JP2001153832A - 塩素イオンセンサ - Google Patents

塩素イオンセンサ

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JP2001153832A
JP2001153832A JP33508099A JP33508099A JP2001153832A JP 2001153832 A JP2001153832 A JP 2001153832A JP 33508099 A JP33508099 A JP 33508099A JP 33508099 A JP33508099 A JP 33508099A JP 2001153832 A JP2001153832 A JP 2001153832A
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silver
electrode
electrodes
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platinum
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JP33508099A
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English (en)
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Atsushi Sakai
淳 阪井
Yoshiyuki Sugiura
義幸 杉浦
Yasutaka Arii
康孝 有井
Yukio Iitaka
幸男 飯高
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化を図るとともに検出精度を向上した塩素
イオンセンサを提供する。 【解決手段】基板1上に、白金の薄膜からなる略櫛形の
白金電極10aと、銀/塩化銀の薄膜からなる略櫛形の
銀/塩化銀電極10bとを、それぞれの電極10a,1
0bが互いに噛み合うように略対向して形成する。それ
ぞれの電極10a,10bが薄膜により形成されたこと
によって、装置全体を小型化することができる。さらに
互いの電極10a,10bの突部12a,12bを交互
に配列して、それぞれの側面を略対向させることによっ
て、電極10a,10bの対向面積を広くすることがで
き、その結果、電極10a,10b間に流れる電流量を
多くして、検出精度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、白金電極と銀/塩
化銀電極を備えた塩素イオンセンサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】イオンセンサは溶液中の特定のイオン濃
度を選択的に定量できるという特徴があり、特定イオン
の濃度モニタや水質分析、さらに医療などの広い分野に
おいて使用されている。特に水質分析分野では、水中に
含まれるイオン、例えば水素イオン、塩素イオン、カル
シウムイオンなどの定量に用いられ、その例として水質
浄化システムにおける塩素イオンセンサがある。
【0003】この塩素イオンセンサは、水道水中に含ま
れる残留塩素の1つである次亜塩素酸イオン(Cl
-)濃度をポーラログラフ法を用いて測定するもので
ある。
【0004】このポーラログラフ法は、白金電極と銀電
極との間に測定対象となる溶液を介在させ、各電極での
次の反応によって生じる電極間の電流量を測定すること
によって、この電流量に比例した次亜塩素酸イオンの濃
度を知ることができる方法である。 Pt電極; HClO+e-→1/2H2 Ag電極; Ag+ClO-→AgCl+1/2O2+e
- このような塩素イオンセンサでは、次亜塩素酸イオンの
高い検出精度を確保するためには、それぞれの電極の対
向面積を広くすることが必要であり、これによって濃度
の低い次亜塩素酸イオンであっても電極間に流れる電流
量を増加することができ、検出精度を向上させることが
できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の塩素イ
オンセンサは略ワイヤ状の白金電極と銀/塩化銀電極を
用いており、両電極の対向面積を広くするためには、装
置全体が大型になるとともに、コストが高くなるといっ
た問題があった。また、この問題を解決するため、フォ
トリソグラフィによる微細加工により各電極を薄膜状に
形成し、小型化及び低コスト化を図っているが、逆にそ
れぞれの電極の対向面積が小さくなって電流量が低下
し、検出精度が劣るといった新たな問題があった。
【0006】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、小型化を図るとともに電極間の対向面積を広
くして検出精度を向上した塩素イオンセンサを提供す
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、白金の薄膜により略櫛形に形成
された白金電極と、銀/塩化銀の薄膜により略櫛形に形
成された銀/塩化銀電極と、絶縁性の基板とを有し、白
金電極および銀/塩化銀電極が互いに噛み合うように略
対向して基板上に形成されたことを特徴とし、それぞれ
の電極が薄膜により形成されたことによって、装置全体
を小型化することができて、低コスト化を図ることがで
き、さらに白金電極の一部および銀/塩化銀電極の一部
を交互に配列してそれぞれの側面を略対向させることに
よって、両電極の対向面積を広くすることができ、その
結果、電極間に流れる電流量を多くして、検出精度を向
上させることができる。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、基板には略V字状の溝が形成され、白金電極および
銀/塩化銀電極は、溝の内側に傾斜する1対の斜面にそ
れぞれ設けられたことを特徴とし、互いの電極の薄膜の
側面及び表面を略対向させることができてそれぞれの電
極の対向面積をさらに広くすることができ、その結果、
検出精度をさらに向上させることができる。
【0009】請求項3の発明は、白金の薄膜により互い
に径の異なった略リング状に形成され、且つ電気的に接
続された複数の白金電極と、銀/塩化銀の薄膜により互
いに径の異なった略リング状に形成され、且つ電気的に
接続された複数の銀/塩化銀電極と、白金電極と銀/塩化
銀電極が交互に略同心円状に配置された絶縁性の基板
と、白金電極と銀/塩化銀電極との間に介在し、互いの
電極を電気的に絶縁する薄膜とを有することを特徴と
し、それぞれの電極が薄膜により形成されたことによっ
て、装置全体を小型化することができて、低コスト化を
図ることができ、さらに互いの電極が交互に略同心円状
に配置されたことによって、それぞれ一方の電極は他方
の電極と内側と外側とで略対向することができて、対向
面積を広くすることができ、その結果、電極間に流れる
電流量を多くして、検出精度を向上させることができ
る。
【0010】請求項4の発明は、白金の薄膜により形成
された白金電極と、銀/塩化銀の薄膜により形成された
銀/塩化銀電極と、表面に一方の電極を形成する絶縁性
の基板と、絶縁性の薄膜により形成され、基板上に形成
された電極に隙間をあけて略対向するように他方の電極
を支持する支持部とを有することを特徴とし、それぞれ
の電極が薄膜により形成されたことによって、装置全体
を小型化することができて、低コスト化を図ることがで
き、また支持部に支持される電極の表面と基板上の電極
の表面とが略対向することによって、それぞれの電極の
対向面積を広くすることができ、さらに両電極表面間の
隙間を狭くすることによって、電極間に流れる電流量を
多くして、検出精度を向上させることができる。
【0011】請求項5の発明は、請求項4の発明におい
て、支持部は、電極が形成され基板に略対向する対向部
と、対向部の両端に形成され、基板上に固定される固定
部とを有して略ブリッジ状に形成されたことを特徴と
し、請求項4の発明と同様の作用を奏する。
【0012】請求項6の発明は、請求項4の発明におい
て、支持部は、電極が形成され基板に略対向する対向部
と、対向部の一端に形成され、基板上に固定される固定
部とを有したことを特徴とし、両電極間付近に在る構成
部材を請求項5の発明よりも少なくでき、その結果、例
えば水道水などの測定対象となる液体の流れが両電極間
付近でスムーズになり検出精度の信頼性を向上させるこ
とができる。
【0013】
【発明の実施の形態】(実施形態1)本実施形態につい
て、図1に基づいて説明する。
【0014】本実施形態では、略矩形に形成されたSi
からなる絶縁性の基板1表面に、フォトリソグラフィに
よるエッチング加工によって、薄膜の白金電極10aと
銀/塩化銀電極10bがそれぞれ形成されている。ま
た、白金電極10aは、略帯状の主部11aと、主部1
1aから略垂直に突設し、略等間隔に配列する複数の略
帯状の突部12aとから略櫛形に形成され、銀/塩化銀
電極10bも白金電極10aと同様に、略帯状の主部1
1bと、主部11bから略垂直に突設し、略等間隔に配
列する複数の略帯状の突部12bとから略櫛形に形成さ
れている。各電極10a,10bの主部11a,11b
は、基板1の表面両側部に、略平行するように配置さ
れ、主部11a,11bから突出される各電極10a,
10bの突部12a,12bは、それぞれ交互に側面が
略対向するように配列され、それぞれの突部12a,1
2bの先端面は、他方の電極の主部11b,11aの側
面に隙間をあけて略対向している。
【0015】このような本実施形態では、白金電極10
aと銀/塩化銀電極10bを基板1上に薄膜により形成
することによって、装置全体を小型化することができ、
低コスト化を図ることができる。また、略櫛形に形成さ
れた各電極10a,10bの複数の突部12a,12b
を交互に配列することにより、それぞれの電極10a,
10bの対向面積を広くすることができ、電極10a,
10b間に流れる電流量を多くして、検出精度を向上さ
せることができる。 (実施形態2)本実施形態における基本構成は実施形態
1と共通するために共通する部分については同一の符号
を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分に
ついてのみ詳細に説明する。
【0016】本実施形態の基板1は、図2(a),
(b)に示すように、表面に略V字状の溝2が複数個隣
接して形成され、白金電極10aと銀/塩化銀電極10
bは、それぞれ各溝2の内側に傾斜する1対の斜面2
a,2a上に溝方向に沿って略帯状に形成されている。
なお、溝2は、基板1に異方性エッチングを行うことに
よって形成されている。
【0017】このような本実施形態では、各溝2の斜面
2a,2aに形成された両電極10a,10bの表面と
側面が略対向するため、実施形態1よりもそれぞれの電
極10a,10bの対向面積を広くすることができ、検
出精度をさらに向上させることができる。
【0018】なお、白金電極10aと銀/塩化銀電極1
0bを実施形態1と同様に略櫛形としても良い。 (実施形態3)本実施形態における基本構成は実施形態
1又は2と共通するために共通する部分については同一
の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる
部分についてのみ詳細に説明する。
【0019】本実施形態では、図3(a),(b)に示
すように、白金電極10aは、互いに径の異なる略リン
グ状に形成された複数のリング部13aと、それぞれの
リング部13aに接続する略帯状の接続部14aとから
なり、複数のリング部13aは略同心円状に基板1上に
配列されるとともに、接続部14aは、最も外側のリン
グ部13aから外側に突出するように略直線状に形成さ
れている。
【0020】一方、銀/塩化銀電極10bは、基板1表
面に形成された絶縁性の絶縁膜3上に形成され、白金電
極10aと同様に、略同心円状に配列された互いに径の
異なる複数のリング部13bと、複数のリング部13b
に接続するとともに、最も外側のリング部13bから外
側に突出するように略直線状に形成された接続部14b
とからなる。
【0021】白金電極10aのリング部13aと銀/塩
化銀電極10bのリング部13bは、それぞれ絶縁膜3
を挟んで交互に略同心円状に配置されるとともに、接続
部14a,14bは略直線上に配置されている。また、
白金電極10aのリング部13aは、表面上に絶縁膜3
を介して銀/塩化銀電極10bが在る部位を除いて、露
出されている。
【0022】このような本実施形態では、白金電極10
aの複数のリング部13aと銀/塩化銀電極10bの複
数のリング部13bが交互に略同心円状に配列して形成
されているので、リング部13aは、内側と外側とでリ
ング部13bと略対向し、リング部13bも、内側と外
側とでリング部13aと略対向する。これによって、白
金電極10aと銀/塩化銀電極10bとの対向面積を広
くすることができ、その結果、電極10a,10b間に
流れる電流量を多くして、検出精度を向上させることが
できる。 (実施形態4)本実施形態における基本構成は実施形態
1又は2又は3と共通するために共通する部分について
は同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴
となる部分についてのみ詳細に説明する。
【0023】本実施形態では、図4に示すように、略帯
状の白金電極10aが形成された基板1表面に隙間をあ
けて略対向し、基板1表面に略対向する面に略帯状の銀
/塩化銀電極10bが形成された対向部4aと、対向部
4aの両端に略L字状に形成され、基板1上に固定され
る固定部4b,4bとを有した略ブリッジ状の支持部4
が、絶縁性の薄膜により基板1表面に形成されている。
なお、この支持部4は、犠牲層エッチングにより形成す
ることができる。
【0024】このような本実施形態では、支持部4によ
って、白金電極10aの表面と銀/塩化銀電極10bの
表面を略対向して配置して、ぞれぞれの電極10a,1
0bの対向面積を広くすることができ、さらに、両電極
10a,10b間の隙間を狭くすることによって、電極
10a,10b間に流れる電流量を多くして、検出精度
を向上させることができる。
【0025】なお、図5に示すように、支持部4の固定
部4bを対向部4aの一端にのみ形成して、いわゆる片
持梁構造としても良く、このとき、例えば水道水などの
測定対象となる液体の流れが両電極10a,10b間付
近でスムーズになり検出精度の信頼性を向上させること
ができる。
【0026】また、本実施形態の白金電極10aと支持
部4に形成された銀/塩化銀電極10bを基板1上に複
数個並列に並べて形成しても良く、或いは、実施形態1
のようにそれぞれの電極10a,10bを略櫛形に形成
したり、実施形態3のようにそれぞれの電極10a,1
0bを複数の径の異なるリング状に形成し、略同心円状
に配列して、一方の電極10a,10bを支持部4によ
り基板1上の他方の電極10b,10aに略対向させて
も良い。これによって、両電極10a,10bの対向面
積を広くすることができ、検出精度をさらに向上させる
ことができる。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明は、白金の薄膜により略
櫛形に形成された白金電極と、銀/塩化銀の薄膜により
略櫛形に形成された銀/塩化銀電極と、絶縁性の基板と
を有し、白金電極および銀/塩化銀電極が互いに噛み合
うように略対向して基板上に形成されたので、それぞれ
の電極が薄膜により形成されたことによって、装置全体
を小型化することができて、低コスト化を図ることがで
き、さらに白金電極の一部および銀/塩化銀電極の一部
を交互に配列してそれぞれの側面を略対向させることに
よって、両電極の対向面積を広くすることができ、その
結果、電極間に流れる電流量を多くして、検出精度を向
上させることができるという効果がある。
【0028】請求項2の発明は、基板には略V字状の溝
が形成され、白金電極および銀/塩化銀電極は、溝の内
側に傾斜する1対の斜面にそれぞれ設けられたので、互
いの電極の薄膜の側面及び表面を略対向させることがで
きてそれぞれの電極の対向面積をさらに広くすることが
でき、その結果、検出精度をさらに向上させることがで
きるという効果がある。
【0029】請求項3の発明は、白金の薄膜により互い
に径の異なった略リング状に形成され、且つ電気的に接
続された複数の白金電極と、銀/塩化銀の薄膜により互
いに径の異なった略リング状に形成され、且つ電気的に
接続された複数の銀/塩化銀電極と、白金電極と銀/塩化
銀電極が交互に略同心円状に配置された絶縁性の基板
と、白金電極と銀/塩化銀電極との間に介在し、互いの
電極を電気的に絶縁する薄膜とを有するので、それぞれ
の電極が薄膜により形成されたことによって、装置全体
を小型化することができて、低コスト化を図ることがで
き、さらに互いの電極が交互に略同心円状に配置された
ことによって、それぞれ一方の電極は他方の電極と内側
と外側とで略対向することができて、対向面積を広くす
ることができ、その結果、電極間に流れる電流量を多く
して、検出精度を向上させることができるという効果が
ある。
【0030】請求項4の発明は、白金の薄膜により形成
された白金電極と、銀/塩化銀の薄膜により形成された
銀/塩化銀電極と、表面に一方の電極を形成する絶縁性
の基板と、絶縁性の薄膜により形成され、基板上に形成
された電極に隙間をあけて略対向するように他方の電極
を支持する支持部とを有するので、それぞれの電極が薄
膜により形成されたことによって、装置全体を小型化す
ることができて、低コスト化を図ることができ、また支
持部に支持される電極の表面と基板上の電極の表面とが
略対向することによって、それぞれの電極の対向面積を
広くすることができ、さらに両電極表面間の隙間を狭く
することによって、電極間に流れる電流量を多くして、
検出精度を向上させることができるという効果がある。
【0031】請求項5の発明は、支持部は、電極が形成
され基板に略対向する対向部と、対向部の両端に形成さ
れ、基板上に固定される固定部とを有して略ブリッジ状
に形成されたので、請求項4の発明と同様の効果を奏す
る。
【0032】請求項6の発明は、支持部は、電極が形成
され基板に略対向する対向部と、対向部の一端に形成さ
れ、基板上に固定される固定部とを有したので、両電極
間付近に在る構成部材を請求項5の発明よりも少なくで
き、その結果、例えば水道水などの測定対象となる液体
の流れが両電極間付近でスムーズになり検出精度の信頼
性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1を示す正面図である。
【図2】実施形態2を示し、(a)は断面図、(b)は
正面図である。
【図3】実施形態3を示し、(a)は断面図、(b)は
正面図である。
【図4】実施形態4を示す断面図である。
【図5】同上の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 基板 10a 白金電極 10b 銀/塩化銀電極 11a,11b 主部 12a,12b 突部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有井 康孝 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 飯高 幸男 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 白金の薄膜により略櫛形に形成された白
    金電極と、銀/塩化銀の薄膜により略櫛形に形成された
    銀/塩化銀電極と、絶縁性の基板とを有し、白金電極お
    よび銀/塩化銀電極が互いに噛み合うように略対向して
    基板上に形成されたことを特徴とする塩素イオンセン
    サ。
  2. 【請求項2】 基板には略V字状の溝が形成され、白金
    電極および銀/塩化銀電極は、溝の内側に傾斜する1対
    の斜面にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項1
    記載の塩素イオンセンサ。
  3. 【請求項3】 白金の薄膜により互いに径の異なった略
    リング状に形成され、且つ電気的に接続された複数の白
    金電極と、銀/塩化銀の薄膜により互いに径の異なった
    略リング状に形成され、且つ電気的に接続された複数の
    銀/塩化銀電極と、白金電極と銀/塩化銀電極が交互に略
    同心円状に配置された絶縁性の基板と、白金電極と銀/
    塩化銀電極との間に介在し、互いの電極を電気的に絶縁
    する薄膜とを有することを特徴とする塩素イオンセン
    サ。
  4. 【請求項4】 白金の薄膜により形成された白金電極
    と、銀/塩化銀の薄膜により形成された銀/塩化銀電極
    と、表面に一方の電極を形成する絶縁性の基板と、絶縁
    性の薄膜により形成され、基板上に形成された電極に隙
    間をあけて略対向するように他方の電極を支持する支持
    部とを有することを特徴とする塩素イオンセンサ。
  5. 【請求項5】 支持部は、電極が形成され基板に略対向
    する対向部と、対向部の両端に形成され、基板上に固定
    される固定部とを有して略ブリッジ状に形成されたこと
    を特徴とする請求項4記載の塩素イオンセンサ。
  6. 【請求項6】 支持部は、電極が形成され基板に略対向
    する対向部と、対向部の一端に形成され、基板上に固定
    される固定部とを有したことを特徴とする請求項4記載
    の塩素イオンセンサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009544936A (ja) * 2006-07-21 2009-12-17 アナクシス テクノロジー リミテッド ガスセンサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009544936A (ja) * 2006-07-21 2009-12-17 アナクシス テクノロジー リミテッド ガスセンサ

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