JPH0441328Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の背景 〔技術分野〕 この考案は、混合ガスあるいは血液等の試料流
体中に含まれる、たとえば二酸化炭素、酸素等の
ガス濃度を検出測定するガス濃度測定用電極体に
関する。

〔先行技術およびその問題点〕

この種電極体は、一端に開口部を備えた外筒ハ
ウジングと、このハウジングの開口部に当該開口
部を封ずるように設けられ測定ガス存在部分に対
接されるガス透過膜と、外筒ハウジング内に配設
された電極と、外筒ハウジング内に充填設定され
た内部液とを備えた構成となつている。そして、
測定ガス存在部分に対接された、たとえばポリプ
ロピレン膜よりなるガス透過膜を介して試料流体
より透過してくるガスにより電極部分で電解作用
が生じ還元電流応答によりガス濃度を測定するよ
うになつている。

従来のガス透過膜を用いた電極体では、ガス透
過膜を、たとえばＯ−リングで外筒ハウジングの
開口部に固定する方法がとられていた。しかし、
この方法では、透過膜と外筒ハウジングの間から
内部液が漏出したり、あるいは試料流体が入り込
んで内部液と混合するなどの問題が避けられなか
つた。また、この固定方法では、Ｏ−リングを用
いた膜の取付、固定のため、手間がかかる上に均
一かつ正確な固定が困難であり、従つて、電極体
の量産化・小型化ならびに品質の向上の障害とな
つていた。

また、他の固定方法として、接着剤を用いて透
過膜を外筒ハウジングの開口部においてその端縁
に接着する方法も見られる。しかし、この場合に
は接着剤の剥離、溶出あるいは膨潤といつた問題
が避けられず、長期に安定して使用できない欠点
があつた。

考案の目的 この考案は、上記事情にかんがみてなされたも
のでその目的とするところは、外筒ハウジングに
対する膜の固定を簡単かつ確実になし得、内部液
の漏出や混合の問題が解消され、品質の向上、小
型化ならびに量産化が容易であり、しかも耐久性
に富む改善されたガス濃度測定用電極体を提供す
るにある。

考案の具体的説明 すなわち、上記の目的を達成するために、本考
案においては、少なくとも１つの開口部を一端に
備えた外筒ハウジングと、前記開口部を封ずるよ
うに設けられ測定ガス存在部分に対接され、該外
筒ハウジングと同質の材質のガス透過膜と、該外
筒ハウジングに支持された支持体から露出して設
けられ前記外筒ハウジング内に互いに独立した状
態で配置された作用電極、基準電極および対向電
極と、前記外筒ハウジングと前記支持体との間に
形成されるとともに前記電極および前記ガス透過
膜と接するように内部液を収容する液収容室とを
具備してなり、前記支持体の前記ガス透過膜に対
向する側に前記作用電極を露出させた突部と前記
基準電極および前記対向電極を露出させたテーパ
状端面部とを形成し、露出端面の突部にある前記
作用電極にのみ前記ガス透過膜を弾性的に圧接さ
せ該ガス透過膜の該被検液との接触面積を小さく
させ、さらに、前記ガス透過膜は前記開口部の端
縁全周にわたつて熱融着されて前記外筒ハウジン
グと一体化されることを特徴とするものである。

上記構成において、膜の融着のために、たとえ
ば、超音波や高周波を利用した誘電体法による慣
用の融着材を用いてもよいし、あるいは、ハウジ
ングの素材を膜材と相容性のあるものとし、二色
成形等のインジエクシヨンの成型法により膜を外
筒ハウジングに直接固定する方法を用いてもよ
い。

いずれの場合においても、膜はＯ−リングや接
着剤を用いた固定ではないので、上記従来の諸問
題を全て解消することができる。

以下、図面を参照して本考案のガス濃度測定用
電極体の実施例を説明する。

第１図および第２図に示す第１の実施例におい
て、１はポリプロピレン等で円筒状に構成された
外筒ハウジング、２は、たとえば膜厚10〜40μｍ
のポリプロピレン膜で形成されたガス透過膜、３
はハウジング１と同軸に配置されポリプロピレン
等よりなる電極支持体、４，５，６は支持体３内
に互いに独立して配置されるとともに基端部がケ
ーブル７に接続された作用電極、基準電極および
対向電極、８は各電極４，５，６の端部を露出さ
せる支持体３の露出端面３ａと膜２および外筒ハ
ウジング１とにより仕切られ、たとえばジメチル
スルホキシド（DMSO）溶液などの非水溶系溶
液などを内部液として充填設定した液収容室であ
る。

上記３電極４，５，６は、ケーブル７を介して
外部配置の、たとえばパルス、電解装置や表示記
録装置に接続されるが、図示を省略してある。

作用電極４は、たとえば直径0.2mmの銀線より
なり、支持体３の中心軸線に沿つて設定され、基
準電極５および対電極６は、それぞれ、たとえば
直径1.0mmの銀線および白金線によつて構成され、
中央の作用電極４をはさむ位置関係にある。それ
で、これら３電極は、いわゆるクラーク型電極を
構成する。

露出端面３ａは、作用電極４の端部が位置する
中心部を頂点とする円錐形のテーパ面をなす。従
つて、作用電極４のみがガス透過膜２に積極的に
接する構成となつている。

外筒ハウジング１と支持体３との間には、基端
部分においてねじ手段をなすねじ部分９が設けら
れ、互いに螺合した構成となつている。従つて、
このねじ部分９により、ハウジング１に対し支持
体３を軸線方向に、相対移動させて、膜２に対す
る作用電極４の密着の度合を調整することができ
る。

ガス透過膜２は、電極体を、測定時に、たとえ
ば血液などの試料流体中に投入することにより、
二酸化炭素や酸素などの測定すべきガスの存在部
分に対接される。

この膜２は、外筒ハウジング１の一端、すなわ
ち、測定端の開口部１０において、ハウジングの
端縁１ａに全周にわたつて融着されてハウジング
と一体化されている。

融着の方法としては、たとえば、超音波や高周
波を利用した誘電体法による熱溶着あるいはイン
ジエクシヨンによる成型で膜２を外筒ハウジング
１の端縁に直接固定するなどの具体的方法を採用
し得る。前者の方法の場合、たとえば超音波ウエ
ルダーや、ヒートシーラーなどの加熱融着材を用
い得る。

いずれにしても、本考案では、上述のように、
膜が合成樹脂製のもので、しかも、きわめて薄い
膜厚を有しているので、加熱ないしは成型によつ
て、外筒ハウジングの開口部端縁に融着して完全
に一体化し得る。

従つて、ここではＯ−リングや接着剤を何等要
しない。特に、膜２及び外筒ハウジング１をポリ
プロピレンなどの同質の合成樹脂を用いれば、よ
り完全な一体化をなし得る。

なお、この実施例の場合、外筒ハウジング１の
径は８mmで長さは50mmである。

第１図において外筒ハウジング１の端縁１ａに
融着される膜２の周縁部が融着部２ａとして構成
される。

第３図、第４図および第５図には、この融着部
２ａを補強した構成例を支持体等の内部構成部分
を省略して示してある。第１の実施例と対応する
部分には同一の参照番号を付して説明すれば、第
３図では、融着部２ａを若干盛り上げた肉厚構成
としてある。第４図では、膜２をハウジング１の
端縁１ａの全周にわたり融着部２ａで融着すると
ともにハウジング外周部に形成した環状段部１１
をおおうように折曲し、更に、その上から、環状
でかつ膜中央部に対応する孔１２ａをもつキヤツ
プ１２をかぶせて膜２を保持する構成としたもの
である。また、第５図では、ハウジング１の端縁
１ａを内周部に形成した段部１３のところに設
け、その端縁１ａの全周にわたり膜２の融着部２
ａを融着し、さらに、この段部１３に止めリング
１４を嵌入して膜２を保持する構成を示す。

またキヤツプ１２および止めリング１４と外筒
ハウジングとで膜２をはさんだものを融着する方
法を用いて、膜を保持、補強しても良い。

なお、これらの補強構成は、本考案において必
須の構成ではなく、電極体のサイズ、試料流体の
圧力等に応じて適用すればよい。

第６図および第７図に示す本考案の第２および
第３の実施例は、外筒ハウジングと支持体との異
なる構成態様を示すもので、両実施例ともに第１
の実施例に対応する部分に同一の参照番号を付し
て相違点を簡単に説明する。

両実施例において、外筒ハウジング１の内周面
と、これに対応して嵌合する支持体３の外周面を
一部、円錐面状のテーパ面１５で構成する。これ
によつて、外筒ハウジング１は支持体３に対して
テーパ面１５の部分で高い密着性が得られるの
で、第１の実施例の場合におけるＯ−リング１６
を両者間に介在させなくとも、液収容室８を十分
にシールすることができる。なお、膜２の固定態
様は、第６図の第２の実施例では、第３図と同様
に、また第７図の第３の実施例では第５図の構成
と同様にしてある。

以上、実施例につき説明したが、本考案では、
電極が、いわゆるクラーク型の３極構成のものに
限定されず、他のたとえば２極構成のものでもよ
い。また、電極支持体の露出端面がテーパ面で構
成されることも必須の要件ではない。

考案の具体的効果 以上のように、本考案のガス濃度測定用電極体
は、支持体のガス透過膜に対向する側に作用電極
を露出させた突部と基準電極および対向電極を露
出させたテーパ状端面部とを形成し、露出端面の
突部にある前記作用電極にのみ前記ガス透過膜を
弾性的に圧接させ該ガス透過膜の該被検液との接
触面積を小さくさせるような構成となつている。

したがつて、作用電極のみが膜に対して密着す
るため、応答速度が迅速で、電界生成物の発生な
らびにその影響が少なく、露出端面のテーパ面部
の構成により内部液が露出端面と膜との間に積極
的に流れて電界生成物の拡散がスムーズになさ
れ、電極間の液抵抗を小さくすることができ、試
料流体の流動、圧力変化の影響を少なくでき、測
定ガス分圧が高い領域においても直線的に応答す
る還元電流値を得ることができ、応答特性に優
れ、高精度の測定をなし得るガス濃度測定用電極
体を提供できる。

さらに、ガス透過膜が外筒ハウジングと同質の
材質であつて、このガス透過膜は前記開口部の端
縁全周にわたつて熱融着されて前記外筒ハウジン
グと一体化される構造となつている。

したがつて、ガス透過膜と外筒ハウジングとの
接着が良好かつ強固になされ、上記のように内部
液が露出端面と膜との間に積極的に流れるような
構造のガス濃度測定用電極体において、内部液が
漏出したり試料流体との混合等の問題がない。し
かも、Ｏリングや接着剤を一切用いないので、組
立時の膜の固定作業の煩わしさが無く、しかも、
接着剤を使用した場合の剥離や溶出あるいは膨潤
等の問題も全て解消され、品質が安定し、量産に
適するとともに耐久性に富んだガス濃度測定用電
極体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例の縦断面図、第
２図はガス透過膜を部分的に破断して示す第１図
の下面図、第３図、第４図および第５図はガス透
過膜を外筒ハウジングに固定する部分の補強構成
をそれぞれ示す構成図、第６図および第７図は本
考案の第２および第３の実施例の縦断面図であ
る。 １……外筒ハウジング、１ａ……端縁、２……
ガス透過膜、３……支持体、４，５，６……電
極、８……液収容室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 少なくとも１つの開口部を一端に備えた外筒
   ハウジングと、 前記開口部を封ずるように設けられ測定ガス
   存在部分に対接され、該外筒ハウジングと同質
   の材質のガス透過膜と、 該外筒ハウジングに支持された支持体から露
   出して設けられ前記外筒ハウジング内に互いに
   独立した状態で配置された作用電極、基準電極
   および対向電極と、 前記外筒ハウジングと前記支持体との間に形
   成されるとともに前記電極および前記ガス透過
   膜と接するように内部液を収容する液収容室と を具備してなり、 前記支持体の前記ガス透過膜に対向する側に
   前記作用電極を露出させた突部と前記基準電極
   および前記対向電極を露出させたテーパ状端面
   部とを形成し、露出端面の突部にある前記作用
   電極にのみ前記ガス透過膜を弾性的に圧接させ
   該ガス透過膜の該被検液との接触面積を小さく
   させ、さらに、前記ガス透過膜は前記開口部の
   端縁全周にわたつて熱融着されて前記外筒ハウ
   ジングと一体化されることを特徴とするガス濃
   度測定用電極体。 (2) 支持体が外筒ハウジングと同軸状態に配置さ
   れていることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載のガス濃度測定用電極体。 (3) 支持体と外筒ハウジングは、これら両者間に
   形成されたねじ手段により軸線方向に相対移動
   可能である実用新案登録請求の範囲第２項記載
   のガス濃度測定用電極体。 (4) 外筒ハウジングの内周面と支持体の外周面が
   互いに嵌合する対応テーパ面が形成されてなる
   実用新案登録請求の範囲第２項記載のガス濃度
   測定用電極体。 (5) ガス透過膜と外筒ハウジングとの融着は、超
   音波ないし高周波等の誘電体法を利用してなる
   実用新案登録請求の範囲第１項ないし第４項の
   いずれか１つに記載のガス濃度測定用電極体。