JPH06129973A - 窒素酸化物検出素子 - Google Patents
窒素酸化物検出素子Info
- Publication number
- JPH06129973A JPH06129973A JP4281484A JP28148492A JPH06129973A JP H06129973 A JPH06129973 A JP H06129973A JP 4281484 A JP4281484 A JP 4281484A JP 28148492 A JP28148492 A JP 28148492A JP H06129973 A JPH06129973 A JP H06129973A
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- JP
- Japan
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- nitrogen oxide
- piezoelectric substrate
- elastic wave
- concentration
- electrodes
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- Pending
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- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は窒素酸化物検出素子に関するもの
で、酸化雰囲気においても選択的に窒素酸化物を検出す
ることができ、耐熱性に優れた窒素酸化物検出素子を得
ることを目的としたものである。 【構成】 窒素酸化物を選択的に吸着する触媒６を形成
した圧電基板１と櫛形電極２、３からなり、吸着した窒
素酸化物による周波数の変化よりＮＯ濃度を検出する。
で、酸化雰囲気においても選択的に窒素酸化物を検出す
ることができ、耐熱性に優れた窒素酸化物検出素子を得
ることを目的としたものである。 【構成】 窒素酸化物を選択的に吸着する触媒６を形成
した圧電基板１と櫛形電極２、３からなり、吸着した窒
素酸化物による周波数の変化よりＮＯ濃度を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種燃焼プロセス、例
えば内燃機関等の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（Ｎ
Ｏx ）、特に燃焼プロセスの発生源に多量に含まれてい
る一酸化窒素（ＮＯ）の濃度を検出することのできる窒
素酸化物検出素子に関するものである。
えば内燃機関等の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（Ｎ
Ｏx ）、特に燃焼プロセスの発生源に多量に含まれてい
る一酸化窒素（ＮＯ）の濃度を検出することのできる窒
素酸化物検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＮＯx を検出定量する窒素酸
化物検出素子が提案されている。例えば、特開昭６１−
９３９４５号公報に鉄（Ｆｅ）を含有する酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2 ）薄膜を用いた窒素酸化物検出素子が提案されてい
る。前記窒素酸化物検出素子は前記ＳｎＯ2 薄膜により
ＮＯを吸着し、前記ＳｎＯ2 薄膜の電気抵抗値の変化を
利用してＮＯの濃度を検出できる。また、特開平１−１
４８９５３号公報にフタロシアニン−鉛錯体薄膜を用い
た窒素酸化物検出素子が同様にしてＮＯの濃度を検出で
きることが記載されている。
化物検出素子が提案されている。例えば、特開昭６１−
９３９４５号公報に鉄（Ｆｅ）を含有する酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2 ）薄膜を用いた窒素酸化物検出素子が提案されてい
る。前記窒素酸化物検出素子は前記ＳｎＯ2 薄膜により
ＮＯを吸着し、前記ＳｎＯ2 薄膜の電気抵抗値の変化を
利用してＮＯの濃度を検出できる。また、特開平１−１
４８９５３号公報にフタロシアニン−鉛錯体薄膜を用い
た窒素酸化物検出素子が同様にしてＮＯの濃度を検出で
きることが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術では、選択的にＮＯを検出することができず、雰囲気
中に酸素（Ｏ2 ）が存在する場合、Ｏ2 も吸着してしま
うため正確なＮＯの濃度が得られないという課題があっ
た。また、フタロシアニン−鉛錯体においては、約１５
０℃においてその構造が破壊され十分な耐熱性が得られ
ないという課題があった。
術では、選択的にＮＯを検出することができず、雰囲気
中に酸素（Ｏ2 ）が存在する場合、Ｏ2 も吸着してしま
うため正確なＮＯの濃度が得られないという課題があっ
た。また、フタロシアニン−鉛錯体においては、約１５
０℃においてその構造が破壊され十分な耐熱性が得られ
ないという課題があった。
【０００４】本発明は上記課題を解決するもので、雰囲
気中にＯ2 が存在しても選択的にＮＯを検出し、さらに
十分な耐熱性をもつ窒素酸化物検出素子を提供すること
を目的としたものである。
気中にＯ2 が存在しても選択的にＮＯを検出し、さらに
十分な耐熱性をもつ窒素酸化物検出素子を提供すること
を目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された
弾性波を励振するための電極と、弾性波伝播路上に配置
されたＮＯを選択的に吸着する触媒とから成る窒素酸化
物検出素子である。
に本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された
弾性波を励振するための電極と、弾性波伝播路上に配置
されたＮＯを選択的に吸着する触媒とから成る窒素酸化
物検出素子である。
【０００６】
【作用】本発明は上記構成によって、圧電基板上に雰囲
気中にＯ2 が存在してもＮＯを選択的に吸着し、さらに
耐熱性に優れた触媒を薄膜で形成し、前記触媒にＮＯを
吸着させる。さらに電極に高周波を印加することにより
前記圧電基板表面に弾性波を励振させる。そして周波数
の変化よりＮＯの濃度を検出することができる。
気中にＯ2 が存在してもＮＯを選択的に吸着し、さらに
耐熱性に優れた触媒を薄膜で形成し、前記触媒にＮＯを
吸着させる。さらに電極に高周波を印加することにより
前記圧電基板表面に弾性波を励振させる。そして周波数
の変化よりＮＯの濃度を検出することができる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【０００８】（実施例１）図１において、ニオブ酸リチ
ウム（ＬｉＮｂＯ3 ）により厚さ０．５ｍｍ程度の矩形
状に形成した圧電基板１の一方の表面の両端部に、弾性
波を励振するための一対の櫛形電極２、３を金（Ａｕ）
により形成し、前記櫛形電極２、３にリード線４、５を
Ａｕペーストにより接続した。また、前記櫛形電極２、
３はＡｕ以外の金属で形成してもよいが酸化されやすい
金属を用いる場合、腐食性ガスであるＮＯによる酸化を
防止するためアルミナでコーティングしておくことが好
ましい。
ウム（ＬｉＮｂＯ3 ）により厚さ０．５ｍｍ程度の矩形
状に形成した圧電基板１の一方の表面の両端部に、弾性
波を励振するための一対の櫛形電極２、３を金（Ａｕ）
により形成し、前記櫛形電極２、３にリード線４、５を
Ａｕペーストにより接続した。また、前記櫛形電極２、
３はＡｕ以外の金属で形成してもよいが酸化されやすい
金属を用いる場合、腐食性ガスであるＮＯによる酸化を
防止するためアルミナでコーティングしておくことが好
ましい。
【０００９】さらにＮＯを選択的に吸着し、耐熱性に優
れた触媒６としてＣｕを含む複合酸化物であるイットリ
ウムバリウム銅酸化物（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 ）薄膜を反
応性高周波マグネトロンスパッタリング法により圧電基
板１の弾性波伝播路上に厚さ約５０００Åで形成した。
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 等の複合酸化物は耐熱性に優れてお
り、５００℃という高温においてもその構造は変化しな
い。
れた触媒６としてＣｕを含む複合酸化物であるイットリ
ウムバリウム銅酸化物（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 ）薄膜を反
応性高周波マグネトロンスパッタリング法により圧電基
板１の弾性波伝播路上に厚さ約５０００Åで形成した。
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 等の複合酸化物は耐熱性に優れてお
り、５００℃という高温においてもその構造は変化しな
い。
【００１０】このようにして得られた窒素酸化物検出素
子を種々の濃度のＮＯおよびＯ2 の混合ガスに接触さ
せ、加熱することにより、ＮＯ吸着の選択性および温度
依存性を調べた。ＮＯ：５０ｐｐｍおよびＯ2 ：８％を
供給したときの結果を図３に示す。図３より３００℃ま
では、温度とともに出口のＮＯ濃度が下がることが判
る。約３００℃においてＮＯ濃度は約３０％も低減して
おり、最も吸着していることが判る。さらに温度を上昇
させると吸着したＮＯが排出され、５００℃までに吸着
したＮＯの約９０％排出していることがわかる。またＮ
Ｏ：５０ｐｐｍおよびＯ2 ：０％の時もほぼ同じ結果を
得、雰囲気中のＯ2 に関わらずＮＯを選択的に吸着する
ことが確認できた。
子を種々の濃度のＮＯおよびＯ2 の混合ガスに接触さ
せ、加熱することにより、ＮＯ吸着の選択性および温度
依存性を調べた。ＮＯ：５０ｐｐｍおよびＯ2 ：８％を
供給したときの結果を図３に示す。図３より３００℃ま
では、温度とともに出口のＮＯ濃度が下がることが判
る。約３００℃においてＮＯ濃度は約３０％も低減して
おり、最も吸着していることが判る。さらに温度を上昇
させると吸着したＮＯが排出され、５００℃までに吸着
したＮＯの約９０％排出していることがわかる。またＮ
Ｏ：５０ｐｐｍおよびＯ2 ：０％の時もほぼ同じ結果を
得、雰囲気中のＯ2 に関わらずＮＯを選択的に吸着する
ことが確認できた。
【００１１】また、図４に供給ＮＯ濃度を変化させたと
きの結果を示す。図４より、ＮＯの濃度が変化しても供
給ＮＯ濃度に対する出口ＮＯ濃度の割合は一定であるこ
とが判る。
きの結果を示す。図４より、ＮＯの濃度が変化しても供
給ＮＯ濃度に対する出口ＮＯ濃度の割合は一定であるこ
とが判る。
【００１２】そこで約３００℃に保ちながら、種々の濃
度のＮＯおよびＯ2 の混合ガスに接触させ、前記櫛形電
極２、３に高周波を印加し、ＮＯの吸着により変化する
周波数を調べた。ＮＯ吸着による周波数の変化を図５に
示す。図５よりＮＯが吸着するために周波数が直線的に
減少していることが判る。これは、触媒６がＮＯを吸着
することにより、重量が増加し、重量が増加することに
より伝播速度が遅くなり、その結果、周波数が減少する
と考えられる。したがって、単位時間当たりの周波数変
化、すなわち図５における直線の傾きよりＮＯの濃度を
検知することができる。図６に傾きをプロットしたもの
を示す。図６よりＮＯの濃度の上昇とともに周波数変化
が大きくなることが判る。
度のＮＯおよびＯ2 の混合ガスに接触させ、前記櫛形電
極２、３に高周波を印加し、ＮＯの吸着により変化する
周波数を調べた。ＮＯ吸着による周波数の変化を図５に
示す。図５よりＮＯが吸着するために周波数が直線的に
減少していることが判る。これは、触媒６がＮＯを吸着
することにより、重量が増加し、重量が増加することに
より伝播速度が遅くなり、その結果、周波数が減少する
と考えられる。したがって、単位時間当たりの周波数変
化、すなわち図５における直線の傾きよりＮＯの濃度を
検知することができる。図６に傾きをプロットしたもの
を示す。図６よりＮＯの濃度の上昇とともに周波数変化
が大きくなることが判る。
【００１３】なお、図２において本発明の窒素酸化物検
出素子をを均一な温度に保持するために前記圧電基板１
の前記電極２、３の形成されていない側の表面に抵抗加
熱体７を形成することが好ましい。さらに前記抵抗加熱
体７のＮＯによる酸化を防止するためアルミナなどでで
コーティングすることが好ましい。
出素子をを均一な温度に保持するために前記圧電基板１
の前記電極２、３の形成されていない側の表面に抵抗加
熱体７を形成することが好ましい。さらに前記抵抗加熱
体７のＮＯによる酸化を防止するためアルミナなどでで
コーティングすることが好ましい。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の窒素酸化物
検出素子は、圧電基板と弾性波を励振するための電極
と、弾性波伝播路上に配置したＮＯを選択的に吸着する
触媒とから成り、ＮＯ吸着による周波数の変化よりＮＯ
の濃度を検出することができる。触媒に耐熱性に優れた
銅を含む複合酸化物であるＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 を用いる
ことにより、高温でも安定したＮＯ濃度を検出すること
ができ、また選択的にＮＯを吸着するため、雰囲気中に
Ｏ2 が存在していても正確なＮＯの濃度を検知すること
ができる。
検出素子は、圧電基板と弾性波を励振するための電極
と、弾性波伝播路上に配置したＮＯを選択的に吸着する
触媒とから成り、ＮＯ吸着による周波数の変化よりＮＯ
の濃度を検出することができる。触媒に耐熱性に優れた
銅を含む複合酸化物であるＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 を用いる
ことにより、高温でも安定したＮＯ濃度を検出すること
ができ、また選択的にＮＯを吸着するため、雰囲気中に
Ｏ2 が存在していても正確なＮＯの濃度を検知すること
ができる。
【図１】本発明の窒素酸化物検出素子の上面図
【図２】本発明の窒素酸化物検出素子の下面図
【図３】ＮＯ吸着特性の温度依存性を示す特性図
【図４】ＮＯ濃度とＮＯ吸着量の関係を示す特性図
【図５】ＮＯ吸着による周波数変化を示す特性図
【図６】ＮＯ濃度と単位時間に変化する周波数の関係を
示す特性図
示す特性図
１ 圧電基板 ２ 櫛形電極（入力側） ３ 櫛形電極（出力側） ６ 触媒 ７ 抵抗加熱体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴田 邦弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 黄地 謙三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】圧電基板と、前記圧電基板上に形成された
弾性波を励振するための電極と、弾性波伝播路上に配置
された窒素酸化物を吸着する触媒とから成る窒素酸化物
検出素子。 - 【請求項２】前記触媒は、銅（Ｃｕ）を含む複合酸化物
であることを特徴とする請求項１に記載の窒素酸化物検
出素子。 - 【請求項３】動作温度範囲は２００〜４００℃であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の窒素酸化物検出素子。 - 【請求項４】前記圧電基板上には、抵抗加熱体が形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の窒素酸化物
検出素子。 - 【請求項５】前記電極及び前記抵抗加熱体は、セラミッ
クスによりコーティングされていることを特徴とする請
求項１または４に記載の窒素酸化物検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281484A JPH06129973A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 窒素酸化物検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281484A JPH06129973A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 窒素酸化物検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129973A true JPH06129973A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17639833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4281484A Pending JPH06129973A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 窒素酸化物検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06129973A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5958787A (en) * | 1994-11-07 | 1999-09-28 | Ticona Gmbh | Polymer sensor |
| JP2007533953A (ja) * | 2003-11-13 | 2007-11-22 | テクニシェ・ユニバーシテート・クラウシュタール | センサ、センサ機構、および測定方法 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP4281484A patent/JPH06129973A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5958787A (en) * | 1994-11-07 | 1999-09-28 | Ticona Gmbh | Polymer sensor |
| JP2007533953A (ja) * | 2003-11-13 | 2007-11-22 | テクニシェ・ユニバーシテート・クラウシュタール | センサ、センサ機構、および測定方法 |
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