气体传感器的制作方法

本发明涉及一种气体传感器。

背景技术：

1、以前，例如在家电设备或办公自动化(office automation，oa)设备、食品存储设备、医疗设备、汽车等运输设备等中，为了检测湿度或指定气体，一直使用湿度传感器或气体传感器作为气体检测装置。

2、关于这种气体检测装置，需要提高低温下的气体检测感度或选择作为检测对象的气体的气体选择性。

3、此外，已知有一种湿度传感器，其包括利用a型沸石、例如分子筛(molecularsieve)5a包围金属电阻导线而成的感湿电阻元件(参照专利文献1及专利文献2)。

4、另外，为了使气体传感器可长时间耐受硅氧烷气体并且提高气体选择性，提出有如下传感器：其在收容传感器本体的罩体上设置包含沸石、活性氧化铝等的过滤器(参照专利文献3)。

5、进而，提出有一种使用包括传感器芯片的传感器元件的湿度传感器、或使用将单体聚合而形成的感湿薄膜的湿度传感器(参照专利文献4及专利文献5)。另外，还提出了一种氢气传感器，所述氢气传感器使用钯作为氢吸收材，通过使所述钯的固体进行作为氢化反应的化学反应而吸留氢，从而检测氢气(参照专利文献6)。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本专利特开平2-85753号公报

9、专利文献2：日本专利特开平3-220448号公报

10、专利文献3：日本专利特开2013-242269号公报

11、专利文献4：实用新型注册第3173006号公报

12、专利文献5：日本专利特开2003-262600号公报

13、专利文献6：wo2014/189119号

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、然而，所述以前的湿度传感器是以如下方式为原理：对与环境中的水蒸气含量对应的电阻值的变化进行侦测来检测湿度。而且，专利文献1及专利文献2中所示的湿度传感器是对金属电阻导线进行通电，将所述金属电阻导线以其温度处于300℃～500℃的范围内的方式调整为高温，从而存在如下问题：用以对金属电阻导线进行加热的能量大、电力消耗变大，且寿命也短。

3、另外，专利文献3中所示的气体传感器特别设置了沸石、活性氧化铝及活性碳等过滤器，专利文献4及专利文献5中所示的湿度传感器存在低温下的气体检测感度低的问题。进而，在专利文献6中，以利用化学反应为检测原理，因此对惰性气体、例如氦气而言，由于不产生化学反应而无法进行检测。

4、本发明是鉴于所述问题而成，目的在于提供一种可提高气体检测性能并且可抑制各个气体传感器的输出特性的偏差的气体传感器、气体检测装置、气体检测方法及包括气体传感器、气体检测装置的装置。

5、解决问题的技术手段

6、根据技术方案1所述的气体传感器的特征在于包括：感热电阻元件，具有至少一对电极；引线部，在无夹杂物地熔接于所述感热电阻元件的状态下与所述感热电阻元件连接；以及多孔性的气体分子吸附材料，与所述感热电阻元件热耦合，并且通过加热而解吸指定气体分子。

7、作为多孔性的气体分子吸附材料，可使用沸石或多孔性金属络合物。作为沸石，例如可适宜地使用a型沸石的分子筛。多孔性金属络合物是通过金属络合物的活用而得的配位高分子或有机-金属骨架体的新材料。

8、根据技术方案2所述的气体传感器的特征在于：在根据技术方案1所述的气体传感器中，所述引线部的热传导率为5w/m·k～25w/m·k，剖面面积为0.001mm2～0.03mm2，且由能够熔接的材料形成。

9、根据所述发明，热容量变小，由此可实现高感度、且热响应性优异的气体传感器。

10、根据技术方案3所述的气体传感器的特征在于：在根据技术方案1或2所述的气体传感器中，所述感热电阻元件是在基板上成膜薄膜元件层而形成，所述基板的厚度尺寸为10μm～100μm。

11、根据所述发明，传感器的总厚度变薄、热容量变小，由此可实现高感度、且热响应性优异的气体传感器。

12、根据技术方案4所述的气体传感器的特征在于：在根据技术方案1至3中任一项所述的气体传感器中，所述多孔性的气体分子吸附材料是在所述感热电阻元件的表面进行成膜而形成，所述成膜的多孔性的气体分子吸附材料的厚度尺寸为1μm～5μm。

13、根据所述发明，热容量变小，由此可实现高感度、且热响应性优异的气体传感器。

14、根据技术方案5所述的气体传感器的特征在于：在根据技术方案1至4中任一项所述的气体传感器中，所述引线部形成为箔状的引线框架形状。

15、根据所述发明，传感器的总厚度变薄、热容量变小，由此可实现高感度、且热响应性优异的气体传感器。

16、根据技术方案6所述的气体传感器的特征在于：在根据技术方案1至5中任一项所述的气体传感器中，所述感热电阻元件为热敏电阻。

17、通过使用热敏电阻，可利用热敏电阻特有的热失控现象，从而可使气体传感器成为高感度。

18、根据技术方案7所述的气体传感器的特征在于：在根据技术方案1至6中任一项所述的气体传感器中，包括将所述气体传感器保持为一定温度的加热和/或冷却元件。

19、加热和/或冷却元件包括具有单独的加热或冷却功能的元件，或者并非单独的加热或冷却功能而是具有加热、冷却两种功能的元件。例如，可应用加热器或佩尔捷(peltier)元件等热电元件。

20、通过将气体传感器保持为一定温度，可减少与温度相关的各种干扰因素，从而可使气体传感器成为高感度。

21、根据技术方案8所述的气体传感器的特征在于：在根据技术方案7所述的气体传感器中，所述加热和/或冷却元件为热电元件。

22、根据技术方案9所述的气体检测装置的特征在于包括：根据技术方案1至6中任一项所述的气体传感器；以及加热和/或冷却装置，将所述气体传感器保持为一定温度。

23、作为加热和/或冷却装置，例如可应用包括热电元件的温度调节器。但是，加热和/或冷却装置并不限定于指定装置。

24、根据所述发明，将气体传感器保持为一定温度，由此可减少与温度相关的各种干扰因素，从而可使气体传感器成为高感度。

25、根据技术方案10所述的气体检测方法为气体传感器的气体检测方法，所述气体传感器包括：感热电阻元件，具有至少一对电极；引线部，在无夹杂物地熔接于所述感热电阻元件的状态下与所述感热电阻元件连接；以及多孔性的气体分子吸附材料，与所述感热电阻元件热耦合，并且通过加热而解吸指定气体分子，所述气体检测方法的特征在于包括：将所述气体传感器保持为一定温度的步骤；加热步骤，将所述多孔性的气体分子吸附材料设为加热状态；以及检测步骤，通过由所述加热所引起的所述感热电阻元件的输出的变化来检测指定气体。

26、根据技术方案11所述的气体检测方法的特征在于：在根据技术方案10所述的气体检测方法中，为了检测指定气体，预先对作为基准的气体的输出进行测定。

27、根据技术方案12所述的气体检测方法的特征在于：在根据技术方案11所述的气体检测方法中，在所述检测步骤中，通过将所述预先对作为基准的气体的输出进行测定的结果与指定气体的输出的测定结果进行比较，来检测指定气体的浓度。

28、根据技术方案13所述的气体检测方法的特征在于：在根据技术方案10至12中任一项所述的气体检测方法中，在所述加热步骤中，对所述感热电阻元件供给过电力，使所述感热电阻元件成为热失控状态。

29、根据技术方案14所述的气体检测方法的特征在于：在根据技术方案13所述的气体检测方法中，所述一定温度为10℃以下。

30、通过降低气体传感器的温度，传感器变得灵敏，可检测微量的气体。

31、根据技术方案15所述的包括气体传感器的装置的特征在于：包括根据技术方案1至8中任一项所述的气体传感器。

32、包括气体传感器的装置可装配于医疗设备、汽车、家电设备或oa设备、食品贮藏设备等用以侦测气体分子及湿度的各种装置中来应用。所应用的装置并无特别限定。

33、根据技术方案16所述的包括气体检测装置的装置的特征在于：包括根据技术方案9所述的气体检测装置。

34、包括气体检测装置的装置可装配于医疗设备、汽车、家电设备或oa设备、食品贮藏设备等用以侦测气体分子及湿度的各种装置中来应用。所应用的装置并无特别限定。

35、发明的效果

36、根据本发明，可提供一种可提高气体检测性能并且可抑制各个气体传感器的输出特性的偏差的气体传感器、气体检测装置、气体检测方法及包括气体传感器、气体检测装置的装置。