JPS58168950A - 感ガス感湿素子 - Google Patents

感ガス感湿素子

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JPS58168950A
JPS58168950A JP57051851A JP5185182A JPS58168950A JP S58168950 A JPS58168950 A JP S58168950A JP 57051851 A JP57051851 A JP 57051851A JP 5185182 A JP5185182 A JP 5185182A JP S58168950 A JPS58168950 A JP S58168950A
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JP
Japan
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gas
moisture
ruo2
sensitive
resistance value
Prior art date
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Pending
Application number
JP57051851A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiharu Komine
小峰 義治
Takao Sawada
隆夫 沢田
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57051851A priority Critical patent/JPS58168950A/ja
Publication of JPS58168950A publication Critical patent/JPS58168950A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01N27/121Investigating 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 for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid

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  • Magnetic Ceramics (AREA)
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  • Non-Adjustable Resistors (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】 この発明は、ガスおよび湿度に感度を有する感ガス感湿
素子に関し9%にアルコールガスに特異な感度を有する
ものである。
従来、湿度を検出する素子としては、金属酸化物、無機
および有機電解質、導電物質を分散させた有機物におけ
る電気電導度の相対湿度値有性を利用したものが、その
簡便性、マイクロプロセッサとの結合性などからよく用
いられてきた。中でも金属酸化物は安定性、耐熱性など
が良好な友め、好ましいとされている。
ガスを検出する素子としては、やはり、簡便性、マイク
ロプロセッサとの結合性から、金属酸化物半導体のガス
の化学吸着による電気電導度の変化を利用したものが多
く用いられている。
材料としては5n02.ZnOなどがあるが、これらは
、各種ガスに、同じ程度に感層を有している次め、アル
コールガスの選択的検出が困難であった。
この発明は上記の問題を解決するためになされたもので
、1つの素子で0〜100チの相対湿度およびアルコー
ルガスを選択的に検出する新しい感ガス感湿素子を提供
することを目的としている。
この発明の第一はマグネシウムフェライトおよび酸化ル
テニウムを主成分とする材料を感ガス感湿材とする素子
であることを特徴としている。
この発明の第二は、マグネシウムフェライトを主成分と
する素子基板に、酸化ルテニウムを主成分とする電極を
焼付けた素子であることを特徴としている。
この発明の素子は、その電気抵抗値が、相対湿度O〜1
00チ、あるいはアルコールガスa度0〜aooopp
m で大きく変化するので、[気抵抗値を測定すること
により、相対湿度あるいはアルコールガスを容易に検出
することができる。
以下、この発明の詳細を実施例を用いて説明する。まず
マグネシウムフェライトの合成について述べる。
試薬%級M g 012 @ 5 H20、F e 0
12114 H20およびAI(,1s*6HzOをM
g:Fe:A1=1:1.5:0.5 になるように混
合し、シュウ酸で共沈させる。これを600°0で1時
間、空気中で仮焼する。ここでFeの1部をA1にした
のは、ガスに対する感度を上げるためである。
このようにして得られたマグネシウムフェライトM g
 (IF e 、 A 1) 20 Aに酸化ルテニウ
ムRuO2粉末をO〜50 wt9Jの範囲で混合し、
ポリビニールアルコールテ造粒した後、  6龍X $
mi+X IU[加圧、成形し、100QCで2時間空
気中で焼成する。得られた焼結体を300μに研磨し。
第1図のように上記焼結体(1)にRuO2ペーストに
よりなる分離電極(21,(3)を500μの間隔でス
クリーン印則し、同時に、リード線+41 、 (5)
をRuO2ペーストで電極に付け、700’(1で10
分焼付ける。焼結体(1)はMg(Fe、A4)20a
とRuO2を主成分とする感ガス感湿材である磁器組成
物である。なおRuO2の含有量がQ wt%でもMg
(Fe、Al)20aを主成分とする感ガス感湿材すな
わち素子基板にRuO2金主成分とするRuO2ペース
トを電極として焼付けている。ガスを検出するときは、
素子を2000以上に保つ必要がある。そのfP:、め
第1図の素子のまわりにカンタル線コイルヒータを設け
るが、または第1図の焼結体(1)の分離電極と反対側
の面に面ヒータを設け、焼結体(11を加熱する。
第2図は、上記した方法で製造された素子を使用し、2
5°0における感湿特性のRu0z含有量依存性である
。測定は素子に1 v 、 I K Hgの正弦波を印
加して行なった。フェライトの組成はMgFe +、5
A1(1,50aである。M g F e 204でも
感湿特性はそれ程度らない。
第2図の各曲線はマグネシウムフェライト中のRu0z
の含有量がそれぞれ、0,20,50wt%に対応する
。なおRuO2の含有量がOwt%でもRuO2を電極
として焼付けたものである。
RuO2含有量が0〜20 wt%までは、それ程大き
な感湿特性の変化はない。Ru0250wtチでは、か
なり感湿特性が低下する。
第3図は素子を35 O’0に保ったとき、感エタノー
ル特性をRuO2含有量(wtチ)と電気抵抗値(Ω)
との関係で示す。エタノール濃度11000ppと大気
中との特性を比較している。
Mg(78,AI)zoaで示す値は、金属酸化物Mg
(Fe、AI)20aに白金電極を用いた従来素子の測
?値である。
第3図に示すように、RuO2の含有量がOvt%でも
Ru0zを主成分とした電極を焼付けたもの、さらにR
u02’に感ガス感湿材に加えたものは、エタノール1
1000ppでの抵抗値変化は大きくなる。D wtチ
でも電極としてRuO2を主成分とした電極を焼付けた
もの、さらにRuOZを感ガス感湿材にθ〜3 Q w
t%含有させたものは、抵抗値変化が大きく実用的であ
り、特にRuO2を主成分とする電極を焼付け、感ガス
感湿材にRuO2を5〜20 wt%含有させたものの
抵抗値変化が極めて大きい。しかしRuO2の含有量が
40〜s o wtq6になると空気中での抵抗値が大
きく低下し、抵抗値変化も少なく感度も下る。
第4図は、Mg(Fe、Al)zonにRuO2を1Q
 vtチ含有させた感ガス感湿材を使用しRuO2金主
成分とし皮電極を焼付けたものの。
プロパン、H2,Co、エタノール各11000PPで
の感度Sで、大気中の抵抗値R,と11000ppガス
中の抵抗値Rgとの比Rg/Raを示す。
第4図から判るようにプロパン、  H2、C0に対し
ては、従来素子のときの感度と変化がなく感度が小さい
が、エタノールに対しては著しい感度を示す。なおエタ
ノールを代表に示したが、メタノール、イソプロピルア
ルコールなどの他のアルコールに対してもほぼ同じ感度
を示した。
この第4図の結果は、RuO2の含有量がOatチでも
RuO2を主成分とした電極を焼付けたもの。
さらにRuOzk感ガス感湿材に0〜30 wtチ加え
たものについてもエタノールに対して感度がよく9選択
性があることは同様であった。そしてこの結果は、第3
図でエタノールに対する感度が、従来素子より上昇した
結果と一致した。
なお第1図における抵抗値測定は、電極(2)。
(3)間の極めて挾い間隔(この実施例では500μ)
の抵抗値を測定するものであるので、感ガス感湿材中の
RuO2の含有量を問題にするときけ。
かな部分の感ガス感湿材を問題にする必要がある。
RuO2を主成分とした電極を焼付け、感ガス感湿材と
強固に結合させたものは、上記の狭い間隔あるいはその
周辺部分に対して影響が大きいので、単にRu0zを主
成分とした電極を焼付けたものでも、この発明の効果が
期待されるものと思われる。
第1図では、Mg(Fe、AI)zoaとRuO2の感
ガス感湿材の片面に分離電極を設けたものであるが、第
5図のように1両面に多孔質電極を設けてもよい。また
サーミスタと同様のビーズ状のもの9円筒状のもの、更
にはアルミナベースにマグネシウムフェライトをRuO
2の感ガス感湿材の厚膜に印刷したものでも同様の機能
を有する。
以上のように、この発明によれば、1つの素子で、0〜
100%の相対湿度を検出すると共にアルコールガスを
選択的に検出することができ。
しかも安定性が高い感ガス感湿素子を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を示す斜視図、第2
図はこの発明の感湿特性におけるRuO2の含有量依存
性を示す曲線図、第3図はこの発明の感ガス特性におけ
るRuO2の含有量依存性を示す曲線図、第4囚はこの
発明の各種ガスに対する感度を示す折線図、第5図はこ
の発明の他の実施例の構成を示す斜視図である。 図中+tti感ガス感湿材すなわち素子基板、 t2+
 。 (3)は電極+41 、 (5)はリード線である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 昭和  年  月  日 實 1¥許1)長官殿 1 ・ドロのに示     特願昭 @1−11111
号2、発明の名称 感メス感温素子 、3 ?甫iF−をする者 補正の対象 細書の発明の詳細な説明の欄 1 補正の内容 (1)  明細書の第5頁、第4行のr I KH9J
をr l KHM Jと訂正する。 (2)同、第5頁第20行〜第6頁第1行の「従来素子
の測定値である。」を「従来素子のエタノール濃度1g
100ppm中での測定値で・ある。大気中での抵抗値
はRub2電極の場合と同じである。」K訂正する。 (3)同、第8頁第15行の「マグネシウムフェトを」
を「マグネシウムフェトイトと」と訂る。 図面の第2図、第3図を別紙のとおり訂正添付書類の目
録 面(第2図、第3図)    各1通 以上 第2図 第3図 &の輔量(wt幻 2、定明の名称 感jス感温素子 3 補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所     東京都千代[1置火の向風丁目2番3
号名 称(601)   三菱電機株式会社代表者片由
仁八部 4 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面6、補正の内
容 (1)  明細書の第1頁第16行、第2頁第15行お
よび第8頁第20行の「アルコールガス」の次K「およ
びメテルメルカグタン(OH,8H) 、硫化水素(H
28)などの悪臭ガス」をそれぞれ挿入する。 (211iQ2頁第11行の「アルコールガス」の次K
「および悪臭ガス」を挿入する。 (3)同第3頁第T行の「あるいは」の次に「悪臭ガス
濃度、」を挿入する。 (4)同第3頁第1a行の「アルコールガス」の次K「
、悪臭ガス」を挿入する。 (5)同第6頁第19行、第T頁第5行および第13行
の「エタノール」の次に「、 OHSH,H2SJをそ
れぞれ挿入する。 (6)図面の第4図を別紙のとおり訂正する。 1、添付書類の目録 訂正後の第4図を記載し光図面  1通以上 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  マグネシウムフェライトおよび酸化ルテニウ
    ムを主成分とする材料を感ガス感湿材とする感ガス感湿
    素子。
  2. (2)  マグネシウムフェライトを主成分とする素子
    基板に、酸化ルテニウムを主成分とする電極を焼付は食
    感ガス感湿素子。
  3. (3)  素子基板は、マグネシウムフェライトと酸化
    ルテニウムを主成分とする材料である特許請求の範囲第
    2項記載の感ガス感湿素子。
JP57051851A 1982-03-30 1982-03-30 感ガス感湿素子 Pending JPS58168950A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03210468A (ja) * 1990-01-16 1991-09-13 Kyoshiro Seki 厚膜磁性半導体及びその製造方法
JPH0496303A (ja) * 1990-08-13 1992-03-27 Kyoshiro Seki 光センサ及び照度変化検出方法
US20150061706A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Council Of Scientific & Industrial Research Resistive type humidity sensor based on porous magnesium ferrite pellet

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20150061706A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Council Of Scientific & Industrial Research Resistive type humidity sensor based on porous magnesium ferrite pellet
US9671359B2 (en) * 2013-08-27 2017-06-06 Council Of Scientific & Industrial Research Resistive type humidity sensor based on porous magnesium ferrite pellet

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