JPS58156846A - ガス検知素子 - Google Patents
ガス検知素子Info
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- JPS58156846A JPS58156846A JP4127482A JP4127482A JPS58156846A JP S58156846 A JPS58156846 A JP S58156846A JP 4127482 A JP4127482 A JP 4127482A JP 4127482 A JP4127482 A JP 4127482A JP S58156846 A JPS58156846 A JP S58156846A
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- electrode
- wires
- electrodes
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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
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
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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
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガス中の特定の成分に感応する金属酸化物よ
り成るガス感応膜とこのガス感応膜が感知した信号を外
部電気回路に電気的信号として取り出すだめの電極対と
を一方の面に備えた電気絶縁性基板により構成されるガ
ス検知素子に関し、前記電極および電極と電極リード線
との接合部を金属酸化物より成る感応膜で覆い尽すこと
で電極および電極リードと電極との接合部の腐食摩滅に
よる電気回路の断線不良の発生し難いガス検知素子を提
供することを目的とする。
り成るガス感応膜とこのガス感応膜が感知した信号を外
部電気回路に電気的信号として取り出すだめの電極対と
を一方の面に備えた電気絶縁性基板により構成されるガ
ス検知素子に関し、前記電極および電極と電極リード線
との接合部を金属酸化物より成る感応膜で覆い尽すこと
で電極および電極リードと電極との接合部の腐食摩滅に
よる電気回路の断線不良の発生し難いガス検知素子を提
供することを目的とする。
金属酸化物をガス感応体とするガス検知素子はガスが金
属酸化物に吸着することで金属酸化物の導電性が変化す
ることを利用している。
属酸化物に吸着することで金属酸化物の導電性が変化す
ることを利用している。
通常は、ガスの吸着、脱着をすみやかに行わせて高応答
速度を得るために、ガス感応体を１５０〜４００℃の高
温に加熱して用いられる。
速度を得るために、ガス感応体を１５０〜４００℃の高
温に加熱して用いられる。
このようなガス検知素子として、従来第１図（Ａ）。
申）に示したような、一方の面に素子加熱用ヒータ−４
を備え、他方の面にガス感応体１とガス感応体の電気抵
抗の変化を電気信号として外部電気回路に取り出すだめ
の電極２と電極リード線３を備えた電気絶縁性基板６よ
り成る素子が提案されている。
を備え、他方の面にガス感応体１とガス感応体の電気抵
抗の変化を電気信号として外部電気回路に取り出すだめ
の電極２と電極リード線３を備えた電気絶縁性基板６よ
り成る素子が提案されている。
第１図（Ａ） 、 （Ｂ）に示したように、電極の一部
および、電極と電極リード線との結合部は、ガス感応体
１により覆われておらず、ガス検知に際しては直接被検
ガスと高温下で接することとなる。このため−電極およ
び電極と電極リード線との結合部の摩滅を起り難くする
ために、電極材料、電極と電極リード線との結合材料、
および電極リード材料には従来、金あるいは白金等の高
価な貴金属を主体とする材料が最ら用いられている。
および、電極と電極リード線との結合部は、ガス感応体
１により覆われておらず、ガス検知に際しては直接被検
ガスと高温下で接することとなる。このため−電極およ
び電極と電極リード線との結合部の摩滅を起り難くする
ために、電極材料、電極と電極リード線との結合材料、
および電極リード材料には従来、金あるいは白金等の高
価な貴金属を主体とする材料が最ら用いられている。
金あるいは白金等の計金属材料は高価であるばかりでは
なく、被検ガスとして、自動車の排気ガスのように、高
湿・高湿でしかもＮＯｘとかＳＯＸとかｐｂを含む高腐
食性ガス成分を含むガスを対象とする場合は、たとえ貴
金属材料であっても摩滅してゆき、−酢応力の集中する
電極と電極り−ド線との結合部から破断し始めるという
難点があった。
なく、被検ガスとして、自動車の排気ガスのように、高
湿・高湿でしかもＮＯｘとかＳＯＸとかｐｂを含む高腐
食性ガス成分を含むガスを対象とする場合は、たとえ貴
金属材料であっても摩滅してゆき、−酢応力の集中する
電極と電極り−ド線との結合部から破断し始めるという
難点があった。
すなわち、従来のガス検知素子の使用に際しての素子特
性の劣化は、ガス感応膜自体の被検ガスによる摩滅に加
えて、被検ガスに露出した電極部あるいは電極を電極リ
ード線との結合部の摩滅によりもたらされていた。
性の劣化は、ガス感応膜自体の被検ガスによる摩滅に加
えて、被検ガスに露出した電極部あるいは電極を電極リ
ード線との結合部の摩滅によりもたらされていた。
本発明は、ガス検知素子の使用に際しての特性劣化の原
因の１つである、被検カスに露出した電極部あるいは電
極と電極リード線との結合部の摩滅を、電極部および電
極と電極リード線との結合部をすべてガス感応膜で覆い
尽くす素子構造とすることで発生し器＜シ、不良原因を
軽減することで、被検ガスが、高湿・高湿で高腐食性の
ガスであっても信頼性の高いカス検知素子を提供するも
のである。
因の１つである、被検カスに露出した電極部あるいは電
極と電極リード線との結合部の摩滅を、電極部および電
極と電極リード線との結合部をすべてガス感応膜で覆い
尽くす素子構造とすることで発生し器＜シ、不良原因を
軽減することで、被検ガスが、高湿・高湿で高腐食性の
ガスであっても信頼性の高いカス検知素子を提供するも
のである。
以下に本発明の詳細な説明する。
第２図（Ａ） 、 （Ｂ）は、本発明の第１の実施例で
あるガス検知素子を示す。この場合、ガス感応膜６によ
り、電極７および電極と電極リード線８との結合部８ａ
が覆い尽くされている。電極リード線８は直径ｏ、３＃
の白金線より成る。９は酸化ルテニウムを主体とする面
状ヒーター、１０は厚さ０．６胴、広さ６關角の純度６
％・アルミナ板より成る電気絶縁性基板である。７は金
属ニッケル粉末を主体とする導電性ペーストを印刷・焼
き付けすることで得た電極である。電極７と電極リード
線８とは、結合部８ａにおいて、前述したニッケル導電
性ペーストにより結合されている。もちろん電極７を、
従来の白金あるいは全導電性ペーストを印刷・焼き付け
して得ても良いことはいうまでもないことであるが、本
発明のガス検知素子では、特に貴金属を電極７の材料に
用いなければならないことはない。すなわち、電極７お
よび電極７と電極リード線８との結合部８ａは、ガス感
応膜に覆われており、被検ガスに晒されることはなく、
したがって、ガス感応膜６が、被検ガスにより摩滅され
尽されガス検知素子としての用をなさなくなるまで、被
検ガスにより摩滅されることはないからである。なお、
ガス感応膜６は緻密に形成されることか好ましい。第２
図（Ａ） 、 （Ｂ）におけるガス感応膜は、金属スズ
を蒸発源とする反応性スパッタリング法により得た厚さ
約３０ｏｏ人の酸化錫膜である。
あるガス検知素子を示す。この場合、ガス感応膜６によ
り、電極７および電極と電極リード線８との結合部８ａ
が覆い尽くされている。電極リード線８は直径ｏ、３＃
の白金線より成る。９は酸化ルテニウムを主体とする面
状ヒーター、１０は厚さ０．６胴、広さ６關角の純度６
％・アルミナ板より成る電気絶縁性基板である。７は金
属ニッケル粉末を主体とする導電性ペーストを印刷・焼
き付けすることで得た電極である。電極７と電極リード
線８とは、結合部８ａにおいて、前述したニッケル導電
性ペーストにより結合されている。もちろん電極７を、
従来の白金あるいは全導電性ペーストを印刷・焼き付け
して得ても良いことはいうまでもないことであるが、本
発明のガス検知素子では、特に貴金属を電極７の材料に
用いなければならないことはない。すなわち、電極７お
よび電極７と電極リード線８との結合部８ａは、ガス感
応膜に覆われており、被検ガスに晒されることはなく、
したがって、ガス感応膜６が、被検ガスにより摩滅され
尽されガス検知素子としての用をなさなくなるまで、被
検ガスにより摩滅されることはないからである。なお、
ガス感応膜６は緻密に形成されることか好ましい。第２
図（Ａ） 、 （Ｂ）におけるガス感応膜は、金属スズ
を蒸発源とする反応性スパッタリング法により得た厚さ
約３０ｏｏ人の酸化錫膜である。
第３図（Ａ） 、 （Ｂ）は、本発明の第２の実施例で
あるガス検知素子を示す。この場合、厚さｏ、６ｇ、広
さ５ｍｍＸ５ｍのアルミナ板よりなる電気絶縁性基板１
ｏの厚さ方向に貫通する穴１２が設けられており、電極
リード線１１の一端は、この穴１２を通って結合部１１
ａでニッケル導電ペーストにより電極７と結合している
。電極リード線１１のもう一端は、電極７が設けられて
いる電気絶縁性基板１゜の面に対向するもう一方の面側
に伸び出ている。
あるガス検知素子を示す。この場合、厚さｏ、６ｇ、広
さ５ｍｍＸ５ｍのアルミナ板よりなる電気絶縁性基板１
ｏの厚さ方向に貫通する穴１２が設けられており、電極
リード線１１の一端は、この穴１２を通って結合部１１
ａでニッケル導電ペーストにより電極７と結合している
。電極リード線１１のもう一端は、電極７が設けられて
いる電気絶縁性基板１゜の面に対向するもう一方の面側
に伸び出ている。
なお第３図（Ａ）、申）において、第２図（ａ） 、
（ｂ）と同一記号のものは、同一構成要素を示している
。電極リード線１１は、直径０．６咽の鉄・ニッケル合
金の線である。
（ｂ）と同一記号のものは、同一構成要素を示している
。電極リード線１１は、直径０．６咽の鉄・ニッケル合
金の線である。
第４図（Ａ） 、 （Ｂ）は、本発明の第３の実施例で
あるガス検知素子を示し、直径。、６ｒｒｒｒｎの銅に
錫メッキを施した線よりなる電極リード線１３の一端が
、電気絶縁性基板１０を貫通する穴１２の一方の開口部
１２ａでＬ字状に曲げられ、結合部１３ａで、電極７と
ニンケル導電ペーストにより電気的に結合されている。
あるガス検知素子を示し、直径。、６ｒｒｒｒｎの銅に
錫メッキを施した線よりなる電極リード線１３の一端が
、電気絶縁性基板１０を貫通する穴１２の一方の開口部
１２ａでＬ字状に曲げられ、結合部１３ａで、電極７と
ニンケル導電ペーストにより電気的に結合されている。
なお第４図（Ａ）、■）中、第２図（Ａ） 、 （Ｂ）
と同一記号のものは、同一構成要素を示している。
と同一記号のものは、同一構成要素を示している。
第３図（Ａ） 、 （Ｂ）および第４図（Ａ） 、 （
Ｂ）に示した本発明によるガス検知素子は第６図に示す
ように、被検ガスの流７′する流管１５に、ガス検知素
子１４のように、ガス感応膜の形成された面のみが被検
ガスに晒烙れるように配置して用いるのに好適である。
Ｂ）に示した本発明によるガス検知素子は第６図に示す
ように、被検ガスの流７′する流管１５に、ガス検知素
子１４のように、ガス感応膜の形成された面のみが被検
ガスに晒烙れるように配置して用いるのに好適である。
第６図に示したように配置して用いる本発明によるガス
検知素子は、電極７および電極と電極リードとの結合部
（１１ａおよび１３ａ）のみならず電極リード（１１お
よび１３）も被検カスに晒されることはなく、腐食、摩
滅による断線等が発生することはない。また、白金線等
の高価な貴金属線の使用も不必要である。
検知素子は、電極７および電極と電極リードとの結合部
（１１ａおよび１３ａ）のみならず電極リード（１１お
よび１３）も被検カスに晒されることはなく、腐食、摩
滅による断線等が発生することはない。また、白金線等
の高価な貴金属線の使用も不必要である。
特に、第４図（Ａ） 、 （Ｂ）に示したように、先端
部がＬ字状に折れ曲がっている電極リード線１３を有し
たガス検知素子は、電極リード線１３と電極７との結合
は強固になされており、ガソリン等の燃焼時の廃ガスを
制御する目的で、自動車等の振動の激しい機器にガス検
知素子が搭載される際には極めて高い信頼性を発輝する
ものとなる。
部がＬ字状に折れ曲がっている電極リード線１３を有し
たガス検知素子は、電極リード線１３と電極７との結合
は強固になされており、ガソリン等の燃焼時の廃ガスを
制御する目的で、自動車等の振動の激しい機器にガス検
知素子が搭載される際には極めて高い信頼性を発輝する
ものとなる。
第１図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ従来のガス検知素
子を示す余１視図および断面図、第２図（Ａ）および（
Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施例であるガス検知素
子の斜視図および断面図、第３図（Ａ）および但）はそ
れぞれ本発明の第２の実施例であるガス検知素子の斜視
図および断面図、第４図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ
本発明の第３の実施例であるガス検知素子の胴視図およ
び断面図、第６図は本発明によるガス検知素子の使用例
を示す断面図である。 １．６・・・・・・ガス感応膜、２，７・・・・・・電
極、３゜８．１１．１３・・・・・・電極リード線、４
，９・・・・・面状ヒータ、５，１０・・川・基板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 第３図 ／／ｌｔ ６ 第４図
子を示す余１視図および断面図、第２図（Ａ）および（
Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施例であるガス検知素
子の斜視図および断面図、第３図（Ａ）および但）はそ
れぞれ本発明の第２の実施例であるガス検知素子の斜視
図および断面図、第４図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ
本発明の第３の実施例であるガス検知素子の胴視図およ
び断面図、第６図は本発明によるガス検知素子の使用例
を示す断面図である。 １．６・・・・・・ガス感応膜、２，７・・・・・・電
極、３゜８．１１．１３・・・・・・電極リード線、４
，９・・・・・面状ヒータ、５，１０・・川・基板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 第３図 ／／ｌｔ ６ 第４図
Claims (3)
- （１）絶縁性基板の一方の面に金属酸化物よりなるガス
感応膜と、前記感応膜に電気的に接続されるとともにリ
ード線が結合された電極とが設けられ、かつ、前記感応
膜が、前記電極および、前記電極と前記リード線との結
合部を巾い尽してなることを特徴とするガス検知素子。 - （２）リード線が基板を厚さ方向に貫通した穴を通・し
て、基板の感応膜と電極とが設けられた面と対向するも
う一方の面側に伸展していることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のガス検知素子。 - （３）基板の感応膜と電極とが設けられた面側の穴の開
口部において、リード線の一端部がＬ字状に折り曲げら
れ、かつ、リード線の折り曲げられた先端部が電極と結
合されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のガス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127482A JPS58156846A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | ガス検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4127482A JPS58156846A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | ガス検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58156846A true JPS58156846A (ja) | 1983-09-17 |
Family
ID=12603859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4127482A Pending JPS58156846A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | ガス検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58156846A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996014576A1 (en) * | 1994-11-04 | 1996-05-17 | Central Research Laboratories Limited | Gas sensor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5518922A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-09 | Fuji Electric Co Ltd | Oxygen sensor |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP4127482A patent/JPS58156846A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5518922A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-09 | Fuji Electric Co Ltd | Oxygen sensor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996014576A1 (en) * | 1994-11-04 | 1996-05-17 | Central Research Laboratories Limited | Gas sensor |
| US5914019A (en) * | 1994-11-04 | 1999-06-22 | Central Research Laboratories Limited | Gas sensor |
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