[发明专利]气体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及气体传感器，例如为适用于CO₂或NH₃等气体检测的气体传感器。

背景技术

近几年，根据对环境监测的需要，正对例如检测CO₂的气体传感器进行着研究。作为这种气体传感器已知的有红外线吸收型气体传感器(NDIR：Nondispersive infrared detector(非发散型红外线检测装置))。另外，作为其它的气体传感器，已知的有利用表面等离子体共振技术(SPR：surface plasmon resonance)的气体传感器(例如，参照非专利文献2)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：S.Neethirajan,D.S.Jayas,andS.Sadistap,“Carbon dioxide(CO2)sensors for theagri-food industry-a review,”Food Bioprocess Technol.,vol.2,pp.115-121,2009.

非专利文献2：ShozoMiwa,and Tsuyoshi Arakawa,“Selective gas detection bymeans of surface plasmon resonance sensors,”Thin Solid Films,vol.281,pp.466-468,1996.

发明内容

但是，前者所述的红外线吸收型气体传感器需要设置光吸收路径，因此存在光学系统大型化的问题。另外，后者所述的气体传感器虽然由于不需要设置光吸收路径而能够相应地实现小型化，但是，由于所测量的折射率大致与分子量成正比，因此难以测量如CO₂那样分子量小的气体。因此，希望实现连分子量小的气体也能够检测的具有新结构的气体传感器。

因此，本发明是考虑以上问题而做出的发明，其目的在于提供一种实现小型化的同时能够通过新结构检测气体的气体传感器。

本发明是一种气体传感器，检测作为检测对象的气体，其特征在于，所述气体传感器包括：棱镜，所述棱镜在从光源入射的入射光的照射范围内具有金属层，所述入射光在所述金属层上改变路径后作为出射光射出；气体吸收液体，所述气体吸收液体设置在所述金属层的表面上，能够吸收所述气体，在所述气体传感器中，所述气体吸收液体的电容率通过所述气体吸收液体吸收所述气体而发生变化，根据因所述电容率发生变化而在所述金属层上产生的表面等离子体共振现象所导致的所述出射光的光强度变化，检测所述气体。

根据本发明，不需要如现有技术的光吸收路径，因此能够相应地实现小型化，另外，通过气体吸收液体吸收气体，并且能够通过因金属层上的表面等离子体共振现象而产生的光强度变化来测量因吸收气体而发生变化的气体吸收液体的电容率，如此一来，能够实现根据光强度的变化而检测气体的由新结构构成的气体传感器。

附图说明

图1为示出根据本发明的气体传感器结构的概要图；

图2为用于说明表面等离子体共振现象的概要图；

图3为示出根据本发明的气体传感器的侧截面结构的截面图；

图4为示出入射角和反射强度之间的关系的坐标图；

图5为用于框体的制造方法的说明(1)的概要图；

图6为用于框体的制造方法的说明(2)的概要图；

图7为用于框体的制造方法的说明(3)的概要图；

图8为用于框体的制造方法的说明(4)的概要图；

图9为用于气体传感器的制造方法的说明(1)的概要图；

图10为用于气体传感器的制造方法的说明(2)的概要图；

图11为用于气体传感器的制造方法的说明(3)的概要图；

图12为用于气体传感器的制造方法的说明(4)的概要图；

图13为用于气体传感器的制造方法的说明(5)的概要图；

图14为示出实际制造的气体传感器结构的照片；

图15为示出实验装置的整体结构的概要图；

图16为示出CO₂和外部空气的混合气体、以及只有外部空气时的入射角和反射强度之间的关系的坐标图；

图17为示出倾角位移和CO₂浓度之间的关系的坐标图；

图18为示出倾角位移随时间变化的坐标图；