JPS6145182B2 - - Google Patents
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- JPS6145182B2 JPS6145182B2 JP55073924A JP7392480A JPS6145182B2 JP S6145182 B2 JPS6145182 B2 JP S6145182B2 JP 55073924 A JP55073924 A JP 55073924A JP 7392480 A JP7392480 A JP 7392480A JP S6145182 B2 JPS6145182 B2 JP S6145182B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は製造上特性の均一化が図れ且つ安定し
た動作をなすSnO2系半導体ガスセンサーを得る
ことを目的とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a SnO 2 -based semiconductor gas sensor which can be manufactured with uniform characteristics and operates stably.
SnO2系半導体ガスセンサー（以下単にガスセ
ンサーと呼ぶ。）はガス吸着により金属酸化物の
導電性が変化する特性を利用したもので、酸化第
二錫（SnO2）を主成分とするｎ形半導体焼結材料
を使用したガス感知素子である。 SnO 2 -based semiconductor gas sensors (hereinafter simply referred to as gas sensors) utilize the property that the conductivity of metal oxides changes due to gas adsorption . This is a gas sensing element using semiconductor sintered material.
このガスセンサーはガス量を直接電気量に変換
する小型のトランスジユーサとして殊に家庭用ガ
ス漏れ警報器に使用されて久しい。 This gas sensor has been used for a long time as a small transducer that directly converts the amount of gas into an amount of electricity, especially in household gas leak alarms.
第１図に傍熱型のガスセンサーの外観構造図、
第２図にそのセンサー部の構造図それぞれを示
す。これらによれば、１はSnO2を主成分とする
焼結体からなるセンサーで、一対の電極２，２が
焼き付けられたセラミツクパイプ３に担持されて
いる。４，４は電極２，２に接続されたセンサー
用リード線である。５はセラミツクパイプ３内を
貫通して設けられた、センサー１を加熱するヒー
タコイルである。センサー１およびヒータコイル
５はいずれも樹脂成形された取付けベース６に支
持され、上方がステンレス金網（二重）６′で覆
われている。ガスセンサーの外観は全体として筒
体構成になつている。７，７…はガスセンサーを
組む電気回路との接続用ソケツトに挿入されるピ
ンである。 Figure 1 shows the external structure of an indirectly heated gas sensor.
Figure 2 shows the structure of each sensor section. According to these, 1 is a sensor made of a sintered body mainly composed of SnO2, and a pair of electrodes 2 , 2 are supported on a fired ceramic pipe 3. 4, 4 are sensor lead wires connected to the electrodes 2, 2. Reference numeral 5 denotes a heater coil that is provided through the ceramic pipe 3 and heats the sensor 1. Both the sensor 1 and the heater coil 5 are supported by a resin-molded mounting base 6, and the upper part is covered with a stainless wire mesh (double) 6'. The overall appearance of the gas sensor has a cylindrical structure. 7, 7... are pins that are inserted into sockets for connection to the electric circuit that assembles the gas sensor.
出願人はこのガスセンサー（例えばフイガロ技
研株式会社製…フイガロガスセンサーTGS
＃812，TGS＃813）を使用したガス検知式自動
調理器として“センサーオーブンレンジ”と呼ば
れる機種Ｒ−5000W，Ｒ−5800を市販している。
この調理器はオーブン調理とグリル調理を加熱室
に配設されたシーズヒータの輻射伝導熱により行
ない、高速調理をマグネトロンの発振出力する
2450MHzのマイクロ波により行なう、いわゆる電
気オーブンと電子レンジが一体になつた調理器で
あり、しかも従来のように使用者が食品の種類に
応じて調理時間、調理温度あるあは加熱出力等を
いちいち調節する手間が要らず、メニユー釦を操
作するだけのおまかせ調理をなす調理器として好
評を得ている。 The applicant is using this gas sensor (for example, Figaro Gas Sensor TGS manufactured by Figaro Giken Co., Ltd.)
Models R-5000W and R-5800, called "sensor microwave ovens," are commercially available as gas detection automatic cookers that use microwave ovens (#812, TGS#813).
This cooker performs oven cooking and grill cooking using radiant conduction heat from a sheathed heater installed in the heating chamber, and uses magnetron oscillation output for high-speed cooking.
It is a cooking device that combines an electric oven and a microwave oven using 2450MHz microwaves, and unlike conventional cooking, the user can adjust the cooking time, cooking temperature, heating power, etc. individually according to the type of food. It has been well-received as a cooker that does not require the hassle of making adjustments and allows you to cook automatically by simply operating the menu button.
第３図は上記センサーオーブンレンジの概略構
成図を示す。これによれば、８は略直方体形状の
金属製の加熱室であり、その外部には図示されな
いマグネトロンと導波管が設けられ、加熱室内に
マイクロ波を供給するようになつている。９はそ
のマグネトロンを冷却するフアンであり、冷却後
加熱室内に送風して食品から発生した水蒸気、
煙、臭い等を外部に排出させる。１０は加熱室８
内の上部に配設されたシーズヒータであり、トレ
イ１１に載置された食品２１を輻射加熱する。１
５は加熱室天板に穿設された多数のパンチング孔
からなる排気口であり、排気ダクト１３に連通し
て冷却フアン９の回転に応じ、加熱室内の食品か
ら発生したガス、水蒸気等を外部に排出させる。
１２は上記SnO2系半導体ガスセンサーであり、
排気ダクト１３の内壁面に取り付けられている。
１４はこの排気ダクト１３内にあつて排気流をガ
スセンサー１２に収束させるための偏向板であ
り、これによりガスセンサー１２に効率的に排気
流中のガスが供給される。 FIG. 3 shows a schematic diagram of the sensor microwave oven. According to this, reference numeral 8 is a metal heating chamber having a substantially rectangular parallelepiped shape, and a magnetron and a waveguide (not shown) are provided outside of the heating chamber to supply microwaves into the heating chamber. 9 is a fan that cools the magnetron, and after cooling, it blows air into the heating chamber to collect water vapor generated from the food,
Exhaust smoke, odors, etc. to the outside. 10 is heating chamber 8
This is a sheathed heater placed in the upper part of the tray 11 and heats the food 21 placed on the tray 11 by radiation. 1
Reference numeral 5 denotes an exhaust port consisting of a large number of punched holes drilled in the top plate of the heating chamber, which communicates with the exhaust duct 13 and discharges gas, water vapor, etc. generated from the food in the heating chamber to the outside in accordance with the rotation of the cooling fan 9. be discharged.
12 is the SnO 2 semiconductor gas sensor described above;
It is attached to the inner wall surface of the exhaust duct 13.
Reference numeral 14 denotes a deflection plate located within the exhaust duct 13 for converging the exhaust flow onto the gas sensor 12, whereby the gas in the exhaust flow is efficiently supplied to the gas sensor 12.
所で、このガスセンサーを使用する場合、殊に
上記のようなガス検知式自動調理器にあつては、
次の諸問題があつた。 By the way, when using this gas sensor, especially in the case of a gas detection type automatic cooker like the one mentioned above,
The following problems arose.
通電初期の経時特性
一般にこの種のガスセンサーを第４図の傍熱型
測定回路を使い通電に伴なうその抵抗値の変化を
測定すると、第５図に示されるように通電開始後
２〜７日経なければセンサーの抵抗値は安定しな
い、という経時特性を有している。このことは、
製造上約１週間程の通電期間経過後でないと安定
した特性を有するガスセンサーを出荷できず短期
間に且つ大量に製造することができない、いわゆ
る量産性の妨げとなり、しいてはコストアツプの
要因となつていたものである。尚、第４図の測定
回路において、測定条件はＶC＝10V，ＶH＝5V，
ＲL＝4KΩとしている。 Characteristics over time at the initial stage of energization Generally speaking, when measuring the change in resistance of this type of gas sensor as it is energized using the indirectly heated measurement circuit shown in Fig. It has a characteristic over time that the resistance value of the sensor does not stabilize until 7 days have passed. This means that
During manufacturing, gas sensors with stable characteristics cannot be shipped until after the energization period of about one week has elapsed, making it impossible to manufacture them in large quantities in a short period of time, which hinders so-called mass production and causes an increase in costs. It was something that had become familiar to me. In the measurement circuit shown in Fig. 4, the measurement conditions are V C = 10V, V H = 5V,
R L =4KΩ.
調理器（オーブンレンジ）の空焼きによる影
響
第３図に示される、ガスセンサーをガス検知素
子として塔載したオーブンレンジによれば、製品
購入後その使用に先立つてシーズヒータ１０を発
熱動作させ、一且無負荷状態で空焼き（一般的に
250℃で30分程）をするように指導されている。
この空焼きによりオーブンレンジを組立てている
シリコンゴム製品、例えばダクト用パツキン、チ
ヨークカバー、ガスセンサー用パツキン等が高温
になり、それからジメチルシロキサン
と呼ばれるガスが発生する。このガスがガスセン
サー１２に触れると、第６図に示されるように、
空焼きの前後でガスセンサーの抵抗値並びに感度
が変化（非可逆変化）する。この空焼き時におけ
るガスセンサーの不本意な特性変化は、自動調理
器として空焼き後の本調理における調理仕上り検
知に影響を与え、調理上その正確さを欠くことに
なる。 Effects of dry cooking of the cooker (microwave oven) According to the oven oven equipped with a gas sensor as a gas detection element shown in Fig. 3, after purchasing the product and before using it, the sheathed heater 10 is operated to generate heat. Dry baking under no load condition (generally
They are instructed to do this at 250℃ for about 30 minutes).
Due to this dry baking, the silicone rubber products used to assemble the microwave oven, such as the duct gasket, the pipe cover, and the gas sensor gasket, become hot, and then the dimethylsiloxane A gas called . When this gas touches the gas sensor 12, as shown in FIG.
The resistance value and sensitivity of the gas sensor change (irreversible change) before and after dry firing. This undesired change in the characteristics of the gas sensor during dry-frying affects the ability of the automatic cooker to detect the cooking completion during main cooking after dry-frying, resulting in a lack of accuracy in cooking.
高温環境下による影響
第３図に示されたオーブンレンジでオーブン調
理あるいはグリル調理をするためにシーズヒータ
１０を発熱動作させるならば、排気口１５近傍に
あるガスセンサー１２は必然的に非常に高温度な
雰囲気に晒される。ガスセンサーが150〜250℃近
くの高温環境下にあると、本来のガス接触反応に
よらず自ら抵抗値が非可逆的に低下してしまう。
このことは自動調理器としてあらかじめ設定され
た条件で調理仕上り検出ができなくなり、安定し
た調理が不可能になつてしまうことを意味する。 Effects of High Temperature Environment If the sheathed heater 10 is operated to generate heat for oven cooking or grill cooking as shown in FIG. 3, the gas sensor 12 near the exhaust port 15 will inevitably have a very high temperature. exposed to a hot atmosphere. If a gas sensor is exposed to a high-temperature environment of around 150 to 250 degrees Celsius, its resistance value will irreversibly decrease on its own, regardless of the original gas contact reaction.
This means that the automatic cooker will no longer be able to detect the cooking completion under preset conditions, making stable cooking impossible.
製造上のバラツキ
従来法で製造されたガスセンサーは第７図に示
されるようにセンサーの抵抗値並びに感度がA1
〜A6と大きくバラツキ、しかもこのバラツキを
抑えるための設計は困難であつた。このことは製
造上の歩留りに悪影響を与える。 Manufacturing Variations Gas sensors manufactured using conventional methods have a resistance value and sensitivity of A 1 as shown in Figure 7.
~ A 6 , and there was a large variation, and it was difficult to design a way to suppress this variation. This adversely affects manufacturing yield.
本発明は上記諸問題に鑑みなされたもので、特
性が均一化され、従つて量産性に富み且つ安定動
作をなすガスセンサーを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a gas sensor that has uniform characteristics, is suitable for mass production, and operates stably.
本発明を要約すれば、ガスセンサーをガス検知
素子として塔載する調理器自体から発生するガス
の内、発生率の高いガスの雰囲気中で上記ガスセ
ンサーをエージングするに、上記ガスの濃度を調
理器の空焼き時に発生するガス濃度をもとに設定
してなるSnO2系半導体ガスセンサーのエージン
グ装置に関する。 To summarize the present invention, in order to age the gas sensor in an atmosphere of gases with a high generation rate among the gases generated from the cooking appliance itself in which the gas sensor is mounted as a gas detection element, the concentration of the gas is reduced by cooking. This invention relates to an aging device for a SnO 2 semiconductor gas sensor, which is set based on the gas concentration generated during dry firing of the device.
以下本発明を図面とともに説明するが、ここ
で、第８図はガスセンサーをエージング処理する
エージング装置の概念図を縦断面により示し、第
１１図はそれに組まれた電気回路図を示す。 The present invention will be described below with reference to the drawings, in which FIG. 8 shows a conceptual diagram of an aging device for aging a gas sensor in longitudinal section, and FIG. 11 shows an electric circuit diagram assembled therein.
これらによれば、２２は密閉されたドーピング
槽であり、その内部にはジメチルシロキサンガス
を発生するシリコン化合物１６を収めた皿２０が
配設され、その下部にそれを加熱する加熱ヒータ
１７と、モータ１９により回転駆動される撹拌用
フアン１８がそれぞれ設けられている。GS，GS
…はエージング処理されるガスセンサーであり、
ドーピング槽２２の天板２５にあつてその頭部が
ドーピング槽内に挿入された状態で、そのセンサ
ー部がガスに晒されるように固定されている。ま
た、２３はドーピング槽２２の内部に配設された
多孔板形状のメツシユ板であり、その上方にはド
ーピング槽内のガス濃度を検出するガス検出素子
２４が設けられている。 According to these, 22 is a sealed doping tank, in which a dish 20 containing a silicon compound 16 that generates dimethylsiloxane gas is disposed, and a heater 17 for heating it is provided below the dish 20. A stirring fan 18 rotationally driven by a motor 19 is provided. GS, GS
...is a gas sensor that undergoes aging treatment,
It is fixed to the top plate 25 of the doping tank 22 so that its head is inserted into the doping tank and the sensor part is exposed to the gas. Further, 23 is a perforated mesh plate disposed inside the doping tank 22, and a gas detection element 24 for detecting the gas concentration in the doping tank is provided above the mesh plate.
ここで、上記メツシユ板２３は第９図に斜視図
を示すように開口面積約40mm2の多数の菱形の孔２
３ａ，２３ａ…が穿設されている。 Here, the mesh plate 23 has a large number of diamond-shaped holes 2 with an opening area of about 40 mm 2 as shown in a perspective view in FIG.
3a, 23a... are bored.
また、ドーピング槽１２の天板２５に配列され
たガスセンサーGS相互間の距離ａは、第１０図
に示されるようにガスセンサーGSの外殻寸法の
1/2以上に設定されている。 Moreover, the distance a between the gas sensors GS arranged on the top plate 25 of the doping tank 12 is the outer shell dimension of the gas sensors GS, as shown in FIG.
It is set to 1/2 or more.
次に第１１図の電気回路によれば、２６はAC
電源（100V50/60Hz）であり、これにはヒユーズ
２７とタイマー接点２９を介して該タイマー接点
２９を開閉駆動するタイマー２８とフアン１８の
回転駆動用モータ１９およびガス制御装置３０が
接続され、更にその延長上にリレー接点３２を介
して加熱ヒータ１７が接続されている。上記タイ
マー２８はドーピング槽２２でのエージング時間
を設定する時限装置であり、その設定時間は調理
器において実際に使用されている最大の調理時間
（一般には30分ないし１時間）に合致させてあ
る。ガス制御装置３０はドーピング槽内のジメチ
ルシロキサンガス濃度を所定値に維持するための
制御手段であり、ドーピング槽２２に取付けられ
た上記ガス検知素子２４に接続されて、これより
出力されるドーピング槽内のガス濃度の値とあら
かじめこのガス制御装置３０に設定されたガス濃
度の値とを比較し、前者が後者に一致した時リレ
ー３１を駆動して常閉型のリレー接点３２を開
き、加熱ヒータ１７の発熱動作を停止させるもの
である。従つて、加熱ヒータ１７はドーピング槽
内のガス濃度が一定になるよう間欠的に駆動され
る。 Next, according to the electric circuit in Figure 11, 26 is an AC
A power supply (100V50/60Hz) is connected to a timer 28 that opens and closes the timer contact 29, a motor 19 for rotating the fan 18, and a gas control device 30 via a fuse 27 and a timer contact 29. A heater 17 is connected to its extension via a relay contact 32. The timer 28 is a timer that sets the aging time in the doping tank 22, and the set time is matched to the maximum cooking time actually used in the cooker (generally 30 minutes to 1 hour). . The gas control device 30 is a control means for maintaining the dimethylsiloxane gas concentration in the doping tank at a predetermined value, and is connected to the gas detection element 24 attached to the doping tank 22, and is connected to the gas detection element 24 that is output from the doping tank. The value of the gas concentration in the above is compared with the value of the gas concentration set in advance in this gas control device 30, and when the former matches the latter, the relay 31 is driven to open the normally closed relay contact 32, and the heating is performed. This is to stop the heat generation operation of the heater 17. Therefore, the heater 17 is driven intermittently so that the gas concentration in the doping tank becomes constant.
ドーピング槽並びにその電気回路は上記の如く
構成されており、これによりガスセンサーGSは
次のようにエージング処理される。 The doping bath and its electric circuit are constructed as described above, and thereby the gas sensor GS is aged as follows.
まず、ガスセンサーGSを天板２５にセツトし
た後タイマー２８に所定のエージング時間をセツ
トする。これに伴ないモータ１９および加熱ヒー
タ１７が動作を開始し、シリコン化合物１６から
はジメチルシロキサンガスが発生する。このガス
は撹拌用フアン１８による撹拌作用でドーピング
槽内にくまなく満たされる。一方、ドーピング槽
内は加熱用ヒータ１７の発熱により150〜250℃に
まで熱せられる。 First, after setting the gas sensor GS on the top plate 25, a predetermined aging time is set on the timer 28. Along with this, the motor 19 and the heater 17 start operating, and dimethylsiloxane gas is generated from the silicon compound 16. The doping tank is completely filled with this gas by the stirring action of the stirring fan 18. On the other hand, the inside of the doping tank is heated to 150 to 250°C by the heat generated by the heater 17.
このように、ガスセンサーGSはタイマー２８
で設定された時間ジメチルシロキサンガスと高温
度に晒され、エージングがなされる。尚、エージ
ング期間中各ガスセンサーGSのセンサー用ヒー
タには所定の電圧（本例では10V）を印加してお
き、常時センサー部を400℃以上に加熱してお
く。 In this way, the gas sensor GS has a timer of 28
Aging is performed by exposing the material to dimethylsiloxane gas and high temperature for a set period of time. During the aging period, a predetermined voltage (10V in this example) is applied to the sensor heater of each gas sensor GS to constantly heat the sensor section to 400° C. or higher.
ここで、第１番目に上記エージングにおけるエ
ージング時間およびドーピング槽内のガス濃度の
最適値について考察する。 Here, first, the optimal values of the aging time and the gas concentration in the doping tank in the aging will be considered.
本発明で取扱うガスセンサーはその利用機器と
してガス検知式自動調理器を挙げている。その調
理器を対象物としてみた場合のエージング時間に
関する実験結果を第１２図に、同ガス濃度に関す
る実験結果を第１３図にそれぞれ示す。 The gas sensor used in the present invention is used in a gas detection automatic cooking device. FIG. 12 shows the experimental results regarding the aging time when the cooking device is used as an object, and FIG. 13 shows the experimental results regarding the gas concentration.
これらによれば、ガスセンサーの感度の最も良
好なエージング時間は30分ないし１時間であり、
同ガス濃度は30％前後であることが分る。これら
の値は一般に調理器で実際使用される最大の調理
時間並びに調理器を無負荷で空焼きした時に発生
するガス濃度（調理器を空焼きすると第１４図に
示すようにガス濃度は漸次増加してやがて飽和す
る。この飽和時のガス濃度を指す。）にそれぞれ
合致している。換言すれば、最適なエージング時
間はそのガスセンサーが塔載される調理器に設定
された最大調理時間とし、ガス濃度はその調理器
における無負荷での空焼き時に発生するガス濃度
とすればよいことが分る。 According to these, the aging time for the best sensitivity of the gas sensor is 30 minutes to 1 hour.
It can be seen that the gas concentration is around 30%. These values are generally based on the maximum cooking time actually used in the cooker and the gas concentration that occurs when the cooker is air-heated with no load (when the cooker is air-heated, the gas concentration gradually increases as shown in Figure 14). (This refers to the gas concentration at the time of saturation.) In other words, the optimal aging time should be the maximum cooking time set for the cooker in which the gas sensor is mounted, and the gas concentration should be the gas concentration that occurs during dry baking with no load in the cooker. I understand.
次に第２番目に、メツシユ板２３の作用効果に
ついて考察する。 Secondly, the effects of the mesh plate 23 will be considered.
メツシユ板２３は撹拌用フアン１８の撹拌を助
成することにある。即ち、撹拌用フアン１８によ
り誘起された風はメツシユ板２３の孔２３ａ，２
３ａ…により減速且つ風量の分散化がなされてド
ーピング槽内上部空間Ａに送給され、略均一なガ
ス濃度を有した緩やかな流れに交換されて各ガス
センサーGS，GS…のセンサー部に接触する。も
し、このメツシユ板２３が設けてなければ撹拌用
フアン１８の風が直接ガスセンサーGSに吹きつ
けられ、そのセンサー部から熱を奪つてセンサー
用ヒータの加熱作用を妨害するばかりか、天板２
５におけるガスセンサーGSに取付け位置によつ
てはガスセンサーに接する風量およびガス濃度に
不均一さを生じる。 The purpose of the mesh plate 23 is to assist the stirring fan 18 in stirring. That is, the wind induced by the stirring fan 18 flows through the holes 23a and 2 of the mesh plate 23.
The gas is decelerated and the air volume is dispersed by 3a... and is fed to the upper space A in the doping tank, where it is exchanged into a gentle flow with a substantially uniform gas concentration and comes into contact with the sensor section of each gas sensor GS, GS... do. If this mesh plate 23 is not provided, the wind from the stirring fan 18 will blow directly onto the gas sensor GS, which will not only remove heat from the sensor section and interfere with the heating action of the sensor heater, but also cause the top plate 2
Depending on the mounting position of the gas sensor GS in step 5, non-uniformity may occur in the air volume and gas concentration in contact with the gas sensor.
そして第３番目に、ガスセンサーGSの取付け
間隔について考察する。 Thirdly, let's consider the installation interval of the gas sensor GS.
天板２５におけるガスセンサー配列間隔ａをそ
の外殻寸法の1/2以下とすると、そこに流れるジ
メチルシロキサンガスの流れが不均一になるばか
りか、ガスセンサー自体がセンサー用ヒータによ
り400℃以上に加熱されているためにガスセンサ
ー相互間での熱的悪影響がある。実験によれば、
ガスセンサーGSの配列間隔ａはその外殻寸法の
1/2以上とすることが好ましいと判明した。 If the gas sensor arrangement interval a on the top plate 25 is set to less than 1/2 of the outer shell dimension, not only will the flow of dimethylsiloxane gas flowing there become uneven, but the gas sensor itself will be heated to over 400°C by the sensor heater. Because they are heated, there is an adverse thermal effect between the gas sensors. According to experiments,
The arrangement interval a of the gas sensor GS is the outer shell dimension.
It has been found that it is preferable to set it to 1/2 or more.
このような条件下でエージング処理されたガス
センサーの特性は次のように改善された。 The characteristics of the gas sensor aged under these conditions were improved as follows.
○イ 通電初期の経時特性
第１５図に示されるように、従来のガスセンサ
ーに比べ抵抗値が安定するまでに要する時間は12
時間から１日と格段と短かくなつた。○A Time characteristics at the initial stage of energization As shown in Figure 15, the time required for the resistance value to stabilize is 12 seconds compared to conventional gas sensors.
The time has become much shorter, from hours to one day.
通電初期の経時特性、即ちセンサーの抵抗値が
安定するまでの時間が短かいということは、ガス
センサーの量産過程における特性チエツク（測
定、検査）が12時間ないし１日という短時間の通
電作業後直ちに実施できる優位性があるというこ
とである。従来ならば３日ないし７日にわたる長
期間の通電作業を経なければ特性をチエツクでき
ず、従つて量産化の足手まといになつていたこと
に鑑み、本発明によるエージング処理されたガス
センサーはきわめて量産性に富んでいることが分
る。因に、このエージング処理されたガスセンサ
ーの抵抗値および感度値の量産分布を調べると第
１７図のようである。これから明示されるよう
に、従来（第７図参照）に比べ非常にバラツキの
少ない収束した分布が得られている。このことは
本発明によるエージング処理を行なえば、量産さ
れた各ガスセンサーの特性に均一性が期待される
ので、このガスセンサーをガス検知式自動調理器
に使用してバラツキの少ない調理仕上りを実現で
きる優位性がある。 The aging characteristics at the initial stage of energization, that is, the short time it takes for the sensor's resistance value to stabilize, means that characteristic checks (measurements and inspections) during the mass production process of gas sensors are performed after energization work for a short time of 12 hours or 1 day. This means that it has the advantage of being able to be implemented immediately. In the past, the characteristics could not be checked without conducting energization work for a long period of 3 to 7 days, which was a hindrance to mass production.In light of this, the aged gas sensor of the present invention It can be seen that it is extremely suitable for mass production. Incidentally, when examining the mass production distribution of the resistance value and sensitivity value of this aged gas sensor, it is as shown in Fig. 17. As will be clearly shown, a converged distribution with much less variation than the conventional one (see FIG. 7) is obtained. This means that if the aging treatment according to the present invention is performed, it is expected that the characteristics of each mass-produced gas sensor will be uniform, so this gas sensor can be used in a gas detection type automatic cooker to achieve a cooking finish with less variation. We have the advantage of being able to do so.
○ロ 調理器（オーブンレンジ）の空焼きによる影
響
空焼き時に発生するジメチルシロキサンガスに
よつてセンサーの低抗値並びに感度は変化せず、
第１６図に示されるように安定している。従つ
て、ガス検知式自動調理器においてその空焼後の
本調理における食品の調理仕上り状態は常に安定
する。○B Effects of dry cooking of the cooker (microwave oven) The low resistance value and sensitivity of the sensor do not change due to the dimethylsiloxane gas generated during dry baking.
It is stable as shown in FIG. Therefore, in the gas detection type automatic cooker, the cooked state of the food during main cooking after dry baking is always stable.
第１８図にセンサー感度値と食品の仕上り温度
の関係を示すように、従来のガスセンサーが第７
図の如くA1〜A6の範囲でバラツキがあつたこと
から仕上り温度の差T2は非常に大きかつたのに
対し、エージング処理されたガスセンサーを用い
ればA1〜A2の狭い範囲でのバラツキがであるか
ら、仕上り温度差T1はT2より大巾に小さい。従
つて、仕上り時の調理出き具合は略設計通りとな
る。 As shown in Figure 18, which shows the relationship between the sensor sensitivity value and the finishing temperature of food, the conventional gas sensor
As shown in the figure, the difference in finishing temperature T2 was very large because there were variations in the range of A1 to A6 , whereas if an aged gas sensor was used, the difference in finishing temperature was within the narrow range of A1 to A2 . Since the variation in temperature is , the finishing temperature difference T 1 is much smaller than T 2 . Therefore, the degree of cooking at the time of finishing is approximately as designed.
○ハ 高温環境下による影響
一旦高温度下でガスセンサーをエージング処理
すると第１９図の△―△線で示されるように、以
後常温時と何ら変わらない抵抗値を示す。尚、同
図中〇―〇線は従来法により製造されたガスセン
サーの特性を示す。従つて、実際オーブンレンジ
のガス検知素子として使用しそのグリル調理ある
いはオーブン調理時に高温度の環境下に晒されて
も、ガスセンサーは常に安定したガス検知を実行
する。○C Effect of high temperature environment Once a gas sensor is aged under high temperature, as shown by the △-△ line in Fig. 19, the resistance value is no different from that at room temperature. In addition, the ○-○ line in the same figure shows the characteristics of the gas sensor manufactured by the conventional method. Therefore, even when actually used as a gas detection element in an oven range and exposed to a high temperature environment during grilling or oven cooking, the gas sensor always performs stable gas detection.
以上のように、本発明のエージング装置によつ
てエージングすれば、多数のSnO2系半導体ガス
センサーが短時間で均一にエージングされるので
量産性が良い他、エージンのバラツキが少ないの
で精度の高い特性チエツクができる。 As described above, when aging is performed using the aging device of the present invention, a large number of SnO 2 -based semiconductor gas sensors can be aged uniformly in a short period of time, resulting in good mass production. You can check the characteristics.
従つて本発明のエージン装置によつてエージン
グされたSnO2系半導体ガスセンサーは安価かつ
特性のバラツキが少ないものとなる。 Therefore, the SnO 2 semiconductor gas sensor aged by the aging device of the present invention is inexpensive and has little variation in characteristics.
尚、上記実施例では傍熱型のガスセンサーを扱
つたが、直熱型として設計されたSnO2系半導体
ガスセンサーにも同様に適用され得る。 Although the above embodiment deals with an indirectly heated gas sensor, the present invention can be similarly applied to a SnO 2 -based semiconductor gas sensor designed as a directly heated type.
第１図はガスセンサー（傍熱型）の外観構造
図。第２図は同センサーの外観構造図。第３図は
ガス検知式自動調理器（オーブンレンジ）の概略
構成図。第４図は傍熱型ガスセンサー用の測定回
路図。第５図は従来のガスセンサー経時特性を示
す図。第６図は調理器の空焼きによる従来のガス
センサーの抵抗値並びに感度の変化を示す図。第
７図は量産された従来のガスセンサーの感度値並
びに抵抗値のバラツキを示す図。第８図は本発明
に係るエージング装置の概念図。第９図はそのメ
ツシユ板の斜視図。第１０図はガスセンサーGS
の配列を説明する平面図。第１１図はエージング
装置に組まれた電気回路を示す図。第１２図はエ
ージング時間とセンサー感度の関係を示す図。第
１３図はガス濃度とセンサー感度の関係を示す
図。第１４図は調理器の空焼き時に発生するガス
濃度を示す図。第１５図は本発明により得られた
ガスセンサーの経時特性を示す図。第１６図は調
理器の空焼きによる、本発明により得られたガス
センサーの抵抗値並びに感度の変化を示す図。第
１７図は量産された本発明に係るガスセンサーの
感度値並びに抵抗値のバラツキを示す図。第１８
図はガスセンサーの感度値のバラツキと食品の仕
上り温度の関係を説明する図。第１９図は高温環
境下におけるガスセンサーの抵抗値の変化を示す
図。
GS：ガスセンサー、１６：シリコン化合物、
１７：加熱用ヒータ、１８：撹拌用フアン、２
２：ドーピング槽。
Figure 1 shows the external structure of the gas sensor (indirectly heated type). Figure 2 shows the external structure of the sensor. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a gas detection type automatic cooker (microwave oven). Figure 4 is a measurement circuit diagram for an indirectly heated gas sensor. FIG. 5 is a diagram showing the aging characteristics of a conventional gas sensor. FIG. 6 is a diagram showing changes in the resistance value and sensitivity of a conventional gas sensor due to dry cooking of the cooker. FIG. 7 is a diagram showing variations in sensitivity and resistance values of conventional mass-produced gas sensors. FIG. 8 is a conceptual diagram of an aging device according to the present invention. FIG. 9 is a perspective view of the mesh plate. Figure 10 shows gas sensor GS
FIG. FIG. 11 is a diagram showing an electric circuit installed in the aging device. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between aging time and sensor sensitivity. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between gas concentration and sensor sensitivity. FIG. 14 is a diagram showing the concentration of gas generated when the cooker is air-heated. FIG. 15 is a diagram showing the temporal characteristics of the gas sensor obtained by the present invention. FIG. 16 is a diagram showing changes in the resistance value and sensitivity of the gas sensor obtained by the present invention due to dry firing of the cooker. FIG. 17 is a diagram showing variations in sensitivity and resistance values of mass-produced gas sensors according to the present invention. 18th
The figure explains the relationship between variations in the sensitivity values of gas sensors and the finishing temperature of food. FIG. 19 is a diagram showing a change in resistance value of a gas sensor under a high temperature environment. GS: gas sensor, 16: silicon compound,
17: Heating heater, 18: Stirring fan, 2
2: Doping tank.
Claims (1)
部空間と下部空間とに仕切るメツシユ板と、上記
下部空間に配設されたシリコン化合物収納皿と、
該皿を加熱するヒータと、上記皿及びヒータに送
風して槽内のガスを撹拌するフアンと、上記槽の
上面を覆い且つエージング用ガスセンサーを所定
間隔の配列で装着する天板と、上記上部空間のガ
ス濃度を検知して上記ヒータへの通電を制御する
ことにより槽内のガス濃度を所定濃度に制御する
ガス濃度制御装置と、エージング時間を設定する
時限装置とからなるSnO2系半導体ガスセンサー
のエージング装置。1. A doping tank with an open top surface, a mesh plate that partitions the inside of the tank into an upper space and a lower space, and a silicon compound storage tray disposed in the lower space,
a heater that heats the dish; a fan that blows air to the dish and the heater to stir the gas in the tank; a top plate that covers the top surface of the tank and on which aging gas sensors are mounted at predetermined intervals; SnO2 -based semiconductor consisting of a gas concentration control device that controls the gas concentration in the tank to a predetermined concentration by detecting the gas concentration in the upper space and controlling energization to the heater, and a timer that sets the aging time. Gas sensor aging device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7392480A JPS56168541A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Aging device for sno2 series semiconductor gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7392480A JPS56168541A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Aging device for sno2 series semiconductor gas sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56168541A JPS56168541A (en) | 1981-12-24 |
| JPS6145182B2 true JPS6145182B2 (en) | 1986-10-07 |
Family
ID=13532174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7392480A Granted JPS56168541A (en) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Aging device for sno2 series semiconductor gas sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56168541A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0574871U (en) * | 1992-03-16 | 1993-10-12 | 小林記録紙株式会社 | Delivery slip |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56151349A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-24 | Sharp Corp | Aging method for sno2 semiconductor gas sensor |
-
1980
- 1980-05-30 JP JP7392480A patent/JPS56168541A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56151349A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-24 | Sharp Corp | Aging method for sno2 semiconductor gas sensor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0574871U (en) * | 1992-03-16 | 1993-10-12 | 小林記録紙株式会社 | Delivery slip |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56168541A (en) | 1981-12-24 |
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