JPH0785070B2 - 酸素検出装置 - Google Patents
酸素検出装置Info
- Publication number
- JPH0785070B2 JPH0785070B2 JP2300909A JP30090990A JPH0785070B2 JP H0785070 B2 JPH0785070 B2 JP H0785070B2 JP 2300909 A JP2300909 A JP 2300909A JP 30090990 A JP30090990 A JP 30090990A JP H0785070 B2 JPH0785070 B2 JP H0785070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- galvanic cell
- oxygen
- anode
- cathode
- wire
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は他の気体の中に存在する小量の酸素を検出す
るための装置に関する。さらに詳しくは、この発明はガ
ルバーニ電池（galvanic cell）式酸素検出器に関す
る。この発明によるガルバーニ電池式酸素検出器は、従
来のガルバーニ電池式装置によっては検出できない微量
なレベルにおいて微量酸素の検出を行なうことができ
る。
るための装置に関する。さらに詳しくは、この発明はガ
ルバーニ電池（galvanic cell）式酸素検出器に関す
る。この発明によるガルバーニ電池式酸素検出器は、従
来のガルバーニ電池式装置によっては検出できない微量
なレベルにおいて微量酸素の検出を行なうことができ
る。
ハーシュ（Hersch）による米国特許第3,223,597号に
は、化学的な還元を行うアノードと非導電性の薄い多孔
質の電解質保持型（electrolyte−retentive）ダイヤフ
ラムと、カソードと、多孔質ダイヤフラムの中に収容さ
れた水溶性電解質とを有するガルバーニ電池装置が開示
されている。この構造では、前記ダイヤフラムはアノー
ドの少なくとも１つの表面に接触しており、カソードは
前記アノードと接触した表面と反対側のダイヤフラム表
面へ接触している導電性の薄い多孔質シートを有する。
カソードの細孔には部分的にのみ電解質が満たされてお
り、カソードは電解質に対して化学的に不活性になって
いる。また、アノードはカソードと共に循環されること
によって水素を放出することはできない。電解質の全体
積はカソード、ダイヤフラム、アノードの細孔の全容積
を合わせたものよりも小さく、従ってカソードの一部の
みが液に浸り、カソードの細孔の大部分は決して電解質
溶液で充満されないようになっている。こうした構造
は、ダイヤフラムと接触しているカソードの表面のみが
湿り、カソードの細孔の大部分及び上面はほとんど乾燥
した状態のままであるような電極構造を形成する。
は、化学的な還元を行うアノードと非導電性の薄い多孔
質の電解質保持型（electrolyte−retentive）ダイヤフ
ラムと、カソードと、多孔質ダイヤフラムの中に収容さ
れた水溶性電解質とを有するガルバーニ電池装置が開示
されている。この構造では、前記ダイヤフラムはアノー
ドの少なくとも１つの表面に接触しており、カソードは
前記アノードと接触した表面と反対側のダイヤフラム表
面へ接触している導電性の薄い多孔質シートを有する。
カソードの細孔には部分的にのみ電解質が満たされてお
り、カソードは電解質に対して化学的に不活性になって
いる。また、アノードはカソードと共に循環されること
によって水素を放出することはできない。電解質の全体
積はカソード、ダイヤフラム、アノードの細孔の全容積
を合わせたものよりも小さく、従ってカソードの一部の
みが液に浸り、カソードの細孔の大部分は決して電解質
溶液で充満されないようになっている。こうした構造
は、ダイヤフラムと接触しているカソードの表面のみが
湿り、カソードの細孔の大部分及び上面はほとんど乾燥
した状態のままであるような電極構造を形成する。
ローソン（Lawson）の米国特許第4,085,024号にはハー
シュの特許と本質的には同じ電極装置が開示されてい
る。ローソンの装置では、電池の部材を相互に連結した
り、それを酸素のない容器の内側にシールするために特
別な構造が使用されている。
シュの特許と本質的には同じ電極装置が開示されてい
る。ローソンの装置では、電池の部材を相互に連結した
り、それを酸素のない容器の内側にシールするために特
別な構造が使用されている。
従来のガルバーニ電池構造は、電池の中に収容されてい
る電解質の濃度と量に著しく依存している。また、電池
の電解質の水分含有量は減っていくから、電池の感度は
時間とともに劣化する。設計と作製を注意深く行なえ
ば、試験ガスの流速が10〜20cm3/分であるとき、短時間
に対しては10億当り約30（約30ppb）の割合まで酸素を
検出することができる。しかし、この精度は達成が困難
である。なぜなら、平衡に達するのに必要な時間が、電
池が安定になるまでの時間よりも長いという事態がしば
しば生じるからである。
る電解質の濃度と量に著しく依存している。また、電池
の電解質の水分含有量は減っていくから、電池の感度は
時間とともに劣化する。設計と作製を注意深く行なえ
ば、試験ガスの流速が10〜20cm3/分であるとき、短時間
に対しては10億当り約30（約30ppb）の割合まで酸素を
検出することができる。しかし、この精度は達成が困難
である。なぜなら、平衡に達するのに必要な時間が、電
池が安定になるまでの時間よりも長いという事態がしば
しば生じるからである。
電解質の濃度が変化することによって生じる感度の変動
のほかに、前述したガルバーニ電池の感度を下げる他の
要因は数多く存在する。こうした変動はガルバーニ電池
からの出力電圧に影響する。ガルバーニ電池からの出力
電圧は、理想的な条件の下では、試験を行なっているガ
スの中の酸素含有量のみに正比例しなければならない。
例えば、装置自身の温度の変動、あるいは試験を受ける
ガスの温度の変動によって出力電圧が変動し、その結果
所望の出力電圧信号が得られなくなる。また、電池の中
の電気化学的な変動、熱EMF、電池及び／あるいは電池
内部の材料の壁からのガス流出（outgasing）、電池及
び／あるいは電池内の材料の壁を介するガス圧送は、す
べて出力電圧の変動を引き起こす。こうした出力電圧の
変動は、所望の出力電圧の読み取りを妨げる”雑音”と
考えられる。これら”雑音”電圧の発生源は、１゜の温
度変化当り10-8アンペアの電流を電池内に発生する。従
って、実際には従来のガルバーニ電池は試験ガスの中に
存在する酸素の量の測定において下限が存在する。この
下限は、電池自身によって発生される”雑音”電流にほ
ぼ等しい。
のほかに、前述したガルバーニ電池の感度を下げる他の
要因は数多く存在する。こうした変動はガルバーニ電池
からの出力電圧に影響する。ガルバーニ電池からの出力
電圧は、理想的な条件の下では、試験を行なっているガ
スの中の酸素含有量のみに正比例しなければならない。
例えば、装置自身の温度の変動、あるいは試験を受ける
ガスの温度の変動によって出力電圧が変動し、その結果
所望の出力電圧信号が得られなくなる。また、電池の中
の電気化学的な変動、熱EMF、電池及び／あるいは電池
内部の材料の壁からのガス流出（outgasing）、電池及
び／あるいは電池内の材料の壁を介するガス圧送は、す
べて出力電圧の変動を引き起こす。こうした出力電圧の
変動は、所望の出力電圧の読み取りを妨げる”雑音”と
考えられる。これら”雑音”電圧の発生源は、１゜の温
度変化当り10-8アンペアの電流を電池内に発生する。従
って、実際には従来のガルバーニ電池は試験ガスの中に
存在する酸素の量の測定において下限が存在する。この
下限は、電池自身によって発生される”雑音”電流にほ
ぼ等しい。
従来のセンサが有する問題点を克服し、10億当り約30の
割合よりもずっと低いレベルまで酸素含有量を正確に測
定することのできるガルバーニ電池タイプの酸素センサ
が必要とされている。さらに、温度変動に対する誤差を
なくすことができるか、あるいは著しく低減することが
でき、広い範囲の環境条件に対して高い信頼性をもって
使用することのできる酸素センサが必要とされている。
最後に、より長い使用寿命（useful life）にわたって
感度を改善することができ、使用寿命内においてセンサ
中の電解質濃度にあまり依存しないような酸素センサが
必要とされている。
割合よりもずっと低いレベルまで酸素含有量を正確に測
定することのできるガルバーニ電池タイプの酸素センサ
が必要とされている。さらに、温度変動に対する誤差を
なくすことができるか、あるいは著しく低減することが
でき、広い範囲の環境条件に対して高い信頼性をもって
使用することのできる酸素センサが必要とされている。
最後に、より長い使用寿命（useful life）にわたって
感度を改善することができ、使用寿命内においてセンサ
中の電解質濃度にあまり依存しないような酸素センサが
必要とされている。
この発明の主な目的は永い使用寿命にわたって高い感度
を有する酸素検出装置を提供することである。
を有する酸素検出装置を提供することである。
この発明の別の目的は、電池内の温度あるいはそれ以外
の変動によって生じる雑音信号が著しく低減された酸素
検出装置を提供することである。
の変動によって生じる雑音信号が著しく低減された酸素
検出装置を提供することである。
この発明のさらに別の目的は、少なくとも従来のセンサ
に匹敵する使用ダイナミックレンジを有する酸素検出装
置を提供することである。
に匹敵する使用ダイナミックレンジを有する酸素検出装
置を提供することである。
この発明のさらに別の目的は少なくとも従来の装置より
も数倍（several magnitude）低いレベルまで酸素を検
出することのできる酸素検出装置を提供することであ
る。
も数倍（several magnitude）低いレベルまで酸素を検
出することのできる酸素検出装置を提供することであ
る。
この課題解決手段として、この発明の酸素検出装置は基
本的に、試験ガス中の酸素含有量に応じて電池のカソー
ドと電池のアノードとの間に電流が流れるタイプの、ガ
ルバーニ電池を流れる試験ガス中の酸素を検出するため
の酸素検出装置であって、第１のガルバーニ電池と、第
２のガルバーニ電池と、電気的接続ワイヤと、一対の負
荷抵抗とを有し、前記第１のガルバーニ電池が試験ガス
供給源へ連結するために使用される流入口と、ガス流出
口と、外部のカソードワイヤとアノードワイヤとを有
し、前記第２のガルバーニ電池が前記第１のガルバーニ
電池の流出口へ連結された流入口と、ガス流出口と、外
部のカソードワイヤとアノードワイヤとを有し、前記電
気的接続ワイヤが前記２つの電池それぞれのカソードワ
イヤあるいはアノードワイヤのいずれか一方を互いに接
続して共通の接続部を形成するとともに、前記２つの電
池それぞれの同じ極性ワイヤのもう一方を互いに離間し
ておき、前記一対の負荷抵抗が共通の連結部を有し、こ
の共通の連結部が前記アノードワイヤあるいはカソード
ワイヤのいずれか一方の互いに接続された共通の接続部
に連結され、前記一対の負荷抵抗の互いに離間した連結
部が前記の互いに離間されたもう一方の同じ極性ワイヤ
のそれぞれに個別に連結されている。
本的に、試験ガス中の酸素含有量に応じて電池のカソー
ドと電池のアノードとの間に電流が流れるタイプの、ガ
ルバーニ電池を流れる試験ガス中の酸素を検出するため
の酸素検出装置であって、第１のガルバーニ電池と、第
２のガルバーニ電池と、電気的接続ワイヤと、一対の負
荷抵抗とを有し、前記第１のガルバーニ電池が試験ガス
供給源へ連結するために使用される流入口と、ガス流出
口と、外部のカソードワイヤとアノードワイヤとを有
し、前記第２のガルバーニ電池が前記第１のガルバーニ
電池の流出口へ連結された流入口と、ガス流出口と、外
部のカソードワイヤとアノードワイヤとを有し、前記電
気的接続ワイヤが前記２つの電池それぞれのカソードワ
イヤあるいはアノードワイヤのいずれか一方を互いに接
続して共通の接続部を形成するとともに、前記２つの電
池それぞれの同じ極性ワイヤのもう一方を互いに離間し
ておき、前記一対の負荷抵抗が共通の連結部を有し、こ
の共通の連結部が前記アノードワイヤあるいはカソード
ワイヤのいずれか一方の互いに接続された共通の接続部
に連結され、前記一対の負荷抵抗の互いに離間した連結
部が前記の互いに離間されたもう一方の同じ極性ワイヤ
のそれぞれに個別に連結されている。
また、この発明の酸素検出装置は電解質溶液を含み、第
１のガルバーニ電池と、第２のガルバーニ電池と、結合
導管と、電気的接続ワイヤと、第１の負荷抵抗と、第２
の負荷抵抗とを有し、前記第１のガルバーニ電池が第１
の管状のバルブの中に収容された電解質溶液と協働する
アノード及びカソードを有し、前記第１のバルブがガス
流入口とガス流出口を有し、前記第２のガルバーニ電池
が第２の管状のバルブの中に収容された電解質溶液と協
働するアノード及びカソードを有し、前記第２のバルブ
がガス流入口とガス流出口とを有し、前記結合導管が前
記第１のバルブのガス流出口を前記第２のバルブのガス
流入口へ連結し、前記電気的接続ワイヤが前記２つの電
池それぞれのカソードあるいはアノードのいずれか一方
を互いに接続して共通の接続部を形成するとともに、前
記２つの電池それぞれの同じ極性ワイヤのもう一方を互
いに離間しておき、前記第１と第２の負荷抵抗が共通の
連結部を有し、この共通の連結部が前記アノードあるい
はカソードのワイヤのいずれか一方の互いに接続された
共通の接続部に連結され、前記第１と第２の負荷抵抗の
互いに離間した連結部が前記の互いに離間されたもう一
方の同じ極性ワイヤのそれぞれに個別に連結されてい
る。
１のガルバーニ電池と、第２のガルバーニ電池と、結合
導管と、電気的接続ワイヤと、第１の負荷抵抗と、第２
の負荷抵抗とを有し、前記第１のガルバーニ電池が第１
の管状のバルブの中に収容された電解質溶液と協働する
アノード及びカソードを有し、前記第１のバルブがガス
流入口とガス流出口を有し、前記第２のガルバーニ電池
が第２の管状のバルブの中に収容された電解質溶液と協
働するアノード及びカソードを有し、前記第２のバルブ
がガス流入口とガス流出口とを有し、前記結合導管が前
記第１のバルブのガス流出口を前記第２のバルブのガス
流入口へ連結し、前記電気的接続ワイヤが前記２つの電
池それぞれのカソードあるいはアノードのいずれか一方
を互いに接続して共通の接続部を形成するとともに、前
記２つの電池それぞれの同じ極性ワイヤのもう一方を互
いに離間しておき、前記第１と第２の負荷抵抗が共通の
連結部を有し、この共通の連結部が前記アノードあるい
はカソードのワイヤのいずれか一方の互いに接続された
共通の接続部に連結され、前記第１と第２の負荷抵抗の
互いに離間した連結部が前記の互いに離間されたもう一
方の同じ極性ワイヤのそれぞれに個別に連結されてい
る。
さらに詳しくは、この発明の酸素検出装置は給湿機を含
み、少なくとも部分的に電解質溶液が満たされた密封貯
蔵器を有する容器と、この貯蔵器の中の前記電解質溶液
に浸された給湿機と、連結導管と、前記貯蔵器の中に設
けられた第１のガルバーニ電池と、前記貯蔵器の中に設
けられた第２のガルバーニ電池と、 電気的接続ワイヤとを有し、前記給湿機がそれを貫通す
る水透過性チューブを有し、前記連結導管が試験ガス供
給源を前記水透過性通路の流入口へ連結し、前記第１の
ガルバーニ電池が前記水透過性チューブ出口へ連結され
たガス流入口と、ガス流出口とを有し、前記第２のガル
バーニ電池が前記第１のガルバーニ電池のガス流出口へ
連結されたガス流入口と、前記容器の外側へ導管を介し
て通じるガス流出口とを有し、また、前記第１のガルバ
ーニ電池が第１のアノード及び第１のカソードを有し、
前記第２のガルバーニ電池が第２のアノード及び第２の
カソードを有し、前記電気的接続ワイヤが前記第１及び
第２のアノードかあるいは前記第１及び第２のカソード
のいずれか一方を互いに接続し、前記第１及び第２のア
ノードと第１及び第２のカソードのもう一方を互いに離
間させて、それぞれを外部の回路に接続可能となした酸
素検出装置である。
み、少なくとも部分的に電解質溶液が満たされた密封貯
蔵器を有する容器と、この貯蔵器の中の前記電解質溶液
に浸された給湿機と、連結導管と、前記貯蔵器の中に設
けられた第１のガルバーニ電池と、前記貯蔵器の中に設
けられた第２のガルバーニ電池と、 電気的接続ワイヤとを有し、前記給湿機がそれを貫通す
る水透過性チューブを有し、前記連結導管が試験ガス供
給源を前記水透過性通路の流入口へ連結し、前記第１の
ガルバーニ電池が前記水透過性チューブ出口へ連結され
たガス流入口と、ガス流出口とを有し、前記第２のガル
バーニ電池が前記第１のガルバーニ電池のガス流出口へ
連結されたガス流入口と、前記容器の外側へ導管を介し
て通じるガス流出口とを有し、また、前記第１のガルバ
ーニ電池が第１のアノード及び第１のカソードを有し、
前記第２のガルバーニ電池が第２のアノード及び第２の
カソードを有し、前記電気的接続ワイヤが前記第１及び
第２のアノードかあるいは前記第１及び第２のカソード
のいずれか一方を互いに接続し、前記第１及び第２のア
ノードと第１及び第２のカソードのもう一方を互いに離
間させて、それぞれを外部の回路に接続可能となした酸
素検出装置である。
この発明は上記の構成を有し、単一の密封容器（貯蔵
器）内に１対のガルバーニ電池を設け、密封容器従って
ガルバーニ電池の内部にはほぼ全体に電解質溶液が満た
されており、１対の電池は電気的に接続されて、その互
いに離間された同極ワイヤ間に、電池の中を流れる試験
ガスの酸素含有量を表わす出力電圧信号を発生する。ま
たほぼ円筒状の密封容器内に十分な量の電解質溶液が保
有され、かつ同じ容器内に給湿機が設けられ、この給湿
機内を貫通する水透過性チューブに、前記１対のガルバ
ーニ電池を直列的に通る以前の試験ガスが流通されるこ
とによって試験ガス中の相対湿度が一定に保持され、装
置の感知能力を正確にすると共にガルバーニ電池の使用
寿命を延ばすこととなる。
器）内に１対のガルバーニ電池を設け、密封容器従って
ガルバーニ電池の内部にはほぼ全体に電解質溶液が満た
されており、１対の電池は電気的に接続されて、その互
いに離間された同極ワイヤ間に、電池の中を流れる試験
ガスの酸素含有量を表わす出力電圧信号を発生する。ま
たほぼ円筒状の密封容器内に十分な量の電解質溶液が保
有され、かつ同じ容器内に給湿機が設けられ、この給湿
機内を貫通する水透過性チューブに、前記１対のガルバ
ーニ電池を直列的に通る以前の試験ガスが流通されるこ
とによって試験ガス中の相対湿度が一定に保持され、装
置の感知能力を正確にすると共にガルバーニ電池の使用
寿命を延ばすこととなる。
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明す
る。まず、第1A図及び第1B図を参照する。図面には従来
のタイプのガルバーニ電池を幾つかの方向から見た図が
示されている。ガルバーニ電池10はシールされたガス容
器12を有する。ガス容器12は試験ガスの供給源へ連結さ
れる流入口32とガルバーニ電池10から試験ガスを排出す
るために使用される流出口30とを有する。ガルバーニ電
池10内の部材の詳細な構造はハーシュの特許第3,223,59
7号やローソンの特許第4,085,024号、あるいはその他の
装置に開示されている構造と類似したものでよい。内部
の電池部材として、中央にアノードブレード14が設けら
れている。アノードブレード14は電池10の外側へ通じる
アノードワイヤ26へ電気的に接続されている。アノード
ブレード14はそれが有する平坦な表面の各々に隣接する
アノード16と、アノード16の各々に外側において隣接す
る多孔質層18と、多孔質層18に外側に隣接するカソード
層20とを有する。構造全体はナイロン糸22によって互い
に縛られており、タイトな（tight）アセンブリを形成
している。多孔質層18のまわりにはカソードワイヤラッ
プが巻かれており、このカソードワイヤラップは外側の
カソード層20と電気的に接触するとともにガルバーニ電
池10の外側へ通じるカソードワイヤ24と電気的に接続さ
れている。多孔質層18は通常電解液が満たされている。
る。まず、第1A図及び第1B図を参照する。図面には従来
のタイプのガルバーニ電池を幾つかの方向から見た図が
示されている。ガルバーニ電池10はシールされたガス容
器12を有する。ガス容器12は試験ガスの供給源へ連結さ
れる流入口32とガルバーニ電池10から試験ガスを排出す
るために使用される流出口30とを有する。ガルバーニ電
池10内の部材の詳細な構造はハーシュの特許第3,223,59
7号やローソンの特許第4,085,024号、あるいはその他の
装置に開示されている構造と類似したものでよい。内部
の電池部材として、中央にアノードブレード14が設けら
れている。アノードブレード14は電池10の外側へ通じる
アノードワイヤ26へ電気的に接続されている。アノード
ブレード14はそれが有する平坦な表面の各々に隣接する
アノード16と、アノード16の各々に外側において隣接す
る多孔質層18と、多孔質層18に外側に隣接するカソード
層20とを有する。構造全体はナイロン糸22によって互い
に縛られており、タイトな（tight）アセンブリを形成
している。多孔質層18のまわりにはカソードワイヤラッ
プが巻かれており、このカソードワイヤラップは外側の
カソード層20と電気的に接触するとともにガルバーニ電
池10の外側へ通じるカソードワイヤ24と電気的に接続さ
れている。多孔質層18は通常電解液が満たされている。
この発明は上述した一般的なタイプのガルバーニ電池を
二つ利用している。以下で、その構造について説明す
る。ガルバーニ電池は、今後参照番号10a及び10bで表す
ことにする。
二つ利用している。以下で、その構造について説明す
る。ガルバーニ電池は、今後参照番号10a及び10bで表す
ことにする。
第２図はこの発明の装置を上から見た図であり、第３図
の２−２線部分断面図である。第３図はこの発明の装置
を横から見た図であり、第２図の３−３線部分断面図で
ある。ガルバーニ電池10a及び10bはプラグ36によって容
器34の中にシールされている。ガルバーニ電池10a及び1
0bはスペーサ38によって相互に支持されている。スペー
サ38はまた、ガルバーニ電池10a及び10bを容器34の内側
に対しても支持している。容器34の内側には電解質溶液
40が部分的に満たされている。電解質溶液40は12.5重量
パーセントの水酸化カリウム（KOH）を含んでいる。シ
ールされた容器34の内側には電解質溶液40がほとんどい
っぱいに満たされている。
の２−２線部分断面図である。第３図はこの発明の装置
を横から見た図であり、第２図の３−３線部分断面図で
ある。ガルバーニ電池10a及び10bはプラグ36によって容
器34の中にシールされている。ガルバーニ電池10a及び1
0bはスペーサ38によって相互に支持されている。スペー
サ38はまた、ガルバーニ電池10a及び10bを容器34の内側
に対しても支持している。容器34の内側には電解質溶液
40が部分的に満たされている。電解質溶液40は12.5重量
パーセントの水酸化カリウム（KOH）を含んでいる。シ
ールされた容器34の内側には電解質溶液40がほとんどい
っぱいに満たされている。
試験ガス供給源へ接続するために流入口42が設けられて
おり、流入口42は容器34の外壁43を貫いて延びるガス導
管44へ連結されている。シールされた状態でプラグ36を
貫いているガス導管44は、ガスの給湿機46へ連結されて
いる。給湿機46は水に対して透過性を有するが、チュー
ブ47を介した内部通路を有する。チューブ47はKOHに対
するバリヤを形成しており、またKOHに対して化学的な
耐久性を有している。給湿機46はまた、シールされた容
器34の内部、特にKOH溶液の中に溜る微量の酸素をも取
り除くことのできる酸素ゲッタを有する。チューブ47の
中で必要とされる目的にふさわしい材料はナフィオン
（Nafion）であることがわかっている。”ナフィオン”
という名前はイー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・カ
ンパニ（E.I.Dupont de Nemours Campany）の商標であ
る。給湿機46のチューブ出口は導管48へ連結されてお
り、導管48はガルバーニ電池10aの流入口50へ連結され
ている。ガルバーニ電池10aは、別の導管54へ連結され
た流出口52を、容器34のシールされた部分の外側に有す
る。導管54はシールされた状態でプラグ36の中を延びて
おり、ガルバーニ電池10bの流入口56へ連結されてい
る。ガルバーニ電池10bは、外壁43を貫いて延びる導管5
9へ連結された流出口58を有し、導管59は外部のガス排
出路へ連結するための流出連結部60へ連結されている。
おり、流入口42は容器34の外壁43を貫いて延びるガス導
管44へ連結されている。シールされた状態でプラグ36を
貫いているガス導管44は、ガスの給湿機46へ連結されて
いる。給湿機46は水に対して透過性を有するが、チュー
ブ47を介した内部通路を有する。チューブ47はKOHに対
するバリヤを形成しており、またKOHに対して化学的な
耐久性を有している。給湿機46はまた、シールされた容
器34の内部、特にKOH溶液の中に溜る微量の酸素をも取
り除くことのできる酸素ゲッタを有する。チューブ47の
中で必要とされる目的にふさわしい材料はナフィオン
（Nafion）であることがわかっている。”ナフィオン”
という名前はイー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・カ
ンパニ（E.I.Dupont de Nemours Campany）の商標であ
る。給湿機46のチューブ出口は導管48へ連結されてお
り、導管48はガルバーニ電池10aの流入口50へ連結され
ている。ガルバーニ電池10aは、別の導管54へ連結され
た流出口52を、容器34のシールされた部分の外側に有す
る。導管54はシールされた状態でプラグ36の中を延びて
おり、ガルバーニ電池10bの流入口56へ連結されてい
る。ガルバーニ電池10bは、外壁43を貫いて延びる導管5
9へ連結された流出口58を有し、導管59は外部のガス排
出路へ連結するための流出連結部60へ連結されている。
給湿機46は第7A図及び第7B図にその詳細が示されてい
る。第7B図は第7A図の7B−7B線断面図であり、給湿機46
の断面図を示している。給湿機46はガルバーニ電池を形
成するように配置された層構造を有する。透過性を有す
るチューブ47はこのガルバーニ電池のアノードの端部に
沿って配置されている。ガルバーニ電池は、ハーシュの
特許第3,223,597号に開示されているものと同じような
方法によって複数の材料層から形成することができる。
例えば、内部のアノード49はカドミウム複合材料から形
成された二枚の材料シートから形成されている。内部ア
ノードのまわりには金属性のワイヤ72が堅く結ばれてお
り、ワイヤ72の一端は次の接続を行うために外へ取り出
されている。チューブ47はアノード49の端部に沿って配
置されており、中間の多孔質層45はチューブ47及びアノ
ード49のまわりに巻き付けられている。第２の金属性の
ワイヤ74が多孔質層45のまわりに巻かれており、ワイヤ
74の一端は次の接続のために外へ取り出されている。最
後に、二つのセクションからなる外側のカソード層51が
多孔質層の上に配置され、ナイロンラップ76がこのカソ
ード層51のまわりに堅く巻かれている。ワイヤ74の一端
はワイヤ72の一端へ電気的に接続されており、アノード
とカソードを効率よく短絡している。ワイヤ72とワイヤ
74の端部間の電気的な接続は容器34の外側において行わ
れている。
る。第7B図は第7A図の7B−7B線断面図であり、給湿機46
の断面図を示している。給湿機46はガルバーニ電池を形
成するように配置された層構造を有する。透過性を有す
るチューブ47はこのガルバーニ電池のアノードの端部に
沿って配置されている。ガルバーニ電池は、ハーシュの
特許第3,223,597号に開示されているものと同じような
方法によって複数の材料層から形成することができる。
例えば、内部のアノード49はカドミウム複合材料から形
成された二枚の材料シートから形成されている。内部ア
ノードのまわりには金属性のワイヤ72が堅く結ばれてお
り、ワイヤ72の一端は次の接続を行うために外へ取り出
されている。チューブ47はアノード49の端部に沿って配
置されており、中間の多孔質層45はチューブ47及びアノ
ード49のまわりに巻き付けられている。第２の金属性の
ワイヤ74が多孔質層45のまわりに巻かれており、ワイヤ
74の一端は次の接続のために外へ取り出されている。最
後に、二つのセクションからなる外側のカソード層51が
多孔質層の上に配置され、ナイロンラップ76がこのカソ
ード層51のまわりに堅く巻かれている。ワイヤ74の一端
はワイヤ72の一端へ電気的に接続されており、アノード
とカソードを効率よく短絡している。ワイヤ72とワイヤ
74の端部間の電気的な接続は容器34の外側において行わ
れている。
透過性のチューブ47は水に対して透過性を有する膜であ
り、またKOHに対して化学的に耐久性を有する。チュー
ブ47の水分透過性の周壁は、水分を制御的に透過してチ
ューブの中を流れる試験ガスの湿度を適度（例えばRH80
％）に保つことができる。この目的のために使用するの
に適した材料は、特定の化学組成を有するフルオロカー
ボンコポリマ（フッ化炭化水素の共重合体）から形成さ
れた過フルオロ化（perfluorinated）膜であることがわ
かった。この膜は”ナフィオン”という商標のもとに販
売されており、イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・
アンド・カンパニによって製造されている。
り、またKOHに対して化学的に耐久性を有する。チュー
ブ47の水分透過性の周壁は、水分を制御的に透過してチ
ューブの中を流れる試験ガスの湿度を適度（例えばRH80
％）に保つことができる。この目的のために使用するの
に適した材料は、特定の化学組成を有するフルオロカー
ボンコポリマ（フッ化炭化水素の共重合体）から形成さ
れた過フルオロ化（perfluorinated）膜であることがわ
かった。この膜は”ナフィオン”という商標のもとに販
売されており、イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・
アンド・カンパニによって製造されている。
ナフィオンから形成されたチューブ47は給湿機46のアノ
ードへ近接して配置されており、チューブ47近傍の酸素
を減らすための酸素ゲッタの役割を果たす。従って、チ
ューブ47が有する透過性の壁を介して流れる水が、試験
ガス流の中に余分の酸素が導入することなく、試験ガス
流の中に導入される。給湿機46の一部を形成するガルバ
ーニ電池が本来有する作用によって酸素分子が電池の中
に吸収され、カドミウムアノードを水酸化カドミニウム
に変換する。従って、透過性のチューブ47のすぐ近傍か
らは酸素がなくなる。試験結果によれば最も酸素が存在
しない領域はアノード49にすぐ隣接した領域であること
がわかっているため、チューブ47はアノード49の端部に
沿って配置されている。
ードへ近接して配置されており、チューブ47近傍の酸素
を減らすための酸素ゲッタの役割を果たす。従って、チ
ューブ47が有する透過性の壁を介して流れる水が、試験
ガス流の中に余分の酸素が導入することなく、試験ガス
流の中に導入される。給湿機46の一部を形成するガルバ
ーニ電池が本来有する作用によって酸素分子が電池の中
に吸収され、カドミウムアノードを水酸化カドミニウム
に変換する。従って、透過性のチューブ47のすぐ近傍か
らは酸素がなくなる。試験結果によれば最も酸素が存在
しない領域はアノード49にすぐ隣接した領域であること
がわかっているため、チューブ47はアノード49の端部に
沿って配置されている。
ナフィオンチューブ及びKOH濃度の特性のために、流入
口42を通過する試験ガスは一定の相対湿度に維持され
る。ナフィオンチューブを含めた給湿機46はKOHの中に
完全に浸され、約20cc/分の流速でチューブの中を流れ
る乾燥した試験ガスは約80％の相対湿度（80％RH）にな
る。この相対湿度はガルバーニ電池10a、10bの中を流れ
るガスが通過する間一定に維持され、水分を補充するよ
うになっている。さもないと、水分は長い間使っている
と装置から抜けてしまう。装置の流入口の中へ流れる試
験ガスが約80％RHよりも大きな相対湿度を有する場合に
は、ナフィオンチューブの透過性とKOHの濃度のため
に、水はチューブを介して外側へ透過し、ガスの湿度を
約80％まで減少させる。従って、ナフィオンチューブ
を、予め決められた濃度のKOHの中に漬けておくと、入
力する試験ガスのすべての乾燥条件下において一定の相
対湿度を発生できることがわかる。この現象は、すべて
の形の試験ガスを測定プロセス中ほぼ同じ相対湿度にさ
らすことによって、酸素試験測定を安定化する助けとな
る。
口42を通過する試験ガスは一定の相対湿度に維持され
る。ナフィオンチューブを含めた給湿機46はKOHの中に
完全に浸され、約20cc/分の流速でチューブの中を流れ
る乾燥した試験ガスは約80％の相対湿度（80％RH）にな
る。この相対湿度はガルバーニ電池10a、10bの中を流れ
るガスが通過する間一定に維持され、水分を補充するよ
うになっている。さもないと、水分は長い間使っている
と装置から抜けてしまう。装置の流入口の中へ流れる試
験ガスが約80％RHよりも大きな相対湿度を有する場合に
は、ナフィオンチューブの透過性とKOHの濃度のため
に、水はチューブを介して外側へ透過し、ガスの湿度を
約80％まで減少させる。従って、ナフィオンチューブ
を、予め決められた濃度のKOHの中に漬けておくと、入
力する試験ガスのすべての乾燥条件下において一定の相
対湿度を発生できることがわかる。この現象は、すべて
の形の試験ガスを測定プロセス中ほぼ同じ相対湿度にさ
らすことによって、酸素試験測定を安定化する助けとな
る。
第４図は第３図の４−４線断面図であり、電気及びガス
の連結を示している。ガルバーニ電池10aは外部のアノ
ードワイヤ26aと外部のカソードワイヤ24aを有する。ガ
ルバーニ電池10bは外部のアノードワイヤ26bと外部のカ
ソードワイヤ24bを有する。第５図はこれらのワイヤの
接続を示している。アノードワイヤ26a及び26bは相互に
連結されていて中間の抵抗R1及びR2に接続されている。
カソードワイヤ24aは抵抗R1の別の端子に接続されてお
り、カソードワイヤ24bは抵抗R2の端子に接続されてい
る。これらの再接続箇所（reconnection points）は共
通のワイヤ63、”出力1"のワイヤ62、”出力2"のワイヤ
64を介して容器34の外側へ取り出される。
の連結を示している。ガルバーニ電池10aは外部のアノ
ードワイヤ26aと外部のカソードワイヤ24aを有する。ガ
ルバーニ電池10bは外部のアノードワイヤ26bと外部のカ
ソードワイヤ24bを有する。第５図はこれらのワイヤの
接続を示している。アノードワイヤ26a及び26bは相互に
連結されていて中間の抵抗R1及びR2に接続されている。
カソードワイヤ24aは抵抗R1の別の端子に接続されてお
り、カソードワイヤ24bは抵抗R2の端子に接続されてい
る。これらの再接続箇所（reconnection points）は共
通のワイヤ63、”出力1"のワイヤ62、”出力2"のワイヤ
64を介して容器34の外側へ取り出される。
図からわかるように、この発明による試験ガスの経路
は、流入口42を通り、給湿機46を通り、ガルバーニ電池
10aを通り、次にガルバーニ電池10bを通り、最後に流出
連結部60へ至る。ガルバーニ電池10a,10bのカソード部
材は互いに電気接続されており、共通連結部を形成して
いる。カルバーニ電池のアノード部材はそれぞれ負荷抵
抗に連結されていて別々の出力連結部を形成している。
は、流入口42を通り、給湿機46を通り、ガルバーニ電池
10aを通り、次にガルバーニ電池10bを通り、最後に流出
連結部60へ至る。ガルバーニ電池10a,10bのカソード部
材は互いに電気接続されており、共通連結部を形成して
いる。カルバーニ電池のアノード部材はそれぞれ負荷抵
抗に連結されていて別々の出力連結部を形成している。
第６図は等価回路図であり、この発明による電気回路を
示している。各電池の中で起こるガルバーニ作用の電圧
はそれぞれVa,Vbで表されている。各電池はCa及びCbと
いう等価内部容量を有する。また、各電池は等価内部抵
抗ra,rbを有する。負荷抵抗R1の両端に発生する電圧はV
aである。この電圧Vaは、酸素を検出する電池の作用に
よって発生する電圧と、前述した内部電池状態によって
発生する雑音電圧を含んでいる。同様に、R2の両端に発
生する電圧はVbであり、電圧Vbは酸素を検出する電池の
ガルバーニ作用によって発生する電圧と、これらと同じ
要因によって発生する雑音電圧との和である。しかし、
電圧をワイヤ62,64の間で測定する場合には、各雑音電
圧は引算され、両方のカルバーニ電池内部の雑音状態に
起因するいっさいの電圧寄与はキャンセルされる。各ガ
ルバーニ電池が相互に直列接続されているためにガルバ
ーニ電池が酸素を同じように検出することはないという
事実がなければ、ガルバーニ電池内部の酸素検出に応じ
た所望の信号も、ワイヤ62,64の間で測定された場合に
はキャンセルされるように思われる。試験ガスはまずガ
ルバーニ電池10aを通るため、試験ガス中の酸素分子は
ガルバーニ電池の中で起きるガルバーニ電池作用のため
に試験ガスから取り除かれる。従って、試験ガスが次に
ガルバーニ電池10bを通過するときには、ガルバーニ電
池10bの中を酸素が流れることによってガルバーニ作用
は生じない。実際、ガルバーニ電池10bはノイズ発生器
としてのみ作用し、等価雑音信号を発生する。この等価
雑音信号はガルバーニ電池10aにおいても発生するが、
これらの等価雑音信号は電圧の接続が逆に接続され、出
力信号の有用な成分から雑音成分を差し引かれているよ
うな出力信号を発生する。ワイヤ62,64は差動増幅器65
へ連結されている。差動増幅器65は通常市販されている
設計のものでよい。差動増幅器65は出力端子66に、試験
ガスの酸素含有量に対応する出力信号を発生する。
示している。各電池の中で起こるガルバーニ作用の電圧
はそれぞれVa,Vbで表されている。各電池はCa及びCbと
いう等価内部容量を有する。また、各電池は等価内部抵
抗ra,rbを有する。負荷抵抗R1の両端に発生する電圧はV
aである。この電圧Vaは、酸素を検出する電池の作用に
よって発生する電圧と、前述した内部電池状態によって
発生する雑音電圧を含んでいる。同様に、R2の両端に発
生する電圧はVbであり、電圧Vbは酸素を検出する電池の
ガルバーニ作用によって発生する電圧と、これらと同じ
要因によって発生する雑音電圧との和である。しかし、
電圧をワイヤ62,64の間で測定する場合には、各雑音電
圧は引算され、両方のカルバーニ電池内部の雑音状態に
起因するいっさいの電圧寄与はキャンセルされる。各ガ
ルバーニ電池が相互に直列接続されているためにガルバ
ーニ電池が酸素を同じように検出することはないという
事実がなければ、ガルバーニ電池内部の酸素検出に応じ
た所望の信号も、ワイヤ62,64の間で測定された場合に
はキャンセルされるように思われる。試験ガスはまずガ
ルバーニ電池10aを通るため、試験ガス中の酸素分子は
ガルバーニ電池の中で起きるガルバーニ電池作用のため
に試験ガスから取り除かれる。従って、試験ガスが次に
ガルバーニ電池10bを通過するときには、ガルバーニ電
池10bの中を酸素が流れることによってガルバーニ作用
は生じない。実際、ガルバーニ電池10bはノイズ発生器
としてのみ作用し、等価雑音信号を発生する。この等価
雑音信号はガルバーニ電池10aにおいても発生するが、
これらの等価雑音信号は電圧の接続が逆に接続され、出
力信号の有用な成分から雑音成分を差し引かれているよ
うな出力信号を発生する。ワイヤ62,64は差動増幅器65
へ連結されている。差動増幅器65は通常市販されている
設計のものでよい。差動増幅器65は出力端子66に、試験
ガスの酸素含有量に対応する出力信号を発生する。
抵抗R1、R2の値を10,000オーム（10K）に選択し、試験
ガスを１分間に10ccの割合で装置の中に通すと、有用な
出力信号はマイクロボルトの範囲になる。これらの条件
で行ったある試験においては、ガルバーニ電池10aの両
端において測定される全電圧（雑音＋有用電圧）は100
マイクロボルトであり、ガルバーニ電池10bの両端で測
定される電圧（雑音）は75マイクロボルトであった。ワ
イヤ62,64の間の測定電圧は25マイクロボルトであった
が、これは0.0025cc/m2/日の酸素透過測定量に相当す
る。この場合、雑音は主に試験期間中の温度１℃の変化
に起因する。
ガスを１分間に10ccの割合で装置の中に通すと、有用な
出力信号はマイクロボルトの範囲になる。これらの条件
で行ったある試験においては、ガルバーニ電池10aの両
端において測定される全電圧（雑音＋有用電圧）は100
マイクロボルトであり、ガルバーニ電池10bの両端で測
定される電圧（雑音）は75マイクロボルトであった。ワ
イヤ62,64の間の測定電圧は25マイクロボルトであった
が、これは0.0025cc/m2/日の酸素透過測定量に相当す
る。この場合、雑音は主に試験期間中の温度１℃の変化
に起因する。
前述した負荷抵抗及び試験条件に対して、ワイヤ62,64
の間で測定される出力電圧における１マイクロボルトの
変化は、0.0001cc/m2/日の酸素透過測定量に等しい。こ
れは一兆当り36（36ppt）という濃度である。従って、
この発明では従来のものよりも少なくとも数桁大きい測
定感度が得られることは明かである。また、装置の中に
収容されている電解質の大きな貯蔵器によって、試験ガ
ス中の相対湿度を一定に制御することが可能となる。ま
た、さもないと、長い間ガルバーニ電池を動作させてい
ると生じるであろう水分の減少を補充することができ
る。
の間で測定される出力電圧における１マイクロボルトの
変化は、0.0001cc/m2/日の酸素透過測定量に等しい。こ
れは一兆当り36（36ppt）という濃度である。従って、
この発明では従来のものよりも少なくとも数桁大きい測
定感度が得られることは明かである。また、装置の中に
収容されている電解質の大きな貯蔵器によって、試験ガ
ス中の相対湿度を一定に制御することが可能となる。ま
た、さもないと、長い間ガルバーニ電池を動作させてい
ると生じるであろう水分の減少を補充することができ
る。
動作時には、この発明はKOHでほぼ満たされているシー
ルされた容器34によって形成された貯蔵器を備えたほう
が好ましい。試験ガスを測定するために、完成されたア
センブリを実際に使用する前に、ある時間だけ乾燥した
窒素ガスを通路に流して、容器34の中、及びKOHの溶液
の中に捉えられている酸素を、給湿器の一部を形成する
電池のガルバーニ作用によって取り除けるようにするこ
とが好ましい。初期のブレーク・イン期間（特定の応用
においてはおよそ数日にわたって続くことがある）を経
たあとに、装置は様々な試験ガスに対して酸素含有量の
測定を行う準備が整う。出力端子66における電圧出力
は、この長いブレークイン期間のあと、”ゼロ”出力が
得られるように校正される。そのあと、出力端子66の電
圧は酸素を直接読み取れるように、メータを駆動するた
めの回路へ連結されるか、あるいはコンピュータによっ
て処理するためにデジタル値に変換するための回路へ連
結される。この装置は極めて低いレベルまで酸素含有量
を正確に読み取れる。また、この装置は容器34の中に収
容されているKOHの大きな貯蔵器のために、ガルバーニ
電池の中に収容されている電解質の濃度等が長期に亘っ
て殆ど変動せず、従って電池の感度が劣化せず、長い期
間にわたって使用が可能である。
ルされた容器34によって形成された貯蔵器を備えたほう
が好ましい。試験ガスを測定するために、完成されたア
センブリを実際に使用する前に、ある時間だけ乾燥した
窒素ガスを通路に流して、容器34の中、及びKOHの溶液
の中に捉えられている酸素を、給湿器の一部を形成する
電池のガルバーニ作用によって取り除けるようにするこ
とが好ましい。初期のブレーク・イン期間（特定の応用
においてはおよそ数日にわたって続くことがある）を経
たあとに、装置は様々な試験ガスに対して酸素含有量の
測定を行う準備が整う。出力端子66における電圧出力
は、この長いブレークイン期間のあと、”ゼロ”出力が
得られるように校正される。そのあと、出力端子66の電
圧は酸素を直接読み取れるように、メータを駆動するた
めの回路へ連結されるか、あるいはコンピュータによっ
て処理するためにデジタル値に変換するための回路へ連
結される。この装置は極めて低いレベルまで酸素含有量
を正確に読み取れる。また、この装置は容器34の中に収
容されているKOHの大きな貯蔵器のために、ガルバーニ
電池の中に収容されている電解質の濃度等が長期に亘っ
て殆ど変動せず、従って電池の感度が劣化せず、長い期
間にわたって使用が可能である。
上述した実施例は単に説明のためのものであり、発明を
制限するものではない。従って、この発明によるガルバ
ーニ電池は発明の精神及び範囲から逸脱しない限り如何
なる形によっても実現が可能である。
制限するものではない。従って、この発明によるガルバ
ーニ電池は発明の精神及び範囲から逸脱しない限り如何
なる形によっても実現が可能である。
図面は従来のガルバーニ電池及びこの発明によるガルバ
ーニ電池の実施例を示しており、第1A図は従来のガルバ
ーニ電池を示す図、第1B図は第1A図の１−１線断面図、
第２図は第３図の２−２線部分断面図、第３図は第２図
の３−３線部分断面図、第４図は第３図の４−４線断面
図、第５図は配線図、第６図は等価回路図、第7A図は給
湿機の側面図、第7B図は第7A図の7B−7B線断面図であ
る。 10a,10b……ガルバーニ電池 24a,24b……カソードワイヤ 26a,26b……アノードワイヤ 34……容器 36……密封プラグ 40……電解質溶液 42……外部のガス流入口 46……給湿機 47……水透過性チューブ 49（16）……アノード 51（20）……カソード層 50,56……ガス流入口 52,58……ガス流出口 60……外部のガス流出連結部 62,64……互いに離間された同じ極性ワイヤ 63……共通接続された同じ極性ワイヤ 65……差動増幅器 R1,R2……負荷抵抗
ーニ電池の実施例を示しており、第1A図は従来のガルバ
ーニ電池を示す図、第1B図は第1A図の１−１線断面図、
第２図は第３図の２−２線部分断面図、第３図は第２図
の３−３線部分断面図、第４図は第３図の４−４線断面
図、第５図は配線図、第６図は等価回路図、第7A図は給
湿機の側面図、第7B図は第7A図の7B−7B線断面図であ
る。 10a,10b……ガルバーニ電池 24a,24b……カソードワイヤ 26a,26b……アノードワイヤ 34……容器 36……密封プラグ 40……電解質溶液 42……外部のガス流入口 46……給湿機 47……水透過性チューブ 49（16）……アノード 51（20）……カソード層 50,56……ガス流入口 52,58……ガス流出口 60……外部のガス流出連結部 62,64……互いに離間された同じ極性ワイヤ 63……共通接続された同じ極性ワイヤ 65……差動増幅器 R1,R2……負荷抵抗
Claims (15)
- 【請求項１】試験ガス中の酸素含有量に応じて電池のカ
ソードと電池のアノードとの間に電流が流れるタイプ
の、ガルバーニ電池を流れる試験ガス中の酸素を検出す
るための酸素検出装置であって、 第１のガルバーニ電池と、 第２のガルバーニ電池と、 電気的接続ワイヤと、 一対の負荷抵抗と、 を有し、前記第１のガルバーニ電池が試験ガス供給源へ
連結するために使用される流入口と、ガス流出口と、外
部のカソードワイヤとアノードワイヤとを有し、前記第
２のガルバーニ電池が前記第１のガルバーニ電池の流出
口へ連結された流入口と、ガス流出口と、外部のカソー
ドワイヤとアノードワイヤとを有し、前記電気的接続ワ
イヤが前記２つの電池それぞれのカソードワイヤあるい
はアノードワイヤのいずれか一方を互いに接続して共通
の接続部を形成するとともに、前記２つの電池それぞれ
の同じ極性ワイヤのもう一方を互いに離間しておき、前
記一対の負荷抵抗が共通の連結部を有し、この共通の連
結部が前記アノードワイヤあるいはカソードワイヤのい
ずれか一方の互いに接続された共通の接続部に連結さ
れ、前記一対の負荷抵抗の互いに離間した連結部が前記
の互いに離間されたもう一方の同じ極性ワイヤのそれぞ
れに個別に連結されている酸素検出装置。 - 【請求項２】前記第１及び第２のガルバーニ電池を共に
囲む容器が設けられている特許請求の範囲第１項記載の
酸素検出装置。 - 【請求項３】前記容器の中に貯蔵器が設けられ、この貯
蔵器に少なくとも部分的に電解質溶液が満たされている
特許請求の範囲第２項記載の酸素検出装置。 - 【請求項４】前記貯蔵器の中に試験ガスの導通チューブ
が設けられ、このチューブが前記電解質溶液に浸されて
いる水透過性部分を有する特許請求の範囲第３項記載の
酸素検出装置。 - 【請求項５】前記水透過性部分がフルオロカーボンコポ
リマで形成されている特許請求の範囲第４項記載の酸素
検出装置。 - 【請求項６】第１のガルバーニ電池と、 第２のガルバーニ電池と、 結合導管と、 電気的接続ワイヤと、 第１の負荷抵抗と、 第２の負荷抵抗と、 を有し、前記第１のガルバーニ電池が第１の管状のバル
ブの中に収容された電解質溶液と協働するアノード及び
カソードを有し、前記第１のバルブがガス流入口とガス
流出口を有し、前記第２のガルバーニ電池が第２の管状
のバルブの中に収容された電解質溶液と協働するアノー
ド及びカソードを有し、前記第２のバルブがガス流入口
とガス流出口とを有し、前記結合導管が前記第１のバル
ブのガス流出口を前記第２のバルブのガス流入口へ連結
し、前記電気的接続ワイヤが前記２つの電池それぞれの
カソードあるいはアノードのいずれか一方を互いに接続
して共通の接続部を形成するとともに、前記２つの電池
それぞれの同じ極性ワイヤのもう一方を互いに離開して
おき、前記第１と第２の負荷抵抗が共通の連結部を有
し、この共通の連結部が前記アノードあるいはカソード
のワイヤのいずれか一方の互いに接続された共通の接続
部に連結され、前記第１と第２の負荷抵抗の互いに離間
した連結部が前記の互いに離間されたもう一方の同じ極
性ワイヤのそれぞれに個別に連結されている酸素検出装
置。 - 【請求項７】前記第１及び第２の負荷抵抗が等しい値で
ある特許請求の範囲第６項記載の酸素検出装置。 - 【請求項８】前記第１及び第２のガルバーニ電池を共に
囲んでいる容器とこの容器の中に形成された密封貯蔵器
とが設けられ、前記貯蔵器内に少なくとも部分的に水酸
化カリウムを含んだ電解質溶液が満たされている特許請
求の範囲第７項記載の酸素検出装置。 - 【請求項９】前記貯蔵器の中に透過性のチューブが設け
られ、このチューブの出口が導管を介して前記第１のバ
ルブのガス流入口へ連結され、チューブの入口が試験ガ
スの供給源へ容器の外部において別の導管を介して連結
されており、前記透過性のチューブがその周壁を通して
水を透過させる特性を有する特許請求の範囲第８項記載
の酸素検出装置。 - 【請求項１０】前記透過性のチューブがフルオロカーボ
ンコポリマでから形成されている特許請求の範囲第９項
記載の酸素検出装置。 - 【請求項１１】試験ガス中の酸素含有量に応じて電池の
カソードと電池のアノードとの間に電流が流れるタイプ
の、ガルバーニ電池を流れる試験ガス中の酸素を検出す
るための酸素検出装置であって、 少なくとも部分的に電解質溶液が満たされた密封貯蔵器
を有する容器と、 この貯蔵器の中の前記電解質溶液に浸された給湿機と、 連結導管と、 前記貯蔵器の中に設けられた第１のガルバーニ電池と、 前記貯蔵器の中に設けられた第２のガルバーニ電池と、 電気的接続ワイヤと、 を有し、前記給湿機がそれを貫通する水透過性チューブ
を有し、前記連結導管が試験ガス供給源を前記水透過性
通路の流入口へ連結し、前記第１のガルバーニ電池が前
記水透過性チューブ出口へ連結されたガス流入口と、ガ
ス流出口とを有し、前記第２のガルバーニ電池が前記第
１のガルバーニ電池のガス流出口へ連結されたガス流入
口と、前記容器の外側へ導管を介して通じるガス流出口
とを有し、また前記第１のガルバーニ電池が第１のアノ
ード及び第１のカソードを有し、前記第２のガルバーニ
電池が第２のアノード及び第２のカソードを有し、前記
電気的接続ワイヤが前記第１及び第２のアノードかある
いは前記第１及び第２のカソードのいずれか一方を互い
に接続し、前記第１及び第２のアノードと第１及び第２
のカソードのもう一方を互いに離間させて、それぞれを
外部の回路に接続可能となした酸素検出装置。 - 【請求項１２】前記給湿機が第３のガルバーニ電池を有
し、この第３のガルバーニ電池が相互に電気的に接続さ
れたアノード及びカソードを有する特許請求の範囲第11
項記載の酸素検出装置。 - 【請求項１３】前記給湿機が前記第３のガルバーニ電池
に近接して配置された前記水透過性チューブを有する特
許請求の範囲第12項記載の酸素検出装置。 - 【請求項１４】共通の連結部を有する一対の負荷抵抗が
設けられ、この共通の連結部が前記第１及び第２のアノ
ードかあるいは第１及び第２のカソードのいずれか一方
の共通の接続部へ連結され、前記一対の負荷抵抗の他側
連結部が前記第１及び第２のアノードと第１及び第２の
カソードのもう一方の互いに離間された接続部にそれぞ
れ接続されている特許請求の範囲第13項記載の酸素検出
装置。 - 【請求項１５】前記第１及び第２のアノードとカソード
のもう一方の互いに離間された接続部に２つの入力端子
を有する差動増幅器が接続されている特許請求の範囲第
14項記載の酸素検出装置。
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-
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