JPH03172749A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
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- JPH03172749A JPH03172749A JP31186989A JP31186989A JPH03172749A JP H03172749 A JPH03172749 A JP H03172749A JP 31186989 A JP31186989 A JP 31186989A JP 31186989 A JP31186989 A JP 31186989A JP H03172749 A JPH03172749 A JP H03172749A
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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〕
この発明は可燃性ガス検知用のガスセンサに係り、特に
シリコーン蒸気による被毒のないガスセンサに関する。
シリコーン蒸気による被毒のないガスセンサに関する。
［従来の技術］
酸化物半導体を用いるガスセンサとしては、例えば厚膜
型のガスセンサが知られている。第６図は厚膜型のガス
センサを示す断面図である。ｆｆ１ｌＪ型ガスセンサは
絶縁性基板１１の一生面に酸化スズのような感ガス層１
２が、また他の主面には感ガス層１２を加熱するための
ヒータ１３が形成される。感ガス層１２は一般に厚膜印
刷技術により所定形状に印刷後基板に焼き付けられる。
型のガスセンサが知られている。第６図は厚膜型のガス
センサを示す断面図である。ｆｆ１ｌＪ型ガスセンサは
絶縁性基板１１の一生面に酸化スズのような感ガス層１
２が、また他の主面には感ガス層１２を加熱するための
ヒータ１３が形成される。感ガス層１２は一般に厚膜印
刷技術により所定形状に印刷後基板に焼き付けられる。
１４Ａ、１４Ｂは”ｌａｉ。
１５Ａ、 １５Ｂはリード線である。
酸化スズ、酸化亜鉛等のｎ型金属酸化物半導体からなる
感ガス層は、大気中で３００〜５００°Ｃの温度に加熱
されると粒子表面に大気中の酸素が活性化吸着して高抵
抗化するが、可燃性ガスが接触すると吸着酸素と可燃性
ガスとが反応して吸着酸素が除去され梃抗値が減少する
。このような性質を利用して、酸化スズを用いたガスセ
ンサはＬＰガス、都市ガスなどのガス漏れ警報器に広く
用いられる。
感ガス層は、大気中で３００〜５００°Ｃの温度に加熱
されると粒子表面に大気中の酸素が活性化吸着して高抵
抗化するが、可燃性ガスが接触すると吸着酸素と可燃性
ガスとが反応して吸着酸素が除去され梃抗値が減少する
。このような性質を利用して、酸化スズを用いたガスセ
ンサはＬＰガス、都市ガスなどのガス漏れ警報器に広く
用いられる。
感ガスＮ１２にはｎ型金属酸化物半導体に吸着された６
１素と可燃性ガスとの反応速度を高めるためにＰｄやｐ
ｔなどの貴金属触媒が担持される。
１素と可燃性ガスとの反応速度を高めるためにＰｄやｐ
ｔなどの貴金属触媒が担持される。
〔発明が解決しようとする課題］
しかしながらこのような従来のガスセンサは種々の環境
中で使用されるときに設置場所によっては、ガス感度が
徐々に低下することがわかった。
中で使用されるときに設置場所によっては、ガス感度が
徐々に低下することがわかった。
調査したところこの原因はふん囲気中のシリコーン蒸気
が徐々に感ガス層に化学吸着と７、貴金属触媒の活性を
低下させるためであることがわかった。
が徐々に感ガス層に化学吸着と７、貴金属触媒の活性を
低下させるためであることがわかった。
このようなシリコーン蒸気はジメチルシロキサンの低重
合物を主体とするもので、家庭タイルの目地または窓ガ
ラスの固定に用いられるシリコーンパテ、シリコーンゴ
ムなどが乾燥する過程で極めて微量ではあるが大気中に
揮散される。
合物を主体とするもので、家庭タイルの目地または窓ガ
ラスの固定に用いられるシリコーンパテ、シリコーンゴ
ムなどが乾燥する過程で極めて微量ではあるが大気中に
揮散される。
この発明は上述の点にＮみてなされその目的はシリコー
ン蒸気が感ガス層に吸着されないようにして感度低下が
なく信顛性に優れるガスセンサを提供することにある。
ン蒸気が感ガス層に吸着されないようにして感度低下が
なく信顛性に優れるガスセンサを提供することにある。
〔課題を解決するための手段］
上述の目的はこの発明の第１形態によれば感ガス層Ｉ２
と被覆層２１とを有し、 感ガス層は金属酸化物半導体とそれに担持された貴金属
触媒からなり、可燃性ガスと接触してその電気抵抗を減
ずるものであり、 被覆層は多孔質セラミックスからなり、前記惑ガス層を
被覆することにより達成される。また本発明の第２形態
によれば、被ＩＷ層が多孔質セラミックスおよび感ガス
層と同一の金属酸化物半導体を含むこと、により達成さ
れる。
と被覆層２１とを有し、 感ガス層は金属酸化物半導体とそれに担持された貴金属
触媒からなり、可燃性ガスと接触してその電気抵抗を減
ずるものであり、 被覆層は多孔質セラミックスからなり、前記惑ガス層を
被覆することにより達成される。また本発明の第２形態
によれば、被ＩＷ層が多孔質セラミックスおよび感ガス
層と同一の金属酸化物半導体を含むこと、により達成さ
れる。
この被覆層２１に用いられ多孔質セラミックスとしては
、比表面積が３０〜３００ｒｒｒ／ｇの活性アルミナあ
るいは比表面積が１００〜６００ｒ＋（／ｇの活性シリ
カ或いは前記２成分の混合物が用いられる。
、比表面積が３０〜３００ｒｒｒ／ｇの活性アルミナあ
るいは比表面積が１００〜６００ｒ＋（／ｇの活性シリ
カ或いは前記２成分の混合物が用いられる。
さらに被覆層には前記多孔質セラミックスに、実質的に
絶縁体となる範囲で感ガス−ＩＧ！ご用いられるｎ型金
属酸化物半導体を添加混合した混合層を用いることもで
きる。
絶縁体となる範囲で感ガス−ＩＧ！ご用いられるｎ型金
属酸化物半導体を添加混合した混合層を用いることもで
きる。
ふん囲気ガス中のシリコーン蒸気はガスセンサの動作温
度（３００〜５００°Ｃ）で被覆層に化学吸着される。
度（３００〜５００°Ｃ）で被覆層に化学吸着される。
被覆層中のｎ型金属酸化物半導体は感ガス層と同一材料
であるので感ガス層との接着強度を増す。
であるので感ガス層との接着強度を増す。
（実施例〕
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
（実施例１）
第１図はこの発明の実施例に係るガスセンサを示す断面
図である。感ガス層１２は増感剤としてＰｄを０．３％
含む酸化スズである。
図である。感ガス層１２は増感剤としてＰｄを０．３％
含む酸化スズである。
この感ガス層１２の周囲に比表面積１５０ａ＋”／ｇの
活性アルミナを主成分とする被覆層２１が約１００ ｔ
ｔｍの厚さに形成される。ここで感ガス層１２と被覆層
２１とは、いずれもスクリーン印刷法によって形成され
るが基板との密着性を高めるためいずれもシリカゲルを
添加しさらに印刷可能なペースト状にするためエチルセ
ルロース及びカルビトールヲ用いた。
活性アルミナを主成分とする被覆層２１が約１００ ｔ
ｔｍの厚さに形成される。ここで感ガス層１２と被覆層
２１とは、いずれもスクリーン印刷法によって形成され
るが基板との密着性を高めるためいずれもシリカゲルを
添加しさらに印刷可能なペースト状にするためエチルセ
ルロース及びカルビトールヲ用いた。
これら２つの層は印刷後６００°Ｃで３時間焼成される
。このセンサのシリコーン蒸気に対する安定性を加速評
価するため、５ｅのガラス製デシケータの底にシリコー
ンパテを０．５ｇ載置し同一容器内に通電状態のセンサ
を５日間保持し通電前後のガス感度を測定した。ガス感
度はガスセンサの空気中の抵抗Ｒ０と０．２％イソブタ
ンガス中の抵抗Ｒ１との比Ｒ，／Ｒ，である。
。このセンサのシリコーン蒸気に対する安定性を加速評
価するため、５ｅのガラス製デシケータの底にシリコー
ンパテを０．５ｇ載置し同一容器内に通電状態のセンサ
を５日間保持し通電前後のガス感度を測定した。ガス感
度はガスセンサの空気中の抵抗Ｒ０と０．２％イソブタ
ンガス中の抵抗Ｒ１との比Ｒ，／Ｒ，である。
なお比較のため活性アルミナを被覆しない惑ガス層のみ
の従来のセンサも同一条件でシリコーン蒸気にさらしガ
ス感度を測定した。
の従来のセンサも同一条件でシリコーン蒸気にさらしガ
ス感度を測定した。
第２図はシリコーン蒸気にさらす前後のセンサのガス感
度を示す線図である。被覆層の無い従来のガスセンサ（
特性線３２）はシリコーン蒸気によりガス感度が大幅に
減少するのに対し、活性アルミナ被覆層を有する本発明
のセンサ（特性線３１）では、シリコーン蒸気にさらさ
れてもガス感度の低下が掻めてわずかである。
度を示す線図である。被覆層の無い従来のガスセンサ（
特性線３２）はシリコーン蒸気によりガス感度が大幅に
減少するのに対し、活性アルミナ被覆層を有する本発明
のセンサ（特性線３１）では、シリコーン蒸気にさらさ
れてもガス感度の低下が掻めてわずかである。
（実施例２）
活性アルミナにかえて比表面積が４００ｒｒｆ／ｇの活
性シリカを用いて被覆層を形成したセンサおよび活性ア
ルミナと活性シリカとを重量比で１：１に混合して被覆
層を形成したセンサとを作製した。
性シリカを用いて被覆層を形成したセンサおよび活性ア
ルミナと活性シリカとを重量比で１：１に混合して被覆
層を形成したセンサとを作製した。
なお、スクリーン印刷用のインクは実施例１と同様にし
て作製した。シリコーン蒸気に対する安定性を実施例１
と同様にして評価した結果を第３図に示す。活性シリカ
を用いるセンサ（特性線４１）活性アルミナと活性シリ
カを混合して用いるセンサ（特性線４２）ともにシリコ
ーン蒸気に対する安定性に優れていることがわかる。
て作製した。シリコーン蒸気に対する安定性を実施例１
と同様にして評価した結果を第３図に示す。活性シリカ
を用いるセンサ（特性線４１）活性アルミナと活性シリ
カを混合して用いるセンサ（特性線４２）ともにシリコ
ーン蒸気に対する安定性に優れていることがわかる。
（実施例３）
被覆層とし、て怒ガス層に用いたのと同様の酸化スズと
、実施例１に用いた活性アルミナとを重量比で１＝３に
混合した粉末を用いて被覆層を形成した。
、実施例１に用いた活性アルミナとを重量比で１＝３に
混合した粉末を用いて被覆層を形成した。
この混合割合では被覆層は実質的に活性アルミナと同様
電気的に絶縁体であり、可燃性ガスの有無によって抵抗
値は変化しない。
電気的に絶縁体であり、可燃性ガスの有無によって抵抗
値は変化しない。
ここで被覆層に酸化スズを添加すると次の２つの効果が
得られる。第１に被覆層に感ガス層と同質の酸化スズが
混合されているため、被覆層と感ガス層との界面の親和
性が増し付着強度が高くなる。第２に酸化スズと同時に
シリカバインダを加えるときは、焼結性が高まるので被
覆層自身の機械的強度が高まる。シリコーン蒸気に対す
る安定性を第４図に示す、第５図は実施例１，２．３に
係るセンサの長期安定性を従来のセンサの長期安定性と
対比して示す線図である。特性線６１．６２６３．６４
．６５はそれぞれ従来のセンサ３活性アルミナを用いる
センサ、活性シリカを用いるセンサ、活性アルミナと活
性シリカの混合物を用いるセンサ。
得られる。第１に被覆層に感ガス層と同質の酸化スズが
混合されているため、被覆層と感ガス層との界面の親和
性が増し付着強度が高くなる。第２に酸化スズと同時に
シリカバインダを加えるときは、焼結性が高まるので被
覆層自身の機械的強度が高まる。シリコーン蒸気に対す
る安定性を第４図に示す、第５図は実施例１，２．３に
係るセンサの長期安定性を従来のセンサの長期安定性と
対比して示す線図である。特性線６１．６２６３．６４
．６５はそれぞれ従来のセンサ３活性アルミナを用いる
センサ、活性シリカを用いるセンサ、活性アルミナと活
性シリカの混合物を用いるセンサ。
活性アルミナと酸化スズの混合物を用いるセンサの特性
に対応する。この試験は、新築家屋の浴室内にガスセン
サを通電状態で設置することによって行われた。実施例
１，２．３に係るセンサは長期信較性に優れることがわ
かる。
に対応する。この試験は、新築家屋の浴室内にガスセン
サを通電状態で設置することによって行われた。実施例
１，２．３に係るセンサは長期信較性に優れることがわ
かる。
この発明によれば感ガス層と被覆層とを有し、感ガス層
は金属酸化物半導体とそれに担持された貴金属触媒から
なり、可燃性ガスと接触してその電気抵抗を減ずるもの
であり、 被覆層は多孔質セラミックスからなり、前記感ガス層を
被覆するものであるので、シリコーン蒸気は被覆層にお
いて化学吸着され、感ガス層の貴金属触媒の被毒がなく
なって、長期信鎖性に優れるガスセンサが得られる。ま
た、被覆層が多孔質セラミックスおよび感ガス層と同一
の金属酸化物半導体を含むので金属酸化物半導体を介し
て、被覆層と感ガス層との接着強度が高まり、信転性に
優れるガスセンサが得られる。
は金属酸化物半導体とそれに担持された貴金属触媒から
なり、可燃性ガスと接触してその電気抵抗を減ずるもの
であり、 被覆層は多孔質セラミックスからなり、前記感ガス層を
被覆するものであるので、シリコーン蒸気は被覆層にお
いて化学吸着され、感ガス層の貴金属触媒の被毒がなく
なって、長期信鎖性に優れるガスセンサが得られる。ま
た、被覆層が多孔質セラミックスおよび感ガス層と同一
の金属酸化物半導体を含むので金属酸化物半導体を介し
て、被覆層と感ガス層との接着強度が高まり、信転性に
優れるガスセンサが得られる。
第１図はこの発明の実施例に係るガスセンサを示す断面
図、第２図はこの発明の実施例に係るガスセンサの被毒
特性を従来のセンサの被毒特性と対比して示す線図、第
３図はこの発明の異なる実施例に係るガスセンサの被毒
特性を示す線図、第４図はこの発明のさらに異なる実施
例に係るガスセンサの被毒特性を示す線図、第５図はこ
の発明の実施例、この発明の異なる実施例、この発明の
さらに異なる実施例に係るガスセンサにつきガス感度の
通電年数依存性を従来のガスセンサの通電年数依存性と
対比して示す線図、第６図は従来のガスセンサを示す断
面図である。 １２；感ガス層、２１：被覆層。 第１図 第２図 第３肥 月′ｊ 第４−
図、第２図はこの発明の実施例に係るガスセンサの被毒
特性を従来のセンサの被毒特性と対比して示す線図、第
３図はこの発明の異なる実施例に係るガスセンサの被毒
特性を示す線図、第４図はこの発明のさらに異なる実施
例に係るガスセンサの被毒特性を示す線図、第５図はこ
の発明の実施例、この発明の異なる実施例、この発明の
さらに異なる実施例に係るガスセンサにつきガス感度の
通電年数依存性を従来のガスセンサの通電年数依存性と
対比して示す線図、第６図は従来のガスセンサを示す断
面図である。 １２；感ガス層、２１：被覆層。 第１図 第２図 第３肥 月′ｊ 第４−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）感ガス層と被覆層とを有し、 感ガス層は金属酸化物半導体とそれに担持された貴金属
触媒からなり、可燃性ガスと接触してその電気抵抗を減
ずるものであり、 被覆層は多孔質セラミックスからなり、前記感ガス層を
被覆するものであることを特徴とするガスセンサ。 ２）感ガス層と被覆層とを有し、 感ガス層は金属酸化物半導体とそれに担持された貴金属
触媒からなり、可燃性ガスと接触してその電気抵抗を減
ずるものであり、 被覆層は多孔質セラミックスおよび感ガス層と同一の金
属酸化物半導体を含むことを特徴とするガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31186989A JPH03172749A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31186989A JPH03172749A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03172749A true JPH03172749A (ja) | 1991-07-26 |
Family
ID=18022396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31186989A Pending JPH03172749A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03172749A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110100087A1 (en) * | 2006-10-19 | 2011-05-05 | Andre De Haan | Sensor for gases emitted by combustion |
| JP2011526362A (ja) * | 2008-07-04 | 2011-10-06 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ガスセンサ及び、該ガスセンサを製造するためのフリップチップ法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01227952A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-12 | Figaro Eng Inc | ガス検出方法 |
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| JPH02263145A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-25 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体式ガスセンサ |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP31186989A patent/JPH03172749A/ja active Pending
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