JPH0633410Y2 - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH0633410Y2 JPH0633410Y2 JP1992080631U JP8063192U JPH0633410Y2 JP H0633410 Y2 JPH0633410 Y2 JP H0633410Y2 JP 1992080631 U JP1992080631 U JP 1992080631U JP 8063192 U JP8063192 U JP 8063192U JP H0633410 Y2 JPH0633410 Y2 JP H0633410Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- gas sensor
- oxidant
- atmosphere
- thin film
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、大気中のオキシダント
に対する感度を低下せしめたガスセンサに関するもので
ある。
に対する感度を低下せしめたガスセンサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】金属酸化物半導体をガス感知素材とする
薄膜型ガスセンサは、物理蒸着法，化学蒸着法，熱分解
法等の製造方法のいずれにおいても大気中のオキシダン
トに対し非常に高感度である。このため、大気中のオキ
シダント雰囲気下で使用するとしばしば警報器等が誤作
動する原因になっている。
薄膜型ガスセンサは、物理蒸着法，化学蒸着法，熱分解
法等の製造方法のいずれにおいても大気中のオキシダン
トに対し非常に高感度である。このため、大気中のオキ
シダント雰囲気下で使用するとしばしば警報器等が誤作
動する原因になっている。
【０００３】そこで従来は、サーマルリアクタ（内径６
mm，長さ１０cmの石英管を数百度に加熱して大気中のオ
キシダントを熱分解させる装置）をガスセンサの前段に
設置して、ガスセンサがオキシダントにさらされないよ
うにしていた。
mm，長さ１０cmの石英管を数百度に加熱して大気中のオ
キシダントを熱分解させる装置）をガスセンサの前段に
設置して、ガスセンサがオキシダントにさらされないよ
うにしていた。
【０００４】図４は、実開昭５９−８４４６１号公報に
示された従来の湿度センサの一例を示す縦断面図で、ベ
ース３１上に湿度センサ３２を引出し、端子３３で取付
け、ケース本体３４を非通気性材で形成し、このケース
本体３４の周壁に窓孔３５を形成し、窓孔３５に網体３
６を張設して通気性を付与し、オゾン分解性物質３７を
網体３６の表面に塗布するか、網体３６を形成する材料
内に混入分散させるようにしたものである。
示された従来の湿度センサの一例を示す縦断面図で、ベ
ース３１上に湿度センサ３２を引出し、端子３３で取付
け、ケース本体３４を非通気性材で形成し、このケース
本体３４の周壁に窓孔３５を形成し、窓孔３５に網体３
６を張設して通気性を付与し、オゾン分解性物質３７を
網体３６の表面に塗布するか、網体３６を形成する材料
内に混入分散させるようにしたものである。
【０００５】このように、図４に示されるのは湿度セン
サ３２をケース本体３４内に収納した状態で電子機器内
に組み込み、機器内の湿度を湿度センサ３２の抵抗値の
変化によって検出し、機器を制御するものであり、ケー
ス本体３４は空気が内外に通過する部分にオゾン分解性
物質３７を備えているため空気中のオゾンは分解除去さ
れ、湿度センサ３２に直接作用することなく湿度センサ
３２のオゾンによる検出精度の劣化を防止することがで
きるようになっている。
サ３２をケース本体３４内に収納した状態で電子機器内
に組み込み、機器内の湿度を湿度センサ３２の抵抗値の
変化によって検出し、機器を制御するものであり、ケー
ス本体３４は空気が内外に通過する部分にオゾン分解性
物質３７を備えているため空気中のオゾンは分解除去さ
れ、湿度センサ３２に直接作用することなく湿度センサ
３２のオゾンによる検出精度の劣化を防止することがで
きるようになっている。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】上記従来のサーマルリ
アクタを使用したガスセンサは、感知部が大形であ
る。２０Ｗ程度の電力が必要である。耐圧防爆構造
とすることは実際上不可能である。通風性のよいとこ
ろに警報器を設置した場合、大気が逆流したときに、ガ
スセンサが大気中のオキシダントにさらされてガス警報
器が誤作動する原因となる、等の問題点があった。
アクタを使用したガスセンサは、感知部が大形であ
る。２０Ｗ程度の電力が必要である。耐圧防爆構造
とすることは実際上不可能である。通風性のよいとこ
ろに警報器を設置した場合、大気が逆流したときに、ガ
スセンサが大気中のオキシダントにさらされてガス警報
器が誤作動する原因となる、等の問題点があった。
【０００７】また、実開昭５９−８４４６１号公報に示
された従来の湿度センサのケースにおいては、ケース本
体３４を形成する網体３６の表面に塗布または混入され
たオゾン分解性物質３７は、オゾンを室温で分解して酸
素に変化させているが、室温では、その分解効率は低く
完全ではない。また、この方法は触媒分解法であるた
め、粉塵や被毒性ガスにより触媒活性が低下しオゾンの
分解効率が低下する。
された従来の湿度センサのケースにおいては、ケース本
体３４を形成する網体３６の表面に塗布または混入され
たオゾン分解性物質３７は、オゾンを室温で分解して酸
素に変化させているが、室温では、その分解効率は低く
完全ではない。また、この方法は触媒分解法であるた
め、粉塵や被毒性ガスにより触媒活性が低下しオゾンの
分解効率が低下する。
【０００８】さらに、オゾン分解性物質３７を塗布した
網体３６を有するケース本体３４の変換を必要とするた
め手数とコストがかかり、また、ケース本体３４を使用
するために大形化し、耐圧防爆構造にすることが困難で
ある等の問題点があった。
網体３６を有するケース本体３４の変換を必要とするた
め手数とコストがかかり、また、ケース本体３４を使用
するために大形化し、耐圧防爆構造にすることが困難で
ある等の問題点があった。
【０００９】本考案は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、大気中のオキシダントを熱分解してオキ
シダントに対する感度を無視できるほどに低下させたガ
スセンサを提供することを目的とする。
されたもので、大気中のオキシダントを熱分解してオキ
シダントに対する感度を無視できるほどに低下させたガ
スセンサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本考案にかかるガスセン
サは、金属酸化物半導体からなる感ガス薄膜と、この感
ガス薄膜を加熱するヒータと、感ガス薄膜の表面に、ヒ
ータの加熱により大気中のオキシダントを熱分解せしめ
る耐熱性物質の１種または数種の混合物を主成分とする
被検ガスの通過可能な微粒子層を密着して被覆したもの
である。
サは、金属酸化物半導体からなる感ガス薄膜と、この感
ガス薄膜を加熱するヒータと、感ガス薄膜の表面に、ヒ
ータの加熱により大気中のオキシダントを熱分解せしめ
る耐熱性物質の１種または数種の混合物を主成分とする
被検ガスの通過可能な微粒子層を密着して被覆したもの
である。
【００１１】
【作用】本考案においては、耐熱性物質からなり被検ガ
スの通過可能な微粒子層がヒータにより加熱されるの
で、大気中のオキシダントを熱分解させてオキシダント
に対する感度を低下せしめるように作用する。
スの通過可能な微粒子層がヒータにより加熱されるの
で、大気中のオキシダントを熱分解させてオキシダント
に対する感度を低下せしめるように作用する。
【００１２】
【実施例】図１は本考案の一実施例を示す側断面図で、
１はガスセンサの全体を示し、２はＡｌ2 Ｏ3 で形成さ
れた基板、３はこの基板２の下面に設けられＰｔの薄膜
からなるヒータ、４は前記基板２の上面に設けられＰｔ
の薄膜からなる電極、５は前記基板２の上面と電極４と
を覆う感ガス薄膜で、Ｉn2Ｏ3 ，Ａg0.04 Ｖ2 Ｏ5，Ｚn
ＯまたはＳn Ｏ2 のうち１種からなる金属酸化物半導
体により形成されている。６はこの感ガス薄膜５の上部
に形成した微粒子層で、Ａl2Ｏ3 ，Ｓi Ｏ2，Ａl2Ｏ3
・Ｓi Ｏ2 ，Ａl Ｎ，Ｓi3Ｎ4 の１種または数種の混合
物を主成分とし、被検ガスの通過可能な微粒子層を形成
したものである。
１はガスセンサの全体を示し、２はＡｌ2 Ｏ3 で形成さ
れた基板、３はこの基板２の下面に設けられＰｔの薄膜
からなるヒータ、４は前記基板２の上面に設けられＰｔ
の薄膜からなる電極、５は前記基板２の上面と電極４と
を覆う感ガス薄膜で、Ｉn2Ｏ3 ，Ａg0.04 Ｖ2 Ｏ5，Ｚn
ＯまたはＳn Ｏ2 のうち１種からなる金属酸化物半導
体により形成されている。６はこの感ガス薄膜５の上部
に形成した微粒子層で、Ａl2Ｏ3 ，Ｓi Ｏ2，Ａl2Ｏ3
・Ｓi Ｏ2 ，Ａl Ｎ，Ｓi3Ｎ4 の１種または数種の混合
物を主成分とし、被検ガスの通過可能な微粒子層を形成
したものである。
【００１３】表１は、ガスセンサ１の構成を具体的に示
したもので、測定対象ガス別に構成されている感ガス薄
膜５，微粒子層６の成分および微粒子層６の層数，粒径
の例を示すものである。
したもので、測定対象ガス別に構成されている感ガス薄
膜５，微粒子層６の成分および微粒子層６の層数，粒径
の例を示すものである。
【００１４】
【表１】
上記のように構成されたガスセンサ１は、ヒータ３の通
電により加熱される。この状態で大気中のオキシダント
が微粒子層６に接触すると熱分解するので、ガスセンサ
１の大気中のオキシダントに対する感度が低下する。こ
の測定結果の例として、大気中のオキシダントの１種で
あるオゾン，および大気中のオキシダントに対する本考
案の実施例によるガスセンサ１と、従来のガスセンサ
（図１の微粒子層６がないもの）の応答とをそれぞれ比
較したものを図２，図３に示す。なお、使用されたガス
センサ１（実施例のもの）は測定対象ガスがＣl2，感ガ
ス薄膜成分がＩn2Ｏ3 ，微粒子層６の層数が３層，粒径
が０．０５〜１μｍのものである。
上記のように構成されたガスセンサ１は、ヒータ３の通
電により加熱される。この状態で大気中のオキシダント
が微粒子層６に接触すると熱分解するので、ガスセンサ
１の大気中のオキシダントに対する感度が低下する。こ
の測定結果の例として、大気中のオキシダントの１種で
あるオゾン，および大気中のオキシダントに対する本考
案の実施例によるガスセンサ１と、従来のガスセンサ
（図１の微粒子層６がないもの）の応答とをそれぞれ比
較したものを図２，図３に示す。なお、使用されたガス
センサ１（実施例のもの）は測定対象ガスがＣl2，感ガ
ス薄膜成分がＩn2Ｏ3 ，微粒子層６の層数が３層，粒径
が０．０５〜１μｍのものである。
【００１５】図２は経過時間に対し、ガスセンサのオゾ
ン１ｐｐｍに対する感度（任意単位で示す）を実験によ
り測定した応答値、図３は経過時間に対し、ガスセンサ
の屋外における大気中のオキシダントに対する感度を実
験により測定した応答値を示す。
ン１ｐｐｍに対する感度（任意単位で示す）を実験によ
り測定した応答値、図３は経過時間に対し、ガスセンサ
の屋外における大気中のオキシダントに対する感度を実
験により測定した応答値を示す。
【００１６】図２において、１１は本考案のガスセンサ
１のオゾンに対する応答値、１２は従来のガスセンサに
よる応答値を示す。また、図３において、２１は前記ガ
スセンサ１の大気中のオキシダントに対する応答値、２
２は従来のガスセンサの応答値、２３は測定対象ガスの
警報レベルの値を示す。
１のオゾンに対する応答値、１２は従来のガスセンサに
よる応答値を示す。また、図３において、２１は前記ガ
スセンサ１の大気中のオキシダントに対する応答値、２
２は従来のガスセンサの応答値、２３は測定対象ガスの
警報レベルの値を示す。
【００１７】このように、従来のガスセンサではオゾン
に対する応答値１２およびオキシダントに対する応答値
２２が非常に高く、特に、図３においては大気中のオキ
シダントの応答値２２が警報レベルの値２３よりも高い
部分が多くなり誤作動の原因となっている。これに対
し、本考案のガスセンサ１を使用すればオゾンに対する
応答値１１および大気中のオキシダントに対する応答値
２１は図２，図３に示すように低下する。したがって、
図３に示すように大気中のオキシダントに対してはほと
んど応答せず、測定対象ガスの警報レベルの値２３より
もきわめて小さくなるので、大気中のオキシダントによ
り警報器が作動して誤った警報信号を出すことがない。
に対する応答値１２およびオキシダントに対する応答値
２２が非常に高く、特に、図３においては大気中のオキ
シダントの応答値２２が警報レベルの値２３よりも高い
部分が多くなり誤作動の原因となっている。これに対
し、本考案のガスセンサ１を使用すればオゾンに対する
応答値１１および大気中のオキシダントに対する応答値
２１は図２，図３に示すように低下する。したがって、
図３に示すように大気中のオキシダントに対してはほと
んど応答せず、測定対象ガスの警報レベルの値２３より
もきわめて小さくなるので、大気中のオキシダントによ
り警報器が作動して誤った警報信号を出すことがない。
【００１８】なお、大気中のオキシダントに対する感度
を低下させる微粒子層６は、表１に示す材料の１種また
は数種の混合物で形成すれば、本来のガスセンサの諸特
性を損なうことがない。
を低下させる微粒子層６は、表１に示す材料の１種また
は数種の混合物で形成すれば、本来のガスセンサの諸特
性を損なうことがない。
【００１９】また、微粒子層６の層数と粒度の許容範囲
は表１に示すように大きくなるが、粒度を小さくすれば
微粒子層６の活性が高まり層数を減少させることができ
る。また、測定対象ガスによってもこれらの数値は異な
るが、粒度は０．０１〜１０μｍ，層数は単層ないし数
十層が適当である。
は表１に示すように大きくなるが、粒度を小さくすれば
微粒子層６の活性が高まり層数を減少させることができ
る。また、測定対象ガスによってもこれらの数値は異な
るが、粒度は０．０１〜１０μｍ，層数は単層ないし数
十層が適当である。
【００２０】
【考案の効果】以上説明したように本考案は、金属酸化
物半導体からなる感ガス薄膜と、この感ガス薄膜を加熱
するヒータと、感ガス薄膜の表面に、ヒータの加熱によ
り大気中のオキシダントを熱分解せしめる耐熱性物質の
１種または数種の混合物を主成分とする被検ガスの通過
可能な微粒子層を密着して被覆したので、オキシダント
の分解が顕著となってオキシダントに対する感度を無視
できるほどに低下せしめたものである。このため、ガス
センサの前段にサーマルリアクタを設置する必要がな
く、ガス感知部を小形にすることができる。したがっ
て、サーマルリアクタを加熱する電力が不要となり、そ
のための回路，配線を備える必要がなく、また、耐圧防
爆構造が可能となる。さらに、ガスセンサの零点が安定
し、警報器の誤作動がなくなり、かつ長期の安定性があ
る。また、オキシダントを分解する微粒子層と一体化し
たガスセンサが構成でき、センサに到達するオキシダン
トのほとんど全てが微粒子層に接触するので、オキシダ
ントをほぼ完全に分解しオキシダントの分解効率を向上
でき、さらに、微粒子層を形成することにより感ガス膜
が直接大気にさらされることがなくなったために、長期
安定性が大幅に改善される。また、製造が容易なため量
産が可能で、コストも低減できる等の種々の実用的な利
点を有する。
物半導体からなる感ガス薄膜と、この感ガス薄膜を加熱
するヒータと、感ガス薄膜の表面に、ヒータの加熱によ
り大気中のオキシダントを熱分解せしめる耐熱性物質の
１種または数種の混合物を主成分とする被検ガスの通過
可能な微粒子層を密着して被覆したので、オキシダント
の分解が顕著となってオキシダントに対する感度を無視
できるほどに低下せしめたものである。このため、ガス
センサの前段にサーマルリアクタを設置する必要がな
く、ガス感知部を小形にすることができる。したがっ
て、サーマルリアクタを加熱する電力が不要となり、そ
のための回路，配線を備える必要がなく、また、耐圧防
爆構造が可能となる。さらに、ガスセンサの零点が安定
し、警報器の誤作動がなくなり、かつ長期の安定性があ
る。また、オキシダントを分解する微粒子層と一体化し
たガスセンサが構成でき、センサに到達するオキシダン
トのほとんど全てが微粒子層に接触するので、オキシダ
ントをほぼ完全に分解しオキシダントの分解効率を向上
でき、さらに、微粒子層を形成することにより感ガス膜
が直接大気にさらされることがなくなったために、長期
安定性が大幅に改善される。また、製造が容易なため量
産が可能で、コストも低減できる等の種々の実用的な利
点を有する。
【図１】本考案の一実施例を示す側断面図である。
【図２】本考案および従来のガスセンサの経過時間とオ
ゾン１ｐｐｍに対する応答値の関係を示す図である。
ゾン１ｐｐｍに対する応答値の関係を示す図である。
【図３】本考案および従来のガスセンサの経過時間と屋
外における大気中のオキシダントに対する応答値の関係
を示す図である。
外における大気中のオキシダントに対する応答値の関係
を示す図である。
【図４】従来の湿度センサの一例を示す縦断面図であ
る。
る。
１ ガスセンサ ２ 基板 ３ ヒータ ４ 電極 ５ 感ガス薄膜 ６ 微粒子層
Claims (1)
- 【請求項１】金属酸化物半導体からなる感ガス薄膜と、
この感ガス薄膜を加熱するヒータを備えたガスセンサに
おいて、前記感ガス薄膜の表面に、前記ヒータの加熱に
より大気中のオキシダントを熱分解せしめる耐熱性物質
の１種または数種の混合物を主成分とする被検ガスの通
過可能な微粒子層を密着して被覆したことを特徴とする
ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992080631U JPH0633410Y2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992080631U JPH0633410Y2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0569667U JPH0569667U (ja) | 1993-09-21 |
| JPH0633410Y2 true JPH0633410Y2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=13723712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992080631U Expired - Lifetime JPH0633410Y2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633410Y2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1950558B1 (en) | 2007-01-16 | 2019-04-03 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor |
| JP4589376B2 (ja) * | 2007-01-16 | 2010-12-01 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
| JP6553587B2 (ja) * | 2016-12-20 | 2019-07-31 | Ｎｉｓｓｈａ株式会社 | ガスセンサモジュール及びその製造方法 |
| CN114235903A (zh) * | 2020-09-09 | 2022-03-25 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种气体传感器及其制作方法 |
| CN112540112B (zh) * | 2020-12-03 | 2023-03-28 | 上海雷密传感技术有限公司 | 传感器校准方法、装置、设备和存储介质 |
| KR20240006109A (ko) * | 2022-07-05 | 2024-01-15 | (주)센텍코리아 | 가스 센서 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821154A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-07 | Fuigaro Giken Kk | 燃焼状態検出用センサ |
| JPS5984461U (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-07 | 株式会社村田製作所 | 湿度センサのケ−ス |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP1992080631U patent/JPH0633410Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0569667U (ja) | 1993-09-21 |
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