JPS60211348A - 水素ガスセンサ− - Google Patents
水素ガスセンサ−Info
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- JPS60211348A JPS60211348A JP6933684A JP6933684A JPS60211348A JP S60211348 A JPS60211348 A JP S60211348A JP 6933684 A JP6933684 A JP 6933684A JP 6933684 A JP6933684 A JP 6933684A JP S60211348 A JPS60211348 A JP S60211348A
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- hydrogen
- hydrogen gas
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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
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】
産業上の利用分野
本発明は、水素ガスの気体中に含有される量を電気的信
号として検出する水素ガスセンサーに関する。
号として検出する水素ガスセンサーに関する。
従来例の構成とその問題点
最近、エネルギー需要の増大、環境汚染によるクリーン
エネルギーの要望から、水素ガスをエネルギー源に使用
しようとする要求が高まっている。
エネルギーの要望から、水素ガスをエネルギー源に使用
しようとする要求が高まっている。
一方、水素ガスは、引火点が低く危険性の高いガスであ
ることから水素ガスのガス漏れを検出する優れたガスセ
ンサーの要求も高まりつつある。
ることから水素ガスのガス漏れを検出する優れたガスセ
ンサーの要求も高まりつつある。
従来、一般に使用されている水素ガスセンサーは、加熱
白金線において水素ガスを燃焼させることによる白金線
の電気抵抗値変化を利用したものである。このようなセ
ンサーにおいては、次の欠点を有していた。すなわち、
水素ガス以外のイソブタン、プロパン等の可燃性のガス
が共存する場合にも、水素ガスと同様に感知してしまい
誤動作する。そのため水素ガスだけを感知できる信頼性
の高いセンサーが望まれていた。
白金線において水素ガスを燃焼させることによる白金線
の電気抵抗値変化を利用したものである。このようなセ
ンサーにおいては、次の欠点を有していた。すなわち、
水素ガス以外のイソブタン、プロパン等の可燃性のガス
が共存する場合にも、水素ガスと同様に感知してしまい
誤動作する。そのため水素ガスだけを感知できる信頼性
の高いセンサーが望まれていた。
従来より、酸化タングステン（ＷＯ２）が白金等の触媒
により水素と反応することが知られていた。
により水素と反応することが知られていた。
その反応機構は、酸化タングステンと白金もしくはパラ
ジウム等の接触界面において、水素ガスが酸化タングス
テン中にＩｎｔｅｒ ｃａｌａｔｉｏｎ媚像遼誉香→→
することであり、その結果、生成１だタングステンブロ
ンズの電気抵抗が極端に低くなるこのような現象を利用
したものとして、例えば、特開昭５７−７４６４８号公
報には、スノ（ツタ蒸着によるＷＯ３膜を利用したガス
センサーが記載されている。しかし、これらのＷＯ３膜
は多結晶体であり、水素ガスに対して感度の低いもので
あった。
ジウム等の接触界面において、水素ガスが酸化タングス
テン中にＩｎｔｅｒ ｃａｌａｔｉｏｎ媚像遼誉香→→
することであり、その結果、生成１だタングステンブロ
ンズの電気抵抗が極端に低くなるこのような現象を利用
したものとして、例えば、特開昭５７−７４６４８号公
報には、スノ（ツタ蒸着によるＷＯ３膜を利用したガス
センサーが記載されている。しかし、これらのＷＯ３膜
は多結晶体であり、水素ガスに対して感度の低いもので
あった。
発明の目的
本発明は、とのＷＯ３膜を利用する水素ガスセンサーを
改良して、より高感度で、信頼性の高い水素ガスセンサ
ーを提供することを目的とする。
改良して、より高感度で、信頼性の高い水素ガスセンサ
ーを提供することを目的とする。
発明の構成
本発明の水素ガスセンサーは、基板上に互いに独立した
２つの電極を設け、これらの電極上にまたがってアモル
ファスＷＯ３膜を設け、その上に白金もしくはパラジウ
ム層を設けたものである。
２つの電極を設け、これらの電極上にまたがってアモル
ファスＷＯ３膜を設け、その上に白金もしくはパラジウ
ム層を設けたものである。
実施例の説明
実施例１
セラミック、ガラス等の絶縁性基板上に、Ｐｔ。
Ｐｄ 、Ｎｉ 、 Ｔ ｉ 、ＡＩ 、Ａｕ 、Ａｇ
、 Ｔａ 、 ＩＴＯなどからなる２つの電極を独立し
て設け、それらの上にまたがってアモルファスＷＯ３膜
を真空蒸着法によって形成し、さらにその上に蒸着法に
よって白金層を設けた。
、 Ｔａ 、 ＩＴＯなどからなる２つの電極を独立し
て設け、それらの上にまたがってアモルファスＷＯ３膜
を真空蒸着法によって形成し、さらにその上に蒸着法に
よって白金層を設けた。
第１図は上記のようにして構成した水素ガスセンサーを
示す。１は基板、礼 ３は電極、４はＷＯ３膜、６は白
金層である。ＷＯ３は、その充填密度が６．４７乙ｍｌ
、膜厚３ｏｏｏ八である。また白金層の膜厚は１０〜１
００八程度で、アイランド状に蒸着されている。６，７
はそれぞれ電極２，３のリードであり、両者は電気抵抗
検出器に接続される。
示す。１は基板、礼 ３は電極、４はＷＯ３膜、６は白
金層である。ＷＯ３は、その充填密度が６．４７乙ｍｌ
、膜厚３ｏｏｏ八である。また白金層の膜厚は１０〜１
００八程度で、アイランド状に蒸着されている。６，７
はそれぞれ電極２，３のリードであり、両者は電気抵抗
検出器に接続される。
上記のセンサー部に一定濃度の水素ガスを吹きつけると
、電極２，３間の抵抗が大きく変化する。
、電極２，３間の抵抗が大きく変化する。
水素ガス濃度と電極間の抵抗値の関係は第２図のように
なった・ なお、電気抵抗値の測定は、±５０ｍＶ、６０Ｈｚで行
なった。測定値は、水素ガス吹きつけ後２秒 □後の値
である。この後センサー部に空気を吹きつけると、３〜
６秒以内に元の状態に回復した。
なった・ なお、電気抵抗値の測定は、±５０ｍＶ、６０Ｈｚで行
なった。測定値は、水素ガス吹きつけ後２秒 □後の値
である。この後センサー部に空気を吹きつけると、３〜
６秒以内に元の状態に回復した。
実施例２
実施例１においてアモルファスＷへ膜の蒸着時の真空度
をかえて異なった充填密度の膜を３０ｏ。
をかえて異なった充填密度の膜を３０ｏ。
人の厚みに蒸着し、実施例１と同様のセンサーを作成し
て試験した。その結果、充填密度が低くなる膜はど水素
ガスに対する感度が高くなった。しかし、充填密度が低
くなるとＷＯ３膜自身が脆くなり安定性に欠けることが
判かった。安定で、かつ高感度のＷＯ３膜は、充填密度
４．ｏ−ｅ、ｏｇ／ｄ（Ｄものが好ましかった。
て試験した。その結果、充填密度が低くなる膜はど水素
ガスに対する感度が高くなった。しかし、充填密度が低
くなるとＷＯ３膜自身が脆くなり安定性に欠けることが
判かった。安定で、かつ高感度のＷＯ３膜は、充填密度
４．ｏ−ｅ、ｏｇ／ｄ（Ｄものが好ましかった。
さらに、ＷＯ３膜の充填密度を５．４ｇ／ｃｎｔと一定
にして膜厚を変化させて検討した結果、薄い状態′の膜
はど高い感度を示した。好ましい膜厚は１００〜１００
００への範囲であった。
にして膜厚を変化させて検討した結果、薄い状態′の膜
はど高い感度を示した。好ましい膜厚は１００〜１００
００への範囲であった。
実施例３
実施例１において、ｐｔを蒸着法で析出させる代わりに
ＷＯ３膜が蒸着された基板をアルコール３０％含む塩化
白金酸水溶液に浸漬し、太陽光もシくハキセノンランプ
により光照射してＷＯ３ 膜官ｐｔを光電気化学的に析
出させた。他は同様にして実施例１と同様のセンサーを
作成した。このセンサ４素ガスに対する感度は実施例、
のセンサーより約２倍はど高感度であった。
ＷＯ３膜が蒸着された基板をアルコール３０％含む塩化
白金酸水溶液に浸漬し、太陽光もシくハキセノンランプ
により光照射してＷＯ３ 膜官ｐｔを光電気化学的に析
出させた。他は同様にして実施例１と同様のセンサーを
作成した。このセンサ４素ガスに対する感度は実施例、
のセンサーより約２倍はど高感度であった。
実施例４
実施例３における光電気化学的にｐｔ を析出させる条
件を変化させて、ＷＯ３膜上にｐｔを析出させてセンサ
ーを作成し、水素ガスに対する感度を測定した。その結
果、ｐｔを析出させる条件として、塩化白金酸濃度が１
×１ｏ 〜ＩＸ１０ モル／ｌの範囲が好ましく、又、
添加するアルコールとして、エタノール、メタノール、
プロパツールの他種々のアルコールが使用でき、その濃
度は１０〜ｓｏ％の範囲で効果があった。
件を変化させて、ＷＯ３膜上にｐｔを析出させてセンサ
ーを作成し、水素ガスに対する感度を測定した。その結
果、ｐｔを析出させる条件として、塩化白金酸濃度が１
×１ｏ 〜ＩＸ１０ モル／ｌの範囲が好ましく、又、
添加するアルコールとして、エタノール、メタノール、
プロパツールの他種々のアルコールが使用でき、その濃
度は１０〜ｓｏ％の範囲で効果があった。
塩化白金酸の他、塩化白金酸カリウムも使用できる。又
、照射する光は、２．７ｅＶ以上のエネルギーの光にお
いてｐｔの析出が可能であった。
、照射する光は、２．７ｅＶ以上のエネルギーの光にお
いてｐｔの析出が可能であった。
なお、以上の実施例は、触媒としてｐｔを使用した例を
示したが、ｐｔに代えてＰｄを使用した場合も全く同様
の効果が確認できた。
示したが、ｐｔに代えてＰｄを使用した場合も全く同様
の効果が確認できた。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、高感度の水素 第ガス
センサーが得られる。
センサーが得られる。
第１図は本発明の実施例の水素ガスセンサーの縦断面図
、第２図は水素ガス濃度とセンサーの電気抵抗値の関係
を示す図である。 ＊ °−＝！＆・２・３−°−ｉｉ″′・“、、、、、
、ＷＯ，ＪＩｇ・ あ。 ６・・・・・・白金層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１多室 八 球 抗 値 （ｆＬ） １図 Ｈ１裏Ｘ ＜ｒｒｍ〕
、第２図は水素ガス濃度とセンサーの電気抵抗値の関係
を示す図である。 ＊ °−＝！＆・２・３−°−ｉｉ″′・“、、、、、
、ＷＯ，ＪＩｇ・ あ。 ６・・・・・・白金層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１多室 八 球 抗 値 （ｆＬ） １図 Ｈ１裏Ｘ ＜ｒｒｍ〕
Claims (3)
- （１）同一基板上に設けられた２つの電極上にまたがっ
テ、アモルファス酸化タングステン層を設け、さらにそ
の上に白金もしくはパラジウムを析出させたことを特徴
とする水素ガスセンサー。 - （２）前記酸化タングステン層が、充填密度４．０〜６
、ｏ９／ｄである特許請求の範囲第１項記載の水素ガス
センサー。 - （３）前記白金もしくはパラジウムが光電気化学的に析
出させたものである特許請求の範囲第１項記載の水素ガ
スセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6933684A JPS60211348A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 水素ガスセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6933684A JPS60211348A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 水素ガスセンサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60211348A true JPS60211348A (ja) | 1985-10-23 |
| JPH053540B2 JPH053540B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=13399604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6933684A Granted JPS60211348A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 水素ガスセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60211348A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4440572A1 (de) * | 1994-11-14 | 1996-05-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Schaltbarer Beschichtungsaufbau |
| US6723566B2 (en) * | 2000-05-05 | 2004-04-20 | Midwest Research Institute | Pd/Ni-WO3 anodic double layer gasochromic device |
| EP1591777A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Hydrogen sensor and method for detecting hydrogen |
| JP2007071866A (ja) * | 2005-08-10 | 2007-03-22 | Tokyo Univ Of Science | ガスセンサ用薄膜、ガスセンサ用素子体およびガスセンサ用素子体の製造方法 |
| JP2011021911A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Ulvac Japan Ltd | 水素ガスセンサ及び水素ガスセンサの製造方法 |
| US8052898B2 (en) * | 2006-04-04 | 2011-11-08 | Japan Atomic Energy Agency | Hydrogen gas detecting material and the coating method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007279061A (ja) * | 2007-06-19 | 2007-10-25 | Osaka Gas Co Ltd | パルス駆動型薄膜ガスセンサおよびその製造方法 |
Citations (8)
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| JPS53141097A (en) * | 1977-05-16 | 1978-12-08 | Toshiba Corp | Gas sensing element |
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| JPS55124058A (en) * | 1979-03-09 | 1980-09-24 | Gen Motors Corp | Titanium dioxide exhaust sensor |
| JPS5690250A (en) * | 1979-12-22 | 1981-07-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Detection element of combustible gas |
| JPS5774648A (en) * | 1980-08-28 | 1982-05-10 | Siemens Ag | Selective thin film gas sensor and manufacture thereof |
| JPS5857702A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-06 | 三洋電機株式会社 | 湿度センサ− |
| JPS58182545A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-25 | Hitachi Ltd | 一酸化炭素ガス検知素子 |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP6933684A patent/JPS60211348A/ja active Granted
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| US8025843B2 (en) | 2004-04-28 | 2011-09-27 | Alps Electric Co., Ltd. | Hydrogen sensor |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053540B2 (ja) | 1993-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |