JPS6358148A - 溶存酸素センサ− - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 イ６発明の目的 産業上の利用分野 この発明は液中の溶存酸素濃度を測定するためのセンサ
ーに関するものであり、特に発酵槽その他、微生物を培
養する液中の溶存酸素濃度を測定するのに適している。

従来の技術 液中の溶存酸素濃度を、酸素透過性隔膜を拡散・透過し
た酸素による電気化学反応により発生するガルバニ電流
により測定するセンサーは公知である。

かかるセンサーの原理は次の如くである。

このようにして、酸素の分圧に比例した電流が発生する
。

上記原理を利用する溶存酸素センサーの構造の具体例を
第４図により説明する。

底部に酸素透過性隔膜１を固定してある筒体２の内部に
、端部にカン−ドブレート３を固着したガラス製内管４
が前記酸素透過性隔膜に接する位置まで挿入され、筒体
と内管の間にアノード５が配置され、且つ筒体内に電解
液８が満たされている。カソードプレート３には導線６
、アノード５には導線７が接続され、電流計に導かれる
。

カソードプレートとしては白金、アノードとしては鉛が
用いられ、カソードプレート３は第４図の如くガラス管
４の切断面に固着し、アノード５は鉛線をガラス管に螺
旋状に巻きつけて形成してある。

このようなセンサーの先端を測定すべき液中に挿入する
と、液中の溶存酸素は酸素透過性隔膜を拡散・透過し、
前記（１）式による電気化学反応を起してカソード及び
アノードの２極間にガルバニ電流が流れる。

このガルバニ電流量と液中の溶存酸素量との関係を予め
測定しておけば、ガルバニ電流量から液中の溶存酸素量
を知ることができる。

発明が解決しようとする問題点 溶存酸素センサーを用いて発酵槽その他、微生物を培養
する液中の溶存酸素濃度を測定しようとする時は、前も
ってセンサーの加熱殺菌を行う必要があるが、上記のよ
うな従来の溶存酸素センサーは、加熱殺菌を繰り返すよ
うな条件下で使用するには性能及び耐久性の点で問題が
あった。

即ち、同一供試液に対する測定値が加熱殺菌を繰り返す
ごとに変動し、またカソードプレートの脱落や酸素透過
性隔膜の破損等の事故が起き易かった。

本発明はこのような従来の溶存酸素センサーの欠点を改
良し、加熱殺菌を必要とする発酵槽その他、微生物を培
養する液中の溶存酸素濃度を測定するのに好適な溶存酸
素センサーを提供することを目的とする。

口１発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明による溶存酸素センサーは、底部に酸素透過性隔
膜を固定してある筒体の内部に、端部に白金製のカソー
ドプレートを固着した内管が前記酸素透過性隔膜に接す
る位置まで挿入され、筒体と内管の間に鉛製のアノード
が配置され、且つ筒体内に電解液が満たされている構造
で、前記酸素透過性隔膜の外部に接触している液中の溶
存酸素濃度をカソード及びアノードの２極間に流れるガ
ルバニ電流により測定するセンサーにおいて、内管を鉛
ガラスで形成し、その酸素透過性隔膜に接する端部を内
側に湾曲した形状とし、そこに下面を曲面的に形成した
カソードプレートを固着し、且つ円筒状に形成したアノ
ードを電解液が流通可能な有底隔室中に設置したことを
特徴とする。

これを第１図及び第２図により具体的に説明する。但し
第４図に示した従来の溶存酸素センサーと共通する部分
の説明は省略する。

内管４は鉛ガラスで形成し、その酸素透過性隔膜に接す
る端部を内側に湾曲した形状４１とし、そこに下面を曲
面的に形成したカソードプレート３を固着する。

そして円筒状に形成したアノード５を電解液が流通可能
な有底隔室９中に設置する。

第１図ではアノードの支持体をも兼ねる隔室壁９１、筒
体２の内壁２１、及び隔室壁９１と内壁２１との間を塞
ぐ底板９２により有底隔室９が形成されているが、第２
図のように、筒体２とは別個に隔室壁９１及び９３なら
びに底板９２で形成された有底隔室９を筒体内に固定す
るようにしてもよい。

また第１図ではアノード５を隔室壁９１側に設置してい
るが、筒体２の内壁２１側に設置するようにしてもよい
。

有底隔室を構成する部材としては別にアノードの支持体
を設けてもよいが、有底隔室の部材と兼用する方が構成
が簡略になりやすい。

有底隔室９の形状は、アノード反応生成物が酸素透過性
隔膜面に落下を防止できる構造のものであればよく、図
示のものに限定されるものではない。

有底隔室中に設置されるアノードの形状とじては特に制
限なく、螺旋状、円筒状などいずれも使用可能であるが
、円筒状の如く断線の起こり難い形状が好ましい。

内管４を鉛ガラス管とすると、鉛ガラスは白金に近い熱
膨張率を右するので、加熱殺菌の繰り返しによるカソー
ドプレートの脱落が抑制される。

内管の端部を内側に湾曲した形状４１とし、そこに下面
を曲面的に形成したカソードプレートを固定する理由は
、酸素透過性隔膜に接する部分が従来の溶存酸素センサ
ーの如くエツジ状になっていると、酸素透過性隔膜に部
分的な応力を与え、加熱殺菌の繰り返しによる膜の膨張
及び収縮に伴なって酸素透過性隔膜の破損を招き易いか
らである。

アノード５を電解液が流通可能な有底隔室９中に設置す
るのは、（１）式の反応に伴ないアノードで生成した反
応生成物［Ｐ　ｂ　（ＯＨ）　２　］がアノードから剥
離し、酸素透過性隔膜の内面に落下・沈積して、測定値
に悪影響を与えたりするのを防ｆにするためである。

本発明による溶存酸素センサーの他の具体例を第３図に
示す。

円筒状のアノードが設置された円筒状のアノード支持体
（有底隔室の壁ともなる）９４は支持具１０により筒体
２の内部に支持される。

支持具１０は電解液が流通可能な構造となっており、例
えば左型ワッシャーその細穴を有する形状のものなどを
使用する。

本発明に係る構造を有する端部にカソードプレートを固
着した内管４が、アノード支持体９４の内部を貫通し支
持具１１（電解液が流通可能な形状のもの）を介して酸
素透過性膜ｌに接する位置まで挿入されている。

有底隔室９はアノード支持体９４の外壁の下方部分と筒
体２の内壁２１との間を台座１２を介してシリコン性０
リング１３で塞ぐことにより形成されている。

図ではアノード５は導線７により電流計（図示せず）に
導かれる様式をとっているが、アノード支持体９４、支
持具１０及び筒体２を導電性物質で構成する場合には、
導線７を設けずにアノード５をアノード支持体９４、支
持具１０及び筒体２を介して電流計に接続させるように
してもよい。

電解液は、支持具１０及びアノード支持体９４の内部を
介してカソード何と流通可能になっている。

比較試験 第１図に示した本発明の溶存酸素センサー及び第４図に
示した従来の溶存酸素センサー（但しアノードは円筒状
のもの）を使用して、センサーの加熱殺菌を繰り返した
場合、同一供試液に対する測定値が一定値を示すかどう
かを試験した。結果を第１表に示す。

センサーは、毎回１．２ａｔｍ、１２０℃のスチームで
３０分間加熱し、３５℃前後に冷却して使用した。

第　　１　　表 第１表から明らかなように、従来のセンサーは加熱殺菌
２回乃至３回の再使用で測定値の信頼性が失われるが、
本発明のセンサーは６回の１１使用にも耐える。

これは本発明による改良点の総合的効果によるものであ
る。

ハ０発明の効果 加熱殺菌を繰り返しても測定値が安定しており且つ破損
しにくい溶存酸素センサーが得られ、特に発酵槽その他
、微生物を培養する液中の溶存酸素濃度を測定するのに
好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明の溶存酸素センサー
の具体的構造を示すモデル図、第４図は従来の溶存酸素
センサーの具体的構造を示すモデル図である。 ｌ・・・酸素透過性隔膜、 ２・・・筒体、２１・・・筒体内壁 ３・・・カソードプレート、４・・・ガラス製内管、４
１・・・内管の端部（内側に湾曲した形状）、５・・・
アノード、６，７・・・導線、８・・・電解液、９・・
・有底隔室、９１．９３・・・隔室壁、９２・・・隔室
底板、９４・・・アノード支持体ｉｏ、ｔｉ・・・支持
具、１２・・・台座、１３・・・０リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 底部に酸素透過性隔膜を固定してある筒体の内部に、端
   部に白金製のカソードプレートを固着した内管が前記酸
   素透過性隔膜に接する位置まで挿入され、筒体と内管の
   間に鉛製のアノードが配置され、且つ筒体内に電解液が
   満たされている構造で、前記酸素透過性隔膜の外部に接
   触している液中の溶存酸素濃度をカソード及びアノード
   の２極間に流れるガルバニ電流により測定するセンサー
   において、内管を鉛ガラスで形成し、その酸素透過性隔
   膜に接する端部を内側に湾曲した形状とし、そこに下面
   を曲面的に形成したカソードプレートを固着し、且つア
   ノードを電解液が流通可能な有底隔室中に設置したこと
   を特徴とする溶存酸素センサー。