JP2003254935A - ガルバニ電池式酸素分析計 - Google Patents
ガルバニ電池式酸素分析計Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期にわたって安定して測定を行うことので
きるガルバニ電池式酸素分析計を提供すること。 【解決手段】 センサボディ２の一端にサンプルガスＳ
Ｇが供給されるセル１１を備えたガルバニ電池式酸素分
析計において、前記セル１１の入口および出口側に開閉
手段１４，１５を設け、非測定時には、不活性ガスＧを
前記セル１１内に導入し、当該セル１１内に前記不活性
ガスＧを充満させるようにした。
きるガルバニ電池式酸素分析計を提供すること。 【解決手段】 センサボディ２の一端にサンプルガスＳ
Ｇが供給されるセル１１を備えたガルバニ電池式酸素分
析計において、前記セル１１の入口および出口側に開閉
手段１４，１５を設け、非測定時には、不活性ガスＧを
前記セル１１内に導入し、当該セル１１内に前記不活性
ガスＧを充満させるようにした。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガルバニ電池式
酸素分析計に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば産業用あるいは医療用など各種の
ガス中に含まれる酸素の濃度を測定する酸素分析計の一
つに、ガルバニ電池式酸素分析計がある。図２は、前記
ガルバニ電池式酸素分析計１の要部を模式的に示す図
で、合成樹脂など適宜の材料よりなる筒状のセンサボデ
ィ２の先端に測定対象ガスである酸素のみを透過させる
隔膜（例えばフッ素樹脂などの高分子膜）３が設けられ
ている。そして、この隔膜３によってセンサボディ２内
に形成された室４にはＫＯＨ溶液よりなる電解液５が充
填されるとともに、この電解液５に浸漬されるようにし
てアノード６およびカソード７が設けられている。８は
図示していない本体側に設けられる測定回路で、リード
線９，１０を介してカソード６およびアノード７と接続
されている。また、１１は隔膜３を介してセンサボディ
２の先端側に設けられる流通型のセルで、一端にサンプ
ルガスＳＧの導入口１１ａが形成され、他端にサンプル
ガスＳＧの導出口１１ｂが形成されている。 【０００３】上記構成のガルバニ電池式酸素分析計を用
いて、ガス中の酸素を測定するには、サンプルガスＳＧ
を導入口１１ａを経てセル１１に供給する。サンプルガ
スＳＧ中の酸素は、隔膜３を経て室４内に入り、カソー
ド６に達する。そして、このカソード６において、酸素
は下記（１）式に示す反応により水素イオン（ＯＨ-）
に還元される。 Ｏ2 ＋２Ｈ2 Ｏ＋４ｅ- →４ＯＨ- ……（１） 【０００４】上記反応による電流は、測定回路８によっ
て検出され、その出力は図示していない演算部に入力さ
れ、ここで適宜演算処理することにより、サンプルガス
ＳＧ中の酸素の濃度が得られる。なお、アノード７にお
いては、下記（２）式に示す反応が行われる。 Ｐｂ＋２ＯＨ- →ＰｂＯ＋２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- ……（２） 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上述のように、ガルバ
ニ電池式酸素分析計においては、比較的構成が簡単であ
りながらも、サンプルガスＳＧ中の酸素濃度を高精度に
測定することができるが、電池であるため、寿命が短い
といった欠点がある。すなわち、研究用のガルバニ電池
式酸素分析計においては、昼間使用され夜間は使用しな
いというケースが多々ある。また、ポータブルタイプの
ガルバニ電池式酸素分析計においては、現地で測定を行
い、それ以外は輸送されることが多い。前記夜間や輸送
中においては、装置全体の電源を切っていることが多
い。 【０００６】しかしながら、ガルバニ電池式酸素分析計
においては、上述のように、非使用時や電源オフとなっ
ているときにおいても、大気雰囲気となるため、酸素の
存在によって起電力が発生し、したがって、非使用時や
電源オフとなっているときにもかかわらず、ガルバニ電
池の寿命が短くなっていたのである。 【０００７】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、長期にわたって安定して測定を
行うことのできるガルバニ電池式酸素分析計を提供する
ことである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、センサボディの一端にサンプルガスが
供給されるセルを備えたガルバニ電池式酸素分析計にお
いて、前記セルの入口および出口側に開閉手段を設け、
非測定時には、不活性ガスを前記セル内に導入し、当該
セル内に前記不活性ガスを充満させるようにしている。 【０００９】上記ガルバニ電池式酸素分析計において
は、非測定時または電源オフ時には、隔膜に臨むセル内
に不活性ガスが充満し酸素が存在しないので、起電力が
発生せず、ガルバニ電池が徒に消費されることがない。
したがって、ガルバニ電池式酸素分析計の寿命が長くな
る。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、
この発明の実施の形態を示すもので、この図において、
図２に示す符号と同じ符号は同一物であり、その詳細な
説明は省略する。この図において、１２はガルバニ電池
式酸素分析計１のセル１１のガス導入口１１ａに接続さ
れるガス導入管、１３はセル１１のガス導出口１１ｂに
接続されるガス導出管で、これらのガス導入管１２、ガ
ス導出管１３は、詳細には図示してないが、例えばねじ
式の継手部材によってガス導入口１１ａ、ガス導出口１
１ｂに対して分離自在に接続できるように構成されてい
る。 【００１１】１４，１５はガス導入管１２，１３にそれ
ぞれ設けられるシャットオフ機能を有する開閉弁で、例
えば二方電磁弁よりなる。そして、ガス導入管１２の開
閉弁１４より上流側には、サンプルガスＳＧの供給路
（図示していない）が接続され、ガス導出管１３の下流
側には吸引ポンプ（図示していない）が設けられ、その
下流側は、適宜のガス排気装置（図示していない）に接
続される。また、１６はガス導入口１１ａと開閉弁１４
との間の点１７においてガス導入管１２に接続される不
活性ガス供給管で、この不活性ガス供給管１６には、開
閉弁１８を介して不活性ガスボンベ１９が設けられてい
る。そして、開閉弁１８はシャットオフ機能を有してお
り、例えば二方電磁弁よりなる。また、不活性ガスボン
ベ１９内には、例えば窒素ガスが収容されている。 【００１２】なお、前記開閉弁１４，１５，１８の開閉
は、装置全体を制御するとともに濃度演算を行う例えば
パソコン（図示していない）からの指令に基づいて、例
えばシーケンス制御されるようにしてある。 【００１３】上記ガルバニ電池式酸素分析計１の作動に
ついて説明する。まず、サンプルガスＳＧにおける酸素
濃度を測定する場合には、図１（Ａ）に示すように、ガ
ス導入管１２およびガス導出管１３における開閉弁１
４，１５を開く一方、不活性ガス供給管１６における開
閉弁１８を閉じる。この状態において、サンプルガスＳ
Ｇをガス導入管１２に供給すると、このサンプルガスＳ
Ｇは、開閉弁１４、ガス導入管１２およびガス導入口１
１ａを経てセル１１内に入り、ガス導出口１１ｂ、開閉
弁１５およびガス導出管１３を経て排出される。そし
て、セル１１内に入ったサンプルガスＳＧ中に含まれる
酸素は、隔膜３（図２参照）を経て室４内に入り、前記
段落番号０００２，０００３に記載されるようにして、
酸素濃度が測定される。 【００１４】次に、ガルバニ電池式酸素分析計１による
測定が終了したときや電源がオフである非測定時におい
ては、まず、図１（Ｂ）に示すように、開閉弁１４，１
５を閉じる一方、開閉弁１５を開いたままで開閉弁１８
を開くと、不活性ガスボンベ１９からの窒素ガスＧが不
活性ガス供給管１６、開閉弁１８、ガス導入管１２およ
びガス導入口１１ａを経てセル１１内に入る。このと
き、開閉弁１４が閉じられているので、前記セル１１内
に導入された窒素ガスＧは、セル１１内を充填する。こ
のセル１１内に窒素ガスＧが充満した状態においては、
ガルバニ電池式酸素分析計１の出力はゼロであるので、
前記出力がゼロになると同時に開閉弁１５，１８を閉
じ、図１（Ｃ）に示すような状態にする。この図１
（Ｃ）に示す状態においては、セル１１内は窒素ガスＧ
で満たされており、また、外部から他のガスがセル１１
内に侵入することがないので、隔膜３を通して酸素分子
が室４内に入ることがない。したがって、起電力が発生
することがないので、ガルバニ電池が消耗することがな
く、ガルバニ電池式酸素分析計１がそれだけ長寿命とな
る。仮に、１日８時間だけ測定を行うものとした場合、
計算上、従来においては、寿命が１年程度であったもの
が３年程度に延び、ガルバニ電池式酸素分析計１の寿命
が大幅に延びる。 【００１５】なお、開閉弁１４および接続点１７をセル
１１のガス導入口１１ａにできるだけ近づけるととも
に、開閉弁１５をセル１１のガス導入口１１ｂにできる
だけ近づけるようにすることにより、前記セル１１を窒
素ガスＧで充満させる場合、窒素ガスＧの使用量を少な
くすることができる。 【００１６】また、上述のように、セル１１内に充填さ
れる不活性ガスＧとして窒素ガスを用いる場合、その窒
素ガス充填時にガルバニ電池式酸素分析計１のゼロ校正
を行うことができる。つまり、この発明によれば、ガル
バニ電池式酸素分析計１の非使用時において、余分な起
電力の発生を効果的に防止することができるとともに、
ゼロ校正をも行うことができる。 【００１７】この発明は、上述の実施の形態に限られる
ものではなく、種々に変形して実施することができ、例
えば、開閉弁１４，１５，１８の開閉操作を手動で行う
ようにしてもよく、また、コックなど他の開閉手段を用
いてもよい。 【００１８】そして、起電力を生じさせない不活性ガス
としては、窒素ガス以外のものを用いてもよい。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、この発明におい
は、センサボディの一端にサンプルガスが供給されるセ
ルを備えたガルバニ電池式酸素分析計において、前記セ
ルの入口および出口側に開閉手段を設け、非測定時に
は、不活性ガスを前記セル内に導入し、当該セル内に前
記不活性ガスを充満させるようにしているので、非測定
時に、無用な起電力の発生を確実に防止することがで
き、ガルバニ電池が徒に消費されることがない。したが
って、ガルバニ電池式酸素分析計として長期にわたって
安定して測定を行うことのできるものが得られる。
酸素分析計に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば産業用あるいは医療用など各種の
ガス中に含まれる酸素の濃度を測定する酸素分析計の一
つに、ガルバニ電池式酸素分析計がある。図２は、前記
ガルバニ電池式酸素分析計１の要部を模式的に示す図
で、合成樹脂など適宜の材料よりなる筒状のセンサボデ
ィ２の先端に測定対象ガスである酸素のみを透過させる
隔膜（例えばフッ素樹脂などの高分子膜）３が設けられ
ている。そして、この隔膜３によってセンサボディ２内
に形成された室４にはＫＯＨ溶液よりなる電解液５が充
填されるとともに、この電解液５に浸漬されるようにし
てアノード６およびカソード７が設けられている。８は
図示していない本体側に設けられる測定回路で、リード
線９，１０を介してカソード６およびアノード７と接続
されている。また、１１は隔膜３を介してセンサボディ
２の先端側に設けられる流通型のセルで、一端にサンプ
ルガスＳＧの導入口１１ａが形成され、他端にサンプル
ガスＳＧの導出口１１ｂが形成されている。 【０００３】上記構成のガルバニ電池式酸素分析計を用
いて、ガス中の酸素を測定するには、サンプルガスＳＧ
を導入口１１ａを経てセル１１に供給する。サンプルガ
スＳＧ中の酸素は、隔膜３を経て室４内に入り、カソー
ド６に達する。そして、このカソード６において、酸素
は下記（１）式に示す反応により水素イオン（ＯＨ-）
に還元される。 Ｏ2 ＋２Ｈ2 Ｏ＋４ｅ- →４ＯＨ- ……（１） 【０００４】上記反応による電流は、測定回路８によっ
て検出され、その出力は図示していない演算部に入力さ
れ、ここで適宜演算処理することにより、サンプルガス
ＳＧ中の酸素の濃度が得られる。なお、アノード７にお
いては、下記（２）式に示す反応が行われる。 Ｐｂ＋２ＯＨ- →ＰｂＯ＋２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- ……（２） 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上述のように、ガルバ
ニ電池式酸素分析計においては、比較的構成が簡単であ
りながらも、サンプルガスＳＧ中の酸素濃度を高精度に
測定することができるが、電池であるため、寿命が短い
といった欠点がある。すなわち、研究用のガルバニ電池
式酸素分析計においては、昼間使用され夜間は使用しな
いというケースが多々ある。また、ポータブルタイプの
ガルバニ電池式酸素分析計においては、現地で測定を行
い、それ以外は輸送されることが多い。前記夜間や輸送
中においては、装置全体の電源を切っていることが多
い。 【０００６】しかしながら、ガルバニ電池式酸素分析計
においては、上述のように、非使用時や電源オフとなっ
ているときにおいても、大気雰囲気となるため、酸素の
存在によって起電力が発生し、したがって、非使用時や
電源オフとなっているときにもかかわらず、ガルバニ電
池の寿命が短くなっていたのである。 【０００７】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、長期にわたって安定して測定を
行うことのできるガルバニ電池式酸素分析計を提供する
ことである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、センサボディの一端にサンプルガスが
供給されるセルを備えたガルバニ電池式酸素分析計にお
いて、前記セルの入口および出口側に開閉手段を設け、
非測定時には、不活性ガスを前記セル内に導入し、当該
セル内に前記不活性ガスを充満させるようにしている。 【０００９】上記ガルバニ電池式酸素分析計において
は、非測定時または電源オフ時には、隔膜に臨むセル内
に不活性ガスが充満し酸素が存在しないので、起電力が
発生せず、ガルバニ電池が徒に消費されることがない。
したがって、ガルバニ電池式酸素分析計の寿命が長くな
る。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、
この発明の実施の形態を示すもので、この図において、
図２に示す符号と同じ符号は同一物であり、その詳細な
説明は省略する。この図において、１２はガルバニ電池
式酸素分析計１のセル１１のガス導入口１１ａに接続さ
れるガス導入管、１３はセル１１のガス導出口１１ｂに
接続されるガス導出管で、これらのガス導入管１２、ガ
ス導出管１３は、詳細には図示してないが、例えばねじ
式の継手部材によってガス導入口１１ａ、ガス導出口１
１ｂに対して分離自在に接続できるように構成されてい
る。 【００１１】１４，１５はガス導入管１２，１３にそれ
ぞれ設けられるシャットオフ機能を有する開閉弁で、例
えば二方電磁弁よりなる。そして、ガス導入管１２の開
閉弁１４より上流側には、サンプルガスＳＧの供給路
（図示していない）が接続され、ガス導出管１３の下流
側には吸引ポンプ（図示していない）が設けられ、その
下流側は、適宜のガス排気装置（図示していない）に接
続される。また、１６はガス導入口１１ａと開閉弁１４
との間の点１７においてガス導入管１２に接続される不
活性ガス供給管で、この不活性ガス供給管１６には、開
閉弁１８を介して不活性ガスボンベ１９が設けられてい
る。そして、開閉弁１８はシャットオフ機能を有してお
り、例えば二方電磁弁よりなる。また、不活性ガスボン
ベ１９内には、例えば窒素ガスが収容されている。 【００１２】なお、前記開閉弁１４，１５，１８の開閉
は、装置全体を制御するとともに濃度演算を行う例えば
パソコン（図示していない）からの指令に基づいて、例
えばシーケンス制御されるようにしてある。 【００１３】上記ガルバニ電池式酸素分析計１の作動に
ついて説明する。まず、サンプルガスＳＧにおける酸素
濃度を測定する場合には、図１（Ａ）に示すように、ガ
ス導入管１２およびガス導出管１３における開閉弁１
４，１５を開く一方、不活性ガス供給管１６における開
閉弁１８を閉じる。この状態において、サンプルガスＳ
Ｇをガス導入管１２に供給すると、このサンプルガスＳ
Ｇは、開閉弁１４、ガス導入管１２およびガス導入口１
１ａを経てセル１１内に入り、ガス導出口１１ｂ、開閉
弁１５およびガス導出管１３を経て排出される。そし
て、セル１１内に入ったサンプルガスＳＧ中に含まれる
酸素は、隔膜３（図２参照）を経て室４内に入り、前記
段落番号０００２，０００３に記載されるようにして、
酸素濃度が測定される。 【００１４】次に、ガルバニ電池式酸素分析計１による
測定が終了したときや電源がオフである非測定時におい
ては、まず、図１（Ｂ）に示すように、開閉弁１４，１
５を閉じる一方、開閉弁１５を開いたままで開閉弁１８
を開くと、不活性ガスボンベ１９からの窒素ガスＧが不
活性ガス供給管１６、開閉弁１８、ガス導入管１２およ
びガス導入口１１ａを経てセル１１内に入る。このと
き、開閉弁１４が閉じられているので、前記セル１１内
に導入された窒素ガスＧは、セル１１内を充填する。こ
のセル１１内に窒素ガスＧが充満した状態においては、
ガルバニ電池式酸素分析計１の出力はゼロであるので、
前記出力がゼロになると同時に開閉弁１５，１８を閉
じ、図１（Ｃ）に示すような状態にする。この図１
（Ｃ）に示す状態においては、セル１１内は窒素ガスＧ
で満たされており、また、外部から他のガスがセル１１
内に侵入することがないので、隔膜３を通して酸素分子
が室４内に入ることがない。したがって、起電力が発生
することがないので、ガルバニ電池が消耗することがな
く、ガルバニ電池式酸素分析計１がそれだけ長寿命とな
る。仮に、１日８時間だけ測定を行うものとした場合、
計算上、従来においては、寿命が１年程度であったもの
が３年程度に延び、ガルバニ電池式酸素分析計１の寿命
が大幅に延びる。 【００１５】なお、開閉弁１４および接続点１７をセル
１１のガス導入口１１ａにできるだけ近づけるととも
に、開閉弁１５をセル１１のガス導入口１１ｂにできる
だけ近づけるようにすることにより、前記セル１１を窒
素ガスＧで充満させる場合、窒素ガスＧの使用量を少な
くすることができる。 【００１６】また、上述のように、セル１１内に充填さ
れる不活性ガスＧとして窒素ガスを用いる場合、その窒
素ガス充填時にガルバニ電池式酸素分析計１のゼロ校正
を行うことができる。つまり、この発明によれば、ガル
バニ電池式酸素分析計１の非使用時において、余分な起
電力の発生を効果的に防止することができるとともに、
ゼロ校正をも行うことができる。 【００１７】この発明は、上述の実施の形態に限られる
ものではなく、種々に変形して実施することができ、例
えば、開閉弁１４，１５，１８の開閉操作を手動で行う
ようにしてもよく、また、コックなど他の開閉手段を用
いてもよい。 【００１８】そして、起電力を生じさせない不活性ガス
としては、窒素ガス以外のものを用いてもよい。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、この発明におい
は、センサボディの一端にサンプルガスが供給されるセ
ルを備えたガルバニ電池式酸素分析計において、前記セ
ルの入口および出口側に開閉手段を設け、非測定時に
は、不活性ガスを前記セル内に導入し、当該セル内に前
記不活性ガスを充満させるようにしているので、非測定
時に、無用な起電力の発生を確実に防止することがで
き、ガルバニ電池が徒に消費されることがない。したが
って、ガルバニ電池式酸素分析計として長期にわたって
安定して測定を行うことのできるものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のガルバニ電池式酸素分析計の一例を
概略的に示す図である。 【図２】ガルバニ電池式酸素分析計の要部の構成を模式
的に示す図である。 【符号の説明】 １…ガルバニ電池式酸素分析計、２…センサボディ、１
１…セル、１４，１５…開閉手段、ＳＧ…サンプルガ
ス、Ｇ…不活性ガス。
概略的に示す図である。 【図２】ガルバニ電池式酸素分析計の要部の構成を模式
的に示す図である。 【符号の説明】 １…ガルバニ電池式酸素分析計、２…センサボディ、１
１…セル、１４，１５…開閉手段、ＳＧ…サンプルガ
ス、Ｇ…不活性ガス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 センサボディの一端にサンプルガスが供
給されるセルを備えたガルバニ電池式酸素分析計におい
て、前記セルの入口および出口側に開閉手段を設け、非
測定時には、不活性ガスを前記セル内に導入し、当該セ
ル内に前記不活性ガスを充満させるようにしたことを特
徴とするガルバニ電池式酸素分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002060536A JP2003254935A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | ガルバニ電池式酸素分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002060536A JP2003254935A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | ガルバニ電池式酸素分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254935A true JP2003254935A (ja) | 2003-09-10 |
Family
ID=28669858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002060536A Pending JP2003254935A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | ガルバニ電池式酸素分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003254935A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4835436B2 (ja) * | 2005-07-05 | 2011-12-14 | 株式会社Ｇｓユアサ | 電気化学式ガスセンサおよびその製造法 |
| CN113295755A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种采样式快速原电池氧气传感器 |
-
2002
- 2002-03-06 JP JP2002060536A patent/JP2003254935A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4835436B2 (ja) * | 2005-07-05 | 2011-12-14 | 株式会社Ｇｓユアサ | 電気化学式ガスセンサおよびその製造法 |
| CN113295755A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种采样式快速原电池氧气传感器 |
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