JPH0915179A - Carbon dioxide gas sensor - Google Patents

Carbon dioxide gas sensor

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Publication number
JPH0915179A
JPH0915179A JP16505395A JP16505395A JPH0915179A JP H0915179 A JPH0915179 A JP H0915179A JP 16505395 A JP16505395 A JP 16505395A JP 16505395 A JP16505395 A JP 16505395A JP H0915179 A JPH0915179 A JP H0915179A
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JP
Japan
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carbon dioxide
dioxide gas
sensitivity
oxide
gas sensor
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Pending
Application number
JP16505395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Shimizu
章一 志水
Shogo Matsubara
正吾 松原
Toshiiku Itou
俊郁 伊藤
Shinji Morimoto
信司 森本
Shinichiro Kaneko
信一郎 金子
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0915179A publication Critical patent/JPH0915179A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To enhance the power for sensing CO2 and to improve long-term reliability by making a burned body contain one or more kinds of oxides selected from alkaline-earth metals, Fe, lanthanoide-series elements, Pb, etc., and one or more kinds of carbonates of the alkaline-earth metals. CONSTITUTION: A CO2 sensor is constructed by a method wherein a cylindrical burned disk 1 having a diameter of about 10mm and a thickness of about 0.2-0.6mm, for instance, is made to contain a composition of BaCO3 and CuO, a metal electrode 2 of Ag or the like is fitted to the disk 1, Pt is fixed on the surface of the electrode 2 and thereby a lead wire 3 is formed. According to this construction, the BaCO3 and the CuO being noncomposite-series metal oxides cause a reversible carbonate producing reaction, the electrical characteristics of the surface of the BaCO3 and the CuO and the interfaces thereof with other materials are changed thereby and the electrical characteristics of the whole are changed in conformity therewith. Therefore CO2 concentration can be measured with excellent accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、炭酸ガス濃度を計測、
制御を必要とする環境衛生、施設園芸、防災用、工業用
等の施設で使用する炭酸ガスセンサに関し、特に電気抵
抗、静電容量等を変化させて炭酸ガス濃度を検知する炭
酸ガスセンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention measures the concentration of carbon dioxide gas,
The present invention relates to a carbon dioxide gas sensor used in facilities requiring control such as environmental hygiene, horticulture, disaster prevention, and industrial facilities, and particularly relates to a carbon dioxide gas sensor that detects a carbon dioxide concentration by changing electrical resistance, capacitance, etc. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境衛生、施設園芸、生産設備等
で炭酸ガス濃度を検知する炭酸ガスセンサが用いられて
いる。炭酸ガスセンサとしては赤外線を用いた検知方
法、電解液を使用した方法、熱伝導を利用した方法、N
aCO3を電極としNASICON等のアルカリイオン
導電性固体電解質を用いた方法、K2CO3等のCO3 2-
イオン導電体を用いた方法、Liイオン導電体を用いた
方法、水酸化アパタイトの抵抗値を用いる方法、等が用
いられている。特に、非複合系酸化物と炭酸ガスとの可
逆的炭酸塩形成反応により電気的特性を変化させ炭酸ガ
ス濃度を検知する炭酸ガスセンサが装置を小型化するこ
とができるので注目を集めている。例えば、特開平4−
24548号公報には、「ペロブスカイト型金属酸化物
と、1種類の金属よりなる酸化物である非複合系金属酸
化物との混合物の静電容量の変化を用いた炭酸ガスセン
サ。」が開示され、特願平6−182261号公報には
「非複合系金属酸化物の混合物を用いた炭酸ガスセン
サ。」が開示されている。また、これらの炭酸ガスセン
サの検知能力向上のため特開平5−142180号公報
ではAg等の貴金属元素、遷移金属元素の添加を、特願
平6−313410号公報ではBaOの添加をすると効
果的であることが開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, carbon dioxide gas sensors for detecting carbon dioxide concentration have been used in environmental hygiene, horticulture, production facilities and the like. As the carbon dioxide sensor, a detection method using infrared rays, a method using an electrolytic solution, a method utilizing heat conduction, N
a method using an alkali ion conductive solid electrolyte such as NASICON with aCO 3 as an electrode, CO 3 2 such as K 2 CO 3
A method using an ionic conductor, a method using a Li ionic conductor, a method using a resistance value of hydroxyapatite, and the like are used. In particular, a carbon dioxide gas sensor that detects the carbon dioxide concentration by changing the electrical characteristics by a reversible carbonate formation reaction between a non-composite oxide and carbon dioxide has been attracting attention because the device can be downsized. For example, JP-A-4-
Japanese Patent No. 24548 discloses "a carbon dioxide gas sensor using a change in capacitance of a mixture of a perovskite type metal oxide and a non-composite type metal oxide which is an oxide composed of one kind of metal." Japanese Patent Application No. 6-182261 discloses "a carbon dioxide gas sensor using a mixture of non-composite metal oxides." Further, in order to improve the detection ability of these carbon dioxide sensors, it is effective to add a noble metal element such as Ag and a transition metal element in JP-A-5-142180 and BaO in JP-A-6-313410. It is disclosed that there is.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の炭酸ガスセンサは未だ検知感度が不十分で、高精度
の炭酸ガス濃度の測定には使用できないという問題点を
有していた。また、Ag等の添加品や、BaO添加品は
感度は十分であるが特性の劣化が速く耐久性に欠けるの
でセンサとして実用上使用することはできないといった
問題点を有していた。
However, the above-mentioned conventional carbon dioxide gas sensor has a problem that it cannot be used for highly accurate measurement of carbon dioxide gas concentration because of its insufficient detection sensitivity. Further, the additive such as Ag or the additive including BaO has a problem that it cannot be practically used as a sensor because it has sufficient sensitivity but deteriorates in characteristics rapidly and lacks in durability.

【0004】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、実用上、炭酸ガスに対する感知能力が高く、かつ、
長期信頼性に優れた炭酸ガスセンサを提供することを目
的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and has a high ability to detect carbon dioxide in practical use, and
It is an object of the present invention to provide a carbon dioxide sensor having excellent long-term reliability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項1に記載の炭酸ガスセンサは、焼成
体と、焼成体の表面もしくは内部に1対以上の電極と、
電極に信号の出し入れが可能な端子と、を有する炭酸ガ
スセンサであって、焼成ディスクが、アルカリ土類金
属,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,原子番
号57〜71のランタノイド元素,Pb,Biから選ば
れる1種以上の酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩1種
以上からなる組成物である構成を有している。
To achieve this object, a carbon dioxide gas sensor according to claim 1 of the present invention comprises a fired body, and one or more pairs of electrodes on the surface or inside of the fired body.
A carbon dioxide gas sensor having a terminal capable of sending and receiving a signal to and from an electrode, wherein the burning disk is an alkaline earth metal, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, and a lanthanoid element having an atomic number of 57 to 71. , Pb, Bi, one or more oxides, and one or more alkaline earth metal carbonates.

【0006】本発明の請求項2に記載の炭酸ガスセンサ
は、請求項1において、焼成体がペブスカイト型金属酸
化物を含有する組成物である構成を有している。
A carbon dioxide gas sensor according to a second aspect of the present invention has the structure according to the first aspect, wherein the fired body is a composition containing a perovskite type metal oxide.

【0007】本発明の請求項3に記載の炭酸ガスセンサ
は、請求項1、2において、焼成体がAl23、SiO
2を含有する組成物である構成を有している。
A carbon dioxide sensor according to a third aspect of the present invention is the carbon dioxide sensor according to the first and second aspects, wherein the fired body is Al 2 O 3 or SiO.
It has a composition that is a composition containing 2 .

【0008】本発明の請求項4に記載の炭酸ガスセンサ
は、請求項1乃至3において、焼成体が酸化物として酸
化銅と、酸化セレン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸
化ニッケルのうちいずれか1種以上と、を含有する組成
物である構成を有している。
A carbon dioxide gas sensor according to a fourth aspect of the present invention is the carbon dioxide gas sensor according to any one of the first to third aspects, wherein the fired body is copper oxide as an oxide and any one of selenium oxide, zinc oxide, magnesium oxide and nickel oxide. The above is a composition containing the above.

【0009】本発明の請求項5に記載の炭酸ガスセンサ
は、請求項1乃至4において、焼成体が炭酸塩として炭
酸バリウムを含有する組成物である構成を有している。
A carbon dioxide gas sensor according to a fifth aspect of the present invention has the structure according to the first to fourth aspects, wherein the fired body is a composition containing barium carbonate as a carbonate.

【0010】[0010]

【作用】この構成によって、非複合系金属酸化物が炭酸
ガスと反応することにより可逆的炭酸塩生成反応を生じ
させることができる。この生成反応により金属酸化物の
表面及び他の材料との界面の電気特性が変化し、それに
合わせて全体の電気特性が変化するので、精度高く炭酸
ガス濃度を測定することができる。
With this structure, the non-composite metal oxide can react with carbon dioxide to cause a reversible carbonate formation reaction. Due to this generation reaction, the electrical characteristics of the surface of the metal oxide and the interface with other materials change, and the overall electrical characteristics change accordingly, so that the carbon dioxide concentration can be measured with high accuracy.

【0011】炭酸ガスの検知には酸素が必要であるが、
炭酸塩を焼成体に混合することにより、金属酸化物の酸
素欠陥量が変化し炭酸ガスへの感度を増大できる。従っ
て、焼成体の電気特性の変化が大きく炭酸ガスに対する
検知感度を高くすることができる。
Oxygen is required to detect carbon dioxide,
By mixing the carbonate with the fired body, the amount of oxygen vacancies in the metal oxide is changed and the sensitivity to carbon dioxide can be increased. Therefore, the electrical characteristics of the fired body largely change, and the detection sensitivity to carbon dioxide can be increased.

【0012】また、炭酸ガスの検知の関与しないAl2
3、SiO2材料を添加することによりインピーダンス
値が最適化でき、炭酸ガス濃度の変化による電気的な値
の変化率を向上させ、炭酸ガスの検出力を向上させるこ
とができる。
Al 2 which does not participate in the detection of carbon dioxide
The impedance value can be optimized by adding the O 3 and SiO 2 materials, the rate of change of the electrical value due to the change of the carbon dioxide concentration can be improved, and the detection capability of carbon dioxide can be improved.

【0013】これらの手段により小型、高感度で長寿命
な炭酸ガスセンサを得ることができる。
By these means, it is possible to obtain a small-sized, highly sensitive carbon dioxide gas sensor having a long life.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明の第1実施例における炭酸ガ
スセンサの斜視図である。1はBaCO3とCuOの組
成物からなる円筒状の焼成ディスク(直径10mm、厚
み0.2〜0.6mm)、2は焼成ディスク1の両側面
に積層されたAgからなる電極、3は電極2に結合され
たPtからなるリード線である。尚、電極2はAu、P
t、RuO等で形成してもよい。これらの貴金属、及
び、貴金属酸化物は各種の触媒作用があるため、増感剤
としてディスクに微量含有させても良い。リード線3は
Pt線を使用したが動作温度に耐える低抵抗なものであ
ればよく、Au線、ニッケル線、ステンレス線等でも良
い。
FIG. 1 is a perspective view of a carbon dioxide sensor according to the first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 is a cylindrical firing disk (diameter 10 mm, thickness 0.2 to 0.6 mm) made of a composition of BaCO 3 and CuO, 2 is an electrode made of Ag laminated on both sides of the firing disk 1, and 3 is an electrode 2 is a lead wire made of Pt bonded to 2. The electrode 2 is Au, P
It may be formed of t, RuO, or the like. Since these noble metals and noble metal oxides have various catalytic actions, they may be contained in the disc in a trace amount as a sensitizer. The lead wire 3 is a Pt wire, but may be any wire having a low resistance that can withstand an operating temperature, and may be an Au wire, a nickel wire, a stainless wire, or the like.

【0016】以上のように構成された炭酸ガスセンサに
ついて、以下その製造方法について説明する。平均粒径
1μmのBaCO3と平均粒径3μmのCuOをモル比
で70:30の割合で配合し、乳鉢中で混合粉砕した後
ディスク状に成形し、電気炉中にて400℃以上800
℃以下の温度で5時間焼成した。焼成温度は高温になる
と原料同士が反応して焼結しすぎてしまい感度が低下す
るので、試料が持ち運べる程度の低温で焼結したほうが
よい。
The method of manufacturing the carbon dioxide sensor having the above structure will be described below. BaCO 3 with an average particle size of 1 μm and CuO with an average particle size of 3 μm were mixed at a molar ratio of 70:30, mixed and crushed in a mortar, and then molded into a disk shape, and 400 ° C. or higher in an electric furnace 800
It was fired at a temperature of ℃ or less for 5 hours. When the firing temperature is high, the raw materials react with each other to cause excessive sintering, which lowers the sensitivity. Therefore, it is preferable to perform the sintering at a low temperature at which the sample can be carried.

【0017】BaCO3の配合量は、全モル数に対し
て、50〜80モル%、特に65〜75モル%が好適に
用いられる。BaCO3が50モル%未満になるにつ
れ、インピーダンスが小さくなり炭酸ガスに対する感度
が現れなくなる傾向にあり好ましくない。BaCO3
80モル%を越えるにつれインピーダンスが大きくなり
感度が現れなくなる傾向があり好ましくない。
The blending amount of BaCO 3 is preferably 50 to 80 mol%, particularly preferably 65 to 75 mol% based on the total number of mols. When the BaCO 3 content is less than 50 mol%, the impedance tends to be small and the sensitivity to carbon dioxide gas tends not to appear, which is not preferable. When BaCO 3 exceeds 80 mol%, the impedance tends to increase and the sensitivity tends not to appear, which is not preferable.

【0018】この焼成ディスク1にAg電極2をつけ、
電極2の表面にPt線を固着させリード線3を成形し、
炭酸ガスセンサを完成した。
An Ag electrode 2 was attached to this firing disk 1,
The lead wire 3 is formed by fixing the Pt wire on the surface of the electrode 2.
A carbon dioxide sensor was completed.

【0019】ここで、銅の酸化物としてはCu2O、C
uO、Cu23等が知られているが、空気中で加熱され
るとCuOとなる傾向があるためCuOが好ましい。
Here, as the copper oxide, Cu 2 O and C are used.
Although uO, Cu 2 O 3 and the like are known, CuO is preferable because it tends to become CuO when heated in air.

【0020】次に、第1実施例における炭酸ガスセンサ
の感度試験について説明する。第1実施例における炭酸
ガスセンサを通気管に設置し、ヒーターで加熱し、YH
P社製インピーダンスアナライザ4192Aを使用して
2端子法で感度を測定した。試料ガスとして、乾燥空気
及び乾燥空気で希釈した炭酸ガス(濃度2vol%)を
用いた。測定周波数は50KHz、信号は0.5mVで
ある炭酸ガスへの感度はインピーダンス位相角θが−3
0°以上、抵抗値が50kΩ〜0.1kΩ程度の時が最
も大きく得られることがわかった。また、試料厚み、焼
成温度や組成割合で感度を調整することができることが
わかった。
Next, the sensitivity test of the carbon dioxide gas sensor in the first embodiment will be described. The carbon dioxide sensor in the first embodiment is installed in the ventilation pipe, heated by a heater, and YH
Sensitivity was measured by a two-terminal method using an impedance analyzer 4192A manufactured by P. As the sample gas, dry air and carbon dioxide gas (concentration 2 vol%) diluted with dry air were used. The measurement frequency is 50 KHz, and the signal is 0.5 mV.
It was found that the maximum value was obtained when the resistance value was 0 ° or more and the resistance value was about 50 kΩ to 0.1 kΩ. It was also found that the sensitivity can be adjusted by the sample thickness, the firing temperature and the composition ratio.

【0021】炭酸ガスの検知状況は、測定温度まで加熱
された試料の、空気を流入した状態で測定した容量値
(C0)を基準とし、炭酸ガス濃度2%に調整された空
気を流入させて測定した時の容量値(C2%)の変化でと
らえた。感度は次式で定義した。
The state of detection of carbon dioxide gas is based on the capacity value (C 0 ) of the sample heated to the measurement temperature, which was measured in a state in which air was introduced, and the air adjusted to a carbon dioxide concentration of 2% was introduced. It was grasped by the change of the capacitance value (C 2% ) at the time of measurement. The sensitivity was defined by the following formula.

【0022】 感度=10*Log(C2%/C0 ) [dB] 感度が0のときは容量値が炭酸ガス濃度の増加に対し変
化を示していないことを表し、炭酸ガスを検知していな
いことになる。炭酸ガス流入後の容量値が下がる場合は
感度はマイナスの値となる。感度はインピーダンス値の
変化によっても表されるが、静電容量値の場合と感度の
符号が逆に表される。
Sensitivity = 10 * Log (C 2% / C 0 ) [dB] When the sensitivity is 0, it means that the capacitance value does not change with the increase of the carbon dioxide concentration, and the carbon dioxide is detected. There will be no. When the capacity value after the inflow of carbon dioxide decreases, the sensitivity becomes a negative value. Sensitivity is also represented by a change in impedance value, but the sign of sensitivity is opposite to that in the case of capacitance value.

【0023】同様に炭酸塩及び各種金属酸化物より作成
した混合物についても容量値による炭酸ガスに対する感
度を測定した。結果を(表1)に「感度A(dB)」と
して示した。
Similarly, the sensitivity of the mixture prepared from carbonate and various metal oxides to carbon dioxide was measured by the capacitance value. The results are shown in (Table 1) as "sensitivity A (dB)".

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】また、容量値の変化と同様にインピーダン
ス値も変化しておりインピーダンス値も炭酸ガスの検出
に用いてもよい。
Further, the impedance value is changed in the same manner as the change of the capacitance value, and the impedance value may be used for detecting carbon dioxide gas.

【0026】この(表1)のNo4〜17から明らかな
ように、炭酸塩の添加により感度の絶対値が大きくなり
感度が良くなっている。また、アルカリ土類金属の炭酸
塩として、BaCO3、CaCO3、MgCO3、SrC
3を使用しているが、(表1)のNo18〜21から
明らかなように、BaCO3の添加が特に効果的であ
る。BaCO3の添加により単体では感度を示さないC
uOが炭酸ガスへの感度を示すようになった。
As is clear from Nos. 4 to 17 in Table 1 above, the addition of carbonate increases the absolute value of sensitivity and improves the sensitivity. Further, as the alkaline earth metal carbonate, BaCO 3, CaCO 3, MgCO 3, SrC
Although O 3 is used, addition of BaCO 3 is particularly effective, as is clear from Nos. 18 to 21 in (Table 1). Addition of BaCO 3 does not show sensitivity by itself C
uO became sensitive to carbon dioxide.

【0027】(実施例2)平均粒径1μmのBaC
3、平均粒径3μmのCuO及び平均粒径0.4μm
のBaTiO3をモル比で2:50:50の割合に混合
し、ディスク状に成形したのち電気炉中にて800℃で
5時間焼成した。この素子にAg電極2をつけ図1に示
す炭酸ガスセンサとしたのち実施例1と同様に通気管に
設置し550℃に加熱し空気を流しながら放置した。こ
の素子に炭酸ガス濃度2%に調整された空気を定期的に
流し、実施例1と同様にして炭酸ガス検知感度を測定し
た。また、ここで炭酸ガス検知感度の経時的変化をみる
ために30日後の感度を同様に測定した。結果を(表
1)に「感度B(dB)」として示した。
Example 2 BaC having an average particle size of 1 μm
O 3 , CuO with an average particle size of 3 μm and an average particle size of 0.4 μm
Mixing BaTiO 3 in a molar ratio to the ratio of 2:50:50, and calcined 5 hours at 800 ° C. in an electric furnace after molded into a disk. An Ag electrode 2 was attached to this element to form the carbon dioxide gas sensor shown in FIG. Air adjusted to have a carbon dioxide gas concentration of 2% was periodically passed through this element, and the carbon dioxide detection sensitivity was measured in the same manner as in Example 1. Further, here, the sensitivity after 30 days was similarly measured in order to see the change with time of the carbon dioxide detection sensitivity. The results are shown in (Table 1) as "sensitivity B (dB)".

【0028】この(表1)から明らかなように、No1
8〜28のペロブスカイト型金属酸化物を含む系より、
No1〜17のペロブスカイト型金属酸化物を含まない
非複合酸化物よりなる系の試料の方が感度変化が小さ
い。またCuO、CeO2、ZnO、MgO、NiOを
成分とする試料の感度変化が特に小さく長寿命なガスセ
ンサを得るためにより効果的である。
As is clear from this (Table 1), No1
From a system containing 8 to 28 perovskite-type metal oxide,
The sensitivity of the samples of the non-composite oxides containing no perovskite type metal oxides of Nos. 1 to 17 is smaller. Further, it is more effective to obtain a gas sensor having a long life and a small change in sensitivity of a sample containing CuO, CeO 2 , ZnO, MgO, and NiO as components.

【0029】(実施例3)平均粒径0.7μmのBaC
3と平均粒径0.7μmのCuOを等モルにて混合
し、ディスク状に成形したのち電気炉中にて800℃で
5時間焼成した。この素子にAg電極2をつけ図1に示
す炭酸ガスセンサとしたのち測定したところ、インピー
ダンスが小さく炭酸ガスへの感度が認められなかった。
そこでインピーダンスを大きくするためにBaCO3
CuOに平均粒径100μmのSiO2を加え、BaC
3:CuO:SiO2のモル比が40:40:20とな
るよう混合した試料を成形し、電気炉で500℃以上8
00℃以下で5時間焼成した。SiO2の添加は、モル
比で全モル数に対して、1〜30モル%、特に5〜25
モル%が好適に用いられる。SiO2が1未満になるに
つれ、SiO2の効果がなくなる傾向にあり好ましくな
い。SiO2が30モル%を越えるにつれインピーダン
スが大きくなり感度が現れなくなる傾向があり好ましく
ない。Al23についても同様である。
Example 3 BaC having an average particle size of 0.7 μm
O 3 and CuO having an average particle size of 0.7 μm were mixed in equimolar amounts, formed into a disk shape, and then baked in an electric furnace at 800 ° C. for 5 hours. When an Ag electrode 2 was attached to this element and the carbon dioxide sensor shown in FIG. 1 was used for measurement, the impedance was small and no sensitivity to carbon dioxide was observed.
Therefore, in order to increase the impedance, BaCO 3 and CuO are added with SiO 2 having an average particle size of 100 μm to form BaC 3.
The mixed sample was molded so that the molar ratio of O 3 : CuO: SiO 2 was 40:40:20, and the temperature was 500 ° C. or higher in an electric furnace.
Baking was performed at 00 ° C. or lower for 5 hours. The addition of SiO 2 is 1 to 30 mol%, particularly 5 to 25 mol% based on the total number of mols.
Mol% is preferably used. As SiO 2 is less than 1, unfavorably tend to effect the SiO 2 is eliminated. As SiO 2 exceeds 30 mol%, the impedance tends to increase and the sensitivity tends not to appear, which is not preferable. The same applies to Al 2 O 3 .

【0030】得られた試料にAg電極をつけ図1に示す
炭酸ガスセンサとして実施例1と同様の方法で炭酸ガス
に対する感度の測定を行った。
An Ag electrode was attached to the obtained sample, and the carbon dioxide sensor shown in FIG. 1 was measured for sensitivity to carbon dioxide in the same manner as in Example 1.

【0031】(表2)に同様にして作成した各種材料の
感度を示した。
The sensitivity of various materials prepared in the same manner is shown in (Table 2).

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】この(表2)から明らかなように、Cu
O,SiO2単体及びSiO2にCuOを混合しても炭酸
ガスへの感度は得られないが、BaCO3とCuOの抵
抗値が小さく感度測定のできない組成物にSiO2、又
はAl23を混合しインピーダンスを調整すると炭酸ガ
スへの感度が発現する。この事よりインピーダンスの値
に最適値があり、抵抗及び位相角を適合化することによ
って炭酸ガスへの感度を得ることが出来ることがわか
る。即ち、SiO2、又はAl23を混合しインピーダ
ンス値の最適化を図ることにより、炭酸ガスに対して感
度の低い組成物についても良好な感度を得る事ができ
る。
As is clear from this (Table 2), Cu
O, SiO 2 alone, or CuO mixed with SiO 2 does not provide sensitivity to carbon dioxide gas, but compositions with low resistance values of BaCO 3 and CuO that cannot be subjected to sensitivity measurement have SiO 2 or Al 2 O 3 When is mixed and the impedance is adjusted, sensitivity to carbon dioxide appears. From this, it is understood that the impedance value has an optimum value, and the sensitivity to carbon dioxide can be obtained by adjusting the resistance and the phase angle. That is, by mixing SiO 2 or Al 2 O 3 to optimize the impedance value, good sensitivity can be obtained even for a composition having low sensitivity to carbon dioxide gas.

【0034】また、SiO2はペーストを作成する時に
欠かせない材料であり、これにより例えばアルミナ基板
上に膜を作成して炭酸ガスセンサとすることも可能にな
る。Al23は強度が大きく変質し難いため、セラミッ
クによく使用される材料であり、Al23を混合するこ
とにより応用範囲が広くなり、特性の安定にも非常に効
果がある。
Further, SiO 2 is an indispensable material when forming a paste, and this makes it possible to form a film on an alumina substrate and use it as a carbon dioxide sensor. Al 2 O 3 is a material that is often used for ceramics because it has a large strength and is unlikely to deteriorate. By mixing Al 2 O 3 , the range of applications is widened and the stability of the characteristics is very effective.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように本発明は、従来の非複合金
属酸化物系の炭酸ガスセンサに炭酸塩を添加し、場合に
よりインピーダンス調整のため、補助的にAl23、S
iO2を添加することにより炭酸ガスの検知を行うもの
であり、より高感度で長期にわたり信頼性の高い優れた
炭酸ガスセンサを実現するものである。
As described above, according to the present invention, a carbonate is added to a conventional non-composite metal oxide-based carbon dioxide gas sensor, and in some cases, Al 2 O 3 , S is supplementarily added for impedance adjustment.
Carbon dioxide is detected by adding iO 2 , and an excellent carbon dioxide sensor with higher sensitivity and high reliability for a long period of time is realized.

【0036】また、インピーダンス、静電容量値の変化
を利用して炭酸ガスを検知でき、標準雰囲気を必要とせ
ず簡便に扱うことができる。構造も単純であり小型化が
可能で、換気扇その他の換気用機器、設備による室内空
調管理、植物の育成、保管、輸送等に利用できる実用性
の高い優れた炭酸ガスセンサを実現するものである。
Further, carbon dioxide gas can be detected by utilizing changes in impedance and capacitance value, and can be handled easily without requiring a standard atmosphere. The structure is simple and can be miniaturized, and it realizes an excellent carbon dioxide sensor with high practicality that can be used for indoor air conditioning management by ventilation fans and other ventilation equipment and facilities, plant growth, storage, transportation, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例における炭酸ガスセンサの
斜視図
FIG. 1 is a perspective view of a carbon dioxide sensor according to a first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 焼成ディスク 2 電極 3 リード線 1 Firing disc 2 Electrode 3 Lead wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 信司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 金子 信一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Morimoto 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Shinichiro Kaneko 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】焼成体と、前記焼成体の表面もしくは内部
に1対以上の電極を有し、電極に信号の出し入れが可能
な端子が接続された炭酸ガスセンサであって、前記焼成
体がアルカリ土類金属,Fe,Co,Ni,Cu,Z
n,Y,Zr,原子番号57〜71のランタノイド元
素,Pb,Biから選ばれる1種以上の酸化物と、アル
カリ土類金属の炭酸塩の1種以上と、を含有しているこ
とを特徴とする炭酸ガスセンサ。
1. A carbon dioxide gas sensor having a calcined body and one or more pairs of electrodes on or in the surface of the calcined body, the electrodes being connected to terminals capable of sending and receiving signals, wherein the calcined body is an alkali. Earth metal, Fe, Co, Ni, Cu, Z
n, Y, Zr, a lanthanoid element having an atomic number of 57 to 71, one or more kinds of oxides selected from Pb and Bi, and one or more kinds of carbonates of alkaline earth metals are contained. Carbon dioxide sensor.
【請求項2】前記焼成体がペロブスカイト型金属酸化物
を含有していることを特徴とする請求項1に記載の炭酸
ガスセンサ。
2. The carbon dioxide sensor according to claim 1, wherein the fired body contains a perovskite type metal oxide.
【請求項3】前記焼成体がAl23、SiO2の1種以
上を含有していることを特徴とする請求項1又は2のい
ずれか1に記載の炭酸ガスセンサ。
3. The carbon dioxide gas sensor according to claim 1, wherein the fired body contains at least one of Al 2 O 3 and SiO 2 .
【請求項4】前記酸化物が酸化銅と、酸化セレン、酸化
亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ニッケルの内いずれか1
種以上と、を含有することを特徴とする請求項1乃至3
の内いずれか1に記載の炭酸ガスセンサ。
4. The oxide is copper oxide and any one of selenium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, and nickel oxide.
And at least one species.
The carbon dioxide sensor according to any one of 1.
【請求項5】前記アルカリ土類金属の炭酸塩が炭酸バリ
ウムであることを特徴とする請求項1乃至4の内いずれ
か1に記載の炭酸ガスセンサ。
5. The carbon dioxide gas sensor according to claim 1, wherein the alkaline earth metal carbonate is barium carbonate.
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