JP7474682B2 - 定電位電解式ガスセンサ - Google Patents
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Description
特許法第３０条第２項適用 １．令和２年２月２５日アサゴエ工業株式会社（岡山県岡山市南区箕島５５７－４）、住友金属鉱山株式会社（東京都港区新橋５丁目１１－３）、株式会社 日立ハイテク（山口県下松市大字東豊井７９４）及びＪマテ．カッパープロダクツ株式会社（新潟県上越市大潟区土底浜２０２４－１）において納入。
本発明は、酸素ガスおよび毒性ガスを検知することができる定電位電解式ガスセンサに関する。
酸素ガスや毒性ガスの検出を行うに際しては、目的とする検知対象ガスの選択性に優れ、高感度で、かつ、高い精度でガス濃度を検出することができるなどの理由から、電解反応を利用した定電位電解式ガスセンサが広く利用されている。
このような定電位電解式ガスセンサとして、特許文献１には、作用極、参照極および対極が、電解液が含浸された親水性の不織布よりなる電解液保持部材を介して積層されてなる電極積層構造体を備えてなるものが開示されている。また、特許文献１には、分割された複数の作用極を設けることによって、複数の種類のガスを検知するガスセンサを構成することが可能であることが開示されている。
しかしながら、複数の種類のガスを検知する定電位電解式ガスセンサにおいて、酸素ガスおよび毒性ガスを検知する定電位電解式ガスセンサを構成した場合には、以下のような問題があることが判明した。
すなわち、酸素ガスおよび毒性ガスを検知する定電位電解式ガスセンサにおいては、被検ガス中の酸素ガスの濃度が低下すると、毒性ガスの濃度が変化していないのにも関わらず、毒性ガスの濃度指示値が大きく変動したり、環境温度が上昇するに従って毒性ガスの濃度指示値のゼロ点が上昇したりする。その結果、被検ガス中の毒性ガスが設定濃度より低い濃度であっても、毒性ガスが設定濃度に達したとみなして誤警報を発する、という問題がある。
すなわち、酸素ガスおよび毒性ガスを検知する定電位電解式ガスセンサにおいては、被検ガス中の酸素ガスの濃度が低下すると、毒性ガスの濃度が変化していないのにも関わらず、毒性ガスの濃度指示値が大きく変動したり、環境温度が上昇するに従って毒性ガスの濃度指示値のゼロ点が上昇したりする。その結果、被検ガス中の毒性ガスが設定濃度より低い濃度であっても、毒性ガスが設定濃度に達したとみなして誤警報を発する、という問題がある。
被検ガス中の酸素ガスの濃度が低下した場合の濃度指示値の変動について、図９を参照しながら具体的に説明する。空気雰囲気下においては、定電位電解式ガスセンサにおける酸素ガスの濃度指示値は２０．９％を示し、一酸化炭素の濃度指示値は０ｐｐｍを示している。次いで、窒素ガスが導入されると、酸素ガスの濃度指示値が０％に向かって急激に低下するが、一酸化炭素の濃度指示値も一旦マイナスの値に急激に低下した後、０％に向かって上昇する。そして、空気が導入されることにより、酸素ガスの濃度指示値は急激に上昇するが、一酸化炭素の濃度指示値も急激に上昇する。その結果、一酸化炭素が設定濃度に達したとみなして誤警報を発する。
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り、その目的は、酸素ガスおよび毒性ガスを検知する定電位電解式ガスセンサにおいて、被検ガス中の酸素ガス濃度が急激に低下した場合や、環境温度が変化した場合であっても、毒性ガスの濃度指示値の変動を抑制することができる定電位電解式ガスセンサを提供することにある。
本発明の定電位電解式ガスセンサは、酸素ガスおよび毒性ガスを検知する定電位電解式ガスセンサであって、
電解液が含侵されたシート状の電解液保持部材と、
前記電解液保持部材の上面に互いに離間して配置された、酸素ガス用作用極および毒性ガス用作用極と、
前記電解液保持部材の下面に互いに離間して配置された対極および参照極とを備え、
前記電解液保持部材の厚み方向に透視したとき、前記毒性ガス用作用極と前記対極とが重なる面積が０であることを特徴とする。
電解液が含侵されたシート状の電解液保持部材と、
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前記電解液保持部材の下面に互いに離間して配置された対極および参照極とを備え、
前記電解液保持部材の厚み方向に透視したとき、前記毒性ガス用作用極と前記対極とが重なる面積が０であることを特徴とする。
本発明の定電位電解式ガスセンサにおいては、前記電解液保持部材の厚み方向に透視したとき、前記酸素ガス用作用極は、少なくとも一部が前記対極と重なるよう配置されていることが好ましい。
また、検知対象である前記毒性ガスは、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄、塩素、アンモニア、二酸化窒素、一酸化窒素、シアン化水素、水素ガス、ホスフィン、オゾンおよび二酸化塩素から選ばれた少なくとも一種であることが好ましい。
また、検知対象である前記毒性ガスが一酸化炭素であり、
空気雰囲気下において測定される前記酸素ガス用作用極の電流値をＡ１とし、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍの空気雰囲気下において測定される前記毒性ガス用作用極の電流値をＡ２としたとき、比Ａ１／Ａ２の絶対値が５～５０であることが好ましい。
空気雰囲気下において測定される前記酸素ガス用作用極の電流値をＡ１とし、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍの空気雰囲気下において測定される前記毒性ガス用作用極の電流値をＡ２としたとき、比Ａ１／Ａ２の絶対値が５～５０であることが好ましい。
本発明において、「上」および「下」とは、本発明の定電位電解式ガスセンサを、ケーシングにおける被検ガス導入口が形成された面が上向きとなる姿勢で配置したときに、当該定電位電解式ガスセンサにおける方向を示すものである。従って、例えば定電位電解式ガスセンサを、ケーシングにおける被検ガス導入口が形成された面が下向きとなる姿勢で配置したときには、「上」および「下」は、実際にはそれぞれ逆の方向すなわち「下」および「上」の方向を示し、定電位電解式ガスセンサを、ケーシングにおける被検ガス導入口が形成された面が左向きとなる姿勢で配置したときには、「上」および「下」は、実際にはそれぞれ「左」および「右」の方向を示す。
本発明の定電位電解式ガスセンサによれば、電解液保持部材の厚み方向に透視したとき、前記毒性ガス用作用極と前記対極とが重なる面積が０であるため、被検ガス中の酸素ガス濃度が急激に低下した場合や、環境温度が変化した場合であっても、毒性ガスの濃度指示値の変動を抑制することができる。
以下、本発明の定電位電解式ガスセンサの実施の形態について説明する。
図１は、本発明の定電位電解式ガスセンサの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この定電位電解式ガスセンサは、酸素ガスおよび毒性ガスを検出するものであって、酸素ガスを検出する酸素ガス用作用極２１、毒性ガスを検出する毒性ガス用作用極２２、対極２６および参照極２７を有する電極積層構造体２０と、この電極積層構造体２０を収納するケーシング１０とを有する。
ここで、検知対象である毒性ガスとしては、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄、塩素、アンモニア、二酸化窒素、一酸化窒素、シアン化水素、水素ガス、ホスフィン、オゾンおよび二酸化塩素などが挙げられる。
図１は、本発明の定電位電解式ガスセンサの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この定電位電解式ガスセンサは、酸素ガスおよび毒性ガスを検出するものであって、酸素ガスを検出する酸素ガス用作用極２１、毒性ガスを検出する毒性ガス用作用極２２、対極２６および参照極２７を有する電極積層構造体２０と、この電極積層構造体２０を収納するケーシング１０とを有する。
ここで、検知対象である毒性ガスとしては、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄、塩素、アンモニア、二酸化窒素、一酸化窒素、シアン化水素、水素ガス、ホスフィン、オゾンおよび二酸化塩素などが挙げられる。
ケーシング１０は、下端が閉塞された円筒状のケーシング本体１１と、ケーシング本体１１の上端の開口を塞いで上壁部１４を形成する円板状の蓋部材１２とにより構成されている。ケーシング本体１１および蓋部材１２は、それぞれポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂によって形成されている。
上壁部１４を形成する蓋部材１２には、酸素ガス検出用の被検ガス導入口１３ａおよび毒性ガス検出用の被検ガス導入口１３ａが、上壁部１４を厚み方向に貫通して伸びるよう形成されている。また、蓋部材１２の上面には、円形の第１凹所１８が形成され、この第１凹所１８の底面における中央領域には、円形の第２凹所１９が形成されており、第２凹所１９の底面における中央領域に酸素ガス検出用の被検ガス導入口１３ａが形成されている。
酸素ガス検出用の被検ガス導入口１３ａにより形成された内部空間は、後述するガス供給制限手段５０のピンホール５１を介して導入される被検ガスの拡散空間として機能する。
被検ガス導入口１３ａにより形成された内部空間の体積は、例えば約０．１～１０ｍｍ3 であることが好ましい。このような構成とされていることにより、導入された被検ガスを十分に拡散させることができると共に電源オフ後にセンサ内部に残留する酸素ガスの量を低減させことができる。
被検ガス導入口１３ａにより形成された内部空間の体積は、例えば約０．１～１０ｍｍ3 であることが好ましい。このような構成とされていることにより、導入された被検ガスを十分に拡散させることができると共に電源オフ後にセンサ内部に残留する酸素ガスの量を低減させことができる。
ケーシング本体１１の底壁部すなわちケーシング１０の下壁部１５の中央位置には、断面円形の通気管部１６が、ケーシング本体１２の軸方向に沿って下壁部１５から上方（内方）に突出して後述する圧力調整膜２８の下面に接するよう形成されている。この通気管部１６によって、下壁部１５の外面から圧力調整膜２８の下面に通ずる通気孔Ｖが形成されている。
図２に示すように、ケーシング１０の下壁部１５における通気管部１６の周囲には、酸素ガス用作用極端子４０、毒性ガス用作用極端子４１、対極端子４２および参照極端子４３が、円周方向に互いに離間して並ぶよう配設されている。
電極積層構造体２０とケーシング１０の下壁部１５との間における通気管部１６の周囲には、電解液を収容する電解液室Ｓが形成されている。この電解液室Ｓは、ケーシング１０の周壁部１７と後述する支持板３０との間の間隙Ｋを介して、電極積層構造体２０が配置された空間に通じている。
電極積層構造体２０とケーシング１０の下壁部１５との間における通気管部１６の周囲には、電解液を収容する電解液室Ｓが形成されている。この電解液室Ｓは、ケーシング１０の周壁部１７と後述する支持板３０との間の間隙Ｋを介して、電極積層構造体２０が配置された空間に通じている。
また、下壁部１５の内面（上面）には、エポキシ樹脂接着剤などの接着剤が硬化されてなる封止用樹脂材料層４５が、酸素ガス用作用極端子４０、毒性ガス用作用極端子４１、対極端子４２および参照極端子４３を覆うよう形成されている。この封止用樹脂材料層４５が設けられることにより、電解液室Ｓが、電解液によって酸素ガス用作用極端子４０、毒性ガス用作用極端子４１、対極端子４２および参照極端子４３が腐食されない液密封止構造とされている。
蓋部材１２における第２凹所１９には、当該第２凹所１９の形状に適合する円板状のガス供給制限手段５０が収容されて配置されている。
このガス供給制限手段５０には、厚み方向に伸びるピンホール５１が蓋部材１２の被検ガス導入口１３に連通するよう形成されている。被検ガスがピンホール５１を通過することにより、被検ガス導入口１３からケーシング１０内に導入される被検ガスの供給量が制限される。
このガス供給制限手段５０には、厚み方向に伸びるピンホール５１が蓋部材１２の被検ガス導入口１３に連通するよう形成されている。被検ガスがピンホール５１を通過することにより、被検ガス導入口１３からケーシング１０内に導入される被検ガスの供給量が制限される。
ピンホール５１は、軸方向において均一な大きさの内径を有する。ピンホール５１の内径の大きさは、例えば１．０～２００μｍである。また、ピンホール５１の長さは、例えば０．１ｍｍ以上である。
第１凹所１８には、円形の緩衝膜５５が収容されて配置されている。
この例の緩衝膜５５は、被検ガスが外周面から流入されるガス拡散層５６と、ガス不透過性かつ撥水性を有する保護層５７とを有する積層体によって構成されており、全体が円板状に形成されている。
この例の緩衝膜５５は、被検ガスが外周面から流入されるガス拡散層５６と、ガス不透過性かつ撥水性を有する保護層５７とを有する積層体によって構成されており、全体が円板状に形成されている。
ガス拡散層５６は、蓋部材１２の第１凹所１８の底面およびガス供給制限手段５０の上面に、ピンホール５１に連通する貫通孔５８ａが形成された両面粘着テープ５８によって接着されて固定されている。
ガス拡散層５６は、例えばＰＴＦＥフィルムなどのフッ素樹脂フィルムにより構成することができる。
ガス拡散層５６は、空気透過率が０．１５～１．５Ｌ／ｄａｙであるものが好ましく、厚み、外径寸法、空隙率およびその他の具体的構成は、空気透過率が前記数値範囲内となるよう設定することができる。
ガス拡散層５６は、例えばＰＴＦＥフィルムなどのフッ素樹脂フィルムにより構成することができる。
ガス拡散層５６は、空気透過率が０．１５～１．５Ｌ／ｄａｙであるものが好ましく、厚み、外径寸法、空隙率およびその他の具体的構成は、空気透過率が前記数値範囲内となるよう設定することができる。
両面粘着テープ５８の貫通孔５８ａの内径の大きさは、例えば０．０５～３ｍｍであることが好ましい。また、両面粘着テープ５８の厚みは、例えば０．０５～１ｍｍであることが好ましい。
このような構成とされていることにより、ガス応答性を大幅に低下させることなく、外部環境に対する十分な耐久性を得ることができ、安定した指示値を確実に得ることができる。
このような構成とされていることにより、ガス応答性を大幅に低下させることなく、外部環境に対する十分な耐久性を得ることができ、安定した指示値を確実に得ることができる。
保護層５７は、ガス拡散層５６の上面に両面粘着テープ５９によって接着されて固定されている。保護層５７は、両面粘着テープ５９の代わりに粘着剤よりなる粘着層を用いてガス拡散層５６の上面に固定されていてもよい。
保護層５７は、例えばＰＥＴなどの樹脂フィルムにアルミニウム箔を積層した複合フィルムにより構成することができる。
保護層５７は、例えばＰＥＴなどの樹脂フィルムにアルミニウム箔を積層した複合フィルムにより構成することができる。
電極積層構造体２０は、電解液が含浸されたシート状の電解液保持部材２３と、電解液保持部材２３の上面に互いに離間して配置された、円形のシート状の酸素ガス用作用極２１および半円形のシート状の毒性ガス用作用極２２と、電解液保持部材２３の上面に互いに離間して配置された対極２６および参照極２７を有する電極複合体２５とにより構成されている。
電解液保持部材２３の厚みは、十分な量の電解液を含浸させることができるものでありながら、電解液保持部材２３の体積が可及的に小さくなる大きさとされ、具体的には、例えば０．１～２ｍｍである。このような構成とされることにより、高湿度環境下においても信頼性の高いガス検知を行うことができる。
電解液保持部材２３としては、例えば、ガラス繊維濾紙、シリカ濾紙、あるいはガラス繊維、ＰＰ繊維、ＰＰ／ＰＥ複合繊維もしくはセラミックス繊維からなる不織布などを用いることができる。
電解液保持部材２３としては、例えば、ガラス繊維濾紙、シリカ濾紙、あるいはガラス繊維、ＰＰ繊維、ＰＰ／ＰＥ複合繊維もしくはセラミックス繊維からなる不織布などを用いることができる。
酸素ガス用作用極２１は、図３に示すように、疎水性を有するガス透過性フィルム２１ａ上に、電極触媒層２１ｂが形成されて構成されており、電極触媒層２１ｂが電解液保持部材２３に接するよう配置されている。また、酸素ガス用作用極２１におけるガス透過性フィルム２１ａは、被検ガス導入口１３を塞ぐよう配置されている。また、ガス透過性フィルム２１ａの上面は、被検ガス導入口１３ａを取り囲むよう上壁部１４の下面（内面）に熱溶着されている。ガス透過性フィルム２１ａが上壁部１４に熱溶着されていることにより、電解液が、ガス透過性フィルム２１ａと上壁部１４との間から漏出することを防止することができる。
毒性ガス用作用極２２は、図４に示すように、疎水性を有するガス透過性フィルム２２ａ上に、電極触媒層２２ｂが形成されて構成されており、電極触媒層２２ｂが電解液保持部材２３に接するよう配置されている。また、毒性ガス用作用極２２におけるガス透過性フィルム２２ａの各々は、被検ガス導入口１３ｂを塞ぐよう配置されている。また、ガス透過性フィルム２２ａの上面は、被検ガス導入口１３ｂを取り囲むよう上壁部１４の下面（内面）に熱溶着されている。ガス透過性フィルム２２ａが上壁部１４に熱溶着されていることにより、電解液が、ガス透過性フィルム２２ａと上壁部１４との間から漏出することを防止することができる。
ガス透過性フィルム２１ａ，２２ａとしては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂よりなる多孔質膜を用いることができる。
多孔質膜は、ガーレー数が３～３０００秒であるものが好ましい。多孔質膜の厚みおよび空隙率は、ガーレー数が上記数値範囲内の大きさとなるよう設定することができ、例えば、空隙率は１０～７０％とされ、厚みは０．０１～１ｍｍとされることが好ましい。
多孔質膜は、ガーレー数が３～３０００秒であるものが好ましい。多孔質膜の厚みおよび空隙率は、ガーレー数が上記数値範囲内の大きさとなるよう設定することができ、例えば、空隙率は１０～７０％とされ、厚みは０．０１～１ｍｍとされることが好ましい。
電極触媒層２１ｂ，２２ｂは、電解液に対して不溶性の触媒金属の微粒子、当該触媒金属の酸化物の微粒子、当該触媒金属の合金の微粒子、またはこれらの微粒子の混合物などの触媒微粒子によって形成されている。電解液に対して不溶性の触媒金属としては、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）などを用いることができる。このような電極触媒層２１ｂは、触媒微粒子およびバインダーを含有するペーストを調製し、このペーストを、スクリーン印刷などによってガス透過性フィルム２１ａの表面に塗布して焼成することにより、形成することができる。
酸素ガス用作用極２１および毒性ガス用作用極２２は、それぞれ作用極用リード部材（図示省略）の一端に電気的に接続されている。酸素ガス用作用極２１が接続された作用極用リード部材の他端には、酸素ガス用作用極端子４０が電気的に接続されている。また、毒性ガス用作用極２２作用極用リード部材の他端には、毒性ガス用作用極端子４１が電気的に接続されている。
作用極用リード部材を構成する材料としては、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）およびタンタル（Ｔａ）などの金属を用いることができる。また、作用極用リード部材４６としては、樹脂被覆された白金（Ｐｔ）線を用いることもできる。これらの中では、酸素ガス用作用極２１に接続する作用極用リード部材として、タンタル（Ｔａ）線を用い、毒性ガス用作用極２２に接続する作用極用リード部材として、白金（Ｐｔ）線を用いることが好ましい。
作用極用リード部材を構成する材料としては、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）およびタンタル（Ｔａ）などの金属を用いることができる。また、作用極用リード部材４６としては、樹脂被覆された白金（Ｐｔ）線を用いることもできる。これらの中では、酸素ガス用作用極２１に接続する作用極用リード部材として、タンタル（Ｔａ）線を用い、毒性ガス用作用極２２に接続する作用極用リード部材として、白金（Ｐｔ）線を用いることが好ましい。
図５にも示すように、電極複合体２５は、互いに離間して配置された、それぞれ触媒層よりなる対極２６および参照極２７と、対極２６および参照極２７を保持する、疎水性多孔質材料よりなる圧力調整膜２８とにより構成されている。この電極複合体２５における圧力調整膜２８は、ケーシング１０における通気管部１６の上端面に通気孔Ｖを塞ぐよう配置されている。これにより、ケーシング１０の内部空間が、圧力調整膜２８および通気孔Ｖを介して外部の大気に解放された状態となる。また、圧力調整膜２８の下面は、通気孔Ｖを取り囲むよう通気管部１６の上端面に熱溶着されている。圧力調整膜２８が通気管部１６の上端面に熱溶着されていることにより、電解液が、圧力調整膜２８と通気管部１６の上端面との間から漏出することを防止することができる。
対極２６および参照極２７を構成する触媒層は、電解液に対して不溶性の触媒金属の微粒子、当該触媒金属の酸化物の微粒子、当該触媒金属の合金の微粒子、またはこれらの微粒子の混合物などの触媒微粒子によって形成されている。電解液に対して不溶性の触媒金属としては、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）などを用いることができる。対極２６および参照極２７を構成する触媒層は、触媒微粒子およびバインダーを含有するペーストを調製し、このペーストを、スクリーン印刷などによって圧力調整膜２８の表面に塗布して焼成することにより、形成することができる。
また、対極２６および参照極２７を構成する電極触媒層は、同一の材質のものであっても異なる材質のものであってもよいが、単一の工程で対極２６および参照極２７の両方を形成することが可能な観点から、同一の材質のものであることが好ましい。
また、対極２６および参照極２７を構成する電極触媒層は、同一の材質のものであっても異なる材質のものであってもよいが、単一の工程で対極２６および参照極２７の両方を形成することが可能な観点から、同一の材質のものであることが好ましい。
圧力調整膜２８としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂よりなる多孔質膜を用いることができる。
多孔質膜は、ガーレー数が３～３０００秒であるものが好ましい。多孔質膜の厚みおよび空隙率は、ガーレー数が上記数値範囲内の大きさとなるよう設定することができ、例えば、空隙率は１０～７０％とされ、厚みは０．０１～１ｍｍとされることが好ましい。
多孔質膜は、ガーレー数が３～３０００秒であるものが好ましい。多孔質膜の厚みおよび空隙率は、ガーレー数が上記数値範囲内の大きさとなるよう設定することができ、例えば、空隙率は１０～７０％とされ、厚みは０．０１～１ｍｍとされることが好ましい。
圧力調整膜２８は、対極２６および参照極２７が形成された円形の電極形成部２８ａと、それぞれ電極形成部２８ａの外周縁から径方向外方に突出して伸びる３つ以上（図示の例では４つ）の矩形の舌片部２８ｂとにより構成されている。舌片部２８ｂの各々は、電極形成部２８ａの周方向に等間隔で並ぶよう形成されている。
対極２６および参照極２７は、対極用リード部材（図示省略）および参照極用リード部材（図示省略）の一端に電気的に接続され、対極用リード部材および参照極用リード部材の他端には、それぞれ対極端子４２および参照極端子４３が電気的に接続されている。
対極用リード部材および参照極用リード部材を構成する材料としては、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）およびタンタル（Ｔａ）などの金属を用いることができる。
対極用リード部材および参照極用リード部材を構成する材料としては、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）およびタンタル（Ｔａ）などの金属を用いることができる。
このような電極積層構造体２０においては、電解液保持部材２３の厚み方向に透視したとき、図６に示すように、毒性ガス用作用極２２と対極２６とが重なる面積が０とされている。具体的には、毒性ガス用作用極２２は、電解液保持部材２３の厚み方向に透視したとき、対極２６と重なっていなければよいが、電解液保持部材２３の面方向に離間して配置されていることが好ましい。電解液保持部材２３の面方向における毒性ガス用作用極２２と対極２６との離間距離は、電解液保持部材２３の厚みにもよるが、例えば０．２～４ｍｍであることが好ましい。また、毒性ガス用作用極２２は、参照極２７と重なっていてもよく、重なっていなくてもよい。
また、電解液保持部材２３の厚み方向に透視したとき、酸素ガス用作用極２１は、少なくとも一部が対極２６と重なるよう配置されていることが好ましい。酸素ガス用作用極２１と対極２６とが重なる面積は特に限定されず、例えば酸素ガス用作用極２１の面積の２０％以上である。また、酸素ガス用作用極２１は、参照極２７と重なっていてもよく、重なっていなくてもよい。
このような構成の電極積層構造体２０を設けることによって、被検ガス中の酸素ガス濃度が急激に低下した場合や、環境温度が変化した場合であっても、毒性ガスの濃度指示値の変動が抑制される。
ここで、被検ガス中の酸素ガス濃度が急激に低下すると、毒性ガスの濃度指示値が変動する現象が生じる理由は、以下のように推測される。
毒性ガス用作用極２２に印加する設定電位は例えば－０．３～＋０．３Ｖであるのに対し、酸素ガス用作用極２１に印加する設定電位は例えば－０．８～－０．６Ｖであり、酸素を電気化学的還元反応させるためには大きな過電圧が必要である。また、対極２６は酸素発生反応が生じることから、例えば＋０．２～＋１．０Ｖ程度の高い電圧が常に印加されている。
例えば、図７に示すように、酸素ガス用作用極２１と対極２６との間の距離が大きく、毒性ガス用作用極２２と対極２６との間の距離が小さい位置関係で各電極を配置にした場合には、大気中において、酸素ガス用作用極２１と対極２６との間の電解液に酸素反応電流Iが流れるため、大きさＩＲ（Ｒは酸素ガス用作用極２１と対極２２との間の抵抗値）の電圧が溶液内に落ちる。酸素ガス用作用極２１と対極２６との間の距離が大きく、一方、電解液保持部材２３による電解液層２３Ａの厚みが小さい、すなわち電解液によって形成される電気の流路の断面積は小さいため、電位降下は大きい。ここで、酸素ガスの濃度が低下すると、酸素反応電流はゼロに近づき、対極２６の電位はゼロに近づく。よって電位降下は小さくなり、毒性ガス用作用極２２の電位降下の影響が変化することにより、毒性ガスの濃度指示値が変動する。
ただし、毒性ガスの濃度指示値が変動する現象が生じる理由は、各電極の位置関係だけの問題ではなく、駆動制御回路とのマッチングによる場合も考えられる。駆動制御回路においては、対極２６の接続抵抗を十分に低くすることや、各電極に接続するコネクタの手前にコンデンサを設置することなどにより、毒性ガスの濃度指示値の変動を抑制することができるが、本発明のように、特定の位置関係で各電極を配置することにより、特別な手段を講じることなしに、毒性ガスの濃度指示値の変動を十分に抑制することができる。
ここで、被検ガス中の酸素ガス濃度が急激に低下すると、毒性ガスの濃度指示値が変動する現象が生じる理由は、以下のように推測される。
毒性ガス用作用極２２に印加する設定電位は例えば－０．３～＋０．３Ｖであるのに対し、酸素ガス用作用極２１に印加する設定電位は例えば－０．８～－０．６Ｖであり、酸素を電気化学的還元反応させるためには大きな過電圧が必要である。また、対極２６は酸素発生反応が生じることから、例えば＋０．２～＋１．０Ｖ程度の高い電圧が常に印加されている。
例えば、図７に示すように、酸素ガス用作用極２１と対極２６との間の距離が大きく、毒性ガス用作用極２２と対極２６との間の距離が小さい位置関係で各電極を配置にした場合には、大気中において、酸素ガス用作用極２１と対極２６との間の電解液に酸素反応電流Iが流れるため、大きさＩＲ（Ｒは酸素ガス用作用極２１と対極２２との間の抵抗値）の電圧が溶液内に落ちる。酸素ガス用作用極２１と対極２６との間の距離が大きく、一方、電解液保持部材２３による電解液層２３Ａの厚みが小さい、すなわち電解液によって形成される電気の流路の断面積は小さいため、電位降下は大きい。ここで、酸素ガスの濃度が低下すると、酸素反応電流はゼロに近づき、対極２６の電位はゼロに近づく。よって電位降下は小さくなり、毒性ガス用作用極２２の電位降下の影響が変化することにより、毒性ガスの濃度指示値が変動する。
ただし、毒性ガスの濃度指示値が変動する現象が生じる理由は、各電極の位置関係だけの問題ではなく、駆動制御回路とのマッチングによる場合も考えられる。駆動制御回路においては、対極２６の接続抵抗を十分に低くすることや、各電極に接続するコネクタの手前にコンデンサを設置することなどにより、毒性ガスの濃度指示値の変動を抑制することができるが、本発明のように、特定の位置関係で各電極を配置することにより、特別な手段を講じることなしに、毒性ガスの濃度指示値の変動を十分に抑制することができる。
通気管部１６の上端部分には、電極積層構造体２０を支持する支持板３０が設けられている。この支持板３０は、圧力調整膜２８における電極形成部２８ａを支持する電極形成部支持部３１と、この電極形成部支持部３１の周囲に形成された、圧力調整膜２８における舌片部２８ｂを支持する舌片部支持部３５とを有する。
電極形成部支持部３１の中央位置には、ケーシング１０における通気管部１６の外径に適合する内径を有する通気管部用貫通孔３２が形成されている。この通気管部用貫通孔３２には、通気管部１６の先端部分が嵌合されている。
また、舌片部支持部３５には、舌片部用貫通孔３６が形成されている。そして、圧力調整膜２８における舌片部２８ｂの各々は、舌片部用貫通孔３６に進入し、当該舌片部２８ｂの先端部が電解液室Ｓ内に位置するよう形成されている。このような構成によれば、定電位電解式ガスセンサの姿勢に拘わらず、ケーシング１０の内部に対する外気の通気によって、ケーシング１０の内部圧力を一定に保持することができる。
電極形成部支持部３１の中央位置には、ケーシング１０における通気管部１６の外径に適合する内径を有する通気管部用貫通孔３２が形成されている。この通気管部用貫通孔３２には、通気管部１６の先端部分が嵌合されている。
また、舌片部支持部３５には、舌片部用貫通孔３６が形成されている。そして、圧力調整膜２８における舌片部２８ｂの各々は、舌片部用貫通孔３６に進入し、当該舌片部２８ｂの先端部が電解液室Ｓ内に位置するよう形成されている。このような構成によれば、定電位電解式ガスセンサの姿勢に拘わらず、ケーシング１０の内部に対する外気の通気によって、ケーシング１０の内部圧力を一定に保持することができる。
この定電位電解式ガスセンサにおいては、酸素ガス用作用極２１、毒性ガス用作用極２２および参照極２７が、例えばポテンショスタット回路（図示省略）などによって、一定の電位に保たれる。
そして、ケーシング１０の被検ガス導入口１３ａから導入された被検ガスが、酸素ガス用作用極２１におけるガス透過性フィルム２１ａを透過し、当該被検ガスに含まれる酸素（Ｏ2）が電極触媒層２１ｂに接触すると、当該電極触媒層２１ｂにおいて酸素（Ｏ2）の還元反応が生じると共に、対極２６において水（Ｈ2Ｏ）の分解反応が生じる。
そして、ケーシング１０の被検ガス導入口１３ａから導入された被検ガスが、酸素ガス用作用極２１におけるガス透過性フィルム２１ａを透過し、当該被検ガスに含まれる酸素（Ｏ2）が電極触媒層２１ｂに接触すると、当該電極触媒層２１ｂにおいて酸素（Ｏ2）の還元反応が生じると共に、対極２６において水（Ｈ2Ｏ）の分解反応が生じる。
一方、被検ガス中に検知対象である毒性ガスが含有されている場合には、ケーシング１０の被検ガス導入口１３ｂから導入された被検ガスが、毒性ガス用作用極２２におけるガス透過性フィルム２２ａを透過して電極触媒層２２ｂに接触すると、当該電極触媒層２２ｂにおいて酸化反応が生じると共に、対極２６において還元反応が生じる。
例えば検知対象である毒性ガスが一酸化炭素（ＣＯ）である場合には、毒性ガス用作用極２２における電極触媒層２２ｂにおいて、ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋２Ｈ+＋２ｅ-の酸化反応が生じ、一方、対極２６において、１／２Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ- →Ｈ2Ｏの還元反応が生じる。
また、例えば検知対象である毒性ガスが硫化水素（Ｈ2 Ｓ）である場合には、毒性ガス用作用極２２における電極触媒層２１ｂにおいて、Ｈ2Ｓ＋４Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＳＯ4＋８Ｈ+＋８ｅ-の酸化反応が生じ、一方、対極２６において、２Ｏ2＋８Ｈ+＋８ｅ-→４Ｈ2Ｏの還元反応が生じる。
また、例えば検知対象である毒性ガスが硫化水素（Ｈ2 Ｓ）である場合には、毒性ガス用作用極２２における電極触媒層２１ｂにおいて、Ｈ2Ｓ＋４Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＳＯ4＋８Ｈ+＋８ｅ-の酸化反応が生じ、一方、対極２６において、２Ｏ2＋８Ｈ+＋８ｅ-→４Ｈ2Ｏの還元反応が生じる。
このとき、酸素ガス用作用極２１および毒性ガス用作用極２２と対極２６との間に生じる電流の値は、検知対象である酸素ガスや毒性ガスの濃度と相関関係にあるため、酸素ガス用作用極２１および毒性ガス用作用極２２と対極２６との間に流れる電流を測定することによって、被検ガス中の検知対象ガスの濃度を測定することができる。
また、対極２６においては、水の電気分解が生じることによって酸素（Ｏ2）が発生するが、圧力調整膜２８によってケーシング１０の内部の圧力が調整される。
また、対極２６においては、水の電気分解が生じることによって酸素（Ｏ2）が発生するが、圧力調整膜２８によってケーシング１０の内部の圧力が調整される。
本発明の定電位電解式ガスセンサにおいては、検知対象である毒性ガスが、一酸化炭素である場合には、空気雰囲気下において測定される酸素ガス用作用極２１の電流値をＡ１とし、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍの空気雰囲気下において測定される酸素ガス用作用極２１の電流値をＡ２としたとき、比Ａ１／Ａ２の絶対値が５～５０であることが好ましく、より好ましくは１０～３０である。酸素ガスの濃度指示値の変動と、毒性ガスの濃度指示値の変動とは、ほぼ比例する関係があるため、比Ａ１／Ａ２の絶対値を上記の範囲に設定することにより、被検ガス中の酸素ガス濃度が急激に低下した場合や、環境温度が変化した場合であっても、毒性ガスの濃度指示値の変動を抑制することができる。
比Ａ１／Ａ２の絶対値が５未満である場合には、酸素ガスおよび毒性ガスのいずれか一方のガス濃度が変化したときに、他方のガス濃度値が変化することを抑制することが可能であるが、酸素ガスを検知するセンサとしてのＳＮ比が悪化するため、安定性が損なわれるおそれがある。一方、比Ａ１／Ａ２の絶対値が５０を超える場合には、酸素ガスおよび毒性ガスのいずれか一方のガス濃度が変化したとき、他方のガス濃度値が変化するおそれがある。
比Ａ１／Ａ２の絶対値が５未満である場合には、酸素ガスおよび毒性ガスのいずれか一方のガス濃度が変化したときに、他方のガス濃度値が変化することを抑制することが可能であるが、酸素ガスを検知するセンサとしてのＳＮ比が悪化するため、安定性が損なわれるおそれがある。一方、比Ａ１／Ａ２の絶対値が５０を超える場合には、酸素ガスおよび毒性ガスのいずれか一方のガス濃度が変化したとき、他方のガス濃度値が変化するおそれがある。
比Ａ１／Ａ２の絶対値を上記の範囲にするには、Ａ１の絶対値を下げる、またはＡ２の絶対値を上げればよい。
Ａ１の絶対値を下げる、すなわち酸素ガスの濃度を示す出力の絶対値を下げる手段としては、ガス供給制限手段５０のピンホール５１を小径化する手段が挙げられる。具体的には、ピンホール５１の径を１０～１００μｍとすることが好ましい。また、ピンホール５１の長さを大きくすることにより、Ａ１の絶対値を下げることもできる。
Ａ２の絶対値を上げる、すなわち毒性ガスの濃度を示す出力の絶対値を上げる手段としては、毒性ガス用作用極２２における電極触媒層２２ｂを構成する触媒として、感度の高いものを用いる手段が挙げられる。このような触媒としては、白金黒を用いることができる。また、毒性ガス検出用の被検ガス導入口１３ａの径を大きくすることにより、Ａ２の絶対値を上げることもできる。
Ａ１の絶対値を下げる、すなわち酸素ガスの濃度を示す出力の絶対値を下げる手段としては、ガス供給制限手段５０のピンホール５１を小径化する手段が挙げられる。具体的には、ピンホール５１の径を１０～１００μｍとすることが好ましい。また、ピンホール５１の長さを大きくすることにより、Ａ１の絶対値を下げることもできる。
Ａ２の絶対値を上げる、すなわち毒性ガスの濃度を示す出力の絶対値を上げる手段としては、毒性ガス用作用極２２における電極触媒層２２ｂを構成する触媒として、感度の高いものを用いる手段が挙げられる。このような触媒としては、白金黒を用いることができる。また、毒性ガス検出用の被検ガス導入口１３ａの径を大きくすることにより、Ａ２の絶対値を上げることもできる。
以上のように、本発明の定電位電解式ガスセンサによれば、電極積層構造体２０において、電解液保持部材２３の厚み方向に透視したとき、毒性ガス用作用極２２と対極２６とが重なる面積が０であるため、被検ガス中の酸素ガスの濃度が急激に低下した場合や、環境温度が変化した場合であっても、毒性ガスの濃度指示値の変動を抑制することができる。
以上、本発明の定電位電解式ガスセンサの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることができる。
例えば電解液保持部材の上面に、それぞれ異なる種類の毒性ガスを検出する複数の毒性ガス用作用極を配置することができる。このような構成においては、電解液保持部材の厚み方向に透視したとき、全ての毒性ガス用作用極の各々と、対極とが重なる面積が０であることが必要である。
例えば電解液保持部材の上面に、それぞれ異なる種類の毒性ガスを検出する複数の毒性ガス用作用極を配置することができる。このような構成においては、電解液保持部材の厚み方向に透視したとき、全ての毒性ガス用作用極の各々と、対極とが重なる面積が０であることが必要である。
〈実施例１〉
図１に示す構成に従い、酸素ガスおよび一酸化炭素を検知する下記の仕様の定電位電解式ガスセンサを作製した。
電極積層構造体（２０）において、酸素ガス用作用極（２１）は、直径３ｍｍの円形（面積が７ｍｍ2）で、電極触媒層（２１ｂ）の材質が白金黒である。毒性ガス用作用極（２２）は、直径１０ｍｍの半円形（面積が約３０ｍｍ2）で、電極触媒層（２２ｂ）の材質が白金黒である。また、酸素ガス用作用極（２１）と毒性ガス用作用極（２２）との離間距離は１ｍｍである。電解液保持部材（２３）は、厚みが０．３ｍｍのガラス繊維濾紙よりなる。対極（２６）は、面積が約７ｍｍ2で、材質が白金黒５質量％と二酸化イリジウム９５質量％との混合物である。参照極（２７）は、面積が１３ｍｍ2で、材質が白金黒５質量％と二酸化イリジウム９５質量％との混合物である。また、対極（２６）と参照極（２７）との離間距離は１ｍｍである。この電極積層構造体（２０）においては、電解液保持部材（２３）の厚み方向に透視したとき、毒性ガス用作用極（２２）と対極（２６）とが重なる面積が０であり、電解液保持部材（２３）の面方向における毒性ガス用作用極（２２）と対極（２６）との離間距離が１．２ｍｍである。また、酸素ガス用作用極（２１）と対極（２６）とが重なる面積は酸素ガス用作用極（２１）の面積の約６０％である。
ガス供給制限手段（５０）において、ピンホール（５１）は、内径が２０μｍで、長さが０．７ｍｍである。
図１に示す構成に従い、酸素ガスおよび一酸化炭素を検知する下記の仕様の定電位電解式ガスセンサを作製した。
電極積層構造体（２０）において、酸素ガス用作用極（２１）は、直径３ｍｍの円形（面積が７ｍｍ2）で、電極触媒層（２１ｂ）の材質が白金黒である。毒性ガス用作用極（２２）は、直径１０ｍｍの半円形（面積が約３０ｍｍ2）で、電極触媒層（２２ｂ）の材質が白金黒である。また、酸素ガス用作用極（２１）と毒性ガス用作用極（２２）との離間距離は１ｍｍである。電解液保持部材（２３）は、厚みが０．３ｍｍのガラス繊維濾紙よりなる。対極（２６）は、面積が約７ｍｍ2で、材質が白金黒５質量％と二酸化イリジウム９５質量％との混合物である。参照極（２７）は、面積が１３ｍｍ2で、材質が白金黒５質量％と二酸化イリジウム９５質量％との混合物である。また、対極（２６）と参照極（２７）との離間距離は１ｍｍである。この電極積層構造体（２０）においては、電解液保持部材（２３）の厚み方向に透視したとき、毒性ガス用作用極（２２）と対極（２６）とが重なる面積が０であり、電解液保持部材（２３）の面方向における毒性ガス用作用極（２２）と対極（２６）との離間距離が１．２ｍｍである。また、酸素ガス用作用極（２１）と対極（２６）とが重なる面積は酸素ガス用作用極（２１）の面積の約６０％である。
ガス供給制限手段（５０）において、ピンホール（５１）は、内径が２０μｍで、長さが０．７ｍｍである。
この定電位電解式ガスセンサにおいては、空気雰囲気下において測定された酸素ガス用作用極（２１）の電流値Ａ１が－３９．７μＡ、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍの空気雰囲気下において測定された毒性ガス用作用極の電流値Ａ２が３．２μＡ、比Ａ１／Ａ２の絶対値が１３であった。
〈比較例１〉
下記のように仕様を変更したこと以外は、実施例１と同様の構成の定電位電解式ガスセンサを作製した。
電極積層構造体（２０）において、電解液保持部材（２３）の厚み方向に透視したとき、毒性ガス用作用極（２２）と対極（２６）とが重なる面積が７ｍｍ2であり、電解液保持部材（２３）の面方向における毒性ガス用作用極（２２）と対極（２６）との離間距離が０．３ｍｍである。また、酸素ガス用作用極（２１）と対極（２６）とが重なる面積は酸素ガス用作用極（２１）の面積の０％である。
この定電位電解式ガスセンサにおいては、空気雰囲気下において測定された酸素ガス用作用極（２１）の電流値Ａ１、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍの空気雰囲気下において測定された毒性ガス用作用極の電流値Ａ２、および比Ａ１／Ａ２の絶対値は、実施例１に係る定電位電解式ガスセンサと同じである。
下記のように仕様を変更したこと以外は、実施例１と同様の構成の定電位電解式ガスセンサを作製した。
電極積層構造体（２０）において、電解液保持部材（２３）の厚み方向に透視したとき、毒性ガス用作用極（２２）と対極（２６）とが重なる面積が７ｍｍ2であり、電解液保持部材（２３）の面方向における毒性ガス用作用極（２２）と対極（２６）との離間距離が０．３ｍｍである。また、酸素ガス用作用極（２１）と対極（２６）とが重なる面積は酸素ガス用作用極（２１）の面積の０％である。
この定電位電解式ガスセンサにおいては、空気雰囲気下において測定された酸素ガス用作用極（２１）の電流値Ａ１、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍの空気雰囲気下において測定された毒性ガス用作用極の電流値Ａ２、および比Ａ１／Ａ２の絶対値は、実施例１に係る定電位電解式ガスセンサと同じである。
［試験］
実施例１および比較例１に係る定電位電解式ガスセンサについて、以下の試験１および試験２を行った。
［試験１］
空気雰囲気の試験空間内において定電位電解式ガスセンサの各々を作動した状態で、試験空間に窒素ガスを６０秒間供給した後、試験空間に空気を６０秒間供給し、さらに試験空間に１００ｐｐｍの一酸化炭素を含む空気を６０秒間供給した後、試験空間に空気を供給した。そして、この間における酸素ガスの濃度指示値および一酸化炭素の濃度指示値の変化を調べた。その結果を、実施例１については図８に、比較例１については図９にそれぞれ示す。
［試験２］
電位電解式ガスセンサの各々について、－４０℃～６０℃までの毒性ガスの濃度指示値ゼロ点の変化を調べた。結果を図１０に示す。
実施例１および比較例１に係る定電位電解式ガスセンサについて、以下の試験１および試験２を行った。
［試験１］
空気雰囲気の試験空間内において定電位電解式ガスセンサの各々を作動した状態で、試験空間に窒素ガスを６０秒間供給した後、試験空間に空気を６０秒間供給し、さらに試験空間に１００ｐｐｍの一酸化炭素を含む空気を６０秒間供給した後、試験空間に空気を供給した。そして、この間における酸素ガスの濃度指示値および一酸化炭素の濃度指示値の変化を調べた。その結果を、実施例１については図８に、比較例１については図９にそれぞれ示す。
［試験２］
電位電解式ガスセンサの各々について、－４０℃～６０℃までの毒性ガスの濃度指示値ゼロ点の変化を調べた。結果を図１０に示す。
図８および図９の結果から明らかなように、実施例１に係る定電位電解式ガスセンサによれば、酸素ガスの濃度が急激に低下した場合であっても、毒性ガスの濃度指示値の変動が十分に抑制されることが確認された。
また、図１０の結果から明らかなように、実施例１に係る定電位電解式ガスセンサによれば、環境温度が上昇しても毒性ガスの濃度指示値のゼロ点が上昇することが抑制されることが確認された。
また、図１０の結果から明らかなように、実施例１に係る定電位電解式ガスセンサによれば、環境温度が上昇しても毒性ガスの濃度指示値のゼロ点が上昇することが抑制されることが確認された。
１０ ケーシング
１１ ケーシンク本体
１２ 蓋部材
１３ ａ，１３ｂ 被検ガス導入口
１４ 上壁部
１５ 下壁部
１６ 通気管部
１７ 周壁部
１８ 第１凹所
１９ 第２凹所
２０ 電極積層構造体
２１ 酸素ガス用作用極
２１ａ ガス透過性フィルム
２１ｂ 電極触媒層
２２ 毒性ガス用作用極
２２ａ ガス透過性フィルム
２２ｂ 電極触媒層
２３ 電解液保持部材
２３Ａ 電解液層
２５ 電極複合体
２６ 対極
２７ 参照極
２８ 圧力調整膜
２８ａ 電極形成部
２８ｂ 舌片部
３０ 支持板
３１ 電極形成部支持部
３２ 通気管部用貫通孔
３５ 舌片部支持部
３６ 舌片部用貫通孔
４０ 酸素ガス用作用極端子
４１ 毒性ガス用作用極端子
４２ 対極端子
４３ 参照極端子
４５ 封止用樹脂材料層
５０ ガス供給制限手段
５１ ピンホール
５５ 緩衝膜
５６ ガス拡散層
５７ 保護層
５８ａ 貫通孔
５８ 両面粘着テープ
５９ 両面粘着テープ
Ｉ 電流
Ｋ 間隙
Ｓ 電解液室
Ｖ 通気孔
１１ ケーシンク本体
１２ 蓋部材
１３ ａ，１３ｂ 被検ガス導入口
１４ 上壁部
１５ 下壁部
１６ 通気管部
１７ 周壁部
１８ 第１凹所
１９ 第２凹所
２０ 電極積層構造体
２１ 酸素ガス用作用極
２１ａ ガス透過性フィルム
２１ｂ 電極触媒層
２２ 毒性ガス用作用極
２２ａ ガス透過性フィルム
２２ｂ 電極触媒層
２３ 電解液保持部材
２３Ａ 電解液層
２５ 電極複合体
２６ 対極
２７ 参照極
２８ 圧力調整膜
２８ａ 電極形成部
２８ｂ 舌片部
３０ 支持板
３１ 電極形成部支持部
３２ 通気管部用貫通孔
３５ 舌片部支持部
３６ 舌片部用貫通孔
４０ 酸素ガス用作用極端子
４１ 毒性ガス用作用極端子
４２ 対極端子
４３ 参照極端子
４５ 封止用樹脂材料層
５０ ガス供給制限手段
５１ ピンホール
５５ 緩衝膜
５６ ガス拡散層
５７ 保護層
５８ａ 貫通孔
５８ 両面粘着テープ
５９ 両面粘着テープ
Ｉ 電流
Ｋ 間隙
Ｓ 電解液室
Ｖ 通気孔
Claims (4)
- 酸素ガスおよび毒性ガスを検知する定電位電解式ガスセンサであって、
電解液が含侵されたシート状の電解液保持部材と、
前記電解液保持部材の上面に互いに離間して配置された、酸素ガス用作用極および毒性ガス用作用極と、
前記電解液保持部材の下面に互いに離間して配置された対極および参照極とを備え、
前記電解液保持部材の厚み方向に透視したとき、前記毒性ガス用作用極と前記対極とが重なる面積が０であることを特徴とする定電位電解式ガスセンサ。 - 前記電解液保持部材の厚み方向に透視したとき、前記酸素ガス用作用極は、少なくとも一部が前記対極と重なるよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定電位電解式ガスセンサ。
- 検知対象である前記毒性ガスは、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄、塩素、アンモニア、二酸化窒素、一酸化窒素、シアン化水素、水素ガス、ホスフィン、オゾンおよび二酸化塩素から選ばれた少なくとも一種であ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ガスセンサ。
- 検知対象である前記毒性ガスが一酸化炭素であり、
空気雰囲気下において測定される前記酸素ガス用作用極の電流値をＡ１とし、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍの空気雰囲気下において測定される前記毒性ガス用作用極の電流値をＡ２としたとき、比Ａ１／Ａ２の絶対値が５～５０であることを特徴とする請求項３に記載の定電位電解式ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020191974A JP7474682B2 (ja) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 定電位電解式ガスセンサ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020191974A JP7474682B2 (ja) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 定電位電解式ガスセンサ |
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|---|---|
| JP2022080743A JP2022080743A (ja) | 2022-05-30 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007017317A (ja) | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Komyo Rikagaku Kogyo Kk | ガスセンサ、それを用いたガス濃度測定装置、及び窒素酸化物濃度の測定方法 |
| WO2010052867A1 (ja) | 2008-11-04 | 2010-05-14 | 株式会社日立製作所 | 電位差式センサチップ、電位差測定方法、及び測定キット |
| US20190227026A1 (en) | 2018-01-22 | 2019-07-25 | InSyte Systems, Inc. | Low Impedance Sensor for Low Density Materials |
| WO2019202807A1 (ja) | 2018-04-20 | 2019-10-24 | 理研計器株式会社 | 定電位電解式ガスセンサ |
-
2020
- 2020-11-18 JP JP2020191974A patent/JP7474682B2/ja active Active
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| WO2019202807A1 (ja) | 2018-04-20 | 2019-10-24 | 理研計器株式会社 | 定電位電解式ガスセンサ |
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