JPH04248453A - 半導体型炭化水素センサ - Google Patents
半導体型炭化水素センサInfo
- Publication number
- JPH04248453A JPH04248453A JP3033365A JP3336591A JPH04248453A JP H04248453 A JPH04248453 A JP H04248453A JP 3033365 A JP3033365 A JP 3033365A JP 3336591 A JP3336591 A JP 3336591A JP H04248453 A JPH04248453 A JP H04248453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide semiconductor
- semiconductor
- zeolite
- hydrocarbon sensor
- layer
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/0047—Organic compounds
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0011—Sample conditioning
- G01N33/0014—Sample conditioning by eliminating a gas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/21—Hydrocarbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (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、大きい炭化水素を選択
的に検出できる半導体型炭化水素センサに関する。
的に検出できる半導体型炭化水素センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃費を向上させるとともに二酸化炭素の
排出が少ないエンジンとしてリーンバーンエンジンが注
目されている。リーンバーンエンジンにおいては三元触
媒でＮＯｘを還元することができないので、酸化雰囲気
中でもＮＯｘを還元できるゼオライト触媒の研究が進め
られている（特開昭６３−２８３７２７号公報参照）。 ゼオライト触媒がＮＯｘを還元、浄化するには炭化水素
（以下、ＨＣという）の存在が必要である。また、ゼオ
ライト触媒は、供給されたＨＣの量だけでなくその成分
、たとえば大きいＨＣ（１分子あたりの炭素原子が多い
、たとえばＣが６以上のＨＣ分子）か小さいＨＣ（たと
えばＣが５以下のＨＣ分子）か、によってもＮＯｘ浄化
率が変化する。たとえば、１分子中のＣ原子の数が１の
メタンはＮＯｘ浄化用ＨＣとしてはほとんど有効ではな
い。また、比較的低温域では比較的小さいＨＣ（１分子
中のＣ原子の数が３〜５）が有効であり、比較的高温域
では比較的大きいＨＣが有効である。リーンバーンエン
ジンにおいて排気系にゼオライト触媒を設けて排気浄化
をはかる場合、排気系にＨＣセンサを設け、それをフィ
ードバック制御して排気浄化制御をすることが有効であ
る。従来知られているＨＣセンサとして半導体型センサ
がある（「化学センサ」溝山哲郎他編、講談社サイエン
ティフィック、１９８２年３月１日発行）。従来の半導
体型センサは、絶縁体基盤と、対をなす電極と、対をな
す電極の間にまたがって設けられた金属酸化物とから成
り、この酸化物半導体の電気抵抗値の変化を検出して炭
化水素濃度を検出するものである。
排出が少ないエンジンとしてリーンバーンエンジンが注
目されている。リーンバーンエンジンにおいては三元触
媒でＮＯｘを還元することができないので、酸化雰囲気
中でもＮＯｘを還元できるゼオライト触媒の研究が進め
られている（特開昭６３−２８３７２７号公報参照）。 ゼオライト触媒がＮＯｘを還元、浄化するには炭化水素
（以下、ＨＣという）の存在が必要である。また、ゼオ
ライト触媒は、供給されたＨＣの量だけでなくその成分
、たとえば大きいＨＣ（１分子あたりの炭素原子が多い
、たとえばＣが６以上のＨＣ分子）か小さいＨＣ（たと
えばＣが５以下のＨＣ分子）か、によってもＮＯｘ浄化
率が変化する。たとえば、１分子中のＣ原子の数が１の
メタンはＮＯｘ浄化用ＨＣとしてはほとんど有効ではな
い。また、比較的低温域では比較的小さいＨＣ（１分子
中のＣ原子の数が３〜５）が有効であり、比較的高温域
では比較的大きいＨＣが有効である。リーンバーンエン
ジンにおいて排気系にゼオライト触媒を設けて排気浄化
をはかる場合、排気系にＨＣセンサを設け、それをフィ
ードバック制御して排気浄化制御をすることが有効であ
る。従来知られているＨＣセンサとして半導体型センサ
がある（「化学センサ」溝山哲郎他編、講談社サイエン
ティフィック、１９８２年３月１日発行）。従来の半導
体型センサは、絶縁体基盤と、対をなす電極と、対をな
す電極の間にまたがって設けられた金属酸化物とから成
り、この酸化物半導体の電気抵抗値の変化を検出して炭
化水素濃度を検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
型センサは、すべての成分のＨＣを検出するので、ＨＣ
の量は検出できても、ＨＣの組成まで検出することはで
きない。前記の如く、ゼオライト触媒のＮＯｘ浄化率は
ＨＣ量のみでなくＨＣ成分によっても左右されるので、
効果的なＮＯｘ浄化制御を行うには、ＨＣの組成まで検
出できる半導体型炭化水素の開発が望まれる。また、エ
ンジンの燃焼と排気中炭化水素の組成とは密接な関係が
ある。たとえば、燃焼が緩慢になると大きな分子量のＨ
Ｃ成分（トルエン、イソオクタン等Ｃ６ 以上のＨＣ）
が増え、この現象は低速回転側程強くあらわれ、またＥ
ＧＲを入れる程強くあらわれる。したがって、ＨＣ成分
まで検出できる半導体型炭化水素センサが開発できれば
、そのようなセンサはエンジン制御にも利用できる。
型センサは、すべての成分のＨＣを検出するので、ＨＣ
の量は検出できても、ＨＣの組成まで検出することはで
きない。前記の如く、ゼオライト触媒のＮＯｘ浄化率は
ＨＣ量のみでなくＨＣ成分によっても左右されるので、
効果的なＮＯｘ浄化制御を行うには、ＨＣの組成まで検
出できる半導体型炭化水素の開発が望まれる。また、エ
ンジンの燃焼と排気中炭化水素の組成とは密接な関係が
ある。たとえば、燃焼が緩慢になると大きな分子量のＨ
Ｃ成分（トルエン、イソオクタン等Ｃ６ 以上のＨＣ）
が増え、この現象は低速回転側程強くあらわれ、またＥ
ＧＲを入れる程強くあらわれる。したがって、ＨＣ成分
まで検出できる半導体型炭化水素センサが開発できれば
、そのようなセンサはエンジン制御にも利用できる。
【０００４】本発明は、分子量の比較的大きいＨＣを選
択的に検出することができる半導体型炭化水素センサを
提供することを目的とする。このセンサは、リーンバー
ンエンジンのＮＯｘ浄化制御やエンジン燃焼制御に利用
できる。
択的に検出することができる半導体型炭化水素センサを
提供することを目的とする。このセンサは、リーンバー
ンエンジンのＮＯｘ浄化制御やエンジン燃焼制御に利用
できる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る半導体型炭化水素センサは、次の手段か
ら成る。すなわち、 酸化物半導体、 該酸化物半導体の少なくとも一部の外側表面に設けられ
た外側電極および内側表面に設けられた内側電極、およ
び前記酸化物半導体の外側表面に、前記外側電極が設け
られている部分を覆うように設けられた、ゼオライトに
、貴金属、遷移金属、アルカリ土類金属から１成分以上
をイオン交換して担持せしめた層。
の本発明に係る半導体型炭化水素センサは、次の手段か
ら成る。すなわち、 酸化物半導体、 該酸化物半導体の少なくとも一部の外側表面に設けられ
た外側電極および内側表面に設けられた内側電極、およ
び前記酸化物半導体の外側表面に、前記外側電極が設け
られている部分を覆うように設けられた、ゼオライトに
、貴金属、遷移金属、アルカリ土類金属から１成分以上
をイオン交換して担持せしめた層。
【０００６】
【作用】本発明の半導体型炭化水素センサでは、ゼオラ
イトに貴金属あるいは遷移金属あるいはアルカリ土類金
属をイオン交換して担持せしめた層を設けて、小さなＨ
Ｃ成分が酸化物半導体から成る検知部に到達しないよう
にされており、これによって、大きなＨＣ成分と小さな
ＨＣ成分とが選別される。より詳しくは、小さなＨＣ成
分はゼオライト層の小細孔内に入ってそこで酸化され検
知部に到達せず、大きなＨＣ成分は小細孔内に入ること
ができずゼオライト粒子の粒界を通過して検知部に到達
する。この到達したＨＣは酸化物半導体の酸素と反応し
て酸素の電子が残り、ｎ型半導体の導電率が上り、抵抗
が小となるのを対をなす電極で測り、これによって大き
なＨＣの量を測定する。
イトに貴金属あるいは遷移金属あるいはアルカリ土類金
属をイオン交換して担持せしめた層を設けて、小さなＨ
Ｃ成分が酸化物半導体から成る検知部に到達しないよう
にされており、これによって、大きなＨＣ成分と小さな
ＨＣ成分とが選別される。より詳しくは、小さなＨＣ成
分はゼオライト層の小細孔内に入ってそこで酸化され検
知部に到達せず、大きなＨＣ成分は小細孔内に入ること
ができずゼオライト粒子の粒界を通過して検知部に到達
する。この到達したＨＣは酸化物半導体の酸素と反応し
て酸素の電子が残り、ｎ型半導体の導電率が上り、抵抗
が小となるのを対をなす電極で測り、これによって大き
なＨＣの量を測定する。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例に係る半導体型
炭化水素センサを示す。この半導体型炭化水素センサは
、絶縁基板４、絶縁基板４に支持された酸化物半導体１
０と、酸化物半導体１０の外側表面に設けられた外側電
極６と、酸化物半導体１０の内側表面に設けられた内側
電極８と、酸化物半導体１０の外側表面に、すなわち外
側電極６が設けられている側の表面を覆うように設けら
れた、ゼオライトに、貴金属、遷移金属、アルカリ土類
金属から１成分以上をイオン交換して担持せしめた層１
２と、酸化物半導体１０の内側に設けられたヒータ１８
と、から成る。絶縁基板４は、高温に耐える電気絶縁材
、たとえばアルミナから成る。電極６、８は対をなし、
たとえば白金線から成る。電極６、８はそれぞれ抵抗測
定用信号線１４、１６に接続されている。酸化物半導体
１０は、たとえば酸化錫（ＳｎＯ２ ）から成るｎ型半
導体から構成されている。ゼオライト層１２は、オフレ
タイト、エリオナイト、ＺＳＭ−５、フェリエライト（
耐熱性が高く細孔が４から６オングストロームのもの）
等の小細孔のゼオライトに、貴金属（たとえば白金Ｐｔ
）、遷移金属（たとえば銅Ｃｕ）、アルカリ土類金属か
ら１成分以上をイオン交換して担持せしめたものから成
る。ただし、コーティングの厚みは５０ミクロンから１
００ミクロンとし、コート方法はシリカゾルをバインダ
ーにしてスラリーを作り圧膜塗布した。
炭化水素センサを示す。この半導体型炭化水素センサは
、絶縁基板４、絶縁基板４に支持された酸化物半導体１
０と、酸化物半導体１０の外側表面に設けられた外側電
極６と、酸化物半導体１０の内側表面に設けられた内側
電極８と、酸化物半導体１０の外側表面に、すなわち外
側電極６が設けられている側の表面を覆うように設けら
れた、ゼオライトに、貴金属、遷移金属、アルカリ土類
金属から１成分以上をイオン交換して担持せしめた層１
２と、酸化物半導体１０の内側に設けられたヒータ１８
と、から成る。絶縁基板４は、高温に耐える電気絶縁材
、たとえばアルミナから成る。電極６、８は対をなし、
たとえば白金線から成る。電極６、８はそれぞれ抵抗測
定用信号線１４、１６に接続されている。酸化物半導体
１０は、たとえば酸化錫（ＳｎＯ２ ）から成るｎ型半
導体から構成されている。ゼオライト層１２は、オフレ
タイト、エリオナイト、ＺＳＭ−５、フェリエライト（
耐熱性が高く細孔が４から６オングストロームのもの）
等の小細孔のゼオライトに、貴金属（たとえば白金Ｐｔ
）、遷移金属（たとえば銅Ｃｕ）、アルカリ土類金属か
ら１成分以上をイオン交換して担持せしめたものから成
る。ただし、コーティングの厚みは５０ミクロンから１
００ミクロンとし、コート方法はシリカゾルをバインダ
ーにしてスラリーを作り圧膜塗布した。
【０００８】第１実施例の半導体型炭化水素センサ２を
用いて、リーンバーンエンジンの排気中のＨＣを測定す
るには、排気に接触可能な部位にかつセンサ素子温度が
３５０℃から４００℃となる部位にゼオライト層１２側
が排気にさられるように設置する。排気中に含まれてい
るＨＣ（未燃炭化水素、あるいはＨＣ供給装置等から排
気中に導入された炭化水素）のうち小さいＨＣ（１分子
中に含まれているＣ原子の数が５以下であるような炭化
水素、たとえばエチレン、プロピレン、イソペンタン等
）は、ゼオライトの小細孔（径が約５オングストローム
）中に入って、イオン交換Ｐｔ等の触媒作用により酸化
されて水と二酸化炭素になり、酸化物半導体１０に到達
しない。排気中ＨＣのうち大きいＨＣ（１分子中に含ま
れているＣ原子の数が６以上であるような炭化水素、た
とえばイソオクタン、トルエン、キシレン等）は、小細
孔より大きいので小細孔に入ることができず、ゼオライ
ト粒子の粒界の隙間を通って酸化物半導体１０に到達す
る。ＨＣは酸化物半導体１０の酸素原子と反応して酸素
原子の電子が残り、この電子によってｎ型半導体の導電
率が向上し、抵抗が小となるのを、電極６、８間に流れ
る電流の変化を測定し、ＨＣ量を測定する。このように
して測定されたＨＣ量は、大きいＨＣ成分のみのＨＣ量
であり、本実施例の半導体型炭化水素センサ２は、大き
い成分のＨＣを選択的に検出する。
用いて、リーンバーンエンジンの排気中のＨＣを測定す
るには、排気に接触可能な部位にかつセンサ素子温度が
３５０℃から４００℃となる部位にゼオライト層１２側
が排気にさられるように設置する。排気中に含まれてい
るＨＣ（未燃炭化水素、あるいはＨＣ供給装置等から排
気中に導入された炭化水素）のうち小さいＨＣ（１分子
中に含まれているＣ原子の数が５以下であるような炭化
水素、たとえばエチレン、プロピレン、イソペンタン等
）は、ゼオライトの小細孔（径が約５オングストローム
）中に入って、イオン交換Ｐｔ等の触媒作用により酸化
されて水と二酸化炭素になり、酸化物半導体１０に到達
しない。排気中ＨＣのうち大きいＨＣ（１分子中に含ま
れているＣ原子の数が６以上であるような炭化水素、た
とえばイソオクタン、トルエン、キシレン等）は、小細
孔より大きいので小細孔に入ることができず、ゼオライ
ト粒子の粒界の隙間を通って酸化物半導体１０に到達す
る。ＨＣは酸化物半導体１０の酸素原子と反応して酸素
原子の電子が残り、この電子によってｎ型半導体の導電
率が向上し、抵抗が小となるのを、電極６、８間に流れ
る電流の変化を測定し、ＨＣ量を測定する。このように
して測定されたＨＣ量は、大きいＨＣ成分のみのＨＣ量
であり、本実施例の半導体型炭化水素センサ２は、大き
い成分のＨＣを選択的に検出する。
【０００９】図２は、本発明の半導体型炭化水素センサ
２の試験結果を示している。すなわち、ＨＣとして、大
きいＨＣにトルエンを、小さいＨＣにエチレンを用い、
ＨＣ濃度を変えて等炭素相対感度を測定した。図２に示
すように、エチレンの場合はＨＣ濃度を増やしてもほと
んど感度がなく検出されないのに対し、トルエンの場合
は感度があり検出され、ＨＣ濃度に比例して感度も大に
なる、すなわち感度係数（傾き）がほぼ一定となること
がわかった。したがって、第１実施例の半導体型炭化水
素センサ２は、大きいＨＣ成分のみを選択的に検出し、
しかも大きいＨＣ成分の量にほぼ比例する電気出力を発
することが判明した。大きいＨＣ成分は、エンジンの燃
焼状態に密接な関係があるので、それをフィートバック
してエンジン制御することにより、ＮＯｘを低減させた
り、燃費を向上させたりすることができる。
２の試験結果を示している。すなわち、ＨＣとして、大
きいＨＣにトルエンを、小さいＨＣにエチレンを用い、
ＨＣ濃度を変えて等炭素相対感度を測定した。図２に示
すように、エチレンの場合はＨＣ濃度を増やしてもほと
んど感度がなく検出されないのに対し、トルエンの場合
は感度があり検出され、ＨＣ濃度に比例して感度も大に
なる、すなわち感度係数（傾き）がほぼ一定となること
がわかった。したがって、第１実施例の半導体型炭化水
素センサ２は、大きいＨＣ成分のみを選択的に検出し、
しかも大きいＨＣ成分の量にほぼ比例する電気出力を発
することが判明した。大きいＨＣ成分は、エンジンの燃
焼状態に密接な関係があるので、それをフィートバック
してエンジン制御することにより、ＮＯｘを低減させた
り、燃費を向上させたりすることができる。
【００１０】図３は本発明の第２実施例に係る半導体型
炭化水素センサ２０を示している。第２実施例は、第１
実施例のような大きいＨＣを選択的に検出する半導体型
炭化水素センサ２と、すべての成分のＨＣを検出する従
来型の半導体型炭化水素センサ２２とを、ガス遮断層２
４を介して、接合したものから成る。第２実施例中第１
実施例に準じる部分には、第１実施例と同じ符号を付し
てある。図３において、第１実施例と同様な構成の部分
２は、絶縁基板２と、酸化物半導体１０と、外側電極６
および内側電極８と、外側電極６が設けられている部分
の酸化物半導体１０の外側表面を覆うゼオライト層１２
（小細孔のゼオライトに、貴金属、遷移金属、アルカリ
土類金属から１成分以上をイオン交換して担持せしめた
層）と、ヒータ１８とから成る。従来の半導体型センサ
と同じ構成を有する部分２２は、絶縁基板４（部分２を
構成する絶縁基板４と一体）と、酸化物半導体２６（部
分２を構成する酸化物半導体１０と一体成形、ただし、
ガス遮断層２４を介して接合してあるため両半導体２６
、１０間のガスの流通はない）と、酸化物半導体２６の
外側表面に設けられた外側電極２８と、酸化物半導体２
６の内側表面に設けられた内側電極３０と、酸化物半導
体２６の内側に配されたヒータ１８（部分２を構成する
ヒータ１８を共用）とから成る。電極２８、３０は、そ
れぞれ抵抗測定用信号線３２、３４に接続されている。 電極２８と電極６は非導通であり、電極３０と電極８は
非導通である。
炭化水素センサ２０を示している。第２実施例は、第１
実施例のような大きいＨＣを選択的に検出する半導体型
炭化水素センサ２と、すべての成分のＨＣを検出する従
来型の半導体型炭化水素センサ２２とを、ガス遮断層２
４を介して、接合したものから成る。第２実施例中第１
実施例に準じる部分には、第１実施例と同じ符号を付し
てある。図３において、第１実施例と同様な構成の部分
２は、絶縁基板２と、酸化物半導体１０と、外側電極６
および内側電極８と、外側電極６が設けられている部分
の酸化物半導体１０の外側表面を覆うゼオライト層１２
（小細孔のゼオライトに、貴金属、遷移金属、アルカリ
土類金属から１成分以上をイオン交換して担持せしめた
層）と、ヒータ１８とから成る。従来の半導体型センサ
と同じ構成を有する部分２２は、絶縁基板４（部分２を
構成する絶縁基板４と一体）と、酸化物半導体２６（部
分２を構成する酸化物半導体１０と一体成形、ただし、
ガス遮断層２４を介して接合してあるため両半導体２６
、１０間のガスの流通はない）と、酸化物半導体２６の
外側表面に設けられた外側電極２８と、酸化物半導体２
６の内側表面に設けられた内側電極３０と、酸化物半導
体２６の内側に配されたヒータ１８（部分２を構成する
ヒータ１８を共用）とから成る。電極２８、３０は、そ
れぞれ抵抗測定用信号線３２、３４に接続されている。 電極２８と電極６は非導通であり、電極３０と電極８は
非導通である。
【００１１】第２実施例の半導体型炭化水素センサ２０
を用いて、リーンバーンエンジンの排気中に含まれるＨ
Ｃを測定すると、電極６、８側からは大きなＨＣ成分の
みの量が選択的に検出され、電極２８、３０側からは全
成分のＨＣ量が検出される。すなわち、電極６、８側に
はその外側にＰｔ等イオン交換して担持した小細孔ゼオ
ライト層１２が設けられているので、小さいＨＣは酸化
されて酸化物半導体１０に到達できず、大きいＨＣのみ
が酸化物半導体１０に到達するのに対し、電極２８、３
０側はゼオライト層１２が設けられていないので、全成
分のＨＣが酸化物半導体１０に接触する。図２の特性は
、電極６、８側のＨＣ検出特性に、そのまま用いること
ができる。電極２８、３０側から検出された全成分のＨ
Ｃから、電極６、８側で検出された大きい成分のＨＣを
減算すると、ＨＣのうち小さい成分のＨＣの量が求めら
れる。なお、上記第１、第２実施例では、リーンバーン
エンジンの排気中ＨＣの測定に本発明センサを用いた場
合を述べたが、リーンバーンエンジンだけでなく、通常
のエンジンの排気系に本発明センサを設け、ＨＣエミッ
ションの低減制御に利用してもよいことはいう迄もない
。
を用いて、リーンバーンエンジンの排気中に含まれるＨ
Ｃを測定すると、電極６、８側からは大きなＨＣ成分の
みの量が選択的に検出され、電極２８、３０側からは全
成分のＨＣ量が検出される。すなわち、電極６、８側に
はその外側にＰｔ等イオン交換して担持した小細孔ゼオ
ライト層１２が設けられているので、小さいＨＣは酸化
されて酸化物半導体１０に到達できず、大きいＨＣのみ
が酸化物半導体１０に到達するのに対し、電極２８、３
０側はゼオライト層１２が設けられていないので、全成
分のＨＣが酸化物半導体１０に接触する。図２の特性は
、電極６、８側のＨＣ検出特性に、そのまま用いること
ができる。電極２８、３０側から検出された全成分のＨ
Ｃから、電極６、８側で検出された大きい成分のＨＣを
減算すると、ＨＣのうち小さい成分のＨＣの量が求めら
れる。なお、上記第１、第２実施例では、リーンバーン
エンジンの排気中ＨＣの測定に本発明センサを用いた場
合を述べたが、リーンバーンエンジンだけでなく、通常
のエンジンの排気系に本発明センサを設け、ＨＣエミッ
ションの低減制御に利用してもよいことはいう迄もない
。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、従来のタイプの半導体
型センサの外側表面に、ゼオライトに、貴金属、遷移金
属、アルカリ土類金属の１成分以上を、イオン交換して
担持せしめた層を設けたので、小さい成分のＨＣが該層
で酸化されて検知部に到達できなくなり、大きい成分の
ＨＣのみを選択的に測定することができる。
型センサの外側表面に、ゼオライトに、貴金属、遷移金
属、アルカリ土類金属の１成分以上を、イオン交換して
担持せしめた層を設けたので、小さい成分のＨＣが該層
で酸化されて検知部に到達できなくなり、大きい成分の
ＨＣのみを選択的に測定することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る半導体型炭化水素セ
ンサの断面図でる。
ンサの断面図でる。
【図２】本発明の半導体型炭化水素センサを用いて測定
したＨＣ濃度−等炭素相対感度特性図である。
したＨＣ濃度−等炭素相対感度特性図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る半導体型炭化水素セ
ンサの断面図である。
ンサの断面図である。
２ 半導体型炭化水素センサ（第１実施例）４ 絶
縁基板 ６ 外側電極 ８ 内側電極 １０ 酸化物半導体 １２ ゼオライトに貴金属、遷移金属、アルカリ土類
金属の１成分以上をイオン交換して担持せしめた層１８
ヒータ ２０ 半導体型炭化水素センサ（第２実施例）２６
酸化物半導体 ２８ 外側電極 ３０ 内側電極
縁基板 ６ 外側電極 ８ 内側電極 １０ 酸化物半導体 １２ ゼオライトに貴金属、遷移金属、アルカリ土類
金属の１成分以上をイオン交換して担持せしめた層１８
ヒータ ２０ 半導体型炭化水素センサ（第２実施例）２６
酸化物半導体 ２８ 外側電極 ３０ 内側電極
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化物半導体と、前記酸化物半導体の
少なくとも一部の外側表面に設けられた外側電極および
内側表面に設けられた内側電極と、前記酸化物半導体の
外側表面に、前記外側電極が設けられている部分を覆う
ように設けられた、ゼオライトに、貴金属、遷移金属、
アルカリ土類金属から１成分以上をイオン交換して担持
せしめた層と、から成る半導体型炭化水素センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3033365A JP2876793B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 半導体型炭化水素センサ |
| US07/823,720 US5296196A (en) | 1991-02-04 | 1992-01-22 | Semiconductor hydrocarbon sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3033365A JP2876793B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 半導体型炭化水素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04248453A true JPH04248453A (ja) | 1992-09-03 |
| JP2876793B2 JP2876793B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=12384558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3033365A Expired - Fee Related JP2876793B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 半導体型炭化水素センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5296196A (ja) |
| JP (1) | JP2876793B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1082755A (ja) * | 1996-08-07 | 1998-03-31 | Lg Electron Inc | 炭化水素ガスセンサ並びにその製造方法 |
| JPH10170477A (ja) * | 1996-12-10 | 1998-06-26 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサおよびそれを用いたガス成分測定方法 |
| JP2007316027A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Mitsubishi Motors Corp | 排気センサ |
| WO2008099562A1 (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Nsk Ltd. | 潤滑剤診断センサ付き軸受装置及び潤滑剤診断センサ |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9306594D0 (en) * | 1993-03-30 | 1993-05-26 | Univ Keele | Sensor |
| GB9408542D0 (en) * | 1994-04-29 | 1994-06-22 | Capteur Sensors & Analysers | Gas sensing resistors |
| WO1996004550A1 (de) * | 1994-08-02 | 1996-02-15 | Christian Huggenberger | Elektrochemischer gassensor mit reduzierter querempfindlichkeit |
| US5622053A (en) * | 1994-09-30 | 1997-04-22 | Cooper Cameron Corporation | Turbocharged natural gas engine control system |
| US5698771A (en) * | 1995-03-30 | 1997-12-16 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Varying potential silicon carbide gas sensor |
| US5635628A (en) * | 1995-05-19 | 1997-06-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for detecting methane in a gas mixture |
| US6192324B1 (en) * | 1995-08-14 | 2001-02-20 | General Motors Corporation | On-board diagnosis of emissions from catalytic converters |
| US5591896A (en) * | 1995-11-02 | 1997-01-07 | Lin; Gang | Solid-state gas sensors |
| US5777207A (en) * | 1995-11-27 | 1998-07-07 | Lg Electronics Inc. | Gas sensor and method for fabricating the same |
| DE19547150C2 (de) * | 1995-12-16 | 2000-08-03 | Draegerwerk Ag | Gassensor |
| DE19549147C2 (de) * | 1995-12-29 | 1998-06-04 | Siemens Ag | Gassensor |
| US5879631A (en) * | 1996-04-30 | 1999-03-09 | Manning System, Inc. | Gas detection system and method |
| DE19630209C2 (de) * | 1996-07-26 | 1998-06-04 | Dornier Gmbh | Verwendung eines Gassensors zum selektiven Nachweis von Kohlenwasserstoffen in sauerstoffarmen Gasen |
| US5689059A (en) * | 1996-08-14 | 1997-11-18 | Motorola, Inc. | Selective gas sensor |
| EP0851222A1 (en) * | 1996-12-31 | 1998-07-01 | Corning Incorporated | Metal oxide semiconductor catalyst hydrocarbon sensor |
| US5976461A (en) * | 1998-05-05 | 1999-11-02 | Kostuck; Paul R. | Method for protecting cooling water systems |
| JP2972874B1 (ja) | 1998-05-20 | 1999-11-08 | 工業技術院長 | 多層ガスセンサー |
| US6102085A (en) * | 1998-11-09 | 2000-08-15 | Marconi Commerce Systems, Inc. | Hydrocarbon vapor sensing |
| US6602471B1 (en) * | 1999-05-14 | 2003-08-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Adsorption amount sensor and coking sensor for internal combustion engine |
| US6468407B2 (en) * | 2000-12-19 | 2002-10-22 | Delphi Technologies, Inc. | NOx reduction sensor coating |
| GB2400178A (en) * | 2003-03-29 | 2004-10-06 | Rolls Royce Plc | A combustion sensor arrangement |
| GB2403295A (en) * | 2003-06-26 | 2004-12-29 | Univ London | Gas Sensor |
| US8074490B2 (en) * | 2006-08-03 | 2011-12-13 | Ut-Battelle Llc | Clandestine grave detector |
| US8726719B2 (en) | 2010-07-31 | 2014-05-20 | Ut-Battelle, Llc | Light-weight analyzer for odor recognition |
| JP6408363B2 (ja) | 2014-12-03 | 2018-10-17 | 日本碍子株式会社 | 触媒劣化診断方法 |
| JP6401595B2 (ja) | 2014-12-03 | 2018-10-10 | 日本碍子株式会社 | 触媒劣化診断方法 |
| JP6374780B2 (ja) | 2014-12-03 | 2018-08-15 | 日本碍子株式会社 | 触媒劣化診断システムおよび触媒劣化診断方法 |
| JP6563839B2 (ja) | 2016-03-28 | 2019-08-21 | 日本碍子株式会社 | 触媒劣化診断方法および触媒劣化診断システム |
| JP6563840B2 (ja) | 2016-03-28 | 2019-08-21 | 日本碍子株式会社 | 触媒劣化診断方法および触媒劣化診断システム |
| JP6691447B2 (ja) | 2016-07-05 | 2020-04-28 | 日本碍子株式会社 | 触媒劣化診断方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3631436A (en) * | 1970-07-14 | 1971-12-28 | Naoyoshi Taguchi | Gas-detecting device |
| FR2273276B1 (ja) * | 1974-05-27 | 1978-08-04 | Radiotechnique Compelec | |
| GB1596623A (en) * | 1976-12-13 | 1981-08-26 | Nat Res Dev | Catalytic gas detectors |
| JPS5395097A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-19 | Toshiba Corp | Gas-sensitive element |
| GB1556339A (en) * | 1977-08-25 | 1979-11-21 | English Electric Valve Co Ltd | Combustible gas detectors |
| US4294801A (en) * | 1978-03-24 | 1981-10-13 | Nippon Soken, Inc. | Gas component detector |
| US4347732A (en) * | 1980-08-18 | 1982-09-07 | Leary David J | Gas monitoring apparatus |
| US4453151A (en) * | 1982-06-07 | 1984-06-05 | Leary David J | Semiconductor gas sensor |
| DE3519435A1 (de) * | 1985-05-30 | 1986-12-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Sensor fuer gasanalyse |
| DE3805734A1 (de) * | 1988-02-24 | 1989-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Verwendung von zeolithen als spezifische adsorbentien fuer no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und co |
| JPH0763631B2 (ja) * | 1988-04-18 | 1995-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス浄化用触媒の製造方法 |
| EP0426989B1 (de) * | 1989-11-04 | 1994-02-02 | Dornier Gmbh | Selektiver Gassensor |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3033365A patent/JP2876793B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-01-22 US US07/823,720 patent/US5296196A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1082755A (ja) * | 1996-08-07 | 1998-03-31 | Lg Electron Inc | 炭化水素ガスセンサ並びにその製造方法 |
| JPH10170477A (ja) * | 1996-12-10 | 1998-06-26 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサおよびそれを用いたガス成分測定方法 |
| JP2007316027A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Mitsubishi Motors Corp | 排気センサ |
| WO2008099562A1 (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Nsk Ltd. | 潤滑剤診断センサ付き軸受装置及び潤滑剤診断センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5296196A (en) | 1994-03-22 |
| JP2876793B2 (ja) | 1999-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2876793B2 (ja) | 半導体型炭化水素センサ | |
| KR100337102B1 (ko) | 질소산화물을검출하기위한센서 | |
| KR101279746B1 (ko) | 매연을 감지하기 위한 센서 및 작동 방법 | |
| US5922287A (en) | Combustible gas sensor and method for detecting deterioration of catalyst | |
| CN101918824B (zh) | 气体传感器 | |
| JP4923948B2 (ja) | ガスセンサ素子 | |
| RU2143679C1 (ru) | Способ измерения концентрации газа в газовой смеси, а также электрохимический чувствительный элемент для определения концентрации газа | |
| US6238536B1 (en) | Arrangement for analysis of exhaust gases | |
| CN102317767B (zh) | 气体传感器的传感器元件和它的运行方法 | |
| JPH09318596A (ja) | 酸化物センサ | |
| JPH09509478A (ja) | 窒素酸化物の検出センサ及び検出方法 | |
| JP2009540334A (ja) | 異種電極を有するアンモニアセンサー | |
| JP4162262B2 (ja) | ガス混合物中の酸化可能な成分の濃度を測定するためのセンサ | |
| US5840255A (en) | Gas sensor | |
| CA1128610A (en) | Ceramic element sensor | |
| JP2007199046A (ja) | ガスセンサ素子 | |
| JPH10185866A (ja) | ガスセンサ | |
| JPH029713B2 (ja) | ||
| KR20010033717A (ko) | 질소 산화물 검출을 위한 금속 산화물 센서 | |
| US5783153A (en) | Metal oxide oxygen sensors based on phase transformation | |
| JP4615788B2 (ja) | 抵抗変化式ガスセンサのクリーニング方法 | |
| JPS6137577B2 (ja) | ||
| US5876673A (en) | High sensitivity phase transformation-based oxygen sensors for proportional control | |
| JP2000338081A (ja) | ガスセンサ | |
| US6602471B1 (en) | Adsorption amount sensor and coking sensor for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080122 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090122 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090122 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100122 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |