JPH01213562A - オゾンガスセンサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、今後益々多用途に利用されると予想される
オゾンガスの濃度を検出するガスセンサに関するもので
ある。

近年、オゾンガスの各分野における利用が広くなり、殊
に、食品の鮮度保持　殺菌　滅菌−脱臭・漂白等の効果
を利用すべく、食品　水処理　環境′Ａ整等の工業用の
他、冷蔵庫　脱臭器等　広く民生用機器にも利用されよ
うとしている。

元来、オゾンガスは高濃度に於ては人体に有害であり、
−説によると、人は５０ｐｐｍの濃度では約１時間で死
亡すると言われている。

本発明は、このオゾンガスの濃度を電気的に任意に検出
出来る為、オゾンガスを発生させる機器の制御用として
、又、環境測定用として広く貢献させようとするもので
ある。

（ロ）従来技術とその問題点 従来、この分野に於てはオゾンガス濃度の検出にはガス
クロマトグラフ、紫外線吸収方式の濃度計が利用されて
いるが、いずれも大型であって価格的にも高値であり、
取扱は専門的な高度の技術を必要とすることからその応
用には限界があって測定器の域を出ない、　　　　゛ 従って現在に於ては、本発明のようなオゾンガス検知素
子がない為、オゾン発生器を利用した機器に於ては無害
濃度での発生、発生時間の制限を行なう時間制御等によ
り、オゾンガス濃度の制御を実施している。

この為、現状に於ては低価格で信頼性の高いオゾンガス
センサの実現が渇望されている。

（ハ）発明の目的 この発明は、上記の問題点を解決する為にガスセンサを
使用して今後益々多用されるオゾン関連機器の濃度制御
に、又、環境大気中のオゾンガス濃度調節を正確に行な
うことにより、人体への危険防止、動植物への適当な応
用、又、広範囲の産業分野における適切な応用と貢献を
目的としたものである。

近年、食品・水処理・環境管理面に於て工業用、民生用
を問わずオゾンガスの実用が重要視され、本発明は、低
価格で連続測定可能で正確な測定値を得る事が出来るオ
ゾンガスセンサを提供するものである。

（ニ）発明の構成 本発明によるオゾンガスの濃度検出動作、原理は、ヒー
ターを有するセラミック基板上に塗布。

焼成させた金属酸化物半導体にオゾンガスが接触すると
、その半導体中に自由電子が生じて、その半導体の導電
性に変化が生じ電気抵抗値を変化させる半導体方式オゾ
ンガスセンサである。

一般にガスセンサに用いる金属酸化物半導体である酸化
スズ（ＳｎＯ□）　は可燃性ガスのガスセンサの主要材
料として広く採用されている。

可燃性ガスに金属酸化物半導体が触れると、そのガスに
よって金属酸化物半導体中に酸素の欠損が生じ、同時に
自由電子が生じてその導電性が良くなる事が知られてい
る。

本発明はこれら、従来のガスセンサとは異なり逆に同族
である酸素とオゾンガスとの関係に着目し、従来はｎ型
半導体として用いられた金属酸化物をｎ型半導体と見る
事によって、金属酸化物の種類、配合状態によっては充
分にオゾンガスセンサとなりうる事を発見した。

本発明では従来の半導体ガスセンサとは逆にオゾンガス
量が増加する事により金属酸化物半導体の導電性が悪く
なる事に着目し、その示す抵抗値がオゾンガス濃度に比
例し、充分な安定性がある事により実用のオゾンセンサ
となるものである。

本発明によるオゾンセンサの材料に使用される金属酸化
物は単独使用に於てはオゾンガスセンサとしては感度、
安定性が非常に悪く、温度、湿度等の外的環境変化の影
響を受は易い、又、実用ににあたっての適当な電気抵抗
値が得られない。

本発明では、上述の欠点を補正するために、複数の金属
酸化物を、増感材、安定材、応答性加速材、導電材等の
目的をもって、発明者独自の方法で調整し、異種の金属
酸化物を組合わせ、問題点を無くしたオゾンガスセンサ
を提供することが可能となった。

（ホ）実施例の説明 以下、この発明になるオゾンガスセンサについて図面に
示す実施例について説明する。

本オゾンガスセンサは第１図に示す様に、オゾンガスセ
ンナ素子（１）とその保持体であるビン（４）とステム
（７）、保護キャップ（５）及びスカート〈６）より構
成される。

オゾンガスセンサ素子（１）は第２図に示す様にセラミ
ックヒータ−（８）と、その表面に塗布、焼成された金
属酸化物半導体（９）、セラミックヒータ−リード線（
２）、センサリード線（３）とから成る。

セラミックヒータ−（８）はセラミック基板上に抵抗体
を印刷、焼成されたもの、又は、セラミック中に抵抗体
を埋め込んだものを用いる。

本発明に係るオゾンガスセンサは、このセラミックヒー
タ−面に金属酸化物半導体（９）を塗布、焼成し、セン
サリード線（３）を引き出す。

セラミックヒータ−リード線（２〉及び、センサリード
線（３）をステム（７）に、あらかじめ挿入されたビン
（４）に電気溶接を行ない接続し、外部との電気的な接
続を容易にする。

又、本オゾンガスセンサは素子の保護、防爆、外的影響
の軽減を目的としたキャップ（５）とで構成されたオゾ
ンガスセンサである。

本発明によるオゾンガスセンサの素子部はヒーターによ
り加熱し、オゾンガスを対象とした金属酸化物半導体の
活性化を計る必要があり、常に２００〜５００℃の一定
温度に保持しなければならない。

本オゾンガスセンサに使用する金属酸化物の組成につい
ては、母材として酸化スズ（Ｓ　ｎ　Ｏ２）を用い、こ
の他、補助材としてＳｎＯ・ＰｄＯ・Ｃ−３ｂ２０．・
Ｃａ０−ＰｔＯ・ＣｕＯ・ＭｇＯ等の酸化物の単数、又
は複数を一定量添加し、増感・応答性・安定性、電気抵
抗値等の調整を計った。

これらの金属酸化混合物をセラミックヒータ−に塗布し
、６００℃以上の温度で焼成する。

この様に本発明に係るオゾンガスセンサは製作されるが
、第３図による応用ブリッジ電気回路にて実験の結果、
電圧出力においてオゾンガス濃度との関係は次の様に成
った。

ヒーター電圧　８■、ブリッジ電圧　６Ｖに於て、オゾ
ンガス濃ａ　Ｏｐ　ｐ　ｍで電圧出力０■に調整した条
件下では測定の結果オゾンガス濃度０゜２５　））　ｐ
　ｍに対し、５００ｍｖの出力が得られ、また、この他
の濃度に対しても比例した電圧出力が得られた。

（へ）発明の効果 従来のオゾンガス濃度の検出においては、大型でしかも
、高価な測定装置が必要とされたのであるが、上述の本
発明によれば、簡革な構造となり小型、安価でしかも正
確な連続測定の出来るオゾンガスセンサの提供が可能と
なった。

将来、オゾンガスの有する脱臭力・脱色力・殺菌力・酸
化力を利用する用途は、産業用　民生用を問わず益々拡
大することは明白であり、オゾンガスの必要性は益々増
大する。

従って、本発明によるオゾンガスセンサはオゾンガス濃
度に応じた安定出力が電気的に任意の値で簡単に得られ
る事によって、今後オゾンガスは、多用途な応用が促進
され、オゾンガスセンサを使用する機器は、安全で確実
な機器となり、その果たす貢献度は大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る具体的な実施例を示すものであり、
第１図はオゾンガスセンサの全体構成を示すものである
。 第２図は、オゾンガスセンサ素子の断面図第３図は、応
用ブリッジ電気＠路図の一例を示す。 １、オゾンガスセンサ素子 ２、セラミックヒータ−リード線 ３、オゾンガスセンサリード線 ４、ビン ５、保護キャップ ６、スカート ７、ステム ８、セラミックヒータ− ９、金属酸化物半導体 −，１０６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　表面に単数、又は、複数の金属酸化物を塗布、焼成し
   、ヒーターを有するセラミック体で構成され、オゾンガ
   ス濃度によって電気抵抗値に変化を生じるオゾンガス検
   知素子を備えたことを特徴とするオゾンガスセンサ。