JPH01100445A - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
- Publication number
- JPH01100445A JPH01100445A JP25754987A JP25754987A JPH01100445A JP H01100445 A JPH01100445 A JP H01100445A JP 25754987 A JP25754987 A JP 25754987A JP 25754987 A JP25754987 A JP 25754987A JP H01100445 A JPH01100445 A JP H01100445A
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- Japan
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- sensor
- resistor
- heated
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は酸化すず系半導体をガス感応体とするガスセ
ンサ、特にそのガスセンサを加熱するための装置に関す
る。
ンサ、特にそのガスセンサを加熱するための装置に関す
る。
酸化すず系半導体をガス感応体とする従来のガスセンサ
を第１１図に示し、このガスセンサはアルミナ興のセン
サ基板１１の一方の面に電極１２ 、１３を跨いでガス
感応体としての酸化すず半導体１４が設けられ、センサ
基板１】の他方の面には第１２図に示すように白金厚膜
ヒータ１７が設けられている。この白金厚膜ヒータ１７
はこのようなガスセンサラ−般家庭用ガス漏れ警報器に
用いる場合、被検ガスとしてのイソブタン、メタンおよ
び水素をガス感応体により検知しガス漏れ警報器として
必要な出力を得るために常時３５０℃〜４５０℃に加熱
しておくためのものである。１５ 、１６ 、１８ 、
１９はそれぞれリード線である。
を第１１図に示し、このガスセンサはアルミナ興のセン
サ基板１１の一方の面に電極１２ 、１３を跨いでガス
感応体としての酸化すず半導体１４が設けられ、センサ
基板１】の他方の面には第１２図に示すように白金厚膜
ヒータ１７が設けられている。この白金厚膜ヒータ１７
はこのようなガスセンサラ−般家庭用ガス漏れ警報器に
用いる場合、被検ガスとしてのイソブタン、メタンおよ
び水素をガス感応体により検知しガス漏れ警報器として
必要な出力を得るために常時３５０℃〜４５０℃に加熱
しておくためのものである。１５ 、１６ 、１８ 、
１９はそれぞれリード線である。
前記白金厚膜ヒータ１７を３５０℃〜４５０℃に加熱す
るためにヒータに印加される電圧は数■（ボルト）から
十数■であり、ガス漏れ警報器の電源として一般家庭用
電源である交流１００ｖを用いる一場合には第１３図に
示すように降圧用変圧器を用いるつ第１３図において、
１は商用交流電源、２はガスセンサ、３は降圧用変圧器
、４は分圧抵抗器、５は警報ブザー等を作動させるため
に必要な出力Ｖ。
るためにヒータに印加される電圧は数■（ボルト）から
十数■であり、ガス漏れ警報器の電源として一般家庭用
電源である交流１００ｖを用いる一場合には第１３図に
示すように降圧用変圧器を用いるつ第１３図において、
１は商用交流電源、２はガスセンサ、３は降圧用変圧器
、４は分圧抵抗器、５は警報ブザー等を作動させるため
に必要な出力Ｖ。
を得るための負荷抵抗器である。降圧用変圧器３の二次
出力はガスセンサ２のリード線１ｓ 、 １９１ｅ 介
して第３図に示すようなステム３２ 、３３に接続され
、ガスセンサ２）ガス感応体はリード線１５ 、１６お
よびステムア、３５を介して交流電源１１に接続されて
いるう 〔発明が解決しようとする問題点〕 酸化すず系半導体をガス感応体とし、このガス感応体を
加熱する発熱抵抗体として白金厚膜ヒータを用いるガス
センサを一般家庭用ガス漏れ警報器に用いる場合には商
用交流電源を降圧する変圧器を必要とし、ガス漏れ警報
器の小形イし、軽量化。
出力はガスセンサ２のリード線１ｓ 、 １９１ｅ 介
して第３図に示すようなステム３２ 、３３に接続され
、ガスセンサ２）ガス感応体はリード線１５ 、１６お
よびステムア、３５を介して交流電源１１に接続されて
いるう 〔発明が解決しようとする問題点〕 酸化すず系半導体をガス感応体とし、このガス感応体を
加熱する発熱抵抗体として白金厚膜ヒータを用いるガス
センサを一般家庭用ガス漏れ警報器に用いる場合には商
用交流電源を降圧する変圧器を必要とし、ガス漏れ警報
器の小形イし、軽量化。
低価格化をはかることができないという欠点を有する。
このため降圧用変圧器を用いることな（交流１００ Ｖ
を直接印加できる発熱抵抗体材料とじて酸化ルテニウム
（ＲｕＯ２’）を主成分とする発熱抵抗体が注目されて
いる。しかしながら、この酸化ルテニウム系発熱抵抗体
は酸化すず系半導体をガス感応体とするガスセンサから
必要な出力を得るために３５０℃〜４５０℃のような高
温で長期間使用した場合、酸化ルテニウムの蒸発等によ
りその電気抵抗が増大して発熱体としての性能が劣化す
る欠点を有する。
を直接印加できる発熱抵抗体材料とじて酸化ルテニウム
（ＲｕＯ２’）を主成分とする発熱抵抗体が注目されて
いる。しかしながら、この酸化ルテニウム系発熱抵抗体
は酸化すず系半導体をガス感応体とするガスセンサから
必要な出力を得るために３５０℃〜４５０℃のような高
温で長期間使用した場合、酸化ルテニウムの蒸発等によ
りその電気抵抗が増大して発熱体としての性能が劣化す
る欠点を有する。
そこで本発明の目的は上述した従来装置の欠点を除去し
、降圧用変圧器を用いることなく商用電源を直接利用す
ることができかつ長期間使用することができるガス検出
装置を提供することにある。
、降圧用変圧器を用いることなく商用電源を直接利用す
ることができかつ長期間使用することができるガス検出
装置を提供することにある。
この目的は本発明によれば、センサ基板の一方の面に酸
化すず系半導体からなるガス感応体を有し、前記センサ
基板の他方の面に発熱抵抗体を有するガス検出装置にお
いて、前記発熱抵抗体を、常時所定の温度に加熱される
第１の発熱抵抗体と被検ガスをこ反応して前記所定の温
度よりも高温に加熱される第２の発熱抵抗体とにより構
成することによって達成される。
化すず系半導体からなるガス感応体を有し、前記センサ
基板の他方の面に発熱抵抗体を有するガス検出装置にお
いて、前記発熱抵抗体を、常時所定の温度に加熱される
第１の発熱抵抗体と被検ガスをこ反応して前記所定の温
度よりも高温に加熱される第２の発熱抵抗体とにより構
成することによって達成される。
第１の発熱抵抗体として酸化ルテニウムを主成分とする
発熱抵抗体を用い、第２の発熱抵抗体として酸化すずを
主成分とする発熱抵抗体を用いることにより、第１の発
熱抵抗体により常時は所定の温度で加熱し、被検ガスの
雰囲気中では被検ガスと反応して発熱抵抗体となる第２
の発熱抵抗体によりガス感応体の温度を高めてその出力
を増大させることにより、高温では劣化しやすい酸化ル
テニウムを発熱抵抗体材料として長期間使用することが
できる。
発熱抵抗体を用い、第２の発熱抵抗体として酸化すずを
主成分とする発熱抵抗体を用いることにより、第１の発
熱抵抗体により常時は所定の温度で加熱し、被検ガスの
雰囲気中では被検ガスと反応して発熱抵抗体となる第２
の発熱抵抗体によりガス感応体の温度を高めてその出力
を増大させることにより、高温では劣化しやすい酸化ル
テニウムを発熱抵抗体材料として長期間使用することが
できる。
第１図ないし第３図はそれぞれ本発明の一実施例を示し
、第１図ないし第３図において第１１図ないし第１２図
に示すものと同一のものには同一の符号を付して説明を
省略する。
、第１図ないし第３図において第１１図ないし第１２図
に示すものと同一のものには同一の符号を付して説明を
省略する。
第１図において従来装置と異なる点はセンサ基板１１の
他方の面に、電極２１．２２を跨いで第１の発熱抵抗体
としての酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を主成分とする発
熱抵抗体ｎと、第２の発熱抵抗体としての酸化すずを主
成分とする発熱抵抗体冴を並置し、電極２１．２２にそ
れぞれリード線部、２６を設けたものである。
他方の面に、電極２１．２２を跨いで第１の発熱抵抗体
としての酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を主成分とする発
熱抵抗体ｎと、第２の発熱抵抗体としての酸化すずを主
成分とする発熱抵抗体冴を並置し、電極２１．２２にそ
れぞれリード線部、２６を設けたものである。
この実施例におけるセンサ基板１１の一方の面に設ける
酸化すず半導体１４からなるガス感応部とセンサ基板１
１の他方の面に設ける発熱抵抗体ｎ、２４はスクリーン
印刷法により次のようにして製造される。まずアルミナ
類のセンサ基板１１にそれぞｎの電極１２ 、１３ 、
２１ 、２２を形成するためにセンサ基板１１に白金ペ
ーストを塗布して焼成する。次に酸化ルテニウム系ペー
ストを電極２１．２２間に所定の形状に塗布し空気中に
おいて８５０℃で加分間焼成して酸化ルテニウム系発熱
抵抗体を得る。この酸化ルテニウム系発熱抵抗体はレー
ザトリミング法により所定の抵抗値にｙ４整する。この
酸化ルテニウム系発熱抵抗体の上にガラス系ペーストを
塗布して空気中で１５分間焼成し絶縁層を形成する。ガ
ス感応体と第２の発熱抵抗体としての酸化すず半導体は
、金属すずを硝酸で酸化することにより得た酸化すず粉
末にバインダーを混合してペースト状にし、これを所定
の形状に塗布して８００℃で加分間焼成したのち塩化パ
ラジウム水溶液を含浸させ空気中において６００℃で３
時間処理してガス感応体と発熱抵抗体を得る。
酸化すず半導体１４からなるガス感応部とセンサ基板１
１の他方の面に設ける発熱抵抗体ｎ、２４はスクリーン
印刷法により次のようにして製造される。まずアルミナ
類のセンサ基板１１にそれぞｎの電極１２ 、１３ 、
２１ 、２２を形成するためにセンサ基板１１に白金ペ
ーストを塗布して焼成する。次に酸化ルテニウム系ペー
ストを電極２１．２２間に所定の形状に塗布し空気中に
おいて８５０℃で加分間焼成して酸化ルテニウム系発熱
抵抗体を得る。この酸化ルテニウム系発熱抵抗体はレー
ザトリミング法により所定の抵抗値にｙ４整する。この
酸化ルテニウム系発熱抵抗体の上にガラス系ペーストを
塗布して空気中で１５分間焼成し絶縁層を形成する。ガ
ス感応体と第２の発熱抵抗体としての酸化すず半導体は
、金属すずを硝酸で酸化することにより得た酸化すず粉
末にバインダーを混合してペースト状にし、これを所定
の形状に塗布して８００℃で加分間焼成したのち塩化パ
ラジウム水溶液を含浸させ空気中において６００℃で３
時間処理してガス感応体と発熱抵抗体を得る。
このようにガス感応体と発熱抵抗体器、２４とを形成し
たセンサ素子は第３図に示すように、センサ基板１１上
に形成された各電極１２ 、１３ 、２１ 、２２にそ
れぞれリード線１５ 、１６ 、２５ 、２６をボンデ
ィングし、これらのリード線１５ 、１６ 、２５ 、
２６をベース３１に植設したステム３２〜３５に接続し
、そしてベース３１に不図示のステンレス製金網を被せ
ることによりガスセンサ加が構成される。
たセンサ素子は第３図に示すように、センサ基板１１上
に形成された各電極１２ 、１３ 、２１ 、２２にそ
れぞれリード線１５ 、１６ 、２５ 、２６をボンデ
ィングし、これらのリード線１５ 、１６ 、２５ 、
２６をベース３１に植設したステム３２〜３５に接続し
、そしてベース３１に不図示のステンレス製金網を被せ
ることによりガスセンサ加が構成される。
第３図のように組豆てられたガスセンサ加は第４図に示
すように商用交流電源１１に接続されてガス漏れ警報器
として使用される。ｆ！４４図において第１３図に示し
た従来装置と同一のものには同一の符号を付して説明を
省略する。第４図において、ｌで再び商用交流電源を示
し、ガスセンサＩの酸化ルテニウムを主成分とする＃ｇ
１の発熱抵抗体および酸化すずを主成分とする第２の発
熱抵抗体が接続されるステム３２ 、３３が直接商用交
流電源１に接続されている。第４図に示す基本電気回路
において、酸化ルテニウムを主成分とする第１の発熱抵
抗体の抵抗値は２８にΩになるようにトリミングされ、
商用交流電源１は１００Ｖ、負荷抵抗器５の抵抗値は８
にΩ、分圧抵抗器４の抵抗値は６４にΩとして、その出
力特性を通常のガス注入法により実験した結果を第７図
に示す。第７図において縦軸は出力電圧（Ｖ）、横軸は
被検ガスとしてのイソブタン濃度（％）を示すつ前記実
験において、ガスセンサ加は清浄空気中では酸化ルテニ
ウムを主成分とする第１の発熱抵抗体により３００℃に
加熱されていたが、０．２％のイソブタン中では酸化す
ずを主成分とする第２の発熱抵抗体の抵抗値が小さくな
ってヒータとして作用しガスセンサ加は４５０℃に加熱
されていた。＠８図に比較例として従来の白金厚膜ヒー
タを用いたガスセンサによる出力特性図を示すように、
この実施例によるガスセンサ（９）は従来装置と同一の
出力特性が得られる。第９図には他の比較例として発熱
抵抗体として酸化ルテニウムを主成分とする発熱抵抗体
のみを用いた場合の出力特性図を示し、イ１に示すよう
な出力特性を得るためには発熱抵抗体の電力を大きくし
てガスセンサの温度を４５０℃に維持しておかねばなら
ずこの場合には酸化ルテニウムの熱的劣化が促進される
、（員に示す出力特性は酸化ルテニウムの熱的劣化が生
じないガスセンサを３００℃に加熱して維持しておいた
場合であり、この場合には十分な出力特性が得られない
。
すように商用交流電源１１に接続されてガス漏れ警報器
として使用される。ｆ！４４図において第１３図に示し
た従来装置と同一のものには同一の符号を付して説明を
省略する。第４図において、ｌで再び商用交流電源を示
し、ガスセンサＩの酸化ルテニウムを主成分とする＃ｇ
１の発熱抵抗体および酸化すずを主成分とする第２の発
熱抵抗体が接続されるステム３２ 、３３が直接商用交
流電源１に接続されている。第４図に示す基本電気回路
において、酸化ルテニウムを主成分とする第１の発熱抵
抗体の抵抗値は２８にΩになるようにトリミングされ、
商用交流電源１は１００Ｖ、負荷抵抗器５の抵抗値は８
にΩ、分圧抵抗器４の抵抗値は６４にΩとして、その出
力特性を通常のガス注入法により実験した結果を第７図
に示す。第７図において縦軸は出力電圧（Ｖ）、横軸は
被検ガスとしてのイソブタン濃度（％）を示すつ前記実
験において、ガスセンサ加は清浄空気中では酸化ルテニ
ウムを主成分とする第１の発熱抵抗体により３００℃に
加熱されていたが、０．２％のイソブタン中では酸化す
ずを主成分とする第２の発熱抵抗体の抵抗値が小さくな
ってヒータとして作用しガスセンサ加は４５０℃に加熱
されていた。＠８図に比較例として従来の白金厚膜ヒー
タを用いたガスセンサによる出力特性図を示すように、
この実施例によるガスセンサ（９）は従来装置と同一の
出力特性が得られる。第９図には他の比較例として発熱
抵抗体として酸化ルテニウムを主成分とする発熱抵抗体
のみを用いた場合の出力特性図を示し、イ１に示すよう
な出力特性を得るためには発熱抵抗体の電力を大きくし
てガスセンサの温度を４５０℃に維持しておかねばなら
ずこの場合には酸化ルテニウムの熱的劣化が促進される
、（員に示す出力特性は酸化ルテニウムの熱的劣化が生
じないガスセンサを３００℃に加熱して維持しておいた
場合であり、この場合には十分な出力特性が得られない
。
第１０図はガスセンサにおける０、２％濃度のイソブタ
ンに対する出力の経時安定性を示したものであり、縦軸
は出力電圧、横軸は通電時間（日）である。
ンに対する出力の経時安定性を示したものであり、縦軸
は出力電圧、横軸は通電時間（日）である。
第１０図において、１／ｉ（ま本発明によるガスセンサ
、に）（ホ）は比較例として酸化ルテニウムを主成分と
する発熱抵抗体のみを用いに）は４５０℃に加熱維持し
、（ホ）は３００℃に加熱維持しておいたものである。
、に）（ホ）は比較例として酸化ルテニウムを主成分と
する発熱抵抗体のみを用いに）は４５０℃に加熱維持し
、（ホ）は３００℃に加熱維持しておいたものである。
この図から明らかなように本発明によるガスセンサは長
期間安定した出力特性を維持することができる。
期間安定した出力特性を維持することができる。
第５図および第６図は本発明の他の実施例を示し、第１
図および第２図に示す実施例と異なる点は、第１の発熱
抵抗体器に重ねて第２の発熱抵抗体列を設けた点である
。勿論第１の発熱抵抗体器と第２の発熱抵抗体器との間
は絶縁されており、酸化すずを主成分とする第２の発熱
抵抗体列は被検ガスに反応し易（するために第１の発熱
抵抗体器の上部−に設けられている。この実施例におい
ても第１図および第２図に示す実施例と同様に十分な出
力特注と経時安定性を有する。
図および第２図に示す実施例と異なる点は、第１の発熱
抵抗体器に重ねて第２の発熱抵抗体列を設けた点である
。勿論第１の発熱抵抗体器と第２の発熱抵抗体器との間
は絶縁されており、酸化すずを主成分とする第２の発熱
抵抗体列は被検ガスに反応し易（するために第１の発熱
抵抗体器の上部−に設けられている。この実施例におい
ても第１図および第２図に示す実施例と同様に十分な出
力特注と経時安定性を有する。
以上に説明したように本発明によれば、センサ基板の一
方の面に酸化すず系半導体からなるガス感応体を有し、
前記センサ基板の他方の面に発熱抵抗体を有するガス検
出装置において、前記発熱抵抗体を、常時所定温度に加
熱される第１の発熱抵抗体と被検ガスに反応して前記所
定温度よりも高温に加熱される第２の発熱抵抗体とによ
り構成することにより、一般家庭用商用′眠源を用いて
その電源電圧を直接ガスセンサに印加して加熱すること
ができ、そしてガスセンサから所要の出力を得ることが
できるとともに長期に安定したガスセンサを提供するこ
とができる。
方の面に酸化すず系半導体からなるガス感応体を有し、
前記センサ基板の他方の面に発熱抵抗体を有するガス検
出装置において、前記発熱抵抗体を、常時所定温度に加
熱される第１の発熱抵抗体と被検ガスに反応して前記所
定温度よりも高温に加熱される第２の発熱抵抗体とによ
り構成することにより、一般家庭用商用′眠源を用いて
その電源電圧を直接ガスセンサに印加して加熱すること
ができ、そしてガスセンサから所要の出力を得ることが
できるとともに長期に安定したガスセンサを提供するこ
とができる。
第１図ないし第４図はそれぞれ本発明の一実施例を示し
、第１図はセンサ素子の要部断面図、第２図は第１図の
Ｑ矢印方向からみた表面図、第３図はガスセンサの組豆
図、第４図はガス漏れ警報器の基本電気回路図、第５図
および第６図は本発明の異なる実施例の要部断面図およ
び要部表面図、第７図ないし第９図はそれぞれガスセン
サの出力特性を表わす出力・特性図、第１０図はガスセ
ンサの経時的出力特性を表わす特性図である。第１１図
ないし第１３図はそれぞれ従来装置を示し、第１１図お
よび第１２図はそれぞれガス感応部およびヒータを示す
表面図、第１３図は基本電気回路図である。 １１：センサ基板、１４：ガス感応体、２３：＆化ルテ
ニウムを主成分とする第１の発熱抵抗体、冴二酸化すず
を主成分とする第２の発熱抵抗体。 図 く 貿 月や 七 ギタ 巨
、第１図はセンサ素子の要部断面図、第２図は第１図の
Ｑ矢印方向からみた表面図、第３図はガスセンサの組豆
図、第４図はガス漏れ警報器の基本電気回路図、第５図
および第６図は本発明の異なる実施例の要部断面図およ
び要部表面図、第７図ないし第９図はそれぞれガスセン
サの出力特性を表わす出力・特性図、第１０図はガスセ
ンサの経時的出力特性を表わす特性図である。第１１図
ないし第１３図はそれぞれ従来装置を示し、第１１図お
よび第１２図はそれぞれガス感応部およびヒータを示す
表面図、第１３図は基本電気回路図である。 １１：センサ基板、１４：ガス感応体、２３：＆化ルテ
ニウムを主成分とする第１の発熱抵抗体、冴二酸化すず
を主成分とする第２の発熱抵抗体。 図 く 貿 月や 七 ギタ 巨
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）センサ基板の一方の面に酸化すず系半導体からなる
ガス感応体を有し、前記センサ基板の他方の面に発熱抵
抗体を有するガス検出装置において、前記発熱抵抗体は
、常時所定温度に加熱される第１の発熱抵抗体と被検ガ
スに反応して前記所定温度よりも高温に加熱される第２
の発熱抵抗体とからなることを特徴とするガス検出装置
。 ２）特許請求の範囲第１項記載のガス検出装置において
、第１の発熱抵抗体が酸化ルテニウムを主成分とする発
熱抵抗体であることを特徴とするガス検出装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載のガス検出装置において
、第２の発熱抵抗体が酸化すずを主成分とする発熱抵抗
体であることを特徴とするガス検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25754987A JPH0656371B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25754987A JPH0656371B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | ガス検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100445A true JPH01100445A (ja) | 1989-04-18 |
| JPH0656371B2 JPH0656371B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=17307826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25754987A Expired - Lifetime JPH0656371B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | ガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656371B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5019885A (en) * | 1989-03-30 | 1991-05-28 | Ricoh Company, Ltd. | Gas detecting device |
| US5734809A (en) * | 1989-02-27 | 1998-03-31 | Ricoh Company, Ltd. | Controller for a photocopier providing the ability to transfer data to a replacement controller through communication channels used to control sections of the photocopier |
-
1987
- 1987-10-13 JP JP25754987A patent/JPH0656371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5734809A (en) * | 1989-02-27 | 1998-03-31 | Ricoh Company, Ltd. | Controller for a photocopier providing the ability to transfer data to a replacement controller through communication channels used to control sections of the photocopier |
| US5019885A (en) * | 1989-03-30 | 1991-05-28 | Ricoh Company, Ltd. | Gas detecting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0656371B2 (ja) | 1994-07-27 |
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