JPS627497B2 - - Google Patents
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- JPS627497B2 JPS627497B2 JP8559080A JP8559080A JPS627497B2 JP S627497 B2 JPS627497 B2 JP S627497B2 JP 8559080 A JP8559080 A JP 8559080A JP 8559080 A JP8559080 A JP 8559080A JP S627497 B2 JPS627497 B2 JP S627497B2
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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
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- G01N27/16—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by burning or catalytic oxidation of surrounding material to be tested, e.g. of gas
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は酸化銀を含んだガラス成分を用いて形
成した接触燃焼式の感ガス素子に関するものであ
る。
成した接触燃焼式の感ガス素子に関するものであ
る。
［従来の技術］
従来から、感ガス素子の一種として、接触燃焼
式のガスセンサがあつた。
式のガスセンサがあつた。
このような従来の接触燃焼式ガスセンサの構造
としては、大きく別けると２種類のものがあつ
た。
としては、大きく別けると２種類のものがあつ
た。
その第１の種類としては、第１図に示すよう
に、PtあるいはPt−Rhコイル状の抵抗発熱体３
の表面に金属酸化物からなる耐火物材料２を塗
布、焼結させ、更にその上に酸化触媒材料を含ん
だ感ガス材料１を塗布、焼結させたものがある。
に、PtあるいはPt−Rhコイル状の抵抗発熱体３
の表面に金属酸化物からなる耐火物材料２を塗
布、焼結させ、更にその上に酸化触媒材料を含ん
だ感ガス材料１を塗布、焼結させたものがある。
また第２の種類としては、第２図に示すよう
に、PtあるいはPt−Rhコイル状の抵抗発熱体３
の表面に直接酸化触媒材料を含んだ感ガス材料１
を塗布、焼結させたものがある。
に、PtあるいはPt−Rhコイル状の抵抗発熱体３
の表面に直接酸化触媒材料を含んだ感ガス材料１
を塗布、焼結させたものがある。
更に第３図に示したものは、このような感ガス
素子を用いてガスの存在を検出するための検出回
路である。
素子を用いてガスの存在を検出するための検出回
路である。
即ちこのようなガスセンサの感ガス材料１に可
燃ガスが接触すると、そこで燃焼を起こし、その
燃焼熱が抵抗発熱体３に伝達されこの抵抗発熱体
３の抵抗値が変化するので、その抵抗値の変化を
第３図のVout、すなわち出力電圧の変化として
取り出すことによつて、ガスの存在を検知するも
のである。
燃ガスが接触すると、そこで燃焼を起こし、その
燃焼熱が抵抗発熱体３に伝達されこの抵抗発熱体
３の抵抗値が変化するので、その抵抗値の変化を
第３図のVout、すなわち出力電圧の変化として
取り出すことによつて、ガスの存在を検知するも
のである。
［発明が解決しようとする問題点］
このように触媒燃焼式ガスセンサによるガスの
検出は、可燃ガスの燃焼熱による抵抗発熱体３の
抵抗値変化によるものであることから、ガス濃度
と出力電圧の関係が直線的であることや、優れた
ガス選択性を示すことなど、半導体表面のガスの
吸着に際する電気伝導度変化を利用した半導体式
ガスセンサにはない優れた特徴を有する反面、ガ
スに対する出力電圧（第３図のVout）が特に低
濃度ガスに対して小さいという欠点を有してい
た。
検出は、可燃ガスの燃焼熱による抵抗発熱体３の
抵抗値変化によるものであることから、ガス濃度
と出力電圧の関係が直線的であることや、優れた
ガス選択性を示すことなど、半導体表面のガスの
吸着に際する電気伝導度変化を利用した半導体式
ガスセンサにはない優れた特徴を有する反面、ガ
スに対する出力電圧（第３図のVout）が特に低
濃度ガスに対して小さいという欠点を有してい
た。
しかしながら、このガスに対する低感度はセン
サの構造的な面からの原因も少なくない。
サの構造的な面からの原因も少なくない。
即ち、燃焼熱が効率よく抵抗体に伝達されない
ことにより必要以上にガス感度が低いという結果
を生んでいる。
ことにより必要以上にガス感度が低いという結果
を生んでいる。
このことは、例えば第１図あるいは第２図のガ
スセンサの製造時、抵抗発熱体３に感ガス材料１
あるいは耐火物材料２を塗布、焼結する際に、バ
インダー及び焼結剤としてメチルセルロース等の
有機燃結材料や、低融点のガラス成分が用いられ
ている。
スセンサの製造時、抵抗発熱体３に感ガス材料１
あるいは耐火物材料２を塗布、焼結する際に、バ
インダー及び焼結剤としてメチルセルロース等の
有機燃結材料や、低融点のガラス成分が用いられ
ている。
しかしながら前者のみを添加した場合には、焼
結強度に問題があり、後者のみを添加した場合に
は、その焼結温度は強くなるものの断熱効果が大
きく、つまり熱伝導性が非常に悪いためガス感度
が低下し、瞬時の危険感知能力の妨害、即ち応答
速度の低下にもつながり非常に不都合であつた。
結強度に問題があり、後者のみを添加した場合に
は、その焼結温度は強くなるものの断熱効果が大
きく、つまり熱伝導性が非常に悪いためガス感度
が低下し、瞬時の危険感知能力の妨害、即ち応答
速度の低下にもつながり非常に不都合であつた。
そこで本発明は、感ガス材料を構成するガラス
成分中に一定の割合で酸化銀を添加することによ
つて、焼結効果の向上及び熱伝導率の向上を図
り、応答速度が早く、かつ高ガス感度の感ガス素
子を提供することを目的とする。
成分中に一定の割合で酸化銀を添加することによ
つて、焼結効果の向上及び熱伝導率の向上を図
り、応答速度が早く、かつ高ガス感度の感ガス素
子を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
前述した目的を達成するために、本発明は、抵
抗発熱体の周囲に感ガス材料を塗布、焼結して形
成した感ガス素子において、感ガス材料を、酸化
触媒材料と、酸化銀を0.3〜50重量％含有させた
ガラス成分とによつて構成したことを特徴とす
る。
抗発熱体の周囲に感ガス材料を塗布、焼結して形
成した感ガス素子において、感ガス材料を、酸化
触媒材料と、酸化銀を0.3〜50重量％含有させた
ガラス成分とによつて構成したことを特徴とす
る。
本発明において、酸化銀の添加割合をガラス成
分に対し0.5〜50重量％としたのは、0.5重量％未
満では熱伝導性の向上への寄与がほとんどなく、
また50重量％を越えた場合には熱伝導率の向上が
期待できないからである。
分に対し0.5〜50重量％としたのは、0.5重量％未
満では熱伝導性の向上への寄与がほとんどなく、
また50重量％を越えた場合には熱伝導率の向上が
期待できないからである。
また酸化触媒材料とガラス成分とによつて構成
される感ガス材料は、酸化触媒材料に対して、前
記した酸化銀を含んだガラス成分を、1.0〜30重
量％添加して構成することが望ましい。
される感ガス材料は、酸化触媒材料に対して、前
記した酸化銀を含んだガラス成分を、1.0〜30重
量％添加して構成することが望ましい。
これは、酸化触媒材料に対し酸化銀を含んだガ
ラス成分が、1.0重量％未満では燃結能力に欠け
る点で不都合であり、30重量％を越えた場合には
触媒能力の低下を伴なうため不都合となるためで
ある。
ラス成分が、1.0重量％未満では燃結能力に欠け
る点で不都合であり、30重量％を越えた場合には
触媒能力の低下を伴なうため不都合となるためで
ある。
［実施例］
次の本発明の一実施例について、その製造順序
に従つて説明する。
に従つて説明する。
まず最初に、第１図に示したような感ガス素子
の製造について説明する。
の製造について説明する。
まず粒径３μ以下のγアルミナに、白金及びパ
ラジウム粉末を10重量％ずつ添加し、その後ボー
ルミルにより１μ程度に粉砕して粉末状の酸化触
媒材料を作る。
ラジウム粉末を10重量％ずつ添加し、その後ボー
ルミルにより１μ程度に粉砕して粉末状の酸化触
媒材料を作る。
一方、ケイ酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩あるいは
これらの混合体等から成る通常のガラスに、10重
量％の酸化銀を含有させた金属ガラスから成るガ
ラス成分を用意しておく。
これらの混合体等から成る通常のガラスに、10重
量％の酸化銀を含有させた金属ガラスから成るガ
ラス成分を用意しておく。
次いで耐火物材料２として、酸化アルミニウム
に前記ガラス成分を20重量％混合し、かつ塗布し
易いように水と混合してペースト状にしておく。
に前記ガラス成分を20重量％混合し、かつ塗布し
易いように水と混合してペースト状にしておく。
また前記酸化触媒材料に前記ガラス成分を10重
量％混合して感ガス材料１を形成し、かつこの感
ガス材料１を水と混合し塗布しやすいようにペー
スト状にしておく。
量％混合して感ガス材料１を形成し、かつこの感
ガス材料１を水と混合し塗布しやすいようにペー
スト状にしておく。
次いで、まずペースト状の耐火物材料２を、コ
イル状の白金線から成る抵抗発熱体３に塗布し、
乾燥した後、1000〜1200℃で焼結させる。
イル状の白金線から成る抵抗発熱体３に塗布し、
乾燥した後、1000〜1200℃で焼結させる。
その後、ペースト状の感ガス材料１を、既に塗
布、焼結させた耐火物材料２の上に塗布し、400
〜600℃で焼結して第１図に示したような感ガス
素子を得ることができる。
布、焼結させた耐火物材料２の上に塗布し、400
〜600℃で焼結して第１図に示したような感ガス
素子を得ることができる。
また第２図に示したような感ガス素子は、コイ
ル状の白金線から成る抵抗発熱体３に、ペースト
状の感ガス材料１を塗布した後、400〜600℃で焼
結して得るものである。またこの時の塗布、焼結
は、複数回繰り返すことによつて製品とすること
もできる。
ル状の白金線から成る抵抗発熱体３に、ペースト
状の感ガス材料１を塗布した後、400〜600℃で焼
結して得るものである。またこの時の塗布、焼結
は、複数回繰り返すことによつて製品とすること
もできる。
次に第４図及び第５図を参照しながら、この実
施例に関わる感ガス素子の特性を説明する。
施例に関わる感ガス素子の特性を説明する。
なお図中、曲線ａは実施例に関わる感ガス素子
の特性を表わし、曲線ｂは燃結助剤として酸化銀
等の金属材料を含まない通常の軟質ガラスを、実
施例と全く同量含んでなる感ガス素子のガス感度
特性を示す。即ち、いずれの曲線もガラスを含ん
ではいるものの、曲線ａは酸化銀を含んだ金属ガ
ラスを使用し、曲線ｂは酸化銀等の金属材料を含
まないガラスを使用した場合である。
の特性を表わし、曲線ｂは燃結助剤として酸化銀
等の金属材料を含まない通常の軟質ガラスを、実
施例と全く同量含んでなる感ガス素子のガス感度
特性を示す。即ち、いずれの曲線もガラスを含ん
ではいるものの、曲線ａは酸化銀を含んだ金属ガ
ラスを使用し、曲線ｂは酸化銀等の金属材料を含
まないガラスを使用した場合である。
第４図で明らかなように、この実施例に関わる
感ガス素子は、従来の感ガス素子に比べて、同一
のガス濃度であれば、出力電圧が大きいので、感
度特性が優れているものである。
感ガス素子は、従来の感ガス素子に比べて、同一
のガス濃度であれば、出力電圧が大きいので、感
度特性が優れているものである。
また第５図で明らかなように、この実施例に関
わる感ガス素子は、従来の感ガス素子に比べて、
応答速度が極めて早いものである。
わる感ガス素子は、従来の感ガス素子に比べて、
応答速度が極めて早いものである。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明は、感ガス材料表
面での燃焼熱を効率よくコイルに伝達可能である
ため、感度、応答速度が非常に優れ、また燃結助
剤としてガラス質を含有していることから、燃結
強度もよく、振動、衝撃にも強い実用的な可燃性
ガスセンサを得ることができる。
面での燃焼熱を効率よくコイルに伝達可能である
ため、感度、応答速度が非常に優れ、また燃結助
剤としてガラス質を含有していることから、燃結
強度もよく、振動、衝撃にも強い実用的な可燃性
ガスセンサを得ることができる。
第１図、第２図は異なつたタイプの感ガス素子
の構造図、第３図はこの素子を用いた場合のブリ
ツジ部分の回路図、第４図及び第５図は、本発明
方法により製造した感ガス素子の感ガス特性を示
すための特性曲線である。 １……感ガス材料、２……耐火物材料、３……
抵抗発熱体。
の構造図、第３図はこの素子を用いた場合のブリ
ツジ部分の回路図、第４図及び第５図は、本発明
方法により製造した感ガス素子の感ガス特性を示
すための特性曲線である。 １……感ガス材料、２……耐火物材料、３……
抵抗発熱体。
Claims (1)
- １ 抵抗発熱体の周囲に感ガス材料を塗布、焼結
して形成した感ガス素子において、感ガス材料
を、酸化触媒材料と、酸化銀を0.3〜50重量％含
有させたガラス成分とによつて構成したことを特
徴とする感ガス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8559080A JPS5712358A (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Manufacture of gas sensitive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8559080A JPS5712358A (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Manufacture of gas sensitive element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5712358A JPS5712358A (en) | 1982-01-22 |
| JPS627497B2 true JPS627497B2 (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=13863024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8559080A Granted JPS5712358A (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Manufacture of gas sensitive element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5712358A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004111628A1 (ja) * | 2003-06-12 | 2004-12-23 | Riken Keiki Co., Ltd. | 接触燃焼式ガスセンサ、及びその製造方法 |
-
1980
- 1980-06-24 JP JP8559080A patent/JPS5712358A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004111628A1 (ja) * | 2003-06-12 | 2004-12-23 | Riken Keiki Co., Ltd. | 接触燃焼式ガスセンサ、及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5712358A (en) | 1982-01-22 |
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