JPS5926051A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- JPS5926051A JPS5926051A JP57135039A JP13503982A JPS5926051A JP S5926051 A JPS5926051 A JP S5926051A JP 57135039 A JP57135039 A JP 57135039A JP 13503982 A JP13503982 A JP 13503982A JP S5926051 A JPS5926051 A JP S5926051A
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- Japan
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- porous
- gas
- alkali metal
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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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- Pathology (AREA)
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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】
本発明は、常温で環境中の酸素濃度の測定に使用される
酸素センサに関する。
酸素センサに関する。
大気中の酸素濃度を検出し、警報装置その他の連動装置
に接続し、洞道内や地下道内の酸欠防止を図ることは、
地下作条の増加に伴って重要視されている。この酸素＃
度検出に使用される酸素セン゛すとして（Ｊ、ガルバニ
型亀池を形成して、多孔質ｕイ１極の正（θを被測定ガ
ス１１１１に接触させ、あるいは固体ＦＩＴ、解質を形
成して一方のｙ１１極を基準酸素分圧（一般には、大気
中の空気の酸素分圧）に、他方のＦＩ？、極を被測定ガ
スに接触させて、これに生ずる起電力または■１流変化
を測定する方式、あるい（ま、酸素分圧によυｙｔｔ気
伝導度が変化する酸化物半導体を用い、ｙｌＬ気抵抗抵
抗変化定する方式がある。また、酸素分圧による螢光消
光を利用したセンサも＋Ｊ％案されている。
に接続し、洞道内や地下道内の酸欠防止を図ることは、
地下作条の増加に伴って重要視されている。この酸素＃
度検出に使用される酸素セン゛すとして（Ｊ、ガルバニ
型亀池を形成して、多孔質ｕイ１極の正（θを被測定ガ
ス１１１１に接触させ、あるいは固体ＦＩＴ、解質を形
成して一方のｙ１１極を基準酸素分圧（一般には、大気
中の空気の酸素分圧）に、他方のＦＩ？、極を被測定ガ
スに接触させて、これに生ずる起電力または■１流変化
を測定する方式、あるい（ま、酸素分圧によυｙｔｔ気
伝導度が変化する酸化物半導体を用い、ｙｌＬ気抵抗抵
抗変化定する方式がある。また、酸素分圧による螢光消
光を利用したセンサも＋Ｊ％案されている。
センザ利料には、ガルバニ型面１池式では、正（函に白
金、銀等を含有した多孔質Ｔ程価、負極にＺｎ、Ｍｇ、
等を用いている。また、固体用、解質幣、池式において
は、Ｚ ｒ Ｏ２−Ｏｈ ０％ Ｔ ｈ ０２−、Ｙ２
Ｏ３等の多孔デ（伝導体が白金、金等の多孔質金属と組
合せて用いられている。酸化物半導体としてはＴ’１０
ヵＣｏｏ、ＭｇＯ−Ｏｏ ０１Ｍ１０等を使用している
。螢光消光利用センサにはピレン−シリコン膜が使用さ
れている。
金、銀等を含有した多孔質Ｔ程価、負極にＺｎ、Ｍｇ、
等を用いている。また、固体用、解質幣、池式において
は、Ｚ ｒ Ｏ２−Ｏｈ ０％ Ｔ ｈ ０２−、Ｙ２
Ｏ３等の多孔デ（伝導体が白金、金等の多孔質金属と組
合せて用いられている。酸化物半導体としてはＴ’１０
ヵＣｏｏ、ＭｇＯ−Ｏｏ ０１Ｍ１０等を使用している
。螢光消光利用センサにはピレン−シリコン膜が使用さ
れている。
しかしながら、従来技術におけるこれらの利料のうち一
白金、金、銀等のＪＩｔ金属は高価であり、固体ｙｔｔ
解質は室温では作動しない。酸化物半導体利料について
は、ベース導７１７．率に対する導ＹｒＬ率変化が小さ
くベース抵抗の変動の中に埋没してし一止ったり、復元
が速−やかでない欠点を有している。
白金、金、銀等のＪＩｔ金属は高価であり、固体ｙｔｔ
解質は室温では作動しない。酸化物半導体利料について
は、ベース導７１７．率に対する導ＹｒＬ率変化が小さ
くベース抵抗の変動の中に埋没してし一止ったり、復元
が速−やかでない欠点を有している。
才だ、螢光消光利用セン′リ−は、酸素分圧に対する応
看が悪く、さらに長期安定性に欠は実用性には程遠い。
看が悪く、さらに長期安定性に欠は実用性には程遠い。
■
本発明は、このような現状に鑑みてされたものであり、
アルカリ金属バナジン酸塩を含む電極を使用することに
」：す、安価で、酸素濃１１Ｉ］の第ｊ化に９、λ」す
る起ＦＩＴ、力が大きく、かつ応答が望く、長期安定で
ある高性能、高信頼性の酸素センサを提供することを１
１勺としている。
アルカリ金属バナジン酸塩を含む電極を使用することに
」：す、安価で、酸素濃１１Ｉ］の第ｊ化に９、λ」す
る起ＦＩＴ、力が大きく、かつ応答が望く、長期安定で
ある高性能、高信頼性の酸素センサを提供することを１
１勺としている。
本発明につき概説すれば、本発明のｒ俊メくセンサは、
正極にＬ ｉ Ｘ Ｖ２０５ｓ Ｎ ａ ｙＶ２０５
笠のアルカリ金属のバナジン酸塩を含有する多孔質Ｔ１
１極を用い、負極に卑金属、白金あるいはそれらの合金
を用い、両極の間にＶｌｌ 解質を配置して構成するこ
とを特徴とするものであるう 本発明に、ｌ−４ｔげ、被測定ガスに接する多孔質正極
に、Ｌ ｉ ｘ Ｖ２Ｏ３、ＮａｙＶ２０８等のアルカ
リ金属バナジン酸塩９塩を含有することにより、後述す
るように酸素？７ｊｊ↓度の変化による起Ｍ力の変化、
あるいはＦｌ￥、涼夏化が大きく、かつ、その応答が早
く、さらには長ル］安定な酸素センサが得られる。
正極にＬ ｉ Ｘ Ｖ２０５ｓ Ｎ ａ ｙＶ２０５
笠のアルカリ金属のバナジン酸塩を含有する多孔質Ｔ１
１極を用い、負極に卑金属、白金あるいはそれらの合金
を用い、両極の間にＶｌｌ 解質を配置して構成するこ
とを特徴とするものであるう 本発明に、ｌ−４ｔげ、被測定ガスに接する多孔質正極
に、Ｌ ｉ ｘ Ｖ２Ｏ３、ＮａｙＶ２０８等のアルカ
リ金属バナジン酸塩９塩を含有することにより、後述す
るように酸素？７ｊｊ↓度の変化による起Ｍ力の変化、
あるいはＦｌ￥、涼夏化が大きく、かつ、その応答が早
く、さらには長ル］安定な酸素センサが得られる。
本発明によるＩ￥２素センーν」ま、被測定ガスに接す
る、Ｉ＋ ｉ ｘ Ｖ２Ｏ５、Ｎ ｈ ｙ Ｖ２Ｏ，等
のアルカリ金属を含有した多孔質ｔυ、極を正極とし、
負極は、亜輯、アルミニウノ・、マグネシウム、白金又
はこれらの冶金等を使用して成り、町、解゛貿としてＫ
ＯＨｌＮ ａ Ｏ１１等ノアルカリｒ［丁、角１「質、
ＮａＣ！１．ＫＯｌ等の中性ｍ解質、リン酸等の酸性電
ｆ！ｆ＋質に必要に応じて負極の自己腐食防止剤や沈殿
凝集剤を添加した溶液を使用して構成される。
る、Ｉ＋ ｉ ｘ Ｖ２Ｏ５、Ｎ ｈ ｙ Ｖ２Ｏ，等
のアルカリ金属を含有した多孔質ｔυ、極を正極とし、
負極は、亜輯、アルミニウノ・、マグネシウム、白金又
はこれらの冶金等を使用して成り、町、解゛貿としてＫ
ＯＨｌＮ ａ Ｏ１１等ノアルカリｒ［丁、角１「質、
ＮａＣ！１．ＫＯｌ等の中性ｍ解質、リン酸等の酸性電
ｆ！ｆ＋質に必要に応じて負極の自己腐食防止剤や沈殿
凝集剤を添加した溶液を使用して構成される。
本発明における酸素センサの被測定ガス側の電極は、炭
素粉末、グラファイト、活性炭およびアセチレンブラッ
ク等の炭素粉体とテフロン等の撥水剤等との混合粉体が
ら成シ、これに上記のＬｉｘｖ２０．・Ｎ ａ ｙＶｚ
Ｏ１！等の゛アルカリ金属バナジン酸塩が含治される。
素粉末、グラファイト、活性炭およびアセチレンブラッ
ク等の炭素粉体とテフロン等の撥水剤等との混合粉体が
ら成シ、これに上記のＬｉｘｖ２０．・Ｎ ａ ｙＶｚ
Ｏ１！等の゛アルカリ金属バナジン酸塩が含治される。
木ヴ１１明者らの検３・１によれば被測定ガス側に接ツ
る多孔５ＪＩ正（瓶へのアルカリ金属バナジン酸塩の含
有割合は、３％〜５０％の範囲が、後述する酸素還元■
ｆ、偽反応においＣ優れた触媒効果の発現を示す。含不
割合が３％以下では、酸素還元反応に対する触媒効果の
発現が十分でなく、一方、５０％以上になると１． Ｆ
ＩＹ、極の導ｙｔｒ、率が低下し、ｙｅｔ子の供給に遅
れが生じ正極反応が円滑に進まなくなつ′Ｃ１ともに酸
素濃度変化に対する７１ｉ、 （萌亀位の応答が悪くな
る。
る多孔５ＪＩ正（瓶へのアルカリ金属バナジン酸塩の含
有割合は、３％〜５０％の範囲が、後述する酸素還元■
ｆ、偽反応においＣ優れた触媒効果の発現を示す。含不
割合が３％以下では、酸素還元反応に対する触媒効果の
発現が十分でなく、一方、５０％以上になると１． Ｆ
ＩＹ、極の導ｙｔｒ、率が低下し、ｙｅｔ子の供給に遅
れが生じ正極反応が円滑に進まなくなつ′Ｃ１ともに酸
素濃度変化に対する７１ｉ、 （萌亀位の応答が悪くな
る。
本発明における、アルカリ金属バナジン酸塩のｆｉｌｔ
類はｌｒケに限定されないが、本発明者等の検削によれ
ば、化学式Ｌ ｉ ｘ ｖ２ｏ５（ｏ、 ｏ ２４ｘ４
１．ｏ ）及び化学式Ｎ ＰＬｙＶｚＯｓ （０，ｌ
５４．、 Ｖ ４１．０ ）で表わされる化合物を有効
に使用することができる。
類はｌｒケに限定されないが、本発明者等の検削によれ
ば、化学式Ｌ ｉ ｘ ｖ２ｏ５（ｏ、 ｏ ２４ｘ４
１．ｏ ）及び化学式Ｎ ＰＬｙＶｚＯｓ （０，ｌ
５４．、 Ｖ ４１．０ ）で表わされる化合物を有効
に使用することができる。
Ｌ ｉ ｘ Ｖ２Ｏ５（０，０２４ｘ４１．Ｏ）及びＮ
ａｙＶ：＊ ０５：Ｌ＋（０，１５＜；ｙ４１ ）にお
けるＬ１＋及びＮＩＬ＋の割合（χ、ｙの範囲）は、タ
ングステンブロンズ構造の１財目、もしくは微量の混合
相をｒ「容しく’ｆる範囲であυ、この範囲において当
該ｌ物質は酸素セン−ＩＪ−の機能を十分に果たす酸素
還元反応＜ ｎｒ、極反毘９の触媒効果を発現しイ０る
ものである。上記のＬｉ”及びＮａ十の添加割合を逸脱
した物質においては、混合相となり、局部的に異なる物
質から構成されるため、」二記触媒効果の発現内部抵抗
等に均一性を欠いて、多孔５１正極に含有することによ
る十分な酸素センーリの機能を保障できない。
ａｙＶ：＊ ０５：Ｌ＋（０，１５＜；ｙ４１ ）にお
けるＬ１＋及びＮＩＬ＋の割合（χ、ｙの範囲）は、タ
ングステンブロンズ構造の１財目、もしくは微量の混合
相をｒ「容しく’ｆる範囲であυ、この範囲において当
該ｌ物質は酸素セン−ＩＪ−の機能を十分に果たす酸素
還元反応＜ ｎｒ、極反毘９の触媒効果を発現しイ０る
ものである。上記のＬｉ”及びＮａ十の添加割合を逸脱
した物質においては、混合相となり、局部的に異なる物
質から構成されるため、」二記触媒効果の発現内部抵抗
等に均一性を欠いて、多孔５１正極に含有することによ
る十分な酸素センーリの機能を保障できない。
被測定ガスに接する多孔質止部を構成する炭素粉末、ア
セチレンブラック、ケッチェンブラックＦｊ Ｏ等の炭
素（°４料は、正極反応の起こる反応点を増加し、かつ
、触媒の含有が容易となるうえで効果的な大きい表面積
を有し、また、正極反応に伴うｍ子の移動を容易にする
に十分な導ηイ、性を有する点でイｊ効な構成材料であ
る。
セチレンブラック、ケッチェンブラックＦｊ Ｏ等の炭
素（°４料は、正極反応の起こる反応点を増加し、かつ
、触媒の含有が容易となるうえで効果的な大きい表面積
を有し、また、正極反応に伴うｍ子の移動を容易にする
に十分な導ηイ、性を有する点でイｊ効な構成材料であ
る。
多孔質ニラクル等の多孔質金属も同様の理由で有効な多
孔質正極構成利料となるが、この利料を使用する際には
、金属がｙ＋ｒ、 ｍ 質に溶解することによる酸素還
元と異質な化学反応を防止するために表面をカーボンス
プレー等の手段により保護する必要がある。
孔質正極構成利料となるが、この利料を使用する際には
、金属がｙ＋ｒ、 ｍ 質に溶解することによる酸素還
元と異質な化学反応を防止するために表面をカーボンス
プレー等の手段により保護する必要がある。
これらの４４別により多孔’、ＰＥ ｊｌｉ （色を構
成する際には、ＦＩＸ解質が正（瓶中のＪ↑Ｉ１１孔を
通し′Ｃ漏れ出るのを防雨するために、オＪ料と共にテ
フロン粉末やデフｏ ンｘ マルションヲ７昆ｅ した
す、テフロンスプレー等を表面に塗布したり、多孔質正
極の被測定ガスに接する片面に多孔質テフロンシートを
貼伺したりする等の撥水剤を使用した防水処理を施し−
Ｃおく。
成する際には、ＦＩＸ解質が正（瓶中のＪ↑Ｉ１１孔を
通し′Ｃ漏れ出るのを防雨するために、オＪ料と共にテ
フロン粉末やデフｏ ンｘ マルションヲ７昆ｅ した
す、テフロンスプレー等を表面に塗布したり、多孔質正
極の被測定ガスに接する片面に多孔質テフロンシートを
貼伺したりする等の撥水剤を使用した防水処理を施し−
Ｃおく。
被測定ガス側に接する多孔質正（ｉ＠ Ｌｔ 、上記の
炭素粉体、撥水剤及び遷移金属治機錯体から成る混合粉
体をニッケル、銀等の金属網と共に成形圧着し、これを
加熱焼成して作製することができる。
炭素粉体、撥水剤及び遷移金属治機錯体から成る混合粉
体をニッケル、銀等の金属網と共に成形圧着し、これを
加熱焼成して作製することができる。
本発明における」二記アルカリ金属バナジン酸塩を、破
？＋１１１５＋ｕガス側に接する多孔％ｊ ｊＩ’、
極に含治した酸素センソが高性能となる球出は、これら
のアルカリ金属バナジン酸」盈が酸素ガスの有効な還元
触媒であることによる。すなわち、酸素ガスを吸着しや
すく、正極の？ｌｆ、極反応が円滑に行なわれるための
Ｔに子の供給が容易であり、生成する中間体（酸性１１
丁、解ダｌ使用の場合： Ｈ２０□、アルカリ性ｙｔｉ
、 ｆ臀Ｐ１使用の１局合：ｎｏ２−）の分１’＋’ｆ
速度が大きくなる。
？＋１１１５＋ｕガス側に接する多孔％ｊ ｊＩ’、
極に含治した酸素センソが高性能となる球出は、これら
のアルカリ金属バナジン酸」盈が酸素ガスの有効な還元
触媒であることによる。すなわち、酸素ガスを吸着しや
すく、正極の？ｌｆ、極反応が円滑に行なわれるための
Ｔに子の供給が容易であり、生成する中間体（酸性１１
丁、解ダｌ使用の場合： Ｈ２０□、アルカリ性ｙｔｉ
、 ｆ臀Ｐ１使用の１局合：ｎｏ２−）の分１’＋’ｆ
速度が大きくなる。
従って、酸累濃１１’ＣＸ化に対するＴｉｔ位入化の値
が大きく、しかも対応も早くなる。
が大きく、しかも対応も早くなる。
なお、本発明による酸素センサは、苗、流を流すことな
く使用できるため、定電流源を必要としない等、測定系
の簡略化が図れるうえに、電流を流すことによる素子の
発熱や劣化がなく長寿命である。−まだ本発明における
酸素センサは開路■モ圧をその寸ま測定するため、１口
、角イ質に厳しい条件を諜ずことなく便用ｏＪ能で液状
のみならず、ゲル状及び固体因のｙ＋ｙ、 ｌ竹ｙｔを
も用いることが可能であるという大きな特徴を有してい
る。
く使用できるため、定電流源を必要としない等、測定系
の簡略化が図れるうえに、電流を流すことによる素子の
発熱や劣化がなく長寿命である。−まだ本発明における
酸素センサは開路■モ圧をその寸ま測定するため、１口
、角イ質に厳しい条件を諜ずことなく便用ｏＪ能で液状
のみならず、ゲル状及び固体因のｙ＋ｙ、 ｌ竹ｙｔを
も用いることが可能であるという大きな特徴を有してい
る。
次に、本発明における酸素センサの構造を図面により説
明する。すなわち第１図は、被測定ガス１１１］に接す
る多孔ＴＩ正極構造の一具体例を示した断面概略図を示
し、１は屯極拐料層、２はニッケル製網を示す。第２図
は、この多孔質正極を組込んだ酸素センサの基本構造の
断面図であり、３は被１ｉ１１１定ガス側に配する多孔
７ｑ正（＋ｊ−１４は負極であり、ｊｌＱ ！ｉ、極間
に５の１１Ｔ、解５（層を配］αして構成σれる。
明する。すなわち第１図は、被測定ガス１１１］に接す
る多孔ＴＩ正極構造の一具体例を示した断面概略図を示
し、１は屯極拐料層、２はニッケル製網を示す。第２図
は、この多孔質正極を組込んだ酸素センサの基本構造の
断面図であり、３は被１ｉ１１１定ガス側に配する多孔
７ｑ正（＋ｊ−１４は負極であり、ｊｌＱ ！ｉ、極間
に５の１１Ｔ、解５（層を配］αして構成σれる。
６は、酸素セン“すを収納゛りる容品、７ ＧｊガスＪ
ｉ７人れ１」である。このＩｆ−ｆ、 ８’ｒ′Ｆ’ｒ
層はｔｆｋ状及びコロイド状、又番」ノ゛ラスヂツクイ
」ン導）Ｉｆ、 （イ；の固体７１１、Ｉ！＋’Ｎ 質
を用いＺ））ことができる。
ｉ７人れ１」である。このＩｆ−ｆ、 ８’ｒ′Ｆ’ｒ
層はｔｆｋ状及びコロイド状、又番」ノ゛ラスヂツクイ
」ン導）Ｉｆ、 （イ；の固体７１１、Ｉ！＋’Ｎ 質
を用いＺ））ことができる。
多孔質上清Ｉを組込むに尚たって（」、ＴＩＦ、極月別
層１が？ｌｆ、 Ｗ（質ｊ脅５に、ニッケル製網が波１
則５１！ガスに］フレジーるように向きを５１！ぬる。
層１が？ｌｆ、 Ｗ（質ｊ脅５に、ニッケル製網が波１
則５１！ガスに］フレジーるように向きを５１！ぬる。
この結果、ｒ＋’ｒ、 １余利別層１中に７１７． ｌ
性質、ガス及び■、極粉体の三、ｔｌ界１１１１が形成
７；Σれる。なお、ニッケル製網２は、Ｔｌ’１．を祇
利別層１の支持体及び集電体として設けられている。
性質、ガス及び■、極粉体の三、ｔｌ界１１１１が形成
７；Σれる。なお、ニッケル製網２は、Ｔｌ’１．を祇
利別層１の支持体及び集電体として設けられている。
なお、この際、Ｔｉｔ、極の寿命を延ばすために、被測
定ガス側に接す−る金属網の外１１１１に撥水剤含ｈ１
を多くシ、多孔度化した第２のｔ１１極月料層や撥水性
拐）１から成る多孔４＜Ｉ：シートを圧着したり、撥水
剤をスプレーにより吹イー」け処理を行なってもよい。
定ガス側に接す−る金属網の外１１１１に撥水剤含ｈ１
を多くシ、多孔度化した第２のｔ１１極月料層や撥水性
拐）１から成る多孔４＜Ｉ：シートを圧着したり、撥水
剤をスプレーにより吹イー」け処理を行なってもよい。
次に、本発明を実施例にＪこって説明するが、本発明は
口れにより側ら限定されるものではない。
口れにより側ら限定されるものではない。
実施例１
下記第１表に示す条件で組成の異なる５ ’ｆｙＩｉσ
、）／テナジン酸リチウムを作製した。これらの化合′
吻の相（組成＋１１４造）はＸ勝１回折で同定した。
、）／テナジン酸リチウムを作製した。これらの化合′
吻の相（組成＋１１４造）はＸ勝１回折で同定した。
第 １ 表
次に、炭素粉末（１００メツシコー通過）０２０ｇ、テ
フロン粉末（５０メツシユ通過） ０．１２ ｇ及び第
１表に示した４柾のバノージン酸塩００８ｇ侘・冷凍粉
砕して？Ｊも合し、これら４種の混合物を直径２０ｍ、
、の円板成型金型内にニッケ７Ｌ製網（５０メツシユ）
と共に入れ、１３０″Ｃの乾燥Ｃ’？Ａ 内で１３０分
間加熱し、その後、圧力４００〜でプレスし、更に４０
０°Ｃの炉内で３０分間加熱処理して、多孔質正極を作
製した。
フロン粉末（５０メツシユ通過） ０．１２ ｇ及び第
１表に示した４柾のバノージン酸塩００８ｇ侘・冷凍粉
砕して？Ｊも合し、これら４種の混合物を直径２０ｍ、
、の円板成型金型内にニッケ７Ｌ製網（５０メツシユ）
と共に入れ、１３０″Ｃの乾燥Ｃ’？Ａ 内で１３０分
間加熱し、その後、圧力４００〜でプレスし、更に４０
０°Ｃの炉内で３０分間加熱処理して、多孔質正極を作
製した。
ＴＩＴ、解１ｊｉとして工Ｎ Ｋ Ｏ＋１をｆｖｉ用し
、亜鉛を負（愼として、ＴＩ“１．池式ｊ１シ素センー
リを４°１゛６成し、異なる０２濃度のＮ２−０□混合
ガスー１で多孔り１■正極の７１． ＞ ｍ、位（Ｅ１
対飽和カロメル電極）の酸素分圧依存性を調べた。結果
を第３１Ａに示す。
、亜鉛を負（愼として、ＴＩ“１．池式ｊ１シ素センー
リを４°１゛６成し、異なる０２濃度のＮ２−０□混合
ガスー１で多孔り１■正極の７１． ＞ ｍ、位（Ｅ１
対飽和カロメル電極）の酸素分圧依存性を調べた。結果
を第３１Ａに示す。
すなわち、第３図は、本実が１１例における酸累センザ
の被測定ガス（ｔｉｌｌに配置した多孔賀正ｊ′ケの無
通ｍ状態でのｒ［ｉ極ｒＩＬ位の酸素分圧イム有性を示
したグラフであシ、ＡはＬ Ｊ、 ｏ、 ０２ ＶｚＯ
ｓを含有した多孔質正極、” ＩＪＬ Ｊ、 ｏ、 ０
８ Ｖｚ ０５、ＣはＪ、ｌ Ｊ、 ０．２ Ｖ２Ｏ５
、ＤはＴＪ ｉ ０．６ Ｖ２ｏ５、ＥはＴ、 １１．
ＯＶ、、０５を含有した多孔質正極のＦｌｌ、（函ｍ
、位変化を示している。
の被測定ガス（ｔｉｌｌに配置した多孔賀正ｊ′ケの無
通ｍ状態でのｒ［ｉ極ｒＩＬ位の酸素分圧イム有性を示
したグラフであシ、ＡはＬ Ｊ、 ｏ、 ０２ ＶｚＯ
ｓを含有した多孔質正極、” ＩＪＬ Ｊ、 ｏ、 ０
８ Ｖｚ ０５、ＣはＪ、ｌ Ｊ、 ０．２ Ｖ２Ｏ５
、ＤはＴＪ ｉ ０．６ Ｖ２ｏ５、ＥはＴ、 １１．
ＯＶ、、０５を含有した多孔質正極のＦｌｌ、（函ｍ
、位変化を示している。
第３ＰｙＪによれば、酸素ガス分圧の変化によるＦｌｌ
。
。
極卵位の変化は、０□が１％から１００％寸で分圧変化
をおこし、さらに逆に１００％から１％まで分圧変化を
おこした場合、Ｌ ｉ Ｏ，０８Ｖ２Ｏ，含有の正極で
＋ｏ、 ３ ｓ ｏ ｖ〜−１−０，４３０Ｖ （対飽
和カロメル電極、以下同じ）、Ｌ ｉ ０．２ Ｖ、、
ＯＩ、含有の正極で、４−０．Ａ１７Ｖ〜Ｏ，Ａ６’ｌ
Ｖの範囲であり、０２分圧の変化の方向に依らずＦｆｆ
、４ｉ ＩＦ、位置化はｕＪ逆的で′Ｉｊ定であυ、し
かも変化に対ブーるｙｔｔ位クー化の尾、答（」ずｄ′
やかった。寸た、Ｊ、 １０．０２ Ｖ２Ｏ５、■）ｊ
−０６■２０５、Ｌ １１． ＯＶ２Ｏ，をそれぞれ含
諭した多孔質正極について同様の０２分圧変化を行なっ
たところ、そｔＦｔ’ｔＬ、−１−０，３２０Ｖ 〜＋
０．３７２ Ｖ、 −１−０３０８〜＋０．３５５Ｖ、
−１−０，２５５Ｖ〜＋０２９３■の範囲で小さなヒス
テリシスを生じて１１位変化を示した。しかし、このヒ
ステリシスは酸素センソの機能」−；何ら問題はなく、
寸だ分圧変化に対応するａｔ位変化の応答もずげやかっ
た。ＩＩ−＋Ｊ実施例におけるすべての多孔質正極にお
いて、ｍ位の時間的変化はなく、長期間安定であった。
をおこし、さらに逆に１００％から１％まで分圧変化を
おこした場合、Ｌ ｉ Ｏ，０８Ｖ２Ｏ，含有の正極で
＋ｏ、 ３ ｓ ｏ ｖ〜−１−０，４３０Ｖ （対飽
和カロメル電極、以下同じ）、Ｌ ｉ ０．２ Ｖ、、
ＯＩ、含有の正極で、４−０．Ａ１７Ｖ〜Ｏ，Ａ６’ｌ
Ｖの範囲であり、０２分圧の変化の方向に依らずＦｆｆ
、４ｉ ＩＦ、位置化はｕＪ逆的で′Ｉｊ定であυ、し
かも変化に対ブーるｙｔｔ位クー化の尾、答（」ずｄ′
やかった。寸た、Ｊ、 １０．０２ Ｖ２Ｏ５、■）ｊ
−０６■２０５、Ｌ １１． ＯＶ２Ｏ，をそれぞれ含
諭した多孔質正極について同様の０２分圧変化を行なっ
たところ、そｔＦｔ’ｔＬ、−１−０，３２０Ｖ 〜＋
０．３７２ Ｖ、 −１−０３０８〜＋０．３５５Ｖ、
−１−０，２５５Ｖ〜＋０２９３■の範囲で小さなヒス
テリシスを生じて１１位変化を示した。しかし、このヒ
ステリシスは酸素センソの機能」−；何ら問題はなく、
寸だ分圧変化に対応するａｔ位変化の応答もずげやかっ
た。ＩＩ−＋Ｊ実施例におけるすべての多孔質正極にお
いて、ｍ位の時間的変化はなく、長期間安定であった。
実施例 ２゜
下記第２表に示す争件で組成の異なる３ｆ重のバナジン
酸ナトリウム塩を作製した。ＸｉＷ回折の結果、これら
の′物質は全て単相であった。
酸ナトリウム塩を作製した。ＸｉＷ回折の結果、これら
の′物質は全て単相であった。
次に、炭素粉末（１００メツシユノ１追議） ０．２０
ｇ、デフロン粉末（５０メツシユ通過） ｏ、 １２
ｇ及び上記第２表に示した３種のバナジン酸ナトリウノ
、塩のそれぞれｏ、ｏｓｙを冷凍粉砕して混合しこれら
を内径ｚｏｍｍの円板ＩＪλ型金型内にニッケル製網（
５０メツシユ）と共に入れ、実力山側１と同様にし−〔
多孔１ｉｊ、ｉ正極を作製した。
ｇ、デフロン粉末（５０メツシユ通過） ｏ、 １２
ｇ及び上記第２表に示した３種のバナジン酸ナトリウノ
、塩のそれぞれｏ、ｏｓｙを冷凍粉砕して混合しこれら
を内径ｚｏｍｍの円板ＩＪλ型金型内にニッケル製網（
５０メツシユ）と共に入れ、実力山側１と同様にし−〔
多孔１ｉｊ、ｉ正極を作製した。
さらに、実施例１と同様にして硯池式酸素セン′す°を
組−１−げ、同様の方法で多孔質正極のＦｉｒ、 ｈ、
Ｆｌｕ位（ＩＩ：、対飽和カロメル７１−ｆ、 （ｉ
反）の酸Ａ４分圧依存性を調べた。結果を第４図に示す
。
組−１−げ、同様の方法で多孔質正極のＦｉｒ、 ｈ、
Ｆｌｕ位（ＩＩ：、対飽和カロメル７１−ｆ、 （ｉ
反）の酸Ａ４分圧依存性を調べた。結果を第４図に示す
。
すなわち、第４図は、本実施例における酸素セン′す゛
の多孔質正極の１１丁、（ｊ仄Ｙ１［１位の酸素分圧依
存性を示したグラフであり、ＦはＮ ＦＬｏ、 １５
Ｖｚ ０５を含有した多孔グシＩ正（Ｌ ａはＮ ａ
０．１７６ Ｖ２Ｏ５、Ｈはｐ＋ ＦＬ ］−、ＯＶ
２ｏ、をそれぞれη有した多孔質正極の１１イ。
の多孔質正極の１１丁、（ｊ仄Ｙ１［１位の酸素分圧依
存性を示したグラフであり、ＦはＮ ＦＬｏ、 １５
Ｖｚ ０５を含有した多孔グシＩ正（Ｌ ａはＮ ａ
０．１７６ Ｖ２Ｏ５、Ｈはｐ＋ ＦＬ ］−、ＯＶ
２ｏ、をそれぞれη有した多孔質正極の１１イ。
（瓶１１１１位変化を示し°Ｃいる。
第４図によれば、酸素分圧の変化による電極Ｆ［Ｔ。
位の変化は、０□分圧を１％から１００％、逆に１００
％から１％に変えるとＮ ａ ０．１５ Ｖ２Ｏ，含有
の場合で＋０．０７Ｖ（対飽和カロメル■、極以下同じ
） 〜−１−０，１１１Ｖ ％Ｎ ＦＬＯ，ｌ ７６
Ｖ２Ｏ５含治ノ場合で→−０，０７２〜−１−０，１０
５Ｖ、Ｎ ａ １． ＯＶｚ Ｏ５含哨の場合で千０．
１０８Ｖ〜十〇、 ｌ ５．５ Ｖの範囲であった。分
圧変化に対応する電極ｍ位の７Ｊ応けずｄ”やく、寸だ
ｆ％位の時間的変化はみられず長期間安定であった。Ｎ
ａ １． ＯＶ２Ｏ５含有の場合において若干のヒス
プリシスを生じているが酸素センサの機能］二側ら支障
はない。
％から１％に変えるとＮ ａ ０．１５ Ｖ２Ｏ，含有
の場合で＋０．０７Ｖ（対飽和カロメル■、極以下同じ
） 〜−１−０，１１１Ｖ ％Ｎ ＦＬＯ，ｌ ７６
Ｖ２Ｏ５含治ノ場合で→−０，０７２〜−１−０，１０
５Ｖ、Ｎ ａ １． ＯＶｚ Ｏ５含哨の場合で千０．
１０８Ｖ〜十〇、 ｌ ５．５ Ｖの範囲であった。分
圧変化に対応する電極ｍ位の７Ｊ応けずｄ”やく、寸だ
ｆ％位の時間的変化はみられず長期間安定であった。Ｎ
ａ １． ＯＶ２Ｏ５含有の場合において若干のヒス
プリシスを生じているが酸素センサの機能］二側ら支障
はない。
以」二の説明から明らかなように、 Ｌ ｊ、 ｘ
ＶｚＯｓ （Ｑ、 Ｑ ２イＸ ４１．○）、Ｎ 、
ｙ■２０．（０，１５，＜ｙ、ｐｌｏ）等のアルカリ金
属バナジン酸塩を含有する多孔質正極を被ｆｌｌｌｌ定
ガス側に接した本発明の酸素センサに於て、上記多孔質
正極は、酸素ガス濃度の変化に対応してずぼや、くかく
充分利用できる電位変化の大きさを刀え、かつ長期安定
性を有し優れた特性を発揮するものである。このため、
この多孔質止棒を組込んだ酸素センサは被測定ガス中の
酸素濃度の変化を迅速にかつ、確実に測定し、長期間安
定な極めて信頼性の太きい、高い実用価藺を有するもの
となる。
ＶｚＯｓ （Ｑ、 Ｑ ２イＸ ４１．○）、Ｎ 、
ｙ■２０．（０，１５，＜ｙ、ｐｌｏ）等のアルカリ金
属バナジン酸塩を含有する多孔質正極を被ｆｌｌｌｌ定
ガス側に接した本発明の酸素センサに於て、上記多孔質
正極は、酸素ガス濃度の変化に対応してずぼや、くかく
充分利用できる電位変化の大きさを刀え、かつ長期安定
性を有し優れた特性を発揮するものである。このため、
この多孔質止棒を組込んだ酸素センサは被測定ガス中の
酸素濃度の変化を迅速にかつ、確実に測定し、長期間安
定な極めて信頼性の太きい、高い実用価藺を有するもの
となる。
第１図は、被測定ガスに接Ｊる多孔質正極の断面概略図
、第２図は、本発明における酸素センーリの基本構造断
面図、第３図、第４側一本発明におけるそれぞれ実施例
１．２の多孔層上（１１μのＦｒｊ、位の酸素分圧依存
性を示した！１°ｈ性図である。 １・・・・・ｍ極利料層、２・・・・・ニッケル製網、
３・・・・・多孔質正極、４・・・・・負極、５・・・
・・ Ｈイ浦１ｉ質層、６・・・・・第１図
第２図
、第２図は、本発明における酸素センーリの基本構造断
面図、第３図、第４側一本発明におけるそれぞれ実施例
１．２の多孔層上（１１μのＦｒｊ、位の酸素分圧依存
性を示した！１°ｈ性図である。 １・・・・・ｍ極利料層、２・・・・・ニッケル製網、
３・・・・・多孔質正極、４・・・・・負極、５・・・
・・ Ｈイ浦１ｉ質層、６・・・・・第１図
第２図
Claims (1)
- 負極を＋７ＪＩ成する金属と被測定ガスに接触させる正
極との間に屯Ｍ質層を設けて金属空気型のｎｌ、池を形
成することにより、両■、極間の起Ｔ１［、力を測定す
る酸素センナにおいて、被測定ガスに接触させる側（１
）Ｔ’Ｍ＆が、Ｌ１Ｘｖ２ｏ、（ｏ、 ０２−１６ｘ≦
１．０）、Ｎ ａ ｙ Ｖｔ Ｏａ （ｏ、 １ タロ
ｙ ４．、、１． Ｏ）等の°アルカリ金属バナデート
を３％〜５０％含有する多孔質炭素または多孔質金属よ
り作られていることを１１″、ｙ徴とする酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57135039A JPS5926051A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57135039A JPS5926051A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 酸素センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5926051A true JPS5926051A (ja) | 1984-02-10 |
Family
ID=15142509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57135039A Pending JPS5926051A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926051A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110108760A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-12 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electrode material, production method of same and lithium ion secondary battery |
-
1982
- 1982-08-02 JP JP57135039A patent/JPS5926051A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110108760A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-12 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electrode material, production method of same and lithium ion secondary battery |
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