JPH0769302B2 - ガルバニ電池式可燃性ガスセンサ - Google Patents
ガルバニ電池式可燃性ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH0769302B2 JPH0769302B2 JP1327638A JP32763889A JPH0769302B2 JP H0769302 B2 JPH0769302 B2 JP H0769302B2 JP 1327638 A JP1327638 A JP 1327638A JP 32763889 A JP32763889 A JP 32763889A JP H0769302 B2 JPH0769302 B2 JP H0769302B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- combustible gas
- gas sensor
- gas
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空気中に含まれた可燃性ガスの濃度を測定す
るための電気化学式可燃性ガスセンサに関するものであ
る。さらに詳しくは、ガス極よりなる正極と負極，隔
膜，電解液および容器とから構成されるガルバニ電子式
可燃性ガスセンサに関するものである。
るための電気化学式可燃性ガスセンサに関するものであ
る。さらに詳しくは、ガス極よりなる正極と負極，隔
膜，電解液および容器とから構成されるガルバニ電子式
可燃性ガスセンサに関するものである。
従来の技術 電気化学式可燃性ガスセンサは、一般的に可燃性ガスの
電気化学的酸化反応に有効な触媒金属と、その外側に位
置し可燃性ガスの供給を制限するための有機高分子膜か
らなる隔膜とで構成されるガス極を負極とするが、正極
としては二酸化鉛等の金属酸化物を用いるものと、酸素
の電気化学的還元反応に有効な白金やパラジウム等の触
媒からなるガス極を用いるものとがある。
電気化学的酸化反応に有効な触媒金属と、その外側に位
置し可燃性ガスの供給を制限するための有機高分子膜か
らなる隔膜とで構成されるガス極を負極とするが、正極
としては二酸化鉛等の金属酸化物を用いるものと、酸素
の電気化学的還元反応に有効な白金やパラジウム等の触
媒からなるガス極を用いるものとがある。
前者においては、金属酸化物の酸化還元電位が酸素のそ
れに比べて貴なため、負極の電位を酸素の酸化還元電位
よりも卑な電位に保って、負極における酸素の発生を防
止すると同時に、該電位を可燃性ガスの酸化還元電位よ
りも貴な電位に保って可燃性ガスの酸化反応を促進しな
ければならない。
れに比べて貴なため、負極の電位を酸素の酸化還元電位
よりも卑な電位に保って、負極における酸素の発生を防
止すると同時に、該電位を可燃性ガスの酸化還元電位よ
りも貴な電位に保って可燃性ガスの酸化反応を促進しな
ければならない。
一方、後者においては、正極に酸素ガス極を用いるため
負極において酸素の発生は起こらないが、触媒としての
白金やパラジウムが酸素の還元反応ばかりでなく可燃性
ガスの酸化反応にも有効なため正極では酸素の還元反応
のみが、負極では可燃性ガスの酸化反応のみが起こるよ
うにする必要から正極の電位を酸素の酸化還元電位より
も卑な電位に、負極の電位を可燃性ガスの酸化還元電位
よりも貴な電位に保たなければならない。いずれの場合
も電極電位を一定に保って電解を行うため、この方式は
定電位電解方式と呼ばれている。
負極において酸素の発生は起こらないが、触媒としての
白金やパラジウムが酸素の還元反応ばかりでなく可燃性
ガスの酸化反応にも有効なため正極では酸素の還元反応
のみが、負極では可燃性ガスの酸化反応のみが起こるよ
うにする必要から正極の電位を酸素の酸化還元電位より
も卑な電位に、負極の電位を可燃性ガスの酸化還元電位
よりも貴な電位に保たなければならない。いずれの場合
も電極電位を一定に保って電解を行うため、この方式は
定電位電解方式と呼ばれている。
発明が解決しようとする課題 上述したように、従来の電気化学式可燃性ガスセンサは
負極での酸素発生や酸素の還元反応を防ぐためにポテン
シオスタットなどの高価で取扱い難い定電位印加装置を
必要とするうえ、電極に電位を印加してからセンサの出
力が安定するまでに相当の時間が必要で、測定したい時
に即座に測れないという問題点がある。
負極での酸素発生や酸素の還元反応を防ぐためにポテン
シオスタットなどの高価で取扱い難い定電位印加装置を
必要とするうえ、電極に電位を印加してからセンサの出
力が安定するまでに相当の時間が必要で、測定したい時
に即座に測れないという問題点がある。
この様な問題点を解消するためには、センサの作動方式
をガルバニ電池方式にすればよいのだが従来のセンサで
は上述したように負極で酸素が発生したり空気中の酸素
の還元反応が起こってしまうという問題があるため、定
電位電解方式にせざるを得なかった。
をガルバニ電池方式にすればよいのだが従来のセンサで
は上述したように負極で酸素が発生したり空気中の酸素
の還元反応が起こってしまうという問題があるため、定
電位電解方式にせざるを得なかった。
課題を解決するための手段 本発明はカーボン触媒が酸素の電気化学的還元反応には
活性であるが、可燃性ガスの電気化学的酸化反応には不
活性であることに着目してなされたものである。
活性であるが、可燃性ガスの電気化学的酸化反応には不
活性であることに着目してなされたものである。
即ち、本発明は正極に酸素の還元反応には活性で可燃性
ガスの酸化反応には不活性なカーボン触媒より構成され
るガス極を用い、負極に可燃性ガスの酸化反応に活性な
白金やパラジウム等の触媒より構成されるガス極を用い
ることにより、ガルバニ電池方式の可燃性ガスセンサを
可能ならしめるものである。
ガスの酸化反応には不活性なカーボン触媒より構成され
るガス極を用い、負極に可燃性ガスの酸化反応に活性な
白金やパラジウム等の触媒より構成されるガス極を用い
ることにより、ガルバニ電池方式の可燃性ガスセンサを
可能ならしめるものである。
なお、ガルバニ電池式センサは、センサ自身が電池とし
て働くため、外部から電圧を印加する必要がないうえ、
正極と負極とを抵抗を介して接続し、常に動作状態にし
てあるため、ウォーミングアップなしで即座に測定が可
能という長所を持っている。
て働くため、外部から電圧を印加する必要がないうえ、
正極と負極とを抵抗を介して接続し、常に動作状態にし
てあるため、ウォーミングアップなしで即座に測定が可
能という長所を持っている。
作用 カーボン触媒よりなる正極としてのガス極と、白金また
はパラジウム触媒よりなる負極としてのガス極と、該負
極の外側に圧接して設けられた有機高分子膜からなる隔
膜と、電解液と、これらを収納する容器と、さらに正極
と負極とを結ぶ抵抗器とで構成されるガルバニ電池式可
燃性ガスセンサを空気と可燃性ガスとの混合ガス中に置
くと、正極では酸素の還元反応のみが、従って負極では
可燃性ガスの酸化反応のみが起こる。可燃性ガスの一例
として一酸化炭素を用いてこれらの反応式を下記に示
す。
はパラジウム触媒よりなる負極としてのガス極と、該負
極の外側に圧接して設けられた有機高分子膜からなる隔
膜と、電解液と、これらを収納する容器と、さらに正極
と負極とを結ぶ抵抗器とで構成されるガルバニ電池式可
燃性ガスセンサを空気と可燃性ガスとの混合ガス中に置
くと、正極では酸素の還元反応のみが、従って負極では
可燃性ガスの酸化反応のみが起こる。可燃性ガスの一例
として一酸化炭素を用いてこれらの反応式を下記に示
す。
このように正極では酸素の還元反応のみが起こり、可燃
性ガスの酸化反応が起こらないのは本発明が着目したカ
ーボン触媒のガス選択性によるものである。
性ガスの酸化反応が起こらないのは本発明が着目したカ
ーボン触媒のガス選択性によるものである。
上記の反応に伴い、負極から抵抗器を通って正極へ電子
が移動するので抵抗器の両端の電圧を測定することによ
り両電極間に流れた電気量、換言すれば可燃性ガスの濃
度を知ることができる。
が移動するので抵抗器の両端の電圧を測定することによ
り両電極間に流れた電気量、換言すれば可燃性ガスの濃
度を知ることができる。
実施例 以下、本発明を好適な実施例を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例に係るガルバニ電池式可燃性
ガスセンサの断面構造図である。本センサは、ABS樹脂
製の容器本体１とポーラスカーボンの外側に多孔性のポ
リフルオロエチレン膜を圧接して一体化したガス極とし
て機能する正極２、ポーラスカーボンに白金を電着させ
た負極３、酢酸と酢酸カリの混合水溶液からなる電解液
４、さらに負極の外側に設けられた４フッ化エチレン−
６フッ化プロピレン共重合体膜からなる隔膜５より構成
されており、正極と負極は検出抵抗６を介して外部で閉
じている。
ガスセンサの断面構造図である。本センサは、ABS樹脂
製の容器本体１とポーラスカーボンの外側に多孔性のポ
リフルオロエチレン膜を圧接して一体化したガス極とし
て機能する正極２、ポーラスカーボンに白金を電着させ
た負極３、酢酸と酢酸カリの混合水溶液からなる電解液
４、さらに負極の外側に設けられた４フッ化エチレン−
６フッ化プロピレン共重合体膜からなる隔膜５より構成
されており、正極と負極は検出抵抗６を介して外部で閉
じている。
このガルバニ電池式可燃性ガスセンサを可燃性ガスであ
る水素（H2）または一酸化炭素（CO）の濃度が2,6,10％
の空気中に放置して、検出抵抗６の両端で検出される出
力電圧を第２図にプロットした。
る水素（H2）または一酸化炭素（CO）の濃度が2,6,10％
の空気中に放置して、検出抵抗６の両端で検出される出
力電圧を第２図にプロットした。
第２図より、本発明によるガルバニ電池式可燃性ガスセ
ンサは水素または一酸化炭素の空気中での濃度に対し優
れた直線性があることがわかる。このことは、可燃性ガ
スセンサでも本発明を採用すればガルバニ電池方式が可
能となることを意味する。
ンサは水素または一酸化炭素の空気中での濃度に対し優
れた直線性があることがわかる。このことは、可燃性ガ
スセンサでも本発明を採用すればガルバニ電池方式が可
能となることを意味する。
発明の効果 本発明によるガルバニ電池式可燃性ガスセンサは、定電
位印加装置を用いる必要がないうえ、即座に空気中の可
燃性ガス濃度を検出することができるものである。本セ
ンサを使用することにより、安価で消費電力が少なく取
扱いの簡単な可燃性ガス濃度計や、警報器の提供が可能
となるので産業上に寄与すること非常に大である。
位印加装置を用いる必要がないうえ、即座に空気中の可
燃性ガス濃度を検出することができるものである。本セ
ンサを使用することにより、安価で消費電力が少なく取
扱いの簡単な可燃性ガス濃度計や、警報器の提供が可能
となるので産業上に寄与すること非常に大である。
第１図は本発明の一実施例に係るガルバニ電池式ガスセ
ンサの断面構造図である。第２図は空気中の水素または
一酸化炭素濃度とセンサの出力電圧との関係を示した図
である。 １……容器本体,2……正極,3……負極,4……電解液,5…
…隔膜,6……検出抵抗
ンサの断面構造図である。第２図は空気中の水素または
一酸化炭素濃度とセンサの出力電圧との関係を示した図
である。 １……容器本体,2……正極,3……負極,4……電解液,5…
…隔膜,6……検出抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】酸素の電気化学的還元反応に有効な触媒よ
りなりガス電極として機能する正極と、可燃性ガスの電
気化学的酸化反応に有効な触媒よりなりガス極として機
能する負極と、電解液とこれらを収納する容器とで基本
的に構成される電気化学式可燃性ガスセンサにおいて、
該正極触媒としてカーボンを用いたことを特徴とするガ
ルバニ電池式可燃性ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327638A JPH0769302B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | ガルバニ電池式可燃性ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327638A JPH0769302B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | ガルバニ電池式可燃性ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03186754A JPH03186754A (ja) | 1991-08-14 |
| JPH0769302B2 true JPH0769302B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=18201288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1327638A Expired - Lifetime JPH0769302B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | ガルバニ電池式可燃性ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769302B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0163443B1 (ko) * | 1991-07-04 | 1999-03-30 | 나까오 다께시 | 압력측정장치 |
| US5415760A (en) * | 1992-05-20 | 1995-05-16 | Japan Storage Battery Company Limited | Galvanic cell type gas concentration sensor system capable of detecting more than one type of gas |
-
1989
- 1989-12-18 JP JP1327638A patent/JPH0769302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03186754A (ja) | 1991-08-14 |
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