JPH06222028A - ＮＯｘセンサ - Google Patents
ＮＯｘセンサInfo
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- JPH06222028A JPH06222028A JP1205193A JP1205193A JPH06222028A JP H06222028 A JPH06222028 A JP H06222028A JP 1205193 A JP1205193 A JP 1205193A JP 1205193 A JP1205193 A JP 1205193A JP H06222028 A JPH06222028 A JP H06222028A
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- conductivity
- sensitive
- nox
- perovskite
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体を感応部に利用したＮＯx センサであっ
て高感度のＮＯx センサを提供する。 【構成】Ｌａを含有するペロブスカイト型酸化物および
／またはＬａを含有するペロブスカイト類似型酸化物か
らなる感応部１と、この感応部１の導電性を測定する導
電性測定部２とを少なくとも備え、前記導電性測定部２
による測定結果をもとに被験ガスとの接触に起因する前
記感応部１の導電性の変化を検出して前記被験ガス中の
ＮＯx を検知することを特徴とするＮＯx センサ。
て高感度のＮＯx センサを提供する。 【構成】Ｌａを含有するペロブスカイト型酸化物および
／またはＬａを含有するペロブスカイト類似型酸化物か
らなる感応部１と、この感応部１の導電性を測定する導
電性測定部２とを少なくとも備え、前記導電性測定部２
による測定結果をもとに被験ガスとの接触に起因する前
記感応部１の導電性の変化を検出して前記被験ガス中の
ＮＯx を検知することを特徴とするＮＯx センサ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮＯx センサに係り、特
に、ＮＯ2 の有無に応じて導電性が変化する半導体を感
応部に用いて、この半導体の導電性の変化を検出するこ
とにより被験ガス中のＮＯx を検知するＮＯx センサに
関する。
に、ＮＯ2 の有無に応じて導電性が変化する半導体を感
応部に用いて、この半導体の導電性の変化を検出するこ
とにより被験ガス中のＮＯx を検知するＮＯx センサに
関する。
【０００２】
【従来の技術】一酸化窒素（ＮＯ）や二酸化窒素（ＮＯ
2 ）等の窒素酸化物（ＮＯx ）は大気汚染、酸性雨、光
化学スモッグ等の原因物質の一つであるため、ボイラー
やエンジン等からの排気ガス中に含まれる窒素酸化物を
低減することが地球的規模で強く求められている。そし
て、ＮＯx の低減を図るためには、まず排気ガス中のＮ
Ｏx 量を測定することが重要であることから、種々の測
定機器が開発されている。
2 ）等の窒素酸化物（ＮＯx ）は大気汚染、酸性雨、光
化学スモッグ等の原因物質の一つであるため、ボイラー
やエンジン等からの排気ガス中に含まれる窒素酸化物を
低減することが地球的規模で強く求められている。そし
て、ＮＯx の低減を図るためには、まず排気ガス中のＮ
Ｏx 量を測定することが重要であることから、種々の測
定機器が開発されている。
【０００３】従来より、ＮＯx 量の測定には常圧化学発
光法が利用されてきた。この方法は、ＮＯをＯ3 と反応
させてＮＯ2 を生成させ、このときに生じる発光の強度
を測定するものである。この常圧化学発光法では、被験
ガス中にＮＯ2 が含まれる場合には、これを一旦ＮＯに
変換した後、生じたＮＯを再びＯ3 と反応させてＮＯ2
を生成させる必要がある。従って、常圧化学発光法は、
煩雑な分析作業を必要とする、測定に長時間を要する等
の難点があるため、現在では、より簡便にＮＯx 量を測
定するための機器として半導体を利用した測定機器の開
発が進められている。
光法が利用されてきた。この方法は、ＮＯをＯ3 と反応
させてＮＯ2 を生成させ、このときに生じる発光の強度
を測定するものである。この常圧化学発光法では、被験
ガス中にＮＯ2 が含まれる場合には、これを一旦ＮＯに
変換した後、生じたＮＯを再びＯ3 と反応させてＮＯ2
を生成させる必要がある。従って、常圧化学発光法は、
煩雑な分析作業を必要とする、測定に長時間を要する等
の難点があるため、現在では、より簡便にＮＯx 量を測
定するための機器として半導体を利用した測定機器の開
発が進められている。
【０００４】例えば特開昭５２−３６０９４号公報に
は、Ｖ2 ０5 ，Ｃａ2 Ｏ3 ，ＣｕＯ，Ｍｏ2 Ｏ8 ，Ｃｕ
Ｃｒ2 Ｏ4 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＮｉＯ，Ｃｏ3 Ｏ4 ，ＭｎＯ
2 ，ＣｅＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｎＯ，ＴｉＯ等の酸化物
またはこれらにＡｇ，Ｂａ，Ｃｒ，Ｐｔ等をドープした
酸化物の単結晶膜または多結晶膜を用い、この膜の電気
抵抗がＮＯ2 ガスの吸着に伴って変化することを利用し
て窒素酸化物の濃度を測定する装置が開示されている。
また、特開昭５８−１１８４４号公報には、特定のＳｎ
Ｏ2 薄膜を用い、この薄膜の電気抵抗がＮＯ2 ガスの吸
着に伴って変化することを利用したＮＯ2 ガス検知器が
開示されている。そして、特開昭６０−１５５９５５号
公報には、酸化インジウムと酸化サマリウムとを所定量
混合してなる金属酸化物半導体薄膜を用い、この半導体
薄膜の電気抵抗がＮＯガスとの接触の有無に応じて変化
することを利用した窒素酸化物検出素子が開示されてい
る。
は、Ｖ2 ０5 ，Ｃａ2 Ｏ3 ，ＣｕＯ，Ｍｏ2 Ｏ8 ，Ｃｕ
Ｃｒ2 Ｏ4 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＮｉＯ，Ｃｏ3 Ｏ4 ，ＭｎＯ
2 ，ＣｅＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｎＯ，ＴｉＯ等の酸化物
またはこれらにＡｇ，Ｂａ，Ｃｒ，Ｐｔ等をドープした
酸化物の単結晶膜または多結晶膜を用い、この膜の電気
抵抗がＮＯ2 ガスの吸着に伴って変化することを利用し
て窒素酸化物の濃度を測定する装置が開示されている。
また、特開昭５８−１１８４４号公報には、特定のＳｎ
Ｏ2 薄膜を用い、この薄膜の電気抵抗がＮＯ2 ガスの吸
着に伴って変化することを利用したＮＯ2 ガス検知器が
開示されている。そして、特開昭６０−１５５９５５号
公報には、酸化インジウムと酸化サマリウムとを所定量
混合してなる金属酸化物半導体薄膜を用い、この半導体
薄膜の電気抵抗がＮＯガスとの接触の有無に応じて変化
することを利用した窒素酸化物検出素子が開示されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
を利用した上述の測定機器には、常圧化学発光法を利用
した測定機器に比べて操作が簡便ではあるものの、十分
なＮＯx 感度を有しているとはいい難いという問題点が
あった。本発明の目的は、半導体を感応部に利用したＮ
Ｏx センサであって高感度のＮＯx センサを提供するこ
とにある。
を利用した上述の測定機器には、常圧化学発光法を利用
した測定機器に比べて操作が簡便ではあるものの、十分
なＮＯx 感度を有しているとはいい難いという問題点が
あった。本発明の目的は、半導体を感応部に利用したＮ
Ｏx センサであって高感度のＮＯx センサを提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のＮＯx センサは、Ｌａを含有するペロブスカイト型
酸化物および／またはＬａを含有するペロブスカイト類
似型酸化物からなる感応部と、この感応部の導電性を測
定する導電性測定部とを少なくとも備え、前記導電性測
定部による測定結果をもとに被験ガスとの接触に起因す
る前記感応部の導電性の変化を検出して前記被験ガス中
のＮＯx を検知することを特徴とする。
明のＮＯx センサは、Ｌａを含有するペロブスカイト型
酸化物および／またはＬａを含有するペロブスカイト類
似型酸化物からなる感応部と、この感応部の導電性を測
定する導電性測定部とを少なくとも備え、前記導電性測
定部による測定結果をもとに被験ガスとの接触に起因す
る前記感応部の導電性の変化を検出して前記被験ガス中
のＮＯx を検知することを特徴とする。
【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
ＮＯx センサにおいて、感応部は上述したようにＬａを
含有するペロブスカイト型酸化物および／またはＬａを
含有するペロブスカイト類似型酸化物からなる。これら
の酸化物は、酸素欠損を有していてもよい。
ＮＯx センサにおいて、感応部は上述したようにＬａを
含有するペロブスカイト型酸化物および／またはＬａを
含有するペロブスカイト類似型酸化物からなる。これら
の酸化物は、酸素欠損を有していてもよい。
【０００８】Ｌａ含有ペロブスカイト型酸化物の好まし
い例としては、Ｌａ1-x Ａx ＢＯ3で表される酸化物が
挙げられる。ここで、Ａはアルカリ土類金属および希土
類金属からなる群より選択される少なくとも１種の元素
を示す。上記Ａのアルカリ土類金属としては、Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｂａ等を挙げることができ、また希土類金属
としては、Ｙ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｇｄ等を挙げることができ
る。また、ｘは０≦ｘ＜１を満たす数である。また、Ｂ
は遷移金属およびＳｂからなる群より選択される少なく
とも１種の元素（ただしＬａを除き、かつＡ≠Ｂであ
る）を示す。ここに、Ｂの遷移金属としては、Ｔｉ，
Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｃｕ等を挙
げることができる。
い例としては、Ｌａ1-x Ａx ＢＯ3で表される酸化物が
挙げられる。ここで、Ａはアルカリ土類金属および希土
類金属からなる群より選択される少なくとも１種の元素
を示す。上記Ａのアルカリ土類金属としては、Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｂａ等を挙げることができ、また希土類金属
としては、Ｙ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｇｄ等を挙げることができ
る。また、ｘは０≦ｘ＜１を満たす数である。また、Ｂ
は遷移金属およびＳｂからなる群より選択される少なく
とも１種の元素（ただしＬａを除き、かつＡ≠Ｂであ
る）を示す。ここに、Ｂの遷移金属としては、Ｔｉ，
Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｃｕ等を挙
げることができる。
【０００９】Ｌａ1-x Ａx ＢＯ3 で表されるＬａ含有ペ
ロブスカイト型酸化物の具体例としては、ＬａＣｏ
Ｏ3 ，Ｌａ1-x ｒx ＣｏＯ3 （０＜ｘ＜１），ＬａＭｎ
Ｏ3 ，Ｌａ1-x Ｓｒx ＭｎＯ3 （０＜ｘ＜１），ＬａＮ
ｉＯ3 ，Ｌａ1-x Ｓｒx ＮｉＯ3（０＜ｘ＜１），Ｌａ
1-x Ｃａx ＣｏＯ3 （０＜ｘ＜１），ＬａＦｅＯ3 ，Ｌ
ａ1-x Ｓｒx ＦｅＯ3 （０＜ｘ＜１），Ｌａ1-x Ｂａx
ＭｎＯ3 （０＜ｘ＜１），ＬａＣｕＯ3 ，ＬａＳｂＯ3
等を挙げることができる。
ロブスカイト型酸化物の具体例としては、ＬａＣｏ
Ｏ3 ，Ｌａ1-x ｒx ＣｏＯ3 （０＜ｘ＜１），ＬａＭｎ
Ｏ3 ，Ｌａ1-x Ｓｒx ＭｎＯ3 （０＜ｘ＜１），ＬａＮ
ｉＯ3 ，Ｌａ1-x Ｓｒx ＮｉＯ3（０＜ｘ＜１），Ｌａ
1-x Ｃａx ＣｏＯ3 （０＜ｘ＜１），ＬａＦｅＯ3 ，Ｌ
ａ1-x Ｓｒx ＦｅＯ3 （０＜ｘ＜１），Ｌａ1-x Ｂａx
ＭｎＯ3 （０＜ｘ＜１），ＬａＣｕＯ3 ，ＬａＳｂＯ3
等を挙げることができる。
【００１０】一方、Ｌａ含有ペロブスカイト類似型酸化
物の好ましい例としては、Ｌａ2-yＡy ＢＯ4 で表され
る酸化物が挙げられる。ここで、Ａはアルカリ土類金属
および希土類金属からなる群より選択される少なくとも
１種の元素を示し、Ｂは遷移金属およびＳｂからなる群
より選択される少なくとも１種の元素（ただしＬａを除
き、かつＡ≠Ｂである）を示す。また、ｙは０≦ｙ＜２
を満たす数である。Ａのアルカリ土類金属および希土類
金属の具体例およびＢの遷移金属の具体例は、Ｌａ含有
ペロブスカイト型酸化物で説明したとおりである。
物の好ましい例としては、Ｌａ2-yＡy ＢＯ4 で表され
る酸化物が挙げられる。ここで、Ａはアルカリ土類金属
および希土類金属からなる群より選択される少なくとも
１種の元素を示し、Ｂは遷移金属およびＳｂからなる群
より選択される少なくとも１種の元素（ただしＬａを除
き、かつＡ≠Ｂである）を示す。また、ｙは０≦ｙ＜２
を満たす数である。Ａのアルカリ土類金属および希土類
金属の具体例およびＢの遷移金属の具体例は、Ｌａ含有
ペロブスカイト型酸化物で説明したとおりである。
【００１１】Ｌａ2-y Ａy ＢＯ4 で表されるＬａ含有ペ
ロブスカイト類似型酸化物の具体例としては、Ｌａ2 Ｃ
ｕＯ4 ，Ｌａ2 ＦｅＯ4 ，Ｌａ2-y Ｍｇy ＣｕＯ4 （０
＜ｙ＜２），Ｌａ2-y Ｃｅy ＣｕＯ4 （０＜ｙ＜２），
Ｌａ2-y Ｃａy ＣｕＯ4 （０＜ｙ＜２），Ｌａ2-y Ｓｒ
y ＣｕＯ4 （０＜ｙ＜２），Ｌａ2-y Ｂａy ＣｕＯ
4（０＜ｙ＜２），Ｌａ2-y Ｃｅy ＦｅＯ4 （０＜ｙ＜
２），Ｌａ2-y Ｃａy ＦｅＯ4 （０＜ｙ＜２），Ｌａ
2-y Ｓｒy ＦｅＯ4 （０＜ｙ＜２），Ｌａ2-y ＢａyＦ
ｅＯ4 （０＜ｙ＜２）等を挙げることができる。
ロブスカイト類似型酸化物の具体例としては、Ｌａ2 Ｃ
ｕＯ4 ，Ｌａ2 ＦｅＯ4 ，Ｌａ2-y Ｍｇy ＣｕＯ4 （０
＜ｙ＜２），Ｌａ2-y Ｃｅy ＣｕＯ4 （０＜ｙ＜２），
Ｌａ2-y Ｃａy ＣｕＯ4 （０＜ｙ＜２），Ｌａ2-y Ｓｒ
y ＣｕＯ4 （０＜ｙ＜２），Ｌａ2-y Ｂａy ＣｕＯ
4（０＜ｙ＜２），Ｌａ2-y Ｃｅy ＦｅＯ4 （０＜ｙ＜
２），Ｌａ2-y Ｃａy ＦｅＯ4 （０＜ｙ＜２），Ｌａ
2-y Ｓｒy ＦｅＯ4 （０＜ｙ＜２），Ｌａ2-y ＢａyＦ
ｅＯ4 （０＜ｙ＜２）等を挙げることができる。
【００１２】感応部の形状は特に限定されるものではな
く、目的とするＮＯx センサの用途等に応じて薄膜状、
薄板状、バルク状等、適宜選択される。薄膜状の感応部
は、例えば、目的とする感応部の組成に応じた金属塩や
金属錯体の有機溶媒溶液または目的とする感応部の組成
に応じた金属アルコキシドを用いたゾル溶液を、ディッ
プコート法、スプレー法、スピンコート法等により電気
絶縁性基材上にコーティングし、この後に熱処理するこ
とにより得られる。膜厚を厚くしたい場合は、前述の操
作を所望回数繰り返す。また、スパッタリング法や真空
蒸着法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スクリーン印刷法、プ
ラズマ溶射法等によっても、薄膜の感応部を得ることが
できる。
く、目的とするＮＯx センサの用途等に応じて薄膜状、
薄板状、バルク状等、適宜選択される。薄膜状の感応部
は、例えば、目的とする感応部の組成に応じた金属塩や
金属錯体の有機溶媒溶液または目的とする感応部の組成
に応じた金属アルコキシドを用いたゾル溶液を、ディッ
プコート法、スプレー法、スピンコート法等により電気
絶縁性基材上にコーティングし、この後に熱処理するこ
とにより得られる。膜厚を厚くしたい場合は、前述の操
作を所望回数繰り返す。また、スパッタリング法や真空
蒸着法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スクリーン印刷法、プ
ラズマ溶射法等によっても、薄膜の感応部を得ることが
できる。
【００１３】なお、上述した金属塩や金属錯体として
は、硝酸塩，硫酸塩等の無機系酸素酸塩、塩酸塩，クロ
ロ金属酸，その塩類等のハロゲン化物類など各種の無機
系塩または無機系錯塩、酢酸塩，蓚酸塩等のカルボン酸
塩、アセチルアセトナート等の有機金属錯体等、種々の
ものを用いることができる。また、有機溶媒としても種
々のものを用いることができるが、特に、セルソルブ、
アルコキシアルカノール類、ポリエチレングリコールモ
ノアルキルエーテル類、環状エーテル系アルコール類、
アルカノールアミン類、アミノアルコール類、イミノア
ルコール類、環状アミノアルコール類、ヒドロキシアミ
ノ類等、またはこれらの混合溶液を用いることが好まし
い。
は、硝酸塩，硫酸塩等の無機系酸素酸塩、塩酸塩，クロ
ロ金属酸，その塩類等のハロゲン化物類など各種の無機
系塩または無機系錯塩、酢酸塩，蓚酸塩等のカルボン酸
塩、アセチルアセトナート等の有機金属錯体等、種々の
ものを用いることができる。また、有機溶媒としても種
々のものを用いることができるが、特に、セルソルブ、
アルコキシアルカノール類、ポリエチレングリコールモ
ノアルキルエーテル類、環状エーテル系アルコール類、
アルカノールアミン類、アミノアルコール類、イミノア
ルコール類、環状アミノアルコール類、ヒドロキシアミ
ノ類等、またはこれらの混合溶液を用いることが好まし
い。
【００１４】薄板状の感応部は、目的とする感応部の組
成に応じた金属や合金、または目的とする感応部の組成
に応じたＬａ含有ペロブスカイト型酸化物もしくはＬａ
含有ペロブスカイト類似型酸化物を用いた融体急冷法
や、目的とする感応部の組成に応じたＬａ含有ペロブス
カイト型酸化物の粉末またはＬａ含有ペロブスカイト類
似型酸化物の粉末を用いたドクターブレード法等により
得ることができる。
成に応じた金属や合金、または目的とする感応部の組成
に応じたＬａ含有ペロブスカイト型酸化物もしくはＬａ
含有ペロブスカイト類似型酸化物を用いた融体急冷法
や、目的とする感応部の組成に応じたＬａ含有ペロブス
カイト型酸化物の粉末またはＬａ含有ペロブスカイト類
似型酸化物の粉末を用いたドクターブレード法等により
得ることができる。
【００１５】バルク状の感応部は、目的とする感応部の
組成に応じた無機金属塩または有機金属塩を混合した後
に所望形状に成形して焼成することにより、または、こ
の焼成物を粉砕して粉末を得た後にこの粉末を所望形状
に焼結することにより、得ることができる。
組成に応じた無機金属塩または有機金属塩を混合した後
に所望形状に成形して焼成することにより、または、こ
の焼成物を粉砕して粉末を得た後にこの粉末を所望形状
に焼結することにより、得ることができる。
【００１６】本発明のＮＯx センサは、上述した感応部
の他に、この感応部の導電性を測定する導電性測定部を
備えている。導電性測定部による導電性の測定は、電気
抵抗値を測定することで行ってもよいし、一定電圧印加
時における電流値を測定することで行ってもよいし、さ
らには一定電流通電時における電圧値を測定することで
行ってもよい。
の他に、この感応部の導電性を測定する導電性測定部を
備えている。導電性測定部による導電性の測定は、電気
抵抗値を測定することで行ってもよいし、一定電圧印加
時における電流値を測定することで行ってもよいし、さ
らには一定電流通電時における電圧値を測定することで
行ってもよい。
【００１７】前述した感応部は、所定の温度下、例えば
１００〜５００℃（感応部の温度）下においてＮＯ2 ガ
スと接触すると、ＮＯ2 量に応じて導電性が変化する。
したがって、被験ガスと感応部とを所定の温度下で接触
させたときの当該感応部の導電性を上述した導電性測定
部により測定し、この測定結果をもとに被験ガスとの接
触に起因する感応部の導電性の変化を検出することによ
り、被験ガス中のＮＯ2 量を検知することができる。
１００〜５００℃（感応部の温度）下においてＮＯ2 ガ
スと接触すると、ＮＯ2 量に応じて導電性が変化する。
したがって、被験ガスと感応部とを所定の温度下で接触
させたときの当該感応部の導電性を上述した導電性測定
部により測定し、この測定結果をもとに被験ガスとの接
触に起因する感応部の導電性の変化を検出することによ
り、被験ガス中のＮＯ2 量を検知することができる。
【００１８】このとき、被験ガス中にＮＯ2 とともにＮ
Ｏが存在し、これらが熱的平衡状態にあれば、前述した
ＮＯ2 量の検知結果と、別の手段によって測定した測定
系内の酸素濃度および測定点の温度とから、被験ガス中
のＮＯ量を算出することができ、これらの値から被験ガ
ス中のＮＯx （ＮＯ2 およびＮＯ）量を算出することが
できる。
Ｏが存在し、これらが熱的平衡状態にあれば、前述した
ＮＯ2 量の検知結果と、別の手段によって測定した測定
系内の酸素濃度および測定点の温度とから、被験ガス中
のＮＯ量を算出することができ、これらの値から被験ガ
ス中のＮＯx （ＮＯ2 およびＮＯ）量を算出することが
できる。
【００１９】また、被験ガス中のＮＯ2 とＮＯとが熱的
平衡状態にない場合は、被験ガス中のＮＯをＯ3 や活性
炭担持Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ、あるいはＦｅ2 Ｏ3 ，Ｎｉ
Ｏ，Ｃｏ3 Ｏ4 等の触媒によりＮＯ2 に変換した後また
は変換しつつ、当該ガスを前述の感応部に接触させてそ
の導電性を導電性測定部で測定し、前述したようにして
感応部の導電性の変化を検出することにより、被験ガス
中のＮＯx （ＮＯ2 およびＮＯ）量をＮＯ2 換算量とし
て検知することができる。
平衡状態にない場合は、被験ガス中のＮＯをＯ3 や活性
炭担持Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ、あるいはＦｅ2 Ｏ3 ，Ｎｉ
Ｏ，Ｃｏ3 Ｏ4 等の触媒によりＮＯ2 に変換した後また
は変換しつつ、当該ガスを前述の感応部に接触させてそ
の導電性を導電性測定部で測定し、前述したようにして
感応部の導電性の変化を検出することにより、被験ガス
中のＮＯx （ＮＯ2 およびＮＯ）量をＮＯ2 換算量とし
て検知することができる。
【００２０】このように、被験ガス中のＮＯx 量を検知
するにあたっては、被験ガス中のＮＯ2 とＮＯとが熱的
平衡状態にあるか否かにより、センサに必要とされる機
能に差異が生じる。したがって、本発明のＮＯx センサ
の構成もその用途に応じて変化する。
するにあたっては、被験ガス中のＮＯ2 とＮＯとが熱的
平衡状態にあるか否かにより、センサに必要とされる機
能に差異が生じる。したがって、本発明のＮＯx センサ
の構成もその用途に応じて変化する。
【００２１】例えば、ＮＯ2 とＮＯとが熱的平衡状態に
あることが明らかな被験ガス中のＮＯx を検知する場合
には、前述した感応部および導電性測定部の他に、下記
〜の機能、すなわち 被験ガスとの接触に起因する感応部の導電性の変化
を検出して、被験ガス中のＮＯ2 量を算出する機能、 上記で算出したＮＯ2 量から被験ガス中のＮＯ量
を算出する機能、 上記で算出したＮＯ2 量と上記で算出したＮＯ
量とから被験ガス中のＮＯx （ＮＯ2 およびＮＯ）量を
算出する機能、 を有する演算部と、この演算部での演算結果を測定者が
確認できる形で出力する出力部とを少なくとも用いて、
本発明のＮＯx センサが構成される。
あることが明らかな被験ガス中のＮＯx を検知する場合
には、前述した感応部および導電性測定部の他に、下記
〜の機能、すなわち 被験ガスとの接触に起因する感応部の導電性の変化
を検出して、被験ガス中のＮＯ2 量を算出する機能、 上記で算出したＮＯ2 量から被験ガス中のＮＯ量
を算出する機能、 上記で算出したＮＯ2 量と上記で算出したＮＯ
量とから被験ガス中のＮＯx （ＮＯ2 およびＮＯ）量を
算出する機能、 を有する演算部と、この演算部での演算結果を測定者が
確認できる形で出力する出力部とを少なくとも用いて、
本発明のＮＯx センサが構成される。
【００２２】ＮＯ2 とＮＯとが熱的平衡状態にないこと
が明らかな被験ガス中のＮＯx を検知する場合には、前
述した感応部および導電性測定部の他に、被験ガス中の
ＮＯをＮＯ2 に変換する触媒からなるコンバータを少な
くとも用いて、本発明のＮＯx センサが構成される。こ
の場合の最終的なＮＯ2 量は感応部の導電性の測定結果
から比較的容易に換算できるため、例えば、測定結果か
ら換算されるＮＯ2 量を導電性測定用の計測器の表示部
に表示しておくこと等により、特別の演算部および出力
部を設けなくてもＮＯx （ＮＯ2 換算量）を検知するこ
とができる。勿論、感応部の導電性の変化から最終的な
ＮＯ2 量を算出する機能を有する演算部、およびこの演
算部での演算結果を測定者が確認できる形で出力する出
力部を設けても差支えない。
が明らかな被験ガス中のＮＯx を検知する場合には、前
述した感応部および導電性測定部の他に、被験ガス中の
ＮＯをＮＯ2 に変換する触媒からなるコンバータを少な
くとも用いて、本発明のＮＯx センサが構成される。こ
の場合の最終的なＮＯ2 量は感応部の導電性の測定結果
から比較的容易に換算できるため、例えば、測定結果か
ら換算されるＮＯ2 量を導電性測定用の計測器の表示部
に表示しておくこと等により、特別の演算部および出力
部を設けなくてもＮＯx （ＮＯ2 換算量）を検知するこ
とができる。勿論、感応部の導電性の変化から最終的な
ＮＯ2 量を算出する機能を有する演算部、およびこの演
算部での演算結果を測定者が確認できる形で出力する出
力部を設けても差支えない。
【００２３】また、被験ガス中のＮＯ2 とＮＯとが熱的
平衡状態にあるか否か不明である場合には、ＮＯ2 とＮ
Ｏとが熱的平衡状態にない場合と同様にしてＮＯx セン
サを構成することが好ましい。いずれの場合において
も、導電性測定部による測定結果をもとに被験ガスとの
接触に起因する感応部の導電性の変化を検出して被験ガ
ス中のＮＯx を検知する点で同じである。
平衡状態にあるか否か不明である場合には、ＮＯ2 とＮ
Ｏとが熱的平衡状態にない場合と同様にしてＮＯx セン
サを構成することが好ましい。いずれの場合において
も、導電性測定部による測定結果をもとに被験ガスとの
接触に起因する感応部の導電性の変化を検出して被験ガ
ス中のＮＯx を検知する点で同じである。
【００２４】なお、本発明のＮＯx センサを構成する感
応部は、前述したように所定の温度下においてＮＯ2 ガ
スと接触すると、ＮＯ2 量に応じて導電性が変化するも
のである。したがって、本発明のＮＯx センサによりＮ
Ｏx を検知するめには、感応部の温度が前述の所定の温
度範囲内であることが必要であるが、被験ガスの種類や
センサの設置場所等によっては特別の加熱機構を設けな
くてもこの条件を満たし得る。したがって、本発明のＮ
Ｏx センサは加熱機構を有していてもよいし、有してい
なくてもよい。
応部は、前述したように所定の温度下においてＮＯ2 ガ
スと接触すると、ＮＯ2 量に応じて導電性が変化するも
のである。したがって、本発明のＮＯx センサによりＮ
Ｏx を検知するめには、感応部の温度が前述の所定の温
度範囲内であることが必要であるが、被験ガスの種類や
センサの設置場所等によっては特別の加熱機構を設けな
くてもこの条件を満たし得る。したがって、本発明のＮ
Ｏx センサは加熱機構を有していてもよいし、有してい
なくてもよい。
【００２５】また本発明のＮＯx センサは、ＮＯ2 のみ
を検知するためのＮＯ2 センサとして使用してもよい。
前述したようにＮＯ2 量は感応部の導電性の測定結果か
ら比較的容易に換算できるため、このＮＯ2 センサは少
なくとも前述した感応部および導電性測定部を有してい
れば足りる。勿論、感応部の導電性の変化から最終的な
ＮＯ2 量を算出する機能を有する演算部、およびこの演
算部での演算結果を測定者が確認できる形で出力する出
力部を設けても差支えない。
を検知するためのＮＯ2 センサとして使用してもよい。
前述したようにＮＯ2 量は感応部の導電性の測定結果か
ら比較的容易に換算できるため、このＮＯ2 センサは少
なくとも前述した感応部および導電性測定部を有してい
れば足りる。勿論、感応部の導電性の変化から最終的な
ＮＯ2 量を算出する機能を有する演算部、およびこの演
算部での演算結果を測定者が確認できる形で出力する出
力部を設けても差支えない。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ （１）ＮＯx センサの作製 まず、感応部用の基材として、外径が１．２ｍｍで長さ
が約１０ｍｍのアルミナ管に２本の直径０．３ｍｍの白
金リード線を８ｍｍの間隔で固定したものを用意した。
また、酢酸ランタン３．５ｇと酢酸コバルト２．５ｇと
を、有機溶媒（メチルセルソルブとジエタノールアミン
とのモル比３：１の混液）９０ｇに溶解させて、コーテ
ィング溶液を調製した。次いで、このコーティング溶液
を上述の基材に塗布した後に８００℃で焼成して、基材
表面にＬａＣｏＯ3 で表されるペロブスカイト型酸化物
の薄膜からなる感応部を形成した。
が約１０ｍｍのアルミナ管に２本の直径０．３ｍｍの白
金リード線を８ｍｍの間隔で固定したものを用意した。
また、酢酸ランタン３．５ｇと酢酸コバルト２．５ｇと
を、有機溶媒（メチルセルソルブとジエタノールアミン
とのモル比３：１の混液）９０ｇに溶解させて、コーテ
ィング溶液を調製した。次いで、このコーティング溶液
を上述の基材に塗布した後に８００℃で焼成して、基材
表面にＬａＣｏＯ3 で表されるペロブスカイト型酸化物
の薄膜からなる感応部を形成した。
【００２７】この後、図１に概略を示すように、アルミ
ナ管に固定された２本の白金リード線を介して感応部１
の電気抵抗値を測定するための計測器を設置して導電性
測定部２とし、この導電性測定部２を演算部３と接続す
ると共に、この演算部３の演算結果を出力する出力部４
を演算部３に接続して、ＮＯx センサ５とした。なお、
演算部３は、空気中での感応部１の電気抵抗値ＲAir に
対する被験ガス中での感応部１の電気抵抗値ＲNO2 の比
ＲNO2 ／ＲAir を算出することにより、被験ガスとの接
触に起因する感応部１の導電性の変化を検出する機能を
有している。
ナ管に固定された２本の白金リード線を介して感応部１
の電気抵抗値を測定するための計測器を設置して導電性
測定部２とし、この導電性測定部２を演算部３と接続す
ると共に、この演算部３の演算結果を出力する出力部４
を演算部３に接続して、ＮＯx センサ５とした。なお、
演算部３は、空気中での感応部１の電気抵抗値ＲAir に
対する被験ガス中での感応部１の電気抵抗値ＲNO2 の比
ＲNO2 ／ＲAir を算出することにより、被験ガスとの接
触に起因する感応部１の導電性の変化を検出する機能を
有している。
【００２８】（２）感度の測定 ４００℃に設定したガス流通可能な電気炉の中に上記
（１）で作製したＮＯxセンサの感応部を入れ、まず、
この電気炉に空気を流通させたときの感応部の電気抵抗
値ＲAir を導電性測定部により測定した。次に、ＮＯ2
を１０００ppm 含んだ空気を電気炉に流通させたときの
感応部の電気抵抗値ＲNO2 を導電性測定部により測定し
た。この後、演算部にＲNO2 ／ＲAir を算出させ、この
結果を出力部により出力した。そして、ＲNO2 ／ＲAir
の値をＮＯx センサの感度とした。なお、このＮＯx セ
ンサは、所定温度下でＮＯ2 と接触すると電気抵抗が低
下するので、高感度のものほどＲNO2 ／ＲAir の値は小
さくなる。感度の測定結果を表１に示す。
（１）で作製したＮＯxセンサの感応部を入れ、まず、
この電気炉に空気を流通させたときの感応部の電気抵抗
値ＲAir を導電性測定部により測定した。次に、ＮＯ2
を１０００ppm 含んだ空気を電気炉に流通させたときの
感応部の電気抵抗値ＲNO2 を導電性測定部により測定し
た。この後、演算部にＲNO2 ／ＲAir を算出させ、この
結果を出力部により出力した。そして、ＲNO2 ／ＲAir
の値をＮＯx センサの感度とした。なお、このＮＯx セ
ンサは、所定温度下でＮＯ2 と接触すると電気抵抗が低
下するので、高感度のものほどＲNO2 ／ＲAir の値は小
さくなる。感度の測定結果を表１に示す。
【００２９】実施例２〜実施例７ （１）ＮＯx センサの作製 まず、表１に示す金属塩および有機溶媒を所定量用いた
コーティング溶液を使用し、かつ表１に示す温度で焼成
した以外は実施例１と同様にして、表１に示すＬａ含有
ペロブスカイト型酸化物またはＬａ含有ペロブスカイト
類似型酸化物からなる感応部をそれぞれ形成した。この
後、感応部以外の構成は実施例１と同様にして、それぞ
れＮＯx センサを作製した。
コーティング溶液を使用し、かつ表１に示す温度で焼成
した以外は実施例１と同様にして、表１に示すＬａ含有
ペロブスカイト型酸化物またはＬａ含有ペロブスカイト
類似型酸化物からなる感応部をそれぞれ形成した。この
後、感応部以外の構成は実施例１と同様にして、それぞ
れＮＯx センサを作製した。
【００３０】（２）感度の測定 上記（１）で得られた各ＮＯx センサについて、電気炉
の温度（測定温度）を表１に示す温度とした以外はそれ
ぞれ実施例１と同様にして、感度を測定した。これらの
測定結果を表１に示す。
の温度（測定温度）を表１に示す温度とした以外はそれ
ぞれ実施例１と同様にして、感度を測定した。これらの
測定結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、いずれの実施例
のＮＯx センサもＮＯ2 に対して高い感度を有してい
る。このことから、被験ガス中のＮＯx を高感度で簡便
に検知することができるＮＯx センサが得られることが
わかる。
のＮＯx センサもＮＯ2 に対して高い感度を有してい
る。このことから、被験ガス中のＮＯx を高感度で簡便
に検知することができるＮＯx センサが得られることが
わかる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば被
験ガス中のＮＯx を高感度で簡便に検知することができ
るＮＯx センサが提供された。
験ガス中のＮＯx を高感度で簡便に検知することができ
るＮＯx センサが提供された。
【図１】実施例１で作製したＮＯx センサの概略を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
１…感応部、２…導電性測定部、３…演算部、４…出力
部、５…ＮＯx センサ
部、５…ＮＯx センサ
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｌａを含有するペロブスカイト型酸化物
および／またはＬａを含有するペロブスカイト類似型酸
化物からなる感応部と、この感応部の導電性を測定する
導電性測定部とを少なくとも備え、前記導電性測定部に
よる測定結果をもとに被験ガスとの接触に起因する前記
感応部の導電性の変化を検出して前記被験ガス中のＮＯ
x を検知することを特徴とするＮＯx センサ。 - 【請求項２】 ペロブスカイト型酸化物がＬａ1-x Ａx
ＢＯ3 （Ａはアルカリ土類金属および希土類金属からな
る群より選択される少なくとも１種の元素を示し、Ｂは
遷移金属およびＳｂからなる群より選択される少なくと
も１種の元素を示し、０≦ｘ＜１である。）で表される
酸化物であり、ペロブスカイト類似型酸化物がＬａ2-y
Ａy ＢＯ4 （Ａはアルカリ土類金属および希土類金属か
らなる群より選択される少なくとも１種の元素を示し、
Ｂは遷移金属およびＳｂからなる群より選択される少な
くとも１種の元素を示し、０≦ｙ＜２である。）で表さ
れる酸化物である、請求項１に記載のＮＯx センサ。 - 【請求項３】 Ｌａを含有するペロブスカイト型酸化物
および／またはＬａを含有するペロブスカイト類似型酸
化物からなることを特徴とするＮＯx 検知用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1205193A JPH06222028A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | ＮＯｘセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1205193A JPH06222028A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | ＮＯｘセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222028A true JPH06222028A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11794804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1205193A Withdrawn JPH06222028A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | ＮＯｘセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06222028A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5705129A (en) * | 1995-04-10 | 1998-01-06 | Ngk Insulators, Ltd. | NOx sensor |
| US6006586A (en) * | 1997-03-19 | 1999-12-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of measuring gas concentration |
| US6062064A (en) * | 1997-03-31 | 2000-05-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Apparatus for sensing low concentration NOx |
| JP2004523731A (ja) * | 2000-10-16 | 2004-08-05 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ガスの混合物を分析する方法および装置 |
| JP2005522696A (ja) * | 2002-04-05 | 2005-07-28 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ガスの混合物の分析装置 |
| US8043566B2 (en) | 2000-10-16 | 2011-10-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method and apparatus for analyzing mixtures of gases |
| JP2017020815A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 国立大学法人九州工業大学 | ガスセンサ用材料及びその製造方法、並びにこれを用いたガスセンサの製造方法 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP1205193A patent/JPH06222028A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5705129A (en) * | 1995-04-10 | 1998-01-06 | Ngk Insulators, Ltd. | NOx sensor |
| US6006586A (en) * | 1997-03-19 | 1999-12-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of measuring gas concentration |
| US6062064A (en) * | 1997-03-31 | 2000-05-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Apparatus for sensing low concentration NOx |
| JP2004523731A (ja) * | 2000-10-16 | 2004-08-05 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ガスの混合物を分析する方法および装置 |
| US8043566B2 (en) | 2000-10-16 | 2011-10-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method and apparatus for analyzing mixtures of gases |
| JP2005522696A (ja) * | 2002-04-05 | 2005-07-28 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ガスの混合物の分析装置 |
| JP2017020815A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 国立大学法人九州工業大学 | ガスセンサ用材料及びその製造方法、並びにこれを用いたガスセンサの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |