JPH0645249Y2 - ガルバニ電池式酸素センサ - Google Patents
ガルバニ電池式酸素センサInfo
- Publication number
- JPH0645249Y2 JPH0645249Y2 JP1985143325U JP14332585U JPH0645249Y2 JP H0645249 Y2 JPH0645249 Y2 JP H0645249Y2 JP 1985143325 U JP1985143325 U JP 1985143325U JP 14332585 U JP14332585 U JP 14332585U JP H0645249 Y2 JPH0645249 Y2 JP H0645249Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen sensor
- sensor
- positive electrode
- electrolyte
- diaphragm
- 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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- Optical Measuring Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はガルバニ電池式酸素センサに関するものであ
る。さらに詳しくは、本考案はプラスチック製の容器を
用いるガルバニ電池式酸素センサに関するものである。
る。さらに詳しくは、本考案はプラスチック製の容器を
用いるガルバニ電池式酸素センサに関するものである。
従来の技術 従来のガルバニ電池式酸素センサは一般に、酸素の電解
還元反応をつかさどる触媒電極からなる正極と、鉛極か
らなる負極と、水酸化アルカリの水溶液あるいは有機酸
と有機酸塩との混合水溶液などからなる電解液と、酸素
の拡散を抑制し、かつ電解液の漏出を防止するためのフ
ッ素樹脂製の隔膜と、これらのセンサ構成要素を収納す
るプラスチック製容器とから構成されている（例えば、
特公昭54-35111号公報、特開昭58-187846号公報参
照）。
還元反応をつかさどる触媒電極からなる正極と、鉛極か
らなる負極と、水酸化アルカリの水溶液あるいは有機酸
と有機酸塩との混合水溶液などからなる電解液と、酸素
の拡散を抑制し、かつ電解液の漏出を防止するためのフ
ッ素樹脂製の隔膜と、これらのセンサ構成要素を収納す
るプラスチック製容器とから構成されている（例えば、
特公昭54-35111号公報、特開昭58-187846号公報参
照）。
考案が解決しようとする問題点 上記ガルバニ電池式酸素センサを構成するプラスチック
製容器は、その材質および肉厚にもよるが、多かれ少な
かれ水蒸気透過性をもっている。したがって酸素センサ
の長期の作動の間には、電解液中の水分が減少したり、
増加したりする。電解液中の水分が減少した場合には、
センサの内圧が低下すると共に、電解液の負極の鉛の放
電生成物に対する溶解能力が低下する。センサの内圧が
低下すると、隔膜と正極とを接触させるタイプのセンサ
の場合には、隔膜が内側に湾曲し、隔膜と正極との密着
度が増し、そのために隔膜と正極との間に介在せる電解
液が凅渇し、正極の反応サイトが極端に少なくなり、つ
いには正極での酸素の電解還元反応が起こらなくなっ
て、センサ寿命が尽きる。また隔膜と正極とが一体に接
合されているタイプのセンサの場合には、隔膜−正極接
合体が内側に湾曲し、正極が隔膜から剥離したり、接合
体端部からの電解液の漏出の原因になる。
製容器は、その材質および肉厚にもよるが、多かれ少な
かれ水蒸気透過性をもっている。したがって酸素センサ
の長期の作動の間には、電解液中の水分が減少したり、
増加したりする。電解液中の水分が減少した場合には、
センサの内圧が低下すると共に、電解液の負極の鉛の放
電生成物に対する溶解能力が低下する。センサの内圧が
低下すると、隔膜と正極とを接触させるタイプのセンサ
の場合には、隔膜が内側に湾曲し、隔膜と正極との密着
度が増し、そのために隔膜と正極との間に介在せる電解
液が凅渇し、正極の反応サイトが極端に少なくなり、つ
いには正極での酸素の電解還元反応が起こらなくなっ
て、センサ寿命が尽きる。また隔膜と正極とが一体に接
合されているタイプのセンサの場合には、隔膜−正極接
合体が内側に湾曲し、正極が隔膜から剥離したり、接合
体端部からの電解液の漏出の原因になる。
一方、一般に負極の電極反応は、電解液として水酸化ア
ルカリの水溶液を用いた場合には、 Pb＋2OH-→PbO＋H2O＋2e- となり、酸性電解液を用いた場合には、 Pb＋H2O→PbO＋2H+＋2e- となるとされているが、ガルバニ電池式酸素センサの寿
命は上述の負極反応生成物であるPbOの電解液への溶解
度によって決まってくる。しかるにガルバニ電池式酸素
センサの電解液濃度は、その作動初期においてPbOに対
する溶解度が最大になるように調製されているのが普通
であるが、電解液の水分が減少すると、電解液濃度が高
くなりすぎて、PbOの溶解度も減少し、それだけ寿命が
早く尽きる。
ルカリの水溶液を用いた場合には、 Pb＋2OH-→PbO＋H2O＋2e- となり、酸性電解液を用いた場合には、 Pb＋H2O→PbO＋2H+＋2e- となるとされているが、ガルバニ電池式酸素センサの寿
命は上述の負極反応生成物であるPbOの電解液への溶解
度によって決まってくる。しかるにガルバニ電池式酸素
センサの電解液濃度は、その作動初期においてPbOに対
する溶解度が最大になるように調製されているのが普通
であるが、電解液の水分が減少すると、電解液濃度が高
くなりすぎて、PbOの溶解度も減少し、それだけ寿命が
早く尽きる。
これに対して、電解液中の水分が増加すると、酸素セン
サの内圧が上昇し、隔膜の端部からの電解液の漏出が起
こりやすくなる。また隔膜と正極とを接触させるタイプ
の構造の酸素センサの場合には、隔膜と正極との間の間
隙が大きくなりすぎるため、酸素の正極表面への到達速
度が遅くなり、正極の分極特性が劣化し、ついには酸素
センサの出力電圧と酸素濃度との直線性がなくなるとい
う問題が起こる。
サの内圧が上昇し、隔膜の端部からの電解液の漏出が起
こりやすくなる。また隔膜と正極とを接触させるタイプ
の構造の酸素センサの場合には、隔膜と正極との間の間
隙が大きくなりすぎるため、酸素の正極表面への到達速
度が遅くなり、正極の分極特性が劣化し、ついには酸素
センサの出力電圧と酸素濃度との直線性がなくなるとい
う問題が起こる。
また電解液の水分が増大すると、電解液濃度が低下し、
PbOの溶解度も減少し、それだけセンサの寿命が短くな
る。
PbOの溶解度も減少し、それだけセンサの寿命が短くな
る。
問題点を解決するための手段 本考案はプラスチック製の容器の表面を、アルミニウム
を蒸着した熱収縮性プラスチックフイルムで被覆し、加
熱してこの熱収縮性プラスチックフイルムを熱収縮させ
ることにより、プラスチック製の容器を通しての水蒸気
の透過を防止し、併せて上述の如き問題点を解決せんと
するものである。
を蒸着した熱収縮性プラスチックフイルムで被覆し、加
熱してこの熱収縮性プラスチックフイルムを熱収縮させ
ることにより、プラスチック製の容器を通しての水蒸気
の透過を防止し、併せて上述の如き問題点を解決せんと
するものである。
作用 従来の水酸化アルカリの水溶液を電解液としたガルバニ
電池式酸素センサの寿命は約１年と短かった。このよう
な短寿命の酸素センサにおいては、プラスチック製容器
を介しての水蒸気の透過と、それに伴なう上述の如き様
々な問題点は顕在化しなかった。これに対して本考案者
らは、電解液としてPHが４〜７の範囲の有機酸と有機酸
塩との混合水溶液を用いることによって、ガルバニ電池
式酸素センサの寿命が10年あるいはそれ以上になり得る
ことを発見した（特開昭58-187846号公報参照）。
電池式酸素センサの寿命は約１年と短かった。このよう
な短寿命の酸素センサにおいては、プラスチック製容器
を介しての水蒸気の透過と、それに伴なう上述の如き様
々な問題点は顕在化しなかった。これに対して本考案者
らは、電解液としてPHが４〜７の範囲の有機酸と有機酸
塩との混合水溶液を用いることによって、ガルバニ電池
式酸素センサの寿命が10年あるいはそれ以上になり得る
ことを発見した（特開昭58-187846号公報参照）。
このような長寿命の酸素センサの登場によって、始めて
上述の如きプラスチック製の容器の水蒸気の透過性が問
題となることがわかった。それが証拠に従来のガルバニ
電池式酸素センサの場合には、プラスチック製の容器に
は水蒸気の透過を防止するための何らの配慮も処置もな
されていない。
上述の如きプラスチック製の容器の水蒸気の透過性が問
題となることがわかった。それが証拠に従来のガルバニ
電池式酸素センサの場合には、プラスチック製の容器に
は水蒸気の透過を防止するための何らの配慮も処置もな
されていない。
いずれにしても、ガルバニ電池式酸素センサのプラスチ
ック製容器の材質として、例えばABS樹脂を用いた場
合、60℃における水の透過係数は２×10-2ｇ・mm/cm2・
日・atmであるのに対し、本考案のようにプラスチック
製容器の表面へのアルミニウムと熱収縮性プラスチック
フイルムとの積層フイルムの被覆によって、水の透過係
数はほとんど０になる。
ック製容器の材質として、例えばABS樹脂を用いた場
合、60℃における水の透過係数は２×10-2ｇ・mm/cm2・
日・atmであるのに対し、本考案のようにプラスチック
製容器の表面へのアルミニウムと熱収縮性プラスチック
フイルムとの積層フイルムの被覆によって、水の透過係
数はほとんど０になる。
実施例 以下、本考案の一実施例について詳述する。
図は本考案の一実施例にかかるガルバニ電池式酸素セン
サの断面構造を示す。円筒状でABS樹脂製の容器本体１
とABS樹脂製の容器蓋２との間に、押え板3,Oリング4,4
フッ化エチレン−６フッ化プロピレンポリマからなる隔
膜５と、この隔膜５に一体に接合されている金からなる
正極６、集電体としてのカーボンペーパ７、同じく集電
体としてのチタン線８が挟持されている。また容器本体
１内に酢酸と酢酸カリと酢酸鉛との混合水溶液からなる
電解液９および鉛からなる負極10が収納されている。ま
た正極６と負極10とはセンサ外部で、抵抗11およびサー
ミスタ12を介して接続されている。このようなガルバニ
電池式酸素センサの容器本体１および容器蓋２のそれぞ
れ側面を、アルミニウム蒸着膜層13と熱収縮性のポリ塩
化ビニルフイルム層14からなる熱収縮性チューブで被覆
し、加熱して熱収縮させた。
サの断面構造を示す。円筒状でABS樹脂製の容器本体１
とABS樹脂製の容器蓋２との間に、押え板3,Oリング4,4
フッ化エチレン−６フッ化プロピレンポリマからなる隔
膜５と、この隔膜５に一体に接合されている金からなる
正極６、集電体としてのカーボンペーパ７、同じく集電
体としてのチタン線８が挟持されている。また容器本体
１内に酢酸と酢酸カリと酢酸鉛との混合水溶液からなる
電解液９および鉛からなる負極10が収納されている。ま
た正極６と負極10とはセンサ外部で、抵抗11およびサー
ミスタ12を介して接続されている。このようなガルバニ
電池式酸素センサの容器本体１および容器蓋２のそれぞ
れ側面を、アルミニウム蒸着膜層13と熱収縮性のポリ塩
化ビニルフイルム層14からなる熱収縮性チューブで被覆
し、加熱して熱収縮させた。
かくして得られたガルバニ電池式酸素センサを温度が60
℃、相対湿度が10％という、通常酸素センサが使用され
る雰囲気よりはるかに過酷な条件下におき、テストした
ところ、150日後の電解液中の水分の減少割合は２％に
すぎず、酸素センサの出力特性にも何らの異常も認めら
れなかった。
℃、相対湿度が10％という、通常酸素センサが使用され
る雰囲気よりはるかに過酷な条件下におき、テストした
ところ、150日後の電解液中の水分の減少割合は２％に
すぎず、酸素センサの出力特性にも何らの異常も認めら
れなかった。
これに対し、比較のために、本考案実施例におけるアル
ミニウム蒸着膜層13と熱収縮性のポリ塩化ビニルフイル
ム層14からなる積層フイルムを被覆しない場合の従来型
ガルバニ電池式酸素センサを同様の条件でテストしたと
ころ、150日後の電解液中の水分の減少割合が65％にも
なり、センサ出力も大幅に低下し、寿命が尽きた。
ミニウム蒸着膜層13と熱収縮性のポリ塩化ビニルフイル
ム層14からなる積層フイルムを被覆しない場合の従来型
ガルバニ電池式酸素センサを同様の条件でテストしたと
ころ、150日後の電解液中の水分の減少割合が65％にも
なり、センサ出力も大幅に低下し、寿命が尽きた。
考案の効果 以上述べたように本考案によれば、プラスチック製の容
器を用いるガルバニ電池式酸素センサにおいて、長期間
にわたって電解液の減少および増加を防止し、センサ出
力特性も良好に維持することが可能という優れた利点を
奏することができる。
器を用いるガルバニ電池式酸素センサにおいて、長期間
にわたって電解液の減少および増加を防止し、センサ出
力特性も良好に維持することが可能という優れた利点を
奏することができる。
図は本考案の一実施例にかかるガルバニ電池式酸素セン
サの断面構造を示す図である。 １……容器本体、２……容器蓋、５……隔膜、６……正
極、９……電解液、10……負極、13……アルミニウム蒸
着膜層、14……ポリ塩化ビニルフイルム層
サの断面構造を示す図である。 １……容器本体、２……容器蓋、５……隔膜、６……正
極、９……電解液、10……負極、13……アルミニウム蒸
着膜層、14……ポリ塩化ビニルフイルム層
Claims (1)
- 【請求項１】プラスチック製の容器を用いるガルバニ電
池式酸素センサにおいて、プラスチック製の容器をアル
ミニウムと熱収縮性プラスチックフイルムとの積層フイ
ルムによって被覆してなることを特徴とするガルバニ電
池式酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985143325U JPH0645249Y2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985143325U JPH0645249Y2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6251270U JPS6251270U (ja) | 1987-03-30 |
| JPH0645249Y2 true JPH0645249Y2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=31052901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985143325U Expired - Lifetime JPH0645249Y2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645249Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5522688U (ja) * | 1978-07-31 | 1980-02-14 | ||
| JPS59145954A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Miura Co Ltd | 酸素センサ− |
| JPS59190650A (ja) * | 1983-04-14 | 1984-10-29 | Terumo Corp | 基準電極 |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP1985143325U patent/JPH0645249Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6251270U (ja) | 1987-03-30 |
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