JPH04152259A - オゾンセンサ - Google Patents
オゾンセンサInfo
- Publication number
- JPH04152259A JPH04152259A JP2278332A JP27833290A JPH04152259A JP H04152259 A JPH04152259 A JP H04152259A JP 2278332 A JP2278332 A JP 2278332A JP 27833290 A JP27833290 A JP 27833290A JP H04152259 A JPH04152259 A JP H04152259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ozone
- ozone sensor
- sensor
- film
- gas sensitive
- 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)
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敢 脱臭 殺菌等の目
的で上下水道水処理 医療、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
た八 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、オゾン濃度の測定や検知には
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Ｉｎ２Ｏ５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工ｎ２０
１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
の提供を目的とすム 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は
基板上に１対の電極を設（け、その１対の電極間にＣ□
ｓ Ｑ ａ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Ｃｏ５０＝を主体とする材
料をガス感応体として用いるた数 低い温度域でオゾン
に対する惑嵐 応答性に優れるとともに熱に対する安定
性にも優れたものとなも また小型軽量のオゾンセンサ
が容易に製造できることになム 実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとすいて説明すも 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
であも 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、 １はアルミ
ナ基板（３ｘ８ｘＯ，５ｍｍ）２はＣｏ５０ａ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１上
に形成した１対の白金電極（幅１ｍｍ）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１上にＣＯ
のアルコキシド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膜Ｌ
５００℃で焼成してＣｏ３Ｏ４からなる膜状のガス感応
体２ （３×４ｍｍ 厚さ２０００人）を設けたオゾン
センサを作製した 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Ｃｏ
の硝酸塩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ＭＬ−５００℃で焼成してＣ
ｏ５Ｏ４からなる膜状のガス感応体２（３ｘ４ｍｍ、
厚さ２０００人）を設けたオゾンセンサを作製した 比較例１ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板】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
ンサを作製しな 比較例２ あらかじめ調製したＣｏ麿０４の粉末を成へ 焼結して
作製した２Ｘ４Ｘ１ｍｍの焼結型オゾンセンサを作製し
た 実施例および比較例１における基板、電極の形状 寸法
は全て同じとした 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
した 測定方法は 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Ｒｅｔａ、空気中におけるオゾンセンサの電
気抵抗をＲ，としてＲ、／ Ｒ＠ｔ−をセンサ感度とし
た 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十分な感度が得られな
いことがわかった スクリーン印刷法あるいは塗布法によって作製した膜状
のガス感応体は孔径が数１００〜数１０００人の孔が多
数存在する多孔質状態になっているた八 ガス感応体の
表面積が大きく、低温においてもガス拡散および反応が
速やかに行われる力（ＲＦｖグネトロンスバッタ法によ
る膜状のガス感応体は孔がほとんどないち密な膜である
たべ 応答特性が劣ると考えられも スクリーン印刷法
あるいは塗布法により作製したオゾンセンサがＲＦマグ
ネトロンスパッタ法により作製したオゾンセンサより低
温で高感度を示すことは実用上からも有利であムー人
焼結法によって作製したオゾンセンサはオゾンに対し
てほとんど応答しないことがわかった これは 反応性
に富むオゾンが焼結体表面で速やかに反応してしまｔ＼
焼結体内部まで変化がおよばないために感度が得られ
ないものと考えられも 次に 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、 ８０００
人の５種類とし 膜厚と応答時間の関係を求めμ応答時
間は３ｐｐｍのオゾンを含む空気を接触させたときの９
０％応答時間（ｔｏ・）を採った オゾンセンサの温度
は２５０℃とした その結果を第４図に示した 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Ｃｏｃｏ４からなる膜
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２５０℃において応答性を測定しへ
その結果を第５図に示す。
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敢 脱臭 殺菌等の目
的で上下水道水処理 医療、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
た八 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、オゾン濃度の測定や検知には
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Ｉｎ２Ｏ５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工ｎ２０
１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
の提供を目的とすム 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は
基板上に１対の電極を設（け、その１対の電極間にＣ□
ｓ Ｑ ａ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Ｃｏ５０＝を主体とする材
料をガス感応体として用いるた数 低い温度域でオゾン
に対する惑嵐 応答性に優れるとともに熱に対する安定
性にも優れたものとなも また小型軽量のオゾンセンサ
が容易に製造できることになム 実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとすいて説明すも 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
であも 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、 １はアルミ
ナ基板（３ｘ８ｘＯ，５ｍｍ）２はＣｏ５０ａ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１上
に形成した１対の白金電極（幅１ｍｍ）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１上にＣＯ
のアルコキシド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膜Ｌ
５００℃で焼成してＣｏ３Ｏ４からなる膜状のガス感応
体２ （３×４ｍｍ 厚さ２０００人）を設けたオゾン
センサを作製した 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Ｃｏ
の硝酸塩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ＭＬ−５００℃で焼成してＣ
ｏ５Ｏ４からなる膜状のガス感応体２（３ｘ４ｍｍ、
厚さ２０００人）を設けたオゾンセンサを作製した 比較例１ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板】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
ンサを作製しな 比較例２ あらかじめ調製したＣｏ麿０４の粉末を成へ 焼結して
作製した２Ｘ４Ｘ１ｍｍの焼結型オゾンセンサを作製し
た 実施例および比較例１における基板、電極の形状 寸法
は全て同じとした 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
した 測定方法は 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Ｒｅｔａ、空気中におけるオゾンセンサの電
気抵抗をＲ，としてＲ、／ Ｒ＠ｔ−をセンサ感度とし
た 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十分な感度が得られな
いことがわかった スクリーン印刷法あるいは塗布法によって作製した膜状
のガス感応体は孔径が数１００〜数１０００人の孔が多
数存在する多孔質状態になっているた八 ガス感応体の
表面積が大きく、低温においてもガス拡散および反応が
速やかに行われる力（ＲＦｖグネトロンスバッタ法によ
る膜状のガス感応体は孔がほとんどないち密な膜である
たべ 応答特性が劣ると考えられも スクリーン印刷法
あるいは塗布法により作製したオゾンセンサがＲＦマグ
ネトロンスパッタ法により作製したオゾンセンサより低
温で高感度を示すことは実用上からも有利であムー人
焼結法によって作製したオゾンセンサはオゾンに対し
てほとんど応答しないことがわかった これは 反応性
に富むオゾンが焼結体表面で速やかに反応してしまｔ＼
焼結体内部まで変化がおよばないために感度が得られ
ないものと考えられも 次に 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、 ８０００
人の５種類とし 膜厚と応答時間の関係を求めμ応答時
間は３ｐｐｍのオゾンを含む空気を接触させたときの９
０％応答時間（ｔｏ・）を採った オゾンセンサの温度
は２５０℃とした その結果を第４図に示した 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Ｃｏｃｏ４からなる膜
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２５０℃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が触媒的に作用し 表
面反応を促進するためと考えられん次に実施例１、実施
例２および実施例１のＣ。
とが明らかになった これはＰｄが触媒的に作用し 表
面反応を促進するためと考えられん次に実施例１、実施
例２および実施例１のＣ。
３０４に代えてＩｎｅ○３からなる膜状のガス感応体（
膜厚２０００人）を設けたオゾンセン（比較例３）につ
いて感度の経時変化を測定し九 測定方法はオゾンセン
サを４００℃に設定した電気炉（空気雰囲気）中に放置
Ｌ ２００時間毎に取り出して２５０℃における電気抵
抗変化を前記と同様の方法で測定ａ センサ感度（ＲＩ
Ｉ／Ｒａｔｅ）の経時変化を求め九 但Ｌ ＩｎｔＱ
ｓはｎ型半導体であり、オゾンにより電気抵抗が増大す
るた２６．感度はＲ口／Ｒａｐ＠に代えてＲａｔ・／Ｒ
，で求めたこの結果を第６図に示しな この結果 Ｉ
ｎｔｏｓからなる膜状のガス感応体を設けたオゾンセン
サは感度が次第に低下する傾向が認められた力丈 本発
明によるオゾンセンサは感度低下がなく熱的にも非常に
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 実施例ではガス感応体の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（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
いることがで叡 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ａ ガス感応体の出
発材料も実施例に限らずアセチルアセネート、酢酸塩
塩化法その他製膜法に適したものを 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以外の資金風 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
きるものであも発明の効果 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
るた八 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
膜厚２０００人）を設けたオゾンセン（比較例３）につ
いて感度の経時変化を測定し九 測定方法はオゾンセン
サを４００℃に設定した電気炉（空気雰囲気）中に放置
Ｌ ２００時間毎に取り出して２５０℃における電気抵
抗変化を前記と同様の方法で測定ａ センサ感度（ＲＩ
Ｉ／Ｒａｔｅ）の経時変化を求め九 但Ｌ ＩｎｔＱ
ｓはｎ型半導体であり、オゾンにより電気抵抗が増大す
るた２６．感度はＲ口／Ｒａｐ＠に代えてＲａｔ・／Ｒ
，で求めたこの結果を第６図に示しな この結果 Ｉ
ｎｔｏｓからなる膜状のガス感応体を設けたオゾンセン
サは感度が次第に低下する傾向が認められた力丈 本発
明によるオゾンセンサは感度低下がなく熱的にも非常に
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 実施例ではガス感応体の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（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
いることがで叡 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ａ ガス感応体の出
発材料も実施例に限らずアセチルアセネート、酢酸塩
塩化法その他製膜法に適したものを 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以外の資金風 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
きるものであも発明の効果 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
るた八 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置皿
第２図は同断面図 第３図はセンサ感度の温度特性を
示す医 第４図はセンサの応答性を示す父 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医 第６図
はセンサ感度の経時変化を示す図であム ト・・基板 ２・・ガス感応体 ３・・電楓代理人の氏
名弁理士小鍜治 明はか２名第 図 痢 図 ！− アルミナ差板１板） ２−−−ガス式済体 ３−一一白４電極 （電極） 第 図 ｓｔ ／ｊｊ 第 図 裏Ｘ（入） 第 図 Ｒ２奪（Ａ）
第２図は同断面図 第３図はセンサ感度の温度特性を
示す医 第４図はセンサの応答性を示す父 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医 第６図
はセンサ感度の経時変化を示す図であム ト・・基板 ２・・ガス感応体 ３・・電楓代理人の氏
名弁理士小鍜治 明はか２名第 図 痢 図 ！− アルミナ差板１板） ２−−−ガス式済体 ３−一一白４電極 （電極） 第 図 ｓｔ ／ｊｊ 第 図 裏Ｘ（入） 第 図 Ｒ２奪（Ａ）
Claims (3)
- （１）基板上に１対の電極を設置け、その１対の電極間
に酸化コバルト（Ｃｏ＿３Ｏ＿４）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）出発材料にコバルト（Ｃｏ）の有機金属化合物ま
たは無機金属酸塩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 |
|---|---|---|---|
| JP2278332A JPH04152259A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278332A JPH04152259A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152259A true JPH04152259A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17595855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278332A Pending JPH04152259A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04152259A (ja) |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP2278332A patent/JPH04152259A/ja active Pending
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