JPS60260841A - ガルバニ電池式酸素センサ− - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分骨 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
る。さらに詳しくは、酸素の電解還元に有効な触媒電極
からなる正礪、鉛からなる負極。

電解液、隔膜および容器から構成されるガルバニ電池式
酸素センサーに関するものである。

ガルバニ電池式酸素センサーは、小型、軽量であるとと
もに常温で作動し、しかも安価であるため、船舶やマ゛
ノホールの酸欠状態をチェックし１こり、麻酔器９人工
呼吸器などの医療器具における酸素濃度の検出のγこめ
等、広い分野で使用されている。

従来の技術 ガルバニ電池式酸素センサーは、通例、酸素の電解還元
に有効な触媒電極からなる正極、鉛からなる負極、電解
液、隔膜および容器から構成される。

従来、隔膜と正極とは単に接触しているだけのタイプの
もの（例えば、特開昭５８−１８７８４６号）と一体に
接合さｎているタイプのもの（例えばイギ・リス特許１
２００５９６号］とがある。

一方、従来酸素センサーの容器に電解液が充満されてい
１こため酸素センサーのおかれる雰囲気気体の温度が高
く、相対湿度が低い場合には、電解液中の水分が隔膜を
通して、センサー内圧が低下する。逆に雰囲気気体の温
度が低く、相対湿度が高い場合には、雰囲気気体中の水
分が電解液に吸収され、センサー内圧が上昇する。

発明が解決しようとする問題点 このように、電解液量の増減に伴なって、センサー内圧
の変動が起ると隔膜と正極とが接触しているタイプのセ
ンサーの場合には、隔膜の変形が起り、隔膜と正極との
間の電解液膜の厚さが変動し、センサー出力が不安定に
なり、極端な場合にはセンサーの寿命が尽きるという問
題点がある。

まＴコ、隔膜と正極とが一体に接合されているタイプの
センサーの場合には、正極の損傷が起−）Ｔコリ、隔膜
と正極とが剥離してしまうという問題がある。

−容器の一壁を伸縮自在のプラスチックフィルムで構成
するという方法が提案されている。この方法を採用すれ
ば、確かに電解液量の増減に応じてプラスチックフィル
ムが伸縮し、その結果としてセンサー内圧は常時大気圧
に保持される。しかしながらこの方法の場合、プラスチ
ックフィルムが薄膜である１こめ、このフィルムを通し
て電解液中の水分が蒸発しやすいため、電解液量が大幅
に減つてしまうという難点がみられ１こ。

問題点を解決する１こめの手段 本発明はガルバニ電池式酸素センサーの容器内に、プラ
スチックフィルムを装着し、このプラスチックフィルム
と容器壁との間に密封さｎ’ｒこ空間部を形成せしめろ
ことによって、上述の如き問題を解決する１こめのもの
である。

作　用 電解液がセンサー容器に充満されていて、例えば電解液
中の本分が蒸発すると雰囲気圧力とセンサー内圧との間
には１気圧の差圧が生ずる。これに対して、本発明のよ
うにプラスチックフィルムと容器壁との間に空間部を形
成するとこの空間部の内圧Ｐは、次式で与えられる。

Ｐ　＝　Ｐｏ　−Ｖｏ／Ｖ Ｐ　：　空間部の内圧 ＰＯ：　空間部の最初の内圧（ｌ気圧〕Ｖｏ　：　ｑ間
部の最初の空気の体積 Ｖ　：　空間部の変化し１こあとの空気体積すなわち、
電解液中の水分の蒸発が起り、Ｐが低下すると空間部の
空気が膨張し、■が増大するので、セッサー内圧と雰囲
気圧力との差が１気圧を越えろことはない。このように
センサー内圧の増減が抑制されると、隔膜あるいは正極
の変形も抑制されろ、まＴこプラスチ−Ｊクフィルムは
露出していないので、このプラスチックフィルムを通し
ての水分の蒸発は回避される。

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っ容器本体（ｌｌと容器蓋
（２）との間に、押板（８１，０−リング＋４］、（４
１、４フッ化エチレン−６フツ化プロピレンコポリマー
の膜からなる隔膜（５）、金からなる正極（６）、電解
液保持体としての機能と集電体とし−ｃｏｐ能とを有す
るカーボンペーパー（７１、チタン線からなる正極集電
体（８）とが挿入されネジ締めされている。

隔＠（５）には正極（６）がスパ９タリング法により一
体に接合さｎている。

容器本体（１）内には、酢酸と酢酸カリと酢酸鉛の混合
水溶液からなる電解液（９）、および鉛からなる負極（
ｌＯ）が収納されている。容器（１）の壁と厚さが２５
μ　のポリ塩化ビニルフィルム（１１）との間に空間部
（１２）が形成される、 正極と負極との間には、サーミスタ（１８）が接続され
てイロ。正極と負極との端子間電圧がこのガルバニ電池
式酸素センサーの出力となり、酸素速度と直線性をもつ
。

発明の効果 実施例で得られたガルバニ電池式酸素センサーをＡとし
、空間部（１２）が形成されていない従来型ガルバニ電
池式酸素センサーをＢとし、それぞれの七゛ノサーを４
５℃の温度、８０％の相対湿度の空気中におき、出力電
圧の経時変化を調べ１こところ、センサーＡは６０日間
、終始４０ｍｖの安定し１こ出力を示したのに対し、セ
ンサーＢの場合、　■５日回圧ら出力電圧が低下し始め
、８５日回圧は４　ｍＶの出力に達し、使用不能となっ
た。

これは、いずれのセンサーの場合にａｔ解肢中の水分が
蒸発し、センサーＡの場合には空間部中の気体が膨張し
、センサー内圧はあまり低下しない１こめに、隔膜の変
形の度合が小さかつ１このに対し、センサーＢの場合に
はセンサー内圧が大幅に低下し、隔膜の変形の度合が太
きかつ１ごγこめである。事実、解体調査してみろと、
センサーＡの場合には何ら異常が認められなかつにのに
対し、センサーＢの場合には正厘が隔膜から剥離してい
ｒコ。

【図面の簡単な説明】

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。 ｌ・・・・・・容器本体、　２・・・・・・容器蓋、　
８・・・・・・押板。 ！ ４．４・・・・・・０−リング、　５・・・・・・隔膜
、　６・・・・・・正題、　７・・・・・・カーボンペ
ーパー、　８・・・・・・正極集電体、　９・・・・・
・電解液、ＩＯ・・・・・・負極、１１・・・・・・ポ
リ塩化ビニルフィルム、１２・・・・・・空間部。 １８・・・・・・サーミスタ。 ・λ　１　園 １：器誉ネ悼　７：を解浪 ２：容昏襄　ｌＯ：炒　揄 ５−　Ｔ＠　圃（ｎ　＋　コです鰺１（しど二１トフイ
］レヘーｆ　工　脂　１２；　空同部 ２３１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸素の電解還元に有効な触媒電極からなる正極、鉛から
   なる負極、！解散、隔膜および容器から構成されろガル
   バニ電池式酸素センサーにおいて、容器内にプラスチッ
   クフィルムを装着じ゛；該ラプラスチックフィルム容器
   壁との間に密封され１こ空間部を形成せしめてなること
   を特徴とするガルバニ電池式酸素センサー。