JPH04152258A - オゾンセンサ - Google Patents
オゾンセンサInfo
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- JPH04152258A JPH04152258A JP2278331A JP27833190A JPH04152258A JP H04152258 A JPH04152258 A JP H04152258A JP 2278331 A JP2278331 A JP 2278331A JP 27833190 A JP27833190 A JP 27833190A JP H04152258 A JPH04152258 A JP H04152258A
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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
本発明はオゾン発生ａ オゾン利用機器におけるオゾン
濃度制御やオゾン検知に用いるオゾンセンサに関すム 従来の技術 オゾンは強力な酸化作用を示すた八 脱臭 殺菌等の目
的で上下水道水処珠 医朕 食品工業など多くの分野で
利用されていも しかし オゾンはごく微量でも人体に対して有害である
た数 発生量の制御や漏洩オゾンの検知を確実に行なう
必要があム このような状況においてオゾン濃度の測定 検知には従
来よりもっばら酸化還元滴定法や吸光光度法 紫外線吸
収スペクトル法等が用いられていも これに対して、よ
り簡便なオゾン濃度測定法としてＩｎｇｏｔを用いたセ
ンサ素子が提案されていも 発明が解決しようとする課題 しかしながら従来から利用されているオゾン測定装置は
一般に犬がかりで、煩雑な操作を必要とし しかも高価
であるため簡単には利用できないという欠点を有してい
も −Ｘ 簡便なセンサの材料として提案されたＩｎ＊Ｑ
ｓは熱れ 化学的に不安定であり、長期安定性に問題が
あった 本発明は上記の課題を解決し 信頼性が高くしかも安価
なセンサとなり得る実用的な材料からなるオゾンセンサ
の提供を目的とすも 課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明のオゾンセンサ４１
基板上に１対の電極を設置す、その１対の電極間に
Ｉ ｎ２０ｓとＳｎｏｗを主体とする膜状のガス感応体
を設ける構成とした 作用 本発明によるオゾンセンサは基板上にＩ ｎｅｏｓと５
ｎＯｓを主体とする材料をガス感応体として用いるたべ
低い温度域においてもオゾンに対するｇＪｔ 応答
性に優れており、高い信頼性を有していａ また セン
サ素子の小型軽量化をはかれるた数 取扱が容易で、
しかも低価格のオゾンセンサを提供することができも 実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとずいて説明すも 第１図は本発明によるオゾンセンサの一実施例の上面図
であム また第２図は第１図のＡ−Ａ’線に沿った断面
図であム 第１図および第２図において、 ｌはアルミ
ナ基板（３ｘ８ｘＯ，５ｍｍ）２はＩ ｎ５ｏｔとＳｎ
Ｏ２を主体とする膜状のガス感応体であム ３はあらか
じめ基板ｌ上に形成した１対の白金電極（幅１ ｍｍ）
であム実施例１ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板Ｉ上にＩｎ
とＳｎの２−エチルヘキサン酸塩を主体として調製した
インクを用いて湿式製膜法の一つであるスクリーン印刷
法により製１！！Ｌ５００℃で焼成してｉ １ａＱｓ
（９５Ｗ ｔ％）とＳｎＳｎ０ａ（５％）からなる膜状
のガス感応体２ （３ｘ４ｍ亀 厚さ２０００人）を設
けたオゾンセンサを作製し九 実施例２ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板１上にＩｎ
とＳｎの塩化物を出発材料とする塗布液を用いて湿式製
膜法の一つである塗布法により製１１Ｌ５００℃で焼成
してＩｎ２０ｇ（９５ｗｔ％）とＳｎｏｗ（５ｗｔ％）
からなる膜状のガス感応体２ （３Ｘ４ｍ＠ 厚さ２
０００人）を設けたオゾンセンサを作製し九 比較例１ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板ｌ上に乾式
製膜法の一つであるＲＦマグネトロンスパッタ法により
実施例と同じ組成の膜状のガス感応体を設けたオゾンセ
ンサを作製した 比較例２ あらかじめ調製したＩ ｎｅｏｓとＳｎｏｗの粉末（粒
径はそれぞれ約１μｍ）を９５＋５（ｗｔ％）の割合で
混合し 成監 焼結して作製した２Ｘ４×１ｍｍの焼結
型オゾンセンサを作製し九 実施例および比較例１にお
ける基板 電極の形状 寸法は全て同じとじへ これらのオゾンセンサのオゾンに対する応答特性を測定
し九 測定方法１↓ オゾンセンサを固定した石英ガラ
ス製測定管を電気炉にセットして温度を所定の値に制御
し 空気と３ｐｐｍのオゾンを含む空気を交互にオゾン
センサに流通接触させたと きのオゾンセンサの電気抵
抗変化を測定した オゾンを含む空気に接触して２０秒後のオゾンセンサの
電気抵抗をＲｅＩ、空気中におけるオゾンセンサの電気
抵抗をＲ１１としてＲａｚｅ／Ｒｅをセンサ感度とし九 結果を第３図に示す。この結果よりスクリーン印刷法
塗布法などの湿式製膜法により作製した膜状のガス感応
体を設けたオゾンセンサはオゾンに対して優れたガス感
度を有することがわかムＲＦマグネトロンスパッタ法に
よっ、て作製した膜状のガス感応体を設けたオゾンセン
サは高温になるとガス感度が現われてくる力又 実用的
な温度レベルでは十分な感度が得られないことがわかっ
九 これはスクリーン印刷法あるいは塗布法による膜がＲＦ
マグネトロンスパッタ法による膜よりもポーラスになっ
ているため感応体の表面積が大きく、ガス拡散および反
応が低温においても速やかに行なわれるためと考えられ
ム な耘 スパッタ液はボアがほとんどない緻密な膜と
なっているため応答特性が悪いものと考えられも スクリーン印刷法あるいは塗布法により作製した膜状の
ガス感応体を設けたオゾンセンサが低温側にガス感度の
ピークを有することは実用上非常に有利な点であム 一人 焼結体からなるオゾンセンサ（比較例２）の場合
に（よ オゾンに対する感度がほとんど得られないこと
が明らかになっｔラ 焼結体表面での反応がバルクの
内部まで影響を及ぼさないために感度が得られないもの
と考えられも 次１′、実施例１のオゾンセンサを用いて応答性を測定
した 膜状のガス感応体の厚さは５００人、１０００
人、 ２０００ 人、 ５０００ 人、 ８０
００人の５種類とＬＡ Ｍ厚と応答時間の関係を求めた
応答時間は３ｐｐｍのオゾンを含む空気を接触させたと
きの９０％応答時間（ｔ・−）を採っｆ、 オゾンセ
ンサの温度は１５０℃としｔも その結果を第４図に
示し九 この結果からガス感応体の厚さを薄くすること
により応答性を大きく向上させることが可能であること
がわかム 実施例３ スクリーン印刷法により形成した膜状のガス感応体（厚
さ１０００人および５０００人）にＰｄを０．１ｗｔ％
添加したオゾンセンサを作製し 上記と同様の方法で１
５０℃において応答性を測定しへ その結果を第５図に
示す。この結果Ｐｄを添加することにより応答性が向上
することが明らかになった これはＰｄにより表面反応
速度が大きくなるためと考えられも 次に実施例１、実施例２および実施例１のＩｎｅＱｓと
５ｎ０２からなる膜状のガス感応体に代えてＩｎ２ｒｔ
のみからなる膜状のガス感応体を設けたオゾンセンサ（
比較例３）について感度の経時変化を測定しな 測定方法はオゾンセンサを４００℃の空気雰囲気中に放
置Ｌ ２００時間毎に取り出して１５０℃における電気
抵抗変化を前記と同様の方法で測定し センサ感度（Ｒ
Ｉｍ／Ｒ＊）の経時変化を求め九 この結果を第６図に
示した この結果 ■ｎｅ Ｑ ｓからなる膜状のガス
感応体を設けたオゾンセンサには特性変化が生じた力丈
本発明によるオゾンセンサは熱的にも非常に安定した
特性を有していることが明らかになり九 以上の実施例で明らかにしたよう艮 本発明によるオゾ
ンセンサはきわめて優れた特性を有していも な耘 実施例ではＩ ｎｔｏｓと５ｎＯｔの重量比率が
９５： ５の場合について示した力丈 他の割合になる
場合にもほぼ同様の結果を得た また実施例ではガス感応体作製法としてスクリーン印刷
法と塗布法を用いた場合について述べた力丈 オフセッ
ト印刷その他の印刷法やスピンコード法等の方法も用い
ることができ、いずれの場合にも高表面積で活性なガス
感応体を作製することが可能であム ガス感応体出発材
料も実施例に限らずアルコキシド、硝酸塩 その他ガス
感応体作製法に適したものを適宜選択して用いることが
可能であム さらに添加剤としてもＰｄ以外の貴金属あるいは金属酸
化物を用いることも可能であムセンサ各部の構造や構成
あるいは基板材料や電極材料も発明の主旨に反しない限
りにおいて自由に設計あるいは使用することができるも
のであ本発明の効果 本発明によるオゾンセンサ１よ ガス検知特性に優れる
とともに熱的な安定性にも優れ 小型軽量かつ安価であ
るた敢 オゾン発生機やオゾン利用機器におけるオゾン
濃度制御やオゾン検知等の用途に適するものであム
濃度制御やオゾン検知に用いるオゾンセンサに関すム 従来の技術 オゾンは強力な酸化作用を示すた八 脱臭 殺菌等の目
的で上下水道水処珠 医朕 食品工業など多くの分野で
利用されていも しかし オゾンはごく微量でも人体に対して有害である
た数 発生量の制御や漏洩オゾンの検知を確実に行なう
必要があム このような状況においてオゾン濃度の測定 検知には従
来よりもっばら酸化還元滴定法や吸光光度法 紫外線吸
収スペクトル法等が用いられていも これに対して、よ
り簡便なオゾン濃度測定法としてＩｎｇｏｔを用いたセ
ンサ素子が提案されていも 発明が解決しようとする課題 しかしながら従来から利用されているオゾン測定装置は
一般に犬がかりで、煩雑な操作を必要とし しかも高価
であるため簡単には利用できないという欠点を有してい
も −Ｘ 簡便なセンサの材料として提案されたＩｎ＊Ｑ
ｓは熱れ 化学的に不安定であり、長期安定性に問題が
あった 本発明は上記の課題を解決し 信頼性が高くしかも安価
なセンサとなり得る実用的な材料からなるオゾンセンサ
の提供を目的とすも 課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明のオゾンセンサ４１
基板上に１対の電極を設置す、その１対の電極間に
Ｉ ｎ２０ｓとＳｎｏｗを主体とする膜状のガス感応体
を設ける構成とした 作用 本発明によるオゾンセンサは基板上にＩ ｎｅｏｓと５
ｎＯｓを主体とする材料をガス感応体として用いるたべ
低い温度域においてもオゾンに対するｇＪｔ 応答
性に優れており、高い信頼性を有していａ また セン
サ素子の小型軽量化をはかれるた数 取扱が容易で、
しかも低価格のオゾンセンサを提供することができも 実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとずいて説明すも 第１図は本発明によるオゾンセンサの一実施例の上面図
であム また第２図は第１図のＡ−Ａ’線に沿った断面
図であム 第１図および第２図において、 ｌはアルミ
ナ基板（３ｘ８ｘＯ，５ｍｍ）２はＩ ｎ５ｏｔとＳｎ
Ｏ２を主体とする膜状のガス感応体であム ３はあらか
じめ基板ｌ上に形成した１対の白金電極（幅１ ｍｍ）
であム実施例１ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板Ｉ上にＩｎ
とＳｎの２−エチルヘキサン酸塩を主体として調製した
インクを用いて湿式製膜法の一つであるスクリーン印刷
法により製１！！Ｌ５００℃で焼成してｉ １ａＱｓ
（９５Ｗ ｔ％）とＳｎＳｎ０ａ（５％）からなる膜状
のガス感応体２ （３ｘ４ｍ亀 厚さ２０００人）を設
けたオゾンセンサを作製し九 実施例２ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板１上にＩｎ
とＳｎの塩化物を出発材料とする塗布液を用いて湿式製
膜法の一つである塗布法により製１１Ｌ５００℃で焼成
してＩｎ２０ｇ（９５ｗｔ％）とＳｎｏｗ（５ｗｔ％）
からなる膜状のガス感応体２ （３Ｘ４ｍ＠ 厚さ２
０００人）を設けたオゾンセンサを作製し九 比較例１ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板ｌ上に乾式
製膜法の一つであるＲＦマグネトロンスパッタ法により
実施例と同じ組成の膜状のガス感応体を設けたオゾンセ
ンサを作製した 比較例２ あらかじめ調製したＩ ｎｅｏｓとＳｎｏｗの粉末（粒
径はそれぞれ約１μｍ）を９５＋５（ｗｔ％）の割合で
混合し 成監 焼結して作製した２Ｘ４×１ｍｍの焼結
型オゾンセンサを作製し九 実施例および比較例１にお
ける基板 電極の形状 寸法は全て同じとじへ これらのオゾンセンサのオゾンに対する応答特性を測定
し九 測定方法１↓ オゾンセンサを固定した石英ガラ
ス製測定管を電気炉にセットして温度を所定の値に制御
し 空気と３ｐｐｍのオゾンを含む空気を交互にオゾン
センサに流通接触させたと きのオゾンセンサの電気抵
抗変化を測定した オゾンを含む空気に接触して２０秒後のオゾンセンサの
電気抵抗をＲｅＩ、空気中におけるオゾンセンサの電気
抵抗をＲ１１としてＲａｚｅ／Ｒｅをセンサ感度とし九 結果を第３図に示す。この結果よりスクリーン印刷法
塗布法などの湿式製膜法により作製した膜状のガス感応
体を設けたオゾンセンサはオゾンに対して優れたガス感
度を有することがわかムＲＦマグネトロンスパッタ法に
よっ、て作製した膜状のガス感応体を設けたオゾンセン
サは高温になるとガス感度が現われてくる力又 実用的
な温度レベルでは十分な感度が得られないことがわかっ
九 これはスクリーン印刷法あるいは塗布法による膜がＲＦ
マグネトロンスパッタ法による膜よりもポーラスになっ
ているため感応体の表面積が大きく、ガス拡散および反
応が低温においても速やかに行なわれるためと考えられ
ム な耘 スパッタ液はボアがほとんどない緻密な膜と
なっているため応答特性が悪いものと考えられも スクリーン印刷法あるいは塗布法により作製した膜状の
ガス感応体を設けたオゾンセンサが低温側にガス感度の
ピークを有することは実用上非常に有利な点であム 一人 焼結体からなるオゾンセンサ（比較例２）の場合
に（よ オゾンに対する感度がほとんど得られないこと
が明らかになっｔラ 焼結体表面での反応がバルクの
内部まで影響を及ぼさないために感度が得られないもの
と考えられも 次１′、実施例１のオゾンセンサを用いて応答性を測定
した 膜状のガス感応体の厚さは５００人、１０００
人、 ２０００ 人、 ５０００ 人、 ８０
００人の５種類とＬＡ Ｍ厚と応答時間の関係を求めた
応答時間は３ｐｐｍのオゾンを含む空気を接触させたと
きの９０％応答時間（ｔ・−）を採っｆ、 オゾンセ
ンサの温度は１５０℃としｔも その結果を第４図に
示し九 この結果からガス感応体の厚さを薄くすること
により応答性を大きく向上させることが可能であること
がわかム 実施例３ スクリーン印刷法により形成した膜状のガス感応体（厚
さ１０００人および５０００人）にＰｄを０．１ｗｔ％
添加したオゾンセンサを作製し 上記と同様の方法で１
５０℃において応答性を測定しへ その結果を第５図に
示す。この結果Ｐｄを添加することにより応答性が向上
することが明らかになった これはＰｄにより表面反応
速度が大きくなるためと考えられも 次に実施例１、実施例２および実施例１のＩｎｅＱｓと
５ｎ０２からなる膜状のガス感応体に代えてＩｎ２ｒｔ
のみからなる膜状のガス感応体を設けたオゾンセンサ（
比較例３）について感度の経時変化を測定しな 測定方法はオゾンセンサを４００℃の空気雰囲気中に放
置Ｌ ２００時間毎に取り出して１５０℃における電気
抵抗変化を前記と同様の方法で測定し センサ感度（Ｒ
Ｉｍ／Ｒ＊）の経時変化を求め九 この結果を第６図に
示した この結果 ■ｎｅ Ｑ ｓからなる膜状のガス
感応体を設けたオゾンセンサには特性変化が生じた力丈
本発明によるオゾンセンサは熱的にも非常に安定した
特性を有していることが明らかになり九 以上の実施例で明らかにしたよう艮 本発明によるオゾ
ンセンサはきわめて優れた特性を有していも な耘 実施例ではＩ ｎｔｏｓと５ｎＯｔの重量比率が
９５： ５の場合について示した力丈 他の割合になる
場合にもほぼ同様の結果を得た また実施例ではガス感応体作製法としてスクリーン印刷
法と塗布法を用いた場合について述べた力丈 オフセッ
ト印刷その他の印刷法やスピンコード法等の方法も用い
ることができ、いずれの場合にも高表面積で活性なガス
感応体を作製することが可能であム ガス感応体出発材
料も実施例に限らずアルコキシド、硝酸塩 その他ガス
感応体作製法に適したものを適宜選択して用いることが
可能であム さらに添加剤としてもＰｄ以外の貴金属あるいは金属酸
化物を用いることも可能であムセンサ各部の構造や構成
あるいは基板材料や電極材料も発明の主旨に反しない限
りにおいて自由に設計あるいは使用することができるも
のであ本発明の効果 本発明によるオゾンセンサ１よ ガス検知特性に優れる
とともに熱的な安定性にも優れ 小型軽量かつ安価であ
るた敢 オゾン発生機やオゾン利用機器におけるオゾン
濃度制御やオゾン検知等の用途に適するものであム
第１図は本発明によるオゾンセンサの一実施例の上面は
第２図は同断置皿 第３図はセンサ感度の温度特性を
示す阻 第４図はセンサの応答性を示す＠ 第５図はＰ
ｄ添加がセンサの応答性に及ぼす効果を示す阻 第６図
はセンサ感度の経時変化を示す図であも １・・基板 ２・・ガス感応体 ３・・電極代理人の氏
名 弁理士 小鍜治 明 はか２名・−白硝亀柚（電極
） 第 ！ 図 前 図 ？ 第 図 １エ 浬 （Ｄｃン 第 図 膜厚 （，４） 第 図 膜厚 （〆）
第２図は同断置皿 第３図はセンサ感度の温度特性を
示す阻 第４図はセンサの応答性を示す＠ 第５図はＰ
ｄ添加がセンサの応答性に及ぼす効果を示す阻 第６図
はセンサ感度の経時変化を示す図であも １・・基板 ２・・ガス感応体 ３・・電極代理人の氏
名 弁理士 小鍜治 明 はか２名・−白硝亀柚（電極
） 第 ！ 図 前 図 ？ 第 図 １エ 浬 （Ｄｃン 第 図 膜厚 （，４） 第 図 膜厚 （〆）
Claims (3)
- （１）基板上に１対の電極を設け、その１対の電極間に
酸化インジウム（Ｉｎ＿２Ｏ＿３）と酸化スズ（ＳｎＯ
＿２）を主体とする膜状のガス感応体を設けたことを特
徴とするオゾンセンサ。 - （２）膜状のガス感応体が湿式製膜法により形成された
ことを特徴とする請求項１記載のオゾンセンサ。 - （３）出発材料にインジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ
）の有機金属化合物または無機酸塩のいずれかを用いる
ことを特徴とする請求項２記載のオゾンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278331A JPH0827248B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278331A JPH0827248B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152258A true JPH04152258A (ja) | 1992-05-26 |
| JPH0827248B2 JPH0827248B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17595842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278331A Expired - Lifetime JPH0827248B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827248B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174115U1 (ru) * | 2017-02-21 | 2017-10-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Гибкий интегральный газовый сенсор озона |
| CN120195237A (zh) * | 2025-05-26 | 2025-06-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于刻蚀氧化铟锡膜的臭氧传感器及制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6170449A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
| JPH0196546A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | New Cosmos Electric Corp | 吸引式オゾンガス検知器 |
| JPH0283441A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Figaro Eng Inc | ガスセンサ |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP2278331A patent/JPH0827248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6170449A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
| JPH0196546A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | New Cosmos Electric Corp | 吸引式オゾンガス検知器 |
| JPH0283441A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Figaro Eng Inc | ガスセンサ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174115U1 (ru) * | 2017-02-21 | 2017-10-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Гибкий интегральный газовый сенсор озона |
| CN120195237A (zh) * | 2025-05-26 | 2025-06-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于刻蚀氧化铟锡膜的臭氧传感器及制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0827248B2 (ja) | 1996-03-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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