JPH0682112B2 - Semiconductor gas sensor - Google Patents
Semiconductor gas sensorInfo
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- JPH0682112B2 JPH0682112B2 JP23448586A JP23448586A JPH0682112B2 JP H0682112 B2 JPH0682112 B2 JP H0682112B2 JP 23448586 A JP23448586 A JP 23448586A JP 23448586 A JP23448586 A JP 23448586A JP H0682112 B2 JPH0682112 B2 JP H0682112B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、SnO2系ガスセンサーの表面にゼオライトから
成る触媒を形成することにより、メタン以外のガスに対
するセンサー感度を低下させ、メタンガスにのみ選択的
に感度を持たせるようにした半導体式ガスセンサーに関
するものである。TECHNICAL FIELD The present invention reduces the sensor sensitivity to gases other than methane by forming a catalyst composed of zeolite on the surface of a SnO 2 -based gas sensor, and is selective for methane gas only. The present invention relates to a semiconductor type gas sensor which is designed to have sensitivity.
従来技術 都市ガスやLPガスの漏れを検知するガス警報器用のセン
サーとしてSnO2系ガスセンサーが巾広く利用されてお
り、LPガス用として10年、都市ガス用として５年以上の
現場での実績が得られている。Conventional technology SnO 2 based gas sensors are widely used as sensors for gas alarms that detect leaks of city gas and LP gas, and have been used in the field for 10 years for LP gas and over 5 years for city gas. Has been obtained.
しかしながら、これらはメタン以外の雑ガス例えばアル
コール等に対してもメタンなどを目的とするガスセンサ
ーと同等の感度を有しているため、本発明者等は先に特
開昭56−119837および特開昭58−22947でセンサー表面
にMn2O3系およびCo3O4系の被膜層を設け、エタノール等
の雑ガス感度を抑制することを可能にした。However, since these have the same sensitivity as other gas sensors other than methane, such as alcohol, etc., to the gas sensor intended for methane, the inventors of the present invention have previously disclosed Japanese Patent Laid-Open No. 56-119837 and Japanese Patent Laid-Open No. In JP-A-58-22947, a coating layer of Mn 2 O 3 system and Co 3 O 4 system was provided on the sensor surface, and it was possible to suppress the sensitivity of miscellaneous gases such as ethanol.
発明の解決しようとする問題点 しかしながら、ガスセンサーを警報器や制御器に利用す
る場合、アルコール系ガス以外の還元性ガスに対しても
より選択性の高いものが要求されており、現存するガス
センサーでは、これらの要求を満足できない。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, when the gas sensor is used for an alarm or a controller, it is required that the gas sensor has high selectivity with respect to a reducing gas other than the alcohol-based gas, and the existing gas is not used. Sensors cannot meet these requirements.
特に、メタンガスに対するガスセンサーの感度は一般的
にSnO2系ガスセンサーでは他の還元性ガスに対する感度
より小さい傾向があるためメタン専用のガスセンサーを
作成することは非常に困難とされている。In particular, the sensitivity of a gas sensor for methane gas is generally smaller than that for other reducing gases in SnO 2 -based gas sensors, so it is extremely difficult to create a gas sensor dedicated to methane.
本発明においては、これらの問題点に対し、ゼオライト
系の被膜層を設けることによりメタン以外のガスに対す
る感度を抑制し、メタンガスのみに選択的に感度を有す
るSnO2系ガスセンサーを提供することができた。In the present invention, with respect to these problems, by suppressing the sensitivity to gases other than methane by providing a zeolite-based coating layer, it is possible to provide a SnO 2 -based gas sensor having a selective sensitivity only to methane gas. did it.
問題点を解決するための手段 本発明はSnO2系ガスセンサーの表面に 一般式 XCuO・YAl2O3・ZSiO2・mH2O （式中X:0.9〜1.1、Y:1、Z:1〜７、ｍ≦９） で表わされる組成を有するゼオライト被膜層を形成し、
メタンガスに選択的に感度を有するようにすることを特
徴とする半導体式ガスセンサーに関するものである。Means for Solving the Problems The present invention is provided on the surface of a SnO 2 based gas sensor with the general formula XCuO ・ YAl 2 O 3・ ZSiO 2・ mH 2 O (wherein X: 0.9-1.1, Y: 1, Z: 1). ~ 7, m ≤ 9) to form a zeolite coating layer having a composition represented by
The present invention relates to a semiconductor type gas sensor characterized by having a selective sensitivity to methane gas.
本発明では、第１図に示すようにSnO2系センサー２表面
にゼオライト系被膜層３を設ける。In the present invention, as shown in FIG. 1, the zeolite coating layer 3 is provided on the surface of the SnO 2 sensor 2.
ゼオライト系被膜層はシリカ、アルミナ、銅の塩類を XCuO・YAl2O3・ZSiO2・mH2O （式中X:0.9〜1.1、Y:1、Z:1〜７、ｍ≦９） 組成割合で配合して水熱合成し、600℃以上の温度にて
焼成することによつて作つた。The zeolite-based coating layer is composed of silica, alumina, and copper salts in a composition of XCuO ・ YAl 2 O 3・ ZSiO 2・ mH 2 O (where X: 0.9-1.1, Y: 1, Z: 1-7, m ≦ 9). It was made by blending in a ratio, hydrothermally synthesized, and baked at a temperature of 600 ° C or higher.
上記のようにして調合したゼオライトにアルミナ系の結
合剤を少量添加し、さらに水を加えてペーストとする。A small amount of alumina-based binder is added to the zeolite prepared as described above, and water is further added to form a paste.
次にペーストをSnO2系ガスセンサー表面に100ないし500
ミクロンの厚さに塗布し、自然乾燥する。乾燥後約550
℃で加熱焼成して本発明のガスセンサーを得た。Then paste 100 to 500 on the surface of the SnO 2 -based gas sensor.
Apply to a micron thickness and air dry. After drying about 550
A gas sensor of the present invention was obtained by heating and firing at ° C.
作 用 以上のようにして調整されたSnO2系ガスセンサーは、メ
タンガスに対しては従来のゼオライト被膜層をもたない
センサーと同等の感度を有するが、水素、イソブタン、
エタノールガスに対しては大巾な感度の低下が見られ
る。Operation The SnO 2 -based gas sensor prepared as described above has the same sensitivity to methane gas as a sensor without a conventional zeolite coating layer, but it has the same sensitivity as hydrogen, isobutane, and
A marked decrease in sensitivity is observed for ethanol gas.
第２図に従来のセンサーのガスリニア特性を示す。FIG. 2 shows the gas linear characteristic of the conventional sensor.
本発明によるゼオライト被膜層を設けたセンサーは第３
図にガスリニア特性を示す。The sensor provided with the zeolite coating layer according to the present invention is the third
The gas linear characteristics are shown in the figure.
本発明のガスセンサーにおけるゼオライト被膜層の作用
は、第３図に示す如く、メタン以外の水素、イソブタ
ン、エタノールガスが被膜層表面に到達した際、被膜層
表面にてこれらのガスを接触燃焼するものと考えられ
る。As shown in FIG. 3, the action of the zeolite coating layer in the gas sensor of the present invention is such that when hydrogen, isobutane, or ethanol gas other than methane reaches the coating layer surface, these gases are catalytically burned on the coating layer surface. It is considered to be a thing.
メタンガスについては、被膜層がメタンガスに対して活
性が低く、より高温に加熱しなければ接触燃焼作用を生
じないため、300〜500℃程度で使用する場合、メタンガ
スに対する感度低下は起らない。Regarding methane gas, the coating layer has low activity against methane gas, and the catalytic combustion action does not occur unless it is heated to a higher temperature. Therefore, when used at about 300 to 500 ° C, the sensitivity to methane gas does not decrease.
従つて、本発明のゼオライト被覆層を用いることにより
メタンガスのみに高感度を有するSnO2系ガスセンサーが
得られる。Therefore, by using the zeolite coating layer of the present invention, a SnO 2 based gas sensor having high sensitivity only to methane gas can be obtained.
実施例 次に実施例を掲げて本発明を説明するが、これに限定さ
れるものではない。EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例 本発明のセンサーを都市ガス警報器に組み込んだ場合の
性能を第３図に示した。Example FIG. 3 shows the performance when the sensor of the present invention is incorporated in a city gas alarm.
メタンガス濃度を0.3％（容量）に設定した場合、第３
図からわかるように、雑ガスであるエタノールは勿論、
水素、イソブタンガスについても１％以上の警報濃度と
なる。When the methane gas concentration is set to 0.3% (volume), the third
As you can see from the figure, not only ethanol, which is a miscellaneous gas,
For hydrogen and isobutane gas, the alarm concentration will be 1% or more.
従つて、本発明のセンサーを用いると天然ガス系専用の
都市ガス警報器が作成可能となり、またきわめて誤報の
少ないものが作成可能になる。Therefore, the use of the sensor of the present invention makes it possible to create a city gas alarm dedicated to natural gas, and to create an alarm with very few false alarms.
第４図に、本発明のセンサーを高温、高湿・雑ガスサイ
クル（35℃、湿度60％、H20.05％）の苛酷条件下で耐久
試験を行なつたときのメタンガス濃度0.3％（容量）の
場合の素子抵抗（ＫΩ）を示す。Fig. 4 shows a methane gas concentration of 0.3% (capacity when the sensor of the present invention was subjected to a durability test under high temperature, high humidity / miscellaneous gas cycle (35 ° C, humidity 60%, H 2 0.05%) severe conditions. ) Shows the element resistance (KΩ).
本発明のセンサー（曲線５）は従来のセンサー（曲線
４）と比較して変化が小さく、長期的により安定なセン
サーに改良されたことがわかつた。It has been found that the sensor of the present invention (curve 5) has a small change compared to the conventional sensor (curve 4) and has been improved to be a more stable sensor in the long term.
また第５図に本発明のセンサーをSO2ガスによる腐蝕試
験（35℃、SO2濃度0.4ppm）を行なつた場合、メタンガ
ス0.3％（容量）の場合の素子抵抗変化（ＫΩ）を示
す。FIG. 5 shows the element resistance change (KΩ) when the sensor of the present invention was subjected to a corrosion test with SO 2 gas (35 ° C., SO 2 concentration 0.4 ppm) and methane gas was 0.3% (capacity).
本発明のセンサー（曲線５）は被膜層を有しているため
従来のセンサー（曲線４）より被毒されにくい結果が得
られた。Since the sensor of the present invention (curve 5) has the coating layer, the result that the sensor of the present invention (curve 4) is less likely to be poisoned was obtained.
発明の効果 （１） 本発明によつてメタンガス以外の還元性ガスに
対する感度の小さいメタンガス専用のセンサーの作成が
可能になつた。EFFECTS OF THE INVENTION (1) According to the present invention, it is possible to create a sensor for exclusive use of methane gas, which has low sensitivity to reducing gases other than methane gas.
（２） 被膜層を有しないセンサー（従来のセンサー）
と比較し、長期的に安定なセンサーが得られる。(2) Sensor without coating layer (conventional sensor)
Compared with, a stable sensor can be obtained in the long term.
第１図は、本発明のセンサーの断面図、 第２図は、従来のSnO2系ガスセンサーの被検ガス濃度
（容量％）と感度（素子抵抗ＫΩ）との関係を示す図、 第３図は、本発明のセンサーの被検ガス濃度（容量％）
と感度（素子抵抗ＫΩ）との関係を示す図、 第４図は高温、高湿の水素ガス雰囲気中でメタンガス濃
度0.3％（容量）の場合の経時変化を示す図、 第５図はSO2ガスによる腐蝕試験を行なつた場合のメタ
ンガスに対する経時変化を示す図である。 第１図において、 １……端子、２……センサー本体、３……被膜層。FIG. 1 is a cross-sectional view of the sensor of the present invention, FIG. 2 is a view showing the relationship between the concentration (capacity%) of the test gas and the sensitivity (element resistance KΩ) of the conventional SnO 2 gas sensor, The figure shows the test gas concentration (volume%) of the sensor of the present invention.
Fig. 4 shows the relationship between sensitivity and element resistance (element resistance KΩ). Fig. 4 shows the change over time when the methane gas concentration is 0.3% (capacity) in a high temperature and high humidity hydrogen gas atmosphere. Fig. 5 shows SO 2 It is a figure which shows the time-dependent change with respect to methane gas at the time of performing the corrosion test by gas. In FIG. 1, 1 ... Terminal, 2 ... Sensor body, 3 ... Coating layer.
Claims (1)
メタンガスに選択的に感度を有するようにしたことを特
徴とする半導体式ガスセンサー。1. A surface of a SnO 2 -based gas sensor having the general formula XCuO · YAl 2 O 3 · ZSiO 2 · mH 2 O (wherein X: 0.9 to 1.1, Y: 1, Z: 1 to 7, m ≦ 9) forming a zeolite coating layer having a composition represented by
A semiconductor gas sensor characterized by having a selective sensitivity to methane gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23448586A JPH0682112B2 (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Semiconductor gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23448586A JPH0682112B2 (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Semiconductor gas sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6390752A JPS6390752A (en) | 1988-04-21 |
| JPH0682112B2 true JPH0682112B2 (en) | 1994-10-19 |
Family
ID=16971761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23448586A Expired - Lifetime JPH0682112B2 (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Semiconductor gas sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682112B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01174956A (en) * | 1987-12-29 | 1989-07-11 | Nemoto Tokushu Kagaku Kk | Gas sensor |
| JP2791475B2 (en) * | 1988-03-08 | 1998-08-27 | フィガロ技研株式会社 | CO sensor |
| WO2018083130A1 (en) | 2016-11-01 | 2018-05-11 | Eth Zurich | Device and method for detecting gas |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23448586A patent/JPH0682112B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6390752A (en) | 1988-04-21 |
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