JPH11183421A - Contact combustion type gas sensor and method of manufacturing the same - Google Patents

Contact combustion type gas sensor and method of manufacturing the same

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JPH11183421A
JPH11183421A JP35043197A JP35043197A JPH11183421A JP H11183421 A JPH11183421 A JP H11183421A JP 35043197 A JP35043197 A JP 35043197A JP 35043197 A JP35043197 A JP 35043197A JP H11183421 A JPH11183421 A JP H11183421A
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JP
Japan
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noble metal
mixed
coil
aluminum
paste
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JP35043197A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Ochiwa
眞一 小知和
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来より低い温度でも高い検知ガス感度を得
られるようにする。 【解決手段】 アルミニウムの可溶性塩と触媒成分の可
溶性塩との混合水溶液にアルカリを作用させて、水酸化
アルミニウムと触媒成分の水酸化物の混合ゲルを作製
し、これを加熱して触媒素子用粉末原料とする。図はメ
タンに対する酸化活性を示し、aはこの発明によるガス
検知素子の酸化活性を、bは従来製法によるガス検知素
子のそれを示す。酸化効率が100%に達する温度が、
前者の方が後者よりも50〜60℃ほど低くなることが
分かる。
(57) [Problem] To provide high detection gas sensitivity even at a lower temperature than before. SOLUTION: An alkali is acted on a mixed aqueous solution of a soluble salt of aluminum and a soluble salt of a catalyst component to prepare a mixed gel of aluminum hydroxide and a hydroxide of a catalyst component, which is heated to be used for a catalyst element. Used as powder raw material. The figure shows the oxidizing activity for methane, a shows the oxidizing activity of the gas detecting element according to the present invention, and b shows that of the gas detecting element manufactured by the conventional method. The temperature at which the oxidation efficiency reaches 100%
It can be seen that the former is lower by about 50-60 ° C. than the latter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、大気中に漏洩し
た爆発性ガスを検知して警報を発し、爆発を未然に防止
するガス漏れ警報器、特に接触燃焼式ガスセンサとその
ガス検知素子、および温度補償素子の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas leak alarm which detects an explosive gas leaked into the atmosphere and issues an alarm to prevent an explosion, particularly a contact combustion type gas sensor and its gas detecting element, and The present invention relates to a method for manufacturing a temperature compensation element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ガス漏れ警報器に使用する可燃性
ガスセンサとしては、酸化錫を用いた金属酸化物半導体
式のものや貴金属酸化物触媒を用いた接触燃焼式、その
他いくつかのものがある。この中で、都市ガスの主成分
であるメタンガスの漏洩を検知する都市ガス警報器に
は、上記半導体式や接触燃焼式のメタンガスセンサが用
いられている。接触燃焼式ガスセンサは半導体式ガスセ
ンサに比べて検出感度は劣るものの、周囲温度や湿度に
よる影響が半導体式に比べて少ないこと、長期安定性が
比較的優れていることなどの特徴があり、浴室や業務用
の厨房など環境条件が厳しい場所に設置される警報器に
用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a combustible gas sensor used for a gas leak alarm, there are a metal oxide semiconductor type using tin oxide, a catalytic combustion type using a noble metal oxide catalyst, and some other types. is there. Among them, the above-mentioned semiconductor type or catalytic combustion type methane gas sensor is used for a city gas alarm which detects leakage of methane gas which is a main component of city gas. Although the catalytic combustion type gas sensor has lower detection sensitivity than the semiconductor type gas sensor, it has features such as less influence by the ambient temperature and humidity than the semiconductor type gas sensor and relatively superior long-term stability. It is used for alarms installed in places where environmental conditions are severe, such as commercial kitchens.

【0003】図10に接触燃焼式ガスセンサをブリッジ
回路に組んだガス検出装置の例を示す。すなわち、ブリ
ッジの一辺にはガス検知素子1と温度補償素子2が直列
に接続され、また、他の辺には2つの固定抵抗3,4が
直列に接続されている。ガス検知素子1は電源5からの
給電によって予熱されており、したがって可燃性ガスが
接触すると酸化反応が進行し、その熱による温度上昇に
より、コイルの電気抵抗値が増加する。一方、温度補償
素子2では酸化反応が進行しないため、素子の温度上昇
が起こることはない。その結果、検出部6で検出される
ブリッジ出力電圧は、ガス濃度に比例して上昇すること
になり、これにより可燃性ガスの濃度を検知することが
できる。
FIG. 10 shows an example of a gas detecting device in which a catalytic combustion type gas sensor is assembled in a bridge circuit. That is, the gas detecting element 1 and the temperature compensating element 2 are connected in series to one side of the bridge, and two fixed resistors 3 and 4 are connected in series to the other side. The gas detecting element 1 is preheated by the power supply from the power supply 5, so that when the combustible gas comes into contact, the oxidation reaction proceeds, and the temperature rise due to the heat increases the electric resistance of the coil. On the other hand, since the oxidation reaction does not proceed in the temperature compensating element 2, the temperature of the element does not rise. As a result, the bridge output voltage detected by the detection unit 6 increases in proportion to the gas concentration, whereby the concentration of the combustible gas can be detected.

【0004】図11はガス検知素子の要部破断斜視図で
ある。すなわち、白金などの抵抗温度係数の大きい材質
からなるコイル7の周囲に、多孔質アルミナ担体8と貴
金属触媒9との混合物が固着されて構成されている。メ
タン検知用のガス検知素子には通常、メタンに対し高活
性なパラジウムを主成分とする触媒が添加されるが、パ
ラジウムを単独で用いる以外に他の貴金属触媒、例えば
白金やロジウムが添加される場合もある。
FIG. 11 is a cutaway perspective view of a main part of the gas detecting element. That is, a mixture of a porous alumina carrier 8 and a noble metal catalyst 9 is fixed around a coil 7 made of a material having a large resistance temperature coefficient such as platinum. Usually, a catalyst mainly composed of palladium, which is highly active against methane, is added to the gas detection element for detecting methane, but other noble metal catalysts such as platinum and rhodium are added in addition to using palladium alone. In some cases.

【0005】次に、接触燃焼式ガスセンサの一般的な製
造方法について説明する。ガス検知素子の製法として
は、まず比表面積が100〜200m2 /grの活性ア
ルミナ粉末に水性無機バインダと純水を混合してペース
ト状にし、これを白金コイルの周囲に塗布したのち50
0〜800℃に加熱して担体をコイルに固着する。次い
で、この担体素子を貴金属塩の水溶液に浸漬し、乾燥,
熱処理して担体上に貴金属触媒を分散担持する。メタン
センサ用には貴金属塩として、通常は塩化パラジウムが
用いられる。以上のような熱処理を経た素子は絶縁性の
ベース上に埋め込まれた2本の導電性のピンにボンディ
ングされ、さらに素子の周囲に防爆用のネットを装着し
て組み立てられる。
Next, a general method for manufacturing a contact combustion type gas sensor will be described. As a method of manufacturing the gas detection element, first, an aqueous inorganic binder and pure water are mixed with activated alumina powder having a specific surface area of 100 to 200 m 2 / gr to form a paste, which is applied to the periphery of a platinum coil.
The carrier is fixed to the coil by heating to 0 to 800 ° C. Next, the carrier element is immersed in an aqueous solution of a noble metal salt, dried,
Heat treatment is performed to disperse and support the noble metal catalyst on the carrier. Palladium chloride is usually used as a noble metal salt for the methane sensor. The device subjected to the heat treatment as described above is bonded to two conductive pins embedded on an insulating base, and further assembled by attaching an explosion-proof net around the device.

【0006】次に、接触燃焼式ガスセンサの温度補償素
子について説明する。温度補償素子の機能は文字通り、
ガス検知素子と同一サイズの素子とし、周囲温度の変化
によるブリッジ出力のドリフトを抑えることにある。さ
らに、下記のように、実ガス雰囲気中のアルコール蒸気
に対して感じ難くさせる機能を付加する場合がある。こ
れは、可燃性ガスの一種であるエタノール蒸気は、家庭
の台所やレストランの厨房等の調理蒸気中に含まれるの
で、民生用ガス漏れ警報器がこの蒸気によって誤動作し
ないようにするためである。エタノールはガス検知素子
上でも容易に酸化されるが、温度補償素子にもエタノー
ルに対して酸化活性を持たせることで、ガス検知素子に
よる出力を相殺し、誤動作を起き難くする方法がとられ
る。この目的のために、温度補償素子にはエタノールを
選択的に酸化する性質を持つ酸化銅,酸化鉄などの遷移
金属酸化物をアルミナ担体に担持した素子が用いられる
ことが多い。
Next, the temperature compensation element of the contact combustion type gas sensor will be described. The function of the temperature compensation element is literally
An object of the present invention is to provide a device having the same size as a gas detection device and to suppress drift of a bridge output due to a change in ambient temperature. Further, as described below, there is a case where a function of making alcohol vapor in an actual gas atmosphere less sensible is added. This is because ethanol vapor, which is a kind of flammable gas, is contained in cooking steam in a home kitchen, restaurant kitchen, or the like, so that a consumer gas leak alarm does not malfunction due to the steam. Ethanol is easily oxidized on the gas detecting element, but a method is adopted in which the temperature compensating element has an oxidizing activity with respect to ethanol, thereby canceling the output of the gas detecting element and preventing malfunction. For this purpose, an element in which a transition metal oxide having a property of selectively oxidizing ethanol, such as copper oxide or iron oxide, is supported on an alumina carrier is often used as the temperature compensation element.

【0007】温度補償素子の一般的な製法は、以下の通
りである。温度補償素子の場合も、白金コイルの周囲に
アルミナ担体を固着させる工程については、ガス検知素
子と同様である。次に、この担体素子を銅,鉄などの遷
移金属酸化物の可溶性塩の水溶液に浸透し、乾燥,熱処
理して担体上に酸化銅または酸化鉄などの遷移金属酸化
物触媒を分散担持して構成する。
A general method for manufacturing a temperature compensating element is as follows. Also in the case of the temperature compensation element, the step of fixing the alumina carrier around the platinum coil is the same as that of the gas detection element. Next, the carrier element is impregnated with an aqueous solution of a soluble salt of a transition metal oxide such as copper or iron, dried and heat-treated to disperse and support a transition metal oxide catalyst such as copper oxide or iron oxide on the carrier. Constitute.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、接触燃焼式
ガスセンサには、触媒成分の可溶性塩水溶液を活性アル
ミナ素子の多孔質担体の細孔内に浸み込ませる従来の製
法では、触媒成分の担持量は担体の細孔容積によって上
限があり、十分な量の触媒成分を担持させることが難し
い。一方、担持量を多くするには、可溶性塩の溶液濃度
を高める方法もあるが、溶液濃度をあまり高めると、乾
燥時に触媒塩が凝集した状態で析出し易くなり、その結
果、触媒を分散性良く担持することが困難である。
That is, the conventional combustion method in which a soluble salt aqueous solution of the catalyst component is immersed in the pores of the porous carrier of the activated alumina element is used for the catalytic combustion type gas sensor. The amount has an upper limit depending on the pore volume of the support, and it is difficult to support a sufficient amount of the catalyst component. On the other hand, there is a method of increasing the solution concentration of the soluble salt in order to increase the supported amount, but if the solution concentration is too high, the catalyst salt tends to precipitate in an agglomerated state during drying, and as a result, the catalyst becomes dispersible. It is difficult to carry well.

【0009】以上のように、従来の製法では、担体上に
触媒成分を分散性良く担持できる触媒量に制約があった
ため、例えばメタンを検知する接触燃焼式ガスセンサで
は、その動作温度を約400℃以上に保つことが必要で
あった。しかし、接触燃焼式ガスセンサでは、素子の内
部に埋め込まれた白金コイルを自己発熱させて使用する
ため、高温で長期間使用するとコイルが徐々に熱的ダメ
ージを受け、経年的なドリフトが生じる場合があるとい
う問題がある。したがって、この発明の課題は、従来の
接触燃焼式ガスセンサが使用される温度よりも低い温度
で動作させても、検知ガスに対して高い感度を持ち、し
かも雑ガスに対する感度を低く抑えられるガス検知素子
および温度補償素子を得ることにある。
As described above, in the conventional production method, the amount of the catalyst capable of supporting the catalyst component with good dispersibility on the carrier is limited. For example, in the catalytic combustion type gas sensor for detecting methane, the operating temperature is about 400 ° C. It was necessary to keep it above. However, in the contact combustion type gas sensor, the platinum coil embedded inside the element is used by self-heating, and if used at high temperature for a long period of time, the coil may be gradually thermally damaged and drift may occur over time. There is a problem that there is. Therefore, an object of the present invention is to provide a gas detection system which has a high sensitivity to a detection gas and a low sensitivity to a miscellaneous gas even when operated at a temperature lower than a temperature at which a conventional catalytic combustion type gas sensor is used. An object is to obtain an element and a temperature compensating element.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】従来の接触燃焼式ガスセ
ンサが使用される温度よりも、さらに低い温度でメタン
ガスを高感度に検知するセンサを得るため、種々の検討
を重ねた結果、下記の如くすれば良いことを見出した。 1)アルミニウムの可溶性塩と触媒成分の可溶性塩との
混合塩からなる水溶液と、アルカリ性水溶液を混合し、
液がアルカリ性の条件下で水酸化アルミニウムと、触媒
成分の水酸化物との混合ゲルを同時に沈澱させる。 2)過剰のアルカリ、および中和反応によって生成した
副生物を水洗によって洗浄除去する。 3)濾過等の方法によって混合ゲルを母液と分離し、次
いでこのゲルを乾燥,加熱することによって、アルミナ
(酸化アルミニウム)と触媒成分の酸化物との均一混合
物とする。 4)上記混合物を摩砕し、無機バインダ,水等を添加し
てペースト状にしたのち、これを白金コイルに付着,加
熱して素子を形成する。
Various studies have been made to obtain a sensor for detecting methane gas with higher sensitivity at a temperature lower than the temperature at which a conventional catalytic combustion type gas sensor is used. I found something good to do. 1) mixing an aqueous solution comprising a mixed salt of a soluble salt of aluminum and a soluble salt of a catalyst component with an alkaline aqueous solution,
A mixed gel of aluminum hydroxide and a hydroxide of the catalyst component is simultaneously precipitated under the condition that the liquid is alkaline. 2) The excess alkali and by-products generated by the neutralization reaction are removed by washing with water. 3) The mixed gel is separated from the mother liquor by a method such as filtration, and then the gel is dried and heated to obtain a homogeneous mixture of alumina (aluminum oxide) and an oxide of the catalyst component. 4) The mixture is ground, and an inorganic binder, water and the like are added to form a paste, which is then attached to a platinum coil and heated to form an element.

【0011】上記アルミニウムの可溶性塩としては、硝
酸アルミニウムが好適であるが、酢酸塩,塩化物なども
用いることができる。また、ガス検知素子に用いる貴金
属の可溶性塩としては、塩化パラジウムが好適である
が、硝酸パラジウムを用いても良い。また、パラジウム
以外にロジウムの塩化物や硝酸塩などを用いることがで
きる。一方、温度補償素子に用いる遷移金属塩として
は、銅または鉄の硝酸塩が好適であるが、これらの遷移
金属の酢酸塩を用いることもできる。なお、温度補償素
子にエタノール酸化活性を付与できる触媒成分として
は、上記酸化銅,酸化鉄があるが、これ以外にも酸化ニ
ッケル,酸化コバルトなどを用いることができ、これら
の遷移金属塩として上記と同様に、硝酸塩や酢酸塩を用
いることができる。
As the soluble salt of aluminum, aluminum nitrate is preferable, but acetate, chloride and the like can also be used. As a soluble salt of the noble metal used for the gas detection element, palladium chloride is suitable, but palladium nitrate may be used. Rhodium chloride or nitrate other than palladium can be used. On the other hand, as the transition metal salt used for the temperature compensation element, a nitrate of copper or iron is suitable, but an acetate of these transition metals can also be used. The catalyst component capable of imparting ethanol oxidizing activity to the temperature compensating element includes the above-described copper oxide and iron oxide. In addition, nickel oxide, cobalt oxide, and the like can be used. Similarly, nitrates and acetates can be used.

【0012】一方、アルカリ性水溶液に用いるアルカリ
としては、炭酸ナトリウムやアンモニア水が好適である
が、水酸化ナトリウムも使用できる。なお、沈澱は、液
のPHを7.0以上、好ましくは8.0以上のアルカリ
性の状態で生成させることとする。沈澱時の液の温度は
常温でも良いが、反応を速やかに進行させるために30
〜70℃程度に加熱しても良い。そして、過剰のアルカ
リおよび中和反応によって生成した副生物(硝酸ナトリ
ウム,塩化ナトリウムなど)を水洗,遠心分離等にて洗
浄,除去する際は、洗浄後の母液のPHが7.0以下と
なるまで洗浄する。混合ゲルを母液から分離するには、
通常の濾過法や凍結乾燥法を用いることができる。母液
から分離したゲルは、50〜100℃に保持して大部分
の水分を揮散させた後、電気炉中で500〜800℃に
加熱して水酸化アルミニウムを酸化アルミニウムに、ま
た、触媒成分の水酸化物を酸化物に変えるようにする。
メタンを検知するガス検知素子には、触媒成分としてパ
ラジウムを担持することが一般的であるが、上記のよう
にガス検知素子のメタン検知機能の安定性増大のため
に、パラジウムと白金の2成分系の酸化触媒を添加する
場合がある。
On the other hand, as the alkali used in the alkaline aqueous solution, sodium carbonate and aqueous ammonia are preferable, but sodium hydroxide can also be used. The precipitate is formed in an alkaline state where the pH of the liquid is 7.0 or more, preferably 8.0 or more. The temperature of the solution at the time of precipitation may be room temperature, but in order to allow the reaction to proceed quickly,
You may heat to about 70 degreeC. When the excess alkali and by-products (such as sodium nitrate and sodium chloride) generated by the neutralization reaction are washed and removed by washing with water, centrifugation or the like, the pH of the mother liquor after washing becomes 7.0 or less. Wash until To separate the mixed gel from the mother liquor,
Conventional filtration methods and freeze-drying methods can be used. The gel separated from the mother liquor is kept at 50 to 100 ° C. to volatilize most of the water, and then heated to 500 to 800 ° C. in an electric furnace to convert aluminum hydroxide to aluminum oxide and to form a catalyst component. Try to convert hydroxide to oxide.
Generally, a gas detection element that detects methane carries palladium as a catalyst component. However, as described above, in order to increase the stability of the methane detection function of the gas detection element, two components of palladium and platinum are used. A system oxidation catalyst may be added.

【0013】白金の可溶性塩、例えば塩化白金酸の水溶
液にアルカリ性水溶液を作用させても、白金の水酸化物
は沈殿しない。そこで、この発明では下記1)〜4)の
方法により、2成分系の酸化触媒からなるガス検知素子
を得るようにしている。 1)酸化アルミニウムと酸化パラジウムの混合粉末を発
明の方法によって作成する。 2)この混合粉末を塩化白金酸の水溶液に浸漬し、次い
で水浴上で乾燥固化させる。 3)乾燥固化された固形物を電気炉中で400〜700
℃に加熱して塩化白金酸を分解し、酸化アルミニウムに
酸化パラジウムと白金の2成分の触媒を含む粉末を得
る。 4)その粉末を用い、上記と同様の方法でコイル上に素
子を形成する。
When an alkaline aqueous solution is applied to an aqueous solution of a soluble salt of platinum, for example, chloroplatinic acid, the hydroxide of platinum does not precipitate. Therefore, in the present invention, a gas detection element comprising a two-component oxidation catalyst is obtained by the following methods 1) to 4). 1) A mixed powder of aluminum oxide and palladium oxide is prepared by the method of the present invention. 2) This mixed powder is immersed in an aqueous solution of chloroplatinic acid and then dried and solidified on a water bath. 3) The dried and solidified solid is placed in an electric furnace at 400-700.
C. to decompose chloroplatinic acid to obtain powder containing aluminum oxide containing a two-component catalyst of palladium oxide and platinum. 4) Using the powder, an element is formed on the coil in the same manner as described above.

【0014】すなわち、この発明では、担体である酸化
アルミニウム(活性アルミナ)の原料と触媒成分の原料
とが、水溶液の状態で原子レベルで均一に混合されてお
り、この混合水溶液から各々の水酸化物が共同沈殿す
る。よって、この混合ゲルは担体成分と触媒成分とが極
めて均一に混合している。また、触媒成分の担持量は、
出発物質である可溶性貴金属塩の添加量によって容易に
制御できる。すなわち、従来の浸漬法のように担持量の
制約がなく、さらに、水溶液から触媒塩の濃縮・析出と
いう工程がないため、担持量を多くしても触媒成分の凝
縮は起きない。よって、従来の製法に比べ、触媒の担持
量を多くしても触媒の高い分散性が確保される。これら
のことから、この発明による接触燃焼式ガスセンサは、
その動作温度を従来の製法によるセンサに比べ約40か
ら50℃低くしても、従来製法のセンサと同等のメタン
ガス感度およびエタノールに対する選択性が得られる。
That is, in the present invention, a raw material of aluminum oxide (activated alumina) as a carrier and a raw material of a catalyst component are uniformly mixed at an atomic level in the state of an aqueous solution. Things co-precipitate. Therefore, in this mixed gel, the carrier component and the catalyst component are extremely uniformly mixed. The amount of the catalyst component carried is
It can be easily controlled by the amount of the soluble noble metal salt as a starting material. That is, there is no restriction on the amount of the catalyst as in the conventional immersion method, and there is no step of concentrating and precipitating the catalyst salt from the aqueous solution. Therefore, even if the amount of the catalyst is increased, the catalyst component does not condense. Therefore, higher dispersibility of the catalyst can be ensured even when the amount of the supported catalyst is increased as compared with the conventional production method. From these, the catalytic combustion type gas sensor according to the present invention is:
Even if the operating temperature is lowered by about 40 to 50 ° C. as compared with the sensor manufactured by the conventional method, the same methane gas sensitivity and selectivity to ethanol as those of the sensor manufactured by the conventional method can be obtained.

【0015】[0015]

【実施例】実施例1 ガス検知素子の作製 以下、この発明による接触燃焼式ガスセンサの製造方法
について説明する。 1)塩化パラジウム2水和物と硝酸アルミニウム9水和
物とをパラジウムとして0.02mol/L、アルミニ
ウムとして0.98mol/Lとなるように溶解した水
溶液1Lを調製した。また、これとは別に、炭酸ナトリ
ウムを中和化学量論比の1.5倍となるように溶解した
水溶液1Lを調製した。 2)ホットプレート付き攪拌器でそれぞれの液を50℃
に加熱しておき、パラジウム,アルミニウム混合溶液を
炭酸ナトリウム溶液に添加し、水酸化パラジウムと水酸
化アルミニウムの混合ゲルを沈殿させた。このときの母
液のPHは8.9であった。このあと、50℃で1時間
熟成させた。 3)ついで、遠心分離法によって過剰のアルカリ分、お
よび反応により副生した塩化ナトリウムと硝酸ナトリウ
ムを洗浄除去した。さらに、遠心分離,純水添加,再分
散を反復し、母液のPHが7.0以下になるまで反復洗
浄した。 4)このあと、吸引濾過法により、混合ゲルを母液から
分離し、ついで、室温で72時間放置してゲルを半乾燥
状態の固形物とした。 5)この固形ゲルを電気炉中で100℃で6時間、つい
で600℃で6時間加熱して酸化パラジウムと酸化アル
ミニウムの混合物を得た。この混合物を遊星ミルを用い
て粉砕し、中心粒径15μmの粉末とした。 6)この粉末にコロイダルアルミナと水とを添加してペ
ースト状とし、これを線径40μmの白金線からなるコ
イルにビーズ状に付着させた。 7)ついで、素子の表面温度が700℃となるように白
金線に電流を流し、この温度に10分間保持してペース
トをコイルに固着させた。
EXAMPLE 1 Fabrication of Gas Sensing Element Hereinafter, a method for producing a contact combustion type gas sensor according to the present invention will be described. 1) 1 L of an aqueous solution was prepared by dissolving palladium chloride dihydrate and aluminum nitrate nonahydrate so as to be 0.02 mol / L as palladium and 0.98 mol / L as aluminum. Separately, 1 L of an aqueous solution prepared by dissolving sodium carbonate so as to have a neutralization stoichiometric ratio 1.5 times was prepared. 2) Using a stirrer equipped with a hot plate, heat each solution at 50 ° C
, And a mixed solution of palladium and aluminum was added to the sodium carbonate solution to precipitate a mixed gel of palladium hydroxide and aluminum hydroxide. At this time, the pH of the mother liquor was 8.9. Then, it was aged at 50 ° C. for 1 hour. 3) Subsequently, excess alkali components and sodium chloride and sodium nitrate by-produced by the reaction were removed by washing by centrifugation. Further, centrifugation, addition of pure water, and redispersion were repeated, and the mother liquor was repeatedly washed until the pH became 7.0 or less. 4) Thereafter, the mixed gel was separated from the mother liquor by suction filtration, and then left at room temperature for 72 hours to make the gel into a semi-dry solid. 5) The solid gel was heated in an electric furnace at 100 ° C. for 6 hours and then at 600 ° C. for 6 hours to obtain a mixture of palladium oxide and aluminum oxide. This mixture was ground using a planetary mill to obtain a powder having a center particle size of 15 μm. 6) Colloidal alumina and water were added to this powder to form a paste, which was adhered in beads to a coil made of a platinum wire having a wire diameter of 40 μm. 7) Then, a current was applied to the platinum wire so that the surface temperature of the element became 700 ° C., and this temperature was maintained for 10 minutes to fix the paste to the coil.

【0016】温度補償素子の作製 1)硝酸銅6水和物と硝酸アルミニウム9水和物とを銅
として0.10mol/L、アルミニウムとして0.9
0mol/Lとなるように溶解した水溶液1Lを調製し
た。また、これとは別に、炭酸ナトリウムを中和量論比
の1.5倍となるように溶解した水溶液1Lを調製し
た。 2)ホットプレート付き攪拌器でそれぞれの液を50℃
に加熱しておき、銅,アルミニウム塩の混合溶液を炭酸
ナトリウム溶液に添加し、水酸化銅と水酸化アルミニウ
ムの混合ゲルを沈殿させた。このときの母液のPHは
9.1であった。このあと、50℃で1時間熟成させ
た。 3)ついで、上記ガス検知素子と同様の操作により洗
浄,濾過,乾燥,炉中加熱により、酸化銅と活性アルミ
ナの混合粉末を得た。 4)上記ガス検知素子の製法と同様の条件でペーストを
作製し、素子を形成した。
Preparation of Temperature Compensating Element 1) Copper nitrate hexahydrate and aluminum nitrate nonahydrate are 0.10 mol / L as copper and 0.9 as aluminum.
1 L of an aqueous solution dissolved to be 0 mol / L was prepared. Separately, 1 L of an aqueous solution prepared by dissolving sodium carbonate so as to be 1.5 times the stoichiometric ratio of neutralization was prepared. 2) Using a stirrer equipped with a hot plate, heat each solution at 50 ° C
, And a mixed solution of copper and aluminum salts was added to the sodium carbonate solution to precipitate a mixed gel of copper hydroxide and aluminum hydroxide. At this time, the pH of the mother liquor was 9.1. Then, it was aged at 50 ° C. for 1 hour. 3) Next, a mixed powder of copper oxide and activated alumina was obtained by washing, filtering, drying and heating in a furnace in the same manner as in the above gas detection element. 4) A paste was prepared under the same conditions as in the method for manufacturing the gas detection element, and an element was formed.

【0017】比較用素子の作製 比較のために用いるガス検知素子の従来の製法につい
て、以下に説明する。 1)比表面積120m2 /gr,中心粒径15μmの活
性アルミナ粉末にコロイダルアルミナと水とを添加して
ペースト状とし、これを上記と同様の白金コイルにビー
ズ状に付着させ、乾燥した後700℃で8時間加熱し、
活性アルミナをコイルに固着させた。 2)ついで、この担体素子を塩化パラジウムの水溶液に
浸漬し、素子を液から分離したのち大気中で600℃,
5時間熱処理し、担体上に酸化パラジウムを担持させ
た。また、温度補償素子の従来の製法は下記のとおりで
ある。上記、ガス検知素子の従来法と同様にして、コイ
ルに活性アルミナを固着させたのち、この担体素子を硝
酸銅水溶液に浸漬し、素子を液から分離し、大気中で6
00℃,5時間熱処理し、担体上に酸化銅を担持させ
た。
Production of Comparative Element A conventional method for producing a gas detecting element used for comparison will be described below. 1) Colloidal alumina and water are added to activated alumina powder having a specific surface area of 120 m 2 / gr and a center particle diameter of 15 μm to form a paste, which is attached to a platinum coil similar to the above in the form of beads, dried, and then dried. Heat at 8 ° C for 8 hours,
Activated alumina was fixed to the coil. 2) Then, the carrier element is immersed in an aqueous solution of palladium chloride, and the element is separated from the liquid.
Heat treatment was performed for 5 hours, and palladium oxide was supported on the carrier. A conventional method for manufacturing a temperature compensation element is as follows. After the activated alumina is fixed to the coil in the same manner as in the conventional method of the gas detection element, the carrier element is immersed in an aqueous solution of copper nitrate, and the element is separated from the liquid.
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 5 hours to support copper oxide on the carrier.

【0018】触媒活性の評価 この発明により得られたガス検知素子および温度補償素
子の触媒活性を評価するため、固定床流通法による触媒
活性評価を行なった。すなわち、完成した素子からコイ
ルを引き抜いたあと素子を摩砕し、石英製反応管に充填
し触媒層とした。この反応管を電気炉にセットし、メタ
ン1%またはエタノール0.5%を含むエアを入口より
流入させ、出口ガス中のメタン,エタノール濃度をガス
クロマトグラフにより求めた。この方法により、触媒層
温度とメタンまたはエタノールの酸化率の関係を求め
た。なお、この酸化活性の評価は空間速度20,000
-1の条件で行なった。 センサ感度評価 この発明により得られたガス検知素子および温度補償素
子をプリッジ回路に組み、0.4%メタンガス、および
0.4%エタノールガス中のガス感度を測定し、印加電
圧と上記ガス中の感度との関係曲線を求めた。
Evaluation of catalytic activity In order to evaluate the catalytic activity of the gas detecting element and the temperature compensating element obtained by the present invention, catalytic activity was evaluated by a fixed bed flow method. That is, after the coil was pulled out from the completed device, the device was ground and filled in a quartz reaction tube to form a catalyst layer. The reaction tube was set in an electric furnace, air containing 1% of methane or 0.5% of ethanol was introduced from the inlet, and the concentrations of methane and ethanol in the outlet gas were determined by gas chromatography. By this method, the relationship between the catalyst layer temperature and the oxidation rate of methane or ethanol was determined. The oxidation activity was evaluated at a space velocity of 20,000.
The test was performed under the conditions of H- 1 . Sensor sensitivity evaluation The gas detection element and the temperature compensation element obtained according to the present invention were assembled in a bridge circuit, and the gas sensitivity in 0.4% methane gas and 0.4% ethanol gas was measured. A relationship curve with sensitivity was determined.

【0019】図1にガス検知素子のメタンに対する酸化
活性を示す。同図の曲線aは実施例1の製法によるガス
検知素子(以下、前者ともいう)のメタン酸化活性を、
また、曲線bは上述の従来製法による検知素子(以下、
後者ともいう)のメタン酸化活性をそれぞれ示す。図1
から、前者の方が後者のものより、メタン酸化効率が1
00%に達する温度が約50から60℃ほど低くなるこ
とが分かる。図2にガス検知素子のエタノールに対する
酸化活性を示す。同図の曲線cは前者のエタノール酸化
活性を、また、曲線dは後者のエタノール酸化活性をそ
れぞれ示す。図2から、前者の方が後者のものより、エ
タノール酸化効率が100%に達する温度が約40〜5
0℃低くなることが分かる。
FIG. 1 shows the oxidizing activity of the gas detecting element for methane. The curve a in the figure shows the methane oxidation activity of the gas detection element (hereinafter also referred to as the former) manufactured by the method of Example 1,
Further, a curve b is a detection element (hereinafter, referred to as a detection element) according to the above-described conventional manufacturing method.
Methane oxidation activity). FIG.
Therefore, the former has a methane oxidation efficiency of 1 more than the latter.
It can be seen that the temperature to reach 00% is reduced by about 50 to 60 ° C. FIG. 2 shows the oxidation activity of the gas detection element with respect to ethanol. The curve c in the figure shows the former ethanol oxidation activity, and the curve d shows the latter ethanol oxidation activity. From FIG. 2, the temperature at which the efficiency of ethanol oxidation reaches 100% is higher in the former than in the latter, about 40 to 5 times.
It can be seen that the temperature is lowered by 0 ° C.

【0020】図3にガス検知素子および温度補償素子を
ブリッジに組んだときの、メタン感度の印加電圧依存性
を示す。同図の曲線eは前者の感度−印加電圧曲線、f
は後者の感度−印加電圧曲線を示す。図3から、後者の
印加電圧2.3V,センサ温度430℃における感度
と、前者の印加電圧2.1V,センサ温度380℃にお
ける感度とがほぼ等しく、したがって、前者は後者より
も約50℃低いセンサ温度でも、後者と同等の感度が得
られることが分かる。図4にガス検知素子および温度補
償素子をブリッジに組んだときの、エタノール感度の印
加電圧依存性を示す。同図の曲線gは前者の感度−印加
電圧曲線、hは後者の感度−印加電圧曲線を示す。
FIG. 3 shows the applied voltage dependence of methane sensitivity when the gas detection element and the temperature compensation element are assembled in a bridge. The curve e in the figure is the former sensitivity-applied voltage curve, f
Indicates the latter sensitivity-applied voltage curve. From FIG. 3, the sensitivity at the applied voltage of 2.3 V and the sensor temperature of 430 ° C. is almost equal to the sensitivity at the applied voltage of 2.1 V and the sensor temperature of 380 ° C. Therefore, the former is about 50 ° C. lower than the latter. It can be seen that sensitivity equivalent to the latter can be obtained even at the sensor temperature. FIG. 4 shows the applied voltage dependency of the ethanol sensitivity when the gas detection element and the temperature compensation element are assembled in a bridge. The curve g in the figure shows the former sensitivity-applied voltage curve, and the curve h shows the latter sensitivity-applied voltage curve.

【0021】図4でエタノール感度が印加電圧に対して
右下がりの傾向を示すのは、次の理由による。すなわ
ち、ガス検知素子側のエタノール酸化活性は、印加電圧
に対してほぼ飽和しているのに対し、温度補償素子側の
エタノール酸化活性は、印加電圧の増大(センサ温度の
上昇)に対して増大する傾向にあるため、印加電圧が増
大するとガス検知素子の出力が温度補償素子の出力によ
って相殺されるためである。図4から、後者では印加電
圧2.3V,センサ温度430℃における感度が約5m
Vであったのに対し、前者では、印加電圧2.1V(セ
ンサ温度約380℃)で後者と同等のエタノール出力と
なることが分かる。つまり、前者は後者に比べ、動作温
度を約50℃低くしても、後者と同等のエタノール感度
を得ることができることを示している。
In FIG. 4, the ethanol sensitivity shows a tendency to fall to the right with respect to the applied voltage for the following reason. That is, the ethanol oxidation activity on the gas sensing element side is almost saturated with the applied voltage, whereas the ethanol oxidation activity on the temperature compensation element side increases with an increase in the applied voltage (increase in the sensor temperature). This is because when the applied voltage increases, the output of the gas detection element is offset by the output of the temperature compensation element. From FIG. 4, in the latter case, the sensitivity at an applied voltage of 2.3 V and a sensor temperature of 430 ° C. is about 5 m.
In contrast, it can be seen that the output of the former is equivalent to that of the latter at an applied voltage of 2.1 V (sensor temperature of about 380 ° C.). That is, the former shows that the same ethanol sensitivity as the latter can be obtained even when the operating temperature is lowered by about 50 ° C. as compared with the latter.

【0022】実施例2 実施例1で説明した1)〜5)項の工程を終了した酸化
パラジウムと活性アルミナの混合物に対し、次の工程を
追加した。 1)上記混合物を、塩化白金酸6水和物を溶解した水溶
液中に添加し、常温で攪拌しつつ2時間保持した。ここ
で、塩化白金酸の添加量は焼成後のパラジウムと白金の
原子比が1:0.5となるようにした。 2)50℃の水浴上に保持して大部分の水分を蒸発させ
たのち、電気炉中で600℃,6時間加熱し、混合物に
白金を担持した。 3)得られた粉末を摩砕後、これにコロイダルアルミナ
と水とを添加してペースト状とし、このペーストを実施
例1の6)項と同様にして、コイルに付着させた。
Example 2 The following step was added to the mixture of palladium oxide and activated alumina which had been subjected to the steps 1) to 5) described in Example 1. 1) The above mixture was added to an aqueous solution in which chloroplatinic acid hexahydrate was dissolved, and the mixture was kept at room temperature with stirring for 2 hours. Here, the amount of chloroplatinic acid added was such that the atomic ratio of palladium to platinum after firing was 1: 0.5. 2) After keeping most of the water in a water bath at 50 ° C. to evaporate most of the water, the mixture was heated in an electric furnace at 600 ° C. for 6 hours to carry platinum on the mixture. 3) After the obtained powder was ground, colloidal alumina and water were added to form a paste, and this paste was adhered to the coil in the same manner as in item 6) of Example 1.

【0023】図5に実施例2のガス検知素子のメタン酸
化活性を示す。同図の曲線iは実施例2のガス検知素
子、曲線bは従来法のガス検知素子(実施例1の従来法
のガス検知素子と同一)の各メタン酸化活性を示す。図
5より、実施例2のガス検知素子は従来法のガス検知素
子に比べ、約40から50℃低い低い温度で100%の
メタン酸化効率が得られることが分かる。図6に実施例
2のガス検知素子と実施例1の温度補償素子を組み合わ
せたものの、メタン感度の印加電圧依存性を示す。図6
の曲線jは実施例2のガス検知素子と実施例1の温度補
償素子を組み合わせたもののメタン感度−印加電圧曲
線、曲線fは従来法のガス検知素子と温度補償素子を組
み合わせたもののメタン感度−印加電圧曲線である。図
6より、実施例2のガス検知素子を用いたセンサは、従
来法によるセンサ(印加電圧2.3V、センサ温度:4
30℃)に比べ、より低い印加電圧(2.17V)で
も、すなわち従来のセンサに比べ約30℃低いセンサ温
度(400℃)でも、従来法のセンサと同等の感度が得
られることが分かる。
FIG. 5 shows the methane oxidation activity of the gas detection element of the second embodiment. The curve i in the figure shows the methane oxidation activity of the gas detection element of Example 2 and the curve b shows the methane oxidation activity of the gas detection element of the conventional method (the same as the gas detection element of the conventional method of Example 1). FIG. 5 shows that the gas detecting element of Example 2 can obtain 100% methane oxidation efficiency at a low temperature lower by about 40 to 50 ° C. than the gas detecting element of the conventional method. FIG. 6 shows the applied voltage dependency of the methane sensitivity when the gas detection element of the second embodiment and the temperature compensation element of the first embodiment are combined. FIG.
Is a methane sensitivity-applied voltage curve of the combination of the gas detection element of the second embodiment and the temperature compensation element of the first embodiment, and a curve f is the methane sensitivity of the combination of the gas detection element and the temperature compensation element of the conventional method. It is an applied voltage curve. As shown in FIG. 6, the sensor using the gas detection element of the second embodiment is a conventional sensor (applied voltage 2.3 V, sensor temperature: 4).
It can be seen that sensitivity equivalent to that of the conventional sensor can be obtained even at a lower applied voltage (2.17 V) than that of the conventional sensor (ie, 30 ° C.), that is, even at a sensor temperature (400 ° C.) about 30 ° C. lower than the conventional sensor.

【0024】実施例3 実施例1のガス検知素子の製造方法において、触媒の出
発原料として、塩化パラジウムの代わりに三塩化ロジウ
ムを用い、実施例1の1)〜6)項と同様の手順によ
り、酸化ロジウムと酸化アルミニウムからなるガス検知
素子を作製した。また、比較のため、実施例1の比較素
子の作製の項において説明した製法で、ち塩化パラジウ
ムの代わりに三塩化ロジウムを用い、従来法により酸化
ロジウムを酸化アルミニウムに担持したガス検知素子を
作製した。
Example 3 In the method of manufacturing a gas detection element of Example 1, rhodium trichloride was used as a starting material for the catalyst instead of palladium chloride, and the same procedure as in 1) to 6) of Example 1 was carried out. Then, a gas detection element made of rhodium oxide and aluminum oxide was produced. Further, for comparison, a gas detection element in which rhodium oxide was supported on aluminum oxide was manufactured by a conventional method using rhodium trichloride instead of palladium chloride by the manufacturing method described in the section of manufacturing the comparison element of Example 1. did.

【0025】図7に実施例3のガス検知素子のメタン酸
化活性を示す。同図の曲線kは実施例3のガス検知素子
の酸化活性を、曲線lは従来法による酸化ロジウムを酸
化アルミニウムに担持した素子の酸化活性を示す。図7
から、実施例3のガス検知素子は、メタン酸化率100
%に到達する温度が、従来法によるガス検知素子に比べ
て約40℃低くなることが分かる。図8の曲線mは実施
例3のセンサのメタン感度−印加電圧曲線を、曲線nは
従来法によるガス検知素子(触媒は酸化ロジウム)と、
従来法による温度補償素子(触媒は酸化銅)を組み合わ
せたセンサのメタン感度−印加電圧曲線を示す。図8か
ら、実施例3のセンサは、従来法による酸化ロジウム−
酸化アルミニウム素子に比べて、約40℃低いセンサ温
度(390℃)に相当する印加電圧(2.15V)で
も、従来法によるセンサと同等のメタン感度が得られる
ことが分かる。
FIG. 7 shows the methane oxidation activity of the gas detecting element of the third embodiment. The curve k in the figure indicates the oxidizing activity of the gas detecting element of Example 3, and the curve 1 indicates the oxidizing activity of the element having rhodium oxide supported on aluminum oxide according to the conventional method. FIG.
Therefore, the gas detection element of Example 3 has a methane oxidation rate of 100
% Is about 40 ° C. lower than that of the conventional gas detection element. A curve m in FIG. 8 indicates a methane sensitivity-applied voltage curve of the sensor of Example 3, and a curve n indicates a gas detection element (catalyst is rhodium oxide) according to a conventional method.
4 shows a methane sensitivity-applied voltage curve of a sensor that combines a temperature compensation element (catalyst is copper oxide) according to a conventional method. From FIG. 8, it is clear that the sensor of Example 3 has a rhodium oxide
It can be seen that methane sensitivity equivalent to that of the sensor according to the conventional method can be obtained even at an applied voltage (2.15 V) corresponding to a sensor temperature (390 ° C.) lower by about 40 ° C. than that of the aluminum oxide element.

【0026】実施例4 実施例1の温度補償素子の作製の項で、硝酸銅6水和物
の代わりに下記のような3種類の遷移金属の硝酸塩を用
いて3種類の温度補償素子を作製した。 硝酸塩 混合液組成(硝酸アルミニウムはアルミニウムと して0.9mol/L一定) 1.硝酸鉄6水和物 鉄として0.2mol/L 2.硝酸ニッケル6水和物 ニッケルとして0.1mol/L 3.硝酸コバルト6水和物 コバルトとして0.3mol/L なお、製法は実施例1の温度補償素子の作製の1)〜
4)項と同様とした。
Example 4 Three types of temperature compensating elements were prepared by using the following three types of transition metal nitrates instead of copper nitrate hexahydrate in the section of manufacturing temperature compensating elements of Example 1. did. Nitrate mixed solution composition (aluminum nitrate is constant at 0.9 mol / L as aluminum) 1. Iron nitrate hexahydrate 0.2 mol / L as iron 2. Nickel nitrate hexahydrate 0.1 mol / L as nickel Cobalt nitrate hexahydrate 0.3 mol / L as cobalt The production method is 1) to 1) of the production of the temperature compensation element of Example 1.
Same as 4).

【0027】図9は上記3種類の温度補償素子のエタノ
ール酸化活性を比較したもので、曲線o,p,qはそれ
ぞれ酸化鉄,酸化ニッケル,酸化コバルトを酸化アルミ
ニに担持した温度補償素子のエタノール酸化活性を示
し、曲線dは従来法による温度補償素子(触媒は酸化
銅)のエタノール酸化活性を示す。図9から、実施例4
の3種類の温度補償素子のエタノール酸化活性は、触媒
成分によって多少異なるものの、実施例1の説明として
図2の曲線dにも示した従来法による温度補償素子に比
べると、明らかに高いエタノール酸化活性を示すことが
分かる。
FIG. 9 compares the ethanol oxidizing activities of the above three types of temperature compensating elements. Curves o, p, and q show the ethanol compensating elements having iron oxide, nickel oxide, and cobalt oxide supported on aluminum oxide, respectively. The oxidation activity is shown, and curve d shows the ethanol oxidation activity of the conventional temperature compensating element (catalyst is copper oxide). According to FIG.
Although the ethanol oxidation activities of the three types of temperature compensating elements differ slightly depending on the catalyst components, the ethanol oxidizing activities are clearly higher than the temperature compensating element according to the conventional method shown in the curve d of FIG. It turns out that it shows activity.

【0028】[0028]

【発明の効果】この発明によるセンサでは、従来の製法
によるガスセンサに比べて、約50℃低い動作温度で使
用可能となるため、素子内部の白金コイルおよび触媒素
子の熱的な負荷が軽減され、長期間安定したセンサ特性
が得られるという利点が得られる。また、この発明の製
法によれば、触媒の分散性を損なうことなく触媒担持量
を増やすことができるため、実ガス中の被毒成分、例え
ばシリコーン蒸気にセンサがさらされても、従来法によ
るセンサに比べて被毒による出力の低下が少なく、信頼
性に優るという利点が得られる。
The sensor according to the present invention can be used at an operating temperature lower by about 50 ° C. than the gas sensor manufactured by the conventional method, so that the thermal load on the platinum coil and the catalyst element inside the element is reduced, An advantage is obtained in that stable sensor characteristics can be obtained for a long period of time. Further, according to the production method of the present invention, since the amount of the supported catalyst can be increased without impairing the dispersibility of the catalyst, even if the sensor is exposed to a poisoning component in the actual gas, for example, silicone vapor, the conventional method is used. As compared with the sensor, the output is less reduced due to the poisoning, and the advantage that the reliability is superior can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1によるガス検知素子のメタン酸化活性
を説明する特性図である。
FIG. 1 is a characteristic diagram illustrating methane oxidation activity of a gas detection element according to Example 1.

【図2】実施例1によるガス検知素子のエタノール酸化
活性を説明する特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating ethanol oxidation activity of the gas detection element according to the first embodiment.

【図3】実施例1のセンサのメタン感度−電圧依存性を
説明する特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating methane sensitivity-voltage dependency of the sensor according to the first embodiment.

【図4】実施例1のセンサのエタノール感度−電圧依存
性を説明する特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram for explaining ethanol sensitivity-voltage dependency of the sensor according to the first embodiment.

【図5】実施例2によるガス検知素子のメタン酸化活性
を説明する特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating methane oxidation activity of a gas detection element according to a second embodiment.

【図6】実施例2のセンサのメタン感度−電圧依存性を
説明する特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating the methane sensitivity-voltage dependency of the sensor according to the second embodiment.

【図7】実施例3によるガス検知素子のメタン酸化活性
を説明する特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating methane oxidation activity of a gas detection element according to a third embodiment.

【図8】実施例3のセンサのメタン感度−電圧依存性を
説明する特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating methane sensitivity-voltage dependency of the sensor according to the third embodiment.

【図9】実施例4による温度補償素子のエタノール酸化
活性を説明する特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating the ethanol oxidation activity of the temperature compensation element according to Example 4.

【図10】ガス検知装置の1例を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram illustrating an example of a gas detection device.

【図11】ガス検知素子の構造例を示す要部破断斜視図
である。
FIG. 11 is a fragmentary perspective view showing a structural example of a gas detection element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガス検知素子、2…温度補償素子、3,4…固定抵
抗、5…電源、6…プリッジ出力検出部、7…白金コイ
ル、8…アルミナ担体、9…触媒。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas detection element, 2 ... Temperature compensation element, 3, 4 ... Fixed resistance, 5 ... Power supply, 6 ... Bridge output detection part, 7 ... Platinum coil, 8 ... Alumina carrier, 9 ... Catalyst.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス検知素子がパラジウム,ロジウム,
白金の群から選ばれた酸化触媒と、酸化アルミニウムと
の混合物からなり、かつ温度補償素子が銅,鉄,ニッケ
ル,コバルトの酸化物の群から選ばれた酸化触媒と、酸
化アルミニウムとの混合物からなる接触燃焼式ガスセン
サにおいて、 前記ガス検知素子と温度補償素子の少なくとも一方が、
酸化触媒成分の水溶性塩とアルミニウムの水溶性塩との
混合水溶液にアルカリを作用させ、PH8以上の条件下
で水酸化物として共同沈殿させる工程を経て製作される
ことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
The gas detecting element is palladium, rhodium,
The temperature compensating element consists of a mixture of aluminum oxide and an oxidation catalyst selected from the group consisting of oxides of copper, iron, nickel and cobalt. In at least one of the gas detection element and the temperature compensation element,
A catalytic combustion method characterized by being produced through a process in which an alkali is acted on a mixed aqueous solution of a water-soluble salt of an oxidation catalyst component and a water-soluble salt of aluminum to cause co-precipitation as a hydroxide under conditions of PH 8 or more. Gas sensor.
【請求項2】 下記(1)〜(3)の工程からなること
を特徴とする接触燃焼式ガスセンサのガス検知素子の製
造方法。 (1)硝酸アルミニウムと貴金属の可溶性塩との混合水
溶液にアルカリ性水溶液とを混合し、水酸化アルミニウ
ムと貴金属の水酸化物との混合ゲルを沈殿させる第1の
工程。 (2)前記混合ゲルを洗浄後加熱して、貴金属と酸化ア
ルミニウムの混合粉末を得る第2の工程。 (3)前記混合粉末をバインダーとともにペースト状に
し、これを白金コイルの周囲に塗布して素子を形成した
のち、コイルに電流を流してペーストをコイルに固着さ
せる第3の工程。
2. A method for manufacturing a gas detecting element of a catalytic combustion type gas sensor, comprising the following steps (1) to (3). (1) A first step of mixing an aqueous alkaline solution with a mixed aqueous solution of aluminum nitrate and a soluble salt of a noble metal to precipitate a mixed gel of aluminum hydroxide and a hydroxide of a noble metal. (2) A second step of heating the mixed gel after washing to obtain a mixed powder of a noble metal and aluminum oxide. (3) A third step in which the mixed powder is formed into a paste together with a binder, and the paste is applied to the periphery of a platinum coil to form an element. Then, an electric current is applied to the coil to fix the paste to the coil.
【請求項3】 前記貴金属がパラジウムであることを特
徴とする請求項2に記載の接触燃焼式ガスセンサのガス
検知素子の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the noble metal is palladium.
【請求項4】 前記貴金属がロジウムであることを特徴
とする請求項2に記載の接触燃焼式ガスセンサのガス検
知素子の製造方法。
4. The method according to claim 2, wherein the noble metal is rhodium.
【請求項5】 下記(1)〜(4)の工程からなること
を特徴とする接触燃焼式ガスセンサのガス検知素子の製
造方法。 (1)硝酸アルミニウムと第1の貴金属の可溶性塩との
混合水溶液にアルカリ性水溶液を混合し、水酸化アルミ
ニウムと第1の貴金属の水酸化物との混合ゲルを沈殿さ
せる第1の工程。 (2)前記混合ゲルを洗浄後、加熱,脱水して第1の貴
金属と酸化アルミニウムとの混合粉末を得る第2の工
程。 (3)前記混合粉末を第2の貴金属の可溶性塩を含む水
溶液に浸漬し、乾燥後加熱して第2の貴金属塩を分解さ
せ、酸化アルミニウムと第1の貴金属および第2の貴金
属との混合物を得る第3の工程。 (4)前記第3の工程を経た混合物をバインダーととも
にペースト状にし、これを白金コイルの周囲に塗布して
素子を形成したのち、コイルに電流を流してペーストを
コイルに固着させる第4の工程。
5. A method for manufacturing a gas detecting element of a catalytic combustion type gas sensor, comprising the following steps (1) to (4). (1) A first step of mixing an aqueous alkaline solution with a mixed aqueous solution of aluminum nitrate and a soluble salt of a first noble metal to precipitate a mixed gel of aluminum hydroxide and a hydroxide of the first noble metal. (2) A second step of washing and heating and dehydrating the mixed gel to obtain a mixed powder of the first noble metal and aluminum oxide. (3) The mixed powder is immersed in an aqueous solution containing a soluble salt of a second noble metal, dried and heated to decompose the second noble metal salt, and a mixture of aluminum oxide, the first noble metal and the second noble metal A third step of obtaining (4) A fourth step in which the mixture obtained through the third step is pasted together with a binder into a paste, which is applied around a platinum coil to form an element, and then a current is passed through the coil to fix the paste to the coil. .
【請求項6】 前記第1の貴金属がパラジウムまたはロ
ジウムの少なくとも1成分であり、前記第2の貴金属が
白金であることを特徴とする請求項5に記載の接触燃焼
式ガスセンサのガス検知素子の製造方法。
6. The gas detecting element according to claim 5, wherein the first noble metal is at least one component of palladium or rhodium, and the second noble metal is platinum. Production method.
【請求項7】 下記(1)〜(3)の工程からなること
を特徴とする接触燃焼式ガスセンサの温度補償素子の製
造方法。 (1)硝酸アルミニウムと遷移金属の可溶性塩との混合
水溶液にアルカリ性水溶液を混合し、水酸化アルミニウ
ムと遷移金属の水酸化物との混合ゲルを沈殿させる第1
の工程。 (2)前記混合ゲルを洗浄後加熱して、遷移金属の酸化
物と酸化アルミニウムとの混合粉末を得る第2の工程。 (3)前記混合粉末をバインダーとともにペースト状に
し、これを白金コイルの周囲に塗布して素子を形成した
のち、コイルに電流を流してペーストをコイルに固着す
る第3の工程。
7. A method for manufacturing a temperature compensation element of a catalytic combustion type gas sensor, comprising the following steps (1) to (3). (1) First, an alkaline aqueous solution is mixed with a mixed aqueous solution of aluminum nitrate and a soluble salt of a transition metal to precipitate a mixed gel of aluminum hydroxide and a hydroxide of a transition metal.
Process. (2) A second step of heating the mixed gel after washing to obtain a mixed powder of a transition metal oxide and aluminum oxide. (3) A third step in which the mixed powder is made into a paste together with a binder, and the paste is applied to the periphery of a platinum coil to form an element, and an electric current is applied to the coil to fix the paste to the coil.
【請求項8】 前記遷移金属が銅,鉄,ニッケル,コバ
ルトの少なくとも1つであることを特徴とする請求項7
に記載の接触燃焼式ガスセンサの温度補償素子の製造方
法。
8. The method according to claim 7, wherein the transition metal is at least one of copper, iron, nickel and cobalt.
3. A method for manufacturing a temperature compensation element for a contact combustion type gas sensor according to item 1.
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