JPH1078404A - においセンサ - Google Patents

においセンサ

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JPH1078404A
JPH1078404A JP8231929A JP23192996A JPH1078404A JP H1078404 A JPH1078404 A JP H1078404A JP 8231929 A JP8231929 A JP 8231929A JP 23192996 A JP23192996 A JP 23192996A JP H1078404 A JPH1078404 A JP H1078404A
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JP
Japan
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gas
sensor
odor
gases
heater
Prior art date
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Pending
Application number
JP8231929A
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English (en)
Inventor
Koichi Tachibana
弘一 立花
信幸 ▲吉▼池
Nobuyuki Yoshiike
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH1078404A publication Critical patent/JPH1078404A/ja
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の異なるガスから構成されるにおいを検
知するセンサで、共存するガスの影響による検知精度の
低下や誤判定の確率を低く抑制し、より信頼度の高いに
おいセンサを提供することを目的とする。 【解決手段】 単一の基体上に形成した単一のガス感応
体の温度を変化させることにより、あるいは単一の基体
上に形成した複数のガス感応体をそれぞれ異なる温度に
設定することにより、2種以上の異なるガスを交互にあ
るいは同時に検知してにおいを特定するセンサ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調、食品加工、
食品貯蔵、その他様々な分野において、空質制御、品質
管理、鮮度管理等の目的で空質、品質、鮮度等の指標と
して用いる各種のにおいを検知するためのにおいセンサ
に関するもので、特に、酸化物半導体をガス感応体とし
て用いる加熱型のにおいセンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】空質制御、品質管理、鮮度管理等の目的
で用いられるにおいセンサには、においを構成するガス
の内でそのにおいの指標となる一種類のガスを検知する
タイプ、即ちガス選択性を有するタイプが多い。そのた
め、目的とする指標ガスを選択的に検知する感応体を用
いたり、指標ガス以外は検知しないように特殊なフィル
ターを設けたり、あるいは複数のガスに感度を有する場
合は信号処理により指標ガス以外のガスの影響を除去す
るなど様々の工夫がなされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、においセン
サに完全な選択性を付与することは困難であり、雑ガス
の影響を完全に排除することは不可能に近い。したがっ
て、多種多様なにおいを精度よく特定することは極めて
困難である。同じ動作条件下で複数の異なるガスに感度
を有する場合、たとえ感度が小さいとしても、ガス濃度
が大きい場合には大きなセンサ出力が得られるため、誤
った判定をすることも生じる。特に、検知しようとする
においが複数のガスから構成されている場合には、この
可能性が大きくなり、検知精度の低下や誤判定は免れな
い。また、検知対象のガスと同じガスを含有する場合に
は、異なるにおいでも同様に検知してしまう確率が高い
ため、誤った判定をする結果となる。本発明は、このよ
うな検知精度の低下や誤判定の確率を低く抑制し、より
信頼度の高いにおいセンサを提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のにおいセンサ
は、単一の基体上に形成した単一のガス感応体の温度を
変化させることにより、あるいは単一の基体上に形成し
た複数のガス感応体をそれぞれ異なる温度に設定するこ
とにより、少なくとも2種のガスを検知して、複数の異
なるガスから構成されるにおいの検知精度をより向上さ
せようとするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明のにおいセンサは、複数の
異なるガスから構成されるにおいを検知するセンサであ
って、単一の基体上に形成した単一のガス感応体と単一
のガス感応体加熱用ヒータとを有し、ガス感応体加熱用
ヒータの能力を調節してガス感応体の温度を変化させる
ことにより、複数の異なるガスの内の2種以上のガスを
検知してにおいを特定するものである。
【0006】また、本発明のにおいセンサは、単一の基
体上に形成した複数のガス感応体と単一のガス感応体加
熱用ヒータとを有し、基体のガス感応体を形成した面に
沿って温度勾配を設けて各ガス感応体をそれぞれ異なる
温度に設定することにより、複数の異なるガスの内の2
種以上のガスを検知してにおいを特定するものである。
さらに、本発明のにおいセンサは、単一の基体上に形成
した複数のガス感応体と各ガス感応体毎に設けたガス感
応体加熱用ヒータとを有し、各ガス感応体をそれぞれ異
なる温度に設定することにより、複数の異なるガスの内
の2種以上のガスを検知してにおいを特定するものであ
る。
【0007】
【実施例】以下、タバコ臭を検知対象とした場合を例
に、本発明の実施例について詳細に説明する。 《実施例1》タバコ臭には種々雑多なガスが含まれる。
代表的なガスとして、アンモニア、アセトアルデヒド、
ホルムアルデヒド、アセトン、一酸化炭素、水素、窒素
酸化物等があり、有臭成分から無臭成分まで多岐にわた
る。これらのガスはきわめて微量であるため、他の発生
源からの種々のガスにより妨害を受け易い。このことが
特定の一種類のガスを検知することでタバコ臭を特定す
ることを困難にしている。本実施例では、検知対象のガ
ス(指標ガス)として、他のガスに比べて比較的多く含
まれるアンモニアと水素の2種類のガスを選択した。
【0008】図1〜図3は、本実施例によるにおいセン
サの構成を示す。このセンサは、厚さ0.2mm、大き
さ1×1mmのアルミナ基板1の一方の面に、Pdを添
加したSnO2からなる感応体2とその電極3、3を形
成し、他方の面に酸化ルテニウムからなるガス感応体加
熱用ヒータとその電極5、5を形成したものである。感
応体2は、厚さ400nm、大きさ0.3×0.3mm
であり、白金からなる感応体用電極3は、厚さ1.5μ
mで、電極間隔は0.1mmである。また、ガス感応体
加熱用ヒータ4は、厚さ10μm、大きさ0.7×0.
7mmであり、白金からなるヒータ用電極5は、厚さ
1.5μm、電極間隔0.6mmである。このセンサの
アンモニアと水素に対する感度特性を図4に示した。図
示したように、このセンサは300℃でアンモニアに高
感度を示し、450℃で水素に高感度を示す。この感度
特性を利用し、センサの動作温度をたとえば「300℃
5秒←→450℃5秒」と交互に変化させることによ
り、このセンサ1個でこれら2種類のガスの検知を交互
に行うことができる。
【0009】一方、水素検知用センサは、400〜45
0℃では例えばメタンにもある程度感度を示すため、水
素を検知するセンサのみを用いると、メタン濃度が十分
大きければ、例えばかび、微生物、建材等、喫煙以外の
発生源に起因するメタンを検知してタバコ臭と判定する
ことがある。また、アンモニア検知用のセンサのみを用
いると、300℃前後でアルコール類にも感度を示し、
この場合にも例えば調理、化粧品等に起因するアルコー
ルを検知して誤判定をすることがある。これに対して、
本発明によるセンサは、水素とアンモニアの両方を検知
するため、水素とアンモニアに対する検知閾値濃度をタ
バコ臭に含有される濃度に比例させて適切に設定するこ
とにより、水素のみあるいはアンモニアのみを検知する
単一のセンサを用いる方法に比べると、異なる臭気源に
起因する誤判定の可能性をより少なくすることができ、
タバコ臭の特定の確率は大きく向上する。
【0010】《実施例2》図5および図6は、本発明に
よるにおいセンサの異なる実施例を示す。このセンサ
は、厚さ0.2mm、大きさ1×2mmのアルミナ基板
11の一方の面に、Pdを添加したSnO2からなる厚
さ400nm、大きさ0.2×0.3mmの二つの感応
体12a、12bと、酸化ルテニウムからなる厚さ10
μm、大きさ0.4×0.7mmのガス感応体加熱用ヒ
ータ14を設けたものである。2組の感応体用電極13
a、13bは白金からなり、厚さ1.5μmで、各々の
電極間隔は0.2mmである。また、ヒータ用電極15
は、白金からなり、厚さ1.5μm、電極間隔0.5m
mである。
【0011】図7は、このセンサエレメントのガス感応
体を形成した面に沿った温度プロファイルを示した。本
実施例においては、感応体12aに対向するヒータ14
の端部の温度を約500℃としたとき、ヒータ14に近
い感応体12aの端部の温度が約450℃、感応体12
aに近い感応体12bの端部の温度は約300℃とな
る。この設定条件でヒータパワーを一定にしておくこと
により、感応体12aで水素を、感応体12bでアンモ
ニアをそれぞれ検知することができる。すなわち、この
センサ1個で水素とアンモニアの2種類のガスの検知を
同時に行うことができる。本実施例のセンサを用いるこ
とにより、実施例1と同様水素のみあるいはアンモニア
のみを検知する単一のセンサを用いる場合に比べると、
誤判定の可能性をより少なく抑えることができ、タバコ
臭の特定の確率は大きく向上する。
【0012】《実施例3》図8〜10に、本実施例によ
るセンサの構造を示す。このセンサは、厚さ0.2m
m、大きさ1.5×2.5mmのアルミナ基板21の一
方の面に、Pdを添加したSnO2からなる厚さ400
nm、大きさ0.3×0.3mmの二つの感応体22
a、22bと、白金からなる2組の感応体用電極13
a、13bを設け、他方の面に酸化ルテニウムからなる
厚さ10μm、大きさ0.4×0.4mmの二つのガス
感応体加熱用ヒータ24a、24bと、白金からなる2
組の前記ヒータ用電極25a、25bを設けたものであ
る。なお、2組の感応体用電極は、白金からなり、厚さ
1.5μmで、各々の電極間隔は0.15mmである。
また、2組のヒータ用電極は、白金からなり、厚さ1.
5μmで、各々の電極間隔は0.25mmである。
【0013】本実施例では、各ヒータのパワーを調節し
て、ヒータ24aで感応体22aを450℃に、ヒータ
24bで感応体22bを300℃にそれぞれ加熱した。
このセンサのアンモニアと水素に対する感度特性は図4
に示した通りであり、感応体22aで水素を検知し、感
応体22bでアンモニアを検知する。この特性を利用す
れば、実施例2と同様に、このセンサ1個でこれら2種
類のガスを同時に検知することができる。このセンサを
用いることにより、前記同様水素のみあるいはアンモニ
アのみを検知する単一のセンサを用いる場合に比べる
と、誤判定の可能性をより少なく抑えることができ、タ
バコ臭の特定の確率は大きく向上する。
【0014】以上の実施例においては、タバコ臭を検知
対象とした場合について述べたが、他の臭気を検知する
場合にも同様に適用できるものである。検知対象のガス
の数も2つに限らず、臭気によっては検知精度をより向
上させるために3つ以上とすることも有効である。した
がって、感応体の数もそれに応じて最適化することがで
きる。また、実施例では感応体材料としてPdを添加し
たSnO2を用いた場合について述べたが、これに限定
するものではなく、検知対象のガスに応じて、より適し
た感応体材料を用いることができる。その他の構成材料
も発明の主旨に反しない限りにおいて、同様の機能を有
するものを用いることができる。また、感応体とヒータ
の配置や素子の寸法と構造も同様に実施例に限定される
ものではない。さらに、センサの動作温度も検知対象ガ
スの種類に応じて適宜設定することができる。
【0015】
【発明の効果】本発明によるにおいセンサを用いること
により、複数の異なるガスから構成されるにおいの検知
精度の低下や誤判定の確率を低く抑制し、においの検知
精度をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるにおいセンサの平面
図である。
【図2】図1のII−II’線断面図である。
【図3】同センサの背面図である。
【図4】同センサのアンモニアと水素に対する感度特性
を表す図である。
【図5】本発明の他の実施例におけるにおいセンサの平
面図である。
【図6】図5のVI−VI’線断面図である。
【図7】同センサのガス感応体形成面の温度プロファイ
ルを示す図である。
【図8】本発明のさらに他の実施例におけるにおいセン
サの平面図である。
【図9】図8のIX−IX’線断面図である。
【図10】同センサの背面図である。
【符号の説明】
1、11、21 基板 2、12a、12b、22a、22b 感応体 3、13a、13b、23a、23b 感応体用電極 4、14a、14b,24a、24b ガス感応体加熱
用ヒータ 5、15、25a、25b ヒータ用電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の異なるガスから構成されるにおい
    を検知するセンサであって、単一の基体上に形成した単
    一のガス感応体と単一のガス感応体加熱用ヒータとを有
    し、ガス感応体加熱用ヒータの能力を調節してガス感応
    体の温度を変化させることにより、少なくとも2種のガ
    スを検知してにおいを特定することを特徴とするにおい
    センサ。
  2. 【請求項2】 複数の異なるガスから構成されるにおい
    を検知するセンサであって、単一の基体上に形成した複
    数のガス感応体と単一のガス感応体加熱用ヒータとを有
    し、基体のガス感応体を形成した面に沿って温度勾配を
    設けて各ガス感応体をそれぞれ異なる温度に設定するこ
    とにより、少なくとも2種のガスを検知してにおいを特
    定することを特徴とするにおいセンサ。
  3. 【請求項3】 複数の異なるガスから構成されるにおい
    を検知するセンサであって、単一の基体上に形成した複
    数のガス感応体と各ガス感応体毎に設けたガス感応体加
    熱用ヒータとを有し、各ガス感応体をそれぞれ異なる温
    度に設定することにより、少なくとも2種のガスを検知
    してにおいを特定することを特徴とするにおいセンサ。
JP8231929A 1996-09-02 1996-09-02 においセンサ Pending JPH1078404A (ja)

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JP8231929A JPH1078404A (ja) 1996-09-02 1996-09-02 においセンサ

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105842300A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 Toto株式会社 身体信息检测系统
CN105842285A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 Toto株式会社 身体信息检测系统
CN105842301A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 Toto株式会社 身体信息检测系统
JP2022144828A (ja) * 2021-03-19 2022-10-03 大阪瓦斯株式会社 ガス検知装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105842300A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 Toto株式会社 身体信息检测系统
CN105842285A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 Toto株式会社 身体信息检测系统
CN105842301A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 Toto株式会社 身体信息检测系统
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