JPS6366450A - Gas detector and manufacture thereof - Google Patents
Gas detector and manufacture thereofInfo
- Publication number
- JPS6366450A JPS6366450A JP21207786A JP21207786A JPS6366450A JP S6366450 A JPS6366450 A JP S6366450A JP 21207786 A JP21207786 A JP 21207786A JP 21207786 A JP21207786 A JP 21207786A JP S6366450 A JPS6366450 A JP S6366450A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- layer
- electrodes
- electrode pattern
- sensitive
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 75
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 41
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical group O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006693 Cassia laevigata Nutrition 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 241000735631 Senna pendula Species 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- DWCZIOOZPIDHAB-UHFFFAOYSA-L methyl green Chemical compound [Cl-].[Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC=C1C(C=1C=CC(=CC=1)[N+](C)(C)C)=C1C=CC(=[N+](C)C)C=C1 DWCZIOOZPIDHAB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 229940124513 senna glycoside Drugs 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、特定のガス成分の濃度に応じて抵抗値の変化
する感ガス性の金属酸化物を用いて、周囲のガスを検出
するガス検出器およびその製造方法に関するものである
。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention is a gas sensor that detects surrounding gas using a gas-sensitive metal oxide whose resistance value changes depending on the concentration of a specific gas component. The present invention relates to a detector and a method for manufacturing the same.
[従来の技術]
従来、この種のガス検出器として、例えば、第10図に
断面で示すような酸素センサがある。[Prior Art] Conventionally, as this type of gas detector, there is an oxygen sensor as shown in cross section in FIG. 10, for example.
すなわち、酸素センナ50は、セラミック基板52上に
1対の電極54 a ! 54 bを形成し、上記基
板52上に、窓部58を有するセラミック禎層板60を
積層し、さらに、@fffi54a、 54bを歿い
、かつ、窓部58を塞ぐようにT i O2を主成分と
する感ガス層62を積層したものであり、周囲のM案分
圧に応じて変化する感ガス層の電気抵抗を電極間で検出
するものである。That is, the oxygen sensor 50 has a pair of electrodes 54 a on the ceramic substrate 52 ! 54 b, a ceramic laminate 60 having a window 58 is laminated on the substrate 52 , and T i O 2 is mainly deposited so as to remove @fffi 54 a and 54 b and to close the window 58 . It is a stack of gas-sensitive layers 62 as components, and the electrical resistance of the gas-sensitive layers, which changes depending on the surrounding M partial pressure, is detected between electrodes.
さらに、上記従来のvi累センサでは、感ガス層の検出
レベルが、同一ガス濃度であっても温度によって変動す
ることから、これを補償する手段として、セラミック基
板にヒータを設けている。Furthermore, in the conventional vi sensor, the detection level of the gas-sensitive layer varies depending on the temperature even if the gas concentration is the same, so a heater is provided on the ceramic substrate as a means to compensate for this.
そして、酸素センサに別体のサーミスタによる検出温度
により該センサを所定温度になるようにヒータの通電量
を制御するものが知られている。A device is known in which the amount of electricity supplied to the heater is controlled so that the oxygen sensor reaches a predetermined temperature based on the temperature detected by a thermistor provided separately from the oxygen sensor.
[発明が解決しようとする問題点]
しかし、上記従来の技術においては、酸素センサと別体
に組み込まれたサーミスタを用いているために、部品点
数が増加し、構成も複雑になり、製造面倒であるという
問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional technology, since a thermistor that is incorporated separately from the oxygen sensor is used, the number of parts increases, the configuration becomes complicated, and manufacturing is troublesome. There was a problem that.
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するためにな
されたもので、部品点数が少なく、簡単な構成で、かつ
、製造の容易なガス検出器およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。The present invention was made in order to solve the problems of the above-mentioned conventional technology, and an object thereof is to provide a gas detector that has a small number of parts, a simple configuration, and is easy to manufacture, and a method for manufacturing the same. shall be.
[問題点を解決するための手段]
上記問題点を解決するためになされた第1の本発明は、
複数のTtj、極と、
これらの電極を覆い、怒ガス性金属酸化物を含み、ガス
成分および/またはガス濃度に応じて電気抵抗が変化す
る多孔質の怒ガス層と、を備え、
上記感ガス層の一部を焼結して温度検出素子を設けたこ
とを特徴とするガス検出器を要旨とする。[Means for Solving the Problems] The first invention, which has been made to solve the above problems, comprises a plurality of Ttj electrodes, which cover these electrodes, contain gaseous metal oxides, and which contain gaseous metal oxides. a porous angry gas layer whose electrical resistance changes depending on the components and/or gas concentration, and a temperature detection element is provided by sintering a part of the gas sensitive layer. The gist is the vessel.
また、上記ガス検出器を製造する第2の本発明は、
少なくとも3つの電極を設け、
これらの電極のうち2つの電極にまたがって該両電極を
感ガス性金属酸化物で覆い、加熱焼成することで温度検
出素子を形成し、
上記電極の一部および/または他の電極にまたがって該
両電極を上記感ガス性金属酸化物と同一材料で覆って、
上記温度検出素子の加熱焼成より焼結を少なくする条件
にて加熱焼成することで怒ガス層を形成することを特徴
とするガス検出器の製造方法を要旨とする。Further, the second invention for manufacturing the above-mentioned gas detector includes providing at least three electrodes, covering two of these electrodes with a gas-sensitive metal oxide, and heating and baking the electrodes. forming a temperature sensing element by covering a part of the electrode and/or another electrode with the same material as the gas-sensitive metal oxide;
The gist of the present invention is a method for manufacturing a gas detector, characterized in that an angry gas layer is formed by heating and firing under conditions that cause less sintering than the heating and firing of the temperature sensing element.
さらに、他の製造方法としての第3の本発明は、複数の
電極を設け、
感ガス性金属酸化物を含み、ガス成分および/またはガ
ス温度に応じて電気抵抗が変化する多孔質の感ガス層に
よって上記複数の電極を覆い、感ガス層の一部を温度検
出素子に変えるように・上記電極間に通電することを特
徴とするガス検出器の製造方法を要旨とする。Furthermore, the third invention as another manufacturing method provides a porous gas-sensitive material that includes a plurality of electrodes, contains a gas-sensitive metal oxide, and has an electrical resistance that changes depending on gas components and/or gas temperature. The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a gas detector, which comprises covering the plurality of electrodes with a layer and applying current between the electrodes so as to convert a part of the gas-sensitive layer into a temperature detection element.
ここで、上記電極としては、焼成する際に、十分耐え得
る導電体であればよいが、通常、銀、金または白金族と
主成分としたものが用いられる。Here, the above-mentioned electrode may be any conductive material that can withstand the firing process, but it is usually made of a material mainly composed of silver, gold, or a platinum group metal.
感ガス層に用いられる遷移金属酸化物としては、検出す
るガス成分に応じてその物質が変化されるのであるが、
通常用いられるものとしてTi03SnOz、Coo、
ZnO,Nb2O5,Cr20tが挙げられ、本発明に
おいてもこれらのうちのいずれか1つまたは2つ以上の
組合せの物質を用いることが好ましい。The transition metal oxide used in the gas-sensitive layer changes depending on the gas component to be detected.
Ti03SnOz, Coo,
Examples include ZnO, Nb2O5, and Cr20t, and in the present invention, it is preferable to use any one or a combination of two or more of these materials.
また、感ガス層を保護することを目的として、感ガス層
あるいは上層に重ねて、コート層を設けてもよい、この
コート層は、感ガス性金属酸化物に対する鉛等の有毒物
質を吸着捕獲し、有毒′?A貫が感ガス層に達すること
を防ぐ。コート層の材質としては、熱的に安定な材質で
あれば特に限定はなく、例えば、アルミナ、マグネシア
スピネル、ジルコニア等を用いることができる。In addition, for the purpose of protecting the gas-sensitive layer, a coating layer may be provided on the gas-sensitive layer or the upper layer. This coating layer adsorbs and captures toxic substances such as lead on gas-sensitive metal oxides. Is it toxic? Prevents A-kan from reaching the gas-sensitive layer. The material of the coating layer is not particularly limited as long as it is thermally stable, and for example, alumina, magnesia spinel, zirconia, etc. can be used.
上記の惑ガス層の一部を形成する手段の1つとして、第
2の発明では、感ガス層と同じ感ガス性の金属酸化物の
加熱焼成条件を変えることで温度検出素子を形成し、ま
た、第3発明では、感ガス層内の電極間に通電すること
で感ガス層の一部を焼成して、温度検出素子を形成する
。As one of the means for forming a part of the gas sensitive layer, in the second invention, a temperature sensing element is formed by changing the heating and baking conditions of the same gas sensitive metal oxide as the gas sensitive layer, Further, in the third aspect of the present invention, a part of the gas-sensitive layer is fired by applying electricity between electrodes in the gas-sensitive layer, thereby forming a temperature detection element.
[作用]
本発明のガス検出器において、惑ガス層中にガスが接触
すると、このガス濃度に応じて怒ガス層の電気的抵抗が
変化し、この抵抗変化を電極間で検出し、ガス濃度の変
化を計測する。[Function] In the gas detector of the present invention, when a gas comes into contact with the gaseous gas layer, the electrical resistance of the gaseous gas layer changes depending on the gas concentration, and this resistance change is detected between the electrodes to determine the gas concentration. Measure changes in
さらに、本発明のガス検出器の怒ガス層の一部が温度検
出素子に形成されているので、この温度検出素子からの
検出温度に基づいて、例えば、ガス検出器に一体化して
形成したヒータへの通Ttit。Further, since a part of the angry gas layer of the gas detector of the present invention is formed on the temperature detection element, based on the detected temperature from this temperature detection element, for example, a heater formed integrally with the gas detector Pass to Ttit.
を制御してガス検出器の温度を所定温度に設定する温度
補償を行える。Temperature compensation can be performed by controlling the temperature of the gas detector to set the temperature of the gas detector to a predetermined temperature.
そして、感ガス層の一部を温度検出素子に形成する手法
として、感ガス性金属酸化物を加熱焼成することに着目
して、まず、第2の発明では、感ガス性の金属酸化物の
焼成温度、および時間を変えて怒ガス層と温度検出素子
を形成し、また、第3の発明では通電による加熱により
感ガス層の一部を焼結させて温度検出素子を形成してい
る。Then, as a method for forming a part of the gas-sensitive layer into a temperature detection element, we focused on heating and baking a gas-sensitive metal oxide, and first, in the second invention, we developed a method for forming a gas-sensitive metal oxide. The angry gas layer and the temperature detecting element are formed by changing the firing temperature and time, and in the third invention, the temperature detecting element is formed by sintering a part of the gas sensitive layer by heating with electricity.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、感ガス層の一部
に温度検出素子を形成しているので、部品点数が少なく
、かつ、簡単な構成でガス検出器の温度補償機能を付加
することができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, since the temperature detection element is formed in a part of the gas-sensitive layer, the number of parts is small and the temperature of the gas detector can be determined with a simple configuration. A compensation function can be added.
しかも、ガス検出素子の製造方法において、一部の怒ガ
ス層を、惑ガス層の加熱焼成条件を変えて加熱焼成する
ことにより温度検出素子を形成し、また、通電により加
熱焼成することで温度検出素子を形成しているので製造
も容易である。Moreover, in the method for manufacturing a gas detection element, a temperature detection element is formed by heating and firing a part of the angry gas layer by changing the heating and firing conditions for the angry gas layer, and by heating and firing a part of the angry gas layer by heating and firing it with electricity. Since the detection element is formed, manufacturing is also easy.
[実施例]
本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、説明上
各図の縮尺は異なる。[Example] An example of the present invention will be described using the drawings. Note that the scales of each figure are different for explanation purposes.
まず、本発明の一実施例を第1図によって説明する。First, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施例は、感ガス層としてT i O2を使用した酸
素ガス検出器10である。This embodiment is an oxygen gas detector 10 using T i O2 as the gas-sensitive layer.
第1図の部分破断した斜視図に示すように、セラミック
基板12上には、端子13a、13b。As shown in the partially broken perspective view of FIG. 1, terminals 13a and 13b are provided on the ceramic substrate 12.
13c、’13eで白金リード1!14a、14b。Platinum lead 1 with 13c and ’13e! 14a and 14b.
14 c、 14 eに接続された電極パターン16
a。Electrode pattern 16 connected to 14c, 14e
a.
16b、16C1および熱抵抗電極パターン16e等の
電極パターン16が形成され、さらに上記セラミック基
板12上および電極パターン16上にセラミック基板1
2と一体化されたセラミツク8!層板18が積層されて
いる。Electrode patterns 16 such as 16b, 16C1 and a heat resistance electrode pattern 16e are formed, and the ceramic substrate 1 is further formed on the ceramic substrate 12 and the electrode pattern 16.
Ceramic 8 integrated with 2! Laminated plates 18 are laminated.
このセラミック積層板18には、窓部20が形成されて
おり、この窓部20内には、T i O2を主成分とす
る感ガスNi25および温度検出素子層24が形成され
ている(第2図)、この感ガス層25および温度検出素
子N24と、上記セラミック基板12との間に両者の剣
術を防ぐ球形造粒粒子22が介在している。A window 20 is formed in this ceramic laminate 18, and inside this window 20, a sensitive gas Ni 25 whose main component is TiO2 and a temperature detection element layer 24 are formed (second (Figure), spherical granulated particles 22 are interposed between the gas-sensitive layer 25 and the temperature-detecting element N24 and the ceramic substrate 12 to prevent swordplay between the two.
また、上記怒ガスlI25および温度検出素子層24上
には、Ag2O3からなるコート層26が形成されてい
る。Furthermore, a coating layer 26 made of Ag2O3 is formed on the angry gas II 25 and the temperature detection element layer 24.
次に、上記酸素ガス検出器10の製造工程を第3図ない
し第7図にしたがって説明する。Next, the manufacturing process of the oxygen gas detector 10 will be explained with reference to FIGS. 3 to 7.
■ アルミナ92vt%、マグネシア3vt%、および
焼結助剤(シリカ、カルシア等)5wt%をボットミル
にて20時間混合する。そのfL 該混合物に有機バイ
ンダーとしてポリビニールブチラール12wt%、フタ
ル酸ジブチル4vt%を添加し、溶剤としてメチルエチ
ルケトン、トルエン等を加えた。さらにボットミルで1
5時間混合してスラリーとし、ドクターブレード法によ
り基板用およびII用ダグリーンシート12A18Aを
形成する。(2) 92 vt% alumina, 3 vt% magnesia, and 5 wt% sintering aids (silica, calcia, etc.) are mixed in a bot mill for 20 hours. fL To the mixture were added 12 wt% polyvinyl butyral and 4 vt% dibutyl phthalate as organic binders, and methyl ethyl ketone, toluene, etc. as solvents. In addition, 1 in Botmill
The mixture was mixed for 5 hours to form a slurry, and a double green sheet 12A18A for substrates and II was formed by a doctor blade method.
上記グリーンシートの形状は、基板用グリーンシート1
2Aで47.8mmX4.0mmX0゜8mm’、積層
用グリーンシート18Aで47.8mmX4.0mmX
0. 26mm’である。そして、上記II層用グリー
ンシート18Aに3. 05mrnX2.0mmの窓部
20を形成する。The shape of the green sheet above is board green sheet 1.
47.8mmX4.0mmX0°8mm' for 2A, 47.8mmX4.0mmX for 18A green sheet for lamination
0. It is 26mm'. Then, 3. A window portion 20 of 0.05 mrn×2.0 mm is formed.
■ 次に、白金黒とスポンジ状白金とを、2:1の比率
に調合し、他に上記■で用いたグリーンシートの材料混
合物を10vt%添加し、ブチルカルピトール、エトセ
ル等の溶剤を加えて、電極用ペーストとする。■Next, platinum black and spongy platinum were mixed in a ratio of 2:1, and 10vt% of the green sheet material mixture used in (■) above was added, and a solvent such as butyl calpitol and ethocel was added. and use it as an electrode paste.
■ 次に、■で調整した電極用ペーストを用い厚膜印刷
により、基板用グリーンシート12A上に電極パターン
16を形成する。電極パターン16として、上述したよ
うに、電極パターン16a。(2) Next, the electrode pattern 16 is formed on the substrate green sheet 12A by thick film printing using the electrode paste prepared in (2). As described above, the electrode pattern 16 is the electrode pattern 16a.
16b、16c、および感ガス1!25および温度検出
素子/!24を加熱するためのヒータとなる熱抵抗電極
パターン16eと、上記パターン16の各端子となる端
子パターン13a、13b、13c、13eを形成する
(第2図(イ)(ロ))。16b, 16c, and gas sensitive 1!25 and temperature detection element/! A thermal resistance electrode pattern 16e serving as a heater for heating the pattern 16 and terminal patterns 13a, 13b, 13c, and 13e serving as each terminal of the pattern 16 are formed (FIGS. 2(A) and 2(B)).
■ その後、上記端子パターン13a、13b。(2) After that, the terminal patterns 13a and 13b.
13 c、 13 eに、直径0.2mmの白金リー
ド1114a、14b、14c、14eをそれぞれ接続
する(第4図(イ) (ロ))。Connect platinum leads 1114a, 14b, 14c, and 14e with a diameter of 0.2 mm to 13c and 13e, respectively (FIGS. 4(a) and 4(b)).
■ 次に、上記基板用グリーンシート12A上にfIN
用グリグリーンシート18A層熱圧着して積層体を形成
する。このとき、該f1M用グリーンシート18Aの窓
部20には、電極パターン16a、16b、16cの先
端が露出している。そして、窓部20中に■で調整した
グリーンシートと同一の材料からなる80〜150メツ
シユの球形造粒粒子(2次粒子)22を分散付着させて
から、上記積層体を1500℃で大気とほぼ同一雰囲気
中にて2時間焼成することで一体となったセラミック基
板12およびセラミック積層板18を形成する(第5図
(イ)(ロ))。■ Next, place fIN on the board green sheet 12A.
The green sheet 18A layer is thermocompression bonded to form a laminate. At this time, the tips of the electrode patterns 16a, 16b, and 16c are exposed in the window portion 20 of the f1M green sheet 18A. Then, 80 to 150 meshes of spherical granulated particles (secondary particles) 22 made of the same material as the green sheet prepared in step (3) are dispersed and adhered in the window part 20, and then the above laminate is exposed to the atmosphere at 1500°C. The ceramic substrate 12 and the ceramic laminate 18 are integrally formed by firing in substantially the same atmosphere for 2 hours (FIGS. 5(A) and 5(B)).
上述のように球形造粒粒子22を分散付着させて焼成す
ると、各粒子22が、セラミック基板12上に分散して
凹凸面を形成する。When the spherical granulated particles 22 are dispersed and adhered and fired as described above, each particle 22 is dispersed on the ceramic substrate 12 to form an uneven surface.
■ 次に、セラミック積層板18の窓部20内に、T
i O2を主成分とする怒ガス性の金属酸化物を充填お
よび焼成して温度検出素子層24および感ガスJi25
形成するのであるが、まず、TiO2ペーストを調整す
る。■ Next, in the window 20 of the ceramic laminate 18,
i The temperature sensing element layer 24 and the gas sensitive Ji 25 are filled and fired with an angry metal oxide whose main component is O2.
First, the TiO2 paste is prepared.
すなわち、大気中1200°Cで1時間仮焼した平均粒
径1.2μmのT i O2粉末90重量部に対して、
触媒として白金黒10重量部を加え、さらに、バインダ
ーとして、3重量%のエチルセルロースを2重量部だけ
添加し、これらをプチ力ルビトニル(2−(2−ブトキ
シエトキシ)エタノールの商品名)中で混合し、300
ボイズの粘度にしてT i O2ペーストを調整する。That is, for 90 parts by weight of T i O2 powder with an average particle size of 1.2 μm calcined in the atmosphere at 1200°C for 1 hour,
10 parts by weight of platinum black was added as a catalyst, and 2 parts by weight of 3% by weight ethylcellulose was added as a binder, and these were mixed in petit rubitonyl (trade name of 2-(2-butoxyethoxy)ethanol). 300
Adjust the T i O2 paste to the viscosity of Boise.
そして、このTiO2ペーストを、第2図に示すように
、窓部20内の電極パターン16cの図示右側半分から
陰極側の電極パターン16a上の全面にわたって50〜
500μm厚脱塗布する。Then, as shown in FIG. 2, this TiO2 paste is applied from the right half of the electrode pattern 16c in the window 20 to the entire surface of the electrode pattern 16a on the cathode side.
Remove the coating to a thickness of 500 μm.
続いて、これご大気中で1450℃で2時間焼成して温
度検出素子1124を形成する。Subsequently, this is baked at 1450° C. for 2 hours in the atmosphere to form the temperature detection element 1124.
次に、上記T i O2ペーストと同一のものを、電極
パターン16cの半分から図示左側の電極パターン16
b上の全面にわたって50〜500A1m厚膜塗布し、
大気中にて1200℃で1時間焼成することで感ガス層
25を形成する(第6図(イ)(ロ))、このときの焼
成時間は1時間で上記温度検出素子層24の焼成より死
時間である。Next, apply the same T i O2 paste as above to half of the electrode pattern 16c to the electrode pattern 16 on the left side in the figure.
Apply a thick film of 50 to 500A1m over the entire surface of b,
The gas-sensitive layer 25 is formed by firing at 1200°C in the atmosphere for 1 hour (Fig. 6 (a) and (b)). It's death time.
■ 次に、上記感ガスff120上に、コート/g26
用のAQ203からなるペーストを塗布した後に、上記
工程を終えた積層体を1200℃の大気中に1時間放置
して焼成する(第7図(イ) (ロ))。■ Next, coat/g26 on the sensitive gas ff120.
After applying a paste made of AQ203, the laminate that has undergone the above steps is left in the atmosphere at 1200° C. for 1 hour and fired (FIGS. 7(a) and 7(b)).
次に、上記■の代わりに、以下の工程を行なうことによ
り温度検出素子層24を形成することができる。なお、
他の工程は上記実施例とほぼ同様である。Next, instead of the above step (2), the temperature detection element layer 24 can be formed by performing the following process. In addition,
The other steps are almost the same as in the above embodiment.
すなわち、まず、■と同一のT i O2ペーストを、
3つの電極パターン16 a、 16 b+ 16
c上に50〜500μm厚WA塗布する。そして、大
気中において1200℃で1時間焼成する。That is, first, the same T i O2 paste as in ■,
Three electrode patterns 16a, 16b+16
Apply 50 to 500 μm thick WA on top of c. Then, it is baked at 1200° C. for 1 hour in the atmosphere.
次に、プロパンバーナの管内に該積層体を挿入し、該バ
ーナをλ;0.9の空燃比、ガス温度800℃の雰囲気
に調整し、電極パターン16a。Next, the laminate is inserted into the pipe of a propane burner, and the burner is adjusted to an atmosphere with an air-fuel ratio of λ: 0.9 and a gas temperature of 800° C., and the electrode pattern 16a is formed.
16c間に交流20Vを30秒間印加する。これにより
、電極パターン間の自己通電発熱により感ガス層を焼結
して一部を温度検出素子層に形成する。AC 20V is applied between 16c and 16c for 30 seconds. As a result, the gas-sensitive layer is sintered by self-energized heat generation between the electrode patterns, and a portion thereof is formed into a temperature-sensing element layer.
次に、上記製造方法にて形成した酸素センナについて、
その怒ガス機能および温度検出機能を以下の試験により
実証した。Next, regarding the oxygen senna formed by the above manufacturing method,
Its angry gas function and temperature detection function were demonstrated through the following tests.
上記試料を酸素センサに組み立てた後に、プロパンガス
バーナの排ガス中に5該試料をさらす。After assembling the sample into an oxygen sensor, expose the sample to the exhaust gas of a propane gas burner.
このプロパンガスバーナは、排気温が350℃で、かつ
1秒毎に空気燃料比が燃料過剰(以下リッチという、空
気燃料比λ=0.9)と燃料不足(以下リーンという、
λ=1.1)との間で変化するよう制御するとともに、
排気温度を350℃から900℃まで変化させる。そし
て、第8図の回路図に示すように、上記白金リード!1
3a、13bv 13 cから各電極パターン16
a、 16 b。This propane gas burner has an exhaust temperature of 350 degrees Celsius, and the air-fuel ratio changes from fuel surplus (hereinafter referred to as rich, air-fuel ratio λ = 0.9) to fuel deficiency (hereinafter referred to as lean) every second.
λ=1.1), and
The exhaust temperature is varied from 350°C to 900°C. Then, as shown in the circuit diagram of FIG. 8, the platinum lead! 1
Each electrode pattern 16 from 3a, 13bv 13c
a, 16 b.
16cの電圧をモニターする。この各電極間の抵接値を
第9図に示す、第9図において、曲線AおよびBは電極
パターン16b、16a間におけるλ=1.1およびλ
=0.9での抵抗値であり、これは恣ガスJi25の抵
抗値を示し、曲線CおよびDは電極間パターン16a、
16a間におけるλ=1.1およびλ=0.9での抵抗
値であり、これは温度検出素子層24の抵抗値を示す。Monitor the voltage at 16c. The resistance value between each electrode is shown in FIG. 9. In FIG. 9, curves A and B are λ=1.1 and λ
=0.9, which indicates the resistance value of the arbitrary gas Ji25, and curves C and D indicate the interelectrode pattern 16a,
16a at λ=1.1 and λ=0.9, which indicates the resistance value of the temperature detection element layer 24.
同図から明らかなように、温度検出素子!24の抵抗値
(曲線C9曲!ID)は、怒ガス層25の抵抗値(曲線
A1曲tiB)とほぼ同一の温度依存性を有して変化し
、しかも、λ=1.1とλ=0゜9でさほど変わらない
ので、温度検出機能を有する。As is clear from the figure, the temperature detection element! The resistance value of 24 (Curve C9 track! ID) changes with almost the same temperature dependence as the resistance value of the angry gas layer 25 (Curve A1 track tiB), and furthermore, λ=1.1 and λ= Since it does not change much at 0°9, it has a temperature detection function.
なお、上記実施例において、第1の製造方法によれば、
温度検出素子7m24を焼結する条件(時間、温度)な
変えることにより、一方、第2の製造方法によれば、通
電時間および電圧を変えることにより、温度検出素子を
所望の抵抗値に変えることができる。In addition, in the above example, according to the first manufacturing method,
By changing the conditions (time, temperature) for sintering the temperature sensing element 7m24, on the other hand, according to the second manufacturing method, by changing the energization time and voltage, the temperature sensing element can be changed to a desired resistance value. Can be done.
第1図は発明の一実施例の部分的に破断して示す斜視図
、第2図は同実施例の要部を示す断面図、第3図ないし
第7図は実施例の製造の説明図、第8図は同実施例にお
ける回路図、第9C?Iは酸素センサを特性を示すグラ
フ、第10図は従来の酸素センサを示す断面図である。
10・・・酸素センサ(ガス検出器)、12・・・セラ
ミック基板、
16a、16b、16cm ・・検出用電極パターン、
16e・・・熱抵抗電極パターン、
18・・・セラミック積層板。
20・・ ・窓部、
24・・・温度検出素子層
25・・・感ガス層、Fig. 1 is a partially cutaway perspective view of an embodiment of the invention, Fig. 2 is a sectional view showing the main parts of the embodiment, and Figs. 3 to 7 are explanatory diagrams of manufacturing the embodiment. , Fig. 8 is a circuit diagram of the same embodiment, and Fig. 9C? I is a graph showing the characteristics of an oxygen sensor, and FIG. 10 is a sectional view showing a conventional oxygen sensor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Oxygen sensor (gas detector), 12... Ceramic substrate, 16a, 16b, 16cm... Detection electrode pattern, 16e... Heat resistance electrode pattern, 18... Ceramic laminate board. 20... Window portion, 24... Temperature detection element layer 25... Gas sensitive layer,
Claims (1)
成分および/またはガス濃度に応じて電気抵抗が変化す
る多孔質の感ガス層と、 を備え、 上記感ガス層の一部を焼結して温度検出素子を設けたこ
とを特徴とするガス検出器。 2 少なくとも3つの電極を設け、 これらの電極のうち2つの電極にまたがって該両電極を
感ガス性金属酸化物で覆い、加熱焼成することで温度検
出素子を形成し、 上記電極の一部および/または他の電極にまたがって該
両電極を上記感ガス性金属酸化物と同一材料で覆って、
上記温度検出素子の加熱焼成より焼結を少なくする条件
にて加熱焼成することで感ガス層を形成することを特徴
とするガス検出器の製造方法。 3 複数の電極を設け、 感ガス性金属酸化物を含み、ガス成分および/またはガ
ス濃度に応じて電気抵抗が変化する多孔質の感ガス層に
よって上記複数の電極を覆い、感ガス層の一部を温度検
出素子に変えるように上記電極間に通電することを特徴
とするガス検出器の製造方法。[Scope of Claims] 1. A plurality of electrodes, a porous gas-sensitive layer that covers these electrodes, contains a gas-sensitive metal oxide, and whose electrical resistance changes depending on the gas component and/or the gas concentration; A gas detector, characterized in that a temperature detection element is provided by sintering a part of the gas-sensitive layer. 2. At least three electrodes are provided, two of these electrodes are covered with a gas-sensitive metal oxide, and a temperature sensing element is formed by heating and baking, and a part of the above electrodes and / or covering both electrodes with the same material as the gas-sensitive metal oxide over another electrode,
A method for manufacturing a gas detector, characterized in that a gas-sensitive layer is formed by heating and firing under conditions that cause less sintering than the heating and firing of the temperature sensing element. 3. Provide a plurality of electrodes, cover the plurality of electrodes with a porous gas-sensitive layer containing a gas-sensitive metal oxide, and whose electrical resistance changes depending on the gas component and/or gas concentration, and one of the gas-sensitive layers A method for manufacturing a gas detector, characterized in that electricity is applied between the electrodes so as to transform the part into a temperature detection element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61212077A JPH07107523B2 (en) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | Gas detector manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61212077A JPH07107523B2 (en) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | Gas detector manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6366450A true JPS6366450A (en) | 1988-03-25 |
JPH07107523B2 JPH07107523B2 (en) | 1995-11-15 |
Family
ID=16616480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61212077A Expired - Fee Related JPH07107523B2 (en) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | Gas detector manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07107523B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064908A (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Ritsumeikan | Semiconductor type thin film gas sensor |
JP2007315979A (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Resistance type oxygen sensor element without output temperature dependence |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55162046A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Temperature compensating element for oxygen concentration detector |
JPS5739341A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-04 | Toyota Motor Corp | Oxygen sensor |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61212077A patent/JPH07107523B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55162046A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Temperature compensating element for oxygen concentration detector |
JPS5739341A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-04 | Toyota Motor Corp | Oxygen sensor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064908A (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Ritsumeikan | Semiconductor type thin film gas sensor |
JP2007315979A (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Resistance type oxygen sensor element without output temperature dependence |
JP4625931B2 (en) * | 2006-05-26 | 2011-02-02 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Resistive oxygen sensor element without temperature dependency of output |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07107523B2 (en) | 1995-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4453397A (en) | Gas detecting sensor | |
US7329844B2 (en) | Prismatic ceramic heater for heating gas sensor element, prismatic gas sensor element in multilayered structure including the prismatic ceramic heater, and method for manufacturing the prismatic ceramic heater and prismatic gas sensor element | |
US4462890A (en) | Oxygen sensing element having barrier layer between ceramic substrate and solid electrolyte layer | |
JPH051901B2 (en) | ||
JPH0437944B2 (en) | ||
US4857275A (en) | Thick-film gas-sensitive element | |
Debeda-Hickel et al. | Influence of the densification parameters on screen-printed component properties | |
JP2002286680A (en) | Lamination type gas sensor element and its manufacturing method | |
JPH04303753A (en) | Electrochemical element | |
JP2006210122A (en) | Ceramic heater element and detection element using it | |
JPS6366450A (en) | Gas detector and manufacture thereof | |
JPH03149791A (en) | Ceramic heater | |
JPH07113618B2 (en) | Oxygen gas detector | |
JP4166403B2 (en) | Gas sensor element and gas sensor including the same | |
JPH055305B2 (en) | ||
JPH07113619B2 (en) | Gas detector | |
JP2529547B2 (en) | Gas detector | |
JPH03103760A (en) | Gas detector | |
JPH03293551A (en) | Gas detector | |
JPS61167857A (en) | Gaseous oxygen sensor | |
JPH07107522B2 (en) | Gas detector | |
JPH03237348A (en) | Gas detector | |
JPS6034064B2 (en) | Stacked membrane structure oxygen sensor | |
JP2529546B2 (en) | Gas detector | |
JPH01212342A (en) | Gas detector and preparation thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |