JPH0540102A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
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- JPH0540102A JPH0540102A JP3198003A JP19800391A JPH0540102A JP H0540102 A JPH0540102 A JP H0540102A JP 3198003 A JP3198003 A JP 3198003A JP 19800391 A JP19800391 A JP 19800391A JP H0540102 A JPH0540102 A JP H0540102A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 特定の種類のガスに対する良好な選択性を
確保し、誤差のない適正な検知を可能とする。 【構成】 ステムと、このステムに垂直状態に植設した
リードピンと、これらリードピンにそれぞれリードフレ
ームを介して保持した矩形状のヒータ基板４と、このヒ
ータ基板４に埋設したヒータ７と、このヒータ基板４の
表面に設けた感ガス体１３と、この感ガス体１３を覆う
ように形成した第１触媒層１４と、この第１触媒層１４
とは異なる組成を有しその第１触媒層１４の上に重ねて
形成した第２触媒層１５とを備え、感ガス体１３の抵抗
値変化をセンサ出力として取出す。
確保し、誤差のない適正な検知を可能とする。 【構成】 ステムと、このステムに垂直状態に植設した
リードピンと、これらリードピンにそれぞれリードフレ
ームを介して保持した矩形状のヒータ基板４と、このヒ
ータ基板４に埋設したヒータ７と、このヒータ基板４の
表面に設けた感ガス体１３と、この感ガス体１３を覆う
ように形成した第１触媒層１４と、この第１触媒層１４
とは異なる組成を有しその第１触媒層１４の上に重ねて
形成した第２触媒層１５とを備え、感ガス体１３の抵抗
値変化をセンサ出力として取出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大気中のガスを検知
するガスセンサに関する。
するガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、大気中の還元性ガスを検知するも
のとして、Ｎ型半導体特性を示すＳｎＯ2 ，ＺｎＯ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 などの金属酸化物半導体の焼結体を用いたガス
センサが知られている。
のとして、Ｎ型半導体特性を示すＳｎＯ2 ，ＺｎＯ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 などの金属酸化物半導体の焼結体を用いたガス
センサが知られている。
【０００３】これは、金属酸化物半導体に還元性ガスが
触れると、その金属酸化物半導体の電気伝導度が増大す
る、つまり抵抗値が減少するという現象を利用したもの
である。
触れると、その金属酸化物半導体の電気伝導度が増大す
る、つまり抵抗値が減少するという現象を利用したもの
である。
【０００４】一方、上記の焼結体タイプのガスセンサに
代り、薄膜タイプのガスセンサに関する研究が、エネル
ギの有効利用を前提とするシステム化の傾向に対応した
素子の微小化，多機能化の要請に応えて進められてい
る。
代り、薄膜タイプのガスセンサに関する研究が、エネル
ギの有効利用を前提とするシステム化の傾向に対応した
素子の微小化，多機能化の要請に応えて進められてい
る。
【０００５】この薄膜タイプのガスセンサは、ヒータを
内蔵した基板の表面に、金属酸化物半導体を種々の薄膜
形成法で被着せしめて薄膜とし、それを感ガス体とした
構造のもので、ヒータの発熱で感ガス体を加熱すること
により、同感ガス体に周囲雰囲気中のガスを感応させる
ものである。たとえば特願昭６３−７５５４８号に示さ
れるものがある。
内蔵した基板の表面に、金属酸化物半導体を種々の薄膜
形成法で被着せしめて薄膜とし、それを感ガス体とした
構造のもので、ヒータの発熱で感ガス体を加熱すること
により、同感ガス体に周囲雰囲気中のガスを感応させる
ものである。たとえば特願昭６３−７５５４８号に示さ
れるものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の焼結
体型および薄膜型のいずれのガスセンサにおいても、ガ
スの種類に対する選択性が十分でないという問題があ
る。また、特に高湿度中での使用に当たっては、抵抗値
の経時変化が大きくなり、長期的な信頼性が損なわれる
という問題もある。この発明は上記の事情を考慮したも
ので、請求項１および請求項２のガスセンサは、特定の
種類のガスに対する良好な選択性を確保し、誤差のない
適正な検知を可能とすることを目的とする。請求項３の
ガスセンサは、高湿度中の使用であっても、抵抗値の経
時変化を小さく抑え、長期的な信頼性の向上を図ること
を目的とする。
体型および薄膜型のいずれのガスセンサにおいても、ガ
スの種類に対する選択性が十分でないという問題があ
る。また、特に高湿度中での使用に当たっては、抵抗値
の経時変化が大きくなり、長期的な信頼性が損なわれる
という問題もある。この発明は上記の事情を考慮したも
ので、請求項１および請求項２のガスセンサは、特定の
種類のガスに対する良好な選択性を確保し、誤差のない
適正な検知を可能とすることを目的とする。請求項３の
ガスセンサは、高湿度中の使用であっても、抵抗値の経
時変化を小さく抑え、長期的な信頼性の向上を図ること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１のガスセンサ
は、互いに異なる組成を有する複数の触媒層を感ガス体
の上に重ねて形成する。
は、互いに異なる組成を有する複数の触媒層を感ガス体
の上に重ねて形成する。
【０００８】請求項２のガスセンサは、Ｗ−Ｃｕ−Ａｌ
2 Ｏ3 系の触媒層を感ガス体の上に形成し、その触媒層
にフッ素，イットリウム，コバルト，クロムのうち少な
くとも１つの元素または酸化物を 0.5wt％ないし 5.0wt
％添加する。
2 Ｏ3 系の触媒層を感ガス体の上に形成し、その触媒層
にフッ素，イットリウム，コバルト，クロムのうち少な
くとも１つの元素または酸化物を 0.5wt％ないし 5.0wt
％添加する。
【０００９】請求項３のガスセンサは、Ｗ−Ｃｕ−Ａｌ
2 Ｏ3 系の触媒層を感ガス体の上に形成し、その触媒層
に第８属鉄族金属，クロム，マンガンのうち少なくとも
１つの元素または酸化物を 0.1wt％ないし 5.0wt％添加
する。
2 Ｏ3 系の触媒層を感ガス体の上に形成し、その触媒層
に第８属鉄族金属，クロム，マンガンのうち少なくとも
１つの元素または酸化物を 0.1wt％ないし 5.0wt％添加
する。
【００１０】
【作用】請求項１のガスセンサでは、ガスが感ガス体に
到達する過程において、先ず外側の触媒層で反応が起き
て中間生成物ができ、次にその中間生成物と内側の触媒
層とで反応が起きてさらに別の生成物ができる。請求項
２のガスセンサでは、誤検知の原因となり易いアルコー
ル系ガスに対する感度が低下し、たばこ煙に対する感度
が増加する。請求項３のガスセンサでは、耐湿性が高ま
る。
到達する過程において、先ず外側の触媒層で反応が起き
て中間生成物ができ、次にその中間生成物と内側の触媒
層とで反応が起きてさらに別の生成物ができる。請求項
２のガスセンサでは、誤検知の原因となり易いアルコー
ル系ガスに対する感度が低下し、たばこ煙に対する感度
が増加する。請求項３のガスセンサでは、耐湿性が高ま
る。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の第１実施例について図面を
参照して説明する。この第１実施例は請求項１のガスセ
ンサに相当する。図４において、１は本体の基台となる
ステムで、そのステム１にリードピン２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄが垂直状態に植設される。これらリードピンに
それぞれリードフレーム３，３，３，３を介して矩形状
のヒータ基板４が保持される。
参照して説明する。この第１実施例は請求項１のガスセ
ンサに相当する。図４において、１は本体の基台となる
ステムで、そのステム１にリードピン２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄが垂直状態に植設される。これらリードピンに
それぞれリードフレーム３，３，３，３を介して矩形状
のヒータ基板４が保持される。
【００１２】リードフレーム３は、導電性材料を板状に
成形したもので、一端がリードピンの上端に溶接され、
他端がヒータ基板４上の後述するボンディングパッドに
パラレルギャップウェルダにて溶接される。ヒータ基板
４は、絶縁部材たとえばアルミナを主成分とするセラミ
ックで形成されている。そして、ステム１の上面側にス
テンレス製で網状のネットキャップ１０が取付けられ、
上記ヒータ基板４が保護される。ヒータ基板４の表面の
構成を図１および図２に示し、同ヒータ基板４の内部の
構成を図２および図３に示す。
成形したもので、一端がリードピンの上端に溶接され、
他端がヒータ基板４上の後述するボンディングパッドに
パラレルギャップウェルダにて溶接される。ヒータ基板
４は、絶縁部材たとえばアルミナを主成分とするセラミ
ックで形成されている。そして、ステム１の上面側にス
テンレス製で網状のネットキャップ１０が取付けられ、
上記ヒータ基板４が保護される。ヒータ基板４の表面の
構成を図１および図２に示し、同ヒータ基板４の内部の
構成を図２および図３に示す。
【００１３】まず、ヒータ基板４の表面において、四隅
の対角となる位置にそれぞれ電極リード用ボンディング
パッド５，５およびヒータリード用ボンディングパッド
６，６が設けられる。ボンディングパッド５，５は、上
記リードフレーム３，３を介してリードピン２ｂ，２ｄ
に接続される。ボンディングパッド６，６は、上記リー
ドフレーム３，３を介してリードピン２ａ，２ｃに接続
される。
の対角となる位置にそれぞれ電極リード用ボンディング
パッド５，５およびヒータリード用ボンディングパッド
６，６が設けられる。ボンディングパッド５，５は、上
記リードフレーム３，３を介してリードピン２ｂ，２ｄ
に接続される。ボンディングパッド６，６は、上記リー
ドフレーム３，３を介してリードピン２ａ，２ｃに接続
される。
【００１４】ヒータ基板４の内部に蛇行状のヒータ７が
設けられる。このヒータ７は、一端が上記ボンディング
パッド６，６のうちの一方に接続され、他端が残る他方
のボンディングパッド６に接続される。
設けられる。このヒータ７は、一端が上記ボンディング
パッド６，６のうちの一方に接続され、他端が残る他方
のボンディングパッド６に接続される。
【００１５】また、ヒータ基板４の表面には、一方の電
極リード用ボンディングパッド５と電気的に導通する電
極１１が設けられるとともに、他方の電極リード用ボン
ディングパッド５と電気的に導通する電極１２が設けら
れる。電極１１，１２はヒータ基板４の表面のほぼ中央
位置まで延びて互いに近接しており、その近接部分の上
に感ガス体１３が設けられる。
極リード用ボンディングパッド５と電気的に導通する電
極１１が設けられるとともに、他方の電極リード用ボン
ディングパッド５と電気的に導通する電極１２が設けら
れる。電極１１，１２はヒータ基板４の表面のほぼ中央
位置まで延びて互いに近接しており、その近接部分の上
に感ガス体１３が設けられる。
【００１６】感ガス体１３は、たとえばＳｎＯ2 などの
金属酸化物半導体膜であり、上記ヒータ７の発熱を受け
て熱を帯びることにより、周囲雰囲気中のガスに感応し
て抵抗値が変化する。つまり、感ガス体１３は、周囲雰
囲気中のガスの濃度が高いほど、抵抗値が減少する特性
を有する。
金属酸化物半導体膜であり、上記ヒータ７の発熱を受け
て熱を帯びることにより、周囲雰囲気中のガスに感応し
て抵抗値が変化する。つまり、感ガス体１３は、周囲雰
囲気中のガスの濃度が高いほど、抵抗値が減少する特性
を有する。
【００１７】そして、ヒータ基板４の表面において、感
ガス体１３を覆うように触媒層１４および触媒層１５が
順次重ねて形成される。この触媒層１４，１５の形成に
当たっては、通常、有機バインダー水溶液を用いて触媒
粉末をスラリー（surry ）化し、その触媒スラリーを塗
布，焼成する方法が用いられる。
ガス体１３を覆うように触媒層１４および触媒層１５が
順次重ねて形成される。この触媒層１４，１５の形成に
当たっては、通常、有機バインダー水溶液を用いて触媒
粉末をスラリー（surry ）化し、その触媒スラリーを塗
布，焼成する方法が用いられる。
【００１８】触媒層１４，１５は、互いに異なる組成を
有するもので、触媒層１４としてＷ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3
系の触媒を用い、触媒層１５としてＰｔ−Ｒｈ−Ａｌ2
Ｏ3 系の触媒を用いている。
有するもので、触媒層１４としてＷ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3
系の触媒を用い、触媒層１５としてＰｔ−Ｒｈ−Ａｌ2
Ｏ3 系の触媒を用いている。
【００１９】すなわち、触媒層１４は、Ａｌ2 Ｏ3 に対
してＷおよびＣｕを担持させたものである。触媒層１５
は、Ａｌ2 Ｏ3 に対してＰｔおよびＲｈを担持させたも
のである。
してＷおよびＣｕを担持させたものである。触媒層１５
は、Ａｌ2 Ｏ3 に対してＰｔおよびＲｈを担持させたも
のである。
【００２０】一方、上記リードピン２ａ，２ｃ、リード
フレーム３，３、ボンディングパッド５，５、および電
極１１，１２により、感ガス体１３の抵抗値変化をセン
サ出力として取出す手段が構成されている。また、リー
ドピン２ｂ，２ｄ、リードフレーム３，３、ボンディン
グパッド６，６により、ヒータ７に印加電圧を導く手段
が構成されている。つぎに、上記の構成において作用を
説明する。
フレーム３，３、ボンディングパッド５，５、および電
極１１，１２により、感ガス体１３の抵抗値変化をセン
サ出力として取出す手段が構成されている。また、リー
ドピン２ｂ，２ｄ、リードフレーム３，３、ボンディン
グパッド６，６により、ヒータ７に印加電圧を導く手段
が構成されている。つぎに、上記の構成において作用を
説明する。
【００２１】リードピン２ｂ，２ｄ間に電圧を印加する
と、ヒータ７に電流が流れ、ヒータ７が発熱する。これ
により、ヒータ基板４の温度が上昇し、感ガス体１３が
熱を帯びる。
と、ヒータ７に電流が流れ、ヒータ７が発熱する。これ
により、ヒータ基板４の温度が上昇し、感ガス体１３が
熱を帯びる。
【００２２】この状態で、周囲雰囲気中にガスが存在す
ると、そのガスが触媒層１５および触媒層１４を通して
感ガス体１３に到達する。そして、ガスへの感応によ
り、感ガス体１３の抵抗値が減少する。この抵抗値の減
少量は、ガスの濃度に応じて定まり、センサ出力として
リードピン２ａ，２ｃから取出される。したがって、リ
ードピン２ａ，２ｃに検知回路を接続することにより、
ガスの濃度を知ることができる。
ると、そのガスが触媒層１５および触媒層１４を通して
感ガス体１３に到達する。そして、ガスへの感応によ
り、感ガス体１３の抵抗値が減少する。この抵抗値の減
少量は、ガスの濃度に応じて定まり、センサ出力として
リードピン２ａ，２ｃから取出される。したがって、リ
ードピン２ａ，２ｃに検知回路を接続することにより、
ガスの濃度を知ることができる。
【００２３】ところで、ガスが感ガス体１３に到達する
過程では、先ず触媒層１５で反応が起きて中間生成物が
でき、次のその中間生成物と触媒層１４とでさらに反応
が起きて別の生成物ができ、それが感ガス体１３に到達
する。
過程では、先ず触媒層１５で反応が起きて中間生成物が
でき、次のその中間生成物と触媒層１４とでさらに反応
が起きて別の生成物ができ、それが感ガス体１３に到達
する。
【００２４】このように、ガスが感ガス体１３に達する
までに二段階にわたる生成変化が介在することにより、
感ガス体１３が感応し得るガスの種類が絞られることに
なり、特定の種類のガスに対して良好な選択性が確保さ
れる。ここで、種々のガスに対する感度の相異を実験に
より確かめたところ、図５に示すデータが得られた。
までに二段階にわたる生成変化が介在することにより、
感ガス体１３が感応し得るガスの種類が絞られることに
なり、特定の種類のガスに対して良好な選択性が確保さ
れる。ここで、種々のガスに対する感度の相異を実験に
より確かめたところ、図５に示すデータが得られた。
【００２５】すなわち、Ｈ2 ガスに対して高い感度を持
ち、他のたばこ煙やアルコール等の雑ガスに対してはほ
ぼ感度を持たない。この特性は、電子レンジ等の焦げ目
センサとして最適である。
ち、他のたばこ煙やアルコール等の雑ガスに対してはほ
ぼ感度を持たない。この特性は、電子レンジ等の焦げ目
センサとして最適である。
【００２６】ここでの感度は、空気中での感ガス体１３
の抵抗値を、該当ガス300ppm中での感ガス体１３の抵抗
値で除算した値である（感度＝空気中の抵抗値／該当ガ
ス300ppm中の抵抗値）。参考のため、触媒層が１つしか
ない場合について実験すると、図６および図７に示すデ
ータが得られた。
の抵抗値を、該当ガス300ppm中での感ガス体１３の抵抗
値で除算した値である（感度＝空気中の抵抗値／該当ガ
ス300ppm中の抵抗値）。参考のため、触媒層が１つしか
ない場合について実験すると、図６および図７に示すデ
ータが得られた。
【００２７】まず、図６は触媒層１４（Ｗ−Ｃｕ−Ａｌ
2 Ｏ3 系）だけの場合のデータであり、Ｈ2 ガスだけで
なくＣ2 Ｈ5 ＯＨガスやＣＯガスに対しても高い感度を
持ち、選択性が不十分である。
2 Ｏ3 系）だけの場合のデータであり、Ｈ2 ガスだけで
なくＣ2 Ｈ5 ＯＨガスやＣＯガスに対しても高い感度を
持ち、選択性が不十分である。
【００２８】図７は触媒層１５（Ｐｔ−Ｒｈ−Ａｌ2 Ｏ
3 系）だけの場合のデータであり、Ｈ2 ガスに対する感
度がやや減り、ＣＨ4 ガスおよびたばこ煙に対する感度
がやや増えており、やはり選択性が不十分である。
3 系）だけの場合のデータであり、Ｈ2 ガスに対する感
度がやや減り、ＣＨ4 ガスおよびたばこ煙に対する感度
がやや増えており、やはり選択性が不十分である。
【００２９】なお、上記実施例では、触媒層１４として
Ｗ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒を用い、触媒層１５とし
てＰｔ−Ｒｈ−Ａｌ2Ｏ3 系の触媒を用いたが、反対
に、触媒層１４としてＰｔ−Ｒｈ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒
を用い、触媒層１５としてＷ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触
媒を用いてもよい。
Ｗ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒を用い、触媒層１５とし
てＰｔ−Ｒｈ−Ａｌ2Ｏ3 系の触媒を用いたが、反対
に、触媒層１４としてＰｔ−Ｒｈ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒
を用い、触媒層１５としてＷ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触
媒を用いてもよい。
【００３０】この場合、実験によれば、図８に示すよう
に、Ｈ2 ガスおよびＣＨ4 ガスに対して高い感度を持
ち、他のたばこ煙やアルコール等の雑ガスに対してはほ
ぼ感度を持たない特性が得られた。これは、都市ガス用
のガス漏れセンサとして最適である。次に、この発明の
第２実施例について説明する。
に、Ｈ2 ガスおよびＣＨ4 ガスに対して高い感度を持
ち、他のたばこ煙やアルコール等の雑ガスに対してはほ
ぼ感度を持たない特性が得られた。これは、都市ガス用
のガス漏れセンサとして最適である。次に、この発明の
第２実施例について説明する。
【００３１】この実施例は、Ｗ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の
触媒層１４だけしかない場合は図６に示したように相対
的にたばこ煙に対する感度が低く、誤動作の原因になり
易いアルコール系のガスに対しては感度が高いことに対
処しており、たばこ煙に対しても確実な検知を可能とす
ることを目的としており、請求項２のガスセンサに相当
する。すなわち、図９および図１０に示すように、感ガ
ス体１３の上にＷ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒層１４の
みを形成し、触媒層１５を除去している。
触媒層１４だけしかない場合は図６に示したように相対
的にたばこ煙に対する感度が低く、誤動作の原因になり
易いアルコール系のガスに対しては感度が高いことに対
処しており、たばこ煙に対しても確実な検知を可能とす
ることを目的としており、請求項２のガスセンサに相当
する。すなわち、図９および図１０に示すように、感ガ
ス体１３の上にＷ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒層１４の
みを形成し、触媒層１５を除去している。
【００３２】そして、触媒層１４の形成に際し、その触
媒粉末に対してフッ素，イットリウム，コバルト，クロ
ムのうち少なくとも１つの元素または酸化物を0.5wt％
ないし 5.0wt％添加する構成としている。 （１）フッ素［Ｆ］の添加例。 触媒粉末に対し、フッ素元素の重量が 0.5wt％ないし
5.0wt％となるよう、フッ化アンモニウムを添加する。
この場合、図１１に示す実験データが得られた。
媒粉末に対してフッ素，イットリウム，コバルト，クロ
ムのうち少なくとも１つの元素または酸化物を0.5wt％
ないし 5.0wt％添加する構成としている。 （１）フッ素［Ｆ］の添加例。 触媒粉末に対し、フッ素元素の重量が 0.5wt％ないし
5.0wt％となるよう、フッ化アンモニウムを添加する。
この場合、図１１に示す実験データが得られた。
【００３３】すなわち、誤検知の原因となり易いアルコ
ール系ガスに対する感度が下がり、たばこ煙に対する感
度が上がっている。この特性は、空気清浄器等に使用す
るたばこ煙センサとして最適である。ここでの感度は、
ＣＯガスの感度を“１”としたときの相対感度である。 （２）イットリウム［Ｙ］の添加例。 触媒粉末に対し、イットリウム元素の重量が 0.5wt％な
いし 5.0wt％となるよう、硝酸イットリウムを添加す
る。この場合、図１２に示す実験データが得られた。す
なわち、誤検知の原因となり易いアルコール系ガスに対
する感度がある程度下がっている。これは、結果的にた
ばこ煙に対する感度を高める作用をする。 （３）コバルト［Ｃｏ］の添加例。 触媒粉末に対し、コバルト元素の重量が 0.5wt％ないし
5.0wt％となるよう、硫酸コバルトを添加する。この場
合、図１３に示す実験データが得られた。すなわち、誤
検知の原因となり易いアルコール系ガスに対する感度が
ある程度下がっている。これは、結果的にたばこ煙に対
する感度を高める作用をする。 （４）クロム［Ｃｒ］の添加例。 触媒粉末に対し、クロム元素の重量が 0.5wt％ないし
5.0wt％となるよう、硫酸クロムを添加する。この場
合、図１４に示す実験データが得られた。すなわち、誤
検知の原因となり易いアルコール系ガスに対する感度が
下がり、たばこ煙に対する感度が上がっている。 （５）フッ素［Ｆ］とクロム［Ｃｒ］の添加例。 触媒粉末に対し、フッ素元素の重量およびクロム元素の
重量がそれぞれ 0.5wt％ないし 5.0wt％となるよう、フ
ッ化アンモニウムと硫酸クロムを添加する。この場合、
図１５に示す実験データが得られた。すなわち、誤検知
の原因となり易いアルコール系ガスに対する感度が下が
り、たばこ煙に対する感度が上がっている。この発明の
第３実施例について説明する。
ール系ガスに対する感度が下がり、たばこ煙に対する感
度が上がっている。この特性は、空気清浄器等に使用す
るたばこ煙センサとして最適である。ここでの感度は、
ＣＯガスの感度を“１”としたときの相対感度である。 （２）イットリウム［Ｙ］の添加例。 触媒粉末に対し、イットリウム元素の重量が 0.5wt％な
いし 5.0wt％となるよう、硝酸イットリウムを添加す
る。この場合、図１２に示す実験データが得られた。す
なわち、誤検知の原因となり易いアルコール系ガスに対
する感度がある程度下がっている。これは、結果的にた
ばこ煙に対する感度を高める作用をする。 （３）コバルト［Ｃｏ］の添加例。 触媒粉末に対し、コバルト元素の重量が 0.5wt％ないし
5.0wt％となるよう、硫酸コバルトを添加する。この場
合、図１３に示す実験データが得られた。すなわち、誤
検知の原因となり易いアルコール系ガスに対する感度が
ある程度下がっている。これは、結果的にたばこ煙に対
する感度を高める作用をする。 （４）クロム［Ｃｒ］の添加例。 触媒粉末に対し、クロム元素の重量が 0.5wt％ないし
5.0wt％となるよう、硫酸クロムを添加する。この場
合、図１４に示す実験データが得られた。すなわち、誤
検知の原因となり易いアルコール系ガスに対する感度が
下がり、たばこ煙に対する感度が上がっている。 （５）フッ素［Ｆ］とクロム［Ｃｒ］の添加例。 触媒粉末に対し、フッ素元素の重量およびクロム元素の
重量がそれぞれ 0.5wt％ないし 5.0wt％となるよう、フ
ッ化アンモニウムと硫酸クロムを添加する。この場合、
図１５に示す実験データが得られた。すなわち、誤検知
の原因となり易いアルコール系ガスに対する感度が下が
り、たばこ煙に対する感度が上がっている。この発明の
第３実施例について説明する。
【００３４】この実施例は、高湿度中での使用に当たっ
ては抵抗値の経時変化が大きくなり、長期的な信頼性が
損なわれてしまう問題に対処したもので、たとえ高湿度
中の使用であっても、抵抗値の経時変化を小さく抑え、
長期的な信頼性の向上を図ることを目的としており、請
求項３のガスセンサに相当する。
ては抵抗値の経時変化が大きくなり、長期的な信頼性が
損なわれてしまう問題に対処したもので、たとえ高湿度
中の使用であっても、抵抗値の経時変化を小さく抑え、
長期的な信頼性の向上を図ることを目的としており、請
求項３のガスセンサに相当する。
【００３５】すなわち、第２実施例と同じく、図９およ
び図１０に示すように、感ガス体１３の上にＷ−Ｃｕ−
Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒層１４のみを形成し、触媒層１５を
除去している。
び図１０に示すように、感ガス体１３の上にＷ−Ｃｕ−
Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒層１４のみを形成し、触媒層１５を
除去している。
【００３６】そして、触媒層１４の形成に際し、その触
媒粉末に対して第８属鉄族金属（鉄，コバルト，ニッケ
ル），クロム，マンガンのうち少なくとも１つの元素ま
たは酸化物を 0.1wt％ないし 5.0wt％添加する構成とし
ている。 （１）ニッケル［Ｎｉ］の添加例（硝酸ニッケルを添加
剤として使用）。 触媒粉末に対し、ニッケル元素の重量が 0.1wt％ないし
5.0wt％となるよう、硝酸ニッケルを添加する。この場
合、図１６に示す実験データが得られた。なお、 3.0wt
％のときのデータと 5.0wt％のときのデータとが略重な
っている。
媒粉末に対して第８属鉄族金属（鉄，コバルト，ニッケ
ル），クロム，マンガンのうち少なくとも１つの元素ま
たは酸化物を 0.1wt％ないし 5.0wt％添加する構成とし
ている。 （１）ニッケル［Ｎｉ］の添加例（硝酸ニッケルを添加
剤として使用）。 触媒粉末に対し、ニッケル元素の重量が 0.1wt％ないし
5.0wt％となるよう、硝酸ニッケルを添加する。この場
合、図１６に示す実験データが得られた。なお、 3.0wt
％のときのデータと 5.0wt％のときのデータとが略重な
っている。
【００３７】すなわち、添加無しの 0wt％の場合は感ガ
ス体１３の抵抗値の経時変化が大きいが、添加によって
感ガス体１３の耐湿性が高まり、感ガス体１３の抵抗値
の経時変化が小さくなる。特に、 1.0wt％の場合の耐湿
性が高くなる。 （２）ニッケル［Ｎｉ］の添加例（硫酸ニッケルを添加
剤として使用）。 触媒粉末に対し、ニッケル元素の重量が 0.1wt％ないし
5.0wt％となるよう、硫酸ニッケルを添加する。この場
合、図１７に示す実験データが得られた。なお、 0.1wt
％のときのデータと 0.5wt％のときのデータとが略重な
っている。
ス体１３の抵抗値の経時変化が大きいが、添加によって
感ガス体１３の耐湿性が高まり、感ガス体１３の抵抗値
の経時変化が小さくなる。特に、 1.0wt％の場合の耐湿
性が高くなる。 （２）ニッケル［Ｎｉ］の添加例（硫酸ニッケルを添加
剤として使用）。 触媒粉末に対し、ニッケル元素の重量が 0.1wt％ないし
5.0wt％となるよう、硫酸ニッケルを添加する。この場
合、図１７に示す実験データが得られた。なお、 0.1wt
％のときのデータと 0.5wt％のときのデータとが略重な
っている。
【００３８】すなわち、添加無しの 0wt％の場合は感ガ
ス体１３の抵抗値の経時変化が大きいが、添加によって
感ガス体１３の耐湿性が高まり、感ガス体１３の抵抗値
の経時変化が小さくなる。特に、 0.1wt％ないし 0.5wt
％の場合での耐湿性が高くなる。 （３）コバルト［Ｃｏ］の添加例。 触媒粉末に対し、コバルト元素の重量が 0.5wt％ないし
3.0wt％となるよう、硫酸コバルトを添加する。 （４）クロム［Ｃｒ］の添加例。 触媒粉末に対し、クロム元素の重量が 0.5wt％ないし
3.0wt％となるよう、硫酸クロムを添加する。 （５）マンガン［Ｍｎ］の添加例。 触媒粉末に対し、マンガン元素の重量が 0.5wt％ないし
3.0wt％となるよう、硝酸マンガンを添加する。 （６）鉄［Ｆｅ］の添加例。 触媒粉末に対し、鉄元素の重量が 0.5wt％ないし 3.0wt
％となるよう、酸化第二鉄を粉末状態で添加し混合す
る。 （７）ニッケル［Ｎｉ］とマンガン［Ｍｎ］の添加例。 触媒粉末に対し、ニッケル元素の重量およびマンガン元
素の重量がそれぞれ1.0wt％となるよう、硫酸ニッケル
と硝酸マンガンを添加する。
ス体１３の抵抗値の経時変化が大きいが、添加によって
感ガス体１３の耐湿性が高まり、感ガス体１３の抵抗値
の経時変化が小さくなる。特に、 0.1wt％ないし 0.5wt
％の場合での耐湿性が高くなる。 （３）コバルト［Ｃｏ］の添加例。 触媒粉末に対し、コバルト元素の重量が 0.5wt％ないし
3.0wt％となるよう、硫酸コバルトを添加する。 （４）クロム［Ｃｒ］の添加例。 触媒粉末に対し、クロム元素の重量が 0.5wt％ないし
3.0wt％となるよう、硫酸クロムを添加する。 （５）マンガン［Ｍｎ］の添加例。 触媒粉末に対し、マンガン元素の重量が 0.5wt％ないし
3.0wt％となるよう、硝酸マンガンを添加する。 （６）鉄［Ｆｅ］の添加例。 触媒粉末に対し、鉄元素の重量が 0.5wt％ないし 3.0wt
％となるよう、酸化第二鉄を粉末状態で添加し混合す
る。 （７）ニッケル［Ｎｉ］とマンガン［Ｍｎ］の添加例。 触媒粉末に対し、ニッケル元素の重量およびマンガン元
素の重量がそれぞれ1.0wt％となるよう、硫酸ニッケル
と硝酸マンガンを添加する。
【００３９】これら（３）ないし（７）の実験データを
図１８に示しており、共に感ガス体１３の耐湿性が高ま
り、抵抗値の経時変化が小さくなるという効果が得られ
る。特に、コバルト 1.0wt％の場合の耐湿性が最も高
い。したがって、高湿度中の使用であっても、長期的な
信頼性の向上を図ることができる。なお、薄膜タイプの
ガスセンサを例に説明したが、図１９に示す円筒タイプ
のガスセンサについても同様に実施可能である。
図１８に示しており、共に感ガス体１３の耐湿性が高ま
り、抵抗値の経時変化が小さくなるという効果が得られ
る。特に、コバルト 1.0wt％の場合の耐湿性が最も高
い。したがって、高湿度中の使用であっても、長期的な
信頼性の向上を図ることができる。なお、薄膜タイプの
ガスセンサを例に説明したが、図１９に示す円筒タイプ
のガスセンサについても同様に実施可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、
【００４１】請求項１のガスセンサは、互いに異なる組
成を有する複数の触媒層を感ガス体の上に重ねて形成す
る構成としたので、特定の種類のガスに対する良好な選
択性を確保し、誤差のない適正な検知が可能である。
成を有する複数の触媒層を感ガス体の上に重ねて形成す
る構成としたので、特定の種類のガスに対する良好な選
択性を確保し、誤差のない適正な検知が可能である。
【００４２】請求項２のガスセンサは、Ｗ−Ｃｕ−Ａｌ
2 Ｏ3 系の触媒層を感ガス体の上に形成し、その触媒層
にフッ素，イットリウム，コバルト，クロムのうち少な
くとも１つの元素または酸化物を 0.5wt％ないし 5.0wt
％添加する構成としたので、特定の種類のガスに対する
良好な選択性を確保し、誤差のない適正な検知が可能で
ある。
2 Ｏ3 系の触媒層を感ガス体の上に形成し、その触媒層
にフッ素，イットリウム，コバルト，クロムのうち少な
くとも１つの元素または酸化物を 0.5wt％ないし 5.0wt
％添加する構成としたので、特定の種類のガスに対する
良好な選択性を確保し、誤差のない適正な検知が可能で
ある。
【００４３】請求項３のガスセンサは、Ｗ−Ｃｕ−Ａｌ
2 Ｏ3 系の触媒層を感ガス体の上に形成し、その触媒層
に第８属鉄族金属，クロム，マンガンのうち少なくとも
１つの元素または酸化物を 0.1wt％ないし 5.0wt％添加
する構成としたので、高湿度中の使用であっても、感度
の経時変化を小さく抑え、長期的な信頼性の向上が図れ
る。
2 Ｏ3 系の触媒層を感ガス体の上に形成し、その触媒層
に第８属鉄族金属，クロム，マンガンのうち少なくとも
１つの元素または酸化物を 0.1wt％ないし 5.0wt％添加
する構成としたので、高湿度中の使用であっても、感度
の経時変化を小さく抑え、長期的な信頼性の向上が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例におけるヒータ基板を上
方から見た図。
方から見た図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面を矢印方向に見た図。
【図３】同実施例におけるヒータの構成を示す図。
【図４】同実施例の全体的な構成を示す斜視図。
【図５】同実施例における感度を示す図。
【図６】従来における感度を参考のために示す図。
【図７】従来における別組成の触媒での感度を参考のた
めに示す図。
めに示す図。
【図８】同実施例の変形例における感度を示す図。
【図９】この発明の第２実施例におけるヒータ基板を上
方から見た図。
方から見た図。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面を矢印方向に見た図。
【図１１】同実施例におけるフッ素添加時の感度を示す
図。
図。
【図１２】同実施例におけるイットリウム添加時の感度
を示す図。
を示す図。
【図１３】同実施例におけるコバルト添加時の感度を示
す図。
す図。
【図１４】同実施例におけるクロム添加時の感度を示す
図。
図。
【図１５】同実施例におけるフッ素＋クロム添加時の感
度を示す図。
度を示す図。
【図１６】この発明の第３実施例における硝酸ニッケル
添加時の感度を示す図。
添加時の感度を示す図。
【図１７】同実施例における硫酸ニッケル添加時の感度
を示す図。
を示す図。
【図１８】同実施例における各種元素を添加した場合の
それぞれの感度を示す図。
それぞれの感度を示す図。
【図１９】同実施例の変形例の構成を示す図。
１…ステム、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…リードピン、３
…リードフレーム、４…ヒータ基板、７…ヒータ、１３
…感ガス体、１４…第１触媒層、１５…第２触媒層。
…リードフレーム、４…ヒータ基板、７…ヒータ、１３
…感ガス体、１４…第１触媒層、１５…第２触媒層。
Claims (3)
- 【請求項１】基板と、この基板に設けたヒータと、前記
基板に設けた感ガス体と、互いに異なる組成を有し前記
感ガス体を覆うように順次重ねて形成した複数の触媒層
とを備え、前記感ガス体の抵抗値変化をセンサ出力とす
ることを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項２】基板と、この基板に設けたヒータと、前記
基板に設けた感ガス体と、この感ガス体を覆うように形
成したＷ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒層とを備え、この
触媒層にフッ素，イットリウム，コバルト，クロムのう
ち少なくとも１つの元素または酸化物を 0.5wt％ないし
5.0wt％添加し、前記感ガス体の抵抗値変化をセンサ出
力とすることを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項３】基板と、この基板に設けたヒータと、前記
基板に設けた感ガス体と、この感ガス体を覆うように形
成したＷ−Ｃｕ−Ａｌ2 Ｏ3 系の触媒層とを備え、この
触媒層に第８属鉄族金属，クロム，マンガンのうち少な
くとも１つの元素または酸化物を 0.1wt％ないし 5.0wt
％添加し、前記感ガス体の抵抗値変化をセンサ出力とす
ることを特徴とするガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03198003A JP3091776B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03198003A JP3091776B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0540102A true JPH0540102A (ja) | 1993-02-19 |
| JP3091776B2 JP3091776B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=16383897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03198003A Expired - Fee Related JP3091776B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3091776B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003228778A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-08-15 | Osaka Gas Co Ltd | 油脂火災防止用ガス検知器及び油脂火災防止用ガス検知方法 |
| JP2006258422A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 薄膜ガスセンサ |
| JP2006266715A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Riken Keiki Co Ltd | 可燃性ガスセンサー |
| JP2010054225A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Yazaki Corp | ガス検出装置 |
| JP2019517779A (ja) * | 2016-04-22 | 2019-06-27 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | 半導体ヒーターを備えるエアロゾル発生装置 |
| US11533786B2 (en) | 2016-04-22 | 2022-12-20 | Altria Client Services Llc | Aerosol generating device comprising semiconductor heaters |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54134697A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-19 | Toshiba Corp | Gas sensitive element |
| JPS57154040A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-22 | Toshiba Corp | Gas detecting element |
| JPS5999343A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
| JPS6366448A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素ガス検出器 |
| JPS6486052A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-30 | Osaka Gas Co Ltd | Gas sensor |
| JPH0480648A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Toshiba Corp | ガスセンサ |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP03198003A patent/JP3091776B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006258422A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 薄膜ガスセンサ |
| JP4641832B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2011-03-02 | 富士電機システムズ株式会社 | 薄膜ガスセンサ |
| JP2006266715A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Riken Keiki Co Ltd | 可燃性ガスセンサー |
| JP2010054225A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Yazaki Corp | ガス検出装置 |
| JP2019517779A (ja) * | 2016-04-22 | 2019-06-27 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | 半導体ヒーターを備えるエアロゾル発生装置 |
| US11533786B2 (en) | 2016-04-22 | 2022-12-20 | Altria Client Services Llc | Aerosol generating device comprising semiconductor heaters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3091776B2 (ja) | 2000-09-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |