JPH04213049A - 炭酸ガス検知センサ - Google Patents
炭酸ガス検知センサInfo
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- JPH04213049A JPH04213049A JP3035083A JP3508391A JPH04213049A JP H04213049 A JPH04213049 A JP H04213049A JP 3035083 A JP3035083 A JP 3035083A JP 3508391 A JP3508391 A JP 3508391A JP H04213049 A JPH04213049 A JP H04213049A
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質型の炭酸ガ
スセンサに関するものである。
スセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在開発されている固体電解質型のセン
サは、普通イオン伝導体からなる固体電解質板体の両面
に電極を設けて構成されている。こうした固体電解質型
の炭酸ガスセンサとしては、例えば図３に示すような構
造の、炭酸カリウムをプレス成形したのち焼成したペレ
ット状のイオン伝導体の両側面に金電極を設けて検知電
極と基準電極とした素子を用いた炭酸ガスセンサＸがあ
る（第１回化学センサ国際会議講演予稿集３５３頁、１
９８３年９月）。
サは、普通イオン伝導体からなる固体電解質板体の両面
に電極を設けて構成されている。こうした固体電解質型
の炭酸ガスセンサとしては、例えば図３に示すような構
造の、炭酸カリウムをプレス成形したのち焼成したペレ
ット状のイオン伝導体の両側面に金電極を設けて検知電
極と基準電極とした素子を用いた炭酸ガスセンサＸがあ
る（第１回化学センサ国際会議講演予稿集３５３頁、１
９８３年９月）。
【０００３】このセンサにおいては、被測定ガスに接す
る検知電極と基準電極との間の電位差を測定することに
よりガス中の炭酸ガス濃度を検出できるようになってお
り、図４のような炭酸ガス濃度に対する起電力特性を示
す。しかし、被測定ガスに含まれる水分によって起電力
特性が変化し、湿度による誤差の補正が必要であるため
に実用的でないという欠点がある。
る検知電極と基準電極との間の電位差を測定することに
よりガス中の炭酸ガス濃度を検出できるようになってお
り、図４のような炭酸ガス濃度に対する起電力特性を示
す。しかし、被測定ガスに含まれる水分によって起電力
特性が変化し、湿度による誤差の補正が必要であるため
に実用的でないという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術における問題点を解消して、湿度特性が改良された
高信頼性の炭酸ガス検知センサを提供することを目的と
している。
技術における問題点を解消して、湿度特性が改良された
高信頼性の炭酸ガス検知センサを提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の炭酸ガス検知センサは、イオン伝導体を挟
んで２個の電極を対設しそれぞれの電極と接触するガス
の濃度の差に対応する電気信号を出力するガスセンサに
おいて、該イオン伝導体がアルカリ土類金属炭酸塩とア
ルカリ金属炭酸塩との固溶体であってアルカリ金属炭酸
塩の結晶を含まないものであることを特徴とするもので
ある。
めに本発明の炭酸ガス検知センサは、イオン伝導体を挟
んで２個の電極を対設しそれぞれの電極と接触するガス
の濃度の差に対応する電気信号を出力するガスセンサに
おいて、該イオン伝導体がアルカリ土類金属炭酸塩とア
ルカリ金属炭酸塩との固溶体であってアルカリ金属炭酸
塩の結晶を含まないものであることを特徴とするもので
ある。
【０００６】本発明の炭酸ガス検知センサのイオン伝導
体に用いられるアルカリ土類金属炭酸塩は、好ましくは
炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウムか
ら選ばれたものであり、またアルカリ金属炭酸塩は、炭
酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムから選ばれ
た一つ以上の炭酸塩であることが好ましい。
体に用いられるアルカリ土類金属炭酸塩は、好ましくは
炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウムか
ら選ばれたものであり、またアルカリ金属炭酸塩は、炭
酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムから選ばれ
た一つ以上の炭酸塩であることが好ましい。
【０００７】これらの中から選ばれたアルカリ土類金属
炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩とは、それぞれ粉末状で均
一に混合したのちプレスしてペレット状などに成形し、
更に熱処理するなどして固溶体とする。この際の配合割
合は材料の組合せによっても異なるが、一般には大量の
アルカリ土類金属炭酸塩と少量のアルカリ金属炭酸塩と
を使用するのがよい。こうして得られた固溶体は本質的
にアルカリ土類金属炭酸塩の結晶構造を保持しており、
アルカリ金属炭酸塩の単独結晶を含んでいない。このこ
とは、固溶体の結晶構造をＸ線回折法を用いて解析する
ことにより証明することができる。
炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩とは、それぞれ粉末状で均
一に混合したのちプレスしてペレット状などに成形し、
更に熱処理するなどして固溶体とする。この際の配合割
合は材料の組合せによっても異なるが、一般には大量の
アルカリ土類金属炭酸塩と少量のアルカリ金属炭酸塩と
を使用するのがよい。こうして得られた固溶体は本質的
にアルカリ土類金属炭酸塩の結晶構造を保持しており、
アルカリ金属炭酸塩の単独結晶を含んでいない。このこ
とは、固溶体の結晶構造をＸ線回折法を用いて解析する
ことにより証明することができる。
【０００８】このような固溶体からなるイオン伝導体を
用いて組み立てられた本発明の炭酸ガス検知センサの構
造を第１図に示す。図において、１は検知素子であり、
２は検知素子を構成するイオン伝導体ペレット、３は検
知電極、４は基準電極である。図の（ａ），（ｂ），（
ｃ） は、それぞれ形態は異なるが基本的には共通の構
造を有している。
用いて組み立てられた本発明の炭酸ガス検知センサの構
造を第１図に示す。図において、１は検知素子であり、
２は検知素子を構成するイオン伝導体ペレット、３は検
知電極、４は基準電極である。図の（ａ），（ｂ），（
ｃ） は、それぞれ形態は異なるが基本的には共通の構
造を有している。
【０００９】ここで検知電極および基準電極は、例えば
白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム
、金、銀等の貴金属などを真空蒸着やスパッタリング、
あるいは貴金属などを導電材とする導電ペーストなどを
印刷するなどの適宜の方法によってペレット２またはペ
レット２を載せる基板６の面などに対向するように設け
るのがよい。
白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム
、金、銀等の貴金属などを真空蒸着やスパッタリング、
あるいは貴金属などを導電材とする導電ペーストなどを
印刷するなどの適宜の方法によってペレット２またはペ
レット２を載せる基板６の面などに対向するように設け
るのがよい。
【００１０】このように構成された検知素子１は、一方
の面上にヒータ５を設けたセラミック基板６の他方の面
に融着したのち基準電極４の周りを無機シール材７で封
止して形成され、台座８に貫設したピン９のそれぞれに
ヒータ５の端子、検知電極３、基準電極４をそれぞれ引
出し線１０によって接続して組み立てられている。なお
、ヒータ５は例えば白金、パラジウム、ロジウム、ルテ
ニウム、イリジウム、金、銀等の貴金属などの電気抵抗
膜を真空蒸着やスパッタリング、あるいはメッキなどの
方法によってセラミック基板６の面上に形成するか、ま
たはこれら貴金属などを導電材とする導電塗料を印刷す
るなどの方法によってセラミック基板６の面に電気抵抗
膜を形成することによって設けることができる。
の面上にヒータ５を設けたセラミック基板６の他方の面
に融着したのち基準電極４の周りを無機シール材７で封
止して形成され、台座８に貫設したピン９のそれぞれに
ヒータ５の端子、検知電極３、基準電極４をそれぞれ引
出し線１０によって接続して組み立てられている。なお
、ヒータ５は例えば白金、パラジウム、ロジウム、ルテ
ニウム、イリジウム、金、銀等の貴金属などの電気抵抗
膜を真空蒸着やスパッタリング、あるいはメッキなどの
方法によってセラミック基板６の面上に形成するか、ま
たはこれら貴金属などを導電材とする導電塗料を印刷す
るなどの方法によってセラミック基板６の面に電気抵抗
膜を形成することによって設けることができる。
【００１１】
【作用】本発明の炭酸ガス検知センサは、ヒータに通電
して加熱した状態で被測定ガスを接触させると、ガス中
の炭酸ガスの濃度に対応した起電力が両電極間に出力さ
れる。本発明の炭酸ガス検知センサは、アルカリ土類金
属炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩との固溶体であってアル
カリ金属炭酸塩の結晶を含まないものから形成されたイ
オン伝導体を使用しているために、特別に高温度でなく
ても良好な検知出力特性を有しており、湿度による測定
誤差は殆ど生じない。
して加熱した状態で被測定ガスを接触させると、ガス中
の炭酸ガスの濃度に対応した起電力が両電極間に出力さ
れる。本発明の炭酸ガス検知センサは、アルカリ土類金
属炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩との固溶体であってアル
カリ金属炭酸塩の結晶を含まないものから形成されたイ
オン伝導体を使用しているために、特別に高温度でなく
ても良好な検知出力特性を有しており、湿度による測定
誤差は殆ど生じない。
【００１２】
（第１実施例）
炭酸バリウムと炭酸ナトリウムをモル比で１．７：１と
なるよう混合し、１０ｋｇ／ｃｍ２ の圧力でプレス成
形して３ｍｍ×３ｍｍ×０．５ｍｍのイオン伝導体ペレ
ットを作成した。このペレットについてＸ線回折による
結晶構造の分析を行なった結果を図１５に示すが、図２
５の炭酸バリウムのＸ線回折チャート及び図２８の炭酸
ナトリウムのＸ線回折チャートと較べてみると、炭酸ナ
トリウムの結晶に基づくピークがみられず、基本的に炭
酸バリウムの結晶構造に近い構造を有する固溶体である
ことがわかる。
なるよう混合し、１０ｋｇ／ｃｍ２ の圧力でプレス成
形して３ｍｍ×３ｍｍ×０．５ｍｍのイオン伝導体ペレ
ットを作成した。このペレットについてＸ線回折による
結晶構造の分析を行なった結果を図１５に示すが、図２
５の炭酸バリウムのＸ線回折チャート及び図２８の炭酸
ナトリウムのＸ線回折チャートと較べてみると、炭酸ナ
トリウムの結晶に基づくピークがみられず、基本的に炭
酸バリウムの結晶構造に近い構造を有する固溶体である
ことがわかる。
【００１３】一方、４ｍｍ×３ｍｍ×０．３ｍｍのアル
ミナ系セラミック基板の裏面に白金をスパッタすること
により発熱抵抗線を形成してヒータとし、また更にその
上面の長辺に沿って両側に幅０．５ｍｍの電極を白金を
スパッタすることにより設けたものを用意した。
ミナ系セラミック基板の裏面に白金をスパッタすること
により発熱抵抗線を形成してヒータとし、また更にその
上面の長辺に沿って両側に幅０．５ｍｍの電極を白金を
スパッタすることにより設けたものを用意した。
【００１４】次に４フッ化エチレン樹脂の台座に貫通し
て設けたヒータ用ピンと電極端子用ピンに対して、基板
のヒータ端末と電極とをそれぞれ引出し線で結合するこ
とにより、台座に基板を固定した。続いて、基板の上面
にイオン伝導体ペレットを載せたのちヒータに通電して
ペレットを融着固定し、更に白金電極の一方を設けたペ
レット部分の周りにアルミナ系無機耐熱塗料を塗布して
雰囲気ガスに対するシールを行い、これを基準電極とし
た。
て設けたヒータ用ピンと電極端子用ピンに対して、基板
のヒータ端末と電極とをそれぞれ引出し線で結合するこ
とにより、台座に基板を固定した。続いて、基板の上面
にイオン伝導体ペレットを載せたのちヒータに通電して
ペレットを融着固定し、更に白金電極の一方を設けたペ
レット部分の周りにアルミナ系無機耐熱塗料を塗布して
雰囲気ガスに対するシールを行い、これを基準電極とし
た。
【００１５】このようにして図１の（ａ） のように組
み立てた炭酸ガス検知センサＡを、第２図の測定装置の
チャンバ１５に組み込み、ヒータ５によって所定の温度
に加熱し、次に流量計１１、１２、１３を介して所定の
ガス濃度となるよう空気、酸素、炭酸ガスを混合し、ま
た水槽１４を通過させて所定の湿度に調整したうえ、チ
ャンバ１５に供給した。こうして検知電極３と基準電極
４との間の起電力を電圧計１６で測定した。なお、１７
は外気遮断用の水槽、１８は排気口である。
み立てた炭酸ガス検知センサＡを、第２図の測定装置の
チャンバ１５に組み込み、ヒータ５によって所定の温度
に加熱し、次に流量計１１、１２、１３を介して所定の
ガス濃度となるよう空気、酸素、炭酸ガスを混合し、ま
た水槽１４を通過させて所定の湿度に調整したうえ、チ
ャンバ１５に供給した。こうして検知電極３と基準電極
４との間の起電力を電圧計１６で測定した。なお、１７
は外気遮断用の水槽、１８は排気口である。
【００１６】こうして素子温度を５５０℃として、湿り
空気中及び乾燥空気中の炭酸ガスの濃度２００〜５００
０ＰＰＭ に対する検知出力特性を測定し、その結果を
図５に示した。この結果を見ると、本発明の炭酸ガス検
知センサＡは湿度５０％の空気中でも乾燥空気中と同一
の検知出力特性を有し、湿度の影響を殆ど受けないこと
がわかる。
空気中及び乾燥空気中の炭酸ガスの濃度２００〜５００
０ＰＰＭ に対する検知出力特性を測定し、その結果を
図５に示した。この結果を見ると、本発明の炭酸ガス検
知センサＡは湿度５０％の空気中でも乾燥空気中と同一
の検知出力特性を有し、湿度の影響を殆ど受けないこと
がわかる。
【００１７】
（第１比較例）
炭酸バリウムと炭酸ナトリウムをモル比で１．７：１と
する代わりに１：１とした他は第１実施例と全く同様に
して、イオン伝導体ペレットを作成した。このペレット
について第１実施例と同様にしてＸ線回折による結晶構
造の分析を行なった結果を図１６に示すが、このＸ線回
折チャートには炭酸ナトリウムの結晶に基づくピークが
みられる。
する代わりに１：１とした他は第１実施例と全く同様に
して、イオン伝導体ペレットを作成した。このペレット
について第１実施例と同様にしてＸ線回折による結晶構
造の分析を行なった結果を図１６に示すが、このＸ線回
折チャートには炭酸ナトリウムの結晶に基づくピークが
みられる。
【００１８】このイオン伝導体ペレットを用いて第１実
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサａ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図６に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が変
化していることがわかる。
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサａ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図６に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が変
化していることがわかる。
【００１９】
（第２実施例）
炭酸バリウムと炭酸リチウムをモル比で２．５：１とな
るよう混合して第１実施例と同様な形状のイオン伝導体
ペレットを作成した。このペレットについてＸ線回折に
よる結晶構造の分析を行なった結果を図１７に示すが、
図２５の炭酸バリウムのＸ線回折チャート及び図２９の
炭酸リチウムのＸ線回折チャートと較べてみると、炭酸
リチウムの結晶に基づくピークがみられず、基本的に炭
酸バリウムの結晶構造に近い構造を有する固溶体である
ことがわかる。
るよう混合して第１実施例と同様な形状のイオン伝導体
ペレットを作成した。このペレットについてＸ線回折に
よる結晶構造の分析を行なった結果を図１７に示すが、
図２５の炭酸バリウムのＸ線回折チャート及び図２９の
炭酸リチウムのＸ線回折チャートと較べてみると、炭酸
リチウムの結晶に基づくピークがみられず、基本的に炭
酸バリウムの結晶構造に近い構造を有する固溶体である
ことがわかる。
【００２０】このイオン伝導体ペレットを用い、また検
知電極部分の周囲に白金系導電耐熱塗料を塗布して図１
の（ｂ）のように構成した他は実施例１と同様にして、
炭酸ガス検知センサＢを組み立てた。
知電極部分の周囲に白金系導電耐熱塗料を塗布して図１
の（ｂ）のように構成した他は実施例１と同様にして、
炭酸ガス検知センサＢを組み立てた。
【００２１】この炭酸ガス検知センサＢの検知出力特性
を実施例１と同様にして測定し、その結果を図７に示し
た。この結果を見ると、本発明の炭酸ガス検知センサＢ
は湿度５０％の空気中でも乾燥空気中と同一の検知出力
特性を有し、湿度の影響を殆ど受けないことがわかる。
を実施例１と同様にして測定し、その結果を図７に示し
た。この結果を見ると、本発明の炭酸ガス検知センサＢ
は湿度５０％の空気中でも乾燥空気中と同一の検知出力
特性を有し、湿度の影響を殆ど受けないことがわかる。
【００２２】
（第２比較例）
炭酸バリウムと炭酸リチウムをモル比で２．５：１とす
る代わりに２：１とした他は第２実施例と全く同様にし
て、イオン伝導体ペレットを作成した。このペレットに
ついて第１実施例と同様にしてＸ線回折による結晶構造
の分析を行なった結果を図１８に示すが、このＸ線回折
チャートには炭酸リチウムの結晶に基づくピークがみら
れる。
る代わりに２：１とした他は第２実施例と全く同様にし
て、イオン伝導体ペレットを作成した。このペレットに
ついて第１実施例と同様にしてＸ線回折による結晶構造
の分析を行なった結果を図１８に示すが、このＸ線回折
チャートには炭酸リチウムの結晶に基づくピークがみら
れる。
【００２３】このイオン伝導体ペレットを用いて第２実
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサｂ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図８に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が変
化していることがわかる。
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサｂ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図８に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が変
化していることがわかる。
【００２４】
（第３実施例）
炭酸バリウムと炭酸カリウムをモル比で３：１となるよ
う混合して第１実施例と同様な形状のイオン伝導体ペレ
ットを作成した。このペレットについてＸ線回折による
結晶構造の分析を行なった結果を図１９に示すが、図２
５の炭酸バリウムのＸ線回折チャート及び図３０の炭酸
カリウムのＸ線回折チャートと較べてみると、炭酸カリ
ウムの結晶に基づくピークがみられず、基本的に炭酸バ
リウムの結晶構造に近い構造を有する固溶体であること
がわかる。
う混合して第１実施例と同様な形状のイオン伝導体ペレ
ットを作成した。このペレットについてＸ線回折による
結晶構造の分析を行なった結果を図１９に示すが、図２
５の炭酸バリウムのＸ線回折チャート及び図３０の炭酸
カリウムのＸ線回折チャートと較べてみると、炭酸カリ
ウムの結晶に基づくピークがみられず、基本的に炭酸バ
リウムの結晶構造に近い構造を有する固溶体であること
がわかる。
【００２５】このイオン伝導体ペレットを用い、また検
知電極部分の周囲に白金系導電耐熱塗料を塗布して図１
の（ｃ）のように構成した他は実施例１と同様にして、
炭酸ガス検知センサＣを組み立てた。
知電極部分の周囲に白金系導電耐熱塗料を塗布して図１
の（ｃ）のように構成した他は実施例１と同様にして、
炭酸ガス検知センサＣを組み立てた。
【００２６】この炭酸ガス検知センサＣの検知出力特性
を実施例１と同様にして測定し、その結果を図９に示し
た。この結果を見ると、本発明の炭酸ガス検知センサＣ
は湿度５０％の空気中でも乾燥空気中と同一の検知出力
特性を有し、湿度の影響を殆ど受けないことがわかる。
を実施例１と同様にして測定し、その結果を図９に示し
た。この結果を見ると、本発明の炭酸ガス検知センサＣ
は湿度５０％の空気中でも乾燥空気中と同一の検知出力
特性を有し、湿度の影響を殆ど受けないことがわかる。
【００２７】
（第３比較例）
炭酸バリウムと炭酸カリウムをモル比で３：１とする代
わりに１：１とした他は第３実施例と全く同様にして、
イオン伝導体ペレットを作成した。このペレットについ
て第１実施例と同様にしてＸ線回折による結晶構造の分
析を行なった結果を図２０に示すが、このＸ線回折チャ
ートには炭酸カリウムの結晶に基づくピークがみられる
。
わりに１：１とした他は第３実施例と全く同様にして、
イオン伝導体ペレットを作成した。このペレットについ
て第１実施例と同様にしてＸ線回折による結晶構造の分
析を行なった結果を図２０に示すが、このＸ線回折チャ
ートには炭酸カリウムの結晶に基づくピークがみられる
。
【００２８】このイオン伝導体ペレットを用いて第３実
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサｃ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図１０に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が
変化していることがわかる。
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサｃ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図１０に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が
変化していることがわかる。
【００２９】
（第４実施例）
炭酸ストロンチウムと炭酸ナトリウムをモル比で２：１
となるよう混合して第１実施例と同様な形状のイオン伝
導体ペレットを作成した。このペレットについてＸ線回
折による結晶構造の分析を行なった結果を図２１に示す
が、図２６の炭酸ストロンチウムのＸ線回折チャート及
び図２８の炭酸ナトリウムのＸ線回折チャートと較べて
みると、炭酸ナトリウムの結晶に基づくピークがみられ
ず、基本的に炭酸ストロンチウムの結晶構造に近い構造
を有する固溶体であることがわかる。
となるよう混合して第１実施例と同様な形状のイオン伝
導体ペレットを作成した。このペレットについてＸ線回
折による結晶構造の分析を行なった結果を図２１に示す
が、図２６の炭酸ストロンチウムのＸ線回折チャート及
び図２８の炭酸ナトリウムのＸ線回折チャートと較べて
みると、炭酸ナトリウムの結晶に基づくピークがみられ
ず、基本的に炭酸ストロンチウムの結晶構造に近い構造
を有する固溶体であることがわかる。
【００３０】このイオン伝導体ペレットを用いた他は実
施例１と同様の構造を有する炭酸ガス検知センサＤを組
み立て、その検知出力特性を実施例１と同様にして測定
し、その結果を図１１に示した。この結果を見ると、本
発明の炭酸ガス検知センサＤは湿度５０％の空気中でも
乾燥空気中と同一の検知出力特性を有し、湿度の影響を
殆ど受けないことがわかる。
施例１と同様の構造を有する炭酸ガス検知センサＤを組
み立て、その検知出力特性を実施例１と同様にして測定
し、その結果を図１１に示した。この結果を見ると、本
発明の炭酸ガス検知センサＤは湿度５０％の空気中でも
乾燥空気中と同一の検知出力特性を有し、湿度の影響を
殆ど受けないことがわかる。
【００３１】
（第４比較例）
炭酸ストロンチウムと炭酸ナトリウムをモル比で２：１
とする代わりに１．５：１とした他は第４実施例と全く
同様にして、イオン伝導体ペレットを作成した。このペ
レットについて第１実施例と同様にしてＸ線回折による
結晶構造の分析を行なった結果を図２２に示すが、この
Ｘ線回折チャートには炭酸ナトリウムの結晶に基づくピ
ークがみられる。
とする代わりに１．５：１とした他は第４実施例と全く
同様にして、イオン伝導体ペレットを作成した。このペ
レットについて第１実施例と同様にしてＸ線回折による
結晶構造の分析を行なった結果を図２２に示すが、この
Ｘ線回折チャートには炭酸ナトリウムの結晶に基づくピ
ークがみられる。
【００３１】このイオン伝導体ペレットを用いて第４実
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサｄ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図１２に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が
変化していることがわかる。
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサｄ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図１２に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が
変化していることがわかる。
【００３２】
（第５実施例）
炭酸カルシウムと炭酸リチウムをモル比で３：１となる
よう混合して第１実施例と同様な形状のイオン伝導体ペ
レットを作成した。このペレットについてＸ線回折によ
る結晶構造の分析を行なった結果を図２３に示すが、図
２７の炭酸カルシウムのＸ線回折チャート及び図２９の
炭酸リチウムのＸ線回折チャートと較べてみると、炭酸
リチウムの結晶に基づくピークがみられず、基本的に炭
酸カルシウムの結晶構造に近い構造を有する固溶体であ
ることがわかる。
よう混合して第１実施例と同様な形状のイオン伝導体ペ
レットを作成した。このペレットについてＸ線回折によ
る結晶構造の分析を行なった結果を図２３に示すが、図
２７の炭酸カルシウムのＸ線回折チャート及び図２９の
炭酸リチウムのＸ線回折チャートと較べてみると、炭酸
リチウムの結晶に基づくピークがみられず、基本的に炭
酸カルシウムの結晶構造に近い構造を有する固溶体であ
ることがわかる。
【００３３】このイオン伝導体ペレットを用いた他は実
施例１と同様の構造を有する炭酸ガス検知センサＥを組
み立て、その検知出力特性を実施例１と同様にして測定
し、その結果を図１３に示した。この結果を見ると、本
発明の炭酸ガス検知センサＥは湿度５０％の空気中でも
乾燥空気中と同一の検知出力特性を有し、湿度の影響を
殆ど受けないことがわかる。
施例１と同様の構造を有する炭酸ガス検知センサＥを組
み立て、その検知出力特性を実施例１と同様にして測定
し、その結果を図１３に示した。この結果を見ると、本
発明の炭酸ガス検知センサＥは湿度５０％の空気中でも
乾燥空気中と同一の検知出力特性を有し、湿度の影響を
殆ど受けないことがわかる。
【００３４】
（第５比較例）
炭酸カルシウムと炭酸リチウムをモル比で３：１とする
代わりに２：１とした他は第５実施例と全く同様にして
、イオン伝導体ペレットを作成した。このペレットにつ
いて第１実施例と同様にしてＸ線回折による結晶構造の
分析を行なった結果を図２４に示すが、このＸ線回折チ
ャートには炭酸リチウムの結晶に基づくピークがみられ
る。
代わりに２：１とした他は第５実施例と全く同様にして
、イオン伝導体ペレットを作成した。このペレットにつ
いて第１実施例と同様にしてＸ線回折による結晶構造の
分析を行なった結果を図２４に示すが、このＸ線回折チ
ャートには炭酸リチウムの結晶に基づくピークがみられ
る。
【００３５】このイオン伝導体ペレットを用いて第５実
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサｅ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図１４に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が
変化していることがわかる。
施例と全く同様にして組み立てた炭酸ガス検知センサｅ
について、第１実施例と同様にして湿り空気中及び乾燥
空気中で炭酸ガスの検知出力特性を測定した。その結果
を図１４に示すが、空気中の湿度により検知出力特性が
変化していることがわかる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明の炭酸ガス検知セ
ンサは、イオン伝導体としてアルカリ土類金属炭酸塩と
アルカリ金属炭酸塩との固溶体であってアルカリ金属炭
酸塩の結晶を含まないものを用いており、検知出力特性
が湿度の影響を受けないという特長があるほか、比較的
に低温度で精度の良い検知ができ、更には効率よく素子
を加熱することができるために消費電力が少なくて済み
、従って長寿命であり、また構造が簡単で製造が容易で
あるという利点もある。
ンサは、イオン伝導体としてアルカリ土類金属炭酸塩と
アルカリ金属炭酸塩との固溶体であってアルカリ金属炭
酸塩の結晶を含まないものを用いており、検知出力特性
が湿度の影響を受けないという特長があるほか、比較的
に低温度で精度の良い検知ができ、更には効率よく素子
を加熱することができるために消費電力が少なくて済み
、従って長寿命であり、また構造が簡単で製造が容易で
あるという利点もある。
【図１】本発明の炭酸ガス検知センサの構成図であって
、（ａ），（ｂ），（ｃ） はそれぞれ異なった形態の
ものを示す。
、（ａ），（ｂ），（ｃ） はそれぞれ異なった形態の
ものを示す。
【図２】炭酸ガス検知センサの検知出力特性測定装置の
構成図である。
構成図である。
【図３】従来の炭酸ガスセンサの例Ｘの構成図である。
【図４】従来の炭酸ガスセンサの例Ｘの起電力特性図で
ある。
ある。
【図５】本発明の炭酸ガス検知センサＡの検知出力特性
図である。
図である。
【図６】比較例の炭酸ガス検知センサａの検知出力特性
図である。
図である。
【図７】本発明の炭酸ガス検知センサＢの検知出力特性
図である。
図である。
【図８】比較例の炭酸ガス検知センサｂの検知出力特性
図である。
図である。
【図９】本発明の炭酸ガス検知センサＣの検知出力特性
図である。
図である。
【図１０】比較例の炭酸ガス検知センサｃの検知出力特
性図である。
性図である。
【図１１】本発明の炭酸ガス検知センサＤの検知出力特
性図である。
性図である。
【図１２】比較例の炭酸ガス検知センサｄの検知出力特
性図である。
性図である。
【図１３】本発明の炭酸ガス検知センサＥの検知出力特
性図である。
性図である。
【図１４】比較例の炭酸ガス検知センサｅの検知出力特
性図である。
性図である。
【図１５】本発明の炭酸ガス検知センサＡに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図１６】比較例の炭酸ガス検知センサａに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図１７】本発明の炭酸ガス検知センサＢに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図１８】比較例の炭酸ガス検知センサｂに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図１９】本発明の炭酸ガス検知センサＣに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図２０】比較例の炭酸ガス検知センサｃに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図２１】本発明の炭酸ガス検知センサＤに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図２２】比較例の炭酸ガス検知センサｄに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図２３】本発明の炭酸ガス検知センサＥに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図２４】比較例の炭酸ガス検知センサｅに用いたイオ
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
ン伝導体のＸ線回折チャートである。
【図２５】炭酸バリウムのＸ線回折チャートである。
【図２６】炭酸ストロンチウムのＸ線回折チャートであ
る。
る。
【図２７】炭酸カルシウムのＸ線回折チャートである。
【図２８】炭酸ナトリウムのＸ線回折チャートである。
【図２９】炭酸リチウムのＸ線回折チャートである。
【図３０】炭酸カリウムのＸ線回折チャートである。
１ 検知素子
２ イオン伝
導体ペレット３
検知電極４
基準電極５
ヒータ６
セラミック基板７
無機シール材８
台座９
ピン１０
引出し線１１，１２，１３ 流量計
２ イオン伝
導体ペレット３
検知電極４
基準電極５
ヒータ６
セラミック基板７
無機シール材８
台座９
ピン１０
引出し線１１，１２，１３ 流量計
Claims (3)
- 【請求項１】 イオン伝導体を挟んで２個の電極を対
設しそれぞれの電極と接触するガスの濃度の差に対応す
る電気信号を出力するガスセンサにおいて、該イオン伝
導体がアルカリ土類金属炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩と
の固溶体であってアルカリ金属炭酸塩の結晶を含まない
ものであることを特徴とする炭酸ガス検知センサ。 - 【請求項２】 アルカリ土類金属炭酸塩がカルシウム
、ストロンチウム又はバリウムの炭酸塩のいずれかであ
ることを特徴とする請求項１記載の炭酸ガス検知センサ
。 - 【請求項３】 アルカリ金属炭酸塩がリチウム、ナト
リウム又はカリウムのいずれか一つ以上の炭酸塩である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の炭酸ガス検知セ
ンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28533890 | 1990-10-23 | ||
| JP2-285338 | 1990-10-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04213049A true JPH04213049A (ja) | 1992-08-04 |
| JPH0827253B2 JPH0827253B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17690261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3035083A Expired - Lifetime JPH0827253B2 (ja) | 1990-10-23 | 1991-02-06 | 炭酸ガス検知センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827253B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04309858A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-11-02 | Yazaki Corp | 炭酸ガス検知センサ |
-
1991
- 1991-02-06 JP JP3035083A patent/JPH0827253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04309858A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-11-02 | Yazaki Corp | 炭酸ガス検知センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0827253B2 (ja) | 1996-03-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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