JPS58215544A - 一酸化炭素ガスセンサ - Google Patents
一酸化炭素ガスセンサInfo
- Publication number
- JPS58215544A JPS58215544A JP9165983A JP9165983A JPS58215544A JP S58215544 A JPS58215544 A JP S58215544A JP 9165983 A JP9165983 A JP 9165983A JP 9165983 A JP9165983 A JP 9165983A JP S58215544 A JPS58215544 A JP S58215544A
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- JP
- Japan
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- carbon monoxide
- rhodium
- gas sensor
- monoxide gas
- transition metal
- Prior art date
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- Pending
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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、有極性ガス成分、例えば、−酸化炭素（ＣＯ
）、あるいは空気のような流体における同様な化学成分
の検出に関するもので、目的ガスのＣＯや他の成分は第
５周期の遷移金属、望ましくはロジウムやルテニウム金
属の薄膜に化学吸着する。
）、あるいは空気のような流体における同様な化学成分
の検出に関するもので、目的ガスのＣＯや他の成分は第
５周期の遷移金属、望ましくはロジウムやルテニウム金
属の薄膜に化学吸着する。
金属膜は、ロジウム金属膜に化学吸着するＣＯの量によ
ってその抵抗値が変る。
ってその抵抗値が変る。
従来技術において、ＣＯの検出は工業上広く用いられて
きた。そして、多くの金属酸化物センサが用いられこれ
らのセンサは、金属触媒を有するものや有さなりもので
あった。かかる２つの例としては、米国特許第４．２４
４，９１８号と米国特許第４．２４２．３０３号があり
、これらにおＡてけ１種々の遷移金属酸化物が用すられ
て騒る。
きた。そして、多くの金属酸化物センサが用いられこれ
らのセンサは、金属触媒を有するものや有さなりもので
あった。かかる２つの例としては、米国特許第４．２４
４，９１８号と米国特許第４．２４２．３０３号があり
、これらにおＡてけ１種々の遷移金属酸化物が用すられ
て騒る。
他の先行技術としては、５ｎＯｘ の薄膜を用いてＣＯ
を検出するものかあ夛、ウィンディジマン氏らによる気
薄膜Ｓｎ□ｘ コンダクタンス変調−酸化炭素センナの
動作モデル（ＡＭｏｄｅぎｆｏｒ ｔｈｅＯｐｅｒａｔ
ｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｈｉｎ−ＦｉＡ！ｒｎ ５ｎＯｘ
Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ −Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
Ｃａｒｂｏｎ Ｍｏｎｏｘｉｄｅ ５ｅｎｓｏｒ）“の
記事（１９７９年４月号ＶＯ−１２６、ＮＯ−４（ＤＳ
ｏＡｄ−５ｔａｔｅ ５ｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ誌の第６２７−６３３頁）および新田式らに
ょる“厚膜ｃｏガスセンサ（Ｔｈｉｃｋ−Ｆｉｌｍ Ｃ
ｏ Ｇａｓ ５ｅｎｓｏｒｓ ）“の記事（１９７９年
３月号 Ｖｏ １ 、− ＥＤ２６ 、 ＮＯ，３Ｉ
ＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｎｅｅｔｒ
ｏｎ ］）ｅｖｉｃｅｓ誌の第２４７−２４９頁）など
ζ二開示されてｂる。
を検出するものかあ夛、ウィンディジマン氏らによる気
薄膜Ｓｎ□ｘ コンダクタンス変調−酸化炭素センナの
動作モデル（ＡＭｏｄｅぎｆｏｒ ｔｈｅＯｐｅｒａｔ
ｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｈｉｎ−ＦｉＡ！ｒｎ ５ｎＯｘ
Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ −Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
Ｃａｒｂｏｎ Ｍｏｎｏｘｉｄｅ ５ｅｎｓｏｒ）“の
記事（１９７９年４月号ＶＯ−１２６、ＮＯ−４（ＤＳ
ｏＡｄ−５ｔａｔｅ ５ｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ誌の第６２７−６３３頁）および新田式らに
ょる“厚膜ｃｏガスセンサ（Ｔｈｉｃｋ−Ｆｉｌｍ Ｃ
ｏ Ｇａｓ ５ｅｎｓｏｒｓ ）“の記事（１９７９年
３月号 Ｖｏ １ 、− ＥＤ２６ 、 ＮＯ，３Ｉ
ＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｎｅｅｔｒ
ｏｎ ］）ｅｖｉｃｅｓ誌の第２４７−２４９頁）など
ζ二開示されてｂる。
本発明においては、第５周期の遷移金属からなる薄膜が
Ｃｏの存在ならびに濃度を測定するのに抵抗型検出素子
としてｍ−られ、この薄膜は絶縁サブストレート上に形
成され、部分的に満ちた４ｄ軌道を有する。
Ｃｏの存在ならびに濃度を測定するのに抵抗型検出素子
としてｍ−られ、この薄膜は絶縁サブストレート上に形
成され、部分的に満ちた４ｄ軌道を有する。
金属はロジウムまたはルテニウムが望まし込。
００分子は遷移金属膜表面に化学吸着する。本願出願人
の発明ｌ二おいては１．遷移金属は触媒として用すてＡ
るものではない。
の発明ｌ二おいては１．遷移金属は触媒として用すてＡ
るものではない。
以下、本発明を図面によシ説明する。
第１図は本発明の一例で、サブストレート上にロジウム
金属からなる薄膜が付着形成されてなるガスセンサの斜
視囚である。
金属からなる薄膜が付着形成されてなるガスセンサの斜
視囚である。
この図におりては、−酸化炭素などの化学的成分のセン
サが示され、ロジウムの薄膜ｌＯ（約２００〜５００オ
ングストローム）はアルミナまたは二酸化シリコンのよ
うな絶縁サブストレー）１１の表面に付着形成される。
サが示され、ロジウムの薄膜ｌＯ（約２００〜５００オ
ングストローム）はアルミナまたは二酸化シリコンのよ
うな絶縁サブストレー）１１の表面に付着形成される。
ロジウム膜はテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシ
ドまたはアセトンのような有機溶剤ｌ；塩化ロジウムを
溶かした希釈溶液をコーティングまたはスプレーするこ
とによりサブストレート上に得ることができる。
ドまたはアセトンのような有機溶剤ｌ；塩化ロジウムを
溶かした希釈溶液をコーティングまたはスプレーするこ
とによりサブストレート上に得ることができる。
この溶液は塩化ロジウムの濃度が重量パーセントで約３
〜５Ｘであるようにつくられる。溶剤は真空オーブンの
中で低熱（〜５０℃）によシ除去する。膜ｌＯを有する
サブストレート１１はこの膜をロジウム金属に変換し、
塩素をＨＣ／ こして除去すぺぐ管炉の中で約１５０
’Ｃ１で水素の存在する中で熱せられる。電気的接続手
段は導電バンド１２と１３によ）作られる。これらの導
電バンドは１例えば、銀または金でロジウム膜１０の対
向する端部に付着形成されたものが示されている。この
接続手段はこの膜の抵抗を測定するのに用いられる回路
または装置に接続するための導体とオーミック接続され
る。 ： ロジウムのような金属薄膜は、部分的に満ちた４ｄ軌道
を有するのであるが、−酸化炭素中の酸素の部分的に満
ちた２ｐの軌道と強力に反応し、ｄ７Ｅ−−ｐ７Ｌ結合
を形成し、化学吸着に至る。この表面上における相互作
用により膜の輩気抵抗に変化が生ずる。
〜５Ｘであるようにつくられる。溶剤は真空オーブンの
中で低熱（〜５０℃）によシ除去する。膜ｌＯを有する
サブストレート１１はこの膜をロジウム金属に変換し、
塩素をＨＣ／ こして除去すぺぐ管炉の中で約１５０
’Ｃ１で水素の存在する中で熱せられる。電気的接続手
段は導電バンド１２と１３によ）作られる。これらの導
電バンドは１例えば、銀または金でロジウム膜１０の対
向する端部に付着形成されたものが示されている。この
接続手段はこの膜の抵抗を測定するのに用いられる回路
または装置に接続するための導体とオーミック接続され
る。 ： ロジウムのような金属薄膜は、部分的に満ちた４ｄ軌道
を有するのであるが、−酸化炭素中の酸素の部分的に満
ちた２ｐの軌道と強力に反応し、ｄ７Ｅ−−ｐ７Ｌ結合
を形成し、化学吸着に至る。この表面上における相互作
用により膜の輩気抵抗に変化が生ずる。
今、特にロジウム元素についてみるとロジウムは原子番
号４５，４ｄと５８軌道−４ｄ ５ｓ の電子配置を
もつ第５周期の遷移金属である。
号４５，４ｄと５８軌道−４ｄ ５ｓ の電子配置を
もつ第５周期の遷移金属である。
酸素２ ｐ４軌道配置をもつ一酸化炭素は良く反応する
。−酸化炭素は、かなシミ気陰性度の高い２つの活性元
素を有する。また、目的の化学的成分ガスは比較的電気
陰性度の高い１または２以上の活性元素を有する。かく
して、ロジウムはｄ７Ｌ軌道と一酸化炭素の酸素のｐＬ
軌道との重なり合いによって一酸化炭素と強く相互作用
し、ロジウム金属膜の表面に一酸化炭素が化学吸着する
こととなる。すなわち、このセンサは００分子の双極子
蒔性によりＣＯに感応する。Ｃｏ分子は、他の大部分の
分子よシ大きな双極子モーメントを示す、かぐして００
分子は遷移金属膜によってよりよく吸着される。この吸
着、すなわち、化学吸着は実際上はｃｏと遷移金属との
化学結合のことである。このようにしてつくられる結合
は遷移金属の導電度を減少させる。
。−酸化炭素は、かなシミ気陰性度の高い２つの活性元
素を有する。また、目的の化学的成分ガスは比較的電気
陰性度の高い１または２以上の活性元素を有する。かく
して、ロジウムはｄ７Ｌ軌道と一酸化炭素の酸素のｐＬ
軌道との重なり合いによって一酸化炭素と強く相互作用
し、ロジウム金属膜の表面に一酸化炭素が化学吸着する
こととなる。すなわち、このセンサは００分子の双極子
蒔性によりＣＯに感応する。Ｃｏ分子は、他の大部分の
分子よシ大きな双極子モーメントを示す、かぐして００
分子は遷移金属膜によってよりよく吸着される。この吸
着、すなわち、化学吸着は実際上はｃｏと遷移金属との
化学結合のことである。このようにしてつくられる結合
は遷移金属の導電度を減少させる。
この減少した導電度は導電性バンド１２および１３に回
路上接続された抵抗計によってモニターされ、これによ
りセンサのところのｃｏ濃ａか表示さ九るのである。ル
テニウムのような他の遷移金属の薄膜も一酸化炭素の洩
出に使用できる。
路上接続された抵抗計によってモニターされ、これによ
りセンサのところのｃｏ濃ａか表示さ九るのである。ル
テニウムのような他の遷移金属の薄膜も一酸化炭素の洩
出に使用できる。
抵抗の変化は、−酸化炭素の濃度の関数である。
次に、動作を説明する。−酸化炭素ガスを含む流体がロ
ジウム膜１０上を通過すると膜の抵仇値が増加する。こ
の抵抗値の増加が測定さ几て、Ｃ０の存在またはＣＯの
濃度を表示する６ＣＯのその後の減少はそれ自体指示計
をリセットしない、すなわち、化学吸着は自動的に可逆
反応しないって化学吸着した一酸化炭素は温度を上げる
ことによりすなわち約１２０℃の温度で放出させる。そ
の結果センサは再び使用可能となる。センサの加熱は外
部からまたは自己加熱（ジュール熱を発生すべ（電流を
素子に流す）によシ行う。
ジウム膜１０上を通過すると膜の抵仇値が増加する。こ
の抵抗値の増加が測定さ几て、Ｃ０の存在またはＣＯの
濃度を表示する６ＣＯのその後の減少はそれ自体指示計
をリセットしない、すなわち、化学吸着は自動的に可逆
反応しないって化学吸着した一酸化炭素は温度を上げる
ことによりすなわち約１２０℃の温度で放出させる。そ
の結果センサは再び使用可能となる。センサの加熱は外
部からまたは自己加熱（ジュール熱を発生すべ（電流を
素子に流す）によシ行う。
第１図は不発明の一実施例であるガスセンサの斜視図で
ある。 ｌＯ・−・・・ロジウム １１・・・・−・サブストレート １２．１３・−・・・接続端子 特許出願人 ハネウェル・インコーボレーテツド代理
人 弁理士 松下義治
ある。 ｌＯ・−・・・ロジウム １１・・・・−・サブストレート １２．１３・−・・・接続端子 特許出願人 ハネウェル・インコーボレーテツド代理
人 弁理士 松下義治
Claims (1)
- （１）絶縁サブストレートと、前記サブストレート上に
コーテングされるｌまたは２以上のｖＩｌ族第５周期の
遷移金属からほぼ成る金属薄膜と、この遷移金属薄膜の
抵抗を測定する回路に接読するため、前記金属薄膜上に
離間して設けられた電気的接続手段とからな）、目的ガ
ス成分が化学吸着すると上記膜の抵抗値が変化し、その
抵抗値の変化はガス濃度の関数であることを特徴とする
一酸化炭素ガスセンサ。 （２１Ｖｌ族第５周期の遷移金属はロジウム、ルテニウ
ム訃よびそれらの混合物からなるグループから選択され
るものであることを特徴とする第１項に記載の一酸化炭
素ガスセンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US38253082A | 1982-05-27 | 1982-05-27 | |
| US382530 | 1982-05-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58215544A true JPS58215544A (ja) | 1983-12-15 |
Family
ID=23509364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9165983A Pending JPS58215544A (ja) | 1982-05-27 | 1983-05-26 | 一酸化炭素ガスセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0095844A3 (ja) |
| JP (1) | JPS58215544A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3346668C2 (de) * | 1983-12-23 | 1986-03-06 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Stoffpegels in einem Gas |
| ES2367383B1 (es) * | 2010-04-16 | 2012-09-13 | Universidad Politécnica De Valencia | Método para la detección de monóxido de carbono. |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE704096C (de) * | 1938-06-05 | 1941-03-22 | Heraeus Gmbh W C | Verfahren zur Gasanalyse |
| US3242717A (en) * | 1963-03-26 | 1966-03-29 | Bendix Corp | Hydrogen sensor |
| US3567383A (en) * | 1968-10-01 | 1971-03-02 | Engelhard Min & Chem | Hydrogen detectors |
| FR2155111A5 (ja) * | 1971-10-07 | 1973-05-18 | Glud Gerard | |
| JPS5514380B2 (ja) * | 1973-06-12 | 1980-04-16 | ||
| GB1460746A (en) * | 1973-12-18 | 1977-01-06 | Maslen C G | Metal oxide gas detectors |
| GB1518470A (en) * | 1976-01-29 | 1978-07-19 | Nittan Co Ltd | Gas sensing element |
-
1983
- 1983-05-11 EP EP83302672A patent/EP0095844A3/en not_active Withdrawn
- 1983-05-26 JP JP9165983A patent/JPS58215544A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0095844A3 (en) | 1984-09-19 |
| EP0095844A2 (en) | 1983-12-07 |
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