JPH03249555A - 多成分ガスセンサ - Google Patents
多成分ガスセンサInfo
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- JPH03249555A JPH03249555A JP4821690A JP4821690A JPH03249555A JP H03249555 A JPH03249555 A JP H03249555A JP 4821690 A JP4821690 A JP 4821690A JP 4821690 A JP4821690 A JP 4821690A JP H03249555 A JPH03249555 A JP H03249555A
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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ｎ型金属酸化物半導体をガス感応体膜とする
多成分ガスセンサに係り、特に安価、小型のセンサ構造
に関する。
多成分ガスセンサに係り、特に安価、小型のセンサ構造
に関する。
酸化スズ、酸化亜鉛等のｎ型金属酸化物半導体は、大気
中で３００〜５００℃の温度にて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しているが、
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抵抗値が減少する。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てい
る。
中で３００〜５００℃の温度にて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しているが、
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抵抗値が減少する。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てい
る。
第５図は従来のガスセンサを示し、第５図（ａ）は平面
図、第５図（ｂ）は裏面図である。アルミナ製の絶縁性
基板１１の一方の面に一対の電極１２．１３を設け、こ
の電極１２．１３にガス感応体膜１４が設けられる。
１５．１６は電極１２．１３の引き出し用リード線であ
る。絶縁性基板１１の他方の面には、ガス感応体膜１４
を加熱するヒータが設けられ、リード線１８１９により
電源に接続される。 １０．２０はスルーホールである
。
図、第５図（ｂ）は裏面図である。アルミナ製の絶縁性
基板１１の一方の面に一対の電極１２．１３を設け、こ
の電極１２．１３にガス感応体膜１４が設けられる。
１５．１６は電極１２．１３の引き出し用リード線であ
る。絶縁性基板１１の他方の面には、ガス感応体膜１４
を加熱するヒータが設けられ、リード線１８１９により
電源に接続される。 １０．２０はスルーホールである
。
近年、検知器あるいはガス警報器は、同一の機器で複数
の成分９例えば都市ガスとＣＯガスの２成分を検知する
ことが必要とされるようになった。
の成分９例えば都市ガスとＣＯガスの２成分を検知する
ことが必要とされるようになった。
これは、我が国での居住空間の欧米化が進み、部屋の気
密度が高くなり、ガス漏れによる爆発事故と共に、不完
全燃焼によるＣｏガス中毒による事故が急増してきてい
ることによる。都市ガスとＣｏガスとは、検知に用いる
ガス感応体の材質、特に酸化スズなどに添加される触媒
の種ｌ！１ 量等が異なるために従来は上記２成分を検
知するために２種類のガス感応体をそれぞれ異なるセン
サ基板に形成しそれらを異なるセンサベースに維持して
用いていた。
密度が高くなり、ガス漏れによる爆発事故と共に、不完
全燃焼によるＣｏガス中毒による事故が急増してきてい
ることによる。都市ガスとＣｏガスとは、検知に用いる
ガス感応体の材質、特に酸化スズなどに添加される触媒
の種ｌ！１ 量等が異なるために従来は上記２成分を検
知するために２種類のガス感応体をそれぞれ異なるセン
サ基板に形成しそれらを異なるセンサベースに維持して
用いていた。
しかしながら上述のような従来のガスセンサは、単一成
分のガスセンサを重複したものに過ぎず、価格１センサ
の大きさ等が検知すべきガスの種類に従って増大すると
いう問題があった。
分のガスセンサを重複したものに過ぎず、価格１センサ
の大きさ等が検知すべきガスの種類に従って増大すると
いう問題があった。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的はガスセ
ンサの集積化を図ることにより、小型で安価な多成分ガ
スセンサを提供することにある。
ンサの集積化を図ることにより、小型で安価な多成分ガ
スセンサを提供することにある。
（１１題を解決するための手段］
上述の目的はこの発明によれば、絶縁性基板と、感応体
膜と、ヒータとを有し、前記絶縁性基板は感応体膜とヒ
ータとを支持し、前記感応体膜はｎ型金属酸化物半導体
を主成分とし、絶縁性基板の１主面上に検出成分の数に
応して複数個設けられ、前記ヒータは絶縁性基板の前記
主面に対向する主面上に感応体膜の所要温度の種類に応
して少なくとも１個、感応体膜と対向して設けることに
より達成される。
膜と、ヒータとを有し、前記絶縁性基板は感応体膜とヒ
ータとを支持し、前記感応体膜はｎ型金属酸化物半導体
を主成分とし、絶縁性基板の１主面上に検出成分の数に
応して複数個設けられ、前記ヒータは絶縁性基板の前記
主面に対向する主面上に感応体膜の所要温度の種類に応
して少なくとも１個、感応体膜と対向して設けることに
より達成される。
感応体膜は検知するガスの種類によりその材料動作温度
を異にするのが一般であるが、同一温度で動作する感応
体膜に対してはヒータは共通化することができる。
を異にするのが一般であるが、同一温度で動作する感応
体膜に対してはヒータは共通化することができる。
基板上に感応体膜が集積されると、単一ガス成分あたり
の製造工数や材料費が少なくなり、コストダウンと小型
化が可能になる。
の製造工数や材料費が少なくなり、コストダウンと小型
化が可能になる。
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多成分ガスセンサを示
し、第１図（ａ）は平面図、第１図（ト））は裏面図で
ある。
し、第１図（ａ）は平面図、第１図（ト））は裏面図で
ある。
２つのスルーホール２８．３６を持つアルミナ基板に白
金電極２７．３０，３１．３２，３８．３９を厚膜印刷
法により形成した。ここでスルーホール２８．３６の内
壁も白金電極によって電気的導通を保つようにした。
金電極２７．３０，３１．３２，３８．３９を厚膜印刷
法により形成した。ここでスルーホール２８．３６の内
壁も白金電極によって電気的導通を保つようにした。
酸化ルテニウムを主成分とするヒータ２３を所定の形状
に厚膜印刷法を用いて形成した。感応体１１２１として
、都市ガスを検知できるパラジウム入りの酸化スズを、
また感応体膜２２としてＣｏガスを検知できる白金入り
の酸化スズを順次厚膜印刷法により形成した。白金製の
リード線２９，３３，３４．３５をボンディングすると
共に、センサベース （図示せず）の４本のビンにリー
ドの他端をポンディングした。最後に、防爆用の金網か
らなるキャップでセンサベースを被覆し、都市ガス、Ｃ
Ｏガス２成分ガスセンサを作製した。リード線は４本と
なる。
に厚膜印刷法を用いて形成した。感応体１１２１として
、都市ガスを検知できるパラジウム入りの酸化スズを、
また感応体膜２２としてＣｏガスを検知できる白金入り
の酸化スズを順次厚膜印刷法により形成した。白金製の
リード線２９，３３，３４．３５をボンディングすると
共に、センサベース （図示せず）の４本のビンにリー
ドの他端をポンディングした。最後に、防爆用の金網か
らなるキャップでセンサベースを被覆し、都市ガス、Ｃ
Ｏガス２成分ガスセンサを作製した。リード線は４本と
なる。
第２図はこの発明の実施例に係る多成分ガスセンサの電
気結線図である。ガスセンサの感応体膜２１ 、２２の
電気抵抗変化は負荷抵抗２４．２５の電圧ＶＩＶ、によ
り検出される。２６は１００ｖ商用ｔＳである。
気結線図である。ガスセンサの感応体膜２１ 、２２の
電気抵抗変化は負荷抵抗２４．２５の電圧ＶＩＶ、によ
り検出される。２６は１００ｖ商用ｔＳである。
ヒータ２３に通電してセンサ温度は３７０°Ｃに保持さ
れる。都市ガスの主成分であるメタンのガス濃度は０．
４％、ＣＯのガス濃度は２００ｐｐｍとし、大気中での
抵抗値とガス中の抵抗値Ｒ１との比 （Ｒ０／Ｒ，）を
測定した。第１表に結果を示す。
れる。都市ガスの主成分であるメタンのガス濃度は０．
４％、ＣＯのガス濃度は２００ｐｐｍとし、大気中での
抵抗値とガス中の抵抗値Ｒ１との比 （Ｒ０／Ｒ，）を
測定した。第１表に結果を示す。
第１表
第１表に示すように、本発明のセンサは、都市ガスの主
成分であるメタンおよびＣｏガスの両方の成分を検知で
きることが判る。
成分であるメタンおよびＣｏガスの両方の成分を検知で
きることが判る。
（実施例２）
第３図はこの発明の異なる実施例に係る多成分ガスセン
サを示し、第３図（ａ）は平面図、第３図■）は裏面図
である。第４図はこの発明の異なる実施例に係る多成分
ガスセンサの電気結線図である。
サを示し、第３図（ａ）は平面図、第３図■）は裏面図
である。第４図はこの発明の異なる実施例に係る多成分
ガスセンサの電気結線図である。
この実施例では２つのヒータ４２．４４が設けられ、ス
ルーホール４７．５０を有する基板に電極４５，４６，
４９゜５２．５３．５７が、さらにリード線４８，５１
，５４．５５が設けられる。感応体膜４１．４２はパラ
ジウムを担持した酸化スズである。ヒータ４２．４４は
酸化ルテニウムでそれぞれの抵抗値を異にしている。セ
ンサ温度は感応体＃４１が３８５℃、感応体膜４３が３
２０″Ｃに設定される。実施例１と同様にして測定した
ガス感度（Ｒ，／Ｒ，）を第２表に示した。
ルーホール４７．５０を有する基板に電極４５，４６，
４９゜５２．５３．５７が、さらにリード線４８，５１
，５４．５５が設けられる。感応体膜４１．４２はパラ
ジウムを担持した酸化スズである。ヒータ４２．４４は
酸化ルテニウムでそれぞれの抵抗値を異にしている。セ
ンサ温度は感応体＃４１が３８５℃、感応体膜４３が３
２０″Ｃに設定される。実施例１と同様にして測定した
ガス感度（Ｒ，／Ｒ，）を第２表に示した。
第２表
第２表に示すように本実施例のガスセンサは、都市ガス
の主成分であるメタン、およびガス中毒物質の代表成分
であるＣＯガスの両方共高感度に検知することができる
。
の主成分であるメタン、およびガス中毒物質の代表成分
であるＣＯガスの両方共高感度に検知することができる
。
［発明の効果］
この発明によれば、絶縁性基板と、感応体膜と、ヒータ
とを存し、前記絶縁性基板は感応体膜とヒータとを支持
し、前記感応体膜はｎ型金属酸化物半導体を主成分とし
、絶縁性基板の１主面上に検出成分の数に応じて複数個
設けられ、前記ヒータは絶縁性基板の前記主面に対向す
る主面上に感応体膜の所要温度の種類に応じて少なくと
も１個、感応体膜と対向して設けられているので、単一
成分あたりのコストダウンが図られ、安価かつ小型の多
成分ガスセンサが得られる。
とを存し、前記絶縁性基板は感応体膜とヒータとを支持
し、前記感応体膜はｎ型金属酸化物半導体を主成分とし
、絶縁性基板の１主面上に検出成分の数に応じて複数個
設けられ、前記ヒータは絶縁性基板の前記主面に対向す
る主面上に感応体膜の所要温度の種類に応じて少なくと
も１個、感応体膜と対向して設けられているので、単一
成分あたりのコストダウンが図られ、安価かつ小型の多
成分ガスセンサが得られる。
第１図はこの発明の一実施例に係る多成分ガスセンサを
示し、第１図（ａ）は平面図、第１図〜）は真面図、第
２図は第１図の多成分ガスセンサの電気結線図、第３図
はこの発明の異なる実施例に係る多成分ガスセンサを示
し、第３図（ａ）は平面図、第３図（ｂ）は裏面図、第
４図は第３図の多成分ガスセンサの電気結線図、第５図
は従来のガスセンサを示し、第５図（司は平面図、第５
図ら）は裏面図である。 １１：絶縁性基板、２１．２２：感応体膜、２３：ヒー
（（１） 第５図 （ｂ）
示し、第１図（ａ）は平面図、第１図〜）は真面図、第
２図は第１図の多成分ガスセンサの電気結線図、第３図
はこの発明の異なる実施例に係る多成分ガスセンサを示
し、第３図（ａ）は平面図、第３図（ｂ）は裏面図、第
４図は第３図の多成分ガスセンサの電気結線図、第５図
は従来のガスセンサを示し、第５図（司は平面図、第５
図ら）は裏面図である。 １１：絶縁性基板、２１．２２：感応体膜、２３：ヒー
（（１） 第５図 （ｂ）
Claims (1)
- １）絶縁性基板と、感応体膜と、ヒータとを有し、前記
絶縁性基板は感応体膜とヒータとを支持し、前記感応体
膜はｎ型金属酸化物半導体を主成分とし、絶縁性基板の
１主面上に検出成分の数に応じて複数個設けられ、前記
ヒータは絶縁性基板の前記主面に対向する主面上に感応
体膜の所要温度の種類に応じて少なくとも１個、感応体
膜と対向して設けられていることを特徴とする多成分ガ
スセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4821690A JPH03249555A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 多成分ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4821690A JPH03249555A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 多成分ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249555A true JPH03249555A (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=12797219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4821690A Pending JPH03249555A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 多成分ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03249555A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017217A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 薄膜ガスセンサ |
| KR101237879B1 (ko) * | 2010-05-07 | 2013-02-27 | (주)와이즈산전 | 가스 센서 |
| WO2015173974A1 (ja) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | 株式会社立山科学デバイステクノロジー | ガスセンサ |
| WO2017165120A1 (en) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Kerdea Technologies, Inc. | Resistive based nox sensing method and apparatus |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4821690A patent/JPH03249555A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017217A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 薄膜ガスセンサ |
| KR101237879B1 (ko) * | 2010-05-07 | 2013-02-27 | (주)와이즈산전 | 가스 센서 |
| WO2015173974A1 (ja) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | 株式会社立山科学デバイステクノロジー | ガスセンサ |
| JP2015219093A (ja) * | 2014-05-16 | 2015-12-07 | 株式会社立山科学デバイステクノロジー | ガスセンサ |
| WO2017165120A1 (en) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Kerdea Technologies, Inc. | Resistive based nox sensing method and apparatus |
| EP3411698A4 (en) * | 2016-03-24 | 2018-12-19 | Kerdea Technologies, Inc. | Resistive based nox sensing method and apparatus |
| US10760466B2 (en) | 2016-03-24 | 2020-09-01 | Kerdea Technologies, Inc. | Resistive based NOx sensing method and apparatus |
| EP3705880A1 (en) | 2016-03-24 | 2020-09-09 | Kerdea Technologies, Inc. | Resistive based nox sensing method and apparatus |
| US11274591B2 (en) | 2016-03-24 | 2022-03-15 | Kerdea Technologies, Inc. | Resistive based NOx sensing method and apparatus |
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