JP2018066633A - Controlled-potential electrolysis sensor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、定電位電解式センサに関する。 The present invention relates to a constant potential electrolytic sensor.
従来、定電位電解式センサが知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a constant potential electrolytic sensor is known (for example, refer to Patent Document 1).
上記特許文献1には、電解液用セル、作用極、対極、および、参照極を備えた定電位電解式ガスセンサが開示されている。この定電位電解式ガスセンサには、作用極、対極、および、参照極に接続されたポテンシオスタット回路が設けられている。ポテンシオスタット回路は、作用極と参照極との電位差を一定にするように構成されている。そして、被検知ガスが電解液用セルに導入されて作用極において電気化学反応が生じた場合、作用極の電位は、被検知ガスに応じて変化しようとする。一方、ポテンシオスタット回路により作用極と対極との間に電流が流されることにより、作用極の電位が略一定に保持される。ここで、この時のポテンシオスタット回路により流される電流の大きさは、被検知ガスの濃度に比例する。そこで、定電位電解式ガスセンサは、ポテンシオスタット回路により流される電流の電流値に基づいて、被検知ガスの濃度を検出するように構成されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載の定電位電解式ガスセンサでは、被検知ガスが作用極において電気化学反応すること以外の要因により作用極と対極との間で電流が流れる場合がある。たとえば、作用極に電気的なノイズ(外来ノイズ)が侵入した場合や、作用極の表面状態が一時的に変化した場合、作用極や対極などが経時劣化した場合などに、作用極の電位が変化する。この時、作用極の電位の変化を戻すようにポテンシオスタット回路によって一時的な電流が流される。この場合、上記特許文献1の定電位電解式ガスセンサでは、被検知ガスが作用極において電気化学反応すること以外の要因により、被検知ガスが検出されたことを示す出力値が誤って出力される(被検知ガスを誤検知する)という問題点がある。
However, in the constant potential electrolytic gas sensor described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、被検知ガスを誤って検知することを抑制することが可能な定電位電解式センサを提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to provide a constant potential electrolytic sensor capable of suppressing erroneous detection of a gas to be detected. Is to provide.
本願発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、定電位電解式センサでは、被検知ガスを検出する場合には電流が流される一方、第1電極の電位は変化せず、被検知ガスの電気化学反応以外の要因では、第1電極の電位の過渡的な変化が観察されるという知見を得た。この知見に基づき、以下の発明を想到するに至った。すなわち、この発明の一の局面による定電位電解式センサは、電解液を収容する電解液収容部と、電解液収容部に配置され、被検知ガスの電気化学反応を検出するための作用電極としての第1電極、対極としての第2電極、および、参照電極としての第3電極と、電解液収容部に配置され、第1電極、第2電極、および、第3電極とは異なる機能を有する第4電極とを備える。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that in a constant potential electrolytic sensor, a current flows when detecting a gas to be detected, while the potential of the first electrode does not change, It was found that a transient change in the potential of the first electrode is observed for factors other than the electrochemical reaction of the detection gas. Based on this knowledge, the inventors have come up with the following invention. That is, a constant potential electrolytic sensor according to one aspect of the present invention is provided in an electrolytic solution storage unit that stores an electrolytic solution and a working electrode that is disposed in the electrolytic solution storage unit and detects an electrochemical reaction of a gas to be detected. The first electrode, the second electrode as a counter electrode, the third electrode as a reference electrode, and the first electrode, the second electrode, and the third electrode, which are disposed in the electrolyte container and have different functions A fourth electrode.
上記のように、定電位電解式センサに、電解液収容部に配置され、第1電極、第2電極、および、第3電極とは異なる機能を有する第4電極を設けることにより、第4電極を、第1電極の電位の変化を検知するための機能を有するように構成することができるので、被検知ガスの電気化学反応以外の要因により第1電極の電位が変化したことを検知することができる。これにより、被検知ガスが検知された場合と、被検知ガスの電気化学反応以外の要因により第1電極の電位が変化した場合とを区別することができるので、被検知ガスを誤って検知することを抑制することができる。 As described above, the fourth electrode is provided in the constant potential electrolytic sensor by providing the fourth electrode that is disposed in the electrolyte container and has a function different from that of the first electrode, the second electrode, and the third electrode. Can be configured to have a function for detecting a change in the potential of the first electrode, so that the change in the potential of the first electrode due to a factor other than the electrochemical reaction of the gas to be detected can be detected. Can do. As a result, it is possible to distinguish between the case where the gas to be detected is detected and the case where the potential of the first electrode changes due to a factor other than the electrochemical reaction of the gas to be detected. This can be suppressed.
上記一の局面による定電位電解式センサにおいて、好ましくは、第4電極は、被検知ガスの電気化学反応以外の要因により生じた第1電極の電位の変化を検知するための機能を有する。このように構成すれば、被検知ガスの電気化学反応以外の要因に起因した第1電極の電位の変化を検知することができるので、被検知ガスを誤って検知することを抑制することができる。 In the constant potential electrolytic sensor according to the above aspect, the fourth electrode preferably has a function for detecting a change in the potential of the first electrode caused by factors other than the electrochemical reaction of the gas to be detected. If comprised in this way, since the change of the electric potential of the 1st electrode resulting from factors other than the electrochemical reaction of to-be-detected gas can be detected, it can suppress detecting to-be-detected gas accidentally. .
この場合、好ましくは、第4電極は、第1電極の電位の変化を検知するための基準電位を有し、第1電極の電位と第4電極の基準電位とを比較して、第1電極の電位の変化を検知する検知部をさらに備える。このように構成すれば、検知部により、第1電極の電位の変化を容易に検知することができる。 In this case, preferably, the fourth electrode has a reference potential for detecting a change in the potential of the first electrode, and the first electrode is compared with the reference potential of the fourth electrode. And a detecting unit for detecting a change in the potential of the. If comprised in this way, the detection part can detect the change of the electric potential of a 1st electrode easily.
上記一の局面による定電位電解式センサにおいて、好ましくは、第4電極は、第3電極を構成する材料と同一の材料を含む。このように構成すれば、第3電極と第4電極の材料を共通化することができるので、定電位電解式センサを構成するための材料の種類が増加するのを抑制することができる。 In the constant potential electrolytic sensor according to the above aspect, the fourth electrode preferably includes the same material as that of the third electrode. If comprised in this way, since the material of a 3rd electrode and a 4th electrode can be made shared, it can suppress that the kind of material for comprising a constant potential electrolytic sensor increases.
上記一の局面による定電位電解式センサにおいて、好ましくは、第1電極は、電解液収容部の一方面側に配置されており、第2電極および第3電極は、電解液収容部の一方面側と電解液を介して対向する電解液収容部の他方面側に配置されており、第4電極は、電解液収容部の他方面側に配置されている。このように構成すれば、第1電極が配置されている一方面側に、第2電極、第3電極、または、第4電極が配置される場合に比べて、第1電極を大きく(電解液に接触する部分を大きく)構成することができる。その結果、第1電極を大きく構成することができる分、第1電極において電気化学反応する被検知ガスのシグナル(検知信号)を大きくすることができる。 In the constant potential electrolytic sensor according to the above aspect, preferably, the first electrode is disposed on one surface side of the electrolytic solution housing portion, and the second electrode and the third electrode are disposed on one surface of the electrolytic solution housing portion. The fourth electrode is disposed on the other surface side of the electrolytic solution storage portion, and is disposed on the other surface side of the electrolytic solution storage portion facing the side with the electrolytic solution interposed therebetween. If comprised in this way, compared with the case where a 2nd electrode, a 3rd electrode, or a 4th electrode is arrange | positioned on the one surface side in which the 1st electrode is arrange | positioned, a 1st electrode is enlarged (electrolyte solution). The portion in contact with can be made larger). As a result, the signal (detection signal) of the gas to be detected that electrochemically reacts at the first electrode can be increased by the amount that the first electrode can be configured to be large.
上記一の局面による定電位電解式センサにおいて、好ましくは、第1電極は、電解液収容部の一方面側に配置されており、第2電極および第3電極は、電解液収容部の一方面側と電解液を介して対向する電解液収容部の他方面側に配置されており、第4電極は、電解液収容部の一方面側に配置されている。このように構成すれば、第1電極を電解液収容部の一方面側に形成する際に合わせて、第4電極を電解液収容部の一方面側に形成することができるので、定電位電解式センサの製造工程が複雑化するのを抑制することができる。 In the constant potential electrolytic sensor according to the above aspect, preferably, the first electrode is disposed on one surface side of the electrolytic solution housing portion, and the second electrode and the third electrode are disposed on one surface of the electrolytic solution housing portion. It arrange | positions at the other surface side of the electrolyte solution accommodating part which opposes the side through an electrolyte solution, and the 4th electrode is arrange | positioned at the one surface side of the electrolyte solution accommodating part. If comprised in this way, since the 4th electrode can be formed in the one surface side of an electrolyte solution accommodating part according to the time of forming the 1st electrode in the one surface side of an electrolyte solution accommodating part, constant potential electrolysis It is possible to prevent the manufacturing process of the sensor from becoming complicated.
本発明によれば、上記のように、被検知ガスを誤って検知することを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress erroneous detection of the gas to be detected as described above.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1〜図6を参照して、本発明の第1実施形態によるセンサ100の構成について説明する。なお、センサ100は、特許請求の範囲の「定電位電解式センサ」の一例である。
[First Embodiment]
With reference to FIGS. 1-6, the structure of the
第1実施形態によるセンサ100は、被検知ガスGを検知して、被検知ガスGの存在を報知するガス検知器200の一部を構成する。たとえば、ガス検知器200は、被検知ガスGの検出濃度が所定の濃度より高い場合に、被検知ガスGが検出されたことを報知するように構成されている。
The
(ガス検知器の構成)
ガス検知器200は、図1に示すように、センサ100を含むセンサユニット210と、本体ユニット220とを含む。本体ユニット220は、報知制御部221と、報知部222と、電源部223と、記憶部224と、接続部225と、ガス導通路226とを含む。すなわち、ガス検知器200は、被検知ガスGを検知するセンサ100と、被検知ガスGの検知を報知する報知部222と、報知部222を制御する報知制御部221とを含む、報知システムとして構成されている。
(Configuration of gas detector)
As shown in FIG. 1, the
具体的には、報知制御部221は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)を含む。報知制御部221は、接続部225を介して、センサユニット210のセンサ100から被検知ガスGの検知(検出濃度)を示す出力値V1を取得するように構成されている。そして、報知制御部221は、取得した出力値V1に基づいて、報知部222により被検知ガスGを検知したことを報知させる制御を行うように構成されている。
Specifically, the
詳細には、報知部222は、表示部222aと音声出力部222bとを含む。たとえば、報知制御部221は、取得した出力値V1が所定のしきい値Vt1を超える場合に、表示部222aから被検知ガスGの検知を示す表示させるか、または、音声出力部222bから被検知ガスGの検知を示す音声を出力させるかの少なくとも一方を行うように構成されている。
Specifically, the
また、電源部223は、たとえば、電池を含み、本体ユニット220の各部に電力を供給するとともに、接続部225を介して、センサユニット210に電力を供給するように構成されている。また、記憶部224は、たとえば、センサ100からの出力値V1および後述する作用電極11の電位差情報を時間情報と関連付けて記憶するように構成されている。また、ガス導通路226は、ガス検知器200の外部から被検知ガスGを導入するとともに、センサ100に被検知ガスGを導通(導風)するように構成されている。
The
(センサユニットの構成)
センサユニット210は、ガス検知器200に着脱可能に構成されている。これにより、センサユニット210は、被検知ガスGの種類を変更する際や、センサ100の交換時期(寿命の際)に交換可能に構成されている。具体的には、センサユニット210が本体ユニット220の内部に収容されるように構成されている。そして、センサユニット210が本体ユニット220に収容された状態で、センサユニット210のセンサ側接続部212が、本体ユニット220の接続部225に接続されるとともに、センサユニット210のガス導入口24aが、ガス導通路226に接続されるように構成されている。
(Configuration of sensor unit)
The
また、センサユニット210は、被検知ガスGとして、たとえば、ジボラン、シラン、ホスフィン、ゲルマン、アルシン等の半導体用特殊材料ガスや、オゾン、または、一酸化炭素等のガスを検出可能に構成されている。
The
また、センサユニット210は、図2に示すように、センサ100と、センサ100を外部から覆うように構成されている筐体部211とを含む。筐体部211は、たとえば、金属により構成されている。そして、筐体部211には、筐体開口部211aおよびシール部材211bが設けられている。筐体開口部211aは、センサ100のガス透過膜22を、矢印Y1方向側から見て、露出するように開口している。
As shown in FIG. 2, the
そして、筐体開口部211aは、本体ユニット220に取り付けられた際に、本体ユニット220のガス導通路226に対応する位置に配置される。これにより、センサユニット210が本体ユニット220に取り付けられた際に、ガス検知器200の外部の被検知ガスGがセンサ100(ガス透過膜22)まで導入される。また、シール部材211bは、筐体開口部211aの縁部に沿って配置されており、本体ユニット220のガス導通路226と、センサ100との間で導風可能な状態で、密閉するように構成されている。また、センサ側接続部212は、筐体部211に設けられている。
The
(センサの構成)
センサ100は、図3に示すように、ガス電極1および電解液収容部2を含む。すなわち、センサ100は、ガス電極1、および、電解液収容部2に収容された電解液21を用いて、被検知ガスGの電気化学反応を検出する電気化学式センサとして構成されている。また、センサ100は、ポテンシオスタット回路3および検出抵抗器4を含む。すなわち、センサ100は、ポテンシオスタット回路3および検出抵抗器4を用いた定電位電解式センサとして構成されている。
(Sensor configuration)
As shown in FIG. 3, the
また、センサ100は、図4に示すように、センサエレメント110と、第1基板120とを含む。また、センサエレメント110は、電解槽23と第2基板110aとを含む。そして、ガス電極1、電解液収容部2、および、検出抵抗器4は、センサエレメント110に配置されており、ポテンシオスタット回路3は、第1基板120に配置されている。なお、本願明細書では、「回路が基板に配置されている」とは、回路を構成する素子(電子部品)および導電パターンの全てが基板に配置されている必要はなく、回路を構成する素子の少なくとも一部が基板に実装されていることを意味するものとして記載している。
The
ガス電極1は、図3に示すように、被検知ガスGの電気化学反応を検出するための作用電極11と、作用電極11に対する対極12と、作用電極11の電位を制御するための参照電極13とを含む。なお、作用電極11は、特許請求の範囲の「第1電極」の一例である。また、対極12は、特許請求の範囲の「第2電極」の一例である。参照電極13は、特許請求の範囲の「第3電極」の一例である。
As shown in FIG. 3, the
また、作用電極11は、被検知ガスG(目的物質)を電気化学反応させる反応極としての機能を有するとともに、被検知ガスG(目的物質)を検知するための検知極としての機能を有する。対極12は、作用電極11の電位が制御される際に、電流を流す機能を有する。また、作用電極11、対極12、および、参照電極13は、それぞれ、ポテンシオスタット回路3に接続されている。
The working
そして、作用電極11、対極12、および、参照電極13は、電解液収容部2に設けられているとともに、それぞれ、電解液収容部2に収容された電解液21に接触している。また、作用電極11、対極12、および、参照電極13は、互いに接触せずに、互いに離れて配置されている。また、作用電極11、対極12、および、参照電極13は、ガス透過膜22にペースト状の電極材料が塗布されて、焼成されることにより、形成されている。たとえば、作用電極11、対極12、および、参照電極13は、電極材料としてのカーボンブラックを含む。
The working
そして、ガス透過膜22は、電解液21を透過させないように構成されている一方、被検知ガスGを透過させるように構成されている。たとえば、ガス透過膜22は、撥水性を有する多孔質PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)により形成されている。
The gas
また、ガス透過膜22は、図5に示すように、電解液収容部2の一方面(矢印Y1方向側の面)として構成されている第1透過膜22aと、第1透過膜22aと電解液21を介して対向する電解液収容部2の他方面(矢印Y2方向側の面)として構成されている第2透過膜22bとを含む。そして、作用電極11は、第1透過膜22aの電解液21側(矢印Y2方向側)に配置されている、また、対極12および参照電極13は、第2透過膜22bの電解液21側(矢印Y1方向側)に配置されている。
Further, as shown in FIG. 5, the gas
詳細には、図6に示すように、作用電極11の電解液21に接触する表面積A1は、対極12の電解液21に接触する表面積A2よりも大きく、かつ、参照電極13の電解液21に接触する表面積A3よりも大きい。たとえば、第1透過膜22aと第2透過膜22bとは、XY平面に略同一の面積を有する。そして、作用電極11は、第1透過膜22aの電解液21側(矢印Y2方向側)の略全面を覆うように設けられている一方、対極12および参照電極13は、第2透過膜22bの一部を覆うように設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the surface area A1 of the working
また、電解液21は、たとえば、酸性水溶液、または、中性塩水溶液等により構成されている。酸性水溶液は、たとえば、硫酸やリン酸等を含む。また、中性塩水溶液は、臭化リチウムや塩化カルシウム等を含む。
Moreover, the
また、図5に示すように、センサエレメント110は、電解液収容部2を構成する電解槽23と、第1透過膜22aを固定する第1蓋部材24と、第2透過膜22bを固定する第2蓋部材25と、第1透過膜22aと第1蓋部材24との間に挟まれるように配置されている第1Oリング26aと、第2透過膜22bと第2蓋部材25との間に挟まれるように配置されている第2Oリング26bとを含む。
In addition, as shown in FIG. 5, the
そして、第1蓋部材24には、ガス導入口24aが設けられている。これにより、第1透過膜22aが、ガス導入口24aを介して、筐体開口部211aおよびガス導通路226を経由して導風された被検知ガスGに接触する。そして、第1透過膜22aは、被検知ガスGを透過させることにより、センサ100は、作用電極11において、被検知ガスGが電気化学反応(酸化還元反応)するように構成されている。
The
また、第2蓋部材25には、開口部25aが設けられている。これにより、第2透過膜22bが、開口部25aを介して、筐体部211の内部の空気(雰囲気ガス)を透過するように構成されている。
The
ポテンシオスタット回路3は、図3に示すように、被検知ガスGの電気化学反応を検出するために、作用電極11と参照電極13との電位差を定電位(電位差を一定)にする制御を行うように構成されている。たとえば、作用電極11において被検知ガスGが電気化学反応した場合、作用電極11と対極12とに電流を流して、作用電極11と参照電極13との電位差を一定にするように構成されている。この時、検出抵抗器4に電流が流れる。
As shown in FIG. 3, the
また、検出抵抗器4は、第2基板110a(図3参照)に配置されている。また、第2基板110aは、第1基板120よりも電解槽23に近接して配置されている。そして、第1基板120と、第2基板110aとは、図示しない配線を介して接続されている。
Moreover, the detection resistor 4 is arrange | positioned at the 2nd board |
そして、センサ100は、検出抵抗器4の電圧降下値を検出することにより、作用電極11と対極12との間に流れる電流の電流値を取得するように構成されている。具体的には、センサ100は、AD変換(アナログデジタル変換)回路6を含む。そして、AD変換回路6は、第1基板120に配置されており、ポテンシオスタット回路3に流れる電流値(検出抵抗器4の電圧降下値)をデジタル出力値V1として、本体ユニット220の報知制御部221に伝達するように構成されている。
The
詳細には、ポテンシオスタット回路3には、第1増幅器31(オペアンプ)と、第2増幅器32とが設けられている。たとえば、第1増幅器31の非反転入力端31aには、作用電極11が接続されているとともに、検出抵抗器4に接続されている。また、第1増幅器31の反転入力端31bは、第1基板120のグラウンド120aに接続(接地)されている。また、第1増幅器31の出力端31cは、検出抵抗器4に接続されているとともに、AD変換回路6に接続されている。
Specifically, the
また、第2増幅器32の非反転入力端32aには、参照電極13が接続されている。また、第2増幅器32の反転入力端32bは、第1基板120のグラウンド120aに接続(接地)されている。また、出力端32cは、対極12に接続されている。これにより、ポテンシオスタット回路3は、グラウンド120aを介して、第1増幅器31の反転入力端31bと第2増幅器32の反転入力端32bとが同電位になるように構成されている。これにより、作用電極11において電気化学反応が生じた場合に、同電位の状態を維持するために、ポテンシオスタット回路3から、作用電極11と対極12とに電流が流される。この時、検出抵抗器4に電流が流れる。そして、AD変換回路6は、検出抵抗器4に流れる電流値を出力値V1として、報知制御部221に伝達するように構成されている。
The
(作用電極の電位の変化の検出に関する構成)
ここで、第1実施形態では、ガス検知器200は、センサ100の被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により生じる電位の変化を検出するように構成されている。詳細には、第1実施形態では、センサ100は、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により生じる作用電極11の電位の変化を検出するように構成されている。
(Configuration for detecting changes in potential of working electrode)
Here, in 1st Embodiment, the
ここで、作用電極11の電位の変化は、ノイズ(電気的雑音)による影響、作用電極11(または参照電極13)の表面状態の影響、または、作用電極11の経時劣化により生じる。なお、作用電極11の電位の変化は、上記したノイズ等の場合以外により生じる場合がある。第1実施形態では、センサ100は、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因としてのノイズおよび作用電極11の経時劣化の少なくとも一方により生じる作用電極11の電位の変化を検出するように構成されている。また、電気化学反応とは、たとえば、酸化還元反応である。
Here, the change in the potential of the working
たとえば、作用電極11に接続される配線および第1基板120のグラウンド120aや、作用電極11または参照電極13自体にノイズが乗ることにより、作用電極11または参照電極13の電位が変化する。また、センサ100が製造された直後(使用初期)では、作用電極11(または参照電極13)の電解液21に対する濡れ性(撥水性)が一時的に変動しやすい。この場合、作用電極11(または参照電極13)の浸漬電位が一時的に変化する。また、作用電極11の電極材料とは異なる固有の電位を有した物質が、作用電極11に付着した場合も、浸漬電位が一時的に変化する。また、作用電極11は、被検知ガスGに接触するとともに、作用電極11において、被検知ガスGが電気化学反応するため、作用電極11の触媒機能が経時劣化する。この場合、作用電極11の触媒機能の低下により、電位が変化する。
For example, the noise of the wiring connected to the working
そこで、第1実施形態では、センサ100は、基準電極14を備える。基準電極14は、電解液収容部2に配置され、作用電極11、対極12、および、参照電極13とは異なる機能を有する。具体的には、基準電極14は、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により生じた作用電極11の電位の変化を検知するための機能を有する。詳細には、基準電極14は、作用電極11の電位の変化を検知するための機能としての基準電位を有する。なお、基準電極14は、特許請求の範囲の「第4電極」の一例である。
Therefore, in the first embodiment, the
基準電極14は、作用電極11、対極12、および、参照電極13には接触しないで、電解液21に接触するように、電解液収容部2に配置されている。具体的には、図5および図6に示すように、基準電極14は、対極12および参照電極13が設けられている第2透過膜22b(電解液収容部2の他方面側)に設けられている。すなわち、基準電極14は、対極12および参照電極13と同一平面上に配置されている一方、作用電極11とは電解液21を介して対向する位置に配置されている。
The
また、基準電極14は、カーボンブラック、銀、白金、金、または、パラジウムのうちの少なくとも1つの電極材料を含む。第1実施形態では、基準電極14は、カーボンブラックを含み、作用電極11、対極12、および、参照電極13と同様の材料を含む。具体的には、基準電極14は、第2透過膜22bに電極材料が塗布され、焼成されることにより形成されている。たとえば、図6(a)に示すように、第2透過膜22bに電極材料の塗布領域が、Z軸に沿った方向(上下方向)に3分割されるように電極材料を塗布して焼成されることにより、対極12、参照電極13、および、基準電極14が形成される。
The
詳細には、基準電極14は、第2透過膜22bに設けられていることにより、被検知ガスGに接触しないように構成されている。また、基準電極14の電解液21に接触する表面積A4は、作用電極11の電解液21に接触する表面積A1よりも小さい。
Specifically, the
また、基準電極14は、図3に示すように、ガス電極1が接続されているポテンシオスタット回路3に接続されていない。これにより、基準電極14は、ポテンシオスタット回路3(作用電極11)に対して基準となる電位である基準電位を有する。
Further, as shown in FIG. 3, the
ここで、第1実施形態では、センサ100は、ポテンシオスタット回路3とは別個に設けられた検出回路5を備える。また、検出回路5は、第1基板120(図4参照)に配置されている。すなわち、第1実施形態では、検出回路5は、ポテンシオスタット回路3とは別個の回路である一方、ポテンシオスタット回路3が配置されている第1基板120と同一の基板に配置されている。そして、検出回路5は、電圧比較回路51を含む。なお、検出回路5は、特許請求の範囲の「検知部」の一例である。
Here, in the first embodiment, the
なお、本願明細書では「回路が別個に設けられている」とは、回路図上で直接接続されていないことを意味し、たとえば、同一のグラウンドを介することで間接的に接続されていてもよい。また、1つの基板および1つの電子部品(チップ)内に、別個の回路が形成されていてもよい。すなわち、検出回路5の電圧比較回路51(オペアンプまたはコンパレータ)は、たとえば、ポテンシオスタット回路3の第1増幅器31または第2増幅器32と同一のチップ(電子部品)内に設けられていてもよい。
In the present specification, “the circuit is provided separately” means that the circuit is not directly connected, for example, even though it is indirectly connected through the same ground. Good. In addition, separate circuits may be formed in one substrate and one electronic component (chip). That is, the voltage comparison circuit 51 (operational amplifier or comparator) of the detection circuit 5 may be provided in the same chip (electronic component) as the
そして、電圧比較回路51は、非反転入力端51aが第1基板120のグラウンド120aに接続(接地)されているとともに、反転入力端51bが基準電極14に接続されている。すなわち、非反転入力端51aは、第1基板120のグラウンド120aを介して、作用電極11に接続されており、作用電極11と同電位になるように構成されている。これにより、電圧比較回路51は、作用電極11と基準電極14との電位差を取得するように構成されている。すなわち、ポテンシオスタット回路3と電圧比較回路51とは、共通のグラウンド120a(接地電位部)に接続されている。
In the
そして、電圧比較回路51は、作用電極11と基準電極14との電位差に基づく信号を、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により生じた作用電極11の電位の変化として、出力端51cからAD変換回路6に出力するように構成されている。
The
そして、AD変換回路6は、作用電極11と基準電極14との電位差に基づく信号(電位差情報)を、デジタル信号の出力値V2として、報知制御部221に出力するように構成されている。電位差情報は、たとえば、電位差の値(大きさ)を示す情報として構成されている。なお、出力値V2をデジタル信号に変換することにより、アナログ信号として報知制御部221に伝達する場合に比べて、検知確度を向上させることが可能になる。
The AD conversion circuit 6 is configured to output a signal (potential difference information) based on the potential difference between the working
これにより、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により、作用電極11(または参照電極13)の電位が変化した場合、検出回路5からAD変換回路6を介して、報知制御部221に電位差情報が伝達される。また、作用電極11において被検知ガスGの電気化学反応が生じた場合には、AD変換回路6から出力値V1が報知制御部221に伝達される一方、電気化学反応では、作用電極11は、基準電極14に対して電位差は生じないため、検出回路5から報知制御部221に電位差情報(出力値V2)は伝達されない。
Thereby, when the potential of the working electrode 11 (or the reference electrode 13) changes due to factors other than the electrochemical reaction of the gas to be detected G, the potential difference is transferred from the detection circuit 5 to the
ここで、第1実施形態では、報知制御部221は、電位差情報に基づいて、出力値V2が所定のしきい値Vt2を超えない場合(電位差がない場合)、ポテンシオスタット回路3に流れる電流値(出力値V1)に基づいて、報知部222から被検知ガスGの検出を報知する制御を行うように構成されている。また、報知制御部221は、電位差情報に基づいて、出力値V2が所定のしきい値Vt2を超えた場合(電位差がある場合)には、出力値V1の大きさに関わらず、報知部222により被検知ガスGの検出を報知しない制御を行うように構成されている。これにより、報知制御部221は、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因によって、ポテンシオスタット回路3の出力値V1が所定のしきい値Vt1を超えた場合には、誤った被検知ガスGの検出が報知されない。
Here, in the first embodiment, the
また、報知制御部221は、出力値V2の値が所定の寿命しきい値Vt3を所定の期間継続的に超える場合に、報知部222により、作用電極11が経時劣化した状態であることを示す報知(センサユニット210の交換時期であることを示す報知)を行う制御を行うように構成されている。これにより、作用電極11の経時劣化を直接検知することが可能になるので、定期的にセンサユニット210を交換する場合に比べて、交換するために適切な時点で、センサユニット210を交換することが可能になる。
Further, the
また、報知制御部221は、記憶部224に記憶されている作用電極11の電位差情報が時間情報に関連付けられたデータ(出力ログ)に基づいて、ガス検知器200が配置されている場所近傍の環境改善を提案する表示を報知部222により表示させる制御を行うように構成されている。
In addition, the
(センサの動作)
次に、図1、図3および図7を参照して、第1実施形態によるセンサ100の動作について説明する。具体的な例として、図7(a)に示すように、被検知ガスGがセンサ100に導入された場合の動作を説明する。なお、図7(a)では、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により作用電極11の電位の変化がない状態とする。また、図7(b)に示すように、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因(外来ノイズ)により作用電極11の電位の変化した場合の動作について説明する。
(Sensor operation)
Next, the operation of the
〈被検知ガスの検出〉
図1に示すように、被検知ガスGがガス検知器200の外部から、ガス導通路226を介して、センサ100に導入される。そして、被検知ガスGが第1透過膜22a(図3参照)を透過して、作用電極11の触媒作用の下に、被検知ガスGが電気化学反応する。
<Detection of detected gas>
As shown in FIG. 1, the gas to be detected G is introduced into the
これにより、図3に示すように、ポテンシオスタット回路3が、作用電極11と対極12とに電流を流して、作用電極11と参照電極13との電位差を一定にする。この時、検出抵抗器4に電流が流れる。そして、図7(a)に示すように、AD変換回路6により、検出抵抗器4の電圧降下値(電流値)がデジタル信号の出力値V1として、報知制御部221に伝達される。そして、出力値V1がしきい値Vt1を超えている場合、報知部222から被検知ガスGが検知されたことを示す報知が行われる。なお、この時、作用電極11と基準電極14との電位差は変化しない。すなわち、この時、出力値V2は略0(しきい値Vt2以下)となっている。
As a result, as shown in FIG. 3, the
〈外来ノイズの検出〉
図7(b)に示すように、作用電極11に外来ノイズが印加されることにより、作用電極11と基準電極14との電位差が生じる。そして、検出回路5の電圧比較回路51から電位差情報(出力値V2)がAD変換回路6を介して報知制御部221に伝達される。また、この時、ポテンシオスタット回路3には、作用電極11と対極12との間で電流が流れ、AD変換回路6から出力値V1が報知制御部221に伝達される。すなわち、外来ノイズが作用電極11に印加された場合、出力値V2として、外来ノイズが検出される。
<External noise detection>
As shown in FIG. 7B, when external noise is applied to the working
上記のように、第1実施形態によるセンサ100では、被検知ガスGが検知された場合(図7(a))と、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因(たとえば、外来ノイズ)により作用電極11の電位が変化した場合(図7(b))とを区別することが可能である。
As described above, in the
(ガス検知器の被検知ガスの検出の報知に関する制御処理)
次に、図8を参照して、第1実施形態によるガス検知器200の被検知ガスGの検出の報知に関する制御処理について説明する。ガス検知器200の制御処理は、報知制御部221により実行される。
(Control processing related to notification of detection of gas to be detected by gas detector)
Next, with reference to FIG. 8, the control process regarding the notification of the detection of the gas G to be detected by the
ステップS1において、作用電極11と基準電極14との間で電位差があるか否かが判断される。具体的には、センサ100から取得した出力値V2がしきい値Vt2を超えるか否かが判断される。出力値V2がしきい値Vt2を超える場合、作用電極11と基準電極14との間で電位差があるとして、ステップS1を繰り返し、出力値V2がしきい値Vt2以下となった場合、作用電極11と基準電極14との間で電位差がないとして、ステップS2に進む。すなわち、作用電極11と基準電極14との間で電位差がある場合には、ステップS2以降の被検知ガスGの報知に関する制御処理が行われない。
In step S <b> 1, it is determined whether there is a potential difference between the working
ステップS2において、被検知ガスGを検知したが否かが判断される。具体的には、センサ100から取得した出力値V1がしきい値Vt1を超えるか否かが判断される。出力値V1がしきい値Vt1を超える場合、被検知ガスGを検知したとして、ステップS3に進み、出力値V1がしきい値Vt1以下となった場合、被検知ガスGを検知していないとして、ステップS1に戻る。
In step S2, it is determined whether or not the gas to be detected G has been detected. Specifically, it is determined whether or not the output value V1 acquired from the
ステップS3において、報知部222により被検知ガスGが検知されたことが報知される。その後、第1実施形態によるガス検知器200の被検知ガスGの検出の報知に関する制御処理が終了される。
In step S <b> 3, the
(ガス検知器の交換時期の報知に関する制御処理)
次に、図9を参照して、第1実施形態によるガス検知器200のセンサユニット210交換時期の報知に関する制御処理について説明する。ガス検知器200の制御処理は、報知制御部221により実行される。
(Control processing related to notification of gas detector replacement time)
Next, with reference to FIG. 9, the control process regarding the notification of the replacement time of the
ステップS11において、作用電極11と基準電極14との間で電位差があるか否かが判断される。具体的には、センサ100から取得した出力値V2がしきい値Vt3を超えるか否かが判断される。出力値V2がしきい値Vt3を超える場合、作用電極11と基準電極14との間で電位差があるとして、ステップS12に進み、出力値V2がしきい値Vt3以下の場合、作用電極11と基準電極14との間で電位差がないとして、ステップS11を繰り返す。
In step S <b> 11, it is determined whether there is a potential difference between the working
ステップS12において、所定の期間継続して電位差を検出したが否かが判断される。具体的には、センサ100から取得した出力値V2がしきい値Vt3を超えた状態の期間が、所定の期間T1を超えたか否かが判断される。出力値V2がしきい値Vt3を超えた状態の期間が、所定の期間T1を超えない場合、ステップS11に戻り、出力値V2がしきい値Vt3を超えた状態の期間が、所定の期間T1を超えた場合、ステップS13に進む。
In step S12, it is determined whether a potential difference has been detected continuously for a predetermined period. Specifically, it is determined whether or not the period in which the output value V2 acquired from the
ステップS13において、報知部222によりセンサユニット210の交換時期であることが報知される。その後、第1実施形態によるガス検知器200の交換時期の報知に関する制御処理が終了される。
In step S13, the
[第1実施形態の効果]
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
[Effect of the first embodiment]
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態では、上記のように、センサ100に、作用電極11、対極12、および、参照電極13とは異なる機能を有する基準電極14を設ける。これにより、基準電極14を、作用電極11の電位の変化を検知するための機能を有するように構成することができるので、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により作用電極11の電位が変化したことを検知することができる。これにより、被検知ガスGが検知された場合と、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により作用電極11の電位が変化した場合とを区別することができるので、被検知ガスGが誤検知されることを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、基準電極14を、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因により生じた作用電極11の電位の変化を検知するための機能を有するように構成する。これにより、被検知ガスGの電気化学反応以外の要因に起因した作用電極11の電位の変化を検知することができるので、被検知ガスGが誤検知されることを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、基準電極14を、作用電極11の電位の変化を検知するための基準電位を有するように構成する。そして、センサ100に、作用電極11の電位と基準電極14の基準電位とを比較して、作用電極11の電位の変化を検知する検出回路5を設ける。これにより、作用電極11の電位の変化を容易に検知することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、基準電極14を、参照電極13を構成する材料と同一の材料を含む。これにより、参照電極13と基準電極14の材料を共通化することができるので、センサ100を構成するための材料の種類が増加するのを抑制することができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、上記のように、作用電極11を、電解液収容部2の一方面側を構成する第1透過膜22aに配置し、対極12および参照電極13を、第1透過膜22aと電解液21を介して対向する電解液収容部2の他方面側を構成する第2透過膜22bに配置する。そして、基準電極14を、電解液収容部2の他方面側を構成する第2透過膜22bに配置する。これにより、作用電極11が配置されている第1透過膜22aに、対極12、参照電極13、または、基準電極14が配置される場合に比べて、作用電極11の電解液21に接触する面積A1を大きく構成することができる。その結果、作用電極11を大きく構成することができる分、作用電極11において電気化学反応する被検知ガスGのシグナル(検知信号)を大きくすることができる。
In the first embodiment, as described above, the working
[第2実施形態]
次に、図10を参照して、第2実施形態のセンサ300の構成について説明する。第2実施形態によるセンサ300は、基準電極14が第2透過膜22bに設けられていた第1実施形態によるセンサ100と異なり、基準電極314が第1透過膜22aに配置されている。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the configuration of the
(第2実施形態によるセンサの構成)
本発明の第2実施形態によるセンサ300は、図10に示すように、作用電極311と、対極312と、参照電極313と、基準電極314とを備える。そして、作用電極311は、第1透過膜22a(図10(b)参照)に配置されており、対極312および参照電極313は、第2透過膜22b(図10(a)参照)に配置されている。ここで、第2実施形態では、基準電極314は、作用電極311が設けられている第1透過膜22aに配置されている。
(Configuration of sensor according to the second embodiment)
As shown in FIG. 10, the
詳細には、図10(b)に示すように、作用電極311と、基準電極314とは、互いに接触しない状態で、第1透過膜22aに配置されている。また、矢印Y1方向側から見た、作用電極311の面積A11および基準電極314の面積A14は、略等しい大きさであり、矢印Y2方向側から見た、対極312の面積A12および参照電極313の面積A13は、略等しい大きさである。たとえば、基準電極314の面積A14は、面積A11〜A13のいずれとも等しい。なお、第2実施形態のその他の構成および動作は、上記第1実施形態と同様である。
Specifically, as shown in FIG. 10B, the working
[第2実施形態の効果]
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
[Effects of Second Embodiment]
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第2実施形態では、上記のように、作用電極311を、第1透過膜22aに配置し、対極312および参照電極313を、第2透過膜22bに配置する。そして、基準電極314を、第1透過膜22aに配置する。これにより、第1透過膜22aに作用電極311を形成する際に合わせて、基準電極314を第1透過膜22aに形成することができるので、センサ300の製造工程が複雑化するのを抑制することができる。なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
In the second embodiment, as described above, the working
[第3実施形態]
次に、図11を参照して、第2実施形態のセンサ400の構成について説明する。第3実施形態によるセンサ400は、第1透過膜22aおよび第2透過膜22bが設けられていた第1実施形態によるセンサ100と異なり、1つのガス透過膜422が設けられている。なお、上記第1実施形態または第2実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, the configuration of the
(第3実施形態によるセンサの構成)
本発明の第3実施形態によるセンサ400は、図11に示すように、作用電極411と、対極412と、参照電極413と、基準電極414とを備える。そして、センサ400は、電解液21を収容する電解槽423と、ガス導入口424aを有し、電解槽423の矢印Y1方向側に配置された蓋部材424とを備える。また、電解槽423と蓋部材424との間に、パッキン426を介した状態で、ガス透過膜422が配置されている。
(Configuration of sensor according to the third embodiment)
As shown in FIG. 11, the
ここで、第3実施形態では、作用電極411と、対極412と、参照電極413と、基準電極414とは、同一のガス透過膜422に配置されている。また、対極412、作用電極411、参照電極413、および、基準電極414は、この順に、Z軸に平行な方向に、直線状に配置されている。基準電極414は、ガス透過膜422の矢印Z2方向側(下側)に配置されている。
Here, in the third embodiment, the working
また、第3実施形態では、基準電極414は、参照電極413と同様の形状および材料から構成されている。基準電極414および参照電極413は、銀、白金、金、または、パラジウムを電極材料として含む。たとえば、基準電極414および参照電極413は共に、銀線として構成されている。なお、第3実施形態のその他の構成および動作は、上記第1実施形態と同様である。
In the third embodiment, the
[第3実施形態の効果]
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
[Effect of the third embodiment]
In the third embodiment, the following effects can be obtained.
第3実施形態では、上記のように、作用電極411と、対極412と、参照電極413と、基準電極414とを、同一のガス透過膜422に配置する。そして、基準電極414を参照電極413と同様の材料から構成する。これにより、比較的被検知ガスGの影響を受けにくく構成された参照電極413と同様に基準電極414を構成することができるので、ガス透過膜422を介して、被検知ガスGが基準電極414の近傍に進入した場合でも、被検知ガスGによる電気化学反応の影響を小さくすることができる。その結果、より精度良く基準電極414を用いて作用電極411の電位の変化を検出することができる。なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
In the third embodiment, as described above, the working
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜第3実施形態では、作用電極、対極、参照電極、および、基準電極を、それぞれ、1つずつ設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、作用電極が2つ設けられている場合には、2つの作用電極のそれぞれに対応して、2つの基準電極を設けてもよい。 For example, in the first to third embodiments, the example in which the working electrode, the counter electrode, the reference electrode, and the reference electrode are provided one by one is shown, but the present invention is not limited to this. For example, when two working electrodes are provided, two reference electrodes may be provided corresponding to each of the two working electrodes.
また、上記第1〜第3実施形態では、基準電極を、ガス透過膜に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図12(a)に示す第1変形例のセンサ500のように、電解槽423に基準電極514が配置されていてもよい。
Moreover, although the example which arrange | positions a reference | standard electrode in a gas permeable film was shown in the said 1st-3rd embodiment, this invention is not limited to this. For example, the
また、上記第1〜第3実施形態では、検出回路を、作用電極と基準電極との電位差を示す出力値V2を出力するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、検出回路を、作用電極と基準電極との電位差があるか否かを示すハイまたはローのバイナリ信号を出力するように構成してもよい。 In the first to third embodiments, the detection circuit is configured to output the output value V2 indicating the potential difference between the working electrode and the reference electrode. However, the present invention is not limited to this. . For example, the detection circuit may be configured to output a high or low binary signal indicating whether or not there is a potential difference between the working electrode and the reference electrode.
また、上記第1〜第3実施形態では、基準電極を、参照電極と同様の材料を含むように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、基準電極を、参照電極とは異なる材料のみから構成してもよい。 In the first to third embodiments, the example in which the reference electrode is configured to include the same material as that of the reference electrode has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, the reference electrode may be composed only of a material different from the reference electrode.
また、上記第1〜第3実施形態では、基準電極の電極材料に、カーボンブラック、銀、白金、金、または、パラジウムのうちの少なくとも1つを含むように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、電極材料として使用可能であれば、カーボンブラック、銀、白金、金、および、パラジウム以外の電極材料を、基準電極の電極材料に含むように構成してもよい。 In the first to third embodiments, the example in which the electrode material of the reference electrode includes at least one of carbon black, silver, platinum, gold, or palladium is shown. The invention is not limited to this. That is, as long as it can be used as an electrode material, an electrode material other than carbon black, silver, platinum, gold, and palladium may be included in the electrode material of the reference electrode.
また、上記第1〜第3実施形態では、電圧比較回路の非反転入力端を、第1基板のグラウンドを介して作用電極に接続されるように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、電圧比較回路の非反転入力端を、第1基板のグラウンドを介さずに、直接作用電極に接続されるように構成してもよい。 In the first to third embodiments, the non-inverting input terminal of the voltage comparison circuit is configured to be connected to the working electrode via the ground of the first substrate. Not limited to. That is, the non-inverting input terminal of the voltage comparison circuit may be directly connected to the working electrode without passing through the ground of the first substrate.
また、上記第3実施形態では、基準電極を、ガス透過膜の下側(矢印Z2方向側)に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図12(b)に示す第2変形例のセンサ600のように、基準電極614を、ガス透過膜422の対極412よりも上側(矢印Z1方向側)に配置してもよい。
In the third embodiment, the reference electrode is disposed on the lower side (arrow Z2 direction side) of the gas permeable membrane. However, the present invention is not limited to this. For example, the
また、上記第1〜第3実施形態では、ガス検知器に設けられた報知部により、被検知ガスの検知を報知するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、センサに報知部を設けて、センサに設けられた報知部により被検知ガスの検知を報知するように構成してもよい。 Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example comprised so that detection of the to-be-detected gas might be notified by the alerting | reporting part provided in the gas detector, this invention is not limited to this. For example, a notification unit may be provided in the sensor, and the detection of the gas to be detected may be notified by the notification unit provided in the sensor.
また、上記第1〜第3実施形態では、作用電極、対極、参照極、および、基準電極の面積の例(図6および図10等参照)を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第1実施形態によるセンサ100の対極12の面積A2と基準電極14の面積A4とを略等しい大きさに構成する例を示したが、対極12の面積と基準電極14の面積を異なる大きさに構成してもよい。また、第2実施形態によるセンサ300の作用電極311の面積A11、対極312の面積A12、参照電極313の面積A13、および、基準電極314の面積A14を、互いに略等しい大きさに構成する例を示したが、作用電極311、対極312、参照電極313、および、基準電極314の各面積を互いに異なる大きさに構成してもよい。
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the example (refer FIG. 6 and FIG. 10 etc.) of the area of a working electrode, a counter electrode, a reference electrode, and a standard electrode was shown, this invention is not limited to this. . For example, the example in which the area A2 of the
また、上記第1〜第3実施形態では、被検知ガスの検出の報知に関する制御処理(図8参照)および交換時期の報知に関する制御処理(図9参照)の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、被検知ガスの検出の報知に関する制御処理において、ステップS1とステップS2との順序を入れ替えてもよいし、交換時期の報知に関する制御処理において、ステップS11とステップS12との順序を入れ替えてもよい。また、交換時期の報知に関する制御処理において、センサの使用開始時間から所定時間経過したかの判断も行うようにし、使用開始からの時間も加味して、交換時期を判断してもよい。すなわち、使用開始からの時間が所定時間経過している場合に、ステップS11を開始させるようにセンサを構成してもよいし、ステップS12において「Yes」の場合に、ステップS13の前に、使用開始からの時間が所定時間経過しているか否かを判断するステップをさらに設けてもよい。 In the first to third embodiments, examples of the control process (see FIG. 8) regarding the notification of the detection of the gas to be detected and the control process (see FIG. 9) regarding the notification of the replacement time have been shown. It is not limited to this. For example, the order of step S1 and step S2 may be switched in the control process related to notification of detection of the gas to be detected, or the order of step S11 and step S12 may be switched in the control process related to notification of the replacement time. Good. Further, in the control process related to the notification of the replacement time, it may be determined whether a predetermined time has elapsed from the use start time of the sensor, and the replacement time may be determined in consideration of the time from the start of use. That is, the sensor may be configured to start step S11 when a predetermined time has elapsed from the start of use, or if “Yes” in step S12, the sensor is used before step S13. A step of determining whether or not a predetermined time has elapsed since the start may be further provided.
また、上記第1〜第3実施形態では、センサを被検知ガスの検出濃度が所定の濃度より高い場合に、被検知ガスが検出されたことを報知するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、センサを被検知ガスの検出濃度が所定の濃度より低い場合に、被検知ガスの検出濃度が低いことを示す報知を行うように構成してもよい。たとえば、センサを被検知ガスとして酸素を検出するように構成した場合には、酸素の検出濃度が所定の濃度より低い場合に、酸素の検出濃度が低いことを示す報知を行うようにセンサを構成する。 In the first to third embodiments, the sensor is configured to notify that the detected gas is detected when the detected concentration of the detected gas is higher than a predetermined concentration. The present invention is not limited to this. That is, the sensor may be configured to notify that the detected concentration of the detected gas is low when the detected concentration of the detected gas is lower than a predetermined concentration. For example, when the sensor is configured to detect oxygen as the gas to be detected, the sensor is configured to notify that the detected oxygen concentration is low when the detected oxygen concentration is lower than a predetermined concentration. To do.
また、上記第1〜第3実施形態では、ガス検知器を、被検知ガスを検知するセンサと、被検知ガスの検知を報知する報知部と、報知部を制御する報知制御部とを含む、報知システムとして構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ガス検知器には、センサのみを設けて、報知部と報知制御部とはセンサから離れた位置に設けられるように構成してもよい。この場合、たとえば、報知部と報知制御部とは、複数のセンサを監視する集中監視システムの一部として構成されていることが好ましい。また、この場合、複数のセンサと集中監視システムとは、互いに無線または有線の通信が可能に構成されていることが好ましい。また、ガス検知器にセンサと報知部とを設けて、さらに別の位置に異なる報知部のみを設けてもよい。この場合、被検知ガスが検出された場合に、ガス検知器の報知部、および、別の位置に設けられた報知部の両方から報知する制御を行うように構成してもよい。また、本発明の報知システムは、複数のガス検知器を含む報知システムとして構成されていてもよい。 In the first to third embodiments, the gas detector includes a sensor that detects the gas to be detected, a notification unit that notifies detection of the gas to be detected, and a notification control unit that controls the notification unit. Although the example which comprises as an alerting | reporting system was shown, this invention is not limited to this. For example, the gas detector may be provided with only a sensor, and the notification unit and the notification control unit may be provided at positions separated from the sensor. In this case, for example, the notification unit and the notification control unit are preferably configured as part of a centralized monitoring system that monitors a plurality of sensors. In this case, the plurality of sensors and the centralized monitoring system are preferably configured to be able to perform wireless or wired communication with each other. In addition, a sensor and a notification unit may be provided in the gas detector, and only a different notification unit may be provided at another position. In this case, when detected gas is detected, you may comprise so that control which alert | reports from both the alerting | reporting part of a gas detector and the alerting | reporting part provided in another position may be performed. In addition, the notification system of the present invention may be configured as a notification system including a plurality of gas detectors.
1 ガス電極(第1電極、第2電極、第3電極)
2 電解液収容部
5 検出回路(検知部)
11、311、411 作用電極(第1電極)
12、312、412 対極(第2電極)
13、313、413 参照電極(第3電極)
14、314、414、514、614 基準電極(第4電極)
21 電解液
22a 第1透過膜(電解液収容部の一方面)
22b 第2透過膜(電解液収容部の他方面)
100、300、400、500、600 センサ(定電位電解式センサ)
1 Gas electrode (first electrode, second electrode, third electrode)
2 Electrolyte storage part 5 Detection circuit (detection part)
11, 311, 411 Working electrode (first electrode)
12, 312, 412 Counter electrode (second electrode)
13, 313, 413 Reference electrode (third electrode)
14, 314, 414, 514, 614 Reference electrode (fourth electrode)
21
22b 2nd permeable membrane (the other side of electrolyte solution storage part)
100, 300, 400, 500, 600 sensor (constant potential electrolytic sensor)
Claims (6)
前記電解液収容部に配置され、被検知ガスの電気化学反応を検出するための作用電極としての第1電極、対極としての第2電極、および、参照電極としての第3電極と、
前記電解液収容部に配置され、前記第1電極、前記第2電極、および、前記第3電極とは異なる機能を有する第4電極とを備える、定電位電解式センサ。 An electrolytic solution container for containing an electrolytic solution;
A first electrode serving as a working electrode for detecting an electrochemical reaction of a gas to be detected, a second electrode serving as a counter electrode, and a third electrode serving as a reference electrode;
A constant potential electrolytic sensor, comprising: a first electrode, a second electrode, and a fourth electrode having a function different from that of the third electrode, disposed in the electrolyte container.
前記第1電極の電位と前記第4電極の前記基準電位とを比較して、前記第1電極の電位の変化を検知する検知部をさらに備える、請求項2に記載の定電位電解式センサ。 The fourth electrode has a reference potential for detecting a change in potential of the first electrode,
3. The constant potential electrolytic sensor according to claim 2, further comprising a detection unit that detects a change in the potential of the first electrode by comparing the potential of the first electrode with the reference potential of the fourth electrode.
前記第2電極および前記第3電極は、前記電解液収容部の一方面側と前記電解液を介して対向する前記電解液収容部の他方面側に配置されており、
前記第4電極は、前記電解液収容部の他方面側に配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の定電位電解式センサ。 The first electrode is disposed on one surface side of the electrolytic solution storage part,
The second electrode and the third electrode are disposed on the one surface side of the electrolyte solution storage portion and the other surface side of the electrolyte solution storage portion facing each other through the electrolyte solution,
The constant potential electrolytic sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the fourth electrode is disposed on the other surface side of the electrolytic solution housing part.
前記第2電極および前記第3電極は、前記電解液収容部の一方面側と前記電解液を介して対向する前記電解液収容部の他方面側に配置されており、
前記第4電極は、前記電解液収容部の一方面側に配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の定電位電解式センサ。 The first electrode is disposed on one surface side of the electrolytic solution storage part,
The second electrode and the third electrode are disposed on the one surface side of the electrolyte solution storage portion and the other surface side of the electrolyte solution storage portion facing each other through the electrolyte solution,
The constant potential electrolytic sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the fourth electrode is disposed on one surface side of the electrolytic solution housing part.
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