JPS59108947A - Ｃｏガス検出素子 - Google Patents
Ｃｏガス検出素子Info
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- JPS59108947A JPS59108947A JP21869782A JP21869782A JPS59108947A JP S59108947 A JPS59108947 A JP S59108947A JP 21869782 A JP21869782 A JP 21869782A JP 21869782 A JP21869782 A JP 21869782A JP S59108947 A JPS59108947 A JP S59108947A
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- 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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- 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。
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５ｎ０２の電気伝導度の変化を用いたＣＯガ
ス検出素子の改良に関する。
ス検出素子の改良に関する。
なおこの明細書において用語Ａｕ 、 Ｐｄ 、及びＲ
ｈは、金属のみでなく、これらの化合物一般をも意味す
るものとし、その量は常に金属に換算しての５ｎ０２１
００重量部への添７Ｊ［１重量部数（以下皿」とする）
をもって表示するものとする。これらの添加物のＳｎ
０２上での存在状態が複雑で特定しがたいため、このよ
うな用語法を用いる。
ｈは、金属のみでなく、これらの化合物一般をも意味す
るものとし、その量は常に金属に換算しての５ｎ０２１
００重量部への添７Ｊ［１重量部数（以下皿」とする）
をもって表示するものとする。これらの添加物のＳｎ
０２上での存在状態が複雑で特定しがたいため、このよ
うな用語法を用いる。
２００ｐｐｍ程度の微量のＣＯガスの検出はガス検出素
子の大きな用途である。低濃度のＣＯガスを検出する際
の課題は水素やエタノール蒸気への相対感度を低下させ
誤検出を防ぐこと、及びＣＯガスへの応答速度を改善す
ることにある。ＣＯ力゛スの検出に対しては低温側でＣ
Ｏへの相対感度が高くなること、及び温度を下げるとガ
スへの応答速度が低下することが知られている。またＳ
ｎ ０２に天童のＰＬ（５重量部程度）を力Ｏえると、
ＣＯガスへの感度と応答速度とを飛躍的（Ｃ高め得る。
子の大きな用途である。低濃度のＣＯガスを検出する際
の課題は水素やエタノール蒸気への相対感度を低下させ
誤検出を防ぐこと、及びＣＯガスへの応答速度を改善す
ることにある。ＣＯ力゛スの検出に対しては低温側でＣ
Ｏへの相対感度が高くなること、及び温度を下げるとガ
スへの応答速度が低下することが知られている。またＳ
ｎ ０２に天童のＰＬ（５重量部程度）を力Ｏえると、
ＣＯガスへの感度と応答速度とを飛躍的（Ｃ高め得る。
しかしこの効果は一時的なものであって素子の使用開始
後２週間程度しか持続せず、１ケ月程度連続して使用す
るとｐｔの効果はほとんど失なわれてしまう。
後２週間程度しか持続せず、１ケ月程度連続して使用す
るとｐｔの効果はほとんど失なわれてしまう。
この発明は、Ｓｎ ０２を用いたＣＯガス検出素子のＣ
Ｏへの相対感度を高めること、及びＣＯガスへの応答速
度を改善することを目的とする。
Ｏへの相対感度を高めること、及びＣＯガスへの応答速
度を改善することを目的とする。
この発明はＳｎ ０２ ｖｃ少量のＡｕとＰｄとを併用
添加するとＣＯへの感度を高めかつＨ２やエタノールへ
の感度を抑制することができること、及び微量のＲｈを
加えるとＣＯへの応答速度を著しく改善できることに基
づくものである。このような効果はＡｕ＋Ｐｄ、及びＲ
ｈの特定の添加範囲内でのみ得られることから、この発
明ではＳｎ ０２へのＡｕ 、 Ｐｄの添加量について （Ａｕ−１，２） ＋１６（Ｐｄ−０，３）” ＜ ０
．６４としく式中Ａｕ 、及びＰｄはこれらの添力１ｊ
部数を意味°する）、Ｒｈの添加量を００３〜０．３部
とした。
添加するとＣＯへの感度を高めかつＨ２やエタノールへ
の感度を抑制することができること、及び微量のＲｈを
加えるとＣＯへの応答速度を著しく改善できることに基
づくものである。このような効果はＡｕ＋Ｐｄ、及びＲ
ｈの特定の添加範囲内でのみ得られることから、この発
明ではＳｎ ０２へのＡｕ 、 Ｐｄの添加量について （Ａｕ−１，２） ＋１６（Ｐｄ−０，３）” ＜ ０
．６４としく式中Ａｕ 、及びＰｄはこれらの添力１ｊ
部数を意味°する）、Ｒｈの添加量を００３〜０．３部
とした。
以下に本発明の各実施例を説明する。
（１） 素子の製造例
Ｓｎ Ｃ（１４水浴液をＮｆ（３で中オｌし、ｐＨ７〜
８で水酸化スズを沈殿嘔せる。この沈殿を水洗し遠心分
離によって脱水した後、１００°Ｃで１時間乾燥させる
。ついで空気気流下でこの沈殿を７００°Ｃに３時間加
熱し、水酸化スズを分解してＳｎ ０２とする□ Ａｕ
やＰｄ、ＲｈｆｌｂるいはＰ（を塩化物の混合水溶液と
してＳｎ ０２に加え、乾燥後６５０°Ｃに１時間加熱
して、これらの貴金属助触媒をＳｎ ０２ Ｋ担持させ
る。
８で水酸化スズを沈殿嘔せる。この沈殿を水洗し遠心分
離によって脱水した後、１００°Ｃで１時間乾燥させる
。ついで空気気流下でこの沈殿を７００°Ｃに３時間加
熱し、水酸化スズを分解してＳｎ ０２とする□ Ａｕ
やＰｄ、ＲｈｆｌｂるいはＰ（を塩化物の混合水溶液と
してＳｎ ０２に加え、乾燥後６５０°Ｃに１時間加熱
して、これらの貴金属助触媒をＳｎ ０２ Ｋ担持させ
る。
ついで助触媒添加後のＳｎ ０２を、Ｓｎ ０２と等重
量のＡｈ Ｏｓ骨材（１０００メツシユ）と混合し、第
１図に示す形状の素子に成型する。図において（１）は
アルミナ製の絶縁管で、その内部には使用時＃Ｌ５５Ω
となるＦｅ −Ｃｒ合金系ヒータコイル（２）を挿通す
る。［３） 、 ＋４）は一対のＰｃ厚膜電極で、＋５
） 、 ＋６１はそのリード線、（７）は前記のＳｎ
０２系金属酸化物半導体である。なおこの実施例では、
不定形シリカ等のバインダーは用いない。これらのバイ
ンダーをＳｎ ０２に刃口えると半導体（７）の強度を
高めることができるが、２００℃程度での素子の絶対湿
度依存性を著しく増すからである。
量のＡｈ Ｏｓ骨材（１０００メツシユ）と混合し、第
１図に示す形状の素子に成型する。図において（１）は
アルミナ製の絶縁管で、その内部には使用時＃Ｌ５５Ω
となるＦｅ −Ｃｒ合金系ヒータコイル（２）を挿通す
る。［３） 、 ＋４）は一対のＰｃ厚膜電極で、＋５
） 、 ＋６１はそのリード線、（７）は前記のＳｎ
０２系金属酸化物半導体である。なおこの実施例では、
不定形シリカ等のバインダーは用いない。これらのバイ
ンダーをＳｎ ０２に刃口えると半導体（７）の強度を
高めることができるが、２００℃程度での素子の絶対湿
度依存性を著しく増すからである。
（２）測定方法
測定回路例を第２図に示す。この回路はガス検出素子（
１０）のヒータ（２）［５Ｖの電源（１１）を接続して
素子（１０ｊを２００°Ｃに加熱し、半導体（７）に電
源（１１）と４にΩの負荷抵抗（１２）とを接続して負
荷抵抗（１２）の両端間電圧（Ｖｏｕｔ）から素子００
）の特性を求めるようにしたものである。
１０）のヒータ（２）［５Ｖの電源（１１）を接続して
素子（１０ｊを２００°Ｃに加熱し、半導体（７）に電
源（１１）と４にΩの負荷抵抗（１２）とを接続して負
荷抵抗（１２）の両端間電圧（Ｖｏｕｔ）から素子００
）の特性を求めるようにしたものである。
素子（１０）の加熱温度を２００℃としたのはＣＯへの
感度と応答速度との７（ランスをはかったもので、この
温度付近では加熱温度を高めると応答速度が改善てれて
繊度が低下する。
感度と応答速度との７（ランスをはかったもので、この
温度付近では加熱温度を高めると応答速度が改善てれて
繊度が低下する。
各素子００）をこの回路で１ケ月間予備通電し、製造直
後の一時的特性を除く。測定は２５°Ｃ１６５％の雰囲
気下で行う。また１回の測定に長時間を要するので、測
定中のカス濃度の変動を防止するため試験槽に絶えず新
しいガスを供給して古いガスと交換する。測定結果は、
各組成の素子［１０） １０個に対する平均値として示
す。
後の一時的特性を除く。測定は２５°Ｃ１６５％の雰囲
気下で行う。また１回の測定に長時間を要するので、測
定中のカス濃度の変動を防止するため試験槽に絶えず新
しいガスを供給して古いガスと交換する。測定結果は、
各組成の素子［１０） １０個に対する平均値として示
す。
（３１ＡｕとＰｄとの併用効果
表１１ｃＡｕとＰｄとの併用効果を示す。いずれの場合
もガスへの応答が遅いので、ガス注入３０分後の感度に
より各試料の特性を評価する。
もガスへの応答が遅いので、ガス注入３０分後の感度に
より各試料の特性を評価する。
なおこの明細書では清浄大気中での抵抗値とガス中の抵
抗値の比を感度とする。
抗値の比を感度とする。
Ｓｎ ０２単独ではＣＯへの感度は低く、Ｈ２やエタノ
ールへの感度は高い。これ［ＡｕやＰｄを加えても（試
料２〜５）、ＣＯへの感度とＨ２やエタノールへの感度
が共に増してしマイ、ＣＯへの相対感度は改善されない
。ＰＬを大量に加えると（試料１４）、製造直後には著
しくＣＯに高感度で応答の速いものが得られるが、１ケ
月の予備通電でこの特性は失なわれ、ＡｕやＰｄをカロ
えたものと同じ結果となる。
ールへの感度は高い。これ［ＡｕやＰｄを加えても（試
料２〜５）、ＣＯへの感度とＨ２やエタノールへの感度
が共に増してしマイ、ＣＯへの相対感度は改善されない
。ＰＬを大量に加えると（試料１４）、製造直後には著
しくＣＯに高感度で応答の速いものが得られるが、１ケ
月の予備通電でこの特性は失なわれ、ＡｕやＰｄをカロ
えたものと同じ結果となる。
ＡｕとＰｄとを併用すると（試料６〜１１）、ＣＯへの
感度が増し、Ｈ２やエタノールへの感度が抑制嘔れ、Ｃ
Ｏへの相対感度が著しく増す。
感度が増し、Ｈ２やエタノールへの感度が抑制嘔れ、Ｃ
Ｏへの相対感度が著しく増す。
しかしこの効果はＡｕ １．２部とＰｄ０．３部とを中
心とする狭い範囲内で生ずるにすぎず、Ｐｄを０８部に
増しても（試料１２）、Ａｕを３部に増しても（試料Ｉ
３）、失なわれてしまう。
心とする狭い範囲内で生ずるにすぎず、Ｐｄを０８部に
増しても（試料１２）、Ａｕを３部に増しても（試料Ｉ
３）、失なわれてしまう。
Ａｕ 、！： Ｐｄとを併用するとＣＯへの相対感度は
著しく高めることができる。しかしＣＯへの応答は極端
に遅く、各時点でのＣＯ濃度を検出するのでなく、ＣＯ
濃度の時間平均値を検出している結果となる。
著しく高めることができる。しかしＣＯへの応答は極端
に遅く、各時点でのＣＯ濃度を検出するのでなく、ＣＯ
濃度の時間平均値を検出している結果となる。
＋４１ Ｒｈの効果
ＲｈをＡｕ及びＰｄとともに用いると、ＣＯへの応答は
著しく改善される。１．２部のＡｕと０．３部のＰｄと
［Ｒｈを併用した例を第３図に示す。０，１部のＲｈを
併用すると、ＣＯへの応答は速く、２分程度で応答が完
了する。Ｒｈ無添加のものでは応答に４０分以上を要す
る。しかし０．５部のＲｈを加えるとＣＯへの感度はｌ
／／２に低下し、Ｒｈの添加量には強い制限が有る。
著しく改善される。１．２部のＡｕと０．３部のＰｄと
［Ｒｈを併用した例を第３図に示す。０，１部のＲｈを
併用すると、ＣＯへの応答は速く、２分程度で応答が完
了する。Ｒｈ無添加のものでは応答に４０分以上を要す
る。しかし０．５部のＲｈを加えるとＣＯへの感度はｌ
／／２に低下し、Ｒｈの添加量には強い制限が有る。
Ａｕ１．２部とＰｄＯ，８部とを加えた試料についての
Ｒｈの添力ロ効果を第４図に示す。なお図はＣＯやＨ２
への感度の定常値を示すもので、応答の遅いＲｈ無添加
の試料についてはガス注入ｌ ｈｏｕｒ後の感度を、他
のものについては３０分後の感度を示す。ＣＯとＨ２と
の相対感度は０．１部までのＲｈ添加では変化がなく、
０．２部の添加でややＨ２２部となり、０．５部のＲｈ
では圧倒的にＨ２有利となる。Ｒｈの添加は少量でもＣ
Ｏへの応答を著しく改善するが、大量ではＣＯへの感度
を低下させてしまう。
Ｒｈの添力ロ効果を第４図に示す。なお図はＣＯやＨ２
への感度の定常値を示すもので、応答の遅いＲｈ無添加
の試料についてはガス注入ｌ ｈｏｕｒ後の感度を、他
のものについては３０分後の感度を示す。ＣＯとＨ２と
の相対感度は０．１部までのＲｈ添加では変化がなく、
０．２部の添加でややＨ２２部となり、０．５部のＲｈ
では圧倒的にＨ２有利となる。Ｒｈの添加は少量でもＣ
Ｏへの応答を著しく改善するが、大量ではＣＯへの感度
を低下させてしまう。
第５図に１．２部のＡｕと０．１部のＲｈを加えた試料
についての、Ｐｄ量とＣＯやＨ２の感度の間係を示す。
についての、Ｐｄ量とＣＯやＨ２の感度の間係を示す。
また第６図に０．３部のＰｄと０．１部のＲｈを加えた
ものへの、Ａｕ添加量とＣＯ及びＨ２の感度の関係を示
す。いずれもＲｈ無添加の結果とほぼ同様で、０．１部
のＲｈはＣＯへの応答にのみ関係し、感度には関係しな
いことがわかる。またＲｈを加えた場合も１．２部のＡ
ｕと０．３部のＰｄを中心とする範囲で、ＣＯへの相対
感度が改＠烙れることがわかる。
ものへの、Ａｕ添加量とＣＯ及びＨ２の感度の関係を示
す。いずれもＲｈ無添加の結果とほぼ同様で、０．１部
のＲｈはＣＯへの応答にのみ関係し、感度には関係しな
いことがわかる。またＲｈを加えた場合も１．２部のＡ
ｕと０．３部のＰｄを中心とする範囲で、ＣＯへの相対
感度が改＠烙れることがわかる。
Ｒｈの添加効果を表２に示す。
（５） 温度変化に伴うＲｈの効果
試料の温度を３００℃（２分間）と８０℃（５分間）の
間で周期的に変化させた場合のＲｈ添加効果を第７図に
示す。図の実線は１．２部のＡｕと０．３部のＰｄとに
０１１部のＲｈを加えたものを、破線はＲｈ無添加のも
のを示し、縦軸ば５Ｖの電源と４にΩの負荷抵抗を素子
００）ニ接続した際の負荷抵抗への出力電圧を示す。時
刻０から２分まで、７分から９分まで、１４分から１６
分までの間は、素子００）を３００°Ｃに、他は８０°
Ｃに加熱する。時刻５分に２００ ｐｐｍのＣＯを注入
すると、Ｒｈ添加のものでは応答が速いため大きな感度
が得られるが、Ｒｈ無添化では応答が進まないため感度
が充分には得られない。
間で周期的に変化させた場合のＲｈ添加効果を第７図に
示す。図の実線は１．２部のＡｕと０．３部のＰｄとに
０１１部のＲｈを加えたものを、破線はＲｈ無添加のも
のを示し、縦軸ば５Ｖの電源と４にΩの負荷抵抗を素子
００）ニ接続した際の負荷抵抗への出力電圧を示す。時
刻０から２分まで、７分から９分まで、１４分から１６
分までの間は、素子００）を３００°Ｃに、他は８０°
Ｃに加熱する。時刻５分に２００ ｐｐｍのＣＯを注入
すると、Ｒｈ添加のものでは応答が速いため大きな感度
が得られるが、Ｒｈ無添化では応答が進まないため感度
が充分には得られない。
以上に説明したように、この発明のガス検出素子では特
定量のＡｕ とＰｄとを併用してＣＯへの相対感度を
改善し、少量のＲｈをカロえてＣＯへの応答速度を増す
ことができる。
定量のＡｕ とＰｄとを併用してＣＯへの相対感度を
改善し、少量のＲｈをカロえてＣＯへの応答速度を増す
ことができる。
第１図は素子の構造例を示す斜視図、第２図は測定回路
の回路図である。第３図は素子の応答速度へのＲｈ添加
効果を示す特性図、第４図〜第６図は感度へのＲｈ、Ｐ
ｄ、Ａｕ の添加効果を示す特性図であり、第７図は
温度変化に伴う素子の挙動を示す特性図である。 （２）・・・ヒータ、 （７）・・・金属酸化物半
導体。 特許出願人 フイガロ技研株式会社代表者 千葉
瑛 第５図 第６図 ０ ０．６ １．２ １．８ ３．ＯＡｕ（、。
の回路図である。第３図は素子の応答速度へのＲｈ添加
効果を示す特性図、第４図〜第６図は感度へのＲｈ、Ｐ
ｄ、Ａｕ の添加効果を示す特性図であり、第７図は
温度変化に伴う素子の挙動を示す特性図である。 （２）・・・ヒータ、 （７）・・・金属酸化物半
導体。 特許出願人 フイガロ技研株式会社代表者 千葉
瑛 第５図 第６図 ０ ０．６ １．２ １．８ ３．ＯＡｕ（、。
Claims (1)
- （１）Ｓｎ０２に一対の電極を接続したものにおいて、 前記Ｓｎ ０２ ＫはＡｕとＰｄ、及びＲｈの三者を含
七させ、かつその添加量は５ｎ０２１００車量部への金
属換算の添加重量部数で、ＡｕとＰｄとに対して ＜Ａｕ−＋、２）２＋＋６（ｐａ−ｏ、ａ）２＜ｏ。６
４であり（式中Ａ、ｕ及びＰｄはその添加量を示す）、
Ｒｈに対しては０，０３〜０．３重量部であることを特
徴とするＣＯガス検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21869782A JPS59108947A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | Ｃｏガス検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21869782A JPS59108947A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | Ｃｏガス検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59108947A true JPS59108947A (ja) | 1984-06-23 |
| JPH0225457B2 JPH0225457B2 (ja) | 1990-06-04 |
Family
ID=16723993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21869782A Granted JPS59108947A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | Ｃｏガス検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59108947A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010145382A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toyama Prefecture | Ｔｏｔａｌ−ＶＯＣ検出用ガスセンサ及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57154041A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-22 | Toshiba Corp | Gas detecting element |
-
1982
- 1982-12-13 JP JP21869782A patent/JPS59108947A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57154041A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-22 | Toshiba Corp | Gas detecting element |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010145382A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toyama Prefecture | Ｔｏｔａｌ−ＶＯＣ検出用ガスセンサ及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0225457B2 (ja) | 1990-06-04 |
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