JP3469344B2 - 一酸化炭素ガス検知素子 - Google Patents
一酸化炭素ガス検知素子Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一酸化炭素ガスに選択
的に感応する一酸化炭素ガス検知素子に関する。
的に感応する一酸化炭素ガス検知素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】人間を初めとする多くの生物にとって、
大気中に一酸化炭素，水素等を含む可燃性ガスが存在す
ることは危険である。特に、一酸化炭素ガスはその含有
量が５００ｐｐｍ程度の微量でも生物にとって生命に危
険が伴うほど毒性が高いため、大気中の一酸化炭素ガス
を選択的に検知することができる素子の発明が従来から
嘱望され、これまでにも種々提案されている。例えば、
特公昭５８−４９８５号公報に開示されているように、
酸素イオン伝導性固体電解質上に一対の白金（Ｐｔ）電
極を形成し、そのうちの一方の表面を酸化触媒で覆い、
他方は表面を露出させている。（ここでは、この検知素
子を第１従来例とする。）このような素子を、ヒータに
よって３００℃前後の作動温度に保持し、可燃性ガスを
含む空気中に置くと、両電極間の電位差に相当する起電
力であるセンサ出力を発生する。
大気中に一酸化炭素，水素等を含む可燃性ガスが存在す
ることは危険である。特に、一酸化炭素ガスはその含有
量が５００ｐｐｍ程度の微量でも生物にとって生命に危
険が伴うほど毒性が高いため、大気中の一酸化炭素ガス
を選択的に検知することができる素子の発明が従来から
嘱望され、これまでにも種々提案されている。例えば、
特公昭５８−４９８５号公報に開示されているように、
酸素イオン伝導性固体電解質上に一対の白金（Ｐｔ）電
極を形成し、そのうちの一方の表面を酸化触媒で覆い、
他方は表面を露出させている。（ここでは、この検知素
子を第１従来例とする。）このような素子を、ヒータに
よって３００℃前後の作動温度に保持し、可燃性ガスを
含む空気中に置くと、両電極間の電位差に相当する起電
力であるセンサ出力を発生する。
【０００３】また、感応し得るガス（一酸化炭素ガス）
に対する選択性を高めるために、特開昭５８−９９７４
７号公報及び同５９−３７４５６号公報には、固体電解
質と酸化能力の異なる２種の触媒で覆われた一対のＰｔ
電極とからなる検知素子が提案されている。（これを第
２従来例とする。）従来提案されているこれらの検知素
子を室内または燃焼機器等に取り付けることで、毒性の
高い一酸化炭素ガスを検知するという使い方が考えられ
る。
に対する選択性を高めるために、特開昭５８−９９７４
７号公報及び同５９−３７４５６号公報には、固体電解
質と酸化能力の異なる２種の触媒で覆われた一対のＰｔ
電極とからなる検知素子が提案されている。（これを第
２従来例とする。）従来提案されているこれらの検知素
子を室内または燃焼機器等に取り付けることで、毒性の
高い一酸化炭素ガスを検知するという使い方が考えられ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】第１従来例として特公
昭５８−４９８５号公報に開示されている検知素子は、
一酸化炭素ガスに対する選択性が劣り、すなわち大気中
に存在する水素ガス、メタンガス等の他の可燃性ガスに
も共通して感応してしまい、誤った検知を行う危険性を
有している。
昭５８−４９８５号公報に開示されている検知素子は、
一酸化炭素ガスに対する選択性が劣り、すなわち大気中
に存在する水素ガス、メタンガス等の他の可燃性ガスに
も共通して感応してしまい、誤った検知を行う危険性を
有している。
【０００５】一方、第２従来例として特開昭５８−９９
７４７号公報及び同５９−３７４５６号公報に開示の検
知素子は、一酸化炭素ガスに対する選択性を高めるため
に、酸化能力の異なる２種の触媒を必要としているので
構造的に複雑になる上に、両触媒の経時変化が異なるこ
とから素子特性の経時変化が大きいという不具合があ
る。また、特殊な触媒を使用しているために、素子の作
動温度を３００℃程度の比較的低温にしなければならな
い。その結果、ＹＳＺ内における酸素イオン伝導性が低
下するため、応答時間（立ち上がり）が遅いばかりか、
検知特性の劣化が早い。何故ならば、触媒に反応して触
媒表面に吸着した炭酸ガス（ＣＯ2 ）や水分（Ｈ2 Ｏ）
が低温のために触媒表面から放出され難くなるからであ
る。
７４７号公報及び同５９−３７４５６号公報に開示の検
知素子は、一酸化炭素ガスに対する選択性を高めるため
に、酸化能力の異なる２種の触媒を必要としているので
構造的に複雑になる上に、両触媒の経時変化が異なるこ
とから素子特性の経時変化が大きいという不具合があ
る。また、特殊な触媒を使用しているために、素子の作
動温度を３００℃程度の比較的低温にしなければならな
い。その結果、ＹＳＺ内における酸素イオン伝導性が低
下するため、応答時間（立ち上がり）が遅いばかりか、
検知特性の劣化が早い。何故ならば、触媒に反応して触
媒表面に吸着した炭酸ガス（ＣＯ2 ）や水分（Ｈ2 Ｏ）
が低温のために触媒表面から放出され難くなるからであ
る。
【０００６】本発明は従来技術における上記問題点を解
決するために為されたもので、その目的とするところ
は、一酸化炭素ガスに対する優れた選択性を有し、一酸
化炭素ガスに選択的に感応し得る一酸化炭素ガス検知素
子を提供することにある。
決するために為されたもので、その目的とするところ
は、一酸化炭素ガスに対する優れた選択性を有し、一酸
化炭素ガスに選択的に感応し得る一酸化炭素ガス検知素
子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基本的態様によれば、酸素イオン伝導性固
体電解質からなる基板の表面上に、ペロブスカイト型複
合酸化物からなる一対の電極を形成し、該一対の電極の
一方を酸化触媒で覆ったことを特徴とする一酸化炭素ガ
ス検知素子が提供される。
に、本発明の基本的態様によれば、酸素イオン伝導性固
体電解質からなる基板の表面上に、ペロブスカイト型複
合酸化物からなる一対の電極を形成し、該一対の電極の
一方を酸化触媒で覆ったことを特徴とする一酸化炭素ガ
ス検知素子が提供される。
【０００８】本発明の別の態様によれば、上記基本的態
様における一対の電極が前記基板の同一面に形成された
ことを特徴とする一酸化炭素ガス検知素子が提供され
る。
様における一対の電極が前記基板の同一面に形成された
ことを特徴とする一酸化炭素ガス検知素子が提供され
る。
【０００９】本発明の更に別の態様によれば、上記基本
的態様における一対の電極が前記基板の異なる面にそれ
ぞれ形成されたことを特徴とする一酸化炭素ガス検知素
子が提供される。
的態様における一対の電極が前記基板の異なる面にそれ
ぞれ形成されたことを特徴とする一酸化炭素ガス検知素
子が提供される。
【００１０】上記基本的態様における酸素イオン伝導性
固体電解質は、ＣａＯ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （Ｍは
Ｙ、Ｌａ等の希土類元素）で安定化されたＺｒＯ2 、Ｃ
ａＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）
とＣｅＯ2 との混合物、Ｙ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ3 ，Ｎｂ2
Ｏ5 ，ＷＯ3 ，ＳｒＯ，ＢａＯまたはＬａ2 Ｏ3 とＢｉ
2 Ｏ3 との混合物からなるグループの中から選ばれる１
つである。
固体電解質は、ＣａＯ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （Ｍは
Ｙ、Ｌａ等の希土類元素）で安定化されたＺｒＯ2 、Ｃ
ａＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）
とＣｅＯ2 との混合物、Ｙ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ3 ，Ｎｂ2
Ｏ5 ，ＷＯ3 ，ＳｒＯ，ＢａＯまたはＬａ2 Ｏ3 とＢｉ
2 Ｏ3 との混合物からなるグループの中から選ばれる１
つである。
【００１１】また、上記基本的態様におけるペロブスカ
イト型複合酸化物は、希土類元素および遷移金属元素の
複合酸化物である。
イト型複合酸化物は、希土類元素および遷移金属元素の
複合酸化物である。
【００１２】更に、上記基本的態様における酸化触媒
は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉま
たはＣｕの酸化物，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄからなるグ
ループの中から選ばれる単独あるいは２以上の組み合わ
せからなり、また触媒用担体がＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，
ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，
ＣｅＯ2 からなるグループの中から選ばれる単独あるい
は２以上の組み合わせからなる。
は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉま
たはＣｕの酸化物，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄからなるグ
ループの中から選ばれる単独あるいは２以上の組み合わ
せからなり、また触媒用担体がＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，
ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，
ＣｅＯ2 からなるグループの中から選ばれる単独あるい
は２以上の組み合わせからなる。
【００１３】
【作用】本発明の一酸化炭素ガス検知素子においては、
大気中に存在する可燃性ガスのうちで水素ガスと特に反
応し易い白金製の一対の電極に代えて、一酸化炭素ガス
に酸化反応を起こさせ易く、しかも高い電子伝導性及び
高い酸素イオン伝導性を有するペロブスカイト型複合酸
化物製の一対の電極が用いられている。これにより、特
殊な触媒を用いることなく、可燃性ガスに対する優れた
酸化活性を示す一般的な触媒を用いて一方の電極を覆う
だけの単純な構造とすることができると共に、一酸化炭
素ガスに対して選択的に感応し得る一酸化炭素ガス検知
素子が提供され得る。
大気中に存在する可燃性ガスのうちで水素ガスと特に反
応し易い白金製の一対の電極に代えて、一酸化炭素ガス
に酸化反応を起こさせ易く、しかも高い電子伝導性及び
高い酸素イオン伝導性を有するペロブスカイト型複合酸
化物製の一対の電極が用いられている。これにより、特
殊な触媒を用いることなく、可燃性ガスに対する優れた
酸化活性を示す一般的な触媒を用いて一方の電極を覆う
だけの単純な構造とすることができると共に、一酸化炭
素ガスに対して選択的に感応し得る一酸化炭素ガス検知
素子が提供され得る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を添付の図面に示した好ましい
一実施例に関連して説明する。
一実施例に関連して説明する。
【００１５】図１には、本発明の一酸化炭素ガス検知素
子の一実施例を用いた一酸化炭素ガス検知器が上面図及
び断面図で示される。この一酸化炭素ガス検知器によれ
ば、酸素イオン伝導性固体電解質であるイットリア（Ｙ
2 Ｏ3 ）安定化ジルコニア（ＺｒＯ2 ）からなる基板１
の上面にペロブスカイト型複合酸化物（ＡＢＯ3 、ただ
しＡは希土類元素の中のＬａであり、Ｂは遷移金属元素
の中のＣｏである）からなる一対の電極２及び３が所定
間隔を置いて形成され、更に一方の電極２を覆うように
白金（Ｐｔ）と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）とから
なる可燃性ガス酸化用の触媒層４が形成された第１実施
例の一酸化炭素ガス検知素子が用いられ、一対の電極２
及び３からはセンサ出力取り出し用の白金（Ｐｔ）製の
リード線５及び６がそれぞれ引き出されており、図７に
図示の測定装置に接続される。
子の一実施例を用いた一酸化炭素ガス検知器が上面図及
び断面図で示される。この一酸化炭素ガス検知器によれ
ば、酸素イオン伝導性固体電解質であるイットリア（Ｙ
2 Ｏ3 ）安定化ジルコニア（ＺｒＯ2 ）からなる基板１
の上面にペロブスカイト型複合酸化物（ＡＢＯ3 、ただ
しＡは希土類元素の中のＬａであり、Ｂは遷移金属元素
の中のＣｏである）からなる一対の電極２及び３が所定
間隔を置いて形成され、更に一方の電極２を覆うように
白金（Ｐｔ）と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）とから
なる可燃性ガス酸化用の触媒層４が形成された第１実施
例の一酸化炭素ガス検知素子が用いられ、一対の電極２
及び３からはセンサ出力取り出し用の白金（Ｐｔ）製の
リード線５及び６がそれぞれ引き出されており、図７に
図示の測定装置に接続される。
【００１６】本発明の第２、第３並びに第４実施例で
は、ペロブスカイト型複合酸化物（ＡＢＯ3 ）を構成す
るＢの遷移金属元素としてマンガン（Ｍｎ）、クロム
（Ｃｒ）並びに鉄（Ｆｅ）がそれぞれが用いられた点の
みが異なるだけで、それ以外は第１実施例とすべて共通
の一酸化炭素ガス検知素子が提供される。
は、ペロブスカイト型複合酸化物（ＡＢＯ3 ）を構成す
るＢの遷移金属元素としてマンガン（Ｍｎ）、クロム
（Ｃｒ）並びに鉄（Ｆｅ）がそれぞれが用いられた点の
みが異なるだけで、それ以外は第１実施例とすべて共通
の一酸化炭素ガス検知素子が提供される。
【００１７】ここで、上記第１乃至第４実施例の一酸化
炭素ガス検知素子をその製造工程を交えてもう少し詳し
く説明する。
炭素ガス検知素子をその製造工程を交えてもう少し詳し
く説明する。
【００１８】８モル％のＹ2 Ｏ3 で安定化したＺｒＯ2
（以下、単にＹＳＺと称する）からなる酸素イオン伝導
体としての基板１の同一面上に、ペロブスカイト型複合
酸化物（ＡＢＯ3: ただし、ＡとしてＬａを用い、Ｂと
してＣｏ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅの４種類を個々に用いた）
製のペーストを印刷することによって一対の電極２及び
３を形成し、１１００℃の温度で焼成した。このとき、
各電極のサイズを２ｍｍ角、両電極間の間隔は０．５ｍ
ｍとした。
（以下、単にＹＳＺと称する）からなる酸素イオン伝導
体としての基板１の同一面上に、ペロブスカイト型複合
酸化物（ＡＢＯ3: ただし、ＡとしてＬａを用い、Ｂと
してＣｏ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅの４種類を個々に用いた）
製のペーストを印刷することによって一対の電極２及び
３を形成し、１１００℃の温度で焼成した。このとき、
各電極のサイズを２ｍｍ角、両電極間の間隔は０．５ｍ
ｍとした。
【００１９】続いて、一対の電極２及び３から、センサ
出力を取り出すための白金（Ｐｔ）製のリード線をそれ
ぞれＡｕペーストで固定して引き出し、１１００℃の温
度で焼成した。
出力を取り出すための白金（Ｐｔ）製のリード線をそれ
ぞれＡｕペーストで固定して引き出し、１１００℃の温
度で焼成した。
【００２０】その後、可燃性ガスを酸化するための触媒
層４として、白金（Ｐｔ）が１．５重量％の割合で担持
されたアルミナ粉末を有機溶媒、バインダー、界面活性
剤と共に混合したペーストが調製され、このペーストを
一方の電極２を覆うように約５０μｍの厚さで印刷し、
９００℃の温度で焼成した。
層４として、白金（Ｐｔ）が１．５重量％の割合で担持
されたアルミナ粉末を有機溶媒、バインダー、界面活性
剤と共に混合したペーストが調製され、このペーストを
一方の電極２を覆うように約５０μｍの厚さで印刷し、
９００℃の温度で焼成した。
【００２１】以上から良く理解され得るように、本発明
の一酸化炭素ガス検知素子は極めてシンプルな構造を有
している。
の一酸化炭素ガス検知素子は極めてシンプルな構造を有
している。
【００２２】なお、ペロブスカイト型複合酸化物を構成
する希土類元素としてはＬａ以外にＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ等
が、また遷移金属元素としては上記４種類以外にＶ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ等がそれぞれ用いられ得る。
する希土類元素としてはＬａ以外にＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ等
が、また遷移金属元素としては上記４種類以外にＶ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ等がそれぞれ用いられ得る。
【００２３】図２及び図３は、本発明の第１及び第２実
施例でそれぞれ得られた一酸化炭素ガス検知素子のサン
プルを用いた一酸化炭素ガス検知の測定結果をそれぞれ
示すグラフであり、各図とも（ａ）は測定温度（検知素
子の作動温度）が４００℃の場合の結果を示し、また
（ｂ）は測定温度が５００℃の場合の結果を示してい
る。なお、検知結果は被検ガス中の一酸化炭素ガス濃度
別のセンサ出力（起電力：ｍＶ）と水素ガス濃度別のセ
ンサ出力とを対比させる形で示されている。
施例でそれぞれ得られた一酸化炭素ガス検知素子のサン
プルを用いた一酸化炭素ガス検知の測定結果をそれぞれ
示すグラフであり、各図とも（ａ）は測定温度（検知素
子の作動温度）が４００℃の場合の結果を示し、また
（ｂ）は測定温度が５００℃の場合の結果を示してい
る。なお、検知結果は被検ガス中の一酸化炭素ガス濃度
別のセンサ出力（起電力：ｍＶ）と水素ガス濃度別のセ
ンサ出力とを対比させる形で示されている。
【００２４】図２に示されたグラフから明らかなよう
に、第１実施例の一酸化炭素ガス検知素子を用いたこと
により、測定温度４００℃及び５００℃のいずれにおい
ても一酸化炭素ガスを選択的に検知することができた。
被検ガス濃度０〜２０００ｐｐｍの範囲における一酸化
炭素ガスと水素ガスとに対するそれぞれのセンサ出力の
比（一酸化炭素／水素）は、測定温度４００℃の場合で
１．２〜１．８、測定温度５００℃の場合で１．２〜
７．９であった。
に、第１実施例の一酸化炭素ガス検知素子を用いたこと
により、測定温度４００℃及び５００℃のいずれにおい
ても一酸化炭素ガスを選択的に検知することができた。
被検ガス濃度０〜２０００ｐｐｍの範囲における一酸化
炭素ガスと水素ガスとに対するそれぞれのセンサ出力の
比（一酸化炭素／水素）は、測定温度４００℃の場合で
１．２〜１．８、測定温度５００℃の場合で１．２〜
７．９であった。
【００２５】一方、図３に示されたグラフから明らかな
ように、第２実施例の一酸化炭素ガス検知素子を用いた
ことにより、測定温度４００℃において一酸化炭素ガス
に優れた選択性を発揮して、一酸化炭素ガスを極めて選
択的に検知することができた。すなわち、被検ガス濃度
０〜２０００ｐｐｍの範囲における一酸化炭素ガスと水
素ガスとに対するそれぞれのセンサ出力の比（一酸化炭
素／水素）は５．２〜６．４であった。図６には、測定
温度を４００℃とした第２実施例の一酸化炭素ガス検知
結果がメタンガス（ＣＨ4 ）及びプロパンガス（Ｃ3 Ｈ
8 ）に対する検知結果との比較で示されている。
ように、第２実施例の一酸化炭素ガス検知素子を用いた
ことにより、測定温度４００℃において一酸化炭素ガス
に優れた選択性を発揮して、一酸化炭素ガスを極めて選
択的に検知することができた。すなわち、被検ガス濃度
０〜２０００ｐｐｍの範囲における一酸化炭素ガスと水
素ガスとに対するそれぞれのセンサ出力の比（一酸化炭
素／水素）は５．２〜６．４であった。図６には、測定
温度を４００℃とした第２実施例の一酸化炭素ガス検知
結果がメタンガス（ＣＨ4 ）及びプロパンガス（Ｃ3 Ｈ
8 ）に対する検知結果との比較で示されている。
【００２６】更に、図４及び図５は、本発明の第３及び
第４実施例でそれぞれ得られた一酸化炭素ガス検知素子
のサンプルを用いた一酸化炭素ガス検知の測定結果を、
水素ガスに対する検知結果と比較してそれぞれ示すグラ
フであり、両図の結果とも測定温度を５００℃としてい
る。第３及び第４実施例においては、被検ガス濃度０〜
２０００ｐｐｍの範囲における一酸化炭素ガスと水素ガ
スとに対するそれぞれのセンサ出力の比（一酸化炭素／
水素）は３．４〜４．８及び３．５〜４．４であった。
第４実施例でそれぞれ得られた一酸化炭素ガス検知素子
のサンプルを用いた一酸化炭素ガス検知の測定結果を、
水素ガスに対する検知結果と比較してそれぞれ示すグラ
フであり、両図の結果とも測定温度を５００℃としてい
る。第３及び第４実施例においては、被検ガス濃度０〜
２０００ｐｐｍの範囲における一酸化炭素ガスと水素ガ
スとに対するそれぞれのセンサ出力の比（一酸化炭素／
水素）は３．４〜４．８及び３．５〜４．４であった。
【００２７】以上の結果から良く理解され得るように、
本発明の実施例はいずれも一酸化炭素ガスに対する感応
に関して優れた選択性を示した。
本発明の実施例はいずれも一酸化炭素ガスに対する感応
に関して優れた選択性を示した。
【００２８】図７は、図２乃至図６に示す結果を得た一
酸化炭素ガス及び他の可燃性ガスの検知に用いられた測
定装置のブロック図であり、被検ガスが導入される電気
炉１１の炉室１２内の適所に本発明の一酸化炭素ガス検
知素子１０が置かれている。この一酸化炭素ガス検知素
子１０の電極２及び３からそれぞれ引き出されたリード
線５及び６にはセンサ出力測定器としての電圧計１３が
接続されている。
酸化炭素ガス及び他の可燃性ガスの検知に用いられた測
定装置のブロック図であり、被検ガスが導入される電気
炉１１の炉室１２内の適所に本発明の一酸化炭素ガス検
知素子１０が置かれている。この一酸化炭素ガス検知素
子１０の電極２及び３からそれぞれ引き出されたリード
線５及び６にはセンサ出力測定器としての電圧計１３が
接続されている。
【００２９】また、炉室１２からのガス排気管路には、
炉室１２に導入される被検ガス中の一酸化炭素ガス濃度
を検出するための一酸化炭素ガス濃度分析計１４として
赤外線吸収式ポータブルガステスタが、また水素ガス濃
度を検出するための水素ガス濃度分析計１５としてガス
クロマトグラフィが共に接続されている。
炉室１２に導入される被検ガス中の一酸化炭素ガス濃度
を検出するための一酸化炭素ガス濃度分析計１４として
赤外線吸収式ポータブルガステスタが、また水素ガス濃
度を検出するための水素ガス濃度分析計１５としてガス
クロマトグラフィが共に接続されている。
【００３０】電圧計１３及び一酸化炭素ガス濃度分析計
１４並びに水素ガス濃度分析計１５に置ける測定値はパ
ーソナルコンピュータ等の記録装置１６に入力される。
１４並びに水素ガス濃度分析計１５に置ける測定値はパ
ーソナルコンピュータ等の記録装置１６に入力される。
【００３１】一方、炉室１２内に導入されるガス（１％
ＣＯ／Ｎ2 ，１％Ｈ2 ／Ｎ2 ，１％ＣＨ4 ／Ｎ2 ，１％
Ｃ3 Ｈ8 ／Ｎ2 ，Ｏ2 ，Ｎ2 ）は、それぞれのガスボン
ベ１７ａ〜１７ｆから被検ガス混合器２０に供給され、
そこで混合された後、そこから炉室１２内へ導かれる。
ＣＯ／Ｎ2 ，１％Ｈ2 ／Ｎ2 ，１％ＣＨ4 ／Ｎ2 ，１％
Ｃ3 Ｈ8 ／Ｎ2 ，Ｏ2 ，Ｎ2 ）は、それぞれのガスボン
ベ１７ａ〜１７ｆから被検ガス混合器２０に供給され、
そこで混合された後、そこから炉室１２内へ導かれる。
【００３２】そして、検知測定が済んで炉室１２から排
出されたガスは、有毒ガス処理装置２１を介して大気中
へ放出される。
出されたガスは、有毒ガス処理装置２１を介して大気中
へ放出される。
【００３３】また、ガスボンベ１７ａ〜１７ｆからの各
ガスは、流量制御ユニット１９によって流量が制御され
るマスフローコントローラ１８をそれぞれ介して被検ガ
ス混合器２０に供給されるようになっている。
ガスは、流量制御ユニット１９によって流量が制御され
るマスフローコントローラ１８をそれぞれ介して被検ガ
ス混合器２０に供給されるようになっている。
【００３４】なお、前述の第１乃至第４実施例では、基
板１の同一面に一対の電極２及び３が形成されたが、一
対の電極が基板１の異なる面にそれぞれ形成され一酸化
炭素ガス検知素子においても同等の効果を発揮する。
板１の同一面に一対の電極２及び３が形成されたが、一
対の電極が基板１の異なる面にそれぞれ形成され一酸化
炭素ガス検知素子においても同等の効果を発揮する。
【００３５】更に、第１乃至第４実施例では、検知素子
の酸素イオン伝導性固体電解質としてＹ2 Ｏ3 で安定化
したＺｒＯ2 を、電極にＬａＣｏＯ3 ，ＬａＭｎＯ3 ，
ＬａＣｒＯ3 またはＬａＦｅＯ3 を、そして酸化触媒と
してＡｌ2 Ｏ3 を担体とするＰｔをそれぞれ用いたが、
本発明は次に列記するような物質を使用して第１乃至第
４実施例と同等の一酸化炭素ガス検知素子を製造するこ
とができる。 １．酸素イオン伝導性固体電解質として、（１）Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＹ、Ｌａ等の希土類元
素）で安定化されたＺｒＯ2 、（２）ＣａＯまたはＭ2
Ｏ3 （ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）とＣｅＯ2 との
混合物、（３）Ｙ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｗ
Ｏ3 ，ＳｒＯ，ＢａＯまたはＬａ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 と
の混合物。 ２．電極として、ペロブスカイト型複合酸化物（ＡＢＯ
3 ）のＡがＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ等の希土類元素、ま
たＢがＣｏ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｖ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷
移金属元素で構成されるもの。 ３．酸化触媒として、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，ＮｉまたはＣｕの酸化物，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐ
ｔ，Ｐｄからなるグループの中から選ばれる単独あるい
は２以上の組み合わせからなる触媒物質と、Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｒＯ
2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2 からなるグループの中から選
ばれる単独あるいは２以上の組み合わせからなる触媒用
担体とで構成されるもの。 以上の説明は単に本発明の
好適な実施例の例証であり、本発明の範囲はこれに限定
されることはない。本発明に関する更に多くの変形例や
改造例が本発明の範囲を逸脱することなく当該技術の熟
達者にとってみれば容易に思い当たるであろう。
の酸素イオン伝導性固体電解質としてＹ2 Ｏ3 で安定化
したＺｒＯ2 を、電極にＬａＣｏＯ3 ，ＬａＭｎＯ3 ，
ＬａＣｒＯ3 またはＬａＦｅＯ3 を、そして酸化触媒と
してＡｌ2 Ｏ3 を担体とするＰｔをそれぞれ用いたが、
本発明は次に列記するような物質を使用して第１乃至第
４実施例と同等の一酸化炭素ガス検知素子を製造するこ
とができる。 １．酸素イオン伝導性固体電解質として、（１）Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＹ、Ｌａ等の希土類元
素）で安定化されたＺｒＯ2 、（２）ＣａＯまたはＭ2
Ｏ3 （ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）とＣｅＯ2 との
混合物、（３）Ｙ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｗ
Ｏ3 ，ＳｒＯ，ＢａＯまたはＬａ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 と
の混合物。 ２．電極として、ペロブスカイト型複合酸化物（ＡＢＯ
3 ）のＡがＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ等の希土類元素、ま
たＢがＣｏ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｖ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷
移金属元素で構成されるもの。 ３．酸化触媒として、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，ＮｉまたはＣｕの酸化物，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐ
ｔ，Ｐｄからなるグループの中から選ばれる単独あるい
は２以上の組み合わせからなる触媒物質と、Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｒＯ
2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2 からなるグループの中から選
ばれる単独あるいは２以上の組み合わせからなる触媒用
担体とで構成されるもの。 以上の説明は単に本発明の
好適な実施例の例証であり、本発明の範囲はこれに限定
されることはない。本発明に関する更に多くの変形例や
改造例が本発明の範囲を逸脱することなく当該技術の熟
達者にとってみれば容易に思い当たるであろう。
【００３６】
【発明の効果】本発明の一酸化炭素ガス検知素子によれ
ば、一酸化炭素ガスに酸化反応を起こさせ易い物質であ
るペロブスカイト型複合酸化物によって電極が形成され
ているので、一酸化炭素ガスに対して選択的に感応し得
る。その上、一般的な酸化触媒で一方の電極のみを覆っ
た簡易な構造になっている。
ば、一酸化炭素ガスに酸化反応を起こさせ易い物質であ
るペロブスカイト型複合酸化物によって電極が形成され
ているので、一酸化炭素ガスに対して選択的に感応し得
る。その上、一般的な酸化触媒で一方の電極のみを覆っ
た簡易な構造になっている。
【図１】（ａ）本発明の一実施例を用いた一酸化炭素ガ
ス検知器を示す概略上面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図
である。
ス検知器を示す概略上面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図
である。
【図２】本発明の第１実施例を用いた一酸化炭素ガス検
知の結果を水素ガス検知の結果と比較して示すグラフで
ある。
知の結果を水素ガス検知の結果と比較して示すグラフで
ある。
【図３】本発明の第２実施例を用いた一酸化炭素ガス検
知の結果を水素ガス検知の結果と比較して示すグラフで
ある。
知の結果を水素ガス検知の結果と比較して示すグラフで
ある。
【図４】本発明の第３実施例を用いた一酸化炭素ガス検
知の結果を水素ガス検知の結果と比較して示すグラフで
ある。
知の結果を水素ガス検知の結果と比較して示すグラフで
ある。
【図５】本発明の第４実施例を用いた一酸化炭素ガス検
知の結果を水素ガス検知の結果と比較して示すグラフで
ある。
知の結果を水素ガス検知の結果と比較して示すグラフで
ある。
【図６】本発明の第２実施例を用いた一酸化炭素ガス検
知の結果をメタンガス及びプロパンガス検知の結果と比
較して示すグラフである。
知の結果をメタンガス及びプロパンガス検知の結果と比
較して示すグラフである。
【図７】本発明におけるガス検知に用いた測定装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
１ ＹＳＺ基板
２ 電極
３ 電極
４ 触媒層
５ リード線
６ リード線
１０ 一酸化炭素ガス検知素子
１１ 電気炉
１２ 炉室
１３ 電圧計
１４ 一酸化炭素濃度分析計
１５ 水素濃度分析計
１６ 記録装置
１７ａ ガスボンベ
１７ｂ ガスボンベ
１７ｃ ガスボンベ
１７ｄ ガスボンベ
１７ｅ ガスボンベ
１７ｆ ガスボンベ
１８ マスフローコントローラ
１９ 流量制御ユニット
２０ 被検ガス混合器
２１ 有毒ガス処理装置
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−9057（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−51461（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−227956（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−14872（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−8439（ＪＰ，Ａ)
特公 昭58−4985（ＪＰ，Ｂ１)
特表 平６−511560（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/416
G01N 27/409
G01N 27/41
G01N 27/406
Claims (4)
- 【請求項１】 イットリア安定化ジルコニアの酸素イオ
ン伝導性固体電解質からなる基板の表面上に、Ｌａ及
び、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ又はＦｅのいずれか１種を少なく
とも含むぺロブスカイト型複合酸化物からなる一対の電
極を形成し、該一対の電極の一方を酸化触媒で覆ったこ
とを特徴とする一酸化炭素ガス検知素子。 - 【請求項２】 前記一対の電極が前記基板の同一面に形
成されたことを特徴とする請求項１に記載の一酸化炭素
ガス検知素子。 - 【請求項３】 前記一対の電極が前記基板の異なる面に
それぞれ形成されたことを特徴とする請求項１に記載の
一酸化炭素ガス検知素子。 - 【請求項４】 前記酸化触媒が、Ｍｇ、Ｃａ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉまたはＣｕの酸化物、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄからなるグループの中から選ばれ
る単独あるいは２以上の組合せからなり、触媒用担体が
Ａｌ ２ Ｏ ３ 、ＳｉＯ ２ 、ＴｉＯ ２ 、ＭｇＯ、ＳｎＯ ２ 、
ＺｒＯ ２ 、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、ＣｅＯ ２ からなるグループの中
から選ばれる単独あるいは２以上の組合せからなること
を特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載
の一酸化炭素ガス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04823095A JP3469344B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 一酸化炭素ガス検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04823095A JP3469344B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 一酸化炭素ガス検知素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247991A JPH08247991A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3469344B2 true JP3469344B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=12797644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04823095A Expired - Fee Related JP3469344B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 一酸化炭素ガス検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3469344B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4627671B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2011-02-09 | フィガロ技研株式会社 | Ｃｏ２センサ |
| JP2009115776A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-05-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | アンモニアガスセンサ |
| JP2009058328A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Ehime Univ | 揮発性有機物検出センサ |
| JP2014215230A (ja) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | ガスセンサ素子 |
-
1995
- 1995-03-08 JP JP04823095A patent/JP3469344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08247991A (ja) | 1996-09-27 |
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|---|---|---|---|
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