JPS60111146A - 電気化学的気体濃度計 - Google Patents
電気化学的気体濃度計Info
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- JPS60111146A JPS60111146A JP58218439A JP21843983A JPS60111146A JP S60111146 A JPS60111146 A JP S60111146A JP 58218439 A JP58218439 A JP 58218439A JP 21843983 A JP21843983 A JP 21843983A JP S60111146 A JPS60111146 A JP S60111146A
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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】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、電気化学的気体淵度泪に関するものであり、
その目的とするところは、電気化学的気体ｍ度８１の一
壁を構成する気体拡散板をより堅牢にすると同時に、電
気化学的気体濃度計の製造をより容易にぜんとするにあ
る。
その目的とするところは、電気化学的気体ｍ度８１の一
壁を構成する気体拡散板をより堅牢にすると同時に、電
気化学的気体濃度計の製造をより容易にぜんとするにあ
る。
電気化学的気体濃度計には、ガルバニ電池式（燃Ｆ４電
池式）、ポーラログラフ式およびジルコニア固体電解質
式の３方式がある。本発明は、ガルバニ電池式およびボ
ー′ラログラ７式の両方式に関するものである。ま１〔
測定の対象となる気体は、電解還元が可能な気体、例え
ば、酸素あるいは二酸化窒素および電解酸化が可能な気
体、例えば、水素あるいは一酸化炭素である。
池式）、ポーラログラフ式およびジルコニア固体電解質
式の３方式がある。本発明は、ガルバニ電池式およびボ
ー′ラログラ７式の両方式に関するものである。ま１〔
測定の対象となる気体は、電解還元が可能な気体、例え
ば、酸素あるいは二酸化窒素および電解酸化が可能な気
体、例えば、水素あるいは一酸化炭素である。
ガルバニ電池式気体濶度泪は、気体検知極と相手極と電
解液とで構成される電池を一定の抵抗を介して放電させ
たときに流れる電流と気体のｍ度との直線性を利用する
ものであり、測定すべき気体が電解還元を受け易い場合
には、気体検知極が）ｊソードとなり、アノード活物質
としては、鉛あるいはカドミウムの如き水素過電圧の高
い金属が通常用いられる。これに対し、測定ずべき気体
が電解酸化を受け易い場合には、気体検知極がアノード
となり、カソード活物質としては、二酸化鉛あるいは空
気が用いられる。
解液とで構成される電池を一定の抵抗を介して放電させ
たときに流れる電流と気体のｍ度との直線性を利用する
ものであり、測定すべき気体が電解還元を受け易い場合
には、気体検知極が）ｊソードとなり、アノード活物質
としては、鉛あるいはカドミウムの如き水素過電圧の高
い金属が通常用いられる。これに対し、測定ずべき気体
が電解酸化を受け易い場合には、気体検知極がアノード
となり、カソード活物質としては、二酸化鉛あるいは空
気が用いられる。
一方、ポーラログラフ式気体濃度計は、気体検知極と相
手極と電解液とで構成される電気化学セルのカソードと
アノードとの間に定電圧を印加した際に流れる電流と気
体の１１１度との直線性を利用するものである。気体検
知極がカソードになるがアノードになるかは、ガルバニ
電池式気体園度語の場合と同様である。相手極としては
、水素あるいは酸素が発生するタイプの電極でもよい（
ｌ、消耗型のものにしてもよい。
手極と電解液とで構成される電気化学セルのカソードと
アノードとの間に定電圧を印加した際に流れる電流と気
体の１１１度との直線性を利用するものである。気体検
知極がカソードになるがアノードになるかは、ガルバニ
電池式気体園度語の場合と同様である。相手極としては
、水素あるいは酸素が発生するタイプの電極でもよい（
ｌ、消耗型のものにしてもよい。
ガルバニ電池式とポーラログラフ式の双方に共通してい
ることは、気体検知極の全面に、測定ずべき気体の拡散
をむしろ抑制するような気体拡散膜が配設され、この気
体拡散膜が気体温度計の一壁を構成しているということ
である。
ることは、気体検知極の全面に、測定ずべき気体の拡散
をむしろ抑制するような気体拡散膜が配設され、この気
体拡散膜が気体温度計の一壁を構成しているということ
である。
この気体拡散膜としては１通例、１５〜５０μの極めて
薄い高分子膜が用いられている。したがって、従来、こ
の気体拡散膜と気体ｍ度計のホルダに装着する際の取り
扱いが極めて煩雑であり、しがも振動あるいは衝撃が加
わると、破損したり電解液が漏出し、さらには、周囲湿
度の変化に伴なって、膜が膨張したり収縮したりすると
いう重大な欠点があった。
薄い高分子膜が用いられている。したがって、従来、こ
の気体拡散膜と気体ｍ度計のホルダに装着する際の取り
扱いが極めて煩雑であり、しがも振動あるいは衝撃が加
わると、破損したり電解液が漏出し、さらには、周囲湿
度の変化に伴なって、膜が膨張したり収縮したりすると
いう重大な欠点があった。
本発明は、薄膜の高分−子膜を多孔性ニッケル板で補強
することによって、上述の欠点を除去せんとするもので
ある。ずなわち本発明は気体拡散膜としての薄膜のフッ
素樹脂単独を用いる代りに、フッ素樹脂で撥水処理が施
し、気孔率が４０％〜８０％の多孔性ニッケル板に、直
径が１１Ｉｌｌ〜１０ＩｌｌＩｌｌの穿孔を設けた穿孔
つき多孔性ニッケル板を第１Ｂとし、４フッ化エチレン
−〇フッ化プロピレン共重合体もしくは４フツ化１ヂレ
ンー６フツ化プロピレン共重合体と４フッ化エチレン−
エチレン共重合体の混合物からなる多孔性接合層を第２
層とし、気体の透過が可能な薄いフッ素樹脂膜を第３層
とした三重層接合体を用いる点に特徴がある。
することによって、上述の欠点を除去せんとするもので
ある。ずなわち本発明は気体拡散膜としての薄膜のフッ
素樹脂単独を用いる代りに、フッ素樹脂で撥水処理が施
し、気孔率が４０％〜８０％の多孔性ニッケル板に、直
径が１１Ｉｌｌ〜１０ＩｌｌＩｌｌの穿孔を設けた穿孔
つき多孔性ニッケル板を第１Ｂとし、４フッ化エチレン
−〇フッ化プロピレン共重合体もしくは４フツ化１ヂレ
ンー６フツ化プロピレン共重合体と４フッ化エチレン−
エチレン共重合体の混合物からなる多孔性接合層を第２
層とし、気体の透過が可能な薄いフッ素樹脂膜を第３層
とした三重層接合体を用いる点に特徴がある。
このような三重層接合体からなる気体拡散膜は通常１１
ＩＩＩｌｌ内外の厚さになり、堅牢な多孔性ニッケル板
のために、機械的強度が大きくなるので、その取り扱い
が容易になるばかりでなく、耐振動、耐衝撃性が増大す
る。さらには、温度変化に件なう膜の膨張収縮が抑制さ
れる。また多孔性ニッケル板の穿孔部では、気体の拡散
が薄膜のフッ素樹脂膜部でおこなわれるので、田舎され
ることはない。
ＩＩＩｌｌ内外の厚さになり、堅牢な多孔性ニッケル板
のために、機械的強度が大きくなるので、その取り扱い
が容易になるばかりでなく、耐振動、耐衝撃性が増大す
る。さらには、温度変化に件なう膜の膨張収縮が抑制さ
れる。また多孔性ニッケル板の穿孔部では、気体の拡散
が薄膜のフッ素樹脂膜部でおこなわれるので、田舎され
ることはない。
この三重層接合体は次のようにして製造するのが望まし
い。すなわち、まず、カルボニルニッケル粉末をいわゆ
るルースシンタリング法により焼結して、多孔性ニッケ
ル板を製造し、次にこの多孔性ニッケル板に直径が１ｍ
ｒｒｌ〜ｉｏｍｍの穴を穿ったものをポリ ４フツ化エ
チレンの水懸濁液に含浸し、乾燥し、２５０℃〜４００
℃で熱処理する。次にこの穿孔つき多孔性ニッケル板の
片面に、４フフ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合
ｆ本の水懸濁液もしくはこの水懸濁液に４フツ化工ヂレ
ンーエチレン共重合体の粉末を分散させたものを吹きつ
け、一旦乾燥したのちに、厚さが１５μ〜５０μの４フ
ッ化エチレン−〇フッ化プロピレン共重合体の薄膜を載
置し、５０Ｋ Ｏ／ ｃｏｔ〜Ｈ／ａｎｔの圧力でプレ
スし、最後に２００℃〜３００℃で熱処理することによ
って上述の３層を互いに強固に接合させる。
い。すなわち、まず、カルボニルニッケル粉末をいわゆ
るルースシンタリング法により焼結して、多孔性ニッケ
ル板を製造し、次にこの多孔性ニッケル板に直径が１ｍ
ｒｒｌ〜ｉｏｍｍの穴を穿ったものをポリ ４フツ化エ
チレンの水懸濁液に含浸し、乾燥し、２５０℃〜４００
℃で熱処理する。次にこの穿孔つき多孔性ニッケル板の
片面に、４フフ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合
ｆ本の水懸濁液もしくはこの水懸濁液に４フツ化工ヂレ
ンーエチレン共重合体の粉末を分散させたものを吹きつ
け、一旦乾燥したのちに、厚さが１５μ〜５０μの４フ
ッ化エチレン−〇フッ化プロピレン共重合体の薄膜を載
置し、５０Ｋ Ｏ／ ｃｏｔ〜Ｈ／ａｎｔの圧力でプレ
スし、最後に２００℃〜３００℃で熱処理することによ
って上述の３層を互いに強固に接合させる。
多孔性ニッケル板を用いる理由は、プレスした際、適度
に塑性をもち接合強度が大きいからである。第２岡とし
ての４フッ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合体も
しくは４フッ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合体
と４７）化エチレンーエチレン共重合体どの混合層は多
孔層になり、多孔性ニッケル板とフッ素樹脂膜とを強固
に接合する上で、適切な材料である。これらのフッ素樹
脂以外のフッ素樹脂材料は接合層として首尾よく機能し
ない。
に塑性をもち接合強度が大きいからである。第２岡とし
ての４フッ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合体も
しくは４フッ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合体
と４７）化エチレンーエチレン共重合体どの混合層は多
孔層になり、多孔性ニッケル板とフッ素樹脂膜とを強固
に接合する上で、適切な材料である。これらのフッ素樹
脂以外のフッ素樹脂材料は接合層として首尾よく機能し
ない。
なお、上述の第３層としての薄膜のフタ素樹脂膜に気体
検知極を真空蒸着もしくはスパッタリングにより、被覆
することも極めて有効である。
検知極を真空蒸着もしくはスパッタリングにより、被覆
することも極めて有効である。
以下本発明の一実施例について詳述する。
実施例；第１図は本発明の一実施例にがかるガルバニ電
池式酸素濃度計の断面構造を示す。図において、正極（
１）はチタン製の円板に金メッキを施したカソード、（
２）は鉛からなるアノード、（３）は２．５モル／ｌの
酢酸と４モル／ｆｌの酢酸カリウムと０．１モル／ｉの
酢酸鉛の混合水溶液からなる電解液、（１）は気体拡散
板、（５）はポリ塩化ビニル製のホルダ本体、（６〉は
ポリ塩化ビニル製のホルダ蓋、（７）はＯ−リングであ
る。
池式酸素濃度計の断面構造を示す。図において、正極（
１）はチタン製の円板に金メッキを施したカソード、（
２）は鉛からなるアノード、（３）は２．５モル／ｌの
酢酸と４モル／ｆｌの酢酸カリウムと０．１モル／ｉの
酢酸鉛の混合水溶液からなる電解液、（１）は気体拡散
板、（５）はポリ塩化ビニル製のホルダ本体、（６〉は
ポリ塩化ビニル製のホルダ蓋、（７）はＯ−リングであ
る。
気体拡散板（１）はＯ−リング（７）を介して、ホルダ
本体（５）およびホルダ！（６）によってネジ締めされ
ている。
本体（５）およびホルダ！（６）によってネジ締めされ
ている。
気体拡散板（１）は、ポリ ４フツ化エチレンで撥水処
理された穿孔つき多孔性ニラタル板層（８）と４フッ化
エチレン−６フツ化プロピレン共重合体からなる多孔性
接合層（９）と気孔率が１０％で、２５μの薄い４フッ
化エチレン−Ｇフッ化プロピレン共重合体Ｉ！層（１０
）の３重層からなっている。
理された穿孔つき多孔性ニラタル板層（８）と４フッ化
エチレン−６フツ化プロピレン共重合体からなる多孔性
接合層（９）と気孔率が１０％で、２５μの薄い４フッ
化エチレン−Ｇフッ化プロピレン共重合体Ｉ！層（１０
）の３重層からなっている。
（１１）は抵抗であり、カソード（１）とアノード（２
）との間には絶えず電流が流れている。
）との間には絶えず電流が流れている。
気体拡散板（４）が、このようにＯ−リングを介してネ
ジ締という簡単な方法で、装着できるのは、この気体拡
散板（４）が堅牢であるからに他ならない。すなわち、
従来のように、薄膜の気体拡散膜だけの場合には、この
ようなネジ締という方法を採用することができなかった
。
ジ締という簡単な方法で、装着できるのは、この気体拡
散板（４）が堅牢であるからに他ならない。すなわち、
従来のように、薄膜の気体拡散膜だけの場合には、この
ようなネジ締という方法を採用することができなかった
。
一方、従来の薄膜の気体拡散膜だけを用いた酸素濃度８
１および上述の実施例で得られた酸素濃度目を１ ？ｆ
ｆ１．＋の高さからの落下試験に供したところ、前者の
場合には電解液の漏出が起ったが、後者の場合には、何
ら異常は認められなかった。
１および上述の実施例で得られた酸素濃度目を１ ？ｆ
ｆ１．＋の高さからの落下試験に供したところ、前者の
場合には電解液の漏出が起ったが、後者の場合には、何
ら異常は認められなかった。
次に従来品と本発明品とをそれぞれ予めサーミスタで温
度補償をおこなったのち、０℃に１時間おき、４５℃に
１時間おくという操作を１サイクルとする熱冷サイクル
試験に供したところ、従来品は、２０ｊＪイクル後に、
０℃における出力を１００と１ノたとき４５℃にお【ノ
る出力が９４に減ったのに対し、本発明品の場合には、
９９．５であった。これは、従来品の場合には、気体拡
散膜の膨張に伴なって、気体拡散膜が変形し、気体拡散
膜とカソードとの間の電解液の膜の厚さが初期より厚く
なったのに対し、本発明品の場合には、気体拡散膜の変
形が多孔性丹ツケル板による補強のため阻止されたから
であると判断される。
度補償をおこなったのち、０℃に１時間おき、４５℃に
１時間おくという操作を１サイクルとする熱冷サイクル
試験に供したところ、従来品は、２０ｊＪイクル後に、
０℃における出力を１００と１ノたとき４５℃にお【ノ
る出力が９４に減ったのに対し、本発明品の場合には、
９９．５であった。これは、従来品の場合には、気体拡
散膜の膨張に伴なって、気体拡散膜が変形し、気体拡散
膜とカソードとの間の電解液の膜の厚さが初期より厚く
なったのに対し、本発明品の場合には、気体拡散膜の変
形が多孔性丹ツケル板による補強のため阻止されたから
であると判断される。
以上詳述せる如く、本発明は、機械的強度の大きい気体
拡散膜を用いることにより、耐衝撃性にすぐれ、湿度変
化の影響を受けず、しかも製造の容易な電気化学的気体
濃度計を提供するもので、その工業的価１０極めて大で
ある。
拡散膜を用いることにより、耐衝撃性にすぐれ、湿度変
化の影響を受けず、しかも製造の容易な電気化学的気体
濃度計を提供するもので、その工業的価１０極めて大で
ある。
第１図は本発明の一実施例にがかるガルバニ電池式酸素
濃度計の断面Ｍ４造を示す。 １・・・カソード、２・・・アノード、 ３・・・？［
酢液、１・・・気体拡散板、６・・・ホルダ蓋、７・・
・０−リング、８・・・穿孔つき多孔性ニッケル板層、
９・・・多孔性接合層、１０・・・４フッ化エチレン−
６フツ化プロピレン）Ｘ １ 図
濃度計の断面Ｍ４造を示す。 １・・・カソード、２・・・アノード、 ３・・・？［
酢液、１・・・気体拡散板、６・・・ホルダ蓋、７・・
・０−リング、８・・・穿孔つき多孔性ニッケル板層、
９・・・多孔性接合層、１０・・・４フッ化エチレン−
６フツ化プロピレン）Ｘ １ 図
Claims (1)
- １、フッ素樹脂で撥水処理が施され、気孔率が４０％〜
８０％の多孔性ニッケル板に、直径が１ｍｍｌｍｍ−１
Ｏの穿孔を設けた穿孔つき多孔性ニッケル板を第１層と
し、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体も
しくは４フッ化エチレン−６フツ化プロピレン共重合体
と４フッ化エチレン−エチレン共重合体との混合物から
なる多孔性接合層を第２層とし、気体の透過が可能なフ
ッ素樹脂膜を第３層としＣなる三重層接合体からなる気
体拡散板とカソードとアノードと電解液とをそなえるこ
とを特徴とする電気化学的気体淵度泪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58218439A JPS60111146A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 電気化学的気体濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58218439A JPS60111146A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 電気化学的気体濃度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111146A true JPS60111146A (ja) | 1985-06-17 |
Family
ID=16719927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58218439A Pending JPS60111146A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 電気化学的気体濃度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111146A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6011622A (en) * | 1993-07-08 | 2000-01-04 | Applied Materials, Inc. | Particle monitoring system |
-
1983
- 1983-11-18 JP JP58218439A patent/JPS60111146A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6011622A (en) * | 1993-07-08 | 2000-01-04 | Applied Materials, Inc. | Particle monitoring system |
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