JPS61283860A - 半導体ガスセンサ−用ガスフイルタ−材 - Google Patents
半導体ガスセンサ−用ガスフイルタ−材Info
- Publication number
- JPS61283860A JPS61283860A JP12509285A JP12509285A JPS61283860A JP S61283860 A JPS61283860 A JP S61283860A JP 12509285 A JP12509285 A JP 12509285A JP 12509285 A JP12509285 A JP 12509285A JP S61283860 A JPS61283860 A JP S61283860A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- sensor
- filter material
- sensitivity
- gas sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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】
産業上の利用分野
本発明は、ｌｉｍｏｇ系牛導体ガスセンサー用フィルタ
ー材に関するものである。
ー材に関するものである。
従−末技術
従来、半導体ガスセンサーの被検ガスの弁別性を向上さ
せるために、センサ一部を被検ガスに影響をあたえるこ
となく他のガス感度を低下させるような物質で被膜する
技術があった。例えば、特開１８５６−１１９８３７号
公報には、ＢｍＯＨ系半導体ガスセンサーのフィルター
材として三酸化二マンガンとアルζすとの混合物を使用
したものがあったが耐久性に中や問題があった。そのた
め、特開昭５８−１１３８４１号会報には討入性の向上
をはかるためＢ＊ＯＨ表面上に三酸化二マンガンと白金
、パラジウムまたはロジウムの貴金属または貴金属酸化
物の少なくとも１種類とを担持させたアルｔすを使用し
たフィルター材が開示されている。
せるために、センサ一部を被検ガスに影響をあたえるこ
となく他のガス感度を低下させるような物質で被膜する
技術があった。例えば、特開１８５６−１１９８３７号
公報には、ＢｍＯＨ系半導体ガスセンサーのフィルター
材として三酸化二マンガンとアルζすとの混合物を使用
したものがあったが耐久性に中や問題があった。そのた
め、特開昭５８−１１３８４１号会報には討入性の向上
をはかるためＢ＊ＯＨ表面上に三酸化二マンガンと白金
、パラジウムまたはロジウムの貴金属または貴金属酸化
物の少なくとも１種類とを担持させたアルｔすを使用し
たフィルター材が開示されている。
上記のように、従来の公知技術においてセン ８サ
ー上に施す被膜組成物として三酸化二マンガンを使用す
る理由は被検ガスに含まれる不必要なアルコールガスに
対する感度を抑制し、長期的にその効果を維持させるた
めである。
ー上に施す被膜組成物として三酸化二マンガンを使用す
る理由は被検ガスに含まれる不必要なアルコールガスに
対する感度を抑制し、長期的にその効果を維持させるた
めである。
さらに白金、パラジウムなどの貴金属又は貴金属酸化物
を添加する理由は上記の効果を向上させるためである。
を添加する理由は上記の効果を向上させるためである。
前記のフィルター材については、長期的な効果の維持に
やや問題があった。さらに、貴金属又は貴金属酸化物を
添加したものについては、目的とする被検ガスの相対感
度の調整が困難であった。
やや問題があった。さらに、貴金属又は貴金属酸化物を
添加したものについては、目的とする被検ガスの相対感
度の調整が困難であった。
本発明は、 ８１０ｇ系半導体ガスセンサーにフィルタ
ー材を塗布することにより長期的な耐久性を維持させる
と共にアルコールガスを完全に不感化することを目的と
して １）式Ｉ、ａ ８ｒ Ｍｓ ＡＩ Ｏ畠（Ｘｚｏ
、０５１−Ｘ Ｘ ｌ−Ｙ Ｙ〜０．
３．７＝０．１〜０．６）で表わされるぺ目ブスカイト
瀝酸化物からなる半導体ガスセンサー用フィルター材、
および ２）式Ｌａ 、−ｘ８ ｒＸＭ ０１ （式中ｘ−ｏ、
ｏｓ〜０．３）で表わされるペロプスカイト減酸化物に
／ｉ／、Ｏ，を重量比で４０〜７０ｓ混合してなる半導
体ガスセンサー用ガスフィルター材を提供するにある。
ー材を塗布することにより長期的な耐久性を維持させる
と共にアルコールガスを完全に不感化することを目的と
して １）式Ｉ、ａ ８ｒ Ｍｓ ＡＩ Ｏ畠（Ｘｚｏ
、０５１−Ｘ Ｘ ｌ−Ｙ Ｙ〜０．
３．７＝０．１〜０．６）で表わされるぺ目ブスカイト
瀝酸化物からなる半導体ガスセンサー用フィルター材、
および ２）式Ｌａ 、−ｘ８ ｒＸＭ ０１ （式中ｘ−ｏ、
ｏｓ〜０．３）で表わされるペロプスカイト減酸化物に
／ｉ／、Ｏ，を重量比で４０〜７０ｓ混合してなる半導
体ガスセンサー用ガスフィルター材を提供するにある。
作用
本発明のガスフィルター材を使用したＢｎＯ＠系半導体
ガスセンサーを都市ガス用センサーとして考えた場合、
ガスフィルターを施こす前のガス感度と比較してメタン
ガス感度は殆んど変らす又水素ガス感度についても僅か
しか変化しないが、アルコール感度は約５倍はど抑制さ
れる。
ガスセンサーを都市ガス用センサーとして考えた場合、
ガスフィルターを施こす前のガス感度と比較してメタン
ガス感度は殆んど変らす又水素ガス感度についても僅か
しか変化しないが、アルコール感度は約５倍はど抑制さ
れる。
また、経時特性についても安定で、加速テストにおいて
も、前記のフィルター材と比べても最もよい結果が得ら
れている。
も、前記のフィルター材と比べても最もよい結果が得ら
れている。
本発明の式２で示されるガスフィルター材に使用するア
ルミナ（α−アルミナ、ｒ−アル建す）はＬＩｍ、−エ
ｓｒｘＭｓｏ、 （Ｘ＝ ０．０５〜０．３ ）のペロ
プスカイ）Ｗ酸化物の活性成分が６０％（重量）より大
きい場合には被膜部（フィルタ一部）の導電率が大きく
なり、センサー全体が導通する。一方活性成分が３０俤
より小さい場合には、活性成分の添加効果（フィルター
効果）が小さい。
ルミナ（α−アルミナ、ｒ−アル建す）はＬＩｍ、−エ
ｓｒｘＭｓｏ、 （Ｘ＝ ０．０５〜０．３ ）のペロ
プスカイ）Ｗ酸化物の活性成分が６０％（重量）より大
きい場合には被膜部（フィルタ一部）の導電率が大きく
なり、センサー全体が導通する。一方活性成分が３０俤
より小さい場合には、活性成分の添加効果（フィルター
効果）が小さい。
被膜の厚さは１００ないし３００ｔクロンの範囲が適当
である。被膜がうすく１００ミクロン以下の場合はフィ
ルター効果が小さくまた被膜が厚（３００ｊり４７以上
の場合は熱損失が大きく、センサ一温度が低下し、セン
サーの性能が低下する。
である。被膜がうすく１００ミクロン以下の場合はフィ
ルター効果が小さくまた被膜が厚（３００ｊり４７以上
の場合は熱損失が大きく、センサ一温度が低下し、セン
サーの性能が低下する。
被膜組成物の配合割合および被膜の厚、さによって感度
およびガス成分の選択性に差が生ずるのでガスセンサー
の使用目的に応じて被膜組成物の配合割合および膜厚を
適宜調節する必要がある。
およびガス成分の選択性に差が生ずるのでガスセンサー
の使用目的に応じて被膜組成物の配合割合および膜厚を
適宜調節する必要がある。
次に、ガスフィルター材の製造方法について記述する。
８ｎＧｇ系半導体ガスセンサーにおいて、センサー上に
施すガスフィルターとして、熱的に安定で耐久性のある
ペロプスカイト型構造を持っＬ ａ □−ｘ ｓ ｒ
ｘ ｂ ｏ ＠ （ｘ ＝０．０５〜０．３）酸化物を
酢酸塩の水熱合成により調製し、さらに８５０℃以上の
温度で焼成したものとα−〃、０．との混合物を調整し
、さらにアルミナ系結合剤を添加し、水を加えてペース
ト状としたもの、又は同様にペロプスカイト型構造をも
っＬａ ８ｒＸ−Ｘ Ｘ ｕｓ、−ＹＡｔＹｏ、 （ｘ＝０．０５〜０．３．１
ｒ＝０．１〜０．６）酸化物を上記の様に調製、焼成し
たものにフルンナ系結合剤を添加し、これに水を加えて
ペーストとし、センサー表面に刷毛などにより塗布する
か、又はスプレーにより噴霧して塗布し、自然乾燥後的
５００℃で加熱焼成する。
施すガスフィルターとして、熱的に安定で耐久性のある
ペロプスカイト型構造を持っＬ ａ □−ｘ ｓ ｒ
ｘ ｂ ｏ ＠ （ｘ ＝０．０５〜０．３）酸化物を
酢酸塩の水熱合成により調製し、さらに８５０℃以上の
温度で焼成したものとα−〃、０．との混合物を調整し
、さらにアルミナ系結合剤を添加し、水を加えてペース
ト状としたもの、又は同様にペロプスカイト型構造をも
っＬａ ８ｒＸ−Ｘ Ｘ ｕｓ、−ＹＡｔＹｏ、 （ｘ＝０．０５〜０．３．１
ｒ＝０．１〜０．６）酸化物を上記の様に調製、焼成し
たものにフルンナ系結合剤を添加し、これに水を加えて
ペーストとし、センサー表面に刷毛などにより塗布する
か、又はスプレーにより噴霧して塗布し、自然乾燥後的
５００℃で加熱焼成する。
実施例
次に実施例を掲げて本発明を説明するが、これに限定さ
れるものではない。
れるものではない。
Ｓ、Ｏ、系半導体ガスセンサー上に施すガスフィルター
として、前記のべ四ツスカイト型構造をもつＩ、ａ
８ｒ Ｍｍ ＩＩ ＯＨ（Ｘ＝０．２、ｘ−ｘ
Ｘ ｌ−Ｙ Ｙター材として前記の如く
塗布、乾燥、焼成する。
として、前記のべ四ツスカイト型構造をもつＩ、ａ
８ｒ Ｍｍ ＩＩ ＯＨ（Ｘ＝０．２、ｘ−ｘ
Ｘ ｌ−Ｙ Ｙター材として前記の如く
塗布、乾燥、焼成する。
次に、本発明の構成および効果を添附図面によって説明
する。
する。
添附図面第１図はフィルター材を施さないガスセンサー
の被検ガス濃度と感度（センサーの抵抗値）との関係を
示したグラフである。
の被検ガス濃度と感度（センサーの抵抗値）との関係を
示したグラフである。
第２図は従来の三酸化二マンガンとアルミナとの混合物
をフィルター材としたガスセンサーの被検ガス濃度と感
度（センサーの抵抗値）との関係を示しており、本発明
のガスフィルターとの比較のために示したものである。
をフィルター材としたガスセンサーの被検ガス濃度と感
度（センサーの抵抗値）との関係を示しており、本発明
のガスフィルターとの比較のために示したものである。
第３図は、本発明のＬｍ Ｓｒ Ｍｓ Ｍｏ
。
。
１−Ｘ Ｘ ｌ−Ｙ Ｙ（Ｘ＝０．２、
Ｙ＝０．５）酸化物にアルミナ系結合剤を添加したフィ
ルター材を使用した場合のガスセンサーの被検ガス濃度
と感度（センサー抵抗値）との関係を示したものである
。
Ｙ＝０．５）酸化物にアルミナ系結合剤を添加したフィ
ルター材を使用した場合のガスセンサーの被検ガス濃度
と感度（センサー抵抗値）との関係を示したものである
。
第１図ないし第３図より、本発明のガスフィルターがア
ルコール感度のみを完全に弁別していることがわかる。
ルコール感度のみを完全に弁別していることがわかる。
第４図は、前記の３種類のフィルター材を（２回／日バ
ッチ式）加速テストでの水素ガス督報濃度（チ）の経時
変化（日）を示した。
ッチ式）加速テストでの水素ガス督報濃度（チ）の経時
変化（日）を示した。
第４図から、本発明のフィルター材がフィルター効果の
ないガス感度に対しても長期的にその効果を維持できる
ことがわかった。また被検ガスの相対感度も長期的に維
持できることがわかった。
ないガス感度に対しても長期的にその効果を維持できる
ことがわかった。また被検ガスの相対感度も長期的に維
持できることがわかった。
第５図は、Ｌａ Ｂｙ Ｍｓ Ｍ ｏ、
（ｘ−１−Ｘ Ｘ ｌ −Ｙ Ｙ Ｏ，２、Ｙ−０，５）をフィルター材として使用したセ
ンサーの” Ｍｓ ＣＯｓアルコールガスの濃度依存性
をセンサー出力電圧で示した。
（ｘ−１−Ｘ Ｘ ｌ −Ｙ Ｙ Ｏ，２、Ｙ−０，５）をフィルター材として使用したセ
ンサーの” Ｍｓ ＣＯｓアルコールガスの濃度依存性
をセンサー出力電圧で示した。
第６図は実施例に示すセンサーをガス検知に使用する場
合の回路図である。
合の回路図である。
発明の効果
本発明によって次のような効果が得られる。
（１）選択的にアルコール感度のみを完全に不感化する
ことができるため、センサー素地が有する被検する他の
ガス感度が相対的に増大し、例えば実施例のセンサーに
おいても第５図に示すように一酸化炭素ガス感度を取り
出すことができ、不完全燃焼ガス検知用センサーとして
も使用が可能である。
ことができるため、センサー素地が有する被検する他の
ガス感度が相対的に増大し、例えば実施例のセンサーに
おいても第５図に示すように一酸化炭素ガス感度を取り
出すことができ、不完全燃焼ガス検知用センサーとして
も使用が可能である。
（２） フィルター材として熱的に安定しているため半
導体ガスセンサーのガス感度が長期的に安定である。
導体ガスセンサーのガス感度が長期的に安定である。
（３）被検ガスの相対感度の調整が容易にできる。
（４） ガスセンサーとしての緒特性（電圧、温度、
湿度、被検ガス成分の適用条件）のバランスがとれてい
るためガスセンサーとして使い易い０
湿度、被検ガス成分の適用条件）のバランスがとれてい
るためガスセンサーとして使い易い０
第１図は、フィルター材を施さないＢｎＯＨ系半導体ガ
スセンサーの被検ガス濃度と感度（センサー抵抗値）と
の関係を示す図、 第２図は、 ＢｎＯＨ系半導体ガスセンサーにフィルタ
ー材として三酸化二マンガンとアルミナとの混合物を施
した場合の被検ガス濃度と感度（センサーの抵抗値）と
の関係を示す図、第３図は、 ８ｎＯ１系半導体ガスセ
ンサーＫ。 フィルター材としてＬａミニ−８ｒ ｘ勤、イＭＹ０１
（Ｘ＝０．２、Ｙ＝０．５）酸化物を施したガスセンサ
ーの被検ガス濃度と感度（センサーの抵抗値）との関係
を示す図、 第４図は８ｎＯｇ系半導体センサーに、前記の２種類の
フィルター材を施した一センサーと、フィルター材を施
さないセンサーとをそれぞれ都市ガス警報器に組込んだ
ものｋついて加速テスト〔温度５０℃、湿度４０チ、Ｈ
ｌｏ、１ ％を試験槽内に１日２回注入〕の水素ガス警
報濃度の経時変化を示した図である。 第４図において、曲線１はフィルター材のないセンサー
、曲線２はフィルター材として三酸化シマンガンとアル
ミナとの混合物を使用したセンサー、曲線３は本発明の
Ｌａ 、−ｘ８ ｒｘｋＡｓ 、−ＹＡｌ、ＯＢ（Ｘ
＝ ０．２、ｙ＝ｏ、ｓ）酸化物をフィルｐ−材として
使用したセンサーについての結果である。 第５図は、Ｌａ Ｓｒ Ｍｊｌ Ａｌ ０Ｂ
（Ｘ ＝０．２．１−Ｘ Ｘ ｌ−４７ Ｙ！０．５）をフィルター材として使用したセンサーの
各種ガス（”１％偽アルコール）の濃度（ｐｐｍ ）と
センサー出力（Ｖ）との関係を示す図、第６図はセンサ
ーをガス検知に使用する場合の回路図である。
スセンサーの被検ガス濃度と感度（センサー抵抗値）と
の関係を示す図、 第２図は、 ＢｎＯＨ系半導体ガスセンサーにフィルタ
ー材として三酸化二マンガンとアルミナとの混合物を施
した場合の被検ガス濃度と感度（センサーの抵抗値）と
の関係を示す図、第３図は、 ８ｎＯ１系半導体ガスセ
ンサーＫ。 フィルター材としてＬａミニ−８ｒ ｘ勤、イＭＹ０１
（Ｘ＝０．２、Ｙ＝０．５）酸化物を施したガスセンサ
ーの被検ガス濃度と感度（センサーの抵抗値）との関係
を示す図、 第４図は８ｎＯｇ系半導体センサーに、前記の２種類の
フィルター材を施した一センサーと、フィルター材を施
さないセンサーとをそれぞれ都市ガス警報器に組込んだ
ものｋついて加速テスト〔温度５０℃、湿度４０チ、Ｈ
ｌｏ、１ ％を試験槽内に１日２回注入〕の水素ガス警
報濃度の経時変化を示した図である。 第４図において、曲線１はフィルター材のないセンサー
、曲線２はフィルター材として三酸化シマンガンとアル
ミナとの混合物を使用したセンサー、曲線３は本発明の
Ｌａ 、−ｘ８ ｒｘｋＡｓ 、−ＹＡｌ、ＯＢ（Ｘ
＝ ０．２、ｙ＝ｏ、ｓ）酸化物をフィルｐ−材として
使用したセンサーについての結果である。 第５図は、Ｌａ Ｓｒ Ｍｊｌ Ａｌ ０Ｂ
（Ｘ ＝０．２．１−Ｘ Ｘ ｌ−４７ Ｙ！０．５）をフィルター材として使用したセンサーの
各種ガス（”１％偽アルコール）の濃度（ｐｐｍ ）と
センサー出力（Ｖ）との関係を示す図、第６図はセンサ
ーをガス検知に使用する場合の回路図である。
Claims (2)
- （１）Ｌａ＿１＿−＿ｘＳｒ＿ｘＭ＿１＿−＿ｙＡｌ＿
ｙＯ＿３（式中ｘは０．０５〜０．３、ｙは０．１〜０
．６である）で表わされるペロブスカイト型酸化物から
なる半導体ガスセンサー用ガスフィルター材。 - （２）Ｌａ＿１＿−＿ｘＳｒ＿ｘＭｎＯ＿３（式中ｘは
０．０５〜０．３である）で表わされるペロブスカイト
型酸化物にアルミナを重量比で４０〜７０％混合してな
る半導体ガスセンサー用ガスフィルター材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12509285A JPS61283860A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 半導体ガスセンサ−用ガスフイルタ−材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12509285A JPS61283860A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 半導体ガスセンサ−用ガスフイルタ−材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283860A true JPS61283860A (ja) | 1986-12-13 |
Family
ID=14901647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12509285A Pending JPS61283860A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 半導体ガスセンサ−用ガスフイルタ−材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61283860A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443322U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-13 | ||
| JPH0443323U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-13 | ||
| JPH0443324U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-13 |
-
1985
- 1985-06-11 JP JP12509285A patent/JPS61283860A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443322U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-13 | ||
| JPH0443323U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-13 | ||
| JPH0443324U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-13 |
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