JPS60210758A - ガルバニ電池式酸素センサ− - Google Patents
ガルバニ電池式酸素センサ−Info
- Publication number
- JPS60210758A JPS60210758A JP59066975A JP6697584A JPS60210758A JP S60210758 A JPS60210758 A JP S60210758A JP 59066975 A JP59066975 A JP 59066975A JP 6697584 A JP6697584 A JP 6697584A JP S60210758 A JPS60210758 A JP S60210758A
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- JP
- Japan
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- electrode
- diaphragm
- carbon fiber
- catalyst
- oxygen sensor
- 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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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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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガルバニ電池式酸素センサーに関するもので
あり、その目的とするところは、隔膜と触媒電極とを一
体に接合した接合体を用いるガルバニ電池式酸素センサ
ーの応答速度をより速くぜんとするにある。
あり、その目的とするところは、隔膜と触媒電極とを一
体に接合した接合体を用いるガルバニ電池式酸素センサ
ーの応答速度をより速くぜんとするにある。
ガルバニ電池式酸素センサーは、正極としての触媒電極
と負極としての鉛電極と電解液とｉ！素は透過するが水
は透過しにくいフッ素樹脂の隔膜から構成されているの
が普通である。
と負極としての鉛電極と電解液とｉ！素は透過するが水
は透過しにくいフッ素樹脂の隔膜から構成されているの
が普通である。
ガルバニ電池式酸素センサーの構造を大別すると、隔膜
と触媒電極とが単に接触しているだけのタイプと両者が
一体に接合されているタイプとに分類することができる
。前者の場合には、触媒電極は金属の円板もしくは円柱
から構成され、検知気体中の酸素はまず隔膜を透過し、
次いで隔膜と触媒電極との間に形成される電解液膜中に
溶解していって触媒電極表面上で反応に与かる。したが
って、常時隔膜と触媒電極との接触状態を一定に保ち、
液膜の厚さが変らないようにすることが肝要である。と
ころが、雰囲気気体の圧力が変化したり、相対湿度が変
化すると、隔膜と触媒電極との接触状態が変化するとい
う問題がある。また隔膜と触媒電極との接触状態を一定
にしようとすれば、細心の注意が必要であり、それだけ
センザー製造工数が多（なるという問題がある。
と触媒電極とが単に接触しているだけのタイプと両者が
一体に接合されているタイプとに分類することができる
。前者の場合には、触媒電極は金属の円板もしくは円柱
から構成され、検知気体中の酸素はまず隔膜を透過し、
次いで隔膜と触媒電極との間に形成される電解液膜中に
溶解していって触媒電極表面上で反応に与かる。したが
って、常時隔膜と触媒電極との接触状態を一定に保ち、
液膜の厚さが変らないようにすることが肝要である。と
ころが、雰囲気気体の圧力が変化したり、相対湿度が変
化すると、隔膜と触媒電極との接触状態が変化するとい
う問題がある。また隔膜と触媒電極との接触状態を一定
にしようとすれば、細心の注意が必要であり、それだけ
センザー製造工数が多（なるという問題がある。
このような観点からみると、隔膜と触媒電極とを一体に
接合した構造にする方が有利である。何故なら圧力が変
化して隔膜が膨らんだり、へこんだりしたとしても、触
媒電極も隔膜の変形に追随するからである。隔膜と触媒
電極とを一体に接合するためには、隔膜の片面に触媒金
属を蒸着するかスパッタリングすることによって固着さ
せ、しかるのちにフッ素樹脂で撥水処理を施すかあるい
は触媒金属粉末とフッ素樹脂結着剤との混合物を１！Ｉ
Ｎ！Ｊに接合するのがよい。ところが、このような構造
においては、１ｌｌｉＩｌ！を透過してくる酸素のすべ
てが触媒電極で電解還元されずに、余剰の酸素が電解液
中に溶存していき、この溶存酸素が再びしかもゆっくり
と電解還元反応に与かるために、酸素センサーの出力が
なかなか安定しない、換言すると応答速度が遅いという
難点がみられる。
接合した構造にする方が有利である。何故なら圧力が変
化して隔膜が膨らんだり、へこんだりしたとしても、触
媒電極も隔膜の変形に追随するからである。隔膜と触媒
電極とを一体に接合するためには、隔膜の片面に触媒金
属を蒸着するかスパッタリングすることによって固着さ
せ、しかるのちにフッ素樹脂で撥水処理を施すかあるい
は触媒金属粉末とフッ素樹脂結着剤との混合物を１！Ｉ
Ｎ！Ｊに接合するのがよい。ところが、このような構造
においては、１ｌｌｉＩｌ！を透過してくる酸素のすべ
てが触媒電極で電解還元されずに、余剰の酸素が電解液
中に溶存していき、この溶存酸素が再びしかもゆっくり
と電解還元反応に与かるために、酸素センサーの出力が
なかなか安定しない、換言すると応答速度が遅いという
難点がみられる。
一方、隔膜と触媒電極とを一体に接合した構造の場合、
集電構造をどうするかがひとつの課題である。従来、例
えば集電体としてのスプリングを触媒電極に押圧すると
いう方法が採用されているが、スプリングと触媒電極の
接触状態を一定にするという点に関していえば信頼性の
高いものではない。
集電構造をどうするかがひとつの課題である。従来、例
えば集電体としてのスプリングを触媒電極に押圧すると
いう方法が採用されているが、スプリングと触媒電極の
接触状態を一定にするという点に関していえば信頼性の
高いものではない。
本発明は上述の２点の問題を改善せんとするものである
。すなわち、本発明は、隔膜−触媒電極接合体の触媒電
極の側に、酸素の電解還元に有効な触媒を担持した炭素
繊維からなるペーパーマットあるいは織物を配設し、さ
らにその隣に集電体としての金属の網もしくはスクリー
ンを配設し、これらを押圧するものである。かかる構造
を採用すると、まず、触媒を担持した炭素繊維は酸素の
還元に対して触媒活性をもっているので、触媒電極の細
孔を還元されないままに通過してくる酸素は、この炭素
繊維上で速やかに電解還元され、その結果として、酸素
センサーの応答速度が速くなる。また、炭素繊維は弾力
性をもっているし、電導性にもすぐれているので、金属
集電体ともども押圧した際の集電性が良好となる。カー
ボン繊維には撥水処理を施してもよい。
。すなわち、本発明は、隔膜−触媒電極接合体の触媒電
極の側に、酸素の電解還元に有効な触媒を担持した炭素
繊維からなるペーパーマットあるいは織物を配設し、さ
らにその隣に集電体としての金属の網もしくはスクリー
ンを配設し、これらを押圧するものである。かかる構造
を採用すると、まず、触媒を担持した炭素繊維は酸素の
還元に対して触媒活性をもっているので、触媒電極の細
孔を還元されないままに通過してくる酸素は、この炭素
繊維上で速やかに電解還元され、その結果として、酸素
センサーの応答速度が速くなる。また、炭素繊維は弾力
性をもっているし、電導性にもすぐれているので、金属
集電体ともども押圧した際の集電性が良好となる。カー
ボン繊維には撥水処理を施してもよい。
以下本発明の一実施例について詳述する。
実施例：第１図は本発明の一実施例にがかるガルバニ電
池式酸素センサーの断面構造を示す。図において（１）
はポリエチレン製の穿孔板、（２）は多孔性ポリ ４フ
ツ化エチレン膜、（３）は０−リング、（４）は４フッ
化エチレン−６７フ化プロピレンコポリマー膜からなる
隔膜、（５）は金からなる触媒電極、（６）は銀触媒を
担持した炭素繊維紙、（７）はエキスパンデッドチタン
からなる集電体、（８）はチタン線からなるリード線、
（９）は口紙、（１０）は酢酸と酢酸カリウムと酢酸鉛
の混合水溶液からなる電解液、（１１）は多孔性の鉛電
極、（１２）はポリエチレン製のホルダ一本体および（
１３）はポリエチレン製のホルダー蓋である。
池式酸素センサーの断面構造を示す。図において（１）
はポリエチレン製の穿孔板、（２）は多孔性ポリ ４フ
ツ化エチレン膜、（３）は０−リング、（４）は４フッ
化エチレン−６７フ化プロピレンコポリマー膜からなる
隔膜、（５）は金からなる触媒電極、（６）は銀触媒を
担持した炭素繊維紙、（７）はエキスパンデッドチタン
からなる集電体、（８）はチタン線からなるリード線、
（９）は口紙、（１０）は酢酸と酢酸カリウムと酢酸鉛
の混合水溶液からなる電解液、（１１）は多孔性の鉛電
極、（１２）はポリエチレン製のホルダ一本体および（
１３）はポリエチレン製のホルダー蓋である。
隔膜（４）と触媒電極（５）とは一体に接合されている
。ホルダ一本体（１２）およびホルダー蓋（１３）には
それぞれネジが切られていて、穿孔板（１）、多孔性ポ
リ ４フツ化工°Ｔレン膜（２）。
。ホルダ一本体（１２）およびホルダー蓋（１３）には
それぞれネジが切られていて、穿孔板（１）、多孔性ポ
リ ４フツ化工°Ｔレン膜（２）。
Ｏ−リング（３）、隔膜（４）、触媒電極（５）。
炭素繊維紙（６）、集電体（７）および口紙（９）は、
ホルダ一本体（１２）とホルダー蓋（１３）とのネジ締
めによって押゛圧され、良好な接触状態が保持される。
ホルダ一本体（１２）とホルダー蓋（１３）とのネジ締
めによって押゛圧され、良好な接触状態が保持される。
穿孔板（１）は押圧端板として機能し、多孔性ポリ ４
フツ化エチレン膜（２）は隔膜（４）表面の汚れを防止
するためのものである。Ｏ−リング（３）によって気密
、液密性が確保される。
フツ化エチレン膜（２）は隔膜（４）表面の汚れを防止
するためのものである。Ｏ−リング（３）によって気密
、液密性が確保される。
以下本発明の効果について説明する。
上述の実施例で得られたガルバニ電池式酸素センサーを
Δとし、実施例において触媒を担持した炭素繊維紙（６
）が収納されていない従来品をＢとし、それぞれのセン
サーの正極と負極との間に抵抗を接続し、雰囲気気体の
酸素濃度を２０％から０％に変化さぽた際のセンサーの
出力電圧の経時変化を調べたところ本発明のガルバニ電
池式酸素センサーＡの出力電圧が安定するまでの時間は
３分であったのに対し、従来品Ｂの場合には１０分であ
った。これは明らかに本発明における炭素ｍｅｉｉ紙の
効果をさし示すものである。
Δとし、実施例において触媒を担持した炭素繊維紙（６
）が収納されていない従来品をＢとし、それぞれのセン
サーの正極と負極との間に抵抗を接続し、雰囲気気体の
酸素濃度を２０％から０％に変化さぽた際のセンサーの
出力電圧の経時変化を調べたところ本発明のガルバニ電
池式酸素センサーＡの出力電圧が安定するまでの時間は
３分であったのに対し、従来品Ｂの場合には１０分であ
った。これは明らかに本発明における炭素ｍｅｉｉ紙の
効果をさし示すものである。
第１図は本発明の一実施例にがかるガルバニ電池式酸素
センサーの断面＠造を示す。 １・・・穿孔板、２・・・多孔性ポリ ４フツ化エチレ
ン膜、３・・・Ｏ−リング、４・・・隔膜、５・・・触
媒電極、６・・・炭素繊維紙、７・・・電解液、８・・
・リード線、９・・・口紙、１０・・・電解液、１１・
・・鉛電極、１２・・・ホルダ一本体、１３・・・ボル
ダ−蓋 奔 １ 目
センサーの断面＠造を示す。 １・・・穿孔板、２・・・多孔性ポリ ４フツ化エチレ
ン膜、３・・・Ｏ−リング、４・・・隔膜、５・・・触
媒電極、６・・・炭素繊維紙、７・・・電解液、８・・
・リード線、９・・・口紙、１０・・・電解液、１１・
・・鉛電極、１２・・・ホルダ一本体、１３・・・ボル
ダ−蓋 奔 １ 目
Claims (1)
- １、正極としての触媒電極と負極としての鉛−極と電解
液と隔膜とにより構成されるガルバニ電池式酸素センサ
ーにおいて、フッ素樹脂からなる隔膜の片面に触媒電極
を一体に接合してなる接合体の触媒電極の側に酸素の電
解還元に有効な触媒を担持した紙状、マット状あるいは
織物状の炭素繊維を配設し、さらに網状、■キスパンデ
ッドメタル状あるいはスクリーン状の金属集電体を押圧
するようにしてなることを特徴とするガルバニ電池式酸
素センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59066975A JPS60210758A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59066975A JPS60210758A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210758A true JPS60210758A (ja) | 1985-10-23 |
Family
ID=13331530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59066975A Pending JPS60210758A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210758A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004340946A (ja) * | 2003-04-11 | 2004-12-02 | Therm-O-Disc Inc | 頑丈なケミレジスタセンサ |
-
1984
- 1984-04-03 JP JP59066975A patent/JPS60210758A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004340946A (ja) * | 2003-04-11 | 2004-12-02 | Therm-O-Disc Inc | 頑丈なケミレジスタセンサ |
| JP4668548B2 (ja) * | 2003-04-11 | 2011-04-13 | サーム−オー−ディスク・インコーポレイテッド | 頑丈なケミレジスタセンサ |
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