存在机械性能差的部分，对于震动和撞击经久耐用。可是，以前的电化学式传感器工艺复杂、制造成本高、寿命短，并且由于电解液的漏洩具有损伤的风险性等原因，主要使用在可以进行定期养护的工业用计测器上等。可是目前根本特殊化学株式根本特殊化学株式根本特殊化学株式根本特殊化学株式会社会社会社会社由于采用了新构造，电解液漏洩的风险降低到几乎没有的水平，并且体积小，大幅度地降低了成本。面向民用的电化学式气体传感器，ＮＡＰ－５００系列已经成为商品化。电化学式气体传感器的优越性能和低成本化，占据了两大优势。实现了向高层次演奏的ＮＡＰ－５００系列必定得到广大用户地青睐。7（３）（３）（３）（３）ＮＡＰ－５０５ＮＡＰ－５０５ＮＡＰ－５０５ＮＡＰ－５０５（（（（3.13.