JPH0666761A - ガルバニ電池式ガスセンサ - Google Patents
ガルバニ電池式ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH0666761A JPH0666761A JP4218944A JP21894492A JPH0666761A JP H0666761 A JPH0666761 A JP H0666761A JP 4218944 A JP4218944 A JP 4218944A JP 21894492 A JP21894492 A JP 21894492A JP H0666761 A JPH0666761 A JP H0666761A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas sensor
- electrolytic solution
- type gas
- galvanic
- ethylene glycol
- Prior art date
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- Pending
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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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、低温で凍結しにくく、高温
でも蒸散しにくい電解液をもった、使用可能温度範囲の
広いガルバニ電池式ガスセンサを得ることにある。 【構成】 本発明に係るガルバニ電池式ガスセンサは、
ガス透過性の隔膜と、電解液と、卑金属よりなる陽極
と、貴金属よりなる陰極を有するガルバニ電池式ガスセ
ンサにおいて、電解液に、電解質と、２０〜９０重量％
のエチレングリコールを含有するものを使用することを
特徴とする。
でも蒸散しにくい電解液をもった、使用可能温度範囲の
広いガルバニ電池式ガスセンサを得ることにある。 【構成】 本発明に係るガルバニ電池式ガスセンサは、
ガス透過性の隔膜と、電解液と、卑金属よりなる陽極
と、貴金属よりなる陰極を有するガルバニ電池式ガスセ
ンサにおいて、電解液に、電解質と、２０〜９０重量％
のエチレングリコールを含有するものを使用することを
特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の制御用などの
使用環境温度範囲の広い場所で用いられるガルバニ電池
式ガスセンサに関するものである。
使用環境温度範囲の広い場所で用いられるガルバニ電池
式ガスセンサに関するものである。
【０００２】
(１)構成 図１は例えば実公平３−42367号公報に示された従来の
ガルバニ電池式ガスセンサを示す構造図である。図１に
おいて、(1)は容器、(2)は容器内に満たされた電解液で
ある。電解液としては、例えば水酸化カリウムや、水酸
化ナトリウムなどの約３.５重量％のアルカリ溶液が用
いられている。(3)は電解液(2)を外部から遮断し、所定
のガスのみを透過させるためのフッ素樹脂等の薄膜より
なる隔膜、(4)は隔膜(3)の近傍の電解液(2)中に備えら
れた貴金属よりなる陰極、(5)は同じく電解液(2)中に備
えられた、卑金属よりなる陽極、(6)は陰極(4)に接続さ
れた陰極用出力端子、(7)は陽極(5)に接続された陽極用
出力端子、(8)は陰極用出力端子(6)と陽極用出力端子
(7)の間に接続された負荷抵抗である。
ガルバニ電池式ガスセンサを示す構造図である。図１に
おいて、(1)は容器、(2)は容器内に満たされた電解液で
ある。電解液としては、例えば水酸化カリウムや、水酸
化ナトリウムなどの約３.５重量％のアルカリ溶液が用
いられている。(3)は電解液(2)を外部から遮断し、所定
のガスのみを透過させるためのフッ素樹脂等の薄膜より
なる隔膜、(4)は隔膜(3)の近傍の電解液(2)中に備えら
れた貴金属よりなる陰極、(5)は同じく電解液(2)中に備
えられた、卑金属よりなる陽極、(6)は陰極(4)に接続さ
れた陰極用出力端子、(7)は陽極(5)に接続された陽極用
出力端子、(8)は陰極用出力端子(6)と陽極用出力端子
(7)の間に接続された負荷抵抗である。
【０００３】(２)動作 次に、動作について説明する。隔膜(3)の外部に接する
気体あるいは液体中に特定のガス、例えば酸素が存在す
ると、そのガスは隔膜(3)を透過し、陰極(4)に達して還
元される。このとき、同時に陽極(5)では陽極素材の酸
化反応が起こり、負極抵抗(8)を通して陰極(4)から陽極
(5)にガルバニ電流が流れる。このガルバニ電流の大き
さは隔膜(3)の外部に接する特定のガスの濃度に比例す
るため、負荷抵抗(8)の両端に接続された、陰極用出力
端子(6)と陽極用出力端子(7)の間に、ガス濃度に比例し
た電圧が発生する。
気体あるいは液体中に特定のガス、例えば酸素が存在す
ると、そのガスは隔膜(3)を透過し、陰極(4)に達して還
元される。このとき、同時に陽極(5)では陽極素材の酸
化反応が起こり、負極抵抗(8)を通して陰極(4)から陽極
(5)にガルバニ電流が流れる。このガルバニ電流の大き
さは隔膜(3)の外部に接する特定のガスの濃度に比例す
るため、負荷抵抗(8)の両端に接続された、陰極用出力
端子(6)と陽極用出力端子(7)の間に、ガス濃度に比例し
た電圧が発生する。
【０００４】
(１)従来技術の課題 ガルバニ電池式ガスセンサを例えば自動車用に使用する
場合、−３０℃から１１０℃程度の温度範囲での作動に
耐える必要があるが、従来のガルバニ電池式ガスセンサ
は以上のように構成されているので、電解液(2)が−５
℃〜−２０℃で凍結し、測定不能になるばかりでなく、
凍結による体積膨張によってセンサが破壊される場合も
あった。また、１００℃を超える高温では、電解液の隔
膜を通しての蒸散による損失量が大きく、長期間の使用
に耐えられないため、使用可能温度範囲が狭いという問
題があった。
場合、−３０℃から１１０℃程度の温度範囲での作動に
耐える必要があるが、従来のガルバニ電池式ガスセンサ
は以上のように構成されているので、電解液(2)が−５
℃〜−２０℃で凍結し、測定不能になるばかりでなく、
凍結による体積膨張によってセンサが破壊される場合も
あった。また、１００℃を超える高温では、電解液の隔
膜を通しての蒸散による損失量が大きく、長期間の使用
に耐えられないため、使用可能温度範囲が狭いという問
題があった。
【０００５】(２)本発明の目的 本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもの
で、低温で凍結しにくく、高温でも蒸散しにくい電解液
をもった、使用可能温度範囲の広いガルバニ電池式ガス
センサを得ることを目的とする。
で、低温で凍結しにくく、高温でも蒸散しにくい電解液
をもった、使用可能温度範囲の広いガルバニ電池式ガス
センサを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガルバニ電
池式ガスセンサは、電解液に、電解質と２０〜９０重量
％のエチレングリコールを含有させたところに特徴を有
する。
池式ガスセンサは、電解液に、電解質と２０〜９０重量
％のエチレングリコールを含有させたところに特徴を有
する。
【０００７】
【作用】本発明におけるガルバニ電池式ガスセンサは、
電解液に加えたエチレングリコールによるモル凝固点降
下とモル沸点上昇により、それぞれ電解液の凍結、蒸散
を防いだり、広い温度範囲での使用を可能にしたガルバ
ニ電池式ガスセンサを得ることができる。
電解液に加えたエチレングリコールによるモル凝固点降
下とモル沸点上昇により、それぞれ電解液の凍結、蒸散
を防いだり、広い温度範囲での使用を可能にしたガルバ
ニ電池式ガスセンサを得ることができる。
【０００８】
実施例１．以下、本発明の一実施例によるガルバニ電池
式ガスセンサを図について説明する。図１に示す通り、
構造、動作は従来のガルバニ電池式ガスセンサと同様で
あるが、電解液(酢酸系水溶液)に通常の電解質の他に２
０〜９０重量％のエチレングリコールを加えたものであ
る。
式ガスセンサを図について説明する。図１に示す通り、
構造、動作は従来のガルバニ電池式ガスセンサと同様で
あるが、電解液(酢酸系水溶液)に通常の電解質の他に２
０〜９０重量％のエチレングリコールを加えたものであ
る。
【０００９】基本的な動作は、従来技術と同様である
が、本発明に係るガルバニ電池式ガスセンサの電解液
は、エチレングリコールによるモル凝固点降下により低
温でも凍結しにくい。図２は、５モル／リットルの酢酸
と４モル／リットルの酢酸カリウムと０.１モル／リッ
トルの酢酸鉛との混合水溶液からなる従来の電解液に、
エチレングリコールを加えることにより作成した電解液
の、エチレングリコールの濃度(電解液＋エチレングリ
コールの溶液重量に対するエチレングリコールの重量)
と凝固点の関係を示すグラフである。図２より、エチレ
ングリコールの濃度が２０重量％以上であれば、電解液
の凝固点を−３０℃以下に下げることができる。
が、本発明に係るガルバニ電池式ガスセンサの電解液
は、エチレングリコールによるモル凝固点降下により低
温でも凍結しにくい。図２は、５モル／リットルの酢酸
と４モル／リットルの酢酸カリウムと０.１モル／リッ
トルの酢酸鉛との混合水溶液からなる従来の電解液に、
エチレングリコールを加えることにより作成した電解液
の、エチレングリコールの濃度(電解液＋エチレングリ
コールの溶液重量に対するエチレングリコールの重量)
と凝固点の関係を示すグラフである。図２より、エチレ
ングリコールの濃度が２０重量％以上であれば、電解液
の凝固点を−３０℃以下に下げることができる。
【００１０】また、蒸散量については、エチレングリコ
ールの濃度が高いほど少なくなることが実験的にも確か
められた(図３)。
ールの濃度が高いほど少なくなることが実験的にも確か
められた(図３)。
【００１１】エチレングリコールは、化学的に不活性な
化合物であり、電池の電気化学反応にはほとんど影響を
与えない。感度については、エチレングリコールの濃度
が８０〜９０重量％までは、ガス濃度の計測に支障がな
いことが実験的に確かめられた(図４)。
化合物であり、電池の電気化学反応にはほとんど影響を
与えない。感度については、エチレングリコールの濃度
が８０〜９０重量％までは、ガス濃度の計測に支障がな
いことが実験的に確かめられた(図４)。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電解液
に２０〜９０重量％のエチレングリコールを加えること
によるモル凝固点降下とモル沸点上昇により、それぞれ
電解液の凍結、蒸散を防ぐことができ、それによって広
い温度範囲での使用を可能にしたガルバニ電池式ガスセ
ンサを得ることができる。
に２０〜９０重量％のエチレングリコールを加えること
によるモル凝固点降下とモル沸点上昇により、それぞれ
電解液の凍結、蒸散を防ぐことができ、それによって広
い温度範囲での使用を可能にしたガルバニ電池式ガスセ
ンサを得ることができる。
【図１】本発明の一実施例によるガルバニ電池式ガスセ
ンサ及び従来のガルバニ電池式ガスセンサを示す構成図
である。
ンサ及び従来のガルバニ電池式ガスセンサを示す構成図
である。
【図２】本発明の一実施例による従来の電解液に、エチ
レングリコールを加えたことにより作成した電解液のエ
チレングリコールの濃度と凝固点温度の関係を示すグラ
フである。
レングリコールを加えたことにより作成した電解液のエ
チレングリコールの濃度と凝固点温度の関係を示すグラ
フである。
【図３】エチレングリコールの濃度と電解液の重量変化
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図４】従来の電解液と、エチレングリコール濃度が８
０重量％の電解液を使用したガルバニ電池式ガスセンサ
の酸素濃度と出力電圧の関係を示すグラフである。
０重量％の電解液を使用したガルバニ電池式ガスセンサ
の酸素濃度と出力電圧の関係を示すグラフである。
２ 電解液 ３ 隔膜 ４ 陰極 ５ 陽極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】 (１)構成 図１は例えば実公平３−42367号公報に示された従来の
ガルバニ電池式ガスセンサを示す構造図である。図１に
おいて、(1)は容器、(2)は容器内に満たされた電解液で
ある。電解液としては、水酸化カリウムや水酸化ナトリ
ウムなどのアルカリ溶液または酢酸系の酸性溶液などが
用いられている。(3)は電解液(2)を外部から遮断し、所
定のガスのみを透過させるためのフッ素樹脂等の薄膜よ
りなる隔膜、(4)は隔膜(3)の近傍の電解液(2)中に備え
られた貴金属よりなる陰極、(5)は同じく電解液(2)中に
備えられた、卑金属よりなる陽極、(6)は陰極(4)に接続
された陰極用出力端子、(7)は陽極(5)に接続された陽極
用出力端子、(8)は陰極用出力端子(6)と陽極用出力端子
(7)の間に接続された負荷抵抗である。
ガルバニ電池式ガスセンサを示す構造図である。図１に
おいて、(1)は容器、(2)は容器内に満たされた電解液で
ある。電解液としては、水酸化カリウムや水酸化ナトリ
ウムなどのアルカリ溶液または酢酸系の酸性溶液などが
用いられている。(3)は電解液(2)を外部から遮断し、所
定のガスのみを透過させるためのフッ素樹脂等の薄膜よ
りなる隔膜、(4)は隔膜(3)の近傍の電解液(2)中に備え
られた貴金属よりなる陰極、(5)は同じく電解液(2)中に
備えられた、卑金属よりなる陽極、(6)は陰極(4)に接続
された陰極用出力端子、(7)は陽極(5)に接続された陽極
用出力端子、(8)は陰極用出力端子(6)と陽極用出力端子
(7)の間に接続された負荷抵抗である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】(２)動作 次に、動作について説明する。隔膜(3)の外部に接する
気体あるいは液体中に特定のガス、例えば酸素が存在す
ると、そのガスは隔膜(3)を透過し、陰極(4)に達して還
元される。このとき、同時に陽極(5)では陽極素材の酸
化反応が起こり、負極抵抗(8)を通して陰極(4)から陽極
(5)にガルバニ電流が流れる。このガルバニ電流の大き
さは隔膜(3)の外部に接する特定のガスの濃度に比例す
るため、負荷抵抗(8)の両端に接続された、陰極用出力
端子(6)と陽極用出力端子(7)の間に、ガス濃度に比例し
た電圧が発生する。
気体あるいは液体中に特定のガス、例えば酸素が存在す
ると、そのガスは隔膜(3)を透過し、陰極(4)に達して還
元される。このとき、同時に陽極(5)では陽極素材の酸
化反応が起こり、負極抵抗(8)を通して陰極(4)から陽極
(5)にガルバニ電流が流れる。このガルバニ電流の大き
さは隔膜(3)の外部に接する特定のガスの濃度に比例す
るため、負荷抵抗(8)の両端に接続された、陰極用出力
端子(6)と陽極用出力端子(7)の間に、ガス濃度に比例し
た電圧が発生する。
Claims (1)
- 【請求項１】 ガス透過性の隔膜と、電解液と、卑金属
よりなる陽極と、貴金属よりなる陰極を有するガルバニ
電池式ガスセンサにおいて、電解液に、電解質と、２０
〜９０重量％のエチレングリコールを含有するものを使
用することを特徴とするガルバニ電池式ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4218944A JPH0666761A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | ガルバニ電池式ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4218944A JPH0666761A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | ガルバニ電池式ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0666761A true JPH0666761A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16727782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4218944A Pending JPH0666761A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | ガルバニ電池式ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666761A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150219583A1 (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-06 | Honeywell International Inc. | Lead-free galvanic oxygen sensor |
| JP2016161395A (ja) * | 2015-03-02 | 2016-09-05 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 無鉛ガルバニ式酸素センサー |
| CN105987942A (zh) * | 2015-03-06 | 2016-10-05 | 霍尼韦尔国际公司 | 无铅原电池型氧传感器 |
| WO2023026918A1 (ja) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 株式会社堀場アドバンスドテクノ | 酸素センサ、水質測定装置及び酸素測定方法 |
-
1992
- 1992-08-18 JP JP4218944A patent/JPH0666761A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150219583A1 (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-06 | Honeywell International Inc. | Lead-free galvanic oxygen sensor |
| EP2905613A1 (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-12 | Honeywell International Inc. | Galvanic oxygen sensor comprising a bismuth anode and an aqueous electrolyte comprising a polyol |
| US12055514B2 (en) | 2014-02-06 | 2024-08-06 | Life Safety Distribution Ag | Lead-free galvanic oxygen sensor |
| JP2016161395A (ja) * | 2015-03-02 | 2016-09-05 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 無鉛ガルバニ式酸素センサー |
| CN105987942A (zh) * | 2015-03-06 | 2016-10-05 | 霍尼韦尔国际公司 | 无铅原电池型氧传感器 |
| WO2023026918A1 (ja) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 株式会社堀場アドバンスドテクノ | 酸素センサ、水質測定装置及び酸素測定方法 |
| JPWO2023026918A1 (ja) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 |
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