JPS60211351A - 電気化学式ガスセンサ - Google Patents
電気化学式ガスセンサInfo
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- JPS60211351A JPS60211351A JP59068857A JP6885784A JPS60211351A JP S60211351 A JPS60211351 A JP S60211351A JP 59068857 A JP59068857 A JP 59068857A JP 6885784 A JP6885784 A JP 6885784A JP S60211351 A JPS60211351 A JP S60211351A
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- Japan
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- electrode
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- gas permeable
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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
- G01N27/4045—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 for gases other than oxygen
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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】
この発明は、電解液に接する電極でガスを酸化還元する
ことにより、ガス濃度を測定するようにした電気化学式
ガスセンサに関する。
ことにより、ガス濃度を測定するようにした電気化学式
ガスセンサに関する。
従来の電気化学式ガスセンサは、例えば、ケース内に２
個の開口を有する電解液室を形成し、この電解液室の各
開口を、内面に電極がそれぞれ被着されたガス透過膜で
閉止し、かつ、前記電解液室内に前記電極に接触する電
解液を収納し、一方の電極でガスを酸化還元し、これに
よりガス濃度を測定するようにしている。
個の開口を有する電解液室を形成し、この電解液室の各
開口を、内面に電極がそれぞれ被着されたガス透過膜で
閉止し、かつ、前記電解液室内に前記電極に接触する電
解液を収納し、一方の電極でガスを酸化還元し、これに
よりガス濃度を測定するようにしている。
しかしながら、このような電気化学式ガスセンサにおい
ては、電解液室の開口に電極付きのガス透過膜が設けら
れているので、電解液中の水分が蒸気となってガス透過
膜から外部に漏洩し、これにより電解液量が減少すると
、電解液と電極との接触面積が減少し、この結果、ガス
濃度が一定でも出力が時間の経過とともに低下するとい
う問題点がある。
ては、電解液室の開口に電極付きのガス透過膜が設けら
れているので、電解液中の水分が蒸気となってガス透過
膜から外部に漏洩し、これにより電解液量が減少すると
、電解液と電極との接触面積が減少し、この結果、ガス
濃度が一定でも出力が時間の経過とともに低下するとい
う問題点がある。
このような問題点を解決するために、電解質として吸湿
機能を有する硫酸を使用し、外部環境に蒸気を放出ある
いは外部環境から蒸気を吸収することにより電解液量の
減少を防止することも考えられる。
機能を有する硫酸を使用し、外部環境に蒸気を放出ある
いは外部環境から蒸気を吸収することにより電解液量の
減少を防止することも考えられる。
しかしながら、このようにすると、外部環境の湿度の変
化に応じて電解液量が増減するため、電極に接触する電
解液の面積が変化し、この結果、ガス濃度が一定でも出
力が変化してしまうという問題点がある。
化に応じて電解液量が増減するため、電極に接触する電
解液の面積が変化し、この結果、ガス濃度が一定でも出
力が変化してしまうという問題点がある。
このため、各電極の内面側に口紙等からなる含浸材を設
け、この含浸材中を毛管現象によって電解液を上昇させ
、電極に対する電解液の接触面積を拡大することも考え
られが、このようにしても、電解液が大幅に減少した場
合には、含浸材中を上昇する電解液が電極の上端部まで
到達できず、この結果、この含浸材を使用しても出力の
変化を吸収することができないという問題点がある。
け、この含浸材中を毛管現象によって電解液を上昇させ
、電極に対する電解液の接触面積を拡大することも考え
られが、このようにしても、電解液が大幅に減少した場
合には、含浸材中を上昇する電解液が電極の上端部まで
到達できず、この結果、この含浸材を使用しても出力の
変化を吸収することができないという問題点がある。
この発明は、前述の問題点に着目してなされたもので、
外部環境の湿度が変化しても、あるいは時間が経過して
も、その出力にほとんど誤差が生じない電気化学式ガス
センサを提供することを目的としている。
外部環境の湿度が変化しても、あるいは時間が経過して
も、その出力にほとんど誤差が生じない電気化学式ガス
センサを提供することを目的としている。
このような目的は、ケースに形成された一対の収納室と
、各収納室に該収納室の開口を閉止するよう収納され内
面側に電極が被着されたガス透過膜と、ケース内に形成
されその下端が前記収納室の下端より上方に位置し電解
液が収納される電解液室と、ケース内に形成され電解液
室と収納室とを接続し電解液を前記電極に導く細路と、
を備えることにより達成することができる。
、各収納室に該収納室の開口を閉止するよう収納され内
面側に電極が被着されたガス透過膜と、ケース内に形成
されその下端が前記収納室の下端より上方に位置し電解
液が収納される電解液室と、ケース内に形成され電解液
室と収納室とを接続し電解液を前記電極に導く細路と、
を備えることにより達成することができる。
以下、この発明の第１実施例を図面に基づいて説明する
。
。
第１図において、 ｌはケースであり、このケース ｌ
は下部に一対の凹み２．３が形成された金属製の本体４
を有する。前記凹み２、３にはそれぞれ側壁５、６が収
納固定され、これら側壁５．８と前記本体４とにより前
記ケース ｌが構成される。前記側壁５の内面と凹み２
の底面との間には作用収納室７が形成され、また、前記
側壁６の内面と凹み３の底面との間には作用収納室７と
対をなす対収納室８が形成されている。また、前記側壁
５には作用収納室７に連通する開口８が形成され、この
間口 ８を通じて一酸化炭素ガス等の被検ガスが作用収
納室７に導かれる。一方、前記側壁６には対収納室８に
連通する開口１０が形成され、この開口ｌＯを通じて２
１％濃度の酸素ガスを含む空気が対収納室８に導かれる
。１１．１２は前記作用収納室７．対収納室８にそれぞ
れ収納されたガス透過膜であり、これらのガス透過膜１
１．１２は、その周縁部が側壁５．８と本体４との間に
挟持されることにより、開口８．１０をそれぞれ閉止し
ている。そして、これらのガス透過膜１１．＝１２は共
にポリエチレンフィルム、弗素樹脂フィルム等のガス透
過性を有する多孔質膜から構成され、この結果、ガス透
過膜１１は被検ガスの、また、ガス透過膜１２は空気中
の酸素ガスの透過を許容する。ガス透過膜１１および１
２の内面にはそれぞれ電極としての作用電極膜１３およ
び対電極膜１４が被着され、これら作用電極膜１３およ
び対電極膜１４は、白金、パラジウム、ロジウム等の物
質およびこれらの合金よりなる群より選択されたものか
ら構成され、蒸着、スパッタ、イオンブレーティング等
の方法により被着されている。これらの作用電極膜１３
および対電極膜１４の内面側で作用収納室７および対収
納室８内には、口紙等からなる含浸材１５および１Ｂが
設けられている。１７は前記ケース１内に形成された電
解液室であり、この電解液室１７の下端１８は前記収納
室７．８の上端１８．２０より上方に位置している。こ
の結果、前記電解液室１７の下端１８は作用収納室７お
よび対収納室８の下端２１．２２より上方に位置するこ
とになる。そして、この電解液室１７内には、例えば硫
酸、リン酸等の水溶液からなる電解液２３が収納されて
いる。２４はケース １に形成された細路であり、この
細路２４の一端は前記電解液室１７の下端１８に開口し
、他端部は二股に分かれ、作用収納室７および対収納室
８にその他端が開口している。この結果、電解液室１７
と作用、対収納室７、８はこの細路２４により互いに接
続されることになり、これにより、電解液２３はこの細
路２４を通して作用収納室７および対収納室８に導びか
れ、含浸材１５．１８に含浸されて作用電極膜１３およ
び対電極膜１４の内面に接触する。２５．２ｅは前記作
用電極膜１３および対電極膜１４に接続された一対のリ
ード線であり、これらのリード線２５．２８には定電圧
回路２７が接続されている。
は下部に一対の凹み２．３が形成された金属製の本体４
を有する。前記凹み２、３にはそれぞれ側壁５、６が収
納固定され、これら側壁５．８と前記本体４とにより前
記ケース ｌが構成される。前記側壁５の内面と凹み２
の底面との間には作用収納室７が形成され、また、前記
側壁６の内面と凹み３の底面との間には作用収納室７と
対をなす対収納室８が形成されている。また、前記側壁
５には作用収納室７に連通する開口８が形成され、この
間口 ８を通じて一酸化炭素ガス等の被検ガスが作用収
納室７に導かれる。一方、前記側壁６には対収納室８に
連通する開口１０が形成され、この開口ｌＯを通じて２
１％濃度の酸素ガスを含む空気が対収納室８に導かれる
。１１．１２は前記作用収納室７．対収納室８にそれぞ
れ収納されたガス透過膜であり、これらのガス透過膜１
１．１２は、その周縁部が側壁５．８と本体４との間に
挟持されることにより、開口８．１０をそれぞれ閉止し
ている。そして、これらのガス透過膜１１．＝１２は共
にポリエチレンフィルム、弗素樹脂フィルム等のガス透
過性を有する多孔質膜から構成され、この結果、ガス透
過膜１１は被検ガスの、また、ガス透過膜１２は空気中
の酸素ガスの透過を許容する。ガス透過膜１１および１
２の内面にはそれぞれ電極としての作用電極膜１３およ
び対電極膜１４が被着され、これら作用電極膜１３およ
び対電極膜１４は、白金、パラジウム、ロジウム等の物
質およびこれらの合金よりなる群より選択されたものか
ら構成され、蒸着、スパッタ、イオンブレーティング等
の方法により被着されている。これらの作用電極膜１３
および対電極膜１４の内面側で作用収納室７および対収
納室８内には、口紙等からなる含浸材１５および１Ｂが
設けられている。１７は前記ケース１内に形成された電
解液室であり、この電解液室１７の下端１８は前記収納
室７．８の上端１８．２０より上方に位置している。こ
の結果、前記電解液室１７の下端１８は作用収納室７お
よび対収納室８の下端２１．２２より上方に位置するこ
とになる。そして、この電解液室１７内には、例えば硫
酸、リン酸等の水溶液からなる電解液２３が収納されて
いる。２４はケース １に形成された細路であり、この
細路２４の一端は前記電解液室１７の下端１８に開口し
、他端部は二股に分かれ、作用収納室７および対収納室
８にその他端が開口している。この結果、電解液室１７
と作用、対収納室７、８はこの細路２４により互いに接
続されることになり、これにより、電解液２３はこの細
路２４を通して作用収納室７および対収納室８に導びか
れ、含浸材１５．１８に含浸されて作用電極膜１３およ
び対電極膜１４の内面に接触する。２５．２ｅは前記作
用電極膜１３および対電極膜１４に接続された一対のリ
ード線であり、これらのリード線２５．２８には定電圧
回路２７が接続されている。
次に、この発明の第１実施例の作用について説明子る。
まず、−酸化炭素ガス等の被検ガスを開口 ９に導びく
と、この被検ガスはガス透過膜１１、作用電極膜１３を
透過し、作用電極膜１３と電解液２３が含浸された含浸
材１５との界面において酸化反応が起こる。一方、開口
ｌＯに供給された空気中の酸素ガスは、ガス透過膜１２
、対電極膜１４を透過し、対電極膜１４と電解液２３が
含浸された含浸材ｌＢとの界面において還元反応が起こ
る。これにより、作用電極膜１３と対電極膜１４との間
に一酸化炭素ガス濃度に対応した電解電流が流れる。そ
して、この電解電流を測定することにより被検ガスの濃
度が測定される。このようにして、長期間に亘り被検ガ
スの濃度を測定すると、電解液２３中の水分が蒸気とな
ってガス透過１１９１１．１２を出入りし、電解液２３
が増減あるいは一方的に減少する。しかしながら、前記
細路２４の容積は極めて小さいのに対し、電解液室１７
の容積は極めて大きいので、電解液２３の量がかなり大
幅に変動あるいは減少しても、細路２４内には電解液２
３が充満していることになる。しかも、電解液室１７の
下端１８が作用、対収納室７、８の上端１８．２０より
上方に位置しているので、仮に、電解液２３が電解液室
１７の下端１８付近まで減少しても、作用、対収納室７
．８の上端１８．２ｏまでは常にパスカルの原理により
電解液２３が到達しており、この結果、含浸材１５．１
６は全域に亘って電解液２３に常に浸漬されている。こ
のように、この実施例においては、電解液２３が電解液
室１７内でどのように増減しても、細路２４内を充満す
るのに十分な少量の電解液２３が残っていれば、作用、
対電極膜１３．１４の電解液２３に対する接触面積は常
に一定となるので、ガス濃度に正確に対応した出力を得
ることができるのである。
と、この被検ガスはガス透過膜１１、作用電極膜１３を
透過し、作用電極膜１３と電解液２３が含浸された含浸
材１５との界面において酸化反応が起こる。一方、開口
ｌＯに供給された空気中の酸素ガスは、ガス透過膜１２
、対電極膜１４を透過し、対電極膜１４と電解液２３が
含浸された含浸材ｌＢとの界面において還元反応が起こ
る。これにより、作用電極膜１３と対電極膜１４との間
に一酸化炭素ガス濃度に対応した電解電流が流れる。そ
して、この電解電流を測定することにより被検ガスの濃
度が測定される。このようにして、長期間に亘り被検ガ
スの濃度を測定すると、電解液２３中の水分が蒸気とな
ってガス透過１１９１１．１２を出入りし、電解液２３
が増減あるいは一方的に減少する。しかしながら、前記
細路２４の容積は極めて小さいのに対し、電解液室１７
の容積は極めて大きいので、電解液２３の量がかなり大
幅に変動あるいは減少しても、細路２４内には電解液２
３が充満していることになる。しかも、電解液室１７の
下端１８が作用、対収納室７、８の上端１８．２０より
上方に位置しているので、仮に、電解液２３が電解液室
１７の下端１８付近まで減少しても、作用、対収納室７
．８の上端１８．２ｏまでは常にパスカルの原理により
電解液２３が到達しており、この結果、含浸材１５．１
６は全域に亘って電解液２３に常に浸漬されている。こ
のように、この実施例においては、電解液２３が電解液
室１７内でどのように増減しても、細路２４内を充満す
るのに十分な少量の電解液２３が残っていれば、作用、
対電極膜１３．１４の電解液２３に対する接触面積は常
に一定となるので、ガス濃度に正確に対応した出力を得
ることができるのである。
第２図はこの発明の第２実施例を示す図である。この実
施例のおいては、電解液室３１の下端３２を、作用、対
収納室７．８の下端２１．２２より上方で、上端１８．
２０より下方に位置させている。そして、この電解液室
３１の下端部と作用、対収納室７、８とを一対の細路３
３．３４によって接続している。この結果、作用、対収
納室７．８内の電解液３５の液面は、電解液室３１の下
端３２が作用、対収納室７、８の下端２１．２２より上
昇した分だけ従来より上昇し、この結果、電解液３５の
量に増減があっても、電解液３５の作用、対電極１１９
１３．１４に対する接触面積の変動は小さくなる。また
、この実施例においては、電解液室３１を第１実施例の
電解液室１７の位置よ゛り下げているので、全体を小型
化することができる。このように、この実施例は、電解
液３５の量の増減による出力の変動を実用的な範囲まで
抑えながら、全体を小型化することができるのである。
施例のおいては、電解液室３１の下端３２を、作用、対
収納室７．８の下端２１．２２より上方で、上端１８．
２０より下方に位置させている。そして、この電解液室
３１の下端部と作用、対収納室７、８とを一対の細路３
３．３４によって接続している。この結果、作用、対収
納室７．８内の電解液３５の液面は、電解液室３１の下
端３２が作用、対収納室７、８の下端２１．２２より上
昇した分だけ従来より上昇し、この結果、電解液３５の
量に増減があっても、電解液３５の作用、対電極１１９
１３．１４に対する接触面積の変動は小さくなる。また
、この実施例においては、電解液室３１を第１実施例の
電解液室１７の位置よ゛り下げているので、全体を小型
化することができる。このように、この実施例は、電解
液３５の量の増減による出力の変動を実用的な範囲まで
抑えながら、全体を小型化することができるのである。
なお、他の構成および作用については第１実施例と同様
である。
である。
なお、前述の実施例においては、作用、対電極という２
個の電極を用いた場合について説明したが、一方のガス
透過膜（ガス透過Ｈ１２）の内面側に対電極の静止電位
を正確に表示し測定する被検ガスの影響を受けない静止
電極を設けてもよい。また、前述の実施例においては、
この発明を定電位電解方式のガスセンサに適用した場合
について説明したが、この発明はガルバニ電池方式、ポ
ーラログラフ方式、電量方式、溶液型導度方式のガスセ
ンサにも適用することができる。
個の電極を用いた場合について説明したが、一方のガス
透過膜（ガス透過Ｈ１２）の内面側に対電極の静止電位
を正確に表示し測定する被検ガスの影響を受けない静止
電極を設けてもよい。また、前述の実施例においては、
この発明を定電位電解方式のガスセンサに適用した場合
について説明したが、この発明はガルバニ電池方式、ポ
ーラログラフ方式、電量方式、溶液型導度方式のガスセ
ンサにも適用することができる。
以−ヒ説明したように、この発明によれば、外部環境の
湿度が変化しても、あるいは時間が経過しても、その出
方にほとんど誤差を生じることがない。
湿度が変化しても、あるいは時間が経過しても、その出
方にほとんど誤差を生じることがない。
第１図はこの発明の第１実施例を示す概略断面図、第２
図はこの発明の第２実施例を示す概略断面図である。 １・・・ケース ？、８・・・収納室 ８．１０・・・開口 １１．１２・・・ガス透過膜１３
．１４・・・電極 １７．３１・・・電解液室２３．３
５・・・電解液 ２４．３３．３４・・・細路特許出願
人 理研計器株式会社 代理人 弁理士 多 １）敏 雄 第２図
図はこの発明の第２実施例を示す概略断面図である。 １・・・ケース ？、８・・・収納室 ８．１０・・・開口 １１．１２・・・ガス透過膜１３
．１４・・・電極 １７．３１・・・電解液室２３．３
５・・・電解液 ２４．３３．３４・・・細路特許出願
人 理研計器株式会社 代理人 弁理士 多 １）敏 雄 第２図
Claims (1)
- ケースに形成された一対の収納室と、各収納室に該収納
室の開口を閉止するよう収納され内面側に電極が被着さ
れたガス透過膜と、ケース内に形成されその下端が前記
収納室の下端より上方に位置し電解液が収納される電解
液室と、ケース内に形成され電解液室と収納室とを接続
し電解液を前記電極に導く細路と、を備えたことを特徴
とする電気化学式ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59068857A JPS60211351A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 電気化学式ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59068857A JPS60211351A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 電気化学式ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60211351A true JPS60211351A (ja) | 1985-10-23 |
| JPH0417384B2 JPH0417384B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=13385757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59068857A Granted JPS60211351A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 電気化学式ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60211351A (ja) |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP59068857A patent/JPS60211351A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417384B2 (ja) | 1992-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |