JPH04269648A - ガスセンサ - Google Patents
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- JPH04269648A JPH04269648A JP5581091A JP5581091A JPH04269648A JP H04269648 A JPH04269648 A JP H04269648A JP 5581091 A JP5581091 A JP 5581091A JP 5581091 A JP5581091 A JP 5581091A JP H04269648 A JPH04269648 A JP H04269648A
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Landscapes
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス雰囲気中の酸化窒
素（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）
を検知するためのペロブスカイト型複合酸化物を用いた
ガスセンサに関するものである。
素（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）
を検知するためのペロブスカイト型複合酸化物を用いた
ガスセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ペロブスカイト型複合酸化物を用いたガ
スセンサは従来から研究されている。ペロブスカイト型
複合酸化物は電気伝導率が高く、その表面にＮＯ、ＣＯ
やＨＣガスが吸着するとペロブスカイト構造に欠陥が形
成されて、電気伝導度が変化することが知られており、
その抵抗変化を測定することにより各ガスの濃度を検知
できるものである。
スセンサは従来から研究されている。ペロブスカイト型
複合酸化物は電気伝導率が高く、その表面にＮＯ、ＣＯ
やＨＣガスが吸着するとペロブスカイト構造に欠陥が形
成されて、電気伝導度が変化することが知られており、
その抵抗変化を測定することにより各ガスの濃度を検知
できるものである。
【０００３】例えば、特開昭４９−２９１８５、４９−
１０３６９はアルコール、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯ等の還元性
ガスに対するガスセンサを提供している。しかし、これ
らはいずれもＮＯ、ＣＯならびにＨＣを選択的に検知す
ることが不可能である。
１０３６９はアルコール、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯ等の還元性
ガスに対するガスセンサを提供している。しかし、これ
らはいずれもＮＯ、ＣＯならびにＨＣを選択的に検知す
ることが不可能である。
【０００４】すなわちこれらはいずれもＮＯ、ＣＯおよ
びＨＣを検知しようとする場合、測定ガス雰囲気中の酸
素分圧や湿度について何ら考慮していないため、これら
酸素、水等の吸着によるペロブスカイト構造の変化に基
づく抵抗変化の影響を受けてしまい、正確にＮＯ等の濃
度を検知することができなかった。
びＨＣを検知しようとする場合、測定ガス雰囲気中の酸
素分圧や湿度について何ら考慮していないため、これら
酸素、水等の吸着によるペロブスカイト構造の変化に基
づく抵抗変化の影響を受けてしまい、正確にＮＯ等の濃
度を検知することができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するために、ペロブスカイト型複合酸化物を用いた
ガスセンサにおいて、同一材料で構成した検知素子部と
比較素子部とを設置し、両素子部の動作温度をずらすこ
とによって両素子間に感度差を与え、一方の素子部の出
力によって他方の素子部の出力を補正することによって
測定ガスを雰囲気中の酸素分圧および湿度の影響を受け
にくい、ＮＯ、ＣＯ、ＨＣ検知用のガスセンサを提供し
ようとするものである。
解決するために、ペロブスカイト型複合酸化物を用いた
ガスセンサにおいて、同一材料で構成した検知素子部と
比較素子部とを設置し、両素子部の動作温度をずらすこ
とによって両素子間に感度差を与え、一方の素子部の出
力によって他方の素子部の出力を補正することによって
測定ガスを雰囲気中の酸素分圧および湿度の影響を受け
にくい、ＮＯ、ＣＯ、ＨＣ検知用のガスセンサを提供し
ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のガス雰囲気中の
ＮＯ、ＣＯ、ＨＣを検知するガスセンサは、無機質から
なる基板と、該基板上で温度の異なった位置に配置され
た同一組成のペロブスカイト型複合酸化物からなる検知
素子部ならびに比較素子部と、両素子部の温度差に基づ
く導電性の違いから生ずる出力差を検出する出力検出手
段と、からなることを特徴とする。
ＮＯ、ＣＯ、ＨＣを検知するガスセンサは、無機質から
なる基板と、該基板上で温度の異なった位置に配置され
た同一組成のペロブスカイト型複合酸化物からなる検知
素子部ならびに比較素子部と、両素子部の温度差に基づ
く導電性の違いから生ずる出力差を検出する出力検出手
段と、からなることを特徴とする。
【０００７】（作用）図４は、ペロブスカイト型複合酸
化物からなるガスセンサのＮＯ、ＣＯ、ＨＣに対する検
知特性を示したものである。
化物からなるガスセンサのＮＯ、ＣＯ、ＨＣに対する検
知特性を示したものである。
【０００８】該ガスセンサ素子を酸素（Ｏ２ ）２０％
＋窒素（Ｎ２ ）８０％からなるガス雰囲気（曲線■）
ならびにこのガス雰囲気中にＮＯ（曲線■）、ＣＯ（曲
線，■）、Ｃ３ Ｈ８ （曲線■）をそれぞれ１０００
ｐｐｍ混合したガス雰囲気中に配置し、雰囲気の温度を
２５０〜５００℃の範囲の種々の温度に変えて各温度に
おけるセンサ素子の抵抗変化を求めた。また、図５はＯ
２ ２０％＋Ｎ２ ８０％ガス雰囲気（曲線■）にＨ２
Ｏを３％混合（曲線■）した場合の前記ガスセンサ素
子の温度−抵抗変化を、また、図６はＯ２ を各２、５
、１０、２０、５０％含有するＮ２ ガス雰囲気におけ
る前記ガスセンサ素子の温度−抵抗変化を示したもので
ある。
＋窒素（Ｎ２ ）８０％からなるガス雰囲気（曲線■）
ならびにこのガス雰囲気中にＮＯ（曲線■）、ＣＯ（曲
線，■）、Ｃ３ Ｈ８ （曲線■）をそれぞれ１０００
ｐｐｍ混合したガス雰囲気中に配置し、雰囲気の温度を
２５０〜５００℃の範囲の種々の温度に変えて各温度に
おけるセンサ素子の抵抗変化を求めた。また、図５はＯ
２ ２０％＋Ｎ２ ８０％ガス雰囲気（曲線■）にＨ２
Ｏを３％混合（曲線■）した場合の前記ガスセンサ素
子の温度−抵抗変化を、また、図６はＯ２ を各２、５
、１０、２０、５０％含有するＮ２ ガス雰囲気におけ
る前記ガスセンサ素子の温度−抵抗変化を示したもので
ある。
【０００９】Ｏ２ ２０％＋Ｎ２ ８０％のガス雰囲気
にＮＯ、ＣＯ、Ｃ３ Ｈ６ を混合すると、４５０℃以
下の温度範囲、特に３５０℃以下において温度の低下と
ともに電気伝導度が低下し、抵抗値が増加する。しかし
、４５０℃以上の高温側では抵抗の変化は殆どない。一
方、Ｈ２ ＯならびにＯ２ の濃度を変えた場合は、図
５、図６に示すように、２５０℃〜５００℃の温度範囲
においてＯ２ ２０％＋Ｎ２ ８０％のみのガス組成の
抵抗に対し、各濃度においてほぼ同じ割合で抵抗が増大
、または減少している。したがって、ＮＯ等とＯ２ お
よびＨ２ Ｏが共存した場合、Ｏ２ およびＨ２ Ｏの
影響を受け、ＮＯ、ＣＯ、ＨＣの正確な検知をすること
ができない。
にＮＯ、ＣＯ、Ｃ３ Ｈ６ を混合すると、４５０℃以
下の温度範囲、特に３５０℃以下において温度の低下と
ともに電気伝導度が低下し、抵抗値が増加する。しかし
、４５０℃以上の高温側では抵抗の変化は殆どない。一
方、Ｈ２ ＯならびにＯ２ の濃度を変えた場合は、図
５、図６に示すように、２５０℃〜５００℃の温度範囲
においてＯ２ ２０％＋Ｎ２ ８０％のみのガス組成の
抵抗に対し、各濃度においてほぼ同じ割合で抵抗が増大
、または減少している。したがって、ＮＯ等とＯ２ お
よびＨ２ Ｏが共存した場合、Ｏ２ およびＨ２ Ｏの
影響を受け、ＮＯ、ＣＯ、ＨＣの正確な検知をすること
ができない。
【００１０】本発明では、同一組成のペロブスカイト型
複合酸化物からなる２つのセンサの一方を検知素子部、
他方を比較素子部とし、両素子部の温度を例えば検知素
子部を２７０℃、比較素子部を５００℃として温度差を
与え、両センサの示す抵抗の差を求め、Ｏ２ 、Ｈ２
Ｏの影響を除去するものである。すなわち、Ｏ２ 、Ｈ
２ Ｏの濃度変化によってその分抵抗が変化しても、高
温から低温まで抵抗の変化分がほぼ等しいので抵抗の差
を求めればＯ２ およびＨ２ Ｏの影響を除去できる。
複合酸化物からなる２つのセンサの一方を検知素子部、
他方を比較素子部とし、両素子部の温度を例えば検知素
子部を２７０℃、比較素子部を５００℃として温度差を
与え、両センサの示す抵抗の差を求め、Ｏ２ 、Ｈ２
Ｏの影響を除去するものである。すなわち、Ｏ２ 、Ｈ
２ Ｏの濃度変化によってその分抵抗が変化しても、高
温から低温まで抵抗の変化分がほぼ等しいので抵抗の差
を求めればＯ２ およびＨ２ Ｏの影響を除去できる。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係るガスセンサは、該構成とし
たことにより、ガス雰囲気中に酸素や水蒸気が存在して
も、それらの影響を受けずにＮＯ、ＣＯならびにＨＣを
正確に検知することができる。
たことにより、ガス雰囲気中に酸素や水蒸気が存在して
も、それらの影響を受けずにＮＯ、ＣＯならびにＨＣを
正確に検知することができる。
【００１２】
【実施例】（本発明の具体例）
【００１３】前記本発明をさらに具体化した具体例につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１４】本具体例に係るガスセンサ構造を図１に、
そのＩ−Ｉ断面の構造を図２に示す。
そのＩ−Ｉ断面の構造を図２に示す。
【００１５】検知素子部１および比較素子部２をアルミ
ナ等の無機質からなる基板３の上に互いに離して配置す
る。
ナ等の無機質からなる基板３の上に互いに離して配置す
る。
【００１６】基板は絶縁性を有し、４００〜５００℃ま
で安定で、かつペロブスカイト型複合酸化物と反応しに
くいものならば、種類は問わない。
で安定で、かつペロブスカイト型複合酸化物と反応しに
くいものならば、種類は問わない。
【００１７】前記両素子部は同一組成のペロブスカイト
型複合酸化物からなる。該複合酸化物の抵抗変化を測定
するための少なくとも１対の電極４を複合酸化物に接し
て配置する。複合酸化物の厚さは１００μｍ以下で用い
るのが好ましい。これより厚くなると応答時間が長くな
り、応答率も低下する。ペロブスカイト型複合酸化物は
、一般式（Ａ１−ｘＡ’ｘ）（Ｂ１−ｙＢ’ｙ）Ｏ３
±δ（ただし、Ａ、Ａは原子番号５７〜７１の希土類元
素、アルカリ土類金属又はＹ、Ｈｆ、Ｌｉの群から選ば
れる２種の元素、Ｂ、Ｂ’は原子番号２１〜３１の遷移
金属の中から選ばれる２種の金属、ｘ、ｙは各々０≦ｘ
≦１、０≦ｙ≦１）で示される構造のものを用いる。
型複合酸化物からなる。該複合酸化物の抵抗変化を測定
するための少なくとも１対の電極４を複合酸化物に接し
て配置する。複合酸化物の厚さは１００μｍ以下で用い
るのが好ましい。これより厚くなると応答時間が長くな
り、応答率も低下する。ペロブスカイト型複合酸化物は
、一般式（Ａ１−ｘＡ’ｘ）（Ｂ１−ｙＢ’ｙ）Ｏ３
±δ（ただし、Ａ、Ａは原子番号５７〜７１の希土類元
素、アルカリ土類金属又はＹ、Ｈｆ、Ｌｉの群から選ば
れる２種の元素、Ｂ、Ｂ’は原子番号２１〜３１の遷移
金属の中から選ばれる２種の金属、ｘ、ｙは各々０≦ｘ
≦１、０≦ｙ≦１）で示される構造のものを用いる。
【００１８】また、このペロブスカイト型複合酸化物に
、Ｐｔ、ＰｄやＲｈ等の貴金属を数％以下担持させたも
のでもよい。
、Ｐｔ、ＰｄやＲｈ等の貴金属を数％以下担持させたも
のでもよい。
【００１９】ペロブスカイト型複合酸化物としては例え
ばクエン酸錯体法によって製造すると微細組織のものが
得られる。
ばクエン酸錯体法によって製造すると微細組織のものが
得られる。
【００２０】本センサでは検知素子部と比較素子部を温
度の異なった位置に配置する。なお、両素子部を温度調
節手段によって素子を加熱する場合は白金（Ｐｔ）ヒー
タ５を基板の内部で素子部の下部に配置する。
度の異なった位置に配置する。なお、両素子部を温度調
節手段によって素子を加熱する場合は白金（Ｐｔ）ヒー
タ５を基板の内部で素子部の下部に配置する。
【００２１】両素子部の出力を検出する出力検出手段は
、検知素子用定電流源８、比較素子用定電流源９ならび
に出力用電圧計１０よりなる。検知素子部と比較素子部
は直列に接続され、それぞれの素子に逆方向の電流を流
すための前記定電流源（８、９）が接続されており、所
定の温度における両素子の抵抗とそれぞれの素子に流れ
る定電流の積である出力の差、すなわち両素子の両端の
電圧差を電圧計１０によって検出する。
、検知素子用定電流源８、比較素子用定電流源９ならび
に出力用電圧計１０よりなる。検知素子部と比較素子部
は直列に接続され、それぞれの素子に逆方向の電流を流
すための前記定電流源（８、９）が接続されており、所
定の温度における両素子の抵抗とそれぞれの素子に流れ
る定電流の積である出力の差、すなわち両素子の両端の
電圧差を電圧計１０によって検出する。
【００２２】また、検知素子部と比較素子部は同一基板
上に配する必要はなく、基板の温度制御を容易にするた
め、２枚の異なる基板の上に形成しても良い。
上に配する必要はなく、基板の温度制御を容易にするた
め、２枚の異なる基板の上に形成しても良い。
【００２３】また、センサ素子部の表面は被毒防止のた
め、多孔質アルミナ１１等の層をスラリー状として被覆
してもよい。また、ＮＯのみを選択的に検知するために
ＣＯおよびＨＣを酸化してＨ２ ＯやＣＯ２ の形で除
去できる酸化触媒例えば貴金属添加多孔質アルミナ触媒
等でセンサ全体あるいは両素子部のみを被覆しても良い
。これら被覆層は厚さ数１００〜１０００μｍの範囲で
形成する。
め、多孔質アルミナ１１等の層をスラリー状として被覆
してもよい。また、ＮＯのみを選択的に検知するために
ＣＯおよびＨＣを酸化してＨ２ ＯやＣＯ２ の形で除
去できる酸化触媒例えば貴金属添加多孔質アルミナ触媒
等でセンサ全体あるいは両素子部のみを被覆しても良い
。これら被覆層は厚さ数１００〜１０００μｍの範囲で
形成する。
【００２４】（作用・効果）本具体例に係るセンサによ
ってＯ２ やＨ２ Ｏの影響を受けずにＮＯ、ＣＯ、Ｈ
Ｃを正確に検知できる。
ってＯ２ やＨ２ Ｏの影響を受けずにＮＯ、ＣＯ、Ｈ
Ｃを正確に検知できる。
【００２５】出力の求め方は以下に述べる原理に基づく
ものである。
ものである。
【００２６】まず、定電流８、９の電流を決定する。
【００２７】図１、図２のセンサにおいて検知素子部の
温度を２７０℃に、比較素子部の温度を５００℃一定と
なるようにそれぞれのヒータ用温調電源６、７を調整す
る。次に基準ガス雰囲気として、Ｏ２ ２０％＋Ｎ２
８０％混合ガス中にセンサを置き、比較素子用電流源９
を遮断し、スイッチＳを開放の状態で電圧計１０の出力
が１（Ｖ）になるように検知素子用電流源８の電流値Ｉ
ｄを決定する。
温度を２７０℃に、比較素子部の温度を５００℃一定と
なるようにそれぞれのヒータ用温調電源６、７を調整す
る。次に基準ガス雰囲気として、Ｏ２ ２０％＋Ｎ２
８０％混合ガス中にセンサを置き、比較素子用電流源９
を遮断し、スイッチＳを開放の状態で電圧計１０の出力
が１（Ｖ）になるように検知素子用電流源８の電流値Ｉ
ｄを決定する。
【００２８】次にスイッチＳを閉じ、電流源９を接続し
て電圧計の出力電圧が０（Ｖ）になるように電流源９の
電流値Ｉｃを決定する。その後表１のように測定点１〜
１８に示した組成のガス雰囲気中で出力を測定した。
て電圧計の出力電圧が０（Ｖ）になるように電流源９の
電流値Ｉｃを決定する。その後表１のように測定点１〜
１８に示した組成のガス雰囲気中で出力を測定した。
【００２９】各定電流源から一定電流であるＩｃおよび
Ｉｄが各素子に逆方向から流れ、前記基準雰囲気の場合
には電圧計の値が０（Ｖ）であるから、ＮＯ、ＣＯ等が
混入して雰囲気の組成が変わった場合には、その雰囲気
によって検知素子の抵抗ＲＤ 、比較素子の抵抗ＲＣ
が変化すれば電圧計で測定される出力はＲＤ ＩＤ −
ＲＣ ＩＣ となり、ＩｄおよびＩｃは一定であるから
前記の出力の式は両素子の抵抗の差を求めたことと等価
となり、図５、図６におけるＯ２ およびＨ２ Ｏに基
づく抵抗の増加分を除去することができたことになり、
本具体例の出力検出手段により出力を求めれば結果とし
てＯ２ 、Ｈ２ Ｏの影響を受けずにＮＯ、ＣＯ、ＨＣ
を検知することができる。 （実施例）
Ｉｄが各素子に逆方向から流れ、前記基準雰囲気の場合
には電圧計の値が０（Ｖ）であるから、ＮＯ、ＣＯ等が
混入して雰囲気の組成が変わった場合には、その雰囲気
によって検知素子の抵抗ＲＤ 、比較素子の抵抗ＲＣ
が変化すれば電圧計で測定される出力はＲＤ ＩＤ −
ＲＣ ＩＣ となり、ＩｄおよびＩｃは一定であるから
前記の出力の式は両素子の抵抗の差を求めたことと等価
となり、図５、図６におけるＯ２ およびＨ２ Ｏに基
づく抵抗の増加分を除去することができたことになり、
本具体例の出力検出手段により出力を求めれば結果とし
てＯ２ 、Ｈ２ Ｏの影響を受けずにＮＯ、ＣＯ、ＨＣ
を検知することができる。 （実施例）
【００３０】本実施例に係るセンサは図１に示すような
構成からなる。
構成からなる。
【００３１】また、本センサのＩ−Ｉ断面は、図２に示
すような構成からなる。
すような構成からなる。
【００３２】まず、厚さ１．５ｍｍの長方形のアルミナ
製基板３を準備し、この上に検知素子部１および比較素
子部２を互いに離して配置する。両素子部は同一組成の
パラジウム（Ｐｄ）を５％含浸させたペロブスカイト型
複合酸化物（Ｌａ０．９ Ｓｒ０．１ Ｍｎ０．２５Ｃ
ｕ０．７５Ｏ３ ）からなる。該複合酸化物は以下のよ
うにして製造した。
製基板３を準備し、この上に検知素子部１および比較素
子部２を互いに離して配置する。両素子部は同一組成の
パラジウム（Ｐｄ）を５％含浸させたペロブスカイト型
複合酸化物（Ｌａ０．９ Ｓｒ０．１ Ｍｎ０．２５Ｃ
ｕ０．７５Ｏ３ ）からなる。該複合酸化物は以下のよ
うにして製造した。
【００３３】まず、硝酸ランタン（Ｌａ（ＮＯ３ ）３
・６Ｈ２ Ｏ）、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ３
）２ ）、硝酸マンガン（Ｍｎ（ＮＯ３ ）２ ・ｎ
Ｈ２ Ｏ ｎ＝４〜６）、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ３ ）
２ ・３Ｈ２ Ｏ）、クエン酸（Ｃ６ Ｈ８ Ｏ７ ・
Ｈ２ Ｏ）の１モル／リットルの水溶液をそれぞれ作成
し、上記の組成比になるように各硝酸塩水溶液を混合し
、その中へ各硝酸塩のモル数の合計の１．２倍のモル数
のクエン酸水溶液を混合した。
・６Ｈ２ Ｏ）、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ３
）２ ）、硝酸マンガン（Ｍｎ（ＮＯ３ ）２ ・ｎ
Ｈ２ Ｏ ｎ＝４〜６）、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ３ ）
２ ・３Ｈ２ Ｏ）、クエン酸（Ｃ６ Ｈ８ Ｏ７ ・
Ｈ２ Ｏ）の１モル／リットルの水溶液をそれぞれ作成
し、上記の組成比になるように各硝酸塩水溶液を混合し
、その中へ各硝酸塩のモル数の合計の１．２倍のモル数
のクエン酸水溶液を混合した。
【００３４】該混合水溶液をロータリーエバポレータ（
約６０℃）にて乾燥後、さらに真空ポンプにより真空乾
燥し、クエン酸錯体を形成し、このクエン酸錯体を乾燥
後真空中にて２００〜３００℃まで加熱し、クエン酸錯
体を分解させた。冷却後取り出し、４００℃×２ｈｒ大
気中で仮焼し、粉砕後圧粉（３０ｍｍφ、５ｇ、２ｔｏ
ｎ）した。
約６０℃）にて乾燥後、さらに真空ポンプにより真空乾
燥し、クエン酸錯体を形成し、このクエン酸錯体を乾燥
後真空中にて２００〜３００℃まで加熱し、クエン酸錯
体を分解させた。冷却後取り出し、４００℃×２ｈｒ大
気中で仮焼し、粉砕後圧粉（３０ｍｍφ、５ｇ、２ｔｏ
ｎ）した。
【００３５】この圧粉体を７００℃×３ｈｒ大気中で焼
成後粉砕して、複合酸化物粉末（Ｌａ０．９ Ｓｒ０．
１ Ｍｎ０．２５Ｃｕ０．７５Ｏ３ ）を製造した。
成後粉砕して、複合酸化物粉末（Ｌａ０．９ Ｓｒ０．
１ Ｍｎ０．２５Ｃｕ０．７５Ｏ３ ）を製造した。
【００３６】次に、Ｐｄを含浸させるために前記複合酸
化物の粉末にアンモニア水によりｐＨを１０に調整した
硝酸パラジウム水溶液を含浸し、１１０℃×２４ｈｒの
乾燥後６００℃×３ｈｒ焼成してＰｄを５％含浸させた
。
化物の粉末にアンモニア水によりｐＨを１０に調整した
硝酸パラジウム水溶液を含浸し、１１０℃×２４ｈｒの
乾燥後６００℃×３ｈｒ焼成してＰｄを５％含浸させた
。
【００３７】該複合酸化物に有機溶剤であるプロパノー
ルを添加してスラリー状とし、基板のセンサ素子部に塗
布した。該センサ素子部の厚さは約８０μｍである。該
複合酸化物は７００℃で１時間保持して基板に焼付けた
。また、該複合酸化物上面には、被毒防止のために５０
０μｍの厚さの多孔質アルミナ１１を形成した。
ルを添加してスラリー状とし、基板のセンサ素子部に塗
布した。該センサ素子部の厚さは約８０μｍである。該
複合酸化物は７００℃で１時間保持して基板に焼付けた
。また、該複合酸化物上面には、被毒防止のために５０
０μｍの厚さの多孔質アルミナ１１を形成した。
【００３８】前記複合酸化物の抵抗変化を測定するため
の一対の板状Ｐｔ４を複合酸化物からなるセンサ素子部
の底面の両端部に電気的に接続して設置した。電極のう
ち１本は両素子共通にした。従ってＰｔ電極は１ｍｍ間
隔で３本設置される。
の一対の板状Ｐｔ４を複合酸化物からなるセンサ素子部
の底面の両端部に電気的に接続して設置した。電極のう
ち１本は両素子共通にした。従ってＰｔ電極は１ｍｍ間
隔で３本設置される。
【００３９】また、検知素子部を５００℃に、比較素子
部を２７０℃に加熱するためのＰｔヒータ５を基板内部
で素子の真下に素子と離して基板の長手方向に配置した
。Ｐｔ電極ならびにＰｔヒータの端部は基板の端部にお
いてリード線に接続し、Ｐｔ電極のリード線には両素子
間の電位差を測定するための電圧計１０ならびに各素子
に逆方向の定電流を流すための定電流源８、９が各素子
間に設置され、さらに比較素子側の電流を遮断するため
のスイッチＳが設置される。また、Ｐｔヒータのリード
線にはヒータ用温調電源６、７が設けられている。
部を２７０℃に加熱するためのＰｔヒータ５を基板内部
で素子の真下に素子と離して基板の長手方向に配置した
。Ｐｔ電極ならびにＰｔヒータの端部は基板の端部にお
いてリード線に接続し、Ｐｔ電極のリード線には両素子
間の電位差を測定するための電圧計１０ならびに各素子
に逆方向の定電流を流すための定電流源８、９が各素子
間に設置され、さらに比較素子側の電流を遮断するため
のスイッチＳが設置される。また、Ｐｔヒータのリード
線にはヒータ用温調電源６、７が設けられている。
【００４０】また、比較の為に用いた比較素子部を用い
ない検知素子部のみからなるガスセンサの構造を図３に
示す。全体的構成は図１のガスセンサの構造とほぼ同じ
である。
ない検知素子部のみからなるガスセンサの構造を図３に
示す。全体的構成は図１のガスセンサの構造とほぼ同じ
である。
【００４１】（センサの出力の測定および評価）
【００
４２】（１） 本実施例のセンサの場合図１のセンサ
において検知素子部の温度を２７０℃、比較素子部の温
度を５００℃一定となるようにそれぞれのヒータ用温調
電源を調整する。次に基準ガス雰囲気であるＯ２ ２０
％＋Ｎ２ ８０％混合ガス中にセンサを設置し、電流源
を遮断、スイッチＳを開放の状態で出力電圧が１（Ｖ）
となるように電流源８を調節する。次にスイッチＳを閉
じ、電流源９を導通して出力電圧が０（Ｖ）になるよう
に電流源９を調整する。その後表１の如くガス雰囲気を
１〜１８と変えてそれぞれのガス雰囲気における出力を
電圧計により測定した。
４２】（１） 本実施例のセンサの場合図１のセンサ
において検知素子部の温度を２７０℃、比較素子部の温
度を５００℃一定となるようにそれぞれのヒータ用温調
電源を調整する。次に基準ガス雰囲気であるＯ２ ２０
％＋Ｎ２ ８０％混合ガス中にセンサを設置し、電流源
を遮断、スイッチＳを開放の状態で出力電圧が１（Ｖ）
となるように電流源８を調節する。次にスイッチＳを閉
じ、電流源９を導通して出力電圧が０（Ｖ）になるよう
に電流源９を調整する。その後表１の如くガス雰囲気を
１〜１８と変えてそれぞれのガス雰囲気における出力を
電圧計により測定した。
【００４３】（２） 比較例センサの場合図３のセン
サにおいて検知素子部の温度を２７０℃一定となるよう
にヒータ用温調電源６を調整する。次に該センサを基準
ガス雰囲気の中に配置し、電流源８を導通した状態で出
力電圧１（Ｖ）になるように電流源８を調節する。その
後、実施例センサの場合と同様ガス雰囲気１〜１８にお
ける出力を電圧計１０によって測定した。
サにおいて検知素子部の温度を２７０℃一定となるよう
にヒータ用温調電源６を調整する。次に該センサを基準
ガス雰囲気の中に配置し、電流源８を導通した状態で出
力電圧１（Ｖ）になるように電流源８を調節する。その
後、実施例センサの場合と同様ガス雰囲気１〜１８にお
ける出力を電圧計１０によって測定した。
【００４４】表１及び図７に本実施例センサを用いた場
合の出力特性を、表１及び図８に検知素子のみの比較例
センサを用いた場合の出力特性を示す。
合の出力特性を、表１及び図８に検知素子のみの比較例
センサを用いた場合の出力特性を示す。
【００４５】表１および図８の様に、比較例センサでは
ガス雰囲気ＮＯ．１〜４の様にＮＯやＣＯおよびＨＣが
入っていない雰囲気においても湿度（Ｈ２ Ｏ）や酸素
（Ｏ２ ）分圧に影響され出力電圧が大きく変化し、低
濃度のＮＯやＣＯおよびＨＣが入っていた場合（ガス雰
囲気Ｎｏ．５、６など）と区別がつかない。
ガス雰囲気ＮＯ．１〜４の様にＮＯやＣＯおよびＨＣが
入っていない雰囲気においても湿度（Ｈ２ Ｏ）や酸素
（Ｏ２ ）分圧に影響され出力電圧が大きく変化し、低
濃度のＮＯやＣＯおよびＨＣが入っていた場合（ガス雰
囲気Ｎｏ．５、６など）と区別がつかない。
【００４６】また、ＮＯガス濃度一定で湿度（Ｈ２ Ｏ
）や酸素（Ｏ２ ）分圧が変化した場合（ガス雰囲気Ｎ
ｏ．８〜１０）やＣＯ、ＨＣ濃度一定で湿度（Ｈ２ Ｏ
）や酸素（Ｏ２ ）分圧が変化した場合（ガス雰囲気Ｎ
ｏ．１２〜１４、１６〜１８）も出力の変動が激しい。
）や酸素（Ｏ２ ）分圧が変化した場合（ガス雰囲気Ｎ
ｏ．８〜１０）やＣＯ、ＨＣ濃度一定で湿度（Ｈ２ Ｏ
）や酸素（Ｏ２ ）分圧が変化した場合（ガス雰囲気Ｎ
ｏ．１２〜１４、１６〜１８）も出力の変動が激しい。
【００４７】しかし、実施例のセンサによれば表１およ
び図７の様に、湿度（Ｈ２ Ｏ）や酸素（Ｏ２ ）分圧
に影響されにくい、ＮＯやＣＯおよびＨＣのガスセンサ
を構成できる。
び図７の様に、湿度（Ｈ２ Ｏ）や酸素（Ｏ２ ）分圧
に影響されにくい、ＮＯやＣＯおよびＨＣのガスセンサ
を構成できる。
【図１】 実施例のガスセンサの構成を示す模式図
【
図２】 実施例のガスセンサの断面の構成を示す模式
図
図２】 実施例のガスセンサの断面の構成を示す模式
図
【図３】 比較例のガスセンサの構成を示す模式図
【
図４】 ペロブスカイト型複合酸化物からなるガスセ
ンサのＮＯ、ＣＯ、ＨＣ、に対する温度と抵抗との関係
を示す図
図４】 ペロブスカイト型複合酸化物からなるガスセ
ンサのＮＯ、ＣＯ、ＨＣ、に対する温度と抵抗との関係
を示す図
【図５】 ペロブスカイト型複合酸化物からなるガス
センサのＨ２ Ｏに対する温度と抵抗との関係を示す図
センサのＨ２ Ｏに対する温度と抵抗との関係を示す図
【図６】 ペロブスカイト型複合酸化物からなるガス
センサのＮ２ 中のＯ２ 量に対する温度と抵抗の関係
を示す図
センサのＮ２ 中のＯ２ 量に対する温度と抵抗の関係
を示す図
【図７】 実施例のガスセンサの各種ガス組成におけ
る出力を示す図
る出力を示す図
【図８】 比較例のガスセンサの各種ガス組成におけ
る出力を示す図
る出力を示す図
１ 検知素子部
２ 比較素子部
３ 基板
４ 電極
５ Ｐｔヒータ
６、７ ヒータ用温調電源
８ 検知素子用定電流源９
比較素子用定電流源１０ 電圧計 １１ 多孔質アルミナ層
比較素子用定電流源１０ 電圧計 １１ 多孔質アルミナ層
【表１】
Claims (1)
- 【請求項１】 無機質からなる基板と、該基板上で温
度の異なった位置に配置された同一組成のペロブスカイ
ト型複合酸化物からなる検知素子部ならびに比較素子部
と、両素子部の温度差に基づく導電性の違いから生ずる
出力差を検出する出力検出手段と、からなるガス雰囲気
中のＮＯ、ＣＯ、ＨＣを検知するガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5581091A JPH04269648A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5581091A JPH04269648A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269648A true JPH04269648A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=13009285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5581091A Pending JPH04269648A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04269648A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997012413A3 (de) * | 1995-09-25 | 1997-06-19 | Roth Technik Gmbh | Elektrodenmaterial für kohlenwasserstoffsensoren |
| JP2005522711A (ja) * | 2002-04-15 | 2005-07-28 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ガス検知材料の感度、速度または安定性を回復する方法 |
| JP2007017426A (ja) * | 2005-06-06 | 2007-01-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 大気中の一酸化炭素や炭化水素の濃度を検出するガスセンサ |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP5581091A patent/JPH04269648A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997012413A3 (de) * | 1995-09-25 | 1997-06-19 | Roth Technik Gmbh | Elektrodenmaterial für kohlenwasserstoffsensoren |
| JP2005522711A (ja) * | 2002-04-15 | 2005-07-28 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ガス検知材料の感度、速度または安定性を回復する方法 |
| JP2011237447A (ja) * | 2002-04-15 | 2011-11-24 | E.I.Du Pont De Nemours And Company | ガス検知材料の感度、速度または安定性を回復する方法 |
| JP2007017426A (ja) * | 2005-06-06 | 2007-01-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 大気中の一酸化炭素や炭化水素の濃度を検出するガスセンサ |
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