JPH1090221A - 定電位電解式ｎｏ２センサー - Google Patents
定電位電解式ｎｏ２センサーInfo
- Publication number
- JPH1090221A JPH1090221A JP8269268A JP26926896A JPH1090221A JP H1090221 A JPH1090221 A JP H1090221A JP 8269268 A JP8269268 A JP 8269268A JP 26926896 A JP26926896 A JP 26926896A JP H1090221 A JPH1090221 A JP H1090221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- gas
- sensor
- detecting electrode
- diaphragm
- 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.)
- Pending
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検知極の単位面積当たりの出力を大きくして
高感度測定を可能にする。 【解決手段】 センサー本体２の底部の孔４を閉じるガ
ス透過性の隔膜６上には電解液側に検知極１０が形成さ
れている。検知極１０は、金層１０ａと、その上に積層
して形成された白金層１０ｂとからなる二層構造となっ
ている。電解液１２中には白金板にてなる対極１４と参
照極１６が配置されている。検知極１０と対極１４との
間にＮＯ2の酸化還元電位付近の一定電圧が印加され、
被検ガスがセンサー本体２の底部の孔４から隔膜６を通
して検知極１０と接触し、検知極１０と対極１４との間
に流れる電流がアンメーター２２により検出される。
高感度測定を可能にする。 【解決手段】 センサー本体２の底部の孔４を閉じるガ
ス透過性の隔膜６上には電解液側に検知極１０が形成さ
れている。検知極１０は、金層１０ａと、その上に積層
して形成された白金層１０ｂとからなる二層構造となっ
ている。電解液１２中には白金板にてなる対極１４と参
照極１６が配置されている。検知極１０と対極１４との
間にＮＯ2の酸化還元電位付近の一定電圧が印加され、
被検ガスがセンサー本体２の底部の孔４から隔膜６を通
して検知極１０と接触し、検知極１０と対極１４との間
に流れる電流がアンメーター２２により検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガス中のＮＯ2濃度
を測定する定電位電解式ＮＯ2センサーに関するもので
ある。ＮＯ2センサーは、採取した試料ガスを分析する
計測機や、ガス中のＮＯ2濃度を制御する制御機や、内
燃機関や外燃機関からの排ガス中のＮＯ2測定などに用
いられている。ガス中の特定成分濃度を電気化学的に検
出するガスセンサーとして定電位電解式ガスセンサーと
ガルバニ電池式ガスセンサーがあり、本発明はそのうち
の定電位電解式ガスセンサーに関するものである。
を測定する定電位電解式ＮＯ2センサーに関するもので
ある。ＮＯ2センサーは、採取した試料ガスを分析する
計測機や、ガス中のＮＯ2濃度を制御する制御機や、内
燃機関や外燃機関からの排ガス中のＮＯ2測定などに用
いられている。ガス中の特定成分濃度を電気化学的に検
出するガスセンサーとして定電位電解式ガスセンサーと
ガルバニ電池式ガスセンサーがあり、本発明はそのうち
の定電位電解式ガスセンサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】定電位電解式ガスセンサーは、電解液と
被検ガスとの接触面にガス透過性の隔膜が設けられ、そ
の隔膜の電解液側には検知極（作用極ともいう）が形成
され、検知極に対し電解液を介して対極と参照極が配置
され、検知極の電位が一定に保たれ、対極と検知極間の
電流により被検ガス中の特定成分濃度が検出されるもの
である。
被検ガスとの接触面にガス透過性の隔膜が設けられ、そ
の隔膜の電解液側には検知極（作用極ともいう）が形成
され、検知極に対し電解液を介して対極と参照極が配置
され、検知極の電位が一定に保たれ、対極と検知極間の
電流により被検ガス中の特定成分濃度が検出されるもの
である。
【０００３】定電位電解式ガスセンサーの特徴として
は、ガス濃度に対して出力電流が比例し、特定のガスに
しか応答しない選択性を持ち、応答速度が速い等の点を
挙げることができる。定電位電解式ＮＯ2センサーは、
検知極として隔膜上に形成された金層を有し、電解液と
して硫酸が使用され、検知極にはＮＯ2の酸化還元電位
付近の一定電圧が印加されて使用される。
は、ガス濃度に対して出力電流が比例し、特定のガスに
しか応答しない選択性を持ち、応答速度が速い等の点を
挙げることができる。定電位電解式ＮＯ2センサーは、
検知極として隔膜上に形成された金層を有し、電解液と
して硫酸が使用され、検知極にはＮＯ2の酸化還元電位
付近の一定電圧が印加されて使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】検知極としては隔膜と
しての多孔質のポリテトラフルオロエチレン膜上に一層
に形成された金層が使用されている。その検知極を用い
たＮＯ2センサーは、例えば直径が１８ｍｍの検知極の
場合、１０ｐｐｍのＮＯ2を含むガスに対して出力電流
値が１μＡオーダーであり、最小検知感度が１００ｐｐ
ｂオーダーである。そのため、高感度測定に適用するに
は不十分である。そこで、本発明は検知極の単位面積当
たりの出力を大きくして高感度測定を可能にすることを
目的とするものである。
しての多孔質のポリテトラフルオロエチレン膜上に一層
に形成された金層が使用されている。その検知極を用い
たＮＯ2センサーは、例えば直径が１８ｍｍの検知極の
場合、１０ｐｐｍのＮＯ2を含むガスに対して出力電流
値が１μＡオーダーであり、最小検知感度が１００ｐｐ
ｂオーダーである。そのため、高感度測定に適用するに
は不十分である。そこで、本発明は検知極の単位面積当
たりの出力を大きくして高感度測定を可能にすることを
目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の定電位電解式Ｎ
Ｏ2センサーは、検知極が隔膜上に形成された金層と、
さらにその金層上に形成された白金層とからなる二層構
造となっている。検知極におけるＮＯ2の還元反応が金
と白金の二層構造により促進され、検知極での単位面積
当たりの出力が上がり、従来のＮＯ2センサーより高感
度な検知が可能になる。
Ｏ2センサーは、検知極が隔膜上に形成された金層と、
さらにその金層上に形成された白金層とからなる二層構
造となっている。検知極におけるＮＯ2の還元反応が金
と白金の二層構造により促進され、検知極での単位面積
当たりの出力が上がり、従来のＮＯ2センサーより高感
度な検知が可能になる。
【０００６】
【実施例】図１（Ａ）に具体的な構造の一例を示す。絶
縁性の材料で形成されたセンサー本体２はその底部に孔
４をもち、その孔４が隔膜６で閉じられている。隔膜６
は多孔質のポリテトラフルオロエチレン膜などのガス透
過性の膜である。センサー本体２内には電解液１２とし
て３．６Ｍの硫酸が入れられており、隔膜６上には電解
液側に検知極１０が形成されている。
縁性の材料で形成されたセンサー本体２はその底部に孔
４をもち、その孔４が隔膜６で閉じられている。隔膜６
は多孔質のポリテトラフルオロエチレン膜などのガス透
過性の膜である。センサー本体２内には電解液１２とし
て３．６Ｍの硫酸が入れられており、隔膜６上には電解
液側に検知極１０が形成されている。
【０００７】検知極１０は、図１（Ｂ）に示されるよう
に、隔膜６上に形成された厚さが５００〜２０００Å、
好ましくは１３００〜１４００Åの金層１０ａと、その
上に積層して形成された厚さが５００〜２０００Å、好
ましくは１０００Å程度の白金層１０ｂとからなる二層
構造となっている。
に、隔膜６上に形成された厚さが５００〜２０００Å、
好ましくは１３００〜１４００Åの金層１０ａと、その
上に積層して形成された厚さが５００〜２０００Å、好
ましくは１０００Å程度の白金層１０ｂとからなる二層
構造となっている。
【０００８】電解液１２中には白金板にてなる対極１４
と参照極１６が配置されている。検知極１０、対極１４
及び参照極１６にはそれぞれ白金線のリード線が接続さ
れ、それらのリード線の間にはポテンシオ・スタット２
０とゼロシャント・アンメーター２２が接続され、ポテ
ンシオ・スタット２０により参照極１６を基準として検
知極１０にＮＯ2の還元電位域にあって、かつ他のガス
（干渉成分）の反応が生じないように設定された一定電
圧が印加される。被検ガスがセンサー本体２の底部の孔
４から隔膜６を通して検知極１０と接触し、検知極１０
と対極１４との間に流れる電流がアンメーター２２によ
り検出される。
と参照極１６が配置されている。検知極１０、対極１４
及び参照極１６にはそれぞれ白金線のリード線が接続さ
れ、それらのリード線の間にはポテンシオ・スタット２
０とゼロシャント・アンメーター２２が接続され、ポテ
ンシオ・スタット２０により参照極１６を基準として検
知極１０にＮＯ2の還元電位域にあって、かつ他のガス
（干渉成分）の反応が生じないように設定された一定電
圧が印加される。被検ガスがセンサー本体２の底部の孔
４から隔膜６を通して検知極１０と接触し、検知極１０
と対極１４との間に流れる電流がアンメーター２２によ
り検出される。
【０００９】このガスセンサーをＮＯ2センサーとして
使用する場合は次のような反応が起こる。 検知極：ＮＯ2＋２Ｈ+＋２ｅ-→ＮＯ＋Ｈ2Ｏ 対極：Ｈ2Ｏ→２Ｈ+＋(1/2)Ｏ2＋２ｅ-
使用する場合は次のような反応が起こる。 検知極：ＮＯ2＋２Ｈ+＋２ｅ-→ＮＯ＋Ｈ2Ｏ 対極：Ｈ2Ｏ→２Ｈ+＋(1/2)Ｏ2＋２ｅ-
【００１０】さらに具体的な構造を示す。多孔質のポリ
テトラフルオロエチレン膜６としてNTF1121（日東電工
製）を用い、その上面に金膜１０ａをスパッタリング法
により１３００〜１４００Åの厚さに形成する。その上
にさらにスパッタリング法により白金膜１０ｂを１００
０Åの厚さに形成する。その金層１０ａと白金層１０ｂ
からなる検知極１０を形成したポリテトラフルオロエチ
レン膜６を円形に切りだし、図１（Ａ）に示されるよう
にセンサー本体２に設置する。金層１０ａと白金層１０
ｂは蒸着法、ＣＶＤ法、電解メッキ法、無電解メッキ
法、スピンコート法など他の方法により形成したもので
あってもよい。
テトラフルオロエチレン膜６としてNTF1121（日東電工
製）を用い、その上面に金膜１０ａをスパッタリング法
により１３００〜１４００Åの厚さに形成する。その上
にさらにスパッタリング法により白金膜１０ｂを１００
０Åの厚さに形成する。その金層１０ａと白金層１０ｂ
からなる検知極１０を形成したポリテトラフルオロエチ
レン膜６を円形に切りだし、図１（Ａ）に示されるよう
にセンサー本体２に設置する。金層１０ａと白金層１０
ｂは蒸着法、ＣＶＤ法、電解メッキ法、無電解メッキ
法、スピンコート法など他の方法により形成したもので
あってもよい。
【００１１】この実施例において、ポテンシオ・スタッ
ト２０により参照極１６を基準として、イニシャル・ポ
テンシャルとして対極１４に対し検知極１０に−５０ｍ
Ｖの電圧を印加した。ガス希釈機及び流量計を用いて、
初めにセンサーにボンベの空気を流し、その後１８ｐｐ
ｂ及び３９ｐｐｂの空気希釈ＮＯ2ガスを順次導入し、
その時のセンサーからの出力電流をアンメーター２２で
検出した。そのときの応答波形を図２に示す。この結果
から１０ｐｐｂオーダーのＮＯ2濃度に対しても濃度に
比例した出力を与えた。
ト２０により参照極１６を基準として、イニシャル・ポ
テンシャルとして対極１４に対し検知極１０に−５０ｍ
Ｖの電圧を印加した。ガス希釈機及び流量計を用いて、
初めにセンサーにボンベの空気を流し、その後１８ｐｐ
ｂ及び３９ｐｐｂの空気希釈ＮＯ2ガスを順次導入し、
その時のセンサーからの出力電流をアンメーター２２で
検出した。そのときの応答波形を図２に示す。この結果
から１０ｐｐｂオーダーのＮＯ2濃度に対しても濃度に
比例した出力を与えた。
【００１２】検知極１０の直径を１８ｍｍとした場合、
１０ｐｐｍのＮＯ2に対し、従来のセンサーではその出
力電流は１μＡであったのに対し、この実施例のセンサ
ーでは３．５μＡとなった。ＮＯ2センサーの電解液、
対極及び参照極は実施例に示したものに限らず、既知の
異なる種類のものに置き換えてもよい。
１０ｐｐｍのＮＯ2に対し、従来のセンサーではその出
力電流は１μＡであったのに対し、この実施例のセンサ
ーでは３．５μＡとなった。ＮＯ2センサーの電解液、
対極及び参照極は実施例に示したものに限らず、既知の
異なる種類のものに置き換えてもよい。
【００１３】
【発明の効果】本発明ではセンサーの出力が向上し、１
０ｐｐｂオーダーのＮＯ2ガスにも応答できる高感度な
ＮＯ2センサーを実現することができる。
０ｐｐｂオーダーのＮＯ2ガスにも応答できる高感度な
ＮＯ2センサーを実現することができる。
【図１】一実施例を示す図であり、（Ａ）は全体の断面
図、（Ｂ）は隔膜と検知極を示す部分拡大断面図であ
る。
図、（Ｂ）は隔膜と検知極を示す部分拡大断面図であ
る。
【図２】一実施例による出力波形を示す波形図である。
６ 隔膜 １０ 検知極 １０ａ 金層 １０ｂ 白金層 １２ 電解液 １４ 対極 １６ 参照極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 修 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 電解液と被検ガスとの接触面にガス透過
性隔膜が設けられ、その隔膜の電解液側には検知極が形
成され、検知極に対し電解液を介して対極と参照極が配
置され、検知極の電位が一定に保たれ、対極と検知極間
の電流により被検ガス中のＮＯ2濃度が検出される定電
位電解式ＮＯ2センサーにおいて、 前記検知極が隔膜上に形成された金層と、さらにその金
層上に形成された白金層とからなる二層構造となってい
ることを特徴とする定電位電解式ＮＯ2センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269268A JPH1090221A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 定電位電解式ｎｏ２センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269268A JPH1090221A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 定電位電解式ｎｏ２センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090221A true JPH1090221A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17469996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8269268A Pending JPH1090221A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 定電位電解式ｎｏ２センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1090221A (ja) |
-
1996
- 1996-09-18 JP JP8269268A patent/JPH1090221A/ja active Pending
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