JP2002139469A - ガス検知素子及びそれを有するガス検知装置 - Google Patents
ガス検知素子及びそれを有するガス検知装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 干渉ガスが存在していても炭化水素ガスを選
択的に検知することができるガス検知素子を提供する。 【解決手段】 抵抗温度係数の大きい材料からなるコイ
ル１及び該コイル１の周囲に球状に設けた貴金属−Ｓｎ
Ｏ2 焼結体よりなる感応層２を有するガス検知素子１０
において、該感応層２の周囲に貴金属−Ａｌ2Ｏ3焼結体
よりなる触媒層３を設ける。前記感応層２及び触媒層３
における貴金属は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及
びＲｈから選ばれる少なくとも１種の金属である。前記
感応層２における貴金属の含有量は、好ましくは、Ｓｎ
Ｏ2 に対して０．０５〜２重量％である。そして、前記
触媒層３における貴金属の含有量は、好ましくは、Ａｌ
2Ｏ3に対して１〜１５重量％である。
択的に検知することができるガス検知素子を提供する。 【解決手段】 抵抗温度係数の大きい材料からなるコイ
ル１及び該コイル１の周囲に球状に設けた貴金属−Ｓｎ
Ｏ2 焼結体よりなる感応層２を有するガス検知素子１０
において、該感応層２の周囲に貴金属−Ａｌ2Ｏ3焼結体
よりなる触媒層３を設ける。前記感応層２及び触媒層３
における貴金属は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及
びＲｈから選ばれる少なくとも１種の金属である。前記
感応層２における貴金属の含有量は、好ましくは、Ｓｎ
Ｏ2 に対して０．０５〜２重量％である。そして、前記
触媒層３における貴金属の含有量は、好ましくは、Ａｌ
2Ｏ3に対して１〜１５重量％である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素ガスに対
する感度特性を大幅に向上させた熱線式のガス検知素子
及びそれを有するガス検知装置に関する。
する感度特性を大幅に向上させた熱線式のガス検知素子
及びそれを有するガス検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のガス検知素子の要部破断
斜視図である。図４に示されているように、従来のガス
検知素子１００は、白金よりなるコイル１０１と、該コ
イル１０１の周囲に球状に設けたＡｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｕ、Ｒｈ等の貴金属を触媒として含むＳｎＯ2 ，Ｚｎ
Ｏ，Ｉｎ2Ｏ3等の酸化物半導体よりなる感応層１０２
と、から構成されている。
斜視図である。図４に示されているように、従来のガス
検知素子１００は、白金よりなるコイル１０１と、該コ
イル１０１の周囲に球状に設けたＡｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｕ、Ｒｈ等の貴金属を触媒として含むＳｎＯ2 ，Ｚｎ
Ｏ，Ｉｎ2Ｏ3等の酸化物半導体よりなる感応層１０２
と、から構成されている。
【０００３】図５は、従来のガス検知素子を有するガス
検知装置の測定回路を示す結線図である。図５におい
て、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 は、それぞれ、固定抵抗１０４
抵抗値、固定抵抗１０５の抵抗値及び固定抵抗１０６の
抵抗値であり、そして、Ｒ4 は、ガス検知素子１０７の
抵抗値である。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、ホイーストン
ブリッジを形成している。
検知装置の測定回路を示す結線図である。図５におい
て、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 は、それぞれ、固定抵抗１０４
抵抗値、固定抵抗１０５の抵抗値及び固定抵抗１０６の
抵抗値であり、そして、Ｒ4 は、ガス検知素子１０７の
抵抗値である。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、ホイーストン
ブリッジを形成している。
【０００４】前記Ｒ1、Ｒ2は、例えば、ともに２５１Ω
であり、Ｒ3 は、例えば、４．５Ωである。前記白金コ
イルの抵抗値をｒ(p) とし、そして、前記酸化物半導体
の抵抗値をｒ(s) とすると、前記ガス検知素子の抵抗値
Ｒ(s)（＝Ｒ4）は、次の式により求めることができる。 Ｒ(s) ＝１／［１／ｒ(p) ＋１／ｒ(s) ］
であり、Ｒ3 は、例えば、４．５Ωである。前記白金コ
イルの抵抗値をｒ(p) とし、そして、前記酸化物半導体
の抵抗値をｒ(s) とすると、前記ガス検知素子の抵抗値
Ｒ(s)（＝Ｒ4）は、次の式により求めることができる。 Ｒ(s) ＝１／［１／ｒ(p) ＋１／ｒ(s) ］
【０００５】大気中での半導体材料においては、一般的
に知られているように、負荷電酸素が半導体の表面に吸
着し、そのｒ(p) は高い抵抗状態に推移する。また、ｒ
(p)との並列抵抗で決定されるＲ(s) も高い抵抗状態に
ある。一方、検知対象である一酸化炭素又は炭化水素ガ
スが存在すると、半導体材料に吸着した負荷電吸着酸素
と還元性ガスの反応により負荷電吸着酸素が減少するの
で、その材料の抵抗がガス濃度にしたがい低下する。よ
って、大気中と検知ガス中でのセンサ抵抗が変化するこ
とにより、還元性ガスを検知することが可能になる。
に知られているように、負荷電酸素が半導体の表面に吸
着し、そのｒ(p) は高い抵抗状態に推移する。また、ｒ
(p)との並列抵抗で決定されるＲ(s) も高い抵抗状態に
ある。一方、検知対象である一酸化炭素又は炭化水素ガ
スが存在すると、半導体材料に吸着した負荷電吸着酸素
と還元性ガスの反応により負荷電吸着酸素が減少するの
で、その材料の抵抗がガス濃度にしたがい低下する。よ
って、大気中と検知ガス中でのセンサ抵抗が変化するこ
とにより、還元性ガスを検知することが可能になる。
【０００６】即ち、雰囲気中に可燃性ガスが存在しない
ときは、ホイーストンブリッジ回路は平衡して、Ｒ1 ×
Ｒ4＝Ｒ2×Ｒ3 となり、検出計に示される負荷の電圧は
０Ｖとなるが、雰囲気に可燃性ガスが含まれると、ガス
検知素子１０７において、可燃性ガスが酸化され、セン
サ材料であるＳｎＯ2 の抵抗値が低下するするため、セ
ンサの抵抗値Ｒ4 が減少する。その結果、ホイーストン
ブリッジ回路の平衡が破れて、検出計１０９に負荷の電
圧が表示される。１０８は電源である。
ときは、ホイーストンブリッジ回路は平衡して、Ｒ1 ×
Ｒ4＝Ｒ2×Ｒ3 となり、検出計に示される負荷の電圧は
０Ｖとなるが、雰囲気に可燃性ガスが含まれると、ガス
検知素子１０７において、可燃性ガスが酸化され、セン
サ材料であるＳｎＯ2 の抵抗値が低下するするため、セ
ンサの抵抗値Ｒ4 が減少する。その結果、ホイーストン
ブリッジ回路の平衡が破れて、検出計１０９に負荷の電
圧が表示される。１０８は電源である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のガス検知素子に
おいては、白金コイルの周囲に球状に設けたＡｕ，Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｕ、Ｒｈ等の貴金属を触媒として含むＳｎ
Ｏ2 ，ＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3等の酸化物半導体よりなる感応
層を有するものが実用化されており、特に、Ａｕを触媒
として含むＳｎＯ2 よりなる感応層を有するものは、可
燃性に対する感度が高いものとして知られている。しか
し、Ａｕを触媒として含むＳｎＯ2 よりなる感応層を有
するガス検知素子は、エタノール、ＮＯx 等の干渉ガス
が存在していると、それらの影響を受け易く、そのため
に、炭化水素ガスを選択的に検知することができないと
いう問題があった。
おいては、白金コイルの周囲に球状に設けたＡｕ，Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｕ、Ｒｈ等の貴金属を触媒として含むＳｎ
Ｏ2 ，ＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3等の酸化物半導体よりなる感応
層を有するものが実用化されており、特に、Ａｕを触媒
として含むＳｎＯ2 よりなる感応層を有するものは、可
燃性に対する感度が高いものとして知られている。しか
し、Ａｕを触媒として含むＳｎＯ2 よりなる感応層を有
するガス検知素子は、エタノール、ＮＯx 等の干渉ガス
が存在していると、それらの影響を受け易く、そのため
に、炭化水素ガスを選択的に検知することができないと
いう問題があった。
【０００８】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、干渉ガスが存在してい
ても炭化水素ガスを選択的に検知することができるガス
検知素子を提供することを目的とする。
的としている。即ち、本発明は、干渉ガスが存在してい
ても炭化水素ガスを選択的に検知することができるガス
検知素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題を
解決するために、実験を積み重ね、抵抗温度係数の大き
い材料からなるコイル及び該コイルの周囲に球状に設け
た貴金属−ＳｎＯ2 焼結体よりなる感応層を有するガス
検知素子において、該感応層の周囲に貴金属−Ａｌ2Ｏ3
焼結体よりなる触媒層を設けたところ、エタノール、Ｎ
Ｏx 等の干渉ガスが存在していても炭化水素ガスを選択
的に検知することができることを見出して本発明を完成
するに至った。但し、前記感応層及び触媒層における貴
金属は、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及びＲｈから選ばれる
少なくとも１種の金属である。
解決するために、実験を積み重ね、抵抗温度係数の大き
い材料からなるコイル及び該コイルの周囲に球状に設け
た貴金属−ＳｎＯ2 焼結体よりなる感応層を有するガス
検知素子において、該感応層の周囲に貴金属−Ａｌ2Ｏ3
焼結体よりなる触媒層を設けたところ、エタノール、Ｎ
Ｏx 等の干渉ガスが存在していても炭化水素ガスを選択
的に検知することができることを見出して本発明を完成
するに至った。但し、前記感応層及び触媒層における貴
金属は、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及びＲｈから選ばれる
少なくとも１種の金属である。
【００１０】即ち、請求項１に記載された発明は、上記
目的を達成するために、抵抗温度係数の大きい材料から
なるコイル及び該コイルの周囲に球状に設けた貴金属−
ＳｎＯ2 焼結体よりなる感応層を有するガス検知素子に
おいて、該感応層の周囲に貴金属−Ａｌ2Ｏ3焼結体より
なる触媒層を設けたことを特徴とするガス検知素子であ
る。
目的を達成するために、抵抗温度係数の大きい材料から
なるコイル及び該コイルの周囲に球状に設けた貴金属−
ＳｎＯ2 焼結体よりなる感応層を有するガス検知素子に
おいて、該感応層の周囲に貴金属−Ａｌ2Ｏ3焼結体より
なる触媒層を設けたことを特徴とするガス検知素子であ
る。
【００１１】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、前記感応層及び触媒層におけ
る貴金属がＡｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及びＲｈから選ばれ
る少なくとも１種の金属であることを特徴とするもので
ある。
記載された発明において、前記感応層及び触媒層におけ
る貴金属がＡｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及びＲｈから選ばれ
る少なくとも１種の金属であることを特徴とするもので
ある。
【００１２】請求項３に記載された発明は、請求項１又
は２に記載された発明において、前記感応層における貴
金属が、ＳｎＯ2 に対して０．０５〜２重量％の割合で
含有されることを特徴とするものである。
は２に記載された発明において、前記感応層における貴
金属が、ＳｎＯ2 に対して０．０５〜２重量％の割合で
含有されることを特徴とするものである。
【００１３】請求項４に記載された発明は、請求項１，
２又は３に記載された発明において、前記触媒層におけ
る貴金属が、Ａｌ2Ｏ3に対して１〜１５重量％の割合で
含有されることを特徴とするものである。
２又は３に記載された発明において、前記触媒層におけ
る貴金属が、Ａｌ2Ｏ3に対して１〜１５重量％の割合で
含有されることを特徴とするものである。
【００１４】請求項５に記載された発明は、請求項１〜
４のいずれかに記載のガス検知素子を有することを特徴
とするガス検知装置である。
４のいずれかに記載のガス検知素子を有することを特徴
とするガス検知装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を
示すガス検知素子の要部破断斜視図である。図２は、本
発明のガス検知素子における各種のガスに対する相対感
度を示すグラフである。図３は、従来のガス検知素子に
おける各種のガスに対する相対感度を示すグラフであ
る。
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を
示すガス検知素子の要部破断斜視図である。図２は、本
発明のガス検知素子における各種のガスに対する相対感
度を示すグラフである。図３は、従来のガス検知素子に
おける各種のガスに対する相対感度を示すグラフであ
る。
【００１６】図１において、１０は、本発明のガス検知
素子である。本発明のガス検知素子１０は、抵抗温度係
数の大きい材料からなるコイル１及び該コイル１の周囲
に球状に設けた貴金属−ＳｎＯ2 焼結体よりなる感応層
２を有している。そして、前記感応層２の周囲には、Ｐ
ｄ−Ａｌ2Ｏ3焼結体よりなる触媒層が設けられている。
素子である。本発明のガス検知素子１０は、抵抗温度係
数の大きい材料からなるコイル１及び該コイル１の周囲
に球状に設けた貴金属−ＳｎＯ2 焼結体よりなる感応層
２を有している。そして、前記感応層２の周囲には、Ｐ
ｄ−Ａｌ2Ｏ3焼結体よりなる触媒層が設けられている。
【００１７】本発明におけるコイル１を構成する抵抗温
度係数の大きい材料は、例えば、白金である。本発明の
感応層２及び触媒層３における貴金属は、例えば、Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及びＲｈから選ばれる少なくとも
１種の金属である。本発明の感応層２における貴金属
は、ＳｎＯ2 に対して０．０５重量％未満の割合で含有
されると、その触媒量が少なすぎて感度が低下し、ま
た、ＳｎＯ2 に対して２重量％を越える割合で含有され
ると、その触媒量は充分であるが、ＳｎＯ2 の抵抗値が
増加して感度が低下することとなる。それ故、本発明の
感応層２における貴金属は、ＳｎＯ2 に対して０．０５
〜２重量％の割合で含有されることが好ましい。そし
て、本発明の触媒層３における貴金属は、Ａｌ2Ｏ3に対
して１重量％未満の割合で含有されると、その触媒量が
少なすぎて感度が低下し、また、Ａｌ2Ｏ3に対して１５
重量％を越える割合で含有されると、その触媒量は充分
であるが、貴金属粒子がＡｌ2Ｏ3担持体上ででシンタリ
ングを起こしやすい。それ故、本発明の触媒層３に含有
される貴金属は、Ａｌ2Ｏ3に対して１〜１５重量％の割
合で含有されることが好ましい。
度係数の大きい材料は、例えば、白金である。本発明の
感応層２及び触媒層３における貴金属は、例えば、Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及びＲｈから選ばれる少なくとも
１種の金属である。本発明の感応層２における貴金属
は、ＳｎＯ2 に対して０．０５重量％未満の割合で含有
されると、その触媒量が少なすぎて感度が低下し、ま
た、ＳｎＯ2 に対して２重量％を越える割合で含有され
ると、その触媒量は充分であるが、ＳｎＯ2 の抵抗値が
増加して感度が低下することとなる。それ故、本発明の
感応層２における貴金属は、ＳｎＯ2 に対して０．０５
〜２重量％の割合で含有されることが好ましい。そし
て、本発明の触媒層３における貴金属は、Ａｌ2Ｏ3に対
して１重量％未満の割合で含有されると、その触媒量が
少なすぎて感度が低下し、また、Ａｌ2Ｏ3に対して１５
重量％を越える割合で含有されると、その触媒量は充分
であるが、貴金属粒子がＡｌ2Ｏ3担持体上ででシンタリ
ングを起こしやすい。それ故、本発明の触媒層３に含有
される貴金属は、Ａｌ2Ｏ3に対して１〜１５重量％の割
合で含有されることが好ましい。
【００１８】本発明のガス検知素子は、次のように製造
される。 (1) ＳｎＯ2 の調製 ＳｎＣｌ2 ・Ｈ2 Ｏを純水に溶解し、この溶液中に１：
１アンモニア水を攪拌下に加えて沈殿物を形成する。得
られた沈殿物を遠心分離器で充分に洗浄した後、例え
ば、１００℃で１２時間、充分に乾燥する。この乾燥し
た沈殿物を十分に粉砕した後、例えば、６００℃で２時
間、焼成してＳｎＯ2 ベース材料とする。
される。 (1) ＳｎＯ2 の調製 ＳｎＣｌ2 ・Ｈ2 Ｏを純水に溶解し、この溶液中に１：
１アンモニア水を攪拌下に加えて沈殿物を形成する。得
られた沈殿物を遠心分離器で充分に洗浄した後、例え
ば、１００℃で１２時間、充分に乾燥する。この乾燥し
た沈殿物を十分に粉砕した後、例えば、６００℃で２時
間、焼成してＳｎＯ2 ベース材料とする。
【００１９】(2) 貴金属触媒を含有するＳｎＯ2 素子材
料の調製 前記(1) で調製したＳｎＯ2 ベース材料８３〜９７．７
５重量％、ＳｎＣｌ2・Ｈ2 Ｏ ２〜１０重量％、Ｓｂ2
Ｏ3 ０．２〜５重量％及びＨＡｕＣｌ4 ０．０５〜２
重量％よりなる混合物から例えば１ｇを量り取り、この
量り取った混合物を２０分間程度混合した後、ここに純
水を適量入れ、３０分程度粉砕して、ペースト状のＡｕ
触媒を含有するＳｎＯ2 素子材料とする。
料の調製 前記(1) で調製したＳｎＯ2 ベース材料８３〜９７．７
５重量％、ＳｎＣｌ2・Ｈ2 Ｏ ２〜１０重量％、Ｓｂ2
Ｏ3 ０．２〜５重量％及びＨＡｕＣｌ4 ０．０５〜２
重量％よりなる混合物から例えば１ｇを量り取り、この
量り取った混合物を２０分間程度混合した後、ここに純
水を適量入れ、３０分程度粉砕して、ペースト状のＡｕ
触媒を含有するＳｎＯ2 素子材料とする。
【００２０】(3) ガス検知素子の形成 図１に示すように、前記(2) で調製したＡｕ触媒を含有
するペースト状のＳｎＯ2 素子材料を２０〜５０μｍ径
の白金コイル１に直径０．８〜１．５ｍｍの球状になる
ように塗布し、これを１００℃で１時間乾燥して感応層
２を形成する。そして、前記感応層２上にＰｄ触媒１〜
１５重量％を含有するペースト状のＡｌ 2Ｏ3を塗布し、
これを例えば１００℃で１時間充分に乾燥した後、例え
ば６００℃で２時間空気中で焼成して触媒層３を形成す
ることにより、ガス検知素子１０とする。
するペースト状のＳｎＯ2 素子材料を２０〜５０μｍ径
の白金コイル１に直径０．８〜１．５ｍｍの球状になる
ように塗布し、これを１００℃で１時間乾燥して感応層
２を形成する。そして、前記感応層２上にＰｄ触媒１〜
１５重量％を含有するペースト状のＡｌ 2Ｏ3を塗布し、
これを例えば１００℃で１時間充分に乾燥した後、例え
ば６００℃で２時間空気中で焼成して触媒層３を形成す
ることにより、ガス検知素子１０とする。
【００２１】本発明のガス検知素子は、好ましくは、前
記図５に示されるガス検知装置におけるガス検知素子と
して組み込んで、干渉ガスが存在していても炭化水素ガ
スを選択的に検知するガス検知装置とすることができ
る。
記図５に示されるガス検知装置におけるガス検知素子と
して組み込んで、干渉ガスが存在していても炭化水素ガ
スを選択的に検知するガス検知装置とすることができ
る。
【００２２】
【実施例】（実施例１）ＳｎＣｌ2 ・Ｈ2 Ｏ ５０ｇを
純水５００ｍｌに溶解し、この溶液中に１：１アンモニ
ア水を攪拌下に加えて沈殿物を形成した。得られた沈殿
物を遠心分離器で充分に洗浄した後、１００℃で１２時
間乾燥した。この乾燥した沈殿物を十分に粉砕した後、
６００℃で２時間焼成してＳｎＯ2 ベース材料を調製し
た。そして、前記ＳｎＯ2 ベース材料９６．９８重量
％、ＳｎＣｌ2 ・Ｈ2 Ｏ ２重量％、Ｓｂ2Ｏ3１．０重
量％及びＨＡｕＣｌ4 ０．００２重量部よりなる混合物
から１ｇを量り取り、この量り取った混合物を２０分間
程度混合した後、ここに純水を適量入れ、３０分程度粉
砕して、ペースト状のＡｕ触媒を含有するＳｎＯ2 素子
材料を調製した。次に、このＡｕ触媒を含有するペース
ト状のＳｎＯ2 素子材料を４０μｍ径の白金コイルに直
径１．２ｍｍの球状になるように塗布し、これを１００
℃で１時間乾燥して感応層となる塗布層を形成し、続い
て、前記感応層となる塗布上にＰｄ触媒１５重量％を含
有するペースト状のＡｌ2Ｏ3を塗布し、これを１００℃
で１時間乾燥した後、６００℃で１時間空気中で焼成し
て感応層（図１における２参照）及び触媒層（図１にお
ける３参照）を形成することにより、ガス検知素子とし
た（図１における１０参照）。このようにして得られた
本発明のガス検知素子の各種のガスに対する相対感度
は、図２に示す。図２に示すように、本発明のガス検知
素子は、メタン及びイソブタンに対する感度が高く、他
のガスにほとんど応答しないことがわかった。即ち、本
発明のガス検知素子は、良好な炭化水素ガスの選択性が
得られることがわかった。
純水５００ｍｌに溶解し、この溶液中に１：１アンモニ
ア水を攪拌下に加えて沈殿物を形成した。得られた沈殿
物を遠心分離器で充分に洗浄した後、１００℃で１２時
間乾燥した。この乾燥した沈殿物を十分に粉砕した後、
６００℃で２時間焼成してＳｎＯ2 ベース材料を調製し
た。そして、前記ＳｎＯ2 ベース材料９６．９８重量
％、ＳｎＣｌ2 ・Ｈ2 Ｏ ２重量％、Ｓｂ2Ｏ3１．０重
量％及びＨＡｕＣｌ4 ０．００２重量部よりなる混合物
から１ｇを量り取り、この量り取った混合物を２０分間
程度混合した後、ここに純水を適量入れ、３０分程度粉
砕して、ペースト状のＡｕ触媒を含有するＳｎＯ2 素子
材料を調製した。次に、このＡｕ触媒を含有するペース
ト状のＳｎＯ2 素子材料を４０μｍ径の白金コイルに直
径１．２ｍｍの球状になるように塗布し、これを１００
℃で１時間乾燥して感応層となる塗布層を形成し、続い
て、前記感応層となる塗布上にＰｄ触媒１５重量％を含
有するペースト状のＡｌ2Ｏ3を塗布し、これを１００℃
で１時間乾燥した後、６００℃で１時間空気中で焼成し
て感応層（図１における２参照）及び触媒層（図１にお
ける３参照）を形成することにより、ガス検知素子とし
た（図１における１０参照）。このようにして得られた
本発明のガス検知素子の各種のガスに対する相対感度
は、図２に示す。図２に示すように、本発明のガス検知
素子は、メタン及びイソブタンに対する感度が高く、他
のガスにほとんど応答しないことがわかった。即ち、本
発明のガス検知素子は、良好な炭化水素ガスの選択性が
得られることがわかった。
【００２３】（比較例１）実施例１と同様にしてＳｎＯ
2 ベース材料を調製し、そして、このＳｎＯ2 ベース材
料を用いて実施例１と同様にペースト状のＡｕ触媒を含
有するＳｎＯ2 素子材料を調製した後、このＡｕ触媒を
含有するペースト状のＳｎＯ2 素子材料を実施例１と同
様に４０μｍ径の白金コイルに直径１．２ｍｍの球状に
なるように塗布し、これを１００℃で１時間乾燥して感
応層となる塗布層を形成し、続いて、これを６００℃で
２時間空気中で焼成して感応層（図４における２参照）
を形成することによりガス検知素子とした（図４におけ
る１００参照）。このようにして得られた従来のガス検
知素子の各種のガスに対する相対感度は、図３に示す。
図３に示すように、従来のガス検知素子は、測定した全
ての可燃性ガスに対する感度があり、ＮＯ2 に対する感
度があることもわかった。
2 ベース材料を調製し、そして、このＳｎＯ2 ベース材
料を用いて実施例１と同様にペースト状のＡｕ触媒を含
有するＳｎＯ2 素子材料を調製した後、このＡｕ触媒を
含有するペースト状のＳｎＯ2 素子材料を実施例１と同
様に４０μｍ径の白金コイルに直径１．２ｍｍの球状に
なるように塗布し、これを１００℃で１時間乾燥して感
応層となる塗布層を形成し、続いて、これを６００℃で
２時間空気中で焼成して感応層（図４における２参照）
を形成することによりガス検知素子とした（図４におけ
る１００参照）。このようにして得られた従来のガス検
知素子の各種のガスに対する相対感度は、図３に示す。
図３に示すように、従来のガス検知素子は、測定した全
ての可燃性ガスに対する感度があり、ＮＯ2 に対する感
度があることもわかった。
【００２４】以上、本発明のガス検知素子によれば、Ｃ
Ｏ、Ｈ2 、エタノール（ｅｔＯＨ）のような酸化されや
すいガスは、ある温度以上においては、触媒層、即ち、
Ｐｄ−Ａｌ2 Ｏ3 触媒層における触媒と接触してその触
媒の表面でほぼ完全に酸化され、感応層、即ち、Ａｕ−
ＳｎＣｌ2 層にまで達しないので、感応層におけるＳｎ
Ｏ2 の抵抗値がほとんど減少せず、そのために、それら
の酸化されやすいガスに対する感度が極めて低い。一
方、ＣＨ4 、イソブタン（ｉ−Ｂ）のような酸化されに
くい炭化水素ガスは、触媒層における触媒と接触してそ
の表面で部分的に酸化され、酸化されずに残った炭化水
素ガスは、感応層において酸化されるので、ＳｎＯ2 の
抵抗値が減少し、そのために、ＣＨ4 、イソブタンのよ
うな炭化水素ガスに対する感度が高い。そして、ＮＯ2
は、吸着性が高いので、比表面積が高い触媒層、即ち、
Ｐｄ−Ａｌ2Ｏ3触媒層においてほぼ完全に吸着されるの
で、感応層に達しない。
Ｏ、Ｈ2 、エタノール（ｅｔＯＨ）のような酸化されや
すいガスは、ある温度以上においては、触媒層、即ち、
Ｐｄ−Ａｌ2 Ｏ3 触媒層における触媒と接触してその触
媒の表面でほぼ完全に酸化され、感応層、即ち、Ａｕ−
ＳｎＣｌ2 層にまで達しないので、感応層におけるＳｎ
Ｏ2 の抵抗値がほとんど減少せず、そのために、それら
の酸化されやすいガスに対する感度が極めて低い。一
方、ＣＨ4 、イソブタン（ｉ−Ｂ）のような酸化されに
くい炭化水素ガスは、触媒層における触媒と接触してそ
の表面で部分的に酸化され、酸化されずに残った炭化水
素ガスは、感応層において酸化されるので、ＳｎＯ2 の
抵抗値が減少し、そのために、ＣＨ4 、イソブタンのよ
うな炭化水素ガスに対する感度が高い。そして、ＮＯ2
は、吸着性が高いので、比表面積が高い触媒層、即ち、
Ｐｄ−Ａｌ2Ｏ3触媒層においてほぼ完全に吸着されるの
で、感応層に達しない。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、ＣＯ、Ｈ2 、エタノー
ル、ＮＯ2 等の干渉ガスが存在していても、それらの干
渉ガスが触媒層、即ち、Ｐｄ−Ａｌ2Ｏ3触媒層における
触媒と接触してその触媒の表面でほぼ完全に酸化される
か、或いは、吸着されるので、ＣＨ4 、イソブタンのよ
うな炭化水素ガスを選択的に検出することができる。
ル、ＮＯ2 等の干渉ガスが存在していても、それらの干
渉ガスが触媒層、即ち、Ｐｄ−Ａｌ2Ｏ3触媒層における
触媒と接触してその触媒の表面でほぼ完全に酸化される
か、或いは、吸着されるので、ＣＨ4 、イソブタンのよ
うな炭化水素ガスを選択的に検出することができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示すガス検知素子の要
部破断斜視図である。
部破断斜視図である。
【図２】本発明のガス検知素子における各種のガスに対
する相対感度を示すグラフである。
する相対感度を示すグラフである。
【図３】従来のガス検知素子における各種のガスに対す
る相対感度を示すグラフである。
る相対感度を示すグラフである。
【図４】従来のガス検知素子の要部破断斜視図である。
【図５】従来のガス検知素子を有するガス検知装置の測
定回路を示す結線図である。
定回路を示す結線図である。
１，１０１ コイル ２，１０２ 感応層 ３ 触媒層 １０，１００ ガス検知素子
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G046 AA01 AA22 AA23 BA06 BA08 BA09 BB01 EA04 EA08 FB02 FE03 FE29 FE31 FE34 FE35 FE39 2G060 AA02 AB10 AB17 AB18 AE19 AF07 BA01 BA03 BB04 BB18
Claims (5)
- 【請求項１】 抵抗温度係数の大きい材料からなるコイ
ル及び該コイルの周囲に球状に設けた貴金属−ＳｎＯ2
焼結体よりなる感応層を有するガス検知素子において、
該感応層の周囲に貴金属−Ａｌ2Ｏ3焼結体よりなる触媒
層を設けたことを特徴とするガス検知素子。 - 【請求項２】 前記感応層及び触媒層における貴金属が
Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ及びＲｈから選ばれる少なくと
も１種の金属であることを特徴とする請求項１に記載の
ガス検知素子。 - 【請求項３】 前記感応層における貴金属が、ＳｎＯ2
に対して０．０５〜２重量％の割合で含有されることを
特徴とする請求項１又は２に記載のガス検知素子。 - 【請求項４】 前記触媒層における貴金属が、Ａｌ2Ｏ3
に対して１〜１５重量％の割合で含有されることを特徴
とする請求項１，２又は３に記載のガス検知素子。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のガス検
知素子を有することを特徴とするガス検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000336069A JP2002139469A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | ガス検知素子及びそれを有するガス検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000336069A JP2002139469A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | ガス検知素子及びそれを有するガス検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002139469A true JP2002139469A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18811706
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000336069A Pending JP2002139469A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | ガス検知素子及びそれを有するガス検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002139469A (ja) |
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-
2000
- 2000-11-02 JP JP2000336069A patent/JP2002139469A/ja active Pending
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060904 |
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