JP3355834B2 - 炭酸ガスセンサ及びその製造方法 - Google Patents
炭酸ガスセンサ及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大気中の炭酸ガス濃度を
検知するセンサである炭酸ガスセンサ、特に炭酸ガスと
の可逆的炭酸塩生成反応により電気抵抗、静電容量等を
変化させて炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセンサ及び
その製造方法に関するものである。
検知するセンサである炭酸ガスセンサ、特に炭酸ガスと
の可逆的炭酸塩生成反応により電気抵抗、静電容量等を
変化させて炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセンサ及び
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境衛生、施設園芸、防災設備、
生産設備等に炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセンサが
用いられている。炭酸ガスセンサとしては赤外線を用い
た検知方法、電解液を使用した方法、熱伝導を利用した
方法、ＮａＣＯ3を電極としＮＡＳＩＣＯＮ等のアルカ
リイオン導電性固体電解質を用いる方法、Ｋ2ＣＯ3等の
ＣＯ3 2-イオン導電対体を用いる方法、水酸化アパタイ
トの抵抗値を用いる方法、等が用いられている。特に、
非複合系酸化物と炭酸ガスとの可逆的な炭酸塩形成反応
により電気特性を変化させ炭酸ガス濃度を検知する炭酸
ガスセンサが装置を小型化することができるので注目を
集めている。特開平４−２４５４８号公報には、「ペロ
ブスカイト金属酸化物と、非複合系金属酸化物との混合
物の、静電容量の変化を用いた炭酸ガスセンサ。」が開
示されている。
生産設備等に炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセンサが
用いられている。炭酸ガスセンサとしては赤外線を用い
た検知方法、電解液を使用した方法、熱伝導を利用した
方法、ＮａＣＯ3を電極としＮＡＳＩＣＯＮ等のアルカ
リイオン導電性固体電解質を用いる方法、Ｋ2ＣＯ3等の
ＣＯ3 2-イオン導電対体を用いる方法、水酸化アパタイ
トの抵抗値を用いる方法、等が用いられている。特に、
非複合系酸化物と炭酸ガスとの可逆的な炭酸塩形成反応
により電気特性を変化させ炭酸ガス濃度を検知する炭酸
ガスセンサが装置を小型化することができるので注目を
集めている。特開平４−２４５４８号公報には、「ペロ
ブスカイト金属酸化物と、非複合系金属酸化物との混合
物の、静電容量の変化を用いた炭酸ガスセンサ。」が開
示されている。
【０００３】また、特開平４−２４５４８号公報には以
下のような炭酸ガスセンサの製造方法が記載されてい
る。ペロブスカイト金属酸化物と非複号系金属酸化物を
均一に分散するように混合し、圧縮成形してディスク状
に成形する。このディスクに熱処理を施し焼成する。焼
成後のディスクの両側面にＡｇペーストを塗布し電極を
形成し炭酸ガスセンサを完成させる。
下のような炭酸ガスセンサの製造方法が記載されてい
る。ペロブスカイト金属酸化物と非複号系金属酸化物を
均一に分散するように混合し、圧縮成形してディスク状
に成形する。このディスクに熱処理を施し焼成する。焼
成後のディスクの両側面にＡｇペーストを塗布し電極を
形成し炭酸ガスセンサを完成させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の炭酸ガスセンサでは、１０００ｐｐｍ程度の低濃度の
炭酸ガスを検知しようとする場合は検知感度が低く炭酸
ガス濃度を測定できないという問題点を有していた。
の炭酸ガスセンサでは、１０００ｐｐｍ程度の低濃度の
炭酸ガスを検知しようとする場合は検知感度が低く炭酸
ガス濃度を測定できないという問題点を有していた。
【０００５】また、従来の炭酸ガスセンサの製造方法で
は、炭酸ガスの検知感度を高く保つためには焼成温度を
５００〜８００℃程度の低温に設定する必要がある。し
かし、このような低温で焼成しても焼成ディスクの強度
が弱く小さな力が加わってもすぐに破壊してしまい取扱
に注意しなけらばならないという問題点を有していた。
焼成温度を上げると強度は強くなるが炭酸ガスの検知感
度が低くなり炭酸ガス濃度の測定ができないという問題
点を有していた。
は、炭酸ガスの検知感度を高く保つためには焼成温度を
５００〜８００℃程度の低温に設定する必要がある。し
かし、このような低温で焼成しても焼成ディスクの強度
が弱く小さな力が加わってもすぐに破壊してしまい取扱
に注意しなけらばならないという問題点を有していた。
焼成温度を上げると強度は強くなるが炭酸ガスの検知感
度が低くなり炭酸ガス濃度の測定ができないという問題
点を有していた。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、炭酸ガスの濃度が低い場合の炭酸ガスの検知感度が
極めて高く、かつ、炭酸ガスの検知感度を高く保つこと
と焼成ディスクの強度を高くすることの両立が可能な炭
酸ガスセンサ及びその製造方法を提供することを目的と
する。
で、炭酸ガスの濃度が低い場合の炭酸ガスの検知感度が
極めて高く、かつ、炭酸ガスの検知感度を高く保つこと
と焼成ディスクの強度を高くすることの両立が可能な炭
酸ガスセンサ及びその製造方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の炭酸ガスセンサは、焼結デ
ィスクと、焼結ディスクの両側面に積層された２つの電
極と、電極に固着されたリード線と、を有する炭酸ガス
センサであって、焼結ディスクをＢａＴｉＯ 3 −ＢａＯ
−ＣｕＯで構成するとともに、ＢａＯの焼成ディスクに
対する比率を全モル数に対して０．１〜１．５モル％と
した。
に本発明の請求項１に記載の炭酸ガスセンサは、焼結デ
ィスクと、焼結ディスクの両側面に積層された２つの電
極と、電極に固着されたリード線と、を有する炭酸ガス
センサであって、焼結ディスクをＢａＴｉＯ 3 −ＢａＯ
−ＣｕＯで構成するとともに、ＢａＯの焼成ディスクに
対する比率を全モル数に対して０．１〜１．５モル％と
した。
【０００８】
【０００９】本発明の請求項２に記載の炭酸ガスの製造
方法は、ＢａＯ、ＢａＴｉＯ3、及び、ＣｕＯからなる
組成物とＣｕＯ粉末を容器に密閉した後に、容器を加熱
する焼成工程を有する構成からなる。
方法は、ＢａＯ、ＢａＴｉＯ3、及び、ＣｕＯからなる
組成物とＣｕＯ粉末を容器に密閉した後に、容器を加熱
する焼成工程を有する構成からなる。
【００１０】本発明の請求項３に記載の炭酸ガスの製造
方法は、請求項２において、焼成工程における加熱温度
が５００〜１０００℃である構成を有する。
方法は、請求項２において、焼成工程における加熱温度
が５００〜１０００℃である構成を有する。
【００１１】焼成ディスクの形状は円筒状、円盤状、立
方体状、直方体状、多角体状が用いられる。ＢａＴｉＯ
3の粒径は０．１〜２μｍ、特に、０．１５〜０．４μ
ｍが好適に用いられる。粒径が０．１５μｍ未満となる
につれ相当する粒径を量産することが困難となる傾向に
あり好ましくない。粒径が０．４μｍを越えるにつれＣ
ｕＯ粒との界面が少なくなり静電容量や電気抵抗値の変
化が小さくなり炭酸ガスへの感度が低くなるという傾向
にあり好ましくない。ＣｕＯの粒径は０．３〜６μｍ、
特に、０．５〜３μｍが好適に用いられる。粒径が０．
３μｍ未満となるにつれ相当する粒径を量産することが
困難となる傾向にあり好ましくない。粒径が３μｍを越
えるにつれＢａＴｉＯ3粒との界面が少なくなり静電容
量や電気抵抗値の変化が小さくなり炭酸ガスへの感度が
低くなるという傾向にあり好ましくない。ＢａＯの粒径
は０．０５〜５μｍ、特に、０．１〜２μｍが好適に用
いられる。粒径が０．１μｍ未満となるにつれ均一に分
散することが困難となる傾向にあり好ましくない。粒径
が２μｍを越えるにつれＢａＴｉＯ3粒の界面に拡散す
るＢａイオンの量が減少しＢａＯの効果がなくなる傾向
にあり好ましくない。ＢａＯの焼成ディスクに対する比
率は全モル数に対して５モル％以下、特に、０．１〜
１．５モル％が好適に用いられる。ＢａＯが０．１モル
％未満になるにつれＢａＴｉＯ3粒とＣｕＯ粒の界面に
拡散するＢａイオンの量が減少しＢａＯの効果がなくな
る傾向にあり好ましくない。ＢａＯが１．５モル％を越
えるにつれ炭酸ガスへの感度が低下する傾向があり好ま
しくない。
方体状、直方体状、多角体状が用いられる。ＢａＴｉＯ
3の粒径は０．１〜２μｍ、特に、０．１５〜０．４μ
ｍが好適に用いられる。粒径が０．１５μｍ未満となる
につれ相当する粒径を量産することが困難となる傾向に
あり好ましくない。粒径が０．４μｍを越えるにつれＣ
ｕＯ粒との界面が少なくなり静電容量や電気抵抗値の変
化が小さくなり炭酸ガスへの感度が低くなるという傾向
にあり好ましくない。ＣｕＯの粒径は０．３〜６μｍ、
特に、０．５〜３μｍが好適に用いられる。粒径が０．
３μｍ未満となるにつれ相当する粒径を量産することが
困難となる傾向にあり好ましくない。粒径が３μｍを越
えるにつれＢａＴｉＯ3粒との界面が少なくなり静電容
量や電気抵抗値の変化が小さくなり炭酸ガスへの感度が
低くなるという傾向にあり好ましくない。ＢａＯの粒径
は０．０５〜５μｍ、特に、０．１〜２μｍが好適に用
いられる。粒径が０．１μｍ未満となるにつれ均一に分
散することが困難となる傾向にあり好ましくない。粒径
が２μｍを越えるにつれＢａＴｉＯ3粒の界面に拡散す
るＢａイオンの量が減少しＢａＯの効果がなくなる傾向
にあり好ましくない。ＢａＯの焼成ディスクに対する比
率は全モル数に対して５モル％以下、特に、０．１〜
１．５モル％が好適に用いられる。ＢａＯが０．１モル
％未満になるにつれＢａＴｉＯ3粒とＣｕＯ粒の界面に
拡散するＢａイオンの量が減少しＢａＯの効果がなくな
る傾向にあり好ましくない。ＢａＯが１．５モル％を越
えるにつれ炭酸ガスへの感度が低下する傾向があり好ま
しくない。
【００１２】電極はＡｇ，Ｐｔ，Ａｕ，ＲｕＯ2等が用
いられる。リード線にはＡｇ線、Ｐｔ線、Ａｕ線、Ｎｉ
線、ステンレス線等が用いられる。
いられる。リード線にはＡｇ線、Ｐｔ線、Ａｕ線、Ｎｉ
線、ステンレス線等が用いられる。
【００１３】ＣｕＯを焼成ディスクとなる組成物に接触
させて密閉して焼成する焼成温度は５００〜１０００
℃、特に８５０〜９５０℃が好適に用いられる。焼成温
度が８５０℃未満になるにつれ焼成ディスクの強度が得
られない傾向となり好ましくない。焼成温度が９５０℃
を越えるにつれＢａＴｉＯ3粒とＣｕＯ粒とが反応を起
こし炭酸ガスと可逆的炭酸塩生成反応が生じるＣｕＯ粒
界面が減少してしまい、炭酸ガスの検知感度が劣化する
傾向にあり好ましくない。
させて密閉して焼成する焼成温度は５００〜１０００
℃、特に８５０〜９５０℃が好適に用いられる。焼成温
度が８５０℃未満になるにつれ焼成ディスクの強度が得
られない傾向となり好ましくない。焼成温度が９５０℃
を越えるにつれＢａＴｉＯ3粒とＣｕＯ粒とが反応を起
こし炭酸ガスと可逆的炭酸塩生成反応が生じるＣｕＯ粒
界面が減少してしまい、炭酸ガスの検知感度が劣化する
傾向にあり好ましくない。
【００１４】
【作用】この構成によって、ＣｕＯが炭酸ガスと反応し
て可逆的炭酸塩生成反応を生じさせることができる。こ
の反応により焼成ディスクの静電容量が変化し炭酸ガス
濃度を測定することができる。ＢａＯを焼成ディスクに
混合することにより、ＣｕＯの炭酸ガスとの可逆的炭酸
塩生成反応に要するポテンシャルエネルギーを低くする
ことができる。従って、炭酸ガスの濃度が低い場合でも
焼成ディスクの静電容量の変化が大きく炭酸ガスに対す
る検知感度を高くすることができる。
て可逆的炭酸塩生成反応を生じさせることができる。こ
の反応により焼成ディスクの静電容量が変化し炭酸ガス
濃度を測定することができる。ＢａＯを焼成ディスクに
混合することにより、ＣｕＯの炭酸ガスとの可逆的炭酸
塩生成反応に要するポテンシャルエネルギーを低くする
ことができる。従って、炭酸ガスの濃度が低い場合でも
焼成ディスクの静電容量の変化が大きく炭酸ガスに対す
る検知感度を高くすることができる。
【００１５】焼成時にＣｕＯを焼成ディスクの表面に接
触させるので、拡散によりＣｕＯとＢａＴｉＯ3との界
面にＣｕイオンを供給することができＢａＴｉＯ3と未
反応のＣｕＯ相を形成することができる。従って、高温
焼成により焼成ディスクを強固に焼成しても炭酸ガスと
の可逆的炭酸塩生成反応が生じるＣｕＯ相を残すことが
でき、炭酸ガスの検知感度を高くすることができる。
触させるので、拡散によりＣｕＯとＢａＴｉＯ3との界
面にＣｕイオンを供給することができＢａＴｉＯ3と未
反応のＣｕＯ相を形成することができる。従って、高温
焼成により焼成ディスクを強固に焼成しても炭酸ガスと
の可逆的炭酸塩生成反応が生じるＣｕＯ相を残すことが
でき、炭酸ガスの検知感度を高くすることができる。
【００１６】
【実施例】以下一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【００１７】（実施例１、比較例１）図１は本発明の第
１実施例における炭酸ガスセンサの斜視図である。図１
において、１はＢａＴｉＯ3，ＣｕＯ，及び、ＢａＯの
組成物からなる円筒状の焼成ディスク、２は焼成ディス
ク１の両側面に積層されたＡｇからなる電極、３は電極
２に結合されたＰｔからなるリード線である。
１実施例における炭酸ガスセンサの斜視図である。図１
において、１はＢａＴｉＯ3，ＣｕＯ，及び、ＢａＯの
組成物からなる円筒状の焼成ディスク、２は焼成ディス
ク１の両側面に積層されたＡｇからなる電極、３は電極
２に結合されたＰｔからなるリード線である。
【００１８】以上のように構成された炭酸ガスセンサに
ついて、以下その製造方法について説明する。市販の粒
径２．６μｍのＣｕＯと粒径０．４μｍのＢａＴｉＯ3
を１対１のモル比で配合し均一に混合し、１０ｇの混合
物を得た。次に、市販の粒径１．２μｍのＢａＯと上記
の混合物を１対１００のモル比率で用意し、めのうの乳
鉢に入れすりこぎにより細かく粉砕し均一化した。次
に、ＢａＯを加えた混合物を０．２ｇ秤量し、円板状の
型に入れ加圧することにより円板状に成形した。この円
板状の混合物を大気雰囲気中で８００℃で５時間焼成
し、直径１３ｍｍ、厚み０．４ｍｍの焼成ディスク１を
作製した。この焼成ディスク１の両側面にＡｇペースト
を円形に塗布した後に、乾燥させ電極２を成形した。次
に、電極２の表面にＰｔ線をはんだを用いて固着させリ
ード線３を成形し、炭酸ガスセンサを完成した。
ついて、以下その製造方法について説明する。市販の粒
径２．６μｍのＣｕＯと粒径０．４μｍのＢａＴｉＯ3
を１対１のモル比で配合し均一に混合し、１０ｇの混合
物を得た。次に、市販の粒径１．２μｍのＢａＯと上記
の混合物を１対１００のモル比率で用意し、めのうの乳
鉢に入れすりこぎにより細かく粉砕し均一化した。次
に、ＢａＯを加えた混合物を０．２ｇ秤量し、円板状の
型に入れ加圧することにより円板状に成形した。この円
板状の混合物を大気雰囲気中で８００℃で５時間焼成
し、直径１３ｍｍ、厚み０．４ｍｍの焼成ディスク１を
作製した。この焼成ディスク１の両側面にＡｇペースト
を円形に塗布した後に、乾燥させ電極２を成形した。次
に、電極２の表面にＰｔ線をはんだを用いて固着させリ
ード線３を成形し、炭酸ガスセンサを完成した。
【００１９】次に、第１実施例における炭酸ガスセンサ
の感度試験について説明する。第１実施例における炭酸
ガスセンサを所定の炭酸ガス濃度を有する試料ガスが流
れる管に設置した。試料ガスは乾燥空気に炭酸ガスを混
合し、１０００ｐｐｍ及び２％の炭酸ガス濃度を有する
ものとした。測定する時はこの炭酸ガスセンサをヒータ
ーで加熱し、リード線３とインピーダンスアナライザ
（ＹＨＰ製インピーダンスアナライザ４１９２Ａ）を２
端子法で接続し静電容量を測定した。測定温度が３５０
〜５５０℃の範囲にある時は炭酸濃度の変化により静電
容量の変化を得ることができ炭酸ガス濃度を検知するこ
とができた。通常使用する場合は低温での測定の方が寿
命が長く、４５０℃以下での使用が望ましい。本感度試
験では感度の最も高い５５０℃で測定を行った。炭酸ガ
スの検知感度は空気を流入した状態で測定した静電容量
を基準値とし試料ガスを流した時の測定値との比を取っ
た。感度が１の時は静電容量値の変化がなかった場合で
あり、炭酸ガスの検知を行わなかったことを示す。炭酸
ガスを流し静電容量が小さくなった時は感度は１より小
さくなる。測定した結果を（表１）に示した。
の感度試験について説明する。第１実施例における炭酸
ガスセンサを所定の炭酸ガス濃度を有する試料ガスが流
れる管に設置した。試料ガスは乾燥空気に炭酸ガスを混
合し、１０００ｐｐｍ及び２％の炭酸ガス濃度を有する
ものとした。測定する時はこの炭酸ガスセンサをヒータ
ーで加熱し、リード線３とインピーダンスアナライザ
（ＹＨＰ製インピーダンスアナライザ４１９２Ａ）を２
端子法で接続し静電容量を測定した。測定温度が３５０
〜５５０℃の範囲にある時は炭酸濃度の変化により静電
容量の変化を得ることができ炭酸ガス濃度を検知するこ
とができた。通常使用する場合は低温での測定の方が寿
命が長く、４５０℃以下での使用が望ましい。本感度試
験では感度の最も高い５５０℃で測定を行った。炭酸ガ
スの検知感度は空気を流入した状態で測定した静電容量
を基準値とし試料ガスを流した時の測定値との比を取っ
た。感度が１の時は静電容量値の変化がなかった場合で
あり、炭酸ガスの検知を行わなかったことを示す。炭酸
ガスを流し静電容量が小さくなった時は感度は１より小
さくなる。測定した結果を（表１）に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】次に、焼成ディスクにＢａＯを添加しなか
った第１比較例について説明する。原料にＢａＯを添加
しない以外は第１実施例と同様にして焼成ディスクと電
極とリード線を有する第１比較例である炭酸ガスセンサ
を製造した。この炭酸ガスセンサを第１実施例と同様に
して炭酸ガス濃度１０００ｐｐｍと２％の場合の感度を
測定し結果を（表１）に示した。
った第１比較例について説明する。原料にＢａＯを添加
しない以外は第１実施例と同様にして焼成ディスクと電
極とリード線を有する第１比較例である炭酸ガスセンサ
を製造した。この炭酸ガスセンサを第１実施例と同様に
して炭酸ガス濃度１０００ｐｐｍと２％の場合の感度を
測定し結果を（表１）に示した。
【００２２】この（表１）から明らかなように、第１実
施例による炭酸ガスセンサは、第１比較例と比較して炭
酸ガス濃度が１０００ｐｐｍの場合は感度が約２倍、炭
酸ガス濃度が２％の場合は感度が約６倍も高く、炭酸ガ
ス濃度が低い値から高い値まで感度が向上して炭酸ガス
の検知能力が高くなっている点で優れた効果を得ること
ができることがわかった。
施例による炭酸ガスセンサは、第１比較例と比較して炭
酸ガス濃度が１０００ｐｐｍの場合は感度が約２倍、炭
酸ガス濃度が２％の場合は感度が約６倍も高く、炭酸ガ
ス濃度が低い値から高い値まで感度が向上して炭酸ガス
の検知能力が高くなっている点で優れた効果を得ること
ができることがわかった。
【００２３】以上のように本実施例によれば、ＢａＴｉ
Ｏ3、ＣｕＯ、及び、ＢａＯのモル比率が５０対５０対
１となるように調製した組成物からなる焼成ディスク１
を設けたので、１０００ｐｐｍ程度の低濃度の炭酸ガス
でも感度良く検知することができることがわかった。
Ｏ3、ＣｕＯ、及び、ＢａＯのモル比率が５０対５０対
１となるように調製した組成物からなる焼成ディスク１
を設けたので、１０００ｐｐｍ程度の低濃度の炭酸ガス
でも感度良く検知することができることがわかった。
【００２４】（実施例２〜１３、比較例２〜４）第２実
施例〜第１３実施例は焼成ディスク１の焼成方法を変え
た以外は第１実施例と同様にして炭酸ガスセンサを成形
した。
施例〜第１３実施例は焼成ディスク１の焼成方法を変え
た以外は第１実施例と同様にして炭酸ガスセンサを成形
した。
【００２５】第２実施例〜第１３実施例の焼成方法につ
いて、以下説明する。円板状の混合物を５ｃｍ×５ｃｍ
×４ｃｍの大きさのセラミッックス製容器に入れた。こ
の容器に市販の粒径６．６μｍのＣｕＯ粉末を１〜１０
ｇ投入した。第２実施例、第６実施例、第１０実施例に
は容器にＣｕＯ粉末を１ｇ投入した。第３実施例、第７
実施例、第１１実施例には容器にＣｕＯ粉末を２ｇ投入
した。第４実施例、第８実施例、第１２実施例には容器
にＣｕＯ粉末を４ｇ投入した。第５実施例、第９実施
例、第１３実施例には容器にＣｕＯ粉末を１０ｇ投入し
た。次に、セラミックス製容器を密閉し８５０℃〜９５
０℃の焼成温度で５時間焼成した。第２実施例〜第５実
施例は焼成温度を８５０℃とした。第６実施例〜第９実
施例は焼成温度を９００℃とした。第１０実施例〜第１
３実施例は焼成温度を９５０℃とした。
いて、以下説明する。円板状の混合物を５ｃｍ×５ｃｍ
×４ｃｍの大きさのセラミッックス製容器に入れた。こ
の容器に市販の粒径６．６μｍのＣｕＯ粉末を１〜１０
ｇ投入した。第２実施例、第６実施例、第１０実施例に
は容器にＣｕＯ粉末を１ｇ投入した。第３実施例、第７
実施例、第１１実施例には容器にＣｕＯ粉末を２ｇ投入
した。第４実施例、第８実施例、第１２実施例には容器
にＣｕＯ粉末を４ｇ投入した。第５実施例、第９実施
例、第１３実施例には容器にＣｕＯ粉末を１０ｇ投入し
た。次に、セラミックス製容器を密閉し８５０℃〜９５
０℃の焼成温度で５時間焼成した。第２実施例〜第５実
施例は焼成温度を８５０℃とした。第６実施例〜第９実
施例は焼成温度を９００℃とした。第１０実施例〜第１
３実施例は焼成温度を９５０℃とした。
【００２６】以上のようにして製造された第２実施例〜
第１３実施例について、第１実施例と同様にして炭酸濃
度２％の場合の感度を測定し結果を（表２）に示した。
第１３実施例について、第１実施例と同様にして炭酸濃
度２％の場合の感度を測定し結果を（表２）に示した。
【００２７】
【表２】
【００２８】この（表２）から明らかなように、第２実
施例〜第１３実施例である炭酸ガスセンサは焼成温度が
９００℃あるいは９５０℃という高温で焼成しても炭酸
ガスを検知する感度を得ることができた。特に、ＣｕＯ
粉末を容器に２ｇまたは４ｇ投入した場合は９５０℃と
いう高温で焼成しても１０以上の感度を得ることができ
る点で優れた効果が得られることがわかった。
施例〜第１３実施例である炭酸ガスセンサは焼成温度が
９００℃あるいは９５０℃という高温で焼成しても炭酸
ガスを検知する感度を得ることができた。特に、ＣｕＯ
粉末を容器に２ｇまたは４ｇ投入した場合は９５０℃と
いう高温で焼成しても１０以上の感度を得ることができ
る点で優れた効果が得られることがわかった。
【００２９】次に、第８実施例に対して３点曲げ試験を
行った。第８実施例を１２×４×０．４ｍｍの曲げ試験
片に切り出した。この試験片を２ｋｇの３点曲げ試験機
で支持間隔を８ｍｍとして曲げ試験を行った。第８実施
例の曲げ試験値は３．７ｋｇ／ｍｍ2であった。
行った。第８実施例を１２×４×０．４ｍｍの曲げ試験
片に切り出した。この試験片を２ｋｇの３点曲げ試験機
で支持間隔を８ｍｍとして曲げ試験を行った。第８実施
例の曲げ試験値は３．７ｋｇ／ｍｍ2であった。
【００３０】この結果から明らかなように、第８実施例
は運搬取り付け等のために取り扱っても破壊されること
のない十分な強度を有しているという点で優れた効果が
あることがわかった。
は運搬取り付け等のために取り扱っても破壊されること
のない十分な強度を有しているという点で優れた効果が
あることがわかった。
【００３１】次に、第１実施例、第７実施例及び第１１
実施例に対して振動試験を行った。振動試験はＪＩＳ
（Ｃ ００４０）の試験方法に準拠して行った。振動周
波数は１０〜５５Ｈｚとし、振動振幅を１．５ｍｍとし
た。この試験条件でｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にそれぞれ各２時
間振動を与え、２０個の試験片の破壊状態を観察した。
この結果を（表３）に示した。
実施例に対して振動試験を行った。振動試験はＪＩＳ
（Ｃ ００４０）の試験方法に準拠して行った。振動周
波数は１０〜５５Ｈｚとし、振動振幅を１．５ｍｍとし
た。この試験条件でｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にそれぞれ各２時
間振動を与え、２０個の試験片の破壊状態を観察した。
この結果を（表３）に示した。
【００３２】
【表３】
【００３３】この（表３）から明らかなように、９００
℃あるいは９５０℃という高温で焼成をおこなうと振動
試験にも耐える強度の強い焼成ディスク１を成形できる
という点で優れた効果を得ることができることがわかっ
た。
℃あるいは９５０℃という高温で焼成をおこなうと振動
試験にも耐える強度の強い焼成ディスク１を成形できる
という点で優れた効果を得ることができることがわかっ
た。
【００３４】次に、第２比較例〜第４比較例について、
以下に説明する。焼成温度を８５０℃、９００℃、９５
０℃にし、大気雰囲気中で焼成する以外は第１実施例と
同様にして第２比較例〜第４比較例である炭酸ガスセン
サを成形した。第２比較例〜第４比較例を第１実施例と
同様の方法により炭酸ガスに対する感度試験を行った。
第２比較例〜第４比較例ともに感度は１であり炭酸ガス
濃度に全く反応しないことがわかった。
以下に説明する。焼成温度を８５０℃、９００℃、９５
０℃にし、大気雰囲気中で焼成する以外は第１実施例と
同様にして第２比較例〜第４比較例である炭酸ガスセン
サを成形した。第２比較例〜第４比較例を第１実施例と
同様の方法により炭酸ガスに対する感度試験を行った。
第２比較例〜第４比較例ともに感度は１であり炭酸ガス
濃度に全く反応しないことがわかった。
【００３５】以上のように本実施例によれば、ＢａＴｉ
Ｏ3、ＣｕＯ、及び、ＢａＯのモル比率が５０対５０対
１となるように調製した組成物からなる焼成ディスク１
をＣｕＯ粉末を投入したセラミックス製の容器に密閉し
焼成を行ったので、８５０℃〜９５０℃の高温で焼成を
おこなっても炭酸ガス濃度の検知感度が高い。かつ、強
度が高いので耐振動特性を向上することができ、取扱が
容易であるとともに突発的な衝撃にも強く耐久性に優れ
る。
Ｏ3、ＣｕＯ、及び、ＢａＯのモル比率が５０対５０対
１となるように調製した組成物からなる焼成ディスク１
をＣｕＯ粉末を投入したセラミックス製の容器に密閉し
焼成を行ったので、８５０℃〜９５０℃の高温で焼成を
おこなっても炭酸ガス濃度の検知感度が高い。かつ、強
度が高いので耐振動特性を向上することができ、取扱が
容易であるとともに突発的な衝撃にも強く耐久性に優れ
る。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明は、焼成ディスクが
ＢａＴｉＯ3、ＣｕＯ、及び、ＢａＯを含有し、ＢａＯ
の焼成ディスクに対する比率を全モル数に対して０．１
〜１．５モル％とした混合物からなるので、炭酸ガス濃
度の低い場合でも高い炭酸ガス検知感度を有しており、
通常の空気成分に近い最も炭酸ガス濃度の検知を行いた
い濃度領域を感度良く炭素濃度を測定することができ
る。特に、室内環境の炭酸ガス濃度監視及びその制御に
好適に用いることができる信頼性の高い優れた炭酸ガス
センサを実現することができる。
ＢａＴｉＯ3、ＣｕＯ、及び、ＢａＯを含有し、ＢａＯ
の焼成ディスクに対する比率を全モル数に対して０．１
〜１．５モル％とした混合物からなるので、炭酸ガス濃
度の低い場合でも高い炭酸ガス検知感度を有しており、
通常の空気成分に近い最も炭酸ガス濃度の検知を行いた
い濃度領域を感度良く炭素濃度を測定することができ
る。特に、室内環境の炭酸ガス濃度監視及びその制御に
好適に用いることができる信頼性の高い優れた炭酸ガス
センサを実現することができる。
【００３７】また、本発明の炭酸ガスセンサの製造方法
は、焼成ディスクとなる組成物の表面にＣｕＯを接触さ
せ容器に密閉して焼成する工程を設けたので、焼成ディ
スクの強度を上げるために焼成温度を高くしても炭酸ガ
スの検知感度の劣化がない。従って、焼成ディスクの強
度が大きいとともに炭酸ガスが検知感度の高いので、取
扱が容易であり耐久性のある信頼性に優れる炭酸ガスセ
ンサの製造方法を実現することができる。
は、焼成ディスクとなる組成物の表面にＣｕＯを接触さ
せ容器に密閉して焼成する工程を設けたので、焼成ディ
スクの強度を上げるために焼成温度を高くしても炭酸ガ
スの検知感度の劣化がない。従って、焼成ディスクの強
度が大きいとともに炭酸ガスが検知感度の高いので、取
扱が容易であり耐久性のある信頼性に優れる炭酸ガスセ
ンサの製造方法を実現することができる。
【図１】本発明の第１実施例における炭酸ガスセンサの
斜視図
斜視図
１ 焼成ディスク ２ 電極 ３ リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−24548（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−142180（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−54364（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−317551（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11473（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−186193（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−54363（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43342（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−145935（ＪＰ，Ａ) 特表 平10−507529（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/24
Claims (3)
- 【請求項１】焼結ディスクと、前記焼結ディスクの両側
面に積層された２つの電極と、前記電極に固着されたリ
ード線と、を有する炭酸ガスセンサであって、前記焼結
ディスクをＢａＴｉＯ 3 −ＢａＯ−ＣｕＯで構成すると
ともに、ＢａＯの前記焼成ディスクに対する比率を全モ
ル数に対して０．１〜１．５モル％としたことを特徴と
する炭酸ガスセンサ。 - 【請求項２】ＢａＯ、ＢａＴｉＯ3、及び、ＣｕＯから
なる組成物とＣｕＯ粉末を容器に密閉した後に、前記容
器を加熱する焼成工程を有することを特徴とする炭酸ガ
スセンサの製造方法。 - 【請求項３】前記焼成工程における加熱温度が５００〜
１０００℃であることを特徴とする請求項２に記載の炭
酸ガスセンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31341094A JP3355834B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 炭酸ガスセンサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31341094A JP3355834B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 炭酸ガスセンサ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08166366A JPH08166366A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3355834B2 true JP3355834B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=18040951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31341094A Expired - Fee Related JP3355834B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 炭酸ガスセンサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355834B2 (ja) |
-
1994
- 1994-12-16 JP JP31341094A patent/JP3355834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08166366A (ja) | 1996-06-25 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |