JPS6082953A - 一酸化炭素ガス検出素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、−酸化炭素の感度特性を向上した、−酸化炭
素ガス検出素子に関する。

〔発明の背景〕

一酸化炭素ガス検出素子は、ホテル等の火災警報とか一
般家庭等の一酸化炭素中毒防止警報などに使用される。

これら警報に使用される一酸化炭素ガス検出素子は、他
のガスによる外乱がなく、−酸化炭素ガスのみに感知し
、誤警報がないのが必要である。

他えば、他のガスの外乱によって誤警報が置型なると、
これが慣習となって実除に一酸化炭素ガスが発生してい
て警報がでていても気にも止めず、大事故に至ることに
なる。

従来の一酸化炭素ガス検出素子としては、白金電極を使
用した酸化スズ（ＳａＯ２）セラミックス焼結体が主に
用いられてきた。

この−酸化炭素ガス検出素子において、これまでに−酸
化炭素のみに高感度を示す各種の添加剤が検討されてき
たが、−酸化炭素ガスよりも水素ガスやエタノールガス
に対する感度の方が高くて誤警報が免れず、−酸化炭素
ガスに対し高感度を示す検出素子の開発を急がれている
のが実情である。

〔発明の目的〕

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであｐ、−酸
化炭素ガスに対して高感度を示す一酸化炭素ガス検出素
子を提供せんとするものである。

〔発明の概要〕

即ち本発明は、上部電極と下部電極に酸化ルテニウムを
使用することによシ、−酸化炭素ガスに対する感度を向
上し、一方において水素ガスとエタノールガスに対する
感度を大巾に減少させたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について詳細に説明する。

先ず、発明者らは、−酸化炭素ガスの感度を向上させる
ために、各種の酸化物牛導体材料、添加剤。

及び電極材料について検討した。

その結果、電極材料に酸化ルテニウムを使用したところ
、−酸化炭素ガスに対する感度が向上し、且つ水素ガス
とエタノールガスに対する感度が大巾に減少することを
見い出した。

又この電極材料の効果を最大限生かすためには、ガスが
電極に接触しやすいサンドインチ構造が最適であること
も見い出した。

更に、酸化物半導体としては、酸化スズ（Ｓｎ０２）。

酸化タングステン（ｗｏ、）　、　酸化クロム（Ｃｒ２
０う）。

酸化亜鉛（ＺｎＯ）　、酸化インジウム（Ｉｎ２０う）
の場合に、酸化ルテニウムを電極に用いた上記効果が高
いことを見い出した。

以下一実施例を示し、その詳細を説明する。

試験用素子として、従来の白金電極を用いた素子と、本
実施例の酸化ルテニウムを用いた電極の二種類を作成し
比較した。

この素子は、−辺５咽の正方形のアルミナ基板を用いて
、図に示すように、サンドインチ状に作った。その作成
要領は次の通ｐである。

先ず、アルミナ基板２の裏面に、白金ペーストを用いて
ジグザグ状の白金ヒータ１を印刷する。

これを乾燥後、電気ヒータを用いて１２００℃２時間で
、ヒータを焼付けた。

次にアルミナ基板２の表面に、白金ペースト又は酸化ル
テニウムペーストを用いて下部電極３を印刷し、これを
乾燥後、ベルト炉を用いて最高９００℃で１０分間保持
し、下部電極３を焼付けた。

この下部電極３の上に、所定の酸化物半導体粉末に、ホ
ウケイ酸亜鉛系のバインダガラスを１０％ｗｔチ添加し
たペーストを用いて、感ガス層４を印刷した。この感ガ
ス層４を乾燥後、その上に下部電極３と同一のペースト
を用いて、上部電極５を印刷し、乾燥後ベルト炉を用い
て最高９００℃で１０分間保持して素子を作った。

このようにして、白金電極と酸化ルテニウム電極を有す
る二種類の素子についてその特性を測定し、その結果を
表−１にまとめた。

素子温度は４００℃とした。ガス濃度は、それぞれ１０
００　ｐｐｍである。感度とは、ガスに接触する直前の
素子の抵抗値を、ガス接触後の素子の抵抗値で除した値
である。表−１より、酸化物半導体Ｃｒ２０３（Ａ５　
、６　）以外のものに対して、白金（ｐｔ）電極とルテ
ニウム（Ｒｕ０２）電極との比較において、ルテニウム
電極の方が、−酸化炭素ガスに対して感度が向上し、水
素ガス及びエタノールガスに対しては大巾に減少してい
ることが解る。

例えば、酸化物半導体ＳｎＳｎ０２（、２）についてみ
ると、水素ガスに対しては２．４分の１に、又エタノー
ルガスに対しては７．７分の１に減少している。

又表−１から明らかな通シ、酸化物半導体の種類によっ
て、ルテニウム電極の感度特性に影響することが解る。

酸化物半導体としては、　５ｎ０２が最もよく、次いで
ＷＯ３、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ５の順によいこ
とが解る。

なお、本実施例は、印刷法を用いて作成した素子につい
て説明したが、蒸着法等を用いた薄膜においても同様効
果が得られる。

又酸化物半導体に数ｗｔ％の添加剤を加えても、上記効
果には影響しない。

〔発明の効果〕

以上詳述した通シ本発明によれば、上部及び下部電極に
ルテニウムを使用して、この電極間に酸化物半導体を挾
んだ素子としたので、−酸化炭素ガスの感度を向上する
と共に水素ガスやエタノールガスの感度を大巾に減少さ
せることができた。

その結果、−酸化炭素ガスに対する誤警報がなくな９、
−酸化炭素ガス検知の精度と信頼性を大巾に向上するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、−酸化炭素ガス検出用素子の試験を行うた
めに作成しｆｃ素子の斜視図である。 １・・・ヒータ、２・・・ナルミナ基板、３・・・下部
電極、４・・・感ガス層、５・・・上部電極。 代理人　弁理士　秋　本　正　実

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　上部電極と下部電極との間に感ガス層をサンドイ
   ンチ状に介在して成る一酸化炭素ガス検出素子において
   、上記上部電極と下部電極に酸化ルテニウムを使用した
   ことを特徴とする一酸化炭素ガス検出素子。 ２、特許請求範囲第１項記載の感ガス層において、酸化
   スズ（Ｓｎ０２）　＋酸化タングステン（ＷＯ５）。 酸化りａ　ム（Ｃｒ２０５）　＊酸化亜鉛（ＺｎＯ）　
   、酸化インジウム（Ｉｎ２０３）のうちいずれかを使用
   することを特徴とする一酸化炭素ガス検出素子。