JPH0324450A - セラミックス湿度・ガスセンサー - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミックス製の湿度●ガスセンサー素子に
関するものである。

［従来技術］ 従来、湿度及びガスを感知するには、各々動作温度の違
いから、複数個のセンサー素子が用いられていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、複数個の素子を設置するためには、占有
スペースが大きくなったり素子の製造コストが高くなる
等の欠点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、一枚の絶縁基板の片面（表面）に加熱ヒータ
，セラミックス湿度センサー材を形成し、裏面にセラミ
ックスガスセンサー材を形成することにより、湿度及び
ガスを感知できる小型化可能な一体化センサーを安価に
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の一体化湿度・ガスセンサー素子は、絶縁基板上
の片面（表面）に加熱ヒータ層，絶縁被膜層，電極層，
多孔質セラミックス湿度センサー材料層，多孔質電極層
が順次積層されることで形成されるセラミックス湿度セ
ンサー素子と、絶縁基板裏面に電極層，多孔質セラミッ
クスガスセンサー材料層，多孔質電極層が順次積層され
ることで形成されるセラミックスガスセンサー素子が同
一の絶縁基板の表裏面に有する構造となる。

［作用］ 上記の構成を有する本発明によれば、前記一体化湿度・
ガスセンサー素子において、湿度センサー側に設けられ
た加熱しータに通電すると、ヒータによってセラミック
ス湿度センサー素子は加熱クリーニングが行われる。他
方、裏面に設けられたセラミックスガスセンサー素子は
絶縁基板を通して、同時に加熱されその動作温度になる
。その動作温度の選定は絶縁基板の材質，板厚等によっ
て可変できる。ヒータにａ電されない状態では、加熱ク
リーニングによって、感湿機能の回復されたセラミック
ス湿度センサーが動作する。

この際、ヒータへの通電時間及びサイクルパターンを選
ぶことで、湿度センサ及びガスセンサーの動作時間を設
定できる。

［実施ｆ！Ａｌｌ 以下、本発明を具体化したー実施例を図面を参照して説
明する。

第１図を参照して一体化素子の構成を説明する。

絶縁基板１（例えばＡｌ２０３）上の片面（表面）に加
熱用ヒータ２（例えばＮＬ−Ｃｒ合金）をパターン形或
し、絶縁層３（例えば緻密質Ａｌ２０３被膜）を積層す
る。その後、電極４（例えばＲ　ｕ　Ｏ　２　）　＋　
多孔質セラミックス湿度センサー材料５（例えばＭｇＣ
ｒ２　０４−Ｔｉ０２系材料），多孔質電極材料７（例
えばＲｕＯｚ）を順次積層することで、湿度センサー素
子部分を形成する。

その後、絶縁基板１の反対面（裏面）に電極４′（例え
ばＲｕＯｚ　），多孔質セラミックスガスセンサー材料
６（例えばＳｎＯ）及び多孔質電極材料７′　（例えば
Ｒｕ０２）を順次積層して、ガスセンサー素子部分を形
成することで一体化湿度・ガスセンサーを実現する。

もちろん、使用される材料、上記材料に限定されるもの
ではなく、特に多孔質セラミックス湿度センサー材料５
及び多孔質セラミックスガスセンサー材料は検出したい
湿度範囲．検出したいガスの種類に適合した材料を選ぶ
べきである。

次に、上記の一体化湿度・ガスセンサー素子のセンサー
機能を説明すると、加熱ヒータＯＦＦの状態で湿度セン
サー素子において、多孔質セラミックス湿度センサー材
料５が水蒸気の吸着によって抵抗値が変化することを利
用して湿度検出を行う。

加熱ヒータＯＮの状態では、湿度センサー素子は、約３
００〜５００℃程度に加熱され、吸着水蒸気及び表面に
付着した不純物等を加熱クリーニングによって除去し、
乾湿機能の回復が達成される。同時にガスセンサー素子
は絶縁基板１を通じて加熱され、感ガス特性に秀れた動
作温度約２５０〜３５０℃程度に加熱され、多孔質セラ
ミックスガスセンサー材料の感ガスによる抵抗変化によ
ってガス検出を行う。

尚、加熱クリーニングによる湿度センサーの機能回復は
数分〜数十分に１回加熱時間も数秒〜数十秒で良いので
、加熱サイクル時間等はガスセンサー素子に要求される
条件で決定できる。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、一枚の絶縁基板上表裏面に各々湿度センサー素子とガ
スセンサー素子が形成された一体化湿度．ガスセンサー
素子であるため、１つの素子で湿度及びガスを検出でき
、湿度センサー素子加熱クリーニング用及びガスセンサ
ー素子加熱用ヒータが同じであるので、素子の小型化及
びコストダウンの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明を具体化した実施例を示すも
ので、第１図は、素子構成例の図、第２図は素子の動作
例の図である。 図中、１は絶縁基板、２は加熱用ヒータ、３は絶縁層、
４．４′は電極、５は多孔質セラミックス湿度センサー
材料、６は多孔質セラミックスガスセンサー材料、７．
７′は多孔質電極材料である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、絶縁基板の片面に加熱用ヒータを形成するとともに
   多孔質セラミックス湿度センサー材料を積層し、前記絶
   縁基板の反対面に多孔質セラミックスガスセンサー材料
   を形成し、ヒータ加熱時にセラミックス湿度センサーの
   加熱クリーニングを行うと同時にセラミックスガスセン
   サーを加熱し、動作させることを特徴とするセラミック
   ス湿度・ガスセンサー。