JPH0363702B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0363702B2 JPH0363702B2 JP58078923A JP7892383A JPH0363702B2 JP H0363702 B2 JPH0363702 B2 JP H0363702B2 JP 58078923 A JP58078923 A JP 58078923A JP 7892383 A JP7892383 A JP 7892383A JP H0363702 B2 JPH0363702 B2 JP H0363702B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- oxygen
- oxygen sensor
- acid
- aqueous solution
- Prior art date
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- 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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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は気体及び液体中の酸素を検出するガル
バニ電池式酸素センサに関する。
バニ電池式酸素センサに関する。
従来技術
ガルバニ電池式酸素センサは、電解質として従
来はアルカリ性水溶液を使用したが、水酸化カリ
ウムまたは水酸化ナトリウムの水溶液はアルカリ
濃度が通常3.5重量％であつて、−５℃で凍結し、
これによる体積膨張のために、酸素透過性隔膜が
ふくれたり、破損する欠点があり、さらに測定気
体が酸素のほかに、酸性気体たとえば二酸化炭素
を含むときは、これを吸収して、アルカリ濃度が
変化するので、長期間にわたつて使用することが
できない欠点があつた。
来はアルカリ性水溶液を使用したが、水酸化カリ
ウムまたは水酸化ナトリウムの水溶液はアルカリ
濃度が通常3.5重量％であつて、−５℃で凍結し、
これによる体積膨張のために、酸素透過性隔膜が
ふくれたり、破損する欠点があり、さらに測定気
体が酸素のほかに、酸性気体たとえば二酸化炭素
を含むときは、これを吸収して、アルカリ濃度が
変化するので、長期間にわたつて使用することが
できない欠点があつた。
発明の目的
本発明の目的は上記欠点を解消するガルバニ電
池式酸素センサを提供することである。
池式酸素センサを提供することである。
発明の構成
本出願の一つの発明は、陽極、陰極、酸素透過
性隔膜および電解質を有するガルバニ電池式酸素
センサにおいて、電解質が、過塩素酸、テトラフ
ルオロほう酸、またはヘキサフルオロけい酸から
なることを特徴とするガルバニ電池式酸素センサ
である。
性隔膜および電解質を有するガルバニ電池式酸素
センサにおいて、電解質が、過塩素酸、テトラフ
ルオロほう酸、またはヘキサフルオロけい酸から
なることを特徴とするガルバニ電池式酸素センサ
である。
本発明のガルバニ電池式酸素センサは陽極金属
を鉛とすることができ、また電解質水溶液にはコ
ロイド状無水けい酸を混入して、ゾルまたはゲル
状とすることが好ましい。また過塩素酸、テトラ
フルオロほう酸、またはヘキサフルオロけい酸を
20〜50重量％水溶液として使用すれば、凝固点が
−20℃以下になるので、低温で使用することがで
きる。
を鉛とすることができ、また電解質水溶液にはコ
ロイド状無水けい酸を混入して、ゾルまたはゲル
状とすることが好ましい。また過塩素酸、テトラ
フルオロほう酸、またはヘキサフルオロけい酸を
20〜50重量％水溶液として使用すれば、凝固点が
−20℃以下になるので、低温で使用することがで
きる。
作 用
一般に、ガルバニ電池式酸素センサは、第１図
に示すように、容器１はポリエチレンまたは塩化
ビニルなどの絶縁材料からなり、陰極２は金また
は白金などの貴金属からなり、陽極３は鉛などの
卑金属からなる。酸素透過性隔膜４は液体不透過
性であつて、容器１内の電解質５に測定雰囲気を
接触させて電解質５に酸素を溶解させる、多孔性
のポリエチレンまたはポリ四ふつ化エチレンなど
からなる。酸素は陰極２面で反応するので、酸素
透過性隔膜４は陰極２面に接して配置し、陰極２
面上の電解質５に測定雰囲気中の酸素量に対応し
た酸素濃度を与える。両極における反応は次のと
おりである。
に示すように、容器１はポリエチレンまたは塩化
ビニルなどの絶縁材料からなり、陰極２は金また
は白金などの貴金属からなり、陽極３は鉛などの
卑金属からなる。酸素透過性隔膜４は液体不透過
性であつて、容器１内の電解質５に測定雰囲気を
接触させて電解質５に酸素を溶解させる、多孔性
のポリエチレンまたはポリ四ふつ化エチレンなど
からなる。酸素は陰極２面で反応するので、酸素
透過性隔膜４は陰極２面に接して配置し、陰極２
面上の電解質５に測定雰囲気中の酸素量に対応し
た酸素濃度を与える。両極における反応は次のと
おりである。
陰極 O2＋4H+＋4e-→2H2O (1)
陽極 2Pb＋2H2O→2PbO＋4H+＋4e- (2)
すなわち陰極においては、O2がH+と反応して
H2Oを生成し、外部回路からe-を取入れる。陽
極においては、PbがH2Oと反応してPbOとなり、
H+を生成し、かつ外部回路にe-を供給する。流
れる電流は酸素濃度に比例するので電流を測定す
ることにより酸素濃度を知ることができる。生成
したPbOが陽極であるPb表面をおおうと、電極
反応が進行しなくなるので、電解質の酸はPbOと
反応して溶解させる必要がある。
H2Oを生成し、外部回路からe-を取入れる。陽
極においては、PbがH2Oと反応してPbOとなり、
H+を生成し、かつ外部回路にe-を供給する。流
れる電流は酸素濃度に比例するので電流を測定す
ることにより酸素濃度を知ることができる。生成
したPbOが陽極であるPb表面をおおうと、電極
反応が進行しなくなるので、電解質の酸はPbOと
反応して溶解させる必要がある。
また電解質は通常の使用において凍結してはな
らないので、酸濃度20〜50重量％において凝固点
が−20℃以下とする。
らないので、酸濃度20〜50重量％において凝固点
が−20℃以下とする。
さらに電解質は陽極のPbを溶解してはならな
い。また電解質の酸は使用中に分解または揮発し
てはならない。
い。また電解質の酸は使用中に分解または揮発し
てはならない。
これらの条件をすべて満足する酸としては、過
塩素酸、テトラフルオロほう酸またはヘキサフル
オロけい酸を使用することができる。
塩素酸、テトラフルオロほう酸またはヘキサフル
オロけい酸を使用することができる。
なお、電解質５をゲル状とすることによつて、
陰極２と酸素透過性隔膜４との間にはさまれた電
解質層の厚みを一定に保持し、かつセンサの姿勢
変化に伴なう両極間の液絡の変化を防止し、これ
によつて、良好な応答特性を維持することができ
る。
陰極２と酸素透過性隔膜４との間にはさまれた電
解質層の厚みを一定に保持し、かつセンサの姿勢
変化に伴なう両極間の液絡の変化を防止し、これ
によつて、良好な応答特性を維持することができ
る。
実施例
第１図に示す装置を使用して、二酸化炭素含量
を変えた酸素・窒素混合雰囲気を、従来のアルカ
リ性電解質を使用する酸素センサと本発明の電解
質を使用する酸素センサで測定したときの経過期
間と出力電圧との関係を第２図に示す。
を変えた酸素・窒素混合雰囲気を、従来のアルカ
リ性電解質を使用する酸素センサと本発明の電解
質を使用する酸素センサで測定したときの経過期
間と出力電圧との関係を第２図に示す。
測定雰囲気は10％CO2、20.9％O2、残部N2、ま
たは0.03％CO2、20.9％O2、残部N2とし、従来の
電解質として、3.5重量％NaOH水溶液Ｎ、本発
明の電解質として、44重量％HClO4水溶液にコ
ロイド状無水けい酸を４重量％添加したものＣ、
41重量％H2SiF6水溶液にコロイド状無水けい酸
を４重量％添加したものＳ、および33重量％
HBF4水溶液にコロイド状無水けい酸を４重量％
添加したものＢとした。従来のアルカリ性電解質
Ｎは10％CO2の場合ａは、50日を過ぎると出力が
低下し、0.03％CO2の場合ｂは、300日後には出
力が低下した。これに対して、本発明の電解質は
いずれも、CO2濃度が10％の場合ａも、0.03％の
場合ｂも900日経過後にようやく出力が低下しは
じめた。
たは0.03％CO2、20.9％O2、残部N2とし、従来の
電解質として、3.5重量％NaOH水溶液Ｎ、本発
明の電解質として、44重量％HClO4水溶液にコ
ロイド状無水けい酸を４重量％添加したものＣ、
41重量％H2SiF6水溶液にコロイド状無水けい酸
を４重量％添加したものＳ、および33重量％
HBF4水溶液にコロイド状無水けい酸を４重量％
添加したものＢとした。従来のアルカリ性電解質
Ｎは10％CO2の場合ａは、50日を過ぎると出力が
低下し、0.03％CO2の場合ｂは、300日後には出
力が低下した。これに対して、本発明の電解質は
いずれも、CO2濃度が10％の場合ａも、0.03％の
場合ｂも900日経過後にようやく出力が低下しは
じめた。
第１図はガルバニ電池式酸素センサの略断面図
であり、第２図は本発明および従来技術のガルバ
ニ電池式酸素センサの経過期間と出力電圧との関
係を示すグラフである。 １……容器、２……陰極、３……陽極、４……
酸素透過性隔膜、５……電解質、Ｎ……3.5％
NaOHセンサ、Ｃ……44％HClO4センサ、Ｓ…
…41％H2SiF6センサ、Ｂ……33％HBF4センサ、
ａ……10％CO2、ｂ……0.03％CO2。
であり、第２図は本発明および従来技術のガルバ
ニ電池式酸素センサの経過期間と出力電圧との関
係を示すグラフである。 １……容器、２……陰極、３……陽極、４……
酸素透過性隔膜、５……電解質、Ｎ……3.5％
NaOHセンサ、Ｃ……44％HClO4センサ、Ｓ…
…41％H2SiF6センサ、Ｂ……33％HBF4センサ、
ａ……10％CO2、ｂ……0.03％CO2。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 陽極、陰極、酸素透過性隔膜および電解質を
有するガルバニ電池式酸素センサにおいて、電解
質が過塩素酸、テトラフルオロほう酸、またはヘ
キサフルオロけい酸の水溶液であることを特徴と
するガルバニ電池式酸素センサ。 ２ 陽極金属が鉛である、特許請求の範囲第１項
記載の酸素センサ。 ３ 電解質水溶液にコロイド状無水けい酸を混入
してゾルまたはゲル状とした、特許請求の範囲第
１項記載の酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078923A JPS59204754A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078923A JPS59204754A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59204754A JPS59204754A (ja) | 1984-11-20 |
| JPH0363702B2 true JPH0363702B2 (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=13675375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58078923A Granted JPS59204754A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59204754A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2813844B1 (en) * | 2013-06-13 | 2017-02-08 | Honeywell International Inc. | Oxygen galvanic sensor based on noble metals |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187846A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | 酸素濃度計 |
-
1983
- 1983-05-07 JP JP58078923A patent/JPS59204754A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59204754A (ja) | 1984-11-20 |
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