JPH02183151A - Ｐｈセンサー - Google Patents
ＰｈセンサーInfo
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- JPH02183151A JPH02183151A JP1003285A JP328589A JPH02183151A JP H02183151 A JPH02183151 A JP H02183151A JP 1003285 A JP1003285 A JP 1003285A JP 328589 A JP328589 A JP 328589A JP H02183151 A JPH02183151 A JP H02183151A
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Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、濃淡電池作用を利用したＰＨセンサーに関す
るものである。
るものである。
（従来の技術〕
従来のこの種ＰＨセンサーとしては、金属導体及びその
素地金属の酸化物膜で形成される電荷移動層上に、イツ
トリア安定化ジルコニア（以下「ＹＳＺＪという）から
なるイオン導電層を密着形成して、イオン導電層の両面
間に生じた電位差によりＰＨを測定しうるように構成し
たものが知られている。
素地金属の酸化物膜で形成される電荷移動層上に、イツ
トリア安定化ジルコニア（以下「ＹＳＺＪという）から
なるイオン導電層を密着形成して、イオン導電層の両面
間に生じた電位差によりＰＨを測定しうるように構成し
たものが知られている。
しかしながら、かかる従来センサーは、低温域では極め
て精度が悪く、特に室温付近の温度域では到底使用でき
ないものである。このため、５００°Ｃ以上の高温域で
しか実用されておらず、広範な温度域での使用が不可能
なものである。これは、第４図に示す如＜、ｙｓｚのイ
オン導電率が５００°Ｃまでの低温領域では極めて低く
、したがってイオン拡散速度が極めて遅くなるためであ
ると考えられる。
て精度が悪く、特に室温付近の温度域では到底使用でき
ないものである。このため、５００°Ｃ以上の高温域で
しか実用されておらず、広範な温度域での使用が不可能
なものである。これは、第４図に示す如＜、ｙｓｚのイ
オン導電率が５００°Ｃまでの低温領域では極めて低く
、したがってイオン拡散速度が極めて遅くなるためであ
ると考えられる。
また、応答速度を向上させるためには７８７層を薄膜化
することが望ましいが、このようにすると、金属導体と
の線膨張率差により７８２層が剥離し易くなり、耐久性
が大幅に低下する。したがって、７８７層はこれを薄膜
化できず、どうしても応答性に劣るといった問題がある
。
することが望ましいが、このようにすると、金属導体と
の線膨張率差により７８２層が剥離し易くなり、耐久性
が大幅に低下する。したがって、７８７層はこれを薄膜
化できず、どうしても応答性に劣るといった問題がある
。
本発明は、このような従来センサーにおける問題を解決
して、室温付近の低温から５００’Ｃ以上の高温に至る
広範な温度域において好適に使用でき、且つ応答性及び
耐久性に優れたＰＨセンサーを提供することを目的とす
るものである。
して、室温付近の低温から５００’Ｃ以上の高温に至る
広範な温度域において好適に使用でき、且つ応答性及び
耐久性に優れたＰＨセンサーを提供することを目的とす
るものである。
この課題を解決した本発明のＰＨセンサーは、金属導体
及びその素地金属の酸化物膜で形成される電荷移動層上
に、異種の固体電解質膜を積層してなるイオン導電層を
密着形成してあり、各固体電解質膜がＢｉ２Ｏ，を主成
分としてなるものである。
及びその素地金属の酸化物膜で形成される電荷移動層上
に、異種の固体電解質膜を積層してなるイオン導電層を
密着形成してあり、各固体電解質膜がＢｉ２Ｏ，を主成
分としてなるものである。
具体的には、各固体電解質膜は、Ｂ ｉ ２０．に５ｂ
２０．、Ｃｅ、Ｏ□、ＴｅＯ２，Ｔａ２０５゜Ｎ ｂ
２０６．Ｗ Ｏａ ｔ Ｍ ｎ Ｏｚ等の酸化物セラミ
ックを一種若しくは二種以上固溶させた固体電解質材で
構成される。酸化物セラミックの固溶量は２〜１０ｍｏ
１％としておくことが好ましい。イオン導電層は、ＣＶ
Ｄ、スパッタリング、イオンブレーティング等によって
形成されるが、その層厚さは０．０１〜５０μｍとして
おくことが好ましい、イオン導電層を構成する固体電解
質膜の積層数は、ＰＨ測定条件等に応じて適宜に設定さ
れる。
２０．、Ｃｅ、Ｏ□、ＴｅＯ２，Ｔａ２０５゜Ｎ ｂ
２０６．Ｗ Ｏａ ｔ Ｍ ｎ Ｏｚ等の酸化物セラミ
ックを一種若しくは二種以上固溶させた固体電解質材で
構成される。酸化物セラミックの固溶量は２〜１０ｍｏ
１％としておくことが好ましい。イオン導電層は、ＣＶ
Ｄ、スパッタリング、イオンブレーティング等によって
形成されるが、その層厚さは０．０１〜５０μｍとして
おくことが好ましい、イオン導電層を構成する固体電解
質膜の積層数は、ＰＨ測定条件等に応じて適宜に設定さ
れる。
Ｂｉ２Ｏ，を主成分としてなる固体電解質材。
例えば５ｂ２ｏ３−Ｂｉ２０３では、第３図に示す如く
、室温から８００°Ｃに至る広範な温度域で高いイオン
導電率を有する。すなわち、室温付近におけるイオン導
電率でも、５００〜６００℃におけるＹＳｚのイオン導
電率と略同−となっている。かかる特性は、Ｂｉ２Ｏ，
に５ｂ２ｏ３以外の前記酸化セラミックを固溶させた場
合においても同様である。したがって、イオン導電層を
Ｂ１２ｏ３を主成分としてなるもので構成することによ
って、５００℃以上の高温域においては勿論、５００″
Ｃ以下の低温域、特に室温程度の低温域においても、Ｐ
Ｈを精度良く検出しうる。
、室温から８００°Ｃに至る広範な温度域で高いイオン
導電率を有する。すなわち、室温付近におけるイオン導
電率でも、５００〜６００℃におけるＹＳｚのイオン導
電率と略同−となっている。かかる特性は、Ｂｉ２Ｏ，
に５ｂ２ｏ３以外の前記酸化セラミックを固溶させた場
合においても同様である。したがって、イオン導電層を
Ｂ１２ｏ３を主成分としてなるもので構成することによ
って、５００℃以上の高温域においては勿論、５００″
Ｃ以下の低温域、特に室温程度の低温域においても、Ｐ
Ｈを精度良く検出しうる。
また、イオン導電層を異種の固体電解質膜で積層形成し
たから、熱膨張率勾配が生じてイオン導電層が素地金属
に充分になじむことになる。したがって、イオン導電層
の薄膜化及び剥離防止を共に図ることができ、応答性及
び耐久性を向上させうる。
たから、熱膨張率勾配が生じてイオン導電層が素地金属
に充分になじむことになる。したがって、イオン導電層
の薄膜化及び剥離防止を共に図ることができ、応答性及
び耐久性を向上させうる。
しかも、異種酸化物膜間で非化学量論的な多元酸化物、
つまり酸素欠陥め多い酸化物が生成されることから、イ
オン導電率の更なる向上が期待される。
つまり酸素欠陥め多い酸化物が生成されることから、イ
オン導電率の更なる向上が期待される。
以下１本発明の実施例を第１図及び第２図について説明
する。
する。
この実施例のＰＨセンサーあっては、第１図に示す如く
、銅線からなる基盤電極１の一端部分表面に、ＣＶＤ、
スパッタリング、イオンブレーティング等によって、イ
オン導電層２が被覆形成されている。イオン導電層２の
表面には、図示していないが、公知のものと同様にｐｔ
等からなる測定側電極が接着されている。
、銅線からなる基盤電極１の一端部分表面に、ＣＶＤ、
スパッタリング、イオンブレーティング等によって、イ
オン導電層２が被覆形成されている。イオン導電層２の
表面には、図示していないが、公知のものと同様にｐｔ
等からなる測定側電極が接着されている。
イオン導電層２は、第２図に示す如く、２種の固体電解
質［２ａ、２ｂを積層してなる。積層厚さは、０．０ｆ
〜５０μｍとされている。一方の固体電解質膜２ａは５
ｂ２０３−Ｂｉ２０３からなり、他方の固体電解質膜２
ｂはＷＯ３Ｂｉｇ０３からなる。Ｂｉ２Ｏ３に対する５
ｂ２ｏ、及びＷＯ３の固溶量は、夫々２〜１０ｍｏ１％
とされている。
質［２ａ、２ｂを積層してなる。積層厚さは、０．０ｆ
〜５０μｍとされている。一方の固体電解質膜２ａは５
ｂ２０３−Ｂｉ２０３からなり、他方の固体電解質膜２
ｂはＷＯ３Ｂｉｇ０３からなる。Ｂｉ２Ｏ３に対する５
ｂ２ｏ、及びＷＯ３の固溶量は、夫々２〜１０ｍｏ１％
とされている。
基盤電極１とイオン導電層２との間には、電極素地金属
の酸化物Ｃｕ２ｏによる酸化物膜１ａが形成されており
、この酸化物膜１ａと電極１の素地層とで電荷移動層１
′が形成されている。
の酸化物Ｃｕ２ｏによる酸化物膜１ａが形成されており
、この酸化物膜１ａと電極１の素地層とで電荷移動層１
′が形成されている。
以上の説明から明らかなように１本発明によれば、室温
から５００℃以上の高温に至る広範囲の温度域において
ＰＨを精度良く検出することができ、しかも応答性及び
耐久性に優れたＰＨセンサーを提供することができる。
から５００℃以上の高温に至る広範囲の温度域において
ＰＨを精度良く検出することができ、しかも応答性及び
耐久性に優れたＰＨセンサーを提供することができる。
第１図は本発明に係るＰＨセンサーの一実施例を示す要
部の断面図、第２図はその一部の拡大図、第３図は５ｂ
２０．−Ｂｉ２０．におけるイオン導電率と温度との関
係を示す特性曲線図であり、第４図はＹＳＺにおけるイ
オン導電率と温度との関係を示す特性曲線図である。 １・・・電極基盤（金属導体）、 １′・・・電荷移動層。 １ａ・・・酸化物膜、 ２・・・イオン導電層。 ２ａ。 ｂ ・・・固体電解質膜。 第３図 温 度（６Ｃ） 第 図 第２図 第４図 η℃ 温 度（’Ｃ）
部の断面図、第２図はその一部の拡大図、第３図は５ｂ
２０．−Ｂｉ２０．におけるイオン導電率と温度との関
係を示す特性曲線図であり、第４図はＹＳＺにおけるイ
オン導電率と温度との関係を示す特性曲線図である。 １・・・電極基盤（金属導体）、 １′・・・電荷移動層。 １ａ・・・酸化物膜、 ２・・・イオン導電層。 ２ａ。 ｂ ・・・固体電解質膜。 第３図 温 度（６Ｃ） 第 図 第２図 第４図 η℃ 温 度（’Ｃ）
Claims (1)
- 金属導体及びその素地金属の酸化物膜で形成される電荷
移動層上に、異種の固体電解質膜を積層してなるイオン
導電層を密着形成してあり、各固体電解質膜がＢｉ＿２
Ｏ＿３を主成分としてなることを特徴とするＰＨセンサ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1003285A JPH076941B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Ｐｈセンサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1003285A JPH076941B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Ｐｈセンサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02183151A true JPH02183151A (ja) | 1990-07-17 |
| JPH076941B2 JPH076941B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=11553132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1003285A Expired - Lifetime JPH076941B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Ｐｈセンサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076941B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023087332A1 (zh) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | 广东省科学院测试分析研究所(中国广州分析测试中心) | 一种基于氧化铋p-n型转变电位的光电化学柔性可穿戴汗液pH传感器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5499693A (en) * | 1977-12-24 | 1979-08-06 | Max Planck Gesellschaft | Immersion sonde |
| JPS5640750A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-17 | Yamazato Erekutoronaito Kk | Measuring element of oxygen concentration |
| JPS5677751A (en) * | 1979-10-12 | 1981-06-26 | Gen Electric | Sensor for hydrogen ion |
| JPS5815067A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-28 | セントラル硝子株式会社 | 常温においてδ相を主体とするＢｉ↓２Ｏ↓３組成物特定用途とその製造法 |
-
1989
- 1989-01-10 JP JP1003285A patent/JPH076941B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5499693A (en) * | 1977-12-24 | 1979-08-06 | Max Planck Gesellschaft | Immersion sonde |
| JPS5640750A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-17 | Yamazato Erekutoronaito Kk | Measuring element of oxygen concentration |
| JPS5677751A (en) * | 1979-10-12 | 1981-06-26 | Gen Electric | Sensor for hydrogen ion |
| JPS5815067A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-28 | セントラル硝子株式会社 | 常温においてδ相を主体とするＢｉ↓２Ｏ↓３組成物特定用途とその製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023087332A1 (zh) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | 广东省科学院测试分析研究所(中国广州分析测试中心) | 一种基于氧化铋p-n型转变电位的光电化学柔性可穿戴汗液pH传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH076941B2 (ja) | 1995-01-30 |
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