JP7337436B2 - reference electrode - Google Patents

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Description

本発明は、参照電極に関し、特に、pHセンサ等のセンサに用いる参照電極に関する。 The present invention relates to reference electrodes, and more particularly to reference electrodes used in sensors such as pH sensors.

基準電極と作用電極との間の電位差からpH値、溶液中のイオン濃度や酸化還元電位を測定する電位差測定装置が知られている。電位差測定装置において、基準電極(以下、参照電極とも称する)は一定の電位を示し、作用電極と共に測定対象の液体等に接触させて、電位の基準とするために用いられる。 Potentiometers are known that measure pH values, ion concentrations in solutions, and oxidation-reduction potentials from the potential difference between a reference electrode and a working electrode. In a potentiometric measuring device, a reference electrode (hereinafter also referred to as a reference electrode) exhibits a constant potential, and is used as a potential reference by bringing it into contact with the liquid to be measured together with the working electrode.

参照電極は、電解質である内部液及び内部液に浸漬された電極が容器内に収容されて構成される。当該容器には、測定対象に接触する部分に設けられた開口部と、当該開口部に充填された水分透過性の物質とからなる液絡部が設けられる。内容液は、液絡部を介して、測定対象との電気的接続を保つ。 The reference electrode is configured by housing an internal liquid as an electrolyte and an electrode immersed in the internal liquid in a container. The container is provided with an opening provided in a portion that comes into contact with the object to be measured, and a liquid junction made up of a moisture-permeable substance filled in the opening. The content liquid maintains electrical connection with the measurement target through the liquid junction.

液絡部は、通常、測定対象が液絡部内に入り込まず、かつ、測定対象に内部液が過剰に混入して測定結果に影響しない程度に、内容液が少量ずつ流出するように設計される。 The liquid junction is usually designed so that the content liquid flows out little by little to the extent that the measurement target does not enter the liquid junction and the internal liquid does not excessively mix into the measurement target and affect the measurement result. .

例えば、特許文献1には、液絡部および通気孔を形成した容器と、この容器内に充填されたゲル状の内部液と、この内部液に浸漬されるように設けた内部電極と、内部液と通気孔の間に位置して圧力に応じて変形し、かつ水蒸気を透過しない材料よりなる圧力調整層とからなる比較電極が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a container in which a liquid junction and a vent hole are formed, a gel-like internal liquid filled in the container, an internal electrode provided so as to be immersed in the internal liquid, and an internal A reference electrode is disclosed which consists of a pressure control layer which is positioned between the liquid and the vent hole, deforms in response to pressure, and is made of a material which is impermeable to water vapor.

特開2005-77252号公報JP 2005-77252 A

例えば、上記のような参照電極を用いたpHセンサによって、例えば農作物の生育環境を長期間にわたってモニタリングするような場合、気温の変化によって、高温の環境にさらされる場合がある。また、上記のような参照電極を用いたpHセンサは、輸送や保管の際に、高温の環境に置かれたり、負圧の環境に置かれたりする場合がある。 For example, when a pH sensor using a reference electrode as described above is used to monitor the growing environment of agricultural crops over a long period of time, it may be exposed to a high-temperature environment due to temperature changes. Further, the pH sensor using the reference electrode as described above may be placed in a high temperature environment or a negative pressure environment during transportation or storage.

このように、高温又は負圧の環境に置かれると、参照電極容器内の内部液とともに存在する気体(空気)の体積変化によって内部液が押し出され、液絡部から内部液が過剰に流出し、内部液が枯渇して測定ができなくなることが課題となっていた。また、上記のように温度や圧力の影響で内容液の流出が加速されると、長時間継続してpHをモニタリングするようなシステムで、安定してpHセンサを使用することが困難であることが課題となっていた。 In this way, when placed in an environment of high temperature or negative pressure, the internal liquid is pushed out by the change in volume of the gas (air) that exists together with the internal liquid in the reference electrode container, and the internal liquid flows out excessively from the liquid junction. However, there was a problem that the internal liquid was depleted and the measurement became impossible. In addition, when the outflow of the content liquid is accelerated by the influence of temperature and pressure as described above, it is difficult to stably use the pH sensor in a system that continuously monitors pH for a long time. was an issue.

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、圧力や温度が大きく変動する環境下でも長時間内部液を保持することが可能であり、環境の変化に関わらず長時間継続して使用可能である参照電極を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is capable of retaining the internal liquid for a long time even in an environment where the pressure and temperature fluctuate greatly, and can continue for a long time regardless of changes in the environment. The object is to provide a usable reference electrode.

本発明の参照電極は、内部空間を画定しかつ前記内部空間と外部とを連通させる第1の開口部及び前記内部空間と外部とを連通させる第2の開口部を有する容器と、前記内部空間に挿入された内部電極と、前記第1の開口部に多孔質部材が充填されて形成された液絡部と、前記第2の開口部を覆うように設けられ、通気性を有する通気性部材と、を有することを特徴とする。 The reference electrode of the present invention comprises a container defining an internal space and having a first opening that communicates the internal space with the outside and a second opening that communicates the internal space with the outside; a liquid junction formed by filling the first opening with a porous member; and an air-permeable member provided to cover the second opening and having air permeability. and.

実施例1の参照電極の構成の概要を示す斜視図である。4 is a perspective view showing the outline of the configuration of the reference electrode of Example 1. FIG. 実施例1の参照電極の内部構成を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the reference electrode of Example 1. FIG. 実施例2の参照電極の構成の概要を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing the outline of the configuration of the reference electrode of Example 2; 実施例2の参照電極の内部構成を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a reference electrode of Example 2; 実施例3の参照電極の構成の概要を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing the outline of the configuration of the reference electrode of Example 3; 実施例3の参照電極の内部構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a reference electrode of Example 3;

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。 Examples of the present invention will be described in detail below. In the following description and accompanying drawings, substantially the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.

図1は、本実施例の参照電極10の構成を示す斜視図である。容器11は、側部12、底部13及び蓋部14が一体的に形成されて内部空間を画定するガラスまたはプラスチック製の容器である。 FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the reference electrode 10 of this embodiment. The container 11 is a container made of glass or plastic with a side portion 12, a bottom portion 13 and a lid portion 14 integrally formed to define an internal space.

側部12は、対向する開口を有する円筒状の形状を有し、底部13は、側部12の一方の開口を塞ぐように設けられ、蓋部14が側部の他方の開口を塞ぐように設けられている。 The side portion 12 has a cylindrical shape with opposed openings, the bottom portion 13 is provided so as to close one opening of the side portion 12, and the lid portion 14 is provided so as to close the other side opening. is provided.

底部13は、側部12の円筒形状の中心軸に沿って容器の外方に向けて伸張している漏斗形状を有している。具体的には、底部13は、側部12の端部から側部12の円筒形状の中心軸に沿って伸張しかつ先端に向かって窄まるように傾斜している壁面を形成するテーパ部13Aを有する。 The bottom 13 has a funnel shape extending outwardly of the container along the cylindrical central axis of the side 12 . Specifically, the bottom portion 13 has a tapered portion 13A that forms a wall surface that extends from the end of the side portion 12 along the central axis of the cylindrical shape of the side portion 12 and tapers toward the tip. have

言い換えれば、テーパ部13Aは円錐台形状を有している。また、底部13は、当該テーパ部13Aの先端から伸張する環状の導出部13Bを有する。容器11においては、導出部13B及び導出部13Bの先端の第1の開口部13Cを介して容器11の内部空間と外部とが連通している。 In other words, the tapered portion 13A has a truncated cone shape. Further, the bottom portion 13 has an annular lead-out portion 13B extending from the tip of the tapered portion 13A. In the container 11, the inner space of the container 11 communicates with the outside through the lead-out portion 13B and the first opening 13C at the tip of the lead-out portion 13B.

蓋部14は、側部12の底部13が形成されている1の開口と対向する他の開口を塞ぐように設けられている円板状の部分である。蓋部14は、蓋部14を形成する円板の板面を貫通する第2の開口14Aを有している。第2の開口部14Aは、容器11の内部空間と外部とを連通させる。このように、側部12の対向する開口のうち底部13側に第1の開口部13Cが形成され、蓋部14側に第2の開口部14Aが形成されている。第2の開口14Aは、第1の開口部13Cに対向して設けられていてもよい。 The lid portion 14 is a disk-shaped portion provided so as to close the opening opposite to the opening in which the bottom portion 13 of the side portion 12 is formed. The lid portion 14 has a second opening 14A penetrating through the plate surface of the disk forming the lid portion 14 . The second opening 14A allows communication between the internal space of the container 11 and the outside. In this manner, the first opening 13C is formed on the bottom 13 side and the second opening 14A is formed on the lid 14 side of the facing openings of the side portion 12 . The second opening 14A may be provided facing the first opening 13C.

多孔質部材15は、多孔質ガラス(例えば、バイコールガラス(コーニング社製))、多孔質セラミックス、又は多孔質樹脂等の多孔質の材質からなる部材である。多孔質部材15は、導出部13Bの内側に充填されて第1の開口部13Cを塞ぐように配されている。また、多孔質部材15は、導出部13Bよりも長い寸法で設けられ、容器11の内部空間に突出している。 The porous member 15 is a member made of a porous material such as porous glass (for example, Vycor glass (manufactured by Corning)), porous ceramics, or porous resin. The porous member 15 is arranged so as to fill the inside of the lead-out portion 13B and block the first opening portion 13C. Moreover, the porous member 15 is provided with a dimension longer than that of the lead-out portion 13B and protrudes into the internal space of the container 11 .

多孔質部材16は、多孔質ガラス(例えば、バイコールガラス(コーニング社製))、多孔質セラミックス、又は多孔質樹脂等の多孔質の材料からなる部材である。多孔質部材16は、第1の開口部13Cを塞ぐ位置に配されている。 The porous member 16 is a member made of a porous material such as porous glass (for example, Vycor glass (manufactured by Corning)), porous ceramics, or porous resin. The porous member 16 is arranged at a position that closes the first opening 13C.

熱収縮フィルム17は、樹脂製のチューブであり、導出部13B及び多孔質部材16を外側から覆うように設けられている。熱収縮フィルム17は、多孔質部材16を、多孔質部材15に接しかつ第1の開口部13Cを塞ぐ位置に固定する。換言すれば、多孔質部材16は、熱収縮フィルム17によって容器11に取り付けられている。 The heat-shrinkable film 17 is a resin tube, and is provided so as to cover the lead-out portion 13B and the porous member 16 from the outside. The heat-shrinkable film 17 fixes the porous member 16 to a position that contacts the porous member 15 and closes the first opening 13C. In other words, the porous member 16 is attached to the container 11 by the heat shrinkable film 17 .

液絡部18は、導出部13B、多孔質部材15、多孔質部材16、及び熱収縮フィルム17によって構成されている。液絡部18において、多孔質部材15及び多孔質部材16は、容器11に内部液が収容されている場合に、当該内部液を浸透させつつ保持する。換言すれば、容器11は、液絡部18において内部液が保持されることで内部液を収容可能に構成されている。 The liquid junction portion 18 is composed of the lead-out portion 13B, the porous member 15, the porous member 16, and the heat-shrinkable film 17. As shown in FIG. In the liquid junction 18 , the porous member 15 and the porous member 16 hold the internal liquid while permeating it when the container 11 contains the internal liquid. In other words, the container 11 is configured to be able to contain the internal liquid by holding the internal liquid in the liquid junction 18 .

通気性部材19は、第2の開口部14Aの形状に対応する形状を有し、第2の開口部14Aを覆い、塞ぐように設けられている。通気性部材19は、例えば、第2の開口部14Aに嵌まり込む形状に形成されている。通気性部材19は、例えば、疎水性の多孔質樹脂により構成されている。通気性部材19は例えば疎水性フッ素樹脂多孔質フィルム等の材料が使用できる。当該疎水性フッ素樹脂多孔質フィルムは、例えば、PTFE(polytetrafluoroethylene)製であってもよい。なお、通気性部材19を構成する材料は、疎水性の多孔質樹脂に限られない。通気性部材19は、通気性を有し、液体を透過させず、湿気も透過させ難い性質を有していればよい。本明細書において、通気性部材19に関して、液体を透過させず湿気を透過させ難い性質を、非透湿性と称する。 The air-permeable member 19 has a shape corresponding to the shape of the second opening 14A, and is provided so as to cover and block the second opening 14A. The air-permeable member 19 is, for example, shaped to fit into the second opening 14A. The air-permeable member 19 is made of, for example, a hydrophobic porous resin. A material such as a hydrophobic fluorine resin porous film can be used for the air-permeable member 19 . The hydrophobic fluororesin porous film may be made of, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene). Note that the material forming the air-permeable member 19 is not limited to the hydrophobic porous resin. The air-permeable member 19 may be air-permeable, impermeable to liquids, and difficult to permeate moisture. In this specification, regarding the air-permeable member 19, the property of being impermeable to liquids and difficult to permeate moisture is referred to as moisture impermeability.

内部電極21は、蓋部14を介して容器11の内部空間に挿入された電極である。内部電極21の一端は、容器11に内部液が収容されている際に当該内部液に浸漬されるように設けられている。また、内部電極21の他端は、作用電極の内部電極(図示せず)に接続されている。内部電極21は、例えば、Ag/AgCl電極である。 The internal electrode 21 is an electrode inserted into the internal space of the container 11 via the lid portion 14 . One end of the internal electrode 21 is provided so as to be immersed in the internal liquid when the internal liquid is contained in the container 11 . The other end of the internal electrode 21 is connected to the internal electrode (not shown) of the working electrode. The internal electrodes 21 are Ag/AgCl electrodes, for example.

内部液23は、容器11の内部空間に収容されている。内部液23は、液絡部18の多孔質部材15及び多孔質部材16に浸透しつつ保持されている。内容液23は、電解質溶液であり、例えばKCl水溶液又はNaCl水溶液である。内容液23は、液絡部18を介して、外部に接続されている。また、上記したように、内部液23には、内部電極21が浸漬されている。 The internal liquid 23 is contained in the internal space of the container 11 . The internal liquid 23 is retained while permeating the porous members 15 and 16 of the liquid junction 18 . The content liquid 23 is an electrolyte solution, such as a KCl aqueous solution or an NaCl aqueous solution. The content liquid 23 is connected to the outside through the liquid junction 18 . Further, as described above, the internal electrode 21 is immersed in the internal liquid 23 .

例えば、参照電極10を用いたpHメーターによって液体のpHを測定する際に、液絡部18の先端が、測定対象の液体に浸漬される。内部液23は、液絡部18を介して測定対象の液体と電気的に導通される。同時に、例えば作用電極側に設けられたガラス電極(図示せず)も、当該測定対象の液体に浸漬される。この状態において、当該作用電極と参照電極10との間に電位差が生じる。当該電位差が検出されて測定対象の液体のpH値が得られる。 For example, when measuring the pH of a liquid with a pH meter using the reference electrode 10, the tip of the liquid junction 18 is immersed in the liquid to be measured. The internal liquid 23 is electrically connected to the liquid to be measured via the liquid junction 18 . At the same time, for example, a glass electrode (not shown) provided on the working electrode side is also immersed in the liquid to be measured. In this state, a potential difference is generated between the working electrode and the reference electrode 10 . The potential difference is detected to obtain the pH value of the liquid to be measured.

図2は、本実施例の参照電極10の構成を模式的に示す断面図である。図2を参照しつつ、参照電極10に内部液23が収容されている際に起こる現象について説明する。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the reference electrode 10 of this embodiment. A phenomenon that occurs when the internal liquid 23 is contained in the reference electrode 10 will be described with reference to FIG.

気層空間25は、参照電極10が直立している状態、すなわち垂直方向において液絡部を下側とし、蓋部14を上側とした姿勢において、内容液23の液面23Aと、蓋部14との間の容器11の内壁に囲まれた空間である。気層空間25は、気体で満たされている。また、参照電極10が当該直立している状態において、気層空間25は、通気性部材19に面している。 In the state where the reference electrode 10 is upright, that is, in the vertical direction, the liquid junction portion is on the lower side and the lid portion 14 is on the upper side. It is a space surrounded by the inner wall of the container 11 between. The air space 25 is filled with gas. In addition, the gas layer space 25 faces the air-permeable member 19 in the upright state of the reference electrode 10 .

タンク空間26は、参照電極10が直立している状態において液体を保持する空間である。換言すれば、内容液23は、容器11の内部空間のうちタンク空間26に収容されている。 The tank space 26 is a space that holds liquid when the reference electrode 10 is upright. In other words, the content liquid 23 is contained in the tank space 26 of the internal space of the container 11 .

容器11内の圧力が外部の圧力よりも上昇すると、気層空間25の気体の一部が通気性部材19を介して外部に排出される。また、容器11内の圧力が外部の圧力よりも低くなると、通気性部材19を介して外気が気層空間25に流入する。 When the pressure inside the container 11 rises above the outside pressure, part of the gas in the air layer space 25 is discharged to the outside through the air-permeable member 19 . Also, when the pressure inside the container 11 becomes lower than the outside pressure, outside air flows into the air layer space 25 through the air-permeable member 19 .

例えば、参照電極10の周囲の温度が上昇した場合、気層空間25の気体の体積が増大し、容器11内の圧力が上昇して外部の圧力よりも高くなる。この場合、通気性部材19は通気性を有しているため、容器11内の圧力の外部の圧力との差は、気層空間25の気体の一部が通気性部材19を介して外部に排出されることで緩和されて圧力調整がなされる。そして、外部の圧力と内部の圧力同等となり、容器11内の圧力の上昇によって液絡部18から内容液23が流出することを防止することができる。 For example, when the temperature around the reference electrode 10 rises, the volume of the gas in the gas layer space 25 increases and the pressure inside the container 11 rises to become higher than the outside pressure. In this case, since the air-permeable member 19 has air-permeability, the difference between the pressure inside the container 11 and the pressure outside the container 11 is such that part of the gas in the air space 25 is released to the outside through the air-permeable member 19 . Pressure is adjusted by being relieved by being discharged. Then, the external pressure becomes equal to the internal pressure, and it is possible to prevent the content liquid 23 from flowing out from the liquid junction 18 due to an increase in the internal pressure of the container 11 .

例えば、参照電極10の周囲の温度が低下した場合、気層空間25の気体の体積が減少し、容器11内の圧力が低下して外部の圧力よりも低くなる。当該圧力低下は、通気性部材19を介して外気が気層空間25に流入することで調整される。従って、液絡部18から外気又は測定液等の外部の液体が流入することを防止することができる。 For example, when the temperature around the reference electrode 10 drops, the volume of the gas in the gas layer space 25 will decrease, and the pressure inside the container 11 will drop and become lower than the external pressure. The pressure drop is adjusted by the outside air flowing into the air layer space 25 via the air-permeable member 19 . Therefore, it is possible to prevent external liquid such as outside air or liquid to be measured from flowing in from the liquid junction 18 .

また、例えば、参照電極10の外部の気圧と内部の気圧との間に差が生じた場合、気層空間25の気体の一部が通気性部材19を介して流入又は流出することで外部との圧力差が緩和される。このように圧力調整されることで参照電極10の外部との圧力差が生じたことによる液絡部18から内容液23が流出することを防止することができる。 Further, for example, when there is a difference between the atmospheric pressure outside the reference electrode 10 and the atmospheric pressure inside, part of the gas in the gas layer space 25 flows in or out through the air-permeable member 19, thereby pressure difference is relaxed. By adjusting the pressure in this way, it is possible to prevent the content liquid 23 from flowing out from the liquid junction 18 due to the pressure difference between the reference electrode 10 and the outside.

通気性部材19は、液体を透過させず、湿気も透過させ難いので、内容液の減少を抑制することができる。 The air-permeable member 19 is impermeable to liquids and difficult to permeate moisture, so it is possible to suppress the reduction of the content liquid.

参照電極10は、上記のような構成を有していることで、内部液23を容器11内に長時間保持することができる。 Since the reference electrode 10 has the structure described above, the internal liquid 23 can be retained in the container 11 for a long time.

さらに、温度や気圧の変化によって気層空間25の気体の出入りによる圧力調整繰り返しても、参照電極10の構成部材は変形せず、当該構成部材に可動部もないことから、参照電極10は耐久性が高いといえる。 Furthermore, even if the pressure is repeatedly adjusted by entering and exiting the gas layer space 25 due to changes in temperature and atmospheric pressure, the constituent members of the reference electrode 10 do not deform, and since the constituent members do not have any moving parts, the reference electrode 10 is durable. It can be said that the quality is high.

以上、説明したように、実施例1の参照電極10によれば、参照電極10の周囲の温度又は気圧等の影響で容器11内の圧力と外部との圧力に差が生じた場合、通気性部材19を介して気層空間25の気体を外部との間で出入りさせることができる。これによって、周囲との圧力差が解消され、圧力差による液絡部18を介しての内部液23の流出、外気又は外部の液体の流入を防止することができる。従って、例えば、長時間にわたる連続測定が内部液の枯渇によって中断されることを防止することができる。また、例えば、外気又は外部の液体の流入による測定精度の低下等の不具合を防止することができる。 As described above, according to the reference electrode 10 of Example 1, when there is a difference between the pressure inside the container 11 and the pressure outside due to the influence of the temperature or air pressure around the reference electrode 10, the gas permeability is reduced. The gas in the air layer space 25 can enter and leave the outside through the member 19 . As a result, the pressure difference with the surroundings is eliminated, and the outflow of the internal liquid 23 and the inflow of external air or liquid through the liquid junction 18 due to the pressure difference can be prevented. Therefore, for example, continuous measurement over a long period of time can be prevented from being interrupted due to depletion of the internal liquid. In addition, for example, it is possible to prevent problems such as deterioration of measurement accuracy due to inflow of outside air or outside liquid.

従って、圧力や温度が大きく変動する環境下でも長時間内部液を保持することが可能であり、環境の変化に関わらず長時間継続して使用可能である参照電極を提供することができる。 Therefore, it is possible to retain the internal liquid for a long time even in an environment where the pressure and temperature fluctuate greatly, and it is possible to provide a reference electrode that can be used continuously for a long time regardless of changes in the environment.

図3は、本実施例の参照電極30の構成を示す斜視図である。図3において、実施例1の参照電極10と実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。 FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the reference electrode 30 of this embodiment. In FIG. 3, portions that are substantially the same as or equivalent to the reference electrode 10 of Example 1 are denoted by the same reference numerals.

参照電極30は、仕切り板31を有している点において参照電極10と異なり、その余の点においては参照電極10と同様に構成されている。 The reference electrode 30 is different from the reference electrode 10 in that it has a partition plate 31, and is configured similarly to the reference electrode 10 in other respects.

仕切り板31は、容器11の側部12の断面に対応する円形の形状を有する板状の部材である。仕切り板31は、容器11の内部空間を通気性部材19が設けられている側の空間である気層空間25と、液絡部18が設けられている側の空間であり、液体を保持する空間であるタンク空間26と、の2つの空間に仕切るように設けられている。 The partition plate 31 is a plate-like member having a circular shape corresponding to the cross section of the side portion 12 of the container 11 . The partition plate 31 divides the internal space of the container 11 into an air layer space 25 on the side where the air-permeable member 19 is provided and a space on the side where the liquid junction 18 is provided, and holds the liquid. It is provided so as to partition into two spaces, a tank space 26 which is a space.

細孔32は、仕切り板31の1の主面から他の主面まで貫通して設けられた少なくとも1つの細孔である。図3は、仕切り板31に5つの細孔32が設けられている例を示している。 The pore 32 is at least one pore penetrating from one main surface of the partition plate 31 to the other main surface. FIG. 3 shows an example in which the partition plate 31 is provided with five holes 32 .

細孔32は、気層空間25とタンク空間26との間で気体を通過させかつ液体を通過させないサイズで形成されている。例えば、細孔32は、参照電極30において使用される内容液の通過を表面張力によって防ぐことができるサイズで形成される。細孔32は、例えば、φ1mm以下、長さ3mm以上のサイズで設けられてもよい。また、細孔32のサイズは、使用する内容液の粘度等の性質に応じて最適化されてもよい。 The pores 32 are formed with a size that allows gas to pass through between the gas layer space 25 and the tank space 26 but does not allow liquid to pass through. For example, the pores 32 are formed with a size that can prevent passage of the content liquid used in the reference electrode 30 by surface tension. The pores 32 may be provided with a size of 1 mm or less in diameter and 3 mm or more in length, for example. Also, the size of the pores 32 may be optimized according to properties such as the viscosity of the content liquid to be used.

図4は、参照電極30の内部構成を模式的に示す断面図である。図4を参照しつつ、参照電極30に内部液23が充填されている際に起こる現象について説明する。 FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the internal configuration of the reference electrode 30. As shown in FIG. A phenomenon that occurs when the reference electrode 30 is filled with the internal liquid 23 will be described with reference to FIG.

図4に示すように、容器11の内部空間が仕切り板31によって気層空間25とタンク空間26との2つの空間に仕切られている。参照電極30が直立している状態、すなわち垂直方向において液絡部18を下側とし、蓋部14を上側とした姿勢において、気層空間25は、気体で満たされている。また、気層空間25は、通気性部材19に面している。タンク空間26には、内部液23が収容されている。また、仕切り板31は、内容液23の液面23Aに平行に設けられている。 As shown in FIG. 4 , the internal space of the container 11 is partitioned into two spaces, an air layer space 25 and a tank space 26 , by a partition plate 31 . In a state in which the reference electrode 30 is upright, that is, in a posture in which the liquid junction portion 18 is on the lower side and the lid portion 14 is on the upper side in the vertical direction, the gas layer space 25 is filled with gas. Also, the air space 25 faces the air-permeable member 19 . The tank space 26 contains the internal liquid 23 . Moreover, the partition plate 31 is provided parallel to the liquid surface 23A of the content liquid 23 .

参照電極10の場合と同様に、参照電極30が高温又は低圧の環境に置かれた場合等、容器11の内部と外部との間に圧力差が生じると、気層空間25の気体が通気性部材19を介して出入りする。これによって、気層空間25の内圧が調整される。 As in the case of the reference electrode 10, when the reference electrode 30 is placed in a high-temperature or low-pressure environment, when a pressure difference occurs between the inside and outside of the container 11, the gas in the air space 25 becomes breathable. Entry and exit via member 19 . Thereby, the internal pressure of the air space 25 is adjusted.

加えて、気層空間25及びタンク空間26に存在する気体が細孔32を介して出入りすることで、タンク空間26の内圧が調整される。 In addition, the internal pressure of the tank space 26 is adjusted by the gas existing in the air layer space 25 and the tank space 26 entering and exiting through the pores 32 .

このように、参照電極30において、通気性部材19及び細孔32を介しての気体の出入りによって、容器11内の圧力が調整される。 Thus, in the reference electrode 30 , the pressure inside the container 11 is adjusted by the inflow and outflow of the gas through the air-permeable member 19 and the pores 32 .

ここで、参照電極30が当該直立している姿勢から傾いた状態となっても、内容液23は、仕切り板31によって気層空間25から隔てられているので、通気性部材19に達しない。また、細孔32は液体を透過させないため、内部液23は、液絡部18が設けられている側の空間内に保持され、気層空間25には流れ込まない。 Here, even if the reference electrode 30 is tilted from the upright posture, the content liquid 23 is separated from the air space 25 by the partition plate 31 and therefore does not reach the air-permeable member 19 . In addition, since the pores 32 do not allow liquid to pass therethrough, the internal liquid 23 is retained in the space on the side where the liquid junction 18 is provided and does not flow into the gas layer space 25 .

従って、参照電極30において、参照電極30の姿勢に関わらず、通気性部材19が気層空間25に接している状態が維持される。例えば、参照電極30は、周囲の環境の温度が高温や低圧となるなど、どのような姿勢で置かれていても、通記性部材19を介した気層空間25への気体の出入りが可能であり、内圧調整が可能である。 Accordingly, in the reference electrode 30 , the state in which the air-permeable member 19 is in contact with the air space 25 is maintained regardless of the orientation of the reference electrode 30 . For example, the reference electrode 30 allows gas to enter and exit the gas layer space 25 via the communicative member 19 regardless of the position of the reference electrode 30, such as when the temperature of the surrounding environment is high or low. and the internal pressure can be adjusted.

従って、圧力や温度が大きく変動する環境下でも、参照電極の姿勢に関わらず、長時間内部液を保持することが可能であり、長時間継続して使用可能である参照電極を提供することができる。 Therefore, it is possible to retain the internal liquid for a long time regardless of the orientation of the reference electrode even in an environment where the pressure and temperature fluctuate greatly, and to provide a reference electrode that can be used continuously for a long time. can.

図5は、本実施例の参照電極40の構成を示す斜視図である。図5において、実施例1の参照電極10と実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。 FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the reference electrode 40 of this embodiment. In FIG. 5, portions substantially the same as or equivalent to the reference electrode 10 of Example 1 are denoted by the same reference numerals.

参照電極40は、仕切り膜41を有している点において参照電極10と異なり、その余の点においては参照電極10と同様に構成されている。 The reference electrode 40 differs from the reference electrode 10 in that it has a partition film 41, and is configured similarly to the reference electrode 10 in other respects.

仕切り膜41は、容器11の側部12の断面に対応する円形の形状を有する膜状の部材である。仕切り膜41は、通気性部材19が設けられている側の空間である気層空間25と、液絡部18が設けられている側の空間であり、液体を保持する空間であるタンク空間26と、の2つの空間に仕切るように設けられている。 The partition membrane 41 is a membrane member having a circular shape corresponding to the cross section of the side portion 12 of the container 11 . The partition membrane 41 includes an air layer space 25 which is a space on the side where the air-permeable member 19 is provided, and a tank space 26 which is a space on the side where the liquid junction part 18 is provided and holds liquid. , and are provided so as to be partitioned into two spaces.

仕切り膜41は、表面が疎水性を有し、かつ、多孔質の膜である。例えば、仕切り膜41は、多孔質の樹脂膜からなる。仕切り膜41は、液体を透過させないサイズの細孔を有する。例えば、仕切り膜41には、ポリエチレン製の多孔質膜を用いることができる。 The partition membrane 41 is a porous membrane having a hydrophobic surface. For example, the partition membrane 41 is made of a porous resin membrane. The partition membrane 41 has pores of a size impermeable to liquid. For example, the partition membrane 41 can be a polyethylene porous membrane.

図6は、参照電極40の内部構成を模式的に示す断面図である。図6を参照しつつ、参照電極40に内部液23が収容されている際に起こる現象について説明する。 FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the internal configuration of the reference electrode 40. As shown in FIG. A phenomenon that occurs when the internal liquid 23 is contained in the reference electrode 40 will be described with reference to FIG.

図6に示すように、容器11の内部空間が仕切り膜41によって気層空間25とタンク空間26との2つの空間に仕切られている。参照電極40が直立している状態、すなわち垂直方向において液絡部18を下側とし、蓋部14を上側とした姿勢において、気層空間25は、気体で満たされている。また、気層空間25は、通気性部材19に面している。タンク空間26には、内部液23が収容されている。また、仕切り膜41は、内容液23の液面23Aに平行に設けられている。 As shown in FIG. 6, the internal space of the container 11 is partitioned into two spaces, an air layer space 25 and a tank space 26, by a partition membrane 41. As shown in FIG. In a state in which the reference electrode 40 is upright, that is, in a posture in which the liquid junction portion 18 is on the lower side and the lid portion 14 is on the upper side in the vertical direction, the air space 25 is filled with gas. Also, the air space 25 faces the air-permeable member 19 . The tank space 26 contains the internal liquid 23 . Moreover, the partition membrane 41 is provided parallel to the liquid surface 23A of the content liquid 23 .

参照電極10の場合と同様に、参照電極30が高温又は低圧の環境に置かれた場合等、容器11の内部と外部との間に圧力差が生じると、気層空間25の気体が通気性部材19を介して出入りする。これによって、気層空間25の内圧が調整される。 As in the case of the reference electrode 10, when the reference electrode 30 is placed in a high-temperature or low-pressure environment, when a pressure difference occurs between the inside and outside of the container 11, the gas in the air space 25 becomes breathable. Entry and exit via member 19 . Thereby, the internal pressure of the air space 25 is adjusted.

加えて、仕切り膜41は、多孔質であるため、気層空間25及びタンク空間26に存在する気体を通過させる。容器11の内部と外部との間に圧力差が生じた場合、気層空間25とタンク空間26との間で仕切り膜41を介して気体が出入りすることで、タンク空間26の内圧が調整される。 In addition, since the partition membrane 41 is porous, it allows the gas existing in the gas layer space 25 and the tank space 26 to pass through. When a pressure difference occurs between the inside and the outside of the container 11, the internal pressure of the tank space 26 is adjusted by the gas entering and exiting between the gas layer space 25 and the tank space 26 via the partition membrane 41. be.

このように、参照電極40において、通気性部材19及び仕切り膜41を介しての気体の出入りによって、容器11内の圧力が調整される。 Thus, in the reference electrode 40 , the pressure inside the container 11 is adjusted by the gas entering and exiting through the gas-permeable member 19 and the partition membrane 41 .

参照電極40は、当該直立している姿勢から傾いた状態となっても、内容液23は、仕切り膜41によって気層空間25から隔てられているので、通気性部材19に達しない。また、仕切り膜41は液体を透過させないため、内部液23は、タンク空間26内に保持され、気層空間25には流れ込まない。従って、当該圧力差による液絡部18からの内部液23の漏出が防止される。 Even if the reference electrode 40 is tilted from the upright posture, the content liquid 23 is separated from the gas layer space 25 by the partition membrane 41 and therefore does not reach the air-permeable member 19 . In addition, since the partition membrane 41 does not allow liquid to permeate, the internal liquid 23 is retained in the tank space 26 and does not flow into the gas layer space 25 . Therefore, leakage of the internal liquid 23 from the liquid junction 18 due to the pressure difference is prevented.

従って、本実施例の参照電極40によれば、参照電極40が傾いた場合や、内容液23を補充したりする際にも、内容液23が気層空間25に入りこむことを確実に防止することができる。 Therefore, according to the reference electrode 40 of the present embodiment, even when the reference electrode 40 is tilted or when the content liquid 23 is replenished, the content liquid 23 is reliably prevented from entering the gas layer space 25. be able to.

従って、圧力や温度が大きく変動する環境下でも、設置状態や内容液の補充作業による内容液の損失が少なく、長時間内部液を保持することが可能であり、長時間継続して使用可能である参照電極を提供することができる。 Therefore, even in an environment where the pressure and temperature fluctuate greatly, there is little loss of the content liquid due to installation conditions or replenishment of the content liquid, it is possible to retain the internal liquid for a long time, and it can be used continuously for a long time. A reference electrode can be provided.

なお、上記の実施例において、容器11がガラス容器である例について説明したが、これに限られない、例えば、容器11は樹脂製でもよい。容器11を構成する材料は、耐薬品性など、内部溶液及び測定対象物の性質に応じて適宜選択可能である。 In the above embodiment, an example in which the container 11 is a glass container has been described, but the container 11 is not limited to this. For example, the container 11 may be made of resin. The material forming the container 11 can be appropriately selected according to the properties of the internal solution and the object to be measured, such as chemical resistance.

また、上記の実施例において、交換可能な多孔質部材16を用いた液絡部18の構成の例について説明したが、これに限られない。液絡部18は、多孔質部材16及び熱収縮フィルム17を有さずに構成されていてもよい。液絡部18は、内部液23が測定対象と導通するように形成されていればよい
なお、内部電極21は、Ag/AgCl電極である例について説明したが、これに限られない。例えば、一定の電位を示し、電位差測定の際に電位の基準となり得る電極であればよい。
Also, in the above embodiment, an example of the configuration of the liquid junction 18 using the replaceable porous member 16 has been described, but the configuration is not limited to this. The liquid junction 18 may be configured without the porous member 16 and the heat-shrinkable film 17 . The liquid junction 18 may be formed so that the internal liquid 23 is electrically connected to the object to be measured. Although an example in which the internal electrode 21 is an Ag/AgCl electrode has been described, the present invention is not limited to this. For example, any electrode may be used as long as it exhibits a constant potential and can be used as a potential reference when measuring a potential difference.

上述した実施例における構成は例示に過ぎず、用途等に応じて適宜変更可能である。 The configurations in the above-described embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate according to the application.

10 参照電極
11 容器
12 側部
13 底部
13A テーパ部
13B 導出部
13C 第1の開口部
14 蓋部
14A 第2の開口部
15 多孔質部材
16 多孔質部材
17 熱収縮フィルム
18 液絡部
21 内部電極
23 内部液
25 気層
31 仕切り板
32 細孔
41 仕切り膜
10 reference electrode 11 container 12 side portion 13 bottom portion 13A tapered portion 13B outlet portion 13C first opening portion 14 lid portion 14A second opening portion 15 porous member 16 porous member 17 heat shrink film 18 liquid junction portion 21 internal electrode 23 internal liquid 25 gas layer 31 partition plate 32 pore 41 partition membrane

Claims (5)

内部空間を画定しかつ前記内部空間と外部とを連通させる第1の開口部及び前記内部空間と外部とを連通させる第2の開口部を有する容器と、
前記内部空間に挿入された内部電極と、
前記第1の開口部に多孔質部材が充填されて形成された液絡部と、
前記第2の開口部を覆うように設けられ、通気性を有する通気性部材と、
前記容器の内側に設けられ、前記内部空間を、前記液絡部を含む側の空間と前記通気性部材を含む側の空間とに仕切る仕切り板と、を有し、
前記仕切り板は、1の主面から他の主面まで貫通して設けられた少なくとも1つの細孔を有し、
前記細孔は、直径よりも長さが大きく前記仕切り板によって仕切られた2つの空間の間で気体を通過させかつ液体を通過させないサイズで形成されている
ことを特徴とする参照電極。
a container defining an internal space and having a first opening that communicates the internal space with the outside and a second opening that communicates the internal space with the outside;
an internal electrode inserted into the internal space;
a liquid junction formed by filling the first opening with a porous member;
a breathable member provided to cover the second opening and having breathability;
a partition plate provided inside the container for partitioning the internal space into a space containing the liquid junction and a space containing the air-permeable member;
The partition plate has at least one pore penetrating from one main surface to the other main surface,
The reference electrode, wherein the fine pores have a length larger than a diameter and are formed in a size that allows gas to pass through but does not allow liquid to pass between the two spaces partitioned by the partition plate.
前記第1の開口部と前記第2の開口部とが対向して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の参照電極。 2. The reference electrode according to claim 1, wherein said first opening and said second opening are provided facing each other. 前記通気性部材は、非透湿性を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の参照電極。 3. The reference electrode according to claim 1 , wherein the air-permeable member is impermeable to moisture. 前記通気性部材は、多孔質樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1つに記載の参照電極。 4. The reference electrode according to any one of claims 1 to 3 , wherein the air-permeable member is made of porous resin. 前記通気性部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1つに記載の参照電極。 5. The reference electrode according to claim 1, wherein said air-permeable member is made of fluororesin.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005077252A (en) 2003-09-01 2005-03-24 Horiba Ltd Comparing electrode and ion concentration meter
US20080128294A1 (en) 2003-04-28 2008-06-05 Dunn Darrell S Semi-permanent reference electrode
JP2009156670A (en) 2007-12-26 2009-07-16 Horiba Ltd Comparison electrode

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57360Y2 (en) * 1977-01-31 1982-01-06
JP3451145B2 (en) * 1994-11-25 2003-09-29 東亜ディーケーケー株式会社 Pressurized composite electrode

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080128294A1 (en) 2003-04-28 2008-06-05 Dunn Darrell S Semi-permanent reference electrode
JP2005077252A (en) 2003-09-01 2005-03-24 Horiba Ltd Comparing electrode and ion concentration meter
JP2009156670A (en) 2007-12-26 2009-07-16 Horiba Ltd Comparison electrode

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