JP2569359Y2 - Diaphragm ion electrode - Google Patents

Diaphragm ion electrode

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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案はガス透過性膜とpH測定
電極とを組み合わせたものを感応部とし、溶液中の特定
のイオンの濃度及び溶存ガス濃度を測定する隔膜形イオ
ン電極に関し、特に、pH測定電極の感応膜及び比較電
極の内極として同じ材料の金属酸化物を使用した隔膜形
イオン電極に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diaphragm-type ion electrode for measuring a concentration of a specific ion in a solution and a concentration of a dissolved gas by using a combination of a gas permeable membrane and a pH measuring electrode as a sensitive part, And a membrane-type ion electrode using the same material metal oxide as the sensitive membrane of the pH measurement electrode and the inner electrode of the comparison electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、炭酸ガス測定用のイオン
電極、アンモニアガス測定用のイオン電極などの隔膜型
イオン電極は、図8に示すように、支持管(例えばガラ
ス管)1の底面開口部にテフロン、シリコーン等のガス
透過性膜2が固着され、内部にpH測定電極と比較電極
とを含む複合型電極構成を有している。通常、pH測定
電極として、例えばガラス薄膜3aをpH感応膜とする
ガラス電極3が使用され、また、比較電極として、例え
ば銀−塩化銀電極4が使用されている。また、ガス透過
性膜2に接して支持管内部に、イオン電極の内部液6を
保持する(内部液6がしみ込む)と共に、ガス透過性膜
2を透過したガスを捕捉する多孔質材料よりなるスぺー
サ5が設けられ、このスぺーサ5に上記ガラス電極3の
pH感応膜3aが接触している。なお、ガラス電極3の
pH感応膜3aはガスを透過させず、また、このpH感
応膜3aを支持するガラス管3bの内部には内部液7が
注入されており、内極3cはこの内部液7中に浸漬して
いる。
2. Description of the Related Art As is well known, a membrane-type ion electrode such as an ion electrode for measuring carbon dioxide gas and an ion electrode for measuring ammonia gas is, as shown in FIG. A gas permeable membrane 2 made of Teflon, silicone, or the like is fixed to the opening, and has a composite electrode configuration including a pH measurement electrode and a reference electrode inside. Usually, for example, a glass electrode 3 using a glass thin film 3a as a pH-sensitive film is used as a pH measuring electrode, and a silver-silver chloride electrode 4, for example, is used as a comparative electrode. In addition, the support tube is made of a porous material that holds the internal liquid 6 of the ion electrode in the support tube in contact with the gas permeable membrane 2 (soaks the internal liquid 6) and captures gas that has passed through the gas permeable membrane 2. A spacer 5 is provided, and the pH-sensitive film 3 a of the glass electrode 3 is in contact with the spacer 5. The pH-sensitive film 3a of the glass electrode 3 does not allow gas to permeate, and an internal liquid 7 is injected into a glass tube 3b supporting the pH-sensitive film 3a, and the internal electrode 3c is 7.

【0003】上記構成において、例えば炭酸ガス測定用
のイオン電極の場合には、ガス透過性膜2を通過した溶
液中の炭酸ガスは内部液6を保持しているスぺーサ5に
到達し、捕捉されてこのスぺーサ5内に保持されている
内部液6のpHを変化させる。このpHの変化はスぺー
サ5に接触しているガラス電極3の感応膜3aによって
検知され、その内極3cよりリード線8を通じて測定処
理回路(図示せず)に送られ、同じく比較電極4からリ
ード線9を通じて測定処理回路に送られてくる出力電圧
との電位差によって、炭酸ガス濃度が測定されることに
なる。
In the above configuration, for example, in the case of an ion electrode for measuring carbon dioxide gas, the carbon dioxide gas in the solution that has passed through the gas permeable membrane 2 reaches the spacer 5 holding the internal liquid 6, The pH of the internal liquid 6 captured and held in the spacer 5 is changed. This change in pH is detected by the sensitive film 3a of the glass electrode 3 which is in contact with the spacer 5, and sent to the measurement processing circuit (not shown) from the inner electrode 3c through the lead wire 8, and the reference electrode 4 The carbon dioxide concentration is measured by the potential difference from the output voltage sent to the measurement processing circuit through the lead wire 9 from the.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】このように、従来の隔
膜形イオン電極はpH測定電極としてガラス電極を使用
しているため、電極構造が複雑になり、かつガラスの接
合等の特殊技術を必要とするので、組立てに時間を要す
るとともに、製造から組立てまでの工程において熟練し
た技術を必要とする難点があった。また、ガラス電極は
膜抵抗(内部抵抗)が高く、高インピーダンス(50M
Ω程度)であるため、高絶縁性のリード線を使用する必
要があり、かつプリアンプを必要とするので、コストア
ップになる欠点があった。さらに、例えば、試験管のよ
うに管径の小さい細い管体中の液体を測定したい場合に
は、イオン電極自体の外径を細くしなければならない
が、外径を細くした場合にはさらにインピーダンスが上
昇し、事実上製作が不可能であった。
As described above, since the conventional diaphragm-type ion electrode uses a glass electrode as the pH measuring electrode, the electrode structure becomes complicated and special techniques such as glass bonding are required. Therefore, there is a problem that it takes a long time to assemble and requires a skilled technique in a process from manufacturing to assembling. Glass electrodes have high film resistance (internal resistance) and high impedance (50M).
Ω), it is necessary to use a lead wire with high insulation, and a preamplifier is required. Further, for example, when it is desired to measure a liquid in a small tube having a small tube diameter such as a test tube, the outer diameter of the ion electrode itself must be reduced, but when the outer diameter is reduced, the impedance is further reduced. Rise, making production virtually impossible.

【0005】従って、本考案の目的は、構造が簡単で、
低インピーダンスの、しかも小型化が可能な隔膜形イオ
ン電極を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to simplify the structure,
An object of the present invention is to provide a diaphragm type ion electrode having low impedance and capable of being miniaturized.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的は本考案に係る
隔膜形イオン電極によって達成される。要約すれば、本
考案は、ガス透過性膜とpH測定電極とを組み合わせた
ものを感応部とし、溶液中の特定のイオンの濃度及び溶
存ガス濃度を測定する隔膜形イオン電極において、前記
pH測定電極のpH感応部及び比較電極の内極に同じ金
属酸化物を使用したことを特徴とする隔膜形イオン電極
である。
The above object is achieved by a diaphragm type ion electrode according to the present invention. In summary, the present invention is a diaphragm type ion electrode for measuring the concentration of a specific ion in a solution and the concentration of a dissolved gas by using a combination of a gas permeable membrane and a pH measuring electrode as a sensitive portion, A diaphragm type ion electrode characterized in that the same metal oxide is used for the pH sensitive part of the electrode and the inner electrode of the reference electrode.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本考案の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0008】図1は本考案による隔膜形イオン電極の一
実施例を示す概略断面図である。この隔膜形イオン電極
は、上述した図8に示す従来の隔膜形イオン電極と同様
に、支持管(例えばガラス管)1の底面開口部にテフロ
ン、シリコーン等のガス透過性膜2が固着され、内部に
pH測定電極と比較電極とを含む複合型電極構成を有し
ている。また、ガス透過性膜2に接して支持管内部に、
イオン電極の内部液6を保持する(内部液6がしみ込
む)と共に、ガス透過性膜2を透過したガスを捕捉する
多孔質材料よりなるスぺーサ5が設けられている。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a diaphragm type ion electrode according to the present invention. In this diaphragm type ion electrode, similarly to the conventional diaphragm type ion electrode shown in FIG. 8 described above, a gas permeable membrane 2 such as Teflon or silicone is fixed to an opening at the bottom of a support tube (for example, a glass tube) 1. It has a composite electrode configuration including a pH measurement electrode and a reference electrode inside. Further, inside the support tube in contact with the gas permeable membrane 2,
A spacer 5 made of a porous material that holds the internal liquid 6 of the ion electrode (soaks the internal liquid 6) and captures the gas that has passed through the gas permeable membrane 2 is provided.

【0009】本実施例では、pH測定電極として、金属
酸化物をpH感応膜とするpH測定電極11を使用し、
また、比較電極としてpH感応膜と同じ金属酸化物より
形成された内極を有する比較電極12を使用したもので
ある。
In this embodiment, a pH measuring electrode 11 using a metal oxide as a pH-sensitive film is used as the pH measuring electrode.
Further, a comparative electrode 12 having an inner electrode formed of the same metal oxide as the pH-sensitive film was used as a comparative electrode.

【0010】上記金属酸化物のpH測定電極11は、所
定の形状及び寸法の導電性の電極支持体13と、この支
持体13の1つの面に、例えばスパッタリングによって
製膜された金属酸化物膜よりなるpH感応膜14とを含
み、このpH感応膜14を支持する電極支持体13が、
例えばガラスの支持管15の底面に固着されることによ
って、pH感応膜14は支持管15に支持される。本実
施例では、図2に示すように、電極支持体13として白
金の円板を使用し、この白金円板に白金のリード線16
を接続し、このリード線16をpH測定電極11のガラ
スの支持管15の端面に形成されたリード線挿通孔に挿
通して白金円板のリード線16が接続された面をガラス
支持管15の端面に接触させ、加熱して白金円板をガラ
ス支持管15の端面に融着させる。このときリード線挿
通孔は閉塞され、リード線16はガラス支持管15の端
面に封止される。この白金円板の表面(リード線16が
接続されていない面)の一部分に金属酸化物として酸化
イリジウムのpH感応膜14を形成し、次いで白金円板
の表面の残部に、自然酸化や陽極酸化又は蒸着などの通
常の薄膜製造技術により絶縁膜17を形成した構成を有
する。
The metal oxide pH measuring electrode 11 comprises a conductive electrode support 13 having a predetermined shape and dimensions, and a metal oxide film formed on one surface of the support 13 by, for example, sputtering. A pH-sensitive membrane 14 comprising the electrode support 13 supporting the pH-sensitive membrane 14.
For example, the pH-sensitive film 14 is supported by the support tube 15 by being fixed to the bottom surface of a support tube 15 made of glass. In this embodiment, as shown in FIG. 2, a platinum disk is used as the electrode support 13 and a platinum lead wire 16 is attached to the platinum disk.
The lead wire 16 is inserted into a lead wire insertion hole formed in the end face of the glass support tube 15 of the pH measurement electrode 11, and the surface of the platinum disc to which the lead wire 16 is connected is connected to the glass support tube 15. , And heated to fuse the platinum disk to the end surface of the glass support tube 15. At this time, the lead wire insertion hole is closed, and the lead wire 16 is sealed on the end face of the glass support tube 15. A pH-sensitive film 14 of iridium oxide is formed as a metal oxide on a part of the surface of the platinum disk (the surface to which the lead wire 16 is not connected). Alternatively, it has a configuration in which the insulating film 17 is formed by a normal thin film manufacturing technique such as evaporation.

【0011】なお、図2では金属酸化物膜のpH感応膜
14と白金円板の電極支持体13との間に絶縁膜17が
存在しないが、電極支持体13には初めにその全面に絶
縁膜17が被着されており、酸化イリジウムの金属酸化
物膜を、例えばスパッタリング被着することによってそ
の間にある絶縁膜が除去され、金属酸化物膜は電極支持
体13と電気的に強固に接続される。従って、金属酸化
物膜を形成する部分の絶縁膜を予め電極支持体13から
除去しておく必要はない。また、リード線16は図示し
ない測定処理回路の入力ジャックに接続される。
In FIG. 2, there is no insulating film 17 between the pH-sensitive film 14 of a metal oxide film and the electrode support 13 of a platinum disk. The film 17 is deposited, the insulating film in between is removed by, for example, sputtering depositing a metal oxide film of iridium oxide, and the metal oxide film is strongly connected to the electrode support 13. Is done. Therefore, it is not necessary to remove the portion of the insulating film where the metal oxide film is to be formed from the electrode support 13 in advance. The lead 16 is connected to an input jack of a measurement processing circuit (not shown).

【0012】上記導電性の電極支持体13は金属酸化物
膜のpH感応膜14の支持体として機能するもので、ア
ルミニウム、白金、タンタル、チタン、イリジウムなど
導電性を有するものであればどんな金属でも良い。ま
た、絶縁膜17としては、五酸化タンタル(Ta2O5) 、ア
ルミナ(Al2O3) 、二酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(Si3
N4) などの絶縁性の酸化物、窒化物とフッ素樹脂などの
プラスチック材料が使用できる。絶縁膜17は自然酸化
膜を利用しても良いし、スパッタリング、CVDなどの
真空薄膜製造技術、加熱酸化、金属アルコキシドを材料
としたディップコーティング法などの製造方法を使用し
て形成しても良い。さらに、金属酸化物膜としては、酸
化イリジウム、酸化パラジウム、酸化チタンなどの金属
酸化物が使用でき、スパッタリング、CVDなどの真空
薄膜製造技術によって電極支持体13上に製膜される。
The conductive electrode support 13 functions as a support for the pH-sensitive film 14 of a metal oxide film, and can be made of any conductive material such as aluminum, platinum, tantalum, titanium, and iridium. But it is good. Further, as the insulating film 17, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), alumina (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3
Plastic materials such as insulating oxides such as N 4 ), nitrides and fluororesins can be used. The insulating film 17 may use a natural oxide film, or may be formed using a manufacturing method such as a vacuum thin film manufacturing technique such as sputtering or CVD, heat oxidation, or a dip coating method using a metal alkoxide as a material. . Further, as the metal oxide film, a metal oxide such as iridium oxide, palladium oxide, or titanium oxide can be used, and is formed on the electrode support 13 by a vacuum thin film manufacturing technique such as sputtering or CVD.

【0013】上記酸化イリジウムのpH測定電極11
は、本実施例では、直径2mm、厚さ0.2mmの白金
円板のリード線16が接続された面を上述したようにし
てガラス支持管15の端面に封じ、酸洗浄により十分に
表面の酸化被膜を除去した後、白金円板の表面の中心部
に直径1mmの円形の感応膜形成部を残して、残りの部
分をマスキングし、これをスパッタリング装置の成膜室
に入れて、酸化性雰囲気下でIrターゲットを電圧0.
8KVにて100分間スパッタリングして酸化イリジウ
ム膜を形成し、次に、この成膜された酸化イリジウム膜
をマスキングし、アルカリ性の溶液中に24時間浸漬し
て酸化イリジウム膜部分を除く白金円板の全露出面に酸
化膜(絶縁膜)17を形成することによって、製造され
た。
The iridium oxide pH measuring electrode 11
In this embodiment, the surface of the platinum disk having a diameter of 2 mm and a thickness of 0.2 mm to which the lead wire 16 is connected is sealed to the end surface of the glass support tube 15 as described above, and the surface is sufficiently cleaned by acid cleaning. After removing the oxide film, a circular sensitive film forming portion having a diameter of 1 mm is left at the center of the surface of the platinum disk, and the remaining portion is masked. Under an atmosphere, the Ir target was set to a voltage of 0.
The iridium oxide film was formed by sputtering at 8 KV for 100 minutes, and then the formed iridium oxide film was masked and immersed in an alkaline solution for 24 hours to remove the iridium oxide film portion. It was manufactured by forming an oxide film (insulating film) 17 on the entire exposed surface.

【0014】また、他の実施例においては、電極支持体
13として厚さ0.5mm、直径4mmのタンタルの円
板を使用し、このタンタル円板の全面に自然酸化により
形成された五酸化タンタルの被膜を絶縁膜17とし、こ
の絶縁被膜を有するタンタル円板上にマスキング材を用
いて直径3mmの酸化イリジウム膜をスパッタリングに
より被着し、厚さ約1000ÅのpH感応膜14を形成
した。
In another embodiment, a tantalum disk having a thickness of 0.5 mm and a diameter of 4 mm is used as the electrode support 13, and tantalum pentoxide formed by natural oxidation on the entire surface of the tantalum disk. This film was used as an insulating film 17, and an iridium oxide film having a diameter of 3 mm was applied to the tantalum disk having the insulating film by sputtering using a masking material to form a pH-sensitive film 14 having a thickness of about 1000 °.

【0015】勿論、上記イオン電極やpH測定電極の構
成、使用材料、製造方法等は単なる例示であり、必要に
応じて種々に変形、変更可能である。例えば、底面が開
口した支持管15を使用し、この支持管15の開口部に
pH感応膜14を封着することによって、pH測定電極
11を構成してもよい。
Of course, the configuration of the ion electrode and the pH measuring electrode, the materials used, the manufacturing method, and the like are merely examples, and various modifications and changes can be made as necessary. For example, the pH measuring electrode 11 may be configured by using a support tube 15 having an open bottom surface and sealing the pH sensitive film 14 to the opening of the support tube 15.

【0016】一方、比較電極12は、本実施例では、支
持管1の内部を区分する隔壁18に形成された透孔中に
液密状態で取り付けられている。この比較電極12は、
図3に示すように、所定の形状及び寸法の電極支持体2
1と、この支持体21の1つの面に、例えばスパッタリ
ングによって製膜された金属酸化物膜22とからなる内
極23を含む。金属酸化物膜22は、そのほぼ下側半分
が内部液6中に浸漬され、内部液6と接触しない金属酸
化物膜22の上側半分の上端部にはリード線24が電気
的に接続され、このリード線24は支持管1内の内部液
6と接触しないように隔壁上部から支持管1の上端開口
を閉鎖するキャップ(図示せず)を貫通して図示しない
測定処理回路の入力ジャックに接続される。
On the other hand, in the present embodiment, the comparative electrode 12 is mounted in a liquid-tight state in a through hole formed in a partition wall 18 that partitions the inside of the support tube 1. This comparison electrode 12
As shown in FIG. 3, an electrode support 2 having a predetermined shape and dimensions
1 and an inner pole 23 made of a metal oxide film 22 formed on one surface of the support 21 by, for example, sputtering. Almost the lower half of the metal oxide film 22 is immersed in the internal liquid 6, and a lead wire 24 is electrically connected to the upper end of the upper half of the metal oxide film 22 that does not contact the internal liquid 6. The lead wire 24 passes through a cap (not shown) for closing the upper end opening of the support tube 1 from the upper part of the partition so as not to contact the internal liquid 6 in the support tube 1 and is connected to an input jack of a measurement processing circuit (not shown). Is done.

【0017】上記電極支持体21は金属酸化物膜22の
支持体として機能するもので、本実施例では5×5m
m、厚さ0.5mmのサファイヤよりなる絶縁物の板状
体が使用されているが、サファイヤ以外の他の絶縁物、
例えば、ガラス、セラミックスなどの無機材料やポリ塩
化ビニル(PVC)、フッ素樹脂などのプラスチック材
料を使用してもよい。また、電極支持体21の形状や寸
法も任意に選択できるものであり、例えば、棒状体、円
筒及び角筒状体等の種々の形状の支持体が使用できる。
The electrode support 21 functions as a support for the metal oxide film 22, and is 5 × 5 m in this embodiment.
m, a plate-shaped insulator of sapphire having a thickness of 0.5 mm is used, but other insulators other than sapphire,
For example, inorganic materials such as glass and ceramics, and plastic materials such as polyvinyl chloride (PVC) and fluororesin may be used. In addition, the shape and dimensions of the electrode support 21 can be arbitrarily selected. For example, various shapes of supports such as a rod, a cylinder, and a rectangular tube can be used.

【0018】上記内極23を構成する金属酸化物膜22
としては、例えば、酸化イリジウム、酸化パラジウム、
酸化チタンなどの金属酸化物が使用でき、スパッタリン
グ、CVDなどの真空薄膜製造技術によって電極支持体
21上に製膜される。本実施例では、上記pH測定電極
11のpH感応膜14の金属酸化物が酸化イリジウムで
あるので、上記サファイヤの支持体21上に4×4m
m、厚さ1000Åの酸化イリジウム膜をスパッタリン
グにより製膜した。
The metal oxide film 22 constituting the inner electrode 23
As, for example, iridium oxide, palladium oxide,
A metal oxide such as titanium oxide can be used, and is formed on the electrode support 21 by a vacuum thin film manufacturing technique such as sputtering or CVD. In this embodiment, since the metal oxide of the pH-sensitive film 14 of the pH measurement electrode 11 is iridium oxide, 4 × 4 m is formed on the sapphire support 21.
An iridium oxide film having a thickness of 1000 m was formed by sputtering.

【0019】なお、比較電極12の内極23は任意の構
成のものが使用でき、例えば図4に示すように、所定の
形状及び寸法の導電性支持体、例えば金属板25の全面
に絶縁膜26を被着し、これに金属酸化物膜22を製膜
して内極23としたものでも良い。この場合には、リー
ド線24が金属板25に接続できるので、接続が強固に
なるとともに接続作業が容易になる等の利点がある。金
属酸化物膜22は前記pH感応膜となる金属酸化物膜1
5と同じ組成のものであり、同じ方法により製膜され
る。本例では酸化イリジウムを使用しているが、これは
pH測定電極11のpH感応膜14として使用される金
属酸化物に依存して変更される。また、図5に示すよう
に、比較電極12の内極23を隔壁18の下面に取り付
けても良い。この場合には、隔壁18にはリード線24
のみが貫通する透孔を設けるだけで良く、内極23を隔
壁18の透孔に液密状態に取り付ける必要がないので、
取り付け作業が非常に容易になるという利点がある。他
の構成は図4のものと同様であるので、対応する部分に
同一符号を付してその説明を省略する。
The inner electrode 23 of the comparison electrode 12 may have any structure. For example, as shown in FIG. 4, a conductive support having a predetermined shape and dimensions, for example, an insulating film is formed on the entire surface of a metal plate 25. 26, and the metal oxide film 22 may be formed thereon to form the inner electrode 23. In this case, since the lead wire 24 can be connected to the metal plate 25, there is an advantage that the connection becomes strong and the connection work becomes easy. The metal oxide film 22 is the metal oxide film 1 serving as the pH-sensitive film.
5, and is formed by the same method. In this example, iridium oxide is used, but this may be changed depending on the metal oxide used as the pH-sensitive film 14 of the pH measurement electrode 11. Further, as shown in FIG. 5, the inner electrode 23 of the comparison electrode 12 may be attached to the lower surface of the partition wall 18. In this case, the lead wire 24 is
It is only necessary to provide a through hole through which only the inner electrode 23 passes.
There is an advantage that the mounting operation becomes very easy. The other configuration is the same as that of FIG. 4, and the corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0020】上記金属板25としては、アルミニウム、
白金、タンタル、チタン、イリジウムなど導電性を有す
るものであればどんな金属でも良い。また、絶縁膜26
としては、アルミナ(Al2O3) 、五酸化タンタル(Ta2O5)
、二酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(Si3N4) などの絶
縁性の酸化物、窒化物とフッ素樹脂などのプラスチック
材料が使用できる。絶縁膜26は自然酸化膜を利用して
も良いし、スパッタリング、CVDなどの真空薄膜製造
技術、加熱酸化、金属アルコキシドを材料としたディッ
プコーティング法などの製造方法を使用して形成しても
良い。ただし、pH測定電極11と同じ材料を使用する
ことが好ましい。
The metal plate 25 is made of aluminum,
Any metal having conductivity such as platinum, tantalum, titanium, and iridium may be used. Also, the insulating film 26
As for alumina (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 )
Insulating oxides such as silicon dioxide (SiO 2 ) and silicon nitride (Si 3 N 4 ), and plastic materials such as nitride and fluororesin can be used. The insulating film 26 may use a natural oxide film, or may be formed using a manufacturing method such as a vacuum thin film manufacturing technique such as sputtering or CVD, a thermal oxidation, or a dip coating method using a metal alkoxide as a material. . However, it is preferable to use the same material as the pH measurement electrode 11.

【0021】pH測定電極11のpH感応膜14及び比
較電極12の内極23として酸化イリジウムの金属酸化
物を使用した本実施例の隔膜形イオン電極の応答特性を
図6に示す。また、参考として、pH測定電極にガラス
電極を、また、比較電極に銀−塩化銀電極を使用した従
来の隔膜形イオン電極の応答特性を図7に示す。これら
図6及び7から明白なように、本考案による金属酸化物
の隔膜形イオン電極は従来のガラス電極の隔膜形イオン
電極の特性と同等又はそれ以上の特性を示すことが分か
る。
FIG. 6 shows the response characteristics of the diaphragm-type ion electrode of this embodiment using a metal oxide of iridium oxide as the pH-sensitive film 14 of the pH measurement electrode 11 and the inner electrode 23 of the comparison electrode 12. For reference, FIG. 7 shows the response characteristics of a conventional membrane ion electrode using a glass electrode as the pH measurement electrode and a silver-silver chloride electrode as the comparison electrode. As is apparent from FIGS. 6 and 7, it can be seen that the metal oxide diaphragm ion electrode according to the present invention exhibits the same or better characteristics as those of the conventional glass electrode diaphragm ion electrode.

【0022】なお、図示しないが、上記実施例において
pH測定電極11のpH感応膜14及び比較電極12の
内極23として使用された金属酸化物の少なくとも露出
面に多孔質の絶縁膜を被着しても良い。この多孔質の絶
縁膜としては、例えば、アルミナ(Al2O3) 、五酸化タン
タル(Ta2O5)、二酸化ケイ素(SiO2)などの無機系の絶縁物
質やフッ素樹脂などのプラスチック材料が使用でき、ス
パッタリング、CVDなどの真空薄膜製造技術、或は金
属アルコキシドを原料としたディップコーティング法な
どによって成膜される。この多孔質の絶縁膜は妨害物質
の除去とpH感応膜及び内極を保護する働きをし、その
孔径により特定のイオンのみを通し、その他のイオンを
通さないことにより妨害を防ぐ役割を果すと考えられ
る。一方、多孔質絶縁膜の孔径は大き過ぎると酸化剤、
還元剤の影響を受けるため、適当な大きさが必要であ
る。この多孔質絶縁膜の孔径は成膜条件を種々に変える
ことにより適正な孔径にすることができる。
Although not shown, a porous insulating film is formed on at least the exposed surface of the metal oxide used as the pH sensitive film 14 of the pH measuring electrode 11 and the inner electrode 23 of the comparative electrode 12 in the above embodiment. You may. Examples of the porous insulating film include inorganic insulating materials such as alumina (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), and silicon dioxide (SiO 2 ), and plastic materials such as fluororesin. It can be used and is formed by a vacuum thin film manufacturing technique such as sputtering or CVD, or a dip coating method using a metal alkoxide as a raw material. This porous insulating film has the function of removing interfering substances and protecting the pH-sensitive film and inner electrode. Conceivable. On the other hand, if the pore diameter of the porous insulating film is too large, an oxidizing agent,
Appropriate size is required because it is affected by the reducing agent. The pore diameter of the porous insulating film can be made appropriate by changing the film forming conditions in various ways.

【0023】上記実施例ではイオン電極の支持管1及び
pH測定電極の支持管15として円筒状のガラス管を使
用したが、これら管体の形状及び材質は任意に変更でき
るものである。例えば、フッ化水素酸系の溶液のpHを
測定する場合には、フッ化水素酸に腐食されない材質の
管体を使用することになる。
In the above embodiment, a cylindrical glass tube was used as the support tube 1 for the ion electrode and the support tube 15 for the pH measurement electrode, but the shape and material of these tubes can be arbitrarily changed. For example, when measuring the pH of a hydrofluoric acid-based solution, a tube made of a material that is not corroded by hydrofluoric acid is used.

【0024】また、上記実施例ではpH感応膜として作
用する金属酸化物及び比較電極の内極の電極材料として
酸化イリジウムを使用した場合について説明したが、類
似する性質の酸化パラジウムや酸化チタンなどの他の金
属酸化物を使用した場合にも、上記実施例と同様の作用
効果が期待できるものである。また、内極の構成及び形
状、使用する材料、金属酸化物膜や多孔質絶縁膜を製膜
する方法等は実施例のものに限定されるものではない。
In the above embodiment, the case where iridium oxide is used as a metal oxide acting as a pH-sensitive film and the electrode material of the inner electrode of the reference electrode is described. However, palladium oxide and titanium oxide having similar properties are used. Even when another metal oxide is used, the same operation and effect as the above embodiment can be expected. Further, the configuration and shape of the inner pole, the materials used, the method of forming the metal oxide film and the porous insulating film, and the like are not limited to those of the embodiments.

【0025】[0025]

【考案の効果】上述のように、本考案による隔膜形イオ
ン電極は、pH感応膜が金属酸化物より形成され、かつ
比較電極の内極も同じ金属酸化物より形成された構成を
有するから、ガラス電極に比べて電極構造が簡単とな
り、組立て時間が短縮される。従って、製造効率が向上
し、量産化しやすくなる。また、製造から組立てまでの
工程において熟練した技術を必要としない。しかも、内
部抵抗が低い(5〜10KΩ)ので、インピーダンスが
低く、従って小型化が可能となり、細くて小さな隔膜形
イオン電極が製造でき、例えば試験管のように管径の小
さい細い管体中の液体を測定したい場合に好便である。
さらに、ガラス電極のようにプリアンプを使用する必要
もなければ高絶縁性のリード線を使用する必要もないの
で、コストダウンが可能になると共に、電極電位のずれ
が打ち消されるため、従来のpHメータにそのまま使用
できる等の顕著な効果がある。
As described above, the diaphragm-type ion electrode according to the present invention has a structure in which the pH-sensitive membrane is formed of a metal oxide and the inner electrode of the comparison electrode is formed of the same metal oxide. The electrode structure is simpler than a glass electrode, and the assembling time is reduced. Therefore, manufacturing efficiency is improved, and mass production is facilitated. In addition, skilled technology is not required in the process from manufacturing to assembly. In addition, since the internal resistance is low (5 to 10 KΩ), the impedance is low and the size can be reduced, and a thin and small diaphragm-type ion electrode can be manufactured. For example, a thin tube having a small tube diameter such as a test tube can be manufactured. This is convenient for measuring liquids.
Furthermore, since it is not necessary to use a preamplifier or a highly insulated lead wire as in the case of a glass electrode, it is possible to reduce the cost, and to cancel the electrode potential deviation. Has remarkable effects such as being able to be used as it is.

【0026】かくして、本考案による隔膜形イオン電極
はガラス電極を使用している分野は勿論のこと、ガラス
電極を使用することができない分野においても使用する
ことができる。また、金属酸化物をpH感応膜としてい
るので、上述の特徴以外に、ガラス電極と比較して、長
期間空気中に保存した後でも高速応答する、内部抵抗が
数KΩ程度と低いので、外部誘導などによるノイズも殆
どなく、ノイズ対策が簡単である、飽和KCl中に保存
した後でも高速応答する、機械的強度があり、割れたり
しない等の特徴もあるので、上述の特徴及びこれらの特
徴を生かした新しい分野への進出が期待できるものであ
る。
Thus, the membrane ion electrode according to the present invention can be used not only in the field using a glass electrode but also in the field where a glass electrode cannot be used. In addition, since the metal oxide is used as a pH-sensitive film, in addition to the above-described features, it has a high response speed even after being stored in the air for a long time, and has a low internal resistance of about several kilohms. There are few noises due to induction, etc., and noise countermeasures are simple. There are also features such as quick response even after storage in saturated KCl, mechanical strength, and no cracking. It can be expected to enter a new field by taking advantage of

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本考案による隔膜形イオン電極の一実施例を示
す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a diaphragm type ion electrode according to the present invention.

【図2】図1に示す隔膜形イオン電極のpH測定電極を
取り出して示す拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the pH measuring electrode of the membrane ion electrode shown in FIG.

【図3】図1に示す隔膜形イオン電極の比較電極の内極
を取り出して示す拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing an inner electrode of a comparative electrode of the diaphragm type ion electrode shown in FIG.

【図4】図1に示す隔膜形イオン電極の比較電極の内極
の変形例を示す拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a modified example of the inner electrode of the comparative electrode of the diaphragm type ion electrode shown in FIG.

【図5】図1に示す隔膜形イオン電極の比較電極の内極
の他の変形例を示す拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing another modification of the inner electrode of the comparative electrode of the diaphragm type ion electrode shown in FIG.

【図6】図1に示す本考案による隔膜形イオン電極の応
答特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the response characteristics of the diaphragm type ion electrode according to the present invention shown in FIG. 1;

【図7】従来の隔膜形イオン電極の応答特性を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing response characteristics of a conventional diaphragm type ion electrode.

【図8】従来の隔膜形イオン電極の一例を示す概略断面
図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing an example of a conventional diaphragm type ion electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持管 2 ガス透過性膜 5 スぺーサ 6 内部液 11 pH測定電極 12 比較電極 13 電極支持体 14 pH感応膜 15 pH測定電極の支持管 16 リード線 17 絶縁膜 18 隔壁 21 電極支持体 22 金属酸化物膜 23 内極 24 リード線 25 金属板 26 絶縁膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support pipe 2 Gas permeable membrane 5 Spacer 6 Internal liquid 11 pH measurement electrode 12 Reference electrode 13 Electrode support 14 pH sensitive membrane 15 Support pipe for pH measurement electrode 16 Lead wire 17 Insulating film 18 Partition wall 21 Electrode support 22 Metal oxide film 23 Inner electrode 24 Lead wire 25 Metal plate 26 Insulating film

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 ガス透過性膜とpH測定電極とを組み合
わせたものを感応部とし、溶液中の特定のイオンの濃度
及び溶存ガス濃度を測定する隔膜形イオン電極におい
て、前記pH測定電極のpH感応部及び比較電極の内極
に同じ金属酸化物を使用したことを特徴とする隔膜形イ
オン電極。
1. A diaphragm type ion electrode for measuring a concentration of a specific ion in a solution and a concentration of a dissolved gas, wherein a combination of a gas permeable membrane and a pH measuring electrode is used as a sensitive portion. A diaphragm-type ion electrode, wherein the same metal oxide is used for the inner electrode of the sensitive part and the inner electrode of the reference electrode.
【請求項2】 前記金属酸化物が、Ir、Pd、Pt、
Sn、Rh、Ta、Os、Ru、W、Tiから選ばれた
金属の酸化物であることを特徴とする請求項1の隔膜形
イオン電極。
2. The method according to claim 1, wherein the metal oxide is Ir, Pd, Pt,
2. The membrane-type ion electrode according to claim 1, wherein the electrode is a metal oxide selected from the group consisting of Sn, Rh, Ta, Os, Ru, W, and Ti.
【請求項3】 前記pH測定電極が、導電性電極支持体
と、該導電性電極支持体の表面に被着された金属酸化物
のpH感応膜とから構成されていることを特徴とする請
求項1の隔膜形イオン電極。
3. The pH measuring electrode comprises a conductive electrode support and a metal oxide pH sensitive film adhered to the surface of the conductive electrode support. Item 10. A diaphragm type ion electrode according to item 1.
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