JPS608743B2 - 液体中の気体をポ−ラログラフで測定する測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体中の気体、特に酸素をポーラログラフで
測定する測定器であって、基体とそれに交換可能に固定
された保持体とを有し、この保持体が端面に於ける支持
面に配置された陰極と、電解液で充たされた電解液室と
、支持面及び電解室を覆う、気体の拡散を許すダイヤフ
ラムとを有し、この電解液室内で陽極が電解液内に浸潰
されており、保持体の裏面に陰極接続接点が設けられて
いる形式のものに関する。

このような測定器に於ては陰極は分極された電極を形成
している。

ダイヤフラムに接触させられる液体がダイヤフラムを透
過できる気体を含んでいると、電極の減極が生ぜしめら
れる。この電極の滅極は電流を生ぜしめる。この電流は
液体に於ける気体の分圧の函数を成す。この種の公知の
測定器に於ては陽極は基体によって保持されている。

この場合には陽極は偏′○的に配置され、保持体の裏面
側にある、基体によって閉じられたりング溝に突入して
いる。この第１のリング溝は通路を介して端面側のりン
グ溝と接続されている。両方のリング溝は部分的にしか
電解液で充たされていない電解液室を形成する。ダイヤ
フラムと陰極を交換するためには、保持体を同じような
新しい保持体と交換することが出来る。しかしながらこ
れは基体から突出する陽極を曲げないように注意深く行
なう必要がある。更にこの測定器は圧力の変動の影響を
極めて受けやすい。液体の圧力が高い場合には、電解液
の上のェアクッションは強く圧縮可能であるので、ダイ
ヤフラムは電解液室内に大きく押込まれる。この結果ダ
イヤフラムを早期に老化させる過度の張力がダイヤフラ
ムにかけられることになる。これに対してダイヤフラム
に作用する圧力が弛緩すると、ダイヤフラムは弛むので
、支持面とダイヤフラムとの間に気泡が集まる幌れがあ
る。いずれにしてもダイヤフラムと陰極との間の間隔が
著しく変化させられる。しかしながら前記間隔は正確な
測定結果を得るためには出来るだけ一定に保つ必要があ
る。別の公知の測定器に於てはダイヤフラムは薄い層と
して多孔質の、剛性的な物体の上に敷設されている。

この物体はダイヤフラムの下に少なくとも陰極を保持し
、場合によっては陽極をも保持している。この物体、例
えば焼結ガラスから成る物体の孔とその下にある空間は
電解液で完全に充たされている。この場合には一貫して
支持されていることによってダイヤフラムが圧力変化す
ることはかなり防止されているが、電解液の温度膨張が
ダイヤフラムの破損又は剥離をもたらす。しかもこの構
成では製作方法が極めて複雑である。本発明の議題は安
価に製造することができ、しかも圧力変動及び温度変化
の影響を受けにくい測定器を提供することである。この
謀題は本発明によれば、液体中の気体をポーラログラフ
で測定する測定器であって、測定器の基体に交換可能に
固定された保持体を有し、この保持体が端面に於ける支
持面と、この支持面を取囲む、電解液で充たされたりン
グ状の電解液室と、支持面の上に配置された陰極と、電
解液室内に配置されかつ保持体によって保持された陽極
と、保持体の裏面に配置された陰極接続点並びに陽極接
続点と、リング状の電解液室の開いた側を覆い、緊定装
置のリング面の上に縁で保持された、気体の拡散を許す
ダイヤフラムとを有し、支持面が測定器の鞠線方向で前
記リング面を越えて突出している形式のものに於て、支
持面がシャーＺプな周緑を有し、電解液の量が電解液室
を完全に充たすが電解液室の範囲でダイヤフラムがいく
らか内方へ轡曲させられるように選ばれていることによ
って解決された。

このような構造に於てはダイヤフラムがより強い圧力で
負荷されると電解液がダイヤフラムを支持するようにな
る。

何故ならばこの場合には電解液は殆んと圧縮されず、し
かも電解液室を完全に充たしているからである。又、保
持体が充填された電解液と一緒に変換可能であるので、
組立個所で変換を行なう場合に、電解液の充填量に不都
合な誤差が生じ、これによって測定誤差が生じることは
なくなる。従って利用者は電解液に対しても、正確な計
量に対しても、又掃除と陽極の取扱いに対しても注意を
払う必要はなくなる。又、電解液の量は電解液室の範囲
でダイヤフラムが内側に向かっていくらか轡曲するよう
に選ばれているので、電解液の温度膨張がダイヤフラム
を支持面から離すことも確実に防止される。従ってダイ
ヤフラムと陰極との間の間隔は圧力の影響を受けなくな
る許りではなく、温度の影響をも受けなくなる。さらに
端面の残りの部分を越えて突出している支持面はシャー
プな周緑を有しているので温度の変化に際しては、シャ
ープな筒緑と固定された緑部との間のダイヤフラム部分
しか変形しなくなる。すなわち、支持面の上にあるダイ
ヤフラム部分はその位置を実質的に変化させないので、
温度の変化が測定結果に影響を及ぼすことも阻止される
。本発明の有利な１実施例に於ては、保持体は２つの構
成部分から構成されている。

この２つの構成部分は電解液室を制限しておりかつ相互
に結合される際に電解液室を縮小する。この場合には電
解液室が縮小されるときに生じる余分の電解液を流出さ
せるために、閉鎖可能な流出口が設けられている。この
ような構成によって、保持体を構成する両方の構成部分
を相互に結合する前に電解液室を電解液で充たすことが
出来るようになり、電解液室が縮小される際に余分の電
解液が電解液室から自動的に押出されるようになる。更
に本発明の別の１実施例に於ては、保持体が略回転対称
であって、この保持体がリング形の外側部分と内側部分
とから成っており、外側部分が前面にダイヤフラムを有
し、後部に雌ねじを有しており、内側部分が前方の頭部
に支持面を有し、後方の板部に雄ねじを有している。

外側部分と内側部分との結合は外側部分と内側部分とを
内外にねじ嫉めることによって行なわれる。この場合、
外側部分は雌ねじに続いて段部を有し、この段部に内側
部分の板部が支持されるようになっていると有利である
。

これによって電解液室には規定された大きさが与えられ
ることになる。又、段部又は板部にはリング溝が設けら
れ、このリング溝に弾性的な○リングが配置されている
と有利である。

この０リングは電解液室が最終的な大きさに達したとき
に有効になる閉鎖部村として役立つ。更に保持体を構成
する２つの構成部材を相互に結合する場合にダイヤフラ
ムが外側から電解液室内に押込まれてると、閉鎖部材、
例えば０リングは、両方の構成部材がその最終的な位置
に達するいくらか前に既に作用いまじめるようになる。

この場合には閉鎖部材が作用してから両方の構成部材が
最端位置に達するまでの間では電解液が逃げることは出
来ないが、この電解液は、ダイヤフラムを支持面から離
すことないこ、プレロードのかけられたダイヤフラムが
適当に変形することによって吸収される。更にダイヤフ
ラムを内側に向かって押しておくことによって、温度膨
張を補償するために望まれる轡曲がダイヤフラムに与え
られる。ダイヤフラムにプレロードをかける部村として
は、ダイヤフラムを電解液室内に押込む弾性的な支持体
、例えばフオームラバー又はそれに類似したものを用い
ることが出来る。保持体の構成部材のねじ結合部はパテ
ーでシールされている。

これは単独で行なうことも、又０リングシールと組合わ
せて行なうことも出来る。更にこのパテーは両方の構成
部分を確実に固定するためにも役立つ。陰極は有利には
金めつきされたりペットとして頭部に挿込まれていても
よい。

陽極は線村、有利には銀から成る線村から構成し、板部
と頭部とを結合する頚部の周囲に巻付けておくことも出
来る。このような形式で両方の電極は小さなスペースに
収容されているにも拘らず、相互に申し分なく絶縁され
ることになる。保持体の内側部分の裏面には陽極接続接
点と陰極接続接点とが配置され、外側部分には別の０１
Ｊングシ−ルが配置されていると有利である。

この０リングシールは保持体が基体の支持面に対して押
圧されるとシール作用を発揮する。基体の支持面に対す
る保持体の圧着は例えば袋ナットを用いて行なうことが
できる。このような構成では電気的な部材は内側部分の
中心に対して位置決めされ、シール部材は外側部分の中
心に対して位置決めされるようになる。次に図面につい
て本発明を説明する： 第１図に示された測定器は基体１と保持体２と袋ナット
３とを有している。

この袋ナット３が雌ねじ４で基体の雄ねじ５にねじ鉄め
られると、保持体２は袋ナット３の段部６と基体１の端
面７との間に固持される。基体は、ケーブル１１を液密
に貫通案内する貫通孔１０を備えたねじ山付き頭部９を
有する主部分８と、ねじ山１２を介して前記主部分８と
結合された挿入体１３とから構成されている。

この挿入体１３は複数本の導線１５を接続するための電
気的な接続装置１４の他に、端面７の範囲に所属の接続
装置１４と結合された２つの後点ばね１６を有している
。中空の内室１７は栓体１８で閉鎖されている。残った
導線１５は薮点ばね１６と熱的に接触する単数又は複数
のテルミスタの給電及び排電線として用いることが出来
る。このテルミスタは所属の評価回路に於て雰囲気温度
を補償する。第２図に於ては保持体が拡大されて示され
ている。

この保持体２はリング形の外側部分１９と内側部分２０
とから構成されている。この内側部分自体は板部２１と
頚部２２と頭部２３とから構成されている。頭部２３は
鋭い周縁２５で限られた支持面２４を有し、中央部に金
めつきされたりべットの形をした陰極２６を有している
。銀線材コイルの形をした陽極２７は頚部２２に巻付け
られている。板部２１の裏面には陰極接続接点２８と陽
極接続接点２９とがある。板部２１はねじ結合部３０を
介してリング形の外側部分１９と結合されており、段部
３１に当たるまでねじ込まれている。この段部にはリン
グ溝３２が設けられ、この中に○リングシール３３が配
置されている。外側部分１９の前方の端面３４には拡散
度を定めるダイヤフラム３５が固定されている。このダ
イヤフラム３５は支持面２４、延し、ては陰極２６を覆
っている。外側部分１９と内側部分２０とダイヤフラム
３５との間には完全に電解液３７で充たされた電解液室
３６が存在している。この電解液の量は、外側部分１９
の端面３４と、この端面３４を越えて突出する支持面２
４の鋭い緑２５との間でダイヤフラム３５が内側に向か
って轡曲させられるように定められている。このように
製造された保持体２は袋ナット３によって基体１に圧着
される機能的なカプセルを構成する。保持体２が基体１
に圧着されるとりング溝３８内に配置された○リングシ
ール３９が基体１の端面７に接触させられ、陰極接続接
点２８と陽極接続接点２９とが嬢点ばね１６と接触させ
られる。これによって測定器は作動できる状態になる。
交換可能な保持体２の製作は以下に記述するように進め
られる。

すなわち、まず外側部分１９とそれに固定されたダイヤ
フラム１９が製作される一方、陰極２６と陽極２７とを
有する内側部分が製作される。次いで外側部分１９の内
室が電解液３７で充たされる。その後で内側部分２０が
ねじ込まれる。その際ダイヤフラム３５は弾性的な、例
えば発泡ゴムから成る支持体によって支えられる。ねじ
込み過程に際しては、板部２１が○リングシール３３を
十分に圧縮し、良好なシールが得られるまで、余分の電
解液がねじ結合部３０を介して外へ押出される。勿論こ
れは段部３１に当接することによって規定される終機位
置に板部が達する直前までしか行なわれない。終端位置
に達するまでの残った短いねじ込み行程の間には電解液
は最早逃げることが出来なくなる。この場合にはむしろ
ダイヤフラム３５が偏位させられる。しかしながらこの
ダイヤフラム３５は弾性的な支持体によってプレロード
がかけられているために依然として内側に向いた湾曲を
維持することになる。次いでねじ結合部３０はパテー、
例えば商品名「ロックパテー」で市販されているプラス
チックパテーで密閉される。外側部分１９と内側部分２
０とは射出成形される絶縁材料から造ることが出来る。
本発明の測定器は種々異なる液深で用いることができる
。

この場合にはダイヤフラム３５は電解液室の上方で圧縮
されない電解液３７で支持されるので、ダイヤフラムは
圧力が増大しても許容できない程変形されることはなく
なる。更にこの測定器は温度が極めて大きい場合にも使
用することが出釆る。つまり温度の変化による電解液３
７の収縮と膨張はダイヤフラム３５の轡曲度に影響を及
ぼすに過ぎなくなる。これに対してシャープな周縁２５
内ではダイヤフラムの位置は実質的に変化せず、ダイヤ
フラムと陰極２６との間の間隔は殆んど一定に保たれる
。袋ナット３の代りに挿入体１３の上に被せ鉄められて
これとスナップ結合されるキャップを用いることも出来
る。

更に接続接点２８を、一貫して内実であるリベット又は
ピンの頭部によって構成し、このリベット又はピンの幹
部を、平滑な内周面を有する孔に接着し、その陰極を形
成する端面を精密研磨して、後から金めつきすることも
出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図は
分解された本発明の測定器の縦断面図、第２図は保持体
の拡大図である。 １・・・・・・基体、２・・・・・・保持体、３・・・
・・・袋ナット、４・・・・・・雌ねじ、５・…・・雄
ねじ、６・・・・・・段部、７・・・・・・端面、８・
・・・・・主部分、９・・・・・・ねじ山付き頭部、１
０・・・・・・貫通孔、１１・・・・・・ケーブル、１
２・・・・・・ねじ山、１３・・・・・・挿入体、１４
・・・・・・接続装置、１５・・・・・・導線、１６・
・・・・・薮点ばね、１７・・・・・・内室、１８・・
・・・・キ全体、１９・・・・・・外側部分、２０・・
・・・・内側部分、２１・・・・・・坂部、２２・・・
・・・頚部、２３・・・・・・頭部、２４・・…・支持
面、２５・・・・・・周緑、２６・・・・・・陰極、２
７・・・・・・陽極、２８・・・・・・陰極接続接点、
２９・・・・・・陽極接続接点、３０・・・・・・ねじ
結合部、３１・・・・・・段部、３２・・・・・・リン
グ溝、３３・・・・・・○リングシール、３４・・・・
・・端面、３５・・・・・・ダイヤフラム、３６・・・
・・・電解液室、３７・・・・・・電解液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体中の気体をポーラログラフで測定する測定器で
   あって、測定器の基体に交換可能に固定された保持体を
   有し、この保持体が端面に於ける支持面と、この支持面
   を取囲む、電解液で充たされたリング状の電解液室と、
   支持面の上に配置された陰極と、電解液室内に配置され
   かつ保持体によって保持された陽極と、保持体の裏面に
   配置された陰極接続接点並びに陽極接続接点と、リング
   状の電解液室の開いた側を覆い、緊定装置のリング面の
   上に縁で保持された、気体の拡散を許すダイヤフラムと
   を有し、支持面が測定器の軸線方向で前記リング面を越
   えて突出している形式のものに於て、支持面がシヤープ
   な周縁を有し、電解液の量が電解液室を完全に充たすが
   電解液室の範囲でダイヤフラムがいくらか内方へ彎曲さ
   せられるように選ばれていることを特徴とする、液体中
   の気体をポーラログラフで測定する測定器。 ２ 保持体２が電解液室を制限する２つの構成部材から
   構成されており、この構成部材が相互に結合される際に
   電解液室から流出する余分な電解液のために閉鎖可能な
   流出口が設けられている、特許請求の範囲第１項記載の
   測定器。 ３ 略回転対称的な保持体がリング形の外側部分と内側
   部分とから成っており、外側部分が前面に固定されたダ
   イヤフラムを有し、後部に雌ねじを有しており、両側部
   分が前方の頭部に支持面を有し、後方の板部に雄ねじを
   有している、特許請求の範囲第２項記載の測定器。 ４ 外側部分が雌ねじに続いて、内側部分の板部に当接
   する段部を有している、特許請求の範囲第３項記載の測
   定器。 ５ 段部３１又は板部２１にリング溝３２が設けられて
   おり、その中に弾性的なＯリング３３が配置されている
   、特許請求の範囲第４項記載の測定器。 ６ 外側部分と内側部分とのねじ結合部３０が外からパ
   テーでシールされている、特許請求の範囲第３項記載の
   測定器。 ７ 陰極が有利には金めっきされたリベツトとして頭部
   内に挿入されている、特許請求の範囲第３項記載の測定
   器。 ８ 陽極が板部と頭部とを結合する頚部に巻付けられた
   、有利には銀から成る線材から構成されている、特許請
   求の範囲第３項記載の測定器。 ９ 内側部分の裏面に陰極接続接点と陽極接続接点とが
   配置され、外側部分の裏面に別のＯリングシールが配置
   されている、特許請求の範囲第３項記載の測定器。 １０ 保持体が袋ナツトによって基板の支持面に圧着さ
   れている、特許請求の範囲第１項記載の測定器。 １１ 測定器の基体に交換可能に固定された保持体を有
   し、この保持体が端面に於ける支持面と、この支持面を
   取囲む、電解液で充たされたリング状の電解液室と、支
   持面の上に配置された陰極と、電解液室内に配置されか
   つ保持体によって保持された陽極と、保持体の裏面に配
   置された陰極接続接点並びに陽極接続接点と、リング状
   の電解液室の開いた側を覆い、緊定装置のリング面の上
   に縁で保持された、気体の拡散を許すダイヤフラムとを
   有し、支持面が測定器の軸線方向で前記リング面を越え
   て突出しており、支持面がシヤープな周縁を有し、電解
   液の量が電解液室を完全に充たすがダイヤフラムを支持
   面から離さないように定められており、電解液室を制限
   しかつ相互に結合されるときに電解液室を縮小する２つ
   の構成部材から保持体が構成されており、電解液室が縮
   小するときに電解液室から流出する余分な電解液のため
   に閉鎖可能な流出口が設けられている形式の、液体中の
   気体をポーラログラフで測定する測定器を製造する方法
   に於て、保持体を構成する両方の構成部材を相互に結合
   する前に電解液室を充填し、前記構成部材を相互に結合
   する際にダイヤフラムを外側から押して電解液室内に凹
   ませておくことを特徴とする測定器を製造する方法。 １２ 保持体を構成する両方の構成部材を弾性的な支持
   体で支えておく、特許請求の範囲第１１項記載の方法。