JPS5991338A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
- Publication number
- JPS5991338A JPS5991338A JP20076482A JP20076482A JPS5991338A JP S5991338 A JPS5991338 A JP S5991338A JP 20076482 A JP20076482 A JP 20076482A JP 20076482 A JP20076482 A JP 20076482A JP S5991338 A JPS5991338 A JP S5991338A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- filter layer
- sensor
- change
- thin
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/02—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content
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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】
本発明はガスを検知するガスセンサに関するものである
。
。
従来のガスセンサの一つとして半導体表面へのガスの吸
着による電気抵抗の変化を利用するものがあった。この
ガスセンサは吸着状態、素子表面の状態など種々の丙午
が複雑にからみ合うため電気抵抗の再現性に乏しいとい
う欠点があった。またリフレッシュのため素子をヒータ
で加熱して使用しなければならず、操作が煩雑であり大
電流を必要としていた。さらにガスセンサの検知出力を
デジタル処理する場合、Ａ−Ｄ変換器が必要であり構成
的に複雑となってしまった。
着による電気抵抗の変化を利用するものがあった。この
ガスセンサは吸着状態、素子表面の状態など種々の丙午
が複雑にからみ合うため電気抵抗の再現性に乏しいとい
う欠点があった。またリフレッシュのため素子をヒータ
で加熱して使用しなければならず、操作が煩雑であり大
電流を必要としていた。さらにガスセンサの検知出力を
デジタル処理する場合、Ａ−Ｄ変換器が必要であり構成
的に複雑となってしまった。
本発明は検知量の再現性がよく、ヒータが不要であり、
検知後のデータ処理が容易なガスセンサを提供するもの
である。
検知後のデータ処理が容易なガスセンサを提供するもの
である。
以下本発明の一実施例を詳細に説明する。
第１〜２図において、１は圧電振動子の一例として厚み
すべり振動を行うＡＴカットの水晶振動子を示している
。水晶振動子１はプラノコンペックス状の水晶片２の両
主面に駆動電極３．４を蒸着などにより形成したもので
ある。６α、４ａはそれぞれ駆動電極３．４より反対方
向に外周端まで延出する引出し電極である。駆動電極３
．４および引出し電極３α、４αは同時に蒸着されるも
のであり、化学的に安定な金などが望ましい。５はセン
サ薄膜であり、本実施例では硫化水素（Ｈ，Ｓ）を検出
するように銀を蒸着して形成しである。センサＮ膜５は
駆動電極３の上部の水晶片２の中央部に形成しである。
すべり振動を行うＡＴカットの水晶振動子を示している
。水晶振動子１はプラノコンペックス状の水晶片２の両
主面に駆動電極３．４を蒸着などにより形成したもので
ある。６α、４ａはそれぞれ駆動電極３．４より反対方
向に外周端まで延出する引出し電極である。駆動電極３
．４および引出し電極３α、４αは同時に蒸着されるも
のであり、化学的に安定な金などが望ましい。５はセン
サ薄膜であり、本実施例では硫化水素（Ｈ，Ｓ）を検出
するように銀を蒸着して形成しである。センサＮ膜５は
駆動電極３の上部の水晶片２の中央部に形成しである。
６はフィルタ層であり、センサ薄膜５を被覆するように
水晶片２の一方の主面に形成しである。フィルタ層６は
本実施例ではテフロン（フッ素樹脂）を粒子状に蒸着し
たものであり、硫化水素を透過するが水蒸気、水滴など
の付着を防止するものである。７は保護膜であり、水晶
片２の他方の主面を被覆している。
水晶片２の一方の主面に形成しである。フィルタ層６は
本実施例ではテフロン（フッ素樹脂）を粒子状に蒸着し
たものであり、硫化水素を透過するが水蒸気、水滴など
の付着を防止するものである。７は保護膜であり、水晶
片２の他方の主面を被覆している。
保護膜７は本実施例ではフィルタ層６と同様にテフロン
を装蒸したものである。保護膜７はフィルタ層６のよう
に粒子状に蒸着する必要はなく、水晶片の他方の主面を
均一に被覆するように形成しである。水晶振動子１には
す１出し電極３α、４ａの外周端部より電界が印加され
るようにしである第３図は水晶振動子ユの発振回路を示
しており、８は抵抗、９はＣＭＯＳインバータ、１０．
１１は負荷容量である。
を装蒸したものである。保護膜７はフィルタ層６のよう
に粒子状に蒸着する必要はなく、水晶片の他方の主面を
均一に被覆するように形成しである。水晶振動子１には
す１出し電極３α、４ａの外周端部より電界が印加され
るようにしである第３図は水晶振動子ユの発振回路を示
しており、８は抵抗、９はＣＭＯＳインバータ、１０．
１１は負荷容量である。
つぎに本発明のガスセンサによるガスの検知について述
べる。水晶振動子１の周囲に硫化水素が存在すると、こ
の硫化水素はフィルタ層６を透過しセンサ薄膜５の銀と
化合し硫化銀が生成される。フィルタ層６および裏面の
保護膜７は水蒸気。
べる。水晶振動子１の周囲に硫化水素が存在すると、こ
の硫化水素はフィルタ層６を透過しセンサ薄膜５の銀と
化合し硫化銀が生成される。フィルタ層６および裏面の
保護膜７は水蒸気。
水滴などが水晶振動子１に付着するのを防にしている。
硫化銀の生成により水晶片２上のセンザ薄Ｍ５の質量が
ΔＷ変化し、そのため水晶振動子との基準周波数ｆｏが
Δｆだけ変動する。このΔＷとΔｆとの関係は一般に次
式で表わされる。
ΔＷ変化し、そのため水晶振動子との基準周波数ｆｏが
Δｆだけ変動する。このΔＷとΔｆとの関係は一般に次
式で表わされる。
２ ΔＷ
Δｆ”−２，５Ｘ １０” １０ Ｘ。
ここでＡは電極の面積である。Δｆ、ΔＷは毎秒あたり
の変化量であり、ガス濃度によって決定する量であり、
検出感度を高くしたいときはΔｆ。
の変化量であり、ガス濃度によって決定する量であり、
検出感度を高くしたいときはΔｆ。
ΔＷを大きくするようにフィルタ層６を粒子状に薄くす
ればよく、逆に長期測定する場合など検出感度を低くし
たいときはフィルタ層６を厚く緻密に形成する。
ればよく、逆に長期測定する場合など検出感度を低くし
たいときはフィルタ層６を厚く緻密に形成する。
水晶振動・子１の基準周波数１０ とガス吸着時の出力
周波数ｆとの変動分Δｆはミキサなどにより検出する。
周波数ｆとの変動分Δｆはミキサなどにより検出する。
ガス濃度が一定の場合は第４図のグラフ１２に示すよう
に時Ｅ Ｔとともに周波数変動Δｆは直線的に変動する
。そしてグラフ１２の勾配よりガス濃度を知ることがで
きる。グラフ１３はグラフ１２の場合よりガス濃度が低
く一定している場合の周波数変動Δｆを示している。ま
た図示していないがガス濃度が変化する場合はグラフの
勾配が変化することから検知することができる。このよ
うにガスの検出を水晶振動子ユの周波数変動に変換して
検出するので消費電流が小さく極めて高精度、２検出が
でき、検出出力はＡ−Ｄ変換器を用いることなく直接デ
ジタル処理が行える。
に時Ｅ Ｔとともに周波数変動Δｆは直線的に変動する
。そしてグラフ１２の勾配よりガス濃度を知ることがで
きる。グラフ１３はグラフ１２の場合よりガス濃度が低
く一定している場合の周波数変動Δｆを示している。ま
た図示していないがガス濃度が変化する場合はグラフの
勾配が変化することから検知することができる。このよ
うにガスの検出を水晶振動子ユの周波数変動に変換して
検出するので消費電流が小さく極めて高精度、２検出が
でき、検出出力はＡ−Ｄ変換器を用いることなく直接デ
ジタル処理が行える。
また水晶振動子は封止容器に封入する必要がないため、
極めて小型のガスセンサとすることができる。
極めて小型のガスセンサとすることができる。
なお本実施例では水晶片の一方の主面にセンサ薄ｊ換、
フィルタ層を形成し、他方の主面は保護膜で被覆する構
成としたが、両主面にセンサ薄膜。
フィルタ層を形成し、他方の主面は保護膜で被覆する構
成としたが、両主面にセンサ薄膜。
フィルタ層を形成し保護膜を設けない構成としてもよい
。
。
またフィルタ層、保護膜は引出し電極の接続部を除き水
晶片の外周端部まで形成するようにしてもよい。
晶片の外周端部まで形成するようにしてもよい。
さらにセンサ薄膜を水晶振動子の一方の主面に設けた場
合、このセンサ簿膜を被覆する粒子状に形成したフィル
タ層を水晶振動子１の他方の主面にも形成し、保護膜と
してもよい。
合、このセンサ簿膜を被覆する粒子状に形成したフィル
タ層を水晶振動子１の他方の主面にも形成し、保護膜と
してもよい。
以上述べたように本発明によれば、小型で高精度であり
、消費電流が極めて小さく、検知出力を直接デジタル処
理できるガスセンサを提供することができる。
、消費電流が極めて小さく、検知出力を直接デジタル処
理できるガスセンサを提供することができる。
第１図は本発明の一実施例の検知部分の正面図、第２図
は第１図ＩＩ −ＩＩ線断面図、第３図は発振回路図：
、１．第４図は周波数変動を示すグラフである↓・・・
・・・水晶振動子 ５・・・・・・センサ酵膜 ６・・・・・・フィルタ層 ８・・・・・・抵 抗 ９・・・・・・０Ｍ０Ｓインバータ １０．１１・・・・・・負荷容量 以 上 出願人 株式会社 精工舎 代理人 弁理士 最上 務
は第１図ＩＩ −ＩＩ線断面図、第３図は発振回路図：
、１．第４図は周波数変動を示すグラフである↓・・・
・・・水晶振動子 ５・・・・・・センサ酵膜 ６・・・・・・フィルタ層 ８・・・・・・抵 抗 ９・・・・・・０Ｍ０Ｓインバータ １０．１１・・・・・・負荷容量 以 上 出願人 株式会社 精工舎 代理人 弁理士 最上 務
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 圧電振動子と、この圧電振動子の主面に設けたセンサ薄
膜と、上記センサ薄膜を被覆し所定のガスのみ透過可能
のフィルタ層と、上記圧電振動子の発振回路とを具備し
、 上記フィルタ層を透過したガスの上記センサ薄膜への吸
着による質量変化に対応する共振周波数の変動よりガス
を検出することを特徴とするガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20076482A JPS5991338A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20076482A JPS5991338A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5991338A true JPS5991338A (ja) | 1984-05-26 |
Family
ID=16429777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20076482A Pending JPS5991338A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5991338A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465613C (zh) * | 2005-06-28 | 2009-03-04 | 上海理工大学 | 一种在线检测大气颗粒物浓度的方法及其装置 |
| CN105229444A (zh) * | 2013-05-24 | 2016-01-06 | 富士通株式会社 | 环境测定装置以及环境测定方法 |
| WO2018180793A1 (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 富士フイルム株式会社 | ガス検知素子及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-11-16 JP JP20076482A patent/JPS5991338A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465613C (zh) * | 2005-06-28 | 2009-03-04 | 上海理工大学 | 一种在线检测大气颗粒物浓度的方法及其装置 |
| CN105229444A (zh) * | 2013-05-24 | 2016-01-06 | 富士通株式会社 | 环境测定装置以及环境测定方法 |
| WO2018180793A1 (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 富士フイルム株式会社 | ガス検知素子及びその製造方法 |
| JPWO2018180793A1 (ja) * | 2017-03-28 | 2019-11-07 | 富士フイルム株式会社 | ガス検知素子及びその製造方法 |
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