JPH0827248B2 - オゾンセンサ - Google Patents
オゾンセンサInfo
- Publication number
- JPH0827248B2 JPH0827248B2 JP2278331A JP27833190A JPH0827248B2 JP H0827248 B2 JPH0827248 B2 JP H0827248B2 JP 2278331 A JP2278331 A JP 2278331A JP 27833190 A JP27833190 A JP 27833190A JP H0827248 B2 JPH0827248 B2 JP H0827248B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ozone
- sensor
- film
- ozone sensor
- gas
- Prior art date
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はオゾン発生機、オゾン利用機器におけるオゾ
ン濃度制御やオゾン検知に用いるオゾンセンサに関す
る。
ン濃度制御やオゾン検知に用いるオゾンセンサに関す
る。
従来の技術 オゾンは強力な酸化作用を示すため、脱臭、殺菌等の
目的で上下水道水処理、医療、食品工業など多くの分野
で利用されている。
目的で上下水道水処理、医療、食品工業など多くの分野
で利用されている。
しかし、オゾンはごく微量でも人体に対して有害であ
るため、発生量の制御や漏洩オゾンの検知を確実に行な
う必要がある。
るため、発生量の制御や漏洩オゾンの検知を確実に行な
う必要がある。
このような状況においてオゾン濃度の測定、検知には
従来よりもっぱら酸化還元滴定法や吸光光度法、紫外線
吸収スペクトル法等が用いられている。これに対して、
より簡便なオゾン濃度測定法としてIn2O3を用いたセン
サ素子が提案されている。
従来よりもっぱら酸化還元滴定法や吸光光度法、紫外線
吸収スペクトル法等が用いられている。これに対して、
より簡便なオゾン濃度測定法としてIn2O3を用いたセン
サ素子が提案されている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら従来から利用されているオゾン測定装置
は一般に大がかりで、煩雑な操作を必要とし、しかも高
価であるため簡単には利用できないという欠点を有して
いる。
は一般に大がかりで、煩雑な操作を必要とし、しかも高
価であるため簡単には利用できないという欠点を有して
いる。
一方、簡便なセンサの材料として提案されたIn2O3は
熱的、化学的に不安定であり、長期安定性に問題があっ
た。
熱的、化学的に不安定であり、長期安定性に問題があっ
た。
本発明は上記の課題を解決し、信頼性が高くしかも安
価なセンサとなり得る実用的な材料からなるオゾンセン
サの提供を目的とする。
価なセンサとなり得る実用的な材料からなるオゾンセン
サの提供を目的とする。
課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明のオゾンセンサ
は、基板上に１対の電極を設け、その１対の電極間に、
酸化インジウム（In2O3）と酸化スズ（SnO2）を主体と
する、厚さ500〜5000オングストロームの膜状のガス感
応体を、印刷法、ディップ法、スピンコート法のいずれ
かの湿式製膜法で形成したオゾンセンサである。
は、基板上に１対の電極を設け、その１対の電極間に、
酸化インジウム（In2O3）と酸化スズ（SnO2）を主体と
する、厚さ500〜5000オングストロームの膜状のガス感
応体を、印刷法、ディップ法、スピンコート法のいずれ
かの湿式製膜法で形成したオゾンセンサである。
作用 本発明によるオゾンセンサは、電極間に、酸化インジ
ウム（In2O3）と酸化スズ（SnO2）を主体とする、厚さ5
00〜5000オングストロームの膜状のガス感応体を、印刷
法、ディップ法、スピンコート法のいずれかの湿式製膜
法で形成したオゾンセンサであるので、低い温度域にお
いてもオゾンに対する感度、応答性に優れており、高い
信頼性を有している。また、センサ素子の小型軽量化を
はかれるため、取扱が容易で、しかも低価格のオゾンセ
ンサを提供することができる。
ウム（In2O3）と酸化スズ（SnO2）を主体とする、厚さ5
00〜5000オングストロームの膜状のガス感応体を、印刷
法、ディップ法、スピンコート法のいずれかの湿式製膜
法で形成したオゾンセンサであるので、低い温度域にお
いてもオゾンに対する感度、応答性に優れており、高い
信頼性を有している。また、センサ素子の小型軽量化を
はかれるため、取扱が容易で、しかも低価格のオゾンセ
ンサを提供することができる。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとずいて説明す
る。
る。
第１図は本発明によるオゾンセンサの一実施例の上面
図である。また第２図は第１図のＡ−Ａ′線に沿った断
面図である。第１図および第２図において、１はアルミ
ナ基板（３×８×0.5mm）、２は湿式製膜法により形成
したIn2O3とSnO2を主体とする膜状のガス感応体であ
る。３はあらかじめ基板１上に形成した１対の白金電極
（幅1mm）である。
図である。また第２図は第１図のＡ−Ａ′線に沿った断
面図である。第１図および第２図において、１はアルミ
ナ基板（３×８×0.5mm）、２は湿式製膜法により形成
したIn2O3とSnO2を主体とする膜状のガス感応体であ
る。３はあらかじめ基板１上に形成した１対の白金電極
（幅1mm）である。
実施例１ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板１上にIn
とSnの２−エチルヘキサン酸塩を主体として調製したイ
ンクを用いて湿式製膜法の一つであるスクリーン印刷法
により製膜し、500℃で焼成してIn2O3（95wt％）とSnO2
（5wt％）からなる膜状のガス感応体２（３×4mm,厚さ2
000Å）を設けたオゾンセンサを作製した。
とSnの２−エチルヘキサン酸塩を主体として調製したイ
ンクを用いて湿式製膜法の一つであるスクリーン印刷法
により製膜し、500℃で焼成してIn2O3（95wt％）とSnO2
（5wt％）からなる膜状のガス感応体２（３×4mm,厚さ2
000Å）を設けたオゾンセンサを作製した。
実施例２ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板１上にIn
とSnの塩化物を出発材料とするディップ液を用いて湿式
製膜法の一つであるディップ法により製膜し、500℃で
焼成してIn2O3（95wt％）とSnO2（5wt％）からなる膜状
のガス感応体２（３×4mm,厚さ2000Å）を設けたオゾン
センサを作製した。
とSnの塩化物を出発材料とするディップ液を用いて湿式
製膜法の一つであるディップ法により製膜し、500℃で
焼成してIn2O3（95wt％）とSnO2（5wt％）からなる膜状
のガス感応体２（３×4mm,厚さ2000Å）を設けたオゾン
センサを作製した。
比較例１ あらかじめ１対の白金電極３を形成した基板１上に乾
式製膜法の一つであるRFマグネトロンスパッタ法により
実施例と同じ組成の膜状のガス感応体を設けたオゾンセ
ンサを作製した。
式製膜法の一つであるRFマグネトロンスパッタ法により
実施例と同じ組成の膜状のガス感応体を設けたオゾンセ
ンサを作製した。
比較例２ あらかじめ調製したIn2O3とSnO2の粉末（粒径はそれ
ぞれ約１μｍ）を95:5（wt％）の割合で混合し、成型、
焼成して作製した２×４×1mmの焼結型オゾンセンサを
作製した。実施例および比較例１における基板、電極の
形状、寸法は全て同じとした。
ぞれ約１μｍ）を95:5（wt％）の割合で混合し、成型、
焼成して作製した２×４×1mmの焼結型オゾンセンサを
作製した。実施例および比較例１における基板、電極の
形状、寸法は全て同じとした。
これらのオゾンセンサのオゾンに対する応答特性を測
定した。測定方法は、オゾンセンサを固定した石英ガラ
ス製測定管を電気炉にセットして温度を所定の値に制御
し、空気と3ppmのオゾンを含む空気を交互にオゾンセン
サに流通接触させたときのオゾンセンサの電気抵抗変化
を測定した。
定した。測定方法は、オゾンセンサを固定した石英ガラ
ス製測定管を電気炉にセットして温度を所定の値に制御
し、空気と3ppmのオゾンを含む空気を交互にオゾンセン
サに流通接触させたときのオゾンセンサの電気抵抗変化
を測定した。
オゾンを含む空気に接触して20秒後のオゾンセンサの
電気抵抗をRG20、空気中におけるオゾンセンサの電気抵
抗をRAとしてRG20／RAをセンサ感度とした。
電気抵抗をRG20、空気中におけるオゾンセンサの電気抵
抗をRAとしてRG20／RAをセンサ感度とした。
結果を第３図に示す。この結果よりスクリーン印刷
法、ディップ法などの湿式製膜法により作製した膜状の
ガス感応体を設けたオゾンセンサはオゾンに対して優れ
たガス感度を有することがわかる。
法、ディップ法などの湿式製膜法により作製した膜状の
ガス感応体を設けたオゾンセンサはオゾンに対して優れ
たガス感度を有することがわかる。
RFマグネトロンスパッタ法によって作製した膜状のガ
ス感応体を設けたオゾンセンサは高温になるとガス感度
が現われてくるが、実用的な温度レベルでは十分な感度
が得られないことがわかった。
ス感応体を設けたオゾンセンサは高温になるとガス感度
が現われてくるが、実用的な温度レベルでは十分な感度
が得られないことがわかった。
これはスクリーン印刷法あるいはディップ法による膜
がRFマグネトロンスパッタ法による膜よりもポーラスに
なっているため感応体の表面積が大きく、ガス拡散およ
び反応が低温においても速やかに行なわれるためと考え
られる。なお、スパッタ液はポアがほとんどない緻密な
膜となっているため応答特性が悪いものと考えられる。
がRFマグネトロンスパッタ法による膜よりもポーラスに
なっているため感応体の表面積が大きく、ガス拡散およ
び反応が低温においても速やかに行なわれるためと考え
られる。なお、スパッタ液はポアがほとんどない緻密な
膜となっているため応答特性が悪いものと考えられる。
スクリーン印刷法あるいはディップ法により作製した
膜状のガス感応体を設けたオゾンセンサが低温側にガス
感度のピークを有することは実用上非常に有利な点であ
る。
膜状のガス感応体を設けたオゾンセンサが低温側にガス
感度のピークを有することは実用上非常に有利な点であ
る。
一方、焼結体からなるオゾンセンサ（比較例２）の場
合には、オゾンに対する感度がほとんど得られないこと
が明らかになった。焼結体表面での反応がバルクの内部
まで影響を及ぼさないために感度が得られないものと考
えられる。
合には、オゾンに対する感度がほとんど得られないこと
が明らかになった。焼結体表面での反応がバルクの内部
まで影響を及ぼさないために感度が得られないものと考
えられる。
次に、実施例１のオゾンセンサを用いて応答性を測定
した。膜状のガス感応体の厚さは500Å、1000Å、2000
Å、5000Å、8000Åの５種類とし、膜厚と応答時間の関
係を求めた。応答時間は3ppmのオゾンを含む空気を接触
させたときの90％応答時間（t90）を採った。オゾンセ
ンサの温度は150℃とした。その結果を第４図に示し
た。この結果からガス感応体の厚さを薄くすることによ
り応答性を大きく向上させることが可能であることがわ
かる。すなわち、言い替えれば、応答時間（t90）は７
−８秒が実用的にみて限界であり、その点より、膜厚は
5000オングストローム以下とすることが望ましい。ま
た、膜厚が500オングストロームを下回ると、連続膜と
なり難く素子抵抗の増大をまねくため好ましくない。こ
の結果、応答性と膜質の観点より、膜厚は500〜5000オ
ングストロームが望ましいことが明らかである。
した。膜状のガス感応体の厚さは500Å、1000Å、2000
Å、5000Å、8000Åの５種類とし、膜厚と応答時間の関
係を求めた。応答時間は3ppmのオゾンを含む空気を接触
させたときの90％応答時間（t90）を採った。オゾンセ
ンサの温度は150℃とした。その結果を第４図に示し
た。この結果からガス感応体の厚さを薄くすることによ
り応答性を大きく向上させることが可能であることがわ
かる。すなわち、言い替えれば、応答時間（t90）は７
−８秒が実用的にみて限界であり、その点より、膜厚は
5000オングストローム以下とすることが望ましい。ま
た、膜厚が500オングストロームを下回ると、連続膜と
なり難く素子抵抗の増大をまねくため好ましくない。こ
の結果、応答性と膜質の観点より、膜厚は500〜5000オ
ングストロームが望ましいことが明らかである。
実施例３ スクリーン印刷法により形成した膜状のガス感応体
（厚さ1000Åおよび5000Å）にPdを0.1wt％添加したオ
ゾンセンサを作製し、上記と同様の方法で150℃におい
て応答性を測定した。その結果を第５図に示す。この結
果、Pdを添加することにより応答性が向上することが明
らかになった。これはPdにより表面反応速度が大きくな
るためと考えられる。
（厚さ1000Åおよび5000Å）にPdを0.1wt％添加したオ
ゾンセンサを作製し、上記と同様の方法で150℃におい
て応答性を測定した。その結果を第５図に示す。この結
果、Pdを添加することにより応答性が向上することが明
らかになった。これはPdにより表面反応速度が大きくな
るためと考えられる。
次に実施例１、実施例２および実施例１のIn2O3とSnO
2からなる膜状のガス感応体に代えてIn2O3のみからなる
膜状のガス感応体を設けたオゾンセンサ（比較例３）に
ついての感度の経時変化を測定した。
2からなる膜状のガス感応体に代えてIn2O3のみからなる
膜状のガス感応体を設けたオゾンセンサ（比較例３）に
ついての感度の経時変化を測定した。
測定方法はオゾンセンサを400℃の空気雰囲気中に放
置し、200時間毎に取り出して150℃における電気抵抗変
化を前記と同様の方法で測定し、センサ感度（RG20／
RA）の経時変化を求めた。この結果を第６図に示した。
この結果、In2O3からなる膜状のガス感応体を設けたオ
ゾンセンサには特性変化が生じたが、本発明によるオゾ
ンセンサは熱的にも非常に安定した特性を有しているこ
とが明らになった。
置し、200時間毎に取り出して150℃における電気抵抗変
化を前記と同様の方法で測定し、センサ感度（RG20／
RA）の経時変化を求めた。この結果を第６図に示した。
この結果、In2O3からなる膜状のガス感応体を設けたオ
ゾンセンサには特性変化が生じたが、本発明によるオゾ
ンセンサは熱的にも非常に安定した特性を有しているこ
とが明らになった。
以上の実施例で明らかにしたように、本発明によるオ
ゾンセンサはきわめて優れた特性を有している。
ゾンセンサはきわめて優れた特性を有している。
なお、実施例ではIn2O3とSnO2の重量比率が95:5の場
合について示したが、他の割合になる場合にもほぼ同様
の結果を得た。
合について示したが、他の割合になる場合にもほぼ同様
の結果を得た。
また実施例ではガス感応体作製法としてスクリーン印
刷法とディップ法を用いた場合について述べたが、オフ
セット印刷等の他の印刷法やスピンコート法を用いても
同等の結果が得られ、いずれの場合にも高表面積で活性
なガス感応体を作製することが可能である。ガス感応体
出発材料も実施例に限らずアルコキシド、硝酸塩、その
他ガス感応体作製法に適したものを適宜選択して用いる
ことが可能である。
刷法とディップ法を用いた場合について述べたが、オフ
セット印刷等の他の印刷法やスピンコート法を用いても
同等の結果が得られ、いずれの場合にも高表面積で活性
なガス感応体を作製することが可能である。ガス感応体
出発材料も実施例に限らずアルコキシド、硝酸塩、その
他ガス感応体作製法に適したものを適宜選択して用いる
ことが可能である。
さらに添加剤としてもPd以外の貴金属あるいは金属酸
化物を用いることも可能である。
化物を用いることも可能である。
センサ各部の構造や構成あるいは基板材料や電極材料
も発明の主旨に反しない限りにおいて自由に設計あるい
は使用することができるものである。
も発明の主旨に反しない限りにおいて自由に設計あるい
は使用することができるものである。
発明の効果 本発明によるオゾンセンサは、均質なガス感応体を有
し、ガス検知特性に優れるとともに熱的な安定性にも優
れ、小型軽量かつ安価であるため、オゾン発生機やオゾ
ン利用機器におけるオゾン濃度制御やオゾン検知等の用
途に適するものである。
し、ガス検知特性に優れるとともに熱的な安定性にも優
れ、小型軽量かつ安価であるため、オゾン発生機やオゾ
ン利用機器におけるオゾン濃度制御やオゾン検知等の用
途に適するものである。
第１図は本発明によるオゾンセンサの一実施例の上面
図、第２図は同断面図、第３図はセンサ感度の温度特性
を示す図、第４図はセンサの応答性を示す図、第５図は
Pd添加がセンサの応答性に及ぼす効果を示す図、第６図
はセンサ感度の経時変化を示す図である。 １……基板、２……ガス感応体、３……電極。
図、第２図は同断面図、第３図はセンサ感度の温度特性
を示す図、第４図はセンサの応答性を示す図、第５図は
Pd添加がセンサの応答性に及ぼす効果を示す図、第６図
はセンサ感度の経時変化を示す図である。 １……基板、２……ガス感応体、３……電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 昭彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−96546（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−83441（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−70449（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に１対の電極を設け、その１対の電
極間に、酸化インジウム（In2O3）と酸化スズ（SnO2）
を主体とする、厚さ500〜5000オングストロームの膜状
のガス感応体を、印刷法、ディップ法、スピンコート法
のいずれかの湿式製膜法で形成したことを特徴とするオ
ゾンセンサ。 - 【請求項２】出発材料にインジウム（In）およびスズ
（Sn）の有機金属化合物または無機酸塩のいずれかを用
いることを特徴とする請求項１記載のオゾンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278331A JPH0827248B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278331A JPH0827248B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152258A JPH04152258A (ja) | 1992-05-26 |
| JPH0827248B2 true JPH0827248B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17595842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278331A Expired - Lifetime JPH0827248B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | オゾンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827248B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174115U1 (ru) * | 2017-02-21 | 2017-10-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Гибкий интегральный газовый сенсор озона |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6170449A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
| JPH0695082B2 (ja) * | 1987-10-08 | 1994-11-24 | 新コスモス電機株式会社 | 吸引式オゾンガス検知器 |
| JPH0283441A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Figaro Eng Inc | ガスセンサ |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP2278331A patent/JPH0827248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04152258A (ja) | 1992-05-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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