JPH07181162A - 電気化学的ガスセンサ - Google Patents
電気化学的ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH07181162A JPH07181162A JP5328445A JP32844593A JPH07181162A JP H07181162 A JPH07181162 A JP H07181162A JP 5328445 A JP5328445 A JP 5328445A JP 32844593 A JP32844593 A JP 32844593A JP H07181162 A JPH07181162 A JP H07181162A
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- Japan
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- cathode
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 電気化学的ガスセンサであって、陽極、陰極
および電解液を収容し、開口部を液体不透過性かつ気体
透過性の膜で密閉し、前記陽極および前記陰極からそれ
ぞれ取り出されたリード線および該２本のリード線が接
続された電極端子を具備してなる電解セルからなる電気
化学的ガスセンサにおいて、前記陽極および前記陰極か
らそれぞれ取り出されたリード線が、セル本体に形成し
た穴に圧入された可撓性円筒プラグの穴部を通して電解
セルから取り出されていることを特徴とする。 【効果】 本発明の電気化学的ガスセンサによれば、リ
ード線のセル本体からの取り出しに起因する局部電流の
発生を防止し、正確な測定を可能とする。
および電解液を収容し、開口部を液体不透過性かつ気体
透過性の膜で密閉し、前記陽極および前記陰極からそれ
ぞれ取り出されたリード線および該２本のリード線が接
続された電極端子を具備してなる電解セルからなる電気
化学的ガスセンサにおいて、前記陽極および前記陰極か
らそれぞれ取り出されたリード線が、セル本体に形成し
た穴に圧入された可撓性円筒プラグの穴部を通して電解
セルから取り出されていることを特徴とする。 【効果】 本発明の電気化学的ガスセンサによれば、リ
ード線のセル本体からの取り出しに起因する局部電流の
発生を防止し、正確な測定を可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素ガスセンサ等の電
気化学的ガスセンサに関する。
気化学的ガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】気体または液体中の酸素ガス等のガス含
有量を測定するために種々の電気分解式ガスセンサが使
用されている。例えば、酸素ガスセンサとして一般的な
燃料電池タイプの酸素ガスセンサは陽極、陰極および電
解液を収容し、開口部を液体不透過性かつ気体透過性の
膜で密閉し、前記陽極および前記陰極からそれぞれ取り
出されたリード線および該２本のリード線が接続された
電極端子から構成されている。
有量を測定するために種々の電気分解式ガスセンサが使
用されている。例えば、酸素ガスセンサとして一般的な
燃料電池タイプの酸素ガスセンサは陽極、陰極および電
解液を収容し、開口部を液体不透過性かつ気体透過性の
膜で密閉し、前記陽極および前記陰極からそれぞれ取り
出されたリード線および該２本のリード線が接続された
電極端子から構成されている。
【０００３】これらの電気化学的ガスセンサにおいて、
センサ本体からのリード線の取り出しは、ステンレス等
の金属製プラグを経由して行われていた。センサ本体が
電気化学的性質や成形性などの点からポリエチレン等の
熱可塑性樹脂より作製されているため、適当な接着剤を
使用できず、プラグを使わずにはリード線を取り出すこ
とができなかった。例えば、金属製プラグをセンサ本体
に開けた穴に圧入し、その両端にそれぞれ導電性の金属
製リード線を溶接して、センサの外部に取り出してい
た。
センサ本体からのリード線の取り出しは、ステンレス等
の金属製プラグを経由して行われていた。センサ本体が
電気化学的性質や成形性などの点からポリエチレン等の
熱可塑性樹脂より作製されているため、適当な接着剤を
使用できず、プラグを使わずにはリード線を取り出すこ
とができなかった。例えば、金属製プラグをセンサ本体
に開けた穴に圧入し、その両端にそれぞれ導電性の金属
製リード線を溶接して、センサの外部に取り出してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属製
プラグを使用した場合、リード線の取付けは半田付けや
溶接で行うが、その場合には異金属間の接続となり、電
解液がこの箇所に付着すると局部電池が形成される。電
池の原理を利用している電気化学的ガスセンサにおい
て、所定の電極以外の箇所で局部電池が形成されると電
流値に妨害を与え、そのために酸素ガスが含まれている
試料ガスを測定しているにもかかわらず、正確なシグナ
ルを与えない場合があった。
プラグを使用した場合、リード線の取付けは半田付けや
溶接で行うが、その場合には異金属間の接続となり、電
解液がこの箇所に付着すると局部電池が形成される。電
池の原理を利用している電気化学的ガスセンサにおい
て、所定の電極以外の箇所で局部電池が形成されると電
流値に妨害を与え、そのために酸素ガスが含まれている
試料ガスを測定しているにもかかわらず、正確なシグナ
ルを与えない場合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決すべく鋭意検討の結果、陽極および陰極からそ
れぞれ取り出されたリード線を、セル本体に形成した穴
に圧入された可撓性円筒プラグの穴部を通して電解セル
から取り出すことにより、局部電池の形成を防止し、正
確な測定を可能とする電気化学的ガスセンサとなること
を見出し、本発明に到達した。
題を解決すべく鋭意検討の結果、陽極および陰極からそ
れぞれ取り出されたリード線を、セル本体に形成した穴
に圧入された可撓性円筒プラグの穴部を通して電解セル
から取り出すことにより、局部電池の形成を防止し、正
確な測定を可能とする電気化学的ガスセンサとなること
を見出し、本発明に到達した。
【０００６】即ち、本発明の目的は、局部電池を形成す
ることのない電気化学的ガスセンサを提供することにあ
る。しかして、かかる本発明の目的は、 陽極、陰極お
よび電解液を収容し、開口部を液体不透過性かつ気体透
過性の膜で密閉し、前記陽極および前記陰極からそれぞ
れ取り出されたリード線および該２本のリード線が接続
された電極端子を具備してなる電解セルからなる電気化
学的ガスセンサにおいて、前記陽極および前記陰極から
それぞれ取り出されたリード線が、セル本体に形成した
穴に圧入された可撓性円筒プラグの穴部を通して電解セ
ルから取り出されていることを特徴とする電気化学的ガ
スセンサ、によって容易に達成される。
ることのない電気化学的ガスセンサを提供することにあ
る。しかして、かかる本発明の目的は、 陽極、陰極お
よび電解液を収容し、開口部を液体不透過性かつ気体透
過性の膜で密閉し、前記陽極および前記陰極からそれぞ
れ取り出されたリード線および該２本のリード線が接続
された電極端子を具備してなる電解セルからなる電気化
学的ガスセンサにおいて、前記陽極および前記陰極から
それぞれ取り出されたリード線が、セル本体に形成した
穴に圧入された可撓性円筒プラグの穴部を通して電解セ
ルから取り出されていることを特徴とする電気化学的ガ
スセンサ、によって容易に達成される。
【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の電気化学的ガスセンサは、陽極、陰極および電解
液を収容し、開口部を液体不透過性かつ気体透過性の膜
で密閉し、前記陽極および前記陰極からそれぞれ取り出
されたリード線および該２本のリード線が接続された電
極端子を具備してなる電解セルからなり、前記陽極およ
び前記陰極からそれぞれ取り出されたリード線が、セル
本体に形成した穴に圧入された可撓性円筒プラグの穴部
を通して電解セルから取り出されていることを特徴とす
る。電気化学的ガスセンサの一般的な例として、酸素ガ
スセンサを用いて説明する。
発明の電気化学的ガスセンサは、陽極、陰極および電解
液を収容し、開口部を液体不透過性かつ気体透過性の膜
で密閉し、前記陽極および前記陰極からそれぞれ取り出
されたリード線および該２本のリード線が接続された電
極端子を具備してなる電解セルからなり、前記陽極およ
び前記陰極からそれぞれ取り出されたリード線が、セル
本体に形成した穴に圧入された可撓性円筒プラグの穴部
を通して電解セルから取り出されていることを特徴とす
る。電気化学的ガスセンサの一般的な例として、酸素ガ
スセンサを用いて説明する。
【０００８】図１は、酸素ガスセンサの概要を示す断面
図である。図１において、１はセンサ本体、２はガス透
過膜、３は陰極、４は電解液、５は陽極、６及び８はリ
ード線、７はプラグ、９はプラスチックシート、１０は
シールパッキン、１１は膨張膜、１２は電極端子を表
す。センサ本体１に電解液４を収容し、電解液中に１対
の陰極３および陽極５が浸され、酸化または還元による
電気化学的反応によって生じた電解電流を測定すること
により酸素濃度が求められる。通常、電解液を収容した
センサ本体は、液体は透過させないが、気体は選択的に
透過させるようなガス透過膜２で密閉されている。ま
た、環境の急激な変化等によって生じる圧力変化に適応
するため膨張膜１１を設けることが好ましい。電解電流
を測定するため陰極３、陽極５はリード線６、８により
電極端子１２に接続される。陰極、陽極での反応は以下
の通りである。陰極では、
図である。図１において、１はセンサ本体、２はガス透
過膜、３は陰極、４は電解液、５は陽極、６及び８はリ
ード線、７はプラグ、９はプラスチックシート、１０は
シールパッキン、１１は膨張膜、１２は電極端子を表
す。センサ本体１に電解液４を収容し、電解液中に１対
の陰極３および陽極５が浸され、酸化または還元による
電気化学的反応によって生じた電解電流を測定すること
により酸素濃度が求められる。通常、電解液を収容した
センサ本体は、液体は透過させないが、気体は選択的に
透過させるようなガス透過膜２で密閉されている。ま
た、環境の急激な変化等によって生じる圧力変化に適応
するため膨張膜１１を設けることが好ましい。電解電流
を測定するため陰極３、陽極５はリード線６、８により
電極端子１２に接続される。陰極、陽極での反応は以下
の通りである。陰極では、
【０００９】
【数１】Ｏ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ ＋ ４ｅ → ４ＯＨ- の反応が起こり、また陽極材質が鉛の場合は、
【００１０】
【数２】２Ｐｂ ＋ ４ＯＨ- → ２ＰｂＯ ＋ ２
Ｈ2Ｏ ＋ ４ｅ の反応が起こる。この反応は、外部から電圧や電流をか
けなくても、酸素さえ存在すれば自然に進行する。
Ｈ2Ｏ ＋ ４ｅ の反応が起こる。この反応は、外部から電圧や電流をか
けなくても、酸素さえ存在すれば自然に進行する。
【００１１】ガス透過膜２を通過した試料ガス中の酸素
は、上記反応により電解され、それに対応した量の陽極
金属が溶解する。この時の電解電流を測定することによ
って酸素濃度を求めるのが、酸素ガスセンサの原理であ
る。
は、上記反応により電解され、それに対応した量の陽極
金属が溶解する。この時の電解電流を測定することによ
って酸素濃度を求めるのが、酸素ガスセンサの原理であ
る。
【００１２】酸素センサの陽極５には非分極性の鉛、カ
ドミウムなどの金属が用いられ、約１ｍｍ前後の粒状の
ものを加圧して固結させたものなどが好適である。ま
た、陰極３には銀や金、または真鋳などに銀メッキ、金
メッキしたものが用いられ、穴を開けた形状のものが好
適である。電解液４には水酸化カリウムなどのアルカリ
性溶液、酢酸などの酸性溶液、リン酸塩などの中性溶液
が用いられる。
ドミウムなどの金属が用いられ、約１ｍｍ前後の粒状の
ものを加圧して固結させたものなどが好適である。ま
た、陰極３には銀や金、または真鋳などに銀メッキ、金
メッキしたものが用いられ、穴を開けた形状のものが好
適である。電解液４には水酸化カリウムなどのアルカリ
性溶液、酢酸などの酸性溶液、リン酸塩などの中性溶液
が用いられる。
【００１３】リード線８は、直径約０．３ｍｍの白金線
などが好ましい。センサは上部のガス透過膜２と下部の
膨張膜１１によって密閉されている。膨張膜１１はポリ
塩化ビニリデン系樹脂とポリエチレンまたはポリプロピ
レンの多層膜等からなる酸素透過性の低い、５０〜２０
０μｍ程度の膜であることが好ましい。陰極３と接して
いるガス透過膜２はポリテトラフルオロエチレンのよう
な通常１０〜１００μｍ程度の薄膜であり、センサ本体
への固定には通常ヒートシールや接着剤が用いられる
が、とりわけ接着性を増すために、プラズマなどによる
表面処理を施したポリテトラフルロエチレンフィルムを
用いることが好ましい。試料ガス中の酸素はこのガス透
過膜２よりセンサ内に透過して、前記反応を引き起こ
す。
などが好ましい。センサは上部のガス透過膜２と下部の
膨張膜１１によって密閉されている。膨張膜１１はポリ
塩化ビニリデン系樹脂とポリエチレンまたはポリプロピ
レンの多層膜等からなる酸素透過性の低い、５０〜２０
０μｍ程度の膜であることが好ましい。陰極３と接して
いるガス透過膜２はポリテトラフルオロエチレンのよう
な通常１０〜１００μｍ程度の薄膜であり、センサ本体
への固定には通常ヒートシールや接着剤が用いられる
が、とりわけ接着性を増すために、プラズマなどによる
表面処理を施したポリテトラフルロエチレンフィルムを
用いることが好ましい。試料ガス中の酸素はこのガス透
過膜２よりセンサ内に透過して、前記反応を引き起こ
す。
【００１４】本発明では、プラグとして可撓性の円筒プ
ラグを用いる。可撓性の円筒プラグとしては、ポリ塩化
ビニル等のプラスチック製の円筒で中心部に穴部（図示
せず）を有するものが使用できる。これをセル本体に開
けた穴に圧入し、円筒プラグの中心部の穴部にリード線
を通すことにより、リード線の取り出しを行う。本体に
形成した穴とプラグとの間隙が生じた場合は、エポキシ
系等の接着剤で充填し、固着すればよい。これによっ
て、異金属が電解液に触れることが防止され、局部電池
の形成を防ぐことが可能となり、マイナスのシグナルを
与えることが防止される。
ラグを用いる。可撓性の円筒プラグとしては、ポリ塩化
ビニル等のプラスチック製の円筒で中心部に穴部（図示
せず）を有するものが使用できる。これをセル本体に開
けた穴に圧入し、円筒プラグの中心部の穴部にリード線
を通すことにより、リード線の取り出しを行う。本体に
形成した穴とプラグとの間隙が生じた場合は、エポキシ
系等の接着剤で充填し、固着すればよい。これによっ
て、異金属が電解液に触れることが防止され、局部電池
の形成を防ぐことが可能となり、マイナスのシグナルを
与えることが防止される。
【００１５】例えば、ステンレス等の金属と銀線、白金
線またはニッケル線を溶接した場合、局部電池の形成で
マイナスの電流値を与えることがあるが、本発明のよう
に円筒状のプラスッチクプラグを作り本体に圧入して
も、圧入箇所からは液漏れなどは見られず、気密性は十
分保たれていることが確認される。さらに、円筒プラグ
の中心穴部に導電性金属のリード線を通し、空間にはエ
ポキシ系接着剤を充填することによって、望ましくない
金属の電解液への接触を高度に完全に防ぐことが可能と
なる。
線またはニッケル線を溶接した場合、局部電池の形成で
マイナスの電流値を与えることがあるが、本発明のよう
に円筒状のプラスッチクプラグを作り本体に圧入して
も、圧入箇所からは液漏れなどは見られず、気密性は十
分保たれていることが確認される。さらに、円筒プラグ
の中心穴部に導電性金属のリード線を通し、空間にはエ
ポキシ系接着剤を充填することによって、望ましくない
金属の電解液への接触を高度に完全に防ぐことが可能と
なる。
【００１６】
【実施例】塩化ビニル製の円筒状プラグを作製し、これ
を図１のようにセル本体の穴に圧入した。０．３ｍｍの
銀線及び０．３ｍｍの白金線を各々陰極、陽極に接続し
た後リード線とし、センサ本体の外部に取り出した。円
筒の外側のセル本体との間隙には、市販のエポキシ接着
剤を充填した。各試料ガス中の酸素濃度を測定したが、
長期間にわたって正常なシグナルを与えた。
を図１のようにセル本体の穴に圧入した。０．３ｍｍの
銀線及び０．３ｍｍの白金線を各々陰極、陽極に接続し
た後リード線とし、センサ本体の外部に取り出した。円
筒の外側のセル本体との間隙には、市販のエポキシ接着
剤を充填した。各試料ガス中の酸素濃度を測定したが、
長期間にわたって正常なシグナルを与えた。
【００１７】
【発明の効果】本発明の電気化学的ガスセンサによれ
ば、リード線のセル本体からの取り出しに起因する局部
電流の発生を防止し、正確な測定を可能とする。
ば、リード線のセル本体からの取り出しに起因する局部
電流の発生を防止し、正確な測定を可能とする。
【図１】 酸素ガスセンサの概要を示す断面図である。
１ セル本体 ２ ガス透過膜 ３ 陰極 ４ 電解液 ５ 陽極 ６ リード線 ７ プラグ ８ リード線 ９ プラスチックシート １０ シールパッキン １１ 膨張膜 １２ 電極端子
Claims (1)
- 【請求項１】 陽極、陰極および電解液を収容し、開口
部を液体不透過性かつ気体透過性の膜で密閉し、前記陽
極および前記陰極からそれぞれ取り出されたリード線お
よび該２本のリード線が接続された電極端子を具備して
なる電解セルからなる電気化学的ガスセンサにおいて、 前記陽極および前記陰極からそれぞれ取り出されたリー
ド線が、セル本体に形成した穴に圧入された可撓性円筒
プラグの穴部を通して電解セルから取り出されているこ
とを特徴とする電気化学的ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5328445A JPH07181162A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 電気化学的ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5328445A JPH07181162A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 電気化学的ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07181162A true JPH07181162A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18210359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5328445A Pending JPH07181162A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 電気化学的ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07181162A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016011903A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 理研計器株式会社 | 電気化学式ガスセンサおよびガス検知器 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5328445A patent/JPH07181162A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016011903A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 理研計器株式会社 | 電気化学式ガスセンサおよびガス検知器 |
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