JPH07218464A - ガスセンサ - Google Patents

ガスセンサ

Info

Publication number
JPH07218464A
JPH07218464A JP1198894A JP1198894A JPH07218464A JP H07218464 A JPH07218464 A JP H07218464A JP 1198894 A JP1198894 A JP 1198894A JP 1198894 A JP1198894 A JP 1198894A JP H07218464 A JPH07218464 A JP H07218464A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature detector
resistance
substrate
resistance temperature
pad
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
Application number
JP1198894A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Kato
利明 加藤
Takashi Ishii
孝志 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP1198894A priority Critical patent/JPH07218464A/ja
Publication of JPH07218464A publication Critical patent/JPH07218464A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ペアリングが容易なガスセンサを得る。 【構成】同一の基板11上に第1の測温抵抗体18と第
2の測温抵抗体19を積層するとともに第1の測温抵抗
体18と第2の測温抵抗体19の少なくとも一つにトリ
ミング部47を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はガスセンサの構造に係
り、特にペアリング容易な接触燃焼式ガスセンサの構造
に関する。
【0002】
【従来の技術】温度変化に伴う測温抵抗体の抵抗変化を
利用して可燃性ガスを検出する接触燃焼式ガスセンサが
知られている。図4は従来の接触燃焼式ガスセンサのガ
ス検知素子を示す要部破断斜視図である。白金コイル3
1の周囲に貴金属の担持されたアルミナ担体32が固着
される。
【0003】図5は従来の接触燃焼式ガスセンサの検出
回路を示す結線図である。R1,2,はそれぞれ固定抵抗
の抵抗値であり、R3,4,はそれぞれ補償素子33とガ
ス検知素子34の抵抗値を示す。補償素子33はガス検
知素子34と同一の構造であるがガス検知素子の貴金属
に替えて酸化鉛PbO が担持されている。可燃性ガスが存
在しないときはホィートストンブリッジ回路はバランス
して、R1 ×R4 =R2 ×R3 の状態にあり、負荷35
の出力は0Vである。雰囲気にアルコールを除く可燃性
ガスが含まれるとガス検知素子34において可燃性ガス
が燃焼し、白金コイルの温度が上昇しその抵抗値R4,
増大する。これに対し補償素子33においてはアルコー
ルを除く可燃性ガスは燃焼せず従ってアルコールを除く
可燃性ガスにより温度上昇が起こらないのでその抵抗値
3,は可燃性ガスにより変化しない。このようにしてホ
ィートストンブリッジ回路の平衡が破れて負荷35に出
力が発生する。
【0004】雰囲気にアルコールガスが含まれると、ア
ルコールガスはガス検知素子34と補償素子33の両方
で燃焼する。そのために抵抗R3,4,はともに増大して
ホィートストンブリッジ回路のバランスは崩れず出力を
生じない。このようにしてアルコールガスに対する補償
が行われる。またこの補償素子33は温度に対する補償
も行う。室温の変化により補償素子33またはガス検知
素子34の白金コイルの温度が変化しても両者が同一の
温度にあるかぎり温度係数が同一であるためにホィート
ストンブリッジ回路の平衡は崩れない。
【0005】このような従来の接触燃焼式ガスセンサの
ガス検知素子34および補償素子33は次のようにして
調製される。直径0.06mmの白金線を用い外径0.
6mm,巻回数10ターン,長さ1.5mmのコイルを
製造する。白金コイルにアルミナ粉末とアルミナゾルの
混合したペーストを付着させ800℃で焼成してアルミ
ナ担体を白金コイルに固着させる。アルミナ担体に酸化
パラジウムと酸化白金の混合触媒溶液を含浸し、500
℃で加熱分解して、酸化パラジウムと酸化白金の混合触
媒をアルミナ担体に担持してガス検知素子34を製造し
た。
【0006】白金コイルにアルミナ粉末とアルミナゾル
の混合したペーストを付着させ800℃で焼成してアル
ミナ担体を白金コイルに固着させる。アルミナ担体に酢
酸鉛溶液を含浸し、加熱分解して補償素子33を製作し
た。上述のような従来の接触燃焼式ガスセンサは動作原
理が簡単なこと、長期の安定性に優れていること、周囲
温度や湿度による影響が少ない等の特徴を有し、爆発災
害防止用として約300mWの消費電力で0.1ないし
1.0%の濃度範囲のガス検知に広く使用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな従来の接触燃焼式ガスセンサにおいては得られたガ
ス検知素子と補償素子の抵抗にばらつきがあり、可燃性
ガスが存在しないときのホィートストンブリッジ回路の
平衡出力を小さくするためにペアリングと称して抵抗特
性の近い素子を組み合わせる作業を行う必要があった。
この際にペアリング作業工程の煩雑さやペアリング作業
工程に伴う歩留りの低下からペアリングは接触燃焼式ガ
スセンサの製造コストを高める一因となっていた。
【0008】この発明は上述の点に鑑みてなされその第
1の目的は接触燃焼式ガスセンサの構造に改良を加える
ことによりペアリング工程が簡易でコストダウンが容易
なガスセンサを提供することにある。第2の目的はペア
リング工程が簡易な上に可燃性ガスに対する感度の大き
なガスセンサを提供することにある。
【0009】第3の目的はペアリング工程が簡易な上に
省スペース化が可能なガスセンサを提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の第1の目的は基板
と、第1の測温抵抗体と、第2の測温抵抗体と、ガス検
知用被覆層と、補償用被覆層と、複数のパッドを有し、
第1の測温抵抗体は金属の厚膜であり、基板上に積層さ
れ、第2の測温抵抗体は金属の厚膜であり、基板上に積
層され、第1と第2の測温抵抗体は少なくともその一つ
がトリミング部を備え、前記パッドは前記第1の測温抵
抗体の一端と前記第2の測温抵抗体の一端を共通に接続
する第1のパッドと、第1の測温抵抗体の他端に接続さ
れる第2のパッドと、第2の測温抵抗体の他端に接続さ
れる第3のパッドを有し、前記基板上にそれぞれ離間し
て積層され、ガス検知用被覆層は第1の測温抵抗体と基
板の上に選択的に積層され、可燃性ガスを接触的に燃焼
して第1の測温抵抗体の温度を上昇させるものであり、
補償用被覆層は第2の測温抵抗体と基板の上に選択的に
積層されてなるとすることにより達成される。
【0011】第2の目的は基板は少なくともガス検知用
被覆層と補償用被覆層とを分割する位置にその表面に形
成された溝を備えるとすることにより達成される。第3
の目的は第1の発明の構成に加えて基板はさらに第1の
固定抵抗と第2の固定抵抗を備え、第1の固定抵抗と第
2の固定抵抗は少なくともその一つがトリミング部を備
えるとすることにより達成される。
【0012】
【作用】第1の発明の構成によれば第1の測温抵抗体と
第2の測温抵抗体の少なくとも一つがトリミング部を有
するので、このトリミング部を用いて第1の測温抵抗体
と第2の測温抵抗体につき抵抗の整合を図ることができ
る。第2の発明の構成によれば基板の表面の溝は測温抵
抗体で発生した熱の移動を妨げる熱抵抗となる。
【0013】第3の発明の構成によれば第1の固定抵抗
と第2の固定抵抗の少なくとも一つがトリミング部を有
するので、このトリミング部を用いて第1の固定抵抗と
第2の固定抵抗につき抵抗の整合を図ることができる。
【0014】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例1 図1は第1と第2の発明の実施例に係るガスセンサを示
す要部透視平面図である。
【0015】図2は図1に示すガスセンサのA―A矢視
断面図である。溝22を有するアルミナ等の絶縁性の基
板11上に第1の測温抵抗体18,第2の測温抵抗体1
9,18の一端と19の一端を共通につなぐ第1のパッ
ド12,第3のパッド12A,第2のパッド12B,ガ
ス検知用被覆層20,補償用被覆層21,が形成され、
第2の測温抵抗体19には抵抗調節部23があり、抵抗
調節部23にトリミング部47が形成される。
【0016】このようなガスセンサは以下のようにして
作製される。即ちアルミナ等の絶縁性の基板11の上に
白金ペーストが図示された第1の測温抵抗体18と第2
の測温抵抗体19と第1のパッド12,第3のパッド1
2A,第2のパッド12Bのパターンでスクリーン印刷
され、乾燥後に1100℃の温度で焼成され第1の測温
抵抗体18.第2の測温抵抗体19,第1のパッド1
2,第3のパッド12A,第2のパッド12Bが基板1
1の上に焼き付けられる。
【0017】ガス検知用被覆層20と補償用被覆層21
は次のようにして形成される。先ずガス検知用被覆層2
0はアルミナ粉体を塩化白金酸H2PtCl6 の水溶液に浸漬
し、乾燥して空気中で500℃の温度で塩化白金酸H2Pt
Cl6 を熱分解し白金触媒を2重量%の割合でアルミナ粉
体に担持した。白金触媒の担持されたアルミナ粉体にバ
インダを加えエチルカルビトールに分散してガス検知用
被覆層のペーストを得た。
【0018】得られたガス検知用被覆層のペーストを所
定のパターンでスクリーン印刷しガス検知用被覆層の成
型体を得た。補償用被覆層21はアルミナ粉体を酢酸鉛
(CH3COO)2Pb の水溶液に浸漬し、乾燥して空気中で50
0℃の温度で酢酸鉛(CH3COO)2Pb を熱分解し酸化鉛PbO
を2重量%の割合でアルミナ粉体に担持した。酸化鉛Pb
O の担持されたアルミナ粉体にバインダを加えエチルカ
ルビトールに分散して補償用被覆層のペーストを得た。
【0019】得られた補償用被覆層のペーストを所定の
パターンでスクリーン印刷し、補償用被覆層の成型体を
得た。前記したガス検知用被覆層と補償用被覆層の成型
体を600℃の温度で同時焼成し、ガス検知用被覆層2
0と補償用被覆層21をそれぞれ第1の測温抵抗体18
と第2の測温抵抗体19の上に積層した。
【0020】続いて抵抗調節部23に相当する部分にレ
ーザを照射してトリミング部47を形成し、第1のパッ
ド12と第3のパッド12Aの間、第1のパッド12と
第2のパッド12Bの間の抵抗を等しくした。トリミン
グはYAGレーザを用い、出力100mW/cm2 、走
査速度50mm/sの条件で行った。
【0021】トリミングされない状態では抵抗調節部2
3により第2の測温抵抗体19の抵抗は第1の測温抵抗
体18の抵抗よりも小さくなっている。抵抗調節部23
にトリミング部47を形成していくと第2の測温抵抗体
の抵抗が次第に増大し第1の測温抵抗体の抵抗と等しく
なったところでトリミングを終了する。トリミングの工
程は室温においてもまた通電状態においても実施するこ
とができる。
【0022】トリミングは第1のパッド12と第3のパ
ッド12Aの間、第1のパッド12と第2のパッド12
Bの間の抵抗を等しくする工程であるから操作が簡易で
あり、また抵抗の整合が必ず実現されガスセンサ製造の
歩留りは良好となる。ガス検知用被覆層においては可燃
性ガスが燃焼しその燃焼熱により第1の測温抵抗体の抵
抗が上昇する。溝22はこの燃焼熱の伝導を妨げ第2の
測温抵抗体の抵抗上昇を防止してホィートストンブリッ
ジ回路の非平衡出力を大きくする。溝22はできるだけ
深さを深くする。溝22は相互に交差することができ
る。また溝22は基板の表裏いずれに形成してもよい。
溝22とともに球状の凹部を複数個形成することができ
る。球状の凹部を作ると凹部と凹部の間が熱抵抗の大き
い箇所となる。基板材料は熱伝導率の小さいことが好ま
しいがアルミナに替えて部分安定化ジルコニアを用いる
ことができる。
【0023】上述の例では補償用被覆層として酸化鉛を
担持したアルミナ粉体を用いているが酸化鉛に替えて酸
化銅を担持しても良く、また酸化白金を担持したアルミ
ナ粉体をガラス被覆してもよい。ガラス被覆する場合は
酸化白金を担持したアルミナ粉体を塗布したのち、ガラ
スペーストを塗布して熱処理する。実施例2図3は、第
3の発明の実施例に係るガスセンサを示す要部透視平面
図である。
【0024】この実施例においては固定抵抗が測温抵抗
体とともに基板上に形成される点が実施例1と異なる。
基板11の上に第2のパッド12B,第3のパッド12
A,第1のパッド12、15の一端と16の一端を共通
に接続する第4のパッド12D,第1の測温抵抗体1
8,第2の測温抵抗体19,ガス検知用被覆層20,補
償用被覆層21,第1の固定抵抗15,第2の固定抵抗
16が積層される。
【0025】酸化ルテニウムRu02 系の抵抗ペースト
(GZK:田中貴金属インタナショナル製)が第1の固
定抵抗,第2の固定抵抗に示すパターンでスリーン印刷
される。乾燥したのち温度850℃で10分熱処理され
基板上に膜厚12μmの第1の固定抵抗15と第2の固
定抵抗16が積層される。第1の固定抵抗15はトリミ
ング以前は第2の固定抵抗16よりも面積が大きく、第
1の固定抵抗15にトリミング部17が形成される。
【0026】第1の固定抵抗と第2の固定抵抗が積層さ
れると、測温抵抗体と固定抵抗が一体化されるのでガス
センサの省スペース化が図られコンパクトなガスセンサ
が得られる。
【0027】
【発明の効果】この発明によれば、同一の基板上に積層
された第1の測温抵抗体と第2の測温抵抗体の少なくと
も一つがトリミング部を有するので、このトリミング部
を用いて二つの測温抵抗体につき抵抗の整合を図ること
ができペアリング工程が簡易となる。また抵抗の整合が
必ず実現されガスセンサ製造の歩留りが良好となる。
【0028】また基板の表面の溝は測温抵抗体で発生し
た熱の移動を妨げる熱抵抗となり隣接する他の測温抵抗
体の抵抗上昇を防止してホィートストンブリッジ回路の
非平衡出力を大きくする。さらに同一の基板上に積層さ
れた第1の測温抵抗体と第2の測温抵抗体とともに第1
の固定抵抗と第2の固定抵抗が設けられこれらの少なく
とも一つがトリミング部を有するので、このトリミング
部を用いて二つの固定抵抗につき抵抗の整合を図ること
ができる上に測温抵抗体と固定抵抗が一体化されたコン
パクトなガスセンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係るガスセンサを示す要部
透視平面図
【図2】図1に示すガスセンサのA―A矢視断面図
【図3】この発明の異なる実施例に係るガスセンサを示
す要部透視平面図
【図4】従来の接触燃焼式ガスセンサのガス検知素子を
示す要部破断斜視図
【図5】従来の接触燃焼式ガスセンサの検出回路を示す
結線図
【符号の説明】
11 基板 12 第1のパッド 12A 第3のパッド 12B 第2のパッド 12D 第4のパッド 14 トリミング部 15 第1の固定抵抗 16 第2の固定抵抗 17 トリミング部 18 第1の測温抵抗体 19 第2の測温抵抗体 20 ガス検知用被覆層 21 補償用被覆層 22 溝 23 抵抗調節部 31 白金コイル 32 アルミナ担体 33 補償素子 34 ガス検知素子 35 負荷 36 電源 41 基板 42 ガス検知素子 43 補償素子 44 電極 45 電極 46 ヒータ 47 トリミング部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、第1の測温抵抗体と、第2の測温
    抵抗体と、ガス検知用被覆層と、補償用被覆層と、複数
    のパッドを有し、 第1の測温抵抗体は金属の厚膜であり、基板上に積層さ
    れ、 第2の測温抵抗体は金属の厚膜であり、基板上に積層さ
    れ、 第1と第2の測温抵抗体は少なくともその一つがトリミ
    ング部を備え、 前記パッドは前記第1の測温抵抗体の一端と前記第2の
    測温抵抗体の一端を共通に接続する第1のパッドと、第
    1の測温抵抗体の他端に接続される第2のパッドと、第
    2の測温抵抗体の他端に接続される第3のパッドを有
    し、前記基板上にそれぞれ離間して積層され、 ガス検知用被覆層は第1の測温抵抗体と基板の上に選択
    的に積層され、可燃性ガスを接触的に燃焼して第1の測
    温抵抗体の温度を上昇させるものであり、 補償用被覆層は第2の測温抵抗体と基板の上に選択的に
    積層されてなることを特徴とするガスセンサ。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のガスセンサにおいて、基
    板は少なくともガス検知用被覆層と補償用被覆層とを分
    割する位置にその表面に形成された溝を備えることを特
    徴とするガスセンサ。
  3. 【請求項3】基板と、第1の測温抵抗体と、第2の測温
    抵抗体と、ガス検知用被覆層と、補償用被覆層と、複数
    のパッドと、第1の固定抵抗と、第2の固定抵抗を有
    し、 第1の測温抵抗体は金属の厚膜であり、基板上に積層さ
    れ、 第2の測温抵抗体は金属の厚膜であり、基板上に積層さ
    れ、 第1と第2の測温抵抗体は少なくともその一つがトリミ
    ング部を備え、 前記パッドは前記第1の測温抵抗体の一端と前記第2の
    測温抵抗体の一端を共通に接続する第1のパッドと、第
    1の測温抵抗体の他端に接続される第2のパッドと、第
    2の測温抵抗体の他端に接続される第3のパッドを有
    し、前記基板上にそれぞれ離間して積層され、 第1と第2の測温抵抗体は少なくともその一つがトリミ
    ング部を備え、 ガス検知用被覆層は第1の測温抵抗体と基板の上に選択
    的に積層され、可燃性ガスを接触的に燃焼して第1の測
    温抵抗体の温度を上昇させるものであり、 補償用被覆層は第2の測温抵抗体と基板の上に選択的に
    積層されてなり、 第1の固定抵抗と第2の固定抵抗は前記基板上に積層さ
    れ、第1の固定抵抗の一端を前記第2のパッドに共通に
    接続するとともに第2の固定抵抗の一端を前記第3のパ
    ッドに共通に接続し、さらに基板上に設けられた第4の
    パッドを介して第1の固定抵抗の他端と前記第2の固定
    抵抗の他端を共通に接続してなることを特徴とするガス
    センサ。
JP1198894A 1994-02-04 1994-02-04 ガスセンサ Pending JPH07218464A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1198894A JPH07218464A (ja) 1994-02-04 1994-02-04 ガスセンサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1198894A JPH07218464A (ja) 1994-02-04 1994-02-04 ガスセンサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07218464A true JPH07218464A (ja) 1995-08-18

Family

ID=11792976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1198894A Pending JPH07218464A (ja) 1994-02-04 1994-02-04 ガスセンサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07218464A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047276A (ja) * 2004-07-07 2006-02-16 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 微細パターン形成方法
JP2006284223A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Ngk Insulators Ltd NOx測定電極部構造及びその形成方法並びにNOxセンサ素子
JP2008076328A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Citizen Holdings Co Ltd ガスセンサ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047276A (ja) * 2004-07-07 2006-02-16 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 微細パターン形成方法
JP2006284223A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Ngk Insulators Ltd NOx測定電極部構造及びその形成方法並びにNOxセンサ素子
JP2008076328A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Citizen Holdings Co Ltd ガスセンサ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1330640B1 (en) Catalytic sensor
AU2001285148A1 (en) Catalytic sensor
JP2992748B2 (ja) 接触燃焼式ガスセンサ及びその製造方法
JPH11153571A (ja) 酸素センサ素子
JPH0418261B2 (ja)
JP2004534253A (ja) 複合層並びに、この複合層を備えたマイクロメカニック式のセンサエレメント、特にガスセンサエレメント
JPH03149791A (ja) セラミックヒータ
JP4880931B2 (ja) プラットフォームチップを備えるセンサの使用方法
JP4592838B2 (ja) 酸素センサ素子
JPH08226909A (ja) 接触燃焼式一酸化炭素ガスセンサ
JP3191544B2 (ja) 厚膜型ガスセンサ
JPH07120425A (ja) 接触燃焼式ガスセンサ
JPH0221256A (ja) ガスセンサ
JPH03267517A (ja) 触媒劣化検知センサ
JPH07306171A (ja) ガスセンサ
JPH07209234A (ja) 半導体ガスセンサ
KR100188711B1 (ko) 후막형접촉연소식가스감지소자및그제조방법
JPH09145656A (ja) 接触燃焼式ガスセンサ
JPH09101279A (ja) 接触燃焼式ガスセンサ
JP2984095B2 (ja) ガスセンサの製造方法
JPH0447658Y2 (ja)
JPS6333654A (ja) ガスセンサ
JPH06288953A (ja) 厚膜ガスセンサ
JPH0382945A (ja) 半導体式ガスセンサ
JPS6124649B2 (ja)