JPH0455747A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH0455747A JPH0455747A JP16628990A JP16628990A JPH0455747A JP H0455747 A JPH0455747 A JP H0455747A JP 16628990 A JP16628990 A JP 16628990A JP 16628990 A JP16628990 A JP 16628990A JP H0455747 A JPH0455747 A JP H0455747A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- electrode
- tin oxide
- coating layer
- 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。
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〕
この発明は都市ガス用ガスセンサに係り、特にアルコー
ルの干渉がなく電源電圧変動の影響を受けないガスセン
サの構成に関する。
ルの干渉がなく電源電圧変動の影響を受けないガスセン
サの構成に関する。
酸化スズ、酸化亜鉛等のｎ形金属酸化物半導体は、大気
中で３００〜５００℃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しているが、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、酸化スズを用いたガスセンサはＬＰガス
、都市ガス等のガス漏れ警報器に広く用いられている。
中で３００〜５００℃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しているが、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、酸化スズを用いたガスセンサはＬＰガス
、都市ガス等のガス漏れ警報器に広く用いられている。
都市ガス用ガスセンサの検知対象ガスはメタンＣ１（４
と水素Ｈオである。
と水素Ｈオである。
この種のガスセンサは大気中のアルコール蒸気に対して
も大きな抵抗値の変化を示すことが知られており、調理
、爛等から発生するアルコール蒸気による誤動作を防ぐ
ためアルコール蒸気に対する感度（大気中の抵抗値／ア
ルコール蒸気接触時の抵抗値）電極力低減させ、都市ガ
スを選択的に検知できるガスセンサが必要とされる。
も大きな抵抗値の変化を示すことが知られており、調理
、爛等から発生するアルコール蒸気による誤動作を防ぐ
ためアルコール蒸気に対する感度（大気中の抵抗値／ア
ルコール蒸気接触時の抵抗値）電極力低減させ、都市ガ
スを選択的に検知できるガスセンサが必要とされる。
上記の問題を解決する方法の一つとして、第２図に示す
ようにアルコールを酸化除去する機能をもつ被覆層４で
感ガス層２の外表面を被覆する方法がある。ここで３は
基板、１１．１２は電極、６はヒータ、５１，５２．７
１．７２はリード線である。一般にアルコール蒸気は貴
金属を担持した酸化触媒である被覆層で都市ガスに比べ
、より低温で接触酸化される性質があり、上記の方法は
この性質を利用して被覆層にアルコール蒸気を選択的に
除去するフィルタの役割をもたせるものである８通常、
この酸化触媒としては白金、パラジウムなどの貴金属を
活性アルミナに担持した活性アルミナ担時資金属触蝶あ
るいは同様の貴金属を酸化スズＳｎＯ□に担持させた酸
化スズ担持貴金属触媒等が高活性を示すとされている。
ようにアルコールを酸化除去する機能をもつ被覆層４で
感ガス層２の外表面を被覆する方法がある。ここで３は
基板、１１．１２は電極、６はヒータ、５１，５２．７
１．７２はリード線である。一般にアルコール蒸気は貴
金属を担持した酸化触媒である被覆層で都市ガスに比べ
、より低温で接触酸化される性質があり、上記の方法は
この性質を利用して被覆層にアルコール蒸気を選択的に
除去するフィルタの役割をもたせるものである８通常、
この酸化触媒としては白金、パラジウムなどの貴金属を
活性アルミナに担持した活性アルミナ担時資金属触蝶あ
るいは同様の貴金属を酸化スズＳｎＯ□に担持させた酸
化スズ担持貴金属触媒等が高活性を示すとされている。
しかしながら、上述のような従来のガスセンサにおいて
は、被覆層４においてアルコールのみならずメタンＣＨ
ａや水素Ｈ！も反応し、しがもその反応性に温度依存性
があるために電源電圧が変動したときにメタンや水素に
対する感度が変化するという問題があった。を源電圧が
変動すると、ヒータ温度が変化するからである。第３図
は被覆層が活性アルミナ担持貴金属触媒であるときのセ
ンサ抵抗Ｒ１の電源電圧依存性を示す線図である。
は、被覆層４においてアルコールのみならずメタンＣＨ
ａや水素Ｈ！も反応し、しがもその反応性に温度依存性
があるために電源電圧が変動したときにメタンや水素に
対する感度が変化するという問題があった。を源電圧が
変動すると、ヒータ温度が変化するからである。第３図
は被覆層が活性アルミナ担持貴金属触媒であるときのセ
ンサ抵抗Ｒ１の電源電圧依存性を示す線図である。
白金は２重量％担持された。第４図は被覆層が酸化スズ
担持貴金属触媒であるときのセンサ抵抗Ｒ。
担持貴金属触媒であるときのセンサ抵抗Ｒ。
の電源電圧依存性を示す線図である。白金は２重量％担
持された。特性線３Ｌ４１は０．１％エチルアルコール
中におけるセンサ特性、特性線３２．４２はＨ８中にお
けるセンサ特性、特性線３３．４３は０．５％メタン中
におけるセンサ特性である。特性線３２゜４２、４３に
おいてセンサ抵抗の電源電圧依存性が大きいことがわか
る。
持された。特性線３Ｌ４１は０．１％エチルアルコール
中におけるセンサ特性、特性線３２．４２はＨ８中にお
けるセンサ特性、特性線３３．４３は０．５％メタン中
におけるセンサ特性である。特性線３２゜４２、４３に
おいてセンサ抵抗の電源電圧依存性が大きいことがわか
る。
特性線４３は被覆層である酸化スズが温度依存性をもっ
てメタンにより還元され、その際おこる電気抵抗の減少
が電極１１．１２によって検知されるためにおこる。特
性線３２．４２はそれぞれ被覆層であるアルミナ、ａｌ
ｌ化スズ上で水素が接触酸化をおこし、その際接触酸化
に温度依存性があるためにおこる。警報レベルはセンサ
抵抗により設定されるのでセンサ抵抗に電源電圧依存性
があると、警報レベルが変動することになり定電圧回路
が必要になる。
てメタンにより還元され、その際おこる電気抵抗の減少
が電極１１．１２によって検知されるためにおこる。特
性線３２．４２はそれぞれ被覆層であるアルミナ、ａｌ
ｌ化スズ上で水素が接触酸化をおこし、その際接触酸化
に温度依存性があるためにおこる。警報レベルはセンサ
抵抗により設定されるのでセンサ抵抗に電源電圧依存性
があると、警報レベルが変動することになり定電圧回路
が必要になる。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は被覆層
における酸化還元反応の温度依存性をなくすことにより
都市ガス中におけるセンサ抵抗の電源電圧依存性がなく
定電圧回路を要しない併願性に優れるガスセンサを提供
することにある。
における酸化還元反応の温度依存性をなくすことにより
都市ガス中におけるセンサ抵抗の電源電圧依存性がなく
定電圧回路を要しない併願性に優れるガスセンサを提供
することにある。
上述の目的はこの発明によれば基板と、感ガス層と、被
覆層と、第１電極、第２電極とを有し、第１電極と第２
電極は基板上に分離して選択的かつ直接的に積層され、
感ガス層は酸化スズ半導体にパラジウムを０．５〜２．
０重量％担持して第１ｔ極と第２電極とに接続して基板
上に積層され、被覆層は酸化スズと活性アルミナを反応
させたもので白金を１．５〜３．０重量％担持して、感
ガス層を被覆するものであるとすることにより達成され
る。
覆層と、第１電極、第２電極とを有し、第１電極と第２
電極は基板上に分離して選択的かつ直接的に積層され、
感ガス層は酸化スズ半導体にパラジウムを０．５〜２．
０重量％担持して第１ｔ極と第２電極とに接続して基板
上に積層され、被覆層は酸化スズと活性アルミナを反応
させたもので白金を１．５〜３．０重量％担持して、感
ガス層を被覆するものであるとすることにより達成され
る。
酸化スズ半導体はメタンにより還元されてその電気抵抗
を減するがアルミナと酸化スズを反応させると酸化スズ
の半導体的性質がマスクされる。
を減するがアルミナと酸化スズを反応させると酸化スズ
の半導体的性質がマスクされる。
またアルミナと酸化スズを混合反応させると、水素の接
触酸化の温度依存性が減少する。
触酸化の温度依存性が減少する。
〔実施例］
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
センサの構造は第２図に示す従来のセンサと同様である
。アルミナ基板３の一方の主面の上に電極１１．１２
、酸化スズからなる感ガス層２、酸化スズと活性アルミ
ナの混合物からなる被覆層４、リード線５１．５２が、
また他の主面にヒータ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。すなわ
ち、平均粒径２ｐの酸化スズ粉末にパラジウムとして０
．５〜２．０重量％となるように塩化パラジウムと含浸
させ、６００”Ｃで２ｈ加熱し塩化パラジウムを分解さ
せた０次いでこの粉末に水とシリカゾルを加えペースト
状としたのち第２図に示すアルミナ基板３の上に設けた
電極１１．１２上に厚さ約５０＃ｍとなるように感ガス
層２を塗布し、７５０℃で３０ｍ１ｎ、加熱してアルミ
ナ基板３上に焼き付けた０次いで前記と同様の酸化スズ
粉末に比表面積１５０ｍ”／ｇの活性アルミナ粉末を重
量比で２：１に混合した粉末を用意し、この粉末に塩化
白金酸を白金として１．５〜３．０重量％となるように
含浸し、６００°Ｃで２ｈ加熱し塩化白金酸を分解させ
た。この粉末に水とシリカゾルを加えペースト状とした
のち、第２図の感ガス層２を被覆するように約５０．ｎ
の厚さに被覆層４を塗布した。これを７３０℃で３０■
ｉｎ加熱して被覆層４を形成した。
。アルミナ基板３の一方の主面の上に電極１１．１２
、酸化スズからなる感ガス層２、酸化スズと活性アルミ
ナの混合物からなる被覆層４、リード線５１．５２が、
また他の主面にヒータ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。すなわ
ち、平均粒径２ｐの酸化スズ粉末にパラジウムとして０
．５〜２．０重量％となるように塩化パラジウムと含浸
させ、６００”Ｃで２ｈ加熱し塩化パラジウムを分解さ
せた０次いでこの粉末に水とシリカゾルを加えペースト
状としたのち第２図に示すアルミナ基板３の上に設けた
電極１１．１２上に厚さ約５０＃ｍとなるように感ガス
層２を塗布し、７５０℃で３０ｍ１ｎ、加熱してアルミ
ナ基板３上に焼き付けた０次いで前記と同様の酸化スズ
粉末に比表面積１５０ｍ”／ｇの活性アルミナ粉末を重
量比で２：１に混合した粉末を用意し、この粉末に塩化
白金酸を白金として１．５〜３．０重量％となるように
含浸し、６００°Ｃで２ｈ加熱し塩化白金酸を分解させ
た。この粉末に水とシリカゾルを加えペースト状とした
のち、第２図の感ガス層２を被覆するように約５０．ｎ
の厚さに被覆層４を塗布した。これを７３０℃で３０■
ｉｎ加熱して被覆層４を形成した。
第１図にこの発明の実施例に係るガスセンサにつきセン
サ抵抗Ｒ１の電源電圧依存性を示した。
サ抵抗Ｒ１の電源電圧依存性を示した。
特性線６１は０．１％エチルアルコール中のセンサ抵抗
、特性線６２は０．５％水素中のセンサ抵抗、特性線６
３は０，５％メタン中におけるセンサ抵抗である。
、特性線６２は０．５％水素中のセンサ抵抗、特性線６
３は０，５％メタン中におけるセンサ抵抗である。
水素、メタン中のセンサ特性は電源電圧により影響を受
けない上、両特性がほぼ一致していることがわかる。ア
ルコールの干渉を受けないこともわかる。電源電圧９０
Ｖ 、１００Ｖ 、ｌｌ０Ｖ ニおケルセンサ温度はそ
れぞれ３５０ ”Ｃ、４００’Ｃ、４３０’Ｃである。
けない上、両特性がほぼ一致していることがわかる。ア
ルコールの干渉を受けないこともわかる。電源電圧９０
Ｖ 、１００Ｖ 、ｌｌ０Ｖ ニおケルセンサ温度はそ
れぞれ３５０ ”Ｃ、４００’Ｃ、４３０’Ｃである。
被覆層４は塗布法の他、スパッタ法 プラズマ溶射法な
どによっても形成することができる。
どによっても形成することができる。
（発明の効果］
この発明によれば基板と、感ガス層と、被覆層と、第１
ｉｉｔ極、第２電極とを有し、第１ＴＬ極と第２電極は
基板上に分離して選択的かつ直接的に積層され、 感ガス層は酸化スズ半導体にパラジウムを０．５〜２．
０重置％担持して第１電極と第２電極とに接続して基板
上に積層され、 被覆層は酸化スズと活性アルミナを反応させたもので白
金を１．５〜３．０重量％担持して、感ガス層を被覆す
るものであるので被覆層により干渉ガスのアルコールが
除去されるうえ、メタンや水素を含むガス中におけるセ
ンサ抵抗の温度依存性がなくなり、定電圧装置を必要と
しない併願性に優れるガスセンサが得られる。
ｉｉｔ極、第２電極とを有し、第１ＴＬ極と第２電極は
基板上に分離して選択的かつ直接的に積層され、 感ガス層は酸化スズ半導体にパラジウムを０．５〜２．
０重置％担持して第１電極と第２電極とに接続して基板
上に積層され、 被覆層は酸化スズと活性アルミナを反応させたもので白
金を１．５〜３．０重量％担持して、感ガス層を被覆す
るものであるので被覆層により干渉ガスのアルコールが
除去されるうえ、メタンや水素を含むガス中におけるセ
ンサ抵抗の温度依存性がなくなり、定電圧装置を必要と
しない併願性に優れるガスセンサが得られる。
第１図はこの発明の実施例に係るガスセンサにつきセン
サ抵抗の電源電圧依存性を示す線図、第２図はガスセン
サを示す断面図、第３図はアルミナを被覆層とする従来
のガスセンサにつきセンサ抵抗の電源電圧依存性を示す
線図、第４図は酸化スズを被覆層とする従来のガスセン
サにっきセンサ抵抗の電源電圧依存性を示す線図である
。 ２：感ガス層、３：基板、４：被覆層、１１．１２：３
源４沢（Ｖ） 第１図 第２図
サ抵抗の電源電圧依存性を示す線図、第２図はガスセン
サを示す断面図、第３図はアルミナを被覆層とする従来
のガスセンサにつきセンサ抵抗の電源電圧依存性を示す
線図、第４図は酸化スズを被覆層とする従来のガスセン
サにっきセンサ抵抗の電源電圧依存性を示す線図である
。 ２：感ガス層、３：基板、４：被覆層、１１．１２：３
源４沢（Ｖ） 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）基板と、感ガス層と、被覆層と、第１電極、第２電
極とを有し、 第１電極と第２電極は基板上に分離して選択的かつ直接
的に積層され、 感ガス層は酸化スズ半導体にパラジウムを０．５〜２．
０重量％担持して第１電極と第２電極とに接続して基板
上に積層され、 被覆層は酸化スズと活性アルミナを反応させたもので白
金を１．５〜３．０重量％担持して、感ガス層を被覆す
るもので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 |
|---|---|---|---|
| JP16628990A JPH0455747A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16628990A JPH0455747A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455747A true JPH0455747A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15828594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16628990A Pending JPH0455747A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0455747A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257767A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Osaka Gas Co Ltd | ガスセンサ |
| GB2541525A (en) * | 2015-07-13 | 2017-02-22 | Ibm | Reconfigurable gas sensor architecture with a high sensitivity at low temperatures |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP16628990A patent/JPH0455747A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257767A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Osaka Gas Co Ltd | ガスセンサ |
| GB2541525A (en) * | 2015-07-13 | 2017-02-22 | Ibm | Reconfigurable gas sensor architecture with a high sensitivity at low temperatures |
| GB2541525B (en) * | 2015-07-13 | 2018-07-04 | Ibm | Reconfigurable gas sensor architecture with a high sensitivity at low temperatures |
| US10670554B2 (en) | 2015-07-13 | 2020-06-02 | International Business Machines Corporation | Reconfigurable gas sensor architecture with a high sensitivity at low temperatures |
| US10697928B2 (en) | 2015-07-13 | 2020-06-30 | International Business Machines Corporation | Reconfigurable gas sensor architecture with a high sensitivity at low temperatures |
| US10697927B2 (en) | 2015-07-13 | 2020-06-30 | International Business Machines Corporation | Reconfigurable gas sensor architecture with a high sensitivity at low temperatures |
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