JPH02208550A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH02208550A JPH02208550A JP2923489A JP2923489A JPH02208550A JP H02208550 A JPH02208550 A JP H02208550A JP 2923489 A JP2923489 A JP 2923489A JP 2923489 A JP2923489 A JP 2923489A JP H02208550 A JPH02208550 A JP H02208550A
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- Japan
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- gas
- sensitive body
- catalyst layer
- sensitivity
- alumina
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (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ガス用のガス漏れ警報器に用いられる
ガスセンサに関する。
ガスセンサに関する。
ガスセンサのガス感応体として用いられる酸化すず系半
導体の電気抵抗値は、ガスによって変化する（電気伝導
率がよくなる）ことは一般に広く知られており、この性
質を利用したガスセンサが多用されている。
導体の電気抵抗値は、ガスによって変化する（電気伝導
率がよくなる）ことは一般に広く知られており、この性
質を利用したガスセンサが多用されている。
！５図は従来の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、この両日金電極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応体４に作用しない機能を
有する。６，７は両日金電極２，３の外部への引出し用
＋１−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
。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Ｉこより酸
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。
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、この両日金電極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応体４に作用しない機能を
有する。６，７は両日金電極２，３の外部への引出し用
＋１−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
。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Ｉこより酸
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。
前述した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１ｌＪ９，１０を不図示のヒー
タ電源に接続して電気ヒータ８に通電し、白金電極２，
３のリード線６．７に不図示の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か、または前記リ
ード線６．７を不図示の（電源内蔵）警報器に直接接続
する。検知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電気抵抗
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
前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。また警報器の場合はガス
の接触により半導体を流れる電流の変化（増加）により
警報器が直接作動させられ、ガスを検知することができ
る。
、電気ヒータ８のリード１ｌＪ９，１０を不図示のヒー
タ電源に接続して電気ヒータ８に通電し、白金電極２，
３のリード線６．７に不図示の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か、または前記リ
ード線６．７を不図示の（電源内蔵）警報器に直接接続
する。検知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電気抵抗
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
前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。また警報器の場合はガス
の接触により半導体を流れる電流の変化（増加）により
警報器が直接作動させられ、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９周囲の状況その他の理由
によりセン廿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Ｌ
Ｐガスの主成分であるイソブタンの検知感度を低下させ
るという欠点があった。これを曲線図で説明すると、ま
ず感ガス特性を求めるため、ガスセンサを第６図の斜視
図に示すように組立てた。すなわち、白金電極２，３の
１−ド線６，７および電気ヒータ８のリード線９゜１０
をそれぞれペース１１に植設した電極用ステム１２，１
３およびヒータ用ステム１４，１５に接続し感ガス特性
を求めた。このときガスセンサ（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Ｒｏ、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）ＬｇとしてＲｏ ／ Ｒ，
ｇをガス感度とした。
によりセン廿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Ｌ
Ｐガスの主成分であるイソブタンの検知感度を低下させ
るという欠点があった。これを曲線図で説明すると、ま
ず感ガス特性を求めるため、ガスセンサを第６図の斜視
図に示すように組立てた。すなわち、白金電極２，３の
１−ド線６，７および電気ヒータ８のリード線９゜１０
をそれぞれペース１１に植設した電極用ステム１２，１
３およびヒータ用ステム１４，１５に接続し感ガス特性
を求めた。このときガスセンサ（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Ｒｏ、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）ＬｇとしてＲｏ ／ Ｒ，
ｇをガス感度とした。
ガスセンサの温度は、赤外線放射温度計で測定し、電気
ヒータ８への印加電圧を調節して３５０℃−４００’Ｃ
−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のガス感度（Ｒ。
ヒータ８への印加電圧を調節して３５０℃−４００’Ｃ
−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のガス感度（Ｒ。
／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／凡ｇ）が低くなり酸化
すず系半導体のガス感応体に作用を及ぼさないという効
果が得られるが、曲線Ｑで示す０．２チイツプタンガス
のガス感度（Ｒｏ／Ｒｇ）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、それがため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。
℃の間においてガス感度（Ｒｏ／凡ｇ）が低くなり酸化
すず系半導体のガス感応体に作用を及ぼさないという効
果が得られるが、曲線Ｑで示す０．２チイツプタンガス
のガス感度（Ｒｏ／Ｒｇ）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、それがため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。
この発明の目的は前述した従来装置の欠点を除去し、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向上す
ることのできるガスセンサを提供することにある。
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向上す
ることのできるガスセンサを提供することにある。
この発明は前述の目的を達成するために、酸化すず系半
導体のガス感応体の表面の酸化触媒層は酸化マンガンを
アルミナに担持させて形成したことを特徴とする。また
この酸化触媒層における酸化マンガンの担持量は０．５
〜１０ｗｔ％であることが好ましい。
導体のガス感応体の表面の酸化触媒層は酸化マンガンを
アルミナに担持させて形成したことを特徴とする。また
この酸化触媒層における酸化マンガンの担持量は０．５
〜１０ｗｔ％であることが好ましい。
本発明におけるガスセンサにおいては、酸化すず系半導
体のガス感応体表面に酸化マンガンをアルミナに担持さ
せた酸化触媒層を設けたことにより、広い温度範囲でエ
チルアルコールガスを酸化除去してその感度を低減し、
しかもイソブタンガス感度は変化しない。
体のガス感応体表面に酸化マンガンをアルミナに担持さ
せた酸化触媒層を設けたことにより、広い温度範囲でエ
チルアルコールガスを酸化除去してその感度を低減し、
しかもイソブタンガス感度は変化しない。
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矢視断面図である。
、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はセン廿基＠（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は電気ヒータ、１０９，
１１０は電気ヒータ１０８のリード線である。
．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は電気ヒータ、１０９，
１１０は電気ヒータ１０８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。
まずセン廿基板（アルミナ基板）１０１の表面に白金電
極１０２，１０３を、裏面に電気ヒータ１０８をそれぞ
れ焼き付けにより形成し、この−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層を形成する。この酸化す
ず層がガス感応体１０４となる。なおこの酸化すず層の
形成は、他の方法たとえば酸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。
極１０２，１０３を、裏面に電気ヒータ１０８をそれぞ
れ焼き付けにより形成し、この−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層を形成する。この酸化す
ず層がガス感応体１０４となる。なおこの酸化すず層の
形成は、他の方法たとえば酸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。
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。すなわちアルミナ粉末
とコロイダルアルミナを混合したアルミナペーストで前
記ガス感応体１０４の表面を被覆したのち乾燥し、乾燥
後５５０℃で３時間焼成して厚さＱ、 ３ ｍのアルミ
ナ層を形成する。そしてこれを、所定濃度の硝酸マンガ
ン水溶液中に３０分浸漬したのち乾燥させ、空気中で６
００℃で３時間加熱分解すると酸化マンガンがアルミナ
に担持された酸化触媒層を得る。なおこの実施例では、
ガス感応体１０４の表面にアルミナ層を形成させたのち
酸化マンガンを担持させたが、これを、予め酸化マンガ
ンを担持させたアルミナ粉末をコロイダルアルミナと混
合し、これをガス感応体１０４の表面に被覆して酸化触
媒ｆ＠ １０５を形成させても同様の効果が得られる。
０５は次のようにして形成する。すなわちアルミナ粉末
とコロイダルアルミナを混合したアルミナペーストで前
記ガス感応体１０４の表面を被覆したのち乾燥し、乾燥
後５５０℃で３時間焼成して厚さＱ、 ３ ｍのアルミ
ナ層を形成する。そしてこれを、所定濃度の硝酸マンガ
ン水溶液中に３０分浸漬したのち乾燥させ、空気中で６
００℃で３時間加熱分解すると酸化マンガンがアルミナ
に担持された酸化触媒層を得る。なおこの実施例では、
ガス感応体１０４の表面にアルミナ層を形成させたのち
酸化マンガンを担持させたが、これを、予め酸化マンガ
ンを担持させたアルミナ粉末をコロイダルアルミナと混
合し、これをガス感応体１０４の表面に被覆して酸化触
媒ｆ＠ １０５を形成させても同様の効果が得られる。
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１こ示す特性曲線図が得られる。図中臼Ｓ
Ｒは０．２％エチルアルコールガスのガス感ｔｆ（Ｒｏ
／Ｒｇ ）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ガス感度を低減する効果には大きな
差はない。
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１こ示す特性曲線図が得られる。図中臼Ｓ
Ｒは０．２％エチルアルコールガスのガス感ｔｆ（Ｒｏ
／Ｒｇ ）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ガ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ｒ５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、負に低下するが、本発明によ
るガスセンサにおいては第４図の曲線Ｓから明らかなよ
うに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。
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、負に低下するが、本発明によ
るガスセンサにおいては第４図の曲線Ｓから明らかなよ
うに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。
このような効果は実験によれば酸化触媒層における酸化
マンガンの担持量が０．５〜１０ｗｔ％の範囲で効果が
認められる。これは酸化マンガンの担持量が小さいとエ
チルアルコール感度が大きくなり、担持量が大きいとイ
ソブタン感度が小さくなり、ガス検知上好ましくない。
マンガンの担持量が０．５〜１０ｗｔ％の範囲で効果が
認められる。これは酸化マンガンの担持量が小さいとエ
チルアルコール感度が大きくなり、担持量が大きいとイ
ソブタン感度が小さくなり、ガス検知上好ましくない。
また上述した酸化マンガンをアルミナに担持させた酸化
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マ
ンガンが白金より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。
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マ
ンガンが白金より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。
以上に説明したように本発明によれば、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、酸化マンガ
ンをアルミナに担持させた酸化触媒層をガス感応体表面
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Ｌ
Ｐガスの主成分であるイソブタンガス感度が向上したガ
スセンサを得ることができる。
体をガス感応体としたガスセンサにおいて、酸化マンガ
ンをアルミナに担持させた酸化触媒層をガス感応体表面
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Ｌ
Ｐガスの主成分であるイソブタンガス感度が向上したガ
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ガス感
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・・［極、１０
４・・・ガス感応体、１０５・・酸化触媒層、１０舅 ■ 第 閃 冨 区 算 ム 図 第４ 区 −温屓
、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ガス感
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・・［極、１０
４・・・ガス感応体、１０５・・酸化触媒層、１０舅 ■ 第 閃 冨 区 算 ム 図 第４ 区 −温屓
Claims (1)
- １）センサ基板の表面に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、ガス感応体の表面の酸化触媒層は
、酸化マンガンをアルミナに担持させて形成したことを
特徴とするガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2923489A JPH02208550A (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2923489A JPH02208550A (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02208550A true JPH02208550A (ja) | 1990-08-20 |
Family
ID=12270542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2923489A Pending JPH02208550A (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02208550A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2255849A (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-18 | Alan Smith | Gas sensor alarm system |
-
1989
- 1989-02-08 JP JP2923489A patent/JPH02208550A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2255849A (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-18 | Alan Smith | Gas sensor alarm system |
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