JPS59153160A - センサ - Google Patents
センサInfo
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- JPS59153160A JPS59153160A JP58028056A JP2805683A JPS59153160A JP S59153160 A JPS59153160 A JP S59153160A JP 58028056 A JP58028056 A JP 58028056A JP 2805683 A JP2805683 A JP 2805683A JP S59153160 A JPS59153160 A JP S59153160A
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- Japan
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- electrode
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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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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は新規なセンサに保り、待にセンサ感応切貿全多
孔質セラミックスの細孔に定盾させて、メースガスの吸
脱眉に応じて電気信号全詠出させるガスセンサに関する
。
孔質セラミックスの細孔に定盾させて、メースガスの吸
脱眉に応じて電気信号全詠出させるガスセンサに関する
。
更に、本発明のガスセジは雰囲気中の酸素、湿へ
度、フユーム、アルコール、炭化水素等の濃度の測定又
は測定に基すいて雰囲気成分の濃度の制御等に用いるこ
とができる。
は測定に基すいて雰囲気成分の濃度の制御等に用いるこ
とができる。
従来の雰囲気センサに近い一例として公開特許公報昭５
７−５４３０１或いは昭５７−９６２４８等の感湿抵抗
体或いは超微粒子ガスセンサ等がある。このセンサは感
応部を酸化物系の感応膜で構成し、ガスの吸脱看によシ
感応膜の内部抵抗の変化で成分＋ｌｌ［を検出或いは制
御している。この場合ある一定濃度の雰囲気中にセンサ
全設定し′＃：、場合の抵抗値は感応膜の厚さ、構成粒
子の大きさ、微量元素の童、内部状態等によって決って
くる。
７−５４３０１或いは昭５７−９６２４８等の感湿抵抗
体或いは超微粒子ガスセンサ等がある。このセンサは感
応部を酸化物系の感応膜で構成し、ガスの吸脱看によシ
感応膜の内部抵抗の変化で成分＋ｌｌ［を検出或いは制
御している。この場合ある一定濃度の雰囲気中にセンサ
全設定し′＃：、場合の抵抗値は感応膜の厚さ、構成粒
子の大きさ、微量元素の童、内部状態等によって決って
くる。
この抵抗値を谷センサについて常に一足１ｖＬ−ｉ示す
ように製作することは困難である。その対策として一般
に入力電圧に対して同一出力を得るために回路中に標準
抵抗を入れて調整している。又感湿抵抗体として各棟の
酸化物が知られてい乙が、公開特許公＠昭５７−５４３
０１にも述べられているように感湿部の′電気抵抗値が
高い、誘電吹成現象がある等の欠点があｐｌその対策と
して、酸化錫に酸化アンチモンを流力０し、結合剤で固
化する方法も開示されている。この酸化物系のセンサの
％匣は酸化物組成に強く依存し、微蓋の不純物の存在に
大きく左右される。この場合も感湿抵抗体の固化のため
の結合剤であるガラス買やＸ磁器用バイ／ダからの不純
物の混入及び焼成条件等による特注のばらつきが生ずる
と＼も抵抗体を用いることによる前述の欠点が完全には
防止できない難点かになる。しかし、従来のようにガラ
ス買で焼成すると用いる原料が微粒子である場合も焼成
の際増粒に微細粒子の効果が少くなっている。
ように製作することは困難である。その対策として一般
に入力電圧に対して同一出力を得るために回路中に標準
抵抗を入れて調整している。又感湿抵抗体として各棟の
酸化物が知られてい乙が、公開特許公＠昭５７−５４３
０１にも述べられているように感湿部の′電気抵抗値が
高い、誘電吹成現象がある等の欠点があｐｌその対策と
して、酸化錫に酸化アンチモンを流力０し、結合剤で固
化する方法も開示されている。この酸化物系のセンサの
％匣は酸化物組成に強く依存し、微蓋の不純物の存在に
大きく左右される。この場合も感湿抵抗体の固化のため
の結合剤であるガラス買やＸ磁器用バイ／ダからの不純
物の混入及び焼成条件等による特注のばらつきが生ずる
と＼も抵抗体を用いることによる前述の欠点が完全には
防止できない難点かになる。しかし、従来のようにガラ
ス買で焼成すると用いる原料が微粒子である場合も焼成
の際増粒に微細粒子の効果が少くなっている。
次に雰囲気中の酸素濃度の測定には例へば公・開特許公
報昭４９−１２６０３９０ にあるように一端を封止し
た円筒状のジルコニア固体゛屯解質容器の内外周面に白
金電極を設けた酸素濃淡電池が開示されている。しかし
、とのセンサは形状の関係で白金電極面積が広くなると
＼もに内面への電極性は等高価になる欠点がめる。
報昭４９−１２６０３９０ にあるように一端を封止し
た円筒状のジルコニア固体゛屯解質容器の内外周面に白
金電極を設けた酸素濃淡電池が開示されている。しかし
、とのセンサは形状の関係で白金電極面積が広くなると
＼もに内面への電極性は等高価になる欠点がめる。
本発明の目的は但Ｕ定対象雰囲気中の検知物質の＃度変
化に敏速に対応できるばらつきの少ない感応特性を有す
る安価なセンサ全提供することである。
化に敏速に対応できるばらつきの少ない感応特性を有す
る安価なセンサ全提供することである。
本発明は電気絶縁性基体上に多細孔のセラミックス層金
設け、その多細孔内に検知物質に感応する微細なｎ型又
はＰ型感応物質を定着させ、その端部にセラミックス層
をはさんで仮数のｔ極膜を設け、膜面に垂直方向に電気
信号全導出させた感応センナにある。本発明のセンサは
検知物質を定着させる多細孔セラミックス部の厚さ全任
意に制御することによシ目的に合致するインピーダンス
の感応部が得られる。又感工”６物買全検昶物質に応じ
て任意に選定できる特長もある。従って従来のセンサに
比較して室温のように低温でのインピーダンスを低くす
ることもできるので検出感度が尚くて安定であシ、その
検出回路も簡素にできること、多細孔セラミックスは微
細粒子の感応物質の造粒を防止するとともにその定漸に
効果的に作用する。さらに多細孔電極と＼もに感応物質
の消耗に対する保護作用をするのでセンサの＝ｍ的、熱
的、化学的、その他汚染物質による耐久性を犬１−に長
くできる。また、セラミックスと電極は検知物質の感応
に対して触媒作用金して感度が尚く父流電気抵抗変化及
び直流起電力変化等検知物質濃度に可逆的に敏速に応答
すること、感応物質によっては傍熱しなくても常温以下
まで感応できるな本発明のセンサは、被数のセンサ全一
連ＯＰ造できるように谷センサを一列又は仮数列に配置
して形成できる一体の基板全使用して製造するのが良い
。製造後、谷センサは分割される。基板には各センサ毎
に分割し易いように溝を設けるのがよい。
設け、その多細孔内に検知物質に感応する微細なｎ型又
はＰ型感応物質を定着させ、その端部にセラミックス層
をはさんで仮数のｔ極膜を設け、膜面に垂直方向に電気
信号全導出させた感応センナにある。本発明のセンサは
検知物質を定着させる多細孔セラミックス部の厚さ全任
意に制御することによシ目的に合致するインピーダンス
の感応部が得られる。又感工”６物買全検昶物質に応じ
て任意に選定できる特長もある。従って従来のセンサに
比較して室温のように低温でのインピーダンスを低くす
ることもできるので検出感度が尚くて安定であシ、その
検出回路も簡素にできること、多細孔セラミックスは微
細粒子の感応物質の造粒を防止するとともにその定漸に
効果的に作用する。さらに多細孔電極と＼もに感応物質
の消耗に対する保護作用をするのでセンサの＝ｍ的、熱
的、化学的、その他汚染物質による耐久性を犬１−に長
くできる。また、セラミックスと電極は検知物質の感応
に対して触媒作用金して感度が尚く父流電気抵抗変化及
び直流起電力変化等検知物質濃度に可逆的に敏速に応答
すること、感応物質によっては傍熱しなくても常温以下
まで感応できるな本発明のセンサは、被数のセンサ全一
連ＯＰ造できるように谷センサを一列又は仮数列に配置
して形成できる一体の基板全使用して製造するのが良い
。製造後、谷センサは分割される。基板には各センサ毎
に分割し易いように溝を設けるのがよい。
第１図は本発明センサ感応部の断面図の一例を示したも
のである。図中の記号１アルミナ系等のセラミックスか
らなる電気絶縁性基板、２下部電極、３多細孔のセラミ
ックス層、４上部電極、５セラミックス層中の多細孔、
５′感応物質、６゜６′電極とリードの接合部、７．７
’ リード線である。１の基板を用いる場合の基板材と
しては耐熱性、耐食性のあるセラミックスが使用できる
。
のである。図中の記号１アルミナ系等のセラミックスか
らなる電気絶縁性基板、２下部電極、３多細孔のセラミ
ックス層、４上部電極、５セラミックス層中の多細孔、
５′感応物質、６゜６′電極とリードの接合部、７．７
’ リード線である。１の基板を用いる場合の基板材と
しては耐熱性、耐食性のあるセラミックスが使用できる
。
例へはアルミナ系磁器、ジルコニア系磁器等の焼結体が
用いられる。この場合の下部電極はＰｔ。
用いられる。この場合の下部電極はＰｔ。
ｐｄ、Ｒｕ等の金属或いは合金、ＺｒＢ４のような金属
間化合物等熱的、化学的に安定で電気に対して良導体で
あればよい。固定法としてはガラスフリットから成るペ
ーストの印刷焼付け、スノくツタリング、ＣＶＤ法等が
ある。電極はセラミックと良く密層し電気信号の入出力
の極の作用金する。
間化合物等熱的、化学的に安定で電気に対して良導体で
あればよい。固定法としてはガラスフリットから成るペ
ーストの印刷焼付け、スノくツタリング、ＣＶＤ法等が
ある。電極はセラミックと良く密層し電気信号の入出力
の極の作用金する。
一方、多細孔セラミックス層は３次元ネットワーク状の
細孔を多数に有する感応物質の担体となる。
細孔を多数に有する感応物質の担体となる。
この代表的材質としてアルミナ、ジルコニア、炭化珪素
等、又はこれらの複合がある。形成法は柚棟あるがプラ
ズマ等のような高温熱源による溶射法、印刷焼結、ＣＶ
Ｄ法、ＰＶＤ法等が適用できる。脣に溶射法によって浴
射層に微細な亀裂全形成させる方法が好ましい。多細孔
は感応物質全定着させた後、感応物質全電気的、化学的
１機械的に保睦すると同時に雰囲気中の検知物質の感応
物質への出入、脱着を容易にする役割をする。又電極と
の密層を強くする作用もある。上部電極はＰ Ｉｔ ｐ
ｄ、Ｒｕ等の金属或いはＺ ｒ Ｂ４のような金属間化
合物等熱的、化学的に安定で電気良導体を用いることが
できる。この電極は多細孔セラミックス層と強力に密層
すると＼もに多細孔状態とし、感応？Ｉ實である水溶性
金属イオンや、水溶性金属塩を多細孔セラミックスノー
内に導人定漕し易くシ、又雰囲気物置であるガス体、蒸
気体等の吸脱漸金谷易ならしめる役割もする。電幌の固
着法はペースト全印刷焼成、ＣＶＤ法、スパッタリング
等多細孔膜となる方法が好ましい。接合部はり−ド綴と
電極との電気的１機械的接合で半田付け、ろう付け、ス
ポット溶接、拡散接合機械的接合等が使用できる。特に
高温センサではスポット溶接、ろう接が望ましい。リー
ド線は銅、Ｎ１系等が用いられる。第２図はセンナ感応
面に垂直断面全模式図を示したものである。こ＼でセラ
ミックス層の細孔内の感応物質として例へば酸化錫系感
応体とする場合は５ｎｃｔ２水浴塩化物を含浸し、含没
後水浴性塩化物全反応させ、更に加熱分解によシ微細粒
金属化又は金属酸化物として定着させてもよい。また超
微粉末の固着、Ｃ’ＶＤ法。
等、又はこれらの複合がある。形成法は柚棟あるがプラ
ズマ等のような高温熱源による溶射法、印刷焼結、ＣＶ
Ｄ法、ＰＶＤ法等が適用できる。脣に溶射法によって浴
射層に微細な亀裂全形成させる方法が好ましい。多細孔
は感応物質全定着させた後、感応物質全電気的、化学的
１機械的に保睦すると同時に雰囲気中の検知物質の感応
物質への出入、脱着を容易にする役割をする。又電極と
の密層を強くする作用もある。上部電極はＰ Ｉｔ ｐ
ｄ、Ｒｕ等の金属或いはＺ ｒ Ｂ４のような金属間化
合物等熱的、化学的に安定で電気良導体を用いることが
できる。この電極は多細孔セラミックス層と強力に密層
すると＼もに多細孔状態とし、感応？Ｉ實である水溶性
金属イオンや、水溶性金属塩を多細孔セラミックスノー
内に導人定漕し易くシ、又雰囲気物置であるガス体、蒸
気体等の吸脱漸金谷易ならしめる役割もする。電幌の固
着法はペースト全印刷焼成、ＣＶＤ法、スパッタリング
等多細孔膜となる方法が好ましい。接合部はり−ド綴と
電極との電気的１機械的接合で半田付け、ろう付け、ス
ポット溶接、拡散接合機械的接合等が使用できる。特に
高温センサではスポット溶接、ろう接が望ましい。リー
ド線は銅、Ｎ１系等が用いられる。第２図はセンナ感応
面に垂直断面全模式図を示したものである。こ＼でセラ
ミックス層の細孔内の感応物質として例へば酸化錫系感
応体とする場合は５ｎｃｔ２水浴塩化物を含浸し、含没
後水浴性塩化物全反応させ、更に加熱分解によシ微細粒
金属化又は金属酸化物として定着させてもよい。また超
微粉末の固着、Ｃ’ＶＤ法。
ＰＶＤ法等も用いることができる。第３図は本発明セン
サの世産法の一例としてエレメント果団の平面図を示し
たものであり８は各エレメントの区画切シ割有線で点線
て示している。４Ａ、４Ｂ。
サの世産法の一例としてエレメント果団の平面図を示し
たものであり８は各エレメントの区画切シ割有線で点線
て示している。４Ａ、４Ｂ。
４Ｃは上部電極膜で第１図４と等価であるが電極面積は
小さく、インピーダンス調整用の予備センサで必要に応
じて４と結合されるものである。分割用切込み′＃１４
８はセラミックス基材を作る時に作られておシ、最終工
程で個々のエレメントに分割する。従ってこの方式では
１０００〜５０００個全一度に作製することができる。
小さく、インピーダンス調整用の予備センサで必要に応
じて４と結合されるものである。分割用切込み′＃１４
８はセラミックス基材を作る時に作られておシ、最終工
程で個々のエレメントに分割する。従ってこの方式では
１０００〜５０００個全一度に作製することができる。
４Ａ、４Ｂ。
４Ｃはセンサ２．４間のインピーダンスを精度よく瓦間
性金持たせるだめのもので予備的に作られたものである
。第４図は量産方式の他の例でさらに５０，０００〜２
５０，０００個金一度に感応物質の定着、リート・付け
までできるもので、８１ｍ ｔ Ｓｚ １１１８３ｍは
区割後の個々の基材番号を示す。第５図は本発明センサ
の一例として３ｎＱｘ及びＬ ａ Ｎ Ｉ Ｏ３ｋ Ｋ
応物質として雰囲気中の湿度全検知した結果を従来の高
分子センナと比較して示したものである。
性金持たせるだめのもので予備的に作られたものである
。第４図は量産方式の他の例でさらに５０，０００〜２
５０，０００個金一度に感応物質の定着、リート・付け
までできるもので、８１ｍ ｔ Ｓｚ １１１８３ｍは
区割後の個々の基材番号を示す。第５図は本発明センサ
の一例として３ｎＱｘ及びＬ ａ Ｎ Ｉ Ｏ３ｋ Ｋ
応物質として雰囲気中の湿度全検知した結果を従来の高
分子センナと比較して示したものである。
図中Ａは従来の高分子センサ、Ｎ及びＰは本発明センサ
で感応物質としてＮは５ｎＯｘ糸、ＰはＬａＮｉＯｇｋ
用いた場合である。第６図は５ｎＯＸ系感応物質を用い
た湿度センサの耐久性を試験した例を示す。図中Ｎｏは
初期値、Ｎｌは６ケ月使用後の値である。第７図は本発
明センサの応用の一例で一応起電力特性を示す。図中の
Ｎは水溶性塩化錫感応物質、Ｐは水溶性ランタン、ニッ
ケル感応物の例である。図のように湿度全起電力とし検
知することもできる。第８図は本発明センサの応答速度
特性の例を示す。Ａは従来の高分子センサ、Ｎ、Ｐは本
発明センサの値？示す。この場合のセンサの下部及び上
部電極膜の厚さは１〜３０μｍで多細孔を有している。
で感応物質としてＮは５ｎＯｘ糸、ＰはＬａＮｉＯｇｋ
用いた場合である。第６図は５ｎＯＸ系感応物質を用い
た湿度センサの耐久性を試験した例を示す。図中Ｎｏは
初期値、Ｎｌは６ケ月使用後の値である。第７図は本発
明センサの応用の一例で一応起電力特性を示す。図中の
Ｎは水溶性塩化錫感応物質、Ｐは水溶性ランタン、ニッ
ケル感応物の例である。図のように湿度全起電力とし検
知することもできる。第８図は本発明センサの応答速度
特性の例を示す。Ａは従来の高分子センサ、Ｎ、Ｐは本
発明センサの値？示す。この場合のセンサの下部及び上
部電極膜の厚さは１〜３０μｍで多細孔を有している。
又多細孔セラミック担体の厚さは３〜１００μｍであり
、三次元の細孔になっている。セラミックスは誘電体或
いはＮｍとＰ型の複合中性酸化物中間体等もよい。感応
物質は塩化物（水溶性）、粒状金属或いは牛金属、酸化
物、化合物等である。例へば感湿抵抗体として知られて
いる酸化錫系では水塩性塩化錫の水溶性イオンとして含
浸させるのがよく、金属錫の場合には水溶性イオンを熱
分解、還元させて定着させる。また史に加熱して８ｎＯ
ｘとするには熱分解によって数１０〜数１００人の微細
酸化物粒子の集合体とすることもできる。更に感応物質
としては金属塩として例へばＣａｔ Ｚｒ ｎｔ Ｐ
ｂ 、 Ｂｒ 。
、三次元の細孔になっている。セラミックスは誘電体或
いはＮｍとＰ型の複合中性酸化物中間体等もよい。感応
物質は塩化物（水溶性）、粒状金属或いは牛金属、酸化
物、化合物等である。例へば感湿抵抗体として知られて
いる酸化錫系では水塩性塩化錫の水溶性イオンとして含
浸させるのがよく、金属錫の場合には水溶性イオンを熱
分解、還元させて定着させる。また史に加熱して８ｎＯ
ｘとするには熱分解によって数１０〜数１００人の微細
酸化物粒子の集合体とすることもできる。更に感応物質
としては金属塩として例へばＣａｔ Ｚｒ ｎｔ Ｐ
ｂ 、 Ｂｒ 。
Ｔｊ、Ｖ、Ｌｊ、Ｌａ、 Ｓｎ、Ｃｅ等、リン酸塩等も
ある。第９図は傍熱ヒータ形センサの例を示す。図中９
がヒータでありこれによってエレメントの温度を変化さ
せ所定の温度に制御することにより異った物質に選択的
に感応させることができる。すなわち、ガス分離採択感
応が可能である。
ある。第９図は傍熱ヒータ形センサの例を示す。図中９
がヒータでありこれによってエレメントの温度を変化さ
せ所定の温度に制御することにより異った物質に選択的
に感応させることができる。すなわち、ガス分離採択感
応が可能である。
１はヒータの加熱なしの状態でのフユームに対する感応
特性、２はヒータで２００Ｃに加熱した状態でＬＰＧガ
スへの感応特性全示す例を示す。
特性、２はヒータで２００Ｃに加熱した状態でＬＰＧガ
スへの感応特性全示す例を示す。
（実施例１）
第９図に示すようにアルミナ製基板の表面に印判によっ
て所定部分に塗布して白金の電極膜（２゜２′、２“）
及びヒータ（９）全焼成して形成し、その上に所定の平
面形状のジ・・・＝ア系の長篇−ヲ△ プラズマ溶射法で形成した。所定の平面形状は基板上に
マスクを設けて形成した。電゛極は白金ペースト全約５
μｍ厚さに印刷後空気中で１３００Ｃ。
て所定部分に塗布して白金の電極膜（２゜２′、２“）
及びヒータ（９）全焼成して形成し、その上に所定の平
面形状のジ・・・＝ア系の長篇−ヲ△ プラズマ溶射法で形成した。所定の平面形状は基板上に
マスクを設けて形成した。電゛極は白金ペースト全約５
μｍ厚さに印刷後空気中で１３００Ｃ。
４０分の焼成処理して形成させた。次のジルコニア系の
プラズマ溶射法は粒径１０〜４４μｍの８％Ｙ２０ｓ
・Ｚｒ０ｚ ｋｋ ｒ ＋Ｈ２ノ１００ （ＩＡ（ｒ）
プラズマで溶射距離１００Ｂで俗射し、た。厚さは１０
．３０，５０．１＜１０μｍである。その後、セラミッ
クス表面に白金ペーストラ約５μｍの厚さに印刷後１３
００Ｃで焼成し多側孔膜全形成させた。このようにして
製造したニレメントラ（１）塩化−水浴液に含浸後１０
０１ｒ、３０履、２００Ｃ１５ｊＥｉ’！、３００Ｃ１
５ｍ、６００Ｃ１５−の定着処理をしたもの（２）ラン
タンクロマイト酸液（ＬａＣｒＯ３−Ｉ（ＮＯ３ランタ
ンク凸マイトを硝酸に溶かした水溶性塩）に含浸したも
の及び（３）塩化セシウムを含浸したものを、１００Ｃ
３０騙、２５（Ｉ’１５１ｗｍ、３５０Ｃ１５Ｍ、 ６
ｏｏｃｉｓ＝で熱分解処理して定着処理を行った。セラ
ミック層の亀裂、細孔及び上部電極の多細孔にはそれぞ
れ酸化錫及びランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ３）の数
１０〜数１００人の微細粒子から成る集合体が定着され
ていた。そしてこれらの感応物質は画成極間で電気的に
接続されていた。そのｆｆｌ”Ｊ−ド線（７゜７′、７
“）を半田付け（６，６’ 、６“）して取υ付けた。
プラズマ溶射法は粒径１０〜４４μｍの８％Ｙ２０ｓ
・Ｚｒ０ｚ ｋｋ ｒ ＋Ｈ２ノ１００ （ＩＡ（ｒ）
プラズマで溶射距離１００Ｂで俗射し、た。厚さは１０
．３０，５０．１＜１０μｍである。その後、セラミッ
クス表面に白金ペーストラ約５μｍの厚さに印刷後１３
００Ｃで焼成し多側孔膜全形成させた。このようにして
製造したニレメントラ（１）塩化−水浴液に含浸後１０
０１ｒ、３０履、２００Ｃ１５ｊＥｉ’！、３００Ｃ１
５ｍ、６００Ｃ１５−の定着処理をしたもの（２）ラン
タンクロマイト酸液（ＬａＣｒＯ３−Ｉ（ＮＯ３ランタ
ンク凸マイトを硝酸に溶かした水溶性塩）に含浸したも
の及び（３）塩化セシウムを含浸したものを、１００Ｃ
３０騙、２５（Ｉ’１５１ｗｍ、３５０Ｃ１５Ｍ、 ６
ｏｏｃｉｓ＝で熱分解処理して定着処理を行った。セラ
ミック層の亀裂、細孔及び上部電極の多細孔にはそれぞ
れ酸化錫及びランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ３）の数
１０〜数１００人の微細粒子から成る集合体が定着され
ていた。そしてこれらの感応物質は画成極間で電気的に
接続されていた。そのｆｆｌ”Ｊ−ド線（７゜７′、７
“）を半田付け（６，６’ 、６“）して取υ付けた。
このセンサで湿度を測定した結果セラミックス層の厚さ
が５０μｍ以下では第５図。
が５０μｍ以下では第５図。
第６図のようである。Ａは筒分子湿度センサ、Ｎの曲線
は（１）の酸化錫のセンサ、Ｐの曲線が（２）のランタ
ンクロマイトのセンサによるものである。一方、１００
μｍの厚さになるとインビーダンスが大きくなシ、それ
に伴って感度が低下することが知られた。次厚さ５０μ
ｍ以下の（１）のエレメントで、それにヒータ全有する
そのヒータに電圧を印加すると２００Ｃ以上でＬＰＧ、
或いは酸素センサとして作用する。一方、常温付近の温
度で一定湿度の状態ではフユーム濃度に応じて抵抗匝が
変化する。第１０図はその結果である。図はフユーム、
ＬＰＧ、及び酸素ガスの例を示している。
は（１）の酸化錫のセンサ、Ｐの曲線が（２）のランタ
ンクロマイトのセンサによるものである。一方、１００
μｍの厚さになるとインビーダンスが大きくなシ、それ
に伴って感度が低下することが知られた。次厚さ５０μ
ｍ以下の（１）のエレメントで、それにヒータ全有する
そのヒータに電圧を印加すると２００Ｃ以上でＬＰＧ、
或いは酸素センサとして作用する。一方、常温付近の温
度で一定湿度の状態ではフユーム濃度に応じて抵抗匝が
変化する。第１０図はその結果である。図はフユーム、
ＬＰＧ、及び酸素ガスの例を示している。
（実施例２）
実施例１とＩ’ｅＱ様に０．５鶏厚プのアルミナ基板上
の電極の不必要部にマスキングをしてスパッタリング床
によシルｉ膜を５μｍ厚さに形成した。その表面にアル
ミナ−マグネシアのスピネル構造のセラミックス３０μ
ｍ厚さにプラズマ浴射した。
の電極の不必要部にマスキングをしてスパッタリング床
によシルｉ膜を５μｍ厚さに形成した。その表面にアル
ミナ−マグネシアのスピネル構造のセラミックス３０μ
ｍ厚さにプラズマ浴射した。
第１１図はセラミック溶射膜表面のＳＥＭ像を示したも
のである。被膜には厚さ方向に被膜を貫通する微細な細
孔とクラックが多数存在している。
のである。被膜には厚さ方向に被膜を貫通する微細な細
孔とクラックが多数存在している。
プラズマは５０１ ／ １１１１７１１７）Ａ ｒガス
で電流は９００Ａである。溶射距離は１２５圏である。
で電流は９００Ａである。溶射距離は１２５圏である。
このエレメン）’に３０００以上に予熱してＣＶＤ法で
８ｎＯｘの微粒子をセラミック浴射膜内に定着させた。
８ｎＯｘの微粒子をセラミック浴射膜内に定着させた。
その後白金ペーストによシ上部電極を５〜１０μｍ厚ざ
に印刷し１３００Ｃで焼成処理をした。電極性は後湿度
全測定した結果は第５図、第６図とはｅソ同体の曲線が
侍られた。
に印刷し１３００Ｃで焼成処理をした。電極性は後湿度
全測定した結果は第５図、第６図とはｅソ同体の曲線が
侍られた。
（実施例３）
実施例１でジルコニア浴射膜の代シにジルコニヤ系ガラ
ス黄金２０μｍ厚さに印刷後１２００ｔｒで焼成しその
佼熱処理で多細孔を形成させ、実施例１同僚の方法で５
ｎ０２系のセンサを作製した。
ス黄金２０μｍ厚さに印刷後１２００ｔｒで焼成しその
佼熱処理で多細孔を形成させ、実施例１同僚の方法で５
ｎ０２系のセンサを作製した。
その結果は第５図と同様の特性が得られた。
本発明によれば恢昶ｖ１：Ｊ賀に敏速に対応できるセン
サが得られる。
サが得られる。
第１図は本発明の一実施例全示すセンサの要部構造の断
面図、第２図は本発明のセンサの感応層の断面の模式図
、第３図は本発明のセンサの一実施例を示す概要図、第
４図はセンサのｉｔ産工程の一実施例を示す配置図、第
５図は本発明のＰ型及びＮ型センサと従来の高分子セン
サとの湿度測定の一例を示すグラフ、第６図は本発明セ
ンサの耐久性の一例金示すグラフ、第７図は本発明セン
サで湿度全起覗力として検出した一例を示す図、第８図
は湿度に対する応答速度全従来の高分子センサと比軟し
たグラフ、第９図は本発明のヒータのあるセンサの模式
図、第１０図は本発明センナのＬＰＧ及び７ユームの検
出例を示すグラフ及び第１１図は溶射層表面の８０００
倍の顕微鏡写真である。 １・・・アルミナ基板、２・・・下部白金電極、３・・
・多細孔セラミックスＭ、Ｉｋ、４Ａ、４Ｂ、’４Ｃ・
・・上部白金畦極、５・・・感応物質、６．６’・・・
接合材、７゜７′・・−リード線、８・・・分割用切込
み溝、９・・・ヒータ。 冶４０ 高５凶 菊６図 １ｚ−＞”ｆ ９−シ電電りｙｓｒｔイ＆ （’）−）
浩７（２］ 温度（′／、） Ｂ手間（秒）
面図、第２図は本発明のセンサの感応層の断面の模式図
、第３図は本発明のセンサの一実施例を示す概要図、第
４図はセンサのｉｔ産工程の一実施例を示す配置図、第
５図は本発明のＰ型及びＮ型センサと従来の高分子セン
サとの湿度測定の一例を示すグラフ、第６図は本発明セ
ンサの耐久性の一例金示すグラフ、第７図は本発明セン
サで湿度全起覗力として検出した一例を示す図、第８図
は湿度に対する応答速度全従来の高分子センサと比軟し
たグラフ、第９図は本発明のヒータのあるセンサの模式
図、第１０図は本発明センナのＬＰＧ及び７ユームの検
出例を示すグラフ及び第１１図は溶射層表面の８０００
倍の顕微鏡写真である。 １・・・アルミナ基板、２・・・下部白金電極、３・・
・多細孔セラミックスＭ、Ｉｋ、４Ａ、４Ｂ、’４Ｃ・
・・上部白金畦極、５・・・感応物質、６．６’・・・
接合材、７゜７′・・−リード線、８・・・分割用切込
み溝、９・・・ヒータ。 冶４０ 高５凶 菊６図 １ｚ−＞”ｆ ９−シ電電りｙｓｒｔイ＆ （’）−）
浩７（２］ 温度（′／、） Ｂ手間（秒）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電気絶縁性基板上に形成された感応層と、該感応層
上はさんで該感応層に遊猟的に接続された仮数の電極と
を有するものであって、該感応層は対１ｉ”］する電電
極間に処びる微細割れ金有する多孔質セラミック層と、
該割れ内に定着された感応物とヲ宮むことヲ狩領とする
センサ。 ２、前記Ｊ感応物は浴敵状の金属イオン、金扁塩。 金属及び酸化物の１棟以上全定層させたものである特、
ｆＦ謂釆の範囲第１項に記載のセンサ。 ３、前記多孔質セラミックノーが浴射層でめる待ｒ「請
求の範囲第１項又は第２項に記載のセンナ。 ４、前記多孔質セラミックノーは印刷仮焼成或いは焼結
体の４膚である特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれ
かに記載のセンサ。 ５、前記゛電極が逃気註電気伝導族である特許請求の範
囲第１項〜第４項のいずれかに６己載のセンサ。 ６、前記感応層及び電極衣面に通気性の無＠絶縁膜を形
成した特許請求の範囲第５項記載のセ／す。 ７ 、 を気絶縁性基体上に形成された感応層と、該感
応層上はさんで該感応層に屯気的に接続された複数の岨
毬とを有するものであって、前記感応層は対向する電気
方向に延びる微細割れを有する多孔質セラミック層と、
該割れ内に定言された感応：＠質とを當み、且詔ｊＪ記
基板にヒータが設けられていること金時慎とするセンナ
。 ；ｌ 、 Ｆ］：Ｊ記゛畦気絶縁性基体はセラζ′ツク
焼結体である特許請求の範囲第７項に記載のセンサ。 ９ 電気’ｌｅ線江基体上に形成された下部電極と、組
下都電極上に形成された感応層と、該感応層上に形成さ
ｎた上部′電極と？備えた核層構造を有すること’ＫＷ
Ｍとするセンナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58028056A JPS59153160A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58028056A JPS59153160A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59153160A true JPS59153160A (ja) | 1984-09-01 |
Family
ID=12238097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58028056A Pending JPS59153160A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59153160A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63121566U (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-08 | ||
| JP2007322342A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Murata Mfg Co Ltd | ガス検知素子及びその製造方法 |
| JP2014528590A (ja) * | 2011-10-14 | 2014-10-27 | ハインリッヒ−ハイネ−ウニベルジテート デュッセルドルフ | センサおよびセンサの製造方法 |
-
1983
- 1983-02-21 JP JP58028056A patent/JPS59153160A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63121566U (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-08 | ||
| JPH0525903Y2 (ja) * | 1987-02-02 | 1993-06-30 | ||
| JP2007322342A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Murata Mfg Co Ltd | ガス検知素子及びその製造方法 |
| JP2014528590A (ja) * | 2011-10-14 | 2014-10-27 | ハインリッヒ−ハイネ−ウニベルジテート デュッセルドルフ | センサおよびセンサの製造方法 |
| US9921175B2 (en) | 2011-10-14 | 2018-03-20 | Heinrich-Heine Universität Düsseldorf | Sensor and method for manufacturing a sensor |
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