JP5158968B2 - 接触燃焼式ガスセンサ - Google Patents
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Description
本発明は、表面に感応層を有する接触燃焼式ガスセンサ、より詳細には感応層の構造に関する。
接触燃焼式ガスセンサは、原理的には特許文献1に見られるように電気抵抗体の外周に電気絶縁層を介して貴金属粒子からなる感応層を形成して構成されており、感応層に可燃性ガスが接触することにより生じる熱を電気抵抗体の抵抗値変化として検出するものである。
この感応層を構成するパラジウム粒子は、環境中の硫化水素に接触すると、触媒としての性能が劣化、いわゆる被毒を受けるという問題がある。
この感応層を構成するパラジウム粒子は、環境中の硫化水素に接触すると、触媒としての性能が劣化、いわゆる被毒を受けるという問題がある。
このため、ガス取り入れ口に硫化水素除去フィルタを配置して被毒を防止することも行われているが、被検出ガスの種類によってはフィルタに吸収され、測定誤差が生じるという問題もある。
特開平８−２２６９０８号公報
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは硫化水素による被毒を可及的に少なくした接触燃焼式ガスセンサを提供することである。
このような課題を達成するために本発明においては、電気抵抗体の外周に電気絶縁層を介して貴金属粒子からなる感応層を形成して感応層に可燃性ガスが接触することにより生じる熱を前記電気抵抗体の抵抗変化として検出する接触燃焼式ガスセンサにおいて、前記感応層が、結晶子径25.0〜26.0nmの複数のパラジウムの結晶子の集合体からなる粒子により構成されている。
本発明によれば、結晶子径25.0〜26.0nmの各粒子が感応層を形成しているため、感度の低下を招くことなく硫化水素に対する耐久性が向上し、被毒による感度低下を防止することができる。
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図1は本発明のガスセンサの一実施例を示すものであって、白金などの比較的温度抵抗係数が大きな抵抗線をコイル状に整形した電気ヒータ1の外周には、良熱伝導性と電気絶縁性を有する多孔質粒子にパラジウム（Ｐｄ）を付着させた粒子2の泥状体を球状に焼結して感応層3を設けて構成されている。
図1は本発明のガスセンサの一実施例を示すものであって、白金などの比較的温度抵抗係数が大きな抵抗線をコイル状に整形した電気ヒータ1の外周には、良熱伝導性と電気絶縁性を有する多孔質粒子にパラジウム（Ｐｄ）を付着させた粒子2の泥状体を球状に焼結して感応層3を設けて構成されている。
この感応層3を構成する粒子2は、パラジウム（Ｐｄ）を溶解させた溶液に多孔質粒子、たとえばアルミナ粒子を投入して真空蒸発法などにより溶液の水分を可及的に減少させてから焼成して塊状または顆粒状とし、さらにこの塊状または顆粒状の固体を元の多孔質粒子程度に粉砕して粉体状に戻されて、焼成により固化されている。
つまり粒子2は、所定の粘度となるように有機粘度調整剤とともに泥状化してヒータ1に球状に整形して焼成されて上述の感応層3を構成している。
粒子2を構成する多孔質粒子のパラジウム（Ｐｄ）4は、焼結前は図2に示したようにその細穴２ａに入り込んだり表面に付着した状態で担持されているが、焼成の後には粒子2のパラジウム（Ｐｄ）は、図3に示したように複数の結晶子４ａからなる細粒４ｂとして存在している。
ところで本発明者らはその製造の過程で細粒4ｂを構成する結晶子４ａのサイズによって硫化水素に対する耐性が異なることを発見した。この知見に基づいて各アルミナ粒子に付着しているパラジウム（Ｐｄ）の細粒4ｂを構成している結晶子4ａのサイズ、つまり結晶子径を28.4nm、28.2nm、26.0nm、24.8nm、23.8nm、及び20.1nmに変化させたものを感応層3とするセンサを製作し、濃度25ppmの硫化水素を含む一定濃度の可燃性ガスを検出した。
なお、結晶子径の測定は、ラウエカメラなどによりデバイ環を測定することにより行った。
なお、結晶子径の測定は、ラウエカメラなどによりデバイ環を測定することにより行った。
この結果、図4に示したように感応層3として結晶子径26.0nm、及び24.8nmのパラジウムの結晶子により構成されているガスセンサは、他の結晶子径のガスセンサよりも長時間、感度を維持することが判明した。
なお、一般的に結晶子のサイズは、焼結の際の温度や時間を制御したり、目的金属の溶液の酸度により調整できることが知られている。
一例をあげるなら、焼成温度を500℃から1000℃まで変化させて感応層3を形成すると、温度により粒子径が表1のように変化するので、焼成温度を制御することにより高い耐性のセンサを効率的に製作することができる。
表1
表1
1 電気ヒータ 2 粒子 3 感応層 4 パラジウム ４ａ パラジウムの結晶子 ４ｂ パラジウムの細粒
Claims (1)
- 電気抵抗体の外周に電気絶縁層を介して貴金属粒子からなる感応層を形成して感応層に可燃性ガスが接触することにより生じる熱を前記電気抵抗体の抵抗変化として検出する接触燃焼式ガスセンサにおいて、
前記感応層が、結晶子径25.0〜26.0nmの複数のパラジウムの結晶子の集合体からなる粒子により構成されている接触燃焼式ガスセンサ。
Priority Applications (1)
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