JPS6134457A - 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
- JPS6134457A JPS6134457A JP59155986A JP15598684A JPS6134457A JP S6134457 A JPS6134457 A JP S6134457A JP 59155986 A JP59155986 A JP 59155986A JP 15598684 A JP15598684 A JP 15598684A JP S6134457 A JPS6134457 A JP S6134457A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- positive electrode
- galvanic cell
- oxygen
- cell type
- 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
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
Landscapes
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- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
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】
産業上の利用分野
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、本発明は、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、
前記正極と一体に接合されている隔膜および容器とから
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。
ある。さらに詳しくは、本発明は、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、
前記正極と一体に接合されている隔膜および容器とから
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。
従来の技術
ガルバニ電池式酸・素センサーは、小形、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
マンホニルの酸欠状態をチェックしたり、麻酔器９人口
呼吸器などの医療機器における酸素濃度の監視等、広い
分野で使用されている。
ともに、常温で作動し、しかも安価であるため、船舶や
マンホニルの酸欠状態をチェックしたり、麻酔器９人口
呼吸器などの医療機器における酸素濃度の監視等、広い
分野で使用されている。
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）と一体に接合されてい
るタイプのもの（例えばイギリス特許１２００５９５号
）とがある。本発明は後者のタイプのものに係る。隔膜
どしては非多孔性のフッ素樹脂膜が用いられている。フ
ッ素樹脂膜材料としてはポリ ４フツ化エチレン、４フ
ツ化エヂレンー６フツ化プロピレンコポリマー、４フツ
化エチレンーエヂレンコポリマー、ポリ ３フツ化塩化
エチレンなどが用いられている。隔膜と正極との接合方
法としては、□触媒金属を真空蒸着あるいはスパッタリ
ングによって隔膜に付着させる方法（イギリス特許１２
００５９５号）あるいはスクリーン印刷する方法などが
提案されている。また隔膜−正極接合体としては、寸法
の大ぎいものをあらかじめ製作してから、センサーに合
わせて所定の寸法に切り出すという方法が一般に採用さ
れている。
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）と一体に接合されてい
るタイプのもの（例えばイギリス特許１２００５９５号
）とがある。本発明は後者のタイプのものに係る。隔膜
どしては非多孔性のフッ素樹脂膜が用いられている。フ
ッ素樹脂膜材料としてはポリ ４フツ化エチレン、４フ
ツ化エヂレンー６フツ化プロピレンコポリマー、４フツ
化エチレンーエヂレンコポリマー、ポリ ３フツ化塩化
エチレンなどが用いられている。隔膜と正極との接合方
法としては、□触媒金属を真空蒸着あるいはスパッタリ
ングによって隔膜に付着させる方法（イギリス特許１２
００５９５号）あるいはスクリーン印刷する方法などが
提案されている。また隔膜−正極接合体としては、寸法
の大ぎいものをあらかじめ製作してから、センサーに合
わせて所定の寸法に切り出すという方法が一般に採用さ
れている。
したがって、隔膜と正極とは同一寸法である。
発明が解決しようとする問題点
隔膜−正極接合体をガルバニ電池式酸素センリーーに固
定するためには、０−リングを介して、ネジ締めすると
いう方法が採用されているが、隔膜−正極接合体の隔膜
と正極とが同一の寸法の場合、電解液が漏出たり、ガル
バニ電池式酸素センサー出力が零点を通らないという問
題が認められた。
定するためには、０−リングを介して、ネジ締めすると
いう方法が採用されているが、隔膜−正極接合体の隔膜
と正極とが同一の寸法の場合、電解液が漏出たり、ガル
バニ電池式酸素センサー出力が零点を通らないという問
題が認められた。
問題点を解決するための手段
本発明は、ガルバニ電池式酸素センサーの隔膜−正極接
合体を同一寸法の第一の隔膜と正極との接合体の第一の
隔膜にこの第一の隔膜より寸法の大きな第二の隔膜を接
合した接合体により構成することにより、上述の如き問
題点を解決しようとするものである。
合体を同一寸法の第一の隔膜と正極との接合体の第一の
隔膜にこの第一の隔膜より寸法の大きな第二の隔膜を接
合した接合体により構成することにより、上述の如き問
題点を解決しようとするものである。
作用
隔膜と正極とが同一寸法の場合、０−リングが隔膜に接
触し、正極がセンサー容器に接触する。
触し、正極がセンサー容器に接触する。
ところが正極は一般に多孔性であるため、電解液が正極
の細孔を経て、正極と容器壁との間に形成されるわずか
の間隙から漏出してくる。また、ガルバニ電池式酸素セ
ンサーでは、本来、隔膜を通過してくる酸素だけが、正
極反応に与かるように設計されている。換言すると、隔
膜によって拡散が抑制された酸素だけが正極反応に与か
る。ところが、上述のような構造の場合には、検知気体
中の酸素が隔膜を通らずに、センサーの容器壁と正極と
の間をすり抜けて、直接正極に達したり、あるいは正極
の細孔の中に入っている電解液中に溶解していく。この
ように隔膜以外の経路を通ってくる酸素が正極反応に与
かると零点がずれてしまう。
１これに対して、本発明のよ
うに、正極の寸法より、ひとまわり大きな第二の隔膜が
ある場合には、この第二の隔膜の周辺部がＯ−リングと
センサー容器に密接する。この隔膜の周辺部は、非多孔
性であるためバッキング効、果を示す。したがって、上
述の如き、電解液の漏出が阻止されるし、隔膜以外の経
路を通る酸素の拡散が阻止されるので、零点のずれが回
避される。
の細孔を経て、正極と容器壁との間に形成されるわずか
の間隙から漏出してくる。また、ガルバニ電池式酸素セ
ンサーでは、本来、隔膜を通過してくる酸素だけが、正
極反応に与かるように設計されている。換言すると、隔
膜によって拡散が抑制された酸素だけが正極反応に与か
る。ところが、上述のような構造の場合には、検知気体
中の酸素が隔膜を通らずに、センサーの容器壁と正極と
の間をすり抜けて、直接正極に達したり、あるいは正極
の細孔の中に入っている電解液中に溶解していく。この
ように隔膜以外の経路を通ってくる酸素が正極反応に与
かると零点がずれてしまう。
１これに対して、本発明のよ
うに、正極の寸法より、ひとまわり大きな第二の隔膜が
ある場合には、この第二の隔膜の周辺部がＯ−リングと
センサー容器に密接する。この隔膜の周辺部は、非多孔
性であるためバッキング効、果を示す。したがって、上
述の如き、電解液の漏出が阻止されるし、隔膜以外の経
路を通る酸素の拡散が阻止されるので、零点のずれが回
避される。
第一の隔膜と第二の隔膜とを接合層る方法のひとつはホ
ットプレス法である。他の方法としては、第一の隔膜か
第二の隔膜のどちらかに、４フッ化エチレン−６フツ化
プロピレンコポリマーの水もしくは有機溶媒懸濁液ある
いはこの懸濁液にざらに４フッ化エチレン−エチレンコ
ポリマーの粉末を分散させたものを塗着したものに、両
者を圧着してから加熱処理を施すか、ホットプレスする
方法が有効である。これらの４フツ化工１ヂレンー６フ
ツ化プロピレンコポリマーあるいは４フッ化エチレン−
エチレンコポリマーは接着剤どして機能する。
ットプレス法である。他の方法としては、第一の隔膜か
第二の隔膜のどちらかに、４フッ化エチレン−６フツ化
プロピレンコポリマーの水もしくは有機溶媒懸濁液ある
いはこの懸濁液にざらに４フッ化エチレン−エチレンコ
ポリマーの粉末を分散させたものを塗着したものに、両
者を圧着してから加熱処理を施すか、ホットプレスする
方法が有効である。これらの４フツ化工１ヂレンー６フ
ツ化プロピレンコポリマーあるいは４フッ化エチレン−
エチレンコポリマーは接着剤どして機能する。
実施例
第１図に本発明の一実施例にがかるガルバニ電池式Ｗ素
センザーの断面構造を示す。
センザーの断面構造を示す。
センサー容器本体（１）とセンサー容器蓋（２）との間
に、穿孔つき押え板（３）、多孔性ポリ ４フツ化エチ
レンからなる保護膜（４）、０−リング（５）、（５’
）ｉ４フッ化エチレン−６フツ化プロピレンコポリマー
の膜からなる第二のＭＩＭ（６）、４フッ化エチレン−
６フツ化プロピレンコポリマーからなる多孔性接合１１
ｇｔ（７）、４フッ化エヂレン−６フツ化プロピレンコ
ポリマー膜からなる第一の隔膜（８）、スパッタリング
により形成された多孔性金からなる正極（９）、集電機
能と電解液の保持機能とを有するカーボンベーパー （
１０） 、およびチタン線からなる集電線（１１）が収
納されネジ締めされている。第二の隔膜（６）、多孔性
接合層（７）、第一の隔膜（８）および正極（９）は一
体に接合されている。
に、穿孔つき押え板（３）、多孔性ポリ ４フツ化エチ
レンからなる保護膜（４）、０−リング（５）、（５’
）ｉ４フッ化エチレン−６フツ化プロピレンコポリマー
の膜からなる第二のＭＩＭ（６）、４フッ化エチレン−
６フツ化プロピレンコポリマーからなる多孔性接合１１
ｇｔ（７）、４フッ化エヂレン−６フツ化プロピレンコ
ポリマー膜からなる第一の隔膜（８）、スパッタリング
により形成された多孔性金からなる正極（９）、集電機
能と電解液の保持機能とを有するカーボンベーパー （
１０） 、およびチタン線からなる集電線（１１）が収
納されネジ締めされている。第二の隔膜（６）、多孔性
接合層（７）、第一の隔膜（８）および正極（９）は一
体に接合されている。
センサー容器本体（１）にはまた、酢酸と酢酸カリと酸
化鉛の混合水溶液からなる電解液（１２）と鉛からなる
負ｆｆ１（１３）とが収納されている。
化鉛の混合水溶液からなる電解液（１２）と鉛からなる
負ｆｆ１（１３）とが収納されている。
正極と負極との間には、サーミスタｒ”（１４）と抵抗
（１５）とが接続されている。
（１５）とが接続されている。
このような構造の特徴は、第二の隔膜（６）の片面がＯ
−リング（５）、（５’）におしあてられ、他面がセン
サー容器本体（１）におしあてられ、この第、二の隔膜
（６）が、バッキングの作用を果しているということで
ある。
−リング（５）、（５’）におしあてられ、他面がセン
サー容器本体（１）におしあてられ、この第、二の隔膜
（６）が、バッキングの作用を果しているということで
ある。
発明の効果
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
Ａとし、実施例において、第一の隔膜と正極との接合体
（すなわち、隔膜と正極とが同一寸法）だけで構成した
従来のガルバニ電池式酸素センサーをＢとし、それぞれ
の酸素濃度と出力電圧との関係をもとめたところ第２図
に示す結果が得られた。ずなわちＡは原点を通っている
のに対し、Ｂの場合には、酸素濃度が０％のとぎ、出力
電圧がＯ■にならない。これは、への場合には、酸素は
すべて隔膜を通して拡散するのに対し、Ｂの場合には隔
膜以外の経路を通って、酸素が電解液に溶解していき、
溶存酸素が、正極反応に与かるために、雰囲気気体の酸
素′ａ度が０％のとぎにも、Ｏｖ以上の出力電圧が出て
くるからである。
Ａとし、実施例において、第一の隔膜と正極との接合体
（すなわち、隔膜と正極とが同一寸法）だけで構成した
従来のガルバニ電池式酸素センサーをＢとし、それぞれ
の酸素濃度と出力電圧との関係をもとめたところ第２図
に示す結果が得られた。ずなわちＡは原点を通っている
のに対し、Ｂの場合には、酸素濃度が０％のとぎ、出力
電圧がＯ■にならない。これは、への場合には、酸素は
すべて隔膜を通して拡散するのに対し、Ｂの場合には隔
膜以外の経路を通って、酸素が電解液に溶解していき、
溶存酸素が、正極反応に与かるために、雰囲気気体の酸
素′ａ度が０％のとぎにも、Ｏｖ以上の出力電圧が出て
くるからである。
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
センサーの断面構造を示す。 第２図は本発明にかかるガルバニ電池式酸素センサーＡ
の酸素濃度と出力電圧との関係を従来のセンサーＢのそ
れとの比較のもとに示したものである。 １・・・センサー容器本体、２・・・センザー容器蓋、
５゜５′・・・Ｏ−リング、６・・・第二の隔膜、８・
・・第一の隔膜、９・・・正極、１２・・・電解液、１
３・・・負極、Ａ・・・本発明品、Ｂ・・・従来品
センサーの断面構造を示す。 第２図は本発明にかかるガルバニ電池式酸素センサーＡ
の酸素濃度と出力電圧との関係を従来のセンサーＢのそ
れとの比較のもとに示したものである。 １・・・センサー容器本体、２・・・センザー容器蓋、
５゜５′・・・Ｏ−リング、６・・・第二の隔膜、８・
・・第一の隔膜、９・・・正極、１２・・・電解液、１
３・・・負極、Ａ・・・本発明品、Ｂ・・・従来品
Claims (1)
- 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、電解液、前記正極と一体に接合されてい
る隔膜および容器とから構成されるガルバニ電池式酸素
センサーにおいて、同一寸法の第一の隔膜と正極との接
合体の第一の隔膜に、該第一の隔膜より寸法の大きな第
二の隔膜を接合してなる隔膜−正極接合体を用いてなる
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 |
|---|---|---|---|
| JP59155986A JPS6134457A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59155986A JPS6134457A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134457A true JPS6134457A (ja) | 1986-02-18 |
Family
ID=15617850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59155986A Pending JPS6134457A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6134457A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016148513A (ja) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 理研計器株式会社 | 電気化学式ガスセンサ |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP59155986A patent/JPS6134457A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016148513A (ja) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 理研計器株式会社 | 電気化学式ガスセンサ |
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