JPH0226741B2 - - Google Patents
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- JPH0226741B2 JPH0226741B2 JP57200894A JP20089482A JPH0226741B2 JP H0226741 B2 JPH0226741 B2 JP H0226741B2 JP 57200894 A JP57200894 A JP 57200894A JP 20089482 A JP20089482 A JP 20089482A JP H0226741 B2 JPH0226741 B2 JP H0226741B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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Description
この発明は麻酔ガスなどに含まれている笑気
（亜酸化窒素：N2O）の濃度を測定するための新
規なセンサに関するものである。この種のセンサ
には優れた精度応答性、安定性を有することの他
に安価であることが望まれている。 この種の従来技術として、赤外線式笑気分析計
あるいはガスクロマトグラフイーが知られてい
る。しかし、いずれも高価であり、さらにガスク
ロマトグラフイーには連続測定が出来ないという
欠点がある。 この発明は、上述の欠点を除去して、連続測定
可能でかつ安価な笑気センサを提供することを目
的とする。 現在、多くの病院で全身麻酔あるいは精神鎮静
を目的に麻酔ガスを使用されている。この麻酔ガ
スとして、一般に笑気を含むガスが用いられてい
るが、目的、患者の容態に応じて笑気の濃度を10
〜80vol％の範囲で変化させて（酸素あるいは空
気を用いて混合調整する）使用している。混合調
整後の麻酔ガス中の笑気濃度は、赤外線式笑気分
析計あるいはガスクロマトグラフイー等を用いて
測定することが可能であるが、いずれも高価であ
るため使用されていないのが実情である。 本発明者らは、上記目的等に利用可能な安価な
笑気センサを開発することを目的に種々の検討を
重ねた結果、酸素イオン導電性固体電解質と笑気
分解触媒とを組み合わせることによつて、安価で
かつ優れた性能を有する笑気センサが得られるこ
とを見い出した。 以下実施例をあげて、本発明の内容を具体的に
説明する。 実施例 １ (1) 笑気センサ(1)の作製 第１図に示す、直径6.4mm、厚みが1.5mmの形
状を有する8.0mol％のイツトリアで安定化さ
れたジルコニア円板１の両面に直径４mmの多孔
質白金電極（厚み：約3μｍ）２を焼付けた後、
直径0.2mmの白金リード線３を取り付ける。次
に、ジルコニア円板の片面に笑気分解触媒４を
焼付けて笑気センサを得る。笑気分解触媒は約
50m2／ｇの比表面積を有する酸化コバルト
（Co3O4）に適当量のシリカゾルを加えて粘度
調整したものをシート状に成形し、120℃で乾
燥後、空気中で500℃、２時間焼成する。得ら
れた触媒シートを破砕して200〜325メツシユに
整粒したものに、適当量のシリカゾルを加えて
ペースト状にする。次に、ペーストをジルコニ
ア円板の片面に約0.3mmの厚さで塗布した後、
空気中500℃、２時間の条件で焼付けて笑気セ
ンサ(1)を得た。 (2) 性能評価装置 上述の方法で作製した笑気センサ(1)を第２図
に示した装置を用いて性能評価を行なつた。 ヒータ５を持つ電気炉６中に挿入された石英
製反応管（中心部内径10mm）７の中心部にアル
ミナ製の絶縁管８に固定された笑気センサ９が
くるように、シリコーンゴム栓１０を用いて管
８を管７内にセツトする。白金リード線３は絶
縁管８の先端部で無機接着剤１０によつて固
定、シールされている。 測定ガスは、笑気および空気を市販の標準ガ
ス発生機（第２図では省略されている）を用い
て所定の笑気濃度になるように混合したもの
を、流量0.5／minの条件で反応管入口１１
よりハニカム状のコージエライト製整流層１２
を経て笑気センサ部へ導入し、反応管出口１３
より系外へ排気する。熱電対１４を用いてセン
サ部９の温度を監視しつつ、発生した起電力を
市販のデイジタル・マルチメータ１５を用いて
測定した。 (3) 性能評価結果とその考案 測定結果を第１表に示す。
（亜酸化窒素：N2O）の濃度を測定するための新
規なセンサに関するものである。この種のセンサ
には優れた精度応答性、安定性を有することの他
に安価であることが望まれている。 この種の従来技術として、赤外線式笑気分析計
あるいはガスクロマトグラフイーが知られてい
る。しかし、いずれも高価であり、さらにガスク
ロマトグラフイーには連続測定が出来ないという
欠点がある。 この発明は、上述の欠点を除去して、連続測定
可能でかつ安価な笑気センサを提供することを目
的とする。 現在、多くの病院で全身麻酔あるいは精神鎮静
を目的に麻酔ガスを使用されている。この麻酔ガ
スとして、一般に笑気を含むガスが用いられてい
るが、目的、患者の容態に応じて笑気の濃度を10
〜80vol％の範囲で変化させて（酸素あるいは空
気を用いて混合調整する）使用している。混合調
整後の麻酔ガス中の笑気濃度は、赤外線式笑気分
析計あるいはガスクロマトグラフイー等を用いて
測定することが可能であるが、いずれも高価であ
るため使用されていないのが実情である。 本発明者らは、上記目的等に利用可能な安価な
笑気センサを開発することを目的に種々の検討を
重ねた結果、酸素イオン導電性固体電解質と笑気
分解触媒とを組み合わせることによつて、安価で
かつ優れた性能を有する笑気センサが得られるこ
とを見い出した。 以下実施例をあげて、本発明の内容を具体的に
説明する。 実施例 １ (1) 笑気センサ(1)の作製 第１図に示す、直径6.4mm、厚みが1.5mmの形
状を有する8.0mol％のイツトリアで安定化さ
れたジルコニア円板１の両面に直径４mmの多孔
質白金電極（厚み：約3μｍ）２を焼付けた後、
直径0.2mmの白金リード線３を取り付ける。次
に、ジルコニア円板の片面に笑気分解触媒４を
焼付けて笑気センサを得る。笑気分解触媒は約
50m2／ｇの比表面積を有する酸化コバルト
（Co3O4）に適当量のシリカゾルを加えて粘度
調整したものをシート状に成形し、120℃で乾
燥後、空気中で500℃、２時間焼成する。得ら
れた触媒シートを破砕して200〜325メツシユに
整粒したものに、適当量のシリカゾルを加えて
ペースト状にする。次に、ペーストをジルコニ
ア円板の片面に約0.3mmの厚さで塗布した後、
空気中500℃、２時間の条件で焼付けて笑気セ
ンサ(1)を得た。 (2) 性能評価装置 上述の方法で作製した笑気センサ(1)を第２図
に示した装置を用いて性能評価を行なつた。 ヒータ５を持つ電気炉６中に挿入された石英
製反応管（中心部内径10mm）７の中心部にアル
ミナ製の絶縁管８に固定された笑気センサ９が
くるように、シリコーンゴム栓１０を用いて管
８を管７内にセツトする。白金リード線３は絶
縁管８の先端部で無機接着剤１０によつて固
定、シールされている。 測定ガスは、笑気および空気を市販の標準ガ
ス発生機（第２図では省略されている）を用い
て所定の笑気濃度になるように混合したもの
を、流量0.5／minの条件で反応管入口１１
よりハニカム状のコージエライト製整流層１２
を経て笑気センサ部へ導入し、反応管出口１３
より系外へ排気する。熱電対１４を用いてセン
サ部９の温度を監視しつつ、発生した起電力を
市販のデイジタル・マルチメータ１５を用いて
測定した。 (3) 性能評価結果とその考案 測定結果を第１表に示す。
【表】
【表】
センサ起電力Em（mV）は、いずれも笑気分
解触媒を焼付けた電極側が正となる。これよ
り、笑気分解触媒を焼付けた電極側で笑気
（N2O）が触媒によつて反応(1)のように分解さ
れ、生成した酸素により両電極間に酸素濃度差
が生じ、両電極間に起電力が発生したものと考
えられる。 N2O→N2B＋１／2O2 ……(1) いま、酸素濃度100y vol％を含むガス（本実
施例のように空気を用いるときはｙ＝0.209）
と100vol％笑気を混合し、笑気濃度100x vol％
の混合ガス（例えば麻酔ガス）を作り、それを
笑気センサ部へ流すと仮定する。このとき、笑
気分解触媒がコーテイングされていないセンサ
電極面における酸素濃度な笑気分解反応N2O
→N2＋１／2O2が全く進行しないとすると、
100y（１−ｘ）vol％となる。又、笑気分解触媒
をコーテイングしたセンサ電極面での酸素濃度
は、笑気分解反応が触媒層で完全に進行し、か
つ生成した酸素の拡散による希釈が全く起こら
ないと仮定すると ｙ（１−ｘ）＋0.5x／１＋0.5x×100vol％となる。 上述の機構による酸素濃度差によつて、笑気
センサの起電力Et（mV）が発生すると考える
と、一般によく知られたネルンストの式より次
式が成立する。 Et（mV）＝4.96×10-2×Ｔ ×logｙ（１−ｘ）＋0.5x／１＋0.5x／ｙ（１−ｘ）
ｂ……(2) 但しＴはセンサ温度（〓）である。 (2)式において、希釈ガス（麻酔ガスのときは空
気又は酸素）中の酸素濃度ｙ（×100vol％）は既
知（未知の場合には、事前に何らかの方法により
求めておけばよい）であるから、(2)式を用いてセ
ンサ起電力Etより混合ガス（被測定ガス）中の笑
気濃度ｘ（×100vol％）を求めることができる。 以上が、本発明による笑気センサの動作原理で
あるが、実際には触媒がコーテイングされていな
いセンサ電極面での笑気の分解、触媒層内での酸
素の拡散による希釈などのため、(2)式が正確には
成立しない。実際に得られたセンサ起電力Em
（mV）を(3)式のように表わすと、評価試験結果
より、係数ｋを都合のよいことに殆んど笑気濃度
ｘ（×100vol％）に依存せず、定数（但し温度に
依存する）と見なせることがわかる。 Em（mV）＝kEt（mV） ……(3) 以下に、本実施例で得られた結果（第１表）に
ついて、もう少し詳細に考察する。希釈ガスとし
て空気（ｙ＝0.209）を用いているから、(2)式よ
り次式が得られる。 Et（mV）＝4.96×Ｔ ×log0.209（１−ｘ）0.5x／１＋0.5x／0.209（１−
ｘ）……(4) 次に(4)式を(5)式のように変形し、新しく導入し
た係数αt（ｘ）の笑気濃度ｘ（×100vol％）に対す
る依存性を求めると、第２表に示すような結果が
得られる。 Et（mV）＝αt（ｘ）・ｘ・Ｔ ……(5)
解触媒を焼付けた電極側が正となる。これよ
り、笑気分解触媒を焼付けた電極側で笑気
（N2O）が触媒によつて反応(1)のように分解さ
れ、生成した酸素により両電極間に酸素濃度差
が生じ、両電極間に起電力が発生したものと考
えられる。 N2O→N2B＋１／2O2 ……(1) いま、酸素濃度100y vol％を含むガス（本実
施例のように空気を用いるときはｙ＝0.209）
と100vol％笑気を混合し、笑気濃度100x vol％
の混合ガス（例えば麻酔ガス）を作り、それを
笑気センサ部へ流すと仮定する。このとき、笑
気分解触媒がコーテイングされていないセンサ
電極面における酸素濃度な笑気分解反応N2O
→N2＋１／2O2が全く進行しないとすると、
100y（１−ｘ）vol％となる。又、笑気分解触媒
をコーテイングしたセンサ電極面での酸素濃度
は、笑気分解反応が触媒層で完全に進行し、か
つ生成した酸素の拡散による希釈が全く起こら
ないと仮定すると ｙ（１−ｘ）＋0.5x／１＋0.5x×100vol％となる。 上述の機構による酸素濃度差によつて、笑気
センサの起電力Et（mV）が発生すると考える
と、一般によく知られたネルンストの式より次
式が成立する。 Et（mV）＝4.96×10-2×Ｔ ×logｙ（１−ｘ）＋0.5x／１＋0.5x／ｙ（１−ｘ）
ｂ……(2) 但しＴはセンサ温度（〓）である。 (2)式において、希釈ガス（麻酔ガスのときは空
気又は酸素）中の酸素濃度ｙ（×100vol％）は既
知（未知の場合には、事前に何らかの方法により
求めておけばよい）であるから、(2)式を用いてセ
ンサ起電力Etより混合ガス（被測定ガス）中の笑
気濃度ｘ（×100vol％）を求めることができる。 以上が、本発明による笑気センサの動作原理で
あるが、実際には触媒がコーテイングされていな
いセンサ電極面での笑気の分解、触媒層内での酸
素の拡散による希釈などのため、(2)式が正確には
成立しない。実際に得られたセンサ起電力Em
（mV）を(3)式のように表わすと、評価試験結果
より、係数ｋを都合のよいことに殆んど笑気濃度
ｘ（×100vol％）に依存せず、定数（但し温度に
依存する）と見なせることがわかる。 Em（mV）＝kEt（mV） ……(3) 以下に、本実施例で得られた結果（第１表）に
ついて、もう少し詳細に考察する。希釈ガスとし
て空気（ｙ＝0.209）を用いているから、(2)式よ
り次式が得られる。 Et（mV）＝4.96×Ｔ ×log0.209（１−ｘ）0.5x／１＋0.5x／0.209（１−
ｘ）……(4) 次に(4)式を(5)式のように変形し、新しく導入し
た係数αt（ｘ）の笑気濃度ｘ（×100vol％）に対す
る依存性を求めると、第２表に示すような結果が
得られる。 Et（mV）＝αt（ｘ）・ｘ・Ｔ ……(5)
【表】
第２表より、係数αt（ｘ）は、希釈ガスとして
空気を用いたときは驚くべきことに広い笑気濃度
範囲で笑気濃度およびセンサ温度に依らない定数
（〜4.0×10-2）と見なせることがわかる。次に(5)
式を(3)式に代入すると(6)式が得られる。 Em（mV）＝kαt（ｘ）・ｘ・Ｔ ＝αm（ｘ）・ｘ・Ｔ ……(6) 但しαm（ｘ）≡kαt（ｘ）である。 前述したように、実測起電力Emに対して、ｋ
はセンサ温度に依存するため、αm（ｘ）は表示と
は異なり、笑気濃度には殆んど依存せず（αt（ｘ）
がｘに殆んど依存しないため）、逆にセンサ温度
に依存する。第１表の測定結果を用いて、本実施
例の場合の係数αm（ｘ）を求めると、第３表のよ
うになり、前述の考察（αm（ｘ）、すなわちｋは
ｘに依存せず、温度に依存する）を再確認するこ
とができる。
空気を用いたときは驚くべきことに広い笑気濃度
範囲で笑気濃度およびセンサ温度に依らない定数
（〜4.0×10-2）と見なせることがわかる。次に(5)
式を(3)式に代入すると(6)式が得られる。 Em（mV）＝kαt（ｘ）・ｘ・Ｔ ＝αm（ｘ）・ｘ・Ｔ ……(6) 但しαm（ｘ）≡kαt（ｘ）である。 前述したように、実測起電力Emに対して、ｋ
はセンサ温度に依存するため、αm（ｘ）は表示と
は異なり、笑気濃度には殆んど依存せず（αt（ｘ）
がｘに殆んど依存しないため）、逆にセンサ温度
に依存する。第１表の測定結果を用いて、本実施
例の場合の係数αm（ｘ）を求めると、第３表のよ
うになり、前述の考察（αm（ｘ）、すなわちｋは
ｘに依存せず、温度に依存する）を再確認するこ
とができる。
【表】
αm（ｘ）のセンサ温度依存性をαt（ｘ）との比
（＝ｋ）の形で示したのが第３図である。なお図
中、450℃、550℃、650℃、750℃、850℃、950℃
の温度条件のところに線分が引いてあるが、それ
ぞれ各温度におけるｋ値の実験条件内でのバラツ
キの範囲を示している。500℃付近より低温側で
αm（ｘ）が小さくなつているのは、触媒層での笑
気の分解効率が低くなることおよび安定化ジルコ
ニアの酸素イオン導電性が低くなること等による
ものと考えられる。又850℃付近より高温側でαm
（ｘ）が小さくなつているのは、笑気分解触媒を
焼き付けていないセンサ電極表面あるいは整流層
などでの笑気の分解が無視できなくなるためと考
えられる。 以上のように、約450℃〜1000℃の任意の温度
で、笑気濃度ｘ（×100vol％）に対するセンサ起
電力Emの関係を事前に求めておけば、逆にセン
サ起電力Emを測定することにより笑気濃度ｘ（×
100vol％）を得ることができる。又本実施例で示
したように希釈ガスとして空気を用いた場合に
は、温度一定の条件で使用すれば、広い笑気濃度
範囲でαm（ｘ）がほぼ定数と見なされるため、任
意の笑気濃度に対するセンサ起電力より定数αm
（ｘ）を求め、あとは(6)式を利用することもでき
る。 実施例 ２ (1) 笑気センサ(2)の作製 実施例１と同様の方法で、ジルコニア円板の
片面に約200m2／ｇの比表面積を有する酸化ニ
ツケルを焼付けて笑気センサ(2)を作製した。 (2) 性能評価装置 実施例１と同じ装置、条件で性能評価試験を
行つた。但し、この場合には整流層を取り除い
て測定を行つた。 (3) 性能評価結果 測定結果を第４表に示す。
（＝ｋ）の形で示したのが第３図である。なお図
中、450℃、550℃、650℃、750℃、850℃、950℃
の温度条件のところに線分が引いてあるが、それ
ぞれ各温度におけるｋ値の実験条件内でのバラツ
キの範囲を示している。500℃付近より低温側で
αm（ｘ）が小さくなつているのは、触媒層での笑
気の分解効率が低くなることおよび安定化ジルコ
ニアの酸素イオン導電性が低くなること等による
ものと考えられる。又850℃付近より高温側でαm
（ｘ）が小さくなつているのは、笑気分解触媒を
焼き付けていないセンサ電極表面あるいは整流層
などでの笑気の分解が無視できなくなるためと考
えられる。 以上のように、約450℃〜1000℃の任意の温度
で、笑気濃度ｘ（×100vol％）に対するセンサ起
電力Emの関係を事前に求めておけば、逆にセン
サ起電力Emを測定することにより笑気濃度ｘ（×
100vol％）を得ることができる。又本実施例で示
したように希釈ガスとして空気を用いた場合に
は、温度一定の条件で使用すれば、広い笑気濃度
範囲でαm（ｘ）がほぼ定数と見なされるため、任
意の笑気濃度に対するセンサ起電力より定数αm
（ｘ）を求め、あとは(6)式を利用することもでき
る。 実施例 ２ (1) 笑気センサ(2)の作製 実施例１と同様の方法で、ジルコニア円板の
片面に約200m2／ｇの比表面積を有する酸化ニ
ツケルを焼付けて笑気センサ(2)を作製した。 (2) 性能評価装置 実施例１と同じ装置、条件で性能評価試験を
行つた。但し、この場合には整流層を取り除い
て測定を行つた。 (3) 性能評価結果 測定結果を第４表に示す。
【表】
測定結果を実施例１と同様の方法で整理し、
センサ起電力の理論値からのずれを(6)式に示し
たαm（ｘ）のαt（ｘ）に対する比（＝ｋ）として
示したのが第４図である。第４図における各線
分は、第３図におけるそれと同一の意味を持
つ。 実施例 ３ (1) 笑気センサ(3)の作製 実施例１と同様の方法で笑気センサ(3)を作製
した。但し、本実施例では以下のようにして触
媒のコーテイングを行つた。約150m2／ｇの比
表面積を有する市販の球状（5φ）活性アルミ
ナ担体を破砕して150〜250メツシユに整粒した
ものに、適当量のアルミナゾルを加えてペース
ト状にする。次に、ペーストをジルコニア円板
の片面に約0.5mmの厚さで塗布した後、空気中
800℃２時間の条件で焼き付けを行なう。次に
2wt％白金（Pt）を含有する塩化白金酸
（H2PtCl6）水溶液に浸した後、乾燥し、皿に
水素気流中で500℃、２時間の還元処理を行な
い、PtoAl2O3触媒のコーテイングを行なつた。 (2) 性能評価装置 実施例１と同じ装置、条件で性能評価試験を
行なつた。但し、整流層は取り除き、測定ガス
流量、は1.0／minの条件で測定を行つた。 (3) 性能評価結果 測定結果を第５表に示す。
センサ起電力の理論値からのずれを(6)式に示し
たαm（ｘ）のαt（ｘ）に対する比（＝ｋ）として
示したのが第４図である。第４図における各線
分は、第３図におけるそれと同一の意味を持
つ。 実施例 ３ (1) 笑気センサ(3)の作製 実施例１と同様の方法で笑気センサ(3)を作製
した。但し、本実施例では以下のようにして触
媒のコーテイングを行つた。約150m2／ｇの比
表面積を有する市販の球状（5φ）活性アルミ
ナ担体を破砕して150〜250メツシユに整粒した
ものに、適当量のアルミナゾルを加えてペース
ト状にする。次に、ペーストをジルコニア円板
の片面に約0.5mmの厚さで塗布した後、空気中
800℃２時間の条件で焼き付けを行なう。次に
2wt％白金（Pt）を含有する塩化白金酸
（H2PtCl6）水溶液に浸した後、乾燥し、皿に
水素気流中で500℃、２時間の還元処理を行な
い、PtoAl2O3触媒のコーテイングを行なつた。 (2) 性能評価装置 実施例１と同じ装置、条件で性能評価試験を
行なつた。但し、整流層は取り除き、測定ガス
流量、は1.0／minの条件で測定を行つた。 (3) 性能評価結果 測定結果を第５表に示す。
【表】
【表】
測定結果を実施例１と同様の方法で整理し、セ
ンサ起電力の理論値からのずれを(6)式に示した
αm（ｘ）のαt（ｘ）に対する比（＝ｋ）として示し
たのが第５図である。 第３図〜第５図を比較すると分るように、笑気
センサ(1)〜(3)はいずれも類似した特性を有してい
る。笑気センサ(1)〜(3)の間の特性の差は、オゾン
分解触媒の種類、触媒層の厚さ、触媒層の細孔構
造、整流層の有無等の違いに依るものと考えられ
るが、その差は小さい。 なお、以上の実施例では、ペーストの焼付けに
より電極を形成しているが、例えば、無電解メツ
キ法、スパツタリング法により形成しても差支え
ない。また、一方の電極面上へ触媒をコーテイン
グしているが、触媒の機能から見て必ずしも直接
コーテイングする必要はなく、板状の触媒を電極
面上に押し付けても良いし、第６図に示すように
触媒４が電極面２を完全に覆わないようにしても
良いことも明らかである。 さらにまた、以上の実施例では一対の電極を酸
素イオン導電体の相対する面にそれぞれ設けた
が、第７図に示すように、酸素イオン導電体の同
一表面上に相互に間隔をおいて二ケの電極２，２
を設置し、片一方の電極を笑気分解触媒４で覆う
ような構造のものも、笑気センサとして同等の機
能を有することは明らかである。 以上、実施例で述べてきたように、この発明に
よればデイスク状の安定化ジルコニアの両面に多
孔質の貴金属電極およびリード線を取り付けた
後、一方の電極上に笑気分解触媒５をコーテイン
グした簡便な構造の素子を用いることによつて、
気相中の笑気濃度を両電極面間の酸素濃度差によ
つて発生する起電力より求めることが出来、目的
とする安価で連続測定可能な笑気センサが得られ
る。 実施例では円板状の安定化ジルコニアを用いた
が、板状、円筒状あるいは試験管形等の形状の安
定化ジルコニアを用いても同様の効果が得られる
ことは明白である。又、安定化ジルコニアの代り
に他の酸素イオン導電性固体電解質、例えば酸化
エルビウム（Er2O3）で安定化された酸化ビスマ
ス（Bi2O3）等を用いても同様の効果が得られる
ことも明白である。 電極材料としては、実施例で示した白金が電極
活性あるいは化学的安定性等の点より最も好まし
いが、それ以外にロジウム、パラジウム、金ある
いは銀などを用いることができる。
ンサ起電力の理論値からのずれを(6)式に示した
αm（ｘ）のαt（ｘ）に対する比（＝ｋ）として示し
たのが第５図である。 第３図〜第５図を比較すると分るように、笑気
センサ(1)〜(3)はいずれも類似した特性を有してい
る。笑気センサ(1)〜(3)の間の特性の差は、オゾン
分解触媒の種類、触媒層の厚さ、触媒層の細孔構
造、整流層の有無等の違いに依るものと考えられ
るが、その差は小さい。 なお、以上の実施例では、ペーストの焼付けに
より電極を形成しているが、例えば、無電解メツ
キ法、スパツタリング法により形成しても差支え
ない。また、一方の電極面上へ触媒をコーテイン
グしているが、触媒の機能から見て必ずしも直接
コーテイングする必要はなく、板状の触媒を電極
面上に押し付けても良いし、第６図に示すように
触媒４が電極面２を完全に覆わないようにしても
良いことも明らかである。 さらにまた、以上の実施例では一対の電極を酸
素イオン導電体の相対する面にそれぞれ設けた
が、第７図に示すように、酸素イオン導電体の同
一表面上に相互に間隔をおいて二ケの電極２，２
を設置し、片一方の電極を笑気分解触媒４で覆う
ような構造のものも、笑気センサとして同等の機
能を有することは明らかである。 以上、実施例で述べてきたように、この発明に
よればデイスク状の安定化ジルコニアの両面に多
孔質の貴金属電極およびリード線を取り付けた
後、一方の電極上に笑気分解触媒５をコーテイン
グした簡便な構造の素子を用いることによつて、
気相中の笑気濃度を両電極面間の酸素濃度差によ
つて発生する起電力より求めることが出来、目的
とする安価で連続測定可能な笑気センサが得られ
る。 実施例では円板状の安定化ジルコニアを用いた
が、板状、円筒状あるいは試験管形等の形状の安
定化ジルコニアを用いても同様の効果が得られる
ことは明白である。又、安定化ジルコニアの代り
に他の酸素イオン導電性固体電解質、例えば酸化
エルビウム（Er2O3）で安定化された酸化ビスマ
ス（Bi2O3）等を用いても同様の効果が得られる
ことも明白である。 電極材料としては、実施例で示した白金が電極
活性あるいは化学的安定性等の点より最も好まし
いが、それ以外にロジウム、パラジウム、金ある
いは銀などを用いることができる。
第１図は本発明一実施例の断面図、第２図はセ
ンサの性能評価装置の断面図、第３〜５図はそれ
ぞれ性能評価結果を示す線図、第６図、第７図は
それぞれ本発明の他の実施例を示す断面図であ
る。 １……ジルコニア円板、２……電極、３……リ
ード線、４……笑気分解触媒。
ンサの性能評価装置の断面図、第３〜５図はそれ
ぞれ性能評価結果を示す線図、第６図、第７図は
それぞれ本発明の他の実施例を示す断面図であ
る。 １……ジルコニア円板、２……電極、３……リ
ード線、４……笑気分解触媒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所望の形状を有する酸素イオン導電性固体電
解質の表面上に相互に間隔をおいて２個の電極を
設けるとともに一方の電極表面を笑気分解触媒で
被覆してなり、笑気を含む被測定ガスに接触した
際に上記電極間に発生する起電力の値から上記被
測定ガス中の笑気濃度を求めることを特徴とする
笑気センサ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のセンサにおい
て、上記酸素イオン導電性固体電解質の異なる表
面上にそれぞれ電極をそなえたことを特徴とする
笑気センサ。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載のセ
ンサにおいて、上記酸素イオン導電性固体電解質
として、イツトリア、カルシアあるいはマグネシ
アのいずれかにより安定化されたジルコニアを用
いることを特徴とする笑気センサ。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
かに記載のセンサにおいて、上記電極として、白
金、ロジウム、パラジウム、銀あるいは金などの
貴金属を用いることを特徴とする笑気センサ。 ５ 特許請求の範囲第３項記載のセンサにおい
て、450〜1000℃、より好ましくは500〜850℃の
温度範囲で使用することを特徴とする笑気セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57200894A JPS5991358A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 笑気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57200894A JPS5991358A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 笑気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5991358A JPS5991358A (ja) | 1984-05-26 |
| JPH0226741B2 true JPH0226741B2 (ja) | 1990-06-12 |
Family
ID=16432018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57200894A Granted JPS5991358A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 笑気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5991358A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3610363A1 (de) * | 1986-03-27 | 1987-10-01 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zum kontinuierlichen ueberwachen von konzentrationen von gasfoermigen bestandteilen in gasgemischen, ausgenommen o(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) |
| JPH0672861B2 (ja) * | 1986-08-04 | 1994-09-14 | 日本碍子株式会社 | ＮＯｘセンサ |
| JP3524980B2 (ja) * | 1995-03-10 | 2004-05-10 | 株式会社リケン | 窒素酸化物センサ |
| US6303011B1 (en) * | 1997-06-23 | 2001-10-16 | Kabushiki Kaisha Riken | Gas sensor |
| US6274016B1 (en) | 1998-06-29 | 2001-08-14 | Kabushiki Kaisha Riken | Nitrogen oxide gas sensor |
| JP4165652B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2008-10-15 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
| JP7068943B2 (ja) | 2018-06-26 | 2022-05-17 | 株式会社Soken | 亜酸化窒素濃度検出装置 |
-
1982
- 1982-11-16 JP JP57200894A patent/JPS5991358A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5991358A (ja) | 1984-05-26 |
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