JPH0650932A - ガルバニ電池式酸化性ガスセンサ - Google Patents
ガルバニ電池式酸化性ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH0650932A JPH0650932A JP4223435A JP22343592A JPH0650932A JP H0650932 A JPH0650932 A JP H0650932A JP 4223435 A JP4223435 A JP 4223435A JP 22343592 A JP22343592 A JP 22343592A JP H0650932 A JPH0650932 A JP H0650932A
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- JP
- Japan
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- chloride
- oxidizing gas
- counter electrode
- lead
- alkaline earth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大気で構成可能なガルバニ電池式酸化性ガス
センサを提供する。 【構成】 酸化性ガスおよび酸素ガスの電気化学的還元
反応を引き起こす作用極２と、酸化性ガスに対する出力
を求めるための銀−塩化銀よりなる第一の対極３と、大
気中の酸素に対する出力を求めるための鉛よりなる第二
の対極４と、有機酸と鉛化合物とアルカリ金属もしくは
アルカリ土類金属の塩化物との混合水溶液である電解液
５、又は、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩
化物とアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩基と
の混合水溶液である電解液５とを備える。
センサを提供する。 【構成】 酸化性ガスおよび酸素ガスの電気化学的還元
反応を引き起こす作用極２と、酸化性ガスに対する出力
を求めるための銀−塩化銀よりなる第一の対極３と、大
気中の酸素に対する出力を求めるための鉛よりなる第二
の対極４と、有機酸と鉛化合物とアルカリ金属もしくは
アルカリ土類金属の塩化物との混合水溶液である電解液
５、又は、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩
化物とアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩基と
の混合水溶液である電解液５とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気相あるいは水中に溶存
するオゾンや塩素などの酸化性ガスの濃度を測定するた
めのガスセンサに係わり、更に詳しくは、上記被測定ガ
スの濃度に比例して自ら出力するガルバニ電池式酸化性
ガスセンサに関するものである。
するオゾンや塩素などの酸化性ガスの濃度を測定するた
めのガスセンサに係わり、更に詳しくは、上記被測定ガ
スの濃度に比例して自ら出力するガルバニ電池式酸化性
ガスセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】気中あるいは水中のオゾンまたは塩素ガ
ス等の酸化ガスの濃度を測定するためには、一般的にガ
ルバニ電池式あるいはポ−ラロ式ガスセンサが使用され
る。
ス等の酸化ガスの濃度を測定するためには、一般的にガ
ルバニ電池式あるいはポ−ラロ式ガスセンサが使用され
る。
【０００３】両センサとも、ガスの透過を制限するため
の隔膜と、電気化学的に酸化性ガスを還元するための作
用極と、還元生活物質よりなる対極と、電解液と、これ
らを収納する容器とで基本的に構成されている。前者は
作用極と対極とが抵抗を介して常時接続されており常に
自ら被検知ガスの濃度に比例して出力するのに対し、後
者は外部から両電極間に一定電圧を印加して作動させそ
の時のみガス濃度に比例した出力が得られる点が異なる
が、両者とも、隔膜の劣化等により経時ドリフトすなわ
ち時間の経過に伴う出力低下を生じるため、定期的な較
正を必要とする。
の隔膜と、電気化学的に酸化性ガスを還元するための作
用極と、還元生活物質よりなる対極と、電解液と、これ
らを収納する容器とで基本的に構成されている。前者は
作用極と対極とが抵抗を介して常時接続されており常に
自ら被検知ガスの濃度に比例して出力するのに対し、後
者は外部から両電極間に一定電圧を印加して作動させそ
の時のみガス濃度に比例した出力が得られる点が異なる
が、両者とも、隔膜の劣化等により経時ドリフトすなわ
ち時間の経過に伴う出力低下を生じるため、定期的な較
正を必要とする。
【０００４】センサの較正には標準ガスを用いるのがも
っとも一般的であるが、ポ−ラロ式ガスセンサの一部に
は、外部の定電位印加装置により作用極の電位を各々の
ガスの還元反応を生じさせるのに適した固有の電位に自
由に設定できというポ−ラロ式の利点を生かして、大気
中の酸素（通常２１％）に対する出力のドリフト分を求
め、その値を酸素以外のガスに適用して標準ガスなしで
較正することができるようにしたものがある。
っとも一般的であるが、ポ−ラロ式ガスセンサの一部に
は、外部の定電位印加装置により作用極の電位を各々の
ガスの還元反応を生じさせるのに適した固有の電位に自
由に設定できというポ−ラロ式の利点を生かして、大気
中の酸素（通常２１％）に対する出力のドリフト分を求
め、その値を酸素以外のガスに適用して標準ガスなしで
較正することができるようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、ガルバニ電池式
センサの場合には、作用極の電位は対極の電位で自動的
に決定されポ−ラロ式センサのように作用極の電位を自
由に変えることができないため、上記較正方法を採用す
ることはできない。標準ガスで構成するためには常に標
準ガスを常に携帯していなければ成らず、また操作が煩
雑である。
センサの場合には、作用極の電位は対極の電位で自動的
に決定されポ−ラロ式センサのように作用極の電位を自
由に変えることができないため、上記較正方法を採用す
ることはできない。標準ガスで構成するためには常に標
準ガスを常に携帯していなければ成らず、また操作が煩
雑である。
【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、その目的とするところは、標
準ガスを必要とせず、大気を利用し現場で容易に較正可
能なガルバニ電池式酸化性ガスセンサを提供することで
ある。
めに成されたものであり、その目的とするところは、標
準ガスを必要とせず、大気を利用し現場で容易に較正可
能なガルバニ電池式酸化性ガスセンサを提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるガルバニ
電池式酸化性ガスセンサは、オゾンや塩素ガス等の酸化
性ガスおよび酸素ガスの電気化学的還元反応を引き起こ
す作用極と、酸化性ガスに対する出力を求めるための銀
−塩化銀よりなる第一の対極と、大気中の酸素に対する
出力を求めるための鉛よりなる第二の対極と、電解液と
を備え、電解液が酢酸、プロピオン酸、酪酸などの有機
酸と、酢酸鉛、酸化鉛などの鉛化合物と、塩化カリウ
ム、塩化ナトリウム、酸化カルシウム等のアルカリ金属
若しくはアルカリ土類金属の塩化物との混合水溶液であ
ること、又は、電解液が、塩化カリウム、塩化ナトリウ
ム、塩化カルシウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属の塩化物と、水酸化カリウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属もしくはアルカ
リ土類金属の塩基との混合水溶液であること、を特徴と
するものである。
電池式酸化性ガスセンサは、オゾンや塩素ガス等の酸化
性ガスおよび酸素ガスの電気化学的還元反応を引き起こ
す作用極と、酸化性ガスに対する出力を求めるための銀
−塩化銀よりなる第一の対極と、大気中の酸素に対する
出力を求めるための鉛よりなる第二の対極と、電解液と
を備え、電解液が酢酸、プロピオン酸、酪酸などの有機
酸と、酢酸鉛、酸化鉛などの鉛化合物と、塩化カリウ
ム、塩化ナトリウム、酸化カルシウム等のアルカリ金属
若しくはアルカリ土類金属の塩化物との混合水溶液であ
ること、又は、電解液が、塩化カリウム、塩化ナトリウ
ム、塩化カルシウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属の塩化物と、水酸化カリウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属もしくはアルカ
リ土類金属の塩基との混合水溶液であること、を特徴と
するものである。
【０００８】
【作用】本発明にかかるガルバニ電池式酸化性ガスセン
サにおいて、作用極でオゾン、塩素ガス等酸化性ガスの
還元反応が生じた際の各々対極の反応、電極電位は下記
のように表わされる。 ［銀−塩化銀電極の反応、電極電位］ Ａｇ＋Ｃｌ- →ＡｇＣｌ＋ｅ ＥAg＝０．２２２−０．０５９１×ｌｏｇ［Ｃｌ- ］ ［鉛電極（酸性の場合）の反応、電極電位］ Ｐｂ→Ｐｂ2+＋２ｅ ＥPb＝−０．１２６＋０．０２９５×ｌｏｇ［Ｐｂ2+］ ［鉛電極（アルカリ性の場合）の反応、電極電位］ Ｐｂ＋２ＯＨ- ＝ＰｂＯ＋Ｈ2 Ｏ＋２ｅ ＥPb＝−０．２４８−０．０５９１×ｐＨ （注）［Ｃｌ- ］、［Ｐｂ2+］は、それぞれ電解液中の
鉛イオン、塩素イオン濃度（ｍｏｌ／リットル）を表
す。
サにおいて、作用極でオゾン、塩素ガス等酸化性ガスの
還元反応が生じた際の各々対極の反応、電極電位は下記
のように表わされる。 ［銀−塩化銀電極の反応、電極電位］ Ａｇ＋Ｃｌ- →ＡｇＣｌ＋ｅ ＥAg＝０．２２２−０．０５９１×ｌｏｇ［Ｃｌ- ］ ［鉛電極（酸性の場合）の反応、電極電位］ Ｐｂ→Ｐｂ2+＋２ｅ ＥPb＝−０．１２６＋０．０２９５×ｌｏｇ［Ｐｂ2+］ ［鉛電極（アルカリ性の場合）の反応、電極電位］ Ｐｂ＋２ＯＨ- ＝ＰｂＯ＋Ｈ2 Ｏ＋２ｅ ＥPb＝−０．２４８−０．０５９１×ｐＨ （注）［Ｃｌ- ］、［Ｐｂ2+］は、それぞれ電解液中の
鉛イオン、塩素イオン濃度（ｍｏｌ／リットル）を表
す。
【０００９】上式より、銀−塩化銀電極（第一の対極）
の電位は電解液中の塩素イオンのみにより、鉛電極（第
二の対極）の電位は鉛イオンまたはＰＨのみにより、そ
れぞれ決定されることがわかる。つまり、第一の対極の
電位は塩素イオン濃度を適当に調整することにより作用
極で酸化性ガスの還元反応を促すのに適した電位に、第
二の対極の電位は鉛イオン濃度またはｐＨを適当に調整
することにより作用極の酸素の還元反応を促すのに適し
た電位に、それぞれ独立して設定することが可能であ
る。さらに、各々の対極での生成物は他方の対極の反応
に全く関与しないため、各対極の電位は長期間安定とな
る。従って、大気を用いて較正することが可能となる。
の電位は電解液中の塩素イオンのみにより、鉛電極（第
二の対極）の電位は鉛イオンまたはＰＨのみにより、そ
れぞれ決定されることがわかる。つまり、第一の対極の
電位は塩素イオン濃度を適当に調整することにより作用
極で酸化性ガスの還元反応を促すのに適した電位に、第
二の対極の電位は鉛イオン濃度またはｐＨを適当に調整
することにより作用極の酸素の還元反応を促すのに適し
た電位に、それぞれ独立して設定することが可能であ
る。さらに、各々の対極での生成物は他方の対極の反応
に全く関与しないため、各対極の電位は長期間安定とな
る。従って、大気を用いて較正することが可能となる。
【００１０】尚、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの有機
酸と、酢酸鉛、酸化鉛などの鉛化合物および塩化カリウ
ム、塩化ナトリウム、酸化カルシウム等のアルカリ金属
若しくはアルカリ土類金属の塩化物とからなる混合水溶
液である電解液において、有機酸は電解液の溶解度を高
くし、先のＰｂ→Ｐｂ2+＋２ｅの反応がすみやかに生ず
るようにするためのものである。
酸と、酢酸鉛、酸化鉛などの鉛化合物および塩化カリウ
ム、塩化ナトリウム、酸化カルシウム等のアルカリ金属
若しくはアルカリ土類金属の塩化物とからなる混合水溶
液である電解液において、有機酸は電解液の溶解度を高
くし、先のＰｂ→Ｐｂ2+＋２ｅの反応がすみやかに生ず
るようにするためのものである。
【００１１】
【実施例】本発明を好適な実施例を用いて説明する。図
１は本発明の一実施例にかかるガルバニ電池式オゾンセ
ンサの断面構造図である。本センサはＡＢＳ樹脂製の容
器１とポ−ラスカ−ボンに金を蒸着した触媒電極とその
外側に設けられた４フッ化エチレン−６フッ化プロピレ
ン共重合体膜の隔膜とでなる作用極２、銀−塩化銀電極
よりなる第一の対極３、鉛よりなる酸素用の第二の対極
４、酢酸と酢酸鉛と塩化カリウムとの混合水溶液からな
る電解液５より構成されており、作用極２と対極３また
は４とは抵抗６を介して外部で閉じており、その時の対
極３または４の選択は切換えスイッチ７により行なわ
る。オゾン測定時には作用極２は第一の対極３と接続さ
れ、酸素測定時、つまり較正時には第二の対極４と接続
される。
１は本発明の一実施例にかかるガルバニ電池式オゾンセ
ンサの断面構造図である。本センサはＡＢＳ樹脂製の容
器１とポ−ラスカ−ボンに金を蒸着した触媒電極とその
外側に設けられた４フッ化エチレン−６フッ化プロピレ
ン共重合体膜の隔膜とでなる作用極２、銀−塩化銀電極
よりなる第一の対極３、鉛よりなる酸素用の第二の対極
４、酢酸と酢酸鉛と塩化カリウムとの混合水溶液からな
る電解液５より構成されており、作用極２と対極３また
は４とは抵抗６を介して外部で閉じており、その時の対
極３または４の選択は切換えスイッチ７により行なわ
る。オゾン測定時には作用極２は第一の対極３と接続さ
れ、酸素測定時、つまり較正時には第二の対極４と接続
される。
【００１２】このガルバニ電池式オゾンセンサのオゾン
濃度１０ vol％における、出力電圧Ｖａ（第一の対極３
使用）及び大気中での出力電圧Ｖｏ（第二の対極４使
用）の変化を図２に、各々の出力比（Ｖａ／Ｖｏ）の変
化を図３に示す。図２に示すように濃度計出力は時間の
経過とともに低下するが、図３に示すようにＶａ／Ｖｏ
の値は一定であること、すなわちオゾンでのドリフトは
酸素でのドリフトと同じであり大気での較正が可能なこ
とがわかる。
濃度１０ vol％における、出力電圧Ｖａ（第一の対極３
使用）及び大気中での出力電圧Ｖｏ（第二の対極４使
用）の変化を図２に、各々の出力比（Ｖａ／Ｖｏ）の変
化を図３に示す。図２に示すように濃度計出力は時間の
経過とともに低下するが、図３に示すようにＶａ／Ｖｏ
の値は一定であること、すなわちオゾンでのドリフトは
酸素でのドリフトと同じであり大気での較正が可能なこ
とがわかる。
【００１３】
【発明の効果】以上、述べたように本発明にかかるガル
バニ電池式酸化性ガスセンサは、酸化性ガスおよび酸素
ガスの電気化学的還元反応を引き起こす作用極と、酸化
性ガスに対する出力を求めるための銀−塩化銀よりなる
第一の対極と、大気中の酸素に対する出力を求めるため
の鉛よりなる第二の対極と、有機酸と鉛化合物とアルカ
リ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物との混合水溶
液である電解液、又は、アルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属の塩化物とアルカリ金属もしくはアルカリ土類
金属の塩基との混合水溶液である電解液とを備えたこと
を特徴とするものである。かかる構成により、標準ガス
を必要とせず、測定現場で煩雑な操作なしに大気中での
較正が可能となった。本発明の価値は極めて大きい。
バニ電池式酸化性ガスセンサは、酸化性ガスおよび酸素
ガスの電気化学的還元反応を引き起こす作用極と、酸化
性ガスに対する出力を求めるための銀−塩化銀よりなる
第一の対極と、大気中の酸素に対する出力を求めるため
の鉛よりなる第二の対極と、有機酸と鉛化合物とアルカ
リ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物との混合水溶
液である電解液、又は、アルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属の塩化物とアルカリ金属もしくはアルカリ土類
金属の塩基との混合水溶液である電解液とを備えたこと
を特徴とするものである。かかる構成により、標準ガス
を必要とせず、測定現場で煩雑な操作なしに大気中での
較正が可能となった。本発明の価値は極めて大きい。
【図１】本発明の一実施例に係るガルバニ電池式オゾン
センサの断面構造図である。
センサの断面構造図である。
【図２】ガルバニ電池式オゾンセンサのオゾン濃度１０
vol％における、出力電圧Ｖａ（第一の対極３使用）及
び大気中での出力電圧Ｖｏ（第二の対極４使用）の変化
を示す図である。
vol％における、出力電圧Ｖａ（第一の対極３使用）及
び大気中での出力電圧Ｖｏ（第二の対極４使用）の変化
を示す図である。
【図３】ガルバニ電池式オゾンセンサのオゾン濃度１０
vol％における、出力電圧Ｖａ（第一の対極３使用）及
び大気中での出力電圧Ｖｏ（第二の対極４使用）の出力
比（Ｖａ／Ｖｏ）の変化を示す図である。
vol％における、出力電圧Ｖａ（第一の対極３使用）及
び大気中での出力電圧Ｖｏ（第二の対極４使用）の出力
比（Ｖａ／Ｖｏ）の変化を示す図である。
１ 容器 ２ 作用極 ３ 第一の対極 ４ 第二の対極 ５ 電解液
Claims (2)
- 【請求項１】 オゾンや塩素ガス等の酸化性ガスおよび
酸素ガスの電気化学的還元反応を引き起こす作用極
（２）と、酸化性ガスに対する出力を求めるための銀−
塩化銀よりなる第一の対極（３）と、大気中の酸素に対
する出力を求めるための鉛よりなる第二の対極（４）
と、電解液（５）とを備え、 電解液（５）が、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの有機
酸と、酢酸鉛、酸化鉛などの鉛化合物と、塩化カリウ
ム、塩化ナトリウム、酸化カルシウム等のアルカリ金属
若しくはアルカリ土類金属の塩化物との混合水溶液であ
ることを特徴とするガルバニ電池式酸化性ガスセンサ。 - 【請求項２】 電解液が、塩化カリウム、塩化ナトリウ
ム、塩化カルシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土
類金属の塩化物と、水酸化カリウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属またはアルカリ
土類金属の塩基との混合水溶液であることを特徴とする
請求項１記載のガルバニ電池式酸化性ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223435A JPH07117521B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | ガルバニ電池式酸化性ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223435A JPH07117521B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | ガルバニ電池式酸化性ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650932A true JPH0650932A (ja) | 1994-02-25 |
| JPH07117521B2 JPH07117521B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=16798104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223435A Expired - Lifetime JPH07117521B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | ガルバニ電池式酸化性ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117521B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005134135A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Ai Denshi Kogyo:Kk | オゾン水濃度測定装置 |
| CN111175451A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-19 | 宁波渤川废液处置有限公司 | 废酸处置中Cl2检测器的检测方法及处理装置 |
| WO2025177606A1 (ja) * | 2024-02-20 | 2025-08-28 | マクセル株式会社 | 電気化学式酸素センサ |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP4223435A patent/JPH07117521B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005134135A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Ai Denshi Kogyo:Kk | オゾン水濃度測定装置 |
| CN111175451A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-19 | 宁波渤川废液处置有限公司 | 废酸处置中Cl2检测器的检测方法及处理装置 |
| WO2025177606A1 (ja) * | 2024-02-20 | 2025-08-28 | マクセル株式会社 | 電気化学式酸素センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07117521B2 (ja) | 1995-12-18 |
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