JPH0972880A - ポ−ラロ式可燃性ガスセンサ - Google Patents
ポ−ラロ式可燃性ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH0972880A JPH0972880A JP7290690A JP29069095A JPH0972880A JP H0972880 A JPH0972880 A JP H0972880A JP 7290690 A JP7290690 A JP 7290690A JP 29069095 A JP29069095 A JP 29069095A JP H0972880 A JPH0972880 A JP H0972880A
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- JP
- Japan
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- electrode
- catalyst
- polaro
- gas sensor
- flammable gas
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高濃度の可燃性ガス雰囲気中においても良好
な測定を可能にするポーラロ式可燃性ガスセンサを提供
する。 【解決手段】 本発明になるポーラロ式可燃性ガスセン
サは、可燃性ガスが電気化学的に酸化される触媒を有す
る作用極と、酸素が電気化学的に還元される触媒を有す
る対極と、酸素が選択的に、電気化学的酸化叉は還元さ
れる触媒を有する参照極とを備えてことを特徴とする。
な測定を可能にするポーラロ式可燃性ガスセンサを提供
する。 【解決手段】 本発明になるポーラロ式可燃性ガスセン
サは、可燃性ガスが電気化学的に酸化される触媒を有す
る作用極と、酸素が電気化学的に還元される触媒を有す
る対極と、酸素が選択的に、電気化学的酸化叉は還元さ
れる触媒を有する参照極とを備えてことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中に含まれる
可燃性ガスの濃度を測定するためのポーラロ式可燃性ガ
スセンサに関するものである。
可燃性ガスの濃度を測定するためのポーラロ式可燃性ガ
スセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大気中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）や
水素（Ｈ2 ）等の可燃性ガスセンサの濃度を測定するに
は、電気化学式可燃性ガスセンサであるポ−ラロ式可燃
性ガスセンサが用いられる。
水素（Ｈ2 ）等の可燃性ガスセンサの濃度を測定するに
は、電気化学式可燃性ガスセンサであるポ−ラロ式可燃
性ガスセンサが用いられる。
【０００３】このガスセンサは、電解液を充填した反応
室内に、可燃性ガスが電気化学的に酸化されるガス極と
しての作用極と、該作用極の外側に設けられ、かつ可燃
性ガスの作用極への透過を制限する隔膜と、酸素が電気
化学的に還元されるガス極としての対極と、ガス極とし
ての参照極とを備えてなり、これら三つの電極が電解液
または固体電解質に接するよう配置されている。このと
き、作用極、対極及び参照極は、カーボンに白金（Ｐ
ｔ）触媒を電着させたものである。
室内に、可燃性ガスが電気化学的に酸化されるガス極と
しての作用極と、該作用極の外側に設けられ、かつ可燃
性ガスの作用極への透過を制限する隔膜と、酸素が電気
化学的に還元されるガス極としての対極と、ガス極とし
ての参照極とを備えてなり、これら三つの電極が電解液
または固体電解質に接するよう配置されている。このと
き、作用極、対極及び参照極は、カーボンに白金（Ｐ
ｔ）触媒を電着させたものである。
【０００４】測定原理は、作用極で目的とする可燃性ガ
スの電気化学的酸化反応を生じさせるよう、参照極の電
位を基準にして作用極に一定の電位を印加し、その際の
作用極と対極との間に流れる電流が可燃性ガスの濃度に
比例することを利用して、電流値より可燃性ガスの濃度
を知るものである。
スの電気化学的酸化反応を生じさせるよう、参照極の電
位を基準にして作用極に一定の電位を印加し、その際の
作用極と対極との間に流れる電流が可燃性ガスの濃度に
比例することを利用して、電流値より可燃性ガスの濃度
を知るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一酸化炭素や水素等の
可燃性ガスは、触媒電極上で、その電気化学的酸化反応
を生じる電位が個々に異なる。上述のように、従来のポ
ーラロ式可燃性ガスセンサは、作用極で目的とする可燃
性ガスの電気化学的酸化反応を生じさせるよう、参照極
の電位を基準として作用極に一定の電位を印加し、駆動
させる方式を取っている。
可燃性ガスは、触媒電極上で、その電気化学的酸化反応
を生じる電位が個々に異なる。上述のように、従来のポ
ーラロ式可燃性ガスセンサは、作用極で目的とする可燃
性ガスの電気化学的酸化反応を生じさせるよう、参照極
の電位を基準として作用極に一定の電位を印加し、駆動
させる方式を取っている。
【０００６】そのため、駆動時の参照極電位は、通常の
大気中において空気中の酸素の平衡電位を示しており、
基準電位として安定していることが絶対条件となる。
大気中において空気中の酸素の平衡電位を示しており、
基準電位として安定していることが絶対条件となる。
【０００７】しかしながら、従来のポーラロ式可燃性ガ
スセンサの参照極は、触媒として作用極と同じ白金を用
いているため、酸素と同時に可燃性ガスにも反応してし
まう。
スセンサの参照極は、触媒として作用極と同じ白金を用
いているため、酸素と同時に可燃性ガスにも反応してし
まう。
【０００８】それゆえに、空気中に高濃度の可燃性ガス
が混入していると、安定であるはずの参照極の電位が、
通常より卑に変動し、同時に参照極の電位を基準として
電位を決定している作用極の電位も卑に変動する。
が混入していると、安定であるはずの参照極の電位が、
通常より卑に変動し、同時に参照極の電位を基準として
電位を決定している作用極の電位も卑に変動する。
【０００９】それゆえに、目的とする可燃性ガスの電気
化学的酸化反応が作用極上で生じにくくなってしまい、
従来のポーラロ式可燃性ガスセンサでは、高濃度の可燃
性ガス雰囲気において、正確なガス濃度が計れないとい
う問題がある。
化学的酸化反応が作用極上で生じにくくなってしまい、
従来のポーラロ式可燃性ガスセンサでは、高濃度の可燃
性ガス雰囲気において、正確なガス濃度が計れないとい
う問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明になるポ
ーラロ式可燃性ガスセンサは、可燃性ガスが電気化学的
に酸化される触媒を有する作用極と、酸素が電気化学的
に還元される触媒を有する対極と、酸素が選択的に、電
気化学的酸化叉は還元される触媒を有する参照極とを備
えてなることを特徴とする。
ーラロ式可燃性ガスセンサは、可燃性ガスが電気化学的
に酸化される触媒を有する作用極と、酸素が電気化学的
に還元される触媒を有する対極と、酸素が選択的に、電
気化学的酸化叉は還元される触媒を有する参照極とを備
えてなることを特徴とする。
【００１１】また、該参照極の触媒が、金、銀、カーボ
ン叉は金もしくは銀の合金から選択される１種叉は２種
からなることを特徴することにより、上記課題を解決す
るものである。
ン叉は金もしくは銀の合金から選択される１種叉は２種
からなることを特徴することにより、上記課題を解決す
るものである。
【００１２】尚、「触媒を有する」とは、作用極、参照
極叉は対極のガス極が、触媒のみによって形成されてい
る場合と、触媒を基板等に電着、蒸着、メッキ等の任意
の手法により固定保持してなる場合とを意味する。
極叉は対極のガス極が、触媒のみによって形成されてい
る場合と、触媒を基板等に電着、蒸着、メッキ等の任意
の手法により固定保持してなる場合とを意味する。
【００１３】また、「酸素が選択的に電気化学的酸化叉
は還元される」とは、以下の１叉は２を意味する。
は還元される」とは、以下の１叉は２を意味する。
【００１４】１：酸素のみが電気化学的に酸化叉は還元
されることを意味する。
されることを意味する。
【００１５】２：可燃性ガスと酸素との両方が電気化学
的に酸化叉は還元されるが、酸素の酸 化叉は還元量
に比べて可燃性ガスのそれが微小であることを意味す
る。
的に酸化叉は還元されるが、酸素の酸 化叉は還元量
に比べて可燃性ガスのそれが微小であることを意味す
る。
【００１６】
【発明の実施形態】以下、本発明を好適な一実施の形態
を用いて詳述する。
を用いて詳述する。
【００１７】図１は、本発明の一実施の形態にかかるポ
ーラロ式可燃性ガスセンサの説明図である。
ーラロ式可燃性ガスセンサの説明図である。
【００１８】１は、中空円柱状のＡＢＳ樹脂製容器、２
は、ポーラスカーボンに金蒸着を施し、その外側に多孔
性のポリフルオロエチレン膜を圧接一体化したガス極と
しての参照極である。３は、ポーラスカーボンに白金を
電着し、その外側に多孔性のポリフルオロエチレン膜を
圧接一体化したガス極としての対極である。４は、ポー
ラスカーボンに白金を電着させたガス極としての機能す
る作用極、５は酢酸と酢酸カリウムとの混合水溶液から
なる電解液、６は作用極４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からなる隔膜
である。７は、各電極２、３、４が接続されたポテンシ
ョスタットである。
は、ポーラスカーボンに金蒸着を施し、その外側に多孔
性のポリフルオロエチレン膜を圧接一体化したガス極と
しての参照極である。３は、ポーラスカーボンに白金を
電着し、その外側に多孔性のポリフルオロエチレン膜を
圧接一体化したガス極としての対極である。４は、ポー
ラスカーボンに白金を電着させたガス極としての機能す
る作用極、５は酢酸と酢酸カリウムとの混合水溶液から
なる電解液、６は作用極４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からなる隔膜
である。７は、各電極２、３、４が接続されたポテンシ
ョスタットである。
【００１９】本センサは、容器１の端部に参照極２と、
参照極と絶縁するよう、対極３が取り付けられており、
その容器１の他端には、隔膜６が設けられた作用極４を
隔膜６が外面となるよう取り付けられている。そして、
容器内面と、各電極面とで形成される空間には、電解液
５が満たされている。
参照極と絶縁するよう、対極３が取り付けられており、
その容器１の他端には、隔膜６が設けられた作用極４を
隔膜６が外面となるよう取り付けられている。そして、
容器内面と、各電極面とで形成される空間には、電解液
５が満たされている。
【００２０】また、電極２，３，４は、それぞれポテン
ショスタット７のリファレンス，カウンター，ワーキン
グ極に接続されている。
ショスタット７のリファレンス，カウンター，ワーキン
グ極に接続されている。
【００２１】ここで、本発明になるポーラロ式可燃性ガ
スセンサの作用極４の電位を参照極２に対して−１５０
ｍＶに保ち、可燃性ガスである水素（Ｈ2 ）を５、１
０、３０、５０％含有する空気中に放置して作用極４と
対極３との間に流れる電流（センサ電流）値を図２にプ
ロットした。
スセンサの作用極４の電位を参照極２に対して−１５０
ｍＶに保ち、可燃性ガスである水素（Ｈ2 ）を５、１
０、３０、５０％含有する空気中に放置して作用極４と
対極３との間に流れる電流（センサ電流）値を図２にプ
ロットした。
【００２２】尚、作用極の触媒として白金を用いた従来
のポーラロ式可燃性ガスセンサについても同様の測定を
行った。
のポーラロ式可燃性ガスセンサについても同様の測定を
行った。
【００２３】図２より、本発明によるポーラロ式可燃性
ガスセンサは、従来のものに比べて、高濃度の水素雰囲
気中でも優れた直線性があることがわかる。このこと
は、本発明のポーラロ式可燃性ガスセンサが、高濃度の
水素を正確に測定できることを示すものであり、参照極
が高濃度水素雰囲気中でも、通常の大気中と同様の酸素
の平衡電位を保っていることによる。ここでは、可燃性
ガスとして水素を用いているが、これに限るものではな
い。
ガスセンサは、従来のものに比べて、高濃度の水素雰囲
気中でも優れた直線性があることがわかる。このこと
は、本発明のポーラロ式可燃性ガスセンサが、高濃度の
水素を正確に測定できることを示すものであり、参照極
が高濃度水素雰囲気中でも、通常の大気中と同様の酸素
の平衡電位を保っていることによる。ここでは、可燃性
ガスとして水素を用いているが、これに限るものではな
い。
【００２４】尚、本実施の形態では、参照極が酸素の電
気化学的酸化還元反応には活性であるが、可燃性ガスの
電気化学的酸化還元反応には不活性な触媒を用いた場合
について述べたが、参照極が酸素及び可燃性ガスの電気
化学的酸化還元反応には共に活性であるが、可燃性ガス
の電気化学的酸化還元反応が酸素のそれに比べて微小で
あるような触媒を用いてもよい。
気化学的酸化還元反応には活性であるが、可燃性ガスの
電気化学的酸化還元反応には不活性な触媒を用いた場合
について述べたが、参照極が酸素及び可燃性ガスの電気
化学的酸化還元反応には共に活性であるが、可燃性ガス
の電気化学的酸化還元反応が酸素のそれに比べて微小で
あるような触媒を用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明になるポーラロ式可燃性ガスセン
サは、可燃性ガスが電気化学的に酸化される触媒を有す
る作用極と、酸素が電気化学的に還元される触媒を有す
る対極と、酸素が選択的に、電気化学的酸化叉は還元さ
れる触媒を有する参照極とを備えてなることを特徴とす
る。
サは、可燃性ガスが電気化学的に酸化される触媒を有す
る作用極と、酸素が電気化学的に還元される触媒を有す
る対極と、酸素が選択的に、電気化学的酸化叉は還元さ
れる触媒を有する参照極とを備えてなることを特徴とす
る。
【００２６】また、該参照極の触媒が、金、銀、カーボ
ン叉は金もしくは銀の合金から選択される１種叉は２種
からなることを特徴する。
ン叉は金もしくは銀の合金から選択される１種叉は２種
からなることを特徴する。
【００２７】これによれば、本発明によるポーラロ式可
燃性ガスセンサは、従来のセンサーでは測定できなかっ
た高濃度の可燃性ガス濃度雰囲気においても極めて良好
な測定を可能にする。ゆえに、産業上に寄与すること非
常に大である。
燃性ガスセンサは、従来のセンサーでは測定できなかっ
た高濃度の可燃性ガス濃度雰囲気においても極めて良好
な測定を可能にする。ゆえに、産業上に寄与すること非
常に大である。
【図１】本発明になる一実施の形態例にかかるポーラロ
式可燃性ガスセンサの説明図である。
式可燃性ガスセンサの説明図である。
【図２】空気中の水素濃度とセンサ電流との関係を示し
た図である。
た図である。
１ 容器 ２ 参照極 ３ 対極 ４ 作用極 ５ 電解液 ６ 隔膜 ７ ポテンショスタット
Claims (2)
- 【請求項１】 可燃性ガスが電気化学的に酸化される触
媒を有する作用極と、 酸素が電気化学的に還元される
触媒を有する対極と、 酸素が選択的に、電気化学的酸化叉は還元される触媒を
有する参照極とを備えてなることを特徴とするポーラロ
式可燃性ガスセンサ。 - 【請求項２】 該参照極の触媒が、金、銀、カーボン又
は金もしくは銀の合金から選択される１種叉は２種から
なることを特徴する請求項１記載のポーラロ式可燃性ガ
スセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290690A JPH0972880A (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | ポ−ラロ式可燃性ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290690A JPH0972880A (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | ポ−ラロ式可燃性ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0972880A true JPH0972880A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=17759251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7290690A Pending JPH0972880A (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | ポ−ラロ式可燃性ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0972880A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013170957A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Fis Inc | 電気化学式ガスセンサ素子及びその製造方法 |
| JP2023135260A (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-28 | 株式会社クオルテック | 膜厚測定装置および膜厚測定方法 |
-
1995
- 1995-09-05 JP JP7290690A patent/JPH0972880A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013170957A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Fis Inc | 電気化学式ガスセンサ素子及びその製造方法 |
| JP2023135260A (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-28 | 株式会社クオルテック | 膜厚測定装置および膜厚測定方法 |
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