JP4137630B2

JP4137630B2 - Constant-potential electrolysis gas sensor

Info

Publication number: JP4137630B2
Application number: JP2002376985A
Authority: JP
Inventors: 浩志今屋; 祥一打越
Original assignee: Riken Keiki KK
Current assignee: Riken Keiki KK
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004205423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定電位電解型ガスセンサーに関し、詳しくは、ガス透過性疎水隔膜と作用電極とが分離されて構成された定電位電解型ガスセンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、例えば半導体製造工場などにおいて毒性ガスの検出を行うに際しては、目的とする検知対象ガスの選択性に優れ、高感度で、かつ、高い精度でガス濃度を検出することができるなどの理由から、電解反応を利用した定電位電解型ガスセンサーが広く利用されている。
【０００３】
このような定電位電解型ガスセンサーは多数提案されており、例えば特許文献１には、例えば、ガス透過口を有し、このガス透過口がガス透過性を有する隔膜により封止されることにより電解液室を形成するケーシングを備えてなり、ケーシング内において、板状の作用電極が隔膜の接液側の面に対接されて配置されると共に金属線材がコイル状に巻回されてなる対極および参照電極が電解液に浸漬された状態で配置されて構成されており、作用電極、対極および参照電極の各電極に接続されるリード部材は、互いに異なる位置においてケーシングの外部に導出される構成のものが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−０５５７６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の定電位電解型ガスセンサーにおいては、各電極に係るリード部材をケーシングの外部に導出するための開口部を形成することが必要とされるので、この開口部より電解液が外部に漏洩するおそれが大きくなり、信頼性の高い液密構造を形成することが困難であり、結局、目的とするガス検知を確実に行うことができないおそれがある、という問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ガス検知に必要とされる電極のリード部分からの電解液の漏洩が確実に防止され、従って、信頼性の高い液密構造を有する小型の定電位電解型ガスセンサーを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の定電位電解型ガスセンサーは、一端にガス透過口を有し、当該ガス透過口がガス透過性疎水隔膜により封止されて電解液室を形成するケーシングを備え、このケーシング内において、少なくとも作用電極および対極が電解液が含浸される電解液保持部材を介して積重されてなる電極構造体が当該作用電極がガス透過性疎水隔膜の接液側の面に対接された状態で配置され、ケーシングの外面において、作用電極および対極の各々に接続される外部リード部材の複数が電極の積重方向に伸びるよう配設されてなり、
作用電極および対極は、いずれも、板状の電極体と、当該電極体と外部リード部材とを接続するための突出端子片とにより構成されており、
作用電極および対極における突出端子片の各々は、互いに周方向に離間して並んだ位置においてケーシングの外部に導出されており、
前記作用電極および対極は、それぞれ、電極体を形成する電極体部分と、電極体部分が積重された状態において基端側部分が互いに異なる突出方向に伸びると共に先端側部分が互いに平行に伸びる突出端子片部分とを有する電極形成材料が、突出端子片部分における基端側部分が電極体の積層方向に伸びるよう折り曲げられると共に突出端子片部分における先端側部分が電極体の面方向に伸びるよう折り曲げられ、更に、ケーシングの外面より突出する部分が電極体の積重方向に伸びるよう折り曲げられて形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記構成の定電位電解型ガスセンサーによれば、基本的には、少なくとも作用電極および対極の両者が電解液保持部材を介して積重されて一の電極構造体として構成されていることにより、必要とされる複数の電極がまとめられているので、ガスセンサー全体に占めるガス検知電極の占有空間の大きさが小さくなり、ガスセンサーそれ自体が大幅に小型化されたものとなる。
しかも、作用電極および対極における突出端子片の各々が、周方向に離間して並んだ位置においてケーシングの外部に導出される構成とされていることにより、電解液室を高い液密性が確保された状態で形成することができるので、電解液が漏洩することを確実に防止することができる。
【００１０】
作用電極に係る突出端子片および対極に係る突出端子片が特定の形態を有するものであることにより、各電極に係る突出端子片の各々が互いに同方向に導出される液密リード構造を簡単な構造により確実に得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の定電位電解型ガスセンサーの一例における構成の概略を示す縦断断面図、図２は、図１に示す定電位電解型ガスセンサーの側面図、図３は、図１に示す定電位電解型ガスセンサーの分解断面図、図４は、図１に示す定電位電解型ガスセンサーにおける電極構造体の拡大断面図である。ここに、本明細書においては、図１における上下方向を「軸方向」、左右方向を「径方向」というものとする。
【００１２】
この定電位電解型ガスセンサーは、円筒状のケーシング本体１０Ａ、下面側ケーシング部材１０Ｂおよび上面側ケーシング部材１０Ｃにより構成されたケーシング１０を備え、必要とされる複数のガス検知電極、この実施例においては、作用電極３１、対極３２および参照電極３３が一のユニットとして構成された電極構造体３０が作用電極３１が外面に露出されるようケーシング本体１０Ａの一端側開口部に嵌合されて設けられ、更に、ガス透過口１１が形成された下面側ケーシング部材１０Ｂがその他端面に形成された電極構造体嵌合用凹所１４に電極構造体３０が嵌合されてケーシング本体１０Ａと対接されるよう設けられていると共に、上面側ケーシング部材１０Ｃがケーシング本体１０Ａの他端側開口部に嵌合されて設けられて構成されている。
そして、下面側ケーシング部材１０Ｂにおける電極構造体嵌合用凹所１４には、例えばＯリング１８Ａなどのシール部材が配置される段部１４Ａが形成されていると共に、その内面上に、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂よりなるガス透過性疎水隔膜２０がガス透過口１１を塞ぐよう配置されて一体的に溶着されており、これにより、電解液が収容される電解液室Ｓが液密に形成されている。
ガス透過性疎水隔膜２０は作用電極３１に対接された状態とされている。
【００１３】
ケーシング１０には、その外周面におけるケーシング本体１０Ａと下面側ケーシング部材１０Ｂとの接合部分に、ガス検知電極の各々と対応する外部リード部材２５、２５、２５の各々とが接続される入出力端子部形成用凹所１２が形成されていると共に、この入出力端子部形成用凹所１２より軸方向外方（図１において上方）に向かって伸びるよう、互いに周方向に離間して並んだ位置において外部リード部材配設用案内溝１３の複数が形成されている。図１および図３において、１９は、電解液を電解液室Ｓ内に注入するための電解液注入用貫通孔である。
【００１４】
上面側ケーシング部材１０Ｃは、電解液室Ｓの内部空間を外部大気の圧力と平衡した状態に維持するための電解液室内過大圧力調整機能を有する。
具体的には、電解液室Ｓの内部空間に露出する内面に、開口径の大きさが一定である第１空間部１５Ａと、この第１空間部１５Ａに連続する、軸方向外方（図において上方）に向かうに従って開口径の大きさが小さくなる第２空間部１５Ｂとを有する凹所１５が形成されていると共に当該凹所１５における第２空間部１５Ｂを形成するテーパー状の内壁面より上面側ケーシング部材１０Ｃの外周面に開口するよう径方向外方に伸びる連通孔１６が形成されており、上面側ケーシング部材１０Ｃの内面上に例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）よりなるガス透過性圧力調整膜２１が配置されて一体的に溶着され、これにより、液密な状態が確保された状態において電解液室Ｓの内部空間が外部大気に解放されている。
【００１５】
作用電極３１、対極３２および参照電極３３の各々は、いずれも、円板状の電極体３１Ａ、３２Ａ、３３Ａと、全体が電極体３１Ａ、３２Ａ、３３Ａの周縁部より径方向外方に突出して伸びるよう形成されてなる突出端子片３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂとにより構成されており、各電極に係る電極体３１Ａ、３２Ａ、３３Ａの各々には、流体流通路を構成する例えば開口径が０．５ｍｍ程度の微細な通孔３４が、密度８０個／ｃｍ²となる状態で一定の大きさのピッチで穿設されている（図５乃至図７参照）。
【００１６】
作用電極３１は、図５に示されているような、円板状の電極体３１Ａの周縁部より径方向外方に向かって例えば直線状に伸びる突出端子片部分４１を有する、例えばステンレス鋼よりなる基板の表面に金が付着されてなる作用電極形成材料４０により形成されている。
具体的には、作用電極形成材料４０における突出端子片部分４１がその一端に位置される破線Ａで示される被折り曲げ個所において基端側部分４１Ａが紙面に対して垂直方向手前側（軸方向外方）に向かって伸びるよう折り曲げられ、破線Ｂで示される被折り曲げ個所において先端側部分４１Ｂが同図における下方向（径方向外方）に向かって伸びるよう折り曲げられ、更に、破線Ｃで示される被折り曲げ個所において接点端子部分４１Ｃが紙面に対して垂直方向奥側（軸方向内方）に向かって伸びるよう折り曲げられ、これにより、図３に示すような矩形状の断面形状を有する突出端子片３１Ｂを有する作用電極３１が形成される。
【００１７】
対極３２は、図６に示されているような、電極体３２Ａが作用電極形成材料４０に係る電極体３１Ａと同軸状に積重された状態において、基端側部分４３Ａが作用電極形成材料４０に係る突出端子片部分４１の突出方向と互いに異なる方向に突出して伸び、換言すれば、作用電極形成材料４０に係る突出端子片部分４１の突出方向に対して所定の位相角度差を持った周縁位置より径方向外方に突出して伸び、先端に接点端子部分４３Ｃを有する先端側部分４３Ｂが作用電極形成材料４０に係る突出端子片部分４１の突出方向と互いに平行に伸びる、全体が「く」の字状に屈曲した形態の突出端子片部分４３を有する、例えばステンレス鋼よりなる基材の表面に銀が付着されてなる対極形成材料４２により形成されている。
具体的には、対極形成材料４２における突出端子片部分４３がその一端に位置される破線Ａで示される被折り曲げ個所において基端側部分４３Ａが紙面に対して垂直方向手前側（軸方向外方）に向かって伸びるよう折り曲げられ、破線Ｂで示される被折り曲げ個所において先端側部分４３Ｂが同図における下方向（径方向外方）に向かって伸びるよう折り曲げられ、更に、破線Ｃで示される被折り曲げ個所において接点端子形成部分４３Ｃが紙面に対して垂直方向奥側（軸方向内方）に向かって伸びるよう折り曲げられて、図３に示されるような作用電極３１に係るものと同様の矩形状の断面形状を有する突出端子片３２Ｂを有する対極３２が形成される。
【００１８】
参照電極３３は、図７に示されているような、例えば、電極体３３Ａが作用電極形成材料４０および対極形成材料４２の各々に係る電極体３１Ａ、３２Ａと同軸状に積重された状態において、作用電極形成材料４０に係る突出端子片部分４１に対して対極形成材料４２に係る突出端子片部分４３と実質的に対称形とされた、全体が「く」の字状に屈曲した形態の突出端子片部分４５を有する、例えばステンレス鋼よりなる基材の表面に銀が付着されてなる参照電極形成材料４４により形成されている。
具体的には、参照電極形成材料４４における突出端子片部分４５の一端に位置される破線Ａで示される被折り曲げ個所において基端側部分４５Ａが紙面に対して垂直方向手前側（軸方向外方）に向かって伸びるよう折り曲げられ、破線Ｂで示される被折り曲げ個所において先端側部分４５Ｂが同図における下方向（径方向外方）に向かって伸びるよう折り曲げられ、更に、破線Ｃで示される被折り曲げ個所において接点端子部分４５Ｃが紙面に対して垂直方向奥側（軸方向内方）に向かって伸びるよう折り曲げられ、図３に示されているような矩形状の断面形状を有する突出端子片３３Ｂを有する参照電極３３が形成される。
【００１９】
上述したように、本発明の定電位電解型ガスセンサーにおいては、作用電極３１、対極３２および参照電極３３の三者が一の電極構造体３０として構成されている。
この実施例においては、一端側に下面側ケーシング部材１０Ｂにおける電極構造体嵌合用凹所１４に嵌合される大径筒状部分３６Ａを有すると共に他端側に例えばリング状パッキング１８Ｂなどのシール部材が介在された状態でケーシング本体１０Ａの一端側開口部に嵌合される小径筒状部分３６Ｂを有してなり、軸方向に伸びる電極体配設用貫通孔３７が形成されると共に小径筒状部分３６Ｂの壁面に互いに周方向に離間した位置において軸方向に伸びる突出端子片配設用切欠部３８が形成された電極ホルダー３６により、作用電極３１、対極３２および参照電極３３が保持され、これにより、一のユニットとして構成されている。
【００２０】
具体的には、図４に示されているように、電極ホルダー３６における電極体配設用貫通孔３７内に、作用電極３１、対極３２および参照電極３３の各ガス検知電極に係る電極体３１Ａ、３２Ａ、３３Ａが作用電極３１に係る電極体３１Ａおよび対極３２に係る電極体３２Ａの間、並びに対極３２に係る電極体３２Ａおよび参照電極３３に係る電極体３３Ａの間のそれぞれに例えば濾紙よりなるシート状の電解液保持部材３５Ａ、３５Ｂが介在されて挟み込まれた状態で被検ガスの透過方向（図４において下方から上方）に対してこの順に積重された状態で配設されると共に、各ガス検知電極に係る突出端子片３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂが対応する突出端子片配設用切欠部３８に沿って挿通されて大径筒状部分３６Ａにおける突出端子片配設面３９に係止されて配置され、更に、参照電極３３に係る電極体３３Ａ上に電解液保持部材３５Ｃが配置された状態において、保護板５０が、その小径筒状部分５１が電極体配設用貫通孔３７に嵌合されると共に大径筒状部分５２が電極ホルダー３６における小径筒状部分３６Ｂの電解液室Ｓの内部空間に露出する内面に形成された保護板嵌合用凹所３６Ｃに嵌合されて最上層に位置される電解液保持部材３５Ｃに圧接乃至密接した状態で、一体的に設けられている。
【００２１】
そして、各ガス検知電極における突出端子片３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂの各々は、基端側部分４１Ａ、４３Ａ、４５Ａが互いに周方向に離間した位置において電極ホルダー３６における電極体配設用貫通孔３７の内壁面に沿って軸方向外方に伸び、更に、先端側部分４１Ｂ、４３Ｂ、４５Ｂが電極ホルダー３６における突出端子片配置面３９に沿って径方向外方に伸び、ケーシング１０の入出力端子部形成用凹所１２において互いに周方向に離間して並ぶよう導出された接点端子部分４１Ｃ、４３Ｃ、４５Ｃが入出力端子部形成用凹所１２の壁面に沿って軸方向内方に伸びる状態とされている。
【００２２】
電極構造体３０を構成する保護板５０には、導入される被検ガスが流過されると共に電解液が流入される流体流通路である例えば開口径が１ｍｍ程度の通孔５３が例えば４０個／ｃｍ²の密度で軸方向に伸びるよう形成されている。
【００２３】
外部リード部材２５の各々は、入出力端子部形成用凹所１２に位置される一端側部分２５Ａが断面形状が半円形状に形成されたピンリードよりなり、一端側部分２５Ａにおける平坦な面が外方（図１において右方）を向いた状態で、対応するガス検知電極に係る突出端子片３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂにおける先端部分にそれぞれ接続されている。
そして、ケーシング１０における入出力端子部形成用凹所１２が液密シール用の絶縁性樹脂層１７により被覆され、これにより、液密シール構造が形成されている。
【００２４】
以上において、本発明の定電位電解型ガスセンサーにおいて用いられる電解液としては、例えば、沃化カリウム（ＫＩ）０．２５モル、沃素酸カリウム（ＫＩＯ₃）０．０５モル、及び水酸化カリウム０．５ミリモルの水溶液を基本組成とし、これに水素イオン濃度調整剤、具体的には例えば水酸化カリウムや炭酸カリウムが添加されて中性よりもアルカリ側となるように水素イオン濃度が調整されて構成されたものである。
【００２５】
また、検知対象ガスの種類は特に限定されるものではなく、例えばフッ化水素ガス（ＨＦ）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、塩素ガス（Ｃｌ₂）、フッ素ガス（Ｆ₂）、ヨウ素ガス（Ｉ₂）、臭素ガス（Ｂｒ₂）、オゾンガス（Ｏ₃）、フッ化塩素ガス（ＣｌＦ₃）等を例示することができる。
【００２６】
以上において、本発明の定電位電解型ガスセンサーは、ガス透過口１１が上方向以外の方向、例えば横方向を向いた状態で使用され、これにより、電解液室Ｓに収容された電解液が保護板５０における通孔５３に流入して保護板５０と参照電極３３との間に介在される電解液保持部材３５Ｃに含浸され、更に、余剰な電解液が参照電極３３に係る通孔３４および対極３２に係る通孔３４に順次に浸入して各電極間に介在される電解液保持部材３５Ｂ、３５Ａの各々に含浸される共に、作用電極３１とガス透過性疎水隔膜２０との間に電解液層が形成され、これにより、各電極間において液密な状態が得られる。
この状態において、例えば環境雰囲気の空気などの被検ガスがガス透過口１１よりガス透過性疎水隔膜２０を介して導入されると共に、作用電極３１と対極３２との間に一定の電位差が生じるよう、参照電極３３の電位状態を基準として、作用電極３１および対極３２の各々に所定の電圧が外部リード部材２５、２５、２５を介して印加され、作用電極３１および対極３２の両電極間に生ずる電流値が測定されることにより被検ガス中の特定成分（検知対象ガス）の濃度が検出される。
電解液室Ｓ内に導入された被検ガスは、ガス透過性圧力調整膜２１を透過して、凹所１５を介して連通孔１６より外部大気に排出され、これにより、電解液室Ｓ内が外部大気の圧力と平衡した圧力状態に調整された状態において、ガス検知動作が行われる。
【００２７】
而して、上記構成の定電位電解型ガスセンサーによれば、基本的には、作用電極３１、対極３２および参照電極３３の三者が電解液保持部材３５、３５を介して積重されて一の電極構造体３０として構成されていることにより、必要とされる複数の電極がまとめられているので、ガスセンサー全体に占める電極の占有空間の大きさを小さくすることができ、従って、ガスセンサーそれ自体を大幅に小型化されたものとして構成することができる。
具体的な一寸法例を示すと、ケーシングにおける軸方向長さを例えば３０ｍｍ、外径の大きさを例えば２０ｍｍとすることができる。
【００２８】
しかも、作用電極３１、対極３２および参照電極３３の各ガス検知電極に係る突出端子片３１Ａ、３２Ａ、３３Ａの各々が、周方向に離間して並んだ位置においてケーシング１０の外部に導出されていることにより、電解液室Ｓを高い液密性が確保された状態で構成することができるので、電解液が漏洩することを確実に防止することができる。
また、作用電極３１、対極３２および参照電極３３の各々に対応する外部リード部材２５、２５、２５が互いに近接して配設されているので、電流の供給構造を形成するに際して極めて有利である。
【００２９】
また、ガス透過口１１が上方向以外の方向を向いた状態で使用されて、電解液を保護板５０における通孔５３および各電極に形成された通孔３４を介して電解液保持部材３５Ｃ、３５Ｂ、３５Ａの各々に含浸させると共に作用電極３１とガス透過性疎水隔膜２０との間に電解液層を形成させる構成とされていることにより、電解液が減少して少量となった場合であっても、電解液を各々の電解液保持部材３５Ｃ、３５Ｂ、３５Ａおよび作用電極３１とガス透過性疎水隔膜２０との間隙に確実に供給することができるので、各電極間において十分な液密状態を確実に得ることができる。
従って、例えば人に携行されることによってガスセンサーそれ自体が傾いたりするなど姿勢差が生じた場合であっても、各電極間において十分に液密な状態を得ることができ、信頼性の高いガス検知を確実に行うことができる。
【００３０】
さらに、各電極に係る電極体３１Ａ、３２Ａ、３３Ａと電解液保持部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃとの積層体が、保護板５０によって圧接乃至密接された状態において、電極ホルダー３６によって保持されていることにより、電解液が含浸されて膨潤されることに伴って電解液保持部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃが変形することを確実に防止することができるので、各電極間において実質的に均一な液密状態を得ることができ、目的とするガス検知を確実に行うことができる。
【００３１】
また、ケーシング構成部材、電極構造体３０およびその他の構成部材が組み立てられて構成されている、すなわち、ケーシング本体１０Ａの一端側開口部に電極構造体３０が作用電極３１が外面に露出する状態で嵌合されて配置され、この状態において、内面上にガス透過性疎水隔膜２０が一体的に設けられた下側ケーシング部材１０Ｂが電極構造体３０が嵌合された状態で設けられると共に、ケーシング本体１０Ａの他端側開口部に上面側ケーシング部材１０Ｃが嵌合されて設けられ、そして、ケーシング１０の外周面に外部リード部材２５、２５，２５が配設されて対応するガス検知電極の突出端子片３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂにそれぞれ接続されて、構成されているので、所期の特性を有する定電位電解型ガスセンサーを極めて容易に製造することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の態様に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、本発明に係る定電位電解型ガスセンサーにおいては、参照電極が設けられることは必須の構成要件ではなく、少なくとも作用電極および対極によりガス検知電極が構成されていればよい。
【００３３】
また、本発明に係る定電位電解型ガスセンサーにおいては、各電極に係る流体流通路は、電解液が電解液保持部材の面方向に実質的に均一に含浸されるよう形成されていれば、例えば開口径の大きさ、形成密度、形成パターンおよびその他の構成は適宜変更することができ、また、例えば切り欠き状のものであってもよい。
さらに、対極および参照電極は、流体流通路（液導通路）が確保されているのであれば、電極体の全面にわたって通孔が形成されている構成に限定されるものではなく、例えば板状のものであってもよい。
また、電解液が電解液室に充填されている必要はなく、蒸発等による電解液の減少量を考慮した上で各電極間において十分な液密状態を得るために必要とされる量だけ電解液室内に収容されていればよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の定電位電解型ガスセンサーによれば、基本的には、少なくとも作用電極および対極の両者が電解液保持部材を介して積重されて一の電極構造体として構成されていることにより、必要とされる複数のガス検知電極がまとめられているので、ガスセンサー全体に占めるガス検知電極の占有空間の大きさが小さくなり、ガスセンサーそれ自体が大幅に小型化されたものとなる。
しかも、作用電極および対極における突出端子片の各々が、互いに同方向に突出して伸び、周方向に離間して並んだ位置においてケーシングの外部に導出されていることにより、電解液室を高い液密性が確保された状態で構成することができるので、電解液が漏洩することを確実に防止することができる。
【００３５】
また、作用電極に係る突出端子片および対極に係る突出端子片が、特定の形態を有するものであることにより、作用電極および対極の各電極に係る突出端子片の各々が互いに同方向に導出される液密リード構造を簡単な構造により確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定電位電解型ガスセンサーの一例における構成の概略を示す縦断断面図である。
【図２】図１に示す定電位電解型ガスセンサーの側面図である。
【図３】図１に示す定電位電解型ガスセンサーの分解断面図である。
【図４】図１に示す定電位電解型ガスセンサーにおける電極構造体の構成を示す拡大断面図である。
【図５】作用電極形成材料の構成を示す平面図である。
【図６】対極形成材料の構成を示す平面図である。
【図７】参照電極形成材料の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ケーシング
１０Ａケーシング本体
１０Ｂ下面側ケーシング部材
１０Ｃ上面側ケーシング部材
１１ガス透過口
１２入出力端子部形成用凹所
１３外部リード部材配設用案内溝
１４電極構造体嵌合用凹所
１４Ａ段部
１５凹所
１５Ａ第１空間部
１５Ｂ第２空間部
１６連通孔
１７絶縁性樹脂層
１８ＡＯリング
１８Ｂリング状パッキング
１９電解液注入用貫通孔
２０ガス透過性疎水隔膜
２１ガス透過性圧力調整膜
２５外部リード部材
２５Ａ一端側部分
Ｓ電解液室
３０電極構造体
３１作用電極
３２対極
３３参照電極
３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ電極体
３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂ突出端子片
３４通孔
３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ電解液保持部材
３６電極ホルダー
３６Ａ大径筒状部分
３６Ｂ小径筒状部分
３６Ｃ保護板嵌合用凹所
３７電極体配設用貫通孔
３８突出端子片配設用切欠部
３９突出端子片配設面
４０作用電極形成材料
４２対極形成材料
４４参照電極形成材料
４１、４３、４５突出端子片部分
４１Ａ、４３Ａ、４５Ａ基端側部分
４１Ｂ、４３Ｂ、４５Ｂ先端側部分
４１Ｃ、４３Ｃ、４５Ｃ接点端子部分
５０保護板
５１小径筒状部分
５２大径筒状部分
５３通孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a constant potential electrolytic gas sensor, and more particularly to a constant potential electrolytic gas sensor configured by separating a gas-permeable hydrophobic diaphragm and a working electrode.
[0002]
[Prior art]
At present, for example, when detecting a toxic gas in a semiconductor manufacturing factory, the gas concentration can be detected with high sensitivity and high accuracy with excellent selectivity of the target gas to be detected. A constant potential electrolysis gas sensor using an electrolytic reaction is widely used.
[0003]
Many such constant-potential electrolytic gas sensors have been proposed. For example, Patent Document 1 has, for example, a gas permeation port, and the gas permeation port is sealed with a gas permeable diaphragm. A counter electrode comprising a casing forming an electrolyte chamber, in which a plate-like working electrode is disposed in contact with the liquid-contacting surface of the diaphragm and a metal wire is wound in a coil shape And the reference electrode immersed in the electrolyte, and the lead members connected to the working electrode, the counter electrode, and the reference electrode are led out of the casing at different positions. Things have been proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-055764
[Problems to be solved by the invention]
However, in the constant potential electrolytic gas sensor having the above-described configuration, it is necessary to form an opening for leading the lead member related to each electrode to the outside of the casing. There is a problem that it is difficult to form a highly reliable liquid-tight structure, and there is a possibility that target gas detection may not be performed reliably.
[0006]
The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to reliably prevent leakage of the electrolyte from the lead portion of the electrode required for gas detection. Another object of the present invention is to provide a small constant potential electrolytic gas sensor having a high liquid-tight structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The constant potential electrolytic gas sensor of the present invention includes a casing having a gas permeation port at one end, and the gas permeation port is sealed with a gas-permeable hydrophobic diaphragm to form an electrolyte chamber. An electrode structure in which at least the working electrode and the counter electrode are stacked via an electrolyte holding member impregnated with the electrolyte is in a state where the working electrode is in contact with the liquid-contacting surface of the gas-permeable hydrophobic diaphragm. A plurality of external lead members connected to each of the working electrode and the counter electrode are arranged on the outer surface of the casing so as to extend in the stacking direction of the electrodes;
Each of the working electrode and the counter electrode is composed of a plate-shaped electrode body and a protruding terminal piece for connecting the electrode body and the external lead member,
Each of the projecting terminal pieces in the working electrode and the counter electrode is led out of the casing at a position spaced apart from each other in the circumferential direction ,
The working electrode and the counter electrode are each an electrode body part forming an electrode body, and a base end part extending in a different protruding direction and a tip end part extending in parallel with each other in a state where the electrode body parts are stacked The electrode-forming material having the terminal piece portion is bent so that the proximal end portion of the protruding terminal piece portion extends in the stacking direction of the electrode body and the distal end side portion of the protruding terminal piece portion extends in the surface direction of the electrode body. Further, a portion protruding from the outer surface of the casing is formed to be bent so as to extend in the stacking direction of the electrode body .
[0009]
[Action]
According to the constant potential electrolytic gas sensor having the above configuration, basically, at least both the working electrode and the counter electrode are stacked via the electrolyte solution holding member and configured as one electrode structure. Since a plurality of necessary electrodes are collected, the size of the space occupied by the gas detection electrode in the entire gas sensor is reduced, and the gas sensor itself is greatly reduced in size.
In addition, each of the protruding terminal pieces in the working electrode and the counter electrode is configured to be led out of the casing at a position spaced apart in the circumferential direction, thereby ensuring high liquid tightness in the electrolyte chamber. Therefore, it is possible to reliably prevent the electrolytic solution from leaking.
[0010]
Since the protruding terminal piece related to the working electrode and the protruding terminal piece related to the counter electrode have a specific form, the liquid-tight lead structure in which the protruding terminal pieces related to each electrode are led out in the same direction can be simplified. It can be reliably obtained by the structure.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of an example of a constant potential electrolytic gas sensor of the present invention, FIG. 2 is a side view of the constant potential electrolytic gas sensor shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the electrode structure in the constant-potential electrolysis gas sensor shown in FIG. In this specification, the vertical direction in FIG. 1 is referred to as an “axial direction”, and the horizontal direction is referred to as a “radial direction”.
[0012]
This constant potential electrolytic gas sensor includes a casing 10 constituted by a cylindrical casing body 10A, a lower casing member 10B and an upper casing member 10C, and a plurality of required gas detection electrodes, in this embodiment The electrode structure 30 in which the working electrode 31, the counter electrode 32, and the reference electrode 33 are configured as one unit is fitted into the opening on one end side of the casing body 10A so that the working electrode 31 is exposed to the outer surface. Further, the electrode structure 30 is fitted into the electrode structure fitting recess 14 formed on the other end surface of the lower casing member 10B in which the gas permeation port 11 is formed so as to come into contact with the casing body 10A. The upper casing member 10C is provided by being fitted into the other end opening of the casing body 10A. It is.
In the electrode structure fitting recess 14 in the lower casing member 10B, a step 14A in which a seal member such as an O-ring 18A is disposed is formed, and on the inner surface thereof, for example, polytetrafluoro A gas permeable hydrophobic diaphragm 20 made of a fluororesin such as ethylene (PTFE) is disposed so as to block the gas permeable port 11 and is integrally welded. As a result, the electrolyte chamber S in which the electrolyte is accommodated is liquid. It is densely formed.
The gas permeable hydrophobic diaphragm 20 is in contact with the working electrode 31.
[0013]
The casing 10 has an input / output terminal to which each of the external lead members 25, 25, 25 corresponding to each of the gas detection electrodes is connected to a joint portion of the casing main body 10A and the lower casing member 10B on the outer peripheral surface thereof. The portion forming recesses 12 are formed, and are arranged at a distance from each other in the circumferential direction so as to extend outward in the axial direction (upward in FIG. 1) from the input / output terminal portion forming recesses 12. A plurality of outer lead member disposing guide grooves 13 are formed. In FIGS. 1 and 3, reference numeral 19 denotes an electrolytic solution injection through hole for injecting the electrolytic solution into the electrolytic solution chamber S.
[0014]
The upper surface side casing member 10 C has an electrolyte chamber overpressure adjustment function for maintaining the internal space of the electrolyte chamber S in a state of being balanced with the pressure of the external atmosphere.
Specifically, on the inner surface exposed to the internal space of the electrolyte chamber S, a first space portion 15A having a constant opening diameter, and an axially outward (see FIG. A concave portion 15 having a second space portion 15B having a smaller opening diameter as it goes upward (in FIG. 5B) and a tapered inner wall surface forming the second space portion 15B in the concave portion 15. A communication hole 16 extending radially outward is formed so as to open on the outer peripheral surface of the upper casing member 10C, and a gas permeable pressure made of, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) is formed on the inner surface of the upper casing member 10C. The adjustment film 21 is disposed and integrally welded, so that the internal space of the electrolyte chamber S is released to the outside atmosphere in a state where a liquid-tight state is ensured.
[0015]
Each of the working electrode 31, the counter electrode 32, and the reference electrode 33 is a disk-shaped electrode body 31A, 32A, 33A, and the whole protrudes radially outward from the periphery of the electrode bodies 31A, 32A, 33A. Each of the electrode bodies 31A, 32A, and 33A related to each electrode has a fluid flow path, for example, an opening diameter of 0.5 mm is formed by protruding terminal pieces 31B, 32B, and 33B formed to extend. The fine through-holes 34 are formed at a constant pitch at a density of 80 holes / cm ² (see FIGS. 5 to 7).
[0016]
As shown in FIG. 5, the working electrode 31 has a protruding terminal piece portion 41 that extends, for example, linearly outward from the peripheral edge of the disc-shaped electrode body 31A, for example, from stainless steel. The working electrode forming material 40 is formed by attaching gold to the surface of the substrate.
Specifically, at the bent portion indicated by a broken line A where the protruding terminal piece portion 41 of the working electrode forming material 40 is positioned at one end thereof, the base end side portion 41A is perpendicular to the paper surface (outside in the axial direction). The tip end portion 41B is bent so as to extend downward (radially outward) in the drawing at a bent portion indicated by a broken line B, and further indicated by a broken line C. The contact terminal portion 41C is bent so as to extend in the direction perpendicular to the paper surface (inward in the axial direction) at the portion to be bent, whereby a protruding terminal piece having a rectangular cross section as shown in FIG. A working electrode 31 having 31B is formed.
[0017]
In the state where the electrode body 32A is coaxially stacked with the electrode body 31A related to the working electrode forming material 40 as shown in FIG. The protruding terminal piece portion 41 according to the present invention protrudes and extends in a direction different from the protruding direction, in other words, a peripheral edge having a predetermined phase angle difference with respect to the protruding direction of the protruding terminal piece portion 41 according to the working electrode forming material 40. The tip side portion 43B having the contact terminal portion 43C at the tip extends and extends in parallel with the protruding direction of the protruding terminal piece portion 41 of the working electrode forming material 40. It is formed of a counter electrode forming material 42 that has a protruding terminal piece portion 43 that is bent in a U-shape, and is made of, for example, silver adhered to the surface of a base material made of stainless steel.
Specifically, at the bent portion indicated by the broken line A where the protruding terminal piece portion 43 of the counter electrode forming material 42 is positioned at one end thereof, the base end side portion 43A is perpendicular to the paper surface (the axially outward side). ), The distal end portion 43B is bent so as to extend downward (radially outward) in the drawing at the bent portion indicated by the broken line B, and further, the bent portion indicated by the broken line C The contact terminal forming portion 43C is bent so as to extend toward the back side in the vertical direction (inward in the axial direction) with respect to the paper surface at the bent portion, and has the same rectangular shape as that related to the working electrode 31 as shown in FIG. The counter electrode 32 having the protruding terminal piece 32B having the cross-sectional shape is formed.
[0018]
The reference electrode 33 is, for example, in a state where the electrode body 33A is coaxially stacked with the electrode bodies 31A and 32A according to each of the working electrode forming material 40 and the counter electrode forming material 42 as shown in FIG. The projecting terminal piece portion 41 according to the working electrode forming material 40 is substantially symmetrical with the projecting terminal piece portion 43 according to the counter electrode forming material 42, and is bent in the shape of a "<". It is formed of a reference electrode forming material 44 having silver protrudingly attached to the surface of a base material made of stainless steel, for example, having protruding terminal piece portions 45.
Specifically, at the bent portion indicated by the broken line A located at one end of the protruding terminal piece portion 45 in the reference electrode forming material 44, the base end side portion 45A is perpendicular to the paper surface (the axially outward side). ), The tip side portion 45B is bent so as to extend downward (in the radial direction) in the drawing at the bent portion indicated by the broken line B, and further, the bent portion indicated by the broken line C. The protruding terminal piece 33B having a rectangular cross-sectional shape as shown in FIG. 3 is bent at the bent portion so that the contact terminal portion 45C extends toward the back side in the vertical direction (inward in the axial direction). A reference electrode 33 is formed.
[0019]
As described above, in the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention, the working electrode 31, the counter electrode 32, and the reference electrode 33 are configured as one electrode structure 30.
In this embodiment, one end side has a large-diameter cylindrical portion 36A to be fitted into the electrode structure fitting recess 14 in the lower casing member 10B, and the other end side has a sealing member such as a ring-shaped packing 18B. With a small-diameter cylindrical portion 36B fitted to the opening on the one end side of the casing body 10A, with an electrode body disposing through-hole 37 extending in the axial direction and a small-diameter cylindrical shape. The working electrode 31, the counter electrode 32, and the reference electrode 33 are held by the electrode holder 36 in which the protruding terminal piece disposition cutout portion 38 extending in the axial direction is formed on the wall surface of the portion 36 B at a position spaced apart from each other in the circumferential direction. Thus, it is configured as one unit.
[0020]
Specifically, as shown in FIG. 4, an electrode body 31 A related to each gas detection electrode of the working electrode 31, the counter electrode 32, and the reference electrode 33 in the through hole 37 for arranging the electrode body in the electrode holder 36. 32A and 33A are made of filter paper, for example, between the electrode body 31A related to the working electrode 31 and the electrode body 32A related to the counter electrode 32, and between the electrode body 32A related to the counter electrode 32 and the electrode body 33A related to the reference electrode 33. The sheet-like electrolyte solution holding members 35A and 35B are interposed and disposed in a state of being stacked in this order with respect to the permeation direction of the test gas (from the bottom to the top in FIG. 4). The protruding terminal piece arrangement surface 3 in the large-diameter cylindrical portion 36A is inserted through the protruding terminal piece arrangement cutout portions 38 corresponding to the protruding terminal pieces 31B, 32B, 33B related to the gas detection electrodes. Further, in the state where the electrolyte solution holding member 35C is disposed on the electrode body 33A related to the reference electrode 33, the protective plate 50 has a small-diameter cylindrical portion 51 whose electrode body is disposed therethrough. The large-diameter cylindrical portion 52 is fitted into the hole 37 and is fitted into a protective plate fitting recess 36 C formed on the inner surface exposed to the internal space of the electrolyte chamber S of the small-diameter cylindrical portion 36 B in the electrode holder 36. In addition, they are integrally provided in a state where they are pressed or in close contact with the electrolyte solution holding member 35C located in the uppermost layer.
[0021]
Each of the protruding terminal pieces 31B, 32B, 33B in each gas detection electrode has a through hole 37 for arranging the electrode body in the electrode holder 36 at a position where the base end portions 41A, 43A, 45A are spaced apart from each other in the circumferential direction. The tip end portions 41B, 43B, 45B extend radially outward along the protruding terminal piece arrangement surface 39 of the electrode holder 36 along the inner wall surface, and input / output terminal portions of the casing 10 The contact terminal portions 41C, 43C, 45C led out in the circumferential direction in the forming recess 12 extend inward in the axial direction along the wall surface of the input / output terminal portion forming recess 12. ing.
[0022]
For example, the protective plate 50 constituting the electrode structure 30 has, for example, 40 through-holes 53 with an opening diameter of about 1 mm, which are fluid flow paths through which the introduced test gas flows and the electrolyte solution flows. It is formed to extend in the axial direction at a density of / cm ² .
[0023]
Each of the external lead members 25 is composed of a pin lead in which one end side portion 25A located in the input / output terminal portion forming recess 12 is formed in a semicircular cross section, and a flat surface in the one end side portion 25A is an outer surface. In the state of facing in the direction (right side in FIG. 1), each of the protruding terminal pieces 31B, 32B, 33B related to the corresponding gas detection electrode is connected to the tip portion.
The input / output terminal portion forming recess 12 in the casing 10 is covered with an insulating resin layer 17 for liquid-tight sealing, thereby forming a liquid-tight sealing structure.
[0024]
In the above, examples of the electrolytic solution used in the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention include 0.25 mol potassium iodide (KI), 0.05 mol potassium iodate (KIO ₃ ), and potassium hydroxide 0. 0.5 mmol aqueous solution as a basic composition, and a hydrogen ion concentration adjusting agent, specifically, for example, potassium hydroxide or potassium carbonate is added to adjust the hydrogen ion concentration so that it is more alkaline than neutral. It is configured.
[0025]
The type of detection target gas is not particularly limited, for example, hydrogen fluoride gas (HF), hydrogen chloride gas (HCl), chlorine gas (Cl _2), fluorine gas (F _2), iodine gas (I ₂ ), bromine gas (Br ₂ ), ozone gas (O ₃ ), chlorine fluoride gas (ClF ₃ ) and the like.
[0026]
In the above, the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention is used in a state where the gas permeation port 11 is directed in a direction other than the upward direction, for example, in the lateral direction, whereby the electrolytic solution accommodated in the electrolytic solution chamber S is It flows into the through hole 53 in the protection plate 50 and is impregnated in the electrolyte solution holding member 35C interposed between the protection plate 50 and the reference electrode 33. Further, the excess electrolyte solution passes through the through hole 34 and the reference electrode 33. The electrolyte solution holding members 35B and 35A that sequentially enter the through-hole 34 of the counter electrode 32 and are interposed between the electrodes are impregnated, and electrolysis is performed between the working electrode 31 and the gas-permeable hydrophobic diaphragm 20. A liquid layer is formed, whereby a liquid-tight state is obtained between the electrodes.
In this state, for example, a test gas such as air in an ambient atmosphere is introduced from the gas permeation port 11 through the gas permeable hydrophobic diaphragm 20, and a certain potential difference is generated between the working electrode 31 and the counter electrode 32. Based on the potential state of the reference electrode 33, a predetermined voltage is applied to each of the working electrode 31 and the counter electrode 32 via the external lead members 25, 25, 25, and is generated between both the working electrode 31 and the counter electrode 32. By measuring the current value, the concentration of the specific component (detection target gas) in the test gas is detected.
The test gas introduced into the electrolyte chamber S passes through the gas permeable pressure adjusting membrane 21 and is discharged from the communication hole 16 through the recess 15 to the outside atmosphere. Is adjusted to a pressure state balanced with the pressure of the external atmosphere, and the gas detection operation is performed.
[0027]
Thus, according to the constant potential electrolytic gas sensor having the above configuration, basically, the working electrode 31, the counter electrode 32, and the reference electrode 33 are stacked through the electrolyte solution holding members 35 and 35. By being configured as one electrode structure 30, a plurality of required electrodes are gathered, so that the size of the occupied space of the electrode in the entire gas sensor can be reduced. The sensor itself can be configured as being significantly miniaturized.
As a specific dimension example, the axial length of the casing can be set to 30 mm, for example, and the outer diameter can be set to 20 mm, for example.
[0028]
In addition, each of the protruding terminal pieces 31A, 32A, 33A related to the gas detection electrodes of the working electrode 31, the counter electrode 32, and the reference electrode 33 is led out of the casing 10 at positions spaced apart in the circumferential direction. As a result, the electrolytic solution chamber S can be configured in a state in which high liquid tightness is ensured, so that it is possible to reliably prevent the electrolytic solution from leaking.
Further, since the external lead members 25, 25, 25 corresponding to the working electrode 31, the counter electrode 32, and the reference electrode 33 are arranged close to each other, it is extremely advantageous when forming a current supply structure.
[0029]
Further, the electrolytic solution holding member 35C is used in a state where the gas permeation port 11 faces in a direction other than the upward direction, and the electrolytic solution is passed through the through hole 53 in the protective plate 50 and the through hole 34 formed in each electrode. This is a case where the electrolyte solution is reduced to a small amount by impregnating each of 35B and 35A and forming an electrolyte solution layer between the working electrode 31 and the gas permeable hydrophobic diaphragm 20. However, since the electrolyte solution can be reliably supplied to the respective electrolyte solution holding members 35C, 35B, 35A and the gaps between the working electrode 31 and the gas-permeable hydrophobic diaphragm 20, a sufficiently liquid-tight state is provided between the electrodes. Can be definitely obtained.
Therefore, for example, even if the posture of the gas sensor tilts due to being carried by a person, a sufficiently liquid-tight state can be obtained between the electrodes, and the reliability is high. Gas detection can be performed reliably.
[0030]
Furthermore, the laminated body of the electrode bodies 31A, 32A, 33A and the electrolyte solution holding members 35A, 35B, 35C according to each electrode is held by the electrode holder 36 in a state of being pressed or intimately contacted by the protective plate 50. Accordingly, the electrolyte solution holding members 35A, 35B, and 35C can be reliably prevented from being deformed as the electrolyte solution is impregnated and swollen, so that a substantially uniform liquid-tight state between the electrodes can be obtained. The target gas detection can be reliably performed.
[0031]
Further, the casing structural member, the electrode structure 30 and other structural members are assembled, that is, in a state where the electrode structure 30 is exposed to the outer surface at the one end side opening of the casing body 10A. In this state, the lower casing member 10B, in which the gas permeable hydrophobic diaphragm 20 is integrally provided on the inner surface, is provided in a state where the electrode structure 30 is fitted, and the casing body. The upper casing member 10C is provided by being fitted to the other end opening of 10A, and the external lead members 25, 25, 25 are disposed on the outer peripheral surface of the casing 10, and the protruding terminals of the corresponding gas detection electrodes Since each of the pieces 31B, 32B, and 33B is connected and configured, it is very easy to manufacture a constant potential electrolytic gas sensor having desired characteristics. It can be.
[0032]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said aspect, A various change can be added.
For example, in the constant-potential electrolysis gas sensor according to the present invention, it is not essential that the reference electrode is provided, and it is only necessary that the gas detection electrode is constituted by at least the working electrode and the counter electrode.
[0033]
Further, in the constant potential electrolytic gas sensor according to the present invention, the fluid flow path according to each electrode is formed so that the electrolytic solution is substantially uniformly impregnated in the surface direction of the electrolytic solution holding member. For example, the size of the opening diameter, the formation density, the formation pattern, and other configurations can be appropriately changed, and for example, a notch shape may be used.
Furthermore, the counter electrode and the reference electrode are not limited to the configuration in which the through-hole is formed over the entire surface of the electrode body as long as a fluid flow path (liquid conduction path) is secured. It may be a thing.
In addition, the electrolyte chamber does not need to be filled in the electrolyte chamber, and only the amount required to obtain a sufficient liquid-tight state between the electrodes is taken into account in consideration of the decrease in the electrolyte due to evaporation and the like. What is necessary is just to be accommodated in the liquid chamber.
[0034]
【The invention's effect】
According to the constant potential electrolytic gas sensor of the present invention, basically, at least both the working electrode and the counter electrode are stacked via the electrolyte holding member and configured as one electrode structure. Since a plurality of required gas detection electrodes are collected, the size of the space occupied by the gas detection electrodes in the entire gas sensor is reduced, and the gas sensor itself is greatly reduced in size.
In addition, each of the protruding terminal pieces of the working electrode and the counter electrode protrudes in the same direction and extends to the outside of the casing at positions spaced apart from each other in the circumferential direction, thereby making the electrolyte chamber highly liquid-tight. Therefore, it is possible to reliably prevent the electrolyte from leaking.
[0035]
Further, since the protruding terminal piece related to the working electrode and the protruding terminal piece related to the counter electrode have a specific form, the protruding terminal pieces related to each electrode of the working electrode and the counter electrode are led out in the same direction. A liquid-tight lead structure can be reliably obtained with a simple structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an outline of a configuration in an example of a constant potential electrolytic gas sensor of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the constant potential electrolytic gas sensor shown in FIG.
FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of the constant potential electrolytic gas sensor shown in FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of an electrode structure in the constant potential electrolytic gas sensor shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a working electrode forming material.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a counter electrode forming material.
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a reference electrode forming material.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Casing 10A Casing main body 10B Lower surface side casing member 10C Upper surface side casing member 11 Gas permeation | transmission port 12 Input / output terminal part formation recess 13 External lead member arrangement guide groove 14 Electrode structure fitting recess 14A Step part 15 Recess 15A 1st space part 15B 2nd space part 16 Communication hole 17 Insulating resin layer 18A O-ring 18B Ring-shaped packing 19 Through-hole 20 for electrolyte injection Gas-permeable hydrophobic diaphragm 21 Gas-permeable pressure adjusting film 25 External lead member 25A One end portion S Electrolyte chamber 30 Electrode structure 31 Working electrode 32 Counter electrode 33 Reference electrode 31A, 32A, 33A Electrode body 31B, 32B, 33B Projecting terminal piece 34 Through hole 35A, 35B, 35C Electrolyte holding member 36 Electrode holder 36A Large-diameter cylindrical portion 36B Small-diameter cylindrical portion 36C Protection plate fitting recess 37 Electrode arrangement Through hole 38 Protruding terminal piece notch 39 Protruding terminal piece disposing surface 40 Working electrode forming material 42 Counter electrode forming material 44 Reference electrode forming material 41, 43, 45 Protruding terminal piece portions 41A, 43A, 45A Base side Part 41B, 43B, 45B Tip side part 41C, 43C, 45C Contact terminal part 50 Protection plate 51 Small diameter cylindrical part 52 Large diameter cylindrical part 53 Through-hole

Claims

一端にガス透過口を有し、当該ガス透過口がガス透過性疎水隔膜により封止されて電解液室を形成するケーシングを備え、このケーシング内において、少なくとも作用電極および対極が電解液が含浸される電解液保持部材を介して積重されてなる電極構造体が当該作用電極がガス透過性疎水隔膜の接液側の面に対接された状態で配置され、ケーシングの外面において、作用電極および対極の各々に接続される外部リード部材の複数が電極の積重方向に伸びるよう配設されてなり、
作用電極および対極は、いずれも、板状の電極体と、当該電極体と外部リード部材とを接続するための突出端子片とにより構成されており、
作用電極および対極における突出端子片の各々は、互いに周方向に離間して並んだ位置においてケーシングの外部に導出されており、
前記作用電極および対極は、それぞれ、電極体を形成する電極体部分と、電極体部分が積重された状態において基端側部分が互いに異なる突出方向に伸びると共に先端側部分が互いに平行に伸びる突出端子片部分とを有する電極形成材料が、突出端子片部分における基端側部分が電極体の積層方向に伸びるよう折り曲げられると共に突出端子片部分における先端側部分が電極体の面方向に伸びるよう折り曲げられ、更に、ケーシングの外面より突出する部分が電極体の積重方向に伸びるよう折り曲げられて形成されていることを特徴とする定電位電解型ガスセンサー。A casing having a gas permeable port at one end and sealed with a gas permeable hydrophobic diaphragm to form an electrolytic solution chamber, and in this casing, at least the working electrode and the counter electrode are impregnated with the electrolytic solution. The electrode structure formed by stacking the electrolyte holding members is disposed in a state where the working electrode is in contact with the liquid-contacting surface of the gas-permeable hydrophobic diaphragm, and on the outer surface of the casing, the working electrode and A plurality of external lead members connected to each of the counter electrodes are arranged to extend in the stacking direction of the electrodes,
Each of the working electrode and the counter electrode is composed of a plate-shaped electrode body and a protruding terminal piece for connecting the electrode body and the external lead member,
Each of the projecting terminal pieces in the working electrode and the counter electrode is led out of the casing at a position spaced apart from each other in the circumferential direction ,
The working electrode and the counter electrode are each an electrode body part forming an electrode body, and a base end part extending in a different protruding direction and a tip end part extending in parallel with each other in a state where the electrode body parts are stacked The electrode-forming material having the terminal piece portion is bent so that the proximal end portion of the protruding terminal piece portion extends in the stacking direction of the electrode body and the distal end side portion of the protruding terminal piece portion extends in the surface direction of the electrode body. And a portion protruding from the outer surface of the casing is bent so as to extend in the stacking direction of the electrode body .