JPH01212342A - Gas detector and preparation thereof - Google Patents

Gas detector and preparation thereof

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Publication number
JPH01212342A
JPH01212342A JP3530488A JP3530488A JPH01212342A JP H01212342 A JPH01212342 A JP H01212342A JP 3530488 A JP3530488 A JP 3530488A JP 3530488 A JP3530488 A JP 3530488A JP H01212342 A JPH01212342 A JP H01212342A
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JP
Japan
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gas
anode
sensitive layer
layer
conductive material
Prior art date
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Pending
Application number
JP3530488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keizo Furusaki
圭三 古崎
Akio Takami
高見 昭雄
Toshitaka Matsuura
松浦 利孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP3530488A priority Critical patent/JPH01212342A/en
Publication of JPH01212342A publication Critical patent/JPH01212342A/en
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent deterioration due to a change with the elapse of time, by impregnating a porous gas-sensitive layer with a solution of a compound based on a metal and precipitating a conductive material on the interface of an anode and the gas-sensitive layer by electroplating. CONSTITUTION:An electrode pattern 16 consisting of detection electrode patterns 16a, 16b and a heat resistance electrode 16e is formed on a ceramic substrate 12 and the ceramic laminated sheet 18 unified with the substrate is laminated to said pattern 16. A window part 20 is formed to the laminated sheet 18 and a gas-sensitive layer 24 based on TiO2 is formed within the window part 20. Since a conductive material (based on a platinum group metal) 16c is interposed to the interface of the electrode pattern 16a on an anode side brought into contact with the layer 24, the layer 24 and the anode 16a have a three- dimensionally with contact area. Therefore, even when oxygen deficiency is reduced in the vicinity of the anode 16a by the bias applied between the anode 16a and the cathode 16b, sufficient oxygen deficiency remains in the layer 24 brought into contact with the anode 16a. By this constitution, a rise in the resistance value between the anode 16a and the layer 24 is suppressed and the voltage signal corresponding to gas partial pressure is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特定のガス成分の種類および/又はその濃度
に応じて抵抗値の変化する感ガス性の金属酸化物な用い
て周囲のガスを検出するガス検出器およびその製造法に
関するものfある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention utilizes a gas-sensitive metal oxide whose resistance value changes depending on the type and/or concentration of a specific gas component. There are some related to gas detectors for detecting gas and their manufacturing methods.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来よりガスの存在、あるいはその濃度な検出するため
のガス検出器として、酸素ガス検出器。
Oxygen gas detectors have traditionally been used as gas detectors to detect the presence of gas or its concentration.

可燃性ガス検出器等が実用化されている。Combustible gas detectors have been put into practical use.

これらの中に、ガスが接触した場合に、その電気抵抗が
変化する特性を持った感ガス性の金属酸化物を使用して
いるものがある。例えばTiO2゜Cod、NiO等の
遷移金属元素の酸化物等はa!素センサとして使用!き
る。
Some of these use gas-sensitive metal oxides that have the property of changing their electrical resistance when they come into contact with gas. For example, oxides of transition metal elements such as TiO2゜Cod and NiO are a! Use as an elementary sensor! Wear.

ここフ例示した遷移金属酸化物は、非化学量論的化合物
!ある。そして、この非化学量論的化合物中の荷電担体
(ホール、電子)の量は1周囲の酸素ガス分圧によって
変化する。そのために1周囲の酸素ガス分圧に応じて導
電率が変化するの1ある。
The transition metal oxides shown here are non-stoichiometric compounds! be. The amount of charge carriers (holes, electrons) in this non-stoichiometric compound changes depending on the partial pressure of the surrounding oxygen gas. For this reason, the conductivity changes depending on the surrounding oxygen gas partial pressure.

上記ガス検出器では、検出するガスの分圧によるガス検
出素子の電気抵抗値の変化を、電圧信号として出力する
ために、第9図に示すように構成されている。上記ガス
検出素子人と直列に抵抗体Rcを設け、この抵抗体Rc
とガス検出素子Aとの直列回路に直流電圧Vを印加し、
抵抗体Rcの両端に生ずる電圧Voを電圧信号として検
出する。
The gas detector described above is configured as shown in FIG. 9 in order to output a change in the electrical resistance value of the gas detection element due to the partial pressure of the gas to be detected as a voltage signal. A resistor Rc is provided in series with the gas detection element, and this resistor Rc
Applying a DC voltage V to the series circuit of and gas detection element A,
The voltage Vo generated across the resistor Rc is detected as a voltage signal.

すなわち、測定対象のガス分圧の変化によって。i.e. by changes in the partial pressure of the gas being measured.

ガス検出素子Aの抵抗値が比較抵抗Rcに比べて小さい
ときには、抵抗体Reの両端に生ずる電圧vOが大きく
なり、逆にガス検出素子Aの抵抗値が比較抵抗RcK比
べて大きいと電圧Voは小さくなる。
When the resistance value of the gas detection element A is smaller than the comparison resistor Rc, the voltage vO generated across the resistor Re increases; conversely, when the resistance value of the gas detection element A is larger than the comparison resistance RcK, the voltage Vo increases. becomes smaller.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところ1.上記ガス検出器では検出素子の電気抵抗変化
をガス検出の手段としているため、ガス感応体と電極と
の電気的接合性は安定な検出機能を保つ上で極めて重要
fある。  。
Tokoro 1. Since the gas detector described above uses a change in the electrical resistance of the detection element as a means of gas detection, the electrical connectivity between the gas sensitive body and the electrode is extremely important in maintaining a stable detection function. .

しかしながら、上記酸素センナのうち1例えばTiO2
センサでは、高温の酸化雰囲気!、陰極と陽極間のバイ
アスによるイオン電流のために陽極側fはTi4+の不
足状態になるとともに02−の過剰な状態になって酸素
欠陥が少なくなる。このため陽極とTiO2の感ガス層
間の抵抗が上昇し、感ガス層の抵抗値が初期状態から異
なった値となって劣化する。その結果ガス分圧検出のた
めの正確な電圧信号を得られないという問題点があった
However, one of the above oxygen senna, for example TiO2
The sensor is in a high temperature oxidizing atmosphere! Due to the ion current caused by the bias between the cathode and the anode, the anode side f becomes deficient in Ti4+ and in excess of 02-, resulting in fewer oxygen defects. Therefore, the resistance between the anode and the TiO2 gas-sensitive layer increases, and the resistance value of the gas-sensitive layer becomes different from the initial state and deteriorates. As a result, there was a problem that an accurate voltage signal for gas partial pressure detection could not be obtained.

本発明は、上記従来の技術の問題点な究明した結果なさ
れたもの!、経時変化による劣化の少ないガス検出器を
提供することな目的とする。
The present invention was made as a result of investigating the problems of the above-mentioned conventional technology! The object of the present invention is to provide a gas detector that is less susceptible to deterioration due to changes over time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点は、陽極および陰極からなる一対の電極と、
該一対の電極を覆い、感ガス性金属酸化物を含み1周囲
のガス成分および/又はその濃度に応じて電気抵抗が変
化する多孔質の感ガス層とを備えたガス検出器において
、陽極と感ガス層との界面に導電材を介在させたことを
特徴とするガス検出器、および陽極および陰極からなる
一対の電極と、該一対の電極を覆い、感ガス性金属酸化
物を含み、周囲のガス成分および/又はその濃度に応じ
て電気抵抗が変化する多孔質の感ガス層とを備えたガス
検出素子の感ガス層に金属を主成分とする化合物溶液を
含浸させ、電気メッキにより上記陽極と感ガス層との界
面に導電材を析出させることからなるガス検出器の製造
法によって解決された。
The above problem is caused by a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode,
A gas detector comprising a porous gas-sensitive layer that covers the pair of electrodes and includes a gas-sensitive metal oxide and whose electrical resistance changes depending on the surrounding gas component and/or its concentration. A gas detector characterized in that a conductive material is interposed at the interface with a gas-sensitive layer, a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, a gas-sensitive metal oxide covering the pair of electrodes, and a gas-sensitive metal oxide in the surroundings. The gas-sensitive layer of a gas detection element, which is equipped with a porous gas-sensitive layer whose electrical resistance changes depending on the gas component and/or its concentration, is impregnated with a compound solution containing metal as the main component, and electroplated to The problem was solved by a method of manufacturing a gas detector consisting of depositing a conductive material at the interface between the anode and the gas-sensitive layer.

ここで、上記電極としては、耐熱性の導電体であれば特
に限定はないが1通常タングステン、モリブデン、金あ
るいは白金族金属を主成分としたものが用いられる。
Here, the electrode is not particularly limited as long as it is a heat-resistant conductor; however, it is usually made of tungsten, molybdenum, gold, or a platinum group metal as a main component.

感ガス層に用いられる感ガス性金属酸化物としては、検
出するガス成分に応じてその物質を選択すればよいが1
通常用いられるものとして、TiO2゜5n02. C
oo、 ZnO,Nb2O5,Cr2O5,NiO等の
遷移金属酸化物があげられ1本発明においてもこれらの
うちのいずれか1つまたは2つ以上の組合せの物質を用
いればよい。
The gas-sensitive metal oxide used in the gas-sensitive layer may be selected depending on the gas component to be detected.
TiO2゜5n02. C
Transition metal oxides such as 0, ZnO, Nb2O5, Cr2O5, NiO, etc. may be mentioned, and in the present invention, any one or a combination of two or more of these may be used.

導電材に用いられる金属としては特に限定はないが、耐
熱性、耐食性、メッキの容易さ等から白金族金属を主成
分としたものが通常用いられる。
The metal used for the conductive material is not particularly limited, but metals containing platinum group metals as the main component are usually used because of their heat resistance, corrosion resistance, ease of plating, and the like.

電気メッキは、導電材に用いられる金属の基数溶液を電
解液とし、ガス検出器の陰極となる電極な陽極とし、ま
たガス検出器の陽極となる電極を陰極として通電して、
その陰極と感ガス層との界面に前記金属を析出させるK
より行う。電気メッキの条件は通常採用されている条件
fよい。
Electroplating uses a base solution of a metal used as a conductive material as an electrolyte, and uses the electrode as an anode, which becomes the cathode of a gas detector, and the electrode, which becomes the anode of the gas detector, as a cathode, and energizes it.
K to deposit the metal at the interface between the cathode and the gas-sensitive layer
Do more. The conditions for electroplating are the commonly used conditions f.

本発明のガス検出器は1例えば、セラミック基板上に厚
膜技術等のハイブリット技術により感ガス層を設けるこ
とにより作成できる。あるいは。
The gas detector of the present invention can be manufactured, for example, by providing a gas-sensitive layer on a ceramic substrate using a hybrid technique such as a thick film technique. or.

厚膜技術等を使用せず、サーミスタ等1用いられるディ
スク型、ビート型1形成してもよい。
A disk type or beat type 1 in which a thermistor or the like is used may be formed without using thick film technology or the like.

さらに、測定時におけるガス検出器の温度特性の変動の
減少を目的として1発熱体を感ガス層の近傍に設け、て
も良い。そして、この発熱体の一部とガス検定器の一方
の電極とを連結して感ガス層に電圧を印加して、端子の
数を減らすと共に測定回路を簡単にしてもよい。
Furthermore, a heating element may be provided near the gas-sensitive layer for the purpose of reducing fluctuations in the temperature characteristics of the gas detector during measurement. A part of this heating element may be connected to one electrode of the gas tester to apply a voltage to the gas sensitive layer, thereby reducing the number of terminals and simplifying the measurement circuit.

また、感ガス層を保護することを目的として。Also for the purpose of protecting the gas-sensitive layer.

感ガス層あるいは上層に重ねて、コート層を設けてもよ
い。このコート層は、感ガス性金属酸化物に対する鉛等
の有毒物質を吸着捕獲し、有毒物質が感ガス層に達する
ことを防ぐ。コート層の材質としては、熱的に安定な材
質tあれば特に限定はなく1例えばアルミナ、マグネシ
アスピネル、ジルコニア等な用いることが出来る。
A coating layer may be provided over the gas-sensitive layer or the upper layer. This coating layer adsorbs and captures toxic substances such as lead on the gas-sensitive metal oxide and prevents the toxic substances from reaching the gas-sensitive layer. The material of the coating layer is not particularly limited as long as it is thermally stable, and for example, alumina, magnesia spinel, zirconia, etc. can be used.

〔作 用〕[For production]

上記のように構成された本発明のガス検出器においては
、高温下フ、陽極と、陰極間に高バイアスを印加すると
とKより感ガス層を形成する感ガス性金属酸化物にイオ
ン電流が流れ、よって陽極付近の金属酸化物は、金属イ
オン不足、酸素過剰の状態になり、陽極付近の酸素欠陥
が少なくなる・その結果陽極側における内部抵抗が増加
するが。
In the gas detector of the present invention configured as described above, when a high bias is applied between the anode and the cathode at high temperatures, an ionic current is generated in the gas-sensitive metal oxide forming the gas-sensitive layer by K. As a result, the metal oxide near the anode becomes deficient in metal ions and in excess of oxygen, and the number of oxygen defects near the anode decreases.As a result, the internal resistance on the anode side increases.

感ガス層と陽極界面に存在する導電材により感ガス層と
陽極とは3次元的に広い接触面積を有しているのマ、印
加されたバイアスによって、酸素欠陥が減少したとして
も陽極側と接する感ガス層には十分な酸素欠陥が残って
いる。これにより陽極と感ガス層間の抵抗値の上昇が抑
えられ、ガス分圧に対応した電圧信号が得られる。その
結果ガス分圧の正確な検出を行うことが1きる・〔実施
例〕 以下実施例によって本発明を具体的に説明する。
Due to the conductive material present at the interface between the gas-sensitive layer and the anode, the gas-sensitive layer and the anode have a large three-dimensional contact area. Sufficient oxygen defects remain in the contacting gas-sensitive layer. This suppresses an increase in the resistance value between the anode and the gas-sensitive layer, and provides a voltage signal corresponding to the gas partial pressure. As a result, accurate detection of gas partial pressure can be carried out. [Example] The present invention will be specifically explained below with reference to Examples.

ただし、本発明はこの実施例のみに限定されるもの1は
ない。
However, the present invention is not limited to this embodiment only.

実施例 本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお。Example Embodiments of the present invention will be described using the drawings. In addition.

説明上各図の縮尺は異なる。For illustration purposes, the scale of each figure is different.

まず1本発明の実施例を第1図によって説明する。First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例は、感ガス層としてTiO2を使用した′酸素
ガス検出器101ある。
This embodiment is an oxygen gas detector 101 using TiO2 as a gas-sensitive layer.

第1図の部分破断した斜視図に示すように、セラミック
基板12上には端子15a、13b、IAeで白金リー
ド線14a、14b、14eK接続された検出用電極パ
ターン16a、16bおよび熱抵抗電極16e等の電極
パターン16が形成され、それに上記セラミック基板1
2上および電極パターン16上にセラミック基板12と
一体化されたセラミック積層板18が積層されている。
As shown in the partially broken perspective view of FIG. 1, on the ceramic substrate 12 are detection electrode patterns 16a, 16b and a thermal resistance electrode 16e connected to platinum lead wires 14a, 14b, 14eK through terminals 15a, 13b, IAe. An electrode pattern 16 is formed on the ceramic substrate 1.
A ceramic laminate 18 integrated with the ceramic substrate 12 is laminated on the ceramic substrate 2 and the electrode pattern 16.

上記電極パターン16のうち感ガス層24に接する陽極
側電極パターン16aの界面には導電材16cが介在し
ている。
A conductive material 16c is interposed at the interface of the anode-side electrode pattern 16a in contact with the gas-sensitive layer 24 among the electrode patterns 16.

上記セラミック積層板18には、窓部20が形成されて
おり、この窓部20内には、TiO2を主成分とする感
ガス層24が形成されている。この感ガス層24と、上
記セラミック基板12間に両者の剥離を防ぐ球形造粒粒
子22が介在している。
A window 20 is formed in the ceramic laminate 18, and a gas-sensitive layer 24 containing TiO2 as a main component is formed within the window 20. Spherical granulated particles 22 are interposed between the gas-sensitive layer 24 and the ceramic substrate 12 to prevent them from peeling off.

上記感ガス層24には、Pt、Rh貴金属触媒からなる
触媒が担持されている。また、感ガス層24上には、A
A!203からなるコート層26が形成されている。
The gas-sensitive layer 24 supports a catalyst made of Pt and Rh precious metal catalysts. Further, on the gas-sensitive layer 24, A
A! A coat layer 26 made of 203 is formed.

次に、上記酸素ガス検出器10の製造工程を第2図ない
し第6図にしたがって説明する、■ アルミナ92wt
%、マグネシア、5wt%、および焼結助剤(シリカ、
カルシア等)5wt%をボットミルに″″C20時間混
合する。その後、該混合物に有機バインダーとしてポリ
ビニールゾテラール12wt%、フタル酸ジゾチル4w
t%を添加し、溶剤トしてメチルエチルケトン、トルエ
ン等を加える。さらにドクターブレード法により基板用
および積層用グリーンシー)12A、18Aを形成する
Next, the manufacturing process of the oxygen gas detector 10 will be explained according to FIGS. 2 to 6.
%, magnesia, 5 wt%, and sintering aids (silica,
5 wt% of calcia, etc.) was mixed in a bot mill for 20 hours. Thereafter, 12 wt% of polyvinylzotellal and 4 wt% of dizotyl phthalate were added to the mixture as an organic binder.
t%, remove the solvent, and add methyl ethyl ketone, toluene, etc. Furthermore, green sheets 12A and 18A for substrates and for lamination are formed by a doctor blade method.

上記グリーンシートの形状は、基板用グリーンシー) 
12 Affi47.8 mmX 4.OmmX O,
8mmt、積層用グリーンシート18Affi47.8
ynmX4.0mmX0.26 mm’−T!ある。そ
り、テ、 上記MN用/ !j −yシート18 A&
C&05 mmX 2.Ommの窓部2oを形成する。
The shape of the green sheet above is the green sheet for substrates)
12 Affi47.8 mmX 4. OmmX O,
8mmt, green sheet for lamination 18Affi47.8
ynmX4.0mmX0.26mm'-T! be. Sleigh, Te, for the above MN/! j -y sheet 18 A&
C&05mmX2. A window portion 2o of 0 mm is formed.

■ 次に、白金黒とスIンジ状白金とlk2:1の比率
に調合し、他に上記■で用いたグリーンシートの材料混
合物を10wt%添加し、デチルカルビトール、エトセ
ル等の溶剤を加えて、電極用ペーストとする。
■ Next, mix platinum black and striped platinum at a ratio of lk 2:1, add 10 wt% of the green sheet material mixture used in step (■) above, and add solvents such as decyl carbitol and ethocel. In addition, it is used as a paste for electrodes.

■ 次に、■で調製した電極用ペーストを用い厚膜印刷
により、基板用グリーンシー)12A上に電極ノにター
ン16を形成する。電極パターン16として、上述した
ように、検出用電極ノぞターン16a。
(2) Next, by thick film printing using the electrode paste prepared in (2), turns 16 are formed at the electrodes on the substrate green sheet 12A. As described above, the electrode pattern 16 includes the detection electrode nozzle turn 16a.

16bおよび感ガス層24を加熱するためのヒーターと
なる熱抵抗電極パターン16eと、上記両パター716
の端子となる端子パターン13a、15b。
16b and a heat resistance electrode pattern 16e serving as a heater for heating the gas-sensitive layer 24, and both of the putters 716.
Terminal patterns 13a and 15b serve as terminals.

13eを形成する(第2図(イ)、(ロ))。13e (Fig. 2 (a), (b)).

■ その後、上記端子パターン13ae ’3b* 1
3eに、直径0.2m+nの白金リード14a、14b
、14eをそれぞれ接続する(第6図(イ)、(ロ))
■ After that, the above terminal pattern 13ae '3b*1
3e, platinum leads 14a, 14b with a diameter of 0.2m+n
, 14e (Fig. 6 (a), (b))
.

■ 次に、上記基板用グリーンシート12A上に積層用
グリーンシー)18Aを積層熱圧着して積層体を形成す
る、このとき、該積層用グリーンシー)18Aの窓部2
0には、検出用電極パターン16a、16bの先端が露
出している。そして。
(2) Next, the laminating green sheet 18A is laminated and thermocompressed onto the substrate green sheet 12A to form a laminate. At this time, the window portion 2 of the laminating green sheet 18A is
0, the tips of the detection electrode patterns 16a and 16b are exposed. and.

窓部20中に■フ調整したグリーンシートと同一の材料
からなる80〜150メツシユの球形造粒粒子(2次粒
子)22を分散付着させてから、上記積層体を1500
℃1大気とほぼ同一雰囲気中にて2時間焼成することK
より、一体となったセラミック基板12およびセラミッ
ク積層板18を形成する(第4図(イ)、(ロ)、(ハ
))。
After dispersing and adhering 80 to 150 meshes of spherical granulated particles (secondary particles) 22 made of the same material as the f-adjusted green sheet into the window portion 20, the laminate was
Calcinate for 2 hours in an atmosphere that is almost the same as ℃1 air.K
Thus, an integrated ceramic substrate 12 and ceramic laminate 18 are formed (FIGS. 4(a), (b), and (c)).

上述のよ5に球形造粒粒子22を分散付着させて焼成す
ると、各粒子22が、セラミック基板12上に分散して
凹凸面を形成する。
When the spherical granulated particles 22 are dispersed and adhered as described in 5 and fired, the particles 22 are dispersed on the ceramic substrate 12 to form an uneven surface.

■ 次に、セラミック積層板18の窓部20内に、Ti
O2を主成分とする感ガス性の金属酸化物を充填するの
であるが、まず、TiO2ペーストな調製する。
■ Next, Ti is placed inside the window 20 of the ceramic laminate 18.
A gas-sensitive metal oxide whose main component is O2 is to be filled, but first a TiO2 paste is prepared.

すなわち、大気中1200℃で1時間仮焼した平均粒径
1.2μmのTiO2粉末100重世部に対して、バイ
ンダーとして、3重量らのエチルセルロースを2重量部
だけ添加し、これらをブチカルピトール(2−(2−シ
トキシエトキシ)エタノールの商品名)中を混合し、3
00/イズの粘度にしてTiO2ペーストを調製する。
That is, 2 parts by weight of 3 parts by weight of ethyl cellulose as a binder are added to 100 parts by weight of TiO2 powder with an average particle size of 1.2 μm calcined at 1200°C for 1 hour in the air, and these are mixed with butycarpitol. (trade name of 2-(2-cytoxyethoxy)ethanol) and 3
A TiO2 paste is prepared with a viscosity of 0.00/ise.

そして、このTiO2ベーストを、窓部20内の電極パ
ターン16a、16b上に200〜500μm厚膜塗布
する(第5図(イ)、(ロ))。
Then, this TiO2 base is coated to a thickness of 200 to 500 μm on the electrode patterns 16a and 16b within the window portion 20 (FIGS. 5(a) and 5(b)).

次い1.大気中1200℃12時間焼成する。Next 1. Fire in the air at 1200°C for 12 hours.

■ 次に、上記感ガス層24と陽極16aの界面に導電
材16cft形成2させるが、まず塩化白金酸(pt’
:2oo#/l)を2.0μ!、感ガス層24に滴下し
、507FLAの定電流電源な用い、陽極16aを陰極
とし、陰極16bを陽極として10秒間通電を行ない、
感ガス層24に含浸している塩化白金酸水溶液中のPt
2+イオンを陰極とした陽極16a上f電解析出せしめ
、電極16aの界面に導電材16cを形成する。この方
法によれば導電材16Cの量は電解時の電流値X電解時
間=総電気量によって完全に規定され、ばらつきなく一
定にすることが1きる。
(2) Next, 16 cft of conductive material 2 is formed at the interface between the gas-sensitive layer 24 and the anode 16a.
:2oo#/l) to 2.0μ! , dripped onto the gas-sensitive layer 24, and using a 507FLA constant current power source, energized for 10 seconds using the anode 16a as the cathode and the cathode 16b as the anode,
Pt in the chloroplatinic acid aqueous solution impregnating the gas-sensitive layer 24
2+ ions are electrolytically deposited on the anode 16a using the cathode, and a conductive material 16c is formed at the interface of the electrode 16a. According to this method, the amount of the conductive material 16C is completely defined by the current value during electrolysis x electrolysis time = total amount of electricity, and can be kept constant without variation.

ついfこの導電材16cの形成を終えた感ガス層24を
水洗し、残った塩化白金酸水溶液を除去した後150℃
にて10分間乾燥させる。
The gas-sensitive layer 24 on which the conductive material 16c has just been formed is washed with water to remove the remaining chloroplatinic acid aqueous solution, and then heated to 150°C.
Dry for 10 minutes.

■ 次に、上記感ガス層24に触媒を担持するの1ある
が、 Pt: Rh=i o : 1に調製された塩化
白金酸と塩化ロジウム酸の混合水溶液(総触媒量2oo
m//)を1.0μE、感ガス層24に滴下し。
(2) Next, a catalyst is supported on the gas-sensitive layer 24, and a mixed aqueous solution of chloroplatinic acid and chlororhodic acid prepared to have Pt:Rh=io:1 (total catalyst amount 2oo) is used.
m//) was dropped onto the gas-sensitive layer 24 at 1.0 μE.

次に大気中600℃にて1時間加熱分解し、触媒を均一
に分散担持する・ ■ 次に、上記感ガス層24上に、コート層26用のA
12o3からなるペーストを塗布した後に、上記工程を
終えた積層体を1200℃の大気中に1時間放置して焼
成する(第6図(イ)、(ロ))。
Next, the catalyst is thermally decomposed at 600°C for 1 hour in the atmosphere to uniformly disperse and support the catalyst.
After applying the paste consisting of 12o3, the laminate which has undergone the above steps is left to stand in the atmosphere at 1200° C. for 1 hour and fired (FIGS. 6(a) and 6(b)).

このようにして作成したガス検出器10の内部抵抗RT
をまずガス温度350℃のプロAンバーナー中で空燃比
λ=0,9に設定して測定する。この内部抵抗RTの測
定方法は、リード線14eに+12Vの電圧を印加し、
リード線14aをアースに接続しり−P線14aと14
bとの間に50KOの固有抵抗を接続して行う。これK
よって得られたデータな「初期データ」と称する。
Internal resistance RT of the gas detector 10 created in this way
is first measured in a Pro-A burner with a gas temperature of 350° C., with the air-fuel ratio set to λ=0.9. The method for measuring this internal resistance RT is to apply a voltage of +12V to the lead wire 14e,
Connect lead wire 14a to ground - P wires 14a and 14
A resistor of 50KO is connected between the This is K
The data thus obtained is called "initial data."

次に1本発明のガス検出器の経時変化を調べるためにガ
ス検出器の耐久試験ン行う。まず大気中1リード線14
aK+20Vの電圧を印加し、リード線14bおよび1
4eをアースに接続し、約1000℃にて100100
O間感ガス層24を加熱−fる。加熱した後に、初期デ
ータの測定と同様に、ガス検出器10の内部抵抗RTf
t測定する。これに・よって得られたデータを「耐久後
データ」と称する。この初期データと耐久後データの比
較として第1表において本発明の実施例と比較例の結果
を記載する。
Next, in order to examine changes over time in the gas detector of the present invention, a durability test of the gas detector was conducted. First, 1 lead wire 14 in the atmosphere
Apply a voltage of +20V to the lead wires 14b and 1.
Connect 4e to ground, 100100 at about 1000℃
The interstitial gas layer 24 is heated. After heating, the internal resistance RTf of the gas detector 10 is
Measure t. The data obtained in this way is referred to as "post-endurance data." As a comparison of this initial data and post-durability data, Table 1 shows the results of the examples of the present invention and comparative examples.

第1表 (注)−1,導電材を陽極16a、陰極16b界面のい
ずれにも形成しないもの。
Table 1 (Note)-1: A conductive material is not formed on either the anode 16a or cathode 16b interface.

rV&lL2.導電材を陽極16a、陰極16b界面の
εちらKも形成しkもの。
rV&lL2. A conductive material is also formed at the interface between the anode 16a and the cathode 16b.

隘3.導電材を陰極16b界面にのみ形成したもの・ NlX4.導電材を陽極16a界面にのみ形成したもの
6 第1表から明らかなように導電材を陽極16a界面にの
み形成させた本発明の実施例fは耐久後の内部抵抗RT
の変化が全くない。この結果、ガス分圧検出のための電
圧信号は耐久後も初期と変化なく正確に得られる。  
 ′ これに対し、比較例fは耐久後の内部抵抗RTの変化は
著しく、特に導電材を本発明の実施例とは逆に陰極16
b界面にのみ形成させたN11L3では最も大きい変化
(初期の50倍)lk示している。導電材を陽陰極のど
ちらにも形成しないNCLl、両方く形成したN[L2
はRTの絶対値が異なるものの耐久後の変化率は共に1
0倍1等しい。すなわち、導電材を陽陰極両方に均一に
形成しても耐久後の変化を抑えることは1きないことを
示している。
3. A conductive material is formed only on the interface of the cathode 16b - NlX4. 6 In which the conductive material is formed only on the interface of the anode 16a 6 As is clear from Table 1, Example f of the present invention in which the conductive material is formed only on the interface of the anode 16a has a high internal resistance RT after durability.
There is no change at all. As a result, the voltage signal for detecting the gas partial pressure can be obtained accurately even after the durability test, with no change from the initial state.
' On the other hand, in Comparative Example f, the change in internal resistance RT after durability was remarkable.
N11L3 formed only at the b interface shows the largest change (50 times the initial value). NCL1 where conductive material is not formed on either the anode or cathode, N[L2 where conductive material is formed on both
Although the absolute value of RT is different, the rate of change after durability is both 1.
0 times 1 equal. In other words, it is shown that even if the conductive material is uniformly formed on both the anode and cathode, it is not possible to suppress changes after durability.

さらに、上記発明効果なより明確に確認するために発明
者らは次の実験を行なった。
Furthermore, in order to more clearly confirm the above-mentioned effects of the invention, the inventors conducted the following experiment.

すなわち、第7図に示すように、0.1f1iの白金線
からなる埋設電極aott感ガス層24内の陽極側の電
極パターン16aと陰極側の電極パターン16bから等
距離の位置に設ける。この埋設電極80と陽極側の電極
パターン16aの間の内部抵抗R■および埋設電極80
と陰極側の電極パターン16bの間の内部抵抗Rθを上
記実験と同様にして、初期と耐久後の抵抗値の変化な測
定する。
That is, as shown in FIG. 7, the buried electrode aott made of a platinum wire of 0.1 f1 is provided at a position equidistant from the anode side electrode pattern 16a and the cathode side electrode pattern 16b in the gas sensitive layer 24. The internal resistance R■ between this buried electrode 80 and the electrode pattern 16a on the anode side and the buried electrode 80
The internal resistance Rθ between the electrode pattern 16b on the cathode side and the electrode pattern 16b on the cathode side was measured in the same manner as in the above experiment, and the change in resistance value at the initial stage and after durability was measured.

この測定によって得られたデータを2g8図に示す。The data obtained by this measurement is shown in Figure 2g8.

第8図において実線!示されるものは、陽極側の電極パ
ターン16aと陰極側の電極ノリ―ン16bの間の内部
抵抗RTの変化であり、−点鎖線で示されろものは埋設
電極80と陽極側の電極パターン16aの間の内部抵抗
Rθの変化fあり1点線1示されるものは埋設電極80
と陰極側の電極・ぞターン16bの間の内部抵抗Reの
変化1ある。
Solid line in Figure 8! What is shown is the change in internal resistance RT between the electrode pattern 16a on the anode side and the electrode pattern 16b on the cathode side, and what is shown with a dashed line is the change in the internal resistance RT between the buried electrode 80 and the electrode pattern 16a on the anode side. What is shown by the dotted line 1 is the buried electrode 80.
There is a change in the internal resistance Re between the electrode and the cathode side turn 16b.

第8図から明らかなように、内部抵抗RTの耐久試験に
よる増加は、陽極側の内部抵抗R■の増加に起因してい
る。
As is clear from FIG. 8, the increase in internal resistance RT due to the durability test is due to the increase in internal resistance R on the anode side.

すなわち、陽極側電極パターン16aと感ガス層24の
界面に導電材16cを形成せしめた本発明の実施例1は
陽極側の内部抵抗R(E)の増加が少なく、よって全体
の内部抵抗RTの増加も少ない。
That is, in the first embodiment of the present invention in which the conductive material 16c is formed at the interface between the anode side electrode pattern 16a and the gas-sensitive layer 24, the increase in the internal resistance R(E) on the anode side is small, and therefore the overall internal resistance RT is small. The increase is also small.

それによ2て測定ガスの分圧に応じた検出信号を取り出
すことがフき、ガス分圧の正確な検出を行うことが1き
る。
Thereby, a detection signal corresponding to the partial pressure of the gas to be measured can be extracted, and the gas partial pressure can be detected accurately.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように1本発明のガス検出器においては、
陽極と感ガス層の界面に導電材が形成されているの11
両電極間の内部抵抗の経時による変化が少ない・このた
めガス分圧に対応した電圧信号を常に変化しないt取り
出すことが1き、正確なガス分圧を検出することが1き
る。
As detailed above, in the gas detector of the present invention,
11 A conductive material is formed at the interface between the anode and the gas-sensitive layer.
There is little change in the internal resistance between the two electrodes over time. Therefore, it is possible to extract a voltage signal corresponding to the gas partial pressure that does not change at all times, and it is possible to accurately detect the gas partial pressure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

′  第1図は1本発明のガス検出器を部分的罠破断し
【示す斜視図、第2図ないし第6図はガス検出器の組豆
て手順を示す図fあり、各図において。 (イ)は正面図、(ロ)はA−A線端面図、(/つは要
部詳細図、第7図は各電極の内部抵抗の測定法を示す説
明図、第8図は耐久試験における内部抵抗の変化を示す
グラフ、第9図は従来のガス検出器を表わす電気回路図
1ある。 10・・・ガス検出器   12・・・セラミック基板
16a・・・陽極)ぞターン 16b:・・陰極ノソタ
ーン16c・・・導電材    16e・・・熱抵抗電
極(ほか6名) M 1  図 第  2  図      第  3  区(イ)  
                 (イ)(ロ)  
             (ロ)A−A鮎品I!I 
       ゑゴロ皇晟第  4  図   第  
5  図    第  6  図(ハ) 第7図 第8図 第9図
' Figure 1 is a partially cutaway perspective view of a gas detector of the present invention, and Figures 2 to 6 are diagrams showing the assembly procedure of the gas detector. (A) is a front view, (B) is an end view taken along the line A-A, (/ is a detailed view of the main parts, Figure 7 is an explanatory diagram showing the method for measuring the internal resistance of each electrode, and Figure 8 is a durability test. A graph showing changes in internal resistance in Figure 9 is an electrical circuit diagram showing a conventional gas detector. 10...Gas detector 12...Ceramic substrate 16a...Anode) turn 16b:-・Cathode noso turn 16c... Conductive material 16e... Heat resistance electrode (6 others) M 1 Figure 2 Figure 3 Ward (a)
(b) (b)
(b) A-A sweetfish product I! I
Egoro Kosho No. 4
5 Figure 6 Figure 6 (c) Figure 7 Figure 8 Figure 9

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の
電極を覆い、感ガス性金属酸化物を含み、周囲のガス成
分および/又はその濃度に応じて電気抵抗が変化する多
孔質の感ガス層とを備えたガス検出器において、陽極と
感ガス層との界面に導電材を介在させたことを特徴とす
るガス検出器。
(1) A pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, and a porous material covering the pair of electrodes that contains a gas-sensitive metal oxide and whose electrical resistance changes depending on the surrounding gas component and/or its concentration. 1. A gas detector comprising a gas layer, characterized in that a conductive material is interposed at the interface between the anode and the gas-sensitive layer.
(2)陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の
電極を覆い、感ガス性金属酸化物を含み、周囲のガス成
分および/又はその濃度に応じて電気抵抗が変化する多
孔質の感ガス層とを備えたガス検出素子の感ガス層に金
属を主成分とする化合物溶液を含浸させ、電気メッキに
より上記陽極と感ガス層との界面に導電材を析出させる
ことからなるガス検出器の製造法。
(2) A pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, and a porous material covering the pair of electrodes that contains a gas-sensitive metal oxide and whose electrical resistance changes depending on the surrounding gas component and/or its concentration. A gas detector comprising: impregnating a gas-sensitive layer of a gas-sensing element with a compound solution containing metal as a main component, and depositing a conductive material at the interface between the anode and the gas-sensitive layer by electroplating. manufacturing method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104713915A (en) * 2015-03-18 2015-06-17 华中科技大学 High-performance gas sensor based on laminated structure and preparation method for high-performance gas sensor
WO2017037984A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Gas sensor and fuel cell vehicle
WO2018143016A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Gas sensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS625166A (en) * 1985-07-02 1987-01-12 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensitive element
JPS625165A (en) * 1985-07-02 1987-01-12 Ngk Spark Plug Co Ltd Thick film type gas sensitive element and making thereof
JPS62217151A (en) * 1986-03-19 1987-09-24 Ngk Spark Plug Co Ltd Thick film type gas sensitive body element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS625166A (en) * 1985-07-02 1987-01-12 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensitive element
JPS625165A (en) * 1985-07-02 1987-01-12 Ngk Spark Plug Co Ltd Thick film type gas sensitive element and making thereof
JPS62217151A (en) * 1986-03-19 1987-09-24 Ngk Spark Plug Co Ltd Thick film type gas sensitive body element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104713915A (en) * 2015-03-18 2015-06-17 华中科技大学 High-performance gas sensor based on laminated structure and preparation method for high-performance gas sensor
WO2017037984A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Gas sensor and fuel cell vehicle
JP6145762B1 (en) * 2015-08-28 2017-06-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Gas sensor and fuel cell vehicle
WO2018143016A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Gas sensor

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