JPH0221257A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
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- JPH0221257A JPH0221257A JP17011388A JP17011388A JPH0221257A JP H0221257 A JPH0221257 A JP H0221257A JP 17011388 A JP17011388 A JP 17011388A JP 17011388 A JP17011388 A JP 17011388A JP H0221257 A JPH0221257 A JP H0221257A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ＬＰガス用のガス漏れ警報器に用いられる
ガスセンサに関する。
ガスセンサに関する。
酸化すず系半導体の電気抵抗値がガスによって変化する
（電気伝導度がよくなる）ことは一般に広く知られてお
り、この性質を利用したガスセンサが多用されており、
その−例を第５図に示す。
（電気伝導度がよくなる）ことは一般に広く知られてお
り、この性質を利用したガスセンサが多用されており、
その−例を第５図に示す。
第５図はＬＰガス検出用のガスセンサの構成を示す断面
図で、センサ基板（アルミナ基板）１０）表面（こ一対
の白金電極２，３を設け、この両日金電極２．３に酸化
すず系半導体のガス感応体４を接続する。このガス感応
体４の表面には、エチルアルコールによる誤報を防止す
るため（こ白金を担持したアルミナ粉末を塗布して酸化
触媒層５を形成している。この酸化触媒層５はエチルア
ルコールを酸化して二酸化炭素とし、酸化触媒層５内側
の酸化すず系半導体のガス感応体４に作用しない機能を
有する。６．７は両日金電極２．３の外部への引出し用
リード線である。センサ基板４の裏面には、酸化すず系
半導体のガス感応体４を加熱するための電気ヒータ８が
設けられ、リード線９゜１ｉこより電源に接続される。
図で、センサ基板（アルミナ基板）１０）表面（こ一対
の白金電極２，３を設け、この両日金電極２．３に酸化
すず系半導体のガス感応体４を接続する。このガス感応
体４の表面には、エチルアルコールによる誤報を防止す
るため（こ白金を担持したアルミナ粉末を塗布して酸化
触媒層５を形成している。この酸化触媒層５はエチルア
ルコールを酸化して二酸化炭素とし、酸化触媒層５内側
の酸化すず系半導体のガス感応体４に作用しない機能を
有する。６．７は両日金電極２．３の外部への引出し用
リード線である。センサ基板４の裏面には、酸化すず系
半導体のガス感応体４を加熱するための電気ヒータ８が
設けられ、リード線９゜１ｉこより電源に接続される。
酸化すず系半導体のガス感応体４を電気ヒータ８で加熱
する理由は、ガス感応体４を加熱することにより酸化触
媒層も加温され、その触媒活性が高められてエチルアル
コールの酸化が促進されるためであって、その温度は４
００℃近辺が適当とされている。
する理由は、ガス感応体４を加熱することにより酸化触
媒層も加温され、その触媒活性が高められてエチルアル
コールの酸化が促進されるためであって、その温度は４
００℃近辺が適当とされている。
上述したＬＰガス検出用のガスセンサを使用するときは
、電気ヒータ８のリード線９，１０を図示しないヒータ
電源１こ接続して電気ヒータ８１こ通電し、白金電極２
．３のリード線６，７に図示せぬ検出用電源と負荷抵抗
器とを直列接続して検出回路を形成するか、または前記
リード線６，７を図示せぬ（電源内蔵）ＩＦ報器に直接
接続する。検知せんとするガスが前記ガスセンサの酸化
すス系半導体のガス感応体４に接触すると半導体の電気
抵抗値が変化して前記検出回路を流れる電流が変化する
ので前記負荷抵抗器の端子間電圧の変化を捕えることに
よりガスを検知することができる。
、電気ヒータ８のリード線９，１０を図示しないヒータ
電源１こ接続して電気ヒータ８１こ通電し、白金電極２
．３のリード線６，７に図示せぬ検出用電源と負荷抵抗
器とを直列接続して検出回路を形成するか、または前記
リード線６，７を図示せぬ（電源内蔵）ＩＦ報器に直接
接続する。検知せんとするガスが前記ガスセンサの酸化
すス系半導体のガス感応体４に接触すると半導体の電気
抵抗値が変化して前記検出回路を流れる電流が変化する
ので前記負荷抵抗器の端子間電圧の変化を捕えることに
よりガスを検知することができる。
また警報器の場合はガスの接触により半導体を流れる電
流の変化（増加）により警報器が直接作動させられ、ガ
スを検知することができる。
流の変化（増加）により警報器が直接作動させられ、ガ
スを検知することができる。
この場合ガスセンサは、気温０周囲の状況その他の理由
１こよりセンサ温度が高くなるとエチルアルコールと同
様にイソブタンガスも酸化してしまい、本来検知すべき
ＬＰガスの主成分であるイソブタンの検知感度を低下さ
せるきいう欠点、があった。これを曲線図で説明すると
、まず感ガス特性を求めるため、ガスセンサを第６図の
斜視図に示すように組立てた。すなわち白金電極２，３
のリード線６，７および電気ヒータ８のリード線９゜１
０をそれぞれベース１１に植設した電極用ステム１２，
１３およびヒータ用ステム１４，１５ｉこ接続し感ガス
特性を求めた。このときガスセンサ（酸化すず系半導体
のガス感応体４）の空気中における電気抵抗値をＲｏ、
０．２％イソブタンガス中または０．２チエチルアルコ
ールガス中での電気抵抗値をＲｇとして几ｏ ／ Ｒｇ
をガス感度とした。
１こよりセンサ温度が高くなるとエチルアルコールと同
様にイソブタンガスも酸化してしまい、本来検知すべき
ＬＰガスの主成分であるイソブタンの検知感度を低下さ
せるきいう欠点、があった。これを曲線図で説明すると
、まず感ガス特性を求めるため、ガスセンサを第６図の
斜視図に示すように組立てた。すなわち白金電極２，３
のリード線６，７および電気ヒータ８のリード線９゜１
０をそれぞれベース１１に植設した電極用ステム１２，
１３およびヒータ用ステム１４，１５ｉこ接続し感ガス
特性を求めた。このときガスセンサ（酸化すず系半導体
のガス感応体４）の空気中における電気抵抗値をＲｏ、
０．２％イソブタンガス中または０．２チエチルアルコ
ールガス中での電気抵抗値をＲｇとして几ｏ ／ Ｒｇ
をガス感度とした。
ガスセンサの温度は、赤外線放射温度計で測定し、電気
ヒータ８への印加電圧を調節して３５０℃−４００℃−
４５０℃と変化させた。そのときのガスセンサの６温１
ｉＺに対するガス感度を第７図に示す。
ヒータ８への印加電圧を調節して３５０℃−４００℃−
４５０℃と変化させた。そのときのガスセンサの６温１
ｉＺに対するガス感度を第７図に示す。
曲線Ｐは０．２ ％エチルシアルコールガスのガス感度
（Ｒｏ／Ｒｇ）であり、ガスセンサの温度が４００℃〜
４５０℃ の間においてガス感度（Ｒｏ／Ｒｇ）が低く
なり酸化すず系半導体のガス感応体に作用を及ぼさない
という効果が得られるが、曲線Ｑで示す０．２％イソブ
タンガスのガスｍＷ （Ｒｏ／Ｒｇ）はガスセンサの温
度が低温のときはよいとしても温度が４００℃以上にな
ると急激に低下し、それがためＬＰガスの主成分である
。イソブタンガスの検知が困難となる。
（Ｒｏ／Ｒｇ）であり、ガスセンサの温度が４００℃〜
４５０℃ の間においてガス感度（Ｒｏ／Ｒｇ）が低く
なり酸化すず系半導体のガス感応体に作用を及ぼさない
という効果が得られるが、曲線Ｑで示す０．２％イソブ
タンガスのガスｍＷ （Ｒｏ／Ｒｇ）はガスセンサの温
度が低温のときはよいとしても温度が４００℃以上にな
ると急激に低下し、それがためＬＰガスの主成分である
。イソブタンガスの検知が困難となる。
この発明では上述した事由に鑑み、広い温度範囲でアル
コール感度を低減しつつ、ＬＰガスの主成分であるイソ
ブタンガスに対するガス感度を低下せしめないよう１こ
ガスセンサとくに酸化触媒層の構成を改良することを目
的どする。
コール感度を低減しつつ、ＬＰガスの主成分であるイソ
ブタンガスに対するガス感度を低下せしめないよう１こ
ガスセンサとくに酸化触媒層の構成を改良することを目
的どする。
この発明で上述した問題点を解決するため実験結果に基
づいて酸化触媒層を次のように構成した。
づいて酸化触媒層を次のように構成した。
すなわちガス感応体の表面の酸化触媒層は酸化鉄粉末を
ペースト状にして塗布し、焼成して形成したものである
。
ペースト状にして塗布し、焼成して形成したものである
。
酸化すず系半導体のガス感応体表面に酸化鉄から成る酸
化触媒層を設けると、広い温度範囲でエチルアルコール
ガスを酸化除去してその感度を低減り、、しかもイソブ
タンガス感度は変化しない。
化触媒層を設けると、広い温度範囲でエチルアルコール
ガスを酸化除去してその感度を低減り、、しかもイソブ
タンガス感度は変化しない。
第１図はこの発明の一実施例であるガスセンサの表面図
、ｉ２図は同上ガスセンサの裏面図、第３図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図である。図において１０１はセンサ基
板（アルミナ基板）、１０２゜１０３は一対の白金電極
、１０４は酸化すず系半導体のガス感応体、１０５は酸
化触媒層、１０６゜１０７は白金電極のリード線、１０
８は白金ヒータ、１０９．１１０はヒータのリード線で
ある。
、ｉ２図は同上ガスセンサの裏面図、第３図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図である。図において１０１はセンサ基
板（アルミナ基板）、１０２゜１０３は一対の白金電極
、１０４は酸化すず系半導体のガス感応体、１０５は酸
化触媒層、１０６゜１０７は白金電極のリード線、１０
８は白金ヒータ、１０９．１１０はヒータのリード線で
ある。
このガスセンサは次のようにして製造される。
まずセンサ基板（アルミナ基板）１０１の表面に白金電
極１０２．１０３を、裏面に白金ヒータ１０８をそれぞ
れ焼き付けにより形成し、この−対の白金電極１０２，
１０３の表面に、すず蒸気と酸素とをアーク放電により
反応させて生成した酸化すず層を形成する。この酸化す
ず層がガス感応体１０４となる。なおこの酸化すず層の
形成は、他の方法たとえば酸化すず粉末をバインダーな
どと混合してペースト状とし、これを塗布して焼結させ
る方法で行なってもよい。
極１０２．１０３を、裏面に白金ヒータ１０８をそれぞ
れ焼き付けにより形成し、この−対の白金電極１０２，
１０３の表面に、すず蒸気と酸素とをアーク放電により
反応させて生成した酸化すず層を形成する。この酸化す
ず層がガス感応体１０４となる。なおこの酸化すず層の
形成は、他の方法たとえば酸化すず粉末をバインダーな
どと混合してペースト状とし、これを塗布して焼結させ
る方法で行なってもよい。
次にガス感応体１０４の表面を覆い被せる酸化触媒層１
０５は次のようにして形成する。すなわち、硝酸第二鉄
（Ｆ ｅ （Ｎ ｏ ３ ） ３ ）水溶液に、アンモ
ニウム（Ｎｌ−１４０Ｈ） 水溶液を添加して生成し
た水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）の沈澱物をよく水洗する
。
０５は次のようにして形成する。すなわち、硝酸第二鉄
（Ｆ ｅ （Ｎ ｏ ３ ） ３ ）水溶液に、アンモ
ニウム（Ｎｌ−１４０Ｈ） 水溶液を添加して生成し
た水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）の沈澱物をよく水洗する
。
これを空気中１１０℃で乾燥させた後、５〜１０メツシ
ユに粉砕し、さらに空気中５００℃で熱処理して、酸化
鉄（Ｆｅ＋０３） 粉末を得る。
ユに粉砕し、さらに空気中５００℃で熱処理して、酸化
鉄（Ｆｅ＋０３） 粉末を得る。
この酸化鉄粉末をさらに細かく粉砕して、３２５メツシ
エ以下の細粒にした後、バインダーと溶剤を加えてペー
スト状にしてガス感応＃１０４の表面に塗布し、５００
℃で２０分間焼成して、厚さ０、１ ｍ ｍの酸化鉄か
ら成る酸化触媒ＲＪ１０５を形成させる。
エ以下の細粒にした後、バインダーと溶剤を加えてペー
スト状にしてガス感応＃１０４の表面に塗布し、５００
℃で２０分間焼成して、厚さ０、１ ｍ ｍの酸化鉄か
ら成る酸化触媒ＲＪ１０５を形成させる。
このようにして酸化触媒層１０５が形成された本発明の
一実施例であるガスセンサを前述した従来のガスセンサ
と同様のテスト方法、テスト条件によりガス感度を求め
ると、第４図に示す特性曲線図が得られる。図中面ｉ
Ｉｔ ｌｉｏ、 ２％エチルアルコールガスのガス感度
（Ｒｏ／Ｒｇ） であり、第７図に示す従来の曲線Ｐ
と比較してエチルアルコールガス感度を低減する効果に
は大きな差はない。
一実施例であるガスセンサを前述した従来のガスセンサ
と同様のテスト方法、テスト条件によりガス感度を求め
ると、第４図に示す特性曲線図が得られる。図中面ｉ
Ｉｔ ｌｉｏ、 ２％エチルアルコールガスのガス感度
（Ｒｏ／Ｒｇ） であり、第７図に示す従来の曲線Ｐ
と比較してエチルアルコールガス感度を低減する効果に
は大きな差はない。
しかしながらイソブタンガス感度については第７図の従
来の曲線Ｑで示すようにガスセンサの温度が高くなると
イソブタンガス感度が急に低下するが、第４図の本発明
によるガスセンサの曲線Ｓではガスセンサの温度が高く
なってもイソブタンガス感度はほとんど変化せず一定で
ある。
来の曲線Ｑで示すようにガスセンサの温度が高くなると
イソブタンガス感度が急に低下するが、第４図の本発明
によるガスセンサの曲線Ｓではガスセンサの温度が高く
なってもイソブタンガス感度はほとんど変化せず一定で
ある。
このような酸化鉄から成る酸化触媒層を有するガスセン
サのイソブタン感度が温度に依存しないで一定である理
由は明らかではないが、酸化鉄がエチルアルコールに対
して酸化活性が高く、イソブタンに対して不活性である
ためと、推察できる。
サのイソブタン感度が温度に依存しないで一定である理
由は明らかではないが、酸化鉄がエチルアルコールに対
して酸化活性が高く、イソブタンに対して不活性である
ためと、推察できる。
この発明によれば、酸化すず系半導体をガス感応体とし
たガスセンサにおいて、酸化鉄から成る酸化触媒層をガ
ス感応体表面に形成することにより、エチルアルコール
ガス感度が低く、しかもイソブタンガス感度が温度−こ
依存しないで一定となり、エチルアルコールによる誤報
を防止し、かつＬＰＰ２Ｏ主成分であるイソブタンガス
感度が低下することのないガスセンサを得ることができ
る。
たガスセンサにおいて、酸化鉄から成る酸化触媒層をガ
ス感応体表面に形成することにより、エチルアルコール
ガス感度が低く、しかもイソブタンガス感度が温度−こ
依存しないで一定となり、エチルアルコールによる誤報
を防止し、かつＬＰＰ２Ｏ主成分であるイソブタンガス
感度が低下することのないガスセンサを得ることができ
る。
第１図はこの発明の一実施例であるガスセンサの表面図
、第２図は同上ガスセンサの裏面図、第３図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図、第４図は同上ガスセンサにおけるイ
ソブタンとエチルアルコールのガス感度の温度依存性を
示す特性曲線図、第５図は従来のガスセンサの断面図、
第６図はガスセンサの組立構成図、第７図は従来のガス
センサにおけるイソブタンとエチルアルコールのガス感
度の温度依存性を示す特性曲線図である。 １０１・・・センサ基板、１０２，１０３・・・電極、
１０４・・ガス感応体、１０５・・・酸化触媒層、１０
第 １ 凹 番Ｚ 図 図
、第２図は同上ガスセンサの裏面図、第３図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図、第４図は同上ガスセンサにおけるイ
ソブタンとエチルアルコールのガス感度の温度依存性を
示す特性曲線図、第５図は従来のガスセンサの断面図、
第６図はガスセンサの組立構成図、第７図は従来のガス
センサにおけるイソブタンとエチルアルコールのガス感
度の温度依存性を示す特性曲線図である。 １０１・・・センサ基板、１０２，１０３・・・電極、
１０４・・ガス感応体、１０５・・・酸化触媒層、１０
第 １ 凹 番Ｚ 図 図
Claims (1)
- １）センサ基板の表面に実装した一対の電極に酸化すず
系半導体のガス感応体を電気的に接続し、このガス感応
体の表面に酸化触媒層を形成し、前記センサ基板の裏面
に前記ガス感応体を加熱するための電気ヒータを設けた
ガスセンサにおいて、ガス感応体の表面の酸化触媒層は
酸化鉄から成ることを特徴とするガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17011388A JPH0221257A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17011388A JPH0221257A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221257A true JPH0221257A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15898880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17011388A Pending JPH0221257A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221257A (ja) |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP17011388A patent/JPH0221257A/ja active Pending
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