JP3390575B2 - ガスセンサの加湿装置 - Google Patents
ガスセンサの加湿装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮＯ2、ＮＯ、ＣＯ2、Ｎ
Ｈ3などの水溶性ガスを水分の存在下で検出するガスセ
ンサに試料ガスを供給する試料供給流路に設けられる加
湿装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】ＮＯ2ガスセンサとしては、固体電解質
体として陰イオン交換膜を使用し、その一方の面に作用
電極、他方の面に比較電極を設け、比較電極側の陰イオ
ン交換膜を内部電解質と接触させ、作用電極側に試料ガ
スを接触させるものが提案されている。そのＮＯ2ガス
センサでは、イオン交換膜は水分の存在下でのみイオン
交換能を有する。 【０００３】他のガスセンサにおいても水分の存在下で
のみ機能するものが考えられる。そのようなガスセンサ
に試料を供給する試料供給流路には、図１に示されるよ
うな加湿装置が設けられている。その加湿装置では、加
湿容器２の底部に加湿液４として水が溜められており、
加湿容器２への試料ガス供給管６により供給された試料
ガス８は、加湿容器２内で加湿されて試料ガス供給管１
０からセンサに供給される。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】被検ガスが水溶性の場
合、図１のような加湿装置を通過する際、被検ガスの一
部が加湿液４である水に溶け込み、本来測定されるべき
濃度でガスセンサに供給されなくなる結果として、本来
の濃度指示値よりも低い値になってしまう。陰イオン交
換膜を用いたＮＯ2センサのように常に加湿しなければ
ならない系では深刻である。本発明は、水溶性の被検ガ
スが加湿装置を通過する際に加湿液に溶解して濃度が低
下するのを防ぐことを目的とするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明では、加湿装置の
加湿液として、被検ガスが水に溶解したときに生じるイ
オンと同種のイオンを含む塩の飽和水溶液を使用する。
加湿装置の形態としては、従来の図１のように加湿容器
内に加湿液を溜め、試料ガスが加湿液の上部を通過する
形態のもののほかに、加湿液内に試料ガスを吹き込んで
加湿する形態のものや、加湿液をフィルタ状の保持部材
に吸着させておいて試料ガスをそれに接触させて加湿す
る形態のものなど、試料ガスと加湿液を接触させうる種
々の形態の加湿装置に適用することができる。加湿液は
被検ガスが水に溶解したときに生じるイオンと同種のイ
オンを含む各種の塩類を用いることができ、例えばＮＯ
2ガスセンサの場合にはＮＯ2が水に溶解したときに生じ
るＮＯ3 -を含む塩としてＫＮＯ3やＣａ(ＮＯ3)2などを
用いることができる。この加湿装置はガス測定装置に内
装してもよく、外装してもよい。 【０００６】 【作用】加湿液は被検ガスが水に溶解したときに生じる
イオンと同種のイオンを飽和状態で含んでいるので、試
料ガスが加湿液と接触しても気相中の被検ガスが加湿液
に溶け込むことがない。 【０００７】 【実施例】図２に本発明をＮＯ2センサの加湿装置に適
用した例を説明する。１１は陰イオン交換膜を固体電解
質体とするＮＯ2センサ１２を備えた測定セルであり、
ＮＯ2センサ１２の作用電極側には試料供給流路１４か
らＮＯ2を含んだ試料ガスが供給される。供給流路１４
には本発明の加湿装置１８が設けられており、加湿装置
１８の底部には加湿液２０としてＮａＮＯ3の飽和水溶
液が溜められている。試料ガスは試料供給流路１６によ
り加湿装置１８に供給され、加湿液２０の上部を通って
試料供給流路１４から測定セル１１へ供給される。 【０００８】ＮＯ2センサ１２の具体的な構造の一例を
図３に示す。固体電解質体の陰イオン交換膜２２の一方
の面に作用電極２４、他方の面に比較電極２６が形成さ
れている。固体電解質体の陰イオン交換膜２２はＳＰＥ
（Solid Polymer Electrolyte）と称され、１価の陰イ
オンしか透過させない１価陰イオン選択性イオン交換膜
である。作用電極２４としては金膜、比較電極２６とし
ては銀膜が形成されている。これらの電極２４，２６は
蒸着法、無電解メッキ法、又はスパッタリング法により
形成されたものであり、作用電極２４は厚さが１μｍ程
度に形成され、試料ガスが作用電極２４を透過して陰イ
オン交換膜２２の表面と接触できるようになっている。 【０００９】センサ本体２８は底部に孔をもち、その底
部には多孔質のカーボンシート３０が配置され、そのカ
ーボンシート３０上に、電極２４，２６を備えた陰イオ
ン交換膜２２が作用電極２４を下に向けて配置されてい
る。陰イオン交換膜２２の比較電極２６上には銀製の網
３２が配置され、さらにその網３２上に多孔質のカーボ
ンシート３４が配置されている。センサ本体２８内には
陰イオン交換膜２２上に内部電解液としてＫＣｌ飽和水
溶液３６が入れられている。 【００１０】作用電極２４と比較電極２６との間での通
電量を測定するために、作用電極２４には金のリード線
３８が接続され、比較電極２６には銀製網３２を介して
銀のリード線４０が接続され、リード線３８と４０の間
には電流計４２が接続されている。 【００１１】このＮＯ2ガスセンサでは加湿された試料
ガスが作用電極２４側から接触すると、試料ガス中のＮ
Ｏ2が作用電極２４上のＨ2Ｏに溶解してＨＮＯ3を生成
する。ＨＮＯ3はＨ+とＮＯ3 -に解離することから、ＮＯ
3 -の濃度差又は電極電位の差が生じ、それが起動力とな
ってＮＯ3 -が比較電極２６側に移動する。ＮＯ3 -が比較
電極２６側に到達すると、電気的中性を保つためにＡｇ
Ｃｌを生成する側に平衡が動き、余分の電子は比較電極
２６に放出され、外部回路４０，３８を通って作用電極
２４に流れる。その電流値が電流計４２により検出され
る。 【００１２】このＮＯ2センサに試料ガスとして、ＮＯ2
を含まない空気と、９７.５ｐｐｍのＮＯ2とを交互に切
り換えて供給し、電極２４と２６間の短絡電流値を信号
として２回ずつ検出した例を図４に示す。図４中の、Ａ
１，Ａ２は加湿液がＨ2Ｏの従来の場合、Ｂ１，Ｂ２は
加湿液としてＮａＮＯ3の飽和水溶液を用いた実施例の
場合である。加湿液がＨ2Ｏの場合の定常電流値は１６
〜１６.５μＡ程度であるが、加湿液としてＮａＮＯ3の
飽和水溶液を用いた実施例の場合の定常電流値は１８.
５〜１９μＡとなり、加湿液が水の場合よりも大きな値
が得られた。 【００１３】このように、検出値に差がでるのは、水が
加湿液の場合には試料ガス中のＮＯ2の一部が加湿液に
溶解して減少するのに対し、加湿液がＮＯ3 -イオンを含
む飽和水溶液の場合には、ＮＯ2は加湿液に溶解せず、
本来の濃度でガスセンサに供給されるためである。ま
た、加湿液がＮａＮＯ3溶液の場合、ＮＯ2を含まない空
気を供給したときのバックグラウンドレベルは、加湿液
が水の場合のバックグラウンドレベルと比較して変化し
ておらず、従ってＮａＮＯ3飽和水溶液からのＮＯ2の揮
散は起こっていないと考えることができる。 【００１４】 【発明の効果】本発明では、試料ガス供給流路に設けら
れる加湿装置に、被検ガスが水に溶解したときに生じる
イオンと同種のイオンを含む塩の飽和水溶液を加湿液と
して使用するので、被検ガスが水溶性ガスの場合でも、
被検ガス濃度を減少させることなく試料ガスをセンサに
供給することができるので、水溶性ガス濃度を正確に測
定することができるようになる。ＮＯ2ガスセンサの場
合に、加湿液用の塩として硝酸塩を使用すれば、ＮＯ2
ガスを水に溶解させるのに比べると取扱いが容易で安全
である。
Ｈ3などの水溶性ガスを水分の存在下で検出するガスセ
ンサに試料ガスを供給する試料供給流路に設けられる加
湿装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】ＮＯ2ガスセンサとしては、固体電解質
体として陰イオン交換膜を使用し、その一方の面に作用
電極、他方の面に比較電極を設け、比較電極側の陰イオ
ン交換膜を内部電解質と接触させ、作用電極側に試料ガ
スを接触させるものが提案されている。そのＮＯ2ガス
センサでは、イオン交換膜は水分の存在下でのみイオン
交換能を有する。 【０００３】他のガスセンサにおいても水分の存在下で
のみ機能するものが考えられる。そのようなガスセンサ
に試料を供給する試料供給流路には、図１に示されるよ
うな加湿装置が設けられている。その加湿装置では、加
湿容器２の底部に加湿液４として水が溜められており、
加湿容器２への試料ガス供給管６により供給された試料
ガス８は、加湿容器２内で加湿されて試料ガス供給管１
０からセンサに供給される。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】被検ガスが水溶性の場
合、図１のような加湿装置を通過する際、被検ガスの一
部が加湿液４である水に溶け込み、本来測定されるべき
濃度でガスセンサに供給されなくなる結果として、本来
の濃度指示値よりも低い値になってしまう。陰イオン交
換膜を用いたＮＯ2センサのように常に加湿しなければ
ならない系では深刻である。本発明は、水溶性の被検ガ
スが加湿装置を通過する際に加湿液に溶解して濃度が低
下するのを防ぐことを目的とするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明では、加湿装置の
加湿液として、被検ガスが水に溶解したときに生じるイ
オンと同種のイオンを含む塩の飽和水溶液を使用する。
加湿装置の形態としては、従来の図１のように加湿容器
内に加湿液を溜め、試料ガスが加湿液の上部を通過する
形態のもののほかに、加湿液内に試料ガスを吹き込んで
加湿する形態のものや、加湿液をフィルタ状の保持部材
に吸着させておいて試料ガスをそれに接触させて加湿す
る形態のものなど、試料ガスと加湿液を接触させうる種
々の形態の加湿装置に適用することができる。加湿液は
被検ガスが水に溶解したときに生じるイオンと同種のイ
オンを含む各種の塩類を用いることができ、例えばＮＯ
2ガスセンサの場合にはＮＯ2が水に溶解したときに生じ
るＮＯ3 -を含む塩としてＫＮＯ3やＣａ(ＮＯ3)2などを
用いることができる。この加湿装置はガス測定装置に内
装してもよく、外装してもよい。 【０００６】 【作用】加湿液は被検ガスが水に溶解したときに生じる
イオンと同種のイオンを飽和状態で含んでいるので、試
料ガスが加湿液と接触しても気相中の被検ガスが加湿液
に溶け込むことがない。 【０００７】 【実施例】図２に本発明をＮＯ2センサの加湿装置に適
用した例を説明する。１１は陰イオン交換膜を固体電解
質体とするＮＯ2センサ１２を備えた測定セルであり、
ＮＯ2センサ１２の作用電極側には試料供給流路１４か
らＮＯ2を含んだ試料ガスが供給される。供給流路１４
には本発明の加湿装置１８が設けられており、加湿装置
１８の底部には加湿液２０としてＮａＮＯ3の飽和水溶
液が溜められている。試料ガスは試料供給流路１６によ
り加湿装置１８に供給され、加湿液２０の上部を通って
試料供給流路１４から測定セル１１へ供給される。 【０００８】ＮＯ2センサ１２の具体的な構造の一例を
図３に示す。固体電解質体の陰イオン交換膜２２の一方
の面に作用電極２４、他方の面に比較電極２６が形成さ
れている。固体電解質体の陰イオン交換膜２２はＳＰＥ
（Solid Polymer Electrolyte）と称され、１価の陰イ
オンしか透過させない１価陰イオン選択性イオン交換膜
である。作用電極２４としては金膜、比較電極２６とし
ては銀膜が形成されている。これらの電極２４，２６は
蒸着法、無電解メッキ法、又はスパッタリング法により
形成されたものであり、作用電極２４は厚さが１μｍ程
度に形成され、試料ガスが作用電極２４を透過して陰イ
オン交換膜２２の表面と接触できるようになっている。 【０００９】センサ本体２８は底部に孔をもち、その底
部には多孔質のカーボンシート３０が配置され、そのカ
ーボンシート３０上に、電極２４，２６を備えた陰イオ
ン交換膜２２が作用電極２４を下に向けて配置されてい
る。陰イオン交換膜２２の比較電極２６上には銀製の網
３２が配置され、さらにその網３２上に多孔質のカーボ
ンシート３４が配置されている。センサ本体２８内には
陰イオン交換膜２２上に内部電解液としてＫＣｌ飽和水
溶液３６が入れられている。 【００１０】作用電極２４と比較電極２６との間での通
電量を測定するために、作用電極２４には金のリード線
３８が接続され、比較電極２６には銀製網３２を介して
銀のリード線４０が接続され、リード線３８と４０の間
には電流計４２が接続されている。 【００１１】このＮＯ2ガスセンサでは加湿された試料
ガスが作用電極２４側から接触すると、試料ガス中のＮ
Ｏ2が作用電極２４上のＨ2Ｏに溶解してＨＮＯ3を生成
する。ＨＮＯ3はＨ+とＮＯ3 -に解離することから、ＮＯ
3 -の濃度差又は電極電位の差が生じ、それが起動力とな
ってＮＯ3 -が比較電極２６側に移動する。ＮＯ3 -が比較
電極２６側に到達すると、電気的中性を保つためにＡｇ
Ｃｌを生成する側に平衡が動き、余分の電子は比較電極
２６に放出され、外部回路４０，３８を通って作用電極
２４に流れる。その電流値が電流計４２により検出され
る。 【００１２】このＮＯ2センサに試料ガスとして、ＮＯ2
を含まない空気と、９７.５ｐｐｍのＮＯ2とを交互に切
り換えて供給し、電極２４と２６間の短絡電流値を信号
として２回ずつ検出した例を図４に示す。図４中の、Ａ
１，Ａ２は加湿液がＨ2Ｏの従来の場合、Ｂ１，Ｂ２は
加湿液としてＮａＮＯ3の飽和水溶液を用いた実施例の
場合である。加湿液がＨ2Ｏの場合の定常電流値は１６
〜１６.５μＡ程度であるが、加湿液としてＮａＮＯ3の
飽和水溶液を用いた実施例の場合の定常電流値は１８.
５〜１９μＡとなり、加湿液が水の場合よりも大きな値
が得られた。 【００１３】このように、検出値に差がでるのは、水が
加湿液の場合には試料ガス中のＮＯ2の一部が加湿液に
溶解して減少するのに対し、加湿液がＮＯ3 -イオンを含
む飽和水溶液の場合には、ＮＯ2は加湿液に溶解せず、
本来の濃度でガスセンサに供給されるためである。ま
た、加湿液がＮａＮＯ3溶液の場合、ＮＯ2を含まない空
気を供給したときのバックグラウンドレベルは、加湿液
が水の場合のバックグラウンドレベルと比較して変化し
ておらず、従ってＮａＮＯ3飽和水溶液からのＮＯ2の揮
散は起こっていないと考えることができる。 【００１４】 【発明の効果】本発明では、試料ガス供給流路に設けら
れる加湿装置に、被検ガスが水に溶解したときに生じる
イオンと同種のイオンを含む塩の飽和水溶液を加湿液と
して使用するので、被検ガスが水溶性ガスの場合でも、
被検ガス濃度を減少させることなく試料ガスをセンサに
供給することができるので、水溶性ガス濃度を正確に測
定することができるようになる。ＮＯ2ガスセンサの場
合に、加湿液用の塩として硝酸塩を使用すれば、ＮＯ2
ガスを水に溶解させるのに比べると取扱いが容易で安全
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の加湿装置を示す断面図である。
【図２】一実施例を測定セルとともに示す概略構成図で
ある。 【図３】一実施例におけるＮＯ2ガスセンサを示す断面
図である。 【図４】従来の加湿装置と実施例の加湿装置を用いた場
合のＮＯ2ガスセンサでの出力電流値を比較する波形図
である。 【符号の説明】 １１ 測定セル １２ ＮＯ2ガスセンサ １４，１６ 試料ガス供給流路 １８ 加湿装置 ２０ 加湿液
ある。 【図３】一実施例におけるＮＯ2ガスセンサを示す断面
図である。 【図４】従来の加湿装置と実施例の加湿装置を用いた場
合のＮＯ2ガスセンサでの出力電流値を比較する波形図
である。 【符号の説明】 １１ 測定セル １２ ＮＯ2ガスセンサ １４，１６ 試料ガス供給流路 １８ 加湿装置 ２０ 加湿液
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭64−38627（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−242530（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−20144（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭53−111788（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/26 - 27/49
G01N 1/00 - 1/34
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 水溶性ガスを水分の存在下で検出するガ
スセンサに試料ガスを供給する試料供給流路に設けられ
る加湿装置において、 被検ガスが水に溶解したときに生じるイオンと同種のイ
オンを含む塩の飽和水溶液を加湿液として使用すること
を特徴とする加湿装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18844895A JP3390575B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ガスセンサの加湿装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18844895A JP3390575B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ガスセンサの加湿装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915189A JPH0915189A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3390575B2 true JP3390575B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=16223876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18844895A Expired - Fee Related JP3390575B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ガスセンサの加湿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3390575B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4120459B2 (ja) * | 2003-04-25 | 2008-07-16 | 日産自動車株式会社 | ガス濃度計測装置 |
| FR2856939B1 (fr) * | 2003-07-03 | 2005-09-30 | Jobin Yvon Sas | Humidificateur de gaz |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP18844895A patent/JP3390575B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0915189A (ja) | 1997-01-17 |
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