JPH08233775A - 溶存酸素電極 - Google Patents
溶存酸素電極Info
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- JPH08233775A JPH08233775A JP7058270A JP5827095A JPH08233775A JP H08233775 A JPH08233775 A JP H08233775A JP 7058270 A JP7058270 A JP 7058270A JP 5827095 A JP5827095 A JP 5827095A JP H08233775 A JPH08233775 A JP H08233775A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧バランス機構が不要な簡素な構成で、温度
上昇時にも電解液の汚染や圧漏れが生じない。 【構成】 溶存酸素電極の中心のガラス管1の先端に陽
極2を固定し、その外周に電解液収納容器3を配置す
る。電解液収納容器3の先端に酸素透過膜6を張設し、
電解液収納容器3に電解液を充填する。電解液収容容器
3を陰極として陰極出力リード線10を接続し、陽極2
に陽極出力リード線11を接続する。これらの出力リー
ド線間の電位を測定して溶存酸素濃度を求める。
上昇時にも電解液の汚染や圧漏れが生じない。 【構成】 溶存酸素電極の中心のガラス管1の先端に陽
極2を固定し、その外周に電解液収納容器3を配置す
る。電解液収納容器3の先端に酸素透過膜6を張設し、
電解液収納容器3に電解液を充填する。電解液収容容器
3を陰極として陰極出力リード線10を接続し、陽極2
に陽極出力リード線11を接続する。これらの出力リー
ド線間の電位を測定して溶存酸素濃度を求める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば発酵及び培養の
際に、培地の溶存酸素濃度を測定するために使用される
溶存酸素電極に関するものである。
際に、培地の溶存酸素濃度を測定するために使用される
溶存酸素電極に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、溶存酸素電極の例えばマッカラス
型と呼ばれるものでは、円筒状のジャケットの先端に高
分子フィルムから成る酸素透過膜が張られており、内部
に電解液が充填されている。また、内側ガラス管の中央
先端には白金等の貴金属材料から成る電極、ガラス管の
付け根部分は鉛や錫等の導電性金属材料から成る電極を
有する構成となっており、別個に正負の電極が設けられ
ている。
型と呼ばれるものでは、円筒状のジャケットの先端に高
分子フィルムから成る酸素透過膜が張られており、内部
に電解液が充填されている。また、内側ガラス管の中央
先端には白金等の貴金属材料から成る電極、ガラス管の
付け根部分は鉛や錫等の導電性金属材料から成る電極を
有する構成となっており、別個に正負の電極が設けられ
ている。
【0003】この溶存酸素電極は培地の溶存酸素濃度を
測定する場合に、発酵容器又は培養容器内に予め装着さ
れた状態で培地と共に密封されて加圧され、約120〜
130℃に熱せられた蒸気により殺菌される。このと
き、溶存酸素電極の電解液が熱膨張するために、電解液
収納容器の内部圧力が上昇し、酸素透過膜の隔膜部分が
伸長したり破裂する等の事故が発生し易い。
測定する場合に、発酵容器又は培養容器内に予め装着さ
れた状態で培地と共に密封されて加圧され、約120〜
130℃に熱せられた蒸気により殺菌される。このと
き、溶存酸素電極の電解液が熱膨張するために、電解液
収納容器の内部圧力が上昇し、酸素透過膜の隔膜部分が
伸長したり破裂する等の事故が発生し易い。
【0004】従来の溶存酸素電極の電解液収納容器に
は、例えば約2500mm3 以上の容量の電解液が収納
されており、蒸気殺菌時に125℃の温度上昇がある
と、例えば塩化カリウム24.3%濃度の電解液では、
その膨張率は1℃当り0.353×10-3であるため、
室温20℃との温度差105℃において約3.7%の体
積膨張が生ずる。従って、2500mm3 の電解液に対
し約93mm3 の体積増加が生じ、これが酸素透過膜の
隔膜面積全体に作用する圧力となり、隔膜部分の変形、
破損が発生ずる虞れがある。
は、例えば約2500mm3 以上の容量の電解液が収納
されており、蒸気殺菌時に125℃の温度上昇がある
と、例えば塩化カリウム24.3%濃度の電解液では、
その膨張率は1℃当り0.353×10-3であるため、
室温20℃との温度差105℃において約3.7%の体
積膨張が生ずる。従って、2500mm3 の電解液に対
し約93mm3 の体積増加が生じ、これが酸素透過膜の
隔膜面積全体に作用する圧力となり、隔膜部分の変形、
破損が発生ずる虞れがある。
【0005】このため、溶存酸素電極には、この電解液
収納容器の内圧と発酵容器又は培養容器の内圧とをほぼ
同一にするための圧バランス機構が装備されているのが
普通である。この圧バランス機構には、均圧口を設ける
方式や耐熱性の薄いゴムをダイヤフラムとして使用する
方式などがあり、これによって酸素透過膜の隔膜部の内
外における圧力差を減少させて、隔膜部の伸長や破裂等
の事故を回避している。
収納容器の内圧と発酵容器又は培養容器の内圧とをほぼ
同一にするための圧バランス機構が装備されているのが
普通である。この圧バランス機構には、均圧口を設ける
方式や耐熱性の薄いゴムをダイヤフラムとして使用する
方式などがあり、これによって酸素透過膜の隔膜部の内
外における圧力差を減少させて、隔膜部の伸長や破裂等
の事故を回避している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例の均圧口を設ける方式の場合は、電解液収納容器
が均圧口において外部と通じているため、被検液が電解
液に浸入して電解液が汚染され、この結果として溶存酸
素電極の出力低下を招き、正確な測定ができないという
問題がある。
従来例の均圧口を設ける方式の場合は、電解液収納容器
が均圧口において外部と通じているため、被検液が電解
液に浸入して電解液が汚染され、この結果として溶存酸
素電極の出力低下を招き、正確な測定ができないという
問題がある。
【0007】また、ダイヤフラムを使用する方式の場合
は、ダイヤフラムの強度を酸素透過膜である約0.01
2〜0.04mm厚さのテフロンフィルムより弱くする
ことは非常に難しく、実用化に問題がある。
は、ダイヤフラムの強度を酸素透過膜である約0.01
2〜0.04mm厚さのテフロンフィルムより弱くする
ことは非常に難しく、実用化に問題がある。
【0008】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
電解液収納容器を電極として兼用した簡素な構成の溶存
酸素電極を提供することにある。
電解液収納容器を電極として兼用した簡素な構成の溶存
酸素電極を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、圧バランス機構を設
けずに、電解液収納容器を被検液に対し密閉構造とし、
温度上昇に耐え得る溶存酸素電極を提供することにあ
る。
けずに、電解液収納容器を被検液に対し密閉構造とし、
温度上昇に耐え得る溶存酸素電極を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第1発明に係る溶存酸素電極は、第1の金属材料から
成る電解液収納容器と、第2の金属材料から成る陽極
と、該陽極が内側から接する高分子フィルムから成る酸
素透過膜とを有する溶存酸素電極において、前記電解液
収納容器を陰極として使用することを特徴とする。
の第1発明に係る溶存酸素電極は、第1の金属材料から
成る電解液収納容器と、第2の金属材料から成る陽極
と、該陽極が内側から接する高分子フィルムから成る酸
素透過膜とを有する溶存酸素電極において、前記電解液
収納容器を陰極として使用することを特徴とする。
【0011】また、第2発明に係る溶存酸素電極は、第
1の金属材料から成る電解液収納容器と、第2の金属材
料から成る陽極と、該陽極が内側から接する高分子フィ
ルムから成る酸素透過膜とを有する溶存酸素電極におい
て、外部被検液と接する前記酸素透過膜の隔膜面積と前
記電解液収納容器の電解液容積との比を1対2〜10の
範囲内としたことを特徴とする。
1の金属材料から成る電解液収納容器と、第2の金属材
料から成る陽極と、該陽極が内側から接する高分子フィ
ルムから成る酸素透過膜とを有する溶存酸素電極におい
て、外部被検液と接する前記酸素透過膜の隔膜面積と前
記電解液収納容器の電解液容積との比を1対2〜10の
範囲内としたことを特徴とする。
【0012】
【作用】上述の構成を有する第1発明の溶存酸素電極
は、金属材料から成る電解液収納容器の先端に酸素透過
膜を張り、酸素透過膜の内側中央に陽極が接するように
して、電解液収納容器に電解液を充填すると共に電解液
収納容器を陰極として溶存酸素量を測定する。
は、金属材料から成る電解液収納容器の先端に酸素透過
膜を張り、酸素透過膜の内側中央に陽極が接するように
して、電解液収納容器に電解液を充填すると共に電解液
収納容器を陰極として溶存酸素量を測定する。
【0013】第2発明の溶存酸素電極は、電解液収納容
器の先端に酸素透過膜を張り、外部被検液と接する酸素
透過膜の隔膜面積と電解液収納容器の電解液容積との比
を1対2〜10の範囲内に設定する。
器の先端に酸素透過膜を張り、外部被検液と接する酸素
透過膜の隔膜面積と電解液収納容器の電解液容積との比
を1対2〜10の範囲内に設定する。
【0014】
【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図1において、溶存酸素電極の中央部にガラス管
1が固定され、ガラス管1の先端中央には白金又は金等
の貴金属から成る陽極2が設けられている。ガラス管1
の外周には間隔を設けて錫や鉛等の卑金属から成る導電
性を有する電解液収納容器3が配置され、この電解液収
納容器3とガラス管1の間に電解液4が注入されてい
る。更に、電解液収納容器3の上部とガラス管1の間
に、電解液4の圧漏れを防止するためのOリング5が介
在されている。
する。図1において、溶存酸素電極の中央部にガラス管
1が固定され、ガラス管1の先端中央には白金又は金等
の貴金属から成る陽極2が設けられている。ガラス管1
の外周には間隔を設けて錫や鉛等の卑金属から成る導電
性を有する電解液収納容器3が配置され、この電解液収
納容器3とガラス管1の間に電解液4が注入されてい
る。更に、電解液収納容器3の上部とガラス管1の間
に、電解液4の圧漏れを防止するためのOリング5が介
在されている。
【0015】電解液収納容器3の先端部には、テフロン
等の高分子フィルムから成る酸素透過膜6が張設され、
酸素透過膜6は外周において支持部材7により固定さ
れ、支持部材7は固定キャップ8によって電解液収納容
器3の外側に位置し電気絶縁性を有する本体ボディ9に
固定されている。また、酸素透過膜6は内側において陽
極2と接し、ガラス管1を下方に移動させることにより
均一に引張られた状態で固定されている。
等の高分子フィルムから成る酸素透過膜6が張設され、
酸素透過膜6は外周において支持部材7により固定さ
れ、支持部材7は固定キャップ8によって電解液収納容
器3の外側に位置し電気絶縁性を有する本体ボディ9に
固定されている。また、酸素透過膜6は内側において陽
極2と接し、ガラス管1を下方に移動させることにより
均一に引張られた状態で固定されている。
【0016】ここで、電解液収納容器3は陰極を兼ねて
おり、陽極2と共にそれぞれに陰極リード線10、陽極
リード線11が接続され、これらの両リード線10、1
1は外部に導出されて、図示しない測定回路によりリー
ド線10、11を流れる電流を測定するようになってい
る。
おり、陽極2と共にそれぞれに陰極リード線10、陽極
リード線11が接続され、これらの両リード線10、1
1は外部に導出されて、図示しない測定回路によりリー
ド線10、11を流れる電流を測定するようになってい
る。
【0017】このような構成において、テフロン等の酸
素透過膜6が外部と接する隔膜部の面積Sは、溶存酸素
電極の寸法上の制約から約95mm2 前後であり、この
面積Sに対し電解液収納容器3に収納する電解液の容量
Vは10倍の950mm3 以下とされている。
素透過膜6が外部と接する隔膜部の面積Sは、溶存酸素
電極の寸法上の制約から約95mm2 前後であり、この
面積Sに対し電解液収納容器3に収納する電解液の容量
Vは10倍の950mm3 以下とされている。
【0018】約2500mm3 の電解液4が電解液収納
容器3に充填されている場合に、使用に先立ち蒸気殺菌
を行い温度が125℃に上昇すると、室温20℃から1
05℃に至る温度変化に対する電解液4の3.7%の体
積膨張は約37mm3 となり、この体積増加分が酸素透
過膜6の隔膜面積Sに圧力となって加圧されることにな
る。これは従来例の場合の体積増加の約40%の容量で
あり、実験によれば、この程度以下であれば再び室温2
0℃まで冷却すると、酸素透過膜6の隔膜部はほぼ元の
状態となり、伸びたり歪んだりする不良は認められな
い。
容器3に充填されている場合に、使用に先立ち蒸気殺菌
を行い温度が125℃に上昇すると、室温20℃から1
05℃に至る温度変化に対する電解液4の3.7%の体
積膨張は約37mm3 となり、この体積増加分が酸素透
過膜6の隔膜面積Sに圧力となって加圧されることにな
る。これは従来例の場合の体積増加の約40%の容量で
あり、実験によれば、この程度以下であれば再び室温2
0℃まで冷却すると、酸素透過膜6の隔膜部はほぼ元の
状態となり、伸びたり歪んだりする不良は認められな
い。
【0019】上述のことから、電解液4を隔膜面積Sに
対し10倍以下の容量Vとすることにより、約120〜
130℃に熱せられた蒸気による殺菌の際の加圧にも、
電解液4の膨張を酸素透過膜6の弾性変形内に抑えるこ
とができ、圧バランス機構がなくとも酸素透過膜6の内
外における圧力の不均衡を減少させることができる。
対し10倍以下の容量Vとすることにより、約120〜
130℃に熱せられた蒸気による殺菌の際の加圧にも、
電解液4の膨張を酸素透過膜6の弾性変形内に抑えるこ
とができ、圧バランス機構がなくとも酸素透過膜6の内
外における圧力の不均衡を減少させることができる。
【0020】蒸気殺菌終了後に、溶存酸素電極では培地
から酸素透過膜6、電解液4、陽極2に向かう酸素の環
元波の反応を利用し、この反応が電解液のpHで固有の
環元電位を有することから、この電位において生ずる拡
散電流を測定して、この拡散電流に比例する溶存酸素濃
度を求めることができる。
から酸素透過膜6、電解液4、陽極2に向かう酸素の環
元波の反応を利用し、この反応が電解液のpHで固有の
環元電位を有することから、この電位において生ずる拡
散電流を測定して、この拡散電流に比例する溶存酸素濃
度を求めることができる。
【0021】本実施例においては、従来例の場合と比べ
て電解液4の容量Vを約38%の950mm3 以下とし
たので、従来型の電極では接触面積が不足するため、本
実施例では電解液収納容器3を陰極として兼用すること
により、電解液4に接する陰極の表面積を拡大して拡散
電流の測定を行い、実用上測定に十分な出力を得てい
る。
て電解液4の容量Vを約38%の950mm3 以下とし
たので、従来型の電極では接触面積が不足するため、本
実施例では電解液収納容器3を陰極として兼用すること
により、電解液4に接する陰極の表面積を拡大して拡散
電流の測定を行い、実用上測定に十分な出力を得てい
る。
【0022】更に、電解液4の容量Vを減少させながら
測定を行い、約200mm3 の容量Vまでは出力が得ら
れたが、それ以下では十分な出力が得られないことが確
かめられている。即ち、酸素透過膜6の隔膜部の面積S
と電解液4の容量Vの比が1対2以上であれば、実用上
測定を行うことができることになる。
測定を行い、約200mm3 の容量Vまでは出力が得ら
れたが、それ以下では十分な出力が得られないことが確
かめられている。即ち、酸素透過膜6の隔膜部の面積S
と電解液4の容量Vの比が1対2以上であれば、実用上
測定を行うことができることになる。
【0023】このように本実施例においては、電解液収
納容器3を陰極として使用することにより、有効電極面
積を十分に確保することができるので、全体的に簡素な
構成となる。
納容器3を陰極として使用することにより、有効電極面
積を十分に確保することができるので、全体的に簡素な
構成となる。
【0024】また、外部被検液と接する酸素透過膜6の
隔膜面積Sと電解液収納容器3の電解液容積Vとの比を
1対2〜10の所定範囲としたことにより、従来例の溶
存酸素電極に比べて電解液4の量を減少させることによ
り、圧バランス機構が不要となる。
隔膜面積Sと電解液収納容器3の電解液容積Vとの比を
1対2〜10の所定範囲としたことにより、従来例の溶
存酸素電極に比べて電解液4の量を減少させることによ
り、圧バランス機構が不要となる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように第1発明に係る溶存
酸素電極は、電解液収納容器を陰極として使用すること
により電解液が減量されても、有効電極面積を十分に確
保することができ、簡素な構成で高精度の測定が可能と
なる。
酸素電極は、電解液収納容器を陰極として使用すること
により電解液が減量されても、有効電極面積を十分に確
保することができ、簡素な構成で高精度の測定が可能と
なる。
【0026】第2発明に係る溶存酸素電極は、外部被検
液と接する酸素透過膜の隔膜面積と電解液収納容器の電
解液容積との比を1対2〜10の範囲内とすることによ
り、圧バランス機構を必要せず、温度上昇において酸素
透過膜が変形することがなく、内外からの圧漏れを防止
し、簡素な構成で高精度の測定が可能となる。
液と接する酸素透過膜の隔膜面積と電解液収納容器の電
解液容積との比を1対2〜10の範囲内とすることによ
り、圧バランス機構を必要せず、温度上昇において酸素
透過膜が変形することがなく、内外からの圧漏れを防止
し、簡素な構成で高精度の測定が可能となる。
【図1】実施例の断面図である。
2 陽極 3 電解液収納容器 4 電解液 6 酸素透過膜 10 陰極出力リード線 11 陽極出力リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 春紀 東京都杉並区高井戸西1−18−8 株式会 社東興化学研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 第1の金属材料から成る電解液収納容器
と、第2の金属材料から成る陽極と、該陽極が内側から
接する高分子フィルムから成る酸素透過膜とを有する溶
存酸素電極において、前記電解液収納容器を陰極として
使用することを特徴とする溶存酸素電極。 - 【請求項2】 第1の金属材料から成る電解液収納容器
と、第2の金属材料から成る陽極と、該陽極が内側から
接する高分子フィルムから成る酸素透過膜とを有する溶
存酸素電極において、外部被検液と接する前記酸素透過
膜の隔膜面積と前記電解液収納容器の電解液容積との比
を1対2〜10の範囲内としたことを特徴とする溶存酸
素電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058270A JP2867323B2 (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 溶存酸素電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058270A JP2867323B2 (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 溶存酸素電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233775A true JPH08233775A (ja) | 1996-09-13 |
| JP2867323B2 JP2867323B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=13079497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7058270A Expired - Fee Related JP2867323B2 (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 溶存酸素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867323B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000298110A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-10-24 | Toa Electronics Ltd | 酸化還元電流測定装置 |
| EP1203951A1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-08 | Rosemount Analytical Inc. | Amperometric sensor for low level dissolved gas with self-depleting sensor design |
| CN103278494A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-09-04 | 中国科学院力学研究所 | 一种光电复合检测溶氧的方法及实验装置 |
-
1995
- 1995-02-23 JP JP7058270A patent/JP2867323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000298110A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-10-24 | Toa Electronics Ltd | 酸化還元電流測定装置 |
| EP1203951A1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-08 | Rosemount Analytical Inc. | Amperometric sensor for low level dissolved gas with self-depleting sensor design |
| US6602401B1 (en) | 2000-11-01 | 2003-08-05 | Rosemount Analytical Inc. | Amperometric sensor for low level dissolved oxygen with self-depleting sensor design |
| US7208071B2 (en) | 2000-11-01 | 2007-04-24 | Rosemount Analytical Inc. | Amperometric sensor for low level dissolved oxygen with self-depleting sensor design |
| CN103278494A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-09-04 | 中国科学院力学研究所 | 一种光电复合检测溶氧的方法及实验装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2867323B2 (ja) | 1999-03-08 |
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