JP2011196896A - 接触燃焼式ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板1上に形成した凹部10を跨ぐように形成された支持用絶縁膜2と、支持用絶縁膜2上に形成され通電から生じる熱によって燃焼する検知対象ガスの燃焼熱に応じて電気抵抗値が変化する検知抵抗体3Aと、この検知抵抗体3Aの近傍で検知抵抗体3Aの長手方向に沿って保護膜4および支持用絶縁膜2を貫通する複数の開口部11と、開口部11を通して支持用絶縁膜2の両面側に一体的に設けられ、支持用絶縁膜2の凹部10と反対側の面で検知抵抗体3Aを覆い、支持用絶縁膜2の凹部10側の開口部11の開口領域よりも広く膨出した膨出部12Aが形成された触媒層12を備える。
【選択図】 図4
Description
図1〜図5、図12および図13は、本発明の第1の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサについて示している。図1および図2は触媒層12を形成する前の状態を示し、図3および図4は触媒層12を形成した後の状態を示している。本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、図12に示すように、同一の基板にガス検知素子20と参照素子21とを備えて構成されている。なお、ガス検知素子20と参照素子21とは、ガス検知素子20が触媒を担持したセラミック焼結体でなる触媒層12を有し、参照素子21が触媒を担持しないセラミック焼結体層12Aでなる点が異なるだけである。したがって、ガス検知素子20の構成を詳細に説明し、参照素子21の構成の説明は省略する。
図6および図7は、上記第1の実施の形態の変形例に係るガス検知素子20Aを示している。この変形例は、図6の平面図から判るように、屈曲して互いに平行をなす検知抵抗体3A同士の間だけではなく、抵抗体支持部5の周縁部に沿う検知抵抗体3Aの外側にも開口部11Aを付加したものである。この変形例における他の構成は、上記第1の実施の形態の構成と同様である。
図8および図9は、本発明の第2の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサにおけるガス検知素子20Bを示している。このガス検知素子20Bは、上記した第1の実施の形態に係るガス検知素子20における開口部11をスリット11Bとしたものであり、他の構成は上記第1の実施の形態と同様である。
図10および図11は、上記第2の実施の形態の変形例に係るガス検知素子20Cを示している。この変形例は、上記第2の実施の形態に係るガス検知素子20Bにおいて抵抗体支持部5の周縁部に検知抵抗体3Aを囲むスリット11Cを加えたものであり、他の構成は上記第2の実施の形態と同様である。
次に、第1実施例、第2実施例および比較例についての実験例について説明する。第1実施例、第2実施例および比較例の接触燃焼式ガスセンサは、凹部の構造、寸法、各材料膜の膜厚、抵抗長さ、構成材料などは、同一の規格で作製した。図12に示すように、上記した第1の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサを第1実施例とし、図8および図9に示した第2の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサを図12に示すように同一基板に参照素子を作り込んだものを第2実施例とし、図15および図16に示した従来のガス検知素子をそなえた接触燃焼式ガスセンサを比較例とした。そして、これら接触燃焼式ガスセンサを用いて、図13に示すように、パルス電圧電源30、電圧計31、固定抵抗器R1、R2、可変抵抗器Rvを用いて、ブリッジ回路を組んでメタン(CH4)を検知対象ガスとして用いてガス感度を測定し、図14に示すような結果が得られた。なお、符号3、3C、3Eは、パッド部3を示す。
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
2…絶縁膜
3A…検知抵抗体
10…凹部
11…開口部
12…触媒層
12A…膨出部
20,20A,20B,20C…ガス検知素子
Claims (5)
- 基板と、
前記基板上に形成した凹部空間を跨ぐように形成された支持用絶縁膜と、
前記支持用絶縁膜における前記凹部空間と反対側の面に配設され且つ通電から生じる熱によって燃焼する検知対象ガスの燃焼熱に応じて電気抵抗値が変化する検知抵抗体と、
前記検知抵抗体の近傍の少なくとも前記支持用絶縁膜を貫通する開口部と、
前記開口部を通して前記支持用絶縁膜の両面側に一体的に設けられ、前記支持用絶縁膜の前記凹部空間と反対側の面で前記検知抵抗体を覆い、前記支持用絶縁膜の前記凹部空間側の前記開口部の開口領域よりも広く膨出した構造に形成された触媒層と、
を備えることを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。 - 前記開口部は、前記検知抵抗体の長手方向に沿って配置された複数の矩形の穴であることを特徴とする請求項1に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
- 前記開口部は、前記検知抵抗体の長手方向に沿って形成されたスリットであることを特徴とする請求項1に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
- 前記触媒層は、前記支持用絶縁膜の前記凹部空間と反対側の面から触媒金属を担持したセラミック粉体のペーストが塗布、焼結されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
- 支持用絶縁膜は、前記凹部空間を跨ぐ複数の支持アーム部を備え、前記検知抵抗体の両端部が異なる前記支持アーム部から導出されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
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