JPH01254856A - Electrooptical sensor - Google Patents

Electrooptical sensor

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JPH01254856A
JPH01254856A JP63073499A JP7349988A JPH01254856A JP H01254856 A JPH01254856 A JP H01254856A JP 63073499 A JP63073499 A JP 63073499A JP 7349988 A JP7349988 A JP 7349988A JP H01254856 A JPH01254856 A JP H01254856A
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anode
dissolved oxygen
oxygen sensor
cathode
metal screen
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M Nechi Rudher-Chris
ラドハークリス・エム・ネチ
H Freund David
デビツド・エツチ・フリユンド
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a sensor in which stability and activity are sustained for a long term while shortening the settling time by arranging anode and cathode concentrically in adjacent to an opening communicating between the outside of body and an electrolyte container. CONSTITUTION: An opening 16 is made to communicate between a container 14 and the outside of a body 12 containing an electrolyte container 14 and the opening 16 is sealed with a polymer diaphragm 18 impermeable to the electrolyte. Anode 22 and cathode 24 having working surfaces spaced apart from the diaphragm 18 are formed contiguously to the diaphragm 18 sealing the opening 16 while defining a space for containing the electrolyte with respect to the diaphragm. Furthermore, a noble metal screen 48 is provided on the working surface of anode 22 in order to sustain a high ratio of area (at least about 85:1) between anode and cathode over one interval and temperature range while minimizing the activity loss of electrode. The noble metal screen 48 is made of platinum or an alloy thereof and has 50-1000 mesh.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体中の気体ヲ横出できるセンサに関するも
のであり、さらに具体的にいえば、酸素の有無と量’e
 I11定できるセンサに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sensor that can extract gas from a fluid, and more specifically, to detect the presence or absence and amount of oxygen.
This relates to a sensor that can determine I11.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

酸素測定のための電気化学的方法の一つは、電流測定法
である。この方法は、動作が極めて迅速簡単であり、特
に液体中の気体酸素または溶存酸素のいずれかを測定す
るのに適している。酸素検出の電流測定法において利用
されるセンサは、当該技術において周知であり、一般に
は、電解質用の容器が中に形成されている中空体を備え
ており、その中空体は、外部と容器との間を連通する開
口部を備えている。中空体の中には電解質と接触するた
めの陽極と#極が配設きれ、電解質は透過させないが、
酸素は迂遇させる薄い重合体隔膜が中空体の開口部全封
止する。二つの電極全一つの電圧源および測定手段に電
気的に接続する手段が設けられている。陽極と陰極の間
に電圧が加えられ、試料流体がセンサの中空体全封止す
る隔膜と接触すると、@素が隔膜を通して拡散し、電解
質があるとき陰極に接触する。抜取検査されている酸素
の分圧と線形関係の電流が生ずる。この電流は、測定さ
れ、その試料にある酸素の量に相関させられる。
One electrochemical method for oxygen measurement is amperometric method. This method is extremely quick and simple to operate and is particularly suitable for measuring either gaseous oxygen or dissolved oxygen in liquids. Sensors utilized in amperometric methods of oxygen detection are well known in the art and generally include a hollow body with a container for an electrolyte formed therein, the hollow body being connected to an exterior and a container. It has an opening that communicates between the two. An anode and a # electrode for contacting the electrolyte can be placed inside the hollow body, and the electrolyte does not permeate through it.
A thin polymer diaphragm, which bypasses oxygen, seals all openings in the hollow body. Means are provided for electrically connecting both electrodes to a voltage source and to a measuring means. When a voltage is applied between the anode and the cathode and the sample fluid contacts the diaphragm that seals the entire hollow body of the sensor, the @ element diffuses through the diaphragm and contacts the cathode when the electrolyte is present. A current is generated that is linearly related to the partial pressure of the oxygen being sampled. This current is measured and correlated to the amount of oxygen present in the sample.

電流測定酸素センサは、一般に二つの型式のうちの一つ
であるといえる。第1の型式のセンサについては、酸素
が陰極に接触するとき還元されるので、陽極と陰極との
間に電流を住する。この型式のセンサは、酸素が陰極で
還元されて水酸基になり、酸素が陽極で再生されないの
で、センサ内で酸素が消耗しないように酸素が隔膜を通
して、絶えず流入することを必要とする。この型式のセ
ンサは、試験流体の流量に非常に敏感で、通常は、セン
サへの流体の流量全維持する何らかの手段を必要とする
。電流は、試験試料内の酸素の分圧に正比例する。もう
一つの型式の酸素センサは、陰極において電解質から酸
素全納えず還元させ、陽極において酸素を作らせるのに
十分な′電圧を用いる平衡型センサである。動作が一旦
安定すると、隔膜の外面における酸素の分圧が変化して
平衡のつりあいを乱すときしか乱されない平衡条件がセ
ンサ内に設定される。平衡が乱れるとやはり試料中の酸
素の分圧の直接の尺度である電流を生ずる。
Amperometric oxygen sensors generally come in one of two types. For the first type of sensor, an electric current is carried between the anode and the cathode because oxygen is reduced when it contacts the cathode. This type of sensor requires a constant flow of oxygen through the diaphragm to avoid depletion of oxygen within the sensor, since oxygen is reduced to hydroxyl groups at the cathode and is not regenerated at the anode. This type of sensor is very sensitive to the flow rate of the test fluid and usually requires some means of maintaining the full flow of fluid to the sensor. The current is directly proportional to the partial pressure of oxygen within the test sample. Another type of oxygen sensor is a balanced sensor that uses a voltage sufficient to cause all of the oxygen to be reduced from the electrolyte at the cathode and to produce oxygen at the anode. Once operation is stable, an equilibrium condition is established within the sensor that is only disturbed when the partial pressure of oxygen at the outer surface of the diaphragm changes and disturbs the equilibrium balance. Disturbances in equilibrium also result in a current that is a direct measure of the partial pressure of oxygen in the sample.

両方の形式のセンサで良好な結果が達成されるが、平衡
型センサは、それが隔膜表面を通過する酸素の流れに無
関係で上述の第1の型式のセンサで通常必要とされるよ
うに試料の流量を制御したり、センサのすぐ近くで試料
流体を攪拌する必要がないので、好ましい。
Although good results are achieved with both types of sensors, the balanced type sensor is independent of the flow of oxygen across the diaphragm surface and the sample as normally required in the first type of sensor mentioned above. This is preferable because it eliminates the need to control the flow rate of the sample fluid or stir the sample fluid in close proximity to the sensor.

平衡モードの動作では、センサの動作は、二つの電極が
作動表面を隔膜の内仙1表面に隣させてセンサ本体内に
同心円状に配置されるとき最大になる。同心円状に配置
された電極では、陽極表面積の陰極表面積に対する比は
少なくとも85:1の程度であることが必要である。陽
極表面積の陰極表面積に対する比が約85:lより小さ
ければ、センサは、酸素レベルに何らかの階段状変化の
後に安定化するために約数時間の不当に長い時間がかか
る。また、センサの長期安定性が酸素レベルの一定のと
きでも悪く、結果として感度が絶えず失われる。このよ
うなセンサは、ある期間にわたって活性金失うことも分
った。
In the balanced mode of operation, the operation of the sensor is maximized when the two electrodes are placed concentrically within the sensor body with the working surfaces adjacent to the medial sacral 1 surface of the diaphragm. For concentrically arranged electrodes, the ratio of anode surface area to cathode surface area should be at least on the order of 85:1. If the ratio of anode surface area to cathode surface area is less than about 85:1, the sensor will take an unreasonably long time, on the order of several hours, to stabilize after any step change in oxygen level. Also, the long-term stability of the sensor is poor even at constant oxygen levels, resulting in a constant loss of sensitivity. It has also been found that such sensors lose active gold over a period of time.

〔発明が解決しようとする諌朗〕[Isaro that invention attempts to solve]

従って1本発明の目的は、電流測定酸素センナにおいて
、酸素レベルの階段状の変化の後に安定化に要する時間
が短く、長期安定性があり、かつ長期間にわたって活性
の失われない溶存酸素センサを提供せることである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a dissolved oxygen sensor in an amperometric oxygen sensor that has a short stabilization time after a step change in oxygen level, has long-term stability, and does not lose activity over a long period of time. It is something that can be provided.

〔課ill解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明によれば、電解質容器とその中に入っている電解
質を有する本体および本体の外側と容器との間を連通す
る開口部を備えた改良型センサが提供される。陽極と陰
極が本体内に前記開口部に隣接して同心円状に配設され
、酸素に透過性で電解質に不透迦性の薄い重合体の隔膜
が前記開口部を封止する。画電極を電圧計と電流測定手
段に電気的に接続する手段が設けられている。陽極およ
び陰極の作動表面、すなわち、前記隔膜に隣接した表面
は、隔膜からある間隔離れていて、作動表面と隔膜との
間に電解質空間を形成している。貴金属スクリーンが陽
極の作動表面に配設されている。本発明の好ましい実姉
例において、スフIJ −ンは、陽極の作動表面全完全
に覆い、普通は、陰極の作動表面の上に横たわることに
なるスクリーンの一部分が切取られて、陰極の作動表面
が妨げられないようになっている。
In accordance with the present invention, an improved sensor is provided that includes a body having an electrolyte container and an electrolyte contained therein, and an opening communicating between the exterior of the body and the container. An anode and a cathode are disposed concentrically within the body adjacent the opening, and a thin polymeric membrane permeable to oxygen and impermeable to electrolyte seals the opening. Means are provided for electrically connecting the picture electrode to a voltmeter and current measuring means. The active surfaces of the anode and cathode, ie the surfaces adjacent to the diaphragm, are spaced apart from the diaphragm to form an electrolyte space between the operative surface and the diaphragm. A precious metal screen is disposed on the working surface of the anode. In a preferred embodiment of the invention, the screen completely covers the entire working surface of the anode, and a portion of the screen that would normally overlie the working surface of the cathode is cut away so that the working surface of the cathode is completely covered. It is unobstructed.

本発明のセンナの非常に好ましい実姉例において、陰極
がロジユウム金属で構成され、陽極および貴金属スクリ
ーンが白金黒付き白金で構成されている。
In a highly preferred sister embodiment of the senna of the present invention, the cathode is constructed of rhodium metal and the anode and noble metal screen are constructed of platinum blackened platinum.

〔作 用〕[For production]

理由が明らかに分っていないが、貴金属のスクリーン全
陽極の表面全体に用いると、同じように構成されている
が、陽極作動表面上に貴頒を備えていないセンサに較べ
て、ある期間にわたって電極の安定etかなり維持でき
るようになる。
For reasons that are not clearly understood, the use of a precious metal screen over the entire surface of an anode results in a higher resistance over a period of time than a similarly constructed sensor without a precious metal on the anode working surface. The stability of the electrode can be maintained considerably.

〔実姉例〕[Example of real sister]

第1図を参照すると1本発明の好ましい実姉例は、電解
質が入っている容器111を形成する内部を有する本体
12を備え、総括的に10として示された酸素のセンサ
として示されている。本体12は、容器illと本体の
外部との間を連通させる開口部を16にもっている。陽
極22と陰極211が本体12内で開口部16に隣接し
て同心円状に配設されている。薄い重合体の隔膜1gが
開口部16を封止する。隔膜」8は、酸素には透過性が
あるが′電解質には下愚過性のフルオロエチレンプロピ
レンまたはテトラフルオロエチレンのいずれかで形成さ
れるのが好ましい。二つの電極を電圧源26および電流
測定手段28へ電気的に接続するための端子手段20′
fe備えている。陽極22と陰極2IIは容器1llO
中でガラス管52によって支えられている。陰′@L2
1tは、ガラス管32の一端に融合されている。大体円
板形になっている陽極22は。
Referring to FIG. 1, a preferred embodiment of the present invention is shown as an oxygen sensor, generally designated 10, having a body 12 having an interior defining a container 111 containing an electrolyte. The body 12 has an opening 16 providing communication between the container ill and the exterior of the body. An anode 22 and a cathode 211 are arranged concentrically within the main body 12 adjacent to the opening 16 . A thin polymeric diaphragm 1g seals the opening 16. The diaphragm 8 is preferably formed of either fluoroethylene propylene or tetrafluoroethylene, which is permeable to oxygen but permeable to the electrolyte. Terminal means 20' for electrically connecting the two electrodes to a voltage source 26 and a current measuring means 28;
Equipped with fe. The anode 22 and the cathode 2II are in a container 110
It is supported inside by a glass tube 52. Yin′@L2
It is fused to one end of the glass tube 32. The anode 22 is approximately disk-shaped.

中央孔tillを備え、その孔の中に陰極24が回心円
状に配置されている。陽極22は、ガラス管32の端に
よって担持されており、電解質に耐性のある1例えばエ
ポキシの接着剤のような接着材料う4によってガラス管
32にはりつけられている。陽極22および陰極21は
、陰極導線IIOと陽極導線42によって端子手段20
に接続されている。
It has a central hole till, in which the cathode 24 is arranged in a concentric circle. The anode 22 is carried by the end of the glass tube 32 and is attached to the glass tube 32 by an adhesive material 4, such as an epoxy adhesive, which is resistant to the electrolyte. Anode 22 and cathode 21 are connected to terminal means 20 by cathode conductor IIO and anode conductor 42.
It is connected to the.

隔膜18は、本体の開口部16を覆って適所にねじ付埋
状ふた3Gによって保持され、環状ふたは隔膜全所定の
位置に締めつけるリング3gと共同して割く。
The septum 18 is held in place over the opening 16 in the body by a threaded recessed lid 3G, the annular lid being split in conjunction with a ring 3g which tightens the entire septum in place.

本体12の中に正しく置かれると、陽極22と陰極21
1は、下側作動表面50が隔膜1gに隣接しているが各
作動表面と隔膜との間に電解質空間116’i形成する
ように隔膜から間隔をおいている状態で開口部16に隣
接して取付けられる。ねじ付プラグ52がセンサ本体1
2の側面にあって電解質全容器に追加したり、容器から
取除くための対応するねじ付札511’6封止する。
When properly placed within body 12, anode 22 and cathode 21
1 are adjacent to the openings 16 with the lower working surfaces 50 adjacent to the membranes 1g but spaced from the membranes so as to form an electrolyte space 116'i between each working surface and the membranes. can be installed. The threaded plug 52 is connected to the sensor body 1
2. Seal the electrolyte with a corresponding screw-on tag 511'6 on the side for adding to or removing from the entire container.

本発明によれば、貴金属スクリーンlI8が陽極22の
作動表面30に配設される。スクリーン4gは陰極21
1の作動表面30と心の合っている孔5゜を備え、陰極
の作動表面が電解儂空間+16の中の電解質に完全にさ
らされるようにする。しかし。
According to the invention, a noble metal screen II8 is disposed on the working surface 30 of the anode 22. Screen 4g is cathode 21
The working surface of the cathode is provided with a hole 5° aligned with the working surface 30 of the cathode 1 so that the working surface of the cathode is completely exposed to the electrolyte in the electrolytic space +16. but.

スクリーンは、陽極22の作動表面30全体を覆ってい
る。
The screen covers the entire working surface 30 of the anode 22.

陽極22は、貴金属、好ましくは白金黒の層を付着され
た白金で構成される。、陰極21+はまた。
The anode 22 is constructed of a noble metal, preferably platinum with a layer of platinum black deposited thereon. , the cathode 21+ is also.

本発明が関係する型式の酸素センサの場合に、ロジユウ
ムが炭酸ガスの妨害に非常に耐性があるので、陰極をロ
ジユウムで構成するのが非常に好ましい。陽極の表面積
の陰極の表面積に対する比は。
In the case of oxygen sensors of the type to which the present invention relates, it is highly preferred that the cathode be constructed of rhodium, since rhodium is highly resistant to carbon dioxide interference. The ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode is.

少なくとも85対1でなければならず、100対1の高
さになってもよい。陽極22の作動表面に白金黒を付着
させることが非常に好ましいが5その理由は、白金黒の
層が陽極の表面積を明らかに増し、それが所望の陽極表
面積対陰極表面積の死金達成するために陰極の寸法を不
必要に小さくせず、またはセンサの寸法を増大せずに前
述の表面積比を向上させるからである。
It must be at least 85:1 and may be as high as 100:1. It is highly preferred to deposit platinum black on the working surface of the anode 22 because the layer of platinum black significantly increases the surface area of the anode, which achieves the desired anode surface area to cathode surface area. This is because the aforementioned surface area ratio is improved without unnecessarily reducing the dimensions of the cathode or increasing the dimensions of the sensor.

貴金属スクリーンは、陽極22と同じ材料からなってい
るのが好ましく、また白金黒で被覆されているのも打着
しい。スクリーンIIgは、陽極2この作動表面50に
スポット溶接などの適当な手段で取付けられ、好ましい
実施例においては、スクリーンは、スクリーンと陽極の
作動表面が同時に白金黒をつけられるように白金黒をつ
ける前に陽極の作動表面に取付けられる。スクリーンは
、50メツシュないし1000メツシュの闇で変動して
もよい。約0.076 m (0,OO3インチ)の線
径の米国ふるい系列で100メツシュの針金スクリーン
で良好な結果が得られる。100メツシュのスクリーン
寸法は、スクリーンと陽極22の作動表面50に白金黒
全十分蓄積できるようにするのに十分な約0.17訪(
0,OOフインチ)の孔をもっている。スクリーン11
8が1場極22と別々に白金黒全つけられる場合、もつ
と細かいメツシュ寸法で良好な結果が得られるが、細か
いメツシュの孔は、つ捷り易いので、スクリーンと陽極
を組立てて、次に白金黒全つけるとき、陽極の作動表面
の表面積を小さくする。一方、米国標準ふるい系列で約
50メツシュより粗いメツシュ寸法は、より細かいメツ
シュ寸法、すなわち50ないしioo。
Preferably, the noble metal screen is made of the same material as the anode 22, and is preferably coated with platinum black. The screen IIg is attached to the working surface 50 of the anode 2 by any suitable means such as spot welding, and in the preferred embodiment the screen is coated with platinum black so that the screen and the working surface of the anode are coated with platinum black at the same time. Previously mounted on the anode working surface. The screen may vary from 50 meshes to 1000 meshes of darkness. Good results have been obtained with a 100 mesh wire screen in the US sieve series with a wire diameter of about 0.076 m (0.003 inches). The screen size of 100 mesh is approximately 0.17 mesh (0.17 mm), which is sufficient to allow sufficient accumulation of platinum black on the screen and the working surface 50 of the anode 22.
It has a hole of 0,00 finch). Screen 11
When 8 is completely covered with platinum black separately from the 1st field electrode 22, good results can be obtained with a fine mesh size, but the fine mesh holes are easy to tear, so the screen and anode are assembled and then When fully coated with platinum black, the surface area of the active surface of the anode is reduced. On the other hand, mesh sizes coarser than about 50 mesh in the US standard sieve series are finer mesh sizes, i.e. 50 to io.

メツシュによって与えられる作動表面の最適増加をもた
らさない。
Does not provide the optimal increase in working surface provided by the mesh.

本発明の非常に好ましい実施例において、貴金属スクリ
ーン4gは、陽&22の作動表面50に組立てる前に圧
縮操作を受ける6陽&22の作動表面50の上の所定の
位置にあるスクリーン48は贅た隔膜18と陰極211
との間のスペーサとして働き、それは完全には理解され
ないが、圧縮操作が陰極と隔膜との間の電解質空間11
6′f:、最小にしてセンサの応答全速くすると考えら
れることが分るであろう。しかし、前述の圧縮段階は、
臨界的でなく、本発明によるセンサの組立にはなくして
もよいことが分るであろう。
In a highly preferred embodiment of the invention, the precious metal screen 4g is subjected to a compression operation prior to assembly onto the working surface 50 of the positive &22 screen 48 in position above the working surface 50 of the positive &22. 18 and cathode 211
Although it is not fully understood, the compression operation acts as a spacer between the cathode and the diaphragm 11.
6'f: It will be seen that it can be considered to minimize the overall response of the sensor. However, the aforementioned compression stage
It will be appreciated that this is not critical and may be omitted in the assembly of a sensor according to the invention.

例として、陽極22の作動表面30に貴金属スクリーン
をつけずに第1図および第2図の説明と図に従って電極
センサを構成した。陰極は、ガラス管に融合されたL 
OZ G W (0,O11インチ)のロジウム線であ
り、陽極は、L27m(0,05インチ)の中心切除部
を備えた6、 35 m (0,25インチ)の白金円
板であった。この白金円板は、ガラス管の端に接着され
、陰極が陽極の孔の中に同心円的に配置された。陽極は
、その作動表面30に白金黒の層を設けられた。両′電
極は、0.508we (0,02インチ)のフルオロ
エチルネオプロピレン膜によって封止孕れた。電解質は
、2%の苛性カリ溶液であった。
By way of example, an electrode sensor was constructed according to the description and illustrations of FIGS. 1 and 2 without a precious metal screen on the working surface 30 of the anode 22. The cathode is L fused to a glass tube.
OZ G W (0,011 inch) rhodium wire and the anode was a 6,35 m (0,25 inch) platinum disk with a L27 m (0,05 inch) center cutout. The platinum disk was glued to the end of the glass tube, and the cathode was placed concentrically within the hole in the anode. The anode was provided with a layer of platinum black on its working surface 30. Both 'electrodes were sealed with 0.508we (0.02 inch) fluoroethyl neopropylene membrane. The electrolyte was a 2% caustic potash solution.

そのように構成されたセンサは、普通の雰囲気を含んだ
環境室内に設置され、一連の温度段階にわたって循環さ
れた、第1の湿度段階は−1+ないし5時間の最小ル1
間に対する4℃で始1った。この期間の完了時に、温度
は、4時間の最小期間に対する25℃に上けられ1次い
で4時間の最小期間に対する114℃まで階段状に上げ
られた。llII℃の温度期間が完了すると、温度は、
4℃に下げられ、このサイクルが繰返された。センサは
、温度サイクルにきらされ、出力信号がヰ完全サイクル
に対して記録された。
A sensor so constructed is placed in an environmental chamber containing normal atmosphere and cycled through a series of temperature steps, the first humidity step being a minimum of -1+ to 5 hours.
The temperature was started at 4°C. At the completion of this period, the temperature was increased to 25° C. for a minimum period of 4 hours and then stepped up to 114° C. for a minimum period of 4 hours. Upon completion of the temperature period of llII °C, the temperature is
The temperature was lowered to 4°C and the cycle was repeated. The sensor was subjected to a temperature cycle and the output signal was recorded for a complete cycle.

結果は、種々の温度における信号出力を表す線Aと、第
4すなわち最終サイクルの間の13号出力を表す線Bで
描かれている。第4図から分るように、センサの信号出
力は、温度の増加とともに増加する。しかし、さらに重
要なことには、温度にかかわらず信号出力は、第4のサ
イクルの完了時にはかなり小さくすることが分るであろ
う。試験は、センサを4週間使ったことを表している。
The results are plotted with line A representing the signal output at various temperatures and line B representing the No. 13 output during the fourth or final cycle. As can be seen in FIG. 4, the signal output of the sensor increases with increasing temperature. More importantly, however, it will be seen that the signal output, regardless of temperature, is significantly smaller upon completion of the fourth cycle. The test represents 4 weeks of use of the sensor.

第4図から、試験サイクルにわたって、センサは、信号
強さをかなり失うことを示していることが分るであろう
。事実、信号強さの減りは、製品仕様によって許された
減りより犬きく、センサが使用を認められない。従って
、センサが取替えられなればならないか、または新しい
白金黒表面が両′市極の作動表面につけられなければな
らない。
It can be seen from FIG. 4 that over the test cycle, the sensor exhibits a significant loss of signal strength. In fact, the reduction in signal strength is greater than the reduction allowed by the product specifications and the sensor is not approved for use. Therefore, either the sensor must be replaced or a new platinum black surface must be applied to the working surfaces of both city poles.

4サイクルの完了時点で、同じセンサが環境室から回収
され1分解されて、白金黒付き白金スクリーン(100
メツシュ)が陽極の作業表面にはりつけられた。センサ
は、同じ型式の隔膜と電解質を用いて再組立てされ、環
境室に戻され、5週間の連続使用にわたって延長した5
サイクルの湿If変化を受けた。
At the completion of four cycles, the same sensor was retrieved from the environmental chamber, disassembled once, and placed on a platinum screen with platinum black (100
A mesh) was attached to the working surface of the anode. The sensor was reassembled using the same type of diaphragm and electrolyte, returned to the environmental chamber, and extended over 5 weeks of continuous use.
Subjected to cycle humidity If changes.

結果は、第5図に示されている。見て分るように、第1
サイクルのaCと第5サイクルの線りとの間の温度範囲
にわたる信号強さの減少はほんのわずかしかない。1M
号強さの減少は、5週間連続傷用したあとでζえ許容で
きる指定唄度内にある。
The results are shown in FIG. As you can see, the first
There is only a slight decrease in signal strength over the temperature range between cycle aC and the fifth cycle line. 1M
The decrease in signal strength is within the specified singing strength that is acceptable after 5 weeks of continuous use.

本発明の種々の実姉例および改変例を前記記載において
説明し、図面に示したが、部品の組合せおよび配列とと
もに構成の細部に小さな変更を特許請求の範囲に請求さ
れた本発明の梢神と範囲からそれることなく行うことが
できることが分るであろう。例えば、陽極22は、焼結
金属からなっていてもよい。なお1図示の円板形陽極で
なく管形陽極を用いて良好な結果が達成される。電解質
の選択は、当業者に明らかであり、電解質を各側で述べ
たように緩衝剤で処理してもしなくてもよい。
While various embodiments and modifications of the present invention have been described in the foregoing description and shown in the drawings, minor changes in details of construction as well as combinations and arrangements of parts may be made in accordance with the invention as claimed in the claims. It will be seen that this can be done without going out of scope. For example, the anode 22 may be made of sintered metal. It should be noted that good results are achieved using a tube-shaped anode rather than the disk-shaped anode shown in FIG. The choice of electrolyte will be apparent to those skilled in the art, and the electrolyte may be buffered or unbuffered as mentioned on each side.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は1以上に説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above,
This produces the effects described below.

陽極作IJノ表面に隣接して責合、−スクリーンを配設
したことにより、所望の高い陽極表面積対陰極表m積の
比を陰極を小さくしたり、センサの寸法を大きくしなで
達成でき、かつセンサの性能の安定性を高めることがで
きる。
By arranging the screen adjacent to the surface of the anode, the desired high ratio of anode surface area to cathode surface area can be achieved without making the cathode smaller or increasing the size of the sensor. , and the stability of sensor performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明によって構成された酸素センサのイ1
11]立面部分断面図。 第2図は、第1図のセンサの一部分の拡大W6反の断面
図。 第5図は、第2図に示したセンナの端面図、第4図は、
従来技術によって構成された酸素センサのある期間にわ
たって描いたマイクロアンペアで測ったセンサの出力対
温度のプロット、第5図は1本発明によって構成された
酸素センサの二つの期間でとったマイクロアンペアで側
ったセンサの出対渇度のプロットである。 12−一本体、111−一容器、1g−一隔膜。 22−一陽極、214−一陰極、30−−作動表面、4
6一−電解質空間、48−−スクリーン。 図面の浄書(内容に変更なし) F/6/ F/θ3 i力L(#(’ン 手 続 補 正  書(方式) %式% l、事件の表示 昭和63年  特  許   照温 731+99  
号3、補正する者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 7、補正の対象 図面
FIG. 1 shows an illustration of an oxygen sensor constructed according to the present invention.
11] Elevation partial sectional view. FIG. 2 is an enlarged W6 sectional view of a portion of the sensor shown in FIG. FIG. 5 is an end view of the senna shown in FIG. 2, and FIG. 4 is an end view of the senna shown in FIG.
FIG. 5 is a plot of sensor output in microamperes taken over a period of time for an oxygen sensor constructed according to the prior art versus temperature; FIG. This is a plot of the output thirst of the sensor on the side. 12-one main body, 111-one container, 1g-one septum. 22--one anode, 214--one cathode, 30--working surface, 4
6--electrolyte space, 48--screen. Engraving of drawings (no change in content) F/6/ F/θ3
No. 3. Relationship with the person making the amendment Patent applicant 4, agent 7, subject of amendment Drawings

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電解質容器を中に有する本体と、前記本体にあつて
前記本体の外部と前記容器との間を連絡する開口部と、
酸素に透過性であり、電解質に不透過性で、前記開口部
を封止する薄い重合体の隔膜と、電圧源と電流測定手段
に電気的に接続された端子手段と、前記本体内に同心円
状に配置された陽極および陰極を形成するとともに、前
記隔膜に隣接し、前記隔膜との間に電解質空間を形成す
るように前記隔膜から間隔をおいている作動表面を有す
る二つの電極とを備えた溶存酸素センサにおいて、電極
の活性度の損失を最小にし陽極面積対陰極面積の高い比
を一つの期間と温度範囲にわたつて保つために前記陽極
の作動表面に配置された貴金属スクリーンを備えている
ことを特徴とする溶存酸素センサ。 2、前記貴金属スクリーンが白金とそれの合金である請
求項1に記載の溶存酸素センサ。 3、前記貴金属スクリーンが50メッシュないし100
0メッシュである請求項1に記載の溶存酸素センサ。 4、前記電極がロジユウムである請求項1に記載の溶存
酸素センサ。 5、前記貴金属スクリーンが白金黒の外側層を備えてい
る請求項1に記載の溶存酸素センサ。 6、前記陽極面積対陰極面積の比が少なくとも約85:
1である請求項1に記載の溶存酸素センサ。 7、前記貴金属スクリーンが前記陽極の作動表面にはり
つけられ、それの前記陽極の上の位置を維持する請求項
1に記載の溶存酸素センサ。 8、前記貴金属スクリーンは、前記陽極作動表面にスポ
ット溶接されている請求項1に記載の請求項7に記載の
溶存酸素センサ。 9、前記貴金属スクリーンが圧縮され、それによつて前
記陰極と前記陽極との間の電解質空間を最小にすること
を特徴とする請求項1に記載の溶存酸素センサ。 10、前記貴金属スクリーンが前記陽極の作動表面の事
実上全面積の上に横わつている請求項1に記載の溶存酸
素センサ。
[Scope of Claims] 1. A main body having an electrolyte container therein; an opening in the main body that communicates between the outside of the main body and the container;
a thin polymeric diaphragm permeable to oxygen and impermeable to electrolyte sealing said opening; terminal means electrically connected to a voltage source and current measuring means; and a concentric circle within said body. two electrodes forming an anode and a cathode arranged in the form of a diaphragm and having working surfaces adjacent to the diaphragm and spaced apart from the diaphragm so as to form an electrolyte space therebetween; Dissolved oxygen sensor comprising a noble metal screen placed on the working surface of the anode to minimize loss of electrode activity and maintain a high ratio of anode area to cathode area over a period of time and temperature range. Dissolved oxygen sensor characterized by: 2. The dissolved oxygen sensor according to claim 1, wherein the noble metal screen is made of platinum and an alloy thereof. 3. The precious metal screen is 50 mesh to 100 mesh.
The dissolved oxygen sensor according to claim 1, which is 0 mesh. 4. The dissolved oxygen sensor according to claim 1, wherein the electrode is rhodium. 5. The dissolved oxygen sensor of claim 1, wherein said noble metal screen comprises an outer layer of platinum black. 6. The ratio of anode area to cathode area is at least about 85:
1. The dissolved oxygen sensor according to claim 1. 7. The dissolved oxygen sensor of claim 1, wherein the noble metal screen is affixed to the working surface of the anode and maintains its position over the anode. 8. The dissolved oxygen sensor of claim 7 according to claim 1, wherein the noble metal screen is spot welded to the anode working surface. 9. The dissolved oxygen sensor of claim 1, wherein the noble metal screen is compressed to thereby minimize electrolyte space between the cathode and the anode. 10. The dissolved oxygen sensor of claim 1, wherein the noble metal screen overlies substantially the entire area of the working surface of the anode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006030027A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Dkk Toa Corp Sensitivity restoring method of diaphragm type sensor, measuring instrument and electrode regeneration device

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