JPS58158549A - No↓2ガス検知器 - Google Patents

No↓2ガス検知器

Info

Publication number
JPS58158549A
JPS58158549A JP4204582A JP4204582A JPS58158549A JP S58158549 A JPS58158549 A JP S58158549A JP 4204582 A JP4204582 A JP 4204582A JP 4204582 A JP4204582 A JP 4204582A JP S58158549 A JPS58158549 A JP S58158549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
tin oxide
oxide film
temperature
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.)
Granted
Application number
JP4204582A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH038507B2 (ja
Inventor
Tadashi Tonomura
外村 正
Satoshi Sekido
聰 関戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4204582A priority Critical patent/JPS58158549A/ja
Publication of JPS58158549A publication Critical patent/JPS58158549A/ja
Publication of JPH038507B2 publication Critical patent/JPH038507B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、膜状酸化錫をNo2ガス感応体とするNO2
ガス検知器に関し、2種類の好適な結晶粒径を有した膜
状酸化錫を各々、温度検知体、ガス感応体とすることで
、温度特性の安定したN02ガス検知器を提供すること
を目的とする。
従来、N02ガスの正確・簡便かつ連続的な測定法とし
て、酸化錫膜をガス感応体とする、いわゆる半導体式ガ
ス検知器が提案されている。N02ガスが酸化錫膜に吸
着することで酸化錫膜の電気抵抗が増加することを利用
している。通常は、ガスの吸着・脱着をすみやかに行わ
せて高応答速度を得るために、ガス感応体を150〜4
00℃に加熱して用いられる。ガスの検知は、被検ガス
とガス感応体である酸化錫の表面との一種の化学反応(
化学吸着・脱着反応)に依っていることから、被検ガス
に接するガス感応体表面の温度を一定に保つことは、ガ
ス検知器を構成する上で十分考慮されねばならない要件
となっている。
特に、N02ガス検知に際しては、N02ガスは被検ガ
ス中の02とでN02#No+V2o2  の平衡関係
が成り立っており、この平衡関係は550℃以トではほ
とんど右側にかた寄りN02はほとんどNoとして存在
する。5!:30’C以下では、温度に応じてN02と
Noの存在割合が決まることから、先述し/ζようにガ
ス感応体表面の温度を一定に保つことは、高精竺のすな
わち温度特性の安定したN02ガス検知器を得る上で不
可欠なことである。
被検ガスと接するガス感応体をできる限り一定に保つだ
めに、第1図に示すような、一方の面に面状ヒーターを
備え、もう一方の面に薄膜状のガス感応体1を備えだ電
気絶縁性基板より構成されるガス検知器が提案されてい
る。
なお第1図において、3はガス感応体1に一定の動作温
度を与えるための、例えば、タングステン粉末とかモリ
ブデン粉末とか酸化ルテニウム粉末とかの導電材料とガ
ラス粉末との混合物を主体とする導電ペーストを好適な
形に面状に印刷・焼付することで得られる抵抗体より成
る面状ヒーターである。4は、ガス感応体lの電気抵抗
の変化を検出するだめの白金等より成る電極である。2
はアルミナ(人1203 )  を主体とする電気絶縁
性基板である。
ガス感応体1の温度は、従来第2図(A)に示したよう
に、ガス感応体1に熱電対5を接着することで、あるい
は、第2図(B)に示しだように、面状ヒーター3に、
熱電対すを接着することで、あるいは、面状ヒーターの
温度と抵抗値の関係を用いて測られ制御されていだが、
後の2者の場合は、ガス感応体1が被検ガスと接する面
の温蔗を直接測っていないことから、これらの測定値を
用いてのガス感応体1の温度制御は、例えば、被検ガス
の流量が変化して面状ヒーター3からの熱の伝達速度に
変化をき/こした場合、面状ヒータ3の温度は設定値に
一定に制御されていても、ガス感応体1の温度は必ずし
も一定に制御されず、ガス検知器の゛温度特性に不安定
さをもたらす欠点があった。また、第2図(A)で示さ
れる方法では、ガス感応体の1部分の温度を測定してい
るのみであること、また、ガス感応体1に直接接して熱
電対6が配置されていることから、熱電対がヒートシン
クとして働き、ガス感応体の温度に不均一さを招き、や
はり、ガス検知器の温度特性に不安定さをもたらす欠点
があった。
本発明は、先述した欠点を除き、結晶粒径が好適に選ば
れた温度検知用の酸化錫膜が設けられた同一基板面に、
結晶粒子径が好適に選ばれたN02ガス検知用の酸化錫
膜を設けることで、温度特性の安定したNO2ガス検知
器を提供するものである。
第3図(A)〜(F)は、5n02結晶の(110)面
に帰属されるX線回折ピークの半値巾よりデバイ・シェ
ーラ一式(結晶粒径D−にλ/βcosθ、には1に近
い係数、λは回折測定に用いたX線の波長、β:=B−
b、Bは被検体の半値巾、bは回折装置に固有の値で十
分結晶粒の発達した例えば粒径が10〜50μの5in
2単結晶粉末の回折ピークの半値rlJである。)で力
えられる結晶粒径が、284室温の乾燥窒素ガスふん囲
気中・・・・・・曲線〔1〕、室温の相対湿度〜100
%の窒素ガスふん囲気中・・・・・・曲線〔2〕、NO
2濃度が〜9 m)l)mの乾燥窒素ふん囲気中・・・
・・・曲線〔3〕、での電気抵抗と温度との関係を示し
ている。
また下表は、各酸化錫膜の作製条件を示している。
第3図(ム)〜(F)から明らかなように、結晶粒子径
が140人以上である3つの膜の電気抵抗値は、膜が晒
されるガスふん囲気にほとんど関係なく、特にNo2ガ
スの存在により変化することなく、温度にのみ依存する
本発明は以上の実験事実から得られた酸化錫膜の特異な
性質を利用しているものである。
以下に具体的に本発明の詳細な説明する。
第4図(ム)、■)は、本発明の一実施例である結晶粒
径が140人を越える酸化錫膜7により2組以上の電極
対を有する一方の面が被覆され、かつ電極対の少なくと
も1組(電極9と電極10の組)が結晶粒径が140A
以下の酸・化錫膜でさらに被われたN02ガス検知器を
示す。
純度が96%の厚さQ、5mm、広さ5mm角のアルミ
ナ基板13の一方の面に酸化ルテニウムを主体とする導
電ペーストを印刷・焼き付けることで面状ヒーター14
が設けられる。もう一方の面には、白金を主体とする導
電ペーストを印刷・焼き付けすることで電極9.電極1
0.電極11.電極12が形成される。
次に、金属錫をターゲットとして、アルゴンガス圧PA
rと酸素ガス圧Po2の比が1:1.全ガス圧2・5p
aのふん囲気で、基板温度〜100℃で反応性スパッタ
リング法により、電極9. 10゜11.12がすべて
被われるように酸化錫膜が形成される。その後、大気中
795℃で2時間焼成することで結晶粒径が14OAを
越える厚さ30000身 A酸化錫膜が形成される。
次に、電極11および12をマスキングして、再度、先
述しだのと同一の条件下で反応性スパッタリング法によ
り、結晶粒径が64Aの酸化錫膜が、電極9および電極
10−ヒに、酸化錫薄膜7を介して3000Aの厚さに
形成される。
電極9と電極10と、酸化錫膜8がN02ガス検知用と
して供され、電極11と電極12と、酸化錫薄膜7とが
温度検知用に供される。
第5図は、本発明によるNO2ガス検知器が実用に供さ
れた状態を示す。
図において、15は電極11と電極12と酸化錫膜7と
で構成される温度検知用素子、16は電極9と電極10
と酸化錫膜8とで構成されるNO2ガス検知素子を示す
。19および20は1MΩの抵抗器、18は1.OVの
直流定電圧源、17は素子加熱用の面状ヒーターを示す
。21は面状ヒーター17に、温度検知素子15の信号
とあらかじめ設定された温度値を比較することで制御さ
れた定電流を供給する温度コントローラー、22はガス
検知素子の信号の増巾変換器である。
N02を含むガスふん囲気での温度特性および第4図(
A)t (B)で示される構造より明らかなように、従
来の検知器とは異なり、N02ガス感応体と同種の材料
より成るが、NO2ガスに感応しない温度検知体がガス
感応体の設けられている同一基板面内に設けられており
、ガス感応体が経験するガス測定条件(特に被検ガスの
流量)の変化に伴うガス感応体表面の温度変化を正確に
かつ迅速に検知することができ、この信号を例えば第5
図に示した温度コントローラーに与えることで動作温度
の安定した、すなわち温度特性の安定したN02ガス検
知器を提供することができる。
なお、本発明に従う結晶粒径が14OAを越える酸化錫
膜として、先述したいわゆる反応性スパッタリング法に
よる厚みが数100OAの膜を大気中で約800℃以上
で加熱処理して得られる膜でも良いし、まだ、5n04
 をアンモニア水で加水分解して得られるα−スズ酸あ
るいは、金属粉末を濃硝酸中で酸化することで得られる
β−スズ酸の)色比澱物を低融アルカリガラス粉末と混
合して0 得られるペーストを印刷塗布し、いずれも約600℃以
」=で加熱焼成することで得られる酸化錫膜であっても
良い。
ま/ζ、本発明に従う結晶粒径が140人以Fである酸
化錫膜として、先述した反応性スパッタリング法による
厚み数100OAの膜でも良いし、また、金属錫を酸素
ガスふん囲気中で加熱蒸発させる、いわゆるガス中蒸着
法で得られる膜厚みが数μにおよぶ酸化錫膜でも良いし
くただし、この際の酸素ガス圧は0.1〜Q、5Tor
rであること、また膜形成後は大気中で450℃以」二
の加熱をしないことが肝要である。)、さらには、先述
した、α−スズ酸あるいはβ−スズ酸を主成分とするペ
ーストを印刷塗布し、α−スズ酸の場合は450’C以
下で加熱焼成、β−スズ酸の場合は400℃以下で加熱
焼成することで得られる膜厚み数μの酸化錫膜であって
も良い。
前記両膜の配置は、第4図(A)I (B)のような構
造に限らず、両膜を別々に並べても良いし、また、両膜
を同一の大きさにして完全に重ね合わせてもll 良い。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図(A)l (B)はそれぞれ従来の
N02ガス検知器の断面図、第3図(A)〜(rはそれ
ぞれ酸化錫膜の電気抵抗と温度との関係を示す図、第4
図(A)は本発明の一実施例である1N02ガス検知器
の斜視図、第4図の)は同図(A)の線a −a’に沿
った断面図、第5図は本発明によるNO2ガス検知器が
実用に供された状態を示す図である。 l・・・・・・ガス感応体、2.13・・・・・・基板
、4,9゜10.11,12・・・・・・電極、7,8
・・・・・・酸化錫膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第3図 (Al      (f3 擢工夷(C)         傷度(°C)(DI 
           (F 17(’C1 284− ラ&榎(・C) (F) う益痕(′C) 第4図 第5図 =285−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 5n02結晶の(110)面に帰属されるX線回折
    ピークの半値巾よりデバイ・シェーラ式を用いて算出さ
    れる結晶粒径が140A以下の酸化錫膜よりなるNO2
    ガス感応体と、同結晶粒径が140ムを越える酸化錫膜
    よシなり上記ガス感応体の動作温度を検出するための温
    度検出体とが絶縁性基板上に設けられたことを特徴とす
    るNo2′ガス検知器。 ■ ガス感応体が温度検出体の少なくとも一部を覆うよ
    うにして設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のNO2ガス検知器。
JP4204582A 1982-03-16 1982-03-16 No↓2ガス検知器 Granted JPS58158549A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4204582A JPS58158549A (ja) 1982-03-16 1982-03-16 No↓2ガス検知器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4204582A JPS58158549A (ja) 1982-03-16 1982-03-16 No↓2ガス検知器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58158549A true JPS58158549A (ja) 1983-09-20
JPH038507B2 JPH038507B2 (ja) 1991-02-06

Family

ID=12625147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4204582A Granted JPS58158549A (ja) 1982-03-16 1982-03-16 No↓2ガス検知器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58158549A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0297732A2 (en) * 1987-07-01 1989-01-04 General Motors Corporation Method for patterned tin oxide thin film element

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5811845A (ja) * 1981-07-15 1983-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd No↓2ガス検知方法
JPS58106450A (ja) * 1981-12-21 1983-06-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd No2ガス検知方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5811845A (ja) * 1981-07-15 1983-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd No↓2ガス検知方法
JPS58106450A (ja) * 1981-12-21 1983-06-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd No2ガス検知方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0297732A2 (en) * 1987-07-01 1989-01-04 General Motors Corporation Method for patterned tin oxide thin film element

Also Published As

Publication number Publication date
JPH038507B2 (ja) 1991-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mutschall et al. Sputtered molybdenum oxide thin films for NH3 detection
US6660231B2 (en) Sensors for oxidizing gases
US4228128A (en) Exhaust gas sensor having porous, metal-impregnated ceramic element
JPS6351501B2 (ja)
JPH0769285B2 (ja) 高い応答速度を有する抵抗式ガスセンサ用半導体
US5051718A (en) Thermistor element and gas sensor using the same
JPS58158549A (ja) No↓2ガス検知器
US4198850A (en) Gas sensors
Poghossian et al. Selective petrol vapour sensor based on an Fe2O3 thin film
GB2234074A (en) Gas sensor
USH427H (en) Air/fuel ratio detector
JP3314509B2 (ja) NOxガス検知半導体およびその製造方法
JPS6152420B2 (ja)
GB2177215A (en) Gas sensors and methods of their fabrication
JPS6122257B2 (ja)
JPS5824850A (ja) ヒータ付薄膜型酸素センサ
JPS6122256B2 (ja)
RU2291417C1 (ru) Датчик определения концентрации газов
JPH022534B2 (ja)
RU2291416C1 (ru) Датчик определения концентрации газов
JPS6222096B2 (ja)
JPS58105049A (ja) No↓2ガス検知器ならびに検知方法
JPH053973Y2 (ja)
JPS5811846A (ja) No↓2ガス検知方法
RU2206082C1 (ru) Полупроводниковый металлооксидный датчик газов