JP2962010B2 - オゾンセンサ - Google Patents
オゾンセンサInfo
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Description
用機器におけるオゾン濃度の制御、あるいはオゾン検知
用に用いる小型軽量のオゾンセンサに関する。
従来より脱臭、殺菌などの目的で上下水道水処理、医
療、食品工業など多くの分野で利用されている。しか
し、オゾンはごく微量でも人体に対して有害であるた
め、発生量の制御や漏洩オゾンの検知を確実に行なう必
要がある。
ぱら酸化還元滴定法や吸光光度法、紫外線吸収スペクト
ル法などが用いられてきた。
法としてIn2O3を用いたセンサ素子が提案されてい
る。
来のオゾン検出方法は、一般に大がかりな装置、煩雑な
操作を必要とし、しかも高価であるため簡単には利用で
きないという欠点を有している。一方、簡便なセンサ素
子の材料として提案されたIn2O3は、低温で比較的高
感度が得られる反面、熱的にやや不安定であり、長期安
定性に問題があった。
で、信頼性が高く、かつ安価で簡便なオゾンセンサを提
供することを目的とするものである。
るために本発明は、Sn含有量がInとSnの総量の3
〜10mol%であるIn2O3とSnO2を主体とする
材料からなる膜状のガス感応体を有するセンサ素子を採
用することにより、素子抵抗、感度、作動温度などに優
れた特性を示す、信頼性の高い小型軽量で安価なセンサ
素子を実現するようにしたものである。
とSnの総量の3〜10mol%であるIn2O3とSn
O2を主体とする材料からなる膜状のガス感応体を用い
るため、オゾンに対する感度、応答性に優れるとともに
熱的にも安定で、高い信頼性を有している。また、セン
サ素子の小型軽量化が容易にできるため、取り扱いが容
易でしかも低価格のセンサ素子を提供することができる
こととなる。
面を参照しながら説明する。図1(a),(b),
(c)に本実施例のオゾンセンサの構成を示す。図1
(b)は図1(a)のA−A’線断面図である。アルミ
ナ基板(3×5×0.5mm)1上にInとSnの有機金
属化合物を主体として調製した塗布液をアルミナ基板に
塗布し、600℃で焼成して形成したIn2O3とSnO
2からなるガス感応体(2×5mm,厚さ約700Å)2
が設けられている。感応体2の組成とオゾンセンサの諸
特性の関係をみるために、Sn含有量がInとSnの総
量の0,1,2,3,5,7,10,15,20(mo
l%)となるように各塗布液を調製し、感応体2を作製
した。アルミナ基板にはあらかじめ感応体接合部分の幅
が1mmになるよう白金電極3をスパッタで形成してあ
り、アルミナ基板1の反対側には素子加熱用の白金ヒー
タ4がスパッタ法で形成されている。
空気中、350℃における素子抵抗とSn含有量の関係
を図2に示す。図2よりSn含有量が3mol%未満で
は、素子抵抗が極めて大きくなることがわかる。また、
10mol%を越えても素子抵抗が増大する傾向が認め
られる。素子抵抗はあまり大きくなっても実用上使いに
くい点があり、数kΩ以下に抑えることが望ましい。こ
のように、Sn含有量は3mol%以上で20mol%
を越えない範囲が望ましいと考えられる。
ンに対する応答特性を測定した。石英ガラス製測定管中
にセンサ素子を固定し、ヒータによって素子温度を所定
の値に制御して、空気と1ppmのオゾンを含む空気を
交互にセンサ素子に流通接触させたときのセンサ素子の
抵抗変化を測定した。空気中におけるセンサ素子抵抗を
RA、オゾンを含む空気に変えて1分後のセンサ素子抵
抗をRG1としてRG1/RAを求めてセンサ感度とした。
図3に、このようにして求めた各組成のオゾンセンサが
示す温度と感度の関係を示す。Sn含有量が1mol%
および3mol%の素子の特性は図示していないが、S
n含有量が1mol%の素子の特性は0mol%の素子
の特性に、また3mol%の素子の特性は5mol%の
素子の特性にそれぞれほぼ等しかった。この結果より、
Sn含有量が少ないと低温での感度が相対的に高くなる
ことが明かになった。センサが低温で高いガス感度を有
することは実用上有利な点であり、この点から考えると
Sn含有量が10mol%を越えない方が望ましいとい
える。
復帰速度を評価した。復帰速度はオゾンを含む空気から
空気に戻したときに素子抵抗が変化する速さのことで、
式(RG3−RA’)/(RG3−RA)×100(%)で定
義する抵抗復帰率で評価した。ただし、RAは空気中の
素子抵抗、RG3は空気からオゾン含有空気に変えて3分
後の素子抵抗、そしてRA’はオゾン含有空気から再び
空気に戻して1分後の素子抵抗である。オゾン濃度は1
ppm、センサ素子温度は350℃とした。測定結果を
図4に示す。図に示すように、Sn含有量が10mol
%以下では抵抗復帰率は比較的大きく、しかも組成によ
る違いはあまりないが、10mol%を越えると抵抗復
帰率が低下することが明かになった。抵抗復帰速度が速
いことも実用上有利であり、その点でもSn含有量は1
0mol%以下とするのがよいと考えられる。
に感度の経時変化を測定した。ヒータに連続通電してセ
ンサ素子を400℃に加熱保持し、200時間毎に前記
と同様の方法で350℃における電気抵抗変化を測定
し、計1000時間にわたりセンサ感度(RG1/RA)
の経時変化を測定した。測定結果を図5に示す。Sn含
有量が7mol%および15mol%の素子の特性は図
示していないが、5〜20mol%の素子と同様に経時
変化はほとんどなく安定した特性を示した。この結果、
Sn含有量が2mol%以下の範囲においては、Sn含
有量が少なくなるほどセンサ感度に大きな経時変化が生
じることが判明した。これに対して、Sn含有量が3m
ol%以上になるとほとんど経時変化が認められず、こ
れらのセンサは熱的にも非常に安定した特性を有してい
ることが明らかになった。また、ヒータの劣化もなく、
長期間安定した作動を保証するものであることも明らか
になった。
とSnの総量の3〜10mol%であるIn2O3とSn
O2を主体とする材料で形成した膜状のガス感応体を有
するオゾンセンサは優れた感度特性を有し、かつ長期に
わたって安定した動作が期待できる。
て塗布法を用いた場合について述べたが、オフセット印
刷その他の印刷法やスピンコート法などの湿式製膜法、
あるいはスパッタ、真空蒸着などの乾式製膜法を用いる
ことができ、いずれの場合にも高活性なガス感応体を作
製することが可能である。
らず製膜に適したものを適宜選択して用いることが可能
である。センサ素子各部の構造や構成あるいは基板材
料、電極材料およびヒータ材料も発明の主旨に反しない
限りにおいて自由に設計あるいは使用することができる
ものである。
に、Sn含有量がInとSnの総量の3〜10mol%
であるIn2O3とSnO2を主体とする材料からなる膜
状のガス感応体を有するセンサ素子を採用することによ
り、ガス検知特性に優れるとともに熱的安定性にも優
れ、小型軽量かつ安価であるため、オゾン発生機やオゾ
ン利用機器におけるオゾン濃度制御、あるいはオゾン検
知などの用途に適するものである。
成を示す平面図 (b)は図1(a)A−A’線断面図 (c)は同オゾンセンサの背面図
を示す図
す図
係を示す図
図
Claims (1)
- 【請求項1】絶縁基板の一方の面上に形成された一対の
電極と、前記一対の電極に接してIn2O3とSnO2を
主体とする材料で形成した膜状のガス感応体を有し、絶
縁基板のもう一方の面上にヒータを形成したセンサ素子
にあって、Sn含有量がInとSnの総量の3〜10m
ol%であるオゾンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31895491A JP2962010B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | オゾンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31895491A JP2962010B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | オゾンセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157718A JPH05157718A (ja) | 1993-06-25 |
| JP2962010B2 true JP2962010B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=18104848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31895491A Expired - Lifetime JP2962010B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | オゾンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2962010B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174115U1 (ru) * | 2017-02-21 | 2017-10-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Гибкий интегральный газовый сенсор озона |
| CN120195237B (zh) * | 2025-05-26 | 2025-08-19 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于刻蚀氧化铟锡膜的臭氧传感器及制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP31895491A patent/JP2962010B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05157718A (ja) | 1993-06-25 |
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