JPH05133920A - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
- Publication number
- JPH05133920A JPH05133920A JP3294695A JP29469591A JPH05133920A JP H05133920 A JPH05133920 A JP H05133920A JP 3294695 A JP3294695 A JP 3294695A JP 29469591 A JP29469591 A JP 29469591A JP H05133920 A JPH05133920 A JP H05133920A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- gas
- sensor
- resistance
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】被検ガス中で感応体温度が上昇せず感応体の抵
抗変化が安定化し信頼性に優れるガス検出装置を得る。 【構成】ＰＴＣサーミスタからなる基板１の上に絶縁層
２と感応体５を順次積層する。
抗変化が安定化し信頼性に優れるガス検出装置を得る。 【構成】ＰＴＣサーミスタからなる基板１の上に絶縁層
２と感応体５を順次積層する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はガス検出装置の温度制
御に係り特に可燃性ガス検出時のガスセンサの温度上昇
を防止して信頼性に優れるガスセンサの構成に関する。
御に係り特に可燃性ガス検出時のガスセンサの温度上昇
を防止して信頼性に優れるガスセンサの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属酸化物半導体は空気中では酸素を吸
着して高抵抗化するが可燃性ガス中では可燃性ガスを吸
着して低抵抗化する。ガス検出装置においてはガス反応
の応答性を高め且つ被検ガスの選択性を高めるためにガ
スセンサは３００℃乃至４００℃に加熱して使用され
る。
着して高抵抗化するが可燃性ガス中では可燃性ガスを吸
着して低抵抗化する。ガス検出装置においてはガス反応
の応答性を高め且つ被検ガスの選択性を高めるためにガ
スセンサは３００℃乃至４００℃に加熱して使用され
る。
【０００３】加熱手段としては白金または酸化ルテニウ
ムが用いられるが最近は量産性に優れる酸化ルテニウム
が多用される傾向にある。図７は従来の一般家庭用ガス
漏れ警報器を示す電気回路図である。ヒータ１４には酸
化ルテニウムが用いられ、ＡＣ１００Ｖが印加される。
ヒータの電気抵抗は２０ＫΩであり０．５Ｗが消費され
ガスセンサの感応体を３８０℃に加熱保持することがで
きる。感応体５である金属酸化物半導体は負荷抵抗２５
と直列に接続されＡＣ１００Ｖが印加される。ヒータ１
４と感応体５は基板１１の上に厚膜状に形成される。負
荷抵抗２５の出力は増幅回路２７で増幅されサイリスタ
２８を介してブザー２９を鳴らす。図５は従来のガスセ
ンサを示す断面図である。図６は従来のガスセンサを示
す平面図である。アルミナ基板１１の主面の一つに感応
体用電極４、４Ａと感応体５が積層される。アルミナ基
板１１の他の主面にはヒータ用電極１２、１２Ａと酸化
ルテニウムヒータ１４が積層される。感応体用電極とヒ
ータ用電極にはそれぞれリード線７、７Ａとリード線１
３、１３Ａとが接続される。このようなガスセンサのヒ
ータは絶縁基板上に酸化ルテニウムペーストを印刷し高
温で焼成したのちガスセンサを所定温度に維持するため
に電気抵抗をトリミングすることにより製造される。空
気中ではガスセンサの感応体の温度はヒータの発熱によ
り前述のように３００℃乃至４００℃であるが被検ガス
中では感応体の発熱により５００℃乃至６００℃にな
る。
ムが用いられるが最近は量産性に優れる酸化ルテニウム
が多用される傾向にある。図７は従来の一般家庭用ガス
漏れ警報器を示す電気回路図である。ヒータ１４には酸
化ルテニウムが用いられ、ＡＣ１００Ｖが印加される。
ヒータの電気抵抗は２０ＫΩであり０．５Ｗが消費され
ガスセンサの感応体を３８０℃に加熱保持することがで
きる。感応体５である金属酸化物半導体は負荷抵抗２５
と直列に接続されＡＣ１００Ｖが印加される。ヒータ１
４と感応体５は基板１１の上に厚膜状に形成される。負
荷抵抗２５の出力は増幅回路２７で増幅されサイリスタ
２８を介してブザー２９を鳴らす。図５は従来のガスセ
ンサを示す断面図である。図６は従来のガスセンサを示
す平面図である。アルミナ基板１１の主面の一つに感応
体用電極４、４Ａと感応体５が積層される。アルミナ基
板１１の他の主面にはヒータ用電極１２、１２Ａと酸化
ルテニウムヒータ１４が積層される。感応体用電極とヒ
ータ用電極にはそれぞれリード線７、７Ａとリード線１
３、１３Ａとが接続される。このようなガスセンサのヒ
ータは絶縁基板上に酸化ルテニウムペーストを印刷し高
温で焼成したのちガスセンサを所定温度に維持するため
に電気抵抗をトリミングすることにより製造される。空
気中ではガスセンサの感応体の温度はヒータの発熱によ
り前述のように３００℃乃至４００℃であるが被検ガス
中では感応体の発熱により５００℃乃至６００℃にな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般家庭用ガス漏れ警
報器が被検ガス中におかれる機会は非常に少ないと考え
られる。しかしながらガスセンサの感応体が５００℃乃
至６００℃の高温度に加熱されることは好ましいことで
はない。ヒータの断線あるいは金属酸化物半導体の抵抗
変化に繋がるからである。この発明は上述の点に鑑みて
なされその目的はヒータを改良して感応体やヒータの抵
抗変化を生ずることがなく信頼性に優れるガス検出装置
を提供することにある。
報器が被検ガス中におかれる機会は非常に少ないと考え
られる。しかしながらガスセンサの感応体が５００℃乃
至６００℃の高温度に加熱されることは好ましいことで
はない。ヒータの断線あるいは金属酸化物半導体の抵抗
変化に繋がるからである。この発明は上述の点に鑑みて
なされその目的はヒータを改良して感応体やヒータの抵
抗変化を生ずることがなく信頼性に優れるガス検出装置
を提供することにある。
【０００５】
【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、この基板上に順次積層された絶縁層と、
ガス感応体とを有し、基板は支持体であるとともにヒー
タでＰＴＣサーミスタからなり、ガス感応体は金属酸化
物半導体であり、絶縁層は基板とガス感応体の電気的絶
縁を行うものであるとすることにより達成される。
よれば基板と、この基板上に順次積層された絶縁層と、
ガス感応体とを有し、基板は支持体であるとともにヒー
タでＰＴＣサーミスタからなり、ガス感応体は金属酸化
物半導体であり、絶縁層は基板とガス感応体の電気的絶
縁を行うものであるとすることにより達成される。
【０００６】
【作用】感応体の発熱によりガスセンサの感応体温度が
上昇したとき基板であるＰＴＣサーミスタの抵抗が増大
する。そのためヒータへの供給電流が減少しガスセンサ
の温度上昇が抑制される。ＰＴＣサーミスタは抵抗の温
度係数がプラスであるので温度上昇によって抵抗が増大
する。ヒータは基板状のＰＴＣサーミスタであるためガ
スセンサの温度が変化しても抵抗値は安定である。
上昇したとき基板であるＰＴＣサーミスタの抵抗が増大
する。そのためヒータへの供給電流が減少しガスセンサ
の温度上昇が抑制される。ＰＴＣサーミスタは抵抗の温
度係数がプラスであるので温度上昇によって抵抗が増大
する。ヒータは基板状のＰＴＣサーミスタであるためガ
スセンサの温度が変化しても抵抗値は安定である。
【０００７】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はこの発明の実施例に係るガス検出装置を示
す断面図である。図２はこの発明の実施例に係るガス検
出装置を示す平面図である。ＰＴＣサーミスタからなる
基板１の上にガラス製の絶縁層２と基板用電極３、３Ａ
が形成される。絶縁層２の上にはさらに感応体用電極
４、４Ａと感応体５が積層される。基板用電極と感応体
用電極にはそれぞれリード線６、６Ａとリード線７、７
Ａが接続される。この発明による基板は次のようにして
製造される。まずバリウム、鉛、ストロンチウムの炭酸
塩と酸化チタンを所定の割合で配合し、粉砕して１００
０ないし１２００℃の温度で仮焼する。仮焼された混合
物は再び粉砕され粒子径を調整したのちバインダを加え
て板状に成形する。１０００ないし１２００℃の温度で
再び焼成し長さ３．５ｃｍ、幅２ｍｍ、厚さ１ｍｍの基
板を製作する。
する。図１はこの発明の実施例に係るガス検出装置を示
す断面図である。図２はこの発明の実施例に係るガス検
出装置を示す平面図である。ＰＴＣサーミスタからなる
基板１の上にガラス製の絶縁層２と基板用電極３、３Ａ
が形成される。絶縁層２の上にはさらに感応体用電極
４、４Ａと感応体５が積層される。基板用電極と感応体
用電極にはそれぞれリード線６、６Ａとリード線７、７
Ａが接続される。この発明による基板は次のようにして
製造される。まずバリウム、鉛、ストロンチウムの炭酸
塩と酸化チタンを所定の割合で配合し、粉砕して１００
０ないし１２００℃の温度で仮焼する。仮焼された混合
物は再び粉砕され粒子径を調整したのちバインダを加え
て板状に成形する。１０００ないし１２００℃の温度で
再び焼成し長さ３．５ｃｍ、幅２ｍｍ、厚さ１ｍｍの基
板を製作する。
【０００８】次に基板の同じ主面にガラス層を塗布し焼
成する。次いで電極用に金ペーストを塗布し焼成する。
最後に酸化スズからなるペーストを塗布し焼成してガス
感応体５を形成する。 ＰＴＣサーミスタ基板は炭酸バ
リウムと炭酸鉛の混合比を変えて適当なキュリーポイン
トを選択し所望の基板温度を選択することができる。図
３は本発明のガスセンサにつき０．２％イソブタンガス
中における感応体抵抗の通電期間依存性（特性イ）を従
来のセンサ（特性ロ）と対比して示す線図である。本発
明のガスセンサにおいては基板温度が一定に維持される
ために感応体抵抗は安定である。これに対し従来のセン
サにおいては被検ガス中で基板温度が上昇するために感
応体抵抗は徐々に低下する。
成する。次いで電極用に金ペーストを塗布し焼成する。
最後に酸化スズからなるペーストを塗布し焼成してガス
感応体５を形成する。 ＰＴＣサーミスタ基板は炭酸バ
リウムと炭酸鉛の混合比を変えて適当なキュリーポイン
トを選択し所望の基板温度を選択することができる。図
３は本発明のガスセンサにつき０．２％イソブタンガス
中における感応体抵抗の通電期間依存性（特性イ）を従
来のセンサ（特性ロ）と対比して示す線図である。本発
明のガスセンサにおいては基板温度が一定に維持される
ために感応体抵抗は安定である。これに対し従来のセン
サにおいては被検ガス中で基板温度が上昇するために感
応体抵抗は徐々に低下する。
【０００９】図４は本発明にかかるガスセンサの基板温
度につきそのヒータ印加電圧依存性（特性ハ）を従来の
ガスセンサ（特性ニ）と対比して示す線図である。印加
電圧は２４Ｖ±２Ｖである。本発明によるガスセンサの
基板は印加電圧の変化に係わらずほぼ一定である。これ
は印加電圧が大きくなって基板温度が上昇しようとする
と電気抵抗が増大して消費電力が下がる方向に向かい結
果として消費電力が一定化するからである。ヒータの電
気抵抗についてはＰＴＣサーミスタである基板がヒータ
となっているので被検ガス中で基板温度が変化してもそ
の抵抗値は安定である。また本発明のガス検出装置にお
いては製造工程が大幅に簡略化されておりガス検出装置
のコストダウンが可能である。
度につきそのヒータ印加電圧依存性（特性ハ）を従来の
ガスセンサ（特性ニ）と対比して示す線図である。印加
電圧は２４Ｖ±２Ｖである。本発明によるガスセンサの
基板は印加電圧の変化に係わらずほぼ一定である。これ
は印加電圧が大きくなって基板温度が上昇しようとする
と電気抵抗が増大して消費電力が下がる方向に向かい結
果として消費電力が一定化するからである。ヒータの電
気抵抗についてはＰＴＣサーミスタである基板がヒータ
となっているので被検ガス中で基板温度が変化してもそ
の抵抗値は安定である。また本発明のガス検出装置にお
いては製造工程が大幅に簡略化されておりガス検出装置
のコストダウンが可能である。
【００１０】
【発明の効果】この発明によれば基板と、この基板上に
順次積層された絶縁層と、ガス感応体とを有し、基板は
支持体であるとともにヒータでＰＴＣサーミスタからな
り、ガス感応体は金属酸化物半導体であり、絶縁層は基
板とガス感応体の電気的絶縁を行うものであるので、被
検ガス中においても基板温度が一定に維持されその結果
感応体の抵抗が安定化する。また基板温度は印加電圧の
変化によらず一定であり全体的に信頼性の向上が図られ
る。その上製造工程の簡易化も行われガスセンサのコス
トダウンも可能となる。
順次積層された絶縁層と、ガス感応体とを有し、基板は
支持体であるとともにヒータでＰＴＣサーミスタからな
り、ガス感応体は金属酸化物半導体であり、絶縁層は基
板とガス感応体の電気的絶縁を行うものであるので、被
検ガス中においても基板温度が一定に維持されその結果
感応体の抵抗が安定化する。また基板温度は印加電圧の
変化によらず一定であり全体的に信頼性の向上が図られ
る。その上製造工程の簡易化も行われガスセンサのコス
トダウンも可能となる。
【図１】この発明の実施例に係るガス検出装置を示す断
面図
面図
【図２】この発明の実施例に係るガスセンサを示す平面
図
図
【図３】本発明のガスセンサにつき０．２％イソブタン
ガス中における感応体抵抗の通電期間依存性（特性イ）
を従来のセンサ（特性ロ）と対比して示す線図
ガス中における感応体抵抗の通電期間依存性（特性イ）
を従来のセンサ（特性ロ）と対比して示す線図
【図４】本発明にかかるガスセンサの基板温度につきそ
のヒータ印加電圧依存性を従来のガスセンサと対比して
示す線図
のヒータ印加電圧依存性を従来のガスセンサと対比して
示す線図
【図５】従来のガスセンサを示す断面図
【図６】従来のガスセンサを示す裏面図
【図７】従来の一般家庭用ガス漏れ警報器を示す電気回
路図
路図
１ ＰＴＣサーミスタ基板 ２ 絶縁層 ３ 基板用電極 ４ 感応体用電極 ４Ａ 感応体用電極 ５ 感応体 ６ リード線 ６Ａ リード線 ７ リード線 ７Ａ リード線 １１ アルミナ基板 １２ ヒータ用電極 １２Ａ ヒータ用電極 １３ リード線 １３Ａ リード線 １４ 酸化ルテニウムヒータ ２１ 電源 ２５ 負荷抵抗 ２７ 増幅回路 ２８ サイリスタ ２９ 警報ブザー
Claims (4)
- 【請求項１】基板と、この基板上に順次積層された絶縁
層と、ガス感応体とを有し、 基板は支持体であるとともにヒータでＰＴＣサーミスタ
からなり、 ガス感応体は金属酸化物半導体であり、 絶縁層は基板とガス感応体の電気的絶縁を行うものであ
ることを特徴とするガス検出装置。 - 【請求項２】請求項１記載のガス検出装置において、Ｐ
ＴＣサーミスタはチタン酸バリウム鉛であることを特徴
とするガス検出装置。 - 【請求項３】請求項１記載のガス検出装置において、金
属酸化物半導体は酸化スズであることを特徴とするガス
検出装置。 - 【請求項４】請求項１記載のガス検出装置において、絶
縁層はガラスであることを特徴とするガス検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3294695A JPH05133920A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3294695A JPH05133920A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | ガス検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133920A true JPH05133920A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=17811110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3294695A Pending JPH05133920A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | ガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05133920A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100873058B1 (ko) * | 2007-02-27 | 2008-12-11 | 세주엔지니어링주식회사 | 서미스터가 삽입된 접촉연소식 가스센서 |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP3294695A patent/JPH05133920A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100873058B1 (ko) * | 2007-02-27 | 2008-12-11 | 세주엔지니어링주식회사 | 서미스터가 삽입된 접촉연소식 가스센서 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |