JPH06186193A - 炭酸ガスセンサ素子および炭酸ガス濃度測定方法 - Google Patents
炭酸ガスセンサ素子および炭酸ガス濃度測定方法Info
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- JPH06186193A JPH06186193A JP23546292A JP23546292A JPH06186193A JP H06186193 A JPH06186193 A JP H06186193A JP 23546292 A JP23546292 A JP 23546292A JP 23546292 A JP23546292 A JP 23546292A JP H06186193 A JPH06186193 A JP H06186193A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 小型で安価で高信頼性の炭酸ガスセンサ素子
およびその炭酸ガスセンサ素子を用いた炭酸ガス濃度測
定方法を提供する。 【構成】 炭酸ガスセンサ素子は、一般式、ＡＢ
1-x Ｂ′x Ｏ3-y （0.０≦ｘ≦0.５０）、但し、Ａは、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少なくとも一種またはその組
み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｈｆのうち、少なくとも
一種またはその組み合わせ、Ｂ′は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、
ランタニド系列の元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂ
ｉ、Ｍｇのうち、少なくとも一種またはその組み合わ
せ、で表される組成を有するプロトン導電性セラミック
にて素子本体１が構成される。このような炭酸ガスセン
サ素子を用いて、プロトン導電性セラミックと炭酸ガス
との化学的な相互作用により、プロトン導電性セラミッ
クの電気抵抗を変化させ、この電気抵抗の変化から炭酸
ガス濃度を検出する。
およびその炭酸ガスセンサ素子を用いた炭酸ガス濃度測
定方法を提供する。 【構成】 炭酸ガスセンサ素子は、一般式、ＡＢ
1-x Ｂ′x Ｏ3-y （0.０≦ｘ≦0.５０）、但し、Ａは、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少なくとも一種またはその組
み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｈｆのうち、少なくとも
一種またはその組み合わせ、Ｂ′は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、
ランタニド系列の元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂ
ｉ、Ｍｇのうち、少なくとも一種またはその組み合わ
せ、で表される組成を有するプロトン導電性セラミック
にて素子本体１が構成される。このような炭酸ガスセン
サ素子を用いて、プロトン導電性セラミックと炭酸ガス
との化学的な相互作用により、プロトン導電性セラミッ
クの電気抵抗を変化させ、この電気抵抗の変化から炭酸
ガス濃度を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭酸ガスセンサ素子お
よび炭酸ガス濃度測定方法に関するものである。
よび炭酸ガス濃度測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭酸ガスセンサ素子は、室内空調
等における生活環境制御等の環境衛生用、ハウス栽培に
おける炭酸ガス濃度の制御などの農業用、排ガスの監視
などの工業用、火災の早期発見などの防災用等の幅広い
用途に使用されてきている。そして、従来、被測定ガス
中の炭酸ガス濃度を測定する方法としては、非分散型赤
外線吸収分析法、熱伝導度演算法、隔膜式ガラス電極
法、ナシコンのような固体電解質を用いたものが知られ
ている。
等における生活環境制御等の環境衛生用、ハウス栽培に
おける炭酸ガス濃度の制御などの農業用、排ガスの監視
などの工業用、火災の早期発見などの防災用等の幅広い
用途に使用されてきている。そして、従来、被測定ガス
中の炭酸ガス濃度を測定する方法としては、非分散型赤
外線吸収分析法、熱伝導度演算法、隔膜式ガラス電極
法、ナシコンのような固体電解質を用いたものが知られ
ている。
【０００３】例えば、特開昭６３−９６５４１号公報に
は、被測定ガスによる赤外線の吸収度を検出することに
より、ガス濃度を測定するガス濃度測定装置が開示され
ている。また、特開平１−２６７４５３号公報には、ナ
シコン（ナトリウムイオン伝導体セラミック）を使用
し、それを加熱して炭酸ガスと接したときの電池反応に
よる起電力を検出することにより、炭酸ガスを検知する
炭酸ガスセンサが開示されている。
は、被測定ガスによる赤外線の吸収度を検出することに
より、ガス濃度を測定するガス濃度測定装置が開示され
ている。また、特開平１−２６７４５３号公報には、ナ
シコン（ナトリウムイオン伝導体セラミック）を使用
し、それを加熱して炭酸ガスと接したときの電池反応に
よる起電力を検出することにより、炭酸ガスを検知する
炭酸ガスセンサが開示されている。
【０００４】さらにまた、特開昭６１−２６２６４７号
公報には、水酸アパタイトを使用して、炭酸ガスと接触
するときのその電気抵抗の変化を検出することにより、
炭酸ガスを検出することが開示されている。また、特開
平４−２４５４８号公報には、金属酸化物の静電容量を
検出することにより、炭酸ガスを検出するセンサおよび
方法が開示されている。
公報には、水酸アパタイトを使用して、炭酸ガスと接触
するときのその電気抵抗の変化を検出することにより、
炭酸ガスを検出することが開示されている。また、特開
平４−２４５４８号公報には、金属酸化物の静電容量を
検出することにより、炭酸ガスを検出するセンサおよび
方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
測定装置および方法は、大型かつ高価であったり、ある
いは、再現性や経時安定性に乏しい等、汎用性に欠ける
という問題点があった。その上、従来の炭酸ガスセンサ
の多くは、湿潤空気中よりも乾燥空気中での使用が望ま
れている。しかし、工業プロセスにおける廃ガス中には
かなりの水蒸気が含まれており、このような条件下でも
信頼できる炭酸ガスセンサが要望されている。
測定装置および方法は、大型かつ高価であったり、ある
いは、再現性や経時安定性に乏しい等、汎用性に欠ける
という問題点があった。その上、従来の炭酸ガスセンサ
の多くは、湿潤空気中よりも乾燥空気中での使用が望ま
れている。しかし、工業プロセスにおける廃ガス中には
かなりの水蒸気が含まれており、このような条件下でも
信頼できる炭酸ガスセンサが要望されている。
【０００６】本発明の目的は、前述したような従来の技
術の問題点を解消しうるような炭酸ガスセンサ素子およ
び炭酸ガス濃度測定方法を提供することである。
術の問題点を解消しうるような炭酸ガスセンサ素子およ
び炭酸ガス濃度測定方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による炭酸ガスセ
ンサ素子は、一般式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y （0.０≦ｘ
≦0.５０）、但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少
なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚ
ｒ、Ｈｆのうち、少なくとも一種またはその組み合わ
せ、Ｂ′は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくと
も一種またはその組み合わせ、で表される組成を有する
プロトン導電性セラミックにて素子本体が構成されてい
る。
ンサ素子は、一般式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y （0.０≦ｘ
≦0.５０）、但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少
なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚ
ｒ、Ｈｆのうち、少なくとも一種またはその組み合わ
せ、Ｂ′は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくと
も一種またはその組み合わせ、で表される組成を有する
プロトン導電性セラミックにて素子本体が構成されてい
る。
【０００８】また、本発明による炭酸ガス濃度測定方法
は、一般式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y（0.０≦ｘ≦0.５
０）、但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少なくと
も一種またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｈｆ
のうち、少なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂ′
は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくとも一種ま
たはその組み合わせ、で表される組成を有するプロトン
導電性セラミックを使用し、プロトン導電性セラミック
と炭酸ガスとの化学的な相互作用により、プロトン導電
性セラミックの電気抵抗を変化させ、この電気抵抗の変
化から炭酸ガス濃度を検出することを特徴とする。
は、一般式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y（0.０≦ｘ≦0.５
０）、但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少なくと
も一種またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｈｆ
のうち、少なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂ′
は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくとも一種ま
たはその組み合わせ、で表される組成を有するプロトン
導電性セラミックを使用し、プロトン導電性セラミック
と炭酸ガスとの化学的な相互作用により、プロトン導電
性セラミックの電気抵抗を変化させ、この電気抵抗の変
化から炭酸ガス濃度を検出することを特徴とする。
【０００９】
【実施例】次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例
について本発明をより詳細に説明する。
について本発明をより詳細に説明する。
【００１０】本発明においては、炭酸ガスを検出するの
に、一般式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y（0.０≦ｘ≦0.５
０）、但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少なくと
も一種またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｈｆ
のうち、少なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂ′
は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくとも一種ま
たはその組み合わせ、で表される組成を有するプロトン
導電性セラミックを使用する。
に、一般式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y（0.０≦ｘ≦0.５
０）、但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少なくと
も一種またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｈｆ
のうち、少なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂ′
は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくとも一種ま
たはその組み合わせ、で表される組成を有するプロトン
導電性セラミックを使用する。
【００１１】本発明に用いられるプロトン導電性セラミ
ックは、次のようにして得られる。即ち、まず、前述の
組成を構成する各種材料を調合し、この原料を混合した
後、仮焼する。次いで、仮焼粉末にバインダを加えて成
形し、成形体を焼成する。更に得られたセラミックの表
面に、少なくとも一対の電極を付与することにより、炭
酸ガスセンサ素子を得ることができる。
ックは、次のようにして得られる。即ち、まず、前述の
組成を構成する各種材料を調合し、この原料を混合した
後、仮焼する。次いで、仮焼粉末にバインダを加えて成
形し、成形体を焼成する。更に得られたセラミックの表
面に、少なくとも一対の電極を付与することにより、炭
酸ガスセンサ素子を得ることができる。
【００１２】このセンサ素子では、炭酸ガスおよび水蒸
気の存在下において、プロトン導電性セラミックの表面
水酸基と炭酸ガス分子が化学的な相互作用を起こすこと
により、センサ素子の電気抵抗値が変化する。
気の存在下において、プロトン導電性セラミックの表面
水酸基と炭酸ガス分子が化学的な相互作用を起こすこと
により、センサ素子の電気抵抗値が変化する。
【００１３】前述のプロトン導電性セラミックとして
は、例えば、ＢａＣｅ0.95Ｙ0.05Ｏ3- y 、ＢａＣｅ0.90
Ｎｄ0.10Ｏ3-y 、ＳｒＣｅ0.95Ｙｂ0.05Ｏ3-y 、あるい
はＣａＺｒ0.95Ｉｎ0.05Ｏ3-y 等がある。
は、例えば、ＢａＣｅ0.95Ｙ0.05Ｏ3- y 、ＢａＣｅ0.90
Ｎｄ0.10Ｏ3-y 、ＳｒＣｅ0.95Ｙｂ0.05Ｏ3-y 、あるい
はＣａＺｒ0.95Ｉｎ0.05Ｏ3-y 等がある。
【００１４】一方、本発明の炭酸ガス濃度測定方法によ
れば、前述したような組成を有するプロトン導電性セラ
ミックを使用し、プロトン導電性セラミックと炭酸ガス
との化学的な相互作用により、プロトン導電性セラミッ
クの電気抵抗を変化させ、この電気抵抗の変化から炭酸
ガス濃度を検出することができる。
れば、前述したような組成を有するプロトン導電性セラ
ミックを使用し、プロトン導電性セラミックと炭酸ガス
との化学的な相互作用により、プロトン導電性セラミッ
クの電気抵抗を変化させ、この電気抵抗の変化から炭酸
ガス濃度を検出することができる。
【００１５】（具体的実施例１）
【００１６】以下に、本発明による炭酸ガスセンサ素子
の具体的実施例の一つについて、詳細に説明する。本発
明による炭酸ガスセンサ素子を作製するために、先ず、
プロトン導電性セラミックの主成分となるＢａ（ＣＨ3
ＣＯＯ）2 、ＣｅＯ2 、およびＹ2 Ｏ3 を原料として用
意した。これらを、ＢａＣｅ0.95Ｙ0.05Ｏ3-y の組成と
なるように秤量し、これらを、ボールミルを用いて湿式
混合した。次に、この混合物を脱溶媒、乾燥した後、１
０００°Ｃ、１時間の熱処理および１２５０°Ｃ、５時
間の仮焼を行った。
の具体的実施例の一つについて、詳細に説明する。本発
明による炭酸ガスセンサ素子を作製するために、先ず、
プロトン導電性セラミックの主成分となるＢａ（ＣＨ3
ＣＯＯ）2 、ＣｅＯ2 、およびＹ2 Ｏ3 を原料として用
意した。これらを、ＢａＣｅ0.95Ｙ0.05Ｏ3-y の組成と
なるように秤量し、これらを、ボールミルを用いて湿式
混合した。次に、この混合物を脱溶媒、乾燥した後、１
０００°Ｃ、１時間の熱処理および１２５０°Ｃ、５時
間の仮焼を行った。
【００１７】更に、この仮焼物を粉砕し、ディスク状に
成形した後、２ｔ／cm2 の圧力でＣＩＰ処理した。この
成形体を、空気中において１６００°Ｃで１０時間焼成
した。得られたＢａＣｅ0.95Ｙ0.05Ｏ3-y の焼結体は、
直径7.２mm、厚さ2.５mmであった。この焼結体の両表面
に4.９mm2 の面積の多孔質の銀電極を付与して、炭酸ガ
スセンサ素子とした。このとき、原料については、熱分
解による残留生成物が酸化物のみとなるものであれば、
いかなるものでも良い。図１は、この炭酸ガスセンサ素
子の概略拡大断面図である。図１に示すように、この炭
酸ガスセンサ素子は、プロトン導電性セラミックで形成
された素子本体１と、その素子本体の両端面に付与され
た電極２とを備えてなっている。
成形した後、２ｔ／cm2 の圧力でＣＩＰ処理した。この
成形体を、空気中において１６００°Ｃで１０時間焼成
した。得られたＢａＣｅ0.95Ｙ0.05Ｏ3-y の焼結体は、
直径7.２mm、厚さ2.５mmであった。この焼結体の両表面
に4.９mm2 の面積の多孔質の銀電極を付与して、炭酸ガ
スセンサ素子とした。このとき、原料については、熱分
解による残留生成物が酸化物のみとなるものであれば、
いかなるものでも良い。図１は、この炭酸ガスセンサ素
子の概略拡大断面図である。図１に示すように、この炭
酸ガスセンサ素子は、プロトン導電性セラミックで形成
された素子本体１と、その素子本体の両端面に付与され
た電極２とを備えてなっている。
【００１８】次に、本実施例の炭酸ガスセンサ素子の動
作について説明する。例えば、炭酸ガスセンサ素子の設
置されているチューブ中に被測定ガスを導入すると、炭
酸ガス濃度に応じてセンサ素子の電気抵抗値が変化す
る。この電気抵抗値変化を測定装置によって測定し、被
測定ガス中の炭酸ガス分圧と電気抵抗値との関係におい
て、優れた再現性を得ることができる。したがって、濃
度既知の被測定ガスおよび基準ガスでの測定値から予め
検量線を求めておくことにより、濃度未知の被測定ガス
についても、検量線から安定かつ高精度に炭酸ガス濃度
を求めることができる。
作について説明する。例えば、炭酸ガスセンサ素子の設
置されているチューブ中に被測定ガスを導入すると、炭
酸ガス濃度に応じてセンサ素子の電気抵抗値が変化す
る。この電気抵抗値変化を測定装置によって測定し、被
測定ガス中の炭酸ガス分圧と電気抵抗値との関係におい
て、優れた再現性を得ることができる。したがって、濃
度既知の被測定ガスおよび基準ガスでの測定値から予め
検量線を求めておくことにより、濃度未知の被測定ガス
についても、検量線から安定かつ高精度に炭酸ガス濃度
を求めることができる。
【００１９】センサ特性を調べるために、図２に略示す
るように、例えば、セラミックチューブ１０内に、プロ
トン導電性セラミックの素子本体１の両面に多孔質な銀
電極２を両面に付与してなる本実施例の炭酸ガスセンサ
素子を配置し、両電極２に白金線１１を接続し、ガルバ
ノスタット１２により、素子本体１に0.１ｍＡの直流の
定電流を通電し、エレクトロメータによりその間の電圧
を測定できるようにした。セラミックチューブ１０内に
テストガスを流量７０ｍｌ／分で流し、９２３Ｋの温度
において、炭酸ガス濃度の変化による電圧変化を測定し
た。炭酸ガス感度として、テストガス中での電圧と湿潤
空気中での電圧との差で表わし、湿潤空気は室温で水に
通したものを、またテストガスは炭酸ガスを湿潤空気で
２００から３０００ｐｐｍに希釈したものをそれぞれ用
いた。
るように、例えば、セラミックチューブ１０内に、プロ
トン導電性セラミックの素子本体１の両面に多孔質な銀
電極２を両面に付与してなる本実施例の炭酸ガスセンサ
素子を配置し、両電極２に白金線１１を接続し、ガルバ
ノスタット１２により、素子本体１に0.１ｍＡの直流の
定電流を通電し、エレクトロメータによりその間の電圧
を測定できるようにした。セラミックチューブ１０内に
テストガスを流量７０ｍｌ／分で流し、９２３Ｋの温度
において、炭酸ガス濃度の変化による電圧変化を測定し
た。炭酸ガス感度として、テストガス中での電圧と湿潤
空気中での電圧との差で表わし、湿潤空気は室温で水に
通したものを、またテストガスは炭酸ガスを湿潤空気で
２００から３０００ｐｐｍに希釈したものをそれぞれ用
いた。
【００２０】図３は、このようにして測定した、湿潤空
気中の各炭酸ガス濃度における、炭酸ガス感度を表した
ものである。この図３から、炭酸ガス濃度が高くなるに
従って、感度も高くなっていることがわかる。より詳細
には、この図３は、６５０°Ｃにおけるセンサ素子のテ
ストガスに対する電圧応答曲線を示しており、この図３
の曲線からも明らかなように、９０％応答時間は、いず
れの炭酸ガス濃度でも１分以内と比較的に速いことがわ
かる。
気中の各炭酸ガス濃度における、炭酸ガス感度を表した
ものである。この図３から、炭酸ガス濃度が高くなるに
従って、感度も高くなっていることがわかる。より詳細
には、この図３は、６５０°Ｃにおけるセンサ素子のテ
ストガスに対する電圧応答曲線を示しており、この図３
の曲線からも明らかなように、９０％応答時間は、いず
れの炭酸ガス濃度でも１分以内と比較的に速いことがわ
かる。
【００２１】図４は、炭酸ガス濃度を変化させた場合の
電圧変化を示した図であり、そのときのセンサ感度の炭
酸ガス濃度依存性を示す図である。前述した説明の如
く、炭酸ガス濃度が高くなるに従って電圧が高くなり、
しかも直線関係にあることがわかる。あらかじめ、この
直線関係を求めておくことにより、測定電圧から被測定
ガス中の炭酸ガス濃度を得ることができる。この図４か
ら分かるように、センサ感度は、２００から３０００ｐ
ｐｍの範囲で濃度に対して比例して増加しており、本素
子は、この濃度範囲で良好に炭酸ガスを検出することが
できる。図５は、センサ応答の経時変化および再現性を
示した図である。素子電圧の経時変化はほとんどなく、
再現性も優れていることがわかる。
電圧変化を示した図であり、そのときのセンサ感度の炭
酸ガス濃度依存性を示す図である。前述した説明の如
く、炭酸ガス濃度が高くなるに従って電圧が高くなり、
しかも直線関係にあることがわかる。あらかじめ、この
直線関係を求めておくことにより、測定電圧から被測定
ガス中の炭酸ガス濃度を得ることができる。この図４か
ら分かるように、センサ感度は、２００から３０００ｐ
ｐｍの範囲で濃度に対して比例して増加しており、本素
子は、この濃度範囲で良好に炭酸ガスを検出することが
できる。図５は、センサ応答の経時変化および再現性を
示した図である。素子電圧の経時変化はほとんどなく、
再現性も優れていることがわかる。
【００２２】（その他の具体的実施例）
【００２３】図６は、本発明のその他の具体的実施例を
一覧表にして示している。図６の一覧表は、１番から８
番までの「センサ素子の組成」の欄に、素子本体を形成
するプロトン導電性セラミックの組成を示し、「感度」
の欄に、それぞれの具体的実施例の炭酸ガスセンサ素子
のセンサ感度を示している。なお、測定温度は、９５７
Ｋであり、センサ感度は、（ＣＯ2 濃度１３００ｐｐｍ
時の測定値）／（大気中（ＣＯ2 濃度約３５０ｐｐｍ）
での測定値）の式によって計算された値である。
一覧表にして示している。図６の一覧表は、１番から８
番までの「センサ素子の組成」の欄に、素子本体を形成
するプロトン導電性セラミックの組成を示し、「感度」
の欄に、それぞれの具体的実施例の炭酸ガスセンサ素子
のセンサ感度を示している。なお、測定温度は、９５７
Ｋであり、センサ感度は、（ＣＯ2 濃度１３００ｐｐｍ
時の測定値）／（大気中（ＣＯ2 濃度約３５０ｐｐｍ）
での測定値）の式によって計算された値である。
【００２４】図６の表にも示されるように、炭酸ガスセ
ンサ素子を構成する素子本体の組成は、種々考えられ
る。この組成を比較的に広い意味で表現すれば、一般
式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y （0.０≦ｘ≦0.５０）で表さ
れるプロトン導電性セラミック、ということができる。
但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少なくとも一種
またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｈｆのう
ち、少なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂ′は、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくとも一種またはそ
の組み合わせ。
ンサ素子を構成する素子本体の組成は、種々考えられ
る。この組成を比較的に広い意味で表現すれば、一般
式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y （0.０≦ｘ≦0.５０）で表さ
れるプロトン導電性セラミック、ということができる。
但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、少なくとも一種
またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｈｆのう
ち、少なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂ′は、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくとも一種またはそ
の組み合わせ。
【００２５】また、前記セラミックを用いた炭酸ガスセ
ンサ素子として、その表面に、少なくとも一種の貴金属
元素あるいは導電性酸化物による、少なくとも一対の電
極を付与したものが、特に有効である。更に、前述のセ
ンサ素子の電気抵抗値変化を測定することにより、炭酸
ガス濃度を安定かつ再現性良く得ることができる。
ンサ素子として、その表面に、少なくとも一種の貴金属
元素あるいは導電性酸化物による、少なくとも一対の電
極を付与したものが、特に有効である。更に、前述のセ
ンサ素子の電気抵抗値変化を測定することにより、炭酸
ガス濃度を安定かつ再現性良く得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の炭酸ガスセンサ素子は、小型で
安価で高信頼性を有する。本発明の炭酸ガスセンサ素子
を使用すれば、炭酸ガス濃度を再現性よく、且つ経時安
定性よく測定でき、しかも、乾燥空気中の炭酸ガス濃度
だけでなく、湿潤空気中の炭酸ガス濃度も安定に測定で
きる。したがって、本発明の炭酸ガスセンサ素子は、室
内空調あるいはハウス栽培等に利用することができ、経
済効果が大である。
安価で高信頼性を有する。本発明の炭酸ガスセンサ素子
を使用すれば、炭酸ガス濃度を再現性よく、且つ経時安
定性よく測定でき、しかも、乾燥空気中の炭酸ガス濃度
だけでなく、湿潤空気中の炭酸ガス濃度も安定に測定で
きる。したがって、本発明の炭酸ガスセンサ素子は、室
内空調あるいはハウス栽培等に利用することができ、経
済効果が大である。
【図１】本発明の一実施例としての炭酸ガスセンサ素子
の概略拡大断面図である。
の概略拡大断面図である。
【図２】本発明における炭酸ガス濃度測定方法の回路構
成を簡単に示した図である。
成を簡単に示した図である。
【図３】本発明の炭酸ガスセンサ素子による湿潤空気中
の各炭酸ガス濃度における、ガス感度を表わす波形を示
す図である。
の各炭酸ガス濃度における、ガス感度を表わす波形を示
す図である。
【図４】本発明の炭酸ガスセンサ素子による炭酸ガス濃
度を変化させた場合の、電圧変化を表わすグラフを示す
図である。
度を変化させた場合の、電圧変化を表わすグラフを示す
図である。
【図５】本発明の炭酸ガスセンサ素子によるセンサ応答
の経時変化および再現性を表わすグラフを示す図であ
る。
の経時変化および再現性を表わすグラフを示す図であ
る。
【図６】本発明の炭酸ガスセンサ素子の素子本体を構成
する混合物の種々の例を列挙した一覧表を示す図であ
る。
する混合物の種々の例を列挙した一覧表を示す図であ
る。
１ 素子本体 ２ 電極 １０ セラミックチューブ １１ 白金線 １２ ガルバノスタット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 則義 愛知県名古屋市西区則武新町３丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 (72)発明者 磯部 隆昌 愛知県名古屋市西区則武新町３丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内
Claims (4)
- 【請求項１】 一般式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y （0.０≦
ｘ≦0.５０）、但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、
少なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚ
ｒ、Ｈｆのうち、少なくとも一種またはその組み合わ
せ、Ｂ′は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくと
も一種またはその組み合わせ、で表される組成を有する
プロトン導電性セラミックにて素子本体を構成したこと
を特徴とする炭酸ガスセンサ素子。 - 【請求項２】 前記素子本体の表面に、少なくとも一種
の貴金属元素による、少なくとも一対の電極を形成した
請求項１記載の炭酸ガスセンサ素子。 - 【請求項３】 前記素子本体の表面に、少なくとも一種
の導電性酸化物による、少なくとも一対の電極を形成し
た請求項１記載の炭酸ガスセンサ素子。 - 【請求項４】 一般式、ＡＢ1-x Ｂ′x Ｏ3-y （0.０≦
ｘ≦0.５０）、但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち、
少なくとも一種またはその組み合わせ、Ｂは、Ｃｅ、Ｚ
ｒ、Ｈｆのうち、少なくとも一種またはその組み合わ
せ、Ｂ′は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列の元素、
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｍｇのうち、少なくと
も一種またはその組み合わせ、で表される組成を有する
プロトン導電性セラミックを使用し、プロトン導電性セ
ラミックと炭酸ガスとの化学的な相互作用により、プロ
トン導電性セラミックの電気抵抗を変化させ、この電気
抵抗の変化から炭酸ガス濃度を検出することを特徴とす
る炭酸ガス濃度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23546292A JPH06186193A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 炭酸ガスセンサ素子および炭酸ガス濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23546292A JPH06186193A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 炭酸ガスセンサ素子および炭酸ガス濃度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186193A true JPH06186193A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=16986456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23546292A Pending JPH06186193A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 炭酸ガスセンサ素子および炭酸ガス濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06186193A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024850A1 (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 混合イオン伝導体 |
| JP2005100978A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 混合イオン伝導体 |
| WO2006098272A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | イオン伝導体 |
| US7625653B2 (en) | 2005-03-15 | 2009-12-01 | Panasonic Corporation | Ionic conductor |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP23546292A patent/JPH06186193A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024850A1 (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 混合イオン伝導体 |
| JP2005100978A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 混合イオン伝導体 |
| US7419736B2 (en) | 2003-09-03 | 2008-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Mixed ion conductor |
| WO2006098272A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | イオン伝導体 |
| US7625653B2 (en) | 2005-03-15 | 2009-12-01 | Panasonic Corporation | Ionic conductor |
| JP5219370B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2013-06-26 | パナソニック株式会社 | イオン伝導体 |
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