JPH0713615B2 - 破損したｐＨセンサーの検出方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は概して電気化学センサー
に関し、より詳細には、電気化学センサー、特にｐＨセ
ンサーが破損したかどうかを検出する新規且つ有用な方
法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】今日、
広範な種類の電気化学センサーが利用されている。これ
らは、一般に特殊な半電池を含み、該半電池は電解質
（液）に露出され且つ該電解質に電気的に通じている参
照電池に連絡して操作される。回路は、半電池と参照電
池との間の電位差を検出して電解質の電気化学特性の表
示を提供するのにもたらされる。

【０００３】ガラスｐＨ電極の破損の結果として電気的
出力は必ずしも変化しないので、かかる電極が破損した
ときを見分けるのはしばしば困難になる。破損したと
き、電極の出力電位は、電極本体における割れ目を通っ
て入る試料または参照溶液に依存する。破損したｐＨ電
極がｐＨの変化に追従することができなくなることが破
損された電極を検出することができる唯一の方法である
ことがある。同じ問題は、ＯＲＰ及び特定のイオン電極
のような他の測定電極によっても生じることになる。

【課題を解決するための手段】

【０００４】発明の要約 本発明は電解質に接触したときに電位差を生じる異なる
金属の特性を用いる。電位差はｐＨアナライザーにより
検出することができ、それをセンサーと一緒に用いてセ
ンサーが破損されたことを表示することができる。さら
に、より貴な二つの金属の塩を用いてバッテリーにおけ
るように一層安定した電圧及び持続性のある電流を提供
するのに用いることができる。更に破損した電極に侵入
する溶液は有効な電解質となるのに不十分な導電性であ
り、乾性の塩の供給源を電極組み立て体中にもたらして
必要な電解質の特性を提供することができる。この乾性
の塩は破損したセンサー壁を通る溶液からの湿分を用い
て電解室隔壁を活性化する。

【０００５】従って、本発明の目的は、電気化学センサ
ーが破損したこと、特にｐＨセンサーが破損したこと、
一般的には正常では乾性の閉じた容器である電気化学セ
ンサーの内部に湿分が侵入することを検出する方法及び
装置を提供することにある。

【０００６】本発明を特徴づける新規な種々の態様はこ
の開示の一部を形成する特許請求の範囲において示す。
本発明、本発明の操作の利点及び本発明の使用により達
成される特定の目的を一層良く理解するために、添付の
図面及び本発明の好ましい具体例を例示する記載が参照
される。

【０００７】詳細な説明 特に図面を参照して、図中に具体化した本発明は、ｐＨ
センサーまたは他の電気化学センサーが破損したこと、
特に湿分がセンサーの内部に侵入したことを検出する方
法及び装置に関する。

【０００８】第１図、すなわち最も簡単な具体例におい
て、一片の亜鉛リボンまたは亜鉛線１２が、ガラス電極
２０のガラス球１６内に位置する半電池１０からの導体
１４に電気的に接続されている。亜鉛電極の位置は導体
１５に電気的に接続された銀線１８に接近すべきであ
り、導体１５は同軸ケーブル２６に接続され、それはま
た２２で概略的に示した参照電池に接続されている。こ
れは第２の電極対でありそして「液体連絡」として通常
呼ばれるオリフィスを介して試料溶液に接触するチャン
バー（図示しない）内に含まれる。亜鉛及び銀の取付け
はいくつかの電極において逆にすることができ、それで
もなおセンサーの本体２４内の割れ目（破損）の有効な
インジケーターになり得る。電池１０は銀／塩化銀でで
きている。

【０００９】もし、センサー本体内の導体１４あるいは
１５のいずれかが亜鉛若しくは他の反応性の金属または
銀若しくは他の貴な金属で構成される場合には、金属電
極のひとつを他の電極に近づけて置く必要がなければ、
別の金属電極を加えることは不要となる。

【００１０】第２図は、参照電極との電気的につながっ
ている銀線上に塩化銀をコーティングすることを含む本
発明の具体例を示す。そのコーティングは一層予測性の
且つ安定な電圧をもたらす。同じ参照番号は第１図にお
けるのと同一または類似の部分を示すのに用いる。

【００１１】第３図は、塩を含浸した一片の紙を電極２
０の本体２４内に加えて、電極本体内に侵入する湿分に
導電性をもたらすことを示す。また、電極本体内の追加
要素３２は電気化学対を接続する別の方法を例示するの
に示される。追加要素３２は普通、センサー本体内に入
れられる温度検知要素である。亜鉛電極１２はこの例に
おいて温度センサー３２のひとつのリード線３４に接続
される。

【００１２】異なる反応性を有する任意の２つの導体を
用いて溶液がセンサーに侵入することを検出することが
できる。発生した電圧の大きさは導体材料を選択するこ
とにより決定される。

【００１３】また、本発明は乾性の雰囲気が望ましい任
意の閉じたチャンバー内に水が侵入することを検出する
のに適用できる。例えば、湖または海洋に入れて、その
面下で測定するための装置内で用いることができる。ま
た、本発明により、ボイラー水、蒸気または加圧された
プロセス流れの圧力に対して封止されたセンサーを有効
にすることができる。電気化学対の接続はセンサー回路
にまったく接続していない二つの追加の線にすることが
できる。これらの線は第５図中、４０で示した電圧計の
ような追加装置に接続される。電圧計は単一の電気化学
対の電圧を検出するのに専用化されまたは多数の対に多
重化される。電圧計はまた種々の出力を有し電気化学対
の状態をデータ収集及び表示装置に知らせることができ
る。

【００１４】本発明を例示する別の方法は、現時点で工
業界に提供されており且つ本発明を用いることが要求さ
れているようなガラス電極を用いてｐＨセンサーの等価
回路を使用することを通じて行われる。第４図は典型的
なｐＨセンサーの概略的な等価回路図である。第５図は
第４図のｐＨセンサーと本発明の破損したセンサーを検
出することを示す。

【００１５】第５図において、亜鉛電極１２が乾燥した
ままである限り、銀／塩化銀電極２８の形態である一層
活性な金属とセンサーの他の金属との間に開路が存在す
る。湿分はこの複合金属構造の「バッテリー」を活性化
して、第４及び５図中の接続線１０、２２により示され
るセンサーの電圧を上回る。

【００１６】ガラス電極の容器内に部品を加えて温度検
知に備えることが可能である。これは、通常分析器によ
って必要な情報を提供するのに用いられ、センサーの応
答及び／または分析される溶液のｐＨに対する温度の影
響に関して表示器及び出力信号を修正する。本発明のい
くつかの適用において、亜鉛電極または銀／塩化銀電極
のいずれかを温度センサーに接続して温度センサーと参
照電極との間に相当の電気的バイアスをもたらすのが望
ましい。分析器内の回路は電気的に活性な電極がいかに
して接続されるかを命令する。第６図は参照電極２２に
接続する銀／塩化銀電極２８及び温度センサー３２の一
方の側に接続された亜鉛電極１２の接続方法を示す。有
効である要素（電極）の他の配置は当業者により容易に
決定されることができる。

【００１７】第６図に示すように、亜鉛電極１２の周囲
の乾性領域が湿性になるとき、直流電圧が温度センサー
と参照電極間に発生し、該電圧を検出してセンサー本体
が破損して湿分がセンサー内に侵入したことのを示すこ
とができる。

【００１８】本発明の特定の具体例を示し且つ詳細に記
載して本発明の原理の適用を例示してきたが、本発明は
かかる原理を離れないで別途具体化し得ることを理解す
べきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の具体例を示す概略図である。

【図２】本発明の第２の具体例を示す概略図である。

【図３】本発明の第３の具体例を示す概略図である。

【図４】典型的なｐＨセンサーの概略的な等価回路図で
ある。

【図５】本発明に従うセンサーの概略的な等価回路図で
ある。

【図６】本発明の他の具体例の概略的な等価回路図であ
る。

【符号の説明】

１０ 半電池 １２ 亜鉛 １４ 導体 １５ 導体 １６ ガラス球 １８ 銀線 ２０ ガラス電極 ２２ 参照電池 ２６ 同軸ケーブル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサー感知電極とセンサー参照電極と
   を有する電気化学センサーと、正常には乾性の密封され
   た電気化学センサーの容器の破損を該容器内への水の侵
   入を検出することによって検出する装置とから成るセン
   サー装置であって 正常には乾性の、密封した容器内に互
   いに離れて置かれ、異なる電位及び反応性を有する金属
   電極でできている第１及び第２電極であって、第１及び
   第２電極の一方がセンサー感知電極またはそのリード線
   に接続され、そして第１及び第２電極の他方がセンサー
   参照電極またはそのリード線に接続されている上記電極
   と、該容器中への水分の侵入を示して容器の破損を示
   す、第１及び第２電極間の電圧を検出するための第１及
   び第２電極に接続された電圧測定手段と、を含む上記セ
   ンサー装置。
2. 【請求項２】 湿分が容器に侵入したときに電解質を生
   じるための乾性の塩を容器内にさらに含む請求項１のセ
   ンサー装置。
3. 【請求項３】 第１及び第２の電極がそれぞれ感知電極
   及び参照電極のリード線から構成される請求項１のセン
   サー装置。
4. 【請求項４】 第１電極がセンサー感知電極のリード線
   に電気的に接続されている請求項１のセンサー装置。
5. 【請求項５】 容器中にさらに温度センサーそしてさら
   に温度センサーに接続するリード線手段を含み、第１電
   極が該リード線手段に電気的に接続されている請求項１
   のセンサー装置。
6. 【請求項６】 容器内に乾性の塩を提供するために容器
   の内側面上に塩を含浸した紙層を含む請求項２のセンサ
   ー装置。
7. 【請求項７】 さらに、センサー感知電極に接続された
   第１のリード線と第１のリード線の少なくとも一部の周
   囲に伸びる同軸リード線を含み、第１電極が亜鉛ででき
   ており且つ第１のリード線に電気的に接続され、第２電
   極が銀でできており且つ同軸リード線に電気的に接続さ
   れている請求項１のセンサー装置。
8. 【請求項８】 容器内のセンサー感知電極と、センサー
   感知電極との電気化学的相互作用をするセンサー参照電
   極と、センサー感知電極及びセンサー参照電極に接続す
   るリード線手段とを有する電気化学センサーの正常には
   乾性の密封された容器内の破損を検出する方法であっ
   て、異なる電位及び反応性を有する二つの金属からでき
   ている第１及び第２の電極を容器内に隔離して置く工程
   と、第１の電極をセンサー感知電極に結合するリード線
   手段の一部に接続し、第２の電極をセンサー参照電極に
   接続するリード線手段の一部に接続する工程と、第１及
   び第２の電極間の電位差を測定して容器の破壊により生
   じる湿分の容器内への侵入を表示する工程とを含む上記
   方法。
9. 【請求項９】 センサー感知電極とセンサー参照電極と
   を有する電気化学的ｐＨセンサーの、正常には乾性の密
   封された容器の破損を、該容器への水分の侵入を検出す
   ることによって検出する装置であって、 正常には乾性の
   密封された容器中に互いに隔離配置された第１電極及び
   第２電極であって、第１及び第２電極が異なる電位及び
   反応性を有する金属元素でできており、第１及び第２電
   極の一方がセンサー感知電極またはそのリード線に接続
   され、そして第１及び第２電極の他方がセンサー感知電
   極またはそのリード線に接続されている上記第１及び第
   ２電極と、 容器中の破損を示す水分が容器中に侵入した
   ときの第１及び第２電極間の電圧を検出するための第１
   及び第２電極に接続された電圧測定手段とを含む上記装
   置。