特開 2023-67079 測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023067079

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/404 20060101AFI20230509BHJP

   G01N 27/416 20060101ALI20230509BHJP

   G01N 27/27 20060101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

G01N27/404 341U

G01N27/416 323

G01N27/27 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021178050

(22)【出願日】2021-10-29

(71)【出願人】

【識別番号】504171134

【氏名又は名称】国立大学法人 筑波大学

(71)【出願人】

【識別番号】000103976

【氏名又は名称】株式会社オリジン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 博章

(72)【発明者】

【氏名】中野 晃

(57)【要約】

【課題】例えば、複数の酸素電極を備えた場合に、当該酸素電極と電気的に接続された端子の数を抑制することができるような、新規な改善された測定装置を得る。
【解決手段】測定装置は、例えば、基板上に、それぞれが最大Ｍ個（Ｍは、１以上の整数）のアノードと電気的に接続されたＮ個（Ｎは、１以上の整数）の第一端子と、それぞれが最大Ｎ個のカソードと電気的に接続されたＭ個の第二端子と、を備え、アノードは、それぞれ、いずれか一つの第一端子と電気的に接続され、カソードは、それぞれ、いずれか一つの第二端子と電気的に接続され、ＭおよびＮのうち少なくとも一方が２以上であり、Ｍが２以上である場合、同じ第一端子と電気的に接続されたアノードと対応したカソードは、それぞれ別の第二端子と電気的に接続され、Ｎが２以上である場合、同じ第二端子と電気的に接続されたカソードと対応したアノードは、それぞれ別の第一端子と電気的に接続される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に設けられ、それぞれがアノードと当該アノードに対応したカソードとを有した複数の酸素電極と、
前記酸素電極上に設けられ前記酸素電極と電気的に接続された電解質層と、
前記電解質層を覆う酸素透過膜と、
前記基板に設けられ、それぞれが最大Ｍ個（Ｍは、１以上の整数）の前記アノードと電気的に接続されたＮ個（Ｎは、１以上の整数）の第一端子と、
前記基板に設けられ、それぞれが最大Ｎ個の前記カソードと電気的に接続されたＭ個の第二端子と、
を備え、
前記アノードは、それぞれ、いずれか一つの前記第一端子と電気的に接続され、
前記カソードは、それぞれ、いずれか一つの前記第二端子と電気的に接続され、
ＭおよびＮのうち少なくとも一方が２以上であり、
Ｍが２以上である場合、同じ前記第一端子と電気的に接続された前記アノードと対応した前記カソードは、それぞれ別の前記第二端子と電気的に接続され、
Ｎが２以上である場合、同じ前記第二端子と電気的に接続された前記カソードと対応した前記アノードは、それぞれ別の前記第一端子と電気的に接続された、測定装置。

【請求項2】

ＭおよびＮの双方が２以上である、請求項１に記載の測定装置。

【請求項3】

前記複数の酸素電極が格子点状に配置された、請求項２に記載の測定装置。

【請求項4】

同じ前記第一端子と電気的に接続された前記アノードを有した前記酸素電極は、第一方向に並び、
同じ前記第二端子と電気的に接続された前記カソードを有した前記酸素電極は、前記第一方向と交差した第二方向に並んだ、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の測定装置。

【請求項5】

複数の前記第一端子と、複数の前記第二端子とが、前記基板の同じ辺に沿って並んだ、請求項４に記載の測定装置。

【請求項6】

複数の前記第一端子と、複数の前記第二端子とが、それぞれ前記基板の異なる辺に沿って並んだ、請求項４に記載の測定装置。

【請求項7】

前記アノードと前記第一端子とを電気的に接続した第一導線と、前記カソードと前記第二端子とを電気的に接続した第二導線とが、間隔をあけて重なった交差箇所において、前記第一導線と前記第二導線との間に介在した絶縁層を備えた、請求項４～６のうちいずれか一つに記載の測定装置。

【請求項8】

前記酸素透過膜に対して前記電解質層とは反対側に位置し、サンプルを収容する第一収容室が設けられたチャンバを備え、
前記第一収容室は、前記酸素電極のそれぞれに対応して設けられた第一収容室を含む、請求項１～７のうちいずれか一つに記載の測定装置。

【請求項9】

前記酸素透過膜に対して前記電解質層とは反対側に位置し、サンプルを収容する第一収容室が設けられたチャンバを備え、
前記第一収容室は、前記複数の酸素電極に対応して設けられた第一収容室を含む、請求項１～８のうちいずれか一つに記載の測定装置。

【請求項10】

前記基板と前記酸素透過膜との間に介在した中間部材を備え、
前記中間部材には、前記基板と前記酸素透過膜との間で貫通した貫通穴の内周面と、前記基板の前記酸素透過膜と面した第一面と、前記酸素透過膜の前記基板と面した第二面と、の間に、第二収容室が形成され、
前記第二収容室には、一つの前記酸素電極の前記アノードおよび前記カソードが露出するとともに、前記電解質層を構成する電解質を含む流体が収容され、かつ当該電解質を含む流体を含浸する含浸体が収容されない、請求項１～９のうちいずれか一つに記載の測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、酸素透過膜で被覆された乾燥状態の電解質層に、サンプルの水分を水蒸気として導入し、当該電解質層を介して酸素電極を活性化することにより、当該サンプルの酸素濃度を測定する測定装置が知られている（例えば、特許文献１）。当該特許文献１において、酸素電極は、アノードと、当該アノードと対応したカソードと、を有している。また、測定装置は、アノードと電気的に接続された端子と、カソードと電気的に接続された端子と、を備えている。測定装置では、これら端子間に所定電圧を印加した際の電流値に応じて、サンプルの酸素濃度を測定することができる。

【0003】

特許文献１には、一つの酸素電極を備えた測定装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１３９８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この種の測定装置が複数の酸素電極を備え、当該複数の酸素電極において並行して酸素濃度を測定することができれば、有益である。

【0006】

ところが、測定装置が、特許文献１のように、一つの酸素電極について、アノードと電気的に接続された端子と、カソードと電気的に接続された端子と、を備えた構成である場合、酸素電極の数を増大すると端子の数が当該酸素電極の数の２倍になるため、例えば、測定装置が大型化したり、端子に繋がる配線の数が増大したり、といった、不都合な事象が生じる虞がある。

【0007】

そこで、本発明の課題は、例えば、複数の酸素電極を備えた場合に、当該酸素電極と電気的に接続された端子の数を抑制することができるような、新規な改善された測定装置を得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の測定装置は、例えば、基板と、前記基板上に設けられ、それぞれがアノードと当該アノードに対応したカソードとを有した複数の酸素電極と、前記酸素電極上に設けられ前記酸素電極と電気的に接続された電解質層と、前記電解質層を覆う酸素透過膜と、前記基板に設けられ、それぞれが最大Ｍ個（Ｍは、１以上の整数）の前記アノードと電気的に接続されたＮ個（Ｎは、１以上の整数）の第一端子と、前記基板に設けられ、それぞれが最大Ｎ個の前記カソードと電気的に接続されたＭ個の第二端子と、を備え、前記アノードは、それぞれ、いずれか一つの前記第一端子と電気的に接続され、前記カソードは、それぞれ、いずれか一つの前記第二端子と電気的に接続され、ＭおよびＮのうち少なくとも一方が２以上であり、Ｍが２以上である場合、同じ前記第一端子と電気的に接続された前記アノードと対応した前記カソードは、それぞれ別の前記第二端子と電気的に接続され、Ｎが２以上である場合、同じ前記第二端子と電気的に接続された前記カソードと対応した前記アノードは、それぞれ別の前記第一端子と電気的に接続される。

【0009】

前記測定装置では、ＭおよびＮの双方が２以上であってもよい。

【0010】

前記測定装置では、前記複数の酸素電極が格子点状に配置されてもよい。

【0011】

前記測定装置では、同じ前記第一端子と電気的に接続された前記アノードは、第一方向に並び、同じ前記第二端子と電気的に接続された前記カソードは、前記第一方向と交差した第二方向に並んでもよい。

【0012】

前記測定装置では、複数の前記第一端子と、複数の前記第二端子とが、前記基板の同じ辺に沿って並んでもよい。

【0013】

前記測定装置では、複数の前記第一端子と、複数の前記第二端子とが、それぞれ前記基板の異なる辺に沿って並んでもよい。

【0014】

前記測定装置は、前記アノードと前記第一端子とを電気的に接続した第一導線と、前記カソードと前記第二端子とを電気的に接続した第二導線とが、間隔をあけて重なった交差箇所において、前記第一導線と前記第二導線との間に介在した絶縁層を備えてもよい。

【0015】

前記測定装置は、前記酸素透過膜に対して前記電解質層とは反対側に位置し、サンプルを収容する第一収容室が設けられたチャンバを備え、前記第一収容室は、前記酸素電極のそれぞれに対応して設けられた第一収容室を含んでもよい。

【0016】

前記測定装置は、前記酸素透過膜に対して前記電解質層とは反対側に位置し、サンプルを収容する第一収容室が設けられたチャンバを備え、前記第一収容室は、前記複数の酸素電極に対応して設けられた第一収容室を含んでもよい。

【0017】

前記測定装置は、前記基板と前記酸素透過膜との間に介在した中間部材を備え、前記中間部材を前記基板と前記酸素透過膜との間で貫通した貫通穴の内周面と、前記基板の前記酸素透過膜と面した第一面と、前記酸素透過膜の前記基板と面した第二面と、の間に、第二収容室が形成され、前記第二収容室には、一つの前記酸素電極の前記アノードおよび前記カソードが露出するとともに、前記電解質層を構成する電解質を含む流体が収容され、かつ当該電解質を含む流体を含浸する含浸体が収容されなくてもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、例えば、複数の酸素電極を備えた場合に、電極と電気的に接続された端子の数を抑制することができるような、新規な改善された測定装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、第１実施形態の測定装置の例示的かつ模式的な断面図である。

【図2】図２は、第１実施形態の測定装置の基板、酸素電極、第一端子、第二端子、および導線を示す例示的かつ模式的な平面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の測定装置のチャンバの例示的かつ模式的な平面図である。

【図4】図４は、第２実施形態の測定装置の基板、酸素電極、第一端子、第二端子、および導線を示す例示的かつ模式的な平面図である。

【図5】図５は、第３実施形態の測定装置の基板、酸素電極、第一端子、第二端子、および導線を示す例示的かつ模式的な平面図である。

【図6】図６は、第４実施形態の測定装置の一部の例示的かつ模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0021】

以下に示される実施形態は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。

【0022】

本明細書において、序数は、部材等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

【0023】

また、各図中、Ｘ方向を矢印Ｘで示し、Ｙ方向を矢印Ｙで示し、Ｚ方向を矢印Ｚで示している。Ｘ方向およびＹ方向は、基板の表面に沿う方向であり、Ｚ方向は、基板の厚さ方向であるとともに、基板および基板上に積層される各層の積層方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに互いに直交している。

【0024】

また、各図の寸法の比率は、実際の構造とは異なる場合がある。

【0025】

［第１実施形態］
［測定装置の構成］
図１は、測定装置１Ａの一部の断面図であり、図２のI－I位置における断面を示す。また、図２は、測定装置１Ａに含まれる基板１０、酸素電極２０、パッド８１，８２、および導線９１，９２を示す平面図である。

【0026】

図１に示されるように、測定装置１Ａは、基板１０、酸素電極２０、絶縁層３０、中間部材４０、含浸体５０、酸素透過膜６０、およびチャンバ７０を備えている。さらに、測定装置１Ａは、図２に示されるように、パッド８１，８２および導線９１，９２を備えている。パッド８１，８２は、端子の一例である。酸素電極２０、絶縁層３０、パッド８１，８２、および導線９１，９２は、公知の半導体製造プロセスと同様のプロセスにより形成することができる。

【0027】

基板１０は、例えば、四角形状かつ板状の形状を有している。基板１０は、Ｚ方向における略一定の厚さを有し、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。基板１０は、例えば、ガラスで作られる。

【0028】

基板１０の表面１０ａ上には、図１に示されるように、アノード２１およびカソード２２を有した酸素電極２０および絶縁層３０が形成されるとともに、図２に示されるように、パッド８１，８２および導線９１，９２が形成される。

【0029】

図２に示されるように、測定装置１Ａは、複数の酸素電極２０を備えている。本実施形態では、一例として、四つの酸素電極２０を備えている。酸素電極２０は、クラーク型酸素電極である。また、酸素電極２０は、アノード２１およびカソード２２を有した比較的簡素な２電極方式の酸素電極である。これにより、測定装置１Ａをよりコンパクトに構成することが可能となる。なお、一例として、酸素電極２０の直径は、７～８［ｍｍ］である。

【0030】

図２に示されるような表面１０ａの平面視において、カソード２２は、略円形の形状を有し、アノード２１は、カソード２２を間隔をあけて取り囲む略Ｃ字状の形状を有している。また、アノード２１のＣ字の開放部には、径方向に延びたスリットが設けられている。当該スリットにおいて、カソード２２と電気的に接続された導線９２の一部である引出部９２ａが延びている。本実施形態では、カソード２２と、当該カソード２２を取り囲むアノード２１とが、互いに対応しサンプルの酸素濃度を測定する酸素電極２０のペアを構成している。なお、図２に示される形状は一例であって、アノード２１およびカソード２２は、このような形状には限定されない。また、引出部９２ａの引出方向も、図２に示される方向には限定されない。

【0031】

アノード２１は、例えば、銀で作られる。ただし、これには限定されず、アノード２１は、例えば、鉛のような別の材料で作られてもよい。なお、電解質は、例えば、塩化カリウム等である。アノード２１が銀で作られた場合、通電により電解質中の塩素イオンがアノード２１と反応し、アノード２１の少なくとも一部が塩化銀となる。

【0032】

他方、カソード２２は、例えば、白金で作られる。ただし、これには限定されず、カソード２２は、例えば、金や、銀のような別の材料で作られてもよい。

【0033】

導線９１は、アノード２１と同じ材料で作られてもよいし、例えば、銅系金属や、カーボンのような、アノード２１とは異なる材料の導電体で作られてもよい。導線９１は、第一導線の一例である。また、導線９２は、カソード２２と同じ材料で作られてもよいし、例えば、銅系金属や、カーボンのような、カソード２２とは異なる材料の導電体で作られてもよい。導線９２は、第二導線の一例である。導線９１，９２は、配線あるいは配線パターンとも称されうる。

【0034】

また、絶縁層３０は、例えば、ポリイミドのような絶縁性の合成樹脂材料で作られるが、これには限定されない。

【0035】

図１に示されるように、酸素電極２０および絶縁層３０の上、すなわち酸素電極２０および絶縁層３０に対して基板１０とは反対側には、中間部材４０が設けられている。中間部材４０は、Ｚ方向における略一定の厚さを有し、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。中間部材４０は、例えば、エポキシ樹脂のような絶縁性を有した合成樹脂材料で作られるが、これには限定されない。なお、一例として、中間部材４０の厚さは、略２５［μｍ］である。

【0036】

測定装置１Ａには、中間部材４０を利用して、酸素電極２０のそれぞれに対応して電解質を含む液体やペーストのような流体（流動性を有した気体ではない物体）を収容した収容室４１が形成されている。中間部材４０は、基板１０と酸素透過膜６０との間に介在している。収容室４１は、中間部材４０に設けられた貫通穴４０ａの内周面４０ａ１と、基板１０の表面１０ａと、酸素透過膜６０の裏面６０ａと、の間に形成されている。貫通穴４０ａは、基板１０と酸素透過膜６０との間で中間部材４０を貫通している。また、表面１０ａにおいては、収容室４１のそれぞれに、一つの酸素電極２０のアノード２１およびカソード２２が露出している。ここで、基板１０、ならびに当該基板１０に設けられた酸素電極２０や、導線９１，９２、パッド８１，８２等は、基板アセンブリと称することができる。よって、収容室４１は、中間部材４０の内周面４０ａ１と、基板アセンブリの酸素透過膜６０と面した表面と、酸素透過膜６０の裏面６０ａと、によって取り囲まれていると言うことができる。なお、内周面４０ａ１は、例えば、カソード２２の外周とＺ方向に重なった円筒内面であるが、これには限定されない。収容室４１は、第二収容室の一例である。また、表面１０ａは、第一面の一例であり、裏面６０ａは、第二面の一例である。

【0037】

また、電解質を含む流体は、保湿剤を含有してもよい。この場合、電解質層からの水分の蒸発が抑制され、酸素電極２０における測定値が時間的に安定しやすい。保湿剤は、例えば、ソルビトールや、スクロース、グルコース等であるが、これには限定されない。

【0038】

さらに、電解質を含む流体は、緩衝成分を含んでもよい。緩衝成分は、例えば、トリス塩酸等であるが、これには限定されない。

【0039】

また、本実施形態では、収容室４１内には、電解質を含む流体を含浸する含浸体５０が収容されている。含浸体５０は、例えば、紙や、布、不織布のような、液体を保持する性質を有した部材である。また、含浸体５０は、例えば、略円柱状の形状を有し、その外周面が収容室４１の内周面と微少隙間を有し、かつ中間部材４０の上から突出しない高さを有するよう、構成される。一例として、含浸体５０の厚さは、略２０［μｍ］である。

【0040】

対応するとともにペアを構成するアノード２１およびカソード２２は、いずれも電解質層と電気的に接続される。すなわち、対応するとともにペアを構成するアノード２１およびカソード２２は、電解質層を介して電気的に接続される。測定装置１Ａは、アノード２１とカソード２２との間で、収容室４１内の電解質を含む液体を介して流れる電流により、当該液体の酸素濃度を測定する。

【0041】

含浸体５０を備えた構成においては、電解質を含む液体を含浸する含浸体５０が、電解質層の一例である。

【0042】

なお、収容室４１内に含浸体５０が収容されることは必須ではなく、収容室４１には、電解質を含む流体が含浸体５０に含浸されることなくそのまま収容されてもよい。この場合、当該電解質を含む流体が、電解質層の一例である。この場合も、電解質を含む流体は、保湿剤や緩衝成分を含んでもよい。

【0043】

酸素透過膜６０は、中間部材４０に対して、基板１０とは反対側に設けられ、電解質層を基板１０とは反対側から覆っている。酸素透過膜６０は、Ｚ方向における略一定の厚さを有し、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。酸素透過膜６０は、例えば、シリコーン等で作られるが、これには限定されない。電解質を含む流体を含浸する含浸体５０を用いる場合、酸素透過膜６０は、含浸体５０を一旦乾燥させた後、スピンコーティングによって形成することができる。あるいは、既に成形されている膜状部材を中間部材４０に接着することにより、酸素透過膜６０を形成してもよい。また、含浸体５０を用いない場合、酸素透過膜６０は、電解質を含む流体中の水分を一旦蒸発させて乾燥させた後、中間部材４０に膜状部材を接着することにより、形成することができる。このようにして酸素透過膜６０が形成された状態では、収容室４１において、カソード２２上での酸素の還元に必要な水分が全て抜けている。この水分は、酸素透過膜６０を介して水蒸気の形で収容室４１内に導入することができる。これは、上記の酸素電極２０を水中に浸漬して放置することにより、行うことができる。

【0044】

チャンバ７０は、酸素透過膜６０に対して、基板１０とは反対側に設けられている。チャンバ７０は、Ｚ方向における略一定の厚さを有し、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。チャンバ７０は、例えば、ポリイミドやアクリルのような絶縁性を有した材料で作られるが、これには限定されない。なお、一例として、チャンバ７０の厚さは、略５［ｍｍ］である。

【0045】

図３は、測定装置１Ａに含まれるチャンバ７０の平面図である。図１，３に示されるように、チャンバ７０には、酸素電極２０および収容室４１とＺ方向に重なるサンプル収容室７０ａが設けられている。サンプル収容室７０ａは、酸素電極２０および収容室４１（電解質層）のそれぞれに対応して設けられている。また、サンプル収容室７０ａはチャンバ７０をＺ方向に貫通する略円筒状の貫通穴である。酸素透過膜６０は、サンプル収容室７０ａの底部の少なくとも一部を構成している。よって、サンプル収容室７０ａに収容された液体としてのサンプル中の溶存酸素が、酸素透過膜６０を通じて電解質層へ供給される。上述したように、測定装置１Ａは、アノード２１とカソード２２との間で、収容室４１内の電解質を含む流体を介して流れる電流により、当該液体の酸素濃度を測定することができる。サンプル中の溶存酸素濃度に応じて、電解質中の酸素濃度が変化するため、測定装置１Ａは、アノード２１とカソード２２との間で流れる電流値に応じて、サンプル中の溶存酸素濃度を測定することができる。測定装置１Ａでは、酸素透過膜６０によって、サンプル収容室７０ａ内のサンプル溶液と、収容室４１内の電解質を含む流体とを分離することができる。よって、測定装置１Ａによれば、比較的容易な処理によって、より精度良く、サンプル溶液の溶存酸素濃度の測定を行うことが可能となる。サンプル収容室７０ａは、第一収容室の一例である。

【0046】

［酸素電極およびパッドの配置］
図２に示されるように、基板１０の表面１０ａ上には、複数の酸素電極２０と、パッド８１，８２と、導線９１，９２と、が設けられている。酸素電極２０のアノード２１、カソード２２、パッド８１，８２、および導線９１，９２は、絶縁層３０（図１参照）によって互いに電気的に絶縁されている。

【0047】

アノード２１は、それぞれ、いずれか一つのパッド８１と電気的に接続され、カソード２２は、それぞれ、いずれか一つのパッド８２と電気的に接続されている。アノード２１とパッド８１とは、導線９１を介して電気的に接続され、カソード２２とパッド８２とは、導線９２を介して電気的に接続されている。パッド８１は、第一端子の一例であり、パッド８２は、第二端子の一例である。

【0048】

パッド８１（第一端子）の数をＮ（Ｎ：１以上の整数）とし、パッド８２（第二端子）の数をＭ（Ｍ：１以上の整数）としたとき、本実施形態では、Ｎ＝２、Ｍ＝２である。すなわち、本実施形態では、ＭおよびＮともに、２以上である。

【0049】

酸素電極２０は、最大Ｍ×Ｎ個設けられる。本実施形態では、４個の酸素電極２０が設けられている。

【0050】

パッド８１（８１－１，８１－２）は、それぞれ、最大Ｍ個のアノード２１と電気的に接続される。本実施形態では、パッド８１－１，８１－２は、それぞれ、２個のアノード２１と電気的に接続されている。具体的に、パッド８１－１は、導線９１－１（９１）を介して、酸素電極２０－１１，２０－１２のアノード２１と電気的に接続されている。これにより、パッド８１－１は、酸素電極２０－１１，２０－１２における測定に共用されうる。他方、パッド８１－２は、導線９１－２（９１）を介して、酸素電極２０－２１，２０－２２のアノード２１と電気的に接続されている。これにより、パッド８１－２は、酸素電極２０－２１，２０－２２における測定に共用されうる。導線９１は、第一導線の一例である。

【0051】

パッド８２（８２－１，８２－２）は、それぞれ、最大Ｎ個のカソード２２と電気的に接続される。本実施形態では、パッド８２－１，８２－２は、それぞれ、２個のカソード２２と電気的に接続されている。具体的に、パッド８２－１は、導線９２－１（９２）を介して、酸素電極２０－１１，２０－２１のカソード２２と電気的に接続されている。これにより、パッド８２－１は、酸素電極２０－１１，２０－２１における測定に共用されうる。他方、パッド８２－２は、導線９２－２（９２）を介して、酸素電極２０－１２，２０－２２のカソード２２と電気的に接続されている。これにより、パッド８２－２は、酸素電極２０－１２，２０－２２における測定に共用されうる。導線９２は、第二導線の一例である。

【0052】

同じパッド８１－１と電気的に接続されたアノード２１と対応したカソード２２、すなわち酸素電極２０－１１，２０－１２のカソード２２は、それぞれ、別のパッド８２－１，８２－２と電気的に接続されている。また、同じパッド８１－２と電気的に接続されたアノード２１と対応したカソード２２、すなわち酸素電極２０－２１，２０－２２のカソード２２は、それぞれ、別のパッド８２－１，８２－２と電気的に接続されている。

【0053】

さらに、同じパッド８２－１と電気的に接続されたカソード２２と対応したアノード２１、すなわち酸素電極２０－１１，２０－２１のアノード２１は、それぞれ、別のパッド８１－１，８１－２と電気的に接続されている。また、同じパッド８２－２と電気的に接続されたカソード２２と対応したアノード２１、すなわち酸素電極２０－１２，２０－２２のアノード２１は、それぞれ、別のパッド８１－１，８１－２と電気的に接続されている。

【0054】

上述した構成により、通電するパッド８１，８２の選択的な切り替えによって、全ての酸素電極２０（２０－１１，２０－１２，２０－２１，２０－２２）の測定を実行することができる。具体的に、パッド８１－１とパッド８２－１とを通電した場合には、酸素電極２０－１１の測定を実行でき、パッド８１－１とパッド８２－２とを通電した場合には、酸素電極２０－１２の測定を実行でき、パッド８１－２とパッド８２－１とを通電した場合には、酸素電極２０－２１の測定を実行でき、パッド８１－２とパッド８２－２とを通電した場合には、酸素電極２０－２２の測定を実行できる。

【0055】

仮に、複数の酸素電極２０のそれぞれについて、パッド８１，８２を設けた場合、パッド８１，８２の数は、酸素電極２０の数の２倍になってしまう。例えば、酸素電極２０が４個設けられた場合、パッド８１，８２の数は、８個になってしまう。本実施形態では、上述した接続構成により、酸素電極２０が４個設けられた場合にあっても、パッド８１，８２の数を４個にすることができる。すなわち、本実施形態によれば、Ｎ個のパッド８１およびＭ個のパッド８２、すなわち合計（Ｍ＋Ｎ）個のパッド８１，８２により、最大Ｍ×Ｎ個の酸素電極２０の測定を実行することができる。このようなパッド８１，８２の数の抑制により、例えば、基板１０の表面１０ａのフットプリントを抑制することができるとともに、パッド８１，８２と電気的に接続される配線（不図示）の数を抑制することができるため、基板１０ひいては測定装置１Ａをより小型化することができるという利点が得られる。

【0056】

また、上述した構成によれば、同じパッド８１，８２を用いない測定は、並行して実行することが可能となる。本実施形態の構成にあっては、パッド８１－１とパッド８２－１との間の通電による酸素電極２０－１１の測定と、パッド８１－２とパッド８２－２との間の通電による酸素電極２０－２２の測定とは、並行して実行することができる。また、パッド８１－１とパッド８２－２との間の通電による酸素電極２０－１２の測定と、パッド８１－２とパッド８２－１との間の通電による酸素電極２０－２１の測定とは、並行して実行することができる。すなわち、本実施形態によれば、複数の酸素電極２０の並行測定が可能となることにより、測定時間の短縮という効果も得られる。また、バイポテンショスタットのような、単一のアノード２１（参照極、対極）に対し複数のカソード２２（作用極）を同時に用いることができる回路を用いると、アノード２１を共有した状態で、パッド８２を介した接続の切り替えを行わなくても、同時並行的に複数の酸素電極２０での測定を行うことが可能となる。

【0057】

そして、図２から明らかとなるように、複数の酸素電極２０は、格子点状に配置されている。具体的に、複数の酸素電極２０は、平面上の正方格子や、矩形格子の格子点と略重なる位置に配置されている。また、同じパッド８１と電気的に接続されたアノード２１を有した複数の酸素電極２０は、Ｙ方向に並び、同じパッド８２と電気的に接続されたカソード２２を有した複数の酸素電極２０は、Ｘ方向に並んでいる。この場合、複数のアノード２１とパッド８１とを電気的に接続する導線９１を、複数の酸素電極２０がＹ方向に並んだ酸素電極２０の行の間で、Ｙ方向に延びるように配置することができるとともに、複数のカソード２２とパッド８２とを電気的に接続する導線９２を、複数の酸素電極２０がＸ方向に並んだ酸素電極２０の列の間で、Ｘ方向に延びるように配置することができる。よって、複数の酸素電極２０の格子点状、あるいは行列状の配置により、上述したようなパッド８１，８２の共用が可能となる構成を、比較的容易に実現することができる。Ｙ方向は、第一方向の一例であり、Ｘ方向は第二方向の一例である。なお、同じパッド８１と電気的に接続されたアノード２１を有した複数の酸素電極２０が、Ｘ方向に並び、同じパッド８２と電気的に接続されたカソード２２を有した複数の酸素電極２０が、Ｙ方向に並んでもよい。この場合は、Ｘ方向が、第一方向の一例となり、Ｙ方向が第二方向の一例となる。

【0058】

導線９１と導線９２とが互いに交差する方向に延びるような構成にあっては、図２に示されるように、導線９１と導線９２とが立体的に交差する交差箇所Ｃが生じる場合がある。このような場合、少なくとも交差箇所Ｃにおいて導線９１，９２をＺ方向に離間して配置するとともに、当該導線９１，９２間に介在する絶縁層３１を設ければよい。本実施形態では、導線９２が、導線９１に対してＺ方向にずれた位置で延びるブリッジ部９２ｂを有し、絶縁層３１は、導線９１とブリッジ部９２ｂとの間に介在している。絶縁層３１は、例えば、絶縁性のレジストで作られる。このような構成により、導線９１と導線９２とが互いに絶縁された状態で交差することができ、ひいては導線９１，９２をより短くできる場合がある。なお、ブリッジ部９２ｂは、導線９１に対して基板１０の表面１０ａに近い側に位置してもよいし、表面１０ａから遠い側に位置してもよい。導線９１がブリッジ部を有してもよい。その場合、ブリッジ部は、導線９２に対して基板１０の表面１０ａに近い側に位置してもよいし、表面１０ａから遠い側に位置してもよい。また、絶縁層３１は、絶縁層３０の一部であってもよい。すなわち、絶縁層３０を形成する工程において、導線９１と導線９２との間の絶縁層３１が形成されてもよい。

【0059】

また、図２に示されるように、本実施形態では、複数のパッド８１と、複数のパッド８２とが、基板１０の同じ辺１０ｂ１に沿って並んでいる。これにより、パッド８１，８２と電気的に接続される配線（不図示）を纏めて配置することができ、例えば、配線の接続作業をより容易に行うことができる。また、例えば、配線が基板１０から一方向（Ｘ方向）のみに延びるため、複数方向に延びる場合に比べて基板１０および配線をよりコンパクトに構成できる、という利点が得られる。なお、パッド８１，８２は、辺１０ｂ１と接していることは必須ではなく、辺１０ｂ１と隙間をあけて配置されてもよい。

【0060】

また、辺１０ｂ１において、複数のパッド８１の群と、複数のパッド８２の群とが、それぞれ分けて設けられている。このような構成によれば、アノード２１と電気的に接続される配線と、アノード２１とは極性が異なるカソード２２と電気的に接続される配線とを、それぞれ纏めることができ、例えば、測定装置１Ａにおける配線のレイアウトがより容易になったり、測定装置１Ａの製造やメンテナンス等において配線の接続をより容易にあるいはより迅速に実行できたり、といった利点が得られる。

【0061】

以上、説明したように、本実施形態によれば、複数の酸素電極２０を備えた場合に、当該酸素電極２０と電気的に接続されたパッド８１（第一端子）およびパッド８２（第二端子）の数を抑制することができる。

【0062】

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の測定装置１Ｂに含まれる基板１０、酸素電極２０、パッド８１，８２、および導線９１，９２を示す平面図である。図４に示されるように、本実施形態では、パッド８１の数が４、パッド８２の数が１である。すなわち、Ｎ＝４、Ｍ＝１であり、Ｍは、２より小さく、Ｎは、２以上である。また、酸素電極２０の数は、４であり、Ｍ×Ｎ＝４に等しい。

【0063】

本実施形態では、パッド８１－１，８１－２，８１－３，８１－４は、それぞれ、１個（Ｍ個）のアノード２１と電気的に接続され、パッド８２は、４個（Ｎ個）のカソード２２と電気的に接続されている。この場合、パッド８２は、酸素電極２０－１，２０－２，２０－３，２０－４における測定に共用されうる。

【0064】

また、同じパッド８２と電気的に接続されたカソード２２と対応したアノード２１、すなわち、本実施形態では全ての酸素電極２０のアノード２１は、それぞれ、別のパッド８１－１，８１－２，８１－３，８１－４と電気的に接続されている。

【0065】

上述した構成により、本実施形態でも、通電するパッド８１，８２の選択的な切り替えによって、全ての酸素電極２０（２０－１，２０－２，２０－３，２０－４）の測定を実行することができる。具体的には、パッド８１－１とパッド８２とを通電した場合には、酸素電極２０－１の測定を実行でき、パッド８１－２とパッド８２とを通電した場合には、酸素電極２０－２の測定を実行でき、パッド８１－３とパッド８２とを通電した場合には、酸素電極２０－３の測定を実行でき、パッド８１－４とパッド８２とを通電した場合には、酸素電極２０－４の測定を実行できる。

【0066】

本実施形態によっても、酸素電極２０のそれぞれについてパッド８１，８２を設けた場合に比べてパッド８１，８２の数を減らすことができ、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態では、４個のパッド８１が基板１０の辺１０ｂ２に設けられ、パッド８２が基板１０の辺１０ｂ２とは反対側の異なる辺１０ｂ３に設けられたが、このようなレイアウトには限定されず、例えば、パッド８２は辺１０ｂ２に設けられてもよい。

【0067】

また、本実施形態では、導線９１，９２は、互いに交差しないように配置されているが、これには限定されない。

【0068】

［第３実施形態］
図５は、第３実施形態の測定装置１Ｃに含まれる基板１０、酸素電極２０、パッド８１，８２、および導線９１，９２を示す平面図である。図５に示されるように、本実施形態では、パッド８１の数が２、パッド８２の数が３である。すなわち、Ｎ＝２、Ｍ＝３であり、ＭおよびＮともに２以上である。また、酸素電極２０の数は、６であり、Ｍ×Ｎ＝６に等しい。

【0069】

パッド８１－１，８１－２は、それぞれ、３個のアノード２１と電気的に接続されている。具体的に、パッド８１－１は、酸素電極２０－１１，２０－１２，２０－１３の測定に共用され、パッド８１－２は、酸素電極２０－２１，２０－２２，２０－２３の測定に共用されうる。

【0070】

パッド８２－１，８２－２，８２－３は、それぞれ２個のカソード２２と電気的に接続されている。具体的に、パッド８２－１は、酸素電極２０－１１，２０－２１の測定に共用され、パッド８２－２は、酸素電極２０－１２，２０－２２の測定に共用され、パッド８２－３は、酸素電極２０－１３，２０－２３の測定に共用されうる。

【0071】

同じパッド８１－１と電気的に接続されたアノード２１と対応したカソード２２、すなわち、酸素電極２０－１１，２０－１２，２０－１３のカソード２２は、それぞれ、別のパッド８２－１，８２－２，８２－３と電気的に接続され、同じパッド８１－２と電気的に接続されたアノード２１と対応したカソード２２、すなわち、酸素電極２０－２１，２０－２２，２０－２３のカソード２２は、それぞれ、別のパッド８２－１，８２－２，８２－３と電気的に接続されている。

【0072】

また、同じパッド８２－１と電気的に接続されたカソード２２と対応したアノード２１、すなわち、酸素電極２０－１１，２０－２１のアノード２１は、それぞれ、別のパッド８１－１，８１－２と電気的に接続され、同じパッド８２－２と電気的に接続されたカソード２２と対応したアノード２１、すなわち、酸素電極２０－１２，２０－２２のアノード２１は、それぞれ、別のパッド８１－１，８１－２と電気的に接続され、同じパッド８２－３と電気的に接続されたカソード２２と対応したアノード２１、すなわち、酸素電極２０－１３，２０－２３のアノード２１は、それぞれ、別のパッド８１－１，８１－２と電気的に接続されている。

【0073】

上述した構成により、本実施形態でも、通電するパッド８１，８２の選択的な切り替えによって、全ての酸素電極２０（２０－１１，２０－１２，２０－１３，２０－２１，２０－２２，２０－２３）の測定を実行することができる。具体的には、パッド８１－１とパッド８２－１とを通電した場合には、酸素電極２０－１１の測定を実行でき、パッド８１－１とパッド８２－２とを通電した場合には、酸素電極２０－１２の測定を実行でき、パッド８１－１とパッド８２－３とを通電した場合には、酸素電極２０－１３の測定を実行できる。また、パッド８１－２とパッド８２－１とを通電した場合には、酸素電極２０－２１の測定を実行でき、パッド８１－２とパッド８２－２とを通電した場合には、酸素電極２０－２２の測定を実行でき、パッド８１－２とパッド８２－３とを通電した場合には、酸素電極２０－２３の測定を実行できる。

【0074】

本実施形態によっても、酸素電極２０のそれぞれについてパッド８１，８２を設けた場合に比べてパッド８１，８２の数を減らすことができ、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0075】

また、本実施形態では、複数のパッド８１が基板１０の辺１０ｂ２に沿って並び、複数のパッド８２が基板１０の辺１０ｂ１に沿って並んでいる。すなわち、複数のパッド８１と、複数のパッド８２とが、それぞれ基板１０の異なる辺１０ｂ２，１０ｂ１に沿って並んでいる。仮に、パッド８１，８２の数が増大し、それらパッド８１，８２をいずれも基板１０の一つの辺に沿って配置すると、例えば、パッド８１，８２の幅や間隔が短くなり、パッド８１，８２を一つの辺に沿って配置し難くなる虞がある。この点、本実施形態のように、複数のパッド８１および複数のパッド８２をそれぞれ異なる辺に沿って配置すれば、パッド８１，８２の数が増えた場合にあっても、当該パッド８１，８２を所期の広さで所期の間隔をあけて配置し易くなる。また、導線９１，９２の配策経路をより短くできる場合もある。

【0076】

さらに、本実施形態では、同じパッド８１と電気的に接続される複数のアノード２１がＹ方向に並ぶとともに、当該パッド８１が、基板１０のＹ方向（またはＹ方向の反対方向）の端部に位置する辺１０ｂ２に設けられている。また、同じパッド８２と電気的に接続される複数のカソード２２がＸ方向に並ぶとともに、当該パッド８２が、基板１０のＸ方向（またはＸ方向の反対方向）の端部に位置する辺１０ｂ１に設けられている。このような構成により、例えば、導線９１，９２の長さをより短く構成することができるという利点が得られる。

【0077】

［第４実施形態］

【0078】

図６は、測定装置１Ｄに含まれるチャンバ７０の平面図である。図６に示されるように、本実施形態では、チャンバ７０に設けられたサンプル収容室７０ａは、複数の酸素電極２０および中間部材４０に設けられた収容室４１に対応して設けられている。この場合、収容室４１および酸素電極２０のＸ方向およびＹ方向の設置位置におけるサンプル中の溶存酸素濃度、すなわち、サンプル中の溶存酸素濃度のＸ方向およびＹ方向の各位置における分布を、測定することができる。なお、本実施形態では、全ての収容室４１および酸素電極２０が、一つのサンプル収容室７０ａと対応しているが、これには限定されず、例えば、チャンバ７０に、それぞれ一つ以上の収容室４１および酸素電極２０が対応する複数のサンプル収容室７０ａが設けられてもよい。

【0079】

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【0080】

例えば、複数の酸素電極の配置は、例えば、線状や、円環状のような、格子点状の配置とは異なる配置であってもよい。また、導線の配置も、種々に変更して実施することができる。

【0081】

また、酸素電極の数や、第一端子の数（Ｎ）、第二端子の数（Ｍ）等は、上記実施形態以外の数であってもよい。

【0082】

また、第一端子には、Ｍよりも少ない数の酸素電極のアノードが電気的に接続されてもよいし、第二端子には、Ｎよりも少ない数の酸素電極のカソードが電気的に接続されてもよい。

【符号の説明】

【0083】

１Ａ～１Ｄ…測定装置
１０…基板
１０ａ…表面（第一面）
１０ｂ１，１０ｂ２，１０ｂ３…辺
２０，２０－１，２０－２，２０－３，２０－４，２０－１１，２０－１２，２０－１３，２０－２１，２０－２２，２０－２３…酸素電極
２１…アノード
２２…カソード
３０，３１…絶縁層
４０…中間部材
４０ａ…貫通穴
４０ａ１…内周面
４１…収容室（第二収容室）
５０…含浸体
６０…酸素透過膜
６０ａ…裏面（第二面）
７０…チャンバ
７０ａ…サンプル収容室（第一収容室）
８１，８１－１，８１－２，８１－３，８１－４…パッド（第一端子）
８２，８２－１，８２－２，８２－３…パッド（第二端子）
９１，９１－１，９１－２…導線（第一導線）
９２，９２－１，９２－２…導線（第二導線）
９２ａ…引出部
９２ｂ…ブリッジ部
Ｃ…交差箇所
Ｘ…方向（第二方向）
Ｙ…方向（第一方向）
Ｚ…方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】