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公開番号2024158821
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023074373
出願日2023-04-28
発明の名称ガスセンサ及びガスセンサシステム
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類G01N 27/12 20060101AFI20241031BHJP(測定;試験)
要約【課題】ガス選択性を向上させ得るとともに、濃度レンジを大きくし得るガスセンサを提供する。
【解決手段】ガスセンサ10は、測定ガスを吸着および脱離することで測定ガスの濃度を濃縮する吸着部50と、吸着部50から脱離し、濃縮された測定ガスの濃度を検知する検知部30と、吸着部50および検知部30を加熱するヒータ24と、を備える。吸着部50が金属有機構造体で構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
測定ガスを吸着および脱離することで前記測定ガスの濃度を濃縮する吸着部と、
前記吸着部から脱離し、濃縮された前記測定ガスの濃度を検知する検知部と、
前記吸着部および前記検知部を加熱するヒータと、
を備えるガスセンサであって、
前記吸着部が金属有機構造体で構成される、
ガスセンサ。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記検知部は、基体に積層され、前記測定ガスの濃度に応じて電気的特性が変化する酸化物半導体を主相とするガス検知層であり、
前記ガス検知層に接続された一対の検知電極を有し、
前記吸着部は、前記基体に積層され、前記ヒータを用いた温度変化によって前記測定ガスを吸着および脱離するガス吸着層であり、
前記ヒータは、前記ガス吸着層および前記ガス検知層を温め、
前記ガス吸着層を構成する多孔質材料は、前記金属有機構造体である、
請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記金属有機構造体は、ヒドロキシ基を有する、
請求項１又は請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記金属有機構造体は、ジルコニウムを有する、
請求項１又は請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記ガス吸着層は、前記ガス検知層に積層される、
請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記基体は、ダイアフラムを有し、
前記ヒータは、前記ダイアフラムに設けられる、
請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載のガスセンサと、
前記ヒータを用いた加熱時間と、前記ガスセンサによって検出された濃縮された前記測定ガスの濃度と、に基づいて、濃縮前の前記測定ガスの濃度を導出する制御を行う制御部と、
を備えるガスセンサシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサ及びガスセンサシステムに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ｐｐｂレベルまたはｐｐｔレベルの極低濃度のガスを測る技術は、ガスクロマトグラフィー質量分析等の大型機器を用いるものが主流であり、小型かつ簡便に測る手法は限られている。
【０００３】
例えば、特許文献１のセンサは、電極を有する基板上に、酸化物からなるナノシートの集合体と、集合体に接する細孔構造体と、を備えている。細孔構造体は、ゼオライトを含み、ふるい目的で用いられている。
【０００４】
また、特許文献２の皮膚ガス測定装置は、皮膚ガス捕集部と、皮膚ガス測定部と、を備えている。皮膚ガス捕集部は、皮膚ガス成分を吸着して濃縮する多孔質材料と、多孔質材料を加熱する加熱部と、を有している。多孔質材料は、ゼオライトから構成されるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１５０６９号公報
特開２０１４－２３２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のセンサは、細孔構造体を分子ふるいとして用いて干渉ガスをカットしているが、対象ガスの分子径よりも小さいサイズの分子は、そのままふるいを通過してしまう。そのため、特許文献１のようなセンサでは、高い選択性を持つには至っていない。
【０００７】
特許文献２の皮膚ガス測定装置は、ゼオライトより低濃度な特定ガスを濃縮し、内蔵ヒータにより濃縮ガスを放出させた状態でガス濃度を測る構成であるが、ゼオライトでは吸着できるガス量に限界があり、一定程度の濃度レンジでガスを測定しようとする場合、多量のゼオライトが必要となってしまう。そのため、耐久性の乏しいセンサ基板の破損などにつながるおそれがある。
【０００８】
本開示は、ガス選択性を向上させ得るとともに、濃度レンジを大きくし得るガスセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のガスセンサは、
測定ガスを吸着および脱離することで前記測定ガスの濃度を濃縮する吸着部と、
前記吸着部から脱離し、濃縮された前記測定ガスの濃度を検知する検知部と、
前記吸着部および前記検知部を加熱するヒータと、
を備えるガスセンサであって、
前記吸着部が金属有機構造体で構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る技術は、ガス選択性を向上させ得るとともに、濃度レンジを大きくし得る。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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