JPS58195146A - ガス成分検出器 - Google Patents
ガス成分検出器Info
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- JPS58195146A JPS58195146A JP7797482A JP7797482A JPS58195146A JP S58195146 A JPS58195146 A JP S58195146A JP 7797482 A JP7797482 A JP 7797482A JP 7797482 A JP7797482 A JP 7797482A JP S58195146 A JPS58195146 A JP S58195146A
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- Japan
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- gas component
- compensation element
- green
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミックグリーンシートを焼成した基仮に膜
状ガス成分検出素子および膜状温度補償素子を形成した
温度補償型のガス成分検出器に関するものである。
状ガス成分検出素子および膜状温度補償素子を形成した
温度補償型のガス成分検出器に関するものである。
発明者らは先に上記植類のａ度補償型のガス成分検出器
を開発した（特願昭５６−１２８６２９号、特願昭５６
−１９２４’？’７号）。この検出器は層状のアルミナ
等の電気絶縁性セラミックグリーンシーＦを焼成した基
板の表面に検出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を
示す膜状ガス成分検出素子を形成するとともに、該基板
の表面または内部には上記ガス成分検出素子とほぼ等し
い抵抗温度係数をもつ膜状温度補償素子を形成したもの
である。しかして上記検出器は構造がコンパクトである
とともに、補償素子によりガス成分検出素子の温度によ
る抵抗変化分を相殺せしめて、ガス成分検出素子の厳密
な温度コントローμを不要にするという優れた効果を有
する。
を開発した（特願昭５６−１２８６２９号、特願昭５６
−１９２４’？’７号）。この検出器は層状のアルミナ
等の電気絶縁性セラミックグリーンシーＦを焼成した基
板の表面に検出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を
示す膜状ガス成分検出素子を形成するとともに、該基板
の表面または内部には上記ガス成分検出素子とほぼ等し
い抵抗温度係数をもつ膜状温度補償素子を形成したもの
である。しかして上記検出器は構造がコンパクトである
とともに、補償素子によりガス成分検出素子の温度によ
る抵抗変化分を相殺せしめて、ガス成分検出素子の厳密
な温度コントローμを不要にするという優れた効果を有
する。
ところが、基板をなすセラミックグリーンシートの焼成
過程において、該グリーンシートとともに焼成される上
ｔ！温度補償素子とグリーンＶ−）との収縮率が異なる
ため焼成された基板が反ってガス成分検出器への組込み
が困難になった９、甚しい場合には基板が割れたりする
。
過程において、該グリーンシートとともに焼成される上
ｔ！温度補償素子とグリーンＶ−）との収縮率が異なる
ため焼成された基板が反ってガス成分検出器への組込み
が困難になった９、甚しい場合には基板が割れたりする
。
また基板内に埋設したヒータ、電極が反って膜、１１
厚が変わると所望の抵抗値が得られない等性能の劣化を
きたす。 、・）、：・□本発明は上記問題を一′
□’４するため、基板の厚さ方向の上記温度補償素子と
ほぼ対称位置に、焼成時の収縮がほぼ温度補償素子の収
縮と等しい部材（以下反り防止部材という）を設けたも
のである。
きたす。 、・）、：・□本発明は上記問題を一′
□’４するため、基板の厚さ方向の上記温度補償素子と
ほぼ対称位置に、焼成時の収縮がほぼ温度補償素子の収
縮と等しい部材（以下反り防止部材という）を設けたも
のである。
以下図示の実施例によシ本発明を説明する。
第１図ないし第３図に本発明の第１０寮施例を示す。第
１図はガス検出器基板１を上方よシみ九正面図である。
１図はガス検出器基板１を上方よシみ九正面図である。
基板１には上面の周縁部にと一タロ＆が形成しである。
該ヒータ６ａの内側には帯状のｔ極４ａ％４ｂとガス成
分検出素子禽が形成しである。ここで６ａ、６’ｂ、６
０゜６（１，６６はリード線である。基板１の内部には
第ｔｔｗＪＫ示す如く、ヒータ５ｂおよび上下面に電ｆ
Ｍ３ａ、３ｂを設は九温度補償素子３が埋設しである。
分検出素子禽が形成しである。ここで６ａ、６’ｂ、６
０゜６（１，６６はリード線である。基板１の内部には
第ｔｔｗＪＫ示す如く、ヒータ５ｂおよび上下面に電ｆ
Ｍ３ａ、３ｂを設は九温度補償素子３が埋設しである。
さらに該補償素子５と厚み方向の対称位置には反如防止
部材７が埋設しである。
部材７が埋設しである。
これらの構造□の詳細を製造方法を含めて第３図により
説明すぞ、・ 基板ｌはす、−のアｌｖミナグリーンＶ−）１ａ。
説明すぞ、・ 基板ｌはす、−のアｌｖミナグリーンＶ−）１ａ。
、わ１、。ンＩＮ、、、ｄ１．８よ１．。ア８え＋７：
ビ１ リーンＶ−）ＩＬ上には白、金、白金−ロジウム等から
なる１対の膜状電極４ａ、４ｂを印刷に Ｘよ多形
成す−る。電極４ａＬ、４１）の基端部には貫通孔Ｉｌ
ｌ、ｉｌｍが設けてあｐｌこの内部にも電極４ａ％４ｂ
と導通する電極を形成する。
ビ１ リーンＶ−）ＩＬ上には白、金、白金−ロジウム等から
なる１対の膜状電極４ａ、４ｂを印刷に Ｘよ多形
成す−る。電極４ａＬ、４１）の基端部には貫通孔Ｉｌ
ｌ、ｉｌｍが設けてあｐｌこの内部にも電極４ａ％４ｂ
と導通する電極を形成する。
上記グリーンシー１１ａｌ（はまたその外周に沿って白
金、白金−ロジウム、タングステン、篭りプダンーマン
ガン等よりなる膜状のヒータ６ａを印刷により形成する
。ヒータ６ａの両端部には貫通孔１１３．１１４が設け
てあり、と−タ６ａは貫通孔１１３．１１４の内面にも
及んでいる。なお２はガス成分検出素子でこれは基板焼
成後に形成する。
金、白金−ロジウム、タングステン、篭りプダンーマン
ガン等よりなる膜状のヒータ６ａを印刷により形成する
。ヒータ６ａの両端部には貫通孔１１３．１１４が設け
てあり、と−タ６ａは貫通孔１１３．１１４の内面にも
及んでいる。なお２はガス成分検出素子でこれは基板焼
成後に形成する。
グリーン￥−）１１）Ｋはその外周に沿って上記ヒータ
６ａと対応する位置にヒータ５ａと同一材質のヒータ５
ｂを印刷により形成する。
６ａと対応する位置にヒータ５ａと同一材質のヒータ５
ｂを印刷により形成する。
グリーンＶ−）１０の裏面には上記電極４ａ。
４ｂと同一材質の電極３ａを印刷により形成する。電極
３ａは帯状で先端部の面積が広くなっている。また電極
３ａの基端部には貫通孔１２！。
３ａは帯状で先端部の面積が広くなっている。また電極
３ａの基端部には貫通孔１２！。
が設けてあシ、この内部にもｔ極３ａと導通する電極を
形成する。
形成する。
グリーンシー）１（１には上記電極３ａと対をなす電極
３ｂを印刷によって形成し、この１１ＦＭ３ｂの面積の
広くなった先端部には酸化セリウムより−なる膜状温度
補償素子３を同じく印刷によｐ形成する。上記電極３ｂ
の晟端部には貫通孔ｉｌｌが設けてあり、この内部にも
電極３ｂと導通する電極を形成する。
３ｂを印刷によって形成し、この１１ＦＭ３ｂの面積の
広くなった先端部には酸化セリウムより−なる膜状温度
補償素子３を同じく印刷によｐ形成する。上記電極３ｂ
の晟端部には貫通孔ｉｌｌが設けてあり、この内部にも
電極３ｂと導通する電極を形成する。
さてこのように積層される４枚のアルミナグリーン＄／
−）１ａ、ｌｂ％ ｌ（Ｓ、ｘｄのグリーン＄’−）１
ａ、ｌｂ間に５枚目のグリーンシー）１ｅを設ける。こ
のシー）ｌｅ上には前述の反ｐ防止部材７を印刷によ多
形成する。この部材７は上記温度補償素子３と対応する
位置に補償素子３と同一材質、同一形状に形成しである
。
−）１ａ、ｌｂ％ ｌ（Ｓ、ｘｄのグリーン＄’−）１
ａ、ｌｂ間に５枚目のグリーンシー）１ｅを設ける。こ
のシー）ｌｅ上には前述の反ｐ防止部材７を印刷によ多
形成する。この部材７は上記温度補償素子３と対応する
位置に補償素子３と同一材質、同一形状に形成しである
。
ｉ九＄’ −） １ ｅの基端部には貫通孔１１５．１
１６、ｌｌ’Ｆ、１１８を設けである。
１６、ｌｌ’Ｆ、１１８を設けである。
一方、先端をく状に屈曲せしめた白金、白金−ロジウム
等よりなるリード線６ａ、６ｂ、６ＣをグリーンＶ−）
ｌｂ、１６１の基端部間に、を九リード線６６１．６ｄ
をグリーンＶ−）ＩＱ。
等よりなるリード線６ａ、６ｂ、６ＣをグリーンＶ−）
ｌｂ、１６１の基端部間に、を九リード線６６１．６ｄ
をグリーンＶ−）ＩＱ。
１（ｌの基端部間にそれぞれセットする。リード線６ａ
はグリーンシー）１ｂのヒータ５ｂの−端と、グリーン
シー）１ｅの貫通孔１１６を経由した後グリーンシー）
１ａの貫通孔１１４を介してヒータ５ａの一端に、リー
ド線６１）はグリーンＶ −） ｌ ｅの貫通孔１１６
を経由した後グリーンＶ−）１ａの貫通孔１１ｊａを介
して電極４ａに、リード線６０はグリーンシート１ｂの
ヒータ５ｂの他端と、グリーンシート１ｅの貫通孔１１
８を経由し死後グリーンＶ−）１ａの貫通孔１１３を介
してグリーンＶ−）１ａの上記ヒータ５ａの他端に、リ
ードｆｉ６ｄはグリーン５ｙ−）ｘｄの貫通孔１２１を
介して電極３ｂに、リード＠６６はグリーンＶ −）
Ｉ Ｏの貫通孔１２０を介して電極３ａと、グリーンＶ
−）１１）の貫通孔１１９、グリーンシート１θの貫
通孔１１７を経由した後グリーンシー）１５Ｌの貫通孔
１１１を介して電極°：４ｂに、それぞれ接続するよう
に位置させるン１１’１ｌｌｌ□゛、このようにしてグ
リーン＄’ −） １ ａ、 ｌ １）。
はグリーンシー）１ｂのヒータ５ｂの−端と、グリーン
シー）１ｅの貫通孔１１６を経由した後グリーンシー）
１ａの貫通孔１１４を介してヒータ５ａの一端に、リー
ド線６１）はグリーンＶ −） ｌ ｅの貫通孔１１６
を経由した後グリーンＶ−）１ａの貫通孔１１ｊａを介
して電極４ａに、リード線６０はグリーンシート１ｂの
ヒータ５ｂの他端と、グリーンシート１ｅの貫通孔１１
８を経由し死後グリーンＶ−）１ａの貫通孔１１３を介
してグリーンＶ−）１ａの上記ヒータ５ａの他端に、リ
ードｆｉ６ｄはグリーン５ｙ−）ｘｄの貫通孔１２１を
介して電極３ｂに、リード＠６６はグリーンＶ −）
Ｉ Ｏの貫通孔１２０を介して電極３ａと、グリーンＶ
−）１１）の貫通孔１１９、グリーンシート１θの貫
通孔１１７を経由した後グリーンシー）１５Ｌの貫通孔
１１１を介して電極°：４ｂに、それぞれ接続するよう
に位置させるン１１’１ｌｌｌ□゛、このようにしてグ
リーン＄’ −） １ ａ、 ｌ １）。
ＩＣ１１ｄ、１ｅを重ね合わせ友ものを電気炉で１５０
０°Ｃ〜１６００℃で約５時間焼成する。
０°Ｃ〜１６００℃で約５時間焼成する。
これにヨシグ！Ｊ−ン３／−）１ａ、ｌｂ、１０゜１ｄ
、１ｅは焼結一体化し、基板１の内部に膜状温度検出素
子３、電極、３ａ１；３ｂ、膜状ヒータ５ｂ、そして上
記温度補償索子３と基板１の厚み方向のほぼ対称位置に
反シ防止部材７が埋設され、表面に膜状電極４ａ、４１
）％膜状ヒータ５ａが形成される。同時にリード線６ａ
、６１）、６０．６（１，６ｅはグ！Ｊ−：／Ｖ −）
ｌ ａ。
、１ｅは焼結一体化し、基板１の内部に膜状温度検出素
子３、電極、３ａ１；３ｂ、膜状ヒータ５ｂ、そして上
記温度補償索子３と基板１の厚み方向のほぼ対称位置に
反シ防止部材７が埋設され、表面に膜状電極４ａ、４１
）％膜状ヒータ５ａが形成される。同時にリード線６ａ
、６１）、６０．６（１，６ｅはグ！Ｊ−：／Ｖ −）
ｌ ａ。
１ｂ、ＩＱ、ｌ（１，ｌθの焼結時の収縮作用によυ基
板１中に強固に固着される。以上は第１工程である。
板１中に強固に固着される。以上は第１工程である。
次に第２工程としてペースト状の一酸化コバルトをグリ
ーンＶ二）ｌａ上の電極ＡａＳ４１）の先端上に印刷し
、乾燥後電気炉中において約１３００’ｃで２時間程度
焼成してガス成分検出１１゜ 素子２を形成する。Ｗ、、、。
ーンＶ二）ｌａ上の電極ＡａＳ４１）の先端上に印刷し
、乾燥後電気炉中において約１３００’ｃで２時間程度
焼成してガス成分検出１１゜ 素子２を形成する。Ｗ、、、。
以上の如くガス晟盆検出器の基板ｌを製造する工程の特
に第１工程において、グリーンシート１＆、１１）、Ｉ
Ｑ、ｌｄ、１８の焼結時の収帽率と膜状温度補償素子３
の収縮率とが異なるため、基板１が反ろうとする。本実
施例の場合にはグリーンシートｌａ、ｌｂ、１０．１（
１゜１ｅの収縮率のほうが上記温度補償素子５の収縮率
よシも大きいため基板１は上面に向かって凹部を形成す
るように反ろうとする。これに対して、基板１上面近く
に埋設し九反シ防止部材７が反りを防止する。すなわち
上面近くのグリーンシートｌａ、ｌｂ間に挿置したグリ
ーンシート１ｅ上には温度補償素子３と対応する位置に
素子３と同一材質、同一形状で、したがって焼結時の収
縮も同一の反り防止部材を形成しているから、基板１の
上面側と下面側の焼結時の収縮がほぼ等しくなって基板
１の反シが防止される。
に第１工程において、グリーンシート１＆、１１）、Ｉ
Ｑ、ｌｄ、１８の焼結時の収帽率と膜状温度補償素子３
の収縮率とが異なるため、基板１が反ろうとする。本実
施例の場合にはグリーンシートｌａ、ｌｂ、１０．１（
１゜１ｅの収縮率のほうが上記温度補償素子５の収縮率
よシも大きいため基板１は上面に向かって凹部を形成す
るように反ろうとする。これに対して、基板１上面近く
に埋設し九反シ防止部材７が反りを防止する。すなわち
上面近くのグリーンシートｌａ、ｌｂ間に挿置したグリ
ーンシート１ｅ上には温度補償素子３と対応する位置に
素子３と同一材質、同一形状で、したがって焼結時の収
縮も同一の反り防止部材を形成しているから、基板１の
上面側と下面側の焼結時の収縮がほぼ等しくなって基板
１の反シが防止される。
第４図は本発明の第２の実施例で温度補償素子３をガス
不浸透性のアルミナ膜８で覆って、基板１の下面に形成
したものである。し九がって反り防止部材７は第１の実
施例同様に上記補償素子３の厚み方向のほぼ対称位置た
る基板１の上面近くに埋設しである。
不浸透性のアルミナ膜８で覆って、基板１の下面に形成
したものである。し九がって反り防止部材７は第１の実
施例同様に上記補償素子３の厚み方向のほぼ対称位置た
る基板１の上面近くに埋設しである。
第６図、第６図は本発明の第３の実施例で、温度補償素
子３をガス成分検出素子２の近傍の基板１の上面に形成
したものである。補償素子３は第２の実施例同様ガス不
浸透性のアルミナ膜８で復っである。この場合には反り
防止部材７は温度補償素子５とほぼ対称の位置たる基板
１の下面に形成しである。
子３をガス成分検出素子２の近傍の基板１の上面に形成
したものである。補償素子３は第２の実施例同様ガス不
浸透性のアルミナ膜８で復っである。この場合には反り
防止部材７は温度補償素子５とほぼ対称の位置たる基板
１の下面に形成しである。
以上の実施例においては反シ防止部材を温度補償素子と
同一材質、同一形状としたが、焼結時の収縮率が同程度
の材料であればよく、また収縮率の異なった材料であっ
ても形状を調整することによって同様の効果を生む。
同一材質、同一形状としたが、焼結時の収縮率が同程度
の材料であればよく、また収縮率の異なった材料であっ
ても形状を調整することによって同様の効果を生む。
以上述べた如く本発明になるガス成分検出器においては
、セラミックシートを層成してなる基板の内部あるいは
表面に形成した温度補償素子と厚み方向の対称位置に該
素子とほぼ同じ焼結収縮を生ずる反シ防止部材を形成し
九ので、焼成時の基板の反りがなくなり、基板の割れや
性能劣化を防止することができた。
、セラミックシートを層成してなる基板の内部あるいは
表面に形成した温度補償素子と厚み方向の対称位置に該
素子とほぼ同じ焼結収縮を生ずる反シ防止部材を形成し
九ので、焼成時の基板の反りがなくなり、基板の割れや
性能劣化を防止することができた。
を九温度補償素子を電極で挟持するようにしたので、焼
成時に素子が基板中に拡散することもなくなった。
成時に素子が基板中に拡散することもなくなった。
図は本発明の実施例を示すもので、第１図ないし第５図
は第１の実施例、第４図は第２の実施例、第５図、第６
図は第５の実施例に関するものである。このうち第１図
は上方より見た基板の正面図、第２図は第１図のト」断
面図、第３図は基板の構成部材の分解斜視図、第４図は
基板の断面図、第５図は上方より見た基板の正面図、第
６図は第５図のＭ−Ｍ断面図である。 １・・・・一基板 ｌａ、 １１）、 １０． ｌｄ、 ｌｅ ・−−−セ
ラミツフグ！Ｊ−’／Ｖ−）２・・・・・・ガス成分検
出素子 ３・・・・・・温度補償素子″□ °８・３１）、４ａ・“１Ｔ、１間 ５ａ、５ｂ・・・・・・ヒータ□゛ ７・・・・・・基板の反沙防止部材 第１聞 第３図
は第１の実施例、第４図は第２の実施例、第５図、第６
図は第５の実施例に関するものである。このうち第１図
は上方より見た基板の正面図、第２図は第１図のト」断
面図、第３図は基板の構成部材の分解斜視図、第４図は
基板の断面図、第５図は上方より見た基板の正面図、第
６図は第５図のＭ−Ｍ断面図である。 １・・・・一基板 ｌａ、 １１）、 １０． ｌｄ、 ｌｅ ・−−−セ
ラミツフグ！Ｊ−’／Ｖ−）２・・・・・・ガス成分検
出素子 ３・・・・・・温度補償素子″□ °８・３１）、４ａ・“１Ｔ、１間 ５ａ、５ｂ・・・・・・ヒータ□゛ ７・・・・・・基板の反沙防止部材 第１聞 第３図
Claims (3)
- （１）セラミックグリーンシートを焼結してなる基板の
表面に検出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を示す
膜状ガス成分検出素子ならびに該素子の電気信号を取）
出す電極を形成するとともに、上記基板の表面１７ｔは
表面に近接する内部に上記ガス成分検出素子とほぼ等し
い抵抗温度係数をもつ膜状温度補償素子ならびに該素子
の電気信号を取り出す電極を形成し、かつ上記基板には
上記温度補償素子と基板の厚さ方向のほぼ対称位置に焼
成時の収縮が上記温度補償素子と同程度の、基板の反シ
防止部材を設けたことを特徴とするガス成分検出器。 - （２）複数のセラミックグリーンＶ−）を層成するとと
もに、これらグリーンＶ−）の間に上記温度補償素子及
び反り防止部材を挟んで焼成して上記基板を構成した特
許請求の範囲第１項記載のガス成分検出器。 - （３）Ｌ記温度補償素子の″ｅ１．気債号をとり出す電
極を該補償素子を挟むように素子の両面に設けた特許請
求の範囲第１項記戦のガス成分検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7797482A JPS58195146A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | ガス成分検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7797482A JPS58195146A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | ガス成分検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58195146A true JPS58195146A (ja) | 1983-11-14 |
Family
ID=13648866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7797482A Pending JPS58195146A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | ガス成分検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58195146A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005432A1 (en) * | 1990-09-22 | 1992-04-02 | Engicom N.V. | Integrated sensor |
-
1982
- 1982-05-10 JP JP7797482A patent/JPS58195146A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005432A1 (en) * | 1990-09-22 | 1992-04-02 | Engicom N.V. | Integrated sensor |
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