JPH04335149A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
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- JPH04335149A JPH04335149A JP13567891A JP13567891A JPH04335149A JP H04335149 A JPH04335149 A JP H04335149A JP 13567891 A JP13567891 A JP 13567891A JP 13567891 A JP13567891 A JP 13567891A JP H04335149 A JPH04335149 A JP H04335149A
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- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 23
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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H2S(硫化水素ガス)
の検出に優れたガスセンサに関する。
の検出に優れたガスセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】ガスの吸脱着により抵抗値が変化する金
属酸化物半導体に電極を接続し、抵抗値を測定すること
でガスの有無を検出するようにした半導体ガスセンサが
従来からガス漏れ警報器等として使用されている。
属酸化物半導体に電極を接続し、抵抗値を測定すること
でガスの有無を検出するようにした半導体ガスセンサが
従来からガス漏れ警報器等として使用されている。
【0003】一方、最近ではトイレやキッチン等の住居
内におけるオートベンチレーション(自動換気)を行な
うためのガスセンサの開発が要望されている。つまり、
トイレやキッチン等の悪臭成分の主なものは、硫化水素
、アンモニア、アミン類及びメルカプタン類であり、快
適な住環境を維持するにはこれらのガス濃度が数ppb
〜数ppmの範囲で検出できるセンサが必要とされる。 しかしながら従来の金属酸化物半導体ガスセンサによる
検出可能濃度は数百ppm以上である。
内におけるオートベンチレーション(自動換気)を行な
うためのガスセンサの開発が要望されている。つまり、
トイレやキッチン等の悪臭成分の主なものは、硫化水素
、アンモニア、アミン類及びメルカプタン類であり、快
適な住環境を維持するにはこれらのガス濃度が数ppb
〜数ppmの範囲で検出できるセンサが必要とされる。 しかしながら従来の金属酸化物半導体ガスセンサによる
検出可能濃度は数百ppm以上である。
【0004】そこで、特開昭58−79149号及び特
開昭63−313048号には、金属酸化物半導体とし
てのSnO2に更に別の金属(通常酸化物の形態となっ
ている)を添加して、ガス検出感度を高めるようにした
提案がなされている。
開昭63−313048号には、金属酸化物半導体とし
てのSnO2に更に別の金属(通常酸化物の形態となっ
ている)を添加して、ガス検出感度を高めるようにした
提案がなされている。
【0005】ここで、特開昭58−79149号には添
加金属酸化物として、Sb2O3、TiO2、Al2O
3、Li2O及びCr2O3が、特開昭63−3130
48号には添加金属酸化物として、PbO、PdO及び
ZnOがそれぞれ開示されている。
加金属酸化物として、Sb2O3、TiO2、Al2O
3、Li2O及びCr2O3が、特開昭63−3130
48号には添加金属酸化物として、PbO、PdO及び
ZnOがそれぞれ開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図6はSnO2からな
るガスセンサの応答曲線を示すグラフであり、縦軸はガ
ス感度の逆数を対数目盛で表示している。これより20
0℃及び300℃の応答曲線を見ると、ガス感度は比較
的良好であるが雰囲気をH2Sから空気に切り替えた時
の回復応答性が悪いことが分る。一方センサ温度を40
0℃まで高めれば回復応答性は良くなるが、図7及び(
表1)にも示すようにSnO2及びIn2O3は急激に
ガス感度が低下する。尚、図7中、低温側の素子温度で
ガス感度の表示のないものは素子抵抗が測定限界である
ことを示す。
るガスセンサの応答曲線を示すグラフであり、縦軸はガ
ス感度の逆数を対数目盛で表示している。これより20
0℃及び300℃の応答曲線を見ると、ガス感度は比較
的良好であるが雰囲気をH2Sから空気に切り替えた時
の回復応答性が悪いことが分る。一方センサ温度を40
0℃まで高めれば回復応答性は良くなるが、図7及び(
表1)にも示すようにSnO2及びIn2O3は急激に
ガス感度が低下する。尚、図7中、低温側の素子温度で
ガス感度の表示のないものは素子抵抗が測定限界である
ことを示す。
【0007】
【表1】
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ガスセンサを構成する金属酸化物半導体として
、Nb2O5またはアナターゼ型のTiO2とした。
発明は、ガスセンサを構成する金属酸化物半導体として
、Nb2O5またはアナターゼ型のTiO2とした。
【0009】
【作用】ガスセンサを構成する金属酸化物半導体として
Nb2O5またはアナターゼ型のTiO2を選定するこ
とで、H2Sに対する応答速度とガス感度に優れたガス
センサが得られる。
Nb2O5またはアナターゼ型のTiO2を選定するこ
とで、H2Sに対する応答速度とガス感度に優れたガス
センサが得られる。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図1及び図2は本発明に係るガスセ
ンサの一例を示す斜視図である。
説明する。ここで、図1及び図2は本発明に係るガスセ
ンサの一例を示す斜視図である。
【0011】図1に示すガスセンサ1はアルミナ基板2
に一対の櫛形Au電極3,3を焼成により形成し、この
Au電極3,3が接続する金属酸化物半導体4を同じく
焼成によりアルミナ基板2表面に形成している。尚、ア
ルミナ等の基板に金属酸化物半導体を薄膜状に形成せず
、ある程度の厚みの金属酸化物半導体に直接電極を埋設
してもよい。また図2に示すガスセンサ11は筒状アル
ミナ管12に一対のPt線13,13を巻回し、このP
t線13,13を包むように金属酸化物半導体14の層
を形成している。ここで、金属酸化物半導体4は多孔質
焼結体となっている。
に一対の櫛形Au電極3,3を焼成により形成し、この
Au電極3,3が接続する金属酸化物半導体4を同じく
焼成によりアルミナ基板2表面に形成している。尚、ア
ルミナ等の基板に金属酸化物半導体を薄膜状に形成せず
、ある程度の厚みの金属酸化物半導体に直接電極を埋設
してもよい。また図2に示すガスセンサ11は筒状アル
ミナ管12に一対のPt線13,13を巻回し、このP
t線13,13を包むように金属酸化物半導体14の層
を形成している。ここで、金属酸化物半導体4は多孔質
焼結体となっている。
【0012】ここで上記金属酸化物半導体4はNb2O
5またはアナターゼ型のTiO2或いは必要に応じてこ
れらに特定の金属酸化物を添加したものとし、その製法
の一例を以下に述べる。尚、Nb2O5またはアナター
ゼ型のTiO2としては市販の高純度のものをそのまま
用い、また添加する金属酸化物は酢酸塩または硫酸塩の
形態のものを用い、添加量は酸化物換算で1〜10重量
%、本実施例では5重量%とし、含浸法により行った。
5またはアナターゼ型のTiO2或いは必要に応じてこ
れらに特定の金属酸化物を添加したものとし、その製法
の一例を以下に述べる。尚、Nb2O5またはアナター
ゼ型のTiO2としては市販の高純度のものをそのまま
用い、また添加する金属酸化物は酢酸塩または硫酸塩の
形態のものを用い、添加量は酸化物換算で1〜10重量
%、本実施例では5重量%とし、含浸法により行った。
【0013】先ず、各々の塩を純水に所定量溶解させた
後、純水に懸濁した高純度酸化物と混合し、ホットスタ
ーラで加熱攪拌する。次いで蒸発せしめて乾燥固化させ
た後、残った固形分を乾燥器中で乾燥させ、この粉末を
メノウ乳鉢で粉砕した後、600℃で1時間加熱し、添
加した塩化物または酢酸塩を分解する。この粉末を再び
メノウ乳鉢で粉砕し、この粉末をビヒクルとともに混練
してペースト状にしてアルミナ基板上にプリントし、こ
の後600℃〜950℃で焼成する。
後、純水に懸濁した高純度酸化物と混合し、ホットスタ
ーラで加熱攪拌する。次いで蒸発せしめて乾燥固化させ
た後、残った固形分を乾燥器中で乾燥させ、この粉末を
メノウ乳鉢で粉砕した後、600℃で1時間加熱し、添
加した塩化物または酢酸塩を分解する。この粉末を再び
メノウ乳鉢で粉砕し、この粉末をビヒクルとともに混練
してペースト状にしてアルミナ基板上にプリントし、こ
の後600℃〜950℃で焼成する。
【0014】図3乃至図5はそれぞれセンサ温度を40
0℃とし、H2Sの濃度を5ppmとした場合のNb2
O5ガスセンサ、BaO−TiO2(A)ガスセンサ及
びCaO−TiO2(A)ガスセンサの応答曲線を示す
グラフである。尚、Aはアナターゼ型、Rはリチル型で
あることを示す。また以下の(表2)は各種金属酸化物
を5重量%添加した場合のガス感度を示すものである。
0℃とし、H2Sの濃度を5ppmとした場合のNb2
O5ガスセンサ、BaO−TiO2(A)ガスセンサ及
びCaO−TiO2(A)ガスセンサの応答曲線を示す
グラフである。尚、Aはアナターゼ型、Rはリチル型で
あることを示す。また以下の(表2)は各種金属酸化物
を5重量%添加した場合のガス感度を示すものである。
【0015】
【表2】
【0016】
【発明の効果】図3、図7及び表1からはアナターゼ型
のTiO2及びNb2O5単味でガスセンサを構成した
場合に、400℃以上の高温でH2Sに対するガス感度
が高く、しかも雰囲気をH2Sから空気に切り替えた時
の回復が速いことが分る。また図4、図5及び表2から
Cs2O、ZnO、PbO、BaO、CuO、CaO、
CeO、SrO、NiO、In2O3またはAg2Oの
うちの少なくとも1種を適宜選択して添加することによ
り、ガス感度及び回復時間が更に向上することが分る。
のTiO2及びNb2O5単味でガスセンサを構成した
場合に、400℃以上の高温でH2Sに対するガス感度
が高く、しかも雰囲気をH2Sから空気に切り替えた時
の回復が速いことが分る。また図4、図5及び表2から
Cs2O、ZnO、PbO、BaO、CuO、CaO、
CeO、SrO、NiO、In2O3またはAg2Oの
うちの少なくとも1種を適宜選択して添加することによ
り、ガス感度及び回復時間が更に向上することが分る。
【図1】本発明に係るガスセンサの一例を示す斜視図
【
図2】本発明に係るガスセンサの一例を示す斜視図
図2】本発明に係るガスセンサの一例を示す斜視図
【図
3】本発明に係るガスセンサの応答曲線を示すグラフ
3】本発明に係るガスセンサの応答曲線を示すグラフ
【図4】本発明に係るガスセンサの応答曲線を示すグラ
フ
フ
【図5】本発明に係るガスセンサの応答曲線を示すグラ
フ
フ
【図6】従来のガスセンサの応答曲線を示すグラフ
【図
7】各種金属酸化物半導体のH2S感度と温度との関係
を示すグラフ
7】各種金属酸化物半導体のH2S感度と温度との関係
を示すグラフ
1,11…ガスセンサ、2,12…アルミナ、3,13
…電極、4,14…金属酸化物半導体。
…電極、4,14…金属酸化物半導体。
Claims (1)
- 【請求項1】 金属酸化物半導体に対するガスの吸脱
着による抵抗値の変化を利用したガスセンサにおいて、
前記金属酸化物半導体はNb2O5またはアナターゼ型
のTiO2を用いたことを特徴とするガスセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13567891A JPH04335149A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13567891A JPH04335149A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | ガスセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04335149A true JPH04335149A (ja) | 1992-11-24 |
Family
ID=15157373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13567891A Withdrawn JPH04335149A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | ガスセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04335149A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6672137B1 (en) * | 1999-10-27 | 2004-01-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Oxygen sensor and manufacturing method of sensor element |
CN109107358A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-01 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物及其制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP13567891A patent/JPH04335149A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6672137B1 (en) * | 1999-10-27 | 2004-01-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Oxygen sensor and manufacturing method of sensor element |
US7254985B2 (en) | 1999-10-27 | 2007-08-14 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Oxygen sensor and a manufacturing method of the sensor device |
CN109107358A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-01 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物及其制备方法和应用 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |