JP4555927B2 - Electrochemical sensor and method of using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気化学センサに係わり、特に検査対象液中に沈設した場合にも常に清浄な電極で計測することの可能な電気化学センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
湖沼、海洋、バイオリアクタ又は水処理装置等中でのポテンシオメトリ、ボルタンメトリ等の電気化学測定においては、電極として貴金属類(白金、金等)あるいは炭素等の水中でも化学的に安定な導電材料が使用される場合が多い。
しかし、時間の経過に従って電極表面に微生物等が付着して電極の電気化学的特性が変化し、正確な測定に支障をきたすことを回避できない。
【0003】
そこで、正確な測定を継続するために、電極を機械的あるいは化学的に洗浄することが一般的であった。
しかし、機械的あるいは化学的な洗浄自体が検査対象液の性質に影響を及ぼし、正確な測定が困難となることも多い。
この課題を解決するために作用電極としてワイヤ電極を使用し、順次ワイヤ電極を移動させて常に電極を清浄に維持するものが実用化されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気化学センサにワイヤ電極を装着することだけでなく、ワイヤ電極を送り出し引き込むために電気化学センサに穿孔された孔から検出対象液が電気化学センサ内に漏洩することを回避することが困難であった。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、ワイヤ電極の装着を簡略化できるだけでなく内部への検査対象液の漏洩を確実に防止することの可能な電気化学センサを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る電気化学センサは、中空の密閉筐体と、密閉筐体の測定部において引き出し孔から密閉筐体の内部から外部に引き出され測定部において密閉筐体の外面に沿って走行し引き入れ孔から密閉筐体の外部から内部に引き入れられる導電性材料製ワイヤ電極と、密閉筐体内に設置され測定部を走行するワイヤ電極を移動させるワイヤ電極移動手段と、ワイヤ電極と対をなす電極である対極と、密閉筐体内に加圧ガスを供給する加圧ガス供給手段と、を具備する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る電気化学センサの斜視図であって、電気化学センサ1を覆う円筒形状の筐体は上部筐体11と下部筐体12に分割されている。
上部筐体11の上面には圧縮ガス供給用コネクタ111及び電気ケーブルコネクタ112が取り付けられている。
【0010】
下部筐体12には基板121が垂直に配置され、基板121上部には駆動プーリ122が配置される。なお、駆動プーリ122はモータ123によって回転駆動される。
基板121下部には方向転換プーリ124及び125が、下部筐体12にはアタッチメント13、対極14及び参照電極15が配置される。
【0011】
アタッチメント13外周上を走行する導電性の材料で製造されたワイヤ電極16は、駆動プーリ122から下方に伸延し、第1の方向転換プーリ124によって水平に方向転換され、アタッチメント13外周を走行して、第2の方向転換プーリ125によって垂直に方向転換され、上方に伸延して駆動プーリ122に戻るループを形成する。
【0012】
従って、モータ123によって駆動プーリ122を駆動するとワイヤ電極14はアタッチメント13外周を走行する。
なお、基板121に例えば3個の張力付与プーリ1261、1262及び1263からなる張力付与機構を設置して、ワイヤ電極16に張力を付与し、ワイヤ電極16の弛みを防止するようにしてもよい。
【0013】
図2は下部筐体に取り付けられたアタッチメントの拡大図であって、アタッチメント13は下部筐体12の周壁表面に形成された貫通孔を有する凹部127に格納される。
図3はアタッチメントの3面図及び樹脂製チューブの上面図であって、アタッチメント13は上部アタッチメント131及び下部アタッチメント132に分割されている。
【0014】
上部アタッチメント131及び下部アタッチメント132の対向面には2本の平行な半円形の溝が形成されており、この溝内にはワイヤ電極16が貫通するU字型の樹脂製チューブ17が挿入される。その後上部アタッチメント131及び下部アタッチメント132は4本の結合ネジ133によって一体に組み立てられる。
【0015】
一体に組み立てられたアッタチメント13は下部筐体12の周壁表面に形成された凹部127に格納され、4本の取り付けネジ134によって下部筐体12に固定される。なお凹部127底面には下部筐体12内部に貫通する貫通孔が設けられるとともに、シリコンゴムのようなシール材が貼られている。
U字型の樹脂製チューブ17の底部には開口171が形成され、この開口171からワイヤ電極16が露出する。なお、ワイヤ電極16は下部筐体12の凹部127の底面の貫通孔を通って下部筐体12の内部に引き入れられ、一方は張力付与プーリ1261、1262及び1263を介して、他方は直接駆動プーリ122に導かれ、駆動プーリ122上で結ばれてループを形成する。
【0016】
ワイヤ電極16を信号ケーブルの一方の極と電気的に接続するため、下部筐体12の内部底面には集電枕128が設置される。なお、信号ケーブルの他方の極は対極14に接続される。
対極14は作用電極として機能するワイヤ電極16と対をなす電極であり、ワイヤ電極16から適当な範囲内に設置することができる。なお、アタッチメント13あるいは下部筐体12が導電材質製である場合には、アタッチメント13あるいは下部筐体12を対極14として使用することができる。
【0017】
ワイヤ電極16の装着が完了した後は、上部筐体11を被せ加圧ガス供給用コネクタ111に加圧ガス供給用配管を、電気ケーブルコネクタ112に電気ケーブルを接続して、検出位置に電気化学センサを沈設する。
図2の拡大図から明らかなように、開口127の直上には参照電極15が配置される。参照電極15はL字形であり、長辺は下部筐体12を貫通する取り付け孔151に挿入されて下部筐体12内に引き込まれる。短辺は下部筐体12外部で下方に伸延し、樹脂製チューブ17の開口171に近接する。なお、取り付け孔151の前方ではオーリング152を挟んでナット153が下部筐体12にねじ込まれ、取り付け孔151から検査対象液が漏洩することを防止している。
【0018】
なお、圧縮ガス供給用配管111から供給される加圧ガスの圧力は、ワイヤ電極16とU字型の樹脂製チューブ17の隙間からの検査対象液の漏洩を防止するように電気化学センサの沈設位置の外圧と釣り合う圧力に調節する。
即ち下部筐体12には、アタッチメント13を格納する凹部127より上方にガス逃がし孔129が設置されており、ガス逃がし孔129におけるガス圧をガス逃がし孔129位置における検査対象液の静圧にガス逃がし孔129と樹脂製チューブ17の水頭圧差を加算した圧力に調節する、即ちガス逃がし孔129から加圧ガスが一定の割合で逃げるように加圧ガスの圧力を調整することにより、ワイヤ電極16と樹脂製チューブ17の隙間のメニスカス位置が変動しないようにすることが可能となる。
【0019】
また、電気ケーブルはモータ123の駆動電力を供給する電力ケーブルと、対極14から測定対象液体を介してワイヤ電極16に流れる電流を指示部(図示せず)に伝送し、ワイヤ電極16と参照電極15との間に生じる電位を測定するための信号ケーブルとを含む。即ち、本発明に係る電気化学センサの検出位置への設置順序は以下のようになる。
1.ワイヤ電極16を樹脂製チューブ17内に挿入する。
2.樹脂製チューブ17の開口が外側の湾曲部にくるように、樹脂製チューブ17をU字形に曲げる。
3.U字形に曲げた樹脂製チューブ17を上部アタッチメント131(又は下部アタッチメント132)の溝にU字形の底部が外側にくるように嵌め込み、下部アタッチメント132(又は上部アタッチメント131)を組み合わせて取り付けネジ133で一体に組み立てる。
4.組み立てられたアタッチメント13を下部筐体12に固定ネジ134で固定する。
5.ワイヤ電極16を方向転換プーリ124及び125を介して駆動プーリ122に導き、両端を接続してループに形成する。
6.上部筐体11で下部筐体12を覆い、接続部を密封する。
7.上部筐体11の加圧ガス供給用コネクタ111に加圧ガス供給用配管を、電気ケーブルコネクタ112に電気ケーブルを接続する。
8.電気化学センサを検出位置に設置する。
9.筐体内部に検査対象液が漏洩しないように加圧ガスの圧力を調整する。
【0020】
なお、本発明に係る電気化学センサの大きさは特に規定されないが、例えば上部筐体を外径180mm×高さ250mm、下部筐体を外径180mm×高さ50mmとすることが可能である。
【0021】
【発明の効果】
第1の発明に係る電気化学センサによれば、密閉筐体外周に取り付けられるアタッチメント上のワイヤ電極を密閉筐体中に格納されるワイヤ電極駆動手段によって駆動することにより、作用電極を常時清浄な状態に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電気化学センサの斜視図である。
【図2】下部筐体に取り付けられたアタッチメントの拡大図である。
【図3】アタッチメントの3面図である。
【符号の説明】
1…電気化学センサ
11…上部筐体
12…下部筐体
121…基板
122…駆動プーリ
123…モータ
124、125…方向転換プーリ
128…集電枕
129…逃がし孔
13…アタッチメント
14…対極
15…参照電極
16…ワイヤ電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrochemical sensor, and more particularly to an electrochemical sensor that can always measure with a clean electrode even when it is set in a liquid to be examined.
[0002]
[Prior art]
For electrochemical measurements such as potentiometry and voltammetry in lakes, oceans, bioreactors or water treatment devices, etc., conductive materials that are chemically stable in water such as precious metals (platinum, gold, etc.) or carbon as electrodes Is often used.
However, it cannot be avoided that microorganisms or the like adhere to the electrode surface with the passage of time and the electrochemical characteristics of the electrode change to hinder accurate measurement.
[0003]
Therefore, in order to continue accurate measurement, it has been common to mechanically or chemically clean the electrodes.
However, mechanical or chemical cleaning itself affects the properties of the liquid to be inspected, and accurate measurement is often difficult.
In order to solve this problem, a wire electrode is used as a working electrode, and the wire electrode is sequentially moved so that the electrode is always kept clean.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult not only to attach the wire electrode to the electrochemical sensor but also to prevent the liquid to be detected from leaking into the electrochemical sensor from the hole drilled in the electrochemical sensor in order to feed and pull the wire electrode. Met.
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an electrochemical sensor that not only simplifies the mounting of wire electrodes but also can reliably prevent leakage of a liquid to be inspected inside. And
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An electrochemical sensor according to a first aspect of the present invention is a hollow hermetically sealed casing, and is drawn along the outer surface of the hermetically sealed casing in the measuring section after being pulled out from the inside of the hermetically sealed casing in the measuring section of the sealed casing. A wire electrode made of a conductive material that can be drawn into the sealed housing from the outside through the lead-in hole, a wire electrode moving means that moves the wire electrode that is installed in the sealed housing and runs through the measuring unit, and a wire electrode. A counter electrode as an electrode; and a pressurized gas supply means for supplying a pressurized gas into the sealed casing.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view of an electrochemical sensor according to the present invention. A cylindrical casing covering the
A compressed
[0010]
A
[0011]
The
[0012]
Accordingly, when the
Note that a tension applying mechanism including, for example, three
[0013]
FIG. 2 is an enlarged view of the attachment attached to the lower housing, and the
FIG. 3 is a three-side view of the attachment and a top view of the resin tube. The
[0014]
Two parallel semicircular grooves are formed on the opposing surfaces of the
[0015]
The integrally assembled
An
[0016]
In order to electrically connect the
The counter electrode 14 is an electrode that forms a pair with the
[0017]
After the mounting of the
As is clear from the enlarged view of FIG. 2, the
[0018]
The pressure of the pressurized gas supplied from the compressed
That is, the
[0019]
The electric cable transmits power flowing from the counter electrode 14 to the
1. The
2. The
3. The
4). The assembled
5). The
6). The
7). A pressurized gas supply pipe is connected to the pressurized
8). Install the electrochemical sensor at the detection position.
9. The pressure of the pressurized gas is adjusted so that the liquid to be inspected does not leak inside the housing.
[0020]
The size of the electrochemical sensor according to the present invention is not particularly defined. For example, the upper housing can have an outer diameter of 180 mm × height of 250 mm, and the lower housing can have an outer diameter of 180 mm × height of 50 mm.
[0021]
【The invention's effect】
According to the electrochemical sensor of the first aspect of the invention, the working electrode can be kept clean by driving the wire electrode on the attachment attached to the outer periphery of the sealed casing by the wire electrode driving means stored in the sealed casing. It becomes possible to maintain the state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an electrochemical sensor according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of an attachment attached to a lower housing.
FIG. 3 is a three-side view of the attachment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記密閉筐体の測定部において、引き出し孔から前記密閉筐体の内部から外部に引き出され、前記測定部において前記密閉筐体の外面に沿って走行し、引き入れ孔から前記密閉筐体の外部から内部に引き入れられる導電性材料製ワイヤ電極と、
前記密閉筐体内に設置され、前記ワイヤ電極を移動させるワイヤ電極移動手段と、
前記ワイヤ電極と対をなす電極である対極と、
前記密閉筐体内に加圧ガスを供給する加圧ガス供給手段と、を具備する電気化学センサ。A hollow sealed housing;
In the measurement unit of the sealed casing, the lead is pulled out from the inside of the sealed casing through the pull-out hole, travels along the outer surface of the sealed casing in the measurement unit, and from the outside of the sealed casing through the pull-in hole. A wire electrode made of a conductive material drawn into the interior;
Wire electrode moving means installed in the sealed casing and moving the wire electrode;
A counter electrode which is an electrode paired with the wire electrode;
An electrochemical sensor comprising pressurized gas supply means for supplying pressurized gas into the sealed casing.
前記上部アタッチメントと対向する下部アタッチメントと、
前記上部アタッチメント及び前記下部アタッチメントの間に挟まれ、前記ワイヤ電極が貫通し、外側の湾曲部に前記ワイヤ電極が露出する開口が形成されたU字型の絶縁管と、で構成される請求項2に記載の電気化学センサ。The attachment is an upper attachment;
A lower attachment facing the upper attachment;
A U-shaped insulating tube sandwiched between the upper attachment and the lower attachment and having an opening through which the wire electrode penetrates and the wire electrode is exposed in an outer curved portion. 2. The electrochemical sensor according to 2.
前記測定部、前記ワイヤ電極及び前記ワイヤ電極移動手段が搭載される下部筐体と、
前記下部筐体を覆う上部筐体で構成される請求項1から4のいづれか1項に記載の電気化学センサ。The sealed enclosure
A lower housing in which the measurement unit, the wire electrode, and the wire electrode moving means are mounted;
The electrochemical sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrochemical sensor includes an upper casing that covers the lower casing.
前記加圧ガス供給管から供給される加圧ガスを逃がす逃がし孔を具備する請求項5に記載の電気化学センサ。The lower housing is
The electrochemical sensor according to claim 5, further comprising an escape hole for allowing the pressurized gas supplied from the pressurized gas supply pipe to escape.
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JP2000254518A JP4555927B2 (en) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Electrochemical sensor and method of using the same |
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JP2002071617A JP2002071617A (en) | 2002-03-12 |
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- 2000-08-24 JP JP2000254518A patent/JP4555927B2/en not_active Expired - Lifetime
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