JPS61178655A - 電気化学的ガスセンサ - Google Patents
電気化学的ガスセンサInfo
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- JPS61178655A JPS61178655A JP61014903A JP1490386A JPS61178655A JP S61178655 A JPS61178655 A JP S61178655A JP 61014903 A JP61014903 A JP 61014903A JP 1490386 A JP1490386 A JP 1490386A JP S61178655 A JPS61178655 A JP S61178655A
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- 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
- G01N27/4045—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 for gases other than oxygen
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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】
〔利用分野〕
本発明は、電気化学的ガスセンサに関するものであり、
更に詳しくいえば三電極化学セルに使用する非水電解液
に関するものでるる。
更に詳しくいえば三電極化学セルに使用する非水電解液
に関するものでるる。
米国特許第３，７７６．８３２号には、塩素、ＣＯ＊ｃ
ｔｓ、ヒドラジンのような酸化可能または還元可能なガ
スおよびその他のガスを測定できる三電極電気化学的ガ
スセンサが開示されている。このセルには２つの欠点が
るる。その１つは、水性電解液を必要とすることでるる
。水性電解液は蒸発するために有効寿命が限られる。第
２に、セルが動作できる温度範囲が、電解液の凍結のお
それのために、限られることである。
ｔｓ、ヒドラジンのような酸化可能または還元可能なガ
スおよびその他のガスを測定できる三電極電気化学的ガ
スセンサが開示されている。このセルには２つの欠点が
るる。その１つは、水性電解液を必要とすることでるる
。水性電解液は蒸発するために有効寿命が限られる。第
２に、セルが動作できる温度範囲が、電解液の凍結のお
それのために、限られることである。
水性電解液を使用する結果としての上記欠点は以前から
認められていた。「塩素検出用の電気化学的セル（Ｅｌ
ａｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｅ１ｌ ｆｏｒ ｔｈ
ｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆ Ｃｈｌｏｒｉｎｓ）Ｊと
いう名称の米国特許第４，１８４，９３７号には、ガン
マ−ブチロラクトンおよびプロピレン炭酸塩（ｃａｒｂ
ｏｎａｔｅ）から成るグループから選択された有機溶剤
中に溶解されたなるべくリチウム過塩素酸塩より成る非
水性電解液を言む三電極セルが開示されている。非水性
電解液の凍結温度と蒸気圧は水性電解液のそれらよりか
なり低い。二電極または三電極電気化学的セルに使用す
る電極は金または白金黒で構成される。
認められていた。「塩素検出用の電気化学的セル（Ｅｌ
ａｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｅ１ｌ ｆｏｒ ｔｈ
ｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆ Ｃｈｌｏｒｉｎｓ）Ｊと
いう名称の米国特許第４，１８４，９３７号には、ガン
マ−ブチロラクトンおよびプロピレン炭酸塩（ｃａｒｂ
ｏｎａｔｅ）から成るグループから選択された有機溶剤
中に溶解されたなるべくリチウム過塩素酸塩より成る非
水性電解液を言む三電極セルが開示されている。非水性
電解液の凍結温度と蒸気圧は水性電解液のそれらよりか
なり低い。二電極または三電極電気化学的セルに使用す
る電極は金または白金黒で構成される。
［ヒドラジンの検出方法（Ｍｅｔｈｏｄ ｆ、ｏｒ
ｔｈｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｙｄｒａｚｉｎｅ
）Ｊ という名称の米国特許第４，２０１，６３４号
には、検出電極に接触する水性アルカリ電解液（ＫＯＨ
）を用いる三電極電気化学的セルが開示されている。検
出電極は貴金属触媒を含み、この貴金属触媒は疎水性物
質に接合されて拡散電極を構成する。その触媒はロジウ
ムまたは金として記述されており、疎水性物質はポリテ
トラフルオロエチレンとして記述されている。
ｔｈｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｙｄｒａｚｉｎｅ
）Ｊ という名称の米国特許第４，２０１，６３４号
には、検出電極に接触する水性アルカリ電解液（ＫＯＨ
）を用いる三電極電気化学的セルが開示されている。検
出電極は貴金属触媒を含み、この貴金属触媒は疎水性物
質に接合されて拡散電極を構成する。その触媒はロジウ
ムまたは金として記述されており、疎水性物質はポリテ
トラフルオロエチレンとして記述されている。
プラムペック（Ｊ、Ａ、Ｐｌａｍｂｅｃｋ）著「電気分
析化学（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈ
＠ｍ１ｓｔｒｙ）Ｊ、ワイリイーインターサイエンス（
Ｗｉｌａｙ −Ｉｎｔ＠ｒｓｃｉｅｎｃｅ）、Ｎｅｗ
Ｙｏｒｋ、 Ｎ、Ｙ、 （１９６３）、５０〜５１ペー
ジに、電気化学セルの検出電極をそれの基準電極に対し
て固定電位に保つポテンショスタット（ｐｏｔｅｎｔｉ
ｏａｔａｔ）が記述されている。
析化学（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈ
＠ｍ１ｓｔｒｙ）Ｊ、ワイリイーインターサイエンス（
Ｗｉｌａｙ −Ｉｎｔ＠ｒｓｃｉｅｎｃｅ）、Ｎｅｗ
Ｙｏｒｋ、 Ｎ、Ｙ、 （１９６３）、５０〜５１ペー
ジに、電気化学セルの検出電極をそれの基準電極に対し
て固定電位に保つポテンショスタット（ｐｏｔｅｎｔｉ
ｏａｔａｔ）が記述されている。
したがって、テトラアルキル・アンモニウム塩を含むｎ
−メチル−２−ピロリドンを電解液として用いる三電極
電気化学セルにおいてヒドラジンを検出するのにとくに
適する電気化学的ガスセンサを得ることが望ましい。
−メチル−２−ピロリドンを電解液として用いる三電極
電気化学セルにおいてヒドラジンを検出するのにとくに
適する電気化学的ガスセンサを得ることが望ましい。
本発明に従って、貴金属を含む基準電極と、この基準電
極から離隔された貴金属を含む対向電極と、基準電極お
よび対向電極から離隔され、貴金属を含む検出電極と、
それらの電極の間の空所内に各電極に接触して含まれる
電解液でろって、ｎ−メチル−２−ピロリドンおよびそ
れに溶解できる塩たとえばテトラアルキル・アンモニウ
ム塩またはリチウム過塩素酸塩を含む前記電解液と、前
記検出電極の電圧を前記基準電極に対して所定の値に保
つポテンショスタットと、前記検出電極に応答して、周
囲ガス中の監視すべき特定のガス濃度を指示する手段と
を備える電気化学的ガスセンサが得られる。
極から離隔された貴金属を含む対向電極と、基準電極お
よび対向電極から離隔され、貴金属を含む検出電極と、
それらの電極の間の空所内に各電極に接触して含まれる
電解液でろって、ｎ−メチル−２−ピロリドンおよびそ
れに溶解できる塩たとえばテトラアルキル・アンモニウ
ム塩またはリチウム過塩素酸塩を含む前記電解液と、前
記検出電極の電圧を前記基準電極に対して所定の値に保
つポテンショスタットと、前記検出電極に応答して、周
囲ガス中の監視すべき特定のガス濃度を指示する手段と
を備える電気化学的ガスセンサが得られる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
電気化学的ガスセンサ１０を示す第１図を参照して、三
電極化学セルが基準電極１１と、対向電極１２と、検出
電極１３とを有する。第１図に示すように、それらの電
極は互いに離隔され、貴会属またはそれの合金、たとえ
ば金、白金、インジウム、またはロジウムで作られ、る
るいは外面に貴金属またはそれの合金の付着された別の
材料で作られる。電極１１〜１３の間の空所に電解質１
４が設けられる。その電解質はろ紙１５．１６などによ
り電極１１〜１３に接触させられる。それらのろ紙はガ
ラス繊維で構成でき、電解質１４がしみこまされる。基
準電極１１と対向電極１２は互いに縁部と縁部をそろえ
て（横になって）位置させることができ、かつ電極スペ
ーサー２０の一方の表面により支持される。
電極化学セルが基準電極１１と、対向電極１２と、検出
電極１３とを有する。第１図に示すように、それらの電
極は互いに離隔され、貴会属またはそれの合金、たとえ
ば金、白金、インジウム、またはロジウムで作られ、る
るいは外面に貴金属またはそれの合金の付着された別の
材料で作られる。電極１１〜１３の間の空所に電解質１
４が設けられる。その電解質はろ紙１５．１６などによ
り電極１１〜１３に接触させられる。それらのろ紙はガ
ラス繊維で構成でき、電解質１４がしみこまされる。基
準電極１１と対向電極１２は互いに縁部と縁部をそろえ
て（横になって）位置させることができ、かつ電極スペ
ーサー２０の一方の表面により支持される。
電解質１４は、ハウジング１Ｂを有する電解質容器１７
から供給できる。芯１９により、電解質容器１７から電
解質１４を電極１１〜１３とろ紙１５．１６へ送ること
ができる。電解質１４としては、たとえば、ｎ−メチル
−２−ピロリドン、およびそれに溶解されたテトラアル
キル・アンモニウム塩またはリチウム過塩素酸塩のよう
な塩とで構成できる。たとえば、電解質１４は、テトラ
エチルアンモニウム・テトラフルオロホウ酸塩（ＣＨ８
０■、）、ＮＢＦ、のようなテトラアルキル・アンモニ
ウム塩をｏ、ｏ ｏ ｓ〜２モルの濃度に溶解したｎ−
メチル−２−ピロリドンの溶液で構成できる。テトラエ
チルアンモニウム・テトラフルオロホウ酸塩の典型的な
濃度は０．２モルでるる。
から供給できる。芯１９により、電解質容器１７から電
解質１４を電極１１〜１３とろ紙１５．１６へ送ること
ができる。電解質１４としては、たとえば、ｎ−メチル
−２−ピロリドン、およびそれに溶解されたテトラアル
キル・アンモニウム塩またはリチウム過塩素酸塩のよう
な塩とで構成できる。たとえば、電解質１４は、テトラ
エチルアンモニウム・テトラフルオロホウ酸塩（ＣＨ８
０■、）、ＮＢＦ、のようなテトラアルキル・アンモニ
ウム塩をｏ、ｏ ｏ ｓ〜２モルの濃度に溶解したｎ−
メチル−２−ピロリドンの溶液で構成できる。テトラエ
チルアンモニウム・テトラフルオロホウ酸塩の典型的な
濃度は０．２モルでるる。
第１図に示すように、電気化学的ガスセンサ１０は、ガ
スケット２２と、ポリプロピレン（ｐｐｇ）膜２３と、
たとえばテトラフルオロエチレンのような物質の多孔質
膜２４と、ガスケット２５と、金属フレーム２６とを更
に含む。対流障壁２Ｔが、周囲ガスの対流により発生さ
れるセンサー・ノイズを減少させるように機能する。そ
の対流障壁は、たとえばテトラフルオロエチレンで構成
できる。
スケット２２と、ポリプロピレン（ｐｐｇ）膜２３と、
たとえばテトラフルオロエチレンのような物質の多孔質
膜２４と、ガスケット２５と、金属フレーム２６とを更
に含む。対流障壁２Ｔが、周囲ガスの対流により発生さ
れるセンサー・ノイズを減少させるように機能する。そ
の対流障壁は、たとえばテトラフルオロエチレンで構成
できる。
第１図に示す各種の要素は、図示のように組立てること
ができ、組立てられた電気化学的ガスセンサ１０内に第
１図に示すような広い空所が生じないように、それらの
要素を図示よりもはるかに近接して配置させる。実際に
は、電極１１〜１３との電気的接触は、電極スペーサー
２０によりそれぞれのリード３０〜３２へ行われる。制
御回路３３がリード３０〜３２へ結合されて、基準電極
１１に対して所定の電圧を極比電極へ与える。典を的に
は、制御回路３３は、対向電極１２へ電流を与えるとと
Ｋよシ、その機能を行う。その電流は電解質１４を通っ
てセンサ１３へ流れる。制御回路３３は周知の温度補償
てれたポテンショスタットで構成できる。指示回路３６
＃：ｌ：、リード３２を通じて検出電極１３へ流れる電
流な測定するように機能し、環境３４内の監視すべきヒ
ドラジンのような特定のガスの濃度を示す出力信号を生
ずる。
ができ、組立てられた電気化学的ガスセンサ１０内に第
１図に示すような広い空所が生じないように、それらの
要素を図示よりもはるかに近接して配置させる。実際に
は、電極１１〜１３との電気的接触は、電極スペーサー
２０によりそれぞれのリード３０〜３２へ行われる。制
御回路３３がリード３０〜３２へ結合されて、基準電極
１１に対して所定の電圧を極比電極へ与える。典を的に
は、制御回路３３は、対向電極１２へ電流を与えるとと
Ｋよシ、その機能を行う。その電流は電解質１４を通っ
てセンサ１３へ流れる。制御回路３３は周知の温度補償
てれたポテンショスタットで構成できる。指示回路３６
＃：ｌ：、リード３２を通じて検出電極１３へ流れる電
流な測定するように機能し、環境３４内の監視すべきヒ
ドラジンのような特定のガスの濃度を示す出力信号を生
ずる。
制御回路３３と指示回路３６の詳細については、本願の
発明者によｊ） １９８３年１０月１３日に出願され、
本願の出願人へ譲渡された米国Ｉ！！！許出願第５４１
．６３０号［電気化学的ガスセンサ（Ｅｌｅｃｔｒｃｈ
ｓｍｌｃａｌＧａｓ ５ｅｎｓｏｒ）Ｊ を参照てれ
たい。
発明者によｊ） １９８３年１０月１３日に出願され、
本願の出願人へ譲渡された米国Ｉ！！！許出願第５４１
．６３０号［電気化学的ガスセンサ（Ｅｌｅｃｔｒｃｈ
ｓｍｌｃａｌＧａｓ ５ｅｎｓｏｒ）Ｊ を参照てれ
たい。
次に、第１図に示すガスセンサの動作を説明する。周囲
ガス３４が対流障壁２７と、金属フレーム２６の孔３５
と、ガスケット２５とを通ってから、多孔質膜２４を通
って検出電極１３Ｋｔ！する。
ガス３４が対流障壁２７と、金属フレーム２６の孔３５
と、ガスケット２５とを通ってから、多孔質膜２４を通
って検出電極１３Ｋｔ！する。
検出電極１３は、基準電極１１に対して一７００ｍＶ〜
＋５００ｍＶのような所定の電位に保たれる。ヒドラジ
ンを検出するためには、検出電極１３を一１００ｍＶ±
５ｍＶの電位に保つことが望ましい。周囲ガス３４の特
定のガス成分を含む電気化学反応が、検出電極１３にお
いて起る。その反応にょ夛リード３２に電流が生じ、そ
の電流は指示回路３６により検出される。
＋５００ｍＶのような所定の電位に保たれる。ヒドラジ
ンを検出するためには、検出電極１３を一１００ｍＶ±
５ｍＶの電位に保つことが望ましい。周囲ガス３４の特
定のガス成分を含む電気化学反応が、検出電極１３にお
いて起る。その反応にょ夛リード３２に電流が生じ、そ
の電流は指示回路３６により検出される。
第２図は検出電極１３からリード１２へ流れる電流と時
間の関係を、電気化学的ガスセンサ１゜が低レベルのヒ
ドラジンにさらされる前と後について示すグラフである
。第２図において、縦軸は出力電流（マイクロアンペア
）を表し、横軸は時間（分）を表す。カーブ３７は、ヒ
ドラジン（斑ψ刑、）を１００万分の２含む周囲ガス３
４に対する電気化学的ガスセンサ１ｏの応答を示す。カ
ーブ３７の部分３８は、周囲ガス３４にヒドラジンが含
まれていないことを示す。はｔ！ｏ分に対応する点３９
においてヒドラジンガスが、約１００ 部分の２の濃度
で周囲ガス３４中へ入れた。カーブ３７上の点４０にお
いてヒドラジンを周囲ガスから除去した。この除去時刻
は約５分でるる。第２図に示すように、カーブ３Ｔは３
分間で、約７７マイクロアンペアの値まで上昇する。
間の関係を、電気化学的ガスセンサ１゜が低レベルのヒ
ドラジンにさらされる前と後について示すグラフである
。第２図において、縦軸は出力電流（マイクロアンペア
）を表し、横軸は時間（分）を表す。カーブ３７は、ヒ
ドラジン（斑ψ刑、）を１００万分の２含む周囲ガス３
４に対する電気化学的ガスセンサ１ｏの応答を示す。カ
ーブ３７の部分３８は、周囲ガス３４にヒドラジンが含
まれていないことを示す。はｔ！ｏ分に対応する点３９
においてヒドラジンガスが、約１００ 部分の２の濃度
で周囲ガス３４中へ入れた。カーブ３７上の点４０にお
いてヒドラジンを周囲ガスから除去した。この除去時刻
は約５分でるる。第２図に示すように、カーブ３Ｔは３
分間で、約７７マイクロアンペアの値まで上昇する。
カーブ４２は、非対称ジメチル・ヒドラジン（ＵＤＭＨ
）を１００万分の６含む周囲ガス３４に対する電気化学
的ガスセンサの応答を示す。カーブ４３は、モノメチル
・ヒドラジン（ＭＭＨ）を１００万分の２ｔむ周囲ガス
３４に対する電気化学的ガスセンサ１０の応答を示す。
）を１００万分の６含む周囲ガス３４に対する電気化学
的ガスセンサの応答を示す。カーブ４３は、モノメチル
・ヒドラジン（ＭＭＨ）を１００万分の２ｔむ周囲ガス
３４に対する電気化学的ガスセンサ１０の応答を示す。
Ｕ ＯＭＨガスとＭＭＨガスも周囲ガス３４中へ約０分
の時に入れ、約５分の時に除去した。カーブ４２は、電
気化学的ガスセンサ１０をＵＤＭＨに１分間さらした後
では、電気化学的ガスセンサ１０が４０マイクロアンペ
アよ）少し多い出力電流を生じたことを示す。カーブ４
３は、電気化学的ガスセンサをｍに１．５分間で−らし
た後に、電気化学的ガスセンサ１ｏが約３６マイクロア
ンペアの出力電流を生じたことを示す。
の時に入れ、約５分の時に除去した。カーブ４２は、電
気化学的ガスセンサ１０をＵＤＭＨに１分間さらした後
では、電気化学的ガスセンサ１０が４０マイクロアンペ
アよ）少し多い出力電流を生じたことを示す。カーブ４
３は、電気化学的ガスセンサをｍに１．５分間で−らし
た後に、電気化学的ガスセンサ１ｏが約３６マイクロア
ンペアの出力電流を生じたことを示す。
ｎ−メチル−２−ピロリドンと、ｎ−メチル−２−ピロ
リドンに溶解できるテトラアルキル・アンモニウム塩ま
たはその他の塩とを利用したことにより、電気化学的ガ
スセンサ１０の特性が従来のセンサよりも改善された。
リドンに溶解できるテトラアルキル・アンモニウム塩ま
たはその他の塩とを利用したことにより、電気化学的ガ
スセンサ１０の特性が従来のセンサよりも改善された。
従来の水性センサおよび第１図に示す非水性電気化学的
センサ１０の１５種類の共通干渉剤（ｉｎｔｅｒｆｅｒ
＠ｎｔ）に対する応答を要約して第１表に示す。
センサ１０の１５種類の共通干渉剤（ｉｎｔｅｒｆｅｒ
＠ｎｔ）に対する応答を要約して第１表に示す。
第１表
試験した 試験濃度 従来の水性 非水性センサ
干渉ガス （ＰＰＭ） 七乃ツ応答 の応答１−
酸化炭素 ５６ 無応答 無応答２ ／ タ
ン９００．０００ 中 無応答３エチレ
ン ９．６００ 強 無応答４メタノ
ール ２０１ 強 無応答５
エタノール １００ 強 無応答６
アセトン ２０２ 強 無応答
７硫化水素 １０ 強 強９
二酸化硫黄 １０ 中 中１０
二酸化窒素 ５０ 強 無視でき
る１１アンモニア ２３０ 中
中１２ジエチルアミン ３９１
強 無視できる１３トリエチルアミン ６５
強 無視できる１４シアン化水
素 １０ 強 無視できる１５
二酸化炭素 ９００．０００ 無応答 無応答
第１表においては、応答は室温において強、中または無
視できる、の３つの段階で与えられている。ヒドラジン
に対する強い応答は、１００より低い干渉剤（ｉｎｔ＠
ｒｆｅｒｅｎｔ）の感度に対応する。ヒドラジンに対す
る中程度の応答は、１００〜１０００の干渉剤感９度に
対応する。ヒドラジンに対する無視できる応答は、１０
００をこえる干渉剤感度に対応する。干渉剤感度は、ヒ
ドラジンに対する計器（電気化学的センサ）の応答と、
与えられた干渉剤の同じ濃度一対する同じ計器の応答と
の比により定められる。したがって、硫化水素に対する
強い応答（第１表の７番）は、１００より低い、干渉剤
硫化水素に対する計器の応答をこえる、ヒドラジンに対
する計器の応答に対応する。二酸化窒素に対する無視で
きる応答（第１表の１０番）は、少くとも１０００倍で
るる、二酸化炭素に対する計器応答に対応する。
干渉ガス （ＰＰＭ） 七乃ツ応答 の応答１−
酸化炭素 ５６ 無応答 無応答２ ／ タ
ン９００．０００ 中 無応答３エチレ
ン ９．６００ 強 無応答４メタノ
ール ２０１ 強 無応答５
エタノール １００ 強 無応答６
アセトン ２０２ 強 無応答
７硫化水素 １０ 強 強９
二酸化硫黄 １０ 中 中１０
二酸化窒素 ５０ 強 無視でき
る１１アンモニア ２３０ 中
中１２ジエチルアミン ３９１
強 無視できる１３トリエチルアミン ６５
強 無視できる１４シアン化水
素 １０ 強 無視できる１５
二酸化炭素 ９００．０００ 無応答 無応答
第１表においては、応答は室温において強、中または無
視できる、の３つの段階で与えられている。ヒドラジン
に対する強い応答は、１００より低い干渉剤（ｉｎｔ＠
ｒｆｅｒｅｎｔ）の感度に対応する。ヒドラジンに対す
る中程度の応答は、１００〜１０００の干渉剤感９度に
対応する。ヒドラジンに対する無視できる応答は、１０
００をこえる干渉剤感度に対応する。干渉剤感度は、ヒ
ドラジンに対する計器（電気化学的センサ）の応答と、
与えられた干渉剤の同じ濃度一対する同じ計器の応答と
の比により定められる。したがって、硫化水素に対する
強い応答（第１表の７番）は、１００より低い、干渉剤
硫化水素に対する計器の応答をこえる、ヒドラジンに対
する計器の応答に対応する。二酸化窒素に対する無視で
きる応答（第１表の１０番）は、少くとも１０００倍で
るる、二酸化炭素に対する計器応答に対応する。
第１表に示すように従来の水性センサにおいてはエチレ
ン、メタノール、エタノールおよびアセトンに対して（
第１表の３番〜６番）強い応答を生じ、非水性の電気化
学的ガスセンサ１０においてはそれらのガスに対する応
答は生じない。エチレン、メタノール、エタノールおよ
びアセトンに対して応答しないセンサはこの技術におけ
る大きい進歩である。というのはそれらの物質は多くの
場所において溶媒として使用されているが、それらの場
所には人体に危害を及ぼすヒドラジン（ＮＨＢＮＨ，、
ＭＭＨ、ＵＤＭＨ） が存在するからでるる。
ン、メタノール、エタノールおよびアセトンに対して（
第１表の３番〜６番）強い応答を生じ、非水性の電気化
学的ガスセンサ１０においてはそれらのガスに対する応
答は生じない。エチレン、メタノール、エタノールおよ
びアセトンに対して応答しないセンサはこの技術におけ
る大きい進歩である。というのはそれらの物質は多くの
場所において溶媒として使用されているが、それらの場
所には人体に危害を及ぼすヒドラジン（ＮＨＢＮＨ，、
ＭＭＨ、ＵＤＭＨ） が存在するからでるる。
更に、電気化学的ガスセンサ１０は、従来の水性センサ
と比較して、二酸化窒素、ジメチルアミン、トリエチル
アミン、シアン化水素に対して感度が低い（第１表の１
０番、１２番〜１４番）。
と比較して、二酸化窒素、ジメチルアミン、トリエチル
アミン、シアン化水素に対して感度が低い（第１表の１
０番、１２番〜１４番）。
電解質としてｎ−メチル−２−ピロリドンを使用するこ
との別の利点は、従来のセンサに用いられている水性電
解質と比較してｎ−メチル−２−ピロリドンがはるかに
徐々に蒸発するから、電気化学的ガスセンサ１０の有用
寿命が長いことでるる。ｎ−メチル−２−ピロリドンが
水性電解質より徐々に蒸発する理由は、室温でそれの蒸
気圧が水銀柱０．３１ＥＩＩでめるのに、水の蒸気圧は
水銀柱１８ｍ＋１１だからである。更に、ｎ−メチル−
２−ピロリドンの凍結温度がほとんどの水性センサの電
解質の凍結温度より低い。
との別の利点は、従来のセンサに用いられている水性電
解質と比較してｎ−メチル−２−ピロリドンがはるかに
徐々に蒸発するから、電気化学的ガスセンサ１０の有用
寿命が長いことでるる。ｎ−メチル−２−ピロリドンが
水性電解質より徐々に蒸発する理由は、室温でそれの蒸
気圧が水銀柱０．３１ＥＩＩでめるのに、水の蒸気圧は
水銀柱１８ｍ＋１１だからである。更に、ｎ−メチル−
２−ピロリドンの凍結温度がほとんどの水性センサの電
解質の凍結温度より低い。
以上、貴金属またはそれの合金で作ることができる基準
電極と、貴金属またはそれの合金で作ることができ、前
記基準電極から離隔てれた対向電極と、貴金属またはそ
れの合金で作ることができ、前記基準電極および対向電
極から離隔された検出電極と、それらの電極の間の空所
内に、それらの電極に接触して設けられる電解質とを備
え、その電解質はｎ−メチル−２−ピロリドンと、との
ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解できるテトラアルキ
ル・アンモニウム塩またはその他の塩たとえばリチウム
過塩素酸塩とを含む、電気化学的ガスセンサについて説
明した。ポテンショスタットが、基準電極に対して検出
電極に所定の電圧を維持し、指示回路が検出電極からの
電流を検出して１周囲ガス中の監視すべきガス成分の濃
度を指示する。
電極と、貴金属またはそれの合金で作ることができ、前
記基準電極から離隔てれた対向電極と、貴金属またはそ
れの合金で作ることができ、前記基準電極および対向電
極から離隔された検出電極と、それらの電極の間の空所
内に、それらの電極に接触して設けられる電解質とを備
え、その電解質はｎ−メチル−２−ピロリドンと、との
ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解できるテトラアルキ
ル・アンモニウム塩またはその他の塩たとえばリチウム
過塩素酸塩とを含む、電気化学的ガスセンサについて説
明した。ポテンショスタットが、基準電極に対して検出
電極に所定の電圧を維持し、指示回路が検出電極からの
電流を検出して１周囲ガス中の監視すべきガス成分の濃
度を指示する。
第１図は本発明の一実施例の略図、第２図は第１図に示
す電気化学的ガスセンサの典型的な応答を示すグラフで
おる。 １０・・・・電気化学的ガスセンサ、１１・・・・基準
電極、１２・・・・対向電極、１３・・・・検出電極、
１４・・・・電解質、３３・・・・制御回路、３６．・
・・・指示回路。
す電気化学的ガスセンサの典型的な応答を示すグラフで
おる。 １０・・・・電気化学的ガスセンサ、１１・・・・基準
電極、１２・・・・対向電極、１３・・・・検出電極、
１４・・・・電解質、３３・・・・制御回路、３６．・
・・・指示回路。
Claims (10)
- （１）基準電極（１１）と、この基準電極に向き合う対
向電極（１２）と、基準電極および対向電極から離隔さ
れた検出電極（１３）と、それらの電極（１１、１２、
１３）の間の空所に、それらの電極に接触して入れられ
た電解液（１４）と、前記基準電極に対して前記検出電
極上に所定の電圧を維持する回路装置（３３）と、前記
検出電極（１３）からの電流に応答して環境中の監視す
べきガスの濃度を指示する手段（３６）とを備える電気
化学的ガスセンサにおいて、前記電解液（１４）はｎ−
メチル−２−ピロリドンおよびそれに溶解可能な塩とを
含むことを特徴とする電気化学的ガスセンサ。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の電気化学的ガスセン
サであつて、前記基準電極（１２）および前記検出電極
（１３）は貴金属を含むことを特徴とする電気化学的ガ
スセンサ。 - （３）特許請求の範囲第１項記載の電気的ガスセンサで
あつて、前記検出電極（１３）はイリジウムを含むこと
を特徴とする電気的ガスセンサ。 - （４）特許請求の範囲第１項記載の電気的ガスセンサで
あつて、前記検出電極はロジウムを含むことを特徴とす
る電気的ガスセンサ。 - （５）特許請求の範囲第１項記載の電気化学的ガスセン
サであつて、それに溶解できる前記塩の濃度は０．００
５〜２モル溶液であることを特徴とする電気化学的ガス
センサ。 - （６）特許請求の範囲第１項記載の電気化学的ガスセン
サであつて、それに溶解できる前記塩はテトラアルキル
・アンモニウム塩を含むことを特徴とする電気化学的ガ
スセンサ。 - （７）特許請求の範囲第６項記載の電気化学的ガスセン
サであつて、前記テトラアルキル・アンモニウム塩の濃
度は０．００５〜２モル溶液であることを特徴とする電
気化学的ガスセンサ。 - （８）特許請求の範囲第６項記載の電気化学的ガスセン
サであつて、前記テトラアルキル・アンモニウム塩はテ
トラアセチルアンモニウム・テトラフルオロホウ酸塩を
含むことを特徴とする電気化学的ガスセンサ。 - （９）特許請求の範囲第１項記載の電気化学的ガスセン
サであつて、前記電解液はｎ−メチル−２−ピロリドン
中へのテトラ−エチルアンモニウム・テトラフルオロホ
ウ酸塩の０．２モル溶液を含むことを特徴とする電気化
学的ガスセンサ。 - （１０）特許請求の範囲第１項記載の電気化学的ガスセ
ンサであつて、それに溶解できる前記塩はリチウムの過
塩素酸塩を含むことを特徴とする電気化学的ガスセンサ
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US697595 | 1985-02-01 | ||
| US06/697,595 US4595486A (en) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | Electrochemical gas sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61178655A true JPS61178655A (ja) | 1986-08-11 |
Family
ID=24801742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61014903A Pending JPS61178655A (ja) | 1985-02-01 | 1986-01-28 | 電気化学的ガスセンサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4595486A (ja) |
| EP (1) | EP0190566A3 (ja) |
| JP (1) | JPS61178655A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3676434D1 (de) * | 1985-11-06 | 1991-02-07 | Environmental Tech Group | Elektrochemischer gasfuehler. |
| US4769122A (en) * | 1987-07-10 | 1988-09-06 | Bacharach, Inc. | Compact electrochemical cell for gas detection |
| DE3841622A1 (de) * | 1988-12-10 | 1990-06-13 | Draegerwerk Ag | Elektrochemische messzelle zur amperometrischen bestimmung von ammoniak und dessen derivate |
| US5527446A (en) * | 1995-04-13 | 1996-06-18 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Gas sensor |
| US5746900A (en) * | 1996-03-07 | 1998-05-05 | H.V. Setty Enterprises, Inc. | Non-aqueous amperometric multi-gas sensor |
| GB2323673B (en) * | 1996-03-15 | 2000-01-12 | Mine Safety Appliances Co | Electrochemical sensor with a non-aqueous electrolyte system |
| US6001240A (en) * | 1997-07-02 | 1999-12-14 | Mine Safety Appliances Company | Electrochemical detection of hydrogen cyanide |
| DE10359173B4 (de) * | 2003-12-17 | 2006-11-09 | Robert Bosch Gmbh | Messvorrichtung mit mehreren auf einem Substrat angeordneten potentiometrischen Elektrodenpaaren |
| US20110120914A1 (en) * | 2009-11-24 | 2011-05-26 | Chevron U.S.A. Inc. | Hydrogenation of solid carbonaceous materials using mixed catalysts |
| US11268927B2 (en) | 2016-08-30 | 2022-03-08 | Analog Devices International Unlimited Company | Electrochemical sensor, and a method of forming an electrochemical sensor |
| US10620151B2 (en) | 2016-08-30 | 2020-04-14 | Analog Devices Global | Electrochemical sensor, and a method of forming an electrochemical sensor |
| US11022579B2 (en) | 2018-02-05 | 2021-06-01 | Analog Devices International Unlimited Company | Retaining cap |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3776832A (en) * | 1970-11-10 | 1973-12-04 | Energetics Science | Electrochemical detection cell |
| US3966579A (en) * | 1974-03-20 | 1976-06-29 | Kuo Wei Chang | Apparatus for measuring alcohol concentrations |
| DE2436261B2 (de) * | 1974-07-27 | 1976-11-25 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Elektrochemische gasdetektoren |
| US4201634A (en) * | 1978-06-16 | 1980-05-06 | Energetics Science, Inc. | Method for the detection of hydrazine |
| US4184937A (en) * | 1978-12-26 | 1980-01-22 | Catalyst Research Corporation | Electrochemical cell for the detection of chlorine |
| US4169779A (en) * | 1978-12-26 | 1979-10-02 | Catalyst Research Corporation | Electrochemical cell for the detection of hydrogen sulfide |
| US4268370A (en) * | 1980-01-11 | 1981-05-19 | Beckman Instruments, Inc. | High temperature, CO2 interference free, electrochemical O2 sensor |
| GB2094005B (en) * | 1981-02-03 | 1985-05-30 | Coal Industry Patents Ltd | Electrochemical gas sensor |
| US4534356A (en) * | 1982-07-30 | 1985-08-13 | Diamond Shamrock Chemicals Company | Solid state transcutaneous blood gas sensors |
| US4525266A (en) * | 1983-10-13 | 1985-06-25 | Allied Corporation | Electrochemical gas sensor |
| US4525704A (en) * | 1983-11-09 | 1985-06-25 | Allied Corporation | Enzymatic toxic gas sensor |
-
1985
- 1985-02-01 US US06/697,595 patent/US4595486A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-01-13 EP EP86100340A patent/EP0190566A3/en not_active Withdrawn
- 1986-01-28 JP JP61014903A patent/JPS61178655A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0190566A3 (en) | 1987-04-01 |
| US4595486A (en) | 1986-06-17 |
| EP0190566A2 (en) | 1986-08-13 |
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