JP2837635B2 - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- tube
- container
- capillary
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/02—Food
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は酸素センサに関する。
さらに詳しくは、この発明は比較的高いレベルの酸素を
含んでいるガスの酸素含有量を測定するための酸素セン
サに関する。
さらに詳しくは、この発明は比較的高いレベルの酸素を
含んでいるガスの酸素含有量を測定するための酸素セン
サに関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明の対象とする酸素センサは主に
フィルムや膜の透過性を測定するための装置に関連して
使用され、この装置では、酸素はその一つの壁が膜材料
で閉じられたチャンバの中へ通されるようになってお
り、膜の他方の側に設けられた別のチャンバがセンサへ
連結されている。膜を透過した酸素はセンサによって検
出され、センサは検出された酸素の量に比例した電気信
号を発生する。本発明に関係する一般的なタイプの酸素
センサが、１９６５年１２月１４日に特許されたハーシ
ュ（Ｈｅｒｓｃｈ）の米国特許第 3,223,597号に開示さ
れている。ハーシュの特許には酸素センサの一般的な構
造が記載されており、動作可能なセンサを構成するため
に利用される、あるいは利用可能な複数の材料膜が示さ
れている。ハーシュの特許の原理は、１９７８年４月１
８日に特許されたローソン（Ｌａｗｓｏｎ）の米国特許
第 4,085,024号に開示されている構造においてさらに精
密化されている。ローソンの特許には、この発明におい
て対象としているものと同じ材料を多数利用した酸素セ
ンサの構造と、酸素センサを製造するための方法が記載
されている。一般的なタイプの酸素センサのさらに別の
構造が、本発明と同一譲受人によって所有されている、
１９９２年８月１８日に特許された米国特許第 5,139,6
38号と、１９９３年２月９日に特許された米国特許第
5,184,392号に開示されている。これらの特許は、この
発明に関連して利用されている構造の改善について述べ
ている。特に、製造段階に関する改善について述べられ
ており、この改善によれば、アノードのまわりを包むよ
うに設けられた電解液保持用材料を介することによっ
て、アノードとカソードの間に均一で連続的な表面接触
が確保されるようになる。
フィルムや膜の透過性を測定するための装置に関連して
使用され、この装置では、酸素はその一つの壁が膜材料
で閉じられたチャンバの中へ通されるようになってお
り、膜の他方の側に設けられた別のチャンバがセンサへ
連結されている。膜を透過した酸素はセンサによって検
出され、センサは検出された酸素の量に比例した電気信
号を発生する。本発明に関係する一般的なタイプの酸素
センサが、１９６５年１２月１４日に特許されたハーシ
ュ（Ｈｅｒｓｃｈ）の米国特許第 3,223,597号に開示さ
れている。ハーシュの特許には酸素センサの一般的な構
造が記載されており、動作可能なセンサを構成するため
に利用される、あるいは利用可能な複数の材料膜が示さ
れている。ハーシュの特許の原理は、１９７８年４月１
８日に特許されたローソン（Ｌａｗｓｏｎ）の米国特許
第 4,085,024号に開示されている構造においてさらに精
密化されている。ローソンの特許には、この発明におい
て対象としているものと同じ材料を多数利用した酸素セ
ンサの構造と、酸素センサを製造するための方法が記載
されている。一般的なタイプの酸素センサのさらに別の
構造が、本発明と同一譲受人によって所有されている、
１９９２年８月１８日に特許された米国特許第 5,139,6
38号と、１９９３年２月９日に特許された米国特許第
5,184,392号に開示されている。これらの特許は、この
発明に関連して利用されている構造の改善について述べ
ている。特に、製造段階に関する改善について述べられ
ており、この改善によれば、アノードのまわりを包むよ
うに設けられた電解液保持用材料を介することによっ
て、アノードとカソードの間に均一で連続的な表面接触
が確保されるようになる。
【０００３】上述したタイプのセンサは一般にニッケル
−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）のカソード部材を利用して
いて、兆分率（parts per trillion）までのレベルで酸
素を検出することのできる非常に感度のよいデバイスが
得られる。このデバイスは本質的にはＮｉ−Ｃｄ電池で
あり、酸素のレベルによって出力電流が決まるような構
造になっている。ファラデ（Ｆａｒａｄａｙ）タイプの
電気化学反応によって、各酸素分子に対して四つの電子
が解放されるようになっている。すなわち、電極を電解
液の中に浸し、ガスをデバイスの中に通すと、電極によ
って発生される電流は、酸素分子当り四つの電子の解放
によって発生される１秒当りの電荷に等しくなる。
−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）のカソード部材を利用して
いて、兆分率（parts per trillion）までのレベルで酸
素を検出することのできる非常に感度のよいデバイスが
得られる。このデバイスは本質的にはＮｉ−Ｃｄ電池で
あり、酸素のレベルによって出力電流が決まるような構
造になっている。ファラデ（Ｆａｒａｄａｙ）タイプの
電気化学反応によって、各酸素分子に対して四つの電子
が解放されるようになっている。すなわち、電極を電解
液の中に浸し、ガスをデバイスの中に通すと、電極によ
って発生される電流は、酸素分子当り四つの電子の解放
によって発生される１秒当りの電荷に等しくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常の用途において
は、このセンサは１分間に５〜50立方センチメートル
（cc/min）の流量の乾燥したガス流に含まれている低い
レベルの酸素含有量を検出するために使用される。セン
サの寿命はガス流によって影響される。ガス流は電極を
乾燥させるとともに、デバイスにおける元からの電荷を
消散させる傾向がある。約20cc/minの流量において、前
述した一般的なセンサは約300 〜400 時間の使用でドラ
イアウトする、すなわち乾燥しきってしまう。このドラ
イアウトの問題は、米国特許第 5,139,638号において扱
われている。この特許においてはセンサ構造に加湿用部
材が付け加えられている。
は、このセンサは１分間に５〜50立方センチメートル
（cc/min）の流量の乾燥したガス流に含まれている低い
レベルの酸素含有量を検出するために使用される。セン
サの寿命はガス流によって影響される。ガス流は電極を
乾燥させるとともに、デバイスにおける元からの電荷を
消散させる傾向がある。約20cc/minの流量において、前
述した一般的なセンサは約300 〜400 時間の使用でドラ
イアウトする、すなわち乾燥しきってしまう。このドラ
イアウトの問題は、米国特許第 5,139,638号において扱
われている。この特許においてはセンサ構造に加湿用部
材が付け加えられている。
【０００５】この一般的なタイプのセンサにおける通常
の電荷は、210ppmまでの酸素レベルにおいては800 〜1,
000 ミリアンペア−時間（ma-hrs）である。低い酸素レ
ベルにおいては、電荷は2,000 〜20,000時間の範囲の寿
命を有する。パーセントで言うと、これは約0.02パーセ
ントの酸素濃度を検出するセンサの通常の寿命範囲であ
る。酸素濃度のパーセンテージが増加すると、電荷は急
速に消散する。例えば、1パーセントの酸素濃度と20cc/
minの流量においては、電荷の寿命は20時間以下にまで
減少する。従って、従来の特許に記載されているような
一般的なタイプのセンサは、妥当な期間にわたって高い
酸素濃度レベルの検出を行うには適していないことは明
かである。
の電荷は、210ppmまでの酸素レベルにおいては800 〜1,
000 ミリアンペア−時間（ma-hrs）である。低い酸素レ
ベルにおいては、電荷は2,000 〜20,000時間の範囲の寿
命を有する。パーセントで言うと、これは約0.02パーセ
ントの酸素濃度を検出するセンサの通常の寿命範囲であ
る。酸素濃度のパーセンテージが増加すると、電荷は急
速に消散する。例えば、1パーセントの酸素濃度と20cc/
minの流量においては、電荷の寿命は20時間以下にまで
減少する。従って、従来の特許に記載されているような
一般的なタイプのセンサは、妥当な期間にわたって高い
酸素濃度レベルの検出を行うには適していないことは明
かである。
【０００６】包装業界において使用されている最近の多
くのバリヤ材料は、比較的高い濃度の酸素を意識的に通
すように設計されている。こうしたバリヤは、新鮮な果
物や野菜、そして製品を包装してから消費するまでの間
に”呼吸する”必要があるような他の製品を包装すると
きに有用である。こうした新しい呼吸可能なバリヤ材料
によれば、製品の品質に悪影響を与えることなく、そう
した製品を長く在庫として貯蔵することが可能となる。
くのバリヤ材料は、比較的高い濃度の酸素を意識的に通
すように設計されている。こうしたバリヤは、新鮮な果
物や野菜、そして製品を包装してから消費するまでの間
に”呼吸する”必要があるような他の製品を包装すると
きに有用である。こうした新しい呼吸可能なバリヤ材料
によれば、製品の品質に悪影響を与えることなく、そう
した製品を長く在庫として貯蔵することが可能となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の酸素センサ
は、比較的細孔性を有するバリヤ材料、すなわち酸素に
対して比較的高い透過性を有するバリヤ材料の透過性を
測定することのできるものである。クーロメトリ式の(c
oulometric) センサを、センサを貫くようにガス流路を
形成することによって、改良している。このガス流路の
透過性は制御できるようになっている。試験ガスはこの
流路に通され、この流路を介してセンサの中を運ばれ
る。流路の透過性が制御されているために、ガスの中に
含まれている所定の割合の酸素が流路を透過し、クーロ
メトリ式センサの中に流入するようにできる。透過性の
流路の中を通って流出する酸素によって、センサが従来
のクーロメトリ式センサとして動作する。しかし、セン
サによって発生された電気信号は、ガス流中の酸素のほ
んの一部しか電気信号の発生にあずかっていないという
事実を勘案して、修正する必要がある。この発明は、セ
ンサの内部に形成された非透過性のチューブと、この非
透過性のチューブへ連結された透過性のチューブ部分
と、この透過性のチューブ部分に連結されており、その
あとセンサの外部へ連結されている別の非透過性のチュ
ーブとを有している。
は、比較的細孔性を有するバリヤ材料、すなわち酸素に
対して比較的高い透過性を有するバリヤ材料の透過性を
測定することのできるものである。クーロメトリ式の(c
oulometric) センサを、センサを貫くようにガス流路を
形成することによって、改良している。このガス流路の
透過性は制御できるようになっている。試験ガスはこの
流路に通され、この流路を介してセンサの中を運ばれ
る。流路の透過性が制御されているために、ガスの中に
含まれている所定の割合の酸素が流路を透過し、クーロ
メトリ式センサの中に流入するようにできる。透過性の
流路の中を通って流出する酸素によって、センサが従来
のクーロメトリ式センサとして動作する。しかし、セン
サによって発生された電気信号は、ガス流中の酸素のほ
んの一部しか電気信号の発生にあずかっていないという
事実を勘案して、修正する必要がある。この発明は、セ
ンサの内部に形成された非透過性のチューブと、この非
透過性のチューブへ連結された透過性のチューブ部分
と、この透過性のチューブ部分に連結されており、その
あとセンサの外部へ連結されている別の非透過性のチュ
ーブとを有している。
【０００８】
【発明の目的】この発明の主な目的は、様々なガス中に
含まれる高いレベルの酸素含有量を測定することのでき
るクーロメトリ式のセンサを提供することである。この
発明の別の目的は、高いレベルの酸素含有量を測定する
ことができ、また従来のクーロメトリ式のセンサに比べ
て寿命が長いようなクーロメトリ式センサを提供するこ
とである。この発明の別の目的は、ガス流路からクーロ
メトリ式センサへ流れる酸素濃度に校正された減衰を与
えることができる、高酸素濃度センサを提供することで
ある。上述した目的及び利点や、それ以外の目的及び利
点は、添付図面を参照して説明する以下の実施例や、特
許請求の範囲から明かとなろう。
含まれる高いレベルの酸素含有量を測定することのでき
るクーロメトリ式のセンサを提供することである。この
発明の別の目的は、高いレベルの酸素含有量を測定する
ことができ、また従来のクーロメトリ式のセンサに比べ
て寿命が長いようなクーロメトリ式センサを提供するこ
とである。この発明の別の目的は、ガス流路からクーロ
メトリ式センサへ流れる酸素濃度に校正された減衰を与
えることができる、高酸素濃度センサを提供することで
ある。上述した目的及び利点や、それ以外の目的及び利
点は、添付図面を参照して説明する以下の実施例や、特
許請求の範囲から明かとなろう。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。図１及び図２には本実施例の酸素センサの
立断面図がそれぞれ示されており、図２の見る方向は図
１のそれと直角である。センサの内部には金属製のブレ
ード１６が設けられている。ブレード１６の各表面には
アノード材料１８，２０が重ねられている。ブレード１
６はステンレススチールからなるフラットな金属部材で
あることが好ましい。アノード材料１８，２０はカドミ
ウムから形成されていることが好ましい。多孔性の絶縁
材料２２が、ブレード１６及びアノード材料１８、２０
の上に巻かれており、これらに重ねられている。絶縁材
料２２にはワイヤ１９が巻かれている。ワイヤ１９の一
端はセル内を通って外側に取り出されていて、外部への
ワイヤ接続が行えるようになっている。カソード材料２
４が絶縁材料２２の上に重ねられている。弾性バンド４
２と絶縁用のサポートストラット４０ａ，４０ｂによっ
て、カソード材料２４は絶縁材料２２と比較的フラット
な状態で接触するように保持されている。サポートスト
ラット４０ａ，４０ｂは、酸素センサのコンテナを構成
するガラスチューブ１０の中で起きる化学反応に侵され
ないプラスチックあるいは他の材料から形成されてい
る。ガラスチューブ１０の開口した端部は、ゴム製のプ
ラグすなわちストッパ１５によってシールを保った状態
で閉じられている。ワイヤ１７はストッパ１５の中を通
してセルの外側へ取り出されている。ワイヤ１７の一端
はアノードのブレード１６へ固定的かつ電気的に接続さ
れている。一対のキャピラリーチューブ３０，３２がス
トッパ１５を通じてセルの内部へ挿入されている。キャ
ピラリーチューブ３０，３２の各々は、ガラスチューブ
１０の内部に配置されたプラスチックチューブ３１，３
３の一部に連結されている。例えば、キャピラリーチュ
ーブ３０は長さＬ2 を有するプラスチックチューブ３１
の一部へ接続されており、プラスチックチューブ３１の
他端は別のキャピラリーチューブ３５へ連結されてい
る。キャピラリーチューブ３５はガラスチューブ１０の
内部を延びて、ガラスチューブ１０内端近傍において曲
げられ、セルの反対側の側部に沿って戻り、プラスチッ
クチューブ３３の一部へ連結されている。プラスチック
チューブ３３は長さＬ1 を有する。プラスチックチュー
ブ３３の他端はキャピラリーチューブ３２の内側の端部
へ連結されている。すべての場合において、プラスチッ
クチューブ３１，３３と各キャピラリーチューブ３０，
３２，３５との間の連結はシールを保った状態で行われ
ており、連結箇所においていっさい漏れが生じないよう
になっている。
を説明する。図１及び図２には本実施例の酸素センサの
立断面図がそれぞれ示されており、図２の見る方向は図
１のそれと直角である。センサの内部には金属製のブレ
ード１６が設けられている。ブレード１６の各表面には
アノード材料１８，２０が重ねられている。ブレード１
６はステンレススチールからなるフラットな金属部材で
あることが好ましい。アノード材料１８，２０はカドミ
ウムから形成されていることが好ましい。多孔性の絶縁
材料２２が、ブレード１６及びアノード材料１８、２０
の上に巻かれており、これらに重ねられている。絶縁材
料２２にはワイヤ１９が巻かれている。ワイヤ１９の一
端はセル内を通って外側に取り出されていて、外部への
ワイヤ接続が行えるようになっている。カソード材料２
４が絶縁材料２２の上に重ねられている。弾性バンド４
２と絶縁用のサポートストラット４０ａ，４０ｂによっ
て、カソード材料２４は絶縁材料２２と比較的フラット
な状態で接触するように保持されている。サポートスト
ラット４０ａ，４０ｂは、酸素センサのコンテナを構成
するガラスチューブ１０の中で起きる化学反応に侵され
ないプラスチックあるいは他の材料から形成されてい
る。ガラスチューブ１０の開口した端部は、ゴム製のプ
ラグすなわちストッパ１５によってシールを保った状態
で閉じられている。ワイヤ１７はストッパ１５の中を通
してセルの外側へ取り出されている。ワイヤ１７の一端
はアノードのブレード１６へ固定的かつ電気的に接続さ
れている。一対のキャピラリーチューブ３０，３２がス
トッパ１５を通じてセルの内部へ挿入されている。キャ
ピラリーチューブ３０，３２の各々は、ガラスチューブ
１０の内部に配置されたプラスチックチューブ３１，３
３の一部に連結されている。例えば、キャピラリーチュ
ーブ３０は長さＬ2 を有するプラスチックチューブ３１
の一部へ接続されており、プラスチックチューブ３１の
他端は別のキャピラリーチューブ３５へ連結されてい
る。キャピラリーチューブ３５はガラスチューブ１０の
内部を延びて、ガラスチューブ１０内端近傍において曲
げられ、セルの反対側の側部に沿って戻り、プラスチッ
クチューブ３３の一部へ連結されている。プラスチック
チューブ３３は長さＬ1 を有する。プラスチックチュー
ブ３３の他端はキャピラリーチューブ３２の内側の端部
へ連結されている。すべての場合において、プラスチッ
クチューブ３１，３３と各キャピラリーチューブ３０，
３２，３５との間の連結はシールを保った状態で行われ
ており、連結箇所においていっさい漏れが生じないよう
になっている。
【００１０】プラスチックチューブ３１，３３は一般に
テフロンすなわちポリテトラフルオロエチレン、あるい
は酸素に対して比較的高い透過性を有するように選択さ
れた他の透過性プラスチック材料から形成されている。
言い換えれば、これらのプラスチックチューブ３１，３
３部分の内部の中を流れる酸素のうちのある割合のもの
が、プラスチックチューブ３１，３３を透過してガラス
チューブ１０の内部へ流入する。この酸素はセルの中に
クーロメトリ反応を生じさせて、ワイヤ１７，１９の間
に電流を発生する。
テフロンすなわちポリテトラフルオロエチレン、あるい
は酸素に対して比較的高い透過性を有するように選択さ
れた他の透過性プラスチック材料から形成されている。
言い換えれば、これらのプラスチックチューブ３１，３
３部分の内部の中を流れる酸素のうちのある割合のもの
が、プラスチックチューブ３１，３３を透過してガラス
チューブ１０の内部へ流入する。この酸素はセルの中に
クーロメトリ反応を生じさせて、ワイヤ１７，１９の間
に電流を発生する。
【００１１】各チューブの長さＬ1 ，Ｌ2 を選択するこ
とによって、ガラスチューブ１０の中に入ることのでき
る酸素レベルの相対的な減衰を制御できる。プラスチッ
クチューブ３１，３３が比較的短いと、ほんの少しの量
の酸素しかガラスチューブ１０の内部へ透過することが
できない。一方、プラスチックチューブ３１，３３を比
較的長くすると、かなりの量の酸素がガラスチューブ１
０の中へ透過する。プラスチックチューブ３１，３３の
材料には上記のようにテフロンを選択することが好まし
い。なぜなら、テフロンの壁を通して比較的高い流量の
酸素が透過可能であり、一方水分の透過性はほとんど無
視できるほどに限られたものだからである。このように
選択された酸素の透過性の減衰と、センサ外への過剰な
水分の透過の防止にによって、センサの使用可能な寿命
を伸ばすことができる。
とによって、ガラスチューブ１０の中に入ることのでき
る酸素レベルの相対的な減衰を制御できる。プラスチッ
クチューブ３１，３３が比較的短いと、ほんの少しの量
の酸素しかガラスチューブ１０の内部へ透過することが
できない。一方、プラスチックチューブ３１，３３を比
較的長くすると、かなりの量の酸素がガラスチューブ１
０の中へ透過する。プラスチックチューブ３１，３３の
材料には上記のようにテフロンを選択することが好まし
い。なぜなら、テフロンの壁を通して比較的高い流量の
酸素が透過可能であり、一方水分の透過性はほとんど無
視できるほどに限られたものだからである。このように
選択された酸素の透過性の減衰と、センサ外への過剰な
水分の透過の防止にによって、センサの使用可能な寿命
を伸ばすことができる。
【００１２】動作時には、センサはまず、既知のレベル
の酸素濃度を有するガスを用いて校正が行われる。電気
ワイヤ１７，１９を所定の抵抗へ接続し、既知のレベル
の濃度を有する酸素を含むガスをセンサの中に通す。酸
素透過を検出すると、電気ワイヤ１７，１９すなわち電
気導体には電流が流れ、その結果、抵抗に電圧降下が生
じる。この電圧降下を測定し、これを校正電圧（Ｖcal
）とする。次に、その酸素濃度レベルが未知であるガ
スを、センサの中に通す。未知の酸素濃度（Ｏx）での
抵抗両端の電圧降下を再び測定する。この測定された電
圧をＶx とする。未知の酸素のパーセンテージは以下で
計算される。 Ｏx ＝Ｏcal Ｖx ／Ｖcal 上述した測定結果は、センサにおける温度及び圧力か
ら、標準の温度及び圧力に修正される必要がある。この
修正によって、既知の濃度レベルと測定された電圧に基
づいて、未知の酸素濃度レベルが正確に求まる。
の酸素濃度を有するガスを用いて校正が行われる。電気
ワイヤ１７，１９を所定の抵抗へ接続し、既知のレベル
の濃度を有する酸素を含むガスをセンサの中に通す。酸
素透過を検出すると、電気ワイヤ１７，１９すなわち電
気導体には電流が流れ、その結果、抵抗に電圧降下が生
じる。この電圧降下を測定し、これを校正電圧（Ｖcal
）とする。次に、その酸素濃度レベルが未知であるガ
スを、センサの中に通す。未知の酸素濃度（Ｏx）での
抵抗両端の電圧降下を再び測定する。この測定された電
圧をＶx とする。未知の酸素のパーセンテージは以下で
計算される。 Ｏx ＝Ｏcal Ｖx ／Ｖcal 上述した測定結果は、センサにおける温度及び圧力か
ら、標準の温度及び圧力に修正される必要がある。この
修正によって、既知の濃度レベルと測定された電圧に基
づいて、未知の酸素濃度レベルが正確に求まる。
【００１３】この発明はその精神あるいは本質から逸脱
することなく、他の形で実現することが可能である。従
って、上述した実施例は単に説明のためのものであり、
発明を限定するものではない。この発明の範囲に関して
は、上述した実施例よりも添付されている特許請求の範
囲を参照すべきである。
することなく、他の形で実現することが可能である。従
って、上述した実施例は単に説明のためのものであり、
発明を限定するものではない。この発明の範囲に関して
は、上述した実施例よりも添付されている特許請求の範
囲を参照すべきである。
【図１】この発明の一実施例によるクーロメトリ式酸素
センサの正面断面図である。
センサの正面断面図である。
【図２】図１の酸素センサを右側から見た断面図であ
る。
る。
１０ ガラスチューブ １５ ストッパ １６ ブレード １７，１９ ワイヤ １８，２０ アノード材料 ２４ カソード材料 ３０，３２ キャピラリーチューブ ３１，３３ プラスチックチューブ ３５ キャピラリーチューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステファン・ディー・テュオメラ アメリカ合衆国 55432 ミネソタ，フ ライドリー，1250−セヴンティーセカン ド・アヴェニュー・ノース・イースト, アパートメント 302 (56)参考文献 特開 平６−3321（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/416
Claims (7)
- 【請求項１】 ガス供給源へ接続されて、そのガス中の
酸素含有量を測定するための酸素センサであって、絶縁材料によって分離されたアノードとカソードとを内
部に有する 内部空間を中に形成するコンテナ壁を有す
る、囲われたコンテナと、 前記アノード及びカソードに対する電気接続部と、 前記電気接続部から前記コンテナ壁を通って前記コンテ
ナの外部に延び、前記コンテナ壁内においてシ−ルされ
たワイヤと、 前記コンテナ壁を通って延び、前記コンテナ壁内におい
てシ−ルされ、前記コンテナの内部空間に第１の開口端
部をを有し、前記コンテナの外部に第２の開口端部を有
する一対のキャピラリーチューブを有し、少なくとも一つの酸素透過性チュ−ブがその一端を前記
キャピラリ−チュ−ブの一方の前記第１の開口端部に連
結され、前記酸素透過性チュ−ブの他端を前記キャピラ
リ−チュ−ブの他方の前記第１の開口端部に連結する手
段が設けられ、前記酸素透過性チュ−ブが前記カソード
と前記アノードの少なくとも一部に近接して延びている
ことを 特徴とする酸素センサ。 - 【請求項２】 前記酸素透過性チュ−ブが、二つの長さ
部分の酸素透過性チュ−ブからなり、これらの各々が前
記キャピラリ−チュ−ブの前記第１の開口端部にそれぞ
れ連結される第１の端部を有し、この第１の端部の反対
端の第２の端部で互いに他方の酸素透過性チュ−ブに連
結される請求項１記載の酸素センサ。 - 【請求項３】 前記酸素透過性チュ−ブの二つの長さ部
分の前記第２の端部の間を連結する第３のキャピラリー
チューブを有する請求項２記載の酸素センサ。 - 【請求項４】 前記酸素透過性チューブがポリテトラフ
ルオロエチレンからなる請求項３記載の酸素センサ。 - 【請求項５】 前記二つの長さの酸素透過性チューブの
各々が前記アノード及びカソードに近接して延びている
請求項２記載の酸素センサ。 - 【請求項６】 ガス供給源へ接続されて、そのガス中の
酸素含有量を測定するための酸素センサであって、 ａ）閉端部と開口端部とを有するコンテナと、 ｂ）前記開口端部に取り付けられ、この開口端部をシ−
ルするプラグと、 ｃ）近接した位置にあって絶縁材料によって分離された
アノード及びカソードと、前記アノード及びカソードに
それぞれ接続され、前記プラグを通ってその内部にシー
ルされた電気ワイヤと、 ｄ）前記プラグを通ってその内部にシールされ、前記コ
ンテナ内に第１の開口端部を、前記コンテナの外に第２
の開口端部を有する第１及び第２のキャピラリーチュー
ブと、 ｅ）一端を前記第１のキャピラリーチューブの前記第１
の開口端部に連結された第１の酸素透過性チュ−ブ及び
一端を前記第２のキャピラリーチューブの前記第１の開
口端部に連結された第２の酸素透過性チュ−ブと、 ｆ）前記第１の酸素透過性チュ−ブの前記第１のキャピ
ラリーチューブの前記第１の開口端部に連結された一端
の反対端と、前記第２の酸素透過性チューブの前記第２
のキャピラリーチューブの前記第１の開口端部に連結さ
れた一端の反対端とを連結する第３のキャピラリーチュ
ーブを有する酸素センサ。 - 【請求項７】 前記酸素透過性チューブがポリテトラフ
ルオロエチレンからなる請求項６記載の酸素センサ。
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| US08/259,868 US5403464A (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | High permeability rate oxygen sensor |
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-
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