JP5174915B2 - 定電位電解式酸素センサ - Google Patents
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Description
このような定電位電解式酸素センサにおいては、検知原理上、作用電極に供給する被検ガスの量を制限することが必要であり、例えば、被検ガスを例えばピンホールを介して作用電極に供給する構造のものなどが提案されている(例えば特許文献1参照)。
被検ガスを導入するピンホールが貫通して形成された板状蓋部材の電解液側に位置される内面に、液不透過膜を介して、ガス透過性ベースフィルムに電極触媒層が形成されてなる作用電極が固定されており、
液不透過膜には、板状蓋部材のピンホールが連通し、作用電極のガス透過性ベースフィルムの外面が露出する貫通孔が形成されていることを特徴とする。
この定電位電解式酸素センサ10は、一端側部分(図1における左端側部分)に形成された上下方向に伸びる略円柱状の貫通孔よりなる感応部形成用空間12と、この感応部形成用空間12の他端側部分に並んで形成された、他端(図1における右端)に開口する電解液室形成用空間とを有する、全体が略箱型形状のケーシング11を備えており、感応部形成用空間12における略中間位置に形成された左右方向に伸びる連通孔14により、感応部形成用空間12と電解液室形成用空間とが互いに連通されている。図1および図2における符号15は、ケーング11における一端面に形成されたリード部材配置空間であって、例えば接着剤が充填されてシールされる。また、符号23は回路基板である。
閉塞部材20には、電解液室13内の内部空間をガス透過性疎水圧力調整膜21を介して外部に連通させる貫通孔22が形成されている。この貫通孔22の内径の大きさは、外部酸素の干渉防止のために、0.5〜9mm、例えば1mmであることが好ましい。
この定電位電解式酸素センサ10においては、参照電極50が上面側保護板25の下面側中央位置において例えば濾紙よりなる電解液保持層(図示せず)が介在された状態で設けられており、電解液室13内の電解液が連通孔14を介して感応部形成用空間12に流入されることにより参照電極50が電解液中に浸漬された状態とされる。
参照電極50は、通気性と撥水性を備えたフッ素系樹脂の多孔質膜などよりなるガス透過性ベースフィルムの一面上における全面に、例えば白金、金、ルテニウム、パラジウムなどの微粒子、または、これらの混合物や合金などがバインダーと共に焼成されてなる電極触媒層が形成されて構成されている。なお、参照電極50は、金属単体により構成することもできる。
作用電極30の固定方法について具体的に説明すると、図3に示すように、作用電極30のガス透過性ベースフィルム31の外面における周縁部が例えば中央位置に貫通孔33Aが形成された円板状の両面粘着テープ33(液不透過膜)により板状蓋部材35の内面に接着されると共に、上面側保護板25の外面側において、作用電極30に密着される電解液保持層28の周囲を囲むよう配置された例えばO−リング29よりなるシール部材によって、ガス透過性ベースフィルム31の内面における周縁部が押圧された状態で、固定されている。
ここに、板状蓋部材35におけるピンホール36の内径の大きさは、ピンホールが均一な内径を有するものである場合において、実用上、1.0〜200μmであり、例えば80μmである。
図1〜図3に示す構成に従って、本発明に係る定電位電解式酸素センサを作製し、以下に示す方法による衝撃試験を行った。この定電位電解式酸素センサにおいては、板状蓋部材におけるピンホールの内径の大きさが80μmであり、作用電極の大きさ(外径)が15mm、電極触媒層の外径が10mm、厚みが0.3mmであり、液不透過膜として厚みが0.2mm、外径の大きさが15mm、貫通孔の内径の大きさが2mmである両面粘着テープを用いた。
衝撃試験は、JIS T8201の規格に準じて、厚さ30±5mmの杉板をコンクリート上に置き、定電位電解式酸素センサを杉板の表面から100〜110mmの高さ位置から自然(自由)落下させたときの、衝撃による指示変動の状態を調べた。結果を図4に示す。
実験例1において作製した定電位電解式酸素センサにおいて、作用電極を両面粘着テープによって板状蓋部材に固定するのではなく、ガス透過性ベースフィルムの内面における周縁部を単にO−リングによって押圧状態で、板状蓋部材に対して固定した構成としたことの他は実験例1と同様の構成を有する比較用の定電位電解式酸素センサを作製し、実験例1と同様の衝撃試験を行った。結果を図5に示す。
実験例1において、両面粘着テープ(液不透過膜)における貫通孔の内径の大きさを、(a)3mm、(b)4mm、(c)5mm、(d)6mmと変更したことの他は、実験例1において作製した定電位電解式酸素センサと同様の構成を有する4種類の本発明に係る定電位電解式酸素センサを作製し、各々の定電位電解式酸素センサについて、実験例1と同様の衝撃試験を行った。結果を図6に示す。図6において、自然(自由)落下により衝撃が加えられた時点は、計測開始から約10秒経過した時点である。
11 ケーシング
12 感応部形成用空間
13 電解液室
14 連通孔
15 リード部材配置空間
16 上面側蓋部材
17 防塵フィルター
18 下面側蓋部材
20 閉塞部材
21 ガス透過性疎水圧力調整膜
22 貫通孔
23 回路基板
25 上面側保護板
25A 通孔
28 電解液保持層
29 O−リング
30 作用電極
31 ガス透過性ベースフィルム
32 電極触媒層
33 両面粘着テープ
33A 貫通孔
35 板状蓋部材
36 ピンホール
37 O−リング
45 スリップリング
50 参照電極
53 対極
55 下面側保護板
55A 通孔
57 O−リング
58 キャップ部材
58A ガス排出用貫通孔
59 スリップリング
Claims (3)
- 電解液室を形成するケーシングに、少なくとも作用電極と対極とが設けられてなる定電位電解式酸素センサにおいて、
被検ガスを導入するピンホールが貫通して形成された板状蓋部材の電解液側に位置される内面に、液不透過膜を介して、ガス透過性ベースフィルムに電極触媒層が形成されてなる作用電極が固定されており、
液不透過膜には、板状蓋部材のピンホールが連通し、作用電極のガス透過性ベースフィルムの外面が露出する貫通孔が形成されていることを特徴とする定電位電解式酸素センサ。 - 液不透過膜の貫通孔の内径の大きさが、0.2〜5mmであることを特徴とする請求項1に記載の定電位電解式酸素センサ。
- 液不透過膜が粘着剤により板状蓋部材に固定されており、作用電極は、そのガス透過性ベースフィルムの外面が粘着剤により液不透過膜に固定されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の定電位電解式酸素センサ。
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