JPH0455747A - ガスセンサ - Google Patents

ガスセンサ

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JPH0455747A
JPH0455747A JP16628990A JP16628990A JPH0455747A JP H0455747 A JPH0455747 A JP H0455747A JP 16628990 A JP16628990 A JP 16628990A JP 16628990 A JP16628990 A JP 16628990A JP H0455747 A JPH0455747 A JP H0455747A
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JP
Japan
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gas
electrode
tin oxide
coating layer
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP16628990A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyoshi Nagase
徳美 長瀬
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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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は都市ガス用ガスセンサに係り、特にアルコー
ルの干渉がなく電源電圧変動の影響を受けないガスセン
サの構成に関する。
〔従来の技術〕
酸化スズ、酸化亜鉛等のn形金属酸化物半導体は、大気
中で300〜500℃の温度に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
、都市ガス等のガス漏れ警報器に広く用いられている。
都市ガス用ガスセンサの検知対象ガスはメタンC1(4
と水素Hオである。
この種のガスセンサは大気中のアルコール蒸気に対して
も大きな抵抗値の変化を示すことが知られており、調理
、爛等から発生するアルコール蒸気による誤動作を防ぐ
ためアルコール蒸気に対する感度(大気中の抵抗値/ア
ルコール蒸気接触時の抵抗値)電極力低減させ、都市ガ
スを選択的に検知できるガスセンサが必要とされる。
上記の問題を解決する方法の一つとして、第2図に示す
ようにアルコールを酸化除去する機能をもつ被覆層4で
感ガス層2の外表面を被覆する方法がある。ここで3は
基板、11.12は電極、6はヒータ、51,52.7
1.72はリード線である。一般にアルコール蒸気は貴
金属を担持した酸化触媒である被覆層で都市ガスに比べ
、より低温で接触酸化される性質があり、上記の方法は
この性質を利用して被覆層にアルコール蒸気を選択的に
除去するフィルタの役割をもたせるものである8通常、
この酸化触媒としては白金、パラジウムなどの貴金属を
活性アルミナに担持した活性アルミナ担時資金属触蝶あ
るいは同様の貴金属を酸化スズSnO□に担持させた酸
化スズ担持貴金属触媒等が高活性を示すとされている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述のような従来のガスセンサにおいて
は、被覆層4においてアルコールのみならずメタンCH
aや水素H!も反応し、しがもその反応性に温度依存性
があるために電源電圧が変動したときにメタンや水素に
対する感度が変化するという問題があった。を源電圧が
変動すると、ヒータ温度が変化するからである。第3図
は被覆層が活性アルミナ担持貴金属触媒であるときのセ
ンサ抵抗R1の電源電圧依存性を示す線図である。
白金は2重量%担持された。第4図は被覆層が酸化スズ
担持貴金属触媒であるときのセンサ抵抗R。
の電源電圧依存性を示す線図である。白金は2重量%担
持された。特性線3L41は0.1%エチルアルコール
中におけるセンサ特性、特性線32.42はH8中にお
けるセンサ特性、特性線33.43は0.5%メタン中
におけるセンサ特性である。特性線32゜42、43に
おいてセンサ抵抗の電源電圧依存性が大きいことがわか
る。
特性線43は被覆層である酸化スズが温度依存性をもっ
てメタンにより還元され、その際おこる電気抵抗の減少
が電極11.12によって検知されるためにおこる。特
性線32.42はそれぞれ被覆層であるアルミナ、al
l化スズ上で水素が接触酸化をおこし、その際接触酸化
に温度依存性があるためにおこる。警報レベルはセンサ
抵抗により設定されるのでセンサ抵抗に電源電圧依存性
があると、警報レベルが変動することになり定電圧回路
が必要になる。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は被覆層
における酸化還元反応の温度依存性をなくすことにより
都市ガス中におけるセンサ抵抗の電源電圧依存性がなく
定電圧回路を要しない併願性に優れるガスセンサを提供
することにある。
〔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、感ガス層と、被
覆層と、第1電極、第2電極とを有し、第1電極と第2
電極は基板上に分離して選択的かつ直接的に積層され、
感ガス層は酸化スズ半導体にパラジウムを0.5〜2.
0重量%担持して第1t極と第2電極とに接続して基板
上に積層され、被覆層は酸化スズと活性アルミナを反応
させたもので白金を1.5〜3.0重量%担持して、感
ガス層を被覆するものであるとすることにより達成され
る。
〔作用〕
酸化スズ半導体はメタンにより還元されてその電気抵抗
を減するがアルミナと酸化スズを反応させると酸化スズ
の半導体的性質がマスクされる。
またアルミナと酸化スズを混合反応させると、水素の接
触酸化の温度依存性が減少する。
〔実施例] 次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
センサの構造は第2図に示す従来のセンサと同様である
。アルミナ基板3の一方の主面の上に電極11.12 
、酸化スズからなる感ガス層2、酸化スズと活性アルミ
ナの混合物からなる被覆層4、リード線51.52が、
また他の主面にヒータ6とリード線71.72が設けら
れる。感ガス層2は次のようにして形成される。すなわ
ち、平均粒径2pの酸化スズ粉末にパラジウムとして0
.5〜2.0重量%となるように塩化パラジウムと含浸
させ、600”Cで2h加熱し塩化パラジウムを分解さ
せた0次いでこの粉末に水とシリカゾルを加えペースト
状としたのち第2図に示すアルミナ基板3の上に設けた
電極11.12上に厚さ約50#mとなるように感ガス
層2を塗布し、750℃で30m1n、加熱してアルミ
ナ基板3上に焼き付けた0次いで前記と同様の酸化スズ
粉末に比表面積150m”/gの活性アルミナ粉末を重
量比で2:1に混合した粉末を用意し、この粉末に塩化
白金酸を白金として1.5〜3.0重量%となるように
含浸し、600°Cで2h加熱し塩化白金酸を分解させ
た。この粉末に水とシリカゾルを加えペースト状とした
のち、第2図の感ガス層2を被覆するように約50.n
の厚さに被覆層4を塗布した。これを730℃で30■
in加熱して被覆層4を形成した。
第1図にこの発明の実施例に係るガスセンサにつきセン
サ抵抗R1の電源電圧依存性を示した。
特性線61は0.1%エチルアルコール中のセンサ抵抗
、特性線62は0.5%水素中のセンサ抵抗、特性線6
3は0,5%メタン中におけるセンサ抵抗である。
水素、メタン中のセンサ特性は電源電圧により影響を受
けない上、両特性がほぼ一致していることがわかる。ア
ルコールの干渉を受けないこともわかる。電源電圧90
V 、100V 、ll0V ニおケルセンサ温度はそ
れぞれ350 ”C、400’C、430’Cである。
被覆層4は塗布法の他、スパッタ法 プラズマ溶射法な
どによっても形成することができる。
(発明の効果] この発明によれば基板と、感ガス層と、被覆層と、第1
iit極、第2電極とを有し、第1TL極と第2電極は
基板上に分離して選択的かつ直接的に積層され、 感ガス層は酸化スズ半導体にパラジウムを0.5〜2.
0重置%担持して第1電極と第2電極とに接続して基板
上に積層され、 被覆層は酸化スズと活性アルミナを反応させたもので白
金を1.5〜3.0重量%担持して、感ガス層を被覆す
るものであるので被覆層により干渉ガスのアルコールが
除去されるうえ、メタンや水素を含むガス中におけるセ
ンサ抵抗の温度依存性がなくなり、定電圧装置を必要と
しない併願性に優れるガスセンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例に係るガスセンサにつきセン
サ抵抗の電源電圧依存性を示す線図、第2図はガスセン
サを示す断面図、第3図はアルミナを被覆層とする従来
のガスセンサにつきセンサ抵抗の電源電圧依存性を示す
線図、第4図は酸化スズを被覆層とする従来のガスセン
サにっきセンサ抵抗の電源電圧依存性を示す線図である
。 2:感ガス層、3:基板、4:被覆層、11.12:3
源4沢(V) 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)基板と、感ガス層と、被覆層と、第1電極、第2電
    極とを有し、 第1電極と第2電極は基板上に分離して選択的かつ直接
    的に積層され、 感ガス層は酸化スズ半導体にパラジウムを0.5〜2.
    0重量%担持して第1電極と第2電極とに接続して基板
    上に積層され、 被覆層は酸化スズと活性アルミナを反応させたもので白
    金を1.5〜3.0重量%担持して、感ガス層を被覆す
    るものであることを特徴とするガスセンサ。
JP16628990A 1990-06-25 1990-06-25 ガスセンサ Pending JPH0455747A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002257767A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Osaka Gas Co Ltd ガスセンサ
GB2541525A (en) * 2015-07-13 2017-02-22 Ibm Reconfigurable gas sensor architecture with a high sensitivity at low temperatures

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