JPH01297548A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH01297548A JPH01297548A JP12927088A JP12927088A JPH01297548A JP H01297548 A JPH01297548 A JP H01297548A JP 12927088 A JP12927088 A JP 12927088A JP 12927088 A JP12927088 A JP 12927088A JP H01297548 A JPH01297548 A JP H01297548A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- gas sensor
- catalyst layer
- oxidation catalyst
- sensitivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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％ＬＰガス用のガス漏れＵ綴器に用いられる
ガスセンサに関する。
ガスセンサに関する。
酸化すず系半導体の電気抵抗値は、ガスによって変化す
る（電気伝導率かよくなる）ことが良く知られており、
この性寅を利用したガスセンサが多用されている。
る（電気伝導率かよくなる）ことが良く知られており、
この性寅を利用したガスセンサが多用されている。
第５図はＬＰガス検出用のガスセンサの構成を示す断面
図で、センサ基板（アルミナ基板）１の表面に一対の白
金電極２．３を設け、この両目金電極２，３に酸化すず
系半導体のガス感応体４を接続する。このガス感応体４
の表面には、エチルアルコールによる誤報を防止するた
めに白金を担持したアルミナ粉末を塗布して酸化触媒層
５を形成している。この酸化触媒層５はエチルアルコー
ルを酸化して二酸化炭素とし、酸化触媒層５内側の酸化
すず系半導体のガス感心体４に作用しないようにする機
能を有する。６．７は両目金電極２゜３の外部への引出
し用リード線である。センサ基板４の裏面には、酸化す
ず系半導体のガス感応体４を加熱するための電気ヒータ
８が設けられ、リード線９．１０により電源に接続され
る１、酸化すず系半導体のガス感応体４を電気ヒータ８
で加熱する理由は、ガス感応体４を加熱することにより
酸化触媒層も加温され、その触媒活性が高められてエチ
ルアルコールの酸化が促進されるためであって、その温
度は４００℃近辺が適当とされている。
図で、センサ基板（アルミナ基板）１の表面に一対の白
金電極２．３を設け、この両目金電極２，３に酸化すず
系半導体のガス感応体４を接続する。このガス感応体４
の表面には、エチルアルコールによる誤報を防止するた
めに白金を担持したアルミナ粉末を塗布して酸化触媒層
５を形成している。この酸化触媒層５はエチルアルコー
ルを酸化して二酸化炭素とし、酸化触媒層５内側の酸化
すず系半導体のガス感心体４に作用しないようにする機
能を有する。６．７は両目金電極２゜３の外部への引出
し用リード線である。センサ基板４の裏面には、酸化す
ず系半導体のガス感応体４を加熱するための電気ヒータ
８が設けられ、リード線９．１０により電源に接続され
る１、酸化すず系半導体のガス感応体４を電気ヒータ８
で加熱する理由は、ガス感応体４を加熱することにより
酸化触媒層も加温され、その触媒活性が高められてエチ
ルアルコールの酸化が促進されるためであって、その温
度は４００℃近辺が適当とされている。
このようなガスセンサは第６図番こ示すように組立てら
れる。、第６図において、１１はベースでありこのペー
ス１１には４本のステム１１〜１４が植設され、ガスセ
ンサの白金電極２．３のリード線６．７および電気ヒー
タ８のリード線９ 、１０がＭＬ極用ステム１１ 、１
２およびヒータ用ステム１３ 、１４に接続される。
れる。、第６図において、１１はベースでありこのペー
ス１１には４本のステム１１〜１４が植設され、ガスセ
ンサの白金電極２．３のリード線６．７および電気ヒー
タ８のリード線９ 、１０がＭＬ極用ステム１１ 、１
２およびヒータ用ステム１３ 、１４に接続される。
上述したＬＰガス検出用のガスセンサを使用するときは
、電気ヒータ８のリード線９．ｌＯが接続されたヒータ
用ステム１３ 、１４をヒータ電源に接続して電気ヒー
タ８に通電し、白金に！２．３のリード線６．７が接続
された電極用ステム１１ 、１２を検出用電源と負荷抵
抗器とを直列接続して検出回路を形成する。＋＊矧せん
とするガスが前記ガスセンサの酸化すず系半導体のガス
感応体４に接触すると半導体のｔに気抵抗値が変化して
前記検出回路を流れる電流が変化するのでＡｉｌ記負荷
抵抗器の端子間電圧の変化を捕えることによりガスを検
知することができる。
、電気ヒータ８のリード線９．ｌＯが接続されたヒータ
用ステム１３ 、１４をヒータ電源に接続して電気ヒー
タ８に通電し、白金に！２．３のリード線６．７が接続
された電極用ステム１１ 、１２を検出用電源と負荷抵
抗器とを直列接続して検出回路を形成する。＋＊矧せん
とするガスが前記ガスセンサの酸化すず系半導体のガス
感応体４に接触すると半導体のｔに気抵抗値が変化して
前記検出回路を流れる電流が変化するのでＡｉｌ記負荷
抵抗器の端子間電圧の変化を捕えることによりガスを検
知することができる。
この場合ガスセンサは、気温１周囲の状況その他の理由
ζこよりセンサ温度が高くなるとエチルアルコールと同
様にイソブタンガスも酸化してしまい、本来検知すべき
ＬＰガスの主成分であるインブタンの検知感度を低下さ
せるという欠点があった。これを感ガス特性により説明
すると、ガスセンサ（酸化すず系半導体のガス感応体４
）の空気中における電気抵抗値を％、０．２％イソブタ
ンガス中または０．２％エチルアルコールガス中での電
気抵抗値を几ｇとしてＲｏ ／ Ｒｇをガス感度とする
。
ζこよりセンサ温度が高くなるとエチルアルコールと同
様にイソブタンガスも酸化してしまい、本来検知すべき
ＬＰガスの主成分であるインブタンの検知感度を低下さ
せるという欠点があった。これを感ガス特性により説明
すると、ガスセンサ（酸化すず系半導体のガス感応体４
）の空気中における電気抵抗値を％、０．２％イソブタ
ンガス中または０．２％エチルアルコールガス中での電
気抵抗値を几ｇとしてＲｏ ／ Ｒｇをガス感度とする
。
ガスセンサの温度は、赤外線放射温度計で測足し、電気
ヒータ８への印加電圧を調節して３５０℃−４００℃−
４５０℃と変化させた。そのときのガスセンサの各温度
に対するガス感度を第７図に示す。
ヒータ８への印加電圧を調節して３５０℃−４００℃−
４５０℃と変化させた。そのときのガスセンサの各温度
に対するガス感度を第７図に示す。
曲線Ｐは０．２％エチルアルコールガスに対スルガス感
度（ｎｏ ／ Ｒｇ ） であり、ガスセンサの温度
が４００℃〜４５０℃の間においてガス感度（Ｒｏ ／
Ｒｇ ）が低くなり酸化すず系半導体のガス感応体に
作用を及はさないという効果が得られるが、曲線Ｑで示
す０．２％イソブタンガスのガス感度（Ｒｏ／ｋＬｇ）
はガスセンサの温度が低温のときはよいとしても温度が
４００℃以上になると急激に低下し、そのためＬＰガス
の主成分であるイソブタンガスの検知が困難となる。
度（ｎｏ ／ Ｒｇ ） であり、ガスセンサの温度
が４００℃〜４５０℃の間においてガス感度（Ｒｏ ／
Ｒｇ ）が低くなり酸化すず系半導体のガス感応体に
作用を及はさないという効果が得られるが、曲線Ｑで示
す０．２％イソブタンガスのガス感度（Ｒｏ／ｋＬｇ）
はガスセンサの温度が低温のときはよいとしても温度が
４００℃以上になると急激に低下し、そのためＬＰガス
の主成分であるイソブタンガスの検知が困難となる。
そこでこの発明は上述した事由に鑑み、広い温度範囲で
アルコール感度を低減しつつ、ＬＰガスの主成分である
イソブタンガスに対するガス感度を低下せしめないよう
にガスセンサとくに酸化触媒層の構成を改良することを
目的とする。
アルコール感度を低減しつつ、ＬＰガスの主成分である
イソブタンガスに対するガス感度を低下せしめないよう
にガスセンサとくに酸化触媒層の構成を改良することを
目的とする。
上述した課題を解決するため本発明では実験結果に基づ
いて酸化触媒層を次のように構成した。
いて酸化触媒層を次のように構成した。
すなわちガス感応体の表面の酸化触媒層を酸化銅粉末を
ペースト状にして塗布し、焼成して形成したものである
。
ペースト状にして塗布し、焼成して形成したものである
。
酸化すず系半導体のガス感応体表面に酸化銅から成る酸
化触媒層を設けると、この酸化触媒層により広い温度範
囲でエチルアルコールガスを酸化除去してエチルアルコ
ールガス感度を低減し、しかも酸化銅から成る酸化触媒
層によりイソブタンが酸化されずイソブタンガス感度は
低下することなく一定となる。
化触媒層を設けると、この酸化触媒層により広い温度範
囲でエチルアルコールガスを酸化除去してエチルアルコ
ールガス感度を低減し、しかも酸化銅から成る酸化触媒
層によりイソブタンが酸化されずイソブタンガス感度は
低下することなく一定となる。
ｗｃ１図はこの発明の一実施例であるガスセンサの表面
図、第２図は同上ガスセンサの裏面図、第３図は第１図
のＡ−Ａ矢視断面図である。図において１０１はセンサ
基板（アルミナ基板）、１０２゜１０３は一対の白金電
極、１０４は酸化すず系半導体のガス感応体、１０５は
酸化触媒層、１０６ 、１０７は白金電極のリード線、
１０８は白金ヒータ、１０９゜１１０はヒータのリード
線である。
図、第２図は同上ガスセンサの裏面図、第３図は第１図
のＡ−Ａ矢視断面図である。図において１０１はセンサ
基板（アルミナ基板）、１０２゜１０３は一対の白金電
極、１０４は酸化すず系半導体のガス感応体、１０５は
酸化触媒層、１０６ 、１０７は白金電極のリード線、
１０８は白金ヒータ、１０９゜１１０はヒータのリード
線である。
このガスセンサは次のようにして製造される。
まずセンサ基板（アルミナ基板）１０１の表面に白金電
極１０２ 、１０３を、裏面に白金ヒータ１０８をそれ
ぞれ焼き付けにより形成し、この一対の白金電極１０２
、１０３の表面に、すず蒸気と酸素とをアーク放電に
より反応させて生成した酸化すずＪｋを形成する。この
１秋化すず層がカス感応体１０４となる。
極１０２ 、１０３を、裏面に白金ヒータ１０８をそれ
ぞれ焼き付けにより形成し、この一対の白金電極１０２
、１０３の表面に、すず蒸気と酸素とをアーク放電に
より反応させて生成した酸化すずＪｋを形成する。この
１秋化すず層がカス感応体１０４となる。
なおこの酸化すず層の形成は、他の方法たとえば岐化す
ず粉末をバインダーなどと混合してペースト状とし、こ
れを塗布して焼結させる方法で行なってもよい。
ず粉末をバインダーなどと混合してペースト状とし、こ
れを塗布して焼結させる方法で行なってもよい。
次にガス感応体１０４の表面を覆い被せる酸化触媒層１
０５は次のようにして形成する。すなわち、硝酸調水溶
液に、水酸化す） ＩＩウム水溶液を添加して生成した
水酸化銅の沈澱物をよく水洗いする。
０５は次のようにして形成する。すなわち、硝酸調水溶
液に、水酸化す） ＩＩウム水溶液を添加して生成した
水酸化銅の沈澱物をよく水洗いする。
これを空気中において１１０”（’：で乾燥させた後５
〜１０メ、シ、に粉砕し、さらに空気中において２５０
℃で熱処理して酸化＄ （ＣｕＯ）粉末を得る。
〜１０メ、シ、に粉砕し、さらに空気中において２５０
℃で熱処理して酸化＄ （ＣｕＯ）粉末を得る。
この酸化銅粉末をさらに細かく粉砕して３２５メ、シュ
以下の細粒子にし、この後パインダート溶剤を加えてペ
ースト状にしてガス感応体１０４の表面に塗布し、５５
０℃で２）分間焼成して、厚さ０．１鶴の酸化銅から成
る酸化触媒層１０５を形成させる。
以下の細粒子にし、この後パインダート溶剤を加えてペ
ースト状にしてガス感応体１０４の表面に塗布し、５５
０℃で２）分間焼成して、厚さ０．１鶴の酸化銅から成
る酸化触媒層１０５を形成させる。
このようにして酸化触媒層１０５が形成された本発明の
一実施例であるガスセンサを前述した従来のガスセンサ
と同様のテスト方法、テスト条件によりガス感度を求め
ると、第４図に示す特性曲線図が得られる。図中曲線Ｒ
は０．２％エチルアルコールガスのカス感度（Ｒｏ／Ｒ
ｇ ）であり、第７図に示す従来の曲線Ｐと比較してエ
チルアルコールカス感度を低減する効果には大きな差は
ない。しかしながらイソブタンガス感度については第７
図の従来の曲線Ｑで示すようにガスセンサの温度が高く
なるとイソブタンガス感度が急に低下するが、第４図の
本発明によるガスセンサの曲線Ｓではガスセンサの温度
が高くなってもイソブタンガス感度はほとんど変化せず
一定である。
一実施例であるガスセンサを前述した従来のガスセンサ
と同様のテスト方法、テスト条件によりガス感度を求め
ると、第４図に示す特性曲線図が得られる。図中曲線Ｒ
は０．２％エチルアルコールガスのカス感度（Ｒｏ／Ｒ
ｇ ）であり、第７図に示す従来の曲線Ｐと比較してエ
チルアルコールカス感度を低減する効果には大きな差は
ない。しかしながらイソブタンガス感度については第７
図の従来の曲線Ｑで示すようにガスセンサの温度が高く
なるとイソブタンガス感度が急に低下するが、第４図の
本発明によるガスセンサの曲線Ｓではガスセンサの温度
が高くなってもイソブタンガス感度はほとんど変化せず
一定である。
このような酸化銅から成る酸化触媒層を有するガスセン
サのイソブタンガス感度が温度に依存しないで一定であ
る理由は明らかでないが、酸化銅がエチルアルコールに
対して酸化活性が高く、イソブタンに対して不活性であ
るためと推察できる。
サのイソブタンガス感度が温度に依存しないで一定であ
る理由は明らかでないが、酸化銅がエチルアルコールに
対して酸化活性が高く、イソブタンに対して不活性であ
るためと推察できる。
この発明によれば、酸化すず系半導体をガス感応体とし
たガスセンサにおいて、酸化銅から成る酸化触媒層をカ
ス感応体表面に形成することにより、エチルアルコール
ガス感度が低く、シかもイソブタンガス感度が温度に依
存しないで一定となり、エチルアルコールによる誤報を
防止し、かつＬＰガスの主成分であるイソブタンガス感
度が低下しないガスセンサを得ることができる。
たガスセンサにおいて、酸化銅から成る酸化触媒層をカ
ス感応体表面に形成することにより、エチルアルコール
ガス感度が低く、シかもイソブタンガス感度が温度に依
存しないで一定となり、エチルアルコールによる誤報を
防止し、かつＬＰガスの主成分であるイソブタンガス感
度が低下しないガスセンサを得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例であるガスセンサの表面図
、第２図は同上ガスセンサの裏面図、第３図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図、第４図は同上ガスセンサにおけるイ
ソブタンとエチルアルコールのガス感度の温度依存性を
示す特性曲線図、第５図は従来のガスセンサの断面図、
第６図はガスセンサの組立構成図、第７図は従来のガス
センサにおけるイソブタンとエチルアルコールのカス感
度の温度依存性を示す特性曲線図である。 １０１・・・センサ基板、１０２ 、１０３・・・電極
、１０４・・・ガス感応体、１０５・・・酸化触媒層、
１０８・・・電気ヒー番１− 第２図 °１ 秀Ｓ口
、第２図は同上ガスセンサの裏面図、第３図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図、第４図は同上ガスセンサにおけるイ
ソブタンとエチルアルコールのガス感度の温度依存性を
示す特性曲線図、第５図は従来のガスセンサの断面図、
第６図はガスセンサの組立構成図、第７図は従来のガス
センサにおけるイソブタンとエチルアルコールのカス感
度の温度依存性を示す特性曲線図である。 １０１・・・センサ基板、１０２ 、１０３・・・電極
、１０４・・・ガス感応体、１０５・・・酸化触媒層、
１０８・・・電気ヒー番１− 第２図 °１ 秀Ｓ口
Claims (1)
- １）センサ基板の表面に間隔をもって実装した一対の電
極に酸化すず系半導体のガス感応体を電気的に接続し、
このガス感応体の表面に酸化触媒層を形成し、前記セン
サ基板の裏面に前記ガス感応体を加熱するための電気ヒ
ータを設けたガスセンサにおいて、前記酸化触媒層を酸
化銅を主成分とする酸化触媒により形成したことを特徴
とするガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12927088A JPH01297548A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12927088A JPH01297548A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01297548A true JPH01297548A (ja) | 1989-11-30 |
Family
ID=15005432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12927088A Pending JPH01297548A (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01297548A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2255849A (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-18 | Alan Smith | Gas sensor alarm system |
| CN110376253A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 华中科技大学 | 一种湿度传感器、制备方法及湿敏型开关触发器 |
-
1988
- 1988-05-26 JP JP12927088A patent/JPH01297548A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2255849A (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-18 | Alan Smith | Gas sensor alarm system |
| CN110376253A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 华中科技大学 | 一种湿度传感器、制备方法及湿敏型开关触发器 |
| CN110376253B (zh) * | 2019-07-26 | 2020-11-24 | 华中科技大学 | 一种湿度传感器、制备方法及湿敏型开关触发器 |
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