JPH0358464B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0358464B2 JPH0358464B2 JP59066974A JP6697484A JPH0358464B2 JP H0358464 B2 JPH0358464 B2 JP H0358464B2 JP 59066974 A JP59066974 A JP 59066974A JP 6697484 A JP6697484 A JP 6697484A JP H0358464 B2 JPH0358464 B2 JP H0358464B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- diaphragm
- catalyst electrode
- oxygen sensor
- catalytic
- Prior art date
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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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- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガルバニ電池式酸素センサーに関す
るものであり、その目的とするところは、隔膜と
触媒電極とを一体に接合した接合体を用いるガル
バニ電池式酸素センサーの応答速度をより速くせ
んとするにある。
るものであり、その目的とするところは、隔膜と
触媒電極とを一体に接合した接合体を用いるガル
バニ電池式酸素センサーの応答速度をより速くせ
んとするにある。
ガルバニ電池式酸素センサーは、正極としての
触媒電極と負極としての鉛電極と電解液と酸素は
透過するが水は透過しにくいフツ素樹脂の隔膜か
ら構成されているのが普通である。
触媒電極と負極としての鉛電極と電解液と酸素は
透過するが水は透過しにくいフツ素樹脂の隔膜か
ら構成されているのが普通である。
ガルバニ電池式酸素センサーの構造を大別する
と、隔膜と触媒電極とが単に接触しているだけの
タイプと両者が一体に接合されているタイプとに
分類することができる。前者の場合には、触媒電
極は金属の円板もしくは円柱から構成され、検知
気体中の酸素はまず隔膜を透過し、次いで隔膜と
触媒電極との間に形成される電解液膜中に溶解し
ていつて触媒電極表面上で反応に与かる。したが
つて、常時隔膜と触媒電極との接触状態を一定に
保ち、液膜の厚さが変らないようにすることが肝
要である。ところが、雰囲気気体の圧力が変化し
たり、相対湿度が変化すると、隔膜と触媒電極と
の接触状態が変化するという問題がある。また隔
膜と触媒電極との接触状態を一定にしようとすれ
ば、細心の注意が必要であり、それだけセンサー
製造工数が多くなるという問題がある。
と、隔膜と触媒電極とが単に接触しているだけの
タイプと両者が一体に接合されているタイプとに
分類することができる。前者の場合には、触媒電
極は金属の円板もしくは円柱から構成され、検知
気体中の酸素はまず隔膜を透過し、次いで隔膜と
触媒電極との間に形成される電解液膜中に溶解し
ていつて触媒電極表面上で反応に与かる。したが
つて、常時隔膜と触媒電極との接触状態を一定に
保ち、液膜の厚さが変らないようにすることが肝
要である。ところが、雰囲気気体の圧力が変化し
たり、相対湿度が変化すると、隔膜と触媒電極と
の接触状態が変化するという問題がある。また隔
膜と触媒電極との接触状態を一定にしようとすれ
ば、細心の注意が必要であり、それだけセンサー
製造工数が多くなるという問題がある。
このような観点からみると、隔膜と触媒電極と
を一体に接合した構造にする方が有利である。何
故なら圧力が変化して隔膜が膨らんだり、へこん
だりしたとしても、触媒電極も隔膜の変形に追随
するからである。隔膜と触媒電極とを一体に接合
するためには、隔膜の片面に触媒金属を蒸着する
かスパツタリングすることによつて固着させ、し
かるのちにフツ素樹脂で撥水処理を施すかあるい
は触媒金属粉末とフツ素樹脂結着剤との混合物を
隔膜に接合するのがよい。ところが、このような
構造においては、隔膜を透過してくる酸素のすべ
てが触媒電極で電解還元されず、余剰の酸素が電
解液中に溶存していき、この溶存酸素が再びしか
もゆつくりと電解還元反応に与かるために、酸素
センサーの出力がなかなか安定しない。換言する
と応答速度が遅いという難点がみられる。
を一体に接合した構造にする方が有利である。何
故なら圧力が変化して隔膜が膨らんだり、へこん
だりしたとしても、触媒電極も隔膜の変形に追随
するからである。隔膜と触媒電極とを一体に接合
するためには、隔膜の片面に触媒金属を蒸着する
かスパツタリングすることによつて固着させ、し
かるのちにフツ素樹脂で撥水処理を施すかあるい
は触媒金属粉末とフツ素樹脂結着剤との混合物を
隔膜に接合するのがよい。ところが、このような
構造においては、隔膜を透過してくる酸素のすべ
てが触媒電極で電解還元されず、余剰の酸素が電
解液中に溶存していき、この溶存酸素が再びしか
もゆつくりと電解還元反応に与かるために、酸素
センサーの出力がなかなか安定しない。換言する
と応答速度が遅いという難点がみられる。
一方、隔膜と触媒電極とを一体に接合した構造
の場合、集電構造をどうするかがひとつの課題で
ある。従来、例えば集電体としてのスプリングを
触媒電極に押圧するという方法が採用されている
が、スプリングと触媒電極の触媒状態を一定にす
るという点に関していえば信頼性の高いものでは
ない。
の場合、集電構造をどうするかがひとつの課題で
ある。従来、例えば集電体としてのスプリングを
触媒電極に押圧するという方法が採用されている
が、スプリングと触媒電極の触媒状態を一定にす
るという点に関していえば信頼性の高いものでは
ない。
本発明は上述の２点の問題を改善せんとするも
のである。すなわち、本発明は、隔膜−触媒電極
接合体の触媒電極の側に、紙状、マツト状あるい
は織物状の炭素繊維を配設し、さらにその隣に集
電体としての金属の網もしくは穿孔金属板を配設
し、これらを押圧するものである。かかる構造を
採用すると、まず、炭素繊維は酸素の還元に対し
てある程度触媒活性をもつているので、触媒電極
の細孔を還元されないままに通過してくる酸素
は、この炭素繊維上で充分速やかに電解還元さ
れ、その結果として、酸素センサーの応答速度が
速くなる。また、炭素繊維は弾力性をもつている
し、電導性にもすぐれているので、金属集電体と
もども押圧した際の集電性が良好となる。カーボ
ン繊維には撥水処理を施してもよい。
のである。すなわち、本発明は、隔膜−触媒電極
接合体の触媒電極の側に、紙状、マツト状あるい
は織物状の炭素繊維を配設し、さらにその隣に集
電体としての金属の網もしくは穿孔金属板を配設
し、これらを押圧するものである。かかる構造を
採用すると、まず、炭素繊維は酸素の還元に対し
てある程度触媒活性をもつているので、触媒電極
の細孔を還元されないままに通過してくる酸素
は、この炭素繊維上で充分速やかに電解還元さ
れ、その結果として、酸素センサーの応答速度が
速くなる。また、炭素繊維は弾力性をもつている
し、電導性にもすぐれているので、金属集電体と
もども押圧した際の集電性が良好となる。カーボ
ン繊維には撥水処理を施してもよい。
以下本発明の一実施例について詳述する。
実施例
第１図は本発明の一実施例にかかるガルバニ電
池式酸素センサーの断面構造を示す。図において
１はポリエチレン製の穿孔板、２は多孔性ポリ４
フツ化エチレン膜、３はＯ−リング、４は４フツ
化エチレン−６フツ化プロピレンコポリマー膜か
らなる隔膜、５は金からなる触媒電極、６は炭素
繊維紙、７はエキスパンデツドチタンからなる集
電体、８はチタン線からなるリード線、９は口
紙、１０は酢酸と酢酸カリウムと酢酸鉛の混合水
溶液からなる電解液、１１は多孔性の鉛電極、１
２はポリエチレン製のホルダー本体および１３は
ポリエチレン製のホルダー蓋である。
池式酸素センサーの断面構造を示す。図において
１はポリエチレン製の穿孔板、２は多孔性ポリ４
フツ化エチレン膜、３はＯ−リング、４は４フツ
化エチレン−６フツ化プロピレンコポリマー膜か
らなる隔膜、５は金からなる触媒電極、６は炭素
繊維紙、７はエキスパンデツドチタンからなる集
電体、８はチタン線からなるリード線、９は口
紙、１０は酢酸と酢酸カリウムと酢酸鉛の混合水
溶液からなる電解液、１１は多孔性の鉛電極、１
２はポリエチレン製のホルダー本体および１３は
ポリエチレン製のホルダー蓋である。
隔膜４と触媒電極５とは一体に接合されてい
る。ホルダー本体１２およびホルダー蓋１３には
それぞれネジが切られていて、穿孔板１、多孔性
ポリ４フツ化エチレン膜２、Ｏ−リング３、隔膜
４、触媒電極５、炭素繊維紙６、集電体７および
口紙９は、ホルダー本体１２とホルダー蓋１３と
のネジ締めによつて押圧され、良好な接触状態が
保持される。穿孔板１は押圧端板として機能し、
多孔性ポリ４フツ化エチレン膜２は隔膜４表面の
汚れを防止するためのものである。Ｏ−リング３
によつて気密、液密性が確保される。
る。ホルダー本体１２およびホルダー蓋１３には
それぞれネジが切られていて、穿孔板１、多孔性
ポリ４フツ化エチレン膜２、Ｏ−リング３、隔膜
４、触媒電極５、炭素繊維紙６、集電体７および
口紙９は、ホルダー本体１２とホルダー蓋１３と
のネジ締めによつて押圧され、良好な接触状態が
保持される。穿孔板１は押圧端板として機能し、
多孔性ポリ４フツ化エチレン膜２は隔膜４表面の
汚れを防止するためのものである。Ｏ−リング３
によつて気密、液密性が確保される。
以下本発明の効果について説明する。
上述の実施例で得られたガルバニ電池式酸素セ
ンサーをＡとし、実施例において炭素繊維紙６が
収納されていない従来品をＢとし、それぞれのセ
ンサーの正極と負極との間に抵抗を接続し、雰囲
気気体の酸素濃度を20％から０％に変化させた際
のセンサーの出力電圧の経時変化を調べたところ
本発明のガルバニ電池式酸素センサーＡの出力電
圧が安定するまでの時間は４分であつたのに対
し、従来品Ｂの場合には10分であつた。これは明
らかに本発明における炭素繊維紙の効果をさし示
すものである。
ンサーをＡとし、実施例において炭素繊維紙６が
収納されていない従来品をＢとし、それぞれのセ
ンサーの正極と負極との間に抵抗を接続し、雰囲
気気体の酸素濃度を20％から０％に変化させた際
のセンサーの出力電圧の経時変化を調べたところ
本発明のガルバニ電池式酸素センサーＡの出力電
圧が安定するまでの時間は４分であつたのに対
し、従来品Ｂの場合には10分であつた。これは明
らかに本発明における炭素繊維紙の効果をさし示
すものである。
第１図は本発明の一実施例にかかるガルバニ電
池式酸素センサーの断面構造を示す。 １…穿孔板、２…多孔性ポリ４フツ化エチレン
膜、３…Ｏ−リング、４…隔膜、５…触媒電極、
６…炭素繊維紙、７…電解液、８…リード線、９
…口紙、１０…電解液、１１…鉛電極、１２…ホ
ルダー本体、１３…ホルダー蓋。
池式酸素センサーの断面構造を示す。 １…穿孔板、２…多孔性ポリ４フツ化エチレン
膜、３…Ｏ−リング、４…隔膜、５…触媒電極、
６…炭素繊維紙、７…電解液、８…リード線、９
…口紙、１０…電解液、１１…鉛電極、１２…ホ
ルダー本体、１３…ホルダー蓋。
Claims (1)
- １ 正極としての触媒電極と負極としての鉛電極
と電解液と隔膜とにより構成されるガルバニ電池
式酸素センサーにおいて、フツ素樹脂からなる隔
膜の片面に触媒電極を一体に接合してなる接合体
の触媒電極の側に紙状、マツト状あるいは織物状
の炭素繊維を配設し、さらに金属網、エキスパン
デツドメタルあるいは穿孔金属板などの金属集電
体を押圧するようにしてなることを特徴とするガ
ルバニ電池式酸素センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59066974A JPS60210757A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59066974A JPS60210757A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210757A JPS60210757A (ja) | 1985-10-23 |
| JPH0358464B2 true JPH0358464B2 (ja) | 1991-09-05 |
Family
ID=13331500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59066974A Granted JPS60210757A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210757A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05322837A (ja) * | 1992-05-22 | 1993-12-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | ガルバニ電池式酸素センサ |
-
1984
- 1984-04-03 JP JP59066974A patent/JPS60210757A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60210757A (ja) | 1985-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |