JPH04344450A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH04344450A JPH04344450A JP11636391A JP11636391A JPH04344450A JP H04344450 A JPH04344450 A JP H04344450A JP 11636391 A JP11636391 A JP 11636391A JP 11636391 A JP11636391 A JP 11636391A JP H04344450 A JPH04344450 A JP H04344450A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- oxide semiconductor
- catalyst
- sensitive layer
- gas sensor
- 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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はガスセンサの構造にか
かり特に安定性に優れるガスセンサに関する。
かり特に安定性に優れるガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化物半導体を用いるガスセンサとして
は、例えば厚膜型のガスセンサが知られている。図５は
、従来の厚膜型のガスセンサを示す断面図である。厚膜
型のガスセンサは基板３の一主面の酸化スズのような感
ガス層２がまた他の主面には感ガス層２を加熱するため
のヒータ６が形成される。感ガス層２は一般に厚膜印刷
技術により所定形状に印刷した後基板に焼き付けられる
。１１，１２は電極、５１，５２，７１，７２はリード
線である。
は、例えば厚膜型のガスセンサが知られている。図５は
、従来の厚膜型のガスセンサを示す断面図である。厚膜
型のガスセンサは基板３の一主面の酸化スズのような感
ガス層２がまた他の主面には感ガス層２を加熱するため
のヒータ６が形成される。感ガス層２は一般に厚膜印刷
技術により所定形状に印刷した後基板に焼き付けられる
。１１，１２は電極、５１，５２，７１，７２はリード
線である。
【０００３】酸化スズ，酸化亜鉛等のｎ型金属酸化物半
導体からなる感ガス層は大気中で３００乃至５００℃の
温度に加熱されると粒子表面に大気中の酸素が活性化吸
着して高抵抗化するが可燃性ガスが接触すると吸着酸素
と可燃性ガスとが反応して吸着酸素が除去され抵抗値が
減少する。このような性質を利用して酸化スズを利用し
たガスセンサはＬＰガス，都市ガス等のガス漏れ警報器
に広く用いられる。感ガス層２にはｎ型金属酸化物半導
体に吸着された酸素と可燃性ガスとの反応速度を高める
ためにＰｔやＰｄ等の貴金属触媒が担持される。
導体からなる感ガス層は大気中で３００乃至５００℃の
温度に加熱されると粒子表面に大気中の酸素が活性化吸
着して高抵抗化するが可燃性ガスが接触すると吸着酸素
と可燃性ガスとが反応して吸着酸素が除去され抵抗値が
減少する。このような性質を利用して酸化スズを利用し
たガスセンサはＬＰガス，都市ガス等のガス漏れ警報器
に広く用いられる。感ガス層２にはｎ型金属酸化物半導
体に吸着された酸素と可燃性ガスとの反応速度を高める
ためにＰｔやＰｄ等の貴金属触媒が担持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のセンサにおいては可燃性ガスに対する感度は高
いものの感度が時間的に変化するという問題があった。 その理由は酸素の脱着に触媒が関与すると触媒の変化が
センサの安定性に影響を与えることになるからである。
な従来のセンサにおいては可燃性ガスに対する感度は高
いものの感度が時間的に変化するという問題があった。 その理由は酸素の脱着に触媒が関与すると触媒の変化が
センサの安定性に影響を与えることになるからである。
【０００５】この発明は上述の点に鑑みてなされ、その
目的は酸素の脱着に触媒が関与することがないようにし
可燃性ガスに対する感度が高く安定性にもすぐれるガス
センサを提供することにある。
目的は酸素の脱着に触媒が関与することがないようにし
可燃性ガスに対する感度が高く安定性にもすぐれるガス
センサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明の
第一形態によれば基板の上に感ガス層と被覆層とを有し
、感ガス層は酸化物半導体の焼結膜であり、被覆層は触
媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であるように構成す
ることにより達成される。また本発明の第二形態によれ
ば基板の上に感ガス層と被覆層とを有し、感ガス層は酸
化物半導体と触媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であ
り、被覆層は触媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であ
ることを特徴とする。さらに本発明の第三形態によれば
基板の上に感ガス層を有し感ガス層は酸化物半導体と触
媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であるとすることを
特徴とする。
第一形態によれば基板の上に感ガス層と被覆層とを有し
、感ガス層は酸化物半導体の焼結膜であり、被覆層は触
媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であるように構成す
ることにより達成される。また本発明の第二形態によれ
ば基板の上に感ガス層と被覆層とを有し、感ガス層は酸
化物半導体と触媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であ
り、被覆層は触媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であ
ることを特徴とする。さらに本発明の第三形態によれば
基板の上に感ガス層を有し感ガス層は酸化物半導体と触
媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であるとすることを
特徴とする。
【０００７】
【作用】酸化物半導体は可燃性ガスと接触して電気抵抗
を変化させる。触媒を担持した酸化物半導体は活性化し
た酸素をつくり触媒を有しない酸化物半導体に供給する
。又この触媒を担持した酸化物半導体はアルコールの干
渉を除く働きもする。
を変化させる。触媒を担持した酸化物半導体は活性化し
た酸素をつくり触媒を有しない酸化物半導体に供給する
。又この触媒を担持した酸化物半導体はアルコールの干
渉を除く働きもする。
【０００８】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１はこの発明の実施例にかかるガスセンサを
示す断面図である。アルミナ基板３の一主面の上に電極
１１，１２、酸化スズからなる感ガス層２、被覆層４、
リード線５１，５２がまた他の主面にはヒータ６とリー
ド線７１，７２が設けられる。感ガス層２は次のように
して形成される。
明する。図１はこの発明の実施例にかかるガスセンサを
示す断面図である。アルミナ基板３の一主面の上に電極
１１，１２、酸化スズからなる感ガス層２、被覆層４、
リード線５１，５２がまた他の主面にはヒータ６とリー
ド線７１，７２が設けられる。感ガス層２は次のように
して形成される。
【０００９】すなわち中心粒径２μｍの酸化スズ粉末に
水とシリカゾルを加えペースト状としたのちアルミナ基
板３に設けた電極１１，１２上に厚さ６０μｍとなるよ
うに感ガス層２を塗布し７５０℃で３０分加熱しアルミ
ナ基板上に焼き付けた。
水とシリカゾルを加えペースト状としたのちアルミナ基
板３に設けた電極１１，１２上に厚さ６０μｍとなるよ
うに感ガス層２を塗布し７５０℃で３０分加熱しアルミ
ナ基板上に焼き付けた。
【００１０】ついで前記と同様の酸化スズ粉末に塩化白
金酸を白金として１ないし１０重量％となるように含浸
し６００℃で２時間加熱して白金を分解させた。この白
金の担持された酸化スズ粉末に水とシリカゾルを加えペ
ースト状としたのち感ガス層２を被覆するように５０μ
ｍの厚さに被覆層４を塗布した。これを常温で乾燥した
のち７３０℃で３０分加熱して被覆層４を形成した。
金酸を白金として１ないし１０重量％となるように含浸
し６００℃で２時間加熱して白金を分解させた。この白
金の担持された酸化スズ粉末に水とシリカゾルを加えペ
ースト状としたのち感ガス層２を被覆するように５０μ
ｍの厚さに被覆層４を塗布した。これを常温で乾燥した
のち７３０℃で３０分加熱して被覆層４を形成した。
【００１１】図２は可燃性ガス中のセンサ抵抗の通電特
性を示す線図である。センサをヒータ６を用いて所定温
度に保ち０．２％イソブタンガス中のセンサ特性をＲｇ
，センサの初期特性をＲｇ０としＲｇ０を基準とするＲ
ｇ の比Ｒｇ ／Ｒｇ０の値につき時間変化を調べた。 特性線２０１は本発明のガスセンサ，特性線２０２はＰ
ｄを担持した感ガス層を用いる従来のガスセンサの特性
である。ガス感度Ｒａ ／Ｒｇ （Ｒａ は空気中のセ
ンサの抵抗，Ｒｇ は０．２％イソブタンガス中のセン
サ抵抗）は１０ないし３０であり充分の感度である。触
媒を担持しないでセンサを構成した場合はガス感度が２
ないし１０である。酸化スズに替えて酸化亜鉛を用いる
こともできる。
性を示す線図である。センサをヒータ６を用いて所定温
度に保ち０．２％イソブタンガス中のセンサ特性をＲｇ
，センサの初期特性をＲｇ０としＲｇ０を基準とするＲ
ｇ の比Ｒｇ ／Ｒｇ０の値につき時間変化を調べた。 特性線２０１は本発明のガスセンサ，特性線２０２はＰ
ｄを担持した感ガス層を用いる従来のガスセンサの特性
である。ガス感度Ｒａ ／Ｒｇ （Ｒａ は空気中のセ
ンサの抵抗，Ｒｇ は０．２％イソブタンガス中のセン
サ抵抗）は１０ないし３０であり充分の感度である。触
媒を担持しないでセンサを構成した場合はガス感度が２
ないし１０である。酸化スズに替えて酸化亜鉛を用いる
こともできる。
【００１２】図３はこの発明の異なる実施例にかかるガ
スセンサを示す拡大断面図である。感ガス層が前述のガ
スセンサと異なる。感ガス層は次のようにして形成され
る。中心粒径２μｍの酸化スズ粉末に水とシリカゾルを
加えペースト状とする（ペーストＡ）。酸化スズ粉末に
塩化白金酸を白金として１ないし１０重量％となるよう
に含浸し６００℃で２時間加熱して白金を分解させた。 この白金の担持された酸化スズ粉末に水とシリカゾルを
加えペースト状とした（ペーストＢ）。ペーストＡとペ
ーストＢを重量比で１０対１に混合する。この混合ペー
ストを用いて感ガス層を形成する。このガスセンサは安
定性に優れる上に初期応答特性も短いという特徴がある
。初期応答時間は１．０ないし１．５分である。この初
期応答時間はペーストＡとペーストＢの混合比に依存し
１０対２の場合は０．５ないし１．０分、１０対５の場
合は０．５分以下である。触媒を担持した酸化スズが活
性化した酸素をつくり触媒を有しない酸化スズに供給す
る効率が良くなるからである。
スセンサを示す拡大断面図である。感ガス層が前述のガ
スセンサと異なる。感ガス層は次のようにして形成され
る。中心粒径２μｍの酸化スズ粉末に水とシリカゾルを
加えペースト状とする（ペーストＡ）。酸化スズ粉末に
塩化白金酸を白金として１ないし１０重量％となるよう
に含浸し６００℃で２時間加熱して白金を分解させた。 この白金の担持された酸化スズ粉末に水とシリカゾルを
加えペースト状とした（ペーストＢ）。ペーストＡとペ
ーストＢを重量比で１０対１に混合する。この混合ペー
ストを用いて感ガス層を形成する。このガスセンサは安
定性に優れる上に初期応答特性も短いという特徴がある
。初期応答時間は１．０ないし１．５分である。この初
期応答時間はペーストＡとペーストＢの混合比に依存し
１０対２の場合は０．５ないし１．０分、１０対５の場
合は０．５分以下である。触媒を担持した酸化スズが活
性化した酸素をつくり触媒を有しない酸化スズに供給す
る効率が良くなるからである。
【００１３】図４はこの発明のさらに異なる実施例にか
かるガスセンサを示す断面図である。被覆層を有しない
ことが前記のガスセンサと異なる。このガスセンサはア
ルコール，ＣＯガスなどにたいして有効である。安定性
に優れ初期応答時間も短い。
かるガスセンサを示す断面図である。被覆層を有しない
ことが前記のガスセンサと異なる。このガスセンサはア
ルコール，ＣＯガスなどにたいして有効である。安定性
に優れ初期応答時間も短い。
【００１４】
【発明の効果】この発明によれば、基板の上に感ガス層
と被覆層とを有し、感ガス層は酸化物半導体の焼結膜で
あり、被覆層は触媒を担持した酸化物半導体の焼結膜と
して形成すること、又は基板の上に感ガス層と被覆層と
を有し、感ガス層は酸化物半導体と触媒を担持した酸化
物半導体の焼結膜であり、被覆層は触媒を担持した酸化
物半導体の焼結膜として形成すること、さらに基板の上
に感ガス層を有し感ガス層は酸化物半導体と触媒を担持
した酸化物半導体の焼結膜として形成することにより酸
化物半導体は可燃性ガスと接触して電気抵抗を変化させ
、触媒を担持した酸化物半導体は活性化した酸素をつく
り触媒を有しない酸化物半導体に供給することとなり、
感度と安定性に優れるガスセンサが得られる。
と被覆層とを有し、感ガス層は酸化物半導体の焼結膜で
あり、被覆層は触媒を担持した酸化物半導体の焼結膜と
して形成すること、又は基板の上に感ガス層と被覆層と
を有し、感ガス層は酸化物半導体と触媒を担持した酸化
物半導体の焼結膜であり、被覆層は触媒を担持した酸化
物半導体の焼結膜として形成すること、さらに基板の上
に感ガス層を有し感ガス層は酸化物半導体と触媒を担持
した酸化物半導体の焼結膜として形成することにより酸
化物半導体は可燃性ガスと接触して電気抵抗を変化させ
、触媒を担持した酸化物半導体は活性化した酸素をつく
り触媒を有しない酸化物半導体に供給することとなり、
感度と安定性に優れるガスセンサが得られる。
【図１】この発明の実施例にかかるガスセンサを示す断
面図
面図
【図２】この発明の実施例にかかるガスセンサの可燃性
ガス中におけるセンサ抵抗の通電特性を示す線図
ガス中におけるセンサ抵抗の通電特性を示す線図
【図３
】この発明の異なる実施例にかかるガスセンサを示す拡
大断面図
】この発明の異なる実施例にかかるガスセンサを示す拡
大断面図
【図４】この発明のさらに異なる実施例にかかるガスセ
ンサを示す断面図
ンサを示す断面図
【図５】従来の厚膜型のガスセンサを示す断面図
２ 感ガス層
３ 基板
４ 被覆層
６ ヒータ
１１ 電極
１２ 電極
５１ リード線
５２ リード線
７１ リード線
７２ リード線
Claims (6)
- 【請求項１】基板の上に感ガス層と被覆層とを有し、感
ガス層は酸化物半導体の焼結膜であり、被覆層は触媒を
担持した酸化物半導体の焼結膜であることを特徴とする
ガスセンサ。 - 【請求項２】基板の上に感ガス層と被覆層とを有し、感
ガス層は酸化物半導体と触媒を担持した酸化物半導体の
焼結膜であり、被覆層は触媒を担持した酸化物半導体の
焼結膜であることを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項３】基板の上に感ガス層を有し、感ガス層は酸
化物半導体と触媒を担持した酸化物半導体の焼結膜であ
ることを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項４】請求項１，２，３記載のガスセンサにおい
て、酸化物半導体は、酸化スズであることを特徴とする
ガスセンサ。 - 【請求項５】請求項１，２，３記載のガスセンサにおい
て、触媒は白金を１．０ないし１０．０重量％担持する
ものであることを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項６】請求項２，３記載のガスセンサにおいて、
触媒を担持した酸化物半導体の焼結膜に占める割合は重
量で５ないし５０％の範囲にあることを特徴とするガス
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11636391A JPH04344450A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11636391A JPH04344450A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344450A true JPH04344450A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14685114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11636391A Pending JPH04344450A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344450A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476003A (en) * | 1993-10-05 | 1995-12-19 | Robert Bosch Gmbh | Measuring sensor for determining gas compositions |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP11636391A patent/JPH04344450A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476003A (en) * | 1993-10-05 | 1995-12-19 | Robert Bosch Gmbh | Measuring sensor for determining gas compositions |
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