JPH0684945B2 - 可燃性ガスセンサ - Google Patents
可燃性ガスセンサInfo
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- JPH0684945B2 JPH0684945B2 JP60007208A JP720885A JPH0684945B2 JP H0684945 B2 JPH0684945 B2 JP H0684945B2 JP 60007208 A JP60007208 A JP 60007208A JP 720885 A JP720885 A JP 720885A JP H0684945 B2 JPH0684945 B2 JP H0684945B2
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-
- 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
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、経時安定性に優れ、長期にわたり鋭敏なガス
感度特性を持続するSnO2系可燃性ガスセンサに関する。
感度特性を持続するSnO2系可燃性ガスセンサに関する。
従来技術とその問題点 SnO2の焼結体をセンサ素子とする可燃性ガスセンサは、
公知であり、ガス漏れ警報器等に使用されている。この
様なガスセンサ素子は、例えば、アルミナセラミツク基
板上に形成された２ケ所の金電極を覆う様に、SnO2粉末
と高純度α−アルミナ粉末とを含む水性ペーストを基板
上に塗布し、ペーストを乾燥させた後、空気中で焼結す
ることにより得られている。従来使用されているSnO2系
ガスセンサ素子においては、焼結後のSnO2一次粒子の平
均粒子径は、粒子径が小さければ小さいほど表面積が大
きくなり酸素ガスの吸脱着および吸着酸素ガスと検知対
象ガスとの反応が十分行われ、センサとして感度が向上
すると考えられていたため、より粒子径の小さいセンサ
を得るための開発が行われてきた。その結果、従来は、
透過型電子顕微鏡により観察した焼結後のSnO2一次粒子
の平均粒子径が50〜120Å程度となる様に、製造に際し
て焼成条件（温度及び時間）、SnO2生成原料の純度等を
選択していた。しかしながら、この様な公知のSnO2系ガ
スセンサ素子には、時間の経過とともに検出感度が鋭敏
化して、当初設定した濃度以下の極微量の可燃性ガスの
存在状態で警報を発する様になるという問題点があるこ
とが判明した。
公知であり、ガス漏れ警報器等に使用されている。この
様なガスセンサ素子は、例えば、アルミナセラミツク基
板上に形成された２ケ所の金電極を覆う様に、SnO2粉末
と高純度α−アルミナ粉末とを含む水性ペーストを基板
上に塗布し、ペーストを乾燥させた後、空気中で焼結す
ることにより得られている。従来使用されているSnO2系
ガスセンサ素子においては、焼結後のSnO2一次粒子の平
均粒子径は、粒子径が小さければ小さいほど表面積が大
きくなり酸素ガスの吸脱着および吸着酸素ガスと検知対
象ガスとの反応が十分行われ、センサとして感度が向上
すると考えられていたため、より粒子径の小さいセンサ
を得るための開発が行われてきた。その結果、従来は、
透過型電子顕微鏡により観察した焼結後のSnO2一次粒子
の平均粒子径が50〜120Å程度となる様に、製造に際し
て焼成条件（温度及び時間）、SnO2生成原料の純度等を
選択していた。しかしながら、この様な公知のSnO2系ガ
スセンサ素子には、時間の経過とともに検出感度が鋭敏
化して、当初設定した濃度以下の極微量の可燃性ガスの
存在状態で警報を発する様になるという問題点があるこ
とが判明した。
問題点を解決する為の手段 本発明者は、公知のSnO2系焼結体ガスセンサ素子におけ
る検出感度の鋭敏化の発生原因について種々研究を重ね
た結果、この原因が、長期間使用中の雑ガス（調理用ア
ルコール、調味料の分解ガス等）との接触や電源電圧の
変動のために、センサ素子が高温状態にさらされて、Sn
O2の一次粒子が次第に成長し、粗大化することによるこ
とを見出した。
る検出感度の鋭敏化の発生原因について種々研究を重ね
た結果、この原因が、長期間使用中の雑ガス（調理用ア
ルコール、調味料の分解ガス等）との接触や電源電圧の
変動のために、センサ素子が高温状態にさらされて、Sn
O2の一次粒子が次第に成長し、粗大化することによるこ
とを見出した。
本発明者は、上記の問題点を解決するために研究を重ね
た結果、SnO2一次粒子の平均粒子径が大きくなると、表
面積が小さくなって酸素ガスの吸脱着および吸着酸素ガ
スと検知対象ガスとの反応が十分に行われなくなり、セ
ンサとしての機能が十分に発揮されないとされていた従
来の常識に反して、焼結後のSnO2一次粒子の平均粒子径
を150〜250Åになる様に調整する場合には、得られたガ
スセンサは、当初のガス感度特性において従来品と同等
の性能を有しており、且つ経時安定性においては従来品
を大きく凌駕することを見出した。即ち、本発明は、Sn
O2を主成分とする焼結体からなる可燃性ガスセンサにお
いて、透過型電子顕微鏡により観察したSnO2一次粒子の
平均粒径が150〜250Åの範囲内にあることを特徴とする
可燃性ガスセンサに係るものである。
た結果、SnO2一次粒子の平均粒子径が大きくなると、表
面積が小さくなって酸素ガスの吸脱着および吸着酸素ガ
スと検知対象ガスとの反応が十分に行われなくなり、セ
ンサとしての機能が十分に発揮されないとされていた従
来の常識に反して、焼結後のSnO2一次粒子の平均粒子径
を150〜250Åになる様に調整する場合には、得られたガ
スセンサは、当初のガス感度特性において従来品と同等
の性能を有しており、且つ経時安定性においては従来品
を大きく凌駕することを見出した。即ち、本発明は、Sn
O2を主成分とする焼結体からなる可燃性ガスセンサにお
いて、透過型電子顕微鏡により観察したSnO2一次粒子の
平均粒径が150〜250Åの範囲内にあることを特徴とする
可燃性ガスセンサに係るものである。
本発明の可燃性ガスセンサは、焼結後のSnO2一次粒子の
平均粒径が150〜250Åの範囲内となる様に焼結温度及び
時間を調節する以外の点においては、従来法と同様にし
て製造することが出来る。その１例を挙げると、アルミ
ナセラミツク基板上に電極材料として金ペーストを２か
所に印刷した後、同様の金ペーストを使用してAn-Pd合
金線を両電極に取り付け、リード線とする。次いで、Sn
O2粉末と高純度α−アルミナ粉末とを含む水性ペースト
を上記両電極を覆う様に塗布し、乾燥させた後、所定の
温度で所定時間焼成する。透過型電子顕微鏡で観察した
SnO2一次粒子の平均粒径を150〜250Åの範囲内とする為
には、焼成時の温度を従来方法のそれよりも若干高くす
るか、又は焼成時間を若干長くするか、或いはその両者
を併用する。
平均粒径が150〜250Åの範囲内となる様に焼結温度及び
時間を調節する以外の点においては、従来法と同様にし
て製造することが出来る。その１例を挙げると、アルミ
ナセラミツク基板上に電極材料として金ペーストを２か
所に印刷した後、同様の金ペーストを使用してAn-Pd合
金線を両電極に取り付け、リード線とする。次いで、Sn
O2粉末と高純度α−アルミナ粉末とを含む水性ペースト
を上記両電極を覆う様に塗布し、乾燥させた後、所定の
温度で所定時間焼成する。透過型電子顕微鏡で観察した
SnO2一次粒子の平均粒径を150〜250Åの範囲内とする為
には、焼成時の温度を従来方法のそれよりも若干高くす
るか、又は焼成時間を若干長くするか、或いはその両者
を併用する。
発明の効果 本発明によれば、経時安定性に優れたSnO2系可燃性ガス
センサが得られる。本発明ガスセンサは、ガス漏れ警報
器におけるセンサとして極めて有用である。
センサが得られる。本発明ガスセンサは、ガス漏れ警報
器におけるセンサとして極めて有用である。
実施例 以下実施例により本発明の特徴とするところをより一層
明らかにする。
明らかにする。
実施例１ SnCl4の水溶液に28％NH4OHを加え、生じた水酸化スズの
沈澱を傾瀉により分離した。次いで、PdがSnO2の0.1重
量％となる様にPdCl2水溶液を加え、200℃で４時間乾燥
後、電気炉内で空気雰囲気中、550℃で１時間焼成し
た。次いで、焼成物を振動ボールミルにより十分に粉砕
し、適当な粒度のSnO2粉体とした後、等重量のα−アル
ミナ（平均粒径10μｍ、純度99.9％）を混合した。得ら
れた混合粉体20mgに等容量の水を加えて得たペースト
を、ヒータ線と電極を備えた2.5mm×1.5mm×1.5mmの直
方体に成形し、12時間風乾した。次いで、十分な強度を
得る為、該直方体にバインダーを滴下して充分に浸潤さ
せた後、６時間風乾し、更に電気炉内で空気雰囲気中、
725℃で30分間焼成して、センサ素子を得た。
沈澱を傾瀉により分離した。次いで、PdがSnO2の0.1重
量％となる様にPdCl2水溶液を加え、200℃で４時間乾燥
後、電気炉内で空気雰囲気中、550℃で１時間焼成し
た。次いで、焼成物を振動ボールミルにより十分に粉砕
し、適当な粒度のSnO2粉体とした後、等重量のα−アル
ミナ（平均粒径10μｍ、純度99.9％）を混合した。得ら
れた混合粉体20mgに等容量の水を加えて得たペースト
を、ヒータ線と電極を備えた2.5mm×1.5mm×1.5mmの直
方体に成形し、12時間風乾した。次いで、十分な強度を
得る為、該直方体にバインダーを滴下して充分に浸潤さ
せた後、６時間風乾し、更に電気炉内で空気雰囲気中、
725℃で30分間焼成して、センサ素子を得た。
かくして得られたガスセンサ素子（SnO2の一次粒子平均
粒径150〜250Å）を家庭用ガス漏れ警報器に組み込み、
H2（濃度0.1％）及びCH4（濃度0.1％）に対する経時的
な感度変化を測定した。結果は、第１図の曲線Ａ及び第
２図の曲線Ｃに示す通りである。
粒径150〜250Å）を家庭用ガス漏れ警報器に組み込み、
H2（濃度0.1％）及びCH4（濃度0.1％）に対する経時的
な感度変化を測定した。結果は、第１図の曲線Ａ及び第
２図の曲線Ｃに示す通りである。
H2についての結果を示す第１図において、縦軸の値（C/
Co）は、当初感度（Co）に対する所定時間経過後の感度
（Ｃ）の比を示す。又、横軸（time）は、H2濃度0.1
％、電源電圧110V、濃度20℃、相対湿度65％なる条件下
に劣化促進試験を所定時間行なつた各時点を示す。
Co）は、当初感度（Co）に対する所定時間経過後の感度
（Ｃ）の比を示す。又、横軸（time）は、H2濃度0.1
％、電源電圧110V、濃度20℃、相対湿度65％なる条件下
に劣化促進試験を所定時間行なつた各時点を示す。
CH4についての結果を示す第２図についても、縦軸及び
横軸は、第１図の場合と同様のことを意味する。
横軸は、第１図の場合と同様のことを意味する。
又、第１図の曲線Ｂ及び第２図の曲線Ｄは、SnO2一次粒
子の平均粒径50〜120Åの公知のガスセンサについての
結果を示す。
子の平均粒径50〜120Åの公知のガスセンサについての
結果を示す。
曲線ＡとＢ及び曲線ＣとＤの対比から、本発明ガスセン
サの優れた経時安定性が明らかである。
サの優れた経時安定性が明らかである。
参考例１ 実施例１の方法で得た本発明ガスセンサにおけるSnO2一
次粒子の透過型電子顕微鏡写真（40万倍）を第３図に示
し、550℃における劣化促進試験1680時間後の同様の写
真を第４図に示す。
次粒子の透過型電子顕微鏡写真（40万倍）を第３図に示
し、550℃における劣化促進試験1680時間後の同様の写
真を第４図に示す。
又、SnO2一次粒子の平均粒径50〜120Åの公知のガスセ
ンサにおけるSnO2一次粒子の透過型電子顕微鏡写真（40
万倍）を第５図に示し、550℃における劣化促進試験168
0時間後の同様を第６図に示す。
ンサにおけるSnO2一次粒子の透過型電子顕微鏡写真（40
万倍）を第５図に示し、550℃における劣化促進試験168
0時間後の同様を第６図に示す。
これ等の写真からも、本発明品におけるSnO2一次粒子の
経時変化に対する安定性が明らかである。
経時変化に対する安定性が明らかである。
第１図及び第２図は、本発明ガスセンサの経時安定性を
従来品のそれと比較して示すグラフ、第３図及び第４図
は、劣化促進試験の前後における本発明ガスセンサ中の
SnO2一次粒子の状態を示す透過型電子顕微鏡写真（40万
倍）、第５図及び第６図は、公知ガスセンサ中のSnO2一
次粒子の状態を示す第３図及び第４図と同様の写真を夫
々示す。
従来品のそれと比較して示すグラフ、第３図及び第４図
は、劣化促進試験の前後における本発明ガスセンサ中の
SnO2一次粒子の状態を示す透過型電子顕微鏡写真（40万
倍）、第５図及び第６図は、公知ガスセンサ中のSnO2一
次粒子の状態を示す第３図及び第４図と同様の写真を夫
々示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴谷 毅 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 岡田 治 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 岡村 繁憲 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 安永 進 大阪府箕面市船場西１丁目９番３号 (56)参考文献 特開 昭58−83245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−74452（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】SnO2を主成分とする焼結体からなる可燃性
ガスセンサにおいて、透過型電子顕微鏡により観察した
SnO2一次粒子の平均粒径が150〜250Åの範囲内にあるこ
とを特徴とする可燃性ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60007208A JPH0684945B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 可燃性ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60007208A JPH0684945B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 可燃性ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61165652A JPS61165652A (ja) | 1986-07-26 |
| JPH0684945B2 true JPH0684945B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=11659587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60007208A Expired - Lifetime JPH0684945B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 可燃性ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684945B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4972723B2 (ja) * | 2007-11-02 | 2012-07-11 | エヌイーシーコンピュータテクノ株式会社 | 電子機器用ラック及び引き出し制御装置 |
| CN110711863A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-21 | 郑州大学 | 一种AuPd合金纳米颗粒负载3DOM WO3的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5574452A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of oxygen concentration detecting element |
| JPS5883245A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超微粒子ガス感応膜 |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP60007208A patent/JPH0684945B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61165652A (ja) | 1986-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |