JP2000111519A

JP2000111519A - ガスセンサ

Info

Publication number: JP2000111519A
Application number: JP10286243A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Umeda; 孝裕梅田; Masao Maki; 正雄牧; Takashi Niwa; 孝丹羽; Kunihiro Tsuruta; 邦弘鶴田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はガスセンサに関するものであり、被
検出ガス中に硫黄系化合物などの汚染物質が存在しても
正確な一酸化炭素の濃度を検出できるガスセンサを提供
する。【解決手段】本発明のガスセンサは、固体電解質基板
１と、一対の電極膜２ａおよび２ｂと、触媒膜３と、ガ
ス選択透過基板６ａおよび６ｂを備え、検出に必要な一
酸化炭素や酸素はガス選択透過基板６ａおよび６ｂを透
過し、硫黄系化合物などの汚染物質はガス選択透過基板
６ａおよび６ｂを透過し難くなるので、電極膜２ａ、２
ｂおよび触媒膜３が被毒し難くなり、耐久性の高いガス
センサを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は大気中あるいは各種
燃焼機器や自動車などの排ガス中に含まれる可燃性ガ
ス、特に一酸化炭素を検出するガスセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のガスセンサは、特開平１０
−３１００３号公報などに記載されているようなものが
一般的であった。

【０００３】このガスセンサは図９に示すように酸素イ
オン導電性を有する固体電解質基板１の一方の面に形成
された一対の電極膜２ａおよび２ｂと、一方の電極膜２
ｂを覆うように形成された一酸化炭素を酸化する多孔性
の触媒膜３と、絶縁基板４の一方の面に形成されたヒー
タ膜５を備え、固体電解質基板１とヒータ膜５を電気的
に絶縁するために絶縁基板４のヒータ膜５の形成されて
いない面の上に固体電解質基板１が積層されていた。

【０００４】上記構成のガスセンサを一酸化炭素などの
可燃性ガスが含まれない雰囲気に配置し、ヒータ膜５に
より固体電解質基板１を所定の動作温度に加熱すると、
電極膜２ａおよび２ｂに到達する酸素の量はそれぞれ等
しいので、電極膜２ａおよび２ｂ間に電位差は発生しな
い。このとき電極膜２ａおよび２ｂ上ではそれぞれ
（１）で示した電極反応が生じ、平衡を保っている。

【０００５】Ｏad＋２ｅ-←→Ｏ2- ・・・（１）ここでＯａｄは電極膜２ａおよび２ｂ上に吸着した酸素
を示す。次に、このガスセンサを一酸化炭素が含まれる
雰囲気に配置すると、触媒膜３の形成されていない電極
膜２ａ上で式（１）で示した電極反応に加え、（２）で
示した電極反応が生じる。

【０００６】ＣＯ＋Ｏ2-→ＣＯ2＋２ｅ- ・・・（２）一方、触媒膜３の形成された電極膜２ｂ上では、一酸化
炭素は触媒膜３上で二酸化炭素に酸化されるため電極膜
２ｂの表面まで到達し難くなり、(１)で示した電極反応
のみが生じる。したがって電極反応において電極膜２ａ
および２ｂ間に差が生じ、一酸化炭素の濃度に応じた電
位差が発生する。この電位差は電気化学における基本的
な関係式であるＮｅｒｎｓｔの式を満たし、一酸化炭素
の濃度の対数に比例するので、この電位差を測定するこ
とにより被検出ガス中の一酸化炭素の濃度を検出してい
た。

【０００７】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガスセンサは、排ガス中の硫黄系化合物やシリコーン系
化合物などの汚染物質により電極膜２ａ、２ｂあるいは
触媒膜３が被毒されると、一酸化炭素の濃度が一定であ
っても電極膜２ａおよび２ｂ間の電位差が低下するの
で、正確な一酸化炭素の濃度を検出できないという課題
を有していた。電極膜２ａ、２ｂあるいは触媒膜３には
白金などの貴金属が用いられ、硫黄系化合物やシリコー
ン系化合物は貴金属に強く吸着する性質を有する。した
がって、被検出ガス中にこれらの汚染物質が存在する
と、汚染物質が電極膜２ａ、２ｂおよび触媒膜３の表面
を覆い、検出に必要な一酸化炭素および酸素は電極膜２
ａおよび２ｂに吸着し難くなる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、固体電解質基板と、一対の電極膜と、触媒
膜と、ガス選択透過基板を備えたものである。

【０００９】上記発明によれば、検出に必要な一酸化炭
素や酸素はガス選択透過基板を透過し、硫黄系化合物や
シリコーン系化合物などの汚染物質はガス選択透過基板
を透過し難くなるので、電極膜および触媒膜が被毒し難
くなり、耐久性の高いガスセンサを得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、請求項１記載のように
酸素イオン導電性の固体電解質基板と、前記固体電解質
基板に形成された一対の電極膜と、一方の電極膜を覆う
ように形成された一酸化炭素を酸化する多孔性の触媒膜
と、前記一対の電極膜および前記触媒膜を覆うように前
記固体電解質基板に積層されたガス選択透過基板を備え
たものである。

【００１１】そして、ガス選択透過基板が検出に必要な
一酸化炭素や酸素を透過させ、汚染物質である硫黄系化
合物やシリコーン系化合物などを透過させ難くするの
で、電極膜および触媒膜が被毒し難くなり、耐久性の高
いガスセンサを得ることができる。

【００１２】そして、被検出ガス中の汚染物質の存在に
依存せず、正確な一酸化炭素の濃度を検出するので、こ
のガスセンサを各種燃焼機器に搭載し、不完全燃焼によ
り一酸化炭素の濃度が予め設定されたしきい値を上回っ
たとき、燃焼を停止させることができ、燃焼機器の安全
性を向上させることができる。

【００１３】また、請求項２記載のように一対の電極膜
および触媒膜は、固体電解質基板の一方の面に形成され
たものである。

【００１４】そして、一対の電極膜を同時に形成できる
だけでなく、一対の電極膜および触媒膜を一つのガス選
択透過基板で覆うことができるので、より薄型で、コス
トの安いガスセンサを得ることができる。

【００１５】また請求項３記載のように絶縁基板と、前
記絶縁基板の一方の面に形成されたヒータ膜を備え、前
記絶縁基板の前記ヒータ膜の形成されていない面の上に
固体電解質基板を積層したものである。

【００１６】そして、ヒータ膜の形成された絶縁基板と
固体電解質基板を一体化し、ヒータ膜で固体電解質基板
を加熱するので、小型で安定した動作温度を保持するガ
スセンサを得ることができる。

【００１７】また、請求項４記載のように固体電解質基
板とガス選択透過基板は、シール材で密閉して積層され
たものである。

【００１８】そして、シール材が分子サイズの大きい汚
染物質の固体電解質基板とガス選択透過基板の隙間から
の進入を防ぐので、より耐久性が高く、精度のよいガス
センサを得ることができる。

【００１９】また、請求項５記載のように絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に形成されたヒータ膜と、前記
絶縁基板の前記ヒータ膜の形成されていない面に形成さ
れた酸素イオン導電性の固体電解質膜と、前記固体電解
質膜に積層して形成された一対の電極膜と、一方の電極
膜を覆うように形成された一酸化炭素を酸化する多孔性
の触媒膜と、前記一対の電極膜および前記触媒膜を覆う
ように前記絶縁基板にシール材で密閉して積層されたガ
ス選択透過基板を備えたものである。

【００２０】そして、絶縁基板に固体電解質膜を形成す
るので、より薄型でコストの安いガスセンサを得ること
ができる。

【００２１】また、請求項６記載のようにガス選択透過
基板は、平均細孔径が１０００Åを越えないようにし
た。

【００２２】そして、検出に必要な一酸化炭素や酸素は
ガス選択透過基板を透過し、分子サイズの大きい汚染物
質はガス選択透過基板を透過し難くなるので、電極膜お
よび触媒膜が被毒し難くなり、耐久性の高いガスセンサ
を得ることができる。

【００２３】また、請求項７記載のように一対の電極膜
間の電位差を外部に取り出す一対の電極端子と、ヒータ
膜に電圧を供給する一対のヒータ端子と、前記電極端子
および前記ヒータ端子が絶縁して固定された耐熱性のセ
ンサベースと、塵埃状の汚染物質を除去する耐熱性のセ
ンサケースと、前記センサベースと前記センサケースで
囲まれた部分の空隙に配置された断熱材を備えたもので
ある。

【００２４】そして、素子が固定、防護されるので、そ
の取り扱いが簡単になり、サイズの大きい塵埃状の汚染
物質の素子への接触を防ぐので、より耐久性の高いガス
センサを得ることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。なお従来例と同一符号のものは同一構造を有
し、一部説明を省略する。

【００２６】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
けるガスセンサの正面断面図である。

【００２７】図１において１は酸素イオン導電性の固体
電解質基板である。固体電解質基板１の両面には一対の
電極膜２ａおよび２ｂが対向して形成されており、一方
の電極膜２ｂ上には一酸化炭素を酸化する触媒膜３が積
層されている。そして、電極膜２ａを覆うようにガス選
択透過基板６ａをシール材７ａにより固体電解質基板１
に密閉して積層されている。同様にして、電極膜２ｂお
よび触媒膜３をそれぞれ覆うようにガス選択透過基板６
ｂがシール材７ｂで固体電解質基板１に密閉して積層さ
れている。

【００２８】固体電解質基板１として一般にアルカリ土
類元素や希土類元素を添加して安定化させたジルコニア
やセリアなどがよく知られているが、本実施例ではセン
サ特性のよいイットリアを８モル％添加した安定化ジル
コニア基板を使用した。また、電極膜２ａおよび２ｂと
してセンサ特性のよい貴金属である白金ペーストを使用
した。

【００２９】また、触媒膜３として触媒活性のよい白金
−パラジウム混合ペーストを使用した。

【００３０】また、ガス選択透過基板６ａおよび６ｂと
して平均細孔径が約１μｍ以下の多孔性セラミック基板
を使用し、このままではガスの選択透過性は得られない
ので、細孔内にゾル−ゲル法により薄膜を形成し、平均
細孔径が１０００Å以下になるように細孔制御を行っ
た。

【００３１】また、シール材７ａおよび７ｂとしてガラ
スペーストを使用した。次に、ガスセンサの製造方法に
ついて具体的に説明する。

【００３２】まず、表面を研磨した面積５×５ｍｍ２、
板厚０．３５ｍｍの固体電解質基板１をアセトンなどの
有機溶剤で超音波をかけながら洗浄、脱脂した。そし
て、固体電解質基板１の一方の面に面積４×４ｍｍ２の
電極膜２ａのパターンををスクリーン印刷し、１５０℃
で３０分乾燥後、もう一方の面に電極膜２ａと同じ面積
の電極膜２ｂのパターンを電極膜２ａに対向するように
スクリーン印刷し、１５０℃で３０分乾燥した。そし
て、電気炉を用い大気中において１３００℃で１時間焼
成した。電極膜２ａおよび２ｂの膜厚はいずれも約１０
μｍで、多孔質であった。

【００３３】そして、電極膜２ｂを覆うように面積４×
４ｍｍ２の触媒膜３のパターンをスクリーン印刷し、１
５０℃で３０分乾燥後、電気炉を用い大気中で焼成し
た。触媒膜３は多孔質であった。電極膜２ａおよび２ｂ
あるいは触媒膜３はスクリーン印刷の他にスパッタ、Ｃ
ＶＤ、真空蒸着などの薄膜法でも形成することができ
る。

【００３４】次に、ガス選択透過基板６ａおよび６ｂの
製造方法について説明する。面積５×５ｍｍ２、板厚
０．５０ｍｍで電極膜２ａおよび２ｂのリードが取出せ
るように角を落とした多孔性セラミック基板をゾルコー
ト液に浸漬し、乾燥後、焼成した。このとき細孔内でゲ
ル化が起こり、細孔表面に均一な被膜が形成される。そ
して、浸漬時間および浸漬回数を調節することにより、
平均細孔径が１０００Å越えないように細孔制御を行っ
た。細孔内に薄膜を形成する方法は、ＣＶＤ法などでも
よい。

【００３５】そして、固体電解質基板１に形成した電極
膜２ａの周りにシール材７ａをスクリーン印刷し、その
上にガス選択透過基板６ａを積層し、荷重をかけながら
乾燥した。そして、同様にして電極膜２ｂおよび触媒膜
３の周りにシール材７ｂをスクリーン印刷し、その上に
ガス選択透過基板６ｂを積層し、荷重をかけながら乾燥
後、焼成した。

【００３６】そして、電極膜２ａおよび２ｂに直径０．
１ｍｍの白金線を白金ペーストで接続し、乾燥後、焼成
した。さらに補強するためにその上からガラスペースト
を塗布し、乾燥後、焼成した。

【００３７】次に、上記のようにして製造したガスセン
サの動作について説明する。ガスセンサを被検出ガス中
に配置し、ヒータ膜５に電圧を供給して動作温度（３０
０〜６００℃）まで加熱した。ガスセンサの動作温度
は、固体電解質基板１の酸素イオン導電性が得られ、か
つ触媒膜３の一酸化炭素を酸化するのに十分な活性が得
られる温度である。

【００３８】排ガス中には分子サイズの大きいシリコー
ン系の化合物や、硫黄系化合物などの反応性ガスなどの
汚染物質が多く含まれる。汚染物質のうち粒径が１００
０Åを越える大きな分子はガス選択透過基板６ａおよび
６ｂを透過することができない。またガス選択透過基板
６ａおよび６ｂの細孔内においてガスは基本的にＫｎｕ
ｄｓｅｎ拡散により細孔内部表面を吸着しながら拡散す
る。このときガスの透過係数比は分子量と絶対温度の積
の平方根に反比例するので、硫黄系化合物などの分子量
の大きいガスは酸素や一酸化炭素などのガスに比べて細
孔内を透過し難くなる。したがって、電極膜２ａ、２ｂ
および触媒膜３は被毒し難くなる。

【００３９】そして、一酸化炭素は電極膜２ｂの上に形
成された触媒膜３により二酸化炭素に酸化され、電極膜
２ｂの表面まで到達し難くなるので、電極膜２ｂ表面の
吸着酸素量は変化しない。一方、電極膜２ａの表面には
一酸化炭素が到達しそこで二酸化炭素に酸化されるの
で、電極膜２ａ表面の吸着酸素量が減少する。このとき
電極膜２ａおよび２ｂ間に酸素濃度分布が生じるので、
固体電解質基板１内を電極膜２ｂから電極膜２ａに向か
って酸素イオンが流れる。したがって、電極膜２ａおよ
び２ｂ間に一酸化炭素の濃度に応じた電位差が生じる。
この電位差を測定することにより被検出ガス中の一酸化
炭素の濃度を検出することができる。

【００４０】以上説明したように本発明の実施例１のガ
スセンサは耐久性に優れ、正確な一酸化炭素の濃度を検
出するので、各種燃焼機器に搭載すれば、不完全燃焼に
より一酸化炭素が高濃度に発生したとき、燃焼を停止さ
せることができ、燃焼機器の安全性を向上させることが
できる。

【００４１】（実施例２）図２は本発明の実施例２にお
けるガスセンサの正面断面図である。

【００４２】図２において実施例１と異なる点は、一対
の電極膜２ａ、２ｂおよび触媒膜３を固体電解質基板１
の一方の面に形成しているところである。また、ヒータ
膜５を形成した絶縁基板４を備え、絶縁基板４のヒータ
膜５の形成されていない面に固体電解質基板１を積層し
ているところである。

【００４３】なお実施例１と同一符号のものは同一構造
を有し、説明を省略する。絶縁基板４の一方の面にヒー
タ膜５を形成し、固体電解質基板１とヒータ膜５を電気
的に絶縁するために絶縁基板４のヒータ膜５の形成され
ていない面の上に固体電解質基板１の電極膜２ａおよび
２ｂの形成されていない面を積層した。

【００４４】絶縁基板４としてアルミナを使用した。絶
縁基板４はアルミナ以外の絶縁性の基板でもよい。面積
５×５ｍｍ２、板厚０．３２ｍｍの絶縁基板４の一方の
面にヒータ膜５のパターンを白金ペーストでスクリーン
印刷し、乾燥後、焼成した。ヒータ膜５は白金以外の抵
抗体でもよいが、耐久性の点から白金が好ましい。また
形成法はスクリーン印刷の他にスパッタ、ＣＶＤ、真空
蒸着などでもよい。本発明の実施例２のガスセンサによ
れば、電極膜２ａおよび２ｂを同時にスクリーン印刷、
乾燥、焼成が行えるだけでなく、電極膜２ａ、２ｂおよ
び触媒膜３を一つのガス選択透過基板６で覆うことがで
きるので、より薄型でコストの安いガスセンサを得るこ
とができる。

【００４５】また、絶縁基板４と固体電解質基板１を一
体化し、ヒータ膜５で固体電解質基板１を加熱するの
で、小型で安定した動作温度を保持するガスセンサを得
ることができる。

【００４６】さらに図３に示したように各リード線８ａ
〜８ｄをそれぞれ電極端子９ａ、９ｂおよびヒータ端子
１０ａ、１０ｂにスポット溶接し、電極端子９ａ、９ｂ
およびヒータ端子１０ａ、１０ｂを絶縁性のセラミック
から成るセンサベース１１に固定し、ガスセンサの周囲
を耐熱性の金属網から成るセンサケース１２で包囲し
た。そして、図４に示したようにセンサベース１１とセ
ンサケース１２の間の空隙にガラスウールなどの断熱材
１３を配置した。このようにセンサケース１２および断
熱材１３によりガスセンサを保護するので、その取り扱
いが簡単になり、燃焼機器などに実装することができ
る。またセンサケース１２が電極膜２ａ、２ｂあるいは
触媒膜３に塵埃状の汚染物質が接触することを防ぐの
で、ガスセンサの長寿命化を図ることができる。また、
空隙に断熱材１３を配置するので、ヒータ効率を向上さ
せることができるだけでなく、耐衝撃性が向上し、ガス
センサの長寿命化を図ることができる。

【００４７】次に、ガスセンサの基本特性を調べた。ガ
スセンサを石英管内に配置し、素子の温度が約４５０℃
になるようにヒータに電圧を供給した。そして、石英管
内に被検出ガスを流量３ｌ／ｍｉｎで流した。各種濃度
の一酸化炭素と空気の混合ガスを流したときに得られる
ガスセンサの電位差と一酸化炭素濃度の関係を図５に示
した。図５に示した範囲においてガスセンサの起電力は
一酸化炭素の濃度の対数に比例しており、Ｎｅｒｎｓｔ
の式に従うことから、このガスセンサが正確な一酸化炭
素濃度を検出することが判った。

【００４８】次に、ガスセンサの応答性を測定した。１
０００ｐｐｍの一酸化炭素と空気の混合ガスを流したと
きのこのガスセンサの９０％応答は図６から約４０秒で
あることが判った。

【００４９】次に、このガスセンサの硫黄系化合物に対
する影響を調べた。１０００ｐｐｍの一酸化炭素と空気
の混合ガス中に１００ｐｐｍの二酸化硫黄を添加したと
きのセンサ出力特性を図７に示した。図７より二酸化硫
黄の添加の有無に関わらず、センサ出力はほぼ一定であ
ることから、硫黄系化合物が存在しても正確な一酸化炭
素の濃度を検出することが判った。

【００５０】次に、同様にしてシリコーン系化合物につ
いても調べたが、センサ特性に大きな影響は見られなか
った。

【００５１】以上のことから本発明の実施例２のガスセ
ンサは、各種汚染物質の存在下においても、正確な一酸
化炭素の濃度を検出でき、各種燃焼機器に搭載すれば、
不完全燃焼を未然に防止することができるので、安全性
を高めることができる。

【００５２】（実施例３）図８は本発明の実施例３にお
けるガスセンサの正面断面図である。

【００５３】図８において実施例１と異なる点は、固体
電解質を基板でなく、膜で形成したところである。

【００５４】なお実施例１と同一符号のものは同一構造
を有し、説明を省略する。まず、よく脱脂した絶縁基板
４の一方の面に白金でヒータ膜５をスパッタリングによ
り形成した。次に絶縁基板４のもう一方の面に固体電解
質膜１ａとして８モル％イットリア安定化ジルコニアの
薄膜をスパッタリングにより形成した。次に固体電解質
膜１ａの上に一対の電極膜２ａおよび２ｂとして白金を
スパッタリングにより形成した。さらに一方の電極２ｂ
の上に触媒膜３としてＰｔ−Ｐｄ系酸化触媒をスパッタ
リングにより形成した。次に電極膜２ａおよび２ｂにリ
ード線８ａおよび８ｂをそれぞれ白金ペーストにより接
続、乾燥した。同様にしてヒータ膜５にもリード線８ｃ
および８ｄを接続、乾燥、焼成を行った。さらに電極膜
２ａ、２ｂおよび触媒膜３を覆うようにガス選択透過基
板６を積層し、シール材７で絶縁基板４とガス選択透過
基板６をシールした。

【００５５】本発明の実施例３のガスセンサによれば、
絶縁基板４に固体電解質膜１ａを形成するので、より薄
型でコストの安いガスセンサを得ることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
ガスセンサによれば、以下の効果が得られる。

【００５７】（１）ガス選択透過基板が検出に必要な一
酸化炭素や酸素を透過させ、汚染物質である硫黄系化合
物やシリコーン系化合物などを透過させ難くするので、
電極膜および触媒膜が被毒し難くなり、耐久性のあるガ
スセンサを得ることができる。

【００５８】（２）被検出ガス中の汚染物質の存在に依
存せず、正確な一酸化炭素の濃度を検出するので、この
ガスセンサを各種燃焼機器に搭載し、不完全燃焼により
一酸化炭素の濃度が予め設定されたしきい値を上回った
とき、燃焼を停止させることができ、燃焼機器の安全性
を向上させることができる。

【００５９】（３）一対の電極膜を同時に形成できるだ
けでなく、一対の電極膜および触媒膜を一つのガス選択
透過基板で覆うことができるので、より薄型で、コスト
の安いガスセンサを得ることができる。

【００６０】（４）ヒータ膜の形成された絶縁基板と固
体電解質基板を一体化し、ヒータ膜で固体電解質基板を
加熱するので、小型で安定した動作温度を保持するガス
センサを得ることができる。

【００６１】（５）シール材が分子サイズの大きい汚染
物質の固体電解質基板とガス選択透過基板の隙間からの
進入を防ぐので、より耐久性が高く、精度のよいガスセ
ンサを得ることができる。

【００６２】（６）絶縁基板に固体電解質膜を形成する
ので、より薄型でコストの安いガスセンサを得ることが
できる。

【００６３】（７）素子が固定、防護されるので、その
取り扱いが簡単になり、サイズの大きい塵埃状の汚染物
質の素子への接触を防ぐので、より耐久性の高いガスセ
ンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるガスセンサの正面断
面図

【図２】本発明の実施例２におけるガスセンサの正面断
面図

【図３】同ガスセンサの組み立て外観図

【図４】同ガスセンサの断面図

【図５】同ガスセンサの一酸化炭素濃度特性図

【図６】同ガスセンサの応答性図

【図７】同ガスセンサの二酸化硫黄特性図

【図８】本発明の実施例３におけるガスセンサの組立図

【図９】従来のガスセンサの断面図

【符号の説明】

１固体電解質基板１ａ固体電解質膜２ａ、２ｂ電極膜３触媒膜４絶縁基板５ヒータ膜６ガス選択透過基板７シール材８ａ〜８ｄリード線９ａ、９ｂ電極端子１０ａ、１０ｂヒータ端子１１センサベース１２センサケース１３断断熱材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丹羽孝大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者鶴田邦弘大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G004 BB04 BE01 BF07 BF08 BF09 BF11 BJ03 BM04 BM07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素イオン導電性の固体電解質基板と、前
記固体電解質基板に形成された一対の電極膜と、一方の
電極膜を覆うように形成された一酸化炭素を酸化する多
孔性の触媒膜と、前記一対の電極膜および前記触媒膜を
覆うように前記固体電解質基板に積層されたガス選択透
過基板を備えたガスセンサ。
【請求項２】一対の電極膜および触媒膜は、固体電解質
基板の一方の面に形成された請求項１記載のガスセン
サ。
【請求項３】絶縁基板と、前記絶縁基板の一方の面に形
成されたヒータ膜を備え、前記絶縁基板の前記ヒータ膜
の形成されていない面の上に固体電解質基板を積層した
請求項１記載のガスセンサ。
【請求項４】固体電解質基板とガス選択透過基板は、シ
ール材で密閉して積層された請求項１記載のガスセン
サ。
【請求項５】絶縁基板と、前記絶縁基板の一方の面に形
成されたヒータ膜と、前記絶縁基板の前記ヒータ膜の形
成されていない面に形成された酸素イオン導電性の固体
電解質膜と、前記固体電解質膜に積層して形成された一
対の電極膜と、一方の電極膜を覆うように形成された一
酸化炭素を酸化する多孔性の触媒膜と、前記一対の電極
膜および前記触媒膜を覆うように前記絶縁基板にシール
材で密閉して積層されたガス選択透過基板を備えたガス
センサ。
【請求項６】ガス選択透過基板は、平均細孔径が１００
０Åを越えないようにした請求項１または５記載のガス
センサ。
【請求項７】一対の電極膜間の電位差を外部に取り出す
一対の電極端子と、ヒータ膜に電圧を供給する一対のヒ
ータ端子と、前記電極端子および前記ヒータ端子が絶縁
して固定された耐熱性のセンサベースと、塵埃状の汚染
物質を除去する耐熱性のセンサケースと、前記センサベ
ースと前記センサケースで囲まれた部分の空隙に配置さ
れた断熱材を備えた請求項１または５記載のガスセン
サ。