JPH04258751A - ガスセンサ - Google Patents

ガスセンサ

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JPH04258751A
JPH04258751A JP2022691A JP2022691A JPH04258751A JP H04258751 A JPH04258751 A JP H04258751A JP 2022691 A JP2022691 A JP 2022691A JP 2022691 A JP2022691 A JP 2022691A JP H04258751 A JPH04258751 A JP H04258751A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
catalyst layer
oxidation catalyst
substrate
sensitive body
Prior art date
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Pending
Application number
JP2022691A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunari Kubota
窪田 一成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2022691A priority Critical patent/JPH04258751A/ja
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はLPガス漏れ警報器に
用いられるガスセンサに係り、特にアルコールガスの干
渉を受けないガスセンサの構成に関する。
【0002】
【従来の技術】酸化スズ系半導体の電気抵抗値はガスに
よって変化する(電導性がよくなる)ことは一般に広く
知られており、この性質を利用したガスセンサが多用さ
れている。
【0003】図5はLPガス検出用のガスセンサの構成
を示す断面図で、センサ基板(アルミナ基板)1の表面
に一対の白金電極2,3を設け、この両白金電極2,3
に酸化スズ系半導体のガス感応体4を接続する。このガ
ス感応体4の表面には、エチルアルコールによる誤報を
防止するために白金を担持したアルミナ粉末を塗布して
酸化触媒層5を形成している。この酸化触媒層5はエチ
ルアルコールを酸化して二酸化炭素とし、酸化触媒層5
の内側にある酸化スズ系半導体のガス感応体4に作用し
ない機能を有する。6,7は両白金電極2,3の外部へ
の引出し用リード線である。センサ基板1の裏面には、
酸化スズ系半導体のガス感応体4を加熱するための電気
ヒータ8が設けられ、リード線9,10により電源に接
続される。酸化スズ系半導体のガス感応体4を電気ヒー
タ8で加熱する理由は、ガス感応体4を加熱することに
より酸化触媒層も加温され、その触媒活性が高められて
エチルアルコールの酸化が促進されるためであって、そ
の温度は400℃近辺が適当とされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したLPガス検出
用のガスセンサを使用するときは、電気ヒータ8のリー
ド線9,10を図示しないヒータ電源に接続して電気ヒ
ータ8に通電し、白金電極2,3のリード線6,7に図
示しない検出用電源と負荷抵抗器とを直列接続して検出
回路を形成するか、または前記リード線6,7を図示し
ない(電源内蔵)警報器に直接接続する。検出しようと
するガスが前記ガスセンサの酸化スズ系半導体のガス感
応体4に接触すると半導体の電気抵抗値が変化して前記
検出回路を流れる電流が変化するので前記負荷抵抗器の
端子間電圧の変化を測定することによりガスを検知する
ことができる。また警報器の場合はガスの接触により半
導体を流れる電流の変化(増加)により警報器が直接作
動し、ガスを検知することができる。
【0005】この場合ガスセンサは、気温,周囲の状況
その他の理由によりセンサ温度が高くなるとエチルアル
コールガスと同様にイソブタンガスも酸化してしまい、
本来検出すべきLPガスの主成分であるイソブタンガス
の検出感度を低下させるという欠点があった。
【0006】図6はガスセンサの装着状態を示す斜視図
である。白金電極2,3のリード線6,7および電気ヒ
ータ8のリード線9,10がそれぞれベース11に植設
した電極用ステム12,13およびヒータ用ステム14
,15に接続される。ガスセンサ(酸化スズ系半導体の
ガス感応体4)の空気中における電気抵抗値をRo,0
.2%のイソブタンガス中または0.2%エチルアルコ
ールガス中での電気抵抗値をRgとしてRo/Rgを求
めてこれをガス感度とした。ガスセンサの温度は、赤外
線放射温度計で測定し、電気ヒータ8への印加電圧を調
節して350℃,400℃,450℃と変化させた。
【0007】図7はガス感度の温度依存性を示す線図で
ある。曲線Pは0.2%エチルアルコールガス中のガス
感度(Ro/Rg)であり、ガスセンサの温度が400
〜450℃の間においてガス感度(Ro/Rg)が低く
なり酸化スズ系半導体のガス感応体に作用を及ぼさない
という効果が得られるが、曲線Qで示す0.2%イソブ
タンガス中のガス感度(Ro/Rg)はガスセンサの温
度が低温のときはよいとしても温度が400℃以上にな
ると急激に低下し、そのためLPガスの主成分であるイ
ソブタンガスの検出が困難となる。
【0008】この発明は上述の点に鑑みてなされ、その
目的は酸化触媒層が広い温度範囲において、エチルアル
コールガスは燃焼するがイソブタンガスは酸化燃焼しな
いようにしてLPガスに対する感度が高くかつアルコー
ルガスの干渉を受けないガスセンサを提供することにあ
る。
【0009】
【課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、基板と、一対の電極と、ガス感応体と、酸化触
媒層と、電気ヒータとを有し、一対の電極は基板の1主
面上に分離してかつ直接的,選択的に設けられ、ガス感
応体は酸化スズ系半導体からなり、一対の電極に電気的
に接続して設けられ、電気ヒータは基板の他の主面上に
設けられ、酸化触媒層はガス感応体を被覆するものでア
ルミナに白金とマンガンとを混合して担持してなるとす
ることにより達成される。
【0010】
【作用】白金とマンガンをアルミナに担持した酸化触媒
層は広い温度範囲でエチルアルコールガスを酸化除去す
るが、イソブタンは酸化燃焼しない。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の実施例に係るガスセンサを
示す平面図、図2は同上ガスセンサを示す裏面図、図3
は図1のA−A矢視断面図である。上図において101
はセンサ基板(アルミナ基板)、102,103は一対
の白金電極、104は酸化スズ系半導体のガス感応体、
105は酸化触媒層、106,107は白金電極のリー
ド線、108は白金ヒータ、109,110はヒータの
リード線である。
【0012】このガスセンサは次のようにして製造され
る。まずセンサ基板(アルミナ基板)101の表面に白
金電極102,103を、裏面に白金ヒータ108をそ
れぞれ焼き付けにより形成し、この一対の白金電極10
2,103の表面に、スズ蒸気と酸素とをアーク放電に
より反応させて酸化スズ層を形成する。この酸化スズ層
がガス感応体104となる。なおこの酸化スズ層の形成
は、他の方法たとえば酸化スズ粉末をバインダーなどと
混合してペースト状とし、これを塗布して焼結させる方
法で行ってもよい。
【0013】次にガス感応体104の表面を被覆する酸
化触媒層105は次のようにして形成される。すなわち
、アルミナ粉末とコロイダルアルミナを混合したアルミ
ナペーストで前記ガス感応体104の表面を被覆したの
ち乾燥し、次いで550℃で3時間焼成して厚さ0.3
mmのアルミナ層を形成する。そしてこれを、塩化白金
酸水溶液と硝酸マンガン水溶液とを混合して所定濃度に
調整した混合水溶液中に30分浸漬したのち乾燥させ、
空気中で600℃で3時間加熱分解すると白金とマンガ
ンが混合してアルミナに担持された酸化触媒層を得る。 なおこの実施例では、ガス感応体104の表面にアルミ
ナ層を形成させたのち白金とマンガンを担持させたが、
これを、予め白金とマンガンとを混合して担持させたア
ルミナ粉末をコロイダルアルミナと混合し、これをガス
感応体104の表面に被覆して酸化触媒層105を形成
させても同様の効果が得られる。このようにして酸化触
媒層105が形成された本発明の一実施例であるガスセ
ンサを前述した従来のガスセンサと同様のテスト方法,
テスト条件によりガス感度を求めると、図4に示す特性
曲線図が得られる。図中曲線Rは0.2%エチルアルコ
ールガスのガス感度(Ro/Rg)であり、図7に示す
従来の曲線Pと比較してエチルアルコールガス感度を低
減する効果には大きな差はない。しかしながらイソブタ
ンガス感度については図7の従来の曲線Qで示すように
ガスセンサの温度が高くなるとイソブタンガス感度が急
に低下するが、図4の本発明によるガスセンサの曲線S
ではガスセンサの温度が高くなってもイソブタンガス感
度はほとんど変化せず一定である。
【0014】このような効果は実験によれば酸化触媒層
における白金とマンガンの担持重量比で0.25〜50
の範囲で認められ、また担持量は白金が0.2〜4wt
%,マンガンが1〜10wt%の範囲で効果が認められ
る。これは白金とマンガンの担持量が小さいとエチルア
ルコール感度が大きくなり、担持量が大きいとイソブタ
ン感度が小さくなり、ガス検出上好ましくない。
【0015】また上述した白金とマンガンを混合してア
ルミナに担持させた酸化触媒層を有するガスセンサのイ
ソブタンガス感度が温度に依存しないで一定である理由
は明らかでないが、マンガンがエチルアルコールに対し
て酸化活性が高く、イソブタンに対して不活性であるこ
とから、高温における白金の酸化活性を抑制するためと
推察できる。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば基板と、一対の電極と
、ガス感応体と、酸化触媒層と、電気ヒータとを有し、
一対の電極は基板の1主面上に分離してかつ直接的,選
択的に設けられ、ガス感応体は酸化スズ系半導体からな
り、一対の電極に電気的に接続して設けられ、電気ヒー
タは基板の他の主面上に設けられ、酸化触媒層はガス感
応体を被覆するものでアルミナに白金とマンガンとを混
合して担持してなるので、酸化触媒層は広い温度範囲で
エチルアルコールを酸化除去するがイソブタンは酸化燃
焼せず、その結果エチルアルコールによる誤報を防止し
、LPガスに対する感度に優れるガスセンサが得られる
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係るガスセンサを示す平面
【図2】同上ガスセンサの裏面図
【図3】図1のA−A矢視断面図
【図4】同上ガスセンサにおけるイソブタンとエチルア
ルコールのガス感度の温度依存性を示す線図
【図5】従
来のガスセンサの断面図
【図6】ガスセンサの装着状態を示す斜視図
【図7】従
来のガスセンサにつきガス感度の温度依存性を示す線図
【符号の説明】
101    基板 102    電極 103    電極 104    ガス感応体 105    酸化触媒層 108    電気ヒータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、一対の電極と、ガス感応体と、酸
    化触媒層と、電気ヒータとを有し、一対の電極は基板の
    1主面上に分離してかつ直接的,選択的に設けられ、ガ
    ス感応体は酸化スズ系半導体からなり、一対の電極に電
    気的に接続して設けられ、電気ヒータは基板の他の主面
    上に設けられ、酸化触媒層はガス感応体を被覆するもの
    でアルミナに白金とマンガンとを混合して担持してなる
    ことを特徴とするガスセンサ。
JP2022691A 1991-02-14 1991-02-14 ガスセンサ Pending JPH04258751A (ja)

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JP2022691A JPH04258751A (ja) 1991-02-14 1991-02-14 ガスセンサ

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JPH04258751A true JPH04258751A (ja) 1992-09-14

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