JPH0334823B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0334823B2 JPH0334823B2 JP58215553A JP21555383A JPH0334823B2 JP H0334823 B2 JPH0334823 B2 JP H0334823B2 JP 58215553 A JP58215553 A JP 58215553A JP 21555383 A JP21555383 A JP 21555383A JP H0334823 B2 JPH0334823 B2 JP H0334823B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- gas
- working electrode
- permeable membrane
- metal case
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、気体透過膜を透過したガスを電解
液中に設置した作用極で酸化又は還元することに
よりガスの濃度を検知する電気化学式ガスセンサ
に関する。
液中に設置した作用極で酸化又は還元することに
よりガスの濃度を検知する電気化学式ガスセンサ
に関する。
従来、前述のような電気化学式ガスセンサとし
ては、例えば実開昭56144351号公報に記載されて
いるものが知られている。このものはプラスチツ
ク製のボデイ内に電解液を収納するとともに第
１、第２電極（作用、対電極）を電解液中に設置
し、気体透過膜を透過してきたガス、例えば酸
素、の濃度に対応する信号を第１、第２電極間で
検出するようにしたものである。しかしながら、
このものは、ボデイがプラスチツクスから形成さ
れており、しかも、ガスセンサのインピーダンス
が高いため、電気信号を発生する電極およびこの
信号を伝達するリード線が外部の電気ノイズの影
響を受けやすく、この結果、センサの出力信号に
誤差が生じるという問題点がある。
ては、例えば実開昭56144351号公報に記載されて
いるものが知られている。このものはプラスチツ
ク製のボデイ内に電解液を収納するとともに第
１、第２電極（作用、対電極）を電解液中に設置
し、気体透過膜を透過してきたガス、例えば酸
素、の濃度に対応する信号を第１、第２電極間で
検出するようにしたものである。しかしながら、
このものは、ボデイがプラスチツクスから形成さ
れており、しかも、ガスセンサのインピーダンス
が高いため、電気信号を発生する電極およびこの
信号を伝達するリード線が外部の電気ノイズの影
響を受けやすく、この結果、センサの出力信号に
誤差が生じるという問題点がある。
この発明は前述の問題点に着目してなされたも
ので、外部の電気ノイズの影響を受けない電気化
学式ガスセンサを提供することを目的としてい
る。
ので、外部の電気ノイズの影響を受けない電気化
学式ガスセンサを提供することを目的としてい
る。
このような目的は、気体透過膜を透過したガス
を電解液中に設置した作用極で酸化又は還元する
ことによりガスの濃度を検知する電気化学式ガス
センサにおいて、センサ本体の周囲を金属ケース
で被覆するとともに該金属ケースをセンサ本体の
いずれか一方の電極に接続してセンサ本体を外部
ノイズからシールドするようにすることにより達
成することができる。
を電解液中に設置した作用極で酸化又は還元する
ことによりガスの濃度を検知する電気化学式ガス
センサにおいて、センサ本体の周囲を金属ケース
で被覆するとともに該金属ケースをセンサ本体の
いずれか一方の電極に接続してセンサ本体を外部
ノイズからシールドするようにすることにより達
成することができる。
以下、この発明の一実施例の構成を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
図面はこの発明を酸素センサに適用した例を示
しており、第１図において、１はプラスチツクス
からなる容器であり、この容器１内には電解液２
が収納されている。容器１の端壁３中央には窓４
が形成され、この窓４はガス透過性の気体透過膜
５により閉止されている。この透過膜５は端壁３
に収納されたリング６に周縁が貼着されてリング
６に張架されている。窓４には一方の電極として
のドーム状の作用極７が挿入され、この作用極７
は前記透過膜５の内面に極薄の電解液２層を介し
て接触している。この結果，該作用極７は電解液
２中に設置されていることになる。端壁３には複
数のネジ８により押え板９が取り付けられ、この
押え板９には凹み１０および通路１１が形成され
ている。１２は凹み１０に収納されたゴムリング
であり、このゴムリング１２は透過膜５を作用極
７に押え付ける。１３は一端が作用極７に接続さ
れたリード線であり、このリード線１３は電解液
２中を延び端壁１４から引き出されている。１５
は作用極７と対をなし電解液２中に浸漬された他
方の電極としての対極であり、この対極１５には
リード線１６の一端が接続されている。このリー
ド線１６と前記リード線１３との間には温度補償
用のサーミスタ１７および抵抗１８が並列に介装
されている。前記端壁１４には電解液２の注入口
１９が形成され、この注入口１９はパツキン２０
を介してプラグ２１がねじ込まれることにより閉
止されている。前記容器１は端壁１４側にスリツ
ト２２が形成された円筒部２３を有し、この円筒
部２３の先端にはプラスチツクスからなるホルダ
２４が挿入され小ネジ２５より固定されている。
このホルダ２４の先端開口には絶縁板２６が挿入
固定され、この絶縁板２６にはラグ２７、接点２
８が取り付けられている。そして、前記接点２８
にはリード線１３の他端が接続されている。前述
した容器１、電解液２、作用極７、対極１５、透
過膜５、リング６、押え板９、ゴムリング１２、
リード線１３，１６、サーミスタ１７、抵抗１
８、プラグ２１、ホルダ２４、絶縁板２６、接点
２８は全体としてセンサ本体２９を構成し、この
センサ本体２９は酸素センサとしての機能を完全
に備えているが、作用極７、リード線１３は外部
の電気的ノイズの影響を受け易い。３０は大略有
底円筒状のボデイであり、このボデイア３０は導
電性の金属から構成されている。このボデイ３０
の底壁３１には前記ホルダ２４の先端部の貫通す
る孔３２が形成される。前記センサ本体２９はこ
のボデイ３０内に先端側、すなわちホルダ２４
側、から挿入されている。３３はボデイ３０の底
壁３１とセンサ本体２９の先端面、すなわちホル
ダ２４の段差面３４、との間に介装された金属ば
ね片であり、この金属ばね片３３は第２図に詳示
するように、波打リング状をしており、プレス加
工により軸方向に弾性変形できるよう製作されて
いる。この金属ばね片３３には前記リード線１６
の他端が接続され、これにより、ボデイ３０は金
属ばね片３３を介してセンサ本体２９の対極１５
に接続されて対極１５と同電位になる。３５はホ
ルダ２４の底壁３１から突出した先端部のねじ込
まれたプラスチツクスからなるねじリングであ
り、このねじリング３５をねじ込むことにより、
金属ばね片３３は底壁３１と段差面３４とにより
挾圧されたボデイ３０に確実に電気的に接続され
る。３６ねじリング３５にねじ込まれた止めねじ
であり、また、３７はボデイ３０に取り付けられ
た出力端子としてのピンである。さらに、３８は
ボデイ３０と容器１との間に介装されたセンサ本
体２９の位置決め用のＯリングである。前記ボデ
イ３０の基端側開口は導電性の金属から構成され
たキヤツプ３９により閉止されており、おのキヤ
ツプ３９はボデイ３０に固定されることによりボ
デイ３０と電気的に導通する。キヤツプ３９の通
路１１に対向する中央部にはガスの通過する孔４
０が形成されている。前述したボデイ３０および
キヤツプ３９は全体としてセンサ本体２９の周囲
を被覆する金属ケース４１を構成し、この金属ケ
ース４１は前述のように対極１５に接続されてい
るため、センサ本体２９の信号発生部分、すなわ
ち、作用極７およびリード線１３、が外部の電気
的ノイズからシールドされるとともに、この金属
ケース４１を出力端子の一方とすることができ
る。
しており、第１図において、１はプラスチツクス
からなる容器であり、この容器１内には電解液２
が収納されている。容器１の端壁３中央には窓４
が形成され、この窓４はガス透過性の気体透過膜
５により閉止されている。この透過膜５は端壁３
に収納されたリング６に周縁が貼着されてリング
６に張架されている。窓４には一方の電極として
のドーム状の作用極７が挿入され、この作用極７
は前記透過膜５の内面に極薄の電解液２層を介し
て接触している。この結果，該作用極７は電解液
２中に設置されていることになる。端壁３には複
数のネジ８により押え板９が取り付けられ、この
押え板９には凹み１０および通路１１が形成され
ている。１２は凹み１０に収納されたゴムリング
であり、このゴムリング１２は透過膜５を作用極
７に押え付ける。１３は一端が作用極７に接続さ
れたリード線であり、このリード線１３は電解液
２中を延び端壁１４から引き出されている。１５
は作用極７と対をなし電解液２中に浸漬された他
方の電極としての対極であり、この対極１５には
リード線１６の一端が接続されている。このリー
ド線１６と前記リード線１３との間には温度補償
用のサーミスタ１７および抵抗１８が並列に介装
されている。前記端壁１４には電解液２の注入口
１９が形成され、この注入口１９はパツキン２０
を介してプラグ２１がねじ込まれることにより閉
止されている。前記容器１は端壁１４側にスリツ
ト２２が形成された円筒部２３を有し、この円筒
部２３の先端にはプラスチツクスからなるホルダ
２４が挿入され小ネジ２５より固定されている。
このホルダ２４の先端開口には絶縁板２６が挿入
固定され、この絶縁板２６にはラグ２７、接点２
８が取り付けられている。そして、前記接点２８
にはリード線１３の他端が接続されている。前述
した容器１、電解液２、作用極７、対極１５、透
過膜５、リング６、押え板９、ゴムリング１２、
リード線１３，１６、サーミスタ１７、抵抗１
８、プラグ２１、ホルダ２４、絶縁板２６、接点
２８は全体としてセンサ本体２９を構成し、この
センサ本体２９は酸素センサとしての機能を完全
に備えているが、作用極７、リード線１３は外部
の電気的ノイズの影響を受け易い。３０は大略有
底円筒状のボデイであり、このボデイア３０は導
電性の金属から構成されている。このボデイ３０
の底壁３１には前記ホルダ２４の先端部の貫通す
る孔３２が形成される。前記センサ本体２９はこ
のボデイ３０内に先端側、すなわちホルダ２４
側、から挿入されている。３３はボデイ３０の底
壁３１とセンサ本体２９の先端面、すなわちホル
ダ２４の段差面３４、との間に介装された金属ば
ね片であり、この金属ばね片３３は第２図に詳示
するように、波打リング状をしており、プレス加
工により軸方向に弾性変形できるよう製作されて
いる。この金属ばね片３３には前記リード線１６
の他端が接続され、これにより、ボデイ３０は金
属ばね片３３を介してセンサ本体２９の対極１５
に接続されて対極１５と同電位になる。３５はホ
ルダ２４の底壁３１から突出した先端部のねじ込
まれたプラスチツクスからなるねじリングであ
り、このねじリング３５をねじ込むことにより、
金属ばね片３３は底壁３１と段差面３４とにより
挾圧されたボデイ３０に確実に電気的に接続され
る。３６ねじリング３５にねじ込まれた止めねじ
であり、また、３７はボデイ３０に取り付けられ
た出力端子としてのピンである。さらに、３８は
ボデイ３０と容器１との間に介装されたセンサ本
体２９の位置決め用のＯリングである。前記ボデ
イ３０の基端側開口は導電性の金属から構成され
たキヤツプ３９により閉止されており、おのキヤ
ツプ３９はボデイ３０に固定されることによりボ
デイ３０と電気的に導通する。キヤツプ３９の通
路１１に対向する中央部にはガスの通過する孔４
０が形成されている。前述したボデイ３０および
キヤツプ３９は全体としてセンサ本体２９の周囲
を被覆する金属ケース４１を構成し、この金属ケ
ース４１は前述のように対極１５に接続されてい
るため、センサ本体２９の信号発生部分、すなわ
ち、作用極７およびリード線１３、が外部の電気
的ノイズからシールドされるとともに、この金属
ケース４１を出力端子の一方とすることができ
る。
次に、その発明の一実施例の作用について説明
する。
する。
まず、酸素濃度を測定する気体又は液体を孔４
０、通路１１、凹み１０を通じて透過膜５に導び
くと、酸素が透過膜５を透過し、透過膜５と作用
極７との間の電解液２層に供給されて拡散する。
そして、酸素が作用極７に到達すると、酸素がこ
の作用極７において還元され、作用極７と対極１
５との間にガルバニ電流が流れる。このとき、前
述のようにセンサ本体２９の信号発生部分、すな
わち、作用極７およびリード線１３、が対極１５
に接続された金属ケース４１によつて被覆されて
いるので、外部の電気ノイズはこの金属ケース４
１によつてシールドされて信号発生部分に到達で
きず、この結果、前記ガルバニ電流値は外部の電
気ノイズの影響を受けない酸素濃度に正確に対応
したものとなる。このガルバニ電流がサーミスタ
１７、抵抗１８を流れることにより酸素濃度に比
例した出力電圧が発生し、この出力電圧は接点２
８およびピン３７から取り出される。
０、通路１１、凹み１０を通じて透過膜５に導び
くと、酸素が透過膜５を透過し、透過膜５と作用
極７との間の電解液２層に供給されて拡散する。
そして、酸素が作用極７に到達すると、酸素がこ
の作用極７において還元され、作用極７と対極１
５との間にガルバニ電流が流れる。このとき、前
述のようにセンサ本体２９の信号発生部分、すな
わち、作用極７およびリード線１３、が対極１５
に接続された金属ケース４１によつて被覆されて
いるので、外部の電気ノイズはこの金属ケース４
１によつてシールドされて信号発生部分に到達で
きず、この結果、前記ガルバニ電流値は外部の電
気ノイズの影響を受けない酸素濃度に正確に対応
したものとなる。このガルバニ電流がサーミスタ
１７、抵抗１８を流れることにより酸素濃度に比
例した出力電圧が発生し、この出力電圧は接点２
８およびピン３７から取り出される。
前述のような測定を長期間に亘つて行なうと、
電解液２の蒸気が透過膜５を通つて外部に逃げ電
解液２量が減少したり、また、電解液２が経時変
化して劣化する。この場合には、電解液２の補充
又は交換を行なう必要があるため、この実施例に
おいては金属ケース４１とセンサ本体２９との別
体とし、この金属ケース４１、特にボデイ３０内
にセンサ本体２９を出入れ可能に挿入している。
しかしながら、このように、センサ本体２９と金
属ケース４１を別体にすると、アースの接続をど
のようにするかが問題となる。一案としてセンサ
本体２９の外周にアースされた金属舌片を取り付
け、センサ本体２９を金属ケース４１、特にボデ
イ３０、に挿入したとき、この金属舌片がボデイ
３０に圧接するようにすることも考えられるが、
このようにすると、金属舌片とボデイ３０との摺
接によりボデイ３０が摩耗するとともに摩耗粉が
発生するという問題点がある。このため、この実
施例においては、ボデイ３０の底壁３１とセンサ
本体２９の先端面との間に対極１５に接続された
金属ばね片３３を介装するようにしている。これ
により、ボデイ３０が摩耗して摩耗粉が発生する
こともなく、さらに、センサ本体２９の挿入が充
分でなく、詳しくはねじリング３５のねじ込みが
充分でなく、ても、確実にボデイ３０に金属ばね
片３３を接触させることができる。
電解液２の蒸気が透過膜５を通つて外部に逃げ電
解液２量が減少したり、また、電解液２が経時変
化して劣化する。この場合には、電解液２の補充
又は交換を行なう必要があるため、この実施例に
おいては金属ケース４１とセンサ本体２９との別
体とし、この金属ケース４１、特にボデイ３０内
にセンサ本体２９を出入れ可能に挿入している。
しかしながら、このように、センサ本体２９と金
属ケース４１を別体にすると、アースの接続をど
のようにするかが問題となる。一案としてセンサ
本体２９の外周にアースされた金属舌片を取り付
け、センサ本体２９を金属ケース４１、特にボデ
イ３０、に挿入したとき、この金属舌片がボデイ
３０に圧接するようにすることも考えられるが、
このようにすると、金属舌片とボデイ３０との摺
接によりボデイ３０が摩耗するとともに摩耗粉が
発生するという問題点がある。このため、この実
施例においては、ボデイ３０の底壁３１とセンサ
本体２９の先端面との間に対極１５に接続された
金属ばね片３３を介装するようにしている。これ
により、ボデイ３０が摩耗して摩耗粉が発生する
こともなく、さらに、センサ本体２９の挿入が充
分でなく、詳しくはねじリング３５のねじ込みが
充分でなく、ても、確実にボデイ３０に金属ばね
片３３を接触させることができる。
なお、前述の実施例においては、この発明をガ
ルバニ電池方式のガスセンサに適用した場合につ
いて説明したが、この発明は定電位電解方式、ポ
ーラログラフ方式、電量方式、溶液電導度方式等
のガスセンサにも適用することができ、この際、
ガスが作用極で酸化されることもある。また、前
記実施例では金属ケース４１を対極１５に接続し
たが、この発明においては作用極７に接続するよ
うにしてもよい。
ルバニ電池方式のガスセンサに適用した場合につ
いて説明したが、この発明は定電位電解方式、ポ
ーラログラフ方式、電量方式、溶液電導度方式等
のガスセンサにも適用することができ、この際、
ガスが作用極で酸化されることもある。また、前
記実施例では金属ケース４１を対極１５に接続し
たが、この発明においては作用極７に接続するよ
うにしてもよい。
以上説明したように、この発明によれば、外部
の電気的ノイズの影響を受けることはないので、
ガス濃度を正確に測定することができ、しかも、
落下等の衝撃に対して耐えることができる。
の電気的ノイズの影響を受けることはないので、
ガス濃度を正確に測定することができ、しかも、
落下等の衝撃に対して耐えることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第
２図は金属ばね片近傍の展開斜視図である。 ２……電解液、５……気体透過膜、７……作用
極、２９……センサ本体、４１……金属ケース。
２図は金属ばね片近傍の展開斜視図である。 ２……電解液、５……気体透過膜、７……作用
極、２９……センサ本体、４１……金属ケース。
Claims (1)
- １ 気体透過膜を透過したガスを電解液中に設置
した作用極で酸化又は還元することによりガスの
濃度を検知する電気化学式ガスセンサにおいて、
センサ本体の周囲を金属ケースで被覆するととも
に該金属ケースをセンサ本体のいずれか一方の電
極に接続してセンサ本体を外部ノイズからシール
ドするようにしたことを特徴とする電気化学式ガ
スセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58215553A JPS60107559A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 電気化学式ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58215553A JPS60107559A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 電気化学式ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107559A JPS60107559A (ja) | 1985-06-13 |
| JPH0334823B2 true JPH0334823B2 (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=16674331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58215553A Granted JPS60107559A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 電気化学式ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107559A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011150513A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Hochiki Corp | 感知器 |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP58215553A patent/JPS60107559A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60107559A (ja) | 1985-06-13 |
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