JP2020106416A

JP2020106416A - 定電位電解式ガスセンサ

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Publication number: JP2020106416A
Application number: JP2018245884A
Authority: JP
Inventors: 鉄平高木; Teppei Takagi; 知世皆越; Tomoyo Minakoshi; 前川　亨; Toru Maekawa; 亨前川
Original assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Current assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: JP6517423B1

Abstract

【課題】本発明は、オゾンガスによる干渉を抑制し、検知対象ガスの選択性を高めた定電位電解式ガスセンサを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の定電位電解式ガスセンサは、検知対象ガスを検知するための電極２と、電極２に接触する電解液３と、電極２および電解液３を収容する容器４とを備える定電位電解式ガスセンサ１であって、容器４は、検知対象ガスを含む測定対象ガスが容器４内に流入するための流入口４１を備え、流入口４１には、オゾンガス除去手段７として、活性炭およびシリカゲルを含まず、測定対象ガスの吸着能の低いオゾンガス除去手段７のみが設けられることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、定電位電解式ガスセンサに関する。

ジボランガスなどの毒性ガスは、高圧ガス保安法により許容濃度が定められており、たとえばジボランガスは、０．１ｐｐｍと定められている。したがって、毒性ガスが使用される作業環境においては、許容濃度以下に毒性ガスの濃度を管理する必要がある。その目的のために、毒性ガスの許容濃度以下の感度を有するガスセンサが求められる。

低濃度の毒性ガスなどの検知対象ガスを検知するためのガスセンサとして、たとえば特許文献１に開示されるような定電位電解式ガスセンサが用いられる。定電位電解式ガスセンサは、電解液中での検知対象ガスの電気化学反応を利用して、検知対象ガスを検知する。定電位電解式ガスセンサは、高感度であり、ｐｐｂレベルの濃度の検知対象ガスを検知することができる。

特開２０１４−９８６７９号公報

ところが、定電位電解式ガスセンサを用いてｐｐｂレベルの濃度の検知対象ガスを検知しようとすると、大気中にオゾンガスがほぼ同レベルの濃度で存在しているため、検知対象ガスに関連する信号の強度に対して無視できない強度のオゾンガス信号が測定されてしまう。したがって、低濃度の検知対象ガスを検知する場合には、オゾンガスの干渉を抑制し、検知対象ガスの選択性を高める必要がある。

たとえば、定電位電解式ガスセンサでは、検知対象ガス以外の干渉ガスをフィルタリングするために、活性炭を含むガスフィルタが用いられることがある。しかし、活性炭を含むガスフィルタは、ガス吸着能が高く、干渉ガスだけでなく検知対象ガスも吸着する。したがって、定電位電解式ガスセンサは、活性炭を含むガスフィルタを使用することで、オゾンガスに対する感度が下がるとともに、検知対象ガスの感度も下がるために、検知対象ガスの選択性を高めることができない。

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、オゾンガスによる干渉を抑制し、検知対象ガスの選択性を高めた定電位電解式ガスセンサを提供することを目的とする。

本発明の定電位電解式ガスセンサは、検知対象ガスを検知するための電極と、前記電極に接触する電解液と、前記電極および前記電解液を収容する容器とを備える定電位電解式ガスセンサであって、前記容器は、前記検知対象ガスを含む測定対象ガスが前記容器内に流入するための流入口を備え、前記流入口には、オゾンガス除去手段として、活性炭およびシリカゲルを含まず、前記測定対象ガスの吸着能の低いオゾンガス除去手段のみが設けられることを特徴とする。

また、前記流入口における前記容器の内部側には、前記電解液が前記流入口から前記容器外に流出するのを防止する隔膜が設けられ、前記オゾンガス除去手段は、前記隔膜より前記流入口における前記容器の外部側に設けられることが好ましい。

また、前記オゾンガス除去手段が、金属製フィルタを含むことが好ましい。

また、前記オゾンガス除去手段が、フッ素樹脂製フィルタを含むことが好ましい。

また、前記オゾンガス除去手段が、金属製フィルタおよびフッ素樹脂製フィルタを含み、前記フッ素樹脂製フィルタおよび前記金属製フィルタが、前記流入口の上流側から下流側に向けて順に配置されることが好ましい。

本発明によれば、オゾンガスによる干渉を抑制し、検知対象ガスの選択性を高めた定電位電解式ガスセンサを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る定電位電解式ガスセンサの断面図である。図１の定電位電解式ガスセンサを備える吸引式ガス検知器の概略図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る定電位電解式ガスセンサを説明する。ただし、以下に示す実施形態は一例であり、本発明の定電位電解式ガスセンサは以下の例に限定されることはない。

本実施形態の定電位電解式ガスセンサ１は、図１に示されるように、検知対象ガスを検知するための電極２と、電極２に接触する電解液３と、電極２および電解液３を収容する容器４とを備える。定電位電解式ガスセンサ１は、たとえば、モノシラン、ジシラン、アルシン、ホスフィン、ジボラン、モノゲルマン、セレン化水素といった特殊高圧ガスを検知するために好適に用いることができるが、特に限定されることはなく、一酸化炭素、一酸化窒素、水素、メタン、三フッ化窒素などの他のガスを検知するためにも用いることができる。

定電位電解式ガスセンサ１は、たとえば、図２に示されるように、ガス導入口Ｉを介して測定対象ガスを吸引する吸引ポンプなどのガス吸引手段Ｐを備える吸引式ガス検知器Ｄに組み込んで使用することができる。ガス吸引手段Ｐおよび定電位電解式ガスセンサ１を備える吸引式ガス検知器Ｄは、ガス吸引手段Ｐにより、測定環境に配置されたガス導入口Ｉを介して測定環境中の検知対象ガスを含む測定対象ガスを吸引し、測定対象ガスを後述する容器４の流入口４１に所定の流速で導き、定電位電解式ガスセンサ１により、測定対象ガス中の検知対象ガスを検知する。吸引式ガス検知器Ｄは、ガス導入口Ｉを自在に配置することができるので、定電位電解式ガスセンサ１から離間した位置にある測定環境にガス導入口Ｉを配置して、その測定環境中の検知対象ガスを検知することができる。ただし、定電位電解式ガスセンサ１は、吸引式ガス検知器Ｄに組み込まれることなく、他のガス検知器に組み込まれて使用されてもよい。そして、定電位電解式ガスセンサ１は、ガス吸引手段Ｐを用いることなく、測定環境に直接配置されて、測定環境中の自然対流によって、容器４の流入口４１に測定対象ガスが導かれてもよい。

電極２は、電解液３に接触するように配置され、電解液３中に流入した測定対象ガス中の検知対象ガスを検知するように構成されている。電極２は、本実施形態では、図１に示されるように、検知対象ガスを電気化学反応させる反応極２１と、反応極２１に対する対極２２と、反応極２１の電位の基準となる参照極２３とを備えている。反応極２１、対極２２および参照極２３は、電解液３に接触するように容器４内に配置され、たとえば、図示しない公知のポテンショスタットなどの制御手段にリード線を介して接続される。

反応極２１は、参照極２３の電位を基準として一定の電圧が印加されて、検知対象ガスに電気化学反応を生じさせる電極である。反応極２１は、本実施形態では、図１に示されるように、電解液３に接触するように、後述する隔膜５上に形成される。反応極２１は、たとえば、公知の電極材料により作製されたペーストを隔膜５上に塗布・焼成して、形成することができる。反応極２１を構成する電極材料は、たとえばカーボン系触媒など、検知対象となるガスの種類や使用する電解液などに応じて適宜選択することができる。

対極２２は、反応極２１での検知対象ガスの電気化学反応に対応して、別の電気化学反応を生じさせる電極である。対極２２は、本実施形態では、図１に示されるように、電解液３に接触するように、後述する隔膜６上に形成され、電解液３を介して反応極２１に対向して配置される。対極２２は、たとえば、公知の電極材料により作製されたペーストを隔膜５上に塗布・焼成して、形成することができる。対極２２を構成する電極材料は、たとえばカーボン系触媒など、検知対象となるガスの種類や使用する電解液などに応じて適宜選択することができる。

参照極２３は、反応極２１の電位の基準となる電極である。参照極２３は、本実施形態では、図１に示されるように、電解液３に接触するように、隔膜６上に形成され、対極２２とともに、電解液３を介して反応極２１に対向して配置される。参照極２３は、たとえば、隔膜６上に固定された銀線として構成することができる。ただし、参照極２３を構成する電極材料は、特に限定されることはなく、検知対象となるガスの種類や使用する電解液などに応じて適宜選択することができる。

本実施形態の定電位電解式ガスセンサ１では、反応極２１に、参照極２３の電位を基準として一定の電圧が印加され、参照極２３との間に一定の電位差が付加される。参照極２３との間に一定の電位差が付加された反応極２１は、反応極２１に接触する電解液３中に流入した検知対象ガスに電気化学反応を生じさせる。検知対象ガスの電気化学反応が生じると、その電気化学反応に対応して、対極２２側においても別の電気化学反応が生じる。反応極２１および対極２２において生じる電気化学反応の結果として、反応極２１と対極２２との間に電解電圧が生じ、電解電流が流れるが、その電解電圧および／または電解電流を検知することで、検知対象ガスを検知することができ、電解電圧および／または電解電流の大きさに応じて検知対象ガスの濃度を求めることができる。

電解液３は、電気伝導性を有する溶液である。電解液３は、電極２に接触するように容器４内に収容される。電解液３としては、検知しようとする検知対象ガスの種類や、検知のために使用する電極２の種類などに応じて適宜選択することができ、たとえば硫酸やリン酸などの酸性水溶液や、臭化リチウムや塩化カルシウムなどの中性塩水溶液などを用いることができる。

容器４は、電極２および電解液３を収容する部材である。容器４は、本実施形態では、図１に示されるように、検知対象ガスを含む測定対象ガスが容器４内に流入するための流入口４１と、流入口４１と連通し、電解液３を収容する電解液収容部４２と、電解液収容部４２と連通し、電解液収容部４２内のガスが容器４外に流出するための流出口４３とを備えている。

流入口４１は、図１に示されるように、容器４の外部と接続する一方側の端部４１ａの開口と、容器４内の電解液収容部４２と接続する他方側の端部４１ｂの開口との間で延び、一方側の端部４１ａの開口から他方側の端部４１ｂの開口に向かって測定対象ガスが流れるように配置されている。本実施形態では、流入口４１の一部は、後述する隔膜５を容器４に固定するための流入側蓋部材４４の内部に形成された内腔として構成される。

流出口４３は、図１に示されるように、容器４内の電解液収容部４２と接続する一方側の端部４３ａの開口と、容器４の外部と接続する他方側の端部４３ｂの開口との間で延び、一方側の端部４３ａの開口から他方側の端部４３ｂの開口に向かってガスが流れるように配置されている。本実施形態では、流出口４３の一部は、後述する隔膜６を容器４に固定するための流出側蓋部材４６の内部に形成された内腔として構成される。

電解液収容部４２は、図１に示されるように、流入口４１の他方側の端部４１ｂの開口と接続されて、流入口４１を介して容器４外の測定対象ガスが内部に流入し、流出口４３の一方側の端部４３ａの開口と接続されて、電解液収容部４２内のガスが容器４外に流出するように構成されている。本実施形態では、流入口４１における容器４の内部側（他方の端部４１ｂ側）には、電解液３が流入口４１から容器４外に流出するのを防止する隔膜５が設けられている。また、流出口４３における容器４の内部側（一方の端部４３ａ側）には、電解液３が流出口４３から容器４外に流出するのを防止する隔膜６が設けられている。隔膜５、６はそれぞれ、電解液収容部４２内の電解液３が流入口４１／流出口４３を介して容器４の外部に流出するのを防止する一方で、測定対象ガスが容器４の外部から電解液収容部４２内に流入する／電解液収容部４２内のガスが容器４の外部に流出するのを許容する。したがって、電解液収容部４２は、電解液収容部４２に接続する流入口４１および流出口４３が隔膜５、６により液密に閉鎖されることで、内部に電解液３を収容可能であり、隔膜５、６がガスの通過を許容することで、内部にガスが流入可能であり、内部からガスが流出可能である。

隔膜５は、本実施形態では、図１に示されるように、反応極２１が積層されて、反応極２１が電解液収容部４２側に面し、隔膜５が流入口４１の一方の端部４１ａ側に面するように配置されて、Ｏリング４５などの公知の密封手段を介して、流入側蓋部材４４によって固定される。また、隔膜６は、対極２２および参照極２３が積層されて、対極２２および参照極２３が電解液収容部４２側に面し、隔膜６が流出口４３の他方の端部４３ｂ側に面するように配置されて、Ｏリング４７などの公知の密封手段を介して、流出側蓋部材４６によって固定される。

隔膜５、６は、電解液３の通過を防止し、ガスの通過を許容することができればよく、その構成は特に限定されない。隔膜５、６としては、たとえば、撥水性を有する多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを用いることができる。なお、隔膜５、６は、電解液収容部４２に対する流入口４１および流出口４３の配置に応じて、適宜省略することが可能である。その場合、反応極２１、対極２２および参照極２３は、隔膜５、６に設けられることなく、独立して容器４に収容される。

容器４は、電極２および電解液３を収容して保持する強度を有していればよく、たとえばポリカーボネート、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンなどの公知の樹脂材料を用いて形成することができる。

定電位電解式ガスセンサ１は、図１に示されるように、流入口４１に設けられるオゾンガス除去手段７を備えている。オゾンガス除去手段７は、検知対象ガスの通過を許容し、測定対象ガスに含まれるオゾンガスを除去する。オゾンガス除去手段７は、流入口４１に設けられて、測定対象ガスに含まれるオゾンガスを除去することにより、電解液収容部４２に収容される電解液３内へのオゾンガスの流入を抑制することができる。したがって、定電位電解式ガスセンサ１は、オゾンガスによる干渉を抑制し、検知対象ガスの選択性を高めることができる。

オゾンガス除去手段７は、流入口４１に設けられ、検知対象ガスの少なくとも一部の通過を許容し、測定対象ガスに含まれるオゾンガスの少なくとも一部を除去することができれば、流入口４１内の設けられる位置は特に限定されない。オゾンガス除去手段７は、たとえば、図１に示されるように、隔膜５より流入口４１における容器４の外部側、すなわち流入口４１における隔膜５の上流側に設けられてもよい。オゾンガス除去手段７が隔膜５の上流側に設けられることで、流入口４１に流入した測定対象ガスが隔膜５に到達する前に測定対象ガスに含まれるオゾンガスを除去することができ、それによって電解液収容部４２に収容される電解液３内へのオゾンガスの流入をより確実に抑制することができる。

オゾンガス除去手段７は、少なくとも検知対象ガスの通過する割合がオゾンガスの通過する割合よりも大きくなるように、検知対象ガスの少なくとも一部の通過を許容し、測定対象ガスに含まれるオゾンガスの少なくとも一部を除去することができればよく、その構成は特に限定されることはない。オゾンガス除去手段７は、たとえば測定対象ガス（特に検知対象ガス）の吸着能が低く、オゾンガスの分解を促進するフィルタであってもよい。ここで、オゾンガスは、分解しやすい性質を有しているために、フィルタなどの対象物に衝突して反応することで容易に分解する。したがって、オゾンガス除去手段７として、測定対象ガスの吸着能が低いフィルタを用いることで、オゾンガス以外のガス（特に検知対象ガス）の吸着を抑制しながら、オゾンガスの衝突・反応による分解を促進することができる。

オゾンガス除去手段７は、測定対象ガスの吸着能を低く抑える目的で、活性炭およびシリカゲルを含まないことが好ましい。オゾンガス除去手段７は、活性炭およびシリカゲルを含まないことにより、測定対象ガスの吸着をより抑え、ひいては検知対象ガスの吸着をより抑えることができるので、検知対象ガスの検知感度が低下するのをより抑制しながら、オゾンガスの干渉を抑制することができる。したがって、オゾンガス除去手段７として、活性炭およびシリカゲルを含まず、測定対象ガスの吸着能の低いオゾンガス除去手段７のみが流入口４１に設けられることが好ましい。

オゾンガス除去手段７は、たとえば、図１に示されるように、フッ素樹脂製フィルタ７１および／または金属製フィルタ７２を含んでいてもよい。フッ素樹脂製フィルタ７１および金属製フィルタ７２はいずれも、測定対象ガスの吸着能が低く、オゾンガスの分解を促進することが可能である。オゾンガス除去手段７は、フッ素樹脂製フィルタ７１および金属製フィルタ７２のいずれかを含んでいてもよいが、フッ素樹脂製フィルタ７１および金属製フィルタ７２の両方を含んでいてもよい。オゾンガス除去手段７がフッ素樹脂製フィルタ７１および金属製フィルタ７２の両方を含む場合は、たとえば、図１に示されるように、フッ素樹脂製フィルタ７１および金属製フィルタ７２が、流入口４１の上流側から下流側に向けて順に配置されることが好ましい。フッ素樹脂製フィルタ７１を上流側に、金属製フィルタ７２を下流側に設けることで、測定対象ガスに含まれるオゾンガスの除去をより効率的に行なうことができる。これは、フッ素樹脂製フィルタ７１の有するガス拡散機能と、金属製フィルタ７２の有するオゾンガス反応分解機能とがバランスよく機能するからではないかと考えられる。つまり、フッ素樹脂製フィルタ７１が上流側に配置されることで、フッ素樹脂製フィルタ７１により測定対象ガスが拡散され、測定対象ガスがランダムな方向を向いて金属製フィルタ７２に向かって流れるので、測定対象ガスに含まれるオゾンガスが金属製フィルタ７２に衝突する確率が高くなって、より多くのオゾンガスを分解・除去することができるものと考えられる。

フッ素樹脂製フィルタ７１は、フッ素樹脂により形成される、ガスが通過可能な多孔質部材である。フッ素樹脂製フィルタ７１は、フッ素樹脂により形成されることで、測定対象ガスの吸着が抑えられている。したがって、フッ素樹脂製フィルタ７１は、測定対象ガスの吸着を抑えながら、オゾンガスの衝突による分解を促進することができる。フッ素樹脂製フィルタ７１としては、ガスが通過可能な複数の貫通孔を有していればよく、たとえば繊維状の多孔質フィルムを用いることができる。フッ素樹脂製フィルタ７１に使用されるフッ素樹脂としては、測定対象ガスの吸着が抑制されるものであればよく、特に限定されることはないが、たとえばポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマーなどを用いることができる。

金属製フィルタ７２は、金属により形成される、ガスが通過可能な多孔質部材である。金属製フィルタ７２は、金属により形成されることで、衝突するオゾンガスの分解反応を促進する。金属製フィルタ７２としては、ガスが通過可能な複数の貫通孔を有していればよく、たとえば金属製のメッシュやパンチングメタルなどを用いることができる。また、金属製フィルタ７２を構成する金属としては、測定対象ガスの吸着を抑制することができ、オゾンガスの分解反応を促進することができるものであればよく、特に限定されることはないが、たとえばステンレス、アルミ、銅などを用いることができ、ガスの吸着がより抑制される緻密な酸化膜が表面に形成されるステンレスを好適に用いることができる。

金属製フィルタ７２は、オゾンガス反応分解能力を維持しながら、検知対象ガスの分解反応を抑制するために、測定対象ガスとの適度な接触時間が確保できるような厚さに設定することができる。たとえば、検知対象ガスの分解反応を抑制するという観点では、金属製フィルタ７２は、測定対象ガス、特に検知対象ガスとの接触時間ができるだけ短くなるように薄く形成することが好ましい。その場合、短い接触時間でオゾンガスの分解効率を上げるために、上述したように、金属製フィルタ７２の上流側に、オゾンガスや検知対象ガスの分解能力が相対的に小さいフッ素樹脂製フィルタ７１を設けることで、測定対象ガス、特にオゾンガスを拡散（分散）させて、オゾンガスとの接触確率を高めてもよい。また、金属製フィルタ７２と測定対象ガスとの間の適度な接触時間を確保するために、上流側にフッ素樹脂製フィルタ７１を設けることにより、測定対象ガスの拡散速度を制御して、接触時間を調整することもできる。

オゾンガス除去手段は、測定対象ガスの吸着能が低く、オゾンガスの分解を促進するフィルタとして、フッ素樹脂製フィルタや金属製フィルタ以外にも、ガス吸着能の低いガラス繊維製のフィルタなどを用いることもできる。また、オゾンガス除去手段は、検知対象ガスの検知信号強度の低下を抑制しながら、オゾンガスを除去することができれば、本実施形態に限定されることはなく、紫外線照射など他の公知のオゾンガス除去手段を用いることもできる。

定電位電解式ガスセンサ１は、図１に示されるように、流入口４１の上流側（一方の端部４１ａ側）に設けられ、測定対象ガスの容器４内への流入速度を低下させる減速手段８を備えていてもよい。この場合、流入口４１の上流側に減速手段８が設けられ、流入口４１の下流側にオゾンガス除去手段７が設けられる。定電位電解式ガスセンサ１は、以下でも詳しく述べるように、流入口４１の上流側に減速手段８を設け、流入口４１の下流側にオゾンガス除去手段７を設けることで、測定対象ガス中のオゾンガスをより効率的に除去することができる。

減速手段８は、上述したように、測定対象ガスの容器４内への流入速度を低下させるように構成されている。たとえば、定電位電解式ガスセンサ１が吸引式ガス検知器Ｄに組み込まれて使用される場合には、ガス吸引手段Ｐによって測定対象ガスが流入口４１に所定の流速で供給される。減速手段８は、容器４外から流入口４１内に供給される測定対象ガスのガス分子を流入口４１内で拡散（または、散乱、分散など）させることで、ガス分子の進行方向を、流入口４１の一方の端部４１ａから他方の端部４１ｂに向かう方向Ｘから変化させて、流入口４１の一方の端部４１ａから他方の端部４１ｂに向かう方向Ｘの速度成分を低下させる。このように、減速手段８により、容器４外から流入口４１内に供給される測定対象ガスの容器４内への流入速度を低下させることにより、測定対象ガスが、下流側に配置されるオゾンガス除去手段７を通過する時間が長くなり、測定対象ガス中のオゾンガスを効率的に除去することができる。また、減速手段８により、測定対象ガスのガス分子の進行方向を、流入口４１の一方の端部４１ａから他方の端部４１ｂに向かう方向Ｘから変化させることで、ガス分子がオゾンガス除去手段７と衝突する確率が高くなり、測定対象ガス中のオゾンガスを効率的に除去することができる。

減速手段８としては、たとえば、多孔質フィルタを用いることができる。多孔質フィルタとしては、たとえばポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマーなどのフッ素樹脂により形成された多孔質フィルムを用いることができる。ただし、減速手段８は、測定対象ガスの容器４内への流入速度を低下させることができれば、特に限定されることはなく、たとえば、ピンホールなどによって構成することもできる。また、たとえばガス吸引手段Ｐを用いない場合のように、流入口４１への測定対象ガスの流入速度が大きくない場合には、減速手段８を省略することもできる。

以下において、実施例をもとに本実施形態の定電位電解式ガスセンサの優れた効果を説明する。ただし、本発明の定電位電解式ガスセンサは、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示される定電位電解式ガスセンサを作製した。反応極および対極にカーボン触媒、参照極に銀線を用い、電解液に８ｍｏｌ／Ｌ臭化リチウム水溶液を用いた。流入口側および流出口側の隔膜はいずれも、ポリテトラフルオロエチレン製多孔質フィルム（空孔率：約７５％、厚さ：約０．１ｍｍ）を用いた。減速手段は、ポリテトラフルオロエチレン製多孔質フィルム（空孔率：約７５％、厚さ：約０．１ｍｍ）を用いた。オゾンガス除去手段として、ポリテトラフルオロエチレン製多孔質フィルム（空孔率：約７５％、厚さ：約０．１ｍｍ）を２枚重ねて構成したフッ素樹脂製フィルタを上流側に、ステンレス製パンチングメタル（開孔率：１３％、厚さ：０．１５ｍｍ）で構成した金属製フィルタを下流側に配置した。

（実施例２）
オゾンガス除去手段を除いて、実施例１と同様の定電位電解式ガスセンサを作製した。オゾンガス除去手段としては、ポリテトラフルオロエチレン製多孔質フィルム（空孔率：約７５％、厚さ：約０．１ｍｍ）を８枚重ねて構成したフッ素樹脂製フィルタを用い、金属製フィルタは用いなかった。

（比較例）
オゾンガス除去手段を設けることなく、オゾンガス除去手段以外の構成を実施例１と同様とした定電位電解式ガスセンサを作製した。

（通過率測定）
実施例１、２および比較例の定電位電解式ガスセンサを用いて、オゾンガス除去手段を通過するジボランガスおよびオゾンガスの通過率を測定した。ジボランガスおよびオゾンガスの通過率は、大気中のジボランガス０．１６ｐｐｍに対するセンサ出力値、大気中のオゾンガス０．６ｐｐｍに対するセンサ出力値を測定し、それぞれのガスについて、比較例から得られたセンサ出力値に対する実施例１、２から得られたセンサ出力値の割合を算出することにより求めた。その結果を表１に示す。なお、測定対象ガスの流入口への流入速度は、０．５Ｌ／分とした。

表１の実施例１を見ると、ジボランガスの通過率が７４％、オゾンガスの通過率が２５％であり、オゾンガスの通過率がジボランガスの通過率の１／３程度にまで抑えられている。この結果から、定電位電解式ガスセンサにおいて、オゾンガス除去手段としてフッ素樹脂製フィルタおよび金属製フィルタを用いることで、ジボランガスの感度の低下を抑制しつつ、オゾンガスの感度を低下させることができることが分かる。そして、定電位電解式ガスセンサは、オゾンガス除去手段を用いることにより、オゾンガスによる干渉を抑制し、検知対象ガスの選択性を高めることができることが分かる。

表１の実施例２を見ると、ジボランガスの通過率が４８％、オゾンガスの通過率が５％であり、オゾンガスの通過率がジボランガスの通過率の１／１０程度にまで抑えられている。この結果から、定電位電解式ガスセンサにおいて、オゾンガス除去手段としてフッ素樹脂製フィルタを用いることで、ジボランガスの感度の低下を抑制しつつ、オゾンガスの感度を低下させることができることが分かる。そして、定電位電解式ガスセンサは、オゾンガス除去手段を用いることにより、オゾンガスによる干渉を抑制し、検知対象ガスの選択性を高めることができることが分かる。

１定電位電解式ガスセンサ
２電極
２１反応極
２２対極
２３参照極
３電解液
４容器
４１流入口
４１ａ流入口の一方の端部
４１ｂ流入口の他方の端部
４２電解液収容部
４３流出口
４３ａ流出口の一方の端部
４３ｂ流出口の他方の端部
４４流入側蓋部材
４５Ｏリング
４６流出側蓋部材
４７Ｏリング
５隔膜
６隔膜
７オゾンガス除去手段
７１フッ素樹脂製フィルタ
７２金属製フィルタ
８減速手段
Ｄ吸引式ガス検知器
Ｉガス導入口
Ｐガス吸引手段
Ｘ方向

Claims

検知対象ガスを検知するための電極と、前記電極に接触する電解液と、前記電極および前記電解液を収容する容器とを備える定電位電解式ガスセンサであって、
前記容器は、前記検知対象ガスを含む測定対象ガスが前記容器内に流入するための流入口を備え、
前記流入口には、オゾンガス除去手段として、活性炭およびシリカゲルを含まず、前記測定対象ガスの吸着能の低いオゾンガス除去手段のみが設けられる、
定電位電解式ガスセンサ。
前記流入口における前記容器の内部側には、前記電解液が前記流入口から前記容器外に流出するのを防止する隔膜が設けられ、
前記オゾンガス除去手段は、前記隔膜より前記流入口における前記容器の外部側に設けられる、
請求項１に記載の定電位電解式ガスセンサ。
前記オゾンガス除去手段が、金属製フィルタを含む、請求項１または２に記載の定電位電解式ガスセンサ。
前記オゾンガス除去手段が、フッ素樹脂製フィルタを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定電位電解式ガスセンサ。
前記オゾンガス除去手段が、金属製フィルタおよびフッ素樹脂製フィルタを含み、
前記フッ素樹脂製フィルタおよび前記金属製フィルタが、前記流入口の上流側から下流側に向けて順に配置される、
請求項１または２に記載の定電位電解式ガスセンサ。