特許 6473351 定電位電解式ガスセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6473351

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】定電位電解式ガスセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/404 20060101AFI20190207BHJP

   G01N 27/416 20060101ALI20190207BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/404 341E

   G01N27/416 323

   G01N27/404 341J

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-44705(P2015-44705)

(22)【出願日】2015年3月6日

(65)【公開番号】特開2016-164511(P2016-164511A)

(43)【公開日】2016年9月8日

【審査請求日】2018年3月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190301

【氏名又は名称】新コスモス電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】近藤 克典

【審査官】 櫃本 研太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０９８６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／２０３９３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−０６６８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４０４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０９０２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８７４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５８６５９７３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／２６−２７／４９

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴＣｈｉｎａ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸素ガスを検知するガス電極として被検知ガスを電気化学反応させる反応極、前記反応極に対する対極および前記反応極の電位を制御する参照極を、電解槽に収容した電解液に接触するように備えた定電位電解式ガスセンサであって、
前記反応極における電解液の側に、当該電解液に溶存する酸素を遮断する溶存酸素遮断膜を設けた定電位電解式ガスセンサ。

【請求項2】

前記溶存酸素遮断膜が、イオン導電性および透水性を有し、かつ酸素ガスを透過させないイオン交換膜である請求項１に記載の定電位電解式ガスセンサ。

【請求項3】

前記溶存酸素遮断膜を、前記反応極に熱圧着させてある請求項１または２に記載の定電位電解式ガスセンサ。

【請求項4】

前記熱圧着は、前記反応極の表面に前記溶存酸素遮断膜を構成する成分を含有する溶液を塗布し、当該溶液を塗布し乾燥させた後、前記溶存酸素遮断膜を積層し、前記溶存酸素遮断膜を積層した後、１２０〜１４０℃、１〜４ＭＰａで熱圧着したものである請求項３に記載の定電位電解式ガスセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、酸素ガスを検知するガス電極として被検知ガスを電気化学反応させる反応極、前記反応極に対する対極および前記反応極の電位を制御する参照極を、電解槽に収容した電解液に接触するように備えた定電位電解式ガスセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の定電位電解式ガスセンサは、電極を電解液が密に収容される電解槽の電解液収容部内に臨んで設けて構成してあり、例えば電極としては、ガスを検知するガス電極として被検知ガスを電気化学反応させる反応極、当該反応極に対する対極、反応極の電位を制御する参照極の３電極を設けてあり、また、これらが接触自在な電解液を収容した電解槽と、各電極の電位を設定するポテンシオスタット回路等を接続してある。前記３電極の材料としては撥水性を有するガス透過性の多孔質ＰＴＦＥ膜に白金や金、パラジウム等の貴金属触媒等を塗布したものが、電解液としては、硫酸やリン酸等の酸性水溶液等が用いられていた。

【0003】

また、定電位電解式ガスセンサは、周囲の環境変化に対して反応極の電位を制御して一定に維持することによって、反応極と対極との間に周囲の環境変化に相当する電流を生じさせる。そして、反応極の電位が変化せず、またガス種によって酸化還元電位が異なることを利用することにより、ポテンシオスタット回路の設定電位によってはガスの選択的な検知が可能になる。また、ガス電極に用いる触媒を変えることで、目的とするガスに対して高い選択性を持たすことができる。

【0004】

尚、本発明における従来技術となる上述した定電位電解式ガスセンサは、一般的な技術であるため、特許文献等の従来技術文献は示さない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような定電位電解式ガスセンサは、通常、電解液中には溶存酸素が存在する。この場合、電解液中の溶存酸素が反応極に接触して反応する虞がある。そのため、当該定電位電解式ガスセンサにおいて検知対象とするガスを酸素ガスとする場合、反応によって反応極上で生じた電子に基づく電流が、サンプルガス中の酸素ガスによるものに加えて、溶存酸素によるものを合わせた値となる場合があり、出力値が不安定となる虞がある。また、サンプルガス中に酸素ガスが存在しない場合であっても、反応極に溶存酸素が接触した場合は、誤検知となることがあった。

【0006】

従って、本発明の目的は、早期に出力値が安定し、誤検知を未然に防止できる定電位電解式ガスセンサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明に係る定電位電解式ガスセンサは、酸素ガスを検知するガス電極として被検知ガスを電気化学反応させる反応極、前記反応極に対する対極および前記反応極の電位を制御する参照極を、電解槽に収容した電解液に接触するように備えた定電位電解式ガスセンサであって、その第一特徴構成は、前記反応極における電解液の側に、当該電解液に溶存する酸素を遮断する溶存酸素遮断膜を設けた点にある。

【0008】

本構成によれば、溶存酸素遮断膜を設けることにより、反応極における電解液の側にて、溶存酸素の接触を未然に防止することができる。

【0009】

従って、反応によって反応極上で生じた電子に基づく電流が、サンプルガス中の酸素ガスによるもののみとなり、溶存酸素によるものを無くすことができるため、酸素ガスを検知したときの出力値が早期に安定し、誤検知を未然に防止できる。また、反応極に対して電解液中の溶存酸素の接触を防止することができるため、定電位電解式ガスセンサ（酸素センサ）を製造してから安定動作に至るまでのエイジング期間を大幅に短縮することが可能となる。

【0010】

本発明に係る定電位電解式ガスセンサの第二特徴構成は、前記溶存酸素遮断膜を、イオン導電性および透水性を有し、かつ酸素ガスを透過させないイオン交換膜とした点にある。

【0011】

本構成によれば、公知のイオン交換膜を溶存酸素遮断膜として使用できるため、本構成を容易に実施することができる。

【0012】

本発明に係る定電位電解式ガスセンサの第三特徴構成は、前記溶存酸素遮断膜を、前記反応極に熱圧着させた点にある。

【0013】

本構成によれば、溶存酸素遮断膜を反応極に確実に密着させることができるため、電極反応の場を確実に反応極の表面とすることができる。

【0014】

本発明に係る定電位電解式ガスセンサの第四特徴構成は、前記熱圧着が、前記反応極の表面に前記溶存酸素遮断膜を構成する成分を含有する溶液を塗布し、当該溶液を塗布し乾燥させた後、前記溶存酸素遮断膜を積層し、前記溶存酸素遮断膜を積層した後、１２０〜１４０℃、１〜４ＭＰａで熱圧着した点にある。

【0015】

本構成によれば、溶存酸素遮断膜を構成する成分を含有する溶液を塗布し乾燥させた後に溶存酸素遮断膜を積層して熱圧着することで、当該溶液が反応極および溶存酸素遮断膜の接着剤の役割を果たすため、溶存酸素遮断膜を反応極に確実に密着させることができ、かつイオン導電性および透水性を損なわない状態で反応極に密着させることができるため、電解液（硫酸やリン酸等の酸性水溶液等）による直接的な反応極の反応性を低下させることは殆ど無い。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の定電位電解式ガスセンサを示す概略図である。

【図2】開口装着部材を示す概略図である。

【図3】酸素ガス（２１ｖｏｌ％）を検知した場合の指示値の変動を調べたグラフである。

【図4】酸素ガス０ｖｏｌ％を検知した場合の指示値の変動を調べたグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、定電位電解式ガスセンサＸは、ガスを検知するガス電極１０として被検知ガスを電気化学反応させる反応極１１、当該反応極１１に対する対極１２、反応極１１の電位を制御する参照極１３を、電解槽３０に収容した電解液２０に接触するように備えている。この定電位電解式ガスセンサＸは、電解槽３０の側方に開口してガスを導入するガス導入部３２と、電解槽３０の側方に開口してガスを排出するガス排出部３３と、を備えている。

【0018】

反応極１１、対極１２及び参照極１３は、撥水性を有する多孔質のガス透過膜１４の表面に、公知の電極材料より作製したペーストを塗布・焼成して形成してある。ガス透過膜１４は、例えば疎水性でガスを透過する性質を有するものであればどのような膜でもよく、例えば耐薬品性を有する多孔質ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）膜などを使用することができる。反応極１１と参照極１３とは対向して配置してあり、また、ガス排出部３３の側から順に対極１２および参照極１３を配設してある。反応極１１と参照極１３との間の空間が電解液２０を収容する電解液収容部３１となる。電解液２０は硫酸やリン酸等の酸性水溶液等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。被検知ガスはガス導入部３２よりセンサの内部に導入され、反応極１１上で反応する。

【0019】

それぞれのガス電極１０、ガス透過膜１４、溶存酸素遮断膜４１、干渉ガス遮断膜４２、Ｏリング１５ａおよびガスケット１５ｂは電解槽３０の蓋部材１６によって固定される。溶存酸素遮断膜４１は、電解液２０に溶存する酸素（溶存酸素）を遮断するために、反応極１１における電解液２０の側に設けてある。また、干渉ガス遮断膜４２は、干渉ガスを遮断するため対極１２および参照極１３の間に設けてある。
反応極１１、対極１２及び参照極１３は、触媒および疎水性樹脂を含むガス拡散電極からなり、触媒としては、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、パラジウム（Ｐｄ）、白金担持カーボン（Ｐｔ/Ｃ）などが好適に用いられ、疎水性樹脂としては多孔質ＰＴＦＥ膜などが好適に用いられる。

【0020】

電解槽３０の一端には、０．５〜１ｍｍ程度の小径とした内圧調整孔１７が形成されている。内圧調整孔１７における電解液収容部３１の側には、多孔質シート１８が配設してある。電解液収容部３１は、小径の流路３１ａを介して大径の二つの収容部３１ｂを有する態様とする。当該流路３１ａを２〜４ｍｍ程度の小径とした場合、電解液２０の表面張力で電解液２０が一方の収容部３１ｂから他方の収容部３１ｂに逆流し難くなる。筐体を構成する電解槽３０および蓋部材１６は、耐食性を有する合成樹脂、例えば硬質塩化ビニル或いはニッケル合金等の金属で構成すればよい。

【0021】

電解液収容部３１には、電解液２０を吸水して保持する保水部材３７を配設することが可能である。この構成については後述する。

【0022】

このような定電位電解式ガスセンサＸは、被検知ガスの反応によって反応極１１上で生じた電子に基づく電流を検知自在な電流測定部と、反応極１１の電位制御自在な電位制御部とを備えたガス検知回路（図外）に接続して、ガス検知装置として用いられる。本発明の定電位電解式ガスセンサＸは、例えば酸素ガスや、シラン、ホスフィン、ゲルマン、アルシン、ジボランなどの水素化物ガスの検知や、一酸化炭素、硫化水素等の毒性ガスの検知に用いられる。本実施形態では、被検知ガスとして酸素ガスを検知する場合について説明する。

【0023】

（開口装着部材）
ガス導入部３２およびガス排出部３３の少なくとも何れか一方には、金属酸化物により作製してピンホール３４ａを形成してある筒部材３４を、樹脂製の弾性部材３５に圧入した開口装着部材３６を備えてある（図２）。

【0024】

開口装着部材３６はガス導入部３２およびガス排出部３３の少なくとも何れか一方に備えればよく、本実施形態ではガス導入部３２およびガス排出部３３の両方に設けた場合について説明する。開口装着部材３６は、筐体を構成する蓋部材１６に形成した貫通孔１６ａに挿入して当該蓋部材１６に固定してある。

【0025】

本実施形態の開口装着部材３６は、筒部材３４が貫く柱状部３６ａと、当該柱状部３６ａの一端側に設けた板状部３６ｂと、当該柱状部３６ａの他端側に設けた返し部３６ｃと、を備える。板状部３６ｂによって開口装着部材３６を筐体（蓋部材１６）と面接触させて確実に固定することができる。また、返し部３６ｃによって開口装着部材３６が筐体（蓋部材１６）に形成した貫通孔１６ａから抜け落ちるのを防止することができる。開口装着部材３６は、当該貫通孔１６ａに対して圧入するように挿入すればよい。

【0026】

筒部材３４を構成する金属酸化物は、例えばアルミナ、ジルコニア等のセラミックスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。筒部材の長寸は０．５〜６．０ｍｍであり、好ましくは１．５〜５．５ｍｍとするのがよい。また、ピンホール３４ａの孔径が８〜２００μｍであり、好ましくは１２〜１２５μｍとするのがよい。

【0027】

筒部材３４の形状は円柱状とするのがよいが、これに限定されるものではなく、角柱状等の態様であってもよい。

【0028】

弾性部材３５は、弾性を有する材料、例えばパッキンに使用されるゴム状の弾性材料、熱可塑性エラストマー等、によって形成すればよい。弾性部材３５に筒部材３４の外径よりも小さい孔径の貫通孔３５ａを形成しておき、当該貫通孔３５ａに筒部材３４を圧入する。

【0029】

筒部材３４に設けるピンホール３４ａは、一つでもよいし、複数設けてもよい。ピンホール３４ａの数については、センサ内に導入したい被検知ガスの量に応じて適宜設定すればよい。本実施形態では、それぞれの筒部材３４に、一つのピンホール３４ａが形成してある場合について説明する。

【0030】

（結露・圧力緩和膜）
開口装着部材３６を蓋部材１６に形成した貫通孔１６ａに挿入した状態で、開口装着部材３６を両側から覆うように、結露を防ぐ結露・圧力緩和膜４０を配設する。即ち、結露・圧力緩和膜４０は、ガス導入部３２およびガス排出部３３を覆うように配設してある。本実施形態では結露・圧力緩和膜４０はガス導入部３２およびガス排出部３３の両方を覆う態様であるが、結露・圧力緩和膜４０はガス導入部３２およびガス排出部３３において、少なくともガス導入部３２を覆う態様であればよい。

【0031】

結露・圧力緩和膜４０は、ガスを透過して液体を透過しない性質を有するものであればどのような膜でもよく、多孔質ＰＴＦＥ膜などを使用することができる。

【0032】

本実施形態の結露・圧力緩和膜４０は厚さ０．２ｍｍ程度で、その特性は、例えば透気度がガーレー値で２００〜７００程度、空孔率が３５〜４５％、ＷＥＰ（水の侵入圧力）が１９６ｋＰａ以上、好ましくは５００ｋＰａとするのがよい。

【0033】

また、本実施形態では、透気度の異なる二枚の結露・圧力緩和膜４０のセットを、ガス導入部３２およびガス排出部３３において、少なくともガス導入部３２に配設する場合について説明する。

【0034】

結露・圧力緩和膜４０は、単層の膜としてもよいし、透気度が同じ二枚の膜を重ねて構成してもよいし、透気度の異なる二枚の膜を重ねて構成してもよい。
例えば結露・圧力緩和膜４０を二枚重ねにして少なくともガス導入部３２に配設する場合、上述した透気度およびＷＥＰを有する膜を二枚としてもよいし、一方の膜を上述した透気度およびＷＥＰを有する膜とし、他方の膜を上述した透気度およびＷＥＰより低い値の膜としてもよい。当該他方の膜は、一方の膜を押えて密着させることができ、さらに反応極１１から電解液２０が漏出するのを防止できるもの（例えば撥水性を有する態様）であればよい。二枚重ねにした場合の二枚の膜の配設順序としては、適宜設定してもよいが、例えばガス導入部３２であれば、反応極１１、他方の膜、一方の膜、筒部材３４（ピンホール３４ａ）のようにすることができる。このように二枚重ねとした結露・圧力緩和膜４０を、開口装着部材３６の外側および内側にそれぞれ配設（図１）してもよいし、外側および内側の何れか一方のみに配設してもよいが、何れか一方のみに配設する場合は外側に配設するのが好ましい。

【0035】

（溶存酸素遮断膜）
上述した溶存酸素遮断膜４１は、電解液２０に溶存する酸素（溶存酸素）を遮断するために、反応極１１における電解液２０の側に設けてある。溶存酸素遮断膜４１は、反応極１１における電解液２０の側の全面に設けるとよい。

【0036】

このように溶存酸素遮断膜４１を設けることにより、反応極１１における電解液２０の側にて、溶存酸素の接触を未然に防止することができる。従って、反応によって反応極１１上で生じた電子に基づく電流が、サンプルガス中の酸素ガスによるもののみとなり、溶存酸素によるものを無くすことができるため、酸素ガスを検知したときの出力値が早期に安定し、誤検知を未然に防止できる。また、反応極１１に対して電解液中の溶存酸素の接触を防止することができるため、定電位電解式ガスセンサＸのエイジング期間を大幅に短縮することが可能となる。

【0037】

溶存酸素遮断膜４１は、イオン導電性および透水性を有し、かつ酸素ガスを透過させないイオン交換膜を使用すればよい。具体的には、溶存酸素遮断膜４１は、ナフィオン（登録商標：デュポン社製）、アシプレックス（登録商標：旭化成社製）、フレミオン（登録商標：旭硝子社製）などを使用することができるが、これに限定されるものではない。例えば、ナフィオンはプロトン伝導性および透水性を有し、かつ耐酸化性に優れている。

【0038】

溶存酸素遮断膜４１はイオン導電性および透水性を有するため、Ｈ⁺およびＨ₂Ｏ分子は、電解液２０の側から溶存酸素遮断膜４１を介して反応極１１に移動することができるため、定電位電解式ガスセンサＸにおける電極反応の場を反応極１１の表面とすることができる。

【0039】

このようなイオン交換膜であれば、公知のイオン交換膜を溶存酸素遮断膜４１として使用できるため、本構成を容易に実施することができる。

【0040】

溶存酸素遮断膜４１は、反応極１１に熱圧着させることができる。溶存酸素を遮断するには、反応極１１に溶存酸素遮断膜４１を構成する成分を含有する溶液を塗布し乾燥させた状態でも効果はあるが、更に溶存酸素遮断膜４１を熱圧着させるように形成することで、より効果的となる。

【0041】

これにより、溶存酸素遮断膜４１を反応極１１に確実に密着させることができるため、電極反応の場を確実に反応極１１の表面とすることができる。

【0042】

具体的には、当該熱圧着は、反応極１１の表面に溶存酸素遮断膜４１を構成する成分を含有する溶液を塗布し（塗布工程）、当該溶液を塗布し乾燥させた後、リード線を反応極１１に載置した状態で溶存酸素遮断膜４１を積層し、溶存酸素遮断膜４１を積層（積層工程）した後、１２０〜１４０℃、好ましくは１３０℃、１〜４ＭＰａで熱圧着（熱圧着工程）したものである。

【0043】

溶存酸素遮断膜４１をナフィオンとした場合、反応極１１の表面にナフィオン溶液を塗布する（塗布工程）。ナフィオン溶液の濃度は５〜２０ｗｔ％で、溶媒は低級アルコールと純水（１５〜３４％）の混合物、または、純水とすればよい。

【0044】

ナフィオン溶液を塗布し乾燥させた後にナフィオンを積層（積層工程）して熱圧着することで、ナフィオン溶液が反応極１１およびナフィオンの接着剤の役割を果たすため、ナフィオンを反応極１１に確実に（強固に）密着させることができ、かつイオン導電性および透水性を損なわない状態で反応極１１に密着させることができるため、電解液２０（硫酸やリン酸等の酸性水溶液等）による直接的な反応極１１の反応性を低下させることは殆ど無い。

【0045】

このようにリード線を反応極１１に載置した状態でナフィオンを積層することにより、リード線および反応極１１との集電を確実にすることができる。

【0046】

（干渉ガス遮断膜）
上述した干渉ガス遮断膜４２は、干渉ガスを遮断するため対極１２および参照極１３の間に設けてある。干渉ガスは、サンプリングガス中に被検知ガスと共存し、被検知ガス検知の指示値に影響を及ぼす気体のことをいう。干渉ガス遮断膜４２は、例えばイオン導電性および透水性を有し、かつ干渉ガスを透過させないイオン交換膜を使用すればよいがこのような膜に限定されず、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥ等の膜も使用することができる。具体的には上述したナフィオン等を使用することができるが、これに限定されるものではない。

【0047】

参照極１３および干渉ガス遮断膜４２には、それぞれ細孔１３ａ，４２ａを形成し、当該細孔１３ａ，４２ａを介して電解液２０が対極１２の側に流通するように構成してある。このとき、電解液２０を吸水して保持する保水部材３７を、対極１２および干渉ガス遮断膜４２の間に配設するとよい。細孔１３ａ，４２ａの孔径は約２ｍｍ程度とすればよい。

【0048】

（保水部材）
保水部材３７は、例えば保水性の繊維（例えばガラス繊維、セラミックス繊維など）、吸水性の高分子等、電解液２０を保持できる吸水性の部材であれば、特に限定されるものではない。
また、保水部材３７は、本実施形態のように、電解液収容部３１において一方の収容部３１ｂ（ガス電極１０が配設してある側）の全面に充填してもよい。これにより、各ガス電極における電極反応等で発生した気泡や、急激な温度変化に伴い電解液中に溶解していた空気が発生した場合や、急激な加圧状態における空気の侵入により直接、三つのガス電極１０の表面が空気で覆われる（電極の反応面積が減少し、指示が不安定になる虞がある）ことを回避することができる。

【0049】

〔別実施形態〕
上述した実施形態では、電解液２０を吸水して保持する保水部材３７を、対極１２および干渉ガス遮断膜４２の間に配設したり、電解液収容部３１において一方の収容部３１ｂの全面に充填したが、保水部材３７を電解液収容部３１の一部に配設してもよい。この場合、反応極１１および参照極１３の間に、複数の保水部材３７を、反応極１１の側および参照極１３の側に分かれて配設するとよい。このとき、これらの保水部材３７を、反応極１１および参照極１３に対して各別に押圧する押え部材５０を設けることが可能である（図３，４）。押え部材５０が保水部材３７を反応極１１および参照極１３に対して各別に押圧する押圧力は、押え部材５０の材質や形状によって設定することができる。

【0050】

保水部材３７は、押え部材５０による押圧力によってその厚みが変動するように構成すればよい。本構成においても、保水部材３７は、上述したように電解液２０を保持できる吸水性の部材とすればよく、保水性の繊維、吸水性の高分子等、特に限定されることなく使用することができる。

【0051】

また、保水部材３７は、反応極１１および参照極１３の全面を覆うように配設すればよい。

【0052】

押え部材５０は、弾性変形可能な芯部材５１と、当該芯部材５１の両端に配設した有孔の板状部材５２と、を備えるように構成してある。押え部材５０は、耐薬品性を有する硬質塩化ビニル等の樹脂によって作製することができるが、これに限定されるものではない。このような樹脂で製造することで、芯部材５１を弾性変形可能に構成することができる。

【0053】

本実施形態では、板状部材５２に四つの板状部材開口部５２ａを設けてあるが、これに限定されるものではない。板状部材開口部５２ａの数は、電解液２０の表面張力や、保水部材３７の吸水性等を勘案して適宜設定すればよい。

【0054】

また、芯部材５１を弾性変形可能に構成するため、芯部材５１をバネ材で構成してもよい。

【0055】

押え部材５０は、芯部材５１が、ガス導入部３２に対応する位置となるように配設するのがよい。

【実施例】

【0056】

〔実施例１〕
本発明の定電位電解式ガスセンサＸおよび従来の定電位電解式ガスセンサ（比較例）において、それぞれの性能の比較を行った。本発明の定電位電解式ガスセンサＸは溶存酸素遮断膜４１（ナフィオン）を備え、従来の定電位電解式ガスセンサは溶存酸素遮断膜４１を備えない態様とした。

【0057】

各センサを製造直後から通電し、酸素ガス（２１ｖｏｌ％）を検知した場合の指示値の変動を調べた。結果を図３に示した。

【0058】

この結果、従来の定電位電解式ガスセンサでは、酸素ガスを検知したときの指示値が２１ｖｏｌ％を示すのは、通電後２０日程度であった。一方、本発明の定電位電解式ガスセンサＸでは、通電当初より酸素ガスを検知したときの指示値が２１ｖｏｌ％を示していた。即ち、従来の定電位電解式ガスセンサのエイジング期間は２０日程度であるのに対して、本発明の定電位電解式ガスセンサＸはエイジング期間は殆ど無かった。そのため、本発明の定電位電解式ガスセンサＸは、エイジング期間を大幅に短縮することが可能となるものと認められた。

【0059】

〔実施例２〕
実施例１の各センサを使用して、酸素ガス０ｖｏｌ％を検知した場合の指示値の変動を調べた。それぞれのセンサにおいて、通電して１，７，１４，３０日経過した後に酸素ガス０ｖｏｌ％を検知したときの指示精度及び応答速度の変動を調べた。結果を図４に示した。

【0060】

この結果、従来の定電位電解式ガスセンサでは、各通電後１，７，１４，３０日に酸素ガス０ｖｏｌ％を検知したときの指示精度は経過日数毎に安定傾向にあるが、応答速度は非常に遅い。一方、本発明の定電位電解式ガスセンサＸでは、各通電後１，７，１４，３０日に酸素ガス０ｖｏｌ％を検知したときの指示精度は通電期間によらず、初期から安定しており且つ、応答速度も非常に速い。そのため、本発明の定電位電解式ガスセンサＸは、製造後、直ちにガス検知を行っても安定した測定値が得られるものと認められた。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明は、酸素ガスを検知するガス電極として被検知ガスを電気化学反応させる反応極、前記反応極に対する対極および前記反応極の電位を制御する参照極を、電解槽に収容した電解液に接触するように備えた定電位電解式ガスセンサに利用できる。

【符号の説明】

【0062】

Ｘ 定電位電解式ガスセンサ
１０ ガス電極
１１ 反応極
１２ 対極
１３ 参照極
２０ 電解液
３０ 電解槽
４１ 溶存酸素遮断膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】