JP7350968B1 - 電気化学式ガスセンサ、電気化学式ガス測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間にわたって、安定かつ高応答の出力特性を得る。【解決手段】電気化学式ガスセンサ１０は、電解液が収容されるケーシング１１と、電解液が介在するように配置される陽極３０及び陰極３５と、陽極３０及び陰極３５から離間し且つ電解液と接触する状態で配置され、陽極３０と比較してイオン化傾向が大きい金属を含む犠牲部材８０を備える。対象ガスが陰極３５で還元される際に電解液に溶け出した陽極３０が、犠牲部材８０の表面に析出されるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、電気化学式ガスセンサ等に関する。

ガルバニ電池式ガスセンサ等の電気化学式ガスセンサは、例えば、ケーシング内に貯留される電解液を介して陽極及び陰極を配置しておき、測定対象となるガスが陰極で還元される際に電極間に流れる電流を、陽極及び陰極の各々に接続されるリード部材を介して検出する。この種の電気化学式ガスセンサは、簡素な構成であり、かつ、常温作動が可能という利点を有することから、例えば、酸欠状態のチェックするための酸素センサ等で使用されている。

また、近年は、鉛（Ｐｂ）のような有害物質を使用しない陽極を用いた電気化学式センサ、例えば、スズまたはスズの合金を陽極に用いた電気化学式ガスセンサが提案されている（特許文献１参照）。

特許第６９８５５３３号

この種の電気化学式ガスセンサは、陰極で対象ガスが還元されると同時に、陽極の金属が電解液に溶け出すので、経時的に、電解液中の陽極の金属塩または金属水酸化物の濃度が上昇する。本発明者らの未公知の研究によると、例えば陽極にスズ（Ｓｎ）を採用する際、電解液中のスズイオン（スズ塩またはスズ水酸化物）濃度が上昇すると、電気化学式ガスセンサにおけるガス濃度の指示値（出力値）が低下したり、ガス濃度の変化に対する電気化学式ガスセンサの出力応答速度が低下したりする現象が発生することが明らかとなった。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、長期間にわたって、安定かつ高応答の出力特性が得られる電気化学式ガスセンサ等を提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、電解液が収容されるケーシングと、前記電解液が介在するように配置される陽極及び陰極と、前記陽極及び前記陰極から離間し且つ前記電解液と接触する状態で配置され、前記陽極と比較してイオン化傾向が大きい金属を含む犠牲部材と、を備え、対象ガスが前記陰極で還元される際に前記電解液に溶け出した前記陽極が、前記犠牲部材の表面に析出されることを特徴とする電気化学式ガスセンサである。

上記電気化学式ガスセンサに関連して、前記陽極は、スズを含むことを特徴としてもよい。

上記電気化学式ガスセンサに関連して、前記犠牲部材は、亜鉛、チタン、タンタル、インジウム、アルミニウムの少なくともいずれかを含むことを特徴としてもよい。

上記電気化学式ガスセンサに関連して、前記電解液が、アルカリ性であることを特徴としてもよい。

上記電気化学式ガスセンサに関連して、前記ケーシングは、係合構造、嵌合構造及びインサート成型構造のいずれかによって前記犠牲部材を保持する、犠牲部材保持部を有することを特徴としてもよい。

上記電気化学式ガスセンサに関連して、前記陽極の表面が、純金属であることを特徴としてもよい。

上記目的を達成する本発明は、ケーシングに電解液を収容し、前記電解液が介在するように陽極及び陰極を配置し、前記陽極と比較してイオン化傾向が大きい金属を含む犠牲部材を、前記陽極及び前記陰極から離間し且つ前記電解液と接触する状態で配置し、対象ガスを前記陰極で還元することで、前記陽極及び前記陰極の間に流れる電流によって前記対象ガスを検知し、前記電解液に溶け出した前記陽極を、前記犠牲部材の表面に析出させることを特徴とする電気化学式ガス測定方法である。

本発明の電気化学式ガスセンサ等によれば、電解液に溶出した陽極の金属イオン濃度の上昇を抑制することができるので、長期間にわたって、安定かつ高応答の出力特性を得ることができる。

本発明の実施形態にかかる電気化学式ガスセンサの一構成例を示す断面図である。 同電気化学式ガスセンサの図１のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。 同電気化学式ガスセンサの検証結果に関して、（Ａ）酸素指示値の経日変化を示すグラフ、（Ｂ）応答時間の経日変化を示すグラフ、（Ｃ）応答時間の定義を説明するグラフである。 本発明の実施形態にかかる電気化学式ガスセンサの変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１及び図２に、本発明の実施形態の電気化学式ガスセンサ１０となるガルバニ電池式ガスセンサの全体構成を示す。

電気化学式ガスセンサ１０は、例えば酸素を検知対象ガスとするものであって、全体が略円柱型の容器となるケーシング１１と、ケーシング１１内に保持される電解液と、ケーシング１１に形成されるガス取込口２２に配置される陰極３５と、ケーシング１１内に配置される陽極３０と、ケーシング１１内に配置される犠牲部材８０と、電流・電圧変換回路基板９０を有する。なお、説明の便宜上、ケーシング１１の中心軸方向におけるガス導入孔１２Ｂ側を「前面側」、それと反対側を「後面側」と定義する。

（ケーシング）
ケーシング１１は、略有底の円筒形状となる本体１２と、本体１２の前面側に装着される前面キャップ１３と、本体１２の後面側に装着される後面キャップ１４を備える。本体１２、前面キャップ１３、後面キャップ１４は、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂材料で構成される。

本体１２は、底面１２Ａが前面側となるように配置されており、この底面１２Ａの中央にガス導入孔１２Ｂが形成される。本体１２における円筒形状の周壁１２Ｃにおける後端（開放端）１２Ｄは、撥水性を有する圧気膜（圧力調整膜）５７で塞がれる。これらにより、本体１２内に電解液が収容される電解液収容空間Ｓが形成される。この圧気膜５７は、例えば軟質塩化ビニル樹脂により構成されており、その周縁部が例えば超音波溶着により、後端１２Ｄに固定される。

ガス導入孔１２Ｂにおける前面側には、リング状の段差が形成されており、この段差を利用して、ガス導入孔１２Ｂを覆う姿勢で陰極３５が配置される。また、陰極３５の全面側には、撥水性を有するガス透過性隔膜５５が配置される。ガス透過性隔膜５５により、ガス導入孔１２Ｂが液密に封止されることで電解液の漏出が抑止され、同時に、気体のみ陰極３５に到達できる。具体的にガス透過性隔膜５５は、底面１２Ａにおける前面側において、ガス導入孔１２Ｂよりも広範囲を覆っており、前面キャップ１３と本体１２の底面１２Ａの間に挟持される。この際、リング状のシール部材１６によって、ガス透過性隔膜５５を、ガス導入孔１２Ｂの周縁に押し付ける。ガス透過性隔膜５５は、測定対象となる酸素を選択的に透過させ、かつその透過量を電池反応に見合うように制限する役割となり、例えばＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂により構成されている。ガス透過性隔膜５５の厚みは、例えば１３～２５μｍである。

前面キャップ１３は、中央部に蓋側ガス導入用貫通孔１３Ｂが形成されており、ケーシング１１のガス導入孔１２Ｂと連通されることで、ガス取込口２２を構成する。この前面キャップ１３は、本体１２に対して、ネジによる螺合結合、カシメによる係合結合等によって固定される。前面キャップ１３は、リング状のシール部材１６を介して、ガス透過性隔膜５５及び陰極３５を、本体１２の底面１２Ａに押し付けることで、電解液収容空間Ｓの液密性を確保する。

後面キャップ１４は、圧気膜５７及びその後面側に配置される電流・電圧変換回路基板９０を内部に収容する姿勢で、本体１２の後面側に装着される。この後面キャップ１４は、本体１２に対して、ネジによる螺合結合、カシメによる係合結合等によって固定される。電流・電圧変換回路基板９０と圧気膜５７の間には、Ｏ－リングよりなるシール部材１９が配設される。後面キャップ１４を固定すると、その押圧力によってシール部材１９が変形する。後面キャップ１４の中央部には、電極露出用の開口１４Ｂが形成されており、この開口１４Ｂを介して、電流・電圧変換回路基板９０側の電極（端子９０Ａ・端子９０Ｂ）が外部に露出される。

（陰極）
陰極３５は、前面側が測定対象となるガスと接し、裏面側が電解液と接する円板形状の金属部材となる。陰極３５は、少なくとも電極表面が、酸素の還元によって電流が生じ得る構造であれば特に限定されない。例えば、電極表面には、金、銀、白金、チタンなどの金属が好適に採用される。

本実施形態において、陰極３５は、ステンレス鋼よりなる金属基材の表面に金が付着（メッキ）されたものを用いる。陰極３５は、外方（前面側）に向かって凸形状とすることで、内圧変動による変形量を抑制している。陰極３５には、陰極用配線となる陰極リード部材４２の一端が接続される。陰極リード部材４２は、本体１２の底面１２Ａの外側及び周壁１２Ｃの外側に沿って延びて、後面側に達する。陰極リード部材４２の他端は、ケーシング１１の後面に配置される電流・電圧変換回路基板９０の陰極側入力端子（図示省略）に接続される。なお、陰極リード部材４２は、本体１２の部材内に埋め込まれてもよい。陰極リード部材４２は、例えばステンレス鋼よりなる金属素線が採用される。

（陽極）
電解液収容空間Ｓ内に配置される陽極３０は、方形板状の金属部材となる。陽極３０は、少なくとも電解液と接触する表面が、陰極３５よりもイオン化傾向が大きい金属、かつ、後述する犠牲部材８０よりもイオン化傾向が小さい金属（例えば、スズ、鉛、銅、鉄、銀、チタン、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル）、又は、それらの合金によって構成される。特に本実施形態では、電解液中で腐食し難く、かつＥＵ（欧州連合）での特定有害物質の使用規制に関するＲｏＨＳ指令に対応可能なスズまたはスズ合金を用いることが好ましく、ここでは純スズ（Ｓｎ）により構成される。なお、Ｓｎ合金を採用する場合は、Ｓｎ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ｃｕ合金、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金、Ｓｎ－Ｓｂ合金などが例示されるが、Ａｌ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｃｏなどの金属元素を含有する合金であってもよい。

本体１２の底面１２Ａの内側には、電解液収容空間Ｓ側に突出する２つの柱状の陽極支持部２８が、互いに離間して立設される。陽極支持部２８の軸方向は、ケーシング１１の中心軸と平行となる。一方、図２に示すように、陽極３０には、この陽極支持部２８と係合可能な係合孔３０Ａが形成される。陽極支持部２８に対して、陽極３０の係合孔３０Ａを係合させることで、電解液内における陰極３５から離間する場所に陽極３０が保持される。なお、陽極３０は、その板厚方向が、ケーシング１１の中心軸の方向と一致する姿勢で保持される。

本体１２の周壁１２Ｃには、その内外に貫通するようにして陽極用配線となる陽極リード部材４８が設けられる。陽極３０が陽極支持部２８に保持される姿勢において、陽極リード部材４８の一端と陽極３０が互いに溶接されることで、両者が電気的に接続される。陽極リード部材４８の他端は、電流・電圧変換回路基板９０の陽極側入力端子（図示省略）に接続される。なお、陽極リード部材４８は、本体１２の部材内に埋め込まれてもよい。陽極リード部材４８は、例えばステンレス鋼よりなる金属素線が採用される。

（電流・電圧変換回路基板）
電流・電圧変換回路基板９０は、陰極３５と陽極３０の間に流れる電流を電圧に変換する変換回路が形成される。変換回路は、例えば、陰極３５と陽極３０の間に、抵抗および温度補償用サーミスタ等が直列配置される構造となる。電圧出力は、電流・電圧変換回路基板９０に形成される端子９０Ａと端子９０Ｂから出力される。なお、電圧出力が検知できる態様であれば、端子９０Ａと端子９０Ｂのいずれかは、陰極リード部材４２・陽極リード部材４８そのものであっても良い。

なお、ここでは特に図示しないが、ケーシング１１及び電流・電圧変換回路基板９０を、金属製の外装体に収容させることができる。この外装体を、互いに電気的に絶縁される第一の外装体と第二の外装体に分割しておき、第一の外装体に一方の端子９０Ａを接続し、第二の外装体に他方の端子９０Ｂを接続すれば、外装体自体を電極端子にできる。

（電解液）
電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液などの強アルカリ性の電解液を用いることができる。なお、弱アルカリ性の電解液でもよい。電解液のｐＨは、後述する犠牲部材８０が自ずと溶け出さないように調製される。

（犠牲部材）
ケーシング１１の電解液内に配置される犠牲部材８０は方形板状の金属部材となる。犠牲部材８０は、少なくとも電解液と接触する表面が、陽極３０よりもイオン化傾向が大きい金属で構成され、例えば、亜鉛、チタン、タンタル、インジウム、アルミニウムの少なくともいずれかを含むことが好ましい。本実施形態では、犠牲部材８０全体が、純亜鉛（Ｚｎ）により構成される。なお、犠牲部材８０は、純亜鉛に限られず、亜鉛の合金であってもよい。犠牲部材８０は、外部から電気を供給しない無配線構造によって、電解液内において電気的に浮いた態様となる。

本体１２の底面１２Ａの内側には、電解液収容空間Ｓ側に突出する２つの柱状の犠牲部材支持部８５が、互いに離間して立設される。なお、本実施形態では、陽極支持部２８が犠牲部材支持部８５を兼ねている。一方、犠牲部材８０には、この犠牲部材支持部８５と係合可能な係合孔８０Ａが形成される。犠牲部材支持部８５に対して、犠牲部材８０の係合孔８０Ａを係合させることで、電解液内における陰極３５及び陽極３０の双方から離間する場所に犠牲部材８０が保持される。犠牲部材８０は、その板厚方向が、ケーシング１１の中心軸の方向と一致する姿勢で保持される。この際、犠牲部材８０と陰極３５の最短距離に対して、犠牲部材８０と陽極３０の最短距離を大きく設定することが好ましい。

本実施形態では、陰極３５と陽極３０の間に犠牲部材８０が配置される。結果、図２に示すように、ケーシング１１を中心軸方向から視た場合に、これらの三者が重畳している。また、犠牲部材８０の板材面積が陰極３５の板材面積よりも大きく設定される。結果、ケーシング１１を軸方向から視た場合に、犠牲部材８０が陰極３５全体を覆うように配置される。

犠牲部材８０の表面積は、陽極３０の表面積の３０％以上に設定され、好ましくは５０％以上に設定される。犠牲部材８０の表面積を大きく設定することで、その表面に析出させる陽極３０の金属の総量を増やすことができる。犠牲部材８０の表面積を増やす趣旨で、部材表面を波形状にしたり、板状部材の表面に凹凸を形成したり、多孔構造にしたりしても良い。また、犠牲部材８０の量は、センサの設定寿命までに消費する電気量から算出したモル量よりも大きく設定される。

＜作用＞
本実施形態の電気化学式ガスセンサ１０において、ガス取込口２２及びガス透過性隔膜５５を通過した酸素は陰極３５で還元され、電解液を介して陽極３０との間で次のような電気化学反応を起こす。
・陰極反応：Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋４ｅ^－→４ＯＨ^－
・陽極反応：２Ｓｎ→２Ｓｎ^２＋＋４ｅ^－

この電気化学反応によって、陽極３０と陰極３５の間には、酸素濃度に応じた電流が発生する。この電流（電子）は、陽極３０から陽極リード部材４８を経て電解液収容空間Ｓの外部に導かれ、電流・電圧変換回路基板９０における抵抗および温度補償用サーミスタを経由して、陰極リード部材４２及び陰極３５に流れる。電流・電圧変換回路基板９０では、電流が電圧信号に変換されて端子９０Ａと端子９０Ｂ間に、センサ出力となる電圧信号が出力される。この電圧信号を、周知の方法で酸素濃度に変換することで、酸素濃度指示値（％）となる。

更に、電解液内の犠牲部材８０では、次のような電気化学反応を起こす。
・Ｓｎ^２＋＋Ｚｎ→Ｓｎ＋Ｚｎ^２＋

つまり、電気化学反応によって陽極３０から電解液に溶け出した、イオン化傾向の小さいスズは、犠牲部材８０の表面に析出され、これと同時に、陽極金属よりもイオン化傾向の大きい犠牲部材８０の亜鉛が、電解液中に溶け出す。

陽極３０と犠牲部材８０のイオン化傾向の大小関係において、陽極３０は犠牲部材８０よりも小さい（陽極３０＜犠牲部材８０）。結果、陽極３０の金属イオン（スズイオン）が犠牲部材８０の表面に析出するので、電解液中の濃度上昇が抑制される。この代わりとして、陽極３０の金属よりもイオン化傾向の大きい犠牲部材８０の金属（亜鉛）が電解液に溶け出して、その金属イオンの濃度を経時的に上昇させる。本発明者らの検証によれば、イオン化傾向が陽極３０よりも大きい金属の場合、その電解液中の濃度が上昇しても、センサ出力に対する悪影響が極力小さくなる。結果、長期間にわたって、安定かつ高応答の出力特性が得られることになる。なお、陰極３５、陽極３０、犠牲部材８０の三者のイオン化傾向の大小関係は、陰極３５＜陽極３０＜犠牲部材８０となる。

また、本実施形態の電気化学式ガスセンサ１０は、陰極３５と陽極３０の間に犠牲部材８０が配置されているので、陽極３０から溶け出したスズイオンが、陰極３５に到達する前に、積極的に犠牲部材８０の表面に析出させることができる。本実施形態では、犠牲部材８０の表面積を大きく設定しているので、その表面に陽極３０の金属（スズ）が析出したとしても、長期間（例えば１年以上）に亘って、残りの表面から犠牲部材８０の金属（亜鉛）を溶出させることができる。

＜検証例１＞
陰極３５が金メッキ、陽極３０が純スズ、犠牲部材８０が亜鉛となる本実施形態の電気化学式ガスセンサ１０と、この電気化学式ガスセンサ１０と同一構造で犠牲部材８０のみを省略した比較用の電気化学式ガスセンサを用意した。両電気化学式ガスセンサについて、空気雰囲気における酸素濃度（酸素指示値）が、経過日数によってどのように変化するかを測定した。この結果を図３（Ａ）に示す。本実施形態の電気化学式ガスセンサ１０は、経過日数が２１０日まで、酸素指示値が安定していることがわかる。一方、比較例となる電気化学式ガスセンサは、約３０日経過すると酸素指示値が１％程度低下し、その後も、１％程度低下した状態が続くことがわかる。この酸素指示値の低下現象は、電解液中のスズイオン濃度の上昇に起因していると推察された。

＜検証例２＞
陰極３５が金メッキ、陽極３０が純スズ、犠牲部材８０が亜鉛となる本実施形態の電気化学式ガスセンサ１０と、この電気化学式ガスセンサ１０と同一構造で犠牲部材８０のみを省略した比較用の電気化学式ガスセンサを用意した。図３（Ｃ）に示すように、空気雰囲気中（酸素指示値約２１％）の定常的な出力電圧Ａ（ｍＶ）と、窒素雰囲気（窒素１００％、酸素０％）の定常的な出力電圧Ｂ（ｍＶ）の差分値（Ａ－Ｂ）（ｍＶ）を１００％と定義し、空気雰囲気から窒素雰囲気に切り替えたタイミングから、その出力電圧（ｍＶ）が差分値の１０％まで低下するまでの時間（これを応答時間Ｔ９０（秒）と定義）を測定し、この応答時間Ｔ９０（秒）が、経過日数でどのように変化するかを測定した。この結果を図３（Ｂ）に示す。本実施形態の電気化学式ガスセンサ１０は、経過日数が２１０日に到達するまで、応答時間Ｔ９０が１３秒～１５秒程度で常に安定していることがわかる。一方、比較例となる電気化学式ガスセンサは、初期の応答時間が１２秒程度となるが、約４５日経過すると応答時間Ｔ９０が２０秒程度にまで悪化し、その後も、１７秒～２０秒程度の状態が続くことがわかる。比較例の応答速度の悪化現象は、電解液中のスズイオン濃度の上昇に起因していると推察された。

以上の検証の通り、本実施形態の電気化学式ガスセンサ１０によれば、酸素指示値の精度及び応答特性について、長期間に亘って良好な状態を維持できることがわかる。

なお、本実施形態で示す電気化学式ガスセンサの構造は一例であり、本発明は他の構造であってもよい。さらにまた、本発明の電気化学式ガスセンサは、２つの電極を具えた構成（２極式）のものに限定されず、３つまたは４つの電極を具えた構成（３極式、４極式）のものであってもよい。

＜変形例＞
図４を参照して、上記実施形態の電気化学式ガスセンサ１０の変形例にかかる電気化学式ガスセンサ１００を説明する。なお、図４の変形例において、図１等で説明した電気化学式ガスセンサ１０と同一又は類似する機能となる部品については、図１と同一符号を付することで、ここでの説明を省略する。以下、電気化学式ガスセンサ１０と電気化学式ガスセンサ１００の相違点を中心に説明する。

変形例の電気化学式ガスセンサ１００では、ケーシング１１が後面キャップを備えておらず、本体１２側に後面１２Ｇが一体成型される。本体１２の後面１２Ｇには、電解液充填孔１２Ｆが形成される。電解液充填孔１２Ｆは、電解液収容空間Ｓに電解液を充填した後、ボルト栓１１０によって封止される。また、本体１２の周壁１２Ｃには、調圧孔１２Ｅが形成されており、この調圧孔１２Ｅが、撥水性を有する圧気膜（圧力調整膜）５７で塞がれる。なお、前面キャップ１３は、本体１２の前面側の底面１２Ａにねじ１２０によって固定される。

更に、本体１２の後面１２Ｇの外側には、凹状の封止空間１２Ｈが形成される。この封止空間１２Ｈは、組み立て工程で樹脂（接着剤を含む）が充填されることで、電解液収容空間Ｓが液密環境となるように封止される。

本体１２の後面１２Ｇには、犠牲部材支持部８５が形成される。犠牲部材支持部８５は、例えば、後面１２Ｇを貫通して封止空間１２Ｈと連通する貫通孔となる。この貫通孔に犠牲部材８０が嵌り合う。犠牲部材８０の一部は、封止空間１２Ｈに突出するようになっており、この封止空間１２Ｈが樹脂で充填されることで、犠牲部材８０が犠牲部材支持部８５に固定される。本体１２の後面１２Ｇには、陽極支持部２８が形成される。陽極支持部２８は、例えば、後面１２Ｇを貫通して封止空間１２Ｈと連通する貫通孔となる。この貫通孔に陽極３０が嵌り合う。陽極３０の一部は、封止空間１２Ｈに突出するようになっており、この封止空間１２Ｈが樹脂で充填されることで、陽極３０が陽極支持部２８に固定される。

陰極リード部材４２は、電解液収容空間Ｓを通過して、本体１２の後面１２Ｇに達する。更に陰極リード部材４２は、後面１２Ｇを貫通して封止空間１２Ｈを通過するように配置され、その終端に端子９０Ｂが設けられる。陽極リード部材４８は、封止空間１２Ｈを通過するように配置され、その終端に端子９０Ａが設けられる。電流・電圧変換回路基板９０は、封止空間１２Ｈにおける陰極リード部材４２と陽極リード部材４８の間に配置される。従って、封止空間１２Ｈに樹脂が充填されると、陽極リード部材４８・陰極リード部材４２の一部、及び、電流・電圧変換回路基板９０が樹脂内に埋設される。

本変形例の電気化学式ガスセンサ１００では、陰極３５と陽極３０の間に犠牲部材８０が存在していないが、本構造であっても、陽極３０から溶け出したスズイオンが、陰極３５に到達する前に、積極的に犠牲部材８０の表面に析出させることができる。

なお、本変形例では、犠牲部材支持部８５及び陽極支持部２８として、本体１２に貫通孔を形成する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、犠牲部材支持部８５及び陽極支持部２８として、本体１２に凹部を形成しておき、この凹部に犠牲部材８０及び／又は陽極３０を嵌め合わせても良い。更に、犠牲部材支持部８５及び陽極支持部２８として、接着剤等の樹脂を利用して、本体１２に犠牲部材８０及び／又は陽極３０を固定しても良い。更に、本変形例では、成型された本体１２に対して、事後的に、犠牲部材８０及び／又は陽極３０を固定する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本体１２を製造する際に、犠牲部材支持部８５及び／又は陽極支持部２８をインサート成型することで、このインサート成型構造によって、本体１２に犠牲部材８０及び／又は陽極３０を保持させても良い。

本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１０、１００ 電気化学式ガスセンサ
１１ ケーシング
１２ 本体
１２Ａ 底面
１２Ｂ ガス導入孔
１２Ｃ 周壁
１２Ｄ 後端（開放端）
１３ 前面キャップ
１３Ｂ 蓋側ガス導入用貫通孔
１４ 後面キャップ
１６ シール部材
１９ シール部材
２２ ガス取込口
２８ 陽極支持部
３０ 陽極
３０Ａ 係合孔
３５ 陰極
４２ 陰極リード部材
４８ 陽極リード部材
５５ ガス透過性隔膜
５７ 圧気膜
８０ 犠牲部材
８０Ａ 係合孔
８５ 犠牲部材支持部
９０ 電流・電圧変換回路基板
９０Ａ 端子
９０Ｂ 端子
Ｓ 電解液収容空間

Claims (7)

1. 電解液が収容されるケーシングと、
   前記電解液が介在するように配置される陽極及び陰極と、
   前記陽極及び前記陰極から離間し且つ前記電解液と接触する状態で配置され、前記陽極と比較してイオン化傾向が大きい金属を含む犠牲部材と、を備え、
   対象ガスが前記陰極で還元される際に前記電解液に溶け出した前記陽極が、前記犠牲部材の表面に析出されることを特徴とする
   電気化学式ガスセンサ。
2. 前記陽極は、スズを含むことを特徴とする
   請求項１に記載の電気化学式ガスセンサ。
3. 前記犠牲部材は、亜鉛、チタン、タンタル、インジウム、アルミニウムの少なくともいずれかを含むことを特徴とする
   請求項１に記載の電気化学式ガスセンサ。
4. 前記電解液が、アルカリ性であることを特徴とする
   請求項１に記載の電気化学式ガスセンサ。
5. 前記ケーシングは、係合構造、嵌合構造、接着構造及びインサート成型構造のいずれかによって前記犠牲部材を保持する、犠牲部材保持部を有することを特徴とする、
   請求項１に記載の電気化学式ガスセンサ。
6. 前記陽極の表面が、純金属であることを特徴とする
   請求項１から５のいずれか一項に記載の電気化学式ガスセンサ。
7. ケーシングに電解液を収容し、
   前記電解液が介在するように陽極及び陰極を配置し、
   前記陽極と比較してイオン化傾向が大きい金属を含む犠牲部材を、前記陽極及び前記陰極から離間し且つ前記電解液と接触する状態で配置し、
   対象ガスを前記陰極で還元することで、前記陽極及び前記陰極の間に流れる電流によって前記対象ガスを検知し、
   前記電解液に溶け出した前記陽極を、前記犠牲部材の表面に析出させることを特徴とする
   電気化学式ガス測定方法。

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