JP2022080742A - Constant potential electrolytic gas sensor - Google Patents
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Abstract
Description
特許法第30条第2項適用申請有り 1.令和2年2月25日アサゴエ工業株式会社(岡山県岡山市南区箕島557-4)、住友金属鉱山株式会社(東京都港区新橋5丁目11-3)、株式会社 日立ハイテク(山口県下松市大字東豊井794)及びJマテ.カッパープロダクツ株式会社(新潟県上越市大潟区土底浜2024-1)において納入。There is an application for application of
本発明は、酸素ガスおよび毒性ガスを検知することができる定電位電解式ガスセンサに関する。 The present invention relates to a constant potential electrolytic gas sensor capable of detecting oxygen gas and toxic gas.
酸素ガスや毒性ガスの検出を行うに際しては、目的とする検知対象ガスの選択性に優れ、高感度で、かつ、高い精度でガス濃度を検出することができるなどの理由から、電解反応を利用した定電位電解式ガスセンサが広く利用されている。 When detecting oxygen gas or toxic gas, an electrolytic reaction is used because it has excellent selectivity of the target gas to be detected, and can detect the gas concentration with high sensitivity and high accuracy. The constant potential electrolytic gas sensor is widely used.
このような定電位電解式ガスセンサとして、特許文献1には、作用極、参照極および対極が、電解液が含浸された親水性の不織布よりなる電解液保持部材を介して積層されてなる電極積層構造体を備えてなるものが開示されている。また、特許文献1には、分割された複数の作用極を設けることによって、複数の種類のガスを検知するガスセンサを構成することが可能であることが開示されている。
As such a constant potential electrolytic gas sensor,
このような複数の種類のガスを検知する定電位電解式ガスセンサにおいて、酸素ガスおよび毒性ガスを検知する小型の定電位電解式ガスセンサを構成した場合には、被検ガス中の酸素ガスの濃度が低下すると、毒性ガスの濃度指示値が大きく変動する、という問題がある。これは、酸素ガス用作用極と毒性ガス用作用極とでは、設定電位や出力電流が大きく異なるので、小型化を図るために酸素ガス用作用極と毒性ガス用作用極とを接近して配置すると、酸素ガス用作用極が毒性ガス用作用極に干渉するためであると考えられる。従って、この問題を解決するためには、毒性ガス用作用極を構成する触媒として、白金黒などの感度の高い触媒を用いることが考えられる。 In a constant-potential electrolytic gas sensor that detects a plurality of types of gas, when a small constant-potential electrolytic gas sensor that detects oxygen gas and toxic gas is configured, the concentration of oxygen gas in the test gas is high. When it decreases, there is a problem that the indicated value of the concentration of the toxic gas fluctuates greatly. This is because the set potential and output current differ greatly between the working pole for oxygen gas and the working pole for toxic gas, so the working pole for oxygen gas and the working pole for toxic gas are placed close to each other in order to reduce the size. Then, it is considered that the working electrode for oxygen gas interferes with the working electrode for toxic gas. Therefore, in order to solve this problem, it is conceivable to use a highly sensitive catalyst such as platinum black as the catalyst constituting the working electrode for the toxic gas.
然るに、白金黒などの触媒は、Pt-Ru触媒に比較して10倍程度の感度を有するが、水素ガスや一酸化窒素などの雑ガスによる干渉が生じるため、被検ガス中に雑ガスが存在すると、検知対象ガスのみを高い精度で検知することが困難である、という問題がある。このような問題を解決するために、毒性ガス用作用極に電圧を印加することにより、毒性ガス用作用極の設定電位を、雑ガスの酸化反応が抑制される電位に変更する手段が知られている(特許文献2参照。)。 However, a catalyst such as platinum black has about 10 times the sensitivity as that of a Pt-Ru catalyst, but interference occurs due to miscellaneous gas such as hydrogen gas and nitric oxide, so that miscellaneous gas is contained in the test gas. If present, there is a problem that it is difficult to detect only the gas to be detected with high accuracy. In order to solve such a problem, a means for changing the set potential of the working electrode for toxic gas to a potential at which the oxidation reaction of miscellaneous gas is suppressed by applying a voltage to the working electrode for toxic gas is known. (See Patent Document 2).
しかしながら、上記の手段を採用する場合には、毒性ガス用作用極に電圧を印加して制御するための制御回路が必要であり、装置全体の大型化や製造コストの上昇を招き、また、検査対象ガスや雑ガスが常時存在する環境下で長期間使用すると、参照極の電位が変化する結果、毒性ガス用作用極に所期の電位が維持されなくなる、という問題があることが判明した。 However, when the above means is adopted, a control circuit for applying a voltage to the working electrode for toxic gas is required, which causes an increase in the size of the entire device and an increase in manufacturing cost, and also causes inspection. It has been found that when used for a long period of time in an environment where the target gas and miscellaneous gas are always present, the potential of the reference electrode changes, and as a result, the expected potential cannot be maintained at the working electrode for toxic gas.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、酸素ガスおよび毒性ガスを検知する定電位電解式ガスセンサにおいて、毒性ガス用作用極の設定電位が0であっても、被検ガス中の雑ガスによる干渉を抑制することができる定電位電解式ガスセンサを提供することにある。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is that the set potential of the working electrode for toxic gas is 0 in a constant potential electrolytic gas sensor for detecting oxygen gas and toxic gas. Another object of the present invention is to provide a constant potential electrolytic gas sensor capable of suppressing interference due to miscellaneous gas in the test gas.
本発明の定電位電解式ガスセンサは、酸素ガスおよび毒性ガスを検出する定電位電解式ガスセンサであって、
電極積層構造体を有するセンサ本体と、このセンサ本体を駆動する動作制御回路とを備えてなり、
前記電極積層構造体は、電解液が含侵されたシート状の電解液保持部材と、前記電解液保持部材の一面に互いに離間して配置された、酸素ガス用作用極および毒性ガス用作用極と、前記電解液保持部材の他面に互いに離間して配置された対極および参照極とを備え、
前記動作制御回路は、前記対極および前記参照極を電気的に接続するフィードバック抵抗を有することを特徴とする。
The constant potential electrolytic gas sensor of the present invention is a constant potential electrolytic gas sensor that detects oxygen gas and toxic gas.
It is equipped with a sensor body having an electrode laminated structure and an operation control circuit for driving this sensor body.
The electrode laminated structure includes a sheet-shaped electrolytic solution holding member impregnated with the electrolytic solution, and an oxygen gas working electrode and a toxic gas working electrode arranged apart from each other on one surface of the electrolytic solution holding member. And a counter electrode and a reference electrode arranged apart from each other on the other surface of the electrolytic solution holding member.
The motion control circuit is characterized by having a feedback resistance that electrically connects the counter electrode and the reference electrode.
また、本発明の定電位電解式ガスセンサは、酸素ガスおよび毒性ガスを検出する定電位電解式ガスセンサであって、
電極積層構造体を有するセンサ本体と、このセンサ本体を駆動する動作制御回路とを備えてなり、
前記電極積層構造体は、電解液が含侵されたシート状の電解液保持部材と、前記電解液保持部材の一面に互いに離間して配置された、酸素ガス用作用極および毒性ガス用作用極と、前記電解液保持部材の他面に互いに離間して配置された対極および参照極とを備え、
前記動作制御回路は、前記対極の印加電圧と同等の電圧を印加する電位調整電源と、この電位調整電源および前記参照極を電気的に接続するフィードバック抵抗とを有することを特徴とする。
Further, the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention is a constant potential electrolytic gas sensor that detects oxygen gas and toxic gas.
It is equipped with a sensor body having an electrode laminated structure and an operation control circuit for driving this sensor body.
The electrode laminated structure includes a sheet-shaped electrolytic solution holding member impregnated with the electrolytic solution, and an oxygen gas working electrode and a toxic gas working electrode arranged apart from each other on one surface of the electrolytic solution holding member. And a counter electrode and a reference electrode arranged apart from each other on the other surface of the electrolytic solution holding member.
The operation control circuit is characterized by having a potential adjusting power supply that applies a voltage equivalent to the applied voltage of the counter electrode, and a feedback resistance that electrically connects the potential adjusting power supply and the reference electrode.
本発明の定電位電解式ガスセンサにおいては、前記毒性ガス用作用極は、白金黒を含む電極触媒層を有することが好ましい。
また、前記動作制御回路は、ポテンショスタット回路を含むことが好ましい。
また、前記参照極は、二酸化イリジウムと白金黒とよりなり、当該二酸化イリジウムと当該白金黒との割合が質量比で99:1~80:20である混合触媒よりなる電極触媒層を有することが好ましい。
また、検知対象である前記毒性ガスは、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄、塩素、アンモニア、二酸化窒素、一酸化窒素、シアン化水素、水素ガス、ホスフィン、オゾンおよび二酸化塩素から選ばれた少なくとも一種であることが好ましい。
In the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention, it is preferable that the working electrode for toxic gas has an electrode catalyst layer containing platinum black.
Further, it is preferable that the operation control circuit includes a potentiostat circuit.
Further, the reference electrode may have an electrode catalyst layer made of iridium dioxide and platinum black, and a mixed catalyst in which the ratio of iridium dioxide to platinum black is 99: 1 to 80:20 by mass ratio. preferable.
The toxic gas to be detected is at least one selected from carbon monoxide, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, chlorine, ammonia, nitrogen dioxide, nitrogen monoxide, hydrogen cyanide, hydrogen gas, phosphine, ozone and chlorine dioxide. It is preferable to have.
本発明において、「上」および「下」とは、本発明の定電位電解式ガスセンサを、ケーシングにおける被検ガス導入口が形成された面が上向きとなる姿勢で配置したときに、当該定電位電解式ガスセンサにおける方向を示すものである。従って、例えば定電位電解式ガスセンサを、ケーシングにおける被検ガス導入口が形成された面が下向きとなる姿勢で配置したときには、「上」および「下」は、実際にはそれぞれ逆の方向すなわち「下」および「上」の方向を示し、定電位電解式ガスセンサを、ケーシングにおける被検ガス導入口が形成された面が左向きとなる姿勢で配置したときには、「上」および「下」は、実際にはそれぞれ「左」および「右」の方向を示す。 In the present invention, "upper" and "lower" mean the constant potential when the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention is arranged in a posture in which the surface of the casing on which the test gas inlet is formed faces upward. It indicates the direction in the electrolytic gas sensor. Therefore, for example, when the constant potential electrolytic gas sensor is arranged in a posture in which the surface of the casing on which the test gas inlet is formed faces downward, the "upper" and "lower" are actually in opposite directions, that is, "downward". When the constant potential electrolytic gas sensor is placed in a casing with the surface on which the test gas inlet is formed facing to the left, indicating the "down" and "up" directions, the "up" and "down" are actually Indicates the "left" and "right" directions, respectively.
本発明の定電位電解式ガスセンサによれば、参照極が、フィードバック抵抗を介して対極または対極の印加電圧と同等の電圧を印加する電位調整電源に電気的に接続されているため、毒性ガス用作用極の設定電位が0であっても、当該毒性ガス用作用極の電位が上昇する結果、被検ガス中の雑ガスによる干渉を抑制することができる。 According to the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention, the reference electrode is electrically connected to a potential adjusting power source that applies a voltage equivalent to the applied voltage of the counter electrode or the counter electrode via a feedback resistor, and thus is used for toxic gas. Even if the set potential of the working electrode is 0, the potential of the working electrode for the toxic gas rises, and as a result, interference due to miscellaneous gas in the test gas can be suppressed.
以下、本発明の定電位電解式ガスセンサの実施の形態について説明する。
図1は、本発明の定電位電解式ガスセンサの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この定電位電解式ガスセンサは、酸素ガスおよび毒性ガスを検出するものであって、電極積層構造体20およびこの電極積層構造体20を収納するケーシング10を有するセンサ本体1と、このセンサ本体1を駆動する動作制御回路60とを備えている。
ここで、検知対象である毒性ガスとしては、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄、塩素、アンモニア、二酸化窒素、一酸化窒素、シアン化水素、水素ガス、ホスフィン、オゾンおよび二酸化塩素などが挙げられる。
Hereinafter, embodiments of the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an outline of a configuration in an example of a constant potential electrolytic gas sensor of the present invention.
This constant-potential electrolytic gas sensor detects oxygen gas and toxic gas, and includes a sensor
Here, examples of the toxic gas to be detected include carbon monoxide, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, chlorine, ammonia, nitrogen dioxide, nitrogen monoxide, hydrogen cyanide, hydrogen gas, phosphine, ozone, and chlorine dioxide.
センサ本体1において、ケーシング10は、下端が閉塞された円筒状のケーシング本体11と、ケーシング本体11の上端の開口を塞いで上壁部14を形成する円板状の蓋部材12とにより構成されている。ケーシング本体11および蓋部材12は、それぞれポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂によって形成されている。
In the sensor
上壁部14を形成する蓋部材12には、酸素ガス検出用の被検ガス導入口13aおよび毒性ガス検出用の被検ガス導入口13aが、上壁部14を厚み方向に貫通して伸びるよう形成されている。また、蓋部材12の上面には、円形の第1凹所18が形成され、この第1凹所18の底面における中央領域には、円形の第2凹所19が形成されており、第2凹所19の底面における中央領域に酸素ガス検出用の被検ガス導入口13aが形成されている。
In the
酸素ガス検出用の被検ガス導入口13aにより形成された内部空間は、後述するガス供給制限手段50のピンホール51を介して導入される被検ガスの拡散空間として機能する。
被検ガス導入口13aにより形成された内部空間の体積は、例えば約0.1~10mm3 であることが好ましい。このような構成とされていることにより、導入された被検ガスを十分に拡散させることができると共に電源オフ後にセンサ内部に残留する酸素ガスの量を低減させことができる。
The internal space formed by the test
The volume of the internal space formed by the test
ケーシング本体11の底壁部すなわちケーシング10の下壁部15の中央位置には、断面円形の通気管部16が、ケーシング本体12の軸方向に沿って下壁部15から上方(内方)に突出して後述する圧力調整膜28の下面に接するよう形成されている。この通気管部16によって、下壁部15の外面から圧力調整膜28の下面に通ずる通気孔Vが形成されている。
At the center position of the bottom wall portion of the casing
図2に示すように、ケーシング10の下壁部15における通気管部16の周囲には、酸素ガス用作用極端子40、毒性ガス用作用極端子41、対極端子42および参照極端子43が、円周方向に互いに離間して並ぶよう配設されている。
電極積層構造体20とケーシング10の下壁部15との間における通気管部16の周囲には、電解液を収容する電解液室Sが形成されている。この電解液室Sは、ケーシング10の周壁部17と後述する支持板30との間の間隙Kを介して、電極積層構造体20が配置された空間に通じている。
As shown in FIG. 2, around the
An electrolytic solution chamber S for accommodating the electrolytic solution is formed around the
また、下壁部15の内面(上面)には、エポキシ樹脂接着剤などの接着剤が硬化されてなる封止用樹脂材料層45が、酸素ガス用作用極端子40、毒性ガス用作用極端子41、対極端子42および参照極端子43を覆うよう形成されている。この封止用樹脂材料層45が設けられることにより、電解液室Sが、電解液によって酸素ガス用作用極端子40、毒性ガス用作用極端子41、対極端子42および参照極端子43が腐食されない液密封止構造とされている。
Further, on the inner surface (upper surface) of the
蓋部材12における第2凹所19には、当該第2凹所19の形状に適合する円板状のガス供給制限手段50が収容されて配置されている。
このガス供給制限手段50には、厚み方向に伸びるピンホール51が蓋部材12の被検ガス導入口13に連通するよう形成されている。被検ガスがピンホール51を通過することにより、被検ガス導入口13からケーシング10内に導入される被検ガスの供給量が制限される。
In the
The gas
ピンホール51は、軸方向において均一な大きさの内径を有する。ピンホール51の内径の大きさは、1.0~200μmであることが好ましい。また、ピンホール51の長さは、例えば0.1mm以上である。 The pinhole 51 has an inner diameter of a uniform size in the axial direction. The size of the inner diameter of the pinhole 51 is preferably 1.0 to 200 μm. The length of the pinhole 51 is, for example, 0.1 mm or more.
第1凹所18には、円形の緩衝膜55が収容されて配置されている。
この例の緩衝膜55は、被検ガスが外周面から流入されるガス拡散層56と、ガス不透過性かつ撥水性を有する保護層57とを有する積層体によって構成されており、全体が円板状に形成されている。
A
The
ガス拡散層56は、蓋部材12の第1凹所18の底面およびガス供給制限手段50の上面に、ピンホール51に連通する貫通孔58aが形成された両面粘着テープ58によって接着されて固定されている。
ガス拡散層56は、例えばPTFEフィルムなどのフッ素樹脂フィルムにより構成することができる。
ガス拡散層56は、空気透過率が0.15~1.5L/dayであるものが好ましく、厚み、外径寸法、空隙率およびその他の具体的構成は、空気透過率が前記数値範囲内となるよう設定することができる。
The
The
The
両面粘着テープ58の貫通孔58aの内径の大きさは、例えば0.05~3mmであることが好ましい。また、両面粘着テープ58の厚みは、例えば0.05~1mmであることが好ましい。
このような構成とされていることにより、ガス応答性を大幅に低下させることなく、外部環境に対する十分な耐久性を得ることができ、安定した指示値を確実に得ることができる。
The size of the inner diameter of the through
With such a configuration, it is possible to obtain sufficient durability against the external environment without significantly deteriorating the gas responsiveness, and it is possible to surely obtain a stable indicated value.
保護層57は、ガス拡散層56の上面に両面粘着テープ59によって接着されて固定されている。保護層57は、両面粘着テープ59の代わりに粘着剤よりなる粘着層を用いてガス拡散層56の上面に固定されていてもよい。
保護層57は、例えばPETなどの樹脂フィルムにアルミニウム箔や銀を積層した複合フィルムにより構成することができる。
The
The
センサ本体1において、電極積層構造体20は、電解液が含浸されたシート状の電解液保持部材23と、電解液保持部材23の上面に互いに離間して配置された、酸素ガスを検出する円形のシート状の酸素ガス用作用極21および毒性ガスを検出する半円形のシート状の毒性ガス用作用極22と、電解液保持部材23の上面に互いに離間して配置された対極26および参照極27を有する電極複合体25とにより構成されている。
In the sensor
電解液保持部材23の厚みは、十分な量の電解液を含浸させることができるものでありながら、電解液保持部材23の体積が可及的に小さくなる大きさとされ、具体的には、例えば0.1~2mmである。このような構成とされることにより、高湿度環境下においても信頼性の高いガス検知を行うことができる。
電解液保持部材23としては、例えば、ガラス繊維濾紙、シリカ濾紙、あるいはガラス繊維、PP繊維、PP/PE複合繊維もしくはセラミックス繊維からなる不織布などを用いることができる。
The thickness of the electrolytic
As the electrolytic
酸素ガス用作用極21は、図3に示すように、疎水性を有するガス透過性フィルム21a上に、電極触媒層21bが形成されて構成されており、電極触媒層21bが電解液保持部材23に接するよう配置されている。また、酸素ガス用作用極21におけるガス透過性フィルム21aは、被検ガス導入口13を塞ぐよう配置されている。また、ガス透過性フィルム21aの上面は、被検ガス導入口13aを取り囲むよう上壁部14の下面(内面)に熱溶着されている。ガス透過性フィルム21aが上壁部14に熱溶着されていることにより、電解液が、ガス透過性フィルム21aと上壁部14との間から漏出することを防止することができる。
As shown in FIG. 3, the oxygen
毒性ガス用作用極22は、図4に示すように、疎水性を有するガス透過性フィルム22a上に、電極触媒層22bが形成されて構成されており、電極触媒層22bが電解液保持部材23に接するよう配置されている。また、毒性ガス用作用極22におけるガス透過性フィルム22aの各々は、被検ガス導入口13bを塞ぐよう配置されている。また、ガス透過性フィルム22aの上面は、被検ガス導入口13bを取り囲むよう上壁部14の下面(内面)に熱溶着されている。ガス透過性フィルム22aが上壁部14に熱溶着されていることにより、電解液が、ガス透過性フィルム22aと上壁部14との間から漏出することを防止することができる。
As shown in FIG. 4, the
ガス透過性フィルム21a,22aとしては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂よりなる多孔質膜を用いることができる。
多孔質膜は、ガーレー数が3~3000秒であるものが好ましい。多孔質膜の厚みおよび空隙率は、ガーレー数が上記数値範囲内の大きさとなるよう設定することができ、例えば、空隙率は10~70%とされ、厚みは0.01~1mmとされることが好ましい。
As the gas
The porous membrane preferably has a Garley number of 3 to 3000 seconds. The thickness and porosity of the porous membrane can be set so that the number of garleys is within the above numerical range. For example, the porosity is 10 to 70% and the thickness is 0.01 to 1 mm. Is preferable.
酸素ガス用作用極21における電極触媒層21bは、電解液に対して不溶性の触媒金属の微粒子、当該触媒金属の酸化物の微粒子、当該触媒金属の合金の微粒子、またはこれらの微粒子の混合物などの触媒微粒子によって形成されている。電解液に対して不溶性の触媒金属としては、例えば白金(Pt)、金(Au)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)などを用いることができる。
毒性ガス用作用極22における電極触媒層22bとしては、毒性ガスに対する感度が高い毒性ガス用作用極22が得られる点で、白金黒を用いることが好ましい。
このような電極触媒層21b,22bは、触媒微粒子およびバインダーを含有するペーストを調製し、このペーストを、スクリーン印刷などによってガス透過性フィルム21aの表面に塗布して焼成することにより、形成することができる。
The
As the
Such electrode catalyst layers 21b and 22b are formed by preparing a paste containing catalyst fine particles and a binder, applying the paste to the surface of the gas
酸素ガス用作用極21および毒性ガス用作用極22は、それぞれ作用極用リード部材(図示省略)の一端に電気的に接続されている。酸素ガス用作用極21が接続された作用極用リード部材の他端には、酸素ガス用作用極端子40が電気的に接続されている。また、毒性ガス用作用極22が接続された作用極用リード部材の他端には、毒性ガス用作用極端子41が電気的に接続されている。
作用極用リード部材を構成する材料としては、金(Au)、タングステン(W)、ニオブ(Nb)およびタンタル(Ta)などの金属を用いることができる。また、作用極用リード部材としては、樹脂被覆された白金(Pt)線を用いることもできる。これらの中では、酸素ガス用作用極21に接続する作用極用リード部材として、タンタル(Ta)線を用い、毒性ガス用作用極22に接続する作用極用リード部材として、白金(Pt)線を用いることが好ましい。
The working
As a material constituting the lead member for the working electrode, metals such as gold (Au), tungsten (W), niobium (Nb) and tantalum (Ta) can be used. Further, as the lead member for the working electrode, a resin-coated platinum (Pt) wire can also be used. Among these, tantalum (Ta) wire is used as the lead member for the working electrode connected to the working
図5にも示すように、電極複合体25は、互いに離間して配置された、それぞれ電極触媒層よりなる対極26および参照極27と、対極26および参照極27を保持する、疎水性多孔質材料よりなる圧力調整膜28とにより構成されている。この電極複合体25における圧力調整膜28は、ケーシング10における通気管部16の上端面に通気孔Vを塞ぐよう配置されている。これにより、ケーシング10の内部空間が、圧力調整膜28および通気孔Vを介して外部の大気に解放された状態となる。また、圧力調整膜28の下面は、通気孔Vを取り囲むよう通気管部16の上端面に熱溶着されている。圧力調整膜28が通気管部16の上端面に熱溶着されていることにより、電解液が、圧力調整膜28と通気管部16の上端面との間から漏出することを防止することができる。
As also shown in FIG. 5, the
対極26を構成する電極触媒層は、電解液に対して不溶性の触媒金属の微粒子、当該触媒金属の酸化物の微粒子、当該触媒金属の合金の微粒子、またはこれらの微粒子の混合物などの触媒微粒子によって形成されている。電解液に対して不溶性の触媒金属としては、例えば白金(Pt)、金(Au)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)などを用いることができる。
参照極27を構成する電極触媒層としては、二酸化イリジウムと白金黒とよりなり、二酸化イリジウムと白金黒との割合が質量比で99:1~80:20である混合触媒よりなるものを用いることが好ましい。このような混合触媒を参照極27を構成する電極触媒層として用いることにより、高温環境下で使用した場合でも、毒性ガスの濃度指示値のゼロ点が上昇することを抑制することができる。
対極26および参照極27を構成する電極触媒層は、触媒微粒子およびバインダーを含有するペーストを調製し、このペーストを、スクリーン印刷などによって圧力調整膜28の表面に塗布して焼成することにより、形成することができる。
また、対極26および参照極27を構成する電極触媒層は、同一の材質のものであっても異なる材質のものであってもよいが、単一の工程で対極26および参照極27の両方を形成することが可能な観点から、同一の材質のものであることが好ましい。
The electrode catalyst layer constituting the
As the electrode catalyst layer constituting the
The electrode catalyst layer constituting the
Further, the electrode catalyst layer constituting the
圧力調整膜28としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂よりなる多孔質膜を用いることができる。
多孔質膜は、ガーレー数が3~3000秒であるものが好ましい。多孔質膜の厚みおよび空隙率は、ガーレー数が上記数値範囲内の大きさとなるよう設定することができ、例えば、空隙率は10~70%とされ、厚みは0.01~1mmとされることが好ましい。
As the
The porous membrane preferably has a Garley number of 3 to 3000 seconds. The thickness and porosity of the porous membrane can be set so that the number of garleys is within the above numerical range. For example, the porosity is 10 to 70% and the thickness is 0.01 to 1 mm. Is preferable.
圧力調整膜28は、対極26および参照極27が形成された円形の電極形成部28aと、それぞれ電極形成部28aの外周縁から径方向外方に突出して伸びる3つ以上(図示の例では4つ)の矩形の舌片部28bとにより構成されている。舌片部28bの各々は、電極形成部28aの周方向に等間隔で並ぶよう形成されている。
The
対極26および参照極27は、対極用リード部材(図示省略)および参照極用リード部材(図示省略)の一端に電気的に接続され、対極用リード部材および参照極用リード部材の他端には、それぞれ対極端子42および参照極端子43が電気的に接続されている。
対極用リード部材および参照極用リード部材を構成する材料としては、金(Au)、白金(Pt)、タングステン(W)、ニオブ(Nb)およびタンタル(Ta)などの金属を用いることができる。
The
As a material constituting the counter electrode lead member and the reference electrode lead member, metals such as gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), niobium (Nb) and tantalum (Ta) can be used.
通気管部16の上端部分には、電極積層構造体20を支持する支持板30が設けられている。この支持板30は、圧力調整膜28における電極形成部28aを支持する電極形成部支持部31と、この電極形成部支持部31の周囲に形成された、圧力調整膜28における舌片部28bを支持する舌片部支持部35とを有する。
電極形成部支持部31の中央位置には、ケーシング10における通気管部16の外径に適合する内径を有する通気管部用貫通孔32が形成されている。この通気管部用貫通孔32には、通気管部16の先端部分が嵌合されている。
また、舌片部支持部35には、舌片部用貫通孔36が形成されている。そして、圧力調整膜28における舌片部28bの各々は、舌片部用貫通孔36に進入し、当該舌片部28bの先端部が電解液室S内に位置するよう形成されている。このような構成によれば、定電位電解式ガスセンサの姿勢に拘わらず、ケーシング10の内部に対する外気の通気によって、ケーシング10の内部圧力を一定に保持することができる。
A
At the center position of the electrode forming
Further, a through
このセンサ本体1においては、酸素ガス用作用極端子40、毒性ガス用作用極端子41、対極端子42および参照極端子43の各々が、動作制御回路60に電気的に接続されている。
動作制御回路60は、酸素ガス用作用極21および毒性ガス用作用極22の各々が参照極27に対して所定の設定電位に保つよう制御するポテンショスタット回路を含むものである。
図6は、動作制御回路の一例における構成を示す説明図である。この例における動作制御回路60は、3つのオペアンプを有する。
In the sensor
The
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration in an example of an operation control circuit. The
第1のオペアンプ61の出力端子には、対極26が電気的に接続されている。第1のオペアンプ61の反転入力端子(-)には、参照極61が電気的に接続されており、非反転入力端子(+)は、基準電圧電源(図示省略)に電気的に接続されている。
The
第2のオペアンプ63の出力端子は、抵抗素子65を介して反転入力端子(-)に電気的に接続されており、出力が負帰還されるよう構成されている。第2のオペアンプ63における反転入力端子(-)には、酸素ガス用作用極21が抵抗素子64を介して電気的に接続されており、非反転入力端子(+)は、電圧電源(図示省略)に電気的に接続されている。
The output terminal of the second
第3のオペアンプ66の出力端子は、抵抗素子68を介して反転入力端子(-)に電気的に接続されており、出力が負帰還されるよう構成されている。第3のオペアンプ66における反転入力端子(-)には、毒性ガス用作用極22が抵抗素子67を介して電気的に接続されており、非反転入力端子(+)は、電圧電源(図示省略)に電気的に接続されている。
The output terminal of the third
また、動作制御回路60は、対極26および参照極27を電気的に接続するフィードバック抵抗62を有する。このフィードバック抵抗62としては、抵抗値が0.68~44MΩのものを用いることが好ましい。
Further, the
上記の定電位電解式ガスセンサにおいては、酸素ガス用作用極21、毒性ガス用作用極22および参照極27が、動作制御回路60によって、所定の電位に保たれる。参照極27に対する酸素ガス用作用極21の設定電位は例えば-750mVであり、参照極27に対する毒性ガス用作用極22の設定電位は例えば0mVである。
In the above-mentioned constant potential electrolytic gas sensor, the working
そして、ケーシング10の被検ガス導入口13aから導入された被検ガスが、酸素ガス用作用極21におけるガス透過性フィルム21aを透過し、当該被検ガスに含まれる酸素(O2)が電極触媒層21bに接触すると、当該電極触媒層21bにおいて、下記反応式(1)に示す酸素(O2)の還元反応が生じると共に、対極26において、下記反応式(2)に示す水(H2O)の分解反応が生じる。
反応式(1):O2+4H+ +4e- →2H2O
反応式(2):2H2O→O2+4H++4e-
Then, the test gas introduced from the test
Reaction equation (1): O 2 + 4H + + 4e- → 2H 2 O
Reaction equation (2): 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e-
一方、被検ガス中に検知対象である毒性ガスが含有されている場合には、ケーシング10の被検ガス導入口13bから導入された被検ガスが、毒性ガス用作用極22におけるガス透過性フィルム22aを透過して電極触媒層22bに接触すると、当該電極触媒層22bにおいて酸化反応が生じると共に、対極26において還元反応が生じる。
On the other hand, when the toxic gas to be detected is contained in the test gas, the test gas introduced from the test
例えば検知対象である毒性ガスが一酸化炭素(CO)である場合には、毒性ガス用作用極22における電極触媒層22bにおいて、下記反応式(3)に示す酸化反応が生じると共に、対極26において、下記反応式(4)に示す還元反応が生じる。
反応式(3):CO+H2O→CO2+2H++2e-
反応式(4):1/2O2+2H++2e- →H2O
For example, when the toxic gas to be detected is carbon monoxide (CO), the oxidation reaction represented by the following reaction formula (3) occurs in the
Reaction equation (3): CO + H 2 O → CO 2 + 2H + + 2e-
Reaction equation (4): 1 / 2O 2 + 2H + + 2e- → H 2 O
また、例えば検知対象である毒性ガスが硫化水素(H2 S)である場合には、毒性ガス用作用極22における電極触媒層22bにおいて、下記反応式(5)に示す酸化反応が生じ、一方、対極26において、下記反応式(6)に示す還元反応が生じる。
反応式(5):H2S+4H2O→H2SO4+8H++8e-
反応式(6):2O2+8H++8e-→4H2O
Further, for example, when the toxic gas to be detected is hydrogen sulfide (H2S), the oxidation reaction shown in the following reaction formula (5) occurs in the
Reaction equation (5): H 2 S + 4H 2 O → H 2 SO 4 + 8H + + 8e-
Reaction equation (6): 2O 2 + 8H + + 8e- → 4H 2 O
このとき、酸素ガス用作用極21および毒性ガス用作用極22と対極26との間に生じる電流の値は、検知対象である酸素ガスや毒性ガスの濃度と相関関係にあるため、酸素ガス用作用極21および毒性ガス用作用極22と対極26との間に流れる電流を測定することによって、被検ガス中の検知対象ガスの濃度を測定することができる。
また、対極26においては、水の電気分解が生じることによって酸素(O2)が発生するが、圧力調整膜28によってケーシング10の内部の圧力が調整される。
At this time, since the value of the current generated between the working
Further, in the
以上において、被検ガス中に一酸化窒素(NO)や水素ガス(H2 )などの雑ガスが存在すると、毒性ガス用作用極22および対極26において、各雑ガスによる酸化還元反応が生じるおそれがある。例えば被検ガス中に一酸化窒素(NO)が存在すると、毒性ガス用作用極22において、下記反応式(7)に示す酸化反応が生じ、被検ガス中に水素ガス(H2 )が存在すると、毒性ガス用作用極22において、下記反応式(8)に示す酸化反応が生じる。
反応式(7):NO+H2O→NO2+2H++2e-
反応式(8):H2 →2H++2e-
In the above, if miscellaneous gases such as nitric oxide (NO) and hydrogen gas (H 2 ) are present in the test gas, a redox reaction may occur due to the miscellaneous gases at the working
Reaction equation (7): NO + H 2 O → NO 2 + 2H + + 2e-
Reaction equation (8): H 2 → 2H + + 2e-
毒性ガス用作用極22において、上記の反応式(7)および反応式(8)に係る酸化反応を抑制するためには、毒性ガス用作用極22に電圧を印加することによって、毒性ガス用作用極22の設定電位を上げることが必要である。然るに、動作制御回路60には、対極26および参照極27を電気的に接続するフィードバック抵抗62が設けられているため、毒性ガス用作用極22の設定電位が0であっても、当該毒性ガス用作用極22において、上記の反応式(7)および反応式(8)に係る酸化反応が抑制される。
In order to suppress the oxidation reaction according to the above reaction formulas (7) and (8) in the working
検知対象毒性ガスが一酸化炭素である場合を例に挙げて具体的に説明すると、第1のオペアンプ61の非反転入力端子(+)の電位を例えば1.2Vに設定すると、第1のオペアンプ61の反転入力端子(-)は、非反転入力端子(+)との仮想短絡により非反転入力端子(+)の電位と同電位である1.2Vとなる。第1のオペアンプ61の反転入力端子(-)には参照極27が電気的に接続されていることから、参照極27の電位は1.2Vであり、この電位1.2Vを基準にして、酸素ガス用作用極21には、例えば0.45Vの電圧(参照極27に対する酸素ガス用作用極21の設定電位=0.45V-1.2V=-0.75V=-750mV)が印加される。そして、大気中の酸素ガス(濃度20.9%)が酸素ガス用作用極21に接触している状態では、対極26において上記反応式(2)の反応が生じることから、第1のオペアンプ61の出力端子に接続された対極26には、例えば1.6Vの高電圧(参照極27に対する対極26の設定電位=1.6V-1.2V=0.4V)が印加される。このとき、対極26と参照極27とがフィードバック抵抗62を介して電気的に接続されているため、参照極27の電位は、対極26の高い電位に持ち上げられて上昇する。参照極27に対する毒性ガス用作用極22の設定電位は0Vであるため、参照極27の電位の上昇に伴って、毒性ガス用作用極22の電位が上昇する。その結果、毒性ガス用作用極22において、上記の反応式(7)および反応式(8)に係る酸化反応が抑制される。
Specifically, taking the case where the toxic gas to be detected is carbon monoxide as an example, when the potential of the non-inverting input terminal (+) of the first
また、被検ガス中に高濃度の毒性ガスや雑ガスが含まれている場合に、これらのガスが対極26に連続的に接触すると、対極26の電位が低下するおそれがある。然るに、参照極27がフィードバック抵抗62を介して対極26に電気的に接続されているため、対極26の電位が低下することを抑制することができる。
Further, when the test gas contains a high concentration of toxic gas or miscellaneous gas, if these gases come into continuous contact with the
以上のように、上記の定電位電解式ガスセンサによれば、参照極27が、動作制御回路60におけるフィードバック抵抗62を介して対極26に電気的に接続されているため、毒性ガス用作用極22の設定電位が0であっても、当該毒性ガス用作用極22の電位が上昇する結果、被検ガス中の雑ガスによる干渉を抑制することができる。
As described above, according to the above-mentioned constant potential electrolytic gas sensor, since the
以上、本発明の定電位電解式ガスセンサの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることができる。
例えば動作制御回路60において、対極26および参照極を電気的に接続するフィードバック抵抗62の代わりに、図7に示すように、対極26の印加電圧と同等の電圧を印加する電位調整電源69と、この電位調整電源69および参照極27を電気的に接続するフィードバック抵抗70とが設けられていてもよい。このような構成によれば、参照極27が、フィードバック抵抗70を介して対極26の印加電圧と同等の電圧を印加する電位調整電源69に電気的に接続されているため、参照極27の電位は、電位調整電源69の高電位に持ち上げられて上昇し、参照極27の電位の上昇に伴って、毒性ガス用作用極22の電位が上昇する。従って、毒性ガス用作用極22の設定電位が0であっても、被検ガス中の雑ガスによる干渉を抑制することができる。
また、電解液保持部材の上面に、それぞれ異なる種類の毒性ガスを検出する複数の毒性ガス用作用極を配置することができる。
Although the embodiment of the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the
Further, a plurality of action electrodes for toxic gas that detect different types of toxic gas can be arranged on the upper surface of the electrolytic solution holding member.
〈実施例1〉
図1および図6に示す構成に従い、酸素ガスおよび一酸化炭素を検知する下記の仕様の定電位電解式ガスセンサを作製した。
電極積層構造体(20)において、酸素ガス用作用極(21)は、直径3mmの円形(面積が7mm2)で、電極触媒層(21b)の材質が白金黒である。毒性ガス用作用極(22)は、直径10mmの半円形(面積が約30mm2)で、電極触媒層(22b)の材質が白金黒である。また、酸素ガス用作用極(21)と毒性ガス用作用極(22)との離間距離は1mmである。電解液保持部材(23)は、厚みが0.3mmのガラス繊維濾紙よりなる。対極(26)は、面積が約7mm2で、材質が白金黒5質量%と二酸化イリジウム(IrO2 )95質量%との混合物である。参照極(27)は、面積が13mm2で、電極触媒層の材質が、白金黒5質量%と二酸化イリジウム(IrO2 )95質量%との混合物である。また、対極(26)と参照極(27)との離間距離は1.2mmである。
また、ガス供給制限手段(50)において、ピンホール(51)は、内径が20μmで、長さが0.7mmである。
<Example 1>
According to the configurations shown in FIGS. 1 and 6, a constant potential electrolytic gas sensor having the following specifications for detecting oxygen gas and carbon monoxide was produced.
In the electrode laminated structure (20), the working electrode for oxygen gas (21) is a circle with a diameter of 3 mm (area is 7 mm 2 ), and the material of the electrode catalyst layer (21b) is platinum black. The working electrode (22) for toxic gas is a semicircle with a diameter of 10 mm (area is about 30 mm 2 ), and the material of the electrode catalyst layer (22b) is platinum black. Further, the distance between the working electrode for oxygen gas (21) and the working electrode for toxic gas (22) is 1 mm. The electrolytic solution holding member (23) is made of a glass fiber filter paper having a thickness of 0.3 mm. The counter electrode (26) has an area of about 7 mm 2 and is a mixture of 5% by mass of platinum black and 95% by mass of iridium dioxide (IrO 2 ). The reference electrode (27) has an area of 13 mm 2 , and the material of the electrode catalyst layer is a mixture of 5% by mass of platinum black and 95% by mass of iridium dioxide (IrO 2 ). The distance between the counter electrode (26) and the reference electrode (27) is 1.2 mm.
Further, in the gas supply limiting means (50), the pinhole (51) has an inner diameter of 20 μm and a length of 0.7 mm.
また、動作制御回路(60)において、フィードバック抵抗(62)の抵抗値は22MΩ、第2のオペアンプ(63)の出力端子と反転入力端子(-)との間の抵抗素子(65)の抵抗値は3kΩ、第2のオペアンプ(63)の反転入力端子(-)と酸素ガス用作用極(21)との間の抵抗素子(64)の抵抗値は220Ω、第3のオペアンプ(66)の出力端子と反転入力端子(-)との間の抵抗素子(68)の抵抗値は10kΩ、第3のオペアンプ(66)の反転入力端子(-)と毒性ガス用作用極(22)との間の抵抗素子(67)の抵抗値は100Ωである。 Further, in the operation control circuit (60), the resistance value of the feedback resistance (62) is 22 MΩ, and the resistance value of the resistance element (65) between the output terminal of the second operational amplifier (63) and the inverting input terminal (-). Is 3 kΩ, the resistance value of the resistance element (64) between the inverting input terminal (-) of the second operational amplifier (63) and the working electrode for oxygen gas (21) is 220 Ω, and the output of the third operational amplifier (66). The resistance value of the resistance element (68) between the terminal and the inverting input terminal (-) is 10 kΩ, and the resistance value between the inverting input terminal (-) of the third operational amplifier (66) and the working electrode for toxic gas (22). The resistance value of the resistance element (67) is 100Ω.
〈比較例1〉
動作制御回路において、フィードバック抵抗を設けなかったこと以外は、実施例1と同様の構成の定電位電解式ガスセンサを作製した。
<Comparative Example 1>
A constant potential electrolytic gas sensor having the same configuration as that of the first embodiment was manufactured except that the feedback resistance was not provided in the operation control circuit.
〈参考例1〉
動作制御回路において、参照極における電極触媒層の材質を二酸化イリジウム(IrO2 )に変更したこと以外は、実施例1と同様の構成の定電位電解式ガスセンサを作製した。
<Reference example 1>
In the operation control circuit, a constant potential electrolytic gas sensor having the same configuration as that of Example 1 was manufactured except that the material of the electrode catalyst layer at the reference electrode was changed to iridium dioxide (IrO 2 ).
[試験]
実施例1、比較例1および参考例1に係る定電位電解式ガスセンサについて、第1のオペアンプの非反転入力端子(+)の電位が1.2V、酸素ガス用作用極の印加電圧が0.45V(参照極に対する酸素ガス用作用極21の設定電位が-750mV)、参照極に対する毒性ガス用作用極の設定電位が0Vとなる条件で作動させ、以下の試験1および試験2を行った。
[試験1]
空気雰囲気の試験空間内において、実施例1および比較例1に係る定電位電解式ガスセンサの各々を作動した状態で、試験空間に100ppmの一酸化炭素を含む空気を60秒間供給した後、試験空間に空気を60秒間供給し、さらに試験空間に500ppmの水素ガスを含む空気を60秒間供給した後、試験空間に空気を供給した。そして、この間における一酸化炭素の濃度指示値の変化を調べた。その結果を、実施例1については図8に、比較例1については図9にそれぞれ示す。
[試験2]
空気雰囲気の試験空間内において、実施例1および参考例1に係る定電位電解式ガスセンサの各々を作動した状態で、試験空間内の温度を-20℃から60℃まで上昇させた後、60℃から-20℃まで降下させた。そして、この間における毒性ガス用作用極に係る出力値(電流値)の変化を調べた。結果を図10に示す。
[test]
Regarding the constant potential electrolytic gas sensor according to Example 1, Comparative Example 1 and Reference Example 1, the potential of the non-inverting input terminal (+) of the first operational capacitor is 1.2 V, and the applied voltage of the working electrode for oxygen gas is 0. The following
[Test 1]
In the air atmosphere test space, with each of the constant potential electrolytic gas sensors according to Example 1 and Comparative Example 1 being operated, air containing 100 ppm of carbon monoxide was supplied to the test space for 60 seconds, and then the test space was used. Air was supplied to the test space for 60 seconds, and then air containing 500 ppm of hydrogen gas was supplied to the test space for 60 seconds, and then air was supplied to the test space. Then, the change in the carbon monoxide concentration indicated value during this period was investigated. The results are shown in FIG. 8 for Example 1 and in FIG. 9 for Comparative Example 1.
[Test 2]
In the air atmosphere test space, the temperature in the test space was raised from -20 ° C to 60 ° C while each of the constant potential electrolytic gas sensors according to Example 1 and Reference Example 1 was operated, and then 60 ° C. The temperature was lowered to −20 ° C. Then, the change in the output value (current value) related to the working electrode for toxic gas during this period was investigated. The results are shown in FIG.
図8および図9の結果から明らかなように、実施例1に係る定電位電解式ガスセンサによれば、毒性ガス用作用極の設定電位が0であっても、被検ガス中の雑ガスによる干渉が十分に抑制されることが確認された。
また、図10の結果から明らかなように、実施例1に係る定電位電解式ガスセンサによれば、参照極における電極触媒層が、白金黒と二酸化イリジウム(IrO2 )とを特定の割合で含有する混合物よりなるため、環境温度が上昇しても毒性ガスの濃度指示値のゼロ点が上昇することが抑制されることが確認された。
As is clear from the results of FIGS. 8 and 9, according to the constant potential electrolytic gas sensor according to the first embodiment, even if the set potential of the working electrode for the toxic gas is 0, it depends on the miscellaneous gas in the test gas. It was confirmed that the interference was sufficiently suppressed.
Further, as is clear from the results of FIG. 10, according to the constant potential electrolytic gas sensor according to the first embodiment, the electrode catalyst layer at the reference electrode contains platinum black and iridium dioxide (IrO 2 ) in a specific ratio. It was confirmed that the zero point of the concentration indicated value of the toxic gas is suppressed from rising even if the environmental temperature rises.
10 ケーシング
11 ケーシンク本体
12 蓋部材
13a,13b 被検ガス導入口
14 上壁部
15 下壁部
16 通気管部
17 周壁部
18 第1凹所
19 第2凹所
20 電極積層構造体
21 酸素ガス用作用極
21a ガス透過性フィルム
21b 電極触媒層
22 毒性ガス用作用極
22a ガス透過性フィルム
22b 電極触媒層
23 電解液保持部材
25 電極複合体
26 対極
27 参照極
28 圧力調整膜
28a 電極形成部
28b 舌片部
30 支持板
31 電極形成部支持部
32 通気管部用貫通孔
35 舌片部支持部
36 舌片部用貫通孔
40 酸素ガス用作用極端子
41 毒性ガス用作用極端子
42 対極端子
43 参照極端子
45 封止用樹脂材料層
50 ガス供給制限手段
51 ピンホール
55 緩衝膜
56 ガス拡散層
57 保護層
58a 貫通孔
58 両面粘着テープ
59 両面粘着テープ
60 動作制御回路
61 第1のオペアンプ
62 フィードバック抵抗
63 第2のオペアンプ
64,65 抵抗素子
66 第3のオペアンプ
67,68 抵抗素子
69 電位調整電源
70 フィードバック抵抗
K 間隙
S 電解液室
V 通気孔
10
Claims (6)
電極積層構造体を有するセンサ本体と、このセンサ本体を駆動する動作制御回路とを備えてなり、
前記電極積層構造体は、電解液が含侵されたシート状の電解液保持部材と、前記電解液保持部材の一面に互いに離間して配置された、酸素ガス用作用極および毒性ガス用作用極と、前記電解液保持部材の他面に互いに離間して配置された対極および参照極とを備え、
前記動作制御回路は、前記対極および前記参照極を電気的に接続するフィードバック抵抗を有することを特徴とする定電位電解式ガスセンサ。 A constant-potential electrolytic gas sensor that detects oxygen gas and toxic gas.
It is equipped with a sensor body having an electrode laminated structure and an operation control circuit for driving this sensor body.
The electrode laminated structure includes a sheet-shaped electrolytic solution holding member impregnated with the electrolytic solution, and an oxygen gas working electrode and a toxic gas working electrode arranged apart from each other on one surface of the electrolytic solution holding member. And a counter electrode and a reference electrode arranged apart from each other on the other surface of the electrolytic solution holding member.
The operation control circuit is a constant potential electrolytic gas sensor characterized by having a feedback resistance for electrically connecting the counter electrode and the reference electrode.
電極積層構造体を有するセンサ本体と、このセンサ本体を駆動する動作制御回路とを備えてなり、
前記電極積層構造体は、電解液が含侵されたシート状の電解液保持部材と、前記電解液保持部材の一面に互いに離間して配置された、酸素ガス用作用極および毒性ガス用作用極と、前記電解液保持部材の他面に互いに離間して配置された対極および参照極とを備え、
前記動作制御回路は、前記対極の印加電圧と同等の電圧を印加する電位調整電源と、この電位調整電源および前記参照極を電気的に接続するフィードバック抵抗とを有することを特徴とする定電位電解式ガスセンサ。 A constant-potential electrolytic gas sensor that detects oxygen gas and toxic gas.
It is equipped with a sensor body having an electrode laminated structure and an operation control circuit for driving this sensor body.
The electrode laminated structure includes a sheet-shaped electrolytic solution holding member impregnated with the electrolytic solution, and an oxygen gas working electrode and a toxic gas working electrode arranged apart from each other on one surface of the electrolytic solution holding member. And a counter electrode and a reference electrode arranged apart from each other on the other surface of the electrolytic solution holding member.
The operation control circuit is characterized by having a potential adjusting power supply that applies a voltage equivalent to the applied voltage of the counter electrode, and a feedback resistor that electrically connects the potential adjusting power supply and the reference electrode. Type gas sensor.
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