JPH0612954U - 炭酸ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アルコール含有雰囲気中においても炭酸ガス濃
度を正確に測定できる炭酸ガスセンサを提供することを
目的とする。 【構成】 裏側にヒータ５を設けた基盤６上に基準電極
３固体電解質層１と検知電極２と検知材料層４とを順に
積層し、且つ検知材料層４面の一部を除いて周囲をガス
シール材７で封止してなり、該検知材料層４の露出する
雰囲気ガス接触面８を酸化触媒層９で被覆すると共に、
これを植設した台座10に装着したアルコール吸着フィル
ター11を介して雰囲気ガスと接触するよう構成したもの
である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はアルコール含有雰囲気中においても炭酸ガス濃度を正確に測定できる 炭酸ガスセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５に示すように、従来の炭酸ガスセンサ素子部の構造は裏面にヒータ５を設 けた基盤６上に基準電極３と固体電解質層１と検知電極２と検知材料層４とを順 に積層し、且つ検知材料層面の一部を除いて周囲をガスシール材で封止してなり 、更に該検知材料層４面の一部を除きこれらの周囲をガスシール材７で被覆包囲 し、該検知材料層４の露出面８で雰囲気ガスと接触するよう形成されている。

【０００３】 このような公知の炭酸ガスセンサは、素子部を通常 400℃〜 600℃程度の一定 温度に加熱しておくことにより、固体電解質層がイオン伝導性となり、検知電極 にはこれと接触する被検ガス中の炭酸ガスの分圧に対応するイオン起電力が生じ 、検知電極と基準電極との間には両電極間の起電力の差に比例した電流が流れる 。そのため、両電極間のイオン電流または起電力を測定することによって炭酸ガ ス濃度を測定することができる。

【０００４】 しかし、上述のような構成からなる炭酸ガスセンサは、アルコールなどが存在 すると炭酸ガス濃度を正確に測定することはできない。そのため、活性炭やシリ カゲル等のフィルターを炭酸ガスセンサーに装着してアルコールを除去する方法 が試みられているが、吸着フィルターのみでは、比較的短い時間で飽和量に達し て劣化するため、長期間使用することができない。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

そこで本考案はアルコール含有雰囲気中においても炭酸ガス濃度を正確に測定 できる炭酸ガスセンサを提供することを目的とした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

裏面にヒータを設けた基盤上に基準電極と固体電解質層と検知電極と検知材料 層とを順に積層し、且つ検知材料層面の一部を除いて周囲をガスシール材で封止 してなり、該検知材料層の露出面を酸化触媒層で被覆すると共に、アルコール吸 着フィルターを介して雰囲気ガスと接触するように構成されている。

【０００７】 酸化触媒層は、例えばガンマ−アルミナに白金、又はパラジウム、又はロジウ ムなどの白金属元素を例えば重量で２〜10％担持させた触媒を重量で10％程度の アルミナバインダーなどと混合し、水又はグリセリンを加えてペースト状とした ものを0.1 〜0.5mm 程度の厚さにセンサ素子部に塗布して乾燥、焼成して形成す ることができる。アルコール吸着フィルターには活性炭またはシリカゲル等のフ ィルターが用いられる。

【０００８】

【作用】

本考案の炭酸ガスセンサの素子部は酸化触媒の塗布膜で被覆された酸化触媒層 、その外部に活性炭、またはシリカゲル等からなるアルコール吸着フィルターが 装着された吸着層から構成されている。そのため、アルコール含有雰囲気中にお いてもアルコールの影響が少なく、正確な炭酸ガス濃度の測定が可能である。

【０００９】

【実施例】

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１に本考案の炭酸ガスセンサの断面図を示す。図１に示すように、裏面にヒ ータ５を設けた基盤６上に基準電極３とＮａイオン導電体であるNASICON からな る固体電解質層１と検知電極２とアルカリ金属及びアルカリ土類金属炭酸塩を主 体とするイオン性検知材料層４とを順に積層し、且つ検知材料層４面の一部を除 きこれらの周囲をガスシール材７で被覆包囲し、該検知材料層の露出面に雰囲気 ガスとの接触面８が設けて炭酸ガスセンサ素子が構成されている。このセンサ素 子の検知電極２にはリード線２ａ、基準電極３にはリード線３ａを、更に図２に 示すような台座１０上に取り付けて従来型の炭酸ガスセンサＡを作成した。

【００１０】 従来型の炭酸ガスセンサＡの素子の周囲をさらにガンマ−アルミナに白金を重 量で５％担持させて作成した触媒に、重量で約10％のアルミナバインダーを加え 、さらに水及びグリセリンを加えてペースト状にし、これを約 0.25 mmの厚さに 塗布、乾燥、焼成して酸化触媒層９を形成し、触媒付の炭酸ガスセンサ素子が構 成される。そして、この素子を前記と同様に台座１０上に取り付けて炭酸ガスセ ンサＢを作成した。

【００１１】 図２に本考案の炭酸ガスセンサの一部切り欠き図を示す。図２に示すように、 炭酸ガスセンサＢに付設されているリードピン10ａを台座１０に植設し、活性炭 入りアルコール吸着フィルター１１を被せるよう装着して本考案の炭酸ガスセン サＣが構成される。

【００１２】 （試験例−１） 炭酸ガスセンサＡ、炭酸ガスセンサＢ、炭酸ガスセンサＣを用い、アルコール 雰囲気濃度を10、100 、500 、1000ppm に調整した50リットルのアクリル樹脂製 デシケーター中においてアルコールに対する感度を比較測定し、結果を図３に示 した。この結果から明らかなように、従来型の炭酸ガスセンサＡではアルコール に対して直接反応するため、高い起電力を示している。しかし、素子部に酸化触 媒を塗布して被覆包囲した炭酸ガスセンサＢではアルコールが酸化触媒層で酸化 分解されるため、起電力は減少している。さらに炭酸ガスセンサＢの素子部を活 性炭を混入したアルコール吸着フィルターを装着した本考案の炭酸ガスセンサＣ ではアルコールの影響はほとんどみられない。

【００１３】 （試験例−２） 従来型の炭酸ガスセンサＡに活性炭入りアルコール吸着フィルターを装着した 炭酸ガスセンサＤを用い、アルコール濃度を1000ppm 雰囲気に調整した約50リッ トルのアクリル樹脂製デシケータ中に放置してアルコールの影響を調べた。その 結果、初期時には十分効果があるが、約30分程度でフィルターの効果は減少し、 60〜90分でほぼ効果は失なわれ、100ppm程度のアルコールの影響があらわれる。 このようにアルコール吸着フィルターの装着のみでは長期間使用する炭酸ガスセ ンサとして不完全である。

【００１４】 （試験例−３） 炭酸ガス濃度を段階的に300 〜3000ppm の濃度に調整した約 50 リットルのア クリル樹脂製のデシケーターを用い、これをさらにアルコールが1000 ppm雰囲気 中と、アルコールが存在しない場合の実験条件を設定し、炭酸ガスセンサＢに活 性炭入りのアルコール吸着フィルターを装着した本考案の炭酸ガスセンサＣを用 い炭酸ガス濃度を測定した。その結果を図４に示した。

【００１５】 図４から明らかなように、酸化触媒を塗布し、アルコール吸着フィルターを装 着した本考案の炭酸ガスセンサＣは、アルコール雰囲気中においてもアルコール 吸着フィターと、酸化触媒層とによってアルコールが遮断されるため、アルコー ルによる影響が少なく正確に炭酸ガスの測定が可能である。

【００１６】

【考案の効果】

上述のように構成される本考案の炭酸ガスセンサは従来型の炭酸ガスセンサ素 子部をアルコール酸化触媒層で被覆し、これを植設した台座にアルコール吸着フ ィルターを装着した構成からなるため、アルコール含有雰囲気中においても、ア ルコールによる影響が少なく、正確に炭酸ガス濃度の測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【図２】本考案の実施例を示す図１の一部切り欠き側面
図である。

【図３】本考案にかかる炭酸ガスセンサのアルコールに
よる妨害を示すグラフである。

【図４】本考案にかかる炭酸ガスセンサのアルコール雰
囲気中における炭酸ガス検出特性を示すグラフである。

【図５】従来の炭酸ガスセンサの断面図である。

【符号の説明】

１ 固体電解質層 ２ 検知電極 ２ａ リード線 ３ 基準電極 ３ａ リード線 ４ 検知材料層 ５ ヒータ ６ 基盤 ７ シール材 ８ 雰囲気ガス接触面 ９ 酸化触媒の塗布膜からなる酸化触媒層 １０ 台座 １０ａ リードピン １１ アルコール吸着フィルター

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏面にヒータを設けた基盤上に基準電極
   と固体電解質層と検知電極と検知材料層とを順に積層
   し、且つ検知材料層面の一部を除いて周囲をガスシール
   材で封止してなり、該検知材料層の露出面を酸化触媒層
   で被覆すると共に、アルコール吸着フィルターを介して
   雰囲気ガスと接触するように構成したことを特徴とする
   炭酸ガスセンサ。