JPH0363704B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0363704B2 JPH0363704B2 JP59162288A JP16228884A JPH0363704B2 JP H0363704 B2 JPH0363704 B2 JP H0363704B2 JP 59162288 A JP59162288 A JP 59162288A JP 16228884 A JP16228884 A JP 16228884A JP H0363704 B2 JPH0363704 B2 JP H0363704B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- diaphragm
- metal
- perforated plate
- galvanic cell
- 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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Classifications
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- 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)
- Inert Electrodes (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ガルバニ電池式酸素センサーに関す
るものである。さらに詳しくは、本発明は、正極
としての触媒電極と負極としての鉛電極と電解液
と触媒電極と一体に接合されている隔膜とにより
構成されるガルバニ電池式酸素センサーに関する
ものである。
るものである。さらに詳しくは、本発明は、正極
としての触媒電極と負極としての鉛電極と電解液
と触媒電極と一体に接合されている隔膜とにより
構成されるガルバニ電池式酸素センサーに関する
ものである。
ガルバニ電池式酸素センサーは、小形、軽量で
あるとともに、常温で作動し、しかも安価である
ため、船舶やマンホールの酸欠状態をチエツクし
たり、麻酔器、人口呼吸器などの医療機器におけ
る酸素濃度の監視等、広い分野で使用されてい
る。
あるとともに、常温で作動し、しかも安価である
ため、船舶やマンホールの酸欠状態をチエツクし
たり、麻酔器、人口呼吸器などの医療機器におけ
る酸素濃度の監視等、広い分野で使用されてい
る。
従来の技術
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、水蒸気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一般的である 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
タイプのもの（例えば特開昭58−187846号）と両
者が一体に接合されているタイプのもの（例えば
イギリス特許1200595号）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、検知気体中もしくは検
知水溶液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える。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のが
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。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。
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、水蒸気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一般的である 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
タイプのもの（例えば特開昭58−187846号）と両
者が一体に接合されているタイプのもの（例えば
イギリス特許1200595号）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、検知気体中もしくは検
知水溶液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える。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のが
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。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。
発明が解決しようとする問題点
隔膜と触媒電極とを一体に接合した構造のガル
バニ電池式酸素センサーの場合、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
電体としての金属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
触媒電極との接触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し、酸素
センサーの狭隘な空間の中でスプリングを固定す
ることは、なかなか煩雑である。さらには、触媒
電極の損傷、隔膜からの部分的剥離という現象が
起ることがある。
バニ電池式酸素センサーの場合、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
電体としての金属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
触媒電極との接触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し、酸素
センサーの狭隘な空間の中でスプリングを固定す
ることは、なかなか煩雑である。さらには、触媒
電極の損傷、隔膜からの部分的剥離という現象が
起ることがある。
一方、金属線あるいは金属スクリーンを触媒電
極に押圧するという集電方法も考えられるが、こ
の場合にも、触媒電極に集電体が押圧されている
部分とそうでない部分とがあるので、やはり、触
媒電極の損傷が起り易い。
極に押圧するという集電方法も考えられるが、こ
の場合にも、触媒電極に集電体が押圧されている
部分とそうでない部分とがあるので、やはり、触
媒電極の損傷が起り易い。
問題点を解決するための手段
本発明は、隔膜と触媒電極とを一体に接合した
構造を有するガルバニ電池式酸素センサーにおい
て、触媒電極と金属線、金属網もしくは穿孔金属
板らからなる集電体との間に、金属繊維を抄紙す
るか織物状とするかマツト状とした一種の多孔板
かもしくはこれらの多孔板を焼結したものを介在
させることによつて、上述の問題点を解決しよう
とするものである。
構造を有するガルバニ電池式酸素センサーにおい
て、触媒電極と金属線、金属網もしくは穿孔金属
板らからなる集電体との間に、金属繊維を抄紙す
るか織物状とするかマツト状とした一種の多孔板
かもしくはこれらの多孔板を焼結したものを介在
させることによつて、上述の問題点を解決しよう
とするものである。
作 用
金属繊維を出発物質とする上述の如き多孔板
は、中間集電体として作用する。この多孔板の金
属繊維の直径は、数ミクロンから数10ミクロンと
極めて細く、孔もそれほど大きくないので、この
多孔板と触媒電極との接触部が多く、しかも接触
部と非接触部（孔部）との段差が小さい。したが
つて、この多孔板が触媒電極に押圧されても、触
媒電極は損傷を受けにくい。また、このような多
孔板を狭隘なセンサーの中に収納固定することは
スプリングの場合と比較するとはるかに容易であ
る。
は、中間集電体として作用する。この多孔板の金
属繊維の直径は、数ミクロンから数10ミクロンと
極めて細く、孔もそれほど大きくないので、この
多孔板と触媒電極との接触部が多く、しかも接触
部と非接触部（孔部）との段差が小さい。したが
つて、この多孔板が触媒電極に押圧されても、触
媒電極は損傷を受けにくい。また、このような多
孔板を狭隘なセンサーの中に収納固定することは
スプリングの場合と比較するとはるかに容易であ
る。
一方、この金属繊維を出発物質とする多孔板
は、毛細管作用をもつているので、電解液保持機
能をももつている。つまり、何らかの理由で、電
解液が正極としての触媒電極に接触しなくなる
と、このガルバニ電池式酸素センサーは正常に働
かなくなるが、本発明のように補液機能を有する
金属多孔板が触媒電極に隣接していると、電解液
が絶えず触媒電極に補給される。
は、毛細管作用をもつているので、電解液保持機
能をももつている。つまり、何らかの理由で、電
解液が正極としての触媒電極に接触しなくなる
と、このガルバニ電池式酸素センサーは正常に働
かなくなるが、本発明のように補液機能を有する
金属多孔板が触媒電極に隣接していると、電解液
が絶えず触媒電極に補給される。
金属繊維材料としては、ステンレススチール、
ニツケル、あるいはチタンが適当である。
ニツケル、あるいはチタンが適当である。
実施例
第１図に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。
池式酸素センサーの断面構造を示す。
ABS樹脂製の容器本体１と容器蓋２との間に、
穿孔が設けられた押え板３、オーリング４，４′、
４フツ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合体
膜からなる隔膜５、金の蒸着膜からなる触媒電極
としての正極６、ステンレススチールの繊維を一
旦抄紙したのち焼結した多孔板７、チタン線から
なる正極集電体８がネジ締めされている。なお、
隔膜５と正極６とは一体に接合されている。
穿孔が設けられた押え板３、オーリング４，４′、
４フツ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合体
膜からなる隔膜５、金の蒸着膜からなる触媒電極
としての正極６、ステンレススチールの繊維を一
旦抄紙したのち焼結した多孔板７、チタン線から
なる正極集電体８がネジ締めされている。なお、
隔膜５と正極６とは一体に接合されている。
容器本体１の中には、酢酸と酢酸カリと酢酸鉛
の混合水溶液からなる電解液（PHは６）９および
鉛からなる負極１０が収納されている。
の混合水溶液からなる電解液（PHは６）９および
鉛からなる負極１０が収納されている。
電解液９は多孔板７の毛細管現象により正極６
に補給される。
に補給される。
正極と負極との間には、サーミスタ１１と抵抗
１２とが接続されている。
１２とが接続されている。
発明の効果
上述の実施例で得られたガルバニ電池式酸素セ
ンサーＡと上述の実施例において、金属繊維を出
発物質とする多孔板がない場合の従来型ガルバニ
電池式酸素センサーＢとをそれぞれ、60℃の温
度、10％の相対湿度の空気中に70日間おいたとこ
ろ、センサーＡの場合には、センサー出力に何ら
異常が認めれらなかつたのに対し、センサーＢの
場合には、センサー出力が正常時の30％にまで低
下した。また、両センサーとも電解液重量が、10
％減少していた。さらには、両センサーを解体調
査したところ、センサーＡには何ら異常が認めら
れなかつたのに対し、センサーＢの場合には、部
分的に正極が隔膜から剥離していた。
ンサーＡと上述の実施例において、金属繊維を出
発物質とする多孔板がない場合の従来型ガルバニ
電池式酸素センサーＢとをそれぞれ、60℃の温
度、10％の相対湿度の空気中に70日間おいたとこ
ろ、センサーＡの場合には、センサー出力に何ら
異常が認めれらなかつたのに対し、センサーＢの
場合には、センサー出力が正常時の30％にまで低
下した。また、両センサーとも電解液重量が、10
％減少していた。さらには、両センサーを解体調
査したところ、センサーＡには何ら異常が認めら
れなかつたのに対し、センサーＢの場合には、部
分的に正極が隔膜から剥離していた。
これらの事実から、まず電解液中の水分が蒸発
して、センサーの内圧がかなり低下している状態
で、隔膜と正極との接合体が下側に湾曲しようと
する力が働き、センサーＢの場合には、集電体が
正極にくい込んだために、センサー出力が低下し
たのに対し、センサーＡの場合には、金属繊維か
らなる多孔板が、一種の防壁になつて、集電体の
正極へのくい込みが回避されたため、特に異常が
出てこなかつたと推定される。
して、センサーの内圧がかなり低下している状態
で、隔膜と正極との接合体が下側に湾曲しようと
する力が働き、センサーＢの場合には、集電体が
正極にくい込んだために、センサー出力が低下し
たのに対し、センサーＡの場合には、金属繊維か
らなる多孔板が、一種の防壁になつて、集電体の
正極へのくい込みが回避されたため、特に異常が
出てこなかつたと推定される。
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……容器本体、２……容器蓋、５……隔膜、
６……正極、７……多孔板、８……集電体、９…
…電解液、１０……負極。
池式酸素センサーの断面構造を示す。 １……容器本体、２……容器蓋、５……隔膜、
６……正極、７……多孔板、８……集電体、９…
…電解液、１０……負極。
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
の触媒電極に隣接する位置に、金属繊維を抄紙す
るか織物状とするかマツト状とした多孔板もしく
は該多孔板を焼結したものであつて、電解液の保
持機能と中間集電体としての機能とを有する多孔
板を配設し、さらに該多孔板に隣接する位置に金
属線、金属網もしくは穿孔金属板からなる集電体
を配設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 |
|---|---|---|---|
| JP59162288A JPS6140556A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59162288A JPS6140556A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140556A JPS6140556A (ja) | 1986-02-26 |
| JPH0363704B2 true JPH0363704B2 (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=15751635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59162288A Granted JPS6140556A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140556A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4540021B2 (ja) * | 2000-04-13 | 2010-09-08 | 株式会社Ｇｓユアサ | ガルバニ電池式酸素センサ |
| JP5018573B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2012-09-05 | 東亜ディーケーケー株式会社 | ガルバニ電池式センサ |
| EP3111825A4 (en) * | 2014-11-17 | 2017-11-29 | Olympus Corporation | Endoscope reprocessor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6021794Y2 (ja) * | 1979-02-10 | 1985-06-28 | 新コスモス電機株式会社 | ガスセンサ用電極 |
| JPS5819475U (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-05 | 日本電信電話株式会社 | ジヤツク付ロ−ゼツト |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP59162288A patent/JPS6140556A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6140556A (ja) | 1986-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |