JPS5961765A - ガス検知素子 - Google Patents
ガス検知素子Info
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- JPS5961765A JPS5961765A JP17292982A JP17292982A JPS5961765A JP S5961765 A JPS5961765 A JP S5961765A JP 17292982 A JP17292982 A JP 17292982A JP 17292982 A JP17292982 A JP 17292982A JP S5961765 A JPS5961765 A JP S5961765A
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Classifications
-
- 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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- 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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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は金属酸化物の薄膜から成るガス検知部と触媒
層とをわずかな空隙を設けて対向させたこ七を特徴とし
へ感度が高く安定なガス検知素子を提供することを目的
とする。
層とをわずかな空隙を設けて対向させたこ七を特徴とし
へ感度が高く安定なガス検知素子を提供することを目的
とする。
従来より実用されているガス検知素子には１主なものと
して１半導体式と接触燃焼式とがある。
して１半導体式と接触燃焼式とがある。
このうち＼半導体式の大部分はへ酸化スズ（ＳｎＯ）や
酸化亜鉛（Ｚ ｎ Ｏ）あるいは酸化第二鉄（Ｆｅ
Ｏ）などを有効成分とする焼結体から３ 成るものであった。しかしながら１」二記焼結体から成
るガス検知素子は機械的強度が弱く）小形化が困難で加
熱に要するヒータ電力が大きく＼特性のばらつきが太き
いなどの欠点がある。それゆえに１これらの欠点を解消
すべく１ガス検知部をへ厚膜へ薄膜あるいは超微粒子膜
とする研究開発も行われている。
酸化亜鉛（Ｚ ｎ Ｏ）あるいは酸化第二鉄（Ｆｅ
Ｏ）などを有効成分とする焼結体から３ 成るものであった。しかしながら１」二記焼結体から成
るガス検知素子は機械的強度が弱く）小形化が困難で加
熱に要するヒータ電力が大きく＼特性のばらつきが太き
いなどの欠点がある。それゆえに１これらの欠点を解消
すべく１ガス検知部をへ厚膜へ薄膜あるいは超微粒子膜
とする研究開発も行われている。
特にガス検知部を薄膜とすることにより１小形ζ
で特性の均一なガス検知素子を安価に供給できるハ
とが期待される。しかしながら−これまでの金属酸化物
の薄膜を用いるガス検知素子は＼ガス選択性の制御法に
難点があり１かつ需要の多いメタンガスに感じないなど
の欠点があった。たとえば、酸化第二鉄を主成分とする
場合には１酸化チタン）酸化タングステン１酸化ニツケ
ルなどの添加物を施すことにより）全般的にガス感度が
高まるけれどもメタンガスにはほとんど感じないことが
明らかとなっている。また１前記金属酸化物の薄膜表面
に触媒層を直接伺けた場合は＼感度が高まるとともにガ
ス選択性も制御できるが＼経時変化が大きくて実用に適
さないことも明らかとなっている。この経１１０変化の
原因は１前記触媒層が前記金属酸化物の薄膜内に拡散す
るだめである。
の薄膜を用いるガス検知素子は＼ガス選択性の制御法に
難点があり１かつ需要の多いメタンガスに感じないなど
の欠点があった。たとえば、酸化第二鉄を主成分とする
場合には１酸化チタン）酸化タングステン１酸化ニツケ
ルなどの添加物を施すことにより）全般的にガス感度が
高まるけれどもメタンガスにはほとんど感じないことが
明らかとなっている。また１前記金属酸化物の薄膜表面
に触媒層を直接伺けた場合は＼感度が高まるとともにガ
ス選択性も制御できるが＼経時変化が大きくて実用に適
さないことも明らかとなっている。この経１１０変化の
原因は１前記触媒層が前記金属酸化物の薄膜内に拡散す
るだめである。
本発明は為触媒層をガス検知部とは別の基板上に作成し
）両者を近接した位置に対向させることにしｂガス選択
性と感度の改善を図るとともにへ触媒層のガス検知部へ
の拡散をなくして１経時変化を防いだものである。
）両者を近接した位置に対向させることにしｂガス選択
性と感度の改善を図るとともにへ触媒層のガス検知部へ
の拡散をなくして１経時変化を防いだものである。
次に１本発明の効果を実験結果をもとに詳細に説明する
。本発明の一実施例を第１図に示す。ガス検知部１は酸
化第二鉄９９モル％と酸化チタン１モル％の混合粉末を
原料とじ１石英ガラス基板２の上にスパッタリング法に
より）約３００９ Ａの厚さに薄膜３を生成し入前記簿
膜の両端の位置にプラナ、すをスパッタリング法により
利殖させ１電極４とした。また触媒Ｒ５は別の石英ガラ
ス基板６の上に１プラチナあるいはパラジウムをスパッ
タリング法により作成した。両基板間の間隔は電極線と
して直径０．０５ｍｍのプラチナ線７を２本１ガス検知
部の２つの電極４のそれぞれに接触する位置に挿入する
ことによって得だ。
。本発明の一実施例を第１図に示す。ガス検知部１は酸
化第二鉄９９モル％と酸化チタン１モル％の混合粉末を
原料とじ１石英ガラス基板２の上にスパッタリング法に
より）約３００９ Ａの厚さに薄膜３を生成し入前記簿
膜の両端の位置にプラナ、すをスパッタリング法により
利殖させ１電極４とした。また触媒Ｒ５は別の石英ガラ
ス基板６の上に１プラチナあるいはパラジウムをスパッ
タリング法により作成した。両基板間の間隔は電極線と
して直径０．０５ｍｍのプラチナ線７を２本１ガス検知
部の２つの電極４のそれぞれに接触する位置に挿入する
ことによって得だ。
このガス検知素子のガス感応特性を表に示す。表の中の
数値は為被検知ガスが０．３％混合された空気中に置か
れた素子のコンダクタンスと空気中に置かれた前記素子
のコンダクタンスとの比で表現された感度である。この
表で比較例は＠１図において１触媒部８のない素子の特
性である。表から実施例１％２とも）メタンガスを始め
とする炭化水素系のガスに対して感度が向」ニしている
ことがわかる。特にメタンガスは）これまで薄膜を用い
だ素子では検知が困難であったものである。
数値は為被検知ガスが０．３％混合された空気中に置か
れた素子のコンダクタンスと空気中に置かれた前記素子
のコンダクタンスとの比で表現された感度である。この
表で比較例は＠１図において１触媒部８のない素子の特
性である。表から実施例１％２とも）メタンガスを始め
とする炭化水素系のガスに対して感度が向」ニしている
ことがわかる。特にメタンガスは）これまで薄膜を用い
だ素子では検知が困難であったものである。
ガス検知部の薄膜への添加物は１酸化チタンのほか酸化
タングステンでも同様の効果が得られる。両温加物とも
原子価制御の方法によって酸化第二鉄内の伝導電子を増
し１吸着酸素の面密度を増して可燃性ガスに対する感度
を増すものである。
タングステンでも同様の効果が得られる。両温加物とも
原子価制御の方法によって酸化第二鉄内の伝導電子を増
し１吸着酸素の面密度を増して可燃性ガスに対する感度
を増すものである。
添加物の濃度は０．１モル％から１０モル％までが感度
を向上させるために有効であり、それ以上でもそれ以下
でも感度は低下する。
を向上させるために有効であり、それ以上でもそれ以下
でも感度は低下する。
次に空隙を設ける方法も第１図に示しだ以外に１第２図
に示すように触媒部の基板６をエツチング技術を用いて
一部を削りλその部分に触媒層５を生成する方法も本発
明に含まれる。咬だガス検知部をエツチング技術により
削り）その中に薄膜を作成してもよい。
に示すように触媒部の基板６をエツチング技術を用いて
一部を削りλその部分に触媒層５を生成する方法も本発
明に含まれる。咬だガス検知部をエツチング技術により
削り）その中に薄膜を作成してもよい。
またｈ第１図の電極線の替りに他の薄い固体制料を挿入
し１接着する方法も本発明に含まれる。前記固体利料が
金属の場合にはそのまま電極として用いることができへ
絶縁物の場合には＼その厚さ以下の電極線を被着する必
要がある。
し１接着する方法も本発明に含まれる。前記固体利料が
金属の場合にはそのまま電極として用いることができへ
絶縁物の場合には＼その厚さ以下の電極線を被着する必
要がある。
なお１本発明によるガス検知素子は高温に熱ぜられたガ
ス中では−このまま使用できるが、室温のガス中では感
度がほとんどないので、ガス検知素子を加熱する必要が
ある。このため−ラセン状のヒータを周囲に設けたり１
ガス検知部の基板の裏に抵抗体から成るヒータを設けた
りして使用することもできる。これらのヒータは既存の
技術によりｈ容易に作成できる。
ス中では−このまま使用できるが、室温のガス中では感
度がほとんどないので、ガス検知素子を加熱する必要が
ある。このため−ラセン状のヒータを周囲に設けたり１
ガス検知部の基板の裏に抵抗体から成るヒータを設けた
りして使用することもできる。これらのヒータは既存の
技術によりｈ容易に作成できる。
（１゛人下金色）
笛１図
第２図
Claims (3)
- （１）被検知ガス中のガス成分の濃度変化によって電気
抵抗が変化する金属酸化物の薄膜を絶縁物基板上に作成
したガス検知部と為触媒層を別の絶縁物基板上に作成し
た触媒部とをＡわずかな空隙を設けて対向させたことを
特徴とするガス検知素子。 - （２）前記金属酸化物の成分が酸化チタンあるいは酸化
タングステンのいずれが一つを１０．１〜１０モル％含
む酸化第二鉄がら成る特許請求の範囲（１）記載のガス
検知素子。 - （３）前記触媒層がプラチナあるいはパラジウムのいず
れか一つから成る特許請求の範囲（１）まだは（２）記
載のガス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17292982A JPS5961765A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ガス検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17292982A JPS5961765A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ガス検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961765A true JPS5961765A (ja) | 1984-04-09 |
Family
ID=15950965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17292982A Pending JPS5961765A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ガス検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961765A (ja) |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP17292982A patent/JPS5961765A/ja active Pending
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