JPH03237348A - Gas detector - Google Patents

Gas detector

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Publication number
JPH03237348A
JPH03237348A JP3336590A JP3336590A JPH03237348A JP H03237348 A JPH03237348 A JP H03237348A JP 3336590 A JP3336590 A JP 3336590A JP 3336590 A JP3336590 A JP 3336590A JP H03237348 A JPH03237348 A JP H03237348A
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JP
Japan
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gas
electrodes
sensitive layer
anode
gas detector
Prior art date
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Application number
JP3336590A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Matsuoka
松岡 義洋
Keizo Furusaki
圭三 古崎
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03237348A publication Critical patent/JPH03237348A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the gas detector which is less deteriorated by a secular change by setting the spacing between an anode and a cathode at >=0.5 times the max. thickness of a gas sensitive layer existing between the electrodes. CONSTITUTION:Electrode patterns 16 are formed on a ceramics substrate 12. The spacing W between the anode side electrode pattern 16a in contact with the gas sensitive layer 24 and the cathode side electrode pattern 16b of these electrode patterns 16 is formed to >=0.5 times the max. thickness (h) of the gas sensitive layer 24 existing between the electrodes. The current density near the electrode boundary of both electrodes is decreased by specifying the distance between the electrodes in such a manner and, therefore, the migration is suppressed and the increase in internal resistance is suppressed to a lower level. The deterioration of the electrodes in an oxidation atmosphere of a high temp. is, therefore, prevented and the exact taking out of the electric signal corresponding to the partial pressure of the gas is possible. In addition, the improvement in the durability of the gas detector is made as well.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、周囲のガスに応じて抵抗値が変化する感ガス
性の金属酸化物を用いたガス検出器に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gas detector using a gas-sensitive metal oxide whose resistance value changes depending on the surrounding gas.

[従来の技術] 従来よりガスの存在或はその濃度を検出するためのガス
検出器として、酸素ガス検出器や可燃性ガス検出器等が
実用化されており、これらの検出器には、例えばTiO
2,Coo、Ni○などの遷移金属元素の酸化物等の様
に、ガスが接触した場合に電気抵抗が変化する感ガス性
の金属酸化物(感ガス素子)が使用されている。
[Prior Art] Conventionally, oxygen gas detectors, combustible gas detectors, etc. have been put into practical use as gas detectors for detecting the presence or concentration of gas, and these detectors include, for example, TiO
Gas-sensitive metal oxides (gas-sensitive elements) whose electrical resistance changes when they come into contact with gas, such as oxides of transition metal elements such as 2, Coo and Ni○, are used.

この遷移金属酸化物は、周囲の酸素ガス分圧によって、
内部の電荷担体(ホール、電子)の量が変化する非化学
量論的化合物であり、従って、周囲の酸素ガス分圧に応
じて導電率が変化する。
This transition metal oxide is
It is a non-stoichiometric compound in which the amount of internal charge carriers (holes, electrons) changes, and therefore its conductivity changes depending on the partial pressure of the surrounding oxygen gas.

上記ガス検出器では、第9図に示すように、感ガス素子
Aと直列に抵抗体Rcを設け、この抵抗体Rcと感ガス
素子Aとの直列回路に直流電圧Vを印加して、抵抗体R
eの両端に生ずる電圧vOを電圧信号として検出し、そ
れによってガス分圧を検出する。
In the above gas detector, as shown in FIG. 9, a resistor Rc is provided in series with the gas-sensitive element A, and a DC voltage V is applied to the series circuit of the resistor Rc and the gas-sensitive element A. Body R
The voltage vO generated across e is detected as a voltage signal, thereby detecting the gas partial pressure.

そして、このガス検出器で(直感ガス素子への抵抗値が
比較抵抗Rcに比べて小さいときには、抵抗体Rcの両
端に生ずる電圧Voが大きくなり、逆に感ガス素子Aの
抵抗値が比較抵抗Rcに比べて大きいときには、電圧V
oは小さくなる。
In this gas detector (when the resistance value to the intuitive gas element A is smaller than the comparison resistance Rc, the voltage Vo generated across the resistor Rc becomes large, and conversely, the resistance value of the gas sensing element A becomes smaller than the comparison resistance When it is larger than Rc, the voltage V
o becomes smaller.

[発明が解決しようとする課題] どころか、上記従来のガス検出器で(上盛ガス素子中の
イオンの移動によるマイグレーションによって、正確な
出力信号が得られないことがあるという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] On the contrary, the conventional gas detector described above has a problem in that an accurate output signal may not be obtained due to migration due to the movement of ions in the overlying gas element.

例えば、TlO2仁用いたセンサでは、高温の酸化雰囲
気において、陰極と陽極と間のバイアスによってイオン
電流が流れるので、陽極側ではT4゛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、陽極と感ガス素子と間の抵抗が上昇
し、感ガス素子の抵抗値が初期状態の値から異なって劣
化してしまう。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。
For example, in a sensor using TlO2, in a high-temperature oxidizing atmosphere, an ion current flows due to the bias between the cathode and anode, so the anode side is in a state of insufficient T4 and an excess of 02-. Oxygen defects are reduced. Therefore, the resistance between the anode and the gas-sensitive element increases, and the resistance value of the gas-sensitive element differs from the initial state value and deteriorates. As a result, there was a problem in 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を究明した結果なさ
れたもので、経時変化による劣化の少ないガス検出器を
提供することを目的とする。
The present invention was made as a result of investigating the problems of the above-mentioned conventional techniques, and an object of the present invention is to provide a gas detector that is less likely to deteriorate due to changes over time.

[課題を解決するための手段] 上記問題点を解決する本発明は、 陽極及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
のガス成分及び/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
、 上記両電極の間隔が、該電極間に存在する感ガス層の最
大厚みの0. 5倍以上であることを特徴とするガス検
出器を要旨とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention, which solves the above-mentioned problems, includes a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, a gas-sensitive metal oxide that covers the pair of electrodes, and a gas-sensitive metal oxide that covers surrounding gas components and and/or a porous gas-sensitive layer whose electrical resistance changes depending on its concentration, wherein the distance between the two electrodes is 0.000 mm of the maximum thickness of the gas-sensitive layer existing between the electrodes. The gist of the present invention is a gas detector characterized by 5 times or more.

ここで、上記陽極と陰極との間隔が、両電極間に存在す
る感ガス素子の最大厚みの1.5倍以上であることが望
ましい。即ち、この比率以上に両電極の間隔を広げれば
、電極間の内部抵抗の上昇が0.5倍以下の比率のもの
に比べ 50%以内に押えられるからである。
Here, it is desirable that the distance between the anode and the cathode is 1.5 times or more the maximum thickness of the gas-sensitive element existing between the two electrodes. That is, if the distance between the electrodes is increased by more than this ratio, the increase in internal resistance between the electrodes can be suppressed to within 50% compared to a ratio of 0.5 times or less.

また、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、通常、タングステン、モリブデン、金あ
るいは白金族を主成分としたものを用いることができる
Further, the electrode is not particularly limited as long as it is a heat-resistant conductor, but it can usually be made of tungsten, molybdenum, gold, or a platinum group metal as a main component.

更に、上記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、通常用いられるものとして、 TiO2,5
n02.  CaO,Zn○、  Nb20B、Cr2
O3,Ni○等の遷移金属酸化物があげられう 本発明
においてもこれらの内のいずれか1つまたは2つ以上の
組合せの物質を用いればよい。
Furthermore, the gas-sensitive metal oxide used in the gas-sensitive layer may be selected depending on the gas component to be detected, but TiO2,5 is commonly used.
n02. CaO, Zn○, Nb20B, Cr2
Examples include transition metal oxides such as O3 and Ni○.In the present invention, any one or a combination of two or more of these may be used.

また、感ガス層を保護することを目的として、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(上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
ぐものである。そして、コート層の材質としては、熱的
に安定な材質であれば特に限定はなく、例えばアルミナ
、マグネシアスピネル、ジルコニア等を用いることが出
来る。
Further, for the purpose of protecting the gas-sensitive layer, 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 gas-sensitive metal oxides and prevents the toxic substances from reaching the gas-sensitive layer.The material of the coating layer is thermally stable. There is no particular limitation as long as the material is suitable, and for example, alumina, magnesia spinel, zirconia, etc. can be used.

[作用] 上記のように構成された本発明のガス検出器において(
よ高温下で、陽極と陰極間に高バイアスを印加すること
により、感ガス層を形成する感ガス性金属酸化物にイオ
ン電流が流れる。それによって、陽極付近の金属酸化物
(友 金属イオン不足となるとともに酸素過剰の状態に
なり、その結果、陽極付近の酸素欠陥が少なくなること
で陽極側における内部抵抗が増加する。
[Function] In the gas detector of the present invention configured as described above (
By applying a high bias between the anode and cathode at higher temperatures, an ionic current flows through the gas-sensitive metal oxide forming the gas-sensitive layer. This results in a shortage of metal oxides (friend metal ions) near the anode and an excess of oxygen. As a result, the number of oxygen defects near the anode decreases, increasing the internal resistance on the anode side.

そこで、感ガス層と接する陽極と陰極との間隔を所定の
比率以上広く設定すると、感ガス層と電極との界面にか
かる電流密度は少なくなり、それによって、イオン電流
が流れにくくなるので、陽極と感ガス層との間の抵抗値
の上昇が抑えられる。
Therefore, if the distance between the anode and cathode in contact with the gas-sensitive layer is set to be wider than a predetermined ratio, the current density applied to the interface between the gas-sensitive layer and the electrode will decrease, which will make it difficult for the ionic current to flow. This suppresses the increase in resistance between the gas-sensitive layer and the gas-sensitive layer.

その結果、ガス分圧に対応した電圧信号が得ら札正確な
ガス分圧の検出を行うことができる。
As a result, a voltage signal corresponding to the gas partial pressure is obtained, and the gas partial pressure can be accurately detected.

[実施例] まず、本発明の一実施例を、第1図ないし第8図に基づ
いて説明する。
[Embodiment] First, an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 8.

本実施例(上盛ガス層としてT i 02を使用した酸
素ガス検出器(ガス検出器)10である。
This example is an oxygen gas detector (gas detector) 10 using T i 02 as the upper gas layer.

第1図の部分破断した斜視図に示すよう1:、セラミッ
ク基板12に(よ 電極パターン16が形成されており
、この電極パターン16の端子13a。
As shown in the partially broken perspective view of FIG.

13b、13eに;よ 白金リード線14a、14b、
14eが接続されている。上記電極パターン16(よ検
出用電極パターン16a、16bや熱抵抗電極パターン
16eから構成さ札 この電極パターン16上に(よ 
セラミック基板12と一体化されたセラミック板18が
積層されている。
13b, 13e; platinum lead wires 14a, 14b,
14e is connected. The electrode pattern 16 is composed of the detection electrode patterns 16a, 16b and the thermal resistance electrode pattern 16e.
A ceramic plate 18 integrated with a ceramic substrate 12 is laminated.

上記電極パターン16うち、感ガス層24と接する陽極
側電極パターン16aと陰極側電極パターン16bとの
間隔Wは、第2図に示すように、電極間に存在する感ガ
ス層24の最大厚みhの0゜5倍以上(例えば0.35
rom)に形成されている。
Among the electrode patterns 16, the distance W between the anode side electrode pattern 16a and the cathode side electrode pattern 16b which are in contact with the gas-sensitive layer 24 is determined by the maximum thickness h of the gas-sensitive layer 24 existing between the electrodes, as shown in FIG. 0°5 times or more (for example, 0.35
ROM).

また、第1図の上記セラミック板18には、窓部20が
形成されており、この窓部20にE  TlO2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。
Further, a window portion 20 is formed in the ceramic plate 18 shown in FIG. 1, and a gas-sensitive layer 24 containing E TlO2 as a main component is formed in this window portion 20. Spherical granulated particles 22 are interposed between the gas-sensitive layer 24 and the ceramic substrate 12 to prevent them from peeling off.

また、上記感ガス層24に11  Pt、Rh貴金属か
らなる触媒が担持されており、更にこの感ガス層24を
覆って、Al2O3からなるコート層26が形成されて
いる。
Further, a catalyst made of noble metals 11 Pt and Rh is supported on the gas-sensitive layer 24, and a coat layer 26 made of Al2O3 is further formed to cover this gas-sensitive layer 24.

次に、上記酸素ガス検出器]0の製造工程を第3図ない
し第7図に基づいて説明する。
Next, the manufacturing process of the oxygen gas detector [0] will be explained based on FIGS. 3 to 7.

■ アルミナ92wt%、マグネシア3wt%、及び焼
結助剤(シリカ、カルシア等)5wt%をポットミルに
て20時間混合する。その後、該混合物に有機バインダ
としてポリビニルブチラール12wt%、フタル酸ジブ
チル4wt%を添加し、溶剤としてメチルエチルケトン
、トルエン等を加える。さらにポットミルで15時間混
合してスラリとし、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ト12A、18Aを形成する。
(2) 92 wt% alumina, 3 wt% magnesia, and 5 wt% sintering aids (silica, calcia, etc.) are mixed in a pot mill for 20 hours. Thereafter, 12% by weight of polyvinyl butyral and 4% by weight of dibutyl phthalate are added as an organic binder to the mixture, and methyl ethyl ketone, toluene, etc. are added as a solvent. Further, the mixture is mixed in a pot mill for 15 hours to form a slurry, and green sheets 12A and 18A for substrates and 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ト1
2Aで47.8mmX4.0mmX0゜8mm’、積層
用グリーンシート18Aで47.8mmX4.Ornm
Xo、26mm’である。そして、上記積層用グリーン
シート18Aに3−05mmX2.Ommの窓部20を
形成する。
The shape of the green sheet above is board green sheet 1.
2A is 47.8mmX4.0mmX0°8mm', 18A green sheet for lamination is 47.8mmX4. Ornm
Xo, 26 mm'. Then, on the green sheet for lamination 18A, 3-05mm x 2. A window portion 20 of 0 mm is formed.

■ 次に、白金黒とスポンジ状白金とを、2:1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、ブチルカルピトール、エトセ
ル等の溶剤を加えて、電極用ペーストとする。
■Next, platinum black and spongy platinum were mixed at a ratio of 2:1, and 10 wt% of the green sheet material mixture used in (■) above was added, and a solvent such as butyl calpitol and ethocel was added. and use it as an electrode paste.

■ 次に、上記■で調整した電極用ペーストを用い、厚
膜印刷によって基板用グリーンシート12A上に電極パ
ターン16を形成する。この電極パターン16としては
、検出用電極パターン16a、16b、及び感ガス層2
4を加熱するヒータとなる熱抵抗電極パターン16eと
、上記両パターン16の端子となる端子パターン13a
、13b、13eを形成する。 (第3図(イ)、 (
ロ))ここで、上記雨検出用電極パターン16a、16
bの間隔Wは、電極間に存在する感ガス層24の厚さh
に対して0. 5倍以上の間隔Wになるように、例えば
0.35mmに形成する。
(2) Next, using the electrode paste prepared in (2) above, the electrode pattern 16 is formed on the substrate green sheet 12A by thick film printing. This electrode pattern 16 includes detection electrode patterns 16a, 16b, and gas-sensitive layer 2.
4, and a terminal pattern 13a that serves as a terminal for both patterns 16.
, 13b, 13e are formed. (Figure 3 (a), (
b)) Here, the rain detection electrode patterns 16a, 16
The interval W of b is the thickness h of the gas-sensitive layer 24 existing between the electrodes.
0. The distance W is formed to be 5 times or more, for example, 0.35 mm.

■ その後、上記端子パターン13a、13b。(2) After that, the terminal patterns 13a and 13b.

13eに、直径0.2mmの白金リード線14a。13e, a platinum lead wire 14a with a diameter of 0.2 mm.

14b、14eをそれぞれ接続する(第4図(イ)(ロ
))。
14b and 14e respectively (Fig. 4 (a) and (b)).

■ 次に上記基板用グリーンシート12A上に積層用グ
リーンシート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ト18への窓部20
に(よ検出用電極パターン16a、16bの先端が露出
している。そして、窓部20中に上記ので調整したグリ
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’Cで大気とほぼ同一雰囲気中
にて2時間焼成することで一体となったセラミック基板
12およびセラミック板18を形成する(第5図(イ)
 (ロ))。
(2) Next, the lamination green sheet 18A is laminated and thermocompressed onto the substrate green sheet 12A to form a laminate. At this time, the window 20 to the laminating green sheet 18
(The tips of the detection electrode patterns 16a and 16b are exposed.Then, in the window 20, 80 to 150 mesh spherical granulated particles (secondary particles) made of the same material as the green sheet prepared above are inserted. ) 22 is dispersed and adhered, and then the above-mentioned laminate is fired at 1500'C for 2 hours in an atmosphere that is almost the same as the air, thereby forming an integrated ceramic substrate 12 and ceramic plate 18 (see Fig. 5 ( stomach)
(B)).

上述のように球形造粒粒子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 and fired as described above, each particle 22 is dispersed on the ceramic substrate 12 to form an uneven surface.

■ 次に感ガス層24を形成するために、セラミック板
18の窓部20内1:、TlO2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TlO2ペ
ーストを調整する。
■ Next, in order to form the gas-sensitive layer 24, the inside of the window 20 of the ceramic plate 18 is filled with a gas-sensitive metal oxide whose main component is TlO2.First, the TlO2 paste is prepared. .

即ち、大気中1200℃で1時間仮焼した平均粒径1.
2μmのTlO2粉末100重量部に対して、触媒とし
て白金黒20重量部を加え、さら1.−バインダとして
、3重量%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−ブトキシエトキ
シ)エタノールの商品名)中で混合し、300ポイズの
粘度にして、T i 02ペーストを調整する。
That is, the average particle size after calcining in the atmosphere at 1200°C for 1 hour was 1.
20 parts by weight of platinum black was added as a catalyst to 100 parts by weight of 2 μm TlO2 powder, and further 1. - adding only 2 parts by weight of 3% by weight ethyl cellulose as a binder;
These are mixed in butycarpitol (a trade name for 2-(2-butoxyethoxy)ethanol) to a viscosity of 300 poise to prepare a T i 02 paste.

そして、このTiO2ペーストを、窓部20内の電極パ
ターン16a、16b上に20〜50μm厚膜塗布する
(第6図(イ)(ロ))。
Then, this TiO2 paste is applied to a thickness of 20 to 50 μm on the electrode patterns 16a and 16b within the window portion 20 (FIGS. 6(A) and 6(B)).

■ 次に、上記感ガス層24に触媒を担持させるのであ
るが、まず、塩化白金酸(Pt: 200g/l)を2
.0μm感ガス層24に滴下し、次にプロパンバーナ中
で950℃にて急熱分解することにより白金触媒を均一
担持させる。
(2) Next, a catalyst is supported on the gas-sensitive layer 24. First, chloroplatinic acid (Pt: 200 g/l) is
.. The platinum catalyst is uniformly supported by dropping it onto the 0 μm gas-sensitive layer 24 and then rapidly thermally decomposing it at 950° C. in a propane burner.

■ 次に、上記感ガス層24上に、コート層26用のA
l2O3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’Cの大気中(二1時間放置し
て焼成する(第7図(イ)(ロ))。
(2) Next, on the gas-sensitive layer 24, a layer of A for the coating layer 26 is applied.
After applying the paste consisting of 12O3, the laminate which has undergone the above steps is fired in the atmosphere at 1200'C (for 21 hours) (FIGS. 7(a) and 7(b)).

次に、本実施例の効果を確認するために行った実験例に
ついて説明する。
Next, an example of an experiment conducted to confirm the effects of this example will be described.

(実験例]) この実験では、ガス検出器10の両電極パターン16a
、16bの間隔(内側端部の間の間隔)Wと、電極間に
存在する感ガス層24の最大厚みhとの比率を、第1表
に示すように設定する。尚、両電極パターン16a、1
6bの長さ及び幅は一定とした。
(Experiment example) In this experiment, both electrode patterns 16a of the gas detector 10
, 16b (distance between the inner ends) W and the maximum thickness h of the gas-sensitive layer 24 existing between the electrodes is set as shown in Table 1. Note that both electrode patterns 16a, 1
The length and width of 6b were constant.

第1表 この様にして作成したガス検出器10の内部抵抗RTを
、ガス温度350℃のプロパンバーナ中で、空燃比λ=
0.9に設定して初期の測定を行う。
Table 1: The internal resistance RT of the gas detector 10 prepared in this way is measured at the air-fuel ratio λ=
Set to 0.9 and perform initial measurements.

この内部抵抗RTの測定方法(よ 第1図のリード線1
4eに+12Vの電圧を印加し、リード線14a’lア
ースに接続し、リード14aと14bとの間に50にΩ
の固定抵抗を接続して行う。これによって得られたデー
タを、初期データと称する。
How to measure this internal resistance RT (lead wire 1 in Figure 1)
Apply +12V voltage to 4e, connect lead wire 14a'l to ground, and connect 50Ω between leads 14a and 14b.
This is done by connecting a fixed resistor. The data obtained in this way is called initial data.

次に、本実施例の経時変化を調べるために、ガス検出器
10の耐久試験を行う。
Next, a durability test of the gas detector 10 is performed in order to examine the change over time in this example.

まず、大気中でリード線14aに+20Vの電圧を印加
し、リード線14bに5vの電圧を印加するとともに、
リード線14eをアースに接続して、約1000℃にて
300分間感ガス層24を加熱する。そして加熱した後
に、初期データの測定と同様に、ガス検出器10の内部
抵抗RTを測定する。これによって得られたデータを耐
久後データと称する。
First, a voltage of +20V is applied to the lead wire 14a in the atmosphere, a voltage of 5V is applied to the lead wire 14b, and
The lead wire 14e is connected to ground, and the gas-sensitive layer 24 is heated at about 1000° C. for 300 minutes. After heating, the internal resistance RT of the gas detector 10 is measured in the same way as the initial data measurement. The data obtained in this way is called post-endurance data.

上記両測定の結果を第2表及び第8図に示す。The results of both of the above measurements are shown in Table 2 and FIG.

第2表 上記第2表及び第8図から、初期データと耐久後データ
との内部抵抗RTの増加の様子を比較すると、本実施例
では、その増加の割合(比率)(ヨいずれも4.5倍以
下とそれほど大きくはなく、特に陰6〜叱10のものは
2.5倍以下と小さな値となっているが、比較例では9
倍と大きく増加している。即ち、陽極側の電極パターン
16aと陰極側電極パターン16bとの間隔Wを、電極
間に存在する感ガス層24の最大厚みhの0. 5倍以
上と設定したものが、耐久後の内部抵抗RTの増加が少
ない。このうち、特に上記比率を1.5倍以上に設定し
たNct6〜NclOOものが、耐久後の内部抵抗RT
の増加が特に少なくなっており、両電極パターン16a
、16bとの間隔Wが大きいものほどその効果が顕著に
あられれている。尚、内部抵抗RTの増加が、5倍以上
であれば特性的に大きく劣化するが、2倍前後までの増
加であればそれほど大きな影響はない。
Table 2 Comparing the increase in internal resistance RT between the initial data and the post-durability data from Table 2 and FIG. It is not so large, less than 5 times, and in particular, the value of Yin 6 to 10 is small, less than 2.5 times, but in the comparative example, it is 9
It has increased significantly by double. That is, the distance W between the anode-side electrode pattern 16a and the cathode-side electrode pattern 16b is set to 0.000% of the maximum thickness h of the gas-sensitive layer 24 existing between the electrodes. When the value is set to 5 times or more, the increase in internal resistance RT after durability is small. Among these, Nct6 to NclOO, in which the above ratio is set to 1.5 times or more, has an internal resistance RT after durability.
The increase in both electrode patterns 16a is particularly small.
, 16b, the larger the distance W between the two, the more remarkable the effect is. Note that if the internal resistance RT increases by a factor of 5 or more, the characteristics will be significantly degraded, but if the increase is about 2 times or more, there will be no significant effect.

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明のガス検出器においては、
陽極と陰極との間隔(飄電極間に存在する感ガス層の最
大厚みの0.5倍以上とすることにより、両電極の電極
界面付近の電流密度が少なくなるので、マイグレーショ
ンを抑制して内部抵抗の増加を低く抑えることができる
。従って、高温の酸化雰囲気下における電極の劣化を防
止し、ガス分圧に対応した電気信号を正確に取り出すこ
とができ、加えてガス検出器の耐久性も向上させること
ができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, in the gas detector of the present invention,
By setting the distance between the anode and the cathode (at least 0.5 times the maximum thickness of the gas-sensitive layer existing between the electrodes), the current density near the electrode interface of both electrodes is reduced, suppressing migration and increasing the internal It is possible to suppress the increase in resistance to a low level.Therefore, it is possible to prevent electrode deterioration in high-temperature oxidizing atmospheres, to accurately extract electrical signals corresponding to gas partial pressure, and to increase the durability of the gas detector. can be improved.

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

第1図は本発明の一実施例のガス検出器を一部破断して
示す斜視図、第2図は本実施例の要部を示す断面図、第
3図〜第7図はガス検出器の組立手順を示す図であり、
各図において、 (イ)は正面@ (ロ)はA−A線端
面図、第8図は耐久試験1こ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
図である。 O・・・ガス検出器 6b・・・陽極側電極パターン 6a・・・陰極側電極パターン 6e・・・熱抵抗電極パターン 4・・・感ガス層
Fig. 1 is a partially cutaway perspective view of a gas detector according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view showing the main parts of this embodiment, and Figs. 3 to 7 are a gas detector. It is a diagram showing the assembly procedure of
In each figure, (A) is a front view @ (B) is an end view along line A-A, Figure 8 is a graph showing the change in internal resistance during one durability test, and Figure 9 is an electrical diagram showing a conventional gas detector. It is a circuit diagram. O... Gas detector 6b... Anode side electrode pattern 6a... Cathode side electrode pattern 6e... Heat resistance electrode pattern 4... Gas sensitive layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 陽極及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
のガス成分及び/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、 上記両電極の間隔が、該電極間に存在する感ガス層の最
大厚みの0.5倍以上であることを特徴とするガス検出
器。
[Claims] 1. A pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, which covers the pair of electrodes, contains a gas-sensitive metal oxide, and whose electrical resistance changes depending on the surrounding gas component and/or its concentration. A gas detector equipped with a porous gas-sensitive layer, characterized in that the distance between the two electrodes is 0.5 times or more the maximum thickness of the gas-sensitive layer existing between the electrodes. vessel.
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