(57)【要約】【課題】ＮＨ3ガスが、被検出雰囲気中において、ＮＯ2等の他のガスと共存しても、ＮＨ3ガスに対するガス選択性を良好に確保するようにしたアンモニアガスセンサを提供する。【解決手段】アンモニアガスセンサは、絶縁基板１１０、一対の櫛歯状電極１２０、１３０及び感応層１４０からなるセンサ素子１００を備えている。このセンサ素子１００において、一対の櫛歯状電極１２０、１３０は、母材である金（Ａｕ）及びこの金に添加されたある種の添加材を主成分とする電極材料でもって形成されている。ここで、上記ある種の添加材としては、アルカリ土類金属酸化物、ＲＯ系ガラス或いはＰｂＯ系ガラスが挙げられる。【選択図】図２
2008268049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、当該一対の電極に接するように設けられた感応体とを備え、
当該感応体の主成分は固体超強酸物質であるアンモニアガスセンサにおいて、
前記一対の電極は、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物をも含むことを特徴とするアンモニアガスセンサ。
【請求項２】
前記アルカリ土類金属酸化物は、金（Ａｕ）の重量を１００（重量％）としたとき、５（重量％）〜３０（重量％）の範囲以内の重量となるように、前記一対の電極に含まれることを特徴とする請求項１に記載のアンモニアガスセンサ。
【請求項３】
前記アルカリ土類金属酸化物は、バリウム酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物及びストロンチウム酸化物のうちの少なくとも一種であることを特徴とする請求項１または２に記載のアンモニアガスセンサ。
【請求項４】
一対の電極と、当該一対の電極に接するように設けられた感応体とを備え、
当該感応体の主成分は固体超強酸物質であるアンモニアガスセンサにおいて、
前記一対の電極は、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物を含有するガラスをも含むことを特徴とするアンモニアガスセンサ。
【請求項５】
前記ガラスは、金（Ａｕ）の重量を１００（重量％）としたとき、５（重量％）〜２０（重量％）の範囲以内の重量となるように、前記一対の電極に含まれることを特徴とする請求項４に記載のアンモニアガスセンサ。
【請求項６】
前記ガラスに含有される前記アルカリ土類金属酸化物は、バリウム酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物及びストロンチウム酸化物のうちの少なくとも一種であることを特徴とする請求項４または５に記載のアンモニアガスセンサ。
【請求項７】
一対の電極と、当該一対の電極に接するように設けられた感応体とを備え、
当該感応体の主成分は固体超強酸物質であるアンモニアガスセンサにおいて、
前記一対の電極は、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、鉛酸化物を含有するガラスをも含むことを特徴とするアンモニアガスセンサ。
【請求項８】
前記ガラスは、金（Ａｕ）の重量を１００（重量％）としたとき、１０（重量％）〜４０（重量％）の範囲以内の重量となるように、前記一対の電極に含まれることを特徴とする請求項７に記載のアンモニアガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出雰囲気中のアンモニアガスを検出するに適したアンモニアガスセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアンモニアガスセンサとしては、例えば、下記特許文献１に開示されたアンモニアガスセンサがある。このアンモニアガスセンサは、一対の櫛歯電極と、これら一対の櫛歯電極を介し絶縁基板上に積層した感応層とを備えている。
【０００３】
ここで、一対の櫛歯電極は、絶縁基板上に積層した金（Ａｕ）等の貴金属材料でもって形成されている。また、感応層は固体超強酸物質を主成分として形成されている。
【特許文献１】特開２００５−１１４３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したアンモニアガスセンサは、Ｎ2ガス、Ｏ2ガス、ＣＯ2ガスやＨ2Ｏガス等の一般的な排ガス組成に対しＮＨ3ガスを加えたガス組成においては、当該ＮＨ3ガスに対し、高いガス選択性を示す。
【０００５】
しかしながら、上記一般的な排ガス組成において、ＮＨ3ガスがＨＣガス、ＣＯガス、ＮＯガス或いはＮＯ2ガスと共に共存する環境、特に、ＮＨ3ガスがＮＯ2ガスと共に共存する環境では、上記アンモニアガスセンサのＮＨ3ガスに対するガス選択性が不十分となる。その結果、当該アンモニアガスセンサのＮＨ3ガスに対する検出機能が低下するという不具合が生じることが分かってきた。
【０００６】
このような不具合の発生原因について検討してみた。これによれば、一対の櫛歯電極が上述のごとく貴金属材料でもって形成されているために、ＮＨ3ガスとＮＯ2ガスとの間の反応が、主に一対の櫛歯電極の表面において、上記貴金属材料の触媒作用によって起こる。その結果、ＮＨ3ガスの濃度が低下することで、当該アンモニアガスセンサのＮＨ3ガスに対する検出機能が低下するものと考えられる。
【０００７】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、ＮＨ3ガスが、被検出雰囲気中において、ＮＯ2等の他のガスと共存しても、ＮＨ3ガスに対するガス選択性を良好に確保するようにしたアンモニアガスセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の解決にあたり、アンモニアガスセンサの電極を形成する材料として、主に電極を形成する材料である金（Ａｕ）にある種の添加材を加えた材料を用いることにより、ＮＨ3ガスがＮＯ2ガス等の他のガスと共存する環境においても、他のガスがＮＨ3ガスに与える影響を低減させ得ることが、本発明者等によってみいだされた。
【０００９】
ここで、上述のある種の添加材としては、例えば、アルカリ土類金属酸化物、このアルカリ土類金属酸化物を含有するガラス或いは鉛酸化物を含有するガラスが挙げられる。
【００１０】
このような前提のもと、本発明は、請求項１の記載によれば、
一対の電極（２０、３０、５０、６０）と、当該一対の電極に接するように設けられた感応体（４０、７０）とを備え、当該感応体の主成分は固体超強酸物質であるアンモニアガスセンサにおいて、一対の電極は、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物をも含むことを特徴とする。
【００１１】
このように一対の電極が、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物をも含むことにより、従来のアンモニアガスセンサのように電極の材料として金（Ａｕ）等の貴金属材料のみを用いるのに比べて、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガス等の他のガスの共存による影響が低減され得る。
【００１２】
従って、当該アンモニアガスセンサの実際の使用環境が、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガス等の他のガスの共存という環境にあっても、このアンモニアガスセンサのＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好に確保される。その結果、当該アンモニアガスセンサのＮＨ3ガスに対する検出機能、ひいては検出精度が良好に維持され得る。
【００１３】
なお、「感応体の主成分」とは当該感応体中に最も多く含まれる物質をいい、「電極の主成分」とは、当該電極中に最も多く含まれる物質をいう。また、アルカリ土類金属酸化物は、電極中に２番目に多く含まれていてもいなくてもよく、ＮＨ3ガスに対する選択性を良好に確保する重量を適宜設定できればよい。
【００１４】
ここで、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガス等の他のガスの共存という環境にあっても、一対の電極の形成材料として、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物をも含む材料を用いることで、上述した共存の影響が低減される根拠について詳細に説明する。
【００１５】
まず、ＮＯ2ガス等の他のガスのうち、例えばＮＯ2ガスが、ＮＨ3ガスと共存する環境において、従来のアンモニアガスセンサによるＮＨ3ガス検出機能が低下する原因について説明する。
【００１６】
従来のアンモニアガスセンサによる場合、ＮＨ3が、主に、当該アンモニアガスセンサの電極の表面に起こるＮＯ2との間の反応によって消費される。これに伴い、当該アンモニアガスセンサの電極と感応層との界面の近傍におけるＮＨ3ガスの濃度が、被検出雰囲気中のＮＨ3ガスの濃度に比べて減少する。その結果、従来のアンモニアガスセンサによるＮＨ3ガスの検出機能が低下する。
【００１７】
これに対し、上述のように、一対の電極に対し、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物をも含む材料を用いることで、一対の電極の表面の反応活性点が被毒作用を受けて、上述したＮＨ3とＮＯ2との反応が抑制される。
【００１８】
その結果、ＮＨ3ガスのＮＯ2ガスとの共存による影響が、従来のアンモニアガスセンサと比較して、低減され、アンモニアガスセンサのＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好に確保されて、当該アンモニアガスセンサとしての検出機能が良好に維持され得る。
【００１９】
また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載のアンモニアガスセンサにおいて、
アルカリ土類金属酸化物は、金（Ａｕ）の重量を１００（重量％）としたとき、５（重量％）〜３０（重量％）の範囲以内の重量となるように、一対の電極に含まれることを特徴とする。
【００２０】
これにより、請求項１に記載の発明の作用効果がより一層良好に達成され得る。ここで、上述のようにアルカリ土類金属酸化物を５（重量％）以上としたのは、当該アルカリ土類金属酸化物が５（重量％）未満のときには、金（Ａｕ）に対しアルカリ土類金属酸化物を加えても、ＮＨ3ガスのＮＯ2ガスとの共存環境におけるＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好には得られないためである。
【００２１】
また、上述のようにアルカリ土類金属酸化物を３０（重量％）以下としたのは、当該アルカリ土類金属酸化物が３０（重量％）よりも増大すると、一対の電極間に導通不良が発生しアンモニアガスセンサとしての検出機能が得られないためである。
【００２２】
なお、アルカリ土類金属酸化物の一部は、金（Ａｕ）や固体超強酸物質と反応して化合物になるおそれがあるが、本請求項２に記載のアルカリ土類金属酸化物の含有量はこの化合物を含んだ含有量である。
【００２３】
また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１または２に記載のアンモニアガスセンサにおいて、
アルカリ土類金属酸化物は、バリウム酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物及びストロンチウム酸化物のうちの少なくとも一種であることを特徴とする。
【００２４】
このように、アルカリ土類金属酸化物が、バリウム酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物及びストロンチウム酸化物のいずれか、或いは、バリウム酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物及びストロンチウム酸化物のうちの少なくとも２種以上であれば、請求項１または２の記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。なお、バリウム酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物及びストロンチウム酸化物としては、それぞれ、例えば、ＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯが挙げられる。
【００２５】
また、本発明は、請求項４の記載によれば、
一対の電極（２０、３０、５０、６０）と、当該一対の電極に接するように設けられた感応体（４０、７０）とを備え、当該感応体の主成分は固体超強酸物質であるアンモニアガスセンサにおいて、一対の電極は、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物を含有するガラスをも含むことを特徴とする。
【００２６】
このように、一対の電極が、請求項１に記載の発明とは異なり、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物を含有するガラスをも含んでいても、当該一対の電極が上述した主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物をも含む場合と同様に、この一対の電極の表面の反応活性点が被毒作用を受けることで、上述したＮＨ3とＮＯ2との反応が抑制される。その結果、請求項１に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。
【００２７】
なお、アルカリ土類金属酸化物を含有するガラスは、電極中に２番目に多く含まれていてもいなくてもよく、ＮＨ3ガスに対する選択性を良好に確保する重量を適宜設定できればよい。
【００２８】
また、本発明は、請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載のアンモニアガスセンサにおいて、
上記ガラスは、金（Ａｕ）の重量を１００（重量％）としたとき、５（重量％）〜２０（重量％）の範囲以内の重量となるように、一対の電極に含まれることを特徴とする。
【００２９】
これにより、請求項４に記載の発明の作用効果がより一層良好に達成され得る。ここで、上述のように上記ガラスを５（重量％）以上としたのは、当該ガラスが５（重量％）未満のときには、金（Ａｕ）に対し上記ガラスを加えても、ＮＨ3ガスのＮＯ2ガスとの共存環境におけるＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好には得られないためである。
【００３０】
また、上述のように上記ガラスを２０（重量％）以下としたのは、当該ガラスが２０（重量％）よりも増大すると、一対の電極間に導通不良が発生しアンモニアガスセンサとしての検出機能が得られないためである。
【００３１】
なお、ガラスの一部は、金（Ａｕ）や固体超強酸物質と反応して化合物になるおそれがあるが、本請求項５に記載のガラスの含有量はこの化合物を含んだ含有量である。
【００３２】
また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項４または５に記載のアンモニアガスセンサにおいて、上記ガラスに含有される上記アルカリ土類金属酸化物は、バリウム酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物及びストロンチウム酸化物のうちの少なくとも一種であることを特徴とする。
【００３３】
これによっても、請求項３に記載の発明と同様の作用効果が請求項４または５に記載の発明において達成され得る。
【００３４】
また、本発明は、請求項７に記載の発明によれば、
一対の電極（２０、３０、５０、６０）と、当該一対の電極に接するように設けられた感応体（４０、７０）とを備え、当該感応体の主成分は固体超強酸物質であるアンモニアガスセンサにおいて、一対の電極は、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、鉛酸化物を含有するガラスをも含むことを特徴とする。
【００３５】
このように、一対の電極が、請求項１または４に記載の発明とは異なり、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、鉛酸化物を含有するガラスをも含んでいても、当該一対の電極が、上述のように、主成分としての金（Ａｕ）に加え、さらに、アルカリ土類金属酸化物或いはこのアルカリ土類金属酸化物を含むガラスをも含む場合と同様に、この一対の電極の表面の反応活性点が被毒作用を受けることで、上述したＮＨ3とＮＯ2との反応が抑制される。その結果、請求項１または４に記載の発明と同様の作用効果が達成され得る。なお、上述の鉛酸化物としては、ＰｂＯが挙げられる。
【００３６】
なお、鉛酸化物は、電極中に２番目に多く含まれていてもいなくてもよく、ＮＨ3ガスに対する選択性を良好に確保する重量を適宜設定できればよい。また、当該鉛酸化物の一部は、金（Ａｕ）や固体超強酸物質と反応して化合物になることがあるが、本請求項７の鉛酸化物の含有量はこの化合物を含んだ含有量である。
【００３７】
また、本発明は、請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載のアンモニアガスセンサにおいて、
上記ガラスは、金（Ａｕ）の重量を１００（重量％）としたとき、１０（重量％）〜４０（重量％）の範囲以内の重量となるように、一対の電極に含まれることを特徴とする。
【００３８】
これにより、請求項７に記載の発明の作用効果がより一層良好に達成され得る。ここで、上述のように、鉛酸化物を含むガラスを１０（重量％）以上としたのは、当該ガラスが１０（重量％）未満のときには、金（Ａｕ）に対し上記ガラスを加えても、ＮＨ3ガスのＮＯ2ガスとの共存環境におけるＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好には得られないためである。
【００３９】
また、上述のように、鉛酸化物を含むガラスを４０（重量％）以下としたのは、当該ガラスが４０（重量％）よりも増大すると、一対の電極間に導通不良が発生しアンモニアガスセンサとしての検出機能が得られないためである。
【００４０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の各実施形態を図面により説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係るアンモニアガスセンサの第１実施形態を示しており、このアンモニアガスセンサは、センサ素子１００を、ハウジング２００内に保持体３００を介して保持している。なお、当該アンモニアガスセンサは、例えば、自動車等に搭載のディーゼルエンジンの排気管に配設してなるＮＯX選択還元触媒システムに適用される。
【００４２】
ここで、センサ素子１００の構成の説明に先立ち、ハウジング２００及び保持体３００の各構成について説明する。
【００４３】
ハウジング２００は、筒状の金具２１０と、金属製の外筒２２０と、筒状の外側プロテクター２３０と、筒状の内側プロテクター２４０とでもって構成されている。なお、金具２１０は、その下端小径部２１３の雄ねじ部２１１にて、上記内燃機関の排気管の管壁のうち上記ＮＯX選択還元触媒システムの下流側部位に形成した雌ねじ孔部（図示しない）に締着により嵌装される。
【００４４】
外筒２２０は、その大径部２２１の下端開口部２２２にて、金具２１０の上側小径部２１２に外方から同軸的にレーザ溶接でもって嵌着されており、この外筒２２０は、その下端開口部２２２から上方へ延出している。
【００４５】
外側プロテクター２３０及び内側プロテクター２４０は、それぞれ、断面Ｕ字状となるように金属材料でもってプレス加工されている。外側プロテクター２３０は、その開口端部２３１にて、金具２１０の下端小径部２１３の先端部に外方から同軸的にレーザ溶接でもって嵌着されており、この外側プロテクター２３０は、その開口端部２３１から下方に向けて延出している。
【００４６】
内側プロテクター２４０は、外側プロテクター２３０内に収容されている。また、内側プロテクター２４０は、その開口端部２４１にて、外側プロテクター２３０の周壁部分にレーザ溶接により固着されている。
【００４７】
保持体３００は、下側、中央側及び上側の各保持部材３１０、３２０及び３３０を有する。下側保持部材３１０は、セラミックにより円柱台形状に形成されており、この下側保持部材３１０は、金具２１０の下端小径部２１３の中空部内に同軸的に嵌装されて、当該下端小径部２１３の上端側傾斜状段部上に着座している。中央側保持部材３２０は、金具２１０の六角環状鍔部２１４の内部にタルクの粉末を充填したものである。
【００４８】
また、上側保持部材３３０は、絶縁材料でもって形成されており、この上側保持部材３３０は、円柱状大径部３３１の上端部中央から円柱状小径部３３２を上方に延出している。ここで、円柱状大径部３３１は、金具２１０の上側小径部２１２の内部から六角環状鍔部２１４の内部にかけて嵌装されている。この円柱状大径部３３１は、金属製リング３３３を介して金具２１０の上側小径部２１２の上端部にカシメを施すことで、固定される。
【００４９】
センサ素子１００は、図１にて示すごとく、保持体３００の上側保持部材３３０の中央孔部３３４、中央側保持部材３２０の中央孔部３２１及び下側保持部材３１０の中央孔部３１１に挿通されることで、保持体３００により同軸的に保持されている。
【００５０】
当該センサ素子１００は、図２〜図４にて示すごとく、アルミナ製絶縁基板１１０、一対の櫛歯状電極１２０、１３０及び感応層１４０を備えている。
【００５１】
当該センサ素子１００において、一対の櫛歯状電極１２０、１３０は、後述するような主成分である金（Ａｕ）と、ある種の添加材とを含有する電極材料でもって形成されており、これら櫛歯状電極１２０、１３０は、図２〜図４から分かるように、絶縁基板１１０の表面のうち図２にて図示右側表面部位（以下、電極側表面部位ともいう）上に櫛歯状に交差して設けられている。ここで、電極１２０の各電極部１２１が、電極１３０の各電極部１３１と櫛歯状に交差している（図４参照）。
【００５２】
また、一対の電極１２０、１３０は、その各接続端子１２２、１３２（図４参照）にて、一対のリード１１１、１１２の各内端部上に重畳されて電気的に接続されている。なお、一対のリード１１１、１１２は、絶縁基板１１０の表面のうち図２にて図示左側表面部位（以下、リード側表面部位ともいう）上に互いに並行に形成されている。
【００５３】
感応層１４０は、固体超強酸物質を主成分とするアンモニアガス検出材料でもって形成されており、この感応層１４０は、図２〜図４にて示すごとく、一対の電極１２０、１３０を覆蓋するように絶縁基板１１０の電極側表面部位上に積層形成されている。なお、上記センサ素子においては、絶縁基板１１０の上記電極側表面部位に内蔵した発熱抵抗体からなるヒータ及び測温抵抗体（図示しない）によって、一対の電極１２０、１３０及び感応層１４０が、当該測温抵抗体の測定温度に基づく上記ヒータによる加熱のもと、一定の温度に維持されるようになっている。
【００５４】
また、当該アンモニアガスセンサは、ハウジング２００の外筒２２０の小径部２２３内に収容したセパレータ４００及びグロメット５００を備えている。セパレータ４００は、アルミナにより円筒状に形成されており、このセパレータ４００は、次のようにして、外筒２２０の小径部２２３内に同軸的に嵌装支持されている。
【００５５】
即ち、セパレータ４００は、その上端フランジ部４１０にて、小径部２２３の環状窪み部２２４上に着座するようにして、当該小径部２２３内に嵌装支持されている。なお、環状窪み部２２４は、小径部２２３の周壁の軸方向中間部位を内方へ隆起するように窪ませて形成されている。
【００５６】
グロメット５００は、例えば、フッ素ゴムからなるもので、このグロメット５００は、外筒２２０の小径部２２３の上端側開口部内に気密的に圧入されて、セパレータ４００上に着座している。
【００５７】
また、当該アンモニアガスセンサは、図１にて示すごとく、複数のターミナル６００、７００を備えており、これらターミナル６００、７００は、その各先端部にて、保持部材３３０の中央孔部３３４内に挿入されて、センサ素子１００の各リード１１１、１１２に接触している。また、複数のターミナル６００、７００は、それぞれ、グロメット５００に挿通してなる各対応の被覆導線６１０、７１０の接続端部に接続されている。
【００５８】
以上のように構成したアンモニアガスセンサは、センサ素子１００の感応層１４０を内燃機関の排気管内に晒すように、当該排気管に取り付けられる。そして、交流電圧が交流電源（図示しない）から一対の被覆導線７１０、８１０、一対のターミナル７００、８００及び一対のリード１１１、１１２を介して一対の櫛歯状電極１２０、１３０間に印加されることで、当該一対の櫛歯状電極１２０、１３０間に生ずるインピーダンスが、上記ヒータによる加熱のもとに検出される。
【００５９】
ここで、当該インピーダンスは、感応層１４０の外面に接触するディーゼルエンジンの排気ガス中のアンモニアガスの濃度に応じて変化する。このことは、当該アンモニアガスセンサは、上記インピーダンスに対応してＮＨ3ガスの濃度を検出することを意味する。
【００６０】
次に、以上のように構成した本第１実施形態のアンモニアガスセンサの製造方法について説明する。本第１実施形態では、当該アンモニアガスセンサは、以下に説明するように、実施例１〜実施例６として、製造される。
【００６１】
但し、これら実施例１〜実施例６の製造にあたり、センサ素子１００における絶縁基板１１０及び一対のリード１１１、１１２の作製並びに感応層１４０の作製は、上述したアンモニアガスセンサと同様であるので、実施例１〜実施例６の製造説明においては、主として、一対の櫛歯状電極１２０、１３０の作製につき詳細に説明する。
【００６２】
また、これら実施例１〜実施例６において、一対の櫛歯状電極１２０、１３０の形成材料としては、主成分である金（Ａｕ）と、ある種の添加材とを含有する電極材料であって当該ある種の添加材を異ならしめた電極材料が用いられている（図５の図表参照）。
実施例１：
（１）絶縁基板１００の作製
従来と同様の方法（例えば、特開２００５−１１４３５５号公報に記載の方法）で作製された一対のリード１１１、１１２が上記リード側表面部位上に互いに並列に形成されてなるアルミナ製絶縁基板を絶縁基板１１０として準備する。
（２）一対の櫛歯状電極１２０、１３０の作製
主成分である金（Ａｕ）のペーストと添加材であるアルカリ土類金属酸化物の１つの粉末とを、有機溶剤及び分散剤と共に、乳鉢に入れてらいかい機により、４時間の間、分散混合する。
【００６３】
その後、このような分散混合物にバインダーを添加してさらに４時間の間湿式混合を行った上で、粘度調整を行い、電極ペースト（以下、実施例１用電極ペーストともいう）を作製する。この実施例１では、アルカリ土類金属酸化物の１つとして、２０（重量％）の酸化バリウム（ＢａＯ）が採用されている（図５の図表参照）。
【００６４】
なお、金（Ａｕ）のペーストが上記添加材と適切な比率で混合されておれば、電極ペーストの作製方法としては、上述の方法に限られるものではない。また、一対の櫛歯状電極としての機能を損ねることがない程度であれば、当該一対の櫛歯状電極の機械的強度を高めるため、上記電極ペースト中にＺｒＯ2やＡｌ2Ｏ3等の無機酸化物を添加するようにしてもよい。
【００６５】
上述のように実施例１用電極ペーストを作製した後、当該電極ペーストを用いて、一対の電極１２０、１３０の櫛歯状に対応する電極パターンを、絶縁基板１０の上記電極側表面部位上にスクリーン印刷する。
【００６６】
そして、このように電極パターンをスクリーン印刷してなる絶縁基板１１０を、６０（℃）にて、１時間の間、乾燥後、１０００（℃）にて、１時間、焼き付けを行って、絶縁基板１１０の上記電極側表面部位上に一対の電極１２０、１３０を作製する。
（３）感応層１４０の作製
上述の固体超強酸物質、例えば、１０（重量％）ＷＯ3／ＺｒＯ2を有機溶剤及び分散剤と共に乳鉢に入れ、らいかい機で、４時間の間分散混合する。その後、当該分散混合物にバインダーを添加し、さらに４時間の間、湿式混合を行ってスラリーとし、このスラリーに粘度調整を施して感応層ペーストを作製する。
【００６７】
このように作製した感応層ペーストを、スクリーン印刷により、一対の電極１２０、１３０を介し、絶縁基板１１０の上記電極側表面部位上に所定形状にて厚膜印刷し、然る後、６０℃で１時間乾燥後、６００（℃）で、１時間の間、焼付けて、感応層１４０を形成する。以上により、当該アンモニアガスセンサの実施例１としての製造が終了する。
実施例２：
一対のリード１１１、１１２を備えた絶縁基板１１０を実施例１と同様に作製した後、一対の櫛歯状電極１２０、１３０は、次のようにして作製される。
【００６８】
この実施例２では、上記アルカリ土類金属酸化物の他の例を添加材として採用し、この添加材及び主成分である金（Ａｕ）を用いて、実施例１と同様に実施例２用電極ペーストを作製する。この実施例２では、上記アルカリ土類金属酸化物の他の例として、２０（重量％）の酸化カルシウム（ＣａＯ）を採用する（図５の図表参照）。
【００６９】
上述のように実施例２用電極ペーストを作製した後、当該電極ペーストを用いて、実施例１と同様に一対の電極１２０、１３０を作製する。ついで、感応層１４０を上記実施例１と同様に形成する。以上により、当該アンモニアガスセンサの実施例２としての製造が終了する。
実施例３：
一対のリード１１１、１１２を備えた絶縁基板１１０を実施例１と同様に作製した後、一対の櫛歯状電極１２０、１３０は、次のようにして作製される。
【００７０】
この実施例３では、上記アルカリ土類金属酸化物のその他の例を添加材として採用し、この添加材及び主成分である金（Ａｕ）を用いて、実施例１と同様に実施例３用電極ペーストを作製する。この実施例３では、上記アルカリ土類金属酸化物のその他の例として、２０（重量％）の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を採用する（図５の図表参照）。
【００７１】
上述のように実施例３用電極ペーストを作製した後、当該電極ペーストを用いて、実施例１と同様に一対の電極１２０、１３０を作製する。ついで、感応層１４０を上記実施例１と同様に形成する。以上により、当該アンモニアガスセンサの実施例３としての製造が終了する。
実施例４：
一対のリード１１１、１１２を備えた絶縁基板１１０を実施例１と同様に作製した後、一対の櫛歯状電極１２０、１３０は、次のようにして作製される。
【００７２】
この実施例４では、上記アルカリ土類金属酸化物のさらなる他の例を添加材として採用し、この添加材及び主成分である金（Ａｕ）を用いて、実施例１と同様に実施例３用電極ペーストを作製する。この実施例３では、上記アルカリ土類金属酸化物のさらなる他の例として、２０（重量％）の酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）を採用する（図５の図表参照）。
【００７３】
上述のように実施例４用電極ペーストを作製した後、当該電極ペーストを用いて、実施例１と同様に一対の電極１２０、１３０を作製する。ついで、感応層１４０を上記実施例１と同様に形成する。以上により、当該アンモニアガスセンサの実施例４としての製造が終了する。
実施例５：
一対のリード１１１、１１２を備えた絶縁基板１１０を実施例１と同様に作製した後、一対の櫛歯状電極１２０、１３０は、次のようにして作製される。
【００７４】
この実施例５では、添加材として、上記アルカリ土類金属酸化物を含むガラス（以下、ＲＯ系ガラスともいう）を採用し、このＲＯ系ガラスを用いて、実施例１と同様に実施例５用電極ペーストを作製する。この実施例５では、ＲＯ系ガラスのうちガラスが、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3及びＢ2Ｏ3を含有しており、上記アルカリ土類金属酸化物は、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯである。但し、上記ＲＯ系ガラスの添加量は、１０（重量％）である（図５の図表参照）。
【００７５】
上述のように実施例５用電極ペーストを作製した後、当該電極ペーストを用いて、実施例１と同様に一対の電極１２０、１３０を作製する。ついで、感応層１４０を上記実施例１と同様に形成する。以上により、当該アンモニアガスセンサの実施例５としての製造が終了する。
実施例６：
一対のリード１１１、１１２を備えた絶縁基板１１０を実施例１と同様に作製した後、一対の櫛歯状電極１２０、１３０は、次のようにして作製される。
【００７６】
この実施例６では、添加材として、酸化鉛（ＰｂＯ）を含むガラス（以下、ＰｂＯ系ガラスともいう）を採用し、このＰｂＯ系ガラスを主成分である金（Ａｕ）に添加したものを用いて、実施例１と同様に実施例６用電極ペーストを作製する。但し、上述のＰｂＯ系ガラスの添加量は３０（重量％）である（図５の図表参照）。
【００７７】
このように実施例６用電極ペーストを作製した後、当該電極ペーストを用いて、実施例１と同様に一対の電極１２０、１３０を作製する。ついで、感応層１４０を上記実施例１と同様に形成する。以上により、当該アンモニアガスセンサの実施例６としての製造が終了する。
【００７８】
以上のようにアンモニアガスセンサとして製造した実施例１〜実施例６のいずれかによれば、被検出雰囲気中においてＮＨ3ガスが他のガス例えばＮＯ2ガスと共存していても、一対の電極１２０、１３０の形成材料が、上述したアルカリ土類金属酸化物のいずれか、ＲＯ系ガラス或いはＰｂＯ系ガラスを添加材として金（Ａｕ）に添加したものを主成分とすることから、アンモニアガスに対するガス選択性が良好に確保され得る。
【００７９】
その結果、アンモニアガスセンサとしての検出機能、ひいてはＮＨ3ガスの濃度の検出精度が良好に確保され得る。特に、被検出雰囲気においてＮＯ2ガスが過剰に存在していても、ＮＨ3ガスの濃度が精度よく検出され得る。なお、当該アンモニアガスセンサは自動車等の内燃機関や焼成炉等からの排気ガス中のＮＨ3濃度の検出に良好に利用できる。
【００８０】
ちなみに、モデルガス発生装置を用いて、上述のようにして製造した当該アンモニアガスセンサの実施例１〜実施例６としての検出特性を、比較例の検出特性と共に、次の測定条件のもとに、測定した。
【００８１】
なお、上記検出特性は、上記各実施例或いは上記比較例のインピーダンスとアンモニア（ＮＨ3）の濃度との関係を表す特性をいう。また、上記比較例は、一対の櫛歯状電極の形成材料として、上記添加材を加えることなく、１００（重量％）の金（Ａｕ）を用いた点を除き、上記各実施例と同様に製造されている。
【００８２】
上記測定条件：
上記モデルガス発生装置で発生するガスの温度、流量及び流速は、それぞれ、２８０（℃）、１８（リットル／ｍｉｎ）及び０．０１５（ｍ／ｓ）である。なお、上述の各実施例及び比較例の各制御温度は４００（℃）とする。
【００８３】
また、ベースガス組成は、１０（体積％）の酸素（Ｏ2）、５（体積％）の二酸化炭素（ＣＯ2）、５（体積％）の水（Ｈ2Ｏ）及び窒素（Ｎ2）とする。
【００８４】
ここで、上記モデルガス発生装置で発生するガスの組成は、第１ガス組成及び第２ガス組成とする。
【００８５】
上記第１ガス組成は、上記ベースガス組成に対し、０（ｐ.ｐ.ｍ）〜１５０（ｐ.ｐ.ｍ）の範囲以内の濃度のアンモニア（ＮＨ3）を追加したものとする。また、上記第２ガス組成は、上記ベースガス組成に対し、１００（ｐ.ｐ.ｍ）の濃度の二酸化窒素（ＮＯ2）及び０（ｐ.ｐ.ｍ）〜１５０（ｐ.ｐ.ｍ）の範囲以内の濃度のアンモニア（ＮＨ3）を追加したものとする。
【００８６】
このような測定条件のもとで、上記各実施例及び上記比較例を、上記モデルガス発生装置の上記第１或いは第２のガス組成のガス中に配置した。そして、所定の電圧（２Ｖ）及び周波数（４００Ｈｚ）を有する交流電圧を、上記各実施例の一対の電極間及び上記比較例の一対の電極間にそれぞれ印加することで、上記各実施例の一対の電極間及び上記比較例の一対の電極間にそれぞれ生ずるインピーダンスを測定した。
【００８７】
但し、ベースインピーダンス（以下、ベースインピーダンスＺｂという）は、ＮＨ3＝０（ｐ.ｐ.ｍ）で得られる値とする。なお、上述のインピーダンスの測定は、上記第１ガス組成及び第２ガス組成のガス中で、それぞれ、アンモニア（ＮＨ3）の濃度を、０（ｐ.ｐ.ｍ）〜１５０（ｐ.ｐ.ｍ）の範囲以内にて変えて行った。
【００８８】
そして、上記各実施例及び上記比較例について、ＮＨ3ガスの投入時のインピーダンス（以下、インピーダンスＺという）を測定した上で、次の式（１）を用いて、上記実施例１及び上記比較例の各ＮＨ3感度を計算した。
【００８９】
ＮＨ3感度＝｛（Ｚｂ−Ｚ）／Ｚｂ｝×１００・・・（１）
このようにして求めた上記各実施例及び上記比較例の各ＮＨ3感度に基づき、上述の第１ガス組成及び第２ガス組成におけるＮＯ2ガスのＮＨ3ガスに対する共存の各影響に関し、それぞれ、評価を行ってみたところ、図６にて示すような各棒グラフ１−１〜１−６及び２が得られた。
【００９０】
ここで、各棒グラフ１−１、１−２及び１−３は、それぞれ、実施例１、実施例２及び実施例３のＮＯ2共存雰囲気におけるＮＨ3感度の規格値（以下、感度規格値ともいう）を示し、また、各棒グラフ１−４、１−５及び１−６は、それぞれ、実施例４、実施例５及び実施例６のＮＨ3ガスに対する各感度規格値を示す。また、棒グラフ２は、上記比較例のＮＨ3ガスに対する感度規格値を示す。
【００９１】
但し、図６において、実施例１〜実施例６及び上記比較例の各感度規格値は、２０（ｐ.ｐ.ｍ）のＮＨ3ガスに対するＮＨ3感度を１００と規格化したときの値でもって、示されている。従って、図６によれば、当該感度規格値が１００に近い程、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの影響が小さいことが示されている。例えば、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの影響が全く無ければ、当該感度規格値は１００である。
【００９２】
以上のような前提のもと、図６の棒グラフ２によれば、上記比較例の感度規格値は約３０である。従って、ＮＨ3ガスがＮＯ2ガスと共存する雰囲気（上記第２ガス組成の雰囲気）中においては、上記比較例の感度規格値は本来の値よりも小さく、当該比較例はＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響を受けていることが分かる。
【００９３】
これに対し、実施例１〜実施例６においては、各感度規格値は、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存時には、上記比較例と比較して大きな値を示している（図６の破線参照）。
【００９４】
従って、当該実施例１〜実施例６によれば、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響が改善されていることが分かる。ここで、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響が最も小さい実施例は、棒グラフ１−５にて示すごとく、実施例５である。また、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響は、上記比較例よりは小さいものの、各実施例５、６、１、３、４及び２の順で、順次、大きくなっている（各棒グラフ１−１〜１−６参照）。
【００９５】
さらに、実施例１〜実施例６及び上記比較例について、インピーダンスが、上記第１及び第２の各ガス組成におけるＮＨ3感度の各変化に伴い、それぞれ、どのように変化するかについて調べてみたところ、図７〜図１３に示す各折れ線グラフ３−１〜９―２が得られた。
【００９６】
図７及び図８において、各折れ線グラフ３−１及び４−１は、それぞれ、上記第１ガス組成のもと、実施例１及び実施例２におけるインピーダンスとＮＨ3感度との間の各関係を示す。また、各折れ線グラフ３−２及び４−２は、それぞれ、上記第２ガス組成のもと、実施例１及び実施例２におけるインピーダンスとＮＨ3感度との間の各関係を示す。
【００９７】
また、図９及び図１０において、各折れ線グラフ５−１及び６−１は、それぞれ、上記第１ガス組成のもと、実施例３及び実施例４におけるインピーダンスとＮＨ3感度との間の各関係を示す。また、各折れ線グラフ５−２及び６−２は、それぞれ、上記第２ガス組成のもと、実施例３及び実施例４におけるインピーダンスとＮＨ3感度との間の各関係を示す。
【００９８】
また、図１１及び図１２において、各折れ線グラフ７−１及び８−１は、それぞれ、上記第１ガス組成のもと、実施例５及び実施例６におけるインピーダンスとＮＨ3感度との間の各関係を示す。また、各折れ線グラフ７−２及び８−２は、上記第２ガス組成のもと、実施例５及び実施例６におけるインピーダンスとＮＨ3感度との間の各関係を示す。
【００９９】
一方、図１３において、折れ線グラフ９−１は、上記第１ガス組成のもと、上記比較例のインピーダンスとＮＨ3感度との間の関係を示す。また、折れ線グラフ９―２は、上記第２ガス組成のもと、上記比較例のインピーダンスとＮＨ3感度との間の関係を示す。
【０１００】
上述した図７〜図１２の各両折れ線グラフによれば、各折れ線グラフ３−２、４−２、５−２、６−２、７−２及び８−２は、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存にもかかわらず、それぞれ、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存のない各折れ線グラフ３−１、４−１、５−１、６−１、７−１及び８−１に接近していることが分かる。
【０１０１】
従って、実施例１〜実施例６によれば、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存にもかかわらず、ＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好に確保され得ることが分かる。
【０１０２】
一方、上述した図１３の両折れ線グラフ９−１、９―２によれば、折れ線グラフ９―２は、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存に影響されて、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存のない折れ線グラフ９−１からかなり離れていることが分かる。従って、上記比較例によれば、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存時には、ＮＨ3ガスに対するガス選択性がかなり低下するといえる。
【０１０３】
以上のことから、上記比較例では、ＮＨ3ガスに対するガス選択性が、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存時には、かなり低下するのに対し、実施例１〜実施例６では、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存のもとでも、この共存に影響されることなく、ＮＨ3ガスに対するガス選択性が当該ＮＨ3ガスの低濃度から高濃度に亘りかなり向上していることが分かる。このことは、実施例１〜実施例６では、ＮＨ3ガスの検出精度が低濃度から高濃度に亘りかなり向上し得ることを意味する。
【０１０４】
また、上述のような効果は、添加材としてアルカリ土類金属酸化物を採用する場合には、アルカリ土類金属酸化物であれば、ＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯに限ることなく、どのようなアルカリ土類金属酸化物であっても、達成され得る。
【０１０５】
また、上述のような効果は、添加材としてＲＯ系ガラス或いはＰｂＯ系ガラスを採用する場合には、当該ＲＯ系ガラス或いはＰｂＯ系ガラスは、上述した含有組成に限ることなく、どのようなＲＯ系ガラス或いはＰｂＯ系ガラスとしての含有組成であっても、達成され得る。
【０１０６】
次に、一対の櫛歯状電極１２０、１３０の形成材料において、金（Ａｕ）の添加量１００（重量％）に対する添加材の添加量が、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存環境において、ＮＨ3ガスに対するガス選択性にどのような影響を与えるかについて検討してみた。上記添加材としては、酸化バリウム（ＢａＯ）、ＲＯ系ガラス及びＰｂＯ系ガラスを、例として、採用した。
１．添加材が酸化バリウム（ＢａＯ）である場合
この添加材の添加量による影響を検討するにあたり、当該アンモニアガスセンサの実施例として、実施例７〜実施例１１を準備した。但し、これら実施例７〜実施例１１は、上述の実施例１〜実施例６とは添加材或いはこの添加材の添加量を異にする点を除き、当該実施例１〜実施例６と同様に製造されている。なお、実施例７〜実施例１１に対する比較例としては、上述の比較例を採用した。
【０１０７】
ここで、酸化バリウム（ＢａＯ）が、上記添加材として、実施例７〜実施例１１に共通に用いられているが、実施例７及び実施例８の各添加材の添加量は、それぞれ、２（重量％）及び５（重量％）であり、実施例９、実施例１０及び実施例１１の各添加材の添加量は、それぞれ、１０（重量％）、３０（重量％）及び４０（重量％）である（図１４の図表参照）。
【０１０８】
上述のように準備した実施例７〜実施例１０の各ＮＨ3感度について、上述と同様に測定して上記式（１）により計算し、これら各ＮＨ3感度に基づき、上述の第２のガス組成の雰囲気において、ＮＯ2ガスのＮＨ3ガスに対する共存の影響を評価した。この評価にあたり、上述の実施例１をも評価比較の対象とした。なお、この実施例１及び上記比較例の各ＮＨ3感度は上述と同様である。
【０１０９】
このような評価の結果、図１５にて示すごとく、各棒グラフ１０―１〜１０−４が得られた。ここで、各棒グラフ１０−１及び１０−２は、それぞれ、実施例７及び実施例８の各感度規格値を示し、各棒グラフ１０−３及び１０−４は、それぞれ、実施例９及び実施例１０の各感度規格値を示す。
【０１１０】
また、棒グラフ１ー１は、上述した実施例１の感度規格値を示し、棒グラフ２は、上述した比較例の感度規格値を示す。
【０１１１】
但し、図１５において、実施例７〜実施例１０の各感度規格値は、実施例１及び上記比較例の各感度規格値と同様に、２０（ｐ.ｐ.ｍ）のＮＨ3ガスに対するＮＨ3感度を１００と規格化したときの値である。
【０１１２】
以上の前提のもと、図１５の各棒グラフを比較すれば、上記比較例の感度規格値は、棒グラフ２で示すように、上述したごとく、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響を受けていることが分かる。
【０１１３】
また、残りの各棒グラフ１０―１〜１０−４及び１−１において、実施例１の感度規格値が、棒グラフ１−１で示すように最も高く、実施例７の感度規格値が、棒グラフ１０−１で示すように、最も低い。そして、各感度規格値は、実施例１及び実施例１０〜実施例７の順で、順次、低くなっている。
【０１１４】
ここで、実施例７の感度規格値は、上記比較例よりも若干高いがほぼ同じ値となっている。これは、ＢａＯの添加量が２重量％と少ないため、ＢａＯが添加材としての効果、即ち、上述のＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響を低減する効果を発揮し得ないことに起因する。
【０１１５】
また、実施例１１の感度規格値は図１５において示されていない。これは、上記添加材であるＢａＯの添加量が４０（重量％）と多いために、実施例１１の一対の電極間で導通不良となり、実施例１１によっては、ＮＨ3感度が測定不能であったことによる。
【０１１６】
以上の検討結果によれば、添加材が酸化バリウム（ＢａＯ）である場合には、
ＮＯ2ガスとの共存環境におけるＮＨ3ガスの感度規格値は、金（Ａｕ）の添加量を１００重量％としたとき、酸化バリウム（ＢａＯ）の添加量が５（重量％）〜３０（重量％）の範囲以内の量であれば、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響が良好に低減され、ＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好に確保され得る。
２．添加材がＲＯ系ガラスである場合
この添加材の添加量による影響を検討するにあたり、当該アンモニアガスセンサの実施例として、実施例１２〜実施例１５を準備した。但し、これら実施例１２〜実施例１５は、実施例１〜実施例６とは、添加材或いはこの添加材の添加量を異にする点を除き、上述の実施例１〜実施例６と同様に製造されている。この評価にあたり、上述の実施例５をも評価比較の対象とした。なお、比較例としては、上述の比較例を採用した。
【０１１７】
ここで、ＲＯ系ガラスが、上記添加材として、実施例１２〜実施例１５に共通に用いられているが、当該ＲＯ系ガラスとしては、上記実施例５と同様の組成のものが採用されている。
【０１１８】
また、実施例１２及び実施例１３の各ＲＯ系ガラスの添加量は、それぞれ、２（重量％）及び５（重量％）であり、実施例１４及び実施例１５の各ＲＯ系ガラスの添加量は、それぞれ、２０（重量％）及び３０（重量％）である（図１６の図表参照）。
【０１１９】
上述のように準備した実施例１２〜実施例１５の各ＮＨ3感度について、上述と同様に測定して上記式（１）により計算し、これら各ＮＨ3感度に基づき、上述の第２のガス組成において、ＮＯ2ガスのＮＨ3ガスに対する共存の影響を評価した。この評価にあたり、上述の実施例５及び上記比較例をも比較対象とした。なお、実施例５及び上記比較例の各ＮＨ3感度は上述と同様である。
【０１２０】
このような評価の結果、図１７にて示すごとく、各棒グラフ１１―１〜１１−３が得られた。ここで、各棒グラフ１１−１、１１−２及び１１−３は、それぞれ、実施例１２、実施例１３及び実施例１４の感度規格値を示す。なお、各棒グラフ１−５及び２は、それぞれ、上述した実施例５及び比較例の各感度規格値を示す。
【０１２１】
但し、図１７において、実施例１２〜実施例１５の各感度規格値は、実施例５及び比較例の各感度規格値と同様に、２０（ｐ.ｐ.ｍ）のＮＨ3ガスに対するＮＨ3感度を１００と規格化したときの感度規格値でもって、示されている。
【０１２２】
以上の前提のもと、図１７の各棒グラフ１１―１〜１１−３、１−５及び２を比較すれば、各棒グラフにおいて、実施例５の感度規格値が、棒グラフ１−５で示すように最も高く、実施例１２の感度規格値が、棒グラフ１１−１で示すように、最も低い。そして、各感度規格値は、実施例５及び実施例１４〜実施例１２の順で、順次、低くなっている。
【０１２３】
ここで、実施例１２の感度規格値は、上記比較例と同様に低くこの比較例よりも若干高いがほぼ同じ値となっている。これは、ＲＯ系ガラスの添加量が２重量％と少ないため、当該ＲＯ系ガラスが添加材としての効果、即ち、上述のＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響を低減する効果を発揮し得ないことに起因する。
【０１２４】
また、実施例１５の感度規格値は図１７において示されていない。これは、ＲＯ系ガラスの添加量が３０（重量％）と多いために、実施例１５の一対の電極間で導通不良となり、当該実施例１５のＮＨ3感度が測定不能であったことによる。
【０１２５】
以上の検討結果によれば、添加材がＲＯ系ガラスである場合には、ＮＯ2ガスとの共存環境におけるＮＨ3ガスの感度規格値は、金（Ａｕ）の添加量を１００（重量％）としたとき、ＲＯ系ガラスの添加量が５（重量％）〜２０（重量％）の範囲以内の量であれば、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響が良好に低減され、ＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好に確保され得る。
３．添加材がＰｂＯ系ガラスの場合
この添加材の添加量による影響を検討するにあたり、当該アンモニアガスセンサの実施例として、実施例１６〜実施例１９を準備した。但し、これら実施例１６〜実施例１９は、実施例１〜実施例６とは、添加材或いはこの添加材の添加量を異にする点を除き、上述の実施例１〜実施例６と同様に製造されている。この評価にあたり、上述の実施例６をも評価比較の対象とした。なお、比較例としては、上述の比較例を採用した。
【０１２６】
ここで、ＰｂＯ系ガラスが、上記添加材として、実施例１６〜実施例１９に共通に用いられているが、実施例１６及び実施例１７の各ＰｂＯ系ガラスの添加量は、それぞれ、５（重量％）及び１０（重量％）であり、実施例１８及び実施例１９の各ＰｂＯ系ガラスの添加量は、それぞれ、４０（重量％）及び５０（重量％）である（図１８の図表参照）。
【０１２７】
上述のように準備した実施例１６〜実施例１９の各ＮＨ3感度について、上述と同様に測定して上記式（１）により計算し、これら各ＮＨ3感度に基づき、上述の第２のガス組成において、ＮＯ2ガスのＮＨ3ガスに対する共存の影響を評価した。この評価にあたり、上述の実施例６及び比較例の各ＮＨ3感度は上述と同様である。
【０１２８】
このような評価の結果、図１９にて示すごとく、各棒グラフ１２―１〜１２−３が得られた。ここで、各棒グラフ１２−１、１２−２及び１２−３は、それぞれ、実施例１６、実施例１７及び実施例１８の各感度規格値を示す。また、各棒グラフ１−６及び２は、それぞれ、上述した実施例６及び比較例の各感度規格値を示す。
【０１２９】
但し、図１９において、実施例１６〜実施例１８の各感度規格値は、上述した実施例６及び比較例の各感度規格値と同様に、２０（ｐ.ｐ.ｍ）のＮＨ3ガスに対するＮＨ3感度を１００と規格化したときの値でもって、示されている。
【０１３０】
以上の前提のもと、図１９の各棒グラフを比較すれば、実施例６の感度規格値が、棒グラフ１−６で示すように最も高く、実施例１６の感度規格値が、棒グラフ１２−１で示すように、最も低い。そして、各感度規格値は、実施例６及び実施例１８〜実施例１６の順で、順次、低くなっている。
【０１３１】
ここで、実施例１６の感度規格値は、上記比較例と同様に低くこの比較例よりも若干高いがほぼ同じ値となっている。これはＰｂＯ系ガラスの添加量が５重量％と少ないため、当該ＰｂＯ系ガラスが添加材としての効果、即ち、上述のＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響を低減する効果を発揮し得ないことに起因する。
【０１３２】
また、実施例１９の感度規格値は図１９において示されていない。これは、ＰｂＯ系ガラスの添加量が５０（重量％）と多いために、実施例１９の一対の電極間で導通不良となり、当該実施例１９のＮＨ3感度が測定不能であったことによる。
【０１３３】
以上の検討結果によれば、添加材がＰｂＯ系ガラスである場合には、ＮＯ2ガスとの共存環境におけるＮＨ3ガスの感度規格値は、金（Ａｕ）の添加量を１００（重量％）としたとき、ＰｂＯ系ガラスの添加量が１０（重量％）〜４０（重量％）の範囲以内の量であれば、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響が良好に低減され、ＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好に確保され得る。
（第２実施形態）
図２０〜図２２は、本発明に係るアンモニアガスセンサの第２実施形態の要部を示している。この第２実施形態にいうアンモニアガスセンサは、上記第１実施形態にて述べたアンモニアガスセンサにおいて、一対の櫛歯状電極１２０、１３０及び感応層１４０に代えて、一対の平板状電極１５０、１６０及び感応層１７０を設けた構成のセンサ素子（以下、センサ素子１００という）を有する。
【０１３４】
一対の平板状電極１５０、１６０は、第１実施形態にて述べた一対の櫛歯状電極１２０、１３０と同様の形成材料でもって形成されている。具体的には、当該一対の平板状電極１５０、１６０の形成材料は、上記第１実施形態と同様に、主成分である金（Ａｕ）と、ある種の添加材とを含有する電極材料である。
【０１３５】
また、上述したある種の添加材としては、上記第１実施形態にて述べたアルカリ土類金属酸化物、ＲＯ系ガラス或いはＰｂＯ系ガラスが挙げられる。ここで、アルカリ土類金属酸化物としては、上記第１実施形態にて述べたと同様に、例えば、ＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ或いはＳｒＯが挙げられる。
【０１３６】
ＲＯ系ガラスとしては、上記第１実施形態にて述べたと同様に、例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3及びＢ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯからなるＲＯ系ガラスが挙げられる。また、ＰｂＯ系ガラスとしては、上記第１実施形態にて述べたと同様に、例えば、ＰｂＯを含むガラスが挙げられる。
【０１３７】
また、添加材の添加量は、上記第１実施形態にて述べたと同様に、以下のような量であれば、ＮＨ3ガスに対するＮＯ2ガスの共存の影響が良好に低減され、ＮＨ3ガスに対するガス選択性が良好に確保され得る。
【０１３８】
即ち、酸化バリウム（ＢａＯ）にあっては、金（Ａｕ）の重量を１００（重量％）としたとき、５（重量％）〜３０（重量％）の範囲以内の量であればよい。また、ＲＯ系ガラスにあっては、金（Ａｕ）を１００（重量％）としたとき、５（重量％）〜２０（重量％）の範囲以内の量であり、ＰｂＯ系ガラスにあっては、金（Ａｕ）を１００（重量％）としたとき、１０（重量％）〜４０（重量％）の範囲以内の量であればよい。
【０１３９】
しかして、平板状電極１５０は、図２０〜図２２から分かるように、下側電極として、上記第１実施形態にて述べた絶縁基板１０の電極側表面部位上に設けられている。一方、平板状電極１６０は、後述する感応層１７０を介し平板状電極５０に対向するように当該感応層１７０に積層されている。
【０１４０】
なお、平板状電極１５０は、その接続端子１５１にて、上記第１実施形態にて述べたリード１１１の内端部に電気的に接続されており、一方、平板状電極１６０は、その接続端子１６１にて、上記第１実施形態にて述べたリード１１２の内端部に電気的に接続されている。
【０１４１】
感応層１７０は、上記第１実施形態にて述べた感応層１４０と同様の形成材料でもって、平板状電極１５０を覆うように上記第１実施形態にて述べた絶縁基板１１０の電極側表面部位上に積層形成されている。なお、本第２実施形態においても、当該アンモニアガスセンサは、上記第１実施形態にて述べたと同様に、主成分である金（Ａｕ）と上記ある種の添加材とを含有する電極材料を用い、当該ある種の添加材を異ならしめて製造される。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【０１４２】
以上のように構成した本第２実施形態においては、アンモニアガスセンサが、上述したごとく、上記第１実施形態にて述べたアンモニアガスセンサの電極構造である一対の櫛歯状電極とは異なり、一対の平板状電極という電極構造を有するが、このような電極構造においても、上記第１実施形態と同様の作用効果が達成され得る。
【０１４３】
なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態にて述べたＲＯ系ガラスの組成は、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3及びＢ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯに限ることなく、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3及びＢ2Ｏ3のうちの少なくとも１種及びＢ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１種であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明に係るアンモニアガスセンサの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のセンサ素子の拡大斜視図である。
【図３】図２において３−３線に沿う断面図である。
【図４】図２のセンサ素子の分解斜視図である。
【図５】上記第１実施形態における実施例１〜実施例６及び比較例の一対の電極の形成材料を添加材の添加量と共に示す図表である。
【図６】上記第１実施形態における実施例１〜実施例６及び比較例の各感度規格値を示す各棒グラフである。
【図７】上記第１実施形態における実施例１の一対の電極の間に生ずるインピーダンスとＮＨ3濃度との関係を、第１及び第２の各ガス組成をパラメータとして示す各折れ線グラフである。
【図８】上記第１実施形態における実施例２の一対の電極の間に生ずるインピーダンスとＮＨ3濃度との関係を、第１及び第２の各ガス組成をパラメータとして示す各折れ線グラフである。
【図９】上記第１実施形態における実施例３の一対の電極の間に生ずるインピーダンスとＮＨ3濃度との関係を、第１及び第２の各ガス組成をパラメータとして示す各折れ線グラフである。
【図１０】上記第１実施形態における実施例４の一対の電極の間に生ずるインピーダンスとＮＨ3濃度との関係を、第１及び第２の各ガス組成をパラメータとして示す各折れ線グラフである。
【図１１】上記第１実施形態における実施例５の一対の電極の間に生ずるインピーダンスとＮＨ3濃度との関係を、第１及び第２の各ガス組成をパラメータとして示す各折れ線グラフである。
【図１２】上記第１実施形態における実施例６の一対の電極の間に生ずるインピーダンスとＮＨ3濃度との関係を、第１及び第２の各ガス組成をパラメータとして示す各折れ線グラフである。
【図１３】上記第１実施形態における比較例の一対の電極の間に生ずるインピーダンスとＮＨ3濃度との関係を、第１及び第２の各ガス組成をパラメータとして示す各折れ線グラフである。
【図１４】上記第１実施形態における実施例７〜実施例１１及び比較例の一対の電極の形成材料を添加材の添加量と共に示す図表である。
【図１５】上記第１実施形態における実施例７〜実施例１１の各感度規格値を、実施例１及び比較例の各感度規格値と共に示す各棒グラフである。
【図１６】上記第１実施形態における実施例１２〜実施例１５及び比較例の一対の電極の形成材料を添加材の添加量と共に示す図表である。
【図１７】上記第１実施形態における実施例１２〜実施例１５の各感度規格値を、実施例５及び比較例の各感度規格値と共に示す各棒グラフである。
【図１８】上記第１実施形態における実施例１６〜実施例１９及び比較例の一対の電極の形成材料を添加材の添加量と共に示す図表である。
【図１９】上記第１実施形態における実施例１６〜実施例１９の各感度規格値を、実施例６及び比較例の各感度規格値と共に示す各棒グラフである。
【図２０】本発明に係るアンモニアガスセンサの第２実施形態の要部であるセンサ素子を示す斜視図である。
【図２１】図２０において２１−２１線に沿う断面図である。
【図２２】図２０のセンサ素子の分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１００…センサ素子、１１０…絶縁基板、１２０、１３０…櫛歯状電極、
１４０、１７０…感応層、１５０、１６０…平板状電極。
【図１】
2008268049.tif 000003
【図２】
2008268049.tif 000004
【図３】
2008268049.tif 000005
【図４】
2008268049.tif 000006
【図５】
2008268049.tif 000007
【図６】
2008268049.tif 000008
【図７】
2008268049.tif 000009
【図８】
2008268049.tif 000010
【図９】
2008268049.tif 000011
【図１０】
2008268049.tif 000012
【図１１】
2008268049.tif 000013
【図１２】
2008268049.tif 000014
【図１３】
2008268049.tif 000015
【図１４】
2008268049.tif 000016
【図１５】
2008268049.tif 000017
【図１６】
2008268049.tif 000018
【図１７】
2008268049.tif 000019
【図１８】
2008268049.tif 000020
【図１９】
2008268049.tif 000021
【図２０】
2008268049.tif 000022
【図２１】
2008268049.tif 000023
【図２２】
2008268049.tif 000024