JPS6140558A - 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
- JPS6140558A JPS6140558A JP59162290A JP16229084A JPS6140558A JP S6140558 A JPS6140558 A JP S6140558A JP 59162290 A JP59162290 A JP 59162290A JP 16229084 A JP16229084 A JP 16229084A JP S6140558 A JPS6140558 A JP S6140558A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- sensor
- container
- internal pressure
- 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
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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- Secondary 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、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。
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ガルバニ電池式
酸素センサーに関するものである。
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、小形、軽量であるとと
もに常温室作動し、しかも安価であるため、船内やマン
ホー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：ノる酸素濃度の検出のため等、
広い分野で使用されている。
もに常温室作動し、しかも安価であるため、船内やマン
ホー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：ノる酸素濃度の検出のため等、
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。
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りのタイプ
のものく例えば特開に３ ５Ｂ−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。
のものく例えば特開に３ ５Ｂ−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。
一方、従来、酸素センサーの容器に電解液が充満されて
いた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
通して蒸発し、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
。
いた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
通して蒸発し、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、電解液のＩｑ減にイ１′なって、１ごンー
リー内圧の変動が起ると、隔月９と正極とが接触してい
るタイプのセンナ−の揚台には、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、センサー内
圧が不安定になり、］か！・ｉ２ｉ ’ｒ；揚含にはセ
ン４ノ゛−のズＴ命が尽きるという問題点がある、。
リー内圧の変動が起ると、隔月９と正極とが接触してい
るタイプのセンナ−の揚台には、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、センサー内
圧が不安定になり、］か！・ｉ２ｉ ’ｒ；揚含にはセ
ン４ノ゛−のズＴ命が尽きるという問題点がある、。
また、隔膜と正極とが一体に接合されているターｒプの
センサーの場合には、正極の損傷が起ったり、隔膜と正
極とが剥鱈１してしまうという問題がある。
センサーの場合には、正極の損傷が起ったり、隔膜と正
極とが剥鱈１してしまうという問題がある。
このような問題を解決するための手段としては、例えば
、１１！１公昭！１４−３！１１１１目公報に記載され
ているｊ；うに、セン１ノー−容器の一壁を伸縮自在の
グラスチックフィルムで４７，５成するという方法が１
１？案されている。この方法を採用すれば、確かに電Ｆ
！Ｒ液吊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、プラスブーツクフィ
ルムがａＷ膜であるため、このフィルムを通して電解；
１！２中の水分が蒸発しヤ）づ−いため、電解液膜が大
幅に減ってしまうという難点がみられた。
、１１！１公昭！１４−３！１１１１目公報に記載され
ているｊ；うに、セン１ノー−容器の一壁を伸縮自在の
グラスチックフィルムで４７，５成するという方法が１
１？案されている。この方法を採用すれば、確かに電Ｆ
！Ｒ液吊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、プラスブーツクフィ
ルムがａＷ膜であるため、このフィルムを通して電解；
１！２中の水分が蒸発しヤ）づ−いため、電解液膜が大
幅に減ってしまうという難点がみられた。
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容器内の電解液
収納部の肩口に突起部を設しプるとともに、この突起部
を空気溜めとすることによって、上述の如き問題点を解
決しようとするものである。
収納部の肩口に突起部を設しプるとともに、この突起部
を空気溜めとすることによって、上述の如き問題点を解
決しようとするものである。
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
中の水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
うに空気溜めを設りるとこの空気溜めの内圧Ｐは、次式
で与えられる。
中の水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
うに空気溜めを設りるとこの空気溜めの内圧Ｐは、次式
で与えられる。
Ｐ＝Ｐｏ −Ｖｏ ／Ｖ
Ｐ ：空気溜めの内圧
Ｐｏ ：空気溜めの最初の内圧（１気圧）Ｖｏ ：空気
溜めの最初の体積 Ｖ ：空気溜めの変化したあとの空気の体積寸なわち、
電解液中の水分の蒸発が起り、Ｐが低下すると空気溜め
の空気が膨張し、■が増大するので、セン＋１−内圧と
雰囲気圧力との差が１気圧よりもかなり低い圧力に抑え
られる。このようにレンリー内圧の増減が抑制されると
、隔１ｉｔ、％あるいは正極の変形も抑制される。
溜めの最初の体積 Ｖ ：空気溜めの変化したあとの空気の体積寸なわち、
電解液中の水分の蒸発が起り、Ｐが低下すると空気溜め
の空気が膨張し、■が増大するので、セン＋１−内圧と
雰囲気圧力との差が１気圧よりもかなり低い圧力に抑え
られる。このようにレンリー内圧の増減が抑制されると
、隔１ｉｔ、％あるいは正極の変形も抑制される。
一方、電解液収納部に空気溜めを設（）た場合、その構
造ににっては、気泡が正極あるいは正極に隣接する集電
体を覆い、正極と電解液との接ｍ１が妨害され、その結
果どして酸素センサーの出力が著しく低下してしまう。
造ににっては、気泡が正極あるいは正極に隣接する集電
体を覆い、正極と電解液との接ｍ１が妨害され、その結
果どして酸素センサーの出力が著しく低下してしまう。
この点に門り、ていえば、本発明のように、電解液収納
部の肩口部に突起を設り、この突起部に気泡が溜まる、
Ｊ：・うにづると、正極と電解液どの遮断といった不具
合が回避さ１する。
部の肩口部に突起を設り、この突起部に気泡が溜まる、
Ｊ：・うにづると、正極と電解液どの遮断といった不具
合が回避さ１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酸素
センサーの断面構造を示す。
センサーの断面構造を示す。
容器本体（１）と容器蓋（２）との間に、押え板＜ ３
） 、 ０−リング（４）、（４’）、多孔性ポリ ４
フッ化１−ブ１ノン膜からなる保護１１Ａ （！ｌ）
。
） 、 ０−リング（４）、（４’）、多孔性ポリ ４
フッ化１−ブ１ノン膜からなる保護１１Ａ （！ｌ）
。
４フッ化エヂレン−６フツ化プロピレン］ポリマーの膜
からなる隔膜（６）、金からなる正極（７）、電Ｍ液保
持体としての機能と集電体としての機能とを有するカー
ボンペーパー（８）、チタン線からなる正極集電体（９
）とが挿入されネジ締めされている。隔膜（６）には正
極（７）がスパッタリング法により、一体に接合されて
いる。
からなる隔膜（６）、金からなる正極（７）、電Ｍ液保
持体としての機能と集電体としての機能とを有するカー
ボンペーパー（８）、チタン線からなる正極集電体（９
）とが挿入されネジ締めされている。隔膜（６）には正
極（７）がスパッタリング法により、一体に接合されて
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（１０）および鉛からなる負極（
１１）が収納されている。（１２） 。
水溶液からなる電解液（１０）および鉛からなる負極（
１１）が収納されている。（１２） 。
（１２’）は空気溜めである。正極と負極との間には、
サーミスタ（１３）が接続されている。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ど
なり、酸素濃度と直線性をもつ。
サーミスタ（１３）が接続されている。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ど
なり、酸素濃度と直線性をもつ。
発明の効果
実施例でＩｑられたガルバニ電池式酸素センサーをＡと
し、空気溜め（１２） 、 （１２’ ）が形成され
ていなくて電解液が充満されている従来型ガルバニ電池
式酸素センサーをＢとし、それぞれのセンサーを４５℃
の温度、３０％の相対湿度の空気中におき、出力電圧の
経時変化を調べたところ、センサーＡは６０日間、終始
４０ｍＶの安定した出力を示したのに対し、センサー１
３の場合、１５日目から出力電圧が低下し始め、３５日
１には４１１１Ｖ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−の場合にも電解液中の水分が
蒸発し、センサ−−Ａの場合には空気溜め中の空気が膨
張し、センサー内圧はあまり低下しないために、隔膜の
変形の回合が小さかったのに対し、センサーＢの場合に
はセンナ−内圧が大幅に低下し、隔膜の変形の僚含が大
きかったためである。事実、解体調査してみると、セン
サーへの場合には何ら異常が認められなかったのに対し
、センサーＢの場合には正極が隔膜から剥離していに０
し、空気溜め（１２） 、 （１２’ ）が形成され
ていなくて電解液が充満されている従来型ガルバニ電池
式酸素センサーをＢとし、それぞれのセンサーを４５℃
の温度、３０％の相対湿度の空気中におき、出力電圧の
経時変化を調べたところ、センサーＡは６０日間、終始
４０ｍＶの安定した出力を示したのに対し、センサー１
３の場合、１５日目から出力電圧が低下し始め、３５日
１には４１１１Ｖ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−の場合にも電解液中の水分が
蒸発し、センサ−−Ａの場合には空気溜め中の空気が膨
張し、センサー内圧はあまり低下しないために、隔膜の
変形の回合が小さかったのに対し、センサーＢの場合に
はセンナ−内圧が大幅に低下し、隔膜の変形の僚含が大
きかったためである。事実、解体調査してみると、セン
サーへの場合には何ら異常が認められなかったのに対し
、センサーＢの場合には正極が隔膜から剥離していに０
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。 １・・・容器本体、２・・・容器蓋、４・・・押え板、
６・・・隔膜、７・・・正極、１０・・・電解液、１１
・・・負極、１２．１２’・・・空気溜め 手続補正書く麗） 図面の浄書（内容に変側なし） 肯 １ 図 ７−−−−−− ＄１５−＄停 １゜７−
・−ｚ塁蒼 乙 −ｍ−−−・ 隔 映 ７ −−−−−− ’ｊｌ−黛 １０−−−−−− ’Ｗ解浪 ＩＩ −−−一 荀 麺 ｉｚ、ｔｚ’ −＝−−・ 空！ｆｔ磨め昭和５９年１
２月１−１日 ・′ｔ“、−一。
センサーの断面構造を示す。 １・・・容器本体、２・・・容器蓋、４・・・押え板、
６・・・隔膜、７・・・正極、１０・・・電解液、１１
・・・負極、１２．１２’・・・空気溜め 手続補正書く麗） 図面の浄書（内容に変側なし） 肯 １ 図 ７−−−−−− ＄１５−＄停 １゜７−
・−ｚ塁蒼 乙 −ｍ−−−・ 隔 映 ７ −−−−−− ’ｊｌ−黛 １０−−−−−− ’Ｗ解浪 ＩＩ −−−一 荀 麺 ｉｚ、ｔｚ’ −＝−−・ 空！ｆｔ磨め昭和５９年１
２月１−１日 ・′ｔ“、−一。
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、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おいて、容器内の電解液
収納部の肩口に突起部を設けるとともに該突起部を空気
溜めと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 |
|---|---|---|---|
| JP59162290A JPS6140558A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59162290A JPS6140558A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140558A true JPS6140558A (ja) | 1986-02-26 |
Family
ID=15751671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59162290A Pending JPS6140558A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | ガルバニ電池式酸素センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140558A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0521246A2 (en) * | 1991-07-04 | 1993-01-07 | Fuji Electric Co., Ltd. | Pressure measuring apparatus |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP59162290A patent/JPS6140558A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0521246A2 (en) * | 1991-07-04 | 1993-01-07 | Fuji Electric Co., Ltd. | Pressure measuring apparatus |
| US5400655A (en) * | 1991-07-04 | 1995-03-28 | Fuji Electric Co., Ltd. | Pressure measuring apparatus |
| US5551299A (en) * | 1991-07-04 | 1996-09-03 | Fuji Electric Co., Ltd. | Apparatus for measuring pressure in a fluid using a seal diaphragm and pressure transmitting medium |
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