JPH0313855A - 炭酸ガス検知材料 - Google Patents
炭酸ガス検知材料Info
- Publication number
- JPH0313855A JPH0313855A JP14873789A JP14873789A JPH0313855A JP H0313855 A JPH0313855 A JP H0313855A JP 14873789 A JP14873789 A JP 14873789A JP 14873789 A JP14873789 A JP 14873789A JP H0313855 A JPH0313855 A JP H0313855A
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- Japan
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- carbon dioxide
- carbon
- conductive material
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- dioxide
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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〕
本発明は炭酸ガスを感度良く検知するための炭酸ガス検
知材料に関するものである。
知材料に関するものである。
炭酸ガス濃度検出は地球温暖化等の環境問題や農業栽培
などで、その必要性が増加している。ところが炭酸ガス
は化学的に安定で反応性に乏しいため、還元性ガスや酸
化性ガスの場合のように反応を利用して検知を行うこと
は困難である。このため炭酸ガスの検知には赤外線を用
いた検知方法があるが、大型で高価な測定装置を必要と
するという欠点がある。
などで、その必要性が増加している。ところが炭酸ガス
は化学的に安定で反応性に乏しいため、還元性ガスや酸
化性ガスの場合のように反応を利用して検知を行うこと
は困難である。このため炭酸ガスの検知には赤外線を用
いた検知方法があるが、大型で高価な測定装置を必要と
するという欠点がある。
このような欠点を解決するものとして、カルシウムイオ
ン交換ゼオライトを検知材料に用いた炭酸ガスセンサが
報告されている（日本化学会、第５６春、３１ＸＤ ４
５．１９８８）。コノ炭酸ガスセンサバ、焼結助剤と混
練したカルシウム交換型ゼオライトを白金コイル上に塗
布して焼成したものであり、炭酸ガスの吸着によるセン
サ出力の変化により、炭酸ガスの濃度を検知するもので
ある。
ン交換ゼオライトを検知材料に用いた炭酸ガスセンサが
報告されている（日本化学会、第５６春、３１ＸＤ ４
５．１９８８）。コノ炭酸ガスセンサバ、焼結助剤と混
練したカルシウム交換型ゼオライトを白金コイル上に塗
布して焼成したものであり、炭酸ガスの吸着によるセン
サ出力の変化により、炭酸ガスの濃度を検知するもので
ある。
しかしながら、このような従来の炭酸ガスセンサは、小
型かつ安価で、操作も簡単であるという利点を有する反
面、炭酸ガスの検知感度が低いという問題点がある。
型かつ安価で、操作も簡単であるという利点を有する反
面、炭酸ガスの検知感度が低いという問題点がある。
本発明の目的は、上記問題点を解決するため、小型かつ
安価に構成でき、炭酸ガスの検知感度が高く、検知操作
も簡単な炭酸ガスセンサを形成できる炭酸ガス検知材料
を提案することである。
安価に構成でき、炭酸ガスの検知感度が高く、検知操作
も簡単な炭酸ガスセンサを形成できる炭酸ガス検知材料
を提案することである。
本発明は、炭素質物質からなることを特徴とする炭酸ガ
ス検知材料である。
ス検知材料である。
本発明の炭酸ガス検知材料を構成する炭素質物質は、主
成分として炭素を含む物質であり、例えばガラス状カー
ボン、活性炭、黒鉛などがあげられる。これらの炭素質
物質はそれぞれ単独で用いてもよく、異なる種類のもの
を組合せて用いてもよく、また他の物質と組合せて用い
てもよい０組合せて用いる他の物質としてアルカリ金属
、アルカリ土類金属等の金属または金属化合物を用いる
と、検知感度が高くなるので好ましい、炭素質物質と他
の物質を組合せて用いる場合は、他の物質の添加量は炭
素質物質と他の物質の合計量の０．１〜１０重量％、特
に０．５〜５重量％が好ましい。
成分として炭素を含む物質であり、例えばガラス状カー
ボン、活性炭、黒鉛などがあげられる。これらの炭素質
物質はそれぞれ単独で用いてもよく、異なる種類のもの
を組合せて用いてもよく、また他の物質と組合せて用い
てもよい０組合せて用いる他の物質としてアルカリ金属
、アルカリ土類金属等の金属または金属化合物を用いる
と、検知感度が高くなるので好ましい、炭素質物質と他
の物質を組合せて用いる場合は、他の物質の添加量は炭
素質物質と他の物質の合計量の０．１〜１０重量％、特
に０．５〜５重量％が好ましい。
本発明の炭酸ガス検知材料は、炭素質物質または他の物
質との混合物の形で用いられるが、アルコキシシラン等
のバインダーを添加して成形し、これを焼成して強度を
持たせるのが好ましい、焼成温度は炭素質物質が酸化さ
れない温度、例えば３５０〜８００℃が好ましい。
質との混合物の形で用いられるが、アルコキシシラン等
のバインダーを添加して成形し、これを焼成して強度を
持たせるのが好ましい、焼成温度は炭素質物質が酸化さ
れない温度、例えば３５０〜８００℃が好ましい。
本発明の炭酸ガス検知材料は、導電性材料と接触するよ
うに配置して炭酸ガス検知素子（センサー）を構成し、
導電性材料の抵抗、電流、電圧等の変化により、炭酸ガ
スの検知定量を行う。
うに配置して炭酸ガス検知素子（センサー）を構成し、
導電性材料の抵抗、電流、電圧等の変化により、炭酸ガ
スの検知定量を行う。
本発明の炭酸ガス検知材料を備えたガス検知素子の具体
的な構造としては、例えば白金コイル等の導電性材料に
、適当量のバインダーと混合した炭素質材料を含む炭酸
ガス検知材料を塗布して被覆したもの、あるいはアルミ
ナ等の絶縁基板上に金、銀等の導電性薄膜を形成し、そ
の上にペースト状にした炭酸ガス検知材料を薄膜状に塗
布したものなどがあげられる。これらの場合、導電性材
料は通電により加熱される構造とし、またこの導電性材
料は炭酸ガス検知材料により完全に被覆するのが好まし
い。導電性材料としては炭素質物質でもよい。
的な構造としては、例えば白金コイル等の導電性材料に
、適当量のバインダーと混合した炭素質材料を含む炭酸
ガス検知材料を塗布して被覆したもの、あるいはアルミ
ナ等の絶縁基板上に金、銀等の導電性薄膜を形成し、そ
の上にペースト状にした炭酸ガス検知材料を薄膜状に塗
布したものなどがあげられる。これらの場合、導電性材
料は通電により加熱される構造とし、またこの導電性材
料は炭酸ガス検知材料により完全に被覆するのが好まし
い。導電性材料としては炭素質物質でもよい。
こうして得られたガス検知素子は、検知装置に装着して
、導電性材料に所定の電圧を印加し、被検知ガスを検知
材料と接触させて炭酸ガスの検知を行う、この場合本発
明の炭酸ガス検知材料の作動温度は３０ないし５００℃
、好ましくは５０ないし４００℃であるので、上記範囲
の温度となるように導電性材料に通電する電流値を定め
る。
、導電性材料に所定の電圧を印加し、被検知ガスを検知
材料と接触させて炭酸ガスの検知を行う、この場合本発
明の炭酸ガス検知材料の作動温度は３０ないし５００℃
、好ましくは５０ないし４００℃であるので、上記範囲
の温度となるように導電性材料に通電する電流値を定め
る。
上記作動温度において、被検知ガスが検知材料に接触す
ると、炭酸ガスが作用して、導電性材料を通る電流、電
圧、抵抗等が変動するため、これらを検知することによ
り、炭酸ガスの検知、定量を行うことができる。このと
き導電性材料を通る電流、電圧、抵抗等が変動する理由
は、検知材料に炭酸ガスが吸着して熱伝導率が変化し、
これにより放熱量が変化して導電性材料の温度が変化す
るためであると推測されるが、明らかではない。
ると、炭酸ガスが作用して、導電性材料を通る電流、電
圧、抵抗等が変動するため、これらを検知することによ
り、炭酸ガスの検知、定量を行うことができる。このと
き導電性材料を通る電流、電圧、抵抗等が変動する理由
は、検知材料に炭酸ガスが吸着して熱伝導率が変化し、
これにより放熱量が変化して導電性材料の温度が変化す
るためであると推測されるが、明らかではない。
上記ガス検知素子による炭酸ガスの具体的な測定法とし
ては、ブリッジ回路、電圧計、電流計等により電圧、電
流等の変化を測定することができる。被検知ガスとして
は、ボイラーなどの煙道排ガス、劇場などの室内空気、
温室栽培における室内空気など炭酸ガスを含む任意のガ
スがある。
ては、ブリッジ回路、電圧計、電流計等により電圧、電
流等の変化を測定することができる。被検知ガスとして
は、ボイラーなどの煙道排ガス、劇場などの室内空気、
温室栽培における室内空気など炭酸ガスを含む任意のガ
スがある。
本発明によれば、炭素質物質を検知材料に用いることに
より、炭酸ガスを感度良く検知でき、しかも小型かつ安
価で操作も簡単な炭酸ガスセンサを製造することが可能
となる。
より、炭酸ガスを感度良く検知でき、しかも小型かつ安
価で操作も簡単な炭酸ガスセンサを製造することが可能
となる。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図は実施例において使用した炭酸ガス検知素子を示
す断面図、第２図は測定回路の回路図である。図におい
て、１は炭酸ガス検知素子で、白金コイルからなる導電
性材料２の周囲に、本発明の炭酸ガス検知材料３を塗布
して被覆し、導電性材料２の両端部から突出する端子４
．５に電圧を印加して、導電性材料３に通電するように
形成されている。
す断面図、第２図は測定回路の回路図である。図におい
て、１は炭酸ガス検知素子で、白金コイルからなる導電
性材料２の周囲に、本発明の炭酸ガス検知材料３を塗布
して被覆し、導電性材料２の両端部から突出する端子４
．５に電圧を印加して、導電性材料３に通電するように
形成されている。
第２図の測定回路は上記の炭酸ガス検知素子１を抵抗Ｒ
８〜Ｒ３とともに組込んで、ホイーストンブリッジ回路
を形成しており、電源Ｅから所定の電圧を印加して通電
し、検出器りの電流値がＯになるように補償抵抗Ｒ３を
調整して、検知素子１の抵抗の変化を測定し、炭酸ガス
の検知と濃度の測定を行う。固定抵抗Ｒ１，Ｒ，の抵抗
値はそれぞれ２００Ω、補償抵抗Ｒ３は０−１０Ω、電
源Ｅの印加電圧は１〜５ｖとされている。
８〜Ｒ３とともに組込んで、ホイーストンブリッジ回路
を形成しており、電源Ｅから所定の電圧を印加して通電
し、検出器りの電流値がＯになるように補償抵抗Ｒ３を
調整して、検知素子１の抵抗の変化を測定し、炭酸ガス
の検知と濃度の測定を行う。固定抵抗Ｒ１，Ｒ，の抵抗
値はそれぞれ２００Ω、補償抵抗Ｒ３は０−１０Ω、電
源Ｅの印加電圧は１〜５ｖとされている。
実施例１
微粉末状のガラス状カーボンに約５０ｗｔ％のエチルシ
リケートを添加してペースト状にしたのち、約１０Ωの
抵抗を有する白金コイルに上記ペーストを塗布し、コイ
ルに電気を流すことによって焼成して第１図の炭酸ガス
検知素子１を形成した。
リケートを添加してペースト状にしたのち、約１０Ωの
抵抗を有する白金コイルに上記ペーストを塗布し、コイ
ルに電気を流すことによって焼成して第１図の炭酸ガス
検知素子１を形成した。
得られた検知素子１を第２図に示すようなホイーストン
ブリッジ回路内に組み込んで測定を行った。８１！Ｉ定
では、Ｎ２と濃度調整されたｃｏ、／Ｌ混合ガスを交互
に切り換えてセンサ部分に流した。このときの導電性材
料２の温度は約３００℃であった。
ブリッジ回路内に組み込んで測定を行った。８１！Ｉ定
では、Ｎ２と濃度調整されたｃｏ、／Ｌ混合ガスを交互
に切り換えてセンサ部分に流した。このときの導電性材
料２の温度は約３００℃であった。
ＣＯ□／Ｎ、混合ガスを導入したときに認められた電位
変化を表１に示した。
変化を表１に示した。
実施例２〜４
実施例１において、ガラス状カーボンを、通常の活性炭
（実施例２）、黒鉛（実施例３）、酸化カルシウムをｌ
ｖｔ％含浸させたガラス状カーボン（実施例４）に変更
した以外は同一条件でテストを行った。結果を表１に示
した。
（実施例２）、黒鉛（実施例３）、酸化カルシウムをｌ
ｖｔ％含浸させたガラス状カーボン（実施例４）に変更
した以外は同一条件でテストを行った。結果を表１に示
した。
実施例５，６
実施例１において、ＣＯ，濃度を１．ＯＯＯｐｐｍ（実
施例５）、ならびに６，０００ｐｐｍ （実施例６）に
変更した以外は同一条件でテストを行った。結果を表１
に示した。
施例５）、ならびに６，０００ｐｐｍ （実施例６）に
変更した以外は同一条件でテストを行った。結果を表１
に示した。
比較例１
実施例１においてガラス状カーボンをカルシウムジオン
交換モルデナイト型ゼオライトに変更した以外は同一条
件でテストを行った。結果を表１に示した。
交換モルデナイト型ゼオライトに変更した以外は同一条
件でテストを行った。結果を表１に示した。
表１
以上の結果より、実施例のものは比較例に比べて出力電
位が大きく、感度がよいことがわかる。
位が大きく、感度がよいことがわかる。
第１図は実施例で使用した炭酸ガス検知素子の断面図、
第２図は測定回路の回路図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し。 １は炭酸ガス検知素子、２は導電性材料、３は炭酸ガス
検知材料、４．５は端子である。 第１図
第２図は測定回路の回路図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し。 １は炭酸ガス検知素子、２は導電性材料、３は炭酸ガス
検知材料、４．５は端子である。 第１図
Claims (1)
- （１）炭素質物質からなることを特徴とする炭酸ガス検
知材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14873789A JPH0313855A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 炭酸ガス検知材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14873789A JPH0313855A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 炭酸ガス検知材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313855A true JPH0313855A (ja) | 1991-01-22 |
Family
ID=15459489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14873789A Pending JPH0313855A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 炭酸ガス検知材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0313855A (ja) |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP14873789A patent/JPH0313855A/ja active Pending
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