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原文传递气体检测装置、气体传感器系统、燃料电池汽车及氢检测方法

专利名称：	气体检测装置、气体传感器系统、燃料电池汽车及氢检测方法
摘要：	气体检测装置(1030)具备气体传感器(200)和驱动电路。驱动电路包含测定电路(1011)、电源电路(1032)及控制电路(1033)。气体传感器(200)具备第1电极、第2电极、配置在第1电极及第2电极之间的金属氧化物层、和将第1电极、第2电极及金属氧化物层覆盖并且具有使第2电极的主表面的一部分露出的开口的绝缘膜。金属氧化物层的电阻值在含有氢原子的气体与第2电极接触时减少。驱动电路在金属氧化物层的电阻值脱离规定的范围的情况下，对第1电极及第2电极之间施加规定的电压，使金属氧化物层的电阻值恢复到上述规定的范围内。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	日本;JP
申请人：	松下知识产权经营株式会社
发明人：	河合贤;片山幸治;米田慎一
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201780080428.3
公开号：	CN110114663A
代理机构：	永新专利商标代理有限公司
代理人：	周欣
分类号：	G01N27/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	日本大阪府
主权项：	1.一种气体检测装置，其具备气体传感器和对所述气体传感器施加规定的电压的驱动电路，所述气体传感器具备：第1电极、第2电极、金属氧化物层，其配置在所述第1电极及所述第2电极之间，包含块状区域、和被所述块状区域包围并且具有比所述块状区域大的欠氧度的局部区域，和绝缘膜，其将所述第1电极、所述第2电极及所述金属氧化物层覆盖，并且具有使所述第2电极的主表面的一部分露出的开口，所述金属氧化物层的电阻值在含有氢原子的气体与所述第2电极接触时减少，所述驱动电路在所述金属氧化物层的电阻值脱离被设定为所述气体与所述第2电极接触之前的所述金属氧化物层的电阻值的范围内的规定的范围的情况下，对所述第1电极及所述第2电极之间施加所述规定的电压而使所述电阻值恢复到所述规定的范围。 2.根据权利要求1所述的气体检测装置，其中，所述金属氧化物层具备与第1电极相接且具有比所述块状区域大的欠氧度的第1金属氧化物层、和与第2电极相接并且包含所述块状区域的第2金属氧化物层，所述局部区域与所述第2电极相接，并且将所述第2金属氧化物层贯通。 3.根据权利要求1或2所述的气体检测装置，其中，所述第2电极使所述氢原子从所述气体中包含的分子中解离。 4.根据权利要求1到3中任一项所述的气体检测装置，其中，所述第2电极含有选自由铂、钯及铱构成的组中的至少1种。 5.根据权利要求1到4中任一项所述的气体检测装置，其中，所述金属氧化物层具有下述可逆的电阻变化特性：通过施加第1电压而从低电阻状态转变成高电阻状态，并且通过施加极性与所述第1电压不同的第2电压而从所述高电阻状态转变成所述低电阻状态，所述规定的电压由所述第1电压和所述第2电压构成。 6.根据权利要求1到5中任一项所述的气体检测装置，其中，所述驱动电路在所述金属氧化物层的所述电阻值变得小于规定的范围的下限的情况下，对所述第1电极及所述第2电极之间施加所述规定的电压。 7.根据权利要求1到5中任一项所述的气体检测装置，其中，所述驱动电路在所述金属氧化物层的所述电阻值变得大于规定的范围的上限的情况下，对所述第1电极及所述第2电极之间施加所述规定的电压。 8.根据权利要求1到7中任一项所述的气体检测装置，其中，所述驱动电路对所述第1电极及所述第2电极之间施加所述规定的电压，之后，测定所述金属氧化物层的电阻值，若测定到的电阻值没有进入所述规定的范围，则对所述第1电极及所述第2电极之间再次施加所述规定的电压。 9.根据权利要求8所述的气体检测装置，其中，所述驱动电路对所述第1电极及所述第2电极之间施加规定次数的所述规定的电压，以规定的次数作为上限来执行测定所述金属氧化物层的电阻值的处理后，若测定到的电阻值没有进入所述规定的范围，则判定为所述电阻值的恢复失败。 10.根据权利要求1到9中任一项所述的气体检测装置，其中，所述驱动电路通过对所述气体传感器施加绝对值比所述规定的电压小的探测电压来测定所述金属氧化物层的电阻值。 11.根据权利要求1到10中任一项所述的气体检测装置，其中，所述金属氧化物层含有过渡金属氧化物及铝氧化物中的至少一者。 12.根据权利要求11所述的气体检测装置，其中，所述过渡金属氧化物为钽氧化物、铪氧化物、或锆氧化物。 13.根据权利要求10所述的气体检测装置，其中，在通过施加所述探测电压而所述局部区域发热的状态下，在所述第2电极的与所述局部区域相接的部分处氢原子从所述气体分子中解离，解离的氢原子与所述金属氧化物层的所述局部区域内的氧原子结合，从而所述金属氧化物层的电阻值下降。 14.一种气体传感器系统，其具备：权利要求1到13中任一项所述的气体检测装置、与所述气体检测装置连接并且能够与外部的设备进行无线通信的无线接口电路、和介由所述无线接口电路通过无线通信取得关于所述气体检测装置中的金属氧化物层的电阻值的数据的存取装置。 15.一种燃料电池汽车，其具备：车厢、配置有氢气罐的贮气罐室、配置有燃料电池的燃料电池室、和权利要求1到13中任一项所述的气体检测装置，所述气体检测装置配置于所述贮气罐室内及所述燃料电池室内中的至少一者中。 16.一种氢检测方法，其是使用了气体传感器的氢检测方法，所述气体传感器具备：第1电极、第2电极、金属氧化物层，其配置在所述第1电极及所述第2电极之间，包含块状区域、和被所述块状区域包围并且具有比所述块状区域大的欠氧度的局部区域，和绝缘膜，其将所述第1电极、所述第2电极及所述金属氧化物层覆盖，并且具有使所述第2电极的主表面的一部分露出的开口，所述氢检测方法包含下述步骤：通过探测所述金属氧化物层的电阻值的减少来探测含有氢原子的气体的步骤；判定所述金属氧化物层的电阻值是否脱离被设定为所述气体与所述第2电极接触之前的所述金属氧化物层的电阻值的范围内的规定的范围的步骤；和在判定为脱离的情况下，对所述第1电极及所述第2电极之间施加规定的电压，使所述金属氧化物层的所述电阻值恢复到所述规定的范围内的步骤。
所属类别：	发明专利