JPH0531104B2 - - Google Patents
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Description
〔発明の技術分野〕
本発明はCOガス検出装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来から、大気中の還元性ガスを検出するため
に、Ｎ型半導体特性を示すSnO2，ZnO，Fe2O3な
どの酸化物半導体をガス感応体として用いた感ガ
ス素子が知られている。これは、これら酸化物半
導体が還元性ガスに接触すると、その電気伝導度
が増大、すなわち、抵抗値が減少するという現象
を利用したものである。 ガス感応体を焼結体として用いるもの、スパツ
タリング法、蒸着法等で設けた薄膜として用いる
ものがあるが、焼結体タイプ、薄膜タイプのいず
れの感ガス素子にあつても、一般に、金属酸化物
半導体のみでは感ガス素子としてその感度が小さ
く、選択性も充分とはいえないため、通常、白金
（Pt）、パラジウム（Pd）等の貴金属を触媒とし
て用いて素子の感度を高めることが試みられてい
る。すなわち、Pt，Pdを直接金属酸化物半導体
に添加したり、あるいは、Pt，Pdを担持する触
媒層を金属酸化物半導体の上に形成するといつた
方法がとられている。 このような処置を施すと、無触媒の場合に比べ
て感度は向上するが、それでも未だ低濃度の還元
性ガスに対しては充分な感度を示さない。しかも
各種の還元性ガスが混在する場合、ある還元性ガ
スのみを高感度で選択的に検出することは、他の
還元性ガスの影響によつて素子の誤動作が誘発さ
れるため、極めて困難である。とりわけ、COの
ように低濃度でも人体に悪影響を及ぼすガスに関
しては、他の還元性ガスによる誤動作を排除して
検出することは極めて困難であつた。 更には、感ガス素子を一般家庭で使用すること
を想定した場合、アルコール蒸気による誤動作を
排除することが重要な問題となる。 〔発明の目的〕 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
COガスを選択的に検出することのできるガス検
出装置を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明はCOガス検出用感ガス素子と参照用感
ガス素子とを具備したガス検出装置であり、参照
用感ガス素子からの出力を参照してCOガス検出
用感ガス素子からの出力を判定しCOガス検出を
行なうものである。 本発明に用いられるCOガス検出用感ガス素子
はCOガスを含む還元性ガスに感変を有し、還元
性ガスに接触して抵抗値の変化する酸化物半導体
からなるガス感応体と、このガス感応体に設けら
れた一対の電極と、Pt，Pd，Rhのうち少なくと
も一種の触媒金属及びＡ2O3，ZrO2，SiO2のう
ち少なくとも一種の担体からなりこのガス感応体
上に設けられた触媒層とを有するものである。 ガス感応体に用いられる酸化物半導体として
は、SnO2系、ZnO系、Fe2O3系が用いられる。
SnO2系、ZnO系、Fe2O3系酸化物半導体は、それ
ぞれSnO2，ZnO，Fe2O3を主成分とし、必要に応
じNb5+，Sb3+，Cr3+，Ａ3+等の副成分を添加
したものである。このガス感応体は、厚膜（焼結
体）、薄膜いずれでも良いが、ガスに対する応答
性が良く、製造上の再現性も良好である薄膜の方
が好ましい。ガス感応体薄膜の製造方法として
は、蒸着法、スパツタリング法、金属の有機化合
物の熱分解法等が挙げられる。このガス感応体は
耐熱性かつ絶縁性の基板であるＡ2O3，BN，
Si3N4，SiO2等のセラミツク基板上に形成される
が、この膜厚は100Å〜1μm程度、さらには1000
Å〜1μm程度が好ましい。これは膜厚が1μmを越
えると還元性ガスに対する感度が低下してしま
い、また1000Å未満特に100Å未満で感度が低下
し同時にそのバラツキが大きくなるからである。 このガス感応体には、抵抗値を検出するため一
対の電極が設けられるが、この電極はガス感応体
に電気的に接続されていれば良く、ガス感応体表
面、基板表面どちらに設けても良い。この電極は
Au，Pt等を印刷法、蒸着法、スパツタリング法
等により形成する。また感ガス素子から電気信号
を取り出すため通常リード線が接続されるので、
リード線接続部分を基板との接着強度の大きい印
刷法により形成し、ガス感応体との接触部分を蒸
着法等により形成した薄膜としても良い。 また触媒槽としては、Pt，Pd，Rhのうち少な
くとも一種の触媒金属及びＡ2O3，ZrO2，SiO2
のうち少なくとも一種の担体からなるものを用
い、ガス感応体に測定雰囲気ガスが接触するのを
さまたげない程度の多孔質であることが好まし
い。このように多孔質であれば、焼結体である厚
膜、スパツタリング法、蒸着法、金属の有機化合
物の熱分解法による薄膜いずれでも良い。この触
媒金属は、ガス応答性、ガス選択性等の感ガス特
性を向上するために用いられるものであり、担体
は感ガス素子使用等における触媒金属の凝集等に
よる感ガス特性の低下を防止するために用いられ
るものである。厚膜の場合は10〜50μmの膜厚が
好ましく、この範囲外では感度・選択性等の触媒
効果が低下する。また薄膜の場合は５〜1000nm
程度が好ましく、熱分解法による場合は特に50〜
1000nm程度が好ましい。この範囲外では感度・
選択性等の触媒効果が低下するのに加え、ガス応
答速度も低下してしまう。 この触媒層中の触媒金属は、厚膜の場合0.05〜
20wt％、薄膜の場合１〜90wt％程度が好ましく
特にスパツタリング法による場合は１〜80wt％
が好ましい。また触媒金属の比率は、厚子比で、
Pt−Pdの場合Pt／Pd＝0.05〜1.0，Pd−Rhの場
合Rh／Pd＝0.05〜1.0，Pt−Rhの場合Rh／Pt＝
0.05〜1.0の範囲が好ましい。以上の範囲外では
感度・選択性とも十分なものが得られず、さらに
触媒金属の量が多くなると触媒層が導電性を有す
るようになり、ガス感応体の抵抗値の測定が困難
になつてしまう。このように触媒層は厚膜、薄膜
どちらでも良いが、感ガス素子の寿命、ガス応答
性の点から、スパツタリング法、蒸着法、金属の
有機化合物の熱分解法、CVD法等の焼結工程を
経ないで形成された薄膜を用いることが好まし
い。また触媒層とガス感応体との絶縁性を保つた
め、触媒金属の拡散と防止するため、Ａ2O3層
等を介し、触媒層を設けても良い。 以上のような構成のCOガス検出用感ガス素子
はCO及び他の還元性ガス（雑ガス）に感度を有
する。また一般に感ガス素子はガス応答性向上等
のためガス感応体加熱用のヒータを具備し、ガス
感応体を加熱して測定を行なうが、このCOガス
検出用感ガス素子では素子温度を例えば120℃程
度以下の低温とすることにより特にCOガスに対
する感度が向上する。 次に参照用感ガス素子について説明する。 参照用感ガス素子はCOガス以外の還元性ガス
に感度を有するものである。構成は前述のCOガ
ス検出用感ガス素子と同様であり、ガス感応体も
同様のものを用いるが、触媒層が異なる。 参照用感ガス素子の触媒層は、Ａ2O3，
ZrO2，SiO2のうち少なく一種の担体及びAgから
なり、ガス感応体に測定雰囲気ガスが接触するの
をさまたげない程度の多孔質であることが好まし
い。 この触媒層はCOガス検出用感ガス素子と同様
に、薄膜、厚膜いずれでも良いが、感ガス素子の
寿命、ガス応答性等の点から、スパツタリング
法、蒸着法、金属の有機化合物の熱分解法等の焼
結工程を経ないで形成された薄膜を用いる方が好
ましい。Agの触媒層中の量は、厚膜の場合0.05
〜20wt％、薄膜の場合１〜80wt％程度が好まし
く、この範囲外では感度・選択性、耐湿性とも十
分なものが得られず、さらにAgの量が多くなる
と触媒層が導電性を有するようになつてしまう。
この触媒層は、厚膜の場合10〜50μm程度、薄膜
の場合５〜1000nm程度が好ましくこの範囲外で
は触媒効果が低下するのに加え、膜厚が厚くなる
とガス応答速度も遅くなつてしまう。 以上のような構成の参照用感ガス素子において
は、実質的にCOガスに対する感度がなく、アル
コールガスCH4，C3H8等の還元性ガス（雑ガス）
に対する感度を有する。 本発明においては、このようにCOガス検出用
感ガス素子からのCOガス＋雑ガスの情報を有す
る出力と、参照用感ガス素子から雑ガスのみの情
報を有する参照出力とを別々に得ることができる
ので、参照用感ガス素子からの参照出力により
COガス検出用感ガス素子の出力から容易に雑ガ
スの影響を除くことができ、COガスの測定の選
択性が向上する。 このような２個の感ガス素子を用いたCOガス
検出装置を駆動する回路構成の一例をブロツク図
（第１図）を用いて説明する。 COガス検出用感ガス素子ａ及び参照用感ガス
素子ｃからの出力R1，R2はそれぞれ抵抗−電圧
変換回路ｂ，ｄに入力され電圧V1，V2に変換さ
れる。抵抗−電圧変換回路ｄにより出力される参
照用感ガス素子からの信号であるV2は警報レベ
ル設定回路ｅに入力され、警報レベルV′2が出力
される。このV′2とCOガス検出用感ガス素子から
の信号であるV1とが電圧比較回路ｆに入力され、
この電圧比較回路ｆでCOガスが存在すると判定
された時、警報信号Ｓが出力され、警報回路ｇに
入力される。 次にこの回路の動作について説明する。 COガス検出用感ガス素子ａ及び参照用感ガス
素子ｃからの出力である抵抗値R1，R2は測定雰
囲気により変化する。一般に感ガス素子における
抵抗値の変化は、ガス濃度が小さいときは急であ
るがガス濃度が高くなるにつれ傾きはゆるやかに
なる。この傾向は２種類以上の混合ガスについて
も同様である。また還元性雑ガス中にCOガスを
導入した場合、空気中で同一量のCOガスを導入
した場合に比べて感ガス素子の抵抗変化は小さ
い。すなわち雰囲気中の還元性雑ガスの濃度が高
まるにつれ、素子の一定量COガスに対する抵抗
変化は小さくなる。よつて測定雰囲気中の雑ガス
濃度に応じて、警報レベルを変える必要がある。
この警報レベルの設定を行なうのが警報レベル設
定回路ｅである。警報レベル設定回路ｅでは参照
用感ガス素子ｃからの信号であるV2（R2）を利用
して、COガス検出用感ガス素子ａの雑ガスを含
む雰囲気中でのCOガスの警報レベルV′2を出力す
る。このような雑ガス濃度により変化する警報レ
ベルV′2とCOガス検出用感ガス素子ａからの信号
であるV1とを電圧比較回路ｆで比較することに
よりCOガスの存在判定を行なうことができる。 第２図に本発明に係る両感ガス特性の雑ガス濃
度による変化を示す。COガス検出用感ガス素子
も参照用感ガス素子も雑ガスのみには同様に応動
して抵抗変化するので抵抗−電圧回路からの出力
は第２図の曲線ａの如き特性となる。このような
素子に一定量のCOガスを導入するとCOガス検出
用感ガス素子は曲線ｂの如き特性を示す。従つて
曲線ａと曲線ｂの差の電圧が、COガスによる信
号であるが、同図で見られる如く、COガス量は
一定でも雑ガスの多少により曲線ａと曲線ｂとの
差の電圧は大きく異なる。従つて測定時における
参照用感ガス素子の出力に基づき警報レベル設定
回路の出力である警報しきい値電圧を曲線ｃの如
く変化させる事により、雑ガス濃度の変化に起因
した誤動作をなくす事ができる。 抵抗−電圧変換回路は、例えば感ガス素子と固
定抵抗を直列に接続し定電圧を印加し、固定抵抗
両端の電圧を測定するような回路が用いられる。 警報レベル設定回路は例えば通常の演算増幅器
と基準電圧発生回路とを組み合せ、参照用感ガス
素子からの出力V2（雑ガス濃度−電圧）を予じめ
設定された関数により雑ガスとCOガスとの混合
ガスにおけるCOガス検出用感ガス素子の出力V1
に変換する。 電圧比較回路は通常の電子回路を用い、警報回
路としてはブザー、LED等により警報を発生、
表示するものを用い、必要に応じガス供給を遮断
するように構成しても良い。 以上のような構成の回路を用いれば、雑ガス濃
度に応じ警報レベルが変動させることができるの
で、COガスを選択性良くかつ信頼性高く検出す
ることができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のように、COガ
スを含む還元性ガスに感度を有するCO検出用感
ガス素子と、COガスには実質的感度をもたない
参照用感ガス素子とを具備するCOガス検出装置
を用いれば、選択性良くCOガスを検出すること
ができる。 〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を説明する。 （実施例 １） まずCOガス検出用感ガス素子の製造について
述べる。第３図は感ガス素子の断面図である。 絶縁性基板１としてアルミナ基板を用い、一方
の面に電極２を形成する。この電極２はリード線
接続部２ａと信号取出部２ｂからなりリード線接
続部２ａはAuペーストの焼付により形成し、ガ
ス感応体５と接触する信号取出し部２ｂはAuを
スパツタリングすることにより、一対のくし形電
極を形成する。また絶縁性基板１の裏面には
RuO2ペースト等からなるガス感応体加熱用のヒ
ータ３を一対の電極４間に用ける。 次にガス感応体５を形成する。 まず２−エチルヘキサン酸スズをSnの含有量
が10重量％となるようにｎ−ブタノールに溶解し
て試料溶液を調製した。 これを、一対の電極２間に塗布して空気中に１
時間放置した後、120℃に加熱してｎ−ブタノー
ルを気化せしめた。ついで全体を400℃、１時間
空気中で加熱分解した。この塗布−加熱分解の工
程を３回反復して厚み約0.3μmのSnO2薄膜から
なるガス感応体５を形成した。 続いてガス感応体５上に触媒層６を形成する。 Ａのアルコオキシドに、PdとPtの樹脂塩
（例えばESL社製プラチナレジネート、パジウム
レジネート）を加え、ブタノールにて希釈した。
このブタノール溶液をガス感応体５上に塗布し、
室温で１時間、150℃で乾燥後、400℃で30mm加熱
分解してPd−Pt−Ａ2O3からなる触媒層６を形
成した。 このようなガス感応体、触媒層の形成に用いら
れる金属の有機化合物としては、Pt，Pd，Rh，
Ａ，Zr，Siの金属アルコール化物、金属石け
ん、樹脂塩、錯体その他加熱により分解し金属又
は金属酸化物を生ずる一般に用いられる有機化合
物を用いる。 この金属の有機化合物は例えばラベンダーオイ
ル、石油エーテル、ヘキサントルエン等の有機溶
剤に混合した溶液をガス感応体表面に塗布し膜を
形成する。触媒層の組成比はこの溶液中の金属の
有機化合物の量を変えることにより容易に制御で
きる。また膜形成後室温１時間程度、100〜150℃
１時間程度の乾燥処理を施し、有機溶剤を蒸発さ
せ、金属の有機化合物をガス感応体上に定着させ
ることが好ましい。 この金属の有機化合物は加熱することにより、
簡単に熱分解し金属又は金属酸化物となる。この
ときＡ，Zr，Siのうち少なくとも一種は、有機
化合物中の酸素原子と反応することにより、又は
酸素存在雰囲気下での加熱により酸化されＡ2
O3，ZrO2，SiO2となる。このように金属の有機
化合物を加熱し分解することにより、Pt，Pd，
Rhのうち少なくとも一種の触媒金属と、Ａ2
O3，ZrO2，SiO2のうち少なくとも一種の担体と
からなる触媒層を形成することができる。 このように金属の有機化合物の熱分解法により
形成された触媒層を用いた本発明に係る感ガス素
子においては、測定対象ガスに対する応答性が非
常に優れている。これは、このような方法で形成
された触媒層でポーラスな状態が良好に実現され
ているためと考えられる。すなわち触媒層はガス
感応体と測定対象ガスとの接触をさまたげないよ
うにポーラスな状態が要求されるが、この有機化
合物の熱分解法によれば、あらかじめ金属が分散
された状態から有機物が除去されることになり、
この部分に空孔ができるためと考えられる。 またこの有機化合物の熱分解法によれば、有機
溶媒中の金属の有機化合物の量を調整することに
より容易に所望の組成比の触媒層を得ることがで
きる。さらに有機溶媒中において金属の有機化合
物は均一に分散し、形成された触媒層中において
も均一な組成が再現性良く実現されるので、感ガ
ス素子を量産する場合等の信頼性に優れている。
さらに絶縁性基板の形状に関係なく、平板状、円
筒状等いずれの場合にも均質な膜を形成すること
ができる。以上の如きCOガス検出用感ガス素子
の各種ガスに対する感度を第１表に示す。
に、Ｎ型半導体特性を示すSnO2，ZnO，Fe2O3な
どの酸化物半導体をガス感応体として用いた感ガ
ス素子が知られている。これは、これら酸化物半
導体が還元性ガスに接触すると、その電気伝導度
が増大、すなわち、抵抗値が減少するという現象
を利用したものである。 ガス感応体を焼結体として用いるもの、スパツ
タリング法、蒸着法等で設けた薄膜として用いる
ものがあるが、焼結体タイプ、薄膜タイプのいず
れの感ガス素子にあつても、一般に、金属酸化物
半導体のみでは感ガス素子としてその感度が小さ
く、選択性も充分とはいえないため、通常、白金
（Pt）、パラジウム（Pd）等の貴金属を触媒とし
て用いて素子の感度を高めることが試みられてい
る。すなわち、Pt，Pdを直接金属酸化物半導体
に添加したり、あるいは、Pt，Pdを担持する触
媒層を金属酸化物半導体の上に形成するといつた
方法がとられている。 このような処置を施すと、無触媒の場合に比べ
て感度は向上するが、それでも未だ低濃度の還元
性ガスに対しては充分な感度を示さない。しかも
各種の還元性ガスが混在する場合、ある還元性ガ
スのみを高感度で選択的に検出することは、他の
還元性ガスの影響によつて素子の誤動作が誘発さ
れるため、極めて困難である。とりわけ、COの
ように低濃度でも人体に悪影響を及ぼすガスに関
しては、他の還元性ガスによる誤動作を排除して
検出することは極めて困難であつた。 更には、感ガス素子を一般家庭で使用すること
を想定した場合、アルコール蒸気による誤動作を
排除することが重要な問題となる。 〔発明の目的〕 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
COガスを選択的に検出することのできるガス検
出装置を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明はCOガス検出用感ガス素子と参照用感
ガス素子とを具備したガス検出装置であり、参照
用感ガス素子からの出力を参照してCOガス検出
用感ガス素子からの出力を判定しCOガス検出を
行なうものである。 本発明に用いられるCOガス検出用感ガス素子
はCOガスを含む還元性ガスに感変を有し、還元
性ガスに接触して抵抗値の変化する酸化物半導体
からなるガス感応体と、このガス感応体に設けら
れた一対の電極と、Pt，Pd，Rhのうち少なくと
も一種の触媒金属及びＡ2O3，ZrO2，SiO2のう
ち少なくとも一種の担体からなりこのガス感応体
上に設けられた触媒層とを有するものである。 ガス感応体に用いられる酸化物半導体として
は、SnO2系、ZnO系、Fe2O3系が用いられる。
SnO2系、ZnO系、Fe2O3系酸化物半導体は、それ
ぞれSnO2，ZnO，Fe2O3を主成分とし、必要に応
じNb5+，Sb3+，Cr3+，Ａ3+等の副成分を添加
したものである。このガス感応体は、厚膜（焼結
体）、薄膜いずれでも良いが、ガスに対する応答
性が良く、製造上の再現性も良好である薄膜の方
が好ましい。ガス感応体薄膜の製造方法として
は、蒸着法、スパツタリング法、金属の有機化合
物の熱分解法等が挙げられる。このガス感応体は
耐熱性かつ絶縁性の基板であるＡ2O3，BN，
Si3N4，SiO2等のセラミツク基板上に形成される
が、この膜厚は100Å〜1μm程度、さらには1000
Å〜1μm程度が好ましい。これは膜厚が1μmを越
えると還元性ガスに対する感度が低下してしま
い、また1000Å未満特に100Å未満で感度が低下
し同時にそのバラツキが大きくなるからである。 このガス感応体には、抵抗値を検出するため一
対の電極が設けられるが、この電極はガス感応体
に電気的に接続されていれば良く、ガス感応体表
面、基板表面どちらに設けても良い。この電極は
Au，Pt等を印刷法、蒸着法、スパツタリング法
等により形成する。また感ガス素子から電気信号
を取り出すため通常リード線が接続されるので、
リード線接続部分を基板との接着強度の大きい印
刷法により形成し、ガス感応体との接触部分を蒸
着法等により形成した薄膜としても良い。 また触媒槽としては、Pt，Pd，Rhのうち少な
くとも一種の触媒金属及びＡ2O3，ZrO2，SiO2
のうち少なくとも一種の担体からなるものを用
い、ガス感応体に測定雰囲気ガスが接触するのを
さまたげない程度の多孔質であることが好まし
い。このように多孔質であれば、焼結体である厚
膜、スパツタリング法、蒸着法、金属の有機化合
物の熱分解法による薄膜いずれでも良い。この触
媒金属は、ガス応答性、ガス選択性等の感ガス特
性を向上するために用いられるものであり、担体
は感ガス素子使用等における触媒金属の凝集等に
よる感ガス特性の低下を防止するために用いられ
るものである。厚膜の場合は10〜50μmの膜厚が
好ましく、この範囲外では感度・選択性等の触媒
効果が低下する。また薄膜の場合は５〜1000nm
程度が好ましく、熱分解法による場合は特に50〜
1000nm程度が好ましい。この範囲外では感度・
選択性等の触媒効果が低下するのに加え、ガス応
答速度も低下してしまう。 この触媒層中の触媒金属は、厚膜の場合0.05〜
20wt％、薄膜の場合１〜90wt％程度が好ましく
特にスパツタリング法による場合は１〜80wt％
が好ましい。また触媒金属の比率は、厚子比で、
Pt−Pdの場合Pt／Pd＝0.05〜1.0，Pd−Rhの場
合Rh／Pd＝0.05〜1.0，Pt−Rhの場合Rh／Pt＝
0.05〜1.0の範囲が好ましい。以上の範囲外では
感度・選択性とも十分なものが得られず、さらに
触媒金属の量が多くなると触媒層が導電性を有す
るようになり、ガス感応体の抵抗値の測定が困難
になつてしまう。このように触媒層は厚膜、薄膜
どちらでも良いが、感ガス素子の寿命、ガス応答
性の点から、スパツタリング法、蒸着法、金属の
有機化合物の熱分解法、CVD法等の焼結工程を
経ないで形成された薄膜を用いることが好まし
い。また触媒層とガス感応体との絶縁性を保つた
め、触媒金属の拡散と防止するため、Ａ2O3層
等を介し、触媒層を設けても良い。 以上のような構成のCOガス検出用感ガス素子
はCO及び他の還元性ガス（雑ガス）に感度を有
する。また一般に感ガス素子はガス応答性向上等
のためガス感応体加熱用のヒータを具備し、ガス
感応体を加熱して測定を行なうが、このCOガス
検出用感ガス素子では素子温度を例えば120℃程
度以下の低温とすることにより特にCOガスに対
する感度が向上する。 次に参照用感ガス素子について説明する。 参照用感ガス素子はCOガス以外の還元性ガス
に感度を有するものである。構成は前述のCOガ
ス検出用感ガス素子と同様であり、ガス感応体も
同様のものを用いるが、触媒層が異なる。 参照用感ガス素子の触媒層は、Ａ2O3，
ZrO2，SiO2のうち少なく一種の担体及びAgから
なり、ガス感応体に測定雰囲気ガスが接触するの
をさまたげない程度の多孔質であることが好まし
い。 この触媒層はCOガス検出用感ガス素子と同様
に、薄膜、厚膜いずれでも良いが、感ガス素子の
寿命、ガス応答性等の点から、スパツタリング
法、蒸着法、金属の有機化合物の熱分解法等の焼
結工程を経ないで形成された薄膜を用いる方が好
ましい。Agの触媒層中の量は、厚膜の場合0.05
〜20wt％、薄膜の場合１〜80wt％程度が好まし
く、この範囲外では感度・選択性、耐湿性とも十
分なものが得られず、さらにAgの量が多くなる
と触媒層が導電性を有するようになつてしまう。
この触媒層は、厚膜の場合10〜50μm程度、薄膜
の場合５〜1000nm程度が好ましくこの範囲外で
は触媒効果が低下するのに加え、膜厚が厚くなる
とガス応答速度も遅くなつてしまう。 以上のような構成の参照用感ガス素子において
は、実質的にCOガスに対する感度がなく、アル
コールガスCH4，C3H8等の還元性ガス（雑ガス）
に対する感度を有する。 本発明においては、このようにCOガス検出用
感ガス素子からのCOガス＋雑ガスの情報を有す
る出力と、参照用感ガス素子から雑ガスのみの情
報を有する参照出力とを別々に得ることができる
ので、参照用感ガス素子からの参照出力により
COガス検出用感ガス素子の出力から容易に雑ガ
スの影響を除くことができ、COガスの測定の選
択性が向上する。 このような２個の感ガス素子を用いたCOガス
検出装置を駆動する回路構成の一例をブロツク図
（第１図）を用いて説明する。 COガス検出用感ガス素子ａ及び参照用感ガス
素子ｃからの出力R1，R2はそれぞれ抵抗−電圧
変換回路ｂ，ｄに入力され電圧V1，V2に変換さ
れる。抵抗−電圧変換回路ｄにより出力される参
照用感ガス素子からの信号であるV2は警報レベ
ル設定回路ｅに入力され、警報レベルV′2が出力
される。このV′2とCOガス検出用感ガス素子から
の信号であるV1とが電圧比較回路ｆに入力され、
この電圧比較回路ｆでCOガスが存在すると判定
された時、警報信号Ｓが出力され、警報回路ｇに
入力される。 次にこの回路の動作について説明する。 COガス検出用感ガス素子ａ及び参照用感ガス
素子ｃからの出力である抵抗値R1，R2は測定雰
囲気により変化する。一般に感ガス素子における
抵抗値の変化は、ガス濃度が小さいときは急であ
るがガス濃度が高くなるにつれ傾きはゆるやかに
なる。この傾向は２種類以上の混合ガスについて
も同様である。また還元性雑ガス中にCOガスを
導入した場合、空気中で同一量のCOガスを導入
した場合に比べて感ガス素子の抵抗変化は小さ
い。すなわち雰囲気中の還元性雑ガスの濃度が高
まるにつれ、素子の一定量COガスに対する抵抗
変化は小さくなる。よつて測定雰囲気中の雑ガス
濃度に応じて、警報レベルを変える必要がある。
この警報レベルの設定を行なうのが警報レベル設
定回路ｅである。警報レベル設定回路ｅでは参照
用感ガス素子ｃからの信号であるV2（R2）を利用
して、COガス検出用感ガス素子ａの雑ガスを含
む雰囲気中でのCOガスの警報レベルV′2を出力す
る。このような雑ガス濃度により変化する警報レ
ベルV′2とCOガス検出用感ガス素子ａからの信号
であるV1とを電圧比較回路ｆで比較することに
よりCOガスの存在判定を行なうことができる。 第２図に本発明に係る両感ガス特性の雑ガス濃
度による変化を示す。COガス検出用感ガス素子
も参照用感ガス素子も雑ガスのみには同様に応動
して抵抗変化するので抵抗−電圧回路からの出力
は第２図の曲線ａの如き特性となる。このような
素子に一定量のCOガスを導入するとCOガス検出
用感ガス素子は曲線ｂの如き特性を示す。従つて
曲線ａと曲線ｂの差の電圧が、COガスによる信
号であるが、同図で見られる如く、COガス量は
一定でも雑ガスの多少により曲線ａと曲線ｂとの
差の電圧は大きく異なる。従つて測定時における
参照用感ガス素子の出力に基づき警報レベル設定
回路の出力である警報しきい値電圧を曲線ｃの如
く変化させる事により、雑ガス濃度の変化に起因
した誤動作をなくす事ができる。 抵抗−電圧変換回路は、例えば感ガス素子と固
定抵抗を直列に接続し定電圧を印加し、固定抵抗
両端の電圧を測定するような回路が用いられる。 警報レベル設定回路は例えば通常の演算増幅器
と基準電圧発生回路とを組み合せ、参照用感ガス
素子からの出力V2（雑ガス濃度−電圧）を予じめ
設定された関数により雑ガスとCOガスとの混合
ガスにおけるCOガス検出用感ガス素子の出力V1
に変換する。 電圧比較回路は通常の電子回路を用い、警報回
路としてはブザー、LED等により警報を発生、
表示するものを用い、必要に応じガス供給を遮断
するように構成しても良い。 以上のような構成の回路を用いれば、雑ガス濃
度に応じ警報レベルが変動させることができるの
で、COガスを選択性良くかつ信頼性高く検出す
ることができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のように、COガ
スを含む還元性ガスに感度を有するCO検出用感
ガス素子と、COガスには実質的感度をもたない
参照用感ガス素子とを具備するCOガス検出装置
を用いれば、選択性良くCOガスを検出すること
ができる。 〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を説明する。 （実施例 １） まずCOガス検出用感ガス素子の製造について
述べる。第３図は感ガス素子の断面図である。 絶縁性基板１としてアルミナ基板を用い、一方
の面に電極２を形成する。この電極２はリード線
接続部２ａと信号取出部２ｂからなりリード線接
続部２ａはAuペーストの焼付により形成し、ガ
ス感応体５と接触する信号取出し部２ｂはAuを
スパツタリングすることにより、一対のくし形電
極を形成する。また絶縁性基板１の裏面には
RuO2ペースト等からなるガス感応体加熱用のヒ
ータ３を一対の電極４間に用ける。 次にガス感応体５を形成する。 まず２−エチルヘキサン酸スズをSnの含有量
が10重量％となるようにｎ−ブタノールに溶解し
て試料溶液を調製した。 これを、一対の電極２間に塗布して空気中に１
時間放置した後、120℃に加熱してｎ−ブタノー
ルを気化せしめた。ついで全体を400℃、１時間
空気中で加熱分解した。この塗布−加熱分解の工
程を３回反復して厚み約0.3μmのSnO2薄膜から
なるガス感応体５を形成した。 続いてガス感応体５上に触媒層６を形成する。 Ａのアルコオキシドに、PdとPtの樹脂塩
（例えばESL社製プラチナレジネート、パジウム
レジネート）を加え、ブタノールにて希釈した。
このブタノール溶液をガス感応体５上に塗布し、
室温で１時間、150℃で乾燥後、400℃で30mm加熱
分解してPd−Pt−Ａ2O3からなる触媒層６を形
成した。 このようなガス感応体、触媒層の形成に用いら
れる金属の有機化合物としては、Pt，Pd，Rh，
Ａ，Zr，Siの金属アルコール化物、金属石け
ん、樹脂塩、錯体その他加熱により分解し金属又
は金属酸化物を生ずる一般に用いられる有機化合
物を用いる。 この金属の有機化合物は例えばラベンダーオイ
ル、石油エーテル、ヘキサントルエン等の有機溶
剤に混合した溶液をガス感応体表面に塗布し膜を
形成する。触媒層の組成比はこの溶液中の金属の
有機化合物の量を変えることにより容易に制御で
きる。また膜形成後室温１時間程度、100〜150℃
１時間程度の乾燥処理を施し、有機溶剤を蒸発さ
せ、金属の有機化合物をガス感応体上に定着させ
ることが好ましい。 この金属の有機化合物は加熱することにより、
簡単に熱分解し金属又は金属酸化物となる。この
ときＡ，Zr，Siのうち少なくとも一種は、有機
化合物中の酸素原子と反応することにより、又は
酸素存在雰囲気下での加熱により酸化されＡ2
O3，ZrO2，SiO2となる。このように金属の有機
化合物を加熱し分解することにより、Pt，Pd，
Rhのうち少なくとも一種の触媒金属と、Ａ2
O3，ZrO2，SiO2のうち少なくとも一種の担体と
からなる触媒層を形成することができる。 このように金属の有機化合物の熱分解法により
形成された触媒層を用いた本発明に係る感ガス素
子においては、測定対象ガスに対する応答性が非
常に優れている。これは、このような方法で形成
された触媒層でポーラスな状態が良好に実現され
ているためと考えられる。すなわち触媒層はガス
感応体と測定対象ガスとの接触をさまたげないよ
うにポーラスな状態が要求されるが、この有機化
合物の熱分解法によれば、あらかじめ金属が分散
された状態から有機物が除去されることになり、
この部分に空孔ができるためと考えられる。 またこの有機化合物の熱分解法によれば、有機
溶媒中の金属の有機化合物の量を調整することに
より容易に所望の組成比の触媒層を得ることがで
きる。さらに有機溶媒中において金属の有機化合
物は均一に分散し、形成された触媒層中において
も均一な組成が再現性良く実現されるので、感ガ
ス素子を量産する場合等の信頼性に優れている。
さらに絶縁性基板の形状に関係なく、平板状、円
筒状等いずれの場合にも均質な膜を形成すること
ができる。以上の如きCOガス検出用感ガス素子
の各種ガスに対する感度を第１表に示す。
【表】
〔感度Rair／Rgas Rair 空気中の抵抗値
Rgas 測定対象ガス雰囲気中の抵抗値
C2H5OH 1000ppm
その他 200ppm〕
次に参照用感ガス素子を製造する。
構造はCOガス検出用感ガス素子（第１図に示
したもの）と同様とし、触媒層のみを変えたもの
である。触媒層はAg−Ａ2O3系とし、Ａのア
ルコオキシドとAg樹脂塩（例えばシルバーレジ
ネート（ESL社製））をブタノールで希釈したも
のを用い、前述と同様の方法で形成した。 この参照用感ガス素子の感ガス特性を第２表に
示す。
したもの）と同様とし、触媒層のみを変えたもの
である。触媒層はAg−Ａ2O3系とし、Ａのア
ルコオキシドとAg樹脂塩（例えばシルバーレジ
ネート（ESL社製））をブタノールで希釈したも
のを用い、前述と同様の方法で形成した。 この参照用感ガス素子の感ガス特性を第２表に
示す。
（実施例 ２）
また第１図に示す感ガス素子と同様の構成で、
ガス感応体、触媒層をスパツタリング法で形成し
た場合の特性を第３表に示す。 Γ COガス検出用感ガス素子 ガス感応体 ターゲツト Nb2O5／SnO2＝0.005（モル比） 膜 厚 1000Å 触媒層 ターゲツト Ａ2O3と、このＡ2O3に対し
50wt％のPd 膜 厚 100Å Γ 参照用感ガス素子 ガス感応体（COガス検出用感ガス素子と同様） 触媒層 ターゲツト Ａ2O3とこのＡ2O3に対し
20wt％のAg 膜 厚 100Å
ガス感応体、触媒層をスパツタリング法で形成し
た場合の特性を第３表に示す。 Γ COガス検出用感ガス素子 ガス感応体 ターゲツト Nb2O5／SnO2＝0.005（モル比） 膜 厚 1000Å 触媒層 ターゲツト Ａ2O3と、このＡ2O3に対し
50wt％のPd 膜 厚 100Å Γ 参照用感ガス素子 ガス感応体（COガス検出用感ガス素子と同様） 触媒層 ターゲツト Ａ2O3とこのＡ2O3に対し
20wt％のAg 膜 厚 100Å
スパツタリング法により触媒層を形成する場
合、ターゲツトとして触媒金属と担体を所望の比
率で含有した材料を用いても良いし、ターゲツト
として触媒金属とＡ，Si，Zrのうち少なくとも
一種とを含んでなる材料を用い薄膜形成後、酸素
存在雰囲気下で加熱酸化を行ない、触媒層を形成
することもできる。またターゲツトとして触媒金
属とＡ，Si，Zrのうち少なくとも一種とを含ん
でなる材料を用い、酸素存在雰囲気下でスパツタ
リングを行なつても良い。この場合担体として用
いられる酸化物の安定性を増すため、薄膜形成
後、大気中等で加熱処理を行なうことが好まし
い。ターゲツトとして触媒金属と担体とを含む材
料を用いた場合も同様である。このようにスパツ
タリング法に用いるターゲツトは原料粉体の混合
体でもよいし、合金として用いてもよいし、また
単一材料のターゲツト材の表面の一部を他の材料
でコーテイングしたものをターゲツトとして用い
てもよい。さらに、二元スパツタリング法を用い
て行なつてもよく、この場合同じターゲツトで
種々の組成を実現できる。 また触媒層はガス感応体と測定対象ガスとの接
触をさまたげないようにポーラスな状態であるこ
とが要求される。触媒層が十分薄い場合、例えば
膜厚10nm以下では通常のスパツタリング法を用
いても薄膜は島状に成長するので実質的にポーラ
スな状態が実現される。また、例えばAr，O2Ｎ
等103mmTorr程度の高いガス圧下でスパツタリン
グを行なうことにより、形成された触媒層中にガ
スが閉じこめられ、このガスを加熱により除去す
ることによりポーラスな状態を実現することもで
きる。さらに、ターゲツトにPVA等の有機物を
混合しスパツタリングを行ない、有機物が混入し
た触媒層を形成した後、加熱により有機物を除去
しポーラスな状態を実現することもできる。 また一般に感ガス素子は、ガス感応体を加熱す
るためのヒータを備えているが、触媒層を薄膜化
したことにより熱容量が小さくなるため、ヒータ
の出力を抑えることができるので、ヒータの寿命
ものび、ひいては感ガス素子の寿命ものびること
となる。 （実施例 ３） またガス感応体を実施例−１と同様とし、触媒
層を塗布・焼結による厚膜とした実施例を説明す
る。 ・COガス検出用感ガス素子の触媒層の形成 （NH4）2PdC6を水に溶解してPd1.0重量％の
水溶液を調製した。ここに、表面積約100m2／ｇ
のＡ2O3微粉を浸漬し充分攪拌した。Ａ2O3
微粉を別し1.5時間減圧乾燥して水分を除去し
た後、蒸発乾固した。ついで、乳鉢で粉砕し、得
られた粉末を石英ルツボの中に入れて400℃で焼
成した。 この触媒の粉末をアルミニウムヒドロキシクロ
ライド水溶液（Ａ2O3１％）の中に入れて泥漿
とした。この泥漿を、ガス感応体の上に塗布した
後、乾燥し、全体を400℃で焼成し、厚み20umの
Pd担持Ａ2O3の触媒層を形成した。 ・参照用感ガス素子の触媒層の形成 AgNO3の溶液所定量にＡ2O3を浸漬し、Ａ
２O3に対し、Agが10wt％となるべく含浸させ乾
燥後石英ルツボの中に入れ400℃で焼成した。こ
の触媒の粉末をアルミニウムヒドロキシクロライ
ド水溶液を加え泥漿として、これをガス感応体上
に塗布し乾燥後400℃で焼成して、厚み20μmの
Ag担持Ａ2O3触媒層を構成した。 このようにして形成された厚膜触媒層を有する
感ガス素子について触媒金属をかえ、感ガス特性
を測定し、第４表に示す。
合、ターゲツトとして触媒金属と担体を所望の比
率で含有した材料を用いても良いし、ターゲツト
として触媒金属とＡ，Si，Zrのうち少なくとも
一種とを含んでなる材料を用い薄膜形成後、酸素
存在雰囲気下で加熱酸化を行ない、触媒層を形成
することもできる。またターゲツトとして触媒金
属とＡ，Si，Zrのうち少なくとも一種とを含ん
でなる材料を用い、酸素存在雰囲気下でスパツタ
リングを行なつても良い。この場合担体として用
いられる酸化物の安定性を増すため、薄膜形成
後、大気中等で加熱処理を行なうことが好まし
い。ターゲツトとして触媒金属と担体とを含む材
料を用いた場合も同様である。このようにスパツ
タリング法に用いるターゲツトは原料粉体の混合
体でもよいし、合金として用いてもよいし、また
単一材料のターゲツト材の表面の一部を他の材料
でコーテイングしたものをターゲツトとして用い
てもよい。さらに、二元スパツタリング法を用い
て行なつてもよく、この場合同じターゲツトで
種々の組成を実現できる。 また触媒層はガス感応体と測定対象ガスとの接
触をさまたげないようにポーラスな状態であるこ
とが要求される。触媒層が十分薄い場合、例えば
膜厚10nm以下では通常のスパツタリング法を用
いても薄膜は島状に成長するので実質的にポーラ
スな状態が実現される。また、例えばAr，O2Ｎ
等103mmTorr程度の高いガス圧下でスパツタリン
グを行なうことにより、形成された触媒層中にガ
スが閉じこめられ、このガスを加熱により除去す
ることによりポーラスな状態を実現することもで
きる。さらに、ターゲツトにPVA等の有機物を
混合しスパツタリングを行ない、有機物が混入し
た触媒層を形成した後、加熱により有機物を除去
しポーラスな状態を実現することもできる。 また一般に感ガス素子は、ガス感応体を加熱す
るためのヒータを備えているが、触媒層を薄膜化
したことにより熱容量が小さくなるため、ヒータ
の出力を抑えることができるので、ヒータの寿命
ものび、ひいては感ガス素子の寿命ものびること
となる。 （実施例 ３） またガス感応体を実施例−１と同様とし、触媒
層を塗布・焼結による厚膜とした実施例を説明す
る。 ・COガス検出用感ガス素子の触媒層の形成 （NH4）2PdC6を水に溶解してPd1.0重量％の
水溶液を調製した。ここに、表面積約100m2／ｇ
のＡ2O3微粉を浸漬し充分攪拌した。Ａ2O3
微粉を別し1.5時間減圧乾燥して水分を除去し
た後、蒸発乾固した。ついで、乳鉢で粉砕し、得
られた粉末を石英ルツボの中に入れて400℃で焼
成した。 この触媒の粉末をアルミニウムヒドロキシクロ
ライド水溶液（Ａ2O3１％）の中に入れて泥漿
とした。この泥漿を、ガス感応体の上に塗布した
後、乾燥し、全体を400℃で焼成し、厚み20umの
Pd担持Ａ2O3の触媒層を形成した。 ・参照用感ガス素子の触媒層の形成 AgNO3の溶液所定量にＡ2O3を浸漬し、Ａ
２O3に対し、Agが10wt％となるべく含浸させ乾
燥後石英ルツボの中に入れ400℃で焼成した。こ
の触媒の粉末をアルミニウムヒドロキシクロライ
ド水溶液を加え泥漿として、これをガス感応体上
に塗布し乾燥後400℃で焼成して、厚み20μmの
Ag担持Ａ2O3触媒層を構成した。 このようにして形成された厚膜触媒層を有する
感ガス素子について触媒金属をかえ、感ガス特性
を測定し、第４表に示す。
【表】
〔Rair 空気中の抵抗値
Rgas 測定対象ガス雰囲気中の抵抗値〕
以上説明したように、本発明に係るCOガス検
出用感ガス素子はCOガス及びアルコール等の雑
ガスに対する感度を有し、参照用感ガス素子は
COガスには実質的感度を有さずアルコール等の
雑ガスに対する感度を有していることがわかる。
従つて参照用感ガス素子の出力を用いCOガス検
出用感ガス素子の出力からアルコール等の雑ガス
の影響を容易に除くことができ、選択性良くCO
ガス検出を行なうことができる。またCOガス検
出用感ガス素子は、H2，CH4，C3H8等のガスに
対す感度が非常に低いので、さらに選択性が良
い。 以上のように形成されたCOガス検出用感ガス
素子及び参照用感ガス素子はそれぞれ基体に固定
してもよいが、装置の小型化等を考慮して１個の
基体上に固定してもよい。第４図に平面図として
１個の基体上にCOガス検出用感ガス素子及び参
照用感ガス素子を固定した実施例を示す。 ガラスエポキシ樹脂からなる絶縁性の基体１１
に、感ガス素子懸架用の切り欠き部１２を設け
る。この絶縁性の基体１１の両面にはCu箔から
なる導体パターン１３が形成されており、COガ
ス検出用感ガス素子及び参照用感ガス素子１６は
この切り欠き部１２内でそれぞれの面に例えば
100μm程度のPtリード線１４により固着され懸架
される。また特性の異なる感ガス素子を基体１１
の両面に設けるため、例えば外部ソケツトに挿入
する際、方向を誤まらないように、切り込み部１
５を設ける。さらには耐摩耗性向上のため導体パ
ターン１３表面にはNiメツキを施こすことが好
ましい。 この例ではガラスエポキシ樹脂上にCu箔が形
成されたものを用いたが、Ａ2O3基板上にAuを
焼付けたもの等を用いても良い。 このように切り欠き部に２個の感ガス素子を懸
架する構造をとることにより、測定雰囲気の通風
が良好となる。また、感ガス素子は通常高温（例
えば100℃以上）で動作されるが、基体への熱伝
導はほぼリード線からのみとなり、感ガス素子の
ヒータによるガス感応体の加熱効率も向上する。 次の本発明のCOガス検出装置を動作せしめる
回路構成例を第５図のブロツク図を用いて説明す
る。図中S1〜S6は電気的に応動するスイツチとす
る。まず空気中に雑ガスがなく、参照用感ガス素
子Ｂの抵抗が高いときは、RL0の両端の電圧は低
い。このときは第１の電圧比較回路２１が作動し
S1とS4をONする。このためCOガス検出用感ガ
ス素子は比較的大きな抵抗RL1を用いて電圧出力
を出し、警報レベル設定回路２２の信号と第２の
電圧比較回路２３にて比較される。このような回
路構成でCOガスが導入されると検知素子の抵抗
は低下するが、参照用感ガス素子Ｂは抵抗変化を
せず、従つて第２の電圧比較回路２３にはRL1の
両端の電圧と警報レベル設定回路２２の出力が入
力され判断される。この場合はCOガスのみしか
存在しないため、検知素子の出力飽和の程度も少
く十分安定な警報が得られる。 次に空気中に雑ガスが存在する場合、参照用感
ガス素子Ｂの抵抗は低下し、従つてRL0の両端の
電圧が高まる。このときはRL0の両端の電圧が第
１の電圧比較回路２１の領域をこえると第１の電
圧比較回路２１は作動を停止し、従つてS1，S4を
OFFにし、同時に第１の電圧比較回路２４が作
動しS2，S5がONになり、RL2と警報レベル設定
回路２５が作動する。このとき雑ガスによつて
COガス検出用感ガス素子Ａの抵抗も減少してい
るためRL2としてはRL1より小なるものが用いら
れる。この状態で被検ガスが導入されるとCOガ
ス検出用感ガス素子Ａはさらに抵抗変化し、RL2
の両端の電圧は上昇する。これを警報レベル設定
回路２４の出力と第２の電圧比較回路２７で比較
して判断を行う。この場合雑ガスによりCOガス
検出用感ガス素子Ａの抵抗値は減少しているので
COガスによる信号はRL1を用いるよりもRL2の方
が（RL1＞RL2）精度よく読みとれる。 以下さらに雑ガス濃度が高いときもこの方法を
用いて高精度、確実に被検ガスを捕え、警報を出
す事ができることは言うまでもない。なお第５図
中８，９は抵抗−電圧変換回路をそれぞれ示し、
２１，２４，２６は第１の電圧比較器、２２，２
５，２７は警報レベル設定回路をそれぞれ示し、
上記と同様に動作する。又２８は警報回路を示
す。 このような構成のCOガス検出装置により雑ガ
ス存在下でのCOガス検出を行なつた。 第５図と同様の回路においてS1〜S6はアナログ
スイツチとしてRL0は一定RL1〜RL3は1MΩ、
100KΩ、10KΩとし、他は通常の電子回路を用い
た。 測定はまず空気中にCOガスのみを200ppm導入
し、この値で警報出す如く、回路を設定し、次に
雑ガス（アルコール）下での警報時のCO濃度を
調べた。この結果を第５表に示す。
出用感ガス素子はCOガス及びアルコール等の雑
ガスに対する感度を有し、参照用感ガス素子は
COガスには実質的感度を有さずアルコール等の
雑ガスに対する感度を有していることがわかる。
従つて参照用感ガス素子の出力を用いCOガス検
出用感ガス素子の出力からアルコール等の雑ガス
の影響を容易に除くことができ、選択性良くCO
ガス検出を行なうことができる。またCOガス検
出用感ガス素子は、H2，CH4，C3H8等のガスに
対す感度が非常に低いので、さらに選択性が良
い。 以上のように形成されたCOガス検出用感ガス
素子及び参照用感ガス素子はそれぞれ基体に固定
してもよいが、装置の小型化等を考慮して１個の
基体上に固定してもよい。第４図に平面図として
１個の基体上にCOガス検出用感ガス素子及び参
照用感ガス素子を固定した実施例を示す。 ガラスエポキシ樹脂からなる絶縁性の基体１１
に、感ガス素子懸架用の切り欠き部１２を設け
る。この絶縁性の基体１１の両面にはCu箔から
なる導体パターン１３が形成されており、COガ
ス検出用感ガス素子及び参照用感ガス素子１６は
この切り欠き部１２内でそれぞれの面に例えば
100μm程度のPtリード線１４により固着され懸架
される。また特性の異なる感ガス素子を基体１１
の両面に設けるため、例えば外部ソケツトに挿入
する際、方向を誤まらないように、切り込み部１
５を設ける。さらには耐摩耗性向上のため導体パ
ターン１３表面にはNiメツキを施こすことが好
ましい。 この例ではガラスエポキシ樹脂上にCu箔が形
成されたものを用いたが、Ａ2O3基板上にAuを
焼付けたもの等を用いても良い。 このように切り欠き部に２個の感ガス素子を懸
架する構造をとることにより、測定雰囲気の通風
が良好となる。また、感ガス素子は通常高温（例
えば100℃以上）で動作されるが、基体への熱伝
導はほぼリード線からのみとなり、感ガス素子の
ヒータによるガス感応体の加熱効率も向上する。 次の本発明のCOガス検出装置を動作せしめる
回路構成例を第５図のブロツク図を用いて説明す
る。図中S1〜S6は電気的に応動するスイツチとす
る。まず空気中に雑ガスがなく、参照用感ガス素
子Ｂの抵抗が高いときは、RL0の両端の電圧は低
い。このときは第１の電圧比較回路２１が作動し
S1とS4をONする。このためCOガス検出用感ガ
ス素子は比較的大きな抵抗RL1を用いて電圧出力
を出し、警報レベル設定回路２２の信号と第２の
電圧比較回路２３にて比較される。このような回
路構成でCOガスが導入されると検知素子の抵抗
は低下するが、参照用感ガス素子Ｂは抵抗変化を
せず、従つて第２の電圧比較回路２３にはRL1の
両端の電圧と警報レベル設定回路２２の出力が入
力され判断される。この場合はCOガスのみしか
存在しないため、検知素子の出力飽和の程度も少
く十分安定な警報が得られる。 次に空気中に雑ガスが存在する場合、参照用感
ガス素子Ｂの抵抗は低下し、従つてRL0の両端の
電圧が高まる。このときはRL0の両端の電圧が第
１の電圧比較回路２１の領域をこえると第１の電
圧比較回路２１は作動を停止し、従つてS1，S4を
OFFにし、同時に第１の電圧比較回路２４が作
動しS2，S5がONになり、RL2と警報レベル設定
回路２５が作動する。このとき雑ガスによつて
COガス検出用感ガス素子Ａの抵抗も減少してい
るためRL2としてはRL1より小なるものが用いら
れる。この状態で被検ガスが導入されるとCOガ
ス検出用感ガス素子Ａはさらに抵抗変化し、RL2
の両端の電圧は上昇する。これを警報レベル設定
回路２４の出力と第２の電圧比較回路２７で比較
して判断を行う。この場合雑ガスによりCOガス
検出用感ガス素子Ａの抵抗値は減少しているので
COガスによる信号はRL1を用いるよりもRL2の方
が（RL1＞RL2）精度よく読みとれる。 以下さらに雑ガス濃度が高いときもこの方法を
用いて高精度、確実に被検ガスを捕え、警報を出
す事ができることは言うまでもない。なお第５図
中８，９は抵抗−電圧変換回路をそれぞれ示し、
２１，２４，２６は第１の電圧比較器、２２，２
５，２７は警報レベル設定回路をそれぞれ示し、
上記と同様に動作する。又２８は警報回路を示
す。 このような構成のCOガス検出装置により雑ガ
ス存在下でのCOガス検出を行なつた。 第５図と同様の回路においてS1〜S6はアナログ
スイツチとしてRL0は一定RL1〜RL3は1MΩ、
100KΩ、10KΩとし、他は通常の電子回路を用い
た。 測定はまず空気中にCOガスのみを200ppm導入
し、この値で警報出す如く、回路を設定し、次に
雑ガス（アルコール）下での警報時のCO濃度を
調べた。この結果を第５表に示す。
【表】
第５表より明らかなように本発明においては、
非常に安定性よくCOガスを検出することができ
る。 なお上記実施例では第５図に示す如く、回路の
切りかえを３段としたがさらに精度を上げるため
に多段にすることも可能である。また必要に応じ
て２段にすることも可能であることはいうまでも
ない。
非常に安定性よくCOガスを検出することができ
る。 なお上記実施例では第５図に示す如く、回路の
切りかえを３段としたがさらに精度を上げるため
に多段にすることも可能である。また必要に応じ
て２段にすることも可能であることはいうまでも
ない。
第１図は本発明のCOガス検出装置を駆動せし
める一回路例を示すブロツク図、第２図は感ガス
素子の感度の雑ガス濃度に対する特性図、第３図
は本発明に係る感ガス素子の断面図、第４図は本
発明装置の一実施例を示す平面図、第５図は本発
明装置を駆動せしめる一回路例を示すブロツク
図。 電極……２、ガス感応体……５、触媒層……
６。
める一回路例を示すブロツク図、第２図は感ガス
素子の感度の雑ガス濃度に対する特性図、第３図
は本発明に係る感ガス素子の断面図、第４図は本
発明装置の一実施例を示す平面図、第５図は本発
明装置を駆動せしめる一回路例を示すブロツク
図。 電極……２、ガス感応体……５、触媒層……
６。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 還元性ガスに接触して抵抗値の変化する酸化
物半導体からなるガス感応体と、このガス感応体
に設けられた一対の電極と、Pt，Pd，Rhのうち
少なくとも一種の触媒金属及びＡ2O3，ZrO2，
SiO2のうち少なくとも一種の担体からなり前記
ガス感応体上に設けられた触媒層とを具備した
COガス検出用感ガス素子と； 還元性ガスに接触して抵抗値の変化する酸化物
半導体からなるガス感応体と、このガス感応体に
設けられた一対の電極と、Ａ2O3，ZrO2，SiO2
のうち少なくとも一種の担体及びAgからなり前
記ガス感応体上に設けられた触媒層とを具備した
COガスには実質的に感度のない参照用感ガス素
子とを有することを特徴としたCOガス検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57208480A JPS5999244A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | Ｃｏガス検出装置 |
| EP83108418A EP0102067B1 (en) | 1982-08-27 | 1983-08-26 | Co gas detecting device and circuit for driving the same |
| DE8383108418T DE3377738D1 (en) | 1982-08-27 | 1983-08-26 | Co gas detecting device and circuit for driving the same |
| KR1019830005677A KR840006853A (ko) | 1982-11-30 | 1983-11-30 | 일산화탄소 가스 검출장치 |
| US06/903,839 US4792433A (en) | 1982-08-27 | 1986-09-04 | CO gas detecting device and circuit for driving the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57208480A JPS5999244A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | Ｃｏガス検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5999244A JPS5999244A (ja) | 1984-06-07 |
| JPH0531104B2 true JPH0531104B2 (ja) | 1993-05-11 |
Family
ID=16556858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57208480A Granted JPS5999244A (ja) | 1982-08-27 | 1982-11-30 | Ｃｏガス検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5999244A (ja) |
| KR (1) | KR840006853A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63103959A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-09 | Fuji Electric Co Ltd | ガスセンサ |
| JPH07104309B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1995-11-13 | 株式会社東芝 | ガスセンサの製造方法 |
| JPS63279151A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-16 | Nibetsukusu Kk | 一酸化炭素センサ |
| KR101113315B1 (ko) * | 2009-11-06 | 2012-03-13 | 광주과학기술원 | 촉매층을 구비하는 가스센서 및 이의 동작방법 |
| JP7038472B2 (ja) * | 2016-09-21 | 2022-03-18 | 大阪瓦斯株式会社 | ガスセンサおよびガス検知装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51142396A (en) * | 1975-06-03 | 1976-12-07 | Fuigaro Giken Kk | Gas detection method and device which detects selectively the reductio n gas of specified kinds |
| JPS5273089A (en) * | 1975-12-15 | 1977-06-18 | Nippon Soken | Detector for gas composition |
| JPS52111797A (en) * | 1976-03-17 | 1977-09-19 | Yazaki Corp | Gas detecting element |
| JPS5431026U (ja) * | 1977-08-01 | 1979-03-01 | ||
| JPS5446094A (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-11 | Fuji Electric Co Ltd | Oxygen sensor for exhaust gases |
| JPS54134697A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-19 | Toshiba Corp | Gas sensitive element |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP57208480A patent/JPS5999244A/ja active Granted
-
1983
- 1983-11-30 KR KR1019830005677A patent/KR840006853A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51142396A (en) * | 1975-06-03 | 1976-12-07 | Fuigaro Giken Kk | Gas detection method and device which detects selectively the reductio n gas of specified kinds |
| JPS5273089A (en) * | 1975-12-15 | 1977-06-18 | Nippon Soken | Detector for gas composition |
| JPS52111797A (en) * | 1976-03-17 | 1977-09-19 | Yazaki Corp | Gas detecting element |
| JPS5431026U (ja) * | 1977-08-01 | 1979-03-01 | ||
| JPS5446094A (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-11 | Fuji Electric Co Ltd | Oxygen sensor for exhaust gases |
| JPS54134697A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-19 | Toshiba Corp | Gas sensitive element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR840006853A (ko) | 1984-12-03 |
| JPS5999244A (ja) | 1984-06-07 |
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