JP2016148513A - 電気化学式ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】内圧を吸収できるセンサを提供すること。【解決手段】電解液を収容する容器１と、電解液中に収容された陽極１０と、電解液に接液するとともに撥水性通気膜３を介して大気に接触する陰極２とからなる電気化学式センサにおいて、容器に略円形の窓８を形成し、窓８を容器１の内部側に突出する凸部が形成された膜９により封止する。【選択図】図１
Description
本発明は、容器内に陽極、陰極を収容した電気化学式ガスセンサ、より詳細には内圧を調整する機能を備えた容器の構造に関する。
電気化学式ガスセンサは、特許文献１に見られるように容器内に電解液と陽極とを収容し、この電解液に撥水性通気膜を介して大気に連通する陰極を接液させ、陰極と陽極との間の電解電流を検出するように構成されている。
そして撥水性通気膜は電解液に浸漬されているため、容器は密封状態にあり、温度の変化により容器の内圧も変動する。
そして撥水性通気膜は電解液に浸漬されているため、容器は密封状態にあり、温度の変化により容器の内圧も変動する。
このため容器の側部に窓を形成し、ここに高分子膜で封止し、内圧の変動に応じてこの膜を弾性変形させて圧力変動を吸収することが行われている。
しかし特許文献２に示すような小型のセンサになると形成可能な窓の面積が小さくなり伸縮可能な領域の面積も小さくなって十分な弾力を確保できず内圧変動を十分に吸収できないという問題がある。
しかし特許文献２に示すような小型のセンサになると形成可能な窓の面積が小さくなり伸縮可能な領域の面積も小さくなって十分な弾力を確保できず内圧変動を十分に吸収できないという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは面積に比較して圧力調整能力を高くできる容器構造を備えた電気化学式センサーを提供することである。
このような課題を達成するために本発明においては電解液を収容する容器と、前記電解液中に収容された陽極と、前記電解液に接液するとともに撥水性通気膜を介して大気に接触する陰極とからなる電気化学式センサにおいて、前記容器に略円形の窓を形成し、前記窓を容器の内部側に突出する凸部が形成された膜により封止するようにした。
膜が三次元的に変形できるため、平坦な膜よりも大きな容積変化を確保でき、内圧の変化を確実に吸収することができる。
図１は、本発明のケース構造を使用した電気化学センサの一実施例を示すものであって、このケース１は、図２に示すように有底筒状に構成され、底部（天井部）には大気に連通し、陰極２を保持する穴１ａが設けられている。穴１ａにセットされる陰極２は、
この実施例では網状ステンレス板に金層を形成して構成されており、その大気連通側に撥水性通気膜３を密着させてパッキン４やＯリング５を介して押え部材６でケース１に液密に固定されている。なお、図中符号７は固定ボルトを示す。
この実施例では網状ステンレス板に金層を形成して構成されており、その大気連通側に撥水性通気膜３を密着させてパッキン４やＯリング５を介して押え部材６でケース１に液密に固定されている。なお、図中符号７は固定ボルトを示す。
ケース１の側壁１ｂには、ここに張られた膜を押し込んだときに皺を生じない形状、たとえば長楕円形もしくは円形の窓８（以下、略円形の窓という）が形成され、容器１の内部側に突出するとともに中心部が容器の外側に押し込まれて折り畳み癖付けされた高分子膜、好ましくはポリ３−フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）の膜９により封止されている。
また、容器１の底部の開口１ｃは、陽極１０を固定するとともに栓体１１により密栓可能な電解液注入口１２を備えた蓋部材１３により封止されている。
また、容器１の底部の開口１ｃは、陽極１０を固定するとともに栓体１１により密栓可能な電解液注入口１２を備えた蓋部材１３により封止されている。
この膜９は、その外周を接着剤により容器１の窓８の近傍の外壁１ｂに接着後、図３に示すような容器１の外周面に密着可能な湾曲内面２０ａを備えた基体２０の内面側に、窓８に進入可能なサイズの凸部２１を形成した治具２２により膜９を押圧して容器１の内部側に突出する凹部を形成し（図４（ａ））、その後に電解液注入口１２からエアにより容器１の内圧を高めると、その中央部９ａが凸部を外方に押し出して折り畳まれて癖付けがなされる（図４（ｂ））。
この実施例において、環境温度が上昇すると、電解液や気体の膨張により容器１の内圧が上昇する。これにより膜９の中央部９ａが図４（ａ）の状態から図４（ｂ）に示したように癖付けに対応して外側に移動して容器１の空間の容積を拡大する。これにより内圧を正常値に維持できる。
一方、温度が降下して容器１の内圧が低下すると、膜９の中央部９ａが図４（ｂ）の状態から図４（ａ）のように容器１の内部側に突出して内圧を正常値に維持して電解液の液位を適正値に維持する。
このように本発明によれば膜９を三次元的に変形させて容積を変化させるため窓８に平面な膜を張設しただけの場合に比較して容積の変化を大きくすることができる。
膜材としてポリ３−フッ化塩化エチレンを使用することにより薄い膜厚で十分な遮気性を確保できるため蛇腹に容易に折り畳み整形ができる。
１ ケース ２ 陰極 ３ 撥水性通気膜 ９ 膜 １０ 陽極 １１ 栓体
１２ 電解液注入口 １３ 蓋部材
１２ 電解液注入口 １３ 蓋部材
Claims (3)
- 電解液を収容する容器と、前記電解液中に収容された陽極と、前記電解液に接液するとともに撥水性通気膜を介して大気に接触する陰極とからなる電気化学式センサにおいて、容器に略円形の窓を形成し、前記窓を容器の内部側に突出する凸部が形成された膜により封止した電気化学式センサ。
- 前記膜がポリ３−フッ化塩化エチレンである請求項１に記載の電気化学式センサ。
- 前記膜の凸部の中心部が前記容器の外側に折り返すように折畳み癖が付与されている請求項１に記載の電気化学式センサ。
Priority Applications (1)
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| JP2015023736A JP2016148513A (ja) | 2015-02-10 | 2015-02-10 | 電気化学式ガスセンサ |
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| JP2016148513A true JP2016148513A (ja) | 2016-08-18 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2015
- 2015-02-10 JP JP2015023736A patent/JP2016148513A/ja active Pending
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