JPS59204754A - 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
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- JPS59204754A JPS59204754A JP58078923A JP7892383A JPS59204754A JP S59204754 A JPS59204754 A JP S59204754A JP 58078923 A JP58078923 A JP 58078923A JP 7892383 A JP7892383 A JP 7892383A JP S59204754 A JPS59204754 A JP S59204754A
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Classifications
-
- 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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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は気体及び液体中の酸素を検出するガルバニ電池
式酸素センサに関する。
式酸素センサに関する。
従来技術
ガルバニ電池式酸素センサは、電解質として従来はアル
カリ性水溶液を使用したが、水酸化カリウムまたは水酸
化ナトリウムの水溶液はアルカリ濃度が通常３５重量％
であって、−５℃で凍結し、これによる体積膨張のため
に、酸素透過性隔膜がふくれたり、破損する欠点があり
、さらに測定気体が酸素のほかに、酸性気体たとえば二
酸化炭素を含むときは、これを吸収して、アルカリ濃度
が変化するので、長期間にわたーて使用することができ
ない欠点があった。
カリ性水溶液を使用したが、水酸化カリウムまたは水酸
化ナトリウムの水溶液はアルカリ濃度が通常３５重量％
であって、−５℃で凍結し、これによる体積膨張のため
に、酸素透過性隔膜がふくれたり、破損する欠点があり
、さらに測定気体が酸素のほかに、酸性気体たとえば二
酸化炭素を含むときは、これを吸収して、アルカリ濃度
が変化するので、長期間にわたーて使用することができ
ない欠点があった。
発明の目的
本発明の目的は上記欠点を解消するガルバニ電池式酸素
センサを提供することである。
センサを提供することである。
発明の構成
本出願の一つの発明は、陽極、陰極、酸素透過性隔膜お
よび電解質を有するガルバニ電池式酸素センサにおいて
、電解質が、陽極の金属を実質的に溶解しないが、その
酸化物と反応してこれを金属塩として溶解させる酸であ
り、しかもこの酸の２０〜５０重量％水溶液の凝固点が
一２０℃以下である酸からなることを特徴とするガルバ
ニ電池式酸素センサである。
よび電解質を有するガルバニ電池式酸素センサにおいて
、電解質が、陽極の金属を実質的に溶解しないが、その
酸化物と反応してこれを金属塩として溶解させる酸であ
り、しかもこの酸の２０〜５０重量％水溶液の凝固点が
一２０℃以下である酸からなることを特徴とするガルバ
ニ電池式酸素センサである。
本出願の他の発明は、陽極、陰極、酸素透過性隔膜およ
び電解質を有するガルバニ電池式酸素センサにおいて、
電解質が、陽極の金属を実質的に溶解しないが、その酸
化物と反応してこれを金属塩として溶解させる酸であυ
、しかもこの酸の２０〜５０重量％水 液の凝固点が一
２０℃以下である酸に、コロイド状無水けい酸を混入し
た粘性物質ま−ｆｃはゲル状物質であることを特徴とす
るガルバニ電池式酸素センサである。
び電解質を有するガルバニ電池式酸素センサにおいて、
電解質が、陽極の金属を実質的に溶解しないが、その酸
化物と反応してこれを金属塩として溶解させる酸であυ
、しかもこの酸の２０〜５０重量％水 液の凝固点が一
２０℃以下である酸に、コロイド状無水けい酸を混入し
た粘性物質ま−ｆｃはゲル状物質であることを特徴とす
るガルバニ電池式酸素センサである。
このセンサの電解質に使用する酸は、過塩素酸、テトラ
フルオロはう酸またはへキサフルオロけい酸が好ましい
。
フルオロはう酸またはへキサフルオロけい酸が好ましい
。
実施例
一般に、ガルバニ電池式酸素センナは、第１図に示すよ
うに、容器ｌはポリエチレン″！、たけ塩化ビニルなど
の絶縁材料からなり、陰極２は金または白金などの貴金
属からなｐ、＠極３ｔｊ：鉛などの卑金属からなる。酸
素透過性隔膜４は液体不透過性であって、容器ｌ内の電
解質５に測定雰囲気を接触させて電解質５に酸素を溶解
させる、多孔性のポリエチレ／またはポリ四ふっ化エチ
レンなどからなる。酸素は陰極２面で反応するので、酸
素透過性隔膜４は陰極２面に接して配置し、陰極２面上
の電解質５に測定雰囲気中の酸素量に対応した酸素濃度
を与える。両極における反応は次のとおりである。
うに、容器ｌはポリエチレン″！、たけ塩化ビニルなど
の絶縁材料からなり、陰極２は金または白金などの貴金
属からなｐ、＠極３ｔｊ：鉛などの卑金属からなる。酸
素透過性隔膜４は液体不透過性であって、容器ｌ内の電
解質５に測定雰囲気を接触させて電解質５に酸素を溶解
させる、多孔性のポリエチレ／またはポリ四ふっ化エチ
レンなどからなる。酸素は陰極２面で反応するので、酸
素透過性隔膜４は陰極２面に接して配置し、陰極２面上
の電解質５に測定雰囲気中の酸素量に対応した酸素濃度
を与える。両極における反応は次のとおりである。
陰極 ０２ ” ４ Ｈ＋＋４ ｅ−→２ Ｈ２Ｏ（１
）陽極 ２Ｐｂ’＋２Ｈ２０→２ＰｂＯ＋４Ｈ”＋４ｅ
”−（２）すなわち陰極においては、０２ がＨ＋と反
応してＨ２Ｏｅ生成し、外部回路からｅ−ｋ取入れる。
）陽極 ２Ｐｂ’＋２Ｈ２０→２ＰｂＯ＋４Ｈ”＋４ｅ
”−（２）すなわち陰極においては、０２ がＨ＋と反
応してＨ２Ｏｅ生成し、外部回路からｅ−ｋ取入れる。
陽極においては、ｐｂがＨ２０と反応してＰｂＯとなり
、ｒそ生成し、かつ外部回路にｅ−ｆ供給する。流ｉす
る電流は酸素濃度に比例するので電流を測定することに
より酸素濃度を知ることができる。生成したＰｂＯが陽
極であるｐｂ衣表面おおうと、電極反応が進行しなくな
るので、電解質の酸はＰｂＯと反応して溶解させる必要
がある。
、ｒそ生成し、かつ外部回路にｅ−ｆ供給する。流ｉす
る電流は酸素濃度に比例するので電流を測定することに
より酸素濃度を知ることができる。生成したＰｂＯが陽
極であるｐｂ衣表面おおうと、電極反応が進行しなくな
るので、電解質の酸はＰｂＯと反応して溶解させる必要
がある。
また電解質は通常の使用において凍結してはならないの
で、酸濃度２０〜５０重量％において凝固点が一２０℃
以下とする。
で、酸濃度２０〜５０重量％において凝固点が一２０℃
以下とする。
さらに電解質は陽極のｐｂを溶解してはならない。ま′
ｆｃ電解′質の酸は使用中に分解または揮発してはなら
ない。
ｆｃ電解′質の酸は使用中に分解または揮発してはなら
ない。
これらの条件をすべて満足する酸としては、過塩素酸、
テトラフルオロはう酸またはへキサフルオロけい酸を使
用することができる。
テトラフルオロはう酸またはへキサフルオロけい酸を使
用することができる。
なお、電解質５をゲル状とすることによって、陰極２と
酸素透過性隔膜４との間にはさまれた電解質層の厚みを
一定に保持し、かつセンサの姿勢変化に伴なう両極間の
液絡の変化を防止し、これによって、良好な応答特性を
維持することができるＯ 第２図は従来のアルカリ性電解質を使用する酸素センナ
と本発明のゲル化酸性電解質を使用する酸素センサとの
、経過期間と出力電圧との関係を３．５重量％ＮａＯＨ
■、ゲル化酸性電解質は、４４％ｎｃｚｏ、（ｃ）、４
１％Ｈ２Ｓ ｉ Ｆ６ ＱＳ）、または３３ｑ６ＨＢ
ｐ ４ （Ｂ）とした。従来のアルカリ性電解質Ｎはｌ
Ｏ％ＣＯ□の場合（ａ）は、５０日を過ぎると出力が低
下し、０．０３％Ｃ０２の場合（ｂ）は、３００日後に
は出力が低下した。これに対して、本発明のゲル化酸性
電解質はいずれも、ＣＯ２濃度が１（ｌの場合（ａ）も
、０．０３％の場合（ｂ）も９００日経過後にようやく
出力が低下しはじめ友。
酸素透過性隔膜４との間にはさまれた電解質層の厚みを
一定に保持し、かつセンサの姿勢変化に伴なう両極間の
液絡の変化を防止し、これによって、良好な応答特性を
維持することができるＯ 第２図は従来のアルカリ性電解質を使用する酸素センナ
と本発明のゲル化酸性電解質を使用する酸素センサとの
、経過期間と出力電圧との関係を３．５重量％ＮａＯＨ
■、ゲル化酸性電解質は、４４％ｎｃｚｏ、（ｃ）、４
１％Ｈ２Ｓ ｉ Ｆ６ ＱＳ）、または３３ｑ６ＨＢ
ｐ ４ （Ｂ）とした。従来のアルカリ性電解質Ｎはｌ
Ｏ％ＣＯ□の場合（ａ）は、５０日を過ぎると出力が低
下し、０．０３％Ｃ０２の場合（ｂ）は、３００日後に
は出力が低下した。これに対して、本発明のゲル化酸性
電解質はいずれも、ＣＯ２濃度が１（ｌの場合（ａ）も
、０．０３％の場合（ｂ）も９００日経過後にようやく
出力が低下しはじめ友。
第１図はガルバニ電池式酸素センサの略断面図であり、
第２図は本発明および従来技術のガルバニ電池式酸素セ
ンサの経過期間と出力電圧との関係を示すグラフである
。 １・・・・・・容器、２・・・・・・陰極、３・・・・
・陽極、４・−・・・・酸素透過性隔膜、５・・・・・
・電解質、Ｎ・・・・・・ｌＮＮａＯＨセンサ、Ｃ・・
・・・・４４％ｕｃｚｏ４センサ、Ｓ・・・・・・４１
％Ｈ２ＳｉＦ６センサ、Ｂ・・・・・・３３ ％ ＨＢ
Ｆ４センサ、ａ・・・・・・１０％ＣＯ□、ｂ −−−
−−−０，０３％Ｃ０２ｏ０第１図 手続補正書（自発） 昭和５８年 ６月／６ 日 特許庁長官 若 杉和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特許願 第７８９２３号 ２、発明の名称 ガルバニ電池式酸素センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 光明理化学工業株式会社 ４、代理人 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ６、補正の内容 （イ）明細書第７頁第１２行、 「Ｉ Ｎ、Ｊを「３．
５係」と訂正する。 （ロ）同第７頁第１５行ｒ ００２０Ｊを１ｍ ｃｏ２
．Ｊｌ と訂正する。
第２図は本発明および従来技術のガルバニ電池式酸素セ
ンサの経過期間と出力電圧との関係を示すグラフである
。 １・・・・・・容器、２・・・・・・陰極、３・・・・
・陽極、４・−・・・・酸素透過性隔膜、５・・・・・
・電解質、Ｎ・・・・・・ｌＮＮａＯＨセンサ、Ｃ・・
・・・・４４％ｕｃｚｏ４センサ、Ｓ・・・・・・４１
％Ｈ２ＳｉＦ６センサ、Ｂ・・・・・・３３ ％ ＨＢ
Ｆ４センサ、ａ・・・・・・１０％ＣＯ□、ｂ −−−
−−−０，０３％Ｃ０２ｏ０第１図 手続補正書（自発） 昭和５８年 ６月／６ 日 特許庁長官 若 杉和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特許願 第７８９２３号 ２、発明の名称 ガルバニ電池式酸素センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 光明理化学工業株式会社 ４、代理人 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ６、補正の内容 （イ）明細書第７頁第１２行、 「Ｉ Ｎ、Ｊを「３．
５係」と訂正する。 （ロ）同第７頁第１５行ｒ ００２０Ｊを１ｍ ｃｏ２
．Ｊｌ と訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、陽極、陰極、酸素透過性隔膜および電解質を有する
ガルバニ電池式酸素センサにおいて、電解質が、陽極の
金属を実質的に溶解しないが、その酸化物と反応してこ
れを金属塩として酸解させる酸であり、しかもこの酸の
２０〜５０重量％水溶液の凝固点が一２０″Ｃ以下であ
る酸からなることを特徴とするガルバニ電池式酸素セン
サ。 ２、 Ｋ解質が過塩素酸、テトラフルオロはう酸、ま
たはへキサフルオロけい酸である１、特許請求の範囲第
１項記載の酸素センサ。 ３、陽極金属が鉛である、特許請求の範囲第１項記載の
酸素センサ。 ４、陽極、陰極、酸素透過性隔膜および電解質を有する
ガルバニ電池式酸素センサにおいて、電解質が陽極の金
属を実質的に溶解しないが、その酸化物と反応してこれ
を金属塩として溶解させる酸であり、しかもこの酸の２
０〜５０重量％水溶液の凝固点が一２０℃以下である酸
に、コロイド状無水けい酸を混入した粘性物質またはゲ
ル状物質であることを特徴とするガルバニ電池式酸素セ
ンサ。 ５、電解質の酸が過塩素酸、テトラフルオロはう酸また
はへキサフルオロけい酸である、特許請求の範囲第４項
記載のガルバニ電池式酸素センサ。 ６、陽極金属が鉛である、特許請求の範囲第４項記載の
酸素センナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078923A JPS59204754A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078923A JPS59204754A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59204754A true JPS59204754A (ja) | 1984-11-20 |
| JPH0363702B2 JPH0363702B2 (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=13675375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58078923A Granted JPS59204754A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | ガルバニ電池式酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59204754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2813844A1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-12-17 | Honeywell International Inc. | Oxygen galvanic sensor based on noble metals |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187846A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | 酸素濃度計 |
-
1983
- 1983-05-07 JP JP58078923A patent/JPS59204754A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187846A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | 酸素濃度計 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2813844A1 (en) * | 2013-06-13 | 2014-12-17 | Honeywell International Inc. | Oxygen galvanic sensor based on noble metals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0363702B2 (ja) | 1991-10-02 |
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