JPH04220B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は光電極反応を利用するマルチガスセン
サに関する。
サに関する。
従来例の構成とその問題点
従来ガスセンサとしては、酸化物半導体セラミ
ツクの抵抗変化を利用する半導体式と触媒による
燃焼によつて触媒坦体内に埋込んだ白金線の抵抗
が変化することを利用する接触燃焼式が多く実用
化されている。
ツクの抵抗変化を利用する半導体式と触媒による
燃焼によつて触媒坦体内に埋込んだ白金線の抵抗
が変化することを利用する接触燃焼式が多く実用
化されている。
これらでは半導体や触媒の種類、設定温度によ
つて検知できるガスの選択がある程度可能である
が、かなりの妨害ガスが存在した。
つて検知できるガスの選択がある程度可能である
が、かなりの妨害ガスが存在した。
これに対して有機高分子膜や固体電解質の選択
透過性と電気化学的計測手段を組合せたセンサが
開発され、選択性はかなり向上されているが、未
だ完全なものを期待することは難かしかつた。
透過性と電気化学的計測手段を組合せたセンサが
開発され、選択性はかなり向上されているが、未
だ完全なものを期待することは難かしかつた。
また、これらはデイスクリートのセンサであ
り、単一計測を企図したものであつて多くのガス
の種類と濃度を同時に単一センサで検知するもの
ではなかつた。
り、単一計測を企図したものであつて多くのガス
の種類と濃度を同時に単一センサで検知するもの
ではなかつた。
発明の目的
本発明はバンドギヤツプの相異によつて光反応
するガスの種類と濃度を同時に検知するもので、
このような原理に基ずく新しい形式のセンサを提
供するものである。
するガスの種類と濃度を同時に検知するもので、
このような原理に基ずく新しい形式のセンサを提
供するものである。
発明の構成
本発明は一つの素子で複数種類の物質の同定と
濃度を検出できる選択性に優れたセンサであり、
バンドギヤツプおよび価電帯と伝導体の電解液に
対するポテンシヤルが少しずつ異なつた複数の多
孔質電極を用意し、ガスの種類によつて光電極反
応が起り出すポテンシヤルが異なることを利用し
てその種類の同定を行なうとともに拡散限界電流
によつて濃度を検出するマルチガスセンサであ
る。
濃度を検出できる選択性に優れたセンサであり、
バンドギヤツプおよび価電帯と伝導体の電解液に
対するポテンシヤルが少しずつ異なつた複数の多
孔質電極を用意し、ガスの種類によつて光電極反
応が起り出すポテンシヤルが異なることを利用し
てその種類の同定を行なうとともに拡散限界電流
によつて濃度を検出するマルチガスセンサであ
る。
実施例の説明
第１図は本発明の一実施例のマルチガスセンサ
の基本的構造を示すものであり、イは正面図、ロ
は側面図、ハは背面図である。図において１1〜
１oは多孔質光電極からのリードである。通常Pt
箔を用いる。１1〜１oはバンドギヤツプの少しず
つ異なる光電極で実施例１〜２ではCdSonly、
CdS／CdSe＝３／１、１／１、１／３、
CdSeonly、CdSe／CdTe＝１／１、CdTeonlyの
単独または混合物を約5000Åの厚みでCd2+イオ
ン不透過膜であるポリピロール膜からなる導電体
膜３上にスパツタして作つた。２は光電極電流が
大気中からの検出ガスの拡散によつて支配するた
めの透明な材料の多孔質膜で実施例では光電極１
１〜１o上に六弗化ポリプロピレンを静電塗装して
200〜250℃で焼付けて作つた。３は光電極が腐食
しないようにするための光電極物質イオン不透過
性のイオン導電体膜である。４は電解液で実施例
では30％のH2SO4水溶液を用いた。５は対極の
リードである。５′は対極で実施例では一枚の平
滑白金板を用いた、６はセル容器で耐電解液性の
樹脂で作つた、７は電極要素１′1〜１′o，２，３
および対極５′をセル容器６に固着するための接
着材料でエポキシ系樹脂を用いた。
の基本的構造を示すものであり、イは正面図、ロ
は側面図、ハは背面図である。図において１1〜
１oは多孔質光電極からのリードである。通常Pt
箔を用いる。１1〜１oはバンドギヤツプの少しず
つ異なる光電極で実施例１〜２ではCdSonly、
CdS／CdSe＝３／１、１／１、１／３、
CdSeonly、CdSe／CdTe＝１／１、CdTeonlyの
単独または混合物を約5000Åの厚みでCd2+イオ
ン不透過膜であるポリピロール膜からなる導電体
膜３上にスパツタして作つた。２は光電極電流が
大気中からの検出ガスの拡散によつて支配するた
めの透明な材料の多孔質膜で実施例では光電極１
１〜１o上に六弗化ポリプロピレンを静電塗装して
200〜250℃で焼付けて作つた。３は光電極が腐食
しないようにするための光電極物質イオン不透過
性のイオン導電体膜である。４は電解液で実施例
では30％のH2SO4水溶液を用いた。５は対極の
リードである。５′は対極で実施例では一枚の平
滑白金板を用いた、６はセル容器で耐電解液性の
樹脂で作つた、７は電極要素１′1〜１′o，２，３
および対極５′をセル容器６に固着するための接
着材料でエポキシ系樹脂を用いた。
いま、光電極を500WXeランプで照射しながら
CH4、CH3OH、C2H5OH、HCHO、HCOOH、
CO10ppm（残りair）の雰囲気に曝した場合の各
光電極に流れる対極との間の短絡電流を測定した
ものである。
CH4、CH3OH、C2H5OH、HCHO、HCOOH、
CO10ppm（残りair）の雰囲気に曝した場合の各
光電極に流れる対極との間の短絡電流を測定した
ものである。
その電流を、第２図のそれぞれ１〜６に示し
た。これから、光電流の流れ出すのは光電極の価
電帯の上限がガスの酸化／還元電位より約150ｍ
Ｖ以上貴の電極であり、酸化／還元電位
（CH40.169V、CH3OH0.044V、C2H5OH0.028V、
HCHO−0.050V、HCOOH−0.156V、CO−
0.103V）と良く対応していることが認められる。
言い換えるとその対応関係を予備的に見て置けば
どの電極から光電流が流れ始めるかによつてガス
の種類を知ることができる。また、この実施例か
らいずれのガス種ともバンドギヤツプの大きい光
電極で飽和電流値を示すことが認められた。
た。これから、光電流の流れ出すのは光電極の価
電帯の上限がガスの酸化／還元電位より約150ｍ
Ｖ以上貴の電極であり、酸化／還元電位
（CH40.169V、CH3OH0.044V、C2H5OH0.028V、
HCHO−0.050V、HCOOH−0.156V、CO−
0.103V）と良く対応していることが認められる。
言い換えるとその対応関係を予備的に見て置けば
どの電極から光電流が流れ始めるかによつてガス
の種類を知ることができる。また、この実施例か
らいずれのガス種ともバンドギヤツプの大きい光
電極で飽和電流値を示すことが認められた。
この飽和電流値が拡散限界電流によつている
か、言い換えるとその飽和電流値ilによつてガス
濃度を知ることができるかどうかを見るため
CH3OH濃度を10〜200ppmの範囲で変え、充分
飽和電流値を示しているCdS光電極に流れる電流
値を測定した。
か、言い換えるとその飽和電流値ilによつてガス
濃度を知ることができるかどうかを見るため
CH3OH濃度を10〜200ppmの範囲で変え、充分
飽和電流値を示しているCdS光電極に流れる電流
値を測定した。
この値は第３図に示すように全くガス濃度に比
例しており、これから単一ガスならばこれからガ
ス濃度が知り得ることが分つた。
例しており、これから単一ガスならばこれからガ
ス濃度が知り得ることが分つた。
混合ガスによる光電流の影響を見るために
CH4、CH3OH、HCOOHを50と100ppmずつを混
合した雰囲気下での光電流を求めた。この場合、
ガスの種類の検出精度を上げるため、光電極の固
溶比をCdTe／CdSe＝３／１、１／３とCdSe／
CdS＝７／１とした。
CH4、CH3OH、HCOOHを50と100ppmずつを混
合した雰囲気下での光電流を求めた。この場合、
ガスの種類の検出精度を上げるため、光電極の固
溶比をCdTe／CdSe＝３／１、１／３とCdSe／
CdS＝７／１とした。
第４図のイとロにそれぞれのガス雰囲気での光
電流を示した。
電流を示した。
この結果と第２図および第３図の単独ガスでの
結果を併せて見ると、第４図の光電流が単独ガス
の光電流の和を示していることが認められる。そ
れは幾つかの光電流の平坦部によつて構成され
る。平坦部からの光電流の立上るバンドギヤツプ
はほゞ単独ガスの光電流が流れ出すバンドギヤツ
プに一致するから、これによつてガスの種類を固
定できる。
結果を併せて見ると、第４図の光電流が単独ガス
の光電流の和を示していることが認められる。そ
れは幾つかの光電流の平坦部によつて構成され
る。平坦部からの光電流の立上るバンドギヤツプ
はほゞ単独ガスの光電流が流れ出すバンドギヤツ
プに一致するから、これによつてガスの種類を固
定できる。
また、平坦電流は複数ガス種の飽和電流の和に
なつているから、それを対比することによつて混
合ガス中の単独ガスの濃度を知ることができる。
なつているから、それを対比することによつて混
合ガス中の単独ガスの濃度を知ることができる。
なお、上記実施例においては、多孔質光電極は
電解液とガスに関して固−液−気の三相領域を形
成しており、光電極反応は拡散律速になるような
つている。
電解液とガスに関して固−液−気の三相領域を形
成しており、光電極反応は拡散律速になるような
つている。
発明の効果
このように一つのセンサに光電極を併設し、そ
れぞれの光電流を測ることによつて複数のガスと
その濃度を簡単に知ることができる従来にない効
果が期待できる。
れぞれの光電流を測ることによつて複数のガスと
その濃度を簡単に知ることができる従来にない効
果が期待できる。
第１図イ〜ハは本発明の一実施例のマルチセン
サの正面図、側面図および背面図、第２図は同マ
ルチセンサを単独ガス雰囲気に曝した場合の各光
電極に流れる電流を示す図、第３図は同マルチセ
ンサをCH3OH雰囲気に曝した場合、CdS光電極
の電流とCH3OH濃度との関係を示す図、第４図
は同マルチセンサを混合ガスに曝らした場合の各
光電極に流れる電流を示す図である。 １1〜１o……多孔質光電極、２……透明多孔質
膜、３……導電体膜、４……電解液、５……対極
リード、６……セル容器、７……接着材料。
サの正面図、側面図および背面図、第２図は同マ
ルチセンサを単独ガス雰囲気に曝した場合の各光
電極に流れる電流を示す図、第３図は同マルチセ
ンサをCH3OH雰囲気に曝した場合、CdS光電極
の電流とCH3OH濃度との関係を示す図、第４図
は同マルチセンサを混合ガスに曝らした場合の各
光電極に流れる電流を示す図である。 １1〜１o……多孔質光電極、２……透明多孔質
膜、３……導電体膜、４……電解液、５……対極
リード、６……セル容器、７……接着材料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ バンドギヤツプの異なる２種類の半導体化合
物か、それらを配合割合を変えて固溶化した原材
料からなる複数の多孔質光電極を並列に接続し、
前記複数の多孔体電極に共通の対極との間で光電
気化学セルを構成し、前記多孔質光電極のガス側
を多孔質透明物質で被覆し、前記多孔体の電解質
側を電極物質のイオンが不透過なイオン導電体膜
で被覆したことを特徴とするマルチガスセンサ。 ２ 多孔体電極はCdSとCdSeあるいはCdTeの単
独もしくは複数との配合割合を変えた固溶体であ
り、対極はPtもしくはPd金属を用いることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のマルチガス
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59084326A JPS60227161A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | マルチガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59084326A JPS60227161A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | マルチガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227161A JPS60227161A (ja) | 1985-11-12 |
| JPH04220B2 true JPH04220B2 (ja) | 1992-01-06 |
Family
ID=13827389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59084326A Granted JPS60227161A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | マルチガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60227161A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06324511A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-25 | Brother Ind Ltd | 感光性マイクロカプセル型トナー |
| JP3362745B2 (ja) * | 1993-07-28 | 2003-01-07 | ブラザー工業株式会社 | 感光性マイクロカプセル型トナー |
| RU2613482C1 (ru) * | 2015-11-13 | 2017-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый датчик аммиака |
| RU2652646C1 (ru) * | 2017-03-20 | 2018-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Датчик микропримесей аммиака |
| RU2760311C1 (ru) * | 2021-05-19 | 2021-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | Датчик угарного газа |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP59084326A patent/JPS60227161A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60227161A (ja) | 1985-11-12 |
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