JPH05302906A - アルコールセンサ - Google Patents
アルコールセンサInfo
- Publication number
- JPH05302906A JPH05302906A JP13603992A JP13603992A JPH05302906A JP H05302906 A JPH05302906 A JP H05302906A JP 13603992 A JP13603992 A JP 13603992A JP 13603992 A JP13603992 A JP 13603992A JP H05302906 A JPH05302906 A JP H05302906A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alcohol
- oxide
- content
- chromium
- tungsten
- 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
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルコール選択性が高く、加熱開始時の安定
化時間が短く、湿度依存性の小さなアルコールセンサを
提供する。 【構成】 Ｃｒ酸化物とＷ酸化物を、ＣｒとＷの原子比
で７９／２１〜７１／２９の割合で混合した薄膜を用い
る。
化時間が短く、湿度依存性の小さなアルコールセンサを
提供する。 【構成】 Ｃｒ酸化物とＷ酸化物を、ＣｒとＷの原子比
で７９／２１〜７１／２９の割合で混合した薄膜を用い
る。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明はアルコールセンサに関
し、特にアルコール選択性や湿度依存性、加熱開始時の
安定化時間を改良した、アルコールセンサに関する。
し、特にアルコール選択性や湿度依存性、加熱開始時の
安定化時間を改良した、アルコールセンサに関する。
【０００２】
【従来技術】Ｃｒ2Ｏ3等のクロム酸化物がｐ形半導体
で、ＷＯ3等のタングステン酸化物がｎ形半導体である
ことは、よく知られている。発明者は、クロム酸化物と
タングステン酸化物を所定の割合で混合すると、アルコ
ール選択性が高く、湿度依存性が小さく、加熱開始時の
安定化時間が短い、アルコールセンサが得られることを
見い出した。
で、ＷＯ3等のタングステン酸化物がｎ形半導体である
ことは、よく知られている。発明者は、クロム酸化物と
タングステン酸化物を所定の割合で混合すると、アルコ
ール選択性が高く、湿度依存性が小さく、加熱開始時の
安定化時間が短い、アルコールセンサが得られることを
見い出した。
【０００３】
【発明の課題】この発明の課題は、(1) アルコール選
択性が高く、(2) 湿度依存性が小さく、(3) 加熱開始
時の安定化時間が短い、アルコールセンサを提供するこ
とにある。
択性が高く、(2) 湿度依存性が小さく、(3) 加熱開始
時の安定化時間が短い、アルコールセンサを提供するこ
とにある。
【０００４】
【発明の構成】この発明は、クロム酸化物とタングステ
ン酸化物を、クロムとタングステンとの原子比で、９
５：５〜６０：４０の範囲で混合した金属酸化物半導体
を主成分とする、アルコールセンサにある。ここでクロ
ムとタングステンとの原子比は、好ましくは８２：１８
〜６０：４０、より好ましくは７９：２１〜７１：２９
とする。
ン酸化物を、クロムとタングステンとの原子比で、９
５：５〜６０：４０の範囲で混合した金属酸化物半導体
を主成分とする、アルコールセンサにある。ここでクロ
ムとタングステンとの原子比は、好ましくは８２：１８
〜６０：４０、より好ましくは７９：２１〜７１：２９
とする。
【０００５】
【実施例】Ｃｒのメトキシド化合物とＷのメトキシド化
合物とをメタノールに溶解し、アルミナ基板に塗布し、
６５０℃で熱分解した。ＣｒとＷとの原子比を変え、種
々の組成のものを調整した。膜厚は約０.１μｍであ
る。基板には一対の電極を設けてＣｒ／Ｗの複合酸化物
の抵抗値を測定できるようにし、ヒータを設けてＣｒ／
Ｗの複合酸化物を加熱した。加熱温度は、特に断わらな
い限り３８０℃である。ここではＣｒ酸化物とＷ酸化物
の２成分系の半導体を用いたが、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の
貴金属や、原子価制御用の不純物等を添加した、３成分
系等でも良い。例えばＣｒ／Ｗの複合酸化物は高抵抗で
あるが、Ｃｒに２価のＭｇを添加すると抵抗値が減少す
る。即ちＣｒ／Ｗの複合酸化物にＭｇＯを加えて、原子
価制御しても良い。またＣｒ／Ｗ複合酸化物の薄膜に変
えて、Ｃｒ／Ｗ複合酸化物の厚膜（例えば膜厚２０μｍ
以下）を用いても良い。さらにＣｒ酸化物やＷ酸化物の
出発材料は任意である。
合物とをメタノールに溶解し、アルミナ基板に塗布し、
６５０℃で熱分解した。ＣｒとＷとの原子比を変え、種
々の組成のものを調整した。膜厚は約０.１μｍであ
る。基板には一対の電極を設けてＣｒ／Ｗの複合酸化物
の抵抗値を測定できるようにし、ヒータを設けてＣｒ／
Ｗの複合酸化物を加熱した。加熱温度は、特に断わらな
い限り３８０℃である。ここではＣｒ酸化物とＷ酸化物
の２成分系の半導体を用いたが、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の
貴金属や、原子価制御用の不純物等を添加した、３成分
系等でも良い。例えばＣｒ／Ｗの複合酸化物は高抵抗で
あるが、Ｃｒに２価のＭｇを添加すると抵抗値が減少す
る。即ちＣｒ／Ｗの複合酸化物にＭｇＯを加えて、原子
価制御しても良い。またＣｒ／Ｗ複合酸化物の薄膜に変
えて、Ｃｒ／Ｗ複合酸化物の厚膜（例えば膜厚２０μｍ
以下）を用いても良い。さらにＣｒ酸化物やＷ酸化物の
出発材料は任意である。
【０００６】製造後のガスセンサを１週間３８０℃で加
熱し、初期的な特性のドリフトを除いた後に評価を行っ
た。センサは３８０℃で使用したが、他の温度で使用し
ても良い。得られた特性を図１〜図４に示す。
熱し、初期的な特性のドリフトを除いた後に評価を行っ
た。センサは３８０℃で使用したが、他の温度で使用し
ても良い。得られた特性を図１〜図４に示す。
【０００７】図１に、単味のＷＯ3と、Ｃｒ／Ｗの複合
酸化物（ＣｒとＷの原子比７５／２５）の特性を示す。
なお単味のＣｒ2Ｏ3ではアルコール感度は得られなかっ
た。またこの明細書では、混合比をＣｒとＷとの原子比
で示す。図の棒グラフは、各１０００ｐｐｍのＨ2，Ｃ
Ｏ，イソブタンへの感度をエタノール感度に換算したも
ので、この値が小さい程エタノール選択性が高い。縦軸
の実線は空気中での抵抗値を示し、点線は湿度依存性を
示す。雰囲気として−１０℃／結露から４０℃／相対湿
度８５％までの雰囲気を用意する。Ｃｒ／Ｗ複合酸化物
はｐ形半導体であり、高温高湿雰囲気で抵抗値が増加す
る。そこで４０℃／相対湿度８５％での抵抗値と−１０
℃での抵抗値の比を求め、この抵抗値の増加が−１０℃
においてどれだけのエタノール濃度に対応するかを求め
る。この値を温湿度依存性として、（主として湿度依存
性である）、示す。これは−１０℃で校正した検出装置
を４０℃／８５％で用いた際の誤差を示すもので、実際
には有り得ない程度に湿度依存性を大きく示している。
図１から明らかなように、Ｃｒ／Ｗ複合酸化物では、ア
ルコール選択性が向上し、湿度依存性が減少する。
酸化物（ＣｒとＷの原子比７５／２５）の特性を示す。
なお単味のＣｒ2Ｏ3ではアルコール感度は得られなかっ
た。またこの明細書では、混合比をＣｒとＷとの原子比
で示す。図の棒グラフは、各１０００ｐｐｍのＨ2，Ｃ
Ｏ，イソブタンへの感度をエタノール感度に換算したも
ので、この値が小さい程エタノール選択性が高い。縦軸
の実線は空気中での抵抗値を示し、点線は湿度依存性を
示す。雰囲気として−１０℃／結露から４０℃／相対湿
度８５％までの雰囲気を用意する。Ｃｒ／Ｗ複合酸化物
はｐ形半導体であり、高温高湿雰囲気で抵抗値が増加す
る。そこで４０℃／相対湿度８５％での抵抗値と−１０
℃での抵抗値の比を求め、この抵抗値の増加が−１０℃
においてどれだけのエタノール濃度に対応するかを求め
る。この値を温湿度依存性として、（主として湿度依存
性である）、示す。これは−１０℃で校正した検出装置
を４０℃／８５％で用いた際の誤差を示すもので、実際
には有り得ない程度に湿度依存性を大きく示している。
図１から明らかなように、Ｃｒ／Ｗ複合酸化物では、ア
ルコール選択性が向上し、湿度依存性が減少する。
【０００８】図２に、Ｃｒ／Ｗの原子比を変えた際の、
空気中の抵抗値、各１００ｐｐｍのＨ2，ＣＯ，イソブ
タンへの相対感度、３５０℃と３８０℃との温湿度依存
性を示す。温湿度依存性の意味は、図１の場合と同様で
ある。Ｃｒ単味ではアルコール感度が無いが、Ｃｒ含有
量９５atom％、Ｗ含有量５atom％でエタノール感度が発
現する。Ｃｒ含有量８５atom％と８０atom％の間に臨界
的値があり、Ｃｒ８０atom％以下でエタノール選択性が
改善され、抵抗値が減少し、湿度依存性も改善される。
なおこれらの半導体はｐ形半導体であり、エタノール中
での抵抗値は空気中での抵抗値よりも高い。またＣｒ含
有量６５atom％までアルコール選択性が高く、湿度依存
性が小さく、空気中の抵抗値が低い状態が続いている。
これらのことからＣｒ／Ｗの原子比を、９５：５〜６
０：４０、好ましくは８２：１８〜６０：４０の範囲と
した。図２をさらに検討すると、Ｃｒ含有量８０atom％
と７０atom％とが特異なデータを示しており、７２〜７
８atom％の範囲では組成への依存性が小さい。このこと
から組成依存性が小さな、Ｃｒ／Ｗの原子比が７９：２
１〜７１：２９の範囲を用いることがより好ましい。
空気中の抵抗値、各１００ｐｐｍのＨ2，ＣＯ，イソブ
タンへの相対感度、３５０℃と３８０℃との温湿度依存
性を示す。温湿度依存性の意味は、図１の場合と同様で
ある。Ｃｒ単味ではアルコール感度が無いが、Ｃｒ含有
量９５atom％、Ｗ含有量５atom％でエタノール感度が発
現する。Ｃｒ含有量８５atom％と８０atom％の間に臨界
的値があり、Ｃｒ８０atom％以下でエタノール選択性が
改善され、抵抗値が減少し、湿度依存性も改善される。
なおこれらの半導体はｐ形半導体であり、エタノール中
での抵抗値は空気中での抵抗値よりも高い。またＣｒ含
有量６５atom％までアルコール選択性が高く、湿度依存
性が小さく、空気中の抵抗値が低い状態が続いている。
これらのことからＣｒ／Ｗの原子比を、９５：５〜６
０：４０、好ましくは８２：１８〜６０：４０の範囲と
した。図２をさらに検討すると、Ｃｒ含有量８０atom％
と７０atom％とが特異なデータを示しており、７２〜７
８atom％の範囲では組成への依存性が小さい。このこと
から組成依存性が小さな、Ｃｒ／Ｗの原子比が７９：２
１〜７１：２９の範囲を用いることがより好ましい。
【０００９】図３に、２週間室温に放置したアルコール
センサの、加熱開始時の特性と、５０ｐｐｍのエタノー
ルへの応答波形（３８０℃）を示す。加熱開始時の安定
化時間は短く、放置した検出装置の使用を再開した際の
待ち時間が短い。
センサの、加熱開始時の特性と、５０ｐｐｍのエタノー
ルへの応答波形（３８０℃）を示す。加熱開始時の安定
化時間は短く、放置した検出装置の使用を再開した際の
待ち時間が短い。
【００１０】図４に、Ｃｒ／Ｗの原子比を２５：７５か
ら７５：２５の範囲で変えた際の、エタノール感度を示
す。データは、エタノール１００ｐｐｍ中の抵抗値を１
として、規格化して示す。Ｃｒ／Ｗが２５：７５ではｎ
形半導体で、５０：５０ではｐ形半導体となり、７５：
２５ではｐ形半導体でアルコール感度が高い。図の下部
に、Ｃｒ／Ｗが７５：２５での空気中の抵抗値を示す。
ら７５：２５の範囲で変えた際の、エタノール感度を示
す。データは、エタノール１００ｐｐｍ中の抵抗値を１
として、規格化して示す。Ｃｒ／Ｗが２５：７５ではｎ
形半導体で、５０：５０ではｐ形半導体となり、７５：
２５ではｐ形半導体でアルコール感度が高い。図の下部
に、Ｃｒ／Ｗが７５：２５での空気中の抵抗値を示す。
【００１１】実施例ではエタノールへの特性を示した
が、メタノール、プロパノール等の他のアルコールに対
しても、同様の特性が得られた。
が、メタノール、プロパノール等の他のアルコールに対
しても、同様の特性が得られた。
【００１２】
【発明の効果】この発明のアルコールセンサでは、(1)
アルコール選択性が高く、(2) 湿度依存性が小さ
く、(3) 加熱開始時の安定化時間が短いので、アルコ
ール検出装置の使用開始時の待ち時間が短い。
アルコール選択性が高く、(2) 湿度依存性が小さ
く、(3) 加熱開始時の安定化時間が短いので、アルコ
ール検出装置の使用開始時の待ち時間が短い。
【図１】 空気中の抵抗値、湿度依存性、ガス選択性を
示す、実施例の特性図
示す、実施例の特性図
【図２】 Ｃｒ／Ｗ組成による、選択性、抵抗値、湿度
依存性の変化を示す、実施例の特性図
依存性の変化を示す、実施例の特性図
【図３】 Ｃｒ／ｗ＝７５／２５（原子比）での、加熱
開始時の安定化時間と５０ｐｐｍのエタノールへの応答
波形を示す、実施例の特性図
開始時の安定化時間と５０ｐｐｍのエタノールへの応答
波形を示す、実施例の特性図
【図４】 Ｃｒ／Ｗ組成によるｎ形金属酸化物半導体か
らｐ形金属酸化物半導体への転換を示す実施例の特性図
らｐ形金属酸化物半導体への転換を示す実施例の特性図
Claims (1)
- 【請求項１】 クロム酸化物とタングステン酸化物を、
クロムとタングステンとの原子比で、９５：５〜６０：
４０の範囲で混合した金属酸化物半導体を主成分とす
る、アルコールセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13603992A JPH05302906A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | アルコールセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13603992A JPH05302906A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | アルコールセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302906A true JPH05302906A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=15165753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13603992A Pending JPH05302906A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | アルコールセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05302906A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008046926A1 (fr) * | 2006-10-19 | 2008-04-24 | Société De Chimie Inorganique Et Organique En Abrégé 'sochinor' | Capteur de gaz émis par une combustion |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP13603992A patent/JPH05302906A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008046926A1 (fr) * | 2006-10-19 | 2008-04-24 | Société De Chimie Inorganique Et Organique En Abrégé 'sochinor' | Capteur de gaz émis par une combustion |
| JP2010507088A (ja) * | 2006-10-19 | 2010-03-04 | ソシエテ ド シミ イノルガニク エ オルガニク アン アブレジェ “ソシノール” | 燃焼ガスセンサ |
| US8234906B2 (en) | 2006-10-19 | 2012-08-07 | Societe de Chimie Inorganique et Organique en abrege “Sochinor” | Sensor for gases emitted by combustion |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4045764A (en) | Gas-sensing material | |
| WO1986003051A1 (en) | Oxide semiconductor for thermistor and a method of producing the same | |
| EP0114310A2 (en) | Carbon monoxide sensing element and process for manufacturing it | |
| US5694107A (en) | Temperature sensor | |
| JP3254595B2 (ja) | サーミスタ用磁器組成物 | |
| JPH05302906A (ja) | アルコールセンサ | |
| US4458233A (en) | Gas sensing element | |
| JPS59132352A (ja) | 感湿材料 | |
| JPH05302907A (ja) | アルコールセンサ | |
| JPS5999243A (ja) | 感ガス素子 | |
| JP2003035693A (ja) | 可燃性ガスセンサ | |
| JPH10246714A (ja) | ガスセンサ材料 | |
| JPS6112002A (ja) | 感温抵抗材料 | |
| JP2001242114A (ja) | 燃料電池用ガス検知装置用補償素子、気体熱伝導式ガス検知装置及び燃料電池用ガス供給装置 | |
| JP2904002B2 (ja) | 温度センサ | |
| TWI295371B (en) | Stabilization method for signal of resistive oxygen sensor using cerium oxide | |
| KR940011746B1 (ko) | Al을 첨가하여 고온 내산화성 및 열기전력 안정성을 증가시킨 콘스탄탄 열전대소자 | |
| JPS61155746A (ja) | 排ガスセンサ | |
| JPH05302903A (ja) | 酸化性ガスのセンサ | |
| JPS5931006B2 (ja) | 可燃性ガス検知素子 | |
| JPH05302905A (ja) | アルコールセンサ | |
| JPH0737704A (ja) | 温度センサ | |
| JPH06283311A (ja) | 温度センサ | |
| Gerblinger et al. | Accurate Sensors Offering Unrestricted Recal113ration And Long Term Stability For Determining High Temperatures On The Basis Of Gas-sensitive Effects Of Different Gases On Metal Oxides | |
| JPS58624B2 (ja) | 感ガス素子 |