JPH037265B2 - - Google Patents
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- JPH037265B2 JPH037265B2 JP57221019A JP22101982A JPH037265B2 JP H037265 B2 JPH037265 B2 JP H037265B2 JP 57221019 A JP57221019 A JP 57221019A JP 22101982 A JP22101982 A JP 22101982A JP H037265 B2 JPH037265 B2 JP H037265B2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一酸化炭素ガス（COガス）に選択的
に感応するガスセンサーの構造に関する。
に感応するガスセンサーの構造に関する。
COガス、プロパンガス、都市ガス等は生物に
対する毒性や爆発の危険性が極めて高いため、近
年このガスセンサーが種々提案されている。従来
のガスセンサーは抵抗変化、酸化反応熱、電気化
学反応などを利用したものが知られている。電気
化学反応を利用したガスセンサーとしては酸素イ
オン導電性固体電解質に一対の電極を設けたもの
が知られており約400℃以下の温度でCOガス、
H2ガスその他可燃性ガスに感応する（特開昭54
−146690号公報）。しかしこのガスセンサーはCO
ガス以外の可燃性ガスにも感応し、特にH2ガス
に対して敏感であり、その出力（起電力）はCO
ガスの約２〜５倍でありCOガスを感度よく検知
するには適さない。
対する毒性や爆発の危険性が極めて高いため、近
年このガスセンサーが種々提案されている。従来
のガスセンサーは抵抗変化、酸化反応熱、電気化
学反応などを利用したものが知られている。電気
化学反応を利用したガスセンサーとしては酸素イ
オン導電性固体電解質に一対の電極を設けたもの
が知られており約400℃以下の温度でCOガス、
H2ガスその他可燃性ガスに感応する（特開昭54
−146690号公報）。しかしこのガスセンサーはCO
ガス以外の可燃性ガスにも感応し、特にH2ガス
に対して敏感であり、その出力（起電力）はCO
ガスの約２〜５倍でありCOガスを感度よく検知
するには適さない。
一方、ガス検知素子は実用上連続して使用する
ことから、小形で消費電力が少なく安定性に優れ
たものが望まれているがまた十分なものはない。
ことから、小形で消費電力が少なく安定性に優れ
たものが望まれているがまた十分なものはない。
本発明は上記した問題点を解消する一酸化炭素
ガスセンサーを提供することを目的とする。
ガスセンサーを提供することを目的とする。
本発明は、セラミツク筒内に該セラミツク筒内
の長手方向を二部屋に分ける固体電解質の板状の
仕切りを有し、該仕切りの両側には一対の電極を
形成し、該仕切りによつて分けられる筒内の一方
の部屋には一酸化炭素ガスを含む可燃ガスを酸化
する触媒の粒子を充填し、他方の部屋には一酸化
炭素ガス以外の可燃ガスを酸化する触媒の粒子を
充填して、セラミツク筒の両端を多孔質のセラミ
ツク板で封着し、セラミツク筒の外部より加熱す
る構造にしてなる一酸化炭素ガスセンサーに関す
る。
の長手方向を二部屋に分ける固体電解質の板状の
仕切りを有し、該仕切りの両側には一対の電極を
形成し、該仕切りによつて分けられる筒内の一方
の部屋には一酸化炭素ガスを含む可燃ガスを酸化
する触媒の粒子を充填し、他方の部屋には一酸化
炭素ガス以外の可燃ガスを酸化する触媒の粒子を
充填して、セラミツク筒の両端を多孔質のセラミ
ツク板で封着し、セラミツク筒の外部より加熱す
る構造にしてなる一酸化炭素ガスセンサーに関す
る。
本発明においてセラミツク筒の材質、形状及び
大きさは用途により適宜選定すればよく制限はな
いが、通常アルミナ、ステアタイト、ムライト等
の円筒形のものが用いられる。
大きさは用途により適宜選定すればよく制限はな
いが、通常アルミナ、ステアタイト、ムライト等
の円筒形のものが用いられる。
板状の仕切りはイツトリア（Y2O3）安定化ジ
ルコニア（ZrO2）等の酸素イオン導電性の固体
電解質体で厚みは１mm以下が好ましい。仕切りの
両側の対向する位置に白金（Pt）等の電極を被
着させる。電極が被着する部分の仕切りの表面粗
さを0.5〜5μｍ及び電極の膜厚を0.5〜3μｍにする
とCOガスの検出感度が向上して好ましい。
ルコニア（ZrO2）等の酸素イオン導電性の固体
電解質体で厚みは１mm以下が好ましい。仕切りの
両側の対向する位置に白金（Pt）等の電極を被
着させる。電極が被着する部分の仕切りの表面粗
さを0.5〜5μｍ及び電極の膜厚を0.5〜3μｍにする
とCOガスの検出感度が向上して好ましい。
仕切りはセラミツク筒内に挿入固定してセラミ
ツク筒内の長手方向を二部屋に分ける。固定の方
法は例えば第２図に示すようにセラミツク筒６の
内周部に段１１を設け、この段１１に無機質の接
着剤等を用いて仕切り７を接着する。このほか例
えばZrO2及ぼY2O3の混合粉末を多段プレス等を
用いて成形及び焼結してセラミツク筒及び仕切り
を固体電解質の一体化物としてもよい。
ツク筒内の長手方向を二部屋に分ける。固定の方
法は例えば第２図に示すようにセラミツク筒６の
内周部に段１１を設け、この段１１に無機質の接
着剤等を用いて仕切り７を接着する。このほか例
えばZrO2及ぼY2O3の混合粉末を多段プレス等を
用いて成形及び焼結してセラミツク筒及び仕切り
を固体電解質の一体化物としてもよい。
上記セラミツク筒内の一方の部屋には例えばア
ルミナ粒子にPtを付着させたCOガスを含む可燃
ガスを酸化する触媒の粒子を充填し、他方の部屋
には例えば発明者の１人がさきに提案した特願昭
57−147530号に示される酸化錫（SnO2，SnO）
のようなCOガス以外の可燃ガスを酸化する触媒
の粒子を充填し、セラミツク筒の両端をアルミナ
製、珪石製等の多孔質セラミツク板で封着する。
ルミナ粒子にPtを付着させたCOガスを含む可燃
ガスを酸化する触媒の粒子を充填し、他方の部屋
には例えば発明者の１人がさきに提案した特願昭
57−147530号に示される酸化錫（SnO2，SnO）
のようなCOガス以外の可燃ガスを酸化する触媒
の粒子を充填し、セラミツク筒の両端をアルミナ
製、珪石製等の多孔質セラミツク板で封着する。
上記触媒の粒子の大きさ及び多孔質のセラミツ
ク板の孔の大きさは被検ガスが通過して電極面に
到達できる範囲のものを選定すればよく特に制限
はない。
ク板の孔の大きさは被検ガスが通過して電極面に
到達できる範囲のものを選定すればよく特に制限
はない。
セラミツク筒を加熱する手段にも制限はないが
セラミツク筒の外周をコイルヒーターで巻回して
通電加熱すれば温度制御が容易であり好ましい。
セラミツク筒の外周をコイルヒーターで巻回して
通電加熱すれば温度制御が容易であり好ましい。
上記のように構成したCOガスセンサーを例え
ば400℃に加熱して被検ガス雰囲気中におくと、
被検ガスは多孔質のセラミツク板よりセラミツク
筒内の二つの部屋に入り、一方の部屋に入つたガ
スは可燃ガスが酸化されて電極面に到達し、他方
の部屋に入つたガスはCOガス以外のガスが酸化
されて対向する電極間に到達して固体電解質の仕
切りを挾む両電極間にCOガス濃度に比例した起
電力を発生するから、この起電力（出力）を電極
からリード線により接続した外部計器により計測
し、COガスの濃度を測定する。
ば400℃に加熱して被検ガス雰囲気中におくと、
被検ガスは多孔質のセラミツク板よりセラミツク
筒内の二つの部屋に入り、一方の部屋に入つたガ
スは可燃ガスが酸化されて電極面に到達し、他方
の部屋に入つたガスはCOガス以外のガスが酸化
されて対向する電極間に到達して固体電解質の仕
切りを挾む両電極間にCOガス濃度に比例した起
電力を発生するから、この起電力（出力）を電極
からリード線により接続した外部計器により計測
し、COガスの濃度を測定する。
次に実施例を説明する。
実施例 １
ZrO292モル及びY2O38モルよりなる原料混合
粉末をスプレードライアーで造粒し、これを多段
プレスにより成形し、1650℃で焼結して外径５
mm、内径3.5mm、長さ６mm及び中央部の仕切りの
厚さ１mmの第１図に示す縦断面がＨ形の安定化ジ
ルコニア固体電解質円筒の焼結体１を得た。該焼
結体の仕切り両面をダイヤモンド研磨機で平均面
粗さ2.5μｍとし、この面に電子線蒸着で直径2.5
mm、膜厚0.1μｍのPt電極一対２，２を形成した。
該電極に0.1mmφのAu製のリード線５，５を接続
したのち、焼結体１内の一方の部屋にＡ触媒とし
て比表面積340m2／ｇの住友アルミニウム製KHD
アルミナ造粒粉を平均100メツシユに調整したも
のに、Ptとして2.5wt％を含むように塩化白金酸
の水溶液を含浸したのち600℃で10時間焼成した
ものを充填し、焼結体１の一方の端部を珪石製の
多孔質板３で無機質接着剤（住友化学製スミセラ
ムＳ−208B）により封着する。このときリード
線５の一端は多孔質板３に設けられた空隙から外
部に引出される。焼結体１の他方の部屋には塩化
第一錫水溶液を炭酸カリウム水溶液で中和し沈殿
物を500℃で10時間焼成して得られる酸化錫粉を、
平均約100メツシユに造粒したものをＢ触媒とし
て充填し、リード線５をアルミナ製多孔質板３′
の孔から外部に引出したのち、焼結体１の他方の
端部を該多孔質板３′で前記接着剤により封着す
る。この円筒の焼結体１の外周をコイルヒーター
４として0.2mmφのニクロム線を巻く。最後に第
３図に示すように架台９の外部計器用及び電源用
の端子ピン８にリード線４，４及びコイルヒータ
ー５を接続し、架台９の上部を100メツシユのス
テンレス製二重構造防爆〓（図示せず）で覆つ
た。
粉末をスプレードライアーで造粒し、これを多段
プレスにより成形し、1650℃で焼結して外径５
mm、内径3.5mm、長さ６mm及び中央部の仕切りの
厚さ１mmの第１図に示す縦断面がＨ形の安定化ジ
ルコニア固体電解質円筒の焼結体１を得た。該焼
結体の仕切り両面をダイヤモンド研磨機で平均面
粗さ2.5μｍとし、この面に電子線蒸着で直径2.5
mm、膜厚0.1μｍのPt電極一対２，２を形成した。
該電極に0.1mmφのAu製のリード線５，５を接続
したのち、焼結体１内の一方の部屋にＡ触媒とし
て比表面積340m2／ｇの住友アルミニウム製KHD
アルミナ造粒粉を平均100メツシユに調整したも
のに、Ptとして2.5wt％を含むように塩化白金酸
の水溶液を含浸したのち600℃で10時間焼成した
ものを充填し、焼結体１の一方の端部を珪石製の
多孔質板３で無機質接着剤（住友化学製スミセラ
ムＳ−208B）により封着する。このときリード
線５の一端は多孔質板３に設けられた空隙から外
部に引出される。焼結体１の他方の部屋には塩化
第一錫水溶液を炭酸カリウム水溶液で中和し沈殿
物を500℃で10時間焼成して得られる酸化錫粉を、
平均約100メツシユに造粒したものをＢ触媒とし
て充填し、リード線５をアルミナ製多孔質板３′
の孔から外部に引出したのち、焼結体１の他方の
端部を該多孔質板３′で前記接着剤により封着す
る。この円筒の焼結体１の外周をコイルヒーター
４として0.2mmφのニクロム線を巻く。最後に第
３図に示すように架台９の外部計器用及び電源用
の端子ピン８にリード線４，４及びコイルヒータ
ー５を接続し、架台９の上部を100メツシユのス
テンレス製二重構造防爆〓（図示せず）で覆つ
た。
実施例 ２
第２図に示すようにステアタイト（MgSiO3）
のセラミツク円筒６を作成した。このセラミツク
筒は外径５mm、長さ６mmで内周に段１１を設け内
径をそれぞれ３mm、3.5mmとした。一方実施例１
と同じ材質の固体電解質円板の仕切り７（直径３
mm、厚さ0.8mm）を作成し、実施例１と同様に両
側面を平均2.5μｍの粗さに研磨し、電子線蒸着に
より直径2.5mm、膜厚0.1μｍのPt電極２，２を形
成し、該電極に0.1mmφのAu製のリード線５，５
を接続した。この仕切り７をセラミツク円筒６内
に挿入し段１１の部分で仕切り７とセラミツク円
筒６とを無機質接着剤（住友化学製スミセラムＳ
−208B）により接着しセラミツク円筒内を二部
屋に分け、以下実施例１と同様にして一酸化炭素
ガスセンサーを得た。
のセラミツク円筒６を作成した。このセラミツク
筒は外径５mm、長さ６mmで内周に段１１を設け内
径をそれぞれ３mm、3.5mmとした。一方実施例１
と同じ材質の固体電解質円板の仕切り７（直径３
mm、厚さ0.8mm）を作成し、実施例１と同様に両
側面を平均2.5μｍの粗さに研磨し、電子線蒸着に
より直径2.5mm、膜厚0.1μｍのPt電極２，２を形
成し、該電極に0.1mmφのAu製のリード線５，５
を接続した。この仕切り７をセラミツク円筒６内
に挿入し段１１の部分で仕切り７とセラミツク円
筒６とを無機質接着剤（住友化学製スミセラムＳ
−208B）により接着しセラミツク円筒内を二部
屋に分け、以下実施例１と同様にして一酸化炭素
ガスセンサーを得た。
実施例１及び実施例２で得られた一酸化炭素ガ
スセンサーのガス感度特性は殆んど同一であり、
これを第４図に示す。第４図から明らかなように
H2ガス等は酸化されて出力が減少し、COガスの
出力がとび抜けて大きくなりCOガスを明瞭に検
知出来ることがわかる。尚実施例１及び実施例２
において、仕切り部分の温度はそれぞれ370℃及
び375℃、消費電力はそれぞれ2.3ワツト及び2.5
ワツト、各種ガスに対する応答速度は共に30秒以
内であつた。
スセンサーのガス感度特性は殆んど同一であり、
これを第４図に示す。第４図から明らかなように
H2ガス等は酸化されて出力が減少し、COガスの
出力がとび抜けて大きくなりCOガスを明瞭に検
知出来ることがわかる。尚実施例１及び実施例２
において、仕切り部分の温度はそれぞれ370℃及
び375℃、消費電力はそれぞれ2.3ワツト及び2.5
ワツト、各種ガスに対する応答速度は共に30秒以
内であつた。
本発明によればCOガスの出力がH2ガス等の
COガス以外の可燃ガスの出力より十分に大きく
できるのでCOガスを感度よく検出することが可
能になる。
COガス以外の可燃ガスの出力より十分に大きく
できるのでCOガスを感度よく検出することが可
能になる。
第１図は本発明の一実施例になる一酸化炭素ガ
スセンサーの縦断面図、第２図は本発明の他の実
施例になる一酸化炭素ガスセンサーの縦断面図、
第３図は第１図又は第２図の一酸化炭素ガスセン
サーを架台に取付けた状態を示す斜視図及び第４
図はガスの感度特性を示すグラフである。 符号の説明、１……焼結体、２……電極、３…
…多孔質板、４……コイルヒータ、５……リード
線、６……セラミツクス円筒、７……仕切り、８
……端子ピン、９……架台、１１……段。
スセンサーの縦断面図、第２図は本発明の他の実
施例になる一酸化炭素ガスセンサーの縦断面図、
第３図は第１図又は第２図の一酸化炭素ガスセン
サーを架台に取付けた状態を示す斜視図及び第４
図はガスの感度特性を示すグラフである。 符号の説明、１……焼結体、２……電極、３…
…多孔質板、４……コイルヒータ、５……リード
線、６……セラミツクス円筒、７……仕切り、８
……端子ピン、９……架台、１１……段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミツク筒内に該セラミツク筒内の長手方
向を二部屋に分ける固体電解質の板状の仕切りを
有し、該仕切りの両側には一対の電極を形成し、
該仕切りによつて分けられる筒内の一方の部屋に
は一酸化炭素ガスを含む可燃ガスを酸化する触媒
の粒子を充填し、他方の部屋には一酸化炭素ガス
以外の可燃ガスを酸化する触媒の粒子を充填し
て、セラミツク筒の両端を多孔質のセラミツク板
で封着し、セラミツク筒を外部より加熱する構造
にしてなる一酸化炭素ガスセンサー。 ２ セラミツク筒及び仕切りが、縦断面がほぼＨ
形の固体電解質の一体物からなる特許請求の範囲
第１項に記載の一酸化炭素ガスセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57221019A JPS59109857A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 一酸化炭素ガスセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57221019A JPS59109857A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 一酸化炭素ガスセンサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59109857A JPS59109857A (ja) | 1984-06-25 |
| JPH037265B2 true JPH037265B2 (ja) | 1991-02-01 |
Family
ID=16760204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57221019A Granted JPS59109857A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 一酸化炭素ガスセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59109857A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112924626B (zh) * | 2021-01-28 | 2023-05-23 | 言谱物(杭州)智能科技有限责任公司 | 一种电子鼻装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937456A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-02-29 | Hitachi Ltd | Ｃｏ検知素子 |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP57221019A patent/JPS59109857A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937456A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-02-29 | Hitachi Ltd | Ｃｏ検知素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59109857A (ja) | 1984-06-25 |
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