JPH02151754A - 二酸化炭素ガスセンサ - Google Patents
二酸化炭素ガスセンサInfo
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- JPH02151754A JPH02151754A JP63306728A JP30672888A JPH02151754A JP H02151754 A JPH02151754 A JP H02151754A JP 63306728 A JP63306728 A JP 63306728A JP 30672888 A JP30672888 A JP 30672888A JP H02151754 A JPH02151754 A JP H02151754A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
本発明は二酸化炭素ガスセンサに関し、特に化学分析や
医用分野において用いられる内部液室型の二酸化炭素ガ
スセンサ(以下、CO□センサという)に関する。
医用分野において用いられる内部液室型の二酸化炭素ガ
スセンサ(以下、CO□センサという)に関する。
[従来の技術]
一般に、隔膜式のCO2センサとしては、内部に電解質
を含む溶液を有する内部液室型のCO2センサ、特にセ
ベーリングハウス型CO□センサが広く知られている。
を含む溶液を有する内部液室型のCO2センサ、特にセ
ベーリングハウス型CO□センサが広く知られている。
この内部液室型のCO□センサは、一端に開口部を有し
、電極外筒となるハウジングの当該開口部に二酸化炭素
ガス透過膜及び該透過膜の内側にスペーサを組込むとと
もに、内部に電解質液を保持し、かつ該電解質液中にp
H感応電極、基準電極及びコモン電極を組み込んだもの
であり、内部電解質液中の水素イオン濃度の変化により
、被験液中のCO2ガスの分圧を測定するものである6 従来、上記内部液室型のCO2センサの内部電解質液と
しては、NaHC0.とNaCl2をそれぞれ0.00
1〜0.01M、0.01〜0.1M含む水溶液が広く
用いられている。
、電極外筒となるハウジングの当該開口部に二酸化炭素
ガス透過膜及び該透過膜の内側にスペーサを組込むとと
もに、内部に電解質液を保持し、かつ該電解質液中にp
H感応電極、基準電極及びコモン電極を組み込んだもの
であり、内部電解質液中の水素イオン濃度の変化により
、被験液中のCO2ガスの分圧を測定するものである6 従来、上記内部液室型のCO2センサの内部電解質液と
しては、NaHC0.とNaCl2をそれぞれ0.00
1〜0.01M、0.01〜0.1M含む水溶液が広く
用いられている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、従来の内部液室型のCO2センサにおい
ては、該センサのCO2検出特性を向上させるために、
内部電解質液のNaHCO3濃度を10−’M程度に低
くすると、該センサの応答時間は短縮されるが、その−
力感度が低下するという問題があった。この感度を高く
するためには、内部電解質溶液中のN a HCO3濃
度を10−”M程度に高くすればよいが、この場合には
逆に応答時間が長くなるという問題があった。
ては、該センサのCO2検出特性を向上させるために、
内部電解質液のNaHCO3濃度を10−’M程度に低
くすると、該センサの応答時間は短縮されるが、その−
力感度が低下するという問題があった。この感度を高く
するためには、内部電解質溶液中のN a HCO3濃
度を10−”M程度に高くすればよいが、この場合には
逆に応答時間が長くなるという問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
内部液室型の二酸化炭素ガスセンサにおいて、感度が向
上するとともに応答時間の短縮化を図ることができる二
酸化炭素ガスセンサを提供することを目的とする。
内部液室型の二酸化炭素ガスセンサにおいて、感度が向
上するとともに応答時間の短縮化を図ることができる二
酸化炭素ガスセンサを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
上記課題を解決するために本発明は、一端に開口部を有
し、電極外筒となるハウジングの当該開口部に二酸化炭
素ガス透過膜を備え、内部に電解質を含む溶液を保持し
、かつ該電解質を含む溶液中にpH感応電極、基準電極
及びコモン電極が組込まれてなる二酸化炭素ガスセンサ
であって、前記電解質を含む溶液に線状ポリエーテルを
含むことを特徴とする。ここで、前記線状ポリエーテル
は、その濃度が0.1〜10重量%、また、分子量が2
00〜20,000であることが好ましい。また、線状
ポリエーテルとしては具体的にはポリエチレングリコー
ルが好ましい。
し、電極外筒となるハウジングの当該開口部に二酸化炭
素ガス透過膜を備え、内部に電解質を含む溶液を保持し
、かつ該電解質を含む溶液中にpH感応電極、基準電極
及びコモン電極が組込まれてなる二酸化炭素ガスセンサ
であって、前記電解質を含む溶液に線状ポリエーテルを
含むことを特徴とする。ここで、前記線状ポリエーテル
は、その濃度が0.1〜10重量%、また、分子量が2
00〜20,000であることが好ましい。また、線状
ポリエーテルとしては具体的にはポリエチレングリコー
ルが好ましい。
また、本発明に係る二酸化炭素ガスセンサは、前記線状
ポリエーテルに代えて高分子多価アルコールを用いたこ
とを特徴とし、この場合、前記高分子多価アルコールは
、その濃度が1〜10重量%、また分子量が22.00
0〜88.000であることが好ましい、また、高分子
多価アルコールとしては具体的にはポリピニルアルコー
ルが好ましい、さらに、前記二酸化炭素ガス透過膜の内
側全面にスペーサを組込むことが好ましい。
ポリエーテルに代えて高分子多価アルコールを用いたこ
とを特徴とし、この場合、前記高分子多価アルコールは
、その濃度が1〜10重量%、また分子量が22.00
0〜88.000であることが好ましい、また、高分子
多価アルコールとしては具体的にはポリピニルアルコー
ルが好ましい、さらに、前記二酸化炭素ガス透過膜の内
側全面にスペーサを組込むことが好ましい。
[作 用]
上記構成の二酸化炭素ガスセンサによれば、従来のN
a HCOsとNaCl2のみを含む内部電解質液を用
いたセンサに比べ、感度が向上するとともに応答特性が
向上する [実施例J 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
a HCOsとNaCl2のみを含む内部電解質液を用
いたセンサに比べ、感度が向上するとともに応答特性が
向上する [実施例J 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実宿例に係るCO2センサの断面構
造を示すものである0図中、■は底部に開口部を有し電
極外筒となるハウジングである。
造を示すものである0図中、■は底部に開口部を有し電
極外筒となるハウジングである。
このハウジング■は例えばポリカーボネイトにより形成
される。このハウジング1の内部には、直径0.2+n
mの銀線からなるコモン電極2、銀−塩化銀からなる基
準電極3.pH感応電極(作用極)4の3電極がそれぞ
゛れ収納されるとともに、電解質を含む溶液5が充填さ
れている。また、ハウジングlの開口部にはC02透過
膜6が固定されるとともにこの透過膜6の内側全面にス
ペーサ7が取り付けられることが好ましい、このスペー
サ7の上面中央部には上記pH感応電極4が固定されて
いる。このスペーサ7は■pH感応電極4とCO□透過
膜6との間隔を一定に保ちつつ、■C02ガスの透過量
に応じてH3イオンを速やかに発生させること、■電解
質を含む溶液5のpHを変化させないこと、■スペーサ
7自体が電解質を含む溶7a5を含浸すること、及び■
この電解質を含む溶液5の含浸を減らすためになるべく
薄くかつ厚さが均一で、pH感応電極4及びCO2透過
膜6との間で良好な密着性を得ることが必要である。さ
らに、このスペーサ7はpH感応電極4を溶剤(例えば
、ジクロロエタン)により接着させて圧着させるので、
耐溶剤性及び機械的強度に優れたものが要求されるにの
意味からスペーサ7としては、具体的には格子状のナイ
ロン、セロファン膜及び不織布等の親水性多孔質膜が好
ましく用いられる。
される。このハウジング1の内部には、直径0.2+n
mの銀線からなるコモン電極2、銀−塩化銀からなる基
準電極3.pH感応電極(作用極)4の3電極がそれぞ
゛れ収納されるとともに、電解質を含む溶液5が充填さ
れている。また、ハウジングlの開口部にはC02透過
膜6が固定されるとともにこの透過膜6の内側全面にス
ペーサ7が取り付けられることが好ましい、このスペー
サ7の上面中央部には上記pH感応電極4が固定されて
いる。このスペーサ7は■pH感応電極4とCO□透過
膜6との間隔を一定に保ちつつ、■C02ガスの透過量
に応じてH3イオンを速やかに発生させること、■電解
質を含む溶液5のpHを変化させないこと、■スペーサ
7自体が電解質を含む溶7a5を含浸すること、及び■
この電解質を含む溶液5の含浸を減らすためになるべく
薄くかつ厚さが均一で、pH感応電極4及びCO2透過
膜6との間で良好な密着性を得ることが必要である。さ
らに、このスペーサ7はpH感応電極4を溶剤(例えば
、ジクロロエタン)により接着させて圧着させるので、
耐溶剤性及び機械的強度に優れたものが要求されるにの
意味からスペーサ7としては、具体的には格子状のナイ
ロン、セロファン膜及び不織布等の親水性多孔質膜が好
ましく用いられる。
上記電解質を含む溶液5はN a HCOsとNaCf
fを含む水溶液であり、さらに水溶液性の高分子として
線状ポリエーテルあるいは高分子多価アルコールが含有
されている。そして、この高分子の添加量及び分子量を
調整することで、CO2センサの応答速度を速めること
が可能となる。
fを含む水溶液であり、さらに水溶液性の高分子として
線状ポリエーテルあるいは高分子多価アルコールが含有
されている。そして、この高分子の添加量及び分子量を
調整することで、CO2センサの応答速度を速めること
が可能となる。
上記線状ポリエーテルとしては、環状エーテルの開fi
重合によるもの(例えばポリエチレンオキシド、ポリプ
ロピレンオキシド)、環状アセクールの開環重合による
もの(例えばポリオキンメチレン)、アルデヒドの高重
合によるもの(例えばポリアセトアルデヒド、ポリホル
ムアルデヒド)、グリコールの重縮合によるもの(例え
ばポリエチレンデカメチレン)があるが、ポリエチレン
グリコール(PEG)が特に好ましい。
重合によるもの(例えばポリエチレンオキシド、ポリプ
ロピレンオキシド)、環状アセクールの開環重合による
もの(例えばポリオキンメチレン)、アルデヒドの高重
合によるもの(例えばポリアセトアルデヒド、ポリホル
ムアルデヒド)、グリコールの重縮合によるもの(例え
ばポリエチレンデカメチレン)があるが、ポリエチレン
グリコール(PEG)が特に好ましい。
そして、この線状ポリエーテルの分子量としては、20
0〜20,000が好ましく、その中でも3,000の
ものが後述するように90%応答速度が最速であるので
特に好ましい、なお、分子量が20.000より多(な
ると、水に不溶となり内部電解質液としては適さない。
0〜20,000が好ましく、その中でも3,000の
ものが後述するように90%応答速度が最速であるので
特に好ましい、なお、分子量が20.000より多(な
ると、水に不溶となり内部電解質液としては適さない。
また、その添加量は0.1〜1o重量%が好ましく、後
述するように90%応答速度が最速である1重量%のも
のが特に好ましい。
述するように90%応答速度が最速である1重量%のも
のが特に好ましい。
また、高分子多価アルコールとしてはポリピニルアルコ
ール(PVA)が好ましい、このポリピニルアルコール
の分子量としては22.000〜88.000が好まし
い。
ール(PVA)が好ましい、このポリピニルアルコール
の分子量としては22.000〜88.000が好まし
い。
上記CO2センサにおいては、被検液中のCO2がCO
2透過膜6を透過して電解質液5に溶解し、その結果法
のような反応が生じる。
2透過膜6を透過して電解質液5に溶解し、その結果法
のような反応が生じる。
Co 2 +H20+H“+HCO。
この反応により電解質液5中のpHが変化する。そして
、そのpHの変化をpH感応電極4が検知し、このpH
感応電極4と基準電極3との電位差によりCo、、m1
度が測定される。
、そのpHの変化をpH感応電極4が検知し、このpH
感応電極4と基準電極3との電位差によりCo、、m1
度が測定される。
本発明者等は上記本発明の効果を確認するために以下の
ような実験を行った。
ような実験を行った。
(実験例〕
11且エニJ
電解質液として、90℃以上に加熱したNaHCOs
5 m M及びNaCj2154mMの水溶液中に、ポ
リエチレングリコールを1.0重量%添加して攪拌しな
がら溶解させ、ポリエチレングリコールの分子量を20
0.3000.20.000としたものをそれぞれ実施
例1゜2.3として、その応答特性を測定した。その結
果を表1に示す。
5 m M及びNaCj2154mMの水溶液中に、ポ
リエチレングリコールを1.0重量%添加して攪拌しな
がら溶解させ、ポリエチレングリコールの分子量を20
0.3000.20.000としたものをそれぞれ実施
例1゜2.3として、その応答特性を測定した。その結
果を表1に示す。
表 1
上記結果より明らかなように、ポリエチレングリコール
を用いた場合では、例えば分子量が3.000の場合に
は応答時間(90%応答)が2.27分(Co□濃度l
O→20%)2.50分(Co□濃度2O−1o%)と
なり、応答性能が良好である。
を用いた場合では、例えば分子量が3.000の場合に
は応答時間(90%応答)が2.27分(Co□濃度l
O→20%)2.50分(Co□濃度2O−1o%)と
なり、応答性能が良好である。
X直斑丘ニュ
実施例1で用いた分子量3,000のポリエチレンゲリ
コールを用い、添加濃度な0.l、1.5及び10重量
%と変化させて実施例1〜3と同様に応答特性(90%
応答)を測定した。その結果を表−2に示す。
コールを用い、添加濃度な0.l、1.5及び10重量
%と変化させて実施例1〜3と同様に応答特性(90%
応答)を測定した。その結果を表−2に示す。
添加量を0.1.5.10重量%と変化させてCO2セ
ンサの応答特性を測定した。その結果を表−3に示す。
ンサの応答特性を測定した。その結果を表−3に示す。
表 3
上記結果より、CO2センサの応答性能はポリエチレン
グリコールの添加濃度に依存性があるとともに、0,1
〜10重量%であれば応答特性が良好であり、特に1重
量%のときに最適添加量となることが明らかとなった。
グリコールの添加濃度に依存性があるとともに、0,1
〜10重量%であれば応答特性が良好であり、特に1重
量%のときに最適添加量となることが明らかとなった。
実IL凱二」」。
分子188.000のポリピニルアルコールのこれによ
り、電解質を含む名液にポリピニルアルコールを添加し
た場合も、ポリエチレングリコールの場合と同様に添加
濃度に依存性があり、1〜10重量%であればセンサ感
度が良好であり、特に1重量%の場合にセンサ感度が高
く、90%応答時間が短いことが明らかとなった。
り、電解質を含む名液にポリピニルアルコールを添加し
た場合も、ポリエチレングリコールの場合と同様に添加
濃度に依存性があり、1〜10重量%であればセンサ感
度が良好であり、特に1重量%の場合にセンサ感度が高
く、90%応答時間が短いことが明らかとなった。
[発明の効果コ
以上詳述したように本発明に係る二酸化炭素ガスセンサ
によれば、線状ポリエーテル又は高分子多価アルコール
を、内部電解質を含む溶液に添加させるようにしたので
、従来のNaHCO3とNaCffのみを含む内部電解
質を含む溶液を用いたセンサに比べて高感度になる・と
ともに応答時間が短かくなり、その特性が向上するとい
う効果を奏する。
によれば、線状ポリエーテル又は高分子多価アルコール
を、内部電解質を含む溶液に添加させるようにしたので
、従来のNaHCO3とNaCffのみを含む内部電解
質を含む溶液を用いたセンサに比べて高感度になる・と
ともに応答時間が短かくなり、その特性が向上するとい
う効果を奏する。
第1図は本発明の一実施例に係る二酸化炭素ガスセンサ
の構造を示す断面図である。 1・・・ハウジング、 2・・・コモン電極3・・・基
準電極、 4・・−pF(感応電極5・・・電解質液
、 6・・・C02透過膜7・・・スペーサ
の構造を示す断面図である。 1・・・ハウジング、 2・・・コモン電極3・・・基
準電極、 4・・−pF(感応電極5・・・電解質液
、 6・・・C02透過膜7・・・スペーサ
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63306728A JPH02151754A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 二酸化炭素ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63306728A JPH02151754A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 二酸化炭素ガスセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02151754A true JPH02151754A (ja) | 1990-06-11 |
Family
ID=17960581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63306728A Pending JPH02151754A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 二酸化炭素ガスセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02151754A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11327044B2 (en) * | 2016-12-09 | 2022-05-10 | Mettler-Toledo Gmbh | Electrochemical sensor |
-
1988
- 1988-12-02 JP JP63306728A patent/JPH02151754A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11327044B2 (en) * | 2016-12-09 | 2022-05-10 | Mettler-Toledo Gmbh | Electrochemical sensor |
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