JP3246259B2 - 電気化学式ガスセンサ - Google Patents
電気化学式ガスセンサInfo
- Publication number
- JP3246259B2 JP3246259B2 JP06494695A JP6494695A JP3246259B2 JP 3246259 B2 JP3246259 B2 JP 3246259B2 JP 06494695 A JP06494695 A JP 06494695A JP 6494695 A JP6494695 A JP 6494695A JP 3246259 B2 JP3246259 B2 JP 3246259B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- envelope
- hollow fiber
- electrode
- gas
- gas sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気化学式ガスセンサ
に関する。更に詳しくは、小型化を達成させながら、セ
ンサ感度および応答速度を向上させた電気化学式ガスセ
ンサに関する。
に関する。更に詳しくは、小型化を達成させながら、セ
ンサ感度および応答速度を向上させた電気化学式ガスセ
ンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】電気化学式ガスセンサは、その検知方法
によって、定電位電解式、ガルバニ電池式、イオン電極
式、電量式等に分類される。これらの電気化学式ガスセ
ンサは、いずれも電解質水溶液をポリテトラフルオロエ
チレン樹脂製等の撥水性ガス選択透過膜を有する密封容
器中に封入し、内部に２つの電極を設け、この２電極間
の電位差を利用し、その選択透過膜から電解質水溶液中
に拡散するガスに依存する電気化学反応量を検知するも
のであって、その高感度特性および正確性の故に、作業
現場の安全確保、環境測定などの計測、警報用センサな
どとして広く用いられている。
によって、定電位電解式、ガルバニ電池式、イオン電極
式、電量式等に分類される。これらの電気化学式ガスセ
ンサは、いずれも電解質水溶液をポリテトラフルオロエ
チレン樹脂製等の撥水性ガス選択透過膜を有する密封容
器中に封入し、内部に２つの電極を設け、この２電極間
の電位差を利用し、その選択透過膜から電解質水溶液中
に拡散するガスに依存する電気化学反応量を検知するも
のであって、その高感度特性および正確性の故に、作業
現場の安全確保、環境測定などの計測、警報用センサな
どとして広く用いられている。
【０００３】このようなガスセンサの動作原理を、ガル
バニ電池式ガスセンサについて説明する。ガルバニ電池
は、KOH、KCl等の電解質水溶液中に、陰極としての貴金
属(Au、Pt等)電極と陽極としての卑金属(Pb、Zn、Fe等)
電極とをリード線で接続して浸すことにより、そこに電
池が形成されて一定の起電力が生じ、この際の起電力は
電池を構成している酸化還元系の酸化還元電位で決まっ
てくる。
バニ電池式ガスセンサについて説明する。ガルバニ電池
は、KOH、KCl等の電解質水溶液中に、陰極としての貴金
属(Au、Pt等)電極と陽極としての卑金属(Pb、Zn、Fe等)
電極とをリード線で接続して浸すことにより、そこに電
池が形成されて一定の起電力が生じ、この際の起電力は
電池を構成している酸化還元系の酸化還元電位で決まっ
てくる。
【０００４】ガルバニ電池式酸素センサの場合には、電
解質水溶液中の溶解酸素によって定まる酸化還元電位に
よる電流で、その酸素濃度を検知するものである。即
ち、選択透過膜を透過してセンサ内部に入った酸素分子
は電解液中に溶存するが、電解液中のH2Oと反応して陰
極で還元され、陽極は陽極自身で酸化される。 溶液がアルカリ性の場合には、この鉛イオンは、 なる反応で、電解液中に溶解する。
解質水溶液中の溶解酸素によって定まる酸化還元電位に
よる電流で、その酸素濃度を検知するものである。即
ち、選択透過膜を透過してセンサ内部に入った酸素分子
は電解液中に溶存するが、電解液中のH2Oと反応して陰
極で還元され、陽極は陽極自身で酸化される。 溶液がアルカリ性の場合には、この鉛イオンは、 なる反応で、電解液中に溶解する。
【０００５】このような酸化還元反応によって、陰極と
陽極との間に一定の酸化還元電流が発生し、この電流と
供給される酸素との間には、次のような関係式が成立す
る。 i＝(N×F×A×D×C)／b i：定常電流 N：酸素還元の電子数 F：ファラデー定数 A：拡散面の陰極面積 D：ガスの拡散係数 C：電解質水溶液中で電解するガス濃度 b：拡散層の厚さ(間隔)
陽極との間に一定の酸化還元電流が発生し、この電流と
供給される酸素との間には、次のような関係式が成立す
る。 i＝(N×F×A×D×C)／b i：定常電流 N：酸素還元の電子数 F：ファラデー定数 A：拡散面の陰極面積 D：ガスの拡散係数 C：電解質水溶液中で電解するガス濃度 b：拡散層の厚さ(間隔)
【０００６】上記関係式に注目すると、この検知能力は
拡散膜の陰極面積および拡散層の厚さに大きく左右され
ることが分かる。
拡散膜の陰極面積および拡散層の厚さに大きく左右され
ることが分かる。
【０００７】図７に示されるような従来のセンサでは、
電解液１をみたし、底部に対極２を設けた円筒形の容器
３の上端側に被測定ガス４を透過させる選択透過膜５を
設置し、これにできるだけ接近させて作用極６を設置す
ることにより、拡散層７の厚さ(間隔)を薄くして、電流
密度の向上ならびに応答速度の向上を図っている。
電解液１をみたし、底部に対極２を設けた円筒形の容器
３の上端側に被測定ガス４を透過させる選択透過膜５を
設置し、これにできるだけ接近させて作用極６を設置す
ることにより、拡散層７の厚さ(間隔)を薄くして、電流
密度の向上ならびに応答速度の向上を図っている。
【０００８】しかしながら、このような構造では、膜面
積を増大させるには容器の半径を大きくすることが必要
であって、検知素子が大型化するのを避けることができ
ない。また、電解液拡散層(７)の厚さの設定について
も、膜の変形に加え、機械加工上の限界もみられ、その
ため小型化が困難となるという問題も存在する。
積を増大させるには容器の半径を大きくすることが必要
であって、検知素子が大型化するのを避けることができ
ない。また、電解液拡散層(７)の厚さの設定について
も、膜の変形に加え、機械加工上の限界もみられ、その
ため小型化が困難となるという問題も存在する。
【０００９】以上は、ガルバニ電池式ガスセンサについ
ての記述であるが、他の方式の電気化学式ガスセンサの
動作原理や構造も、検知ガス、電極材料、外部電圧の印
加等において若干の差はみられるものの、ガス透過膜を
通してのガスの電解質水溶液中への溶解、そのガスと電
極との間にみられる電気化学的酸化還元反応を利用する
点では、本質的に変わるところはない。
ての記述であるが、他の方式の電気化学式ガスセンサの
動作原理や構造も、検知ガス、電極材料、外部電圧の印
加等において若干の差はみられるものの、ガス透過膜を
通してのガスの電解質水溶液中への溶解、そのガスと電
極との間にみられる電気化学的酸化還元反応を利用する
点では、本質的に変わるところはない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
化学的酸化還元反応を利用した電気化学式ガスセンサで
あって、センサの小型化を達成しながら、膜面積を増大
させかつ拡散層の厚さを薄くすることによって、センサ
感度および応答速度を向上させたものを提供することに
ある。
化学的酸化還元反応を利用した電気化学式ガスセンサで
あって、センサの小型化を達成しながら、膜面積を増大
させかつ拡散層の厚さを薄くすることによって、センサ
感度および応答速度を向上させたものを提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
１本または複数本のガス選択透過性中空糸膜の一端また
は両端に、弾性体製キャップを嵌め、２個所の引出し電
極を設けた外囲器が接合されており、一方の引出し電極
には、中空糸膜管内に挿入され、そこから引き出された
貴金属電極を形成する金属細線が接続され、他方の引出
し電極には、外囲器内に設置された卑金属電極が接続さ
れており、中空糸膜および外囲器の各内部空間には密封
状態の電解質水溶液が充填されている電気化学式ガスセ
ンサによって達成される。
１本または複数本のガス選択透過性中空糸膜の一端また
は両端に、弾性体製キャップを嵌め、２個所の引出し電
極を設けた外囲器が接合されており、一方の引出し電極
には、中空糸膜管内に挿入され、そこから引き出された
貴金属電極を形成する金属細線が接続され、他方の引出
し電極には、外囲器内に設置された卑金属電極が接続さ
れており、中空糸膜および外囲器の各内部空間には密封
状態の電解質水溶液が充填されている電気化学式ガスセ
ンサによって達成される。
【００１２】このように、この電気化学式ガスセンサは
次の各部により構成されている。 １本または複数本のガス選択透過性中空糸膜の一端ま
たは両端に、外囲器が接合されている。一端側にのみ外
囲器が接合されている場合には、その他端側は溶着、接
着剤封入などの手段によって閉塞されている。あるい
は、中空糸膜をＵ字形に折り曲げ、その端部全体を外囲
器に接合させることもできる。 外囲器の他方側には、弾性体製キャップが嵌め込まれ
ている。また、そこには２個所の引出し電極が設けられ
ている。外囲器は、一般に絶縁物製であるが、中空糸膜
の両端に外囲器を接合させるようにした場合には、その
少なくとも一方の外囲器を金属製とすることもでき、そ
の際には外囲器を引出し電極と兼用させることもでき
る。 ガス選択透過性中空糸膜の管内には、貴金属電極を形
成する金属細線が挿入されており、そこから引き出され
た金属細線は一方の引出し電極に接続される。 他方の引出し電極には、外囲器内に設置された卑金属
電極が接続されており、この卑金属電極は酸化還元を掌
どる電極として働く。 お互いに接合された中空糸膜および外囲器から形成さ
れる内部空間には、密封状態の電解質水溶液が充填され
ている。
次の各部により構成されている。 １本または複数本のガス選択透過性中空糸膜の一端ま
たは両端に、外囲器が接合されている。一端側にのみ外
囲器が接合されている場合には、その他端側は溶着、接
着剤封入などの手段によって閉塞されている。あるい
は、中空糸膜をＵ字形に折り曲げ、その端部全体を外囲
器に接合させることもできる。 外囲器の他方側には、弾性体製キャップが嵌め込まれ
ている。また、そこには２個所の引出し電極が設けられ
ている。外囲器は、一般に絶縁物製であるが、中空糸膜
の両端に外囲器を接合させるようにした場合には、その
少なくとも一方の外囲器を金属製とすることもでき、そ
の際には外囲器を引出し電極と兼用させることもでき
る。 ガス選択透過性中空糸膜の管内には、貴金属電極を形
成する金属細線が挿入されており、そこから引き出され
た金属細線は一方の引出し電極に接続される。 他方の引出し電極には、外囲器内に設置された卑金属
電極が接続されており、この卑金属電極は酸化還元を掌
どる電極として働く。 お互いに接合された中空糸膜および外囲器から形成さ
れる内部空間には、密封状態の電解質水溶液が充填され
ている。
【００１３】
【作用】ガス選択透過性中空糸膜の管内に挿入された金
属細線は、その周囲が電解質水溶液に浸漬された状態で
作用電極として働く。この金属細線の一端は、外囲器の
引出し電極に接続されており、これは更に外部測定回路
へと接続される。
属細線は、その周囲が電解質水溶液に浸漬された状態で
作用電極として働く。この金属細線の一端は、外囲器の
引出し電極に接続されており、これは更に外部測定回路
へと接続される。
【００１４】また、外囲器内部に組み立てられた卑金属
電極は、中空糸膜内部の電解質水溶液と連続している液
相中に浸漬されており、酸化還元を掌どる他の電極とし
て作用し、同様に他の引出し電極に接続され、更に外部
測定回路に接続されて、ガス選択透過性中空糸膜から液
中に拡散する被測定ガスのガス量に応じた酸化還元系を
構成する。
電極は、中空糸膜内部の電解質水溶液と連続している液
相中に浸漬されており、酸化還元を掌どる他の電極とし
て作用し、同様に他の引出し電極に接続され、更に外部
測定回路に接続されて、ガス選択透過性中空糸膜から液
中に拡散する被測定ガスのガス量に応じた酸化還元系を
構成する。
【００１５】
【実施例】図１は、１本の中空糸を用いた基本構造例を
示すその断面図である。中空糸１１は、ポリフッ化ビニ
リデン等の撥水性樹脂材料から紡糸されたものであり、
その内周面は水の透過を防止するために、シリコーンゴ
ム等によるコーティングが施されている。その一端は、
溶着、ウレタン系またはエポキシ樹脂系接着剤封入など
の手段によって密封１２されており、他端には２本の引
出し電極１３,１３´を有する一般に樹脂製などの絶縁
物製外囲器１４が接合されている。
示すその断面図である。中空糸１１は、ポリフッ化ビニ
リデン等の撥水性樹脂材料から紡糸されたものであり、
その内周面は水の透過を防止するために、シリコーンゴ
ム等によるコーティングが施されている。その一端は、
溶着、ウレタン系またはエポキシ樹脂系接着剤封入など
の手段によって密封１２されており、他端には２本の引
出し電極１３,１３´を有する一般に樹脂製などの絶縁
物製外囲器１４が接合されている。
【００１６】中空糸１１の内部には、その管内径よりも
細い金属細線１５が挿入されており、その端部は引出し
電極１３に接続されて、貴金属電極を形成している。ま
た、もう一方の引出し電極１３´は、外囲器内部に設置
された鉛電極１６に接続され、卑金属電極を形成してい
る。
細い金属細線１５が挿入されており、その端部は引出し
電極１３に接続されて、貴金属電極を形成している。ま
た、もう一方の引出し電極１３´は、外囲器内部に設置
された鉛電極１６に接続され、卑金属電極を形成してい
る。
【００１７】電解質水溶液１７、例えばKCl水溶液は、
外囲器１４の開放端側から外囲器の内部空間および中空
糸の内部空間に加圧注入され、中空糸膜のガス透過性を
利用して気泡のないように充填させる。この注入操作の
際、中空糸膜の外部側雰囲気を減圧とし、気泡を吸引除
去することも有効である。注入後は気泡が入らないよう
に配慮しながら、ゴム状弾性体製などのキャップ１８を
かぶせて、液を密封する。あるいは、このような弾性体
製キャップを予めかしめ、接着などの手段によって固定
しておき、注射針を用いて電解質水溶液を加圧注入する
方法、逆に中空糸の一端側を最初は密封１２せず、中空
糸内部から電解質水溶液を注入した後、同様の方法で密
封する方法をとることもできる。
外囲器１４の開放端側から外囲器の内部空間および中空
糸の内部空間に加圧注入され、中空糸膜のガス透過性を
利用して気泡のないように充填させる。この注入操作の
際、中空糸膜の外部側雰囲気を減圧とし、気泡を吸引除
去することも有効である。注入後は気泡が入らないよう
に配慮しながら、ゴム状弾性体製などのキャップ１８を
かぶせて、液を密封する。あるいは、このような弾性体
製キャップを予めかしめ、接着などの手段によって固定
しておき、注射針を用いて電解質水溶液を加圧注入する
方法、逆に中空糸の一端側を最初は密封１２せず、中空
糸内部から電解質水溶液を注入した後、同様の方法で密
封する方法をとることもできる。
【００１８】図２は、電極を両端に分けた実施例であ
る。即ち、中空糸２１の一端側にキャップ２２をかぶせ
た金属製外囲器２３を接合させており、その中空糸２１
にはこの金属製外囲器２３に一端を接触させた貴金属電
極としての金属細線２４が挿入されており、また中空糸
２１の他端側にはキャップ２２´をかぶせた金属製外囲
器２３´が接合されており、金属製外囲器２３´の内周
面には卑金属電極２５が接触した状態で嵌合されてい
る。そして、これらの各内部空間には、電解質水溶液２
６が注入されている。この場合には、引出し電極を簡単
な金属製円筒とすることが可能であって、組立てが容易
な構造となる。
る。即ち、中空糸２１の一端側にキャップ２２をかぶせ
た金属製外囲器２３を接合させており、その中空糸２１
にはこの金属製外囲器２３に一端を接触させた貴金属電
極としての金属細線２４が挿入されており、また中空糸
２１の他端側にはキャップ２２´をかぶせた金属製外囲
器２３´が接合されており、金属製外囲器２３´の内周
面には卑金属電極２５が接触した状態で嵌合されてい
る。そして、これらの各内部空間には、電解質水溶液２
６が注入されている。この場合には、引出し電極を簡単
な金属製円筒とすることが可能であって、組立てが容易
な構造となる。
【００１９】図３〜４は、複数本の中空糸を束ねて用い
た実施例の平面図および断面図であり、基本的には同じ
符号で示されるように、図１に示された実施例と同じで
ある。このような中空糸束を用いることによって、検知
すべき雰囲気への膜の接触面積が増大し、しかもその膜
の殆んどの部分に検知電極が存在することにより、感度
の増大が図られる。
た実施例の平面図および断面図であり、基本的には同じ
符号で示されるように、図１に示された実施例と同じで
ある。このような中空糸束を用いることによって、検知
すべき雰囲気への膜の接触面積が増大し、しかもその膜
の殆んどの部分に検知電極が存在することにより、感度
の増大が図られる。
【００２０】図５〜６は、複数本の中空糸を用い、その
両端部を外囲器に接合したものであって、中空糸の一端
部での溶着、接着剤封入などによる密封を省略した実施
例の平面図および断面図である。この構造では、予め貴
金属電極が挿入された中空糸群をＵ字形に固定し、各中
空糸間の端部間隙をエポキシ樹脂等で接着、閉塞した後
に、外囲器との接合が行われる。
両端部を外囲器に接合したものであって、中空糸の一端
部での溶着、接着剤封入などによる密封を省略した実施
例の平面図および断面図である。この構造では、予め貴
金属電極が挿入された中空糸群をＵ字形に固定し、各中
空糸間の端部間隙をエポキシ樹脂等で接着、閉塞した後
に、外囲器との接合が行われる。
【００２１】以上の説明は、ガス検知の電気化学式セン
サの内、所謂ガルバニ電池式センサについてのものであ
るが、これ以外にも定電位電解式ガスセンサ(NOx，S
O2，CO,H2S，H2，O3，Cl2，Br2，F2，HF，HCl，HNO3，H
CN，AsH3，SiH4，B2H6，GeH4，H2Se，C2H5OH用等のガス
センサ)、イオン電量式センサ(アンモニアガス用等)、
電量式ガスセンサなどにも、本発明は等しく適用するこ
とができる。
サの内、所謂ガルバニ電池式センサについてのものであ
るが、これ以外にも定電位電解式ガスセンサ(NOx，S
O2，CO,H2S，H2，O3，Cl2，Br2，F2，HF，HCl，HNO3，H
CN，AsH3，SiH4，B2H6，GeH4，H2Se，C2H5OH用等のガス
センサ)、イオン電量式センサ(アンモニアガス用等)、
電量式ガスセンサなどにも、本発明は等しく適用するこ
とができる。
【００２２】ただし、それぞれのセンサの場合に用いら
れる電極および電解質水溶液は、検知するガスの種類に
よって異なってくることは、電気化学式センサの特性上
当然である。例えば定電位電解式ガスセンサでは、陰極
および陽極に白金、パラジウム等が用いられ、そこに白
金黒、ロジウム等の触媒が付加されることもある。ま
た、陰極または陽極の一部を独立して引出し、この電極
の電位を検知して印加電圧を制御する構造を構成するこ
とも可能である。
れる電極および電解質水溶液は、検知するガスの種類に
よって異なってくることは、電気化学式センサの特性上
当然である。例えば定電位電解式ガスセンサでは、陰極
および陽極に白金、パラジウム等が用いられ、そこに白
金黒、ロジウム等の触媒が付加されることもある。ま
た、陰極または陽極の一部を独立して引出し、この電極
の電位を検知して印加電圧を制御する構造を構成するこ
とも可能である。
【００２３】更に、前記実施例のガルバニ電池式では、
外部電源の付与は必要なかったが、他の方式では外部電
源の接続が必要となることもあり、このような場合にも
本発明は適用可能である。また、ガルバニ電池式の場合
の電極や電解質水溶液についても、ガスの種類や選択性
の必要度などにより、他の材料が用いられることもあり
得る。電極材料も、単一金属で形成させる以外にも、メ
ッキ、クラッド加工材等の電気化学的反応を成立させる
複合材料を用いることもできる。
外部電源の付与は必要なかったが、他の方式では外部電
源の接続が必要となることもあり、このような場合にも
本発明は適用可能である。また、ガルバニ電池式の場合
の電極や電解質水溶液についても、ガスの種類や選択性
の必要度などにより、他の材料が用いられることもあり
得る。電極材料も、単一金属で形成させる以外にも、メ
ッキ、クラッド加工材等の電気化学的反応を成立させる
複合材料を用いることもできる。
【００２４】ガス選択透過性膜としての中空糸膜として
は、ポリフッ化ビニリデン以外に、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリプロピレン等の任意の膜材料を用
いることができる。これらの中空糸膜は、一般に約0.5
〜2mmの外径、約0.3〜1.6mmの内径および約0.5〜10cm程
度の長さを有するものが、その内周面に室温硬化型シリ
コーンゴム溶液を圧入コーティングし、そこに膜厚約1
〜10μmの非透水層を形成させた上で用いられる。この
管内に挿入される金属細管、一般には純度99.9%以上の
金線は、管の内径以下の径を有するものであれば、任意
の径のものを用いることができる。中空糸膜への金属細
管の挿入は、手で容易に行うことができる。
は、ポリフッ化ビニリデン以外に、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリプロピレン等の任意の膜材料を用
いることができる。これらの中空糸膜は、一般に約0.5
〜2mmの外径、約0.3〜1.6mmの内径および約0.5〜10cm程
度の長さを有するものが、その内周面に室温硬化型シリ
コーンゴム溶液を圧入コーティングし、そこに膜厚約1
〜10μmの非透水層を形成させた上で用いられる。この
管内に挿入される金属細管、一般には純度99.9%以上の
金線は、管の内径以下の径を有するものであれば、任意
の径のものを用いることができる。中空糸膜への金属細
管の挿入は、手で容易に行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明に係る電気化学式ガスセンサで
は、次のような効果が奏せられ、センサの小型化を達成
させながら、センサ感度および応答速度を向上させるこ
とができる。 (1)拡散液層の平均厚さを正確にかつ極小に設定するこ
とができる。これは、中空糸状膜強度に加え、作用電極
を中空糸膜管内を通る金属細線としたことによって、ど
の部分の断面をとっても、中空糸膜の管径と金属細線の
径の差による平均拡散液層の厚さが設定できることによ
っている。具体的には、例えば中空糸膜の管内径を1.2m
m、金線径を0.8mmとすれば、平均拡散液層の厚さが200
μmのセンサを構成することができ、このため高感度で
バラツキの少ないセンサが得られるようになる。 (2)電解液に浸漬される電極面積を大きくとることがで
きる。例えば、１cm2の平膜に対して、同一面積に中空
糸膜を設置した場合には、線径0.8mmの電極細線を挿入
した外径2.0mm、長さ10mmの中空糸膜を２５本設置する
ことが可能であって、その検知面積は６倍以上となる。
また、中空糸膜の管径を変えることなく、その長さを変
えるだけで、必要な検知面積を設計することができる。 (3)外囲器の弾性体キャップは、電解質水溶液の蒸発な
どによって内部液圧が低下したような場合に際し、外気
圧によって変形し、内部容積を減少させてこれに対応す
る圧力調整弁としても作用する。また、電解質水溶液の
封入時に、内部液の圧力を外気圧より少し高目に設定し
ておき、弾性的に変形させることも可能である。 (4)ガス選択透過性膜が中空糸状であるため、膜構造が
強固で変形が少ない。即ち、平膜状のものでは、組立時
に変形し易く、また携帯時の衝撃により破壊され易く、
更に気圧や液圧で撓んだりして、測定値にバラツキが生
じ易いのに対し、中空糸膜状のものでは、膜厚が100μm
程度であっても自立して変形が少なく、膜に接する液量
も少ないため、衝撃に対する破壊強度も大きい。
は、次のような効果が奏せられ、センサの小型化を達成
させながら、センサ感度および応答速度を向上させるこ
とができる。 (1)拡散液層の平均厚さを正確にかつ極小に設定するこ
とができる。これは、中空糸状膜強度に加え、作用電極
を中空糸膜管内を通る金属細線としたことによって、ど
の部分の断面をとっても、中空糸膜の管径と金属細線の
径の差による平均拡散液層の厚さが設定できることによ
っている。具体的には、例えば中空糸膜の管内径を1.2m
m、金線径を0.8mmとすれば、平均拡散液層の厚さが200
μmのセンサを構成することができ、このため高感度で
バラツキの少ないセンサが得られるようになる。 (2)電解液に浸漬される電極面積を大きくとることがで
きる。例えば、１cm2の平膜に対して、同一面積に中空
糸膜を設置した場合には、線径0.8mmの電極細線を挿入
した外径2.0mm、長さ10mmの中空糸膜を２５本設置する
ことが可能であって、その検知面積は６倍以上となる。
また、中空糸膜の管径を変えることなく、その長さを変
えるだけで、必要な検知面積を設計することができる。 (3)外囲器の弾性体キャップは、電解質水溶液の蒸発な
どによって内部液圧が低下したような場合に際し、外気
圧によって変形し、内部容積を減少させてこれに対応す
る圧力調整弁としても作用する。また、電解質水溶液の
封入時に、内部液の圧力を外気圧より少し高目に設定し
ておき、弾性的に変形させることも可能である。 (4)ガス選択透過性膜が中空糸状であるため、膜構造が
強固で変形が少ない。即ち、平膜状のものでは、組立時
に変形し易く、また携帯時の衝撃により破壊され易く、
更に気圧や液圧で撓んだりして、測定値にバラツキが生
じ易いのに対し、中空糸膜状のものでは、膜厚が100μm
程度であっても自立して変形が少なく、膜に接する液量
も少ないため、衝撃に対する破壊強度も大きい。
【図１】１本の中空糸を用いた基本構造例の断面図であ
る。
る。
【図２】電極を両端に分けた実施例の断面図である。
【図３】複数本の中空糸を束ねて用いた実施例の平面図
である。
である。
【図４】複数本の中空糸を束ねて用いた実施例の断面図
である。
である。
【図５】複数本の中空糸を用い、その両端部を外囲器に
封着した実施例の平面図である。
封着した実施例の平面図である。
【図６】複数本の中空糸を用い、その両端部を外囲器に
封着した実施例の断面図である。
封着した実施例の断面図である。
【図７】従来例のガスセンサの概要図である。
１１，２１ 中空糸 １３，１３´ 引出し電極 １４，２３ 外囲器 １５，２４ 金属細線(貴金属電極) １６，２５ 卑金属電極 １７，２６ 電解質水溶液 １８，２２ 弾性体キャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−192143（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−135759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−118249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−103433（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/416 G01N 27/404
Claims (3)
- 【請求項１】 １本または複数本のガス選択透過性中空
糸膜の一端または両端に、弾性体製キャップを嵌め、２
個所の引出し電極を設けた外囲器が接合されており、一
方の引出し電極には、中空糸膜管内に挿入され、そこか
ら引き出された貴金属電極を形成する金属細線が接続さ
れ、他方の引出し電極には、外囲器内に設置された卑金
属電極が接続されており、中空糸膜および外囲器の各内
部空間には密封状態の電解質水溶液が充填されている電
気化学式ガスセンサ。 - 【請求項２】 外囲器が絶縁物製である請求項１記載の
電気化学式ガスセンサ。 - 【請求項３】 外囲器が金属製であり、引出し電極を兼
ねている請求項１記載の電気化学式ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06494695A JP3246259B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 電気化学式ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06494695A JP3246259B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 電気化学式ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233777A JPH08233777A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3246259B2 true JP3246259B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=13272721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06494695A Expired - Fee Related JP3246259B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 電気化学式ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3246259B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7645881B2 (en) | 2004-07-22 | 2010-01-12 | Ptc Therapeutics, Inc. | Methods for treating hepatitis C |
| US7772271B2 (en) | 2004-07-14 | 2010-08-10 | Ptc Therapeutics, Inc. | Methods for treating hepatitis C |
| US7781478B2 (en) | 2004-07-14 | 2010-08-24 | Ptc Therapeutics, Inc. | Methods for treating hepatitis C |
| US7868037B2 (en) | 2004-07-14 | 2011-01-11 | Ptc Therapeutics, Inc. | Methods for treating hepatitis C |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2494345B1 (en) * | 2009-10-30 | 2018-03-14 | MSA Technology, LLC | Sensor comprising vent member |
| CN102539328A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-04 | 中国科学院化学研究所 | 和频光谱原位流动薄层光谱电化学反应池 |
| CN104007159A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-27 | 华东师范大学 | 一种用于三电极安培检测体系的电解池装置及其应用方法 |
| JP6425476B2 (ja) * | 2014-09-12 | 2018-11-21 | 一般財団法人電力中央研究所 | 電気化学式ガスセンサの感度低下抑制方法及び電気化学式ガスセンサを利用した測定システム |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP06494695A patent/JP3246259B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7772271B2 (en) | 2004-07-14 | 2010-08-10 | Ptc Therapeutics, Inc. | Methods for treating hepatitis C |
| US7781478B2 (en) | 2004-07-14 | 2010-08-24 | Ptc Therapeutics, Inc. | Methods for treating hepatitis C |
| US7868037B2 (en) | 2004-07-14 | 2011-01-11 | Ptc Therapeutics, Inc. | Methods for treating hepatitis C |
| US7645881B2 (en) | 2004-07-22 | 2010-01-12 | Ptc Therapeutics, Inc. | Methods for treating hepatitis C |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08233777A (ja) | 1996-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3246259B2 (ja) | 電気化学式ガスセンサ | |
| EP0432757A2 (en) | Planar oxygen sensor | |
| EP2494345B1 (en) | Sensor comprising vent member | |
| WO2002031485A1 (en) | Acid gas measuring sensors and method of making same | |
| JP2000511640A (ja) | ポーラログラフセンサー | |
| JPH0623721B2 (ja) | ガスセンサー | |
| JP2954174B1 (ja) | 定電位電解式ガスセンサ | |
| US8496795B2 (en) | Electrochemical gas sensor with at least one punctiform measuring electrode | |
| JP2002350384A (ja) | ガルバニ電池式酸素センサ | |
| JPH0334690Y2 (ja) | ||
| JPH0334824B2 (ja) | ||
| JP3601689B2 (ja) | 定電位電解式アンモニアガスセンサー | |
| JP2755454B2 (ja) | 酸素電極 | |
| JP3778680B2 (ja) | 酸素電極用陰極 | |
| Kojima et al. | Microanalysis system for pO/sub 2/, pCO/sub 2/, and pH constructed with stacked modules | |
| JPS6140556A (ja) | ガルバニ電池式酸素センサ− | |
| JPH0738848Y2 (ja) | 定電位電解式水素センサ | |
| JPH0411170Y2 (ja) | ||
| JPH01165951A (ja) | ガスセンサー | |
| JPS6162855A (ja) | 電気化学的活性種の濃度を測定する電極 | |
| JPH073322Y2 (ja) | 電量分析用検出器 | |
| JPH0560548B2 (ja) | ||
| JPH11248670A (ja) | 酸素電極用陰極 | |
| Kojima et al. | Micro analysis system for pO/sub 2/, pCO/sub 2/, and pH constructed with stacked modules | |
| JPH10123092A (ja) | ガスセンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081102 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |